JP6076815B2 - 減速機 - Google Patents

Description

本発明は、ケース内で回転する歯車を回転自在に保持するキャリアと、キャリアに連結された出力軸とを備えた減速機に関する。

従来より、例えば特許文献１に開示されるような、電動機等の動力源から大きなトルクを出力するように構成された減速機が知られている。この減速機では、動力源としてのモータが回転すると、入力ギア、スパーギア等を介してクランク軸が回転する。この回転に伴い、クランク軸に固定された偏心部の荷重が外歯歯車に作用し、外歯歯車が偏心回転する。すると、該外歯歯車に回転保持されたクランク軸が自転しながら公転する。このクランク軸の公転動作により、クランク軸を回転自在に保持するキャリアが回転する。これにより、キャリアとスプライン結合する出力軸から大きなトルクを得ることができる。

また、上記減速機は、出力軸を回転保持する一対の出力軸軸受を備えている。各出力軸軸受は、キャリアとピニオンとの間において、出力軸に取り付けられている。各出力軸軸受は、キャリアの下方（軸方向におけるキャリアよりもピニオン側）に配置されたナットとケースとの間で、軸方向に挟まれて保持される。これにより、出力軸軸受に対する予圧の付与が行われる。

特許第５０６９６５０号

ところで、上述のようにキャリアの下方にナットを配置した場合、出力軸の軸方向において、該ナットを螺合させるためのネジ部と出力軸側のスプライン部分との間に間隔を設ける必要があり、その分、減速機の全長が長くなってしまう。その結果、設置スペースの増大を招いてしまい、更に、重量増による減速機の製造コストの上昇も招いてしまうことになる。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、減速機の全長を短くすることである。

（１）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係る減速機は、内周側に内歯が形成されたケースと、前記内歯に噛み合う外歯を有する歯車と、前記歯車を回転自在に保持するキャリアと、前記キャリアに連結された出力軸と、前記出力軸における前記キャリア側の部分に取り付けられる第１主軸受と、前記出力軸における前記キャリアと反対側の部分に取り付けられる第２主軸受とを有し、前記出力軸を前記ケースに対して回転自在に保持する一対の主軸受と、を備えた減速機であって、前記第１主軸受は、該第１主軸受における前記キャリアと反対側の部分を支持するように前記ケースに形成された第１支持部と、前記キャリアとの間で挟まれて保持され、前記第２主軸受は、該第２主軸受における前記キャリアと反対側の部分を支持するように前記出力軸に形成された出力軸側支持部と、該第２主軸受における前記キャリア側の部分を支持するように前記ケースに形成された第２支持部との間で挟まれて保持され、前記キャリアにおける前記第１主軸受と反対側の部分に配置され、前記キャリア側に押し付けられた状態で前記出力軸に固定される固定部材と、前記キャリアに形成されたキャリア側スプライン部と結合するように前記出力軸の軸方向に沿って延びるように形成され、前記第１主軸受側の端部が少なくとも前記第1主軸受まで延びる出力軸側スプライン部と、を更に備えている。

この構成によると、歯車に回転力が入力されると、該歯車がケースの内周側に形成された内歯に対して回転する。これにより、歯車を回転自在に保持するキャリアが回転し、このキャリアの回転に伴って出力軸が回転する。これにより、出力軸から大きなトルクを得ることができる。

また、この構成によると、固定部材がキャリア側に押し付けられた状態で出力軸に固定されることで、キャリアが、固定部材と第１主軸受とによって挟まれて保持される。これにより、キャリアが、出力軸の軸方向において位置決めされる。更に、上述のように固定部材が出力軸に固定されることで、第１主軸受が、第１支持部とキャリアとの間で挟まれて保持されるとともに、第２主軸受が、第２支持部と出力軸側支持部との間で挟まれて保持される。これにより、第１主軸受及び第２主軸受の双方に対して予圧を付与することができる。

そして、この構成では、特許文献１のナットに相当する固定部材（２つの主軸受に対して予圧を付与する部材）を、キャリアにおける第１主軸受と反対側の部分に配置している。こうすると、この構成のように、出力軸側スプライン部を、該出力軸側スプライン部の端部が前記第１主軸受まで延びるように、又は、該出力軸側スプライン部の端部が前記第1主軸受と軸方向において重なるように、形成できる。従って、その分、減速機の全長（減速機における出力軸方向の長さ）を短くできる。

従って、この構成によると、減速機の全長を短くできる。

（２）好ましくは、前記キャリア側スプライン部は、前記キャリアにおける前記固定部材によって保持されている部分と、該キャリアにおける前記第１主軸受によって保持されている部分との間を、前記出力軸の軸方向に延びるように形成されている。

従来のように、出力軸におけるキャリアと第１主軸受との間の部分に、２つの主軸受に対して予圧を付与するための部材（例えばナット）を取り付ける場合、その部分に、ナットを螺合させるためのネジ部が形成される。この場合、出力軸における該ネジ部よりもキャリア側の部分、すなわち出力軸におけるスプライン部が形成されている部分がナットに挿通可能となるように、この部分の外径をナットの内径よりも小さくしなければならない。

これに対して、上述の構成は、従来とは異なり、キャリアと第１主軸受との間においてナットが省略された構成となっている。これにより、出力軸側スプライン部の径方向の先端部を、出力軸の径方向において、該出力軸における第１主軸受が取り付けられている部分付近まで突出させることができる。こうすると、出力軸側スプライン部の径を太くできるため、該出力軸側スプライン部の強度を上げることができる。

（３）好ましくは、前記キャリアにおける前記固定部材が配置されている部分には、前記固定部材が前記キャリアと前記出力軸の軸方向に重なるように、前記固定部材が挿入される座ぐり部が形成されている。

この構成によると、固定部材及びキャリアが出力軸の軸方向において重なるため、減速機の全長を更に短くできる。

（４）好ましくは、前記キャリアには、該キャリアにおける前記出力軸と連結されている部分である出力軸側部分と該キャリアにおける前記出力軸側部分よりも径方向外側の部分である外側部分とを繋ぐ壁部として設けられ、過剰な負荷が作用したときに破損することにより前記出力軸に対する該キャリアの回転力の伝達が解除される連結壁部が形成され、前記連結壁部には、該連結壁部における少なくとも一方側の壁面から他方側の壁面に向かって凹む凹部が形成されている。

減速機と、該減速機によって駆動される対象物（駆動対象物）との間に過剰な負荷が作用した場合、この負荷はキャリアに伝達される。このとき、キャリアには、該負荷に起因する内部応力が発生する。上述の構成では、連結壁部における前記凹部が形成されている部分に応力が集中しやすくなる。すなわち、この構成では、減速機と駆動対象物との間に過剰な負荷が発生した場合に、キャリアの一部である連結壁部を積極的に破損させるような構成としている。

上述のように連結壁部が破損すると、減速機側に過剰な負荷が作用する場合であっても該負荷は駆動対象物には伝達されない。また、連結壁部が破損すると、出力軸がキャリアを介して歯車と連結していない状態となるため、駆動対象物側に過剰な負荷が作用しても、出力軸と駆動対象物との間に生じる負荷は軽減される。従って、駆動対象物に過剰な負荷がかかるのを防止できるため、駆動対象物の破損を抑制できる。

（５）更に好ましくは、前記凹部のうちの少なくとも１つは、前記連結壁部における少なくとも一方側の壁面において、少なくとも２つの面で形成される隅部として設けられている。

この構成のように、凹部のうちの少なくとも１つを上述のような隅部によって形成することで、連結壁部において、より応力が集中しやすい部分を形成できる。

（６）更に好ましくは、前記連結壁部における一方側の壁面には、前記凹部としての第１凹部が形成され、前記連結壁部における他方側の壁面には、前記凹部としての第２凹部が形成され、前記第１凹部及び前記第２凹部の少なくとも一方は、相手側の凹部に向かって凹む前記隅部として設けられている。

この構成では、連結壁部において、相手側の凹部に向かって凹む第１凹部及び第２凹部が形成されている部分において、より一層応力が集中しやすい部分を形成できる。更に、第１凹部及び第２凹部の少なくとも一方は、前記隅部として設けられているため、この部分において更に応力を集中させることができる。

（７）好ましくは、前記キャリアにおける前記固定部材が配置されている部分には、前記固定部材が前記キャリアと前記出力軸の軸方向に重なるように、前記固定部材が挿入される座ぐり部が形成され、前記座ぐり部には、前記隅部が形成されている。

この構成によると、固定部材及びキャリアが、出力軸の軸方向において重なるため、減速機の全長を更に短くできる。更に、この構成によると、連結壁部において応力を集中させるための隅部を、座ぐり部の隅部で構成することができる。すなわち、応力を集中させるための隅部と座ぐり部の隅部とを別々に形成する必要がなくなるため、構成を簡素化できる。

また、他の局面に係る減速機は、内周側に内歯が形成されたケースと、前記内歯に噛み合う外歯を有する歯車と、前記歯車を回転自在に保持するキャリアと、前記キャリアに連結されるとともに前記ケースに対して回転自在に保持される出力軸と、を備えた減速機であって、前記キャリアには、該キャリアにおける前記出力軸と連結されている部分である出力軸側部分と該キャリアにおける前記出力軸側部分よりも径方向外側の部分である外側部分とを繋ぐ壁部として設けられ、破損することにより前記出力軸に対する該キャリアの回転力の伝達が解除される連結壁部が形成され、前記連結壁部には、該連結壁部における少なくとも一方側の壁面から他方側の壁面に向かって凹む凹部が形成されている。

減速機において、何らかの要因により、減速機側、又は減速機によって駆動される対象物（駆動対象物）側に過剰な負荷が作用した場合、以下のおそれがある。すなわち、この負荷によって、駆動対象物、例えば、駆動対象物における出力軸の歯車部分と噛み合っている部分が破損してしまうおそれがある。

上記他の局面に係る減速機は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、減速機によって駆動される対象物が破損するリスクを低減することである。

上記他の局面に係る減速機では、減速機又は駆動対象物に過剰な負荷が作用した場合に、連結壁部における凹部が形成されている部分を積極的に破損させるような構成としている。よって、減速機又は駆動対象物に過剰な負荷が作用しても、駆動対象物に伝達される負荷を低減できるため、駆動対象物の破損を抑制できる。

上述した他の局面に係る減速機において、好ましくは、前記凹部のうちの少なくとも１つは、前記連結壁部における少なくとも一方側の壁面において、少なくとも２つの面で形成される隅部として設けられている。この構成のように、凹部を上述のような隅部によって形成することで、連結壁部において、より応力が集中しやすい部分を形成できる。

上述した他の局面に係る減速機において、更に好ましくは、前記連結壁部における一方側の壁面には、前記凹部としての第１凹部が形成され、前記連結壁部における他方側の壁面には、前記凹部としての第２凹部が形成され、前記第１凹部及び前記第２凹部の少なくとも一方は、相手側の凹部に向かって凹む前記隅部として設けられている。この構成では、連結壁部において、相手側の凹部に向かって凹む第１凹部及び第２凹部が形成されている部分において、より一層応力が集中しやすい部分を形成できる。更に、第１凹部及び第２凹部の少なくとも一方は、前記隅部として設けられているため、この部分において更に応力を集中させることができる。

上述した他の局面に係る減速機において、好ましくは、前記キャリアには、前記出力軸に固定される固定用部材が挿入される座ぐり部が形成され、前記座ぐり部には、前記隅部が形成されている。この構成によると、連結壁部において応力を集中させるための隅部を、座ぐり部の隅部で構成することができる。すなわち、応力を集中させるための隅部と座ぐり部の隅部とを別々に形成する必要がなくなるため、構成を簡素化できる。

本発明によると、減速機の全長を短くすることができる。

本発明の実施形態に係る偏心型減速機を示す正面図であり、切欠き断面を含む図である。 図１における一部を拡大して示す図である。 本発明の変形例に係る遊星型減速機を示す正面図であり、切欠き断面を含む図である。 図３における一部を拡大して示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明の実施形態に係る減速機は、ケース内で回転する歯車を回転自在に保持するキャリアと、キャリアに連結された出力軸とを備えた減速機として、広く適用することができるものである。

本実施形態に係る偏心型減速機１は、例えば、風車のタワーに対してナセルを回転させるようにヨー駆動するヨー駆動装置、又は、ナセル側のハブに対してブレードの軸部を回転させるようにピッチ駆動するピッチ駆動装置に用いる減速機として好適である。なお、本実施形態に係る偏心型減速機１は、風車用に限らず、各種産業用機械又は建設機械等において用いることもできる。

［全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係る偏心型減速機１の正面図であり、切欠き断面を含む図である。偏心型減速機１は、モータ（図示せず）から入力された回転を減速して伝達して出力するように構成されている。偏心型減速機１は、ケース１１、入力ギア１２、減速部１３、出力軸１４、ピン内歯１６等を備えている。

図１に示すように、偏心型減速機１は、下側に配置された一端側においてケース１１から突出するように位置する出力軸１４にピニオン１５が一体に形成され、上側に配置された他端側においてケース１１に対してモータ（図示省略）が取り付けられる。そして、偏心型減速機１においては、上側に配置されたモータから入力された回転力を、減速部１３等を介して減速して伝達し、出力軸１４のピニオン１５に出力する。尚、以下の説明においては、図１に示すように、偏心型減速機１にて、出力軸１４が配置される下側である出力側を一端側として、モータが取り付けられる上側である入力側を他端側として説明する。

図１に示すように、ケース１１は、筒状の第１ケース部１１ａと、第１ケース部１１ａの他端側に配置される第２ケース部１１ｂとで構成され、これらの縁部同士がボルト（図示省略）で連結されている。ケース１１は、内周に複数のピン内歯１６が配置され、内部には減速部１３等が配置されている。尚、入力ギア１２、減速部１３、及び出力軸１４は、偏心型減速機１の回転中心線Ｐ（図１において一点鎖線で図示）の方向である軸方向に沿って直列に配置されている。ケース１１は、一端側（第１ケース部１１ａの端部側）が開口形成され、他端側（第２ケース部１１ｂの端部側）には前述のようにモータ（図示せず）が固定される。

ピン内歯１６は、複数設けられており、第１ケース部１１ａの内周に形成されたピン溝１７に嵌め込まれて取り付けられた状態でケース１１の内周に配置されている。ピン内歯１６（外形を図示）は、ピン状の部材（丸棒状の部材）として形成され、その長手方向が回転中心線Ｐと平行に位置するように配置されている。そして、ピン内歯１６は、ケース１１の内周において周方向に沿って等間隔に配列され、後述する外歯歯車２４と噛み合うように構成されている。

入力ギア１２は、短軸状の歯車部材として設けられ、回転中心線Ｐ上に配置されている。入力ギア１２の外周面には、スパーギア１８に噛み合う歯車部分が形成されている。入力ギア１２は、モータからの回転駆動力をスパーギア１８に入力するように構成されている。

減速部１３は、スパーギア１８、クランク軸１９、キャリア２０、外歯歯車２４等を備えて構成されている。スパーギア１８は、入力ギア１２の歯車部分と噛み合うように入力ギア１２の周囲に複数個（本実施形態では３個）配置されており、入力ギア１２に対して偏心型減速機１の径方向（偏心型減速機１の軸方向である回転中心線Ｐの方向に対して垂直な方向）に位置している。スパーギア１８は、中央部分に貫通する孔が形成され、この孔においてクランク軸１９の他端側に対してスプライン結合により固定されている。

クランク軸１９は、ケース１１の内周の周方向（即ち、回転中心線Ｐを中心とした周方向）に沿った均等角度の位置に複数（本実施形態では３つ）配置されており、その軸方向が回転中心線Ｐと平行になるように配置されている。各クランク軸１９（外形を図示）は、外歯歯車２４に形成されたクランク用孔（図示省略）をそれぞれ貫通するように配置されており、回転することで外歯歯車２４を偏心させて回転させる軸部材として設けられている。そして、クランク軸１９は、自らの回転（自転）に伴う外歯歯車２４の回転とともに、公転動作を行うことになる。

外歯歯車２４は、互いに平行となるようにケース１１内に複数（例えば２つ）、収納されている。各外歯歯車２４の中央部分には貫通孔２６が形成され、該貫通孔２６には、出力軸１４のスプライン軸部３９が挿通している。また、各外歯歯車２４には、周方向に等間隔となるように、各クランク軸１９が挿通している。

各外歯歯車２４の外周には、ピン内歯１６に噛み合う外歯２４ａが形成されている。すなわち、外歯歯車２４は、ピン内歯１６に噛み合う外歯２４ａを有する歯車を構成している。各外歯歯車２４の外歯２４ａの歯数は、ピン内歯１６の歯数よりも１個或いは複数個少なくなるように設けられている。このため、クランク軸１９が回転するごとに、噛み合う外歯２８とピン内歯１６との噛み合いがずれ、外歯歯車２４が偏心して揺動回転するように構成されている。外歯歯車２４は、外歯用軸受（図示省略）を介してクランク軸１９を回転自在に保持している。

キャリア２０は、ケース１１内に配置され、基部キャリア２１及び端部キャリア２２を備え、複数のクランク軸１９の一端側及び他端側を回転自在に保持するように構成されている。

基部キャリア２１は、やや肉厚な略円環状に形成された基部側円環部２１ａと、略円筒状に形成された基部側円筒部２１ｂとを有し、これらが一体に形成されている。基部側円環部２１ａ及び基部側円筒部２１ｂは、それぞれの中心軸が同軸となるように、且つ基部側円環部２１ａが一端側となるように、配置されている。基部側円筒部２１ｂの貫通孔は、基部キャリア２１の中心に配置され、回転中心線Ｐを中心とした円周方向に沿ってスプライン溝（キャリア側スプライン部）が形成されたスプライン孔３３として設けられている。

基部キャリア２１には、複数のクランク保持孔３４が形成されている。クランク保持孔３４は、回転中心線Ｐを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に形成された貫通孔として設けられている。基部キャリア２１は、このクランク保持孔３４によって各クランク軸１９の一端側を、クランク軸軸受２９を介して回転自在に保持している。また、基部側円環部２１ａにおける一端側の面の内周側の部分には、他端側へ向かって凹む基部側段差部２１ｃが形成されている。

端部キャリア２２は、やや肉厚な略円環状に形成された端部側円環部２２ａと、略円筒状に形成された端部側円筒部２２ｂとを有し、これらが一体に形成されている。端部側円環部２２ａ及び端部側円筒部２２ｂは、それぞれの中心軸が同軸となるように、且つ端部側円環部２２ａが他端側となるように、配置されている。端部側円筒部２２ｂの貫通孔は、基部キャリア２１の中心に配置され、回転中心線Ｐを中心とした円周方向に沿ってスプライン溝（キャリア側スプライン部）が形成されたスプライン孔３５として設けられている。

端部キャリア２２には、複数のクランク保持孔３６が形成されている。クランク保持孔３６は、回転中心線Ｐを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に形成された貫通孔として設けられている。端部キャリア２２は、このクランク保持孔３６によって各クランク軸１９の他端側を、クランク軸軸受３０を介して回転自在に保持している。

また、端部側円環部２２ａにおける他端側の面の内周側の部分には、一端側へ向かって凹む端部側段差部２５が形成されている。端部側段差部２５には、固定ナット４５（固定部材）が収容されている。すなわち、端部側段差部２５は、固定ナット４５が収容される座ぐり部２５として設けられている。この固定ナット４５は、出力軸１４に固定される固定用部材を構成している。

基部キャリア２１及び端部キャリア２２は、軸方向に重ねられた状態で、互いに連結されている。詳しくは、基部側円筒部２１ｂの端部と端部側円筒部２２ｂの端部とが接触し、且つ基部キャリア２１の一端側の部分がケース１１に保持された主軸受４１に支持された状態で、座ぐり部２５に配置された固定ナット４５がキャリア２０側に押し付けられるように締め込まれる。これにより、固定ナット４５と主軸受４１との間で、基部キャリア２１及び端部キャリア２２が挟まれて保持される。

図２は、図１の一部を拡大して示す図である。図２に示すように、キャリア２０は、キャリア２０における出力軸１４と連結されている出力軸側部分２０ａと、キャリア２０における前記出力軸側部分２０ａよりも径方向外側の部分である外側部分２０ｂと、その間を繋ぐ連結壁部２０ｃ，２０ｄと、を有している。

出力軸側部分２０ａは、基部キャリア２１におけるスプライン溝が形成されている部分、及び端部キャリア２２におけるスプライン溝が形成されている部分、で構成されている。本実施形態では、出力軸側部分２０ａは、基部側円筒部２１ｂ及び端部側円筒部２２ｂで構成されている。また、外側部分２０ｂは、基部側円環部２１ａ及び端部側円環部２２ａにおける内周縁付近の部分を除いた部分で構成されている。

連結壁部２０ｃ，２０ｄは、基部側円環部２１ａ及び端部側円環部２２ａにおける前記内周縁付近の部分で構成されている。すなわち、連結壁部２０ｃ，２０ｄは、基部側円環部２１ａにおける基部側円筒部２１ｂ付近の部分、及び、端部側円環部２２ａにおける端部側円筒部２２ｂ付近の部分、で構成されている。この連結壁部２０ｃ，２０ｄについては、詳しくは後述する。

出力軸１４は、図１に示すように、ピニオン１５が一体に形成された一端側においてケース１１から突出し、ケース１１内に配置された他端側においてキャリア２０に連結されている。出力軸１４は、その回転中心線が回転中心線Ｐと重なって配置されており、一端側から他端側にかけて軸方向に沿って、ピニオン１５、出力軸部３８、及びスプライン軸部３９が直列に設けられている。

ピニオン１５は、ケース１１の一端側の開口から突出した出力軸１４の一端側の端部において一体に形成されている。出力軸部３８は、一対の円錐ころ軸受として設けられた一対の主軸受４１，４２によって、ケース１１に対して回転自在に支持されている。

スプライン軸部３９は、外歯歯車２４の貫通孔２６に向かって突出するように配置されており、キャリア２０に連結されるスプライン部４０（出力軸側スプライン部）が形成されている。スプライン部４０は、スプライン軸部３９の軸方向に沿って全体的にそれぞれ連続して延びる複数のスプライン歯として形成され、スプライン軸部３９の全周に亘って設けられている。スプライン部４０は、端部キャリア２２における固定ナット４５によって保持されている部分と、基部キャリア２１における第１主軸受４１によって保持されている部分との間を、出力軸１４の軸方向に延びるように形成されている。スプライン部４０における第１主軸受４１側の端部は、出力軸１４の軸方向において、第１主軸受４１と僅かに重なっている（図２におけるＡの部分）。そして、スプライン軸部３９は外歯歯車２４の貫通孔２６を貫通しており、外歯歯車２４及びスプライン軸部３９がスプライン軸部３９の軸方向と垂直な方向（偏心型減速機１の径方向）において重なって配置されている。

また、スプライン軸部３９のスプライン部４０のスプライン歯の一端側の部分は、基部キャリア２１のスプライン孔３３のスプライン溝と嵌まり合っている。一方、スプライン部４０のスプライン歯の他端側の部分は、端部キャリア２２のスプライン孔３５のスプライン溝と嵌まり合っている。これにより、スプライン部４０が基部キャリア２１と端部キャリア２２とに連結され、出力軸１４とキャリア２０とがスプライン結合により結合されている。また、スプライン軸部３９の半径寸法は、クランク軸１９の直径寸法よりも大きくなるように形成されている。

また、スプライン部４０のスプライン歯の、出力軸１４の径方向における先端部は、出力軸１４の径方向において、出力軸１４における第１主軸受４１が取り付けられている部分付近まで突出している。

［主軸受、及び主軸受への予圧］
偏心型減速機１は、一対の主軸受４１，４２を備えている。一対の主軸受４１，４２は、上述のように、出力軸１４をケース１１に対して回転自在に支持している。一対の主軸受４１，４２は、軸方向におけるキャリア２０側に配置された第１主軸受４１と、軸方向におけるキャリア２０と反対側に配置された第２主軸受４２とを有している。

第１主軸受４１は、出力軸１４におけるキャリア２０の一端側の部分に配置されている。第１主軸受４１は、内輪が出力軸１４に取り付けられる一方、外輪が第１ケース部１１ａに形成された第１段差部５１に取り付けられている。第１主軸受４１は、径方向については、出力軸１４と第１段差部５１との間で挟まれている。一方、第１主軸受４１は、軸方向については、第１段差部５１に形成された第１支持面５２（第１支持部）と基部キャリア２１の一端側の端部との間で挟まれている。第１支持面５２は、法線方向がキャリア２０側（他端側）に向かうように形成されている。

第２主軸受４２は、出力軸１４におけるキャリア２０と反対側の部分、具体的には、出力軸１４におけるピニオン１５付近に配置されている。第２主軸受４２は、内輪が出力軸１４に取り付けられる一方、外輪が第１ケース部１１ａに形成された第２段差部５５に取り付けられている。第２主軸受４２は、径方向については、出力軸１４と第２段差部５５との間で挟まれている。一方、第２主軸受４２は、軸方向については、出力軸１４の出力軸段差部１４ａに形成された出力軸側支持面１４ｂ（出力軸側支持部）と、第２段差部５５に形成された第２支持面５６（第２支持部）との間で挟まれている。出力軸側支持面１４ｂは、法線方向がキャリア２０側（他端側）に向かうように形成されている。第２支持面５６は、法線方向がキャリア２０と反対側（一端側）に向かうように、すなわち、軸方向において出力軸側支持面１４ｂと対向するように、形成されている。

本実施形態では、一対の主軸受４１，４２には、予圧が加えられている。この予圧は、固定ナット４５を出力軸１４に対して締め込むことにより、一対の主軸受４１，４２に対して加えることができる。なお、予圧とは、一対の軸受を押し付け合うように組み付けることにより両方の軸受に付与される圧力のことである。

具体的には、固定ナット４５を出力軸１４に対して締め込むことで、キャリア２０及び一対の主軸受４１，４２が、固定ナット４５と出力軸側支持面１４ｂとの間で挟まれる。これにより、第１主軸受４１には、第１支持面５２と基部キャリア２１との間で挟まれることによる予圧が作用する。一方、第２主軸受４２には、第２支持面５６と出力軸側支持面１４ｂとの間で挟まれることによる予圧が作用する。

すなわち、上述のように固定ナット４５を出力軸１４に対して締め込むことで、基部キャリア２１及び端部キャリア２２を互いに連結し出力軸１４に対して軸方向に位置決めすること、及び、一対の主軸受４１，４２の双方に対して予圧を付与すること、の両方を同時に行うことができる。

［連結壁部］
連結壁部２０ｃ，２０ｄは、キャリア２０の一部を構成する部分であって、上述のように、出力軸側部分２０ａと外側部分２０ｂとを繋ぐ壁部として設けられている。連結壁部２０ｃは、基部キャリア２１に形成され、連結壁部２０ｄは、端部キャリア２２に形成されている。

連結壁部２０ｃには、基部側段差部２１ｃの凹部２１ｄが形成されている。この凹部２１ｄは、基部側段差部２１ｃの底面２１ｅと内周面２１ｆとによって形成された隅部２１ｇとして設けられている。凹部２１ｄは、連結壁部２０ｃにおける出力軸１４側の壁面２７ａからクランク軸軸受２９側の壁面２７ｂへ凹むように形成されている。本実施形態では、凹部２１ｄは、壁面２７ｂに形成された第１凹部としての凹部２７ｃに向かって凹む第２凹部として形成されている。これにより、連結壁部２０ｃにおける凹部２１ｄ及び凹部２７ｃが形成されている部分は、キャリア２０内で発生する応力が集中しやすい形状に形成される。

また、連結壁部２０ｄには、座ぐり部２５の凹部２５ａが形成されている。この凹部２５ａは、座ぐり部２５の底面２５ｂと内周面２５ｃとによって形成された隅部２５ｄとして設けられている。凹部２５ａは、連結壁部２０ｄにおける出力軸１４側の壁面３１ａからクランク軸軸受３０側の壁面３１ｂへ凹むように形成されている。本実施形態では、凹部２５ａは、壁面３１ｂに形成された第１凹部としての凹部３１ｃに向かって凹む第２凹部として形成されている。これにより、連結壁部２０ｄにおける凹部２５ａ及び凹部３１ｃが形成されている部分は、キャリア２０内で発生する応力が集中しやすい形状に形成される。

［動作］
次に、上述した偏心型減速機１の動作について説明する。偏心型減速機１は、図示しないモータの運転が行われることにより動作する。モータの運転が開始されると、入力ギア１２が回転する。入力ギア１２が回転すると、入力ギア１２に噛み合う各スパーギア１８が回転し、各スパーギア１８が固定された各クランク軸１９が回転する。この回転に伴って、外歯歯車２４がピン内歯１６と噛み合いをずらしながら揺動するように偏心して回転する。そして、外歯歯車２４の偏心回転に伴って、外歯歯車２４に対して回転保持されたクランク軸１９が自転しながら回転中心線Ｐを中心として公転動作を行う。このクランク軸１９の公転動作により、クランク軸１９の一端側及び他端側を基部キャリア２１及び端部キャリア２２にて回転自在に保持するキャリア２０が回転する。そして、キャリア２０の基部キャリア２１及び端部キャリア２２に対してスプライン軸部３９のスプライン部４０にてスプライン結合された出力軸１４が回転し、大きなトルクがピニオン１５から出力されることになる。そして、上述のように、一対の主軸受４１，４２に対して予圧が加えられているため、回転精度を向上すること、振動及び騒音を抑制することができる。

ところで、一般的に、減速機が、例えば風車の主軸部（ハブ）に対して羽根部（ブレード）のピッチ角を制御するために用いられる場合、以下のような問題が生じるおそれがある。具体的には、ブレードに強風などの大きな外力が作用した場合、ブレード側に形成されたリングギアと減速機のピニオンとの間に過剰な負荷がかかり、リングギアが破損してしまうおそれがある。そうなると、風車のブレード側を修理する必要が生じ、修理作業が大がかりになってしまう。

これに対して、本実施形態では、減速機１と駆動対象物（例えば、風車のブレード）との間に過剰な負荷がかかる場合であっても、駆動対象物側が破損しにくい構成としている。具体的には、本実施形態に係る偏心型減速機１では、キャリア２０の一部を、上述のような凹部２１ｄ，２５ａ，２７ｃ，３１ｃが形成された連結壁部２０ｃ，２０ｄで構成している。こうすると、減速機１と駆動対象物（例えば、風車のブレード）との間に過剰な負荷が作用した場合、該負荷に起因してキャリア２０内に発生する内部応力が連結壁部２０ｃ，２０ｄにおける凹部が形成された部分に集中するため、該連結壁部２０ｃ，２０ｄが破損しやすくなる。

上述のように連結壁部２０ｃ，２０ｄが破損すると、減速機１側に過剰な負荷が作用する場合であっても該負荷は駆動対象物には伝達されない。また、連結壁部２０ｃ，２０ｄが破損すると、出力軸１４がキャリア２０を介して外歯歯車２４と連結していない状態となるため、駆動対象物側に過剰な負荷が作用しても、出力軸１４と駆動対象物との間に生じる負荷は軽減される。従って、駆動対象物に過剰な負荷がかかるのを防止できるため、駆動対象物の破損を抑制できる。

［効果］
以上説明したように、上記実施形態に係る偏心型減速機１では、固定ナット４５がキャリア２０における第１主軸受４１と反対側の部分に配置されている。こうすると、上述した特許文献１に開示される減速機のように、出力軸の軸方向において、ナット（固定ナットに相当する部材）と出力軸側スプライン部との間に間隔を設ける必要がなくなる。その結果、本実施形態に係る偏心型減速機１のように、スプライン部４０を、該スプライン部４０の一端側の端部が第１主軸受４１と軸方向において重なるように、形成できる。従って、その分、減速機の全長（減速機における出力軸方向の長さ）を短くできる。

従って、本実施形態に係る偏心型減速機１によると、減速機の全長を短くできる。

また、偏心型減速機１では、キャリア２０と第１主軸受４１との間においてナットが省略された構成となっている。これにより、スプライン軸部３９のスプライン部４０の径方向の先端部を、出力軸１４の径方向において、該出力軸１４における第１主軸受４１が取り付けられている部分付近まで突出させることができる。従って、スプライン軸部３９の断面積を拡大でき、スプライン軸部３９のスプライン部４０の強度を上げることができる。

また、偏心型減速機１では、キャリア２０に固定ナット４５を収容するための座ぐり部２５を形成したため、固定ナット４５及びキャリア２０が、出力軸１４の軸方向において重なる。従って、減速機の全長を更に短くできる。

また、偏心型減速機１では、キャリア２０の出力軸側部分２０ａと外側部分２０ｂとの間の連結壁部２０ｃ，２０ｄに、該連結壁部２０ｃ，２０ｄにおける一方側の壁面から他方側の壁面に向かって凹む、上述のような凹部２１ｄ，２５ａ，２７ｃ，３１ｃを設けている。こうすると、減速機１と駆動対象物との間に過剰な負荷が作用しても、連結壁部２０ｃ，２０ｄにおける凹部が形成された部分が破損するため、駆動対象物が破損してしまうリスクを低減できる。

また、偏心型減速機１では、凹部２１ｄ，２５ａを、少なくとも２つの面で形成される、上述のような隅部２１ｇ，２５ｄで形成しているため、連結壁部２０ｃ，２０ｄにおいてより応力が集中しやすい部分を形成できる。

また、偏心型減速機１では、連結壁部２０ｃについては、両側の壁面のそれぞれに上述のような凹部２７ｃ及び隅部２１ｇのそれぞれを形成している。また、連結壁部２０ｄについては、両側の壁面のそれぞれに上述のような凹部３１ｃ及び隅部２５ｄのそれぞれを形成している。これにより、連結壁部２０ｃ，２０ｄにおいて、より一層応力が集中しやすい部分を形成できる。

また、偏心型減速機１では、連結壁部２０ｄに形成される隅部を、座ぐり部２５の隅部２５ｄで構成することができる。すなわち、応力を集中させるための隅部と座ぐり部の隅部とを別々に形成する必要がなくなるため、構成を簡素化できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のような変形例を実施してもよい。

（１）上記実施形態では、本発明の適用例として、偏心型減速機１を挙げて説明したが、これに限らず、本発明は、遊星型減速機２に適用することもできる。

図３は、変形例に係る遊星型減速機２の正面図であり、切欠き断面を含む図である。本変形例に係る遊星型減速機２は、上記実施形態に係る偏心型減速機１と比べて、主に減速部の構成が異なる。以下、上記実施形態と異なる点について主に説明し、上記実施形態と同様の構成の説明については、図面において同一の符号を付すことで又は同一の符号を引用して説明することで、省略する。

変形例に係る遊星型減速機２の減速部６０は、図３に示すように、太陽ギア６１、遊星ギア６２、遊星ギア軸部６３、リングギア６４、及び遊星キャリア６５等を備えている。減速部６０では、モータからの回転駆動力を入力ギアとしての太陽ギア６１に入力することにより太陽ギア６１が回転し、太陽ギア６１と噛み合う遊星ギア６２が太陽ギア６１の周囲を自転しながら公転する。これにより、遊星ギア軸部６３を介して遊星ギア６２を回転自在に支持する遊星キャリア６５が回転するため、該遊星キャリア６５とスプライン結合する出力軸１４が回転する。これにより、出力軸１４から大きなトルクを得ることができる。

遊星キャリア６５は、基部キャリア６６及び端部キャリア６７を有し、これらが一体に形成されている。遊星キャリア６５は、ケース１１内に配置され、複数の遊星ギア軸部６３の一端側及び他端側を回転自在に保持するように構成されている。遊星キャリア６５では、基部キャリア６６及び端部キャリア６７が、軸方向に互いに間隔をおいて配置された状態で、両者の外縁部同士が連結されている。基部キャリア６６と端部キャリア６７との間には、太陽ギア６１及び複数の遊星ギア６２が配置されている。

基部キャリア６６は、遊星キャリア６５における一端側の部分を構成する略円板状の部分である。基部キャリア６６には、貫通孔、及び複数の軸保持孔６９が形成されている。貫通孔は、基部キャリア６６の中央部分に形成され、回転中心線Ｐを中心とした円周方向に沿ってスプライン溝（キャリア側スプライン部）が形成されたスプライン孔６８として設けられている。軸保持孔６９は、回転中心線Ｐを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に形成されている。軸保持孔６９には、遊星ギア軸部６３の一端側が挿通している。

また、基部キャリア６６における他端側の面の内周側の部分には、一端側へ向かって凹むキャリア段差部７０が形成されている。キャリア段差部７０には、固定ナット４６（固定部材）が収容されている。すなわち、キャリア段差部７０は、固定ナット４６が収容される座ぐり部７０として設けられている。この固定ナット４６は、出力軸１４に固定される固定用部材を構成している。

図４は、図３の一部を拡大して示す図である。図４に示すように、基部キャリア６６は、基部キャリア６６における出力軸１４と連結されている出力軸側部分７１と、基部キャリア６６における出力軸側部分７１よりも径方向外側の部分である外側部分７２と、その間を繋ぐ連結壁部７３と、を有している。

図４に示すように、出力軸側部分７１は、基部キャリア６６におけるスプライン溝が形成されている部分で構成されている。外側部分７２は、基部キャリア６６における内周縁付近の部分を除いた部分で構成されている。連結壁部７３は、座ぐり部７０の隅部７０ａから基部キャリア６６のＲ部６６ｂまでの厚みを有する壁部で構成されている。

端部キャリア６７は、遊星キャリア６５における他端側の部分を構成する略円板状の部分である。端部キャリア６７には、複数の軸保持孔７４が形成されている。軸保持孔７４は、回転中心線Ｐを中心とした周方向に沿った均等角度の位置に形成されている。軸保持孔７４には、遊星ギア軸部６３の他端側が挿通している。

遊星キャリア６５は、固定ナット４６によって、軸方向において出力軸１４に位置決めされる。具体的には、基部キャリア６６の一端側の部分が主軸受４１に支持された状態で、座ぐり部７０に配置された固定ナット４６が締め込まれる。これにより、固定ナット４６と主軸受４１との間で遊星キャリア６５が挟まれて位置決めされる。

出力軸１４は、上記実施形態の場合と同様、一端側から他端側にかけて軸方向に沿って、ピニオン１５、出力軸部３８、及びスプライン軸部３９が直列に設けられ、その回転中心線が回転中心線Ｐと重なって配置されている。また、出力軸１４は、上記実施形態の場合と同様、一対の円錐ころ軸受として設けられた一対の主軸受４１，４２によって、ケース１１に対して回転自在に支持されている。

スプライン軸部３９には、遊星キャリア６５に連結されるスプライン部４０が形成されている。スプライン部４０のスプライン歯は、スプライン軸部３９の全周に亘って設けられている。スプライン部４０は、基部キャリア６６における固定ナット４６によって保持されている部分と、基部キャリア６６における第１主軸受４１によって保持されている部分との間を、出力軸１４の軸方向に延びるように形成されている。そして、本変形例においても、上記実施形態の場合と同様、スプライン部４０における第１主軸受４１側の端部は、出力軸１４の軸方向において、第１主軸受４１と僅かに重なっている（図４におけるＢの部分）。これにより、上記実施形態の場合と同様、減速機の全長を短くできる。スプライン部４０は、基部キャリア６６のスプライン孔６８に形成されたスプライン溝と嵌まり合う。これにより、出力軸１４と遊星キャリア６５とがスプライン結合により結合される。また、スプライン部４０のスプライン歯の、出力軸１４の径方向における先端部は、出力軸１４の径方向において、出力軸１４における第１主軸受４１が取り付けられている部分付近まで突出している。

［主軸受、及び主軸受への予圧］
本変形例にかかる遊星型減速機２も、上記実施形態に係る偏心型減速機１と同様、一対の主軸受４１，４２として、軸方向における遊星キャリア６５側に配置された第１主軸受４１と、軸方向における遊星キャリア６５と反対側に配置された第２主軸受４２とを有している。第１主軸受４１は、出力軸１４における遊星キャリア６５の一端側の部分に配置され、径方向については、出力軸１４と第１段差部５１との間で挟まれる一方、軸方向については、第１支持面５２と基部キャリア６６の一端側の端部との間で挟まれている。第２主軸受４２は、出力軸１４におけるピニオン１５付近に配置され、径方向については、出力軸１４と第２段差部５５との間で挟まれる一方、軸方向については、出力軸側支持面１４ｂと第２支持面５６との間で挟まれている。

そして、本変形例に係る遊星型減速機２でも、固定ナット４６が出力軸１４に対して締め込まれる。これにより、上記実施形態の場合と同様、遊星キャリア６５を出力軸１４に対して軸方向に位置決めすること、及び、一対の主軸受４１，４２の双方に対して予圧を付与すること、の両方を同時に行うことができる。

［連結壁部］
連結壁部７３は、遊星キャリア６５の一部を構成する部分であって、上述のように、出力軸側部分７１と外側部分７２とを繋ぐ壁部として設けられている。連結壁部７３には、キャリア段差部７０の凹部が形成されている。この凹部は、キャリア段差部７０の底面７０ｂと内周面７０ｃとによって形成された隅部７０ａとして設けられている。本実施形態では、キャリア段差部７０の凹部は、Ｒ部６６ｂで構成された第１凹部としての凹部に向かって凹む第２凹部として形成されている。これにより、連結壁部７３における２つの凹部（隅部７０ａ及びＲ部６６ｂ）が形成されている部分は、キャリア２０内で発生する応力が集中しやすい形状に形成される。

また、連結壁部７３には、上記凹部として設けられるキャリア段差部７０（座ぐり部）の隅部によって、上記隅部７０ａが形成されている。

本変形例についても、上記実施形態の場合と同様、駆動対象物と減速機との間に過剰な負荷がかかる場合であっても、駆動対象物側が破損しにくい構成としている。具体的には、本変形例に係る遊星型減速機２では、遊星キャリア６５の一部を、上述のような凹部が形成された連結壁部７３で構成している。これにより、上記実施形態の場合と同様、駆動対象物と減速機との間に過剰な負荷が作用した場合に連結壁部７３を積極的に破損させることができる。従って、駆動対象物に過剰な負荷がかかるのを防止できるため、駆動対象物の破損を抑制できる。

（２）上記実施形態では、固定部材として固定ナットを設けているが、この限りでなく、固定部材として止め輪などを設けてもよい。また、固定部材を、例えばダブルナット等の複数の部材で構成してもよい。

（３）上記実施形態及び変形例では、スプライン部４０における第１主軸受４１側の端部が、軸方向において該第１主軸受と重なっているが、これに限らず、該端部が、軸方向において第１主軸受まで延びていてもよい。

（４）上記実施形態及び変形例では、キャリア２０に段差部（端部側段差部２５）を設け、該段差部に固定ナット４５を収容しているが、これに限らない。例えば、端部キャリア２２の他端側の部分を、端部側段差部２５が形成されない平坦面とし、該平坦面に固定ナット４５を配置してもよい。このように固定ナット４５を配置しても、従来と比べ、減速機の全長を短くできる。

（５）また、上記実施形態及び変形例では、連結壁部における一方側の面に隅部を形成しているが、これに限らず、隅部の代わりに、例えば角張った部分のない凹部を形成してもよい。更には、上記実施形態及び変形例では、連結壁部における一方側の壁面に凹部又は隅部を形成するとともに、他方側の壁面に隅部を形成しているが、これに限らず、凹部又は隅部を、一方側の壁面のみに形成してもよい。具体的には、連結壁部における一方側の壁面に、凹部が形成されていない他方側の壁面に向かって凹む凹部又は隅部を形成してもよい。これにより、連結壁部における該凹部又は隅部が形成された部分を応力が集中しやすい形状にすることができる。

本発明は、ケース内で回転する歯車を回転自在に保持するキャリアと、キャリアに連結された出力軸とを備えた減速機として広く適用することができるものである。

１ 偏心型減速機（減速機）
２ 遊星型減速機（減速機）
１１ ケース
１４ 出力軸
１４ｂ 出力軸側支持面（出力軸側支持部）
１６ ピン内歯（内歯）
２０ キャリア
２４ 外歯歯車（歯車）
４０ スプライン部（出力軸側スプライン部）
４１ 第１主軸受
４２ 第２主軸受
４５，４６ 固定ナット（固定部材）
５２ 第１支持面（第１支持部）
５６ 第２支持面（第２支持部）
６２ 遊星ギア（歯車）
６５ 遊星キャリア（キャリア）

Claims (7)

1. 内周側に内歯が形成されたケースと、
   前記内歯に噛み合う外歯を有する歯車と、
   前記歯車を回転自在に保持するキャリアと、
   前記キャリアに連結された出力軸と、
   前記出力軸における前記キャリア側の部分に取り付けられる第１主軸受と、前記出力軸における前記キャリアと反対側の部分に取り付けられる第２主軸受とを有し、前記出力軸を前記ケースに対して回転自在に保持する一対の主軸受と、
   を備えた減速機であって、
   前記第１主軸受は、該第１主軸受における前記キャリアと反対側の部分を支持するように前記ケースに形成された第１支持部と、前記キャリアとの間で挟まれて保持され、
   前記第２主軸受は、該第２主軸受における前記キャリアと反対側の部分を支持するように前記出力軸に形成された出力軸側支持部と、該第２主軸受における前記キャリア側の部分を支持するように前記ケースに形成された第２支持部との間で挟まれて保持され、
   前記キャリアにおける前記第１主軸受と反対側の部分に配置され、前記キャリア側に押し付けられた状態で前記出力軸に固定される固定部材と、
   前記キャリアに形成されたキャリア側スプライン部と結合するように前記出力軸の軸方向に沿って延びるように形成され、前記第１主軸受側の端部が少なくとも前記第１主軸受まで延びる出力軸側スプライン部と、
   を更に備えていることを特徴とする、減速機。
2. 請求項１に記載の減速機において、
   前記キャリア側スプライン部は、前記キャリアにおける前記固定部材によって保持されている部分と、該キャリアにおける前記第１主軸受によって保持されている部分との間を、前記出力軸の軸方向に延びるように形成されていることを特徴とする、減速機。
3. 請求項１又は請求項２に記載の減速機において、
   前記キャリアにおける前記固定部材が配置されている部分には、前記固定部材が前記キャリアと前記出力軸の軸方向に重なるように、前記固定部材が挿入される座ぐり部が形成されていることを特徴とする、減速機。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の減速機において、
   前記キャリアには、該キャリアにおける前記出力軸と連結されている部分である出力軸側部分と該キャリアにおける前記出力軸側部分よりも径方向外側の部分である外側部分とを繋ぐ壁部として設けられ、過剰な負荷が作用したときに破損することにより前記出力軸に対する該キャリアの回転力の伝達が解除される連結壁部が形成され、
   前記連結壁部には、該連結壁部における少なくとも一方側の壁面から他方側の壁面に向かって凹む凹部が形成されていることを特徴とする、減速機。
5. 請求項４に記載の減速機において、
   前記凹部のうちの少なくとも１つは、前記連結壁部における少なくとも一方側の壁面において、少なくとも２つの面で形成される隅部として設けられていることを特徴とする、減速機。
6. 請求項５に記載の減速機において、
   前記連結壁部における一方側の壁面には、前記凹部としての第１凹部が形成され、
   前記連結壁部における他方側の壁面には、前記凹部としての第２凹部が形成され、
   前記第１凹部及び前記第２凹部の少なくとも一方は、相手側の凹部に向かって凹む前記隅部として設けられていることを特徴とする、減速機。
7. 請求項５又は請求項６に記載の減速機において、
   前記キャリアにおける前記固定部材が配置されている部分には、前記固定部材が前記キャリアと前記出力軸の軸方向に重なるように、前記固定部材が挿入される座ぐり部が形成され、
   前記座ぐり部には、前記隅部が形成されていることを特徴とする、減速機。

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