JP6562808B2 - 偏心揺動型の歯車装置 - Google Patents

Description

本発明は、偏心揺動型の歯車装置に関する。

特許文献１に、偏心揺動型の歯車装置が開示されている。この歯車装置は、揺動歯車と、偏心体を有し揺動歯車を揺動回転させるクランク軸と、偏心体と揺動歯車との間に配置される偏心体軸受と、を備えている。

特許文献１では、前記偏心体軸受として、単一の揺動歯車を２つの軸受で支持する軸受構造を開示している。２つの軸受は、軸方向にずれて配置されている。

実開昭６２−０２２３４７号公報（第１図、第２図、第７図）

特許文献１で開示される軸受構造を有する歯車装置は、偏心体軸受の容量（動力伝達容量）を大きく確保することが困難であるという問題があった。

本発明は、このような問題を解消するためになされたものであって、偏心揺動型の歯車装置の偏心体軸受の容量をより大きく確保することをその課題としている。

本発明は、揺動歯車と、偏心体を有し該揺動歯車を揺動回転させるクランク軸と、前記偏心体と前記揺動歯車との間に配置される偏心体軸受と、を備えた偏心揺動型の歯車装置において、前記偏心体軸受は、第１転動体と、該第１転動体と軸方向にずれて配置された第２転動体とを有すると共に、接触角が零でない軸受で構成され、前記第１転動体および前記第２転動体が、前記揺動歯車の前記偏心体軸受と径方向に隣接する部分の軸方向端面よりも軸方向に突出する構成とすることにより、上記課題を解決したものである。

本発明においては、偏心体軸受を、軸方向にずれて配置された第１転動体と第２転動体とを有した軸受であって、かつ接触角が零でない軸受で構成する。第１転動体および第２転動体は、揺動歯車の軸方向端面よりも軸方向に突出させて組み込むようにする。これにより、偏心体軸受の容量をより大きく確保することができる。

本発明によれば、偏心揺動型の歯車装置の偏心体軸受の容量をより大きく確保することができる。

本発明の実施形態の一例に係る偏心揺動型の歯車装置の全体断面図 図１の要部拡大断面図 図１の実施形態の変形例に係る偏心揺動型の歯車装置の、一部に偏心体軸受の部分平面図を含む断面図 本発明のさらに他の実施形態の例に係る偏心揺動型の歯車装置の全体断面図

以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例に係る偏心揺動型の歯車装置を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態の一例に係る偏心揺動型の歯車装置の全体断面図、図２は、図１の要部拡大断面図である。

本歯車装置１０は、揺動歯車に相当する２枚の外歯歯車１２（１２Ａ、１２Ｂ）と、２つの偏心体１４（１４Ａ、１４Ｂ）を有し該外歯歯車１２を揺動回転させるクランク軸１６と、外歯歯車１２が内接噛合する内歯歯車１８と、外歯歯車１２の自転成分を取り出す一対のキャリヤ２０（２０Ａ、２０Ｂ）と、を備える。

本歯車装置１０では、偏心体１４、偏心体軸受３０、および外歯歯車１２の動力伝達系４０として入力側動力伝達系４０Ａ、出力側動力伝達系４０Ｂの２列（２系統）が並列に配置されている。これは、歯車装置１０の動力伝達容量をより大きく確保するためである。

つまり、この歯車装置１０では、軸方向入力側の動力伝達系４０Ａとして、偏心体１４Ａ、偏心体軸受３０Ａ、および外歯歯車１２Ａを備える。また、軸方向出力側の動力伝達系４０Ｂとして、偏心体１４Ｂ、偏心体軸受３０Ｂ、および外歯歯車１２Ｂを備える。以下では、適宜添え字符号Ａ、Ｂを付すことによって入力側動力伝達系４０Ａ、出力側動力伝達系４０Ｂの部材や部位の区別を行う。

以下、より詳細に説明する。

本歯車装置１０は、偏心体１４を有し外歯歯車１２を揺動回転させるクランク軸１６を備える。

クランク軸１６は、本歯車装置１０の入力軸に相当している。クランク軸１６は、軸方向に貫通する中空部１６Ｐを有する筒状に形成され、軸方向端部にタップ穴１６Ｔが形成されている。クランク軸１６には、このタップ穴１６Ｔを利用して駆動系の動力を歯車装置１０に入力するための動力入力部材（図示略）が連結される。クランク軸１６は、外歯歯車１２を揺動させるための偏心体１４を有している。偏心体１４と外歯歯車１２との間には、偏心体軸受３０が配置されている。

偏心体１４、偏心体軸受３０、および外歯歯車１２の構成については、後に詳述する。

外歯歯車１２は、内歯歯車１８に内接噛合している。内歯歯車１８は、ケーシング２４と一体化された内歯歯車本体１８Ｅと、該内歯歯車本体１８Ｅの内周に軸方向に沿って形成されたピン溝１８Ｆと、該ピン溝１８Ｆに回転自在に組み込まれ、当該内歯歯車１８の内歯を構成する円柱状の内歯ピン１８Ｇと、を有している。内歯歯車１８の内歯の歯数（内歯ピン１８Ｇの本数）は、外歯歯車１２の外歯の歯数よりも僅かだけ（この例では１だけ）多い。

外歯歯車１２の軸方向両側には、一対のキャリヤ２０が配置されている。具体的には、外歯歯車１２の軸方向入力側（反負荷側）に入力側キャリヤ２０Ａが配置され、外歯歯車１２の軸方向出力側（負荷側）に出力側キャリヤ２０Ｂが配置されている。

キャリヤ２０は、一対の主軸受２６を介してケーシング２４に回転自在に支持されている。具体的には、ケーシング２４と入力側キャリヤ２０Ａとの間に入力側主軸受２６Ａが配置され、ケーシング２４と出力側キャリヤ２０Ｂとの間に出力側主軸受２６Ｂが配置されている。主軸受２６は、この歯車装置１０では、背面合わせで組み込まれたアンギュラ玉軸受で構成されている。

クランク軸１６とキャリヤ２０との間には、一対のクランク軸軸受５０が配置されている。具体的には、入力側キャリヤ２０Ａとクランク軸１６との間に入力側クランク軸軸受５０Ａが配置され、出力側キャリヤ２０Ｂとクランク軸１６との間に出力側クランク軸軸受５０Ｂが配置されている。入力側クランク軸軸受５０Ａは、内輪５０Ａ１、外輪５０Ａ２、および転動体５０Ａ３を有する玉軸受で構成されている。出力側クランク軸軸受５０Ｂは、内輪５０Ｂ１、外輪５０Ｂ２、および転動体５０Ｂ３を有する玉軸受で構成されている。

各外歯歯車１２Ａ、１２Ｂには、各々の軸心Ｃ１２Ａ、Ｃ１２Ｂからオフセットした位置において、複数（図１では１本のみ図示）の内ピン２２が貫通している。外歯歯車１２Ａ、１２Ｂには、内ピン２２が貫通する複数の内ピン穴１２Ａ１、１２Ｂ１がそれぞれ形成されている。内ピン２２は、外歯歯車１２を貫通しているため、外歯歯車１２の自転と同期した動きをする。

内ピン２２は、出力側キャリヤ２０Ｂから入力側キャリヤ２０Ａに向けて一体的に突出している。内ピン２２の先端は、入力側キャリヤ２０Ａに形成した凹部２０Ａ１に嵌入されている。内ピン２２は、ボルト２７を介して入力側キャリヤ２０Ａと連結されている。これにより、入力側キャリヤ２０Ａと出力側キャリヤ２０Ｂが一体化されている。

この歯車装置１０では、内ピン２２には摺動促進部材として内ローラ２３が外嵌されている。内ローラ２３は、その一部が外歯歯車１２の内ピン穴１２Ａ１、１２Ｂ１と当接している。内ローラ２３の外径は、内ピン穴１２Ａ１、１２Ｂ１の内径よりも小さく、内ローラ２３と内ピン穴１２Ａ１、１２Ｂ１との間には、偏心体１４の偏心量ｅ１４（ｅ１４Ａ、ｅ１４Ｂ）の２倍に相当する隙間が確保されている。外歯歯車１２の揺動成分は、当該内ローラ２３と内ピン穴１２Ａ１、１２Ｂ１との間に確保された隙間によって吸収される。

次に、図２を合わせて参照しつつ、偏心体１４、偏心体軸受３０、および外歯歯車１２の構成について、詳細に説明する。

本歯車装置１０は、クランク軸１６の外周に偏心体１４が配置され、偏心体１４（１４Ａ、１４Ｂ）と外歯歯車１２（１２Ａ、１２Ｂ）との間に、偏心体軸受３０（３０Ａ、３０Ｂ）が配置されている。なお、本歯車装置１０の偏心体軸受３０は、一部が偏心体１４あるいは外歯歯車１２と一体化（兼用）されている。便宜上、本歯車装置１０における基礎的な部材を分けて捉え（想像線参照）、各部材の技術的な説明をした上で、一体化されている構成について説明することとする。

図１に戻って、入力側の偏心体１４Ａの軸心Ｃ１４Ａと、出力側の偏心体１４Ｂの軸心Ｃ１４Ｂは、外歯歯車１２Ａ、１２Ｂの揺動バランスを維持するために、互いに１８０度の位相差で偏心している（偏心方向が真逆である）。今、クランク軸１６の軸心Ｃ１６を含む断面（図１、図２の断面）において、クランク軸１６の軸心Ｃ１６と、外歯歯車１２Ａと外歯歯車１２Ｂの軸方向中央の平面Ｓｃとが交わる点を、点Ｐｃと称すると、入力側動力伝達系４０Ａと出力側動力伝達系４０Ｂは、点Ｐｃに対して、「点対称」の構成を有している。すなわち、入力側動力伝達系４０Ａの偏心体１４Ａ、偏心体軸受３０Ａ、および外歯歯車１２Ａと、出力側動力伝達系４０Ｂの偏心体１４Ｂ、偏心体軸受３０Ｂ、および外歯歯車１２Ｂの構成は、偏心方向が異なる以外は、基本的に同一である。

偏心体軸受３０は、第１転動体３１（３１Ａ、３１Ｂ）と、該第１転動体３１よりも軸方向外側に配置された第２転動体３２（３２Ａ、３２Ｂ）とを有する複列アンギュラ玉軸受に相当する軸受である。別言するならば、入力側の偏心体軸受３０Ａは、第１転動体３１Ａと、該第１転動体３１Ａよりも軸方向外側に配置された第２転動体３２Ａを有する。出力側の偏心体軸受３０Ｂも、第１転動体３１Ｂと、該第１転動体３１Ｂよりも軸方向外側に配置されたおよび第２転動体３２Ｂを有している。

ここで、「軸方向外側（あるいは軸方向内側）」の語は、歯車装置１０の内部空間Ｐ１、外部空間Ｐ２をベースにして用いられている。より具体的には、本歯車装置１０においては前記点Ｐｃを含む平面Ｓｃの位置が、歯車装置１０の内部空間Ｐ１の軸方向中央に相当している。したがって歯車装置１０の内部空間Ｐ１の軸方向中央に相当する平面Ｓｃから歯車装置１０の外部空間Ｐ２に向かう側が「軸方向外側」であり、外部空間Ｐ２から歯車装置１０の内部空間Ｐ１の軸方向中央の平面Ｓｃに向かう側が「軸方向内側」である。

以上の定義の下で換言するならば、偏心体軸受３０は、入力側も、出力側も、第１転動体３１（３１Ａ、３１Ｂ）と、該第１転動体３１に対して軸方向外側に配置された第２転動体３２（３２Ａ、３２Ｂ）と、を有している。入力側の第１転動体３１Ａと第２転動体３２Ａは、心間距離Ｌ（３１Ａ−３２Ａ）だけ軸方向にずれて配置されている。出力側の第１転動体３１Ｂと第２転動体３２Ｂも、心間距離Ｌ（３１Ｂ−３２Ｂ）だけ軸方向にずれて配置されている。なお、偏心体軸受３０の第１転動体３１と第２転動体３２は、周方向から見たときに重なっていない。

偏心体軸受３０は、当該第１転動体３１の第１接触角θ３１（θ３１Ａ、θ３１Ｂ）と第２転動体３２の接触角θ３２（θ３２Ａ、θ３２Ｂ）が、零でない態様で組み込まれた軸受とされている。

接触角とは、転動体の作用線が、径方向（ラジアル方向）に対して有する角度を指している。例えば、入力側の第１転動体３１Ａの第１接触角θ３１Ａの場合、第１作用線Ｆａ１は、第１転動体３１Ａと、後述する第１内輪転走面４５Ａおよび第１外輪転走面４１Ａとの接触中点Ｐ４５Ａ、Ｐ４１Ａを結んだ線に相当する。

同様の定義により、出力側の第１転動体３１Ｂの第１接触角はθ３１Ｂ、入力側の第２転動体３２Ａの第２接触角はθ３２Ａ、出力側の第２転動体３２Ｂの第２接触角はθ３２Ｂである。本歯車装置１０では、第１転動体３１Ａ、３１Ｂの第１接触角θ３１Ａ、θ３１Ｂ、第２転動体３２Ａ、３２Ｂの第２接触角θ３２Ａ、θ３２Ｂは、全て３０度（≠０）に設定されている。

偏心体軸受３０の第１転動体３１および第２転動体３２は、共に、外歯歯車１２の軸方向端面よりも軸方向に突出している。

具体的には、入力側の偏心体軸受３０Ａの第１転動体３１Ａの軸方向内側端３１Ａ５は、外歯歯車１２Ａの軸方向内側端面１２Ａ５より軸方向内側にδ３１Ａ５だけ突出している。入力側の偏心体軸受３０Ａの第２転動体３２Ａの軸方向外側端３２Ａ６は、外歯歯車１２Ａの軸方向外側端面１２Ａ６より軸方向外側にδ３２Ａ６だけ突出している。出力側の偏心体軸受３０Ｂの第１転動体３１Ｂの軸方向内側端３１Ｂ５は、外歯歯車１２Ｂの軸方向内側端面１２Ｂ５より軸方向内側にδ３１Ｂ５だけ突出している。出力側の偏心体軸受３０Ｂの第２転動体３２Ｂの軸方向外側端３２Ｂ６は、外歯歯車１２Ｂの軸方向外側端面１２Ｂ６より軸方向外側にδ３２Ｂ６だけ突出している。

なお、外歯歯車の軸方向端面は、必ずしも面一でないこともあるが、ここでの外歯歯車の軸方向端面は、外歯歯車が偏心体軸受と径方向に隣接する部分の軸方向端面を指している。より具体的には、偏心体軸受が外輪を有している場合には、該外輪が当接している部分の外歯歯車の軸方向端面を指す。偏心体軸受が外輪を有していない場合（外歯歯車が外輪を兼用している場合）は、転動体が当接している部分の外歯歯車の軸方向端面を指す。本歯車装置１０においては、偏心体軸受３０は、外輪を有さず、外歯歯車１２が外輪を兼用しているため、「外歯歯車の軸方向端面」は、第１、第２転動体３１、３２が当接している部分の外歯歯車１２の軸方向端面１２Ａ５、１２Ａ６、１２Ｂ５、１２Ｂ６を指している。

第１、第２転動体３１、３２の外径は、ｄ３１（ｄ３１Ａ、ｄ３１Ｂ）、ｄ３２（ｄ３２Ａ、ｄ３２Ｂ）、外歯歯車１２の当該第１、第２転動体３１、３２が当接している部分の軸方向幅は、Ｗ１２（Ｗ１２Ａ、Ｗ１２Ｂ）である。第１転動体３１の外径ｄ３１と、第２転動体３２の外径ｄ３２の合計は、外歯歯車１２の当該部分の軸方向幅Ｗ１２よりも大きい（（ｄ３１＋ｄ３２）＞Ｗ１２）。つまり、第１、第２転動体３１、３２の外径ｄ３１、ｄ３２は、突出しなければ外歯歯車１２の軸方向幅Ｗ１２に治まらない大きさに（大きく）設定されている。

第１転動体３１は、第１リテーナ３３（３３Ａ、３３Ｂ）によって、第２転動体３２は、第２リテーナ３４（３４Ａ、３４Ｂ）によって、それぞれ保持されている。

前述したように、本歯車装置１０では、クランク軸１６、偏心体１４（１４Ａ、１４Ｂ）、偏心体軸受３０（３０Ａ、３０Ｂ）、および外歯歯車１２（１２Ａ、１２Ｂ）は、一部は一体化され（同一の部材により一体的に構成され）、一部は別体で（別の部材で）構成されている。

今、動力伝達系４０Ａ側に着目すると、第２転動体３２Ａの第２内輪３６Ａは、第１転動体３１Ａの第１内輪３５Ａよりも軸方向外側に配置されている。第１転動体３１Ａの第１内輪３５Ａと、第２転動体３２Ａの第２内輪３６Ａは、別体で構成されている。

第１内輪３５Ａは、第１偏心体１３Ａと一体化され、さらに、クランク軸１６とも一体化されている（同一の部材により一体的に構成されている）。

偏心体１４Ａは、第１偏心体１３Ａと、該第１偏心体１３Ａよりも径方向外側に配置される第２偏心体１５Ａと、を有する。第１偏心体１３Ａと第２偏心体１５Ａは一体に構成されている。第１偏心体１３Ａと第２偏心体１５Ａは、クランク軸１６とも一体化されている。

第１転動体３１Ａの第１内輪３５Ａは、第１偏心体１３Ａと一体化（兼用）されている。具体的には、第１偏心体１３Ａの外周部に、第１内輪３５Ａの第１内輪転走面４５Ａが一体的に形成されている。なお、第１内輪転走面４５Ａの軸方向外側には、該第１内輪転走面４５Ａの軸方向外側端が軸と平行に延在された第１外側延在部４５Ａ１が形成されている。第１内輪転走面４５Ａの軸方向内側には、該第１内輪転走面４５Ａの軸方向内側端が軸と平行に延在された第１内側延在部４５Ａ２が形成されている。

第２転動体３２Ａの第２内輪３６Ａは、第２偏心体１５Ａとは別体に構成されている。第２内輪３６Ａには、第２内輪転走面４６Ａ、第２内側延在部４６Ａ１、第２外側延在部４６Ａ２が、第１内輪３５Ａ側と対称（内側、外側が逆）に形成されている。

本歯車装置１０では、既に述べたように、第１内輪３５Ａは、第１偏心体１３Ａと一体化されると共に、クランク軸１６とも一体化されている（同一の部材により一体的に構成されている）。

しかしながら、第２転動体３２Ａの第２内輪３６Ａは、第２偏心体１５Ａおよびクランク軸１６とは別体に構成されている。第２内輪３６Ａは、第２偏心体１５Ａおよびクランク軸１６に対し、周方向に連結されている。

第２内輪３６Ａと第２偏心体１５Ａとの周方向の連結手法は、特に限定されない。この歯車装置１０では、圧入による連結を採用している。第２内輪３６Ａは、クランク軸１６を支持するクランク軸軸受５０Ａによって（具体的には、内輪５０Ａ１と当接することによって）クランク軸１６（あるいは第２偏心体１５Ａ）に対する軸方向外側への移動が規制されている。なお、第２内輪３６Ａの軸方向内側への移動は、クランク軸１６および第１偏心体１３Ａと一体化された第１内輪３５Ａとの当接によって規制されている。

なお、前述したように、第２偏心体１５Ａは、クランク軸１６と一体化されている。結局、この歯車装置１０では、第１偏心体１３Ａがクランク軸１６と一体化されると共に、第２偏心体１５Ａもクランク軸１６と一体化されており、偏心体１４Ａは、全てクランク軸１６と一体化されている。

一方、本歯車装置１０の偏心体軸受３０Ａは、第１転動体３１Ａの第１外輪３８Ａと、該第１外輪３８Ａよりも軸方向外側に配置される第２転動体３２Ａの第２外輪３９Ａとを、有する。ただし、第１外輪３８Ａと第２外輪３９Ａは、双方とも、外歯歯車１２Ａと一体化（兼用）されている（同一の部材により一体的に構成されている）。

具体的には、第１外輪３８Ａの第１外輪転走面４１Ａおよび第２外輪３９Ａの第２外輪転走面４２Ａは、外歯歯車１２Ａの内周角部に形成されている。なお、第１外輪３８Ａの第１外輪転走面４１Ａと第２外輪３９Ａの第２外輪転走面４２Ａとの間には（転走面の形成されない）分離帯４３Ａが形成されている。

第１外輪３８Ａの第１外輪転走面４１Ａは、第１接触角θ３１Ａに相当する角度だけ径方向から傾いた方向（第１作用線Ｆａ１の方向）において、第１内輪３５Ａの第１内輪転走面４５Ａと対向して形成されている。同様に、第２外輪３９Ａの第２外輪転走面４２Ａは、第２接触角θ３２Ａに相当する角度だけ径方向から傾いた方向（第２作用線Ｆａ２の方向）において、第２内輪３６Ａの第２内輪転走面４６Ａと対向して形成されている。

ここまでの動力伝達系４０Ａ側の構成は、点対称で構成されている動力伝達系４０Ｂ側も同様である。よって、動力伝達系４０Ｂ側については、図中で対応する部位に、添え字Ｂが付された同一の符号を付すに止める。

なお、本歯車装置１０では、入力側の偏心体軸受３０Ａの第１内輪３５Ａ（第１偏心体１３Ａ）と、出力側の偏心体軸受３０Ｂの第１内輪３５Ｂ（第１偏心体１３Ｂ）は、一体化されている。つまり、入力側の偏心体軸受３０Ａの第１内輪３５Ａと、出力側の偏心体軸受３０Ｂの第１内輪３５Ｂは、軸方向に隙間を有することなく、クランク軸１６と一体化されている。

本歯車装置１０においては、偏心体軸受３０が第１、第２接触角θ３１、θ３２を有する第１転動体３１と第２転動体３２の組み合わせで構成されていることから、該偏心体軸受３０によって外歯歯車１２の軸方向移動を規制することができる。そのため、この歯車装置１０では、外歯歯車１２の軸方向移動を、偏心体軸受３０によって規制するようにしている。別言するならば、本歯車装置１０は、偏心体軸受３０以外に外歯歯車１２の軸方向移動を規制する部材や摺動部位等を備えていない。

本歯車装置１０では、偏心体軸受３０は、第１転動体３１（３１Ａ、３１Ｂ）と第２転動体３２（３２Ａ、３２Ｂ）が、背面合わせで組み込まれた軸受とされている。つまり、入力側の第１転動体３１Ａの作用線Ｆａ１と第２転動体３２Ａの作用線Ｆａ２は、クランク軸１６の軸心Ｃ１６に向かって互いに離反する態様で配置されている。出力側の第１転動体３１Ｂの作用線Ｆｂ１と第２転動体３２Ｂの作用線Ｆｂ２も、クランク軸１６の軸心Ｃ１６に向かって互いに離反する態様で配置されている。

なお、本歯車装置１０は、偏心体軸受３０Ａの第１内輪３５Ａと第２内輪３６Ａが別体で構成されている。このため、第１内輪３５Ａと第２内輪３６Ａとの間、あるいは、第２内輪３６Ａとクランク軸軸受５０Ａとの間に、図示せぬシムを配置する等の手法で、第１内輪３５Ａと第２内輪３６Ａとの軸方向位置を調整することができる。これにより、偏心体軸受３０Ａの与圧を調整することができる。偏心体軸受３０Ｂ側も同様である。

なお、偏心体軸受３０は、必ず背面合わせで構成された軸受としなければならないわけではなく、正面合わせで構成された軸受とされていてもよい。

次に、本歯車装置１０の作用を説明する。

始めに、動力伝達系４０の作用から説明する。

モータの駆動によってクランク軸１６（入力軸）が回転すると、該クランク軸１６と一体的に形成された偏心体１４（１４Ａ、１４Ｂ）の第１偏心体１３（１３Ａ、１３Ｂ）および第２偏心体１５（１５Ａ、１５Ｂ）が、クランク軸１６と共に回転する。偏心体１４が回転すると、偏心体軸受３０（３０Ａ、３０Ｂ）を介して組み込まれている外歯歯車１２（１２Ａ、１２Ｂ）の軸心Ｃ１２（Ｃ１２Ａ、Ｃ１２Ｂ）が揺動する。外歯歯車１２は内歯歯車１８に内接噛合している。また、外歯歯車１２の外歯の歯数は、内歯歯車１８の内歯の歯数（内歯ピン１８Ｇの本数）よりも１だけ少ない。

これにより、外歯歯車１２は、クランク軸１６が１回回転する毎に、軸心Ｃ１２が１回揺動し、噛合している内歯歯車１８に対して歯数差分（１歯分）だけ位相がずれ、自転する。この自転成分が、外歯歯車１２を貫通している内ローラ２３および内ピン２２に伝達され、内ピン２２は、内歯歯車１８の軸心Ｃ１８の周りで公転する。この内ピン２２の公転により、該内ピン２２を支持しているキャリヤ２０（２０Ａ、２０Ｂ）が内歯歯車１８の軸心の周りで回転（自転）する。その結果、入力側のキャリヤ２０Ａと連結されている図示せぬ相手機械（被駆動部材）が駆動される。

ここで、偏心体軸受３０は、第１転動体３１（３１Ａ、３１Ｂ）と該第１転動体３１よりも軸方向外側に配置された第２転動体３２（３２Ａ、３２Ｂ）とを有し、かつ第１、第２接触角θ３１、θ３２が零でない軸受で構成されている。さらに、入力側の偏心体軸受３０Ａの第１転動体３１Ａは、外歯歯車１２Ａの軸方向内側端面１２Ａ５より軸方向内側にδ３１Ａ５だけ突出しており、第２転動体３２Ａは、外歯歯車１２Ａの軸方向外側端面１２Ａ６より軸方向外側にδ３２Ａ６だけ突出している。また、出力側の偏心体軸受３０Ｂの第１転動体３１Ｂは、外歯歯車１２Ｂの軸方向内側端面１２Ｂ５より軸方向内側にδ３１Ｂ５だけ突出しており、第２転動体３２Ｂは、外歯歯車１２Ｂの軸方向外側端面１２Ｂ６より軸方向外側にδ３２Ｂ６だけ突出している。

このため、偏心体軸受３０が、軸方向にずれて配置された第１転動体３１と第２転動体３２とを有する軸受でありながら、該第１転動体３１および第２転動体３２の外径を大きく設定することができる。例えば、本歯車装置１０では、第１転動体の外径ｄ３１と、第２転動体３２の外径ｄ３２の合計を、外歯歯車１２の軸方向幅Ｗ１２よりも大きく設定することができている。したがって、より動力伝達容量の大きな偏心体軸受３０とすることができる。その結果、偏心体軸受３０の転動体として「玉」を用いながら、大きな動力伝達容量を確保でき、かつ伝達ロスを低減することができる。

この種の偏心揺動型の歯車装置１０にあっては、第１転動体３１および第２転動体３２を外歯歯車１２の軸方向端面から若干突出させても、歯車装置１０全体の軸方向長さは、殆ど増大させないで済むことが多い。そのため、歯車装置１０全体の大きさ、特に軸方向長さの増大を抑えつつ、偏心体軸受３０の動力伝達容量を大きく確保することができる。逆に捉えるならば、偏心体軸受３０の動力伝達容量が同一でよい場合には、よりコンパクトな歯車装置１０を得ることができる。

また、偏心体軸受３０は、第１、第２接触角θ３１、θ３２が零でない軸受で構成されていることから、ラジアル方向の荷重のほか、スラスト方向の荷重も受けることができる。そのため、外歯歯車１２の軸方向の移動を偏心体軸受３０によって規制することができる。したがって、例えば本歯車装置１０のように、外歯歯車１２の軸方向の移動を規制する専用の位置決め部材の配置を廃止してコンパクト性の向上、および動力損失の低減を図ることができる（廃止しない場合でも、位置決めに伴う摺動抵抗を低減できるため、動力損失をより小さく抑える設計が可能となる）。

本歯車装置１０では、さらに、第１転動体３１の第１内輪３５と第２転動体３２の第２内輪３６が別体に構成されている。

そのため、第１、第２転動体３１、３２の組み付けが容易である。また、シムの挿入等によって第１内輪３５と第２内輪３６の軸方向位置を調整することにより、偏心体軸受３０Ａ、あるいは偏心体軸受３０Ｂの予圧を調整することもできる。

また、本歯車装置１０においては、第２内輪３６よりも軸方向内側に配置された第１内輪３５は、第１偏心体１３のみならず、クランク軸１６とも一体化されている（同一の部材により一体的に構成されている）。そのため、部品点数が少なく、また、クランク軸１６に対して軸方向に位置決めされている第１内輪３５（第１偏心体１３）を、クランク軸１６に組み込む他の部材の軸方向の位置決めの指標とすることができる。

また、本歯車装置１０においては、第１内輪３５よりも軸方向外側に配置された第２内輪３６は、クランク軸１６（あるいは第２偏心体１５）と別体に構成されると共に、クランク軸１６を支持するクランク軸軸受５０によって軸方向移動が規制されている。そのため、偏心体軸受３０の第２内輪３６を、例えば止め輪等の専用の位置決め部材で位置決めする必要がないため、部品点数を低減でき、軸方向長さを短縮でき、組み付け工数を削減できる。

また、本歯車装置１０においては、外歯歯車１２の軸方向移動が、３０度の（零でない）第１、第２接触角θ３１、θ３２を有する偏心体軸受３０によって規制されている。そのため、外歯歯車１２の軸方向移動を規制するための、例えば差し輪等の別途の位置決め部材を必要とせず、その分、部品点数を削減でき、軸方向長さを短縮でき、組み付け工数を削減できる。また、外歯歯車１２の軸方向規制に伴って動力損失が発生することを防止できる。

また、本歯車装置１０においては、第１転動体３１と第２転動体３２が背面合わせで配置されている。このため、入力側の第１転動体３１Ａの作用線Ｆａ１と第２転動体３２Ａの作用線Ｆａ２のクランク軸１６の軸心Ｃ１６上の間隔、および、出力側の第１転動体３１Ｂの作用線Ｆｂ１と第２転動体３２Ｂの作用線Ｆｂ２のクランク軸１６の軸心Ｃ１６上の間隔を大きく確保することができる。この結果、（正面合わせと比較して）外歯歯車１２のスラスト方向の荷重に対する支持剛性をより大きく確保することができる。

図３に、図１、図２に示した偏心揺動型の歯車装置１０の変形例を示す。

図１、図２に示した偏心揺動型の歯車装置１０においては、偏心体軸受３０の第１転動体３１と第２転動体３２は、周方向から見たときに重なっていなかった。しかしながら、この図３に示す偏心揺動型の歯車装置１１０にあっては、図３の一部に併記された入力側の偏心体軸受１３０Ａの部分平面図に見られるように、入力側の偏心体軸受１３０Ａの第１転動体１３１Ａの軸方向内側端１３１Ａ５と、第２転動体１３２Ａの軸方向内側端１３２Ａ６は、周方向から見て重なり量Ｌ（１３１Ａ５−１３２Ａ６）だけ、重なっている。第１転動体１３１Ａと第２転動体１３２Ａは、それぞれの配列位置が、１／２ピッチずつ周方向にずれており、この重なりを許容している。

この構成により、仮に、外歯歯車１２Ａの軸方向内側端面１２Ａ５、外側端面１２Ａ６からの突出量δ１３１Ａ５、δ１３２Ａ６を先の歯車装置１０とほぼ同一に抑えた場合であっても、組み込む転動体の大きさを先の歯車装置１０よりも、より大きく確保することができる。この結果、一層大きな動力伝達容量を維持することができる。

出力側も同様の構成とされる。つまり、偏心体軸受１３０Ｂの第１転動体１３１Ｂと第２転動体１３２Ｂは、周方向から見たときにＬ（１３１Ｂ５−１３２Ｂ６）だけ重なっている。第１転動体１３１Ｂ、第２転動体１３２Ｂは、外歯歯車１２Ｂの軸方向内側端面１２Ｂ５、外側端面１２Ｂ６からの突出量δ１３１Ｂ５、δ１３２Ｂ６だけ突出しており、入力側と同様な作用効果が得られる。

なお、この歯車装置１１０においては、入力側の第１転動体１３１Ａと第２転動体１３２Ａは、１個のリテーナ１２９Ａによってセットで保持されている。出力側の第１転動体１３１Ｂと第２転動体１３２Ｂも、１個のリテーナ１２９Ｂでセットで保持されている。

また、この図３の歯車装置１１０における「第１転動体１３１Ａ、１３１Ｂと第２転動体１３２Ａ、１３２Ｂの配列位置を、１／２ピッチずつ周方向にずらす」という構成は、第１転動体１３１と第２転動体１３２が、周方向から見たときに、「重なっていない」ときでも採用するようにしてもよい。例えば、第１転動体と第２転動体の周方向の配列位置を１／２ピッチずつずらすと共に、周方向から見たときの第１転動体と第２転動体の軸方向間隔が、丁度零となる程度に接近させる構成としてもよい。これにより、偏心体軸受の内外輪（内外輪は偏心体や外歯歯車と一体化されていてもよい）の強度の低下をより抑制することができる。

その他の構成は、先の歯車装置１０と同様であるため、同一または対応する主な部位に同一の符号を付すこととし、重複説明を省略する。

図４に本発明のさらに他の実施形態の例に係る偏心揺動型の歯車装置２１０を示す。

この歯車装置２１０は、いわゆる振り分け型と称される偏心揺動型の歯車装置である。歯車装置２１０は、揺動歯車に相当する外歯歯車２１２Ａ、２１２Ｂと、偏心体２１４Ａ、２１４Ｂを有し該外歯歯車２１２Ａ、２１２Ｂを揺動回転させるクランク軸２１６と、偏心体２１４Ａ、２１４Ｂと外歯歯車２１２Ａ、２１２Ｂとの間に配置される偏心体軸受２３０Ａ、２３０Ｂと、を備える。

歯車装置２１０は、さらに、外歯歯車２１２Ａ、２１２Ｂの軸方向両側に、該外歯歯車２１２Ａ、２１２Ｂの自転成分を取り出す一対のキャリヤ２２０Ａ、２２０Ｂと、ケーシング２２４とキャリヤ２２０Ａ、２２０Ｂとの間に配置された一対の主軸受２２６Ａ、２２６Ｂと、一対のキャリヤ２２０Ａ、２２０Ｂとクランク軸２１６との間に配置された一対のクランク軸軸受２５０Ａ、２５０Ｂと、を有している。

この偏心揺動型の歯車装置２１０は、クランク軸２１６を、内歯歯車２１８の軸心Ｃ２１８Ｃからオフセットされた位置に、複数（この例では３本）有している（一本のみ図示）。それぞれのクランク軸２１６には、クランク軸２１６の軸心Ｃ２１６に対して同位相で偏心している偏心体２１４Ａ、２１４Ｂが設けられている。偏心体２１４Ａ、２１４Ｂ、偏心体軸受２３０Ａ、２３０Ｂ、および外歯歯車２１２Ａ、２１２Ｂの構成は、基本的に先の歯車装置１０、１１０の構成と同様である。

歯車装置２１０は、駆動源からの動力が入力される図示せぬ入力歯車と、該入力歯車と同時に噛合する３個（図４では１個のみ図示）の振り分け歯車２１５と、を備え、振り分け歯車２１５の回転が３本のクランク軸２１６に同時に同位相で伝達可能とされている。

３本のクランク軸２１６は、偏心体２１４Ａ、２１４Ｂが同位相で形成されているため、外歯歯車２１２Ａ、２１２Ｂの軸心Ｃ２１２Ａ、Ｃ２１２Ｂを揺動させることができる。この偏心揺動型の歯車装置２１０では、外歯歯車２１２Ａ、２１２Ｂの揺動により、クランク軸２１６自体が内歯歯車２１８の軸心Ｃ２１８Ｃの周りを公転するため、該クランク軸２１６を支持しているキャリヤ２２０Ａ、２２０Ｂを回転させることができる。

なお、一対のキャリヤ２２０Ａ、２２０Ｂは、出力側のキャリヤ２２０Ｂの側から一体的に突出されたキャリヤピン２３５および入力側のキャリヤ２２０Ａ側に挿入されたボルト２２７を介して連結されている。

このような構成によっても、外歯歯車２１２を揺動させることができ、該外歯歯車２１２Ａ、２１２Ｂの自転成分を出力側キャリヤ２２０Ｂと連結した相手機械（被駆動装置）を伝達することができる。

この歯車装置２１０では、偏心体軸受２３０Ａ、２３０Ｂは、第１転動体２３１Ａ、２３１Ｂと、該第１転動体２３１Ａ、２３１Ｂよりも軸方向にずれて配置された第２転動体２３２Ａ、２３２Ｂとを有している。偏心体軸受２３０Ａ、２３０Ｂは、第１転動体２３１Ａ、２３１Ｂの接触角θ２３１Ａ、θ２３１Ｂと第２転動体２３２Ａ、２３２Ｂの接触角θ２３２Ａ、θ２３２Ｂが零でない軸受で構成されている（具体的には３０度）。

さらに、入力側の偏心体軸受２３０Ａの第１転動体２３１Ａは、外歯歯車２１２Ａの軸方向内側端面２１２Ａ５より軸方向内側にδ２３１Ａ５だけ突出しており、第２転動体２３２Ａは、外歯歯車２１２Ａの軸方向外側端面２１２Ａ６より軸方向外側にδ２３２Ａ６だけ突出している。また、出力側の偏心体軸受２３０Ｂの第１転動体２３１Ｂは、外歯歯車２１２Ｂの軸方向内側端面２１２Ｂ５より軸方向内側にδ２３１Ｂ５だけ突出しており、第２転動体２３２Ｂは、外歯歯車２１２Ｂの軸方向外側端面２１２Ｂ６より軸方向外側にδ２３２Ｂ６だけ突出している。

つまり、歯車装置２１０は、クランク軸２１６、偏心体２１４Ａ、２１４Ｂ、偏心体軸受２３０Ａ、２３０Ｂ、および外歯歯車２１２Ａ、２１２Ｂにおける偏心体軸受２３０Ａ、２３０Ｂの近傍構成に関し、基本的に先の図１、図２の歯車装置１０と同様の構成を採用しており、同様な作用効果を得ることができる。

その他の構成は、先の歯車装置１０、１１０と同様であるため、図中で対応する主な部材あるいは部位に下２桁が同一の符号を付すことで、重複説明を省略する。

なお、上述した歯車装置においては、偏心体、偏心体軸受の内外輪、および外歯歯車（揺動歯車）に関し、これらを適宜に一体化（兼用化）したり、分割したりして、部品点数の削減や、組み込みの容易化等を図っていた。しかし、本発明においては、これらの部材の一体化あるいは分割については、必ずしも上述した構成とする必要はなく、別の態様で、一体化したり、分割したりしてもよい。例えば、偏心体とクランク軸を別体としてもよいし、専用の外輪を設けるようにしてもよい。この場合でも、外輪は１個の部材で構成してもよいし、２個に分割してもよい。１個の偏心体と１個の揺動歯車との間に２列の転動体が介在される限り、各列に内輪および外輪を備えた２セットの軸受としてもよい。

また、上述した歯車装置においては、「玉」による転動体を採用していたが、「ローラ」による転動体を採用してもよい。この場合は、アンギュラローラ、あるいは、テーパローラタイプの軸受となる。これにより、一層動力伝達容量を増大できる。また、いずれの種類の転動体とした場合であっても、接触角が０でない限り、揺動歯車のスラスト荷重を支持できるため、揺動歯車の軸方向の移動規制が容易となり、動力損失も低減できる。

また、上記歯車装置においては、偏心揺動型の歯車装置として、クランク軸によって外歯歯車が内歯歯車に対して揺動するタイプの歯車装置が示されていた。しかし、偏心揺動型の歯車装置の中には、クランク軸によって内歯歯車が外歯歯車に対して揺動するタイプの歯車装置も公知である。本発明は、このような内歯歯車が揺動するタイプの偏心揺動型の歯車装置においても、同様に適用でき、偏心体軸受の動力伝達容量をより増大させることができる。

１０…偏心揺動型の歯車装置
１２…外歯歯車（揺動歯車）
１２Ａ５、１２Ａ６、１２Ｂ５、１２Ｂ６…外歯歯車の軸方向端面
１４…偏心体
１６…クランク軸
１８…内歯歯車
２０…キャリヤ
２４…ケーシング
２６…主軸受
３０…偏心体軸受
３１…第１転動体
３２…第２転動体
θ３１、θ３２…接触角

Claims (7)

1. 揺動歯車と、偏心体を有し該揺動歯車を揺動回転させるクランク軸と、前記偏心体と前記揺動歯車との間に配置される偏心体軸受と、を備えた偏心揺動型の歯車装置において、
   前記偏心体軸受は、玉により構成される第１転動体と、該第１転動体と軸方向にずれて配置され玉により構成される第２転動体とを有すると共に、接触角が零でない軸受で構成され、
   前記第１転動体および前記第２転動体の外径の合計が、前記揺動歯車の前記偏心体軸受と径方向に隣接する部分の軸方向幅よりも大きいことにより、前記第１転動体および前記第２転動体が、前記揺動歯車の前記偏心体軸受と径方向に隣接する部分の軸方向端面よりも軸方向に突出することを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
2. 請求項１において、
   前記第１転動体の第１内輪と、前記第２転動体の第２内輪は、別の部材で構成されることを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
3. 請求項２において、
   前記第１内輪は、前記第２内輪よりも軸方向内側に配置され、前記クランク軸と同一の部材により一体的に構成されていることを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
4. 請求項２または３において、
   前記クランク軸を支持する軸受を備え、
   前記第２内輪は、前記第１内輪よりも軸方向外側に配置され、前記クランク軸と別の部材で構成されると共に、前記クランク軸を支持する軸受によって軸方向移動が規制されることを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、
   前記揺動歯車の軸方向移動が、前記偏心体軸受によって規制されていることを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
6. 請求項１〜５のいずれかにおいて、
   前記偏心体軸受の外輪は、前記揺動歯車と同一の部材により一体的に構成されていることを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
7. 請求項１〜６のいずれかにおいて、
   前記第１転動体と前記第２転動体が、周方向から見たときに重なることを特徴とする偏心揺動型の歯車装置。
   
   
   
   
   

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