JP6629000B2 - 偏心揺動型歯車装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、偏心揺動型歯車装置及びその製造方法に関する。

内周側に内歯を有するケースと、内歯に噛み合う外歯を有する揺動歯車と、を備える偏心揺動型歯車装置には、揺動歯車がその外歯をケースの内歯に噛み合わせながら揺動回転し、揺動歯車の揺動回転に伴って、ケースに回転自在に支持されたキャリアが回転する構成を有するものがある。

このような歯車装置では、ケースの回転が拘束されている。キャリアにクランク軸が支持されており、クランク軸が揺動歯車を支持している。クランク軸には偏心体が設けられており、偏心体は揺動歯車に設けられた貫通孔に係合している。この偏心体が回転することにより、揺動歯車がその外歯をケースの内歯に噛み合わせながら揺動回転する。揺動歯車の回転はクランク軸を介してキャリアに伝達される。これにより、キャリアが回転する（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特許文献１及び特許文献２にも示されるように、この種の歯車装置では、キャリアが、円板状の基板部及び基板部の一方の面に突設されたシャフト部を有する基部と、この基部のシャフト部の先端に当接された状態で締結される円板状の端板部と、を有する場合がある。

このような構成においては、一般的に、シャフト部と端板部とがボルトによって締結される。また、基板部に形成された貫通孔に、クランク軸の一端側のジャーナル部がジャーナル軸受を介して回転自在に保持され、端板部に形成された貫通孔に、クランク軸の他端側のジャーナル部がジャーナル軸受を介して回転自在に保持される。ジャーナル軸受としては、円錐ころ軸受が用いられることが一般的である。

円錐ころ軸受は、インナーレースと、アウターレースと、これらインナーレース及びアウターレースの間に保持されるテーパー状の複数の転動体と、複数の転動体を所定間隔で整列させた状態で保持する保持器と、を有している。このような円錐ころ軸受では、通常、アウターレースが転動体から分離自在に構成されている。一方、このようにアウターレースが分離された状態において、保持器及びこれに保持された転動体は、通常、インナーレースに取り付けられた状態で保持されるように構成されている。詳しくは、インナーレースの軸方向の一端部と他端部との各々につば部が形成され、これらつば部の間に転動体が挟まれる。これにより、保持器及びこれに保持された転動体がインナーレースに取り付けられた状態で保持されるようになっている。

また、揺動歯車は、上述の基板部と端板部との間に配置され、これらの間で、揺動歯車の貫通孔に、クランク軸の偏心体が挿入される。偏心体と揺動歯車の貫通孔との間には、通常、偏心体用軸受が配置される。偏心体用軸受としては、円筒ころ軸受が用いられることが一般的である。

特許文献１及び特許文献２にも開示されるように、この種の歯車装置では、クランク軸の偏心体が２つの偏心体で構成され、揺動歯車が２つ設けられる場合がある。この場合には、２つの偏心体のうちの一方が、偏心体用軸受を介して２つの揺動歯車のうちの一方に回転自在に保持される。２つの偏心体のうちの他方が、偏心体用軸受を介して２つの揺動歯車のうちの他方に回転自在に保持される。

特開２０１３−１８５６３１号公報 特開２０１４−１９０４５１号公報

ところで、特許文献１及び特許文献２にも開示されるように、従来のこの種の歯車装置においては、クランク軸の中心軸から端板部側に配置される偏心体の反偏心側部分までの距離と当該偏心体に挿入される偏心体用軸受の厚さ寸法とを加算した加算距離が、端板部の貫通孔とクランク軸のジャーナル部との間に配置されるジャーナル軸受の転動体の最外周半径よりも大きい。なお、反偏心側部分は、偏心体における偏心側部分、すなわち径方向の外側に突出する部分とは反対側の部分のことである。

図５には、従来の歯車装置の上述の寸法関係を説明する図が示されている。図５においては、符号１００がキャリアを示し、キャリア１００の基部１０１と端板部１０２とが締結される前の状態が示されている。符号１１０はクランク軸を示し、クランク軸１１０は、２つの偏心体１１１ａ，１１１ｂを有し、このうち、偏心体１１１ｂが端板部１０２側に配置されている。偏心体１１１ｂには、偏心体用軸受としての円筒ころ軸受１１２が挿入されている。また、図５においては、クランク軸１１０のうちの偏心体１１１ｂに隣接するジャーナル部１１３ｂに、アウターレースが分離された状態のジャーナル軸受としての円錐ころ軸受１１４ｂが挿入されている。すなわち、図５においては、ジャーナル部１１３ｂに、円錐ころ軸受１１４ｂのインナーレースが挿入されるとともに、当該インナーレースに保持器及びこれに保持された転動体が保持された状態が示されている。

図５において、符号Ｒｃ’が、クランク軸１１０の中心軸から端板部１０２側に配置される偏心体１１１ｂの反偏心側部分までの距離と当該偏心体１１１ｂに挿入される円筒ころ軸受（偏心体用軸受）１１２の厚さ寸法とを加算した加算距離を示している。また、符号Ｒｊ’が、端板部１０２の貫通孔とクランク軸１１０のジャーナル部１１３ｂとの間に配置される円錐ころ軸受（ジャーナル軸受）１１４ｂの転動体の最外周半径を示している。図から明らかなように、加算距離Ｒｃ’は、転動体の最外周半径Ｒｊ’よりも大きくなっている。

このような寸法関係を有する構成では、図５に示すように、クランク軸１１０の偏心体１１１ｂに円筒ころ軸受１１２を挿入保持し、且つクランク軸１１０のジャーナル部１１３ｂに円錐ころ軸受１１４ｂの転動体等を保持した状態のインナーレースを挿入することができる。この状態において、偏心体１１１ｂに挿入される貫通孔を有する揺動歯車１２０を、図中の矢印に示すように、円錐ころ軸受１１４ｂの転動体を通過させて、当該揺動歯車１２０の貫通孔を円筒ころ軸受１１２に挿入することができる。その後、円錐ころ軸受１１４ｂの転動体にアウターレースを取り付けることができる。以上に説明した組立手順が実行可能であることで、組立を効率的に進めることができる。

しかしながら、この構成は、組立作業における利点は得られるが、ジャーナル軸受としての円錐ころ軸受１１４ｂの径方向のサイズが制約されることにより、当該軸受の容量増加に制約を与えていた。ジャーナル軸受の容量増加は、例えば、クランク軸の偏心体の偏心量を増加させたい場合等に、望まれる場合がある。すなわち、クランク軸の偏心体の偏心量を増加させる場合には、クランク軸からキャリアに伝わるラジアル方向及びスラスト方向の力が増加する。そのため、クランク軸を適切に保持するためにジャーナル軸受の容量増加が望まれる場合がある。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであって、クランク軸のジャーナル部とキャリアとの間に配置されるジャーナル軸受の容量を増加できる偏心揺動型歯車装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、内周側に内歯を有するケースと、前記ケース内に回転自在に保持されるキャリアと、前記キャリアに回転自在に保持されるクランク軸と、前記クランク軸に保持され且つ前記内歯に噛み合う外歯を有し、前記クランク軸によって揺動される揺動歯車と、を備え、前記クランク軸は、ジャーナル部と、前記ジャーナル部に隣接して設けられる偏心体と、を有し、前記キャリアには、前記ジャーナル部を挿入するための貫通孔が形成され、前記キャリアの貫通孔と前記ジャーナル部との間にジャーナル軸受が配置され、前記ジャーナル部は、前記ジャーナル軸受を介して前記キャリアに回転自在に保持されており、前記揺動歯車には、前記偏心体を挿入するための貫通孔が形成され、前記揺動歯車の貫通孔と前記偏心体との間に偏心体用軸受が配置され、前記偏心体は、前記偏心体用軸受を介して前記揺動歯車に回転自在に保持されており、前記ジャーナル軸受の転動体の最外周半径は、前記クランク軸の中心軸から前記偏心体の反偏心側部分までの距離と当該偏心体に挿入される前記偏心体用軸受の厚さ寸法とを加算した加算距離よりも大きくなっている、偏心揺動型歯車装置、である。

本発明の偏心揺動型歯車装置によれば、ジャーナル軸受の径方向寸法が増加する。これにより、クランク軸のジャーナル部とキャリアとの間に配置されるジャーナル軸受の容量を増加できる。

前記偏心揺動型歯車装置において、前記ジャーナル部の前記偏心体側とは反対側の部分には、伝達歯車が設けられていてもよい。
この構成によれば、伝達歯車が、容量が増加されたジャーナル軸受によって支持される。これにより、伝達歯車の支持剛性を大きく確保できる。

また、前記偏心揺動型歯車装置において、前記ジャーナル軸受は、円錐ころ軸受であってもよい。
この構成によれば、円錐ころ軸受がクランク軸を軸方向から支持する。これにより、クランク軸の軸方向における移動を規制できる。

また、前記偏心揺動型歯車装置において、前記ジャーナル軸受は、前記ジャーナル部に取り付けられるインナーレースと、前記キャリアの貫通孔に取り付けられるアウターレースと、前記インナーレースと前記アウターレースとの間に保持される複数の転動体を含む転動体群と、を有し、前記転動体群を、前記インナーレースから着脱自在に分離できるように構成されていてもよい。
この構成によれば、ジャーナル軸受において、転動体群が、インナーレースから着脱自在に分離できるため、組立手順のバリエーションが増加する。これにより、当該歯車装置の組立性を向上させることができる。

また、前記偏心揺動型歯車装置において、前記ジャーナル軸受の前記インナーレースの最外周半径は、前記加算距離よりも小さくなっていてもよい。

また、本発明は、内周側に内歯を有するケースと、前記ケース内に回転自在に保持されるキャリアと、前記キャリアに回転自在に保持されるクランク軸と、前記クランク軸に保持され且つ前記内歯に噛み合う外歯を有し、前記クランク軸によって揺動される揺動歯車と、を備える偏心揺動型歯車装置の製造方法であって、前記クランク軸の偏心体に、偏心体用軸受を取り付ける工程と、前記クランク軸のジャーナル部に、ジャーナル軸受のインナーレースを取り付ける工程と、前記インナーレースが前記揺動歯車に形成された貫通孔内を通過するように、前記揺動歯車を前記ジャーナル部側から前記偏心体側に移動させ、前記貫通孔を前記偏心体に取り付けられた前記偏心体用軸受に挿入する工程と、前記インナーレースに、転動体群及びアウターレースを組み付ける工程と、を備える、偏心揺動型歯車装置の製造方法、である。

本発明の製造方法によれば、偏心揺動型歯車装置において、ジャーナル軸受の転動体の最外周半径が、クランク軸の中心軸から偏心体の反偏心側部分までの距離と当該偏心体に挿入される偏心体用軸受の厚さ寸法とを加算した加算距離よりも大きい場合であっても、当該歯車装置を効率的に製造できる。よって、クランク軸のジャーナル部とキャリアとの間に配置されるジャーナル軸受の容量を増加できる歯車装置を効率的に製造することが可能となる。

本発明によれば、クランク軸のジャーナル部とキャリアとの間に配置されるジャーナル軸受の容量を増加できる偏心揺動型歯車装置を提供できる。

本発明の一実施の形態に係る偏心揺動型歯車装置の断面図である。 図１の偏心揺動型歯車装置のジャーナル軸受を概略的に示した図である。 図１の偏心揺動型歯車装置の製造方法を説明する図である。 図１の偏心揺動型歯車装置の製造方法を説明する図である。 従来の偏心揺動型歯車装置の寸法関係を説明する図である。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。

（偏心揺動型歯車装置の構成）
図１に示す本実施の形態に係る偏心揺動型歯車装置１（以下、歯車装置１と呼ぶ。）は、内周側に内歯１２を有するケース１０と、ケース１０内に回転自在に保持されるキャリア２０と、キャリア２０に回転自在に保持されるクランク軸３０と、クランク軸３０に保持され且つ内歯１２に噛み合う外歯４２を有し、クランク軸３０によって揺動される揺動歯車４０と、を備えている。

ケース１０は、両端部が開放する筒状に形成されたケース本体１１を有している。ケース本体１１の内周面には、上述の内歯１２が設けられている。図中において、符号Ｌ１は、ケース本体１１の中心軸、詳しくは内歯１２が設けられたケース本体１１の内周面の中心軸を示している。以下では、単に「軸方向」と記す場合、この方向は、中心軸Ｌ１上を延びる方向又は中心軸Ｌ１に平行な方向を意味する。また、中心軸Ｌ１に直交する方向を径方向と呼び、中心軸Ｌ１周りの方向を周方向と呼ぶ。

内歯１２は、ピン状に形成されており、ケース本体１１の内周面の全域に周方向に並んで複数形成されたピン溝１３に嵌め込まれて取り付けられている。内歯１２は、その長手方向が中心軸Ｌ１方向と平行に位置するように配置されている。内歯１２は、ケース本体１１の内周面において周方向に沿って等間隔に配列されており、上述した揺動歯車４０の外歯４２に噛み合うように構成されている。

キャリア２０は、円板状の基板部２１及び基板部２１の一方の面に突設されたシャフト部２２を有する基部２３と、この基部２３のシャフト部２２の先端に当接された状態で締結される円板状の端板部２４と、を有している。シャフト部２２は、周方向に並ぶ状態で複数形成されている。端板部２４は、各シャフト部２２の先端に当接され、各シャフト部２２に締結されている。図示の例では、端板部２４とシャフト部２２とは、これらに跨がるボルト２５によって締結されている。

キャリア２０は、基板部２１の外周側と端板部２４の外周側とに配置された一対の主軸受２６を介してケース本体１１の内周面に回転自在に支持されている。これにより、キャリア２０は、中心軸Ｌ１を中心としてケース１０に対して回転自在になっている。本実施の形態では、主軸受２６が、アンギュラ玉軸受によって構成されている。

クランク軸３０は、中心軸線を有するシャフト本体３１と、二個の偏心体、すなわち第１偏心体３２ａ及び第２偏心体３２ｂと、伝達歯車としてのスパーギア３３と、を有している。シャフト本体３１においては、一端部側（基板部２１側）に第１ジャーナル部３１ａが形成され、他端部側（端板部２４側）に第２ジャーナル部３１ｂが形成されている。

キャリア２０において、基板部２１には、第１ジャーナル部３１ａを挿入するための第１ジャーナル用貫通孔２７が形成され、端板部２４には、第２ジャーナル部３１ｂを挿入するための第２ジャーナル用貫通孔２８が形成されている。第１ジャーナル用貫通孔２７及び第２ジャーナル用貫通孔２８は、軸方向に沿って延びている。シャフト本体３１における第１ジャーナル部３１ａと第２ジャーナル部３１ｂとの間に、第１偏心体３２ａ及び第２偏心体３２ｂが設けられている。

第１ジャーナル用貫通孔２７と第１ジャーナル部３１ａとの間には、第１ジャーナル軸受５１が配置されている。これにより、第１ジャーナル部３１ａは、第１ジャーナル軸受５１を介してキャリア２０に回転自在に保持されている。また、第２ジャーナル用貫通孔２８と第２ジャーナル部３１ｂとの間には、第２ジャーナル軸受５２が配置されている。これにより、第２ジャーナル部３１ｂは、第２ジャーナル軸受５２を介してキャリア２０に回転自在に保持されている。

本実施の形態において、第１ジャーナル軸受５１は、円錐ころ軸受として構成されている。第１ジャーナル軸受５１は、第１ジャーナル部３１ａに取り付けられるインナーレース５１Ａと、第１ジャーナル用貫通孔２７に取り付けられるアウターレース５１Ｂと、インナーレース５１Ａ及びアウターレース５１Ｂの間に保持されるテーパー状の複数の転動体５１Ｃ及び複数の転動体５１Ｃを所定間隔で整列させた状態で保持する保持器５１Ｄからなる転動体群５１Ｅと、を有している。

同様に、本実施の形態において、第２ジャーナル軸受５２は、円錐ころ軸受として構成されている。第２ジャーナル軸受５２は、第２ジャーナル部３１ｂに取り付けられるインナーレース５２Ａと、第２ジャーナル用貫通孔２８に取り付けられるアウターレース５２Ｂと、インナーレース５２Ａ及びアウターレース５２Ｂの間に保持されるテーパー状の複数の転動体５２Ｃ及び複数の転動体５２Ｃを所定間隔で整列させた状態で保持する保持器５２Ｄからなる転動体群５２Ｅと、を有している。

図２は、第２ジャーナル軸受５２を拡大して概略的に示している。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、本実施の形態の第２ジャーナル軸受５２は、転動体群５２Ｅを、インナーレース５２Ａから着脱自在に分離できるように構成されている。詳しくは、第２ジャーナル軸受５２においては、アウターレース５２Ｂを転動体群５２Ｅから着脱自在に分離した後、転動体群５２Ｅを、インナーレース５２Ａから着脱自在に分離できるようになっている。

本実施の形態では、インナーレース５２Ａの外周面の径方向寸法（半径）が、軸方向の一端部から他端部にかけて次第に小さくなっている。インナーレース５２Ａの軸方向における径方向寸法が大きい側の端部につば部５２Ｆが形成されている。一方、つば部５２Ｆが形成された側の端部とは反対側の端部（径方向寸法が小さい側の端部）には、つば部が形成されていない。これにより、インナーレース５２Ａのつば部が形成されていない側の端部から転動体群５２Ｅを分離できる。

転動体群５２Ｅをインナーレース５２Ａから分離させた際には、転動体群５２Ｅにおいて、保持器５２Ｄが複数の転動体５２Ｃを保持した状態が維持される。また、転動体群５２Ｅをインナーレース５２Ａに挿入することで、転動体群５２Ｅをインナーレース５２Ａに組み付けることができる。本実施の形態では、第２ジャーナル軸受５２が上述のように転動体群５２Ｅを着脱自在に分離できるように構成されるが、第１ジャーナル軸受５１も同様の構成を有していてもよい。

図１に戻り、第１ジャーナル用貫通孔２７の内周面には、第１止め輪２９ａが設けられている。第１止め輪２９ａは、第１ジャーナル軸受５１のアウターレース５１Ｂに軸方向の外側（揺動歯車４０側とは反対側）から当接することにより、第１ジャーナル軸受５１の軸方向の外側への移動を規制している。同様に、第２ジャーナル用貫通孔２８の内周面には、第２止め輪２９ｂが設けられている。第２止め輪２９ｂは、第２ジャーナル軸受５２のアウターレース５２Ｂに軸方向の外側（揺動歯車４０側とは反対側）から当接することにより、第２ジャーナル軸受５２の軸方向の外側への移動を規制している。

クランク軸３０における第１偏心体３２ａ及び第２偏心体３２ｂは、シャフト本体３１と一体的に形成されている。第１偏心体３２ａ及び第２偏心体３２ｂは、軸方向に並んだ状態で配列されている。このうち、第１偏心体３２ａは、第１ジャーナル部３１ａに隣接して設けられ、第２偏心体３２ｂは、第２ジャーナル部３１ｂに隣接して設けられている。

各偏心体３２ａ，３２ｂは、円板状（又は円柱状）に形成されている。各偏心体３２ａ，３２ｂは、シャフト本体３１に対して偏心している。詳しくは、図中において、符号ａｃはシャフト本体３１の中心軸を示し、符号ａｃａは、第１偏心体３２ａの中心軸を示し、符号ａｃｂは、第２偏心体３２ｂの中心軸を示している。これらの軸線に示すように、第１偏心体３２ａの中心軸ａｃａ及び第２偏心体３２ｂの中心軸ａｃｂは、シャフト本体３１の中心軸ａｃからオフセットされている。シャフト本体３１の中心軸ａｃに沿って見た場合に、第１偏心体３２ａの中心軸ａｃａと第２偏心体３２ｂの中心軸ａｃｂは、シャフト本体３１の中心軸ａｃを中心として、対称に配置されている。

図中の符号３６ａは、第１偏心体３２ａのうちシャフト本体３１の中心軸ａｃから第１偏心体３２ａの中心軸ａｃａに向かう方向で最も外側に偏心する（突出する）偏心側部分を示し、符号３６ｂは、第１偏心体３２ａのうち偏心側部分３６ａとは反対側に位置する反偏心側部分を示している。同様に、図中の符号３８ａは、第２偏心体３２ｂのうちシャフト本体３１の中心軸ａｃから第２偏心体３２ａの中心軸ａｃｂに向かう方向で最も外側に偏心する（突出する）偏心側部分を示し、符号３８ｂは、第２偏心体３２ｂのうち偏心側部分３８ａとは反対側に位置する反偏心側部分を示している。各偏心体３２ａ，３２ｂは、揺動歯車４０に形成された貫通孔に挿入され、これにより、揺動歯車４０を保持する。この詳細については、後述する。

また、シャフト本体３１の第２ジャーナル部３１ｂは、軸方向の外側に向けて第２ジャーナル軸受５２を通ってキャリア２０の端板部２４から突出している。この第２ジャーナル部３１ｂにおける端板部２４から突出する部分に、上述のスパーギア３３が固定されている。すなわち、スパーギア３３は、第２ジャーナル部３１ｂの第２偏心体３２ｂ側とは反対側の部分に設けられている。スパーギア３３は、図示しない入力ギアから回転を伝達され、これにより、クランク軸３０を回転させる。

なお、本実施の形態では、キャリア２０において、三個の第１ジャーナル用貫通孔２７と、三個の第２ジャーナル用貫通孔２８とが形成されており、三個のクランク軸３０がキャリア２０に回転自在に保持されるようになっている。したがって、第１ジャーナル軸受５１、第２ジャーナル軸受５２、及びスパーギア３３についても、それぞれ三個設けられている。

次に、揺動歯車４０は、第１揺動歯車４０ａと、第２揺動歯車４０ｂと、で構成されている。各揺動歯車４０ａ，４０ｂは、軸方向に配列されており、キャリア２０の基板部２１と端板部２４との間に形成されたスペース内に配置されている。第１揺動歯車４０ａが基板部２１側に配置され、第２揺動歯車４０ｂが端板部２４側に配置されている。

第１揺動歯車４０ａの外周部には、外歯４２のうちの第１外歯４２ａが形成されている。第２揺動歯車４０ｂの外周部には、外歯４２うちの第２外歯４２ｂが形成されている。第１外歯４２ａ及び第２外歯４２ｂの歯数は、ケース１０の内歯１２の歯数よりも少ない（例えば、一つ少ない）。これにより、偏心体３２ａ，３２ｂの偏心回転によって、揺動歯車４０ａ，４０ｂは、その外歯４２を内歯１２に噛み合わせながら、ケース１０に対して揺動回転することになる。

本実施の形態では、第１揺動歯車４０ａには、クランク軸３０の第１偏心体３２ａを挿入するための三個の第１偏心体用貫通孔４４ａと、キャリア２０のシャフト部２２を挿入するための第１シャフト部用貫通孔４５ａと、が形成されている。第２揺動歯車４０ｂには、クランク軸３０の第２偏心体３２ｂを挿入するための三個の第２偏心体用貫通孔４４ｂと、キャリア２０のシャフト部２２を挿入するための第２シャフト部用貫通孔４５ｂと、が形成されている。

第１偏心体用貫通孔４４ａと第１偏心体３２ａとの間には、第１偏心体用軸受６１が配置されている。これにより、第１偏心体３２ａは、第１偏心体用軸受６１を介して第１揺動歯車４０ａに回転自在に保持されている。また、第２偏心体用貫通孔４４ｂと第２偏心体３２ｂとの間には、第２偏心体用軸受６２が配置され、第２偏心体３２ｂは、第２偏心体用軸受６２を介して第２揺動歯車４０ｂに回転自在に保持されている。

本実施の形態において、第１偏心体用軸受６１は、円筒ころ軸受（針状ころ軸受）として構成されている。詳しくは、この例において、第１偏心体用軸受６１は、円筒状の複数の転動体６１Ａと、複数の転動体６１Ａを保持する保持器６１Ｂと、で構成されている。したがって、第１偏心体用軸受６１が第１偏心体用貫通孔４４ａと第１偏心体３２ａとの間に配置された状態では、各転動体６１Ａが、第１偏心体用貫通孔４４ａに近接又は当接すると共に第１偏心体３２ａに近接又は当接している。

同様に、本実施の形態において、第２偏心体用軸受６２は、円筒ころ軸受（針状ころ軸受）として構成されている。そして、この例においては、第２偏心体用軸受６２も、円筒状の複数の転動体６２Ａと、複数の転動体６２Ａを保持する保持器６２Ｂと、で構成されている。したがって、第２偏心体用軸受６２が第２偏心体用貫通孔４４ｂと第２偏心体３２ｂとの間に配置された状態では、各転動体６２Ａが、第２偏心体用貫通孔４４ｂに近接又は当接すると共に第２偏心体３２ｂに近接又は当接している。

ここで、図１において、符号Ｒｃは、クランク軸３０の中心軸（ａｃ）から第２偏心体３２ｂの反偏心側部分３８ｂまでの距離と当該偏心体３２ｂに挿入される第２偏心体用軸受６２の厚さ寸法とを加算した加算距離を示している。また、符号Ｒｊは、クランク軸３０の第２ジャーナル部３１ｂに挿入される第２ジャーナル軸受５２の転動体５２Ｃの最外周半径（最大振れ回り半径）を示している。本実施の形態では、転動体５２Ｃがテーパー状に形成され、その中心軸を、第２ジャーナル軸受５２の中心軸に対して傾斜させている。そして、転動体５２Ｃの大径となる側の端部の外周縁が、第２ジャーナル軸受５２の中心軸に対する径方向で最も外側に張り出している。最外周半径Ｒｊは、第２ジャーナル軸受５２の中心軸から転動体５２Ｃの大径となる側の端部の外周縁までの距離を意味する。

図１から明らかなように、本実施の形態では、第２ジャーナル軸受５２の転動体５２Ｃの最外周半径Ｒｊが、加算距離Ｒｃよりも大きくなっている。また、図中の符号Ｒｉｒは、第２ジャーナル軸受５２のインナーレース５２Ａの最外周半径を示している。このインナーレース５２Ａの最外周半径Ｒｉｒは、前記加算距離Ｒｃよりも小さくなっている。なお、本実施の形態では、第１ジャーナル軸受５１の転動体５１Ｃの最外周半径も、クランク軸３０の中心軸から第１偏心体３２ａの反偏心側部分３６ｂまでの距離と当該偏心体３２ａに挿入される第１偏心体用軸受６１の厚さ寸法とを加算した加算距離よりも大きくなっている。

以上の構成を有した歯車装置１では、図示しないモータ等からのトルクがスパーギア３３に伝達されると、クランク軸３０が回転する。このとき、クランク軸３０の第１及び第２偏心体３２ａ，３２ｂは、それぞれ、偏心回転する。偏心体３２ａ，３２ｂが偏心回転すると、各揺動歯車４０ａ，４０ｂは、キャリア２０の中心軸を中心として周回（公転）する。このとき、揺動歯車４０ａ，４０ｂは、ケース１０の内歯１２にその外歯４２を噛み合わせながら、ケース１０に対して回転する。この結果、クランク軸３０を介して揺動歯車４０ａ，４０ｂを支持するキャリア２０が、ケース１０に対して回転する。

このような歯車装置１は、ロボットの旋回胴や腕関節等の旋回部、各種工作機械の旋回部等に減速機として使用され得る。一具体例として、ロボットのベースにケース１０を固定し、ロボットの旋回胴にキャリア２０を連結することにより、ベースに対して旋回胴を高トルクで回転させ且つ当該旋回胴の回転を高精度に制御することができる。

（偏心揺動型歯車装置の製造方法）
次に、上述の歯車装置１の製造方法を、図３及び図４を参照しつつ説明する。

本実施の形態に係る歯車装置１の製造方法においては、まず、図３に示すように、作業面に載置された基部２３上に、クランク軸３０が立設される状態まで組立が行われる。この際には、まず、キャリア２０の基部２３の基板部２１が作業面に当接するように、基部２３が作業面上に載置される。基板部２１の第１ジャーナル用貫通孔２７の内周面には、第１止め輪２９ａが設けられる。

次いで、基部２３とは分離している状態のクランク軸３０の第１偏心体３２ａに、第１偏心体用軸受６１が挿入されて取り付けられ、第２偏心体３２ｂに、第２偏心体用軸受６２が挿入されて取り付けられる。そして、このうち、第１偏心体用軸受６１に、第１揺動歯車４０ａの第１偏心体用貫通孔４５ａが挿入され、第１揺動歯車４０ａがクランク軸３０に保持される。

次いで、クランク軸３０の第１ジャーナル部３１ａに、第１ジャーナル軸受５１が挿入されて取り付けられる。第１ジャーナル軸受５１は、インナーレース５１Ａ、アウターレース５１Ｂ及び転動体群５１Ｅが一体化された状態で、第１ジャーナル部３１ａに取り付けられる。また、クランク軸３０の第２ジャーナル部３１ｂには、第２ジャーナル軸受５２のインナーレース５２Ａのみが挿入されて取り付けられる。

次いで、クランク軸３０に保持された第１ジャーナル軸受５１が、基板部２１の第１ジャーナル用貫通孔２７に挿入され、そのアウターレース５１Ｂが第１止め輪２９ａに当接する状態まで、押し込まれる。これにより、図３に示す状態がセットされる。

次いで、図３及び図４に示すように、第２ジャーナル軸受５２のインナーレース５２Ａが第２揺動歯車４０ｂに形成された第２偏心体用貫通孔４４ｂ内を通過するように、第２揺動歯車４０ｂが第２ジャーナル部３１ｂ側から第２偏心体３２ｂ側に移動され、第２偏心体用貫通孔４４ｂが、第２偏心体３２ｂに取り付けられた第２偏心体用軸受６２に挿入される。

その後、図４に示すように、第２ジャーナル軸受５２のインナーレース５２Ａに転動体群５２Ｅが組み付けられるとともに、転動体群５２Ｅにアウターレース５２Ｂが組み付けられる。図示の例では、第２ジャーナル軸受５２のアウターレース５２Ｂは、端板部２４の第２ジャーナル用貫通孔２８に挿入された状態となっている。したがって、アウターレース５２Ｂは端板部２４に保持された状態で、転動体群５２Ｅに組み付けられる。その後、端板部２４と基部２３のシャフト部２２とをボルト２５で締結することにより、組立作業が完了する。これにより、歯車装置１が製造される。

（効果）
以上に説明した本実施の形態に係る歯車装置１によれば、第２ジャーナル軸受５２の転動体５２Ｃの最外周半径Ｒｊが、クランク軸３０の中心軸から第２偏心体３２ｂの反偏心側部分３８ｂまでの距離と当該偏心体３２ｂに挿入される第２偏心体用軸受６２の厚さ寸法とを加算した加算距離Ｒｃよりも大きくなっている。この構成によれば、第２ジャーナル軸受５２の径方向寸法が増加する。なお、第１ジャーナル軸受５１も同様である。これにより、クランク軸３０のジャーナル部３１ａ，３１ｂとキャリア２０との間に配置されるジャーナル軸受５１，５２の容量を増加できる。

また、第２ジャーナル軸受５２に挿入されるクランク軸３０の第２ジャーナル部３１ｂの第２偏心体３２ｂ側とは反対側の部分に、伝達歯車であるスパーギア３３が設けられている。これにより、スパーギア３３が、容量が増加された第２ジャーナル軸受５２によって支持されるため、スパーギア３３の支持剛性を大きく確保できる。

また、ジャーナル軸受５１，５２は、円錐ころ軸受であるため、これらはクランク軸３０を軸方向から支持する。これにより、クランク軸３０の軸方向における移動を規制できる。

また、第２ジャーナル軸受５２が、第２ジャーナル部３１ｂに取り付けられるインナーレース５２Ａと、キャリア２０の第２ジャーナル用貫通孔２８に取り付けられるアウターレース５２Ｂと、インナーレース５２Ａとアウターレース５２Ｂとの間に保持される複数の転動体５２Ｃを含む転動体群５２Ｅと、を有し、転動体群５２Ｅを、インナーレース５２Ａから着脱自在に分離できるように構成されている。これによれば、組立のバリエーションが増加することで、歯車装置１の組立性を向上させることができる。

また、本実施の形態に係る製造方法では、上述したように、クランク軸３０の第２偏心体３２ｂに、第２偏心体用軸受６２を取り付ける工程と、クランク軸３０の第２ジャーナル部３１ｂに、第２ジャーナル軸受５２のインナーレース５２Ａを取り付ける工程と、インナーレース５２Ａが第２揺動歯車４０ｂに形成された第２偏心体用貫通孔４４ｂ内を通過するように、第２揺動歯車４０ｂを第２ジャーナル部３１ｂ側から第２偏心体３２ｂ側に移動させ、第２偏心体用貫通孔４４ｂを第２偏心体用軸受６２に挿入する工程と、インナーレース５２Ａに、転動体群５２Ｅ及びアウターレース５２Ｂを組み付ける工程と、が行われる。

このような製造方法によれば、本実施の形態の歯車装置１のように、第２ジャーナル軸受５２の転動体５２Ｃの最外周半径Ｒｊが、クランク軸３０の中心軸から第２偏心体３２ｂの反偏心側部分３８ｂまでの距離と当該偏心体３２ｂに挿入される第２偏心体用軸受６２の厚さ寸法とを加算した加算距離Ｒｃよりも大きい場合であっても、当該歯車装置１を効率的に製造できる。

すなわち、第２ジャーナル軸受５２の転動体５２Ｃの最外周半径Ｒｊが加算距離Ｒｃよりも大きい構成である場合には、クランク軸３０において第２揺動歯車４０ｂが第２偏心体用軸受６２に取り付けられた後に、クランク軸３０の第２ジャーナル部３１ｂに第２ジャーナル軸受５２が取り付けられ、その後、第２ジャーナル軸受５２に端板部２４の第２ジャーナル用貫通孔２８が挿入される、という組立手順も考えられる。しかしながら、このような組立手順は、比較的手間がかかる。このような組立手順に対して、本実施の形態の製造方法では、インナーレース５２Ａが第２揺動歯車４０ｂに形成された第２偏心体用貫通孔４４ｂ内を通過するように、第２揺動歯車４０ｂを第２ジャーナル部３１ｂ側から第２偏心体３２ｂ側に移動させ、第２偏心体用貫通孔４４ｂを第２偏心体用軸受６２に挿入するという工程が行われる。これにより、組立手順を簡素化し得るため、歯車装置１の製造を効率的に進めることができる。よって、ジャーナル軸受５１，５２の容量を増加できる歯車装置１を効率的に製造することが可能となる。

また、本実施の形態では、第２ジャーナル軸受５２のインナーレース５２Ａの最外周半径Ｒｉｒが、加算距離Ｒｃよりも小さくなっている。これによれば、インナーレース５２Ａが第２揺動歯車４０ｂに形成された第２偏心体用貫通孔４４ｂ内を通過するように、第２揺動歯車４０ｂを第２ジャーナル部３１ｂ側から第２偏心体３２ｂ側に移動させる工程を確実に行うことができる。そのため、スムーズに組立作業を行うことが可能となる。

以上、本発明の一実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施の形態では、歯車装置１に三個のクランク軸３０が設けられる例を説明したが、クランク軸３０の個数は、特に限定されるものではない。

また、例えば、上述の実施の形態では、第２ジャーナル軸受５２において、インナーレース５２Ａの軸方向における径方向寸法が大きい側の端部につば部５２Ｆが形成され、インナーレース５１Ａのつば部５２Ｆが形成された側の端部とは反対側の端部（径方向寸法が小さい側の端部）には、つば部が形成されていない。これにより、インナーレース５２Ａのつば部が形成されていない側の端部から転動体群５２Ｅを分離できる。しかしながら、インナーレース５２Ａの軸方向の端部の両方につば部が形成され、インナーレース５２Ａの径方向寸法が小さい側の端部のつば部を変形させることにより、転動体群５２Ｅがインナーレース５２Ａから分離できるようになっていてもよい。

１ 偏心揺動型歯車装置
１０ ケース
１２ 内歯
２０ キャリア
２１ 基板部
２３ 基部
２４ 端板部
２７ 第１ジャーナル用貫通孔
２８ 第２ジャーナル用貫通孔
３０ クランク軸
３１ シャフト本体
３１ａ 第１ジャーナル部
３１ｂ 第２ジャーナル部
３２ａ 第１偏心体
３２ｂ 第２偏心体
３３ スパーギア
３６ａ 偏心側部分
３６ｂ 反偏心側部分
３８ａ 偏心側部分
３８ｂ 反偏心側部分
４０ 揺動歯車
４０ａ 第１揺動歯車
４０ｂ 第２揺動歯車
４２ 外歯
４２ａ 第１外歯
４２ｂ 第２外歯
４４ａ 第１偏心体用貫通孔
４４ｂ 第２偏心体用貫通孔
５１ 第１ジャーナル軸受
５１Ａ インナーレース
５１Ｂ アウターレース
５１Ｃ 転動体
５１Ｄ 保持器
５１Ｅ 転動体群
５２ 第２ジャーナル軸受
５２Ａ インナーレース
５２Ｂ アウターレース
５２Ｃ 転動体
５２Ｄ 保持器
５２Ｅ 転動体群
６１ 第１偏心体用軸受
６１Ａ 転動体
６１Ｂ 保持器
６２ 第２偏心体用軸受
６２Ａ 転動体
６２Ｂ 保持器
Ｌ１ 中心軸
Ｒｃ 加算距離
Ｒｊ 転動体の最外周半径
Ｒｉｒ インナーレースの最外周半径

Claims (4)

1. 内周側に内歯を有するケースと、
   前記ケース内に回転自在に保持されるキャリアと、
   前記キャリアに回転自在に保持されるクランク軸と、
   前記クランク軸に保持され且つ前記内歯に噛み合う外歯を有し、前記クランク軸によって揺動される揺動歯車と、を備え、
   前記クランク軸は、ジャーナル部と、前記ジャーナル部に隣接して設けられる偏心体と、を有し、
   前記キャリアには、前記ジャーナル部を挿入するための貫通孔が形成され、
   前記キャリアの貫通孔と前記ジャーナル部との間にジャーナル軸受が配置され、
   前記ジャーナル部は、前記ジャーナル軸受を介して前記キャリアに回転自在に保持されており、
   前記揺動歯車には、前記偏心体を挿入するための貫通孔が形成され、
   前記揺動歯車の貫通孔と前記偏心体との間に偏心体用軸受が配置され、
   前記偏心体は、前記偏心体用軸受を介して前記揺動歯車に回転自在に保持されており、
   前記ジャーナル軸受は、前記ジャーナル部に取り付けられるインナーレースと、前記キャリアの貫通孔に取り付けられるアウターレースと、前記インナーレースと前記アウターレースとの間に保持される複数の転動体を含む転動体群と、を有し、前記転動体群を、前記インナーレースから着脱自在に分離できるように構成されており、
   前記ジャーナル軸受の転動体の最外周半径は、前記クランク軸の中心軸から前記偏心体の反偏心側部分までの距離と当該偏心体に挿入される前記偏心体用軸受の厚さ寸法とを加算した加算距離よりも大きく、且つ、前記ジャーナル軸受の前記インナーレースの最外周半径は、前記加算距離よりも小さくなっている、偏心揺動型歯車装置。
2. 前記ジャーナル部の前記偏心体側とは反対側の部分に、伝達歯車が設けられている、請求項１に記載の偏心揺動型歯車装置。
3. 前記ジャーナル軸受は、円錐ころ軸受である、請求項１又は２に記載の偏心揺動型歯車装置。
4. 内周側に内歯を有するケースと、前記ケース内に回転自在に保持されるキャリアと、前記キャリアに回転自在に保持されるクランク軸と、前記クランク軸に保持され且つ前記内歯に噛み合う外歯を有し、前記クランク軸によって揺動される揺動歯車と、を備える偏心揺動型歯車装置の製造方法であって、
   前記クランク軸の偏心体に、偏心体用軸受を取り付ける工程と、
   前記クランク軸のジャーナル部に、ジャーナル軸受のインナーレースを取り付ける工程と、
   前記インナーレースが前記揺動歯車に形成された貫通孔内を通過するように、前記揺動歯車を前記ジャーナル部側から前記偏心体側に移動させ、前記貫通孔を前記偏心体に取り付けられた前記偏心体用軸受に挿入する工程と、
   前記インナーレースに、転動体群及びアウターレースを組み付ける工程と、を備え、
   前記ジャーナル軸受の前記インナーレースの最外周半径は、前記クランク軸の中心軸から前記偏心体の反偏心側部分までの距離と当該偏心体に挿入される前記偏心体用軸受の厚さ寸法とを加算した加算距離よりも小さい、偏心揺動型歯車装置の製造方法。

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