JP6788417B2

JP6788417B2 - ギア装置

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Publication number: JP6788417B2
Application number: JP2016148524A
Authority: JP
Inventors: 正登内原
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2016-07-28
Publication date: 2020-11-25
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Description

本発明は、モータに連結されたギア装置に関する。

ギア装置は、多くの場合、モータが生成した駆動力を伝達するために利用される。したがって、ギア装置は、しばしば、モータに直接的に連結される（特許文献１を参照）。

特許文献１のギア装置は、モータシャフトが嵌入される筒状の入力ギアを備える。ギア装置は、モータが生成した駆動力を、入力ギアを通じて受け取り、所定の減速比で、駆動力を増幅する。最終的に、ギア装置は、増幅された駆動力を出力することができる。

特開２００３−２７８８４８号公報

特許文献１の技術によれば、歯車は、モータシャフトに直接的に形成されなくてもよい。したがって、モータをギア装置に連結する作業者は、適切な減速比が得られるように選択された入力ギアをモータシャフトに取り付けることができる。その一方で、入力ギアはモータシャフトに直列に並ぶので、ギア装置及びモータの連結体は、モータシャフトの回転軸の延設方向において長くなる。

入力ギアを設計する設計者は、モータシャフトとの嵌合長さを小さく設定してもよい。この場合、回転軸の延設方向における長さ寸法は、低減される。しかしながら、小さな嵌合長さは、モータシャフトから入力ギアへ伝達可能なトルクの低減に帰結する。

本発明は、モータシャフトの回転軸の延設方向において小さな寸法を有し、且つ、モータからギア装置への大きなトルク伝達を可能にする技術を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係るギア装置は、モータ筐体と、前記モータ筐体から突出し、所定の回転軸周りに回転するモータシャフトと、を有するモータに連結される。ギア装置は、前記モータ筐体に当接する第１面と前記第１面とは反対側の第２面との間で定められる肉厚を有し、前記モータ筐体に連結される連結壁と、前記第１面と前記第２面との間で前記回転軸に沿って前記連結壁に形成された第１貫通孔内で前記モータシャフトに嵌め合わされる嵌合構造を有するとともに、第２貫通孔が形成された入力シャフトと、前記入力シャフトに連結されるギア構造体と、前記入力シャフトを前記モータシャフトに固定する第１固定ボルトと、を備える。前記ギア構造体は、前記モータが生成した駆動力が前記入力シャフトから伝達されると偏心回転するクランク軸組立体と、前記クランク軸組立体の前記偏心回転に応じて前記回転軸周りに回転するキャリアと、を有する。前記キャリアは、前記回転軸に沿って延びる中央貫通孔を有する。前記第１固定ボルトは、前記入力シャフトの前記第２貫通孔に前記回転軸に沿って挿通されるとともに前記中央貫通孔内に頭部が配置された状態で、前記モータシャフトに形成されたネジ穴に螺合されている。

上記構成によれば、連結壁は、モータ筐体に当接する第１面を有するので、モータ筐体に直接的に連結される。第１貫通孔は、第１面と、第１面とは反対側の第２面と、の間で、回転軸に沿って形成されるので、第１貫通孔は、モータ筐体を連結壁に連結するための肉厚部分に重なる。入力シャフトは、第１貫通孔内でモータシャフトに連結されるので、ギア装置を設計する設計者は、入力シャフトをモータシャフトに連結するために、回転軸の延設方向において、空間を追加しなくてもよい。したがって、モータ及びギア装置の連結構造体は、モータシャフトの回転軸の延設方向において、小さな寸法を有することができる。モータが出力するトルクが大きいならば、連結壁の肉厚は大きな値に設定される必要がある。この結果、第１貫通孔も回転軸の延設方向において長くなる。設計者は、入力シャフトを回転軸の延設方向においてモータシャフトに嵌め合わせるための嵌合長さに大きな値を与えることができるので、大きなトルクが、モータシャフトから入力シャフトへ伝達可能になる。

上記構成に関して、前記嵌合構造は、前記回転軸の延設方向において、前記肉厚よりも短くてもよい。

上記構成によれば、嵌合構造は、回転軸の延設方向において、肉厚よりも短いので、設計者は、回転軸の延設方向において、空間を追加しなくてもよい。したがって、モータ及びギア装置の連結構造体は、モータシャフトの回転軸の延設方向において、小さな寸法を有することができる。

上記構成に関して、前記モータシャフトは、前記入力シャフトが部分的に挿入されるテーパ凹部が凹設された第１端面と、前記テーパ凹部の底を形成する底面と、を含んでもよい。前記テーパ凹部は、前記第１端面から前記底面に向けて狭まってもよい。前記嵌合構造は、前記テーパ凹部に相補的なテーパシャフト部であってもよい。前記テーパシャフト部は、前記テーパ凹部に挿入されてもよい。

上記構成によれば、テーパシャフト部は、モータシャフトの端面からモータ筐体に向けて狭まるテーパ凹部に挿入されるので、モータをギア装置に連結する作業者は、入力シャフトをモータシャフトに容易に取り付けることができる。第１固定ボルトは、回転軸に沿って入力シャフトに形成された第２貫通孔に挿通され、底面に形成されたネジ穴に螺合されるので、作業者は、その後、入力シャフトをモータシャフトに適切に固定することができる。必要に応じて、作業者は、第１固定ボルトを取り外し、入力シャフトをモータシャフトから容易に分離することもできる。

上記構成に関して、前記入力シャフトは、前記テーパシャフト部から前記回転軸に沿って延びる入力ギア部を含んでもよい。前記ギア構造体は、前記入力ギア部と噛み合い、前記回転軸と平行な伝達軸周りに回転する伝達ギアを含んでもよい。前記テーパシャフト部は、前記入力ギア部よりも外径において小さくてもよい。

上記構成によれば、ギア構造体は、入力ギア部と噛み合い、回転軸と平行な伝達軸周りに回転する伝達ギアを含むので、モータシャフトの回転は、入力ギア部を通じて、ギア構造体へ適切に伝達される。テーパシャフト部は、入力ギア部よりも外径において小さいので、入力ギア部は、テーパシャフト部と入力ギア部を形成する工具との干渉なくして、容易に形成される。

上記構成に関して、前記モータは、前記モータシャフトを取り巻き、前記モータシャフトと前記モータ筐体との間の境界への液体の滲入を防ぐシールリングを含んでもよい。前記モータ筐体は、前記シールリングが嵌め込まれる環状の凹部が形成され、且つ、前記第１面に当接される当接面を含んでもよい。前記テーパシャフト部は、前記底面に対向する第２端面を含んでもよい。前記第２端面は、前記第１端面と前記当接面との間に位置してもよい。

上記構成によれば、テーパ凹部の底を形成する底面に対向するテーパシャフト部の第２端面は、モータシャフトの第１端面とシールリングが嵌め込まれた当接面との間に位置するので、モータシャフトへのテーパシャフト部の連結に起因するモータシャフトの微小変形は、シールリングのシール性能に影響を与えにくくなる。

上記構成に関して、前記テーパ凹部に挿入された前記テーパシャフト部の長さは、前記肉厚よりも小さくてもよい。

上記構成によれば、テーパ凹部に挿入されたテーパシャフト部の長さは、肉厚よりも小さいので、設計者は、回転軸の延設方向において、空間を追加しなくてもよい。したがって、モータ及びギア装置の連結構造体は、モータシャフトの回転軸の延設方向において、小さな寸法を有することができる。

上記構成に関して、ギア装置は、前記モータ筐体を前記連結壁に固定するための第２固定ボルトを更に備えてもよい。前記第２固定ボルトは、前記第１面から前記第２面に向けて穿孔され、前記第２固定ボルトと噛み合う雌ネジが形成されたメクラ孔に螺合されてもよい。前記テーパ凹部に挿入された前記テーパシャフト部の長さは、前記メクラ孔の長さよりも小さくてもよい。

上記構成によれば、テーパ凹部に挿入されたテーパシャフト部の長さは、第２固定ボルトと噛み合う雌ネジが形成されたメクラ孔の長さよりも小さいので、設計者は、回転軸の延設方向において、空間を追加しなくてもよい。したがって、モータ及びギア装置の連結構造体は、モータシャフトの回転軸の延設方向において、小さな寸法を有することができる。

上述の技術は、モータシャフトの回転軸の延設方向において小さな寸法を有し、且つ、モータからギア装置への大きなトルク伝達を可能にする。

例示的なギア装置の概略的な断面図である。図１に示されるギア装置の入力シャフトの概略的な断面図である。図１に示されるギア装置のギア構造体の概略的な断面図である。代替的な入力シャフトの概略的な断面図である。

＜第１実施形態＞
モータから出力されるトルクが大きいならば、モータの筐体と連結される部位に頑丈な部材が用いられる必要がある。したがって、厚い板状部材が、モータの筐体に連結される部位にしばしば利用される。本発明者は、ギア装置の入力シャフトを、厚い板状部材に形成される貫通孔内で、モータのシャフトに連結し、ギア装置及びモータの連結構造体の小さな寸法を得ることを案出した。第１実施形態において、例示的なギア装置が説明される。

図１は、第１実施形態のギア装置１００の概略的な断面図である。図１を参照して、ギア装置１００が説明される。

ギア装置１００は、モータＭＴＲに連結される。モータＭＴＲは、一般的な及び／又は市販のモータ装置であってもよい。本実施形態の原理は、モータＭＴＲの特定の種類に限定されない。

モータＭＴＲは、モータ筐体ＭＨＧと、モータシャフトＭＳＴと、を備える。駆動力を生成するための様々な部品（たとえば、コイルやステータコア）は、モータ筐体ＭＨＧ内に収容される。モータシャフトＭＳＴは、回転軸ＲＡＸ周りに回転する。モータシャフトＭＳＴは、回転軸ＲＡＸに沿って、モータ筐体ＭＨＧから突出する。モータシャフトＭＳＴは、ギア装置１００に連結される。

ギア装置１００は、連結部材２００と、入力シャフト３００と、ギア構造体４００と、を備える。連結部材２００は、モータＭＴＲとギア構造体４００との間に配置される。連結部材２００は、モータＭＴＲとギア構造体４００とに連結される。入力シャフト３００は、連結部材２００、ギア構造体４００及びモータＭＴＲによって囲まれた空間内に配置される。入力シャフト３００は、モータシャフトＭＳＴに連結される。入力シャフト３００は、モータシャフトＭＳＴとともに、回転軸ＲＡＸ周りに回転する。入力シャフト３００は、ギア構造体４００と噛み合う。したがって、モータシャフトＭＳＴ及び入力シャフト３００の回転は、ギア構造体４００へ伝達される。

連結部材２００は、連結壁２１０と、周壁２２０と、を含む。連結壁２１０は、モータＭＴＲとの連結に用いられる。連結壁２１０は、モータ筐体ＭＨＧの端面と略同形状の板状部材である。連結壁２１０は、略円形であってもよいし、略矩形であってもよい。本実施形態の原理は、連結壁２１０の特定の形状に限定されない。

周壁２２０は、連結壁２１０の周縁面から延びる筒状部材である。周壁２２０は、ギア構造体４００との連結に用いられる。連結壁２１０は、周壁２２０よりも厚い。したがって、大きなトルクは、モータＭＴＲからギア装置１００へ適切に伝達される。

連結壁２１０は、第１面２１１と、第２面２１２と、外周面２１３と、内周面２１４と、を含む。第１面２１１は、モータ筐体ＭＨＧに当接する。第１面２１１とは反対側の第２面２１２は、ギア構造体４００に対向する。第１面２１１と第２面２１２との間で定められる連結壁２１０の肉厚寸法は、モータＭＴＲから出力されるトルクに適合するように定められる。モータＭＴＲから出力されるトルクが大きいならば、連結壁２１０の肉厚寸法は、大きな値に設定される。モータＭＴＲから出力されるトルクが小さいならば、連結壁２１０の肉厚寸法は、小さな値に設定されてもよい。

連結壁２１０には、第１貫通孔２１５が形成される。第１貫通孔２１５は、第１面２１１と第２面２１２との間で、回転軸ＲＡＸに沿って延びる。内周面２１４は、第１貫通孔２１５の輪郭を形成する。回転軸ＲＡＸは、第１貫通孔２１５の中心軸であってもよい。

モータシャフトＭＳＴは、回転軸ＲＡＸに沿って第１貫通孔２１５内に突出する。モータ筐体ＭＨＧからのモータシャフトＭＳＴの突出量は、回転軸ＲＡＸの延設方向における第１貫通孔２１５の長さよりも小さい。

入力シャフト３００は、第１貫通孔２１５内で、モータシャフトＭＳＴに嵌め合わされる。入力シャフト３００は、モータシャフトＭＳＴと、回転軸ＲＡＸに沿って整列される。第１面２１１と第２面２１２との間の肉厚区間は、モータ筐体ＭＨＧへの連結部材２００の連結だけでなく、モータシャフトＭＳＴへの入力シャフト３００の連結にも利用されるので、回転軸ＲＡＸの延設方向におけるギア装置１００及びモータＭＴＲの連結構造体の長さ寸法は、不必要に大きくならない。

＜第２実施形態＞
ギア装置を設計する設計者は、入力シャフトをモータシャフトに連結するための様々な連結構造を設計してもよい。たとえば、設計者は、入力シャフトに、モータシャフトを内嵌又は外嵌する嵌合構造を与えてもよい。第２実施形態において、入力シャフトをモータシャフトに連結するための例示的な嵌合構造が説明される。

図２は、入力シャフト３００の概略的な断面図である。図１及び図２を参照して、入力シャフト３００が説明される。

図１に示される如く、モータシャフトＭＳＴは、ギア構造体４００に対向する第１端面ＦＥＳを含む。図２に示されるように、第１端面ＦＥＳには、モータ筐体ＭＨＧ（図１を参照）に向けて狭まるテーパ凹部ＴＰＲが凹設される。テーパ凹部ＴＰＲは、回転軸ＲＡＸに沿って延びる。入力シャフト３００は、テーパ凹部ＴＰＲに部分的に挿入される。

テーパ凹部ＴＰＲの底部分は、他の部分よりも半径方向に大きな寸法を有してもよい。この結果、テーパ凹部ＴＰＲは、モータシャフトＭＳＴに容易に穿設される。モータシャフトＭＳＴは、底面ＢＴＳと、内周面ＩＣＳと、を含む。底面ＢＴＳは、テーパ凹部ＴＰＲの底を形成する。内周面ＩＣＳは、第１端面ＦＥＳから底面ＢＴＳに向けて狭まる空間の輪郭を形成する。

入力シャフト３００は、テーパシャフト部３１０と、入力ギア部３２０と、中間部３３０と、を含む。中間部３３０は、テーパシャフト部３１０と入力ギア部３２０との間に位置する。テーパシャフト部３１０、中間部３３０及び入力ギア部３２０は、回転軸ＲＡＸの延設方向に並ぶ。入力ギア部３２０は、テーパシャフト部３１０及び中間部３３０よりも外径において大きい。したがって、入力ギア部３２０は、容易に機械加工される。本実施形態において、上述の嵌合構造は、テーパシャフト部３１０によって例示される。

テーパシャフト部３１０は、内周面ＩＣＳによって形成されるテーパ空間と相補的である。テーパシャフト部３１０は、テーパ凹部ＴＰＲに挿入される。このとき、中間部３３０及び入力ギア部３２０は、第１端面ＦＥＳから突出する（図１を参照）。

図２に示される如く、入力シャフト３００には、第２貫通孔３４０が形成される。第２貫通孔３４０は、回転軸ＲＡＸに沿って延びる。

図１に示される如く、ギア装置１００は、入力シャフト３００をモータシャフトＭＳＴに固定する第１固定ボルト３０１を備える。第１固定ボルト３０１は、第２貫通孔３４０（図２を参照）に挿通され、底面ＢＴＳに形成されたネジ穴ＴＲＨに螺合される。この結果、テーパシャフト部３１０は、回転軸ＲＡＸの延設方向において、モータシャフトＭＳＴにしっかりと嵌め合わされる。

図１に示される如く、テーパシャフト部３１０は、第１面２１１と第２面２１２とによって定められる連結壁２１０の肉厚よりも短い。したがって、モータシャフトＭＳＴに対する入力シャフト３００の連結は、第１貫通孔２１５内で行われることとなる。この結果、ギア装置１００及びモータＭＴＲの連結構造体は、回転軸ＲＡＸの延設方向において、小さな寸法を有することができる。

図１に示される如く、ギア装置１００は、第２固定ボルト３０２を備える。第２固定ボルト３０２は、モータ筐体ＭＨＧを連結壁２１０に固定するために用いられる。

連結壁２１０には、第１面２１１から第２面２１２に向けて穿設されたメクラ孔２１６が形成される。メクラ孔２１６は、第１貫通孔２１５と略平行に延びる。メクラ孔２１６を形成する連結壁２１０の壁面には、雌ネジが形成される。第２固定ボルト３０２は、雌ネジに螺合される。テーパシャフト部３１０は、メクラ孔２１６よりも短い。したがって、モータシャフトＭＳＴに対する入力シャフト３００の連結は、第１貫通孔２１５内で行われることとなる。この結果、ギア装置１００及びモータＭＴＲの連結構造体は、回転軸ＲＡＸの延設方向において、小さな寸法を有することができる。

＜第３実施形態＞
モータ筐体とモータシャフトとの間の境界への液体の滲入を防ぐために、シールリングがしばしば用いられる。第２実施形態に関連して説明されたように、モータシャフト内に入力シャフトが嵌入されると、モータの外径は、僅かに大きくなる。この結果、シールリングのシール性能が悪化することもある。第３実施形態において、シール性能への影響をほとんど生じさせない例示的な嵌合技術が説明される。

図１に示される如く、連結部材２００の周壁２２０は、連結壁２１０の外周面から半径方向に広がり、且つ、ギア構造体４００に向けて延びる筒状体である。周壁２２０は、入力ギア部３２０がギア構造体４００に連結される連結空間２２１を形成する。連結空間２２１は、第１貫通孔２１５と連通する。連結空間２２１、第１貫通孔２１５及びギア構造体４００の内部空間には、潤滑液が充填される。この結果、入力ギア部３２０及びギア構造体４００の摩耗速度は低い水準に保たれることになる。本実施形態において、液体は、潤滑液によって例示される。

図１に示される如く、モータＭＴＲは、モータシャフトＭＳＴを取り巻くシールリングＳＲＧを備える。シールリングＳＲＧは、モータ筐体ＭＨＧとモータシャフトＭＳＴとの間の境界への潤滑液の滲入を防ぐ。

モータ筐体ＭＨＧは、第１面２１１に当接される当接面ＡＢＳを含む。当接面ＡＢＳには、モータシャフトＭＳＴに隣接し、モータシャフトＭＳＴを取り囲む環状の凹部が形成される。シールリングＳＲＧは、環状の凹部に嵌め込まれる。この結果、潤滑液は、モータ筐体ＭＨＧとモータシャフトＭＳＴとの間の境界へ滲入しにくくなる。

テーパシャフト部３１０は、モータシャフトＭＳＴの底面ＢＴＳに対向する第２端面３１１を含む。第２端面３１１は、第１端面ＦＥＳと当接面ＡＢＳとの間に位置する。シールリングＳＲＧを横切るように回転軸ＲＡＸに直交する仮想平面上に、テーパシャフト部３１０は存在しないので、テーパシャフト部３１０の嵌入に起因するモータシャフトＭＳＴの拡径は、シールリングＳＲＧのシール性能にほとんど影響を与えない。

＜第４実施形態＞
上述の実施形態の原理は、様々なギア構造体に適用可能である。ギア構造体は、モータの回転軸周りに周回する中心を有する揺動歯車を含む機構を有してもよい。代替的に、ギア構造体は、遊星歯車を含む機構を有してもよい。第４実施形態において、揺動歯車を有する例示的なギア構造体が説明される。

図３は、図１に示されるＡ−Ａ線に沿うギア構造体４００の概略的な断面図である。図１乃至図３を参照してギア構造体４００が説明される。

図１に示される如く、ギア構造体４００は、外筒４１０と、キャリア４２０と、３つのクランク軸組立体５００（図１は、３つのクランク軸組立体５００のうち１つを示す）と、歯車部６００と、２つの主軸受７１０，７２０と、を備える。外筒４１０は、連結部材２００に連結される。入力ギア部３２０は、３つのクランク軸組立体５００に連結される。

第１実施形態に関連して説明された如く、入力ギア部３２０は、回転軸ＲＡＸ周りに回転し、駆動力を３つのクランク軸組立体５００へ伝達する。この結果、３つのクランク軸組立体５００は、回転軸ＲＡＸに略平行に延びる３つの伝達軸ＴＡＸ（図１は、３つの伝達軸ＴＡＸのうち１つを示す）周りに回転する。３つの伝達軸ＴＡＸは、回転軸ＲＡＸを中心とする仮想円上で略等間隔に定められる。３つのクランク軸組立体５００の回転は、外筒４１０及びキャリア４２０によって囲まれた内部空間内に配置された歯車部６００に伝達される。

図１に示される如く、２つの主軸受７１０，７２０は、外筒４１０と、外筒４１０によって取り囲まれたキャリア４２０と、の間に形成された環状空間に嵌め込まれる。２つの主軸受７１０，７２０それぞれは、外筒４１０内でのキャリア４２０の回転運動を可能にする。２つの主軸受７１０，７２０の共通の中心軸は、入力ギア部３２０の回転軸ＲＡＸに一致してもよい。キャリア４２０は、歯車部６００に伝達された駆動力によって、回転軸ＲＡＸ周りに回転される。外筒４１０は、ギア装置１００が取り付けられる相手部材（図示せず）に固定される。

図３に示される如く、外筒４１０は、略円筒状のケース４１１と、複数の内歯ピン４１２と、を含む。ケース４１１は、キャリア４２０と協働して、クランク軸組立体５００及び歯車部６００が収容される円柱状の内部空間を形成する。複数の内歯ピン４１２は、ケース４１１の内周面に沿って環状に並べられ、内歯環を形成する。

複数の内歯ピン４１２それぞれは、回転軸ＲＡＸの延出方向に延びる略円柱状の部材である。複数の内歯ピン４１２それぞれは、ケース４１１の内周面に形成された溝部に嵌入される。したがって、複数の内歯ピン４１２それぞれは、ケース４１１によって適切に保持される。

図１に示される如く、複数の内歯ピン４１２は、回転軸ＲＡＸ周りに環状に略一定間隔で配置される。複数の内歯ピン４１２それぞれの半周面は、ケース４１１の内周面から回転軸ＲＡＸに向けて突出する。したがって、複数の内歯ピン４１２は、歯車部６００と噛み合う複数の内歯として機能する。

図１に示される如く、キャリア４２０は、基部４３０と、端板４４０と、を含む。キャリア４２０は、全体的に、円筒状である。端板４４０は、略円板形状である。端板４４０の外周面は、外筒４１０によって部分的に取り囲まれる。主軸受７２０は、端板４４０の外周面と外筒４１０の内周面との間に形成された環状の空隙に嵌め込まれる。

基部４３０は、略円板状の基板部４３１（図１を参照）と、３つのシャフト部４３２（図３を参照）と、を含む。基板部４３１の外周面は、外筒４１０によって部分的に取り囲まれる。主軸受７２０は、基板部４３１の外周面と外筒４１０の内周面との間に形成された環状の空隙に嵌め込まれる。基板部４３１は、回転軸ＲＡＸの延設方向において、端板４４０から離間する。基板部４３１は、端板４４０と略同軸である。すなわち、回転軸ＲＡＸは、基板部４３１及び端板４４０の中心軸に相当する。

基板部４３１は、内面４３３と、内面４３３とは反対側の外面４３４と、を含む。内面４３３は、歯車部６００に対向する。内面４３３及び外面４３４は、回転軸ＲＡＸに直交する仮想平面（図示せず）に沿う。

中央貫通孔４３５（図１を参照）及び３つの保持貫通孔４３６（図１は、３つの保持貫通孔４３６のうち１つを示す）は、基板部４３１に形成される。中央貫通孔４３５は、回転軸ＲＡＸに沿って、内面４３３と外面４３４との間で延びる。回転軸ＲＡＸは、中央貫通孔４３５の中心軸に相当する。３つの保持貫通孔４３６の中心軸は、３つの伝達軸ＴＡＸにそれぞれ一致する。３つの保持貫通孔４３６は、３つの伝達軸ＴＡＸに沿って内面４３３と外面４３４との間で延びる。クランク軸組立体５００の一部は、保持貫通孔４３６内に配置される。

端板４４０は、内面４４３と、内面４４３とは反対側の外面４４４と、を含む。内面４４３は、歯車部６００に対向する。内面４４３及び外面４４４は、回転軸ＲＡＸに直交する仮想平面（図示せず）に沿う。

中央貫通孔４４５（図１を参照）及び３つの保持貫通孔４４６（図１は、３つの保持貫通孔４４６のうち１つを示す）は、端板４４０に形成される。中央貫通孔４４５は、回転軸ＲＡＸに沿って、内面４４３と外面４４４との間で延びる。回転軸ＲＡＸは、中央貫通孔４４５の中心軸に相当する。３つの保持貫通孔４４６は、３つの伝達軸ＴＡＸに沿って内面４４３と外面４４４との間でそれぞれ延びる。３つの伝達軸ＴＡＸは、３つの保持貫通孔４４６の中心軸にそれぞれ相当する。クランク軸組立体５００の一部は、保持貫通孔４４６内に配置される。端板４４０に形成された３つの保持貫通孔４４６は、基板部４３１に形成された３つの保持貫通孔４３６とそれぞれ略同軸である。

３つのシャフト部４３２それぞれは、基板部４３１の内面４３３から端板４４０の内面４４３に向けて延びる。端板４４０は、３つのシャフト部４３２それぞれの先端面に接続される。端板４４０は、リーマボルト、位置決めピンや他の適切な固定技術によって、３つのシャフト部４３２それぞれの先端面に接続されてもよい。本実施形態の原理は、端板４４０と３つのシャフト部４３２それぞれとの間の特定の接続技術に限定されない。

図１に示される如く、歯車部６００は、基板部４３１の内面４３３と端板４４０の内面４４３との間に配置される。３つのシャフト部４３２は、歯車部６００を貫通し、端板４４０に接続される。

図１に示される如く、歯車部６００は、２つの揺動歯車６１０，６２０を含む。揺動歯車６１０は、端板４４０と揺動歯車６２０との間に配置される。揺動歯車６２０は、基板部４３１と揺動歯車６１０との間に配置される。揺動歯車６１０，６２０は、共通の設計図面に基づいて形成されたトロコイド歯車やサイクロイド歯車であってもよい。

揺動歯車６１０，６２０それぞれは、ケース４１１の内壁に向けて突出する複数の外歯６３０（図３を参照）を含む。クランク軸組立体５００が、伝達軸ＴＡＸ周りに回転すると、揺動歯車６１０，６２０は、複数の外歯６３０を複数の内歯ピン４１２に噛み合わせながら、ケース４１１内を周回移動（すなわち、揺動回転）する。この間、揺動歯車６１０，６２０の中心は、回転軸ＲＡＸ周りを周回することとなる。外筒４１０又はキャリア４２０の回転は、揺動歯車６１０，６２０の揺動回転によって引き起こされる。

中央貫通孔６１１は、揺動歯車６１０の中心に形成される。中央貫通孔６２１は、揺動歯車６２０の中心に形成される。中央貫通孔６１１は、端板４４０の中央貫通孔４４５と揺動歯車６２０の中央貫通孔６２１とに連通する。中央貫通孔６２１は、基板部４３１の中央貫通孔４３５と揺動歯車６１０の中央貫通孔６１１とに連通する。

図３に示される如く、３つの円形貫通孔６１２が、揺動歯車６１０に形成される。同様に、３つの円形貫通孔が、揺動歯車６２０に形成される。揺動歯車６１０の円形貫通孔６１２及び揺動歯車６２０の円形貫通孔は、基板部４３１及び端板４４０の保持貫通孔４３６，４４６と協働して、クランク軸組立体５００が収容される収容空間を形成する。

３つの台形貫通孔６１３（図３を参照）は、揺動歯車６１０に形成される。３つの台形貫通孔６２３（図１は、３つの台形貫通孔６１３のうち１つを示す）は、揺動歯車６２０に形成される。キャリア４２０のシャフト部４３２は、台形貫通孔６１３，６２３を貫通する。台形貫通孔６１３，６２３の大きさは、シャフト部４３２と干渉しないように定められる。

３つのクランク軸組立体５００それぞれは、伝達ギア５１０と、クランク軸５２０と、２つのジャーナル軸受５３１，５３２と、２つのクランク軸受５４１，５４２と、を含む。クランク軸５２０は、第１ジャーナル５２１と、第２ジャーナル５２２と、第１偏心部５２３と、第２偏心部５２４と、を含む。第１ジャーナル５２１は、端板４４０の保持貫通孔４４６に挿入される。第２ジャーナル５２２は、基板部４３１の保持貫通孔４３６に挿入される。ジャーナル軸受５３１は、第１ジャーナル５２１と保持貫通孔４４６を形成する端板４４０の内壁との間の環状空間に嵌め込まれる。この結果、第１ジャーナル５２１は、端板４４０に連結される。ジャーナル軸受５３２は、第２ジャーナル５２２と保持貫通孔４３６を形成する基板部４３１の内壁との間の環状空間に嵌め込まれる。この結果、第２ジャーナル５２２は、基板部４３１に連結される。したがって、キャリア４２０は、３つのクランク軸組立体５００を適切に支持することができる。図１に示される如く、伝達ギア５１０は、第１ジャーナル５２１に取り付けられる。

第１偏心部５２３は、第１ジャーナル５２１と第２偏心部５２４との間に位置する。第２偏心部５２４は、第２ジャーナル５２２と第１偏心部５２３との間に位置する。クランク軸受５４１は、第１偏心部５２３と円形貫通孔６１２を形成する揺動歯車６１０の内壁との間の環状空間に嵌め込まれる。この結果、揺動歯車６１０は、第１偏心部５２３に取り付けられる。クランク軸受５４２は、第２偏心部５２４と円形貫通孔を形成する揺動歯車６２０の内壁との間の環状空間に嵌め込まれる。この結果、揺動歯車６２０は、第２偏心部５２４に取り付けられる。

第１ジャーナル５２１は、第２ジャーナル５２２と略同軸であり、伝達軸ＴＡＸ周りに回転する。第１偏心部５２３及び第２偏心部５２４それぞれは、円柱状に形成され、伝達軸ＴＡＸから偏心している。第１偏心部５２３及び第２偏心部５２４それぞれは、伝達軸ＴＡＸに対して偏心回転し、揺動歯車６１０，６２０に揺動回転を与える。揺動歯車６１０，６２０の揺動回転は、回転軸ＲＡＸ周りの外筒４１０の回転運動に変換される。

中間部３３０及び入力ギア部３２０は、テーパシャフト部３１０から回転軸ＲＡＸに沿って延びる。入力ギア部３２０は、伝達ギア５１０と噛み合う。この結果、入力ギア部３２０は、ギア構造体４００から反力を受ける。

図２に示される如く、ギア装置１００は、キー３０３を備える。キー３０３は、テーパシャフト部３１０の周面に凹設された溝部に嵌め込まれる。モータシャフトＭＳＴの内周面ＩＣＳには、キー３０３に対応するキー溝が形成される。キー３０３は、モータシャフトＭＳＴに形成されたキー溝に嵌め込まれる。この結果、モータシャフトＭＳＴに対する入力シャフト３００の相対的な回転は生じにくくなる。

＜第５実施形態＞
第３実施形態の設計原理によれば、テーパシャフト部は、シールリングの手前で終端する。この結果、シールリングの性能は、悪化しにくくなる。シールリングのシール性能が充分に高いならば、或いは、モータシャフトの剛性が充分に高く、シール性能の悪化が生じないならば、テーパシャフト部は、シールリングを超えてモータシャフトへ挿入されてもよい。この場合、モータシャフトに形成されたテーパ凹部の境界を定める内周面と、テーパシャフト部の外周面と、の間の大きな接触面積が得られる。この結果、モータシャフトへのテーパシャフト部の取付時及び／又はモータからギア装置への駆動力の伝達時におけるモータシャフトとテーパシャフト部との間での相対的な回転は生じにくくなる。第５実施形態において、モータシャフトとテーパシャフト部との間での相対的な回転を抑制する例示的な嵌合技術が説明される。

図４は、第５実施形態の入力シャフト３００Ａの概略的な断面図である。図１、図２及び図４を参照して、入力シャフト３００Ａが説明される。上述の実施形態の説明は、上述の実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。

入力シャフト３００Ａは、図２を参照して説明された入力シャフト３００に代えて利用可能である。第２実施形態と同様に、入力シャフト３００Ａは、入力ギア部３２０と中間部３３０とを含む。第２実施形態の説明は、これらの要素に援用される。

入力シャフトは、テーパシャフト部３１０Ａを更に含む。テーパシャフト部３１０Ａは、図２を参照して説明されたテーパシャフト部３１０よりも長い。

図４は、入力シャフト３００Ａが連結されるモータシャフトＭＳＵを示す。第２実施形態と同様に、モータシャフトＭＳＵは、第１端面ＦＥＳを含む。第２実施形態の説明は、第１端面ＦＥＳに援用される。

第１端面ＦＥＳには、テーパシャフト部３１０Ａが嵌入されるテーパ凹部ＴＰＳが凹設される。テーパ凹部ＴＰＳは、図２を参照して説明されたテーパ凹部ＴＰＲよりも深い。

図４は、図１を参照して説明されたシールリングＳＲＧの位置を鎖線で表す。テーパシャフト部３１０Ａの長さ寸法およびテーパ凹部ＴＰＳの深さ寸法は、第２実施形態よりも大きな値である。テーパシャフト部３１０Ａは、シールリングＳＰＧの配置位置を表す鎖線を超えてテーパ凹部ＴＰＳに嵌入されてもよい。したがって、モータシャフトＭＳＵへのテーパシャフト部３１０Ａの嵌入長さは、第２実施形態よりも大きくなる。テーパシャフト部３１０ＡとモータシャフトＭＳＵとの間の接触面積は、モータシャフトＭＳＵへのテーパシャフト部３１０Ａの嵌入長さに比例する。したがって、テーパシャフト部３１０ＡとモータシャフトＭＳＵとの間の接触面積は、第２実施形態よりも大きくなる。テーパシャフト部３１０ＡとモータシャフトＭＳＵとの間の大きな接触面積は、テーパシャフト部３１０ＡとモータシャフトＭＳＵとの間の大きな接触面積に帰結するので、第１固定ボルト３０１（図１を参照）を回転軸ＲＡＸ周りに回転させる間、入力シャフト３００Ａは、モータシャフトＭＳＵに対して相対的に回転しにくい。このことは、作業者が、入力シャフト３００ＡをモータシャフトＭＳＵに容易に組み付けることができることを意味する。同様に、モータシャフトＭＳＵから入力シャフト３１０Ａへの駆動力の伝達の間も、入力シャフト３００Ａは、モータシャフトＭＳＵに対して相対的に回転しにくい。このことは、モータシャフトＭＳＵから入力シャフト３００Ａへの駆動力の良好な伝達に帰結する。

上述の様々な実施形態に関連して説明された設計原理は、様々なギア装置に適用可能である。上述の様々な実施形態のうち１つに関連して説明された様々な特徴のうち一部が、他のもう１つの実施形態に関連して説明されたギア装置に適用されてもよい。

上述の実施形態の原理は、センタークランクタイプの揺動歯車を有するギア装置にも適用可能である。この場合、入力シャフトは、クランクシャフトに直結されてもよい。

上述の実施形態の原理は、様々なギア装置に好適に利用される。

１００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ギア装置
２１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・連結壁
２１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１面
２１２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２面
２１５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１貫通孔
２１６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・メクラ孔
３００，３００Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・入力シャフト
３０１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１固定ボルト
３０２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２固定ボルト
３１０，３１０Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・テーパシャフト部
３１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２端面
３２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・入力ギア部
３４０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２貫通孔
４００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ギア構造体
５１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・伝達ギア
ＡＢＳ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・当接面
ＢＴＳ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・底面
ＦＥＳ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１端面
ＭＨＧ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・モータ筐体
ＭＳＴ，ＭＳＵ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・モータシャフト
ＭＴＲ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・モータ
ＲＡＸ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・回転軸
ＳＲＧ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シールリング
ＴＡＸ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・伝達軸
ＴＰＲ，ＴＰＳ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・テーパ凹部
ＴＲＨ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ネジ穴

Claims

モータ筐体と、前記モータ筐体から突出し、所定の回転軸周りに回転するモータシャフトと、を有するモータに連結されるギア装置であって、
前記モータ筐体に当接する第１面と前記第１面とは反対側の第２面との間で定められる肉厚を有し、前記モータ筐体に連結される連結壁と、
前記第１面と前記第２面との間で前記回転軸に沿って前記連結壁に形成された第１貫通孔内で前記モータシャフトに嵌め合わされる嵌合構造を有するとともに、第２貫通孔が形成された入力シャフトと、
前記入力シャフトに連結されるギア構造体と、
前記入力シャフトを前記モータシャフトに固定する第１固定ボルトと、を備え、
前記ギア構造体は、前記モータが生成した駆動力が前記入力シャフトから伝達されると偏心回転するクランク軸組立体と、前記クランク軸組立体の前記偏心回転に応じて前記回転軸周りに回転するキャリアと、を有し、
前記キャリアは、前記回転軸に沿って延びる中央貫通孔を有し、
前記第１固定ボルトは、前記入力シャフトの前記第２貫通孔に前記回転軸に沿って挿通されるとともに前記中央貫通孔内に頭部が配置された状態で、前記モータシャフトに形成されたネジ穴に螺合されている
ギア装置。
前記嵌合構造は、前記回転軸の延設方向において、前記肉厚よりも短い
請求項１に記載のギア装置。
前記モータシャフトは、前記入力シャフトが部分的に挿入されるテーパ凹部が凹設された第１端面と、前記テーパ凹部の底を形成する底面と、を含み、
前記テーパ凹部は、前記第１端面から前記底面に向けて狭まり、
前記嵌合構造は、前記テーパ凹部に相補的なテーパシャフト部であり、
前記テーパシャフト部は、前記テーパ凹部に挿入される
請求項２に記載のギア装置。
前記入力シャフトは、前記テーパシャフト部から前記回転軸に沿って延びる入力ギア部を含み、
前記ギア構造体は、前記入力ギア部と噛み合い、前記回転軸と平行な伝達軸周りに回転する伝達ギアを含み、
前記テーパシャフト部は、前記入力ギア部よりも外径において小さい
請求項３に記載のギア装置。
前記モータは、前記モータシャフトを取り巻き、前記モータシャフトと前記モータ筐体との間の境界への液体の滲入を防ぐシールリングを含み、
前記モータ筐体は、前記シールリングが嵌め込まれる環状の凹部が形成され、且つ、前記第１面に当接される当接面を含み、
前記テーパシャフト部は、前記底面に対向する第２端面を含み、
前記第２端面は、前記第１端面と前記当接面との間に位置する
請求項３又は４に記載のギア装置。
前記テーパ凹部に挿入された前記テーパシャフト部の長さは、前記肉厚よりも小さい
請求項３乃至５のいずれか１項に記載のギア装置。
前記モータ筐体を前記連結壁に固定するための第２固定ボルトを更に備え、
前記第２固定ボルトは、前記第１面から前記第２面に向けて穿孔され、前記第２固定ボルトと噛み合う雌ネジが形成されたメクラ孔に螺合され、
前記テーパ凹部に挿入された前記テーパシャフト部の長さは、前記メクラ孔の長さよりも小さい
請求項３乃至６のいずれか１項に記載のギア装置。