JP6898708B2 - 歯車装置 - Google Patents

Description

本発明は、歯車装置に関する。

近年、産業用ロボットや工作機械といった様々な技術分野において、様々な歯車装置が開発されている。このような歯車装置の一例として、特許文献１には、内歯を有する外筒と、軸回りに回転可能なクランク軸と、当該クランク軸の回転に応じて外筒の内歯に噛み合いながら揺動回転する外歯歯車と、クランク軸を回転可能に支持するとともに外歯歯車の揺動回転に応じて外筒に対して相対的に回転するキャリアと、を備えた歯車装置が記載されている。この歯車装置のキャリアには、クランク軸が配置されるクランク軸孔と、クランク軸にトルクを入力する入力ギアを挿入する貫通孔と、が設けられており、クランク軸孔と貫通孔とがキャリアを回転軸方向に貫いている。

特許文献１の歯車装置では、回転軸方向の一方側から貫通孔に挿入された入力ギアがクランク軸にトルクを入力することにより、当該クランク軸が回転する。そして、クランク軸の回転に応じて外歯歯車が揺動回転し、これによってキャリアが回転軸回りに回転する。

特開２００９−１８５９８６号公報

特許文献１の歯車装置において、キャリアの回転を相手側部材に伝達するには、当該キャリアの軸方向端面に形成されたネジ孔を利用して、相手側部材をキャリアの軸方向端面に直接取り付ける。

一方で、キャリアの軸方向端面に相手側部材を直接取り付けるのではなく、回転軸回りに回転可能な出力軸部を介して、キャリアの回転を相手側部材に伝達することがある。この場合、出力軸部は、キャリアの回転軸中心に沿って入力部ギアの反対側に延びるように当該キャリアに一体に形成されてもよいし、キャリアとは別個に形成されて入力ギアの反対側から当該キャリアの貫通孔に圧入されてもよい。

しかしながら、出力軸部をキャリアと一体に形成する場合、キャリアの製造過程において当該出力軸部の形成工程が必要となり、製造コストが増大する。一方で、出力軸部をキャリアの貫通孔に圧入する場合、当該出力軸部とキャリアとが周方向において接していないため、キャリアから出力軸部への伝達トルクが低くなってしまう。

そこで、キャリアから出力軸部への伝達トルクを十分に確保するためには、例えば出力軸部の外周面と貫通孔を取り囲むキャリアの内周面とを周方向の全体に亘って凹凸状に形成することが考えられる。これにより、出力軸部の外周面とキャリアの内周面とが噛み合い、周方向において出力軸部の外周面とキャリアの内周面とが接するため、キャリアから出力軸部への伝達トルクを十分に確保することができる。しかしながらこの場合、貫通孔への出力部の圧入によって、キャリアのうち貫通孔とクランク軸孔との間に位置する比較的薄肉な部位に対して径方向の外側に強い力が加わる。この場合、クランク軸孔の内周面に支持されるクランク軸にも強い力が加わることになり、当該クランク軸の回転に支障をきたす可能性がある。

本発明は、上記の観点からなされたものであり、その目的は、コストの増大を抑止しつつ伝達トルクを十分に確保できるとともに、クランク軸の回転に支障をきたす可能性を低減できる歯車装置を提供することにある。

本発明に係る歯車装置は、外周面に凹凸が形成された出力軸部が圧入されるとともに回転軸に沿って設けられた中央孔、および前記回転軸を中心とした径方向において前記中央孔と並ぶように設けられたクランク軸孔を有するキャリアと、前記クランク軸孔の内周面に支持されており、前記回転軸を中心として外筒と前記キャリアとの間の相対的な回転を生じさせるクランク軸と、を備える歯車装置であって、前記中央孔の内周面は、前記出力軸部の前記凹凸に噛み合う凹凸部を有しており、前記凹凸部は、前記径方向における最も外側に位置する複数の最外部と、当該径方向における最も内側に位置する複数の最内部と、前記最外部と前記最内部とを繋ぐとともに前記径方向に対して傾斜した複数の側面と、を含んでおり、前記中央孔の内周面は、前記径方向において、前記中央孔と前記クランク軸孔とが対向する領域に含まれる第１部位と、前記回転軸を中心とした周方向において前記第１部位に隣接する第２部位と、を有しており、前記各側面は、前記第２部位に形成され、前記出力軸部の前記凹凸は、周方向の全体に亘って形成されており、前記第２部位において、前記出力軸部の前記凹凸が前記凹凸部に噛み合いながら圧入されており、前記第１部位において、前記各側面のうち前記第１部位に最も近い側面における前記径方向の外端に繋がり前記周方向に沿って延びる曲面が形成され、前記第１部位では前記出力軸部の前記凹凸が圧入された状態になっておらず、前記回転軸から前記第１部位までの長さは、前記回転軸から前記最外部までの長さ以上である。

上記の歯車装置では、キャリアの中央孔に出力軸部を圧入することにより当該出力軸部をキャリアに固定しているため、キャリアと出力軸部とを一体に形成する場合に比してコストの増大を抑止することができる。

また、上記の歯車装置では、中央孔の内周面が出力軸部の凹凸に噛み合う凹凸部を有しており、当該凹凸部に含まれる複数の側面が周方向において出力軸部の外周面に接するため、キャリアから出力軸部への伝達トルクを十分に確保することができる。

ところで、中央孔に出力軸部が圧入されると、当該凹凸部に含まれる複数の側面には、出力軸部の外周面が押し当たることになる。ここで、複数の側面は、回転軸を中心とした径方向に対して傾斜している。このため、中央孔に出力軸部を圧入した際に、当該出力軸部から中央孔の内周面へと径方向の外側に加わる力は、複数の側面が形成された領域ほど大きくなる。

そこで、上記の歯車装置では、キャリアのうち中央孔とクランク軸孔との間に位置する比較的薄肉の部位に対して強い力が加わることを抑止するため、中央孔の内周面のうち、径方向において中央孔とクランク軸孔とが対向する領域に含まれる第１部位には複数の側面を形成せず、周方向において当該第１部位に隣接する第２部位にのみ複数の側面を形成している。これにより、クランク軸孔の内周面に支持されるクランク軸に強い力が加わることを抑止でき、当該クランク軸の回転に支障をきたす可能性を低減できる。

このように、上記の歯車装置では、キャリアの製造コストの増大を抑止しつつ、キャリアから出力軸部への伝達トルクを十分に確保できるとともに、クランク軸の回転に支障をきたす可能性を低減できる。さらに、出力軸部の外周面に形成される凹凸が周方向の全域に亘って一様な形状をなしている場合であっても、当該出力軸部を中央孔に圧入することが可能である。このため、中央孔の内周面に形成された凹凸部に合わせて出力軸部の外周面の一部にのみ凹凸を形成する必要がなく、従来の出力軸部をそのまま用いることが可能である。

本発明に係る歯車装置は、外周面に凹凸が形成された出力軸部が圧入されるとともに回転軸に沿って設けられた中央孔、および前記回転軸を中心とした径方向において前記中央孔と並ぶように設けられたクランク軸孔を有するキャリアと、前記クランク軸孔の内周面に支持されており、前記回転軸を中心として外筒に対して前記キャリアを相対的に回転させるクランク軸と、を備える歯車装置であって、前記中央孔の内周面は、前記出力軸部の前記凹凸に噛み合う凹凸部を有しており、前記凹凸部は、前記径方向における最も外側に位置する複数の最外部と、当該径方向における最も内側に位置する複数の最内部と、前記最外部と前記最内部とを繋ぐとともに前記径方向に対して傾斜した複数の側面と、を含んでおり、前記中央孔の内周面は、前記径方向において、前記中央孔と前記クランク軸孔とが対向する領域に含まれる第１部位と、前記回転軸を中心とした周方向において前記第１部位に隣接する第２部位と、を有しており、前記各側面は、前記第２部位に形成され、前記出力軸部の外周面は、前記第２部位に対応するように形成された前記凹凸と、前記第１部位に対応するように形成され、前記凹凸に繋がり前記周方向に沿って延びる曲面と、を有し、前記第２部位において、前記出力軸部の前記凹凸が前記凹凸部に噛み合いながら圧入されており、前記第１部位において、前記各側面のうち前記第１部位に最も近い側面における前記径方向の内端に繋がり前記周方向に沿って延びる曲面が形成され、前記第１部位では前記出力軸部の前記曲面が圧入された状態になっていない。

上記の構成によれば、第１部位は、周方向に沿って延びるとともに側面のうち径方向の内端に繋がっており、当該側面のうち径方向の外端に繋がる場合に比べると径方向においてクランク軸孔から離間することになる。すなわち、上記の歯車装置では、第１部位が側面の外端に繋がる場合に比べて、キャリアのうち中央孔とクランク軸孔との間の部位の厚みを大きくすることができる。このため、中央孔への出力軸部の圧入によってクランク軸の回転に支障をきたす可能性をより低減できる。

本発明に係る歯車装置では、コストの増大を抑止しつつ伝達トルクを十分に確保できるとともに、クランク軸の回転に支障をきたす可能性を低減することができる。

第１実施形態の歯車装置の概略的な断面図である。 図１に示すＡ−Ａ線に沿う歯車装置の概略的な断面時である。 第１実施形態の歯車装置をキャリアの第２軸方向端面側から視た概略的な正面図である。 図３におけるキャリアの中央孔を拡大した図である。 図４の中央孔に圧入される出力軸部の概略的な断面図である。 第２実施形態の歯車装置において、図４と同様に部分を示した図である。 図６の中央孔に圧入される出力軸部の概略的な断面図である。

以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本実施形態に係る歯車装置Ｘ１の構成要素のうち主要な構成要素のみを簡略化して示したものである。したがって、本実施形態に係る歯車装置Ｘ１は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成要素を備え得る。

＜第１実施形態＞
図１および図２に示すように、歯車装置Ｘ１は、偏心揺動型の歯車装置であって、外筒２と、キャリア３と、揺動歯車４と、クランク軸５と、伝達歯車７と、を備えている。歯車装置Ｘ１では、入力トルクが伝達歯車７を介してクランク軸５に伝達されることにより、当該クランク軸５が回転し、これに伴って揺動歯車４が揺動回転することにより、外筒２とキャリア３とが相対的に回転する。

外筒２は、回転軸Ｃ１を中心軸とする略円筒形状をなしている。外筒２の内周面２ａには、多数のピン溝が形成されている。各ピン溝は、回転軸Ｃ１方向に延びるように配置され、当該回転軸Ｃ１方向に直交する断面において半円形の断面形状を有している。各ピン溝は、外筒２の周方向に等間隔で並んでいる。

歯車装置Ｘ１は、外筒２の内周面２ａに取り付けられる複数の内歯ピン８をさらに備えている。各内歯ピン８は、回転軸Ｃ１方向に延びる円柱形状をなしている。また、各内歯ピン８は、外筒２の内周面２ａに形成された各ピン溝に取り付けられている。

外筒２には、当該外筒２を回転軸Ｃ１方向に貫く取付け孔２ｂが複数形成されている。各取付け孔２ｂは外筒２の周方向に等間隔で並んでいる。各取付け孔２ｂは、例えば、外筒２に対して図略の相手側部材を取り付ける際に利用される。外筒２に対して取り付けられる相手側部材が回転しないベース部材である場合、外筒２は、歯車装置Ｘ１における固定側の部材となる。

キャリア３は、回転軸Ｃ１を中心として外筒２に対して相対的に回転可能なように構成される。キャリア３は、回転軸Ｃ１方向において揺動歯車４を挟むように構成されており、外筒２と同心状に配置されている。キャリア３は、回転軸Ｃ１方向において互いに対向する第１部材３１および第２部材３２を有している。第１部材３１と第２部材３２とは、締結部材Ｂを介して互いに締結されている。

第１部材３１は、略円板状をなしている。第１部材３１は、一部が外筒２の内部に位置しており、残部が回転軸Ｃ１方向において外筒２の外部に位置している。第１部材３１は、回転軸Ｃ１方向において第２部材３２に対向する対向面と、当該面の反対側に位置する第１軸方向端面３１Ａと、を含んでいる。

第１部材３１には、中央孔３１ａと、クランク軸孔３１ｂと、挿入孔３１ｄと、が形成されている。

中央孔３１ａは、第１部材３１を回転軸Ｃ１に沿って第１軸方向端面３１Ａから対向面に亘って貫くように、第１部材３１の中央部分に形成されている。中央孔３１ａの中心は、回転軸Ｃ１である。

クランク軸孔３１ｂは、クランク軸５の一部が収容される孔である。クランク軸孔３１ｂは、キャリア３の径方向において中央孔３１ａと並んでいる。本実施形態では、３つのクランク軸孔３１ｂが、中央孔３１ａの外側においてキャリア３の周方向に並んでいる。各クランク軸孔３１ｂは、第１部位３１を第１軸方向端面３１Ａから対向面に亘って回転軸Ｃ１方向に貫く貫通孔である。なお、クランク軸孔３１ｂの数は任意であって、後述するクランク軸５の数に応じて適宜変更される。

挿入孔３１ｄは、締結部材Ｂが挿入される孔である。挿入孔３１ｄは、キャリア３の径方向において中央孔３１ａの外側に複数形成されている。挿入孔３１ｄは、キャリア３を第１軸方向端面３１Ａから対向面に亘って回転軸Ｃ１方向に貫くように形成されており、締結部材Ｂと頭部が収容される。

第２部材３２は、略円板状の基板部３２ａと、当該基板部３２ａから第１部材３１側に延びるシャフト部３２ｂと、を有している。

基板部３２ａは、一部が外筒２の内部に位置しており、残部が回転軸Ｃ１方向において外筒２の外部に位置している。基板部３２ａは、回転軸Ｃ１方向においてシャフト部３２ｂに繋がるシャフト面と、当該シャフト面の反対側に位置する第２軸方向端面３２Ａと、を含んでいる。

シャフト部３２ｂは、基板部３２ａのシャフト面から第１部材３１に向かって回転軸Ｃ１方向に延びている。シャフト部３２ｂは、キャリア３の周方向に並んで複数設けられている。本実施形態では、第２部材３２は、３つのシャフト部３２ｂを有している。

第２部材３２には、中央孔３２ｃと、クランク軸孔３２ｅと、雌ネジ孔３２ｇと、が形成されている。

中央孔３２ｃは、第２部材３２の基板部３２ａを回転軸Ｃ１に沿って第２軸方向端面３２Ａからシャフト面に亘って貫くように、基板部３２ａの中央部分に形成されている。中央孔３２ｃの中心は、回転軸Ｃ１である。

クランク軸孔３２ｅは、クランク軸５の一部が収容される孔である。クランク軸孔３２ｅは、キャリア３の径方向において中央孔３２ｃと並んでいる。本実施形態では、３つのクランク軸孔３２ｅが、中央孔３２ｃの外側においてキャリア３の周方向に並んでいる。各クランク軸孔３２ｅは、第２部材３２の基板部３２ａを第２軸方向端面３２Ａからシャフト面に亘って回転軸Ｃ１方向に貫く貫通孔である。なお、クランク軸孔３２ｅの数は任意であって、後述するクランク軸５の数に応じて適宜変更される。

雌ネジ孔３２ｇは、締結部材Ｂの雄ネジ部分が螺合する孔である。雌ネジ孔３２ｇは、シャフト部３２ｂのうち第１部材３１の対向面に接する端面の一部が凹むように形成されている。雌ネジ孔３２ｇは、回転軸Ｃ１方向において第１部材３１の挿入孔３１ｄに連続している。締結部材Ｂは、挿入孔３１ｄを通じてキャリア３に挿入され、当該締結部材Ｂの雄ネジ部分がシャフト部３２ｂの雌ネジ孔３２ｇに螺合することによって、第１部材３１と第２部材３２とを締結する。

クランク軸５は、クランク軸孔３１ｂ，３２ｄに収容されている。クランク軸５は、当該クランク軸５の一部がクランク軸孔３１ｂの内周面３１ｃとクランク軸孔３２ｅの内周面３２ｆとによって回転自在に支持されている。具体的に、歯車装置Ｘ１は、キャリア３に対するクランク軸５の回転を許容するクランク軸受６Ａ，６Ｂをさらに備えており、当該クランク軸受６Ａ，６Ｂを介してクランク軸５が内周面３１ｃ，３２ｆに支持されている。本実施形態では、クランク軸５は、キャリア３の周方向に並んで３つ設けられている。なお、クランク軸５の数は任意であって、歯車装置Ｘ１の使用態様に応じて適宜変更することができる。

クランク軸５は、回転軸Ｃ１方向に延びる軸本体５１と、当該軸本体５１に対して偏心する偏心部５２，５３と、を有している。

軸本体５１は、クランク軸孔３１ｂ，３２ｅよりも小さい径を有している。軸本体５１は、回転軸Ｃ１方向において、クランク軸孔３２ｅから第１軸方向端面３１Ａの外側に亘って延びている。軸本体５１は、クランク軸孔３１ｂにおいてクランク軸受６Ａを介して内周面３１ｃに回転自在に支持されているとともに、クランク軸孔３２ｅにおいてクランク軸受け６Ｂを介して内周面３２ｆに回転自在に支持されている。

偏心部５２，５３は、軸本体５１の回転中心軸に対して偏心するように当該軸本体５１の中間部分に取り付けられている。偏心部５２，５３には、ころ軸受を介して後述する揺動歯車４が取り付けられている。これにより、偏心部５２，５３と揺動歯車４とは相対的に回転可能である。

揺動歯車４は、外筒２内に位置しており、回転軸Ｃ１方向において第１部材３１と第２部材３２の基板部３２ａとに挟まれている。揺動歯車４は、第１偏心部５２に取り付けられた第１揺動歯車４１と、第２偏心部５３に取り付けられた第２揺動歯車４２と、を有している。

揺動歯車４１，４２は、外筒２の内径よりも少し小さい外径を有しており、その外周面に複数の外歯が形成されている。揺動歯車４１，４２のそれぞれの外周面に形成された外歯の歯数は、内歯ピン８の数よりも僅かに少ない。これにより、第１揺動歯車４１と第２揺動歯車４２とは、外筒２の内部において各外歯が各内歯ピン８に噛み合うように、互いに異なる位相で揺動回転することができる。

第１揺動歯車４１には、中央孔３１ａ，３２ｃの位置に対応する中央孔４１ａと、シャフト部３２ｂが挿入された挿入孔４１ｂと、第１偏心部５２が挿入されたクランク軸孔４１ｃと、が形成されている。中央孔４１ａ、挿入孔４１ｂ、およびクランク軸孔４１ｃは、第１揺動歯車４１を回転軸Ｃ１方向に貫いている。

第２揺動歯車４２には、中央孔３１ａ，３２ｃの位置に対応する中央孔４２ａと、シャフト部３２ｂが挿入された挿入孔４２ｂと、第２偏心部５３が挿入されたクランク軸孔４２ｃと、が形成されている。中央孔４２ａ、挿入孔４２ｂ、およびクランク軸孔４２ｃは、第１揺動歯車４１を回転軸Ｃ１方向に貫いている。

なお、本実施形態では、揺動歯車４は、第１揺動歯車４１と第２揺動歯車４２との２つの揺動歯車を有しているが、これに限らず、１つの揺動歯車のみを有していてもよいし、３つ以上の揺動歯車を有していてもよい。

伝達歯車７は、クランク軸５に入力トルクを伝達して当該クランク軸５を回転させる。本実施形態では、伝達歯車７は、３つのクランク軸５の位置に対応して３つ設けられている。伝達歯車７は、回転軸Ｃ１方向において第１部材３１を挟んで第２部材３２とは反対側に位置している。伝達歯車７は、回転軸Ｃ１方向において第１軸方向端面３１Ａの外側に突出したクランク軸５の軸本体５１に取り付けられている。伝達歯車７は、当該伝達歯車７を回転軸Ｃ１方向における両側から挟み込むように軸本体５１の小径部５１ａに取り付けられた止め輪によって、当該回転軸Ｃ１方向の動きを規制される。

なお、本実施形態で伝達歯車７は、回転軸Ｃ１方向において第１部材３１を挟んで第２部材３２とは反対側に位置しているが、これに限らない。伝達歯車７は、例えば第１偏心部５２と第２偏心部５３との間に位置していてもよい。すなわち、伝達歯車７の配置は任意であって、歯車装置Ｘ１の態様に応じて適宜変更することができる。

伝達歯車７は、その外周面に複数の外歯を有しており、当該複数の外歯に図略のモータの入力軸等が噛み合うことにより、当該モータの入力トルクをクランク軸５に伝達する。そして、クランク軸５の偏心部５２，５３が回転することにより、当該回転に応じて揺動歯車４が外筒２内において揺動回転する。これにより、外筒２とキャリア３とが相対回転することになる。

ここで、図１に示すように、回転軸Ｃ１方向におけるキャリア３の第２軸方向端面３２Ａ側には、図略の相手側部材に対してキャリア３の回転を伝達する出力軸部１００が設けられている。

出力軸部１００の一部は、キャリア３における第２部材３２の中央孔３２ｃに圧入されており、これにより出力軸部１００がキャリア３に固定されている。出力軸部１００の残部は、回転軸Ｃ１方向における第２軸方向端面３２Ａの外側に突出している。これにより、出力軸部１００は、キャリア３の回転に応じて回転軸Ｃ１を軸心として回転し、この回転が第２軸方向端面３２Ａ側に配置された図略の相手側部材に伝達されることになる。

ここで、図３〜図５を参照しながら、キャリア３における中央孔３２ｃの内周面３２ｄの形状、および当該中央孔３２ｃに圧入される出力軸部１００の形状について、詳細に説明する。

図３には、回転軸Ｃ１の中心とした径方向において中央孔３２ｃとクランク軸孔３２ｅとが対向する領域である第１領域Ｅ１を示すとともに、当該径方向において中央孔３２ｃとクランク軸孔３２ｅとが対向しない領域である第２領域Ｅ２を示している。具体的には、回転軸Ｃ１を中心として各クランク軸孔４２ｃに接線を引いた場合に、当該各クランク軸孔４２ｃを含む接線間の領域が第１領域Ｅ１であり、第１領域Ｅ１を除く接線間の領域が第２領域である。

本実施形態では、キャリア３の第２部材３２には、３つのクランク軸孔３２ｅが回転軸Ｃ１を中心とした周方向に並んで形成されているため、３つの第１領域Ｅ１と３つの第２領域Ｅ２とが当該周方向に並んでいる。

図３に示すように、中央孔３２ｃの内周面３２ｄは、凹凸部３００と、当該周方向に沿って滑らかに延びるとともに凹凸部３００に連続する曲面４００と、を有している。本実施形態では、中央孔３２ｃの内周面３２ｄは、３つの凹凸部３００と３つの曲面４００とを有しており、周方向において凹凸部３００と曲面４００とが交互に連続することにより、略円状をなしている。

ここで、図４は、図３に示す中央孔３２ｃの拡大図である。図４に示すように、中央孔３２ｃは、第１領域Ｅ１に含まれる第１部位Ｒ１と、当該第１部位Ｒ１に対して周方向に連続する第２部位Ｒ２と、を有している。中央孔３２ｃは、第１部位Ｒ１と第２部位Ｒ２とが周方向において交互に連続しており、これにより略円形状をなしている。

凹凸部３００は、第２部位Ｒ２に形成されている。具体的に、本実施形態では、３つの凹凸部３００のそれぞれが、３つの第２部位Ｒ２のそれぞれにのみ形成されている。このため、凹凸部３００は、第１部位Ｒ１には形成されておらず、当該第１部位Ｒ１は周方向に沿って滑らかに延びる曲面４００となっている。

なお、曲面４００は、凹凸部３００に繋がるため、凹凸部３００が第２部位Ｒ２の一部にのみ形成されている場合には、曲面４００の一部が第２部位Ｒ２まで延在していてもよい。

凹凸部３００は、最外面３０１と、最内面３０２と、側面３０３と、を有しており、第２領域Ｅ２において当該側面３０３に曲面４００が繋がっている。

最外面３０１は、凹凸部３００のうち径方向において回転軸Ｃ１から最も遠い面である。本実施形態における最外面３０１は、本発明における最外部に相当する。凹凸部３００には、複数の最外面３０１が含まれている。本実施形態では、各最外面３０１は、周方向に沿って滑らかに延びている。

最内面３０２は、凹凸部３００のうち径方向において回転軸Ｃ１に最も近い面である。本実施形態における最内面３０２は、本発明における最内部に相当する。凹凸部３００には、複数の最内面３０２が含まれている。各最内面３０２は、周方向において互いに隣り合う最外面３０１の間の領域に位置している。本実施形態では、各最内面３０２は、周方向に沿って滑らかに延びている。

側面３０３は、周方向に交差する面であって、当該周方向において互いに隣り合う最外面３０１と最内面３０２とを繋いでいる。凹凸部３００には、複数の側面３０３が含まれている。本実施形態では、凹凸部３００の全体が第２部位Ｒ２に形成されているため、複数の側面３０３も第２部位Ｒ２に形成されている。

各側面３０３は、径方向に対して傾斜している。具体的に、最外面３０１の両端部に繋がる２つの曲面は、径方向に対して互いに反対向きに傾斜している。このため、凹凸部３００のうち最外面３０１と当該最外面３０１の両端部に繋がる２つの曲面とがなす部位は、径方向の外側に向かって凹むテーパ形状をなしている。

各側面３０３は、径方向において、最も内側に位置する内端３０３ａと、最も外側に位置する外端３０３ｂと、を含んでいる。そして、内端３０３ａは、周方向における最内面３０２の端部に繋がっており、外端３０３ｂは、周方向における最外面３０１の端部に繋がっている。

各側面３０３のうち、周方向において最も第１部位Ｒ１に近い側面３０３の外端３０３ｂは、曲面４００に繋がっている。

本実施形態では、第２領域Ｅ２にて周方向において互いに隣り合う側面３０３の間の長さＬ２は、第１領域Ｅ１にて周方向に沿って延びる曲面４００の長さＬ１よりも短い。

また、本実施形態では、第１領域Ｅ１に位置する中央孔３２ｃの半径ｒ１は、第２領域Ｅ２に位置する中央孔３２ｃの最大半径ｒ２と同じ長さに設定されている。半径ｒ１は、回転軸Ｃ１から曲面４００までの長さであり、最大半径ｒ２は、回転軸Ｃ１から最外面３０１までの長さである。なお、半径ｒ１は、最大半径ｒ２と同じ長さでなくともよく、最大半径ｒ２以上の長さであればよい。

次に、図５には、出力軸部１００のうち、図４に示す中央孔３２ｃに圧入される部位の断面を示している。出力軸部１００の径は、中央孔３２ｃの圧入可能な程度の径に設定されている。出力軸部１００の外周面１００Ａは、回転軸Ｃ１を中心とした周方向に沿って蛇行する凹凸１０１を含んでいる。本実施形態では、周方向において外周面１００Ａの全体に亘って一様に凹凸１０１が形成されている。

なお、凹凸１０１は、周方向において外周面１００Ａの全体に亘って形成されていなくともよく、例えば中央孔３２ｃの内周面３２ｄにおける凹凸部３００に対応する位置にのみ形成されてもよい。

出力軸部１００における外周面１００Ａの凹凸１０１は、キャリア３の中央孔３２ｃにおける内周面３２ｄの凹凸部３００に対応する形状に形成されている。凹凸１０１の一部は、出力軸部１００を中央孔３２ｃの圧入した状態で、凹凸部３００に噛み合っている。このため、中央孔３２ｃの内周面３２ｆにおける各側面３０３は、中央孔３２ｃの圧入された出力軸部１００の外周面１００Ａに対して周方向において接している。

以上のように、歯車装置Ｘ１では、キャリア３の第２部材３２における中央孔３２ｃに出力軸部１００を圧入することにより当該出力軸部１００をキャリア３に固定しているため、キャリア３と出力軸部１００とを一体に形成する場合に比してコストの増大を抑止することができる。

また、歯車装置Ｘ１では、中央孔３２ｃの内周面３２ｄは、出力軸部１００の外周面１００Ａにおける凹凸１０１に噛み合う凹凸部３００を有している。このため、内周面３２ｄの凹凸部３００に含まれる複数の側面３０３が回転軸Ｃ１を中心とした周方向において出力軸部１００の外周面１００Ａに接する。これにより、キャリア３から出力軸部１００への伝達トルクを十分に確保することができる。

ところで、内周面３２ｄの凹凸部３００に噛み合うように出力軸部１００が中央孔３２ｃに圧入されると、当該凹凸部３００に含まれる複数の側面３０３には、出力軸部１００の外周面１００Ａが押し当たることになる。ここで、複数の側面３０３は、回転軸Ｃ１を中心とした径方向に対して傾斜している。このため、中央孔３２ｃに出力軸部１００を圧入した際に、当該出力軸部１００から中央孔３２ｃの内周面３２ｄへと径方向の外側に加わる力は、複数の側面３０３が形成された領域ほど大きくなる。

そこで、歯車装置Ｘ１では、キャリア３の基板部３２ａのうち中央孔３２ｃとクランク軸孔３２ｅとの間に位置する比較的薄肉の部位に対して強い力が加わることを抑止するため、内周面３２ｄにうち、径方向において中央孔３２ｃとクランク軸孔３２ｅとが対向する第１領域Ｅ１に含まれる第１部位Ｒ１には複数の側面３０３を形成していない。そして、径方向において中央孔３２ｃとクランク軸孔３２ｅとが対向しない第２領域Ｅ２に含まれる第２部位Ｒ２に複数の側面３０３が形成されている。これにより、クランク軸孔３２ｅの内周面３２ｆに支持されるクランク軸５に対して強い力が加わることを抑止でき、当該クランク軸５の回転に支障をきたす可能性を低減できる。

さらに、歯車装置Ｘ１では、回転軸Ｃ１を中心とした周方向に沿って延びる曲面４００（第１部位Ｒ１）が、当該曲面４００に最も近い側に位置する側面３０３の外端３０３ｂに繋がっている。これにより、第１領域Ｅ１における中央孔３２ｃの半径ｒ１が第２領域Ｅ２における中央孔３２ｃの最大半径ｒ２以上に設定されている。このため、出力軸部１００の外周面１００Ａにおける凹凸１０１が周方向の全域に亘って一様な形状であったとしても、当該出力軸部１００を中央孔３２ｃに圧入することが可能である。そのため、中央孔３２ｃの凹凸部３００に合わせて出力軸部１００の凹凸１０１を形成する必要がなく、従来の出力軸部１００をそのまま用いることが可能である。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る歯車装置Ｘ１について図６および図７を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第１実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は省略する。

図６に示すように、第２実施形態の歯車装置Ｘ１は、中央孔３２ｃの内周面３２ｄの形状において第１実施形態の歯車装置Ｘ１とは異なる。

具体的には、第２実施形態では、第１領域Ｅ１において周方向に滑らかに延びる曲面４００は、周方向において当該曲面４００に最も近い側面３０３の内端３０３ａに繋がっている。このため、第２実施形態では、第１領域Ｅ１における中央孔３２ｃの半径は、第２領域Ｅ２における中央孔３２ｃの最大半径よりも小さくなっている。

ここで、図７には、出力軸部１００のうち図６の中央孔３２ｃに圧入される部位の断面を示している。図７に示すように、出力軸部１００の外周面１００Ａは、周方向に沿って蛇行する凹凸１０１と、周方向に沿って滑らかに延びる曲面１０２と、を含んでいる。

本実施形態では、外周面１００Ａには、中央孔３２ｃの内周面３２ｄにおける３つの凹凸部３００に対応して３つの凹凸１０１が形成されているとともに３つの曲面４００に対応して３つの曲面１０２が形成されている。すなわち、本実施形態では、３つの凹凸１０１と３つの曲面１０２とが、周方向において交互に連続している。これにより、凹凸１０１が凹凸部３００に噛み合うように、出力軸部１００が中央孔３２ｃの圧入されることになる。

第２実施形態に係る歯車装置Ｘ１では、曲面４００（第１部位Ｒ１）は、回転軸Ｃ１を中心とした周方向に沿って延びるとともに側面３０３の内端３０３ａに繋がっている。このため、曲面４００が側面３０３の外端３０３ｂに繋がる場合に比べて、キャリア３のうち中央孔３２ｃとクランク軸孔３２ｅとの間の部位の厚みを大きくすることができる。このため、中央孔３２ｃへの出力軸部１００の圧入によってクランク軸５の回転に支障をきたす可能性をより低減できる。

以上説明した本実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記の実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記の実施形態では、凹凸部３００の各側面３０３は、回転軸Ｃ１を中心とした径方向に対して傾斜しているが、これに限らない。例えば、各側面３０３は、径方向に沿って延びていてもよい。

また、上記の実施形態では、凹凸部３００は、回転軸Ｃ１を中心とした周方向において第２領域Ｅ２の略全域に亘って形成されているが、これに限らない。例えば、凹凸部３００は、第２領域Ｅ２のうち、第１領域Ｅ１に近い両端の領域を除く中央領域にのみ形成されてもよい。

また、上記の実施形態では、凹凸部３００は、最外面３０１、最内面３０２、および側面３０３を有する屈曲形状に形成されているが、これに限らない。例えば、凹凸部３００は、周方向に沿って蛇行する滑らかな曲線形状をなしていてもよい。この場合、当該凹凸部３００のうち最も回転軸Ｃ１から遠い点が最外部になるとともに、凹凸部３００のうち最も回転軸Ｃ１に近い点が最内部になり、当該最外部と最内部とを繋ぐ滑らかな曲線部分が側面３０３となる。

Ｃ１ 回転軸
Ｒ１ 第１部位
Ｒ２ 第２部位
Ｘ１ 歯車装置
３ キャリア
５ クランク軸
３２ｃ 中央孔
３２ｄ 中央孔の内周面
３２ｅ クランク軸孔
３２ｆ クランク軸孔
１００ 出力軸部
１００Ａ 出力軸部の外周面
１０１ 凹凸
３００ 凹凸部
３０１ 最外面（最外部）
３０２ 最内面（最内部）
３０３ 側面
３０３ａ 内端
３０３ｂ 外端
４００ 曲面

Claims (2)

1. 外周面に凹凸が形成された出力軸部が圧入されるとともに回転軸に沿って設けられた中央孔、および前記回転軸を中心とした径方向において前記中央孔と並ぶように設けられたクランク軸孔を有するキャリアと、
   前記クランク軸孔の内周面に支持されており、前記回転軸を中心として外筒と前記キャリアとの間の相対的な回転を生じさせるクランク軸と、を備える歯車装置であって、
   前記中央孔の内周面は、前記出力軸部の前記凹凸に噛み合う凹凸部を有しており、
   前記凹凸部は、前記径方向における最も外側に位置する複数の最外部と、当該径方向における最も内側に位置する複数の最内部と、前記最外部と前記最内部とを繋ぐとともに前記径方向に対して傾斜した複数の側面と、を含んでおり、
   前記中央孔の内周面は、前記径方向において、前記中央孔と前記クランク軸孔とが対向する領域に含まれる第１部位と、前記回転軸を中心とした周方向において前記第１部位に隣接する第２部位と、を有しており、
   前記各側面は、前記第２部位に形成され、
   前記出力軸部の前記凹凸は、前記周方向の全体に亘って形成されており、
   前記第２部位において、前記出力軸部の前記凹凸が前記凹凸部に噛み合いながら圧入されており、
   前記第１部位において、前記各側面のうち前記第１部位に最も近い側面における前記径方向の外端に繋がり前記周方向に沿って延びる曲面が形成され、前記第１部位では前記出力軸部の前記凹凸が圧入された状態になっておらず、
   前記回転軸から前記第１部位までの長さは、前記回転軸から前記最外部までの長さ以上である、歯車装置。
2. 外周面に凹凸が形成された出力軸部が圧入されるとともに回転軸に沿って設けられた中央孔、および前記回転軸を中心とした径方向において前記中央孔と並ぶように設けられたクランク軸孔を有するキャリアと、
   前記クランク軸孔の内周面に支持されており、前記回転軸を中心として外筒と前記キャリアとの間の相対的な回転を生じさせるクランク軸と、を備える歯車装置であって、
   前記中央孔の内周面は、前記出力軸部の前記凹凸に噛み合う凹凸部を有しており、
   前記凹凸部は、前記径方向における最も外側に位置する複数の最外部と、当該径方向における最も内側に位置する複数の最内部と、前記最外部と前記最内部とを繋ぐとともに前記径方向に対して傾斜した複数の側面と、を含んでおり、
   前記中央孔の内周面は、前記径方向において、前記中央孔と前記クランク軸孔とが対向する領域に含まれる第１部位と、前記回転軸を中心とした周方向において前記第１部位に隣接する第２部位と、を有しており、
   前記各側面は、前記第２部位に形成され、
   前記出力軸部の外周面は、前記第２部位に対応するように形成された前記凹凸と、前記第１部位に対応するように形成され、前記凹凸に繋がり前記周方向に沿って延びる曲面と、を有し、
   前記第２部位において、前記出力軸部の前記凹凸が前記凹凸部に噛み合いながら圧入されており、
   前記第１部位において、前記各側面のうち前記第１部位に最も近い側面における前記径方向の内端に繋がり前記周方向に沿って延びる曲面が形成され、前記第１部位では前記出力軸部の前記曲面が圧入された状態になっていない、歯車装置。

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