JP6909130B2 - 遊星歯車減速装置 - Google Patents

Description

本発明は、遊星歯車減速装置に関する。

特許文献１には、内歯歯車と、内歯歯車と噛み合う外歯歯車と、外歯歯車の軸方向側部に配置されたキャリヤと、キャリヤに支持されるピン部材とを備えた遊星歯車減速装置が開示されている。キャリヤは、通常、ピン部材が圧入される圧入穴の他に、圧入穴にピン部材を圧入するときに圧入穴内の空気を抜くための抜き穴を有する。特許文献１の減速装置では、圧入穴の中心線の延長線と抜き穴の中心線が同軸線上に設けられている。

特開２０１７−０６７２７６号公報

特許文献１の減速装置は、更に、内歯歯車と一体化されるケーシングと、ケーシングとキャリヤの間に配置されるオイルシールとを備える。オイルシールは、外歯歯車の回転に連動してケーシングとキャリヤが相対回転したときに、それらのうちの一方の部材（以下、被摺動部材という）の外面を摺動する。本発明者は、減速装置の減速比が小さくなるほど、ケーシングとキャリヤの相対回転速度が速くなり、被摺動部材との摺動に伴うオイルシールによるエネルギー損失が大きくなる問題があるとの認識を得た。

本発明のある態様は、こうした状況に鑑みてなされ、その目的の１つは、伝達効率の向上を図れる遊星歯車減速装置を提供することにある。

本発明のある態様は遊星歯車減速装置に関し、内歯歯車と、前記内歯歯車と噛み合う外歯歯車と、前記外歯歯車の軸方向側部に配置されたキャリヤと、前記キャリヤに支持され、前記外歯歯車の自転成分または公転成分と同期するピン部材と、前記キャリヤとケーシングの間に配置されたオイルシールと、を備えた遊星歯車減速装置であって、前記キャリヤは、前記ピン部材が圧入される圧入穴と、前記キャリヤの外側空間と前記圧入穴とを通じさせる抜き穴と、を有し、前記抜き穴の中心線は、前記オイルシールの配置された軸方向範囲において、前記圧入穴の中心線の延長線よりも径方向内側に位置する。

本発明の他の態様は遊星歯車減速装置に関し、内歯歯車と、前記内歯歯車と噛み合う外歯歯車と、前記外歯歯車の軸方向側部に配置されたキャリヤと、前記キャリヤに支持され、前記外歯歯車の自転成分または公転成分と同期するピン部材と、前記キャリヤとケーシングの間に配置されたオイルシールと、を備えた遊星歯車減速装置であって、前記キャリヤは、前記ピン部材が圧入される圧入穴と、前記キャリヤの外側空間と前記圧入穴とを通じさせる抜き穴と、を有し、前記抜き穴は、前記キャリヤに形成される中空部の内壁面又は前記キャリヤの外周面に形成される開口を通して前記キャリヤの外側空間に通じ、前記抜き穴の中心線は、前記オイルシールの配置された軸方向範囲を避けて設けられる。

本発明によれば、伝達効率の向上を図れる遊星歯車減速装置を提供できる。

図１（ａ）は、参考例のキャリヤの一部を示す断面図であり、図１（ｂ）は、第１実施形態のキャリヤの一部を示す断面図である。 図２（ａ）は、参考例のキャリヤの一部を示す断面図であり、図２（ｂ）は、第２実施形態のキャリヤの一部を示す断面図である。 第１実施形態の減速装置を示す側面断面図である。 第１実施形態の反入力側キャリヤの一部を周辺構造とともに示す拡大図である。 第１実施形態の圧入穴と抜き穴の形状を示す図である。 第１実施形態の反入力側キャリヤを得るための加工方法の流れを示す図である。 第１変形例のキャリヤの一部を示す断面図である。 第２実施形態の減速装置の一部を示す側面断面図である。 第３実施形態の減速装置の一部を模式的に示す正面図である。 第２変形例のキャリヤの一部を示す断面図である。

まず、本実施形態の遊星歯車減速装置（以下、単に減速装置ともいう）を想到するに到った背景から説明する。減速装置の減速比が十分に大きい場合、ケーシングとキャリヤの相対回転速度が非常に遅くなるため、被摺動部材との摺動に伴うオイルシールによるエネルギー損失は非常に小さくなる。このため、この場合、オイルシールによるエネルギー損失は、減速装置の伝達効率に殆ど影響を及ぼしていないと考えられてきており、そのエネルギー損失を小さくするための特別の対策はなされていなかった。

ところで、近年、低減速比の減速装置が要求される場合が増えつつある。このように減速装置の減速比が小さくなると、ケーシングとキャリヤの相対回転速度が速くなる。これに伴い、被摺動部材との摺動に伴うオイルシールによるエネルギー損失が大きくなり、伝達効率への影響が無視できないレベルになるとの認識を本発明者は得た。

この対策として、オイルシールと径方向に対向するキャリヤのオイルシール対向面の内径を小さくすることが考えられる。しかしながら、キャリヤのオイルシール対向面を含む外周部では、所要の強度を満足できる肉厚の確保が必要となる。また、オイルシール対向面に対して径方向内側には、通常、圧入穴や抜き穴が存在する。よって、オイルシール対向面から圧入穴や抜き穴までの径方向範囲で所要の強度を満足できる肉厚を確保する必要があり、オイルシール対向面の内径を小さくするにしても限界があった。

図１（ａ）は、参考例のキャリヤ２００の一部を示す断面図であり、図１（ｂ）は、第１実施形態のキャリヤ２０の一部を示す断面図である。参考例のキャリヤ２００では、オイルシール対向面５２から抜き穴４８までの径方向範囲で所要の強度を満足できる肉厚Ｔａを確保できているものとする。

前述の問題への対策として、第１実施形態の減速装置では、次の工夫を講じている。つまり、図１（ｂ）に示すように、オイルシール２６の配置されている軸方向範囲Ｓ１（以下、単にオイルシール配置範囲Ｓ１という）において、圧入穴４６の中心線Ｌｃの延長線（以下、中心延長線という）Ｌｃ’より抜き穴４８の中心線Ｌｄが径方向内側に位置するようにしている。なお、本明細書での「中心線」は、言及している穴の中心を通り、その穴の一端部から他端部まで延びる線のみをいい、その線を穴の一端部や他端部から外部に直線的に延長させた延長線は含まない。

これにより、図１（ａ）に示す参考例のキャリヤ２００のような、圧入穴４６の中心延長線Ｌｃ’と抜き穴４８の中心線Ｌｄが同軸線上に並ぶ構造（以下、参考構造という）と比較して、抜き穴４８の位置を径方向内側に寄せられる。これに伴い、オイルシール配置範囲Ｓ１において、キャリヤ２０の外周部で参考構造の肉厚Ｔａと同等の肉厚Ｔｂを確保しつつ、参考構造よりオイルシール対向面５２の内径を縮小するように設計し易くなる。

図２（ａ）は、参考例のキャリヤ２００の一部を示す断面図であり、図２（ｂ）は、第２実施形態のキャリヤ２０の一部を示す断面図である。前述の問題への対策として、第２実施形態の減速装置では、次の工夫を講じている。図２（ｂ）に示すように、キャリヤ２０に形成された中空部６４の内壁面に開口を形成し、その開口や中空部６４を通してキャリヤ２０の外側空間に抜き穴４８が通じている。この構造のもと、抜き穴４８の中心線Ｌｄは、オイルシール配置範囲Ｓ１を避けて設けられる。

（Ａ）これにより、オイルシール配置範囲Ｓ１の少なくとも一部において、圧入穴４６の中心延長線Ｌｃ’から径方向外側の領域Ｒａを避けて抜き穴４８を設けるレイアウトを実現し易くなる。これに伴い、オイルシール配置範囲Ｓ１の少なくとも一部において、キャリヤ２０の外周部で参考構造の肉厚Ｔａと同等、又は、それ以上の肉厚Ｔｃを確保しつつ、オイルシール対向面５２の内径を縮小するように設計し易くなる。

よって、いずれの減速装置でも、キャリヤ２０の外周部で所要の強度を満足できる肉厚を確保しつつ、オイルシール２６の径寸法の小型化を図れる。これにより、被摺動部材にオイルシール２６から付与される弾性反発力を軽減でき、被摺動部材との摺動に伴うオイルシール２６によるエネルギー損失を小さくできる。この結果、オイルシール２６のエネルギー損失による伝達効率の低下を抑制でき、伝達効率の向上を図れるようになる。特に、減速装置１０の減速比が小さくなるほど、オイルシール２６のエネルギー損失による伝達効率への影響が大きくなるため、その減速比が小さい場合に伝達効率の向上を図れる点で有効となる。

なお、第２実施形態の抜き穴４８は、オイルシール配置範囲Ｓ１において、圧入穴４６の中心延長線Ｌｃ’から径方向外側の領域Ｒａを避けて設けられると好ましい。これにより、オイルシール配置範囲Ｓ１の全範囲において、キャリヤ２０の外周部で参考構造の肉厚Ｔａと同等、又は、それ以上の肉厚Ｔｃを確保しつつ、オイルシール対向面５２の内径を縮小できる。

以下、実施形態、変形例では、同一の構成要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図面では、説明の便宜のため、構成要素の一部を適宜省略したり、構成要素の寸法を適宜拡大、縮小して示す。

（第１の実施の形態）
図３は、第１実施形態の減速装置１０を示す側面断面図である。本実施形態の減速装置１０は、内歯歯車と噛み合う外歯歯車を揺動させることで、内歯歯車及び外歯歯車の一方の自転を生じさせ、その生じた運動成分を出力部材から出力する偏心揺動型減速装置である。

遊星歯車減速装置１０は、主に、入力軸１２と、外歯歯車１４と、内歯歯車１６と、キャリヤ１８、２０と、ピン部材２２と、ケーシング２４と、オイルシール２６と、主軸受２８と、を備える。本実施形態はキャリヤ２０に主な特徴があるが、先に周辺構造から説明する。本実施形態において、被駆動装置に回転動力を出力する出力部材はケーシング２４であり、減速装置１０を支持するための外部部材にはキャリヤ２０が固定される。以下、内歯歯車１６の中心軸線Ｌａに沿った方向を「軸方向」といい、その中心軸線Ｌａを中心とする円の円周方向、半径方向をそれぞれ「周方向」、「径方向」という説明する。以下、便宜的に、軸方向の一方側（図中右側）を入力側といい、他方側（図中左側）を反入力側という。

入力軸１２は、駆動装置３０から入力される回転動力によって回転中心線周りに回転させられる。本実施形態の減速装置１０は、入力軸１２の回転中心線が内歯歯車１６の中心軸線Ｌａと同軸線上に設けられるセンタークランクタイプである。駆動装置３０は、たとえば、モータ、ギヤモータ、エンジン等である。

本実施形態の入力軸１２は、軸方向に沿って延びる軸部１２ａと、外歯歯車１４を揺動させるための複数の偏心部１２ｂとを有するクランク軸である。複数の偏心部１２ｂは、軸部１２ａと一体的に回転可能に設けられる。偏心部１２ｂの軸芯Ｌｂは、入力軸１２の回転中心となる内歯歯車１６の中心軸線Ｌａに対して偏心している。複数の偏心部１２ｂの偏心方向の位相はずれている。本実施形態では２個の偏心部３０ｂが設けられ、２個の偏心部３０ｂの位相は互いに１８０度ずれている。

外歯歯車１４は、複数の偏心部１２ｂのそれぞれに対応して個別に設けられる。外歯歯車１４は、偏心軸受３２を介して対応する偏心部１２ｂに回転自在に支持される。

内歯歯車１６には、外歯歯車１４が噛み合う。本実施形態の内歯歯車１６は、ケーシング２４の内周部に支持される複数の外ピン１６ａを有し、内歯歯車１６の内歯を外ピン１６ａが構成する。内歯歯車１６の内歯数（外ピン１６ａの数）は、本実施形態において、外歯歯車１４の外歯数より一つ多い。

ケーシング２４は、内歯歯車１６と一体化されており、全体として筒状をなす。本実施形態のケーシング２４は、内歯歯車１６と一体化される第１部材２４ａと、第１部材２４ａに対して反入力側に配置されるとともに、第１部材２４ａにボルトにより一体化される第２部材２４ｂとを有する。ケーシング２４には、ケーシング２４に対して入力側に配置される入力カバー３４がボルトにより一体化される。

キャリヤ１８、２０には、外歯歯車１４に対して入力側の側部に配置される入力側キャリヤ１８と、外歯歯車１４に対して反入力側の側部に配置される反入力側キャリヤ２０とが含まれる。キャリヤ１８、２０は、たとえば、金属系の素材や樹脂系の素材を用いて構成される。金属系の素材には、たとえば、鋳鉄、鋼を含む鋼系の素材、アルミニウム合金を含むアルミニウム系の素材が含まれる。樹脂系の素材には、エンジニアリングプラスチック等の他、炭素繊維強化樹脂、ガラス繊維強化樹脂等の複合材料も含まれる。入力側キャリヤ１８と入力軸１２の間には第１入力軸軸受３６が配置される。入力側キャリヤ１８は、第１入力軸軸受３６を介して入力軸１２を回転自在に支持する。反入力側キャリヤ２０と入力軸１２の間には第２入力軸軸受３８が配置される。反入力側キャリヤ２０は、第２入力軸軸受３８を介して入力軸１２を回転自在に支持する。

ピン部材２２は、外歯歯車１４の軸芯から径方向にオフセットした位置において、外歯歯車１４を軸方向に貫通する。ピン部材２２は、内歯歯車１６の中心軸線Ｌａ周りに間を置いて複数設けられる。外歯歯車１４には、複数のピン部材２２のそれぞれに対応して、そのピン部材２２が貫通するピン孔１４ａが形成される。ピン部材２２とピン孔１４ａの間には外歯歯車１４の揺動成分を吸収するための遊びとなる隙間が設けられる。

ピン部材２２は、反入力側キャリヤ２０の圧入穴４６（後述する）に圧入されることで、反入力側キャリヤ２０に固定されるとともに反入力側キャリヤ２０に支持される。本実施形態のピン部材２２は、入力側キャリヤ１８のピン穴１８ａに圧入されることで入力側キャリヤ１８に固定され、一対のキャリヤ１８、２０を連結するキャリヤピンとして機能する。ピン部材２２の外周側にはピン部材２２に回転自在に支持されるローラ４４が設けられる。

主軸受２８は、キャリヤ１８、２０とケーシング２４の間に配置される。本実施形態の主軸受２８は、玉軸受等の転がり軸受けである。キャリヤ１８、２０とケーシング２４のうち、外部部材に固定される部材を被固定部材という。このとき、出力部材は、被固定部材に主軸受２８を介して回転自在に支持される。本実施形態の出力部材はケーシング２４であり、被固定部材は反入力側キャリヤ２０である。

オイルシール２６は、反入力側キャリヤ２０とケーシング２４の間に配置される。オイルシール２６は、リング状をなす弾性体により構成される。オイルシール２６は、締まり嵌め、中間嵌め等の嵌め合いによって、反入力側キャリヤ２０とケーシング２４のうちの他方の部材（以下、被取付部材という）に取り付けられる。オイルシール２６は、ケーシング２４と反入力側キャリヤ２０が相対回転したとき、それらのうちの一方の部材である被摺動部材の外面を摺動する。本実施形態の被取付部材はケーシング２４であり、被摺動部材は反入力側キャリヤ２０である。

オイルシール２６は、被摺動部材の外面にシールリップ部が弾性変形を伴い接触することによって、外歯歯車１４等を収納する内部空間４０を封止する。この内部空間４０は、図示はしないが、入力カバー３４に接続される駆動装置３０の内部空間と一続きになっており、外部空間４２から隔離されている。この内部空間４０には、外歯歯車１４と内歯歯車１６との噛合箇所等を潤滑するための潤滑油（不図示）が封入される。

以上の減速装置１０の動作を説明する。駆動装置から入力軸１２に回転動力が伝達されると、入力軸１２の偏心部１２ｂが内歯歯車１６の中心軸線Ｌａ周りに回転し、その偏心部１２ｂにより外歯歯車１４が揺動する。このとき、外歯歯車１４は、自らの軸芯が内歯歯車１６の中心軸線Ｌａ周りを回転するように揺動する。外歯歯車１４が揺動すると、外歯歯車１４と内歯歯車１６の噛合位置が順次ずれる。この結果、入力軸１２が一回転する毎に、外歯歯車１４と内歯歯車１６との歯数差に相当する分、外歯歯車１４及び内歯歯車１６の一方の自転が発生する。

本実施形態のように、ケーシング２４が出力部材となり、反入力側キャリヤ２０が外部部材に固定される場合、外部部材によりピン部材２２を介して外歯歯車１４の自転が拘束され、内歯歯車１６の自転が発生する。一方、反入力側キャリヤ２０が出力部材となり、ケーシング２４が外部部材に固定される場合、外部部材によりケーシング２４を介して内歯歯車１６の自転が拘束され、外歯歯車１４の自転が発生する。入力軸１２の回転は、外歯歯車１４と内歯歯車１６の歯数差に応じた減速比で減速されて、出力部材から被駆動装置に出力される。

ここで、ピン部材２２は、外歯歯車１４を軸方向に貫通するため、外歯歯車１４の自転成分と同期可能である。ここでの「外歯歯車１４の自転成分と同期」するとは、本実施形態のように、外歯歯車１４の自転が拘束されている場合は、ピン部材２２が公転しない状態を維持することをいう。一方、外歯歯車１４の自転が拘束されていない場合は、外歯歯車１４の自転に連動して内歯歯車１６の中心軸線Ｌａの周りを公転することをいう。いずれの場合も、ゼロを含めた数字範囲の中で外歯歯車１４の自転成分とピン部材２２の公転成分を同じ大きさに維持することと捉えられる。

図４は、反入力側キャリヤ２０の一部を周辺構造とともに示す拡大図である。反入力側キャリヤ２０は、主に、圧入穴４６と、抜き穴４８と、主軸受対向面５０と、オイルシール対向面５２と、を有する。

圧入穴４６は、反入力側キャリヤ２０に対して軸方向の外歯歯車１４側に開いた有底穴である。圧入穴４６の内側にはピン部材２２が圧入されている。ピン部材２２は、圧入穴４６の内周面に自らの外周面が接触した状態で圧入される。本実施形態の圧入穴４６は、その中心線Ｌｃが軸方向に沿って直線状に設けられる。圧入穴４６は、複数のピン部材２２のそれぞれに対応して、内歯歯車１６の中心軸線Ｌａ周りに間を置いて複数設けられる。

抜き穴４８は、反入力側キャリヤ２０の外側空間４１と圧入穴４６とを通じさせる。ここでの「外側空間４１」は、言及しているキャリヤ（本例では反入力側キャリヤ２０）の外部に設けられる空間をいい、減速装置１０の内部にある内部空間４０と、減速装置１０の外部にある外部空間４２との両方が対象になり得る。本実施形態での「外側空間４１」は外部空間４２である。抜き穴４８は、圧入穴４６にピン部材２２を圧入するときに圧入穴４６内の空気を外側空間４１に抜く役割を持つ。本実施形態の抜き穴４８は、圧入穴４６の内壁面となる圧入穴４６の底面に開口している。本実施形態の抜き穴４８は、軸方向に沿って直線状に設けられ、反入力側キャリヤ２０に対して外歯歯車１４とは軸方向の反対側に向けて開いている。

本実施形態の抜き穴４８の中心線Ｌｄは軸方向に沿って直線状に設けられ、圧入穴４６の中心延長線Ｌｃ’と平行である。ここでの平行とは、字句通りに完全に平行である場合のほかに、ほぼ平行である場合も含まれる。

圧入穴４６の中心線Ｌｃに直交する断面積をＳａとし、抜き穴４８の中心線Ｌｄに直交する断面積をＳｂとする。このとき、抜き穴４８の断面積Ｓｂは、圧入穴４６の断面積Ｓａより小さくなるように設定される。

図５は、軸方向の反入力側から見た圧入穴４６と抜き穴４８の形状を示す図である。本実施形態では圧入穴４６の断面形状は円形状をなし、抜き穴４８の断面形状は円形状をなす。

図４に戻り、主軸受対向面５０は、主軸受２８と径方向に対向する。オイルシール対向面５２は、オイルシール２６と径方向に対向する。本実施形態の主軸受対向面５０には主軸受２８の内輪が接触しており、オイルシール対向面５２の一部にはオイルシール２６のシールリップ部が接触する。本実施形態のオイルシール対向面５２は、主軸受対向面５０より外径が小さくなるように設定される。

ここで、抜き穴４８の中心線Ｌｄは、オイルシール配置範囲Ｓ１において、圧入穴４６の中心延長線Ｌｃ’より径方向内側に位置する。この条件は、オイルシール配置範囲Ｓ１の一部において少なくとも満たされていればよい。オイルシール配置範囲Ｓ１から軸方向にずれた箇所では、抜き穴４８の中心線Ｌｄと圧入穴４６の中心延長線Ｌｃ’の位置関係は問わないということである。本実施形態の抜き穴４８の中心線Ｌｄは、抜き穴４８が形成される軸方向の全範囲において、圧入穴４６の中心延長線Ｌｃ’より径方向内側に位置している。これにより、前述の通り、反入力側キャリヤ２０の外周部で所要の強度を満足できる肉厚を確保しつつ、オイルシール２６の径寸法の小型化を図れる。

また、反入力側キャリヤ２０のオイルシール対向面５２は、主軸受対向面５０より外径が小さくなるように設定される。よって、この条件を満たさない場合と比べ、オイルシール対向面５２の外径を縮小でき、ひいてはオイルシール２６の径寸法の更なる小型化を図れる。これにより、被摺動部材との摺動に伴うオイルシール２６によるエネルギー損失をより小さくでき、更なる伝達効率の向上を図れる。

図６は、反入力側キャリヤ２０を得るための加工方法の流れを示す図である。この加工方法では、まず、図６（ａ）に示すように、圧入穴４６及び抜き穴４８が形成されていない反入力側キャリヤ２０を準備する。次に、ドリル等の切削工具５４を用いて、圧入穴４６及び抜き穴４８の形成予定位置に貫通穴を形成する粗切削加工を行う。図６（ａ）では貫通穴の形成予定位置Ｐａを示す。

図６（ｂ）は、粗切削加工により得られる貫通穴５６を示す。この貫通穴５６の反入力側に位置する一方側部分５６ａは抜き穴４８となり、その貫通穴５６の中心線Ｌｅが抜き穴４８の中心線となる。また、貫通穴５６の一方側部分５６ａに対して軸方向の反対側に位置する他方側部分５６ｂは圧入穴４６の下穴５８となる。抜き穴４８は、外歯歯車側（図中右側）から反外歯歯車側（図中左側）に向けて反入力側キャリヤ２０を切削することで、圧入穴４６の下穴５８とともに一工程で得られる。ここでの外歯歯車側とは軸方向で外歯歯車１４がある側をいい、反外歯歯車側とは軸方向で外歯歯車１４がある側とは反対側をいう。

ピン部材２２が圧入される圧入穴４６には、通常、その内周面に関して高い寸法精度が要求される。よって、粗切削加工により得られた貫通穴５６に仕上げ加工を行うことで、圧入穴４６の寸法精度を確保する必要がある。このように仕上げ加工を行ううえでは、通常、圧入穴４６の中心線が設けられるべき位置Ｐｂ（以下、中心線予定位置Ｐｂという）に下穴５８の中心線Ｌｅが位置するように、下穴５８を予め形成しておく必要がある。

そこで、図６（ｃ）に示すように、粗切削加工により得られた圧入穴４６の下穴５８の中心線Ｌｅを圧入穴４６の中心線予定位置Ｐｂにシフトさせるため、圧入穴４６の下穴５８を拡径する穴広げ加工を行う。この穴広げ加工は、自らが回転することによって、下穴５８の内壁面を切削可能な切削工具６０を用いて行う。この切削工具６０は、たとえば、エンドミル等である。この穴広げ加工では、粗切削加工により得られた圧入穴４６の下穴５８に切削工具６０を挿入する。この状態で、下穴５８の中心線Ｌｅが圧入穴４６の中心線予定位置Ｐｂにシフトするように、切削工具６０の回転によって下穴５８の内壁面を切削する。

図６（ｄ）は、穴広げ加工により得られる圧入穴４６の下穴５８を示す。穴広げ加工の結果、抜き穴４８に対して軸方向に隣り合う箇所には抜き穴４８より大径の圧入穴４６の下穴５８が形成される。

次に、粗切削加工に用いた切削工具５４より高い加工精度で加工可能な仕上げ工具６２を用いて、圧入穴４６の下穴５８の内径を広げるように加工する仕上げ加工を行う。ここでの仕上げ工具６２とは、自らが回転することによって、下穴５８の内壁面を切削可能なものをいう。この仕上げ工具６２は、たとえば、ボーリング、リーマ等である。この仕上げ加工では、圧入穴４６の下穴５８に仕上げ工具６２を挿入する。この状態で、仕上げ工具６２の回転によって、下穴５８の内壁面を切削する。これにより、圧入穴４６の下穴５８の内壁面に全周に亘る範囲で仕上げ加工が行われ、高い寸法精度の圧入穴４６の内壁面が形成される。

ここで、図４に示すように、圧入穴４６の中心延長線Ｌｃ’と抜き穴４８の中心線Ｌｄとは平行である。よって、切削工具５４の向きを変えずに、圧入穴４６の下穴５８と抜き穴４８を粗切削加工により形成できるため、粗切削加工で良好な作業性を得られる。

また、図５に示すように、本実施形態の抜き穴４８の全体は、軸方向から見たとき、圧入穴４６の内壁面から内側に収まるように設けられる。ここでの「圧入穴４６の内壁面から内側に収まる」とは、抜き穴４８の内壁面の輪郭が圧入穴４６の内壁面の輪郭から外側にはみ出ることなく重なる場合も含まれる。よって、一回の粗切削加工で抜き穴４８と圧入穴４６の下穴５８を形成できるようになり、加工工数の削減を図れる。

また、本実施形態の抜き穴４８の内壁面は、軸方向から見たとき、圧入穴４６の内壁面から間を置いて設けられる。これは、軸方向から見たとき、抜き穴４８の内壁面の輪郭と圧入穴４６の内壁面の輪郭とが重ならずに離れていることを意味する。よって、一回の粗切削加工で抜き穴４８と圧入穴４６の下穴５８を形成した後、圧入穴４６の下穴５８の全周に亘り内径を広げるように仕上げ加工をすることができる。このため、圧入穴４６の内壁面全体で高い寸法精度を確保できる。

なお、従来の構造のように、圧入穴の中心延長線と抜き穴の中心線を同軸線上に設ける場合、前述の穴広げ加工を経ずに、粗切削加工と仕上げ加工を経るのみで実現できる。これは、本実施形態の反入力側キャリヤ２０の構造は、前述の参考構造と比べ、穴広げ加工の手間をかけたうえで実現できることを意味している。

（第１変形例）
図７は、第１変形例の反入力側キャリヤ２０の一部を示す断面図である。図４では、圧入穴４６の内径が一定である例を説明した。本例の圧入穴４６は、ピン部材２２が圧入される内径が一定の第１内径部４６ａの他に、第１内径部４６ａより底側に設けられる第２内径部４６ｂを有する。第２内径部４６ｂは第１内径部４６ａより内径が小さくなるように形成される。第１内径部４６ａは、たとえば、粗切削加工により得られた下穴の一部に前述の仕上げ加工を行うことで得られる。また、第２内径部４６ｂは、下穴の一部に仕上げ加工を行わずにそのまま残すことで得られる。

また、本例の抜き穴４８は、第１実施形態と異なり、図示はしないが、軸方向から見たとき、その一部が圧入穴４６の内壁面から外側にはみ出るように設けられる。また、本例の抜き穴４８は、その底面に設けられる開口４８ａを通して圧入穴４６に通じる。この開口４８ａは、圧入穴４６の底面に設けられる円錐面や、抜き穴４８の底面に設けられる円錐面に開口する。

本例の抜き穴４８は、たとえば、前述の粗切削加工で用いた切削工具５４を用いて、反外歯歯車側から外歯歯車側に向けて反入力側キャリヤ２０を切削することで得られる。本例の構造は、圧入穴４６を得るための粗切削加工と仕上げ加工の他に、抜き穴４８を得るための粗切削加工を要することになる。本例の構造においても、前述の参考構造と比べ、複数の粗切削加工の手間をかけたうえで実現できる。

（第２の実施の形態）
図８は、第２実施形態の減速装置１０の一部を示す側面断面図である。減速装置１０は、主には、抜き穴４８の点で相違する。

反入力側キャリヤ２０は、前述した圧入穴４６の他に、中空部６４を有する。本実施形態の中空部６４は、反外歯歯車側に向けて開いて外側空間４１（外部空間４２）に通じるとともに、外歯歯車側が閉じた有底穴である。本実施形態の中空部６４は、反入力側キャリヤ２０の軽量化を目的とした肉抜き穴として機能する。本実施形態の中空部６４は、軸方向から見たとき、内歯歯車１６の中心軸線Ｌａを円中心として圧入穴４６に内接する仮想円をＣａとした場合に、その仮想円Ｃａより径方向内側に位置するように設けられる。また、本実施形態の中空部６４は、内歯歯車１６の中心軸線Ｌａを通るように設けられる。本図では、減速装置１０の軸方向に沿った断面上で仮想円Ｃａと交差する箇所を示す。次に説明する仮想円Ｃｂも同様である。

抜き穴４８は、圧入穴４６の内壁面に形成される第１開口４６ｃを通じて圧入穴４６に通じるとともに、中空部６４の内壁面に形成される第２開口６４ａや中空部６４を通して反入力側キャリヤ２０の外側空間４１に通じる。抜き穴４８は外側空間４１と圧入穴４６とを通じさせることになる。これにより、抜き穴４８は、圧入穴４６にピン部材２２を圧入するとき、圧入穴４６の空気を抜く機能を果たせる。本実施形態の抜き穴４８の中心線Ｌｄは、軸方向に対して傾斜して設けられる。詳しくは、抜き穴４８の中心線Ｌｄは、外歯歯車１４から軸方向に離れるにつれて径方向内側に近づくように傾斜して設けられる。

抜き穴４８の中心線Ｌｄは、オイルシール配置範囲Ｓ１を避けて設けられる。抜き穴４８は、その中心線Ｌｄがオイルシール配置範囲Ｓ１を避けるように設けられるともいえる。抜き穴４８の中心線Ｌｄは、径方向から見たとき、オイルシール配置範囲Ｓ１と重ならないように、言い換えると、オイルシール２６と重ならないように設けられるともいえる。また、本実施形態の抜き穴４８は、オイルシール配置範囲Ｓ１において、圧入穴４６の中心延長線Ｌｃ’から径方向外側の領域Ｒａを避けて設けられる。本実施形態の中空部６４も同様の条件を満たす。本実施形態において、第２開口６４ａは、径方向から見たとき、オイルシール配置範囲Ｓ１と重ならないように設けられている。

内歯歯車１６の中心軸線Ｌａを中心として圧入穴４６の中心線Ｌｃを通る仮想円をＣｂとする。この仮想円Ｃｂは、複数の圧入穴４６の中心延長線Ｌｃ’のうち、内歯歯車１６の中心軸線Ｌａからの半径が最も小さい中心延長線Ｌｃ’を通る。前述の内容を別の観点から捉えると、抜き穴４８は、オイルシール配置範囲Ｓ１において、前述の仮想円Ｃｂから径方向外側の領域Ｒａを避けて設けられるともいえる。これを実現するため、本実施形態の抜き穴４８は、この領域Ｒａより径方向内側に設けられる中空部６４に通じ、かつ、その領域Ｒａを避けた位置を通るように設けられる。

これにより、前述の通り、反入力側キャリヤ２０の外周部で所要の強度を満足できる肉厚を確保しつつ、オイルシール２６の径寸法の小型化を図れる。

なお、本実施形態の抜き穴４８は、オイルシール配置範囲Ｓ１において、前述の仮想円Ｃｂより小径の仮想円Ｃａから径方向外側の領域Ｒａ、Ｒｂを避けて設けられてもいる。本実施形態の中空部６４も同様の条件を満たす。

次に、前述の反入力側キャリヤ２０を得るための加工方法の一例を説明する。まず、圧入穴４６、抜き穴４８が形成されておらず、中空部６４が形成されている反入力側キャリヤ２０を準備する。次に、切削工具５４を用いて、圧入穴４６の形成予定位置に下穴を形成する第１粗切削加工と、抜き穴４８の形成予定位置に抜き穴４８を形成する第２粗切削加工を行う。次に、前述の仕上げ工具６２を用いて、圧入穴４６の下穴５８の内径を広げるように加工する仕上げ加工を行う。このように、本実施形態のキャリヤ２０の構造も、前述の参考構造と比べ、複数回の粗切削加工の手間をかけたうえで実現できる。

（第３の実施の形態）
図９は、第３実施形態の減速装置１０の一部を模式的に示す正面図である。本実施形態の減速装置１０は、内歯歯車と噛み合う外歯歯車を回転させることで、外歯歯車の公転又は内歯歯車の自転を生じさせ、その生じた運動成分を出力部材から出力する単純遊星歯車減速装置である。

この減速装置１０は、入力軸１２と一体的に回転する太陽歯車６６と、太陽歯車６６と噛み合う遊星歯車となる複数の外歯歯車１４と、外歯歯車１４と噛み合う内歯歯車１６とを備える。ピン部材２２は、外歯歯車１４の軸芯を軸方向に貫通しており、不図示の一対のキャリヤ１８、２０により支持される。ピン部材２２は、外歯歯車１４を軸受６８を介して回転自在に支持する。単純遊星歯車減速装置の場合も、反入力側キャリヤ２０は、図示はしないが、第１実施形態と同様の圧入穴４６、抜き穴４８を備える。

以上の減速装置１０の動作を説明する。駆動装置から入力軸１２に回転動力が伝達されると、入力軸１２と一体的に太陽歯車６６が回転し、その回転により外歯歯車１４が回転する。外歯歯車１４が回転すると、外歯歯車１４と内歯歯車１６の噛合位置が順次ずれ、外歯歯車１４の公転又は内歯歯車１６の自転が発生する。ケーシング２４が出力部材となり、キャリヤ２０が外部部材に固定される場合、外部部材によりピン部材２２を介して外歯歯車１４の公転が拘束され、内歯歯車１６の自転が発生する。一方、キャリヤ１８、２０が出力部材となり、ケーシング２４が外部部材に固定される場合、外部部材によりケーシング２４を介して内歯歯車１６の自転が拘束され、外歯歯車１４の公転が発生する。入力軸１２の回転は、外歯歯車１４、内歯歯車１６、太陽歯車６６の歯数に応じた減速比で減速されて、出力部材から被駆動装置に出力される。

ここで、ピン部材２２は、外歯歯車１４を軸方向に貫通するため、外歯歯車１４の公転成分と同期可能である。ここでの「外歯歯車１４の公転成分と同期」するとは、外歯歯車１４の公転が拘束されている場合は、ピン部材２２が公転しない状態を維持することをいう。一方、外歯歯車１４の公転が拘束されていない場合は、外歯歯車１４の公転に連動してピン部材２２が内歯歯車１６の中心軸線Ｌａの周りを公転することをいう。いずれの場合も、ゼロを含めた数字範囲の中で外歯歯車１４の公転成分とピン部材２２の公転成分を同じ大きさに維持することと捉えられる。

このように、遊星歯車減速装置１０は、偏心揺動型減速装置、単純遊星歯車減速装置を例に説明したが、その種類はこれらに限定されない。また、単純遊星歯車減速装置に用いる場合も、図８の例のように、圧入穴４６と中空部６４を抜き穴４８を介して通じさせてもよい。

また、第１実施形態、第２実施形態の偏心揺動型減速装置はセンタークランクタイプを例に説明した。この他にも、内歯歯車の中心軸線からオフセットした位置に複数の入力軸が配置される振り分けタイプの偏心揺動型減速装置に適用されてもよい。

また、第１実施形態、第２実施形態の出力部材はケーシング２４であり、外部部材にはキャリヤ２０が固定される場合を説明したが、出力部材がキャリヤ２０であり、外部部材にはケーシング２４が固定されてもよい。

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明した。前述した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態の」「実施形態では」等との表記を付して説明しているが、そのような表記のない内容に設計変更が許容されないわけではない。また、図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

ピン部材２２は、一対のキャリヤ１８、２０を連結するキャリヤピンとして機能する例を説明したが、キャリヤピンとして機能しなくともよい。この場合、一対のキャリヤ１８、２０はキャリヤボルト等により連結される。また、ピン部材２２は、キャリヤ１８、２０が出力部材となる場合、外歯歯車１４の自転成分又は公転成分をキャリヤ１８、２０に伝達する内ピンとして機能する。また、ピン部材２２は、一対のキャリヤ１８、２０のうちの一方のキャリヤ１８、２０と同じ部材の一部として一体的に構成されていてもよい。この場合、ピン部材２２は、他方のキャリヤ１８、２０に形成される圧入穴４６に圧入されていればよい。

オイルシール２６は、ケーシング２４と反入力側キャリヤ２０の間に配置される例を説明したが、ケーシング２４と入力側キャリヤ１８の間に配置されてもよい。また、オイルシール２６が取り付けられる被取付部材をケーシング２４とし、オイルシール２６が摺動する被摺動部材をキャリヤ１８、２０としてもよいし、被取付部材をキャリヤ１８、２０とし、被摺動部材をケーシング２４としてもよい。

抜き穴４８は、次の第１条件及び第２条件の何れかを満たしていれば、その位置、形状は特に限定されない。ここでの第１条件とは、図４の例のように、オイルシール配置範囲Ｓ１において、圧入穴４６の中心延長線Ｌｃ’より径方向内側に抜き穴４８の中心線Ｌｄが配置されることをいう。また、第２条件とは、図８の例のように、オイルシール配置範囲Ｓ１を避けて抜き穴４８の中心線Ｌｄが設けられていることをいう。

第１の条件を満たすうえで、抜き穴４８の中心線Ｌｄは、オイルシール配置範囲Ｓ１の少なくとも一部の範囲において配置されていればよい。抜き穴４８の中心線Ｌｄは、たとえば、オイルシール配置範囲Ｓ１の一部の範囲において軸方向に延び、かつ、オイルシール配置範囲Ｓ１の途中で径方向内側に延びるように曲がってもよい。この場合、抜き穴４８は、キャリヤ２０の中空部６４を通してキャリヤ２０の外側空間４１に通じてもよい。

前述の（Ａ）と同様の効果を得るうえで、抜き穴４８は、図１０に示すように、キャリヤ２０の外周面に形成される第３開口２０ａを通して、キャリヤ２０の外側空間４１（内部空間４０）に通じてもよい。本実施形態の第３開口２０ａは、オイルシール２６と主軸受２８の間の軸方向範囲において、キャリヤ２０の外周面に形成される。また、この他にも、抜き穴４８は、図示はしないが、キャリヤ２０の外歯歯車側の側面に形成される開口を通して、キャリヤ２０の内部空間４０に通じてもよい。この場合、抜き穴４８は、キャリヤ２０の中空部６４を介さずにキャリヤ２０の内部空間４０に通じる。いずれにしても、抜き穴４８の中心線Ｌｄがオイルシール配置範囲Ｓ１を避けて設けられていればよい。

また、本実施形態の中空部６４は、反外歯歯車側に向けて開くとともに、外歯歯車側に閉じた有底穴である例を説明したが、反外歯歯車側、外歯歯車側の両方に開いた貫通穴でもよい。また、この他にも、中空部６４は、反外歯歯車側に向けて閉じるとともに外歯歯車側に開いて外側空間４１（内部空間４０）に通じる有底穴でもよい。この場合、抜き穴４８は、キャリヤ２０の中空部６４を通して減速装置１０の内部空間４０に通じており、減速装置１０の内部空間４０と圧入穴４６を通じさせることになる。

抜き穴４８の内壁面は、軸方向から見たとき、圧入穴４６の内壁面から間を置いて設けられる例を説明したが、圧入穴４６の内壁面の一部と重なっていてもよい。

オイルシール対向面５２は、主軸受対向面５０と同じ外径、又は、主軸受対向面５０より大きい外径に設定されてもよい。

中空部６４は、肉抜き穴として機能する例を説明したが、その機能は特に限定されない。

１０…遊星歯車減速装置、１４…外歯歯車、１６…内歯歯車、１８、２０…キャリヤ、２２…ピン部材、２４…ケーシング、２６…オイルシール、２８…主軸受、４６…圧入穴、４８…抜き穴、５０…主軸受対向面、５２…オイルシール対向面、６４…中空部。

Claims (4)

1. 内歯歯車と、
   前記内歯歯車と噛み合う外歯歯車と、
   前記外歯歯車の軸方向側部に配置されたキャリヤと、
   前記キャリヤに支持され、前記外歯歯車の自転成分または公転成分と同期するピン部材と、
   前記キャリヤとケーシングの間に配置されたオイルシールと、を備えた遊星歯車減速装置であって、
   前記キャリヤは、前記ピン部材が圧入される圧入穴と、前記キャリヤの外側空間と前記圧入穴とを通じさせる抜き穴と、を有し、
   前記抜き穴の中心線は、前記オイルシールの配置された軸方向範囲において、前記圧入穴の中心線の延長線よりも径方向内側に位置する遊星歯車減速装置。
2. 前記圧入穴の中心線の延長線と前記抜き穴の中心線とは平行である請求項１に記載の遊星歯車減速装置。
3. 前記抜き穴の全体は、軸方向から見たとき、前記圧入穴の内壁面から内側に収まるように設けられる請求項２に記載の遊星歯車減速装置。
4. 前記抜き穴の内壁面は、軸方向から見たとき、前記圧入穴の内壁面から間を置いて設けられる請求項３に記載の遊星歯車減速装置。

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