JP6992141B2

JP6992141B2 - 歯車装置

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Publication number: JP6992141B2
Application number: JP2020169777A
Authority: JP
Inventors: 俊介吉田; 和哉古田; 智彦増田
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2020-10-07
Filing date: 2020-10-07
Publication date: 2022-01-13
Anticipated expiration: 2036-07-28
Also published as: JP2021001693A

Description

本発明は、頑健な構造を有する歯車装置に関する。

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、歯車装置が用いられている（特許文献１を参照）。歯車装置は、外筒と、キャリアと、主軸受と、を備える。外筒は、キャリアを取り囲む。主軸受は、外筒とキャリアとの間に形成された環状空間に配置され、回転軸を定める。キャリアは、回転軸周りに外筒に対して相対的に回転する。

特開２０１６－１０９２６４号公報

特許文献１の主軸受は、歯車装置に加わる荷重が作用する方向を定める。特許文献１の主軸受は、上述の回転軸に対して傾斜した荷重作用線を定める。本発明者等は、荷重作用線と歯車装置の部品との関係が、歯車装置の寿命に大きな影響を与えることを見出した。

本発明は、長寿命の歯車装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る歯車装置は、外筒と、前記外筒内に少なくとも部分的に収容され、所定の回転軸周りに前記外筒に対して相対的に回転する内部部材と、前記外筒と前記内部部材との間に形成された環状空間に嵌め込まれた第１主軸受と、前記環状空間に嵌め込まれ、前記第１主軸受と協働して、前記回転軸を定める第２主軸受と、を備える。前記第１主軸受の荷重作用線が前記回転軸に交わる第１交点と前記第２主軸受の荷重作用線が前記回転軸に交わる第２交点との間の距離は、以下の不等式によって表される範囲に設定される。

上記の構成によれば、第１交点と第２交点との間の距離ＩＩＤは、以下の不等式を満たすので、第１交点と第２交点との間の距離ＩＩＤの値は、十分に大きくなる。したがって、歯車装置は、回転軸を曲げるように作用する外力に対して高い頑健性を有することができる。

第１交点と第２交点との間の距離ＩＩＤは、以下の不等式を満たすので、第１交点と第２交点との間の距離ＩＩＤの値は、過度に大きくならない。したがって、過度に大きな負荷は、外筒に作用しない。

本発明の他の局面に係る歯車装置は、外筒と、前記外筒内に少なくとも部分的に収容され、所定の回転軸周りに前記外筒に対して相対的に回転する内部部材と、前記外筒と前記内部部材との間に形成された環状空間に嵌め込まれた第１主軸受と、前記環状空間に嵌め込まれ、前記第１主軸受と協働して、前記回転軸を定める第２主軸受と、を備える。前記外筒は、筒状のケースと、前記ケースから外方に突出する環状の鍔部と、を含む。前記第１主軸受の荷重作用線及び前記第２主軸受の荷重作用線それぞれは前記ケースと前記鍔部とを連続的に通過する。

上記の構成によれば、第１主軸受の荷重作用線及び第２主軸受の荷重作用線それぞれはケースと前記鍔部とを連続的に通過するので、第１主軸受及び第２主軸受は、実質的に高い剛性を有することができる。

上記の構成によれば、前記２つの荷重作用線の交点は、前記鍔部内に位置してもよい。

上記構成によれば、２つの荷重作用線の交点は、鍔部内に位置するので、外筒は、鍔部の形成位置において、十分に厚い。したがって、外筒は、２つの荷重作用線の延設方向に作用する力に対して十分に高い剛性を有することができる。

本発明の更に他の局面に係る歯車装置は、外筒と、前記外筒内に少なくとも部分的に収容され、所定の回転軸周りに前記外筒に対して相対的に回転する内部部材と、前記外筒と前記内部部材との間に形成された環状空間に嵌め込まれた第１主軸受と、前記環状空間に嵌め込まれ、前記第１主軸受と協働して、前記回転軸を定める第２主軸受と、を備える。前記第１主軸受の荷重作用線が前記第２主軸受の荷重作用線に交わる交点は、前記回転軸に平行であり、且つ、前記第１主軸受の転動体の中心と前記第２主軸受の転動体の中心とを結ぶ直線から所定の距離だけ離れる。前記所定の距離は、以下の不等式によって表される範囲に設定される。

上記の構成によれば、交点から第１主軸受の転動体の中心と第２主軸受の転動体の中心とを結ぶ直線までの距離ＢＩＤは、以下の不等式を満たすので、距離ＢＩＤの値は、十分に大きくなる。大きな距離ＢＩＤは、大きな接触角を意味するので、第１主軸受及び第２主軸受は、スラスト軸受としての高い性能を発揮することができる。したがって、歯車装置は、アキシアル方向（すなわち、スラスト方向）に作用する大きな力（すなわち、アキシアル荷重又はスラスト荷重）を受け止めることができる。

距離ＢＩＤは、以下の不等式を満たすので、距離ＢＩＤの値は、過度に大きくならない。したがって、過度に大きな負荷は、外筒に作用しない。

本発明の更に他の局面に係る歯車装置は、複数の内歯が形成された内周面を含む外筒と、前記外筒内に少なくとも部分的に収容され、所定の回転軸周りに前記外筒に対して相対的に回転する内部部材と、前記外筒と前記内部部材との間に形成された環状空間に嵌め込まれた第１主軸受と、前記環状空間に嵌め込まれ、前記第１主軸受と協働して、前記回転軸を定める第２主軸受と、を備える。前記内部部材は、前記複数の内歯に噛み合う複数の外歯を有する歯車と、前記歯車の中心が前記回転軸の周りを周回するように、前記歯車に揺動回転を与えるクランク軸組立体と、前記クランク軸組立体を保持し、且つ、前記回転軸周りに前記外筒に対して相対的に回転するキャリアと、を含む。前記クランク軸組立体は、前記キャリアによって保持される第１ジャーナルと、前記第１ジャーナルの反対側で前記キャリアによって保持される第２ジャーナルと、前記第１ジャーナルが嵌入される第１ジャーナル軸受と、前記第２ジャーナルが嵌入される第２ジャーナル軸受と、を含む。前記第１主軸受及び前記第２主軸受の荷重作用線は、前記回転軸の延設方向において前記第１ジャーナル軸受の転動体及び前記第２ジャーナル軸受の転動体の外側を通過する。

上記の構成によれば、第１主軸受及び第２主軸受の荷重作用線は、回転軸の延設方向において第１ジャーナル軸受の転動体及び第２ジャーナル軸受の転動体の外側を通過するので、第１ジャーナル軸受及び第２ジャーナル軸受は、過度に大きな負荷を受けない。

上記の構成に関して、前記第１主軸受及び前記第２主軸受の前記荷重作用線は、前記延設方向において前記第１ジャーナル軸受のアウターレース及び前記第２ジャーナル軸受のアウターレースの外側を通過してもよい。

上記の構成によれば、第１主軸受及び第２主軸受の荷重作用線は、回転軸の延設方向において第１ジャーナル軸受のアウターレース及び第２ジャーナル軸受のアウターレースの外側を通過するので、第１ジャーナル軸受及び第２ジャーナル軸受は、過度に大きな負荷を受けない。

上述の歯車装置は、長い寿命を有することができる。

例示的な歯車装置の概略的な断面図である。図１に示されるＡ－Ａ線に沿う歯車装置の概略的な断面図である。

＜第１実施形態＞
本発明者等は、外筒と内部部材との間の環状空間に嵌め込まれた主軸受の荷重作用線が、外筒又は内部部材の回転軸に交わる交点の位置が、歯車装置の寿命に影響することを見出した。第１実施形態において、交点の適切な位置が説明される。

図１は、例示的な歯車装置１００の概略的な断面図である。図１を参照して、歯車装置１００が説明される。

歯車装置１００は、外筒１１０と、内部部材１２０と、第１主軸受１３０と、第２主軸受１４０と、を備える。外筒１１０は、全体的に円筒状である。内部部材１２０は、外筒１１０内に部分的に収容される。代替的に、内部部材は、外筒１１０内に全体的に収容されてもよい。

第１主軸受１３０は、外筒１１０と内部部材１２０との間に形成された環状空間に嵌め込まれる。第１主軸受１３０と同様に、第２主軸受１４０は、外筒１１０と内部部材１２０との間に形成された環状空間に嵌め込まれる。

図１は、回転軸ＲＡＸを示す。回転軸ＲＡＸは、外筒１１０、第１主軸受１３０及び第２主軸受１４０の中心軸に相当する。内部部材１２０が固定されているとき、外筒１１０は、回転軸ＲＡＸ周りに回転する。外筒１１０が固定されているとき、内部部材１２０は、回転軸ＲＡＸ周りに回転する。第２主軸受１４０は、回転軸ＲＡＸの延設方向において、第１主軸受１３０から所定距離だけ離間している。

第１主軸受１３０は、インナーレース１３１と、アウターレース１３２と、複数の転動体１３３（図１は、２つの転動体１３３を示す）と、を含む。インナーレース１３１は、内部部材１２０に当接する内周面を含む。アウターレース１３２は、外筒１１０に当接する外周面を含む。複数の転動体１３３は、インナーレース１３１とアウターレース１３２との間で環状に配置される。複数の転動体１３３それぞれは、インナーレース１３１とアウターレース１３２との間で転動する。

第２主軸受１４０は、インナーレース１４１と、アウターレース１４２と、複数の転動体１４３（図１は、２つの転動体１４３を示す）と、を含む。インナーレース１４１は、内部部材１２０に当接する内周面を含む。アウターレース１４２は、外筒１１０に当接する外周面を含む。複数の転動体１４３は、インナーレース１４１とアウターレース１４２との間で環状に配置される。複数の転動体１４３それぞれは、インナーレース１４１とアウターレース１４２との間で転動する。

複数の転動体１３３それぞれは、略円錐台である。複数の転動体１３３それぞれは、第１端面１３４と、第２端面１３５と、外周面１３６と、を含む。第１端面１３４は、第２端面１３５よりも広い。第２端面１３５は、第１端面１３４と略同軸である。第２端面１３５は、第１端面１３４よりも回転軸ＲＡＸに近い。外周面１３６は、インナーレース１３１とアウターレース１３２とに接触する。

複数の転動体１４３それぞれは、略円錐台である。複数の転動体１４３それぞれは、第１端面１４４と、第２端面１４５と、外周面１４６と、を含む。第１端面１４４は、第２端面１４５よりも広い。第２端面１４５は、第１端面１４４と略同軸である。第２端面１４５は、第１端面１４４よりも回転軸ＲＡＸに近い。外周面１４６は、インナーレース１４１とアウターレース１４２とに接触する。

図１は、複数の転動体１３３のうち１つの中心点ＦＣＰを示す。中心点ＦＣＰは、第１端面１３４と第２端面１３５とに略直交する線分の中点且つ転動体１３３の転動軸上に位置する。

図１は、複数の転動体１４３のうち１つの中心点ＳＣＰを示す。中心点ＳＣＰは、第１端面１４４と第２端面１４５とに略直交する線分の中点且つ転動体１４３の転動軸上に位置する。

図１は、転動体１３３の転動軸に対して直角の方向に延びる荷重作用線ＦＬＬを示す。荷重作用線ＦＬＬは、中心点ＦＣＰを通過し、第１交点ＦＩＰにおいて、回転軸ＲＡＸと交差する。

図１は、転動体１４３の転動軸に対して直角の方向に延びる荷重作用線ＳＬＬを示す。荷重作用線ＳＬＬは、中心点ＳＣＰを通過し、第２交点ＳＩＰにおいて、回転軸ＲＡＸと交差する。

図１は、回転軸ＲＡＸに平行な直線ＳＡＸを示す。直線ＳＡＸは、中心点ＦＣＰ，ＳＣＰを通過する。本実施形態に関して、第１主軸受１３０と第２主軸受１４０との間の距離は、直線ＳＡＸ上の中心点ＦＣＰ，ＳＣＰ間の距離として定義されてもよい。第１主軸受１３０と回転軸ＲＡＸとの間の距離は、回転軸ＲＡＸから直線ＳＡＸまでの距離として定義されてもよい。

図１に示される如く、第２交点ＳＩＰは、第１交点ＦＩＰから十分に離れているので、歯車装置１００は、回転軸ＲＡＸを曲げるように作用する外力に対して、十分な頑健性を有することができる。加えて、第１交点ＦＩＰと第２交点ＳＩＰとの間の距離は、過度に長くないので、第１主軸受１３０及び第２主軸受１４０は、アキシアル方向（回転軸ＲＡＸの延設方向）に作用する力とラジアル方向（回転軸ＲＡＸに直交する方向）に作用する力とを適切に受け止めることができる。第１交点ＦＩＰと第２交点ＳＩＰとの間の距離は、以下の不等式によって表される範囲に設定される。

＜第２実施形態＞
軽量化の観点から、外筒は、可能な限り薄く形成されることが好ましい。しかしながら、薄い外筒は、変形しやすい。第２実施形態において、荷重作用線と外筒の形状との間の適切な関係が説明される。

図１に示される如く、外筒１１０は、略円筒状のケース１１１と、ケース１１１から外方に突出する環状の鍔部１１２と、を含む。ケース１１１は、第１筒部１１３と、第２筒部１１４と、第３筒部１１５と、を含む。第１主軸受１３０は、第１筒部１１３と内部部材１２０との間に形成された環状空間に嵌め込まれる。第２主軸受１４０は、第２筒部１１４と内部部材１２０との間に形成された環状空間に嵌め込まれる。第３筒部１１５は、第１筒部１１３と第２筒部１１４との間に位置する。鍔部１１２は、第３筒部１１５と一体的に形成される。鍔部１１２及び第３筒部１１５は、回転軸ＲＡＸの延設方向において、第１主軸受１３０と第２主軸受１４０との間に位置する。

第１主軸受１３０の荷重作用線ＦＬＬは、ケース１１１及び鍔部１１２を連続的に通過する。すなわち、荷重作用線ＦＬＬは、第１筒部１１３と鍔部１１２との間の段状の空間を横切らない。したがって、第１筒部１１３は、外方に変形しにくい。

第２主軸受１４０の荷重作用線ＳＬＬは、ケース１１１及び鍔部１１２を連続的に通過する。すなわち、荷重作用線ＳＬＬは、第２筒部１１４と鍔部１１２との間の段状の空間を横切らない。したがって、第２筒部１１４は、外方に変形しにくい。

図１は、荷重作用線ＦＬＬ，ＳＬＬの交点ＩＳＰを示す。交点ＩＳＰは、鍔部１１２内に位置する。荷重作用線ＦＬＬの延設方向に作用する外向きの力及び荷重作用線ＳＬＬの延設方向に作用する外向きの力は、交点ＩＳＰにおいて、外向きの大きな合力となって現れる。しかしながら、外筒１１０は、鍔部１１２の形成位置において特異的に厚いので、外筒１１０は、外向きの大きな合力に抗し、ほとんど変形しない。

歯車装置１００を設計する設計者は、鍔部１１２内に交点ＩＳＰが位置するように、外筒１１０を設計することができる。この場合、交点ＩＳＰが、直線ＳＡＸから過度に離れているならば、外筒１１０は重くなりすぎる。一方、交点ＩＳＰが、直線ＳＡＸに近すぎるならば、外筒１１０は、脆弱になることもある。したがって、交点ＩＳＰと直線ＳＡＸとの間の距離は、以下の不等式によって表される範囲に設定されることが好ましい。

上記の不等式が充足されるならば、距離ＢＩＤの値は、十分に大きくなる。大きな距離ＢＩＤは、大きな接触角を意味するので、第１主軸受１３０及び第２主軸受１４０は、スラスト軸受としての高い性能を発揮することができる。したがって、歯車装置１００は、アキシアル方向（すなわち、スラスト方向）に作用する大きな力（すなわち、アキシアル荷重又はスラスト荷重）を受け止めることができる。

＜第３実施形態＞
内部部材は、様々な部品から形成される。荷重作用線は、内部部材の脆弱な部位を通過しないことが好ましい。第３実施形態において、荷重作用線と内部部材の構造との間の適切な関係が説明される。

図２は、図１に示されるＡ－Ａ線に沿う歯車装置１００の概略的な断面図である。図１及び図２を参照して、歯車装置１００が説明される。

図１に示される如く、内部部材１２０は、キャリア２００と、歯車部３００と、３つのクランク軸組立体４００（図１は、３つのクランク軸組立体４００のうち１つを示す）と、を含む。図２に示される如く、外筒１１０は、複数の内歯ピン１１６を含む。ケース１１１は、キャリア２００、歯車部３００及びクランク軸組立体４００が収容される略円筒状の内部空間を形成する。複数の内歯ピン１１６は、ケース１１１（第３筒部１１５）の内周面に沿って環状に並べられ、内歯環を形成する。

内歯ピン１１６それぞれは、回転軸ＲＡＸの延出方向に延びる円柱状の部材である。内歯ピン１１６それぞれは、ケース１１１の内壁に形成された溝部に嵌入される。したがって、内歯ピン１１６それぞれは、ケース１１１によって適切に保持される。

複数の内歯ピン１１６は、回転軸ＲＡＸ周りに略一定間隔で配置される。内歯ピン１１６それぞれの半周面は、ケース１１１の内壁から回転軸ＲＡＸに向けて突出する。したがって、複数の内歯ピン１１６は、歯車部３００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２００は、基部２１０と、端板２２０と、を含む。キャリア２００は、全体的に、円筒状である。基部２１０は、第１主軸受１３０のインナーレース１３１によって囲まれた円形空間に嵌め込まれる。端板２２０は、第２主軸受１４０のインナーレース１４１によって囲まれた円形空間に嵌め込まれる。

キャリア２００は、回転軸ＲＡＸ周りに、外筒１１０に対して相対的に回転することができる。キャリア２００が、固定されるならば、外筒１１０は、回転軸ＲＡＸ周りに回転する。外筒１１０が固定されるならば、キャリア２００は、回転軸ＲＡＸ周りに回転する。

基部２１０は、基板部２１１（図１を参照）と、３つのシャフト部２１２（図２を参照）と、を含む。３つのシャフト部２１２それぞれは、基板部２１１から端板２２０に向けて延びる。端板２２０は、３つのシャフト部２１２それぞれの先端面に接続される。端板２２０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２１２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２２０と３つのシャフト部２１２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３００は、基板部２１１に嵌合する第１主軸受１３０と端板２２０に嵌合する第２主軸受１４０との間に配置される。３つのシャフト部２１２は、歯車部３００を貫通し、端板２２０に接続される。

歯車部３００は、２つの歯車３１０，３２０と、を含む。歯車３１０は、基板部２１１と歯車３２０との間に配置される。歯車３２０は、端板２２０と歯車３１０との間に配置される。図２に示される如く、歯車３１０，３２０それぞれは、複数の内歯ピン１１６に噛み合う複数の外歯３３０を有する。歯車３１０，３２０は、共通の設計図面に基づいて形成されてもよい。

歯車３１０，３２０は、内歯ピン１１６に噛み合いながら、ケース１１１内を周回移動（すなわち、揺動回転）する。この間、歯車３１０，３２０の中心は、回転軸ＲＡＸ周りを周回することとなる。外筒１１０とキャリア２００との間の相対回転は、歯車３１０，３２０の揺動回転によって引き起こされる。

図１に示される如く、３つのクランク軸組立体４００それぞれは、伝達歯車４１０と、クランク軸４２０と、第１ジャーナル軸受４３０と、第２ジャーナル軸受４４０と、第１クランク軸受４５０と、第２クランク軸受４６０と、を含む。第１ジャーナル軸受４３０は、基板部２１１に形成された円形孔に嵌め込まれる。第２ジャーナル軸受４４０は、端板２２０に形成された円形孔に嵌め込まれる。第１クランク軸受４５０は、歯車３１０に形成された円形孔に嵌め込まれる。第２クランク軸受４６０は、歯車３２０に形成された円形孔に嵌め込まれる。

伝達歯車４１０は、モータといった適切な駆動源（図示せず）によって生成された駆動力を受け取る。伝達歯車４１０は、駆動源に直接的に接続されてもよい。代替的に、伝達歯車４１０は、駆動力を伝達することができる他の機構を通じて、駆動力を受け取ってもよい（間接的な接続）。本実施形態の原理は、伝達歯車４１０と駆動源との間の特定の接続構造に限定されない。

クランク軸４２０は、第１ジャーナル４２１と、第２ジャーナル４２２と、第１偏心部４２３と、第２偏心部４２４と、を含む。第１ジャーナル４２１は、キャリア２００の基板部２１１によって取り囲まれる。第２ジャーナル４２２は、キャリア２００の端板２２０によって取り囲まれる。第１ジャーナル４２１は、第１ジャーナル軸受４３０に嵌入される。したがって、第１ジャーナル４２１は、基板部２１１によって保持される。第２ジャーナル４２２は、第２ジャーナル軸受４４０に嵌入される。したがって、第２ジャーナル４２２は、端板２２０によって保持される。すなわち、クランク軸組立体４００は、キャリア２００によって保持される。

第１偏心部４２３は、第１クランク軸受４５０に嵌入される。歯車３１０は、第１クランク軸受４５０に取り付けられる（図２を参照）。第２偏心部４２４は、第２クランク軸受４６０に嵌入される。歯車３１０と同様に、歯車３２０は、第２クランク軸受４６０に取り付けられる。伝達歯車４１０は、第２ジャーナル４２２に取り付けられる。

第１偏心部４２３は、第１ジャーナル４２１と第２偏心部４２４との間に位置する。第２偏心部４２４は、第２ジャーナル４２２と第１偏心部４２３との間に位置する。

図１は、伝達軸ＴＡＸを示す。第１ジャーナル４２１は、伝達軸ＴＡＸに沿って延びる。第２ジャーナル４２２は、第１ジャーナル４２１とは反対側で、伝達軸ＴＡＸに沿って延びる。第１ジャーナル４２１及び第２ジャーナル４２２は、伝達軸ＴＡＸ周りに回転する。第１偏心部４２３及び第２偏心部４２４それぞれは、円柱状に形成される。第１偏心部４２３及び第２偏心部４２４それぞれは、伝達軸ＴＡＸから偏心している。歯車３１０，３２０との間の周回位相差は、第１偏心部４２３及び第２偏心部４２４の偏心方向の差異によって決定される。

伝達歯車４１０が回転すると、クランク軸４２０は、回転する。この結果、第１偏心部４２３及び第２偏心部４２４は、偏心回転する。この間、第１クランク軸受４５０を介して第１偏心部４２３に接続された歯車３１０は、複数の内歯ピン１１６と噛み合いながら、外筒１１０内で周回移動することができる。同様に、第２クランク軸受４６０を介して第２偏心部４２４に接続された歯車３２０は、複数の内歯ピン１１６と噛み合いながら、外筒１１０内で周回移動することができる。この結果、歯車３１０，３２０それぞれは、外筒１１０内で、揺動回転を行うことができる。

外筒１１０が固定されているならば、歯車３１０，３２０の揺動回転の間、キャリア２００は、外筒１１０内で回転する。キャリア２００が固定されているならば、歯車３１０，３２０の揺動回転の間、外筒１１０は、キャリア２００の外側で回転する。

第１ジャーナル軸受４３０は、インナーレース４３１と、アウターレース４３２と、複数の転動体４３３（図１は、２つの転動体４３３を示す）と、を含む。インナーレース４３１は、第１ジャーナル４２１に当接する内周面を含む。アウターレース４３２は、基板部２１１に当接する外周面を含む。複数の転動体４３３は、インナーレース４３１とアウターレース４３２との間に環状に配置される。複数の転動体４３３それぞれは、インナーレース４３１とアウターレース４３２との間で転動する。

第２ジャーナル軸受４４０は、インナーレース４４１と、アウターレース４４２と、複数の転動体４４３（図１は、２つの転動体４４３を示す）と、を含む。インナーレース４４１は、第２ジャーナル４２２に当接する内周面を含む。アウターレース４４２は、端板２２０に当接する外周面を含む。複数の転動体４４３は、インナーレース４４１とアウターレース４４２との間に環状に配置される。複数の転動体４４３それぞれは、インナーレース４４１とアウターレース４４２との間で転動する。

第１ジャーナル軸受４３０は、歯車３１０，３２０の揺動回転の間、大きな荷重を受け、且つ、内部部材１２０の部品の中で比較的脆弱である。荷重作用線ＦＬＬは、第１ジャーナル軸受４３０のアウターレース４３２及び転動体４３３の外側を通過する。すなわち、荷重作用線ＦＬＬは、第１ジャーナル４２１の端面と基板部２１１の端面との間に形成された空間を通過し、アウターレース４３２及び転動体４３３に交差しない。したがって、第１ジャーナル軸受４３０は、破損しにくい。

第２ジャーナル軸受４４０は、歯車３１０，３２０の揺動回転の間、大きな荷重を受け、且つ、内部部材１２０の部品の中で比較的脆弱である。荷重作用線ＳＬＬは、第２ジャーナル軸受４４０のアウターレース４４２及び転動体４４３の外側を通過する。すなわち、荷重作用線ＳＬＬは、第２ジャーナル軸受４４０の外側端面と、第２ジャーナル軸受４４０と第２ジャーナル４２２の端面との間に取り付けられた伝達歯車４１０と、の間に形成された空間を通過し、アウターレース４４２及び転動体４４３に交差しない。したがって、第２ジャーナル軸受４４０は、破損しにくい。

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、様々な歯車装置に適用可能である。たとえば、上述の設計原理は、センタークランクタイプの歯車装置に適用されてもよい。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歯車装置に適用されてもよい。

上述の実施形態の原理は、歯車を有する歯車装置に好適に利用される。

１００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・歯車装置
１１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外筒
１１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ケース
１１２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・鍔部
１１６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内歯ピン
１２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内部部材
１３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１主軸受
１４０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２主軸受
２００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・キャリア
３１０，３２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・歯車
３３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・外歯
４００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・クランク軸組立体
４２１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１ジャーナル
４２２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２ジャーナル
４３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１ジャーナル軸受
４３２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・アウターレース
４３３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
４４０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２ジャーナル軸受
４４２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・アウターレース
４４３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
ＦＩＰ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１交点
ＦＬＬ，ＳＬＬ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・荷重作用線
ＩＳＰ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・交点
ＲＡＸ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・回転軸
ＳＡＸ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・直線
ＳＩＰ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２交点

Claims

外筒と、
前記外筒内に少なくとも部分的に収容され、所定の回転軸周りに前記外筒に対して相対的に回転する内部部材と、
前記外筒と前記内部部材との間に設けた第１主軸受と、
前記第１主軸受と協働して、前記回転軸を定める第２主軸受と、を備え、
前記外筒は、筒状のケースと、前記ケースから外方に突出する環状の鍔部と、を含み、
前記ケースは、前記第１主軸受が嵌め込まれる第１筒部と、前記第２主軸受が嵌め込まれる第２筒部と、前記第１筒部及び前記第２筒部間に位置する第３筒部と、を含み、
前記鍔部は、前記回転軸が延びる方向において前記第１主軸受と前記第２主軸受との間に収まる寸法を有すると共に前記第３筒部の径方向外側に位置し、前記第１主軸受の荷重作用線及び前記第２主軸受の荷重作用線それぞれは、前記ケースと前記鍔部とを連続的に通過し、
前記第１主軸受及び前記第２主軸受はそれぞれ、第１端面と、前記第１端面よりも前記回転軸側に位置する第２端面と、を有する転動体を有し、
前記第３筒部の内周面に沿って複数の内歯ピンが配置され、
前記第１筒部の内周面及び前記第２筒部の内周面に対する前記第３筒部の径方向内側への突出量は、前記複数の内歯ピンが前記転動体の前記第２端面よりも径方向外側に位置する程度の突出量である
歯車装置。
前記第１主軸受の荷重作用線が前記回転軸に交わる第１交点と前記第２主軸受の荷重作用線が前記回転軸に交わる第２交点との間の距離は、以下の不等式によって表される範囲に設定される
請求項１に記載の歯車装置。
前記２つの荷重作用線の交点は、前記鍔部内に位置する
請求項１に記載の歯車装置。
前記第１主軸受の荷重作用線が前記第２主軸受の荷重作用線に交わる交点は、前記回転
軸に平行であり、且つ、前記第１主軸受の転動体の中心と前記第２主軸受の転動体の中心とを結ぶ直線から所定の距離だけ離れ、
前記所定の距離は、以下の不等式によって表される範囲に設定される
請求項１から３の何れか１項に記載の歯車装置。
前記外筒は、複数の内歯が形成された内周面を含み、
前記内部部材は、前記複数の内歯に噛み合う複数の外歯を有する歯車と、前記歯車の中心が前記回転軸の周りを周回するように、前記歯車に揺動回転を与えるクランク軸組立体と、前記クランク軸組立体を保持し、且つ、前記回転軸周りに前記外筒に対して相対的に回転するキャリアと、を含み、
前記クランク軸組立体は、前記キャリアによって保持される第１ジャーナルと、前記第１ジャーナルの反対側で前記キャリアによって保持される第２ジャーナルと、前記第１ジャーナルが嵌入される第１ジャーナル軸受と、前記第２ジャーナルが嵌入される第２ジャーナル軸受と、を含み、
前記第１主軸受及び前記第２主軸受の荷重作用線は、前記回転軸の延設方向において前記第１ジャーナル軸受の転動体及び前記第２ジャーナル軸受の転動体の外側を通過する
請求項１から４のいずれか１項に記載の歯車装置。
前記第１主軸受及び前記第２主軸受の前記荷重作用線は、前記延設方向において前記第１ジャーナル軸受のアウターレース及び前記第２ジャーナル軸受のアウターレースの外側を通過する
請求項５に記載の歯車装置。
前記内部部材は、前記回転軸が延びる方向において前記第２主軸受のインナーレースとの間に隙間を空けて配置された端板を有するキャリアを含む
請求項１に記載の歯車装置。
前記転動体の中心を通り前記転動体の転動軸に直交する前記荷重作用線と、前記第１端面を通り前記転動体の転動軸に直交する荷重作用線と、前記第２端面を通り前記転動体の転動軸に直交する荷重作用線と、は何れも、前記ケースの前記第３筒部と前記鍔部とを連続的に通過する
請求項１に記載の歯車装置。
前記第１主軸受の荷重作用線は、前記第１筒部を通過することなく前記ケースの前記第３筒部と前記鍔部とを連続的に通過し、
前記第２主軸受の荷重作用線は、前記第２筒部を通過することなく前記ケースの前記第３筒部と前記鍔部とを連続的に通過する
請求項１に記載の歯車装置。