特許 5701724 歯車装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5701724

(24)【登録日】2015年2月27日

(45)【発行日】2015年4月15日

(54)【発明の名称】歯車装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/32 20060101AFI20150326BHJP

【ＦＩ】

   F16H1/32 A

【請求項の数】5

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2011-200931(P2011-200931)

(22)【出願日】2011年9月14日

(65)【公開番号】特開2013-61038(P2013-61038A)

(43)【公開日】2013年4月4日

【審査請求日】2014年3月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】503405689

【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067828

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 悦司

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100137143

【弁理士】

【氏名又は名称】玉串 幸久

(72)【発明者】

【氏名】三好 洋之

【審査官】 中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２８７７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９９７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１９６０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１９６０９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ １／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

相対的に回転可能に互いに連結された一対の相手側部材間で所定の減速比で回転力を伝達するための歯車装置であって、
一方の相手側部材に固定可能な外筒と、
前記外筒の内周面に取り付けられた複数の内歯ピンと、
前記外筒の内部に収納され、他方の相手側部材に固定可能なキャリアと、
前記キャリアに回転自在に支持された軸部、および当該軸部と偏心する複数の偏心部を有するクランク軸と、
前記クランク軸の偏心部が挿入可能な大きさを有する貫通孔、および前記内歯ピンと噛み合うことが可能な外歯を有し、前記クランク軸の回転に連動して揺動するように前記キャリアに支持された複数の揺動歯車と、
前記クランク軸の各偏心部に設けられ、前記揺動歯車を、当該揺動歯車の貫通孔の内周面において前記クランク軸の偏心部に対して相対的に回転自在となるように、支持するころ軸受であって、転動体、および当該転動体を前記揺動歯車と前記偏心部との間に転動自在に保持する保持器を備える複数のころ軸受と、
隣接する前記偏心部のそれぞれに設けられたころ軸受の保持器に当接可能な位置に設けられ、当該ころ軸受の軸方向の移動を規制するワッシャと、
を備え、
隣接する前記揺動歯車の互いに向かいあう面のうちの少なくとも１つの面に、前記ワッシャが収容される収容凹部が形成され、
前記ワッシャは、前記収容凹部に収容され、
前記収容凹部は、前記ワッシャに前記クランク軸の軸方向から当接して当該ワッシャの軸方向の移動を規制する軸方向規制面と、当該ワッシャの外周面に当接して当該ワッシャの半径方向の移動を規制する半径方向規制面を有する、
ことを特徴とする歯車装置。

【請求項2】

前記収容凹部は、隣接する前記揺動歯車の互いに向かいあう面のうちのいずれか１つの面に形成されている、
請求項１に記載の歯車装置。

【請求項3】

前記ワッシャは、前記収容凹部が形成された前記揺動歯車の軸方向における範囲内に収まっている、
請求項２に記載の歯車装置。

【請求項4】

前記収容凹部は、隣接する前記揺動歯車の互いに向かいあう面のうちの一方の面に形成された第１凹部と、隣接する当該揺動歯車の互いに向かいあう面のうちの他方の面に形成されたおよび第２凹部とからなり、
前記収容凹部は、隣接する前記揺動歯車が互いに向かい合って当該第１凹部および第２凹部が連通することにより形成されている、
請求項１に記載の歯車装置。

【請求項5】

前記ワッシャは、その厚さ方向に貫通し、潤滑剤が流通可能な貫通孔を有する、
請求項１から４のいずれかに記載の歯車装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の揺動歯車を有する歯車装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、ロボット部材等を駆動するための偏心揺動型歯車装置として、例えば特許文献１に記載されているような偏心揺動型の歯車装置が知られている。このような歯車装置は、外筒と、当該外筒の内周面において当該外筒の軸方向に沿って取り付けられた複数の内歯ピンと、外筒の内部に収納されたキャリアと、キャリアに回転自在に支持されたクランク軸と、クランク軸の回転に連動して揺動するようにキャリアに支持され、内歯ピンと噛み合うことが可能な外歯を有する複数の揺動歯車とを備えている。

【0003】

このような歯車装置では、揺動歯車を偏心揺動運動させるクランク軸のそれぞれの偏心部は、ニードル軸受などのころ軸受を介して、揺動歯車に形成された貫通孔に係合している。

【0004】

ニードル軸受は、クランク軸の各偏心部に設けられ、揺動歯車をクランク軸の偏心部に対して相対的に回転自在となるように支持する。ニードル軸受は、複数の針状ころと、当該針状ころを転動自在に支持する保持器とを備えている。針状ころは、細い円柱状のころからなる。

【0005】

隣接するニードル軸受の保持器の端面同士は直接当接しており、これにより、当該ニードル軸受におけるクランク軸の軸方向への移動を規制している。

【0006】

しかし、このような保持器同士の端面を直接当接させる構造では、クランク軸における偏心部が軸部から偏心する偏心量が大きくなると、保持器同士の接触面積が小さくなり、これら保持器の円周方向に亘っての接触部分が小さくなり、保持器およびそれを含むニードル軸受の早期破損を引き起こすおそれがある。

【0007】

そこで、特許文献２記載の歯車装置のように、保持器同士を直接当接させずに、保持器の間に円板状のフランジを設けて、当該フランジによって、これらのニードル軸受の軸方向への移動を規制している。フランジは、クランク軸における偏心部間にクランク軸と一体に設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開平８−２２６４９８号公報

【特許文献2】特開平５−１８０２７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上記特許文献２記載の歯車装置では、クランク軸の偏心部間において、揺動歯車に対して軸方向の外側の位置にフランジが設けているため、クランク軸はフランジの厚さの分だけ偏心部間の間隔を広げる必要があり、その結果、クランク軸は軸方向に長くなる。そのため、歯車装置の小型化が難しくなるおそれがある。

【0010】

そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、クランク軸の長さに影響を与えることなくころ軸受の軸方向の移動を規制することが可能な歯車装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記の目的を達成するため、本発明の歯車装置は、相対的に回転可能に互いに連結された一対の相手側部材間で所定の減速比で回転力を伝達するための歯車装置であって、一方の相手側部材に固定可能な外筒と、前記外筒の内周面に取り付けられた複数の内歯ピンと、前記外筒の内部に収納され、他方の相手側部材に固定可能なキャリアと、前記キャリアに回転自在に支持された軸部、および当該軸部と偏心する複数の偏心部を有するクランク軸と、前記クランク軸の偏心部が挿入可能な大きさを有する貫通孔、および前記内歯ピンと噛み合うことが可能な外歯を有し、前記クランク軸の回転に連動して揺動するように前記キャリアに支持された複数の揺動歯車と、前記クランク軸の各偏心部に設けられ、前記揺動歯車を、当該揺動歯車の貫通孔の内周面において前記クランク軸の偏心部に対して相対的に回転自在となるように、支持するころ軸受であって、転動体、および当該転動体を前記揺動歯車と前記偏心部との間に転動自在に保持する保持器を備える複数のころ軸受と、隣接する前記偏心部のそれぞれに設けられたころ軸受の保持器に当接可能な位置に設けられ、当該ころ軸受の軸方向の移動を規制するワッシャと、を備え、隣接する前記揺動歯車の互いに向かいあう面のうちの少なくとも１つの面に、前記ワッシャが収容される収容凹部が形成され、前記ワッシャは、前記収容凹部に収容され、前記収容凹部は、前記ワッシャに前記クランク軸の軸方向から当接して当該ワッシャの軸方向の移動を規制する軸方向規制面と、当該ワッシャの外周面に当接して当該ワッシャの半径方向の移動を規制する半径方向規制面を有する、ことを特徴とする。

【0012】

かかる構成によれば、ワッシャが偏心部のそれぞれに設けられたころ軸受の保持器に当接可能な位置に設けられているので、ワッシャが保持器に当接することにより、ころ軸受の軸方向の移動を規制することが可能である。

【0013】

さらに、隣接する前記揺動歯車の互いに向かいあう面のうちの少なくとも１つの面に収容凹部が形成され、ワッシャが当該収容凹部に挿入されているので、クランク軸の軸方向においてワッシャが占有するスペースを減少させることが可能である。

【0014】

しかも、ワッシャは、収容凹部の内部において、軸方向規制面に当接することにより、ワッシャの軸方向の移動が規制され、かつ、半径方向規制面に当接することにより、ワッシャの半径方向の移動が規制される。これにより、ワッシャ自体の軸方向および半径方向の移動を規制することが可能である。

【0015】

また、前記収容凹部は、隣接する前記揺動歯車の互いに向かいあう面のうちのいずれか１つの面に形成されているのが好ましい。

【0016】

かかる構成よれば、収容凹部が１つの揺動歯車に形成されているので、少ない製造工程で製造することが可能であり、製造コストを抑えることが可能である。

【0017】

前記ワッシャは、前記収容凹部が形成された前記揺動歯車の軸方向における範囲内に収まっているのが好ましい。

【0018】

かかる構成よれば、ワッシャがその揺動歯車における軸方向を向く面から突出するおそれがないので、クランク軸の軸方向においてワッシャが占有するスペースを確実に減少させることが可能である。

【0019】

また、前記収容凹部は、隣接する前記揺動歯車の互いに向かいあう面のうちの一方の面に形成された第１凹部と、隣接する当該揺動歯車の互いに向かいあう面のうちの他方の面に形成されたおよび第２凹部とからなり、前記収容凹部は、隣接する前記揺動歯車が互いに向かい合って当該第１凹部および第２凹部が連通することにより形成されているのが好ましい。

【0020】

かかる構成よれば、収容凹部は、隣接する揺動歯車が互いに向かい合って第１凹部および第２凹部が連通することにより形成されているので、第１凹部および第２凹部の寸法形状を同じすることにより、歯車装置の組立作業時には共通の寸法形状の凹部を有する揺動歯車を用意すればよく、製品管理が容易になる。

【0021】

また、前記ワッシャは、その厚さ方向に貫通し、潤滑剤が流通可能な貫通孔を有するのが好ましい。

【0022】

かかる構成よれば、ワッシャがその厚さ方向に貫通し、潤滑剤が流通可能な貫通孔を有するので、潤滑剤の潤滑性が向上する。

【発明の効果】

【0023】

以上説明したように、本発明によれば、クランク軸の長さに影響を与えることなくころ軸受の軸方向の移動を規制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の第１実施形態に係る歯車装置の断面図である。

【図2】図１のＩＩ―ＩＩ線断面図である。

【図3】図１のワッシャおよび収容凹部付近の拡大断面図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係る歯車装置の断面図である。

【図5】図４のＶ―Ｖ線断面図である。

【図6】図４のワッシャおよび収容凹部付近の拡大断面図である。

【図7】本発明の第３実施形態に係る歯車装置の断面図である。

【図8】図７のVIII―VIII線断面図である。

【図9】図７のワッシャおよび収容凹部付近の拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態に係る歯車装置の連結構造について図面を参照しながら詳細に説明する。

【0026】

（第１実施形態）
第１実施形態に係る歯車装置は、例えばロボットの旋回胴や腕関節等の旋回部または各種工作機械の旋回部に減速機として適用される歯車装置である。以下の本実施形態の説明では、ロボットのアームなどの旋回体に歯車装置を適用した例について説明する。

【0027】

図１に示した第１実施形態に係わる歯車装置１は、一対の相手側部材（例えば、旋回体とベース）の間で所定の減速比で回転力を伝達するものである。

【0028】

第１実施形態の歯車装置１は、図１〜２に示されるように、外筒２と、内歯ピン３と、キャリア４と、主軸受６と、クランク軸８と、クランク軸受９と、２枚の揺動歯車１０と、２個のニードル軸受１８と、クランク軸歯車２０と、ワッシャ２１とを備えている。

【0029】

外筒２は、略円筒状に形成され、歯車装置の外面を構成するケースとして機能する。外筒２は、例えばロボットのベースなどにボルトで締結される。外筒２の内面には、多数の内歯ピン３が周方向に等間隔で配設されている。内歯ピン３は、外歯歯車からなる揺動歯車１０が噛み合う内歯として機能する。

【0030】

キャリア４は、軸方向に離間して一対に設けられた主軸受６により外筒２に対して相対回転可能に支持されている。そして、キャリア４は、基部１３と、端板部１４とを備えている。基部１３と端板部１４との間には、外筒２とキャリア４との間における回転力の伝達をする伝達部材である揺動歯車１０が配置されている。

【0031】

基部１３は、外筒２内においてその外筒２の端部近傍に配置される基板部１３ａと、その基板部１３ａから端板部１４に向かって軸方向に延びるシャフト部１３ｂとを有する。

【0032】

端板部１４は、基部１３のシャフト部１３ｂの先端に配置されている。端板部１４は、ボルト１５ａおよびピン１５ｂによってシャフト部１３ｂに締結されている。それによって、基部１３と端板部１４とが一体化されている。

【0033】

キャリア４は、例えばロボットの旋回体などにボルトで締結される。キャリア４が外筒２に対して相対回転すると、旋回体は、ベースなどの相手側部材に対して相対的に旋回することが可能である。なお、外筒２およびキャリア４の取付対象を相互に入れ換えることも可能であり、具体的には、外筒２を旋回体に締結し、キャリア４の基部１３をベースに締結して使用することも可能である。

【0034】

クランク軸８は、複数（図２では３本）設けられており、各クランク軸８はモータなどから伝達された回転駆動力を歯車装置１へ入力するインプットギヤＩＧの周囲に周方向に等間隔に配置されている。その各クランク軸８の端部には、クランク軸歯車２０がそれぞれ取り付けられている。各クランク軸歯車２０は、インプットギヤＩＧの外歯Ｔとそれぞれ噛み合っている。この各クランク軸歯車２０は、インプットギヤＩＧの回転をそのクランク軸歯車２０が取り付けられたクランク軸８に伝達する。そして、各クランク軸８は、一対のクランク軸受９を介してキャリア４にその軸回りに回転自在に取り付けられている。すなわち、クランク軸８は、キャリア４に回転自在に支持されている。

【0035】

クランク軸８は、２個の偏心部８ａと、軸部８ｂとを有している。軸部８ｂの両端部は、一対のクランク軸受９によって回転自在に支持されている。複数の偏心部８ａは、当該一対のクランク軸受９の間で軸部８ｂに対して偏心して軸方向に並んで配置されている。各偏心部８ａは、それぞれクランク軸８の軸心から所定の偏心量で偏心した円柱状に形成されている。そして、各偏心部８ａは、互いに所定角度の位相差を有するようにクランク軸８に形成されている。

【0036】

２枚の揺動歯車１０は、クランク軸８の各偏心部８ａにそれぞれニードル軸受１８を介して取り付けられている。揺動歯車１０は、外筒２の内径よりも少し小さい外径を有する外歯歯車であり、揺動歯車１０の外歯の数は、内歯ピン３の数よりも若干少なくなっている。揺動歯車１０は、クランク軸８が回転するときに偏心部８ａの偏心回転に連動して外筒２の内側に配置された内歯ピン３に噛み合いながら揺動回転する。

【0037】

揺動歯車１０は、中央部貫通孔１０ｂと、複数の偏心部挿通孔１０ｃと、複数のシャフト部挿通孔１０ｄとを有する。インプットギヤＩＧは、中央部貫通孔１０ｂに遊びを有した状態で挿通されている。

【0038】

偏心部挿通孔１０ｃは、揺動歯車１０において中央部貫通孔１０ｂの周囲に周方向に等間隔で設けられている。各偏心部挿通孔１０ｃには、ニードル軸受１８を介装した状態で各クランク軸８の偏心部８ａがそれぞれ挿通されている。

【0039】

シャフト部挿通孔１０ｄは、揺動歯車１０において中央部貫通孔１０ｂの周囲に周方向に等間隔で設けられている。各シャフト部挿通孔１０ｄは、周方向において偏心部挿通孔１０ｃ間の位置にそれぞれ配設されている。各シャフト部挿通孔１０ｄには、キャリア４の各シャフト部１３ｂが遊びを有した状態で挿通されている。

【0040】

ニードル軸受１８は、クランク軸８の各偏心部８ａに設けられ、揺動歯車１０の偏心部挿通孔１０ｃの内周面において、クランク軸８の偏心部８ａに対して相対的に回転自在となるように揺動歯車１０を支持する。

【0041】

ニードル軸受１８は、図３に示されるように、ニードル１８ａと、当該ニードル１８ａを揺動歯車１０と偏心部８ａとの間に転動自在に保持する保持器１８ｂとを備える。ニードル軸受１８は、本発明のころ軸受に含まれる概念である。また、ニードル１８ａは、針状のころであり、本発明における転動可能な転動体に含まれる概念である。

【0042】

ワッシャ２１は、薄い円板状の部材であり、金属または樹脂などによって製造される。

【0043】

ワッシャ２１の中央には、図２〜３に示されるように、クランク軸８の偏心部８ａの外径と同じか若干大きい円形の挿入孔２１ａを有する。

【0044】

ワッシャ２１の挿入孔２１ａの周囲の位置には、当該ワッシャ２１の厚さ方向に貫通し、潤滑剤が流通可能な潤滑油が通過可能な潤滑孔２１ｂが形成されている。

【0045】

図１〜３に示されるように、隣接する２枚の揺動歯車１０の互いに向かいあう面のうちのいずれか１つの面には、ワッシャ２１が収容される収容凹部２２が形成されている。

【0046】

収容凹部２２は、ワッシャ２１の厚さと同じまたはそれに近い深さ、および当該ワッシャ２１の外径と同じまたはそれに近い内周径を有する。収容凹部２２は、当該収容凹部２２が形成された揺動歯車１０において、偏心部８ａ、ニードル軸受１８およびワッシャ２１が同軸状になるような位置に形成されている。

【0047】

ワッシャ２１は、当該収容凹部２２が形成された揺動歯車１０の軸方向を向く面と同一平面になるように、収容凹部２２に収容されている。

【0048】

収容凹部２２は、図３に示されるように、軸方向規制面２２ａと、半径方向規制面２２ｂとを有している。

【0049】

軸方向規制面２２ａは、収容凹部２２の底面を構成する面であり、その法線方向が軸心Ｓの延びる方向と平行である。軸方向規制面２２ａは、ワッシャ２１にクランク軸８の軸心Ｓの延びる方向から当接して当該ワッシャ２１の軸方向の移動を規制する。

【0050】

半径方向規制面２２ｂは、収容凹部２２の内周面を構成する面であり、軸方向規制面２２ａの外周縁から軸心Ｓの延びる方向に立ち上がっている。半径方向規制面２２ｂは、ワッシャ２１の外周面に当接して当該ワッシャ２１の半径方向の移動を規制する。

【0051】

ワッシャ２１の外径Ｄ１は、以下のように設定される。図３に示されるように、クランク軸８における２つの偏心部８ａ（図３では２つの偏心部の区別を容易にするために８ａ１、８ａ２と示す）の軸心Ｓからの偏心量をそれぞれσ１とし、一方の偏心部８ａ１の偏心軸Ｅ１からニードル軸受１８の保持器１８ｂの外周端までの距離、ならびに他方の偏心部８ａ２の偏心軸Ｅ２からニードル軸受１８の保持器１８ｂの外周端までの距離をそれぞれＲとし、ワッシャ２１が他方の偏心部８ａ２の偏心軸Ｅ２に同軸状に配置されているとした場合、ワッシャ２１の外径Ｄ１は、（Ｒ＋２σ１）の２倍以上に設定される。これにより、一方の偏心部８ａ１がどの角度であっても当該偏心部８ａ１に設けられたニードル軸受１８の保持器１８ｂの外周端はワッシャ２１の外径Ｄ１の範囲内に収まる。

【0052】

また、ワッシャ２１の内径Ｄ２は、（Ｒ―２σ１）の２倍以下に設定される。これにより、一方の偏心部８ａ１がどの角度であっても当該偏心部８ａ１に設けられたニードル軸受１８の保持器１８ｂの外周端はワッシャ２１の内径Ｄ２と外径Ｄ１の間の範囲内に収まる。

【0053】

一方、他方の偏心部８ａ２に設けられたニードル軸受１８の保持器１８ｂの外周端とワッシャ２１の関係については、偏心軸Ｅ２から保持器１８ｂの外周端までの距離がＲであり、ワッシャ２１と保持器１８ｂとが偏心軸Ｅ２において同軸状に配置して、常に（Ｒ＋２σ１）＞Ｒ＞（Ｒ―２σ１）の関係が保たれる。したがって、他方の偏心部８ａ２においても、保持器１８ｂの外周端は、ワッシャ２１の内径Ｄ２と外径Ｄ１の間の範囲内に常に収まる。

【0054】

上記のようにワッシャ２１の寸法を設定することにより、ワッシャ２１は、図３に示されるように、隣接する偏心部８ａの間において、当該隣接する偏心部８ａのそれぞれに設けられたニードル軸受１８の保持器１８ｂに当接することが可能な位置に設けることが可能になり、当該ニードル軸受１８の軸方向の移動を規制することが可能である。

【0055】

なお、ワッシャ２１の内径Ｄ２および外径Ｄ１が上記の範囲内に設定されていれば、偏心部８ａ１、８ａ２のいずれの保持器１８ｂの外周端がワッシャ２１に常時接触することが可能であるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ワッシャ２１が偏心部８ａ１、８ａ２のいずれの保持器１８ｂの全面に常時接触していなくても各保持器１８ｂの一部に常時当接することが可能な範囲でワッシャ２１の内径Ｄ２および外径Ｄ１を設定すれば、各ニードル軸受１８の軸方向の移動を規制することが可能である。

【0056】

ワッシャ２１は、収容凹部２２の内部において、軸方向規制面２２ａおよびそれに対向する揺動歯車１０の対向面２３に当接することにより、当該ワッシャ２１の軸方向の移動が規制され、かつ、半径方向規制面２２ｂに当接することにより、当該ワッシャ２１の半径方向の移動が規制されている。したがって、ワッシャ２１は、収容凹部２２が形成された揺動歯車１０と一体となって揺動することが可能である。

【0057】

次に、本実施形態による歯車装置１の動作について説明する。

【0058】

モータＭからインプットギヤＩＧに入力された回転駆動力は、各クランク軸歯車２０に伝達される。これにより、各クランク軸８は、それぞれの軸回りに回転する。

【0059】

そして、各クランク軸８の回転に伴って、そのクランク軸８の偏心部８ａが偏心回転する。これにより、２枚の揺動歯車１０は、偏心部８ａの偏心回転に連動して外筒２の内面の内歯ピン３に噛み合いながら揺動回転する。２枚の揺動歯車１０の揺動回転は、各クランク軸８を通じてキャリア４に伝達される。本実施形態では、外筒２はベースなどに固定されて不動であるので、それによって、キャリア４は、入力された回転から減速された回転数で外筒２に対して相対的に回転することが可能である。このとき、２枚の揺動歯車１０の一方に形成された収容凹部２２に収容されたワッシャ２１は、当該収容凹部２２が形成された揺動歯車１０と一体となって揺動する。ワッシャ２１は、揺動しながらクランク軸８の各偏心部８ａに設けられたニードル軸受１８の保持器１８ｂにそれぞれ当接することにより、これらニードル軸受１８におけるクランク軸８の軸方向への移動を規制することが可能である。

【0060】

（第１実施形態の特徴）
（１）
第１実施形態の歯車装置１では、ワッシャ２１がクランク軸８の隣接する偏心部８ａの間に配置され、これら隣接する偏心部８ａのそれぞれに設けられたニードル軸受１８の保持器１８ｂに当接可能な位置に設けられているので、ワッシャ２１が保持器１８ｂに当接することにより、ニードル軸受１８の軸方向の移動を規制することが可能である。

【0061】

さらに、隣接する２枚の揺動歯車１０の互いに向かいあう面のうちの少なくとも１つの面に収容凹部２２が形成され、ワッシャ２１が当該収容凹部２２に挿入されているので、クランク軸８の軸方向においてワッシャ２１が占有するスペースを減少させることが可能である。

【0062】

しかも、ワッシャ２１は、収容凹部２２の内部において、軸方向規制面２２ａに当接することにより、ワッシャ２１の軸方向の移動が規制され、かつ、半径方向規制面２２ｂに当接することにより、ワッシャ２１の半径方向の移動が規制される。これにより、ワッシャ２１自体の軸方向および半径方向の移動を規制することが可能である。

【0063】

（２）
さらに、第１実施形態の歯車装置１では、収容凹部２２が１つの揺動歯車１０に形成されているので、少ない製造工程で製造することが可能であり、製造コストを抑えることが可能である。

【0064】

（３）
また、第１実施形態の歯車装置１では、ワッシャ２１が、収容凹部２２が形成された揺動歯車１０の軸方向における範囲内に収まっており、例えば、当該収容凹部２２が形成された揺動歯車１０の軸方向を向く面と同一平面になるように収容されているので、当該ワッシャ２１がその揺動歯車１０における軸方向を向く面から突出するおそれがないので、クランク軸８の軸方向においてワッシャ２１が占有するスペースを確実に減少させることが可能である。

【0065】

なお、ワッシャ２１は、収容凹部２２から若干突出して、当該収容凹部２２が形成された揺動歯車１０の軸方向を向く面と同一平面にならない場合でも、ワッシャ２１によって隣接するニードル軸受１８の保持器１８ｂ同士の干渉を防ぐことが可能である。

【0066】

（４）
また、第１実施形態の歯車装置１では、ワッシャ２１がその厚さ方向に貫通し、油などの潤滑剤が流通可能な潤滑孔２１ｂを有するので、潤滑剤が潤滑孔２１ｂを通して円滑に流れることが可能になり、潤滑剤の潤滑性が向上する。

【0067】

なお、上記の第１実施形態では、２個の偏心部８ａを備えた歯車装置１を例にあげて説明したが、３個以上の偏心部８ａを備えた場合でも、上記第１実施形態と同様の効果を奏することが可能である。

【0068】

また、上記第１実施形態では、複数のクランク軸８がインプットギヤＩＧの周囲に配置された構造を有する歯車装置１が示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、後述の第３実施形態のように、１本のクランク軸１０８が当該歯車装置の軸心に沿って配置された、いわゆるセンタークランク式の歯車装置を採用してもよい。

【0069】

（第２実施形態）
上記実施形態では、収容凹部２２が隣接する２枚の揺動歯車１０のうちの１つの揺動歯車１０に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、２枚の揺動歯車１０にまたがって１つの収容凹部を形成するようにしてもよい。

【0070】

すなわち、図４〜６に示されるように、第２実施形態の歯車装置１では、円板状のワッシャ７１が、隣接する２つの揺動歯車１０にまたがって形成された収容凹部７２に収容されている点で、上記の図１〜３に示される歯車装置１と異なり、その他の点では共通な構成を有している。

【0071】

具体的には、第２実施形態の歯車装置では、収容凹部７２は、図６に示されるように、隣接する２枚の揺動歯車１０の互いに向かいあう面のうちの一方の面に形成された第１凹部７３と、隣接する当該２枚の揺動歯車１０の互いに向かいあう面のうちの他方の面に形成されたおよび第２凹部７４とからなる。

【0072】

収容凹部７２は、隣接する２枚の揺動歯車１０が互いに向かい合って当該第１凹部７３および第２凹部７４が連通することにより形成されている。第１凹部７３および第２凹部７４は、それぞれ、図５に示されるように軸方向から見て円形状を呈する凹部であり、同一の寸法形状を有している。これらの第１凹部７３および第２凹部７４は、図６に示されるように、クランク軸８の軸心Ｓから互いに１８０度ずれた方向へ偏心している。第１凹部７３と第２凹部７４とがワッシャ７１の半径方向において重なっている範囲７５において、円板状のワッシャ７１をクランク軸８の軸部８ｂと同軸状に収容することが可能である。したがって、円板状のワッシャ７１の軸方向の中心は、クランク軸８の軸心Ｓと一致する。

【0073】

第１凹部７３および第２凹部７４は、図６に示されるように、それぞれ、軸方向規制面７３ａ、７４ａと、半径方向規制面７３ｂ、７４ｂとを有している。

【0074】

軸方向規制面７３ａ、７４ａは、第１凹部７３および第２凹部７４のそれぞれの底面を構成する面であり、それらの法線方向がそれぞれ軸心Ｓの延びる方向と平行であり、互いに平行になるように形成されている。軸方向規制面７３ａ、７４ａは、ワッシャ７１にクランク軸８の軸心Ｓの延びる方向から当該ワッシャ７１に両側から当接して当該ワッシャ７１の軸方向の移動を規制する。

【0075】

半径方向規制面７３ｂ、７４ｂは、第１凹部７３および第２凹部７４のそれぞれの内周面を構成する面であり、軸方向規制面７３ａ、７４ａの外周縁から軸心Ｓの延びる方向にそれぞれ立ち上がっている。半径方向規制面７３ｂ、７４ｂは、ワッシャ７１の外周面に当接して当該ワッシャ７１の半径方向の移動を規制する。

【0076】

第１凹部７３および第２凹部７４は、揺動歯車１０を支持する偏心部８ａに対応するように、ワッシャ７１の半径方向に互いにずれた位置で、向かい合って配置されている。これにより、第１凹部７３および第２凹部７４のそれぞれの内面は、互いに偏心しているが、クランク軸８の回転角がどの角度であってもワッシャ２１に接することが可能な形状を有する。

【0077】

具体的には、図６に示されるように、第１凹部７３および第２凹部７４によって形成される収容凹部７２の全幅Ｗ（すなわち、軸方向規制面７２ａ、７３ａ間の距離）は、ワッシャ７１の厚さと同じか若干大きい程度に設定される。また、第１凹部７３と第２凹部７４とがワッシャ７１の半径方向において重なっている範囲７５の半径方向の距離は、ワッシャ７１の外径Ｄ３と同じか若干大きい程度に設定される。これにより、ワッシャ７１は、図６に示されるように、第１凹部７３および第２凹部７４のそれぞれの内面によって対角位置で保持される。これによって、ワッシャ７１の軸方向および半径方向の移動が規制される。これにより、クランク軸８が回転したときには、２枚の揺動歯車１０はそれぞれ各偏心部８ａとともに揺動運動をするが、ワッシャ７１は、第１凹部７３と第２凹部７４とがワッシャ７１の半径方向において重なっている範囲７５に収容された状態で、クランク軸８の軸心Ｓを中心に回転することが可能である。

【0078】

ワッシャ７１の外径Ｄ３は、以下のように設定される。図６に示されるように、クランク軸８における２つの偏心部８ａの軸心Ｓからの偏心量をσ１とし、一方の偏心部８ａ１の偏心軸Ｅ１からニードル軸受１８の保持器１８ｂの外周端までの距離、ならびに他方の偏心部８ａ２の偏心軸Ｅ２からニードル軸受１８の保持器１８ｂの外周端までの距離をそれぞれＲとし、ワッシャ７１がクランク軸８の軸心Ｓと同軸状に配置されているとした場合、ワッシャ７１の外径Ｄ１は、（Ｒ＋σ１）の２倍以上に設定される。これにより、両方の偏心部８ａ１、８ａ２がどの角度であっても当該偏心部８ａ１、８ａ２にそれぞれ設けられたニードル軸受１８の保持器１８ｂの外周端はワッシャ７１の外径Ｄ３の範囲内に収まる。

【0079】

また、ワッシャ７１の内径Ｄ４は、（Ｒ―σ１）の２倍以下に設定される。これにより、両方の偏心部８ａ１、８ａ２がどの角度であっても当該偏心部８ａ１、８ａ２にそれぞれ設けられたニードル軸受１８の保持器１８ｂの外周端はワッシャ７１の内径Ｄ４と外径Ｄ３の間の範囲内に収まる。

【0080】

上記のようにワッシャ７１の寸法を設定することにより、ワッシャ７１は、図６に示されるように、隣接する偏心部８ａの間において、当該隣接する偏心部８ａのそれぞれに設けられたニードル軸受１８の保持器１８ｂに当接することが可能な位置に設けることが可能になり、当該ニードル軸受１８の軸方向の移動を規制することが可能である。

【0081】

（第２実施形態の特徴）
（１）
上記のように構成された第２実施形態の歯車装置１では、収容凹部７２は、隣接する２枚の揺動歯車１０の互いに向かいあう面のうちの一方の面に形成された第１凹部７３と、その他方の面に形成されたおよび第２凹部７４とからなり、隣接する２枚の揺動歯車１０が互いに向かい合って当該第１凹部７３および第２凹部７４が連通することにより形成されている。

【0082】

これによって、上記実施形態１と同様に、ワッシャ７１がクランク軸８の隣接する偏心部８ａの間に配置され、これら隣接する偏心部８ａのそれぞれに設けられたニードル軸受１８の保持器１８ｂに当接可能な位置に設けられているので、ワッシャ７１が保持器１８ｂに当接することにより、ニードル軸受１８の軸方向の移動を規制することが可能である。

【0083】

さらに、隣接する２枚の揺動歯車１０の互いに向かいあう面にまたがって収容凹部７２が形成され、ワッシャ７１が当該収容凹部７２に挿入されているので、クランク軸８の軸方向においてワッシャ７１が占有するスペースを減少させることが可能である。

【0084】

しかも、ワッシャ７１は、収容凹部７２の内部において、軸方向規制面７３ａ、７４ａに当接することにより、ワッシャ７１の軸方向の移動が規制され、かつ、半径方向規制面７３ｂ、７４ｂに当接することにより、ワッシャ７１の半径方向の移動が規制される。これにより、ワッシャ７１自体の軸方向および半径方向の移動を規制することが可能である。

【0085】

（２）
さらに、第２実施形態では、収容凹部７２が隣接する２枚の揺動歯車１０にまたがって形成され、当該収容凹部７２を構成する第１凹部７３および第２凹部７４の寸法形状が同じであるので、歯車装置の組立作業時には共通の寸法形状の凹部を有する揺動歯車１０を用意すればよく、製品管理が容易になる。

【0086】

なお、第２実施形態では、第１凹部７３および第２凹部７４の寸法形状が同じ例が示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１凹部７３および第２凹部７４の寸法形状を互いに異なるようにしてもよい。

【0087】

なお、上記の第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、２個の偏心部８ａを備えた歯車装置１を例にあげて説明したが、３個以上の偏心部８ａを備えた場合でも、上記第２実施形態と同様の効果を奏することが可能である。

【0088】

また、上記第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、複数のクランク軸８がインプットギヤＩＧの周囲に配置された構造を有する歯車装置１が示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、後述の第３実施形態のように、１本のクランク軸１０８が当該歯車装置の軸心に沿って配置された、いわゆるセンタークランク式の歯車装置を採用してもよい。

【0089】

（第３実施形態）
上記第１〜２実施形態では、２枚の揺動歯車１０の対向面の一方または両方に収容凹部が形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、３枚以上の揺動歯車を有する歯車装置であってもワッシャを収容する収容凹部を形成してワッシャを収容することが可能である。

【0090】

すなわち、図７〜９に示されるように、第３実施形態の歯車装置１０１は、１本のクランク軸１０８が当該歯車装置の軸心に沿って配置された、いわゆるセンタークランク式の歯車装置であり、外筒１０２と、内歯ピン１０３と、キャリア１０４と、主軸受１０６と、１本のクランク軸１０８と、クランク軸受１０９と、３枚の揺動歯車１１０と、３個のニードル軸受１１８と、２枚のワッシャ１２１とを備えている。

【0091】

外筒１０２は、上記実施形態１と同様に、略円筒状に形成され、歯車装置の外面を構成するケースとして機能する。外筒１０２は、例えばロボットのベースなどにボルトで締結される。外筒１０２の内面には、多数の内歯ピン１０３が周方向に等間隔で配設されている。内歯ピン１０３は、外歯歯車からなる揺動歯車１１０が噛み合う内歯として機能する。

【0092】

キャリア１０４は、軸方向に離間して一対に設けられた主軸受１０６により外筒１０２に対して相対回転可能に支持されている。そして、キャリア１０４は、基部１１３と、端板部１１４とを備えている。基部１１３と端板部１１４との間には、外筒１０２とキャリア１０４との間における回転力の伝達をする伝達部材である揺動歯車１１０が配置されている。

【0093】

基部１１３は、外筒１０２内においてその外筒１０２の端部近傍に配置される基板部１１３ａと、その基板部１１３ａから端板部１１４に向かって軸方向に延びるシャフト部１１３ｂとを有する。

【0094】

端板部１１４は、基部１１３のシャフト部１１３ｂの先端に配置されている。端板部１１４は、ボルト１１５によってシャフト部１１３ｂに締結されている。それによって、基部１１３と端板部１１４とが一体化されている。

【0095】

１本のクランク軸１０８は、キャリア４の中央に形成された貫通孔１０４ｂに収容されている。クランク軸１０８はモータなどから伝達された回転駆動力を直接受けることが可能である。クランク軸１０８は、一対のクランク軸受１０９を介してキャリア１０４に回転自在に支持されている。

【0096】

クランク軸１０８は、３個の偏心部１０８ａと、軸部１０８ｂとを有している。軸部１０８ｂの両端部は、一対のクランク軸受１０９によって回転自在に支持されている。

【0097】

３個の偏心部１０８ａは、当該一対のクランク軸受１０９の間で軸部１０８ｂに対して偏心して軸方向に並んで配置されている。各偏心部１０８ａは、それぞれクランク軸１０８の軸心から所定の偏心量で偏心した円柱状に形成されている。そして、各偏心部１０８ａは、互いに所定角度の位相差を有するようにクランク軸１０８に形成されている。

【0098】

３枚の揺動歯車１１０は、上記第１〜２実施形態と同様に外歯歯車からなり、クランク軸１０８の各偏心部１０８ａにそれぞれニードル軸受１１８を介して取り付けられている。揺動歯車１１０は、外筒１０２の内径よりも少し小さい外径を有しており、クランク軸１０８が回転するときに偏心部１０８ａの偏心回転に連動して外筒１０２内面の内歯ピン１０３に噛み合いながら揺動回転する。

【0099】

揺動歯車１１０は、その中央に１個形成された偏心部挿通孔１１０ｃと、複数のシャフト部挿通孔１１０ｄとを有する。

【0100】

各偏心部挿通孔１１０ｃには、ニードル軸受１１８を介装した状態で各クランク軸１０８の偏心部１０８ａがそれぞれ挿通されている。

【0101】

シャフト部挿通孔１１０ｄは、揺動歯車１１０において偏心部挿通孔１１０ｃの周囲に周方向に等間隔で設けられている。各シャフト部挿通孔１１０ｄには、キャリア１０４の各シャフト部１１３ｂが筒状部材１３０で覆われた状態で当該シャフト部挿通孔１１０ｄの内周面との間に遊びを有した状態で挿通されている。

【0102】

第３実施形態の歯車装置１０１では、ニードル軸受１１８は、クランク軸１０８の各偏心部１０８ａに設けられ、揺動歯車１１０を当該揺動歯車１１０の偏心部挿通孔１１０ｃの内周面においてクランク軸１０８の偏心部１０８ａに相対的に回転自在に支持する。

【0103】

ニードル軸受１１８は、図９に示されるように、ニードル１１８ａと、当該ニードル１１８ａを揺動歯車１１０と偏心部１０８ａとの間に転動自在に保持する保持器１１８ｂとを備える。

【0104】

ワッシャ１２１は、薄い円板状の部材であり、金属または樹脂などによって製造される。

【0105】

ワッシャ１２１の中央には、クランク軸１０８の偏心部１０８ａの外径と同じか若干大きい円形の挿入孔１２１ａを有する。

【0106】

さらに、ワッシャ１２１の挿入孔１２１ａの周囲の位置には、当該ワッシャ１２１の厚さ方向に貫通し、潤滑剤が流通可能な潤滑油が通過可能な潤滑孔１２１ｂが形成されている。

【0107】

ワッシャ１２１は、隣接する３個の偏心部１０８ａの間において、当該隣接する偏心部１０８ａのそれぞれに設けられたニードル軸受１１８の保持器１１８ｂに当接可能な位置に設けられ、当該ニードル軸受１１８の軸方向の移動を規制する。すなわち、ワッシャ１２１は、キャリア４の中央に配置されたクランク軸１０８の３個の偏心部１０８ａの間にそれぞれ配置され、すなわち、本実施形態では、２枚のワッシャ１２１が配置される。

【0108】

隣接する揺動歯車１１０の互いに向かいあう面であって、３枚の揺動歯車１１０のうちの外側の２枚の揺動歯車１１０の内側の面には、ワッシャ１２１が収容される収容凹部１２２がそれぞれ形成されている。

【0109】

各収容凹部１２２は、ワッシャ１２１の厚さと同じまたはそれに近い深さ、および当該ワッシャ１２１の外径と同じまたはそれに近い内周径を有する。各収容凹部１２２は、当該収容凹部１２２が形成された揺動歯車１１０において、偏心部１０８ａ、ニードル軸受１１８およびワッシャ１２１が同軸状になるような位置に形成されている。

【0110】

各ワッシャ１２１は、当該収容凹部１２２が形成された揺動歯車１１０の軸方向を向く面と同一平面になるように、収容凹部１２２に収容されている。

【0111】

各収容凹部１２２は、上記第１実施形態の収容凹部２２と同様に、ワッシャ１２１にクランク軸１０８の軸方向から当接して当該ワッシャ１２１の軸方向の移動を規制する軸方向規制面１２２ａと、当該ワッシャ１２１の外周面に当接して当該ワッシャ１２１の半径方向の移動を規制する半径方向規制面１２２ｂをそれぞれ有している。

【0112】

各ワッシャ１２１は、上記第１実施形態のワッシャ２１と同様に、収容凹部１２２の内部において、軸方向規制面１２２ａおよびそれに対向する揺動歯車１０の対向面１２３に当接することにより、当該ワッシャ１２１の軸方向の移動が規制され、かつ、半径方向規制面１２２ｂに当接することにより、当該ワッシャ１２１の半径方向の移動が規制されている。

【0113】

（第３実施形態の特徴）
（１）
第３実施形態の歯車装置１０１は、３枚の揺動歯車１１０を有する歯車装置であり、２枚のワッシャ１２１がクランク軸１０８の隣接する偏心部１０８ａの間にそれぞれ配置されている。このような構成でも、上記第１〜２実施形態と同様に、これら隣接する偏心部１０８ａのそれぞれに設けられたニードル軸受１１８の保持器１１８ｂに当接可能な位置にワッシャ１２１が設けられているので、ワッシャ１２１が保持器１１８ｂに当接することにより、ニードル軸受１１８の軸方向の移動を規制することが可能である。

【0114】

さらに、隣接する揺動歯車１１０の互いに向かいあう面であって、３枚の揺動歯車１１０のうちの外側の揺動歯車１１０の面に収容凹部１２２が形成され、２枚のワッシャ１２１が当該収容凹部１２２にそれぞれ挿入されているので、クランク軸１０８の軸方向においてワッシャ１２１が占有するスペースを減少させることが可能である。

【0115】

しかも、ワッシャ１２１は、収容凹部１２２の内部において、軸方向規制面１２２ａに当接することにより、ワッシャ１２１の軸方向の移動が規制され、かつ、半径方向規制面１２２ｂに当接することにより、ワッシャ１２１の半径方向の移動が規制される。これにより、ワッシャ１２１自体の軸方向および半径方向の移動を規制することが可能である。

【0116】

（２）
さらに、第３実施形態の歯車装置１０１では、収容凹部１２２が３枚の揺動歯車１１０のうち両側の揺動歯車１１０に形成されており、収容凹部１２２が同一の寸法形状を有しているので、製品管理が容易になる。

【0117】

（３）
また、第３実施形態の歯車装置１０１では、ワッシャ１２１がその厚さ方向に貫通し、潤滑剤が流通可能な潤滑孔１２１ｂを有するので、潤滑剤が潤滑孔１２１ｂを通して円滑に流れることが可能になり、潤滑剤の潤滑性が向上する。

【0118】

（変形例）
（Ａ）
上記第１〜３実施形態では、ころ軸受の一例として針状ころ（ニードル）および保持器を有するニードル軸受を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、転動自在の転動体とそれを保持する保持器を備えたころ軸受を備えた偏心揺動型歯車装置であれば、本発明を適用することが可能である。

【符号の説明】

【0119】

１、１０１ 歯車装置
２、１０２ 外筒
３、１０３ 内歯ピン
４、１０４ キャリア
８、１０８ クランク軸
８ａ、１０８ａ 偏心部
８ｂ、１０８ｂ 軸部
１０、１１０ 揺動歯車
１８、１１８ ニードル軸受
１８ａ ニードル
１８ｂ 保持器
２１、７１、１２１ ワッシャ
２２、７２、１２２ 収容凹部
２２ａ、７２ａ、１２２ａ 軸方向規制面
２２ｂ、７２ｂ、１２２ｂ 半径方向規制面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】