特許 5946710 偏心揺動型歯車装置

(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】5946710

(24)【登録日】2016年6月10日

(45)【発行日】2016年7月6日

(54)【発明の名称】偏心揺動型歯車装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/32 20060101AFI20160623BHJP

【ＦＩ】

   F16H1/32 A

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-160340(P2012-160340)

(22)【出願日】2012年7月19日

(65)【公開番号】特開2014-20472(P2014-20472A)

(43)【公開日】2014年2月3日

【審査請求日】2015年4月17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】松井 大輔

(72)【発明者】

【氏名】片岡 佑介

【審査官】 塚本 英隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０６４２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０２０９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０９９５０７（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】

内歯が設けられた外筒と、
偏心部を有し、前記外筒内において軸回りに回転可能に設けられたクランク軸と、
前記偏心部が挿入される貫通孔を有するとともに、外歯を有し、前記外歯が前記内歯に噛み合いながら前記偏心部の偏心回転に連動して揺動回転する揺動歯車と、
軸方向の両側から前記揺動歯車を挟むように配置された第１端板部と第２端板部とを含み、前記揺動歯車の揺動回転が伝達されることにより前記外筒に対して相対回転するキャリアと、を備え、
前記クランク軸の一端部側の部位は、前記第１端板部に設けられた第１取付孔に第１クランク軸受部を介して取り付けられ、前記クランク軸の他端部側の部位は、前記第２端板部に設けられた第２取付孔に第２クランク軸受部を介して取り付けられており、
前記第１端板部は、前記第１取付孔の少なくとも一部を構成するとともに前記第１クランク軸受部が取り付けられる軸受支持部と、前記軸受支持部が取り付けられる端板部本体と、を含み、
前記軸受支持部は、前記第２端板部と同種の材料により形成されており、前記端板部本体は、前記第２端板部とは異種の材料により形成されており、
前記軸受支持部は、前記端板部本体よりも硬度が高い材料によって構成されている、偏心揺動型歯車装置。

【請求項2】

前記軸受支持部は、前記第２端板部と同じ材料により形成されている、請求項１に記載の偏心揺動型歯車装置。

【請求項3】

前記軸受支持部は、軸方向の両側が開口する円筒形状を有する、請求項１又は２に記載の偏心揺動型歯車装置。

【請求項4】

前記軸受支持部は、
前記端板部本体に固定され、軸方向に沿って延びる円筒部と、
前記円筒部に接続され、前記クランク軸及び前記第１クランク軸受部よりも軸方向外側に位置する底部と、を有する、請求項１又は２に記載の偏心揺動型歯車装置。

【請求項5】

前記第２端板部の外周部には、前記キャリアを前記外筒に対して相対回転可能に支持する主軸受部の転動体が配置される軌道面が設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の偏心揺動型歯車装置。

【請求項6】

前記主軸受部が前記第２端板部と前記外筒との間に設けられている一方で、前記第１端板部と前記外筒との間には主軸受部は設けられていない、請求項５に記載の偏心揺動型歯車装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、偏心揺動型歯車装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、クランク軸に設けられた偏心部の回転に連動させて揺動歯車（外歯歯車）を揺動回転させることにより、外筒とキャリアとを相対的に回転させる偏心揺動型の歯車装置が知られている（例えば特許文献１）。この歯車装置において、キャリアは、揺動歯車を挟むように設けられた第１端板部と第２端板部とを有する。クランク軸は、第１端板部の第１取付孔内に設けられた第１クランク軸受部と、第２端板部の第２取付孔内に設けられた第２クランク軸受部とによって支持されている。

【0003】

第１取付孔及び第２取付孔のそれぞれは、軸方向に直交する断面の形状が円形であり、これらの円の中心は、歯車装置の寿命の観点で軸方向に延びる同一の直線上に位置しているのが好ましい。すなわち、第１取付孔の中心を通る軸線と第２取付孔の中心を通る軸線とはできるだけ一致している（同軸である）のが好ましい。

【0004】

第１取付孔と第２取付孔の同軸精度を高めるためには、第１端板部と第２端板部とを互いに固定した状態で孔開け加工して第１取付孔と第２取付孔を同時に形成する（同時加工する）という方法が考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２８７６３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一般に、第１端板部と第２端板部とは同種の材料により形成されている。しかし、これら第１端板部と第２端板部は、互いに異種の材料により形成したい場合もある。例えば、外筒に対してキャリアを相対回転可能に支持する軸受部の軌道面が、一方の端板部の外周部に設けられる場合が挙げられる。この場合、前記一方の端板部は硬度の高い材料により形成されることが好ましいが、他方の端板部は必ずしも前記一方の端端部と同種の材料により形成されなくてもよく、例えばより安価な異種の材料により形成されてもよい。

【0007】

しかしながら、第１端板部が第２端板部と異種の材料により形成されている場合に上記のような同時加工をすると、必ずしも両方の部材に適した条件で加工できるとは限らない。

【0008】

本発明の目的は、第１端板部と第２端板部を同時加工するときに、第１端板部と第２端板部の両方を適切な条件で加工できるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の偏心揺動型歯車装置は、内歯が設けられた外筒と、偏心部を有し、前記外筒内において軸回りに回転可能に設けられたクランク軸と、前記偏心部が挿入される貫通孔を有するとともに、外歯を有し、前記外歯が前記内歯に噛み合いながら前記偏心部の偏心回転に連動して揺動回転する揺動歯車と、軸方向の両側から前記揺動歯車を挟むように配置された第１端板部と第２端板部とを含み、前記揺動歯車の揺動回転が伝達されることにより前記外筒に対して相対回転するキャリアと、を備える。

【0010】

前記クランク軸の一端部側の部位は、前記第１端板部に設けられた第１取付孔に第１クランク軸受部を介して取り付けられ、前記クランク軸の他端部側の部位は、前記第２端板部に設けられた第２取付孔に第２クランク軸受部を介して取り付けられている。前記第１端板部は、軸受支持部と、端板部本体とを含む。前記軸受支持部は、前記第１取付孔の少なくとも一部を構成するとともに前記第１クランク軸受部が取り付けられる。前記端板部本体には、前記軸受支持部が取り付けられる。前記軸受支持部は、前記第２端板部と同種の材料により形成されており、前記端板部本体は、前記第２端板部とは異種の材料により形成されている。

【0011】

この構成では、第１端板部が端板部本体と軸受支持部とを含み、この軸受支持部が第１取付孔の少なくとも一部を構成するとともに第１クランク軸受部の取り付け部位として機能する。この軸受支持部は、第２端板部と同種の材料により形成されているので、同時加工して第１取付孔と第２取付孔を形成する際にはこれらの取付孔が形成される軸受支持部と第２端板部の両方の部材に適した条件で加工することが可能になる。

【0012】

前記偏心揺動型歯車装置において、前記軸受支持部は、前記第２端板部と同じ材料により形成されている場合には、同時加工時における加工条件を最適化することが可能になる。

【0013】

前記偏心揺動型歯車装置において、前記軸受支持部は、軸方向の両側が開口する円筒形状を有しているのが好ましい。このような円筒形状の軸受支持部は安価に作製できる。

【0014】

前記偏心揺動型歯車装置において、前記軸受支持部は、前記端板部本体に固定され、軸方向に沿って延びる円筒部と、前記円筒部に接続され、前記クランク軸及び前記第１クランク軸受部よりも軸方向外側に位置する底部と、を有する構造であってもよい。

【0015】

この構成では、クランク軸及び第１クランク軸受部よりも軸方向外側において底部が第１取付孔の開口を塞ぐことにより底部の内側と外側とを仕切ることができるので、液体（機械油や外部からの水など）が底部の内側と外側との間で行き来するのを抑制できる。この場合、前記軸受支持部と前記端板部本体との間には、シール剤やＯリング等のシール部材を配置することが好ましい。

【0016】

前記偏心揺動型歯車装置において、前記第２端板部の外周部には、前記キャリアを前記外筒に対して相対回転可能に支持する主軸受部の転動体が配置される軌道面が設けられている形態が例示できる。

【0017】

この構成では、転動体が配置される軌道面を有する第２端板部は硬度の高い材料により形成される必要がある一方で、第１端板部は必ずしも第２端端部と同種の材料により形成されなくてもよく、例えばより安価な異種の材料により形成されてもよい。これにより、コストダウンを図ることができる。

【0018】

さらに、前記偏心揺動型歯車装置において、前記主軸受部が前記第２端板部と前記外筒との間に設けられている一方で、前記第１端板部と前記外筒との間には主軸受部は設けられていない形態が例示できる。

【0019】

この構成では、第１端板部側において主軸受部を省略することにより、さらなるコストダウンを図ることができる。

【発明の効果】

【0020】

以上説明したように、本発明によれば、材料コストを低減し、クランク軸が取り付けられる一対の取付孔の同軸精度を維持し、かつ工具の寿命の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態に係る偏心揺動型歯車装置を示す断面図である。

【図2】図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図3】図１の要部を拡大した断面図である。

【図4】前記偏心揺動型歯車装置の変形例１を示しており、要部を拡大した断面図である。

【図5】前記偏心揺動型歯車装置の変形例２を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の一実施形態に係る偏心揺動型歯車装置１について図面を参照して詳細に説明する。歯車装置１は、例えばロボットの旋回胴や腕関節等の旋回部、各種工作機械の旋回部等に減速機として適用されるものである。

【0023】

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る歯車装置１は、外筒２と、クランク軸３と、揺動歯車（外歯歯車）４と、キャリア５とを備える。この歯車装置１は、クランク軸３に設けられた偏心部３０の回転に連動させて揺動歯車４を揺動回転させることにより、外筒２とキャリア５とを相対的に回転させる偏心揺動型の歯車装置である。歯車装置１は、クランク軸３の偏心部３０に連動して揺動歯車４を揺動回転させることにより入力回転から減速した出力回転を得るように構成されている。

【0024】

図１に示すように、外筒２は、歯車装置１の外面を構成するものであり、略円筒形状を有している。外筒２の内周面には、多数のピン溝２１が形成されている。各ピン溝２１は、外筒２の軸方向に延びているとともに、軸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。これらのピン溝２１は、外筒２の内周面に周方向に等間隔で並んでいる。各ピン溝２１には、内歯ピン２２が嵌め込まれている。

【0025】

各内歯ピン２２は、円柱形状を有しており、対応するピン溝２１において外筒２の軸方向に延びる姿勢で配置されている。ピン溝２１において、各内歯ピン２２はその軸回りに回転可能である。これらの内歯ピン２２には、揺動歯車４が噛み合う。

【0026】

キャリア５は、外筒２と同軸上に配置された状態で外筒２の径方向内側に配置されている。キャリア５は、外筒２に対して同じ軸回りに相対回転する。具体的に、キャリア５は、主軸受部６１によって外筒２に対して相対回転可能に構成されている。

【0027】

一般の歯車装置では、キャリアは、軸方向に互いに離間して設けられた一対の主軸受部（図示省略）によって外筒に対して相対回転可能に構成されるが、本実施形態では、キャリア５は、単一の主軸受部６１によって外筒２に対して相対回転可能に構成されている。したがって、本実施形態において用いられる主軸受部６１としては、１つの軸受部でキャリア５及び外筒２からの負荷に耐えうるような軸受構造、すなわち１つの軸受部で大きな負荷に耐えうるような軸受構造を採用するのが好ましい。具体的に、主軸受部６１としては、例えば４点接触玉軸受、クロスローラ軸受などの軸受構造を採用することができる。図１に示す本実施形態では、主軸受部６１として４点接触玉軸受の軸受構造を採用している。

【0028】

主軸受部６１は、外輪部６１ｂと、転動体６１ｃとを含む。第２端板部５２の外周部には、キャリア５を外筒２に対して相対回転可能に支持する主軸受部６１の転動体６１ｃが配置される内輪部６１ａが設けられている。内輪部６１ａは、転動体６１ｃが配置される軌道面（レース面）を有する。転動体６１ｃは、第２端板部５２の内輪部６１ａと、主軸受部６１の外輪部６１ｂとの間に配置されている。外輪部６１ｂは、外筒２の内周面に固定されている。

【0029】

４点接触玉軸受の軸受構造を採用する本実施形態では、外輪部６１ｂは、２つに分割されているが、これに限定されない。外輪部６１ｂは、分割された構造でなくてもよい。

【0030】

キャリア５は、基部５０と、第２端板部５２とを備える。基部５０は、第１端板部５１と、少なくとも１つのシャフト部５３とを含む。本実施形態では、図２に示すように複数のシャフト部５３が設けられている。

【0031】

第１端板部５１は、端板部本体５１ａと、軸受支持部５１ｂとを含む。軸受支持部５１ｂは、後述するようにクランク軸３を支持する第１クランク軸受部６３が取り付けられる部位に設けられる部材であり、端板部本体５１ａは、第１端板部５１のうち軸受支持部５１ｂ以外の部分である。軸受支持部５１ｂが設けられる目的及びその機能については後述する。

【0032】

第１端板部５１は、外筒２の軸方向一端部側に配置されている。この第１端板部５１の径方向中央部には円形の貫通孔５ａが設けられている。貫通孔５ａの周囲には、複数の第１取付孔５ｂが周方向に等間隔で設けられている。

【0033】

第２端板部５２は、第１端板部５１に対して軸方向に離間して設けられており、外筒２の軸方向他端部側に配置されている。第２端板部５２の径方向中央部には貫通孔５ｃが設けられている。貫通孔５ｃの周囲には、複数の第２取付孔５ｄが、第１端板部５１の複数の第１取付孔５ｂと軸方向に対応する位置に設けられている。外筒２内には、第２端板部５２と第１端板部５１の互いに対向する双方の内面と、外筒２の内周面とで囲まれた閉空間が形成されている。

【0034】

複数のシャフト部５３は、第１端板部５１に一体的に設けられており、第１端板部５１から第２端板部５２側へ直線的に延びている。複数のシャフト部５３は、周方向に等間隔で配設されている（図２参照）。各シャフト部５３は、固定手段としてのボルト５ｅによって第２端板部５２に締結されている（図１参照）。これにより、基部５０と第２端板部５２が一体化されている。ボルト５ｅの近傍には、基部５０と第２端板部５２とを位置決めするための位置決めピン５ｆが設けられている。なお、シャフト部５３は、必ずしも第１端板部５１と一体的に形成されていなくてもよく、第１端板部５１とは別体であってもよい。また、シャフト部５３は、第２端板部５２と一体的に形成されていてもよい。

【0035】

複数のクランク軸３は、外筒２内において外筒２の軸心の周囲に等間隔で配置されている（図２参照）。各クランク軸３は、対応する第１端板部５１の第１取付孔５ｂと第２端板部５２の第２取付孔５ｄにそれぞれ取り付けられている（図１参照）。

【0036】

各クランク軸３の一端部側の部位は、第１端板部５１の第１取付孔５ｂ内に第１クランク軸受部６３を介して取り付けられている。各クランク軸３の他端部側の部位は、第２端板部５２の第２取付孔５ｄ内に第２クランク軸受部６４を介して取り付けられている。これにより、各クランク軸３は、一対のクランク軸受部６３，６４によりキャリア５に対して軸回りに回転可能に支持されている。

【0037】

各クランク軸３は、偏心部３０を有する。偏心部３０は、一対のクランク軸受部６３，６４によって支持された部分の間に設けられている。本実施形態では、偏心部３０は、複数の偏心部３１，３２を含む。具体的に、偏心部３０は、軸方向に並んで配置された第１偏心部３１と第２偏心部３２とを含む。

【0038】

第１偏心部３１と第２偏心部３２は、それぞれ略円柱形状を有している。第１偏心部３１と第２偏心部３２は、それぞれクランク軸３の軸心から所定の偏心量で偏心しており、互いに所定角度の位相差を有するように配置されている。また、クランク軸３の他端部には、伝達歯車８１が取り付けられている。

【0039】

伝達歯車８１の外周面には外歯が設けられており、この外歯には、図略の入力軸の外周面に設けられた入力ギアが噛み合う。この入力軸は図略のモータによって回転する。入力軸は、例えば第２端板部５２の貫通孔５ｃ及び第１端板部５１の貫通孔５ａに挿入される。入力軸は、その軸心が外筒２及びキャリア５の軸心と一致するように配置される。

【0040】

揺動歯車４は、外筒２内の前記閉空間に配置されている。揺動歯車４は、軸方向の両側から第１端板部５１と第２端板部５２に挟まれた位置に設けられている。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とを含むが、これに限定されない。揺動歯車４は、単一の揺動歯車により構成されていてもよく、この場合には偏心部３０も単一の偏心部により構成される。

【0041】

図１に示すように、第１揺動歯車４１は、各クランク軸３の第１偏心部３１に例えばころ軸受などの図略の軸受部を介して取り付けられている。第１揺動歯車４１は、各クランク軸３が回転して第１偏心部３１が偏心回転すると、この偏心回転に連動して内歯ピン２２に噛み合いながら揺動回転する。

【0042】

第１揺動歯車４１は、外筒２の内径よりも少し小さい大きさを有している。第１揺動歯車４１は、第１外歯４１ａと、中央部貫通孔４１ｂと、複数の偏心部挿通孔４１ｃと、複数のシャフト部挿通孔４１ｄとを有している。

【0043】

第１外歯４１ａは、第１揺動歯車４１の外周面に設けられている。第１外歯４１ａの歯面は、軸方向に直交する断面において、周方向全体にわたって滑らかに連続する波形状を有している。第１外歯４１ａの歯数は、内歯ピン２２の数よりも若干少なく設定されている。本実施形態では、第１外歯４１ａの歯数は、内歯ピン２２の数よりも１つ少なく設定されている。

【0044】

中央部貫通孔４１ｂは、第１揺動歯車４１の径方向中央部に設けられている。中央部貫通孔４１ｂには、前記入力軸を挿入することができる。

【0045】

複数の偏心部挿通孔４１ｃは、第１揺動歯車４１において中央部貫通孔４１ｂ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４１ｃには、例えばころ軸受などの図略の軸受部が介装された状態で各クランク軸３の第１偏心部３１がそれぞれ挿通されている。

【0046】

複数のシャフト部挿通孔４１ｄは、第１揺動歯車４１において中央部貫通孔４１ｂの周り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４１ｄは、周方向において、複数の偏心部挿通孔４１ｃ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４１ｄには、対応するシャフト部５３が遊びを持った状態で挿入されている。

【0047】

第２揺動歯車４２は、外筒２内の前記閉空間に配設されているとともに各クランク軸３の第２偏心部３２に例えばころ軸受などの図略の軸受部を介して取り付けられている。第１揺動歯車４１とこの第２揺動歯車４２は、第１偏心部３１と第２偏心部３２の配置に対応して軸方向に並んで設けられている。第２揺動歯車４２は、各クランク軸３が回転して第２偏心部３２が偏心回転すると、この偏心回転に連動して内歯ピン２２に噛み合いながら揺動回転する。

【0048】

第２揺動歯車４２は、外筒２の内径よりも少し小さい大きさを有している。第２揺動歯車４２は、第２外歯４２ａ、中央部貫通孔４２ｂ、複数の偏心部挿通孔４２ｃ及び複数のシャフト部挿通孔４２ｄを有している。これらは、第１揺動歯車４１の第１外歯４１ａ、中央部貫通孔４１ｂ、複数の偏心部挿通孔４１ｃ及び複数のシャフト部挿通孔４１ｄと同様の構造を有している。各偏心部挿通孔４２ｃには、例えばころ軸受などの図略の軸受部が介装された状態でクランク軸３の第２偏心部３２が挿通されている。

【0049】

各伝達歯車８１は、前記入力軸の外周面に設けられた入力ギアの回転を対応するクランク軸３に伝達するものである。各伝達歯車８１は、対応するクランク軸３の端部にそれぞれ外嵌されている。各伝達歯車８１は、クランク軸３の回転軸と同じ軸回りにこのクランク軸３と一体的に回転する。

【0050】

次に、図１〜図３を参照して第１端板部５１の軸受支持部５１ｂについて説明する。軸受支持部５１ｂが設けられる目的及びその機能は次の通りである。

【0051】

本実施形態では、上述したようにキャリア５が一つの部材ではなく基部５０と第２端板部５２とにより構成されており、基部５０と第２端板部５２とはボルト５ｅによって一体化されている。さらに、本実施形態では、キャリア５は、主軸受部６１によって外筒２に対して回転可能に支持されている。この主軸受部６１は、第２端板部５２の外周部と外筒２との間に設けられているが、第１端板部５１と外筒２との間に軸受部は設けられていない。すなわち、本実施形態では、主軸受部６１が、第１端板部５１と第２端板部５２のうち第２端板部５２側にのみ設けられている。

【0052】

このような構成を採用する本実施形態では、主軸受部６１の転動体６１ｃが配置される軌道面（レース面）を有する第２端板部５２の材質には、主軸受部６１から受ける負荷に耐えうる物性が要求される。このため第２端板部５２の材料として、例えば高硬度の材料が使用される。具体的に、第２端板部５２の材料としては、例えば炭素鋼（Ｓ５５Ｃ）、軸受鋼（ＳＵＪ）などを使用することができる。これらの材料は、比較的高価な材料である。なお、第２端板部５２の材料は、炭素鋼（Ｓ５５Ｃ）、軸受鋼（ＳＵＪ）に限定されず、主軸受部６１から受ける負荷に耐えうる物性を有する他の材料を用いることもできる。一方、外筒２との間に主軸受部が設けられない基部５０の材質としては、第２端板部５２のような物性は必ずしも必要とされない。

【0053】

そこで、本実施形態では、上記のように主軸受部６１を、基部５０と第２端板部５２のうち第２端板部５２側にのみ設け、第１端板部５１側には設けないことによってコストダウンを図り、さらに、後述するように、基部５０の大半を占める部分（端板部本体５１ａ及びシャフト部５３）を第２端板部５２とは異種の材料により形成することにより、さらなるコストダウンを図っている。

【0054】

すなわち、外筒２との間に主軸受部が設けられない基部５０の材料としては、炭素鋼（Ｓ５５Ｃ）、軸受鋼（ＳＵＪ）などの材料に比べて硬度の低い材料を用いることも可能である。具体的に、このような材料としては、例えばダクタイル鋳鉄（ＦＣＤ）などの鋳鉄を使用することができる。このような鋳鉄を用いることによって基部５０（具体的には後述する端板部本体５１ａ及びシャフト部５３）を鋳造により形成することができる。したがって、基部５０の材料として第２端板部５２と同じ材料（例えば炭素鋼（Ｓ５５Ｃ）、軸受鋼（ＳＵＪ）などの材料）を用いる場合に比べて、基部５０の作製にかかるコストを低減することができる。なお、前記材料は、鋳鉄に限定されず、第２端板部５２と同じ材料を用いる場合に比べてコストダウン可能なものであれば他の材料を用いることもできる。

【0055】

ところで、上述したように、各クランク軸３は、第１端板部５１の第１取付孔５ｂ内に設けられた第１クランク軸受部６３と、第２端板部５２の第２取付孔５ｄ内に設けられた第２クランク軸受部６４とによって支持されている。第１取付孔５ｂ及び第２取付孔５ｄのそれぞれは、軸方向に直交する断面の形状が円形であり（図２参照）、これらの円の中心は、歯車装置１の寿命の観点で軸方向に延びる同一の直線上に位置しているのが好ましい。すなわち、第１取付孔５ｂの中心を通る軸線と第２取付孔５ｄの中心を通る軸線とはできるだけ一致している（同軸である）のが好ましい。

【0056】

第１取付孔５ｂと第２取付孔５ｄの同軸精度を高めるためには、基部５０と第２端板部５２とをボルト５ｅによって一体化した状態で孔開け加工して第１取付孔５ｂと第２取付孔５ｄを同時に形成する（同時加工する）のが好ましい。

【0057】

しかしながら、基部５０が第２端板部５２とは異種の材料により形成されている場合には、上記のように同時加工すると、加工に用いる工具の寿命が低下するという不具合が生じる。すなわち、工具は、材料に適したものが選択され、材料に適した加工条件（工具の送り量、加工時間など）で用いられるのが好ましい。したがって、基部５０の材料と第２端板部５２の材料の何れかに適した工具が選択され、その工具が何れかに適した加工条件で用いられると、工具の寿命が低下することがある。また、例えば、基部５０の材料として鋳鉄が用いられ、第２端板部５２の材料に適した工具が選択されると、鋳物には内部に巣が存在することがあるので基部５０の孔開け加工時に基部５０に割れが生じる場合がある。

【0058】

そこで、本実施形態では、上記のようにコストダウンを図りつつ、第１取付孔５ｂと第２取付孔５ｄの同軸精度を維持して歯車装置１の寿命の低下を抑制し、さらに工具の寿命の低下、基部５０の割れなどの不具合を抑制することを目的に、軸受支持部５１ｂを設けている。

【0059】

図３に拡大して示すように、軸受支持部５１ｂは、第１クランク軸受部６３が取り付けられる部位である。軸受支持部５１ｂは、端板部本体５１ａとともに第１端板部５１を構成する。軸受支持部５１ｂは、第１クランク軸受部６３が取り付けられる部位に設けられる部材であり、端板部本体５１ａは、第１端板部５１のうち軸受支持部５１ｂ以外の部分であり、軸受支持部５１ｂを支持する。

【0060】

本実施形態における軸受支持部５１ｂは円筒形状の部材である。軸受支持部５１ｂの内周面５ｂ２は、軸方向に直交する断面形状が円形である。軸受支持部５１ｂは、軸方向の両側が開口しているが、これに限定されず、図４に示す変形例のように軸方向の一方が閉じていてもよい。

【0061】

第１端板部５１の第１取付孔５ｂの少なくとも一部は、軸受支持部５１ｂにより構成されている。本実施形態では、第１取付孔５ｂは、軸受支持部５１ｂと、端板部本体５１ａの一部とにより構成されている。具体的に、第１取付孔５ｂのうち第２端板部５２側の部位は、軸受支持部５１ｂにより構成されており、軸方向の反対側の部位は、端板部本体５１ａの一部、すなわち端板部本体５１ａに設けられた孔により構成されている。

【0062】

本実施形態では、端板部本体５１ａの前記孔の内周面５ｂ１は、軸受支持部５１ｂの内周面５ｂ２と段差がない状態で連続している。すなわち、軸受支持部５１ｂの内径と端板部本体５１ａの前記孔の内径は同じである。

【0063】

なお、端板部本体５１ａの孔の内周面５ｂ１は、軸受支持部５１ｂの内周面５ｂ２と段差を設けてもよい。特に、端板部本体５１ａの孔の内径（内周面５ｂ１）の方が、軸受支持部５１ｂの孔の内径（内周面５ｂ２）よりも大きければ、軸受支持部５１ｂの内周面５ｂ２の仕上げ加工がし易くなる。

【0064】

すなわち、軸受支持部５１ｂの内周面５ｂ２が端板部本体５１ａの内周面５ｂ１よりも径方向内側に位置している場合には、工具で軸受支持部５１ｂを仕上げ加工する際に、工具が端板部本体５１ａの内周面５ｂ１に接触するのを抑制できる。

【0065】

ただし、軸受支持部５１ｂの形態はこれに限定されない。軸受支持部５１ｂの内径は、端板部本体５１ａの前記孔の内径よりも大きくてもよく、小さくてもよい。

【0066】

端板部本体５１ａは、軸受支持部５１ｂを取り付けるための取付部５ｇを有する。本実施形態では、取付部５ｇは、端板部本体５１ａの前記孔よりも内径の大きな部分であり、端板部本体５１ａの前記孔よりも第２端板部５２側に設けられている。この取付部５ｇは、軸受支持部５１ｂの外周面と対向する内周面５ｈと、軸受支持部５１ｂの軸方向の一端面が対向する係止面５ｉとを有する。係止面５ｉは、取付部５ｇの内周面５ｈと、端板部本体５１ａの前記孔の内周面５ｂ１とを接続する環状の部位である。

【0067】

本実施形態では、取付部５ｇの内径は、軸受支持部５１ｂの厚みと同じ寸法だけ端板部本体５１ａの前記孔の内径よりも大きい。これにより、内周面５ｂ２と内周面５ｂ１とが段差のない状態で連続される。

【0068】

本実施形態では、軸受支持部５１ｂの軸方向の一端面が取付部５ｇの係止面５ｉに当接しているので、軸受支持部５１ｂが端板部本体５１ａに対して正確に位置決めされる。また、係止面５ｉは、上述した同時加工の際に、例えば工具を第２端板部５２側から第１端板部５１側に移動させる場合には、軸受支持部５１ｂが工具から受ける力を係止面５ｉにおいて受け止めて軸受支持部５１ｂと端板部本体５１ａとの相対位置の変動を防止するストッパーの役割を果たす。

【0069】

本実施形態では、軸受支持部５１ｂは、取付部５ｇ内に圧入されることにより取付部５ｇに固定されているが、これに限定されない。軸受支持部５１ｂは、例えば溶接、接着などの圧入以外の方法によって取付部５ｇに固定されていてもよい。

【0070】

軸受支持部５１ｂの内周面５ｂ２には第１クランク軸受部６３の外輪部６３ｂが固定されており、クランク軸３の一端部の外周面には第１クランク軸受部６３の内輪部６３ａが固定されている。内輪部６３ａと外輪部６３ｂとの間には第１クランク軸受部６３の転動体６３ｃが配置されている。

【0071】

基部５０を構成する部分のうち軸受支持部５１ｂを除く部分（本実施形態では端板部本体５１ａ及びシャフト部５３）は、第２端板部５２とは異種の材料により形成されている。本実施形態では、端板部本体５１ａ及びシャフト部５３は、第２端板部５２の材料に比べて硬度の低い材料、具体的には、例えばダクタイル鋳鉄（ＦＣＤ）などの鋳鉄により形成されている。

【0072】

一方、軸受支持部５１ｂは、第２端板部５２と同種の材料により形成されている。本実施形態において、第２端板部５２と同種の材料には、端板部本体５１ａの材料よりも硬度が高く、かつ、同時加工時に工具の寿命が低下するのを抑制できる材料が含まれる。したがって、軸受支持部５１ｂの材料は、第２端板部５２と同じ材料でなくてもよい。また、第２端板部５２と同種の材料としては、鋳鉄などの材料に比べて、同時加工時に材料に割れが生じるのを抑制できる材料であるのが好ましい。

【0073】

軸受支持部５１ｂは、同時加工時の工具寿命低下や材料割れを抑制する効果をより高める観点で、第２端板部５２の材料と同程度の高硬度材料により形成されているのが好ましい。特に、軸受支持部５１ｂは、同時加工時の工具寿命低下や材料割れを抑制する効果を最大限に高める観点で、第２端板部５２と同じ材料により形成されているのが好ましい。具体的に、軸受支持部５１ｂは、例えば炭素鋼（Ｓ５５Ｃ）、軸受鋼（ＳＵＪ）などの材料により形成される。

【0074】

以上のように、本実施形態では、第１クランク軸受部６３が取り付けられる部位に軸受支持部５１ｂを設けることにより、キャリア５の第２端板部５２をスペックの高い材料（コストの高い材料）により形成し、端板部本体５１ａをスペックの低い材料（コストの安い材料）により形成しつつ、第１取付孔５ｂと第２取付孔５ｄを同時に形成する（同時加工する）ことができる。要求されるスペックに応じた材料を選択することができるため、材料コストを抑えることができる。

【0075】

なお、本実施形態では、この同時加工の前に、第２端板部５２の該当箇所に下孔をあけておき、端板部本体５１ａの該当箇所にも下孔をあけるとともに円筒形状の軸受支持部５１ｂを取付部５ｇに固定するので、上記した同時加工は、第１取付孔５ｂと第２取付孔５ｄの仕上げ加工に相当する。

【0076】

次に、同時加工工程について説明する。まず、基部５０において第１取付孔５ｂが設けられる部位に下孔を形成し、第２端板部５２において第２取付孔５ｄが設けられる部位に下孔を形成する。基部５０の下孔には取付部５ｇも形成する。ついで、取付部５ｇに軸受支持部５１ｂを圧入などの方法により取り付ける。ついで、基部５０と第２端板部５２とをボルト５ｅにより一体化して仮組体をつくる。

【0077】

次に、第２端板部５２の材料に適した孔あけ用の工具を用いて、仮組体の下孔を加工する。この加工工程は、単一の工程であってもよく、複数種の工具を用いた段階的な複数工程であってもよい。これにより、仮組体における第１取付孔５ｂと第２取付孔５ｄが仕上げ加工される。なお、第１取付孔５ｂは、軸方向の全体が同時加工される必要はなく、軸受支持部５１ｂの部分だけ同時加工されればよい。

【0078】

次に、仮組体のボルト５ｅを一旦取り外し、外筒２、クランク軸３、揺動歯車４、キャリア５などの部品を組み立てて再度ボルト５ｅによって固定することにより、歯車装置１が完成する。

【0079】

次に、歯車装置１の動作について説明する。まず、例えば図略のモータの駆動によって前記入力軸に回転が入力される。この入力軸の回転は、各伝達歯車８１を介して各クランク軸３に伝達される。そして、各クランク軸３が回転するのに伴って各クランク軸３の第１偏心部３１及び第２偏心部３２が偏心回転する。これにより、第１偏心部３１の偏心回転に連動して第１揺動歯車４１が内歯ピン２２に噛み合いながら揺動回転するとともに、第２偏心部３２の偏心回転に連動して第２揺動歯車４２が内歯ピン２２に噛み合いながら揺動回転する。第１揺動歯車４１及び第２揺動歯車４２の揺動回転は、各クランク軸３を通じてキャリア５に伝達され、キャリア５全体が前記入力回転から減速された回転数で外筒２に対して相対回転する。

【0080】

以上説明したように、本実施形態に係る歯車装置１では、第１端板部５１が端板部本体５１ａと軸受支持部５１ｂとを含み、この軸受支持部５１ｂが第１取付孔５ｂの少なくとも一部を構成するとともに第１クランク軸受部６３の取り付け部位として機能する。この軸受支持部５１ｂは、第２端板部５２と同種の材料により形成されているので、同時加工して第１取付孔５ｂと第２取付孔５ｄを形成する際に工具の寿命が低下するのを抑制することができる。すなわち、同時加工によって一対の取付孔５ｂ，５ｄの同軸精度を維持しつつ材料コストを低減することができる。しかも、端板部本体５１ａは、第２端板部５２とは異種の材料により形成することができるので、例えば第２端板部５２よりも安価な材料を選択してコストダウンを図ることができる。

【0081】

また、本実施形態では、軸受支持部５１ｂが軸方向の両側が開口する円筒形状を有しているので軸受支持部５１ｂを安価に作製できる。

【0082】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。

【0083】

前記実施形態では、軸受支持部５１ｂが円筒形状の部材により構成され、軸方向の両側が開口している場合を例示したが、これに限定されない。軸受支持部５１ｂは、例えば図４に示す変形例１のように軸方向の一方が閉じていてもよい。図４に示すようにこの変形例１では、軸受支持部５１ｂは、円筒部５１ｂ１と、底部５１ｂ２とを有する。底部５１ｂ２は、クランク軸３及び第１クランク軸受部６３よりも軸方向外側に設けられている。この軸受支持部５１ｂでは、円筒部５１ｂ１は、端板部本体５１ａに対して軸受支持部５１ｂを固定するための機能を果たす。一方、底部５１ｂ２は、クランク軸３及び第１クランク軸受部６３よりも軸方向外側において第１取付孔５ｂの開口を塞ぎ、底部５１ｂ２の内側と外側とを仕切る機能を果たす。これにより、液体（機械油や外部からの水など）が底部５１ｂ２の内側と外側との間で行き来するのを抑制できる。

【0084】

前記実施形態では、主軸受部６１が、第１端板部５１と第２端板部５２のうち第２端板部５２側にのみ設けられている場合を例示したが、これに限定されない。例えば図５に示す変形例２では、主軸受部６１が第２端板部５２側に設けられ、主軸受部７１が第１端板部５１側に設けられている。この主軸受部７１は、内輪部７１ａと、外輪部７１ｂと、これらの間に配置される転動体７１ｃとを有する。内輪部７１ａは、第１端板部５１の端板部本体５１ａに固定されており、外輪部７１ｂは、外筒２に固定されている。

【0085】

この変形例２においても、軸受支持部５１ｂは、端板部本体５１ａとともに第１端板部５１を構成する。軸受支持部５１ｂは、第１クランク軸受部６３が取り付けられる部位に設けられる部材であり、端板部本体５１ａに支持されている。

【0086】

第１端板部５１側の主軸受部７１の内輪部７１ａは、第１端板部５１の端板部本体５１ａとは別体であるので、端板部本体５１ａの材料としては、必ずしも第２端板部５２のような高硬度の材料を用いる必要はなく、上述したような鋳鉄などの材料を用いることができる。

【0087】

また、前記実施形態では、第１取付孔５ｂが軸受支持部５１ｂと端板部本体５１ａの一部とにより構成される場合を例示したが、これに限定されない。例えば、第１端板部５１において軸受支持部５１ｂが軸方向全体に設けられていてもよい。

【0088】

また、前記実施形態では、複数のクランク軸が設けられている場合を例示したが、例えば１つのクランク軸がキャリア５の径方向のセンターに設けられた形態であってもよい。

【0089】

また、キャリア５と外筒２は、どちらが固定されていてもよい。すなわち、キャリア５を固定して外筒２がキャリア５に対して相対的に回転する形態であってもよく、外筒２を固定してキャリア５が外筒２に対して相対的に回転する形態であってもよい。

【符号の説明】

【0090】

１ 偏心揺動型歯車装置
２ 外筒
３ クランク軸
４ 揺動歯車
５ キャリア
５ｂ 第１取付孔
５ｄ 第２取付孔
３０ 偏心部
３１ 第１偏心部
３２ 第２偏心部
４１ 第１揺動歯車
４２ 第２揺動歯車
５０ 基部
５１ 第１端板部
５１ａ 端板部本体
５１ｂ 軸受支持部
５１ｂ１ 円筒部
５１ｂ２ 底部
５２ 第２端板部
５３ シャフト部
６１ 主軸受部
６３ 第１クランク軸受部
６４ 第２クランク軸受部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】