特開 2024-170095 揺動加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024170095

(43)【公開日】2024-12-06

(54)【発明の名称】揺動加工装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 19/02 20060101AFI20241129BHJP

   F16H 1/32 20060101ALI20241129BHJP

【ＦＩ】

F16H19/02 Z

F16H1/32 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023087062

(22)【出願日】2023-05-26

(71)【出願人】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(71)【出願人】

【識別番号】000207816

【氏名又は名称】大豊精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】坂田 智

(72)【発明者】

【氏名】中根 啓介

(72)【発明者】

【氏名】中村 尚範

【テーマコード（参考）】

3J027

3J062

【Ｆターム（参考）】

3J027FA36

3J027FB31

3J027GB03

3J027GC06

3J027GC24

3J062AA21

3J062AB01

3J062AB40

3J062AC07

3J062BA12

3J062BA14

3J062CA34

(57)【要約】

【課題】加工精度を高めることができる揺動加工装置を提供する。
【解決手段】揺動加工装置１０は、駆動源と、第１の伝動機構１２と、第２の伝動機構１３と、揺動体１４とを有している。駆動源は、たとえばモータであって、回転を出力する。第１の伝動機構１２は、駆動源の回転を互いに反対方向の２つの回転に変換する。第２の伝動機構１３は、２つの回転に基づき特定方向の往復直線運動を出力する。特定方向は、たとえば左右方向である。揺動体１４は、往復直線運動の方向と直交する方向に延びる。揺動体１４は、第２の伝動機構１３に直接的に連結される第１の端部と、製品の素材を加工するための工具が取り付けられる第２の端部とを有する。第１の端部は揺動体１４の上端である。第２の端部は揺動体１４の下端である。揺動体１４は、第１の端部に往復直線運動が直接的に伝達されることにより、第２の端部が第１の端部を中心として揺動するように構成される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転を出力する駆動源と、
前記駆動源の回転を互いに反対方向の２つの回転に変換する第１の伝動機構と、
２つの前記回転に基づき特定方向の往復直線運動を出力する第２の伝動機構と、
前記往復直線運動の方向と直交する方向に延びる揺動体であって、前記第２の伝動機構に直接的に連結される第１の端部と、製品の素材を加工するための工具が取り付けられる第２の端部とを有する揺動体と、を有し、
前記揺動体は、前記第１の端部に前記往復直線運動が直接的に伝達されることにより、前記第２の端部が前記第１の端部を中心として揺動するように構成される揺動加工装置。

【請求項2】

前記第１の伝動機構は、
前記駆動源の回転を減速して前記駆動源の回転方向と同じ方向の第１の回転を出力する第１の波動歯車機構と、
前記駆動源の回転を減速して前記駆動源の回転方向と反対方向の第２の回転を出力する第２の波動歯車機構と、を有している請求項１に記載の揺動加工装置。

【請求項3】

前記第２の伝動機構は、
前記第１の回転が伝達されることにより回転する第１の動力伝達部材であって、内歯車部を有する第１の動力伝達部材と、
前記第２の回転が伝達されることにより回転する第２の動力伝達部材であって、前記内歯車部の内側に位置して前記内歯車部と噛み合う外歯車部を有する第２の動力伝達部材と、
前記外歯車部と一体的に回転する複数のピンであって、前記外歯車部を軸方向に貫通する複数のピンを有する第３の動力伝達部材と、
前記ピンの回転に基づき前記往復直線運動を出力する第４の動力伝達部材と、を有している請求項２に記載の揺動加工装置。

【請求項4】

前記揺動体の第１の端部は、球面滑り軸受を介して、第４の動力伝達部材のうち前記往復直線運動を出力する部分に直接的に連結されている請求項３に記載の揺動加工装置。

【請求項5】

前記駆動源は、単一のモータである請求項１～請求項４のうちいずれか一項に記載の揺動加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、揺動加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、揺動加工装置の一つとして、揺動鍛造プレス機が存在する。たとえば、特許文献１の揺動鍛造プレス機は、下型と、上型とを有している。下型は、昇降可能であって、ラック軸用の軸素材を受け止める受溝を有している。上型は、ラック歯成形歯部を有している。ラック歯成形歯部は、上型の底面に設けられている。上型は、ラック歯成形歯部の幅方向の中央を揺動中心として、受溝の幅方向に揺動可能である。

【0003】

ラック軸を製造する際、下型を上昇させることにより軸素材を上型のラック歯成形歯部に押し付ける。この状態で、上型を揺動させる。上型の揺動に伴い、軸素材の周面の一部が変形することにより、ラック歯が形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４８５２９２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

揺動加工装置は、製品の仕様などにより、より高い加工精度が要求されることがある。加工精度は、加工後の製品の品質レベルを示す尺度である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決し得る揺動加工装置は、回転を出力する駆動源と、前記駆動源の回転を互いに反対方向の２つの回転に変換する第１の伝動機構と、２つの前記回転に基づき特定方向の往復直線運動を出力する第２の伝動機構と、前記往復直線運動の方向と直交する方向に延びる揺動体であって、前記第２の伝動機構に直接的に連結される第１の端部と、製品の素材を加工するための工具が取り付けられる第２の端部とを有する揺動体と、を有する。前記揺動体は、前記第１の端部に前記往復直線運動が直接的に伝達されることにより、前記第２の端部が前記第１の端部を中心として揺動するように構成される。

【0007】

この構成によれば、第２の伝動機構から出力される往復直線運動が、揺動体の第１の端部に直接的に伝達される。このため、第２の伝動機構と揺動体との間の運動の伝達誤差を低減することができる。したがって、製品の加工精度を高めることができる。

【0008】

上記の揺動加工装置において、前記第１の伝動機構は、前記駆動源の回転を減速して前記駆動源の回転方向と同じ方向の第１の回転を出力する第１の波動歯車機構と、前記駆動源の回転を減速して前記駆動源の回転方向と反対方向の第２の回転を出力する第２の波動歯車機構と、を有していてもよい。

【0009】

この構成によるように、第１の波動歯車機構は、バックラッシをほぼゼロにすることができ、あるいは、歯車の噛み合いにバックラッシを必要としない。第２の波動歯車機構２２も、第１の波動歯車機構２１と同様の特徴を有する。このため、製品素材の加工に及ぼすバックラッシの影響が抑えられる。したがって、製品の加工精度を高めることができる。

【0010】

上記の揺動加工装置において、前記第２の伝動機構は、前記第１の回転が伝達されることにより回転する第１の動力伝達部材であって、内歯車部を有する第１の動力伝達部材と、前記第２の回転が伝達されることにより回転する第２の動力伝達部材であって、前記内歯車部の内側に位置して前記内歯車部と噛み合う外歯車部を有する第２の動力伝達部材と、前記外歯車部と一体的に回転する複数のピンであって、前記外歯車部を軸方向に貫通する複数のピンを有する第３の動力伝達部材と、前記ピンの回転に基づき前記往復直線運動を出力する第４の動力伝達部材と、を有していてもよい。

【0011】

この構成によれば、第３の動力伝達部材の複数のピンは、第１の動力伝達部材の回転と、第２の動力伝達部材の回転とに応じて、一体的に回転する。第４の動力伝達部材は、複数のピンの回転に基づく往復直線運動を出力することができる。

【0012】

上記の揺動加工装置において、前記揺動体の第１の端部は、球面滑り軸受を介して、第４の動力伝達部材のうち前記往復直線運動を出力する部分に直接的に連結されていてもよい。

【0013】

この構成によれば、第４の動力伝達部材が出力する往復直線運動が、揺動体の第１の端部に球面滑り軸受を介して直接的に伝達される。このため、第４の動力伝達部材と揺動体との間の運動の伝達誤差を低減することができる。したがって、製品の加工精度を高めることができる。

【0014】

上記の揺動加工装置において、前記駆動源は、単一のモータであってもよい。
この構成によれば、駆動源として複数のモータを有する場合に比べて、揺動加工装置の体格を小型化することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明の揺動加工装置によれば、製品の加工精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】揺動加工装置の一実施の形態の全体像を示す斜視図である。

【図2】一実施の形態にかかる第１の伝動装置の概略構成を示す模式図である。

【図3】一実施の形態にかかる第２の伝動装置の構成を示す断面図である。

【図4】一実施の形態にかかる外歯車部と内歯車部との噛み合い状態を示す模式図である。

【図5】（ａ）～（ｅ）は、一実施の形態にかかる第４の動力伝達部材の動作を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、揺動加工装置の一実施の形態を説明する。
＜全体の構成＞
図１に示すように、揺動加工装置１０は、モータ１１、第１の伝動機構１２、第２の伝動機構１３、揺動体１４、および金型１５を有している。モータ１１、第１の伝動機構１２、第２の伝動機構１３、揺動体１４、および金型１５は、上から下に向かって、この順に配置されている。モータ１１、第１の伝動機構１２、第２の伝動機構１３、揺動体１４、および金型１５は、筐体に収容されている。モータ１１は、揺動加工装置１０の駆動源である。図１では、説明の便宜上、筐体を割愛している。

【0018】

モータ１１は、揺動加工装置１０の駆動源である。モータ１１の出力軸は、下を向いている。第１の伝動機構１２は、モータ１１の回転を減速して出力する。出力は、正転と逆転との二種類である。第２の伝動機構１３は、第１の伝動機構１２の出力を左右方向の往復直線運動に変換する。揺動体１４は、上下方向に延びている。揺動体１４の上端は、第２の伝動機構１３に対して、左右方向に揺動可能に支持されている。金型１５は、揺動体１４の下端に取り付けられている。金型１５は、揺動体１４に対して、着脱可能であってもよい。

【0019】

第２の伝動機構１３により変換される往復直線運動は、揺動体１４の上端に伝達される。これにより、揺動体１４の下端は、揺動体１４の上端を支点として左右方向に揺動する。金型１５は、揺動体１４と共に左右方向に揺動する。この金型１５の揺動を利用して、製品の素材を加工する。

【0020】

製品は、たとえばラック軸である。ラック軸は、軸方向に並ぶ複数のラック歯を有している。この場合、ラック歯形成用の歯部を有する金型１５が使用される。ラック軸を製造する際、ラック軸の素材を金型１５の歯部に押し付けた状態で金型１５を揺動させる。金型１５の揺動に伴い、素材の周面の一部が変形することにより、ラック歯が形成される。素材は、中空の金属管、あるいは中実の棒材が想定される。

【0021】

＜第１の伝動機構１２＞
つぎに、第１の伝動機構１２の構成について、詳細に説明する。
図２に示すように、第１の伝動機構１２は、第１の波動歯車機構２１と、第２の波動歯車機構２２とを有している。

【0022】

第１の波動歯車機構２１は、ウェーブジェネレータ２１Ａ、フレクスプライン２１Ｂ、およびサーキュラスプライン２１Ｃを有している。ウェーブジェネレータ２１Ａ、フレクスプライン２１Ｂ、およびサーキュラスプライン２１Ｃは、モータ１１の出力軸１１Ａと同軸上に配置されている。

【0023】

ウェーブジェネレータ２１Ａは、全体として、楕円形の断面形状を有するカム部材である。ウェーブジェネレータ２１Ａは、モータ１１の出力軸１１Ａと一体的に回転可能である。ウェーブジェネレータ２１Ａは、楕円形の断面形状を有するカムと、カムの外周面に嵌められた薄肉のボール軸受を有している。ボール軸受の内輪は、カムの外周面に固定されている。ボール軸受の外輪は、ボールを介して弾性的に変形可能である。カムは、モータ１１の出力軸１１Ａに連結されている。出力軸１１Ａは、カムを軸方向に貫通している。

【0024】

フレクスプライン２１Ｂは、円形の断面形状を有する薄肉の筒状体であって、軸方向の一端が開口している。フレクスプライン２１Ｂは、開口部が下を向くように配置されている。フレクスプライン２１Ｂは、たとえば金属製であって、弾性的に変形可能である。フレクスプライン２１Ｂの外周面には、多数の歯が設けられている。外周面は、フレクスプライン２１Ｂの外周面のうち、軸方向において開口部に近い部分である。フレクスプライン２１Ｂは、ウェーブジェネレータ２１Ａの外周面に装着されている。このため、フレクスプライン２１Ｂは、ウェーブジェネレータ２１Ａ、正確にはカムの回転に伴い、楕円状にたわめられる。

【0025】

サーキュラスプライン２１Ｃは、円形の断面形状を有する金属製の筒状体であって、軸方向の両端が開口している。サーキュラスプライン２１Ｃは、理想的には剛体である。サーキュラスプライン２１Ｃの外周面は、第１の伝動機構１２の筐体に固定される。サーキュラスプライン２１Ｃの内周面には、多数の歯が設けられている。歯は、フレクスプライン２１Ｂの外周面の歯と噛み合う。サーキュラスプライン２１Ｃの歯数は、フレクスプライン２１Ｂの歯数よりも多い。

【0026】

サーキュラスプライン２１Ｃの歯には、ウェーブジェネレータ２１Ａの外周面の形状に倣って変形する楕円形のフレクスプライン２１Ｂの歯のうち、長軸部分の二ヶ所のみが噛合する。フレクスプライン２１Ｂの短軸部分の歯と、サーキュラスプライン２１Ｃの歯との間には隙間が形成される。すなわち、フレクスプライン２１Ｂの短軸部分の歯と、サーキュラスプライン２１Ｃの歯とは、完全に離れた状態となる。

【0027】

モータ１１の駆動に伴い、ウェーブジェネレータ２１Ａのカムが一体的に回転する。カムは楕円状であるため、カムが回転すると、ボール軸受を介してフレクスプライン２１Ｂが楕円状に弾性変形する。カムの回転に伴い、フレクスプライン２１Ｂの歯と、サーキュラスプライン２１Ｃの歯との噛み合う位置、すなわち楕円の長軸位置が周方向に順次移動する。また、フレクスプライン２１Ｂの歯数と、サーキュラスプライン２１Ｃの歯数とが異なる。このため、カムがたとえば反時計回りに一回転すると、フレクスプライン２１Ｂと、サーキュラスプライン２１Ｃとの歯数差の分だけ、フレクスプライン２１Ｂが時計回りに回転する。モータ１１の角速度ω_１は、第１の角速度ω_Ａに減速される。

【0028】

第２の波動歯車機構２２は、第１の波動歯車機構２１の下方に位置している。第２の波動歯車機構２２は、第１の波動歯車機構２１と同様の構成を有している。すなわち、第２の波動歯車機構２２は、ウェーブジェネレータ２２Ａ、フレクスプライン２２Ｂ、およびサーキュラスプライン２２Ｃを有している。ウェーブジェネレータ２２Ａ、フレクスプライン２２Ｂ、およびサーキュラスプライン２２Ｃは、モータ１１の出力軸１１Ａと同軸上に配置されている。ウェーブジェネレータ２２Ａのカムは、モータ１１の出力軸１１Ａに連結されている。

【0029】

第２の波動歯車機構２２は、第１の波動歯車機構２１とは上下が逆向きに配置されている。すなわち、フレクスプライン２２Ｂは、開口部が下を向くように配置されている。このため、フレクスプライン２２Ｂの回転方向は、第１の波動歯車機構２１のフレクスプライン２１Ｂの回転方向と反対方向である。たとえば、ウェーブジェネレータ２２Ａのカムが反時計回りに一回転すると、フレクスプライン２２Ｂと、サーキュラスプライン２２Ｃとの歯数差の分だけ、フレクスプライン２２Ｂが反時計回りに回転する。モータ１１の角速度ω_１は、第２の角速度ω_Ｂに減速される。第２の波動歯車機構２２の減速比が第１の波動歯車機構２１の減速比と同じである場合、第２の角速度ω_Ｂは第１の角速度ω_Ａと同じになる。

【0030】

第１の伝動機構１２は、第１のアダプタ部材２３と、第２のアダプタ部材２４とを有している。
第１のアダプタ部材２３は、円形の断面形状を有する筒状体であって、軸方向の一端が開口している。第１のアダプタ部材２３は、開口部が下を向くように配置されている。第１のアダプタ部材２３は、第１の波動歯車機構２１と、第２の波動歯車機構２２とを収容している。第１のアダプタ部材２３の周壁は、第１の波動歯車機構２１と、第２の波動歯車機構２２とに対して、非接触状態に維持される。第１のアダプタ部材２３の軸方向の端壁は、フレクスプライン２１Ｂの軸方向の端壁に連結されている。このため、第１のアダプタ部材２３は、フレクスプライン２１Ｂと一体的に回転可能である。モータ１１の駆動に伴い、第１のアダプタ部材２３は、回転中心軸Ｏ_１を中心として、第１の角速度ω_Ａで回転する。

【0031】

なお、モータ１１の出力軸１１Ａは、フレクスプライン２１Ｂの軸方向の端壁を非接触状態で軸方向に貫通している。
第２のアダプタ部材２４は、円形の断面形状を有する筒状体である。第２のアダプタ部材２４は、フレクスプライン２２Ｂの軸方向の端壁に連結されている。このため、第２のアダプタ部材２４は、フレクスプライン２２Ｂと一体的に回転可能である。モータ１１の駆動に伴い、第２のアダプタ部材２４は、回転中心軸Ｏ_１を中心として、第２の角速度ω_Ｂで回転する。

【0032】

＜第２の伝動機構１３＞
つぎに、第２の伝動機構１３の構成について、詳細に説明する。
図３に示すように、第２の伝動機構１３は、第１の動力伝達部材３１と、第２の動力伝達部材３２と、第３の動力伝達部材３３と、第４の動力伝達部材３４と、受け部材３５とを有している。

【0033】

第１の動力伝達部材３１は、全体として、円形の断面形状を有する段付きの筒状体であって、中空である。第１の動力伝達部材３１は、軸方向の一端が開口している。第１の動力伝達部材３１は、開口部が下を向くように配置されている。第１の動力伝達部材３１の上端は、第１のアダプタ部材２３に連結されている（図２参照）。第１の動力伝達部材３１は、第１のアダプタ部材２３と一体的に回転可能である。モータ１１の駆動に伴い、第１の動力伝達部材３１は、回転中心軸Ｏ_１を中心として、第１の角速度ω_Ａで回転する。

【0034】

第１の動力伝達部材３１は、内歯車部３１Ａを有している。内歯車部３１Ａは、第１の動力伝達部材３１の下端に設けられている。内歯車部３１Ａは、第１の動力伝達部材３１のうち、外径が最も大きい部分である。内歯車部３１Ａの内周面には、周方向に並ぶ複数の歯が設けられている。内歯車部３１Ａの外周面は、軸受１６を介して、揺動加工装置１０の筐体１０Ａに対して回転可能に支持されている。

【0035】

第２の動力伝達部材３２は、全体として、円形の断面形状を有する段付きの筒状体である。第２の動力伝達部材３２は、第１の動力伝達部材３１の内部に非接触状態で収容されている。ただし、第２の動力伝達部材３２の上端は、第１の動力伝達部材３１の上端壁を軸方向に非接触状態で貫通している。第２の動力伝達部材３２の上端は、第２のアダプタ部材２４に連結されている（図２参照）。第２の動力伝達部材３２は、第２のアダプタ部材２４と一体的に回転可能である。モータ１１の駆動に伴い、第２の動力伝達部材３２は、回転中心軸Ｏ_１を中心として、第２の角速度ω_Ｂで回転する。

【0036】

第２の動力伝達部材３２は、外歯車部３２Ａを有している。外歯車部３２Ａは、第２の動力伝達部材３２の下端に設けられている。外歯車部３２Ａは、第２の動力伝達部材３２のうち、外径が最も大きい部分である。外歯車部３２Ａは、内歯車部３１Ａの内側に位置している。外歯車部３２Ａは、回転中心軸Ｏ_１に対して、偏心している。すなわち、外歯車部３２Ａの中心は、回転中心軸Ｏ_１からずれている。このため、外歯車部３２Ａは、回転中心軸Ｏ_１を中心として、偏心して回転する。

【0037】

外歯車部３２Ａの外周面は波形に形成され、これにより、周方向に並ぶ複数の歯が設けられている。外歯車部３２Ａの歯の一部は、内歯車部３１Ａの歯と噛み合っている。内歯車部３１Ａの歯は、内歯車部３１Ａに支持される、円柱状のピン部材または回転自在である円筒状のピン部材である。また、外歯車部３２Ａは、複数の貫通孔３２Ｂを有している。貫通孔３２Ｂは、外歯車部３２Ａを軸方向に貫通している。貫通孔３２Ｂは、周方向に等間隔に配置されている。本実施の形態では、貫通孔３２Ｂは４つ設けられている。図３では、説明の便宜上、２つの貫通孔３２Ｂが示されている。

【0038】

図３に示すように、第３の動力伝達部材３３は、第２の動力伝達部材３２に装着されている。第３の動力伝達部材３３は、金属製であって、連結部材３３Ａと、複数のピン３３Ｂとを有している。

【0039】

図２に示すように、連結部材３３Ａは、環状の平板である。ピン３３Ｂの数は、外歯車部３２Ａの貫通孔３２Ｂと同数である。ピン３３Ｂの一端は、連結部材３３Ａの下面に固定されている。ピン３３Ｂは、連結部材３３Ａから下方に延び、周方向に等間隔に配置されている。ピン３３Ｂの外径は、外歯車部３２Ａの貫通孔３２Ｂの内径と、ほぼ同じである。ピン３３Ｂの先端は、貫通孔３２Ｂに上方から挿入される。ピン３３Ｂの先端は、外歯車部３２Ａの下面から軸方向に突出している。ピン３３Ｂの下方への移動は、連結部材３３Ａが外歯車部３２Ａの上面に当接することによって、規制される。第３の動力伝達部材３３は、モータ１１の駆動に伴い、外歯車部３２Ａと一体的に移動する。

【0040】

図３に示すように、第４の動力伝達部材３４は、金属製の円板であって、嵌合孔３４Ａと、複数の挿入孔３４Ｂとを有している。嵌合孔３４Ａと、挿入孔３４Ｂとは、各々、第４の動力伝達部材３４を軸方向に貫通している。嵌合孔３４Ａは、第４の動力伝達部材３４の中央付近に設けられている。嵌合孔３４Ａの中心は、第４の動力伝達部材３４の中心から径方向外側に若干ずれていてもよい。

【0041】

図２に示すように、挿入孔３４Ｂは、周方向に等間隔に配置されている。挿入孔３４Ｂの数は、ピン３３Ｂと同数である。挿入孔３４Ｂの内径は、ピン３３Ｂの外径よりも大きい。軸方向からみて、４つのピン３３Ｂの中心を通る仮想円の中心は、回転中心軸Ｏ_１と一致する。各挿入孔３４Ｂには、各ピン３３Ｂの先端が挿入されている。軸方向からみて、ピン３３Ｂの外周面上の一点は、挿入孔３４Ｂの内周面に接触している。ピン３３Ｂの外周面上の他の一点と、挿入孔３４Ｂの内周面との間には隙間２εが形成されている。他の一点は、挿入孔３４Ｂの内周面に接触するピン３３Ｂの外周面上の一点に対して、径方向に反対側に位置するピン３３Ｂの外周面上の一点である。

【0042】

図３に示すように、受け部材３５は、第４の動力伝達部材３４を支持している。受け部材３５は、円形の断面形状を有する筒状体である。受け部材３５の外周面は、筐体１０Ａに固定されている。受け部材３５は、収容凹部３５Ａと、挿通孔３５Ｂとを有している。挿通孔３５Ｂは、受け部材３５の端壁を軸方向に貫通している。第４の動力伝達部材３４の嵌合孔３４Ａは、挿通孔３５Ｂを介して外部に露出する。収容凹部３５Ａは、受け部材３５の上面に設けられている。収容凹部３５Ａは、第４の動力伝達部材３４を収容している。第４の動力伝達部材３４の下面は、収容凹部３５Ａの内端面に対して摺動可能である。

【0043】

＜揺動体１４の支持構造＞
つぎに、第２の伝動機構１３に対する揺動体１４の支持構造について説明する。
図３に示すように、第４の動力伝達部材３４の嵌合孔３４Ａには、受け部材３５の挿通孔３５Ｂを介して、支持部材１８が連結されている。支持部材１８は、円形の断面を有する筒状体であって、嵌合部１８Ａを有している。嵌合部１８Ａは、支持部材１８の上部に設けられた小径の部分である。嵌合部１８Ａは、円形の断面形状を有する筒状体である。嵌合部１８Ａの外径は、嵌合孔３４Ａの内径と、ほぼ同じである。嵌合部１８Ａは、嵌合孔３４Ａに下からはめ込まれている。支持部材１８は、たとえばボルトによって、第４の動力伝達部材３４に固定される。

【0044】

支持部材１８は、球面滑り軸受１９を介して、揺動体１４を吊り下げ状態で支持している。球面滑り軸受１９は、揺動体１４の上端に取り付けられている。球面滑り軸受１９は、内輪１９Ａと、外輪１９Ｂとを有している。内輪１９Ａと外輪１９Ｂとは、互いに球面接触する。内輪１９Ａの外面は、球面状の凸面である。外輪１９Ｂの外周面は、円筒状であって、支持部材１８の内周面に嵌め込まれている。外輪１９Ｂの内面は、球面状の凹面である。内輪１９Ａの外面と、外輪１９Ｂの内面とは、互いに摺動可能に接触している。球面滑り軸受１９は、揺動体１４を、左右方向に揺動可能に支持する。

【0045】

＜揺動加工装置１０の動作＞
つぎに、揺動加工装置１０の動作について説明する。
図２に示すように、モータ１１の駆動に伴い、第１のアダプタ部材２３は、回転中心軸Ｏ_１を中心として、たとえば時計回りに第１の角速度ω_Ａで回転する。また、モータ１１の駆動に伴い、第２のアダプタ部材２４は、回転中心軸Ｏ_１を中心として、たとえば反時計回りに第２の角速度ω_Ｂで回転する。第２の角速度ω_Ｂと、第１の角速度ω_Ａとは互いに反対方向の角速度である。第１の角速度ω_Ａの絶対値と、第２の角速度ω_Ｂの絶対値とは、互いに等しい。

【0046】

図４に示すように、第１のアダプタ部材２３の回転に連動して、第１の動力伝達部材３１は、回転中心軸Ｏ_１を中心として第１の角速度ω_Ａで時計回りに回転する。内歯車部３１Ａも、回転中心軸Ｏ_１を中心として、第１の角速度ω_Ａで時計回りに回転する。

【0047】

第２のアダプタ部材２４の回転に連動して、第２の動力伝達部材３２は、回転中心軸Ｏ_１を中心として第２の角速度ω_Ｂで反時計回りに回転する。ただし、外歯車部３２Ａは、回転中心軸Ｏ_１を中心として、反時計回りに第２の角速度ω_Ｂで自転しながら、時計方向に第１の角速度ω_Ａで公転する。

【0048】

第３の動力伝達部材３３は、外歯車部３２Ａと一体的に移動する。すなわち、４つのピン３３Ｂは、一体であって、回転中心軸Ｏ_１を中心として、反時計回りに第２の角速度ω_Ｂで自転する。各ピン３３Ｂの移動に連動して、第４の動力伝達部材３４が動作する。各ピン３３Ｂは、移動しながら、第４の動力伝達部材３４の各挿入孔３４Ｂの内周面を押圧する。

【0049】

図２に示すように、各挿入孔３４Ｂの内周面が各ピン３３Ｂに押されることによって、第４の動力伝達部材３４は、つぎのように動作する。すなわち、第４の動力伝達部材３４は、回転中心軸Ｏ_１を中心として、反時計回りに第２の角速度ω_Ｂで自転しながら、偏心点Ｏ_２を中心として、時計回りに第１の角速度ω_Ａで公転する。偏心点Ｏ_２は、回転中心軸Ｏ_１からずれている。回転中心軸Ｏ_１と偏心点Ｏ_２との距離εは、ピン３３Ｂと挿入孔３４Ｂの内周面との間の隙間２εの半分である。第４の動力伝達部材３４が公転しながら自転すると、第４の動力伝達部材３４の中央付近の領域が径方向に往復直線運動を行う。

【0050】

図５（ａ）に示すように、４つのピン３３Ｂが、軸方向からみて、それぞれ１２時、３時、６時、９時の位置にある状態を初期状態とする。第４の動力伝達部材３４は、初期状態において、受け部材３５を基準として３時方向に寄っている。初期状態におけるピン３３Ｂの回転角を０°とする。回転角は、第４の動力伝達部材３４の中心と、３時位置のピン３３Ｂの中心とを結ぶ直線に対する角度である。

【0051】

本実施の形態では、軸方向からみて、第４の動力伝達部材３４上に設定される特定点Ｐ０に着目する。特定点Ｐ０は、軸方向からみて、３時位置のピン３３Ｂの中心と、９時位置のピン３３Ｂの中心を通る直線Ｌ０上に位置する点である。直線Ｌ０は、揺動加工装置１０の左右方向に延びる直線である。特定点Ｐ０は、初期状態において、第４の動力伝達部材３４の中心と、３時位置のピン３３Ｂとの中間に位置している。

【0052】

図５（ｂ）に示すように、ピン３３Ｂが、時計回りに４５°だけ回転すると、第４の動力伝達部材３４は、受け部材３５を基準として１時半方向に寄る。特定点Ｐ０は、直線Ｌ０上を３時方向から９時方向へ移動して、初期状態よりも第４の動力伝達部材３４の中心に近い位置に至る。

【0053】

図５（ｃ）に示すように、ピン３３Ｂが、時計回りに９０°だけ回転すると、第４の動力伝達部材３４は、受け部材３５を基準として１２時方向に寄る。特定点Ｐ０は、直線Ｌ０上を３時方向から９時方向へ移動して、第４の動力伝達部材３４の中心に至る。

【0054】

図５（ｄ）に示すように、ピン３３Ｂが、時計回りに１３５°だけ回転すると、第４の動力伝達部材３４は、受け部材３５を基準として１０時半方向に寄る。特定点Ｐ０は、直線Ｌ０上を３時方向から９時方向へ移動して、第４の動力伝達部材３４の中心に対して９時方向に寄った位置に至る。

【0055】

図５（ｅ）に示すように、ピン３３Ｂが、時計回りに１８０°だけ回転すると、第４の動力伝達部材３４は、受け部材３５を基準として９時方向に寄る。特定点Ｐ０は、直線Ｌ０上を３時方向から９時方向へ移動して、第４の動力伝達部材３４の中心に対して、さらに９時方向に寄った位置に至る。特定点Ｐ０は、第４の動力伝達部材３４の中心と、９時位置のピン３３Ｂとの中間に位置している。

【0056】

この後、ピン３３Ｂが時計回りに４５°だけ回転する毎に、第４の動力伝達部材３４は、図５（ｄ）に示す位置、図５（ｃ）に示す位置、図５（ｂ）に示す位置、図５（ａ）に示す位置の順に移動する。すなわち、第４の動力伝達部材３４は、反時計回りに偏心して回転する。

【0057】

特定点Ｐ０も、ピン３３Ｂが時計回りに４５°だけ回転する毎に、図５（ｄ）に示す位置、図５（ｃ）に示す位置、図５（ｂ）に示す位置、図５（ａ）に示す位置の順に移動する。すなわち、特定点Ｐ０は、直線Ｌ０を往復直線運動する。

【0058】

揺動体１４の上端部は、第４の動力伝達部材３４の中央付近に連結されている。第４の動力伝達部材３４の中央付近は、第４の動力伝達部材３４のうち、揺動加工装置１０の左右方向に往復直線運動する部分である。このため、揺動体１４の上端部は、第４の動力伝達部材３４の中央付近と共に、左右方向に往復直線運動する。これに伴い、揺動体１４の下端部は、球面滑り軸受１９を中心として、左右方向に揺動する。

【0059】

＜実施の形態の効果＞
本実施の形態は、以下の効果を奏する。
（１）揺動加工装置１０は、モータ１１と、第１の伝動機構１２と、第２の伝動機構１３と、揺動体１４とを有している。モータ１１は、回転を出力する。第１の伝動機構１２は、モータ１１の回転を互いに反対方向の２つの回転に変換する。第２の伝動機構１３は、２つの回転に基づき特定方向の往復直線運動を出力する。特定方向は、たとえば、揺動加工装置１０を正面からみた左右方向である。揺動体１４は、往復直線運動の方向と直交する方向に延びる。往復直線運動の方向と直交する方向は、たとえば、揺動加工装置１０を正面からみた上下方向である。揺動体１４は、第２の伝動機構１３に直接的に連結される第１の端部と、製品の素材を加工するための工具が取り付けられる第２の端部とを有する。第１の端部は、揺動体１４の上端であり、第２の端部は揺動体１４の下端である。工具には、金型１５が含まれる。揺動体１４は、第１の端部に往復直線運動が直接的に伝達されることにより、第２の端部が第１の端部を中心として揺動するように構成される。

【0060】

この構成によれば、第２の伝動機構１３から出力される往復直線運動が、揺動体１４の第１の端部に直接的に伝達される。このため、第２の伝動機構１３と揺動体１４との間の運動の伝達誤差を低減することができる。したがって、製品の加工精度を高めることができる。

【0061】

（２）第１の伝動機構１２は、第１の波動歯車機構２１と、第２の波動歯車機構２２と、を有する。第１の波動歯車機構２１は、モータ１１の回転を減速してモータ１１の回転方向と同じ方向の第１の回転を出力する。第１の回転の角速度は、第１の角速度ω_Ａである。第２の波動歯車機構２２は、モータ１１の回転を減速してモータ１１の回転方向と反対方向の第２の回転を出力する。第２の回転の角速度は、第２の角速度ω_Ｂである。

【0062】

この構成によるように、第１の波動歯車機構２１は、バックラッシをほぼゼロにすることができ、あるいは、歯車の噛み合いにバックラッシを必要としない。また、第１の波動歯車機構２１は、同時に噛み合う歯数が多く、歯車誤差が平均化されるため、回転精度が高い。歯車の噛み合いは、フレクスプライン２１Ｂの外周面の歯と、サーキュラスプライン２１Ｃの内周面の歯との噛み合いである。第２の波動歯車機構２２も、第１の波動歯車機構２１と同様の特徴を有する。このため、製品素材の加工に及ぼすバックラッシの影響が抑えられる。したがって、製品の加工精度を高めることができる。

【0063】

（３）第２の伝動機構１３は、第１の動力伝達部材３１と、第２の動力伝達部材３２と、第３の動力伝達部材３３と、第４の動力伝達部材３４とを有する。第１の動力伝達部材３１は、第１の回転、すなわち第１のアダプタ部材２３の回転が伝達されることにより回転する。第１の動力伝達部材３１は、内歯車部３１Ａを有する。第２の動力伝達部材３２は、第２の回転、すなわち第２のアダプタ部材２４の回転が伝達されることにより回転する。第２の動力伝達部材３２は、内歯車部３１Ａの内側に位置して内歯車部３１Ａと噛み合う外歯車部３２Ａを有する。第３の動力伝達部材３３は、外歯車部３２Ａと一体的に回転する複数のピン３３Ｂを有する。ピン３３Ｂは、外歯車部３２Ａを軸方向に貫通している。第４の動力伝達部材３４は、ピン３３Ｂの回転に基づき特定方向の往復直線運動を出力する。特定方向は、たとえば、揺動加工装置１０を正面からみた左右方向である。

【0064】

この構成によれば、第３の動力伝達部材３３の複数のピン３３Ｂは、第１の動力伝達部材３１の回転と、第２の動力伝達部材３２の回転とに応じて、一体的に回転する。第４の動力伝達部材３４は、複数のピン３３Ｂの回転に基づく往復直線運動を出力することができる。

【0065】

（４）揺動体１４の第１の端部は、球面滑り軸受１９を介して、第４の動力伝達部材３４のうち往復直線運動を出力する部分に直接的に連結されている。第１の端部は、揺動体１４の上端である。第４の動力伝達部材３４のうち往復直線運動を出力する部分は、第４の動力伝達部材３４の中央付近の部分である。

【0066】

この構成によれば、第４の動力伝達部材３４が出力する往復直線運動、すなわち第４の動力伝達部材３４の中央付近の往復直線運動が、揺動体１４の第１の端部に球面滑り軸受１９を介して直接的に伝達される。このため、第４の動力伝達部材３４と揺動体１４との間の運動の伝達誤差を低減することができる。したがって、製品の加工精度を高めることができる。

【0067】

（５）揺動体１４の上端に左右方向の往復直線運動を与えるだけで、揺動体１４の下端は、球面滑り軸受１９を中心として、左右方向に揺動する。このため、第４の動力伝達部材３４の中央付近の往復直線運動を、揺動体１４の揺動運動に変換するための構成が不要である。したがって、揺動加工装置１０の部品点数を低減することができる。また、第４の動力伝達部材３４と、揺動体１４との間で運動変換が行われないことにより、運動変換に起因する揺動誤差を低減することができる。したがって、製品の加工精度を高めることができる。

【0068】

（６）揺動加工装置１０の駆動源は、単一のモータ１１である。この構成によれば、駆動源として複数のモータを有する場合に比べて、揺動加工装置１０の体格を小型化することができる。

【0069】

＜他の実施の形態＞
なお、本実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第１の波動歯車機構２１と、第２の波動歯車機構２２とを、各々、遊星歯車装置に置換してもよい。モータ１１の回転を互いに反対方向の２つの回転に変換できればよい。

【0070】

・第２の伝動機構１３は、１枚歯数差遊星歯車機構、あるいは等速度内歯車機構であってもよい。互いに反対方向の２つの回転に基づき、特定方向の往復直線運動を出力できればよい。特定方向は、たとえば、左右方向である。

【0071】

・揺動加工装置１０は、様々な製品素材の加工に使用することができる。加工は、たとえば、鍛造、および切削を含む。金型１５は、加工内容に応じて適切なものが使用される。金型は、製品素材の加工に使用する工具の一例である。

【符号の説明】

【0072】

１０…揺動加工装置
１１…モータ（駆動源）
１２…第１の伝動機構
１３…第２の伝動機構
１４…揺動体
１５…金型（工具）
１９…球面滑り軸受
２１…第１の波動歯車機構
２２…第２の波動歯車機構
３１…第１の動力伝達部材
３１Ａ…内歯車部
３２…第２の動力伝達部材
３２Ａ…外歯車部
３３…第３の動力伝達部材
３３Ｂ…ピン
３４…第４の動力伝達部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】