揺動内接噛合型遊星歯車装置
【課題】駆動源を接続した状態においても大きな占有空間を必要とせず、特に、軸方向の長さを短縮できる揺動内接噛合型遊星歯車装置を得る。
【解決手段】内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂが外歯歯車１１８に対して揺動回転することにより入力軸１０４の回転を減速し、出力軸としての外歯歯車１１８より減速出力を取り出す揺動内接噛合型遊星歯車装置１００において、出力軸と平行に配置された中間軸１０８と、該中間軸１０８と前記入力軸１０４とを直交連結する直交歯車セット１０６とを備え、該入力軸１０４からの動力を、前記中間軸１０８を介して内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂ側に入力する。
【解決手段】内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂが外歯歯車１１８に対して揺動回転することにより入力軸１０４の回転を減速し、出力軸としての外歯歯車１１８より減速出力を取り出す揺動内接噛合型遊星歯車装置１００において、出力軸と平行に配置された中間軸１０８と、該中間軸１０８と前記入力軸１０４とを直交連結する直交歯車セット１０６とを備え、該入力軸１０４からの動力を、前記中間軸１０８を介して内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂ側に入力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揺動内接噛合型遊星歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
揺動内接噛合型遊星歯車装置は、外歯歯車と該外歯歯車と僅少の歯数差を有する内歯歯車とを有し、該外歯歯車と内歯歯車の一方が他方に対して揺動することにより入力軸の回転を減速し、出力軸より減速出力を取り出すもので、大トルクの伝達が可能であり且つ大減速比が得られるという利点があるので、種々の減速機分野で使用されている。
【０００３】
例えば、外歯歯車の周りで該外歯歯車と僅少の歯数差を有する内歯歯車を揺動回転させることにより、入力軸の回転を減速して出力部材から取り出す内歯揺動型の内接噛合遊星歯車装置が、特許文献１に開示されている。
【０００４】
図３、図４を用いて同歯車装置の一例を説明する。
【０００５】
図において、１はケーシングであり、互いにボルトやピン等の締結部材（図示略）を締結孔２に挿入することにより結合される第１支持ブロック１Ａと第２支持ブロック１Ｂとを有する。５は入力軸で、入力軸５の端部にはピニオン６が設けられ、ピニオン６は、入力軸５の周りに等角度に配設された複数の伝動歯車７と噛合している。
【０００６】
ケーシング１には、３本の偏心体軸１０が、円周方向に等角度間隔（１２０度間隔）で設けられている。この偏心体軸１０は、軸方向両端を軸受８、９によって回転自在に支持され且つ軸方向中間部に偏心体１０Ａ、１０Ｂを有する。前記伝動歯車７は各偏心体軸１０の端部に結合されており、入力軸５の回転を受けて該伝動歯車７が回転することにより、各偏心体軸１０が回転するようになっている。
【０００７】
各偏心体軸１０は、ケーシング１内に収容された２枚の内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂの偏心体孔１１Ａ、１１Ｂをそれぞれ貫通しており、各偏心体軸１０の軸方向に隣接した２段の偏心体１０Ａ、１０Ｂの外周と、内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂの貫通孔の内周との間にはころ１４Ａ、１４Ｂが設けられている。
【０００８】
一方、ケーシング１内の中心部には、出力軸２０の端部に一体化された外歯歯車２１が配されており、外歯歯車２１の外歯２３に、内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂのピンからなる内歯１３が噛合している。外歯歯車２１の外歯２３と内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂの内歯１３の歯数差は僅少（例えば１〜４程度）に設定されている。
【０００９】
この歯車装置は次のように動作する。
【００１０】
入力軸５の回転は、ピニオン６を介して伝動歯車７に与えられ、伝動歯車７によって偏心体軸１０が回転させられる。偏心体軸１０の回転により偏心体１０Ａ、１０Ｂが回転すると、該偏心体１０Ａ、１０Ｂの回転によって内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂが揺動回転する。この場合、内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂの１回の揺動回転によって、該内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂと噛合する外歯歯車２１はその歯数差だけ位相がずれるので、その位相差に相当する自転成分が外歯歯車２１の（減速）回転となり、出力軸２０から減速出力が取り出される。
【００１１】
なお、この種の揺動内接噛合型遊星歯車装置としては、このような内歯歯車を揺動させる内歯揺動型のほかに、外歯歯車の方を揺動させる外歯揺動型の遊星歯車装置も知られており、広く利用されている。
【００１２】
外歯歯車を揺動させるタイプの場合、外歯歯車を揺動回転させるための偏心体を入力軸の外周に（該入力軸と同軸に）設けるようにしたタイプと、複数の偏心体軸を外歯歯車を貫通して備え、入力軸の回転を該複数の偏心体軸に振り分けて伝達することにより全偏心体軸を同位相で回転させるタイプとがある（例えば技術文献２等多数）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第２６０７９３７号公報
【特許文献２】特許第２５６１２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、これら従来公知の歯車装置では、入力軸が出力軸と同軸に配置されていたため、該入力軸に駆動源（例えばモータ）が接続された場合に、軸方向の長さが長くなり、また、元々歯車装置自体が半径方向にかなりの寸法を有していることから、結局、半径方向及び軸方向の双方において大きな占有空間（収容空間）を必要としていた。そのため、用途や設置状況によっては、相手機械（被駆動機械）への据付が困難になることがあり、また、ギヤドモータ等の形で在庫として保管したり、運搬したりする場合に、一個当たりの専有体積が大きくなるという問題もあった。
【００１５】
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、駆動源を接続した状態においても大きな占有空間を必要とせず、特に、軸方向の長さを短縮できる揺動内接噛合型遊星歯車装置を提供することその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、外歯歯車と、該外歯歯車と僅少の歯数差を有する内歯歯車と、前記外歯歯車または内歯歯車の一方を他方に対して揺動回転させるための偏心体軸と、を備える揺動内接噛合型遊星歯車装置において、出力軸と平行に配置された中間軸と、該中間軸と入力軸とを直交連結する直交歯車と、前記中間軸に設けられ、前記揺動回転する歯車側へ動力を伝達する中間軸歯車と、を有し、前記中間軸の軸方向において、前記直交歯車と外歯歯車との間に、前記中間軸歯車が配置されることによって、上記課題を解決したものである。
【００１７】
本発明に係る構成によれば、駆動源を含めた装置全体の軸方向長を短縮できる。また、駆動源を一体化したときの占有空間に無駄が少ないため、在庫、あるいは運搬時の一個当たりの専有体積を減少させることもできる。
【００１８】
なお、本発明は、後述するように、内歯揺動型及び外歯揺動型のいずれの内接噛合遊星歯車装置にも適用可能である。
【００１９】
また、本発明は、出力軸が当該揺動内接噛合方遊星歯車装置全体を軸方向に貫通するホローシャフトとされている構成を採用するのが好ましい。これにより、大径で且つ防護パイプ等の付設を要しないホローシャフト構造を実現することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、駆動源を接続した状態においても大きな占有空間を必要とせず、特に、軸方向の長さを短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態の例に係る内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置の側断面を示した図
【図２】（Ａ）は図１の右側面図、（Ｂ）は別の角度からモータを取付ける例を示す（Ａ）相当の側面図
【図３】従来の内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置の側断面を示した図
【図４】図３におけるIV−IV線に沿う断面を示した図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態の例に係る揺動内接噛合型の遊星歯車装置１００を示した図である。
【００２４】
この遊星歯車装置１００は、本体ケーシング１０２、入力軸１０４、直交歯車セット１０６、後に詳述する中間軸１０８、伝動外歯歯車１１０、偏心体軸駆動用の歯車１１２、該偏心体軸駆動用の歯車１１２によって駆動される３本の偏心体軸１１４（１１４Ａ〜１１４Ｃ）、２つの内歯揺動体（内歯歯車）１１６Ａ、１１６Ｂ、及び出力軸としての機能を兼用する外歯歯車１１８によって主に構成されている。
【００２５】
即ち、この遊星歯車装置１００は、内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂを揺動回転させるための複数の偏心体軸１１４を内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂを貫通して３本備え、入力軸１０４の回転を該複数の偏心体軸１１４Ａ〜１１４Ｃに振り分けて伝達することにより全偏心体軸１１４Ａ〜１１４Ｃを同位相で回転させるものである。
【００２６】
減速機構自体の基本構成は図３、図４を用いて既に説明した従来例と同様である。該従来例と大きく異なるのは入力軸１０４から偏心体軸１１４Ａ〜１１４Ｃまでの動力伝達構造及び歯車装置全体のケーシング構造である。そのため、以下この点について詳細に説明する。
【００２７】
前記本体ケーシング１０２は、図１において左右に配置された、２つの第１、第２ケーシング１０２Ａ、１０２Ｂによって構成されている。この第１、第２ケーシング１０２Ａ、１０２Ｂには、図２に示されるように、これらを貫通するように複数のボルト孔１０２Ａ１、１０２Ｂ１がそれぞれ形成されている。該第１、第２ケーシング１０２Ａ、１０２Ｂは、互いにボルト１０３によって結合可能な構造となっている。なお、図２の（Ａ）は図１の右側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）とは別の角度からモータＭを取付ける例をそれぞれ示している。
【００２８】
この本体ケーシング１０２には、前記入力軸１０４が図１において縦向き、即ち外歯歯車（出力軸）１１８と直交する方向に配置され、軸受１２０、１２２により回転自在に支持されている。入力軸１０４の一端側（図の上側）には、ハイポイドピニオン（直交ピニオン）１０４Ａが形成されており、他端にはモータＭの出力軸（図示略）が挿入される挿入口１０４Ｂが形成されている。
【００２９】
本体ケーシング１０２には、入力軸１０４のほかに、内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂよりも半径方向外側位置に、外歯歯車（出力軸）１１８と平行に前記中間軸１０８が配置され、テーパーローラベアリング１２４、１２４によって回転自在に支持されている。中間軸１０８には前記ハイポイドピニオン１０４Ａと噛合して直交歯車セット１０６を構成するハイポイドギヤ（直交ギヤ）１２８が組み込まれており、さらに、中間ピニオン１３０が組み込まれている。
【００３０】
一方、外歯歯車（出力軸）１１８の外周には、軸受１３２を介してリング状の前記伝動外歯歯車１１０が該外歯歯車１１８と同軸に配置されている。この伝動外歯歯車１１０には、前記中間ピニオン１３０及び３本の偏心体軸１１４にそれぞれ組み込まれた偏心体軸駆動用の歯車１１２が同時に噛合している。即ち、伝動外歯歯車１１０は、前記中間ピニオン１３０を介して中間軸１０８と連結されると共に、偏心体軸駆動用の歯車１１２を介して全偏心体軸１１４のそれぞれとも連結されていることになる。
【００３１】
３本の偏心体軸１１４は、同一の円周上で等間隔に配置され（図２参照）、それぞれテーパーローラベアリング１３６、１３６によって両持ち支持されている。各偏心体軸１１４とも内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂの偏心体孔１１６Ａ１、１１６Ｂ１を軸方向に貫通している。各偏心体軸１１４には偏心体１４０Ａ、１４０Ｂが一体に組み込まれており、３本の偏心体軸１１４が同位相で同時に同方向に回転できように各偏心体軸１１４の偏心体１４０Ａ、１４０Ｂの位相が揃えられている。また、２枚の内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂはこの偏心体１４０Ａ、１４０Ｂとの摺動により、それぞれ互いに１８０°の位相差を保ちながら揺動回転可能である。なお、図の符号１１９は、当該２枚の内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂの軸方向の移動規制を行うための差し輪である。
【００３２】
内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂには、ホローシャフトタイプの出力軸兼用の外歯歯車１１８が内接している。外歯歯車１１８は配管や配線等を貫通可能な貫通孔１１８Ｄを有する略円筒形状の部材からなり、テーパーローラベアリング１４２、１４２を介してケーシング本体１０２に回転自在に支持されている。
【００３３】
外歯歯車１１８の外歯は外ピン１１８Ｐが図示せぬ溝に回転自在に組み込まれた構造になっている。外ピン１１８Ｐの数（外歯の歯数）は、内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂの内歯の歯数より僅かだけ小さい（僅少の歯数差）。この外歯歯車１１８は、本体１１８Ａ、端部部材１１８Ｂ、１１８Ｃの３つの部材からなる。これは、端部部材１１８Ｂ、１１８Ｃの段部１１８Ｂ１、１１８Ｃ１によって前記テーパーローラベアリング１４２、１４２の組込み及びその軸方向の位置決めを可能とするためである。
【００３４】
次にこの遊星歯車装置１００の作用を説明する。
【００３５】
モータＭの図示せぬモータ軸の回転によって入力軸１０４が回転すると、この回転は、ハイポイドピニオン１０４Ａ及びハイポイドギヤ１２８を介してその回転方向が直交方向に変換されると共に初段の減速が行われ、中間軸１０８に伝達される。中間軸１０８が回転すると、該中間軸１０８に組み込まれた中間ピニオン１３０が回転し、更にこれと噛合している伝動外歯歯車１１０が回転する。
【００３６】
伝動外歯歯車１１０には同時に偏心体軸駆動用の歯車１１２が噛合しているため、該伝動外歯歯車１１０の回転によりこれらの歯車１１２が回転する。その結果、３本の偏心体軸１１４Ａ〜１１４Ｃが同位相で回転し、これにより２つの内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂがそれぞれの位相を１８０°に保った状態で外歯歯車１１８の周りを揺動回転する。内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂは、その自転が拘束されているため、該内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂの１回の揺動回転によって、該内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂと噛合する外歯歯車１１８はその歯数差だけ位相がずれ、その位相差に相当する自転成分が外歯歯車１１８の回転となり、出力が外部へ取り出される。
【００３７】
ここで、本発明の実施形態の例に係る遊星歯車装置１００によれば、内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂよりも半径方向外側位置に、外歯歯車（出力軸）１１８と平行に前記中間軸１０８を配置し、入力軸１０４の回転を、一度中間軸１０８で受けた後に揺動体側に入力するようにしている。そのため、入力軸（及びモータＭ）１０４を、従来のように歯車装置１００の軸方向サイドにではなく、半径方向サイドに配置することができるようになる。この結果、駆動源を含めた装置全体（ギヤドモータ）の軸方向長さを、ほぼ遊星歯車装置１００自体の軸方向長さ内に収めることができ、該軸方向長さを大幅に短縮できる。また、ギヤドモータとして在庫を保管したり、運搬したりする場合においても無駄な空間が少なく、且つ扱いやすい。
【００３８】
更に、遊星歯車装置１００の軸方向サイドに入力軸も駆動源も存在しないことから、外歯歯車１１８を、歯車装置１００を貫通する大径のホローシャフトとすることができている。外歯歯車１１８は出力軸を兼ねるものであり、その回転は極めて低速であるため、該外歯歯車１１８の内側に別体の防護パイプ等を付設することなく、ワイヤハーネスや冷却水パイプ等をそのまま配置することができる。
【００３９】
なお、上記実施形態においては、入力軸１０４として、モータ軸の挿入口１０４Ｂを有する構造のものが使用されているが、モータのモータ軸の先端に直接直交ピニオンを形成し、これを入力軸として兼用する構造であってもよい。
【００４０】
また、直交ピニオン及び直交ギヤのセットは、上記実施形態においてはハイポイドピニオン及びハイポイドギヤのセットが利用されていたが、ベベルピニオン及びベベルギヤ等の他の構造に係る直交ピニオン及び直交ギヤのセットを用いても構わない。
【００４１】
さらに、本発明は、外歯歯車が揺動するタイプの揺動内接噛合型遊星歯車装置にも適用可能である。この場合、３本の偏心体軸によって揺動回転させられるのが内歯歯車ではなく外歯歯車となり、キャリヤを介して該外歯歯車の自転成分を取り出すことになる。しかしながら、この場合でも、モータから入力軸〜中間軸〜伝動外歯歯車〜偏心体軸駆動用の歯車〜３本の偏心体軸に至る構成については、上記実施形態にて説明した構造と全く同様の構成とすることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１００…内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置
１０２…本体ケーシング
１０２Ａ、１０２Ｂ…第１、第２ケーシング
１０４…入力軸
１０４Ａ…ハイポイドピニオン（直交ピニオン）
１０６…直交歯車セット
１０８…中間軸
１１０…伝動外歯歯車
１１２…偏心体軸歯車
１１６Ａ、１１６Ｂ…内歯揺動体（内歯歯車）
１１８…外歯歯車
１２８…ハイポイドギヤ（直交ギヤ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揺動内接噛合型遊星歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
揺動内接噛合型遊星歯車装置は、外歯歯車と該外歯歯車と僅少の歯数差を有する内歯歯車とを有し、該外歯歯車と内歯歯車の一方が他方に対して揺動することにより入力軸の回転を減速し、出力軸より減速出力を取り出すもので、大トルクの伝達が可能であり且つ大減速比が得られるという利点があるので、種々の減速機分野で使用されている。
【０００３】
例えば、外歯歯車の周りで該外歯歯車と僅少の歯数差を有する内歯歯車を揺動回転させることにより、入力軸の回転を減速して出力部材から取り出す内歯揺動型の内接噛合遊星歯車装置が、特許文献１に開示されている。
【０００４】
図３、図４を用いて同歯車装置の一例を説明する。
【０００５】
図において、１はケーシングであり、互いにボルトやピン等の締結部材（図示略）を締結孔２に挿入することにより結合される第１支持ブロック１Ａと第２支持ブロック１Ｂとを有する。５は入力軸で、入力軸５の端部にはピニオン６が設けられ、ピニオン６は、入力軸５の周りに等角度に配設された複数の伝動歯車７と噛合している。
【０００６】
ケーシング１には、３本の偏心体軸１０が、円周方向に等角度間隔（１２０度間隔）で設けられている。この偏心体軸１０は、軸方向両端を軸受８、９によって回転自在に支持され且つ軸方向中間部に偏心体１０Ａ、１０Ｂを有する。前記伝動歯車７は各偏心体軸１０の端部に結合されており、入力軸５の回転を受けて該伝動歯車７が回転することにより、各偏心体軸１０が回転するようになっている。
【０００７】
各偏心体軸１０は、ケーシング１内に収容された２枚の内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂの偏心体孔１１Ａ、１１Ｂをそれぞれ貫通しており、各偏心体軸１０の軸方向に隣接した２段の偏心体１０Ａ、１０Ｂの外周と、内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂの貫通孔の内周との間にはころ１４Ａ、１４Ｂが設けられている。
【０００８】
一方、ケーシング１内の中心部には、出力軸２０の端部に一体化された外歯歯車２１が配されており、外歯歯車２１の外歯２３に、内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂのピンからなる内歯１３が噛合している。外歯歯車２１の外歯２３と内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂの内歯１３の歯数差は僅少（例えば１〜４程度）に設定されている。
【０００９】
この歯車装置は次のように動作する。
【００１０】
入力軸５の回転は、ピニオン６を介して伝動歯車７に与えられ、伝動歯車７によって偏心体軸１０が回転させられる。偏心体軸１０の回転により偏心体１０Ａ、１０Ｂが回転すると、該偏心体１０Ａ、１０Ｂの回転によって内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂが揺動回転する。この場合、内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂの１回の揺動回転によって、該内歯揺動体１２Ａ、１２Ｂと噛合する外歯歯車２１はその歯数差だけ位相がずれるので、その位相差に相当する自転成分が外歯歯車２１の（減速）回転となり、出力軸２０から減速出力が取り出される。
【００１１】
なお、この種の揺動内接噛合型遊星歯車装置としては、このような内歯歯車を揺動させる内歯揺動型のほかに、外歯歯車の方を揺動させる外歯揺動型の遊星歯車装置も知られており、広く利用されている。
【００１２】
外歯歯車を揺動させるタイプの場合、外歯歯車を揺動回転させるための偏心体を入力軸の外周に（該入力軸と同軸に）設けるようにしたタイプと、複数の偏心体軸を外歯歯車を貫通して備え、入力軸の回転を該複数の偏心体軸に振り分けて伝達することにより全偏心体軸を同位相で回転させるタイプとがある（例えば技術文献２等多数）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第２６０７９３７号公報
【特許文献２】特許第２５６１２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、これら従来公知の歯車装置では、入力軸が出力軸と同軸に配置されていたため、該入力軸に駆動源（例えばモータ）が接続された場合に、軸方向の長さが長くなり、また、元々歯車装置自体が半径方向にかなりの寸法を有していることから、結局、半径方向及び軸方向の双方において大きな占有空間（収容空間）を必要としていた。そのため、用途や設置状況によっては、相手機械（被駆動機械）への据付が困難になることがあり、また、ギヤドモータ等の形で在庫として保管したり、運搬したりする場合に、一個当たりの専有体積が大きくなるという問題もあった。
【００１５】
本発明は、このような従来の問題を解消するためになされたものであって、駆動源を接続した状態においても大きな占有空間を必要とせず、特に、軸方向の長さを短縮できる揺動内接噛合型遊星歯車装置を提供することその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、外歯歯車と、該外歯歯車と僅少の歯数差を有する内歯歯車と、前記外歯歯車または内歯歯車の一方を他方に対して揺動回転させるための偏心体軸と、を備える揺動内接噛合型遊星歯車装置において、出力軸と平行に配置された中間軸と、該中間軸と入力軸とを直交連結する直交歯車と、前記中間軸に設けられ、前記揺動回転する歯車側へ動力を伝達する中間軸歯車と、を有し、前記中間軸の軸方向において、前記直交歯車と外歯歯車との間に、前記中間軸歯車が配置されることによって、上記課題を解決したものである。
【００１７】
本発明に係る構成によれば、駆動源を含めた装置全体の軸方向長を短縮できる。また、駆動源を一体化したときの占有空間に無駄が少ないため、在庫、あるいは運搬時の一個当たりの専有体積を減少させることもできる。
【００１８】
なお、本発明は、後述するように、内歯揺動型及び外歯揺動型のいずれの内接噛合遊星歯車装置にも適用可能である。
【００１９】
また、本発明は、出力軸が当該揺動内接噛合方遊星歯車装置全体を軸方向に貫通するホローシャフトとされている構成を採用するのが好ましい。これにより、大径で且つ防護パイプ等の付設を要しないホローシャフト構造を実現することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、駆動源を接続した状態においても大きな占有空間を必要とせず、特に、軸方向の長さを短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態の例に係る内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置の側断面を示した図
【図２】（Ａ）は図１の右側面図、（Ｂ）は別の角度からモータを取付ける例を示す（Ａ）相当の側面図
【図３】従来の内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置の側断面を示した図
【図４】図３におけるIV−IV線に沿う断面を示した図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態の例を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態の例に係る揺動内接噛合型の遊星歯車装置１００を示した図である。
【００２４】
この遊星歯車装置１００は、本体ケーシング１０２、入力軸１０４、直交歯車セット１０６、後に詳述する中間軸１０８、伝動外歯歯車１１０、偏心体軸駆動用の歯車１１２、該偏心体軸駆動用の歯車１１２によって駆動される３本の偏心体軸１１４（１１４Ａ〜１１４Ｃ）、２つの内歯揺動体（内歯歯車）１１６Ａ、１１６Ｂ、及び出力軸としての機能を兼用する外歯歯車１１８によって主に構成されている。
【００２５】
即ち、この遊星歯車装置１００は、内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂを揺動回転させるための複数の偏心体軸１１４を内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂを貫通して３本備え、入力軸１０４の回転を該複数の偏心体軸１１４Ａ〜１１４Ｃに振り分けて伝達することにより全偏心体軸１１４Ａ〜１１４Ｃを同位相で回転させるものである。
【００２６】
減速機構自体の基本構成は図３、図４を用いて既に説明した従来例と同様である。該従来例と大きく異なるのは入力軸１０４から偏心体軸１１４Ａ〜１１４Ｃまでの動力伝達構造及び歯車装置全体のケーシング構造である。そのため、以下この点について詳細に説明する。
【００２７】
前記本体ケーシング１０２は、図１において左右に配置された、２つの第１、第２ケーシング１０２Ａ、１０２Ｂによって構成されている。この第１、第２ケーシング１０２Ａ、１０２Ｂには、図２に示されるように、これらを貫通するように複数のボルト孔１０２Ａ１、１０２Ｂ１がそれぞれ形成されている。該第１、第２ケーシング１０２Ａ、１０２Ｂは、互いにボルト１０３によって結合可能な構造となっている。なお、図２の（Ａ）は図１の右側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）とは別の角度からモータＭを取付ける例をそれぞれ示している。
【００２８】
この本体ケーシング１０２には、前記入力軸１０４が図１において縦向き、即ち外歯歯車（出力軸）１１８と直交する方向に配置され、軸受１２０、１２２により回転自在に支持されている。入力軸１０４の一端側（図の上側）には、ハイポイドピニオン（直交ピニオン）１０４Ａが形成されており、他端にはモータＭの出力軸（図示略）が挿入される挿入口１０４Ｂが形成されている。
【００２９】
本体ケーシング１０２には、入力軸１０４のほかに、内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂよりも半径方向外側位置に、外歯歯車（出力軸）１１８と平行に前記中間軸１０８が配置され、テーパーローラベアリング１２４、１２４によって回転自在に支持されている。中間軸１０８には前記ハイポイドピニオン１０４Ａと噛合して直交歯車セット１０６を構成するハイポイドギヤ（直交ギヤ）１２８が組み込まれており、さらに、中間ピニオン１３０が組み込まれている。
【００３０】
一方、外歯歯車（出力軸）１１８の外周には、軸受１３２を介してリング状の前記伝動外歯歯車１１０が該外歯歯車１１８と同軸に配置されている。この伝動外歯歯車１１０には、前記中間ピニオン１３０及び３本の偏心体軸１１４にそれぞれ組み込まれた偏心体軸駆動用の歯車１１２が同時に噛合している。即ち、伝動外歯歯車１１０は、前記中間ピニオン１３０を介して中間軸１０８と連結されると共に、偏心体軸駆動用の歯車１１２を介して全偏心体軸１１４のそれぞれとも連結されていることになる。
【００３１】
３本の偏心体軸１１４は、同一の円周上で等間隔に配置され（図２参照）、それぞれテーパーローラベアリング１３６、１３６によって両持ち支持されている。各偏心体軸１１４とも内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂの偏心体孔１１６Ａ１、１１６Ｂ１を軸方向に貫通している。各偏心体軸１１４には偏心体１４０Ａ、１４０Ｂが一体に組み込まれており、３本の偏心体軸１１４が同位相で同時に同方向に回転できように各偏心体軸１１４の偏心体１４０Ａ、１４０Ｂの位相が揃えられている。また、２枚の内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂはこの偏心体１４０Ａ、１４０Ｂとの摺動により、それぞれ互いに１８０°の位相差を保ちながら揺動回転可能である。なお、図の符号１１９は、当該２枚の内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂの軸方向の移動規制を行うための差し輪である。
【００３２】
内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂには、ホローシャフトタイプの出力軸兼用の外歯歯車１１８が内接している。外歯歯車１１８は配管や配線等を貫通可能な貫通孔１１８Ｄを有する略円筒形状の部材からなり、テーパーローラベアリング１４２、１４２を介してケーシング本体１０２に回転自在に支持されている。
【００３３】
外歯歯車１１８の外歯は外ピン１１８Ｐが図示せぬ溝に回転自在に組み込まれた構造になっている。外ピン１１８Ｐの数（外歯の歯数）は、内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂの内歯の歯数より僅かだけ小さい（僅少の歯数差）。この外歯歯車１１８は、本体１１８Ａ、端部部材１１８Ｂ、１１８Ｃの３つの部材からなる。これは、端部部材１１８Ｂ、１１８Ｃの段部１１８Ｂ１、１１８Ｃ１によって前記テーパーローラベアリング１４２、１４２の組込み及びその軸方向の位置決めを可能とするためである。
【００３４】
次にこの遊星歯車装置１００の作用を説明する。
【００３５】
モータＭの図示せぬモータ軸の回転によって入力軸１０４が回転すると、この回転は、ハイポイドピニオン１０４Ａ及びハイポイドギヤ１２８を介してその回転方向が直交方向に変換されると共に初段の減速が行われ、中間軸１０８に伝達される。中間軸１０８が回転すると、該中間軸１０８に組み込まれた中間ピニオン１３０が回転し、更にこれと噛合している伝動外歯歯車１１０が回転する。
【００３６】
伝動外歯歯車１１０には同時に偏心体軸駆動用の歯車１１２が噛合しているため、該伝動外歯歯車１１０の回転によりこれらの歯車１１２が回転する。その結果、３本の偏心体軸１１４Ａ〜１１４Ｃが同位相で回転し、これにより２つの内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂがそれぞれの位相を１８０°に保った状態で外歯歯車１１８の周りを揺動回転する。内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂは、その自転が拘束されているため、該内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂの１回の揺動回転によって、該内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂと噛合する外歯歯車１１８はその歯数差だけ位相がずれ、その位相差に相当する自転成分が外歯歯車１１８の回転となり、出力が外部へ取り出される。
【００３７】
ここで、本発明の実施形態の例に係る遊星歯車装置１００によれば、内歯揺動体１１６Ａ、１１６Ｂよりも半径方向外側位置に、外歯歯車（出力軸）１１８と平行に前記中間軸１０８を配置し、入力軸１０４の回転を、一度中間軸１０８で受けた後に揺動体側に入力するようにしている。そのため、入力軸（及びモータＭ）１０４を、従来のように歯車装置１００の軸方向サイドにではなく、半径方向サイドに配置することができるようになる。この結果、駆動源を含めた装置全体（ギヤドモータ）の軸方向長さを、ほぼ遊星歯車装置１００自体の軸方向長さ内に収めることができ、該軸方向長さを大幅に短縮できる。また、ギヤドモータとして在庫を保管したり、運搬したりする場合においても無駄な空間が少なく、且つ扱いやすい。
【００３８】
更に、遊星歯車装置１００の軸方向サイドに入力軸も駆動源も存在しないことから、外歯歯車１１８を、歯車装置１００を貫通する大径のホローシャフトとすることができている。外歯歯車１１８は出力軸を兼ねるものであり、その回転は極めて低速であるため、該外歯歯車１１８の内側に別体の防護パイプ等を付設することなく、ワイヤハーネスや冷却水パイプ等をそのまま配置することができる。
【００３９】
なお、上記実施形態においては、入力軸１０４として、モータ軸の挿入口１０４Ｂを有する構造のものが使用されているが、モータのモータ軸の先端に直接直交ピニオンを形成し、これを入力軸として兼用する構造であってもよい。
【００４０】
また、直交ピニオン及び直交ギヤのセットは、上記実施形態においてはハイポイドピニオン及びハイポイドギヤのセットが利用されていたが、ベベルピニオン及びベベルギヤ等の他の構造に係る直交ピニオン及び直交ギヤのセットを用いても構わない。
【００４１】
さらに、本発明は、外歯歯車が揺動するタイプの揺動内接噛合型遊星歯車装置にも適用可能である。この場合、３本の偏心体軸によって揺動回転させられるのが内歯歯車ではなく外歯歯車となり、キャリヤを介して該外歯歯車の自転成分を取り出すことになる。しかしながら、この場合でも、モータから入力軸〜中間軸〜伝動外歯歯車〜偏心体軸駆動用の歯車〜３本の偏心体軸に至る構成については、上記実施形態にて説明した構造と全く同様の構成とすることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１００…内歯揺動型内接噛合遊星歯車装置
１０２…本体ケーシング
１０２Ａ、１０２Ｂ…第１、第２ケーシング
１０４…入力軸
１０４Ａ…ハイポイドピニオン（直交ピニオン）
１０６…直交歯車セット
１０８…中間軸
１１０…伝動外歯歯車
１１２…偏心体軸歯車
１１６Ａ、１１６Ｂ…内歯揺動体（内歯歯車）
１１８…外歯歯車
１２８…ハイポイドギヤ（直交ギヤ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外歯歯車と、該外歯歯車と僅少の歯数差を有する内歯歯車と、前記外歯歯車または内歯歯車の一方を他方に対して揺動回転させるための偏心体軸と、を備える揺動内接噛合型遊星歯車装置において、
出力軸と平行に配置された中間軸と、
該中間軸と入力軸とを直交連結する直交歯車と、
前記中間軸に設けられ、前記揺動回転する歯車側へ動力を伝達する中間軸歯車と、を有し、
前記中間軸の軸方向において、前記直交歯車と外歯歯車との間に、前記中間軸歯車が配置されることを特徴とする揺動内接噛合型遊星歯車装置。
【請求項２】
請求項１において、
複数の前記偏心体軸に組み込まれた偏心体軸駆動用歯車と、
前記複数の偏心体軸駆動用歯車と噛合する伝動外歯歯車と、を備え、
前記入力軸からの動力が、前記中間軸歯車を介して前記伝動外歯歯車へ伝達されることを特徴とする揺動内接噛合型遊星歯車装置。
【請求項１】
外歯歯車と、該外歯歯車と僅少の歯数差を有する内歯歯車と、前記外歯歯車または内歯歯車の一方を他方に対して揺動回転させるための偏心体軸と、を備える揺動内接噛合型遊星歯車装置において、
出力軸と平行に配置された中間軸と、
該中間軸と入力軸とを直交連結する直交歯車と、
前記中間軸に設けられ、前記揺動回転する歯車側へ動力を伝達する中間軸歯車と、を有し、
前記中間軸の軸方向において、前記直交歯車と外歯歯車との間に、前記中間軸歯車が配置されることを特徴とする揺動内接噛合型遊星歯車装置。
【請求項２】
請求項１において、
複数の前記偏心体軸に組み込まれた偏心体軸駆動用歯車と、
前記複数の偏心体軸駆動用歯車と噛合する伝動外歯歯車と、を備え、
前記入力軸からの動力が、前記中間軸歯車を介して前記伝動外歯歯車へ伝達されることを特徴とする揺動内接噛合型遊星歯車装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−３２８５４（Ｐ２０１３−３２８５４Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２５４１３７（Ｐ２０１２−２５４１３７）
【出願日】平成２４年１１月２０日（２０１２．１１．２０）
【分割の表示】特願２００８−２２７５６１（Ｐ２００８−２２７５６１）の分割
【原出願日】平成１５年３月２６日（２００３．３．２６）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月２０日（２０１２．１１．２０）
【分割の表示】特願２００８−２２７５６１（Ｐ２００８−２２７５６１）の分割
【原出願日】平成１５年３月２６日（２００３．３．２６）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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