(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に複数の内歯が設けられた外筒と、
前記外筒内において回転自在に設けられ、偏心部を有するクランク部材と、
前記偏心部に取り付けられ、前記偏心部の偏心回転に連動して前記内歯に噛み合いながら揺動回転する外歯歯車と、
前記クランク部材を回転自在に収納する空間部を含む基部を有しており、前記外筒に対して相対的に回転可能に当該外筒の内部に収容されているキャリアと
を備えており、
前記キャリアの基部における相手部材への取付面には、
前記キャリアの基部を相手部材に締結する並目ねじが締結可能な形状を有する第１めねじ穴と、
前記キャリアの前記外筒に対する回転中心に対して前記第１めねじ穴よりも内径側に配置され、前記キャリアの基部を前記相手部材に締結する細目ねじが締結可能な形状を有する第２めねじ穴と
が形成されていることを特徴とする
歯車装置。
【請求項２】
前記歯車装置は、ロボットの旋回体をベースに対して相対的に回転駆動させる駆動部に適用され、
並目ねじからなる第１のおねじ部材と、
細目ねじからなる第２のおねじ部材と
をさらに備えており、
前記相手部材は、前記ロボットの前記旋回体またはベースのいずれか一方の部材であり、
前記第１のおねじ部材が前記旋回体またはベースを貫通して前記第１めねじ穴にねじ込まれ、かつ、前記第２のおねじ部材が前記旋回体またはベースを貫通して前記第２めねじ穴にねじ込まれることにより、前記旋回体またはベースは、前記基部に対して締結されている、
請求項１に記載の歯車装置。
【請求項３】
並目ねじからなる第１のおねじ部材と、
細目ねじからなる第２のおねじ部材と
をさらに備えており、
前記キャリアは、前記基部における当該キャリアの回転軸方向を向く端面に配置された端板部をさらに備えており、
前記相手部材は、前記端板部であり、
前記第１のおねじ部材が前記端板部を貫通して前記第１めねじ穴にねじ込まれ、かつ、前記第２のおねじ部材が前記端板部を貫通して前記第２めねじ穴にねじ込まれることにより、前記端板部は、前記基部に対して締結される、
請求項１に記載の歯車装置。
【請求項４】
前記第２のおねじ部材は、前記第１のおねじ部材と呼び径が同じである、
請求項２から３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、キャリアの基部に相手部材がボルトなどで締結可能な歯車装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歯車装置は、相対的に回転駆動される一対の部材の間にボルトなどのおねじ部材を用いて締結されることが多い。特許文献１に開示されている歯車装置は、産業用ロボットの可動側のアームおよび固定側のベースに対して、それぞれボルトによって固定されている。
【０００３】
特許文献１記載の歯車装置１０１は、図７（ａ）、（ｂ）および図８に示されるように、内面に複数の内歯１０３が設けられた外筒１０２と、その外筒１０２内において回転自在に設けられ、偏心部１０８ａを有するクランク軸１０８と、偏心部１０８ａに取り付けられ、偏心部１０８ａの偏心回転に連動して内歯１０３に噛み合いながら揺動回転する揺動歯車１１０と、クランク軸１０８が回転自在に取り付けられた基部１１３を有するキャリア１０４とを備えている。キャリア１０４は、外筒１０２に対して相対的に回転可能に外筒１０２の内部に収容されている。
【０００４】
この歯車装置１０１では、キャリア１０４の基部１１３がロボットのアーム１５１に並目ねじからなるボルト１１１、１１２で締結され、外筒１０２がロボットのベース１５２にボルト１３３で締結されている。
【０００５】
キャリア１０４の基部１１３におけるアーム１５１への取付面１１３ｃには、複数のボルト穴１３１、１３２が形成されている。ボルト１１１、１１２がアーム１５１を貫通して基部１１３の取付面１１３ｃのボルト穴１３１、１３２にねじ込まれことによって、キャリア１０４がアーム１５１に締結される。
【０００６】
この取付面１１３ｃには、クランク軸１０８を駆動するための平歯車１０７およびモータＭの駆動ギヤＤが収容される開口部１２０が形成されている。そのため、ボルト穴１３１、１３２は、開口部１２０を避けた場所に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３１２９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
キャリア１０４の基部１１３とアーム１５１などの相手部材との間は、相対的にずれないようにボルト１１１、１１２の軸力を上げて互いに強固に締結することが望ましい。しかし、上記のような特許文献１記載の歯車装置では、キャリア１０４の基部１１３におけるアーム１５１への取付面１１３ｃには、平歯車１０７および駆動ギヤＤが収容される開口部１２０が形成されているので、かかる取付面１１３ｃでは、ボルト穴１３１、１３２を形成する領域が制限され、とくにキャリア４の回転中心Ｏ３に近い側、すなわち内径側になるほどボルト穴１３２を形成する領域が制限される。そのため、基部１１３の取付面１１３ｃの内径側には、多数のボルト穴１３２を形成する領域が得られないため、内径側のボルト１１２として、軸力を確保するためにおねじの外径が大きいボルトを採用せざるを得ない。
【０００９】
そのため、基部１１３の取付面１１３ｃに大きなおねじ径のボルト１１２を配置するために、歯車装置の小型化が困難になっている。
【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、キャリアの基部における相手部材への取付面においてネジ穴を形成する領域が制限されている場合でも、おねじ部材の軸力を確保することが可能な歯車装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の歯車装置は、内面に複数の内歯が設けられた外筒と、前記外筒内において回転自在に設けられ、偏心部を有するクランク部材と、前記偏心部に取り付けられ、前記偏心部の偏心回転に連動して前記内歯に噛み合いながら揺動回転する外歯歯車と、前記クランク部材を回転自在に収納する空間部を含む基部を有しており、前記外筒に対して相対的に回転可能に当該外筒の内部に収容されているキャリアとを備えており、前記キャリアの基部における相手部材への取付面には、前記キャリアの基部を相手部材に締結する並目ねじが締結可能な形状を有する第１めねじ穴と、前記キャリアの前記外筒に対する回転中心に対して前記第１めねじ穴よりも内径側に配置され、前記キャリアの基部を前記相手部材に締結する細目ねじが締結可能な形状を有する第２めねじ穴とが形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
かかる構成によれば、キャリアの基部における相手部材への取付面には、前記キャリアの前記外筒に対する回転中心からみて、外径側に並目ねじが締結可能な第１めねじ穴が形成され、内径側に細目ねじが締結可能な第２めねじ穴が形成されている。そのため、第１めねじ穴に並目ねじが締結され、かつ、第２めねじ穴に細目ねじが締結された場合には、内径側の細目ねじは並目ねじよりも大きい軸力で基部と相手部材との間を締結することが可能である。そのため、取付面の内径側でめねじ穴を形成する領域が制限されている場合でも、内径側の細目ねじによって軸力を確保することが可能である。これによって、内径側の第２めねじ穴を大きくする必要が無く、歯車装置の小型化が容易になる。
【００１３】
また、前記歯車装置は、ロボットの旋回体をベースに対して相対的に回転駆動させる駆動部に適用され、並目ねじからなる第１のおねじ部材と、細目ねじからなる第２のおねじ部材とをさらに備えており、前記相手部材は、前記ロボットの前記旋回体またはベースのいずれか一方の部材であり、前記第１のおねじ部材が前記旋回体またはベースを貫通して前記第１めねじ穴にねじ込まれ、かつ、前記第２のおねじ部材が前記旋回体またはベースを貫通して前記第２めねじ穴にねじ込まれることにより、前記旋回体またはベースは、前記基部に対して締結されてもよい。
【００１４】
かかる構成によれば、並目ねじからなる第１のおねじ部材がロボットの旋回体またはベースを貫通して第１めねじ穴にねじ込まれ、かつ、細目ねじからなる第２のおねじ部材が旋回またはベース体を貫通して第２めねじ穴にねじ込まれることにより、旋回体またはベースがキャリアの基部に対して締結されるので、取付面にめねじ穴を形成する領域が制限された場合でも、内径側の細目ねじによって並目ねじよりも大きい軸力で旋回体またはベースを基部に締結することが可能である。そのため、旋回体またはベースが基部に対してずれるおそれが低くなる。また、旋回体またはベースに対して外力によるモーメントが作用したときには、そのモーメントを外径側に位置する並目ねじからなる第１おねじ部材で受けるので、外径側の第１おねじ部材の軸力のみが増大するが、内径側の細目ねじからなる第２おねじ部材の軸力はほとんど増大しない。そのため、内径側の第２おねじ部材の軸力を引張強度の限界近くまで上げるように第２おねじ部材を締め付けておいても、外力によるモーメントが作用したときに第２おねじ部材が破断する可能性が低い。
【００１５】
さらに、並目ねじからなる第１のおねじ部材と、細目ねじからなる第２のおねじ部材とをさらに備えており、前記キャリアは、前記基部における当該キャリアの回転軸方向を向く端面に配置された端板部をさらに備えており、前記相手部材は、前記端板部であり、前記第１のおねじ部材が前記端板部を貫通して前記第１めねじ穴にねじ込まれ、かつ、前記第２のおねじ部材が前記端板部を貫通して前記第２めねじ穴にねじ込まれることにより、前記端板部は、前記基部に対して締結されてもよい。
【００１６】
かかる構成によれば、並目ねじからなる第１のおねじ部材がキャリアの端板部を貫通して第１めねじ穴にねじ込まれ、かつ、細目ねじからなる第２のおねじ部材が端板部を貫通して第２めねじ穴にねじ込まれることにより、キャリアの端板部が基部に対して締結されるので、取付面にめねじ穴を形成する領域が制限された場合でも、内径側の細目ねじによって並目ねじよりも大きい軸力で端板部を基部に締結することが可能である。そのため、端板部が基部に対してずれるおそれが低くなる。また、端板部または基部に対して外力によるモーメントが作用したときには、そのモーメントを外径側に位置する並目ねじからなる第１おねじ部材で受けるので、外径側の第１おねじ部材の軸力のみが増大するが、内径側の細目ねじからなる第２おねじ部材の軸力はほとんど増大しない。そのため、内径側の第２おねじ部材の軸力を引張強度の限界近くまで上げるように第２おねじ部材を締め付けておいても、外力によるモーメントが作用したときに第２おねじ部材が破断する可能性が低い。
【００１７】
前記第２のおねじ部材は、前記第１のおねじ部材と呼び径が同じであるのが好ましい。
【００１８】
かかる構成によれば、細目ねじからなる第２のおねじ部材が並目ねじからなる第１のおねじ部材と呼び径が同じであるので、これらのおねじ部材を共通の締付工具で締め付けることが可能である。しかも、並目ねじと細目ねじを同じ締付トルクで締め付けた場合、内径側の細目ねじの軸力を外径側の並目ねじの軸力よりも大きくすることが可能である。そのため、第１および第２おねじ部材を締結する作業では、工具や締付トルクを変える必要が無いので、作業性が良い。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、キャリアの基部における相手部材への取付面においてネジ穴を形成する領域が制限されている場合でも、おねじ部材の軸力を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る歯車装置にロボットの旋回体が締結された状態を示す図であり、（ａ）は歯車装置の断面図、（ｂ）は（ａ）のキャリアの基部を回転軸方向から見た平面図である。
【図２】図１（ａ）の歯車装置の左側面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る歯車装置を示す断面図である。
【図４】図３の歯車装置の右側面図である。
【図５】本発明の歯車装置におけるモーメント荷重と軸力の関係を示すグラフである。
【図６】従来考えられていた歯車装置におけるモーメント荷重と軸力の関係を示すグラフである。
【図７】従来の歯車装置の歯車装置にロボットのアームが締結された状態を示す図であり、（ａ）は歯車装置の断面図、（ｂ）は（ａ）のキャリアの基部を回転軸方向から見た平面図である。
【図８】図７（ａ）の歯車装置の左側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
（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。
【００２３】
第１実施形態に係わる歯車装置１は、図１（ａ）に示すように旋回体５１とベース５２との間で所定の減速比で回転力を伝達するものである。旋回体５１は、本発明の相手部材の概念に含まれるものである。本実施形態の歯車装置１は、外筒２と、内歯ピン３と、キャリア４と、主軸受６と、クランク軸歯車７と、クランク軸８と、クランク軸受９と、揺動歯車１０と、第１ボルト１１と、第２ボルト１２とを備えている。
【００２４】
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５２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。揺動歯車１０の歯数は、内歯ピン３の数よりも若干少なくなっている。本実施形態では揺動歯車１０を２個（複数）使用している。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
端板部１４は、基部１３のシャフト部１３ｂの先端面１３ｄに配置されている。端板部１４は、ボルト１５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。
【００２８】
図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、基部１３は、端板部１４が配置された先端面１３ｄに対して反対側の部位において、旋回体５１への取付面１３ｃを有している。取付面１３ｃには、３枚のクランク軸歯車７が収容される開口部２０が形成されている。開口部２０は、基部１３の内部のクランク軸８を収納する空間部にそれぞれ連通している。そして、取付面１３ｃにおける開口部２０の周囲の領域には、複数の第１ボルト穴３１および第２ボルト穴３２が形成されている。
【００２９】
第１ボルト穴３１は、基部１３を旋回体５１に締結する並目ねじからなる第１ボルト１１が締結可能なめねじ形状を有する。第１ボルト穴３１は、取付面１３ｃの外周縁に沿って、５個単位で３箇所に分散して配置されている。それぞれの第１ボルト穴３１は、回転中心Ｏ１から等距離に配置されている。
【００３０】
第２ボルト穴３２は、キャリア４の外筒２に対する回転中心Ｏ１に対して第１ボルト穴３１よりも内径側（すなわち、回転中心Ｏ１に対して第１ボルト穴３１よりも近い側）に配置されている。第２ボルト穴３２は、基部１３を旋回体５１に締結する細目ねじからなる第２ボルト１２が締結可能なめねじ形状を有する。第２ボルト穴３２は、第１ボルト穴３１の形成されている場所に対して内径側の位置に、それぞれ２個ずつ配置されている。それぞれの第２ボルト穴３２は、回転中心Ｏ１から等距離に配置されている。
【００３１】
第１ボルト穴３１および第２ボルト穴３２の内径は同じであり、同じ呼び径のボルトがねじ込まれることが可能である。
【００３２】
キャリア４は、第１ボルト１１および第２ボルト１２によって旋回体５１に締結される。キャリア４が外筒２に対して相対回転すると、旋回体５１は、ベース５２に対して旋回する。
【００３３】
第１ボルト１１は、キャリア４の基部１３を旋回体５１に締結する並目ねじからなり、本発明の第１のおねじ部材に含まれる概念である。
【００３４】
第２ボルト１２は、キャリア４の基部１３を旋回体５１に締結する細目ねじからなる第２のおねじ部材に含まれる概念である。
【００３５】
第１実施形態では、細目ねじからなる第２ボルト１２は、並目ねじからなる第１ボルト１１と呼び径が同じである。すなわち、第１ボルト１１と第２ボルト１２とは、おねじ部分の外径が同じであり、各ボルト頭部の形状は共通しており、共通の工具で締め付けることが可能である。
【００３６】
なお、本実施形態ではキャリア４を旋回体５１に締結して旋回するようにし、外筒２をベース５２に固定して不動にしているが、外筒２を旋回体５１に締結し、キャリア４の基部１３をベース５２に締結して使用することも勿論可能である。
【００３７】
クランク軸８は、複数（図１（ｂ）では３本）設けられており、各クランク軸８はモータＭの駆動ギヤＤ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７がそれぞれ取り付けられている。各クランク軸歯車７は、モータＭの駆動ギヤＤとそれぞれ噛み合っている。この各クランク軸歯車７は、駆動ギヤＤの回転をそのクランク軸歯車７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。
【００３８】
クランク軸８は、複数（図１（ａ）では２個）の偏心部８ａを有している。この複数の偏心部８ａは、一対のクランク軸受９の間の位置で軸方向に並ぶように配置されている。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。
【００３９】
２枚の揺動歯車１０は、クランク軸８の各偏心部８ａにそれぞれころ軸受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く形成されており、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内面の内歯ピン３に噛み合いながら揺動回転する。
【００４０】
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。モータＭの駆動軸ＤＳ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。
【００４１】
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、ころ軸受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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
モータＭで発生した駆動ギヤＤの回転駆動力は、各クランク軸歯車７に直接伝達される。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。
【００４５】
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、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。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５２に固定されて不動であるので、それによって、キャリア４および旋回体５１は、入力された回転から減速された回転数で外筒２及びベース５２に対して相対回転する。
【００４６】
（第１実施形態の特徴）
（１）
第１実施形態の歯車装置１では、図１（ａ）、（ｂ）ならびに図２に示されるように、キャリア４の基部１３における旋回体５１への取付面１３ｃには、キャリア４の外筒２に対する回転中心Ｏ１からみて、外径側に並目ねじが締結可能な第１ボルト穴３１が形成され、内径側に細目ねじが締結可能な第２ボルト穴３２が形成されている。そのため、第１ボルト穴３１に並目ねじからなる第１ボルト１１が締結され、かつ、第２ボルト穴３２にその第１ボルト１１と同じ外径の細目ねじからなる第２ボルト１２が当該第１ボルト１１の締付トルクと同じ締付トルクで締結された場合には、内径側の第２ボルト１２（細目ねじ）は第１ボルト１１（並目ねじ）よりも大きい軸力で基部１３と旋回体５１との間を締結することが可能である。そのため、取付面１３ｃの内径側で第１ボルト穴３１および第２ボルト穴３２を形成する領域が制限されている場合でも、内径側の第２ボルト１２によって軸力を確保することが可能である。これによって、内径側の第２ボルト穴３２を大きくする必要が無く、歯車装置の小型化が容易になる。
【００４７】
（２）
第１実施形態の歯車装置１では、キャリア４の基部１３に旋回体５１を取り付ける場合、基部１３の取付面１３ｃに旋回体５１を当接した状態で、並目ねじからなる第１ボルト１１が旋回体５１を貫通して基部１３における外径側の第１ボルト穴３１にねじ込まれるとともに、細目ねじからなる第２ボルト１２が旋回体５１を貫通して基部１３における内径側の第２ボルト穴３２にねじ込まれている。これにより、取付面１３ｃに第１ボルト穴３１および第２ボルト穴３２を形成する領域が制限された場合でも、内径側の第２ボルト１２（細目ねじ）によって第１ボルト１１（並目ねじ）よりも大きい軸力で旋回体５１を基部１３に締結することが可能である。そのため、旋回体５１が基部１３に対してずれるおそれが低くなる。
【００４８】
（３）
また、第１実施形態では、細目ねじからなる第２ボルト１２が並目ねじからなる第１ボルト１１と呼び径が同じであるので、これらの第１ボルト１１および第２ボルト１２を共通の締付工具（トルクレンチなど）で締め付けることが可能である。しかも、並目ねじからなる第１ボルト１１と細目ねじからなる第２ボルト１２を同じ締付トルクで締め付けた場合、内径側の第２ボルト１２（細目ねじ）の軸力を外径側の第１ボルト１１（並目ねじ）の軸力よりも大きくすることが可能である。そのため、第１ボルト１１および第２ボルト１２を締結する作業では、工具や締付トルクを変える必要が無いので、作業性が良い。
【００４９】
（４）
また、旋回体５１に対して外力によるモーメントが作用したときには、そのモーメントを外径側の第１ボルト１１（並目ねじ）で受けるので、外径側の第１ボルト１１の軸力のみが増大するが、内径側の第２ボルト１２（細目ねじ）の軸力はほとんど増大しない。そのため、内径側の第２ボルト１２の軸力を引張強度の限界（例えば、降伏点）近くまで上げるように第２ボルト１２を締め付けておいても、外力によるモーメントが作用したときに第２ボルト１２が破断する可能性が低い。
【００５０】
ここで、外力によるモーメントとボルトの軸力との関係について説明する。
【００５１】
産業用ロボットに組み込まれた歯車装置１では、キャリア４の基部１３と旋回体５１との間の第１ボルト１１および第２ボルト１２による締結部分に対して、モータＭの駆動によって発生するトルクが作用するだけでなく、旋回体５１を介して伝達される外力などによるモーメントも作用する場合がある。従来では、外力によって大きなモーメントがこの締結部分に作用すると、外径側および内径側に配置されているすべてのボルトに関して、ボルトの軸力が増加すると考えられていた。
【００５２】
例えば、図６に示されるように、キャリア４の回転中心Ｏ１から等距離に設けられたボルトによってキャリア４の基部１３と旋回体５１との間を締め付けた場合、締付け後の初期状態では、ボルトの軸力がボルトの降伏限界を示す１２０ｋＮの横線Ｌ２ｍａｘを下回る１００．０ｋＮであっても、旋回体５１に作用する外力などによるモーメント荷重が増加すれば、それにともなってボルトの軸力も破線Ｌ２０のように増加するので、２倍のモーメント荷重のときには、Ｌ２０は線Ｌ２ｍａｘを超えてボルトが破断または損傷するおそれがある。このため、従来では、外力によるモーメントが作用してボルトの軸力が増加しても、ボルトの軸力が当該ボルトの降伏限界値Ｌ２ｍａｘに達しないように、外径側および内径側に配置されているすべてのボルトについて初期状態の軸力を８０．０ｋＮまであらかじめ低く設定しておき、実線Ｌ２１のように２倍のモーメント荷重のときに横線Ｌ２ｍａｘを超えてボルトが破断または損傷しないようにしていた。
【００５３】
このような状況を考慮して、本発明者らは、キャリア４の回転中心Ｏ１からの距離が異なる外径側の第１ボルト１１と内径側の第２ボルト１２についてのそれぞれのボルトの軸力と外力によるモーメント荷重との関係について実験等鋭意検討を重ね、その結果、図５のグラフに示されるような実験結果を得た。
【００５４】
図５に示されるように、初期状態では、外径側に配置された第１ボルト１１および内径側の第２ボルト１２は、それぞれボルトの軸力が８０ｋＮになるようにキャリア４の基部１３と旋回体５１を締め付けている。旋回体５１に作用するモーメント荷重（すなわち、運転時に作用する外力によるモーメントの倍率）が増加したとき、外径側の第１ボルト１１については、それにともなって第１ボルト１１の軸力も実線Ｌ１１のように増加する。そのため、外径側の第１ボルト１１については、破線Ｌ１０のようにあらかじめ高めにボルトの軸力を設定すれば、２倍のモーメント荷重のときに降伏限界値を示す横線Ｌ１ｍａｘを超えるおそれがある。
【００５５】
一方、内径側の第２ボルト１２については、旋回体５１に作用するモーメント荷重が増加しても、第２ボルト１２の軸力は一点鎖線Ｌ１２のように増加しないで初期値をほぼ維持していることが実験結果によってわかった。これは、外径側の第１ボルト１１がモーメント荷重を受けるので、内径側の第２ボルト１２にはモーメント荷重による影響が及ぼさないためと考えられる。
【００５６】
そこで、本実施形態では、内径側の第２ボルト１２の軸力を実線Ｌ１３のように降伏限界値を示す横線Ｌ１ｍａｘの直近になるように設定している。これにより、旋回体５１と基部１３との間はボルトの軸力を上げて互いに強固に締結することが可能であり、それにより、旋回体５１と基部１３とのずれをさらに抑制することが可能になる。
【００５７】
（第２実施形態）
上記の第１実施形態では、キャリア４の基部１３に締結される相手部材としてロボットの旋回体５１である例をあげて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、キャリア４の基部１３にボルトなどのおねじ部材で締結される相手部材であれば、他の部材を締結してもよい。例えば、キャリアの基部に対して端板部を上記のように並目ねじからなる第１ボルトと細目ねじからなる第２ボルトを用いて強固に締結するようにしてもよい。
【００５８】
具体的には、図３〜４に示されるように、第２実施形態の歯車装置６１は、外筒６２と、内歯ピン６３と、キャリア６４と、主軸受６６と、クランク軸歯車６７と、クランク軸６８と、クランク軸受６９と、揺動歯車７０と、第１ボルト７１と、第２ボルト７２とを備えている。
【００５９】
外筒６２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６２の内面には、多数の内歯ピン６３が周方向に等間隔で配設されている。内歯ピン６３は、外歯歯車からなる揺動歯車７０が噛み合う内歯として機能する。
【００６０】
キャリア６４は、軸方向に離間して一対に設けられた主軸受６６により外筒６２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６４は、基部７３と、端板部７４とを備えている。基部７３と端板部７４との間には、外筒６２とキャリア６４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７０が配置されている。
【００６１】
基部７３は、外筒６２内においてその外筒６２の端部近傍に配置される基板部７３ａと、その基板部７３ａから端板部７４に向かって軸方向に延びる複数のシャフト部７３ｂとを有する。基部７３は、クランク軸６８を収納する空間部を有する。
【００６２】
端板部７４は、基部７３におけるキャリア６４の回転軸Ｏ２の方向を向くシャフト部７３ｂの先端面７３ｄに配置されている。シャフト部７３ｂは、その先端面７３ｄにおいて、第１ボルト７１および第２ボルト７２によって端板部７４に締結されている。それによって、基部７３と端板部７４とが一体化されている。
【００６３】
図３〜４に示されるように、基部７３は、シャフト部７３ｂの先端面７３ｄという狭い領域において、複数の第１ボルト穴９１および第２ボルト穴９２が形成されている。
【００６４】
第１ボルト穴９１は、基部７３を端板部７４に締結する並目ねじからなる第１ボルト７１が締結可能なめねじ形状を有する。第１ボルト穴９１は、シャフト部７３ｂの先端面７３ｄの外周縁に沿って、２個単位で３箇所に分散して配置されている。それぞれの第１ボルト穴９１は、回転中心Ｏ２から等距離に配置されている。
【００６５】
第２ボルト穴９２は、キャリア６４の外筒６２に対する回転中心Ｏ２に対して第１ボルト穴９１よりも内径側に配置されている。第２ボルト穴９２は、基部７３を端板部７４に締結する細目ねじからなる第２ボルト７２が締結可能なめめじ形状を有する、第２ボルト穴９２は、第１ボルト穴９１の形成されている場所に対して内径側の位置に、それぞれ１個ずつ配置されている。それぞれの第２ボルト穴９２は、回転中心Ｏ２から等距離に配置されている。
【００６６】
第１ボルト穴９１および第２ボルト穴９２の内径は同じであり、同じ呼び径のボルトがねじ込まれることが可能である。
【００６７】
第１ボルト７１は、キャリア６４の基部７３を端板部７４に締結する並目ねじからなり、本発明の第１のおねじ部材に含まれる概念である。
【００６８】
第２ボルト７２は、キャリア６４の基部７３を端板部７４に締結する細目ねじからなる第２のおねじ部材に含まれる概念である。
【００６９】
第１実施形態では、細目ねじからなる第２ボルト７２は、並目ねじからなる第１ボルト７１と呼び径が同じである。すなわち、第１ボルト７１と第２ボルト７２とは、おねじ部分の外径が同じであり、各ボルト頭部の形状は共通しており、共通の工具で締め付けることが可能である。
【００７０】
クランク軸６８は、複数（図４では３本）設けられており、各クランク軸６８はモータＭの駆動ギヤＤ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６８の端部には、クランク軸歯車６７がそれぞれ取り付けられている。各クランク軸歯車６７は、モータＭの駆動ギヤＤとそれぞれ噛み合っている。この各クランク軸歯車６７は、駆動ギヤＤの回転をそのクランク軸歯車６７が取り付けられたクランク軸６８に伝達する。そして、各クランク軸６８は、一対のクランク軸受６９を介してキャリア６４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６８は、キャリア６４に回転自在に支持されている。
【００７１】
クランク軸６８は、複数（図３では２個）の偏心部６８ａを有している。この複数の偏心部６８ａは、一対のクランク軸受６９の間の位置で軸方向に並ぶように配置されている。各偏心部６８ａは、それぞれクランク軸６８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６８ａは、互いに所定角度の位相差を有するようにクランク軸６８に形成されている。
【００７２】
２枚の揺動歯車７０は、クランク軸６８の各偏心部６８ａに取り付けられている。揺動歯車７０は、外筒６２の内径よりも少し小さく形成されており、クランク軸６８が回転するときに偏心部６８ａの偏心回転に連動して外筒６２内面の内歯ピン６３に噛み合いながら揺動回転する。
【００７３】
揺動歯車７０は、中央部貫通孔７０ｂと、複数の偏心部挿通孔７０ｃと、複数のシャフト部挿通孔７０ｄとを有する。駆動ギヤＤを回転駆動する駆動軸Ｓは、中央部貫通孔７０ｂに遊びを有した状態で挿通されている。
【００７４】
偏心部挿通孔７０ｃは、揺動歯車７０において中央部貫通孔７０ｂ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７０ｃには、ころ軸受７８を介装した状態で各クランク軸６８の偏心部６８ａがそれぞれ挿通されている。
【００７５】
シャフト部挿通孔７０ｄは、揺動歯車７０において中央部貫通孔７０ｂ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７０ｄは、周方向において偏心部挿通孔７０ｃ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７０ｄには、キャリア６４の各シャフト部７３ｂが遊びを有した状態で挿通されている。
【００７６】
（第２実施形態の特徴）
（１）
図３および図４に示されるように、第２実施形態の歯車装置６１では、キャリア６４の基部７３におけるシャフト部７３ｂの先端面７３ｄの狭い領域には、キャリア６４の外筒６２に対する回転中心Ｏ２からみて、外径側に並目ねじが締結可能な第１ボルト穴９１が形成され、内径側に細目ねじが締結可能な第２ボルト穴９２が形成されている。そのため、第１ボルト穴９１に並目ねじからなる第１ボルト７１が締結され、かつ、第２ボルト穴９２にその第１ボルト７１と同じ外径の細目ねじからなる第２ボルト７２が当該第１ボルト７１の締付トルクと同じ締付トルクで締結された場合には、内径側の第２ボルト７２（細目ねじ）は第１ボルト７１（並目ねじ）よりも大きい軸力で基部７３と端板部７４との間を締結することが可能である。そのため、シャフト部７３ｂの先端面７３ｄの内径側で第１ボルト穴９１および第２ボルト穴９２を形成する領域が制限されている場合でも、内径側の第２ボルト７２（細目ねじ）によって軸力を確保することが可能である。これによって、内径側の第２ボルト穴９２を大きくする必要が無く、歯車装置６１の小型化が容易になる。
【００７７】
（２）
第２実施形態の歯車装置６１では、キャリア６４の基部７３に端板部７４を取り付ける場合、基部７３のシャフト部７３ｂの先端面７３ｄに端板部７４を当接した状態で、並目ねじからなる第１ボルト７１が端板部７４を貫通して基部７３における外径側の第１ボルト穴９１にねじ込まれるとともに、細目ねじからなる第２ボルト７２が端板部７４を貫通して基部７３における内径側の第２ボルト穴９２にねじ込まれる。これにより、シャフト部７３ｂの先端面７３ｄに第１ボルト穴９１および第２ボルト穴９２を形成する領域が制限された場合でも、内径側の第２ボルト７２（細目ねじ）によって第１ボルト７１（並目ねじ）よりも大きい軸力で端板部７４を基部７３に締結することが可能である。そのため、端板部７４が基部７３に対してずれるおそれが低くなる。
【００７８】
（３）
また、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、細目ねじからなる第２ボルト７２が並目ねじからなる第１ボルト７１と呼び径が同じであるので、これらの第１ボルト７１および第２ボルト７２を共通の締付工具（トルクレンチなど）で締め付けることが可能である。しかも、並目ねじからなる第１ボルト７１と細目ねじからなる第２ボルト７２を同じ締付トルクで締め付けた場合、内径側の第２ボルト７２（細目ねじ）の軸力を外径側の第１ボルト７１（並目ねじ）の軸力よりも大きくすることが可能である。そのため、第１ボルト７１および第２ボルト７２を締結する作業では、工具や締付トルクを変える必要が無いので、作業性が良い。
【００７９】
（４）
また、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、端板部７４または基部７３に対して外力によるモーメントが作用したときには、そのモーメントを外径側の第１ボルト７１（並目ねじ）で受けるので、外径側の第１ボルト７１の軸力のみが増大するが、内径側の第２ボルト７２（細目ねじ）の軸力はほとんど増大しない。そのため、内径側の第２ボルト７２の軸力を降伏点近くまで上げるように第２ボルト７２を締め付けておいても、外力によるモーメントが作用したときに第２ボルト７２が破断または損傷する可能性が低い。
【００８０】
なお、今回開示された上記の第１および第２実施形態は、すべての点で本発明の例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８１】
例えば、上記実施形態のように２個の揺動歯車１０を有する歯車装置のみならず、１個の揺動歯車、あるいは３個の揺動歯車を有する歯車装置においても本発明を適用することが可能である。
【００８２】
また、前記実施形態では、クランク軸８が周方向に複数配置される構成としたが、クランク軸８がキャリア４の軸心上に１つだけ設けられる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１、６１  歯車装置
２、６２  外筒
３、６３  内歯ピン
４、６４  キャリア
８、６８  クランク軸
８ａ、６８ａ  偏心部
１０、７０  揺動歯車
１１、７１  第１ボルト
１２、７２  第２ボルト
１３、７３  基部
１３ｂ、７３ｂシャフト部
１３ｃ  取付面
１３ｄ、７３ｄ  先端面
１４、７４  端板部
３１、９１  第１ねじ穴
３２、９２  第２ねじ穴
５１  旋回体
５２  ベース
【図１】
0005508320.tif 000002
【図２】
0005508320.tif 000003
【図３】
0005508320.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005508320.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005508320.tif 000008
【図８】
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