(57)【要約】【課題】潤滑剤の循環を良好にし、軸受の潤滑不良を改善することが可能な歯車装置を提供する。【解決手段】歯車装置１は、外筒２と、クランク軸２０と、クランク軸２０を回転自在に支持し、クランク軸２０の回転に連動して外筒２に対して相対回転するキャリア４と、クランク軸受２２と、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２とを備えている。クランク軸受２２は、キャリア４に取り付けられ、クランク軸２０を回転自在に支持する。第１プロペラ４１および第２プロペラ４２は、クランク軸２０に取り付けられ、当該クランク軸２０の回転によってクランク軸受２２に向けてまたはその反対方向へ潤滑剤を送る流れを発生させる。【選択図】図２
2014109285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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であり、前記一対の相手側部材とともに潤滑剤が充填可能な空間を形成する外筒と、
クランク軸と、
他方の相手側部材に固定可能に構成される一方で、前記外筒内部に回転自在に収容され、前記クランク軸の回転に連動して前記外筒に対して相対回転するキャリアと、
前記キャリアに取り付けられ、前記クランク軸を回転自在に支持する軸受と、
前記クランク軸に取り付けられ、前記クランク軸の回転によって、前記クランク軸に沿う方向の前記潤滑剤の流れを発生させる撹拌手段と
を備えている、
ことを特徴とする歯車装置。
【請求項２】
前記軸受は、前記クランク軸の軸方向に間隔おいて２つ設けられ、
前記撹拌手段は、前記軸受が配置された位置よりも前記クランク軸の軸方向外側に配置されている、請求項１に記載の歯車装置。
【請求項３】
前記撹拌手段は、前記クランク軸の軸方向に対して傾斜する複数枚の羽根を有する、請求項１または２に記載の歯車装置。
【請求項４】
前記クランク軸が正逆方向に回転可能であり、
当該クランク軸が正逆方向に回転することにより、前記羽根は前記潤滑剤の流れを反転させる、
請求項３に記載の歯車装置。
【請求項５】
前記撹拌手段は、前記クランク軸の両側の端部にそれぞれ配置されている、
請求項３または４に記載の歯車装置。
【請求項６】
前記クランク軸の両側の端部にそれぞれ配置された前記撹拌手段の前記羽根の向きは、前記クランク軸の軸方向に対して互いに同じ向きに傾斜するように設定されている、
請求項５に記載の歯車装置。
【請求項７】
前記クランク軸の両側の端部にそれぞれ配置された前記撹拌手段の前記羽根の向きは、前記クランク軸の軸方向に対して互いに反対向きに傾斜するように設定されている、
請求項５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、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、クランク軸は、キャリアの内部に収納され、その両端部、すなわち偏心部よりも軸方向外側に配置されたクランク軸受を介してキャリアに回転自在に支持されている。
【０００４】
歯車装置の内部、具体的には外筒の内部の空間は、潤滑剤が充填されている。この潤滑剤によって、クランク軸受などの歯車装置の機構部分の潤滑が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０２７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように特許文献１に記載された歯車装置では、減速機内部（とくに、キャリア内部）の潤滑剤の循環は、主にクランク軸の偏心部および揺動歯車の偏心運動によって生じる潤滑剤の流れによって行われる。そのため、潤滑剤の循環量を増加させることが難しい。とくに、クランク軸の軸方向へ潤滑剤を移動させてクランク軸受へ十分に潤滑剤を送ることが困難である。
【０００７】
そのため、クランク軸受その他の軸受において、潤滑不良、温度上昇、運転時または製造時に発生する磨耗粉やコンタミネーションなどの異物の滞留により、軸受およびそれを含む歯車装置全体の劣化や破損が発生するおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、潤滑剤の循環を良好にし、軸受の潤滑不良を改善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】
【０００９】
前記の目的を達成するため、本発明の歯車装置は、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であり、前記一対の相手側部材とともに潤滑剤が充填可能な空間を形成する外筒と、クランク軸と、他方の相手側部材に固定可能に構成される一方で、前記外筒内部に回転自在に収容され、前記クランク軸の回転に連動して前記外筒に対して相対回転するキャリアと、前記キャリアに取り付けられ、前記クランク軸を回転自在に支持する軸受と、前記クランク軸に取り付けられ、前記クランク軸の回転によって、前記クランク軸に沿う方向の前記潤滑剤の流れを発生させる撹拌手段とを備えていることを特徴としている。
【００１０】
かかる構成によれば、クランク軸の回転によって潤滑剤の流れを発生させる撹拌手段を備えているので、一対の相手側部材および外筒によって形成された空間の内部に潤滑剤が充填された状態で、クランク軸の回転によって、撹拌手段がクランク軸に沿う方向へ潤滑剤を送る流れを発生させることが可能である。これにより、潤滑剤の循環を良好にし、軸受の潤滑不良を改善することが可能である。その結果、軸受の温度上昇を抑え、かつ、運転時または製造時に発生する磨耗粉やコンタミネーションなどの異物の滞留により、軸受およびそれを含む歯車装置全体の劣化や破損を抑止することが可能である。
【００１１】
また、撹拌手段がクランク軸に取り付けられているので、撹拌手段をクランク軸に取り付ける際の羽根の向きに応じて、潤滑剤の流れの向きを設定することが可能である。
【００１２】
また、前記軸受は、前記クランク軸の軸方向に間隔おいて２つ設けられ、前記撹拌手段は、前記軸受が配置された位置よりも前記クランク軸の軸方向外側に配置されているのが好ましい。
【００１３】
かかる構成によれば、撹拌手段がクランク軸を支持する軸受よりも当該クランク軸の軸方向外側に配置されているので、撹拌手段を軸受と干渉することなくクランク軸に容易に取り付けることが可能である。
【００１４】
また、前記撹拌手段は、前記クランク軸の軸方向に対して傾斜する複数枚の羽根を有するのが好ましい。
【００１５】
かかる構成によれば、クランク軸が回転することによって、前記クランク軸の軸方向に対して傾斜する複数枚の羽根が潤滑剤に対してクランク軸に沿う方向へ向けて力を与えることが可能であり、潤滑剤をクランク軸に沿う方向へ確実に流すことが可能である。
【００１６】
また、前記クランク軸が正逆方向に回転可能であり、当該クランク軸が正逆方向に回転することにより、前記羽根は前記潤滑剤の流れを反転させるのが好ましい。
【００１７】
かかる構成によれば、クランク軸を正方向と逆方向の交互に回転させることによって、羽根は潤滑剤の流れを反転させることが可能であり、それにより、潤滑剤をクランク軸に沿って正逆両方向へ流すことが可能になり、軸受へ潤滑剤を正逆両方向から供給することが可能になる。
【００１８】
前記撹拌手段は、前記クランク軸の両側の端部にそれぞれ配置されているのが好ましい。
【００１９】
かかる構成によれば、クランク軸が回転することにより、クランク軸の両側の端部に配置された撹拌手段は、撹拌手段の間において潤滑剤をクランク軸に沿う方向へ安定して流すことが可能である。
【００２０】
前記クランク軸の両側の端部にそれぞれ配置された前記撹拌手段の前記羽根の向きは、前記クランク軸の軸方向に対して互いに同じ向きに傾斜するように設定されているのが好ましい。
【００２１】
かかる構成によれば、クランク軸の両側の端部にそれぞれ配置された撹拌手段の羽根の向きが互いに同じ向きに傾斜するので、クランク軸の回転によって、撹拌手段の間においてクランク軸に沿って同じ方向へ流れる一連の潤滑剤の流れを円滑に発生させることが可能である。
【００２２】
前記クランク軸の両側の端部にそれぞれ配置された前記撹拌手段の前記羽根の向きは、前記クランク軸の軸方向に対して互いに反対向きに傾斜するように設定されているのが好ましい。
【００２３】
かかる構成によれば、クランク軸の両側の端部にそれぞれ配置された撹拌手段の羽根の向きが互いに反対向きに傾斜しているので、クランク軸の回転によって、撹拌手段の間において潤滑剤をクランク軸に沿って正逆両方向の流れを同時に発生させることが可能である。これにより、撹拌手段の間に軸受等の部材が多数並んでいる場合でも、これらの部材間から潤滑剤を注入または排出させることが可能である。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、潤滑剤の循環を良好にし、クランク軸を支持する軸受の潤滑不良を改善することができる。
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る歯車装置をロボットの肩関節の部分に適用した状態を示す断面図である。
【図２】図１のキャリア内部のクランク軸および一対のプロペラの配置を示す拡大断面図である。
【図３】図２のクランク軸およびその周辺部分を部分的に取り出し、断面斜視図である。
【図４】図２の第１または第２プロペラの斜視図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例である穴が開いた円板から羽根を切り出した形状のプロペラの斜視図である。
【図６】本発明の実施形態のさらに他の変形例であるクランク軸を同じ方向に回転してもプロペラによって発生する潤滑剤の流れの向きが異なる状態を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態のさらに他の変形例であるプロペラをクランク軸の両端面に取り付けた状態を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態のさらに他の変形例であるプロペラをクランク軸の両端面に取り付けた形態であり、かつ、クランク軸を同じ方向に回転してもプロペラによって発生する潤滑剤の流れの向きが異なる状態を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態の他の変形例である中空のクランク軸にプロペラを取り付けた状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態のさらに他の変形例である中空のクランク軸にプロペラを取り付けた形態であり、かつ、クランク軸を同じ方向に回転してもプロペラによって発生する潤滑剤の流れの向きが異なる状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
本実施形態に係わる歯車装置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り、ロボットの肩関節などの部分において、ベースとそれに対して相対的に旋回する旋回体との間で所定の減速比で回転力を伝達する装置である。
【００２８】
本実施形態に係わる歯車装置１は、図１に示すように、ロボットの肩関節の部分において、旋回体５０とベース５２との間で所定の減速比で回転力を伝達する装置である。歯車装置１は、円筒状の第１ドライブシャフトＤＳ１を介して伝達されたモータの回転駆動力を減速させることにより、旋回体５０をベース５２に対して相対的に回転駆動させる。また、本実施形態では、ロボットの肩関節よりも先の部分（例えば、手や腕などの部分）の回転駆動のための第２ドライブシャフトＤＳ２および第３ドライブシャフトＤＳ３が、第１ドライブシャフトＤＳ１の内部に当該第１ドライブシャフトＤＳ１およびキャリア４と同軸上に配置され、かつ、歯車装置１の中央部分を貫通している。なお、第２ドライブシャフトＤＳ２および第３ドライブシャフトＤＳ３は、省略してもよい。
【００２９】
本実施形態の歯車装置１は、図１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２０と、クランク軸受２２と、揺動歯車２４と、インプットギヤ１６と、クランク軸２０にそれぞれ固定されたスパーギヤ１８と、クランク軸２０に設けられ、潤滑剤の流れを発生させる撹拌手段とを備えている。撹拌手段は、後述する第１プロペラ４１と、第２プロペラ４２とを備えている。
【００３０】
歯車装置１の機構部分（すなわち、外筒２から内側の部分）は、旋回体５０、ベース５２および外筒２が合体されることにより形成された外部から閉鎖された空間Ｓに隔離されており、その空間内部には、グリースや油などの潤滑剤が封入されている。これにより、潤滑剤は、キャリアの貫通孔４ａ、４ｂなどを通して歯車装置１の内部に充填された状態になっている。したがって、貫通孔４ｂの内部において、クランク軸２０の両端付近に設けられた第１プロペラ４１および第２プロペラ４２の周辺部分の空間も、潤滑剤によって満たされている。
【００３１】
外筒２は、一方の相手側部材（本実施形態では、ベース５２）に固定可能な形状をしており、歯車装置１のケースとして機能する。この外筒２は、略円筒状に形成されている。外筒２は、例えばロボットのベース５２にボルトＢ１によって締結される。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２４が噛み合う内歯として機能する。揺動歯車２４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２４を２個（複数）使用している。なお、揺動歯車２４は１個であってもよい。
【００３２】
キャリア４は、他方の相手側部材（本実施形態では旋回体５０）に固定可能な形状をしており、例えばロボットの旋回体５０に締結され、外筒２に対して相対的に回転可能であり、外筒２と同軸上に配置された状態でその外筒２内に収容されている。本実施形態では、キャリア４は、外筒２に対して同じ軸回りに相対回転する。このキャリア４は、複数のボルトＢ２によって旋回体５０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５０は、ベース５２に対して旋回する。
【００３３】
なお、本実施形態ではキャリア４を旋回体５０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５０に締結し、キャリア４をベース５２に締結して使用することも勿論可能である。
【００３４】
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３２と端板部３４とを備えており、それらの間には、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２４を収納する収容空間３３が形成されている。
【００３５】
基部３２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３２ａと、その基板部３２ａから端板部３４に向かって軸方向に延びる複数のシャフト部３２ｂとを有する。シャフト部３２ｂは、ボルト５によって端板部３４に締結されている。それによって、基部３２と端板部３４とが一体化されている。また、キャリア４の径方向中央部には、軸方向に貫通する貫通孔４ａが設けられている。収容空間３３は、貫通孔４ａを通してキャリア４の外部に連通している。この貫通孔４ａを通して、前述の第２ドライブシャフトＤＳ２および第３ドライブシャフトＤＳ３がキャリア４の中央を貫通している。
【００３６】
また、キャリア４の貫通孔４ａの周囲には、当該貫通孔４ａの周方向に等間隔に１２０度ごとに離間して配置された貫通孔４ｂが形成されている。
【００３７】
クランク軸２０は、複数（例えば、３本）設けられており、各クランク軸２０はキャリア４において貫通孔４ａおよびインプットギヤ１６の周囲に周方向に等間隔に１２０度ごとに配置されている。各クランク軸２０は、一対のクランク軸受２２を介してキャリア４の貫通孔４ｂの内部に回転自在に支持されている。なお、クランク軸２０は１本であってもよい。
【００３８】
クランク軸２０は、中実の棒状体からなり、複数（本実施形態では２つ）の偏心部２０ａを有している。この複数の偏心部２０ａは、一対のクランク軸受２２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２０ａは、それぞれクランク軸２０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２０ａは、互いに所定角度の位相差を有するようにクランク軸２０に形成されている。なお、偏心部２０ａは上記の揺動歯車２４の個数と対応するようにすればよく、１個であってもよい。
【００３９】
また、図２に示されるように、クランク軸２０は、両端部２０ｂおよび２０ｃにおいて偏心部２０ａに近い位置には、段差部２０ｄ、２０ｅがそれぞれ形成されている。段差部２０ｄ、２０ｅには、ワッシャ４７、４８が係合している。ワッシャ４７、４８は、キャリア４の内壁に形成された溝に嵌合された止め輪６３、６４によって脱落しないように固定されている。これにより、クランク軸２０は、キャリア４の内部で軸方向Ｃへの移動が規制される。
【００４０】
ワッシャ４７、４８には、それぞれ、図３に示されるように、複数の貫通孔６５が形成されている。潤滑剤は、貫通孔６５を通して、クランク軸受２２へ円滑に流れることが可能である。
【００４１】
クランク軸２０は、クランク軸受２２によって正逆方向に回転可能に支持されている。
【００４２】
クランク軸受２２は、クランク軸２０の軸方向Ｃに間隔をおいて２つ設けられている。各クランク軸受２２は、複数のころ２２ａと、当該ころ２２ａを円周状に保持する保持器２２ｂとを備えている。各ころ２２ａは、その軸方向がクランク軸２０の軸方向Ｃ（図２参照）に一致するように配置されているので、第１および第２プロペラ４１、４２によって軸方向Ｃへ供給される潤滑剤がクランク軸受２２を通過しやすくなっている。これにより、クランク軸受２２よりも軸方向Ｃの内側に配置されたころ軸受２８へ潤滑剤へ供給しやすくなっている。
【００４３】
撹拌手段は、クランク軸２０の回転によってキャリア４の貫通孔４ｂ内にクランク軸２０に沿う方向の潤滑剤の流れを発生させることが可能な構成を有しており、具体的には、第１プロペラ４１と、第２プロペラ４２とを備えている。
【００４４】
図４に示されるように、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２は、いずれも同じ形状を有している。これらのプロペラ４１、４２は、リング状の基部６１と、基部６１の外周に沿ってクランク軸２０の円周方向に放射状に配置された複数枚の羽根６２とを備えている。基部６１の内径は、クランク軸２０の端部２０ｂ、２０ｃに圧入などによって固定可能な寸法に設定されている。
【００４５】
羽根６２は、これらのプロペラ４１、４２の回転によって潤滑剤を軸方向Ｃへ押し出すことができるように、基部６１が固定されるクランク軸２０の軸方向Ｃに対して傾斜した向きになるように配置されている。これらのプロペラ４１、４２は、薄い金属板または樹脂板などから製造される。
【００４６】
図１〜３に示されるこれらのプロペラ４１、４２では、羽根６２の向きが、クランク軸２０の軸方向Ｃに対して互いに同じ向きに傾斜するように設定されている。
【００４７】
羽根６２の枚数や形状は、本発明ではとくに限定されるものではない。例えば、羽根６２の枚数、角度、幅、断面形状、または厚さなどは、クランク軸２０の回転速度や潤滑剤の種類などの条件に応じて適宜設定される。具体的には、羽根６２は、４〜８枚程度配置される。
【００４８】
第１プロペラ４１および第２プロペラ４２は、クランク軸２０の周面に固定されている。具体的には、第１プロペラ４１は、クランク軸２０においてスパーギヤ１８が固定された端部２０ｂの外周面２０ｂ１に圧入などによって固定される。第１プロペラ４１は、クランク軸受２２が配置された位置よりも軸方向Ｃの外側であって、クランク軸受２２とスパーギヤ１８との間に配置される。具体的には、第１プロペラ４１は、羽根６２（図４参照）がワッシャ４７を介してクランク軸受２２に対向する位置に配置されている。
【００４９】
一方、第２プロペラ４２は、クランク軸２０においてスパーギヤ１８が固定された端部２０ｂの反対側に突出する端部２０ｃの外周面２０ｃ１に圧入などによって固定される。第２プロペラ４２は、クランク軸受２２が配置された位置よりも軸方向Ｃの外側の位置、すなわち、端部２０ｃにおいてクランク軸受２２よりも当該端部２０ｃの先端に近い位置に配置される。具体的には、第２プロペラ４２も、羽根６２（図４参照）がワッシャ４８を介してクランク軸受２２に対向する位置に配置されている。
【００５０】
上記のように、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２の羽根６２の向きが、クランク軸２０の軸方向Ｃに対して互いに同じ向きに傾斜するように設定されているので、クランク軸２０がＡ方向（正方向）に回転することにより、第１プロペラ４１によって発生する潤滑剤の流れの向き（矢印Ｄ１方向）と第２プロペラ４２によって発生する潤滑剤の流れの向き（矢印Ｄ２方向）を同じになるように設定することが可能である。これにより、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２の間においてクランク軸２０に沿って同じ方向へ流れる一連の潤滑剤の流れを円滑に発生させることが可能である。また、この構成では、クランク軸２０をＡ方向と反対の方向（逆方向）に回転することにより、第１プロペラ４１が矢印Ｄ１方向と逆方向の潤滑剤の流れを発生させるとともに、第２プロペラ４２が矢印Ｄ２方向と逆方向の潤滑剤の流れを発生させることにより、図２に示される潤滑剤の流れと逆方向に流れる一連の潤滑剤の流れを発生させることが可能である。上記のように、クランク軸２０が正逆方向に回転することにより、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２の羽根６２は潤滑剤の流れを反転させることが可能である。
【００５１】
２個の揺動歯車２４は、クランク軸２０の各偏心部２０ａにそれぞれころ軸受２８を介して取り付けられている。揺動歯車２４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２０が回転するときに偏心部２０ａ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。
【００５２】
ころ軸受２８は、複数のころ２８ａと、当該ころ２８ａを円周状に保持する保持器２８ｂとを備えている。
【００５３】
ここで、潤滑剤の流れを向上させるために、ころ軸受２８の保持器２８ｂおよびクランク軸受２２の保持器２２ｂの軸方向Ｃの端面には、ワッシャ４７，４８に形成された複数の貫通孔６５（図３参照）と同様の貫通孔が形成されているのが好ましい。
【００５４】
揺動歯車２４は、中央部貫通孔２４ｂと、複数の偏心部挿通孔２４ｃと、複数のシャフト部挿通孔２４ｄとを有する。
【００５５】
偏心部挿通孔２４ｃは、揺動歯車２４において中央部貫通孔２４ｂ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２４ｃには、ころ軸受２８を介装した状態で各クランク軸２０の偏心部２０ａがそれぞれ挿通されている。
【００５６】
シャフト部挿通孔２４ｄは、揺動歯車２４において中央部貫通孔２４ｂ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２４ｄは、周方向において偏心部挿通孔２４ｃ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２４ｄには、キャリア４の各シャフト部３２ｂが遊びを有した状態で挿通されている。
【００５７】
各クランク軸２０の一方の端部２０ｂは、キャリア４の軸方向Ｃに沿って当該キャリア４の端板部３４から貫通孔４ｂを通して外部に突出している。それぞれのクランク軸２０においてキャリア４の外側に延設された端部には、スパーギヤ１８が、止め輪４３、４４によって着脱自在に取り付けられている。
【００５８】
図２に示されるように、止め輪４３、４４がクランク軸２０の端部２０ｂの外周面に形成された溝に嵌りこむことによって、スパーギヤ１８は、当該クランク軸２０の軸方向Ｃへの移動が規制される。
【００５９】
各スパーギヤ１８は、後述するインプットギヤ１６のギヤ部１６ａとそれぞれ噛み合っている。この各スパーギヤ１８は、インプットギヤ１６の回転をそのスパーギヤ１８が取り付けられたクランク軸２０に伝達する。
【００６０】
インプットギヤ１６は、複数のスパーギヤ１８に噛み合い、当該複数のスパーギヤ１８のそれぞれに回転駆動力を伝達するギヤである。インプットギヤ１６は、複数のスパーギヤ１８に噛み合う外歯歯車からなるギヤ部１６ａと、当該ギヤ部１６ａと同心上に並んで一体形成された連結部１６ｂとを備えている。連結部１６ｂの外周面には、スプライン溝１６ｃが形成されている。連結部１６ｂが円筒状の第１ドライブシャフトＤＳ１の内部に挿入されたとき、連結部１６ｂの外周側のスプライン溝１６ｃは、第１ドライブシャフトＤＳ１の内周側のスプライン凸部ＤＳ１ａと嵌合することが可能である。これにより、インプットギヤ１６は、第１ドライブシャフトＤＳ１に容易に連結することが可能である。
【００６１】
インプットギヤ１６の中央には、軸方向に貫通する貫通孔１６ｄが設けられている。その貫通孔１６ｄには、第２ドライブシャフトＤＳ２および第３ドライブシャフトＤＳ３が挿入されている。
【００６２】
図１に示されるように、第１ドライブシャフトＤＳ１は、ベース５２内部にベアリングＲ１を介して回転自在に支持されている。また、第１ドライブシャフトＤＳ１の外周面とベース５２の内周面との間には、ベース５２および歯車装置１内部の潤滑剤が外部に漏れないように、シールリングＳ１が設けられている。
【００６３】
また、第２ドライブシャフトＤＳ２は、第１ドライブシャフトＤＳ１内部にベアリングＲ２を介して回転自在に支持され、第１ドライブシャフトＤＳ１と第２ドライブシャフトＤＳ１との間がシールリングＳ２によってシールされている。同様に、第３ドライブシャフトＤＳ３は、第２ドライブシャフトＤＳ２内部にベアリングＲ３を介して回転自在に支持され、第２ドライブシャフトＤＳ２と第３ドライブシャフトＤＳ３との間がシールリングＳ３によってシールされている。
【００６４】
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。
【００６５】
インプットギヤ１６が第１ドライブシャフトＤＳ１を介してモータからの回転駆動力を受けたとき、当該インプットギヤ１６のギヤ部１６ａを介して各スパーギヤ１８に伝達される。これにより、各クランク軸２０は、それぞれの軸回りに回転する。
【００６６】
このとき、クランク軸２０の周面に固定された第１プロペラ４１および第２プロペラ４２がクランク軸２０とともに回転することによって、軸方向Ｃに沿う潤滑剤の流れを発生させる。これにより、クランク軸２０が正方向または逆方向に回転することによって、当該第１プロペラ４１および第２プロペラ４２がクランク軸受２２に向かう潤滑剤の流れ（すなわち、図２の矢印Ｄ１およびＤ２の方向の流れ）またはその反対方向の流れを発生させ、潤滑剤の循環を良好にする。
【００６７】
例えば、図２に示されるように、クランク軸２０がＡ方向へ回転したときには、潤滑剤は、スパーギヤ１８とキャリア４の端板部３４との間を通って、第１プロペラ４１へ流れる。そして、潤滑剤は、キャリア４を軸方向に貫通する貫通孔４ｂに流入し、一対のクランク軸受２２およびそれらに挟まれる２個のころ軸受２８を通過して、第２プロペラ４２へ到達する。その後、潤滑剤は、キャリア４の外部に排出される。また、クランク軸２０がＡ方向と逆方向へ回転したときには、潤滑剤は、図２で示される矢印Ｄ１、Ｄ２の向きとは逆方向に流れることが可能になる。
【００６８】
そして、各クランク軸２０の回転に伴って、そのクランク軸２０の偏心部２０ａが偏心回転する。これにより、揺動歯車２４は、偏心部２０ａ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２４の揺動回転は、各クランク軸２０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５０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ことができる。
【００６９】
（特徴）
（１）
本実施形態の歯車装置１では、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２を備えているので、旋回体５０ならびにベース５２（一対の相手側部材）と外筒２とによって形成された空間の内部に潤滑剤が充填された状態で、クランク軸２０の回転によって、当該第１プロペラ４１および第２プロペラ４２がクランク軸２０に双方向へ潤滑剤を送る流れを発生させることが可能である。これにより、潤滑剤の循環を良好にし、クランク軸受２２の潤滑不良を改善することが可能である。その結果、クランク軸受２２の温度上昇を抑え、かつ、運転時または製造時に発生する磨耗粉やコンタミネーションなどの異物の滞留により、クランク軸受２２およびそれを含む歯車装置全体の劣化や破損を抑止することが可能である。
【００７０】
（２）
本実施形態の歯車装置１では、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２がクランク軸２０を支持するクランク軸受２２よりも軸方向Ｃの外側に配置されているので、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２をクランク軸受２２と干渉することなくクランク軸２０に容易に組み付けることが可能である。
【００７１】
（３）
本実施形態の歯車装置１では、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２は、クランク軸２０の軸方向に対して傾斜する複数枚の羽根６２を有するので、クランク軸２０が回転することによって、これらの羽根６２が潤滑剤に対してクランク軸２０に沿う方向へ向けて力を与えることが可能であり、潤滑剤をクランク軸２０に沿う方向へ確実に流すことが可能である。
【００７２】
（４）
本実施形態の歯車装置１では、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２は、クランク軸２０に取り付けられているので、これらのプロペラ４１、４２をクランク軸２０に取り付ける際の羽根６２の向きに応じて、潤滑剤の流れの向きを設定することが可能である。
【００７３】
（５）
本実施形態の歯車装置１では、クランク軸２０を正方向（図２の矢印Ａ方向）とその逆方向の交互に回転させることによって、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２の羽根６２（図４参照）は潤滑剤の流れを反転させることが可能である。それにより、潤滑剤をクランク軸２０に沿って正逆両方向へ流すことが可能になり、クランク軸受２２およびころ軸受２８へ潤滑剤を正逆両方向から供給することが可能になる。
【００７４】
（６）
本実施形態の歯車装置１では、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２は、クランク軸２０の両側の端部２０ｂ、２０ｃにそれぞれ配置されているので、クランク軸２０が回転することにより、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２は、それらの間において潤滑剤をクランク軸２０に沿う方向へ安定して流すことが可能である。
【００７５】
（７）
本実施形態の歯車装置１では、クランク軸２０の両側の端部２０ｂ、２０ｃにそれぞれ配置された第１プロペラ４１および第２プロペラ４２の羽根６２（図４参照）の向きが互いに同じ向きに傾斜するので、クランク軸２０の回転によって、これらのプロペラ４１、４２の間においてクランク軸２０に沿って同じ方向へ流れる一連の潤滑剤の流れを円滑に発生させることが可能である。
【００７６】
（変形例）
（Ａ）
上記実施形態では、撹拌手段として、複数の羽根６２がリング状の基部６１の周囲に放射状に配置されたプロペラ４１、４２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い。例えば、図５に示されるように、リング状の板材を複数個所切り起こすことによって形成されたプロペラ７０を採用してもよい。このプロペラ７０は、複数の開口７３が円周状に配置されたリング状の基部７１と、当該基部７１に対して各開口７３の縁から立ち上がった複数の羽根７２とを備える。このプロペラ７０は、クランク軸２０の外周面に取り付けられる。各羽根７２は、プロペラ７０の回転時にクランク軸２０の軸方向へ潤滑剤を押し出すことが可能な向きになるように、互いに同じ向きに傾斜している。上記のようなプロペラ７０を用いた場合でも、プロペラ７０がクランク軸２０とともに回転することによって、羽根７２に当たった潤滑剤がクランク軸２０の軸に沿って流れることが可能である。
【００７７】
（Ｂ）
また、上記実施形態では、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２がクランク軸２０を支持するクランク軸受２２よりも軸方向Ｃの外側に配置されているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の変形例として、１枚または複数枚のプロペラがクランク軸受２２よりも軸方向内側に配置されていてもよい。また、１枚のプロペラのみがクランク軸受２２よりも軸方向外側に配置されていてもよい。
【００７８】
（Ｃ）
上記実施形態では、図２に示されるように、クランク軸２０の回転方向が同じときには、第１プロペラ４１によって発生する潤滑剤の流れの方向Ｄ１と第２プロペラ４２によって発生する潤滑剤の流れの方向Ｄ２とが同じになるように、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２の羽根６２の向きがクランク軸２０の軸方向Ｃに対して同じ向きに傾斜するように設定されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示される変形例のように、クランク軸２０を同じＡ方向に回転しても第１プロペラ４１および第２プロペラ４２によって発生する潤滑剤の流れの向きが異なるように、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２の羽根６２の向きがクランク軸２０の軸方向Ｃに対して互いに反対向きに傾斜するように設定されてもよい。この場合、潤滑剤は、２個のころ軸受２８の隙間から流入してクランク軸２０の周面に沿って、クランク軸２０の一方の端部２０ｂへ向かう流れＤ３と、クランク軸２０の他方の端部２０ｃへ向かう流れＤ４を発生することが可能になる。
【００７９】
このような構成では、クランク軸２０の回転によって、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２の間において潤滑剤をクランク軸２０に沿って正逆両方向の流れを同時に発生させることが可能である。これにより、これらのプロペラ４１，４２の間に軸受等の部材（例えば、２個のころ軸受２８および一対のクランク軸受）が多数並んでいる場合でも、これらの部材間（例えば、ころ軸受２８間）から潤滑剤を注入または排出させることが可能である。
【００８０】
（Ｄ）
さらに、上記実施形態の撹拌手段を構成する第１プロペラ４１および第２プロペラ４２は、クランク軸２０の両端部２０ｂ、２０ｃの周面に固定されているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の変形例として、図７に示されるように、第１プロペラ８１および第２プロペラ８２をクランク軸２０の両端面２０ｆ、２０ｇに取り付けてもよい。
【００８１】
この変形例の第１プロペラ８１および第２プロペラ８２は、図７に示されるように、いずれも同じ形状を有している。これらのプロペラ８１、８２は、円板状の基部８３と、基部８３の外周に沿ってクランク軸２０の円周方向に放射状に配置された複数枚の羽根８４と、基部８３に設けられたおねじ部８５とを備えている。
【００８２】
基部８３の外径は、クランク軸２０の端部２０ｂ、２０ｃの外径とほぼ同じになるように設定されている。また、基部８３においてクランク軸２０の両端面２０ｆ、２０ｇに対向する面８３ａは、当該両端面２０ｆ、２０ｇに当接できるように平坦である。
【００８３】
おねじ部８５は、基部８３のクランク軸２０の両端面２０ｆ、２０ｇに対向する面８３ａから突出する。おねじ部８５は、クランク軸２０の端部２０ｂ、２０ｃにそれぞれ形成されためねじ部２０ｈに螺合することが可能な寸法を有する。
【００８４】
羽根８４は、これらのプロペラ８１、８２が回転したときに潤滑剤を軸方向Ｃへ押し出すことができるように、基部８３が固定されるクランク軸２０の軸方向Ｃに対して傾斜して配置されている。
【００８５】
第１プロペラ８１は、クランク軸２０においてスパーギヤ１８が固定された端部２０ｂの端面２０ｆにおいて、おねじ部８５をクランク軸２０のめねじ部２０ｈに螺合することによって固定される。これにより、第１プロペラ８１は、クランク軸受２２およびスパーギヤ１８が配置された位置よりも軸方向Ｃの外側に配置される。
【００８６】
一方、第２プロペラ８２は、クランク軸２０においてスパーギヤ１８が固定された端部２０ｂと反対側に突出する端部２０ｃの端面２０ｇにおいて、おねじ部８５をクランク軸２０のめねじ部２０ｈに螺合することによって固定される。これにより、第２プロペラ４２は、クランク軸受２２が配置された位置よりも軸方向Ｃの外側の位置に配置される。
【００８７】
なお、図７に示される第１プロペラ８１、第２プロペラ８２はいずれも、基部８３、羽根８４およびおねじ部８５が一体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、基部８３と羽根８４とが一体になったプロペラを、おねじ部に代わるボルトでクランク軸２０に固定してもよい。
【００８８】
この図７の変形例においても、クランク軸２０の回転方向が同じときには、第１プロペラ８１によって発生する潤滑剤の流れの方向Ｄ１と第２プロペラ８２によって発生する潤滑剤の流れの方向Ｄ２とが同じになるように、第１プロペラ８１および第２プロペラ８２の羽根８４の向きがクランク軸２０の軸方向Ｃに対して同じ向きに傾斜するように設定されている。
【００８９】
また、この変形例では、スパーギヤ１８は、第１プロペラ８１で発生する矢印Ｄ１方向の潤滑剤の流れをクランク軸受２２へ導くために、複数の開口１８ａが形成されている。これにより、潤滑剤は、クランク軸２０をＡ方向に回転したときに、スパーギヤ１８の開口１８ａを通過してクランク軸受２２へ向けて矢印Ｄ１の方向に円滑に流れることが可能になる。これにより、潤滑剤は、キャリア４の貫通孔４ｂに流入し、一対のクランク軸受２２およびそれらに挟まれる２個のころ軸受２８を通過し、矢印Ｄ２の方向へ流れて第２プロペラ４２へ到達することが可能である。また、クランク軸２０がＡ方向と逆方向へ回転したときには、潤滑剤は、図７で示される矢印Ｄ１、Ｄ２の向きとは逆方向に流れることが可能になる。
【００９０】
図７に示される変形例の歯車装置のその他の構成については、図１〜２に示される歯車装置１と同じ構成を有する。
【００９１】
上記のように、第１プロペラ８１および第２プロペラ８２がクランク軸２０の両端面２０ｆ、２０ｇに取り付けられた構造では、これらのプロペラ８１および８２の取付作業が容易である。とくに、第１プロペラ８１は、クランク軸２０の端部２０ｂのうちスパーギヤ１８よりも軸方向Ｃの外側に配置されているので、当該スパーギヤ１８と干渉することなく容易にクランク軸２０の端面２０ｆに取り付けることが可能になる。
【００９２】
また、この変形例においても、クランク軸２０の両端面２０ｆ、２０ｇにそれぞれ配置された第１プロペラ８１および第２プロペラ８２の羽根８４の向きが互いに同じ向きに傾斜するので、クランク軸２０の回転によって、これらのプロペラ８１、８２の間においてクランク軸２０に沿って同じ方向へ流れる一連の潤滑剤の流れを円滑に発生させることが可能である。
【００９３】
（Ｅ）
また、上記の変形例（Ｄ）では、図７に示されるように、クランク軸２０の回転方向が同じときには、第１プロペラ８１によって発生する潤滑剤の流れの方向Ｄ１と第２プロペラ８２によって発生する潤滑剤の流れの方向Ｄ２とが同じになるように、第１プロペラ８１および第２プロペラ８２の羽根８４の向きがクランク軸２０の軸方向Ｃに対して同じ向きに傾斜するように設定されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図８に示される変形例のように、クランク軸２０を同じＡ方向に回転しても第１プロペラ８１および第２プロペラ８２によって発生する潤滑剤の流れの向きが異なるように、第１プロペラ８１および第２プロペラ８２の羽根８４の向きがクランク軸２０の軸方向Ｃに対して互いに反対向きに傾斜するように設定されてもよい。この場合、潤滑剤は、２個のころ軸受２８の隙間から流入してクランク軸２０の周面に沿って、クランク軸２０の一方の端部２０ｂへ向かう流れＤ３と、クランク軸２０の他方の端部２０ｃへ向かう流れＤ４を発生することが可能になる。図８に示される変形例の構成においても、クランク軸２０の回転によって、第１プロペラ８１および第２プロペラ８２の間において潤滑剤をクランク軸２０に沿って正逆両方向の流れを同時に発生させることが可能である。これにより、これらのプロペラ８１、８２の間に軸受等の部材（例えば、２個のころ軸受２８および一対のクランク軸受）が多数並んでいる場合でも、これらの部材間（例えば、ころ軸受２８間）から潤滑剤を注入または排出させることが可能である。
【００９４】
（Ｆ）
上記実施形態では、クランク軸２０として中実の棒状体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、図９に示されるような貫通孔を有するクランク軸１２０を採用してもよい。
【００９５】
このクランク軸１２０は、当該クランク軸１２０を軸方向Ｃに貫通する中央貫通孔１２１と、複数の径方向貫通孔１２２とを有する。径方向貫通孔１２２は、一対の偏心部２０ａの両側および当該偏心部２０ａの間において、当該クランク軸１２０の半径方向に延びるように形成され、中央貫通孔１２１に連通している。中央貫通孔１２１は、クランク軸１２０の両端から外部に開口している。これらの中央貫通孔１２１および径方向貫通孔１２２の内部には、潤滑剤が満たされている。
【００９６】
クランク軸１２０が回転すると、その遠心力によって、径方向貫通孔１２２から潤滑剤がクランク軸１２０の外部へ吐出し、一対のクランク軸受２２および２個のころ軸受２８へ潤滑剤が供給される。このとき、潤滑剤が径方向貫通孔１２２から吐出することによって、径方向貫通孔１２２に連通する中央貫通孔１２１内部は負圧になるので、中央貫通孔１２１の両端から潤滑剤が当該中央貫通孔１２１内部に流入する。そのため、クランク軸１２０が回転している間は、潤滑剤を径方向貫通孔１２２から連続的に吐出させて一対のクランク軸受２２および２個のころ軸受２８へ当該潤滑剤を連続的に供給することが可能である。
【００９７】
図９に示される変形例の歯車装置のその他の構成については、図１〜２に示される歯車装置１と同じ構成を有する。
【００９８】
上記の図９に示される変形例では、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２によって、潤滑剤をクランク軸１２０の外側を軸方向Ｃに沿って流し、それとともに、潤滑剤を当該クランク軸１２０の内部の中央貫通孔１２１に導入した後に径方向貫通孔１２２から当該クランク軸１２０の径方向へ吐出させることが可能である。これにより、一対のクランク軸受２２およびそれらに挟まれる２個のころ軸受２８へ潤滑剤をより多く供給することが可能になり、これらの部材における潤滑不良をより確実に防止することが可能になる。
【００９９】
（Ｇ）
また、上記の変形例（Ｆ）では、図９に示されるように、クランク軸１２０の回転方向が同じときには、第１プロペラ４１によって発生する潤滑剤の流れの方向Ｄ１と第２プロペラ４２によって発生する潤滑剤の流れの方向Ｄ２とが同じになるように、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２の羽根６２（図４参照）の向きがクランク軸２０の軸方向Ｃに対して同じ向きに傾斜するように設定されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１０に示される変形例のように、クランク軸１２０を同じＡ方向に回転しても第１プロペラ４１および第２プロペラ４２によって発生する潤滑剤の流れの向きが異なるように、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２の羽根６２の向きがクランク軸２０の軸方向Ｃに対して互いに反対向きに傾斜するように設定されてもよい。この場合、潤滑剤は、２個のころ軸受２８の隙間から流入してクランク軸２０の周面に沿って、クランク軸２０の一方の端部２０ｂへ向かう流れＤ３と、クランク軸２０の他方の端部２０ｃへ向かう流れＤ４を発生することが可能になる。図１０に示される変形例の構成においても、クランク軸２０の回転によって、第１プロペラ４１および第２プロペラ４２の間において潤滑剤をクランク軸２０に沿って正逆両方向の流れを同時に発生させることが可能である。これにより、これらのプロペラ４１，４２の間に軸受等の部材（例えば、２個のころ軸受２８および一対のクランク軸受）が多数並んでいる場合でも、これらの部材間（例えば、ころ軸受２８間）から潤滑剤を注入または排出させることが可能である。
【０１００】
また、この図１０に示される変形例では、２個のころ軸受２８の隙間が狭いことによって、潤滑剤が当該隙間へ流入しくい場合でも、クランク軸１２０の径方向貫通孔１２２から吐出する潤滑剤によって、２個のころ軸受２８および一対のクランク軸受２２へ潤滑剤を安定して供給することが可能である。
【０１０１】
（Ｈ）
また、上記の実施形態では、複数のクランク軸２０が中央の貫通孔４ａ（図１参照）の周囲に配設された構成としているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、クランク軸２０がキャリア４の中央部に配設されたセンタークランク式としてもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１  歯車装置
２  外筒
４  キャリア
２０、１２０  クランク軸
２０ａ  偏心部
２２  クランク軸受
２４  揺動歯車
２８  ころ軸受
４１、８１  第１プロペラ
４２、８２  第２プロペラ
【図１】
2014109285.tif 000003
【図２】
2014109285.tif 000004
【図３】
2014109285.tif 000005
【図４】
2014109285.tif 000006
【図５】
2014109285.tif 000007
【図６】
2014109285.tif 000008
【図７】
2014109285.tif 000009
【図８】
2014109285.tif 000010
【図９】
2014109285.tif 000011
【図１０】
2014109285.tif 000012