(57)【要約】【課題】クランク軸の嵌合部と伝達歯車との嵌合孔におけるがたつきや騒音を低コストで抑制することが可能になる歯車伝動装置を提供する。【解決手段】歯車伝動装置１は、嵌合部１０ｃを有するクランク軸１０と、歯部１４ａ，１６ａを有する歯車部材１４，１６と、歯車部材１４，１６の歯部１４ａ，１６ａと噛み合う歯部３を有する第１筒部２と、クランク軸１０の回転に伴う歯車部材１４，１６の揺動によって第１筒部２に対して相対的に回転可能な第２筒部４と、クランク軸１０の嵌合部１０ｃが嵌合する嵌合孔２０ｂを有する伝達歯車２０とを備えている。伝達歯車２０の嵌合孔２０ｂは、クランク軸１０の軸方向に直交する断面の形状が多角形であり、クランク軸１０の嵌合部１０ｃは、クランク軸１０の軸方向に直交する断面の形状が嵌合孔２０ｂの断面形状に適合する多角形である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏心部、円柱状部位及び嵌合部を有するクランク軸と、
前記偏心部が挿入される貫通孔を有するとともに歯部を有する歯車部材と、
前記歯車部材の前記歯部と噛み合う歯部を有する第１筒部と、
前記クランク軸を回転可能に支持し、前記クランク軸の回転に伴う前記歯車部材の揺動によって前記第１筒部に対して相対的に回転可能な第２筒部と、
前記クランク軸の前記嵌合部が嵌合する嵌合孔を有し、前記クランク軸を軸回りに回転させるための伝達歯車と、を備え、
前記伝達歯車の前記嵌合孔は、前記クランク軸の軸方向に直交する平面で切断したときの断面の形状が多角形であり、前記クランク軸の前記嵌合部は、前記クランク軸の軸方向に直交する平面で切断したときの断面の形状が前記嵌合孔の断面形状に適合する多角形であり、
前記伝達歯車の前記嵌合孔と前記クランク軸の前記嵌合部は、熱処理による歪みが抑えられる多角形に形成されており、かつ、仕上げ加工が施されている、歯車伝動装置の製造方法であって、
前記クランク軸の前記嵌合部と前記円柱状部位とを、加工時の中心位置を同心にして、加工する、歯車伝動装置の製造方法。
【請求項２】
前記加工は熱処理後に行う、請求項１に記載の歯車伝動装置の製造方法。
【請求項３】
前記クランク軸の前記嵌合部と前記円柱状部位とを同じ工具で加工する、請求項２に記載の歯車伝動装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車伝動装置の製造方法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体の回転に連動させて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伝動装置が知られている。このような歯車伝動装置では、クランク軸の嵌合部に伝達歯車（スパーギヤ）が取り付けられている。この伝達歯車は、入力軸の回転を受けてクランク軸を回転させる役割を担う。
【０００３】
一般に、クランク軸と伝達歯車との結合には、インボリュートスプラインを用いたスプライン結合が採用されている（例えば、特許文献１，２参照）。具体的に、このスプライン結合では、例えば図９に示すように、スプライン加工によりクランク軸の嵌合部１１１の外周面に形成された歯１１２と、伝達歯車１２０の嵌合孔１２１の内周面に形成された歯１２２とが嵌合する。
【０００４】
ところで、歯車伝動装置の使用時には、クランク軸及び伝達歯車に大きな外力が加わる。この外力に耐えうる強度をクランク軸及び伝達歯車に付与するために、クランク軸及び伝達歯車は、スプライン加工後に熱処理（焼き入れ）が施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２８６０９８号公報
【特許文献２】特開平１０−２５２６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、熱処理時の変形に起因してクランク軸の嵌合部の外径寸法及び伝達歯車の嵌合孔の内径寸法にばらつきが生じる。このため、嵌合部と嵌合孔の隙間を、熱処理時の変形による嵌合部の外径及び嵌合穴の内径の寸法ばらつきを含め、大きめに設計しておく必要がある。その結果、熱処理時の変形による寸法ばらつきが大きい場合、互いに嵌合された嵌合部及び嵌合孔においてがたつきが発生し、このがたつきに起因する騒音が生じることがある。
【０００７】
このようながたつきや騒音を抑制するために、熱処理後に嵌合部及び嵌合孔に仕上げ加工を施して熱処理に起因する寸法ばらつきを小さくすることも可能である。しかし、インボリュートスプラインを用いたスプライン結合の場合、クランク軸の嵌合部を仕上げ加工するには、ハードホブによる仕上げが必要になり、また、伝達歯車の嵌合孔を仕上げ加工するには、ハードブローチによる仕上げが必要になる。いずれの仕上げ加工も高価な専用工具や高価な追加設備が必要になるので、コストアップにつながる。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、クランク軸の嵌合部と伝達歯車との嵌合孔におけるがたつきや騒音を低コストで抑制することが可能になる歯車伝動装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る歯車伝動装置の製造方法は、偏心部及び嵌合部を有するクランク軸と、前記偏心部が挿入される貫通孔を有するとともに歯部を有する歯車部材と、前記歯車部材の前記歯部と噛み合う歯部を有する第１筒部と、前記クランク軸を回転可能に支持し、前記クランク軸の回転に伴う前記歯車部材の揺動によって前記第１筒部に対して相対的に回転可能な第２筒部と、前記クランク軸の前記嵌合部が嵌合する嵌合孔を有し、前記クランク軸を軸回りに回転させるための伝達歯車と、を備えている。前記伝達歯車の前記嵌合孔は、前記クランク軸の軸方向に直交する平面で切断したときの断面の形状が多角形であり、前記クランク軸の前記嵌合部は、前記クランク軸の軸方向に直交する平面で切断したときの断面の形状が前記嵌合孔の断面形状に適合する多角形であり、前記伝達歯車の前記嵌合孔と前記クランク軸の前記嵌合部は、熱処理による歪みが抑えられる多角形に形成されており、かつ、仕上げ加工が施されている、歯車伝動装置の製造方法であって、前記クランク軸の前記嵌合部と前記円柱状部位とを、加工時の中心位置を同心にして、加工する、歯車伝動装置の製造方法。
【００１０】
この構成では、伝達歯車における嵌合孔の前記断面の形状を多角形とし、クランク軸における嵌合部の前記断面の形状を、嵌合孔の断面形状に適合する多角形としている。これにより、熱処理後の嵌合孔及び嵌合部の仕上げ加工を低コストで施すことができる。具体的に、クランク軸の嵌合部については、その断面形状が多角形であるので、熱処理後に例えばカム研削盤を用いて仕上げ加工することができる。したがって、高価な専用工具や高価な追加設備は不要である。また、伝達歯車の嵌合孔については、熱処理後にハードブローチによる仕上げ加工を施すことになるが、断面形状が多角形であるので、従来のインボリュートスプライン形状に比べて専用工具の製作が容易である。したがって、従来に比べて低コストで仕上げ加工を施すことができる。
【００１１】
以上のことから、本発明によれば、嵌合孔及び嵌合部の仕上げ加工において、高価な専用工具や高価な追加設備が不要となるので、クランク軸の嵌合部と伝達歯車の嵌合孔におけるがたつきや騒音を低コストで抑制することが可能になる。
【００１２】
前記歯車伝動装置の製造方法において、前記加工は熱処理後に行うのが好ましい。
【００１３】
前記歯車伝動装置の製造方法において、前記クランク軸の前記嵌合部と前記円柱状部位とを同じ工具で加工するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明の歯車伝動装置によれば、クランク軸の嵌合部と伝達歯車との嵌合孔におけるがたつきや騒音を低コストで抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る歯車伝動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】前記歯車伝動装置を示す平面図である。
【図４】前記歯車伝動装置におけるクランク軸と伝達歯車との嵌合構造を示す斜視図である。
【図５】図１におけるＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】前記歯車伝動装置の変形例１を示す平面図である。
【図７】変形例１の歯車伝動装置における要部の断面図である。
【図８】前記歯車伝動装置の変形例２を示す断面図である。
【図９】従来の歯車伝動装置におけるクランク軸と伝達歯車を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る歯車伝動装置１について図面を参照して詳細に説明する。歯車伝動装置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。
【００１７】
＜歯車伝動装置の全体構造＞
本実施形態に係る歯車伝動装置１は、クランク軸１０の第１偏心部１０ａに連動して第１外歯歯車１４を揺動回転させるとともにクランク軸１０の第２偏心部１０ｂに連動して第２外歯歯車１６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。
【００１８】
図１に示すように、歯車伝動装置１は、第１筒部としての外筒２と、第２筒部としてのキャリア４と、入力軸８と、複数（例えば３つ）のクランク軸１０と、歯車部材としての第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６と、複数（例えば３つ）の伝達歯車２０とを備えている。
【００１９】
図２に示すように、外筒２は、歯車伝動装置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２ｂが形成されている。各ピン溝２ｂ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２ｂ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２ｂには、内歯ピン３が嵌め込まれている。すなわち、外筒２は、歯部としての多数の内歯ピン３を有している。
【００２０】
各内歯ピン３は、円柱形状を有しており、対応するピン溝２ｂ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２ｂにおいて、各内歯ピン３はその軸回りに回転可能である。これらの内歯ピン３には、第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６が噛み合う。
【００２１】
図１に示すように、キャリア４は、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。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。具体的に、キャリア４は、軸方向に互いに離間して設けられた一対のキャリア軸受６によって外筒２に対して相対回転可能に支持されている。キャリア４は、基部４ａと、端板部４ｂと、複数（例えば３つ）のシャフト部４ｃとを備えている。
【００２２】
基部４ａは、外筒２内において軸方向の一端部近傍に配置されている。この基部４ａの径方向中央部には円形の貫通孔４ｄが設けられている。貫通孔４ｄの周囲には、複数（例えば３つ）のクランク軸取付孔４ｅ（以下、単に取付孔４ｅという）が周方向に等間隔で設けられている。
【００２３】
端板部４ｂは、基部４ａに対して軸方向に離間して設けられており、外筒２内において軸方向の他端部近傍に配置されている。端板部４ｂの径方向中央部には貫通孔４ｆが設けられている。貫通孔４ｆの周囲には、複数（例えば３つ）のクランク軸取付孔４ｇ（以下、単に取付孔４ｇという）が基部４ａの複数の取付孔４ｅと対応する位置に設けられている。外筒２内には、端板部４ｂと基部４ａ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。
【００２４】
３つのシャフト部４ｃは、基部４ａに一体的に設けられており、基部４ａから端板部４ｂ側へ直線的に延びている。この３つのシャフト部４ｃ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４ｃは、端板部４ｂにボルト４ｈによって締結されている（図１参照）。これにより、基部４ａ、シャフト部４ｃ及び端板部４ｂが一体化されている。
【００２５】
入力軸８は、図略の駆動モータによって回転が入力される入力部として機能するものである。入力軸８は、端板部４ｂの貫通孔４ｆ及び前記基部４ａの貫通孔４ｄに挿入されている。入力軸８は、その軸心が外筒２及びキャリア４の軸心と一致するように配置されており、その軸回りに回転する。入力軸８の先端部の外周面には入力ギア８ａが設けられている。
【００２６】
３つのクランク軸１０は、外筒２内において入力軸８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１０は、対応する基部４ａの取付孔４ｅと端板部４ｂの取付孔４ｇにそれぞれ取り付けられている（図１参照）。具体的に、各クランク軸１０の軸方向の一端から所定長さだけ軸方向内側の部分は、基部４ａの取付孔４ｅ内に第１クランク軸受１２ａを介して取り付けられている。一方、各クランク軸１０の軸方向の他端部は、端板部４ｂの取付孔４ｇ内に第２クランク軸受１２ｂを介して取り付けられている。各クランク軸１０は、両クランク軸受１２ａ，１２ｂによりキャリア４に対して軸回りに回転可能に支持されている。なお、図１では、クランク軸１０の断面を示すハッチング（斜線）は省略している。
【００２７】
各クランク軸１０は、偏心部を有する。前記偏心部は、両クランク軸受１２ａ，１２ｂによって支持された部分の間に軸方向に並んで配置された第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂとを含む。第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂは、それぞれ円柱形状を有している。第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂは、それぞれクランク軸１０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１０の一端部、すなわち、基部４ａの取付孔４ｅ内に取り付けられる部分の軸方向外側の部位には、伝達歯車２０が取り付けられる嵌合部１０ｃが設けられている。嵌合部１０ｃの詳細については、後述する。
【００２８】
図１及び図２に示すように、第１外歯歯車１４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１０の第１偏心部１０ａに第１ころ軸受１８ａを介して取り付けられている。第１外歯歯車１４は、各クランク軸１０が回転して第１偏心部１０ａが偏心回転すると、この偏心回転に連動して内歯ピン３に噛み合いながら揺動回転する。
【００２９】
第１外歯歯車１４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外歯歯車１４は、第１外歯１４ａと、中央部貫通孔１４ｂと、複数（例えば３つ）の第１偏心部挿通孔１４ｃと、複数（例えば３つ）のシャフト部挿通孔１４ｄとを有している。
【００３０】
図２に示すように、第１外歯１４ａは、第１外歯歯車１４の外周面に設けられている。第１外歯１４ａ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。すなわち、第１外歯１４ａの歯面は、径方向外側に位置する山部と、径方向内側に位置する谷部とが周方向に沿って交互に並んでいる。第１外歯１４ａにおける山部の先端（峰）は、第１外歯歯車１４の揺動回転時において、内歯ピン３への接触が抑制されるように、径方向外側への突出量が調整されるのが好ましい。第２外歯１６ａにおける山部の先端についても同様である。
【００３１】
第１外歯１４ａの歯数は、内歯ピン３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１４ａの歯数は、内歯ピン３の数よりも１つ少なく設定されている。
【００３２】
中央部貫通孔１４ｂは、第１外歯歯車１４の径方向中央部に設けられている。中央部貫通孔１４ｂには、入力軸８が遊びを持った状態で挿通されている。
【００３３】
３つの第１偏心部挿通孔１４ｃは、第１外歯歯車１４において中央部貫通孔１４ｂの周囲に周方向に等間隔で設けられている。各第１偏心部挿通孔１４ｃには、第１ころ軸受１８ａが介装された状態で各クランク軸１０の第１偏心部１０ａがそれぞれ挿通されている。
【００３４】
３つのシャフト部挿通孔１４ｄは、第１外歯歯車１４において中央部貫通孔１４ｂ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１４ｄは、周方向において、３つの第１偏心部挿通孔１４ｃ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１４ｄには、対応するシャフト部４ｃが遊びを持った状態で挿通されている。
【００３５】
第２外歯歯車１６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１０の第２偏心部１０ｂに第２ころ軸受１８ｂを介して取り付けられている。第１外歯歯車１４とこの第２外歯歯車１６は、第１偏心部１０ａと第２偏心部１０ｂの配置に対応して軸方向に並んで設けられている。第２外歯歯車１６は、各クランク軸１０が回転して第２偏心部１０ｂが偏心回転すると、この偏心回転に連動して内歯ピン３に噛み合いながら揺動回転する。
【００３６】
第２外歯歯車１６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外歯歯車１６は、第２外歯１６ａ、中央部貫通孔１６ｂ、複数（例えば３つ）の第２偏心部挿通孔１６ｃ及び複数（例えば３つ）のシャフト部挿通孔１６ｄを有している。これらは、第１外歯歯車１４の第１外歯１４ａ、中央部貫通孔１４ｂ、複数の第１偏心部挿通孔１４ｃ及び複数のシャフト部挿通孔１４ｄと同様の構造を有している。各第２偏心部挿通孔１６ｃには、第２ころ軸受１８ｂが介装された状態でクランク軸１０の第２偏心部１０ｂが挿通されている。
【００３７】
各伝達歯車２０は、入力ギア８ａの回転を対応するクランク軸１０に伝達するものである。各伝達歯車２０は、対応するクランク軸１０の一端部に設けられた嵌合部１０ｃにそれぞれ外嵌されている。具体的に、各伝達歯車２０は、クランク軸１０の嵌合部１０ｃが嵌合する嵌合孔２０ｂを有している。嵌合孔２０ｂは、伝達歯車２０のほぼ中心（径方向のほぼ真ん中）に設けられた貫通孔である。各伝達歯車２０は、クランク軸１０の回転軸と同じ軸回りにこのクランク軸１０と一体的に回転する。各伝達歯車２０は、入力ギア８ａと噛み合う外歯２０ａを有している。
【００３８】
＜クランク軸と伝達歯車の嵌合構造＞
以下、クランク軸１０と伝達歯車２０の嵌合構造について説明する。図３は、歯車伝動装置１を示す平面図であり、図４は、歯車伝動装置１におけるクランク軸１０と伝達歯車２０との嵌合構造を示す斜視図である。図５は、図１におけるＶ−Ｖ線断面図である。図５は、クランク軸１０及び伝達歯車２０を、クランク軸１０の軸方向に直交する平面で切断したときの断面を示している。
【００３９】
図３〜図５に示すように、伝達歯車２０の嵌合孔２０ｂは、クランク軸１０の軸方向に直交する平面で切断したときの断面の形状が多角形である。また、クランク軸１０の嵌合部１０ｃは、クランク軸１０の軸方向に直交する平面で切断したときの断面の形状が嵌合孔２０ｂの断面形状に適合する多角形である。
【００４０】
嵌合孔２０ｂの断面形状は、正多角形であるのが好ましい。そして、嵌合部１０ｃの断面の形状は、嵌合孔２０ｂの断面形状に適合する正多角形であるのが好ましい。また、嵌合孔２０ｂ及び嵌合部１０ｃにおける正多角形の辺の数は、４以上の偶数であるのがより好ましい。本実施形態では、嵌合孔２０ｂの断面形状及び嵌合部１０ｃの断面形状は、正六角形である。
【００４１】
図４に示すように、クランク軸１０の嵌合部１０ｃは、クランク軸１０における第１クランク軸受１２ａによって支持された略円柱形状の円柱状部位１０ｆから軸方向に延びる六角柱形状を有している。すなわち、嵌合部１０ｃは、クランク軸１０の軸方向に平行な６つの平面を有している。
【００４２】
伝達歯車２０には、嵌合孔２０ｂよりも軸方向外側に位置する凹部２０ｃを有している。凹部２０ｃは、伝達歯車２０の外面２０ｄから軸方向に凹んだ部位である。嵌合孔２０ｂの内周面は、凹部２０ｃの内周面よりも径方向内側に位置している。嵌合部１０ｃは、嵌合孔２０ｂよりも軸方向外側に突出している。すなわち、嵌合部１０ｃの端面１０ｄは、嵌合孔２０ｂよりも軸方向外側に位置している。
【００４３】
図１及び図４に示すように、クランク軸１０には、第１止め輪３１と、第２止め輪３２とが設けられている。第１止め輪３１及び第２止め輪３２は、クランク軸１０に固定されている。第１止め輪３１及び第２止め輪３２は、環形状をそれぞれ有している。第１止め輪３１は、伝達歯車２０よりも軸方向内側に配置されている。第２止め輪３２は、伝達歯車２０よりも軸方向外側に位置し、凹部２０ｃ内に配置されている。これらの止め輪３１，３２は、伝達歯車２０を軸方向の両側から挟み込むことにより、伝達歯車２０をクランク軸１０に対して位置決めしている。なお、図４では、第１止め輪３１及び第２止め輪３２の図示を省略しており、これらが設けられる位置を二点鎖線３１，３２でそれぞれ示している。
【００４４】
図５に示すように、嵌合部１０ｃの断面における複数の角部（多角形の角部）１０ｅのそれぞれは、円弧形状を有している。また、嵌合孔２０ｂの断面における複数の角部２０ｅのそれぞれは、円弧形状を有している。すなわち、嵌合部１０ｃの互いに隣接する平面間の各角部１０ｅは、外側に凸の湾曲面となるように面取りされている。また、嵌合孔２０ｂの各角部２０ｅは、対応する嵌合部１０ｃの角部１０ｅを構成する湾曲面に対向する凹曲面となるように面取りされている。嵌合部１０ｃにおける角部１０ｅの曲率半径及び嵌合孔２０ｂにおける角部２０ｅの曲率半径は、特に限定されないが、３〜５ｍｍ程度であるのが好ましい。また、嵌合部１０ｃにおける角部１０ｅの曲率半径は、嵌合孔２０ｂにおける角部２０ｅの曲率半径よりも大きくなるように設計されているのがより好ましい。
【００４５】
＜動作＞
次に、歯車伝動装置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歯車伝動装置１の入力軸８に回転が入力される。これにより、入力軸８とともに入力ギア８ａが回転する。この入力ギア８ａの回転は、各伝達歯車２０を介して各クランク軸１０に伝達される。
【００４６】
そして、各クランク軸１０が回転するのに伴って各クランク軸１０の第１偏心部１０ａ及び第２偏心部１０ｂが偏心回転する。これにより、第１偏心部１０ａの偏心回転に連動して第１外歯歯車１４が内歯ピン３に噛み合いながら揺動回転するとともに、第２偏心部１０ｂの偏心回転に連動して第２外歯歯車１６が内歯ピン３に噛み合いながら揺動回転する。第１外歯歯車１４及び第２外歯歯車１６の揺動回転は、各クランク軸１０を通じてキャリア４に伝達され、キャリア４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。
【００４７】
＜変形例１＞
図６は、歯車伝動装置１の変形例１を示す平面図である。図７は、図６に示す歯車伝動装置１における要部の断面図である。この変形例１では、伝達歯車２０がクランク軸１０に対して位置決めされる構造が上述の実施形態と異なっている。具体的には次の通りである。
【００４８】
この変形例１では、クランク軸１０の嵌合部１０ｃは、図５に示す上述の実施形態と同様の断面形状を有している。すなわち、嵌合部１０ｃは、六角柱形状を有している。そして、図７に示すように、クランク軸１０において、第１クランク軸受１２ａによって支持された円柱状部位１０ｆは、略円柱形状であり、嵌合部１０ｃ及び嵌合孔２０ｂよりも大きな外径を有している。したがって、円柱状部位１０ｆと嵌合部１０ｃとの境界部分には、段差１０ｇが形成されている。伝達歯車２０は、段差１０ｇに接することによって軸方向の一方側（内側）への動きが規制されている。
【００４９】
また、伝達歯車２０は、ボルト３３及びワッシャ３４によって軸方向の他方側（外側）への動きが規制されている。ワッシャ３４は、嵌合孔２０ｂよりも大きな外径を有しており、ワッシャ３４の内面は、伝達歯車２０の外面２０ｄに接している。ボルト３３は、嵌合部１０ｃ及び円柱状部位１０ｆに設けられたネジ穴に螺合されている。これにより、伝達歯車２０は、クランク軸１０に対して位置決めされている。
【００５０】
したがって、この変形例１では、図１及び図４に示す歯車伝動装置１においてクランク軸１０に設けられていた第１止め輪３１が不要である。なお、図７では、クランク軸１０の断面を示すハッチング（斜線）は省略している。
【００５１】
＜変形例２＞
図８は、歯車伝動装置１の変形例２を示す断面図である。図８に示すように、伝達歯車２０の嵌合孔２０ｂは、クランク軸１０の軸方向に直交する平面で切断したときの断面の形状が正四角形である。また、クランク軸１０の嵌合部１０ｃは、クランク軸１０の軸方向に直交する平面で切断したときの断面の形状が嵌合孔２０ｂの断面形状に適合する正四角形である。
【００５２】
また、嵌合部１０ｃの断面における複数の角部１０ｅのそれぞれは、円弧形状を有しており、嵌合孔２０ｂの断面における複数の角部２０ｅのそれぞれは、円弧形状を有している。嵌合部１０ｃにおける角部１０ｅの曲率半径は、嵌合孔２０ｂにおける角部２０ｅの曲率半径よりも大きくなるように設計されている。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態では、伝達歯車２０における嵌合孔２０ｂの前記断面形状を多角形とし、クランク軸１０における嵌合部１０ｃの前記断面形状を、嵌合孔２０ｂの断面形状に適合する多角形としている。これにより、熱処理後の嵌合孔２０ｂ及び嵌合部１０ｃの仕上げ加工を低コストで施しつつ、クランク軸１０の嵌合部１０ｃと伝達歯車２０の嵌合孔２０ｂにおけるがたつきや騒音を抑制することが可能になる。なお、歯車伝動装置１において生じる騒音は、入力軸８の入力ギア８ａと伝達歯車２０の外歯２０ａとの噛み合い部の歯当たり音が支配的であり、クランク軸１０と伝達歯車２０との嵌合部分において生じるがたつきが大きく影響する。したがって、本実施形態に係る歯車伝動装置１は、騒音低減対策として有効である。
【００５４】
また、嵌合孔及び嵌合部が図９に示すインボリュートスプライン形状である場合に比べて、嵌合孔２０ｂ及び嵌合部１０ｃが多角形状である本実施形態では、熱処理前後の歪み自体を小さく抑えることができる。したがって、本実施形態では、熱処理後の仕上げ処理を施さなくてもある程度の精度を確保でき、がたつきを小さくすることができる。なお、本実施形態においては、熱処理後に仕上げ加工をすれば、より高い寸法精度を得ることができる。
【００５５】
また、前述したように、クランク軸１０の嵌合部１０ｃについては、その断面形状が多角形であるので、熱処理後に例えばカム研削盤を用いて仕上げ加工することができる。しかも、嵌合部１０ｃは、円柱状部位１０ｆ（ジャーナル部）と同じ工具で加工することができる。具体的に、嵌合部１０ｃは、加工時の中心位置を円柱状部位１０ｆと同心にすることができる。したがって、嵌合部１０ｃと円柱状部位１０ｆの同心度を良好にすることができる。これにより、クランク軸の軸ぶれを抑制できる。また、嵌合部１０ｃと円柱状部位１０ｆの加工を１つの工程で行うことができ、追加の設備が不要になる。
【００５６】
また、本実施形態では、嵌合孔２０ｂ及び嵌合部１０ｃの断面形状が正多角形であるので、特にクランク軸１０の嵌合部１０ｃの加工が容易になる。具体的に、クランク軸１０の嵌合部１０ｃが正多角形である場合には、例えば旋削による多角取りが可能な加工装置などを用いて嵌合部１０ｃを正多角形に容易に加工することができる。これにより、加工コストをより低減することができる。
【００５７】
また、本実施形態では、嵌合孔２０ｂ及び嵌合部１０ｃの断面形状における正多角形の辺の数が４以上の偶数であるので、各辺は、互いに平行な対向する辺を有している。したがって、嵌合孔２０ｂ及び嵌合部１０ｃの寸法を計測する場合には、対向する一対の辺の間隔を計測すればよいので、寸法計測が容易になる。
【００５８】
また、本実施形態では、嵌合孔２０ｂにおける複数の角部２０ｅ及び嵌合部１０ｃにおける複数の角部１０ｅが円弧状に面取りされたような形状を有しているので、各角部に応力が集中するのを抑制できる。これにより、各角部の耐久性が向上する。
【００５９】
また、本実施形態では、嵌合部１０ｃにおける角部１０ｅの曲率半径は、嵌合孔２０ｂにおける角部２０ｅの曲率半径よりも大きいので、クランク軸１０の嵌合部１０ｃを伝達歯車２０の嵌合孔２０ｂに挿入しやすくなる。これにより、作業性が向上する。
【００６０】
また、歯車伝動装置１において、嵌合孔２０ｂと嵌合部１０ｃの嵌合を締まりばめ、もしくは４０μｍ以下の隙間ばめとする場合には、がたつきによる伝達歯車２０の振れをさらに抑制し、騒音を一層低減させることができる。
【００６１】
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。
【００６２】
例えば、前記実施形態では、嵌合孔２０ｂ及び嵌合部１０ｃの断面形状が正多角形である場合を例示したが、正多角形ではない多角形であってもよい。
【００６３】
また、前記実施形態では、嵌合孔２０ｂ及び嵌合部１０ｃにおける正多角形の辺の数が４以上の偶数である場合を例示したが、辺の数は奇数であってもよい。
【００６４】
また、前記実施形態では、嵌合部１０ｃにおける角部１０ｅの曲率半径が嵌合孔２０ｂにおける角部２０ｅの曲率半径よりも大きい場合を例示したが、これらの曲率半径は、例えば同じであってもよい。
【００６５】
また、前記実施形態では、入力軸８が径方向のセンターに設けられている場合を例示したが、これに限定されない。入力軸８は、センターから径方向にずれた位置に設けられていてもよい。
【００６６】
また、前記実施形態では、複数（例えば３つ）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つのクランク軸が径方向のセンターに設けられた形態であってもよい。この場合、貫通孔４ｄ、貫通孔４ｆ、貫通孔１４ｂ、貫通孔１６ｂに筒体が嵌め込まれた構成を採用することもできる。この筒体内には例えばケーブルなどが配置される。
【００６７】
また、キャリア４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４を固定して外筒２がキャリア４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４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。
【００６８】
また、前記実施形態では、クランク軸１０の嵌合部１０ｃがクランク軸１０の一端部に設けられている場合を例示したが、これに限定されない。嵌合部１０ｃは、例えばクランク軸１０の他端部に設けられていてもよく、また、一端部と他端部との間の中間部に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１  歯車伝動装置
２  外筒
３  内歯ピン
４  キャリア
１０  クランク軸
１０ａ  第１偏心部
１０ｂ  第２偏心部
１０ｃ  嵌合部
１４  第１外歯歯車
１６  第２外歯歯車
２０  伝達歯車
２０ｂ  嵌合孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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