(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外歯歯車と、該外歯歯車と僅少な歯数差を有し該外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記外歯歯車の軸方向駆動源側及び反駆動源側にそれぞれ配置された第１、第２キャリヤ体と、該第１、第２キャリヤ体を前記外歯歯車を貫通して連結する連結部材と、を備えた揺動内接式の遊星歯車装置において、
前記連結部材が、前記第１キャリヤ体の一部として該第１キャリヤ体と一体的に形成され、
該第１キャリヤ体が、前記連結部材の最外周位置よりも半径方向内側の位置であって該第１キャリヤ体における前記連結部材の軸心上の軸方向駆動源側の端部又は該軸心に最も近い軸方向駆動源側の端部よりも更に軸方向駆動源側に軸受嵌合部を備え、
この軸受嵌合部において軸受を介して該第１キャリヤ体がケーシングに対して回転自在に支持されるとともに、
前記第１キャリヤ体が、前記外歯歯車側から軸方向に凹む凹部を有し、前記外歯歯車を揺動させるための歯車が、この凹部に収容されている
ことを特徴とする揺動内接式の遊星歯車装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２キャリヤ体が、前記連結部材の他端が挿入される凹部又は貫通孔を備える
ことを特徴とする揺動内接式の遊星歯車装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記第２キャリヤ体が、前記連結部材の他端部と、ノックピン及びボルトを介して連結される
ことを特徴とする揺動内接式の遊星歯車装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の複数の揺動内接式の遊星歯車装置によって構成され、
各遊星歯車装置の前記連結部材を含む前記第１キャリヤ体がそれぞれ同一形状とされ、
各遊星歯車装置の前記第２キャリヤ体がそれぞれ出力軸と一体化され、且つ該出力軸に相当する部分がそれぞれの遊星歯車装置で異なっている
ことを特徴とする揺動内接式の遊星歯車装置のシリーズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揺動内接式の遊星歯車装置、該遊星歯車装置を組み込んだギヤドモータ、及びこれらのシリーズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、外歯歯車と、該外歯歯車と僅少な歯数差を有し該外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記外歯歯車の軸方向駆動源側及び反駆動源側にそれぞれ配置された第１、第２キャリヤ体と、該第１、第２キャリヤ体を前記外歯歯車を貫通して連結する連結部材と、を備えた揺動内接式の遊星歯車装置が広く知られている。 
【０００３】
特許文献１に開示されているこの構造の従来例を図５及び図６に示す。
【０００４】
入力軸１６には偏心体２４が嵌合されている。この偏心体２４には外歯歯車１２が取付けられている。外歯歯車１２には内ピン孔１９が複数個設けられ、該内ピン孔１９に内ピン７が遊嵌している。 
【０００５】
前記外歯歯車１２はケーシング２６に固定された内歯歯車１４と内接噛合している。内歯歯車１４は、外歯歯車１２と僅少な歯数差を有する内歯を備える。内歯歯車１４の内歯は具体的には外ピン１４Ａが、回転し易く保持された構造とされている。 
【０００６】
外歯歯車１２の軸方向駆動源側及び反駆動源側にはそれぞれ第１、第２キャリヤ体２８、３０が配置されている。両キャリヤ体２８、３０は、外歯歯車１２を貫通しているキャリヤピン（連結部材）３２によって連結されている。第２キャリヤ体３０は、出力軸３８と一体化されている。 
【０００７】
入力軸１６が１回転すると偏心体２４が１回転する。この偏心体２４の１回転により、外歯歯車１２も入力軸１６の周りで揺動回転を行おうとするが、内歯歯車１４によってその自転が拘束されるため、外歯歯車１２は、この内歯歯車１４に内接しながらほとんど揺動のみを行うことになる。 
【０００８】
今、例えば外歯歯車１２の歯数をＮ、内歯歯車１４の歯数をＮ＋１とした場合、その歯数差は１である。そのため、入力軸１６の１回転毎に外歯歯車１２はケーシング２６に固定された内歯歯車１４に対して１歯分だけずれる（自転する）ことになる。これは入力軸１６の１回転が外歯歯車１２の−１／Ｎの回転に減速されたことを意味する。 
【０００９】
この外歯歯車５の回転は内ピン孔１９及び内ピン７の隙間によってその揺動成分が吸収され、自転成分のみが該内ピン７を介して第１、第２キャリヤ２８、３０へと伝達される。第１、第２キャリヤ体２８、３０はキャリヤピン３２によって連結されており、且つ第２キャリヤ体３０が出力軸３８と一体化されているため、該第１、第２キャリヤ体２８、３０の回転は、そのまま出力軸３８へと伝達される。
【００１０】
上述したような構成の遊星歯車装置にあっては、第１キャリヤ体２８、連結ピン３２、及び第２キャリヤ体３０（及び出力軸３８）のそれぞれが、軸方向および回転方向に完全に一体化され、各部材の位置関係が固定されている必要がある。軸方向の位置決めに関しては、第１キャリヤ体２８と出力軸と３８が近づく方向に対しては、スペーサ２５で規制されるようになっている。また、第１キャリヤ体２８と出力軸３８が離れる（抜ける）方向及び回転方向に対しては、連結ピン３２と第１キャリヤ体２８との圧入、及び連結ピン３２と第２キャリヤ体３０との圧入によって得られる摩擦力で規制されるようになっている。
【００１１】
【特許文献１】特許第２８８８６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述したような構成の遊星歯車装置にあっては、特に、第１キャリヤ体、キャリヤピン、及び第２キャリヤ体（及び出力軸）等の組み立てに当たって、「圧入」による連結手法が用いられていたため、遊星歯車装置の組み付けは比較的簡単にできるものの、分解が極めて困難であるという問題があった。
【００１３】
現実には、この遊星歯車装置を分解するには、油圧プレスを用いてキャリヤピンを押し抜くことにより分解せざるを得ず、したがって、こうした油圧プレスを有する工場でなければ分解できないというのが実情であった。また、油圧プレスを用いた場合であっても、これを用いて分解できるのは、比較的小型のものに限定され、大型のものは事実上分解は不可能であった。
【００１４】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであって、このような外歯歯車の軸方向両側に第１、第２キャリヤ体が連結部材を介して連結されているような構成を有するような遊星歯車装置において、コンパクト性を維持したまま、その組立及び分解の双方を簡単に行うことができるような遊星歯車装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、外歯歯車と、該外歯歯車と僅少な歯数差を有し該外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、前記外歯歯車の軸方向駆動源側及び反駆動源側にそれぞれ配置された第１、第２キャリヤ体と、該第１、第２キャリヤ体を前記外歯歯車を貫通して連結する連結部材と、を備えた揺動内接式の遊星歯車装置において、前記連結部材が、前記第１キャリヤ体の一部として該第１キャリヤ体と一体的に形成され、該第１キャリヤ体が、前記連結部材の最外周位置よりも半径方向内側の位置であって該第１キャリヤ体における前記連結部材の軸心上の軸方向駆動源側の端部又は該軸心に最も近い軸方向駆動源側の端部よりも更に軸方向駆動源側に軸受嵌合部を備え、この軸受嵌合部において軸受を介して該第１キャリヤ体がケーシングに対して回転自在に支持されるとともに、前記第１キャリヤ体が、前記外歯歯車側から軸方向に凹む凹部を有し、前記外歯歯車を揺動させるための歯車が、この凹部に収容されている構成とすることにより、上記課題を解決したものである。
【００１６】
本発明においては、先ず、外歯歯車の軸方向駆動源側の第１キャリヤ体の軸受嵌合部を、該連結部材の最外周位置よりも半径方向内側の位置であって、且つ前記連結部材の軸方向駆動源側の端部よりも更に軸方向駆動源側に形成するようにしている。この結果、当該軸受の軸方向位置が、外歯歯車と偏心体との嵌合位置からより離れることによって、該軸受の負担を軽減することができ、当該軸受を小さな軸受とすることができることから、低コスト性を維持でき、また組付・分解性も向上させることができる。
【００１７】
又、本構造に係る遊星歯車装置は、これを例えばギヤドモータに適用した場合には、一般に、モータと減速機との連結部には、モータの出力軸周りにデッドスペース（図５の符号９で示した部分）が存在していることが多いため、この部分を軸受スペースとして有効に利用することも可能となる。
【００１８】
更に、連結部材が第１キャリヤ体の一部として該第１キャリヤ体と一体的に形成されているため、該第１キャリヤ体と連結部材を圧入によって組み付ける作業がなくなる。これにより、単にこの部分の組み付けが容易となるだけでなく、分解を考慮した構造を第２キャリヤ側（外歯歯車の軸方向反駆動源側）のみに集約することができるようになり、分解が可能な構造としながら、全体の構成が複雑化するのを最小限に抑えることができる。
【００１９】
この結果、組み付けも分解も容易な構造を、簡易且つコンパクトな構成で実現できる。
【発明の効果】
【００２０】
安価で組付性の高い揺動内接噛合式の遊星歯車装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００２２】
図１に、本発明が適用された揺動内接噛合式の遊星歯車装置を備えるギヤドモータを示す。図２は、図１の矢視ＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【００２３】
このギヤドモータＧＭ１０１は、モータ（駆動源）Ｍ１０１と揺動内接噛合式の遊星歯車装置Ｇ１０１とをボルト１０２、１０３により、継カバー１０４を介して一体化したものである。モータＭ１０１のモータ軸１０６は、一対の軸受１０８Ａ、１０８Ｂに支持されており、先端にピニオン１１７が形成されている。すなわち、モータ軸１０６は、遊星歯車装置Ｇ１０１の入力軸（１１６）を兼ねている。
【００２４】
遊星歯車装置Ｇ１０１は、外歯歯車１１２及び該外歯歯車１１２が内接する内歯歯車１１４を備える。内歯歯車１１４の内歯は、図２に示されるように、この実施形態においてはローラ状のピン１１４Ａによって構成されており、その数（歯数）は５２である。内歯歯車１１４は、ケーシング１２６と一体化されている。一方、外歯歯車１１２の歯数は５０であり、内歯歯車１１４の歯数との差は２（僅少の歯数差）である。外歯歯車１１２が軸方向に２枚並列的に配置されているのは、伝達容量の増大を図るためである。
【００２５】
モータ軸１０６（入力軸１１６）の先端に形成されたピニオン１１７は、３個の伝動歯車１１８と噛合している。伝動歯車１１８は、それぞれ偏心体軸１２０に一体的に組み込まれている。各偏心体軸１２０には、それぞれ偏心体１２４が同位相で設けられており、この偏心体１２４の外周部が軸受１２２を介して外歯歯車１１２の偏心体孔１１２Ａと嵌合している。
【００２６】
外歯歯車１１２の軸方向におけるモータ側には、第１キャリヤ体１２８が配置されている。また、外歯歯車１１２の軸方向における反モータ側には、第２キャリヤ体１３０が配置されている。第１キャリヤ体１２８は、外歯歯車１１２の貫通孔１１２Ｂを貫通する連結ピン（連結部材）１３２と初めから一体化され、且つ、第２キャリヤ体１３０とはボルト１３５により連結されている。前記偏心体軸１２０は、軸受１４０、１４２を介してこの一対の第１、第２キャリヤ体１２８、１３０にそれぞれ支持されている。
【００２７】
第１キャリヤ体１２８の詳細を図３に示す。図３において、（Ｂ）が第１キャリヤ体１２８の正面図、（Ａ）、（Ｃ）がそれぞれ左及び右側面図、（Ｄ）が底面図である。図３（Ａ）〜（Ｄ）に示されるように、第１キャリヤ体１２８は、半径方向外側に向かって拡開するとともに外歯歯車１１２側に突出する扇形の凸部１４４を備える。前記連結ピン１３２は、この凸部１４４の部分において、該第１キャリヤ体１２８の一部として一体的に片持状態で突出している。また、この凸部１４４の存在によって相対的に形成される凹部１４６に、前記伝動歯車１１８が収容される。凹部１４６は、更に一段深い凹部１４７を有し、この一段深い凹部１４７に偏心体軸１２０の前記軸受１４０が収容されている。なお、符号１２８Ａは、入力軸１１６が挿通される貫通孔、１３２Ａは、ボルト１３５が挿通される貫通孔である。
【００２８】
また、第１キャリヤ体１２８は、連結ピン１３２の最外周位置Ｆ１よりも半径方向内側の位置Ｆ２であって、該第１キャリヤ体１２８における前記連結ピン１３２の軸心の延長線上の（又はこれに最も近い端部）Ｐ１よりも更に軸方向駆動源側に軸受嵌合部１５０を備える。
【００２９】
図１に戻って、この軸受嵌合部１５０には軸受１３４が配置されている。軸受１３４は、ギヤドモータＧＭ１０１のケーシングの一部としても機能している継カバー１０４内に納められ、第１キャリヤ体１２８をケーシング１２６に回転自在に支持している。なお、本発明における「第１キャリヤ体における連結部材の軸心上の軸方向駆動源側の端部又は該軸心に最も近い軸方向駆動源側の端部」は、この実施形態では、連結部材（連結ピン１３２）の軸心上には、該連結部材に軸方向駆動源側の端部が存在しないので、該軸心に最も近い軸方向端部であるＰ１が当該「端部」に相当する。
【００３０】
この実施形態では、第１キャリヤ体１２８を、連結ピン１３２及び軸受嵌合部１５０の部分を含め、鋳造によって一体成形している。
【００３１】
一方、第２キャリヤ体１３０は、前記連結ピン１３２の他端が挿入される凹部１５１を備え、更に、前記ボルト１３５の挿通される貫通孔１５２を備える。第２キャリヤ体１３０は、出力軸１３８と一体化されている。
【００３２】
この構成により、軸受嵌合部１５０を含む第１キャリヤ体１２８と、出力軸１３８を含む第２キャリヤ体１３０は、第１キャリヤ体１２８と一体化された３本の連結ピン１３２及びボルト１３５を介して強固に一体化され、前記軸受１３４及び自動調心軸受１３６を介してケーシング１２６に（両持ち支持される態様で）支持されていることになる。
【００３３】
次に、このギヤドモータＧＭ１０１の作用を説明する。
【００３４】
モータ軸１０６（入力軸１１６）が回転すると、該モータ軸１０６の先端に形成されたピニオン１１７が回転する。ピニオン１１７の回転は、３個の伝動歯車１１８に伝達される。この結果、３本の偏心体軸１２０が同一の方向に同一の速度で回転し、偏心体１２４の外周の動きに案内されて、外歯歯車１１２が入力軸１１６に対して偏心揺動する。
【００３５】
外歯歯車１１２が偏心揺動すると、外歯歯車１１２と内歯歯車１１４との噛合位置が順次移動する。入力軸１１６が１回回転して外歯歯車１１２が１回揺動するごとに、この噛合位置の移動により外歯歯車１１２は、内歯歯車１１４に対してその歯数差分（この実施形態では２歯分）だけ位相がずれる。この位相のずれは外歯歯車１１２の自転に相当する。
【００３６】
自転成分は、偏心体軸１２０の入力軸１１６周りの公転として第１、第２キャリヤ体１２８、１３０側に伝達される。第１キャリヤ体１２８が連結ピン１３２と一体化され、連結ピン１３２がボルト１３５を介して第２キャリヤ体１３０と連結され、且つ第２キャリヤ体１３０が出力軸１３８と一体化されているため、結局、外歯歯車１１２の自転成分が出力軸１３８の回転として取り出されることになる。なお、外歯歯車１１２の揺動成分は、該外歯歯車１１２の貫通孔１１２Ｂと連結ピン１３２との遊嵌によって吸収される。
【００３７】
ここにおいて、本実施形態では、伝動歯車１１８及び偏心体軸１２０の駆動源側の軸受１４０は、それぞれ第１キャリヤ体１２８の凹部１５０、１４７内に収容されており、軸受１３４とともに全てモータＭ１０１の継ぎカバー１０４内に収容され、装置全体のコンパクト化が図られている。
【００３８】
軸受１３４は、その反モータ側軸受端Ｐ２が連結ピン１３２の端部Ｐ１よりも軸方向モータ側にあって、必然的に外歯歯車１１２と偏心体１２０との嵌合部から（従来よりも）遠くに位置しているため、その負荷が小さく、その内径（軸受嵌合部１５０の外径ｄ２）を小さくすることができ、低コスト化及び組付性の向上が図られている。
【００３９】
また、連結ピン（連結部材）１３２が第１キャリヤ体１２８と一体化された状態で鋳造によって成形されているため、この部分においても低コスト化及び部品点数削減による組付け性の向上が図られている。
【００４０】
更に、分解の機能は、第２キャリヤ体１３０の側に集約されており、分解可能でありながら、構成が簡素化されている。
【００４１】
図４に他の実施形態の一例を示す。
【００４２】
このギヤドモータＧＭ２０１における遊星歯車装置Ｇ２０１は、出力軸２３８が相手機械側の構成に応じて短めに設定され、スプライン２６０を介して出力軸２３８と一体回転する継軸２６２が装着できるように構成されている。なお、符号２６４及び２６６は、継軸２６２の抜け止めを行うためプレート及びボルトである。その他の構成は、先の実施形態と全く同様であるため、図中で同一または類似する部分に下２桁が同一の符号付すにとどめ、重複説明を省略する。
【００４３】
このように、この種の遊星歯車装置ＧＭ１０１、ＧＭ２０１は、相手機械の構成、あるいは要請に応じて、出力軸１３８、２３８の形状を多種多様に用意しなければならないことが多い。この場合に、連結ピン１３２、２３２を含む第１キャリヤ体１２８、２２８を同一形状（単一の種類）とし、出力軸１３８、２３８を含む第２キャリヤ体１３０、２３０の当該出力軸１３８、２３８の部分のみを異ならせた製品群（シリーズ）を用意することにより、コストの上昇を最小限に抑えながら、さまざまな相手機械に対して柔軟に対応できる遊星歯車装置、あるいはギヤドモータをシリーズとして提供することができる。
【００４４】
なお、上記実施形態においては、連結部材を鋳造によって第１キャリヤ体と一体的に成形するようにして低コスト化と組付性の向上を図るようにしていたが、本発明においてはキャリヤピンの製造方法は必ずしも鋳造に限定されず、装置の大きさ等によっては冷間鍛造によって製造することもできる場合がある。
【００４５】
また、上記実施形態例においては、第２キャリヤ体に連結部材の挿入される凹部を形成し、連結部材と第２キャリヤ体とが円周方向に「形状的に係合」できるようにしていたが、連結部材と第２キャリヤ体１３０との連結についても、この構成に限定されない。例えば、この様な凹部を形成せず、ボルトによる剪断応力と該ボルトの締め付け力によって発生される摩擦力とによって連結させるようにしてもよい。この際、ノックピン等を利用すると、回転方向の位置決めが容易且つ確実になり、ノックピンによる剪断応力も利用することができる。また、凹部ではなく貫通孔として連結部材が第２キャリヤ体を直接貫通するような構成としてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態例においては、モータの回転をピニオンと伝動歯車によって３本の偏心体軸に伝達し、該３本の偏心体軸にそれぞれ同位相で組み込まれた偏心体を介して外歯歯車を揺動させる構成が採用されていたが、本発明に係る遊星歯車装置は、このような構成に限定されるものではなく、外歯歯車の半径方向中央付近にまで入力軸を延在させ、該入力軸に組み込んだ偏心体により、外歯歯車を中央の１カ所において揺動回転させるような構成の遊星歯車装置にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
従来、揺動内接式の遊星歯車装置が適用されていた分野はもちろん、よりコンパクト化、低コスト化が図れることより、適用分野を更に広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態の一例を示すギヤドモータの縦断面図
【図２】図１の矢視ＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図
【図３】上記実施形態における第１キャリヤ体の構成を示す４面図
【図４】本発明の他の実施形態の一例を示すギヤドモータの縦断面図
【図５】従来の揺動内接式の遊星歯車装置をの例を示す縦断面図
【図６】図５の矢視ＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図
【符号の説明】
【００４９】
ＧＭ１０１…ギヤドモータ
Ｍ１０１…モータ（駆動源）
Ｇ１０１…遊星歯車装置
１０４…モータ軸
１１２…外歯歯車
１１４…内歯歯車
１１８…伝動歯車
１２０…偏心体軸
１２２…軸受
１２４…偏心体
１２６…ケーシング
１２８…第１キャリヤ体
１３０…第２キャリヤ体
１３２…連結ピン（連結部材）
１４０、１４２…軸受
１４４…凹部
１４２…軸受
１５０…軸受嵌合部
【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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