撓み噛合い式歯車装置及びそれに用いられる外歯歯車等の製造方法
【課題】外歯歯車を構成する外歯の変形の影響を低減可能とする。
【解決手段】起振体１０４と、外歯歯車１２０と、減速用内歯歯車１３０Ａと、出力用内歯歯車１３０Ｂと、を備えた撓み噛合い式歯車装置１００において、外歯歯車１２０が減速用内歯歯車１３０Ａ、出力用内歯歯車１３０Ｂの内歯１２８Ａ、１２８Ｂとそれぞれ噛合する第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂを互いの歯筋方向Ｙに隣接して備え、第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂはそれぞれ、歯筋方向Ｙに隣接する外歯に対向する内端部ＩＥと内端部ＩＥ以外の中央部Ｃとを有し、内端部ＩＥの歯丈ｈ１が中央部Ｃの歯丈ｈ２よりも小さくされている。
【解決手段】起振体１０４と、外歯歯車１２０と、減速用内歯歯車１３０Ａと、出力用内歯歯車１３０Ｂと、を備えた撓み噛合い式歯車装置１００において、外歯歯車１２０が減速用内歯歯車１３０Ａ、出力用内歯歯車１３０Ｂの内歯１２８Ａ、１２８Ｂとそれぞれ噛合する第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂを互いの歯筋方向Ｙに隣接して備え、第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂはそれぞれ、歯筋方向Ｙに隣接する外歯に対向する内端部ＩＥと内端部ＩＥ以外の中央部Ｃとを有し、内端部ＩＥの歯丈ｈ１が中央部Ｃの歯丈ｈ２よりも小さくされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撓み噛合い式歯車装置及びそれに用いられる外歯歯車等の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示す撓み噛合い式歯車装置は、起振体と、該起振体の外周に配置され該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した筒形状の外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した第１内歯歯車と、該第１内歯歯車に並設され前記外歯歯車と内接噛合する剛性を有した第２内歯歯車と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９９７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の撓み噛合い式歯車装置においては、第１内歯歯車と第２内歯歯車との間に筒形状の外歯歯車が介されることで、第１内歯歯車と第２内歯歯車との間で動力伝達がなされる。このため、外歯歯車の外歯のうち、第１内歯歯車の内歯と噛合する部分と、第２内歯歯車の内歯と噛合する部分とには、互いに異なる方向の荷重がかかるので、外歯が歯筋方向で変形するおそれがでてくる。
【０００５】
そこで、本発明は、前記の問題点を解決するべくなされたもので、外歯歯車を構成する外歯の変形の影響を低減可能な撓み噛合い式歯車装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、起振体と、該起振体の外周に配置され該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した筒形状の外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した第１内歯歯車と、該第１内歯歯車に並設され前記外歯歯車と内接噛合する剛性を有した第２内歯歯車と、を備えた撓み噛合い式歯車装置において、前記外歯歯車が前記第１、第２内歯歯車の内歯とそれぞれ噛合する第１、第２外歯を互いの歯筋方向に隣接して備え、該第１、第２外歯はそれぞれ、前記歯筋方向に隣接する外歯に対向する第１の部分と該第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有し、該第１の部分の歯丈および歯厚の少なくとも一方が該第２の部分のそれよりも小さくされていることにより、前記課題を解決したものである。
【０００７】
本発明においては、外歯歯車が互いの歯筋方向に隣接する第１、第２外歯を備える。そして、第１、第２外歯はそれぞれ、歯筋方向に隣接する外歯に対向する第１の部分と第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有している。このとき、第１の部分の歯丈および歯厚の少なくとも一方が第２の部分のそれよりも小さくされている。第１、第２外歯は、内歯との噛合により歯厚方向に変形してずれた状態となろうとするが、第１の部分の歯丈が短くされていることで、当該第１の部分で第２の部分の歯先に相当する部分が存在しない。若しくは、歯厚が小さくされていることで、第１の部分における歯厚の第２の部分における歯厚に対する減少分で歯厚方向の変形量を吸収することができる。このため、第１、第２外歯の歯筋方向に対する変形が生じても第１、第２外歯と内歯歯車の内歯の片当たりを低減することが可能となる。
【０００８】
なお、このような効果は、起振体と、該起振体の外周に配置され該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した筒形状の外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した第１内歯歯車と、該第１内歯歯車に並設され前記外歯歯車と内接噛合する剛性を有した第２内歯歯車と、を備えた撓み噛合い式歯車装置において、前記第１、第２内歯歯車の内歯はそれぞれ、歯筋方向に隣接する内歯に対向する第１の部分と該第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有し、該第１の部分は歯丈および歯厚の少なくとも一方が該第２の部分のそれよりも小さくされている場合でも同様に、外歯と内歯の片当たりの低減として、得ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、外歯歯車を構成する外歯の変形の影響を低減することが可能となる。即ち、外歯と内歯との噛合いによる応力の集中を小さくでき、結果的に撓み噛合い式歯車装置の長寿命化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撓み噛合い式歯車装置の全体構成の一例を示す分解斜視図
【図２】同じく全体構成の一例を示す断面図
【図３】同じく起振体を表す図
【図４】同じく第１、第２外歯の形状を説明するための概略図
【図５】同じく外歯歯車の製造手順を示す概略図
【図６】本発明の第２実施形態に係る撓み噛合い式歯車装置の第１、第２外歯の形状を説明するための概略図
【図７】本発明の第３実施形態に係る撓み噛合い式歯車装置の第１、第２外歯の形状を説明するための概略図
【図８】第１、第２外歯のバリエーションを示す概略図
【図９】課題を説明するための概略図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態の一例を詳細に説明する。なお、図４では、外歯の歯丈の変化の様子を理解を容易とするために誇張して示している。
【００１２】
最初に、本実施形態の全体構成について、主に図１〜図４を用いて概略的に説明する。
【００１３】
撓み噛合い式歯車装置１００は、起振体１０４と、起振体１０４の外周に配置され起振体１０４の回転により撓み変形される可撓性を有した筒形状の外歯歯車１２０Ａ、１２０Ｂと、外歯歯車１２０Ａが内接噛合する剛性を有した減速用内歯歯車１３０Ａ（第１内歯歯車）と、減速用内歯歯車１３０Ａに並設され外歯歯車１２０Ｂと内接噛合する剛性を有した出力用内歯歯車１３０Ｂ（第２内歯歯車）と、を備えている。そして、外歯歯車１２０Ａ、１２０Ｂ（単に外歯歯車１２０とも称す）は、減速用内歯歯車１３０Ａ、出力用内歯歯車１３０Ｂ（単に内歯歯車１３０とも称す）の内歯１２８Ａ、１２８Ｂ（単に内歯１２８とも称する）とそれぞれ噛合する第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂ（単に外歯１２４とも称する）を互いの歯筋方向Ｙに隣接して備えている。更に、第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂはそれぞれ、歯筋方向Ｙに隣接する外歯（第１外歯１２４Ａに対しては第２外歯１２４Ｂ、第２外歯１２４Ｂに対しては第１外歯１２４Ａ）に対向する内端部ＩＥ（第１の部分）と内端部ＩＥ以外の中央部Ｃ（第２の部分）とを少なくとも有している。その上、内端部ＩＥの歯丈ｈ１が中央部Ｃの歯丈ｈ２よりも小さくされている。
【００１４】
以下、各構成要素について詳細に説明を行う。
【００１５】
起振体１０４は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、柱形状であり、中央に図示しない入力軸が挿入される入力軸孔１０６が形成されている。入力軸が挿入され回転した際に、起振体１０４が入力軸と一体で回転するように、入力軸孔１０６にはキー溝１０８が設けられている。起振体１０４は、偏心（偏心量Ｌ）した位置を中心とする一定の曲率半径ｒ１による長軸方向ｐの噛合い範囲ＦＡで外歯歯車１２０と内歯歯車１３０との噛合い状態を実現するように、複数の曲率半径を組み合わせた形状とされている。
【００１６】
起振体軸受１１０Ａ、１１０Ｂ（単に起振体軸受１１０とも称する）は、図２に示す如く、起振体１０４の外側と外歯歯車１２０の内側との間に配置される軸受である。図２に示す如く、起振体軸受１１０Ａ（１１０Ｂ）は、内輪１１２と、保持器１１４Ａ（１１４Ｂ）、転動体としてのころ１１６Ａ（１１６Ｂ）と、外輪１１８Ａ（１１８Ｂ）と、から構成される。内輪１１２の内側は起振体１０４と当接して、内輪１１２は起振体１０４と一体で変形しながら回転する。外輪１１８Ａ（１１８Ｂ）は、ころ１１６Ａ（１１６Ｂ）の外側に配置される。外輪１１８Ａ（１１８Ｂ）は、起振体１０４の回転により撓み変形し、その外側に配置される外歯歯車１２０を変形させる。
【００１７】
外歯歯車１２０は、図１、図２、図４に示す如く、基部材１２２と、外歯１２４と、から構成される。基部材１２２は、可撓性を有した筒状部材であり、起振体軸受１１０の外側に配置される。第１外歯１２４Ａと第２外歯１２４Ｂとは軸方向Ｏに分割された形態であるが、それぞれを支持する基部材１２２が一体とされ共通とされている。このため、起振体１０４の偏心量Ｌは、同位相で第１外歯１２４Ａと第２外歯１２４Ｂに伝えられる。なお、図４で方向Ｘが歯厚方向、方向Ｙが歯筋方向（歯幅方向でもあり、軸方向Ｏと一致）、方向Ｚが歯丈方向を示している。
【００１８】
第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂは、互いの歯筋方向Ｙに隣接して成形されている。外歯１２４は、理論噛合を実現するようにトロコイド曲線に基づいて歯形が決定され、歯丈ｈ及び歯厚ｔが定められている。ここで、外歯１２４Ａ（１２４Ｂ）は、図４に示す如く、歯筋方向Ｙで、外歯１２４Ｂ（１２４Ａ）と対向する対向面１２４ＡＡ（１２４ＢＡ）側の端部（内端部ＩＥ）と、外端面１２４ＡＢ（１２４ＢＢ）側の端部（外端部ＯＥ）と、内端部ＩＥと外端部ＯＥとのあいだの中央部Ｃと、で構成されている。即ち、本実施形態では、内端部ＩＥが第１の部分に、中央部Ｃが第２の部分とされている。
【００１９】
第１外歯１２４Ａは、図４の一点鎖線で示す部分１２４ＡＣを合わせることで理論噛合を実現する歯形（基準歯形と称する）を構成し、その基準歯形から部分１２４ＡＣのない内端部ＩＥの歯先部分の面取りをした（第１外歯１２４Ａと第２外歯１２４Ｂとの間に略Ｖ字型の溝を設けた）形状とされている。即ち、第１外歯１２４Ａ（第２外歯１２４Ｂ）の対向面１２４ＡＡ（１２４ＢＡ）の歯丈ｈ１は、中央部Ｃの歯丈ｈ２に比べて小さくされている。ただし、歯丈ｈ１における対向面１２４ＡＡ（１２４ＢＡ）の歯厚ｔ１は中央部Ｃにおける歯厚ｔ２と同等とされている（ここでの同等とは、意図して変更せずに形成した際に得られる同一性をいうものとする）。そして、図４に示す如く、歯丈ｈの変化は内端部ＩＥから中央部Ｃに亘り連続的になされており、且つ歯丈ｈの変化が直線的になされている。このような形状は、切削部材などで容易に形成することが可能である。なお、部分１２４ＡＣの大きさは、外歯１２４にかかる負荷の大きさに従い決定される。
【００２０】
減速用内歯歯車１３０Ａは、剛性を有した部材で形成されている。減速用内歯歯車１３０Ａは、外歯歯車１２０Ａの第１外歯１２４Ａの歯数よりもｉ（ｉ＝２、４、・・・）枚だけ多い歯数を備える。減速用内歯歯車１３０Ａには、図示しないケーシングがボルト孔１３２Ａを介して固定される。そして、減速用内歯歯車１３０Ａは、外歯歯車１２０Ａと噛合することによって、起振体１０４の回転の減速に寄与する。減速用内歯歯車１３０Ａの内歯１２８Ａは、トロコイド曲線に基づいた第１外歯１２４Ａに理論噛合するように成形されている。
【００２１】
一方、出力用内歯歯車１３０Ｂも、減速用内歯歯車１３０Ａと同様に、剛性を有した部材で形成されている。出力用内歯歯車１３０Ｂは、外歯歯車１２０Ｂの第２外歯１２４Ｂの歯数と同一の内歯１２８Ｂの歯数を備える（等速伝達）。なお、出力用内歯歯車１３０Ｂには、図示しない出力軸がボルト孔１３２Ｂを介して取り付けられて、外歯歯車１２０Ｂの自転と同一の回転が外部に出力される。
【００２２】
次に、外歯歯車１２０の製造手順について、図５を用いて説明する。なお、この図に示す外歯１２４の形状は、理解しやすいように誇張したものであり、実際の歯丈ｈの形状は、図１に示す如くであり、歯丈ｈの変化は極めて微小とされている。
【００２３】
まず、外歯歯車１２０の母材である（筒形状の）ワークＢＫを用意する（図５（Ａ）)。
【００２４】
次に、切削部材で第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂの内端部ＩＥの構成をし、その内端部ＩＥの歯丈ｈ１が中央部Ｃの歯丈ｈ２と比べて小さくなるように、ワークＢＫの軸方向Ｏの中央部分に、溝ＤＴを（その外周に沿って）形成する（図５（Ｂ））。即ち、ワークＢＫをいわば鼓型に形成する。同時に、第１外歯１２４Ａと第２外歯１２４Ｂの対向面１２４ＡＡ（１２４ＢＡ）も形成される。
【００２５】
次に、溝ＤＴが形成されたワークＢＫ（の外周）に、ホブカッターなどで歯切りを行い、外歯歯車１２０の第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂを形成する（図５（Ｃ））。
【００２６】
このように、第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂに対しては、歯筋方向Ｙに対して歯厚ｔを同等にして変化させていないため、第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂの形成が容易である。
【００２７】
次に、撓み噛合い式歯車装置１００の動作について、主に図２を用いて説明する。
【００２８】
図示しない入力軸の回転により、起振体１０４が回転すると、その回転状態に応じて、起振体軸受１１０Ａを介して、外歯歯車１２０Ａが撓み変形する。同時に、外歯歯車１２０Ｂも、起振体軸受１１０Ｂを介して、外歯歯車１２０Ａと同位相で撓み変形する。
【００２９】
外歯歯車１２０が起振体１０４で撓み変形されることにより、噛合い範囲ＦＡで、外歯１２４が半径方向外側に移動して、内歯歯車１３０の内歯１２８に噛合する。
【００３０】
噛合に際して、第１外歯１２４Ａには、第２外歯１２４Ｂと異なる負荷（方向と大きさ）が加わる。しかし、起振体軸受１１０Ａ、１１０Ｂは、内輪１１２を除いて、軸方向Ｏで、減速用内歯歯車１３０Ａと噛合する第１外歯１２４Ａに対する部分と、出力用内歯歯車１３０Ｂと噛合する第２外歯１２４Ｂに対する部分とに分離されている。このため、減速用内歯歯車１３０Ａと第１外歯１２４Ａとの噛合を原因とするころ１１６Ｂのスキュー、及び出力用内歯歯車１３０Ｂと第２外歯１２４Ｂとの噛合を原因とするころ１１６Ａのスキュー、のそれぞれが防止されている。
【００３１】
更に、外歯１２４は、軸方向Ｏにおいて、減速用内歯歯車１３０Ａの噛合する部分（第１外歯１２４Ａ）と出力用内歯歯車１３０Ｂの噛合する部分（第２外歯１２４Ｂ）に分割されている。このため、外歯歯車１２０Ａと減速用内歯歯車１３０Ａとが噛合する際に、仮に第２外歯１２４Ｂに変形などがあってもその変形で第１外歯１２４Ａに変形を生じることがない。同様に、外歯歯車１２０Ｂと出力用内歯歯車１３０Ｂとが噛合する際に、仮に第１外歯１２４Ａに変形などがあってもその変形で第２外歯１２４Ｂに変形を生じることがない。つまり、外歯１２４を分割しておくことで、一方の外歯１２４Ａ（１２４Ｂ）の変形で他方の外歯１２４Ｂ（１２４Ａ）を変形させてその噛合関係を悪化させるといった伝達トルクの低下を防ぐことができる。
【００３２】
更に、外歯歯車１２０を介して減速用内歯歯車１３０Ａから出力用内歯歯車１３０Ｂへのトルクの伝達により、外歯歯車１２０の外歯１２４がその歯筋方向Ｙに対して変形しても（図９）、第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂの内端部ＩＥの歯丈ｈ１が短くされている。このため、内歯１２８と外歯１２４との片当たりを低減することができる。
【００３３】
外歯歯車１２０Ａと減速用内歯歯車１３０Ａとの噛合位置は、起振体１０４の長軸方向ｐの移動に伴い回転移動する。ここで、起振体１０４が１回転すると、外歯歯車１２０Ａは減速用内歯歯車１３０Ａとの歯数差だけ、回転位相が遅れる。つまり、減速用内歯歯車１３０Ａによる減速比は（（外歯歯車１２０Ａの歯数−減速用内歯歯車１３０Ａの歯数）／外歯歯車１２０Ａの歯数）として求めることができる。
【００３４】
外歯歯車１２０Ｂと出力用内歯歯車１３０Ｂとは共に歯数が同一であるので、外歯歯車１２０Ｂと出力用内歯歯車１３０Ｂとは互いに噛合する部分が移動することなく、同一の歯同士で噛合することとなる。このため、出力用内歯歯車１３０Ｂから外歯歯車１２０Ｂの自転と同一の回転が出力される。結果として、出力用内歯歯車１３０Ｂからは、起振体１０４の回転を減速用内歯歯車１３０Ａによる減速比に基づいて減速した出力を取り出すことができる。
【００３５】
本実施形態においては、外歯歯車１２０が互いの歯筋方向Ｙに隣接する第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂを備える。そして、第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂはそれぞれ、歯筋方向Ｙに隣接する外歯（第１外歯１２４Ａに対しては第２外歯１２４Ｂ、第２外歯１２４Ｂに対しては第１外歯１２４Ａ）に対向する内端部ＩＥ（第１の部分）と中央部Ｃと外端部ＯＥとを有している。このとき、内端部ＩＥの歯丈ｈ１が中央部Ｃの歯丈ｈ２よりも小さくされている。ここで、図９（Ａ）は外歯１２４と内歯１２８との噛合い前、図９（Ｂ）は外歯１２４と内歯１２８との噛合い時を模式的に示した図である。図９（Ｂ）で示す如く、外歯１２４（１２４Ａ、１２４Ｂ）は、内歯１２８（１２８Ａ、１２８Ｂ）との噛合により歯厚方向Ｘに変形してずれた状態になろうとするが、内端部ＩＥ（図９（Ｂ）の点線領域）の歯丈ｈ１が短くされていることで、当該内端部ＩＥで中央部Ｃの歯先に相当する部分１２４ＡＣ（図４参照）が存在しない。このため、外歯１２４の歯筋方向Ｙに対する変形が生じても外歯１２４と内歯１２８の片当たりを低減することが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態においては、外歯歯車１２０を製造する際に、歯筋方向Ｙに対する外歯１２４の歯厚ｔを変更するような加工を行わないので、簡易的に外歯１２４を形成することができる。
【００３７】
また、本実施形態においては、歯丈ｈの変化が内端部ＩＥから中央部Ｃに亘り連続的になされており、且つ歯丈ｈの変化が直線的になされている。このため、図５（Ｂ）で示したＶ字型の溝ＤＴの形成が、切削部材の簡略な制御で極めて容易に行うことができる。
【００３８】
即ち、本実施形態によれば、外歯１２４の変形の影響を低減することが可能となる。即ち、外歯１２４と内歯１２８の噛合いによる応力の集中を小さくでき、結果的に撓み噛合い式歯車装置１００の長寿命化を促進することができる。また、従来であれば片当たりで生じていた応力の集中によるロスを、本実施形態では伝達トルクの増大に結びつけることができる。
【００３９】
本発明について第１実施形態を挙げて説明したが、本発明は第１実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでも無い。
【００４０】
例えば第１実施形態においては、外歯１２４の内端部ＩＥが中央部Ｃに比べて歯丈ｈ１が小さく、且つ歯厚ｔ１が同等とされていたが、本発明はこれに限定されずに、外歯の内端部ＩＥが中央部Ｃに比べて歯丈ｈと歯厚ｔの両方が小さくされていてもよい。
【００４１】
或いは、図６に示す第２実施形態の如くであってもよい。第２実施形態では、外歯２２４の内端部ＩＥが中央部Ｃに比べて、歯筋方向Ｙで歯丈ｈが同等とされ、且つ歯厚ｔが小さく（薄く）されている。その歯厚ｔを薄くする形態としては、図６の一点鎖線で示すように歯先の歯厚ｔを主に薄くするようにしてもよいし、図６の二点鎖線で示すように歯元から歯先までの全体を薄くするようにしてもよい。このような外歯２２４を採用することで、内端部ＩＥにおける歯厚ｔの中央部Ｃにおける歯厚ｔに対する減少分で歯厚方向Ｘの変形量を吸収することができる。このため、第１実施形態のように外歯２２４と内歯との片当たりを低減することが可能となる。なお、実線で示されているのが第１実施形態でも説明した基準歯形である。
【００４２】
或いは、図７の第３実施形態の如くであってもよい。第３実施形態では、第１、第２外歯３２４Ａ、３２４Ｂの歯筋方向Ｙの外側の端部（外端部ＯＥ）の歯厚が、第１、第２外歯３２４Ａ、３２４Ｂの歯厚ｔのうちで最大とされている。図７では基準歯形の対向面３２４ＡＡの面内で歯厚ｔが丁度ゼロとされている。このため、外歯３２４の基部材３２２に平行な断面では、外歯３２４が略３角形とされている（対向面の面内にある程度の歯厚ｔがあり、結果的に外歯の断面が略台形とされていてもよい）。なお、一点鎖線で示されているのが第１実施形態でも説明した基準歯形である。即ち、本実施形態では、外端部ＯＥで歯厚ｔが基準歯形の歯厚よりも厚くされている。
【００４３】
即ち、第３実施形態においては、内端部ＩＥでは歯厚ｔが小さい（狭い）ので、上記実施形態と同様に外歯３２４と内歯との片当たりを低減できる。それと共に、外端部ＯＥが外歯３２４のうちで最大の歯厚ｔなので外歯３２４と内歯との噛合において外歯３２４の歯幅全体を有効に利用することができる。更に、その外端部ＯＥの歯厚ｔが基準歯形の歯厚よりも厚くされているので、噛合いの無負荷時には外端部ＯＥ付近で、負荷がかかる際にはその負荷に応じて中央部Ｃから内端部ＩＥの間で理想的な噛合いを実現できる。即ち、バックラッシュを小さくでき、外歯３２４と内歯との噛合率が向上し、回転角度の伝達誤差を低減することが可能となる。
【００４４】
なお、第３実施形態においては、第１、第２外歯３２４Ａ、３２４Ｂの（歯筋方向Ｙにおける）内端部ＩＥに対する同じ第１、第２外歯内のもう一方の端部（外端部ＯＥ）の歯厚がそれぞれ、第１、第２外歯３２４Ａ、３２４Ｂの歯厚ｔのうちで最大とされていたが、本発明はこれに限定されず、第１、第２外歯のいずれかのみが第３実施形態で示された歯形であってもよい。
【００４５】
また、第１実施形態においては、図８（Ａ）に示す如く外歯１２４の歯丈ｈの変化が内端部ＩＥから中央部Ｃに亘り連続的になされ、且つ歯丈ｈの変化が直線的になされていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図８（Ｂ）のように歯丈ｈの変化がほぼ２つの直線で近似できてもよいし、図（Ｃ）のように歯丈ｈの変化が曲線で近似できてもよい。或いは、図８（Ｄ）のように内端部ＩＥで段差を生ずるように、歯丈ｈの変化が内端部ＩＥから中央部Ｃに亘り連続していない形状とされていてもよい。
【００４６】
また、本実施形態においては、外歯にトロコイド曲線に基づいた歯形を用いて、その理論噛合を実現する歯形を基準歯形としたが、本発明はこれに限定されない。外歯は、円弧歯形でもよいし、その他の歯形を用いてもよい。そして、内歯は、外歯に対応した歯形を用いることができる。
【００４７】
また、上記実施形態においては、外歯の第１の部分を内端部ＩＥとし第２の部分を中央部Ｃとしたが、本発明はこれに限定されず、第２の部分が中央部Ｃと外端部ＯＥとを含んでいてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態においては、外歯の外端部ＯＥについては歯形の修整を行っていないが、本発明はこれに限定されず、外歯の外端部ＯＥを内端部ＩＥと同様に修整してもよい（例えば、一般的にクラウニングやレリービングなどという歯筋修整を用いてもよい）。つまり、内端部ＩＥ（第１の部分）よりも歯丈または歯厚の大きい部分（例えば、中央部Ｃ）があれば、それ以外の部分（例えば外端部ＯＥ）の歯丈や歯厚の小さい部分があってもよい。この場合に、同部分（外端部ＯＥ）の歯丈や歯厚は内端部ＩＥより小さくされていてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態においては、外歯の隣接する内端部ＩＥを互いに同一の形態で修整していたが、本発明はこれに限定されず、２つの外歯で互いに異なる形態で修整してもよい。
【００５０】
また、上記実施形態においては、外歯歯車の外歯の歯筋を修整していたが、本発明はこれに限定されず、内歯を修整してもよい。即ち、内歯歯車の内歯がそれぞれ、歯筋方向に隣接する内歯に対向する第１の部分と該第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有し、該第１の部分は歯丈および歯厚の少なくとも一方が該第２の部分のそれよりも小さくされていてもよい。その際の内歯の第１の部分と第２の部分についての関係は、上記実施形態で示した外歯における関係を適用してもよい。また、内歯歯車の製造方法においては、内歯歯車の内歯はそれぞれ、歯筋方向に隣接する内歯に対向する第１の部分と該第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有し、該第１の部分の歯丈が該第２の部分の歯丈と比べて小さい構成であって、前記第１、第２内歯歯車の母材であるワークの軸方向の内側端部の面取りを行う工程と、該面取りが行われたワーク（の内周）に歯切りを行うことで前記第１、第２内歯歯車の内歯を形成する工程と、を含むこととしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、筒形状の外歯歯車を必須構成要件とする撓み噛合い式歯車装置に対して広く適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１００…撓み噛合い式歯車装置
１０４…起振体
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ…起振体軸受
１１２…内輪
１１４Ａ、１１４Ｂ…保持器
１１６Ａ、１１６Ｂ…ころ
１１８Ａ、１１８Ｂ…外輪
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、２２０Ａ、２２０Ｂ、３２０Ａ、３２０Ｂ…外歯歯車
１２２、２２２、３２２…基部材
１２４、１２４Ａ、１２４Ｂ、２２４、２２４Ａ、２２４Ｂ、３２４、３２４Ａ、３２４Ｂ、４２４Ａ、４２４Ｂ、５２４Ａ、５２４Ｂ、６２４Ａ、６２４Ｂ…外歯
１２４ＡＡ、１２４ＢＡ、２２４ＡＡ、２２４ＢＡ、３２４ＡＡ、３２４ＢＡ…対向面
１２４ＡＢ、１２４ＢＢ、２２４ＡＢ、２２４ＢＢ、３２４ＡＢ、３２４ＢＢ…外端面
１２８、１２８Ａ、１２８Ｂ…内歯
１３０、１３０Ａ…減速用内歯歯車（内歯歯車）
１３０Ｂ…出力用内歯歯車
１３２Ａ、１３２Ｂ…ボルト孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撓み噛合い式歯車装置及びそれに用いられる外歯歯車等の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示す撓み噛合い式歯車装置は、起振体と、該起振体の外周に配置され該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した筒形状の外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した第１内歯歯車と、該第１内歯歯車に並設され前記外歯歯車と内接噛合する剛性を有した第２内歯歯車と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９９７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の撓み噛合い式歯車装置においては、第１内歯歯車と第２内歯歯車との間に筒形状の外歯歯車が介されることで、第１内歯歯車と第２内歯歯車との間で動力伝達がなされる。このため、外歯歯車の外歯のうち、第１内歯歯車の内歯と噛合する部分と、第２内歯歯車の内歯と噛合する部分とには、互いに異なる方向の荷重がかかるので、外歯が歯筋方向で変形するおそれがでてくる。
【０００５】
そこで、本発明は、前記の問題点を解決するべくなされたもので、外歯歯車を構成する外歯の変形の影響を低減可能な撓み噛合い式歯車装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、起振体と、該起振体の外周に配置され該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した筒形状の外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した第１内歯歯車と、該第１内歯歯車に並設され前記外歯歯車と内接噛合する剛性を有した第２内歯歯車と、を備えた撓み噛合い式歯車装置において、前記外歯歯車が前記第１、第２内歯歯車の内歯とそれぞれ噛合する第１、第２外歯を互いの歯筋方向に隣接して備え、該第１、第２外歯はそれぞれ、前記歯筋方向に隣接する外歯に対向する第１の部分と該第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有し、該第１の部分の歯丈および歯厚の少なくとも一方が該第２の部分のそれよりも小さくされていることにより、前記課題を解決したものである。
【０００７】
本発明においては、外歯歯車が互いの歯筋方向に隣接する第１、第２外歯を備える。そして、第１、第２外歯はそれぞれ、歯筋方向に隣接する外歯に対向する第１の部分と第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有している。このとき、第１の部分の歯丈および歯厚の少なくとも一方が第２の部分のそれよりも小さくされている。第１、第２外歯は、内歯との噛合により歯厚方向に変形してずれた状態となろうとするが、第１の部分の歯丈が短くされていることで、当該第１の部分で第２の部分の歯先に相当する部分が存在しない。若しくは、歯厚が小さくされていることで、第１の部分における歯厚の第２の部分における歯厚に対する減少分で歯厚方向の変形量を吸収することができる。このため、第１、第２外歯の歯筋方向に対する変形が生じても第１、第２外歯と内歯歯車の内歯の片当たりを低減することが可能となる。
【０００８】
なお、このような効果は、起振体と、該起振体の外周に配置され該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した筒形状の外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した第１内歯歯車と、該第１内歯歯車に並設され前記外歯歯車と内接噛合する剛性を有した第２内歯歯車と、を備えた撓み噛合い式歯車装置において、前記第１、第２内歯歯車の内歯はそれぞれ、歯筋方向に隣接する内歯に対向する第１の部分と該第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有し、該第１の部分は歯丈および歯厚の少なくとも一方が該第２の部分のそれよりも小さくされている場合でも同様に、外歯と内歯の片当たりの低減として、得ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、外歯歯車を構成する外歯の変形の影響を低減することが可能となる。即ち、外歯と内歯との噛合いによる応力の集中を小さくでき、結果的に撓み噛合い式歯車装置の長寿命化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撓み噛合い式歯車装置の全体構成の一例を示す分解斜視図
【図２】同じく全体構成の一例を示す断面図
【図３】同じく起振体を表す図
【図４】同じく第１、第２外歯の形状を説明するための概略図
【図５】同じく外歯歯車の製造手順を示す概略図
【図６】本発明の第２実施形態に係る撓み噛合い式歯車装置の第１、第２外歯の形状を説明するための概略図
【図７】本発明の第３実施形態に係る撓み噛合い式歯車装置の第１、第２外歯の形状を説明するための概略図
【図８】第１、第２外歯のバリエーションを示す概略図
【図９】課題を説明するための概略図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態の一例を詳細に説明する。なお、図４では、外歯の歯丈の変化の様子を理解を容易とするために誇張して示している。
【００１２】
最初に、本実施形態の全体構成について、主に図１〜図４を用いて概略的に説明する。
【００１３】
撓み噛合い式歯車装置１００は、起振体１０４と、起振体１０４の外周に配置され起振体１０４の回転により撓み変形される可撓性を有した筒形状の外歯歯車１２０Ａ、１２０Ｂと、外歯歯車１２０Ａが内接噛合する剛性を有した減速用内歯歯車１３０Ａ（第１内歯歯車）と、減速用内歯歯車１３０Ａに並設され外歯歯車１２０Ｂと内接噛合する剛性を有した出力用内歯歯車１３０Ｂ（第２内歯歯車）と、を備えている。そして、外歯歯車１２０Ａ、１２０Ｂ（単に外歯歯車１２０とも称す）は、減速用内歯歯車１３０Ａ、出力用内歯歯車１３０Ｂ（単に内歯歯車１３０とも称す）の内歯１２８Ａ、１２８Ｂ（単に内歯１２８とも称する）とそれぞれ噛合する第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂ（単に外歯１２４とも称する）を互いの歯筋方向Ｙに隣接して備えている。更に、第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂはそれぞれ、歯筋方向Ｙに隣接する外歯（第１外歯１２４Ａに対しては第２外歯１２４Ｂ、第２外歯１２４Ｂに対しては第１外歯１２４Ａ）に対向する内端部ＩＥ（第１の部分）と内端部ＩＥ以外の中央部Ｃ（第２の部分）とを少なくとも有している。その上、内端部ＩＥの歯丈ｈ１が中央部Ｃの歯丈ｈ２よりも小さくされている。
【００１４】
以下、各構成要素について詳細に説明を行う。
【００１５】
起振体１０４は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、柱形状であり、中央に図示しない入力軸が挿入される入力軸孔１０６が形成されている。入力軸が挿入され回転した際に、起振体１０４が入力軸と一体で回転するように、入力軸孔１０６にはキー溝１０８が設けられている。起振体１０４は、偏心（偏心量Ｌ）した位置を中心とする一定の曲率半径ｒ１による長軸方向ｐの噛合い範囲ＦＡで外歯歯車１２０と内歯歯車１３０との噛合い状態を実現するように、複数の曲率半径を組み合わせた形状とされている。
【００１６】
起振体軸受１１０Ａ、１１０Ｂ（単に起振体軸受１１０とも称する）は、図２に示す如く、起振体１０４の外側と外歯歯車１２０の内側との間に配置される軸受である。図２に示す如く、起振体軸受１１０Ａ（１１０Ｂ）は、内輪１１２と、保持器１１４Ａ（１１４Ｂ）、転動体としてのころ１１６Ａ（１１６Ｂ）と、外輪１１８Ａ（１１８Ｂ）と、から構成される。内輪１１２の内側は起振体１０４と当接して、内輪１１２は起振体１０４と一体で変形しながら回転する。外輪１１８Ａ（１１８Ｂ）は、ころ１１６Ａ（１１６Ｂ）の外側に配置される。外輪１１８Ａ（１１８Ｂ）は、起振体１０４の回転により撓み変形し、その外側に配置される外歯歯車１２０を変形させる。
【００１７】
外歯歯車１２０は、図１、図２、図４に示す如く、基部材１２２と、外歯１２４と、から構成される。基部材１２２は、可撓性を有した筒状部材であり、起振体軸受１１０の外側に配置される。第１外歯１２４Ａと第２外歯１２４Ｂとは軸方向Ｏに分割された形態であるが、それぞれを支持する基部材１２２が一体とされ共通とされている。このため、起振体１０４の偏心量Ｌは、同位相で第１外歯１２４Ａと第２外歯１２４Ｂに伝えられる。なお、図４で方向Ｘが歯厚方向、方向Ｙが歯筋方向（歯幅方向でもあり、軸方向Ｏと一致）、方向Ｚが歯丈方向を示している。
【００１８】
第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂは、互いの歯筋方向Ｙに隣接して成形されている。外歯１２４は、理論噛合を実現するようにトロコイド曲線に基づいて歯形が決定され、歯丈ｈ及び歯厚ｔが定められている。ここで、外歯１２４Ａ（１２４Ｂ）は、図４に示す如く、歯筋方向Ｙで、外歯１２４Ｂ（１２４Ａ）と対向する対向面１２４ＡＡ（１２４ＢＡ）側の端部（内端部ＩＥ）と、外端面１２４ＡＢ（１２４ＢＢ）側の端部（外端部ＯＥ）と、内端部ＩＥと外端部ＯＥとのあいだの中央部Ｃと、で構成されている。即ち、本実施形態では、内端部ＩＥが第１の部分に、中央部Ｃが第２の部分とされている。
【００１９】
第１外歯１２４Ａは、図４の一点鎖線で示す部分１２４ＡＣを合わせることで理論噛合を実現する歯形（基準歯形と称する）を構成し、その基準歯形から部分１２４ＡＣのない内端部ＩＥの歯先部分の面取りをした（第１外歯１２４Ａと第２外歯１２４Ｂとの間に略Ｖ字型の溝を設けた）形状とされている。即ち、第１外歯１２４Ａ（第２外歯１２４Ｂ）の対向面１２４ＡＡ（１２４ＢＡ）の歯丈ｈ１は、中央部Ｃの歯丈ｈ２に比べて小さくされている。ただし、歯丈ｈ１における対向面１２４ＡＡ（１２４ＢＡ）の歯厚ｔ１は中央部Ｃにおける歯厚ｔ２と同等とされている（ここでの同等とは、意図して変更せずに形成した際に得られる同一性をいうものとする）。そして、図４に示す如く、歯丈ｈの変化は内端部ＩＥから中央部Ｃに亘り連続的になされており、且つ歯丈ｈの変化が直線的になされている。このような形状は、切削部材などで容易に形成することが可能である。なお、部分１２４ＡＣの大きさは、外歯１２４にかかる負荷の大きさに従い決定される。
【００２０】
減速用内歯歯車１３０Ａは、剛性を有した部材で形成されている。減速用内歯歯車１３０Ａは、外歯歯車１２０Ａの第１外歯１２４Ａの歯数よりもｉ（ｉ＝２、４、・・・）枚だけ多い歯数を備える。減速用内歯歯車１３０Ａには、図示しないケーシングがボルト孔１３２Ａを介して固定される。そして、減速用内歯歯車１３０Ａは、外歯歯車１２０Ａと噛合することによって、起振体１０４の回転の減速に寄与する。減速用内歯歯車１３０Ａの内歯１２８Ａは、トロコイド曲線に基づいた第１外歯１２４Ａに理論噛合するように成形されている。
【００２１】
一方、出力用内歯歯車１３０Ｂも、減速用内歯歯車１３０Ａと同様に、剛性を有した部材で形成されている。出力用内歯歯車１３０Ｂは、外歯歯車１２０Ｂの第２外歯１２４Ｂの歯数と同一の内歯１２８Ｂの歯数を備える（等速伝達）。なお、出力用内歯歯車１３０Ｂには、図示しない出力軸がボルト孔１３２Ｂを介して取り付けられて、外歯歯車１２０Ｂの自転と同一の回転が外部に出力される。
【００２２】
次に、外歯歯車１２０の製造手順について、図５を用いて説明する。なお、この図に示す外歯１２４の形状は、理解しやすいように誇張したものであり、実際の歯丈ｈの形状は、図１に示す如くであり、歯丈ｈの変化は極めて微小とされている。
【００２３】
まず、外歯歯車１２０の母材である（筒形状の）ワークＢＫを用意する（図５（Ａ）)。
【００２４】
次に、切削部材で第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂの内端部ＩＥの構成をし、その内端部ＩＥの歯丈ｈ１が中央部Ｃの歯丈ｈ２と比べて小さくなるように、ワークＢＫの軸方向Ｏの中央部分に、溝ＤＴを（その外周に沿って）形成する（図５（Ｂ））。即ち、ワークＢＫをいわば鼓型に形成する。同時に、第１外歯１２４Ａと第２外歯１２４Ｂの対向面１２４ＡＡ（１２４ＢＡ）も形成される。
【００２５】
次に、溝ＤＴが形成されたワークＢＫ（の外周）に、ホブカッターなどで歯切りを行い、外歯歯車１２０の第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂを形成する（図５（Ｃ））。
【００２６】
このように、第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂに対しては、歯筋方向Ｙに対して歯厚ｔを同等にして変化させていないため、第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂの形成が容易である。
【００２７】
次に、撓み噛合い式歯車装置１００の動作について、主に図２を用いて説明する。
【００２８】
図示しない入力軸の回転により、起振体１０４が回転すると、その回転状態に応じて、起振体軸受１１０Ａを介して、外歯歯車１２０Ａが撓み変形する。同時に、外歯歯車１２０Ｂも、起振体軸受１１０Ｂを介して、外歯歯車１２０Ａと同位相で撓み変形する。
【００２９】
外歯歯車１２０が起振体１０４で撓み変形されることにより、噛合い範囲ＦＡで、外歯１２４が半径方向外側に移動して、内歯歯車１３０の内歯１２８に噛合する。
【００３０】
噛合に際して、第１外歯１２４Ａには、第２外歯１２４Ｂと異なる負荷（方向と大きさ）が加わる。しかし、起振体軸受１１０Ａ、１１０Ｂは、内輪１１２を除いて、軸方向Ｏで、減速用内歯歯車１３０Ａと噛合する第１外歯１２４Ａに対する部分と、出力用内歯歯車１３０Ｂと噛合する第２外歯１２４Ｂに対する部分とに分離されている。このため、減速用内歯歯車１３０Ａと第１外歯１２４Ａとの噛合を原因とするころ１１６Ｂのスキュー、及び出力用内歯歯車１３０Ｂと第２外歯１２４Ｂとの噛合を原因とするころ１１６Ａのスキュー、のそれぞれが防止されている。
【００３１】
更に、外歯１２４は、軸方向Ｏにおいて、減速用内歯歯車１３０Ａの噛合する部分（第１外歯１２４Ａ）と出力用内歯歯車１３０Ｂの噛合する部分（第２外歯１２４Ｂ）に分割されている。このため、外歯歯車１２０Ａと減速用内歯歯車１３０Ａとが噛合する際に、仮に第２外歯１２４Ｂに変形などがあってもその変形で第１外歯１２４Ａに変形を生じることがない。同様に、外歯歯車１２０Ｂと出力用内歯歯車１３０Ｂとが噛合する際に、仮に第１外歯１２４Ａに変形などがあってもその変形で第２外歯１２４Ｂに変形を生じることがない。つまり、外歯１２４を分割しておくことで、一方の外歯１２４Ａ（１２４Ｂ）の変形で他方の外歯１２４Ｂ（１２４Ａ）を変形させてその噛合関係を悪化させるといった伝達トルクの低下を防ぐことができる。
【００３２】
更に、外歯歯車１２０を介して減速用内歯歯車１３０Ａから出力用内歯歯車１３０Ｂへのトルクの伝達により、外歯歯車１２０の外歯１２４がその歯筋方向Ｙに対して変形しても（図９）、第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂの内端部ＩＥの歯丈ｈ１が短くされている。このため、内歯１２８と外歯１２４との片当たりを低減することができる。
【００３３】
外歯歯車１２０Ａと減速用内歯歯車１３０Ａとの噛合位置は、起振体１０４の長軸方向ｐの移動に伴い回転移動する。ここで、起振体１０４が１回転すると、外歯歯車１２０Ａは減速用内歯歯車１３０Ａとの歯数差だけ、回転位相が遅れる。つまり、減速用内歯歯車１３０Ａによる減速比は（（外歯歯車１２０Ａの歯数−減速用内歯歯車１３０Ａの歯数）／外歯歯車１２０Ａの歯数）として求めることができる。
【００３４】
外歯歯車１２０Ｂと出力用内歯歯車１３０Ｂとは共に歯数が同一であるので、外歯歯車１２０Ｂと出力用内歯歯車１３０Ｂとは互いに噛合する部分が移動することなく、同一の歯同士で噛合することとなる。このため、出力用内歯歯車１３０Ｂから外歯歯車１２０Ｂの自転と同一の回転が出力される。結果として、出力用内歯歯車１３０Ｂからは、起振体１０４の回転を減速用内歯歯車１３０Ａによる減速比に基づいて減速した出力を取り出すことができる。
【００３５】
本実施形態においては、外歯歯車１２０が互いの歯筋方向Ｙに隣接する第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂを備える。そして、第１、第２外歯１２４Ａ、１２４Ｂはそれぞれ、歯筋方向Ｙに隣接する外歯（第１外歯１２４Ａに対しては第２外歯１２４Ｂ、第２外歯１２４Ｂに対しては第１外歯１２４Ａ）に対向する内端部ＩＥ（第１の部分）と中央部Ｃと外端部ＯＥとを有している。このとき、内端部ＩＥの歯丈ｈ１が中央部Ｃの歯丈ｈ２よりも小さくされている。ここで、図９（Ａ）は外歯１２４と内歯１２８との噛合い前、図９（Ｂ）は外歯１２４と内歯１２８との噛合い時を模式的に示した図である。図９（Ｂ）で示す如く、外歯１２４（１２４Ａ、１２４Ｂ）は、内歯１２８（１２８Ａ、１２８Ｂ）との噛合により歯厚方向Ｘに変形してずれた状態になろうとするが、内端部ＩＥ（図９（Ｂ）の点線領域）の歯丈ｈ１が短くされていることで、当該内端部ＩＥで中央部Ｃの歯先に相当する部分１２４ＡＣ（図４参照）が存在しない。このため、外歯１２４の歯筋方向Ｙに対する変形が生じても外歯１２４と内歯１２８の片当たりを低減することが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態においては、外歯歯車１２０を製造する際に、歯筋方向Ｙに対する外歯１２４の歯厚ｔを変更するような加工を行わないので、簡易的に外歯１２４を形成することができる。
【００３７】
また、本実施形態においては、歯丈ｈの変化が内端部ＩＥから中央部Ｃに亘り連続的になされており、且つ歯丈ｈの変化が直線的になされている。このため、図５（Ｂ）で示したＶ字型の溝ＤＴの形成が、切削部材の簡略な制御で極めて容易に行うことができる。
【００３８】
即ち、本実施形態によれば、外歯１２４の変形の影響を低減することが可能となる。即ち、外歯１２４と内歯１２８の噛合いによる応力の集中を小さくでき、結果的に撓み噛合い式歯車装置１００の長寿命化を促進することができる。また、従来であれば片当たりで生じていた応力の集中によるロスを、本実施形態では伝達トルクの増大に結びつけることができる。
【００３９】
本発明について第１実施形態を挙げて説明したが、本発明は第１実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでも無い。
【００４０】
例えば第１実施形態においては、外歯１２４の内端部ＩＥが中央部Ｃに比べて歯丈ｈ１が小さく、且つ歯厚ｔ１が同等とされていたが、本発明はこれに限定されずに、外歯の内端部ＩＥが中央部Ｃに比べて歯丈ｈと歯厚ｔの両方が小さくされていてもよい。
【００４１】
或いは、図６に示す第２実施形態の如くであってもよい。第２実施形態では、外歯２２４の内端部ＩＥが中央部Ｃに比べて、歯筋方向Ｙで歯丈ｈが同等とされ、且つ歯厚ｔが小さく（薄く）されている。その歯厚ｔを薄くする形態としては、図６の一点鎖線で示すように歯先の歯厚ｔを主に薄くするようにしてもよいし、図６の二点鎖線で示すように歯元から歯先までの全体を薄くするようにしてもよい。このような外歯２２４を採用することで、内端部ＩＥにおける歯厚ｔの中央部Ｃにおける歯厚ｔに対する減少分で歯厚方向Ｘの変形量を吸収することができる。このため、第１実施形態のように外歯２２４と内歯との片当たりを低減することが可能となる。なお、実線で示されているのが第１実施形態でも説明した基準歯形である。
【００４２】
或いは、図７の第３実施形態の如くであってもよい。第３実施形態では、第１、第２外歯３２４Ａ、３２４Ｂの歯筋方向Ｙの外側の端部（外端部ＯＥ）の歯厚が、第１、第２外歯３２４Ａ、３２４Ｂの歯厚ｔのうちで最大とされている。図７では基準歯形の対向面３２４ＡＡの面内で歯厚ｔが丁度ゼロとされている。このため、外歯３２４の基部材３２２に平行な断面では、外歯３２４が略３角形とされている（対向面の面内にある程度の歯厚ｔがあり、結果的に外歯の断面が略台形とされていてもよい）。なお、一点鎖線で示されているのが第１実施形態でも説明した基準歯形である。即ち、本実施形態では、外端部ＯＥで歯厚ｔが基準歯形の歯厚よりも厚くされている。
【００４３】
即ち、第３実施形態においては、内端部ＩＥでは歯厚ｔが小さい（狭い）ので、上記実施形態と同様に外歯３２４と内歯との片当たりを低減できる。それと共に、外端部ＯＥが外歯３２４のうちで最大の歯厚ｔなので外歯３２４と内歯との噛合において外歯３２４の歯幅全体を有効に利用することができる。更に、その外端部ＯＥの歯厚ｔが基準歯形の歯厚よりも厚くされているので、噛合いの無負荷時には外端部ＯＥ付近で、負荷がかかる際にはその負荷に応じて中央部Ｃから内端部ＩＥの間で理想的な噛合いを実現できる。即ち、バックラッシュを小さくでき、外歯３２４と内歯との噛合率が向上し、回転角度の伝達誤差を低減することが可能となる。
【００４４】
なお、第３実施形態においては、第１、第２外歯３２４Ａ、３２４Ｂの（歯筋方向Ｙにおける）内端部ＩＥに対する同じ第１、第２外歯内のもう一方の端部（外端部ＯＥ）の歯厚がそれぞれ、第１、第２外歯３２４Ａ、３２４Ｂの歯厚ｔのうちで最大とされていたが、本発明はこれに限定されず、第１、第２外歯のいずれかのみが第３実施形態で示された歯形であってもよい。
【００４５】
また、第１実施形態においては、図８（Ａ）に示す如く外歯１２４の歯丈ｈの変化が内端部ＩＥから中央部Ｃに亘り連続的になされ、且つ歯丈ｈの変化が直線的になされていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図８（Ｂ）のように歯丈ｈの変化がほぼ２つの直線で近似できてもよいし、図（Ｃ）のように歯丈ｈの変化が曲線で近似できてもよい。或いは、図８（Ｄ）のように内端部ＩＥで段差を生ずるように、歯丈ｈの変化が内端部ＩＥから中央部Ｃに亘り連続していない形状とされていてもよい。
【００４６】
また、本実施形態においては、外歯にトロコイド曲線に基づいた歯形を用いて、その理論噛合を実現する歯形を基準歯形としたが、本発明はこれに限定されない。外歯は、円弧歯形でもよいし、その他の歯形を用いてもよい。そして、内歯は、外歯に対応した歯形を用いることができる。
【００４７】
また、上記実施形態においては、外歯の第１の部分を内端部ＩＥとし第２の部分を中央部Ｃとしたが、本発明はこれに限定されず、第２の部分が中央部Ｃと外端部ＯＥとを含んでいてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態においては、外歯の外端部ＯＥについては歯形の修整を行っていないが、本発明はこれに限定されず、外歯の外端部ＯＥを内端部ＩＥと同様に修整してもよい（例えば、一般的にクラウニングやレリービングなどという歯筋修整を用いてもよい）。つまり、内端部ＩＥ（第１の部分）よりも歯丈または歯厚の大きい部分（例えば、中央部Ｃ）があれば、それ以外の部分（例えば外端部ＯＥ）の歯丈や歯厚の小さい部分があってもよい。この場合に、同部分（外端部ＯＥ）の歯丈や歯厚は内端部ＩＥより小さくされていてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態においては、外歯の隣接する内端部ＩＥを互いに同一の形態で修整していたが、本発明はこれに限定されず、２つの外歯で互いに異なる形態で修整してもよい。
【００５０】
また、上記実施形態においては、外歯歯車の外歯の歯筋を修整していたが、本発明はこれに限定されず、内歯を修整してもよい。即ち、内歯歯車の内歯がそれぞれ、歯筋方向に隣接する内歯に対向する第１の部分と該第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有し、該第１の部分は歯丈および歯厚の少なくとも一方が該第２の部分のそれよりも小さくされていてもよい。その際の内歯の第１の部分と第２の部分についての関係は、上記実施形態で示した外歯における関係を適用してもよい。また、内歯歯車の製造方法においては、内歯歯車の内歯はそれぞれ、歯筋方向に隣接する内歯に対向する第１の部分と該第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有し、該第１の部分の歯丈が該第２の部分の歯丈と比べて小さい構成であって、前記第１、第２内歯歯車の母材であるワークの軸方向の内側端部の面取りを行う工程と、該面取りが行われたワーク（の内周）に歯切りを行うことで前記第１、第２内歯歯車の内歯を形成する工程と、を含むこととしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、筒形状の外歯歯車を必須構成要件とする撓み噛合い式歯車装置に対して広く適用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１００…撓み噛合い式歯車装置
１０４…起振体
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ…起振体軸受
１１２…内輪
１１４Ａ、１１４Ｂ…保持器
１１６Ａ、１１６Ｂ…ころ
１１８Ａ、１１８Ｂ…外輪
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、２２０Ａ、２２０Ｂ、３２０Ａ、３２０Ｂ…外歯歯車
１２２、２２２、３２２…基部材
１２４、１２４Ａ、１２４Ｂ、２２４、２２４Ａ、２２４Ｂ、３２４、３２４Ａ、３２４Ｂ、４２４Ａ、４２４Ｂ、５２４Ａ、５２４Ｂ、６２４Ａ、６２４Ｂ…外歯
１２４ＡＡ、１２４ＢＡ、２２４ＡＡ、２２４ＢＡ、３２４ＡＡ、３２４ＢＡ…対向面
１２４ＡＢ、１２４ＢＢ、２２４ＡＢ、２２４ＢＢ、３２４ＡＢ、３２４ＢＢ…外端面
１２８、１２８Ａ、１２８Ｂ…内歯
１３０、１３０Ａ…減速用内歯歯車（内歯歯車）
１３０Ｂ…出力用内歯歯車
１３２Ａ、１３２Ｂ…ボルト孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
起振体と、該起振体の外周に配置され該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した筒形状の外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した第１内歯歯車と、該第１内歯歯車に並設され前記外歯歯車と内接噛合する剛性を有した第２内歯歯車と、を備えた撓み噛合い式歯車装置において、
前記外歯歯車が前記第１、第２内歯歯車の内歯とそれぞれ噛合する第１、第２外歯を互いの歯筋方向に隣接して備え、
該第１、第２外歯はそれぞれ、前記歯筋方向に隣接する外歯に対向する第１の部分と該第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有し、
該第１の部分の歯丈および歯厚の少なくとも一方が該第２の部分のそれよりも小さくされていることを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の部分は前記第２の部分に比べて前記歯丈が小さく、且つ前記歯厚が同等とされている
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記歯丈の変化が前記第１の部分から前記第２の部分に亘り連続的になされている
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記歯丈の変化が直線的になされている
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項５】
請求項１において、少なくとも、
前記第１外歯または前記第２外歯の歯筋方向外側の端部の歯厚が、前記第１外歯または第２外歯の歯厚のうちで最大とされている
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項６】
起振体と、該起振体の外周に配置され該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した筒形状の外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した第１内歯歯車と、該第１内歯歯車に並設され前記外歯歯車と内接噛合する剛性を有した第２内歯歯車と、を備えた撓み噛合い式歯車装置において、
前記第１、第２内歯歯車の内歯はそれぞれ、歯筋方向に隣接する内歯に対向する第１の部分と該第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有し、
該第１の部分は歯丈および歯厚の少なくとも一方が該第２の部分のそれよりも小さくされていることを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１の部分は前記第２の部分に比べて前記歯丈が小さく、且つ前記歯厚が同等とされている
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記歯丈の変化が前記第１の部分から前記第２の部分に亘り連続的になされている
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記歯丈の変化が直線的になされている
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項１０】
請求項６において、少なくとも、
前記第１内歯歯車または前記第２内歯歯車の内歯の歯筋方向外側の端部の歯厚が、前記第１内歯歯車または第２内歯歯車の内歯の歯厚のうちで最大とされている
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項１１】
起振体と、該起振体の外周に配置され、該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した筒形状の外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した第１内歯歯車と、該第１内歯歯車に並設され前記外歯歯車と内接噛合する剛性を有した第２内歯歯車と、を備えた撓み噛合い式歯車装置に用いられる外歯歯車の製造方法において、
前記外歯歯車は前記第１、第２内歯歯車の内歯とそれぞれ噛合する第１、第２外歯を互いの歯筋方向に隣接して備え、該第１、第２外歯はそれぞれ、前記歯筋方向に隣接する外歯に対向する第１の部分と該第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有し、該第１の部分の歯丈が該第２の部分の歯丈と比べて小さい構成であって、
前記外歯歯車の母材であるワークの軸方向の中央部分に溝を形成する工程と、
該溝が形成されたワークに歯切りを行うことで前記第１、第２外歯を形成する工程と、
を含むことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置に用いられる外歯歯車の製造方法。
【請求項１２】
起振体と、該起振体の外周に配置され、該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した筒形状の外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した第１内歯歯車と、該第１内歯歯車に並設され前記外歯歯車と内接噛合する剛性を有した第２内歯歯車と、を備えた撓み噛合い式歯車装置に用いられる第１、第２内歯歯車の製造方法において、
前記第１、第２内歯歯車の内歯はそれぞれ、歯筋方向に隣接する内歯に対向する第１の部分と該第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有し、該第１の部分の歯丈が該第２の部分の歯丈と比べて小さい構成であって、
前記第１、第２内歯歯車の母材であるワークの軸方向の内側端部の面取りを行う工程と、
該面取りが行われたワークに歯切りを行うことで前記第１、第２内歯歯車の内歯を形成する工程と、
を含むことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置に用いられる第１、第２内歯歯車の製造方法。
【請求項１】
起振体と、該起振体の外周に配置され該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した筒形状の外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した第１内歯歯車と、該第１内歯歯車に並設され前記外歯歯車と内接噛合する剛性を有した第２内歯歯車と、を備えた撓み噛合い式歯車装置において、
前記外歯歯車が前記第１、第２内歯歯車の内歯とそれぞれ噛合する第１、第２外歯を互いの歯筋方向に隣接して備え、
該第１、第２外歯はそれぞれ、前記歯筋方向に隣接する外歯に対向する第１の部分と該第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有し、
該第１の部分の歯丈および歯厚の少なくとも一方が該第２の部分のそれよりも小さくされていることを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の部分は前記第２の部分に比べて前記歯丈が小さく、且つ前記歯厚が同等とされている
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記歯丈の変化が前記第１の部分から前記第２の部分に亘り連続的になされている
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記歯丈の変化が直線的になされている
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項５】
請求項１において、少なくとも、
前記第１外歯または前記第２外歯の歯筋方向外側の端部の歯厚が、前記第１外歯または第２外歯の歯厚のうちで最大とされている
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項６】
起振体と、該起振体の外周に配置され該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した筒形状の外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した第１内歯歯車と、該第１内歯歯車に並設され前記外歯歯車と内接噛合する剛性を有した第２内歯歯車と、を備えた撓み噛合い式歯車装置において、
前記第１、第２内歯歯車の内歯はそれぞれ、歯筋方向に隣接する内歯に対向する第１の部分と該第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有し、
該第１の部分は歯丈および歯厚の少なくとも一方が該第２の部分のそれよりも小さくされていることを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１の部分は前記第２の部分に比べて前記歯丈が小さく、且つ前記歯厚が同等とされている
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記歯丈の変化が前記第１の部分から前記第２の部分に亘り連続的になされている
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記歯丈の変化が直線的になされている
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項１０】
請求項６において、少なくとも、
前記第１内歯歯車または前記第２内歯歯車の内歯の歯筋方向外側の端部の歯厚が、前記第１内歯歯車または第２内歯歯車の内歯の歯厚のうちで最大とされている
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
【請求項１１】
起振体と、該起振体の外周に配置され、該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した筒形状の外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した第１内歯歯車と、該第１内歯歯車に並設され前記外歯歯車と内接噛合する剛性を有した第２内歯歯車と、を備えた撓み噛合い式歯車装置に用いられる外歯歯車の製造方法において、
前記外歯歯車は前記第１、第２内歯歯車の内歯とそれぞれ噛合する第１、第２外歯を互いの歯筋方向に隣接して備え、該第１、第２外歯はそれぞれ、前記歯筋方向に隣接する外歯に対向する第１の部分と該第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有し、該第１の部分の歯丈が該第２の部分の歯丈と比べて小さい構成であって、
前記外歯歯車の母材であるワークの軸方向の中央部分に溝を形成する工程と、
該溝が形成されたワークに歯切りを行うことで前記第１、第２外歯を形成する工程と、
を含むことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置に用いられる外歯歯車の製造方法。
【請求項１２】
起振体と、該起振体の外周に配置され、該起振体の回転により撓み変形される可撓性を有した筒形状の外歯歯車と、該外歯歯車が内接噛合する剛性を有した第１内歯歯車と、該第１内歯歯車に並設され前記外歯歯車と内接噛合する剛性を有した第２内歯歯車と、を備えた撓み噛合い式歯車装置に用いられる第１、第２内歯歯車の製造方法において、
前記第１、第２内歯歯車の内歯はそれぞれ、歯筋方向に隣接する内歯に対向する第１の部分と該第１の部分以外の第２の部分とを少なくとも有し、該第１の部分の歯丈が該第２の部分の歯丈と比べて小さい構成であって、
前記第１、第２内歯歯車の母材であるワークの軸方向の内側端部の面取りを行う工程と、
該面取りが行われたワークに歯切りを行うことで前記第１、第２内歯歯車の内歯を形成する工程と、
を含むことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置に用いられる第１、第２内歯歯車の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２４１８６５（Ｐ２０１２−２４１８６５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５１８３（Ｐ２０１１−１１５１８３）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【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２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【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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