JP6886415B2

JP6886415B2 - 歯車装置のシリーズ、歯車装置のシリーズの構築方法、および歯車装置群の製造方法

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Publication number: JP6886415B2
Application number: JP2018030326A
Authority: JP
Inventors: 石塚　正幸; 正幸石塚; 稔也南雲
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2018-02-23
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2038-02-23
Also published as: CN110185745B; JP2019143749A; DE102019103673A1; CN110185745A

Description

本発明は、歯車装置のシリーズ、歯車装置のシリーズの構築方法、および歯車装置群の製造方法に関する。

小型かつ軽量で高減速比が得られる撓み噛合い式の歯車装置が知られている。従来では、起振体と、起振体により撓み変形される外歯歯車と、外歯歯車と噛み合う第１内歯歯車と、第１内歯歯車と軸方向に並べて配置され、外歯歯車と噛み合う第２内歯歯車と、第１内歯歯車と第２内歯歯車との間に配置される主軸受と、を備え、第１内歯歯車は主軸受の内輪と一体化され、第２内歯歯車は主軸受の外輪と一体化された、いわゆる筒型の撓み噛合い式の歯車装置が提案されている（例えば特許文献１）。

特開２０１１−１１２２１４号公報

上述の歯車装置では、相手機械への取り付け自由度の向上が求められている。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、相手機械への取り付け自由度を向上させた歯車装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の歯車装置のシリーズは、第１歯車装置と、第２歯車装置と、を備えた歯車装置のシリーズであって、第１歯車装置および第２歯車装置は、起振体と、起振体により撓み変形される外歯歯車と、外歯歯車と噛み合う第１内歯歯車と、第１内歯歯車と軸方向に並べて配置され、外歯歯車と噛み合う第２内歯歯車と、第１内歯歯車と第２内歯歯車との間に配置される主軸受と、を備え、第１内歯歯車は主軸受の内輪と一体化され、第２内歯歯車は主軸受の外輪と一体化される撓み噛合い式歯車装置であり、第１歯車装置は、第１内歯歯車の歯数が第２内歯歯車の歯数よりも多く、第２内歯歯車から減速回転が出力され、第２歯車装置は、第２内歯歯車の歯数が第１内歯歯車の歯数よりも多く、第１内歯歯車から減速回転が出力され、外歯歯車は、第１外歯部と第２外歯部とを有し、第１外歯部の歯筋修正量が第２外歯部の歯筋修正量より大きく、第１歯車装置と第２歯車装置とで外歯歯車は共通であり、第１歯車装置においては、第１外歯部が第２内歯歯車と噛合うように組み込まれ、第２歯車装置においては、第１外歯部が第１内歯歯車と噛合うように組み込まれる。

本発明の別の態様は、歯車装置のシリーズの構築方法である。この方法は、第１歯車装置と、第２歯車装置と、を備えた歯車装置のシリーズの構築方法であって、第１歯車装置および第２歯車装置は、起振体と、起振体により撓み変形される外歯歯車と、外歯歯車と噛み合う第１内歯歯車と、第１内歯歯車と軸方向に並べて配置され、外歯歯車と噛み合う第２内歯歯車と、第１内歯歯車と第２内歯歯車との間に配置される主軸受と、を備え、第１内歯歯車は主軸受の内輪と一体化され、第２内歯歯車は主軸受の外輪と一体化される撓み噛合い式歯車装置であり、第１歯車装置は、第１内歯歯車の歯数が第２内歯歯車の歯数よりも多く、第２内歯歯車から減速回転が出力され、第２歯車装置は、第２内歯歯車の歯数が第１内歯歯車の歯数よりも多く、第１内歯歯車から減速回転が出力され、外歯歯車は、第１外歯部と第２外歯部とを有し、第１外歯部の歯筋修正量が第２外歯部の歯筋修正量より大きく、第１歯車装置と第２歯車装置とで外歯歯車は共通とし、第１歯車装置においては、第１外歯部が第２内歯歯車と噛合うように組み込み、第２歯車装置においては、第１外歯部が第１内歯歯車と噛合うように組み込む。

本発明のさらに別の態様は、歯車装置群の製造方法である。この方法は、第１歯車装置と、第２歯車装置と、を備えた歯車装置群の製造方法であって、第１歯車装置および第２歯車装置は、起振体と、起振体により撓み変形される外歯歯車と、外歯歯車と噛み合う第１内歯歯車と、第１内歯歯車と軸方向に並べて配置され、外歯歯車と噛み合う第２内歯歯車と、第１内歯歯車と第２内歯歯車との間に配置される主軸受と、を備え、第１内歯歯車は主軸受の内輪と一体化され、第２内歯歯車は主軸受の外輪と一体化される撓み噛合い式歯車装置であり、第１歯車装置は、第１内歯歯車の歯数が第２内歯歯車の歯数よりも多く、第２内歯歯車から減速回転が出力され、第２歯車装置は、第２内歯歯車の歯数が第１内歯歯車の歯数よりも多く、第１内歯歯車から減速回転が出力され、外歯歯車は、第１外歯部と第２外歯部とを有し、第１外歯部の歯筋修正量が第２外歯部の歯筋修正量より大きく、第１歯車装置と第２歯車装置とで外歯歯車は共通であり、本歯車装置群の製造方法は、第１外歯部が第２内歯歯車と噛合うように外歯歯車を組み込む工程を含む第１歯車装置を製造する工程と、第１外歯部が第１内歯歯車と噛合うように外歯歯車を組み込む工程を含む第２歯車装置を製造する工程と、含む。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、相手機械への取り付け自由度を向上させた歯車装置を提供できる。

実施の形態に係る歯車装置のシリーズの第１歯車装置の断面図である。外歯歯車の各歯部、第１内歯歯車の第１内歯部および第２内歯歯車の第２内歯部の形状を説明するための図である。実施の形態に係る歯車装置のシリーズの第２歯車装置の断面図である。変形例に係る歯車装置の外歯歯車の各歯部、第１内歯歯車の第１内歯部および第２内歯歯車の第２内歯部の形状を説明するための図である。

以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、工程には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

実施の形態に係る歯車装置のシリーズ（歯車装置の製品群）は、第１歯車装置と、第２歯車装置と、を備える。第１歯車装置および第２歯車装置は、いわゆる筒型の撓み噛合い式の歯車装置である。

まず、第１歯車装置について説明する。

図１は、実施の形態に係る歯車装置のシリーズの第１歯車装置１００の断面図である。第１歯車装置１００は、入力された回転を減速して出力する。第１歯車装置１００は、いわゆる筒型の撓み噛合い式歯車装置であり、波動発生器１１０と、波動発生器１１０により撓み変形される外歯歯車１３０と、外歯歯車１３０と噛み合う第１内歯歯車１４０と、第１内歯歯車１４０と軸方向に並んで（隣接して）配置され、外歯歯車１３０と噛み合う第２内歯歯車１５０と、２つの規制部材１６０と、第１内歯歯車１４０と第２内歯歯車１５０との間に配置される主軸受１６２と、第１軸受ハウジング１６４と、第２軸受ハウジング１６６と、を備える。第１歯車装置１００には、潤滑剤（例えばグリース）が封入されており、外歯歯車１３０と第１内歯歯車１４０および第２内歯歯車１５０との噛合い部や各軸受等を潤滑する。

波動発生器１１０は、起振体軸１１２と、起振体軸１１２と外歯歯車１３０との間に配置される２つの起振体軸受１２０と、を含む。起振体軸１１２は、入力軸であり、例えばモータ等の回転駆動源に接続され、回転軸Ｒを中心に回転する。起振体軸１１２には、回転軸Ｒに直交する断面が略楕円形状である起振体１１４が一体に形成されている。

２つの起振体軸受１２０はそれぞれ、複数の転動体１２２と、複数の転動体１２２を保持する保持器１２４と、外歯歯車１３０に内嵌される外輪部材１２６と、を含む。複数の転動体１２２はそれぞれ、略円柱形状を有し、軸方向が回転軸Ｒ方向と略平行な方向を向いた状態で周方向に間隔を空けて設けられる。転動体１２２は、保持器１２４により転動自在に保持され、起振体１１４の外周面１１４ａを転走する。つまり、起振体軸受１２０の内輪は起振体１１４の外周面１１４ａと一体的に構成されているが、これに限られず、起振体軸受１２０は起振体１１４とは別体の専用の内輪を備えてもよい。

外輪部材１２６は、複数の転動体１２２を環囲する。外輪部材１２６は、可撓性を有し、複数の転動体１２２を介して起振体１１４により楕円状に撓められる。外輪部材１２６は、起振体１１４（すなわち起振体軸１１２）が回転すると、起振体１１４の形状に合わせて連続的に撓み変形する。２つの起振体軸受１２０の外輪部材１２６は、互いに別体として形成されるが、一体に形成されてもよい。

外歯歯車１３０は、可撓性を有する環状の部材であり、その内側には起振体１１４および起振体軸受１２０が嵌まる。外歯歯車１３０は、起振体１１４および起振体軸受１２０が嵌まることによって楕円状に撓められる。外歯歯車１３０は、起振体１１４が回転すると、起振体１１４の形状に合わせて連続的に撓み変形する。外歯歯車１３０は、第１外歯部１３２と、第１外歯部１３２と軸方向に並んで配置される第２外歯部１３４と、基材１３６と、を含む。第１外歯部１３２と第２外歯部１３４とは単一の基材である基材１３６に形成されており、同歯数である。

第１内歯歯車１４０は、剛性を有する筒状の部材であり、その内周に第１内歯部１４２が形成されている。第１内歯部１４２は、楕円状に撓められた外歯歯車１３０の第２外歯部１３４を環囲し、起振体１１４の長軸近傍の所定領域（２領域）で第２外歯部１３４と噛み合う。第１内歯部１４２は、第２外歯部１３４および第２内歯部１５６（後述）よりも多くの歯を有する。

第２内歯歯車１５０は、本体部１５２と、延長部１５４と、を含む。本体部１５２は、第１内歯歯車１４０と軸方向に並んで（隣接して）配置される。本体部１５２は、剛性を有する環状の部材であり、その内周側に第２内歯部１５６が設けられている。第２内歯部１５６は、楕円状に撓められた外歯歯車１３０の第１外歯部１３２を環囲し、起振体１１４の長軸方向の所定領域（２領域）で第１外歯部１３２と噛み合う。第２内歯部１５６は、第１外歯部１３２と同数の歯を有する。したがって、第２内歯歯車１５０は、第１外歯部１３２ひいては外歯歯車１３０の自転と同期して回転する。

延長部１５４は、略円筒状の部材である。延長部１５４には、本体部１５２がインロー嵌合されボルト（不図示）により一体化される。延長部１５４は、本体部１５２から第１内歯歯車１４０の径方向外側まで延び、第１内歯歯車１４０を環囲する。なお、本体部１５２と延長部１５４は、単一の部材により一体的に形成されてもよい。

２つの規制部材１６０は、平たいリング状の部材であり、外歯歯車１３０および２つの起振体軸受１２０を挟み込むように配置される。２つの規制部材１６０により、外歯歯車１３０および２つの起振体軸受１２０の軸方向の移動が規制される。

主軸受１６２は、その軸方向が回転軸Ｒと一致するように、延長部１５４と第１内歯歯車１４０との間に配置される。主軸受１６２は、本実施の形態ではクロスローラ軸受であり、第１内歯歯車１４０の外周に第１内歯歯車１４０と一体化された内輪１７０と、延長部１５４の内周に延長部１５４と一体化された外輪１７２と、内輪１７０と外輪１７２との間に周方向に間隔を空けて設けられる複数のローラ（転動体）１７４と、を含む。複数のローラ１７４は、内輪１７０および外輪１７２を転走する。延長部１５４ひいては第２内歯歯車１５０は、主軸受１６２を介して、第１内歯歯車１４０を相対回転自在に支持する。なお、主軸受１６２の種類は特に限定されるものではなく、例えば４点接触ボール軸受であってもよい。

第１軸受ハウジング１６４は、環状の部材であり、起振体軸１１２を環囲する。同様に、第２軸受ハウジング１６６は、環状の部材であり、起振体軸１１２を環囲する。第１軸受ハウジング１６４と第２軸受ハウジング１６６とは、外歯歯車１３０、２つの起振体軸受１２０、２つの規制部材１６０を軸方向に挟むように配置される。第１軸受ハウジング１６４と第２軸受ハウジング１６６は、共通（つまり、形状、寸法、およびタップ穴Ｈのピッチ円直径が設計上同じ）の部材である。

第１軸受ハウジング１６４は、第１内歯歯車１４０に対してインロー嵌合し、さらにボルト固定され、第１内歯歯車１４０と一体化される。第２軸受ハウジング１６６は、第２内歯歯車１５０の本体部１５２に対してインロー嵌合し、さらにボルト固定され、第２内歯歯車１５０と一体化される。

第１軸受ハウジング１６４の内周には入力軸受１８０が組み込まれている。第２軸受ハウジング１６６の内周には入力軸受１８２が組み込まれている。第１軸受ハウジング１６４および第２軸受ハウジング１６６は、入力軸受１８０および入力軸受１８２を介して、起振体軸１１２を回転自在に支持する。

第１軸受ハウジング（第１取付部材）１６４は、その外周が相手部材としての固定壁１２対してインロー嵌合し、さらにタップ穴Ｈにボルトが挿入されてボルト固定される。これにより、第１軸受ハウジング１６４ひいては第１内歯歯車１４０が、固定壁１２に取り付けられる。第２軸受ハウジング（第２取付部材）１６６は、その外周が相手部材としての出力装置１４に対してインロー嵌合し、さらにタップ穴Ｈにボルトが挿入されてボルト固定される。これにより、第２軸受ハウジング１６６ひいては第２内歯歯車１５０が、出力装置１４に取り付けられる。なお、図１で点線で示すように、第２内歯歯車１５０に出力装置１４が直接に取り付けられてもよい。

起振体軸１１２と第１軸受ハウジング１６４の間にはオイルシール１８４が配置され、第１軸受ハウジング１６４と第１内歯歯車１４０の間にはＯリング１８６が配置され、第１内歯歯車１４０と第２内歯歯車１５０の延長部１５４の間にはオイルシール１８８が配置され、第２内歯歯車１５０の延長部１５４と本体部１５２の間にはＯリング１９０が配置され、第２内歯歯車１５０の本体部１５２と第２軸受ハウジング１６６の間にはＯリング１９２が配置され、第２軸受ハウジング１６６と起振体軸１１２の間にはオイルシール１９４が配置される。これにより、第１歯車装置１００内の潤滑剤が漏れるのを抑止できる。

図２は、外歯歯車１３０の各歯部、第１内歯歯車１４０の第１内歯部１４２および第２内歯歯車１５０の第２内歯部１５６の形状を説明するための図である。図２は、外歯歯車１３０の各歯部のピッチ円を通る仮想円筒で切断した、外歯歯車１３０の各歯部、第１内歯部１４２および第２内歯部１５６の断面図を示す。図２では、理解を容易にするため、第１内歯部１４２および第２内歯部１５６を外歯歯車１３０の各歯部から離れるように周方向にスライドさせた状態を示し、また歯部の歯面の形状を誇張して描いている。図２において、横軸は、ある基準位置からの軸方向の位置である。縦軸には、参考のために周方向の寸法目盛（１目盛りが１０μｍ）を示す。本実施の形態では、第１内歯部１４２は、第２外歯部１３４よりも軸方向の長さが短く、軸方向における全範囲で第２外歯部１３４と噛み合っている。したがって、第１内歯部１４２と第２外歯部１３４との噛み合い範囲の軸方向の長さは第１内歯部１４２の軸方向の長さと等しい。また、本実施の形態では、第２内歯部１５６は、第１外歯部１３２よりも軸方向の長さが短く、軸方向における全範囲で第１外歯部１３２と噛み合っている。したがって、第２内歯部１５６と第１外歯部１３２との噛み合い範囲の軸方向の長さは第２内歯部１５６の軸方向の長さと等しい。

第１外歯部１３２は、いずれかの歯丈方向位置（すなわち径方向位置）に、当該歯丈方向位置において歯厚が最大となる第１外歯最厚部１３２ａと、第１外歯最厚部１３２ａから軸方向外側に向かって（すなわち第１外歯部１３２と第２外歯部１３４の間の中央から遠ざかる方向に向かって）歯厚が減少する第１外側歯厚減少部１３２ｂと、第１外歯最厚部１３２ａから軸方向内側に向かって（すなわち第１外歯部１３２と第２外歯部１３４の間の中央に近づく方向に向かって）歯厚が減少する第１内側歯厚減少部１３２ｃと、を有する。第１外歯部１３２は、第１外歯最厚部１３２ａ、第１外側歯厚減少部１３２ｂおよび第１内側歯厚減少部１３２ｃを、好ましくは第２内歯部１５６と噛み合う歯丈方向位置に有し、代表的には歯丈方向の中央位置に有する。本実施の形態では、第１外歯部１３２は、歯先位置から歯底位置までのすべての歯丈方向位置に、第１外歯最厚部１３２ａ、第１外側歯厚減少部１３２ｂおよび第１内側歯厚減少部１３２ｃを有する。

第１外歯部１３２は、その歯厚中心面Ｓ１３０に対して対称な形状を有する。ここで「歯厚中心面」は、回転軸Ｒを含む面であって、歯厚が最大である最厚部の歯厚方向における中央を通る面をいう。第１外歯部１３２は、その２つの歯面がいずれも、第１外側歯厚減少部１３２ｂでは、第１外歯最厚部１３２ａから軸方向外側に向かって歯厚中心面Ｓ１３０との距離が減少し、第１内側歯厚減少部１３２ｃでは、第１外歯最厚部１３２ａから軸方向内側に向かって歯厚中心面Ｓ１３０との距離が減少するように形成される。

第２外歯部１３４は、いずれかの歯丈方向位置に、当該歯丈方向位置において歯厚が最大となる第２外歯最厚部１３４ａと、第２外歯最厚部１３４ａから軸方向外側に向かって歯厚が減少する第２外側歯厚減少部１３４ｂと、第２外歯最厚部１３４ａから軸方向内側に向かって歯厚が減少する第２内側歯厚減少部１３４ｃと、を有する。第２外歯部１３４は、第２外歯最厚部１３４ａ、第２外側歯厚減少部１３４ｂおよび第２内側歯厚減少部１３４ｃを、好ましくは第１内歯部１４２と噛み合う歯丈方向位置に有し、代表的には歯丈方向の中央位置に有する。本実施の形態では、第２外歯部１３４は、歯先位置から歯底位置までのすべての歯丈方向位置に、第２外歯最厚部１３４ａ、第２外側歯厚減少部１３４ｂおよび第２内側歯厚減少部１３４ｃを有する。

第２外歯部１３４は、歯厚中心面Ｓ１３０に対して対称となるように形成される。つまり、第２外歯部１３４は、その２つの歯面がいずれも、第２外側歯厚減少部１３４ｂでは、第２外歯最厚部１３４ａから軸方向外側に向かって歯厚中心面Ｓ１３０との距離が減少し、第２内側歯厚減少部１３４ｃでは、第２外歯最厚部１３４ａから軸方向内側に向かって歯厚中心面Ｓ１３０との距離が減少するように形成される。

外歯歯車１３０は、後述のように減速回転を出力する第２内歯歯車１５０の第２内歯部１５６と噛み合う第１外歯部１３２の歯筋修正量が、第２外歯部１３４の歯筋修正量よりも大きくなるよう形成される。歯筋修正量とは、軸方向外側端部での修正量をいい、本実施の形態では、外歯部の外歯最厚部と軸方向外側端部との歯厚の差をいう。したがって、具体的には外歯歯車１３０は、図２の例では、第１外歯部１３２の第１外歯最厚部１３２ａと第２外歯部１３４の第２外歯最厚部１３４ａが同じ厚みで、かつ、第１外歯部１３２の第１外歯最厚部１３２ａと第１外側歯厚減少部１３２ｂの軸方向外側端部との歯厚の差が、第２外歯部１３４の第２外歯最厚部１３４ａと第２外側歯厚減少部１３４ｂの軸方向外側端部との歯厚の差よりも大きくなるよう形成される。

以上のように構成された第１歯車装置１００の動作を説明する。ここでは、第１外歯部１３２、第２外歯部１３４および第２内歯部１５６の歯数が１００、第１内歯部１４２の歯数が１０２の場合を例に説明する。

第１内歯部１４２と第２外歯部１３４とが楕円形状の長軸方向の２箇所で噛み合っている状態で、起振体軸１１２が回転すると、これに伴って第１内歯部１４２と第２外歯部１３４との噛合い位置も周方向に移動する。第１内歯部１４２と第２外歯部１３４とは歯数が異なるため、この際、第１内歯部１４２に対して第２外歯部１３４が相対的に回転する。第１内歯歯車１４０および第１軸受ハウジング１６４が固定状態にあるため、第２外歯部１３４は第１内歯部１４２との歯数差に相当する分だけ自転することになる。つまり、起振体軸１１２の回転が大幅に減速されて第２外歯部１３４に出力される。その減速比は以下のようになる。
減速比＝（第２外歯部１３４の歯数−第１内歯部１４２の歯数）／第２外歯部１３４の歯数
＝（１００−１０２）／１００
＝−１／５０

第１外歯部１３２は、第２外歯部１３４と一体的に形成されているため、第２外歯部１３４と一体に回転する。第１外歯部１３２と第２内歯部１５６は歯数が同一であるため、相対回転は発生せず、第１外歯部１３２と第２内歯部１５６とは一体に回転する。このため、第２外歯部１３４の自転と同一の回転が第２内歯部１５６に出力される。結果として、第２内歯歯車１５０から出力装置１４に、起振体軸１１２の回転を−１／５０に減速した回転が出力される。

続いて、第２歯車装置について説明する。

図３は、実施の形態に係る歯車装置のシリーズの第２歯車装置２００の断面図である。第２歯車装置２００は、第１歯車装置１００と同様の構成部材を備える。第２歯車装置２００は、波動発生器１１０と、外歯歯車１３０と、第１内歯歯車２４０と、本体部２５２と延長部１５４とを含む第２内歯歯車２５０と、２つの規制部材１６０と、主軸受１６２と、第１軸受ハウジング１６４と、第２軸受ハウジング１６６と、を備える。なお、第１歯車装置１００と第２歯車装置２００とで符号が同一の構成要素は、第１歯車装置１００および第２歯車装置２００に共通（形状および寸法が同じ）の構成要素である。したがって、第１歯車装置１００と第２歯車装置２００は、第１内歯歯車および第２内歯歯車を除いて、同一の構成要素を備える。以下、第１歯車装置１００との相違点を中心に説明する。

第１内歯歯車２４０、第２内歯歯車２５０はそれぞれ、基本的には第１内歯歯車１４０、第２内歯歯車１５０と同様の構成を有するが、第１内歯歯車２４０の第１内歯部２４２が外歯部と同数の歯を有し、第２内歯歯車２５０の第２内歯部２５６が外歯部および第１内歯部２４２よりも多くの歯を有する。

第１軸受ハウジング１６４は、出力装置１４に対してインロー嵌合し、さらにタップ穴Ｈにボルトが挿入されてボルト固定される。第２軸受ハウジング１６６は、固定壁１２に対してインロー嵌合し、さらにタップ穴Ｈにボルトが挿入されてボルト固定される。したがって、第２歯車装置２００では、第１内歯歯車２４０は出力装置１４に対して取り付けられ、第２内歯歯車２５０は固定壁１２に対して取り付けられる。したがって、第２歯車装置２００では、第１内歯歯車２４０から減速回転が出力される。なお、図４で点線で示すように、第２内歯歯車２５０に固定壁１２が直接取り付けられてもよい。

外歯歯車１３０は、第１外歯部１３２が第１内歯歯車２４０の第１内歯部２４２に環囲されて第１内歯部２４２と噛み合い、第２外歯部１３４が第１内歯歯車２４０の第２内歯部２５６に環囲されて第２内歯部２５６と噛み合うように、すなわち歯筋修正量が大きい第１外歯部１３２が減速回転を出力する第１内歯歯車２４０の第１内歯部２４２と噛み合うように、組み込まれる。したがって、第１歯車装置１００と第２歯車装置２００では、第１外歯部１３２および第２外歯部１３４と、第１内歯歯車および第２内歯歯車との噛み合い関係は反対となる。具体的には、第１歯車装置１００を製造する工程は、第１外歯部１３２が第２内歯歯車１５０の第２内歯部１５６と噛み合い、第２外歯部１３４が第１内歯歯車１４０の第１内歯部１４２と噛み合うように外歯歯車１３０を組み込む工程を含み、第２歯車装置２００を製造する工程は、第１外歯部１３２が第１内歯歯車２４０の第１内歯部２４２と噛み合い、第２外歯部１３４が第２内歯歯車２５０の第２内歯部２５６と噛み合うように外歯歯車１３０を組み込む工程を含む。

以上のように構成された第２歯車装置２００の動作を説明する。
第２内歯部２５６と第２外歯部１３４とが楕円形状の長軸方向の２箇所で噛み合っている状態で、起振体軸１１２が回転すると、これに伴って第２内歯部２５６と第２外歯部１３４との噛合い位置も周方向に移動する。第２内歯部２５６と第２外歯部１３４とは歯数が異なるため、この際、第２内歯部２５６に対して第２外歯部１３４が相対的に回転する。第２内歯歯車２５０および第２軸受ハウジング１６６が固定状態にあるため、第２外歯部１３４は第２内歯部２５６との歯数差に相当する分だけ自転することになる。つまり、起振体軸１１２の回転が大幅に減速されて第２外歯部１３４に出力される。その減速比は第１歯車装置１００と同様である。

第１外歯部１３２は、第２外歯部１３４と一体的に形成されているため、第２外歯部１３４と一体に回転する。第１外歯部１３２と第１内歯部２４２は歯数が同一であるため、相対回転は発生せず、第１外歯部１３２と第１内歯部２４２とは一体に回転する。このため、第２外歯部１３４の自転と同一の回転が第１内歯部２４２に出力される。結果として、第１内歯歯車２４０から出力装置１４に、起振体軸１１２の回転を減速した回転が出力される。

続いて、本実施の形態に係る歯車装置のシリーズが奏する効果について述べる。撓み噛み合い式の歯車装置では、出力装置１４からの外部モーメント荷重により、特に出力装置１４に減速回転を出力する内歯歯車にミスアライメントが生じ、当該内歯歯車と外歯歯車１３０とが片当たりし、歯車が摩耗しうる。また、外歯歯車１３０と、外歯歯車１３０と歯数が異なる内歯歯車とは、噛み合い位置がずれながら相対回転するため、同歯数の場合と比べて摩耗する。したがって、外歯歯車１３０と歯数が異なる内歯歯車から減速回転を出力すると、当該内歯歯車と外歯歯車１３０とが過度に摩耗しうる。これに対し、本実施の形態に係る歯車装置のシリーズによると、第２内歯歯車から減速回転を出力する場合は第１歯車装置１００を採用し、第１内歯歯車から減速回転を出力する場合は第２歯車装置２００を採用することで、第１内歯歯車および第２内歯歯車のうちのどちらの内歯歯車から減速回転を出力する場合も、外歯歯車１３０と歯数が異なる内歯歯車から減速回転を出力するのを避けることができ、歯車の過度な摩耗が生じるのを避けられる。
また、実施の形態に係る歯車装置のシリーズによると、歯筋修正量が大きい第１外歯部１３２が減速回転を出力する内歯歯車の内歯部と噛み合うように外歯歯車１３０が組み込まれる。これにより、第１外歯部１３２の歯幅端に生じる片当たり荷重を低減でき、第１外歯部１３２と、減速回転を出力する内歯歯車の内歯部とに生じる摩耗を低減できる。そのため、第１内歯歯車の第１内歯部と外歯歯車１３０の対応する外歯部との間に生じる摩耗と、第２内歯歯車の第２内歯部と外歯歯車１３０の対応する外歯部との間に生じる摩耗とを、同程度に低減することが可能となる。
以上より、歯車に過度な摩耗が生じるのを抑えつつ、第１内歯歯車から減速回転を出力することも、第２内歯歯車から減速回転を出力することもでき、相手機械への取り付け自由度が向上する。

また、実施の形態に係る歯車装置のシリーズによると、外歯歯車１３０は組み込む向きを変更するのみで共通（物としては別であるが、設計形状が同じ）であり、したがって、第１歯車装置１００と第２歯車装置２００とで第１内歯歯車および第２内歯歯車の本体部のみ変更することでシリーズを構成できるため、比較的低コストで歯車装置のシリーズを提供できる。

以上、実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置について説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。

（変形例１）
実施の形態では、外歯歯車１３０には、歯厚方向の歯筋修正が適用された例を説明したが、これに限られず、歯厚方向に代えてあるいは歯厚方向に加えて歯丈方向の歯筋修正が適用されてもよい。以下、歯丈方向の歯筋修正について説明する。

図４は、変形例に係る第１歯車装置の外歯歯車１３０の各歯部、第１内歯歯車１４０の第１内歯部１４２および第２内歯歯車１５０の第２内歯部１５６の形状を説明するための図である。図４では、周方向から見た、外歯歯車１３０の各歯部の歯先、第１内歯歯車１４０の第１内歯部１４２の歯先、第２内歯歯車１５０の第２内歯部１５６の歯先を示す。図４では、理解を容易にするため、第１内歯部１４２の歯先および第２内歯部１５６の歯先を、外歯歯車１３０から離れるように径方向外側にスライドさせた状態を示す。図４において、横軸は、ある基準位置からの軸方向の位置である。縦軸には、参考のために径方向の寸法目盛（１目盛りが１０μｍ）を示す。本実施の形態では、第１内歯歯車１４０の第１内歯部１４２は、第２外歯部１３４よりも軸方向の長さが短く、軸方向における全範囲で第２外歯部１３４と噛み合っている。また、第２内歯歯車１５０の第２内歯部１５６は、第１外歯部１３２よりも軸方向の長さが短く、軸方向における全範囲で第１外歯部１３２と噛み合っている。

第１外歯部１３２の歯先は、第１外歯部１３２において外径が最大となる第１最外径部１３２ｘと、第１最外径部１３２ｘから軸方向外側に向かって（すなわち第１外歯部１３２と第２外歯部１３４の間の中央から遠ざかる方向に向かって）外径が減少する第１外側外径減少部１３２ｙと、第１最外径部１３２ｘから軸方向内側に向かって（すなわち第１外歯部１３２と第２外歯部１３４の間の中央に近づく方向に向かって）外径が減少する第１内側外径減少部１３２ｚと、を有する。

第２外歯部１３４の歯先は、第２外歯部１３４において外径が最大となる第２最外径部１３４ｘと、第２最外径部１３４ｘから軸方向外側に向かって外径が減少する第２外側外径減少部１３４ｙと、第２最外径部１３４ｘから軸方向内側に向かって外径が減少する第２内側外径減少部１３４ｚと、を有する。

外歯歯車１３０は、第１外歯部１３２の歯筋修正量が第２外歯部１３４の歯筋修正量よりも大きくなるよう形成される。歯筋修正量は、本変形例では、外歯部の軸方向外側端部と最外径部との外径の差をいう。したがって、具体的には外歯歯車１３０は、図４の例では、第１外歯部１３２の第１最外径部１３２ｘと第２外歯部１３４の第２最外径部１３４ｘが同じ外径で、かつ、第１外歯部１３２の第１最外径部１３２ｘと第１外側外径減少部１３２ｙの軸方向外側端部との外径の差が、第２外歯部１３４の第２最外径部１３４ｘと第２外側外径減少部１３４ｙの軸方向外側端部との外径の差よりも大きくなるよう形成される。

本変形例によれば、実施の形態と同様に、第１外歯部１３２の歯幅端に生じる片当たり荷重を低減でき、第１外歯部１３２と、減速回転を出力する内歯歯車の内歯部とに生じる摩耗を低減できる。

（変形例２）
実施の形態および上述の変形例では、外歯歯車１３０に歯厚方向および／または歯丈方向の歯筋修正が適用された例を説明したが、これに限られず、内歯歯車に適用してもよい。具体的には、第１歯車装置１００では、第１内歯歯車１４０および第２内歯歯車１５０は、第２内歯歯車１５０の第２内歯部１５６の歯筋修正量が第１内歯歯車１４０の第１内歯部１４２の歯筋修正量よりも大きくなるよう形成される。また、第２歯車装置２００では、第１内歯歯車２４０および第２内歯歯車２５０は、第１内歯歯車２４０の第１内歯部２４２の歯筋修正量が第２内歯歯車２５０の第２内歯部２５６の歯筋修正量よりも大きくなるよう形成される。本変形例では、歯厚方向の歯筋修正量は、内歯部の歯厚が最大となる内歯最厚部と、内歯部の軸方向外側端部との歯厚の差をいい、歯丈方向の歯筋修正量は、内歯部の内径が最小となる最内径部と、内歯部の軸方向外側端部との内径の差をいう。

本変形例によれば、実施の形態または上述の変形例と同様の効果を奏することができる。

なお、本発明は、歯車装置のシリーズの構築方法や、歯車装置群の製造方法と捉えることもできる。

１００第１歯車装置、１１２起振体軸、１３０外歯歯車、１３２第１外歯部、１３４第２外歯部、１４０第１内歯歯車、１５０第２内歯歯車、１６２主軸受、２００第２歯車装置、２４０第１内歯歯車、２５０第２内歯歯車。

Claims

第１歯車装置と、第２歯車装置と、を備えた歯車装置のシリーズであって、
前記第１歯車装置および前記第２歯車装置は、起振体と、前記起振体により撓み変形される外歯歯車と、前記外歯歯車と噛み合う第１内歯歯車と、前記第１内歯歯車と軸方向に並べて配置され、前記外歯歯車と噛み合う第２内歯歯車と、前記第１内歯歯車と前記第２内歯歯車との間に配置される主軸受と、を備え、前記第１内歯歯車は主軸受の内輪と一体化され、前記第２内歯歯車は主軸受の外輪と一体化される撓み噛合い式歯車装置であり、
前記第１歯車装置は、前記第１内歯歯車の歯数が前記第２内歯歯車の歯数よりも多く、前記第２内歯歯車から減速回転が出力され、
前記第２歯車装置は、前記第２内歯歯車の歯数が前記第１内歯歯車の歯数よりも多く、前記第１内歯歯車から減速回転が出力され、
前記外歯歯車は、第１外歯部と第２外歯部とを有し、前記第１外歯部の歯筋修正量が第２外歯部の歯筋修正量より大きく、
前記第１歯車装置と前記第２歯車装置とで前記外歯歯車は共通であり、前記第１歯車装置においては、前記第１外歯部が前記第２内歯歯車と噛合うように組み込まれ、前記第２歯車装置においては、前記第１外歯部が前記第１内歯歯車と噛合うように組み込まれることを特徴とする歯車装置のシリーズ。
前記第１歯車装置および前記第２歯車装置は、前記第１内歯歯車と一体化され、相手部材を取り付け可能な第１取付部材と、前記第２内歯歯車と一体化され、相手部材を取り付け可能な第２取付部材と、を備え、前記第１取付部材と前記第２取付部材は同一形状であることを特徴とする請求項１に記載の歯車装置のシリーズ。
前記第１取付部材および前記第２取付部材の外周が、相手部材に対してインロー嵌合することを特徴とする請求項２に記載の歯車装置のシリーズ。
前記第１取付部材および前記第２取付部材は、起振体を支持する入力軸受が配置される軸受ハウジングであることを特徴とする請求項２または３に記載の歯車装置のシリーズ。
前記第１取付部材および前記第２取付部材は、ピッチ円直径が同じタップ穴を有することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の歯車装置のシリーズ。
第１歯車装置と、第２歯車装置と、を備えた歯車装置のシリーズの構築方法であって、
前記第１歯車装置および前記第２歯車装置は、起振体と、前記起振体により撓み変形される外歯歯車と、前記外歯歯車と噛み合う第１内歯歯車と、前記第１内歯歯車と軸方向に並べて配置され、前記外歯歯車と噛み合う第２内歯歯車と、前記第１内歯歯車と前記第２内歯歯車との間に配置される主軸受と、を備え、前記第１内歯歯車は主軸受の内輪と一体化され、前記第２内歯歯車は主軸受の外輪と一体化される撓み噛合い式歯車装置であり、
前記第１歯車装置は、前記第１内歯歯車の歯数が前記第２内歯歯車の歯数よりも多く、前記第２内歯歯車から減速回転が出力され、
前記第２歯車装置は、前記第２内歯歯車の歯数が前記第１内歯歯車の歯数よりも多く、前記第１内歯歯車から減速回転が出力され、
前記外歯歯車は、第１外歯部と第２外歯部とを有し、前記第１外歯部の歯筋修正量が第２外歯部の歯筋修正量より大きく、
前記第１歯車装置と前記第２歯車装置とで前記外歯歯車は共通とし、前記第１歯車装置においては、前記第１外歯部が前記第２内歯歯車と噛合うように組み込み、前記第２歯車装置においては、前記第１外歯部が前記第１内歯歯車と噛合うように組み込むことを特徴とする歯車装置のシリーズの構築方法。
第１歯車装置と、第２歯車装置と、を備えた歯車装置群の製造方法であって、
前記第１歯車装置および前記第２歯車装置は、起振体と、前記起振体により撓み変形される外歯歯車と、前記外歯歯車と噛み合う第１内歯歯車と、前記第１内歯歯車と軸方向に並べて配置され、前記外歯歯車と噛み合う第２内歯歯車と、前記第１内歯歯車と前記第２内歯歯車との間に配置される主軸受と、を備え、前記第１内歯歯車は主軸受の内輪と一体化され、前記第２内歯歯車は主軸受の外輪と一体化される撓み噛合い式歯車装置であり、
前記第１歯車装置は、前記第１内歯歯車の歯数が前記第２内歯歯車の歯数よりも多く、前記第２内歯歯車から減速回転が出力され、
前記第２歯車装置は、前記第２内歯歯車の歯数が前記第１内歯歯車の歯数よりも多く、前記第１内歯歯車から減速回転が出力され、
前記外歯歯車は、
第１外歯部と第２外歯部とを有し、前記第１外歯部の歯筋修正量が第２外歯部の歯筋修正量より大きく、
前記第１歯車装置と前記第２歯車装置とで前記外歯歯車は共通であり、
本歯車装置群の製造方法は、
前記第１外歯部が前記第２内歯歯車と噛合うように前記外歯歯車を組み込む工程を含む前記第１歯車装置を製造する工程と、
前記第１外歯部が前記第１内歯歯車と噛合うように前記外歯歯車を組み込む工程を含む前記第２歯車装置を製造する工程と、含むことを特徴とする歯車装置群の製造方法。