CN103827543A

CN103827543A - 挠曲啮合式齿轮装置

Info

Publication number: CN103827543A
Application number: CN201280044913.2A
Authority: CN
Inventors: 吉田真司; 安藤学; 田中史人; 芝正昭
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2032-07-27
Also published as: DE112012005159T5; JP5639992B2; DE112012005159B4; JP2013119919A; WO2013084538A1; KR20140043491A; CN103827543B; KR101493371B1

Abstract

本发明提供一种挠曲啮合式齿轮装置，其抑制由外齿轮或内齿轮的磨损引起的齿隙的增加。本发明的挠曲啮合式齿轮装置（100）具备：起振体（104）、外齿轮（120）及内齿轮（130），其中，外齿轮（120）与内齿轮（130）的2个啮合部（129A）、（129B）具有第1区域（Fp）和比第1区域（Fp）位于更靠轴向Ｏ内侧的第2区域（Sp），并且在第1区域（Fp）中外齿轮（120）的径向R内侧设有间隙（Gp），外齿轮（120）处于组装之前的状态时，与第1区域（Fp）对应的部分的齿顶直径大于与第2区域（Sp）对应的部分的齿顶直径，且齿顶直径在轴向Ｏ上的变化率在第1区域（Fp）和第2区域（Sp）上不同。

Description

挠曲啮合式齿轮装置

技术领域

本发明涉及一种挠曲啮合式齿轮装置。

背景技术

专利文献1中所示的挠曲啮合式齿轮装置具备：起振体；筒状的外齿轮，配置于该起振体的外周且具有通过该起振体的旋转而挠曲变形的可挠性；第1内齿轮，具有该外齿轮内啮合的刚性；及第2内齿轮，与该第1内齿轮并排设置且具有与所述外齿轮内啮合的刚性。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-299765号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

然而，专利文献1中记载的挠曲啮合式齿轮装置中存在如下问题，即若因在挠曲啮合式齿轮装置上施加的负载而使内齿及外齿磨损，则齿隙增加，且成为组装有该挠曲啮合式齿轮装置的设备的精度下降的主要原因。

因此，本发明是为解决上述问题而完成的，其课题在于提供一种能够抑制由外齿轮的外齿或内齿轮的内齿的磨损引起的齿隙的增加的挠曲啮合式齿轮装置。

用于解决技术课题的手段

本发明是通过如下来解决上述课题的，一种挠曲啮合式齿轮装置，其具备：起振体；筒状的外齿轮，配置于该起振体的外周且具有通过该起振体的旋转而挠曲变形的可挠性；第1内齿轮，具有该外齿轮内啮合的刚性；及第2内齿轮，与该第1内齿轮并排设置且具有与所述外齿轮内啮合的刚性。其中，所述外齿轮与所述第1内齿轮的啮合部及所述外齿轮与所述第2内齿轮的啮合部的至少其中之一具有第1区域和位于比该第1区域更靠轴向内侧的第2区域，并且，在所述第1区域中所述外齿轮的径向内侧设有间隙，所述外齿轮处于组装之前的状态时，与所述第1区域对应的部分的齿顶直径大于与第2区域对应的部分的齿顶直径，且该齿顶直径在该第1区域与该第2区域之间非连续性的变化，或该齿顶直径在轴向上的变化率在该第1区域和该第2区域上不同。

本发明中，外齿轮处于组装之前的状态时，与第1区域对应的部分的齿顶直径大于与第2区域对应的部分的齿顶直径，且齿顶直径在第1区域与第2区域之间非连续性的变化，或齿顶直径在轴向上的变化率在第1区域和第2区域上呈不同的形状，因此在旋转开始前的状态下，变成外齿轮与（第1、第2）内齿轮在第1区域的齿隙小于第2区域的齿隙的状态下啮合。因此，能够在第1区域的较小的齿隙下起动（开始旋转）。

另一方面，在运行中（旋转中）负载增大时，第1区域中外齿轮的径向内侧设有间隙，因此外齿轮的与第1区域对应的部分能够在径向内侧即远离内齿轮的方向上变形。因此，第1区域的外齿轮的磨损得到抑制，起动时的齿隙降低这种在第1区域的外齿轮的功能的损坏也得到抑制。

另外，关于“齿顶直径在第1区域与第2区域之间非连续性地变化，或齿顶直径在轴向上的变化率在第1区域和第2区域上不同”，总结二者的状态能够表现为“齿顶直径在第1区域与第2区域上阶段性地变化”。并且，“齿顶直径在第1区域与第2区域之间非连续性地变化”是指在轴向的特定位置（相当于第1区域与第2区域的边界的位置）齿顶直径相对于轴向以90度的倾斜发生变化。

并且，通过对内齿轮的形状进行研究，也能够解决上述课题，此时，本发明可理解为如下：一种挠曲啮合式齿轮装置，其具备：起振体；筒状的外齿轮，配置于该起振体的外周且具有通过该起振体的旋转而挠曲变形的可挠性；第1内齿轮，具有该外齿轮内啮合的刚性；及第2内齿轮，与该第1内齿轮并排设置且具有与所述外齿轮内啮合的刚性。其中，所述外齿轮与所述第1内齿轮的啮合部及所述外齿轮与所述第2内齿轮的啮合部的至少其中之一具有第1区域和位于比该第1区域更靠轴向内侧的第2区域，并且，在所述第1区域中所述外齿轮的径向内侧设有间隙，所述第1内齿轮、第2内齿轮处于组装之前的状态时，与所述第1区域对应的部分的齿顶直径大于与所述第2区域对应的部分的齿顶直径，且该齿顶直径在该第1区域与该第2区域之间非连续性的变化，或该齿顶直径的轴向上的变化率在该第1区域和该第2区域上不同。

另外，如上所述，可着眼于外齿及内齿的齿厚，而非外齿及内齿的齿顶，此时，本发明可理解为如下：一种挠曲啮合式齿轮装置，其具备：起振体；筒状的外齿轮，配置于该起振体的外周且具有通过该起振体的旋转而挠曲变形的可挠性；第1内齿轮，具有该外齿轮内啮合的刚性；及第2内齿轮，与该第1内齿轮并排设置且具有与所述外齿轮内啮合的刚性。其中，所述外齿轮与所述第1内齿轮的啮合部及所述外齿轮与所述第2内齿轮的啮合部的至少其中之一具有第1区域和比该第1区域位于更靠轴向内侧的第2区域，并且，在所述第1区域中所述外齿轮的径向内侧设有间隙，关于所述外齿轮及所述第1内齿轮、第2内齿轮中的至少其中之一的齿厚，与所述第1区域对应的部分的齿厚大于与所述第2区域对应的部分的齿厚。

发明效果

根据本发明，能够抑制由外齿轮的外齿或内齿轮的内齿的磨损引起的齿隙的增加。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的挠曲啮合式齿轮装置的整体结构的一例的分解立体图。

图2是表示同一整体结构的一例的剖视图。

图3是表示同一起振体的主视图（A）和剖视图（B）。

图4是表示无负载时的同一起振体轴承、外齿轮及内齿轮（减速用内齿轮、输出用内齿轮）之间的关系的概要的剖视图。

图5是表示在组装前的状态下的外齿轮的概要的主视图（A）和侧视图（B）。

图6是表示无负载时的同一起振体轴承、外齿轮及内齿轮之间的关系的概要的剖视图（A）和表示施加有负载时的起振体轴承、外齿轮及内齿轮之间的关系的概要的剖视图（B）。

图7是表示本发明的第2实施方式所涉及的挠曲啮合式齿轮装置的无负载时的起振体轴承、外齿轮及内齿轮之间的关系的概要的剖视图（A）和表示施加有负载时的起振体轴承、外齿轮及内齿轮之间的关系的概要的剖视图（B）。

图8是表示本发明的第1、第3～第6实施方式所涉及的挠曲啮合式齿轮装置的组装前的状态下的外齿的概要的侧视图（A）～（D）。

图9是表示本发明的第7～第9实施方式所涉及的挠曲啮合式齿轮装置的无负载时的起振体轴承、外齿轮及内齿轮之间的关系的概要的剖视图（A）～（C）。

图10是表示本发明的第10实施方式所涉及的挠曲啮合式齿轮装置的内齿轮的概要的侧视图（A）和主视图（B）。

图11是表示无负载时的同一起振体轴承、外齿轮及内齿轮之间的关系的概要的剖视图（A）和表示施加有负载时的起振体轴承、外齿轮及内齿轮之间的关系的概要的剖视图（B）。

图12是表示本发明的第11实施方式所涉及的挠曲啮合式齿轮装置的组装前的状态下的外齿轮的概要的主视图（A）和侧视图（B）。

图13是表示无负载时的同一起振体轴承、外齿轮及内齿轮之间的关系的概要的剖视图（A）和表示施加有负载时的起振体轴承、外齿轮及内齿轮之间的关系的概要的剖视图（B）。

具体实施方式

以下，参考附图详细说明本发明的第1实施方式的一例。另外，图4～图6中放大表示外齿、内齿及间隙的样子，以便知道它们的样子。

首先，对于本实施方式的整体结构进行概要说明。

如图1～图5所示，挠曲啮合式齿轮装置100具备：起振体104；筒状的外齿轮120A、120B（120），配置于起振体104的外周且具有通过起振体104的旋转而挠曲变形的可挠性；减速用内齿轮130A（第1内齿轮），具有外齿轮120A内啮合的刚性；及输出用内齿轮130B（第2内齿轮），与减速用内齿轮130A并排设置且具有与外齿轮120B内啮合的刚性（另外，并排设置减速用内齿轮130A与输出用内齿轮130B而简称为内齿轮130）。并且，外齿轮120A与减速用内齿轮130A的啮合部129A及外齿轮120B与输出用内齿轮130B的啮合部129B分别具有第1区域Fp和位于比第1区域Fp更靠轴向Ｏ内侧的第2区域Sp。在第1区域Fp中外齿轮120的径向R内侧设有间隙Gp。其中，外齿轮120处于组装之前的状态时，与所述第1区域Fp对应的部分的齿顶直径（表示从外齿轮120的中心到外齿124的齿顶的距离）大于与第2区域Sp对应的部分的齿顶直径。并且，该齿顶直径在轴向Ｏ上的变化率设置为在第1区域Fp上与在第2区域Sp上不同。即，齿顶直径设置为在第1区域Fp和第2区域Sp上阶段性地变化。

另外，若在图4中表示啮合部129A（129B），则是指外齿124A（124B）与内齿128A（128B）的重叠部分。并且，如图4所示，第1区域Fp、第2区域Sp构成啮合部129A（129B）而在单点划线BL的位置规定相互的边界。在第1区域Fp、第2区域Sp上外齿124与内齿128实际接触的部分分别以第1接触部129AA（129BA）、第2接触部129AB（129BB）示意地表示。该实施方式中，外齿轮120处于组装前的状态时，在齿顶直径在轴向Ｏ上的变化率设置为在第1区域Fp与第2区域Sp上不同，关于与内齿128的关系，在第1区域Fp的外齿124的齿顶Tto与内齿128的齿顶Tti之间的距离Lf的变化率Rf，和在第2区域Sp的外齿124的齿顶Tto与内齿128的齿顶Tti之间的距离Ls的变化率Rs阶段性地不同（后述）。

以下，对各组成要件进行详细说明。

如图2、图3所示，起振体104为大致柱状。若详细说明，则起振体104具备以偏心（偏心量L）的位置为中心的基于恒定的曲率半径r1的啮合范围FA，且设置为组合多个曲率半径的形状。并且，起振体104设置为在啮合范围FA中实现外齿轮120A、120B与减速用内齿轮130A、输出用内齿轮130B的啮合状态。起振体104上形成有在中央插入未图示的输入轴的输入轴孔106。输入轴孔106上设置有键槽108，以使输入轴插入并旋转时起振体104与输入轴一体旋转。

如图1、图2、图4所示，起振体轴承110是配置于起振体104的外侧与外齿轮120的内侧之间的轴承。如图4所示，起振体轴承110A（110B）由内圈112、保持器114A（114B）、作为滚动体的滚子116A（116B）及外圈118A（118B）构成。内圈112相对于起振体轴承110A、110B成一体化，其接触配置于起振体104的外周，并与滚子116A、116B接触。滚子116A（116B）旋转自如地保持于保持器114A（114B）。另外，滚子116A（116B）不仅为圆柱状，还包含滚针状。作为滚动体可以使用球状。外圈118A（118B）配置于滚子116A（116B）的外侧。外圈118A（118B）通过起振体104的旋转而挠曲变形，并使配置于其外侧的外齿轮120A（120B）变形。另外，如图4所示，外圈118A（118B）的端部118AA（118BA）在轴向Ｏ上外周面朝向外侧并且向径向R的内侧倾斜，并设置为比外圈118A（118B）的中央部的厚度Tc薄（厚度Tee）。因此，在与配置于外圈118A（118B）的外侧的外齿轮120之间设有朝向轴向Ｏ的外侧扩大的间隙Gp。该实施方式中，间隙Gp从分开轴向Ｏ的第1区域Fp与第2区域Sp的单点划线BL的位置形成。

如图1、图2、图4、图5所示，外齿轮120设置为由基础部件122、外齿124构成的筒状。基础部件122为具有可挠性的筒状部件，并配置于起振体轴承110的外侧。即，外齿轮120通过起振体轴承110的滚动体能够旋转地被支承。如图5所示，在组装前的状态时，外齿轮120不挠曲，基础部件122设置为在轴向上平行。与此相对，如图4、图6（A）所示，组装后即将外齿轮120配置于起振体轴承110的外侧并组装于内齿轮130的内侧之后的状态下，外齿轮120向径向R内侧稍稍挠曲，外齿轮120由虚线形状变形为实线形状。另外，如图4、图6（A）所示，确保在该状态下存在间隙Gp。如图2、图4、图5所示，外齿124（124A、124B）为在轴向Ｏ上被分割的形态，但分别支承该外齿的基础部件122成为一体且共用。外齿124A（124B）在分开轴向Ｏ的第1区域Fp和第2区域Sp的单点划线BL的位置被区分为外齿端部124AA（124BA）和其内侧的外齿中央部124AB（124BB）。如图5（A）所示，外齿124A（124B）的齿厚Tho从外齿端部124AA（124BA）到外齿中央部124AB（124BB）在轴向Ｏ上恒定，外齿124A（124B）的齿面Tfo设置为在轴向Ｏ上平行。与此相对，如图5（B）所示，外齿124A（124B）的齿顶Tto的高度直线性地变更为在外齿端部124AA（124BA）的最端部最大（Ho1），在该单点划线BL的位置最小（Ho2）。即，关于作为外齿轮120的与第1区域Fp对应的部分的外齿端部124AA（124BA）的齿顶直径，轴向Ｏ外侧的齿顶直径大于轴向Ｏ内侧的齿顶直径，且在轴向Ｏ上直线性地变化。外齿中央部124AB（124BB）中，齿顶Tto的高度与该单点划线BL的位置的齿顶Tto的高度Ho2设置为相同且恒定。即，作为与第2区域Sp对应的部分的外齿中央部124AB（124BB）的齿顶直径设置为在轴向Ｏ上恒定。如此，外齿轮120处于组装前的状态时，与第1区域Fp对应的部分（外齿端部124AA、124BA）的齿顶直径大于与第2区域Sp对应的部分（外齿中央部124AB、124BB）的齿顶直径，且齿顶直径在轴向Ｏ上的变化率设置为在第1区域Fp和第2区域Sp上不同。另外，外齿124基于次摆线曲线决定齿形，以实现理论啮合。

如图2、图4所示，减速用内齿轮130A由具有刚性的部件形成。减速用内齿轮130A具备的齿数仅比外齿轮120A的外齿124A的齿数多i（i=2、4、……）个。未图示的外壳经由螺栓孔132A固定于减速用内齿轮130A。并且，减速用内齿轮130A通过与外齿轮120A啮合而有助于起振体104的旋转的减速。减速用内齿轮130A的内齿128A在第1区域Fp、第2区域Sp上其齿顶Tti、齿厚Thi与轴向Ｏ平行（除拼接部）。即，作为减速用内齿轮130A的与第1区域Fp、第2区域Sp对应的部分的内齿128A的齿顶直径设置为在轴向Ｏ上恒定。内齿128A成型为理论上啮合于基于次摆线曲线的外齿124A。

另一方面，如图2、图4所示，输出用内齿轮130B与减速用内齿轮130A同样由具有刚性的部件形成。输出用内齿轮130B具备与外齿轮120B的外齿124B的齿数相同的内齿128B的齿数（等速传递），其齿顶Tti和齿厚Thi设置为在第1区域Fp、第2区域Sp上与轴向Ｏ平行（除拼接部）。即，作为输出用内齿轮130B的与第1区域Fp、第2区域Sp对应的部分的内齿128B的齿顶直径设置为在轴向Ｏ上恒定。

其中，如图6（A）所示，在第1区域Fp上的外齿124A（124B）的齿顶Tto与内齿128A（128B）的齿顶Tti之间的距离在最端部（除拼接部）齿顶彼此重合的距离较长，且最大（符号Lo1）。与此相对，该距离在成为第1区域Fp与第2区域Sp的边界的单点划线BL的位置上，齿顶彼此重叠的距离较短，且最小（符号Lo2）。因此，在第1区域Fp上的外齿124的齿顶Tto与内齿128的齿顶Tti之间的距离Lf的变化率Rf以式（1）表示。

Rf=Lf/Ｏ1=（Lo1-Lo2）/Ｏ1（＞O）（1）

以同样的方式思考，在第2区域Sp上的外齿124A（124B）的齿顶Tto与内齿128A（128B）的齿顶Tti之间的距离成为恒定的值（符号Lo2）。因此，第2区域Sp上的外齿124的齿顶Tto与内齿128的齿顶Tti之间的距离Ls的变化率Rs以式（2）表示。

Rs=Ls/Ｏ2=（Lo2-Lo2）/Ｏ2=O （2）

即，通过设置为在第1区域Fp上的距离Lf的变化率Rf大于在第2区域Sp上的距离Ls的变化率Rs（Rf＞Rs），外齿124A（124B）的齿顶Tto与内齿128A（128B）的齿顶Tti之间的距离在第1区域Fp与第2区域Sp上阶段性的不同。另外，输出用内齿轮130B中未图示的输出轴经由螺栓孔132B被安装，与外齿轮120B的自转相同的旋转向外部输出。

接着，利用图2、图3、图6对挠曲啮合式齿轮装置100的动作进行说明。

若起振体104通过未图示的输入轴的旋转而旋转，则根据其旋转状态，外齿轮120经由起振体轴承110而挠曲变形（即，外齿轮120B以与外齿轮120A相同的相位挠曲变形）。

外齿轮120通过起振体104挠曲变形，由此在啮合范围FA内，外齿轮124在径向R朝向外侧移动并与内齿轮130的内齿128啮合。

啮合时，起振体轴承110A、110B在轴向Ｏ上分别设置为支承外齿124A的部分和支承外齿124B的部分。因此，分别防止以减速用内齿轮130A与外齿124A的啮合为原因的滚子116B的偏斜，及以输出用内齿轮130B与外齿124B之间的啮合为原因的滚子116A的偏斜。

并且，外齿124在轴向Ｏ上分割为啮合于减速用内齿轮130A的部分（外齿124A）及啮合于输出用内齿轮130B的部分（外齿124B）。因此，外齿轮120A与减速用内齿轮130A啮合时，即使假设外齿124B上有变形等也不会因其变形而在外齿124A上产生变形。同样，外齿轮120B与输出用内齿轮130B啮合时，即使假设外齿124A上有变形等也不会因其变形而在外齿124B上产生变形。即，通过分割外齿124，能够防止因一方的外齿124A（124B）的变形导致另一方的外齿124B（124A）变形而恶化其啮合关系之类的问题。

如图6（A）所示，第1区域Fp上的外齿124A（124B）的齿顶Tto与内齿128A（128B）的齿顶Tti之间的距离Lo1保持为长于第2区域Sp上的外齿124A（124B）的齿顶Tto与内齿128A（128B）的齿顶Tti之间的距离Lo2（Lo1＞Lo2）。因此，与第2区域Sp相比，能够在第1区域Fp实现深度啮合（齿隙较小）。另一方面，施加有负载时，从外周向外齿124A（124B）施力，外齿端部124AA（124BA）偏离径向R的内侧的间隙Gp而变形，且间隙Gp减少。即，如图6（B）所示，第1区域Fp上的外齿124A（124B）的齿顶Tto与内齿128A（128B）的齿顶Tti之间的距离Lo1’和第2区域Sp上的外齿124A（124B）的齿顶Tto与内齿128A（128B）的齿顶Tti之间的距离Lo2大致相同（Lo1’≒Lo2）。即，与无负载时相比，在第1区域Fp上啮合的深度变浅。因此，即使施加负载时产生外齿124A（124B）及内齿128A（128B）的磨损，无负载时外齿轮120的变形恢复，且避免了施加负载时的磨损的第1区域Fp上的外齿124A（124B）与内齿128A（128B）再次深度啮合，齿隙的增加得到抑制。其中，本实施方式中，设有如施加负载时外齿轮120的内周面与起振体轴承110的外圈118A、118B的外周面接触的间隙Gp，但并不限定于此，也可例如以外齿轮在内周侧变形之后，在与起振体轴承的外圈之间残留间隙的方式设置间隙Gp。另外，本实施方式中，内齿128的齿顶直径与第1区域Fp、第2区域Sp无关地设置为在轴向Ｏ上恒定，因此，仅是外齿的齿顶直径，也能够同样说明与上述的啮合的变化对应的齿隙的变化。

外齿轮120A与减速用内齿轮130A的啮合位置随着起振体104的旋转而旋转移动。在此，若起振体104旋转1圈，则外齿轮120A的旋转相位仅延迟与减速用内齿轮130A的齿数差。即，能够以（（外齿轮120A的齿数-减速用内齿轮130A的齿数）/外齿轮120A的齿数）的方式求出基于减速用内齿轮130A的减速比。

外齿轮120B与输出用内齿轮130B的齿数均相同，因此外齿轮120B与输出用内齿轮130B互相啮合的部分不移动，而是相同的齿彼此啮合。因此，从输出用内齿轮130B输出与外齿轮120B的自转相同的旋转。其结果，能够从输出用内齿轮130B取出基于由减速用内齿轮130A产生的减速比而将起振体104的旋转减速的输出。

本实施方式中，外齿轮120处于组装之前的状态时，与所述第1区域Fp对应的部分的齿顶直径大于与第2区域Sp对应的部分的齿顶直径，且齿顶直径在轴向Ｏ上的变化率在第1区域Fp和第2区域Sp上呈不同的形状，因此在旋转开始前的状态下，变成外齿轮120与内齿轮130在第1区域Fp的齿隙小于第2区域Sp的齿隙的状态下啮合。因此，能够进行在第1区域Fp中的较小的齿隙下的起动（开始旋转）。

另一方面，运行中（旋转中）负载增大时，在第1区域Fp的外齿轮120的径向R内侧设有间隙Gp，因此外齿轮120的与第1区域Fp对应的部分能够向径向R内侧即远离内齿轮130的方向变形。因此，第1区域Fp上的外齿轮120的磨损得到抑制，起动时的齿隙减少这种第1区域Fp上的外齿轮120的功能的损坏也得到抑制。

并且，本实施方式中，如图4、图5（A）、图5（B）所示，外齿轮120和内齿轮130的与第2区域Sp对应的部分的齿顶直径设置为在轴向Ｏ上恒定。因此，第2区域Sp中，在轴向Ｏ上进行均匀的转矩传递，因此即使对挠曲啮合式齿轮装置100施加较大负载时，也能够进行稳定的转矩传递，并能够防止外齿124及内齿128的局部性磨损。

并且，本实施方式中，使外圈118A（118B）的端部118AA（118BA）的外周面倾斜，而且与其中央部相比使端部118AA（118BA）的厚度更薄，由此设置有通过上述结构形成的间隙Gp。因此，能够轻松且正确地设置间隙Gp。

即，本实施方式中，能够抑制因外齿轮120的外齿124A（124B）或内齿轮130的内齿128A（128B）的磨损引起的齿隙的增加。

关于本发明，举出第1实施方式来进行了说明，但本发明不限定于第1实施方式。即在不脱离本发明的宗旨的范围内，可进行改良以及设计变更，这是不言而喻的。

例如第1实施方式中，间隙Gp在径向R仅设置于第1区域Fp的内侧，但本发明并不限定于此。例如，也可如图7（A）、（B）所示的第2实施方式。图7（A）表示无负载时的起振体轴承、外齿轮及内齿轮之间的关系的概要，图7（B）表示施加有负载时的起振体轴承、外齿轮及内齿轮之间的关系的概要。另外，图7（A）、（B）中省略保持器的图示（以下的图也相同）。并且，图7（A）中，外齿轮呈组装于内齿轮的内侧之后的状态，如图4、图6（A）所示，外齿轮原本呈稍稍挠曲的形状。但是，省略该若干挠曲的图示（以下的图也相同）。

第2实施方式中，如图7（A）、（B）所示，在轴向Ｏ上2个啮合部229A、229B彼此相对的端部，即在径向R上在外齿轮220与外圈218A、128B之间设有另一间隙Gpc。即，第2实施方式中，在挠曲啮合式齿轮装置上施加负载的状态下，外齿轮220的位于2个啮合部229A、229B之间的部分的内周面被设置为与外圈218A、218B的外周面接触的结构。具体而言，设置为图7（B）所示的2条单点划线BLc之间的外圈218A、218B彼此相对的端部的外周面倾斜而其厚度Tec与各自的中央部分的厚度Tc相比较薄，从而设有间隙Gpc。因此，如图7（A）所示，与第1实施方式相同，与第2区域Sp相比，能够在第1区域Fp上实现深度啮合（齿隙较小）。

另一方面，施加负载时，从外周向外齿224A（224B）施力，与第1实施方式相同，间隙Gp减少。同时，外齿中央部224AB（224BB）的端部224ABA（224BBA）也偏离径向R的内侧的间隙Gpc而变形，且间隙Gpc减少。即，如图7（B）所示，第1区域Fp与（除2条单点划线BLc之间的第2区域Sp的部分）第2区域Sp啮合的深度变得大致相等，在2条单点划线BLc之间的第2区域Sp的部分，啮合深度变得比上述啮合深度浅。即，与无负载时相比，在第1区域Fp和2条单点划线BLc之间的第2区域Sp的部分啮合的深度变浅。因此，即使施加负载时产生外齿224A（224B）及内齿228A（228B）的磨损，无负载时外齿的变形恢复，且在避免了施加负载时的磨损的第1区域Fp与第2区域Sp的端部的外齿224A（224B）与内齿228A（228B）再次深度啮合，进一步抑制了齿隙的增加。另外，在第2区域Sp的端部的外齿的齿顶与在第1区域Fp的外齿的齿顶成为相同的形状时，齿隙的增加进一步得到抑制。另外，该实施方式中也可设置间隙Gp，以使外齿轮向内周侧变形之后，在与起振体轴承的外圈之间仍残留间隙（对于以下的实施方式也相同）。

并且，第1实施方式中，关于外齿轮120的与第1区域Fp对应的部分的齿顶直径，轴向Ｏ外侧的齿顶直径大于轴向Ｏ内侧的齿顶直径，且在轴向上直线性地发生变化（图5（B）、图8（A）），但本发明并不限定于此。例如，如图8（B）所示的第3实施方式，作为外齿轮的与第1区域Fp对应的部分的外齿端部324BA的齿顶直径也可在轴向Ｏ上曲线性地发生变化。另外，图8（B）中以虚线表示的是图8（A）的外齿124B的形状。或者，如图8（C）所示的第4实施方式，作为外齿轮的与第1区域Fp对应的部分的外齿端部424BA的齿顶直径设置为在轴向Ｏ上到中途为止恒定，且也可设置为从该位置到与外齿中央部424BB的边界线（单点划线BL）的位置为止直线性地发生变化。此时，齿顶直径的轴向Ｏ上的变化率在第1区域Fp与第2区域Sp上也不同。或者，如图8（D）所示的第5实施方式，在轴向Ｏ外齿524B的外齿端部524BA的齿顶Tto的高度Ho1高于外齿中央部524BB的齿顶Tto的高度Ho2，任一齿顶直径均设置为在轴向Ｏ上恒定，由此也可设置为齿顶直径在第1区域Fp与第2区域Sp阶段性地变化（此时，内齿的齿顶Tti的高度设置为恒定，在外齿轮的外齿524B上轴向Ｏ的特定位置（第1区域Fp与第2区域Sp的边界线（单点划线BL）的位置），齿顶直径以相对于轴向Ｏ以90度的倾斜发生变化，由此实现“齿顶直径在第1区域Fp与第2区域Sp之间非连续性地发生变化”）。或者，如图8（E）所示的第6实施方式，第1实施方式的外齿124B的形状上也可在轴向Ｏ上设有分开外齿端部624BA与外齿中央部624BB的槽Gr，即与第1区域Fp对应的部分和与第2区域Sp对应的部分之间设置槽Gr。根据这种结构，施加有负载时，外齿轮的第1区域Fp的内周侧的变形变得顺利。

并且，第1、第2实施方式中，通过使外圈的端部的外周面倾斜并减薄外圈的厚度（Tc→Tee）来设置间隙Gp，但本发明并不限定于此。例如，如图9（A）所示的第7实施方式，也可不使外圈718A、718B的厚度T在轴向Ｏ上发生变化，而将外齿轮720的内周面的端部720AA、720BB的直径形成为大于中央部的直径，从而设置间隙Gp。或者也可将外圈的端部的厚度设置为比中央部薄，并且将外齿轮的内周面的端部的直径形成为大于其中央部的直径，从而设置间隙Gp。或者，如图9（B）所示的第8实施方式，也可不在外齿824A、824B的外齿端部824AA、824BA的径向R上的内侧配置起振体轴承810A、810B，即在径向R上仅在外齿中央部824AB、824BB的内侧配置起振体轴承810A、810B（意味着Tee=0），从而设置间隙Gp。或者，也可为在径向R上存在于外齿中央部的内侧的外圈不配置于外齿端部的内侧的结构。或者，如图9（C）所示的第9实施方式，也可通过使滚子916A、916B的旋转轴K相对于轴向Ｏ倾斜，从而设置间隙Gp。具体而言，如图9（C）所示，在起振体轴承910使用1对圆锥滚子轴承，使用沿该滚子916A、916B的倾斜而形成均匀的厚度Tee的外圈918A、918B。并且将具有在轴向Ｏ上平行的内周面的外齿轮920配置在其外侧，且也可在外圈918A、918B与外齿轮920之间设置间隙Gp。根据这种结构，与第8实施方式同样地，不用对外齿轮920的内周面进行加工，就能够传递更大的转矩。

并且，上述实施方式中，外齿轮处于组装前的状态时设置为如下结构：与第1区域Fp对应的部分的齿顶直径大于与第2区域Sp对应的部分的齿顶直径，且齿顶直径在第1区域Fp与第2区域Sp之间非连续性地变化，或齿顶直径在轴向Ｏ上的变化率在第1区域Fp与第2区域Sp上分别不同，但本发明并不限定于此。例如，也可如图10（A）、（B），图11（A）、（B）所示的第10实施方式研究内齿轮的形状。图10（A）是表示内齿轮的概要的侧视图，图11（B）表示其主视图。图11（A）表示无负载时的起振体轴承、外齿轮及内齿轮之间的关系的概要，图11（B）表示施加负载时的起振体轴承、外齿轮及内齿轮之间的关系的概要。

第10实施方式中，关于内齿轮1030，与第1区域Fp对应的部分的齿顶直径小于与第2区域Sp对应的部分的齿顶直径，且齿顶直径在轴向Ｏ上的变化率在第1区域Fp与第2区域Sp上不同。另外，内齿轮1030的齿顶直径表示从内齿轮1030的中心到内齿1028的齿顶为止的距离。具体而言，如图10（A）、图11（A）所示，内齿1028A（1028B）在分开轴向Ｏ的第1区域Fp与第2区域Sp的单点划线BL的位置划分为内齿端部1028AA（1028BA）与内齿中央部1028AB（1028BB）。如图10（B）所示，内齿1028A（1028B）的齿厚Thi设置为从内齿端部1028AA（1028BA）到内齿中央部1028AB（1028BB）在轴向Ｏ上恒定，内齿1028A（1028B）的齿面Tfi设置为与轴向Ｏ平行。与此相对，如图10（A）所示，内齿1028A（1028B）的齿顶Tti的高度设置为以在内齿端部1028AA（1028BA）的最端部最大（Hi1），且在该单点划线BL的位置变得最小（Hi2）的方式直线性地发生改变（另外，虽未图示但也可曲线性地发生改变）。即，关于作为内齿轮1030的与第1区域Fp对应的部分的内齿端部1028AA（1028BA）的齿顶直径，轴向Ｏ外侧的齿顶直径小于轴向Ｏ内侧的齿顶直径，且在轴向Ｏ上直线性地发生变化。内齿中央部1028AB（1028BB）中，齿顶Tti的高度设置为与该单点划线BL的位置的齿顶Tti的高度Hi2相同且恒定。即，作为与第2区域Sp对应的部分的内齿中央部1028AB（1028BB）的齿顶直径设置为在轴向Ｏ上恒定。另外，外齿1024A（1024B）的齿顶Tto的高度设置为在轴向Ｏ上恒定。

如图11（A）所示，第1区域Fp上的外齿1024A（1024B）的齿顶Tto与内齿1028A（1028B）的齿顶Tti之间的距离Li1保持为长于第2区域Sp上的外齿1024A（1024B）的齿顶Tto与内齿1028A（1028B）的齿顶Tti之间的距离Li2（Li1＞Li2）。因此，与第2区域Sp相比，能够在第1区域Fp实现深度啮合（齿隙较小）。另一方面，施加负载时，从外周向外齿1024A（1024B）施力，外齿端部1024AA（1024BA）偏离径向R的内侧的间隙Gp而变形，且间隙Gp减少。即，如图11（B）所示，与无负载时相比，在第1区域Fp啮合的深度变浅。因此，即使施加负载时产生外齿1024A（1024B）及内齿1028A（1028B）的磨损，无负载时外齿轮的变形恢复，且施加负载时避免了磨损的第1区域Fp上的外齿1024A（1024B）与内齿1028A（1028B）再次深度啮合，齿隙的增加得到抑制。另外，第10实施方式中，仅内齿1028A（1028B）的齿顶直径在轴向Ｏ上发生变化，但也可以是外齿及内齿的齿顶直径在轴向Ｏ上发生变化。并且，第10实施方式中，内齿轮1030的与第1区域Fp对应的部分的齿顶直径在轴向Ｏ上直线性地发生变化，但也可基于第3实施方式而在轴向Ｏ上曲线性地变化。

并且，上述实施方式中，外齿轮与内齿轮的与第2区域Sp对应的部分的齿顶直径设置为在轴向Ｏ上恒定，但本发明并不限定于此，并非任一齿顶直径均设置为在轴向Ｏ上恒定。

并且，上述实施方式中，着眼于外齿及内齿的齿顶，但本发明并不限定于此。例如，也可着眼于如图12（A）、（B），图13（A）、（B）所示的第11实施方式的外齿与内齿的齿厚。图12（A）是表示外齿轮处于组装前的状态时的概要的主视图，图12（B）表示其侧视图。图13（A）表示无负载时的起振体轴承、外齿轮及内齿轮之间的关系的概要，图13（B）表示施加有负载时的起振体轴承、外齿轮及内齿轮之间的关系的概要。另外，对于齿厚的大小，在径向R以相同距离进行比较。

第11实施方式中，外齿轮1120的齿厚设置为与第1区域Fp对应的部分的齿厚大于与第2区域Sp对应的部分的齿厚。具体而言，如图12（A）、图13（A）所示，外齿1124A（1124B）在分开轴向Ｏ的第1区域Fp与第2区域Sp的单点划线BL的位置划分为外齿端部1124AA（1124BA）和外齿中央部1124AB（1124BB）。如图12（A）所示，外齿1124A（1124B）的齿厚以在外齿端部1124AA（1124BA）的最端部设置为最大Tho1，在该单点划线BL的位置设置为最小Tho2的方式以一定的增量（所谓直线性地）改变（另外，虽未图示也可曲线性地改变）。即，关于作为外齿轮1120的与第1区域Fp对应的部分的外齿端部1124AA（1124BA）的齿厚，在轴向Ｏ外侧的齿厚大于在轴向Ｏ的内侧的齿厚，且在轴向Ｏ上直线性（曲线性）地发生变化。在外齿中央部1124AB（1124BB）中，齿厚设置为与该单点划线BL的位置的齿厚Tho2相同且恒定。即，作为与第2区域Sp对应的部分的外齿中央部1124AB（1124BB）的齿厚设置为在轴向Ｏ上恒定。如此，关于外齿轮1120的齿厚，在齿厚的轴向Ｏ上的变化率在第1区域Fp与第2区域Sp上不同。与此相对，如图12（B）所示，外齿1124A（1124B）的齿顶Tto的高度设置为从外齿端部1124AA（1124BA）到外齿中央部1124AB（1124BB）在轴向上恒定（Ho）。另外，内齿1128A（1128B）的齿厚Thi设置为在轴向Ｏ上恒定，在轴向Ｏ上齿面Tfi设置为平行。即，内齿轮1130的与第2区域Sp对应的部分的齿厚设置为在轴向Ｏ上恒定。

如图13（A）所示，第1区域Fp上的外齿1124A（1124B）的齿厚Tho1与内齿1128A（1128B）的齿厚Thi之和在最端部变得最大。与此相对，在成为第1区域Fp与第2区域Sp的边界的单点划线BL的位置该和变得最小。因此，第1区域Fp上的齿厚之和的变化率Qf以式（3）表示。

Qf=（Tho1+Thi-（Tho2+Thi））/Ｏ1

=（Tho1-Tho2）/Ｏ1（＞0）（3）

同样地考虑，第2区域Sp上的外齿1124A（1124B）的齿厚Tho2与内齿1128A（1128B）的齿厚Thi之和成为恒定值。因此，第2区域Sp上的齿厚之和的变化率Qs以式（4）表示。

Qs=（Tho2+Thi-（Tho2+Thi））/Ｏ2

=0 （4）

即，通过将第1区域Fp上的齿厚之和的变化率Qf设置为大于第2区域Sp上的齿厚之和的变化率Qs，从而外齿1124A（1124B）的齿厚与内齿1128A（1128B）的齿厚Thi之和在第1区域Fp与第2区域Sp上阶段性地不同。因此，与第2区域Sp的第2接触部1129AB（1129BB）相比，在第1区域Fp能够将在第1接触部1129AA（1129BA）上的接触压力保持得较高（齿隙较小）。另一方面，施加负载时，从外周向外齿1124A（1124B）施力，外齿端部1124AA（1124BA）偏离径向R的内侧的间隙Gp而变形，且间隙Gp减少。即，如图13（B）所示，与无负载时相比，在第1区域Fp上啮合的深度变浅。因此，即使施加负载时产生外齿1124A（1124B）及内齿1128A（1128B）的磨损，无负载时外齿轮的变形恢复，且避免了施加负载时的磨损的第1区域Fp上的外齿1124A（1124B）与内齿1128A（1128B）再次深度啮合，齿隙的增加得到抑制。另外，第11实施方式中，仅外齿轮1120的齿厚Tho发生变化，但也可设置为在外齿轮及内齿轮二者的齿厚Tho、Thi或仅在内齿的齿厚Thi，与第1区域Fp对应的部分大于与第2区域Sp对应的部分。并且，第11实施方式中，关于外齿轮1120的齿厚，在齿厚的轴向Ｏ上的变化率设置为在第1区域Fp与第2区域Sp上不同，但（基于与第5实施方式同样的思想）在轴向Ｏ的特定位置（第1区域Fp与第2区域Sp的边界线的位置），齿厚以相对于轴向Ｏ以90度的倾斜发生变化，由此也可设置为“齿厚在第1区域Fp与第2区域Sp之间非连续性地变化”。

在第11实施方式中，与第1到第10实施方式不同，不过是表示了着眼于齿厚Tho、Thi的实施方式的一例。即，通过着眼于齿厚Tho、Thi，与上述实施方式相同的实施方式成为可能。例如，在对挠曲啮合式齿轮装置施加负载的状态下，也可设置为位于外齿轮的2个啮合部之间的部分的内周面与外圈的外周面接触的结构。或者，外齿轮中也可在与第1区域Fp对应的部分和与第2区域Sp对应的部分之间设有槽。

并且，第11实施方式中，外齿轮1120及内齿轮1130的与第2区域Sp对应的部分的齿厚设置为在轴向Ｏ上恒定，但本发明并不限定于此，并非任一齿顶直径均设置为在轴向Ｏ上恒定。另外，关于外齿轮及内齿轮的齿厚，也可在第1区域Fp与第2区域Sp连续性地变化，齿厚在轴向Ｏ上的变化率也可设置为在第1区域Fp与第2区域Sp上相同。

并且，上述实施方式中，在径向R上在2个啮合部的第1区域Fp的内侧分别设置间隙Gp，但本发明并不限定于此，在至少1个啮合部的第1区域Fp的内侧设置间隙Gp即可。

并且，上述实施方式中，起振体轴承具备内圈和外圈，但本发明并不限定于此。例如，也可无内圈而设置为与起振体一体，也可无外圈而滚动体直接能够旋转地支承外齿轮。

并且，上述实施方式中，外齿设置为基于次摆线曲线的齿形，但本发明并不限定于此。外齿也可为圆弧齿形，也可使用其他齿形。

产业上的可利用性

本发明能够广泛地适用于将筒状的外齿轮作为必需构成要件的挠曲啮合式齿轮装置中。

2011年12月8日申请的日本专利申请2011-268545号的说明书、附图及技术方案的范围中公开的全部内容通过参考援用于本说明书中。

符号说明

100-挠曲啮合式齿轮装置，104-起振体，110、110A、110B、210、210A、210B、710A、710B、810A、810B、910、910A、910B、1010A、1010B、1110A、1110B-起振体轴承，112、212、712、812、912、1012、1112-内圈，114A、114B-保持器，116A、116B、216A、216B、716A、716B、816A、816B、916A、916B、1016A、1016B、1116A、1116B-滚子，118A、118B、218A、218B、718A、718B、818A、818B、918A、918B、1018A、1018B、1118A、1118B-外圈，120、120A、120B、220、220A、220B、720、720A、720B、820A、820B、920、920A、920B、1020、1020A、1020B、1120、1120A、1120B-外齿轮，122、222、1022、1122-基础部件，124、124A、124B、224A、224B、324B、424B、524B、624B、724A、724B、824A、824B、924A、924B、1024A、1024B、1124A、1124B-外齿，128、128A、128B、228A、228B、728A、728B、828A、828B、928A、928B、1028、1028A、1028B、1128A、1128B-内齿，129A、129B、229A、229B、1029A、1029B、1129A、1129B-啮合部，129AA、129BA、229AA、229BA、1029AA、1029BA、1129AA、1129BA-第1接触部、129AB、129BB、229AB、229BB、1029AB、1029BB、1129AB、1129BB-第2接触部、229AC、229BC-第3接触部，130、1030、1130-内齿轮，130A-减速用内齿轮，130B-输出用内齿轮，132A、132B-螺栓孔，Fp-第1区域，Sp-第2区域，GP、Gpc-间隙。

Claims

1.一种挠曲啮合式齿轮装置，其具备：起振体；筒状的外齿轮，配置于该起振体的外周且具有通过该起振体的旋转而挠曲变形的可挠性；第1内齿轮，具有该外齿轮内啮合的刚性；及第2内齿轮，与该第1内齿轮并排设置且具有与所述外齿轮内啮合的刚性，该挠曲啮合式齿轮装置的特征在于，

所述外齿轮与所述第1内齿轮的啮合部及所述外齿轮与所述第2内齿轮的啮合部的至少其中之一具有第1区域和位于比该第1区域更靠轴向内侧的第2区域，并且，

在所述第1区域中所述外齿轮的径向内侧设有间隙，

所述外齿轮处于组装之前的状态时，与所述第1区域对应的部分的齿顶直径大于与所述第2区域对应的部分的齿顶直径，且该齿顶直径在该第1区域与该第2区域之间非连续性的变化，或该齿顶直径在轴向上的变化率在该第1区域和该第2区域上不同。

2.一种挠曲啮合式齿轮装置，其具备：起振体；筒状的外齿轮，配置于该起振体的外周且具有通过该起振体的旋转而挠曲变形的可挠性；第1内齿轮，具有该外齿轮内啮合的刚性；及第2内齿轮，与该第1内齿轮并排设置且具有与所述外齿轮内啮合的刚性，该挠曲啮合式齿轮装置的特征在于，

在所述第1区域中所述外齿轮的径向内侧设有间隙，

所述第1内齿轮、第2内齿轮处于组装之前的状态时，与所述第1区域对应的部分的齿顶直径小于与所述第2区域对应的部分的齿顶直径，且该齿顶直径在该第1区域与该第2区域之间非连续性的变化，或该齿顶直径在轴向上的变化率在该第1区域和该第2区域上不同。

3.根据权利要求1或2所述的挠曲啮合式齿轮装置，其特征在于，

所述外齿轮或所述第1内齿轮、第2内齿轮的与所述第2区域对应的部分的齿顶直径设置为在轴向上恒定。

4.根据权利要求1所述的挠曲啮合式齿轮装置，其特征在于，

关于所述外齿轮的与所述第1区域对应的部分的齿顶直径，轴向外侧的齿顶直径大于轴向内侧的齿顶直径，且在轴向上直线性地或曲线性地变化。

5.根据权利要求2所述的挠曲啮合式齿轮装置，其特征在于，

关于所述第1内齿轮、第2内齿轮的与所述第1区域对应的部分的齿顶直径，轴向外侧的齿顶直径小于轴向内侧的齿顶直径，且在轴向上直线性地或曲线性地变化。

6.一种挠曲啮合式齿轮装置，其具备：起振体；筒状的外齿轮，配置于该起振体的外周且具有通过该起振体的旋转而挠曲变形的可挠性；第1内齿轮，具有该外齿轮内啮合的刚性；及第2内齿轮，与该第1内齿轮并排设置且具有与所述外齿轮内啮合的刚性，该挠曲啮合式齿轮装置的特征在于，

在所述第1区域中所述外齿轮的径向内侧设有间隙，

关于所述外齿轮及所述第1内齿轮、第2内齿轮中的至少其中之一的齿厚，与所述第1区域对应的部分的齿厚大于与所述第2区域对应的部分的齿厚。

7.根据权利要求6所述的挠曲啮合式齿轮装置，其特征在于，

所述齿厚在所述第1区域与所述第2区域之间非连续性地变化，或该齿厚在轴向上的变化率在该第1区域与该第2区域不同。

8.根据权利要求6或7所述的挠曲啮合式齿轮装置，其特征在于，

所述外齿轮或所述第1内齿轮、第2内齿轮的与所述第2区域对应的部分的齿厚设置为在轴向上恒定。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的挠曲啮合式齿轮装置，其特征在于，

关于所述外齿轮或所述第1内齿轮、第2内齿轮的与所述第1区域对应的部分的齿厚，轴向外侧的齿厚大于轴向内侧的齿厚，且在轴向上直线性地或曲线性地变化。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的挠曲啮合式齿轮装置，其特征在于，

在所述起振体与所述外齿轮之间具备：滚动体；及起振体轴承，具有配置于该滚动体的外侧的外圈，

在该挠曲啮合式齿轮装置上施加负载的状态下，设置为位于所述外齿轮的所述2个啮合部之间的部分的内周面与所述外圈的外周面接触的结构。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的挠曲啮合式齿轮装置，其特征在于，

进一步在所述外齿轮中与所述第1区域对应的部分和与所述第2区域对应的部分之间设有槽。