JP2017096478A - 撓み噛合い式歯車装置およびその起振体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より安価に製造できる撓み噛合い式歯車装置を提供する。【解決手段】撓み噛合い式歯車装置は、起振体と、外歯歯車と、外歯歯車と噛み合う内歯歯車と、起振体と外歯歯車との間に配置される軸受と、を備える。起振体の外周面が、軸受の転動体の転走面を構成し、起振体は、起振体の表面からの深さが深くなるにしたがって第１の変化率で硬さが低くなるまたは表面からの深さによらず硬さが一定の第１の領域と、第１の領域に続く領域であって深さが深くなるにしたがって第１の変化率よりも大きい第２の変化率で硬さが低くなる第２の領域と、を含む。長軸方向を中心とする±４０度の範囲内に含まれる所定範囲における第１の領域の深さが、短軸方向における第１の領域の深さよりも深い。【選択図】図４

Description

本発明は、撓み噛合い式歯車装置およびその起振体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歯車装置として、撓み噛合い式歯車装置が知られている。この装置は、剛性の内歯歯車と、その内側に配置された可撓性の外歯歯車と、軸受を介して、外歯歯車を半径方向に撓めて内歯歯車に対して２箇所で部分的に噛み合わせると共に噛み合わせ位置を周方向に移動させる起振体と、で構成される。

従来では、軸受の内輪を省略した、別の言い方をすると軸受の内輪を起振体と一体にした撓み噛合い式歯車装置が提案されている（例えば特許文献１）。

実開平５−１０４８号公報

特許文献１に記載される撓み噛合い式歯車装置では、軸受の内輪を省略できるため、部品点数が減り、製造コストを低減できる。しかしながら、製造コストの低減への要求が絶えることはない。

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、より安価に製造できる撓み噛合い式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撓み噛合い式歯車装置は、起振体と、外歯歯車と、外歯歯車と噛み合う内歯歯車と、起振体と外歯歯車との間に配置される軸受と、を備える。起振体の外周面が、軸受の転動体の転走面を構成し、起振体は、起振体の表面からの深さが深くなるにしたがって第１の変化率で硬さが低くなるまたは表面からの深さによらず硬さが一定の第１の領域と、第１の領域に続く領域であって深さが深くなるにしたがって第１の変化率よりも大きい第２の変化率で硬さが低くなる第２の領域と、を含む。長軸方向を中心とする±４０度の範囲内に含まれる所定範囲における第１の領域の深さが、短軸方向における第１の領域の深さよりも深い。

本発明の別の態様は、撓み噛合い式歯車装置である。この装置は、起振体と、外歯歯車と、外歯歯車と噛み合う内歯歯車と、起振体と外歯歯車との間に配置される軸受と、を備える。起振体の外周面が、軸受の転動体の転走面を構成し、起振体の表面の最大硬さをＨとするとき、０．８Ｈ以上の硬さを有する層の厚みが、長軸方向を中心とする±４０度の範囲内に含まれる所定範囲の方が短軸方向よりも厚い。

本発明のさらに別の態様もまた、撓み噛合い式歯車装置である。この装置は、起振体と、外歯歯車と、外歯歯車と噛み合う内歯歯車と、起振体と外歯歯車との間に配置される軸受と、を備える。起振体の外周面が、軸受の転動体の転走面を構成し、起振体の長軸方向を中心とする±４０度の範囲内に含まれる所定範囲における表面硬さが、短軸方向における表面硬さよりも高い。

本発明のさらに別の態様もまた、撓み噛合い式歯車装置である。この装置は、起振体と、外歯歯車と、外歯歯車と噛み合う内歯歯車と、起振体と外歯歯車との間に配置される軸受と、を備える。起振体の外周面が、軸受の転動体の転走面を構成し、ビッカース硬さ５５０ＨＶ以上の硬さを有する層の厚みが、長軸方向を中心とする±４０度の範囲内に含まれる所定範囲の方が短軸方向よりも厚い。

これらの態様によると、起振体の表面近傍は、長軸方向付近の所定範囲では比較的高い硬さを有し、短軸方向では比較的低い硬さを有する。この場合、表面硬化処理工程までは加工対象物の断面を実質的に真円としておき、仕上げ工程で加工対象物の断面を実質的に楕円形状に加工することで起振体を得るという製造方法を採用できる。そのため、起振体の製造コストが抑えられる。

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、より安価に製造できる撓み噛合い式歯車装置を提供できる。

実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置を示す断面図である。 図２（ａ）〜（ｃ）は、比較例に係る起振体の製造方法を説明するための図である。 図３（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態に係る起振体の製造方法を説明するための図である。 図１の起振体の外周面（表面）からの深さに対する硬さ変化を示すグラフである。 図１の起振体の外周面（表面）からの深さに対する硬さ変化を示すグラフである。 図１の起振体の外周面（表面）からの深さに対する硬さ変化を示すグラフである。 変形例に係る起振体を示す図である。

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。

実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置は、モータの高速回転出力を低速回転出力として取り出す減速機構として好適に用いられる。例えばロボットの関節部分に用いられるアクチュエータの減速機として好適に用いられる。

図１は、実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置１００を示す断面図である。撓み噛合い式歯車装置１００は、固定壁４（例えば、ロボットの第１部材）に固定される。撓み噛合い式歯車装置１００は、入力された回転を減速し、それを出力装置６（例えば、ロボットの第２部材）に出力する。撓み噛合い式歯車装置１００は、起振体１０と、軸受２０と、外歯歯車３０と、内歯歯車４０と、入力軸５０と、を備える。

起振体１０は、回転軸Ｒに沿って延在する部材であり、回転軸Ｒに直交する断面は略楕円形状を有する。起振体１０には、回転軸Ｒを中心とする入力軸孔１１が形成されている。入力軸５０は、軸受８を介して、固定壁４に回転自在に支持される。入力軸５０の一端は入力軸孔１１に挿入され、例えば接着または圧入もしくはキー連結等により起振体１０と回転方向に連結される。入力軸５０の他端は、例えばモータ等の回転駆動源に接続される。入力軸５０の回転に伴って起振体１０が回転する。

起振体１０の外周面１０ａは、軸受２０の転動体２３（後述）が転走する。すなわち、起振体１０の外周面１０ａ側は軸受２０の内輪として機能し、起振体１０の外周面１０ａは転動体２３が転走する転走面として機能する。

軸受２０は、外歯歯車３０を支持する軸受であり、第１軸受２０ａと、第２軸受２０ｂと、を含む。第１軸受２０ａは、第２軸受２０ｂよりも固定壁４側（図１では右側）に位置する。第１軸受２０ａは、複数の第１転動体２３ａと、第１外輪部材２４ａと、を含む。第２軸受２０ｂは、複数の第２転動体２３ｂと、第２外輪部材２４ｂと、を含む。

複数の第１転動体２３ａのそれぞれは略円柱形状を有し、その軸方向が回転軸Ｒ方向と略平行な方向を向いた状態で、周方向に所定の間隔で設けられる。第１転動体２３ａは、不図示の保持器により、転動自在に保持される。第２転動体２３ｂは、第１転動体２３ａと同様に構成される。以降では、第１転動体２３ａと第２転動体２３ｂとをまとめて「転動体２３」とも呼ぶ。

第１外輪部材２４ａは、複数の第１転動体２３ａを環囲する。第１外輪部材２４ａは、可撓性を有し、起振体１０が軸受２０に嵌ると第１転動体２３ａを介して楕円状に撓められる。第１外輪部材２４ａは、起振体１０が回転すると、起振体１０の形状に合わせて連続的に変形する。第２外輪部材２４ｂは、第１外輪部材２４ａと同様に構成される。第２外輪部材２４ｂは、第１外輪部材２４ａとは別体として形成される。なお、第２外輪部材２４ｂは、第１外輪部材２４ａと一体に形成されてもよい。

外歯歯車３０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１０および軸受２０が嵌まる。外歯歯車３０は、起振体１０および軸受２０が嵌まることによって楕円状に撓められる。外歯歯車３０は、起振体１０が回転すると、起振体１０の形状に合わせて連続的に変形する。外歯歯車３０は、第１軸受２０ａが嵌まる第１外歯歯車３０ａと、第２軸受２０ｂが嵌まる第２外歯歯車３０ｂと、を含む。第１外歯歯車３０ａと第２外歯歯車３０ｂとは単一の基材に形成されており、同歯数である。

内歯歯車４０は、第１内歯歯車４０ａと、第２内歯歯車４０ｂと、を含む。第１内歯歯車４０ａと第２内歯歯車４０ｂは別体として形成される。第１内歯歯車４０ａは、剛性を有する環状の部材である。第１内歯歯車４０ａは楕円状に撓められた第１外歯歯車３０ａを環囲し、起振体１０の長軸近傍の所定領域で第１外歯歯車３０ａと噛み合う。第１内歯歯車４０ａは、第１外歯歯車３０ａよりも多くの歯を有する。第１内歯歯車４０ａには、回転軸Ｒ方向に貫通する複数のボルト挿通孔４１ａが形成される。このボルト挿通孔４１ａにボルト４２ａを挿入して固定壁４に形成されたねじ穴４ａに螺合することにより、撓み噛合い式歯車装置１００が固定壁４に固定される。

第２内歯歯車４０ｂは、剛性を有する環状の部材である。第２内歯歯車４０ｂは楕円状に撓められた第２外歯歯車３０ｂを環囲し、起振体１０の長軸近傍の所定領域で第２外歯歯車３０ｂと噛み合う。第２内歯歯車４０ｂは、第２外歯歯車３０ｂと同数の歯を有する。第２内歯歯車４０ｂには、回転軸Ｒ方向に貫通する複数のボルト挿通孔４１ｂが形成される。このボルト挿通孔４１ｂにボルト４２ｂを挿入して出力装置６に形成されたねじ穴６ａに螺合することにより、撓み噛合い式歯車装置１００と出力装置６とが接続される。これにより、撓み噛合い式歯車装置１００の出力が出力装置６に伝達される。

以上のように構成された撓み噛合い式歯車装置１００の動作を説明する。ここでは、第１外歯歯車３０ａの歯数が１００、第２外歯歯車３０ｂが１００、第１内歯歯車４０ａの歯数が１０２、第２内歯歯車４０ｂの歯数が１００の場合を例に説明する。

第１外歯歯車３０ａが楕円形状の長軸方向の２箇所で第１内歯歯車４０ａと噛み合っている状態で、入力軸５０の回転により起振体１０が回転すると、これに伴って第１外歯歯車３０ａと第１内歯歯車４０ａとの噛み合い位置も周方向に移動する。第１外歯歯車３０ａと第１内歯歯車４０ａとは歯数が異なるため、この際、第１内歯歯車４０ａに対して第１外歯歯車３０ａが相対的に回転する。実施の形態では、第１内歯歯車４０ａが固定状態にあるため、第１外歯歯車３０ａは、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１０の回転が大幅に減速されて第１外歯歯車３０ａに出力される。その減速比は以下のようになる。
減速比＝（第１外歯歯車３０ａの歯数−第１内歯歯車４０ａの歯数）／第１外歯歯車３０ａの歯数
＝（１００−１０２）／１００
＝−１／５０

第２外歯歯車３０ｂは、第１外歯歯車３０ａと一体的に形成されているため、第１外歯歯車３０ａと一体に回転する。第２外歯歯車３０ｂと第２内歯歯車４０ｂは歯数が同一であるため、相対回転は発生せず、第２外歯歯車３０ｂと第２内歯歯車４０ｂとは一体に回転する。このため、第１外歯歯車３０ａの自転と同一の回転が第２内歯歯車４０ｂに出力される。結果として、第２内歯歯車４０ｂからは起振体１０（入力軸５０）の回転を−１／５０に減速した出力を取り出すことができる。

続いて、起振体１０のより詳細な構成およびその製造方法について説明する。
起振体１０の外周面１０ａは、上述したように、転動体２３が転走する転走面として機能する。したがって、起振体１０の外周面１０ａ（すなわち表面）とその内側近傍には、比較的高い硬さが要求される。一例としては、起振体１０には、ロックウェル硬さでＨＲＣ６０（ビッカース硬さでは７００ＨＶ）程度の硬さが要求される。一方、起振体１０には、回転軸Ｒを中心とする入力軸孔１１が形成される。また、起振体１０には、固定壁４側の端面や出力装置６側の端面に、所定の部材を結合するためのねじ穴が形成される場合もある。つまり、起振体１０には、表面ほどの硬さが要求されないばかりか、加工の観点からむしろ比較的低い硬さ（例えばロックウェル硬さでＨＲＣ３０（ビッカース硬さでは３００ＨＶ）以下）であることが要求される部分もある。したがって、起振体１０は通常、外周面１０ａとその内側近傍だけが硬くなるよう形成される。以下では、まず、実施の形態と比較すべき比較例に係る起振体１１０の構成とその製造方法を説明し、その後、実施の形態に係る起振体１０の構成とその製造方法について説明する。

図２（ａ）〜（ｃ）は、比較例に係る起振体１１０の製造方法を説明するための図である。比較例に係る起振体１１０製造方法は、「ブランク加工工程」と、「表面硬化処理工程」と、「仕上げ工程」と、を含む。

ブランク加工工程では、断面が実質的に真円である第１元部材７１の外周側を切削し、断面が実質的に楕円形状である第２元部材１７２を形成する。ブランク加工工程では特に、図２（ａ）に示すように、完成品である起振体１１０と実質的に相似な楕円形状の断面を有する第２元部材１７２を形成する。

表面硬化処理工程では、第２元部材１７２に浸炭熱処理や高周波熱処理などの熱処理を施す。これにより、図２（ｂ）に示すように、第２元部材１７２の外周側が硬化し、高硬度部１１２が形成される。

仕上げ工程では、表面硬化処理後の第２元部材１７２の外周側を研削し、所望の形状、寸法、表面状態の起振体１１０を形成する。仕上げ工程では特に、断面が実質的に楕円形状の第２元部材１７２の外周側を全体的に比較的一様な厚さだけ研削して、同じく断面が実質的に楕円形状の起振体１１０を形成する。したがって、図２（ｃ）に示すように、起振体１１０には、高硬度部１１２が比較的一様な厚みで残る。

このように、比較例に係る製造方法によると、外周面１１０ａとその内側近傍だけが比較的硬い起振体１１０を形成できる。しかしながら、比較例に係る製造方法によると、仕上げ工程に加えて、ブランク加工工程においても加工対象を断面が実質的に楕円形状に加工するため、仕上げ工程に加えてブランク加工工程においても偏心研削が必要となり、起振体の製造コストが高くなってしまう。そこで、実施の形態では、起振体１０の構造および製造方法を工夫することにより、その製造コストを低減させることとした。

上述したように、起振体１０の外周面１０ａは転動体２３が転走する転走面として機能するため、起振体１０の外周面１０ａとその内側近傍には、比較的高い硬さが要求される。しかしながら、より正確には、起振体１０の長軸近傍の所定領域が噛み合い荷重を受けるのに対し、起振体１０の短軸方向の２領域（すなわち、外周面１０ａと短軸との２つの交点の近傍）は噛み合い荷重を受けないため、起振体１０の外周面１０ａとその内側近傍のうち、起振体１０の短軸方向の２領域は、比較的低い硬さでも許容される。これより、本発明者らは、実施の形態に係る起振体１０の製造方法に想到した。

図３（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態に係る起振体１０の製造方法を説明するための図である。実施の形態に係る起振体１０の製造方法では、比較例に係る起振体１１０の製造方法と同様に、「ブランク加工工程」と、「表面硬化処理工程」と、「仕上げ工程」と、を含む。

ブランク加工工程では、図３（ａ）に示すように、断面が実質的に真円である第１元部材７１の外周側を全体的に比較的一様な厚さだけ切削して、断面が実質的に真円で、第１元部材７１よりも外径が小さい第２元部材７２を形成する。

表面硬化処理工程では、比較例と同様に、第２元部材７２に浸炭熱処理や高周波熱処理などの熱処理を施す。これにより、図３（ｂ）に示すように、第２元部材７２の外周側が硬化し、高硬度部１２が形成される。

仕上げ工程では、表面硬化処理後の第２元部材７２の外周側を研削し、所望の形状、寸法、表面状態の起振体１０を形成する。仕上げ工程では特に、断面が実質的に真円の第２元部材
７２の外周側を切削して、断面が実質的に楕円形状である起振体１０を形成する。したがって、図３（ｃ）に示すように、起振体１０には、高硬度部１２が、短軸方向よりも長軸方向に厚く残る。

このように、実施の形態に係る製造方法によると、外周面１０ａとその内側近傍のうち、少なくとも長軸近傍の所定領域に対応する部分は比較的硬い起振体１０を形成できる。また、ブランク加工工程においては、比較例とは異なり、加工対象を断面が実質的に真円の形状に加工するため、ブランク加工工程においては偏心研削が不要となり、これにより起振体１０の製造コストを低減できる。

発明者らは、実施の形態に係る製造方法で製造された起振体１０について、外周面１０ａから中心に向かって硬さを測定した。図４〜６は、起振体１０の外周面１０ａ（表面）からの深さに対する硬さ変化を示すグラフである。図４〜６では、表面硬化処理工程において浸炭熱処理を施した起振体１０についての測定結果を示す。したがって、測定方法は、ＪＩＳ Ｂ０５５７に規定される測定方法に準じている。表面硬化処理工程において高周波熱処理を施した起振体１０については、ＪＩＳ Ｇ０５５９に準じて測定すればよい。なお、「起振体の表面の硬さ」とは、上記測定方法により、ビッカース硬さ試験のくぼみの対角線長さの２．５倍に相当する深さ位置で測定した硬さをいう。

図４〜６において、縦軸は硬さ、横軸は起振体１０の外周面１０ａから中心に向かう方向における距離（深さ）を示す。グラフ８１は、長軸上の外周面１０ａの部分から中心に向かって硬さを測定したグラフである。グラフ８２は、短軸上の外周面１０ａの部分から中心に向かって硬さを測定したグラフである。

図４の例では、グラフ８１は、外周面１０ａからの距離（深さ）に対する硬さが第１の変化率で比較的緩やかに下がるまたは一定の第１の部分８１ａ（以下、この第１の部分８１ａに対応する起振体１０の領域を「長軸方向の第１の領域」と呼ぶ）と、第１の部分８１ａに連続する部分であって、外周面１０ａからの距離に対する硬さが第１の変化率よりも高い第２の変化率で比較的急峻に下がる第２の部分８１ｂ（以下、この第２の部分８１ｂに対応する起振体１０の領域を「長軸方向の第２の領域」と呼ぶ）と、第２の部分８１ｂに連続する部分であって、外周面１０ａからの距離に対する硬さが一定である第３の部分８１ｃと、を含む。

同様に、グラフ８２は、外周面１０ａからの距離に対する硬さが第１の変化率で比較的緩やかに下がるまたは一定の第１の部分８２ａ（以下、この第１の部分８２ａに対応する起振体１０の領域を「短軸方向の第１の領域」と呼ぶ）と、第１の部分８２ａに連続する部分であって、外周面１０ａからの距離に対する硬さが第１の変化率よりも高い第２の変化率で比較的急峻に下がる第２の部分８２ｂ（以下、この第２の部分８２ｂに対応する起振体１０の領域を「短軸方向の第２の領域」と呼ぶ）と、第２の部分８２ｂに連続する部分であって、外周面１０ａからの距離に対する硬さが一定である第３の部分８２ｃと、を含む。

グラフ８２は、グラフ８１を左にシフトしたような形をしており、グラフ８２の第１部分８２ａはグラフ８１の第１部分８１ａよりも短くなっている。すなわち、短軸方向では、第１の領域の層が長軸方向よりも薄くなっている。仕上げ工程において、偏心研削により、短軸方向に対応する高硬度部１２の部分を長軸方向に対応する高硬度部１２の部分よりも厚く削っているため、このようになっている。

図５の例では、グラフ８２は、図４の例よりもさらに左にシフトしたような形をしており、グラフ８２には第１部分８２ａが存在しない。すなわち、短軸方向では、第１の領域の層が存在しない。仕上げ工程において、偏心研削により、短軸方向に対応する高硬度部１２の部分を比較的深く削った場合に、このようになる。

図６の例では、グラフ８２は、図５の例よりもさらに左にシフトしたような形をしており、グラフ８２には第１部分８２ａおよび第２部分８２ｂが存在しない。すなわち、短軸方向では第１の領域および第２の領域が存在しない。仕上げ工程において、偏心研削により、短軸方向に対応する高硬度部１２の部分を完全に削った場合に、このようになる。

図４〜６より明らかなように、実施の形態に係る製造方法により製造された起振体１０は、長軸方向における外周面１０ａとその内側近傍は、比較的高い硬度であることが分かる。また、所定の硬さ（例えば最大硬さＨ（すなわち長軸と外周面１０ａとの交点の硬さＨ）の８０％の硬さ０．８Ｈ）以上の硬さを有する層の厚みが短軸方向よりも長軸方向の方が厚いことが分かる。具体的には、最大硬さＨが起振体１０の長軸方向の表面に要求される硬さである場合、すなわち最大硬さＨがロックウェル硬さでＨＲＣ６０（ビッカース硬さでは７００ＨＶ）の場合、その８０％の硬さ０．８Ｈはロックウェル硬さでＨＲＣ５２（ビッカース硬さでは５５０ＨＶ）となる。つまり、実施の形態に係る製造方法により製造された起振体１０では、ロックウェル硬さでＨＲＣ５２（ビッカース硬さでは５５０ＨＶ）以上の硬さを有する層の厚みが短軸方向よりも長軸方向の方が厚いことがわかる。

また、図４〜６より明らかなように、長軸方向における表面の硬さは、短軸方向における表面の硬さと同じかそれ以上であることが分かる。特に、短軸方向に対応する高硬度部１２の部分を比較的深く削った図５、６の例では、長軸方向における表面の硬さは、短軸方向における表面の硬さよりも硬くなっている。

以上説明した実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置１００によると、起振体１０の外周面１０ａとその内側近傍のうち、長軸近傍の所定領域は比較的高い硬さを有し、短軸方向の２領域は比較的低い硬さを有する。この場合、ブランク工程では加工対象物を断面が実質的に真円に加工し、最後の仕上げ工程で加工対象物を断面が実質的に楕円形状に加工することで形成できる。したがって、起振体１０を形成するための偏心研削処理が１回で済むため製造コストが抑えられる。

以上、実施の形態に係る撓み噛合い式歯車装置の構成と動作ついて説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わ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。

（変形例１）
実施の形態では、起振体１０の長軸方向の２領域が噛み合い荷重を受ける場合について説明したが、これに限られない。外歯歯車３０や内歯歯車４０の歯形の設計によっては、噛み合い範囲が長軸方向からずれることもある。一般的には、噛み合い範囲は、長軸方向の±４０度の範囲内に収まる。

図７は、変形例に係る起振体を示す図である。この変形例は、噛み合い範囲が長軸方向からずれている場合を示す。噛み合い範囲が長軸方向からずれる場合、その長軸方向からずれた噛み合い範囲Ａであって長軸方向を中心とする±４０度の範囲内に含まれる噛み合い範囲Ａに比較的高い硬さが要求される。したがって、起振体は、長軸方向からずれた噛み合い範囲Ａにおける第１の領域の深さが、短軸方向における第１の領域の深さよりも深くなるよう形成される。あるいはまた、起振体は、噛み合い範囲Ａにおける表面硬さが、短軸方向における表面硬さよりも高くなるよう形成される。

あるいはまた、起振体は、所定の硬さ（例えば最大硬さＨ（ここでは噛み合い範囲Ａの硬さＨ）の８０％の硬さ０．８Ｈ）以上の硬さを有する層の厚みが短軸方向よりも噛み合い範囲Ａの方が厚くなるよう形成されてもよい。最大硬さＨが噛み合い範囲Ａの表面に要求される硬さである場合、すなわち最大硬さＨがロックウェル硬さでＨＲＣ６０（ビッカース硬さでは７００ＨＶ）の場合、その８０％の硬さ０．８Ｈはロックウェル硬さでＨＲＣ５２（ビッカース硬さでは５５０ＨＶ）となる。したがってこの場合、起振体は、ロックウェル硬さでＨＲＣ５２（ビッカース硬さでは５５０ＨＶ）以上の硬さを有する層の厚みが短軸方向よりも噛み合い範囲Ａの方が厚くなるよう形成される。

一方、噛み合い範囲が長軸方向からずれる場合、長軸方向には高い硬さは要求されない。したがって、長軸部分（例えば図７の斜線部分）を切除してもよい。この場合、長軸方向の高硬度部が切削され、長軸方向の高硬度部が薄くなるあるいは高硬度部がなくなる。

（変形例２）
実施の形態では特に言及しなかったが、起振体１０の外周面１０ａのうち、第１転動体２３ａよりも固定壁４側（図１では右側）の部分、第２転動体２３ｂよりも出力装置６側（図１では左側）の部分、および第１転動体２３ａと第２転動体２３ｂとの間の部分は、転動体２３と接触しないため、これらの部分には荷重がかからない。したがって、これらの部分については、長軸方向の２領域であっても、比較的低い硬さでも許容される。よって、起振体１０は、長軸方向の２領域で、かつ、第１転動体２３ａまたは第２転動体２３ｂと接触する外周面１０ａとその内側近傍の領域が、比較的高い硬さとなるよう形成されてもよい。

（変形例３）
実施の形態では、表面硬化処理として熱処理を起振体に施す場合について説明したが、これに限られない。表面硬化処理では、例えば溶融処理、乾式めっき処理、その他の処理が起振体に施されてもよい。

（変形例４）
実施の形態では、転動体が略円柱形状を有する円筒ころである場合について説明したが、これに限られない。転動体は、例えば、玉や円すいころであってもよい。

（変形例５）
実施の形態では、２つの内歯歯車（第１内歯歯車４０ａ、第２内歯歯車４０ｂ）を有し、外歯歯車３０が筒型であるフラット型の撓み噛合い式歯車装置について説明したが、これに限られない。第１、２の実施の形態の技術思想は、内歯歯車が１つのカップ型、シルクハット型、その他のタイプの撓み噛合い式歯車装置にも適用できる。

上述した実施の形態および変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施の形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。

８ 軸受、 １０ 起振体、 ２３ 転動体、 ３０ 外歯歯車、 ４０ 内歯歯車、 １００ 撓み噛合い式歯車装置。

Claims (8)

1. 起振体と、
   外歯歯車と、
   前記外歯歯車と噛み合う内歯歯車と、
   前記起振体と前記外歯歯車との間に配置される軸受と、を備え、
   前記起振体の外周面が、前記軸受の転動体の転走面を構成し、
   前記起振体は、前記起振体の表面からの深さが深くなるにしたがって第１の変化率で硬さが低くなるまたは表面からの深さによらず硬さが一定の第１の領域と、前記第１の領域に続く領域であって深さが深くなるにしたがって第１の変化率よりも大きい第２の変化率で硬さが低くなる第２の領域と、を含み、
   長軸方向を中心とする±４０度の範囲内に含まれる所定範囲における前記第１の領域の深さが、短軸方向における前記第１の領域の深さよりも深いことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
2. 短軸方向には前記第１の領域が存在しないことを特徴とする請求項１に記載の撓み噛合い式歯車装置。
3. 起振体と、
   外歯歯車と、
   前記外歯歯車と噛み合う配置される軸受と、を備え、
   前記起振体の外周面が、前記軸受の転動体の転走面を構成し、
   前記起振体の表面の最大硬さをＨとするとき、０．８Ｈ以上の硬さを有する層の厚みが、長軸方向を中心とする±４０度の範囲内に含まれる所定範囲の方が短軸方向よりも厚いことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
4. 起振体と、
   外歯歯車と、
   前記外歯歯車と噛み合う内歯歯車と、
   前記起振体と前記外歯歯車との間に配置される軸受と、を備え、
   前記起振体の外周面が、前記軸受の転動体の転走面を構成し、
   起振体の長軸方向を中心とする±４０度の範囲内に含まれる所定範囲における表面硬さが、短軸方向における表面硬さよりも高いことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
5. 起振体と、
   外歯歯車と、
   前記外歯歯車と噛み合う内歯歯車と、
   前記起振体と前記外歯歯車との間に配置される軸受と、を備え、
   前記起振体の外周面が、前記軸受の転動体の転走面を構成し、
   ビッカース硬さ５５０ＨＶ以上の硬さを有する層の厚みが、長軸方向を中心とする±４０度の範囲内に含まれる所定範囲の方が短軸方向よりも厚いことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。
6. 長軸方向を中心とする±４０度の範囲内に含まれる所定範囲は、長軸方向であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の撓み噛合い式歯車装置。
7. 長軸方向を中心とする±４０度の範囲内に含まれる所定範囲は、前記外歯歯車と内歯歯車が噛み合う噛合い範囲に対応する範囲であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の撓み噛合い式歯車装置。
8. 断面が実質的に真円の第１元部材の外周部を除去し、断面が実質的に真円で第１元部材よりも外径が小さい第２元部材を形成するブランク加工工程と、
   第２元部材の表面近傍を硬化する表面硬化処理工程と、
   表面硬化処理後の第２元部材の外周部を除去し、断面が実質的に楕円形状の起振体を形成する仕上げ工程と、を含む撓み噛合い式歯車装置の起振体の製造方法。

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