JP2022100323A - 減速装置用部品 - Google Patents

Abstract

【課題】減速装置用部品のワークに高硬度領域と低硬度領域が現われる熱処理を好適に採用できる技術を提供する。【解決手段】揺動歯車と、揺動歯車を揺動させる回転体である偏心体１６と、揺動歯車と偏心体との間に配置される転動体２６と、を備え、偏心体１６の外周面が転動体２６の転動面を構成する偏心揺動型減速装置であって、偏心体１６の外周面には、第１高硬度領域と、第１高硬度領域より表面硬度が低い第１低硬度領域とが設けられ、第１低硬度領域は、偏心体１６の軸心Ｃｐ周りの範囲のうち、軸心Ｃｐより反最大偏心方向Ｐｂに延びる第１基準線Ｌｂ１から±９０度の範囲Ｓａ内に設けられる。【選択図】図７

Description

本発明は、減速装置用部品に関する。

特許文献１には、偏心揺動型減速装置が記載されている。この減速装置では、偏心体と外歯歯車との間に転動体が配置されており、偏心体の外周面が転動体の転動面を構成している。

特開２０１５－２２４７０７号公報

特許文献１の偏心体のように、転動体の転動面を構成する部品は、疲労強度の向上を図るため、転動面の高硬度化が要求される。これを実現するため、従来は、熱処理対象となるワークの全体を高硬度化させる熱処理が採用されていた。しかしながら、ワークに高硬度領域と低硬度領域の両方が現れる熱処理を採用することに関する提案はなされていなかった。

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、減速装置用部品のワークに高硬度領域と低硬度領域が現われる熱処理を好適に採用できる技術を提供することにある。

本発明のある態様は減速装置用部品に関する。減速装置用部品は、高硬度領域と、前記高硬度領域より表面硬度が低い低硬度領域とが設けられ、前記高硬度領域及び前記低硬度領域は、前記減速装置用部品において熱処理が行われた領域に設けられ、前記低硬度領域は、減速装置の運転時に付加される荷重が前記高硬度領域に比べて小さい範囲に設けられる。

本発明の他の態様も減速装置用部品に関する。減速装置用部品は、高硬度領域と、前記高硬度領域より表面硬度が低い低硬度領域とが設けられ、前記高硬度領域及び前記低硬度領域は、前記減速装置用部品の軸方向に直交する断面において同一周上に設けられ、前記低硬度領域は、減速装置の運転時に付加される荷重が前記高硬度領域に比べて小さい範囲に設けられる。

本発明の他の態様は減速装置用部品の熱処理方法に関する。本方法は、減速装置用部品の熱処理方法であって、ヘッドからレーザー光を照射することにより前記減速装置用部品を熱処理する熱処理工程を含み、前記熱処理工程では、前記減速装置用部品に前記レーザー光を照射して焼入れし高硬度領域を形成した後、前記レーザー光を照射済みの範囲の一部に対して前記レーザー光を再照射して低硬度領域を形成し、前記レーザー光の再照射範囲は、前記減速装置の運転時に付加される荷重が前記高硬度領域に比べて小さい範囲に設定される。

本発明によれば、減速装置用部品のワークに高硬度領域と低硬度領域が現われる熱処理を好適に採用できる。

第１実施形態の減速装置を示す断面図である。 第１実施形態の偏心体と偏心体軸受を拡大して示す断面図である。 第１実施形態の各偏心体を正面上側から見た斜視図である。 第１実施形態の各偏心体を背面下側から見た斜視図である。 第１実施形態の各偏心体の側面図である。 第１実施形態の各偏心体の上面図である。 図５のＡ－Ａ線断面図である。 図５のＢ－Ｂ線断面図である。 第１実施形態の偏心体の熱処理方法を説明するための図である。 第２実施形態の減速装置を示す断面図である。 第２実施形態の起振体の軸方向に直交する断面での外周面を示す図である。

以下、実施形態、変形例では、同一の構成要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図面では、説明の便宜のため、構成要素の一部を適宜省略したり、構成要素の寸法を適宜拡大、縮小して示す。また、共通点のある別々の構成要素には、名称の冒頭に「第１、第２」等と付し、符号の末尾に「－Ａ、－Ｂ」等と付すことで区別し、総称するときはこれらを省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の減速装置１０を示す断面図である。本実施形態の減速装置１０は、噛合歯車と噛み合う揺動歯車を偏心体により揺動させることで自転させ、その自転成分を出力する偏心揺動型減速装置である。本実施形態の減速装置１０は、噛合歯車が内歯歯車２２であり、揺動歯車が外歯歯車２０となる外歯揺動式減速装置である。

減速装置１０は、主に、ケーシング１２と、入力軸１４と、偏心体１６と、偏心体軸受１８と、外歯歯車２０と、内歯歯車２２と、キャリア２４とを備える。

ケーシング１２内には、偏心体１６等の減速装置１０の内部部品が収容される。

入力軸１４は、モータ等の駆動装置の駆動軸により回転駆動される。入力軸１４は、自らの軸心を回転中心として回転する。本実施形態の入力軸１４は駆動軸と一体化されている。

偏心体１６は、キー等を介して入力軸１４と一体回転可能に設けられる。偏心体１６は、入力軸１４の回転中心を通る回転中心線Ｌｃ周りに回転することで外歯歯車２０を揺動させる。

図２は、偏心体１６と偏心体軸受１８を拡大して示す断面図である。本実施形態の偏心体１６には回転中心線Ｌｃに沿った軸方向に隣り合う第１偏心体１６－Ａと第２偏心体１６－Ｂとが含まれる。偏心体軸受１８、外歯歯車２０、内歯歯車２２のそれぞれは、第１偏心体１６－Ａと第２偏心体１６－Ｂのそれぞれに対応して個別に設けられる。この対応する構成要素には、名称の冒頭に「第１、第２」と付し、符号の末尾に「－Ａ、ーＢ」と付すことで区別する。偏心体１６の詳細は後述する。

偏心体軸受１８は、複数の転動体２６と、リテーナ２８とを有する。偏心体軸受１８は不図示のストッパ等により軸方向に位置決めされる。リテーナ２８は、複数の転動体２６の相対位置を保持するとともに複数の転動体２６を回転自在に支持する。

転動体２６は、外歯歯車２０と偏心体１６との間、つまり、揺動歯車と偏心体１６との間に配置される。転動体２６は、回転中心線Ｌｃ周りに周方向に間隔を空けて設けられる。本実施形態の転動体２６はころである。詳しくは、転動体２６は回転中心線Ｌｃと平行な回転軸を有する円柱状のころである。

本実施形態の偏心体軸受１８は、専用の内輪、外輪を有していない。この代わりに、偏心体１６の外周面が内輪、外歯歯車２０の貫通孔２０ａ（後述する）の内周面が外輪の機能を果たす。つまり、偏心体１６の外周面は転動体２６が周方向に転動する内側転動面３０を構成する。また、外歯歯車２０の内周面は転動体２６が周方向に転動する外側転動面を構成する。

図１に戻る。外歯歯車２０は、転動体２６を介して偏心体１６により回転中心線Ｌｃ周りに揺動可能に設けられる。外歯歯車２０は、内歯歯車２２に揺動しながら内接噛合する。外歯歯車２０には軸方向に貫通する貫通孔２０ａが形成され、貫通孔２０ａの内側には偏心体１６や転動体２６が配置される。外歯歯車２０には複数のピン孔２０ｂが形成される。各ピン孔２０ｂは回転中心線Ｌｃから径方向にオフセットした位置にて周方向に間隔を空けて設けられる。各ピン孔２０ｂには内ピン３２が遊嵌している。内ピン３２の外周側には内ローラ３４が回転自在に組み付けられる。

本実施形態の内歯歯車２２は、ケーシング１２と一体化された内歯歯車本体３６と、内歯歯車本体３６に支持される外ピン３８と、外ピン３８の外周側に回転自在に組み付けられる外ローラ４０とを有する。外ローラ４０は内歯歯車２２の内歯を構成する。内歯歯車２２の内歯数（外ローラ４０の数）は、本実施形態において、外歯歯車２０の外歯数より一つ多い。

キャリア２４は、外歯歯車２０より軸方向の一方側に配置される。キャリア２４は、外歯歯車２０の自転成分と同期して回転可能である。これを実現するため、キャリア２４には、内ピン３２が圧入されるピン保持孔２４ａが形成され、内ピン３２を介して外歯歯車２０の自転成分が伝達される。キャリア２４は、ケーシング１２に出力軸受４２を介して回転自在に支持された出力軸４４と一体化されている。

以上の減速装置１０の動作を説明する。駆動軸が回転すると、駆動軸とともに入力軸１４が回転する。入力軸１４が回転すると、入力軸１４とともに偏心体１６が回転中心線Ｌｃ周りに回転する。偏心体１６が回転中心線Ｌｃ周りに回転すると、転動体２６を介して外歯歯車２０が揺動する。外歯歯車２０が揺動すると、外歯歯車２０と内歯歯車２２の噛合位置が順次ずれる。この結果、外歯歯車２０は、入力軸１４が一回転するごとに、内歯歯車２２との歯数差に相当する分、内歯歯車２２に対して相対回転、つまり、自転する。この外歯歯車２０の自転成分は内ローラ３４及び内ピン３２を介してキャリア２４に伝達され、キャリア２４と一体化されている出力軸４４に伝達される。この結果、入力軸１４の回転が、外歯歯車２０と内歯歯車２２の歯数差と、揺動歯車の歯数に応じた減速比で減速されて出力軸４４から出力される。

図３は、各偏心体１６を正面上側から見た斜視図である。図４は、各偏心体１６を背面下側から見た斜視図である。図５は、偏心体１６の側面図である。図６は、偏心体１６の上面図である。本図では、後述する第１低硬度領域５０と第２低硬度領域５４にハッチングを付して示す。前述の通り、偏心体１６には、第１偏心体１６－Ａと、第２偏心体１６－Ｂとが含まれる。第１偏心体１６－Ａは第１外歯歯車２０－Ａを揺動させる第１回転体であり、第２偏心体１６－Ｂは第２外歯歯車２０－Ｂを揺動させる第２回転体である。第１偏心体１６－Ａと第２偏心体１６－Ｂの間にはこれらを接続する偏心体接続部４６が設けられる。第１偏心体１６－Ａ、第２偏心体１６－Ｂ及び偏心体接続部４６は一体に成形された一体成形品である。この一体成形品は切削加工等により得られる。この一体成形品は、たとえば、高炭素クロム鋼等の鋼、つまり、金属を素材とする。

図７は、図５のＡ－Ａ線断面図である。本図では偏心体軸受１８も併せて示す。偏心体１６は筒状をなし、その外周面は本実施形態において円形状をなす。偏心体１６の外周面は、回転中心線Ｌｃに対して所定の偏心量ｅだけ偏心している。第１偏心体１６－Ａ及び第２偏心体１６－Ｂの最大偏心方向Ｐａは、回転中心線Ｌｃ周りの位相が１８０度ずれている。ここでの偏心体１６の最大偏心方向Ｐａとは回転中心線Ｌｃから偏心量ｅが生じている方向をいう。別の観点からいうと、最大偏心方向Ｐａは、偏心体１６の回転中心線Ｌｃから偏心体１６の軸心Ｃｐに延びる方向をいう。ここでの偏心体１６の軸心Ｃｐとは、偏心体１６の軸方向に直交する断面において偏心体１６の外周面がなす形状の重心をいう。本実施形態においては、偏心体１６の外周面の形状が円形状であるため、その円形状の中心が偏心体１６の軸心Ｃｐとなる。

図８は、図５のＢ－Ｂ線断面図である。図５、図８に示すように、偏心体接続部４６は、第１偏心体１６－Ａや第２偏心体１６－Ｂとは異なる外形を持つ筒状をなす。偏心体接続部４６は、第１偏心体１６－Ａの外周面と軸方向に連続する第１外周面部４６ａと、第２偏心体１６－Ｂの外周面と軸方向に連続する第２外周面部４６ｂとを有する。第１外周面部４６ａは偏心体接続部４６の全外周面を構成する二つの半周面部のうちの一方の半周面部を構成し、第２外周面部４６ｂは他方の半周面部を構成する。偏心体接続部４６の外周面は、全周に亘り、第１外周面部４６ａと第２外周面部４６ｂの組み合わせにより構成されることになる。

第１外周面部４６ａと第２外周面部４６ｂの境界部分には曲率変化部４６ｃが設けられる。曲率変化部４６ｃは、偏心体接続部４６の軸方向に直交する断面において、第１外周面部４６ａの曲率から第２外周面部４６ｂの曲率に変化する境界となる。曲率変化部４６ｃは外向きに凸となる角状をなす。曲率変化部４６ｃは第１外周面部４６ａから第２外周面部４６ｂに向かうにつれて第２偏心体１６－Ｂから第１偏心体１６－Ａに近づくように延びている。

ここで、各偏心体１６の外周面には、第１高硬度領域４８と、第１低硬度領域５０とが設けられる。図３～図６では、偏心体１６の外周面のうちハッチングを付していない箇所が第１高硬度領域４８であり、ハッチングを付した箇所が第１低硬度領域５０である。本実施形態では、一つの偏心体１６につき一つの第１高硬度領域４８が設けられ、他の箇所には第１低硬度領域５０が設けられる。第１低硬度領域５０は第１高硬度領域４８より表面硬度が低い領域である。ここでの表面硬度とは、偏心体１６の外周面を含む表層部の硬度をいう。詳しくは、偏心体１６の外周面から深さ方向（法線方向）に所定の範囲（たとえば、１．０ｍｍ）に関して、所定の単位深さ（たとえば、０．１ｍｍ）毎に測定される全硬度の平均値をいう。第１高硬度領域４８と第１低硬度領域５０の硬度差は、たとえば、ビッカース硬度で少なくとも５０Ｈｖ以上の範囲となる。この硬度差は、本実施形態のように、後述するレーザー焼入れによる熱処理を行う場合、通常は１５０Ｈｖ以上の範囲となる。

第１高硬度領域４８は、後述のように、偏心体１６の素材をレーザー焼入れ等により焼入れすることで得られる。第１高硬度領域４８の表層部には、たとえば、マルテンサイト等を主相とする焼入れ組織が設けられる。第１低硬度領域５０は、後述のように、偏心体１６の素材をレーザー焼入れ等により焼入れするうえで、同じ箇所を焼入れすることで得られる。第１低硬度領域５０の表層部には、たとえば、フェライトとオーステナイトの混合組織等を主相とする焼戻し組織が設けられる。

本実施形態では、図７に示すように、この第１低硬度領域５０を設けるべき範囲として非負荷範囲Ｓａを定めている。この非負荷範囲Ｓａは、偏心体１６の軸心Ｃｐ周りの範囲のうち、偏心体１６の軸心Ｃｐより反最大偏心方向Ｐｂに延びる第１基準線Ｌｂ１から±９０度の範囲である。ここでの反最大偏心方向Ｐｂとは、最大偏心方向Ｐａとは回転中心線Ｌｃを挟んだ正反対に延びる方向をいう。非負荷範囲Ｓａは、第１偏心体１６－Ａと第２偏心体１６－Ｂのそれぞれに個別に定めている。第１偏心体１６－Ａと第２偏心体１６－Ｂとでは位相が１８０度ずれているため、第２偏心体１６－Ｂの非負荷範囲Ｓａは、図示はしないが、第１偏心体１６－Ａの非負荷範囲Ｓａと位相が１８０度ずれた位置に設けられる。第１低硬度領域５０は、この非負荷範囲Ｓａに全体が収まるように設けられる。この理由を説明する。

偏心体１６には、正方向（図中時計回り方向）に回転するとき、最大偏心方向Ｐａに延びる第２基準線Ｌｂ２から－９０度の範囲Ｓｂ内の何れかの箇所に転動体２６から最大荷重が付加され、他の範囲にはほとんど荷重が付加されない。また、偏心体１６には、逆方向（図中反時計回り方向）に回転するとき、最大偏心方向Ｐａに延びる第２基準線Ｌｂ２から＋９０度の範囲Ｓｃ内の何れかの箇所に転動体２６から最大荷重が付加され、他の範囲にはほとんど荷重が付加されない。つまり、偏心体１６には、偏心体１６の回転方向によらず、反最大偏心方向Ｐｂに延びる第１基準線Ｌｂ１から±９０度の非負荷範囲Ｓａにはほとんど荷重が付加されない。

この非負荷範囲Ｓａに第１低硬度領域５０を設けておけば、第１低硬度領域５０に大負荷が付与されず、その第１低硬度領域５０に起因する偏心体１６の寿命の低下を防止できる。よって、減速装置用部品となる回転体（偏心体１６）のワークに高硬度領域と低硬度領域が現われる熱処理（たとえば、レーザー焼入れ）を採用しても、その低硬度領域に起因する寿命低下の影響を排除できる。このため、本実施形態によれば、減速装置用部品のワークに高硬度領域と低硬度領域が現われる熱処理を好適に採用できる。

なお、第１低硬度領域５０は、偏心体１６の外周面において第１基準線Ｌｂ１が通る近傍の範囲Ｓｄに設けられていると好ましい。この範囲Ｓｄとは、第１基準線Ｌｂ１から±３０度の範囲である。この範囲Ｓｄは、偏心体１６が回転するとき、転動体２６から偏心体１６に特に荷重が付加され難い。よって、この範囲Ｓｄに第１低硬度領域５０を設けることで、より効果的に第１低硬度領域５０に起因する寿命の低下を防止できる。

減速装置１０の他の特徴を説明する。
図６に示すように、第１低硬度領域５０は、各偏心体１６それぞれの軸方向の全長に亘る範囲に設けられる。第１低硬度領域５０は、偏心体１６の軸方向に延びるとともに、偏心体１６の軸方向に対して傾斜する帯状をなす。

偏心体１６の転動面３０と転動体２６との接触線Ｌｄを考える。この接触線Ｌｄは、偏心体１６の転動面３０上を転動体２６が転動するときに、その転動面３０と転動体２６が線状に接触する箇所をいう。このとき、第１低硬度領域５０がなす帯の幅及び傾斜角度は、接触線Ｌｄが第１低硬度領域５０上を通るとき、その接触線Ｌｄが第１高硬度領域４８上も通るように設定される。つまり、この接触線Ｌｄが第１低硬度領域５０のみの上を通らず、第１高硬度領域４８と第１低硬度領域５０の両方を通るように設定される。

この条件は、転動面３０の周方向の全周に亘る範囲のうち、接触線Ｌｄが第１低硬度領域５０上を通り得る全ての周方向範囲で満たされる。この条件は、この帯の幅を狭くするほど、又は、この帯の傾斜角度を大きくするほど満たし易くなる。この帯の幅は、偏心体１６の軸方向の全長に亘って一定である必要はなく、その軸方向の位置に応じて変化してもよい。ここでの幅とは、偏心体１６の周方向に沿った寸法をいう。ここでの傾斜角度とは、偏心体１６の外周面上で第１低硬度領域５０がなす帯を平面上に展開したときに、偏心体１６の軸方向に対して帯の長手方向がなす傾斜角度をいう。

これにより、偏心体１６の第１低硬度領域５０に転動体２６が接触するとき、第１高硬度領域４８にも転動体２６を接触させることができる。よって、偏心体１６の第１低硬度領域５０にのみ転動体２６が接触する場合と比べ、偏心体１６の第１低硬度領域５０に対する負荷を抑えられ、偏心体１６の高寿命化を図ることができる。

図３～図６を参照する。偏心体接続部４６の外周面には第２高硬度領域５２と第２低硬度領域５４とが設けられる。図３～図６では、偏心体接続部４６の外周面のうちハッチングを付していない箇所が第２高硬度領域５２であり、ハッチングを付した箇所が第２低硬度領域５４である。これら第２高硬度領域５２と第２低硬度領域５４の関係は第１高硬度領域４８と第１低硬度領域５０の関係と同様である。つまり、第２低硬度領域５４は第２高硬度領域５２より表面硬度が低い領域である。ここでの表面硬度とは、偏心体接続部４６の外周面を含む表層部の硬度をいい、前述した通りである。第２高硬度領域５２と第２低硬度領域５４の硬度差は、たとえば、ビッカース硬度で少なくとも５０Ｈｖ以上の範囲となる。この硬度差は、本実施形態のように、後述するレーザー焼入れによる熱処理を行う場合、通常は１５０Ｈｖ以上の範囲となる。

第２低硬度領域５４は、第１領域部分５４ａと、第２領域部分５４ｂと、第３領域部分５４ｃとを含む。第１領域部分５４ａは、第１偏心体１６－Ａの第１低硬度領域５０と軸方向に連続する。第１領域部分５４ａは、偏心体接続部４６の第１外周面部４６ａのうちの周方向の中央部、つまり、周方向の中間部に設けられる。第２領域部分５４ｂは、第２偏心体１６－Ｂの第１低硬度領域５０と軸方向に連続する。第２領域部分５４ｂは、偏心体接続部４６の第２外周面部４６ｂのうちの周方向の中央部、つまり、周方向の中間部に設けられる。

第３領域部分５４ｃは、偏心体接続部４６の第１外周面部４６ａと第２外周面部４６ｂとの境界部分に設けられる。詳しくは、第３領域部分５４ｃは、偏心体接続部４６の第１外周面部４６ａと第２外周面部４６ｂとの一つの境界部分と、もう一つの境界部分とのそれぞれに設けられる。この境界部分には曲率変化部４６ｃが設けられるが、この曲率変化部４６ｃに沿って第３領域部分５４ｃが設けられる。

このような偏心体接続部４６は、後述のように、第１偏心体１６－Ａの外周面に第１高硬度領域４８を設けるための熱処理工程と、第２偏心体１６－Ｂの外周面に第１高硬度領域４８を設けるための熱処理工程との二つの工程を経ることで得られる。つまり、偏心体接続部４６を高硬度化するための熱処理工程を、第１偏心体１６－Ａや第２偏心体１６－Ｂの熱処理工程とは別にせずともよくなる。よって、複数の偏心体１６を持つ部品に関して、熱処理工数が少なくとも全体を高硬度化した部品を利用できる。

図２を参照する。偏心体１６の内部には中空部５６と第１潤滑油路５８とが設けられる。中空部５６は軸方向に延びており、その中空部５６には入力軸１４が差し込まれる。偏心体１６の中空部５６の一部はケーシング１２内に封入された潤滑油の静止状態での油面より低位置に配置される。この潤滑油はオイルでもよいしグリースでもよい。

第１潤滑油路５８は、中空部５６から径方向に延びており、偏心体１６の外周面に開口する吹出口５８ａを有する。偏心体１６が回転するとき、偏心体１６の中空部５６の内部を通して第１潤滑油路５８内に潤滑油が入り込む。この潤滑油は、偏心体１６の中空部５６と入力軸１４との間、又は、入力軸１４の内部に形成された軸方向に延びる第２潤滑油路（不図示）を通して、第１潤滑油路５８内に入り込む。この状態で偏心体１６が回転すると、第１潤滑油路５８内の潤滑油には遠心力が作用する。この結果、偏心体１６の中空部５６内の潤滑油を第１潤滑油路５８に吸い込みつつ、第１潤滑油路５８の吹出口５８ａから潤滑油が吹き出され、偏心体軸受１８や周囲の部品が潤滑油により潤滑される。

ここで、第１潤滑油路５８の吹出口５８ａは、図３、図４、図６に示すように、偏心体１６の第１低硬度領域５０に開口している。吹出口５８ａは、第１低硬度領域５０に全体が収まる形状であり、第１高硬度領域４８には形成されない。よって、吹出口５８ａの開口縁が低硬度となるため、第１高硬度領域４８に吹出口５８ａが開口するよりも耐久性を確保し易くなる。また、第１高硬度領域４８に吹出口５８ａが開口するよりも、偏心体１６の外周面に吹出口５８ａを設けるための加工をし易く、良好な加工性を得られる。

次に、前述の偏心体１６の熱処理方法を説明する。
図９は、偏心体１６の熱処理方法を説明するための図である。本実施形態ではレーザー光を用いたレーザー焼入れによる熱処理を行う。レーザー焼入れを用いた場合、急冷用冷却設備が不要となる、環境負荷が小さい、熱処理歪が小さい等の利点がある。

熱処理対象のワークとなる偏心体１６は、回転治具（不図示）によって軸心Ｃｐ周りに回転可能に支持する。この状態で、ヘッド６０からレーザー光６２を照射することにより偏心体１６の外周面を焼入れする。

偏心体１６は、第１偏心体１６－Ａの第１熱処理工程と第２偏心体１６－Ｂの第２熱処理工程とに分けて熱処理する。第１熱処理工程では、図９（ａ）に示すように、第１偏心体１６－Ａの外周面の軸方向の全長に亘る範囲と、偏心体接続部４６の第１外周面部４６ａの軸方向の全長に亘る範囲とにレーザー光６２を照射する。同工程では、第１偏心体１６－Ａに対するレーザー光の照射位置を第１偏心体１６－Ａの周方向に沿って変化させることで、第１偏心体１６－Ａの外周面を全周に亘り１プロセスで焼入れする。これを実現するため、第１偏心体１６－Ａに対するヘッド６０の径方向位置は変化させず、回転治具によって第１偏心体１６－Ａを自らの軸心Ｃｐ周りに回転させる。これにより、ヘッド６０から第１偏心体１６－Ａに対する照射位置までの距離（以下、照射距離という）がほぼ一定のままレーザー光が照射される。この１プロセスの焼入れにより、第１偏心体１６－Ａの外周面のみでなく、偏心体接続部４６の第１外周面部４６ａも焼入れする。

第２熱処理工程では、図９（ｂ）に示すように、第２偏心体１６－Ｂの外周面の軸方向の全長に亘る範囲と、偏心体接続部４６の第２外周面部４６ｂの全長に亘る範囲とにレーザー光６２を照射する。同工程でも、第２偏心体１６－Ｂに対するレーザー光の照射位置を第２偏心体１６－Ｂの周方向に沿って変化させることで、第２偏心体１６－Ｂの外周面を全周に亘り１プロセスで焼入れする。これを実現するため、回転治具によって第２偏心体１６－Ｂを自らの軸心Ｃｐ周りに回転させる。この１プロセスの焼入れにより、第２偏心体１６－Ｂの外周面のみでなく、偏心体接続部４６の第２外周面部４６ｂも焼入れする。

第１熱処理工程、第２熱処理工程の何れの場合も、偏心体１６に対するレーザー光の照射位置を周方向に沿って変化させることで、偏心体１６の外周面を全周に亘り焼入れした後、レーザー光を照射済みの範囲の一部に対してレーザー光を再照射する。これにより、レーザー光の再照射範囲には、焼戻しによって、ソフトゾーンと呼ばれる第１低硬度領域５０が設けられる。

偏心体１６の外周面に対するレーザー光の再照射範囲は、たとえば、偏心体１６に対するレーザー光の照射開始位置から数ｍｍ程度の範囲である。この再照射範囲は、前述した偏心体１６の非負荷範囲Ｓａに収まるように設定される。つまり、再照射範囲は、偏心体１６の軸心Ｃｐ周りの範囲のうち、偏心体１６の軸心Ｃｐより反最大偏心方向Ｐａに延びる第１基準線Ｌｂ１から±９０度の範囲内に収まるように設定される。これにより、偏心体１６の非負荷範囲Ｓａには第１低硬度領域５０が設けられ、偏心体１６の外周面の他の範囲には第１高硬度領域４８が設けられる。

第１熱処理工程、第２熱処理工程の何れの場合でも、前述のソフトゾーンが偏心体１６の軸方向に対して傾斜する帯状をなすように、ヘッド６０の位置やヘッド６０からのレーザーの照射角度が調整されている。これにより、偏心体１６の軸方向に対して傾斜する帯状をなす第１低硬度領域５０が設けられる。

第１熱処理工程にて第１偏心体１６－Ａを軸心Ｃｐ周りに回転させるとき、ヘッド６０から第１偏心体１６－Ａまでの照射距離や、ヘッド６０から偏心体接続部４６の第１外周面部４６ａまでの照射距離は、第１偏心体１６－Ａの回転位置によらず同等となる。一方、ヘッド６０から偏心体接続部４６の第２外周面部４６ｂまでの照射距離は、前述の第１偏心体１６－Ａまでの照射距離や、偏心体接続部４６の第１外周面部４６ａまでの照射距離より小さくなる。この結果、偏心体接続部４６は、第１外周面部４６ａの全体が焼入れされ、第２外周面部４６ｂは焼入れされない。このとき、第１外周面部４６ａは周方向両側の曲率変化部４６ｃを含む範囲が焼入れされる。

このように得られた中間処理品に第２熱処理工程を行うと、偏心体接続部４６の第２外周面部４６ｂの全体が焼入れされる。このとき、第２外周面部４６ｂの曲率変化部４６ｃは再照射されることになる。これにより、偏心体接続部４６の曲率変化部４６ｃや周辺部には第２低硬度領域５４の第３領域部分５４ｃが設けられることになる。

（第２実施形態）
図１０は、第２実施形態の減速装置１０を示す断面図である。本実施形態の減速装置１０は、内歯歯車１２２と噛み合う外歯歯車１２０を撓み変形させつつ回転させることで外歯歯車１２０を自転させ、その自転成分を出力する撓み噛み合い型減速装置である。

減速装置１０は、主に、ケーシング１１２と、一対のキャリア１１４と、起振体１１６と、起振体軸受１１８と、外歯歯車１２０と、内歯歯車１２２とを有する。

ケーシング１１２は、円筒状の部材であり、その内側に一対のキャリア１１４が配置される。一対のキャリア１１４は、剛性を持つ円筒状の部材であり、その内側に起振体１１６が配置される。一対のキャリア１１４は、起振体１１６の軸方向に間隔を空けて配置される。一方のキャリア１１４－Ａ （図中右側のキャリヤ。以下、入力側キャリア１１４－Ａという）は、ケーシング１１２に回転不能に組み付けられ、ボルト穴１１４ａにねじ込まれるボルト（不図示）により、モータ等の駆動装置に連結される。他方のキャリア１１４－Ｂ（図中左側のキャリヤ。以下、出力側キャリア１１４－Ｂという）は、ケーシング１１２に主軸受１２４を介して回転自在に支持される。出力側キャリア１１４－Ｂは、駆動装置から入力された回転を出力するための出力部として機能する。

起振体１１６は、筒状部材であり、その軸直角断面形状は楕円状に形成される。本出願において、楕円とは、幾何学的に厳密な楕円形状に限られず、長軸と短軸を有する略楕円形状を含む。起振体１１６は、一対のキャリア１１４に対して軸受１２６を介して回転自在に両持ち支持される。起振体１１６には、駆動装置の駆動軸が接続される。起振体１１６は、その駆動軸によって、自らの軸心を回転中心として回転駆動される入力軸として機能する。また、起振体１１６は、外歯歯車１２０を撓み変形させる回転体として機能する。

起振体軸受１１８は、起振体１１６と外歯歯車１２０の間に配置される。起振体軸受１１８は、外歯歯車１２０の第１外歯部１２０ｂ（後述する）を回転自在に支持する第１起振体軸受１１８－Ａと、外歯歯車１２０の第２外歯部１２０ｃ（後述する）を回転自在に支持する第２起振体軸受１１８－Ｂとを含む。

起振体軸受１１８は、複数の転動体１２８と、リテーナ１３０と、外輪１３２とを有する。リテーナ１３０は、複数の転動体１２８の相対位置を保持するとともに複数の転動体１２８を回転自在に支持する。外輪１３２は、複数の転動体１２８の外周側に配置される。外輪１３２は、可撓性を持ち、外歯歯車１２０と同様、複数の転動体１２８を介して起振体１１６により楕円状に撓み変形させられる。

転動体１２８は、起振体１１６と外歯歯車１２０の間に配置される。転動体１２８は、起振体１１６の回転中心に沿って延びる回転中心線Ｌｅ周りに周方向に間隔を空けて設けられる。本実施形態の転動体１２８はころである。詳しくは、転動体１２８は、回転中心線Ｌｅと平行な回転軸を有する円柱状のころである。

本実施形態の起振体軸受１１８は、専用の内輪を有していない。この代わりに、起振体１１６の外周面が内輪の機能を果たす。起振体１１６の外周面は転動体１２８が転動する内側転動面１３４を構成する。詳しくは、起振体１１６の外周面は、第１起振体軸受１１８－Ａの第１転動体１２８－Ａが転動する第１内側転動面１３４－Ａと、第２起振体軸受１１８－Ｂの第２転動体１２８－Ｂが転動する第２内側転動面１３４－Ｂとを有する。第１内側転動面１３４－Ａと第２内側転動面１３４－Ｂは軸方向に連続するとともに同一の断面形状である。

外歯歯車１２０は、起振体１１６の外周側に配置される。外歯歯車１２０は、可撓性を持つ環状部材である。外歯歯車１２０は、複数の転動体１２８を介して起振体１１６により楕円状に撓み変形させられる。外歯歯車１２０は、起振体１１６の長軸方向の両側部分が内歯歯車１２２と内接噛合している。外歯歯車１２０は、筒状のベース部１２０ａと、ベース部１２０ａの外周側に一体的に形成された第１外歯部１２０ｂ及び第２外歯部１２０ｃを有する。第１外歯部１２０ｂは軸方向の一方側に配置され、第２外歯部１２０ｃは軸方向の他方側に配置される。外歯歯車１２０は、起振体１１６が回転すると、内歯歯車１２２との噛合位置を周方向に変えつつ、起振体１１６の形状に合うように撓み変形する。

内歯歯車１２２は、剛性を持つ環状部材である。内歯歯車１２２は外歯歯車１２０の外周側に配置される。内歯歯車１２２には、外歯歯車１２０の第１外歯部１２０ｂが内接噛合する第１内歯歯車１２２－Ａと、外歯歯車１２０の第２外歯部１２０ｃが内接噛合する第２内歯歯車１２２－Ｂとが含まれる。第１内歯歯車１２２－Ａは、第１外歯部１２０ｂの外歯数より内歯数が２ｉ（ｉは１以上の自然数）だけ多く、第２内歯歯車１２２－Ｂは、第２外歯部１２０ｃの外歯数と同数の内歯数である。第１内歯歯車１２２－Ａは入力側キャリア１１４－Ａに一体的に形成されており、第２内歯歯車１２２－Ｂは出力側キャリア１１４－Ｂに一体的に形成される。

以上の減速装置１０の動作を説明する。
駆動軸が回転すると、駆動軸とともに起振体１１６が回転する。起振体１１６が回転すると、内歯歯車１２２との噛合位置を周方向に変えつつ、起振体１１６の形状に合うように外歯歯車１２０が連続的に撓み変形させられる。第１外歯部１２０ｂは、起振体１１６が一回転するごとに、第１内歯歯車１２２－Ａとの歯数差に相当する分、第１内歯歯車１２２－Ａに対して相対回転（自転）する。このとき、起振体１１６の回転は、第１内歯歯車１２２－Ａとの歯数差に応じた減速比で減速されて外歯歯車１２０が自転する。

第１外歯部１２０ｂは、第２外歯部１２０ｃと同位相で一体に回転する。第２内歯歯車１２２－Ｂは、第２外歯部１２０ｃと歯数が同じであるため、起振体１１６が一回転した前後で第２外歯部１２０ｃとの相対的な噛合位置が変わらないまま、第１外歯部１２０ｂと同じ自転成分で同期して回転する。この第１外歯部１２０ｂの自転成分は第２内歯歯車１２２－Ｂを介して出力側キャリア１１４－Ｂに伝達される。この結果、入力軸１４の回転が減速されて出力側キャリア１１４－Ｂから出力される。

図１１は、起振体１１６の軸方向に直交する断面での外周面を示す図である。本実施形態の起振体１１６の外周面にも、第１実施形態の偏心体１６の外周面と同様、第１高硬度領域４８と第１低硬度領域５０とが設けられる。本図では、起振体１１６の外周面のうちハッチングを付していない箇所が第１高硬度領域４８であり、ハッチングを付した箇所が第１低硬度領域５０である。本実施形態では、起振体１１６に一つの第１低硬度領域５０が設けられる。これらの関係は、第１実施形態の第１高硬度領域４８と第１低硬度領域５０と同様である。

本実施形態では、この第１低硬度領域５０を設けるべき範囲として非負荷範囲Ｓａを定めている。この非負荷範囲Ｓａは、起振体１１６の回転中心線Ｌｅ周りの範囲のうち、回転中心線Ｌｅより起振体１１６の短軸方向Ｐｅに沿って延びる第３基準線Ｌｂ３から±４５度の範囲である。ここでの短軸方向Ｐｅとは、起振体１１６の断面形状がなす楕円の短軸方向をいう。この短軸方向Ｐｅは、起振体１１６の回転中心線Ｌｅから外周面までの距離が最小となる位置を短軸位置と呼ぶとき、二つの短軸位置を結ぶ直線が延びる方向とも捉えられる。第１低硬度領域５０は、この非負荷範囲Ｓａに全体が収まるように設けられる。この理由を説明する。

起振体１１６には、正方向（図中時計回り方向）に回転するとき、回転中心線Ｌｅより長軸方向Ｐｆに沿って延びる第４基準線Ｌｂ４から－４５度の範囲Ｓｅ内の何れかの箇所に最大荷重が付加され、他の範囲にはほとんど荷重が付加されない。また、起振体１１６には、逆方向（図中反時計回り方向）に回転するとき、長軸方向Ｐｆに延びる第４基準線Ｌｂ４から＋４５度の範囲Ｓｆ内の何れかの箇所に最大荷重が付加され、他の範囲にはほとんど荷重が付加されない。つまり、起振体１１６には、回転中心線Ｌｅより短軸方向Ｐｅに沿って延びる第３基準線Ｌｂ３から±４５度の非負荷範囲Ｓａにはほとんど荷重が付加されない。

この非負荷範囲Ｓａに第１低硬度領域５０を設けておけば、第１低硬度領域５０に大負荷が付与されず、その第１低硬度領域５０に起因する起振体１１６の寿命の低下を防止できる。よって、減速装置用部品となる回転体（起振体１１６）のワークに高硬度領域と低硬度領域が現われる熱処理を採用しても、その低硬度領域に起因する寿命低下の影響を排除できる。このため、本実施形態によれば、減速装置用部品のワークに高硬度領域と低硬度領域が現われる熱処理を好適に採用できる。

なお、図示はしないが、第１低硬度領域５０は、第１実施形態と同様、起振体１１６の軸方向に延び、かつ、軸方向に対して傾斜する帯状をなしている。この第１低硬度領域５０がなす帯の幅及び傾斜角度は、図示はしないが、第１実施形態と同様、起振体１１６の転動面１３４と転動体１２８との接触線Ｌｄが第１低硬度領域５０上を通るとき、その接触線Ｌｄが第１高硬度領域４８上も通るように設定される。これにより、起振体１１６の第１低硬度領域５０に転動体１２８が接触するとき、第１高硬度領域４８にも転動体１２８を接触させることができる。

本実施形態の熱処理対象のワークとなる起振体１１６も、第１実施形態と同様、レーザー光を用いたレーザー焼入れにより熱処理を行う。起振体１１６は、その第１内側転動面１３４－Ａと第２内側転動面１３４－Ｂとを含む範囲を同時に熱処理する。この熱処理工程では、これら起振体１１６の内側転動面１３４－Ａ、１３４－Ｂを含む軸方向の範囲にレーザー光を照射する。同工程では、起振体１１６に対するレーザー光の照射位置を起振体１１６の周方向に沿って変化させることで、起振体１１６の外周面を全周に亘り１プロセスで焼入れする。

このとき、第１実施形態と同様、起振体１１６に対するレーザー光の照射位置を周方向に沿って変化させることで、起振体１１６の外周面を全周に亘り焼入れした後、レーザー光を照射済みの範囲の一部に対してレーザー光を再照射する。これにより、レーザー光の再照射範囲には、焼戻しによって、ソフトゾーンとなる第１低硬度領域５０が設けられる。

起振体１１６の外周面に対するレーザー光の再照射範囲は、前述した起振体１１６の非負荷範囲Ｓａに収まるように設定される。つまり、再照射範囲は、起振体１１６の回転中心線Ｌｅ周りの範囲のうち、回転中心線Ｌｅより起振体１１６の短軸方向Ｐｅに沿って延びる第３基準線Ｌｂ３から±４５度の範囲内に収まるように設定される。これにより、起振体１１６の非負荷範囲Ｓａには第１低硬度領域５０が設けられ、起振体１１６の外周面の他の範囲には第１高硬度領域４８が設けられる。

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明した。前述した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態の」「実施形態では」等との表記を付して説明しているが、そのような表記のない内容に設計変更が許容されないわけではない。また、図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

回転体（偏心体１６及び起振体１１６）の第１高硬度領域４８及び第１低硬度領域５０はレーザー焼入れすることで得られる例を説明した。これに限られず、ワークに高硬度領域と低硬度領域が現われる熱処理であればよく、たとえば、高周波焼入れ等により得られてもよい。

第１実施形態では、噛合歯車が内歯歯車２２、揺動歯車が外歯歯車２０となる外歯揺動式減速装置を説明した。この他にも、噛合歯車が外歯歯車２０、揺動歯車が内歯歯車２２となる内歯揺動式減速装置に用いられてもよい。

第１実施形態の偏心体１６は、入力軸１４と別体に構成される例を説明したが、入力軸１４と一体に構成されてもよい。

第１実施形態の偏心体１６は、偏心体軸受１８の内輪を兼ねる例を説明したが、内輪を兼ねていなくともよい。この場合、偏心体軸受１８の内輪が偏心体１６の一部を構成し、その内輪の外周面が偏心体１６の外周面を構成する。

第１実施形態の内歯歯車２２の内歯は、外ローラ４０が構成する例を説明したが、これに限られず、たとえば、ケーシング１２の内周面に形成されていてもよい。

第１実施形態の偏心体１６の中空部５６には入力軸１４が差し込まれる例を説明したが、入力軸１４が差し込まれていなくともよい。この場合、偏心体１６の中空部５６は潤滑油を流す専用の油路として機能してもよく、その内径が実施形態の例より小さくともよい。

第１実施形態では、内歯歯車２２の軸心位置に偏心体１６が配置されるセンタークランク型の偏心揺動型減速装置を例に説明したが、これに限られない。たとえば、内歯歯車２２の軸心からオフセットした位置に複数の偏心体が配置される振り分け型の偏心揺動型減速装置に適用してもよい。

第２実施形態では複数の内歯歯車１２２を有する筒型の撓み噛み合い型減速装置を例に説明した。撓み噛み合い型減速装置の種類は、特に限られず、たとえば、内歯歯車が一つのいわゆるカップ型又はシルクハット型の撓み噛み合い型減速装置に適用されてもよい。

第２実施形態の起振体１１６は、起振体軸受１１８の内輪を兼ねる例を説明したが、内輪を兼ねていなくともよい。この場合、起振体軸受１１８の内輪が起振体１１６の一部を構成し、その内輪の外周面が起振体１１６の外周面を構成する。

回転体（偏心体１６、起振体１１６）に対するレーザー光の照射位置を回転体の周方向に沿って変化させるうえで、ヘッド６０に対して回転体の軸心周りに回転体を回転させる例を説明した。これに限られず、たとえば、回転体に対してヘッド６０を回転体の軸心周りに回転させてもよい。

１０…減速装置、１６－Ａ…第１偏心体、１６－Ｂ…第２偏心体、２０…外歯歯車、２６…転動体、４６…偏心体接続部、４６ａ…第１外周面部、４６ｂ…第２外周面部、４８…第１高硬度領域、５０…第１低硬度領域、５２…第２高硬度領域、５４…第２低硬度領域、５６…中空部、１１６…起振体、１２０…外歯歯車、１２８…転動体。

Claims (4)

1. 減速装置用部品であって、
   高硬度領域と、前記高硬度領域より表面硬度が低い低硬度領域とが設けられ、
   前記高硬度領域及び前記低硬度領域は、前記減速装置用部品において熱処理が行われた領域に設けられ、
   前記低硬度領域は、減速装置の運転時に付加される荷重が前記高硬度領域に比べて小さい範囲に設けられる減速装置用部品。
2. 減速装置用部品であって、
   高硬度領域と、前記高硬度領域より表面硬度が低い低硬度領域とが設けられ、
   前記高硬度領域及び前記低硬度領域は、前記減速装置用部品の軸方向に直交する断面において同一周上に設けられ、
   前記低硬度領域は、減速装置の運転時に付加される荷重が前記高硬度領域に比べて小さい範囲に設けられる減速装置用部品。
3. 前記高硬度領域と前記低硬度領域の硬度差が１５０Ｈｖ以上である請求項１または２に記載の減速装置用部品。
4. 前記低硬度領域は、表層部に焼戻し組織を有する請求項１から３のいずれかに記載の減速装置用部品。

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