JP6858690B2 - 撓み噛合い式歯車装置 - Google Patents

Description

本発明は、撓み噛合い式歯車装置に関する。

以前より、起振体により撓み変形される外歯歯車と、外歯歯車と噛合う内歯歯車と、起振体と外歯歯車との間に配置される起振体軸受けとを備える撓み噛合い式歯車装置がある。また、撓み噛合い式歯車装置の中には、起振体軸受けが専用の内輪を持たず、起振体の外周面が起振体軸受けの転動体が転走する転走面を構成するものがある（特許文献１の図１０を参照）。

特開２０１７−１０６６２６号公報

起振体の外周面が転動体の転走面を構成する従来の撓み噛合い式歯車装置では、転動体からの面圧及び摩耗に耐えるよう、一般に起振体は高い硬度及び高い耐摩耗性を有する金属で構成される。

しかし、起振体を高い硬度及び高い耐摩耗性を有する金属で構成すると、起振体の重量が増し、起振体の慣性モーメントが増すという課題が生じる。

撓み噛合い式歯車装置では、主に起振体が高速に回転され、これと比較して外歯歯車及び内歯歯車は非常に低速で回転される。したがって、撓み噛合い式歯車装置が持つ慣性モーメントの大部分は起振体の慣性モーメントにより占められ、起振体の慣性モーメントの増加は、撓み噛合い式歯車装置の全体の慣性モーメントを同様に増加させる。このため、起振体の慣性モーメントが増すと、撓み噛合い式歯車装置へ動力を出力するモータに要求される駆動力、具体的には回転運動の始動時又は加減速時に要求される駆動力が増し、消費電力の増加又は高速駆動を妨げるという課題が生じる。

本発明は、起振体の慣性モーメントを低減できる撓み噛合い式歯車装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、
起振体を有する起振体軸と、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起振体軸受けと、を備える撓み噛合い式歯車装置であって、
前記起振体は、回転軸に垂直な断面の外周線が非円形であり、
前記起振体の外周面が、前記起振体軸受けの転動体が転走する転走面を構成し、
前記起振体軸は、前記起振体とは別体で前記起振体に軸方向に連結される軸部を有し、
前記軸部は、前記起振体よりも密度の小さい素材で構成されている撓み噛合い式歯車装置とした。
本発明のもう一つの態様は、
起振体を有する起振体軸と、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起振体軸受けと、を備える撓み噛合い式歯車装置であって、
前記起振体の外周面が、前記起振体軸受けの転動体が転走する転走面を構成し、
前記起振体軸は、前記起振体とは別体で前記起振体に軸方向に連結される軸部を有し、
前記軸部は、前記起振体よりも密度の小さい素材で構成され、
更に、
前記起振体及び前記軸部を軸方向に貫通する貫通孔と、
前記起振体の前記貫通孔及び前記軸部の前記貫通孔の少なくとも一方に設けられた雌ネジと、
を備え、
前記起振体及び前記軸部の前記貫通孔における前記雌ネジが設けられた方とは逆側の第１端部から挿入された第１ボルトにより前記起振体と前記軸部とが連結され、前記貫通孔の前記第１端部とは逆側の第２端部から挿入された第２ボルトにより前記起振体軸に別部材が固定される撓み噛合い式歯車装置とした。

本発明によれば、起振体の慣性モーメントを低減できるという効果が得られる。

本発明に係る実施形態１の撓み噛合い式歯車装置を示す断面図である。 図２（Ａ）は実施形態１の起振体軸を軸方向から見た正面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 本発明に係る実施形態２の撓み噛合い式歯車装置を示す断面図である。 図４（Ａ）は実施形態２の起振体軸を軸方向から見た正面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明に係る実施形態３の撓み噛合い式歯車装置を示す断面図である。 図６（Ａ）は実施形態３の起振体軸を軸方向から見た正面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図、図６（Ｃ）は図６（Ｂ）のＥ−Ｅ線断面図である。 本発明に係る実施形態４の撓み噛合い式歯車装置を示す断面図である。 図８（Ａ）は実施形態３の起振体軸を軸方向から見た正面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＦ−Ｆ線断面図、図８（Ｃ）は起振体軸を軸方向の逆側から見た正面図である。

以下、本発明の各実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明に係る実施形態１の撓み噛合い式歯車装置を示す断面図である。図２（Ａ）は実施形態１の起振体軸を軸方向から見た正面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。以下、撓み噛合い式歯車装置１の回転軸Ｏ１に沿った方向を軸方向、回転軸Ｏ１から直交する方向を径方向、回転軸Ｏ１を中心とする回転方向を周方向と定義する。

本発明に係る実施形態１の撓み噛合い式歯車装置１は、軸部１１、１２及び起振体１３を有する起振体軸１０、起振体１３により撓み変形される外歯歯車２１、外歯歯車２１と噛合う２つの内歯歯車２２、２３、及び、起振体軸受け３０を備える。

起振体軸受け３０は、例えばコロ軸受けであり、複数の転動体（例えばコロ）３１と、複数の転動体３１の周方向の間隔及び軸方向の位置を保持する保持器３３と、外歯歯車２１の内周面と複数の転動体３１の間に挟まれる外輪３２とを有する。起振体軸受け３０は、起振体１３の外周面と外歯歯車２１の内周面との間に配置され、起振体１３を外歯歯車２１に対して相対的に回転可能に支持する。複数の転動体３１は周方向に並んで列をなし、さらに、この列が軸方向に二列設けられている。なお、起振体軸受けは、例えば転動体を玉とする玉軸受けなど、その他の形態であってもよい。

起振体１３は、回転軸Ｏ１に垂直な断面の外周線が非円形（楕円状など）の部分を有し、この部分が外歯歯車２１に対して相対的に回転することで、外歯歯車２１を撓み変形させる。起振体１３は、中空構造を有し、中空部によって軽量化が図られる。また、中空部には、配線や配管等の部材が挿通される。起振体１３の外周面は、起振体軸受け３０の内輪を兼ねており、起振体軸受け３０の転動体３１が接触して転走する転走面を構成する。起振体１３の素材は、鉄系の金属（例えばＳＵＪ２や浸炭鋼などの鋼材）であり、転動体３１からの面圧及び摩耗に耐えうる密度及び表面硬度を有する。

軸部１１、１２は、回転軸Ｏ１に垂直な断面の外周線が円形の部材であり、起振体１３とは別体に起振体１３の軸方向の両側に設けられる。軸部１１、１２は、中空構造を有し、中空部によって軽量化が図られる。軸部１１、１２の内径は、起振体１３の内径よりも小さい。軸部１１、１２は、例えばアルミ、アルミ合金、マグネシウム合金、ＦＲＰ（Fiber-Reinforced Plastics）等の樹脂など、起振体１３よりも密度の低い素材で構成される。密度の低い素材で構成されることで、軸部１１、１２の軽量化が図られる。軸部１１、１２は、起振体１３の外周面よりも表面硬度が低くてもよい。

一方の軸部１１の端部（起振体１３とは逆側の端部）と、もう一方の軸部１２の端部（起振体１３とは逆側の端部）とには、歯車、プーリ等の前段の部材が連結される複数のタップ穴１１３、１２３が設けられている。複数のタップ穴１１３、１２３は、後述する連結用の挿入穴１１２、１２２と周方向に異なる位置に設けられている。

一方の軸部１１と起振体１３とが向き合う両端部には、互いにインロー嵌合するインロー部１１１、１３１と、連結用の複数の挿入穴１１２、１３２とが設けられている。同様に、起振体１３ともう一方の軸部１２とが向き合う両端部には、互いにインロー嵌合するインロー部１２１、１３１と、連結用の複数の挿入穴１２２、１３２とが設けられている。連結用の挿入穴１１２、１２２、１３２は、端部から軸方向に設けられている。さらに、起振体軸１０は、起振体１３と軸部１１、１２とを連結する複数の連結体１０１を備える。連結体１０１は、挿入穴１１２、１２２、１３２に圧入されて固定されるピン（例えばスプリングピン）である。

起振体軸１０は、軸部１１、１２と起振体１３とが軸方向に連結されて構成される。ここで、軸方向に連結とは、径方向に見て、部材Ａと部材Ｂとが径方向に見て重なる部分がなく連結されている態様を意味する。あるいは、軸方向に連結とは、径方向に見て一部同士が重なるが部材Ａと部材Ｂとの一方の軸方向の全範囲が他方に重なることなく両者が連結されている態様を意味する。

起振体軸１０の組み立ての際、起振体１３の挿入穴１３２に連結体１０１が圧入され、連結体１０１の一端が挿入穴１３２から外部へ露出した状態で、起振体１３の端部と、軸部１１、１２の端部とが突き合わされる。そして、連結体１０１の露出した部分が軸部１１、１２の挿入穴１１２、１２２に圧入され、かつ、起振体１３のインロー部１３１と軸部１１、１２のインロー部１１１、１２１とがインロー嵌合する。インロー嵌合により、起振体１３と軸部１１、１２とが正確に位置決めされ、連結体１０１により起振体１３と軸部１１、１２とが高い強度で連結される。また、軸部１１と起振体１３との連結面、軸部１２と起振体１３との連結面には、液状パッキン等のシール材が設けられている。

撓み噛合い式歯車装置１は、さらに、内歯歯車２２と一体化された第１連結部材４１、内歯歯車２３と一体化された第２連結部材４２、ケーシング部材４３、蓋体４４、４５、主軸受け５１及び軸受け５２、５３を備える。

第１連結部材４１は、環状であり、内周面の一部に一方の内歯歯車２３が設けられている。第２連結部材４２は、環状であり、内周面の一部に他方の内歯歯車２２が設けられている。内歯歯車２２、２３は、剛性を有し、外歯歯車２１の一部と噛合い、外歯歯車２１の撓み変形により噛合う箇所が変化することで回転運動が伝達される。

ケーシング部材４３は、第１連結部材４１に連結されて、第２連結部材４２の外周部を覆う。一方の蓋体４４は、環状の形態を有し、第１連結部材４１に連結されて、起振体軸受け３０及び外歯歯車２１の軸方向における一方を覆う。また、蓋体４４は、起振体軸１０の軸部１１の外周側を覆う。もう一方の蓋体４５は、環状の形態を有し、第２連結部材４２に連結されて、起振体軸受け３０及び外歯歯車２１の軸方向におけるもう一方を覆う。また、蓋体４５は、起振体軸１０の軸部１２の外周側を覆う。

主軸受け５１は、ケーシング部材４３と第２連結部材４２との間に配置され、ケーシング部材４３に対して回転可能に第２連結部材４２を支持する。軸受け５２、５３は、蓋体４４、４５と起振体軸１０の軸部１１、１２との間にそれぞれ配置され、蓋体４４、４５に対して回転可能に軸部１１、１２を支持する。

＜動作説明＞
上記構成において、典型的には、起振体軸１０が入力軸とされ、一方の内歯歯車２２を有する第１連結部材４１が出力軸とされ、もう一方の内歯歯車２３を有する第２連結部材４２が撓み噛合い式歯車装置１の外部の支持部材に固定されて使用される。さらに、一方の内歯歯車２２の歯数と外歯歯車２１の歯数とが同数に設定され、他方の内歯歯車２３の歯数と外歯歯車２１の歯数とが異なるように設定される。

外部から回転運動が入力されて起振体軸１０が回転すると、起振体軸受け３０を介して起振体軸１０の運動が外歯歯車２１に伝わる。このとき、外歯歯車２１は、固定された内歯歯車２３に一部が噛合っているので、起振体軸１０の回転に追従して外歯歯車２１が回転することはなく、起振体軸１０が外歯歯車２１の内側で相対的に回転する。さらに、外歯歯車２１は、起振体１３の外周面に沿うように規制されているため、起振体軸１０の回転に従って撓み変形する。この変形の周期は、起振体軸１０の回転周期に比例する。

起振体軸１０の回転により外歯歯車２１が変形すると、起振体１３の径が大きい部分が回転方向に移動し、これにより外歯歯車２１と内歯歯車２３との噛合う位置が回転方向に変化する。外歯歯車２１と内歯歯車２３との歯数に違いがあるため、噛合う位置が一周するごとに、外歯歯車２１と内歯歯車２３との噛合う歯がずれていき、これにより外歯歯車２１が回転（自転）する。例えば、内歯歯車２３の歯数が１０２で、外歯歯車２１の歯数が１００であれば、起振体軸１０の回転運動は減速比１００：２で減速されて外歯歯車２１に伝達される。

一方、外歯歯車２１は内歯歯車２２とも同様に噛合っているため、起振体軸１０の回転によって外歯歯車２１と内歯歯車２２との噛合う位置も回転方向に変化する。内歯歯車２２の歯数と外歯歯車２１の歯数とは同数であるので、外歯歯車２１と内歯歯車２２とは相対的に回転せず、外歯歯車２１の回転運動が減速比１：１で内歯歯車２２へ伝達される。これらによって、起振体軸１０の回転運動が減速されて、出力軸である第１連結部材４１へ出力される。なお、減速比は、外歯歯車２１と内歯歯車２３、２２との歯数の設定により変えることができる。また、入力軸とされる構成要素、出力軸とされる構成要素、支持部材へ固定される構成要素は、上記の例に限られず、起振体軸１０、一方の内歯歯車２２及び他方の内歯歯車２３の間で任意に変更されてもよい。

撓み噛合い式歯車装置１が回転運動する際、負荷に応じた入力トルクに加えて、撓み噛合い式歯車装置１の摩擦損失及びグリス撹拌損失に応じた抵抗分、並びに、撓み噛合い式歯車装置１の慣性エネルギーの変化分を補う入力トルクが必要となる。撓み噛合い式歯車装置１においては、外歯歯車２１又は内歯歯車２２、２３の回転に対して起振体軸１０が非常に高速に回転する。このため、撓み噛合い式歯車装置１の総合的な慣性モーメントのうち、起振体軸１０の慣性モーメントが占める割合が非常に大きい（例えば８割以上）。したがって、起振体軸１０の慣性モーメントが増加すると、同様の比率で撓み噛合い式歯車装置１の総合的な慣性モーメントが増加して、撓み噛合い式歯車装置１の回転運動の始動時又は加減速時に、大きな入力トルクが必要となる。

しかし、実施形態１の撓み噛合い式歯車装置１においては、起振体軸１０は起振体１３と軸部１１、１２とが軸方向に連結されて構成される。そして、起振体１３は起振体軸受け３０の転動体３１からの面圧及び摩擦に十分に耐える素材で構成される一方、軸部１１、１２が起振体１３よりも密度の低い素材で構成される。これらにより、起振体軸１０の耐久性を低下することなく、起振体軸１０の慣性モーメントを、例えば軸部と起振体軸とが一体化された従来構成と比較して、１／３程度に低減することができる。したがって、回転運動の始動時又は加減速時に、従来構成と比較して、小さい入力トルクで同様の回転運動を伝達することができる。

以上のように、実施形態１の撓み噛合い式歯車装置１によれば、起振体軸１０の耐久性を低下させることなく、その慣性モーメントを低減できる。したがって、耐久性を維持しつつ、撓み噛合い式歯車装置１並びに回転運動を発生させるモータを含んだシステム全体の消費電力の低減又は回転運動の高速化を図ることができる。

また、実施形態１の撓み噛合い式歯車装置１によれば、起振体軸１０が、中空軸状の軸部１１、１２と中空軸状の起振体１３とを有する。仮に、軸部と起振体とを一体的に加工する場合、軸方向に長い起振体軸に軸方向に長い中空部を設けることになり、加工の難度が増し、加工コストが高騰する。一方、実施形態１の構成では、軸部１１、１２及び起振体１３に個別に中空部を加工すればよく、加工難度を下げることができる。このため、低い加工コストで高い精度で中空部を加工でき、さらに、中空部の径を大きくすることできる。中空部の径を大きくすることで、起振体軸１０の慣性モーメントをより低減することができる。

また、一般に、起振体軸の中空部に回転軸を通し、両者を嵌合させて使用することがある。このような場合、起振体軸の中空部のうち軸方向における中央の範囲は内径を大きくし、回転軸が中空部をスムーズに通るように構成する必要がある。軸部と起振体とが一体的に加工される従来の起振体軸では、このような加工は難しく、加工コストが高騰する。しかし、実施形態１の撓み噛合い式歯車装置１によれば、軸部１１、１２及び起振体１３を個別に加工することで、上記のように軸方向の中央の範囲で内径が大きい中空部を容易に形成することができる。

（実施形態２）
図３は、本発明に係る実施形態２の撓み噛合い式歯車装置を示す断面図である。図４（Ａ）は実施形態２の起振体軸を軸方向から見た正面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。

実施形態２の撓み噛合い式歯車装置１Ａは、起振体軸１０Ａの連結構造が実施形態１と異なる。実施形態１と同一の構成要素については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

実施形態２の起振体軸１０Ａは、起振体１３Ａと、軸部１１Ａ、１２Ａと、これらを連結する複数の連結体１０１Ａとを備える。

起振体１３Ａは、中空構造を有し、回転軸Ｏ１に垂直な断面の外周線が非円形（楕円状など）の部分を有し、この部分が外歯歯車２１の内方に配置される。起振体１３の外周面は、起振体軸受け３０の内輪を兼ねており、転動体３１が接触して転走する転走面を構成する。起振体１３Ａの素材は、鉄系の金属（例えばＳＵＪ２などの鋼材）であり、転動体３１からの面圧及び摩耗に耐えうる密度と表面硬度とを有する。

起振体１３Ａの軸方向の両端部には、軸部１１Ａ、１２Ａの外周面と連続するように、軸方向に垂直な断面の外形線が円形の小径部Ｗ１、Ｗ２が設けられている。起振体軸１０Ａは、起振体１３Ａの小径部Ｗ１、Ｗ２とこれに連続する軸部１１Ａ、１２Ａの端部とが軸受け５２、５３によって回転自在に支持される。

軸部１１Ａ、１２Ａは、中空構造を有しかつ回転軸Ｏ１に垂直な断面の外周線が円形の部材であり、起振体１３Ａとは別体に起振体１３Ａの軸方向の両側に設けられる。軸部１１Ａ、１２Ａの内径は、起振体１３Ａの内径よりも小さい。軸部１１Ａ、１２Ａは、例えばアルミ、アルミ合金、マグネシウム合金、ＦＲＰ等の樹脂など、起振体１３Ａよりも密度の低い素材で構成される。密度の低い素材で構成されることで、軸部１１Ａ、１２Ａの軽量化がより図られる。軸部１１Ａ、１２Ａは、起振体１３Ａの外周面よりも表面硬度が低くてもよい。

一方の軸部１１Ａの端部（起振体１３Ａとは逆側の端部）には、歯車、プーリ等の前段の部材が連結される複数のタップ穴１１３Ａが設けられている。タップ穴１１３Ａは、後述する連結用の貫通孔１１２Ａ、１２２Ａと周方向に異なる位置に設けられている。図示を省略するが、もう一方の軸部１２Ａの端部（起振体１３Ａとは逆側の端部）にも、同様に複数のタップ穴が設けられている。

起振体１３と軸部１１Ａ、１２Ａとには、これらを軸方向に貫通する連結用の複数の貫通孔１３２Ａ、１１２Ａ、１２２Ａが設けられている。貫通孔１３２Ａ、１１２Ａ、１２２Ａは、周方向の同一の位置に設けられている。起振体１３Ａと軸部１１Ａとが対向する端面、及び、起振体１３Ａと軸部１２Ａとが対向する端面は、平面状である。貫通孔１１２Ａ、１２２Ａ、１３２Ａは、本発明に係る挿入穴の一例に相当する。

連結体１０１Ａは、ノックピンなど、精度の高い位置決めと高強度の連結を可能とする部材である。

起振体軸１０Ａは、軸部１１Ａ、１２Ａと起振体１３Ａとが軸方向に連結されて構成される。起振体軸１０Ａの組み立ての際、起振体１３Ａの貫通孔１３２Ａの両端に連結体１０１Ａが圧入され、連結体１０１Ａの一端が貫通孔１３２Ａから外部へ露出した状態で、起振体１３Ａの端部と、軸部１１Ａ、１２Ａの端部とが突き合わされる。そして、連結体１０１Ａの露出した部分が軸部１１Ａ、１２Ａの貫通孔１１２Ａ、１２２Ａに圧入される。このような連結により、精度の高い位置決めと高い強度の連結が実現される。

以上のように、実施形態２の撓み噛合い式歯車装置１Ａによれば、実施形態１と同様に、起振体１３Ａを転動体３１からの面圧及び摩擦に十分に耐える構成としつつ、起振体軸１０Ａの慣性モーメントを低減できる。したがって、撓み噛合い式歯車装置１Ａの耐久性を低下させずに、撓み噛合い式歯車装置１Ａ及び回転運動を発生させるモータを含んだシステム全体の消費電力の低減又は回転運動の高速化を図ることができる。

さらに、実施形態２の撓み噛合い式歯車装置１Ａによれば、起振体軸１０Ａが軸方向において分割されている。これにより、実施形態１と同様に、起振体軸１０Ａの中空部を高い精度でかつ低い加工コストで設けることができ、また、中空部の径を大きくして起振体軸１０Ａの慣性モーメントをより低減することができる。加えて、起振体軸１０Ａの軸方向の中央の範囲で内径が大きくなるような、一体的に加工するには難しい形状の中空部を、低い加工コストで設けることができる。

さらに、実施形態２の撓み噛合い式歯車装置１Ａによれば、起振体軸１０Ａが軸方向において分割されているので、起振体軸１０Ａの側壁部に軸方向の孔を通す加工難度を下げることができる。これにより、連結体１０１Ａが圧入される箇所を貫通孔１１２Ａ、１２２Ａ、１３２Ａとすることができる。そして、貫通孔１１２Ａ、１２２Ａ、１３２Ａのうち連結体１０１Ａが占有しない部分によって、軸部１１Ａ、１２Ａ及び起振体１３Ａの重量の更なる低減を図ることができる。これにより、起振体軸１０Ａの慣性モーメントをより低減できる。

（実施形態３）
図５は、本発明に係る実施形態３の撓み噛合い式歯車装置を示す断面図である。図６（Ａ）は実施形態３の起振体軸を軸方向から見た正面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＤ−Ｄ線断面図、図６（Ｃ）は図６（Ｂ）のＥ−Ｅ線断面図である。

実施形態３の撓み噛合い式歯車装置１Ｂは、起振体軸１０Ｂの連結構造が実施形態１と異なる。実施形態１と同一の構成要素については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

実施形態３の起振体軸１０Ｂは、起振体１３Ｂと、軸部１１Ｂ、１２Ｂと、これらを連結する複数の連結体１０１Ｂとを備える。

起振体１３Ｂは、中空構造を有し、回転軸Ｏ１に垂直な断面の外周線が非円形（楕円状など）の部分を有し、この部分が外歯歯車２１の内方に配置される。起振体１３の外周面は、起振体軸受け３０の内輪を兼ねており、転動体３１が接触して転走する転走面を構成する。起振体１３Ｂの素材は、鉄系の金属（例えばＳＵＪ２などの鋼材）であり、転動体３１からの面圧及び摩耗に耐えうる密度と表面硬度とを有する。

起振体１３Ｂの軸方向の両端部には、軸部１１Ｂ、１２Ｂの外周面と連続するように、軸方向に垂直な断面の外形線が円形の小径部Ｗ１、Ｗ２が設けられている。起振体軸１０Ｂは、起振体１３Ｂの小径部Ｗ１、Ｗ２とこれに連続する軸部１１Ｂ、１２Ｂの端部とが軸受け５２、５３によって回転自在に支持される。

軸部１１Ｂ、１２Ｂは、中空構造を有しかつ回転軸Ｏ１に垂直な断面の外周線が円形の部材であり、起振体１３Ｂとは別体に起振体１３Ｂの軸方向の両側に設けられる。軸部１１Ｂ、１２Ｂの内径は、起振体１３Ｂの内径よりも小さい。軸部１１Ｂ、１２Ｂは、例えばアルミ、アルミ合金、マグネシウム合金、ＦＲＰ等の樹脂など、起振体１３Ｂよりも密度の低い素材で構成される。密度の低い素材で構成されることで、軸部１１Ｂ、１２Ｂの軽量化がより図られる。軸部１１Ｂ、１２Ｂは、起振体１３Ｂの外周面よりも表面硬度が低くてもよい。

起振体１３Ｂと一方の軸部１１Ｂとが向き合う端部と、起振体１３Ｂと他方の軸部１２Ｂとが向き合う端部とには、連結用の複数の挿入穴１３２Ｂ、１１２Ｂ、１２２Ｂが軸方向に設けられている。起振体１３Ｂと軸部１１Ｂとが対向する端面、及び、起振体１３Ｂと軸部１２Ｂとが対向する端面は、平面状である。

一方の軸部１１Ｂの端部（起振体１３Ｂとは逆側の端部）には、歯車、プーリ等の前段の部材が連結される複数のタップ穴１１３Ｂが設けられている。タップ穴１１３Ｂは、連結用の挿入穴１１２Ｂ、１２２Ｂと周方向に異なる位置に設けられている。もう一方の軸部１２Ｂの端部（起振体１３Ｂとは逆側の端部）にも、同様に複数のタップ穴１２３Ｂが設けられている。

さらに、起振体１３Ｂの側壁部には、軸方向に貫通して別部材が挿入されない複数の貫通孔１３４が設けられている。貫通孔１３４は、連結用の挿入穴１３２Ｂと周方向に異なる位置、例えば、軸方向に見て、軸部１１Ｂ、１２Ｂのタップ穴１１３Ｂ、１２３Ｂと重なる位置に設けられている。貫通孔１３４による肉抜きにより、起振体１３Ｂの重量の低減が図られる。なお、貫通孔１３４は、一方の端部に貫通しない軸方向の穴に代替されてもよい。貫通孔１３４は、本発明に係る「別部材が挿入されない穴」の一例に相当する。

連結体１０１Ｂは、ノックピンなど、精度の高い位置決めと高強度の連結を可能とする部材である。

起振体軸１０Ｂは、軸部１１Ｂ、１２Ｂと起振体１３Ｂとが軸方向に連結されて構成される。起振体軸１０Ｂの組み立ての際、起振体１３Ｂの連結用の挿入穴１３２Ｂに連結体１０１Ｂが圧入され、連結体１０１Ｂの一端が挿入穴１３２Ｂから外部へ露出した状態で、起振体１３Ｂの端部と、軸部１１Ｂ、１２Ｂの端部とが突き合わされる。そして、連結体１０１の露出した部分が軸部１１Ｂ、１２Ｂの連結用の挿入穴１１２Ｂ、１２２Ｂに圧入される。このような連結により、精度の高い位置決めと高い強度の連結が実現される。

以上のように、実施形態３の撓み噛合い式歯車装置１Ｂによれば、実施形態１と同様に、起振体１３Ｂを転動体３１からの面圧及び摩擦に十分に耐える構成としつつ、起振体軸１０Ｂの慣性モーメントを低減できる。したがって、撓み噛合い式歯車装置１Ｂの耐久性を低下させずに、撓み噛合い式歯車装置１Ｂ及び回転運動を発生させるモータを含んだシステム全体の消費電力の低減又は回転運動の高速化を図ることができる。

さらに、実施形態３の撓み噛合い式歯車装置１Ｂによれば、起振体軸１０Ｂが軸方向において分割されている。これにより、実施形態１と同様に、起振体軸１０Ｂの中空部を高い精度でかつ低い加工コストで設けることができ、また、中空部の径を大きくして起振体軸１０Ｂの慣性モーメントをより低減することができる。加えて、起振体軸１０Ｂの軸方向の中央の範囲で内径が大きくなるような、一体的に加工するには難しい形状の中空部を、低い加工コストで設けることができる。

さらに、実施形態３の撓み噛合い式歯車装置１Ｂによれば、貫通孔１３４による起振体１３Ｂの側壁部の肉抜きにより、起振体１３Ｂの重量を更に低減させて、起振体軸１０Ｂの慣性モーメントをより小さくすることができる。肉抜用の構成を、溝とせずに孔とすることで、起振体１３Ｂの剛性の低下を抑えることができる。

（実施形態４）
図７は、本発明に係る実施形態４の撓み噛合い式歯車装置を示す断面図である。図８（Ａ）は実施形態３の起振体軸を軸方向から見た正面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＦ−Ｆ線断面図、図８（Ｃ）は起振体軸を軸方向の逆側から見た正面図である。

実施形態４の撓み噛合い式歯車装置１Ｃは、起振体軸１０Ｃの連結構造が実施形態１と異なる。実施形態１と同一の構成要素については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

実施形態４の起振体軸１０Ｃは、起振体１３Ｃと、軸部１１Ｃ、１２Ｃと、これらを連結する複数の連結体１０１Ｃとを備える。連結体１０１Ｃは本発明に係る第１ボルトの一例に相当する。

起振体１３Ｃは、中空構造を有し、回転軸Ｏ１に垂直な断面の外周線が非円形（楕円状など）の部分を有し、この部分が外歯歯車２１の内方に配置される。起振体１３の外周面は、起振体軸受け３０の内輪を兼ねており、転動体３１が接触して転走する転走面を構成する。起振体１３Ｃの素材は、鉄系の金属（例えばＳＵＪ２などの鋼材）であり、転動体３１からの面圧及び摩耗に耐えうる密度と表面硬度とを有する。

軸部１１Ｃ、１２Ｃは、中空構造を有しかつ回転軸Ｏ１に垂直な断面の外周線が円形の部材であり、起振体１３Ｃとは別体に起振体１３Ｃの軸方向の両側に設けられる。軸部１１Ｃ、１２Ｃの内径は、起振体１３Ｃの内径よりも小さい。軸部１１Ｃ、１２Ｃは、例えばアルミ、アルミ合金、マグネシウム合金、ＦＲＰ等の樹脂など、起振体１３Ｃよりも密度の低い素材で構成される。密度の低い素材で構成されることで、軸部１１Ｃ、１２Ｃの軽量化がより図られる。軸部１１Ｃ、１２Ｃは、起振体１３Ｃの外周面よりも表面硬度が低くてもよい。

一方の軸部１１Ｃと起振体１３Ｃとが向き合う端部には、互いにインロー嵌合するインロー部１１１Ｃ、１３１Ｃが設けられている。同様に、起振体１３Ｃともう一方の軸部１２Ｃとが向き合う端部には、互いにインロー嵌合するインロー部１２１Ｃ、１３１Ｃが設けられている。

さらに、軸部１１Ｃ、１２Ｃと起振体１３Ｃとには、軸方向に貫通し、連結体１０１Ｃが挿入される連結用の複数の貫通孔１１２Ｃ、１２２Ｃ、１３２Ｃが設けられている。連結用の貫通孔１１２Ｃ、１２２Ｃ、１３２Ｃのうち、一方の端部（本発明に係る第１端部に相当）にはボルト頭部を収容する収容穴１１５が設けられ、収容穴１１５の反対側の範囲Ｗ６には雌ネジが設けられている。雌ネジは軸部１２Ｃの貫通孔１２２Ｃに設けられている。起振体１３Ｃの連結用の貫通孔１３２Ｃの一部は、起振体１３Ｃの中空部に一部が露出する構成としてもよい。露出する構成の場合、この部分を介して連結体１０１Ｃが、起振体１３Ｃの内側に露出することになる。このような構成により、連結の強度を維持したまま、起振体軸１０Ｃの重量をより低減して、起振体軸１０Ｃの慣性モーメントをより低減できる。貫通孔１１２Ｃ、１２２Ｃ、１３２Ｃは、本発明に係る挿入穴の一例に相当する。

加えて、軸部１１Ｃ、１２Ｃ及び起振体１３Ｃには、肉抜き用の複数の貫通孔１１７、１２７、１３７が設けられている。貫通孔１１７、１２７、１３７は、連結用の貫通孔１１２Ｃ、１２２Ｃ、１３２Ｃと回転方向に異なる位置に設けられている。肉抜き用の構成を、溝とせずに、貫通孔とすることで、肉抜き用の構成により起振体軸１０Ｃの剛性の低下を抑えることができる。貫通孔１１７、１２７、１３７は、本発明に係る「別部材が挿入されない穴」の一例に相当する。

連結体（ボルト）１０１Ｃは、軸部１２Ｃの雌ネジの途中まで螺合される長さを有する。

起振体軸１０Ｃは、軸部１１Ｃ、１２Ｃと起振体１３Ｃとが軸方向に連結されて構成される。起振体軸１０Ｃの組み立ての際、インロー部１１１Ｃ、１２１Ｃ、１３１Ｃがインロー嵌合するように、起振体１３Ｃと軸部１１Ｃ並びに起振体１３Ｃと軸部１２Ｃがつき合わされる。そして、連結体（ボルト）１０１Ｃが、貫通孔１１２Ｃ、１２２Ｃ、１３２Ｃに挿入されて、貫通孔１２２Ｃの雌ネジと螺合される。インロー嵌合により起振体１３Ｃと軸部１１Ｃ、１２Ｃとが正確に位置決めされ、連結体１０１Ｃにより起振体１３Ｃと軸部１１Ｃ、１２Ｃとが高い強度で連結される。

以上のように、実施形態４の撓み噛合い式歯車装置１Ｃによれば、実施形態１と同様に、起振体１３Ｃを転動体３１からの面圧及び摩擦に十分に耐える構成としつつ、起振体軸１０Ｃの慣性モーメントを低減できる。したがって、撓み噛合い式歯車装置１Ｃの耐久性を低下させずに、撓み噛合い式歯車装置１Ｃ及び回転運動を発生させるモータを含んだシステム全体の消費電力の低減又は回転運動の高速化を図ることができる。

さらに、実施形態４の撓み噛合い式歯車装置１Ｃによれば、起振体軸１０Ｃが軸方向において分割されている。これにより、実施形態１と同様に、起振体軸１０Ｃの中空部を高い精度でかつ低い加工コストで設けることができ、また、中空部の径を大きくして起振体軸１０Ｃの慣性モーメントをより低減することができる。加えて、起振体軸１０Ｃの軸方向の中央の範囲で内径が大きくなるような、一体的に加工するには難しい形状の中空部を、低い加工コストで設けることができる。

さらに、実施形態４の撓み噛合い式歯車装置１によれば、起振体軸１０Ｃが軸方向において分割されているので、起振体軸１０Ｃの側壁部に軸方向の孔を通す加工難度を下げることができる。これにより、連結体１０１Ｃを通す貫通孔１１２Ｃ、１２２Ｃ、１３２Ｃの形成が容易になる。また、肉抜き用の貫通孔１１７、１２７、１３７の形成も容易になり、起振体軸１０Ｃの慣性モーメントをより低減できる。

さらに、実施形態４の撓み噛合い式歯車装置１によれば、貫通孔１２２Ｃの起振体１３Ｃの反対側の端部（本発明に係る第２端部に相当）から一部の範囲において、雌ネジの部分が開放されている。そして、この部分を、歯車、プーリ等の前段の部材が連結されるタップ穴として利用できる。図７には、貫通孔１２２Ｃを利用して、別部材としてのプーリ６１が第２ボルト６２により取り付けられている例を示している。

以上、本発明の各実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、起振体軸は、起振体の両側に軸部が連結される構成として説明したが、起振体軸は起振体と一つの軸部とが軸方向に連結される構成としてもよい。また、上記実施形態では、フラット型の撓み噛合い式歯車装置を例にとって説明したが、本発明の撓み噛合い式歯車装置は、例えばカップ型、シルクハット型など、様々な形式の撓み噛合い式歯車装置に適用可能である。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 撓み噛合い式歯車装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 起振体軸
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ 軸部
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ 起振体
２１ 外歯歯車
２２、２３ 内歯歯車
３０ 起振体軸受け
３１ 転動体
５２、５３ 軸受け
６１ プーリ
６２ 第２ボルト
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ 連結体
１０１Ｃ 連結体（第１ボルト）
１１１、１２１、１３１ インロー部
１１２、１２２、１３２、１１２Ｂ、１２２Ｂ、１３２Ｂ 挿入穴
１１２Ａ、１２２Ａ、１３２Ａ、１１２Ｃ、１２２Ｃ、１３２Ｃ 貫通孔
Ｗ６ 雌ネジが形成された範囲
１１７、１２７、１３７、１３４ 貫通孔（別部材が挿入されない穴）

Claims (7)

1. 起振体を有する起振体軸と、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起振体軸受けと、を備える撓み噛合い式歯車装置であって、
   前記起振体は、回転軸に垂直な断面の外周線が非円形であり、
   前記起振体の外周面が、前記起振体軸受けの転動体が転走する転走面を構成し、
   前記起振体軸は、前記起振体とは別体で前記起振体に軸方向に連結される軸部を有し、
   前記軸部は、前記起振体よりも密度の小さい素材で構成されている、
   撓み噛合い式歯車装置。
2. 起振体を有する起振体軸と、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起振体軸受けと、を備える撓み噛合い式歯車装置であって、
   前記起振体の外周面が、前記起振体軸受けの転動体が転走する転走面を構成し、
   前記起振体軸は、前記起振体とは別体で前記起振体に軸方向に連結される軸部を有し、
   前記軸部は、前記起振体よりも密度の小さい素材で構成され、
   更に、
   前記起振体及び前記軸部を軸方向に貫通する貫通孔と、
   前記起振体の前記貫通孔及び前記軸部の前記貫通孔の少なくとも一方に設けられた雌ネジと、
   を備え、
   前記起振体及び前記軸部の前記貫通孔における前記雌ネジが設けられた方とは逆側の第１端部から挿入された第１ボルトにより前記起振体と前記軸部とが連結され、前記貫通孔の前記第１端部とは逆側の第２端部から挿入された第２ボルトにより前記起振体軸に別部材が固定される、
   撓み噛合い式歯車装置。
3. 前記起振体は、前記軸部よりも表面硬度が高い、
   請求項１又は請求項２に記載の撓み噛合い式歯車装置。
4. 前記起振体と前記軸部には互いにインロー嵌合するインロー部が設けられている、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の撓み噛合い式歯車装置。
5. 前記起振体及び前記軸部の両方に設けられた挿入穴に挿入される連結体を有し、
   前記連結体は、前記起振体及び前記軸部の一方の内側に露出する、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撓み噛合い式歯車装置。
6. 前記起振体及び前記軸部は中空構造を有し、
   前記起振体の内径が前記軸部の内径よりも大きい、
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の撓み噛合い式歯車装置。
7. 前記起振体及び前記軸部の少なくとも一方は、別部材が挿入されない穴を有する、
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の撓み噛合い式歯車装置。

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