特開 2024-72080 撓み噛合い式歯車装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024072080

(43)【公開日】2024-05-27

(54)【発明の名称】撓み噛合い式歯車装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/32 20060101AFI20240520BHJP

   F16H 55/06 20060101ALI20240520BHJP

【ＦＩ】

F16H1/32 B

F16H55/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022182696

(22)【出願日】2022-11-15

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100116274

【弁理士】

【氏名又は名称】富所 輝観夫

(72)【発明者】

【氏名】田村 光拡

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 真大

【テーマコード（参考）】

3J027

3J030

【Ｆターム（参考）】

3J027FA17

3J027FA37

3J027GB03

3J027GC08

3J027GC22

3J030BC01

3J030BC02

(57)【要約】

【課題】噛合歯車の低コスト化を図りつつ、噛合歯車の耐久性への影響を抑えることのできる撓み噛合い式歯車装置を提供する。
【解決手段】起振体１２と、起振体１２により撓み変形する撓み歯車１４と、撓み歯車１４と噛み合う噛合歯車１６Ａ、１６Ｂと、を備える撓み噛合い式歯車装置であって、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂは、ガラス転移点が１４０℃未満の第１樹脂により構成され、撓み歯車１４は、第１樹脂よりも熱伝導率が高い第１高熱伝導材料により構成され、起振体１２は、第１高熱伝導材料よりも熱伝導率が高い第２高熱伝導材料により構成される撓み噛合い式歯車装置である。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

起振体と、
前記起振体により撓み変形する撓み歯車と、
前記撓み歯車と噛み合う噛合歯車と、を備える撓み噛合い式歯車装置であって、
前記噛合歯車は、ガラス転移点が１４０℃未満の第１樹脂により構成され、
前記撓み歯車は、前記第１樹脂よりも熱伝導率が高い第１高熱伝導材料により構成され、
前記起振体は、前記第１高熱伝導材料よりも熱伝導率が高い第２高熱伝導材料により構成される撓み噛合い式歯車装置。

【請求項2】

前記起振体と前記撓み歯車との間に配置される起振体軸受を備え、
前記起振体軸受は、前記第１樹脂よりも熱伝導率が高い第３高熱伝導材料により構成され、
前記第２高熱伝導材料は、前記第３高熱伝導材料よりも熱伝導率が高い請求項１に記載の撓み噛合い式歯車装置。

【請求項3】

前記噛合歯車に連結される被連結部材を備え、
前記被連結部材は、前記第１樹脂よりもガラス転移点の低い第２樹脂により構成される請求項１に記載の撓み噛合い式歯車装置。

【請求項4】

前記第１樹脂は、ガラス転移点が１００℃以上である請求項１に記載の撓み噛合い式歯車装置。

【請求項5】

前記第１高熱伝導材料は、前記第２高熱伝導材料よりもヤング率が大きい請求項１に記載の撓み噛合い式歯車装置。

【請求項6】

前記撓み歯車の軸方向移動を規制する規制部材を備え、
前記規制部材は、前記第１高熱伝導材料よりも熱伝導率が高い第４高熱伝導率材料により構成される請求項１に記載の撓み噛合い式歯車装置。

【請求項7】

前記第１高熱伝導材料は、鉄系材料とされ、
前記第２高熱伝導材料は、アルミニウム系材料とされる請求項１に記載の撓み噛合い式歯車装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、撓み噛合い式歯車装置に関する。

【背景技術】

【0002】

歯車装置の用途によっては歯車装置の軽量化を要請される場合がある。この要請に応えるため、特許文献１に開示の撓み噛み合い式歯車装置は、起振体により撓み変形する撓み歯車と、撓み歯車と噛み合う噛合歯車とを備え、樹脂により噛合歯車を構成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１５５３１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本願発明者は、撓み噛合い式歯車装置において、噛合歯車の低コスト化を図りつつ、噛合歯車の耐久性への影響を抑えるための新たなアイデアを見出した。

【0005】

本開示の目的の１つは、噛合歯車の低コスト化を図りつつ、噛合歯車の耐久性への影響を抑えることのできる撓み噛合い式歯車装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のある態様の撓み噛合い式歯車装置は、起振体と、前記起振体により撓み変形する撓み歯車と、前記撓み歯車と噛み合う噛合歯車と、を備える撓み噛合い式歯車装置であって、前記噛合歯車は、ガラス転移点が１４０℃未満の第１樹脂により構成され、前記撓み歯車は、前記第１樹脂よりも熱伝導率が高い第１高熱伝導材料により構成され、前記起振体は、前記第１高熱伝導材料よりも熱伝導率が高い第２高熱伝導材料により構成される撓み噛合い式歯車装置である。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、噛合歯車の低コスト化を図りつつ、噛合歯車の耐久性への影響を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態の歯車装置を示す側面断面図である。

【図2】図１の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示を実施するための実施形態を説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各図面では、説明の便宜のため、適宜、構成要素を省略、拡大、縮小する。図面は符号の向きに合わせて見るものとする。

【0010】

まず、本開示の歯車装置を想到するに至った背景から説明する。噛合歯車を樹脂により構成する場合、通常、歯車対（撓み歯車と噛合歯車）の噛み合いにより生じた熱が噛合歯車の耐久性に大きく影響を及ぼす。このため、熱の影響によらず十分な耐久性を得ることができるように、噛合歯車を構成する樹脂として、通常は耐熱性に非常に優れたＰＥＥＫが使用されている。また、噛合歯車をＰＥＥＫとした場合、通常は撓み歯車及び起振体を鋼により構成している。ＰＥＥＫは、耐久性の観点からは最適である一方で、非常に高コストであるという問題がある。そこで、本願発明者は、噛合歯車の低コスト化を図りつつ、噛合歯車の耐久性への影響を抑えるためのアイデアを検討した。

【0011】

仮に、噛合歯車の低コスト化を図るために、ＰＥＥＫよりも噛合歯車の耐熱性を単純に低くしてしまうと、歯車対の噛合部で生じた熱に起因して噛合歯車の耐久性を大きく損ない兼ねない。この対策として、本願発明者は、ＰＥＥＫよりも噛合歯車の耐熱性を低くしつつ、撓み歯車よりも起振体の熱伝導率を高くすることが有効であるとの新たな発想を得た。これにより、起振体を撓み歯車と同じ熱伝導率にする場合と比べ、起振体を通して歯車対で生じた熱の熱伝導を促進することで、歯車対の熱を外部に逃がす抜熱性を高めることができるようになる。このように歯車対の抜熱性を高めることで、起振体を撓み歯車と同じ熱伝導率にする場合と比べ、歯車対の温度を低下させることができる。ひいては、噛合歯車の低コスト化のために噛合歯車の耐熱性を低くしたとしても、起振体を撓み歯車と同じ熱伝導率にする場合と比べ、熱に起因する噛合歯車の耐久性への影響を抑えることができるようになる。以下、このような新たな考えのもとで想到された実施形態の歯車装置の詳細を説明する。

【0012】

図１を参照する。撓み噛合い式歯車装置１０（以下、単に歯車装置１０ともいう）は、被駆動機械の一部として被駆動機械に組み込まれる。被駆動機械は、例えば、産業機械（工作機械、建設機械等）、ロボット（産業用ロボット、サービスロボット等）、輸送機器（コンベア、車両等）等の各種機械である。

【0013】

本実施形態では筒型の撓み噛合い式歯車装置１０を説明する。この歯車装置１０は、起振体１２と、起振体１２により撓み変形する撓み歯車１４と、撓み歯車１４と噛み合う噛合歯車１６Ａ、１６Ｂと、起振体１２と撓み歯車１４との間に配置される起振体軸受１８と、撓み歯車１４の軸方向移動を規制する規制部材２０と、を備える。この他に、歯車装置１０は、ケーシング２２と、起振体１２を有する起振体軸２４を支持する軸受２６Ａ、２６Ｂと、軸受２６Ａ、２６Ｂを支持する軸受ハウジング２８Ａ、２８Ｂと、を備える。以下、起振体１２の中心線Ｃ１２に沿った方向を単に軸方向といい、その中心線Ｃ１２を円中心とする半径方向及び円周方向を単に径方向及び周方向ともいう。また、説明の便宜から、軸方向一側（図１の紙面右側）を入力側といい、軸方向他側を反入力側という。

【0014】

歯車装置１０は、外部の駆動源３０（第１外部部材）から回転が入力される入力部材と、外部の被駆動部材３２（第２外部部材）に回転を出力する出力部材と、外部の被固定部材３４（第３外部部材）に固定される固定部材とを、備える。ここでは入力部材が起振体軸２４（起振体１２）、出力部材が軸受ハウジング２８Ｂ、固定部材がケーシング２２である例を説明する。駆動源３０は、例えば、モータであるが、この他にもギヤモータ、エンジン等でもよい。被駆動部材３２及び被固定部材３４は、例えば、被駆動機械の一部となる。出力部材は、ボルト、リベット等の連結部材（不図示）を用いて被駆動部材３２に連結される。固定部材は、ボルト、リベット等の連結部材を用いて被固定部材３４に連結される。

【0015】

図２を参照する。起振体１２は、起振体軸２４の一部となる。起振体軸２４は、起振体１２の他に、起振体１２の軸方向両側に設けられる軸部２４ａを備える。起振体軸２４の中央部には軸方向に貫通するホロー部２４ｂが形成される。起振体１２の軸方向に直交する断面において、起振体１２の撓み歯車１４と径方向に対向する対向周部（ここでは外周部）の形状は楕円状をなし、軸部２４ａの対向周部の形状は円状をなす。ここでの「楕円」とは、幾何学的に厳密な楕円に限定されず、略楕円も含まれる。

【0016】

撓み歯車１４は、起振体１２の回転に追従して撓み変形する可撓性を有する筒状部材である。撓み歯車１４及び噛合歯車１６Ａ、１６Ｂの一方は外歯歯車となり、他方は内歯歯車となる。ここでは撓み歯車１４が外歯歯車であり、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂが内歯歯車となる例を説明する。

【0017】

噛合歯車１６Ａ、１６Ｂは、起振体１２の回転に追従して撓み変形しない程度の剛性を持つ。噛合歯車１６Ａ、１６Ｂは、撓み歯車１４の入力側部分の歯（外歯）と噛み合う第１噛合歯車１６Ａと、撓み歯車１４の反入力側部分の歯（内歯）と噛み合う第２噛合歯車１６Ｂとを含む。第１噛合歯車１６Ａは、撓み歯車１４の歯数（例えば、１００）とは異なる歯数（例えば、１０２）を持ち、第２噛合歯車１６Ｂは、撓み歯車１４の外歯数と同数の内歯数を持つ。

【0018】

起振体軸受１８は、複数の転動体１８ａと、複数の転動体１８ａの位置を保持するリテーナ１８ｂと、を備える。本実施形態の転動体１８ａはころである例を示すが、その具体例は特に限定されず、球体等の各種転動体を採用してもよい。本実施形態の起振体軸受１８は、転動体１８ａが転動する専用の外輪１８ｃを備える。この他にも、起振体軸受１８は、専用の外輪１８ｃを備えずに、転動体１８ａは、自身と径方向外側に対向する外側部材（ここでは撓み歯車１４）の内周面を転動していてもよい。本実施形態の起振体軸受１８は、転動体１８ａが転動する専用の内輪を備えておらず、転動体１８ａは、自身と径方向内側に対向する内側部材（ここでは起振体１２）の外周面を転動する。この他にも、起振体軸受１８は、転動体１８ａが転動する専用の内輪を備えていてもよい。本実施形態の起振体軸受１８は、二列の外輪１８ｃ及び転動体１８ａを備える複列軸受である。

【0019】

本実施形態の規制部材２０は、撓み歯車１４の軸方向両側に個別に配置される。規制部材２０は、撓み歯車１４に対して軸方向から接触することで、その軸方向移動を規制する。本実施形態の規制部材２０は、撓み歯車１４に対して規制部材２０とは軸方向反対側に配置される軸受２６Ａ、２６Ｂと接触することで、その軸方向移動が規制される。

【0020】

本実施形態のケーシング２２は、入力側ケーシング部材２２ａと反入力側ケーシング部材２２ｂとを備える。入力側ケーシング部材２２ａと反入力側ケーシング部材２２ｂとはボルト等の連結部材Ｂ１（図１参照）により連結される。入力側ケーシング部材２２ａは、第１噛合歯車１６Ａを兼ねており、被固定部材３４に接触している。反入力側ケーシング部材２２ｂは、第２噛合歯車１６Ｂの径方向外側に配置される。ケーシング２２と第２噛合歯車１６Ｂとの間には主軸受３６が配置される。主軸受３６は玉軸受を示すが、その具体例は特に限定されず、ローラ軸受、クロスローラ軸受、アンギュラ玉軸受、テーパ軸受等でもよい。

【0021】

軸受２６Ａ、２６Ｂは、入力側に配置される第１軸受２６Ａと、反入力側に配置される第２軸受２６Ｂとを備える。本実施形態の軸受２６Ａ、２６Ｂは、複数の転動体２６ａと、複数の転動体２６ａが転動する専用の外輪２６ｂ及び内輪２６ｃとを備える。軸受２６Ａ、２６Ｂは玉軸受を例に示すが、その具体例は特に限定されず、ローラ軸受等の各種軸受でもよい。

【0022】

軸受ハウジング２８Ａ，２８Ｂは、第１軸受２６Ａを支持する第１軸受ハウジング２８Ａと、第２軸受２６Ｂを支持する第２軸受ハウジング２８Ｂとを含む。第１軸受ハウジング２８Ａは、撓み歯車１４に対して軸方向入力側に配置され、撓み歯車１４を入力側から覆っている。第１軸受ハウジング２８Ａは、ボルト等の連結部材Ｂ２により第１噛合歯車１６Ａと連結される。第２軸受ハウジング２８Ｂは、撓み歯車１４に対して軸方向反入力側に配置され、撓み歯車１４を反入力側から覆っている。第２軸受ハウジング２８Ｂは、ボルト等の連結部材Ｂ３（図１参照）により第２噛合歯車１６Ｂと連結される。

【0023】

本実施形態の歯車装置１０の動作を説明する。起振体１２が回転すると、起振体１２の形状に合わせた楕円状をなすように撓み歯車１４が撓み変形する。このように撓み歯車１４が撓み変形すると、撓み歯車１４と噛合歯車１６Ａ、１６Ｂの噛合位置が起振体１２の回転方向に変化する。このとき、異なる歯数を持つ撓み歯車１４と第１噛合歯車１６Ａの噛合位置が一周する毎に、これらの噛み合う歯が周方向にずれていく。この結果、これらのうちの一方（本実施形態では撓み歯車１４）が自転し、その自転成分が出力回転として出力部材により取り出される。本実施形態において、撓み歯車１４と第２噛合歯車１６Ｂは、互いに同じ歯数を持つため同期し、撓み歯車１４の自転成分は、撓み歯車１４と同期する第２噛合歯車１６Ｂを通して、出力部材としての第２軸受ハウジング２８Ｂにより取り出される。このとき、起振体１２に入力された入力回転に対して、撓み歯車１４と第１噛合歯車１６Ａの歯数差に応じた変速比で変速（ここでは減速）された出力回転が出力部材により取り出される。

【0024】

ここで、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂは第１樹脂により構成される。これにより、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂの軽量化を図ることができる。この条件を満たすうえで、本実施形態の噛合歯車１６Ａ、１６Ｂはベース樹脂（第１樹脂）と他素材を用いた樹脂複合材料によって構成される。これにより、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂの高強度化を図ることができる。この他にも、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂは、第１樹脂のみを用いた樹脂単一材料によって構成されてもよい。本実施形態の噛合歯車１６Ａ、１６Ｂは、樹脂複合材料として、ベース樹脂に強化繊維を含有させた繊維強化樹脂によって構成される。本実施形態において噛合歯車１６Ａ、１６Ｂの強化繊維は熱伝導率に優れた炭素繊維を採用している。この他にも、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂの強化繊維は、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ザイロン繊維、ボロン繊維等の各種強化繊維を採用してもよい。

【0025】

樹脂の耐熱性の指標となる値としてガラス転移点（ガラス転移温度：Ｔｇ）が知られる。ここでのガラス転移点とは、樹脂のガラス状態とゴム状態との境界となる値をいう。このガラス転移点は、例えば、ＪＩＳ Ｋ７１２１に準拠した示差走査熱量測定により測定される。

【0026】

ＰＥＥＫのガラス転移点は、そのグレードにもよるが、１４３℃～１６０℃の範囲となる。噛合歯車１６Ａ、１６Ｂは、ガラス転移点が１４０℃未満の第１樹脂により構成されることを条件としている。これは、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂが、ＰＥＥＫよりも耐熱性の低い第１樹脂により構成されることを意味する。この１４０℃未満という条件は、ＰＥＥＫのガラス転移点と比べて、少なくともある程度ガラス転移点が低くなることを、目安となる数値を用いて規定したものである。この条件を満たすうえで、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂが樹脂複合材料によって構成される場合、ベース樹脂（第１樹脂）のガラス転移点が１４０℃未満であればよい。また、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂが樹脂単一材料によって構成される場合、その噛合歯車１６Ａ、１６Ｂを構成する単一の樹脂（第１樹脂）そのもののガラス転移点が１４０℃未満であればよい。この樹脂複合材料、樹脂単一材料に応じたガラス転移点の取り扱いは、後述する第２樹脂の場合も同様である。

【0027】

本実施形態ではガラス転移点が１４０℃未満となる第１樹脂として半芳香族ポリアミドを採用している。半芳香族ポリアミドを用いた場合、その組成にもよるが、ガラス転移点Ｔｇを９０℃～１３５℃の範囲にすることができる。例えば、ポリアミド６Ｔ／６－６（Ｃ６ジアミン／アジピン酸／テレフタル酸の共重合体、Ｔｇ：９０℃～１１０℃）、ポリアミド６Ｔ／６Ｉ（Ｃ６ジアミン／イソフタル酸／テレフタル酸の共重合体、Ｔｇ：１２５℃程度）、ポリアミド６Ｔ／６Ｉ／６－６（Ｃ６ジアミン／アジピン酸／イソフタル酸／テレフタル酸の共重合体、Ｔｇ：１２０℃程度）、ポリアミド６Ｔ／Ｍ－５Ｔ（Ｃ６ジアミン／メチルベンタン／ジアミン／テレフタル酸の共重合体、Ｔｇ：１３５℃程度）、ポリアミド９Ｔ（Ｃ９ジアミン／テレフタル酸の共重合体、Ｔｇ：１２５℃程度）等の半芳香族ポリアミドを採用してもよい。この他にも、ガラス転移点を１４０℃未満にするうえで、ポリアミド６（ＰＡ６、Ｔｇ：５０℃程度）、ポリアミド６６（ＰＡ６６、Ｔｇ：５０℃程度）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、Ｔｇ：７０℃程度）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ、Ｔｇ：８０℃程度）、ポリスチレン（ＰＳ、Ｔｇ：１００℃程度）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ、Ｔｇ：７０℃程度）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ、Ｔｇ：８８℃程度）等の樹脂を採用してもよい。ここで挙げた樹脂は第１樹脂の一例に過ぎず、ガラス転移点を１４０℃未満とすることができれば、これ以外の各種樹脂を第１樹脂として採用してもよい。

【0028】

第１樹脂のガラス転移点の下限値は特に限定されないものの、好ましくは８０℃以上であり、より好ましくは９０℃以上であり、より一層好ましくは１００℃以上である。本実施形態の歯車装置１０において、ガラス転移点の下限値が８０℃である場合、歯車対の温度上昇が低くなる用途であれば、熱に起因する耐久性への影響をＰＥＥＫを用いた場合と同程度に抑えることができる。ここでの温度上昇が低くなる用途とは、運転条件（連続運転時間等）、負荷の厳しくない用途をいう。ガラス転移点の下限値が９０℃である場合、ＰＥＥＫによって実現できる多くの用途で用いても、熱に起因する耐久性への影響をＰＥＥＫを用いた場合と同程度に抑えることができる。ガラス転移点の下限値が１００℃以上である場合、ＰＥＥＫによって実現できる大半の用途で用いても、熱に起因する耐久性への影響をＰＥＥＫを用いた場合と同程度に抑えることができる。

【0029】

撓み歯車１４、起振体１２及び起振体軸受１８のそれぞれは、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂの第１樹脂よりも熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））が高い高熱伝導材料により構成される。撓み歯車１４は第１高熱伝導材料により構成され、起振体１２は第２高熱伝導材料により構成され、起振体軸受１８は第３高熱伝導材料により構成される。第２高熱伝導材料は、第１高熱伝導材料よりも熱伝導率が高くなる。第２高熱伝導材料は、第３高熱伝導材料よりも熱伝導率が高くなる。第１高熱伝導材料は、第２高熱伝導材料よりもヤング率（Ｎ／ｍｍ２）が大きくなる。第３高熱伝導材料は、第２高熱伝導材料よりもヤング率が大きくなる。

【0030】

このような条件を満たす素材として、例えば、第１高熱伝導材料は、ニッケルクロムモリブデン鋼、第２高熱伝導材料はアルミニウム合金、第３高熱伝導材料は高炭素クロム軸受鋼により構成される。つまり、第１、第３高熱伝導材料は鋳鉄、鋼等の鉄系材料により構成され、第２高熱伝導材料はアルミニウム系材料により構成される。ここでの鉄系材料、アルミニウム系材料は、言及している金属を主成分とする材料をいい、その金属のみからなる材料のほか、その金属を主成分とする合金を含む。

【0031】

ここで説明する熱伝導率の高低関係を満たしていれば、各高熱伝導材料の具体例は特に限定されない。例えば、第１、第３高熱伝導材料を鉄系材料、クロム等により構成し、第２高熱伝導材料を鉄系材料、アルミニウム系材料、銅、銀、金等により構成してもよい。このように高熱伝導材料を金属とした場合、各高熱伝導材料は、例えば、撓み歯車１４の第１樹脂に対して１０．０倍以上の熱伝導率となる。また、第１～第３高熱伝導材料のそれぞれを各種金属により構成してもよいし、いずれか一つ以上を樹脂、他を金属により構成してもよいし、全てを樹脂により構成してもよい。このように高熱伝導材料を金属（鉄系材料、アルミニウム系材料等含む）等の素材により構成するうえで、言及している素材により主素材が構成されていればよく、主素材（金属等）と他素材との複合材料（例えば、繊維強化金属）により構成してもよい。

【0032】

本実施形態では起振体１２を含む起振体軸２４の全体が第２高熱伝導材料により構成される。起振体軸受１８を第３高熱伝導材料により構成するうえでは、起振体軸受１８の構成部材のうち、起振体１２及び撓み歯車１４とは別体の構成部材（ここでは転動体１８ａ、リテーナ１８ｂ，外輪１８ｃ）が第３高熱伝導材料により構成されていればよい。このとき、起振体軸受１８の複数の構成部材は互いに異なる熱伝導率の第３高熱伝導材料により構成されていてもよい。この場合でも、異なる熱伝導率の第３高熱伝導材料のそれぞれより第２高熱伝導材料の熱伝導率が高くなっていればよい。また、歯車対の噛合部で生じた熱の伝達に寄与するのは、主として転動体１８ａおよび外輪１８ｃであるから、リテーナ１８ｂの素材は重要ではない。よって、起振体軸受１８を第３高熱伝導材料により構成するうえでは、少なくとも転動体１８ａ及び外輪１８ｃを第３高熱伝導材料により構成し、リテーナ１８ｂは、例えば、熱伝導率の低い樹脂により構成してもよい。

【0033】

以上の歯車装置１０の効果を説明する。噛合歯車１６Ａ、１６Ｂは、ガラス転移点が１４０℃未満の第１樹脂、つまり、ガラス転移点が１４３℃～１６０℃の範囲となるＰＥＥＫよりも耐熱性の低い第１樹脂により構成される。よって、ＰＥＥＫを用いる場合と比べて、使用できる安価な素材の選択肢を広げることができ、安価な素材を選択することで噛合歯車１６Ａ、１６Ｂの低コスト化を図ることができるようになる。なお、このような「低コスト化を図る」という課題を達成するうえでは、使用できる安価な素材の選択肢を広げることで、ＰＥＥＫを用いる場合と比べて低コスト化の実現難易度を低くできれば足り、低コスト化の実現そのものは必須とはならない。

【0034】

また、起振体１２は、撓み歯車１４を構成する第１高熱伝導材料よりも熱伝導率が高い第２高熱伝導材料により構成される。これにより、起振体１２を撓み歯車１４と同じ熱伝導率にする場合と比べ、起振体１２を通して歯車対で生じた熱の熱伝導を促進でき、歯車対の熱を外部に逃がす抜熱性を高めることができる。このとき、歯車対で生じた熱は、例えば、撓み歯車１４→起振体軸受１８→起振体１２の順に熱伝導したうえで、外部の駆動源３０（第１外部部材）に熱伝導により逃がしたり、起振体１２の周囲の外部空間への放熱により逃がすことができる。このように歯車対の抜熱性を高めることで、起振体１２を撓み歯車１４と同じ熱伝導率にする場合と比べ、歯車対（つまり、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂ）の温度を低下させることができる。ひいては、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂの耐熱性を低くしたとしても、起振体１２を撓み歯車１４と同じ熱伝導率にする場合と比べ、熱に起因する噛合歯車１６Ａ、１６Ｂの耐久性への影響を抑えることができるようになる。この結果、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂの低コスト化を図りつつ、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂの耐久性への影響を抑えることができるようになる。以上のように、本実施形態の歯車装置１０は、「噛合歯車１６Ａ、１６Ｂを、ガラス転移点が１４０℃未満の第１樹脂により構成する」こと、「撓み歯車１４を、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂの第１樹脂よりも熱伝導率が高い第１高熱伝導材料により構成する」こと、および「起振体１２を、撓み歯車１４を構成する第１高熱伝導材料よりも熱伝導率が高い第２高熱伝導材料により構成する」ことの全てを同時に一体不可分に備えることにより、上述した顕著な効果を実現したものである。

【0035】

なお、本明細書において、「ＡをＢと同じ物性（熱伝導率、ヤング率等）にする場合と比べ」というとき、比較対象となる二つの場合（例えば、ＡをＢよりも高い熱伝導率にする場合と、ＡをＢと同じ熱伝導率にする場合）の間で、歯車装置１０の各構成部材の物性は、Ａ以外は同じとなる。例えば、前段落に記載の「起振体１２を撓み歯車１４と同じ熱伝導率にする場合と比べ」というとき、起振体１２を撓み歯車１４よりも高い熱伝導率にする場合と、起振体１２を撓み歯車１４と同じ熱伝導率にする場合とで、歯車装置１０の各構成部材の熱伝導率は、起振体１２以外は同じということである。

【0036】

起振体１２を構成する第２高熱伝導材料は、起振体軸受１８を構成する第３高熱伝導材料よりも熱伝導率が高くなる。よって、起振体１２を起振体軸受１８と同じ熱伝導率にする場合と比べ、起振体１２を通して歯車対で生じた熱の熱伝導を更に促進でき、歯車対の熱を外部に逃がす抜熱性を更に高めることができる。ひいては、熱に起因する噛合歯車１６Ａ、１６Ｂの耐久性への影響を更に抑えることができるようになる。

【0037】

撓み歯車１４を構成する第１高熱伝導材料は、起振体１２を構成する第２高熱伝導材料よりもヤング率が大きくなる。よって、第１高熱伝導材料を第２高熱伝導材料と同じヤング率にする場合と比べ、第１高熱伝導材料の強度を確保でき、撓み歯車１４の耐久性を高めることができる。

【0038】

次に、実施形態の歯車装置１０の他の特徴を説明する。歯車装置１０は、連結部材Ｂ２、Ｂ３により噛合歯車１６Ａ、１６Ｂに連結される被連結部材４０Ａ、４０Ｂを備える。被連結部材４０Ａ、４０Ｂは、第１連結部材Ｂ２により第１噛合歯車１６Ａに連結される第１被連結部材４０Ａと、第２連結部材Ｂ３により第２噛合歯車１６Ｂに連結される第２被連結部材４０Ｂとを含む。本実施形態の連結部材Ｂ２、Ｂ３はボルトであるが、その具体例は特に限定されず、リベット等でもよい。本実施形態の第１被連結部材４０Ａは第１軸受ハウジング２８Ａであり、第２被連結部材４０Ｂは第２軸受ハウジング２８Ｂである。被連結部材４０Ａ、４０Ｂの具体例は特に限定されず、軸受２６Ａ、２６Ｂを支持せずに撓み歯車１４を覆うカバー等でもよい。

【0039】

第１被連結部材４０Ａは、第１噛合歯車１６Ａを構成する第１樹脂よりもガラス転移点の低い第２樹脂により構成される。第２被連結部材４０Ｂは、第２噛合歯車１６Ｂを構成する第１樹脂よりもガラス転移点の低い第２樹脂により構成される。これを実現するうえで、第１樹脂のガラス転移点を５０℃以上とし、第２樹脂のガラス転移点を５０℃未満としてもよい。このようなガラス転移点の条件を満たす第２樹脂として、前述した各種樹脂の他にも、ポリエチレン（ＰＥ、Ｔｇ：－１２５℃）、ポリプロピレン（ＰＰ、Ｔｇ：０℃）、ポリアセタール（ＰＯＭ、Ｔｇ：－５０℃）等を採用してもよい。これにより、第２樹脂を第１樹脂と同じガラス転移点とする場合と比べて、使用できる安価な素材の選択肢を広げることができ、安価な素材を選択することで歯車装置１０の低コスト化を図ることができる。

【0040】

なお、第１噛合歯車１６Ａ及び第２噛合歯車１６Ｂのそれぞれを構成する第１樹脂は同じ樹脂により構成されてもよいし、異なる樹脂により構成されてもよい。同様に、第１被連結部材４０Ａ及び第２被連結部材４０Ｂのそれぞれを構成する第２樹脂は同じ樹脂により構成されてもよいし、異なる樹脂により構成されてもよい。

【0041】

本実施形態において、規制部材２０及び軸受２６Ａ、２６Ｂのそれぞれも、噛合歯車１６Ａ、１６Ｂの第１樹脂よりも熱伝導率が高い高熱伝導材料により構成される。規制部材２０は第４高熱伝導材料により構成され、軸受２６Ａ、２６Ｂは第５高熱伝導材料により構成される。

【0042】

第４高熱伝導材料は、撓み歯車１４を構成する第１高熱伝導材料よりも熱伝導率が高くなる。また、第４高熱伝導材料は、起振体軸受１８を構成する第３高熱伝導材料よりも熱伝導率が高くなる。また、起振体１２を構成する第２高熱伝導材料は、第５高熱伝導材料よりも熱伝導率が高くなる。第１高熱伝導材料及び第３高熱伝導材料は、第４高熱伝導材料よりもヤング率が大きくなる。第５高熱伝導材料は、第２高熱伝導材料及び第４高熱伝導材料よりもヤング率が大きくなる。このような条件を満たす素材として、例えば、第４高熱伝導材料はアルミニウム系材料、第５高熱伝導材料は高炭素クロム軸受鋼等の鉄系材料により構成される。ここで説明する熱伝導率の高低関係を満たしていれば、前述と同様、各高熱伝導材料の具体例は特に限定されない。規制部材２０を第４高熱伝導材料により構成するうえで、撓み歯車１４との摺動箇所において規制部材２０に耐摩耗コーティングが設けられていてもよい。この耐摩耗コーティングは、例えば、二硫化モリブデン、グラファイト等を被膜とする。

【0043】

このように規制部材２０を構成する第４高熱伝導材料は、撓み歯車１４を構成する第１高熱伝動材料よりも熱伝導率が高くなる。よって、規制部材２０を撓み歯車１４と同じ熱伝導率にする場合と比べ、規制部材２０を通して歯車対で生じた熱の熱伝導を促進でき、歯車対の熱を外部に逃がす抜熱性を更に高めることができる。ひいては、熱に起因する噛合歯車１６Ａ、１６Ｂの耐久性への影響を更に抑えることができるようになる。このとき、歯車対で生じた熱は、例えば、撓み歯車１４→規制部材２０→軸受２６Ａ、２６Ｂ→起振体軸２４の順に熱伝導したうえで、前述と同様に外部に逃がすことができる。

【0044】

次に、ここまで説明した各構成要素の変形形態を説明する。

【0045】

撓み噛合い式歯車装置１０の具体的な種類は特に限定されず、筒型の他、カップ型、シルクハット型でもよい。外歯歯車に替えて内歯歯車を撓み歯車１４とし、内歯歯車に替えて外歯歯車を噛合歯車１６Ａ、１６Ｂとしてもよい。軸受ハウジング２８Ａ、２８Ｂに替えてケーシング２２を出力部材とし、ケーシング２２に替えて軸受ハウジング２８Ａ、２８Ｂを固定部材としてもよい。歯車装置１０は減速装置として機能する例を説明した。この場合、起振体１２が入力部材、軸受ハウジング２８Ａ、２８Ｂ又はケーシング２２が出力部材となってもよい。この他にも、歯車装置１０は増速装置として機能してもよい。この場合、起振体１２が出力部材、軸受ハウジング２８Ａ、２８Ｂ又はケーシング２２が入力部材となってもよい。

【0046】

撓み歯車１４の第１高熱伝導材料よりも起振体１２の第２高熱伝導材料の熱伝導率が高いという条件を満たしていれば、他の各高熱伝導材料の熱伝導率の高低関係は特に限定されない。例えば、起振体１２の第２高熱伝導材料は、起振体軸受１８の第３高熱伝導材料よりも熱伝導率が低くともよい。また、規制部材２０の第４高熱伝導材料は、第１高熱伝導材料よりも熱伝導率が低くともよい。

【0047】

同様に、各高熱伝導材料のヤング率の高低関係も特に限定されない。例えば、第１、第３高熱伝導材料は、第２高熱伝導材料よりもヤング率が小さくともよい。

【0048】

被連結部材４０Ａ、４０Ｂを構成する第２樹脂のガラス転移点は特に限定されず、第１樹脂よりも高いガラス転移点であってもよい。

【0049】

以上の実施形態及び変形形態は例示である。これらを抽象化した技術的思想は、実施形態及び変形形態の内容に限定的に解釈されるべきではない。実施形態及び変形形態の内容は、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」との表記を付して強調している。しかしながら、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。

【符号の説明】

【0050】

１０…撓み噛合い式歯車装置、１２…起振体、１４…撓み歯車、１６Ａ、１６Ｂ…噛合歯車、１８…起振体軸受、２０…規制部材、２４…起振体軸。

【図1】

【図2】