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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-14
(45)【発行日】2023-09-25
(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 20060101AFI20230915BHJP
【ＦＩ】
F16H1/32 B
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020036325
(22)【出願日】2020-03-04
(65)【公開番号】P2021139417
(43)【公開日】2021-09-16
【審査請求日】2022-07-13
(73)【特許権者】
【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】100090033
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 博司
(74)【代理人】
【識別番号】100093045
【弁理士】
【氏名又は名称】荒船 良男
(72)【発明者】
【氏名】石塚 正幸
【審査官】畔津 圭介
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１４／０９１５２２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】実開昭４９－０３６３８０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１５－１７５３８８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｈ １／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項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する外歯歯車と、前記外歯歯車と噛合う内歯歯車と、を備えた撓み噛合い式歯車装置であって、前記起振体軸を支持する軸受と、前記軸受の外輪を支持する支持部材と、前記支持部材と前記外輪との間に配置されるスペーサ及びシムと、を有し、
前記支持部材は、前記外輪の外周と対向する外輪配置面と、前記外輪の軸方向端面と対向する軸方向規制面と、を有し、
前記スペーサは、前記シムよりも前記軸方向規制面側に配置され、前記シムよりも軸方向幅が大きく、軸方向から見て前記シムと重なる面積が前記軸方向規制面よりも大きい、
撓み噛合い式歯車装置。
【請求項2】
前記支持部材は、前記外輪配置面のうち前記軸方向規制面側の端部に凹部を有し、前記スペーサは、前記凹部よりも軸方向幅が大きい、
請求項１に記載の撓み噛合い式歯車装置。
【請求項3】
前記シムの内径は、前記スペーサの内径よりも小さい、請求項１又は請求項２に記載の撓み噛合い式歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、撓み噛合い式歯車装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、撓み変形する外歯歯車を備えた撓み噛合い式歯車装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。外歯歯車は、起振体軸受を介して起振体軸が内嵌され、起振体軸が内側で回転することで撓み変形する。起振体軸は、外歯歯車の軸方向両側に配置された軸受を介して軸受ハウジングに支持される。
【0003】
このような撓み噛合い式歯車装置においては、外歯歯車を回転自在とするための軸方向隙間（遊び）を確保するために、軸受間の軸方向距離を調整する必要がある。そこで、軸受と軸受ハウジングの間に調整用のシムを挟む場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第５３３７００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、単純に軸受と軸受ハウジングの間にシムを配置した場合、軸受からのアキシャル荷重等によりシムが変形（摩耗、損傷、破断を含む）するおそれがある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、シムの変形を抑制することを目的とする。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、シムの変形を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、起振体を有する起振体軸と、前記起振体により撓み変形する外歯歯車と、前記外歯歯車と噛合う内歯歯車と、を備えた撓み噛合い式歯車装置であって、
前記起振体軸を支持する軸受と、前記軸受の外輪を支持する支持部材と、前記支持部材と前記外輪との間に配置されるスペーサ及びシムと、を有し、
前記支持部材は、前記外輪の外周と対向する外輪配置面と、前記外輪の軸方向端面と対向する軸方向規制面と、を有し、
前記スペーサは、前記シムよりも前記軸方向規制面側に配置され、前記シムよりも軸方向幅が大きく、軸方向から見て前記シムと重なる面積が前記軸方向規制面よりも大きい構成とした。
前記起振体軸を支持する軸受と、前記軸受の外輪を支持する支持部材と、前記支持部材と前記外輪との間に配置されるスペーサ及びシムと、を有し、
前記支持部材は、前記外輪の外周と対向する外輪配置面と、前記外輪の軸方向端面と対向する軸方向規制面と、を有し、
前記スペーサは、前記シムよりも前記軸方向規制面側に配置され、前記シムよりも軸方向幅が大きく、軸方向から見て前記シムと重なる面積が前記軸方向規制面よりも大きい構成とした。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、シムの変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0010】
［撓み噛合い式歯車装置の構成］
図１は、本発明に係る撓み噛合い式歯車装置１を示す断面図である。
この図に示すように、撓み噛合い式歯車装置１は、筒型の撓み噛合い式歯車装置であり、起振体軸１０、外歯歯車１１、第１内歯歯車３１Ｇ及び第２内歯歯車３２Ｇ、起振体軸受１２、ケーシング３３、第１軸受ハウジング３４、第２軸受ハウジング３５を備える。
図１は、本発明に係る撓み噛合い式歯車装置１を示す断面図である。
この図に示すように、撓み噛合い式歯車装置１は、筒型の撓み噛合い式歯車装置であり、起振体軸１０、外歯歯車１１、第１内歯歯車３１Ｇ及び第２内歯歯車３２Ｇ、起振体軸受１２、ケーシング３３、第１軸受ハウジング３４、第２軸受ハウジング３５を備える。
【0011】
起振体軸１０は、回転軸Ｏ１を中心に回転する中空筒状の軸であり、回転軸Ｏ１に垂直な断面の外形が非円形（例えば楕円状）の起振体１０Ａと、起振体１０Ａの軸方向の両側に設けられた軸部１０Ｂ、１０Ｃとを有する。楕円状は、幾何学的に厳密な楕円に限定されるものではなく、略楕円を含む。軸部１０Ｂ、１０Ｃは、回転軸Ｏ１に垂直な断面の外形が円形の軸である。
なお、以下の説明では、回転軸Ｏ１に沿った方向を「軸方向」、回転軸Ｏ１に垂直な方向を「径方向」、回転軸Ｏ１を中心とする回転方向を「周方向」という。また、軸方向のうち、外部の被駆動部材と連結されて減速された運動を当該被駆動部材に出力する側（図中の左側）を「出力側」といい、出力側とは反対側であって回転運動が入力される側（図中の右側）を「入力側」という。
なお、以下の説明では、回転軸Ｏ１に沿った方向を「軸方向」、回転軸Ｏ１に垂直な方向を「径方向」、回転軸Ｏ１を中心とする回転方向を「周方向」という。また、軸方向のうち、外部の被駆動部材と連結されて減速された運動を当該被駆動部材に出力する側（図中の左側）を「出力側」といい、出力側とは反対側であって回転運動が入力される側（図中の右側）を「入力側」という。
【0012】
外歯歯車１１は、可撓性を有するとともに回転軸Ｏ１を中心とする円筒状の部材であり、外周に歯が設けられている。
【0013】
第１内歯歯車３１Ｇと第２内歯歯車３２Ｇは、回転軸Ｏ１を中心として起振体軸１０の周囲で回転を行う。これら第１内歯歯車３１Ｇと第２内歯歯車３２Ｇは、軸方向に並んで設けられ、外歯歯車１１と噛合している。具体的には、第１内歯歯車３１Ｇ及び第２内歯歯車３２Ｇの一方が、外歯歯車１１の軸方向の中央より片側の歯部に噛合し、他方が、外歯歯車１１の軸方向の中央よりもう一方の片側の歯部に噛合する。
このうち、第１内歯歯車３１Ｇは、第１内歯歯車部材３１の内周部の該当箇所に内歯が設けられて構成される。一方、第２内歯歯車３２Ｇは、第２内歯歯車部材３２の内周部の該当箇所に内歯が設けられて構成される。
このうち、第１内歯歯車３１Ｇは、第１内歯歯車部材３１の内周部の該当箇所に内歯が設けられて構成される。一方、第２内歯歯車３２Ｇは、第２内歯歯車部材３２の内周部の該当箇所に内歯が設けられて構成される。
【0014】
起振体軸受１２は、例えばコロ軸受であり、起振体１０Ａと外歯歯車１１との間に配置される。起振体１０Ａと外歯歯車１１とは、起振体軸受１２を介して相対回転可能となっている。
起振体軸受１２は、外歯歯車１１の内側に嵌入される外輪１２ａと、複数の転動体（コロ）１２ｂと、複数の転動体１２ｂを保持する保持器１２ｃとを有する。
複数の転動体１２ｂは、第１内歯歯車３１Ｇの径方向内方に配置され、周方向に並ぶ第１群の転動体１２ｂと、第２内歯歯車３２Ｇの径方向内方に配置され、周方向に並ぶ第２群の転動体１２ｂとを有する。これらの転動体１２ｂは、起振体１０Ａの外周面と外輪１２ａの内周面とを転走面として転動する。外輪１２ａは、複数の転動体１２ｂの配列に対応して同形状のものが軸方向に二つ並んで設けられている。なお、起振体軸受１２は、起振体１０Ａとは別体の内輪を有してもよい。
起振体軸受１２は、外歯歯車１１の内側に嵌入される外輪１２ａと、複数の転動体（コロ）１２ｂと、複数の転動体１２ｂを保持する保持器１２ｃとを有する。
複数の転動体１２ｂは、第１内歯歯車３１Ｇの径方向内方に配置され、周方向に並ぶ第１群の転動体１２ｂと、第２内歯歯車３２Ｇの径方向内方に配置され、周方向に並ぶ第２群の転動体１２ｂとを有する。これらの転動体１２ｂは、起振体１０Ａの外周面と外輪１２ａの内周面とを転走面として転動する。外輪１２ａは、複数の転動体１２ｂの配列に対応して同形状のものが軸方向に二つ並んで設けられている。なお、起振体軸受１２は、起振体１０Ａとは別体の内輪を有してもよい。
【0015】
起振体軸受１２及び外歯歯車１１の軸方向の両側には、これらに当接して、これらの軸方向の移動を規制する規制部材としてのスペーサリング４１、４２が設けられている。
【0016】
ケーシング３３は、ボルト５１により第１内歯歯車部材３１と連結され、第２内歯歯車３２Ｇの外径側を覆う。ケーシング３３は、内周部に形成された主軸受３８（例えばクロスローラ軸受）の外輪部を有しており、当該主軸受３８を介して第２内歯歯車部材３２を回転自在に支持している。撓み噛合い式歯車装置１が外部の相手装置と接続される際、ケーシング３３と第１内歯歯車部材３１は相手装置（被駆動部材とは異なる固定部材）に共締めにより連結される。
【0017】
第１軸受ハウジング３４は、ボルト５２により第１内歯歯車部材３１と連結され、外歯歯車１１と第１内歯歯車３１Ｇとの噛合い箇所を軸方向の入力側から覆う。第１軸受ハウジング３４は、起振体軸１０の軸部１０Ｂとの間に配置された入力側軸受３６（例えば玉軸受）の外輪３６ａを支持している。つまり、第１軸受ハウジング３４は、入力側軸受３６を介して起振体軸１０を回転自在に支持している。入力側軸受３６の外輪３６ａは、第１軸受ハウジング３４（の後述の外輪配置面３４ａ）に締まり嵌めにより嵌合されている。
また、第１軸受ハウジング３４は、特に限定はされないが、軽量化等の目的で、アルミニウムや樹脂等で構成されている。これらの素材は、鉄鋼系素材からなる入力側軸受３６の外輪３６ａよりも線膨張係数が大きい。
また、第１軸受ハウジング３４は、特に限定はされないが、軽量化等の目的で、アルミニウムや樹脂等で構成されている。これらの素材は、鉄鋼系素材からなる入力側軸受３６の外輪３６ａよりも線膨張係数が大きい。
【0018】
第２軸受ハウジング３５は、ボルト５３により第２内歯歯車部材３２と連結され、外歯歯車１１と第２内歯歯車３２Ｇとの噛合い箇所を軸方向の出力側から覆う。第２軸受ハウジング３５は、起振体軸１０の軸部１０Ｃとの間に配置された出力側軸受３７（例えば玉軸受）の外輪３７ａを支持している。つまり、第２軸受ハウジング３５は、出力側軸受３７を介して起振体軸１０を回転自在に支持している。出力側軸受３７の外輪３７ａは、第２軸受ハウジング３５（の後述の外輪配置面３５ａ）に締まり嵌めにより嵌合されている。撓み噛合い式歯車装置１が外部の相手装置と接続される際、第２軸受ハウジング３５と第２内歯歯車部材３２は、相手装置の被駆動部材に共締めにより連結され、減速された回転を当該被駆動部材に出力する。
また。第２軸受ハウジング３５は、特に限定はされないが、軽量化等の目的で、アルミニウムや樹脂等で構成されている。これらの素材は、鉄鋼系素材からなる出力側軸受３７の外輪３７ａよりも線膨張係数が大きい。
また。第２軸受ハウジング３５は、特に限定はされないが、軽量化等の目的で、アルミニウムや樹脂等で構成されている。これらの素材は、鉄鋼系素材からなる出力側軸受３７の外輪３７ａよりも線膨張係数が大きい。
【0019】
さらに、撓み噛合い式歯車装置１は、シール用のオイルシール４３，４４，４５及びＯリング４６，４７，４８を備える。
オイルシール４３は、軸方向の入力側の端部で、起振体軸１０の軸部１０Ｂと第１軸受ハウジング３４との間に配置され、入力側への潤滑剤の流出を抑制する。オイルシール４４は、軸方向の出力側の端部で、起振体軸１０の軸部１０Ｃと第２軸受ハウジング３５との間に配置され、出力側への潤滑剤の流出を抑制する。オイルシール４５は、ケーシング３３と第２内歯歯車部材３２との間に配置され、この部分からの潤滑剤の流出を抑制する。
Ｏリング４６，４７，４８は、第１内歯歯車部材３１と第１軸受ハウジング３４との間、第１内歯歯車部材３１とケーシング３３との間、第２内歯歯車部材３２と第２軸受ハウジング３５との間にそれぞれ設けられ、これらの間で潤滑剤が移動することを抑制する。
オイルシール４３は、軸方向の入力側の端部で、起振体軸１０の軸部１０Ｂと第１軸受ハウジング３４との間に配置され、入力側への潤滑剤の流出を抑制する。オイルシール４４は、軸方向の出力側の端部で、起振体軸１０の軸部１０Ｃと第２軸受ハウジング３５との間に配置され、出力側への潤滑剤の流出を抑制する。オイルシール４５は、ケーシング３３と第２内歯歯車部材３２との間に配置され、この部分からの潤滑剤の流出を抑制する。
Ｏリング４６，４７，４８は、第１内歯歯車部材３１と第１軸受ハウジング３４との間、第１内歯歯車部材３１とケーシング３３との間、第２内歯歯車部材３２と第２軸受ハウジング３５との間にそれぞれ設けられ、これらの間で潤滑剤が移動することを抑制する。
【0020】
［調整シム］
図２は、図１のＡ部の拡大図である。
この図に示すように、第２軸受ハウジング３５の内周部であって当該第２軸受ハウジング３５と出力側軸受３７の間には、入力側軸受３６と出力側軸受３７の間の軸方向距離を調整するためのシム６１及びスペーサ６２が配置されている。
具体的には、第２軸受ハウジング３５の内周部は、出力側軸受３７の外輪３７ａの外周と対向する外輪配置面３５ａと、外輪配置面３５ａよりも出力側かつ小径であってオイルシール４４の外周と対向するシール配置面３５ｂと、外輪配置面３５ａ及びシール配置面３５ｂの間を連結する段付き面３５ｃとを有している。
段付き面３５ｃは、軸方向に垂直な円環状の平面であり、外輪３７ａの出力側の軸方向端面と対向して、当該外輪３７ａ（出力側軸受３７）の軸方向の移動を規制する軸方向規制面となっている。
また、外輪配置面３５ａのうち出力側の端部（段付き面３５ｃとの連結部）には、ヌスミ（凹部）３５ｄが形成されている。なお、ヌスミ３５ｄに代えて、段付き面３５ｃにまで及ぶ逃げ加工やＲ加工等を施してもよい。ただし、ヌスミ３５ｄの方が、段付き面３５ｃの面積（スペーサ６２との接触面積）を大きく確保しやすい点で、より好ましい。
図２は、図１のＡ部の拡大図である。
この図に示すように、第２軸受ハウジング３５の内周部であって当該第２軸受ハウジング３５と出力側軸受３７の間には、入力側軸受３６と出力側軸受３７の間の軸方向距離を調整するためのシム６１及びスペーサ６２が配置されている。
具体的には、第２軸受ハウジング３５の内周部は、出力側軸受３７の外輪３７ａの外周と対向する外輪配置面３５ａと、外輪配置面３５ａよりも出力側かつ小径であってオイルシール４４の外周と対向するシール配置面３５ｂと、外輪配置面３５ａ及びシール配置面３５ｂの間を連結する段付き面３５ｃとを有している。
段付き面３５ｃは、軸方向に垂直な円環状の平面であり、外輪３７ａの出力側の軸方向端面と対向して、当該外輪３７ａ（出力側軸受３７）の軸方向の移動を規制する軸方向規制面となっている。
また、外輪配置面３５ａのうち出力側の端部（段付き面３５ｃとの連結部）には、ヌスミ（凹部）３５ｄが形成されている。なお、ヌスミ３５ｄに代えて、段付き面３５ｃにまで及ぶ逃げ加工やＲ加工等を施してもよい。ただし、ヌスミ３５ｄの方が、段付き面３５ｃの面積（スペーサ６２との接触面積）を大きく確保しやすい点で、より好ましい。
【0021】
シム６１及びスペーサ６２は、第２軸受ハウジング３５の段付き面３５ｃと、出力側軸受３７の外輪３７ａとの間に、軸方向に重ねて配置される。
このうち、シム６１は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ材）や炭素工具鋼（ＳＫ材）などで構成され、薄い円環板状に形成されている。シム６１は、スペーサ６２と略同一の外径と、スペーサ６２よりも小さい内径とを有しており、スペーサ６２の略全面と接触している。
一方、スペーサ６２は、例えばシム６１と同様にステンレス鋼や炭素工具鋼などで構成されて円環板状に形成され、シム６１よりも段付き面３５ｃ側（出力側）に配置されて当該段付き面３５ｃと当接する。スペーサ６２は、外輪配置面３５ａよりもやや小さい外径と、シール配置面３５ｂよりも小さい内径とを有しており、段付き面３５ｃの略全面と接触している。また、スペーサ６２は、外周側のヌスミ３５ｄ内に脱落することのないよう、ヌスミ３５ｄよりも大きい所定の軸方向幅（厚さ）に形成されている。
このうち、シム６１は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ材）や炭素工具鋼（ＳＫ材）などで構成され、薄い円環板状に形成されている。シム６１は、スペーサ６２と略同一の外径と、スペーサ６２よりも小さい内径とを有しており、スペーサ６２の略全面と接触している。
一方、スペーサ６２は、例えばシム６１と同様にステンレス鋼や炭素工具鋼などで構成されて円環板状に形成され、シム６１よりも段付き面３５ｃ側（出力側）に配置されて当該段付き面３５ｃと当接する。スペーサ６２は、外輪配置面３５ａよりもやや小さい外径と、シール配置面３５ｂよりも小さい内径とを有しており、段付き面３５ｃの略全面と接触している。また、スペーサ６２は、外周側のヌスミ３５ｄ内に脱落することのないよう、ヌスミ３５ｄよりも大きい所定の軸方向幅（厚さ）に形成されている。
【0022】
なお、スペーサ６２の軸方向幅は、少なくともシム６１の軸方向幅よりも大きければよい。つまり、スペーサ６２はシム６１よりも変形しにくいものであればよい。
また、スペーサ６２の径方向の形状・大きさは、軸方向から見てシム６１と重なる面積が段付き面３５ｃよりも大きくなるものであればよい。すなわち、軸方向から見てスペーサ６２とシム６１との重なる面積が、軸方向から見て段付き面３５ｃとシム６１との重なる面積よりも大きければよい。これにより、シム６１がスペーサ６２を介さずに段付き面３５ｃと直接接触する場合に比べ、シム６１の接触面積を増やしてシム６１の面圧を低減できる。さらに、スペーサ６２は、このような形状であれば円環状に限定されない。
また、スペーサ６２の径方向の形状・大きさは、軸方向から見てシム６１と重なる面積が段付き面３５ｃよりも大きくなるものであればよい。すなわち、軸方向から見てスペーサ６２とシム６１との重なる面積が、軸方向から見て段付き面３５ｃとシム６１との重なる面積よりも大きければよい。これにより、シム６１がスペーサ６２を介さずに段付き面３５ｃと直接接触する場合に比べ、シム６１の接触面積を増やしてシム６１の面圧を低減できる。さらに、スペーサ６２は、このような形状であれば円環状に限定されない。
【0023】
シム６１は、上述したように、入力側軸受３６と出力側軸受３７の間の軸方向距離を調整する。より詳しくは、シム６１は、起振体軸１０を支持するハウジング側における入力側軸受３６と出力側軸受３７との間の軸受間距離Ｌ１を調整する（図１参照）。ハウジング側の軸受間距離Ｌ１は、入力側軸受３６の外輪３６ａと軸方向に当接して入力側軸受３６の入力側の軸方向位置を規定する第１軸受ハウジング３４の段付き面３４ｓから、出力側軸受３７の出力側の軸方向位置を規定するスペーサ６２の入力側の端面までの距離である。
実際のシム６１の厚さは、組立時において、軸受間距離Ｌ１が所定の長さとなるように、各部の軸方向寸法を実際に計測して決定される。
これにより、入力側軸受３６と出力側軸受３７の間の軸受間距離Ｌ１を適切な値に調整できる。ひいては、外歯歯車１１を回転自在とするための軸方向隙間（遊び）を適切に確保できるとともに、起振体軸１０の軸方向の移動を好適に抑制できる。
実際のシム６１の厚さは、組立時において、軸受間距離Ｌ１が所定の長さとなるように、各部の軸方向寸法を実際に計測して決定される。
これにより、入力側軸受３６と出力側軸受３７の間の軸受間距離Ｌ１を適切な値に調整できる。ひいては、外歯歯車１１を回転自在とするための軸方向隙間（遊び）を適切に確保できるとともに、起振体軸１０の軸方向の移動を好適に抑制できる。
【0024】
［撓み噛合い式歯車装置の減速動作］
続いて、撓み噛合い式歯車装置１の減速動作について説明する。
モータ等の駆動源により起振体軸１０の回転駆動が行われると、起振体１０Ａの運動が外歯歯車１１に伝わる。このとき、外歯歯車１１は、起振体１０Ａの外周面に沿った形状に規制され、軸方向から見て、長軸部分と短軸部分とを有する楕円形状に撓んでいる。さらに、外歯歯車１１は、固定された第１内歯歯車３１Ｇと長軸部分で噛合っている。このため、外歯歯車１１は起振体１０Ａと同じ回転速度で回転することはなく、外歯歯車１１の内側で起振体１０Ａが相対的に回転する。そして、この相対的な回転に伴って、外歯歯車１１は長軸位置と短軸位置とが周方向に移動するように撓み変形する。この変形の周期は、起振体軸１０の回転周期に比例する。
続いて、撓み噛合い式歯車装置１の減速動作について説明する。
モータ等の駆動源により起振体軸１０の回転駆動が行われると、起振体１０Ａの運動が外歯歯車１１に伝わる。このとき、外歯歯車１１は、起振体１０Ａの外周面に沿った形状に規制され、軸方向から見て、長軸部分と短軸部分とを有する楕円形状に撓んでいる。さらに、外歯歯車１１は、固定された第１内歯歯車３１Ｇと長軸部分で噛合っている。このため、外歯歯車１１は起振体１０Ａと同じ回転速度で回転することはなく、外歯歯車１１の内側で起振体１０Ａが相対的に回転する。そして、この相対的な回転に伴って、外歯歯車１１は長軸位置と短軸位置とが周方向に移動するように撓み変形する。この変形の周期は、起振体軸１０の回転周期に比例する。
【0025】
外歯歯車１１が撓み変形する際、その長軸位置が移動することで、外歯歯車１１と第１内歯歯車３１Ｇとの噛合う位置が回転方向に変化する。ここで、例えば、外歯歯車１１の歯数が１００で、第１内歯歯車３１Ｇの歯数が１０２だとすると、噛合う位置が一周するごとに、外歯歯車１１と第１内歯歯車３１Ｇとの噛合う歯がずれていき、これにより外歯歯車１１が回転（自転）する。上記の歯数であれば、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１１に伝達される。
【0026】
一方、外歯歯車１１は第２内歯歯車３２Ｇとも噛合っているため、起振体軸１０の回転によって外歯歯車１１と第２内歯歯車３２Ｇとの噛合う位置も回転方向に変化する。ここで、第２内歯歯車３２Ｇの歯数と外歯歯車１１の歯数とが同数であるとすると、外歯歯車１１と第２内歯歯車３２Ｇとは相対的に回転せず、外歯歯車１１の回転運動が減速比１：１で第２内歯歯車３２Ｇへ伝達される。これらによって、起振体軸１０の回転運動が減速比１００：２で減速されて、第２内歯歯車部材３２及び第２軸受ハウジング３５へ伝達され、この回転運動が被駆動部材に出力される。
【0027】
ここで、撓み噛合い式歯車装置１では、入力側軸受３６と出力側軸受３７との間の軸受間距離Ｌ１を調整するシム６１が、第２軸受ハウジング３５の段付き面３５ｃとの間にスペーサ６２を介在させている。そして、このスペーサ６２は、シム６１よりも厚く、かつ、軸方向から見てシム６１と重なる面積が段付き面３５ｃよりも大きい。
これにより、シム６１を段付き面３５ｃに直接接触させる場合に比べ、シム６１よりも変形しにくいスペーサ６２を用いてシム６１の面圧を低減できる。したがって、シム６１にアキシャル荷重（例えば、主軸受３８のミスアライメントや外歯歯車１１のトルクによる捩れ変形などに起因する誘起アキシャル荷重）が作用した場合であっても、シム６１の変形（摩耗、損傷、破断を含む）を抑制し、シム６１での調整による適切な軸受間距離Ｌ１を好適に維持できる。
これにより、シム６１を段付き面３５ｃに直接接触させる場合に比べ、シム６１よりも変形しにくいスペーサ６２を用いてシム６１の面圧を低減できる。したがって、シム６１にアキシャル荷重（例えば、主軸受３８のミスアライメントや外歯歯車１１のトルクによる捩れ変形などに起因する誘起アキシャル荷重）が作用した場合であっても、シム６１の変形（摩耗、損傷、破断を含む）を抑制し、シム６１での調整による適切な軸受間距離Ｌ１を好適に維持できる。
【0028】
［本実施形態の技術的効果］
以上のように、本実施形態によれば、第２軸受ハウジング３５と出力側軸受３７の外輪３７ａとの間にスペーサ６２とシム６１が配置されている。スペーサ６２は、シム６１よりも第２軸受ハウジング３５の段付き面３５ｃ側に配置され、シム６１よりも軸方向幅が大きく、軸方向から見てシム６１と重なる面積が段付き面３５ｃよりも大きい。
これにより、シム６１を段付き面３５ｃに直接接触させる場合に比べ、シム６１よりも変形しにくいスペーサ６２を用いてシム６１の面圧を低減できる。したがって、シム６１にアキシャル荷重が作用した場合であっても、シム６１の変形を抑制することができる。
以上のように、本実施形態によれば、第２軸受ハウジング３５と出力側軸受３７の外輪３７ａとの間にスペーサ６２とシム６１が配置されている。スペーサ６２は、シム６１よりも第２軸受ハウジング３５の段付き面３５ｃ側に配置され、シム６１よりも軸方向幅が大きく、軸方向から見てシム６１と重なる面積が段付き面３５ｃよりも大きい。
これにより、シム６１を段付き面３５ｃに直接接触させる場合に比べ、シム６１よりも変形しにくいスペーサ６２を用いてシム６１の面圧を低減できる。したがって、シム６１にアキシャル荷重が作用した場合であっても、シム６１の変形を抑制することができる。
【0029】
また、本実施形態によれば、スペーサ６２の軸方向幅が、外輪配置面３５ａの出力側の端部に形成されたヌスミ（凹部）３５ｄよりも大きいので、スペーサ６２がヌスミ３５ｄ内に脱落することがない。
【0030】
また、本実施形態によれば、第２軸受ハウジング３５が、減速された回転を出力する出力部材であり、第２軸受ハウジング３５の外周側には当該第２軸受ハウジング３５を支持する主軸受３８が配置され、外輪３７ａが締まり嵌めにより第２軸受ハウジング３５に嵌合されている。
そのため、出力部材である第２軸受ハウジング３５にラジアル荷重が作用することで、主軸受３８にミスアライメントが生じ、起振体軸１０を支持している出力側軸受３７にもラジアル荷重が作用してクリープ（軸受ハウジングに対して外輪が相対回転する現象）が発生するおそれがあるところ、本実施形態では外輪３７ａが第２軸受ハウジング３５に締まり嵌めされているため、クリープの発生を抑制できる。
そのため、出力部材である第２軸受ハウジング３５にラジアル荷重が作用することで、主軸受３８にミスアライメントが生じ、起振体軸１０を支持している出力側軸受３７にもラジアル荷重が作用してクリープ（軸受ハウジングに対して外輪が相対回転する現象）が発生するおそれがあるところ、本実施形態では外輪３７ａが第２軸受ハウジング３５に締まり嵌めされているため、クリープの発生を抑制できる。
【0031】
また、本実施形態によれば、第２軸受ハウジング３５が、出力側軸受３７の外輪３７ａよりも線膨張係数が大きい素材で構成されている。そのため、外輪３７ａのクリープが生じやすく、シム６１が損傷しやすいところ、このような構成であっても、スペーサ６２の適用によりシム６１の変形を好適に抑制できる。
【0032】
［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、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、スペーサ６２及びシム６１を出力側軸受３７に対して配置したが、スペーサ６２及びシム６１は、入力側軸受３６及び出力側軸受３７のいずれか一方のみに配置されればよい。つまり、スペーサ６２及びシム６１は、出力側軸受３７と第２軸受ハウジング３５との間に代えて、入力側軸受３６とこれを支持する第１軸受ハウジング３４との間に配置してもよい。
この場合には、各部の形状を軸方向に反転させつつ、出力側軸受３７に配置する場合と同様に構成すればよい。具体的には、図３に示すように、第１軸受ハウジング３４の内周部を、入力側軸受３６の外輪３６ａの外周と対向する外輪配置面３４ａと、外輪配置面３４ａよりも入力側かつ小径であってオイルシール４３の外周と対向するシール配置面３４ｂと、外輪配置面３４ａ及びシール配置面３４ｂの間を連結する段付き面３４ｃとを有する形状とする。外輪配置面３４ａのうち入力側の端部（段付き面３４ｃとの連結部）には、ヌスミ（凹部）３４ｄを形成する。そして、スペーサ６２及びシム６１を、第１軸受ハウジング３４の段付き面３４ｃと、入力側軸受３６の外輪３６ａとの間に、入力側からこの順に重ねて配置すればよい。その他の構成は、上記実施形態の出力側軸受３７に配置する場合と同様に構成すればよい。
このように、スペーサ６２及びシム６１を入力側軸受３６に配置する場合でも、上記実施形態の出力側軸受３７に配置した場合と同様の効果が得られる。また、スペーサ６２及びシム６１は、入力側軸受３６及び出力側軸受３７の両方に配置されてもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、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、スペーサ６２及びシム６１を出力側軸受３７に対して配置したが、スペーサ６２及びシム６１は、入力側軸受３６及び出力側軸受３７のいずれか一方のみに配置されればよい。つまり、スペーサ６２及びシム６１は、出力側軸受３７と第２軸受ハウジング３５との間に代えて、入力側軸受３６とこれを支持する第１軸受ハウジング３４との間に配置してもよい。
この場合には、各部の形状を軸方向に反転させつつ、出力側軸受３７に配置する場合と同様に構成すればよい。具体的には、図３に示すように、第１軸受ハウジング３４の内周部を、入力側軸受３６の外輪３６ａの外周と対向する外輪配置面３４ａと、外輪配置面３４ａよりも入力側かつ小径であってオイルシール４３の外周と対向するシール配置面３４ｂと、外輪配置面３４ａ及びシール配置面３４ｂの間を連結する段付き面３４ｃとを有する形状とする。外輪配置面３４ａのうち入力側の端部（段付き面３４ｃとの連結部）には、ヌスミ（凹部）３４ｄを形成する。そして、スペーサ６２及びシム６１を、第１軸受ハウジング３４の段付き面３４ｃと、入力側軸受３６の外輪３６ａとの間に、入力側からこの順に重ねて配置すればよい。その他の構成は、上記実施形態の出力側軸受３７に配置する場合と同様に構成すればよい。
このように、スペーサ６２及びシム６１を入力側軸受３６に配置する場合でも、上記実施形態の出力側軸受３７に配置した場合と同様の効果が得られる。また、スペーサ６２及びシム６１は、入力側軸受３６及び出力側軸受３７の両方に配置されてもよい。
【0033】
また、上記実施形態では、相手装置の被駆動部材が第２軸受ハウジング３５及び第２内歯歯車部材３２に連結され、相手装置のうち被駆動部材とは異なる固定部材がケーシング３３及び第１内歯歯車部材３１に連結されることとした。しかし、相手装置の被駆動部材がケーシング３３、第１内歯歯車部材３１及び第１軸受ハウジング３４に連結され、相手装置の固定部材が第２軸受ハウジング３５及び第２内歯歯車部材３２に連結されることとしてもよい。つまり、第２軸受ハウジング３５及び第２内歯歯車部材３２を相手装置に固定し、ケーシング３３、第１内歯歯車部材３１及び第１軸受ハウジング３４から出力を取り出すこととしてもよい。
【0034】
また、上記実施形態では、撓み噛合い式歯車装置１として筒型の噛合い式歯車装置を例に挙げて説明した。しかし、本発明は、これに限定されず、例えばカップ型又はシルクハット型の撓み噛合い式歯車装置などにも好適に適用できる。
その他、上記実施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。
その他、上記実施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。
【符号の説明】
【0035】
１ 撓み噛合い式歯車装置
１０ 起振体軸
１０Ａ 起振体
１１ 外歯歯車
３１ 第１内歯歯車部材
３１Ｇ 第１内歯歯車
３２ 第２内歯歯車部材
３２Ｇ 第２内歯歯車
３４ 第１軸受ハウジング（支持部材）
３４ａ 外輪配置面
３４ｃ 段付き面（軸方向規制面）
３４ｄ ヌスミ（凹部）
３５ 第２軸受ハウジング（支持部材）
３５ａ 外輪配置面
３５ｃ 段付き面（軸方向規制面）
３５ｄ ヌスミ（凹部）
３６ 入力側軸受
３６ａ 外輪
３７ 出力側軸受
３７ａ 外輪
３８ 主軸受
６１ シム
６２ スペーサ
Ｌ１ 軸受間距離
Ｏ１ 回転軸
１０ 起振体軸
１０Ａ 起振体
１１ 外歯歯車
３１ 第１内歯歯車部材
３１Ｇ 第１内歯歯車
３２ 第２内歯歯車部材
３２Ｇ 第２内歯歯車
３４ 第１軸受ハウジング（支持部材）
３４ａ 外輪配置面
３４ｃ 段付き面（軸方向規制面）
３４ｄ ヌスミ（凹部）
３５ 第２軸受ハウジング（支持部材）
３５ａ 外輪配置面
３５ｃ 段付き面（軸方向規制面）
３５ｄ ヌスミ（凹部）
３６ 入力側軸受
３６ａ 外輪
３７ 出力側軸受
３７ａ 外輪
３８ 主軸受
６１ シム
６２ スペーサ
Ｌ１ 軸受間距離
Ｏ１ 回転軸
【図1】
【図2】
【図3】