特開 2016-109212 波動歯車装置の可撓性外歯歯車と軸部材の締結構造

(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】特開2016-109212(P2016-109212A)

(43)【公開日】2016年6月20日

(54)【発明の名称】波動歯車装置の可撓性外歯歯車と軸部材の締結構造

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/32 20060101AFI20160523BHJP

   F16H 57/08 20060101ALI20160523BHJP

【ＦＩ】

   F16H1/32 B

   F16H57/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-247410(P2014-247410)

(22)【出願日】2014年12月5日

(71)【出願人】

【識別番号】390040051

【氏名又は名称】株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ

(74)【代理人】

【識別番号】100090170

【弁理士】

【氏名又は名称】横沢 志郎

(72)【発明者】

【氏名】保科 達郎

(72)【発明者】

【氏名】平林 英樹

【テーマコード（参考）】

3J027

3J063

【Ｆターム（参考）】

3J027FA36

3J027GB03

3J027GC07

3J027GC22

3J027GD04

3J027GD12

3J027GE08

3J063AC01

3J063BA04

3J063BB41

3J063CA01

3J063CB06

3J063CD70

3J063XA03

3J063XA11

(57)【要約】

【課題】可撓性外歯歯車のボスと軸部材の間を、ボルト締結のみで十分な伝達トルクを確保でき、双方の部材の芯出しを簡単に行うことのできる締結構造を提供すること。
【解決手段】波動歯車装置の可撓性外歯歯車３のボス７の凸側締結面１２と、出力軸１１の凹側締結面１３とが、第１、第２ピン３１、３２が装着された状態で、ボルトによって同軸に締結固定される。凸側締結面１２は、その直径線を稜線１６として交わる対称な２つの傾斜面によって規定され、凹側締結面１３は、その直径線を谷線１７として交わる対称な２つの傾斜面によって規定される。稜線１６に直交する直径方向に沿って、第１、第２ピン３１、３２が配置される。稜線１６、谷線１８と、これらに直交する方向に延びる第１、第２ピン３１、３２とによって、両締結面１２、１３の間の芯出しが行われる。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

可撓性外歯歯車における剛性のボスの端面に形成した円環状あるいは円形のボス側締結面と、
前記ボスに同軸に締結固定される軸部材の端面に形成した軸側締結面と、
前記ボス側締結面と前記軸側締結面を同軸に当接させた状態で、前記ボスおよび前記軸部材を、これらの中心軸線の方向に締結固定する締結具と、
前記ボス側締結面および前記軸側締結面の間に装着される芯出し用のピンと、
を有しており、
前記ボス側締結面および前記軸側締結面のうちの一方の締結面は、当該締結面の直径線を稜線として所定の角度で交わり、前記稜線および前記中心軸線を含む平面に対して対称な第１および第２傾斜面によって規定される凸側締結面であり、
前記ボス側締結面および前記軸側締結面のうちの他方の締結面は、当該締結面の直径線を谷線として所定の角度で交わり、前記谷線および前記中心軸線を含む平面に対して対称な第３および第４傾斜面によって規定される凹側締結面であり、
前記凸側締結面は、前記稜線に直交する方向に延びる凸面側ピン装着溝を備え、
前記凹側締結面は、前記谷線に直交する方向に延びる凹面側ピン装着溝を備え、
前記凸側締結面および前記凹側締結面は、前記稜線および前記谷線を合わせ、前記凸面側ピン装着溝および前記凹面側ピン装着溝の間に前記ピンを装着した状態で、相互に締結されることを特徴とする波動歯車装置の可撓性外歯歯車と軸部材の締結構造。

【請求項2】

前記ピンには、第１ピンおよび第２ピンが含まれ、
前記凸面側ピン装着溝には、前記中心軸線を中心として対称に形成した第１凸面側ピン装着溝および第２凸面側ピン装着溝が含まれ、
前記凹面側ピン装着溝には、前記中心軸線を中心として対称に形成した第１凹面側ピン装着溝および第２凹面側ピン装着溝が含まれ、
前記第１ピンは、前記第１凸面側ピン装着溝および前記第１凹面側ピン装着溝の間に装着され、
前記第２ピンは、前記第２凸面側ピン装着溝および前記第２凹面側ピン装着溝の間に装着される請求項１に記載の波動歯車装置の可撓性外歯歯車と軸部材の締結構造。

【請求項3】

前記ピンは円柱形状をしており、
前記凸面側ピン装着溝および前記凹面側ピン装着溝のそれぞれは、前記ピンの外径よりも広幅の溝開口部および前記ピンの外径よりも狭い溝底部を備えた溝断面形状をしており、
前記凸面側ピン装着溝と前記凹面側ピン装着溝の間に装着される前記ピンは、前記溝底部の左右一対の開口縁に線接触した状態で、前記中心軸線の方向の両側から、一方の左右一対の前記開口縁と他方の左右一対の前記開口縁の間に挟持される請求項１または２に記載の波動歯車装置の可撓性外歯歯車と軸部材の締結構造。

【請求項4】

前記中心軸線に直交する平面を軸直交平面とすると、前記第１〜第４傾斜面のそれぞれの前記軸直交平面に対する傾斜角度は、２ｄｅｇから１６ｄｅｇでの範囲内の値であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の波動歯車装置の可撓性外歯歯車と軸部材の締結構造。

【請求項5】

前記凸側締結面を規定する前記第１、第２傾斜面の前記傾斜角度は、前記凹側締結面を規定する前記第３、第４傾斜面の前記傾斜角度に比べて、０．５ｄｅｇから１．５ｄｅｇまでの範囲内の角度だけ小さい請求項１ないし４のうちのいずれか一つの項に記載の波動歯車装置の可撓性外歯歯車と軸部材の締結構造。

【請求項6】

剛性内歯歯車と、
可撓性外歯歯車と、
前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて前記剛性内歯歯車にかみ合わせ、両歯車のかみ合い位置を円周方向に移動させる波動発生器と、
を有しており、
前記可撓性外歯歯車は、軸部材に同軸に締結固定されるボスを備え、
前記ボスには請求項１ないし５のうちのいずれか一つの項に記載の締結構造に用いる前記ボス側締結面が形成されていることを特徴とする波動歯車装置。

【請求項7】

剛性内歯歯車と、
可撓性外歯歯車と、
前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて前記剛性内歯歯車にかみ合わせ、両歯車のかみ合い位置を円周方向に移動させる波動発生器と、
前記可撓性外歯歯車に形成したボスに締結具によって同軸に締結固定された軸部材と、を有しており、
前記ボスと前記軸部材は、請求項１ないし５のうちのいずれか一つの項に記載の締結構造によって締結固定されていることを特徴とする波動歯車装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、波動歯車装置において、その可撓性外歯歯車を軸部材に同軸に締結固定するための締結構造に関する。

【背景技術】

【0002】

波動歯車装置として、カップ形状あるいはシルクハット形状の可撓性外歯歯車を備えたものが知られている。波動歯車装置においては、例えば、可撓性外歯歯車が減速回転出力要素とされ、減速回転が可撓性外歯歯車から出力軸に伝達される。また、特許文献１に開示の波動歯車装置では、入力軸から可撓性外歯歯車に伝達された回転が減速されて剛性内歯歯車の側から出力される。

【0003】

可撓性外歯歯車と出力軸、入力軸等の軸部材との間の締結は、可撓性外歯歯車に形成した剛性のボスを、ボルト締結によって、出力軸に同軸に締結固定することによって行われる。例えば、特許文献１においては、可撓性外歯歯車のボスが、押さえ板と入力軸の間に挟まれ、この状態で、ボルトによって入力軸に同軸に締結固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０５−２４８５０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、可撓性外歯歯車と、これに締結固定される軸部材との間に、大きなトルク伝達が必要とされる場合には、ボルトとピンを併用した締結構造が用いられる。ピンを併用した締結構造の場合には、ピン穴を高い加工精度で形成する必要がある等、加工コストが非常に高くなる。

【0006】

本発明の課題は、可撓性外歯歯車のボスと軸部材の間の取り合い寸法（ボスの軸方向長さ）を増加させることなく、ボルト締結のみで十分な伝達トルクを確保できる締結構造を提供することにある。例えば、ボルト締結のみで、ボルト・ピン併用締結の場合と同等以上の伝達トルクを確保できる締結構造を提供することにある。

【0007】

特に、本発明の課題は、可撓性外歯歯車のボスと軸部材の間の取り合い寸法（ボスの軸方向長さ）を増加させることなく、ボルト締結のみで十分な伝達トルクを確保でき、かつ、双方の部材の芯出しを簡単に行うことのできる締結構造を提供することにある。

【0008】

また、本発明の課題は、かかる新たな締結構造を用いて可撓性外歯歯車のボスと軸部材が締結固定された波動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】

【0009】

上記の課題を解決するために、本発明による、波動歯車装置の可撓性外歯歯車と軸部材の締結構造は、
可撓性外歯歯車における剛性のボスの端面に形成した円環状あるいは円形のボス側締結面と、
前記ボスに同軸に締結固定される軸部材の端面に形成した軸側締結面と、
前記ボス側締結面と前記軸側締結面を同軸に当接させた状態で、前記ボスおよび前記軸部材を、これらの中心軸線の方向に締結固定する締結具と、
前記ボス側締結面および前記軸側締結面の間に装着される芯出し用のピンと、
を有しており、
前記ボス側締結面および前記軸側締結面のうちの一方の締結面は、当該締結面の直径線を稜線として所定の角度で交わり、前記稜線および前記中心軸線を含む平面に対して対称な第１および第２傾斜面によって規定される凸側締結面であり、
前記ボス側締結面および前記軸側締結面のうちの他方の締結面は、当該締結面の直径線を谷線として所定の角度で交わり、前記谷線および前記中心軸線を含む平面に対して対称な第３および第４傾斜面によって規定される凹側締結面であり、
前記凸側締結面は、前記稜線に直交する方向に延びる凸面側ピン装着溝を備え、
前記凹側締結面は、前記谷線に直交する方向に延びる凹面側ピン装着溝を備え、
前記凸側締結面および前記凹側締結面は、前記稜線および前記谷線を合わせ、前記凸面側ピン装着溝および前記凹面側ピン装着溝の間に前記ピンを装着した状態で、相互に締結されることを特徴としている。

【0010】

本発明の締結構造では、ボス側締結面および軸側締結面の一方の締結面を、対称な２つの第１、第２傾斜面によって規定される凸側締結面とし、他方の締結面を、対称な２つの第３、第４傾斜面によって規定される凹側締結面としてある。本発明者等の実験によれば、本発明の締結構造は、従来のような軸に直交する平坦面同士をボルトによって締結固定する場合に比べて大きなトルク伝達が可能なことが確認された。

【0011】

また、本発明の締結構造の各締結面の加工はピン穴加工に比べて容易である。よって、従来における軸直交面同士をボルトとピンを併用して締結する場合に比べて、簡単な加工により、ボルト締結の場合よりも大きなトルク伝達が可能な締結構造を実現できる。

【0012】

さらに、本発明の締結構造では、可撓性外歯歯車と軸部材との間で所定のトルクを伝達するために必要とされる軸力が小さくて済む。これらの部材の間の締結用のボルトの本数を少なくでき、あるいは、使用するボルトのサイズを小さくすることができる。よって、双方の部材の締結部分の省スペース化を図ることができる。また、このため、ボスの中心を貫通して延びる中空部が形成されている場合には、ボスの外径を増加させることなく、中空部の径を大きくすることができる。

【0013】

ここで、対称な２つの第１、第２傾斜面によって規定される凸側締結面と、対称な２つの第３、第４傾斜面によって規定される凹側締結面とを同軸となるように合わせた場合に、それらの締結面の芯出しを簡単に行い得ることが望ましい。

【0014】

凸側締結面の第１、第２傾斜面と凹側締結面の第３、第４傾斜面を相互に合わせると、これらの傾斜面の傾斜方向においては、双方の締結面の芯出しが行われる。しかしながら、傾斜方向に直交する方向、すなわち、凸側締結面の稜線の方向（凹側締結面の谷線の方向）においては、双方の締結面を位置決めすることができない。

【0015】

本発明の締結構造においては、双方の締結面には、それらの稜線および谷線に直交する方向に延びるピン装着溝が形成されている。双方の締結面のピン装着溝の間にピンを装着した状態で、双方の締結面を中心軸線の方向から重ね合わせる。これにより、ピンによって、双方の締結面は、これらの締結面を規定している傾斜面の稜線（谷線）に直交する方向における芯出しが行われる。

【0016】

従来においては、締結対象の２部材の回転軸を合わせるために、双方の締結面に、中心軸線の方向から相互にはめ合い可能な凹凸状のはめ合い部を設けている。本発明によれば、締結面の外周側の部分に、このような凹凸状のはめ合い部を設けることなく、双方の締結面の芯出しを行うことができる。換言すると、双方の締結面のみで芯出しが可能になる
。

【0017】

本発明の締結構造においては、前記ピンとして、第１ピンおよび第２ピンを用いることが望ましい。この場合には、前記凸面側ピン装着溝として、前記中心軸線を中心として対称に形成した第１凸面側ピン装着溝および第２凸面側ピン装着溝を用いる。前記凹面側ピン装着溝として、前記中心軸線を中心として対称に形成した第１凹面側ピン装着溝および第２凹面側ピン装着溝を用いる。前記第１ピンは、前記第１凸面側ピン装着溝および前記第１凹面側ピン装着溝の間に装着され、前記第２ピンは、前記第２凸面側ピン装着溝および前記第２凹面側ピン装着溝の間に装着される。

【0018】

また、ピンとしては、一般的に使用される円柱形状のものを用いることができる。この場合には、前記凸面側ピン装着溝および前記凹面側ピン装着溝のそれぞれを、前記ピンの外径よりも広幅の溝開口部および前記ピンの外径よりも狭い溝底部を備えた溝断面形状とし、前記凸面側ピン装着溝と前記凹面側ピン装着溝の間に装着される前記ピンを、前記溝底部の左右一対の開口縁に線接触した状態で、前記中心軸線の方向の両側から、一方の左右一対の前記開口縁と他方の左右一対の前記開口縁の間に挟持すればよい。

【0019】

次に、本発明の締結構造においては、前記中心軸線に直交する平面を軸直交平面とすると、前記第１〜第４傾斜面のそれぞれの前記軸直交平面に対する傾斜角度は、２ｄｅｇから１６ｄｅｇでの範囲内の値であることが望ましい。

【0020】

本発明者等の実験によれば、傾斜角度が２度未満の場合には、伝達トルクを十分に大きくできないことが確認された。すなわち、従来の場合（双方の締結面が軸直交平面に平行な平坦面であり、これらの締結面を、ボルトとピンを併用して締結した場合）に得られる伝達トルクと同等以上の伝達トルクを確保することが困難であることが確認された。

【0021】

逆に、１６ｄｅｇを超える傾斜角度を採用する場合には、このような大きな傾斜角度の傾斜面を備えた締結面を形成するために、可撓性外歯歯車のボスの軸方向寸法（厚さ寸法）が大幅に大きくなってしまい、実用的ではない。傾斜角度を１６ｄｅｇ以下にすることで、締結用の２つの傾斜面を形成するために必要な中心軸線の方向の軸方向寸法を、可撓性外歯歯車のボスにおける通常の厚さ寸法よりも十分に小さくできる。換言すると、伝達トルクを高めるためにボスの軸方向寸法を増加させる必要がない。

【0022】

本発明の締結構造において、前記凸側締結面を規定する前記第１、第２傾斜面の前記傾斜角度は、前記凹側締結面を規定する前記第３、第４傾斜面の前記傾斜角度に比べて、０．５ｄｅｇから１．５ｄｅｇまでの範囲内の値だけ小さいことが望ましい。

【0023】

このように、凸側締結面の傾斜角度を凹側締結面の傾斜角度よりも僅かに小さくすることにより、双方の締結面の接触率を向上させることができる。すなわち、双方の締結面をボルト等の締結具によって軸線方向に締め付けた場合に、凸側締結面の第１、第２傾斜面における傾斜方向の外周縁部分が最初に、凹側締結面の第３、第４傾斜面における傾斜方向の外周縁部分に当接する。ボルト等の締結具の軸力の増加に伴って、双方の締結面の傾斜面が塑性変形して、それらの傾斜方向の外周縁側から中心側に向かって当接領域が広がる。したがって、双方の締結面が確実に軸線方向から締結固定され、伝達トルクの大きな締結構造を確実に形成できる。

【0024】

次に、本発明の波動歯車装置は、剛性内歯歯車と、可撓性外歯歯車と、前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて前記剛性内歯歯車にかみ合わせ、両歯車のかみ合い位置を円周方向に移動させる波動発生器とを有しており、前記可撓性外歯歯車は、軸部材に同軸に締結固定されるボスを備え、前記ボスには上記の締結構造に用いる前記ボス側締結面が形成さ
れていることを特徴としている。

【0025】

また、本発明の波動歯車装置は、剛性内歯歯車と、可撓性外歯歯車と、前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて前記剛性内歯歯車にかみ合わせ、両歯車のかみ合い位置を円周方向に移動させる波動発生器と、前記可撓性外歯歯車に形成したボスに締結具によって同軸に締結固定された軸部材とを有しており、前記ボスと前記軸部材が、上記の締結構造によって締結固定されていることを特徴としている。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明を適用可能な波動歯車装置を示す概略断面図である。

【図2A】図１の可撓性外歯歯車のボスと出力軸の締結構造を示す部分断面図である。

【図2B】図２Ａの可撓性外歯歯車とボスを離した状態を示す説明図である。

【図2C】図２Ａの可撓性外歯歯車のボス側締結面の形状を示す説明図である。

【図3】図２Ｂの丸枠IIIで囲む部分を示す部分拡大断面図である。

【図4】各種の締結構造の伝達トルクを比較した実験結果を示す図表である。

【図5A】締結構造の別の例を示す説明図である。

【図5B】図５Ａのボス側締結面の形状を示す説明図である。

【図6】締結構造の別の例を示す説明図である。

【図7】（ａ１）〜（ａ３）は、本発明を適用した締結構造における凹側締結面の部分を示す側面図、平面図および斜視図であり、（ｂ１）〜（ｂ３）は凸側締結面の部分を示す側面図、平面図および斜視図であり、（ｃ）は（ｂ２）のＣ−Ｃ線で切断した部分の部分断面図である。

【図8】図７に示す凸側締結面の部分と凹側締結面の部分を重ね合わせた状態を、凹側締結面の部分の半分を切り取って示す斜視図である。

【図9】凸面側装着溝にピンを装着した締結前の状態、および、凸面側装着溝および凹面側装着溝の間にピンが装着された締結後の状態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

［基本締結構造］
まず、本発明を適用可能な締結構造（以下、「基本締結構造」という。）を説明する。

【0028】

図１は、基本締結構造を備えた波動歯車装置の一例を示す概略構成図である。波動歯車装置１は、円環状の剛性内歯歯車２と、この内側に同軸に配置したカップ形状の可撓性外歯歯車３と、この内側に配置した楕円状輪郭の波動発生器４とを備えている。カップ形状の可撓性外歯歯車３は、半径方向に撓み可能な円筒状胴部５と、この円筒状胴部５の一方の端から半径方向に内側に延びる円環状のダイヤフラム６と、ダイヤフラム６の内周縁に一体形成した円環状の剛性のボス７とを備えている。円筒状胴部５の他方の開口端の側の外周面部分には外歯８が形成され、当該外歯８は剛性内歯歯車２の内歯９とかみ合い可能である。

【0029】

可撓性外歯歯車３の外歯８の部分は、その内側に嵌め込まれている波動発生器４によって楕円状に撓められ、楕円形状の長軸方向の両端に位置する外歯８が内歯９にかみ合っている。波動発生器４は、モーター等の不図示の駆動源によって回転駆動される。波動発生器４が回転すると、両歯車２、３のかみ合い位置が円周方向に移動する。両歯車の歯数差は２ｎ（ｎは正の整数）に設定されている。

【0030】

波動発生器４が１回転すると、歯数差に対応する角度だけ、両歯車２、３の間に相対回転が生じる。例えば、剛性内歯歯車２を回転しないように固定しておくと、可撓性外歯歯車３が減速回転出力要素となって、ここから減速回転が出力される。可撓性外歯歯車３のボス７には同軸に出力軸１１が、押さえ部材１４とボルト１５によって、締結固定されて
おり、減速回転が出力軸１１から不図示の被駆動部材に伝達される。

【0031】

図２Ａは可撓性外歯歯車３のボス７と出力軸１１の基本締結構造を示す部分断面図であり、図２Ｂは可撓性外歯歯車３と出力軸１１を離した状態で示す説明図であり、図２Ｃはボス７に形成したボス側締結面を示す説明図である。また、図３は図２Ｂの丸枠IIIの部分を取り出して示す部分拡大図である。

【0032】

これらの図を参照して説明すると、本例のボス７と出力軸１１の基本締結構造は、ボス７の外側の円環状の端面に形成したボス側締結面１２と、出力軸１１の軸端面に形成した軸側締結面１３と、円盤状の押さえ部材１４と、複数本の締結用のボルト１５から構成される。

【0033】

ボス７は、押さえ部材１４と出力軸１１との間に挟まれ、押さえ部材１４の側から装着した複数本のボルト１５によって、出力軸１１の側に締結固定されている。これにより、ボス側締結面１２が軸側締結面１３に同軸に当接した状態で相互に締結されている。

【0034】

ボス側締結面１２は、図２Ｂ、図２Ｃに示すように、当該ボス側締結面１２の直径線１６を稜線として所定の角度で交わる第１傾斜面１２ａおよび第２傾斜面１２ｂによって規定される凸側締結面である。第１、第２傾斜面１２ａ、１２ｂは、直径線１６（稜線）および中心軸線１ａを含む平面に対して対称な半円筒形の傾斜面である。（なお、図２Ｃにおいては、ボルト挿入穴を省略してある。）

【0035】

これに対して、軸側締結面１３は、図２Ｂに示すように、ボス側締結面１２と略相補的な形状をした凹側締結面であり、軸側締結面１３の直径線１７を谷線として所定の角度で交わる第３傾斜面１３ａおよび第４傾斜面１３ｂによって規定される凹側締結面である。第３、第４傾斜面１３ａ、１３ｂは、直径線１７（谷線）および中心軸線１ａを含む平面に対して対称な半円形の傾斜面である。

【0036】

ここで、ボス７は、図３に示すように、中心軸線１ａの方向の外側の端面がボス側締結面１２とされ、反対側の内側の端面７ａはダイヤフラム６の端面６ａから連続して延びている平坦面である。この端面７ａは、中心軸線１ａに直交する方向に延びている面である。以下に述べるように、各傾斜面１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂの傾斜角度が小さな値に設定されており、ボス側締結面１２における中心軸線１ａの方向の軸方向寸法Ｌ（１２）は、図３に示すように、ボス７の中心軸線１ａの方向の最大厚さ寸法Ｌ（７）に比べて十分に小さい。

【0037】

ボス側締結面１２の第１傾斜面１２ａの傾斜角度は、中心軸線１ａに直交する軸直交平面１８に対して、２ｄｅｇから１６ｄｅｇまでの範囲内の値に設定される。したがって、第１傾斜面１２ａと対称な第２傾斜面１２ｂは逆方向に同一の傾斜角度で傾斜している。

【0038】

軸側締結面１３の第３傾斜面１３ａは、第１傾斜面１２ａと同一方向に傾斜しており、その傾斜角度θ（１３ａ）も、軸直交平面１８に対して、２ｄｅｇから１６ｄｅｇまでの範囲内の値に設定される。第３傾斜面１３ａと対称な第４傾斜面１３ｂは逆方向に同一の傾斜角度で傾斜している。

【0039】

本例においては、図３に示すように、凸側締結面であるボス側締結面１２の第１、第２傾斜面１２ａ、１２ｂの傾斜角度は、他方の凹側締結面である軸側締結面１３の第３、第４傾斜面１３ａ、１３ｂの傾斜角度に対して、１ｄｅｇ±０．５ｄｅｇの範囲内の角度Δθだけ小さい。

【0040】

次に、出力軸１１には、図２Ｂに示すように、軸側締結面１３に開口するボルト穴１９が円周方向に一定のピッチで形成されている。図２Ａ、図２Ｂに示すように、ボス７および押さえ部材１４には、それぞれ、ボルト挿通穴２０、２１が円周方向にボルト穴１９と同一のピッチで形成されている。これらの三部材１１、７、１４を同軸に重ね、押さえ部材１４の側からボルト１５を締結することで、ボス７と出力軸１１とが締結固定される。

【0041】

この構成の基本締結構造においては、ボス側締結面１２の第１、第２傾斜面１２ａ、１２ｂおよび軸側締結面１３の第３、第４傾斜面１３ａ、１３ｂの傾斜角度を大きくすると、それに伴って、伝達トルクも大きくなる。本発明者等の実験によれば、傾斜角度を２ｄｅｇ以上にすれば、従来の締結構造と同等以上の大きさのトルクを伝達可能なことが確認された。すなわち、ボス側締結面１２、軸側締結面１３を、中心軸線１ａに直交する平坦面とし、ボルトおよびピンを併用して、ボス７と出力軸１１とを締結固定した場合に得られる伝達トルクと同等以上のトルクを伝達可能である。

【0042】

一方、傾斜角度を大きくすると、それに伴って、ボス側締結面１２の軸方向寸法Ｌ（１２）が大きくなり、ボス７の厚さも増やす必要がある。この結果、ボス７と出力軸１１の締結部分の取り合い寸法が大きくなってしまう。一般的に用いられているカップ形状（あるいはシルクハット形状）の可撓性外歯歯車３のボス７の厚さ寸法を考慮すると、傾斜角度θ（１２ａ）、θ（１３ａ）は、１６ｄｅｇ以下にすることが実用的である。

【0043】

図４は、本例の基本締結構造の伝達トルクを他の構成の締結構造と比較した実験結果の一例を示す図表である。波動歯車装置ＡおよびＢのそれぞれについて、異なる締結構造を備えている場合の伝達トルクを測定した。図において、「ボルト締結」とは、ボス側締結面１２および軸側締結面１３を共に中心軸線１ａに直交する平坦面とし、ボルトのみを用いて、双方の面を締結固定した場合である。「ボルト＋ピン締結」とは、ボス側締結面１２および軸側締結面１３を共に中心軸線１ａに直交する平坦面とし、ボルトとピンを併用して双方の面を締結固定した場合である。「２凸凹面」とは、本例の基本締結構造の場合であり、傾斜角度θ（１２ａ）を５．９ｄｅｇとし、傾斜角度θ（１３ａ）を６．０ｄｅｇとしてある。

【0044】

それぞれの場合について他の条件を同一として実験を行ったところ、図に示すように、本例の基本締結構造によって、ボルトとピンを併用した場合と同様な伝達トルクが得られることが確認された。

【0045】

図５Ａは上記の基本締結構造の別の例を示す説明図であり、図５Ｂはそのボス側締結面を示す説明図である。これらの図に示す例では、可撓性外歯歯車３Ａの円環状のボス７Ａに形成したボス側締結面１２Ａを凹側締結面とし、軸部材１１Ａの軸側締結面１３Ａを凸側締結面としてある。

【0046】

図６は基本締結構造の更に別の例を示す説明図である。この図に示す例では、可撓性外歯歯車３Ｂのボス７Ｂのボス側締結面１２Ｂが、半円筒形状をした対称な２つの傾斜面からなる凸側締結面であり、軸部材１１Ｂの軸側締結面１３Ｂが半円筒形状をした対称な２つの傾斜面からなる凹側締結面である。ボス側締結面１２Ｂと軸側締結面１３Ｂとは、押さえ部材１４Ｂおよびボルト１５Ｂによって締結固定されている。ボルト１５Ｂは、押さえ部材１４Ｂ、ボス７Ｂおよび軸部材１１Ｂに対して、同軸に締結固定されている。

【0047】

なお、図示の各例においては、第１〜第４傾斜面が平坦な傾斜面としてある。例えば、ボス側締結面を凸側締結面とし、凸曲面からなる第１、第２傾斜曲面によって規定し、軸側締結面を凹側締結面とし、凹曲面からなる第３、第４傾斜曲面によって規定することも可能である。この場合には、各締結面における傾斜方向における外周縁端と直径線とを含
む傾斜平面と、軸直交平面とのなす傾斜角度を、２ｄｅｇ〜１６ｄｅｇの範囲内の値となるようにすればよい。

【0048】

［本発明による締結構造の実施の形態］
図７（ａ１）〜（ａ３）は、本発明を適用した締結構造における凹側締結面の部分を示す側面図、平面図および斜視図であり、図７（ｂ１）〜（ｂ３）は凸側締結面の部分を示す側面図、平面図および斜視図であり、図７（ｃ）は図７（ｂ２）のＣ−Ｃ線で切断した部分の部分断面図である。図８は、図７に示す凸側締結面の部分と凹側締結面の部分を重ね合わせた状態を、凹側締結面の部分の半分を切り取って示す斜視図である。

【0049】

これらの図に示す締結構造は、図１〜図４に示す基本締結構造に本発明を適用した場合の例であり、当該締結構造における凸側締結面および凹側締結面を示している。図１〜図４に示す基本締結構造における各部分に対応する部分には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。

【0050】

本例の締結構造は、可撓性外歯歯車３における剛性のボス７の端面に形成した円環状のボス側締結面である凸側締結面１２と、ボス７に同軸に締結固定される出力軸１１（軸部材）端面に形成した軸側締結面である凹側締結面１３と、凸側締結面１２および凹側締結面１３を同軸に当接させた状態で、これらを中心軸線１ａの方向に締結固定する複数本のボルト（図示せず）と、凸側締結面１２および凹側締結面１３の間に装着される芯出し用の２本の細長い円柱形状の第１ピン３１および第２ピン３２とを有している。なお、実際の締結においては、図１〜図４の例の場合と同様に、押さえ部材１４も用いられるが、図７、図８においては省略してある。

【0051】

凸側締結面１２は、当該締結面１２の一本の直径線に沿った線を稜線１６として所定の角度で交わり、当該稜線１６および中心軸線１ａを含む平面に対して対称な第１、第２傾斜面１２ａ、１２ｂによって規定される。凹側締結面１３は、当該締結面１３の一本の直径線に沿った線を谷線１７として所定の角度で交わり、谷線１７および中心軸線１ａを含む平面に対して対称な第３および第４傾斜面１３ａ、１３ｂによって規定される。

【0052】

ここで、凸側締結面１２には、稜線１６に直交する直径線に沿った方向に延びる第１凸面側ピン装着溝４１および第２凸面側ピン装着溝４２が形成されている。同様に、凹側締結面１３においても、谷線１７に直交する直径線に沿った方向に延びる第１凹面側ピン装着溝５１および第２凹面側ピン装着溝５２が形成されている。図８に示すように、凸側締結面１２および凹側締結面１３は、稜線１６および谷線１７を合わせ、第１、第２凸面側ピン装着溝４１、４２および第１、第２凹面側ピン装着溝５１、５２の間に、それぞれ第１、第２ピン３１、３２を装着した状態で、相互にボルトによって締結固定される。

【0053】

さらに詳しく説明すると、第１、第２凸面側ピン装着溝４１、４２は、中心軸線１ａを中心として対称に形成した直線状に延びる一定幅、一定深さの溝である。同様に、第１、第２凹面側ピン装着溝５１、５２も、中心軸線１ａを中心として対称に形成した一定幅で直線状に延びる一定幅、一定深さの溝である。第１、第２凸面側ピン装着溝４１、４２と、第１、第２凹面側ピン装着溝５１、５２は、中心軸線を通る直径方向における対応する位置に形成されている。本例では、第１、第２凸面側ピン装着溝４１、４２、第１、第２凹面側ピン装着溝５１、５２は、共に、同一形状、大きさの溝であるので、以下に、第１凸面側ピン装着溝４１、第１凹面側ピン装着溝５１、第１ピン３１について説明する。

【0054】

図９（ａ）は第１凸面側ピン装着溝４１に第１ピン３１を装着した締結前の状態を示す説明図であり、図９（ｂ）は第１凸面側ピン装着溝４１と第１凹面側ピン装着溝５１の間の第１ピン３１が装着された締結後の状態を示す説明図である。

【0055】

図７（ｃ）、図９（ａ）から分かるように、第１凸面側ピン装着溝４１は、第１ピン３１の外径よりも広幅の矩形の溝開口部４１ａと、第１ピン３１の外径よりも狭い矩形の溝底部４１ｂを備えた溝断面形状をしている。例えば、第１ピン３１を第１凸面側ピン装着溝４１に装着すると、図７（ｃ）、図９（ａ）に示すように、第１ピン３１の円形外周面は、溝底部４１ｂの両側の開口縁４１ｃ、４１ｄによって、線接触した状態で支持される。

【0056】

図８、図９（ｂ）に示すように、ボス側の第１凸面側ピン装着溝４１と出力軸側の第１凹面側ピン装着溝５１の間に装着される第１ピン３１は、中心軸線１ａの方向の両側から、第１凸面側ピン装着溝４１の左右の開口縁４１ｃ、４１ｄと、第１凹面側ピン装着溝５１の溝底部の左右の開口縁５１ｃ、５１ｄ（図示せず）との間に、ガタツキなく、挟持された状態になる。

【0057】

すなわち、図９（ａ）に示すように、装着溝４１から第１ピン３１が半分以上突出する。第１ピン３１を挟み、ボス７および出力軸１１を締結すると、図９（ｂ）に示すように、各装着溝４１、５１の開口縁４１ｃ、４１ｄ、５１ｃ、５１ｄが斜線で示すように塑性変形することで、第１ピン３１の位置が固定され、第１ピンによる位置決めが行われる。また、開口縁の塑性変形した部分は、装着溝４１に十分な逃げ部（広幅の溝開口部４１ａ、５１ａ）が確保されているので、相手側の締結面に干渉することがない。

【0058】

この締結状態においては、双方の締結面１２、１３の間において、それらの稜線１６と谷線１７によって、これらの線１６、１７に直交する方向の位置決めが行われる。また、稜線１６（谷線１７）に直交する直径線の方向に装着される第１、第２ピン３１、３２によって、稜線１６（谷線１７）の方向の位置決めが行われる。これら直交する二方向の位置決めが行われるので、双方の締結面１２、１３の中心軸線１ａが一致した芯出し状態が形成される。

【符号の説明】

【0059】

１ 波動歯車装置、１ａ 中心軸線、２ 剛性内歯歯車、３ 可撓性外歯歯車、４ 波動発生器、５ 円筒状胴部、６ ダイヤフラム、６ａ 端面、７ ボス、７ａ 端面、８ 外歯、９ 内歯、１１ 出力軸、１２ ボス側締結面（凸側締結面）、１２ａ 第１傾斜面、１２ｂ 第２傾斜面、１３ 軸側締結面（凹側締結面）、１３ａ 第３傾斜面、１３ｂ 第４傾斜面、１４ 押さえ部材、１５ ボルト（締結具）、１６ 直径線（稜線）、１７ 直径線（谷線）、１８ 軸直交平面、１９ ボルト穴、２０ ボルト挿通穴、２１
ボルト挿通穴、
３Ａ 可撓性外歯歯車、７Ａ ボス、１１Ａ 軸部材、１２Ａ ボス側締結面、１３Ａ 軸側締結面、
３Ｂ 可撓性外歯歯車、７Ｂ ボス、１１Ｂ 軸部材、１２Ｂ ボス側締結面、１３Ｂ 軸側締結面、１４Ｂ 押さえ部材、１５Ｂ ボルト、
３１ 第１ピン、３２ 第２ピン、４１ 第１凸面側ピン装着溝、４１ａ 溝開口部、４１ｂ 溝底部、４１ｃ 開口縁、４１ｄ 開口縁、４２ 第２凸面側ピン装着溝、５１ 第１凹面側ピン装着溝、５１ａ 溝開口部、５１ｃ 開口縁、５１ｄ 開口縁、５２ 第２凹面側ピン装着溝

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】