(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】P2022096226
(43)【公開日】2022-06-29
(54)【発明の名称】減速機構
(51)【国際特許分類】
F16H 1/32 20060101AFI20220622BHJP
【ＦＩ】
F16H1/32 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020209210
(22)【出願日】2020-12-17
(71)【出願人】
【識別番号】503405689
【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100126664
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 慎吾
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(72)【発明者】
【氏名】牧角 知祥
【テーマコード（参考）】
3J027
【Ｆターム（参考）】
3J027GB03
3J027GC06
3J027GC08
3J027GC22
3J027GD04
3J027GD07
3J027GD08
3J027GD12
3J027GD13
(57)【要約】
【課題】継続的に適正に動作させることができる減速機構を提供する。
【解決手段】平面部３ａ、及び平面部３ａに設けられた円筒ころ１０を有する固定歯車３と、軸方向で平面部３ａと対向し、軸方向に弾性変形する平面部４ａ、及び平面部４ａに設けられ中心軸を中心として環状に配置された歯部１４を有する可撓性歯車４と、中心軸回りに回転し、平面部４ａを平面部３ａに向かって押し付けることで円筒ころ１０に対して歯部１４を噛み合わせる押圧部５と、を備え、円筒ころ１０は、平面部３ａに対して周方向に移動不能、かつ径方向を軸として転動可能に設けられている。
【選択図】図３
【解決手段】平面部３ａ、及び平面部３ａに設けられた円筒ころ１０を有する固定歯車３と、軸方向で平面部３ａと対向し、軸方向に弾性変形する平面部４ａ、及び平面部４ａに設けられ中心軸を中心として環状に配置された歯部１４を有する可撓性歯車４と、中心軸回りに回転し、平面部４ａを平面部３ａに向かって押し付けることで円筒ころ１０に対して歯部１４を噛み合わせる押圧部５と、を備え、円筒ころ１０は、平面部３ａに対して周方向に移動不能、かつ径方向を軸として転動可能に設けられている。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軸線方向と直交する第１平面部、及び前記第１平面部に設けられ前記軸線を中心として環状に配置された複数の第１歯部を有する第１歯車と、
前記軸線方向で前記第１平面部と対向し、前記軸線方向に弾性変形する第２平面部、及び前記第２平面部に設けられ前記軸線を中心として環状に配置された第２歯部を有する第２歯車と、
前記軸線回りに回転し、前記第２平面部を前記第１平面部に向かって押し付けることで前記第１歯部に対して前記第２歯部を噛み合わせる押圧部と、
を備え、
前記第１歯部及び前記第２歯部の少なくともいずれか一方は、他方と噛み合わされる複数の転動体からなり、
前記転動体は、前記第１歯車及び前記第２歯車の周方向に直交する径方向を軸として転動可能に設けられている
減速機構。
前記軸線方向で前記第１平面部と対向し、前記軸線方向に弾性変形する第２平面部、及び前記第２平面部に設けられ前記軸線を中心として環状に配置された第２歯部を有する第２歯車と、
前記軸線回りに回転し、前記第２平面部を前記第１平面部に向かって押し付けることで前記第１歯部に対して前記第２歯部を噛み合わせる押圧部と、
を備え、
前記第１歯部及び前記第２歯部の少なくともいずれか一方は、他方と噛み合わされる複数の転動体からなり、
前記転動体は、前記第１歯車及び前記第２歯車の周方向に直交する径方向を軸として転動可能に設けられている
減速機構。
【請求項2】
前記第１歯部及び前記第２歯部のいずれか一方は、他方と噛み合わされる複数の転動体からなり、
前記第１歯部及び前記第２歯部のいずれか他方の歯底は、前記転動体の形状に対応する円弧状に形成されている
請求項１に記載の減速機構。
前記第１歯部及び前記第２歯部のいずれか他方の歯底は、前記転動体の形状に対応する円弧状に形成されている
請求項１に記載の減速機構。
【請求項3】
前記第１歯部及び前記第２歯部のいずれか他方の歯先は、円弧状に形成されている
請求項２に記載の減速機構。
請求項２に記載の減速機構。
【請求項4】
前記第１歯車に前記転動体を設けた
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の減速機構。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の減速機構。
【請求項5】
前記押圧部は、
前記径方向に延びる支持軸と、
前記支持軸に回転自在に支持され、前記第２平面部を前記第１平面部に向かって押し付けるローラと、
を備える
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の減速機構。
前記径方向に延びる支持軸と、
前記支持軸に回転自在に支持され、前記第２平面部を前記第１平面部に向かって押し付けるローラと、
を備える
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の減速機構。
【請求項6】
前記押圧部はカムを備え、
前記カムは、
前記軸線回りに回転する板部と、
前記板部から前記第２歯車に向かって突出し、前記第２平面部を前記第１平面部に向かって押し付ける凸部と、
を有する
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の減速機構。
前記カムは、
前記軸線回りに回転する板部と、
前記板部から前記第２歯車に向かって突出し、前記第２平面部を前記第１平面部に向かって押し付ける凸部と、
を有する
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の減速機構。
【請求項7】
前記第２歯車と前記カムとの間に設けられ、前記軸線を中心として環状に設けられたスラストころ軸受を備える
請求項６に記載の減速機構。
請求項６に記載の減速機構。
【請求項8】
前記第２歯車及び前記凸部の少なくともいずれかの対向面に設けられ、前記第２歯車と前記凸部との接触抵抗を低減する抵抗低減層を有する
請求項６又は請求項７に記載の減速機構。
請求項６又は請求項７に記載の減速機構。
【請求項9】
前記第２歯車は、前記第２平面部から前記軸線と同軸上に突出して設けられたシャフトを有する
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の減速機構。
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の減速機構。
【請求項10】
軸線方向と直交する第１平面部、及び前記第１平面部に設けられ前記軸線を中心として環状に配置された複数の第１歯部を有する第１歯車と、
前記軸線方向で前記第１平面部と対向するとともに前記軸線方向に弾性変形する第２平面部、及び前記第２平面部に設けられ前記軸線を中心として環状に配置された第２歯部を有する第２歯車と、
前記軸線回りに回転し、前記第２平面部を前記第１平面部に向かって押し付けることで前記第１歯部に対して前記第２歯部を噛み合わせる押圧部と、
を備え、
前記第１歯部は、保持器によって前記第１平面部に対する周方向への移動が規制され、前記第１平面部の周方向に直交する径方向を軸として転動可能に設けられた円筒ころであり、
前記第２歯部の歯底は、前記円筒ころの形状に対応する円弧状に形成されており、
前記第２歯部の歯先は、円弧状に形成されており、
前記押圧部は、
前記径方向に延びる支持軸と、
前記支持軸に回転自在に支持されたローラと、
を有する
減速機構。
前記軸線方向で前記第１平面部と対向するとともに前記軸線方向に弾性変形する第２平面部、及び前記第２平面部に設けられ前記軸線を中心として環状に配置された第２歯部を有する第２歯車と、
前記軸線回りに回転し、前記第２平面部を前記第１平面部に向かって押し付けることで前記第１歯部に対して前記第２歯部を噛み合わせる押圧部と、
を備え、
前記第１歯部は、保持器によって前記第１平面部に対する周方向への移動が規制され、前記第１平面部の周方向に直交する径方向を軸として転動可能に設けられた円筒ころであり、
前記第２歯部の歯底は、前記円筒ころの形状に対応する円弧状に形成されており、
前記第２歯部の歯先は、円弧状に形成されており、
前記押圧部は、
前記径方向に延びる支持軸と、
前記支持軸に回転自在に支持されたローラと、
を有する
減速機構。
【請求項11】
軸線方向と直交する第１平面部、及び前記第１平面部に設けられ前記軸線を中心として環状に配置された複数の第１歯部を有する第１歯車と、
前記軸線方向で前記第１平面部と対向するとともに前記軸線方向に弾性変形する第２平面部、及び前記第２平面部に設けられ前記軸線を中心として環状に配置された第２歯部を有する第２歯車と、
前記軸線回りに回転し、前記第２平面部を前記第１平面部に向かって押し付けることで前記第１歯部に対して前記第２歯部を噛み合わせる押圧部と、
前記第２歯車と前記押圧部との間に設けられ、前記軸線を中心として環状に設けられたスラストころ軸受と、
を備え、
前記第１歯部は、保持器によって前記第１平面部に対する周方向への移動が規制され、前記第１平面部の周方向に直交する径方向を軸として転動可能に設けられた円筒ころであり、
前記第２歯部の歯底は、前記円筒ころの形状に対応する円弧状に形成されており、
前記第２歯部の歯先は、円弧状に形成されており、
前記押圧部はカムであり、
前記カムは、
前記軸線回りに回転する板部と、
前記板部から前記第２歯車に向かって突出する凸部と、
を有する
減速機構。
前記軸線方向で前記第１平面部と対向するとともに前記軸線方向に弾性変形する第２平面部、及び前記第２平面部に設けられ前記軸線を中心として環状に配置された第２歯部を有する第２歯車と、
前記軸線回りに回転し、前記第２平面部を前記第１平面部に向かって押し付けることで前記第１歯部に対して前記第２歯部を噛み合わせる押圧部と、
前記第２歯車と前記押圧部との間に設けられ、前記軸線を中心として環状に設けられたスラストころ軸受と、
を備え、
前記第１歯部は、保持器によって前記第１平面部に対する周方向への移動が規制され、前記第１平面部の周方向に直交する径方向を軸として転動可能に設けられた円筒ころであり、
前記第２歯部の歯底は、前記円筒ころの形状に対応する円弧状に形成されており、
前記第２歯部の歯先は、円弧状に形成されており、
前記押圧部はカムであり、
前記カムは、
前記軸線回りに回転する板部と、
前記板部から前記第２歯車に向かって突出する凸部と、
を有する
減速機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、減速機構に関する。
【背景技術】
【0002】
減速機構として、高い減速比を有する波動歯車が知られている。波動歯車の中には、スラスト方向で歯部同士の噛み合わせを変化させる構造のものがある。この種の波動歯車は、例えば軸線方向に延びる入力軸及び出力軸と、入力軸に設けられた回転押圧部材と、出力軸に設けられた可撓性を有する可撓性歯車と、可撓性歯車と軸線方向において対向する固定歯車と、を備える。
【0003】
回転押圧部材が可撓性歯車上を軸線回りに回転することにより、固定歯車に向かって可撓性歯車の一部が押圧される。これにより、固定歯車と可撓性歯車とが噛み合わされる。回転押圧部材の回転に伴って固定歯車と可撓性歯車との噛み合い箇所がずれ、固定歯車に対して可撓性歯車が軸線回りに回転される。これにより、入力軸の回転に対して出力軸の回転が減速される。
【0004】
ここで、可撓性歯車の回転押圧部材によって押圧されていない箇所は、可撓性歯車の復元力（弾性力）によって固定歯車から離間する。これによって、固定歯車と可撓性歯車との噛み合いが解除されるので、回転押圧部材の回転に伴う固定歯車と可撓性歯車との噛み合い箇所のずれ動作がスムーズに行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２０－３０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述の従来技術では、固定歯車と可撓性歯車との噛み合い解除を、可撓性歯車の復元力に依存している。このため、可撓性歯車は、固定歯車に対して常に適正に噛み合い解除できる強度が必要である。例えば、固定歯車と可撓性歯車との噛み合い抵抗が大きかったり可撓性歯車の経年劣化等により復元力が弱まったりすると減速機構が適正に動作しなくなってしまう可能性があった。
【0007】
本発明は、継続的に適正に動作させることができる減速機構を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様に係る減速機構は、軸線方向と直交する第１平面部、及び前記第１平面部に設けられ前記軸線を中心として環状に配置された複数の第１歯部を有する第１歯車と、前記軸線方向で前記第１平面部と対向し、前記軸線方向に弾性変形する第２平面部、及び前記第２平面部に設けられ前記軸線を中心として環状に配置された第２歯部を有する第２歯車と、前記軸線回りに回転し、前記第２平面部を前記第１平面部に向かって押し付けることで前記第１歯部に対して前記第２歯部を噛み合わせる押圧部と、を備え、前記第１歯部及び前記第２歯部の少なくともいずれか一方は、他方と噛み合わされる複数の転動体からなり、前記転動体は、前記第１歯車及び前記第２歯車の周方向に直交する径方向を軸として転動可能に設けられている。
【0009】
このように、第１歯部及び第２歯部の少なくともいずれか一方を転動体で構成した。このため、第１歯部と第２歯部との噛み合い箇所がずれる際、第１歯部と第２歯部とが噛み合っていない箇所では、転動体が回転して第１歯部に対して第２歯部が乗り上げやすくなる。したがって、第２平面部の復元力によらず、第１歯部と第２歯部との噛み合いを解除できる。この結果、第２歯車の強度を高めることなく、減速機構を継続的に適正に動作させることができる。
【0010】
上記構成で、前記第１歯部及び前記第２歯部のいずれか一方は、他方と噛み合わされる複数の転動体からなり、前記転動体は、前記径方向を軸とする円筒ころであり、前記第１歯部及び前記第２歯部のいずれか他方の歯底は、前記転動体の形状に対応する円弧状に形成されてもよい。
【0011】
上記構成で、前記第１歯部及び前記第２歯部のいずれか他方の歯先は、円弧状に形成されてもよい。
【0012】
上記構成で、前記第１歯車に前記転動体を設けてもよい。
【0013】
上記構成で、前記押圧部は、前記径方向に延びる支持軸と、前記支持軸に回転自在に支持され、前記第２平面部を前記第１平面部に向かって押し付けるローラと、を備えてもよい。
【0014】
上記構成で、前記押圧部はカムを備え、前記カムは、前記軸線回りに回転する板部と、前記板部から前記第２歯車に向かって突出し、前記第２平面部を前記第１平面部に向かって押し付ける凸部と、を有してもよい。
【0015】
上記構成で、前記第２歯車と前記カムとの間に設けられ、前記軸線を中心として環状に設けられたスラストころ軸受を備えてもよい。
【0016】
上記構成で、前記第２歯車及び前記凸部の少なくともいずれかの対向面に設けられ、前記第２歯車と前記凸部との接触抵抗を低減する抵抗低減層を有してもよい。
【0017】
上記構成で、前記第２歯車は、前記第２平面部から前記軸線と同軸上に突出して設けられたシャフトを有してもよい。
【0018】
本発明の他の態様に係る減速機構は、軸線方向と直交する第１平面部、及び前記第１平面部に設けられ前記軸線を中心として環状に配置された複数の第１歯部を有する第１歯車と、前記軸線方向で前記第１平面部と対向するとともに前記軸線方向に弾性変形する第２平面部、及び前記第２平面部に設けられ前記軸線を中心として環状に配置された第２歯部を有する第２歯車と、前記軸線回りに回転し、前記第２平面部を前記第１平面部に向かって押し付けることで前記第１歯部に対して前記第２歯部を噛み合わせる押圧部と、を備え、前記第１歯部は、保持器によって前記第１平面部に対する周方向への移動が規制され、前記第１平面部の周方向に直交する径方向を軸として転動可能に設けられた円筒ころであり、前記第２歯部の歯底は、前記円筒ころの形状に対応する円弧状に形成されており、前記第２歯部の歯先は、円弧状に形成されており、前記押圧部は、前記径方向に延びる支持軸と、前記支持軸に回転自在に支持されたローラと、を有する。
【0019】
このように、第１歯部を円筒ころで構成した。このため、第１歯部と第２歯部との噛み合い箇所がずれる際、第１歯部と第２歯部とが噛み合っていない箇所では、円筒ころが回転して第１歯部に対して第２歯部が乗り上げやすくなる。したがって、第２平面部の復元力によらず、第１歯部と第２歯部との噛み合いが解除される。この結果、第２歯車の強度を高めることなく、減速機構を継続的に適正に動作させることができる。
また、第２歯部の歯底を円筒ころの形状に対応する円弧状に形成することにより、第１歯部と第２歯部との噛み合い面積（接触面積）をできる限り大きくすることができる。このため、第１歯部と第２歯部とが噛み合う際の面圧を低減できる。よって、第１歯車及び第２歯車にかかる負荷を低減でき、これら歯車の強度を高めることなく、継続的に適正に動作させることができる。
さらに、第２歯部の歯先を円弧状に形成することにより、円筒ころに対して第２歯部を乗り上げやすくすることができる。このため、確実に第１歯部と第２歯部との噛み合いを解除できる。
弾性変形する第２歯車（第２平面部）に対し、第１歯車の強度が高いので、円筒ころを設けやすくすることができる。
押圧部は、径方向に延びる支持軸と、支持軸に回転自在に支持されたローラと、を有するので、第２歯車に対する押圧部の接触抵抗を低減できる。このため、効率よく押圧部や第２歯車を動作させることができる。また、接触抵抗を低減できる分、第２歯車や押圧部を延命化できる。
また、第２歯部の歯底を円筒ころの形状に対応する円弧状に形成することにより、第１歯部と第２歯部との噛み合い面積（接触面積）をできる限り大きくすることができる。このため、第１歯部と第２歯部とが噛み合う際の面圧を低減できる。よって、第１歯車及び第２歯車にかかる負荷を低減でき、これら歯車の強度を高めることなく、継続的に適正に動作させることができる。
さらに、第２歯部の歯先を円弧状に形成することにより、円筒ころに対して第２歯部を乗り上げやすくすることができる。このため、確実に第１歯部と第２歯部との噛み合いを解除できる。
弾性変形する第２歯車（第２平面部）に対し、第１歯車の強度が高いので、円筒ころを設けやすくすることができる。
押圧部は、径方向に延びる支持軸と、支持軸に回転自在に支持されたローラと、を有するので、第２歯車に対する押圧部の接触抵抗を低減できる。このため、効率よく押圧部や第２歯車を動作させることができる。また、接触抵抗を低減できる分、第２歯車や押圧部を延命化できる。
【0020】
本発明の他の態様に係る減速機構は、軸線方向と直交する第１平面部、及び前記第１平面部に設けられ前記軸線を中心として環状に配置された複数の第１歯部を有する第１歯車と、前記軸線方向で前記第１平面部と対向するとともに前記軸線方向に弾性変形する第２平面部、及び前記第２平面部に設けられ前記軸線を中心として環状に配置された第２歯部を有する第２歯車と、前記軸線回りに回転し、前記第２平面部を前記第１平面部に向かって押し付けることで前記第１歯部に対して前記第２歯部を噛み合わせる押圧部と、前記第２歯車と前記押圧部との間に設けられ、前記軸線を中心として環状に設けられたスラストころ軸受と、を備え、前記第１歯部は、保持器によって前記第１平面部に対する周方向への移動が規制され、前記第１平面部の周方向に直交する径方向を軸として転動可能に設けられた円筒ころであり、前記第２歯部の歯底は、前記円筒ころの形状に対応する円弧状に形成されており、前記第２歯部の歯先は、円弧状に形成されており、前記押圧部はカムであり、前記カムは、前記軸線回りに回転する板部と、前記板部から前記第２歯車に向かって突出する凸部と、を有する。
【0021】
このように、第１歯部を円筒ころで構成した。このため、第１歯部と第２歯部との噛み合い箇所がずれる際、第１歯部と第２歯部とが噛み合っていない箇所では、円筒ころが回転して第１歯部に対して第２歯部が乗り上げやすくなる。したがって、第２平面部の復元力によらず、第１歯部と第２歯部との噛み合いが解除される。この結果、第２歯車の強度を高めることなく、減速機構を継続的に適正に動作させることができる。
また、第２歯部の歯底を円筒ころの形状に対応する円弧状に形成することにより、第１歯部と第２歯部との噛み合い面積（接触面積）をできる限り大きくすることができる。このため、第１歯部と第２歯部とが噛み合う際の面圧を低減できる。よって、第１歯車及び第２歯車にかかる負荷を低減でき、これら歯車の強度を高めることなく、継続的に適正に動作させることができる。
さらに、第２歯部の歯先を円弧状に形成することにより、円筒ころに対して第２歯部を乗り上げやすくすることができる。このため、確実に第１歯部と第２歯部との噛み合いを解除できる。
弾性変形する第２歯車（第２平面部）に対し、第１歯車の強度が高いので、円筒ころを設けやすくすることができる。
押圧部はカムであり、カムは、軸線回りに回転する板部と、板部から第２歯車に向かって突出する凸部と、を有する。このため、押圧部の構成を簡素化できる。また、押圧部を扁平化できる。
また、第２歯部の歯底を円筒ころの形状に対応する円弧状に形成することにより、第１歯部と第２歯部との噛み合い面積（接触面積）をできる限り大きくすることができる。このため、第１歯部と第２歯部とが噛み合う際の面圧を低減できる。よって、第１歯車及び第２歯車にかかる負荷を低減でき、これら歯車の強度を高めることなく、継続的に適正に動作させることができる。
さらに、第２歯部の歯先を円弧状に形成することにより、円筒ころに対して第２歯部を乗り上げやすくすることができる。このため、確実に第１歯部と第２歯部との噛み合いを解除できる。
弾性変形する第２歯車（第２平面部）に対し、第１歯車の強度が高いので、円筒ころを設けやすくすることができる。
押圧部はカムであり、カムは、軸線回りに回転する板部と、板部から第２歯車に向かって突出する凸部と、を有する。このため、押圧部の構成を簡素化できる。また、押圧部を扁平化できる。
【発明の効果】
【0022】
上述の減速機構は、継続的に適正に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の第１実施形態における波動歯車機構の軸方向に沿う断面図。
【図2】本発明の第１実施形態における波動歯車機構の一部分解斜視図。
【図3】本発明の第１実施形態における固定歯車、可撓性歯車を展開した説明図。
【図4】本発明の第２実施形態における波動歯車機構の軸方向に沿う断面図。
【図5】本発明の第３実施形態における波動歯車機構の一部分解斜視図。
【図6】本発明の第３実施形態における押圧部の構成を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【0024】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0025】
［第１実施形態］
＜波動歯車機構＞
図１は、第１実施形態における減速機構に係る波動歯車機構１の軸方向に沿う断面図である。図２は、波動歯車機構１の一部分解斜視図である。
図１、図２に示すように、波動歯車機構１は、有底円筒状のケース２と、ケース２の開口部２ａを閉塞するように設けられた円板状の固定歯車（請求項における第１歯車の一例）３と、ケース２内に設けられた可撓性歯車（請求項における第２歯車の一例）４及び押圧部５と、を主構成としている。
なお、以下の説明では、ケース２の中心軸Ｃと平行な方向を軸方向と称する。また、ケース２、固定歯車３及び可撓性歯車４の周方向（中心軸Ｃ回り）を単に周方向と称する場合があり、ケース２の径方向を単に径方向と称する場合がある。
＜波動歯車機構＞
図１は、第１実施形態における減速機構に係る波動歯車機構１の軸方向に沿う断面図である。図２は、波動歯車機構１の一部分解斜視図である。
図１、図２に示すように、波動歯車機構１は、有底円筒状のケース２と、ケース２の開口部２ａを閉塞するように設けられた円板状の固定歯車（請求項における第１歯車の一例）３と、ケース２内に設けられた可撓性歯車（請求項における第２歯車の一例）４及び押圧部５と、を主構成としている。
なお、以下の説明では、ケース２の中心軸Ｃと平行な方向を軸方向と称する。また、ケース２、固定歯車３及び可撓性歯車４の周方向（中心軸Ｃ回り）を単に周方向と称する場合があり、ケース２の径方向を単に径方向と称する場合がある。
【0026】
＜ケース＞
ケース２の底部２ｂには、径方向中央に、開口部２ａ側に向かって突出する円筒状の軸受ハウジング６が一体成形されている。軸受ハウジング６には、後述する入力軸１７を回転自在に支持するための２つの軸受７ａ，７ｂが設けられている。軸受７ａ，７ｂとしては、例えば玉軸受を好適に用いることができる。しかしながらこれに限られるものではなく、他の転がり軸受や滑り軸受等、さまざまな軸受を用いることができる。
ケース２の開口部２ａ側端には、段差部２ｃを介して内径が拡大された拡径部８が形成されている。この拡径部８に嵌め合わさるように固定歯車３が設けられている。
ケース２の底部２ｂには、径方向中央に、開口部２ａ側に向かって突出する円筒状の軸受ハウジング６が一体成形されている。軸受ハウジング６には、後述する入力軸１７を回転自在に支持するための２つの軸受７ａ，７ｂが設けられている。軸受７ａ，７ｂとしては、例えば玉軸受を好適に用いることができる。しかしながらこれに限られるものではなく、他の転がり軸受や滑り軸受等、さまざまな軸受を用いることができる。
ケース２の開口部２ａ側端には、段差部２ｃを介して内径が拡大された拡径部８が形成されている。この拡径部８に嵌め合わさるように固定歯車３が設けられている。
【0027】
＜固定歯車＞
固定歯車３は、径方向中央がケース２の中心軸Ｃと一致する円板状の固定歯車本体９と、固定歯車本体９の底部２ｂ（段差部２ｃ）側の平面部（請求項における第１平面部の一例）９ａに設けられた複数の円筒ころ１０及び保持器１１と、を主構成としている。
複数の円筒ころ１０は、円筒ころ１０の軸線方向がケース２の径方向と一致するように配置され、周方向に等間隔で配置されている。すなわち、軸方向からみて複数の円筒ころ１０は、放射状に配置されている。
固定歯車３は、径方向中央がケース２の中心軸Ｃと一致する円板状の固定歯車本体９と、固定歯車本体９の底部２ｂ（段差部２ｃ）側の平面部（請求項における第１平面部の一例）９ａに設けられた複数の円筒ころ１０及び保持器１１と、を主構成としている。
複数の円筒ころ１０は、円筒ころ１０の軸線方向がケース２の径方向と一致するように配置され、周方向に等間隔で配置されている。すなわち、軸方向からみて複数の円筒ころ１０は、放射状に配置されている。
【0028】
保持器１１は、複数の円筒ころ１０を平面部９ａに対して周方向に移動不能、かつ円筒ころ１０の軸線回りに転動可能に保持する。
このような構成のもと、円筒ころ１０は、可撓性歯車４と噛み合わされる歯部（請求項における第１歯部の一例）として機能する（詳細は後述する）。
このような構成のもと、円筒ころ１０は、可撓性歯車４と噛み合わされる歯部（請求項における第１歯部の一例）として機能する（詳細は後述する）。
【0029】
固定歯車本体９の径方向中央には、固定歯車本体９の厚さ方向（軸方向）に貫通する貫通孔９ｂが形成されている。貫通孔９ｂには、軸受１２が設けられている。軸受１２としては、例えば玉軸受を好適に用いることができる。しかしながらこれに限られるものではなく、他の転がり軸受や滑り軸受等、さまざまな軸受を用いることができる。このような軸受１２を介し、固定歯車３に出力軸（請求項におけるシャフトの一例）１３が回転自在に支持されている。
【0030】
出力軸１３は、中実状に形成されている。出力軸１３の軸線は、中心軸Ｃと一致している。出力軸１３は、大部分が固定歯車３を介してケース２とは反対側に突出されている。出力軸１３のケース２側に突出された一端１３ａに可撓性歯車４が固定されており、出力軸１３と一体となって可撓性歯車４が回転される。換言すれば、可撓性歯車４の平面部４ａから出力軸１３が突出されている。
【0031】
＜可撓性歯車＞
図３は、固定歯車３、可撓性歯車４を展開した説明図である。
図１から図３に示すように、可撓性歯車４は、弾性変形する素材により円板状に形成されている。可撓性歯車４は、固定歯車本体９の平面部９ａと軸方向で対向するように配置されている。可撓性歯車４の径方向中央は中心軸Ｃと一致しており、この径方向中央に出力軸１３の一端１３ａが固定されている。この固定された可撓性歯車４の径方向内側が固定端となり、可撓性歯車４の外周部側が自由端となる。そして、可撓性歯車４は、この可撓性歯車４の外周部が固定歯車３に対して接近、離間するように軸方向に沿って弾性変形する。
図３は、固定歯車３、可撓性歯車４を展開した説明図である。
図１から図３に示すように、可撓性歯車４は、弾性変形する素材により円板状に形成されている。可撓性歯車４は、固定歯車本体９の平面部９ａと軸方向で対向するように配置されている。可撓性歯車４の径方向中央は中心軸Ｃと一致しており、この径方向中央に出力軸１３の一端１３ａが固定されている。この固定された可撓性歯車４の径方向内側が固定端となり、可撓性歯車４の外周部側が自由端となる。そして、可撓性歯車４は、この可撓性歯車４の外周部が固定歯車３に対して接近、離間するように軸方向に沿って弾性変形する。
【0032】
また、軸方向からみて、可撓性歯車４の外周部は、円筒ころ１０と重なっている。可撓性歯車４の外周部には、固定歯車本体９の平面部９ａと軸方向で対向する平面部（請求項における第２平面部の一例）４ａに、複数の円筒ころ１０に噛み合わされる歯部（請求項における第２歯部の一例）１４が全周に渡って形成されている。歯部１４の歯幅は、径方向に沿っている。歯部１４の歯幅は、円筒ころ１０の長さと同等程度が望ましい。歯部１４の歯数は、円筒ころ１０の個数よりも少ない。例えば歯部１４の歯数は、円筒ころ１０の個数よりも２個少ない。
【0033】
歯部１４の歯底１４ａは、円筒ころ１０の形状に対応するように、円弧状に形成されている。より具体的には、歯底１４ａの曲率半径は、円筒ころ１０の半径と同等である。
歯部１４の歯先１４ｂも円弧状に形成されている。この歯先１４ｂの曲率半径も歯底１４ａの曲率半径と同等である。
このような可撓性歯車４は、固定歯車３と軸方向で一定の間隔をあけて配置されている。具体的には、可撓性歯車４に負荷がかかっていない自然体の状態で、歯部１４の歯先１４ｂの頂部１４ｃが円筒ころ１０から僅かに離間しているか、又は僅かに接触している程度となるように、可撓性歯車４が配置されている。また、可撓性歯車４を挟んで固定歯車３とは反対側に、押圧部５が配置されている。
歯部１４の歯先１４ｂも円弧状に形成されている。この歯先１４ｂの曲率半径も歯底１４ａの曲率半径と同等である。
このような可撓性歯車４は、固定歯車３と軸方向で一定の間隔をあけて配置されている。具体的には、可撓性歯車４に負荷がかかっていない自然体の状態で、歯部１４の歯先１４ｂの頂部１４ｃが円筒ころ１０から僅かに離間しているか、又は僅かに接触している程度となるように、可撓性歯車４が配置されている。また、可撓性歯車４を挟んで固定歯車３とは反対側に、押圧部５が配置されている。
【0034】
＜押圧部＞
押圧部５は、ケース２に軸受７ａ，７ｂを介して回転自在に支持される入力軸１７に固定された２つの支持軸１５と、支持軸１５に回転自在に支持されたローラ１６と、を備える。
入力軸１７は、中実状に形成されている。入力軸１７の軸線は、中心軸Ｃと一致している。このように、入力軸１７は、出力軸１３と同軸上に配置される。入力軸１７の可撓性歯車４側の端部には、軸固定座１８が設けられている。軸固定座１８は、径方向の大きさが入力軸１７の外径よりも大きく形成されている。このような軸固定座１８に、支持軸１５の一端１５ａが取り付けられている。
押圧部５は、ケース２に軸受７ａ，７ｂを介して回転自在に支持される入力軸１７に固定された２つの支持軸１５と、支持軸１５に回転自在に支持されたローラ１６と、を備える。
入力軸１７は、中実状に形成されている。入力軸１７の軸線は、中心軸Ｃと一致している。このように、入力軸１７は、出力軸１３と同軸上に配置される。入力軸１７の可撓性歯車４側の端部には、軸固定座１８が設けられている。軸固定座１８は、径方向の大きさが入力軸１７の外径よりも大きく形成されている。このような軸固定座１８に、支持軸１５の一端１５ａが取り付けられている。
【0035】
２つの支持軸１５は、径方向に沿って延びている。また、２つの支持軸１５は、入力軸１７（軸固定座１８）を挟んで両側で、かつ同一直線上に配置されている。各支持軸１５の他端（径方向外側端）１５ｂに、ローラ１６が回転自在に支持されている。
ローラ１６は、可撓性歯車４を平面部４ａとは反対側の背面４ｂ側から固定歯車３に向かって押し付けるためのものである。ローラ１６は、軸方向からみて可撓性歯車４の歯部１４及び固定歯車３の円筒ころ１０と重なる位置に配置されている。
ローラ１６は、可撓性歯車４を平面部４ａとは反対側の背面４ｂ側から固定歯車３に向かって押し付けるためのものである。ローラ１６は、軸方向からみて可撓性歯車４の歯部１４及び固定歯車３の円筒ころ１０と重なる位置に配置されている。
【0036】
＜波動歯車機構の動作＞
次に、波動歯車機構１の動作について説明する。
まず、可撓性歯車４の歯部１４は、ローラ１６によって背面４ｂが押し付けられることにより、この押し付けられた箇所だけ固定歯車３の円筒ころ１０に噛み合わされる。このような状態から、入力軸１７に例えば図示しないモータを連結し、このモータによって入力軸１７を回転させると、この入力軸１７と一体となって押圧部５のローラ１６が中心軸Ｃ回りに回転する。
次に、波動歯車機構１の動作について説明する。
まず、可撓性歯車４の歯部１４は、ローラ１６によって背面４ｂが押し付けられることにより、この押し付けられた箇所だけ固定歯車３の円筒ころ１０に噛み合わされる。このような状態から、入力軸１７に例えば図示しないモータを連結し、このモータによって入力軸１７を回転させると、この入力軸１７と一体となって押圧部５のローラ１６が中心軸Ｃ回りに回転する。
【0037】
すると、ローラ１６の中心軸Ｃ回りの回転に伴って、固定歯車３の円筒ころ１０と可撓性歯車４の歯部１４との噛み合い位置が漸次変化される。歯部１４の歯数は、円筒ころ１０の数よりも例えば２個分少ない。このため、噛み合い位置が周方向に漸次ずれることにより、固定歯車３の円筒ころ１０と可撓性歯車４の歯部１４との噛み合いがずれて、その差動分だけ固定歯車３に対して可撓性歯車４が回転される。具体的には、ローラ１６が一周回転すると、可撓性歯車４は、円筒ころ１０の２個分だけ固定歯車３に対して回転する。
【0038】
ここで、固定歯車３の円筒ころ１０と可撓性歯車４の歯部１４との噛み合いがずれる際（例えば図３の矢印Ｙ１参照）、このずれ動作に伴って円筒ころ１０が軸線回りに転動される（例えば図３の矢印Ｙ２参照）。このため、円筒ころ１０と歯部１４との噛み合い抵抗が極力低減され、ローラ１６によって可撓性歯車４が押し付けられていない箇所では、可撓性歯車４の復元力によらずに歯部１４が円筒ころ１０を容易に乗り上げる。しかも、歯部１４の歯先１４ｂは円弧状に形成されているので、歯部１４が円筒ころ１０を乗り上げやすい。仮に円筒ころ１０と歯部１４とが噛み合わされていない箇所で、歯部１４の歯先１４ｂの頂部１４ｃが円筒ころ１０と僅かに接触していたとしても円筒ころ１０に歯部１４が引っ掛かってしまうことがない。
【0039】
また、歯部１４の歯底１４ａは、円筒ころ１０の形状に対応するように、円弧状に形成されている。このため、円筒ころ１０と歯部１４とが噛み合わされている箇所では、歯部１４が台形状に形成されている場合と比較して円筒ころ１０と歯部１４との接触面積が大きくなる。このため、円筒ころ１０や歯部１４にかかる面圧が低減されるとともに、円筒ころ１０と歯部１４とが確実に噛み合わされる。
さらに、ローラ１６によって可撓性歯車４を押し付けるので、中心軸Ｃ回りにローラ１６が回転されても、ローラ１６が転動されるので（例えば図３の矢印Ｙ３参照）、可撓性歯車４に対する押圧部５の接触抵抗（摺動抵抗）が極力低減される。
さらに、ローラ１６によって可撓性歯車４を押し付けるので、中心軸Ｃ回りにローラ１６が回転されても、ローラ１６が転動されるので（例えば図３の矢印Ｙ３参照）、可撓性歯車４に対する押圧部５の接触抵抗（摺動抵抗）が極力低減される。
【0040】
可撓性歯車４が回転されると、この可撓性歯車４と一体となって出力軸１３が回転される。この出力軸１３の回転は、入力軸１７の回転に対して減速して出力されることになる。出力軸１３に図示しない外部機器を取り付けることにより、この外部機器が駆動される。なお、出力軸１３を固定して、ケース２に図示しない外部機器を取り付けることも可能である。このように構成することで、可撓性歯車４に対して固定歯車３が回転される。この固定歯車３となってケース２が回転されるので、外部機器が駆動される。
【0041】
このように上述の第１実施形態では、固定歯車３を構成する固定歯車本体９の平面部９ａ上に、複数の円筒ころ１０を放射状に配置した。固定歯車本体９は弾性変形することもなく、可撓性歯車４と比較して強度も高い。このため、固定歯車本体９の平面部９ａに、容易に円筒ころ１０を設けることができる。
【0042】
そして、このような円筒ころ１０を、可撓性歯車４の歯部１４と噛み合わされる第１歯部として機能させた。保持器１１によって、円筒ころ１０は、固定歯車本体９の平面部９ａに対して周方向に移動不能、かつ円筒ころ１０の軸線回りに転動する。
このため、円筒ころ１０と歯部１４とが噛み合わされていない箇所で、円筒ころ１０に対して歯部１４が乗り上げやすくなる。したがって、可撓性歯車４の復元力によらず、円筒ころ１０と歯部１４との噛み合いを解除できる。この結果、例えば可撓性歯車４の強度を高めることなく、波動歯車機構１を継続的に適正に動作させることができる。
このため、円筒ころ１０と歯部１４とが噛み合わされていない箇所で、円筒ころ１０に対して歯部１４が乗り上げやすくなる。したがって、可撓性歯車４の復元力によらず、円筒ころ１０と歯部１４との噛み合いを解除できる。この結果、例えば可撓性歯車４の強度を高めることなく、波動歯車機構１を継続的に適正に動作させることができる。
【0043】
これに加え、歯部１４の歯先１４ｂは円弧状に形成されている。このため、歯部１４の円筒ころ１０に対する乗り上げをさらに行いやすくできる。よって、確実に円筒ころ１０と歯部１４との噛み合いを解除できる。
【0044】
また、可撓性歯車４では、歯部１４の歯底１４ａが円筒ころ１０の形状に対応するように、円弧状に形成されている。このため、円筒ころ１０と歯部１４とが噛み合わされている箇所では、歯部１４が台形状に形成されている場合と比較して円筒ころ１０と歯部１４との接触面積が大きくなる。したがって、円筒ころ１０や歯部１４にかかる面圧が低減でき、これら円筒ころ１０や歯部１４の強度を高めることなく、波動歯車機構１を継続的に適正に動作させることができる。また、円筒ころ１０と歯部１４とを確実に噛み合わすことができる。
【0045】
また、押圧部５にローラ１６を設け、このローラ１６を用いて可撓性歯車４を押し付けるようにした。このため、可撓性歯車４に対する押圧部５の接触抵抗を低減できる。このため、効率よく押圧部５や可撓性歯車４を動作させることができる。また、接触抵抗を低減できる分、押圧部５や可撓性歯車４を延命化できる。
【0046】
また、可撓性歯車４の径方向中央に、出力軸１３の一端１３ａが固定されている。換言すれば、可撓性歯車４の平面部４ａから出力軸１３が突出されている。出力軸１３に固定された可撓性歯車４の径方向内側が固定端となり、可撓性歯車４の外周部側が自由端となる。このため、可撓性歯車４の外周部を軸線方向に弾性変形しやすくできる。すなわち、可撓性歯車４の径方向内側が固定端となって拘束されることにより、自由端である外周部側が大きく弾性変形しやすい。可撓性歯車４の径方向内側も自由端であると、外周部側の弾性変形が小さくなってしまう。このように、可撓性歯車４の径方向内側が固定端となり、可撓性歯車４の外周部側が自由端となることにより、可撓性歯車４の復元力を利用し、円筒ころ１０に対して歯部１４を確実に離間させることができる。よって、確実に円筒ころ１０と歯部１４との噛み合いを解除できる。
【0047】
なお、上述の第１実施形態では、出力軸１３や入力軸１７は、中実状に形成されている場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、出力軸１３や入力軸１７を中空状に形成してもよい。
【0048】
また、上述の第１実施形態では、固定歯車本体９の平面部９ａに保持器１１を設けた場合について説明した。この保持器１１によって、平面部９ａに対して複数の円筒ころ１０を周方向に移動不能、かつ円筒ころ１０の軸線回りに転動可能に保持する場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、保持器１１に代わって平面部９ａに複数の凹部を形成し、この凹部に円筒ころ１０を配置するようにしてもよい。このように構成した場合であっても、平面部９ａに対して複数の円筒ころ１０を周方向に移動不能、かつ円筒ころ１０の軸線回りに転動可能に保持することができる。
【0049】
上述の第１実施形態では、ケース２の底部２ｂには、径方向中央に、開口部２ａ側に向かって突出する円筒状の軸受ハウジング６が一体成形されている場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、ケース２とは別体で軸受ハウジング６を設けてもよい。
【0050】
［第２実施形態］
＜波動歯車機構＞
次に、図４に基づいて、本発明の第２実施形態について説明する。なお、前述の第１実施形態と同一態様には同一符号を付して説明を省略する（以下の実施形態についても同様）。
図４は、第２実施形態における波動歯車機構２０１の軸方向に沿う断面図である。
図４に示すように、波動歯車機構２０１は、ケース２０２と、固定歯車２０３と、可撓性歯車２０４と、押圧部２０５と、を主構成とする点は、前述の第１実施形態と同様である。
＜波動歯車機構＞
次に、図４に基づいて、本発明の第２実施形態について説明する。なお、前述の第１実施形態と同一態様には同一符号を付して説明を省略する（以下の実施形態についても同様）。
図４は、第２実施形態における波動歯車機構２０１の軸方向に沿う断面図である。
図４に示すように、波動歯車機構２０１は、ケース２０２と、固定歯車２０３と、可撓性歯車２０４と、押圧部２０５と、を主構成とする点は、前述の第１実施形態と同様である。
【0051】
ここで、第１実施形態と第２実施形態との相違点は、第１実施形態では可撓性歯車４に出力軸１３が設けられているのに対し、第２実施形態では可撓性歯車２０４に出力軸１３が設けられていない点である。また、第１実施形態ではケース２に固定歯車３が固定されているのに対し、第２実施形態ではケース２０２に可撓性歯車２０４が固定されている点である。
【0052】
＜ケース＞
より詳しくは、ケース２０２は、軸方向に並ぶ有底筒状の第１ケース２１と、円環状の第２ケース２２と、を備える。第１ケース２１は、開口部２１ａを第２ケース２２側に向けて配置されている。第１ケース２１の底部２１ｂには、径方向中央に、厚さ方向（軸方向）に貫通する貫通孔２３が形成されている。この貫通孔２３に、入力軸２１７が通されている。また、貫通孔２３には、入力軸２１７を回転自在に支持するための軸受２０が設けられている。軸受２０としては、例えば玉軸受を好適に用いることができる。しかしながらこれに限られるものではなく、他の転がり軸受や滑り軸受等、さまざまな軸受を用いることができる。
より詳しくは、ケース２０２は、軸方向に並ぶ有底筒状の第１ケース２１と、円環状の第２ケース２２と、を備える。第１ケース２１は、開口部２１ａを第２ケース２２側に向けて配置されている。第１ケース２１の底部２１ｂには、径方向中央に、厚さ方向（軸方向）に貫通する貫通孔２３が形成されている。この貫通孔２３に、入力軸２１７が通されている。また、貫通孔２３には、入力軸２１７を回転自在に支持するための軸受２０が設けられている。軸受２０としては、例えば玉軸受を好適に用いることができる。しかしながらこれに限られるものではなく、他の転がり軸受や滑り軸受等、さまざまな軸受を用いることができる。
【0053】
第１ケース２１の周壁２１ｃには、開口部２１ａ側に、径方向外側に向かって張り出す外フランジ部２４が一体成形されている。外フランジ部２４の大部分には、軸方向からみて円形状の収納凹部２５が形成されている。収納凹部２５の内周面の直径は、第２ケース２２の外径と同一である。そして、第１ケース２１の収納凹部２５の底面２５ａと第２ケース２２の第１ケース２１側の端面２２ａとにより、可撓性歯車２０４を挟むようにして保持している。
【0054】
＜可撓性歯車＞
可撓性歯車２０４は、円環状の固定部２６と、固定部２６の内周面から径方向内側に向かって張り出す可撓性歯車本体２７と、が一体成形されたものである。可撓性歯車２０４の径方向中央は、中心軸Ｃと一致している。固定部２６が、第１ケース２１の収納凹部２５の底面２５ａと第２ケース２２の第１ケース２１側の端面２２ａとにより、挟み込まれている。固定部２６、第１ケース２１の収納凹部２５、及び第２ケース２２には、それぞれ軸方向に貫通する貫通孔２６ａ，２５ｂ，２２ｃが形成されている。これら貫通孔２６ａ，２５ｂ，２２ｃに図示しないボルト等の固定部材を通し、各ケース２１，２２と可撓性歯車２０４とを一体化する。
可撓性歯車２０４は、円環状の固定部２６と、固定部２６の内周面から径方向内側に向かって張り出す可撓性歯車本体２７と、が一体成形されたものである。可撓性歯車２０４の径方向中央は、中心軸Ｃと一致している。固定部２６が、第１ケース２１の収納凹部２５の底面２５ａと第２ケース２２の第１ケース２１側の端面２２ａとにより、挟み込まれている。固定部２６、第１ケース２１の収納凹部２５、及び第２ケース２２には、それぞれ軸方向に貫通する貫通孔２６ａ，２５ｂ，２２ｃが形成されている。これら貫通孔２６ａ，２５ｂ，２２ｃに図示しないボルト等の固定部材を通し、各ケース２１，２２と可撓性歯車２０４とを一体化する。
【0055】
固定部２６の内周面、及び第２ケース２２の内周面には、それぞれ軸受収納凹部２６ｂ，２２ｂが形成されている。これら軸受収納凹部２６ｂ，２２ｂには、固定歯車２０３を回転自在に支持するための軸受２８が設けられている。
可撓性歯車本体２７は、外周部が固定部２６に固定された形なので、この外周部側が固定端となり、径方向内側が自由端となる。そして、可撓性歯車４は、可撓性歯車本体２７の径方向内側が軸方向に沿って（固定歯車２０３に対して接近、離間するように）弾性変形する。可撓性歯車本体２７の径方向内側には、第２ケース２２側の平面部（請求項における第２平面部の一例）２７ａに、全周に渡って歯部（請求項における第２歯部の一例）２９が形成されている。
可撓性歯車本体２７は、外周部が固定部２６に固定された形なので、この外周部側が固定端となり、径方向内側が自由端となる。そして、可撓性歯車４は、可撓性歯車本体２７の径方向内側が軸方向に沿って（固定歯車２０３に対して接近、離間するように）弾性変形する。可撓性歯車本体２７の径方向内側には、第２ケース２２側の平面部（請求項における第２平面部の一例）２７ａに、全周に渡って歯部（請求項における第２歯部の一例）２９が形成されている。
【0056】
＜固定歯車＞
可撓性歯車２０４の固定部２６、及び第２ケース２２に軸受２８を介し、固定歯車２０３が回転自在に支持されている。固定歯車２０３は、円環状に形成されている。固定歯車２０３の径方向中央は、中心軸Ｃと一致している。
固定歯車２０３の可撓性歯車本体２７側の平面部（請求項における第１平面部の一例）２０３ａは、軸方向で可撓性歯車本体２７の平面部２７ａと対向している。固定歯車２０３の平面部２０３ａには、軸方向からみて可撓性歯車本体２７の歯部２９と重なる位置に、複数の凹部２０３ｂが形成されている。凹部２０３ｂは、軸方向からみて径方向に長い長方形状で、かつ軸方向及び周方向に沿う断面が半円状に形成されている。このような複数の凹部２０３ｂは、周方向に等間隔で配置されている。すなわち、軸方向からみて複数の凹部２０３ｂは、放射状に配置されている。
可撓性歯車２０４の固定部２６、及び第２ケース２２に軸受２８を介し、固定歯車２０３が回転自在に支持されている。固定歯車２０３は、円環状に形成されている。固定歯車２０３の径方向中央は、中心軸Ｃと一致している。
固定歯車２０３の可撓性歯車本体２７側の平面部（請求項における第１平面部の一例）２０３ａは、軸方向で可撓性歯車本体２７の平面部２７ａと対向している。固定歯車２０３の平面部２０３ａには、軸方向からみて可撓性歯車本体２７の歯部２９と重なる位置に、複数の凹部２０３ｂが形成されている。凹部２０３ｂは、軸方向からみて径方向に長い長方形状で、かつ軸方向及び周方向に沿う断面が半円状に形成されている。このような複数の凹部２０３ｂは、周方向に等間隔で配置されている。すなわち、軸方向からみて複数の凹部２０３ｂは、放射状に配置されている。
【0057】
各凹部２０３ｂには、円筒ころ１０が配置されている。各凹部２０３ｂの形状は、円筒ころ１０に対応しており、その軸線が径方向に沿っている。そして、凹部２０３ｂによって、円筒ころ１０は、固定歯車２０３の平面部２０３ａに対して周方向に移動不能、かつ円筒ころ１０の軸線回りに転動可能に保持される。このような構成のもと、円筒ころ１０は、可撓性歯車本体２７の歯部２９と噛み合わされる第１歯部として機能する。
【0058】
ここで、本第２実施形態では特に図示を省略するが、可撓性歯車本体２７の歯部２９の歯底は、円筒ころ１０の形状に対応するように、円弧状に形成されている。すなわち、歯部２９の歯底の曲率半径は、円筒ころ１０の半径と同等である。歯部２９の歯先も円弧状に形成されている。この歯先の曲率半径も歯底１４ａの曲率半径と同等である。
このような可撓性歯車本体２７は、固定歯車２０３と軸方向で一定の間隔をあけて配置されている。具体的には、可撓性歯車本体２７に負荷がかかっていない自然体の状態で、歯部２９の歯先の頂部が円筒ころ１０から僅かに離間しているか、又は僅かに接触している程度となるように、可撓性歯車本体２７が配置されている。
このような可撓性歯車本体２７は、固定歯車２０３と軸方向で一定の間隔をあけて配置されている。具体的には、可撓性歯車本体２７に負荷がかかっていない自然体の状態で、歯部２９の歯先の頂部が円筒ころ１０から僅かに離間しているか、又は僅かに接触している程度となるように、可撓性歯車本体２７が配置されている。
【0059】
また、固定歯車２０３には、平面部２０３ａとは反対側の他面２０３ｃに雌ねじ部３０が形成されている。雌ねじ部３０は、固定歯車２０３に図示しない外部機器を固定するために用いられる。
固定歯車２０３の内周面には、入力軸２１７を回転自在に支持するための軸受３１が設けられている。軸受３１としては、例えば玉軸受を好適に用いることができる。しかしながらこれに限られるものではなく、他の転がり軸受や滑り軸受等、さまざまな軸受を用いることができる。
固定歯車２０３の内周面には、入力軸２１７を回転自在に支持するための軸受３１が設けられている。軸受３１としては、例えば玉軸受を好適に用いることができる。しかしながらこれに限られるものではなく、他の転がり軸受や滑り軸受等、さまざまな軸受を用いることができる。
【0060】
このように、入力軸２１７は、固定歯車２０３に設けられた軸受３１と第１ケース２１に設けられた軸受２０とに回転自在に支持されている。そして、入力軸２１７は、第１ケース２１、可撓性歯車本体２７及び固定歯車２０３に通されている。入力軸２１７は、中空状に形成されている。入力軸２１７の外周部で、第１ケース２１内に対応する位置に、押圧部２０５が設けられている。
【0061】
＜押圧部＞
押圧部２０５は、入力軸１７に固定された２つの支持軸２１５と、支持軸２１５に回転自在に支持されたローラ２１６と、を備える。
２つの支持軸２１５は、入力軸２１７の外周部から径方向に沿って突出している。また、２つの支持軸２１５は、入力軸２１７を挟んで両側で、かつ同一直線上に配置されている。各支持軸２１５の径方向外側端部２１５ｂに、ローラ２１６が回転自在に支持されている。ローラ２１６は、軸方向からみて可撓性歯車本体２７の歯部２９及び固定歯車２０３の円筒ころ１０と重なる位置に配置されている。
押圧部２０５は、入力軸１７に固定された２つの支持軸２１５と、支持軸２１５に回転自在に支持されたローラ２１６と、を備える。
２つの支持軸２１５は、入力軸２１７の外周部から径方向に沿って突出している。また、２つの支持軸２１５は、入力軸２１７を挟んで両側で、かつ同一直線上に配置されている。各支持軸２１５の径方向外側端部２１５ｂに、ローラ２１６が回転自在に支持されている。ローラ２１６は、軸方向からみて可撓性歯車本体２７の歯部２９及び固定歯車２０３の円筒ころ１０と重なる位置に配置されている。
【0062】
＜波動歯車機構の動作＞
次に、波動歯車機構２０１の動作について説明する。
まず、ローラ２１６によって、可撓性歯車本体２７の背面２７ｂが固定歯車２０３側に向かって押し付けられる。この押し付けられた箇所の可撓性歯車本体２７の歯部２９だけ、固定歯車２０３の円筒ころ１０に噛み合わされる。このような状態から、入力軸２１７に例えば図示しないモータを連結し、このモータによって入力軸２１７を回転させると、入力軸２１７と一体となって押圧部２０５のローラ２１６が中心軸Ｃ回りに回転される。
次に、波動歯車機構２０１の動作について説明する。
まず、ローラ２１６によって、可撓性歯車本体２７の背面２７ｂが固定歯車２０３側に向かって押し付けられる。この押し付けられた箇所の可撓性歯車本体２７の歯部２９だけ、固定歯車２０３の円筒ころ１０に噛み合わされる。このような状態から、入力軸２１７に例えば図示しないモータを連結し、このモータによって入力軸２１７を回転させると、入力軸２１７と一体となって押圧部２０５のローラ２１６が中心軸Ｃ回りに回転される。
【0063】
すると、ローラ２１６の回転に伴って、固定歯車２０３の円筒ころ１０と可撓性歯車本体２７の歯部２９との噛み合い位置が漸次変化される。歯部２９の歯数は、円筒ころ１０の数よりも例えば２個分少ないので、噛み合い位置が周方向に漸次ずれることにより、固定歯車２０３の円筒ころ１０と可撓性歯車本体２７の歯部２９との噛み合いがずれる。
【0064】
第２実施形態では、ケース２０２に可撓性歯車２０４が固定されている。このため、固定歯車２０３の円筒ころ１０と可撓性歯車本体２７の歯部２９との噛み合いのずれによる差動分だけ、可撓性歯車２０４に対して固定歯車２０３が回転される。具体的には、ローラ２１６が一周回転すると、固定歯車２０３は、円筒ころ１０の２個分だけ可撓性歯車２０４に対して回転する。固定歯車２０３が回転されることにより、この固定歯車２０３に固定された図示しない外部機器が駆動される。すなわち、固定歯車２０３は、入力軸２１７の回転を図示しない外部機器に出力する出力軸として機能する。
【0065】
したがって、上述の第２実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、入力軸２１７を中空状に形成するとともに固定歯車２０３を円環状に形成することにより、入力軸２１７内に、例えば波動歯車機構２０１を駆動するための図示しないモータに電力を供給する配線等を引き回すことができる。このため、波動歯車機構２０１の周辺に設けられる配線等の引き回し自由度を高めることができる。
また、入力軸２１７を中空状に形成するとともに固定歯車２０３を円環状に形成することにより、入力軸２１７内に、例えば波動歯車機構２０１を駆動するための図示しないモータに電力を供給する配線等を引き回すことができる。このため、波動歯車機構２０１の周辺に設けられる配線等の引き回し自由度を高めることができる。
【0066】
なお、上述の第２実施形態では、入力軸２１７を中空状に形成した場合について説明した。また、固定歯車２０３を円環状に形成した場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、入力軸２１７を中実状に形成してもよい。また、固定歯車２０３を円板状に形成してもよい。
【0067】
上述の第２実施形態では、固定歯車２０３の平面部２０３ａに凹部２０３ｂを形成した場合について説明した。この凹部２０３ｂに円筒ころ１０を配置することにより、円筒ころ１０を、固定歯車２０３の平面部２０３ａに対して周方向に移動不能、かつ円筒ころ１０の軸線回りに転動可能に保持する場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、固定歯車２０３の平面部２０３ａに、円筒ころ１０を保持する保持器を設けてもよい。この保持器によって、平面部２０３ａに円筒ころ１０を周方向に移動不能、かつ円筒ころ１０の軸線回りに転動可能に保持してもよい。
【0068】
［第３実施形態］
＜波動歯車機構＞
次に、図５、図６に基づいて、本発明の第３実施形態について説明する。
図５は、第３実施形態の波動歯車機構３０１の一部分解斜視図である。
図５に示すように、波動歯車機構３０１は、ケース（本第３実施形態では図示略）と、固定歯車３と、可撓性歯車４と、押圧部３０５と、を主構成とする点は、前述の第１実施形態と同様である。
ここで、第１実施形態と第３実施形態との相違点は、第１実施形態の押圧部５と、第３実施形態の押圧部３０５とが異なる点にある。
＜波動歯車機構＞
次に、図５、図６に基づいて、本発明の第３実施形態について説明する。
図５は、第３実施形態の波動歯車機構３０１の一部分解斜視図である。
図５に示すように、波動歯車機構３０１は、ケース（本第３実施形態では図示略）と、固定歯車３と、可撓性歯車４と、押圧部３０５と、を主構成とする点は、前述の第１実施形態と同様である。
ここで、第１実施形態と第３実施形態との相違点は、第１実施形態の押圧部５と、第３実施形態の押圧部３０５とが異なる点にある。
【0069】
＜押圧部＞
図６は、押圧部３０５の構成を示す側面図である。
図５、図６に示すように、押圧部３０５は、入力軸１７の可撓性歯車４側の端部に設けられたカム４０と、カム４０と可撓性歯車４との間に設けられた環状のスラストころ軸受４３と、を備える。
図６は、押圧部３０５の構成を示す側面図である。
図５、図６に示すように、押圧部３０５は、入力軸１７の可撓性歯車４側の端部に設けられたカム４０と、カム４０と可撓性歯車４との間に設けられた環状のスラストころ軸受４３と、を備える。
【0070】
カム４０は、入力軸１７と同軸上に設けられた円板体（請求項における板部の一例）４１と、円板体４１から可撓性歯車４側に向かって突出する凸部４２と、が一体成形されたものである。凸部４２は、円板体４１の外周部に設けられている。凸部４２は、可撓性歯車４側に向かうに従って先細りに形成されており、稜線部４２ａが径方向に沿っている。このような凸部４２は、入力軸１７を挟んで両側に配置され、かつ各々稜線部４２ａが同一直線上に位置するように配置されている。また、各凸部４２は、軸方向からみて可撓性歯車４の歯部１４及び固定歯車３の円筒ころ１０と重なる位置に配置されている。
【0071】
スラストころ軸受４３は、軸方向で可撓性歯車４の歯部１４及び固定歯車３の円筒ころ１０と各凸部４２との間に位置する大きさに形成されている。スラストころ軸受４３の径方向中央は、中心軸Ｃと一致している。スラストころ軸受４３は、固定歯車３の円筒ころ１０と同様に放射状に配置された複数の円筒ころ４４と、複数の円筒ころ４４を保持する保持器４５と、を備える。
【0072】
保持器４５によって、複数の円筒ころ４４が周方向に移動不能、かつ円筒ころ４４の軸線回りに転動可能に保持される。また、保持器４５は、弾性変形する素材により形成されている。このため、保持器４５は、軸方向に沿って弾性変形する。
【0073】
＜波動歯車機構の動作＞
次に、波動歯車機構３０１の動作について説明する。
まず、カム４０の凸部４２によって、スラストころ軸受４３を介して可撓性歯車４の背面４ｂが固定歯車３側に押し付けられる。スラストころ軸受４３の保持器４５は、弾性変形するので、カム４０の凸部４２の形状に沿うように弾性変形する。この結果、凸部４２によって押し付けられた箇所の可撓性歯車４の歯部１４だけ、固定歯車２０３の円筒ころ１０に噛み合わされる。
次に、波動歯車機構３０１の動作について説明する。
まず、カム４０の凸部４２によって、スラストころ軸受４３を介して可撓性歯車４の背面４ｂが固定歯車３側に押し付けられる。スラストころ軸受４３の保持器４５は、弾性変形するので、カム４０の凸部４２の形状に沿うように弾性変形する。この結果、凸部４２によって押し付けられた箇所の可撓性歯車４の歯部１４だけ、固定歯車２０３の円筒ころ１０に噛み合わされる。
【0074】
このような状態から、入力軸１７に例えば図示しないモータを連結し、このモータによって入力軸１７を回転させると、入力軸１７と一体となって押圧部３０５のカム４０が中心軸Ｃ回りに回転される。カム４０の凸部４２は、円板体４１の外周部に設けられているので、中心軸Ｃ回りに凸部４２が回転する形になる。
【0075】
すると、凸部４２の回転に伴って、固定歯車３の円筒ころ１０と可撓性歯車４の歯部１４との噛み合い位置が漸次変化される。歯部１４の歯数は、円筒ころ１０の数よりも例えば２個分少ないので、噛み合い位置が周方向に漸次ずれることにより、固定歯車３の円筒ころ１０と可撓性歯車４の歯部１４との噛み合いがずれて、その差動分だけ固定歯車３に対して可撓性歯車４が回転される。具体的には、カム４０が一回転すると、可撓性歯車４は、円筒ころ１０の２個分だけ固定歯車３に対して回転する。可撓性歯車４が回転されると、この可撓性歯車４と一体となって出力軸１３が回転される。
【0076】
したがって、上述の第３実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、押圧部３０５をカム４０により構成することで、押圧部３０５の構成を簡素化できる。さらに、前述の第１実施形態のようにローラ１６を用いる場合と比較して、押圧部３０５を扁平化できる。
また、カム４０の凸部４２は、スラストころ軸受４３を介して可撓性歯車４の背面４ｂを押し付ける。このため、スラストころ軸受４３によって、可撓性歯車４に対するカム４０の接触抵抗が低減される。よって、効率よく押圧部３０５や可撓性歯車４を動作させることができるとともに、接触抵抗を低減できる分、押圧部３０５や可撓性歯車４を延命化できる。
また、押圧部３０５をカム４０により構成することで、押圧部３０５の構成を簡素化できる。さらに、前述の第１実施形態のようにローラ１６を用いる場合と比較して、押圧部３０５を扁平化できる。
また、カム４０の凸部４２は、スラストころ軸受４３を介して可撓性歯車４の背面４ｂを押し付ける。このため、スラストころ軸受４３によって、可撓性歯車４に対するカム４０の接触抵抗が低減される。よって、効率よく押圧部３０５や可撓性歯車４を動作させることができるとともに、接触抵抗を低減できる分、押圧部３０５や可撓性歯車４を延命化できる。
【0077】
なお、上述の第３実施形態のカム４０を、第２実施形態の支持軸２１５及びローラ２１６に代わって採用してもよい。
また、上述の第３実施形態では、可撓性歯車４に対するカム４０の接触抵抗を低減するために、スラストころ軸受４３を設けた場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、凸部４２の表面（請求項における対向面の一例）及び可撓性歯車４の背面（ここでは請求項における対向面の一例）４ｂの少なくともいずれか一方に、可撓性歯車４に対するカム４０の接触抵抗を低減する抵抗低減層４８（２点鎖線で示す）を設けてもよい。抵抗低減層４８としては、被膜等が挙げられる。抵抗低減層４８は、例えばフッ素樹脂コーティング被膜等である。この他、抵抗低減層４８として、滑り軸受を採用してもよい。
また、上述の第３実施形態では、可撓性歯車４に対するカム４０の接触抵抗を低減するために、スラストころ軸受４３を設けた場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、凸部４２の表面（請求項における対向面の一例）及び可撓性歯車４の背面（ここでは請求項における対向面の一例）４ｂの少なくともいずれか一方に、可撓性歯車４に対するカム４０の接触抵抗を低減する抵抗低減層４８（２点鎖線で示す）を設けてもよい。抵抗低減層４８としては、被膜等が挙げられる。抵抗低減層４８は、例えばフッ素樹脂コーティング被膜等である。この他、抵抗低減層４８として、滑り軸受を採用してもよい。
【0078】
本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、固定歯車３，２０３に、可撓性歯車４，２０４の歯部１４，２９に噛み合わされる円筒ころ１０を設けた場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、可撓性歯車４，２０４の歯部１９，２９に代わって円筒ころ１０を設けてもよい。また、固定歯車３，２０３及び可撓性歯車４，２０４に、円筒ころ１０を設け、これら円筒ころ１０同士を噛み合わせるように構成してもよい。
例えば、上述の実施形態では、固定歯車３，２０３に、可撓性歯車４，２０４の歯部１４，２９に噛み合わされる円筒ころ１０を設けた場合について説明した。しかしながらこれに限られるものではなく、可撓性歯車４，２０４の歯部１９，２９に代わって円筒ころ１０を設けてもよい。また、固定歯車３，２０３及び可撓性歯車４，２０４に、円筒ころ１０を設け、これら円筒ころ１０同士を噛み合わせるように構成してもよい。
【0079】
さらに、円筒ころ１０に代わって球体を設けてもよい。球体を固定歯車３，２０３や可撓性歯車４，２０４に周方向に移動不能、かつその場で径方向を軸として転動可能に構成することにより、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、径方向を軸とする転動とは、その軸が必ずしも完全に径方向と一致する必要はなく、転動体がおおよそ周方向に沿って転動していることも含むものとする。
なお、径方向を軸とする転動とは、その軸が必ずしも完全に径方向と一致する必要はなく、転動体がおおよそ周方向に沿って転動していることも含むものとする。
【符号の説明】
【0080】
１，２０１，３０１…波動歯車機構（減速機構）、３，２０３…固定歯車（第１歯車）、４，２０４…可撓性歯車（第２歯車）、４ａ…平面部（第２平面部）、５，２０５，３０５…押圧部、９…固定歯車本体、９ａ…平面部（第１平面部）、１０…円筒ころ（第１歯部、転動体）、１１…保持器、１３…出力軸、１４…歯部（第２歯部）、１４ａ…歯底、１４ｂ…歯先、１５，２１５…支持軸、１６，２１６…ローラ、２７…可撓性歯車本体、２７ａ…平面部（第２平面部）、２９…歯部（第２歯部）、４０…カム、４１…円板体（板部）、４２…凸部、４３…スラストころ軸受、４８…抵抗低減層、２０３ａ…平面部（第１平面部）、Ｃ…中心軸（軸線）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】