特許 7039097 波動歯車装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-11

(45)【発行日】2022-03-22

(54)【発明の名称】波動歯車装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/32 20060101AFI20220314BHJP

【ＦＩ】

F16H1/32 B

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022506010

(86)(22)【出願日】2021-09-16

(86)【国際出願番号】 JP2021034077

【審査請求日】2022-01-27

(73)【特許権者】

【識別番号】516272490

【氏名又は名称】ＳＫＧ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100175019

【弁理士】

【氏名又は名称】白井 健朗

(74)【代理人】

【識別番号】100195648

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 悠太

(74)【代理人】

【識別番号】100104329

【弁理士】

【氏名又は名称】原田 卓治

(72)【発明者】

【氏名】今川 豊

【審査官】岡本 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１９４１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０３０８４３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１９７２６４（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】

内周面に沿って形成されたインナギアを有するインターナルギア部と、
回転入力に応じて軸線を中心として回転するカム部を有する波動発生部と、
前記インナギアよりも少ない歯数で外周面に沿って形成され、内周側が前記波動発生部に嵌め込まれたリング状のアウタギアを有するフレックスギア部と、
前記インターナルギア部に対し、前記フレックスギア部と共に回転する出力部と、を備え、
前記カム部は、前記軸線を中心とした円周方向において等間隔で位置するＮ（Ｎは、２以上の整数）個の極部を有し、前記アウタギアをＮ箇所で前記インナギアと噛み合わせ、
前記フレックスギア部は、前記アウタギアと同じ材料で一体に形成され、前記軸線に沿う方向において前記アウタギアよりも前記出力部の近くに位置する第１環状部を有し、
前記出力部は、前記軸線を中心とした径方向において前記第１環状部と対向する第２環状部を有し、
前記第１環状部及び前記第２環状部の一方には前記径方向に沿って突起する伝達歯が設けられ、前記第１環状部及び前記第２環状部の他方には前記伝達歯が挿入される凹部が設けられ、
前記凹部は、前記伝達歯よりも前記円周方向に沿う幅が広く、前記フレックスギア部及び前記出力部の前記円周方向における相対的な変位を許容し、
前記伝達歯及び前記凹部の対である伝達対は、複数あり、前記円周方向に配列されている、
波動歯車装置。

【請求項2】

前記伝達対は、２×Ｎ個以上あり、前記円周方向において等間隔で配列されている、
請求項１に記載の波動歯車装置。

【請求項3】

複数の前記伝達対は、
前記カム部が前記軸線を中心として回転している際に、前記伝達歯が前記凹部の前記円周方向における一端に位置する第１の対と、前記伝達歯が前記凹部の前記円周方向における他端に位置する第２の対と、を含む、
請求項１又は２に記載の波動歯車装置。

【請求項4】

前記第１の対はＮ個あり、前記第２の対はＮ個ある、
請求項３に記載の波動歯車装置。

【請求項5】

前記第１の対と前記第２の対は、前記軸線を中心とした角度において、３６０°／（２×Ｎ）毎に交互に存在する、
請求項４に記載の波動歯車装置。

【請求項6】

複数の前記伝達対のうち、少なくとも、前記カム部の極部に対応する位置にあるＮ個の伝達対においては、前記径方向で前記伝達歯と前記凹部とが離れ、
前記第１環状部は、前記第２環状部に対する前記径方向の変位を許容する、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の波動歯車装置。

【請求項7】

前記第１環状部は、前記アウタギアよりも直径が小さく、
前記フレックスギア部は、前記アウタギアと前記第１環状部を接続するとともに、前記アウタギア及び前記第１環状部と同じ材料で一体に形成された接続部を有する、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の波動歯車装置。

【請求項8】

前記第２環状部は、前記第１環状部の内周側に位置する、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の波動歯車装置。

【請求項9】

前記第２環状部は、前記第１環状部の外周側に位置する、
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の波動歯車装置。

【請求項10】

前記出力部を前記インターナルギア部に対して回転可能に支持する支持部をさらに備え、
前記第１環状部及び前記第２環状部は、前記支持部と前記カム部との間に位置し、
前記支持部は、前記インターナルギア部と前記軸線方向に沿うネジによって固定される外輪と、前記出力部と固定される内輪とを備え、
前記インターナルギア部は、
前記軸線方向に沿って形成され、前記ネジが挿入される挿入孔と、
前記挿入孔と前記第１環状部との間に位置する特定部と、を備え、
前記特定部は、前記軸線方向において前記外輪と対向する部分に、前記軸線を中心とした環状の溝を有し、
前記環状の溝には、Ｏリングが嵌められている、
請求項８に記載の波動歯車装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、波動歯車装置に関する。

【背景技術】

【0002】

減速機として、波動歯車装置を用いたものがある。例えば、特許文献１に記載の波動歯車装置は、入力回転要素である波動発生部に嵌められるフレックスギア部と、フレックスギア部と噛み合うインターナルギア部と、フレックスギア部の回転に応じて回転する出力プレート部とを備える。出力プレート部は、波動歯車装置における減速回転の出力要素である。このフレックスギア部には、円周方向に沿って配列された複数の伝達ピン部が設けられている。伝達ピン部は、出力要素の回転軸線に沿って延びる伝達ピン本体と、伝達ピン本体に回転可能に支持された伝達ローラとを備える。出力プレート部には、伝達ローラが挿入される孔であって、回転伝達時に伝達ピン部の周方向及び放射方向の少なくともいずれかの変位を許容する孔が設けられている。

【0003】

また、特許文献２には、前記インターナルギア部に相当する構成として、一対の第１内歯歯車及び第２内歯歯車が設けられた、デュアルタイプの波動歯車装置が記載されている。この装置では、前記フレックスギア部に相当する外歯歯車が、第１内歯歯車と噛み合う第１外歯と、第２内歯歯車と噛み合う第２外歯と、両者を連結するリムとを備えて一体に形成される。第１内歯歯車は回転しない固定要素である一方で、第２内歯歯車は回転自在であって波動歯車装置の出力要素である。つまり、このデュアルタイプの波動歯車装置は、外歯歯車の回転動力を第２外歯から第２内歯歯車に伝達して減速回転出力を得る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１９４１５０号公報

【文献】特許第６５５２５７１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、回転するフレックスギア部から出力要素への力の伝達点として、出力要素の回転軸線を中心とした円周方向に配列された複数の仮想点を考える。回転するフレックスギア部から各仮想点に加わる力のベクトルは、均一に円周方向に向く訳ではなく、フレックスギア部の可撓性、波動発生部のカム形状などに起因して、地点によって位相にずれが生じる。このように位相ずれを起こした力のベクトルを多分に含んだフレックスギア部には、出力要素を回転させるためのトルクに寄与しない無用な応力が生じ、無用なねじれの力が加わるという問題がある。

【0006】

特許文献２に記載の構成では、この無用なねじれの力を逃がしきれず、フレックスギア部が破損して装置が故障する虞がある。また、特許文献２に記載の装置では、出力要素である第２内歯歯車と、フレックスギア部の第２外歯との歯数が異なる。この歯数の違いにより、波動発生部が回転すると、第２外歯と第２内歯歯車の噛み合い位置が円周方向に移動するため、フレックスギア部と出力要素の相対位置が所望の位置からずれてしまい、装置が故障する虞もある。また、デュアルタイプの波動歯車装置は、構造が複雑である。

【0007】

一方、特許文献１に記載の装置は、前記の無用なねじれの力が生じることを抑制可能である。しかしながら、この装置も構造が複雑であり、フレックスギア部に伝達ピン部を精度良く取り付ける加工は容易ではない。また、伝達ピン部をフレックスギア部に取り付ける加工によって、フレックスギア部が脆くなってしまう可能性もある。

【0008】

本開示は、簡潔な構造で、故障のリスクを減らすことができる波動歯車装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するため、本開示に係る波動歯車装置は、
内周面に沿って形成されたインナギアを有するインターナルギア部と、
回転入力に応じて軸線を中心として回転するカム部を有する波動発生部と、
前記インナギアよりも少ない歯数で外周面に沿って形成され、内周側が前記波動発生部に嵌め込まれたリング状のアウタギアを有するフレックスギア部と、
前記インターナルギア部に対し、前記フレックスギア部と共に回転する出力部と、を備え、
前記カム部は、前記軸線を中心とした円周方向において等間隔で位置するＮ（Ｎは、２以上の整数）個の極部を有し、前記アウタギアをＮ箇所で前記インナギアと噛み合わせ、
前記フレックスギア部は、前記アウタギアと同じ材料で一体に形成され、前記軸線に沿う方向において前記アウタギアよりも前記出力部の近くに位置する第１環状部を有し、
前記出力部は、前記軸線を中心とした径方向において前記第１環状部と対向する第２環状部を有し、
前記第１環状部及び前記第２環状部の一方には前記径方向に沿って突起する伝達歯が設けられ、前記第１環状部及び前記第２環状部の他方には前記伝達歯が挿入される凹部が設けられ、
前記凹部は、前記伝達歯よりも前記円周方向に沿う幅が広く、前記フレックスギア部及び前記出力部の前記円周方向における相対的な変位を許容し、
前記伝達歯及び前記凹部の対である伝達対は、複数あり、前記円周方向に配列されている。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、簡潔な構造で、故障のリスクを減らすことができる波動歯車装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示の一実施形態に係る波動歯車装置の主要構成の概略断面図。

【図2】同上実施形態に係る波動歯車装置の主要構成を軸線方向から見た図であって、カム部の極数が２である場合を示す図。

【図3】図２のフレックスギア部の外周面の一部を示す図。

【図4】同上実施形態に係る伝達対の配置及び機能を説明するための図。

【図5】カム部とフレックスギア部を軸線方向から見た図であって、カム部の極数が３である場合を示す図。

【図6】カム部とフレックスギア部を軸線方向から見た図であって、カム部の極数が４である場合を示す図。

【図7】変形例１に係る伝達対の配置及び機能を説明するための図。

【図8】変形例２に係る伝達対の形状を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本開示の一実施形態について図面を参照して説明する。

【0013】

波動歯車装置１００は、図１に示すように、産業用のロボット２００に組み込まれる。ロボット２００は、例えば垂直多関節ロボットから構成される。ロボット２００は、第１アーム２１１と、第１アーム２１１と波動歯車装置１００を介して連結された第２アーム２１２と、モータ２１３と、図示せぬコントローラと、を備える。モータ２１３は、サーボモータ等からなり、コントローラの制御により動作する。コントローラは、第１アーム２１１に内蔵されたモータ２１３及び波動歯車装置１００を介して第２アーム２１２を回転駆動することで、第１アーム２１１に対する第２アーム２１２の位置決め制御、角度制御及び回転速度制御を行う。

【0014】

波動歯車装置１００は、波動発生部１０と、フレックスギア部２０と、インターナルギア部３０と、出力部４０と、支持部５０と、を備える。

【0015】

なお、図１では、見易さを考慮して一部構成の断面を示すハッチングを省略するとともに、波動歯車装置１００以外の構成を仮想線で示した。以下では、波動歯車装置１００の構成を説明する際に、図１における右側を入力側（図示Ｓｉ）と呼び、左側を出力側（図示Ｓｏ）と呼ぶことがある。

【0016】

波動発生部１０は、円筒軸部１１と、円筒軸部１１と一体に形成されたカム部１２と、ウェーブベアリング１３と、を備える。

【0017】

円筒軸部１１は、入力側の端部がベアリングＢ１に回転可能に支持され、出力側の端部がベアリングＢ２に回転可能に支持されている。ベアリングＢ１は、第１アーム２１１に対して不動な不動部２１１ａに設けられている。ベアリングＢ２は、出力部４０の内周面に設けられている。ベアリングＢ１，Ｂ２は、例えばボールベアリングから構成される。これにより、円筒軸部１１は、第１アーム２１１に対して軸線ＡＸ周りに回転可能に支持される。円筒軸部１１には、モータ２１３の回転動力が公知の伝達機構を介して伝達される。この伝達機構は、ギア機構、タイミングベルトとプーリーを利用したベルト機構などであればよい。

【0018】

カム部１２は、円筒軸部１１の外周面から外径方向に突出して設けられている。カム部１２は、軸線ＡＸに沿う方向（以下、「軸線方向」とも言う。）においてベアリングＢ１と隣り合う位置に設けられている。カム部１２は、軸線ＡＸを中心とした円周方向において等間隔で位置するＮ（Ｎは、２以上の整数）個の極部を有する。以下では、カム部１２が有する極部の数を極数と呼ぶ。例えば、極数がＮ＝２の場合のカム部１２は、図２に示すように、軸線方向から見て楕円状をなす。

【0019】

ウェーブベアリング１３は、図１及び図２に示すように、カム部１２の外周面に固定された内輪１３ｉと、フレキシブルな外輪１３ｏと、内輪１３ｉ及び外輪１３ｏの間に転動可能な状態で挿入されている複数のボール１３ｂと、を有する。なお、内輪１３ｉは、カム部１２の外周面を含む部分から構成されていてもよい。

【0020】

フレックスギア部２０は、特殊鋼等の金属材によりフレキシブル性を有して形成され、アウタギア２１と、第１環状部２２と、接続部２３と、を有する。アウタギア２１、第１環状部２２及び接続部２３は、同じ材料で一体に形成されている。

【0021】

アウタギア２１は、外周面に沿って形成された複数の歯２１ａを有してリング状に形成され、内周側が波動発生部１０の外輪１３ｏに嵌め込まれている。アウタギア２１における複数の歯２１ａは、一定のピッチで円周方向に沿って配列されている。アウタギア２１の歯２１ａの数である歯数ｔは、後述のインナギア３１の歯３１ａの数である歯数Ｔよりも少ない。例えば、カム部１２の極数がＮの場合、歯数ｔと歯数Ｔの関係は、「Ｔ＝ｔ＋Ｎ」が成り立つように設定される。例えば、Ｎ＝２の場合には、「Ｔ＝ｔ＋２」の関係が成り立つ。

【0022】

第１環状部２２は、アウタギア２１と軸線方向においてアウタギア２１よりも出力部４０の近くに位置する環状の部分である。第１環状部２２には、図４に示すように、出力部４０に設けられた伝達歯６ａが挿入される凹部６ｂが設けられている。伝達歯６ａと凹部６ｂが係合することで、フレックスギア部２０の動力は、出力部４０へ伝達される。凹部６ｂは、伝達歯６ａと同数設けられ、軸線ＡＸを中心とした円周方向に沿って複数設けられている。伝達歯６ａ及び凹部６ｂについては、後に詳述する。

【0023】

接続部２３は、アウタギア２１と、アウタギア２１よりも直径が小さい第１環状部２２とを接続する。図１に示すように、接続部２３は、アウタギア２１から第１環状部２２に向かって軸線ＡＸに近付くように傾斜している。

【0024】

なお、図２、図３では、フレックスギア部２０の第１環状部２２の一部を示した。図３は、フレックスギア部２０の外周面の一部を、図２に示す０°の方向から見た図である。

【0025】

インターナルギア部３０は、金属材により剛性を有して形成され、第１アーム２１１の内側に固定される。インターナルギア部３０は、カム部１２に撓められたフレックスギア部２０のアウタギア２１と部分的に噛み合うインナギア３１を有する。インナギア３１は、内周面に沿って形成された複数の歯３１ａを有してリング状に形成されている。インナギア３１における複数の歯３１ａは、一定のピッチで円周方向に沿って配列されている。

【0026】

インターナルギア部３０は、概ね円筒状に形成される。波動歯車装置１００の入力側では、インターナルギア部３０と、ベアリングＢ１が設けられた不動部２１１ａとが軸線方向において対向する。インターナルギア部３０において不動部２１１ａと対向する部分には、軸線ＡＸを中心とした環状の溝が設けられ、この溝にはＯリング７１が嵌められている。インターナルギア部３０は、軸線方向に沿うネジ８１によって不動部２１１ａに固定される。

【0027】

出力部４０は、フレックスギア部２０と共にインターナルギア部３０に対して回転する。出力部４０は、インターナルギア部３０に対して軸線ＡＸ周りに回転可能に、支持部５０によって支持されている。出力部４０は、例えば、金属材により剛性を有してリング状に形成されている。

【0028】

出力部４０は、軸線ＡＸを中心とした径方向（以下、単に「径方向」とも言う。）において、第１環状部２２と対向する第２環状部４１と、第２環状部４１よりも出力側に位置し、支持部５０に支持される部分である被支持部４２と、を有する。図４に示すように、本実施形態の第２環状部４１は、フレックスギア部２０の第１環状部２２の内周側に位置する。第２環状部４１には、伝達歯６ａが設けられている。

【0029】

支持部５０は、例えばクロスローラーベアリングから構成され、インターナルギア部３０に固定される外輪５１と、出力部４０の被支持部４２に固定される内輪５２と、を備える。外輪５１は、ネジ８２によってインターナルギア部３０に固定される。内輪５２は、ネジ８３によって被支持部４２に固定される。ネジ８２，８３は、共に軸線方向に沿う。

【0030】

波動歯車装置１００の出力側では、インターナルギア部３０と、支持部５０の外輪５１とが軸線方向において対向する。インターナルギア部３０は、軸線方向に沿って形成され、ネジ８２が挿入される挿入孔３２と、挿入孔３２と第１環状部２２との間に位置する特定部３３と、を備える。特定部３３は、軸線方向において外輪５１と対向する部分に、軸線ＡＸを中心とした環状の溝３３ａを有する。環状の溝３３ａには、Ｏリング７２が嵌められている。Ｏリング７２及び前述のＯリング７１は、装置の外部から水が浸入すること、装置の内部からオイルが漏れ出すこと等を防止する。

【0031】

この実施形態では、出力部４０は、支持部５０の内輪５２を介して、波動歯車装置１００の負荷である第２アーム２１２に接続される。これにより、出力部４０の回転に伴って、第２アーム２１２は、軸線ＡＸ周りに回転する。なお、支持部５０による出力部４０の支持態様、出力部４０と負荷の接続手法は、任意に変更可能である。

【0032】

図１に示すように、軸線方向における支持部５０とカム部１２との間に、フレックスギア部２０の第１環状部２２及び出力部４０の第２環状部４１が位置する。第２環状部４１の伝達歯６ａが第１環状部２２の凹部６ｂによって軸線ＡＸを中心とした円周方向（以下、単に「円周方向」とも言う。）に押されることで、出力部４０は、フレックスギア部２０と共に回転する。

【0033】

伝達歯６ａは、フレックスギア部２０の動力を出力部４０に伝達するための構成である。伝達歯６ａは、径方向に沿って第２環状部４１の外周面から突起し、第１環状部２２に凹部６ｂに挿入される。

【0034】

凹部６ｂは、第１環状部２２の内周面に設けられている。凹部６ｂは、図４に示すように、伝達歯６ａよりも円周方向（図２，図３に示す符号Ｃの方向）に沿う幅が広い。これにより、凹部６ｂは、円周方向における伝達歯６ａとの相対的な変位（つまり、フレックスギア部２０及び出力部４０の円周方向における相対的な変位）を許容する。伝達歯６ａ及び凹部６ｂのそれぞれの円周方向に沿う幅は、伝達歯６ａ及び凹部６ｂの対として、後述の第１の対６１及び第２の対６２が出現可能に設定されればよい。伝達歯６ａ及び凹部６ｂの対である伝達対は、円周方向に沿って複数設けられ、且つ、円周方向において等間隔で配列されている。

【0035】

（減速動作について）
次に、波動歯車装置１００の減速動作について説明する。カム部１２の極数Ｎは、２以上の整数であれば目的に応じて任意であるが、ここでは、カム部１２が、Ｎ＝２で楕円形状をなす場合について説明する。

【0036】

ロボット２００のコントローラの制御によりモータ２１３が動作すると、モータ２１３の回転動力が図示せぬ伝達機構を介して波動発生部１０のカム部１２に伝達され、カム部１２は、軸線ＡＸ周りに比較的高速で回転する。

【0037】

ここで、説明の理解を容易にするため、回転開始前のカム部１２は、図２に示すように、その楕円形状の長軸が０°及び１８０°を通る軸に一致した初期位置にあるものとする。初期位置にあるカム部１２は、２つの極部に対応した、０°及び１８０°の２箇所の噛合位置でフレックスギア部２０のアウタギア２１をインターナルギア部３０のインナギア３１に噛み合わせる。なお、図示の角度は、軸線ＡＸを中心とした角度であり、１２時の方向を０°として、時計方向に角度が増加するものとする。また、カム部１２は、時計方向に回転するものとする。

【0038】

カム部１２が初期位置からαの角度だけ時計方向に回転する際に、フレックスギア部２０がインターナルギア部３０に対して反時計方向に回転する角度をθとすると、θ＝｛３６０°×（Ｔ－ｔ）／Ｔ｝×α／３６０°＝（α／Ｔ）×Ｎが成り立つ。極数がＮ＝２のカム部１２を用いると、インナギア３１とアウタギア２１の歯数の差は、Ｔ－ｔ＝Ｎ＝２であるため、θ＝（α／Ｔ）×２が成り立つ。例えば、このカム部１２が９０°回転すると、フレックスギア部２０は、歯数の差「２」の１／４（＝９０°／３６０°）である１／２歯分に相当する、θ＝（９０°／Ｔ）×２の角度だけ反時計方向に回転する。

【0039】

このように、カム部１２の回転に応じて、フレックスギア部２０が弾性変形し、インターナルギア部３０との噛合位置が順次移動していく。そして、カム部１２が３６０°回転すると、フレックスギア部２０は、歯数の差「２」の分に相当する、θ＝（３６０°／Ｔ）×２の角度だけ反時計方向に回転する。これにより、フレックスギア部２０とともに回転移動する出力部４０は、カム部１２の回転速度に対して、減速比ｉ＝（Ｔ－ｔ）／ｔで減速される。つまり、波動歯車装置１００によれば、出力部４０に接続される負荷（本例では、第２アーム２１２）を、上記の減速比ｉで減速した出力で、高精度で回転制御することができる。なお、減速比ｉは任意であるが、例えば、１／３０～１／３２０程度で設定可能である。

【0040】

以上では、極数ＮがＮ＝２の場合について説明したが、Ｎ≧３の場合についても考え方は同様であるため、ここで纏めて説明する。極数がＮ≧３の場合、軸線方向から見たカム部１２の形状は、正Ｎ角形状をなすとともに、例えば、各極部、及び、隣り合う極部の間が外周方向に緩やかに膨らむ曲面状を有する。図５に極数Ｎが３の場合を、図６に極数Ｎが４の場合を示す。なお、図示しないが、Ｎ≧５の場合についても同様に実現することができる。

【0041】

フレックスギア部２０のアウタギア２１は、Ｎ個の極部を有するカム部１２にウェーブベアリング１３を介して撓められ、Ｎ箇所でインターナルギア部３０のインナギア３１と噛み合う。カム部１２の極数がＮの場合、アウタギア２１の歯数ｔ（以下、フレックスギア部２０の歯数ｔとも言う。）とインナギア３１の歯数Ｔ（以下、インターナルギア部３０の歯数Ｔとも言う。）の関係は、「Ｔ＝ｔ＋Ｎ」が成り立つように設定される。
そして、例えば、カム部１２が時計方向に３６０°回転すると、フレックスギア部２０がＮ歯分、反時計方向に移動する。つまり、カム部１２の極数がＮの場合、カム部１２が（３６０°／Ｎ）の角度を回転すると、１歯分、インターナルギア部３０に対してフレックスギア部２０が移動する。カム部１２の極数がＮの場合、フレックスギア部２０に固定された出力部４０は、カム部１２の回転速度に対して、減速比ｉ＝（Ｔ－ｔ）／ｔ＝Ｎ／ｔで減速される。

【0042】

以上のように、波動歯車装置１００は、カム部１２の極数ＮをＮ＝２に設定した場合であっても、Ｎ≧３に設定した場合であっても、モータ２１３からの回転入力に応じて波動発生部１０のカム部１２が回転すると、フレックスギア部２０及びインターナルギア部３０の両歯車の噛合位置が円周方向に移動していくとともに、両歯車の歯数差に応じて、フレックスギア部２０がインターナルギア部３０に対してカム部１２とは逆方向に回転する。

【0043】

（伝達歯６ａ及び凹部６ｂについて）
ここからは、伝達歯６ａ及び凹部６ｂについて説明する。図４は、カム部１２の極数がＮ＝２の場合に好適な、伝達歯６ａ及び凹部６ｂの配置例を示している。

【0044】

なお、図４において、軸線方向から見たフレックスギア部２０及び出力部４０の図の外周側に示した図は、極数Ｎ＝２のカム部１２がモータ２１３の動作に応じて軸線ＡＸを中心に回転している際における、伝達歯６ａ及び凹部６ｂの相対変位を図示０°～１８０°の範囲で示した図（以下、相対変位図と言う。）である。

【0045】

図４の相対変位図を見ると、伝達歯６ａが設けられた各位置において、凹部６ｂに対する伝達歯６ａの位置が一様では無いことが分かる。これは、前述の課題で述べたような位相ずれが生じることによる。本実施形態に係る波動歯車装置１００は、以下に述べる伝達歯６ａ及び凹部６ｂの作用により、前記の位相ずれに起因して出力部４０の回転に寄与しない無用な応力が生じることを低減し、良好な伝達効率で出力部４０を回転させる。

【0046】

図４に示す例では、出力部４０の第２環状部４１には、円周方向において等間隔で配列された１６個の伝達歯６ａが設けられている。また、フレックスギア部２０の第１環状部２２には、１６個の伝達歯６ａの各々が挿入される、１６個の凹部６ｂが設けられる。つまり、図４の例では、伝達歯６ａ及び凹部６ｂの対である伝達対は、１６（＝８×Ｎ）個あり、３６０°／１６（＝２２．５°）毎に円周方向に配列されている。

【0047】

図４の相対変位図に示すように、０°方向に位置する伝達対において、伝達歯６ａが凹部６ｂの円周方向における中央に位置している状態では、９０°方向に位置する伝達歯６ａ、及び、１８０°方向に位置する伝達歯６ａは、各々に対応する凹部６ｂの円周方向における中央に位置する。０°、９０°、１８０°の各方向に位置する伝達歯６ａは、各々に対応する凹部６ｂと円周方向で接していないため、出力部４０の回転に寄与しない。

【0048】

以下では、図４の０°、９０°、１８０°の各方向に位置する伝達対のように、伝達歯６ａが円周方向における凹部６ｂの中央に位置する伝達対を、第１状態の伝達対と言う。つまり、第１状態の伝達対は、出力部４０の回転に寄与しない。

【0049】

一方で、第１状態の伝達対が０°、９０°、１８０°の各方向に位置している状態では、４５°方向に位置する伝達歯６ａは、挿入される凹部６ｂの一端（図中における時計方向の端）に位置する。また、当該状態では、１３５°方向に位置する伝達歯６ａは、挿入される凹部６ｂの円周方向における他端（図中における反時計方向の端）に位置する。４５°方向に位置する伝達歯６ａは、カム部１２が時計方向に回転している場合に反時計方向に移動するフレックスギア部２０の凹部６ｂと、円周方向で当接するため、出力部４０の回転に寄与する。１３５°方向に位置する伝達歯６ａは、カム部１２が反時計方向に回転している場合に時計方向に移動するフレックスギア部２０の凹部６ｂと、円周方向で当接するため、出力部４０の回転に寄与する。

【0050】

以下では、図４の４５°、１３５°の各方向に位置する伝達対のように、伝達歯６ａが円周方向において凹部６ｂと当接する伝達対を、第２状態の伝達対と言う。つまり、第２状態の伝達対は、出力部４０の回転に寄与する。

【0051】

また、２２．５°、６７．５°、１１２．５°、１５７．５°の各方向に位置する伝達対は、第１状態と第２状態の一方から他方へと遷移する途中状態の伝達対である。この途中状態の伝達対も、伝達歯６ａが凹部６ｂと円周方向で接していないため、出力部４０の回転に寄与しない。

【0052】

なお、１８０°～３６０°の各範囲での伝達歯６ａ及び凹部６ｂの挙動は、０°～１８０°の範囲での伝達歯６ａ及び凹部６ｂと同様である。つまり、軸線ＡＸに対する中心角が４５°となる位置毎に、第１状態の伝達対と、第２状態の伝達対とが交互に出現する。また、図４の相対変位図は静的に示したが、フレックスギア部２０の回転に応じて、第１状態の伝達対は、途中状態を介して第２状態の伝達対へと遷移する。逆に、第２状態の伝達対は、途中状態を介して第１状態の伝達対へと遷移する。

【0053】

図４に例示した伝達対について以下に纏める。

【0054】

カム部１２の極数がＮ＝２の場合、カム部１２が（３６０°／２）の角度だけ回転すると、１歯分、インターナルギア部３０に対してフレックスギア部２０が移動する。このように、インターナルギア部３０に対してフレックスギア部２０を１歯分移動させるためのカム部１２の回転角度である１８０°の範囲内においては、１８０°／４＝４５°毎に、第１状態の伝達対と、第２状態の伝達対とが交互に出現する。この１８０°の範囲内における伝達対は、伝達歯６ａが凹部６ｂの円周方向における一端に位置する第１の対６１と、伝達歯６ａが凹部６ｂの円周方向における他端に位置する第２の対６２と、を含む。

【0055】

図４の相対変位図では、第１の対６１は、４５°方向に位置する伝達対であり、第２の対６２は、１３５°に位置する伝達対である。これを、３６０°の範囲内で考えれば、１６個ある伝達対は、円周方向で等間隔に配列された２個の第１の対６１と、円周方向で等間隔に配列された２個の第２の対６２とを含む。３６０°の範囲内で、第１の対６１と第２の対６２は、９０°毎に、交互に存在する。

【0056】

図４では、８×Ｎ＝１６個の伝達対を設けた例を示したが、図４で途中状態の伝達対に相当する箇所を省き、伝達対を（４×Ｎ）個にしてもよい。

【0057】

上記の考え方は、Ｎ＝２の場合に限られず、一般化することができる。したがって、カム部１２の極数がＮ（２以上の整数）で、伝達対が（４×Ｎ）個ある場合について説明する。ここでは、説明の理解を容易にするため、途中状態の伝達対を省いた個数として、（４×Ｎ）個を選定した。伝達対は、円周方向において等間隔に配列される。

【0058】

極数がＮのカム部１２が（３６０°／Ｎ）の角度だけ回転すると、１歯分、インターナルギア部３０に対してフレックスギア部２０が移動する。このように、インターナルギア部３０に対してフレックスギア部２０を１歯分移動させるためのカム部１２の回転角度である（３６０°／Ｎ）の範囲内においては、３６０°／（４×Ｎ）毎に、第１状態の伝達対と第２状態の伝達対とが交互に出現する。この（３６０°／Ｎ）の範囲内における伝達対は、第１の対６１と第２の対６２と、を含む。これを、３６０°の範囲内で考えれば、（４×Ｎ）個ある伝達対は、円周方向で等間隔に配列されたＮ個の第１の対６１と、円周方向で等間隔に配列されたＮ個の第２の対６２とを含む。さらに、第１の対６１と第２の対６２は、３６０°／（２×Ｎ）毎に、交互に存在する。

【0059】

以上のように、第１状態の伝達対と第２状態の伝達対とが交互に出現することにより、円周方向における伝達歯６ａ及び凹部６ｂの相対変位を、いわばカム方式により吸収できる。したがって、波動歯車装置１００によれば、出力部４０を回転させるためのトルクに寄与しない無用な応力がフレックスギア部２０及び出力部４０の各々に生じることを低減し、無用なねじれの力がフレックスギア部２０に加わることを低減できる。

【0060】

また、カム部１２に撓められたフレックスギア部２０が、インターナルギア部３０に対して回転移動する際には、フレックスギア部２０は、インターナルギア部３０と噛み合いつつ移動するため、径方向の脈動を伴う。

【0061】

ここで、図４は、カム部１２の極部に対応する０°及び１８０°の２箇所でフレックスギア部２０をインターナルギア部３０に噛み合わせている状態に対応する。つまり、図２及び図４のそれぞれに示したフレックスギア部２０は対応する。カム部１２の極部が０°及び１８０°に位置している場合、０°及び１８０°方向にある伝達対においては、径方向で伝達歯６ａと凹部６ｂとが離れる。この際、９０°及び２７０°方向の伝達対においては、径方向で伝達歯６ａと凹部６ｂとが最も接近する。なお、径方向で伝達歯６ａと凹部６ｂとが最も接近する際には、伝達歯６ａと凹部６ｂが径方向で接していてもよいし、接していなくともよい。
０°～９０°の間の伝達対においては、９０°に近付くにつれて、伝達歯６ａと凹部６ｂとの径方向の間隔が徐々に狭くなっていく。９０°～１８０°の間の伝達対においては、１８０°に近付くにつれて、伝達歯６ａと凹部６ｂとの径方向の間隔が徐々に広くなっていく。この関係は、１８０°～３６０°の範囲においても同様である。

【0062】

上記のように、少なくとも、カム部１２の極部に対応する位置にある２個の伝達対においては、径方向で伝達歯６ａと凹部６ｂとが離れる。そして、第１環状部２２は、第２環状部４１に対する径方向の変位を許容する。上記の考えは、Ｎ＝２のときに限られず一般化できる。カム部１２の極部がＮ個ある波動歯車装置１００では、少なくとも、カム部１２の極部に対応する位置にあるＮ個の伝達対においては、径方向で伝達歯６ａと凹部６ｂとが離れる。そして、第１環状部２２は、第２環状部４１に対する径方向の変位を許容する。

【0063】

本実施形態の波動歯車装置１００では、第１環状部２２が第２環状部４１に対する径方向の変位を許容できるため、前述の径方向の脈動を吸収することができる。この構成によっても、前述した無用な応力を低減することができる。なお、複数の伝達対の各々は、第１状態、第２状態、及び途中状態のいずれにおいても、凹部６ｂから伝達歯６ａが外れない形状に設定される。

【0064】

また、第２状態の伝達対は、円周方向で等間隔に配列された第１の対６１及び第２の対６２を含む。これにより、フレックスギア部２０から出力部４０に円周方向の力を効率良く伝達することができる。

【0065】

結果として、本実施形態の波動歯車装置１００によれば、フレックスギア部２０及び出力部４０を完全に固定した場合に生じるメカニカルロスを大幅に低減することができ、良好な伝達効率を実現することができる。また、フレックスギア部２０が破損することを抑制することができる。

【0066】

また、フレックスギア部２０から出力部４０へ力を伝達する出力点（つまり、伝達対が設けられた位置）を円周方向に均等分散できるため、フレックスギア部２０とインターナルギア部３０の噛合箇所の１箇所あたりの負荷が軽減され、結果として高トルクで出力部４０を回転させることができる。

【0067】

なお、伝達対の個数は、（４×Ｎ）個に限られない。Ｎの数によっては、伝達対の個数を任意に変更可能である。
例えば、カム部１２の極数ＮがＮ＝８の場合、伝達対を（４×Ｎ）＝３２個とすると、インターナルギア部３０に対してフレックスギア部２０を１歯分移動させるためのカム部１２の回転角度である（３６０°／Ｎ）＝４５°の範囲内においては、｛３６０°／（４×Ｎ）｝＝１１．２５°毎に、第１状態の伝達対と第２状態の伝達対とが交互に出現する。これを、３６０°の範囲内で考えれば、３２個ある伝達対は、円周方向で等間隔に配列された８個の第１の対６１と、円周方向で等間隔に配列された８個の第２の対６２とを含む。
しかしながら、第１の対６１と第２の対６２は、それぞれ、４個ずつあれば、出力部４０を安定して回転させるに充分であると考えられるため、伝達対を（２×Ｎ）＝１６個としてもよい。また、Ｎ＝８の場合だけでなく、伝達対を（２×Ｎ）の個数に設定し、且つ、第１の対６１と第２の対６２をそれぞれＮ個ずつ設けることで、全ての伝達歯６ａが出力部４０の回転に寄与する構成も可能であると考えられる。さらに、Ｎの数によらず、伝達対の個数を設定してもよい。例えば、伝達対を円周方向に等間隔で１６個配列するとともに、第１の対６１の第２の対６２のそれぞれを少なくとも４個以上設ければ、Ｎの数によらず、出力部４０を安定して回転させることができる。こうすれば、伝達歯６ａを設けた出力部４０を、カム部１２の極数Ｎによらず、共用することができるため、製造の効率化を図ることもできる。

【0068】

以上のように、伝達対の個数を、（２×Ｎ）個に設定した、又は、Ｎの数によらない固定値（例えば、１６個）に設定した波動歯車装置１００によっても、前述と同様な作用により、無用な応力を低減し、良好な伝達効率を実現することができる。

【0069】

なお、第１の対６１において、「伝達歯６ａが凹部６ｂの円周方向における一端に位置する」とは、伝達歯６ａが、凹部６ｂの円周方向における一端と当接又は近接している態様であればよい。同様に、第２の対６２において、「伝達歯６ａが凹部６ｂの円周方向における他端に位置する」とは、伝達歯６ａが、凹部６ｂの円周方向における他端と当接又は近接している態様であればよい。つまり、第１の対６１、第２の対６２は、フレックスギア部２０が伝達歯６ａに向かって移動した場合に、直ちに、凹部６ｂによって伝達歯６ａを円周方向に押すことができる態様であればよい。

【0070】

また、複数の伝達対が「円周方向において等間隔で配列される」とは、円周方向において等間隔で配列された複数の伝達歯６ａが、それぞれに対応する複数の凹部６ｂに挿入されている状態であればよい。例えば、０°、９０°、１８０°の各方向に位置する伝達対とは、伝達歯６ａが０°、９０°、１８０°の各方向に位置する伝達対を指す。この関係は、他の角度においても同様である。なお、凹部６ｂは、可撓性を有するフレックスギア部２０に設けられているため、伝達対の状態に応じて、対応する伝達歯６ａに対して－２度～＋２度の範囲内でずれが生じる。

【0071】

また、第１の対６１及び第２の対６２を創出できる限りにおいては、複数の伝達対は、円周方向において等間隔で配列されていなくともよい。この場合、出力部４０を安定して回転させる観点から、複数の伝達歯６ａが設けられた出力部４０の全体の重心を軸線ＡＸと一致させ、軸線ＡＸ周りの慣性モーメントの最小化を図ることが好ましい。

【0072】

また、波動歯車装置１００では、支持部５０とカム部１２との間に、フレックスギア部２０の第１環状部２２及び出力部４０の第２環状部４１が位置する。これにより、回転の入力要素から出力要素までの軸線方向における距離を短くすることができる。結果的に、各構成を軸線方向にコンパクトにして、波動歯車装置１００を小型に構成することができる。また、回転の入力要素から出力要素までの軸線方向における距離が短いと、互いに噛み合うフレックスギア部２０及びインターナルギア部３０に、軸線ＡＸに対して斜めの方向の応力が加わりにくい。結果として、フレックスギア部２０及びインターナルギア部３０における一方の歯山と他方の歯底を軸線方向に沿って接触させることができ、互いの歯車の摩耗を抑制することができる。

【0073】

また、波動歯車装置１００では、カム部１２だけでなく、フレックスギア部２０及び出力部４０も、軸線方向から見てリング状をなす中空状である。このため、配線等を通す空間を装置の内部に確保することができる。また、フレックスギア部２０の出力側の端部が閉塞されていないため、フレックスギア部２０の肉厚をある程度確保しつつも、フレックスギア部２０の可撓性を保つことができる。したがって、フレックスギア部２０の座屈に対する耐性を良好とすることができ、破損しにくい。なお、フレックスギア部２０の肉厚は限定されるものではないが、例えば、０．５ｍｍ～１ｍｍ程度に設定することが可能である。また、フレックスギア部２０は、無底筒状であるため、加工し易い。なお、波動歯車装置１００によれば、原理上バックラッシをなくすことができることや、ロストモーションを極小にできることは勿論である。

【0074】

また、波動歯車装置１００によれば、カム部１２の極数がＮ＝２だけでなく、Ｎ≧３のバリエーションを提供することができることから、以下の利点も有する。まず、波動発生部１０のカム部１２が楕円状（Ｎ＝２）に設定されている場合を考える。インターナルギア部３０のピッチ円直径をＤとし、フレックスギア部２０のピッチ円直径をｄとすれば、減速比ｉは、「ｉ＝（Ｔ－ｔ）／ｔ＝２／ｔ」あるいは、「ｉ＝（Ｄ－ｄ）／ｄ」と考えることができる。そうすると、減速比ｉの値を小さくする（より減速した回転出力を得る）には、歯数ｔを増やす、又は、インターナルギア部３０の直径Ｄに対するフレックスギア部２０の直径ｄの割合を大きくする必要がある。一方、減速比ｉの値を大きくする（回転出力の減速度合いを抑える）には、歯数ｔを減らす、又は、インターナルギア部３０の直径Ｄに対するフレックスギア部２０の直径ｄの割合を小さくする必要がある。このように、楕円状のカム部１２にだけ頼ると、装置の大きさや条件に様々な制約が生じ、あらゆる減速比の実現が困難である。

【0075】

一方で、カム部１２の極数がＮ≧３のバリエーションによれば、仮に、インターナルギア部３０の歯数Ｔとフレックスギア部２０の歯数ｔとの少なくともいずれかを一定に保ったとしても、減速比ｉ＝Ｎ／ｔから分かるように、極数を増やすだけで減速比の値を大きくすることができ、極数を減らすだけで減速比の値を小さくすることができる。極数のバリエーションに加えて、さらに、歯数Ｔや歯数ｔの設定や、フレックスギア部２０やインターナルギア部３０の口径を変更することで、ほぼ無数のバリエーションの減速比を実現することができる。

【0076】

なお、本開示は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本開示の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。以下に、波動歯車装置１００の一部構成を変形した変形例を述べる。

【0077】

（変形例１）
図７に示す変形例１のように、出力部４０をフレックスギア部２０の外周側に位置させてもよい。この場合、出力部４０の第２環状部４１は、フレックスギア部２０の第１環状部２２の外周側に位置する。そして、第２環状部４１に固定された伝達歯６ａは、軸線ＡＸに向かって延び、第１環状部２２に設けられた凹部６ｂに挿入される。なお、図７において、軸線方向から見たフレックスギア部２０及び出力部４０の図の外周側に示した図は、極数がＮ＝２のカム部１２がモータ２１３の動作に応じて軸線ＡＸを中心に回転している際における、図示０°～１８０°の範囲での伝達歯６ａ及び凹部６ｂの相対変位を示す図である。変形例１においても、伝達歯６ａ及び凹部６ｂの対である伝達対の個数及び機能は、前述の実施形態と同様に考えることができる。

【0078】

（変形例２）
以上の実施形態及び変形例１では、伝達歯６ａが一様な幅で突起し、凹部６ｂも一様な幅で凹んでいる例を示したが、伝達部６ａ及び凹部６ｂの形状は限定されず、任意に変更可能である。例えば、図８に示す変形例２のように、伝達歯６ａは凹部６ｂに向かって先細りのテーパ状であってもよく、凹部６ｂも伝達部６ａに対応したテーパ状の凹みから形成されてもよい。

【0079】

以上では、第２環状部４１に伝達歯６ａを設け、第１環状部２２に凹部６ｂを設けた例を示したが、この関係は逆であってもよい。つまり、隣り合う凹部６ｂの間の要素を伝達歯と捉え、隣り合う伝達歯６ａの間の要素を凹部と捉えれば、第２環状部４１に凹部を設け、第１環状部２２に伝達歯を設けたと表現することもできる。この表現を用いても、伝達歯及び凹部の対の個数や機能は、前述の実施形態と同様に考えることができる。この表現において、複数の伝達対が「円周方向において等間隔で配列される」とは、例えば、円周方向において等間隔で配列された複数の凹部に、それぞれに対応する複数の伝達歯部が挿入されている状態であればよい。

【0080】

以上では、波動歯車装置１００が垂直多関節ロボットからなるロボット２００に組み込まれる例を示したが、これに限られない。波動歯車装置１００は、水平多関節ロボット、デルタ型ロボットなど種々のロボットに組み込まれることが可能である。また、波動歯車装置１００が組み込まれる装置はロボットに限定されず任意であり、回転入力に対して所望の減速比で減速した回転出力を得る目的で使用されるものであればよい。波動歯車装置１００は、例えば、ロボット以外の精密機械、ホビー用品、家電、車載部品等に組み込まれるものであってもよい。

【0081】

また、フレックスギア部２０の歯数ｔと、インターナルギア部３０の歯数Ｔは、Ｔ＞ｔであれば任意である。ただし、カム部１２の極数がＮの場合、歯数ｔと歯数Ｔの関係を「Ｔ＝ｔ＋Ｎ」と設定することが好ましい。

【0082】

また、波動歯車装置１００を構成する部材の材料は、任意であり、金属に限られず、エンジニアリングプラスチック、樹脂、セラミック等、目的に応じて適宜選択することができる。

【0083】

（１）以上に説明した波動歯車装置１００は、フレックスギア部２０の動力を出力部４０に伝達する構成として、伝達歯６ａ及び凹部６ｂの対である伝達対を備える。凹部６ｂは、伝達歯６ａよりも円周方向に沿う幅が広く、フレックスギア部２０及び出力部４０の円周方向における相対的な変位を許容する。この構成によれば、前述の通り、主にフレックスギア部２０に加わる無用な応力を抑制することができるため、波動歯車装置１００が破損しにくい。
また、フレックスギア部２０は、アウタギア２１と同じ材料で一体に形成された第１環状部２２を有する。このため、構造が簡潔である。また、アウタギア２１だけでなく、出力部４０へ力を伝達する部分である第１環状部２２を備えるフレックスギア部２０を、例えば、切削加工で一度に製造することができるため、製造が容易である。
また、本開示の波動歯車装置１００において、フレックスギア部２０及び出力部４０は、共に回転する。つまり、カム部１２が回転しても、ある凹部６ｂに挿入された伝達歯６ａが、その隣の凹部６ｂに移動することは無く、１つの伝達対を構成する伝達歯６ａと凹部６ｂの係合関係は保たれる。本開示のフレックスギア部２０は、アウタギア２１がインターナルギア部３０に対し、インナギア３１との噛合位置がずれつつ回転する一方で、第１環状部２２が出力部４０の第２環状部４１と係合しながら回転するギア機構を構成する。これは、フレックスギア部２０に相当する外歯歯車と、出力要素に設けられた歯車との噛み合い位置がずれていく、前述のデュアルタイプの波動歯車装置との大きな差異である。上記のように、伝達歯６ａと凹部６ｂの係合関係が保たれる波動歯車装置１００によれば、デュアルタイプの波動歯車装置と比較して、フレックスギア部２０と出力要素の相対位置が所望の位置からずれる問題が発生する可能性が少ない。
また、極数のＮを任意に設定すれば、種々の減速比を簡易な構成で実現することができる。

【0084】

（２）伝達対は、２×Ｎ個以上あり、円周方向において等間隔で配列されていてもよい。この構成によれば、フレックスギア部２０から出力部４０へ力を伝達する出力点を円周方向に均等分散できるため、高トルクで出力部４０を回転させることができる。なお、伝達対は、４×Ｎ以上あってもよいし、極数Ｎに関わらない固定数（例えば、１６個）あってもよい。

【0085】

（３）複数の伝達対は、カム部１２が軸線ＡＸを中心として回転している際に、第１の対６１及び第２の対６２の条件を満たす伝達対を含む。この構成によれば、前述の通り、フレックスギア部２０から出力部４０に円周方向の力を効率良く伝達することができる。
（４）好ましくは、第１の対６１はＮ個あり、第２の対６２はＮ個ある。
（５）好ましくは、第１の対６１と第２の対６２は、軸線ＡＸを中心とした角度において、３６０°／（２×Ｎ）毎に交互に存在する。

【0086】

（６）複数の伝達対のうち、少なくとも、カム部１２の極部に対応する位置にあるＮ個の伝達対においては、径方向で伝達歯６ａと凹部６ｂとが離れる。そして、第１環状部２２は、第２環状部４１に対する径方向の変位を許容する。この構成によれば、径方向におけるフレックスギア部２０と出力部４０の相対変位も吸収することができるため、前述した無用な応力をより良好に低減することができる。

【0087】

（７）第１環状部２２は、アウタギア２１よりも直径が小さい。そして、フレックスギア部２０は、アウタギア２１と第１環状部２２を接続するとともに、前記アウタギア２１及び第１環状部２２と同じ材料で一体に形成された接続部２３を有する。この構成により、第１環状部２２の外周側に存在するスペースを有効利用できる。また、アウタギア２１、第１環状部２２及び接続部２３を備えるフレックスギア部２０を、例えば、切削加工で一度に製造することができるため、製造が容易である。

【0088】

（８）図４に示すように、第２環状部４１が第１環状部２２の内周側に位置する構成によれば、波動歯車装置１００が径方向に大型化することを抑制することができる。

【0089】

（９）図７に示すように、第２環状部４１が第１環状部２２の外周側に位置する構成によれば、波動歯車装置１００の軸線ＡＸ近傍に、配線等を通す空間を確保することができる。

【0090】

（１０）第１環状部２２及び第２環状部４１は、支持部５０とカム部１２との間に位置する。この構成によれば、前述の通り、カム部１２からフレックスギア部２０の出力点までの軸線方向の長さを抑えることができ、各構成を軸線方向にコンパクトにして、波動歯車装置１００を小型に構成することができる。
また、インターナルギア部３０は、ネジ８２が挿入される挿入孔３２と、挿入孔３２と第１環状部２２との間に位置する特定部３３と、を備える。特定部３３は、軸線方向において外輪５１と対向する部分に、軸線ＡＸを中心とした環状の溝３３ａを有する。環状の溝３３ａには、Ｏリング７２が嵌められている。ここで、波動歯車装置１００では、第１環状部２２と第２環状部４１の噛み合いにより、フレックスギア部２０の動力を出力部４０に伝達する構造が採用され、フレックスギア部２０を出力部４０に固定するためのピン、ネジなどの固定部品が設けられていない。この固定部品を径方向に設けた場合、特定部３３が径方向に狭くなってしまう。しかしながら、以上の波動歯車装置１００によれば、この固定部品を設けずに済むため、Ｏリング７２が嵌められる特定部３３の配置スペースを確保できる。したがって、シール機能が損なわれずに済む。
なお、支持部５０は、クロスローラーベアリングに限られず、ボールベアリング、出力部４０を摺動回転可能に支持する軸受などであってもよい。

【0091】

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

【0092】

以上の説明では、本開示の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略した。

【符号の説明】

【0093】

１００…波動歯車装置
１０…波動発生部、ＡＸ…軸線
１１…円筒軸部、１２…カム部、１３…ウェーブベアリング
２０…フレックスギア部
２１…アウタギア、２２…第１環状部、２３…接続部
３０…インターナルギア部
３１…インナギア、３２…挿入孔、３３…特定部、３３ａ…環状の溝
４０…出力部
４１…第２環状部、４２…被支持部
５０…支持部
５１…外輪、５２…内輪
６ａ…伝達歯、６ｂ…凹部、６１…第１の対、６２…第２の対
７２…Ｏリング

【要約】

波動歯車装置は、インターナルギア部、波動発生部、アウタギアを有するフレックスギア部（２０）、及び、フレックスギア部（２０）と共に回転する出力部（４０）を備える。フレックスギア部（２０）は、アウタギアと同じ材料で一体に形成される第１環状部（２２）を有する。出力部（４０）は、軸線（ＡＸ）を中心とした径方向において第１環状部（２２）と対向する第２環状部（４１）を有する。第２環状部（４１）には径方向に沿って突起する伝達歯（６ａ）が設けられ、第１環状部（２２）には伝達歯（６ａ）が挿入される凹部（６ｂ）が設けられる。凹部（６ｂ）は、伝達歯（６ａ）よりも円周方向に沿う幅が広く、フレックスギア部（２０）及び出力部（４０）の円周方向における相対的な変位を許容する。伝達歯（６ａ）及び凹部（６ｂ）の対である伝達対は、複数あり、円周方向に配列されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】