(57)【要約】【課題】  歯切り加工における歯車精度を向上できる波動歯車減速機および波動歯車減速機の製造方法を提供する。【解決手段】  可撓性外歯車36は、胴部361と底部362との間の連結部365が円弧状に形成され、連結部365の外周面の円弧形状を第１円弧365aとし、内周面の円弧形状を第２円弧365bとしたとき、第２円弧365bの半径R2は、第１円弧365aの半径R1よりも大きい。【選択図】  図６
2020041600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波動歯車減速機であって、
有底円筒状の可撓性外歯車であって、胴部と、底部と、外歯と、を有し、
前記胴部は、波動発生器の回転により非円形に撓み変形可能な可撓性を有する筒状に形成され、
前記底部は、前記波動発生器の回転軸線に沿う方向を軸方向とし、前記回転軸線の放射方向を径方向としたとき、前記軸方向において、前記胴部の両端部である第１端部および第２端部のうち前記第１端部から前記径方向の内側へ延びる円板状に形成され、
前記外歯は、前記径方向において、前記胴部の外側の面に設けられている、
前記可撓性外歯車と、
撓み変形された前記胴部の前記外歯と噛み合う内歯を有する内歯車と、
を備え、
前記可撓性外歯車は、前記回転軸線を通る前記可撓性外歯車の軸方向断面における前記胴部と前記底部との間の連結部が円弧状に形成され、
前記連結部の外周面の円弧形状を第１円弧とし、内周面の円弧形状を第２円弧としたとき、前記第２円弧の半径は、前記第１円弧の半径よりも大きい波動歯車減速機。
【請求項２】
請求項１に記載の波動歯車減速機であって、
前記外歯は、前記軸方向において、前記胴部の前記第２端部から所定の範囲に設けられ、
前記胴部は、第１薄肉部と、第２薄肉部と、を有し、
前記第１薄肉部は、前記軸方向において、前記外歯よりも前記第１端部の側に設けられ、
前記第２薄肉部は、前記軸方向において、前記第１薄肉部よりも前記第１端部の側に設けられ、前記第１薄肉部よりも厚みが大きい波動歯車減速機。
【請求項３】
請求項２に記載の波動歯車減速機であって、
前記第１薄肉部は、前記底部よりも厚みが小さい波動歯車減速機。
【請求項４】
請求項２に記載の波動歯車減速機であって、
前記連結部は、前記回転軸線を通る前記可撓性外歯車の軸方向断面における前記胴部との接続点および前記底部との接続点が、前記径方向において、前記第２薄肉部の外周面から内周面までの範囲内にある波動歯車減速機。
【請求項５】
請求項３に記載の波動歯車減速機であって、
前記第１薄肉部の内周面は機械加工面である波動歯車減速機。
【請求項６】
請求項５に記載の波動歯車減速機であって、
前記胴部は、前記外歯の内周側の面が前記第１薄肉部の内周面と連続する機械加工面である波動歯車減速機。
【請求項７】
波動歯車減速機であって、
有底円筒状の可撓性外歯車であって、胴部と、底部と、外歯と、を有し、
前記胴部は、波動発生器の回転により非円形に撓み変形可能な可撓性を有する筒状に形成され、
前記底部は、前記波動発生器の回転軸線に沿う方向を軸方向とし、前記回転軸線の放射方向を径方向としたとき、前記軸方向において、前記胴部の両端部である第１端部および第２端部のうち前記第１端部から前記径方向の内側へ延びる円板状に形成され、
前記外歯は、前記径方向において、前記胴部の外側の面に設けられている、
前記可撓性外歯車と、
撓み変形された前記胴部の前記外歯と噛み合う内歯を有する内歯車と、
を備え、
前記可撓性外歯車は、前記胴部と前記底部との間の連結部の肉厚が、前記胴部および前記底部の肉厚よりも大きい波動歯車減速機。
【請求項８】
請求項７に記載の波動歯車減速機であって、
前記連結部は、その肉厚が、前記軸方向において、前記第２端部の側から前記第１端部の側へ向かって増加する波動歯車減速機。
【請求項９】
請求項７に記載の波動歯車減速機であって、
前記胴部は、その外周面が直線状に形成されると共に、その肉厚は、前記軸方向において、前記第２端部の側から前記第１端部の側へ向かって増加する部分を有する波動歯車減速機。
【請求項１０】
有底円筒状の可撓性外歯車であって、胴部と、底部と、外歯と、を有し、
前記胴部は、波動発生器の回転により非円形に撓み変形可能な可撓性を有する筒状に形成され、
前記底部は、前記波動発生器の回転軸線に沿う方向を軸方向とし、前記回転軸線の放射方向を径方向としたとき、前記軸方向において、前記胴部の両端部である第１端部および第２端部のうち前記第１端部から前記径方向の内側へ延びる円板状に形成され、
前記外歯は、前記径方向において、前記胴部の外側の面に設けられている、
前記可撓性外歯車と、
撓み変形された前記胴部の前記外歯と噛み合う内歯を有する内歯車と、
を備えた波動歯車減速機の製造方法であって、
前記回転軸線を通る前記可撓性外歯車の軸方向断面における前記胴部と前記底部との間の連結部を、その肉厚が前記胴部および前記底部の肉厚よりも大きくなるように形成する第１工程と、
前記第１工程後の前記連結部に前記軸方向から固定治具を押し当てて固定する第２工程と、
前記第２工程後に前記外歯を切削加工する第３工程と、
を有する波動歯車減速機の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の波動歯車減速機の製造方法であって、
前記可撓性外歯車は、前記回転軸線を通る前記可撓性外歯車の軸方向断面における前記胴部と前記底部との間の連結部が円弧状に形成され、
前記第１工程は、前記連結部の外周面の円弧形状を第１円弧とし、内周面の円弧形状を第２円弧としたとき、前記第２円弧の半径を、前記第１円弧の半径よりも大きく形成する波動歯車減速機の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の波動歯車減速機の製造方法であって、
前記固定治具は、前記底部に当接する円環状の当接面を有する波動歯車減速機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波動歯車減速機および波動歯車減速機の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、可変圧縮比機構の制御軸の回転位置を変更するアクチュエータとして、電動モータの回転速度を波動歯車減速機により減速して制御軸へ伝達するアクチュエータが開示されている。波動歯車減速機の可撓性外歯車は、波動発生器の回転により非円形に撓み変形可能な有底の円筒状に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2012-251446号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術にあっては、可撓性外歯車の成形時、円筒状のワークに歯切り加工を行う際、ワークを強固に拘束できないため、歯車精度が低下するおそれがあった。
本発明の目的の一つは、歯切り加工における歯車精度を向上できる波動歯車減速機および波動歯車減速機の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態における波動歯車減速機は、可撓性外歯車の胴部と底部との間の連結部が円弧状に形成され、連結部の外周面の円弧形状を第１円弧とし、内周面の円弧形状を第２円弧としたとき、第２円弧の半径は、第１円弧の半径よりも大きい。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明にあっては、歯切り加工における歯車精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態１の可変圧縮比機構のアクチュエータを備えた内燃機関の概略図である。
【図２】実施形態１の可変圧縮比機構のアクチュエータ40の分解斜視図である。
【図３】実施形態１の可変圧縮比機構のアクチュエータ40の側面図である。
【図４】図３のS4-S4線矢視断面図である。
【図５】実施形態１の可撓性外歯車36を示す図である。
【図６】図５(c)の要部拡大図である。
【図７】実施形態１の歯切り加工方法を示す第２ワークW2の斜視図である。
【図８】実施形態１の歯切り加工方法を示す第２ワークW2の軸方向断面図である。
【図９】従来の歯切り加工方法を示す第２ワークの斜視図である。
【図１０】従来の歯切り加工方法を示す第２ワークの軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施形態１〕
図１は、実施形態１の可変圧縮比機構のアクチュエータを備えた内燃機関の概略図である。基本的な構成は、例えば特開2011-169251号公報の図１に記載されたものと同じであるため、簡単に説明する。
ピストン1は、内燃機関（ガソリンエンジン）におけるシリンダブロックのシリンダ内を往復運動する。ピストン1には、ピストンピン2を介してアッパリンク3の上端が回転可能に連結する。アッパリンク3の下端には、連結ピン6を介してロアリンク5が回転可能に連結する。ロアリンク5には、クランクピン4aを介してクランクシャフト4が回転可能に連結する。ロアリンク5には、連結ピン8を介して第１制御リンク7の上端部が回転可能に連結する。第１制御リンク7の下端部は、複数のリンクを有する連結機構9と連結する。連結機構9は、第１制御軸10、第２制御軸11、第２制御リンク12およびアームリンク13を有する。
【０００９】
第１制御軸10は、内燃機関内部の気筒列方向に沿って配置されたクランクシャフト4と平行に配置されている。第１制御軸10は、第１ジャーナル部10a、制御偏心軸部10b、偏心軸部10c、第１アーム部10dおよび第２アーム部10eを有する。第１ジャーナル部10aは、内燃機関本体に回転可能に支持されている。制御偏心軸部10bは、第１制御リンク7の下端部と回転可能に連結する。偏心軸部10cは、第２制御リンク12の一端部12aと回転可能に連結する。第１アーム部10dの一端は、第１ジャーナル部10aと連結する。第１アーム部10dの他端は、制御偏心軸部10bと連結する。制御偏心軸部10bは、第１ジャーナル部10aに対して所定量偏心した位置にある。第２アーム部10eの一端は、第１ジャーナル部10aと連結する。第２アーム部10eの他端は、偏心軸部10cと連結する。偏心軸部10cは、第１ジャーナル部10aに対して所定量偏心した位置にある。第２制御リンク12の他端部12bは、アームリンク13の一端が回転可能に連結する。アームリンク13の他端は、第２制御軸11と連結する。アームリンク13と第２制御軸11は相対移動しない。第２制御軸11は、後述するハウジング20内に回転可能に収容されている。第２制御リンク12は、レバー形状であり、偏心軸部10cに連結された一端部12aは、略直線的に形成されている。
【００１０】
図２は実施形態１の可変圧縮比機構のアクチュエータ40の分解斜視図、図３はアクチュエータ40の側面図、図４は図３のS4-S4線矢視断面図である。
図２の分解斜視図に示すように、第２制御リンク12の他端部12bは、湾曲形成され、アームリンク13が連結されている。第２制御リンク12の一端部12aの先端部には、偏心軸部10cが回動自在に挿通される挿通孔12cが貫通形成されている。他端部12bは、先端部12dを有する。先端部12dには、連結用孔12eが貫通形成されている。アームリンク13は、第２制御リンク12とは別体に形成されている。アームリンク13は、円環状部13dおよび１対のアーム部13b1,13b2を有する。円環状部13dには、圧入用孔13aが貫通形成されている。圧入用孔13aは、第２制御軸11の各ジャーナル部11c,11d間に形成された固定部11bが圧入されている。１対のアーム部13b1,13b2は、円環状部13dから外周に向けて突出する二股状に形成されている。１対のアーム部13b1,13b2には、連結用孔13cがそれぞれ貫通形成されている。１対のアーム部13b1,13b2の間には、第２制御リンク12の先端部12dが挿通されている。各連結用孔12e,13c,13cには、連結ピン14が挿入されている。各連結用孔12e,13c,13cの中心（連結ピン14の軸心）は、第２制御軸11の軸心に対して所定量偏心している。
【００１１】
アクチュエータ40は、駆動モータ22、波動歯車減速機50、ハウジング20および第２制御軸11を有する。以下、駆動モータ22のモータ軸48の回転軸線Oに沿う方向を軸方向、回転軸線Oの放射方向を径方向、回転軸線O周りの方向を周方向という。また、軸方向にX軸を設定し、X軸方向において、モータ軸48の側から第２制御軸11の側へ向かう方向を正方向、第２制御軸11の側からモータ軸48の側へ向かう方向をX軸負方向と定義する。
アクチュエータ40は、駆動モータ22の回転速度を波動歯車減速機50により減速して第２制御軸11へ伝達することにより、第２制御軸11の回転位置を変更する。第２制御軸11の回転位置が変更されると、第２制御リンク12の姿勢が変化して第１制御軸10が回転し、第１制御リンク7の下端部の位置が変更される。これにより、ロアリンク5の姿勢が変化し、ピストン1のシリンダ内におけるストローク位置やストローク量が変わる。この結果、内燃機関の機関圧縮比を変更できる。
【００１２】
駆動モータ22は、例えばDCブラシレスモータであり、モータケーシング45、コイル46、ロータ47およびモータ軸48を有する。モータケーシング45は、有底円筒状に形成され、ハウジング20の第２ハウジング20bに固定されている。コイル46は、モータケーシング45の内周面に固定されている。ロータ47は、コイル46の内側に回転可能に配置されている。モータ軸48は、ロータ47の中心に固定されている。モータ軸48は、２つのボールベアリング51,52を介して第２ハウジング20bおよびモータケーシング45に対し回転可能に設けられている。ボールベアリング51は第２ハウジング20bに固定されている。ボールベアリング52はモータケーシング45の底部に固定されている。モータ軸48のX軸正方向側の先端部48aは、第２ハウジング20bを貫通し、波動歯車減速機50の波動発生器37の波動発生プラグ371と連結する。
【００１３】
第２制御軸11は、モータ軸48のX軸正方向側に位置し、モータ軸48と同軸である。つまり、第２制御軸11およびモータ軸48は、同一の回転軸線Oを持つ。第２制御軸11のX軸負方向側の端部11aは、波動歯車減速機50の可撓性外歯車36のボス部363と連結する。
モータケーシング45は、複数のボス部45aを有する。各ボス部45aには、ボルト49を通すボルト穴45bが形成されている。ボルト49が第２ハウジング20bに形成された雌ねじ部20b1にねじ込まれることにより、モータケーシング45が第２ハウジング20bに固定されている。モータケーシング45および第２ハウジング20bの内部は、シール100によって潤滑油等を供給しない乾燥室に維持されている。
【００１４】
波動歯車減速機50は、ハウジング20に収容されている。波動歯車減速機50は、剛性内歯車（内歯車）38、可撓性外歯車36および波動発生器37を有する。
剛性内歯車38は、内周に複数の内歯38aを有する剛体円環状部材である。剛性内歯車38は、ハウジング20の第１ハウジング20aに固定されている。
可撓性外歯車36は、剛性内歯車38の径方向内側に配置されている。図５は、実施形態１の可撓性外歯車36を示す図であり、(a)は正面図、(b)は右側面図、(c)は(a)のc-c線矢視断面図（X軸方向断面図）である。可撓性外歯車36は、金属材料によって形成され、胴部361、底部362およびボス部363を有する。
胴部361は、撓み変形可能な薄肉の円筒状に形成されている。胴部361のX軸負方向端部（第２端部）361bは開口する。X軸方向において、胴部361の外周面のX軸負方向端部361bから所定の範囲には、外歯364が設けられている。外歯364は、剛性内歯車38の内歯38aと噛み合う。外歯364の歯数は内歯38aの歯数よりも2歯少ない。
底部362は、胴部361のX軸正方向端部（第１端部）361aから径方向内側へ延びる円板状に形成されている。
【００１５】
ボス部363は、底部362からX軸負方向側へ延びる円筒状に形成されている。ボス部363は、その内周に孔部363aを有する。孔部363aは、その内周面に、周方向に並ぶ複数の波状溝363a1を有する。つまり、孔部363aはスプライン穴であり、波状溝363a1は、スプライン穴の各溝である。孔部363aには、第２制御軸11の端部11aが挿入されている。端部11aは、その外周面に、周方向に並び波状溝363a1と嵌合可能な複数の波状突起11a1を有する。つまり、端部11aは、スプライン軸であり、波状突起11a1は、スプライン軸の各突起である。波状溝363a1および波状突起11a1は、周方向において第２制御軸11とボス部363とを噛み合わせると共に、X軸方向において第２制御軸11とボス部363との相対移動を許容する結合部101である。波状溝363a1および波状突起11a1の回転軸線Oと直交する断面の形状は、インボリュート曲線を用いて形成されている。すなわち、結合部101は、インボリュートスプラインである。波状溝363a1および波状突起11a1は、径方向に所定のガタを有して噛み合わされている。このため、端部11aは、孔部363aに対して、径方向に所定の範囲だけ相対移動可能である。
可撓性外歯車36の詳細については後述する。
【００１６】
波動発生器37は、その外周面が可撓性外歯車36の内周面に沿って摺動する。波動発生器37は、波動発生プラグ371およびボールベアリング372を有する。波動発生プラグ371は、回転軸線Oと直交する断面の外形が楕円状であって、回転軸線Oを中心として最も半径の大きい長軸部分および最も半径の小さい短軸部分を有する楕円状外形を有する。波動発生プラグ371は、ボールベアリング37aを介して第２ハウジング20bに対し回転可能に支持されている。波動発生プラグ371は中心に貫通孔371bを有する。貫通孔371bには、モータ軸48の先端部48aが圧入されている。波動発生プラグ371のX軸正方向側の端面は突き当て面371aである。突き当て面371aは、ボス部363と当接し、ボス部363のX軸負方向側への移動を規制する。このため、図６に示すように、X軸方向において、ボス部363および突き当て面371a間のクリアランスΔD1は、胴部361のX軸負方向端部361bおよびボールベアリング37a間のクリアランスΔD2よりも小さく設定されている。ボールベアリング372は、波動発生プラグ371の外周および可撓性外歯車36の内周間の相対回転を許容する。図４に示すように、ボールベアリング372は、内輪372a、外輪372b、複数のボール372cおよび保持器372dを有する。内輪372aは、波動発生プラグ371の外周面と一体的に形成されている。外輪372bは、可撓性を有する薄肉の環状に形成され、可撓性外歯車36の内周と接する。複数のボール372cは、球状に形成され、内輪372aおよび外輪372b間に配置されている。保持器372dは、内輪372aおよび外輪372b間に配置され、各ボール372cの間隔を一定に保持する。
【００１７】
ハウジング20は、第１ハウジング20aおよび第２ハウジング20bを有し、アルミニウム合金材料によって略立方体形状に形成されている。第１ハウジング20aのX軸負方向側には大径円環状の開口溝部20cが形成されている（図４参照）。この開口溝部20cは、第２ハウジング20bにより閉塞される。第２ハウジング20bは、中央位置にモータ軸48が貫通するモータ軸貫通孔20dと、径方向外周側に向けて拡径された４つのボス部20eとを有する。第１ハウジング20aと第２ハウジング20bとは、ボス部20eに挿通されたボルト35により締結されている。
【００１８】
第１ハウジング20aにおいて、開口溝部20cよりもX軸正方向側の側面には、アームリンク13と連結された第２制御リンク12用の開口（不図示）が形成されている。この開口が形成された第１ハウジング20aの内部には、アームリンク13および第２制御リンク12の作動領域となる収容室29が形成されている（図４参照）。X軸方向において、開口溝部20cと収容室29との間には、第２制御軸11の第２ジャーナル部11dが貫通する支持孔30bが形成されている。また、収容室29のX軸正方向側には、第２制御軸11の第１ジャーナル部11cが貫通する支持孔30aが形成されている。支持孔30aの内周面と第１ジャーナル部11cの外周面との間には、軸受部としての軸受301が配置されている。支持孔30bの内周面と第２ジャーナル部11dの外周面との間には、軸受部としての軸受304が配置されている。軸受301および第１ジャーナル部11c間の径方向のガタ、および軸受304および第２ジャーナル部11d間の径方向のガタは、波状溝363a1および波状突起11a1間の径方向のガタよりも小さい。
支持孔30aのX軸正方向側には、リテーナ収容孔31が形成されている。リテーナ収容孔31の内径は、支持孔30aの内径よりも大きい。リテーナ収容孔31と支持孔30aとは段差面31aにより接続されている。段差面31aは、回転軸線Oと直交する。リテーナ収容孔31には、リテーナ350が収容されている。リテーナ350は、円環状に形成され、第２制御軸11が圧入されている。リテーナ350は、段差面31aとX軸方向に当接することにより、第２制御軸11のX軸負方向側への移動を規制する。
【００１９】
ハウジング20のX軸正方向端には、角度センサ32が取り付けられている。角度センサ32は、第２制御軸11の回転角度を検出する。角度センサ32により検出された回転角度は、モータケーシング45に収容された駆動モータ22のコントロールユニット（不図示）へと送られる。角度センサ32は、リテーナ収容孔31をハウジング20の外部から閉塞するように取り付けられたセンサホルダ32aを有する。センサホルダ32aは、ボルト321により第１ハウジング20aに固定するためのフランジ部32a1を有する。センサホルダ32aおよび第１ハウジング20a間には、シールリング33が設置されている。シールリング33は、リテーナ収容孔31と外部との間の液密性を確保する。また、センサホルダ32aの外側には、リテーナ収容孔31を閉塞するセンサカバー32cを有する。センサカバー32cとセンサホルダ32aとの間には、シールリング323が設置されている。シールリング323は、リテーナ収容孔31と外部との間の液密性を確保する。センサカバー32cは、ボルト34によりセンサホルダ32aに締結されている。
角度センサ32のロータ32bは、楕円環状に形成され、第２制御軸11のX軸正方向側の端部11eに固定されている。角度センサ32は、いわゆるレゾルバであって、ロータ32bの回転に伴うセンサホルダ32aの内周とロータ32bの外周との距離の変化を検知コイル（不図示）のインダクタンス変化により検出する。これにより、ロータ32bの回転位置、すなわち第２制御軸11の回転角度を検出する。
【００２０】
第２制御軸11の外周面において、端部11aのX軸正方向側には、フランジ11fが形成されている。フランジ11fは、可撓性外歯車36のボス部363と当接し、可撓性外歯車36のX軸正方向への移動を規制する。フランジ11fの外径は、ボス部363の外径よりも小さい。端部11aは、フランジ11fとの連結部分において、径方向内側に凹む環状の逃げ溝11gを有する。
第２制御軸11は、供給油路111を有する。供給油路111は、軸心油路111aおよび径方向油路111bを有する。軸心油路111aは、第２制御軸11の中心をX軸方向に延び、第２制御軸11のX軸負方向端に開口する。軸心油路111aには、第１ハウジング20aに形成された油路（不図示）を介して、図外のオイルポンプから圧送された潤滑油が導入される。軸心油路111aのX軸負方向端には、オリフィス111cが取り付けられている。軸心油路111a（オリフィス111c）のX軸負方向端から第２制御軸11の外部に流出した潤滑油は、波動発生器37および結合部101の潤滑に供される。径方向油路111bは、軸心油路111aから径方向外側へ延び、逃げ溝11gに開口する。軸心油路111aから第２制御軸11の外部に流出した潤滑油は、波動発生器37および結合部101の潤滑に供される。
【００２１】
図６は、図５(c)の要部拡大図である。
胴部361は、第１薄肉部361cおよび第２薄肉部361dを有する。第１薄肉部361cは、X軸方向において、外歯364よりもX軸正方向側に設けられている。第２薄肉部361dは、X軸方向において、第１薄肉部361cよりもX軸正方向側に設けられている。第２薄肉部361dの厚みD2は、底部362の厚みD3と同じであり、第１薄肉部361cの厚みD1よりも大きい。第１薄肉部361cおよび第２薄肉部361dの外周面は、X軸と平行な直線状に形成されている。第１薄肉部361cの内周面および胴部361の内周面のうち外歯364の径方向内側の内周面は、X軸と平行な直線状に形成されている。第１薄肉部361cの内周面は、胴部361の内周面のうち外歯364の径方向内側の内周面から連続する機械加工面である。第１薄肉部361cの内周面と第２薄肉部361dの内周面とは、径方向段差で接続されている。
【００２２】
可撓性外歯車36は、胴部361と底部362との間を繋ぐ連結部365を有する。連結部365は、可撓性外歯車36のX軸方向断面において、円弧状に形成されている。連結部365の外周面の円弧形状を第１円弧365aとし、内周面の円弧形状を第２円弧365bとしたとき、第２円弧365bの半径R2は、第１円弧365aの半径R1よりも大きい(R1<R2)。このため、連結部365は、その肉厚が、X軸負方向側からX軸正方向側へ向かって増加する。つまり、連結部365の肉厚は、胴部361および底部362の肉厚よりも大きい。
連結部365は、X軸方向において、胴部361の第２薄肉部361dとの接続点P1および底部362との接続点P2が、径方向において、第２薄肉部361dの外周面から内周面までの範囲E内にある。具体的には、径方向において、接続点P1は第２薄肉部361dの外周面と同じ位置にあり、接続点P1は第２薄肉部361dの内周面と同じ位置にある。
【００２３】
次に、可撓性外歯車36の製造方法を説明する。
可撓性外歯車36は、以下に示す３つの工程により製造される。
第１工程では、まず、熱間鍛造によりコ字状の第１ワークを形成する。続いて、第１ワークの外周面および内周面を荒削り加工し、最後に第１ワークの外周面および内周面を仕上げ加工することにより、外歯364を除く可撓性外歯車36の各部（胴部361、底部362およびボス部363）を有する第２ワークを成形する。このとき、第２ワークの軸方向断面における連結部365の肉厚が胴部361および底部362よりも大きくなるように加工を行う。具体的には、連結部365の内周面の第２円弧365bの半径R2を、連結部365の外周面の第１円弧365aの半径R1よりも大きくする。
【００２４】
第２工程では、図７および図８に示すように、第１工程後、第２ワークW2の内側に油圧式のチャック治具J1を挿入し、チャック治具J1を拡径させて胴部361の内周面に押し当てることにより、第２ワークW2の内径をクランプする。また、連結部365に軸方向から抑え治具（固定治具）J2を押し当てる。これにより、第２ワークW2は、チャック治具J1および抑え治具J2間に挟み込まれた状態で軸方向支持される。抑え治具J2は、第２ワークW2の底部362に当接する円環状の当接面Aを有する。一方、チャック治具J1は、第２ワークW2のX軸負方向端部361bに当接する円環状の当接面Bを有する。
第３工程では、第２工程後、第２ワークW2に対し、ホブHによる歯切り加工を行い、可撓性外歯車36を成形する。
【００２５】
次に、実施形態１の作用効果を説明する。
波動歯車減速機に用いられる可撓性外歯車は、変形運動により噛み合い位置を変える特性上、可撓性が重要である。このため、可撓性外歯車は、一般的に径厚比（径に対する肉厚の割合）を大きくした薄肉円環状に形成されている。また、可撓性外歯車が積極的な変形を利用する大変形問題であることから、ボス部および外歯を除く胴部および底部の肉厚は、基本的に一様である。つまり、波動歯車減速機の可撓性外歯車は、可撓性から径厚比の大きい薄肉円環状となり、その径の大きさに比して質量が非常に小さく、径方向剛性もまた非常に低い特徴を有している。
【００２６】
このため、可撓性外歯車は、径方向に対して負荷の大きい加工を苦手とし、特に胴部への歯切り加工は困難である。そこで、従来は、図９および図１０に示すように、ワークWと同一径または僅かに大径のチャック治具J1をワークWの内側に挿入することにより、歯切り加工時におけるワークWの径方向変形を規制する手法が一般的に採用されている。
しかしながら、歯切り加工時、ワークWには径方向への加工負荷以外に軸方向および周方向への加工負荷が同時に加わるため、チャック治具J1の支持により径方向剛性は確保できるものの、軸方向および周方向の拘束が弱く、ホブHの送り速度や回転速度等の加工条件に制約が発生して生産性の低下を招く。この制約が可撓性外歯車の歯車精度（歯形歯筋精度）に好ましくない影響を与えるが、可撓性外歯車の使用状態における形状の制限があるため、両者の両立が困難であった。
【００２７】
実施形態１の波動歯車減速機50における可撓性外歯車36は、胴部361と底部362との間の連結部365が円弧状に形成され、連結部365の外周面の円弧形状を第１円弧365aとし、内周面の円弧形状を第２円弧365bとしたとき、第２円弧365bの半径R2は、第１円弧365aの半径R1よりも大きい。従来の可撓性外歯車は、連結部の肉厚が一様である。よって、歯切り加工時にワークWの連結部に軸方向から抑え治具J2を押し当てても、連結部が変形するに留まり、胴部には抑え治具J2の押し付け力が作用しないため、胴部を軸方向にクランプするのが困難であった。これに対し、実施形態１の可撓性外歯車36は、連結部365の肉厚が、軸方向において、X軸負方向端部361bの側からX軸正方向端部361aの側へ向かって増加し、胴部361および底部362の肉厚よりも大きい。このため、連結部365に軸方向から抑え治具J2を押し当て、チャック治具J1との間で胴部361を軸方向にクランプ可能である。よって、外歯364の歯切り加工時、被削体である第２ワークW2に対する軸方向および周方向の拘束力が強まることで、可撓性外歯車36の歯筋精度を向上できる。また、歯切り加工時における加工条件の制約が緩和されることで、生産性を向上できる。
【００２８】
可撓性外歯車36の胴部361は、第１薄肉部361cと、第２薄肉部361dとを有し、第１薄肉部361cは、軸方向において、外歯364よりもX軸正方向端部361aの側に設けられ、第２薄肉部361dは、軸方向において、第１薄肉部361cよりもX軸正方向端部361aの側に設けられ、第１薄肉部361cよりも厚みが大きい。連結部365の肉厚は一様ではないため、肉厚変化による応力集中や、剛性バランスの変化による可撓性の低下等が懸念される。実施形態１では、連結部365よりも胴部361の開口端（X軸負方向端部361a）の側に、連結部365と接続する第２薄肉部361dよりも低剛性の第１薄肉部361cが設けられているため、可撓性外歯車36の撓み変形時において、第１薄肉部361cが積極的に変形することで、肉厚変化による応力集中を抑制できる。また、従来の可撓性外歯車と同等の剛性バランスを確保でき、良可撓性を維持できる。したがって、従来の波動歯車減速機と比べて許容トルクは低下しない。
また、第１薄肉部361cは、底部362よりも厚みが小さい。つまり、第１薄肉部361cが底部362よりも低剛性であるため、底部362の軸方向変形を抑制できる。この結果、底部362の変形に伴う他部品との干渉等を低減できる。
【００２９】
連結部365は、軸方向断面における胴部361との接続点P1および底部362との接続点P2が、径方向において、第２薄肉部361dの外周面から内周面までの範囲内にある。これにより、抑え治具J2の当接面Aの外周縁を、胴部361により近付けられるため、胴部361の軸方向クランプを容易化できる。
さらに、胴部361は、その外周面が直線状に形成されると共に、その肉厚は、軸方向において、X軸負方向端部361bの側からX軸正方向端部361aの側へ向かって増加する部分を有する。これにより、径方向において、胴部361の内周面を抑え治具J2の当接面Aの外周縁により近付けられるため、胴部361の軸方向クランプを容易化できる。
第１薄肉部361cの内周面は機械加工面である。つまり、第１薄肉部361cの内周面は滑らかであるため、チャック治具J1による第２ワークW2の内径クランプを容易化できる。
さらに、胴部361は、外歯364の内周側の面が第１薄肉部361aの内周面と連続する機械加工面である。よって、チャック治具J1による第２ワークW2の内径クランプをさらに容易化できる。
【００３０】
実施形態１における可撓性外歯車36の製造方法は、第２ワークW2の軸方向断面における胴部361と底部362との間の連結部365を、その肉厚が胴部361および底部362の肉厚よりも大きくなるように形成する第１工程と、第１工程後の連結部365に軸方向から抑え治具J2を押し当てて固定する第２工程と、第２工程後に外歯364を切削加工する第３工程と、を有する。これにより、外歯364の歯切り加工時、第２ワークW2に対する軸方向および周方向の拘束力が強まることで、可撓性外歯車36の歯筋精度を向上できる。また、歯切り加工時における加工条件の制約が緩和されることで、生産性を向上できる。
第１工程は、連結部365の内周面の第２円弧365bの半径R2を、連結部365の外周面の第１円弧365aの半径R1よりも大きく形成する。これにより、第２工程において、チャック治具J1と抑え治具J2との間で胴部361を軸方向にクランプ可能となる。
抑え治具J2は、底部362に当接する円環状の当接面Aを有する。これにより、底部362を介して胴部361を軸方向にクランプ可能となる。
【００３１】
〔他の実施形態〕
以上、本発明を実施するための実施形態を説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、本発明のアクチュエータは、内燃機関の可変圧縮比機構のアクチュエータとして特に好適であるが、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置にも適用可能である。
連結部は、その肉厚が胴部および底部の肉厚よりも大きければ、軸方向断面形状の外周面および内周面は円弧状でなくてもよい。
第１薄肉部と第２薄肉部との接続部分は、段差であってもよいし、テーパやRであってもよい。
【００３２】
以上説明した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
波動歯車減速機は、その一つの態様において、有底円筒状の可撓性外歯車であって、胴部と、底部と、外歯と、を有し、前記胴部は、波動発生器の回転により非円形に撓み変形可能な可撓性を有する筒状に形成され、前記底部は、前記波動発生器の回転軸線に沿う方向を軸方向とし、前記回転軸線の放射方向を径方向としたとき、前記軸方向において、前記胴部の両端部である第１端部および第２端部のうち前記第１端部から前記径方向の内側へ延びる円板状に形成され、前記外歯は、前記径方向において、前記胴部の外側の面に設けられている、前記可撓性外歯車と、撓み変形された前記胴部の前記外歯と噛み合う内歯を有する内歯車と、を備え、前記可撓性外歯車は、前記回転軸線を通る前記可撓性外歯車の軸方向断面における前記胴部と前記底部との間の連結部が円弧状に形成され、前記連結部の外周面の円弧形状を第１円弧とし、内周面の円弧形状を第２円弧としたとき、前記第２円弧の半径は、前記第１円弧の半径よりも大きい。
【００３３】
より好ましい態様では、上記態様において、前記外歯は、前記軸方向において、前記胴部の前記第２端部から所定の範囲に設けられ、前記胴部は、第１薄肉部と、第２薄肉部と、を有し、前記第１薄肉部は、前記軸方向において、前記外歯よりも前記第１端部の側に設けられ、前記第２薄肉部は、前記軸方向において、前記第１薄肉部よりも前記第１端部の側に設けられ、前記第１薄肉部よりも厚みが大きい。
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第１薄肉部は、前記底部よりも厚みが小さい。
【００３４】
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記連結部は、前記回転軸線を通る前記可撓性外歯車の軸方向断面における前記胴部との接続点および前記底部との接続点が、前記径方向において、前記第２薄肉部の外周面から内周面までの範囲内にある。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第１薄肉部の内周面は機械加工面である。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記胴部は、前記外歯の内周側の面が前記第１薄肉部の内周面と連続する機械加工面である。
【００３５】
また、他の観点から、波動歯車減速機は、ある態様において、有底円筒状の可撓性外歯車であって、胴部と、底部と、外歯と、を有し、前記胴部は、波動発生器の回転により非円形に撓み変形可能な可撓性を有する筒状に形成され、前記底部は、前記波動発生器の回転軸線に沿う方向を軸方向とし、前記回転軸線の放射方向を径方向としたとき、前記軸方向において、前記胴部の両端部である第１端部および第２端部のうち前記第１端部から前記径方向の内側へ延びる円板状に形成され、前記外歯は、前記径方向において、前記胴部の外側の面に設けられている、前記可撓性外歯車と、撓み変形された前記胴部の前記外歯と噛み合う内歯を有する内歯車と、を備え、前記可撓性外歯車は、前記胴部と前記底部との間の連結部の肉厚が、前記胴部および前記底部の肉厚よりも大きい。
【００３６】
好ましくは、上記態様において、前記連結部は、その肉厚が、前記軸方向において、前記第２端部の側から前記第１端部の側へ向かって増加する。
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記胴部は、その外周面が直線状に形成されると共に、その肉厚は、前記軸方向において、前記第２端部の側から前記第１端部の側へ向かって増加する部分を有する。
【００３７】
さらに、他の観点から、波動歯車減速機の製造方法は、ある態様において、有底円筒状の可撓性外歯車であって、胴部と、底部と、外歯と、を有し、前記胴部は、波動発生器の回転により非円形に撓み変形可能な可撓性を有する筒状に形成され、前記底部は、前記波動発生器の回転軸線に沿う方向を軸方向とし、前記回転軸線の放射方向を径方向としたとき、前記軸方向において、前記胴部の両端部である第１端部および第２端部のうち前記第１端部から前記径方向の内側へ延びる円板状に形成され、前記外歯は、前記径方向において、前記胴部の外側の面に設けられている、前記可撓性外歯車と、撓み変形された前記胴部の前記外歯と噛み合う内歯を有する内歯車と、を備えた波動歯車減速機の製造方法であって、前記回転軸線を通る前記可撓性外歯車の軸方向断面における前記胴部と前記底部との間の連結部を、その肉厚が前記胴部および前記底部の肉厚よりも大きくなるように形成する第１工程と、前記第１工程後の前記連結部に前記軸方向から固定治具を押し当てて固定する第２工程と、前記第２工程後に前記外歯を切削加工する第３工程と、を有する。
【００３８】
好ましくは、上記態様において、前記可撓性外歯車は、前記回転軸線を通る前記可撓性外歯車の軸方向断面における前記胴部と前記底部との間の連結部が円弧状に形成され、前記第１工程は、前記連結部の外周面の円弧形状を第１円弧とし、内周面の円弧形状を第２円弧としたとき、前記第２円弧の半径を、前記第１円弧の半径よりも大きく形成する。
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記固定治具は、前記底部に当接する円環状の当接面を有する。
【符号の説明】
【００３９】
A  当接面
J2  抑え治具（固定治具）
O  回転軸線
P1  接続点
P2  接続点
36  可撓性外歯車
37  波動発生器
38  剛性内歯車（内歯車）
50  波動歯車減速機
361  胴部
361a  X軸正方向端部（第１端部）
361b  X軸負方向端部（第２端部）
361c  第１薄肉部
361b  第２薄肉部
362  底部
364  外歯
365  連結部
365a  第１円弧
365b  第２円弧
【図１】
2020041600.tif 000003
【図２】
2020041600.tif 000004
【図３】
2020041600.tif 000005
【図４】
2020041600.tif 000006
【図５】
2020041600.tif 000007
【図６】
2020041600.tif 000008
【図７】
2020041600.tif 000009
【図８】
2020041600.tif 000010
【図９】
2020041600.tif 000011
【図１０】
2020041600.tif 000012