(57)【要約】【課題】軸受の位置ズレを安定的に抑制することで、波動歯車装置自体の性能を維持する。【解決手段】波動歯車装置１００は、内周面に複数の内歯１１１を有する円筒状の内歯歯車１１０と、外周面に複数の外歯１２１を有する円筒状の可撓性の外歯歯車１２０と、外歯歯車１２０の内側に配置され、外歯歯車１２０を楕円状に撓めて長径部分の外歯１２１を内歯歯車１１０の内歯１１１に対して噛合させて噛合位置１０１を周方向に移動させる波動発生器１３０と、を備え、波動発生器１３０は、楕円カム１３６と、楕円カム１３６の外周面に配置された可撓性軸受１３１と、楕円カム１３６の短径部分に配置され、一端部１４１が可撓性軸受１３１の軸方向における一方側から楕円カム１３６に当接し、他端部１４２が軸方向における他方側から可撓性軸受１３１に当接する第一ストッパ１４０と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に複数の内歯を有する円筒状の内歯歯車と、
外周面に複数の外歯を有する円筒状の可撓性の外歯歯車と、
前記外歯歯車の内側に配置され、前記外歯歯車を楕円状に撓めて長径部分の外歯を前記内歯歯車の内歯に対して噛合させて噛合位置を周方向に移動させる波動発生器と、を備え、
前記波動発生器は、
楕円カムと、
前記楕円カムの外周面に配置された可撓性軸受と、
前記楕円カムの短径部分に配置され、一端部が前記可撓性軸受の軸方向における一方側から前記楕円カムに当接し、他端部が前記軸方向における他方側から前記可撓性軸受に当接する第一ストッパと、を有する
波動歯車装置。
【請求項２】
前記軸方向における一方側から前記可撓性軸受に当接するように、前記楕円カムに固定された第二ストッパを有する
請求項１に記載の波動歯車装置。
【請求項３】
前記第二ストッパは、前記可撓性軸受に備わる内輪の外径よりも径方向の内方に配置されている
請求項２に記載の波動歯車装置。
【請求項４】
前記第一ストッパは、一対設けられており、前記楕円カムの一対の前記短径部分のそれぞれに対して配置されている
請求項１〜３のいずれか一項に記載の波動歯車装置。
【請求項５】
前記第一ストッパの他端部は、前記可撓性軸受に備わる内輪の外径よりも径方向の内方に配置されている
請求項１〜４のいずれか一項に記載の波動歯車装置。
【請求項６】
前記楕円カムの短径部分には、前記第一ストッパが嵌合する切り欠きが形成されている
請求項１〜５のいずれか一項に記載の波動歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波動歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、減速機として用いられる歯車装置の１つとして波動歯車装置がある。この波動歯車装置は、剛体からなる円筒の内歯歯車と、内歯歯車の内歯と噛み合う外歯を有し、かつ可撓性のある筒状の外歯歯車と、内歯と外歯とを所定箇所で噛み合わせ、噛み合い位置を内歯歯車に沿って周回させる楕円形の波動発生器とを備えている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような波動歯車装置においては、波動発生器の一部である軸受の外歯歯車の内方への脱落を抑制すべく、当該軸受の軸方向の移動を規制するストッパが全周にわたって連続的に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３５１３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、軸受に対して大きなアキシアル荷重が作用すると、軸受が外歯歯車の軸方向内方乃至外方へと押されて位置ズレしてしまい、ストッパに対して当接する可能性が高まる。全周にわたって連続するストッパに対して軸受が当接すると、軸受内の保持器にもストッパが接触してしまう。これにより、軸受が高温となってしまい、結果的に、効率の大幅悪化、グリースの寿命低下、軸受の油焼けが発生し、波動歯車装置自体の性能が低下することとなっていた。
【０００６】
本発明は、軸受の位置ズレを安定的に抑制することで、波動歯車装置自体の性能を維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本開示に係る波動歯車装置は、内周面に複数の内歯を有する円筒状の内歯歯車と、外周面に複数の外歯を有する円筒状の可撓性の外歯歯車と、外歯歯車の内側に配置され、外歯歯車を楕円状に撓めて長径部分の外歯を内歯歯車の内歯に対して噛合させて噛合位置を周方向に移動させる波動発生器と、を備え、波動発生器は、楕円カムと、楕円カムの外周面に配置された可撓性軸受と、楕円カムの短径部分に配置され、一端部が可撓性軸受の軸方向における一方側から楕円カムに当接し、他端部が軸方向における他方側から可撓性軸受に当接する第一ストッパと、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、軸受の位置ズレを安定的に抑制することで、波動歯車装置自体の性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る波動歯車装置の断面図である。
【図２】実施の形態に係る波動歯車装置の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線を含む断面を見た断面図である。
【図４】実施の形態に係る楕円カムの概略構成を示す説明図である。
【図５】実施の形態に係る第一ストッパの概略構成を示す説明図である。
【図６】実施の形態に係る第二ストッパの概略構成を示す説明図である。
【図７】実施の形態に係る第一ストッパ、楕円カム及び第二ストッパの組み付け時の状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る波動歯車装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の一形態に係る実現形態を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。本開示の実現形態は、現行の独立請求項に限定されるものではなく、他の独立請求項によっても表現され得る。
【００１１】
また、図面は、本発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。
【００１２】
以下の説明及び図面中において、波動歯車装置１００の軸方向をＺ軸方向と定義し、当該Ｚ軸方向に直交する平面上で、相互に直交する二方向を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と定義する。以下の説明において、例えば、Ｚ軸方向プラス側とは、Ｚ軸の矢印方向側を示し、Ｚ軸方向マイナス側とは、Ｚ軸方向プラス側とは反対側を示す。Ｘ軸方向及びＹ軸方向についても同様である。
【００１３】
［波動歯車装置の構成］
図１は、実施の形態に係る波動歯車装置の断面図である。図２は、実施の形態に係る波動歯車装置の一部を拡大して示す断面図である。図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線を含む断面を見た断面図である。これらの図に示すように、波動歯車装置１００は、内歯歯車１１０と、外歯歯車１２０と、波動発生器１３０とを備えている。
【００１４】
内歯歯車１１０は、外歯歯車１２０よりも構造的に剛性が高く、円筒の内周面を備える金属部材であり、入力軸体及び出力軸体の回転と分離され固定状態で取り付けられる部材である。内歯歯車１１０は、内周面に複数の内歯１１１（図２参照）が形成されている。内歯歯車１１０の外周部には、周方向に所定の間隔をあけて配置された複数の貫通孔１１２が形成されている。複数の貫通孔１１２には、例えば図示しないネジが挿通されて、波動歯車装置１００が固定される固定対象に対しネジ止めされる。
【００１５】
外歯歯車１２０は、内歯歯車１１０よりも構造的に剛性が低く可撓性を備えた筒状の金属部材である。外歯歯車１２０は、一端部（図中、Ｚ軸方向マイナス側の端部）の外周面に内歯歯車１１０の内歯１１１と噛み合う複数の外歯１２１（図２参照）を備えた部材である。外歯歯車１２０は、フランジ部１２２と、ボス部１２３とを備えている。ここで、「一端」とは、外歯歯車１２０、または波動発生器１３０の軸方向（図中、Ｚ軸方向）において、波動歯車装置１００に対する入力軸体側（図中、Ｚ軸方向マイナス側）の端を意味するものとして記載している。例えば、外歯歯車１２０において外歯１２１は一端部に配置されている。また、「一端」の対義語となる「他端」とは、外歯歯車１２０、または波動発生器１３０の軸方向（図中、Ｚ軸方向）において、波動歯車装置１００に対する出力軸体側（図中、Ｚ軸方向プラス側）の端を意味するものであり、例えば外歯歯車１２０においてフランジ部１２２は、他端部に配置されている。なお、「一端部」「他端部」の「部」とは、端を含む端の近傍領域を意味する。
【００１６】
外歯歯車１２０は、無負荷時、具体的には、外歯歯車１２０を波動歯車装置１００から取り出して他から力が加えられていない状態において、一端が開口し他端にフランジ部１２２が配置された略有底の円筒形状となっている。外歯歯車１２０の円筒部分は、外歯１２１が配置されている胴部１２４と、胴部１２４から他端に向かって延設される円環状のリム部１２５とを一体に備えている。
【００１７】
無負荷時における外歯歯車１２０の歯先円直径Ｄ１に対する、外歯歯車１２０の幅Ｗ１の比率である扁平率は、０．２５以下である。ここで、外歯歯車１２０の幅Ｗ１は、外歯歯車１２０の一端部から他端（本実施の形態の場合ボス部１２３の他端）までの距離である。このような扁平率であるために、波動歯車装置１００全体を薄型化することができ、入力軸体（不図示）と出力軸体（不図示）とが同軸上で接近したコンパクトな減速機を実現することができる。なお、外歯歯車１２０の歯先円直径Ｄ１及び幅Ｗ１は、図１で図示しているが、実際には外歯歯車１２０を波動歯車装置１００から取り出して他から力が加えられていない状態での寸法を採用するものとする。また、扁平率は、０．１５以上がよい。扁平率が０．１５未満の場合、所望の伝達効率を達成できない。さらに、扁平率は０．２以上、０．２５以下が好ましい。これによれば、波動歯車装置１００の小型化とともに、所望のトルク容量を実現しやすくなる。
【００１８】
フランジ部１２２は、外歯歯車１２０の円筒部分の他端部から径方向の内方に向けて延在し、出力軸体に回転を伝達する外歯歯車１２０の底に該当する部分である。フランジ部１２２の形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、フランジ部１２２は、薄い板状の円環形状であり、外周の直径はリム部１２５の直径と対応し、リム部１２５の他端縁から一体に延設されている。フランジ部１２２は、リム部１２５の他端を仮想的に含む面内に配置されている。換言すればフランジ部１２２は、リム部１２５の他端と面一、またはほぼ面一に配置されている。ここで、ほぼ面一とは、外歯歯車１２０が波動発生器１３０の押しつけにより変形することに伴いリム部１２５の他端、フランジ部１２２、ボス部１２３の少なくとも１つが軸方向に変位する変位量程度の誤差を含む意味として記載している。つまり、ボス部１２３に接続される出力軸体、出力軸体を支える軸受などの他の部材とリム部１２５の他端、フランジ部１２２とが外歯歯車１２０の変形により干渉することを避けるために設けられる逃げ量の範囲内でフランジ部１２２に窪み、突起などを施していた場合でも、当該範囲内であればほぼ面一の状態に含まれる。
【００１９】
フランジ部１２２、リム部１２５及び胴部１２４の肉厚は、特に限定されるものではなく、外歯歯車１２０を構成する材料の特性などにより決定される。本実施の形態、フランジ部１２２及びリム部１２５の肉厚は、同一であり、外歯１２１の全歯たけよりも薄いものとなっている。具体的に例えば、歯先円直径Ｄ１が６８．８ｍｍの場合、フランジ部１２２及びリム部１２５の肉厚は、０．５ｍｍ以下、０．２ｍｍ以上である。フランジ部１２２及びリム部１２５の肉厚が０．５ｍｍよりも厚くなると、波動発生器１３０による胴部１２４の変形を阻害して所望の伝達効率を得ることができない。フランジ部１２２及びリム部１２５の肉厚が、０．１ｍｍ未満になると、所望のトルク容量を実現することができなくなる。
【００２０】
ボス部１２３は、フランジ部１２２から一端側に突出した状態でフランジ部１２２に設けられ、出力軸体と接続される部分である。ボス部１２３の形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態の場合、ボス部１２３は、フランジ部１２２より肉厚の厚い板状の円環形状であり、外周はフランジ部１２２の外周と連続的に接続されている。ボス部１２３の他端側の面部は、フランジ部１２２の他端側の面部と面一、またはほぼ面一に配置されている。本実施の形態の場合、ボス部１２３はフランジ部１２２より僅かに他端側に突出している。ボス部１２３の他端側への突出長さは、ボス部１２３に取り付けられた出力軸体などとの干渉を回避するための長さであり、ボス部１２３の他端側の面部は、フランジ部１２２の他端側の面部とほぼ面一と考えることができる。
【００２１】
本実施の形態の場合、ボス部１２３には、複数の貫通孔１２６が周方向に所定の間隔をあけて形成されている。各貫通孔１２６には、出力軸体を締結するためのボルト２００が挿通されている。
【００２２】
ボス部１２３の肉厚、つまりフランジ部１２２から一端側へのボス部１２３の突出量は、特に限定されるものではなく、出力軸体との取り付け態様などにより決定される。本実施の形態、ボス部１２３は、一端側からボス部１２３に設けられた貫通孔１２６にボルトを刺し通し、当該ボルトを用いてボス部１２３と出力軸体と締結する構造を備えているため、ボルトヘッドが波動発生器１３０等に干渉しない肉厚（突出量）が採用されている。
【００２３】
以上のように、ボス部１２３をフランジ部１２２から一端側に突出させ、他端側に突出させない（干渉防止用の突出を除く）配置とすることにより、外歯歯車１２０全体の扁平率を小さくすることができる。
【００２４】
［波動発生器］
波動発生器１３０は、内歯歯車１１０の内方から噛み合う外歯歯車１２０の内側に配置され、外歯歯車１２０を撓めて外歯１２１を内歯１１１に対して噛み合わせ、噛み合わせた噛み合い位置（噛合位置１０１：図３参照）を周方向に移動させる部材である。本実施の形態の場合、波動発生器１３０は、可撓性軸受１３１と、楕円カム１３６と、第一ストッパ１４０と、第二ストッパ１５０とを備えている。
【００２５】
可撓性軸受１３１は、可撓性を有している。可撓性軸受１３１は、楕円カム１３６の外周面に固定的に配置される内輪１３２と、外歯歯車１２０の径方向内側に配置される外輪１３３と、複数のボール１３４と、保持器１３５とを備えている。内輪１３２及び外輪１３３のうち、少なくとも外輪１３３は、可撓性を有している。内輪１３２の外周面には、ボール１３４に嵌合する内輪側軌道溝１３２１が形成されている。外輪１３３の内周面には、外輪側軌道溝１３３１が形成されている。
【００２６】
ボール１３４は、内輪側軌道溝１３２１と外輪側軌道溝１３３１との間に介在配置されている。ボール１３４は、保持器１３５によって互いに離隔された状態で、内輪１３２と外輪１３３の間に、自転及び公転可能に挟持されている。
【００２７】
本実施の形態の場合、可撓性軸受１３１は、楕円カム１３６に嵌合されていない状態では真円形状になる。
【００２８】
楕円カム１３６は、可撓性軸受１３１の径方向内側に配置された楕円形状の剛体である。図４は、実施の形態に係る楕円カム１３６の概略構成を示す説明図である。具体的には、図４の（ａ）は、楕円カム１３６の平面図であり、図４の（ｂ）は、図４の（ａ）におけるＩＶｂ−ＩＶｂ線を含む断面を見た断面図である。
【００２９】
図４に示す楕円カム１３６は、Ｙ軸方向を長軸とし、Ｘ軸方向を短軸とした楕円形状の外形を有している。具体的には、楕円カム１３６は、楕円環状に形成されており、その開口部１３７に対して入力軸体（図示省略）が圧入あるいはネジ止めされることで、固定されている。楕円カム１３６の開口部１３７は、二段階状の開口部であり、Ｚ軸方向マイナス側が円形状の小径部で、Ｚ軸方向プラス側が小径部よりも大径な円形状の大径部となっている。また、楕円カム１３６における底面には、第二ストッパ１５０がネジ止めされるための複数のネジ孔１３８が周方向に間隔をあけて配置されている。
【００３０】
楕円カム１３６における一対の短径部分のそれぞれには、切り欠き１３９が形成されている。各切り欠き１３９は、楕円カム１３６の中心軸に向けて矩形状に凹んだ凹部であり、Ｙ軸方向に沿って貫通している。各切り欠き１３９のそれぞれには、第一ストッパ１４０が嵌合する。この状態では、第一ストッパ１４０は、切り欠き１３９をなす一対の内側面に対して当接している。つまり、第一ストッパ１４０は、切り欠き１３９をなす一対の内側面によって周方向で挟まれた状態である。
【００３１】
［第一ストッパ］
第一ストッパ１４０は、図２及び図３に示すように、一対設けられている。各第一ストッパ１４０は、一対の切り欠き１３９のそれぞれに対して嵌合している。つまり、各第一ストッパ１４０は、楕円カム１３６の短径部分に個別に配置されている。なお、以下の説明では、一対の第一ストッパ１４０のうち、図１においてＸ軸方向上方に配置された一方の第一ストッパ１４０を例示して説明するが、他方の第一ストッパ１４０においても同様の構成であるのでその説明は省略する。
【００３２】
図５は、実施の形態に係る第一ストッパ１４０の概略構成を示す説明図である。具体的には、図５の（ａ）は第一ストッパ１４０の上面図であり、図５の（ｂ）は第一ストッパ１４０の側面図であり、図５の（ｃ）は第一ストッパ１４０の正面図である。
【００３３】
図５に示すように、第一ストッパ１４０は、略Ｚ字状の外形を有した部材である。第一ストッパ１４０は、例えば鋼を削り出すことで形成されていてもよいし、焼結金属部材、焼結合金部材であってもよい。また、第一ストッパ１４０は、軽量化を重視するのであれば、鋼以外の金属部材（例えばアルミニウム部材、マグネシウム部材）であってもよいし、樹脂部材であってもよい。第一ストッパ１４０は、形状的あるいは材質的にＸ軸方向に弾性を有していてもよい。
【００３４】
本実施の形態では、鋼を削り出すことで形成され、形状的にＸ軸方向に弾性を有した第一ストッパ１４０を例示する。具体的には、第一ストッパ１４０の一端部１４１は、Ｘ軸方向マイナス側に延設されており、第一ストッパ１４０の他端部１４２は、Ｘ軸方向プラス側に延設されている。このような形状であるので、一端部１４１及び他端部１４２がその基端を中心に曲がりやすくなり、第一ストッパ１４０の全体としてＸ軸方向に弾性変形することとなる。また、他端部１４２におけるＸ軸方向マイナス側の部位は、Ｚ軸方向プラス側に進むにつれて、Ｘ軸方向プラス側に向かう傾斜面１４３となっている。
【００３５】
図２に示すように、第一ストッパ１４０が楕円カム１３６の切り欠き１３９に対して嵌合すると、一端部１４１は、切り欠き１３９からＺ軸方向マイナス側に突出した状態で、可撓性軸受１３１の軸方向（Ｚ軸方向）における一方側（Ｚ軸方向マイナス側）から楕円カム１３６に当接している。また、第一ストッパ１４０の他端部１４２は、切り欠き１３９からＺ軸方向プラス側に突出した状態で、軸方向における他方側（Ｚ軸方向プラス側）から可撓性軸受１３１に当接している。このように、第一ストッパ１４０の一端部１４１が軸方向の一方側から楕円カム１３６に当接し、他端部１４２が軸方向の他方側から可撓性軸受１３１に当接しているので、可撓性軸受１３１が楕円カム１３６に対して軸方向（Ｚ軸方向プラス側）で位置ズレしようとしたとしても、第一ストッパ１４０がその位置ズレを規制する。これにより、楕円カム１３６に対する可撓性軸受１３１の軸方向（Ｚ軸方向プラス側）での位置ズレを第一ストッパ１４０で安定的に抑制することができる。
【００３６】
また、第一ストッパ１４０の他端部１４２は、可撓性軸受１３１の内輪１３２に対して当接しており、この内輪１３２の外径よりも径方向の内方に配置されている。これにより、第一ストッパ１４０の他端部１４２が内輪１３２の外方に突出しないために、他端部１４２と保持器１３５との干渉を抑制することが可能である。
【００３７】
［第二ストッパ］
第二ストッパ１５０は、軸方向における一方側（Ｚ軸方向マイナス側）から可撓性軸受１３１に当接するように、楕円カム１３６に固定されている。第二ストッパ１５０は、可撓性軸受１３１の径方向内側に配置された円形状の剛体である。図６は、実施の形態に係る第二ストッパ１５０の概略構成を示す説明図である。具体的には、図６の（ａ）は、第二ストッパ１５０の平面図であり、図６の（ｂ）は、図６の（ａ）におけるＶＩｂ−ＶＩｂ線を含む断面を見た断面図である。
【００３８】
図６に示す第二ストッパ１５０は、円形状の外形を有している。このように第二ストッパ１５０が円形状であるので、ストッパ機能を確保しつつ、安価に製造することが可能である。具体的には、第二ストッパ１５０は、第一円環状部１５１と、第一円環状部１５１のＺ軸方向マイナス側の外周縁に対し連続的に設けられた第二円環状部１５２とを有している。
【００３９】
第一円環状部１５１には、楕円カム１３６がネジ止めされるための複数の貫通孔１５１１が周方向に間隔をあけて配置されている。第一円環状部１５１の開口部１５１２には、入力軸体（図示省略）が圧入あるいはネジ止めされることで、固定されている。開口部１５１２は、楕円カム１３６の開口部１３７における小径部と同形状となっており、当該小径部に対して連通している。
【００４０】
第二円環状部１５２は、第一円環状部１５１と同心である。第二円環状部１５２の外形は、第一円環状部１５１よりも大きな円形状となっている。第二円環状部１５２の開口部１５２１は、第一円環状部１５１の開口部１５１２と同心であり、当該開口部１５１２よりも大きな円形状に形成されている。第二円環状部１５２は、図１及び図２に示すように、Ｚ軸方向マイナス側から可撓性軸受１３１の内輪１３２に対して当接している。これにより、第二円環状部１５２と内輪１３２との接触面積を増加させることができ、内輪１３２が周方向に位置ズレしにくくなる。第二円環状部１５２の外周縁は、内輪１３２の外径よりも内方に配置されている。これにより、第二円環状部１５２の外周縁が内輪１３２の外方に突出しないために、第二円環状部１５２と保持器１３５との干渉を抑制することが可能である。
【００４１】
また、図６に示すように、第二ストッパ１５０におけるＸ軸方向の両端部のそれぞれには、切り欠き１５３が形成されている。具体的には、各切り欠き１５３は、第一円環状部１５１と第二円環状部１５２のそれぞれのＸ軸方向の両端部に形成されている。各切り欠き１５４は、第二ストッパ１５０の中心軸に向けて矩形状に凹んだ凹部であり、Ｙ軸方向に沿って貫通している。図１及び図２に示すように、各切り欠き１５３のそれぞれには、第一ストッパ１４０が嵌合する。この状態では、第一ストッパ１４０は、切り欠き１５３をなす一対の内側面に対して当接している。つまり、第一ストッパ１４０は、切り欠き１５３をなす一対の内側面によって周方向で挟まれた状態である。
【００４２】
［第一ストッパ、楕円カム及び第二ストッパの組み付け］
次に、第一ストッパ１４０、楕円カム１３６及び第二ストッパ１５０の組み付けについて説明する。図７は、実施の形態に係る第一ストッパ１４０、楕円カム１３６及び第二ストッパ１５０の組み付け時の状態を示す説明図である。具体的には、図７の（ａ）は第一ストッパ１４０の組付け時を示す断面図であり、図７の（b）は楕円カム１３６の組み付け時を示す断面図であり、図７の（ｃ）は第二ストッパ１５０の組み付け時を示す断面図である。
【００４３】
図７の（ａ）に示すように、第一ストッパ１４０の組付け前においては、まず、作業者は、可撓性軸受１３１の内輪１３２の所定位置に対して第一ストッパ１４０を組み付ける。次いで、作業者は、図７の（ｂ）に示すように、可撓性軸受１３１の内輪１３２に対して、Ｚ軸方向プラス側から楕円カム１３６を取り付ける。このとき、作業者は、楕円カム１３６の切り欠き１３９に対して第一ストッパ１４０が挿入されるように、楕円カム１３６をＺ軸方向プラス側から押し込む。この際、楕円カム１３６は、第一ストッパ１４０の傾斜面１４３に沿って案内される。また、押し込み時には第一ストッパ１４０が弾性変形するため、スムーズに楕円カム１３６が組み付けられる。作業者は、楕円カム１３６が第一ストッパ１４０の一端部１４１に当接するまで、楕円カム１３６を押し込む。次いで、作業者は、可撓性軸受１３１の内輪１３２に対して、Ｚ軸方向マイナス側から第二ストッパ１５０を取り付ける。このとき、作業者は、第二ストッパ１５０の切り欠き１５３内に第一ストッパ１４０が挿入されるように、第二ストッパ１５０をＺ軸方向マイナス側から押し込み、第二ストッパ１５０を楕円カム１３６に当接させる。これにより、第一ストッパ１４０、楕円カム１３６及び第二ストッパ１５０が組み付けられる。これにより、第一ストッパ１４０の一端部１４１が可撓性軸受１３１の軸方向における一方側（Ｚ軸方向マイナス側）から楕円カム１３６に当接し、他端部１４２が軸方向における他方側（Ｚ軸方向プラス側）から可撓性軸受１３１に当接した状態となる。可撓性軸受１３１に対しては、第一ストッパ１４０の弾性力がＺ軸方向マイナス向きに作用する。これにより、可撓性軸受１３１は、第一ストッパ１４０の他端部１４２と、第二ストッパ１５０の第二円環状部１５２とによってＺ軸方向で挟持されることとなる。
【００４４】
［波動歯車装置の動作］
次に、波動歯車装置１００の動作を説明する。可撓性軸受１３１の内輪１３２は楕円カム１３６により楕円形に撓められ、外輪１３３はボール１３４を介して内輪１３２により楕円形に撓められている。これにより、波動発生器１３０は、外歯歯車１２０の胴部１２４を略楕円形に撓ませるとともに、楕円形の長径部分に対応する二箇所の噛合位置１０１で外歯歯車１２０の外歯１２１を内歯歯車１１０の内歯１１１が噛み合う（図３参照）。このとき、楕円形の短径部分に対応する箇所では、外歯歯車１２０の外歯１２１と内歯歯車１１０の内歯１１１とが離間しており、ラジアル荷重を受けない。つまり、可撓性軸受１３１の楕円変形に影響を与えない箇所である。当該箇所には、図１及び図２に示すように、第一ストッパ１４０が配置されているが、この第一ストッパ１４０も可撓性軸受１３１の楕円変形に影響を与えない。
【００４５】
以上のような状態において、入力軸体が比較的高速に回転すると、波動発生器１３０によって楕円形状に撓められて周方向の２か所で内歯歯車１１０の内歯１１１に噛み合っている外歯歯車１２０の外歯１２１の噛合位置１０１が周方向に移動する。外歯１２１と内歯１１１の歯数は異なっているので、歯数差に応じた相対回転がこれらの外歯歯車１２０と内歯歯車１１０との間に発生する。この回転は、入力回転数に比べて大幅に減速されたものとなる。その減速回転が、出力軸体から出力される。本実施の形態では、内歯１１１と外歯１２１の噛合位置１０１で外歯歯車１２０は、可撓性軸受１３１のボール１３４によって可撓性軸受１３１の外輪１３３を介して外周面側へ押圧されている。この状態で、噛合位置１０１は楕円カム１３６の回転に伴い比較的高速に周方向に移動する。
【００４６】
ここで、回転時に可撓性軸受１３１に対してアキシアル荷重が増加すると、可撓性軸受１３１が軸方向（Ｚ軸方向プラス側）へ位置ズレしようとする。前出したように、第一ストッパ１４０においては、一端部１４１が可撓性軸受１３１の軸方向における一方側（Ｚ軸方向マイナス側）から楕円カム１３６に当接し、他端部１４２が軸方向における他方側（Ｚ軸方向プラス側）から可撓性軸受１３１に当接している。このため、可撓性軸受１３１が楕円カム１３６に対してＺ軸方向プラス側へ位置ズレしようとしたとしても、第一ストッパ１４０がその位置ズレを規制する。これにより、楕円カム１３６に対する可撓性軸受１３１のＺ軸方向プラス側への位置ズレを第一ストッパ１４０で安定的に抑制することができる。
【００４７】
また、第二ストッパ１５０では、第二円環状部１５２が、Ｚ軸方向マイナス側から可撓性軸受１３１の内輪１３２に対して当接している。このため、可撓性軸受１３１が楕円カム１３６に対してＺ軸方向マイナス側へ位置ズレしようとしたとしても、第二ストッパ１５０がその位置ズレを規制する。これにより、楕円カム１３６に対する可撓性軸受１３１のＸ軸方向マイナス側への位置ズレを第二ストッパ１５０で安定的に抑制することができる。
【００４８】
ここで、楕円カム１３６に対して固定された第二ストッパ１５０と、切り欠き１３９、１５３に対して嵌合した第一ストッパ１４０とによって、可撓性軸受１３１はＺ軸方向で挟持されている。このため、可撓性軸受１３１は、周方向にも位置ズレしにくくなっている。特に、第二ストッパ１５０の第二円環状部１５２は、Ｚ軸方向マイナス側から可撓性軸受１３１の内輪１３２に対して概ね全周にわたって当接している。このため、第二ストッパ１５０と内輪１３２との接触面積も大きくすることができ、可撓性軸受１３１が周方向により位置ズレしにくくなる。
【００４９】
［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る波動歯車装置１００は、内周面に複数の内歯１１１を有する円筒状の内歯歯車１１０と、外周面に複数の外歯１２１を有する円筒状の可撓性の外歯歯車１２０と、外歯歯車１２０の内側に配置され、外歯歯車１２０を楕円状に撓めて長径部分の外歯１２１を内歯歯車１１０の内歯１１１に対して噛合させて噛合位置１０１を周方向に移動させる波動発生器１３０と、を備え、波動発生器１３０は、楕円カム１３６と、楕円カム１３６の外周面に配置された可撓性軸受１３１と、楕円カム１３６の短径部分に配置され、一端部１４１が可撓性軸受１３１の軸方向における一方側から楕円カム１３６に当接し、他端部１４２が軸方向における他方側から可撓性軸受１３１に当接する第一ストッパ１４０と、を有する。
【００５０】
これによれば、第一ストッパ１４０においては、一端部１４１が可撓性軸受１３１の軸方向における一方側（Ｚ軸方向マイナス側）から楕円カム１３６に当接し、他端部１４２が軸方向における他方側（Ｚ軸方向プラス側）から可撓性軸受１３１に当接している。このため、可撓性軸受１３１が楕円カム１３６に対して他方側へ位置ズレしようとしたとしても、第一ストッパ１４０がその位置ズレを規制する。これにより、楕円カム１３６に対する可撓性軸受１３１の他方側への位置ズレを第一ストッパ１４０で安定的に抑制することができる。このように、可撓性軸受１３１の位置ズレを安定的に抑制されるために、波動歯車装置１００自体の性能を維持することができる。
【００５１】
また、第一ストッパ１４０は、可撓性軸受１３１の全周の一部にのみ設けられているので、万が一、可撓性軸受１３１の位置ズレによって第一ストッパ１４０が保持器１３５に接触したとしても、その接触量はわずかである。このため、当該接触を起因とした可撓性軸受１３１の高温化を抑制することも可能である。
【００５２】
また、波動歯車装置１００は、軸方向における一方側から可撓性軸受１３１に当接するように、楕円カム１３６に固定された第二ストッパ１５０を有する。
【００５３】
これによれば、第二ストッパ１５０が、一方側（Ｚ軸方向マイナス側）から可撓性軸受１３１に対して当接しているので、可撓性軸受１３１が楕円カム１３６に対して一方側へ位置ズレしようとしたとしても、第二ストッパ１５０がその位置ズレを規制する。これにより、楕円カム１３６に対する可撓性軸受１３１の一方側への位置ズレを第二ストッパ１５０で安定的に抑制することができる。したがって、可撓性軸受１３１の軸方向への位置ズレをより確実に抑制することができ、波動歯車装置１００自体の性能をより維持することができる。
【００５４】
さらに、楕円カム１３６に対して固定された第二ストッパ１５０と、第一ストッパ１４０とによって、可撓性軸受１３１はＺ軸方向で挟持されている。このため、可撓性軸受１３１における周方向への位置ズレも抑制することができる。
【００５５】
また、第二ストッパ１５０は、可撓性軸受１３１に備わる内輪１３２の外径よりも径方向の内方に配置されている。
【００５６】
これによれば、可撓性軸受１３１に備わる内輪１３２の外径よりも内方に第二ストッパ１５０が配置されているので、第二ストッパ１５０の外周縁が内輪１３２の外方に突出しない。したがって、第二ストッパ１５０と、可撓性軸受１３１の保持器１３５との干渉を抑制することができる。
【００５７】
また、第一ストッパ１４０は、一対設けられており、楕円カム１３６の一対の短径部分のそれぞれに対して配置されている。
【００５８】
これによれば、楕円カム１３６の一対の短径部分のそれぞれに対して各第一ストッパ１４０が配置されているので、楕円カム１３６の各短径部分での位置ズレを各第一ストッパ１４０によって抑制することができる。したがって、楕円カム１３６の位置ズレをバランスよく抑制することができる。
【００５９】
また、第一ストッパ１４０の他端部１４２は、可撓性軸受１３１に備わる内輪１３２の外径よりも内方に配置されている。
【００６０】
これによれば、可撓性軸受１３１に備わる内輪１３２の外径よりも径方向の内方に第一ストッパ１４０の他端部１４２が配置されているので、第一ストッパ１４０の他端部１４２が内輪１３２の外方に突出しない。したがって、第一ストッパ１４０の他端部１４２と保持器１３５との干渉を抑制することができる。
【００６１】
また、無負荷時における外歯歯車１２０の歯先円直径Ｄ１に対する外歯歯車１２０の幅Ｗ１の比率（扁平率）は、０．２５以下である。
【００６２】
ここで、外歯歯車１２０の扁平率が小さければ、波動歯車装置１００の全体を薄型とすることができるが、その薄型化に伴って可撓性軸受１３１に作用するアキシアル荷重も増加してしまうこととなる。アキシアル荷重の増加は、可撓性軸受１３１のＺ軸方向プラス側への位置ズレを誘発するものである。しかしながら、本実施の形態に係る波動歯車装置１００では、第一ストッパ１４０があるために、可撓性軸受１３１のＺ軸方向プラス側の位置ズレが規制されている。したがって、アキシアル荷重が増加しやすい扁平率が０．２５以下である波動歯車装置１００に対して、本実施の形態に係る第一ストッパ１４０は好適である。
【００６３】
また、楕円カム１３６の短径部分には、第一ストッパ１４０が嵌合する切り欠き１３８が形成されている。
【００６４】
これによれば、楕円カム１３６の短径部分の切り欠き１３８に対して第一ストッパ１４０を組み付け、嵌合させることができる。したがって、第一ストッパ１４０の組付け性を高めることができる。組み付け後においては、第一ストッパ１４０は切り欠き１３８内にて弾性復帰するために、その復元力によって第一ストッパ１４０を可撓性軸受１３１及び楕円カム１３６に対して押し付けることができる。したがって、第一ストッパ１４０自体の位置ズレを抑制することができ、結果的に、可撓性軸受１３１の位置ズレをより確実に抑制することができる。
【００６５】
［その他］
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。
【００６６】
例えば、上記実施の形態では、第一ストッパ１４０が楕円カム１３６の一対の短径部分のそれぞれに設けられている場合を例示したが、第一ストッパは楕円カムの一方の短径部分にのみ設けられていてもよい。
【００６７】
また、上記実施の形態では、第一ストッパ１４０と第二ストッパ１５０とが別体である場合を例示したが、これらが一体成形されていてもよい。
【００６８】
また、上記実施の形態では、第二ストッパ１５０が環状である場合を例示したが、軸方向における一方側から可撓性軸受に当接するのであれば、第二ストッパは環状でなくてもよい。この場合、波動歯車装置の軽量化を図ることができる。軽量化を優先するのであれば、波動歯車装置に対して第二ストッパが設けられていなくてもよい。
【００６９】
また、外歯歯車１２０においてリム部１２５とフランジ部１２２との接続箇所は、Ｒ面取りやＣ面取りがなされていてもよく、また面取りがなされていなくても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、減速機、または増速機として利用可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１００…波動歯車装置、１０１…噛合位置、１１０…内歯歯車、１１１…内歯、１１２…貫通孔、１２０…外歯歯車、１２１…外歯、１２２…フランジ部、１２３…ボス部、１２４…胴部、１２５…リム部、１２６…貫通孔、１３０…波動発生器、１３１…可撓性軸受、１３２…内輪、１３３…外輪、１３４…ボール、１３５…保持器、１３６…楕円カム、１３７…開口部、１３８…ネジ孔、１３９…切り欠き、１４０…第一ストッパ、１４１…一端部、１４２…他端部、１４３…傾斜面、１５０…第二ストッパ、１５１…第一円環状部、１５２…第二円環状部、１５３…切り欠き、２００…ボルト、１３２１…内輪側軌道溝、１３３１…外輪側軌道溝、１５１１…貫通孔、１５１２…開口部、１５２１…開口部、Ｄ１…歯先円直径、Ｗ１…幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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