(57)【要約】【課題】波動発生器の構造を簡単化し、相対回転する波動発生器と外歯車との間で生じるエネルギーロスを低減すると共に、波動歯車装置の製品価格を低廉化する。【解決手段】波動歯車装置１は、回転させられる波動発生器２と、この波動発生器２に嵌合されることによって楕円形状に弾性変形させられる円筒状の外歯車３と、この楕円形状に弾性変形させられた外歯車３の長軸上で外歯車３と噛み合う内歯車４と、を有している。波動発生器２のカム８は、外歯車３の内周面３ａに摺接する長軸側楕円弧面１６と短軸側楕円弧面１８とがそれぞれ一対形成されている。カム８の長軸側楕円弧面１６の周方向両側には、長軸側円弧面１７が滑らかに接続されている。また、カム８の短軸側楕円弧面１８の周方向両側には、短軸側円弧面２０が滑らかに接続されている。両円弧面１７，２０は、外歯車３の内周面３ａとの間に略楔状の隙間を形成する。【選択図】図３
2018194080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転させられる波動発生器と、この波動発生器に嵌合されることによって楕円形状に弾性変形させられる円筒状の外歯車と、この楕円形状に弾性変形させられた外歯車の長軸上で前記外歯車と噛み合う内歯車と、を有する波動歯車装置において、
前記波動発生器は、前記外歯車の内周面に嵌合されて、前記外歯車を楕円形状に弾性変形させるカムを有し、
前記カムは、前記外歯車の内周面に摺接して、前記外歯車を楕円形状に弾性変形させる楕円弧面がカムの回転中心の回りに２回対称となるように少なくとも一対形成され、
前記カムの前記楕円弧面の周方向に沿った両側には、前記楕円弧面の周方向に沿った両端の曲率半径と同一の曲率半径の円弧面がそれぞれ形成され、
前記楕円弧面と前記円弧面との接続部は、前記楕円弧面の接続部側端部の法線方向が前記円弧面の接続部側端部の法線方向と一致するように形成され、
前記円弧面は、前記外歯車の内周面との間に隙間を形成し、且つ、前記外歯車の内周面との隙間を前記楕円弧面に近づくに従って略楔状に狭める、
ことを特徴とする波動歯車装置。
【請求項２】
前記カムは、楕円形状の前記外歯車の長軸上に位置する一対の長軸側楕円弧面と、楕円形状の前記外歯車の短軸上に位置する一対の短軸側楕円弧面と、を有し、
前記カムの前記長軸側楕円弧面の周方向に沿った両側には、前記長軸側楕円弧面の周方向に沿った両端の曲率半径と同一の曲率半径の長軸側円弧面がそれぞれ形成され、
前記カムの前記短軸側楕円弧面の周方向に沿った両側には、前記短軸側楕円弧面の周方向に沿った両端の曲率半径と同一の曲率半径の短軸側円弧面がそれぞれ形成され、
前記長軸側円弧面は、前記外歯車の内周面との間に隙間を形成し、且つ、前記外歯車の内周面との隙間を前記長軸側楕円弧面に近づくに従って略楔状に狭め、
前記短軸側円弧面は、前記外歯車の内周面との間に隙間を形成し、且つ、前記外歯車の内周面との隙間を前記短軸側楕円弧面に近づくに従って略楔状に狭める、
ことを特徴とする請求項１に記載の波動歯車装置。
【請求項３】
前記隙間には、潤滑剤が充填された、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の波動歯車装置。
【請求項４】
前記カム、前記外歯車、及び前記内歯車がプラスチックで形成された、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の波動歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転を減速するために使用される波動歯車装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、波動歯車装置は、ヒューマノイドロボット、半導体製造装置、及び工作機械等に幅広く使用され、サーボモータ等の駆動手段の回転を大きく減速して被駆動手段側に伝達するようになっている。このような波動歯車装置は、駆動手段と被駆動手段の間に配置されるため、摺動部の摩擦等に起因するエネルギーロスを抑え、効率的に動力伝達することが求められている。
【０００３】
（第１従来例）
例えば、図１４に示す波動歯車装置１００は、円筒状の外歯車１０２が波動発生器１０１に嵌合されることによって楕円形状に弾性変形させられ、この楕円形状に弾性変形させられた外歯車１０２の長軸上の外歯が内歯車１０３の内歯に噛み合い、波動発生器１０１が図外の駆動手段（例えば、サーボモータ）によって回動させられると、外歯車１０２の長軸の位置が波動発生器１０１の回動に伴って回動し、外歯車１０２の外歯と内歯車１０３の内歯の噛み合い位置が波動発生器１０１の回転中心の回りを移動して、外歯車１０２と内歯車１０３とが外歯車１０２と内歯車１０３の歯数差（一般的には、歯数差が２）の分だけ相対回動するようになっている。そして、この図１４に示す波動歯車装置１００の波動発生器１０１は、ボールベアリング１０５が楕円形状のカム部材１０４の外周面に嵌合され、そのボールベアリング１０５のアウターレースがカム部材１０４の外周面の形状に倣って楕円形状に弾性変形されるようになっており、そのボールベアリング１０５の楕円形状のアウターレースが外歯車１０２の内周面に嵌合されているため、カム部材１０４の外周面が外歯車１０２の内周面に直接摺接する場合と比較して、相対回転する波動発生器１０１と外歯車１０２との間で生じるエネルギーロスを低減できる（特許文献１参照）。
【０００４】
（第２従来例）
また、図１５に示す波動歯車装置２００は、波動発生器２０１が円形支持板２０２と４個のローラ２０３とを有し、一対のローラ（主ローラ）２０３，２０３が他の一対のローラ（補助ローラ）２０３，２０３よりも円形支持板２０２の回転中心２０４から遠い位置に配置されているため、これら一対の主ローラ２０３，２０３と一対の補助ローラ２０３，２０３とが円筒状の外歯車２０５の内周面に嵌合されると、一対の主ローラ２０３，２０３と一対の補助ローラ２０３，２０３とが外歯車２０５を楕円形状に弾性変形させる。そして、この図１５に示す波動歯車装置２００は、円形支持板２０２（波動発生器２０１）が図外の駆動手段によって回転させられると、楕円形状に弾性変形させられた外歯車２０５の長軸２０６の位置（主ローラ２０３の位置）が円形支持板２０２の回転中心２０４の回りを移動して、外歯車２０５と内歯車２０７の噛み合い位置も円形支持板２０２の回転中心２０４の回りを移動し、外歯車２０５と内歯車２０７とが外歯車２０５と内歯車２０７の歯数差の分だけ相対回動するようになっている。このような波動歯車装置２００は、外歯車２０５の内周面に４個のローラ２０３が接触するようになっているため、第１従来例に係る波動歯車装置１００と同様に、相対回転する波動発生器２０１と外歯車２０５との間で生じるエネルギーロスを低減できる（特許文献２参照）。
【０００５】
（第３従来例）
また、図１６に示す波動歯車装置３００は、波動発生器３０１がカム３０２（一対の円弧状周面３０３を有するカム３０２）の外周面にフッ素樹脂の薄膜３０４を被覆して構成され、この波動発生器３０１が円筒状の外歯車３０５の内周面に嵌合されると、外歯車３０５を楕円形状に弾性変形させる。そして、この図１６に示す波動歯車装置３００は、波動発生器３０１が図外の駆動手段によって回転させられると、楕円形状に弾性変形させられた外歯車３０５の長軸３０６の位置が波動発生器３０１の回転中心３０７の回りを移動して、外歯車３０５と内歯車３０８の噛み合い位置も波動発生器３０１の回転中心３０７の回りを移動し、外歯車３０５と内歯車３０８とが外歯車３０５と内歯車３０８の歯数差の分だけ相対回動するようになっている。このような波動歯車装置３００は、外歯車３０５の内周面にフッ素樹脂の薄膜が接触するようになっているため、波動発生器３０１のカム３０２の外周面が外歯車３０５の内周面に直接摺接する場合と比較して、相対回転する波動発生器３０１と外歯車３０５との間で生じるエネルギーロスを低減できる（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１９６４２３号公報
【特許文献２】特開２００５−１８８７４０号公報
【特許文献３】実開昭４８−０２９２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、第１従来例に係る波動歯車装置１００は、高価なボールベアリング１０５が波動発生器１０１に使用されており、製品価格が高いため、製品価格の低廉化が求められていた。
【０００８】
また、第２従来例に係る波動歯車装置２００は、波動発生器２０１が円形支持板２０２に４個のローラ２０３を取り付ける構成であり、波動発生器２０１の部品点数が多く、製品価格が高いため、製品価格の低廉化が求められていた。
【０００９】
また、第３従来例に係る波動歯車装置３００は、波動発生器３０１がカム３０２の外周面にフッ素樹脂の薄膜３０４を被覆する構成になっており、フッ素樹脂の材料費が必要となると共に、カム３０２の外周面にフッ素樹脂の薄膜３０４を被覆する加工費が必要になり、製品価格が高いため、製品価格の低廉化が求められていた。
【００１０】
そこで、本発明は、波動発生器の構造を簡単化し、相対回転する波動発生器と外歯車との間で生じるエネルギーロスを低減すると共に、波動歯車装置の製品価格を低廉化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、回転させられる波動発生器２と、この波動発生器２に嵌合されることによって楕円形状に弾性変形させられる円筒状の外歯車３と、この楕円形状に弾性変形させられた外歯車３の長軸上で外歯車３と噛み合う内歯車４と、を有する波動歯車装置１に関するものである。本発明において、波動発生器２は、外歯車３の内周面３ａに嵌合されて、外歯車３を楕円形状に弾性変形させるカム８を有している。また、カム８は、外歯車３の内周面３ａに摺接して、外歯車３を楕円形状に弾性変形させる楕円弧面１６がカム８の回転中心２３ａの回りに２回対称となるように少なくとも一対形成されている。また、カム８の楕円弧面１６の周方向に沿った両側には、楕円弧面１６の周方向に沿った両端の曲率半径と同一の曲率半径の円弧面１７がそれぞれ形成されている。また、楕円弧面１６と円弧面１７との接続部は、楕円弧面１６の接続部側端部の法線方向が円弧面１７の接続部側端部の法線方向と一致するように形成されている。また、円弧面１７は、外歯車３の内周面３ａとの間に隙間１９ａを形成し、且つ、外歯車３の内周面３ａとの隙間１９ａを楕円弧面１６に近づくに従って略楔状に狭めるようになっている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る波動歯車装置は、波動発生器のカムの楕円弧面が外歯車の内周面に摺接する簡単な構造であり、カムの外周面の形状を工夫するだけで、カムと外歯車との摺接抵抗を削減できるため、相対回転する波動発生器と外歯車との間で生じるエネルギーロスを低減することができると共に、波動歯車装置の製品価格を低廉化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る波動歯車装置を示す図であり、図１（ａ）は波動歯車装置の外観斜視図、図１（ｂ）は波動歯車装置の分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る波動歯車装置を示す図であり、図２（ａ）は波動歯車装置の正面図、図２（ｂ）は波動歯車装置の側面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＡ１−Ａ１線に沿って切断して示す波動歯車装置１の断面図である。
【図３】図３（ａ）は図２（ｃ）のＡ２−Ａ２線に沿って切断して示す波動歯車装置の断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ１部の拡大図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ２部の拡大図である。
【図４】図４（ａ）は図２（ｃ）のＡ３−Ａ３線に沿って切断して示す波動歯車装置の断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ３部の拡大図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ４部の拡大図である。
【図５】本発明の実施形態に係る波動歯車装置の波動発生器を示す図であり、図５（ａ）は波動発生器の正面図、図５（ｂ）は波動発生器の側面図、図５（ｃ）は図５（ａ）のＡ４−Ａ４線に沿って切断して示す波動発生器の断面図、図５（ｄ）は波動発生器の背面図である。
【図６】図５（ａ）の波動発生器を拡大して示す図である。
【図７】波動発生器の変形例を示す図であり、図７（ａ）は波動発生器の正面図、図７（ｂ）は波動発生器の側面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＡ５−Ａ５線に沿って切断して示す波動発生器の断面図、図７（ｄ）は波動発生器の背面図である。
【図８】図７（ａ）の波動発生器を拡大して示す図である。
【図９】図９（ａ）は第１比較例に係る波動発生器の正面図であり、図９（ｂ）は第２比較例に係る波動発生器の正面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る波動歯車装置の固定部材を示す図であり、図１０（ａ）は固定部材の正面図、図１０（ｂ）は固定部材の側面図、図１０（ｃ）は図１０（ａ）のＡ６−Ａ６線に沿って切断して示す固定部材の断面図、図１０（ｄ）は図１０（ａ）のＡ７−Ａ７線に沿って切断して示す固定部材の断面図、図１０（ｅ）は固定部材の背面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る波動歯車装置の外歯車を示す図であり、図１１（ａ）は外歯車の正面図、図１１（ｂ）は外歯車の側面図、図１１（ｃ）は図１１（ａ）のＡ８−Ａ８線に沿って切断して示す外歯車の断面図、図１１（ｄ）は外歯車の背面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に係る波動歯車装置の内歯車を示す図であり、図１２（ａ）は内歯車の正面図、図１２（ｂ）は内歯車の側面図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）のＡ９−Ａ９線に沿って切断して示す内歯車の断面図、図１２（ｄ）は内歯車の背面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係る波動歯車装置のカバーを示す図であり、図１３（ａ）はカバーの正面図、図１３（ｂ）はカバーの側面図、図１３（ｃ）は図１３（ａ）のＡ１０−Ａ１０線に沿って切断して示すカバーの断面図、図１３（ｄ）はカバーの背面図である。
【図１４】第１従来例に係る波動歯車装置を示す図であり、図１４（ａ）は波動歯車装置の正面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＡ１１−Ａ１１線に沿って切断して示す波動歯車装置の断面図である。
【図１５】第２従来例に係る波動歯車装置の正面図である。
【図１６】第３従来例に係る波動歯車装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。
【００１５】
図１乃至図４は、本発明の実施形態に係る波動歯車装置１を示す図である。なお、図１（ａ）は波動歯車装置１の外観斜視図であり、図１（ｂ）は波動歯車装置１の分解斜視図（波動歯車装置１を各部品毎に分解して示す斜視図）である。また、図２（ａ）は波動歯車装置１の正面図であり、図２（ｂ）は波動歯車装置１の側面図であり、図２（ｃ）は図２（ａ）のＡ１−Ａ１線に沿って切断して示す波動歯車装置１の断面図である。また、図３（ａ）は図２（ｃ）のＡ２−Ａ２線に沿って切断して示す波動歯車装置１の断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ１部の拡大図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ２部の拡大図である。また、図４（ａ）は図２（ｃ）のＡ３−Ａ３線に沿って切断して示す波動歯車装置１の断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ３部の拡大図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ４部の拡大図である。
【００１６】
（波動歯車装置の概略構成）
図１乃至図４に示すように、本実施形態に係る波動歯車装置１は、図外のサーボモータ等の駆動手段によって回転させられる波動発生器２と、この波動発生器２に嵌合されることによって楕円形状に弾性変形させられる円筒状の外歯車３と、この楕円形状に変形させられた外歯車３の長軸上で外歯車３と噛み合う内歯車４と、図外のロボットアーム等の取付対象物に固定される固定部材（ハウジング）５と、固定部材５に固定されるカバー６と、を有している。そして、本実施形態に係る波動歯車装置１は、波動発生器２、外歯車３、内歯車４、固定部材５、及びカバー６がプラスチック（例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）等）で形成されている。
【００１７】
（波動発生器）
図１乃至図３、図５、及び図６に示すように、波動発生器２は、入力軸７と、この入力軸７の先端側に一体に形成されたカム８と、カム８の正面の回転中心部から突出する（入力軸７の突出方向とは逆の方向に突出する）支持軸１０と、を有している。
【００１８】
入力軸７は、固定部材５の軸穴１１で回動できるように支持され、図外の駆動手段に接続される。
【００１９】
カム８は、長軸側カム部１２と短軸側カム部１３とを有し、正面側から見た形状が略十字状になっている。このカム８は、外歯車３の内周面３ａに嵌合されることにより、外歯車３を楕円形状に弾性変形させる。そして、カム８は、楕円形状に弾性変形させられた外歯車３の長軸上に長軸側カム部１２が位置し、楕円形状に弾性変形させられた外歯車３の短軸上に短軸側カム部１３が位置するようになっている。
【００２０】
長軸側カム部１２は、長軸１４上に位置する一対の長軸側楕円弧面１６，１６と、長軸側楕円弧面１６の周方向に沿った両側にそれぞれ形成された長軸側円弧面１７，１７と、で外周面を構成している。長軸側円弧面１７は、カム８の正面側の形状において、曲率半径（Ｒ１）が長軸側楕円弧面１６の周方向に沿った両端の曲率半径と同一の曲率半径になっている。また、長軸側円弧面１７は、外歯車３の内周面３ａとの間に隙間を形成し、且つ、外歯車３の内周面３ａとの隙間１９ａを長軸側楕円弧面１６に近づくに従って略楔状に狭めるようになっている。そして、長軸側楕円弧面１６と長軸側円弧面１７との接続部は、長軸側楕円弧面１６の接続部側端部の法線方向が長軸側円弧面１７の接続部側端部の法線方向と一致するように形成されており、長軸側楕円弧面１６と長軸側円弧面１７とが滑らかに接続されている。
【００２１】
短軸側カム部１３は、短軸１５上に位置する一対の短軸側楕円弧面１８，１８と、短軸側楕円弧面１８の周方向に沿った両側にそれぞれ形成された短軸側円弧面２０，２０と、で外周面を構成している。短軸側円弧面２０は、カム８の正面側の形状において、曲率半径（Ｒ２）が短軸側楕円弧面１８の周方向に沿った両端の曲率半径と同一の曲率半径になっている。また、短軸側円弧面２０は、外歯車３の内周面３ａとの間に隙間１９ｂを形成し、且つ、外歯車３の内周面３ａとの隙間１９ｂを短軸側楕円弧面１８に近づくに従って略楔状に狭めるようになっている。そして、短軸側楕円弧面１８と短軸側円弧面２０との接続部は、短軸側楕円弧面１８の接続部側端部の法線方向が短軸側円弧面２０の接続部側端部の法線方向と一致するように形成されており、短軸側楕円弧面１８と短軸側円弧面２０とが滑らかに接続されている。
【００２２】
また、カム８は、長軸側カム部１２と短軸側カム部１３との間が略Ｖ字形状の凹所２１になっており、長軸側カム部１２の長軸側楕円弧面１６と短軸側カム部１３の短軸側楕円弧面１８のみが外歯車３の内周面３ａに摺接するようになっているため、全周が外歯車３の内周面３ａと摺接する場合と比較して、外歯車３との摺接抵抗が小さく抑えられる。
【００２３】
また、カム８は、長軸側楕円弧１６及び短軸側楕円弧１８を含む外側楕円２９ａよりも長軸１４側及び短軸１５側に寸法ｍだけ小さい内側楕円２９ｂ（外側楕円２９ａと相似形の楕円）上に、長軸側円弧面１７の周方向端部と短軸側円弧面２０の周方向端部とが位置している。
【００２４】
このような波動発生器２のカム８は、図５（ａ）及び図６に示すように、波動発生器２（入力軸７）の回転中心２３ａを通りＹ軸に平行な中心線（長軸１４）を対称軸とする線対称の形状であり、また、波動発生器２（入力軸７）の回転中心２３ａを通りＸ軸に平行な中心線（短軸１５）を対称軸とする線対称の形状である。
【００２５】
支持軸１０は、内歯車４の軸受け穴２２に嵌合されている。そして、支持軸１０の回転中心２３ｃは、波動発生器２（入力軸７）の回転中心２３ａ及び軸２４の回転中心２３ｂと同軸上に位置している。
【００２６】
図９（ａ）は、第１比較例に係る波動発生器２の正面図を示す図である。この第１比較例に係る波動発生器２のカム８は、図６に示す本実施形態に係るカム８の長軸側円弧面１７及び短軸側円弧面２０を取り除いた形状になっており、図６に示す本実施形態に係るカム８と同一の材料（プラスチック）で形成されている。すなわち、第１比較例に係る波動発生器２のカム８において、長軸側カム部１２の幅寸法Ｗ１は、本実施形態に係る波動発生器２の長軸側カム部１２の長軸側楕円弧面１６が形成された部分における幅寸法Ｗ１と同一である。また、第１比較例に係る波動発生器２のカム８において、短軸側カム部１３の幅寸法Ｗ２は、本実施形態に係る波動発生器２の短軸側カム部１３の短軸側楕円弧面１８が形成された部分における幅寸法Ｗ２と同様である。
【００２７】
このような第１比較例に係る波動発生器２を使用した波動歯車装置１（以下、第１比較例品と略称する）と本実施形態に係る波動歯車装置１の起動トルクとを比較すると、本実施形態に係る波動歯車装置１は第１比較例品よりも起動トルクを約２４％低減できる。すなわち、本実施形態に係る波動歯車装置１は、第１比較例品よりも外歯車３の内周面３ａとカム８との摺接抵抗を低減できる。
【００２８】
また、本実施形態に係る波動歯車装置１は、外歯車３の内周面３ａとカム８との隙間１９ａ，１９ｂ及び凹所２１に潤滑剤を充填した場合、外歯車３の内周面３ａとカム８との隙間１９ａ，１９ｂ及び凹所２１に潤滑剤を充填しない場合と比較し、起動トルクを約３９％低減できる。一方、第１比較例品は、外歯車３の内周面３ａとカム８との隙間（凹所２１）に潤滑剤を充填した場合、外歯車３の内周面３ａとカム８との隙間（凹所２１）に潤滑剤を充填しない場合と比較し、起動トルクを約３０％低減できる。このように、本実施形態に係る波動歯車装置１は、外歯車３の内周面３ａとカム８との隙間１９ａ，１９ｂ及び凹所２１に潤滑剤を充填した場合、外歯車３の内周面３ａとカム８とが摺接する際に、外歯車３の内周面３ａと長軸側円弧面１７との間に生じる楔効果によって、潤滑剤を外歯車３の内周面３ａと長軸側楕円弧面１６との間に導き入れることができ、また、外歯車３の内周面３ａと短軸側円弧面２０との間に生じる楔効果によって、潤滑剤を外歯車３の内周面３ａと短軸側楕円弧面１８との間に導き入れることができるため、第１比較例品よりも大きな起動トルクの低減効果を期待できる。
【００２９】
（波動発生器の変形例）
図７及び図８は、波動発生器２の変形例を示す図である。なお、図７（ａ）は波動発生器２の正面図であり、図７（ｂ）は波動発生器２の側面図であり、図７（ｃ）は図７（ａ）のＡ５−Ａ５線に沿って切断して示す波動発生器２の断面図であり、図７（ｄ）は波動発生器２の背面図である。また、図８は図７（ａ）の波動発生器２を拡大して示す図である。
【００３０】
本変形例に係る波動発生器２は、図５及び図６に示した波動発生器２の短軸側カム部１３を省略した形状になっている点を除き、他の構成部分が図５及び図６に示した波動発生器２と同様である。
【００３１】
図９（ｂ）は、第２比較例に係る波動発生器２の正面図を示す図である。この第２比較例に係る波動発生器２のカム８は、図８に示す本実施形態に係るカム８の長軸側円弧面１７，１７を取り除いた形状になっており、図８に示す本実施形態に係るカム８と同一の材料（プラスチック）で形成されている。すなわち、第２比較例に係る波動発生器２のカム８において、長軸側カム部１２の幅寸法Ｗ１は、本実施形態に係る波動発生器２の長軸側カム部１２の長軸側楕円弧面１６が形成された部分における幅寸法Ｗ１と同一である。
【００３２】
本変形例に係る波動発生器２は、起動トルクを低減するために、第２比較例に係る波動発生器２に代えて使用することができる。
【００３３】
（固定部材）
図１、図２、図４、及び図１０に示すように、固定部材（ハウジング）５は、外歯車３の一側面２５（歯幅方向に沿った一端面であって、図２（ｃ）の右側端面）に対向するように配置され、中心部に形成された軸穴１１で波動発生器２の入力軸７を回転できるように支持している。
【００３４】
また、この固定部材５は、外歯車３の一側面２５に対向する面側に、入力軸７（波動発生器２）の回転中心２３ａに対して放射状に延びる複数の径方向リブ２６が形成されている。この径方向リブ２６は、リブ幅が一定の部分（径方向内方側リブ部分２７）とリブ幅が変化する部分（径方向外方側リブ部分２８）とがある。すなわち、径方向リブ２６は、径方向内方端から径方向外方端側へ向けて一定のリブ幅で形成された径方向内方側リブ部分２７と、径方向内方側リブ部分２７の径方向外方端から径方向外方へ向かうに従ってリブ幅を漸増するように形成された径方向外方側リブ部分２８とがある。そして、隣り合う径方向リブ２６，２６間には、外歯車３の舌片状の係合片３０を係合するためのスペース３１が形成されている。この隣り合う径方向リブ２６，２６間のスペース３１は、径方向内方端がボス３２の近傍に位置し、その径方向内方端から径方向外方へ向かうに従って周方向のスペース幅が漸増し、径方向内方側リブ部分２７と径方向外方側リブ部分２８との接続部（境界部）から径方向外方へ向かうに従って周方向のスペース幅が漸減している。
【００３５】
ボス３２は、固定部材５の中央部に位置し、軸穴１１が貫通しており、先端面３３が波動発生器２のカム８の位置決め面３４に当接して、波動発生器２の回転中心２３ａに沿った方向の位置決めを行うようになっている。そして、固定部材５は、波動発生器２との接触を少なくするための環状の逃げ溝３５がボス３２の周囲に形成されている。なお、隣り合う径方向リブ２６，２６間に形成されるスペース３１の底面は、逃げ溝３５の底面よりも深い位置に形成されている。
【００３６】
また、固定部材５は、内歯車４の外周面３６に嵌合して、内歯車４（軸２４）の回転中心２３ｂが波動発生器２（入力軸７）の回転中心２３ａと同軸上に位置するように、内歯車４を径方向に位置決めする内歯車位置決め内周面３７が形成されている。また、固定部材５は、内歯車４の一端面３８に当接して、内歯車４の回転中心２３ｂに沿った方向に、内歯車４を位置決めする内歯車位置決め端面４０が形成されている。
【００３７】
また、固定部材５は、カバー６の円筒部４１の内周面４２に嵌合され、且つ、カバー６の内側面４３に突き当てられる円筒状のカバー係合突起３９が内歯車位置決め内周面３７よりも径方向外方側の位置に形成されている。なお、固定部材５とカバー６とは、ボルト等の締結手段、溶着、又はクリップ等で固定される。
【００３８】
（外歯車）
図１乃至図４、及び図１１に示すように、外歯車３は、薄肉の円筒状部材４４の外周面４５に複数の歯（外歯）４６が形成され、内周面３ａに波動発生器２のカム８が嵌合されることにより、波動発生器２のカム８によって弾性変形させられ、カム８の長軸側楕円弧面１６及び短軸側楕円弧面１８に倣って楕円形状に変形させられる。
【００３９】
この外歯車３は、固定部材５の径方向リブ２６に対向する側（一側面２５側）に、隣り合う径方向リブ２６，２６間のスペース３１に係合される舌片状の係合片３０が固定部材５のスペース３１と同数形成されている。この外歯車３の係合片３０は、固定部材５の径方向リブ２６を係合するための径方向リブ収容凹所４７が外歯車３の一側面２５側を切り欠くように径方向リブ２６と同数形成されることにより、隣り合う径方向リブ収容凹所４７，４７間に形成されている。そして、この外歯車３の係合片３０は、外歯車３の径方向（板厚方向）に撓み変形するものの、板厚（ｔ）に対する周方向長さ（Ｌ）が数倍大きく、周方向に対する強度が大きくて、周方向に弾性変形し難くなっているため、隣り合う径方向リブ２６，２６の側面に当接することにより、隣り合う径方向リブ２６，２６と共に回転伝達部分を構成し、外歯車３を固定部材５に対して確実に回り止めすることができる。
【００４０】
図４に詳細を示すように、外歯車３は、波動発生器２のカム８によって楕円状に弾性変形させられると、楕円の長軸（Ｙ方向）寄りの係合片３０の両側面４８，４８（円筒状部材４４の周方向に沿った両側面４８，４８）が径方向外方側リブ部分２８の側面５０に当接し、楕円の短軸（Ｘ方向）寄りの係合片３０の両側面４８，４８が径方向リブ２６，２６との間に隙間を生じるようになっている。すなわち、外歯車３は、波動発生器２のカム８が回動すると、カム８の回動位置に応じて楕円の長軸と短軸の位置が変化し、円滑に楕円状に弾性変形して、長軸寄りの係合片３０が固定部材５の隣り合う径方向リブ２６，２６に当接し、長軸寄りの係合片３０で固定部材５との相対回動を阻止することができるため、回転伝達時における回転伝達部分のバックラッシを抑えることができる。このような、外歯車３は、係合片３０が固定部材５の径方向リブ２６に常時当接するようになっておらず、波動発生器２のカム８の回動に伴って楕円形状に変形させられたとしても、係合片３０と固定部材５の径方向リブ２６との当接部に楕円形状への弾性変形を妨げる方向の摺接抵抗が生じにくい。
【００４１】
（内歯車）
図１乃至図３、及び図１２に示すように、内歯車４は、歯（内歯）５１が内周面側に形成された円筒状部５２と、円筒状部５２の端部から径方向内方へ延びる円板状部５３と、円板状部５３の外側面５３ａの中心部分に一体に形成された軸２４と、を有している。また、円板状部５３の内側面５３ｂの中心部には、波動発生器２の支持軸１０を相対回動可能に収容する軸受け穴２２が形成されている。また、円板状部５３の外側面５３ａの中心部には、カバー６と当接する位置決め突起５４が形成されている。また、軸２４は、カバー６の軸穴５５に嵌合される大径軸部２４ａが円板状部５３の位置決め突起５４に隣接して形成されている。
【００４２】
また、この内歯車４は、円筒状部５２の外周側小径部５９が固定部材５の内歯車位置決め内周面３７に嵌合され、円筒状部５２の一端面３８が固定部材５の内歯車位置決め端面４０に当接させられ（カバー６の径方向内方端側で押されて内歯車位置決め端面４０に当接させられ）、固定部材５に対して相対回動できるようになっている。
【００４３】
このような内歯車４は、波動発生器２のカム８によって楕円形状に変形させられた外歯車３の長軸上の２箇所で外歯車３と噛み合い、波動発生器２のカム８によって楕円形状に変形させられた外歯車３の短軸上で外歯車３と最も大きく離間するようになっている。
【００４４】
（カバー）
図１、図２、及び図１３に示すように、カバー６は、円板状部５６の径方向外方端に円筒部４１が一体に形成され、円筒部４１が固定部材５のカバー係合突起３９に嵌合され、円板状部５６の内側面４３の径方向外方端に位置する第１リング状突起５７が固定部材５のカバー係合突起３９の先端面３９ａに突き当てられ、円板状部５６の内側面４３の径方向内方端に位置する第２リング状突起５８が内歯車４の円板状部５３の位置決め突起５４に当接させられるようになっている。なお、カバー６は、円板状部５６の第１リング状突起５７と第２リング状突起５８との間の内側面が内歯車４との接触を避けるための接触回避凹所６０になっており、相対回動する内歯車４との摺接抵抗を削減するようになっている。
【００４５】
（波動歯車装置の作動状態）
以上のように構成された本実施形態に係る波動歯車装置１は、波動発生器２が駆動手段（例えば、サーボモータ）によって回転させられると、楕円形状に弾性変形させられた外歯車３の長軸１４の位置が波動発生器２のカム８の回動に伴って波動発生器２の回転中心２３ａの回りを移動（回動）する。そして、外歯車３と内歯車４の噛み合い位置は、外歯車３の長軸１４上の２箇所であるため、波動発生器２の回動位置に応じて移動する。ここで、波動歯車装置１は、外歯車３及び固定部材５が固定され、内歯車４が回転可能に構成されている場合であって、例えば、内歯車４の歯数をＺｃとし、外歯車３の歯数をＺｆ（Ｚｆ＝Ｚｃ−２）とすると（内歯車４よりも歯数を２だけ少なくすると）、波動発生器２の１回転に対し、内歯車４が波動発生器２の回転方向と同一方向に２歯分だけ回動する。すなわち、本実施形態に係る波動歯車装置１は、外歯車３及び固定部材５が固定された場合、駆動手段の回転を２／Ｚｃに減速して内歯車４の軸２４から被回転体に伝達することができる。
【００４６】
また、本実施形態に係る波動歯車装置１は、内歯車４が固定され、外歯車３及び固定部材５が回転可能に構成されている場合であって、例えば、内歯車４の歯数をＺｃとし、外歯車３の歯数をＺｆ（Ｚｆ＝Ｚｃ−２）とすると（内歯車４よりも歯数を２だけ少なくすると）、波動発生器２の１回転に対し、外歯車３及び固定部材５が波動発生器２の回転方向と逆方向に２歯分だけ回動する。すなわち、本実施形態に係る波動歯車装置１は、内歯車４が固定された場合、駆動手段の回転を２／Ｚｆに減速して外歯車３及び固定部材５から被回転体に伝達することができる。
【００４７】
（本実施形態に係る波動歯車装置の効果）
本実施形態に係る波動歯車装置１は、波動発生器２のカム８の長軸側楕円弧面１６及び短軸側楕円弧面１８が外歯車３の内周面３ａに摺接する簡単な構造であり、カム８の外周面の形状を工夫するだけで、カム８と外歯車３との摺接抵抗を削減できるため、相対回転する波動発生器２と外歯車３との間で生じるエネルギーロスを低減することができると共に、波動歯車装置１の製品価格を低廉化することができる。
【００４８】
本実施形態に係る波動歯車装置１は、全体をプラスチックで形成するようになっているため、全体を金属で形成する場合と比較し、軽量化、低コスト化を図ることができる。
【００４９】
なお、本実施形態に係る波動歯車装置１は、全体をプラスチックで形成する場合を例示したが、これに限定されず、一部又は全体を金属で形成してもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１……波動歯車装置、２……波動発生器、３……外歯車、３ａ……内周面、４……内歯車、８……カム、１６……楕円弧面（長軸側楕円弧面）、１７……円弧面（長軸側円弧面）、１９ａ……隙間、２３ａ……回転中心
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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