(57)【要約】【課題】ねじり剛性を高くする。【解決手段】波動歯車減速機１９０は、入力軸の回転によって２つの遊星ローラ３が、内歯歯車７ａに噛合うリング状の外歯歯車６ａの内側を公転しながら自転して外歯歯車６ａを長円状に弾性変形させ、内歯歯車と外歯歯車との２箇所の噛合い位置を変えることによって、入力軸１１の回転を外歯歯車に接続された出力軸１３に減速回転伝達するようになっており、外歯歯車と遊星ローラとの間に弾性変形可能なフレックスリング５を備えている。フレックスリングが遊星ローラの周方向近傍の外歯歯車が楕円の内側に撓むのを抑えることができるので、外歯歯車と内歯歯車との噛合い歯数を増やして、出力軸側の構造のねじり剛性を高くすることができる。【選択図】図１
2013057397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸の回転によって２つの遊星ローラが、内歯歯車に噛合うリング状の外歯歯車の内側を公転しながら自転して前記外歯歯車を長円状に弾性変形させ、前記内歯歯車と前記外歯歯車との２箇所の噛合い位置を変えることによって、前記入力軸の回転を前記外歯歯車と前記内歯歯車との一方に接続された出力軸に減速回転伝達する波動歯車減速機において、
前記外歯歯車と前記遊星ローラとの間に弾性変形可能なフレックスリングを備えた、
ことを特徴とする波動歯車減速機。
【請求項２】
前記フレックスリングの内周の周方向に沿って溝が形成され、前記溝に前記遊星ローラが進入している、
ことを特徴とする請求項１に記載の波動歯車減速機。
【請求項３】
前記遊星ローラの外周にリング状の外周ローラが装着され、前記外周ローラの外周と前記フレックスリングの内周との周方向に、互いに係合する溝と突条とが形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の波動歯車減速機。 
【請求項４】
前記フレックスリングの外周に潤滑剤を保持する凹部が形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の波動歯車減速機。
【請求項５】
前記外歯歯車が、前記出力軸に一端部が設けられた弾性変形可能な円筒状部材の他端部の外周に設けられ、
前記フレックスリングの外周と前記円筒状部材の内周との一方に軸線方向の中間が中高の円弧面が形成され、前記フレックスリングと前記円筒状部材の内周とが前記円弧面を介して接触している、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の波動歯車減速機。
【請求項６】
前記外歯歯車が、前記出力軸に一端部が設けられた弾性変形可能な円筒状部材の他端部の外周に設けられ、
前記フレックスリングの外周が前記出力軸の側に縮径するテーパ状に形成され、前記テーパ状の部分が前記円筒状部材の内周に接触している、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の波動歯車減速機。
【請求項７】
前記外歯歯車が、前記出力軸に一端部が設けられた弾性変形可能な円筒状部材の他端部の外周に設けられ、
前記フレックスリングの外周と前記円筒状部材の内周との間に樹脂部材を介在させた、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の波動歯車減速機。
【請求項８】
前記外歯歯車が前記出力軸に一端部が設けられた弾性変形可能な円筒状部材の他端部の外周に設けられ、
前記遊星ローラの外周にリング状の外周ローラが装着され、前記外周ローラの外周の軸線方向と前記フレックスリングの内周の軸線方向との一方に円弧凸面が形成され、他方に前記円弧凸面に係合する円弧凹面が形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の波動歯車減速機。
【請求項９】
前記内歯歯車は、第１の内歯歯車と、前記第１の内歯歯車と同軸に並設されて前記第１の内歯歯車より歯数が２ｎ枚少なく前記出力軸に接続された第２の内歯歯車とで構成され、
前記外歯歯車との２箇所の噛合い位置を変えることによって、前記入力軸の回転を前記出力軸に減速回転伝達する、
ことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の波動歯車減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに噛合う内歯歯車と楕円の外歯歯車との作動を利用して、高減速比が得られる波動歯車減速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
波動歯車減速機は、剛体の内歯歯車としてのサーキュラスプラインと、サーキュラスプラインよりも歯数の少ない弾性体の外歯歯車としてのフレクスプラインと、フレクスプラインの内側に接触するウェーブジェネレータ等で構成されている。
【０００３】
ウェーブジェネレータは、入力軸に接続されて楕円に形成されたカム板の外周に弾性変形が可能なベアリングを装着した構造になっている。ベアリングは鋼球と外輪と内輪とリテーナで構成されている。鋼球は内輪と外輪の間に配置されリテーナによって等間隔に配置されている。また鋼球は周方向には内輪と外輪それぞれに対して転がり回転しながら相対的に移動し、スラスト方向には内輪の外側と外輪の内側に形成された溝によって保持され、これにより内輪と外輪は相対的に滑らかに回転する。また、ベアリング単品の状態では円形で、ベアリングの内輪内側に楕円形状のカム板を挿入すると、内輪がカム板に倣って楕円形に弾性変形する。楕円形に変形した内輪に倣って、鋼球を介して外輪も楕円形に弾性変形する。そして、ベアリングの外輪の外周にフレクスプラインが装着されている。ウェーブジェネレータは、入力軸が回転すると、ベアリングの外輪を楕円に弾性変形しながら、フレクスプラインに回転力を伝達する。このとき、フレクスプラインも楕円に弾性変形する。
【０００４】
そして、楕円に弾性変形したフレクスプラインの長径付近の２箇所の外歯とサーキュラスプラインの内歯との噛合い位置が順次変わる。このため、入力軸が１回転するごとに、フレクスプラインがサーキュラスプラインとの歯数の差分だけ回転する。フレクスプラインには出力軸が設けられており、入力軸の回転が減速されて出力軸から取り出される。このように、波動歯車減速機は、部品点数が少ない割に、バックラッシュレスで高減速比が得られるという特徴がある。
【０００５】
しかし、弾性変形するベアリングの外輪とフレクスプラインは、設計、加工が難しくコスト高であるという問題があった。
【０００６】
特に、弾性変形するベアリングの外輪は、径方向の肉厚の厚み精度が高い半面、弾性変形を許容する必要があるため、設計、加工ともに特殊であり、コスト高になるという問題があった。
【０００７】
そこで、これらの問題に対処した波動歯車減速機が、特許文献１に開示されている。この波動歯車減速機は、図１３乃至図１５に概略示すように、入力軸９０９に設けられた保持部材９０１と遊星ローラとしてのベアリング９０４とで構成されたウェーブジェネレータ９１７を備えている。また、この波動歯車減速機９９０は、フレーム９０８に固定された内歯歯車としてのサーキュラスプライン９０７と、出力軸９１３に設けられて外歯歯車としての弾性変形するフレクスプライン９０６とを有している。フレクスプライン９０６は、６つのベアリング９０４によって楕円に変形することで、２箇所の長径付近でサーキュラスプライン９０７の歯と噛み合っている。この構成は、ベアリング９０４が弾性変形する必要がないため、一般的に市販品されているベアリングを使用することができて、ウェーブジェネレータ９１７をローコスト化することができる。
【０００８】
そして、出力軸９１３のトルクは、カップ形のフレクスプライン９０６を経て、楕円に弾性変形したフレクスプライン９０６の長径付近の外歯とサーキュラスプライン９０７の内歯とが噛み合うことでフレクスプライン９０６に受け止められる。このため、フレクスプライン９０６の半径方向の肉厚は、楕円に弾性変形が可能であるとともに、出力軸９１３からのトルクを受け止めるためのねじり剛性が求められるという、二律背反する条件を同時に満たした厚みになっている。さらに、出力軸９１３からのトルクは、楕円に変形したフレクスプライン９０６の長径付近の歯車の圧力角によって、半径方向かつ内側方向にかかるラジアル荷重と周方向の荷重に分解される。このラジアル荷重はフレクスプライン９０６の内側のベアリング９０４が受け止め、周方向の荷重はサーキュラスプライン９０７が受け止めることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実開昭６３−１２５２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、従来の波動歯車減速機９９０は、ラジアル荷重によって、ベアリングの周方向近傍のフレクスプライン９０６がベアリング９０４の曲率に沿って楕円の内側に撓むことがある（図１４の破線を参照）。なお、破線は、撓みを理解し易くするため誇張して書いてあるが、実際にはこれほど撓むことがない。この撓みによってフレクスプライン９０６の外歯が径方向に離れて、サーキュラスプライン９０７の内歯と噛み合わなくなる。その結果、出力軸側の構造のねじり剛性が低くなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、遊星ローラを使用したローコストな構成でありながら、ねじり剛性の高い波動歯車減速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の波動歯車減速機は、入力軸の回転によって２つの遊星ローラが、内歯歯車に噛合うリング状の外歯歯車の内側を公転しながら自転して前記外歯歯車を長円状に弾性変形させ、前記内歯歯車と前記外歯歯車との２箇所の噛合い位置を変えることによって、前記入力軸の回転を前記外歯歯車と前記内歯歯車との一方に接続された出力軸に減速回転伝達するようになっており、前記外歯歯車と前記遊星ローラとの間に弾性変形可能なフレックスリングを備えた、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の波動歯車減速機は、フレックスリングが遊星ローラの周方向近傍の外歯歯車が楕円の内側に撓むのを抑えることができるので、外歯歯車と内歯歯車との噛合い歯数を増やして、出力軸側の構造のねじり剛性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態１の波動歯車減速機を回転軸に沿った断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ矢視断面図であり、一部分省略した図である。
【図４】遊星ローラが進入する溝が内周の周方向に沿って形成されたフレックスリングの断面図である。
【図５】ベアリングの外周に外周ローラが装着された遊星ローラの断面図である。
【図６】ベアリングの外周に外周ローラが装着された遊星ローラの断面図である。
【図７】外周の周方向に沿って潤滑剤を保持する溝が形成されたフレックスリングの断面図である。
【図８】軸線方向の中間が中高の円弧面が形成されたフレックスリングの断面図である。（Ａ）は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図に相当する図である。（Ｂ）は、図２のＣ−Ｃ矢視断面図に相当する図である。（Ｃ）は、図２のＤ−Ｄ矢視断面図に相当する図である。
【図９】外周にテーパ部が形成されたフレックスリングの断面図である。（Ａ）は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図に相当する図である。（Ｂ）は、図２のＣ−Ｃ矢視断面図に相当する図である。
【図１０】外周に樹脂部材を設けたフレックスリングの断面図である。（Ａ）は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図に相当する図である。（Ｂ）は、図２のＣ−Ｃ矢視断面図に相当する図である。
【図１１】ベアリングの外周に外周ローラが装着された遊星ローラの断面図である。（Ａ）は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図に相当する図である。（Ｂ）は、図２のＣ−Ｃ矢視断面図に相当する図である。
【図１２】他の実施の形態の波動歯車減速機の入力軸と出力軸とに沿った断面図である。
【図１３】従来の波動歯車減速機の入力軸と出力軸とに沿った断面図である。
【図１４】図１３のＥ−Ｅ矢視断面図である。
【図１５】図１４のＦ−Ｆ矢視断面図であり、一部分省略した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態の波動歯車減速機を図１乃至図３に基づいて説明する。なお、数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態の波動歯車減速機の入力軸と出力軸とに沿った断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。図３は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図であり、一部分省略した図である。
【００１７】
まず、波動歯車減速機を概略説明する。
【００１８】
本発明の波動歯車減速機１９０は、フレクスプライン６と主遊星ローラ３及び補助遊星ローラ４との間に弾性変形可能なフレックスリング５を備えたことに特徴がある。入力軸１１が回転すると、２つの主遊星ローラ３と４つの補助遊星ローラ４とが、サーキュラスプライン７に噛合うリング状のフレクスプライン６の内側にあるフレックスリング５内を公転しながら自転する。これによって、フレクスプライン６とフレックスリング５とが長円状に弾性変形して、サーキュラスプライン７とフレクスプライン６との２箇所の噛合い位置が変わる。この結果、波動歯車減速機１９０は、入力軸１１の回転をフレクスプラインに接続された出力軸１３に減速回転伝達することができる。
【００１９】
次に、波動歯車減速機を詳細に説明する。
【００２０】
波動歯車減速機１９０は、分割できる２つの第１分割フレーム８Ａと第２分割フレーム８Ｂとを組み合わされて形成されたフレーム８の内部に構成部品が収納されている。図１において左側の第１分割フレーム８Ａには、入力軸１１が入力軸ベアリング１２によって回転自在に設けられている。入力軸１１は、不図示の駆動源に接続されている。図１において右側の第２分割フレーム８Ｂには、出力軸１３が出力軸ベアリング１４によって回転自在に設けられている。
【００２１】
波動歯車減速機１９０は、中空の円環状の内径面に内歯を形成されて第２分割フレーム８Ｂに固定されたサーキュラスプライン７を備えている。また、波動歯車減速機１９０は、サーキュラスプライン７の内歯歯車よりも歯数が２ｎ枚（ｎは正の整数）、例えば、２枚少ない外歯歯車が形成されかつ可撓性を有するフレクスプライン６を備えている。さらに、波動歯車減速機１９０は、フレクスプライン６を略楕円形に撓ませるとともにその長径部の２箇所でサーキュラスプライン７とフレクスプライン６を係合させるウェーブジェネレータ１７も備えている。
【００２２】
入力軸１１には、入力軸１１と一体に回転する楕円形の保持部材１が設けられている。保持部材１の外周には、支持軸２によって主遊星ローラ３と補助遊星ローラ４とが設けられている。主遊星ローラ３は、ベアリング３Ａと支持軸２とで構成され、補助遊星ローラ４はベアリング４Ａと支持軸２とで構成されている。保持部材１の外周には、ベアリング３Ａ，４Ａを受け入れる凹部１ａと支持軸２を受け入れる切欠１ｂとが形成されている。切欠き１ｂは、放射状に形成されている。
【００２３】
主遊星ローラ３は、楕円形の保持部材１の長径の両端に、支持軸２と切欠１ｂとの係合により位置決めされて回転自在に設けられている。補助遊星ローラ４は、主遊星ローラ３の両隣の楕円形の保持部材１の長径から外れた位置に、支持軸２と切欠１ｂとの係合により位置決めされて回転自在に設けられている。すなわち、主遊星ローラ３の中心と入力軸１１との距離ｒ１は、補助遊星ローラ４の中心と入力軸１１との距離ｒ２より長い（ｒ１＞ｒ２）ことになる。この場合、ベアリング３Ａ，４Ａの外輪の直径は同じものとする。主遊星ローラ３と補助遊星ローラ４は、都合６つ設けられている。
【００２４】
保持部材１、支持軸２、主遊星ローラ３及び補助遊星ローラ４は、ウェーブジェネレータ１７を形成している。主遊星ローラ３と補助遊星ローラ４は、ベアリングの内輪に圧入された支持軸を切欠１ｂに挿入しながら保持部材１の凹部１ａに挿入して、入力軸１１に取り付けられている。したがって、ウェーブジェネレータ１７は、入力軸１１が回転すると、保持部材１、支持軸２、主遊星ローラ３及び補助遊星ローラ４が一体に回転するようになっている。このため、主遊星ローラ３及び補助遊星ローラ４は、入力軸１１の軸心である公転軸心９を中心に公転し、支持軸２の軸心である自転軸心１０を中心に自転するようになっている。
【００２５】
円筒状部材としてのフレックスリング５は、薄肉の弾性を備えたリング状の部材であり、主遊星ローラ３と補助遊星ローラ４の外輪に装着され楕円状に形成されている。
【００２６】
フレクスプライン６は、薄肉のカップ状に形成されて一端部が出力軸１３に取り付けられている。カップ状の他端部である先端部の外周には、外歯歯車６ａが形成されている。また、フレクスプライン６は、フレックスリング５の外周に接して、主遊星ローラ３と補助遊星ローラ４との公転と自転とによって、フレックスリング５に対して周方向に滑るようになっており、楕円形に弾性変形するようになっている。
【００２７】
サーキュラスプライン７は、リング状に形成されてフレーム８の第２分割フレーム８Ｂに固定されている。サーキュラスプライン７の内面には、フレクスプライン６の外歯歯車６ａと噛合う内歯歯車７ａが形成されている。サーキュラスプライン７の歯数は、フレクスプライン６の歯数より２ｎ枚（ｎは正の整数）多い。サーキュラスプライン７の内歯歯車７ａは、主遊星ローラ３、補助遊星ローラ４およびフレックスリング５によって楕円に弾性変形したフレクスプライン６の外歯歯車６ａと、楕円の長径付近の主遊星ローラ３の２箇所で噛合っている（図２）。
【００２８】
以上の構成において、入力軸１１、保持部材１、フレックスリング５、フレクスプライン６及び出力軸１３の回転中心と、サーキュラスプライン７の中心は、一致して公転軸心９上にある。
【００２９】
次に、波動歯車減速機１９０の動作を説明する。
【００３０】
入力軸１１に接続された保持部材１が公転軸心９を中心に回転すると、保持部材１を中心に配置された都合の６つの主遊星ローラ３と補助遊星ローラ４とが、フレックスリング５の内周面を転がるようにして移動する。すなわち、主遊星ローラ３と補助遊星ローラ４とが公転軸心９を中心にして公転しながら自転軸心１０を中心にして自転する。
【００３１】
主遊星ローラ３の移動により、その外側のフレックスリング５とフレクスプライン６の楕円の長径位置も弾性変形しながら移動する。このため、フレクスプライン６の外歯歯車６ａとサーキュラスプライン７の内歯歯車７ａとの噛合う２箇所の位置も移動する。この噛み合い位置の移動により、保持部材１が１回転するごとに、フレクスプライン６はサーキュラスプライン７との歯数差分だけ減速回転する。
【００３２】
このように、フレックスリング５とフレクスプライン６は、周方向に互いに滑るように接して配置されている。このため、フレクスプライン６の厚みをフレックスリング５の厚み分だけ増やした場合に比べて、楕円変形の際の最大応力を緩和することができる。そして、フレックスリング５とフレクスプライン６とを共に楕円に弾性変形可能にすることができる。その一方で、フレックスリング５は主遊星ローラ３の周方向近傍のフレクスプライン６に半径方向かつ内側方向のラジアル荷重が加わった際に、フレクスプライン６が主遊星ローラ３の曲率に沿って楕円の内側に撓むのを抑えるように作用する。すわなち、従来の図１４に破線で示したフレクスプライン９０６のように撓むのを防止することができる。これにより、フレクスプライン６の外歯歯車６ａとサーキュラスプライン７の内歯歯車７ａとの噛合い歯数が減少するのを防止することができる。
【００３３】
したがって、波動歯車減速機１９０は、フレクスプライン６の外歯歯車６ａとサーキュラスプライン７の内歯歯車７ａとの噛合い歯数を、遊星ローラを用いた従来例よりも多い状態で、出力軸１３のトルクを受けとめるようになっている。このため、出力軸１３のねじり剛性を高くできる。また、弾性変形ベアリングを用いた従来の波動歯車減速機では、内輪と外輪が鋼球と接する面を高精度に加工する必要があったが、本発明は内輪が無いため、安価な構成が可能となる。これにより、本発明は、遊星ローラを使用した安価な構成を保ちつつ、ねじり剛性の高い構成をした波動歯車減速機を提供することができる。
【００３４】
なお、フレックスリング５は、真円で製作した後、主遊星ローラ３、補助遊星ローラ４によって楕円の形状に弾性変形するようになっている。フレックスリング５の厚みは、楕円に変形した際に、フレックスリング５に使用している材料の弾性域内になるように設定されている。すなわち、フレックスリング５の厚みは、フレックスリング５が塑性変形しない厚みに設定されている。フレックスリングが、材質ＳＵＪ２であり、外径６０ｍｍの真円であり、厚み１．７５ｍｍ程度であれば、フレックスリングを楕円に変形する際の長径の変形量が約１ｍｍ程度になり、変形時の最大応力はＳＵＪ２の弾性域内となる。
【００３５】
また、以上の説明では、主遊星ローラ３の中心と入力軸１１との距離ｒ１は、補助遊星ローラ４の中心と入力軸１１との距離ｒ２より長く（ｒ１＞ｒ２）、かつベアリング３Ａ，４Ａの外輪の直径は同一である。しかし、必ずしも、このように設定されていなくてもよい。フレクスプライン６の長径付近の外歯歯車がサーキュラスプライン７の内歯歯車と噛合い、フレクスプライン６の短径付近の外歯歯車がサーキュラスプライン７の内歯歯車から離れる設定関係になっていればよい。
【００３６】
なお、補助遊星ローラ４は、必ずしも必要としない。主遊星ローラ３のみであってもよい。主遊星ローラ３のみであると、フレックスリング５が図２より長円になるため、フレックスリング５の内周が楕円の保持部材１の外周に接するおそれがある。このため、保持部材１の形状を図２よりも長円にして、フレックスリング５が接触しないようにする必要がある。
【００３７】
なお、図４に示すように、フレックスリング５は、内周の周方向に沿って溝５ａを形成し、この溝５ａに主遊星ローラ３と補助遊星ローラ４とを進入させてもよい。この場合、入力軸１１によって保持部材１が回転すると、主遊星ローラ３と補助遊星ローラ４とが、フレックスリング５の溝５ａを転がるようにして移動する。
【００３８】
このような構造にすると、フレックスリング５がフレクスプライン６から軸線方向（スラスト方向）の力を受けたとき、フレックスリング５が主遊星ローラ３と補助遊星ローラ４とから外れることを防止することができる。
【００３９】
したがって、波動歯車減速機は、入力軸の回転を出力軸に確実に伝達することができる。
【００４０】
なお、後述する図７乃至図１０のフレックスリング５も、内周の周方向に沿って、ベアリング３Ａ，４Ａの外輪が係合する溝５ａが形成されて、主遊星ローラ３と補助遊星ローラ４とから外れるのを防止されている。
【００４１】
また、図５に示すように、主遊星ローラ３のベアリング３Ａの外輪３Ａａの外周にリング状の外周ローラ１６を装着してもよい。外輪３Ａａと外周ローラ１６は、一体化されている。そして、外周ローラ１６の外周に周方向の溝１６ａが形成されている。フレックスリング５の内周の周方向に突条５ｂが形成されている。溝１６ａと突条５ｂは、互いに係合している。補助遊星ローラ４のベアリング４Ａの外輪の外周にも外周ローラ（不図示）を装着して、フレックスリング５の内周の周方向に形成された突条５ｂに係合する溝を形成してもよい。なお、図６に示すように、フレックスリング５に溝５ｃを形成し、その溝５ｃに外周ローラ１６の外周部（突条に相当する）が係合するようにしてもよい。
【００４２】
このような構造にすると、フレックスリング５がフレクスプライン６から軸線方向（スラスト方向）の力を受けたとき、フレックスリング５が主遊星ローラ３と補助遊星ローラ４とがから外れることを防止することができる。
【００４３】
したがって、波動歯車減速機は、入力軸の回転を出力軸に確実に伝達することができる。
【００４４】
さらに、主遊星ローラ３のベアリング３Ａの鋼球が受けるラジアル荷重を、長径周辺部の鋼球に分散させることができる。したがって、波動歯車減速機は、耐久性が向上する。
【００４５】
また、図７に示すように、フレックスリング５の外周の周方向に沿って潤滑剤を保持する凹部としての溝５ｄが３本（３本に限定されない）形成されている。溝５ｄの代わりに凹みを形成してもよい。
【００４６】
このような構造にすると、フレックスリング５の外周の溝５ｄに潤滑剤が保持されるため、フレクスプライン６とフレックスリング５の間の摩擦を低減することができる。図５、図６に示すフレックスリング５も、外周の周方向に沿って溝５ｄが形成されていてもよい。
【００４７】
したがって、波動歯車減速機は、フレクスプライン６とフレックスリング５ともに摩耗の進行を少なくして、耐久性を向上させることができる。
【００４８】
また、図８に示すように、フレックスリング５の外周を軸線方向の中間が中高の円弧面５ｅに形成して、円弧面５ｅがフレクスプライン６の内周に接触するようにしてもよい。図８（Ａ）は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図に相当する図である。図８（Ｂ）は、図２のＣ−Ｃ矢視断面図に相当する図である。図８（Ｃ）は、図２のＤ−Ｄ矢視断面図に相当する図である。
【００４９】
フレクスプライン６は、可撓性を有しているため、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、主遊星ローラ３が接触している部分と、補助遊星ローラ４が接触している部分と、遊星ローラが接触していない部分とでは、撓み方が異なっている。主遊星ローラ３が接触している部分は図８（Ａ）のように広がり、補助遊星ローラ４が接触している部分は図８（Ｂ）のように広がることが殆どなく、遊星ローラが接触していない部分は図８（Ｃ）のように窄まっている。このように、フレクスプライン６は、広がったり窄まったり弾性変形するようになっている。このため、図４に示すフレックスリング５のように、円弧面が形成されていないと、フレックスリング５の角がフレクスプライン６に当接して、フレックスリング５とフレクスプライン６とに局所摩耗が生じるおそれがある。
【００５０】
しかし、フレックスリング５の外周に円弧面５ｅを形成すると、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、フレクスプライン６がフレックスリング５の外周全体に略均一に接触するようになり、上記局所摩耗が少なくなる。なお、円弧面は、フレクスプライン６の内周に形成してもよい。この場合においても、フレクスプライン６がフレックスリング５の外周全体に略均一に接触するようになるので、フレックスリング５とフレクスプライン６とに局所摩耗が生じることが少なくなる。
【００５１】
したがって、波動歯車減速機は、フレックスリング５とフレクスプライン６とに局所摩耗が発生することを防止して耐久性を向上させることができる。
【００５２】
また、図９に示すように、フレックスリング５の外周に、入力軸側に縮径するテーパ状のテーパ部５ｆを形成して、テーパ部５ｆがフレクスプライン６の内周に接触するようにしてもよい。図９（Ａ）は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図に相当する図である。図９（Ｂ）は、図２のＣ−Ｃ矢視断面図に相当する図である。
【００５３】
フレクスプライン６は、可撓性を有しているため、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、主遊星ローラ３が接触している部分と、補助遊星ローラ４が接触している部分とでは、撓み方が異なっている。フレクスプライン６は、主遊星ローラ３が接触している部分は図９（Ａ）のように広がり、補助遊星ローラ４が接触している部分は図９（Ｂ）のように広がることが殆どない。なお、フレクスプライン６の図２のＣ−Ｃ矢視断面図に相当する部分は、図８（Ｃ）のように窄まっている。
【００５４】
これによれば、カップ形状のフレクスプライン６が楕円の長径付近で傾斜しても（図９（Ａ））、フレックスリング５がその傾斜と同じ傾斜をしているため、フレクスプライン６とフレックスリング５の接触面積が増加する。
【００５５】
したがって、波動歯車減速機は、フレクスプライン６の外歯とサーキュラスプライン７の内歯との噛合い部におけるフレクスプライン６のラジアル方向の剛性が向上し、出力軸側のねじり剛性を高くすることができる。
【００５６】
また、図１０に示すように、フレックスリング５の外周の周方向に沿って薄肉円筒状の樹脂部材１５を設けて、フレックスリング５とフレクスプライン６との間に加圧接触状態で樹脂部材１５を介在させてもよい。図１０（Ａ）は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図に相当する図である。図１０（Ｂ）は、図２のＣ−Ｃ矢視断面図に相当する図である。
【００５７】
フレクスプライン６は、可撓性を有しているため、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、樹脂部材１５を介して、主遊星ローラ３が接触している部分と、補助遊星ローラ４が接触している部分とでは、撓み方が異なっている。フレクスプライン６は、主遊星ローラ３が接触している部分は図１０（Ａ）のように広がり、補助遊星ローラ４が接触している部分は図１０（Ｂ）のように広がることが殆どない。なお、フレクスプライン６は、図２のＣ−Ｃ矢視断面図に相当する部分は、図８（Ｃ）のように窄まっている。このように、フレクスプライン６は、開いたり窄まったり弾性変形するようになっている。
【００５８】
これにより、カップ形状のフレクスプライン６は保持部材１の楕円長径が移動するにつれて、フレクスプライン６の傾斜が変化する。その傾斜に倣うようにして、加圧された樹脂部材１５が変形し、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、フレクスプライン６とフレックスリング５の接触面積が殆ど変化しない。
【００５９】
したがって、波動歯車減速機は、フレクスプライン６の外歯歯車とサーキュラスプライン７の内歯歯車との噛合い部におけるフレクスプライン６のラジアル方向の剛性が向上して、出力軸側のねじり剛性を高くすることができる。
【００６０】
また、図１１（Ａ）に示すように、主遊星ローラ３のベアリング３Ａの外輪３Ａａの外周にリング状の外周ローラ１６を装着してもよい。外輪３Ａａと外周ローラ１６は、一体化されている。外周ローラ１６の外周の軸線方向に円弧凸面１６ｂが形成され、フレックスリング５の内周の軸線方向に円弧凸面１６ｂに係合する円弧凹面５ｇが形成されている。図１１（Ｂ）に示すように、補助遊星ローラ４のベアリング４Ａの外輪４Ａａの外周にも外周ローラ１６が一体に装着されている。この外周ローラ１６にもフレックスリング５の円弧凹面５ｇに係合する円弧凸面１６ｂが形成されている。図１１（Ａ）は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図に相当する図である。図１１（Ｂ）は、図２のＣ−Ｃ矢視断面図に相当する図である。
【００６１】
フレクスプライン６は、可撓性を有しているため、主遊星ローラ３が接触している部分は図１１（Ａ）のように広がり、補助遊星ローラ４が接触している部分は図１１（Ｂ）のように広がることが殆どない。なお、フレクスプライン６は、図２のＣ−Ｃ矢視断面図に相当する部分は、図８（Ｃ）のように窄まっている。
【００６２】
このように、フレクスプライン６が広がったり窄まったりして、保持部材の楕円長径付近で傾斜しても、円弧凹面５ｇと円弧凸面１６ｂとの係合によって、その傾斜に追従するようにフレックスリング５が傾く。このため、フレクスプライン６とフレックスリング５の接触面積が増加する。
【００６３】
したがって、波動歯車減速機は、フレクスプライン６の外歯とサーキュラスプライン７の内歯との噛合い部におけるフレクスプライン６のラジアル方向の剛性が向上し、出力軸側のねじり剛性を高くすることができる。
【００６４】
なお、外周ローラ１６に円弧凹面を形成し、フレックスリング５に円弧凸面を形成してもよい。すなわち、外周ローラ１６とフレックスリング５との一方に円弧凹面を形成し、他方に円弧凸面を形成すればよい。
【００６５】
また、図７乃至図１０のフレックスリング５は、内周の周方向に沿って、ベアリング３Ａ，４Ａの外輪が係合する溝５ａが形成されている。
【００６６】
図１２は、図１乃至図３の実施の形態の波動歯車減速機１９０と構成の異なる、他の実施の形態の波動歯車減速機２９０の入力軸と出力軸とに沿った断面図である。
【００６７】
図１２に示す波動歯車減速機２９０は、図１の波動歯車減速機１９０と比較して、フレクスプライン２０６とサーキュラスプライン２０７との構造が異なっている。以下、異なっている構造のみ説明し、構造が同一の部分については図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
フレクスプライン２０６は、弾性変形可能な中空円筒に形成されて主遊星ローラ３と補助遊星ローラ４とに装着され、外周に外歯歯車２０６ａが形成されている。
【００６９】
固定サーキュラスプライン２０７Ａは第１分割フレーム８Ａに固定されている。固定サーキュラスプライン２０７Ａの内周には、フレクスプライン２０６の外歯歯車２０６ａと噛合う第１の内歯歯車としての内歯歯車２０７Ａａが形成されている。固定サーキュラスプライン２０７Ａの内歯歯車２０７Ａａの歯数はフレクスプライン２０６の外歯歯車２０６ａの歯数より２ｎ枚（ｎは正の整数）多い。内歯歯車２０７Ａａは、主遊星ローラ３、補助遊星ローラ４およびフレックスリング５によって楕円に弾性変形したフレクスプライン２０６の外歯歯車２０６ａと、楕円の長径付近の主遊星ローラ３の２箇所で噛合っている。
【００７０】
出力サーキュラスプライン２０７Ｂは出力軸１３に取り付けられて、出力軸１３と一体に回転するようになっている。出力サーキュラスプライン２０７Ｂの内周には、フレクスプライン２０６の外歯歯車２０６ａと噛合う第２の内歯歯車としての内歯歯車２０７Ｂａが形成されている。出力サーキュラスプライン２０７Ｂの内歯歯車２０７Ｂａの歯数はフレクスプライン２０６の外歯歯車２０６ａの歯数と同じである。すなわち、固定サーキュラスプライン２０７Ａの内歯歯車２０７Ａａの歯数は出力サーキュラスプライン２０７Ｂの内歯歯車２０７Ｂａの歯数より２ｎ枚（ｎは正の整数）多い。このように、固定サーキュラスプライン２０７Ａは、内歯歯車２０７Ａａと内歯歯車２０７Ｂａとが同軸的に並設されて形成されている。そして、内歯歯車２０７Ｂａは、内歯歯車２０７Ｂａより歯数が２ｎ枚少なく形成されて出力軸に回転を伝達するようになっている。
【００７１】
主遊星ローラ３と補助遊星ローラ４との外周とフレクスプライン２０６との間には、フレックスリング５が介在している。
【００７２】
波動歯車減速機２９０の動作を説明する。
【００７３】
入力軸１１に接続された保持部材１が公転軸心９を中心に回転する。すると、保持部材１を中心に配置された主遊星ローラ３と補助遊星ローラ４との都合の６つのローラが、フレックスリング５の内周面を公転しながら自転して転がり移動する。主遊星ローラ３の移動により、その外側のフレックスリング５とフレクスプライン２０６の楕円の長径位置も弾性変形しながら移動する。このため、フレクスプライン２０６の外歯歯車２０６ａと固定サーキュラスプライン２０７Ａの内歯歯車２０７Ａａとの噛合う２箇所の位置も移動する。この噛み合い位置の移動により、保持部材１が１回転するごとに、フレクスプライン２０６は固定サーキュラスプライン２０７Ａとの歯数差分だけ減速回転する。フレクスプライン２０６の減速回転は、出力サーキュラスプライン２０７Ｂを経て、出力軸１３に伝達される。
【００７４】
このように、フレックスリング５とフレクスプライン２０６は、周方向に互いに滑るように接して配置されているため、フレクスプライン２０６の厚みをフレックスリング５の厚み分だけ増やした場合に比べて、楕円変形の際の最大応力を緩和できる。そのため、フレックスリング５とフレクスプライン２０６ともに楕円に弾性変形可能にすることができる。その一方で、フレックスリング５は主遊星ローラ３の周方向近傍のフレクスプライン２０６に半径方向かつ内側方向のラジアル荷重が加わった際に、フレクスプライン２０６が主遊星ローラ３の曲率に沿って楕円の内側に撓むのを抑えるように作用する。すわなち、従来の図１４に破線で示したように撓むのを防止することができる。これにより、フレクスプライン２０６の外歯歯車２０６ａと固定サーキュラスプライン２０７Ａの内歯歯車２０７Ａａとの噛合い歯数が減少するのを防止することができる。
【００７５】
したがって、波動歯車減速機２９０は、フレクスプライン２０６の外歯歯車２０６ａと固定サーキュラスプライン２０７Ａの内歯歯車２０７Ａａとの噛合い歯数が従来よりも多い状態で、出力軸１３のトルクを受けとめることができる。このため、出力軸１３のねじり剛性を高くすることができる。
【００７６】
これにより、本発明は、遊星ローラを使用した安価な構成を保ちつつ、ねじり剛性の高い構成をした波動歯車減速機を提供することができる。
【００７７】
以上の波動歯車減速機２９０においても、図４に示すようにフレックスリングの内周の周方向に沿って溝を形成して、この溝に遊星ローラが進入するようにしてもよい。
【００７８】
また、図５、図６に示すように、遊星ローラの外周にリング状の外周ローラを装着して、外周ローラの外周とフレックスリングの内周との周方向に、互いに係合する溝と突条とを形成してもよい。さらに、図７に示すように、フレックスリングの外周に潤滑剤を保持する凹部を形成してもよい。
【符号の説明】
【００７９】
３：主遊星ローラ、３Ａ：ベアリング、４：補助遊星ローラ、５：フレックスリング、５ａ：溝、５ｂ：突条、５ｃ：溝、５ｄ：溝、５ｅ：円弧面、５ｆ：テーパ部、５ｇ：円弧凹面、６：フレクスプライン、６ａ：外歯歯車、７：サーキュラスプライン、７ａ：内歯歯車、１１：入力軸、１３：出力軸、１７：ウェーブジェネレータ、１９０：波動歯車減速機、２０６：フレクスプライン、２０６ａ：外歯歯車、２０７Ａ：固定サーキュラスプライン、２０７：サーキュラスプライン、２０７Ａａ：内歯歯車（第１の内歯歯車）、２０７Ｂ：出力サーキュラスプライン、２０７Ｂａ：内歯歯車（第２の内歯歯車）、２９０：波動歯車減速機。
【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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