CN111406164A - 波动齿轮装置 - Google Patents

Abstract

波动齿轮装置具有输入部、波动发生器、挠性外齿齿轮以及刚性内齿齿轮。输入部和波动发生器以减速前的第1转速进行旋转。挠性外齿齿轮具有挠性的筒状部。在筒状部的外周面上设置有多个外齿。刚性内齿齿轮位于筒状部的径向外侧。在刚性内齿齿轮的内周面上设置有多个内齿。多个外齿中的一部分的外齿通过被波动发生器按压而与内齿啮合。而且，伴随着波动发生器的旋转，内齿与外齿的啮合位置以第1转速在周向上变化。其结果为，由于内齿与外齿的齿数之差，挠性外齿齿轮相对于刚性内齿齿轮以减速后的第2转速进行相对旋转。筒状部至少在啮合位置随着朝向轴向一侧而逐渐扩径。另外，在筒状部与波动发生器之间设置有环状的弹性环。

Description

波动齿轮装置

技术领域

本发明涉及波动齿轮装置。

背景技术

以往，公知有用作减速器的波动齿轮装置。关于波动齿轮装置，例如在日本特开2013-57397号公报中有记载。该公报的波动齿轮减速器具有挠性外齿齿轮(柔性齿轮6)、刚性内齿齿轮(刚性齿轮7)以及波动发生器(波动发生器17)。在挠性外齿齿轮的外周面上形成有外齿。在刚性内齿齿轮的内周面上形成有与外齿啮合的内齿。当波动发生器转动时，通过辊的公转，挠性外齿齿轮发生变形，刚性内齿齿轮与挠性外齿齿轮的啮合位置发生变化。其结果为，能够从与挠性外齿齿轮连接的输出轴获取减速后的旋转运动。

专利文献1：日本特开2013-57397号公报

发明内容

发明要解决的课题

在这种波动齿轮装置中，由于挠性外齿齿轮的基端部附近与平板部连接，因此不容易变形。因此，难以使挠性外齿齿轮的外齿与刚性内齿齿轮的内齿平行地接触。其结果为，在外齿和内齿的一部分产生应力集中，妨碍高效率化和长寿命化。

另外，挠性外齿齿轮的前端部通过波动发生器的旋转而重复进行椭圆旋转那样的复杂变形。由此，在挠性外齿齿轮的前端部产生拉伸和压缩的重复应力。因此，有时在不与波动发生器接触的部分，挠性外齿齿轮产生不需要的变形，内齿与外齿的啮合变得不稳定。

在日本特开2013-57397号公报中，在挠性外齿齿轮的内侧设置有挠性环5。可以认为，只要设置这样的挠性环，就能够抑制挠性外齿齿轮的不需要的变形。但是，在该公报的图3的构造中，存在在波动发生器的辊与挠性外齿齿轮之间挠性环5容易在轴向上发生位置偏移的问题。另外，在该公报的图4及以后的构造中，虽然认为能够抑制挠性环5的轴向上的位置偏移，但必须在挠性环5上高精度地加工凹部或凸部，因此产生加工成本增加这样的其他问题。

本发明的目的在于，在波动齿轮装置中提供以下构造：利用弹性环来抑制挠性外齿齿轮的不需要的变形，并且能够使外齿与内齿的啮合稳定，并且也能够抑制弹性环的轴向上的位置偏移。

用于解决课题的手段

本申请的例示的第1发明是波动齿轮装置，其一边使旋转运动变速一边进行传递，其中，该波动齿轮装置具有：输入部，其以中心轴线为中心以第1转速进行旋转；波动发生器，其与所述输入部一同进行旋转；挠性外齿齿轮，其具有位于所述波动发生器的径向外侧的挠性的筒状部，在所述筒状部的外周面上具有多个外齿；以及刚性内齿齿轮，其位于所述筒状部的径向外侧，在以所述中心轴线为中心的圆环状的内周面上具有多个内齿，所述刚性内齿齿轮的所述内齿的数量与所述挠性外齿齿轮的所述外齿的数量不同，所述多个外齿中的一部分的外齿通过被所述波动发生器按压而与所述内齿啮合，伴随着所述波动发生器的旋转，所述内齿与所述外齿的啮合位置以所述第1转速在周向上变化，由于所述内齿与所述外齿的齿数之差，所述挠性外齿齿轮相对于所述刚性内齿齿轮以低于所述第1转速的第2转速以所述中心轴线为中心进行相对旋转，所述筒状部至少在所述啮合位置随着朝向轴向一侧而逐渐扩径，在所述筒状部与所述波动发生器之间还具有环状的弹性环。

发明效果

根据本发明的观点，在挠性外齿齿轮的筒状部与波动发生器之间设置有环状的弹性环。由此，能够抑制筒状部的不需要的变形。另外，挠性外齿齿轮的筒状部至少在啮合位置倾斜。由此，能够使外齿与内齿的啮合稳定，并且能够抑制弹性环的轴向上的位置偏移。

附图说明

图1是第1实施方式的波动齿轮装置的纵剖视图。

图2是第1实施方式的波动齿轮装置的横剖视图。

图3是第2实施方式的波动齿轮装置的纵剖视图。

图4是第3实施方式的波动齿轮装置的纵剖视图。

图5是第4实施方式的波动齿轮装置的纵剖视图。

图6是第5实施方式的波动齿轮装置的局部纵剖视图。

图7是从轴向一侧观察第5实施方式的挠性外齿齿轮的图。

图8是从轴向一侧观察第5实施方式的另一例的挠性外齿齿轮的图。

图9是第5实施方式的另一例的波动齿轮装置的局部纵剖视图。

图10是第6实施方式的波动齿轮装置的局部纵剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本申请的例示的实施方式进行说明。另外，在本申请中，将与波动齿轮装置的中心轴线平行的方向称为“轴向”，将与波动齿轮装置的中心轴线垂直的方向称为“径向”，将沿着以波动齿轮装置的中心轴线为中心的圆弧的方向称为“周向”。但是，上述的“平行的方向”也包含大致平行的方向。另外，上述的“垂直的方向”也包含大致垂直的方向。

＜1.第1实施方式＞

图1是第1实施方式的波动齿轮装置1的纵剖视图。图2是从图1的II-II位置观察到的波动齿轮装置1的横剖视图。该波动齿轮装置1是一边将从马达取得的第1转速的旋转运动变速(减速)为低于第1转速的第2转速的旋转运动一边向后级传递的装置。波动齿轮装置1例如与马达一同组装于小型机器人的关节来使用。但是，本发明的波动齿轮装置也可以用于辅助服、转盘、机床的分度盘、轮椅、无人搬送车等其他设备。

如图1和图2所示，本实施方式的波动齿轮装置1具有框架10、输入部20、波动发生器30、挠性外齿齿轮40、刚性内齿齿轮50以及弹性环60。

框架10是直接或间接地支承波动齿轮装置1的后述的各部分的部件。框架10固定于搭载波动齿轮装置1的装置的框体。本实施方式的框架10具有第1框架11和第2框架12。第1框架11是以中心轴线9为中心的大致圆筒状的部件。第2框架12是位于第1框架11的轴向一侧的端部的内侧的圆环状的部件。第1框架11和第2框架12通过螺栓71而彼此固定起来。但是，框架10也可以由一个部件形成。

输入部20是以减速前的第1转速进行旋转的部位。本实施方式的输入部20具有沿着中心轴线9延伸的圆柱状的输入轴21。输入轴21的轴向一侧的端部(基端部)突出到比第2框架12靠轴向一侧的位置。输入轴21的轴向另一侧的端部(前端部)位于第1框架11的径向内侧。在第2框架12与输入轴21之间设置有第1轴承13。输入轴21被该第1轴承13支承为能够以中心轴线9为中心进行旋转。输入轴21的基端部与图外的马达直接连接或经由齿轮等动力传递机构而连接。当使马达进行驱动时，输入轴21以中心轴线9为中心以第1转速进行旋转。

波动发生器30是使后述的挠性外齿齿轮40的筒状部41产生周期性的挠曲变形的机构。当使上述的马达进行驱动时，波动发生器30也与输入部20一同以中心轴线9为中心以第1转速进行旋转。本实施方式的波动发生器30具有圆环状的辊支承部件31、两根支承销32以及两个辊33。辊支承部件31在第1框架11的径向内侧固定于输入轴21。两根支承销32相对于中心轴线9彼此位于相反侧。各支承销32以与中心轴线9平行的姿势其轴向一侧的端部固定于辊支承部件31。

两个辊33分别经由第2轴承34安装于支承销32的轴向另一侧的端部。因此，各辊33能够以支承销32为中心进行旋转(自转)。即，本实施方式的辊33以与中心轴线9平行的旋转轴线91为中心进行旋转。如图1所示，本实施方式的辊33呈以旋转轴线91为中心的圆锥台状。各辊33的外周面随着朝向轴向一侧而逐渐扩径。

挠性外齿齿轮40是能够挠曲变形的薄型的齿轮。本实施方式的挠性外齿齿轮40具有筒状部41和平板部42。筒状部41在中心轴线9的周围沿轴向呈筒状延伸。筒状部41的轴向一侧的端部位于波动发生器30的径向外侧并且后述的刚性内齿齿轮50的径向内侧。平板部42是从筒状部41的轴向另一侧的端部朝向径向内侧扩展的圆板状的部分。在平板部42的中央固定有省略了图示的输出轴。挠性外齿齿轮40和输出轴被支承为能够以中心轴线9为中心进行旋转。

筒状部41和平板部42中的至少筒状部41具有挠性。但是，筒状部41的轴向一侧的端部是自由端，因此特别容易在径向上移位。筒状部41的轴向另一侧的端部是与平板部4相连的固定端，因此与轴向一侧的端部相比不容易在径向上移位。

如图2所示，挠性外齿齿轮40具有多个外齿43。多个外齿43从筒状部41的上述的轴向一侧的端部附近的外周面朝向径向外侧突出。另外，多个外齿43在周向上以一定的节距排列。筒状部41在周向的两处被波动发生器30的辊33向径向外侧按压。由此，在周向的两处，筒状部41的外齿43与后述的刚性内齿齿轮50的内齿51啮合。以下，将该外齿43与内齿51啮合的周向上的位置称为“啮合位置”。

如图1所示，挠性外齿齿轮40的筒状部41至少在啮合位置相对于中心轴线9倾斜。具体而言，筒状部41在啮合位置随着朝向轴向一侧而逐渐扩径。筒状部41中的啮合位置以外的部分可以随着朝向轴向一侧而比啮合位置平缓地扩径，也可以与中心轴线9平行，或者可以随着朝向轴向一侧而稍微缩径。即，在没有外力作用的单体部件的状态下，筒状部41可以呈随着朝向轴向一侧而逐渐扩径的圆锥状，或者可以呈与中心轴线9平行的圆筒状。

刚性内齿齿轮50是位于挠性外齿齿轮40的筒状部41的径向外侧的圆环状的齿轮。刚性内齿齿轮50与中心轴线9同轴配置。刚性内齿齿轮50例如通过螺钉紧固而固定于第1框架11的轴向另一侧的端部。刚性内齿齿轮50的刚性远高于挠性外齿齿轮40的筒状部41的刚性。因此，刚性内齿齿轮50实质上可以视为刚体。

刚性内齿齿轮50呈以中心轴线9为中心的圆环状，并且具有相对于中心轴线9倾斜的圆锥状的内周面。具体而言，如图1所示，刚性内齿齿轮50的内周面随着朝向轴向一侧而逐渐扩径。另外，如图2所示，刚性内齿齿轮50具有多个内齿51。多个内齿51从刚性内齿齿轮50的上述的内周面朝向径向内侧突出。另外，多个内齿51在周向上以一定的节距排列。上述的挠性外齿齿轮40所具有的外齿43的数量与刚性内齿齿轮50所具有的内齿51的数量稍有不同。

弹性环60是用于抑制挠性外齿齿轮40的筒状部41的不需要的变形的环状的部件。“不需要的变形”是指筒状部41在啮合位置以外的周向位置变形为非椭圆形状、产生起伏或凹陷的状态。当产生这样的不需要的变形时，辊33的平滑的周向移动会被阻碍，内齿51与外齿43的啮合变得不稳定。弹性环60位于筒状部41与波动发生器30的两个辊33之间。弹性环60的外周面与筒状部41的内周面接触。弹性环60的内周面在周向的两处与辊33接触。因此，辊33隔着弹性环60向径向外侧按压筒状部41。另外，如图1所示，本实施方式的弹性环60的截面形状为在轴向上较长的扁平的平行四边形。

在这样的波动齿轮装置1中，当输入部20通过马达的驱动力以第1转速进行旋转时，波动发生器30也与输入部20一同以第1转速进行旋转。于是，辊33对筒状部41的按压位置、即外齿43与内齿51的啮合位置也以第1转速在周向上变化。另外，如上所述，挠性外齿齿轮40的外齿43的数量与刚性内齿齿轮50的内齿51的数量稍有不同。由于该齿数之差，波动发生器30每旋转一周，外齿43与内齿51的啮合位置在周向上会稍微变化。其结果为，挠性外齿齿轮40相对于刚性内齿齿轮50以低于第1转速的第2转速进行旋转。因此，能够从固定于挠性外齿齿轮40的输出轴获取减速后的第2转速的旋转运动。

特别是，在该波动齿轮装置1中，刚性内齿齿轮50的内齿51随着朝向轴向一侧而逐渐扩径。另外，至少在啮合位置，挠性外齿齿轮40的外齿43随着朝向轴向一侧而逐渐扩径。因此，挠性外齿齿轮40的外齿43和刚性内齿齿轮50的内齿51至少在啮合位置相对于中心轴线9倾斜。这样，能够使内齿51与由于波动发生器3而发生了变形的外齿43以接近平行的状态彼此接触。更严格地说，优选为，内齿51的齿向的延长线与啮合位置的外齿43的齿向的延长线在中心轴线9上的一点交叉。由此，能够抑制外齿43和内齿51的应力集中，使两者的啮合稳定。其结果为，易于使波动齿轮装置1高效率化和长寿命化。另外，通过调整刚性内齿齿轮50的轴向上的位置，能够调节外齿43与内齿51的啮合的深度。由此，能够实现齿隙小的波动齿轮装置1。

另外，本实施方式的波动齿轮装置1具有多个垫片70。多个垫片70在螺栓71的固定部位介于第1框架11的轴向另一侧的面与第2框架12的轴向一侧的面之间。垫片70是圆环状的薄板。多个垫片70在轴向上重叠排列。能够通过调整该垫片70的片数或各垫片70的轴向上的厚度并紧固螺栓71而对辊33相对于第2框架12和刚性内齿齿轮50的轴向上的位置进行微调。即，多个垫片70作为对辊33相对于刚性内齿齿轮50的轴向上的位置进行微调的调整机构而发挥功能。其结果为，能够调节外齿43与内齿51的啮合的深度。

另外，在挠性外齿齿轮40为树脂成型品的情况下，在图1中，优选使外齿43的齿底相对于挠性外齿齿轮40的筒状部41的母线位于径向外侧。由此，在成型加工挠性外齿齿轮40时，能够将成型用的模具分割成轴向的一侧和另一侧。因此，成型加工变得容易。

另外，在该波动齿轮装置1中，在波动发生器30的两个辊33与挠性外齿齿轮40的筒状部41之间设置有弹性环60。由此，能够抑制筒状部41的不需要的变形。其结果为，能够使外齿43与内齿51的啮合更加稳定。另外，弹性环60被夹在辊33的圆锥状的外周面与至少在啮合位置倾斜的筒状部41之间而被保持。由此，能够抑制弹性环60的轴向上的位置偏移。

波动发生器30的两个辊33优选具有尽可能大的外径。例如，波动发生器30的两个辊33优选具有与弹性环6的内周面的半径大致相同的外径。由此，能够增加外齿43与内齿51啮合的齿数。因此，能够提高旋转运动的传递能力，并且能够使外齿43与内齿51的啮合状态稳定。

挠性外齿齿轮40的材料可以是金属，也可以是树脂。如果使用树脂，则与金属的情况相比，能够使挠性外齿齿轮40轻量化。但是，树脂制的挠性外齿齿轮40的筒状部41容易产生不需要的变形。在这样的情况下，弹性环60特别有用。通过利用弹性环60来支承筒状部41的内周面，能够抑制筒状部41的不需要的变形。为了进一步抑制筒状部41的不需要的变形，弹性环60的材料优选使用杨氏模量比挠性外齿齿轮40高(硬)的材料。例如，在挠性外齿齿轮40的材料是树脂的情况下，弹性环60的材料优选使用杨氏模量比该树脂高的树脂或金属。由此，能够使挠性外齿齿轮40轻量化，并且能够抑制筒状部41的不需要的变形。

另外，如图1所示，在本实施方式中，弹性环60的轴向一侧的端部60a位于比筒状部41的轴向一侧的端部41a靠轴向另一侧的位置。即，筒状部41的轴向一侧的端部41a不与弹性环60接触。这样，筒状部41的轴向一侧的端部41a易于在径向上挠曲。因此，易于在筒状部41的轴向一侧的端部41a，使外齿43变形为沿着内齿51的角度。其结果为，能够进一步抑制外齿43和内齿51的应力集中，使两者的啮合更加稳定。

＜2.第2实施方式＞

图3是第2实施方式的波动齿轮装置1A的纵剖视图。在图3的波动齿轮装置1A中，主要是波动发生器30A的构造与上述的第1实施方式不同。

该波动齿轮装置1A的波动发生器30A具有圆环状的辊支承部件31A、两根支承销32A以及两个辊33A。辊支承部件31A在挠性外齿齿轮40A的筒状部41A的径向内侧固定于输入轴21A。两根支承销32A相对于中心轴线9A彼此位于相反侧。各支承销32A以相对于中心轴线9A倾斜的姿势固定于辊支承部件31A。具体而言，支承销32A的轴向一侧的端部比支承销32A的轴向另一侧的端部远离中心轴线9A。而且，支承销32A的轴向另一侧的端部固定于辊支承部件31A。

两个辊33A分别是安装于支承销32A的轴向一侧的端部的第2轴承34A的外圈。因此，各辊33A能够以支承销32A为中心进行旋转(自转)。即，本实施方式的辊33A以按照与中心轴线9A的距离随着朝向轴向一侧而增大的方式相对于中心轴线9A倾斜的旋转轴线92A为中心进行旋转。如图3所示，本实施方式的辊33A呈以旋转轴线92A为中心的圆筒状。无论轴向上的位置如何，各辊33A的外周面的直径均是恒定的。

即使在这样的构造中，也能够利用辊33A相对于径向倾斜地按压挠性外齿齿轮40A的筒状部41A。因此，能够使挠性外齿齿轮40A的外齿43A以相对于轴向倾斜的姿势与刚性内齿齿轮50A的内齿51A啮合。因此，与第1实施方式同样地，能够使外齿43A与内齿51A的啮合稳定。

另外，本实施方式的波动齿轮装置1A在第1轴承13A的轴向一侧的端部与框架10A之间具有多个垫片70A。垫片70A是圆环状的薄板。多个垫片70A在轴向上重叠排列。能够通过变更该垫片70A的片数或各垫片70A的轴向上的厚度而对辊33A相对于框架10A和刚性内齿齿轮50A的轴向上的位置进行微调。即，多个垫片70A作为对辊33A相对于刚性内齿齿轮50A的轴向上的位置进行微调的调整机构而发挥功能。其结果为，能够调节外齿43A与内齿51A的啮合的深度。

另外，本实施方式的波动齿轮装置1A也在挠性外齿齿轮40A的筒状部41A与波动发生器30A的辊33A之间具有环状的弹性环60A。由此，能够抑制筒状部41A的不需要的变形。另外，弹性环60A被夹在相对于中心轴线9A倾斜的辊33A与相对于中心轴线9A倾斜的筒状部41A之间而被保持。由此，能够抑制弹性环60A的轴向上的位置偏移。

＜3.第3实施方式＞

图4是第3实施方式的波动齿轮装置1B的纵剖视图。在图4的波动齿轮装置1B中，具有圆环状的输出部80B这一点和挠性外齿齿轮40B的构造与上述第1实施方式和第2实施方式不同。

如图4所示，输出部80B具有第1输出部件81B、第2输出部件82B以及第3输出部件83B。第1输出部件81B是在比刚性内齿齿轮50B靠径向外侧的位置沿轴向延伸的圆筒状的部件。第1输出部件81B经由第3轴承84B可旋转地被固定于刚性内齿齿轮50B的框架10B的外周面支承。第2输出部件82B是位于挠性外齿齿轮40B的轴向一侧的圆板状的部件。第2输出部件82B的外周部例如通过螺钉紧固而相对于第1输出部件81B固定。第3输出部件83B是固定于第2输出部件82B的内周部的圆环状的部件。第4轴承85B介于第3输出部件83B与输入轴21B之间。因此，输出部80B能够以与输入轴21B不同的转速进行旋转。

挠性外齿齿轮40B具有筒状部41B和平板部42B。筒状部41B在中心轴线9B的周围沿轴向呈筒状延伸。平板部4B是从筒状部41B的轴向一侧的端部朝向径向外侧扩展的圆板状的部分。平板部42B的外周部被夹在第1输出部件81B与第2输出部件82B之间，并且例如通过螺钉紧固而固定于第1输出部件81B和第2输出部件82B。筒状部41B的轴向另一侧的端部位于波动发生器30B的径向外侧并且刚性内齿齿轮50B的径向内侧。

筒状部41B和平板部42B中的至少筒状部41B具有挠性。但是，筒状部41B的轴向另一侧的端部是自由端，因此特别容易在径向上移位。筒状部41B的轴向一侧的端部是与平板部42B相连的固定端，因此与轴向另一侧的端部相比不容易移位。

挠性外齿齿轮40B具有多个外齿43B。多个外齿43B从筒状部41B的上述的轴向另一侧的端部附近的外周面朝向径向外侧突出。另外，多个外齿43B在周向上以一定的节距排列。筒状部41B在周向的两处被波动发生器30B的辊33B向径向外侧按压。由此，在周向的两处，筒状部41B的外齿43B与刚性内齿齿轮50B的内齿51B啮合。

在本实施方式的波动齿轮装置1B中，当波动发生器30B与输入部20B一同以第1转速进行旋转时，外齿43B与内齿51B的啮合位置发生变化，由此挠性外齿齿轮40B相对于刚性内齿齿轮50B以减速后的第2转速进行旋转。但是，在本实施方式中，圆环状的输出部80B与挠性外齿齿轮40B一同以第2转速进行旋转。然后，从该输出部80B获取了减速后的第2转速的旋转运动。

在本实施方式中，挠性外齿齿轮40B的筒状部41B至少在周向的啮合位置相对于中心轴线9B倾斜。具体而言，筒状部41B在啮合位置随着朝向轴向一侧而逐渐扩径。刚性内齿齿轮50B的内齿51B也相对于中心轴线9B倾斜。因此，能够使挠性外齿齿轮40B的外齿43B以相对于轴向倾斜的姿势与刚性内齿齿轮50B的内齿51B啮合。因此，与第1实施方式同样地，能够使外齿43B与内齿51B的啮合稳定。

另外，在本实施方式的波动齿轮装置1B中，在第2输出部件82B的内周面和第3输出部件83B的外周面上分别设置有螺旋状的螺纹槽。而且，第2输出部件82B和第3输出部件83B通过这些螺纹槽的螺合而固定起来。如果采用这样的构造，则能够通过在第2输出部件82B的内侧使第3输出部件83B旋转而对第2输出部件82B与第3输出部件83B的轴向上的相对位置进行微调。因此，能够对辊33B相对于刚性内齿齿轮50B的轴向上的位置进行微调。即，第2输出部件82B和第3输出部件83B的螺纹槽作为对辊33相对于刚性内齿齿轮50的轴向上的位置进行微调的调整机构而发挥功能。其结果为，能够调节外齿43B与内齿51B的啮合的深度。另外，在调整之后，通过在第2输出部件82B的轴向的一侧紧固螺母86B，能够将第2输出部件82B与第3输出部件83B的位置关系维持为恒定。

另外，本实施方式的波动齿轮装置1B也在挠性外齿齿轮40B的筒状部41B与波动发生器30B的辊33B之间具有环状的弹性环60B。由此，能够抑制筒状部41B的不需要的变形。另外，弹性环60B被夹在相对于中心轴线9B倾斜的辊33B与相对于中心轴线9B倾斜的筒状部41B之间而被保持。由此，能够抑制弹性环60B的轴向上的位置偏移。

另外，在挠性外齿齿轮40B为树脂成型品的情况下，在图4中，优选为，使外齿43B的齿顶相对于挠性外齿齿轮40B的筒状部41B的母线位于径向内侧。由此，在成型加工挠性外齿齿轮40B时，能够将成型用的模具分割成轴向的一侧和另一侧。因此，成型加工变得容易。

＜4.第4实施方式＞

图5是第4实施方式的波动齿轮装置1C的纵剖视图。在图5的波动齿轮装置1C中，输入轴21C具有联轴器的功能，该点与上述的第1实施方式～第3实施方式不同。

如图5所示，波动齿轮装置1C的输入轴21C在其轴向一侧的端部具有联轴器部22C。联轴器部22C具有从轴向一侧的端面朝向轴向另一侧凹陷的紧固孔220C。马达100C的旋转轴110C插入于该紧固孔220C中。另外，在联轴器部22C的周向的一部分设置有缝221C。通过利用例如螺钉在周向上对该缝221C进行紧固而将马达100C的旋转轴110C和联轴器部22C紧固起来。并且，使用螺栓将波动齿轮装置1C的框架10C和马达100C的框架120C隔着圆筒状的筒状框架14C紧固起来。由此，能够容易地连结马达100C和波动齿轮装置1C。

＜5.第5实施方式＞

图6是第5实施方式的波动齿轮装置1D的局部纵剖视图。图6的波动齿轮装置1D的整体构造与第1实施方式的波动齿轮装置1等同，因此省略重复说明。在图6的波动齿轮装置1D中，挠性外齿齿轮40D的筒状部41D的形状与第1实施方式的波动齿轮装置1不同。

如图6所示，该挠性外齿齿轮40D的筒状部41D具有接触面44D和突出部45D。接触面44D是筒状部41D的内周面中的与弹性环60D的外周面接触的区域。接触面44D在多个外齿43D的背侧呈环状扩展。突出部45D位于比接触面44D靠轴向另一侧的位置，比接触面44D向径向内侧突出。

突出部45D的轴向一侧的端部与弹性环60D的轴向另一侧的端部接触。由此，能够进一步抑制弹性环60D的位置向轴向另一侧偏移。假设在弹性环60D的位置向轴向另一侧稍微偏移了的情况下，筒状部41D会受到向径向外侧打开的方向上的力。因此，挠性外齿齿轮40D的外齿43D与刚性内齿齿轮的内齿的啮合变得过深。但是，在图6的构造中，由于能够抑制弹性环60D向轴向另一侧的位置偏移，因此能够将外齿43D与内齿的啮合的深度保持为更适当的状态。

但是，如果突出部45D相对于接触面44D向径向内侧的突出量d1过大，则筒状部41D的挠性会降低。因此，突出部45D的突出量d1最好不要过大。突出部45D的突出量d1例如优选小于弹性环60D的厚度d2。

在图6的例子中，突出部45D的轴向一侧的端面与弹性环60D的轴向另一侧的端面面接触。但是，突出部45D和弹性环60D也可以不必面接触。突出部45D和弹性环60D只要至少一部分接触即可。

图7是从轴向一侧观察本实施方式的挠性外齿齿轮40D的图。如图7所示，本实施方式的突出部45D呈圆环状。即，突出部45D设置于筒状部41D的内周面的整周范围。因此，与突出部45D仅设置于周向的一部分的情况相比，能够在整周范围内均匀地保持筒状部41D的挠性。

但是，也可以如图8所示，在筒状部41D的内周面的整周中的一部分局部地设置多个突出部45D。在图8的例子中，在筒状部41D的内周面的三处设置有突出部45D。即使是这样的方式，也能够通过三个突出部45D来抑制弹性环60D向轴向另一侧的位置偏移。另外，通过局部地设置突出部45D，与设置圆环状的突出部45D的情况相比，能够抑制筒状部41D的挠性降低。因此，能够兼顾防止弹性环60D的位置偏移和确保筒状部41D的挠性。

另外，优选像图8所示那样，多个突出部45D在周向上大致等间隔地设置。但是，各突出部45D优选设置在筒状部41D的整周中的外齿43D所处的周向位置。即，各突出部45D优选设置于外齿43D的径向内侧。这样，筒状部41D的相邻的外齿43D之间的薄壁部的挠性不容易降低。因此，能够进一步抑制筒状部41D的挠性降低。

另外，在图6的例子中，突出部45D呈台阶状。即，虽然突出部45D相对于接触面44D向径向内侧突出，但比突出部45D靠轴向另一侧的部分不被认为是相对于筒状部41D向径向内侧的突出。但是，也可以如图9所示，突出部45D是相对于轴向的两侧的区域向径向内侧突出的突起。

＜6.第6实施方式＞

图10是第6实施方式的波动齿轮装置1E的局部纵剖视图。图10的波动齿轮装置1E的整体构造与第1实施方式的波动齿轮装置1等同，因此省略重复说明。在图10的波动齿轮装置1E中，弹性环60E的形状与第1实施方式的波动齿轮装置1不同。

如图10所示，该弹性环60E具有突起部61E。突起部61E从弹性环60E的轴向一侧的端部的外周部向径向外侧突出。突起部61E的前端位于比筒状部41E的内周面靠径向外侧的位置。突起部61E的轴向另一侧的端部与筒状部41E的轴向一侧的端部接触。由此，能够抑制弹性环60E的位置向轴向另一侧偏移。因此，与第5实施方式同样地，能够将外齿43E与内齿的啮合的深度保持为适当的状态。

在图10的例子中，突起部61E的轴向另一侧的端面与筒状部41E的轴向一侧的端面面接触。但是，突起部61E和筒状部41E也可以不必面接触。突起部61E与筒状部41E只要至少一部分接触即可。另外，突起部61E可以呈环状设置于弹性环60E的轴向一侧的端部的整周范围，或者可以仅设置于周向的一部分。

＜7.变形例＞

以上，对本发明的第1实施方式～第5实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式。

在上述的各实施方式中，波动发生器具有两个辊。然而，波动发生器也可以具有三个以上的辊。另外，在本申请的各图中，辊被滚动轴承支承为能够旋转、或者辊是滚动轴承自身的外圈。但是，辊也可以被滑动轴承等滚动轴承以外的构件支承为能够旋转。另外，波动发生器也可以通过沿轴向观察时具有椭圆等非正圆形状的凸轮的旋转而使挠性外齿齿轮的筒状部挠曲。

另外，在上述的实施方式中，将刚性内齿齿轮固定为不旋转，使挠性外齿齿轮以减速后的第2转速进行旋转。但是，也可以将挠性外齿齿轮固定为不旋转，使刚性内齿齿轮以减速后的第2转速进行旋转。即，挠性外齿齿轮和刚性内齿齿轮只要任意一方相对于另一方以第2转速进行相对旋转即可。

另外，在上述的第1实施方式、第2实施方式以及第4实施方式中，挠性外齿齿轮的平板部从筒状部的轴向另一侧的端部朝向径向内侧扩展。但是，挠性外齿齿轮的平板部也可以从筒状部的轴向一侧的端部朝向径向内侧扩展。

另外，在上述的第3实施方式中，挠性外齿齿轮的平板部从筒状部的轴向一侧的端部朝向径向外侧扩展。但是，挠性外齿齿轮的平板部也可以从筒状部的轴向另一侧的端部朝向径向外侧扩展。

另外，关于波动齿轮装置的细微部分的形状，也可以与在上述的实施方式的各图中示出的形状不同。此外，也可以在不产生矛盾的范围内适当地组合在上述的各实施方式和变形例中出现的各要素。例如，可以将第5实施方式的突出部或第6实施方式的突起部与第2实施方式～第4实施方式的波动齿轮装置的挠性外齿齿轮组合。

产业上的可利用性

本申请能够用于波动齿轮装置。

标号说明

1、1A、1B、1C、1D、1E：波动齿轮装置；9、9A、9B：中心轴线；10、10A、10B、10C：框架；11：第1框架；12：第2框架；13、13A：第1轴承；14C：筒状框架；20、20B：输入部；21、21A、21B、21C：输入轴；22C：联轴器部；30、30A、30B：波动发生器；31、31A：辊支承部件；32、32A：支承销；33、33A、33B：辊；34、34A：第2轴承；40、40A、40B、40D：挠性外齿齿轮；41、41A、41B、41D、41E：筒状部；42、42B：平板部；43、43A、43B、43D、43E：外齿；44D：接触面；45D：突出部；50、50A、50B：刚性内齿齿轮；51、51A、51B：内齿；60、60A、60B、60D、60E：弹性环；61E：突起部；70A：垫片；80B：输出部：81B：第1输出部件；82B：第2输出部件；83B：第3输出部件；84B：第3轴承；85B：第4轴承；86B：螺母；91：旋转轴线；92A：旋转轴线；100C：马达；110C：旋转轴；120C：马达的框架；220C：紧固孔；221C：缝。

Claims (24)

1.一种波动齿轮装置，其一边使旋转运动变速一边进行传递，其中，

该波动齿轮装置具有：

输入部，其以中心轴线为中心以第1转速进行旋转；

波动发生器，其与所述输入部一同进行旋转；

挠性外齿齿轮，其具有位于所述波动发生器的径向外侧的挠性的筒状部，在所述筒状部的外周面上具有多个外齿；以及

刚性内齿齿轮，其位于所述筒状部的径向外侧，在以所述中心轴线为中心的圆环状的内周面上具有多个内齿，

所述刚性内齿齿轮的所述内齿的数量与所述挠性外齿齿轮的所述外齿的数量不同，

所述多个外齿中的一部分的外齿通过被所述波动发生器按压而与所述内齿啮合，

伴随着所述波动发生器的旋转，所述内齿与所述外齿的啮合位置以所述第1转速在周向上变化，

由于所述内齿与所述外齿的齿数之差，所述挠性外齿齿轮相对于所述刚性内齿齿轮以低于所述第1转速的第2转速以所述中心轴线为中心进行相对旋转，

所述筒状部至少在所述啮合位置随着朝向轴向一侧而逐渐扩径，

在所述筒状部与所述波动发生器之间还具有环状的弹性环。

2.根据权利要求1所述的波动齿轮装置，其中，

所述刚性内齿齿轮的所述内周面随着朝向轴向一侧而逐渐扩径，

所述筒状部在没有外力作用的单体部件的状态下，随着朝向轴向一侧而逐渐扩径。

3.根据权利要求1或2所述的波动齿轮装置，其中，

所述波动发生器具有在周向上排列的多个辊，

所述多个辊分别与所述弹性环的内周面接触。

4.根据权利要求3所述的波动齿轮装置，其中，

所述筒状部具有突出部，该突出部比所述筒状部的内周面中的与所述弹性环的外周面接触的区域向径向内侧突出。

5.根据权利要求4所述的波动齿轮装置，其中，

所述突出部与所述弹性环至少一部分接触。

6.根据权利要求4或5所述的波动齿轮装置，其中，

所述突出部在轴向上位于比所述弹性环的外周面与所述筒状部接触的区域靠轴向另一侧的位置。

7.根据权利要求4至6中的任意一项所述的波动齿轮装置，其中，

所述突出部设置于所述筒状部的整周范围。

8.根据权利要求4至6中的任意一项所述的波动齿轮装置，其中，

所述突出部在所述筒状部的整周中的一部分局部地设置有多个。

9.根据权利要求8所述的波动齿轮装置，其中，

所述突出部设置在所述筒状部的整周中的所述外齿所处的周向位置。

10.根据权利要求3所述的波动齿轮装置，其中，

所述弹性环具有向径向外侧突出的突起部，

所述突起部与所述筒状部的轴向一侧的端部接触。

11.根据权利要求3至10中的任意一项所述的波动齿轮装置，其中，

所述辊具有与所述弹性环的内周面的半径大致相同的外径。

12.根据权利要求3至11中的任意一项所述的波动齿轮装置，其中，

所述辊以与所述中心轴线平行的旋转轴线为中心进行旋转，

所述辊的外周面随着朝向轴向一侧而逐渐扩径。

13.根据权利要求3至11中的任意一项所述的波动齿轮装置，其中，

所述辊以按照与所述中心轴线的距离随着朝向轴向一侧而增大的方式相对于所述中心轴线倾斜的旋转轴线为中心进行旋转，

所述辊的外周面呈以所述旋转轴线为中心的圆筒状。

14.根据权利要求3至13中的任意一项所述的波动齿轮装置，其中，

所述辊被滚动轴承支承为能够旋转、或者所述辊是滚动轴承的外圈。

15.根据权利要求3至14中的任意一项所述的波动齿轮装置，其中，

所述波动齿轮装置还具有调整机构，该调整机构对所述辊相对于所述刚性内齿齿轮的轴向上的位置进行微调。

16.根据权利要求15所述的波动齿轮装置，其中，

所述调整机构包含用于对所述辊相对于所述刚性内齿齿轮的轴向上的位置进行微调的垫片或螺纹槽。

17.根据权利要求1至16中的任意一项所述的波动齿轮装置，其中，

所述弹性环由杨氏模量比所述挠性外齿齿轮高的材料构成。

18.根据权利要求17所述的波动齿轮装置，其中，

所述挠性外齿齿轮的材料是树脂，

所述弹性环的材料是金属。

19.根据权利要求1至18中的任意一项所述的波动齿轮装置，其中，

所述弹性环的轴向一侧的端部位于比所述筒状部的轴向一侧的端部靠轴向另一侧的位置。

20.根据权利要求2所述的波动齿轮装置，其中，

所述内齿的齿向的延长线与所述啮合位置的所述外齿的齿向的延长线在所述中心轴线上的一点交叉。

21.根据权利要求1至20中的任意一项所述的波动齿轮装置，其中，

所述挠性外齿齿轮还具有平板部，该平板部从所述筒状部的轴向一侧或轴向另一侧的端部朝向径向内侧扩展。

22.根据权利要求21所述的波动齿轮装置，其中，

在所述挠性外齿齿轮中，所述外齿的齿底位于比所述筒状部的母线靠径向外侧的位置。

23.根据权利要求1至20中的任意一项所述的波动齿轮装置，其中，

所述挠性外齿齿轮还具有平板部，该平板部从所述筒状部的轴向一侧或轴向另一侧的端部朝向径向外侧扩展。

24.根据权利要求23所述的波动齿轮装置，其中，

在所述挠性外齿齿轮中，所述外齿的齿顶位于比所述筒状部的母线靠径向内侧的位置。

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