JP2009133414A - 波動歯車減速機及び伝達比可変操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動を従来より低減することが可能な波動歯車減速機及び及びそれを用いた伝達比可変操舵装置の提供すること。
【解決手段】可撓性外歯歯車３３が剛性内歯歯車３２及びサブ剛性内歯歯車３１に対して部分的に噛合し、それらの噛合位置をウェーブジェネレータの回転により周方向に移動して、剛性内歯歯車をサブ剛性内歯歯車に対して差動させることが可能な波動歯車減速機において、剛性内歯歯車における歯先３２Ｔの稜線を含む内面と、サブ剛性内歯歯車における歯先３１Ｔの稜線を含む内面とを、対称的に縮径又は拡径した円錐面にする一方、可撓性外歯歯車における歯先３３Ｔの稜線を含む外面を軸方向と平行な楕円筒面とし、可撓性外歯歯車のうち剛性内歯歯車及びサブ剛性内歯歯車との噛合部分で、楕円筒面が円錐面に沿って傾斜するように可撓性外歯歯車を弾性変形させたところに特徴を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、波動歯車減速機及びその波動歯車減速機を備えた伝達比可変操舵装置に関する。

一般に、波動歯車減速機は、剛性内歯歯車及びサブ剛性内歯歯車と、それらに対して部分的に噛合する可撓性外歯歯車とを備え、噛合位置が周方向に移動することで、剛性内歯歯車をサブ剛性内歯歯車に対して差動させている。そして、例えば、車両のハンドルから転舵輪への操舵角の伝達比を変化させる伝達比可変操舵装置の減速機として利用されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−４４５３４号公報（段落［００１７］、［００１８］、第１図、第２図）

ところが、上述した従来の波動歯車減速機は、剛性内歯歯車及びサブ剛性内歯歯車と、可撓性外歯歯車との歯面間に生じる隙間（バックラッシ）によって振動や振動音が発生し得る。そして、この波動歯車減速機を備えた伝達比可変操舵装置では、振動がハンドルの操舵フィーリングに悪影響を及ぼしたり、振動音の為に高い静粛性が要求される車室内に配置することができない等の問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、振動を従来より低減することが可能な波動歯車減速機及び及びそれを用いた伝達比可変操舵装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る波動歯車減速機（３０）は、剛性内歯歯車（３２）と、その剛性内歯歯車（３２）と同軸上かつ隣り合わせに配置されて、剛性内歯歯車（３２）と歯数が異なるサブ剛性内歯歯車（３１）と、剛性内歯歯車（３２）及びサブ剛性内歯歯車（３１）の内側に配置されかつ剛性内歯歯車（３２）と歯数が異なる可撓性外歯歯車（３３）と、さらにその内側に嵌合されて可撓性外歯歯車（３３）を楕円形に変形させるウェーブジェネレータ（５０）とを備え、可撓性外歯歯車（３３）が剛性内歯歯車（３２）及びサブ剛性内歯歯車（３１）に対して部分的に噛合し、それらの噛合位置をウェーブジェネレータ（５０）の回転により周方向に移動して、剛性内歯歯車（３２）をサブ剛性内歯歯車（３１）に対して差動させることが可能な波動歯車減速機（３０）において、剛性内歯歯車（３２）における歯先（３２Ｔ）の稜線を含む内面と、サブ剛性内歯歯車（３１）における歯先（３１Ｔ）の稜線を含む内面とを、対称的に縮径又は拡径した円錐面にする一方、可撓性外歯歯車（３３）における歯先（３３Ｔ）の稜線を含む外面を軸方向と平行な楕円筒面とし、可撓性外歯歯車（３３）のうち剛性内歯歯車（３２）及びサブ剛性内歯歯車（３１）との噛合部分で、楕円筒面が円錐面に沿って傾斜するように可撓性外歯歯車（３３）を弾性変形させたところに特徴を有する。

請求項２の発明に係る波動歯車減速機（３０）は、剛性内歯歯車（３２）と、その剛性内歯歯車（３２）と同軸上かつ隣り合わせに配置されて、剛性内歯歯車（３２）と歯数が異なるサブ剛性内歯歯車（３１）と、剛性内歯歯車（３２）及びサブ剛性内歯歯車（３１）の内側に配置されかつ剛性内歯歯車（３２）と歯数が異なる可撓性外歯歯車（３３）と、さらにその内側に嵌合されて可撓性外歯歯車（３３）を楕円形に変形させるウェーブジェネレータ（５０）とを備え、可撓性外歯歯車（３３）が剛性内歯歯車（３２）及びサブ剛性内歯歯車（３１）に対して部分的に噛合し、それらの噛合位置をウェーブジェネレータ（５０）の回転により周方向に移動して、剛性内歯歯車（３２）をサブ剛性内歯歯車（３１）に対して差動させることが可能な波動歯車減速機（３０）において、剛性内歯歯車（３２）における歯先（３２Ｔ）の稜線を含む内面と、サブ剛性内歯歯車（３１）における歯先（３１Ｔ）の稜線を含む内面とを円筒面とする一方、可撓性外歯歯車（３３）における歯先（３３Ｔ）の稜線を含む外面を、その幅方向の中心から両側部に向かって対称的に縮径又は拡径した複合テーパー面とし、可撓性外歯歯車（３３）のうち剛性内歯歯車（３２）及びサブ剛性内歯歯車（３１）との噛合部分で、複合テーパー面が円筒面に沿って傾斜を緩めるように可撓性外歯歯車（３３）を弾性変形させたところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の波動歯車減速機（３０）において、可撓性外歯歯車（３３）の内周面（３３Ａ）又はウェーブジェネレータ（５０）の外周面の一方を、その幅方向における両側縁部の径と中央部の径とが異なった凹凸面にして可撓性外歯歯車（３３）の内周面（３３Ａ）とウェーブジェネレータ（５０）の外周面との間に空隙（３９）を形成し、可撓性外歯歯車（３３）を、剛性内歯歯車（３２）及びサブ剛性内歯歯車（３１）との噛合部分で空隙（３９）を狭めるように弾性変形させたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項３に記載の波動歯車減速機（３０）において、可撓性外歯歯車（３３）の内周面（３３Ａ）を、その幅方向における両側縁部から中央部に向かって傾斜するように凹ませて凹凸面を形成したところに特徴を有する。

請求項５の発明に係る伝達比可変操舵装置（２０）は、請求項１乃至４の何れかに記載の波動歯車減速機（３０）と、剛性内歯歯車（３２）又はサブ剛性内歯歯車（３１）の一方に固定されかつ車両（１０）のハンドル（１６）に連結された入力ハウジング（２１）と、剛性内歯歯車（３２）又はサブ剛性内歯歯車（３１）の他方に固定されかつ車両（１０）の転舵輪（１１，１１）にラックアンドピニオン機構を介して連結された出力シャフト（２４）と、入力ハウジング（２１）及び出力シャフト（２４）と同軸上に回転軸が配置され、ウェーブジェネレータ（５０）を回転駆動するためのモータ（２５）とを備え、ハンドル（１６）からラックアンドピニオン機構のピニオン（１５）への操舵角の伝達比を車速に応じて変更するところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
請求項１の波動歯車減速機によれば、剛性内歯歯車における歯先の稜線を含む内面と、サブ剛性内歯歯車における歯先の稜線を含む内面とが、対称的に縮径又は拡径した円錐面をなす一方、可撓性外歯歯車の歯先の稜線を含む外面が楕円筒面をなしており、可撓性外歯歯車と剛性内歯歯車及びサブ剛性内歯歯車とが噛合すると、その噛合部分において、楕円筒面が円錐面に沿って傾斜するように可撓性外歯歯車が弾性変形する。その弾発力により、可撓性外歯歯車が剛性内歯歯車及びサブ剛性内歯歯車に対して押し付けられる。これにより、可撓性外歯歯車と、剛性内歯歯車及びサブ剛性内歯歯車との噛合が深まって歯面間の隙間を減少させることができ、振動や振動音を従来より低減することが可能となる。

［請求項２の発明］
請求項２の波動歯車減速機によれば、剛性内歯歯車における歯先の稜線を含む内面と、サブ剛性内歯歯車における歯先の稜線を含む内面とが円筒面をなす一方、可撓性外歯歯車の歯先の稜線を含む外面がその幅方向の中心から両側部に向かって対称的に縮径又は拡径した複合テーパー面をなし、可撓性外歯歯車と剛性内歯歯車及びサブ剛性内歯歯車とが噛合すると、その噛合部分において、複合テーパー面が円筒面に沿って傾斜を緩めるように可撓性外歯歯車が弾性変形する。その弾発力により、可撓性外歯歯車が剛性内歯歯車及びサブ剛性内歯歯車に対して押し付けられる。これにより、可撓性外歯歯車と、剛性内歯歯車及びサブ剛性内歯歯車との噛合が深まって歯面間の隙間を減少させることができ、振動や振動音を従来より低減することが可能となる。

［請求項３及び４の発明］
請求項３の発明によれば、可撓性外歯歯車が剛性内歯歯車及びサブ剛性内歯歯車と噛合すると、その噛合部分において可撓性外歯歯車は、ウェーブジェネレータの外周面と可撓性外歯歯車の内周面との間に形成された空隙を狭めるようにして部分的に弾性変形する。

ここで、空隙を形成するための凹凸面は、ウェーブジェネレータの外周面を幅方向の両側縁部から中央部に向かって傾斜するように凹ませて形成してもよいし、請求項４の発明のように、可撓性外歯歯車の内周面を、その両側縁部から中央部に向かって傾斜するように凹ませて形成してもよい。

［請求項５の発明］
請求項５の伝達比可変操舵装置は、振動や振動音を従来より低減することが可能な波動歯車減速機を備えているので、快適な操舵フィーリングが得られると共に、高い静粛性が要求される車室内に配置することが可能となり、配置の自由度が向上する。

以下、本発明に係る一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１に示すように、車両１０のうち１対の前輪１１，１１（本発明に係る「転舵輪」に相当する）の間にはラック１２が差し渡され、そのラック１２の両端部がタイロッド１３，１３を介して各前輪１１，１１に連結されている。また、ラック１２は、車両本体１４に固定されたラックケース１２Ｃに直動可能に収容され、そのラックケース１２Ｃの中間部に備えたピニオン１５と噛合している。

ピニオン１５とハンドル１６とは、ステアリングシャフト１７によって連結されている。そのステアリングシャフト１７は、ハンドル１６側の第１ステアリングシャフト１８と、ピニオン１５側の第２ステアリングシャフト１９とからなる。それら第１と第２のステアリングシャフト１８，１９の間に、本発明に係る伝達比可変操舵装置２０が取り付けられている。伝達比可変操舵装置２０は、図示しないエンジンルームと車室とを区画するコラム１４Ｃより車室側に配置されている。

図２には、伝達比可変操舵装置２０の詳細構造が示されている。同図に示すように、伝達比可変操舵装置２０は、第１ステアリングシャフト１８に連結された円筒ハウジング２１（本発明の「入力ハウジング」に相当する）を備え、その円筒ハウジング２１の内部にモータ２５と波動歯車減速機３０とが収容されている。また、円筒ハウジング２１の上端部には、円環状のケーブルケース２２が設けられ、このケーブルケース２２内には、渦巻き状に巻回されたスパイラルケーブル２３が収容されている。そして、スパイラルケーブル２３の一端が端子金具２３Ｔを介してモータ２５に接続され、他端がケーブルケース２２の外面に備えた図示しないコネクタを介して操舵制御装置６０（図１参照）に接続されている。

図２に示すように、モータ２５のステータ２５Ｓは、円筒ハウジング２１に固定され、そのステータ２５Ｓの下端面から下方にロータ２５Ｒが突出している。そして、そのロータ２５Ｒが波動歯車減速機３０に連結されている。

図３に示すように、波動歯車減速機３０は、本発明の「サブ剛性内歯歯車」に相当する第１のサーキュラスプライン３１と、本発明の「剛性内歯歯車」に相当する第２のサーキュラスプライン３２とを備え、それら第１及び第２のサーキュラスプライン３１，３２の内側に、本発明の「可撓性外歯歯車」に相当するフレクスプライン３３が配置されている。さらに、フレクスプライン３３の内側には、フレクスプライン３３を楕円形に変形させるウェーブジェネレータ５０が嵌合されている。

ウェーブジェネレータ５０は、楕円形剛性カム３５の外側に可撓性ベアリング３４を嵌合してなる。楕円形剛性カム３５は、図４に示すように、円形に近い楕円形状になっている。なお、図４においてＬ１は、楕円形の長軸であり、Ｌ２は楕円形の短軸であり、Ｌ３は、フレクスプライン３３が内接する真円である。楕円形剛性カム３５の中心部には貫通孔３５Ａが形成され、その貫通孔３５Ａの内面には、一般的な回り止め用のスプライン３５Ｓが形成されている。また、図３に示したモータ２５のロータ２５Ｒに固定された連結盤２５Ｔの外周面にもスプライン（図示せず）が形成されている。そして、連結盤２５Ｔを貫通孔３５Ａ内に嵌合して、ロータ２５Ｒと楕円形剛性カム３５とが一体回転可能に連結されている。

可撓性ベアリング３４は、楕円形剛性カム３５に比べて可撓性が高い材料で構成されたアウターリング４０とインナーリング４１とを有している。そして、それらアウターリング４０とインナーリング４１との間には、複数のベアリングボール４２と、それら複数のベアリングボール４２を周方向で均等配置した状態に保持するためのリテーナ４３（図３参照）とが収容されている。

インナーリング４１及びアウターリング４０は楕円形剛性カム３５と略同一の幅（軸長）になっている。インナーリング４１は、楕円形剛性カム３５の外周面に嵌合される一方、アウターリング４０は、後述するフレクスプライン３３の内周面３３Ａに嵌合されている。これにより、インナーリング４１、アウターリング４０及びフレクスプライン３３がそれぞれ楕円形剛性カム３５にほぼ相似した楕円筒形状に変形している。

なお、図３に示すように、可撓性ベアリング３４の両側部には、全体が楕円形剛性カム３５に相似した楕円形状をなした楕円プレート３７，３７が設けられている。楕円プレート３７，３７は、楕円形剛性カム３５の両側面に重ねた状態でリベット３６により固定されている。これにより、インナーリング４１が楕円プレート３７，３７の間に挟まれて楕円形剛性カム３５に対して軸方向で固定され、リテーナ４３が楕円プレート３７，３７によって可撓性ベアリング３４内に抜け止めされている。また、両楕円プレート３７，３７を貫通した中心孔３７Ｇの開口縁が、連結盤２５Ｔの両端部に備えた段差部に当接しており、両楕円プレート３７，３７が連結盤２５Ｔを軸方向で挟んで楕円形剛性カム３５に抜け止めしている。

図３に示すように、第１のサーキュラスプライン３１と第２のサーキュラスプライン３２は、同軸上に隣り合わせにして備えられている。第１及び第２の両サーキュラスプライン３１，３２の内周面には複数の内歯がそれぞれ形成され、それらの歯数は、第１のサーキュラスプライン３１より第２のサーキュラスプライン３２の方が、１つ又は２つだけ少なくなっている。

第１のサーキュラスプライン３１は、ステータ２５Ｓの下端面に隣接配置され、円筒ハウジング２１の内周面に圧入固定されている。一方、第２のサーキュラスプライン３２は、第１のサーキュラスプライン３１の下方に配置され、円筒ハウジング２１の内周面に設けたメタル軸受３２Ｊに回転可能に軸支されている。また、第２のサーキュラスプライン３２は、出力シャフト２４の上端部に備えたフランジ２４Ｆに連結され、その出力シャフト２４の下端部が第２ステアリングシャフト１９（図１参照）に連結されている。

図５（Ａ）に示すように、第１及び第２のサーキュラスプライン３１，３２の歯先３１Ｔ，３２Ｔの稜線は、それら第１及び第２のサーキュラスプライン３１，３２間の図示しない対称面を挟んで、対称的に傾斜している。具体的には、第１のサーキュラスプライン３１の歯先３１Ｔの稜線は、ステータ２５Ｓの下端面に対向した外側端面３１Ａから、第２のサーキュラスプライン３２に対向した内側端面３１Ｂに向かうに従って、フレクスプライン３３に近づくように傾斜しており、歯先３１Ｔの稜線を含む内面（歯先曲面）が、第２のサーキュラスプライン３２に近づくに従って縮径した円錐面をなしている。換言すれば、第１のサーキュラスプライン３１の歯先円直径（第１のサーキュラスプライン３１を軸方向に直交した平面で切断したときの歯先３１Ｔの先端同士を結ぶ円の直径）は外側端面３１Ａから内側端面３１Ｂに向かうに従って小径化している。

これに対し、第２のサーキュラスプライン３２の歯先３２Ｔの稜線は、出力シャフト２４のフランジ２４Ｆに対向した外側端面３２Ａから、第１のサーキュラスプライン３１に対向した内側端面３２Ｂに向かうに従って、フレクスプライン３３に近づくように傾斜しており、歯先３２Ｔの稜線を含む内面（歯先曲面）が、第１のサーキュラスプライン３１に近づくに従って縮径した円錐面をなしている。換言すれば、第２のサーキュラスプライン３２の歯先円直径（第２のサーキュラスプライン３２を軸方向に直交した平面で切断したときの歯先３２Ｔの先端同士を結ぶ円の直径）は、外側端面３２Ａから内側端面３２Ｂに向かうに従って小径化している。なお、図５では第１及び第２の両サーキュラスプライン３１，３２における歯先３１Ｔ，３２Ｔの稜線の傾斜が実際より強調して示されている。

上記第１及び第２の両サーキュラスプライン３１，３２の内側に配置されたフレクスプライン３３は、両サーキュラスプライン３１，３２に比べて可撓性が高い材料で円筒状に形成され、図３に示すように、第１及び第２の両サーキュラスプライン３１，３２に跨って延びている。また、フレクスプライン３３はウェーブジェネレータ５０より幅広となっており、フレクスプライン３３の幅方向（軸方向）の両端部が、ウェーブジェネレータ５０の両側方に張り出している。

フレクスプライン３３の外周面には、第１のサーキュラスプライン３１の内歯と同数の複数の外歯が形成されている。フレクスプライン３３の外歯のうち軸方向（歯すじ方向）における半分は第１のサーキュラスプライン３１の内歯に対向する一方、残りの半分は第２のサーキュラスプライン３２の内歯に対向している。

図５（Ａ）に示すように、フレクスプライン３３の歯先３３Ｔは軸方向と平行に延びており、歯先３３Ｔの稜線を含む外面（歯先曲面）が軸方向と平行な楕円筒面をなしている。換言すれば、フレクスプライン３３の歯先径（フレクスプライン３３を軸方向に直交した平面で切断したときの歯先３３Ｔの先端同士を結ぶ楕円の直径）が軸方向で一定となっている。なお、フレクスプライン３３の歯先３３Ｔの両端面はテーパ状に面取りされている。

また、フレクスプライン３３の内周面３３Ａは、軸方向の両側縁部から中央部に向かうに従って深くなるように凹んでいる。換言すれば、フレクスプライン３３の軸方向における中央部に向かうに従って内周面３３Ａが歯底面に接近してフレクスプライン３３が徐々に薄肉となっている。

フレクスプライン３３の内周面３３Ａには、ウェーブジェネレータ５０に備えたアウターリング４０の外周面のうち、両側縁部４０Ａ，４０Ａのみが部分的に当接しており、その両側縁部４０Ａ，４０Ａの間に、断面山形の空隙３９が形成されている（図５（Ａ）参照）。なお、図５（Ａ）ではフレクスプライン３３の内周面３３Ａの凹みが実際よりも強調して示されている。実際の凹みの深さは、数μｍから数十μｍ程度である。

本実施形態の構成に関する説明は以上である。次に本実施形態の作用効果について説明する。上述したようにフレクスプライン３３と可撓性ベアリング３４のアウターリング４０は、楕円形剛性カム３５の楕円形状に相似した楕円形に変形し、その楕円形の長軸Ｌ１方向で、フレクスプライン３３の外歯と、第１及び第２の両サーキュラスプライン３１，３２の各内歯とが部分的に噛合する（図３の状態）。

そして、楕円形剛性カム３５がモータ２５によって回転駆動されると、アウターリング４０及びフレクスプライン３３において楕円形の長軸Ｌ１（図４参照）が周方向で移動し、これに伴ってフレクスプライン３３と両サーキュラスプライン３１，３２との噛合位置が周方向で移動していく。これにより、楕円形剛性カム３５が１回転したときに、第２のサーキュラスプライン３２が第１のサーキュラスプライン３１に対して歯数の相違分だけ差動し、出力シャフト２４が円筒ハウジング２１に対して相対回転する。

その相対回転角度は、モータ２５の回転角によって変更され、そのモータ２５は、操舵制御装置６０（図１参照）によって駆動制御される。具体的には、操舵制御装置６０は、図１に示すように、操舵角センサ６１にて検出したハンドル１６の操舵角と、車速センサ６２にて検出した車速とを取り込み、伝達比可変操舵装置２０が第１ステアリングシャフト１８から第２ステアリングシャフト１９に伝達する伝達比を決定する。そして、決定された伝達比と第１ステアリングシャフト１８から伝達比可変操舵装置２０に入力される入力操舵角とに基づいて、伝達比可変操舵装置２０が第２ステアリングシャフト１９に出力する出力操舵角を演算して、その出力操舵角に応じて操舵制御装置６０がモータ２５を駆動制御する。

ところで、楕円形剛性カム３５の楕円形の長軸Ｌ１線上にある第１及び第２の両サーキュラスプライン３１，３２とフレクスプライン３３との噛合部分では、両サーキュラスプライン３１，３２に比べて可撓性の高いフレクスプライン３３が、両サーキュラスプライン３１，３２の歯先３１Ｔ，３２Ｔに押されて弾性変形する。

即ち、図５（Ｂ）に示すように、フレクスプライン３３と両サーキュラスプライン３１，３２との噛合部分では、フレクスプライン３３の歯先３３Ｔの稜線を含む円筒面が、両サーキュラスプライン３１，３２の歯先３１Ｔ，３２Ｔの稜線を含む円錐面に沿って傾斜するように、フレクスプライン３３が空隙３９を狭めつつ（押し潰しつつ）部分的に弾性変形する。換言すれば、両サーキュラスプライン３１，３２に噛合したフレクスプライン３３の歯先３３Ｔの稜線が、両サーキュラスプライン３１，３２の歯先３１Ｔ，３２Ｔの稜線と略平行になるように、フレクスプライン３３が弾性変形する。そして、その弾性変形により生じた弾発力によって、フレクスプライン３３が、両サーキュラスプライン３１，３２に押し付けられる。

即ち、本実施形態の波動歯車減速機３０によれば、第１及び第２の両サーキュラスプライン３１，３２とフレクスプライン３３との噛合部分における噛合が深まって、フレクスプライン３３と両サーキュラスプライン３１，３２との歯面間の隙間を減少させることができ、振動や振動音の発生を従来より抑えることができる。よって、この波動歯車減速機３０を備えた伝達比可変操舵装置２０は、振動が抑えられたことで従来より快適な操舵フィーリングが得られると共に、振動音が抑えられたことで高い静粛性が求められる車両１０の車室内への搭載が可能となり、配置の自由度が向上する。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記実施形態では、第１及び第２の両サーキュラスプライン３１，３２の歯先径がその外側端面３１Ａ，３２Ａから内側端面３１Ｂ，３２Ｂに向かうに従って小径化しかつ、フレクスプライン３３の歯先径が軸方向で一定となっていたが、以下に説明する構成としても上記実施形態と同等の効果を奏する。

例えば、図６（Ａ）に示すように、両サーキュラスプライン３１，３２の歯先３１Ｔ，３２Ｔの稜線を含む内面を円筒面とする一方、フレクスプライン３３の歯先３３Ｔの稜線を含む外面を、その軸方向の中央部から両側部に向かって対称的に縮径した複合テーパー面としてもよい。換言すれば、両サーキュラスプライン３１，３２の歯先円直径を軸方向で一定にすると共に、フレクスプライン３３の歯先径をその軸方向の中央部から両側部に向かって縮径するように構成してもよい。

本構成において両サーキュラスプライン３１，３２とフレクスプライン３３とが噛合すると、図６（Ｂ）に示すように、フレクスプライン３３の歯先３３Ｔの稜線を含む複合テーパー面が、両サーキュラスプライン３１，３２の歯先３１Ｔ，３２Ｔの稜線を含む円筒面に沿って歯先３３Ｔの傾斜を緩めるように、フレクスプライン３３が弾性変形する。換言すれば、両サーキュラスプライン３１，３２に噛合したフレクスプライン３３の歯先３３Ｔの稜線が、両サーキュラスプライン３１，３２の歯先３１Ｔ，３２Ｔの稜線と略平行となるように、フレクスプライン３３の軸方向の中央部が押されて空隙３９を狭めつつ弾性変形し、その弾発力によりフレクスプライン３３を両サーキュラスプライン３１，３２に押し付けることができる。

（２）また、例えば、図７（Ａ）に示すように、両サーキュラスプライン３１，３２の歯先３１Ｔ，３２Ｔの稜線を含む内面を円筒面とする一方、フレクスプライン３３の歯先３３Ｔの稜線を含む外面を、その軸方向の中央部から両側部に向かって対称的に拡径した複合テーパー面としてもよい。換言すれば、両サーキュラスプライン３１，３２の歯先円直径を軸方向で一定にすると共に、フレクスプライン３３の歯先径をその軸方向の中央部から両側部に向かって拡径するように構成してもよい。

本構成において両サーキュラスプライン３１，３２とフレクスプライン３３とが噛合すると、図７（Ｂ）に示すように、フレクスプライン３３の歯先３３Ｔの稜線を含む複合テーパー面が、両サーキュラスプライン３１，３２の歯先３１Ｔ，３２Ｔの稜線を含む円筒面に沿って歯先３３Ｔの傾斜を緩めるように、フレクスプライン３３が弾性変形する。換言すれば、両サーキュラスプライン３１，３２に噛合したフレクスプライン３３の歯先３３Ｔの稜線が両サーキュラスプライン３１，３２の歯先３１Ｔ，３２Ｔの稜線と略平行となるように、フレクスプライン３３の中央部がアウターリング４０の外周面から浮き上がるように弾性変形し、その弾発力によりフレクスプライン３３を両サーキュラスプライン３１，３２に押し付けることができる。

（３）さらに、例えば、図８（Ａ）に示すように、フレクスプライン３３の内周面３３Ａを上記実施形態の如く凹ませると共に、アウターリング４０の外周面をフレクスプライン３３の内周面３３Ａ側に凸となるように膨出（湾曲）させておき、フレクスプライン３３の歯先３３Ｔの稜線を含む外面を円筒面にする一方、第１のサーキュラスプライン３１の歯先３１Ｔの稜線を含む内面を、第２のサーキュラスプライン３２に近づくに従って拡径した円錐面とし、かつ、第２のサーキュラスプライン３２の歯先３２Ｔの稜線を含む内面を、第１のサーキュラスプライン３１に近づくに従って拡径した円錐面としてもよい。換言すれば、フレクスプライン３３の歯先径を軸方向で一定にすると共に、両サーキュラスプライン３１，３２の歯先円直径をその外側端面３１Ａ，３２Ａから内側端面３１Ｂ，３２Ｂに向かうに従って拡径した構成にしてもよい。

本構成において両サーキュラスプライン３１，３２とフレクスプライン３３とが噛合すると、図８（Ｂ）に示すように、フレクスプライン３３の歯先３３Ｔの稜線を含む円筒面が、両サーキュラスプライン３１，３２の歯先３１Ｔ，３２Ｔの稜線を含む円錐面に沿って傾斜するように弾性変形する。換言すれば、フレクスプライン３３の歯先３３Ｔの稜線が両サーキュラスプライン３１，３２の歯先３１Ｔ，３２Ｔの稜線と略平行となるように、フレクスプライン３３の両端部が径方向内側に撓るように弾性変形し、その弾発力によりフレクスプライン３３を両サーキュラスプライン３１，３２に押し付けることができる。

なお、本構成によれば、フレクスプライン３３の内周面３３Ａの凹と、アウターリング４０の外周面の凸とによってセルフアライメント効果を奏し、フレクスプライン３３の軸方向への位置ずれを防止することができる。

（４）前記実施形態では、フレクスプライン３３の内周面３３Ａを凹ませてフレクスプライン３３の内周面３３Ａとアウターリング４０の外周面との間に空隙３９を形成していたが、図９（Ａ）に示すように、アウターリング４０の外周面を、軸方向の中央部に向かうに従って深くなるように凹ませることで空隙３９を形成してもよい。本構成によれば、フレクスプライン３３と両サーキュラスプライン３１，３２との噛合により、フレクスプライン３３が「く」の字状に弾性変形し（図９（Ｂ）参照）、その弾発力によりフレクスプライン３３を両サーキュラスプライン３１，３２に押し付けることができる。

本発明の一実施形態に係る車両の概念図 伝達比可変操舵装置の側断面図 波動歯車減速機の拡大側断面図 波動歯車減速機のウェーブジェネレータの正面図 （Ａ）非噛合時の波動歯車減速機の側断面図、（Ｂ）噛合時の波動歯車減速機の側断面図 変形例に係る波動歯車減速機の（Ａ）非噛合時における側断面図、（Ｂ）噛合時における側断面図 変形例に係る波動歯車減速機の（Ａ）非噛合時における側断面図、（Ｂ）噛合時における側断面図 変形例に係る波動歯車減速機の（Ａ）非噛合時における側断面図、（Ｂ）噛合時における側断面図 変形例に係る波動歯車減速機の（Ａ）非噛合時における側断面図、（Ｂ）噛合時における側断面図

符号の説明

１０ 車両
１１，１１ 前輪（転舵輪）
１５ ピニオン
１６ ハンドル
２０ 伝達比可変操舵装置
２１ 円筒ハウジング（入力ハウジング）
２４ 出力シャフト（出力軸）
２５ モータ
３０ 波動歯車減速機
３１ 第１のサーキュラスプライン（サブ剛性内歯歯車）
３２ 第２のサーキュラスプライン（剛性内歯歯車）
３３ フレクスプライン（可撓性外歯歯車）
３１Ｔ，３２Ｔ，３３Ｔ 歯先
３９ 空隙部
５０ ウェーブジェネレータ

Claims (5)

1. 剛性内歯歯車と、その剛性内歯歯車と同軸上かつ隣り合わせに配置されて、前記剛性内歯歯車と歯数が異なるサブ剛性内歯歯車と、前記剛性内歯歯車及び前記サブ剛性内歯歯車の内側に配置されかつ前記剛性内歯歯車と歯数が異なる可撓性外歯歯車と、さらにその内側に嵌合されて前記可撓性外歯歯車を楕円形に変形させるウェーブジェネレータとを備え、
   前記可撓性外歯歯車が前記剛性内歯歯車及び前記サブ剛性内歯歯車に対して部分的に噛合し、それらの噛合位置を前記ウェーブジェネレータの回転により周方向に移動して、前記剛性内歯歯車を前記サブ剛性内歯歯車に対して差動させることが可能な波動歯車減速機において、
   前記剛性内歯歯車における歯先の稜線を含む内面と、前記サブ剛性内歯歯車における歯先の稜線を含む内面とを、対称的に縮径又は拡径した円錐面にする一方、前記可撓性外歯歯車における歯先の稜線を含む外面を軸方向と平行な楕円筒面とし、
   前記可撓性外歯歯車のうち前記剛性内歯歯車及び前記サブ剛性内歯歯車との噛合部分で、前記楕円筒面が前記円錐面に沿って傾斜するように前記可撓性外歯歯車を弾性変形させたことを特徴とする波動歯車減速機。
2. 剛性内歯歯車と、その剛性内歯歯車と同軸上かつ隣り合わせに配置されて、前記剛性内歯歯車と歯数が異なるサブ剛性内歯歯車と、前記剛性内歯歯車及び前記サブ剛性内歯歯車の内側に配置されかつ前記剛性内歯歯車と歯数が異なる可撓性外歯歯車と、さらにその内側に嵌合されて前記可撓性外歯歯車を楕円形に変形させるウェーブジェネレータとを備え、
   前記可撓性外歯歯車が前記剛性内歯歯車及び前記サブ剛性内歯歯車に対して部分的に噛合し、それらの噛合位置を前記ウェーブジェネレータの回転により周方向に移動して、前記剛性内歯歯車を前記サブ剛性内歯歯車に対して差動させることが可能な波動歯車減速機において、
   前記剛性内歯歯車における歯先の稜線を含む内面と、前記サブ剛性内歯歯車における歯先の稜線を含む内面とを円筒面とする一方、前記可撓性外歯歯車における歯先の稜線を含む外面を、その幅方向の中心から両側部に向かって対称的に縮径又は拡径した複合テーパー面とし、
   前記可撓性外歯歯車のうち前記剛性内歯歯車及び前記サブ剛性内歯歯車との噛合部分で、前記複合テーパー面が前記円筒面に沿って傾斜を緩めるように前記可撓性外歯歯車を弾性変形させたことを特徴とする波動歯車減速機。
3. 前記可撓性外歯歯車の内周面又は前記ウェーブジェネレータの外周面の一方を、その幅方向における両側縁部の径と中央部の径とが異なった凹凸面にして前記可撓性外歯歯車の内周面と前記ウェーブジェネレータの外周面との間に空隙を形成し、
   前記可撓性外歯歯車を、前記剛性内歯歯車及び前記サブ剛性内歯歯車との噛合部分で前記空隙を狭めるように弾性変形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。
4. 前記可撓性外歯歯車の内周面を、その幅方向における両側縁部から中央部に向かって傾斜するように凹ませて前記凹凸面を形成したことを特徴とする請求項３に記載の波動歯車減速機。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の波動歯車減速機と、
   前記剛性内歯歯車又は前記サブ剛性内歯歯車の一方に固定されかつ車両のハンドルに連結された入力ハウジングと、
   前記剛性内歯歯車又は前記サブ剛性内歯歯車の他方に固定されかつ前記車両の転舵輪にラックアンドピニオン機構を介して連結された出力軸と、
   前記入力ハウジング及び前記出力シャフトと同軸上に回転軸が配置され、前記ウェーブジェネレータを回転駆動するためのモータとを備え、
   前記ハンドルから前記ラックアンドピニオン機構のピニオンへの操舵角の伝達比を車速に応じて変更することを特徴とする伝達比可変操舵装置。

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