JP7323164B2 - 可撓性外歯歯車および波動歯車装置 - Google Patents

Description

本発明は、可撓性外歯歯車および波動歯車装置に関する。

従来、剛性内歯歯車と可撓性外歯歯車とを備える波動歯車装置が知られている。この種の波動歯車装置は、主に減速機として用いられる。従来の波動歯車装置については、例えば、特開２０１０－１９０３７３号公報に開示されている。この特開２０１０－１９０３７３号公報に開示された波動歯車装置（１）は、環状の剛性内歯歯車（２）と、カップ状またはシルクハット状の可撓性外歯歯車（３，３Ａ）と、波動発生器（４）とを有する。

カップ状の可撓性外歯歯車（３）は、円筒状の胴部（３１）と、その一端に連続している環状のダイヤフラム（３２）と、このダイヤフラム（３２）の中心部分に一体形成されている円環状のボス（３３）と、胴部（３１）の開口部（３４）の外周面に形成された外歯（３５）とを有する。シルクハット状の可撓性外歯歯車（３Ａ）は、ダイヤフラム（３２Ａ）が半径方向の外方に広がった環状板であり、その外周縁に環状のボス（３３Ａ）が一体的に形成された形状を有する。可撓性外歯歯車（３）は波動発生器（４）によって楕円形に撓められ、その楕円形の長軸（３ａ）上に位置する外歯（３５）が、剛性内歯歯車（２）の内歯（２１）に噛み合う。
特開２０１０－１９０３７３号公報

一般に、可撓性外歯歯車は、上記のような複雑な形状を有し、かつ、高い精度が求められることから、製造にあたっては高度な加工技術が必要とされる。このため、鋳造やプレス加工等によって成形することは難しく、製造コストが増加する虞がある。特開２０１０－１９０３７３号公報においても、可撓性外歯歯車（３，３Ａ）の材料としては、硬度４０～５０の範囲内である素材が用いられ、仮に硬度５０を超える素材を用いると可撓性外歯歯車（３，３Ａ）を成形することは困難である旨が記載されている。

本発明の目的は、用いる素材または硬度に依らず、可撓性外歯歯車を容易に製造できる技術を提供することである。

本発明は、可撓性外歯歯車であって、前記中心軸を中心として軸方向に筒状に延びる可撓性筒状胴部と、前記可撓性筒状胴部の軸方向一方側の端部から径方向外側へ突出する複数の外歯と、前記可撓性筒状胴部の軸方向他方側の端部から径方向に拡がる平板部と、を有し、前記可撓性筒状胴部は、軸方向一方側へ向かうにつれて前記平板部の拡がる径方向一方側に対して径方向他方側へ傾斜する傾斜部と、前記傾斜部よりも軸方向一方側に配置される第１胴部と、前記傾斜部よりも軸方向他方側に配置される第２胴部と、を有し、前記外歯は、前記第１胴部の外周面から径方向外側へ突出し、前記可撓性筒状胴部は、周方向に配列される前記複数の外歯を、軸方向に１列のみ有する。

本発明によれば、互いに軸方向に分割させることが可能な一対の金型を用いることによって、可撓性外歯歯車を鋳造やプレス加工等によって成形することができる。これにより、可撓性外歯歯車を容易に製造することができる。

図１は、第１実施形態に係る波動歯車装置の縦断面図である。 図２は、第１実施形態に係る波動歯車装置の横断面図である。 図３は、第１実施形態に係る可撓性外歯歯車の部分縦断面図である。 図４は、第１実施形態に係る可撓性外歯歯車の横断面図である。 図５は、第１実施形態に係る可撓性外歯歯車の成形時の様子を示す縦断面図である。 図６は、変形例に係る可撓性外歯歯車の部分縦断面図である。 図７は、変形例に係る可撓性外歯歯車の部分縦断面図である。 図８は、変形例に係る可撓性外歯歯車の横断面図である。 図９は、第２実施形態に係る波動歯車装置の縦断面図である。 図１０は、第２実施形態に係る可撓性外歯歯車の部分縦断面図である。 図１１は、第２実施形態に係る可撓性外歯歯車の成形時の様子を示す縦断面図である。 図１２は、変形例に係る可撓性外歯歯車の部分縦断面図である。 図１３は、変形例に係る可撓性外歯歯車の部分縦断面図である。 図１４は、第３実施形態に係る波動歯車装置の縦断面図である。 図１５は、第３実施形態に係る波動歯車装置の横断面図である。 図１６は、第４実施形態に係る波動歯車装置の縦断面図である。

以下、本願の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、後述する波動歯車装置の中心軸と平行な方向を「軸方向」、波動歯車装置の中心軸に直交する方向を「径方向」、波動歯車装置の中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、後述する図１，図３，図５，図６，図７，図９，図１０，図１１，図１２，図１３，図１４，図１６において、軸方向を左右方向とし、右側を「軸方向一方側」、左側を「軸方向他方側」として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この左右方向の定義により、本発明に係る波動歯車装置の使用時の向きを限定する意図はない。また、本願において「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、本願において「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。

＜１．第１実施形態＞
＜１－１．波動歯車装置の構成＞
以下では、本発明の第１実施形態に係る波動歯車装置１００の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る波動歯車装置１００の縦断面図である。図２は、図１のＩ－Ｉ位置を軸方向から見たときの波動歯車装置１００の横断面図である。なお、図２では、後述する内歯１１および外歯２１の形状を模式的に表示している。また、第１実施形態では、径方向内側を「径方向一方側」と定義し、径方向外側を「径方向他方側」と定義する。

本実施形態の波動歯車装置１００は、後述する剛性内歯歯車１０と後述する可撓性外歯歯車２０との差動を利用して、入力された回転運動を変速する装置である。波動歯車装置１００は、例えば、小型ロボットの関節に組み込まれ、電動機から得られる回転運動を減速して出力させる減速機として用いられる。ただし、本発明の波動歯車装置１００は、アシストスーツ、ターンテーブル、工作機械の割出盤、車椅子、無人搬送車などの他の機器に組み込まれて、各種の回転運動を実現させるものであってもよい。

図１および図２に示すように、波動歯車装置１００は、剛性内歯歯車１０と、可撓性外歯歯車２０と、波動発生器３０とを有する。また、波動歯車装置１００には、外部から動力を得るための入力部１０１が設けられている。入力部１０１は、例えば、電動機の回転部に接続され、中心軸９を中心として軸方向に円柱状に延びる。また、入力部１０１は、中心軸９を中心として回転する。

剛性内歯歯車１０は、中心軸９を中心として円環状に拡がる部材である。剛性内歯歯車１０の剛性は、後述する可撓性筒状胴部２５の剛性よりも、はるかに高い。したがって、剛性内歯歯車１０は、実質的に剛体とみなすことができる。図２に示すように、剛性内歯歯車１０の内周面には、複数の内歯１１が形成されている。複数の内歯１１は、周方向に沿って、一定のピッチで配列される。また、剛性内歯歯車１０には、複数（本実施形態では８つ）の貫通孔１０２が、設けられている。複数の貫通孔１０２は、中心軸９を中心として、周方向に等間隔に並んでいる。また、各貫通孔１０２は、剛性内歯歯車１０を軸方向に貫通する。剛性内歯歯車１０は、８つの貫通孔１０２のそれぞれに挿入されるネジを、波動歯車装置１００が配置される筐体にネジ止めすることにより、当該筐体に固定される。

可撓性外歯歯車２０は、可撓性筒状胴部２５と、複数の外歯２１と、平板部２６とを有する。可撓性筒状胴部２５は、中心軸９を中心として軸方向に筒状に延びる部位である。また、可撓性筒状胴部２５は、可撓性を有し、径方向に撓み可能な円筒状の部分である。可撓性筒状胴部２５の外周面には、複数の外歯２１が形成されている。複数の外歯２１はそれぞれ、可撓性筒状胴部２５の軸方向一方側の端部から径方向外側（径方向他方側）へ突出する。また、複数の外歯２１は、周方向に沿って、一定のピッチで配列される。平板部２６は、可撓性筒状胴部２５の軸方向他方側の端部から径方向内側（径方向一方側）に拡がる部位である。また、平板部２６は、可撓性筒状胴部２５よりも撓み難い平板状の部分である。

図１に示すように、可撓性筒状胴部２５の軸方向一方側の端部は、剛性内歯歯車１０の径方向内側に配置される。上記の剛性内歯歯車１０が有する内歯１１の歯数と、当該可撓性外歯歯車２０が有する外歯２１の歯数とは、僅かに相違する。平板部２６の中央には、減速後の動力を取り出すための出力軸（図示省略）が固定される。可撓性外歯歯車２０の詳細な構成については、後述する。

波動発生器３０は、可撓性外歯歯車２０を撓み変形させるための機構である。波動発生器３０は、非真円カム３１と、波動軸受３２とを有する。

非真円カム３１は、中心軸９を中心として環状に拡がる部材である。非真円カム３１の内周面は、入力部１０１の外周面に、例えば、軸方向に延びる固定部材のキー１０３を用いて、互いに相対回転不能に固定される。これにより、非真円カム３１は、入力部１０１とともに、中心軸９を中心として減速前の回転数で回転する。ただし、非真円カム３１は、入力部１０１に、接着または圧入等の他の方法を用いて固定されてもよい。本実施形態の非真円カム３１は、楕円形のカムプロフィールを有する。つまり、非真円カム３１は、周方向の位置によって異なる外径を有する。

波動軸受３２は、剛性内歯歯車１０および可撓性筒状胴部２５の径方向内側に位置する可撓性の軸受である。波動軸受３２は、内輪３２１と、複数のボール３２２と、弾性変形可能な外輪３２３とを有する。内輪３２１は、非真円カム３１の外周面に固定される。複数のボール３２２は、内輪３２１と外輪３２３との間に介在し、周方向に沿って配列される。外輪３２３は、回転される非真円カム３１のカムプロフィールを反映するように、内輪３２１およびボール３２２を介して弾性変形（撓み変形）する。また、外輪３２３は、可撓性筒状胴部２５のうちの外周面に外歯２１が形成される部位の内周面に接触する。このように、本実施形態の波動軸受３２には、ボールベアリングが用いられる。ただし、ボールベアリングに代えて、ローラベアリング等の他方式の軸受が用いられていてもよい。

このような構成の波動歯車装置１００において、上記の入力部１０１が減速前の回転数で回転すると、波動発生器３０の非真円カム３１および波動軸受３２が一体的に中心軸９を中心として回転する。また、波動発生器３０の中心軸９を中心とした回転に伴って、可撓性筒状胴部２５が径方向内側から押されることにより、可撓性筒状胴部２５が径方向に撓み、軸方向に見て楕円状に変形する。そして、非真円カム３１がなす楕円の長軸の両端の２箇所の径方向外側付近において、可撓性外歯歯車２０の外歯２１と剛性内歯歯車１０の内歯１１とが噛み合う。非真円カム３１がなす楕円の短軸の両端の２箇所の径方向外側付近においては、可撓性外歯歯車２０の外歯２１と剛性内歯歯車１０の内歯１１とが噛み合わない。つまり、本実施形態では、外歯２１と内歯１１とが、互いに周方向において部分的に噛み合う。なお、本実施形態では、周方向における内歯１１と外歯２１とが噛み合う位置において、内歯１１の歯筋と、外歯２１の歯筋は、それぞれ中心軸９と平行である。

非真円カム３１が回転すると、非真円カム３１がなす楕円の長軸の両端の位置が周方向に移動するので、外歯２１と内歯１１との噛み合い位置も周方向に移動する。ここで、上記のように、剛性内歯歯車１０の内歯１１の歯数と、可撓性外歯歯車２０の外歯２１の歯数とは、僅かに相違する。このため、非真円カム３１の１回転ごとに、内歯１１と外歯２１との噛み合い位置が僅かに変化する。一方、本実施形態では、剛性内歯歯車１０は、波動歯車装置１００が配置される筐体に固定されているため、周方向に回転しない。その結果、剛性内歯歯車１０に対して可撓性外歯歯車２０および出力軸が、減速された回転数で回転する。つまり、可撓性外歯歯車２０および出力軸は、可撓性外歯歯車２０の外歯２１と剛性内歯歯車１０の内歯１１との噛み合い位置を周方向に移動させながら、外歯２１と内歯１１との歯数の違いによって剛性内歯歯車１０に対して相対回転する。

＜１－２．可撓性外歯歯車の詳細な構成＞
次に、可撓性外歯歯車２０の詳細な構成について、説明する。図３は、第１実施形態に係る可撓性外歯歯車２０の部分縦断面図である。図４は、第１実施形態に係る可撓性外歯歯車２０の横断面図である。また、以下では、図１および図２も適宜に参照しつつ、説明する。さらに、以下では、可撓性外歯歯車２０が剛性内歯歯車１０および波動発生器３０とともに組み上げられる前の状態、すなわち、波動歯車装置１００の製造前に単体で配置されている状態の可撓性外歯歯車２０について、記載する。

図３に示すように、本実施形態の可撓性筒状胴部２５は、第１胴部２５１と第２胴部２５２とを有する。複数の外歯２１はそれぞれ、第１胴部２５１の外周面から径方向外側へ突出する。第２胴部２５２は、第１胴部２５１よりも軸方向他方側に位置する。また、可撓性外歯歯車２０の外歯２１の歯底２１０は、第２胴部２５２の外周面よりも径方向外側に位置する。本実施形態の第１胴部２５１の母線、第２胴部２５２の母線、および外歯２１の歯筋はそれぞれ、中心軸９と平行である。

また、図３に示すように、可撓性外歯歯車２０が単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部２５の少なくとも一部には、傾斜部２５０が形成される。傾斜部２５０は、軸方向一方側へ向かうにつれて、平板部２６の拡がる径方向内側に対して径方向外側へ傾斜する部位である。可撓性外歯歯車２０が単体で配置されている状態で、本実施形態の可撓性筒状胴部２５および外歯２１の歯先２１１は、軸方向他方側の端部から軸方向一方側の端部まで、径方向内側へ縮径することなく延びる。

本実施形態の可撓性外歯歯車２０は、金属ガラスを材料として、鋳造により製造される。これにより、樹脂製の可撓性外歯歯車と比べて、可撓性外歯歯車２０の弾性および強度を高めることができる。また、可撓性外歯歯車２０の製造後の、剛性内歯歯車１０および波動発生器３０とともに組み上げられた後の状態における、可撓性外歯歯車２０の外歯２１と剛性内歯歯車１０の内歯１１との噛み合い状態を改善し、かつ、耐久性を向上できる。

図５は、第１実施形態に係る可撓性外歯歯車２０の成形時の様子を示す縦断面図である。図５に示すように、可撓性外歯歯車２０を鋳造により成形するときには、まず、成形用の第１金型９１および第２金型９２を用意する。第１金型９１は、中心軸９に沿って軸方向に円柱状に延びる。また、第１金型９１は、軸方向一方側の端部付近において、周方向の全周に亘って径方向外側へ突出する突出部９１１を有する。第２金型９２は、中心軸９を中心として径方向外側に円盤板状に拡がる。第２金型９２は、径方向外側の端部付近において、周方向の全周に亘って軸方向一方側へ突出する突出部９２１を有する。

次に、第１金型９１の突出部９１１における軸方向他方側の端面９１０を、第２金型９２の突出部９２１の軸方向一方側の端面９２０に接触させる。これにより、第１金型９１と第２金型９２との軸方向の間に、空洞９０が形成される。さらに、空洞９０内に高温の液体状の金属ガラスを流し込む。その後、当該流動状態の金属ガラスを空洞９０内に行き渡らせた後、冷却し、硬化させる。これにより、第１金型９１および第２金型９２の形状に沿って形成された可撓性外歯歯車２０が得られる。

さらに、第１金型９１と第２金型９２とを軸方向に分離することによって、可撓性外歯歯車２０を取り出す。ここで、上記のとおり、本実施形態の可撓性筒状胴部２５および外歯２１の歯先２１１は、軸方向他方側の端部から軸方向一方側の端部まで、径方向内側へ縮径することなく延びる。このため、第１金型９１および第２金型９２を互いに軸方向に取り外す際に、可撓性筒状胴部２５の一部が第１金型９１または第２金型９２に引っかかる等の障害となることはない。また、上記のとおり、可撓性筒状胴部２５の一部には、軸方向一方側へ向かうにつれて径方向外側へ傾斜する傾斜部２５０が形成されている。これにより、第１金型９１および第２金型９２を軸方向にさらに容易に取り外すことができる。

ただし、可撓性外歯歯車２０の形状は、これに限定されない。図６および図７はそれぞれ、変形例に係る可撓性外歯歯車２０の部分縦断面図である。図６の例では、第１胴部２５１の母線、第２胴部２５２の母線、および外歯２１の歯筋はそれぞれ、中心軸９に対して径方向に傾斜している。ただし、本変形例においても、可撓性外歯歯車２０が単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部２５および外歯２１の歯先２１１は、軸方向他方側の端部から軸方向一方側の端部まで、径方向内側へ縮径することなく延びる。このため、可撓性外歯歯車２０の製造時に、第１金型９１および第２金型９２を互いに軸方向に取り外す際に、可撓性筒状胴部２５の一部が第１金型９１または第２金型９２に引っかかる等の障害となることはない。また、本変形例では、可撓性外歯歯車２０が単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部２５の全体に亘って、軸方向一方側へ向かうにつれて径方向外側へ傾斜する傾斜部２５０が形成されている。これにより、第１金型９１および第２金型９２を軸方向にさらに容易に取り外すことができる。

図７の例では、複数の外歯２１はそれぞれ、可撓性筒状胴部２５の軸方向の全体から径方向外側へ突出する。すなわち、本変形例の可撓性筒状胴部２５は、全体が第１胴部２５１となっている。また、第１胴部２５１の母線および外歯２１の歯筋はそれぞれ、中心軸９に対して径方向に傾斜している。ただし、本変形例においても、可撓性外歯歯車２０が単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部２５および外歯２１の歯先２１１は、軸方向他方側の端部から軸方向一方側の端部まで、径方向内側へ縮径することなく延びる。このため、可撓性外歯歯車２０の製造時に、第１金型９１および第２金型９２を互いに軸方向に取り外す際に、可撓性筒状胴部２５の一部が第１金型９１または第２金型９２に引っかかる等の障害となることはない。また、可撓性外歯歯車２０が単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部２５の全体に亘って、軸方向一方側へ向かうにつれて径方向外側へ傾斜する傾斜部２５０が形成されている。これにより、第１金型９１および第２金型９２を軸方向にさらに容易に取り外すことができ、作業性が向上する。

可撓性外歯歯車２０を鋳造により成形した後、さらに、外歯２１の表面を機械加工等することによって、外歯２１の寸法精度を向上させる。なお、図４に示すように、外歯２１を形成した後、第１胴部２５１の内周面は、中心軸９を中心として円環状に拡がり、凹凸の無い環状となる。すなわち、外歯２１は、中実構造を有する。

上記のとおり、本実施形態では、可撓性外歯歯車２０における可撓性筒状胴部２５の形状を工夫することによって、用いる素材または硬度に依らず、一対の第１金型９１と第２金型９２を用いて可撓性外歯歯車２０を容易に製造することができる。すなわち、本実施形態では、可撓性外歯歯車２０を鋳造によって容易に成形することができるため、製造コストを抑制できる。なお、可撓性外歯歯車２０は、樹脂を材料として、射出成形により製造してもよい。これにより、可撓性外歯歯車２０をより軽量化できる。

また、可撓性外歯歯車２０は、プレス加工によって成形してもよい。この場合、金属ガラス製の板を、第１金型９１と第２金型９２とで軸方向に挟み込むことによって、可撓性外歯歯車２０を生成することができる。図８は、プレス加工により生成された可撓性外歯歯車２０の横断面図である。図８に示すように、可撓性外歯歯車２０をプレス加工で製造した場合、第１胴部２５１の内周面は、外歯２１の外形に沿う凹凸形状を有する。すなわち、本変形例の外歯２１は、中空構造を有することとなる。外歯２１が中空構造を有する場合、外歯２１が撓み易くなるため、可撓性外歯歯車２０の製造後の、剛性内歯歯車１０および波動発生器３０とともに組み上げられた後の状態における、剛性内歯歯車１０の内歯１１との噛み合い状態を改善できる。また、剛性内歯歯車１０の内歯１１との噛み合い時の可撓性外歯歯車２０における応力の偏りを抑制できる。これにより、可撓性外歯歯車２０の破損を防止できる。

＜２．第２実施形態＞
＜２－１．波動歯車装置の構成＞
続いて、本発明の第２実施形態に係る波動歯車装置１００Ｂの構成について説明する。なお、以下では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と同等の部分については、重複説明を一部省略する。図９は、第２実施形態に係る波動歯車装置１００Ｂの縦断面図である。この第２実施形態では、径方向外側を「径方向一方側」と定義し、径方向内側を「径方向他方側」と定義する。

図９に示すように、波動歯車装置１００Ｂは、剛性内歯歯車１０Ｂと、第１連結部１５１Ｂと、第２連結部１５２Ｂと、可撓性外歯歯車２０Ｂと、波動発生器３０Ｂとを有する。

剛性内歯歯車１０Ｂは、中心軸９Ｂを中心として円環状に拡がる部材である。剛性内歯歯車１０Ｂの内周面には、複数の内歯１１Ｂが形成されている。複数の内歯１１Ｂは、周方向に沿って、一定のピッチで配列される。また、剛性内歯歯車１０Ｂには、複数の貫通孔１０２Ｂが、設けられている。複数の貫通孔１０２Ｂは、中心軸９Ｂを中心として、周方向に等間隔に並んでいる。また、各貫通孔１０２Ｂは、剛性内歯歯車１０Ｂを軸方向に貫通する。剛性内歯歯車１０Ｂは、複数の貫通孔１０２Ｂのそれぞれに挿入されるネジを、剛性内歯歯車１０Ｂの軸方向他方側に隣接する第１連結部１５１Ｂにネジ止めすることにより、第１連結部１５１Ｂに固定される。剛性内歯歯車１０Ｂの軸方向一方側には、減速後の動力を取り出すための出力軸（図示省略）が固定される。

第１連結部１５１Ｂは、中心軸９Ｂを中心として軸方向に円筒状に延びる部材である。第１連結部１５１Ｂの径方向外側には、第２連結部１５２Ｂが配置されている。第２連結部１５２Ｂは、第１連結部１５１Ｂの外径よりも僅かに大きな内径を有し、中心軸９Ｂを中心として軸方向に円筒状に延びる部材である。第１連結部１５１Ｂおよび第２連結部１５２Ｂは、ともに高い剛性を有する。第２連結部１５２Ｂには、ネジ（図示省略）を挿入するための複数の貫通孔１５３Ｂが、設けられている。各貫通孔１５３Ｂは、第２連結部１５２Ｂを軸方向に貫通する。

第１連結部１５１Ｂは、第２連結部１５２Ｂに対して、軸受１６Ｂによって回転可能に接続される。本実施形態の軸受１６Ｂには、クロスローラベアリングが用いられる。図９に示すように、軸受１６Ｂは、第２連結部１５２Ｂの内周面と、第１連結部１５１Ｂの外周面との間に、複数の円筒ころ１６１Ｂを有する。複数の円筒ころ１６１Ｂは、第２連結部１５２Ｂの内周面に設けられた環状のＶ溝と、第１連結部１５１Ｂの外周面に設けられた環状のＶ溝との間に、向きを交互に変えながら配置される。これにより、第２連結部１５２Ｂに対する第１連結部１５１Ｂの回転を許容しながら、第２連結部１５２Ｂと第１連結部１５１Ｂとが高剛性に接続される。このようなクロスローラベアリングは、ボールベアリングのように一対で用いずとも、軸方向および径方向に、十分な剛性を得ることができる。すなわち、クロスローラベアリングを用いることで、波動歯車装置１００Ｂに設けられるベアリング（軸受）の数を減らすことができる。これにより、軸受１６Ｂの重量を低減できるとともに、軸受１６Ｂの軸方向の寸法を抑えることができる。

可撓性外歯歯車２０Ｂは、可撓性筒状胴部２５Ｂと、複数の外歯２１Ｂと、平板部２６Ｂとを有する。可撓性筒状胴部２５Ｂは、中心軸９Ｂを中心として軸方向に筒状に延びる部位である。また、可撓性筒状胴部２５Ｂは、可撓性を有し、径方向に撓み可能な円筒状の部分である。可撓性筒状胴部２５Ｂの外周面には、複数の外歯２１Ｂが形成されている。複数の外歯２１Ｂはそれぞれ、可撓性筒状胴部２５Ｂの軸方向一方側の端部から径方向外側（径方向一方側）へ突出する。また、複数の外歯２１Ｂは、周方向に沿って、一定のピッチで配列される。

平板部２６Ｂは、可撓性筒状胴部２５Ｂの軸方向他方側の端部から径方向外側（径方向一方側）に拡がる部位である。また、平板部２６Ｂは、可撓性筒状胴部２５Ｂよりも撓み難い平板状の部分である。平板部２６Ｂにおける径方向外側の肉厚の部位には、複数の貫通孔２６０Ｂが設けられている。各貫通孔２６０Ｂは、平板部２６Ｂを軸方向に貫通する。そして、平板部２６Ｂは、第２連結部１５２Ｂの貫通孔１５３Ｂおよび平板部２６Ｂの貫通孔２６０Ｂに挿入されるネジを、波動歯車装置１００Ｂが配置される筐体にネジ止めすることにより、当該筐体に軸方向に固定される。

図９に示すように、可撓性筒状胴部２５Ｂの軸方向一方側の端部は、剛性内歯歯車１０Ｂの径方向内側に配置される。上記の剛性内歯歯車１０Ｂが有する内歯１１Ｂの歯数と、当該可撓性外歯歯車２０Ｂが有する外歯２１Ｂの歯数とは、僅かに相違する。可撓性外歯歯車２０Ｂの詳細な構成については、後述する。

波動発生器３０Ｂは、可撓性外歯歯車２０Ｂを撓み変形させるための機構である。波動発生器３０Ｂは、非真円カム３１Ｂと、波動軸受３２Ｂとを有する。

非真円カム３１Ｂは、中心軸９Ｂを中心として環状に拡がる部材である。非真円カム３１Ｂの内周面は、波動歯車装置１００Ｂの外部から動力を得るための入力部１０１Ｂの外周面に、例えば、軸方向に延びる固定部材のキー１０３Ｂを用いて、互いに相対回転不能に固定される。これにより、非真円カム３１Ｂは、入力部１０１Ｂとともに、中心軸９Ｂを中心として減速前の回転数で回転する。ただし、非真円カム３１Ｂは、入力部１０１Ｂに、接着または圧入等の他の方法を用いて固定されてもよい。本実施形態の非真円カム３１Ｂは、楕円形のカムプロフィールを有する。つまり、非真円カム３１Ｂは、周方向の位置によって異なる外径を有する。

波動軸受３２Ｂは、剛性内歯歯車１０Ｂおよび可撓性筒状胴部２５Ｂの径方向内側に位置する可撓性の軸受である。波動軸受３２Ｂは、内輪３２１Ｂと、複数のボール３２２Ｂと、弾性変形可能な外輪３２３Ｂとを有する。内輪３２１Ｂは、非真円カム３１Ｂの外周面に固定される。複数のボール３２２Ｂは、内輪３２１Ｂと外輪３２３Ｂとの間に介在し、周方向に沿って配列される。外輪３２３Ｂは、回転される非真円カム３１Ｂのカムプロフィールを反映するように、内輪３２１Ｂおよびボール３２２Ｂを介して弾性変形（撓み変形）する。また、外輪３２３Ｂは、可撓性筒状胴部２５Ｂのうちの外周面に外歯２１Ｂが形成される部位の内周面に接触する。このように、本実施形態の波動軸受３２Ｂには、ボールベアリングが用いられる。ただし、ボールベアリングに代えて、ローラベアリング等の他方式の軸受が用いられていてもよい。

このような構成の波動歯車装置１００Ｂにおいて、上記の入力部１０１Ｂが減速前の回転数で回転すると、波動発生器３０Ｂの非真円カム３１Ｂおよび波動軸受３２Ｂが一体的に中心軸９Ｂを中心として回転する。また、波動発生器３０Ｂの中心軸９Ｂを中心とした回転に伴って、可撓性筒状胴部２５Ｂが径方向内側から押されることにより、可撓性筒状胴部２５Ｂが径方向に撓み、軸方向に見て楕円状に変形する。そして、非真円カム３１Ｂがなす楕円の長軸の両端の２箇所の径方向外側付近において、可撓性外歯歯車２０Ｂの外歯２１Ｂと剛性内歯歯車１０Ｂの内歯１１Ｂとが噛み合う。非真円カム３１Ｂがなす楕円の短軸の両端の２箇所の径方向外側付近においては、可撓性外歯歯車２０Ｂの外歯２１Ｂと剛性内歯歯車１０Ｂの内歯１１Ｂとが噛み合わない。つまり、本実施形態では、外歯２１Ｂと内歯１１Ｂとが、互いに周方向において部分的に噛み合う。なお、本実施形態では、周方向における内歯１１Ｂと外歯２１Ｂとが噛み合う位置において、内歯１１Ｂの歯筋と、外歯２１Ｂの歯筋は、それぞれ中心軸９Ｂと平行である。

非真円カム３１Ｂが回転すると、非真円カム３１Ｂがなす楕円の長軸の両端の位置が周方向に移動するので、外歯２１Ｂと内歯１１Ｂとの噛み合い位置も周方向に移動する。ここで、上記のように、剛性内歯歯車１０Ｂの内歯１１Ｂの歯数と、可撓性外歯歯車２０Ｂの外歯２１Ｂの歯数とは、僅かに相違する。このため、非真円カム３１Ｂの１回転ごとに、内歯１１Ｂと外歯２１Ｂとの噛み合い位置が僅かに変化する。一方、本実施形態では、可撓性外歯歯車２０Ｂは、第２連結部１５２Ｂとともに、波動歯車装置１００Ｂが配置される筐体に固定されているため、周方向に回転しない。その結果、可撓性外歯歯車２０Ｂに対して剛性内歯歯車１０Ｂおよび出力軸が、減速された回転数で回転する。つまり、剛性内歯歯車１０Ｂおよび出力軸は、可撓性外歯歯車２０Ｂの外歯２１Ｂと剛性内歯歯車１０Ｂの内歯１１Ｂとの噛み合い位置を周方向に移動させながら、外歯２１Ｂと内歯１１Ｂとの歯数の違いによって可撓性外歯歯車２０Ｂに対して相対回転する。

＜２－２．可撓性外歯歯車の詳細な構成＞
次に、可撓性外歯歯車２０Ｂの詳細な構成について、説明する。図１０は、第２実施形態に係る可撓性外歯歯車２０Ｂの部分縦断面図である。また、以下では、図９も適宜に参照しつつ、説明する。さらに、以下では、可撓性外歯歯車２０Ｂが剛性内歯歯車１０Ｂおよび波動発生器３０Ｂとともに組み上げられる前の状態、すなわち、波動歯車装置１００Ｂの製造前に単体で配置されている状態の可撓性外歯歯車２０Ｂについて、記載する。

図１０に示すように、本実施形態の可撓性筒状胴部２５Ｂは、第１胴部２５１Ｂと第２胴部２５２Ｂとを有する。複数の外歯２１Ｂはそれぞれ、第１胴部２５１Ｂの外周面から径方向外側へ突出する。第２胴部２５２Ｂは、第１胴部２５１Ｂよりも軸方向他方側に位置する。また、本実施形態の可撓性外歯歯車２０Ｂの外歯２１Ｂの歯先２１１Ｂは、第２胴部２５２Ｂの外周面よりも径方向内側に位置する。本実施形態の第１胴部２５１Ｂの母線、第２胴部２５２Ｂの母線、および外歯２１Ｂの歯筋はそれぞれ、中心軸９Ｂと平行である。

また、図１０に示すように、可撓性外歯歯車２０Ｂが単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部２５Ｂの少なくとも一部には、傾斜部２５０Ｂが形成される。傾斜部２５０Ｂは、軸方向一方側へ向かうにつれて、平板部２６Ｂの拡がる径方向外側に対して径方向内側へ傾斜する部位である。可撓性外歯歯車２０Ｂが単体で配置されている状態で、本実施形態の可撓性筒状胴部２５Ｂおよび外歯２１Ｂの歯先２１１Ｂは、軸方向他方側の端部から軸方向一方側の端部まで、径方向外側へ拡径することなく延びる。

本実施形態の可撓性外歯歯車２０Ｂは、金属ガラスを材料として、鋳造により製造される。これにより、樹脂製の可撓性外歯歯車と比べて、可撓性外歯歯車２０Ｂの弾性および強度を高めることができる。また、可撓性外歯歯車２０Ｂの製造後の、剛性内歯歯車１０Ｂおよび波動発生器３０Ｂとともに組み上げられた後の状態における、可撓性外歯歯車２０Ｂの外歯２１Ｂと剛性内歯歯車１０Ｂの内歯１１Ｂとの噛み合い状態を改善し、かつ、耐久性を向上できる。

図１１は、第２実施形態に係る可撓性外歯歯車２０Ｂの成形時の様子を示す縦断面図である。図１１に示すように、可撓性外歯歯車２０Ｂを鋳造により成形するときには、まず、成形用の第１金型９１Ｂおよび第２金型９２Ｂを用意する。第１金型９１Ｂは、中心軸９Ｂを中心として径方向に円盤板状に拡がる。第１金型９１Ｂは、径方向外側の端部付近において、周方向の全周に亘って軸方向他方側へ突出する突出部９１１Ｂを有する。第２金型９２Ｂは、中心軸９Ｂに沿って軸方向に円柱状に延びる。また、第２金型９２Ｂは、軸方向他方側の端部付近において、周方向の全周に亘って径方向外側へ突出する突出部９２１Ｂを有する。

次に、第１金型９１Ｂの突出部９１１Ｂにおける軸方向他方側の端面９１０Ｂを、第２金型９２Ｂの突出部９２１Ｂの軸方向一方側の端面９２０Ｂに接触させる。これにより、第１金型９１Ｂと第２金型９２Ｂとの軸方向の間に、空洞９０Ｂが形成される。さらに、空洞９０Ｂ内に高温の液体状の金属ガラスを流し込む。その後、当該流動状態の金属ガラスを空洞９０Ｂ内に行き渡らせた後、冷却し、硬化させる。これにより、第１金型９１Ｂおよび第２金型９２Ｂの形状に沿って形成された可撓性外歯歯車２０Ｂが得られる。

さらに、第１金型９１Ｂと第２金型９２Ｂとを軸方向に分離することによって、可撓性外歯歯車２０Ｂを取り出す。ここで、上記のとおり、可撓性外歯歯車２０Ｂが単体で配置されている状態で、本実施形態の可撓性筒状胴部２５Ｂおよび外歯２１Ｂの歯先２１１Ｂは、軸方向他方側の端部から軸方向一方側の端部まで、径方向外側へ拡径することなく延びる。このため、第１金型９１Ｂおよび第２金型９２Ｂを互いに軸方向に取り外す際に、可撓性筒状胴部２５Ｂの一部が第１金型９１Ｂまたは第２金型９２Ｂに引っかかる等の障害となることはない。また、上記のとおり、可撓性筒状胴部２５Ｂの一部には、軸方向一方側へ向かうにつれて径方向内側へ傾斜する傾斜部２５０Ｂが形成されている。これにより、第１金型９１Ｂおよび第２金型９２Ｂを軸方向にさらに容易に取り外すことができる。

ただし、可撓性外歯歯車２０Ｂの形状は、これに限定されない。図１２および図１３はそれぞれ、変形例に係る可撓性外歯歯車２０Ｂの部分縦断面図である。図１２の例においても、可撓性外歯歯車２０Ｂが単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部２５Ｂおよび外歯２１Ｂの歯先２１１Ｂは、軸方向他方側の端部から軸方向一方側の端部まで、径方向外側へ拡径することなく延びる。このため、可撓性外歯歯車２０Ｂの製造時に、第１金型９１Ｂおよび第２金型９２Ｂを互いに軸方向に取り外す際に、可撓性筒状胴部２５Ｂの一部が第１金型９１Ｂまたは第２金型９２Ｂに引っかかる等の障害となることはない。また、本変形例では、可撓性外歯歯車２０Ｂが単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部２５Ｂの全体に亘って、軸方向一方側へ向かうにつれて径方向内側へ傾斜する傾斜部２５０Ｂが形成されている。これにより、第１金型９１Ｂおよび第２金型９２Ｂを軸方向にさらに容易に取り外すことができる。

図１３の例では、複数の外歯２１Ｂはそれぞれ、可撓性筒状胴部２５Ｂの軸方向の全体から径方向外側へ突出する。すなわち、本変形例の可撓性筒状胴部２５Ｂは、全体が第１胴部２５１Ｂとなっている。本変形例においても、可撓性外歯歯車２０Ｂが単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部２５Ｂおよび外歯２１Ｂの歯先２１１Ｂは、軸方向他方側の端部から軸方向一方側の端部まで、径方向外側へ拡径することなく延びる。このため、可撓性外歯歯車２０Ｂの製造時に、第１金型９１Ｂおよび第２金型９２Ｂを互いに軸方向に取り外す際に、可撓性筒状胴部２５Ｂの一部が第１金型９１Ｂまたは第２金型９２Ｂに引っかかる等の障害となることはない。また、可撓性外歯歯車２０Ｂが単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部２５Ｂの全体に亘って、軸方向一方側へ向かうにつれて径方向内側へ傾斜する傾斜部２５０Ｂが形成されている。これにより、第１金型９１Ｂおよび第２金型９２Ｂを軸方向にさらに容易に取り外すことができ、作業性が向上する。

可撓性外歯歯車２０Ｂを鋳造により成形した後、さらに、外歯２１Ｂの表面を機械加工等することによって、外歯２１Ｂの寸法精度を向上させる。上記のとおり、本実施形態では、可撓性外歯歯車２０Ｂにおける可撓性筒状胴部２５Ｂの形状を工夫することによって、用いる素材または硬度に依らず、一対の第１金型９１Ｂと第２金型９２Ｂを用いて可撓性外歯歯車２０Ｂを容易に製造することができる。すなわち、本実施形態では、可撓性外歯歯車２０Ｂを鋳造によって容易に成形することができるため、製造コストを抑制できる。なお、可撓性外歯歯車２０Ｂは、樹脂を材料として、射出成形により製造してもよい。これにより、可撓性外歯歯車２０Ｂをより軽量化できる。

また、可撓性外歯歯車２０Ｂは、プレス加工によって成形してもよい。この場合、金属ガラス製の板を、第１金型９１Ｂと第２金型９２Ｂとで軸方向に挟み込むことによって、可撓性外歯歯車２０Ｂを生成することができる。

＜３．第３実施形態＞
続いて、本発明の第３実施形態に係る波動歯車装置１００Ｃの構成について説明する。なお、以下では、第１実施形態および第２実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態および第２実施形態と同等の部分については、重複説明を省略する。また、第３実施形態では、径方向内側を「径方向一方側」と定義し、径方向外側を「径方向他方側」と定義する。

図１４は、第３実施形態に係る波動歯車装置１００Ｃの縦断面図である。図１５は、図１４のＩＩ－ＩＩ位置を軸方向から見たときの波動歯車装置１００Ｃの横断面図である。なお、図１５では、後述する内歯１１Ｃおよび外歯２１Ｃの形状を模式的に表示している。図１４および図１５に示すように、波動歯車装置１００Ｃは、剛性内歯歯車１０Ｃと、可撓性外歯歯車２０Ｃと、波動発生器３０Ｃとを有する。本実施形態の波動歯車装置１００Ｃは、主として波動発生器３０Ｃの構成が、上記の第１実施形態と異なる。また、波動歯車装置１００Ｃには、外部から動力を得るための入力部１０１Ｃが設けられている。入力部１０１Ｃは、中心軸９Ｃを中心として回転する。

剛性内歯歯車１０Ｃについては、第１実施形態に係る剛性内歯歯車１０と同等の構成を有するため、重複説明を省略する。

可撓性外歯歯車２０Ｃについても、第１実施形態に係る可撓性外歯歯車２０と同等の構成を有する。すなわち、可撓性外歯歯車２０Ｃは、可撓性筒状胴部２５Ｃと、複数の外歯２１Ｃと、平板部２６Ｃとを有する。複数の外歯２１Ｃはそれぞれ、可撓性筒状胴部２５Ｃの軸方向一方側の端部から径方向外側へ突出する。平板部２６Ｃの中央には、減速後の動力を取り出すための出力軸（図示省略）が固定される。

また、第１実施形態および第２実施形態と同様に、本実施形態の可撓性外歯歯車２０Ｃは、金属ガラスを材料として、鋳造により製造される。これにより、樹脂製の可撓性外歯歯車と比べて、可撓性外歯歯車２０Ｃの弾性および強度を高めることができる。また、可撓性外歯歯車２０Ｃの製造後の、剛性内歯歯車１０Ｃおよび波動発生器３０Ｃとともに組み上げられた後の状態における、可撓性外歯歯車２０Ｃの外歯２１Ｃと剛性内歯歯車１０Ｃの内歯１１Ｃとの噛み合い状態を改善し、かつ、耐久性を向上できる。

また、第１実施形態と同様に、可撓性外歯歯車２０Ｃが単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部２５Ｃの少なくとも一部には、傾斜部が形成される。傾斜部は、軸方向一方側へ向かうにつれて、平板部２６Ｃの拡がる径方向内側に対して径方向外側へ傾斜する部位である。さらに、可撓性外歯歯車２０Ｃが単体で配置されている状態で、本実施形態の可撓性筒状胴部２５Ｃおよび外歯２１Ｃの歯先は、軸方向他方側の端部から軸方向一方側の端部まで、径方向内側へ縮径することなく延びる。このため、可撓性外歯歯車２０Ｃの製造時に、第１実施形態の第１金型９１および第２金型９２と同等の構成を有する一対の金型を、互いに軸方向に取り外す際に、可撓性筒状胴部２５Ｃの一部が当該一対の金型に引っかかる等の障害となることはない。また、可撓性外歯歯車２０Ｃが単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部２５Ｃにおいて上記の傾斜部２５０Ｃが形成されていることによって、当該一対の金型を軸方向にさらに容易に取り外すことができる。

波動発生器３０Ｃは、可撓性外歯歯車２０Ｃを撓み変形させるための機構である。本実施形態の波動発生器３０Ｃは、円環状のキャリア３３Ｃと、複数（本実施形態では、２つ）の支持ピン３４Ｃと、複数（本実施形態では、２つ）の軸受３５Ｃとを有する。

キャリア３３Ｃは、２つの軸受３５Ｃをそれぞれ保持する部材である。キャリア３３Ｃは、可撓性筒状胴部２５Ｃの径方向内側において、入力部１０１Ｃの外周面に、互いに相対回転不能に固定されている。これにより、キャリア３３Ｃは、入力部１０１Ｃとともに、中心軸９Ｃを中心として減速前の回転数で回転する。

２本の支持ピン３４Ｃは、中心軸９Ｃに対して互いに反対側に位置する。各支持ピン３４Ｃは、中心軸９Ｃに対して傾斜した姿勢で、キャリア３３Ｃに固定される。具体的には、支持ピン３４Ｃの軸方向一方側の端部は、支持ピン３４Ｃの軸方向他方側の端部よりも、中心軸９Ｃから離れている。そして、各支持ピン３４Ｃの軸方向他方側の端部が、キャリア３３Ｃに固定されている。

各支持ピン３４Ｃの軸方向一方側の端部には、軸受３５Ｃが取り付けられている。すなわち、２つの軸受３５Ｃは、中心軸９Ｃを中心として互いに周方向に１８０度の間隔を空けて配置されている。各軸受３５Ｃは、剛性内歯歯車１０Ｃおよび可撓性筒状胴部２５Ｃの径方向内側に位置する。また、各軸受３５Ｃは、内輪３５１Ｃと、複数のボール３５２Ｃと、外輪３５３Ｃとを有する。内輪３５１Ｃは、各支持ピン３４Ｃの外周面に固定される。複数のボール３５２Ｃは、内輪３５１Ｃと外輪３５３Ｃとの間に介在する。これにより、各軸受３５Ｃの外輪３５３Ｃは、支持ピン３４Ｃを中心として回転（自転）することが可能となる。すなわち、本実施形態の外輪３５３Ｃは、軸方向一方側へ向かうにつれて中心軸９Ｃからの距離が広がるように、中心軸９Ｃに対して傾斜した回転軸１９Ｃを中心として回転（自転）する。このように、軸受３５Ｃには、ボールベアリングが用いられる。ただし、ボールベアリングに代えて、ローラベアリング等の他方式の軸受が用いられていてもよい。

このような構成の波動歯車装置１００Ｃにおいて、上記の入力部１０１Ｃが減速前の回転数で回転すると、まず、各軸受３５Ｃは、入力部１０１Ｃからキャリア３３Ｃおよび支持ピン３４Ｃを介して、中心軸９Ｃを中心として減速前の回転数で公転（回転）する。また、各軸受３５Ｃの外輪３５３Ｃは、可撓性筒状胴部２５Ｃのうちの、剛性内歯歯車１０Ｃの内歯１１Ｃと可撓性外歯歯車２０Ｃの外歯２１Ｃとの後述の噛み合い位置の内周面に直接的に接触して摩擦力を受ける。これにより、各軸受３５Ｃは、当該摩擦力によって自転する。すなわち、各軸受３５Ｃは、中心軸９Ｃを中心として公転とともに自転する。

また、波動発生器３０Ｃの２つの軸受３５Ｃの中心軸９Ｃを中心とした回転（公転）に伴って、可撓性筒状胴部２５Ｃが径方向内側から押されることにより、可撓性筒状胴部２５Ｃが径方向に撓み、軸方向に見て楕円状に変形する。そして、可撓性筒状胴部２５Ｃは、２つの軸受３５Ｃの径方向外側付近において、軸方向一方側の端部へ向かうにつれて拡径する方向に傾斜する。これにより、図１５に示すように、２つの軸受３５Ｃの径方向外側付近において、可撓性外歯歯車２０Ｃの外歯２１Ｃと剛性内歯歯車１０Ｃの内歯１１Ｃとが噛み合う。なお、本実施形態では、周方向における内歯１１Ｃと外歯２１Ｃとが噛み合う位置において、内歯１１Ｃの歯筋を延長した直線と、外歯２１Ｃの歯筋を延長した直線とは、中心軸９Ｃ上の１点において交差する。

また、可撓性筒状胴部２５Ｃは、周方向における、中心軸９Ｃを中心として２つの軸受３５Ｃから周方向に９０度程度離れた位置の径方向外側においては、可撓性外歯歯車２０Ｃの外歯２１Ｃと剛性内歯歯車１０Ｃの内歯１１Ｃとが噛み合わない。つまり、外歯２１Ｃと内歯１１Ｃとが、互いに周方向において部分的に噛み合う。

２つの軸受３５Ｃが公転すると、外歯２１Ｃと内歯１１Ｃとの噛み合い位置も周方向に移動する。ここで、剛性内歯歯車１０Ｃの内歯１１Ｃの歯数と、可撓性外歯歯車２０Ｃの外歯２１Ｃの歯数とは、僅かに相違する。このため、各軸受３５Ｃの１公転ごとに、内歯１１Ｃと外歯２１Ｃとの噛み合い位置が僅かに変化する。一方、本実施形態では、剛性内歯歯車１０Ｃは、波動歯車装置１００Ｃが配置される筐体に固定されているため、周方向に回転しない。その結果、剛性内歯歯車１０Ｃに対して可撓性外歯歯車２０Ｃおよび出力軸が、減速された回転数で回転する。つまり、可撓性外歯歯車２０Ｃおよび出力軸は、可撓性外歯歯車２０Ｃの外歯２１Ｃと剛性内歯歯車１０Ｃの内歯１１Ｃとの噛み合い位置を周方向に移動させながら、外歯２１Ｃと内歯１１Ｃとの歯数の違いによって剛性内歯歯車１０Ｃに対して相対回転する。

＜４．第４実施形態＞
続いて、本発明の第４実施形態に係る波動歯車装置１００Ｄの構成について説明する。なお、以下では、第１実施形態～第３実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態～第３実施形態と同等の部分については、重複説明を省略する。また、第４実施形態では、径方向外側を「径方向一方側」と定義し、径方向内側を「径方向他方側」と定義する。

図１６は、第４実施形態に係る波動歯車装置１００Ｄの縦断面図である。図１６に示すように、波動歯車装置１００Ｄは、剛性内歯歯車１０Ｄと、第１連結部１５１Ｄと、第２連結部１５２Ｄと、可撓性外歯歯車２０Ｄと、波動発生器３０Ｄとを有する。剛性内歯歯車１０Ｄ、第１連結部１５１Ｄと、第２連結部１５２Ｄ、および可撓性外歯歯車２０Ｄについては、第２実施形態に係る剛性内歯歯車１０Ｂ、第１連結部１５１Ｂと、第２連結部１５２Ｂ、および可撓性外歯歯車２０Ｂと同等の構成を有する。また、波動歯車装置１００Ｄには、外部から動力を得るための入力部１０１Ｄが設けられている。入力部１０１Ｄは、中心軸９Ｄを中心として回転する。剛性内歯歯車１０Ｄの軸方向一方側には、減速後の動力を取り出すための出力軸（図示省略）が固定される。

本実施形態の可撓性外歯歯車２０Ｄは、可撓性筒状胴部２５Ｄと、複数の外歯２１Ｄと、平板部２６Ｄとを有する。複数の外歯２１Ｄはそれぞれ、可撓性筒状胴部２５Ｄの軸方向一方側の端部から径方向外側へ突出する。

また、第１実施形態～第３実施形態と同様に、本実施形態の可撓性外歯歯車２０Ｄは、金属ガラスを材料として、鋳造により製造される。これにより、樹脂製の可撓性外歯歯車と比べて、可撓性外歯歯車２０Ｄの弾性および強度を高めることができる。また、可撓性外歯歯車２０Ｄの製造後の、剛性内歯歯車１０Ｄおよび波動発生器３０Ｄとともに組み上げられた後の状態における、可撓性外歯歯車２０Ｄの外歯２１Ｄと剛性内歯歯車１０Ｄの内歯１１Ｄとの噛み合い状態を改善し、かつ、耐久性を向上できる。

また、第２実施形態と同様に、可撓性外歯歯車２０Ｄが単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部２５Ｄの少なくとも一部には、傾斜部が形成される。傾斜部は、軸方向一方側へ向かうにつれて、平板部２６Ｄの拡がる径方向外側に対して径方向内側へ傾斜する部位である。さらに、可撓性外歯歯車２０Ｄが単体で配置されている状態で、本実施形態の可撓性筒状胴部２５Ｄおよび外歯２１Ｄの歯先は、軸方向他方側の端部から軸方向一方側の端部まで、径方向外側へ拡径することなく延びる。このため、可撓性外歯歯車２０Ｄの製造時に、第２実施形態の第１金型９１Ｂおよび第２金型９２Ｂと同等の構成を有する一対の金型を、互いに軸方向に取り外す際に、可撓性筒状胴部２５Ｄの一部が当該一対の金型に引っかかる等の障害となることはない。また、可撓性外歯歯車２０Ｄが単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部２５Ｄにおいて上記の傾斜部２５０Ｄが形成されていることによって、当該一対の金型を軸方向にさらに容易に取り外すことができる。

本実施形態の波動発生器３０Ｄは、円環状のキャリア３３Ｄ、複数（本実施形態では、２つ）の支持ピン３４Ｄ、および複数（本実施形態では、２つ）の軸受３５Ｄに加え、各軸受３５Ｄの外輪３５３Ｄに固定されたローラ３６Ｄをさらに有する。本実施形態のキャリア３３Ｄ、支持ピン３４Ｄ、および２つの軸受３５Ｄは、第３実施形態のキャリア３３Ｃ、支持ピン３４Ｃ、および２つの軸受３５Ｃと同等の構成を有する。

波動歯車装置１００Ｄにおいて、上記の入力部１０１Ｄが減速前の回転数で回転すると、まず、各軸受３５Ｄは、入力部１０１Ｄからキャリア３３Ｄおよび支持ピン３４Ｄを介して、中心軸９Ｄを中心として減速前の回転数で公転（回転）する。また、各軸受３５Ｄの外輪３５３Ｄは、上記のローラ３６Ｄを介して、可撓性筒状胴部２５Ｄのうちの、剛性内歯歯車１０Ｄの内歯１１Ｄと可撓性外歯歯車２０Ｄの外歯２１Ｄとの後述の噛み合い位置の内周面に間接的に接触して摩擦力を受ける。これにより、各軸受３５Ｄおよびローラ３６Ｄは、当該摩擦力によって自転する。すなわち、各軸受３５Ｄおよびローラ３６Ｄは、中心軸９Ｄを中心として公転とともに自転する。

また、波動発生器３０Ｄの２つの軸受３５Ｄおよびローラ３６Ｄの中心軸９Ｄを中心とした回転（公転）に伴って、可撓性筒状胴部２５Ｄが径方向内側から押されることにより、可撓性筒状胴部２５Ｄが径方向に撓み、軸方向に見て楕円状に変形する。そして、２つの軸受３５Ｄおよびローラ３６Ｄの径方向外側付近において、可撓性外歯歯車２０Ｄの外歯２１Ｄと剛性内歯歯車１０Ｄの内歯１１Ｄとが噛み合う。また、可撓性筒状胴部２５Ｄは、周方向における、中心軸９Ｄを中心として２つの軸受３５Ｄから周方向に９０度程度離れた位置の径方向外側付近においては、可撓性外歯歯車２０Ｄの外歯２１Ｄと剛性内歯歯車１０Ｄの内歯１１Ｄとが噛み合わない。つまり、外歯２１Ｄと内歯１１Ｄとが、互いに周方向において部分的に噛み合う。

２つの軸受３５Ｄおよびローラ３６Ｄが公転すると、外歯２１Ｄと内歯１１Ｄとの噛み合い位置も周方向に移動する。ここで、剛性内歯歯車１０Ｄの内歯１１Ｄの歯数と、可撓性外歯歯車２０Ｄの外歯２１Ｄの歯数とは、僅かに相違する。このため、各軸受３５Ｄおよびローラ３６Ｄの１公転ごとに、内歯１１Ｄと外歯２１Ｄとの噛み合い位置が僅かに変化する。一方、本実施形態では、可撓性外歯歯車２０Ｄは、第２連結部１５２Ｄとともに、波動歯車装置１００Ｄが配置される筐体に固定されるため、周方向に回転しない。その結果、可撓性外歯歯車２０Ｄに対して剛性内歯歯車１０Ｄおよび上記の出力軸が、減速された回転数で回転する。つまり、剛性内歯歯車１０Ｄおよび出力軸は、可撓性外歯歯車２０Ｄの外歯２１Ｄと剛性内歯歯車１０Ｄの内歯１１Ｄとの噛み合い位置を周方向に移動させながら、外歯２１Ｄと内歯１１Ｄとの歯数の違いによって可撓性外歯歯車２０Ｄに対して相対回転する。

＜５．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

上記の実施形態では、金属ガラスを材料として、鋳造またはプレス加工により可撓性外歯歯車を製造していた。しかしながら、上記の鋳造またはプレス加工のほか、しぼり加工によって可撓性外歯歯車を製造してもよい。

上記のとおり、第１実施形態および第３実施形態の可撓性外歯歯車は、平板部が可撓性筒状胴部の軸方向他方側の端部から径方向内側に拡がる、いわゆる「カップ形状」を有していた。また、可撓性外歯歯車が単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部および外歯の歯先は、軸方向他方側の端部から軸方向一方側の端部まで、径方向内側へ縮径することなく延びる構造を有していた。また、第２実施形態および第４実施形態の可撓性外歯歯車は、平板部が可撓性筒状胴部の軸方向他方側の端部から径方向外側に拡がる、いわゆる「シルクハット形状」を有していた。また、可撓性外歯歯車が単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部および外歯の歯先は、軸方向他方側の端部から軸方向一方側の端部まで、径方向外側へ拡径することなく延びる構造を有していた。すなわち、本発明の可撓性外歯歯車は、可撓性筒状胴部の軸方向他方側の端部から径方向一方側に拡がる平板部を有し、かつ、単体で配置されている状態で、可撓性筒状胴部および外歯の歯先が、軸方向他方側の端部から軸方向一方側の端部まで、径方向一方側へ傾斜することなく延びる構造を有していればよい。

上記の実施形態では、可撓性外歯歯車の可撓性筒状胴部の少なくとも一部または全部に、１つの傾斜部が設けられていた。しかしながら、可撓性筒状胴部に設けられる傾斜部の数は、２つ以上であってもよい。

また、波動歯車装置の細部の形状については、上記の実施形態の各図に示された形状と相違していてもよい。

本願は、可撓性外歯歯車および波動歯車装置に利用できる。

９，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ 中心軸
１０，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 剛性内歯歯車
１１，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ 内歯
１６Ｂ 軸受
１９Ｃ 回転軸
２０，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ 可撓性外歯歯車
２１，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ 外歯
２５，２５Ｂ，２５Ｃ，２５Ｄ 可撓性筒状胴部
２６，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ 平板部
３０，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ 波動発生器
３１，３１Ｂ 非真円カム
３２，３２Ｂ 波動軸受
３３Ｃ，３３Ｄ キャリア
３４Ｃ，３４Ｄ 支持ピン
３５Ｃ，３５Ｄ 軸受
３６Ｄ ：ローラ
９０，９０Ｂ 空洞
９１，９１Ｂ 第１金型
９２，９２Ｂ 第２金型
１００，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ 波動歯車装置
１０１，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄ 入力部
１０２，１０２Ｂ 貫通孔
１０３，１０３Ｂ キー
１５１Ｂ，１５１Ｄ 第１連結部
１５２Ｂ，１５２Ｄ 第２連結部
１５３Ｂ 貫通孔
２１０ 歯底
２１１，２１１Ｂ 歯先
２５０，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄ 傾斜部
２５１，２５１Ｂ 第１胴部
２５２，２５２Ｂ 第２胴部
２６０Ｂ 貫通孔
３２１，３２１Ｂ 内輪
３２２，３２２Ｂ ボール
３２３，３２３Ｂ 外輪
３５１Ｃ 内輪
３５２Ｃ ボール
３５３Ｃ，３５３Ｄ 外輪
９１０，９１０Ｂ 端面
９１１，９１１Ｂ 突出部
９２０，９２０Ｂ 端面
９２１，９２１Ｂ 突出部

Claims (16)

1. 中心軸を中心として軸方向に筒状に延びる可撓性筒状胴部と、
   前記可撓性筒状胴部の軸方向一方側の端部から径方向外側へ突出する複数の外歯と、
   前記可撓性筒状胴部の軸方向他方側の端部から径方向に拡がる平板部と、
   を有し、
   前記可撓性筒状胴部は、
   軸方向一方側へ向かうにつれて前記平板部の拡がる径方向一方側に対して径方向他方側へ傾斜する傾斜部と、
   前記傾斜部よりも軸方向一方側に配置される第１胴部と、
   前記傾斜部よりも軸方向他方側に配置される第２胴部と、
   を有し、
   前記外歯は、前記第１胴部の外周面から径方向外側へ突出し、
   前記可撓性筒状胴部は、周方向に配列される前記複数の外歯を、軸方向に１列のみ有する、可撓性外歯歯車。
2. 請求項１に記載の可撓性外歯歯車であって、
   前記径方向一方側は、径方向内側であり、
   前記平板部は、前記可撓性筒状胴部の軸方向他方側の端部から径方向内側に拡がり、
   前記可撓性筒状胴部は、前記傾斜部において軸方向一方側へ向かうにつれて径方向外側へ傾斜する、可撓性外歯歯車。
3. 請求項１または請求項２に記載の可撓性外歯歯車であって、
   前記外歯の歯底は、前記第２胴部の外周面よりも径方向外側に位置する、可撓性外歯歯車。
4. 請求項１に記載の可撓性外歯歯車であって、
   前記径方向一方側は、径方向外側であり、
   前記平板部は、前記可撓性筒状胴部の軸方向他方側の端部から径方向外側に拡がり、
   前記可撓性筒状胴部は、前記傾斜部において軸方向一方側へ向かうにつれて径方向内側へ傾斜する、可撓性外歯歯車。
5. 請求項１または請求項４に記載の可撓性外歯歯車であって、
   前記外歯の歯先は、前記第２胴部の外周面よりも径方向内側に位置する、可撓性外歯歯車。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の可撓性外歯歯車であって、
   前記第２胴部の母線および前記外歯の歯筋はそれぞれ前記中心軸と平行である、可撓性外歯歯車。
7. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の可撓性外歯歯車であって、
   前記第２胴部の母線および前記外歯の歯筋はそれぞれ前記中心軸に対して径方向に傾斜している、可撓性外歯歯車。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の可撓性外歯歯車であって、
   前記第１胴部の内周面は、前記中心軸を中心として円環状に拡がる、可撓性外歯歯車。
9. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の可撓性外歯歯車であって、
   前記第１胴部の内周面は、前記外歯の外形に沿う凹凸形状を有する、可撓性外歯歯車。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の可撓性外歯歯車であって、
    前記可撓性外歯歯車の材料は樹脂である、可撓性外歯歯車。
11. 請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の可撓性外歯歯車であって、
    前記可撓性外歯歯車の材料は金属ガラスである、可撓性外歯歯車。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の可撓性外歯歯車と、
    前期外歯と部分的に噛み合う内歯を有し、前期中心軸を中心として円環状に拡がる剛性内歯歯車と、
    前期中心軸を中心とした回転に伴って前期可撓性外歯歯車を径方向内側から押す波動発生器と、
    を有し、
    前記波動発生器は、
    前記中心軸を中心として回転し、周方向の位置によって異なる外径を有する非真円カム
    を有し、
    前記非真円カムの回転に伴って、前記内歯と前記外歯との噛み合い位置が周方向に移動する、波動歯車装置。
13. 請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の可撓性外歯歯車と、
    前期外歯と部分的に噛み合う内歯を有し、前期中心軸を中心として円環状に拡がる剛性内歯歯車と、
    前期中心軸を中心とした回転に伴って前期可撓性外歯歯車を径方向内側から押す波動発生器と、
    を有し、
    前記波動発生器は、
    前記中心軸を中心として互いに周方向に間隔を空けて配置された複数の軸受と、
    前記中心軸を中心として回転する入力部に固定され、前記複数の軸受をそれぞれ保持するキャリアと、
    を有し、
    前記複数の軸受は、前記可撓性外歯歯車に直接的または間接的に接触しつつ、前記入力部から前記キャリアを介して回転することによって前記中心軸を中心として公転とともに自転する、波動歯車装置。
14. 請求項１３に記載の波動歯車装置であって、
    前記波動発生器は、
    前記複数の軸受の外輪に固定されたローラ
    をさらに有し、
    前記複数の軸受は、前記ローラを介して前記可撓性外歯歯車に間接的に接触する、波動歯車装置。
15. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の可撓性外歯歯車と、
    前期外歯と部分的に噛み合う内歯を有し、前期中心軸を中心として円環状に拡がる剛性内歯歯車と、
    前期中心軸を中心とした回転に伴って前期可撓性外歯歯車を径方向内側から押す波動発生器と、
    を有し、
    周方向における前記内歯と前記外歯とが噛み合う位置において、前記内歯の歯筋を延長した直線と、前記外歯の歯筋を延長した直線とは、それぞれ、前記中心軸上の１点において前期中心軸と交差する、波動歯車装置。
16. 請求項４または請求項５の可撓性外歯歯車と、
    前期外歯と部分的に噛み合う内歯を有し、前期中心軸を中心として円環状に拡がる剛性内歯歯車と、
    前期中心軸を中心とした回転に伴って前期可撓性外歯歯車を径方向内側から押す波動発生器と、
    を有し、
    周方向における前記内歯と前記外歯とが噛み合う位置において、前記内歯の歯筋と、前記外歯の歯筋は、それぞれ前記中心軸と平行である、波動歯車装置。

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