JP7147270B2

JP7147270B2 - 変速機及びアクチュエータ

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Publication number: JP7147270B2
Application number: JP2018102495A
Authority: JP
Inventors: 卓典志直; 渉山内; 顕寛戸田
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2022-10-05
Anticipated expiration: 2038-05-29
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Description

本発明は、変速機及びアクチュエータに関する。

特許文献１には、剛性内歯車と、この内側に同軸状態に配置されているカップ形状の可撓性外歯車と、この内側に嵌め込まれている楕円形輪郭の波動発生器とを有するカップ型波動歯車装置が開示されている。

特開２００５－３０８１３１号公報

上記の特許文献１に開示されたカップ型波動歯車装置において、剛性内歯車は装置の構成要素を収容するハウジングとしての機能を備える。内歯車には高い耐摩耗性が要求され、他方、ハウジングには高い加工性が要求される。これらの耐摩耗性と加工性とはトレードオフの関係にある。そのため、内歯車とハウジングとが１つの部材によって構成されると、耐摩耗性と加工性とを高いレベルで実現することが困難である。

本発明の一態様に係る変速機は、一方向に延びる中心軸を中心とする周方向に回転可能な第１シャフトと、周方向に回転可能であり且つ前記中心軸が延びる軸方向に前記第１シャフトと並ぶ第２シャフトと、筒状のハウジングと、内歯部を有し、前記ハウジングの内面に保持される内歯車と、前記内歯部と部分的に噛み合う外歯部を有し、前記第２シャフトに接続される環状の外歯車と、前記第１シャフトに接続され、前記内歯部と前記外歯部との噛み合い位置が周方向に変化するように、前記外歯車を変形させる波動発生器と、を備え、前記内歯車と前記ハウジングとは、別体であり、前記内歯車の前記ハウジングへの接合面及び前記ハウジングの前記内歯車への接合面の少なくとも一方に、前記中心軸を中心とする径方向へ窪む凹部が設けられ、前記凹部の少なくとも一部は、前記内歯部と径方向に重なる位置に設けられる。

本発明の一態様に係るアクチュエータは、変速機と、第１シャフト又は第２シャフトに接続される回転電気機械と、を備える。

本発明によれば、ハウジングの内面形状が内歯車に転写されることによる内歯車と外歯車との噛み合いの悪化を抑制することができ、耐摩耗性の高い内歯車と、加工性の高いハウジングとを低コストで実現できる。

第１実施形態に係るアクチュエータの外観構成を示す斜視図である。第１実施形態に係るアクチュエータの側面断面図である。第１実施形態に係るカムの外形の一例を示す斜視図である。第１実施形態に係る外歯車の外形の一例を示す斜視図である。第１実施形態に係る内歯車の外形の一例を示す斜視図である。第１実施形態に係る減速機におけるハウジング及び内歯車のアセンブリを示す側面断面図である。第１実施形態に係る減速機の第１変形例におけるハウジング及び内歯車のアセンブリを示す側面断面図である。第１実施形態に係る減速機の第２変形例におけるハウジング及び内歯車のアセンブリを示す側面断面図である。第１実施形態に係る減速機の第３変形例におけるハウジング及び内歯車のアセンブリを示す側面断面図である。第２実施形態に係る減速機におけるハウジング及び内歯車のアセンブリを示す側面断面図である。第２実施形態に係る減速機の第１変形例におけるハウジング及び内歯車のアセンブリを示す側面断面図である。第２実施形態に係る減速機の第２変形例におけるハウジング及び内歯車のアセンブリを示す側面断面図である。第２実施形態に係る減速機の第３変形例におけるハウジング及び内歯車のアセンブリを示す側面断面図である。

＜本発明の実施形態の詳細＞
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の詳細を説明する。

［１．第１実施形態］
［１－１．アクチュエータの全体構成］
図１は、第１実施形態に係るアクチュエータの外観構成を示す斜視図であり、図２は、第１実施形態に係るアクチュエータの側面断面図である。図１及び図２に示されるように、アクチュエータ１００は、モータ（回転電気機械）２００と、減速機（変速機）３００とを備える。なお、回転電気機械は、モータに限られず、発電機であってもよいし、モータとしても、発電機としても機能する電動発電機であってもよい。また、変速機は、減速機に限られず、増速機であってもよい。

［１－２．モータの構成］
図２を参照し、モータ２００の構成について説明する。モータ２００は、回転軸である第１シャフト１１０を回転駆動する。モータ２００は、第１シャフト１１０に固定された回転子２１０と、回転子２１０を囲む円環状の固定子２２０とを備える。この例では、回転子２１０が界磁であり、固定子２２０が電機子である。なお、回転子２１０が電機子であり、固定子２２０が界磁であってもよい。以下の説明では、第１シャフト１１０の中心軸１１１の軸方向を「Ｘ方向」、中心軸１１１を中心とする周方向を「θ方向」、中心軸１１１を中心とする径方向を「ｒ方向」ともいう。

回転子２１０は、円筒状のヨーク２１１と、ヨーク２１１の外周面に固定された永久磁石２１２とを備える。ヨーク２１１には第１シャフト１１０のＸ方向における一部が収容され、ヨーク２１１は第１シャフト１１０に固定される。ヨーク２１１の外周には、永久磁石２１２が設けられる。永久磁石２１２は、Ｓ極とＮ極とがθ方向に交互に並び、且つその間隔が等間隔になるよう着磁されたリングマグネットである。永久磁石２１２は、１つの磁極がｒ方向外側の面、つまり、固定子２２０に対向する面に位置づけられる。

固定子２２０は、鉄心２２１と、複数のコイル２２２とを備える。鉄心２２１は、軟磁性体であり複数のティース２２４を備える。複数のティース２２４は、θ方向に等間隔に並ぶ。各ティース２２４は、中心軸１１１に向かってｒ方向に延びる。コイル２２２の数とティース２２４の数とは同一である。

コイル２２２の数、即ちスロット数は、永久磁石２１２の数、即ち極数と異なる。例えば、３相モータの場合、スロット数は３の倍数となる。また、極数は偶数となる。

モータ２００は、ケース２３０とカバー２４０とをさらに備える。ケース２３０は筒部２３１と板状の蓋部２３２とを備える。筒部２３１は内部に円柱状の空間を有し、筒部２３１の一端、図２の例ではＸ方向の端部が蓋部２３２によって閉じられる。かかるケース２３０は、回転子２１０及び固定子２２０を収容する。

ケース２３０の筒部２３１の内径は、鉄心２２１の外形と略同じ大きさであり、例えば接着剤によって鉄心２２１が筒部２３１の内周面に固定される。これにより、ケース２３０の内周面に固定子２２０が固定される。蓋部２３２はｒ方向中心部に円形の穴２３３を備える。穴２３３は、第１シャフト１１０より直径が大きく、第１シャフト１１０は穴２３３を貫通する。穴２３３の周囲には、円環状の軸受２３４が取り付けられ、軸受２３４は第１シャフト１１０を回転可能に支持する。

ケース２３０の外形は、Ｘ方向視において半円と矩形とを組み合わせた形状である。つまり、ケース２３０は、Ｘ方向視において半円の半円部２３５と矩形のフランジ部２３６とを備える。半円部２３５の半円の外形は内周面と同心円とされる。つまり、半円部２３５の外形は第１シャフト１１０の中心軸を中心とした半円の円弧面である。他方、フランジ部２３６はｒ方向に延びる直角の角部２３７を２つ備えており、それぞれの角部２３７においてボルトによって減速機３００に連結される。

カバー２４０は、ケース２３０の円形の開口より若干直径が大きい円板である。カバー２４０は、ケース２３０の開口に固定され、開口を塞ぐ。カバー２４０のｒ方向中心部には円形の穴２４１が設けられ、この穴２４１に円環状の軸受２４２が取り付けられる。軸受２４２は、第１シャフト１１０を回転可能に支持する。

上記のような構成のモータ２００において、電機子である固定子２２０の各コイル２２２に電流が与えられると、電磁誘導作用によって第１シャフト１１０がθ方向に回転する。

［１－３．減速機の構成］
図２を参照し、減速機３００の構成について説明する。減速機３００は、第１シャフト１１０から、Ｘ方向に延びる回転軸である第２シャフト１２０へ、変速して回転を伝達する波動歯車装置である。減速機３００は、ハウジング３０１と、内歯車３０２と、外歯車３０３と、波動発生器３１０とを備える。

第１シャフト１１０はカバー２４０からＸ方向に延びており、第１シャフト１１０の一端には波動発生器３１０が接続される。波動発生器３１０は、カム３０４と、可撓性軸受３０５とを備える。

第１シャフト１１０の一端部にはカム３０４が固定される。図３は、カム３０４の外形を示す斜視図である。カム３０４は、Ｘ方向に並ぶ小径部３４１と大径部３４２とを備える。小径部３４１及び大径部３４２の外形は、第１シャフト１１０の中心軸１１１を中心とする円形であり、大径部３４２の外径は、小径部３４１の外径よりも大きい。大径部３４２は、小径部３４１よりもモータ２００に近接して配置される。大径部３４２の外周部には楕円状の欠落部３４３が設けられており、この欠落部３４３には可撓性軸受３０５が取り付けられる（図２参照）。

カム３０４のｒ方向中央には、接続穴３４４が設けられる。接続穴３４４には、第１シャフト１１０の一端部が収容され、第１シャフト１１０の一端部は接続穴３４４に固定される（図２参照）。これにより、カム３０４は第１シャフト１１０と一体にθ方向に回転する。

図４は、外歯車３０３の外形を示す斜視図である。外歯車３０３は、Ｘ方向の一端が閉じ、他端が開口するカップ状の外歯車である。つまり、外歯車３０３は円筒部３３１と円板状の蓋部３３２とを備え、蓋部３３２が円筒部３３１の一端を塞ぐ。円筒部３３１は炭素鋼等の金属の薄い円筒であり、可撓性を有する。円筒部３３１は他端、つまり、モータ２００に近接する端部の外周に外歯部３３３を備える。

蓋部３３２のＸ方向の両面のうち、円筒部３３１が設けられた面とは反対側の面のｒ方向中心から、Ｘ方向に第２シャフト１２０が延びる。外歯車３０３は第１シャフト１１０と同軸上に配置され、第２シャフト１２０は第１シャフト１１０と同軸上に並ぶ（図２参照）。第２シャフト１２０は円筒部３３１に固定され、円筒部３３１と一体にθ方向に回転する。

図２を参照する。カム３０４は、外歯車３０３の円筒部３３１に収容される。可撓性軸受３０５は、外歯車３０３の円筒部３３１の内周面と、カム３０４の欠落部３４３（外周面）との間に配置される。これにより、外歯車３０３とカム３０４とはθ方向に相対的に回転可能である。可撓性軸受３０５は、可撓性を有する外輪部材３５１及び内輪部材３５２と、これらの外輪部材３５１及び内輪部材３５２の間に収容される複数のボール３５３とを備え、ｒ方向に変形可能である。

カム３０４は炭素鋼等の金属製のブロックであり高い剛性を有する。そのため、カム３０４に装着された可撓性軸受３０５は、カム３０４の欠落部３４３の外周面に嵌められ楕円形に変形する。また、外歯車３０３の内周面は可撓性軸受３０５と接触するため、外歯車３０３の円筒部３３１は可撓性軸受３０５の外形に適合して楕円形に変形する。

ハウジング３０１は、モータ２００のケース２３０と同じく、Ｘ方向視において半円と矩形とを組み合わせた形状を有する（図１参照）。つまり、ハウジング３０１は、Ｘ方向視において半円の半円部３１１と矩形のフランジ部３１２とを備える。半円部３１１の直径はケース２３０の半円部２３５の直径と同じであり、フランジ部３１２はｒ方向に延びる直角の角部３１３を２つ備える。ハウジング３０１のフランジ部３１２の形状とケース２３０のフランジ部２３６の形状とは互いに適合しており、フランジ部３１２とフランジ部２３６とがボルトによって互いに固定される。

また、図２に示されるように、ハウジング３０１は、内部に円形断面の空間を有し、当該空間に内歯車３０２を収容する。図５は、内歯車３０２の外形の一例を示す斜視図である。内歯車３０２の形状は円環状であり、ハウジング３０１の内部空間に圧入され、ハウジング３０１と内歯車３０２とは互いに固定される。内歯車３０２の内周には内歯部３２１が設けられる。

図２を参照する。内歯車３０２の内側には、外歯車３０３が配置される。外歯車３０３は、上述したようにＸ方向視において楕円形に変形する。したがって、外歯車３０３の外歯部３３３のうち長軸部分の歯が内歯車３０２の内歯部３２１と噛み合い、外歯部３３３のうち短軸部分の歯が内歯部３２１から離れる。

内歯車３０２の内歯部３２１の歯数は、外歯車３０３の外歯部３３３の歯数と異なる。例えば、ｎを正の整数としたとき内歯部３２１の歯数は、外歯部３３３の歯数より２ｎ多い。第１シャフト１１０が回転すると、カム３０４が第１シャフト１１０と一体的に回転する。カム３０４の回転に伴って、外歯車３０３が弾性変形し、楕円形の長軸が回転する。これにより、外歯部３３３と内歯部３２１との噛み合い位置がθ方向に移動する。つまり、波動発生器３１０は、内歯車３０２と外歯車３０３との噛み合い位置がθ方向に変化するように、第１シャフト１１０の回転に応じて外歯車３０３を変形させる。第１シャフト１１０が１回転すると、内歯部３２１と外歯部３３３との歯数の差に応じて外歯車３０３がθ方向に回転する。これにより、第１シャフト１１０の回転が変速されて、第２シャフト１２０へ伝達される。

ハウジング３０１には軸受３０６が取り付けられており、軸受３０６は第２シャフト１２０を中心軸１１１周りに回転可能に支持する。また、第２シャフト１２０には、軸受３０６とＸ方向に並ぶようにワッシャ３０７及び円板状の板部材３０８が取り付けられる。

［１－４．ハウジング及び内歯車のアセンブリ］
図６は、本実施形態に係る減速機３００におけるハウジング３０１及び内歯車３０２のアセンブリを示す側面断面図である。

第２シャフト１２０は、ハウジング３０１のＸ方向における一端である出力側端３１４を含む範囲でＸ方向に延びる。第１シャフト１１０は、ハウジング３０１のＸ方向における他端である入力側端３１５を含む範囲でＸ方向に延びる（図２参照）。

ハウジング３０１は、高い加工性を有する金属材料又はエンジニアリングプラスチック等により構成される。図６に示されるように、ハウジング３０１は、複数の同心円状の空間が連なった空洞を備える。即ち、ハウジング３０１は上記の空洞を構成する内周面３０１ａを備え、内周面３０１ａは、中心軸１１１を中心とする円環状の内周面３１６，３１７，３１８，３１９を備える。

内周面３１６，３１７，３１８，３１９は、ハウジング３０１の入力側端３１５から出力側端３１４へ向かって順番に並ぶ。内周面３１７の直径は、内周面３１６の直径より小さい。また、内周面３１８の直径は内周面３１７の直径より小さく、内周面３１９の直径は内周面３１８の直径より大きい。

内周面３１６の内側の空間には、カバー２４０が収容される。内周面３１７の内側の空間には、内歯車３０２が収容される。即ち、内周面３１７は、内歯車３０２に接合する接合面である。また、内周面３１８の内側の空間には、外歯車３０３の一部が収容され、内周面３１９の内側の空間には、軸受３０６及び軸受３０６に支持される第２シャフト１２０の一部が収容される。

上記のように、内歯車３０２との接合面である内周面３１７は、大径の内周面３１６と、小径の内周面３１８との間に設けられる。つまり、内周面３１６と内周面３１７との間には段差が設けられ、端面３１７ａが構成される。また、内周面３１７と内周面３１８との間にも段差が設けられ、端面３１７ｂが構成される。

内周面３１７には、ｒ方向に窪む凹部３１７ｃが設けられる。凹部３１７ｃは、内周面３１７のθ方向全周に亘って、円環状に設けられる。

図６には、凹部３１７ｃの一例が示される。この例において、凹部３１７ｃは、端面３１７ａと端面３１７ｂとの間に設けられる。つまり、凹部３１７ｃは、内周面３１７のＸ方向中間部分に設けられる。

内周面３１７の直径は、内歯車３０２の外形よりも僅かに小さい。内歯車３０２はかかる寸法の内周面３１７に圧入され、ハウジング３０１と内歯車３０２とが互いに接合される。このとき、内歯車３０２のＸ方向の一端面が端面３１７ｂに接するまで、内歯車３０２は内周面３１７に圧入される。内歯車３０２のＸ方向の長さは、内周面３１７のＸ方向長さよりも短く、凹部３１７ｃのＸ方向長さよりも長い。また、凹部３１７ｃは、圧入された内歯車３０２の外周面に位置する。つまり、凹部３１７ｃは、Ｘ方向において、内歯車３０２の両端面の間に位置する。

内歯車３０２は円環状の部材であり、高い耐摩耗性を有する金属材料等によって構成される。内歯部３２１は、かかる内歯車３０２の内周部におけるモータ２００に近接する側の端部（入力側端部）に設けられる。また、内歯車３０２は、外歯車３０３の外歯部３３３と噛み合う歯が設けられない無歯領域３２２を内周部にさらに備える。無歯領域３２２は円環状の平坦面である。かかる無歯領域３２２は、内歯車３０２の内周面におけるモータ２００から離れた側の端部（出力側端部）に設けられる。

内歯車３０２の内部空間には外歯車３０３が配置され、外歯車３０３のＸ方向における出力側端（蓋部３３２）には第２シャフト１２０が接続される（図４参照）。外歯車３０３における第２シャフト１２０との接続端は、内歯部３２１を挟んでＸ方向におけるモータ２００の反対側に位置する。上記の無歯領域３２２は、内歯部３２１より、外歯車３０３の出力側端に近接する位置に設けられる。また、内歯部３２１を挟んで無歯領域３２２とＸ方向の反対側、つまり、内歯部３２１よりモータ２００に近接する位置には、無歯領域は設けられない。

上記のような無歯領域３２２を設けることにより、内歯車３０２のＸ方向の長さを大きくすることができる。このため、ハウジング３０１への内歯車３０２の圧入面積を大きく確保することができ、ハウジング３０１に対する内歯車３０２の取付強度を高くすることができる。また、外歯車３０３の出力端側には、第２シャフト１２０と接続するために蓋部３３２を設ける必要がある。したがって、無歯領域３２２を、第２シャフト１２０の接続側に設けることで、蓋部３３２を設けるために確保された空間に無歯領域３２２を配置することができ、空間の使用効率が高くなる。したがって、内歯車３０２の圧入面積を大きく確保しつつ、内歯車３０２を小型にすることができる。

なお、上記の内歯車３０２の構成は一例であり、他の構成とすることもできる。例えば、内歯車３０２の内周面の全てを内歯部３２１とし、無歯領域３２２を設けなくてもよい。また、内歯車３０２の内周面における内歯部３２１の両側それぞれに無歯領域を設けてもよい。また、内歯車３０２の内周面における内歯部３２１よりモータ２００に近接する位置に無歯領域を設けてもよい。

凹部３１７ｃは、内歯車３０２の内歯部３２１とｒ方向に対向する。さらに詳細には、図６に示される例では、凹部３１７ｃが、内歯部３２１の一部とｒ方向に対向する。つまり、内歯部３２１は、凹部３１７ｃの位置からｒ方向に延びる直線上に位置する。換言すれば、Ｘ方向における凹部３１７ｃの範囲は、Ｘ方向における内歯部３２１の範囲と重複する。

内歯車３０２が内周面３１７の内側の空間に圧入される際、ハウジング３０１の内周面３１７の形状が内歯車３０２に転写され、内歯車３０２の内歯部３２１が変形する可能性がある。しかし、Ｘ方向における凹部３１７ｃの範囲では、ハウジング３０１と内歯車３０２とが接触せず、ハウジング３０１の内面形状が内歯車３０２に転写されることが防止される。したがって、Ｘ方向における凹部３１７ｃの範囲では、内歯部３２１の変形が抑制される。このため、内歯車３０２と外歯車３０３との噛み合い精度の悪化が抑制される。

凹部３１７ｃの深さ、つまりｒ方向の長さは、内周面３１７におけるハウジング３０１のｒ方向の最大厚さの半分以下である。これにより、ハウジング３０１のｒ方向の厚さが小さくなりすぎず、ハウジング３０１の機械的強度を確保することができる。

［１－５．変形例］
以下、第１実施形態に係る減速機の変形例について説明する。

［１－５－１．第１変形例］
図７は、第１実施形態に係る減速機の第１変形例におけるハウジング及び内歯車のアセンブリを示す側面断面図である。本例では、内歯車３０２の内周面において、内歯部３２１よりモータ２００に近接する側にも無歯領域３２２ａが設けられる。つまり、内歯部３２１は、内歯車３０２のモータ２００に近接する側の端面からＸ方向に距離を隔てて設けられる。また、ハウジング３０１の内周面３１７において、端面３１７ａと端面３１７ｂとの間に凹部３１７ｃが設けられる。つまり、凹部３１７ｃは、内周面３１７のＸ方向中間部分に設けられる。かかる凹部３１７ｃの一部は、内歯部３２１の全体とｒ方向に対向する。つまり、Ｘ方向における内歯部３２１の範囲は、Ｘ方向における凹部３１７ｃの範囲に含まれる。即ち、図７に示されるように、Ｘ方向における内歯部３２１の範囲の全てが、Ｘ方向における凹部３１７ｃの範囲と重複する。

これにより、内歯部３２１の全体が、ハウジング３０１の内周面３１７によって変形されることが抑制される。よって、内歯車３０２と外歯車３０３との噛み合わせが悪化することをより一層確実に抑制できる。

［１－５－２．第２変形例］
図８は、第１実施形態に係る減速機の第２変形例におけるハウジング及び内歯車のアセンブリを示す側面断面図である。本例では、内歯車３０２において、モータ２００へ近接する側の端部に内歯部３２１が設けられる。また、凹部３１７ｃが内周面３１７におけるＸ方向途中箇所から端面３１７ａまでの範囲で設けられる。即ち、凹部３１７ｃはハウジング３０１の端面３１７ａにおいて開口する。換言すれば、凹部３１７ｃはハウジング３０１のモータ２００への近接側において開口する。

凹部３１７ｃがハウジング３０１のモータ２００への近接側に開口するので、Ｘ方向における凹部３１７ｃよりモータ２００への近接側においてハウジング３０１と内歯車３０２とが接触しない。また、内歯部３２１は、内歯車３０２の内周面において、モータ２００へ近接する側に設けられる。したがって、ハウジング３０１の内面形状が内歯部３２１の形状に与える影響をより一層抑制することができる。また、ハウジング３０１のモータ２００への近接側において内歯車３０２を収容する空間が大きく開口するため、ハウジング３０１と内歯車３０２との接合が容易になる。

［１－５－３．第３変形例］
図９は、第１実施形態に係る減速機の第３変形例におけるハウジング及び内歯車のアセンブリを示す側面断面図である。本例では、ハウジング３０１の内周面３１７に、Ｘ方向に並ぶ複数の凹部３１７ｃが設けられる。各凹部３１７ｃは、内歯部３２１とｒ方向に対向する。

これにより、内歯部３２１の変形を抑制することができる。また、内周面３１７における内歯車３０２との接触部分が少なくなるので、ハウジング３０１と内歯車３０２との接合が容易になる。

［２．第２実施形態］
図１０は、第２実施形態に係る減速機におけるハウジング及び内歯車のアセンブリを示す側面断面図である。第２実施形態に係る減速機は、ハウジング３０１の内周面３１７に凹部３１７ｃを備えず、内歯車３０２の外周面３２４に凹部３２３を備える。第２実施形態に係る減速機のその他の構成は、第１実施形態に係る減速機の構成と同様であるので、同一構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。

内歯車３０２は、外周面３２４と、モータ２００に近接する側（入力側）の端面３２５と、モータ２００から離れる側（出力側）の端面３２６とを備える。外周面３２４には、ｒ方向に窪む凹部３２３が設けられる。凹部３２３は、外周面３２４のθ方向全周に亘って、円環状に設けられる。

図１０には、凹部３２３の一例が示される。この例において、凹部３２３は、端面３２５と端面３２６との間に設けられる。つまり、凹部３２３は、外周面３２４のＸ方向中間部分に設けられる。

内歯部３２１は、内歯車３０２の内周部におけるモータ２００に近接する側の端部（入力側端部）に設けられる。また、内歯車３０２は、外歯車３０３の外歯部３３３と噛み合う歯が設けられない無歯領域３２２を内周部にさらに備える。無歯領域３２２は円環状の平坦面である。かかる無歯領域３２２は、内歯車３０２の内周面におけるモータ２００から離れた側の端部（出力側端部）に設けられる。また、内歯部３２１を挟んで無歯領域３２２とＸ方向の反対側、つまり、内歯部３２１よりモータ２００に近接する位置には、無歯領域は設けられない。

なお、上記の内歯車３０２の構成は一例であり、他の構成とすることもできる。例えば、内歯車３０２の内周面の全てを内歯部３２１とし、無歯領域３２２を設けなくてもよい。また、内歯車３０２の内周面における内歯部３２１のＸ方向両側それぞれに無歯領域を設けてもよい。また、内歯車３０２の内周面における内歯部３２１よりモータ２００に近接する位置に無歯領域を設けてもよい。

凹部３２３は、内歯部３２１とｒ方向に対向する。さらに詳細には、図１０に示される例では、凹部３２３が、内歯部３２１の一部とｒ方向に対向する。つまり、内歯部３２１は、凹部３２３の位置からｒ方向に延びる直線上に位置する。換言すれば、Ｘ方向における凹部３２３の範囲は、Ｘ方向における内歯部３２１の範囲と重複する。

内歯車３０２が内周面３１７の内側の空間に圧入される際、ハウジング３０１の内周面３１７の形状が内歯車３０２に転写され、内歯車３０２の内歯部３２１が変形する可能性がある。しかし、Ｘ方向における凹部３２３の範囲では、ハウジング３０１と内歯車３０２とが接触せず、ハウジング３０１の内面形状が内歯車３０２に転写されることが防止される。したがって、Ｘ方向における凹部３２３の範囲では、内歯部３２１の変形が抑制される。このため、内歯車３０２と外歯車３０３との噛み合い精度の悪化が抑制される。

凹部３２３の深さ、つまりｒ方向の長さは、外周面３２４における内歯車３０２のｒ方向の最大厚さの半分以下である。これにより、内歯車３０２のｒ方向の厚さが小さくなりすぎず、内歯車３０２の機械的強度を確保することができる。

［２－１．変形例］
以下、第２実施形態に係る減速機の変形例について説明する。

［２－１－１．第１変形例］
図１１は、第２実施形態に係る減速機の第１変形例におけるハウジング及び内歯車のアセンブリを示す側面断面図である。本例では、内歯車３０２の内周面において、内歯部３２１よりモータ２００に近接する側にも無歯領域３２２ａが設けられる。つまり、内歯部３２１は、内歯車３０２のモータ２００に近接する側の端面からＸ方向に距離を隔てて設けられる。また、ハウジング３０１の内周面３１７において、端面３１７ａと端面３１７ｂとの間に凹部３１７ｃが設けられる。つまり、凹部３１７ｃは、内周面３１７のＸ方向中間部分に設けられる。かかる凹部３１７ｃの一部は、内歯部３２１の全体とｒ方向に対向する。つまり、Ｘ方向における内歯部３２１の範囲は、Ｘ方向における凹部３１７ｃの範囲に含まれる。即ち、図１１に示されるように、Ｘ方向における内歯部３２１の範囲の全てが、Ｘ方向における凹部３１７ｃの範囲と重複する。

［２－１－２．第２変形例］
図１２は、第２実施形態に係る減速機の第２変形例におけるハウジング及び内歯車のアセンブリを示す側面断面図である。本例では、内歯車３０２において、モータ２００へ近接する側の端部に内歯部３２１が設けられる。また、凹部３２３が外周面３２４におけるＸ方向途中箇所から端面３２５までの範囲で設けられる。即ち、凹部３２３は内歯車３０２の端面３２５において開口する。換言すれば、凹部３２３は内歯車３０２のモータ２００への近接側において開口する。

凹部３２３が内歯車３０２のモータ２００への近接側に開口するので、Ｘ方向における凹部３２３よりモータ２００への近接側においてハウジング３０１と内歯車３０２とが接触しない。また、内歯部３２１は、内歯車３０２の内周面において、モータ２００へ近接する側に設けられる。したがって、ハウジング３０１の内面形状が内歯部３２１の形状に与える影響をより一層抑制することができる。

［２－１－３．第３変形例］
図１３は、第２実施形態に係る減速機の第３変形例におけるハウジング及び内歯車のアセンブリを示す側面断面図である。本例では、内歯車３０２の外周面３２４に、Ｘ方向に並ぶ複数の凹部３２３が設けられる。各凹部３２３は、内歯部３２１とｒ方向に対向する。

これにより、内歯部３２１の変形を抑制することができる。また、外周面３２４におけるハウジング３０１との接触部分が少なくなるので、ハウジング３０１と内歯車３０２との接合が容易になる。

［３．他の変形例］
上記の第１及び第２実施形態においては、回転電気機械の一例であるモータ２００に、第１シャフト１１０が接続される構成のアクチュエータ１００について述べた。しかし、アクチュエータはかかる構成に限られない。第１シャフト１１０に、回転電気機械の他の例である発電機が接続されてもよい。また、モータ、発電機、又は電動発電機のような回転電気機械に、第２シャフト１２０が接続されてもよい。

［４．補記］
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１００アクチュエータ
１１０第１シャフト
１１１中心軸
１２０第２シャフト
２００モータ
２１０回転子
２１１ヨーク
２１２永久磁石
２２０固定子
２２１鉄心
２２２コイル
２２４ティース
２３０ケース
２３１筒部
２３２蓋部
２３３穴
２３４軸受
２３５半円部
２３６フランジ部
２３７角部
２４０カバー
２４１穴
２４２軸受
３００減速機
３０１ハウジング
３０１ａ内周面
３０２内歯車
３０３外歯車
３０４カム
３０５可撓性軸受
３０６軸受
３０７ワッシャ
３０８板部材
３１０波動発生器
３１１半円部
３１２フランジ部
３１３角部
３１４出力側端
３１５入力側端
３１６，３１７，３１８，３１９内周面
３１７ａ端面
３１７ｂ端面
３１７ｃ凹部
３２１内歯部
３２２無歯領域
３２２ａ無歯領域
３２３凹部
３２４外周面
３２５端面
３２６端面
３３１円筒部
３３２蓋部
３３３外歯部
３４１小径部
３４２大径部
３４３欠落部
３４４接続穴
３５１外輪部材
３５２内輪部材
３５３ボール

Claims

一方向に延びる中心軸を中心とする周方向に回転可能な第１シャフトと、
周方向に回転可能であり且つ前記中心軸が延びる軸方向に前記第１シャフトと並ぶ第２シャフトと、
筒状のハウジングと、
内歯部を有し、前記ハウジングの内面に保持される内歯車と、
前記内歯部と部分的に噛み合う外歯部を有し、前記第２シャフトに接続される環状の外歯車と、
前記第１シャフトに接続され、前記内歯部と前記外歯部との噛み合い位置が周方向に変化するように、前記外歯車を変形させる波動発生器と、
を備え、
前記内歯車と前記ハウジングとは、別体であり、
前記内歯車の前記ハウジングへの接合面及び前記ハウジングの前記内歯車への接合面の少なくとも一方に、前記中心軸を中心とする径方向へ窪む凹部が設けられ、
前記凹部の少なくとも一部は、前記内歯部と径方向に重なる位置に設けられ、
前記凹部は、前記ハウジングの前記内歯車への接合面において径方向に窪む第１凹部を備え、
前記第１凹部の深さは、前記ハウジングの前記内歯車への接合面における前記ハウジングの径方向についての最大厚さの半分以下であり、
前記第１凹部は、前記ハウジングの一端に対して軸方向の他端側に開口する、変速機。
前記内歯車は、前記外歯部と噛み合う歯が設けられない無歯領域を備え、
前記外歯車は、軸方向の一端において前記第２シャフトに接続され、
前記無歯領域は、前記内歯部より前記外歯車の一端側にのみ設けられる、
請求項１に記載の変速機。
前記第１凹部は、前記内歯部の全体と径方向に対向する、
請求項１に記載の変速機。
前記凹部は、軸方向に並ぶ複数の前記第１凹部を備える、
請求項３に記載の変速機。
一方向に延びる中心軸を中心とする周方向に回転可能な第１シャフトと、
周方向に回転可能であり且つ前記中心軸が延びる軸方向に前記第１シャフトと並ぶ第２シャフトと、
筒状のハウジングと、
内歯部を有し、前記ハウジングの内面に保持される内歯車と、
前記内歯部と部分的に噛み合う外歯部を有し、前記第２シャフトに接続される環状の外歯車と、
前記第１シャフトに接続され、前記内歯部と前記外歯部との噛み合い位置が周方向に変化するように、前記外歯車を変形させる波動発生器と、
を備え、
前記内歯車と前記ハウジングとは、別体であり、
前記内歯車の前記ハウジングへの接合面及び前記ハウジングの前記内歯車への接合面の少なくとも一方に、前記中心軸を中心とする径方向へ窪む凹部が設けられ、
前記凹部の少なくとも一部は、前記内歯部と径方向に重なる位置に設けられ、
前記凹部は、前記内歯車の前記ハウジングへの接合面において径方向に窪む第２凹部を備え、
前記第２凹部の深さは、前記内歯車の前記ハウジングへの接合面における前記内歯車の径方向についての最大厚さの半分以下であり、
前記第２シャフトは、前記内歯車の軸方向における一端側に配置され、
前記第２凹部は、前記内歯車の前記一端に対して軸方向の他端側に開口する、変速機。
前記第２凹部は、前記内歯部の全体と径方向に対向する、
請求項５に記載の変速機。
前記凹部は、軸方向に並ぶ複数の前記第２凹部を備える、
請求項６に記載の変速機。
請求項１から７の何れか１項に記載の前記変速機と、
前記第１シャフト又は前記第２シャフトに接続される回転電気機械と、
を備える、
アクチュエータ。