JP2017180628A - 波動歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】傾斜の角度を肉厚が厚いサーキュラースプラインのリング状部材の内周に設けた波動歯車装置の提供。【解決手段】フレクスプライン１は、筒体１０と、この筒体１０の一方の開口縁部１１に接続され、開口縁部１１の外方に張り出すドーナツ状の円盤体１２と、筒体１０の外周に設けられた外周歯１ａとを有し、外周歯１ａは、筒体１０の中心軸方向に平行に切られた歯車であり、外周歯１ａの底１ａ１は、筒体１０の中心軸方向に平行に形成されている。サーキュラースプライン２は、リング状部材２０と、その内周に設けられた内周歯２ａとを有し、内周歯２ａの底２ａ１からリング状部材２０の外周に至る肉厚Ｔは、外周歯１ａの底１ａ１から筒体１０の内周に至る肉厚ｔより大きく、内周歯２ａの底２ａ１は、リング状部材２０の中心軸方向に対して、フレクスプライン１のドーナツ状の円盤体１２から遠ざかるに従って離間するように傾斜している。【選択図】図２

Description

本発明は、波動歯車装置に係り、特に、傾斜の角度を肉厚が厚いサーキュラースプラインのリング状部材の内周に設けた波動歯車装置に関する。

従来、ロボット等に使用される減速機として波動歯車装置がある。この波動歯車装置は、円環状の剛性内歯車と、この内側に配置された可撓性外歯車と、この内側に嵌めた波動発生器とを有し、前記可撓性外歯車は、可撓性の円筒状胴部と、この円筒状胴部の後端から半径方向に延びている円環状のダイヤフラムを備え、前記円筒状胴部の前端開口部の部位に形成されている外歯が、前記波動発生器によって、そのダイヤフラム側の後端部からその開口側の前端部に掛けて、前記ダイヤフラムからの距離にほぼ比例した撓み量が生ずるように楕円状に撓められている（特許文献１参照）

特許第５３９００２８号公報

上記従来の波動歯車装置にあっては、内歯と外歯の部品精度を高め、しかも、外歯を傾いて組み合わせている。
ところが、外歯は、肉厚が薄い可撓性外歯車の側に設けられているため、肉厚が薄い分、傾斜の角度を大きくとれないと共に、肉厚が薄い可撓性外歯車の側に傾斜の角度を付けることは、製作上も難しいという問題点が生じた。

本発明は、上記の問題点を考慮してなされた波動歯車装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の波動歯車装置は、入力軸に取り付けられたウェーブ・ジェネレータにより回転するフレクスプラインの外周歯をサーキュラースプラインの内周歯に部分的に噛み合わせてなる波動歯車装置であって、前記フレクスプラインは、筒体と、この筒体の一方の開口縁部に接続され、前記開口縁部の外方に張り出す、ドーナツ状の円盤体と、前記筒体の外周に設けられた前記外周歯とを有し、前記外周歯は、前記筒体の中心軸方向に平行に切られた歯車であり、前記外周歯の底は、前記筒体の中心軸方向に平行に形成され、前記サーキュラースプラインは、リング状部材と、このリング状部材の内周に設けられた前記内周歯とを有し、前記内周歯の底から前記リング状部材の外周に至る肉厚は、前記外周歯の底から前記筒体の内周に至る肉厚より大きく、前記内周歯の底は、前記リング状部材の中心軸方向に対して、前記フレクスプラインの前記ドーナツ状の円盤体から遠ざかる方向に従って離間するように傾斜するよう形成されているものである。

また、請求項２記載の波動歯車装置は、請求項１記載の波動歯車装置において、フレクスプラインが波動歯車装置に組み込まれる前にあっては、筒体とドーナツ状の円盤体とのなす角度は、直角であり、前記フレクスプラインが前記波動歯車装置に組み込まれ、前記フレクスプラインの内周がウェーブ・ジェネレータに当接すると、前記フレクスプラインの筒体は、前記フレクスプラインの筒体の中心軸方向に対して、前記フレクスプラインのドーナツ状の円盤体から遠ざかる方向に従って離間するように傾斜し、この傾斜する傾斜角をθとしたとき、０＜θ＜１０°であり、内周歯の底は、前記フレクスプラインのドーナツ状の円盤体から遠ざかる方向に従って離間するように傾斜に傾斜し、この傾斜の角度をθ’としたとき、０＜θ’＜１０°である。

請求項１記載の波動歯車装置によれば、従来の波動歯車装置に比べ、傾斜の角度を肉厚が厚いサーキュラースプラインのリング状部材の内周に設けたため、肉厚が厚い分、傾斜の角度を大きく取ることができると共に、製作上も内周歯を容易に作ることができる。
その結果、内周歯と外周歯のかみ合いの有効性を高め、高い許容トルクが得られると共に、点接触から面接触となり、面圧強度が向上し、引いては、耐寿命性をも大幅に改善することができる。

図１は、本発明の一実施例の波動歯車装置の概略的断面図である。 図１は、図１の波動歯車装置を分解して示す概略的分解斜視図である。 図３は、図１のサーキュラースプラインの概略的断面図である。 図４は、図１のサーキュラースプラインの概略的右側面図である。 図５は、図１のフレクスプラインの概略的右側面図である。 図６は、図５のフレクスプラインが図１の波動歯車装置に組み込まれ、図５のフレクスプラインが変形した状態を模式的に図示した概略的図である。

本発明の一実施例の波動歯車装置を図面を参照して説明する。

図１及び図２に示すＨは波動歯車装置で、波動歯車装置Ｈは、入力軸（図示せず）に取り付けられたウェーブ・ジェネレータ１００により回転するフレクスプライン（可撓性外歯歯車）１の外周歯１ａをサーキュラースプライン（剛性内歯歯車）２の内周歯２ａに部分的に噛み合わせてなるものである。
なお、外周歯１ａと内周歯２ａの噛み合わせ状態は、フレクスプライン１の変形状態
によって決まる。フレクスプライン１の変形状態はその内側に装着されるウェーブ・ジェ
ネレータの長軸寸法により決まる。

また、フレクスプライン１は、筒体１０と、この筒体１０の一方の開口縁部１１に接続され、開口縁部１１の外方に張り出す、ドーナツ状の円盤体１２と、筒体１０の外周に設けられた外周歯１ａとを有している。
外周歯１ａは、筒体１０の中心軸方向に平行に切られた歯車であり、外周歯１ａの底１ａ１は、筒体１０の中心軸方向に平行に形成されている。
フレクスプライン１が波動歯車装置Ｈに組み込まれる前にあっては、筒体１０とドーナツ状の円盤体１２とのなす角度は、図５に示すように、直角となっている。フレクスプライン１が波動歯車装置Ｈに組み込まれ、フレクスプライン１の内周がウェーブ・ジェネレータ１００に当接すると、フレクスプライン１の筒体１０は、図６に示すように、フレクスプライン１の筒体１０は、フレクスプライン１の筒体１０の中心軸方向に対して、フレクスプライン１のドーナツ状の円盤体１２から遠ざかる方向に従って離間するように傾斜し、この傾斜する傾斜角（歯切り角度θ）をθとしたとき、０＜θ＜１０°が望ましい。

また、サーキュラースプライン２は、リング状部材２０と、このリング状部材２０の内周に設けられた内周歯２ａとを有し、内周歯２ａの底２ａ１からリング状部材２０の外周に至る肉厚Ｔは、外周歯１ａの底１ａ１から筒体１０の内周に至る肉厚ｔより大きくなっている（Ｔ＞ｔ）。図３に示す２１は断面Ｖ字形状の溝、図１に示す２２は溝２１に設けられた円筒ころ（クロスローラ）である。
そして、内周歯２ａには、リング状部材２０の内周歯２ａの歯切りの際に、歯切り角度θが形成されている。
即ち、内周歯２ａの底２ａ１は、リング状部材２０の中心軸から遠ざかる方向に従って離間するように傾斜するよう形成されている。内周歯２ａの底２ａ１は、フレクスプライン１のドーナツ状の円盤体１２から遠ざかる方向に従って離間するように傾斜し、この傾斜の角度を（歯切り角度θ’）θ’としたとき、０＜θ’＜１０°が望ましい。
なお、図１に示す３は外輪、２１はリング状部材２０の，２２である。

従って、上述した波動歯車装置Ｈによれば、従来の波動歯車装置に比べ、傾斜の角度（歯切り角度）θを肉厚Ｔが厚いサーキュラースプライン２のリング状部材２０の内周に設けることができるため、肉厚Ｔが外周歯１ａの底１ａ１から筒体１０の内周に至る肉厚ｔより厚い分、傾斜の角度を大きく取ることができると共に、製作上も内周歯２ａを容易に作ることができる。
その結果、内周歯２ａと外周歯１ａのかみ合いの有効性を高め、高い許容トルクが得られると共に、点接触から面接触となり、面圧強度が向上し、引いては、耐寿命性をも大幅に改善することができる。

Ｈ 波動歯車装置
１ フレクスプライン
２ サーキュラースプライン
１ａ 外周歯
１ａ１ 底
２ａ 内周歯
２ａ１ 底
１０ 筒体
１１ 開口縁部
１２ ドーナツ状の円盤体
２０ リング状部材
Ｔ 肉厚
ｔ 肉厚

Claims (2)

1. 入力軸に取り付けられたウェーブ・ジェネレータにより回転するフレクスプラインの
   外周歯をサーキュラースプラインの内周歯に部分的に噛み合わせてなる波動歯車装置であ
   って、
   前記フレクスプラインは、筒体と、この筒体の一方の開口縁部に接続され、前記開口縁部の外方に張り出す、ドーナツ状の円盤体と、前記筒体の外周に設けられた前記外周歯とを有し、
   前記外周歯は、前記筒体の中心軸方向に平行に切られた歯車であり、
   前記外周歯の底は、前記筒体の中心軸方向に平行に形成され、
   前記サーキュラースプラインは、リング状部材と、このリング状部材の内周に設けられた前記内周歯とを有し、
   前記内周歯の底から前記リング状部材の外周に至る肉厚は、前記外周歯の底から前記筒体の内周に至る肉厚より大きく、
   前記内周歯の底は、前記リング状部材の中心軸方向に対して、前記フレクスプラインの前記ドーナツ状の円盤体から遠ざかる方向に従って離間するように傾斜するよう形成されている
   ことを特徴とする波動歯車装置。
2. フレクスプラインが波動歯車装置に組み込まれる前にあっては、筒体とドーナツ状の円盤体とのなす角度は、直角であり、前記フレクスプラインが前記波動歯車装置に組み込まれ、前記フレクスプラインの内周がウェーブ・ジェネレータに当接すると、前記フレクスプラインの筒体は、前記フレクスプラインの筒体の中心軸方向に対して、前記フレクスプラインのドーナツ状の円盤体から遠ざかる方向に従って離間するように傾斜し、この傾斜する傾斜角をθとしたとき、０＜θ＜１０°であり、
   内周歯の底は、前記フレクスプラインのドーナツ状の円盤体から遠ざかる方向に従って離間するように傾斜に傾斜し、この傾斜の角度をθ’としたとき、０＜θ’＜１０°である
   ことを特徴とする請求項１記載の波動歯車装置。