JP2020085185A - カップリング装置、減速機、波動歯車式減速機 - Google Patents

Abstract

【課題】入力回転体が出力回転体に対して傾いている場合や偏心している場合に傾きや偏心に起因する位置のずれを吸収する。【解決手段】カップリング装置は、入力伝達部４１０と、出力伝達部４２０と、中間伝達部４３０と、第１変位吸収部材４５０と、第２変位吸収部材４６０とを備える。入力伝達部は、入力回転体４１に含まれる。出力伝達部は、出力回転体４２に含まれるとともに、入力伝達部の径方向外方に位置する。中間伝達部は、軸方向に延びる円筒状であり、入力伝達部の径方向外方、かつ、出力伝達部の径方向内方に配置される。第１変位吸収部材は、中間伝達部の軸方向の一方側の端面である前端面に取り付けられるとともに、入力伝達部の軸方向の一方側の端面である前端面に取り付けられる。第２変位吸収部材は、出力伝達部の軸方向の他方側の端面である後端面に取り付けられるとともに、中間伝達部の軸方向の他方側の端面である後端面に取り付けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、カップリング装置、減速機、および波動歯車式減速機に関する。

従来、入力回転体と出力回転体とを接続するカップリング装置が知られている。この種のカップリング装置は、例えば電動機や減速機に用いられる。従来のカップリング装置については、例えば特開２００４−２４５２６９号公報に開示されている。この特開２００４−２４５２６９号公報に開示された電動機の継手は、電動機の出力軸に固定されたオルダムハブと、被駆動軸に固定されたオルダムハブと、二つのオルダムハブを互いに直角に連結するオルダムスライダ（１１）とを備えている。
特開２００４−２４５２６９号公報

特開２００４−２４５２６９号公報に開示されるようなオルダム継手の場合、オルダムハブと、オルダムスライダ（１１）とに、すきま公差を持たせることで、出力軸の被駆動軸に対する傾きや偏心に起因する位置のずれ分を吸収する構成とすることが一般的である。しかしながら、斯かる構成を採用した場合、高い加工精度が要求されるため、製造コストが嵩んでしまうという点で、不利であった。また、すきま公差を持たせると、駆動時に部品同士が衝突して振動や騒音が大きくなってしまうという点でも、改善の余地があった。

本発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、その潜在的な目的は、入力回転体が出力回転体に対して傾いている場合や、偏心している場合に、傾きや偏心に起因する位置のずれ分を柔軟に吸収することができ、しかも製造コストを抑えることができ、しかも振動や騒音も軽減できるカップリング装置ならびにそれを備える減速機および波動歯車式減速機の技術を提供することにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

本発明の観点によれば、中心軸を中心として回転する入力回転体と出力回転体とを接続するカップリング装置であって、入力伝達部と、出力伝達部と、中間伝達部と、第１変位吸収部材と、第２変位吸収部材とを備えるカップリング装置が提供される。前記入力伝達部は、前記入力回転体に含まれる。前記出力伝達部は、前記出力回転体に含まれるとともに、前記入力伝達部の径方向外方に位置する。前記中間伝達部は、軸方向に延びる円筒状であり、前記入力回転部の径方向外方、かつ、前記出力伝達部の径方向内方に配置される。前記第１変位吸収部材は、前記中間伝達部の軸方向の一方側の端面である前端面に取り付けられるとともに、前記入力伝達部の軸方向の一方側の端面である前端面に取り付けられる。前記第２変位吸収部材は、前記出力伝達部の前記軸方向の他方側の端面である後端面に取り付けられるとともに、前記中間伝達部の軸方向の他方側の端面である後端面に取り付けられる。

本発明の観点によれば、入力回転体が出力回転体に対して傾いている場合や、偏心している場合に、傾きや偏心に起因する位置のずれ分を柔軟に吸収することができ、しかも製造コストを抑えることができ、しかも駆動時の振動や騒音も軽減できるカップリング装置ならびにそれを備える減速機および波動歯車式減速機の技術が提供される。

図１は、本実施形態に係るカップリング装置を備える波動歯車式減速機の縦断面図である。 図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図３は、本実施形態に係るカップリング装置の構成を示す図であり、前端面図と、縦断面図と、後端面図とを示している。 図４は、カップリング装置が偏心に起因する位置のずれを吸収する様子を示す図である。 図５は、変形例に係るカップリング装置の構成を示す図であり、前端面図と、縦断面図と、後端面図とを示している。

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、波動歯車式減速機の中心軸と平行な方向を「軸方向」、波動歯車式減速機の中心軸に直交する方向を「径方向」、波動歯車式減速機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。なお、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．波動歯車式減速機の全体構成＞
以下では、図１および図２を参照して、実施形態に係る波動歯車式減速機１００の全体的な構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るカップリング装置４０を備える波動歯車式減速機１００の縦断面図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、可撓性外歯と剛性内歯との噛み合いを示している。ただし、図２においては、図面を見やすくするために、ハッチングを省略している。

本実施形態の波動歯車式減速機１００は、後述する剛性内歯歯車（内歯歯車）１０と可撓性外歯歯車２０との差動（相対回転）を利用して、入力された回転動力を変速する装置である。波動歯車式減速機１００は、例えば、小型ロボットの関節に組み込まれ、モータから得られる動力を減速する減速機として用いられる。図１に示すように、波動歯車式減速機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、カップリング装置４０とを備えている。

剛性内歯歯車１０は、図１に示す中心軸Ｃを中心とする円環状の部材である。剛性内歯歯車１０の剛性は、後述する可撓性外歯歯車２０の可撓性歯部２３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。剛性内歯歯車１０は、内周面に複数の剛性内歯１１を有する。図２に示すように、複数の剛性内歯１１は、周方向に沿って、一定のピッチで配列される。本実施形態の剛性内歯歯車１０は、波動歯車式減速機１００が搭載される装置の枠体に固定される。

図１に示すように、可撓性外歯歯車２０は、円筒状の胴部２１と平板部２２とを備える部材である。胴部２１は、径方向に撓み変形可能な部位である。円筒状の胴部２１は、軸方向の一方側の端部である後端部に、可撓性外歯２９が外周面に形成される可撓性歯部２３を有する。円筒状の胴部２１の軸方向の他方側の端部には、平板部２２が接続される。

平板部２２は中心軸Ｃに対して垂直に略平面状に広がる部位である。平板部２２は、胴部２１よりも撓み変形し難い。平板部２２は、円環板状の固定部２５と、ダイヤフラム部２４とを有する。ダイヤフラム部２４は、胴部２１との接続箇所に近い側に配置され、軸方向の肉厚が固定部２５よりも薄い。ダイヤフラム部２４は、円環状の形状を有し、可撓性歯部２３よりも小さい撓み性を有する。

固定部２５は、ダイヤフラム部２４の径方向内側に配置される、一定の肉厚を有する部位である。固定部２５の撓み性は、ダイヤフラム部２４の撓み性よりもはるかに小さい。固定部２５には、減速後の動力を取り出すための出力シャフト（図示省略）が同軸上で固定される。なお、可撓性外歯歯車２０と出力シャフトとを合わせたものが、本実施形態に係る「減速回転体」をなしている。

波動発生器３０は、可撓性外歯歯車２０の可撓性歯部２３を径方向に非真円形状に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、波動ベアリング３３とを有する。

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板状のカムである。図１に示すように、非真円カム３１は、可撓性外歯歯車２０の可撓性歯部２３の径方向内方に配置される。非真円カム３１の中央部には、駆動シャフト１が、後述するカップリング装置４０を介して、相対回転不能に固定される。具体的には、この駆動シャフト１は、例えば電動機の出力シャフトとすることができる。駆動シャフト１が回転すると、非真円カム３１が、中心軸Ｃを中心にして減速前の回転数、すなわち駆動シャフト１と同一の回転数で回転する。

図２に示すように、波動ベアリング３３は、内輪３３１と、複数のボール３３２と、弾性変形可能な外輪３３３とを有する。内輪３３１は、非真円カム３１の外周面に固定される。外輪３３３は、可撓性外歯歯車２０の可撓性歯部２３の内周面に固定される。複数のボール３３２は、内輪３３１と外輪３３３の間に介在し、周方向に沿って配列される。外輪３３３は、回転される非真円カム３１のカムプロフィールを反映して、内輪３３１およびボール３３２を介して弾性変形（撓み変形）する。

カップリング装置４０は、駆動シャフト１と波動発生器３０とを接続するための継手装置である。カップリング装置４０は、概ね円筒状である。より具体的には、カップリング装置４０は、中心軸Ｃを中心として回転する入力回転体４１と、当該入力回転体４１と同軸上に配置された出力回転体４２とを、接続する。入力回転体４１は、駆動シャフト１を含む。入力回転体４１は、駆動シャフト１と同一の回転数で回転する。このため、駆動シャフト１が第１回転数で回転すると、入力回転体４１も第１回転数で回転する。そうすると、後に詳述するように、出力回転体４２も入力回転体４１と同一の第１回転数で回転する。ここで、本実施形態では、波動発生器３０の非真円カム３１が、出力回転体４２の動力伝達経路の最も後段の部位をなしている。そのため、入力回転体４１が第１回転数で回転すると、波動発生器３０の非真円カム３１も第１回転数で回転する。なお、カップリング装置４０の詳細な構成については、後に詳述する。

このように、波動歯車式減速機１００においては、駆動シャフト１に第１回転数の動力が供給されると、非真円カム３１も第１回転数で回転する。また、非真円カム３１の回転に伴って、波動ベアリング３３を介して、可撓性外歯歯車２０の可撓性歯部２３の内周面が押されることにより、可撓性歯部２３が楕円状に径方向に撓み変形する。これにより、図２のように、可撓性歯部２３がなす楕円の長軸の両端の２箇所で、可撓性外歯２９と剛性内歯１１とが噛み合う。この際、前記楕円の外周のうち上記の２箇所以外の位置では、可撓性外歯２９と剛性内歯１１とは噛み合わない。

非真円カム３１が回転すると、前記楕円の長軸の位置が周方向に移動するので、可撓性外歯２９と剛性内歯１１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１０の剛性内歯１１の数と、可撓性外歯歯車２０の可撓性外歯２９の数とは、僅かに相違する。このため、非真円カム３１の１回転ごとに、剛性内歯１１と可撓性外歯２９との噛み合い位置が僅かに変化する。その結果、剛性内歯歯車１０に対して可撓性外歯歯車２０および上記の出力シャフト（減速回転体）が、減速された第２回転数で回転する。これにより、減速された動力を装置の外部に取り出すことができる。

ここで、継手等のカップリング装置においては、多少の取付誤差等があっても入力回転体の回転を出力回転体へ精度よく伝達できることが求められる。そのため、軸方向において、入力回転体と出力回転体との間に、傾きや偏心に起因する位置のずれを吸収するための変位吸収部材（例えば、オルダムスライダ）を設けることが一般的に考えられる。しかしながら、斯かる構成とした場合、カップリング装置が軸方向に大型化してしまうという問題があった。また、傾きや偏心に起因する位置のずれを柔軟に吸収できるようにするために、入力回転体および出力回転体と、変位吸収部材とに、すきま公差を持たせることが一般的に考えられる。しかしながら、斯かる構成とした場合、高い加工精度が要求されるため、製造コストが嵩んでしまうという問題があった。また、すきま公差を持たせると、駆動時に部品同士が衝突して振動や騒音が大きくなってしまう点でも、改善の余地があった。

この点、本実施形態に係るカップリング装置４０は、入力回転体の出力回転体に対する傾きや偏心に起因する位置のずれを柔軟に吸収できるようにするための、特有の構成を有する。この特有の構成によれば、カップリング装置４０が軸方向に大型化してしまうことを抑制でき、しかも、製造コストを抑えることができ、しかも、駆動時の振動や騒音の問題も解消できる。

＜１−２．カップリング装置の詳細構成＞
以下では、本実施形態のカップリング装置４０に特有の構成について、図１から図４までを参照して説明する。図３は、カップリング装置４０の縦断面図と、カップリング装置４０を軸方向の一方側からみた前端面図と、カップリング装置４０を軸方向の他方側からみた後端面図とである。図４は、カップリング装置４０が、入力回転体４１の出力回転体４２に対する偏心に起因する位置のずれ分を吸収する様子を示す縦断面図である。

カップリング装置４０は、駆動シャフト１を含む入力回転体４１と、後段側で波動発生器３０および可撓性外歯歯車２０を介して出力シャフトに接続される出力回転体４２とを、同期回転する態様で接続する。図３に示すように、カップリング装置４０は、入力回転体４１に含まれる部位として、入力伝達部４１０を有する。入力伝達部４１０は、入力回転体４１の動力伝達経路の最も後段に位置する。

また、カップリング装置４０は、出力回転体４２に含まれる部位として、出力伝達部４２０を有する。出力伝達部４２０は、出力回転体４２の動力伝達経路の最も前段に位置する。本実施形態の出力伝達部４２０は、非真円カム３１と単一の部材をなしている。

カップリング装置４０は、動力伝達経路における入力伝達部４１０と出力伝達部４２０との間に、中間伝達部４３０、第１変位吸収部材４５０、および第２変位吸収部材４６０を主として有する。

入力伝達部４１０は、軸方向に延びる円筒状の部材である。図１に示すように、入力伝達部４１０は、駆動シャフト１の軸方向の他方側の端部の径方向外方に配置される。入力伝達部４１０と駆動シャフト１とは、互いの間にキー部材４１１を介在させることにより、相対回転不能に固定されている。入力伝達部４１０の軸方向の一方側の端面である前端面には、軸方向に延びる第１ネジ孔が２つ形成される。軸方向にみたときに、この２つの第１ネジ孔の一方は、中心軸Ｃを挟んで他方の第１ネジ孔とは反対側に配置される。

出力伝達部４２０は、軸方向に延びる円筒状の部材である。出力伝達部４２０は、入力伝達部４１０の径方向外方に配置される。出力伝達部４２０の内径は、入力伝達部４１０の外径よりも大きい。出力伝達部４２０の軸方向の他方側の端面である後端面には、軸方向に延びる第４ネジ孔が２つ形成される。軸方向にみたときに、この２つの第４ネジ孔の一方は、中心軸Ｃを挟んで他方の第４ネジ孔とは反対側に配置される。

中間伝達部４３０は、軸方向に延びる円筒状の部材である。中間伝達部４３０は、入力伝達部４１０の径方向外方、かつ、出力伝達部４２０の径方向内方に配置される。中間伝達部４３０の径方向の厚みは、入力伝達部４１０の外径と出力伝達部４２０の内径との差分よりも小さい。したがって、中間伝達部４３０は、径方向外方にも径方向内方にもクリアランスを有する状態で、入力伝達部４１０と出力伝達部４２０との間に配置される。

中間伝達部４３０の軸方向の一方側の端面である前端面には、軸方向に延びる第２ネジ孔が２つ形成される。軸方向にみたときに、この２つの第２ネジ孔の一方は、中心軸Ｃを挟んで他方の第２ネジ孔とは反対側に配置される。また、中間伝達部４３０の軸方向の他方側の端面である後端面には、軸方向に延びる第３ネジ孔が２つ形成される。軸方向にみたときに、この２つの第３ネジ孔の一方は、中心軸Ｃを挟んで他方の第３ネジ孔とは反対側に配置される。本実施形態においては、軸方向にみたときに、２つの第２ネジ孔の中心同士を結ぶ第２仮想直線Ｌ２は、２つの第３ネジ孔の中心同士を結ぶ第３仮想直線Ｌ３に対して、直交している。

第１変位吸収部材４５０は、矩形状の板バネである。第１変位吸収部材４５０は、軸方向にみたときに第１ネジ孔が中心軸Ｃを中心にして第２ネジ孔に対して９０°回転した位置に配置された状態で、入力伝達部４１０の前端面と、中間伝達部４３０の前端面とに、取り付けられる。詳細には、第１変位吸収部材４５０の中央部には、円孔が設けられる。この円孔に、駆動シャフト１が挿入される。第１変位吸収部材４５０の矩形の４つの角部には、第１ネジ孔に対応する第１貫通孔と、第２ネジ孔に対応する第２貫通孔とが、周方向に交互に配置される。そして、第１ネジ孔に第１貫通孔を軸方向の一方側から重ね合わせた状態で、第１ネジ孔にネジ等の第１締結部材４７１がねじ込まれる。また、第２ネジ孔に第２貫通孔を軸方向の一方側から重ね合わせた状態で、第２ネジ孔にネジ等の第２締結部材４７２がねじ込まれる。このようにして、入力伝達部４１０と中間伝達部４３０とが、間に第１変位吸収部材４５０を介在させて接続される。

図３に示すように、第１変位吸収部材４５０は、軸方向にみたときに、第１締結部材４７１が挿入される箇所と、第２締結部材４７２が挿入される箇所との間に、径方向の厚みが相対的に薄い腕部４５０ａを有する。また、第１変位吸収部材４５０の矩形の角部は、出力伝達部４２０には到達しない。これにより、第１変位吸収部材４５０との接触により出力伝達部４２０の動きが阻害されてしまうといった事態が生じない。

第２変位吸収部材４６０は、矩形状の板バネである。第２変位吸収部材４６０は、軸方向にみたときに第４ネジ孔が中心軸Ｃを中心にして第３ネジ孔に対して９０°回転した位置に配置された状態で、中間伝達部４３０の後端面と、出力伝達部４２０の後端面とに、取り付けられる。詳細には、第２変位吸収部材４６０の中央部には、円孔が設けられる。この円孔に、駆動シャフト１が挿入される。第２変位吸収部材４６０の矩形の４つの角部には、第３ネジ孔に対応する第３貫通孔と、第４ネジ孔に対応する第４貫通孔とが、周方向に交互に配置される。そして、第３ネジ孔に第３貫通孔を軸方向の他方側から重ね合わせた状態で、第３ネジ孔にネジ等の第３締結部材４７３がねじ込まれる。また、第４ネジ孔に第４貫通孔を軸方向の他方側から重ね合わせた状態で、第４ネジ孔にネジ等の第４締結部材４７４がねじ込まれる。このようにして、中間伝達部４３０と出力伝達部４２０とが、間に第２変位吸収部材４６０を介在させて接続される。

図３に示すように、第２変位吸収部材４６０は、軸方向にみたときに、第３締結部材４７３が挿入される箇所と、第４締結部材４７４が挿入される箇所との間に、径方向の厚みが相対的に薄い腕部４６０ａを有する。

以上のような構成のカップリング装置４０において、取付誤差等に起因して、入力回転体４１が出力回転体４２に対して厳密に同軸上には配置されない場合が想定される。具体的には、入力回転体４１が出力回転体４２に対して傾いている場合と、入力回転体４１が出力回転体４２に対して偏心している場合とが、想定される。以下では、これらの場合の、カップリング装置４０の各部の作用について、詳細に説明する。

＜１−３．入力回転体が出力回転体に対して傾いている場合について＞
入力回転体４１の中心軸Ｃが、出力回転体４２の中心軸Ｄに対して大きく傾いている場合、軸方向にみたときに２つの第１締結部材４７１の中心同士を結ぶ第１仮想直線Ｌ１が、中心軸Ｄに垂直な仮想平面に対して大きく傾斜していると想定される。斯かる場合、腕部４５０ａが変形することにより、軸方向にみたときに２つの第２締結部材４７２の中心同士を結ぶ第２仮想直線Ｌ２の、中心軸Ｄに垂直な平面に対する傾斜量は、第１仮想直線Ｌ１ほどには大きくはない。すなわち、腕部４５０ａが変形することにより、入力伝達部４１０の傾きに起因する位置のずれ分が、減衰されて、中間伝達部４３０へと伝達される。さらに、腕部４６０ａが変形することにより、軸方向にみたときに２つの第４締結部材４７４の中心同士を結ぶ第４仮想直線Ｌ４の、中心軸Ｄに垂直な平面に対する傾斜量は、第２仮想直線Ｌ２および第３仮想直線Ｌ３ほどには大きくはない。すなわち、腕部４６０ａが変形することにより、中間伝達部４３０の傾きに起因する位置のずれ分が、減衰されて、出力伝達部４２０へと伝達される。すなわち、回転が入力伝達部４１０から中間伝達部４３０へと伝達される第１段階と、回転が中間伝達部４３０から出力伝達部４２０へと伝達される第２段階の、２段階で、傾きに起因する位置のずれ分が減衰される。その結果、入力回転体４１が出力回転体４２に対して大きく傾斜していても、傾きに起因する位置のずれ分を変位吸収部材４５０，４６０により吸収して、入力回転体４１の回転を精度よく出力回転体４２に伝達することができる。

＜１−４．入力回転体が出力回転体に対して偏心している場合について＞
入力回転体４１の中心軸Ｃが、出力回転体４２の中心軸Ｄに対して偏心している場合、腕部４５０ａが変形することにより、中間伝達部４３０の前端面の位置が、中心軸Ｄにより近づいた位置に調整される。また、腕部４６０ａが変形することにより、中間伝達部４３０の後端面の位置が、中心軸Ｄにより近づいた位置に調整される。すなわち、腕部４５０ａが変形することにより、入力伝達部４１０の偏心に起因する位置のずれ分が、減衰されて、中間伝達部４３０へと伝達される。さらに、腕部４６０ａが変形することにより、中間伝達部４３０の偏心に起因する位置のずれ分が、減衰されて、出力伝達部４２０へと伝達される。すなわち、回転が入力伝達部４１０から中間伝達部４３０へと伝達される第１段階と、回転が中間伝達部４３０から出力伝達部４２０へと伝達される第２段階の、２段階で、偏心に起因する位置のずれ分が減衰される。その結果、入力回転体４１が出力回転体４２に対して偏心していても、偏心に起因する位置のずれ分を変位吸収部材４５０，４６０により吸収して、入力回転体４１の回転を精度よく出力回転体４２に伝達することができる。

＜１−５．まとめ＞
以上に示したように、本実施形態のカップリング装置４０は、入力伝達部４１０と、出力伝達部４２０と、中間伝達部４３０と、第１変位吸収部材４５０と、第２変位吸収部材４６０とを備える。第１変位吸収部材４５０は、入力伝達部４１０の前端面に取り付けられるとともに、中間伝達部４３０の前端面に取り付けられる。第２変位吸収部材４６０は、中間伝達部４３０の後端面に取り付けられるとともに、出力伝達部４２０の後端面に取り付けられる。これにより、入力回転体４１が出力回転体４２に対して傾いている場合や、偏心している場合においても、傾きや偏心に起因する位置のずれ分が、変位吸収部材４５０，４６０が変形することで吸収されて、入力回転体４１の回転を出力回転体４２へ精度よく伝達することができる。

また、本実施形態のカップリング装置４０では、変位吸収部材４５０，４６０は板バネである。これにより、カップリング装置４０の軸方向のサイズを小型化することができる。

また、本実施形態のカップリング装置４０では、第１変位吸収部材４５０は、第１締結部材４７１を介して入力伝達部４１０に取り付けられるとともに、第２締結部材４７２を介して中間伝達部４３０に取り付けられる。また、第２変位吸収部材４６０は、第３締結部材４７３を介して中間伝達部４３０に取り付けられるとともに、第４締結部材４７４を介して出力伝達部４２０に取り付けられる。これにより、シンプルな態様で、第１変位吸収部材４５０を入力伝達部４１０および中間伝達部４３０に取り付けるとともに、第２変位吸収部材４６０を中間伝達部４３０および出力伝達部４２０に取り付けることができる。

また、本実施形態のカップリング装置４０では、２つの第１締結部材４７１同士を結ぶ第１仮想直線Ｌ１は、２つの第２締結部材４７２同士を結ぶ第２仮想直線Ｌ２と直交する。これにより、入力回転体４１が出力回転体４２に対して傾いていることに起因して、第１仮想直線Ｌ１が、中心軸に垂直な仮想平面に対して傾斜している場合においても、第２仮想直線Ｌ２の仮想平面に対する傾斜量は相対的に少なく抑えることができる。その結果、傾き等に起因する位置のずれ分を減衰して、入力回転体４１の回転を出力回転体４２へと伝達することができる。

また、本実施形態のカップリング装置４０では、軸方向にみたときに、２つの第３締結部材４７３同士を結ぶ第３仮想直線Ｌ３は、２つの第４締結部材４７４同士を結ぶ第４仮想直線Ｌ４と直交する。これにより、入力回転体４１が出力回転体４２に対して傾いていることに起因して、第３仮想直線Ｌ３が、中心軸に垂直な仮想平平面に対して傾斜している場合においても、第４仮想直線Ｌ４の仮想平面に対する傾斜量は相対的に少なく抑えることができる。その結果、傾き等に起因する位置のずれ分を大幅に減衰して、入力回転体４１の回転を出力回転体４２へと伝達することができる。すなわち、回転が入力伝達部４１０から中間伝達部４３０へと伝達される第１段階と、回転が中間伝達部４３０から出力伝達部４２０へと伝達される第２段階の、２段階で、傾き等に起因する位置のずれ分が減衰される。その結果、入力回転体４１の出力回転体４２に対する大きな傾きや偏心を許容したカップリング装置４０が実現する。

また、本実施形態のカップリング装置４０では、第１変位吸収部材４５０および第２変位吸収部材４６０は、それぞれ、軸方向にみたときに矩形状であり、中央部に円孔を有する。第１締結部材４７１および第２締結部材４７２は、第１変位吸収部材４５０の角部に配置される。第３締結部材４７３および第４締結部材４７４は、第２変位吸収部材４６０の角部に配置される。これにより、変位吸収部材４５０，４６０において、周方向に隣接する角部と角部との間に、径方向の厚みが相対的に薄い腕部（薄肉部）４５０ａ，４６０ａが配置されることになる。よって、変位吸収部材４５０，４６０をより容易に変形させることができる。その結果、入力回転体４１の出力回転体４２に対する傾きや偏心を大きく許容したカップリング装置４０を実現できる。

＜２．第１変形例＞
上記の実施形態では、出力伝達部４２０と非真円カム３１とは、単一の部材であったが、これに限らない。すなわち、出力伝達部４２０と非真円カム３１とを個別の部材として、出力伝達部４２０の外周面に非真円カム３１の内周面が結合されていてもよい。斯かる構成とした場合の、カップリング装置４００の具体例を、図５に示している。なお、図５中では、第１実施形態に示したのと同様の構成・機能の部材に、第１実施形態のものと同一の符号を付してある。

＜３．第２変形例＞
上記の実施形態では、軸方向にみたときに、第２締結部材４７２が配置される位置は、中心軸Ｃを中心にして、第３締結部材４７３が配置される位置と互いに９０°回転した位置であった。しかしながら、これに代えて、軸方向にみたときに、第２締結部材４７２が配置される位置が、第３締結部材４７３が配置される位置と重なっていてもよい。斯かる構成とした場合、中間伝達部４３０内に、第２／第３締結部材４７３を埋め込むための孔を形成する加工工程を、効率的に行うことができる。具体的には、加工工程により、中間伝達部４３０に軸方向に貫通する孔を形成し、この孔に第２／第３締結部材４７３を軸方向の両側から締結することができる。その結果、カップリング装置４０の製造コストを抑えることができる。

＜４．第３変形例＞
上記の実施形態では、軸方向にみたときに、第１締結部材４７１が配置される位置と、第３締結部材４７３が配置される位置とが、互いに重なっていた。また、第２締結部材４７２が配置される位置と、第４締結部材４７４が配置される位置とが、互いに重なっていた。しかしながら、これに代えて、軸方向にみたときに、第１締結部材４７１が配置される位置と、第２締結部材４７２が配置される位置と、第３締結部材４７３が配置される位置と、第４締結部材４７４が配置される位置とが、いずれも互いに重ならなくてもよい。斯かる構成とした場合、第１変位吸収部材４５０および第２変位吸収部材４６０の変形量が、局所的に集中してしまうことを抑制できる。

＜５．第４変形例＞
さらに言えば、軸方向にみたときに、第１締結部材４７１、第２締結部材４７２、第３締結部材４７３、および第４締結部材４７４が、周方向に等間隔に配置されていてもよい。このような構成とした場合、入力回転体４１が出力回転体４２に対して３６０°のどの方向に傾斜／偏心している場合においても、入力回転体４１の回転を出力回転体４２へとムラを抑えて滑らかに伝達することができる。

＜６．その他の変形例＞
上記の実施形態では、締結部材はネジ等であり、ネジ孔にねじ込まれるとしたが、これに限定されない。例えば、締結部材をリベット等とし、入力伝達部、中間伝達部、および出力伝達部の端面に設けられた孔に埋め込まれるものとしてもよい。

第１変位吸収部材４５０の矩形の各辺（腕部４５０ａ）が、径方向内方にえぐれていてもよい。同様に、第２変位吸収部材４６０の矩形の各辺（腕部４６０ａ）が、径方向内方にえぐれていてもよい。その場合、腕部４５０ａ，４６０ａの径方向の厚みがより薄型化し、変形しやすくなる。

第１変位吸収部材４５０および第２変位吸収部材４６０の形状は、必ずしも矩形状ではなくてもよく、例えば円形状等としてもよい。

上記の実施形態では、カップリング装置４０は、減速機、特に波動歯車式減速機１００に備えられているとしたが、これに限定されない。本発明に係るカップリング装置は、減速機に限らず、電動機等の種々の機器に幅広く適用可能である。

また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本願は、カップリング装置、減速機、および波動歯車式減速機に利用できる。

１ 駆動シャフト
１０ 剛性内歯歯車
１１ 剛性内歯
２０ 可撓性外歯歯車
２１ 胴部
２２ 平板部
２３ 可撓性歯部
２４ ダイヤフラム部
２５ 固定部
２９ 可撓性外歯
３０ 波動発生器
３１ 非真円カム
３３ 波動ベアリング
４０ カップリング装置
４１ 入力回転体
４２ 出力回転体
１００ 波動歯車式減速機
３３１ 内輪
３３２ ボール
３３３ 外輪
４００ カップリング装置
４１０ 入力伝達部
４１１ キー部材
４２０ 出力伝達部
４３０ 中間伝達部
４５０ 第１変位吸収部材
４５０ 変位吸収部材
４５０ａ 腕部
４６０ 第２変位吸収部材
４６０ 変位吸収部材
４６０ａ 腕部
４７１ 第１締結部材
４７２ 第２締結部材
４７３ 第３締結部材
４７４ 第４締結部材
Ｃ 中心軸
Ｄ 中心軸
Ｌ１ 第１仮想直線
Ｌ２ 第２仮想直線
Ｌ３ 第３仮想直線
Ｌ４ 第４仮想直線

Claims (13)

1. 中心軸を中心として回転する入力回転体と出力回転体とを接続するカップリング装置であって、
   前記入力回転体に含まれる入力伝達部と、
   前記出力回転体に含まれるとともに、前記入力伝達部の径方向外方に位置する出力伝達部と、
   軸方向に延びる円筒状であり、前記入力回転部の径方向外方、かつ、前記出力伝達部の径方向内方に配置される中間伝達部と、
   前記中間伝達部の軸方向の一方側の端面である前端面に取り付けられるとともに、前記入力伝達部の軸方向の一方側の端面である前端面に取り付けられる第１変位吸収部材と、
   前記出力伝達部の前記軸方向の他方側の端面である後端面に取り付けられるとともに、前記中間伝達部の軸方向の他方側の端面である後端面に取り付けられる第２変位吸収部材と、
   を備えるカップリング装置。
2. 請求項１に記載のカップリング装置であって、
   前記入力伝達部は、前記入力回転体の最も後段に位置し、
   前記出力伝達部は、前記出力回転体の最も前段に位置する、カップリング装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のカップリング装置であって、
   前記第１変位吸収部材および前記第２変位吸収部材は板バネであるカップリング装置。
4. 請求項３に記載のカップリング装置であって、
   前記第１変位吸収部材は、前記軸方向の一方側から前記入力伝達部の前記前端面に締結される第１締結部材を介して、前記入力伝達部に取り付けられ、
   前記第１変位吸収部材は、前記軸方向の一方側から前記中間伝達部の前記前端面に締結される第２締結部材を介して、前記中間伝達部に取り付けられ、
   前記第２変位吸収部材は、前記軸方向の他方側から前記中間伝達部の前記後端面に締結される第３締結部材を介して、前記中間伝達部に取り付けられ、
   前記第２変位吸収部材は、前記軸方向の他方側から前記出力伝達部の前記後端面に締結される第４締結部材を介して、前記出力伝達部に取り付けられる、
   カップリング装置。
5. 請求項４に記載のカップリング装置であって、
   前記第１締結部材は、２つ備えられ、前記軸方向にみたときに、一方の第１締結部材は、前記中心軸を挟んで他方の第１締結部材とは反対側に配置され、
   前記第２締結部材は、２つ備えられ、前記軸方向にみたときに、一方の第２締結部材は、前記中心軸を挟んで他方の第２締結部材とは反対側に配置され、
   前記第３締結部材は、２つ備えられ、前記軸方向にみたときに、一方の第３締結部材は、前記中心軸を挟んで他方の第３締結部材とは反対側に配置され、
   前記第４締結部材は、２つ備えられ、前記軸方向にみたときに、一方の第４締結部材は、前記中心軸を挟んで他方の第４締結部材とは反対側に配置される、
   カップリング装置。
6. 請求項５に記載のカップリング装置であって、
   前記軸方向にみたときに、前記２つの第１締結部材同士を結ぶ第１仮想直線は、前記２つの第２締結部材同士を結ぶ第２仮想直線と直交する、カップリング装置。
7. 請求項６に記載のカップリング装置であって、
   前記軸方向にみたときに、前記２つの第３締結部材同士を結ぶ第３仮想直線は、前記２つの第４締結部材同士を結ぶ第４仮想直線と直交する、カップリング装置。
8. 請求項５から請求項７までのいずれか１項に記載のカップリング装置であって、
   前記軸方向にみたときに、前記第２締結部材が配置される位置は、前記第３締結部材が配置される位置と重なる、カップリング装置。
9. 請求項５から請求項７までのいずれか１項に記載のカップリング装置であって、
   前記軸方向にみたときに、前記第１締結部材が配置される位置と、前記第２締結部材が配置される位置と、前記第３締結部材が配置される位置と、前記第４締結部材が配置される位置とは、互いに重ならない、カップリング装置。
10. 請求項９に記載のカップリング装置であって、
    前記軸方向にみたときに、前記第１締結部材、前記第２締結部材、前記第３締結部材、および前記第４締結部材は周方向に等角度間隔に配置される、カップリング装置。
11. 請求項７に記載のカップリング装置であって、
    前記第１変位吸収部材は、軸方向に見たときに矩形状であり、中央部に円孔を有し、
    前記第２変位吸収部材は、軸方向に見たときに矩形状であり、中央部に円孔を有し、
    前記軸方向にみたときに、前記第１締結部材および前記第２締結部材は、前記第１変位吸収部材の前記矩形の角部に配置され、
    前記軸方向にみたときに、前記第３締結部材および前記第４締結部材は、前記第２変位吸収部材の前記矩形の角部に配置される、
    カップリング装置。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のカップリング装置を備える減速機であって、
    前記入力回転体は、前記軸方向に延びるとともに、電動機の動力により直接または間接的に回転駆動する駆動シャフトを含み、
    前記出力回転体は、減速後の回転数で回転する減速回転体に動力伝達経路の後段で接続される、減速機。
13. 請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載のカップリング装置と、
    前記出力伝達部の径方向外方に結合される波動発生器と、
    前記波動発生器の径方向外方に環状に設けられ、前記波動発生器によって非真円状に撓められる可撓性外歯歯車と、
    前記可撓性外歯歯車の径方向外方に配置され、前記可撓性外歯歯車と部分的に噛み合う内歯歯車と、
    を備え、
    前記内歯歯車および前記可撓性外歯歯車のうちの一方は回転不能に固定され、他方は前記中心軸を中心に回転し、
    前記可撓性外歯歯車と前記内歯歯車とは、歯数の違いによって相対回転し、
    前記波動発生器の回転により、前記可撓性外歯歯車の径方向の長さが変位して、前記可撓性外歯歯車と前記内歯歯車との噛み合い位置が、前記中心軸を中心に、周方向に変化する、波動歯車式減速機。
    
    

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