JP2020122563A - Flexible external gear and wave gear device - Google Patents

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JP2020122563A
JP2020122563A JP2019016504A JP2019016504A JP2020122563A JP 2020122563 A JP2020122563 A JP 2020122563A JP 2019016504 A JP2019016504 A JP 2019016504A JP 2019016504 A JP2019016504 A JP 2019016504A JP 2020122563 A JP2020122563 A JP 2020122563A
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Japan
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flexible
external gear
flexible external
teeth
gear
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Application number
JP2019016504A
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Japanese (ja)
Inventor
威 一ノ瀬
Takeshi Ichinose
威 一ノ瀬
貴宏 菊一
Takahiro Kikuichi
貴宏 菊一
崇人 大矢
Takahito Oya
崇人 大矢
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Nidec Corp
Original Assignee
Nidec Corp
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Abstract

To provide a technique that can easily manufacture a flexible external gear that meets required properties of each part.SOLUTION: A flexible external gear comprises external teeth in an outer peripheral surface. The external teeth partially engage with internal teeth of an annular rigid internal gear. The flexible external gear rotates relatively with respect to the rigid internal gear while moving an engagement position between the internal teeth and the external teeth in its circumferential direction by being pushed in association with rotation of an imperfectly circular cam. The flexible external gear comprises a first part 27 and a second part 28. The first part includes a cylindrical flexible thin-walled part 25 in which the external teeth are formed. The second part includes a flat plate part 26 spreading in a direction perpendicular to a rotation center axis of the external teeth. The first part and the second part are materials different from each other.SELECTED DRAWING: Figure 3

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。 The present invention relates to a flexible external gear and a wave gear device.

従来、可撓性外歯歯車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2011
−196423号公報に開示されている。この特開2011−196423号公報に開示
された波動歯車装置は、内歯が形成された剛性内歯歯車と、外歯が形成された可撓性外歯
歯車と、可撓性外歯歯車を半径方向に撓ませて外歯を内歯に噛み合せるとともに、噛み合
わせ位置を円周方向に移動させることにより剛性内歯歯車および可撓性外歯歯車の間に相
対回転運動を発生させる波動発生器と、を備えている。
Conventionally, a wave gear device including a flexible external gear is known. This type of wave gear device is mainly used as a speed reducer. Regarding a conventional wave gear device, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2011-2011
No. 196,423. The wave gear device disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2011-196423 includes a rigid internal gear having internal teeth, a flexible external gear having external teeth, and a flexible external gear. Wave generation that generates relative rotational motion between the rigid internal gear and the flexible external gear by flexing in the radial direction and engaging the external teeth with the internal teeth and moving the engagement position in the circumferential direction And a container.

また、特開2011−196423号公報に記載の可撓性外歯歯車は、胴部と円板部と
を備える。胴部は、その外周面に外歯が形成される。円板部は、外歯の回転中心軸に対し
て垂直な平面をなす。この円板部の中央に、前記相対回転運動を外部に取り出すための出
力軸が固定される。
特開2011−196423号公報
Further, the flexible external gear described in JP2011-196423A includes a body portion and a disc portion. External teeth are formed on the outer peripheral surface of the body. The disk portion forms a plane perpendicular to the rotation center axis of the external tooth. An output shaft for fixing the relative rotational movement to the outside is fixed to the center of the disc portion.
JP, 2011-196423, A

このような構成の可撓性外歯歯車において、胴部は、波動発生器が駆動されることによ
り楕円状の撓み変形を繰り返す部分なので、撓み変形し易い薄肉状に形成される。一方、
円板部は、出力軸を固定する部分なので、剛性の高い厚肉状に形成される。
In the flexible external gear having such a configuration, the body portion is a portion that repeats the elliptical flexural deformation due to the driving of the wave generator, and thus is formed in a thin-walled shape that easily undergoes flexural deformation. on the other hand,
Since the disc portion is a portion for fixing the output shaft, the disc portion is formed in a thick shape having high rigidity.

可撓性外歯歯車は、一般的には、鍛造により胴部と円板部とが一体的に形成される。し
かしながら、鍛造では、肉厚の異なる複数の部位を有する部材を、精度よく製造すること
が困難である。このため、鍛造加工後に、各部の撓み性、剛性等の特性を好適化するため
に、切削加工により、可撓性外歯歯車を仕上げることが必要であった。
In the flexible external gear, the body portion and the disc portion are generally integrally formed by forging. However, with forging, it is difficult to accurately manufacture a member having a plurality of portions having different wall thicknesses. Therefore, after the forging process, it is necessary to finish the flexible external gear by cutting in order to optimize the characteristics such as flexibility and rigidity of each part.

特開2011−196423号公報では、可撓性外歯歯車の耐久性を向上させるために
、胴部と円板部とを別体として、互いに係合している。しかしながら、胴部と円板部とを
別体とすると、波動歯車装置を、局所的ながたつきを抑えて精度よく駆動させることが困
難と考えられる。
In Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2011-196423, in order to improve the durability of the flexible externally toothed gear, the body portion and the disc portion are separately engaged with each other. However, if the body portion and the disc portion are separate bodies, it is considered difficult to drive the wave gear device with high accuracy while suppressing local rattling.

本発明の目的は、各部の必要な特性を満たす可撓性外歯歯車を、容易に製造できる技術
を提供することである。
An object of the present invention is to provide a technique capable of easily manufacturing a flexible external gear that satisfies the required characteristics of each part.

本発明の可撓性外歯歯車は、円環状の剛性内歯歯車の内歯に対して部分的に噛み合う外
歯をその外周面に有し、その内周面が非真円カムの回転に伴って押されることにより、前
記内歯と前記外歯との噛み合い位置をその周方向に移動させながら、前記剛性内歯歯車に
対して相対回転する。この可撓性外歯歯車は、第1部と第2部とを少なくとも有する。前
記第1部は、前記外歯が形成される筒状の可撓性薄肉部を含む。前記第2部は、前記外歯
の回転中心軸に対して垂直な方向に広がる平板部を含む。前記第2部は、前記第1部に対
して接合されることで当該第1部と一体化される。前記第1部と、前記第2部とは、互いに異なる材料である。
The flexible external gear of the present invention has external teeth on its outer peripheral surface that partially mesh with the internal teeth of a ring-shaped rigid internal gear, and its internal peripheral surface allows rotation of a non-round cam. By being pushed along with it, the inner teeth and the outer teeth rotate relative to the rigid internal gear while moving the meshing position of the internal teeth in the circumferential direction. This flexible external gear has at least a first portion and a second portion. The first portion includes a tubular flexible thin portion in which the external teeth are formed. The second portion includes a flat plate portion that spreads in a direction perpendicular to the rotation center axis of the external tooth. The second part is integrated with the first part by being joined to the first part. The first part and the second part are made of different materials.

本発明の観点によれば、各部の必要な特性を満たす可撓性外歯歯車を、容易に製造でき
る。
According to the aspects of the present invention, it is possible to easily manufacture a flexible external gear that satisfies the required characteristics of each part.

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。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a wave gear device according to a first embodiment. 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。FIG. 2 is a cross-sectional view of the wave gear device according to the first embodiment. 図3は、第1実施形態に係る可撓性外歯歯車の縦断面図である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the flexible external gear according to the first embodiment. 図4は、第1実施形態に係る可撓性外歯歯車の分解縦断面図である。FIG. 4 is an exploded vertical cross-sectional view of the flexible external gear according to the first embodiment. 図5は、第1実施形態の変形例1に係る可撓性外歯歯車の縦断面図である。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the flexible external gear according to the first modification of the first embodiment. 図6Aは、第1実施形態の変形例2に係る可撓性外歯歯車の縦断面図である。FIG. 6A is a vertical cross-sectional view of a flexible external gear according to Modification 2 of the first embodiment. 図6Bは、第1実施形態の変形例2に係る可撓性外歯歯車の縦断面図である。FIG. 6B is a vertical cross-sectional view of a flexible external gear according to Modification 2 of the first embodiment.

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。
Hereinafter, exemplary embodiments of the present application will be described with reference to the drawings. In the present application, the direction parallel to the central axis of the wave gear device is "axial direction", the direction orthogonal to the central axis of the wave gear device is "radial direction", and the arc is centered on the central axis of the wave gear device. The directions are referred to as “circumferential directions”, respectively.

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。
Further, in the present application, the “parallel direction” also includes a substantially parallel direction. In the present application,
The “orthogonal direction” also includes a substantially orthogonal direction.

<1.第1実施形態>
<1−1.波動歯車装置の構成>
以下では、図1および図2を参照して、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II−II位置から見たときの波動歯車装置100の横断面図である。
<1. First Embodiment>
<1-1. Structure of wave gear device>
Hereinafter, the configuration of the wave gear device 100 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a wave gear device 100 according to the first embodiment. FIG. 2 is a transverse sectional view of the wave gear device 100 when viewed from the position II-II in FIG.

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、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。 The wave gear device 100 of the present embodiment is a device that shifts the input rotational movement by utilizing a differential between a rigid internal gear 10 and a flexible external gear 20 described later. The wave gear device 100 is incorporated in a joint of a small robot, for example, and is used as a speed reducer for reducing the power obtained from a motor.

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、を備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the wave gear device 100 includes a rigid internal gear 10, a flexible external gear 20, and a wave generator 30.

剛性内歯歯車10は、回転中心軸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、後述する可撓性薄肉部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。剛性内歯歯車10は、内周面に複数の内歯を有する。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。剛性内歯歯車10は、波動歯車装置100が搭載される装置の枠体に固定される。 The rigid internal gear 10 is an annular member centered on the rotation center axis C. Rigidity The rigidity of the internal gear 10 is much higher than the rigidity of the flexible thin portion 25 described later. Therefore, the rigid internal gear 10 can be regarded as a substantially rigid body. The rigid internal gear 10 has a plurality of internal teeth on its inner peripheral surface. The plurality of inner teeth 11 are arranged at a constant pitch along the circumferential direction. The rigid internal gear 10 is fixed to the frame of the device in which the wave gear device 100 is mounted.

可撓性外歯歯車20は、可撓性薄肉部25と平板部26とを有する部材である。可撓性薄肉部25は、半径方向に撓み可能な円筒状の部分である。平板部26は、可撓性薄肉部25よりも撓み難い平板状の部分である。図1および図2に示すように、可撓性外歯歯車20は、剛性内歯歯車10の内側に配置される。可撓性薄肉部25は、外周面に複数の外歯21を有する。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。上述の剛性内歯歯車10が有する内歯11の数と、可撓性外歯歯車20が有する外歯21の数とは、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。 The flexible external gear 20 is a member having a flexible thin portion 25 and a flat plate portion 26. The flexible thin portion 25 is a cylindrical portion that can bend in the radial direction. The flat plate portion 26 is a flat plate portion that is less likely to bend than the flexible thin portion 25. As shown in FIGS. 1 and 2, the flexible external gear 20 is arranged inside the rigid internal gear 10. The flexible thin portion 25 has a plurality of outer teeth 21 on the outer peripheral surface. The plurality of outer teeth 21 are arranged at a constant pitch along the circumferential direction. The number of internal teeth 11 included in the rigid internal gear 10 and the number of external teeth 21 included in the flexible external gear 20 are slightly different from each other. An output shaft (not shown) for extracting power after deceleration is fixed to the center of the flat plate portion 26.

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、波動ベアリング33と、を有する。 The wave generator 30 is a mechanism for flexibly deforming the flexible external gear 20. The wave generator 30 includes a non-round cam 31 and a wave bearing 33.

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。図1及び図2に示すように、非真円カム31は、可撓性外歯歯車20の可撓性薄肉部25の径方向内側に配置される。非真円カム31の中央には、入力軸(図示省略)が相対回転不能に固定される。入力軸および非真円カム31は、外部のモータ(図示省略)から得られる動力によって、減速前の回転数で回転する。 The non-round cam 31 of this embodiment has an elliptical cam profile. As shown in FIGS. 1 and 2, the non-round cam 31 is arranged inside the flexible thin portion 25 of the flexible external gear 20 in the radial direction. An input shaft (not shown) is fixed to the center of the non-round cam 31 so as not to rotate relative to it. The input shaft and the non-round cam 31 are rotated by the power obtained from an external motor (not shown) at the rotation speed before deceleration.

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の可撓性薄肉部25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との間に介在し、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するように、内輪331およびボール332を介して弾性変形(撓み変形)する。 The wave bearing 33 includes an inner ring 331, a plurality of balls 332, and an elastically deformable outer ring 333. The inner ring 331 is fixed to the outer peripheral surface of the non-round cam 31. The outer ring 333 is fixed to the inner peripheral surface of the flexible thin portion 25 of the flexible external gear 20. The plurality of balls 332 are interposed between the inner ring 331 and the outer ring 333 and arranged along the circumferential direction. The outer ring 333 elastically deforms (deflects and deforms) via the inner ring 331 and the balls 332 so as to reflect the cam profile of the rotated non-round cam 31.

このような構成の波動歯車装置100において、上記の入力軸に動力が供給されると、入力軸および非真円カム31が一体的に回転する。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の可撓性薄肉部25の内周面が押されることにより、可撓性薄肉部25が楕円状に撓み変形する。これにより、図2のように、可撓性薄肉部25がなす楕円の長軸の両端の2箇所で、外歯21と内歯11とが噛み合う。この際、前記楕円の前記2箇所以外の位相位置では、外歯21と内歯11とは噛み合わない。 In the wave gear device 100 having such a configuration, when power is supplied to the input shaft, the input shaft and the non-round cam 31 rotate integrally. Further, as the non-round cam 31 rotates, the inner peripheral surface of the flexible thin portion 25 of the flexible externally toothed gear 20 is pushed via the wave bearing 33, whereby the flexible thin portion 25. Deforms into an elliptical shape. As a result, as shown in FIG. 2, the outer teeth 21 and the inner teeth 11 mesh with each other at two positions on both ends of the major axis of the ellipse formed by the flexible thin portion 25. At this time, the outer teeth 21 and the inner teeth 11 do not mesh with each other at phase positions other than the two positions of the ellipse.

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、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、上述のように、剛性内歯歯車10の内歯11の数と、可撓性外歯歯車20の外歯21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、内歯11と外歯21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および出力軸が、減速された回転数で回転する。 When the non-round cam 31 rotates, the position of the major axis of the ellipse moves in the circumferential direction, so that the meshing position between the outer teeth 21 and the inner teeth 11 also moves in the circumferential direction. Here, as described above, the number of the internal teeth 11 of the rigid internal gear 10 is slightly different from the number of the external teeth 21 of the flexible external gear 20. Therefore, the meshing position of the inner teeth 11 and the outer teeth 21 slightly changes for each rotation of the non-round cam 31. As a result, the flexible external gear 20 and the output shaft rotate with respect to the rigid internal gear 10 at a reduced rotation speed.

<1−2.可撓性外歯歯車の構成>
次に、可撓性外歯歯車20の構成について、図3および図4を参照してより具体的に説明する。図3は、第1実施形態に係る可撓性外歯歯車20の縦断面図である。図4は、図3の可撓性外歯歯車20を構成する第1部27および第2部28を説明するための分解縦断面図である。
<1-2. Structure of flexible external gear>
Next, the configuration of the flexible external gear 20 will be described more specifically with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the flexible external gear 20 according to the first embodiment. FIG. 4 is an exploded vertical cross-sectional view for explaining the first portion 27 and the second portion 28 that form the flexible external gear 20 of FIG.

図3および図4に示すように、本実施形態の可撓性外歯歯車20は、可撓性薄肉部25、平板部26、および筒状腕部29を有する。 As shown in FIGS. 3 and 4, the flexible external gear 20 of the present embodiment has a flexible thin portion 25, a flat plate portion 26, and a tubular arm portion 29.

可撓性薄肉部25は、径方向に撓み変形可能な筒状の部分である。可撓性薄肉部25の径方向の厚みは、平板部26の軸方向の厚みよりも薄い。複数の外歯21は、可撓性薄肉部25の外周面に形成される。平板部26は、可撓性薄肉部25よりも剛性の高い円板形状の部分である。平板部26は、回転中心軸C(図1参照)に対して垂直に広がる。また、平板部26は、可撓性薄肉部25に対し、径方向内側に向かって広がる。 The flexible thin portion 25 is a tubular portion that can be flexibly deformed in the radial direction. The thickness of the flexible thin portion 25 in the radial direction is smaller than the thickness of the flat plate portion 26 in the axial direction. The plurality of outer teeth 21 are formed on the outer peripheral surface of the flexible thin portion 25. The flat plate portion 26 is a disc-shaped portion having higher rigidity than the flexible thin portion 25. The flat plate portion 26 extends perpendicularly to the rotation center axis C (see FIG. 1). Further, the flat plate portion 26 expands radially inward with respect to the flexible thin portion 25.

筒状腕部29は、可撓性薄肉部25の軸方向の一端部と平板部26の外周部とを繋ぐ、円筒状の部分である。筒状腕部29の径方向の厚みは、平板部26の軸方向の厚みよりも薄い。可撓性薄肉部25と平板部26との間に筒状腕部29を設けることで、可撓性薄肉部25が楕円状の撓み変形を繰り返しても、可撓性外歯歯車20に掛かる応力の分布が局所的に集中してしまうことを緩和できる。筒状腕部29の軸方向中途部は、非真円カム31を回転させたときに掛かる応力の分布が相対的に少ない領域となる。図3及び図4に示すように、筒状腕部29は、第1部27と第2部28とに跨って形成される。ここで、筒状腕部29の第1部側を第1腕部29A、第2部側を第2腕部29Bとする。つまり、第1部27は、可撓性薄肉部25に繋がる第1腕部29Aを有し、第2部28は平板部26に繋がる第2腕部29Bを有する。 The tubular arm portion 29 is a cylindrical portion that connects one end portion in the axial direction of the flexible thin portion 25 and the outer peripheral portion of the flat plate portion 26. The radial thickness of the tubular arm portion 29 is smaller than the axial thickness of the flat plate portion 26. By providing the tubular arm portion 29 between the flexible thin portion 25 and the flat plate portion 26, even if the flexible thin portion 25 repeats the elliptic flexural deformation, the flexible external gear 20 is hooked. It is possible to mitigate that the stress distribution is locally concentrated. The axially intermediate portion of the tubular arm portion 29 is an area where the distribution of stress applied when the non-round cam 31 is rotated is relatively small. As shown in FIGS. 3 and 4, the tubular arm portion 29 is formed across the first portion 27 and the second portion 28. Here, the first part side of the tubular arm part 29 is referred to as a first arm part 29A, and the second part side thereof is referred to as a second arm part 29B. That is, the first portion 27 has the first arm portion 29A connected to the flexible thin portion 25, and the second portion 28 has the second arm portion 29B connected to the flat plate portion 26.

図4に示すように、可撓性外歯歯車20は、第1部27と第2部28とが、互いに固定されることにより形成される。可撓性薄肉部25と、筒状腕部29の一部である第1腕部29Aとは、第1部27に含まれる。平板部26と、筒状腕部29の前記一部以外の部分である第2腕部29Bは、第2部28に含まれる。ここで、第1腕部29Aは、第2腕部29Bは、第1部27と第2部28が互いに固定されるときに、互いに接触する部分である。 As shown in FIG. 4, the flexible external gear 20 is formed by fixing the first portion 27 and the second portion 28 to each other. The flexible thin portion 25 and the first arm portion 29A that is a part of the tubular arm portion 29 are included in the first portion 27. The flat plate portion 26 and the second arm portion 29B, which is a portion other than the portion of the tubular arm portion 29, are included in the second portion 28. Here, the first arm portion 29A is a portion where the second arm portion 29B contacts each other when the first portion 27 and the second portion 28 are fixed to each other.

<1−3.可撓性外歯歯車の製造工程>
可撓性外歯歯車20を製造するときには、まず、可撓性外歯歯車20の一部である第1部27が、鋳造より製造される(ステップS1)。鋳造により製造されることにより、切削加工に比べ、複雑な歯車形状を持つ歯車をより効率よく製造することができる。なお、第1部の径方向外周面は、開口部側に向かって径方向内方向かう傾斜面であることが好ましい。これにより鋳造時の離型性が向上するだけでなく、可撓性外歯歯車20が非真円カム31に押さえられて変形した場合に、剛性内歯歯車10との噛み合わせが良くなる。
<1-3. Manufacturing process of flexible external gear>
When manufacturing the flexible externally toothed gear 20, first, the first portion 27, which is a part of the flexible externally toothed gear 20, is manufactured by casting (step S1). By manufacturing by casting, a gear having a complicated gear shape can be manufactured more efficiently than by cutting. The radial outer peripheral surface of the first portion is preferably an inclined surface that is radially inward toward the opening side. This not only improves the releasability at the time of casting, but also improves the meshing with the rigid internal gear 10 when the flexible external gear 20 is pressed and deformed by the non-round cam 31.

ステップS1と同時に、またはこれと前後して、可撓性外歯歯車20の他の一部である第2部28が、鍛造加工により製造される(ステップS2)。より詳細には、第2部28は、鍛造によって大まかな形状に加工された後、切削により細部の加工がされる。加えて、接合面28Aが研磨されて、鏡面に磨き上げられる。 Simultaneously with or before and after step S1, the second part 28 which is another part of the flexible external gear 20 is manufactured by forging (step S2). More specifically, the second portion 28 is processed into a rough shape by forging, and then detailed processing is performed by cutting. In addition, the joint surface 28A is polished and polished to a mirror surface.

続いて、第1部27の第1腕部29Aと、第2部28の第2腕部29Bと、が接触して、互いに固定される(ステップS3)。すなわち、第1部27と第2部28とが、互いに固定されることにより、可撓性外歯歯車20が製造される。第1部27と第2部28が互いに固定されているとは、第1部27と第2部28が、お互いに接合され、一繋がりの部材となっている場合に限られない。すなわち、第1部27と第2部28とが供回り可能に接触している状態であれば、第1部27と第2部28別々の部材のままでもよい。 Then, the 1st arm part 29A of the 1st part 27 and the 2nd arm part 29B of the 2nd part 28 contact and are mutually fixed (step S3). That is, the flexible external gear 20 is manufactured by fixing the 1st part 27 and the 2nd part 28 mutually. The fact that the first portion 27 and the second portion 28 are fixed to each other is not limited to the case where the first portion 27 and the second portion 28 are joined to each other to form a single connected member. That is, as long as the first portion 27 and the second portion 28 are in contact with each other so that they can rotate together, the first portion 27 and the second portion 28 may be separate members.

第1部27と第2部28とが、組み合わされて、互いに固定される際には、カシメ、接着、圧入、溶接、嵌め合い、インサート成型といった各種の手法が用いられてよい。 When the first part 27 and the second part 28 are combined and fixed to each other, various methods such as caulking, bonding, press fitting, welding, fitting, and insert molding may be used.

第1部27の第1腕部29Aは、可撓性外歯歯車20の歯幅より凹凸を有し、第2部28の第2腕部29Bは、第1部27の凹凸にかみ合う凹凸を有することが好ましい。これにより、第1部27と第2部28が組み合わされて固定された際に、凹凸部が回り止めとなり、空転が抑制される。 The first arm portion 29A of the first portion 27 has unevenness more than the tooth width of the flexible external gear 20, and the second arm portion 29B of the second portion 28 has unevenness that meshes with the unevenness of the first portion 27. It is preferable to have. Accordingly, when the first portion 27 and the second portion 28 are combined and fixed, the uneven portion serves as a rotation stop, and idling is suppressed.

このような工程で可撓性外歯歯車20を製造すれば、以下のような点で有利である。すなわち、可撓性薄肉部25は、楕円状の撓み変形が繰り返される部分であるので、高いバネ性(可撓性)が要求される。一方、平板部26は、一般的に出力軸をネジ等の締結具を用いて固定する部分であるので、高い剛性や、ある程度以上の厚みが要求される。上記の製造工程によれば、このような異なる可撓性や剛性が要求される複数の部分を、個別の工程(ステップS1,S2)で製造することが可能となる。よって、第1部27と第2部28とで異なる弾性率の材料を採用したり、第1部27と第2部28とで異なる加工処理を施したりすることが容易となる。結果として、各部の特性を満たす可撓性外歯歯車20を容易に製造することができる。 If the flexible external gear 20 is manufactured by such a process, it is advantageous in the following points. That is, since the flexible thin portion 25 is a portion where the elliptical flexural deformation is repeated, high flexibility (flexibility) is required. On the other hand, the flat plate portion 26 is generally a portion to which the output shaft is fixed by using a fastener such as a screw, and therefore high rigidity and a certain thickness or more are required. According to the manufacturing process described above, it is possible to manufacture a plurality of parts that require different flexibility and rigidity as described above in individual processes (steps S1 and S2). Therefore, it becomes easy to employ materials having different elastic moduli for the first part 27 and the second part 28, or to perform different processing treatments on the first part 27 and the second part 28. As a result, the flexible external gear 20 that satisfies the characteristics of each part can be easily manufactured.

第1部27の材料には、非晶質金属が用いられることが好ましい。可撓性外歯歯車における寸法精度を向上させることができる。第2部28の材料には、例えば、鉄等の金属が用いられる。また、第1部27には、第2部28よりも弾性率の小さい(変形しやすい)材料を用いることが好ましい。このようにすれば、外歯21が形成される可撓性薄肉部25を撓みやすくする一方、出力軸が固定される平板部26の剛性を高くすることが容易にできる。 An amorphous metal is preferably used as the material of the first portion 27. The dimensional accuracy of the flexible external gear can be improved. For example, a metal such as iron is used as the material of the second portion 28. In addition, it is preferable to use a material having a smaller elastic modulus (more easily deformed) than that of the second portion 28 for the first portion 27. With this configuration, the flexible thin portion 25 having the outer teeth 21 can be easily bent, while the rigidity of the flat plate portion 26 to which the output shaft is fixed can be easily increased.

また、本実施形態の可撓性外歯歯車20では、非真円カム31を回転させたときに掛かる応力の分布が相対的に少ない領域である筒状腕部29の中途部に、第1部27と第2部28が互いに固定された部分である固定部23が形成される。より詳細には、第1腕部29Aと、第2腕部29Bが互いに固定された部分が固定部23である。すなわち、外歯21が形成される可撓性薄肉部25からも、平板部26からも、離れた位置に、固定部23が形成される。これにより、固定部23に無理な力が掛かって可撓性外歯歯車20が第1部27と第2部28とに分裂してしまうことを防止できる。このように、可撓性外歯歯車20の可撓性薄肉部25が撓み変形を繰り返しても、応力が集中し難い部位に、固定部23を形成することで、可撓性外歯歯車20の耐久性を向上させることができる。 Further, in the flexible external gear 20 of the present embodiment, the first portion is provided in the middle portion of the tubular arm portion 29, which is a region where the distribution of stress applied when the non-round cam 31 is rotated is relatively small. The fixing portion 23, which is a portion where the portion 27 and the second portion 28 are fixed to each other, is formed. More specifically, the fixed portion 23 is a portion where the first arm portion 29A and the second arm portion 29B are fixed to each other. That is, the fixing portion 23 is formed at a position apart from both the flexible thin portion 25 where the outer teeth 21 are formed and the flat plate portion 26. This can prevent the flexible external gear 20 from being divided into the first portion 27 and the second portion 28 by applying an excessive force to the fixing portion 23. Thus, even if the flexible thin portion 25 of the flexible external gear 20 is repeatedly flexed and deformed, the fixing portion 23 is formed in a portion where stress is less likely to concentrate, so that the flexible external gear 20 The durability of can be improved.

以上ように、本実施形態によれば、剛性を要する平板部26と、可撓性を要する可撓性薄肉部25とを併せ持つ、いわゆるカップ型の可撓性外歯歯車20を、効率よく製造する
ことができる。
As described above, according to this embodiment, the so-called cup-shaped flexible external gear 20 having both the flat plate portion 26 requiring rigidity and the flexible thin portion 25 requiring flexibility is efficiently manufactured. can do.

<変形例1>
以下では、図5を参照して、第1実施形態の変形例1に係る可撓性外歯歯車40の構成について説明する。図5は、第1実施形態の変形例1に係る可撓性外歯歯車40の縦断面図である。なお、以下の説明においては、第1実施形態で既に説明した部材や部位と同様の部材・部位については、第1実施形態で付したのと同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
<Modification 1>
Below, with reference to Drawing 5, the composition of flexible external gear 40 concerning modification 1 of a 1st embodiment is explained. FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the flexible external gear 40 according to the modified example 1 of the first embodiment. In the following description, the same members and parts as those already described in the first embodiment will be designated by the same reference numerals as in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted. ..

第1実施形態の変形例1に係る可撓性外歯歯車40の第1部47の第1腕部49Aは可撓性薄肉部65と繋がる基部41と、基部から延びてテーパー形状を有する延伸部42を有する。第2部48の第2腕部49Bは、第1部27の径方向外側に配置される外輪43と、第1部47および外輪43の径方向内側に配置される内輪44とを有する。 The first arm portion 49A of the first portion 47 of the flexible externally toothed gear 40 according to the first modification of the first embodiment has a base portion 41 connected to the flexible thin portion 65, and an extension extending from the base portion and having a taper shape. It has a section 42. The second arm portion 49B of the second portion 48 has an outer ring 43 arranged radially outside the first portion 27 and an inner ring 44 arranged radially inside the first portion 47 and the outer ring 43.

ここで、第1部47の延伸部42は、第2部48の外輪43と、内輪44との間に配置される。延伸部42と外輪43と、内輪44とが互いに固定され、第1部47と第2部48とがより強固に固定される。より具体的には、延伸部42を外輪43と内輪44の間に配置した状態で、外輪43と内輪44との間の隙間を狭めるように移動させ、延伸部を挟み込んで固定する。この際、単に挟み込むことで固定してもよいし、接着や溶接などを組み合わせてもよい。また、外輪43の径方向内側面や、内輪44の径方向外周面に図示しない凹凸形状を設けて延伸部42を挟みこんで固定してもよい。この際に、延伸部42を変形させてもよい。 Here, the extending portion 42 of the first portion 47 is arranged between the outer race 43 and the inner race 44 of the second portion 48. The extending portion 42, the outer ring 43, and the inner ring 44 are fixed to each other, and the first portion 47 and the second portion 48 are fixed more firmly. More specifically, in a state where the extending portion 42 is arranged between the outer ring 43 and the inner ring 44, the extending portion 42 is moved so as to narrow the gap between the outer ring 43 and the inner ring 44, and the extending portion is sandwiched and fixed. At this time, they may be fixed by simply sandwiching them, or may be combined with adhesion or welding. In addition, the radially inner surface of the outer ring 43 and the radially outer surface of the inner ring 44 may be provided with irregular shapes (not shown) to sandwich and fix the extending portion 42. At this time, the extending portion 42 may be deformed.

<変形例2>
以下では、図6Aおよび図6Bを参照して、第1実施形態の変形例2に係る可撓性外歯歯車60の構成について説明する。図6Aは、第1実施形態の変形例2に係る可撓性外歯歯車60を構成する、第1部67と第2部68を、一体化する前の状態における断面図である。なお、以下の説明においては、第1実施形態で既に説明した部材や部位と同様の部材・部位については、第1実施形態で付したのと同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
<Modification 2>
Below, with reference to Drawing 6A and Drawing 6B, composition of flexible external gear 60 concerning modification 2 of a 1st embodiment is explained. FIG. 6A is a cross-sectional view of the flexible externally toothed gear 60 according to the second modification of the first embodiment, which is in a state before the first portion 67 and the second portion 68 are integrated. In the following description, the same members and parts as those already described in the first embodiment will be designated by the same reference numerals as in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted. ..

第2部68の第2腕部69Bの端部には、溝部70を有する。溝部70には、第1部67の少なくとも一部が収容され。そして、溝部70を構成する壁面を変形させて、第1部68と第2部68が、カシメ固定される。図6Bは、カシメ固定された状態における第1部67と第2部68の断面図である。カシメ固定に際しては、溶接の様に昇温する必要が無いため、固定時の第1部67の昇温も小さくて済む。この特性は、第1部67の素材として、例えば金属ガラスなどの昇温によって変質してしまう素材を選択する事を容易にする。なお、必要に応じて、適宜接着や溶接などの固定手法を併用しても良い。 A groove portion 70 is provided at an end portion of the second arm portion 69B of the second portion 68. At least a part of the first portion 67 is accommodated in the groove portion 70. Then, the wall surface forming the groove portion 70 is deformed, and the first portion 68 and the second portion 68 are caulked and fixed. FIG. 6B is a cross-sectional view of the first portion 67 and the second portion 68 in a state where they are fixed by crimping. When crimping and fixing, there is no need to raise the temperature unlike welding, so the temperature rise of the first portion 67 during fixing can be small. This characteristic makes it easy to select, as the material of the first portion 67, a material such as metallic glass that deteriorates due to temperature rise. If necessary, a fixing method such as adhesion or welding may be used together.

<3.その他の変形例>
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。
<3. Other modifications>
Although the exemplary embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments.

上記の実施形態では、可撓性外歯歯車は、第1部と第2部とを固定することにより製造されていた。しかしながら、可撓性外歯歯車は、第1部および第2部を含む3つ以上の部材を固定することにより、製造されてもよい。 In the above embodiment, the flexible external gear is manufactured by fixing the first part and the second part. However, the flexible external gear may be manufactured by fixing three or more members including the first part and the second part.

また、上記の実施形態では、第1部と第2部とに、弾性率の異なる材料を用いることを説明した。しかしながら、第1部と第2部とに、弾性率以外の特性が異なる材料を用いてもよい。例えば、第1部と第2部とに、バネ性、圧力耐性、繰り返し荷重に対する耐性、または硬度が異なる材料を用いてもよい。 Further, in the above-described embodiment, it has been described that materials having different elastic moduli are used for the first part and the second part. However, materials having different properties other than the elastic modulus may be used for the first part and the second part. For example, materials having different spring properties, pressure resistance, resistance against repeated load, or hardness may be used for the first part and the second part.

また、上記の実施形態では、第2部は、鍛造により製造されていた。しかしながら、第2部は、プレス加工等の他の工法により製造されてもよい。 Moreover, in the above-mentioned embodiment, the second part was manufactured by forging. However, the second part may be manufactured by another method such as press working.

第1腕部の径方向外側面に第2腕部の径方向内側面が接触して固定されていたが、第2腕部の径方向外側面に、第1腕部の径方向内側面が接触して固定されてもよい。また、第1腕部の下方に第2腕部が接触して固定されてもよい。 The radial inner side surface of the second arm portion was fixed by contacting the radial outer side surface of the first arm portion, but the radial inner side surface of the first arm portion was fixed to the radial outer side surface of the second arm portion. It may be fixed by contact. In addition, the second arm portion may contact and be fixed below the first arm portion.

第1部と第2部とは、第1腕部と第2腕部が接触して固定されていたが、これに限られない。可撓性薄肉部と、平坦部が接触して固定されてもよい。 The first part and the second part were fixed by contacting the first arm part and the second arm part, but not limited to this. The flexible thin portion and the flat portion may be in contact and fixed.

また、上記の実施形態で示した可撓性外歯歯車の製造工程において、各工程の順序を一部入れ替えたり、或いは他の工程がさらに追加されたりしてもよい。 Moreover, in the manufacturing process of the flexible external gear shown in the above-mentioned embodiment, the order of each process may be partially replaced, or another process may be added.

上記の実施形態では、可撓性外歯歯車に対し、「縦」、「横」、「底」等の方向性を付して説明したが、これらは、波動歯車装置の使用時の向きを限定するものではない。 In the above embodiment, the flexible external gear has been described by giving directions such as “vertical”, “horizontal”, “bottom”, etc., but these indicate the direction when the wave gear device is used. It is not limited.

また、波動歯車装置の細部の形状等については、本願の各図に示されたものと異なっていてもよい。また、上記の実施形態または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。 Further, the detailed shape and the like of the wave gear device may be different from those shown in the drawings of the present application. Further, the respective elements appearing in the above-described embodiment or modification may be appropriately combined within the range where no contradiction occurs.

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。 The present application can be applied to a flexible external gear and a wave gear device.

10 剛性内歯歯車
11 内歯
20,40,60,可撓性外歯歯車
21 外歯
23,43,63 固定部
25 可撓性薄肉部
26,46,66 平板部
27,47,67 第1部
28,48,68 第2部
29 筒状腕部
30 波動発生器
31 非真円カム
33 波動ベアリング
100 :波動歯車装置

10 Rigid Internal Toothed Gear 11 Internal Tooth 20, 40, 60, Flexible External Toothed Gear 21 External Tooth 23, 43, 63 Fixed Part 25 Flexible Thinned Part 26, 46, 66 Flat Plate Part 27, 47, 67 1st Part 28, 48, 68 Second part 29 Cylindrical arm part 30 Wave generator 31 Non-round cam 33 Wave bearing 100: Wave gear device

Claims (11)

円環状の剛性内歯歯車の内歯に対して部分的に噛み合う外歯をその外周面に有し、その
内周面が非真円カムの回転に伴って押されることにより、前記内歯と前記外歯との噛み合
い位置をその周方向に移動させながら、前記剛性内歯歯車に対して相対回転する、可撓性
外歯歯車であって、
前記外歯が形成される筒状の可撓性薄肉部を含む第1部と、
前記外歯の回転中心軸に対して垂直な方向に広がる平板部を含み、前記第1部と一体化される第2部と、を有し、
前記第1部と、前記第2部とは、互いに異なる材料である可撓性外歯歯車。
The outer peripheral surface has outer teeth that partially mesh with the inner teeth of the annular rigid internal gear, and the inner peripheral surface is pushed by the rotation of the non-round cam, so that A flexible external gear, which rotates relative to the rigid internal gear while moving a meshing position with the external teeth in the circumferential direction,
A first portion including a tubular flexible thin portion on which the external teeth are formed;
A flat portion that extends in a direction perpendicular to the rotation center axis of the external tooth, and a second portion that is integrated with the first portion,
The said 1st part and the said 2nd part are flexible external gears which are mutually different materials.
請求項1に記載の可撓性外歯歯車であって、
前記第1部は、非晶質金属である可撓性外歯歯車。
The flexible external gear according to claim 1,
The first part is a flexible external gear that is an amorphous metal.
請求項1および請求項2に記載の可撓性外歯歯車であって、
前記第1部と、前記第2部とは、互いに別部材であり、供回り可能に接触している可撓性外歯歯車。
The flexible external gear according to claim 1 or 2, wherein
The said 1st part and the said 2nd part are separate members mutually, and are the flexible external gears which are contacting rotatably.
請求項1に記載の可撓性外歯歯車であって、
前記第1部の径方向外周面は、開口部側に向かって径方向内方向かう傾斜面である。
The flexible external gear according to claim 1,
The radially outer peripheral surface of the first portion is an inclined surface that is radially inward toward the opening side.
請求項1に記載の可撓性外歯歯車であって、
前記第1部は、可撓性薄肉部に繋がる第1腕部を有し、
前記第2部は平板部に繋がる第2腕部を有し、
前記第1部と前記第2部は、前記第1腕部と前記第2腕部で一体化されている。
The flexible external gear according to claim 1,
The first portion has a first arm portion connected to the flexible thin portion,
The second portion has a second arm portion connected to the flat plate portion,
The first part and the second part are integrated by the first arm part and the second arm part.
請求項1に記載の可撓性外歯歯車であって、
前記第1部の径方向外周面に前記第2部が位置する。
The flexible external gear according to claim 1,
The second portion is located on the radially outer peripheral surface of the first portion.
請求項1に記載の可撓性外歯歯車であって、
前記第1部の下方に前記第2部が接触する。
The flexible external gear according to claim 1,
The second part is in contact with the lower part of the first part.
請求項6に記載の可撓性外歯歯車であって、
前記第1部と前記第2部の接触部においては、前記第1部が前記第2部の外側に配置される。
The flexible external gear according to claim 6,
At the contact portion between the first portion and the second portion, the first portion is arranged outside the second portion.
請求項1に記載の可撓性外歯歯車であって、
前記第1部の可撓性薄肉部は、前記外歯の歯幅より小さな凹凸部を有する。
The flexible external gear according to claim 1,
The flexible thin portion of the first portion has an uneven portion smaller than the tooth width of the external tooth.
請求項1に記載の可撓性外歯歯車であって、
前記第1部は、前記可撓性薄肉部から延びる第1腕部を有し、テーパー形状の基部を有し、
前記第2部は、前記第1部の径方向外側に配置される外輪と、前記第1部および前記外輪の径方向内側に配置される内輪と、を有し、
前記基部は、前記外輪と、前記内輪と径方向に重なる。
The flexible external gear according to claim 1,
The first portion has a first arm portion extending from the flexible thin portion, and has a tapered base portion,
The second part has an outer ring arranged radially outside the first part, and an inner ring arranged radially inside the first part and the outer ring,
The base portion radially overlaps with the outer ring and the inner ring.
請求項1に記載の可撓性外歯歯車であって、
前記第2部は、前記平板部と接続され、前記外歯の回転中心軸に対して平行な方向に延びる壁部を有し、
前記壁部の端部には、溝部を有し、
前記溝部は、前記可撓性薄肉部の少なくとも一部が収容される。

The flexible external gear according to claim 1,
The second portion has a wall portion that is connected to the flat plate portion and extends in a direction parallel to the rotation center axis of the external tooth,
The end of the wall has a groove,
The groove portion accommodates at least a part of the flexible thin portion.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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