JP2020186748A

JP2020186748A - 波動歯車装置

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Publication number: JP2020186748A
Application number: JP2019089800A
Authority: JP
Inventors: 州一鎌形; Shuichi Kamagata; 三好　洋之; Hiroyuki Miyoshi; 洋之三好
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2019-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2020-11-19
Anticipated expiration: 2039-05-10
Also published as: CN111911609B; JP7319822B2; CN111911609A

Abstract

【課題】歯飛びを抑制できる波動歯車装置を提供する。【解決手段】波動歯車装置１は、環状の剛性内歯歯車２と、可撓性外歯歯車３と、第一波動発生器４１と、第二波動発生器４２とを備える。剛性内歯歯車２は、その内周面に内歯２１を有する。可撓性外歯歯車３は、剛性内歯歯車２の内側に配され、外周面に内歯２１に噛み合い可能な外歯３１を有する。第一波動発生器４１は、可撓性外歯歯車３を径方向に撓めることにより外歯３１を内歯２１に噛み合わせると共に、外歯３１と内歯２１との噛み合わせ位置を周方向に移動させる。第二波動発生器４２は、可撓性外歯歯車３を径方向に撓めることにより外歯３１を内歯２１に噛み合わせると共に、外歯３１と内歯２１との噛み合わせ位置を周方向に移動させる。【選択図】図１

Description

この発明は、波動歯車装置に関する。

ハンドリングロボット等の駆動機構における減速装置には、波動歯車装置（例えば特許文献１参照）が採用されることがある。
波動歯車装置は、内周面に内歯を有する環状の剛性内歯歯車（サーキュラスプライン）、外周面に外歯を有する可撓性外歯歯車（フレクスプライン）、及び、波動発生器（ウェーブジェネレータ）を備える。可撓性外歯歯車の外歯の数は、剛性内歯歯車の内歯の数よりも少ない。波動発生器は、剛性内歯歯車の内側に配された可撓性外歯歯車を楕円状に撓めることで、可撓性外歯歯車の外歯を剛性内歯歯車の内歯に噛み合わせる。また、波動発生器は、回転することで、これら外歯と内歯との噛み合わせ位置を周方向に移動させる。可撓性外歯歯車は、内歯と外歯との歯数の差に基づいて、剛性内歯歯車に対して相対的に回転する。可撓性外歯歯車の回転速度は、波動発生器の回転速度よりも小さい。これにより、波動歯車装置では、減速された回転出力を可撓性外歯歯車から得られる。

特開平１０−３１８３３８号公報

ところで、波動歯車装置では、波動発生器が急停止する等して波動発生器の回転に急激な変化が生じると、可撓性外歯歯車には、衝撃などの過大な負荷が作用する。この場合、可撓性外歯歯車は、過大な負荷により径方向に変形して、剛性内歯歯車に対して歯飛びしてしまう（内歯と外歯との噛み合い位置が意図せずずれてしまう）、という問題がある。

本発明は、歯飛びを抑制できる波動歯車装置を提供する。

本発明の一態様に係る波動歯車装置は、内周面に内歯を有する環状の剛性内歯歯車と、前記剛性内歯歯車の内側に配され、外周面に前記内歯に噛み合い可能な外歯を有する可撓性外歯歯車と、前記可撓性外歯歯車を径方向に撓めることにより前記外歯を前記内歯に噛み合わせると共に、前記外歯と前記内歯との噛み合わせ位置を周方向に移動させる第一波動発生器と、前記可撓性外歯歯車を径方向に撓めることにより前記外歯を前記内歯に噛み合わせると共に、前記外歯と前記内歯との噛み合わせ位置を周方向に移動させる第二波動発生器と、を備える。

このように構成することで、波動発生器が一つである場合と比較して、剛性内歯歯車の内歯と可撓性外歯歯車の外歯との噛み合わせ位置を増やすことができる。このため、内歯と外歯とを強固に噛み合わせることができる。これにより、波動発生器の回転に急激な変化が生じる等して、可撓性外歯歯車に大きな負荷が作用しても、可撓性外歯歯車が剛性内歯歯車に対して歯飛びすることを抑制できる。

上記構成であって、前記第一波動発生器及び前記第二波動発生器が、前記可撓性外歯歯車のうち周方向で互いに異なる部位を径方向に撓めてもよい。

このように構成することで、第一波動発生器による内歯と外歯との第一噛み合わせ位置と、第二波動発生器による内歯と外歯との第二噛み合わせ位置とが、周方向に互いにずれて位置する。これにより、内歯と外歯とをより強固に噛み合わせることができる。したがって、剛性内歯歯車に対する可撓性外歯歯車の歯飛びを効果的に抑制できる。

上記構成であって、前記第一波動発生器及び前記第二波動発生器が、前記可撓性外歯歯車のうち前記周方向で互いに９０度ずれて位置する部位を径方向に撓めてもよい。

このように構成することで、第一波動発生器による内歯と外歯との第一噛み合わせ位置と、第二波動発生器による内歯と外歯との第二噛み合わせ位置とを、周方向に均等に配置することができる。このため、内歯と外歯との噛み合わせを効果的に強化できる。したがって、剛性内歯歯車に対する可撓性外歯歯車の歯飛びをさらに効果的に抑制できる。

上記構成であって、前記軸方向における前記第一波動発生器と前記第二波動発生器との間隔が、前記軸方向における前記第一波動発生器又は前記第二波動発生器の厚さ以上であってもよい。

このように構成することで、第一波動発生器による内歯と外歯との第一噛み合わせ位置と、第二波動発生器による内歯と外歯との第二噛み合わせ位置とを、軸方向に互いに離すことができる。このため、第一、第二波動発生器による内歯と外歯との噛み合わせ位置が周方向で互いに異なることに伴って可撓性外歯歯車に生じる応力を緩和できる。

本発明の他の態様に係る波動歯車装置は、内周面に内歯を有する環状の剛性内歯歯車と、前記剛性内歯歯車の内側に配され、外周面に前記内歯に噛み合い可能な外歯を有する可撓性外歯歯車と、前記可撓性外歯歯車の内側に配され、前記可撓性外歯歯車を径方向に撓めることにより前記外歯を前記内歯に噛み合わせると共に、前記外歯と前記内歯との噛み合わせ位置を周方向に移動させる波動発生器と、前記可撓性外歯歯車の内周と前記波動発生器の外周との間で周方向に配列された複数の転動体と、周方向における前記転動体の間で径方向における前記可撓性外歯歯車の内周と前記波動発生器の外周との隙間を保持する保持器と、を備える。

このように構成することで、保持器によって、径方向における可撓性外歯歯車の内周と波動発生器の外周との間隔が、周方向に隣り合う転動体の間の領域で小さくなることを抑制できる。このため、波動発生器の回転に急激な変化が生じる等して、可撓性外歯歯車に大きな負荷が作用しても、可撓性外歯歯車が転動体の間の領域で径方向の内側に変形することを保持器によって抑制できる。これにより、可撓性外歯歯車が剛性内歯歯車に対して歯飛びすることを抑制できる。

上記構成であって、前記保持器が径方向に圧縮力を受けたときに径方向に縮む保持器の縮み長さは、径方向における前記内歯と前記外歯との噛み合わせの長さよりも小さくてもよい。

このように構成することで、保持器が外力によって径方向に縮み変形し、保持器が縮んだ長さの分だけ、可撓性外歯歯車が転動体の間の領域で径方向の内側に変形しても、可撓性外歯歯車の外歯が剛性内歯歯車の内歯から外れることを防止できる。すなわち、可撓性外歯歯車が剛性内歯歯車に対して歯飛びすることを防ぐことができる。

上記構成であって、径方向における前記保持器の寸法をＬ２、径方向における前記可撓性外歯歯車の内周と前記波動発生器の外周との隙間の寸法をＬ１、径方向における前記内歯と前記外歯との噛み合わせの長さをＨ１とし、これら前記保持器の寸法Ｌ２、前記隙間の寸法Ｌ１及び噛み合わせの長さＨ１は、
Ｌ１−Ｈ１≦Ｌ２≦Ｌ１
を満たしてもよい。

このように構成することで、可撓性外歯歯車が転動体の間の領域で径方向の内側に変形しても、可撓性外歯歯車の外歯が剛性内歯歯車の内歯から外れることを防止できる。すなわち、可撓性外歯歯車が剛性内歯歯車に対して歯飛びすることを防ぐことができる。

上記構成であって、前記保持器は、それぞれ別個に形成されて隣り合う前記転動体の間に配される複数の保持部材を備えてもよい。

このように構成することで、複数の保持部材をそれぞれ別個に形成した保持器は、複数の保持部材を一体に固定した保持器と比較して、材料の歩留まりを向上できる。

本発明の他の態様に係る波動歯車装置は、内周面に内歯を有する環状の剛性内歯歯車と、前記剛性内歯歯車の内側に配され、外周面に前記内歯に噛み合い可能な外歯を有する可撓性外歯歯車と、前記可撓性外歯歯車の内側に配され、前記可撓性外歯歯車を径方向に撓めることにより前記外歯を前記内歯に噛み合わせると共に、前記外歯と前記内歯との噛み合わせ位置を周方向に移動させる波動発生器と、前記可撓性外歯歯車の内周と前記波動発生器の外周との間で周方向に配列された複数の第一転動体を有する第一転動体群と、前記第一転動体群の隣で周方向に配列され前記第一転動体と周方向に交互に配置される複数の第二転動体を有する第二転動体群と、を備える。

このように構成することで、第一転動体と第二転動体とを周方向で隙間なく並べることができる。このため、波動発生器の回転に急激な変化が生じる等して、可撓性外歯歯車に大きな負荷が作用しても、可撓性外歯歯車が径方向の内側に変形することを抑制できる。これにより、可撓性外歯歯車が剛性内歯歯車に対して歯飛びすることを抑制できる。

上述の波動歯車装置では、可撓性外歯歯車が剛性内歯歯車に対して歯飛びしてしまうことを抑制できる。

本発明の第一実施形態に係る波動歯車装置の断面図である。図１のII−II矢視断面図である。図１のIII−III矢視断面図である。本発明の第二実施形態に係る波動歯車装置の要部を示す図である。本発明の第三実施形態に係る波動歯車装置に備える軸受を径方向から見た模式図である。

〔第一実施形態〕
以下、図１〜３を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図１〜３に示すように、第一実施形態に係る波動歯車装置１は、剛性内歯歯車２と、剛性内歯歯車２に噛み合わされる可撓性外歯歯車３と、可撓性外歯歯車３を撓み変形させる波動発生器４と、を備える。また、第一実施形態の波動歯車装置１は、軸受５を備える。

剛性内歯歯車２は、環状に形成されている。剛性内歯歯車２は、その内周面に内歯２１を有する。内歯２１は、周方向に複数配列されている。剛性内歯歯車２の剛性は、後述する可撓性外歯歯車３よりも高い。剛性内歯歯車２は、例えば外力を受けても変形しない程度の剛性を有するとよい。

可撓性外歯歯車３は、円筒状に形成されている。可撓性外歯歯車３は、剛性内歯歯車２の内側に配される。可撓性外歯歯車３は、その外周面に外歯３１を有する。外歯３１は、周方向に複数配列されている。外歯３１は、剛性内歯歯車２の内歯２１と噛み合い可能である。可撓性外歯歯車３の外周面の周方向の長さは、剛性内歯歯車２の内周面の周方向の長さよりも小さい。可撓性外歯歯車３の外歯３１の数は、剛性内歯歯車２の内歯２１の数よりも少ない。

可撓性外歯歯車３は、弾性的に撓み変形可能である。可撓性外歯歯車３は、その径方向に外力を加えることで、軸方向に直交する第一径方向における径寸法が、軸方向及び第一径方向に直交する第二径方向における径寸法よりも大きくなるように弾性的に変形する。すなわち、可撓性外歯歯車３は、その径方向に撓むことで、弾性的に楕円形に変形する。

本実施形態の可撓性外歯歯車３の外歯３１は、軸方向で複数に分離されている。すなわち、外歯３１は、可撓性外歯歯車３の軸方向に互いに間隔をあけて複数配列されている。軸方向における外歯３１の配列数は、三つ以上であってもよいが、本実施形態では二つである。

波動発生器４は、可撓性外歯歯車３の内側に配される。波動発生器４は、可撓性外歯歯車３を径方向に撓めることで可撓性外歯歯車３の外歯３１を剛性内歯歯車２の内歯２１に噛み合わせる。波動発生器４は、外歯３１と内歯２１との噛み合わせ位置ＥＰを周方向に移動させる。本実施形態の波動歯車装置１は、波動発生器４を二つ備える、すなわち第一波動発生器４１及び第二波動発生器４２を備える。

第一、第二波動発生器４１，４２は、それぞれ軸方向から見て楕円形に形成されている。第一、第二波動発生器４１，４２は、互いに軸方向に間隔をあけて配列されている。第一、第二波動発生器４１，４２は、軸方向に配列された二つの外歯３１に対してそれぞれ径方向内側に位置するように配される。各波動発生器４１，４２が可撓性外歯歯車３の内側に配されることで、可撓性外歯歯車３は径方向に撓んで楕円形に変形する。また、各波動発生器４１，４２の長径方向に対応する可撓性外歯歯車３の径方向の両端に位置する外歯３１が剛性内歯歯車２の内歯２１に噛み合う。各波動発生器４１，４２が回転することで、内歯２１と外歯３１との噛み合わせ位置ＥＰが周方向に移動する。

軸方向から見た第一、第二波動発生器４１，４２の形状及び大きさは、互いに等しい。軸方向における第一、第二波動発生器４１，４２の厚さは、例えば互いに異なっていてよいが、本実施形態では互いに等しい。

第一、第二波動発生器４１，４２は、軸方向に配列されているため、可撓性外歯歯車３のうち軸方向で互いに異なる部位を撓める。軸方向における第一波動発生器４１と第二波動発生器４２との間隔Ｄ１は、第一波動発生器４１の厚さｔ１又は第二波動発生器４２の厚さｔ２以上である。
第一、第二波動発生器４１，４２は、軸体４３によって互いに連結されている。これにより、第一、第二波動発生器４１，４２は、一体で回転する。

また、第一、第二波動発生器４１，４２は、可撓性外歯歯車３のうち周方向で互いに異なる部位を径方向に撓める。特に本実施形態では、第一、第二波動発生器４１，４２が、可撓性外歯歯車３のうち周方向で互いに９０度ずれて位置する部位を撓める。
具体的には、第一、第二波動発生器４１，４２の長径方向が、周方向で互いに９０度ずれる。これにより、第一波動発生器４１による内歯２１と外歯３１との二つの第一噛み合わせ位置ＥＰ１と、第二波動発生器４２による内歯２１と外歯３１との二つの第二噛み合わせ位置ＥＰ２とが、周方向で互いに９０度ずれて位置する。すなわち、二つの波動発生器４１，４２による内歯２１と外歯３１との四つの噛み合わせ位置ＥＰが、周方向に均等に位置する。

軸受５は、可撓性外歯歯車３の内周と各波動発生器４１，４２の外周との間に、それぞれ設けられる。本実施形態の軸受５は、可撓性外歯歯車３の内周と各波動発生器４１，４２の外周との間で周方向に配列された複数の転動体５１を備える。転動体５１は、球体であってもよいし、円柱体であってもよい。軸受５により、可撓性外歯歯車３の内周と各波動発生器４１，４２の外周とを滑らかに擦り動かすことができる。

以上のように構成される第一実施形態の波動歯車装置１では、二つの波動発生器４１，４２が回転すると、内歯２１と外歯３１との噛み合わせ位置ＥＰが周方向に移動する。ここで、外歯３１の数は内歯２１の数よりも少ないため、噛み合わせ位置ＥＰの移動に伴って、剛性内歯歯車２と可撓性外歯歯車３とが相対的に回転する。この相対的な回転の速度は、波動発生器４の回転速度よりも遅い。すなわち、入力された波動発生器４の回転に対して、減速した可撓性外歯歯車３あるいは剛性内歯歯車２の回転を出力できる。

このように、第一実施形態の波動歯車装置１は、第一波動発生器４１及び第二波動発生器４２を備える。これにより、波動発生器４が一つである場合と比較して、剛性内歯歯車２の内歯２１と可撓性外歯歯車３の外歯３１との噛み合わせ位置ＥＰを増やすことができる。このため、内歯２１と外歯３１とを強固に噛み合わせることができる。したがって、波動発生器４の回転に急激な変化が生じる等して、可撓性外歯歯車３に大きな負荷が作用しても、可撓性外歯歯車３が剛性内歯歯車２に対して歯飛びすることを抑制できる。すなわち、波動歯車装置１の耐衝撃性や振動特性を向上できる。
波動歯車装置１の耐衝撃性や振動特性が向上することで、波動発生器４の回転に急激な変化が生じる過酷な環境下（例えばハンドリングロボットを素早く動かす環境）で波動歯車装置１を用いることが可能となる。

また、第一、第二波動発生器４１，４２は、可撓性外歯歯車３のうち周方向で互いに異なる部位を径方向に撓める。この場合、第一波動発生器４１による内歯２１と外歯３１との第一噛み合わせ位置ＥＰ１と、第二波動発生器４２による内歯２１と外歯３１との第二噛み合わせ位置ＥＰ２とが、周方向に互いにずれて位置する。これにより、内歯２１と外歯３１とをより強固に噛み合わせることができる。したがって、剛性内歯歯車２に対する可撓性外歯歯車３の歯飛びを効果的に抑制できる。すなわち、波動歯車装置１の耐衝撃性や振動特性をさらに向上できる。

また、第一、第二波動発生器４１，４２は、可撓性外歯歯車３のうち周方向で互いに９０度ずれて位置する部位を径方向に撓める。この場合、第一波動発生器４１による内歯２１と外歯３１との第一噛み合わせ位置ＥＰ１と、第二波動発生器４２による内歯２１と外歯３１との第二噛み合わせ位置ＥＰ２とを、周方向に均等に配置することができる。このため、内歯２１と外歯３１との噛み合わせを効果的に強化できる。したがって、剛性内歯歯車２に対する可撓性外歯歯車３の歯飛びをさらに効果的に抑制できる。すなわち、波動歯車装置１の耐衝撃性や振動特性をさらに向上できる。

また、軸方向における第一波動発生器４１と第二波動発生器４２との間隔Ｄ１は、第一波動発生器４１の厚さ又は第二波動発生器４２の厚さ以上となっている。このため、第一波動発生器４１による内歯２１と外歯３１との第一噛み合わせ位置ＥＰ１と、第二波動発生器４２による内歯２１と外歯３１との第二噛み合わせ位置ＥＰ２とを、軸方向に互いに離すことができる。これにより、第一、第二波動発生器４１，４２による内歯２１と外歯３１との噛み合わせ位置ＥＰが周方向で互いに異なることに伴って可撓性外歯歯車３に生じる応力を緩和できる。

上述した第一実施形態では、第一噛み合わせ位置ＥＰ１と第二噛み合わせ位置ＥＰ２とが周方向で互いにずれる角度は、９０度に限らず、任意の角度であってよい。

上述した第一実施形態では、第一、第二波動発生器４１，４２は、例えば可撓性外歯歯車３のうち周方向における同じ部位を径方向に撓めてもよい。すなわち、第一噛み合わせ位置ＥＰ１と第二噛み合わせ位置ＥＰ２とが周方向で互いにずれる角度は、０度であってもよい。

上述した第一実施形態では、軸方向に配列される波動発生器４の数が、例えば三つ以上であってもよい。また、三つ以上の波動発生器４は、可撓性外歯歯車３のうち周方向で互いに異なる部位を径方向に撓めてよい。この場合、複数の波動発生器４が撓める可撓性外歯歯車３の複数の部位は、周方向で互いに以下に定義する角度θずつずれて位置するとよい。
θ＝１８０度／ｎ、（ただし、ｎは波動発生器４の数）
このような構成では、複数の波動発生器４による内歯２１と外歯３１との複数の噛み合わせ位置ＥＰを周方向に均等に配置することができる。

〔第二実施形態〕
次に、図４を参照して本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態では、第一実施形態と同様の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。

図４に示すように、第二実施形態の波動歯車装置１Ａは、第一実施形態と同様に、剛性内歯歯車２、可撓性外歯歯車３、波動発生器４及び軸受５Ａを備える。波動発生器４の数は、第一実施形態と同様に複数であってもよいが、例えば一つであってもよい。

第二実施形態の軸受５Ａは、複数の転動体５１と、保持器５２Ａとを備える。複数の転動体５１は、第一実施形態と同様に、可撓性外歯歯車３の内周と波動発生器４の外周との間で周方向に配列される。保持器５２Ａは、周方向における転動体５１の間で径方向における可撓性外歯歯車３の内周と波動発生器４の外周との隙間を保持する。

保持器５２Ａは、隣り合う転動体５１の間に配される複数の保持部材５３Ａを備える。各保持部材５３Ａは、周方向における転動体５１の間に配される。保持部材５３Ａは、少なくとも可撓性外歯歯車３の内周と波動発生器４の外周との隙間を保持するように形成されればよい。各保持部材５３Ａは、例えば可撓性外歯歯車３の内周から波動発生器４の外周まで径方向に延びる棒状など任意に形成されてよい。

本実施形態の保持部材５３Ａは、周方向における転動体５１同士の隙間を埋めるように形成されている。具体的に説明すれば、転動体５１は軸方向から見て円形とされている。このため、周方向における転動体５１同士の間隔は、径方向における中間部分から両端部分（可撓性外歯歯車３の内周や波動発生器４の外周）に向かうにしたがって広くなる。これに対し、保持部材５３Ａのうち周方向における両側の面は、円形とされた転動体５１の形状に対応するように形成されている。すなわち、周方向における保持部材５３Ａの寸法が、径方向における中間部分から両端部分に向かうにしたがって大きくなる。
複数の保持部材５３Ａは、例えば互いに連結されていてもよいが、本実施形態ではそれぞれ別個に形成されている。

径方向における保持部材５３Ａ（保持器５２Ａ）の寸法Ｌ２は、例えば以下の不等式を満たすとよい。
Ｌ１−Ｈ１≦Ｌ２≦Ｌ１
Ｌ２：径方向における保持部材５３Ａ（保持器５２Ａ）の寸法
Ｌ１：径方向における可撓性外歯歯車３の内周と波動発生器４の外周との隙間の寸法
Ｈ１：径方向における内歯２１と外歯３１との噛み合わせの長さ
なお、図４では、保持部材５３Ａの寸法Ｌ２が、隙間の寸法Ｌ１と等しい。

保持部材５３Ａ（保持器５２Ａ）は、例えば外力に対して変形しない剛体であるとよいが、例えば外力に対して変形してもよい。この場合、保持部材５３Ａ（保持器５２Ａ）が径方向に圧縮力を受けたときに径方向に縮む保持部材５３Ａの縮み長さは、径方向における内歯２１と外歯３１との噛み合わせの長さＨ１よりも小さいとよい。

本実施形態の軸受５Ａは、内輪５４と外輪５５とを有する。内輪５４は、波動発生器４と同様の性質を有する、すなわち可撓性外歯歯車３よりも高い剛性を有する。内輪５４は、波動発生器４の外周に固定される。このため、軸受５Ａの内輪５４は、実質的に波動発生器４の外周をなす。外輪５５は、可撓性外歯歯車３と同様の性質を有する、すなわち弾性的に撓み変形可能である。外輪５５は、可撓性外歯歯車３の内周に固定される。このため、軸受５Ａの外輪５５は、実質的に可撓性外歯歯車３の内周をなす。

第二実施形態の波動歯車装置１Ａは、周方向における転動体５１の間で径方向における可撓性外歯歯車３の内周と波動発生器４の外周との隙間を保持する保持器５２Ａを備える。このため、保持器５２Ａによって、径方向における可撓性外歯歯車３の内周と波動発生器４の外周との間隔が、周方向に隣り合う転動体５１の間の領域で小さくなることを抑制できる。これにより、波動発生器４の回転に急激な変化が生じる等して、可撓性外歯歯車３に大きな負荷が作用しても、可撓性外歯歯車３が転動体５１の間の領域で径方向の内側に変形することを保持器５２Ａによって抑制できる。これにより、可撓性外歯歯車３が剛性内歯歯車２に対して歯飛びすることを抑制できる。すなわち、波動歯車装置１Ａの耐衝撃性や振動特性を向上できる。

また、第二実施形態の波動歯車装置１Ａでは、保持器５２Ａの寸法Ｌ２、隙間の寸法Ｌ１及び噛み合わせの長さＨ１が、
Ｌ１−Ｈ１≦Ｌ２≦Ｌ１
を満たしている。このため、可撓性外歯歯車３が転動体５１の間の領域で径方向の内側に変形しても、可撓性外歯歯車３の外歯３１が剛性内歯歯車２の内歯２１から外れることを防止できる。すなわち、可撓性外歯歯車３が剛性内歯歯車２に対して歯飛びすることを防ぐことができる。

また、第二実施形態の波動歯車装置１Ａでは、保持器５２Ａが径方向に圧縮力を受けたときに径方向に縮む保持器５２Ａの縮み長さが、径方向における内歯２１と外歯３１との噛み合わせの長さＨ１よりも小さい。この場合、保持器５２Ａが外力によって径方向に縮み変形し、保持器５２Ａが縮んだ長さの分だけ、可撓性外歯歯車３が転動体５１の間の領域で径方向の内側に変形しても、可撓性外歯歯車３の外歯３１が剛性内歯歯車２の内歯２１から外れることを防止できる。すなわち、可撓性外歯歯車３が剛性内歯歯車２に対して歯飛びすることを防ぐことができる。

また、第二実施形態の波動歯車装置１Ａでは、保持器５２Ａが、それぞれ別個に形成されて隣り合う前記転動体５１の間に配される複数の保持部材５３Ａを備える。複数の保持部材５３Ａをそれぞれ別個に形成した保持器５２Ａは、複数の保持部材５３Ａを一体に固定した保持器と比較して、材料の歩留まりを向上できる。

上述した第二実施形態では、軸受５Ａは例えば内輪５４、外輪５５を備えなくてもよい。すなわち、転動体５１が可撓性外歯歯車３の内周や波動発生器４の外周に接触してもよい。

〔第三実施形態〕
次に、図５を参照して本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態では、第一実施形態と同様の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。

第三実施形態の波動歯車装置は、第一実施形態と同様の剛性内歯歯車２、可撓性外歯歯車３及び波動発生器４（図１〜３参照）、並びに、図５に示す軸受５Ｂを備える。波動発生器４の数は、第一実施形態と同様に複数であってもよいが、例えば一つであってもよい。

軸受５Ｂは、第一実施形態の軸受５と同様に、可撓性外歯歯車３の内周と波動発生器４の外周との間に設けられる。
本実施形態の軸受５Ｂは、第一転動体群５０１と第二転動体群５０２とを備える。第一転動体群５０１は、可撓性外歯歯車３の内周と波動発生器４の外周との間で周方向（図５では上下方向）に配列された複数の第一転動体５１１を有する。第二転動体群５０２は、可撓性外歯歯車３の内周と波動発生器４の外周との間で、また、軸方向（図５では左右方向）における第一転動体群５０１の隣で、周方向に配列された複数の第二転動体５１２を有する。第二転動体５１２は、第一転動体５１１と周方向に交互に配置される。すなわち、第一転動体５１１と第二転動体５１２とは、ジグザグ状、千鳥状に配列されている。

第一転動体５１１と第二転動体５１２とは、周方向で隙間なく並んでいる。すなわち、周方向に隣り合う第一転動体５１１同士の間隔が、周方向における第二転動体５１２の寸法よりも小さい。また、周方向に隣り合う第二転動体５１２同士の間隔が、周方向における第一転動体５１１の寸法よりも小さい。
第一、第二転動体５１１，５１２は、例えば軸方向（左右方向）に延びる円柱体であってもよいが、本実施形態の第一、第二転動体５１１，５１２は球体である。また、第一、第二転動体５１１，５１２の大きさは、例えば互いに異なってもよいが、本実施形態では同じである。

可撓性外歯歯車３の外歯３１は、径方向（図５では紙面に直交する方向）で第一、第二転動体５１１，５１２の両方に重なるように軸方向に延びている。このため、可撓性外歯歯車３の外歯３１は、第一、第二転動体５１１，５１２の両方によって径方向の内側から支持される。

第三実施形態の波動歯車装置は、周方向に配列された複数の第一転動体５１１を有する第一転動体群５０１と、第一転動体群５０１の隣で周方向に配列され第一転動体５１１と周方向に交互に配置される複数の第二転動体５１２を有する第二転動体群５０２とを備える。特に、第一転動体５１１と第二転動体５１２とは周方向で隙間なく並ぶ。このため、波動発生器４の回転に急激な変化が生じる等して、可撓性外歯歯車３に大きな負荷が作用しても、可撓性外歯歯車３が径方向の内側に変形することを抑制できる。例えば、周方向で隣り合う二つの第一転動体５１１の間に位置する可撓性外歯歯車３の部位が、周方向で二つの第一転動体５１１の間に位置する第二転動体５１２によって径方向内側から支持される。これにより、可撓性外歯歯車３に大きな負荷が作用しても、可撓性外歯歯車３が径方向の内側に変形することを抑制できる。したがって、可撓性外歯歯車３が剛性内歯歯車２に対して歯飛びすることを抑制できる。すなわち、波動歯車装置の耐衝撃性や振動特性を向上できる。

上述した第三実施形態の軸受５Ｂは、例えば第二実施形態と同様の保持器５２Ａ（図４参照）を備えてもよい。

以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることができる。

本発明の波動歯車装置における軸受は、例えばすべり軸受であってもよい。この場合でも、上記実施形態と同様に、可撓性外歯歯車が剛性内歯歯車に対して歯飛びすることを抑制できる。

１，１Ａ…波動歯車装置、２…剛性内歯歯車、３…可撓性外歯歯車、４…波動発生器、５，５Ａ，５Ｂ…軸受、２１…内歯、３１…外歯、４１…第一波動発生器、４２…第二波動発生器、５１…転動体、５２Ａ…保持器、５３Ａ…保持部材、５０１…第一転動体群、５０２…第二転動体群、５１１…第一転動体、５１２…第二転動体、Ｄ１…間隔、ＥＰ…噛み合わせ位置、ＥＰ１…第一噛み合わせ位置、ＥＰ２…第二噛み合わせ位置

Claims

内周面に内歯を有する環状の剛性内歯歯車と、
前記剛性内歯歯車の内側に配され、外周面に前記内歯に噛み合い可能な外歯を有する可撓性外歯歯車と、
前記可撓性外歯歯車を径方向に撓めることにより前記外歯を前記内歯に噛み合わせると共に、前記外歯と前記内歯との噛み合わせ位置を周方向に移動させる第一波動発生器と、
前記可撓性外歯歯車を径方向に撓めることにより前記外歯を前記内歯に噛み合わせると共に、前記外歯と前記内歯との噛み合わせ位置を周方向に移動させる第二波動発生器と、
を備える波動歯車装置。
前記第一波動発生器及び前記第二波動発生器が、前記可撓性外歯歯車のうち周方向で互いに異なる部位を径方向に撓める請求項１に記載の波動歯車装置。
前記第一波動発生器及び前記第二波動発生器が、前記可撓性外歯歯車のうち前記周方向で互いに９０度ずれて位置する部位を径方向に撓める請求項２に記載の波動歯車装置。
前記第一波動発生器及び前記第二波動発生器は互いに軸方向に間隔をあけて配列され、
前記軸方向における前記第一波動発生器と前記第二波動発生器との間隔が、前記軸方向における前記第一波動発生器又は前記第二波動発生器の厚さ以上である請求項２又は請求項３に記載の波動歯車装置。
内周面に内歯を有する環状の剛性内歯歯車と、
前記剛性内歯歯車の内側に配され、外周面に前記内歯に噛み合い可能な外歯を有する可撓性外歯歯車と、
前記可撓性外歯歯車の内側に配され、前記可撓性外歯歯車を径方向に撓めることにより前記外歯を前記内歯に噛み合わせると共に、前記外歯と前記内歯との噛み合わせ位置を周方向に移動させる波動発生器と、
前記可撓性外歯歯車の内周と前記波動発生器の外周との間で周方向に配列された複数の転動体と、
周方向における前記転動体の間で径方向における前記可撓性外歯歯車の内周と前記波動発生器の外周との隙間を保持する保持器と、
を備える波動歯車装置。
前記保持器が径方向に圧縮力を受けたときに径方向に縮む保持器の縮み長さは、径方向における前記内歯と前記外歯との噛み合わせの長さよりも小さい請求項５に記載の波動歯車装置。
径方向における前記保持器の寸法をＬ２、径方向における前記可撓性外歯歯車の内周と前記波動発生器の外周との隙間の寸法をＬ１、径方向における前記内歯と前記外歯との噛み合わせの長さをＨ１とし、
これら前記保持器の寸法Ｌ２、前記隙間の寸法Ｌ１及び噛み合わせの長さＨ１は、
Ｌ１−Ｈ１≦Ｌ２≦Ｌ１
を満たしている請求項５又は請求項６に記載の波動歯車装置。
前記保持器は、それぞれ別個に形成されて隣り合う前記転動体の間に配される複数の保持部材を備える請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の波動歯車装置。
内周面に内歯を有する環状の剛性内歯歯車と、
前記剛性内歯歯車の内側に配され、外周面に前記内歯に噛み合い可能な外歯を有する可撓性外歯歯車と、
前記可撓性外歯歯車の内側に配され、前記可撓性外歯歯車を径方向に撓めることにより前記外歯を前記内歯に噛み合わせると共に、前記外歯と前記内歯との噛み合わせ位置を周方向に移動させる波動発生器と、
前記可撓性外歯歯車の内周と前記波動発生器の外周との間で周方向に配列された複数の第一転動体を有する第一転動体群と、
前記第一転動体群の隣で周方向に配列され前記第一転動体と周方向に交互に配置される複数の第二転動体を有する第二転動体群と、
を備える波動歯車装置。