JP2675854B2 - 波動歯車の波動発生器 - Google Patents
波動歯車の波動発生器Info
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- JP2675854B2 JP2675854B2 JP10289089A JP10289089A JP2675854B2 JP 2675854 B2 JP2675854 B2 JP 2675854B2 JP 10289089 A JP10289089 A JP 10289089A JP 10289089 A JP10289089 A JP 10289089A JP 2675854 B2 JP2675854 B2 JP 2675854B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、波動歯車に関し、特に、波動歯車の波動発
生器に関する。
生器に関する。
〔従来の技術〕 波動歯車は良く知られており、その１つの例が特公昭
38−9157号公報に記載されている。このような、従来周
知の波動歯車は、剛性の円筒部材から成り内側に内歯が
形成されたサーキュラスプラインと、このサーキュラス
プラインの内側に設けられ可撓性の材料で成り薄肉のリ
ング部分に外歯を有するフレクスプラインと、このフレ
クスプラインの内側に設けられ、該フレクスプラインの
外歯をサーキュラスプラインの内歯に部分的に噛合わせ
るようにフレクスプラインを楕円形に撓めるとともに、
その楕円形を回転させる波動発生器とから成る。この波
動歯車では、サーキュラスプラインとフレクスプライン
との歯数が異なっていて、波動発生器による楕円形の回
転を前記両スプラインの歯数差に対応した比率で大きく
減速させることができる。従って、少ない機械要素で、
大きな減速比が得られる利点があり、ロボットや精密機
械等に多用されている。
38−9157号公報に記載されている。このような、従来周
知の波動歯車は、剛性の円筒部材から成り内側に内歯が
形成されたサーキュラスプラインと、このサーキュラス
プラインの内側に設けられ可撓性の材料で成り薄肉のリ
ング部分に外歯を有するフレクスプラインと、このフレ
クスプラインの内側に設けられ、該フレクスプラインの
外歯をサーキュラスプラインの内歯に部分的に噛合わせ
るようにフレクスプラインを楕円形に撓めるとともに、
その楕円形を回転させる波動発生器とから成る。この波
動歯車では、サーキュラスプラインとフレクスプライン
との歯数が異なっていて、波動発生器による楕円形の回
転を前記両スプラインの歯数差に対応した比率で大きく
減速させることができる。従って、少ない機械要素で、
大きな減速比が得られる利点があり、ロボットや精密機
械等に多用されている。
一般に、波動歯車の波動発生器としては、楕円形のカ
ム板とその外側周囲に嵌合された可撓性ボールベアリン
グとからなるものが用いられている。楕円形においては
長軸上で曲率半径が最小となる。はりの理論から類推で
きるように、曲率半径が最小の位置、すなわち曲率が最
大の位置において曲げモーメントは最大となる。これは
楕円形に変形しているボールベアリングのボールのう
ち、長軸上およびその近辺に位置するボールに最も大き
な力（すなわち、たわみによる力）がかかることを意味
する。
ム板とその外側周囲に嵌合された可撓性ボールベアリン
グとからなるものが用いられている。楕円形においては
長軸上で曲率半径が最小となる。はりの理論から類推で
きるように、曲率半径が最小の位置、すなわち曲率が最
大の位置において曲げモーメントは最大となる。これは
楕円形に変形しているボールベアリングのボールのう
ち、長軸上およびその近辺に位置するボールに最も大き
な力（すなわち、たわみによる力）がかかることを意味
する。
この楕円形への変形に加え、外部からトルクが作用す
ると、長軸付近のフレクスプラインの歯はサーキュラス
プラインの歯と噛み合って歯面荷重を受け、これによっ
て上記の長軸上およびその近辺のボールにはたわみによ
る荷重の他にトルクによる荷重が加わる。それらの合成
荷重がボールの寿命すなわちボールベアリングの寿命、
ひいては波動歯車装置の寿命を短くする原因となってい
る。
ると、長軸付近のフレクスプラインの歯はサーキュラス
プラインの歯と噛み合って歯面荷重を受け、これによっ
て上記の長軸上およびその近辺のボールにはたわみによ
る荷重の他にトルクによる荷重が加わる。それらの合成
荷重がボールの寿命すなわちボールベアリングの寿命、
ひいては波動歯車装置の寿命を短くする原因となってい
る。
この問題を解決するため、本来円形リングであるフレ
クスプラインを長軸上に位置する対向二力によって楕円
形に変形させるかわりに、長軸に対してある角度だけ傾
いた方向に働く四力によって変形させた場合のたわみ曲
線をカム板形状に与え、たわみ荷重がかかる位置をを従
来の二個所から四個所に分散する方法も提案されてい
る。
クスプラインを長軸上に位置する対向二力によって楕円
形に変形させるかわりに、長軸に対してある角度だけ傾
いた方向に働く四力によって変形させた場合のたわみ曲
線をカム板形状に与え、たわみ荷重がかかる位置をを従
来の二個所から四個所に分散する方法も提案されてい
る。
しかし、この方法は弾性曲線の式を用いるため複雑な
数式を必要とする。このため、曲線長の計算その他の点
において実用的でなく、種々の不便を伴うものであっ
た。
数式を必要とする。このため、曲線長の計算その他の点
において実用的でなく、種々の不便を伴うものであっ
た。
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、波動発
生器の周囲形状として従来の弾性曲線よりも簡潔な四力
曲線を用いた波動歯車装置を提供することを目的とす
る。
生器の周囲形状として従来の弾性曲線よりも簡潔な四力
曲線を用いた波動歯車装置を提供することを目的とす
る。
かかる目的を達成するため、本発明によれば、剛性の
円筒部材で成る内側に内歯が形成されたサーキュラスプ
ラインと、このスプラインの内側に設けられ可撓性の材
料で成り薄肉のリング部分に外歯を有するフレクスプラ
インと、このフレクスプラインの内側に設けられ、該フ
レクスプラインの外歯をサーキュラスプラインの内歯に
部分的に噛合わせるようにフレクスプラインを楕円形に
撓めるとともに、その楕円形を回転させる波動発生器と
から成り、サーキュラスプラインとフレクスプラインと
の歯数が異なっていて、波動発生器による楕円形の回転
を前記両スプラインの歯数差に対応して大きく減速させ
ることのできる波動歯車において、前記フレクスプライ
ンを楕円形に撓める波動発生器の形状を長軸を垂直軸、
短軸を水平軸とする座標系で表した場合、各象限毎の波
動発生器の輪郭を表す曲線が、前記垂直軸に接する第一
基礎円から描かれた第一のインボリュート曲線と、前記
水平軸および前記第一基礎円との双方に接する第二基礎
円から描かれた第二のインボリュート曲線とを接合した
ものからなり、その接合点において両インボリュート曲
線は曲率半径が等しく形成され、前記第一基礎円と第二
基礎円との接点との前記接合点とを結ぶ直線と垂直軸と
がなす角度が45度以内であり、前記第一のインボリュー
ト曲線の前記垂直軸との交点と座標原点との距離は所定
の距離であることを特徴とする波動歯車が提供される。
円筒部材で成る内側に内歯が形成されたサーキュラスプ
ラインと、このスプラインの内側に設けられ可撓性の材
料で成り薄肉のリング部分に外歯を有するフレクスプラ
インと、このフレクスプラインの内側に設けられ、該フ
レクスプラインの外歯をサーキュラスプラインの内歯に
部分的に噛合わせるようにフレクスプラインを楕円形に
撓めるとともに、その楕円形を回転させる波動発生器と
から成り、サーキュラスプラインとフレクスプラインと
の歯数が異なっていて、波動発生器による楕円形の回転
を前記両スプラインの歯数差に対応して大きく減速させ
ることのできる波動歯車において、前記フレクスプライ
ンを楕円形に撓める波動発生器の形状を長軸を垂直軸、
短軸を水平軸とする座標系で表した場合、各象限毎の波
動発生器の輪郭を表す曲線が、前記垂直軸に接する第一
基礎円から描かれた第一のインボリュート曲線と、前記
水平軸および前記第一基礎円との双方に接する第二基礎
円から描かれた第二のインボリュート曲線とを接合した
ものからなり、その接合点において両インボリュート曲
線は曲率半径が等しく形成され、前記第一基礎円と第二
基礎円との接点との前記接合点とを結ぶ直線と垂直軸と
がなす角度が45度以内であり、前記第一のインボリュー
ト曲線の前記垂直軸との交点と座標原点との距離は所定
の距離であることを特徴とする波動歯車が提供される。
なお、インボリュート曲線とは、円周上の任意の一点
Ａにおける接線ABの長さを円弧ACの長さ（点Ｃは円周上
の定点）に等しくしたときのＢ点の軌跡である。換言す
れば、インボリュート曲線は、太さのない糸を基礎円に
巻きつけ、糸の一端を引っ張りながらほどいたときに糸
の一端が描く曲線である。
Ａにおける接線ABの長さを円弧ACの長さ（点Ｃは円周上
の定点）に等しくしたときのＢ点の軌跡である。換言す
れば、インボリュート曲線は、太さのない糸を基礎円に
巻きつけ、糸の一端を引っ張りながらほどいたときに糸
の一端が描く曲線である。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら
説明する。第１図は、波動歯車１の原理を示している。
この波動歯車１は、剛性材料で成り円筒に形成され内歯
が形成されたサーキュラスプライン２と、このサーキュ
ラスプライン２の内側に設けられ、可撓性の材料で成り
薄肉のリング部分に外歯を有するフレクスプライン３
と、このフレクスプライン３の内側に嵌合してフレクス
プライン３を楕円系に撓ませる波動発生器４とから成
る。波動発生器４は、楕円形形成部材としての内側の楕
円形のカム板５と、このカム板５の外周に嵌合して楕円
形に撓められたボールベアリング６とから成り、ボール
ベアリング６の外輪７がフレクスプラインに嵌合してい
る。
説明する。第１図は、波動歯車１の原理を示している。
この波動歯車１は、剛性材料で成り円筒に形成され内歯
が形成されたサーキュラスプライン２と、このサーキュ
ラスプライン２の内側に設けられ、可撓性の材料で成り
薄肉のリング部分に外歯を有するフレクスプライン３
と、このフレクスプライン３の内側に嵌合してフレクス
プライン３を楕円系に撓ませる波動発生器４とから成
る。波動発生器４は、楕円形形成部材としての内側の楕
円形のカム板５と、このカム板５の外周に嵌合して楕円
形に撓められたボールベアリング６とから成り、ボール
ベアリング６の外輪７がフレクスプラインに嵌合してい
る。
フレクスプライン３は、波動発生器４によって楕円形
に撓められているので、サーキュラスプライン２に対し
て、直径方向に対向する２点を中心としてその両側の一
部で噛み合う。第１図では矢印Ａ及びＢの方向の２点が
噛み合い点となる。また、波動発生器４はボールベアリ
ング６を有するので、波動発生器４のカム板５が回転す
ると、フレクスプライン３はその楕円形状が回転させら
れるだけで、カム板５によって直接回転させられること
はない。なお、フレクスプライン３はサーキュラスプラ
インの歯数より2n（ｎは正の整数）枚少ない歯数（第１
図ではサーキュラスプラインより４枚少ない）にされて
いる。
に撓められているので、サーキュラスプライン２に対し
て、直径方向に対向する２点を中心としてその両側の一
部で噛み合う。第１図では矢印Ａ及びＢの方向の２点が
噛み合い点となる。また、波動発生器４はボールベアリ
ング６を有するので、波動発生器４のカム板５が回転す
ると、フレクスプライン３はその楕円形状が回転させら
れるだけで、カム板５によって直接回転させられること
はない。なお、フレクスプライン３はサーキュラスプラ
インの歯数より2n（ｎは正の整数）枚少ない歯数（第１
図ではサーキュラスプラインより４枚少ない）にされて
いる。
この波動歯車１の動作について、第２図（ａ）〜
（ｄ）を用いて説明する。波動発生器４のカム板５が第
２図（ａ）の位置にあるとき、フレクスプライン３の楕
円形の長軸において、サーキュラスプライン２の歯溝８
がフレクスプライン３の歯９に噛み合っている。カム板
５を第２図（ｂ）に示すように90度回転させると、フレ
クスプライン３はその楕円形が回転し、フレクスプライ
ン３の噛み合い点が楕円の長軸の移動に従って移動して
歯溝８が歯９から離れる。第２図（ｃ）に図示のよう
に、カム板５が180度回転すると歯溝８と歯９とが再び
噛み合うが、その位置は歯数差（図示の例では４枚すな
わちｎ＝２）の半分だけすなわちｎ枚分（図示の例えば
２枚分）だけずれる。そして第２図（ｄ）に示すよう
に、カム板５が360度回転すると、歯溝８と歯９とは歯
数差（図示の例では４枚分）だけずれる。
（ｄ）を用いて説明する。波動発生器４のカム板５が第
２図（ａ）の位置にあるとき、フレクスプライン３の楕
円形の長軸において、サーキュラスプライン２の歯溝８
がフレクスプライン３の歯９に噛み合っている。カム板
５を第２図（ｂ）に示すように90度回転させると、フレ
クスプライン３はその楕円形が回転し、フレクスプライ
ン３の噛み合い点が楕円の長軸の移動に従って移動して
歯溝８が歯９から離れる。第２図（ｃ）に図示のよう
に、カム板５が180度回転すると歯溝８と歯９とが再び
噛み合うが、その位置は歯数差（図示の例では４枚すな
わちｎ＝２）の半分だけすなわちｎ枚分（図示の例えば
２枚分）だけずれる。そして第２図（ｄ）に示すよう
に、カム板５が360度回転すると、歯溝８と歯９とは歯
数差（図示の例では４枚分）だけずれる。
このように噛み合い位置が順次ずれる動きを出力として
取り出せば大きな減速比を得ることができる。
取り出せば大きな減速比を得ることができる。
上記のフレクスプライン３を、第１図の紙面に直角な
方向に且つ一方の側に延長させたカップ形状に形成した
ものがある。これがいわゆるカップ形撓み噛み合い式歯
車装置である。
方向に且つ一方の側に延長させたカップ形状に形成した
ものがある。これがいわゆるカップ形撓み噛み合い式歯
車装置である。
また、第１のサーキュラスプラインと、この第１スプ
ラインに共軸に並置され、異なる歯数にされた第２のサ
ーキュラスプラインと、両サーキュラスプラインの内側
に共軸に且つ両スプラインに部分的に噛み合うように配
置された第１サーキュラスプラインと同じ歯数のリング
形状のフレクスプラインと、このフレクスプラインを撓
ませて変形させ、両サーキュラスプラインの各内歯に部
分的に噛み合わせるとともに、楕円形に変形したフレク
スプラインの楕円形を回転させる波動発生器とを備えた
波動歯車が知られている。この波動歯車は、環状の２つ
のサーキュラスプラインが並置されており、また、フレ
クスプラインもカップ形状でなくて環状に形成され、装
置全体が偏平に且つ薄く形成されることから、フラット
型波動歯車と呼ばれている。
ラインに共軸に並置され、異なる歯数にされた第２のサ
ーキュラスプラインと、両サーキュラスプラインの内側
に共軸に且つ両スプラインに部分的に噛み合うように配
置された第１サーキュラスプラインと同じ歯数のリング
形状のフレクスプラインと、このフレクスプラインを撓
ませて変形させ、両サーキュラスプラインの各内歯に部
分的に噛み合わせるとともに、楕円形に変形したフレク
スプラインの楕円形を回転させる波動発生器とを備えた
波動歯車が知られている。この波動歯車は、環状の２つ
のサーキュラスプラインが並置されており、また、フレ
クスプラインもカップ形状でなくて環状に形成され、装
置全体が偏平に且つ薄く形成されることから、フラット
型波動歯車と呼ばれている。
このフラット型波動歯車においても、第１図に図示の
ように、波動発生器はフレクスプラインを変形させると
ともにその形状を回転させ、この回転により、第２図
（ａ）〜（ｄ）に示すように、フレクスプラインと第１
及び第２サーキュラスプラインの噛み合い点が回転す
る。上記のように、第１サーキュラスプラインはフレク
スプラインと同じ歯数でありフレクスプラインの形状が
回転しても両者の間には相対的な回転はないが、第２サ
ーキュラスプラインとフレクスプラインとの歯数は異な
るので、第２図（ａ）〜（ｄ）において説明したよう
に、両スプラインは相対的に回転する。従って、第１サ
ーキュラスプラインと第２サーキュラスプラインとがフ
レクスプラインを介して相対回転を生じることになる。
このことを利用して、波動発生器に入力軸が設けられ、
一方のサーキュラスプラインが固定され、他方のサーキ
ュラスプラインに出力軸が設けられると、入力軸と出力
軸との間に大きな減速比を得ることができる。
ように、波動発生器はフレクスプラインを変形させると
ともにその形状を回転させ、この回転により、第２図
（ａ）〜（ｄ）に示すように、フレクスプラインと第１
及び第２サーキュラスプラインの噛み合い点が回転す
る。上記のように、第１サーキュラスプラインはフレク
スプラインと同じ歯数でありフレクスプラインの形状が
回転しても両者の間には相対的な回転はないが、第２サ
ーキュラスプラインとフレクスプラインとの歯数は異な
るので、第２図（ａ）〜（ｄ）において説明したよう
に、両スプラインは相対的に回転する。従って、第１サ
ーキュラスプラインと第２サーキュラスプラインとがフ
レクスプラインを介して相対回転を生じることになる。
このことを利用して、波動発生器に入力軸が設けられ、
一方のサーキュラスプラインが固定され、他方のサーキ
ュラスプラインに出力軸が設けられると、入力軸と出力
軸との間に大きな減速比を得ることができる。
一般に、波動歯車の波動発生器の楕円形形成部材とし
てのカム板５の輪郭の形状は、基準とする円の直径を
rn、たわみ量を直径でｄとすれば、 ｒ＝rn＋d/2 cos（２θ） の式に従って形成されている。これはｄがrnに比べて小
さい場合は楕円に近い形状となる。かかる形状の場合、
楕円におけると同様に長軸上の２点において曲率半径が
最小になっている。
てのカム板５の輪郭の形状は、基準とする円の直径を
rn、たわみ量を直径でｄとすれば、 ｒ＝rn＋d/2 cos（２θ） の式に従って形成されている。これはｄがrnに比べて小
さい場合は楕円に近い形状となる。かかる形状の場合、
楕円におけると同様に長軸上の２点において曲率半径が
最小になっている。
本発明においては、第３図に図示のように、波動発生
器の楕円形形成部材としてのカム板５の輪郭を、長軸を
垂直軸ａ、短軸を水平軸ｂとして表した場合に、各象限
毎（以下図示の例では第１象限だけで説明する）の楕円
形形成部材（楕円形カム板）の輪郭を表す曲線10が、第
一のインボリュート曲線11と第二のインボリュート曲線
12とを接合した複合曲線として形成されている。第一の
インボリュート曲線11は、接点18において垂直軸ａに接
している第一の基礎円13を基礎として描かれており、第
二のインボリュート曲線12は、接点21において水平軸ｂ
と、接点19において第一基礎円13と接している第二の基
礎円15を基礎として描かれている。この場合、第一のイ
ンボリュート曲線11が垂直軸ａと交わる点14と座標原点
（すなわち、楕円形カム板の中心点）25との距離は、楕
円形カム板に必要とされる長さ〔rn＋d/2〕に等しくす
るようにする。なお第二のインボリュート曲線12は交点
16において水平軸ｂと交わる。
器の楕円形形成部材としてのカム板５の輪郭を、長軸を
垂直軸ａ、短軸を水平軸ｂとして表した場合に、各象限
毎（以下図示の例では第１象限だけで説明する）の楕円
形形成部材（楕円形カム板）の輪郭を表す曲線10が、第
一のインボリュート曲線11と第二のインボリュート曲線
12とを接合した複合曲線として形成されている。第一の
インボリュート曲線11は、接点18において垂直軸ａに接
している第一の基礎円13を基礎として描かれており、第
二のインボリュート曲線12は、接点21において水平軸ｂ
と、接点19において第一基礎円13と接している第二の基
礎円15を基礎として描かれている。この場合、第一のイ
ンボリュート曲線11が垂直軸ａと交わる点14と座標原点
（すなわち、楕円形カム板の中心点）25との距離は、楕
円形カム板に必要とされる長さ〔rn＋d/2〕に等しくす
るようにする。なお第二のインボリュート曲線12は交点
16において水平軸ｂと交わる。
両インボリュート曲線は接合点17において接合され、
この接合点17と、第一の基礎円13と第二の基礎円15との
接点19とを結ぶ直線20と垂直軸ａとなす角度βは45゜以
内であるようにされる。また、二つの基礎円13、15は接
点19において接していることから、両インボリュート曲
線は接合点17において接点19を曲率中心として共有す
る。換言すれば、接合点17においては両インボリュート
曲線の曲率半径は等しい。このため、両インボリュート
曲線は接合点17において滑らかに連続している。
この接合点17と、第一の基礎円13と第二の基礎円15との
接点19とを結ぶ直線20と垂直軸ａとなす角度βは45゜以
内であるようにされる。また、二つの基礎円13、15は接
点19において接していることから、両インボリュート曲
線は接合点17において接点19を曲率中心として共有す
る。換言すれば、接合点17においては両インボリュート
曲線の曲率半径は等しい。このため、両インボリュート
曲線は接合点17において滑らかに連続している。
上記の構成によって、垂直軸ａから角度βだけ偏位し
た接合点17における曲率半径が最小になる。これは以下
のように証明される。
た接合点17における曲率半径が最小になる。これは以下
のように証明される。
前述したように、インボリュート曲線は、太さのない
糸を基礎円に巻きつけ、糸の一端を引っ張りながらほど
いたときに糸の一端が描く曲線である。したがって、イ
ンボリュート曲線上の一点Ａと点Ａを通る基礎円の接線
の接点Ｂとの長さは点Ａがインボリュート曲線上を基礎
円に近づく方向に進む程短くなる。
糸を基礎円に巻きつけ、糸の一端を引っ張りながらほど
いたときに糸の一端が描く曲線である。したがって、イ
ンボリュート曲線上の一点Ａと点Ａを通る基礎円の接線
の接点Ｂとの長さは点Ａがインボリュート曲線上を基礎
円に近づく方向に進む程短くなる。
このことから、第一インボリュート曲線11においては
直線14−18（点14と点18とを結ぶ直線。以下同様）より
も直線17−19の方が短く、接合点17は第一インボリュー
ト曲線11の終端であることから、接合点17と接点19とを
結ぶ直線17−19が最も短い接点であることが導かれる。
同様に、第二インボリュート曲線12においても直線21−
16よりも直線17−19の方が短く、結局、直線17−19が第
二インボリュート曲線においても最も短い接線であるこ
とが導かれる。
直線14−18（点14と点18とを結ぶ直線。以下同様）より
も直線17−19の方が短く、接合点17は第一インボリュー
ト曲線11の終端であることから、接合点17と接点19とを
結ぶ直線17−19が最も短い接点であることが導かれる。
同様に、第二インボリュート曲線12においても直線21−
16よりも直線17−19の方が短く、結局、直線17−19が第
二インボリュート曲線においても最も短い接線であるこ
とが導かれる。
すなわち、曲線10を通じて直線17−19が最も短い接線
であり、これは接合点17における曲線10の曲率半径20が
曲線10を通して最小であることを意味する。
であり、これは接合点17における曲線10の曲率半径20が
曲線10を通して最小であることを意味する。
最小曲率半径の点である接合点17は、同様に第２象限
では点22、第３象限では点23、第４象限では点24として
形成される。すなわち、第３図に示す複合曲線は、長軸
に対してある角度傾いた方向に働く四力によって円を変
形させた弾性曲線に近似したものとなる。このように、
従来の波動発生器では長軸上の２個所に集中したボール
荷重を本発明による波動発生器の場合には、４個所に分
散できることが判る。
では点22、第３象限では点23、第４象限では点24として
形成される。すなわち、第３図に示す複合曲線は、長軸
に対してある角度傾いた方向に働く四力によって円を変
形させた弾性曲線に近似したものとなる。このように、
従来の波動発生器では長軸上の２個所に集中したボール
荷重を本発明による波動発生器の場合には、４個所に分
散できることが判る。
なお、本発明による波動発生器においても従来と同様
に、半長軸（垂直軸ａと水平軸ｂとの交点25と点14との
間の長さ）はカム板５に必要とされる長さ〔rn＋d/2〕
に形成される。また、第１基礎円13及び第２基礎円15の
中心O1、O2の位置及び半径r1、r2は次のように定められ
る。
に、半長軸（垂直軸ａと水平軸ｂとの交点25と点14との
間の長さ）はカム板５に必要とされる長さ〔rn＋d/2〕
に形成される。また、第１基礎円13及び第２基礎円15の
中心O1、O2の位置及び半径r1、r2は次のように定められ
る。
ｆ＝rn＋d/2−Ra λ＝（rn−Ｒ）/d r1＝〔（λ＋1/2）ｄ−ｆ〕／φ r2＝〔(π−２φ)rｎ＋φ｛(λ−1/2)d＋f｝ −2(rｎ−λd)/(π/2−φ)〕/(π/2−φ)２ ここにRaとＲはそれぞれ適宜に選定できる長軸におけ
る曲率半径と接合点17における最小曲率半径、φは接合
点17の位置を定める角度で45゜以内に選ばれ、ｆ、λは
それぞれパラメータである。パラメータｆは第３図の直
線18−25の長さを表すもので、ｆとr1とによって第１基
礎円13の中心O1の位置が定まり、さらにφとr2によって
第２基礎円15の中心O2の位置が定まる。
る曲率半径と接合点17における最小曲率半径、φは接合
点17の位置を定める角度で45゜以内に選ばれ、ｆ、λは
それぞれパラメータである。パラメータｆは第３図の直
線18−25の長さを表すもので、ｆとr1とによって第１基
礎円13の中心O1の位置が定まり、さらにφとr2によって
第２基礎円15の中心O2の位置が定まる。
上式でrn、ｄ、Ra、Ｒ、φをそれぞれ適宜に設定する
ことによって二つのインボリュート曲線は確定する。こ
の際、短軸端の点16における曲率半径は直線16−21とな
るが、この曲率半径も大きくなりすぎないように決定す
る。なお、r2の式は、本発明による波動発生器の形状を
表す複合曲線の全周長が基準とした円の全周長２πrnに
等しいという条件（ボールベアリングの内輪をしめ代ゼ
ロでカム板に嵌合できる条件）の下に求めたものであ
る。
ことによって二つのインボリュート曲線は確定する。こ
の際、短軸端の点16における曲率半径は直線16−21とな
るが、この曲率半径も大きくなりすぎないように決定す
る。なお、r2の式は、本発明による波動発生器の形状を
表す複合曲線の全周長が基準とした円の全周長２πrnに
等しいという条件（ボールベアリングの内輪をしめ代ゼ
ロでカム板に嵌合できる条件）の下に求めたものであ
る。
本発明に係る波動歯車装置により、フレクスプライン
を楕円形に変形させるためのボール荷重の加わる個所が
４個所になるため、ボール荷重を分散させることがで
き、ボールベアリングの寿命、ひいては波動歯車装置の
寿命を延ばすことができる。
を楕円形に変形させるためのボール荷重の加わる個所が
４個所になるため、ボール荷重を分散させることがで
き、ボールベアリングの寿命、ひいては波動歯車装置の
寿命を延ばすことができる。
第１図は波動歯車の概略正面図、第２図（ａ）〜（ｄ）
は波動歯車の動作を示す説明図、第３図は本発明による
波動発生器の正面図である。 〔符号の説明〕 １……波動歯車 ２……サーキュラスプライン ３……フレクスプライン ４……波動発生器 ５……カム板 ６……ボールベアリング 10……第１象限の楕円形形成部材の輪郭の曲線 11……第１インボリュート曲線 12……第２インボリュート曲線 13……第１基礎円 14……長軸端 15……第２基礎円 16……短軸端 17……接合点 18……第１基礎円と垂直軸との接点 19……第１基礎円と第２基礎円との接点 20……直線17−19の長さ（接合点17の曲率半径） 21……第２基礎円と水平軸との接点 22……第２象限における接合点 23……第３象限における接合点 24……第４象限における接合点 25……垂直軸と水平軸の交点（カム板の中心）
は波動歯車の動作を示す説明図、第３図は本発明による
波動発生器の正面図である。 〔符号の説明〕 １……波動歯車 ２……サーキュラスプライン ３……フレクスプライン ４……波動発生器 ５……カム板 ６……ボールベアリング 10……第１象限の楕円形形成部材の輪郭の曲線 11……第１インボリュート曲線 12……第２インボリュート曲線 13……第１基礎円 14……長軸端 15……第２基礎円 16……短軸端 17……接合点 18……第１基礎円と垂直軸との接点 19……第１基礎円と第２基礎円との接点 20……直線17−19の長さ（接合点17の曲率半径） 21……第２基礎円と水平軸との接点 22……第２象限における接合点 23……第３象限における接合点 24……第４象限における接合点 25……垂直軸と水平軸の交点（カム板の中心）
Claims (1)
- 【請求項１】剛性の円筒部材で成る内側に内歯が形成さ
れたサーキュラスプラインと、このスプラインの内側に
設けられ可撓性の材料で成り薄肉のリング部分に外歯を
有するフレクスプラインと、このフレクスプラインの内
側に設けられ、該フレクスプラインの外歯をサーキュラ
スプラインの内歯に部分的に噛合わせるようにフレクス
プラインを楕円形に撓めるとともに、その楕円形を回転
させる波動発生器とから成り、サーキュラスプラインと
フレクスプラインとの歯数が異なっていて、波動発生器
による楕円形の回転を前記両スプラインの歯数差に対応
して大きく減速させることのできる波動歯車において、 前記フレクスプラインを楕円形に撓める波動発生器の形
状を長軸を垂直軸、短軸を水平軸とする座標系で表した
場合、各象限毎の波動発生器の輪郭を表す曲線が、前記
垂直軸に接する第一基礎円から描かれた第一のインボリ
ュート曲線と、前記水平軸および前記第一基礎円との双
方に接する第二基礎円から描かれた第二のインボリュー
ト曲線とを接合したものからなり、その接合点において
両インボリュート曲線は曲率半径が等しく形成され、前
記第一基礎円と第二基礎円との接点と前記接合点とを結
ぶ直線と前記垂直軸とがなす角度が45度以内であり、前
記第一のインボリュート曲線の前記垂直軸との交点と座
標原点との距離は所定の距離であることを特徴とする波
動歯車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10289089A JP2675854B2 (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | 波動歯車の波動発生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10289089A JP2675854B2 (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | 波動歯車の波動発生器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02283940A JPH02283940A (ja) | 1990-11-21 |
| JP2675854B2 true JP2675854B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=14339458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10289089A Expired - Lifetime JP2675854B2 (ja) | 1989-04-21 | 1989-04-21 | 波動歯車の波動発生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2675854B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016003764A (ja) * | 2014-06-16 | 2016-01-12 | 上銀科技股▲分▼有限公司 | 高調波減速機 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2916012B2 (ja) * | 1991-03-01 | 1999-07-05 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | 波動歯車装置 |
-
1989
- 1989-04-21 JP JP10289089A patent/JP2675854B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016003764A (ja) * | 2014-06-16 | 2016-01-12 | 上銀科技股▲分▼有限公司 | 高調波減速機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02283940A (ja) | 1990-11-21 |
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