JP3187367U - カップ型波動歯車装置ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】波動発生器が装置軸線方向に位置決めされた状態で組み込まれているカップ型波動歯車装置ユニットを提供する。
【解決手段】カップ型波動歯車装置ユニット１は、内歯歯車３と外歯歯車４を相対回転可能に保持し、装置軸線１ａの方向において外歯歯車４を内歯歯車３に対して位置決めしているユニット軸受けであるクロスローラーベアリング１１と、内歯歯車３と波動発生器５を相対回転可能に保持し、装置軸線１ａの方向において波動発生器５を内歯歯車３に対して位置決めしている支持軸受け７とを有している。支持軸受け７によって、外歯歯車４に対して、その内側に組み込まれた波動発生器５の装置軸線１ａの方向の位置が定まっている。
【選択図】図１

Description

本考案は、波動発生器が装置軸線の方向に位置決めされた状態で組み込まれているカップ型波動歯車装置ユニットに関する。

波動歯車装置は、剛性の内歯歯車、可撓性の外歯歯車および波動発生器の三部材から構成される。特許文献１には、カップ型波動歯車装置の簡易ユニットが提案されている。この簡易ユニットは、剛性の内歯歯車、カップ形状をした可撓性の外歯歯車、および波動発生器に加えて、ユニットハウジング、出力フランジおよびユニット軸受けを備えている。

内歯歯車はユニットハウジングの一方の第１端に固定されている。外歯歯車は、ユニットハウジングの他方の第２端の側に剛性のボスを備え、このボスに出力フランジが固定されている。出力フランジの外周面とユニットハウジングの第２端の間にはユニット軸受けが装着されている。ユニット軸受けによって、出力フランジはユニットハウジングに対して相対回転可能に支持されている。したがって、外歯歯車は内歯歯車に対して相対回転可能に支持されている。

特開２００２−３３９９９０号公報

特許文献１に開示の波動歯車装置の簡易ユニットでは、波動発生器をモーター軸等の入力軸に取り付ける作業、および、入力軸に取付けた波動発生器を外歯歯車の内側に組み込む作業が行われる。この場合、組み込まれた波動発生器の装置軸線方向の位置決め等の作業が必要である。

このように、簡易ユニットの場合には、ユーザー側での部品取付けに関する設計、取付け部品の準備、取付け部品の組み立てが必要である。また、設計不良による故障のおそれもある。

本考案の課題は、このような問題を解消するために、波動発生器が装置軸線方向に位置決めされた状態で組み込まれているカップ型波動歯車装置ユニットを提案することにある。

本考案のカップ型波動歯車装置ユニットは、
剛性の内歯歯車と、
前記内歯歯車の内側に配置されたカップ形状をした可撓性の外歯歯車と、
前記外歯歯車の内側に装着され、前記外歯歯車を非円形に撓めて前記内歯歯車に対して部分的にかみ合わせ、回転に伴って両歯車のかみ合い位置を周方向に移動させる波動発生器と、
前記内歯歯車と前記外歯歯車を相対回転可能に保持し、装置軸線方向において前記外歯歯車を前記内歯歯車に対して位置決めしているユニット軸受けと、
前記内歯歯車と前記波動発生器を相対回転可能に保持し、前記装置軸線方向において前記波動発生器を前記内歯歯車に対して位置決めしている支持軸受けと、
を有していることを特徴としている。

本考案のカップ型波動歯車装置ユニットでは、ユニット軸受けによって内歯歯車に対する外歯歯車の装置軸線方向の位置が定まっており、支持軸受けによって内歯車に対する波動発生器の装置軸線方向の位置が定まっている。したがって、外歯歯車に対して、その内側に組み込まれた波動発生器の装置軸線方向の位置が定まっている。ユーザーは、波動発生器にモーター軸等の入力軸を取り付ける作業を行うだけでよい。よって、ユーザー側での取付けに関する設計、部品の準備が不要となり、組立て・設計不良による故障も回避できる。

本考案のカップ型波動歯車装置ユニットにおいて、
前記波動発生器は、前記外歯歯車の開口端から当該外歯歯車の外側に向けて延びる回転軸が一体形成された剛性カム板を備え、
前記内歯歯車には、前記回転軸に向かって延びる支持板が一体形成され、
前記支持軸受けは、前記回転軸と前記支持板の間に装着されていることが望ましい。

内歯歯車に一体形成した支持板および波動発生器の構成部品に一体形成した回転軸を用いることにより、支持軸受けの装着部を、少ない部品点数でコンパクトに構成できる。

この場合、本考案のカップ型波動歯車装置ユニットは次のように構成することができる。すなわち、カップ型波動歯車装置ユニットは、
前記外歯歯車を取り囲む筒形状のユニットハウジングを有し、
前記外歯歯車は、装置軸線の方向における前記開口端とは反対側の端に、剛性のボスを備え、
前記内歯歯車は、前記ユニットハウジングにおける前記開口端の側の端に固定され、
前記ユニット軸受けは、前記ユニットハウジングにおける他方の端と前記外歯歯車の前記ボスの間に装着されたクロスローラーベアリングである。

本考案を適用したカップ型波動歯車装置ユニットを示す縦断面図である。

以下に、図面を参照して、本考案を適用したカップ型波動歯車装置ユニットの実施の形態を説明する。なお、以下の説明においては、カップ型波動歯車装置ユニットを「波動歯車装置ユニット」と呼ぶものとする。

（全体構成）
図１は本考案の実施の形態に係る波動歯車装置ユニットを示す縦断面図である。波動歯車装置ユニット１は円筒状のユニットハウジング２を備えている。ユニットハウジング２における装置軸線１ａの方向の一方の端である入力側を向く円環状端面２ａには、円環状の剛性の内歯歯車３が同軸に固定されている。内歯歯車３の内側には、同軸にカップ形状の可撓性の外歯歯車４が配置されている。外歯歯車４は、その開口端４ａが入力側を向く状態に配置されている。外歯歯車４における外歯４ｂが形成されている部分の内側には、同軸に波動発生器５が装着されている。波動発生器５の中心部からは入力側に向けて回転軸６が突出している。回転軸６は、支持軸受け７を介して、内歯歯車３の側に回転自在の状態で支持されている。

外歯歯車４におけるカップ形状の底面中央部分には、円環状のボス４ｃが形成されている。ボス４ｃは外歯歯車４における他の部分の肉厚よりも厚い剛体部分である。ボス４ｃに対して、出力側（装置軸線１ａの方向における入力側とは逆の側）には、円盤状の出力フランジ８が同軸に配置されている。ボス４ｃは、出力フランジ８と、ボス４ｃの入力側に取り付けた円環状の押さえ部材９との間に挟まれた状態で、複数本の締結ボルト１０によって、出力フランジ８に固定されている。

出力フランジ８は、ユニット軸受けであるクロスローラーベアリング１１を介して、ユニットハウジング２によって回転自在の状態で支持されている。したがって、出力フランジ８が固定されている外歯歯車４は、クロスローラーベアリング１１を介して、ユニットハウジング２に固定した内歯歯車３に対して相対回転自在の状態で支持されている。

クロスローラーベアリング１１の円環状の外輪１１ａは、ユニットハウジング２の出力側の円環状端面２ｂに同軸に固定されている。本例では、外輪１１ａ、ユニットハウジング２および内歯歯車３が、複数本の締結ボルト１２によって締結固定されている。クロスローラーベアリング１１の内輪は出力フランジ８の外周部分に一体形成されており、出力フランジ８の円形外周面に、Ｖ形断面の内輪軌道面１１ｂが形成されている。外輪１１ａに形成した外輪軌道面と内輪軌道面１１ｂの間に、複数個のローラー１１ｃが転動可能な状態で挿入されている。クロスローラーベアリング１１の代わりに、例えば、複列ボールベアリングを用いることも可能である。

ここで、内歯歯車３における入力側の円環状の内歯端部３ａには円盤状の支持板１３が一体形成されている。支持板１３の外周縁部分には装置軸線１ａに沿って出力側に僅かに突出する円環状部分１３ａが形成され、円環状部分１３ａが内歯端部３ａに繋がっている。支持板１３の円形の内周縁部１３ｂには、その出力側に軸受ホルダー１４が複数本のビス１５によって同軸に固定されている。支持板１３に軸受ホルダー１４を一体形成することも可能である。

軸受ホルダー１４は、支持板１３の内周縁部１３ｂに固定された円盤状部分１４ａと、この円盤状部分１４ａの内周縁から出力側に向けて装置軸線１ａに沿った方向に延びる円環状のホルダー本体部１４ｂとを備えている。ホルダー本体部１４ｂと、これに対峙する回転軸６の外周面部分との間に、支持軸受け７が装着されている。

支持軸受け７の外輪７ａは、ホルダー本体部１４ｂの内周面に装着されている。外輪７ａは、ホルダー本体部１４ｂの出力側の先端縁に形成した外輪止め用の段面１４ｃと、ホルダー本体部１４ｂの入力側の端部内周面に取り付けた外輪止め１６とによって、装置軸線１ａの方向において位置決めされている。支持軸受け７の内輪７ｂは回転軸６の外周面に装着されている。内輪７ｂは、回転軸６の外周面に形成した内輪止め用の段面６ａと、当該外周面に取り付けた内輪止め１８とによって装置軸線１ａの方向において位置決めされている。これら外輪７ａ、内輪７ｂの間に複数個のボール７ｃが転動可能な状態で挿入されている。支持軸受け７はボールベアリングであるが、クロスローラーベアリング等を用いることも可能である。

波動発生器５は、円盤状の剛性のカム板２０と波動発生器軸受け３０を備えている。カム板２０の外周面２０ａは非円形外周面、例えば楕円状外周面であり、当該楕円状外周面２０ａに波動発生器軸受け３０が装着されている。

カム板２０は、円盤状部分２１と、当該円盤状部分２１の外周縁を取り囲む状態に一体形成した円環状部分２２とを備えている。円環状部分２２の外周面がカム板２０の外周面２０ａとなっている。円盤状部分２１は、装置軸線１ａに直交する方向に広がる中心側円盤部分２１ａと、当該中心側円盤部分２１ａの外周縁から入力側に傾斜した方向に広がる傾斜円盤部分２１ｂと、当該傾斜円盤部分２１ｂの外周縁から装置軸線１ａに直交する方向に広がる外周側円盤部分２１ｃとを備えている。中心側円盤部分２１ａには、回転軸６が一体形成されている。円環状部分２２における出力側の端部には、入力側に円環状に突出した後、装置軸線１ａに直交する外方に向けて延びる円環状のリテーナー押さえ２３が一体形成されている。

波動発生器軸受け３０は、半径方向に撓み可能な外輪３１および内輪３２、これらの間に装着された複数個のボール３３、および、ボール３３を円周方向において一定の間隔に保持するリテーナー３４を備えている。外輪３１、内輪３２は、それらの装置軸線１ａの方向の中心（幅方向の中心）がボール３３の中心に一致する状態に配置されている。また、外輪３１の幅は内輪３２の幅よりも広い。

波動歯車装置ユニット１において、外歯歯車４の外歯４ｂの形成部分は、波動発生器５によって非円形、例えば楕円状に撓められ、外歯４ｂは内歯歯車３の内歯３ｂに対して楕円状形状の長軸方向の２か所でかみ合っている。回転軸６は、モーター軸等の入力軸に連結され、高速回転する。

回転軸６を介して入力された高速回転によって波動発生器５が回転すると、両歯車３、４のかみ合い位置が周方向に移動する。波動発生器５が１回転すると、両歯車３、４の歯数差分だけ、両歯車３、４が相対的に回転する。通常は、内歯歯車３が回転しないように固定されており、外歯歯車４が波動発生器５の回転に対して大幅に減速された回転数で回転する。外歯歯車４の減速回転は、出力フランジ８から取り出されて、不図示の被駆動側の部材に伝達される。

この構成の波動歯車装置ユニット１において、外歯歯車４に組み込まれた波動発生器５は、支持軸受け７によって装置軸線１ａの方向の位置決めがなされている。ユーザーは、波動発生器５のカム板２０に一体形成されている回転軸６に、モーター軸等の入力軸を取り付けるだけでよい。よって、ユーザーの側において、波動歯車装置ユニット１の取付けに関する設計、取付けのための部品の準備が不要である。また、外歯歯車４に組み付けた波動発生器５の装置軸線１ａの方向の位置決め作業、波動発生器５の倒れ（傾き）を調整する作業も不要である。この結果、組立て・設計不良による故障も回避できる。

さらに、内歯歯車３の一部に、波動発生器支持部品として機能する支持板１３を形成してある。これにより、支持軸受け７を支持するための部品点数を少なくできる。また、１個の支持軸受け７によって波動発生器５を支持している。よって、軽量でコンパクトな構造の波動歯車装置ユニットを実現できる。

１ 波動歯車装置ユニット
１ａ 装置軸線
２ ユニットハウジング
２ａ 円環状端面
２ｂ 円環状端面
３ 内歯歯車
３ａ 端部
３ｂ 内歯
４ 外歯歯車
４ａ 開口端
４ｂ 外歯
４ｃ ボス
５ 波動発生器
６ 回転軸
６ａ 内輪止め用の段面
７ 支持軸受け
７ａ 外輪
７ｂ 内輪
７ｃ ボール
８ 出力フランジ
９ 押さえ部材
１０ 締結ボルト
１１ クロスローラーベアリング
１１ａ 外輪
１１ｂ 内輪軌道面
１１ｃ ローラー
１２ 締結ボルト
１３ 支持板
１３ａ 円環状部分
１３ｂ 内周縁部
１４ 軸受ホルダー
１４ａ 円盤状部分
１４ｂ ホルダー本体部
１４ｃ 外輪止め用の段面
１５ ビス
１６ 外輪止め
１８ 内輪止め
２０ カム板
２０ａ 外周面
２１ 円盤状部分
２１ａ 中心側円盤部分
２１ｂ 傾斜円盤部分
２１ｃ 外周側円盤部分
２２ 円環状部分
２３ リテーナー押さえ
３０ 波動発生器軸受け
３１ 外輪
３２ 内輪
３３ ボール
３４ リテーナー

Claims (6)

1. 剛性の内歯歯車（３）と、
   前記内歯歯車（３）の内側に配置されたカップ形状をした可撓性の外歯歯車（４）と、
   前記外歯歯車（４）の内側に装着され、前記外歯歯車（４）を非円形に撓めて前記内歯歯車（３）に対して部分的にかみ合わせ、回転に伴って両歯車（３、４）のかみ合い位置を周方向に移動させる波動発生器（５）と、
   前記内歯歯車（３）と前記外歯歯車（４）を相対回転可能に保持し、装置軸線（１ａ）の方向において前記外歯歯車（４）を前記内歯歯車（３）に対して位置決めしているユニット軸受け（１１）と、
   前記内歯歯車（３）と前記波動発生器（５）を相対回転可能に保持し、前記装置軸線（１ａ）の方向において前記波動発生器（５）を前記内歯歯車（３）に対して位置決めしている支持軸受け（７）と、
   を有していることを特徴とするカップ型波動歯車装置ユニット（１）。
2. 前記波動発生器（５）は、前記外歯歯車（４）の開口端から当該外歯歯車（４）の外側に向けて前記装置軸線（１ａ）の方向に延びる回転軸（６）が一体形成された剛性のカム板（２０）を備え、
   前記内歯歯車（３）には、前記回転軸（６）に向かって延びる支持板（１３）が一体形成され、
   前記支持軸受け（７）は、前記回転軸（６）と前記支持板（１３）の間に装着されている、
   請求項１に記載のカップ型波動歯車装置ユニット（１）。
3. 前記支持板（１３）の内周縁部に、一体形成され、あるいは、取り付けた軸受ホルダー（１４）を有し、
   前記支持軸受け（７）は、前記軸受ホルダー（１４）と前記回転軸（６）の外周面の間に装着されている、
   請求項２に記載のカップ型波動歯車装置ユニット（１）。
4. 前記外歯歯車（４）を取り囲む筒形状のユニットハウジング（２）を有し、
   前記外歯歯車（４）は、前記装置軸線（１ａ）の方向における前記開口端とは反対側の端に、剛性のボス（４ｃ）を備え、
   前記内歯歯車（３）は、前記ユニットハウジング（２）における前記開口端の側の端（２ａ）に固定され、
   前記ユニット軸受け（１１）は、前記ユニットハウジング（２）における他方の端（２ｂ）と前記外歯歯車（４）の前記ボス（４ｃ）の間に装着されている、
   請求項３に記載のカップ型波動歯車装置ユニット（１）。
5. 前記ボス（４ｃ）に同軸に取り付けた出力フランジ（８）を有し、
   前記ユニット軸受け（１１）は、前記出力フランジ（８）と前記ユニットハウジング（２）の間に装着されている、
   請求項４に記載のカップ型波動歯車装置ユニット（１）。
6. 前記ユニット軸受け（１１）は、前記出力フランジ（８）の外周面に一体形成され、あるいは、当該外周面に取り付けた内輪と、前記ユニットハウジング（２）における前記他方の端（２ｂ）に取り付けた外輪（１１ａ）と、前記内輪および外輪（１１ａ）の間に装着した複数個のローラーとを備えたクロスローラーベアリングである、
   請求項５に記載のカップ型波動歯車装置ユニット（１）。

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