JP3788528B2 - Low gear ratio flexure meshing gear system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内歯歯車および外歯歯車が共に可撓性を有し、これらの歯車の双方の撓みを利用して低減速比を実現した撓み噛み合い式歯車装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
撓み噛み合い式歯車装置は、一般に、剛性の内歯歯車と、この内側に配置された可撓性の外歯歯車と、この外歯歯車を楕円形に撓めて内歯歯車に噛み合わせると共に当該噛み合わせ位置を周方向に移動させる波動発生器とを備えている。この形式の撓み噛み合い式歯車装置では、内歯と外歯の歯数差に応じた減速回転出力が得られる。一般的には歯数差は2枚であり、得られる速比はR=50程度である。
【0003】
速比を小さくするためには歯数差を多くすればよい。歯数差を多くすると、その分、可撓性外歯歯車の撓み量を多くする必要がある。しかしながら、可撓性外歯歯車の撓み量を大きくすることには限界があるので、速比を小さくすることにも限界がある。
【0004】
この点に鑑みて、本願人は先に、特開平5−141485号公報、同5−141486号公報において、内歯歯車も可撓性のものとし、内歯歯車および外歯歯車の双方を半径方向に撓ませることにより、速比の小さな撓み噛み合い式歯車装置を実現することを提案している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、内歯歯車および外歯歯車が共に可撓性の歯車である撓み噛み合い式歯車装置において、双方の歯車の撓み噛み合い状態を形成するための新たな構成の波動発生器を提案することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の撓み噛み合い式歯車装置は、環状をした可撓性内歯歯車と、当該可撓性内歯歯車の内側に同心状に配置された環状をした可撓性外歯歯車と、当該可撓性外歯歯車の内側に同心状に配置され当該可撓性外歯歯車を楕円形に撓めて前記可撓性内歯歯車に対して部分的に噛み合わせるための第1の波動発生器と、前記可撓性内歯歯車を楕円形に撓めて前記可撓性外歯歯車に対して部分的に噛み合わせるための第2の波動発生器とを有する構成を採用している。
【0007】
また、前記第1の波動発生器として、楕円形をした剛性カム板と、この剛性カム板の外周面と前記可撓性外歯歯車の内周面の間に嵌め込まれたウエーブベアリングとを備えた構成のものを採用している。
【0008】
さらに、前記第2の波動発生器として、前記剛性カム板と一体回転すると共に、当該剛性カム板の長軸方向に沿って反対方向に延びる一対の腕部材と、これらの腕部材の先端に回転自在に支持され、前記可撓性内歯歯車の外周面を中心に向けて押し付けた状態で当該外周面を周方向に向けて転動可能なウエーブローラとを備えた構成のものを採用している。
【0009】
このように構成した本発明の撓み噛み合い式歯車装置では、第1の波動発生器によって可撓性外歯歯車が楕円形に撓められる。これに対して、第2の波動発生器によって可撓性内歯歯車が同じく楕円形に撓められる。ここで、楕円形に撓められた可撓性外歯歯車の長軸方向の両端の位置に、楕円形に撓められた可撓性内歯歯車の短軸方向の両端の位置と一致する。従って、双方の歯車の撓みによって、双方の歯車の撓み噛み合い状態が形成される。このために、相対的な撓み量を大きくできるので、低速比の撓み噛み合い式歯車装置を実現できる。
【0010】
ここで、第2の波動発生器において、前記腕部材のそれぞれの先端に支持されるローラとして、前記剛性カム板の長軸延長線に対して線対称な位置に一対のウエーブローラを取付けた構成のものを採用することができる。このように、長軸延長上の位置から外れた位置で可撓性内歯歯車を半径方向の内方に向けて押し付けると、負偏位状態の噛み合いを形成できる。この結果、双方の歯車の噛み合い領域を広くすることができ、トルク伝達特性等を改善することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1(A)、(B)には、本発明を適用した撓み噛み合い式歯車装置の概略構成を示してある。撓み噛み合い式歯車装置1は円筒状の装置ハウジング2を備えており、この装置ハウジング2の内部には、外側から、可撓性内歯歯車3、可撓性外歯歯車4および第1の波動発生器5が同心状に組み込まれている。また、可撓性内歯歯車3を撓めるための第2の波動発生器6も組み付けられている。
【0012】
可撓性内歯歯車3は、全体としてシルクハット形状をしており、先端開口側の内周面に内歯31が形成された円筒状の胴部32と、この胴部32の反対側の開口から半径方向の外側に向けて直角に広がっている環状のダイヤフラム33と、このダイヤフラム33の外周縁に連続して形成されている環状のボス34とを備えている。この環状のボス34が装置ハウジング2に形成した取付け面に締結固定されている。
【0013】
可撓性外歯歯車4は、全体としてカップ形状をしており、先端開口側の外周面に外歯41が形成された円筒状の胴部42と、この胴部42の反対側の開口から半径方向の内側に向けて直角に延びている環状のダイヤフラム43と、このダイヤフラム43の内周縁に連続して形成されている環状のボス44とを備えている。環状のボス44は、不図示の出力部材(負荷側)に連結されている。
【0014】
第1の波動発生器5は、可撓性外歯歯車4を楕円形に撓めるためのものであり、入力軸(図示せず)に固着された楕円形の輪郭を有する剛性カム板51と、この外周面に嵌めたウエーブベアリング52とを備えている。この第1の波動発生器5によって楕円形に撓められた可撓性外歯歯車4は、その長軸4aの位置が例えば図に示すように垂直方向となっている。
【0015】
一方、第2の波動発生器6は可撓性内歯歯車3を楕円形に撓めるためのものである。この第2の波動発生器6は、上記の第1の波動発生器5の剛性カム板51に固着した一対の腕部材61(図において一方の側の腕部材のみを示してある。)を備えている。この腕部材61は、第1の波動発生器6の剛性カム板51の長軸4aに沿って配列され、その基端61aが剛性カム板51の端面51aに締結ボルトによって締結されている。
【0016】
腕部材61の先端61bは、可撓性内歯歯車3を越えた位置まで延びており、そこには、ローラ軸62が装置軸線1aに沿って可撓性内歯歯車3の外周側に向けて突出した状態に取付けられている。このローラ軸62には回転自在にウエーブローラ63が支持されている。このウエーブローラ63の外周面は丁度、可撓性内歯歯車3の胴部32における内歯31が形成されている部分の外周面に位置しており、この部分を半径方向の内方に向けて押し付けた状態となっている。
【0017】
このように、可撓性内歯歯車3は、一対の腕部材61の先端に取り付けたウエーブローラ63によって内側の押し付けられている。従って、可撓性内歯歯車3は、全体として、腕部材61の配列方向とは直交する方向が長軸3aとなる楕円状に撓められる。
【0018】
なお、ウエーブローラ63の外側には、環状のウエーブローラ受け64が、装置軸線1aを中心として配置されており、このウエーブローラ受け64の外周側は、ベアリング65を介して装置ハウジング2の側に形成した円環状の内周面に回転自在に支持されている。
【0019】
このように構成した撓み噛み合い式歯車装置1においては、上記のように第1の波動発生器5によって可撓性外歯歯車4が楕円形状の撓められ、その長軸4aが例えば図に示すように垂直方向となっている。これに対して、第2の波動発生器6によって可撓性内歯歯車3は、長軸3aが水平方向となる楕円形状に撓められる。この結果、可撓性外歯歯車4の長軸方向の両端部分の外歯と、可撓性内歯歯車3の短軸方向の両端部分の内歯とが相互の噛み合った状態が形成される。すなわち、相応の歯車3、4は、それぞれの最大撓み量が発生している位置で相互の噛み合った状態になる。従って、これらの歯車の相対撓み量を大きくすることができる。
【0020】
この状態において、、第1の波動発生器5の剛性カム板51が入力軸(図示せず)によって高速回転すると、第2の波動発生器6の一対の腕部材61に支持されているウエーブローラ63も自転しながら、剛性カム板51と一体となって、装置軸線1aの回りを公転する。
【0021】
この結果、内歯と外歯の噛み合い位置が周方向に移動して、これらの歯車の歯数差に応じた相対回転が双方の歯車の間に発生する。可撓性内歯歯車3が固定されているので、可撓性外歯歯車4の側が減速回転し、その回転が不図示の出力部材の側に伝達される。
【0022】
(その他の実施の形態)
図1(C)には、ウエーブローラ63の別の形態を示してある。この例は、第2の波動発生器6において、腕部材61のそれぞれの先端に支持されるウエーブローラとして、剛性カム板51の長軸4aの延長線に対して線対称な位置に一対のウエーブローラ63A、63Bを取付けた構成となっている。このように、長軸延長上の位置から外れた位置で可撓性内歯歯車を半径方向の内方に向けて押し付けると、負偏位状態の噛み合いを形成できる。この結果、双方の歯車3、4の噛み合い領域を広くでき、トルク伝達特性等を改善できる。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の撓み噛み合い式歯車装置では、可撓性外歯歯車を楕円形に撓めると共に、可撓性内歯歯車を、装置軸線の回りに公転する一対のローラを当該可撓性内歯歯車の外周面に押し付けることにより楕円形に撓めるようにしている。従って、本発明によれば、双方の歯車の最大撓みが発生している位置で、これらの噛み合い状態を形成できる。よって、歯車の撓み量を大きくすることができ、その分、双方の歯車の歯数差を多くして、速比を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明の撓み噛み合い式歯車装置の概略断面構成図、(B)はその部分的な側面構成図、(C)は第2の波動発生器の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
1 撓み噛み合い式歯車装置
2 装置ハウジング
3 可撓性内歯歯車
3a 楕円形に撓められた可撓性内歯歯車の長軸
31 内歯
4 可撓性外歯歯車
4a 楕円形に撓められた可撓性外歯歯車の長軸
41 外歯
5 第1の波動発生器
51 楕円形の剛性カム板
6 第2の波動発生器
61 腕部材
63 ウエーブローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flexure meshing gear device in which both internal gears and external gears are flexible, and a reduction speed ratio is realized by utilizing the flexure of both gears.
[0002]
[Prior art]
In general, a flexure-meshing gear device is composed of a rigid internal gear, a flexible external gear disposed inside the rigid internal gear, and the external gear is bent into an elliptical shape and meshed with the internal gear. And a wave generator that moves the meshing position in the circumferential direction. In this type of flexure meshing gear device, a reduced rotational output corresponding to the difference in the number of teeth between the internal teeth and the external teeth is obtained. Generally, the difference in the number of teeth is two and the speed ratio obtained is about R = 50.
[0003]
In order to reduce the speed ratio, the difference in the number of teeth may be increased. When the difference in the number of teeth is increased, it is necessary to increase the amount of bending of the flexible external gear accordingly. However, since there is a limit in increasing the amount of flexure of the flexible external gear, there is also a limit in reducing the speed ratio.
[0004]
In view of this point, the applicant of the present invention previously described in JP-A-5-141485 and JP-A-5-141486, the internal gear is also flexible, and both the internal gear and the external gear are radiused. It has been proposed to realize a flexure meshing gear device with a small speed ratio by bending in the direction.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to propose a wave generator having a new configuration for forming a flexure meshing state of both gears in a flexure meshing gear device in which both the internal gear and the external gear are flexible gears. There is to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The flexure meshing gear device of the present invention includes an annular flexible internal gear, an annular flexible external gear arranged concentrically inside the flexible internal gear, and the movable gear. A first wave generator disposed concentrically on the inside of the flexible external gear for bending the flexible external gear into an ellipse and partially meshing with the flexible internal gear And a second wave generator for bending the flexible internal gear into an elliptical shape and partially meshing with the flexible external gear.
[0007]
The first wave generator includes an elliptical rigid cam plate and a wave bearing fitted between the outer peripheral surface of the rigid cam plate and the inner peripheral surface of the flexible external gear. The one of the configuration is adopted.
[0008]
Furthermore, as the second wave generator, a pair of arm members that rotate integrally with the rigid cam plate and extend in opposite directions along the long axis direction of the rigid cam plate, and rotate at the tips of these arm members Adopting a configuration that includes a wave roller that is supported freely and can roll with the outer peripheral surface of the flexible internal gear pressed toward the center in a circumferential direction. Yes.
[0009]
In the flexure meshing gear device of the present invention configured as described above, the flexible external gear is bent into an elliptical shape by the first wave generator. On the other hand, the flexible internal gear is similarly bent into an oval shape by the second wave generator. Here, the positions of both ends in the major axis direction of the flexible external gear bent in an elliptical manner coincide with the positions of both ends in the minor axis direction of the flexible internal gear bent in an elliptical shape. . Therefore, the bending engagement state of both gears is formed by the bending of both gears. For this reason, since the relative amount of deflection can be increased, a flexure meshing gear device with a low speed ratio can be realized.
[0010]
Here, in the second wave generator, a configuration in which a pair of wave rollers are mounted at positions symmetrical with respect to the long axis extension line of the rigid cam plate as rollers supported at the respective distal ends of the arm members. Can be adopted. In this way, when the flexible internal gear is pressed inward in the radial direction at a position deviated from the position on the long-axis extension, a negatively displaced mesh can be formed. As a result, the meshing area of both gears can be widened, and torque transmission characteristics and the like can be improved.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1A and 1B show a schematic configuration of a flexure meshing gear device to which the present invention is applied. The flexure-
[0012]
The flexible
[0013]
The flexible external gear 4 has a cup shape as a whole, and includes a
[0014]
The
[0015]
On the other hand, the second wave generator 6 is for bending the flexible
[0016]
The tip 61b of the
[0017]
Thus, the flexible
[0018]
An annular
[0019]
In the flexure
[0020]
In this state, when the
[0021]
As a result, the meshing position of the inner teeth and the outer teeth moves in the circumferential direction, and a relative rotation according to the difference in the number of teeth of these gears occurs between both gears. Since the flexible
[0022]
(Other embodiments)
FIG. 1C shows another form of the wave roller 63. In this example, in the second wave generator 6, as a wave roller supported at each tip of the
[0023]
【The invention's effect】
As described above, in the flexibly meshing gear device of the present invention, the flexible external gear is bent into an ellipse, and the pair of rollers that revolve the flexible internal gear around the device axis. By pressing against the outer peripheral surface of the flexible internal gear, it is bent into an elliptical shape. Therefore, according to the present invention, these meshing states can be formed at the position where the maximum deflection of both gears is generated. Therefore, the amount of bending of the gear can be increased, and accordingly, the difference in the number of teeth of both gears can be increased and the speed ratio can be lowered.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic cross-sectional configuration diagram of a flexure meshing gear device of the present invention, FIG. 1B is a partial side configuration diagram thereof, and FIG. 1C is a diagram illustrating a modification of a second wave generator. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記第1の波動発生器は、楕円形をした剛性カム板と、この剛性カム板の外周面と前記可撓性外歯歯車の内周面の間に嵌め込まれたウエーブベアリングとを備え、
前記第2の波動発生器は、前記剛性カム板と一体回転すると共に、当該剛性カム板の長軸方向に沿って反対方向に延びる一対の腕部材と、これらの腕部材の先端に回転自在に支持され、前記可撓性内歯歯車の外周面を中心に向けて押し付けた状態で当該外周面に沿って周方向に転動可能なウエーブローラとを備えていることを特徴とする低減速比の撓み噛み合い式歯車装置。An annular flexible internal gear, an annular flexible external gear arranged concentrically inside the flexible internal gear, and a concentric shape inside the flexible external gear A first wave generator for bending the flexible external gear into an elliptical shape and partially meshing with the flexible internal gear; and the flexible internal gear A second wave generator for bending elliptically and partially meshing with the flexible external gear;
The first wave generator includes an elliptical rigid cam plate, and a wave bearing fitted between the outer peripheral surface of the rigid cam plate and the inner peripheral surface of the flexible external gear,
The second wave generator rotates integrally with the rigid cam plate, and extends in the opposite direction along the long axis direction of the rigid cam plate, and freely rotatable at the tips of these arm members. A reduced speed ratio, comprising: a wave roller supported and rollable in a circumferential direction along the outer peripheral surface in a state where the outer peripheral surface of the flexible internal gear is pressed toward the center. Flexure meshing gear device.
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- 1996-05-21 JP JP12546796A patent/JP3788528B2/en not_active Expired - Fee Related
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