JP7319822B2 - Strain wave gearing - Google Patents
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Description
この発明は、波動歯車装置に関する。 The present invention relates to strain wave gearing.
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。
A strain wave gearing (see, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100002) is sometimes adopted as a speed reducer in a drive mechanism of a handling robot or the like.
A strain wave gear device consists of an annular rigid internal gear (circular spline) with internal teeth on the inner peripheral surface, a flexible external gear (flex spline) with external teeth on the outer peripheral surface, and a wave generator (wave generator ). The number of external teeth of the flexible external gear is less than the number of internal teeth of the rigid internal gear. The wave generator elliptically bends the flexible external gear arranged inside the rigid internal gear so that the external teeth of the flexible external gear mesh with the internal teeth of the rigid internal gear. match. Further, the wave generator rotates to move the meshing positions of the external teeth and the internal teeth in the circumferential direction. The flexible external gear rotates relative to the rigid internal gear based on the difference in the number of teeth between the internal and external teeth. The rotational speed of the flexible external gear is less than the rotational speed of the wave generator. As a result, the strain wave gearing can obtain a reduced rotational output from the flexible external gear.
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。 By the way, in a wave gear device, if the rotation of the wave generator suddenly changes such as when the wave generator suddenly stops, an excessive load such as an impact acts on the flexible external gear. In this case, the flexible external gear deforms in the radial direction due to an excessive load, causing tooth skipping with respect to the rigid internal gear (unintentional deviation of the meshing position between the internal teeth and the external teeth). There is a problem that
本発明は、歯飛びを抑制できる波動歯車装置を提供する。 The present invention provides a wave gear device capable of suppressing tooth jumping.
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第一波動発生器と、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第二波動発生器と、を備え、前記第一波動発生器及び前記第二波動発生器は、それぞれ軸方向から見て楕円形に形成されることで、それぞれ前記可撓性外歯歯車を径方向に撓めて楕円形に変形させて、前記外歯を周方向の異なる二つの箇所で前記内歯に噛み合わせ、前記第一波動発生器及び前記第二波動発生器の長径方向が周方向に互いにずれて位置することで、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。 A strain wave gearing according to an aspect of the present invention includes an annular rigid internal gear having internal teeth on an inner peripheral surface, and an external ring disposed inside the rigid internal gear and having an outer peripheral surface capable of meshing with the internal teeth. a flexible external gear having teeth; and a flexible external gear disposed inside the flexible external gear, wherein the external teeth mesh with the internal teeth by radially bending the flexible external gear. a first wave generator for moving the meshing position between the external teeth and the internal teeth in the circumferential direction; a second wave generator that meshes the external teeth with the internal teeth by bending the external teeth and moves the meshing position between the external teeth and the internal teeth in the circumferential direction; The generator and the second wave generator are each formed in an elliptical shape when viewed from the axial direction, so that the flexible external gear is deformed into an elliptical shape by bending the flexible external gear in the radial direction. The teeth are meshed with the internal teeth at two different locations in the circumferential direction, and the major axis directions of the first wave generator and the second wave generator are offset from each other in the circumferential direction, thereby generating the first wave. and the second wave generator radially bend different portions of the flexible external gear in the circumferential direction .
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。 By configuring in this way, it is possible to increase the meshing positions between the internal teeth of the rigid internal gear and the external teeth of the flexible external gear as compared with the case where there is only one wave generator. Therefore, the internal teeth and the external teeth can be meshed firmly. As a result, even if a large load acts on the flexible external gear due to, for example, a sudden change in the rotation of the wave generator, the flexible external gear jumps relative to the rigid internal gear. can be suppressed.
また、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。 In addition, with this configuration, the first meshing position between the internal teeth and the external teeth by the first wave generator and the second meshing position between the internal teeth and the external teeth by the second wave generator. , are offset from each other in the circumferential direction. As a result, the internal teeth and the external teeth can be meshed more firmly. Therefore, it is possible to effectively suppress tooth jumping of the flexible external gear with respect to the rigid internal gear.
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。 In the above configuration, even if the first wave generator and the second wave generator bend radially the portions of the flexible externally toothed gear that are shifted from each other by 90 degrees in the circumferential direction. good.
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。 By configuring in this way, the first meshing position between the internal teeth and the external teeth by the first wave generator and the second meshing position between the internal teeth and the external teeth by the second wave generator can be changed around the circumference. can be evenly spaced in all directions. Therefore, it is possible to effectively strengthen the engagement between the internal teeth and the external teeth. Therefore, it is possible to more effectively suppress tooth jumping of the flexible external gear with respect to the rigid internal gear.
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。 In the above configuration, the distance between the first wave generator and the second wave generator in the axial direction is equal to or greater than the thickness of the first wave generator or the second wave generator in the axial direction. There may be.
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。 With this configuration, the first meshing position between the internal teeth and the external teeth generated by the first wave generator and the second meshing position between the internal teeth and the external teeth generated by the second wave generator can be aligned with each other. direction away from each other. Therefore, the stress generated in the flexible externally toothed gear due to the meshing positions of the internal teeth and the external teeth of the first and second wave generators being different from each other in the circumferential direction can be alleviated.
上記構成であって、前記可撓性外歯歯車の内周と前記第一波動発生器及び前記第二波動発生器の各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第一波動発生器及び前記第二波動発生器の各外周との隙間を保持する保持器と、をさらに備えてもよい。 In the above configuration, a plurality of rolling elements arranged in the circumferential direction between the inner circumference of the flexible external gear and the outer circumferences of the first wave generator and the second wave generator ; a retainer that holds a gap between the rolling elements in the radial direction between the inner circumference of the flexible external gear and the outer circumferences of the first wave generator and the second wave generator in the radial direction; You may prepare .
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。 With this configuration, the cage reduces the radial distance between the inner circumference of the flexible externally toothed gear and the outer circumference of the wave generator in the region between the rolling elements adjacent to each other in the circumferential direction. can be suppressed. Therefore, even if a large load is applied to the flexible external gear due to a sudden change in the rotation of the wave generator, the flexible external gear will move radially in the region between the rolling elements. Inward deformation can be suppressed by the retainer. As a result, it is possible to suppress tooth jumping of the flexible external gear with respect to the rigid internal gear.
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。 In the above configuration, the length of shrinkage of the retainer that shrinks in the radial direction when the retainer receives a compressive force in the radial direction is greater than the length of engagement between the inner teeth and the outer teeth in the radial direction. It can be small.
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。 With this configuration, the cage is contracted and deformed in the radial direction by an external force, and the flexible external gear is radially inward in the region between the rolling elements by the length of the contraction of the cage. Even if deformed, the external teeth of the flexible external gear can be prevented from coming off the internal teeth of the rigid internal gear. That is, it is possible to prevent the flexible external gear from jumping with respect to the rigid internal gear.
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第一波動発生器及び前記第二波動発生器の各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。
In the above configuration, the dimension of the retainer in the radial direction is L2, and the gap between the inner circumference of the flexible external gear and the outer circumferences of the first wave generator and the second wave generator in the radial direction L1 is the dimension of L1, and H1 is the meshing length between the internal teeth and the external teeth in the radial direction.
L1-H1≤L2≤L1
may be satisfied.
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。 With this configuration, even if the flexible external gear is deformed inward in the radial direction in the region between the rolling elements, the external teeth of the flexible external gear move away from the internal teeth of the rigid internal gear. You can prevent it from coming off. That is, it is possible to prevent the flexible external gear from jumping with respect to the rigid internal gear.
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。 With the above configuration, the cage may include a plurality of holding members that are separately formed and arranged between the adjacent rolling elements.
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。 With this configuration, the retainer in which the plurality of holding members are formed separately can improve the material yield compared to the retainer in which the plurality of holding members are integrally fixed.
上記構成であって、前記可撓性外歯歯車の内周と前記第一波動発生器及び前記第二波動発生器の各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、をさらに備えてもよい。 In the above configuration, a plurality of first rolling elements arranged in the circumferential direction between the inner circumference of the flexible external gear and the outer circumferences of the first wave generator and the second wave generator and a second rolling element group having a plurality of second rolling elements arranged in the circumferential direction adjacent to the first rolling element group and alternately arranged in the circumferential direction with the first rolling element group , may be further provided .
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。 By comprising in this way, a 1st rolling element and a 2nd rolling element can be put in order without gap in the circumferential direction. Therefore, even if a large load acts on the flexible external gear due to a sudden change in the rotation of the wave generator, etc., the flexible external gear is prevented from deforming inward in the radial direction. can. As a result, it is possible to suppress tooth jumping of the flexible external gear with respect to the rigid internal gear.
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。 In the strain wave gearing described above, it is possible to suppress tooth jumping of the flexible external gear with respect to the rigid internal gear.
〔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。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 to 3, the strain wave gearing 1 according to the first embodiment includes a rigid
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。
The rigid
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。
The flexible
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。
The flexible
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。
The
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。
A
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。
The first and
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。
The shape and size of the first and
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。
Since the first and
The first and
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。
In addition, the first and
Specifically, the major diameter directions of the first and
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。
The
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。
In the strain wave gearing 1 of the first embodiment configured as described above, when the two
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。
Thus, the strain wave gearing 1 of the first embodiment includes the
By improving the shock resistance and vibration characteristics of the strain wave gearing 1, the strain wave gearing 1 can be used in a severe environment (for example, an environment in which a handling robot is quickly moved) in which the rotation of the
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。
In addition, the first and
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。
In addition, the first and
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。
A distance D1 between the
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。 In the first embodiment described above, the angle at which the first meshing position EP1 and the second meshing position EP2 are shifted from each other in the circumferential direction is not limited to 90 degrees, and may be any angle.
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。
In the above-described first embodiment, the first and
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。
In the first embodiment described above, the number of
θ=180 degrees/n, (where n is the number of wave generators 4)
With such a configuration, a plurality of meshing positions EP between the
〔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。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the same reference numerals are given to the same constituent elements as in the first embodiment, and the explanation thereof is omitted.
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。
As shown in FIG. 4, a strain wave gearing 1A of the second embodiment includes a rigid
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。
A
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。
52 A of retainers are provided with 53 A of several holding members distribute|arranged between the rolling
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。
53 A of holding members of this embodiment are formed so that the clearance gap between rolling
The plurality of holding
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。
A dimension L2 of the holding
L1-H1≤L2≤L1
L2: Dimension of the holding
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。
The holding
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。
A
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。
The strain wave gearing 1A of the second embodiment includes a
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。
Further, in the strain wave gearing 1A of the second embodiment, the dimension L2 of the
L1-H1≤L2≤L1
meets Therefore, even if the flexible
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。
Further, in the strain wave gearing 1A of the second embodiment, the contraction length of the
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。
Further, in the strain wave gearing device 1A of the second embodiment, the
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。
In the second embodiment described above, the
〔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。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the same reference numerals are assigned to the same components as in the first embodiment, and the description thereof is omitted.
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。
The strain wave gearing of the third embodiment includes a rigid
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。
The
The
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。
The
The first and second rolling
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。
The
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。
The strain wave gearing of the third embodiment includes a first
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。
The
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。 Although the details of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
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。 The bearings in the strain wave gearing of the present invention may be slide bearings, for example. Even in this case, it is possible to prevent the flexible external gear from jumping with respect to the rigid internal gear, as in the above embodiment.
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 (8)
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第一波動発生器と、
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第二波動発生器と、
を備え、
前記第一波動発生器及び前記第二波動発生器は、それぞれ軸方向から見て楕円形に形成されることで、それぞれ前記可撓性外歯歯車を径方向に撓めて楕円形に変形させて、前記外歯を周方向の異なる二つの箇所で前記内歯に噛み合わせ、
前記第一波動発生器及び前記第二波動発生器の長径方向が周方向に互いにずれて位置することで、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波動歯車装置。 an annular rigid internal gear having internal teeth on its inner peripheral surface;
a flexible external gear disposed inside the rigid internal gear and having external teeth on an outer peripheral surface that can mesh with the internal teeth;
The flexible external gear is arranged inside the flexible external gear, and by bending the flexible external gear in the radial direction, the external teeth are meshed with the internal teeth, and the external teeth and the internal teeth are engaged. a first wave generator for moving the meshing position in the circumferential direction;
The flexible external gear is arranged inside the flexible external gear, and by bending the flexible external gear in the radial direction, the external teeth are meshed with the internal teeth, and the external teeth and the internal teeth are engaged. a second wave generator for moving the engagement position in the circumferential direction;
with
The first wave generator and the second wave generator are each formed in an elliptical shape when viewed from the axial direction, so that the flexible external gear is radially deformed into an elliptical shape. and meshing the external teeth with the internal teeth at two different points in the circumferential direction,
The longitudinal directions of the first wave generator and the second wave generator are offset from each other in the circumferential direction, so that the first wave generator and the second wave generator are arranged in the flexible external gear. A strain wave gearing that radially bends different portions in the circumferential direction .
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1又は請求項2に記載の波動歯車装置。 said first wave generator and said second wave generator being axially spaced from each other;
2. The distance between the first wave generator and the second wave generator in the axial direction is equal to or greater than the thickness of the first wave generator or the second wave generator in the axial direction . 3. A wave gear device according to item 2 .
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第一波動発生器及び前記第二波動発生器の各外周との隙間を保持する保持器と、
を備える請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の波動歯車装置。 a plurality of rolling elements circumferentially arranged between the inner circumference of the flexible external gear and the outer circumferences of the first wave generator and the second wave generator ;
a retainer that holds a gap between the rolling elements in the circumferential direction and between the inner circumference of the flexible external gear and the outer circumferences of the first wave generator and the second wave generator in the radial direction;
The strain wave gearing according to any one of claims 1 to 3, comprising:
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4又は請求項5に記載の波動歯車装置。 L2 is the dimension of the cage in the radial direction, L1 is the dimension of the gap between the inner periphery of the flexible external gear and the outer periphery of the first wave generator and the second wave generator in the radial direction Let H1 be the length of meshing between the internal teeth and the external teeth in the direction,
The dimension L2 of the retainer, the dimension L1 of the clearance, and the length H1 of engagement are
L1-H1≤L2≤L1
6. The strain wave gearing according to claim 4 or 5 , which satisfies
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、
を備える請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の波動歯車装置。 A first rolling element having a plurality of first rolling elements arranged in the circumferential direction between the inner circumference of the flexible external gear and the outer circumferences of the first wave generator and the second wave generator. flock and
a second rolling element group having a plurality of second rolling elements arranged in the circumferential direction adjacent to the first rolling element group and alternately arranged in the circumferential direction with the first rolling element group;
The strain wave gearing according to any one of claims 1 to 7, comprising:
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