JP7468827B2 - Strained gear device - Google Patents
Strained gear device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7468827B2 JP7468827B2 JP2019213829A JP2019213829A JP7468827B2 JP 7468827 B2 JP7468827 B2 JP 7468827B2 JP 2019213829 A JP2019213829 A JP 2019213829A JP 2019213829 A JP2019213829 A JP 2019213829A JP 7468827 B2 JP7468827 B2 JP 7468827B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylindrical portion
- teeth
- gear
- gear device
- wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 19
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Retarders (AREA)
Description
本発明は、波動歯車装置に関する。 The present invention relates to a wave gear device.
従来、減速機として用いられる波動歯車装置が知られている。波動歯車装置については、例えば、特開２０１３－５７３９７号公報に記載されている。当該公報の波動歯車減速機は、可撓性外歯歯車（フレクスプライン６）と、剛性内歯歯車（サーキュラスプライン７）と、波動発生器（ウェーブジェネレータ１７）とを有する。可撓性外歯歯車の外周面には、外歯が形成されている。剛性内歯歯車の内周面には、外歯と噛み合う内歯が形成されている。波動発生器が回転すると、ローラの公転によって、可撓性外歯歯車が変形して、剛性内歯歯車と可撓性外歯歯車との噛み合い位置が変化する。その結果、可撓性外歯歯車に接続された出力軸から、減速後の回転運動を取り出すことができる。
この種の波動歯車装置では、可撓性外歯歯車の基端部付近が、平板部と接続されているため、変形しにくい。このため、剛性内歯歯車の内歯に対して、可撓性外歯歯車の外歯を平行に接触させることが難しかった。その結果、外歯および内歯の一部分に応力集中が生じ、高効率化および長寿命化の妨げとなっていた。 In this type of strain wave gear device, the flexible external gear is connected near its base end to the flat plate, making it less susceptible to deformation. This makes it difficult to bring the external teeth of the flexible external gear into parallel contact with the internal teeth of the rigid internal gear. As a result, stress is concentrated in parts of the external and internal teeth, preventing greater efficiency and longer life.
また、可撓性外歯歯車の先端部は、波動発生器の回転によって、楕円が回転するような複雑な変形を繰り返す。これにより、可撓性外歯歯車の先端部には、引っ張りと圧縮の繰り返し応力が発生する。このため、波動発生器と接触しない部分において、可撓性外歯歯車に不要な変形が生じ、内歯と外歯との噛み合いが不安定となる場合があった。 In addition, the tip of the flexible external gear undergoes repeated complex deformations, like a rotating ellipse, due to the rotation of the wave generator. This causes repeated stresses of tension and compression to be generated at the tip of the flexible external gear. This can result in unnecessary deformation of the flexible external gear in parts that are not in contact with the wave generator, which can cause unstable meshing between the internal and external teeth.
特開２０１３－５７３９７号公報では、可撓性外歯歯車の内側に、フレックスリング５が設けられている。このようなフレックスリングを設ければ、可撓性外歯歯車の不要な変形を抑制できると考えられる。しかしながら、当該公報の図３の構造では、波動発生器のローラと、可撓性外歯歯車との間において、フレックスリング５が軸方向に位置ずれしやすいという問題がある。また、当該公報の図４以降の構造では、フレックスリング５の軸方向の位置ずれを抑制できると考えられるが、フレックスリング５に凹部または凸部を精度よく加工しなければならないため、加工コストが増加するという別の問題が生じる。 In JP 2013-57397 A, a flex ring 5 is provided on the inside of the flexible external gear. It is believed that providing such a flex ring can suppress unnecessary deformation of the flexible external gear. However, the structure in FIG. 3 of the publication has a problem in that the flex ring 5 is prone to axial positional deviation between the roller of the wave generator and the flexible external gear. In addition, the structure in FIG. 4 and subsequent figures of the publication is believed to be able to suppress axial positional deviation of the flex ring 5, but another problem arises in that the flex ring 5 must be precisely machined to have recesses or protrusions, which increases the processing cost.
本発明の目的は、波動歯車装置において、弾性リングにより可撓性外歯歯車の不要な変形を抑制するとともに、外歯と内歯との噛み合いを安定させ、かつ、弾性リングの軸方向の位置ずれも抑制できる構造を提供することを目的とする。 The object of the present invention is to provide a structure in a wave gear device that uses an elastic ring to suppress unnecessary deformation of a flexible external gear, stabilizes the meshing of the external and internal teeth, and suppresses axial positional deviation of the elastic ring.
本願の例示的な第１発明は、回転運動を変速させつつ伝達する波動歯車装置であって、中心軸を中心として第１回転数で回転する入力部と、前記入力部とともに回転する波動発生器と、前記波動発生器の径方向外側に位置する可撓性の筒状部を有し、前記筒状部の外周面に複数の外歯を有する可撓性外歯歯車と、前記筒状部の径方向外側に位置し、前記中心軸を中心とする円環状の内周面に、複数の内歯を有する剛性内歯歯車と、を備え、前記剛性内歯歯車の前記内歯の数と前記可撓性外歯歯車の前記外歯の数とが相違し、前記複数の外歯のうちの一部の外歯が、前記波動発生器に押されることによって、前記内歯と噛み合い、前記波動発生器の回転に伴い、前記内歯と前記外歯との噛み合い位置が、前記第１回転数で周方向に変化し、前記内歯と前記外歯との歯数の差によって、前記剛性内歯歯車に対して前記可撓性外歯歯車が、前記第１回転数よりも低い第２回転数で、前記中心軸を中心として相対回転し、前記筒状部は、少なくとも前記噛み合い位置において、軸方向一方側へ向かうにつれて漸次に拡径し、前記筒状部と前記波動発生器との間に、環状の弾性リングをさらに備える。 The first exemplary invention of the present application is a wave gear device that transmits rotational motion while varying the speed, and includes an input section that rotates at a first rotation speed around a central axis, a wave generator that rotates together with the input section, a flexible external gear having a flexible cylindrical section located radially outside the wave generator and having a plurality of external teeth on the outer circumferential surface of the cylindrical section, and a rigid internal gear located radially outside the cylindrical section and having a plurality of internal teeth on an annular inner circumferential surface centered on the central axis, wherein the number of internal teeth of the rigid internal gear differs from the number of external teeth of the flexible external gear, and among the plurality of external teeth Some of the external teeth are pressed by the wave generator to mesh with the internal teeth, and as the wave generator rotates, the meshing position between the internal teeth and the external teeth changes in the circumferential direction at the first rotation speed, and due to the difference in the number of teeth between the internal teeth and the external teeth, the flexible external gear rotates relative to the rigid internal gear around the central axis at a second rotation speed lower than the first rotation speed, and the cylindrical portion gradually expands in diameter toward one axial side at least at the meshing position, and further includes an annular elastic ring between the cylindrical portion and the wave generator.
本発明の観点によれば、可撓性外歯歯車の筒状部と波動発生器との間に、環状の弾性リングを設ける。これにより、筒状部の不要な変形を抑制できる。また、可撓性外歯歯車の筒状部が、少なくとも噛み合い位置において傾斜する。これにより、外歯と内歯との噛み合いを安定させることができるとともに、弾性リングの軸方向の位置ずれを抑制できる。 According to an aspect of the present invention, an annular elastic ring is provided between the cylindrical portion of the flexible external gear and the wave generator. This makes it possible to suppress unnecessary deformation of the cylindrical portion. In addition, the cylindrical portion of the flexible external gear is inclined at least at the meshing position. This makes it possible to stabilize the meshing between the external teeth and the internal teeth, and also makes it possible to suppress axial positional deviation of the elastic ring.
以下、本願の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、波動歯車装置の中心軸と平行な方向を「軸方向」、波動歯車装置の中心軸に直交する方向を「径方向」、波動歯車装置の中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。ただし、上記の「平行な方向」とは、略平行な方向も含む。また、上記の「直交する方向」とは、略直交する方向も含む。 Below, exemplary embodiments of the present application will be described with reference to the drawings. In this application, the direction parallel to the central axis of the strain wave gear device is referred to as the "axial direction", the direction perpendicular to the central axis of the strain wave gear device is referred to as the "radial direction", and the direction along the arc centered on the central axis of the strain wave gear device is referred to as the "circumferential direction". However, the above "parallel direction" also includes directions that are approximately parallel. Furthermore, the above "orthogonal direction" also includes directions that are approximately orthogonal.
＜１．第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る波動歯車装置１の縦断面図である。図２は、図１のII－II位置から見た波動歯車装置１の横断面図である。この波動歯車装置１は、モータから得られる第１回転数の回転運動を、第１回転数よりも低い第２回転数の回転運動に変速（減速）させつつ、後段へ伝達する装置である。波動歯車装置１は、例えば、小型ロボットの関節に、モータとともに組み込まれて使用される。ただし、本発明の波動歯車装置は、アシストスーツ、ターンテーブル、工作機械の割出盤、車椅子、無人搬送車などの他の機器に用いられるものであってもよい。
<1. First embodiment>
Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a strain
図１および図２に示すように、本実施形態の波動歯車装置１は、フレーム１０、入力部２０、波動発生器３０、可撓性外歯歯車４０、剛性内歯歯車５０、および弾性リング６０を備えている。
As shown in Figures 1 and 2, the
フレーム１０は、波動歯車装置１の後述する各部を直接または間接的に支持する部材である。フレーム１０は、波動歯車装置１が搭載される装置の枠体に固定される。本実施形態のフレーム１０は、第１フレーム１１と、第２フレーム１２とを有する。第１フレーム１１は、中心軸９を中心とする略円筒状の部材である。第２フレーム１２は、第１フレーム１１の軸方向一方側の端部の内側に位置する円環状の部材である。第１フレーム１１と第２フレーム１２とは、ボルト７１により互いに固定されている。ただし、フレーム１０は、単一の部材で形成されていてもよい。
The
入力部２０は、減速前の第１回転数で回転する部位である。本実施形態の入力部２０は、中心軸９に沿って延びる円柱状の入力シャフト２１を有する。入力シャフト２１の軸方向一方側の端部（基端部）は、第２フレーム１２よりも軸方向一方側へ突出する。入力シャフト２１の軸方向他方側の端部（先端部）は、第１フレーム１１の径方向内側に位置する。第２フレーム１２と入力シャフト２１との間には、第１軸受１３が設けられている。入力シャフト２１は、この第１軸受１３によって、中心軸９を中心として回転可能に支持される。入力シャフト２１の基端部は、図外のモータと、直接またはギア等の動力伝達機構を介して接続される。モータを駆動させると、入力シャフト２１が、中心軸９を中心として、第１回転数で回転する。
The
波動発生器３０は、後述する可撓性外歯歯車４０の筒状部４１に、周期的な撓み変形を発生させる機構である。上述したモータを駆動させると、入力部２０とともに波動発生器３０も、中心軸９を中心として、第１回転数で回転する。本実施形態の波動発生器３０は、円環状のローラ支持部材３１と、２本の支持ピン３２と、２つのローラ３３とを有する。ローラ支持部材３１は、第１フレーム１１の径方向内側において、入力シャフト２１に固定されている。２本の支持ピン３２は、中心軸９に対して互いに反対側に位置する。各支持ピン３２は、中心軸９に対して平行な姿勢で、その軸方向一方側の端部が、ローラ支持部材３１に固定される。
The
２つのローラ３３は、それぞれ、支持ピン３２の軸方向他方側の端部に、第２軸受３４を介して取り付けられる。したがって、各ローラ３３は、支持ピン３２を中心として回転（自転）することが可能である。すなわち、本実施形態のローラ３３は、中心軸９と平行な回転軸９１を中心として回転する。図１に示すように、本実施形態のローラ３３は、回転軸９１を中心とする円錐台状である。各ローラ３３の外周面は、軸方向一方側へ向かうにつれて、漸次に拡径する。
The two
可撓性外歯歯車４０は、撓み変形可能な薄型の歯車である。本実施形態の可撓性外歯歯車４０は、筒状部４１と平板部４２とを有する。筒状部４１は、中心軸９の周囲において、軸方向に筒状に延びる。筒状部４１の軸方向一方側の端部は、波動発生器３０の径方向外側、かつ、後述する剛性内歯歯車５０の径方向内側に位置する。平板部４２は、筒状部４１の軸方向他方側の端部から、径方向内側へ向けて広がる円板状の部分である。平板部４２の中央には、図示を省略した出力シャフトが固定される。可撓性外歯歯車４０および出力シャフトは、中心軸９を中心として回転可能に支持される。
The flexible
筒状部４１および平板部４２のうち、少なくとも筒状部４１は、可撓性を有する。ただし、筒状部４１の軸方向一方側の端部は、自由端であるため、特に径方向に変位しやすい。筒状部４１の軸方向他方側の端部は、平板部４２に繋がる固定端であるため、軸方向一方側の端部に比べて径方向に変位しにくい。
Of the
図２に示すように、可撓性外歯歯車４０は、複数の外歯４３を有する。複数の外歯４３は、筒状部４１の上述した軸方向一方側の端部付近の外周面から、径方向外側へ向けて突出する。また、複数の外歯４３は、周方向に一定のピッチで配列されている。筒状部４１は、周方向の２箇所において、波動発生器３０のローラ３３により、径方向外側に押圧される。これにより、周方向の２箇所において、筒状部４１の外歯４３が、後述する剛性内歯歯車５０の内歯５１と噛み合う。以下では、この外歯４３と内歯５１とが噛み合う周方向の位置を、「噛み合い位置」と称する。
As shown in FIG. 2, the flexible
図１に示すように、可撓性外歯歯車４０の筒状部４１は、少なくとも噛み合い位置において、中心軸９に対して傾斜する。具体的には、筒状部４１が、噛み合い位置において、軸方向一方側へ向かうにつれて漸次に拡径する。筒状部４１のうち、噛み合い位置以外の部分は、軸方向一方側へ向かうにつれて噛み合い位置よりも緩やかに拡径していてもよく、中心軸９に対して平行であってもよく、あるいは、軸方向一方側へ向かうにつれて僅かに縮径していてもよい。すなわち、外力が作用していない単体の部品の状態では、筒状部４１は、軸方向一方側へ向かうにつれて漸次に拡径するコーン状であってもよいし、あるいは、中心軸９に対して平行な円筒状であってもよい。
As shown in FIG. 1, the
剛性内歯歯車５０は、可撓性外歯歯車４０の筒状部４１の径方向外側に位置する円環状の歯車である。剛性内歯歯車５０は、中心軸９と同軸に配置される。剛性内歯歯車５０は、第１フレーム１１の軸方向他方側の端部に、例えばねじ止めで固定される。剛性内歯歯車５０の剛性は、可撓性外歯歯車４０の筒状部４１の剛性よりも、はるかに高い。このため、剛性内歯歯車５０は、実質的に剛体とみなすことができる。
The rigid
剛性内歯歯車５０は、中心軸９を中心とする円環状であり、かつ、中心軸９に対して傾斜する、コーン状の内周面を有する。具体的には、図１に示すように、剛性内歯歯車５０の内周面は、軸方向一方側へ向かうにつれて漸次に拡径する。また、図２に示すように、剛性内歯歯車５０は、複数の内歯５１を有する。複数の内歯５１は、剛性内歯歯車５０の上述した内周面から、径方向内側へ向けて突出する。また、複数の内歯５１は、周方向に一定のピッチで配列されている。上述した可撓性外歯歯車４０が有する外歯４３の数と、剛性内歯歯車５０が有する内歯５１の数とは、僅かに相違する。
The rigid
弾性リング６０は、可撓性外歯歯車４０の筒状部４１の不要な変形を抑制するための、環状の部材である。「不要な変形」とは、筒状部４１が、噛み合い位置以外の周方向位置において、非楕円形状に変形し、うねりや凹みが生じる状態を指す。このような不要な変形が生じると、ローラ３３の滑らかな周方向移動が阻害され、内歯５１と外歯４３の噛み合いが不安定となる。弾性リング６０は、筒状部４１と、波動発生器３０の２つのローラ３３との間に位置する。弾性リング６０の外周面は、筒状部４１の内周面に接触する。弾性リング６０の内周面は、周方向の２箇所において、ローラ３３に接触する。したがって、ローラ３３は、弾性リング６０を介して、筒状部４１を径方向外側へ押圧する。なお、図１に示すように、本実施形態の弾性リング６０の断面形状は、軸方向に長い扁平の平行四辺形である。
The
このような波動歯車装置１において、モータの駆動力により入力部２０が第１回転数で回転すると、入力部２０とともに波動発生器３０も、第１回転数で回転する。そうすると、ローラ３３による筒状部４１の押圧位置、すなわち、外歯４３と内歯５１との噛み合い位置も、第１回転数で周方向に変化する。また、上述の通り、可撓性外歯歯車４０の外歯４３の数と、剛性内歯歯車５０の内歯５１の数とは、僅かに相違する。この歯数の差によって、波動発生器３０の１回転ごとに、外歯４３と内歯５１との噛み合い位置が、周方向に僅かに変化する。その結果、剛性内歯歯車５０に対して可撓性外歯歯車４０が、第１回転数よりも低い第２回転数で回転する。したがって、可撓性外歯歯車４０に固定された出力シャフトから、減速された第２回転数の回転運動を、取り出すことができる。
In such a
特に、この波動歯車装置１では、剛性内歯歯車５０の内歯５１が、軸方向一方側へ向かうにつれて漸次に拡径している。また、少なくとも噛み合い位置において、可撓性外歯歯車４０の外歯４３が、軸方向一方側へ向かうにつれて漸次に拡径している。したがって、可撓性外歯歯車４０の外歯４３と、剛性内歯歯車５０の内歯５１とが、少なくとも噛み合い位置において、中心軸９に対して傾斜している。このようにすれば、内歯５１と、波動発生器３０により変形された外歯４３とを、互いに平行に近い状態で接触させることができる。より厳密には、内歯５１の歯筋の延長線と、噛み合い位置における外歯４３の歯筋の延長線とが、中心軸９上の一点で交差することが好ましい。これにより、外歯４３および内歯５１の応力集中を抑制し、両者の噛み合いを安定させることができる。その結果、波動歯車装置１を、高効率化および長寿命化しやすくなる。また、剛性内歯歯車５０の軸方向の位置を調整することで、外歯４３と内歯５１との噛み合いの深さを調節できる。これにより、バックラッシの少ない波動歯車装置１を実現できる。
In particular, in this wave gearing 1, the
また、本実施形態の波動歯車装置１は、複数のシム７０を有する。複数のシム７０は、ボルト７１による固定箇所において、第１フレーム１１の軸方向他方側の面と、第２フレーム１２の軸方向一方側の面との間に、介在する。シム７０は、円環状の薄板である。複数のシム７０は、軸方向に重ねて配列される。このシム７０の枚数または各シム７０の軸方向の厚みを調整し、ボルト７１を締め付けることで、第２フレーム１２および剛性内歯歯車５０に対するローラ３３の軸方向の位置を、微調整できる。すなわち、複数のシム７０は、剛性内歯歯車５０に対するローラ３３の軸方向の位置を微調整する調整機構として機能する。その結果、外歯４３と内歯５１との噛み合いの深さを調節できる。
The
また、可撓性外歯歯車４０が樹脂成形品である場合には、図１において、可撓性外歯歯車４０の筒状部４１の母線に対して、外歯４３の歯底を径方向外側に位置させることが好ましい。これにより、可撓性外歯歯車４０を成形加工するときに、成形用の型を、軸方向の一方側および他方側に分割させることができる。したがって、成形加工が容易になる。
In addition, when the flexible
また、この波動歯車装置１では、波動発生器３０の２つのローラ３３と、可撓性外歯歯車４０の筒状部４１との間に、弾性リング６０が設けられている。これにより、筒状部４１の不要な変形を抑制できる。その結果、外歯４３と内歯５１との噛み合いをより安定させることができる。また、弾性リング６０は、ローラ３３のコーン状の外周面と、少なくとも噛み合い位置において傾斜した筒状部４１との間に挟まれて保持される。これにより、弾性リング６０の軸方向の位置ずれが抑制される。
In addition, in this
波動発生器３０の２つのローラ３３は、なるべく大きい外径を有することが好ましい。例えば、波動発生器３０の２つのローラ３３は、弾性リング６０の内周面の半径と略同一の外径を有することが好ましい。これにより、外歯４３と内歯５１の噛み合いの歯数を増加させることができる。したがって、回転運動の伝達能力を向上させることができるとともに、外歯４３と内歯５１の噛み合い状態を安定させることができる。
It is preferable that the two
可撓性外歯歯車４０の材料は、金属であってもよいし、樹脂であってもよい。樹脂を用いれば、金属の場合よりも、可撓性外歯歯車４０を軽量化できる。ただし、樹脂製の可撓性外歯歯車４０の筒状部４１には、不要な変形が生じやすい。このような場合に、弾性リング６０は特に有用である。筒状部４１の内周面を弾性リング６０で支持することで、筒状部４１の不要な変形を抑制できる。筒状部４１の不要な変形をより抑制するために、弾性リング６０の材料には、可撓性外歯歯車４０よりもヤング率の高い（硬い）材料を用いることが好ましい。例えば、可撓性外歯歯車４０の材料が樹脂である場合、弾性リング６０の材料には、当該樹脂よりもヤング率の高い樹脂または金属を用いることが好ましい。これにより、可撓性外歯歯車４０を軽量化しつつ、筒状部４１の不要な変形を抑制できる。
The material of the flexible
また、図１に示すように、本実施形態では、弾性リング６０の軸方向一方側の端部６０ａが、筒状部４１の軸方向一方側の端部４１ａよりも、軸方向他方側に位置する。すなわち、筒状部４１の軸方向一方側の端部４１ａは、弾性リング６０と接触しない。このようにすれば、筒状部４１の軸方向一方側の端部４１ａが、径方向に撓みやすくなる。したがって、筒状部４１の軸方向一方側の端部４１ａにおいて、外歯４３を、内歯５１に沿う角度に変形させやすくなる。その結果、外歯４３および内歯５１の応力集中をより抑制して、両者の噛み合いをより安定させることができる。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the
＜２．第２実施形態＞
図３は、第２実施形態に係る波動歯車装置１Ａの縦断面図である。図３の波動歯車装置１Ａは、主として波動発生器３０Ａの構造が、上記の第１実施形態と異なる。
<2. Second embodiment>
3 is a vertical cross-sectional view of a wave gear device 1A according to a second embodiment. The wave gear device 1A in FIG. 3 differs from the first embodiment described above mainly in the structure of a
この波動歯車装置１Ａの波動発生器３０Ａは、円環状のローラ支持部材３１Ａと、２本の支持ピン３２Ａと、２つのローラ３３Ａとを有する。ローラ支持部材３１Ａは、可撓性外歯歯車４０Ａの筒状部４１Ａの径方向内側において、入力シャフト２１Ａに固定されている。２本の支持ピン３２Ａは、中心軸９Ａに対して互いに反対側に位置する。各支持ピン３２Ａは、中心軸９Ａに対して傾斜した姿勢で、ローラ支持部材３１Ａに固定される。具体的には、支持ピン３２Ａの軸方向一方側の端部は、支持ピン３２Ａの軸方向他方側の端部よりも、中心軸９Ａから離れている。そして、支持ピン３２Ａの軸方向他方側の端部が、ローラ支持部材３１Ａに固定されている。
The
２つのローラ３３Ａは、それぞれ、支持ピン３２Ａの軸方向一方側の端部に取り付けられた第２軸受３４Ａの外輪である。したがって、各ローラ３３Ａは、支持ピン３２Ａを中心として回転（自転）することが可能である。すなわち、本実施形態のローラ３３Ａは、軸方向一方側へ向かうにつれて中心軸９Ａからの距離が広がるように、中心軸９Ａに対して傾斜した回転軸９２Ａを中心として回転する。図３に示すように、本実施形態のローラ３３Ａは、回転軸９２Ａを中心とする円筒状である。各ローラ３３Ａの外周面の径は、軸方向の位置によらず一定である。
The two
このような構造でも、ローラ３３Ａによって、可撓性外歯歯車４０Ａの筒状部４１Ａを、径方向に対して斜めに押圧することができる。したがって、剛性内歯歯車５０Ａの内歯５１Ａに対して、可撓性外歯歯車４０Ａの外歯４３Ａを、軸方向に対して傾斜した姿勢で噛み合わせることができる。したがって、第１実施形態と同様に、外歯４３Ａと内歯５１Ａとの噛み合いを安定させることができる。
Even with this structure, the
また、本実施形態の波動歯車装置１Ａは、第１軸受１３Ａの軸方向一方側の端部と、フレーム１０Ａとの間に、複数のシム７０Ａを有する。シム７０Ａは、円環状の薄板である。複数のシム７０Ａは、軸方向に重ねて配列される。このシム７０Ａの枚数または各シム７０Ａの軸方向の厚みを変更することで、フレーム１０Ａおよび剛性内歯歯車５０Ａに対するローラ３３Ａの軸方向の位置を微調整できる。すなわち、複数のシム７０Ａは、剛性内歯歯車５０Ａに対するローラ３３Ａの軸方向の位置を微調整する調整機構として機能する。その結果、外歯４３Ａと内歯５１Ａとの噛み合いの深さを調節できる。
The strain wave gear device 1A of this embodiment also has
また、本実施形態の波動歯車装置１Ａも、可撓性外歯歯車４０Ａの筒状部４１Ａと波動発生器３０Ａのローラ３３Ａとの間に、環状の弾性リング６０Ａを有する。これにより、筒状部４１Ａの不要な変形を抑制できる。また、弾性リング６０Ａは、中心軸９Ａに対して傾斜したローラ３３Ａと、中心軸９Ａに対して傾斜した筒状部４１Ａとの間に挟まれて保持される。これにより、弾性リング６０Ａの軸方向の位置ずれが抑制される。
The wave gear device 1A of this embodiment also has an annular
＜３．第３実施形態＞
図４は、第３実施形態に係る波動歯車装置１Ｂの縦断面図である。図４の波動歯車装置１Ｂは、円環状の出力部８０Ｂを有する点と、可撓性外歯歯車４０Ｂの構造とが、上記の第１実施形態および第２実施形態と異なる。
<3. Third embodiment>
Fig. 4 is a vertical cross-sectional view of a
図４に示すように、出力部８０Ｂは、第１出力部材８１Ｂ、第２出力部材８２Ｂ、および第３出力部材８３Ｂを有する。第１出力部材８１Ｂは、剛性内歯歯車５０Ｂよりも径方向外側において、軸方向に延びる円筒状の部材である。第１出力部材８１Ｂは、剛性内歯歯車５０Ｂに固定されたフレーム１０Ｂの外周面に、第３軸受８４Ｂを介して、回転可能に支持されている。第２出力部材８２Ｂは、可撓性外歯歯車４０Ｂの軸方向一方側に位置する円板状の部材である。第２出力部材８２Ｂの外周部は、第１出力部材８１Ｂに対して、例えばねじ止めで固定される。第３出力部材８３Ｂは、第２出力部材８２Ｂの内周部に固定された円環状の部材である。第３出力部材８３Ｂと入力シャフト２１Ｂとの間には、第４軸受８５Ｂが介在する。したがって、出力部８０Ｂは、入力シャフト２１Ｂとは異なる回転数で、回転することが可能である。
As shown in FIG. 4, the
可撓性外歯歯車４０Ｂは、筒状部４１Ｂと平板部４２Ｂとを有する。筒状部４１Ｂは、中心軸９Ｂの周囲において、軸方向に筒状に延びる。平板部４２Ｂは、筒状部４１Ｂの軸方向一方側の端部から、径方向外側へ向けて広がる円板状の部分である。平板部４２Ｂの外周部は、第１出力部材８１Ｂと第２出力部材８２Ｂとの間に挟まれるとともに、例えばねじ止めで、第１出力部材８１Ｂおよび第２出力部材８２Ｂに固定されている。筒状部４１Ｂの軸方向他方側の端部は、波動発生器３０Ｂの径方向外側、かつ、剛性内歯歯車５０Ｂの径方向内側に位置する。
The flexible
筒状部４１Ｂおよび平板部４２Ｂのうち、少なくとも筒状部４１Ｂは、可撓性を有する。ただし、筒状部４１Ｂの軸方向他方側の端部は、自由端であるため、特に径方向に変位しやすい。筒状部４１Ｂの軸方向一方側の端部は、平板部４２Ｂに繋がる固定端であるため、軸方向他方側の端部に比べて変位しにくい。
Of the
可撓性外歯歯車４０Ｂは、複数の外歯４３Ｂを有する。複数の外歯４３Ｂは、筒状部４１Ｂの上述した軸方向他方側の端部付近の外周面から、径方向外側へ向けて突出する。また、複数の外歯４３Ｂは、周方向に一定のピッチで配列されている。筒状部４１Ｂは、周方向の２箇所において、波動発生器３０Ｂのローラ３３Ｂにより、径方向外側に押圧される。これにより、周方向の２箇所において、筒状部４１Ｂの外歯４３Ｂが、剛性内歯歯車５０Ｂの内歯５１Ｂと噛み合う。
The flexible
本実施形態の波動歯車装置１Ｂにおいても、入力部２０Ｂとともに波動発生器３０Ｂが第１回転数で回転すると、外歯４３Ｂと内歯５１Ｂとの噛み合い位置が変化することにより、剛性内歯歯車５０Ｂに対して可撓性外歯歯車４０Ｂが、減速後の第２回転数で回転する。ただし、本実施形態では、可撓性外歯歯車４０Ｂとともに、円環状の出力部８０Ｂが、第２回転数で回転する。そして、この出力部８０Ｂから、減速後の第２回転数の回転運動が取り出される。
In the
本実施形態においても、可撓性外歯歯車４０Ｂの筒状部４１Ｂは、少なくとも周方向の噛み合い位置において、中心軸９Ｂに対して傾斜する。具体的には、筒状部４１Ｂが、噛み合い位置において、軸方向一方側へ向かうにつれて漸次に拡径する。剛性内歯歯車５０Ｂの内歯５１Ｂも、中心軸９Ｂに対して傾斜している。したがって、剛性内歯歯車５０Ｂの内歯５１Ｂに対して、可撓性外歯歯車４０Ｂの外歯４３Ｂを、軸方向に対して傾斜した姿勢で噛み合わせることができる。したがって、第１実施形態と同様に、外歯４３Ｂと内歯５１Ｂとの噛み合いを安定させることができる。
In this embodiment, the
また、本実施形態の波動歯車装置１Ｂでは、第２出力部材８２Ｂの内周面と、第３出力部材８３Ｂの外周面とに、それぞれ螺旋状のねじ溝が設けられている。そして、第２出力部材８２Ｂと第３出力部材８３Ｂとが、これらのねじ溝の螺合によって、固定されている。このような構造を採れば、第２出力部材８２Ｂの内側で、第３出力部材８３Ｂを回転させることにより、第２出力部材８２Ｂと第３出力部材８３Ｂとの軸方向の相対位置を微調整することができる。したがって、剛性内歯歯車５０Ｂに対するローラ３３Ｂの軸方向の位置を微調整できる。すなわち、第２出力部材８２Ｂおよび第３出力部材８３Ｂのねじ溝は、剛性内歯歯車５０に対するローラ３３の軸方向の位置を微調整する調整機構として機能する。その結果、外歯４３Ｂと内歯５１Ｂとの噛み合いの深さを調節できる。また、調整後には、第２出力部材８２Ｂの軸方向の一方側に、ナット８６Ｂを締結することで、第２出力部材８２Ｂと第３出力部材８３Ｂとの位置関係を一定に維持することができる。
In addition, in the
また、本実施形態の波動歯車装置１Ｂも、可撓性外歯歯車４０Ｂの筒状部４１Ｂと波動発生器３０Ｂのローラ３３Ｂとの間に、環状の弾性リング６０Ｂを有する。これにより、筒状部４１Ｂの不要な変形を抑制できる。また、弾性リング６０Ｂは、中心軸９Ｂに対して傾斜したローラ３３Ｂと、中心軸９Ｂに対して傾斜した筒状部４１Ｂとの間に挟まれて保持される。これにより、弾性リング６０Ｂの軸方向の位置ずれが抑制される。
The
また、可撓性外歯歯車４０Ｂが樹脂成形品である場合には、図４において、可撓性外歯歯車４０Ｂの筒状部４１Ｂの母線に対して、外歯４３Ｂの歯先を径方向内側に位置させることが好ましい。これにより、可撓性外歯歯車４０Ｂを成形加工するときに、成形用の型を、軸方向の一方側および他方側に分割させることができる。したがって、成形加工が容易になる。
In addition, when the flexible
＜４．第４実施形態＞
図５は、第４実施形態に係る波動歯車装置１Ｃの縦断面図である。図５の波動歯車装置１Ｃは、入力シャフト２１Ｃがカップリングの機能を有する点が、上記の第１実施形態～第３実施形態と異なる。
<4. Fourth embodiment>
Fig. 5 is a vertical cross-sectional view of a strain
図５に示すように、波動歯車装置１Ｃの入力シャフト２１Ｃは、その軸方向一方側の端部に、カップリング部２２Ｃを有する。カップリング部２２Ｃは、軸方向一方側の端面から、軸方向他方側へ向けて凹む締結穴２２０Ｃを有する。モータ１００Ｃの回転シャフト１１０Ｃは、この締結穴２２０Ｃに挿入される。また、カップリング部２２Ｃの周方向の一部分には、スリット２２１Ｃが設けられている。このスリット２２１Ｃを、例えばねじによって周方向に締め付けることで、モータ１００Ｃの回転シャフト１１０Ｃとカップリング部２２Ｃとが締結される。さらに、波動歯車装置１Ｃのフレーム１０Ｃと、モータ１００Ｃのフレーム１２０Ｃとを、円筒状の筒状フレーム１４Ｃを介して、ボルトで締結する。これにより、モータ１００Ｃと波動歯車装置１Ｃとを、容易に連結できる。
As shown in FIG. 5, the
＜５．第５実施形態＞
図６は、第５実施形態に係る波動歯車装置１Ｄの部分縦断面図である。図６の波動歯車装置１Ｄの全体の構造は、第１実施形態の波動歯車装置１と同等であるため、重複説明を省略する。図６の波動歯車装置１Ｄは、可撓性外歯歯車４０Ｄの筒状部４１Ｄの形状が、第１実施形態の波動歯車装置１と異なる。
<5. Fifth embodiment>
Fig. 6 is a partial vertical cross-sectional view of a wave
図６に示すように、この可撓性外歯歯車４０Ｄの筒状部４１Ｄは、接触面４４Ｄと、突出部４５Ｄとを有する。接触面４４Ｄは、筒状部４１Ｄの内周面のうち、弾性リング６０Ｄの外周面と接触する領域である。接触面４４Ｄは、複数の外歯４３Ｄの裏側において、環状に広がる。突出部４５Ｄは、接触面４４Ｄよりも軸方向他方側に位置し、接触面４４Ｄよりも径方向内側へ突出する。
As shown in FIG. 6, the
突出部４５Ｄの軸方向一方側の端部は、弾性リング６０Ｄの軸方向他方側の端部と接触する。これにより、弾性リング６０Ｄの位置が、軸方向他方側へずれることを、より抑制できる。仮に、弾性リング６０Ｄの位置が、軸方向他方側へ僅かにずれた場合、筒状部４１Ｄは、径方向外側へ開く方向の力を受ける。このため、可撓性外歯歯車４０Ｄの外歯４３Ｄと、剛性内歯歯車の内歯との噛み合いが過剰に深くなってしまう。しかしながら、図６の構造では、弾性リング６０Ｄの軸方向他方側への位置ずれを抑制できるため、外歯４３Ｄと内歯との噛み合いの深さを、より適正な状態に保つことができる。
The end of the
ただし、接触面４４Ｄに対する突出部４５Ｄの径方向内側への突出量ｄ１が大き過ぎると、筒状部４１Ｄの可撓性が低下する。このため、突出部４５Ｄの突出量ｄ１は、過度に大きくしない方がよい。突出部４５Ｄの突出量ｄ１は、例えば、弾性リング６０Ｄの厚みｄ２よりも、小さいことが好ましい。
However, if the radial inward protrusion amount d1 of the
図６の例では、突出部４５Ｄの軸方向一方側の端面と、弾性リング６０Ｄの軸方向他方側の端面とが、面接触している。ただし、突出部４５Ｄと弾性リング６０Ｄとは、必ずしも面接触していなくてもよい。突出部４５Ｄと弾性リング６０Ｄとは、少なくとも一部が接触していればよい。
In the example of FIG. 6, the end face of the
図７は、本実施形態の可撓性外歯歯車４０Ｄを、軸方向一方側から視た図である。図７に示すように、本実施形態の突出部４５Ｄは、円環状である。すなわち、突出部４５Ｄは、筒状部４１Ｄの内周面の全周にわたって設けられている。このため、突出部４５Ｄが周方向の一部分のみに設けられている場合と比べて、筒状部４１Ｄの可撓性を、全周にわたって均一に保つことができる。
Figure 7 is a view of the flexible
ただし、図８に示すように、突出部４５Ｄは、筒状部４１Ｄの内周面の全周のうちの一部分に、局所的に複数設けられていてもよい。図８の例では、筒状部４１Ｄの内周面の３箇所に、突出部４５Ｄが設けられている。このような形態であっても、３つの突出部４５Ｄにより、弾性リング６０Ｄの軸方向他方側への位置ずれを抑制できる。また、突出部４５Ｄを局所的に設けることにより、円環状の突出部４５Ｄを設ける場合よりも、筒状部４１Ｄの可撓性が低下することを抑制できる。したがって、弾性リング６０Ｄの位置ずれの防止と、筒状部４１Ｄの可撓性の確保とを、両立させることができる。
However, as shown in FIG. 8,
なお、図８のように、複数の突出部４５Ｄは、周方向に略等間隔に設けられることが好ましい。ただし、各突出部４５Ｄは、筒状部４１Ｄの全周のうち、外歯４３Ｄが位置する周方向位置に設けられることが好ましい。すなわち、各突出部４５Ｄは、外歯４３Ｄの径方向内側に設けられることが好ましい。このようにすれば、筒状部４１Ｄの隣り合う外歯４３Ｄの間の薄肉部における可撓性が低下しにくい。したがって、筒状部４１Ｄの可撓性が低下することを、より抑制できる。
As shown in FIG. 8, the
また、図６の例では、突出部４５Ｄが段差状であった。すなわち、突出部４５Ｄが、接触面４４Ｄに対しては径方向内側へ突出しているものの、突出部４５Ｄよりも軸方向他方側の部分は、筒状部４１Ｄに対して径方向内側への突出が認められない。しかしながら、図９のように、突出部４５Ｄは、軸方向の両側の領域に対して径方向内側へ突出する突起であってもよい。
In the example of FIG. 6, the protruding
＜６．第６実施形態＞
図１０は、第６実施形態に係る波動歯車装置１Ｅの部分縦断面図である。図１０の波動歯車装置１Ｅの全体の構造は、第１実施形態の波動歯車装置１と同等であるため、重複説明を省略する。図１０の波動歯車装置１Ｅは、弾性リング６０Ｅの形状が、第１実施形態の波動歯車装置１と異なる。
<6. Sixth embodiment>
Fig. 10 is a partial vertical cross-sectional view of a wave
図１０に示すように、この弾性リング６０Ｅは、突起部６１Ｅを有する。突起部６１Ｅは、弾性リング６０Ｅの軸方向一方側の端部の外周部から、径方向外側へ突出する。突起部６１Ｅの先端は、筒状部４１Ｅの内周面よりも、径方向外側に位置する。突起部６１Ｅの軸方向他方側の端部は、筒状部４１Ｅの軸方向一方側の端部と接触する。これにより、弾性リング６０Ｅの位置が、軸方向他方側へずれることを、抑制できる。したがって、第５実施形態と同様に、外歯４３Ｅと内歯との噛み合いの深さを、適正な状態に保つことができる。
As shown in FIG. 10, the
図１０の例では、突起部６１Ｅの軸方向他方側の端面と、筒状部４１Ｅの軸方向一方側の端面とが、面接触している。ただし、突起部６１Ｅと筒状部４１Ｅとは、必ずしも面接触していなくてもよい。突起部６１Ｅと筒状部４１Ｅとは、少なくとも一部が接触していればよい。また、突起部６１Ｅは、弾性リング６０Ｅの軸方向一方側の端部の全周にわたって、環状に設けられていてもよく、あるいは、周方向の一部分のみに設けられていてもよい。
In the example of FIG. 10, the end face of the
＜７．変形例＞
以上、本発明の第１実施形態～第５実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態には限定されない。
7. Modifications
Although the first to fifth embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments.
上記の各実施形態では、波動発生器が、２つのローラを有していた。しかしながら、波動発生器は、３つ以上のローラを有していてもよい。また、本願の各図では、ローラが、転がり軸受により回転可能に支持されているか、または、転がり軸受自体の外輪であった。しかしながら、ローラは、滑り軸受などの転がり軸受以外の手段により、回転可能に支持されていてもよい。また、波動発生器は、軸方向視において楕円等の非真円形状を有するカムの回転により、可撓性外歯歯車の筒状部を撓ませるものであってもよい。 In each of the above embodiments, the wave generator has two rollers. However, the wave generator may have three or more rollers. Also, in each of the figures in the present application, the rollers are rotatably supported by a rolling bearing, or are the outer ring of the rolling bearing itself. However, the rollers may be rotatably supported by means other than a rolling bearing, such as a plain bearing. Also, the wave generator may be one that deflects the cylindrical portion of the flexible external gear by the rotation of a cam that has a non-circular shape, such as an ellipse, when viewed in the axial direction.
また、上記の実施形態では、剛性内歯歯車を非回転に固定し、可撓性外歯歯車を、減速後の第２回転数で回転させていた。しかしながら、可撓性外歯歯車を非回転に固定し、剛性内歯歯車を、減速後の第２回転数で回転させてもよい。すなわち、可撓性外歯歯車と剛性内歯歯車とは、いずれか一方が、他方に対して、第２回転数で相対回転すればよい。 In the above embodiment, the rigid internal gear is fixed to a non-rotating state, and the flexible external gear is rotated at the second rotational speed after deceleration. However, the flexible external gear may be fixed to a non-rotating state, and the rigid internal gear may be rotated at the second rotational speed after deceleration. In other words, it is sufficient that either the flexible external gear or the rigid internal gear rotates relative to the other at the second rotational speed.
また、上記の第１実施形態、第２実施形態、および第４実施形態では、可撓性外歯歯車の平板部が、筒状部の軸方向他方側の端部から、径方向内側へ向けて広がっていた。しかしながら、可撓性外歯歯車の平板部は、筒状部の軸方向一方側の端部から、径方向内側へ向けて広がるものであってもよい。 In the above first, second, and fourth embodiments, the flat portion of the flexible external gear extends radially inward from the end of the cylindrical portion on the other axial side. However, the flat portion of the flexible external gear may extend radially inward from the end of the cylindrical portion on one axial side.
また、上記の第３実施形態では、可撓性外歯歯車の平板部が、筒状部の軸方向一方側の端部から、径方向外側へ向けて広がっていた。しかしながら、可撓性外歯歯車の平板部は、筒状部の軸方向他方側の端部から、径方向外側へ向けて広がるものであってもよい。 In the third embodiment described above, the flat portion of the flexible external gear extends radially outward from one axial end of the cylindrical portion. However, the flat portion of the flexible external gear may extend radially outward from the other axial end of the cylindrical portion.
また、波動歯車装置の細部の形状については、上述の実施形態の各図に示された形状と相違していてもよい。また、上記の各実施形態および各変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。例えば、第２実施形態～第４実施形態の波動歯車装置の可撓性外歯歯車に、第５実施形態の突出部または第６実施形態の突起部を組み合わせてもよい。 The detailed shape of the strain wave gear device may differ from the shapes shown in the figures of the above-mentioned embodiments. The elements appearing in the above-mentioned embodiments and variations may be combined as appropriate to the extent that no contradictions arise. For example, the flexible external gear of the strain wave gear device of the second to fourth embodiments may be combined with the protruding portion of the fifth embodiment or the protruding portion of the sixth embodiment.
本願は、波動歯車装置に利用できる。 This application can be used in wave gear devices.
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 波動歯車装置
９，９Ａ，９Ｂ 中心軸
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ フレーム
１１ 第１フレーム
１２ 第２フレーム
１３，１３Ａ 第１軸受
１４Ｃ 筒状フレーム
２０，２０Ｂ 入力部
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ 入力シャフト
２２Ｃ カップリング部
３０，３０Ａ，３０Ｂ 波動発生器
３１，３１Ａ ローラ支持部材
３２，３２Ａ 支持ピン
３３，３３Ａ，３３Ｂ ローラ
３４，３４Ａ 第２軸受
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｄ 可撓性外歯歯車
４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｄ，４１Ｅ 筒状部
４２，４２Ｂ 平板部
４３，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｄ，４３Ｅ 外歯
４４Ｄ 接触面
４５Ｄ 突出部
５０，５０Ａ，５０Ｂ 剛性内歯歯車
５１，５１Ａ，５１Ｂ 内歯
６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｄ，６０Ｅ 弾性リング
６１Ｅ 突起部
７０Ａ シム
８０Ｂ 出力部
８１Ｂ 第１出力部材
８２Ｂ 第２出力部材
８３Ｂ 第３出力部材
８４Ｂ 第３軸受
８５Ｂ 第４軸受
８６Ｂ ナット
９１ 回転軸
９２Ａ 回転軸
１００Ｃ モータ
１１０Ｃ 回転シャフト
１２０Ｃ モータのフレーム
２２０Ｃ 締結穴
２２１Ｃ スリット
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E
Claims (22)
中心軸を中心として第１回転数で回転する入力部と、
前記入力部とともに回転する波動発生器と、
前記波動発生器の径方向外側に位置する可撓性の筒状部を有し、前記筒状部の外周面に複数の外歯を有する可撓性外歯歯車と、
前記筒状部の径方向外側に位置し、前記中心軸を中心とする円環状の内周面に、複数の内歯を有する剛性内歯歯車と、
を備え、
前記剛性内歯歯車の前記内歯の数と前記可撓性外歯歯車の前記外歯の数とが相違し、
前記複数の外歯のうちの一部の外歯が、前記波動発生器に押されることによって、前記内歯と噛み合い、
前記波動発生器の回転に伴い、前記内歯と前記外歯との噛み合い位置が、前記第１回転数で周方向に変化し、
前記内歯と前記外歯との歯数の差によって、前記剛性内歯歯車に対して前記可撓性外歯歯車が、前記第１回転数よりも低い第２回転数で、前記中心軸を中心として相対回転し、
前記筒状部は、少なくとも前記噛み合い位置において、軸方向一方側へ向かうにつれて漸次に拡径し、
前記筒状部と前記波動発生器との間に、環状の弾性リングをさらに備え、
前記波動発生器は、周方向に配列された複数のローラを有し、
前記複数のローラが、それぞれ、前記弾性リングの内周面に接触し、
前記筒状部は、前記筒状部の内周面のうち、前記弾性リングの外周面と接触する領域よりも、径方向内側へ突出する突出部を有する、波動歯車装置。 A strain wave gear device that transmits rotational motion while varying the speed,
an input portion that rotates about a central axis at a first rotational speed;
a wave generator that rotates with the input portion;
a flexible external gear having a flexible cylindrical portion located radially outward of the wave generator and having a plurality of external teeth on an outer circumferential surface of the cylindrical portion;
a rigid internal gear located radially outside the cylindrical portion, the rigid internal gear having a plurality of internal teeth on an annular inner circumferential surface centered on the central axis;
Equipped with
The number of the internal teeth of the rigid internal gear is different from the number of the external teeth of the flexible external gear,
Some of the external teeth among the plurality of external teeth are pushed by the wave generator to mesh with the internal teeth,
a meshing position between the internal teeth and the external teeth changes in a circumferential direction at the first rotation speed in accordance with the rotation of the wave generator;
due to a difference in the number of teeth between the internal teeth and the external teeth, the flexible external gear rotates relative to the rigid internal gear about the central axis at a second rotation speed lower than the first rotation speed,
the cylindrical portion is gradually enlarged in diameter toward one axial side at least at the meshing position,
Further, an annular elastic ring is provided between the cylindrical portion and the wave generator ,
The wave generator has a plurality of rollers arranged in a circumferential direction,
Each of the rollers contacts an inner circumferential surface of the elastic ring,
the cylindrical portion has a protrusion that protrudes radially inward beyond a region of an inner circumferential surface of the cylindrical portion that contacts an outer circumferential surface of the elastic ring .
前記突出部と前記弾性リングとは少なくとも一部が接触する、波動歯車装置。 2. The strain wave gear device according to claim 1 ,
The wave gear device, wherein the protrusion and the elastic ring are in at least partial contact with each other.
前記突出部は、軸方向において、前記弾性リングの外周面と前記筒状部とが接触する領域よりも軸方向他方側に位置する、波動歯車装置。 3. The strain wave gear device according to claim 1 or 2 ,
The protrusion is located axially on the other side of a region where an outer peripheral surface of the elastic ring and the cylindrical portion contact each other.
前記突出部は、前記筒状部の全周にわたって設けられる、波動歯車装置。 A wave gear device according to any one of claims 1 to 3 ,
The protrusion is provided over the entire circumference of the cylindrical portion.
前記突出部は、前記筒状部の全周のうちの一部に局所的に、複数設けられる、波動歯車装置。 A wave gear device according to any one of claims 1 to 3 ,
The wave gear device, wherein the protrusion is provided in a plurality of portions locally on a portion of the entire circumference of the cylindrical portion.
前記突出部は、前記筒状部の全周のうちの前記外歯が位置する周方向位置に設けられる、波動歯車装置。 6. The strain wave gear device according to claim 5 ,
The protrusion is provided at a circumferential position where the external teeth are located, over the entire circumference of the cylindrical portion.
中心軸を中心として第１回転数で回転する入力部と、
前記入力部とともに回転する波動発生器と、
前記波動発生器の径方向外側に位置する可撓性の筒状部を有し、前記筒状部の外周面に複数の外歯を有する可撓性外歯歯車と、
前記筒状部の径方向外側に位置し、前記中心軸を中心とする円環状の内周面に、複数の内歯を有する剛性内歯歯車と、
を備え、
前記剛性内歯歯車の前記内歯の数と前記可撓性外歯歯車の前記外歯の数とが相違し、
前記複数の外歯のうちの一部の外歯が、前記波動発生器に押されることによって、前記内歯と噛み合い、
前記波動発生器の回転に伴い、前記内歯と前記外歯との噛み合い位置が、前記第１回転数で周方向に変化し、
前記内歯と前記外歯との歯数の差によって、前記剛性内歯歯車に対して前記可撓性外歯歯車が、前記第１回転数よりも低い第２回転数で、前記中心軸を中心として相対回転し、
前記筒状部は、少なくとも前記噛み合い位置において、軸方向一方側へ向かうにつれて漸次に拡径し、
前記筒状部と前記波動発生器との間に、環状の弾性リングをさらに備え、
前記波動発生器は、周方向に配列された複数のローラを有し、
前記複数のローラが、それぞれ、前記弾性リングの内周面に接触し、
前記弾性リングは、径方向外側へ突出する突起部を有し、
前記突起部が、前記筒状部の軸方向一方側の端部に接触する、波動歯車装置。 A strain wave gear device that transmits rotational motion while varying the speed,
an input portion that rotates about a central axis at a first rotational speed;
a wave generator that rotates with the input portion;
a flexible external gear having a flexible cylindrical portion located radially outward of the wave generator and having a plurality of external teeth on an outer circumferential surface of the cylindrical portion;
a rigid internal gear located radially outside the cylindrical portion, the rigid internal gear having a plurality of internal teeth on an annular inner circumferential surface centered on the central axis;
Equipped with
The number of the internal teeth of the rigid internal gear is different from the number of the external teeth of the flexible external gear,
Some of the external teeth among the plurality of external teeth are pushed by the wave generator to mesh with the internal teeth,
a meshing position between the internal teeth and the external teeth changes in a circumferential direction at the first rotation speed in accordance with the rotation of the wave generator;
due to a difference in the number of teeth between the internal teeth and the external teeth, the flexible external gear rotates relative to the rigid internal gear about the central axis at a second rotation speed lower than the first rotation speed,
the cylindrical portion is gradually enlarged in diameter toward one axial side at least at the meshing position,
Further, an annular elastic ring is provided between the cylindrical portion and the wave generator,
The wave generator has a plurality of rollers arranged in a circumferential direction,
Each of the rollers contacts an inner circumferential surface of the elastic ring,
The elastic ring has a protrusion protruding radially outward,
the protrusion contacts one axial end of the cylindrical portion.
中心軸を中心として第１回転数で回転する入力部と、
前記入力部とともに回転する波動発生器と、
前記波動発生器の径方向外側に位置する可撓性の筒状部を有し、前記筒状部の外周面に複数の外歯を有する可撓性外歯歯車と、
前記筒状部の径方向外側に位置し、前記中心軸を中心とする円環状の内周面に、複数の内歯を有する剛性内歯歯車と、
を備え、
前記剛性内歯歯車の前記内歯の数と前記可撓性外歯歯車の前記外歯の数とが相違し、
前記複数の外歯のうちの一部の外歯が、前記波動発生器に押されることによって、前記内歯と噛み合い、
前記波動発生器の回転に伴い、前記内歯と前記外歯との噛み合い位置が、前記第１回転数で周方向に変化し、
前記内歯と前記外歯との歯数の差によって、前記剛性内歯歯車に対して前記可撓性外歯歯車が、前記第１回転数よりも低い第２回転数で、前記中心軸を中心として相対回転し、
前記筒状部は、少なくとも前記噛み合い位置において、軸方向一方側へ向かうにつれて漸次に拡径し、
前記筒状部と前記波動発生器との間に、環状の弾性リングをさらに備え、
前記波動発生器は、周方向に配列された複数のローラを有し、
前記複数のローラが、それぞれ、前記弾性リングの内周面に接触し、
前記剛性内歯歯車に対する前記ローラの軸方向の位置を微調整する調整機構をさらに備える、波動歯車装置。 A strain wave gear device that transmits rotational motion while varying the speed,
an input portion that rotates about a central axis at a first rotational speed;
a wave generator that rotates with the input portion;
a flexible external gear having a flexible cylindrical portion located radially outward of the wave generator and having a plurality of external teeth on an outer circumferential surface of the cylindrical portion;
a rigid internal gear located radially outside the cylindrical portion, the rigid internal gear having a plurality of internal teeth on an annular inner circumferential surface centered on the central axis;
Equipped with
The number of the internal teeth of the rigid internal gear is different from the number of the external teeth of the flexible external gear,
Some of the external teeth among the plurality of external teeth are pushed by the wave generator to mesh with the internal teeth,
a meshing position between the internal teeth and the external teeth changes in a circumferential direction at the first rotation speed in accordance with the rotation of the wave generator;
due to a difference in the number of teeth between the internal teeth and the external teeth, the flexible external gear rotates relative to the rigid internal gear about the central axis at a second rotation speed lower than the first rotation speed,
the cylindrical portion is gradually enlarged in diameter toward one axial side at least at the meshing position,
Further, an annular elastic ring is provided between the cylindrical portion and the wave generator,
The wave generator has a plurality of rollers arranged in a circumferential direction,
Each of the rollers contacts an inner circumferential surface of the elastic ring,
The strain wave gear device further includes an adjustment mechanism that finely adjusts the axial position of the roller relative to the rigid internal gear.
前記調整機構は、前記剛性内歯歯車に対する前記ローラの軸方向の位置を微調整するためのシムまたはねじ溝を含む、波動歯車装置。 9. The strain wave gear device according to claim 8 ,
The adjustment mechanism includes a shim or a thread groove for fine-tuning the axial position of the roller relative to the rigid internal gear.
前記剛性内歯歯車の前記内周面は、軸方向一方側へ向かうにつれて漸次に拡径し、
前記筒状部は、外力が作用していない単体の部品の状態において、軸方向一方側へ向かうにつれて漸次に拡径する、波動歯車装置。 A wave gear device according to any one of claims 1 to 9 ,
The inner circumferential surface of the rigid internal gear gradually expands in diameter toward one axial side,
The cylindrical portion is configured to gradually increase in diameter toward one side in the axial direction when the cylindrical portion is in a state where it is a single component and no external force is acting thereon.
前記ローラは、前記弾性リングの内周面の半径と略同一の外径を有する、波動歯車装置。 A wave gear device according to any one of claims 1 to 10,
The roller has an outer diameter substantially the same as the radius of the inner peripheral surface of the elastic ring.
前記ローラは、前記中心軸と平行な回転軸を中心として回転し、
前記ローラの外周面が、軸方向一方側へ向かうにつれて漸次に拡径する、波動歯車装置。 A wave gear device according to any one of claims 1 to 11,
The roller rotates about a rotation axis parallel to the central axis,
The outer circumferential surface of the roller gradually increases in diameter toward one side in the axial direction.
前記ローラは、軸方向一方側へ向かうにつれて前記中心軸からの距離が広がるように、前記中心軸に対して傾斜した回転軸を中心として回転し、
前記ローラの外周面は、前記回転軸を中心とする円筒状である、波動歯車装置。 A wave gear device according to any one of claims 1 to 12,
the rollers rotate about rotation axes inclined relative to the central axis such that the distance from the central axis increases toward one axial side;
A strain wave gear device, wherein the outer peripheral surface of the roller is cylindrical and centered on the rotation shaft.
前記ローラは、転がり軸受により回転可能に支持されるか、または、
前記ローラが、転がり軸受の外輪である、波動歯車装置。 A wave gear device according to any one of claims 1 to 13,
the rollers are rotatably supported by rolling bearings, or
The strain wave gear device, wherein the roller is an outer ring of a rolling bearing.
前記弾性リングは、前記可撓性外歯歯車よりもヤング率の高い材料からなる、波動歯車装置。 A wave gear device according to any one of claims 1 to 14 ,
The elastic ring is made of a material having a higher Young's modulus than the flexible external gear.
前記可撓性外歯歯車の材料は樹脂であり、
前記弾性リングの材料は金属である、波動歯車装置。 16. The strain wave gear device according to claim 15 ,
The flexible external gear is made of a resin,
The material of the elastic ring is metal.
前記弾性リングの軸方向一方側の端部は、前記筒状部の軸方向一方側の端部よりも、軸方向他方側に位置する、波動歯車装置。 A wave gear device according to any one of claims 1 to 16 ,
a wave gear device, wherein an end portion on one axial direction side of the elastic ring is located on the other axial direction side relative to an end portion on one axial direction side of the cylindrical portion.
前記内歯の歯筋の延長線と、前記噛み合い位置における前記外歯の歯筋の延長線とが、前記中心軸上の一点で交差する、波動歯車装置。 10. The strain wave gear device according to claim 9 ,
a strain wave gear device, wherein an extension line of the tooth trace of the internal teeth and an extension line of the tooth trace of the external teeth at the meshing position intersect at one point on the central axis.
前記可撓性外歯歯車は、前記筒状部の軸方向一方側または軸方向他方側の端部から径方向内側へ向けて広がる平板部をさらに有する、波動歯車装置。 A wave gear device according to any one of claims 1 to 18 ,
The flexible external gear further has a flat plate portion extending radially inward from an end portion on one axial side or the other axial side of the cylindrical portion.
前記可撓性外歯歯車は、前記外歯の歯底が前記筒状部の母線よりも径方向外側に位置する、波動歯車装置。 20. The strain wave gear device according to claim 19 ,
The flexible external gear is a wave gear device, wherein the bottom of the external teeth is located radially outward from the generatrix of the cylindrical portion.
前記可撓性外歯歯車は、前記筒状部の軸方向一方側または軸方向他方側の端部から径方向外側へ向けて広がる平板部をさらに有する、波動歯車装置。 A wave gear device according to any one of claims 1 to 18 ,
The flexible external gear further has a flat plate portion extending radially outward from an end portion on one axial side or the other axial side of the cylindrical portion.
前記可撓性外歯歯車は、前記外歯の歯先が前記筒状部の母線よりも径方向内側に位置する、波動歯車装置。
22. The strain wave gear device according to claim 21 ,
The flexible external gear has tooth tips positioned radially inward from a generatrix of the cylindrical portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2019/046387 WO2020111129A1 (en) | 2018-11-29 | 2019-11-27 | Wave gear device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018223202 | 2018-11-29 | ||
| JP2018223202 | 2018-11-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020094690A JP2020094690A (en) | 2020-06-18 |
| JP7468827B2 true JP7468827B2 (en) | 2024-04-16 |
Family
ID=71083959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019213829A Active JP7468827B2 (en) | 2018-11-29 | 2019-11-27 | Strained gear device |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7468827B2 (en) |
| CN (1) | CN111406164B (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114440956B (en) * | 2022-04-11 | 2022-08-05 | 西安星通通信科技有限公司 | Three-dimensional test turntable with adjustable rigidity and rigidity debugging method thereof |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005121597A1 (en) | 2004-06-07 | 2005-12-22 | Harmonic Drive Systems Inc. | Wave gear device having high ratcheting torque tooth profile |
| JP2012057674A (en) | 2010-09-07 | 2012-03-22 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Bending meshing type gear device |
| JP2013057397A (en) | 2011-08-15 | 2013-03-28 | Canon Inc | Wave gear speed reducer |
| WO2013175533A1 (en) | 2012-05-23 | 2013-11-28 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | Wave generators for wave gear apparatus |
| DE102016223796A1 (en) | 2016-11-30 | 2018-03-29 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | The wave gear |
| JP2018168986A (en) | 2017-03-30 | 2018-11-01 | Ntn株式会社 | Ball bearing |
| JP2018179252A (en) | 2017-04-20 | 2018-11-15 | 日本電産シンポ株式会社 | Wave gear reduction unit and power unit having the same |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3788528B2 (en) * | 1996-05-21 | 2006-06-21 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | Low gear ratio flexure meshing gear system |
| JP4010520B2 (en) * | 1997-08-29 | 2007-11-21 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | Unit-type flexibly meshing gear unit |
| JP2009133414A (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Jtekt Corp | Wave gear sspeed reducer and variable transmission ratio steering device |
| JP6268974B2 (en) * | 2013-11-21 | 2018-01-31 | アイシン精機株式会社 | Wave gear device |
| JP2015102181A (en) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | キヤノン株式会社 | Strain wave gearing decelerator |
| JP2015209931A (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-24 | キヤノン株式会社 | Undulation gear device and robot arm |
| JP2016194315A (en) * | 2015-03-31 | 2016-11-17 | 住友理工株式会社 | Flexspline for wave motion gearing device and wave motion gearing device using flexspline |
| WO2017179623A1 (en) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 日本電産シンポ株式会社 | Speed reducer |
-
2019
- 2019-11-27 CN CN201980005391.7A patent/CN111406164B/en active Active
- 2019-11-27 JP JP2019213829A patent/JP7468827B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005121597A1 (en) | 2004-06-07 | 2005-12-22 | Harmonic Drive Systems Inc. | Wave gear device having high ratcheting torque tooth profile |
| JP2012057674A (en) | 2010-09-07 | 2012-03-22 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Bending meshing type gear device |
| JP2013057397A (en) | 2011-08-15 | 2013-03-28 | Canon Inc | Wave gear speed reducer |
| WO2013175533A1 (en) | 2012-05-23 | 2013-11-28 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | Wave generators for wave gear apparatus |
| DE102016223796A1 (en) | 2016-11-30 | 2018-03-29 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | The wave gear |
| JP2018168986A (en) | 2017-03-30 | 2018-11-01 | Ntn株式会社 | Ball bearing |
| JP2018179252A (en) | 2017-04-20 | 2018-11-15 | 日本電産シンポ株式会社 | Wave gear reduction unit and power unit having the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111406164A (en) | 2020-07-10 |
| JP2020094690A (en) | 2020-06-18 |
| CN111406164B (en) | 2023-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4969376A (en) | Planetary drive | |
| US6269711B1 (en) | Transmission device using flexible gear | |
| JP7081878B2 (en) | Wave gear device | |
| JPWO2008041496A1 (en) | Eccentric oscillating speed reducer and stabilizer shaft rotating device using the eccentric oscillating speed reducer | |
| KR20100081921A (en) | Decelerating device | |
| JP7468827B2 (en) | Strained gear device | |
| JP7450776B2 (en) | gear system | |
| JPH0627532B2 (en) | Planetary gearbox | |
| CN102734427B (en) | Producing method of gear structure body and middle structure body thereof | |
| WO2020111129A1 (en) | Wave gear device | |
| JP2003074646A (en) | Internal gear structure for internal meshing planetary gears | |
| JP7441958B2 (en) | Plate harmonic reducer | |
| EP3614019B1 (en) | Wave gear device | |
| JP3580578B2 (en) | Fine adjustment mechanism of die head for thread rolling | |
| CN112709787A (en) | Shell of speed reducer, speed reducer and industrial robot | |
| JP2021116863A (en) | Gear device and robot | |
| KR20090087612A (en) | Harmonic drive | |
| JPH0586506B2 (en) | ||
| CN115479115A (en) | Flexible externally toothed gear, wave gear device, and robot device | |
| JP7364420B2 (en) | power transmission device | |
| JP2000097295A (en) | Inscribed type epicyclic reduction gear | |
| JPS6113056A (en) | Reduction gear | |
| JP2003028177A (en) | Bearing arrangement structure | |
| JPH10184819A (en) | Speed change gear | |
| JPH0610644U (en) | Backlash reduction structure of planetary differential reducer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221027 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20221027 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231031 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231211 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240305 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240319 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7468827 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |