JPH03543B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は調和歯車装置に関し、特に調和歯車装
置の潤滑油封止装置に関する。

従来技術 調和歯車装置は既に知られており、その代表的
な構成は、剛性円形内歯歯車と、この内歯歯車の
内側に異なる歯数をもつて設けられた可撓性の外
歯歯車と、この外歯歯車の内側に嵌合し該外歯歯
車を楕円形状に撓ませて楕円の長軸上で内歯歯車
に噛み合せるとともにその楕円形状を回転させる
ようになつたウエーブジエネレータとを備え、該
ウエーブジエネレータは、中央に駆動シヤフトが
連結された楕円形状のカム板と、該カム板の外周
に設けられた可撓性の外輪及び内輪と両輪の間の
多数のボールとから成るボールベアリングとを有
して成る。この調和歯車装置において、内歯歯車
と外歯歯車の歯数は同じにされず例えば２歯だけ
他方に対し多く（あるいは少なく）され、ウエー
ブジエネレータカム板の駆動シヤフトを例えばモ
ータに連結して該カム板を回転させると、外歯歯
車の噛合い点がその歯数差だけずれ、駆動シヤフ
トを入力として外歯歯車あるいは内歯歯車の一方
を固定すると他方の歯車が出力となり、その出力
歯車は入力シヤフトに対して大きな減速比をもつ
て回転することになる。

上記のように出力歯車を回転させるには入力シ
ヤフト、ひいてはウエーブジエネレータのカム板
を多く回転させるため、ベアリングには潤滑油が
必須のものとなる。この潤滑油をベアリングに封
止するため、従来から弾性体をカム板に連結して
ベアリングの両側面で封止したものがあるが、ベ
アリングは前記したように外歯歯車の楕円形状を
回転させるためのものであり、またカム板は高速
で回転させられる傾向があるため封止体が高速で
回転変形し経時的な劣化が早く、十分な封止体が
得られなかつた。

これとは別に、グリス潤滑ではそのグリスの飛
散が大きいため、油液をくみ上げてベヤリングに
供給する形式の潤滑装置もあるが、潤滑のための
特別の装置を必要とするだけでなく、ベアリング
の姿勢が常に変動する場合、例えばロボツトアー
ム等に用いられた場合には、油液をこぼしてしま
うことがあり、好ましくなかつた。

発明の目的 従つて本発明の目的は、経時的な劣化の少ない
また油液のくみ上げ等を必要としない潤滑油封止
装置を組み込んだ調和歯車装置を提供するにあ
る。

発明の構成 かかる目的を達成するため、本発明による調和
歯車装置では、ウエーブジエネレータの側面にカ
ム板と共軸的に円形の仕切板が並置され、この仕
切板は外歯歯車に対して回転しないように連結さ
れ、該仕切板の中央には、駆動シヤフトとの間に
油封止手段が設けられ、仕切板外周には弾性材で
成るＯリングが固定されて外歯歯車の内面との間
の隙間を密封して成ることを特徴としている。

発明の作用 上記仕切板には、シヤフトとの間に油封止手段
が設けられ該シヤフトとの封止がなされるだけで
なくＯリングによつて外歯歯車との間の油封止も
なされ、また仕切板はカム板に連結されるのでは
なく外歯歯車に連結されているので、カム板の回
転時においてそれとともに回転することがなく、
外歯歯車の楕円形状の変化に伴なつて弾性Ｏリン
グが半径方向に伸縮するだけとなり、その封止効
果は高い。

発明の効果 従つて、仕切板による油封止は極めて高く、し
かも楕円形に変形する外歯歯車との相対的な回転
がないので摩耗等による劣化もなくなり、経時的
な劣化が極めて少なくなる。また、このように封
止効果の高い封止装置は本質的には仕切板とＯリ
ングで成るため調和歯車装置をコンパクトなまま
に維持しており、ロボツトアーム等のスペースの
限られた場所にも用いることができ、また、封止
効果が高いため、従来油液潤滑が必要とされた場
合でもグリス潤滑が可能になり、このため、ロボ
ツトアーム等に用いてもその全姿勢に対して使用
することができる。また油封止効果が高いため、
調和歯車装置の寿命が長くなることは勿論である
が、歯車装置に直ぐ隣り合せて他の装置例えばシ
ヤフトエンコーダを設けても該エンコーダに潤滑
油が流入することがなく、エンコーダ付歯車装置
を極めてコンパクトにできる。

実施例 以下、本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示している。
この図において、調和歯車装置１は、基本的に
は、剛性内歯歯車２と、この内歯歯車２の内側に
異なる歯数（例えば２歯だけ少ない歯数）をもつ
て設けられた外歯歯車３と、この外歯歯車３を楕
円形状に撓ませて楕円の長軸上の２点で外歯歯車
３を内歯歯車２に噛み合せるとともにその楕円形
状を回転させるウエーブジエネレータ４とから成
る。ウエーブジエネレータ４は、中央に駆動シヤ
フト５が連結された楕円形状のカム板６と、この
カム板６を外歯歯車３に対して回転させるボール
ベアリング７とから成り、ボールベアリング７
は、カム板６の外周面に固着された内輪８と、外
歯歯車３の内面に嵌合された外輪９と、両輪の間
に設けられた多数のボール１０とを有し、内輪と
外輪とはカム板６の楕円形状に撓みうるように可
撓性材料で成る。なお、ボール１０を等間隔に配
置するスペーサが設けられるのが好ましい。

駆動シヤフト５は、モータ１２等の駆動手段に
よつて回転されるように連結されており、該モー
タ１２の回転によりウエーブジエネレータ４を回
転させると、外歯歯車３がその楕円形状を内歯歯
車２の内歯に沿つて回転させられ、前記したよう
に、外歯歯車３と内歯歯車２との歯数に差がある
ため、その歯数の差だけ両歯車の噛み合い点がず
れる。両歯車の内、一方を固定すれば、他方がウ
エーブジエネレータ４の回転を大きく減速させた
速度で回転し、これが出力部材となる。

本例では、外歯歯車３が固定され、内歯歯車２
が出力部材として利用される。外歯歯車３は一方
の側（第１図では左側）に延長しており、その終
端は半径方向内方に収束してコツプ状に形成され
ている。この終端面１３は調和歯車装置１のハウ
ジング１４の端板にねじ１５等により固着され、
またハウジング１４はモータケース１６に固着さ
れている。他方、内歯歯車２は、他方の側（第１
図で右側）に該内歯歯車２をウエーブジエネレー
タ４を含めて全て覆うようにカバー状に形成され
た出力板１７がねじ１８等により固着されてお
り、ハウジング１４と内歯歯車２の外面との間に
は適当な軸受１９が設けられて内歯歯車２がハウ
ジングに対して回転しうるようになつている。な
お、出力板１７の外周面（あるいは内歯歯車の外
面）には、Ｏリング２０等の封止手段を設け、軸
受１９の油封止及びごみ等の侵入の防止等をする
のが好ましい。

本発明においては、ウエーブジエネレータ７
の、出力板１７とは反対の側にやや隙間をあけて
円形の仕切板２２がカム板６と共軸的に並置され
ている。この仕切板２２の中心には、駆動シヤフ
ト５が接触することなく貫通する孔２３が設けら
れ、該仕切板２２と駆動シヤフト５との間には公
知の軸用オイルシール２４が設けられている。仕
切板２２の外径は、外歯歯車３の内径よりやゝ小
さくされており、その外周面には凹溝２５が形成
され、この凹溝２５には、弾性材で成るＯリング
２６が嵌められている。このＯリングは気密（あ
るいは液密）性が良くまた油によつて変質しない
材料であるのが好ましく、例えば、ニトリルゴ
ム、ネオプレン等が用いられる。また硬度は、シ
ヨア硬度Hsが60〜80であるのが好ましい。この
Ｏリング２６は、仕切板２２の外周面と外歯歯車
３の内面との間の隙間を密封するように、仕切板
２６の外周面から外方に突出している。なお、こ
のＯリング２６の断面直径Ｄは外歯歯車３のピツ
チ円径D_Fに対し0.08D_F〜0.10D_Fとするのが良く、
このＯリング２６が外歯歯車３の内面に当接する
ことによつてたわむ量ｘは、Ｏリングの断面直径
Ｄに対して、楕円長軸においては量ｘが0.08D〜
0.12D、楕円短軸においては量ｘが0.25D〜0.3D
であるのが好ましく、これにより、良好な液密性
を保つことができ、また、効率も高く、更に調和
歯車装置として仕切板の組込み性も良くなること
が分つた。

仕切板２２と外歯歯車３の終端面１３との間に
は所定の空間２８が設けられている。この空間に
は、例えば駆動シヤフト５の回転数、回転速度、
回転角等を検出するシヤフトエンコーダが設けら
れる。このシヤフトエンコーダは、シヤフト５に
固着されたスリツト板２９と、このスリツト板を
挾んで対向配置された光源及び受光素子（図示せ
ず）とから成り、この光源及び受光素子はエンコ
ーダハウジング３０に取付けられている。このハ
ウジング３０はねじ等により外歯歯車３の終端面
１３を介してハウジング１４に固着されている。
なおスリツト板２９が滑らかに回転するようスリ
ツト板支持部とハウジング３０との間に軸受３１
を設けるのが好ましい。

エンコーダハウジング３０には仕切板２２が所
定の空間２８を形成してねじ等により固着されて
いる。従つて、仕切板２２はハウジング３０を介
して外歯歯車３に連結され外歯歯車３との相対的
な回転がないように支持されている。ウエーブジ
エネレータ４を回転するとカム板６が回転し外歯
歯車の楕円形状を回転させるが、前記のように仕
切板２２は外歯歯車３に対して相対回転せず（本
例で両者ともに固定部材である）、仕切板２２の
弾性Ｏリング２６が半径方向にたわむだけとな
る。換言すれば、仕切板２２のＯリング２６はウ
エーブジエネレータ４が回転しても外歯歯車内面
を周方向に移動しないので摩耗が殆んどなくなり
その封止効果は大きく、ベアリングとの間にグリ
ース３２を充填するとそのグリース３２はエンコ
ーダに向けて飛散することがなく、このため、該
エンコーダをウエーブジエネレータ４に最も近接
させることができ装置全体として小型化を図るこ
とができる。なお出力板１７がベアリング７の他
方の側を塞いでいるので、グリースが外部へ飛散
することはない。

次に、Ｏリング２６の形状、特に、外歯歯車３
の内面と接する面の形状について発明者は検討し
た。その結果、Ｏリング２６は断面円形の単純な
もので十分であつたが、更に好ましいものは、断
面台形にして、外歯歯車３の内面に平面状に接触
したもの、あるいは外歯歯車３の内面に向う面を
山形に形成したものであつた。なお、断面Ｖ形状
にするとその一方が他方に重なり合つたり、ある
いは広がつてしまいＶ字形が維持できないことが
分つた。これは、外歯歯車が終端面１３で固定さ
れているのに対し、この固定端から離れた歯車部
で楕円形に変形させられ、終端面を固定端として
たわむため、僅かであるが、軸方向への往復運動
をなし、Ｖ字を成す辺部分を次第に変形させるか
らである。

第２図は本発明による潤滑油封止装置付き調和
歯車装置の第２の実施例を示している。この図に
おいて、第１図のものと異なるのは、外歯歯車が
その終端面で半径方向外方に拡がるフランジとし
て形成されている点であり、それ以外は多少形状
が異なるものの実質的に第１図に示す実施例と同
じである。外歯歯車３３はその終端面で半径方向
外方に拡がりフランジ３４として形成され、フラ
ンジ３４が装置ハウジング１４にねじ等により固
着されている。仕切板２２は、フランジ３４との
間に所定の空間２８を保つて配置され、この空間
２８に設けられた第１図に示すのと同様のシヤフ
トエンコーダのハウジングを介して外歯歯車３３
に固定されている。なお出力板３５は内歯歯車２
に固着されているが、第１図に示したものと多少
その形状を異にしており、駆動シヤフト５の延長
部に軸受３６を介して取付けられている。また、
仕切板２２のＯリング２６は、第１の実施例と同
様であり、その形状も前述の種々の形状のものが
用いられる。この仕切板２２は、外歯歯車に対し
て相対回転しないように取付けられており、その
密封効果は高い。

この実施例においては、外歯歯車の終端面が外
方に拡がつているので、例えば仕切板との間の空
間に取付けられたエンコーダ等の取扱いが容易に
なり、駆動シヤフトとしてのモータの軸は差込む
だけで装置をモータに取付けできる利点があり、
またモータ組込み型装置として更にコンパクトに
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による調和歯車装置の第１の実
施例の縦断面図、第２図は本発明の第２の実施例
の装置の部分縦断面図である。 １……調和歯車装置、２……内歯歯車、３，３
３……外歯歯車、４……ウエーブジエネレータ、
５……駆動シヤフト、７……ボールベアリング、
１２……モータ、１４……装置ハウジング、１６
……モータケース、１７，３５……出力板、２２
……仕切板、２４……オイルシール、２６……Ｏ
リング、２８……空間、３０……エンコーダハウ
ジング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 剛性円形内歯歯車と、この内歯歯車の内側に
   異なる歯数をもつて設けられた可撓性の外歯歯車
   と、該外歯歯車の内側に嵌合し該外歯歯車を楕円
   形状に撓ませて楕円の長軸上で内歯歯車に噛み合
   せるとともにその楕円形状を回転させるようにな
   つたウエーブジエネレータとを備え、該ウエーブ
   ジエネレータは、中央に駆動シヤフトが連結され
   た楕円形状のカム板と、該カム板の外周に設けら
   れ可撓性の外輪及び内輪と両輪の間の多数のボー
   ルとから成るボールベアリングとを有する調和歯
   車装置において、前記ウエーブジエネレータの側
   面にカム板と共軸的に円形の仕切板が並置され、
   この仕切板は前記外歯歯車に対して回転しないよ
   うに連結され、該仕切板中央には、駆動シヤフト
   との間に油封止手段が設けられ、仕切板外周には
   弾性材で成るＯリングが固定されて外歯歯車の内
   面との間の隙間を密封して成ることを特徴とする
   調和歯車装置。 ２ 外歯歯車が前記仕切板を越えて側方に延長
   し、その終端が半径方向内方に収束してコツプ状
   に形成されており、コツプの底面となる壁面と仕
   切板との間に所定の空間が形成されて成る前記第
   １項記載の装置。 ３ 外歯歯車が前記仕切板を越えて側方に延長
   し、その終端が半径方向外方に開くフランジとし
   て形成され、フランジ面と仕切板との間に所定の
   空間が形成されて成る前記第１項記載の装置。 ４ 前記空間にはシヤフトの回転数及び回転角を
   検出するエンコーダが装着されるようになつてい
   る前記第２項または第３項記載の装置。 ５ 前記Ｏリングは断面円形である前記第１項記
   載の装置。 ６ 前記Ｏリングは、外歯歯車と接する外周面が
   平面になるように形成されている前記第１項記載
   の装置。 ７ 前記Ｏリングは、外歯歯車と接する面が断面
   波形に形成されている前記第１項記載の装置。