JPH09280326A - シルクハット型撓み噛み合い式歯車装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撓み噛み合い式歯車装置の小型コンパクト
化、部品点数の削減、組み付け工数の低減化等を図るこ
と。 【解決手段】 撓み噛み合い式歯車装置１は、第１およ
び第２の端板２、３の間に、回転自在に入力軸４を両持
ち状態で支持すると共に、撓み噛み合い式歯車機構を組
み込み、その外周側にはクロスローラベアリング８を配
置した構成を採用している。ベアリング８の外輪８１と
第２の端板３の間に可撓性外歯歯車の環状ボス６４を挟
み、これらの三部材を第２の固定用ボルト９で外輪８１
の側に共締めしてある。ベアリング８の内輪８２と第１
の端板２の間に剛性内歯歯車５を挟み、これらの三部材
を第１の固定用ボルト１１で内輪８２の側に共締めして
ある。装置全体を偏平なものにでき、ベアリングの外輪
が装置ハウジングとして利用できる。また、固定用ボル
ト９、１１を各部材の仮止め用および締結用に用いてい
る。したがって、装置を小型コンパクトにできると共
に、装置の部品点数を減らし、組み立て工数を減らすこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部品点数が少なく
小型コンパクトでしかも廉価に製造することができるシ
ルクハット型撓み噛み合い式歯車装置に関するものであ
る。偏平型波動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としては、その
構成部品である可撓性外歯歯車が、環状をした形式のも
の、カップ状をした形式のもの、およびシルクハット状
をした形式のものが知られている。これらのうち、本願
人は、先に、特願平６−３１０８３４号明細書、同６−
３１０８３５号明細書において偏平なシルクハット状の
可撓性外歯歯車を備えた撓み噛み合い式歯車装置を提案
している。この偏平なシルクハット状の可撓性外歯歯車
を用いれば撓み噛み合い式歯車装置を偏平に構成でき
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、シル
クハット状の可撓性外歯歯車を備えた撓み噛み合い式歯
車装置において、更に、その部品点数の削減および製造
コストの低減化を図ることにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の撓み噛み合い式歯車装置においては、、
装置軸線方向の両端を、それぞれ第１の端板および第２
の端板によって規定し、これらの間に、円筒状の胴部、
この胴部における前記第１の端板の側の開口端外周面に
形成された外歯、この胴部における前記第２の端板の側
の開口端から半径方向の外側に向けて連続している環状
のダイヤフラムおよびこのダイヤフラムの外周縁に連続
した厚肉の環状ボスを備えたシルクハット型の可撓性外
歯歯車を配置すると共に、その外歯の外周に、内周面に
当該外歯に噛み合い可能な内歯が形成されている環状の
剛性内歯歯車を配置し、前記外歯が形成されている円筒
状胴部の内側には、当該円筒状胴部を半径方向に撓めて
外歯を前記内歯に対して部分的に噛み合わせると共に当
該噛み合わせ位置を円周方向に移動させる波動発生器を
配置するようにしている。

【０００５】さらに、装置軸線方向に貫通した状態に入
力軸を配置し、これを波動発生器に固着すると共に一方
の側を前記第１の端板に回転自在に支持し、他方の側を
前記第２の端板に回転自在に支持した両持ち状態に支持
するようにしている。そして、前記可撓性外歯歯車の円
筒状胴部の外周にベアリングを配置して、その外輪を前
記環状ボスを介して前記第２の端板に固着し、その内輪
を前記剛性内歯歯車を介して前記第１の端板に固着する
ようにしている。

【０００６】これに加えて、前記第１の端板、前記剛性
内歯歯車および前記ベアリングの内輪は、当該第１の端
板の側から装着される複数本の第１の固定用ボルトによ
って、当該内輪の側に共締めするようにしている。同様
に、前記第２の端板、前記可撓性外歯歯車の環状ボスお
よび前記ベアリングの外輪は、当該第２の端板の側から
装着される複数本の第２の固定用ボルトによって、当該
外輪の側に共締めするようにしている。

【０００７】ここで、前記ベアリングとしてはクロスロ
ーラベアリングを用いることが好ましい。この場合、ク
ロスローラベリングを、前記可撓性外歯歯車の環状ボス
と前記環状剛性内歯歯車の間に位置させて、当該ベリン
グの外輪の環状端面と前記第２の端板の内側の環状端面
の間に前記可撓性外歯歯車の環状ボスを挟み込まれた状
態でこれらの三部材を前記第２の固定用ボルトを用いて
締結すると共に、当該ベアリングの内輪の環状端面と前
記第１の端板の内側の環状端面の間に前記剛性内歯歯車
を挟み込んだ状態でこれらの三部材を、前記第１の固定
用ボルトを用いて締結する構成を採用することが好まし
い。

【０００８】さらには、前記入力軸として中空入力軸と
すれば、装置をその軸線方向に貫通して延びる貫通孔を
形成できるので好ましい。

【０００９】これに加えて、前記剛性内歯歯車と前記内
輪が一体物として形成すれば、部品点数を減らすことが
でき、また、それらの部品の組み付け誤差の発生を回避
できるので好ましい。同様に、前記第１の端板と前記内
輪が一体物として形成した場合にも同様な効果を得るこ
とができる。特に、三部材を一体物として形成した場合
には、その効果が大きい。

【００１０】本発明の撓み噛み合い式歯車装置において
は、その軸線方向の両端が第１および第２の端板で規定
され、それらの間に波動歯車機構の構成要素である可撓
性外歯歯車、剛性内歯歯車および波動発生器が配置さ
れ、可撓性外歯歯車の外周にはベアリングが配置され
て、その内輪および外輪が第１および第２の端板の側に
固着されていると共に、波動発生器を回転させるための
入力軸の両端はそれぞれ第１および第２の端板によって
両持ち状態で回転自在に支持されている。このように、
第１および第２の端板の間の最も外周にはベアリングの
外輪が位置し、この外輪が装置ハウジングを兼用するこ
とになる。よって、装置ハウジングとして別個の部材を
配置する必要がない。また、可撓性外歯歯車の円筒状胴
部の軸長を短くすれば装置を偏平にできる。よって、前
述した本願人が提案している偏平型のシルクハット状可
撓性外歯歯車を採用すれば、装置を極めて偏平なものに
することができる。

【００１１】また、可撓性外歯歯車はシルクハット状の
ものであり、そのダイヤフラムの外周縁に形成されてい
る厚肉の環状ボスが、丁度、第１の端板とベアリングの
外輪の間に位置するので、これらの三部材を簡単に一体
化できる。よって、各部材の形状を単純なものとでき
る。

【００１２】さらに、ベアリングの内輪も、その環状端
面が剛性内歯歯車の環状端面あるいは第１の端板に対峙
するので、これらの部材を一体化することも簡単に行う
ことができる。

【００１３】特に、本発明では、第１の端板と、可撓性
外歯歯車の環状ボスと、ベアリングの外輪を、第１の固
定用ボルトを用いて外輪の側に共締めするようにしてい
る。一般には、これらの三部材を仮止めボルトを用いて
仮止めすると共に、締結用ボルトを用いてこれらの三部
材を締結している。本発明では、仮止め用ボルトに相当
する第１の固定用ボルトを用いて三部材を一体化するよ
うにしている。このため、仮止め用ボルトと締結用ボル
トの２種類のボルトが一種類でよくなる。また、仮止め
用のボルト孔と締結用ボルト孔の２種類のボルト孔を形
成する代わりに、１種類のボルト孔を形成しておくのみ
でよい。したがって、本発明によれば、装置の部品点数
を減らすことができ、また、部品の組み付けも容易にな
るので、製造コストも低減化できる。

【００１４】第２の固定用ボルトを用いて固定される三
部材（第２の端板、剛性内歯歯車およびベアリングの内
輪）の側においても同様な作用効果が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態を説明する。

【００１６】（第１の実施の形態）図１には、本発明を
適用したシルクハット型撓み噛み合い式歯車装置の第１
の実施の形態を示してある。

【００１７】本例の撓み噛み合い式歯車装置１は、その
軸線１ａの方向の両端がそれぞれ第１の端板２および第
２の端板３によって規定されている。第１の端板２の内
側端面の中心位置に円形溝２１が形成され、この内周面
によって、装置軸線１ａの方向に向けて配列した入力軸
４の一端が軸受２２を介して回転自在に支持されてい
る。また、第２の端板３の側においては、その中心に貫
通孔３１が形成されており、この内周面によって、入力
軸４の先端側が軸受３２を介して回転自在に支持されて
いる。入力軸４の先端４１はこの貫通孔３１から外側に
突出している。

【００１８】次に、両端板２、３の間には、撓み噛み合
い式歯車機構が組み込まれている。撓み噛み合い式歯車
機構は、環状の剛性内歯歯車５と、シルクハット型の可
撓性外歯歯車６と、波動発生器７から構成される。可撓
性外歯歯車６は、円筒状の胴部６１と、その一方の側の
開口端の外周に形成された外歯６２と、他方の開口端に
連続して半径方向の外側に直角に延びる環状のダイヤフ
ラム６３と、このダイヤフラム６３の外周縁に連続して
いる厚肉の環状ボス６４から形成されている。外歯６２
の外周には、剛性内歯歯車５が配置されており、その内
周面に形成された内歯５１と外歯６２は噛み合い可能で
ある。この外歯６２が形成されている胴部６１の内側部
分には波動発生器７がはめ込まれている。

【００１９】波動発生器７は、楕円状輪郭の剛性カム板
７１と、その外周に嵌めたベアリング７２から構成され
ている。剛性カム板７１の中心には上記の入力軸４が貫
通して延びており、この剛性カム板７１は入力軸４に固
着されている。波動発生器７によって、可撓性外歯歯車
６の外歯６２の部分は楕円形に撓められて、その長軸方
向の両端において内歯５１に噛み合っている。入力軸４
の回転によって波動発生器７も回転し、これに伴って、
外歯６２と内歯５１の噛み合い位置が円周方向に移動す
る。一般的には、外歯６２は内歯５１よりも歯数が２枚
少ないので、噛み合い位置が円周方向に移動すると、こ
れらの外歯および内歯の間には、入力回転に比べて大幅
に減速された相対回転が発生する。この回転を、内歯あ
るいは外歯の側から取り出すことができる。このような
減速原理は公知であるので、本明細書においてその詳細
な説明は省略する。

【００２０】次に、可撓性外歯歯車６の胴部６１の外周
側において、第２の端板３と剛性内歯歯車５の間の位置
には、クロスローラベアリング８が配置されている。ク
ロスローラベアリング８は、外輪８１と、内輪８２と、
これらの間に形成された環状溝内に転動自在に交互に交
差する状態に配置されているローラ８３から構成されて
いる。

【００２１】本例においては、クロスローラベアリング
８の外輪８１の環状端面８１ａと、これに対峙している
第２の端板３の内側端面３２の間に、可撓性外歯歯車６
の環状ボス６４が両側から挟まれた状態に配置されてい
る。そして、これらの三部材には、円周方向に向けて多
数の第２の固定用ボルト孔９が形成され、これらに装着
した第２の固定用ボルト９ａによって、これらの三部材
が外輪８１の側に共締された状態で締結されている。ま
た、第２の固定用ボルト９ａによって、本例の装置１が
モータ（図示せず）のハウジング等の側に取付け固定さ
れるようになっている。

【００２２】これに対して、クロスローラベアリング８
の内輪８２の環状端面８２ａと、これに対峙している第
１の端板２に形成されている環状端面２３との間には、
剛性内歯歯車５が両側から挟まれた状態に配置されてい
る。そして、これらの三部材には、第１の固定用ボルト
孔１１が形成され、これらに装着した第１の固定用ボル
ト１１ａによって、これらの三部材が内輪８２の側に共
締された状態で締結されている。また、これらは第１の
固定用ボルト１１ａによって、本例の装置１が負荷側
（図示せず）のハウジング等の側に取付け固定されるよ
うになっている。勿論、第１の端板２の側にモータを接
続し、他方の第２の端板の側に負荷を接続することもで
きる。

【００２３】以上説明したように、本例の撓み噛み合い
式歯車装置１においては、第１および第２の端板の間に
入力軸を両持状態で回転自在に支持し、また、これらの
間にシルクハット形の可撓性外歯歯車を配置し、更に、
外歯歯車のボスと剛性内歯歯車の間にクロスローラベア
リングを配置してある。したがって、クロスローラベア
リングの外輪が装置の外周部分を覆うハウジグとして機
能する。よって、装置ハウジングとして別部材を配置す
る必要がない。また、両端板の距離、すなわち装置の軸
長は、その間に配置されているシルクハット形の可撓性
外歯歯車の軸長さによって左右される。よって、この外
歯歯車として本願人が先に提案している短胴形のものを
採用すれば極めて偏平な装置を実現できる。

【００２４】さらには、波動歯車機構の主要構成要素で
ある剛性内歯歯車、可撓性外歯歯車および波動発生器の
形状等を変更することなく、その両側の端板を取り替え
るのみで、入力軸の突出方向、すなわちモータの取付け
方向を変更できる。これに加えて、入力軸として中空軸
を採用して端板を貫通させるようにすれば、簡単に中空
形の装置を実現できる。

【００２５】特に、本例の装置１では、クロスローラベ
アリング８の外輪８１と、可撓性外歯歯車６の環状ボス
６４と、第２の端板３との三部材を第２の固定用ボルト
９ａによって、外輪８１の側に共締された状態で締結し
ている。また、この第２の固定用ボルト９ａによって、
本例の装置１がモータ（図示せず）のハウジング等の側
に取付け固定されるようになっている。同様に、クロス
ローラベアリング８の内輪８２と、剛性内歯歯車５と、
第１の端板２との三部材も第１の固定用ボルト１１ａに
よって内輪８２の側に共締された状態で締結されてい
る。そして、これらは第１の固定用ボルト１１ａによっ
て、本例の装置１が負荷側（図示せず）のハウジング等
の側に取付け固定されるようになっている。

【００２６】このように、本例では、いわゆる仮止めボ
ルトのみを用いて三部材の締結および、装置をモータ側
あるいは負荷側に取付け固定する構成となっている。し
たがって、従来のように仮止め用ボルト孔、締結用ボル
ト孔の双方の加工を行なう必要がなく、１種類の孔加工
のみで良くなる。また、ボルト本数、種類も減る。さら
には、これに伴って組立て作業の工数も減る。

【００２７】（第２の実施の形態）図２には、本発明の
第２の実施の形態に係る撓み噛み合い式歯車装置を示し
てある。本例の撓み噛み合い式歯車装置５０の基本的な
構造は、第１の実施の形態の場合と同様であるので、対
応する部分には同一の参照番号を付して、それらの部分
の説明は省略する。

【００２８】本例の撓み噛み合い式歯車装置５０の特徴
は、入力軸を中空形とすることにより中空形の波動歯車
装置を構成した点である。そのために、本例の左右の第
１および第２の端板５１０、５２０は、共にほぼ同一寸
法の中心孔が形成された環状板とし、これらを貫通させ
た状態に中空入力軸５５０を回転自在に支持してある。
すなわち、端板５１０、５２０の内周面には、軸受５３
０、５４０を介して、中空入力軸５５０が回転自在に支
持されている。中空入力軸５５０の一方の端５５１は端
板５２０から僅かに突出しており、ここに、駆動モータ
（図示せず）の出力軸が取付けられるようになってい
る。また、本例においては、波動歯車機構の構成要素で
ある波動発生器７の剛性カム板７１ａは入力軸５５０に
一体形成されている。その他の部分の構成は実施例１と
同一である。

【００２９】このように構成した本例の波動歯車装置５
０も実施例１の装置と同様な作用効果を得ることができ
る。また、これに加えて、装置の中心に貫通孔５６０が
形成されているので、この部分を利用して別の部材の配
置、各種配線の引き回しなどを行うことができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の撓み噛み
合い式歯車装置においては、第１および第２の端板の間
にシルクハット形の波動歯車機構を組み込むと共に、そ
の外周にベアリングを配置し、第１および第２の端板の
間に入力軸を両持ち状態で回転自在に架け渡した構成を
採用している。したがって、ベアリングの外輪を装置ハ
ウジングとして利用できる。また、撓み噛み合い式歯車
機構のシルクハット形の可撓性外歯歯車の軸長によって
装置の軸長さが決まるので、この外歯歯車を偏平なもの
とすれば、軸長の小さな小型コンパクトな装置を実現で
きる。さらには、両側の端板の形状を変更するのみで駆
動モータの取付け方向等を簡単に変更できる。

【００３１】さらには、本発明の装置は駆動モータ等へ
の取付によって、剛性内歯歯車、可撓性外歯歯車等の構
成部品の締結も行われるので、部品点数を削減できる。
また、シルクハット形の可撓性外歯歯車を用いているの
で、カップ形のものを採用する場合に比べて、ダイヤフ
ラムの部分のねじれ強度の向上を実現でき、したがっ
て、装置のばね剛性を向上させることができる。

【００３２】特に、本発明の装置では、ベアリングの外
輪と、可撓性外歯歯車の環状ボスと、第２の端板との三
部材を第２の固定用ボルトによって、外輪の側に共締さ
れた状態で締結している。また、この第２の固定用ボル
トによって、装置がモータ（図示せず）のハウジング等
の側に取付け固定されるようになっている。同様に、ベ
アリングの内輪と、剛性内歯歯車５と、第１の端板との
三部材も第１の固定用ボルトによって内輪の側に共締さ
れた状態で締結されている。そして、これらは第１の固
定用ボルトによって、装置がが負荷側に取付け固定され
るようになっている。このように、いわゆる仮止めボル
トのみを用いて三部材の締結および、装置をモータ側あ
るいは負荷側に取付け固定する構成となっている。した
がって、従来のように仮止め用ボルト孔、締結用ボルト
孔の双方の加工を行なう必要がなく、１種類の孔加工の
みで良くなる。また、ボルト本数、種類も減る。さらに
は、これに伴って組立て作業の工数も減るという利点が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る波動歯車装置
を示す図であり、（Ａ）は矢印Ａの側から見た側面図、
（Ｂ）は装置軸線に沿って切断した縦断面図、（Ｃ）は
矢印Ｃの方向から見た側面図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る波動歯車装置
を示す図であり、（Ａ）は矢印Ａの側から見た側面図、
（Ｂ）は装置軸線に沿って切断した縦断面図、（Ｃ）は
矢印Ｃの方向から見た側面図である。

【符号の説明】

１、５０ 撓み噛み合い式歯車装置 １ａ 装置軸線 ２、５１０ 第１の端板 ３、５２０ 第２の端板 ４、５５０ 入力軸 ５ 剛性内歯歯車 ５１ 内歯 ６ 可撓性外歯歯車 ６１ 円筒状の胴部 ６２ 外歯 ６３ ダイヤフラム ６４ ボス ７ 波動発生器 ８ クロスローラベアリング ８１ 外輪 ８２ 内輪 ８３ ローラ ９ 第２の固定用ボルト孔 ９ａ 第２の固定用ボルト １１ 第１の固定用ボルト孔 １１ａ 第１の固定用ボルト

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【手続補正書】

【提出日】平成８年６月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】 本例においては、クロスローラベアリン
グ８の外輪８１の環状端面８１ａと、これに対峙してい
る第２の端板３の内側端面３２ａの間に、可撓性外歯歯
車６の環状ボス６４が両側から挟まれた状態に配置され
ている。そして、これらの三部材には、円周方向に向け
て多数の第２の固定用ボルト孔９が形成され、これらに
装着した第２の固定用ボルト９ａによって、これらの三
部材が外輪８１の側に共締された状態で締結されてい
る。また、第２の固定用ボルト９ａによって、本例の装
置１がモータ（図示せず）のハウジング等の側に取付け
固定されるようになっている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置軸線方向の両端に位置する第１の端
   板および第２の端板と、 これらの端板の間に位置し、円筒状の胴部、この胴部に
   おける前記第１の端板の側の開口端外周面に形成された
   外歯、この胴部における前記第２の端板の側の開口端か
   ら半径方向の外側に向けて連続している環状のダイヤフ
   ラムおよびこのダイヤフラムの外周縁に連続した厚肉の
   環状ボスを備えたシルクハット型の可撓性外歯歯車と、
   前記外歯の外周に配置され内周面に当該外歯に噛み合い
   可能な内歯が形成されている環状の剛性内歯歯車と、前
   記外歯が形成されている円筒状胴部の内側に配置されて
   当該円筒状胴部を半径方向に撓めて外歯を前記内歯に対
   して部分的に噛み合わせると共に当該噛み合わせ位置を
   円周方向に移動させる波動発生器と、 当該波動発生器に固着されていると共に当該波動発生器
   を貫通して延び、一方の側が前記第１の端板に回転自在
   に支持され、他方の側が前記第２の端板に回転自在に支
   持されている入力軸と、 前記可撓性外歯歯車の円筒状胴部の外周に配置され、外
   輪が前記環状ボスを介して前記第２の端板に固着され、
   内輪が前記剛性内歯歯車を介して前記第１の端板に固着
   されているベアリングとを有し、 前記第１の端板、前記剛性内歯歯車および前記ベアリン
   グの内輪は、当該第１の端板の側から装着される複数本
   の第１の固定用ボルトによって、当該内輪の側に共締め
   されており、 前記第２の端板、前記可撓性外歯歯車の環状ボスおよび
   前記ベアリングの外輪は、当該第２の端板の側から装着
   される複数本の第２の固定用ボルトによって、当該外輪
   の側に共締めされていることを特徴とするシルクハット
   型撓み噛み合い式歯車装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記ベアリングはク
   ロスローラベアリングであり、前記可撓性外歯歯車の環
   状ボスと前記環状剛性内歯歯車の間に位置し、当該ベリ
   ングの外輪の環状端面と前記第２の端板の内側の環状端
   面の間に前記可撓性外歯歯車の環状ボスが挟み込まれた
   状態でこれらの三部材が、前記第２の固定用ボルトによ
   って締結されており、当該ベアリングの内輪の環状端面
   と前記第１の端板の内側の環状端面の間に前記剛性内歯
   歯車が挟み込まれた状態でこれらの三部材が前記第１の
   固定用ボルトによって締結されていることを特徴とする
   シルクハット型撓み噛み合い式歯車装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記入力軸
   は中空入力軸であることを特徴とするシルクハット型撓
   み噛み合い式歯車装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のうちの何れかの項に
   おいて、前記剛性内歯歯車と前記内輪が一体物として形
   成されていることを特徴とするシルクハット型撓み噛み
   合い式歯車装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のうちの何れかの項に
   おいて、前記第１の端板と前記内輪が一体物として形成
   されていることを特徴とするシルクハット型撓み噛み合
   い式歯車装置。