JPH09303499A - 低減速比の撓み噛み合い式歯車装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可撓性内歯歯車および可撓性外歯歯車を備え
た低速比の撓み噛み合い式歯車装置を提案すること。 【解決手段】 撓み噛み合い式歯車装置１は、可撓性外
歯歯車４を楕円形に撓める第１の波動発生器５を備えて
いる。また、可撓性内歯歯車３を楕円形に撓める第２の
波動発生器６を備えており、この第２の波動発生器６
は、第１の波動発生器５と一体となって回転する一対の
腕部材６１と、各腕部材の先端に回転自在に支持された
ウエーブローラ６３を備えている。ウエーブローラ６３
によって可撓性内歯歯車３は楕円形に撓められ、その長
軸３ａが、楕円状に撓められた可撓性外歯歯車４の長軸
４ａとは直交した状態となる。従って、双方の歯車の最
大撓み位置の所で双方の歯車が噛み合っている。この状
態で第１および第２の波動発生器５、６を回転させる
と、噛み合い位置も周方向に移動して、減速回転が得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内歯歯車および外
歯歯車が共に可撓性を有し、これらの歯車の双方の撓み
を利用して低減速比を実現した撓み噛み合い式歯車装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】撓み噛み合い式歯車装置は、一般に、剛
性の内歯歯車と、この内側に配置された可撓性の外歯歯
車と、この外歯歯車を楕円形に撓めて内歯歯車に噛み合
わせると共に当該噛み合わせ位置を周方向に移動させる
波動発生器とを備えている。この形式の撓み噛み合い式
歯車装置では、内歯と外歯の歯数差に応じた減速回転出
力が得られる。一般的には歯数差は２枚であり、得られ
る速比はＲ＝５０程度である。

【０００３】速比を小さくするためには歯数差を多くす
ればよい。歯数差を多くすると、その分、可撓性外歯歯
車の撓み量を多くする必要がある。しかしながら、可撓
性外歯歯車の撓み量を大きくすることには限界があるの
で、速比を小さくすることにも限界がある。

【０００４】この点に鑑みて、本願人は先に、特開平５
−１４１４８５号公報、同５−１４１４８６号公報にお
いて、内歯歯車も可撓性のものとし、内歯歯車および外
歯歯車の双方を半径方向に撓ませることにより、速比の
小さな撓み噛み合い式歯車装置を実現することを提案し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、内歯
歯車および外歯歯車が共に可撓性の歯車である撓み噛み
合い式歯車装置において、双方の歯車の撓み噛み合い状
態を形成するための新たな構成の波動発生器を提案する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の撓み噛み合い式
歯車装置は、環状をした可撓性内歯歯車と、当該可撓性
内歯歯車の内側に同心状に配置された環状をした可撓性
外歯歯車と、当該可撓性外歯歯車の内側に同心状に配置
され当該可撓性外歯歯車を楕円形に撓めて前記可撓性内
歯歯車に対して部分的に噛み合わせるための第１の波動
発生器と、前記可撓性内歯歯車を楕円形に撓めて前記可
撓性外歯歯車に対して部分的に噛み合わせるための第２
の波動発生器とを有する構成を採用している。

【０００７】また、前記第１の波動発生器として、楕円
形をした剛性カム板と、この剛性カム板の外周面と前記
可撓性外歯歯車の内周面の間に嵌め込まれたウエーブベ
アリングとを備えた構成のものを採用している。

【０００８】さらに、前記第２の波動発生器として、前
記剛性カム板と一体回転すると共に、当該剛性カム板の
長軸方向に沿って反対方向に延びる一対の腕部材と、こ
れらの腕部材の先端に回転自在に支持され、前記可撓性
内歯歯車の外周面を中心に向けて押し付けた状態で当該
外周面を周方向に向けて転動可能なウエーブローラとを
備えた構成のものを採用している。

【０００９】このように構成した本発明の撓み噛み合い
式歯車装置では、第１の波動発生器によって可撓性外歯
歯車が楕円形に撓められる。これに対して、第２の波動
発生器によって可撓性内歯歯車が同じく楕円形に撓めら
れる。ここで、楕円形に撓められた可撓性外歯歯車の長
軸方向の両端の位置に、楕円形に撓められた可撓性内歯
歯車の短軸方向の両端の位置と一致する。従って、双方
の歯車の撓みによって、双方の歯車の撓み噛み合い状態
が形成される。このために、相対的な撓み量を大きくで
きるので、低速比の撓み噛み合い式歯車装置を実現でき
る。

【００１０】ここで、第２の波動発生器において、前記
腕部材のそれぞれの先端に支持されるローラとして、前
記剛性カム板の長軸延長線に対して線対称な位置に一対
のウエーブローラを取付けた構成のものを採用すること
ができる。このように、長軸延長上の位置から外れた位
置で可撓性内歯歯車を半径方向の内方に向けて押し付け
ると、負偏位状態の噛み合いを形成できる。この結果、
双方の歯車の噛み合い領域を広くすることができ、トル
ク伝達特性等を改善することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１（Ａ）、（Ｂ）には、本発明
を適用した撓み噛み合い式歯車装置の概略構成を示して
ある。撓み噛み合い式歯車装置１は円筒状の装置ハウジ
ング２を備えており、この装置ハウジング２の内部に
は、外側から、可撓性内歯歯車３、可撓性外歯歯車４お
よび第１の波動発生器５が同心状に組み込まれている。
また、可撓性内歯歯車３を撓めるための第２の波動発生
器６も組み付けられている。

【００１２】可撓性内歯歯車３は、全体としてシルクハ
ット形状をしており、先端開口側の内周面に内歯３１が
形成された円筒状の胴部３２と、この胴部３２の反対側
の開口から半径方向の外側に向けて直角に広がっている
環状のダイヤフラム３３と、このダイヤフラム３３の外
周縁に連続して形成されている環状のボス３４とを備え
ている。この環状のボス３４が装置ハウジング２に形成
した取付け面に締結固定されている。

【００１３】可撓性外歯歯車４は、全体としてカップ形
状をしており、先端開口側の外周面に外歯４１が形成さ
れた円筒状の胴部４２と、この胴部４２の反対側の開口
から半径方向の内側に向けて直角に延びている環状のダ
イヤフラム４３と、このダイヤフラム４３の内周縁に連
続して形成されている環状のボス４４とを備えている。
環状のボス４４は、不図示の出力部材（負荷側）に連結
されている。

【００１４】第１の波動発生器５は、可撓性外歯歯車４
を楕円形に撓めるためのものであり、入力軸（図示せ
ず）に固着された楕円形の輪郭を有する剛性カム板５１
と、この外周面に嵌めたウエーブベアリング５２とを備
えている。この第１の波動発生器５によって楕円形に撓
められた可撓性外歯歯車４は、その長軸４ａの位置が例
えば図に示すように垂直方向となっている。

【００１５】一方、第２の波動発生器６は可撓性内歯歯
車３を楕円形に撓めるためのものである。この第２の波
動発生器６は、上記の第１の波動発生器５の剛性カム板
５１に固着した一対の腕部材６１（図において一方の側
の腕部材のみを示してある。）を備えている。この腕部
材６１は、第１の波動発生器６の剛性カム板５１の長軸
４ａに沿って配列され、その基端６１ａが剛性カム板５
１の端面５１ａに締結ボルトによって締結されている。

【００１６】腕部材６１の先端６１ｂは、可撓性内歯歯
車３を越えた位置まで延びており、そこには、ローラ軸
６２が装置軸線１ａに沿って可撓性内歯歯車３の外周側
に向けて突出した状態に取付けられている。このローラ
軸６２には回転自在にウエーブローラ６３が支持されて
いる。このウエーブローラ６３の外周面は丁度、可撓性
内歯歯車３の胴部３２における内歯３１が形成されてい
る部分の外周面に位置しており、この部分を半径方向の
内方に向けて押し付けた状態となっている。

【００１７】このように、可撓性内歯歯車３は、一対の
腕部材６１の先端に取り付けたウエーブローラ６３によ
って内側の押し付けられている。従って、可撓性内歯歯
車３は、全体として、腕部材６１の配列方向とは直交す
る方向が長軸３ａとなる楕円状に撓められる。

【００１８】なお、ウエーブローラ６３の外側には、環
状のウエーブローラ受け６４が、装置軸線１ａを中心と
して配置されており、このウエーブローラ受け６４の外
周側は、ベアリング６５を介して装置ハウジング２の側
に形成した円環状の内周面に回転自在に支持されてい
る。

【００１９】このように構成した撓み噛み合い式歯車装
置１においては、上記のように第１の波動発生器５によ
って可撓性外歯歯車４が楕円形状の撓められ、その長軸
４ａが例えば図に示すように垂直方向となっている。こ
れに対して、第２の波動発生器６によって可撓性内歯歯
車３は、長軸３ａが水平方向となる楕円形状に撓められ
る。この結果、可撓性外歯歯車４の長軸方向の両端部分
の外歯と、可撓性内歯歯車３の短軸方向の両端部分の内
歯とが相互の噛み合った状態が形成される。すなわち、
相応の歯車３、４は、それぞれの最大撓み量が発生して
いる位置で相互の噛み合った状態になる。従って、これ
らの歯車の相対撓み量を大きくすることができる。

【００２０】この状態において、、第１の波動発生器５
の剛性カム板５１が入力軸（図示せず）によって高速回
転すると、第２の波動発生器６の一対の腕部材６１に支
持されているウエーブローラ６３も自転しながら、剛性
カム板５１と一体となって、装置軸線１ａの回りを公転
する。

【００２１】この結果、内歯と外歯の噛み合い位置が周
方向に移動して、これらの歯車の歯数差に応じた相対回
転が双方の歯車の間に発生する。可撓性内歯歯車３が固
定されているので、可撓性外歯歯車４の側が減速回転
し、その回転が不図示の出力部材の側に伝達される。

【００２２】（その他の実施の形態）図１（Ｃ）には、
ウエーブローラ６３の別の形態を示してある。この例
は、第２の波動発生器６において、腕部材６１のそれぞ
れの先端に支持されるウエーブローラとして、剛性カム
板５１の長軸４ａの延長線に対して線対称な位置に一対
のウエーブローラ６３Ａ、６３Ｂを取付けた構成となっ
ている。このように、長軸延長上の位置から外れた位置
で可撓性内歯歯車を半径方向の内方に向けて押し付ける
と、負偏位状態の噛み合いを形成できる。この結果、双
方の歯車３、４の噛み合い領域を広くでき、トルク伝達
特性等を改善できる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の撓み噛み
合い式歯車装置では、可撓性外歯歯車を楕円形に撓める
と共に、可撓性内歯歯車を、装置軸線の回りに公転する
一対のローラを当該可撓性内歯歯車の外周面に押し付け
ることにより楕円形に撓めるようにしている。従って、
本発明によれば、双方の歯車の最大撓みが発生している
位置で、これらの噛み合い状態を形成できる。よって、
歯車の撓み量を大きくすることができ、その分、双方の
歯車の歯数差を多くして、速比を低くすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の撓み噛み合い式歯車装置の概
略断面構成図、（Ｂ）はその部分的な側面構成図、
（Ｃ）は第２の波動発生器の変形例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 撓み噛み合い式歯車装置 ２ 装置ハウジング ３ 可撓性内歯歯車 ３ａ 楕円形に撓められた可撓性内歯歯車の長軸 ３１ 内歯 ４ 可撓性外歯歯車 ４ａ 楕円形に撓められた可撓性外歯歯車の長軸 ４１ 外歯 ５ 第１の波動発生器 ５１ 楕円形の剛性カム板 ６ 第２の波動発生器 ６１ 腕部材 ６３ ウエーブローラ

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【手続補正書】

【提出日】平成８年８月２日

【手続補正１】

【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】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状をした可撓性内歯歯車と、当該可撓
   性内歯歯車の内側に同心状に配置された環状をした可撓
   性外歯歯車と、当該可撓性外歯歯車の内側に同心状に配
   置され当該可撓性外歯歯車を楕円形に撓めて前記可撓性
   内歯歯車に対して部分的に噛み合わせるための第１の波
   動発生器と、前記可撓性内歯歯車を楕円形に撓めて前記
   可撓性外歯歯車に対して部分的に噛み合わせるための第
   ２の波動発生器とを有し、 前記第１の波動発生器は、楕円形をした剛性カム板と、
   この剛性カム板の外周面と前記可撓性外歯歯車の内周面
   の間に嵌め込まれたウエーブベアリングとを備え、 前記第２の波動発生器は、前記剛性カム板と一体回転す
   ると共に、当該剛性カム板の長軸方向に沿って反対方向
   に延びる一対の腕部材と、これらの腕部材の先端に回転
   自在に支持され、前記可撓性内歯歯車の外周面を中心に
   向けて押し付けた状態で当該外周面に沿って周方向に転
   動可能なウエーブローラとを備えていることを特徴とす
   る低減速比の撓み噛み合い式歯車装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記腕部材のそれぞ
   れの先端には、前記剛性カム板の長軸延長線に対して線
   対称な位置に一対のウエーブローラが取付けられている
   ことを特徴とする低減速比の撓み噛み合い式歯車装置。