JPH10159917A - 撓み噛み合い式歯車装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カップ状あるいはシルクハット状可撓性外歯
歯車を備えた撓み噛み合い式歯車装置において、可撓性
外歯歯車のコーニングに起因した両歯車の噛み合い不良
を解消すること。 【解決手段】 撓み噛み合い式歯車装置５において、カ
ップ状可撓性外歯歯車７の外歯７５の歯幅Ｌは当該外歯
のピッチ円直径ＰＣＤの５〜１４％の範囲内の寸法とな
るように設定されている。また、歯部７４に隣接した胴
部７１には薄肉部分７６が形成され、当該部分の最小厚
さが胴部の最大厚さの３０〜８０％となるように設定さ
れている。この構成によれば、可撓性外歯歯車のコーニ
ングに起因する両歯車の噛み合い不良を解消でき、歯車
の偏摩耗の低減、ウエーブベアリング反力の低減等を実
現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カップ状あるいは
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
式歯車に関し、可撓性外歯歯車のコーニングに起因する
歯車の不適切な噛み合い状態等を回避可能な撓み噛み合
い式歯車装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２（Ａ）に示すように、カップ型撓み
噛み合い式歯車装置１は、円環状の剛性内歯歯車２と、
この内側に配置されたカップ状の可撓性外歯歯車３と、
当該歯車の内側に嵌め込まれた楕円形輪郭をした波動発
生器４とを備えた構成となっている。カップ状の可撓性
外歯歯車３は、円筒状の胴部３１と、この胴部３１の一
方の端に連続して半径方向の内側に延びている環状のダ
イヤフラム３２と、当該ダイヤフラム３２の内周端に連
続している厚肉のボス３３と、胴部３１の他方の端に連
続している歯部３４とを備えた形状をしており、歯部３
４の外周面には外歯３５が形成されている。

【０００３】楕円形の波動発生器４は、楕円形輪郭の剛
性カム板４１と、このカム板４１の外周面に嵌めたウエ
ーブベアリング４２とを備え、可撓性外歯歯車３の歯部
３４の内周面に嵌め込まれた状態では、ウエーブベアリ
ング４２によって、可撓性外歯歯車３に対して剛性カム
板４１が回転可能となっている。剛性カム板４１の側は
モータ軸等に連結されて高速回転する。剛性カム板４１
が高速回転すると、剛性カム板４１によって楕円状に撓
められてその楕円の長軸方向の両端の位置で噛み合って
いる両歯車２、３の噛み合い位置が円周方向に移動す
る。両歯車２、３の歯数には通常２枚の差があり、従っ
て、この歯数差に応じて大幅に減速された回転が両歯車
２、３の間に発生する。通常は剛性内歯歯車２の側を固
定し、可撓性外歯歯車３のボス３３に連結した出力軸の
側から減速回転が取り出される。

【０００４】可撓性外歯歯車としては、シルクハット状
のものも知られている。この形状の可撓性外歯歯車は、
円筒状の胴部に連続しているダイヤフラムが半径方向の
外側に向けて広がっており、当該ダイヤフラムの外周端
に連続して厚肉のボスが形成された構成となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、カップ状ある
いはシルクハット状の可撓性外歯歯車を備えた撓み噛み
合い式歯車装置では、波動発生器によって、可撓性外歯
歯車はコーニングと呼ばれる三次元的な複雑な撓み状態
になる。すなわち、カップ状あるいはシルクハット状の
可撓性外歯歯車は、その開口端側の歯部が、そこに嵌め
込まれている楕円形の波動発生器によって楕円状に撓め
られている。従って、図２（Ｂ）に示すように、楕円の
長軸側では、可撓性外歯歯車の歯部およびこれに連続し
ている胴部は中心軸線に対して外側に開く状態に変形
し、楕円の短軸側では半径方向の内側に狭まる状態に変
形する。このような可撓性外歯歯車の変形、すなわちコ
ーニングのために、両歯車の噛み合い中心は、長軸上で
は可撓性外歯歯車の開口端の側となり、短軸側にいく
程、胴部側に移動する。また、伝達負荷が増大すると、
コーニング角が少なくなる方向に向けて歯部が撓み、両
歯車の噛み合い中心が移動する。

【０００６】従って、カップ型撓み噛み合い式歯車装置
では、カップ状可撓性外歯歯車のコーニングによって両
歯車の歯部に偏摩耗が発生しやすいという問題がある。
また、両歯車の噛み合い中心が適切な位置となるよう
に、両歯車の歯形を修正することが一般に必要である。

【０００７】一方、波動発生器は、可撓性外歯歯車を上
記のように三次元的に複雑に変形させているので、そこ
に作用するベアリング反力が大きなものとなる。耐久性
等の点から、ベアリング反力は小さくした方が望まし
い。

【０００８】本発明の課題は、このような点に着目し、
コーニングによる三次元的な複雑な可撓性外歯歯車の撓
み量を低減することにより、適切な噛み合い状態を形成
可能であると共にウエーブベアリングに作用するベアリ
ング反力も低減可能な撓み噛み合い式歯車装置を提案す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１を参照して説明する
と、本発明の撓み噛み合い式歯車装置５は、環状の剛性
内歯歯車６と、全体としてカップ状あるいはシルクハッ
ト状をしており開口端側に外歯７５が形成された歯部７
４を備えた可撓性外歯歯車７と、当該可撓性外歯歯車７
を半径方向に撓めて前記剛性内歯歯車６に部分的に噛み
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８とを有するものにおいて、前記可撓性
外歯歯車７の外歯７５の歯幅Ｌを、当該外歯７５のピッ
チ円直径ＰＣＤの５〜１４％の範囲内の寸法にしたこと
を特徴としている。

【００１０】また、本発明の撓み噛み合い式歯車装置５
では、上記の特徴に加えて、前記可撓性外歯歯車７は、
前記歯部７４に連続している円筒状の胴部７１を備え、
当該胴部７１における前記歯部７４への連続部分には、
環状の薄肉部分７６が隣接する部分に対して滑らかに連
続するように形成されており、当該薄肉部分７６の最小
厚ｔ（ｍｉｎ）さは、当該該胴部の最大厚さｔ（ｍａ
ｘ）に対して３０〜８０％の厚さであることを特徴とし
ている。

【００１１】本発明の撓み噛み合い式歯車装置では、そ
の可撓性外歯歯車７の外歯７５の歯幅Ｌを短くしてある
ので、当該可撓性外歯歯車７のコーニングによる三次元
的な複雑で不安定な両歯車の噛み合い状態を解消でき
る。換言すると両歯車の噛み合い不良を解消できる。よ
って、従来のような歯幅の広い可撓性外歯歯車を用いる
場合に比べて、歯形修正の度合いが少なくて済むととも
に、歯部の偏摩耗を低減できる。また、可撓性外歯歯車
７の歯部７４を短くしたことに伴い、剛性内歯歯車６に
おける内歯６５が形成されている歯部も短くでき、さら
には、波動発生器８も薄肉のものにできる。この結果、
撓み噛み合い式歯車装置の軸長を短くできるという利点
もある。

【００１２】また、本発明では、可撓性外歯歯車７の歯
部７４に隣接した胴部７１に薄肉部分７６を形成してあ
るので、歯部７４を半径方向に変形させやすい。従っ
て、波動発生器によって可撓性外歯歯車７の歯部７４を
理想的な形状に撓めることができる。同時に、波動発生
器のウエーブベアリング８２への反力も低減できる。こ
れに加えて、撓み噛み合い式歯車装置の低負荷領域での
剛性を改善できるという利点も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明を適用したカップ型撓み噛み合
い式歯車装置の断面構成を示す概略構成図、（Ｂ）はそ
の部分拡大図である。

【図２】（Ａ）は一般的なカップ型撓み噛み合い式歯車
装置の断面構成を示す概略構成図であり、（Ｂ）はその
カップ状可撓性外歯歯車のコーニングを示す説明図であ
る。

【符号の説明】

５ 撓み噛み合い式歯車装置 ６ 剛性内歯歯車 ７ カップ状あるいはシルクハット状可撓性外歯歯車 ７１ 胴部 ７４ 歯部 ７５ 外歯 ７６ 薄肉部分 ８ 波動発生器 ８２ ウエーブベアリング Ｌ 歯幅 ＰＣＤ 外歯のピッチ円直径

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【手続補正書】

【提出日】平成９年９月２９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】

【図２】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状の剛性内歯歯車と、全体としてカッ
   プ状あるいはシルクハット状をしており開口端側に外歯
   が形成された歯部を備えた可撓性外歯歯車と、当該可撓
   性外歯歯車を半径方向に撓めて前記剛性内歯歯車に部分
   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を有する撓み噛み合い式歯車
   装置において、前記可撓性外歯歯車の外歯の歯幅を、当
   該外歯のピッチ円直径の５〜１４％の範囲内の寸法にし
   たことを特徴とする撓み噛み合い式歯車装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記可撓性外歯歯車
   は、前記歯部に連続している円筒状の胴部を備え、当該
   胴部における前記歯部への連続部分には、環状の薄肉部
   分が隣接する部分に対して滑らかに連続するように形成
   されており、当該薄肉部分の最小厚さは、当該胴部の最
   大厚さに対して３０〜８０％の厚さであることを特徴と
   する撓み噛み合い式歯車装置。