KR102340718B1

KR102340718B1 - 유닛형 파동기어장치

Info

Publication number: KR102340718B1
Application number: KR1020207011970A
Authority: KR
Inventors: 요시히데 기요사와; 노리오 시로코시
Original assignee: 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2021-12-16
Also published as: TWI799616B; JPWO2020059081A1; CN110925382A; EP3690281A4; EP3690281B1; US11168775B2; CN210461597U; KR20200053608A; EP3690281A1; WO2020059081A1; US20200284333A1; JP6961812B2; TW202012810A

Abstract

유닛형 파동기어장치(1)에서는, 제2내치기어(4)와 출력축(5)을 구비한 회전측 부재(B)는, 제1슬라이딩 베어링(8)과 제2슬라이딩 베어링(9)을 통하여, 유닛 하우징(2)과 제1내치기어(3)를 구비한 고정측 부재(A)에 대하여 상대회전할 수 있도록 지지되어 있다. 제1슬라이딩 베어링(8)의 슬라이딩 베어링면(8b, 8c) 및 제2슬라이딩 베어링(9)의 슬라이딩 베어링면(9b, 9c)은, 중심축선(1a)을 중심선으로 하는 원추면에 의하여 규정되어 있다. 롤링 베어링을 사용하는 경우에 비하여 경량화 및 컴팩트화에 유리한 유닛형 파동기어장치를 실현할 수 있다. 또한 간격조정기능을 갖지 않는 레이디얼 슬라이딩 베어링이 불필요하게 되기 때문에, 슬라이딩 면의 간격조정도 용이하게 된다.

Description

유닛형 파동기어장치

본 발명은, 강성(剛性)의 내치기어(內齒gear)와 가요성(可撓性)의 외치기어(外齒gear)를 상대회전시킬 수 있는 상태로 지지하고 있는 슬라이딩 베어링(sliding bearing)을 구비한 유닛형 파동기어장치(unit型波動gear裝置)에 관한 것이다.

유닛형 파동기어장치는, 내치기어, 외치기어 및 파동발생기(波動發生器)가 갖추어져 있는 유닛 하우징(unit housing)과, 내치기어 및 외치기어의 사이를 상대회전할 수 있는 상태로 지지하고 있는 베어링과, 감속회전이 출력되는 출력부재가 구비되어 있다. 유닛형 파동기어장치에서는, 특허문헌1, 2에 기재되어 있는 바와 같이 베어링으로서, 크로스 롤러 베어링(cross roller bearing), 4점 접촉 볼베어링 등의 롤링 베어링(rolling bearing)이 사용되고 있다.

: 일본국 공개특허 특개2005―291237호 공보 : 일본국 공개특허 특개2005―308131호 공보

유닛형 파동기어장치에서는, 그 컴팩트화, 부품 수의 삭감을 위하여 예를 들면 롤링 베어링의 외륜(外輪)에 유닛 하우징을 일체로 형성하는 등 하고 있다. 롤링 베어링의 대신에 슬라이딩 베어링을 사용함으로써 롤링 베어링을 사용하는 경우에 비하여, 유닛구조인 파동기어장치의 한층 더 소형화, 컴팩트화를 도모하는 것을 생각할 수 있다. 본 발명자는, 국제특허출원 PCT/JP2017/39444(출원일 : 2017년 10월 31일)에 있어서, 슬라이딩 베어링을 구비한 유닛구조의 파동기어장치를 제안하고 있다.

슬라이딩 베어링을 사용하는 경우에는, 내치기어와 외치기어의 사이에 생기는 레이디얼 하중(radial 荷重) 및 스러스트 하중(thrust 荷重)을 받기 때문에, 레이디얼 슬라이딩 베어링(radial sliding bearing) 및 스러스트 슬라이딩 베어링(thrust sliding bearing)의 쌍방이 배치된다. 또한 레이디얼 슬라이딩 베어링은, 간극조정기구가 구비되어 있지 않기 때문에, 레이디얼 슬라이딩 베어링을 구성하는 부위의 가공정밀도를 높이고 또한 레이디얼 슬라이딩 베어링의 조립정밀도를 높이도록 하고 있다.

본 발명의 목적은, 간격조정이 용이한 슬라이딩 베어링이 구비되어 있으며 경량이고 컴팩트한 유닛형 파동기어장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 유닛형 파동기어장치에서는, 강성의 내치기어와 가요성의 외치기어를 상대회전시킬 수 있는 상태로 지지하는 베어링으로서, 롤링 베어링의 대신에 슬라이딩 베어링을 사용하고 있다. 또한 슬라이딩 베어링으로서, 그 슬라이딩 베어링면을 유닛형 파동기어장치의 중심축선에 대하여 경사지게 함으로써 레이디얼 슬라이딩 베어링을 불필요하게 하고 또한 간극조정을 용이하게 하고 있다.

즉 본 발명의 유닛형 파동기어장치는,

강성의 내치기어와,

상기 내치기어에 맞물릴 수 있는 가요성의 외치기어와,

상기 외치기어를 비원형으로 휘어지게 하여 상기 내치기어에 대하여 부분적으로 맞물리게 하고 있는 파동발생기와,

상기 내치기어 및 상기 외치기어 중 일방의 기어인 제1기어가 부착되어 있는 통 모양의 유닛 하우징과,

상기 내치기어 및 상기 외치기어 중 타방의 기어인 제2기어가 부착되어 있는 출력부재와,

고정측 부재인 상기 유닛 하우징 및 상기 제1기어와, 회전측 부재인 상기 출력부재 및 상기 제2기어의 사이를 상대회전할 수 있도록 지지하고 있는 슬라이딩 베어링을

갖고 있고,

상기 슬라이딩 베어링은, 상기 고정측 부재에 형성되는 고정측 슬라이딩 베어링면과, 상기 회전측 부재에 형성되고 상기 고정측 슬라이딩 베어링면에 슬라이딩 접촉하는 회전측 슬라이딩 베어링면을 구비하고,

상기 고정측 슬라이딩 베어링면은, 유닛형 파동기어장치의 중심축선을 중심선으로 하는 원추면에 의하여 규정되고,

상기 회전측 슬라이딩 베어링면은, 상기 고정측 슬라이딩 베어링면과는 역방향의 원추면에 의하여 규정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

슬라이딩 베어링으로서 자기윤활형 슬라이딩 베어링(自己潤滑型 sliding bearing)을 사용할 수 있다. 예를 들면 고정측 슬라이딩 베어링면이 형성된 원환 형상의 베어링 부시(bearing bush)가 고정측 부재에 장착된 구성의 슬라이딩 베어링을 사용할 수 있다. 또한 1쌍의 슬라이딩 베어링이 고정측 부재와 회전측 부재의 사이에 배치되는 경우도 있다. 1쌍의 슬라이딩 베어링의 대신에 슬라이딩 베어링과 롤링 베어링을 사용할 수도 있다. 롤링 베어링으로서 예를 들면 딥 그루브 볼베어링(deep groove ball bearing)을 사용한다.

중심축선에 대하여 경사진 슬라이딩 베어링면을 구비한 슬라이딩 베어링은, 스러스트 하중 및 레이디얼 하중의 쌍방을 받을 수 있다. 스러스트 슬라이딩 베어링 및 레이디얼 슬라이딩 베어링을 배치하는 경우에 비하여 유닛형 파동기어장치의 소형화, 컴팩트화가 용이한 경우가 있다. 또한 레이디얼 간극(radial 間隙)의 조정기능을 갖지 않는 레이디얼 슬라이딩 베어링을 배치하는 경우에 비하여, 슬라이딩 베어링면 사이의 간격조정도 용이하게 된다.

유닛 하우징, 내치기어 및 출력부재를 각각, 강, 경합금, 세라믹스 및 플라스틱 중 어느 하나의 소재로 이루어지는 부품으로 할 수 있다. 이들의 부품을 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 등의 경합금, 플라스틱 등 철계 소재보다 경량의 소재로 제조함으로써, 장치의 경량화가 도모된다.

이 경우에 슬라이딩 베어링면이 형성되는 표면 부분을 경질 도금처리, 고체 윤활제 도금처리 등을 실시한 도금처리면으로 한다. 이에 따라 필요로 하는 표면경도, 내마모·마찰성, 윤활성 등의 특성을 확보할 수 있다.

[도1a] 실시형태1의 유닛형 파동기어장치를 나타내는 종단면도이다.
[도1b] 도1a의 1B―1B선으로 절단한 부분을 나타내는 개략 횡단면도이다.
[도2a] 도1a의 유닛형 파동기어장치의 슬라이딩 베어링에 작용하는 힘을 나타내는 설명도이다.
[도2b] 스러스트 슬라이딩 베어링 및 레이디얼 슬라이딩 베어링을 구비한 유닛형 파동기어장치(비교장치)에 있어서의 슬라이딩 베어링에 작용하는 힘을 나타내는 설명도이다.
[도3] 실시형태2의 유닛형 파동기어장치를 나타내는 종단면도이다.
[도4] 실시형태3의 유닛형 파동기어장치를 나타내는 종단면도이다.

이하에, 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 유닛형 파동기어장치(unit型波動gear裝置)의 실시형태를 설명한다. 이하의 실시형태는, 본 발명을 플랫형 파동기어장치(flat型波動gear裝置)에 적용하였을 경우의 예이다. 본 발명은, 컵 형상의 외치기어(外齒gear)를 구비한 컵형 파동기어장치(cup型波動gear裝置), 실크햇 형상의 외치기어를 구비한 실크햇형 파동기어장치(silk hat型波動gear裝置)에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다. 또한 실시형태의 유닛형 파동기어장치에서는, 가요성(可撓性)의 외치기어가 파동발생기(波動發生器)에 의하여 타원모양으로 휘어져서 강성(剛性)의 내치기어(內齒gear)에 대하여 원주방향의 2곳에서 동시에 맞물린다. 본 발명은, 외치기어를 3로브(3lobe) 모양으로 휘어지게 할 수 있어 내치기어에 대하여 3곳에서 동시에 맞물리는 구조의 파동기어장치에도 동일하게 적용할 수 있다.

(실시형태1)

도1a는 실시형태1에 관한 유닛형 파동기어장치를 나타내는 종단면도이다. 도1b는 도1a의 1B―1B선으로 절단한 부분을 나타내는 개략 횡단면도로서, 내치기어에 대한 외치기어의 맞물림 상태를 나타낸다. 유닛형 파동기어장치(1)(이하, 간단하게 「파동기어장치(1)」라고 부른다)는, 원통 모양의 유닛 하우징(unit housing)(2)을 구비하고 있다. 유닛 하우징(2)은, 예를 들면 중심축선(1a)의 방향으로부터 동축(同軸)으로 체결고정된 원통 모양의 제1하우징(2a)과, 원통 모양의 제2하우징(2b)으로 구성된다.

유닛 하우징(2)의 내부에는, 강성(剛性)의 제1내치기어(3) 및 강성의 제2내치기어(4)가 배치되어 있다. 제1, 제2내치기어(3, 4)는, 중심축선(1a)의 방향으로 동축으로 병렬배치되어 있다. 일방(一方)의 제1내치기어(3)는, 유닛 하우징(2)의 제1하우징(2a)에 일체로 형성되어 있다. 제1하우징(2a)과 제1내치기어(3)를 별도의 부품으로서 제작하고, 제1하우징(2a)에 제1내치기어(3)를 동축으로 고정하여도 좋다. 타방(他方)의 제2내치기어(4)에는, 원통 모양의 출력축(5)이 일체로 형성되어 있다. 제2내치기어(4)와 출력축(5)을 별도의 부품으로서 제작하고, 이들을 동축으로 고정하여도 좋다. 제1, 제2내치기어(3, 4)의 내측에는, 원통 형상을 한 가요성(可撓性)의 외치기어(6)가 동축으로 배치되어 있다. 외치기어(6)의 내측에는, 타원모양 윤곽의 파동발생기(7)가 동축으로 배치되어 있다.

유닛 하우징(2) 및 제1내치기어(3)는, 도시하지 않은 부착부에 체결고정되는 고정측 부재(A)이다. 외치기어(6), 제2내치기어(4)(회전측 내치기어) 및 출력축(5)은 회전측 부재(B)이다. 회전측 부재(B)는, 중심축선(1a)의 방향으로 간격을 두고 배치된 제1슬라이딩 베어링(第1sliding bearing)(8) 및 제2슬라이딩 베어링(9)을 통하여 고정측 부재(A)에 의하여 상대회전할 수 있도록 지지되어 있다. 파동발생기(7)는, 중심축선(1a) 방향의 일방의 측에 있어서 볼 베어링 등의 제1롤링 베어링(第1rolling bearing)(11)을 통하여 유닛 하우징(2)에 의하여 회전할 수 있도록 지지되어 있고, 타방의 측에 있어서 볼 베어링 등의 제2롤링 베어링(12)을 통하여 출력축(5)에 대하여 상대회전할 수 있도록 지지되어 있다.

파동발생기(7)는, 중공입력축(中空入力軸)(7a)과, 중공입력축(7a)의 외주면에 일체로 형성된 일정한 폭의 타원모양 윤곽의 강성 플러그(剛性 plug)(7b)와, 강성 플러그(7b)의 타원모양 외주면에 장착된 웨이브 베어링(wave bearing)(7c)으로 구성되어 있다. 중공입력축(7a)에 있어서의 강성 플러그(7b)의 양측 외주면 부분이, 제1, 제2롤링 베어링(11, 12)에 의하여 지지되어 있다. 예를 들면 중공입력축(7a)에는 회전입력용의 기어가 고정되어 있고, 파동발생기(7)에는 모터 등으로부터 고속회전이 입력된다.

외치기어(6)는, 파동발생기(7)에 의하여 타원형상으로 휘어져 있고, 타원형상의 장축(Lmax)의 위치에 있어서 제1, 제2내치기어(3, 4)의 각각에 맞물려 있다. 제1내치기어(3)와 외치기어(6)는 톱니 수가 상이하고, 제2내치기어(4)와 외치기어(6)는 톱니 수가 동일하다. 파동발생기(7)가 회전하면, 고정측의 제1내치기어(3)에 대하여 외치기어(6)가 상대회전한다. 외치기어(6)와 동일한 톱니 수의 제2내치기어(4)는, 외치기어(6)와 일체로 회전한다. 외치기어(6)에 일체로 형성되어 있는 출력축(5)으로부터 감속회전이 출력된다.

다음에 제1슬라이딩 베어링(8)에 대하여 설명한다. 제1슬라이딩 베어링(8)은, 제1베어링 부시(第1 bearing bush)(8a)와, 이 제1베어링 부시(8a)에 형성되어 있는 제1고정측 슬라이딩 베어링면(8b)과, 이 제1고정측 슬라이딩 베어링면(8b)에 슬라이딩 접촉하는 제1회전측 슬라이딩 베어링면(8c)을 구비하고 있다. 고정측 부재(A)에 있어서의 유닛 하우징(2)의 내주면 부분에는, 내측으로 개구된 원환 모양의 오목부가 형성되어 있다. 오목부에 있어서의 제1내치기어(3)가 형성되어 있는 측의 내측 끝면 부분에, 제1베어링 부시(8a)가 중심축선(1a)의 방향으로부터 장착되어 있다. 제1베어링 부시(8a)는, 필요에 따라 간격조정용의 심 플레이트(shim plate)(도시하지 않는다)를 사이에 두고 장착된다. 제1베어링 부시(8a)에 있어서의 제2슬라이딩 베어링(9)측의 원환모양 끝면은, 중심축선(1a)을 중심선으로 하는 원추면에 의하여 규정되는 제1고정측 슬라이딩 베어링면(8b)이다. 베어링 각도(θ)는 0 < θ < 90°이고, 중심축선(1a)에 대한 경사각도는 (90°-θ)가 된다.

회전측 부재(B)에 있어서 출력축(5)에 일체로 형성되어 있는 제2내치기어(4)의 끝면 부분에는, 제1회전측 슬라이딩 베어링면(8c)이 형성되어 있다. 제1회전측 슬라이딩 베어링면(8c)은, 제1고정측 슬라이딩 베어링면(8b)과는 상보(相補)적인 형상의 원추면에 의하여 규정되고, 제1고정측 슬라이딩 베어링면(8b)에 대하여 슬라이딩 접촉하고 있다.

제2슬라이딩 베어링(9)은, 제2베어링 부시(9a)와, 이 제2베어링 부시(9a)에 형성된 제2고정측 슬라이딩 베어링면(9b)과, 이 제2고정측 슬라이딩 베어링면에 슬라이딩 접촉하는 제2회전측 슬라이딩 베어링면(9c)을 구비하고 있다. 고정측 부재(A)에 있어서의 유닛 하우징(2)의 내주면 부분에 형성된 오목부에 있어서 제1내치기어(3)와는 반대측의 내측 끝면 부분에는, 제2베어링 부시(9a)가 중심축선(1a)의 방향으로부터 장착되어 있다. 제2베어링 부시(9a)도 필요에 따라 간격조정용의 심 플레이트(도시하지 않는다)를 사이에 두고 장착된다. 제2베어링 부시(9a)에 있어서의 제1베어링 부시(8a)측의 원환모양 끝면은, 중심축선(1a)을 중심선으로 하는 원추면에 의하여 규정되는 제2고정측 슬라이딩 베어링면(9b)이다. 본 예에서는 제2고정측 슬라이딩 베어링면(9b)은, 제1회전측 슬라이딩 베어링면(8b)과는 역방향의 원추면이고, 제1회전측 슬라이딩 베어링면(8b)에 대하여 역방향으로 동일한 각도로 경사져 있다.

회전측 부재(B)에 있어서, 출력축(5)에 있어서의 제2내치기어(4)와는 반대측의 끝면 부분에 제2회전측 슬라이딩 베어링면(9c)이 형성되어 있다. 제2회전측 슬라이딩 베어링면(9c)은, 제2고정측 슬라이딩 베어링면(9b)과는 상보적인 형상의 원추면에 의하여 규정되고, 제2고정측 슬라이딩 베어링면(9b)에 대하여 슬라이딩 접촉하고 있다.

상기한 바와 같이 파동기어장치(1)에서는, 고정측 부재(A)와 회전측 부재(B)의 사이를 상대회전할 수 있는 상태로 지지하는 베어링으로서, 중심축선(1a)에 대하여 소정의 각도만큼 경사진 슬라이딩 베어링면을 구비한 제1, 제2슬라이딩 베어링(8, 9)이 배치되어 있다. 각각의 제1, 제2슬라이딩 베어링(8, 9)은 레이디얼 하중(radial 荷重) 및 스러스트 하중(thrust 荷重)을 받는다. 간격조정기능을 갖지 않는 레이디얼 슬라이딩 베어링(radial sliding bearing)이 불필요하게 되어, 슬라이딩 베어링면의 간격조정도 용이하게 된다.

여기에서 유닛 하우징(2), 제1내치기어(3), 제2내치기어(4), 외치기어(6), 파동발생기(7)의 중공입력축(7a), 강성 플러그(7b), 출력축(5)은, 강(鋼), 경합금(輕合金), 세라믹스 및 플라스틱 중 어느 하나의 소재로 각각 제작할 수 있다. 이들의 부품을 경합금, 플라스틱 등의 소재로 제조하면, 장치의 경량화를 도모된다.

또한 회전측 부재(B)에 있어서, 제1, 제2슬라이딩 베어링(8, 9)의 제1, 제2회전측 슬라이딩 베어링면(8c, 9c)이 형성되어 있는 표면 부분의 경도(傾度), 마모·마찰성, 윤활성 등의 특성이, 필요로 하는 특성에 미치지 못하는 경우가 있다. 이러한 경우에는, 이들의 표면 부분에 경질 도금처리, 고체 윤활제 분산도금처리 등의 표면처리를 실시한다. 표면처리를 실시함으로써 원하는 표면경도, 내마모·마찰성, 윤활성을 부여할 수 있다.

(슬라이딩 베어링의 베어링 각도)

도2a는, 본 예의 파동기어장치(1)에 있어서, 외부하중(레이디얼 하중)이 가해졌을 경우에 제1, 제2슬라이딩 베어링(8, 9)에 생기는 하중을 나타내는 설명도이다. 도2b는, 레이디얼 슬라이딩 베어링과 1쌍의 스러스트 슬라이딩 베어링(thrust sliding bearing)을 구비한 유닛형 파동기어장치(이하, 「비교장치」라고 부른다)에 외부하중이 가해졌을 경우에 각 베어링에 생기는 하중을 나타내는 설명도이다.

도2b에 나타내는 비교장치(유닛형 파동기어장치)의 구성을 간단하게 설명한다. 비교장치(100)는, 원통 모양의 유닛 하우징(122)과, 그 내측에 배치된 제1내치기어(133) 및 제2내치기어(134)와, 제1, 제2내치기어(133, 134)의 내측에 배치된 원통 모양의 외치기어(136)와, 외치기어(136)의 내측에 배치된 파동발생기(137)와, 제2내치기어(134)와 일체로 회전하는 출력축(135)을 구비하고 있다. 유닛 하우징(122) 및 제1내치기어(133)가 고정측 부재이고, 제2내치기어(134) 및 출력축(135)이 회전측 부재이다. 고정측 부재와 회전측 부재의 사이에는, 레이디얼 슬라이딩 베어링(128)과, 1쌍의 스러스트 슬라이딩 베어링(129, 130)이 장착되어 있다. 회전측 부재는, 이들의 슬라이딩 베어링(128, 129, 130)을 통하여 상대회전할 수 있는 상태로 고정측 부재에 의하여 지지되어 있다.

도2a, 도2b에 있어서의 각 부호를 이하에 나열하여 기재한다.

Fro : 외부하중(레이디얼 하중)(N)

L : 베어링 중심으로부터의 거리(mm)

dp : 베어링의 피치(mm)

M : 모멘트 하중(N·M)

Fr(=Fro) : 베어링 중심에 작용하는 레이디얼 하중(N)

F1, F2, F3 : 베어링 하중(N)

θ : 베어링 각도(deg)

F11, F12, F13 : 베어링 하중(N)

도2a에 나타내는 본 예의 파동기어장치(1)에서는, 모멘트 하중(M) 및 베어링 하중(F1, F2, F3)은 다음의 식과 같다.

M = Fro×L

F1 = M×dp/cosθ + Fr/2sinθ

F2 = M×dp/cosθ

F3 = Fr/2sinθ

도2b에 나타내는 비교장치(100)에서는, 모멘트 하중(M) 및 베어링 하중(F11, F12, F13)은 다음의 식과 같다.

M = Fro×L

F11 = M×dp

F12 = Fr = Fro

F13 = F11

파동기어장치(1)에 있어서 베어링 각도(θ)를 바꾸고, 또한 파동기어장치(1) 및 비교장치(100)에 있어서 외부하중(Fro)(레이디얼 하중)의 작용점(거리(L))을 바꾸어서, 제1, 제2슬라이딩 베어링(8, 9) 및 레이디얼 슬라이딩 베어링(128), 스러스트 슬라이딩 베어링(129, 130)에 작용하는 하중을 산출하여 비교검토하였다. 외부하중(Fro)이 작용하는 경우에 있어서는, 본 예의 파동기어장치(1)에서는 베어링 하중(F1)이 가장 크고, 도2b의 비교장치(100)에서는 베어링 하중(F12)이 가장 크다.

본 예의 파동기어장치(1)의 제1, 제2슬라이딩 베어링(8, 9)의 경우에는, 베어링 각도(θ)가 커지게 됨에 따라 베어링 하중(F1)은 작아지게 된다. 베어링 하중(F1)과 비교장치(100)의 베어링 하중(F12)을 비교하면, 베어링 각도(θ)가 30° 전후에 있어서 베어링 하중(F1)은 동일한 외부하중(Fro)이 작용하는 경우의 비교장치(100)의 베어링 하중(F12)과 거의 같아지게 되고, 베어링 각도(θ)가 30°보다 작으면 베어링 하중(F1)은 베어링 하중(F2)보다 크고, 베어링 각도(θ)가 30°를 넘으면 베어링 하중(F1)은 베어링 하중(F2)보다 작아지게 된다. 또한 하중점의 거리(L)의 변화는, 본 예의 파동기어장치(1)의 경우에는 베어링 하중(F2)에 영향을 주고, 비교장치(100)의 경우에는 베어링 하중(F11)에 영향을 주지만, 본 예의 파동기어장치(1)에 있어서의 베어링 하중(F1), 비교장치(100)에 있어서의 베어링 하중(F12)에 대한 영향은 매우 작다.

이와 같이 본 예에 있어서의 파동기어장치(1)의 제1, 제2슬라이딩 베어링(8, 9)의 경우에는, 최대 베어링 하중인 베어링 하중(F1)을 작게 하는 데에는 베어링 각도(θ)를 크게 하면 좋다. 예를 들면 베어링 각도(θ)를 30° 정도의 값 혹은 그 이상의 값으로 설정하면, 베어링 하중(F1)을, 비교장치(100)와 같이 레이디얼 슬라이딩 베어링과 1쌍의 스러스트 슬라이딩 베어링을 구비한 파동기어장치의 경우와 동일한 정도 혹은 그 이하로 할 수 있다.

그러나 베어링 하중(F1)을 작게 하기 위하여 베어링 각도(θ)가 지나치게 커지게 되면, 슬라이딩 베어링면 등의 가공이 곤란하게 된다. 또한 슬라이딩 베어링면 사이의 간격조정에도 높은 정밀도가 필요하게 된다. 이들의 점도 고려하면, 본 예의 파동기어장치(1)에 있어서는 제1, 제2슬라이딩 베어링(8, 9)의 베어링 각도(θ)를 25°≤ θ ≤ 35°의 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다.

(실시형태2)

도3은, 본 발명을 적용한 실시형태2에 관한 파동기어장치를 나타내는 종단면도이다. 본 예의 파동기어장치(20)는, 도1에 나타내는 파동기어장치(1)의 기본구성과 동일하기 때문에, 대응하는 부위에는 동일한 부호를 사용하고, 그들에 대한 설명은 생략한다. 파동기어장치(20)는, 제1슬라이딩 베어링(8)의 대신에 제1슬라이딩 베어링(28)을 구비하고 있고, 제2슬라이딩 베어링(9)의 대신에 제2슬라이딩 베어링(29)을 구비하고 있다.

제1슬라이딩 베어링(28)은, 제1슬라이딩 베어링(8)의 제1고정측 슬라이딩 베어링면(8b), 제1회전측 슬라이딩 베어링면(8c)을 규정하고 있는 원추면에 대하여 역방향의 원추면에 의하여 규정되는 제1고정측 슬라이딩 베어링면(28b) 및 제1회전측 슬라이딩 베어링면(28c)을 구비하고 있다. 제1고정측 슬라이딩 베어링면(28b)은 제1베어링 부시(28a)의 끝면에 형성되어 있다. 마찬가지로 제2슬라이딩 베어링(29)은, 제2슬라이딩 베어링(9)의 제2고정측 슬라이딩 베어링면(9b), 제2회전측 슬라이딩 베어링면(9c)을 규정하고 있는 원추면에 대하여 역방향의 원추면에 의하여 규정되는 제2고정측 슬라이딩 베어링면(29b) 및 제2회전측 슬라이딩 베어링면(29c)을 구비하고 있다. 제2고정측 슬라이딩 베어링면(29b)은 제2베어링 부시(29a)의 끝면에 형성되어 있다. 이 경우에 있어서도 베어링 각도(θ)를 25°≤ θ ≤ 35° 범위 내의 각도로 하는 것이 바람직하고, 대략 30°로 설정하는 것이 더 바람직하다.

(실시형태3)

도4는, 본 발명을 적용한 실시형태3에 관한 파동기어장치를 나타내는 종단면도이다. 본 예의 파동기어장치(40)의 기본구성은, 도3에 나타내는 파동기어장치(20)와 동일하기 때문에, 대응하는 부위에는 동일한 부호를 붙이고, 그들에 대한 설명은 생략한다. 파동기어장치(40)는, 제2슬라이딩 베어링(29)의 대신에 롤링 베어링(49), 예를 들면 딥 그루브 볼베어링(deep groove ball bearing)을 구비하고 있다. 이와 같이 일방(一方)의 베어링을 롤링 베어링으로 하고, 타방(他方)의 베어링을 슬라이딩 베어링으로 할 수 있다. 이 경우에 있어서도 제1슬라이딩 베어링(28)의 베어링 각도(θ)를 25°≤ θ ≤ 35° 범위 내의 각도로 하는 것이 바람직하고, 대략 30°로 설정하는 것이 더 바람직하다.

Claims

강성(剛性)의 내치기어(內齒gear)와,
상기 내치기어에 맞물릴 수 있는 가요성(可撓性)의 외치기어(外齒gear)와,
상기 외치기어를 비원형(非圓形)으로 휘어지게 하여 상기 내치기어에 대하여 부분적으로 맞물리게 하고 있는 파동발생기(波動發生器)와,
상기 내치기어 및 상기 외치기어 중 일방(一方)의 기어인 제1기어가 부착되어 있는 통 모양의 유닛 하우징(unit housing)과,
상기 내치기어 및 상기 외치기어 중 타방(他方)의 기어인 제2기어가 부착되어 있는 출력부재와,
고정측 부재인 상기 유닛 하우징 및 상기 제1기어와, 회전측 부재인 상기 출력부재 및 상기 제2기어의 사이를 상대회전할 수 있도록 지지하고 있는 슬라이딩 베어링(sliding bearing)을
갖고 있고,
상기 슬라이딩 베어링은, 상기 고정측 부재에 형성되는 고정측 슬라이딩 베어링면과, 상기 회전측 부재에 형성되고 상기 고정측 슬라이딩 베어링면에 슬라이딩 접촉하는 회전측 슬라이딩 베어링면을 구비하고,
상기 고정측 슬라이딩 베어링면은, 유닛형 파동기어장치(unit型波動gear裝置)의 중심축선을 중심선으로 하는 원추면(圓錐面)에 의하여 규정되고,
상기 회전측 슬라이딩 베어링면은, 상기 고정측 슬라이딩 베어링면과는 역방향의 원추면에 의하여 규정되어 있고,
상기 중심축선을 포함하는 평면으로 절단한 절단면에 있어서, 상기 슬라이딩 베어링에 있어서의 상기 고정측 슬라이딩 베어링면 또는 회전측 슬라이딩 베어링면과, 상기 중심축선과 직교하는 직교면이 이루는 베어링 각도(θ)는,
25°≤ θ ≤ 35°인
것을 특징으로 하는 유닛형 파동기어장치.
제1항에 있어서,
상기 슬라이딩 베어링은, 상기 고정측 부재에 장착된 원환 형상의 베어링 부시(bearing bush)를 구비하고,
상기 베어링 부시에 상기 고정측 슬라이딩 베어링면이 형성되어 있는 유닛형 파동기어장치.
제1항에 있어서,
상기 슬라이딩 베어링으로서, 상기 중심축선을 따르는 방향에 있어서의 일방의 측에 위치하는 제1슬라이딩 베어링과, 타방의 측에 위치하는 제2슬라이딩 베어링을 구비하고,
상기 제1슬라이딩 베어링은, 상기 고정측 슬라이딩 베어링면으로서 제1고정측 슬라이딩 베어링면을 구비하고, 상기 회전측 슬라이딩 베어링면으로서 제1회전측 슬라이딩 베어링면을 구비하고,
상기 제2슬라이딩 베어링은, 상기 고정측 슬라이딩 베어링면으로서 상기 제1고정측 슬라이딩 베어링면과는 역방향의 제2고정측 슬라이딩 베어링면을 구비하고, 상기 회전측 슬라이딩 베어링면으로서 상기 제1회전측 슬라이딩 베어링면과는 역방향의 제2회전측 슬라이딩 베어링면을 구비하고 있는
유닛형 파동기어장치.
제3항에 있어서,
상기 제1슬라이딩 베어링은, 상기 고정측 부재에 장착된 원환 형상의 제1베어링 부시를 구비하고,
상기 제1베어링 부시에 상기 제1고정측 슬라이딩 베어링면이 형성되어 있고,
상기 제2슬라이딩 베어링은, 상기 고정측 부재에 장착된 원환 형상의 제2베어링 부시를 구비하고,
상기 제2베어링 부시에 상기 제2고정측 슬라이딩 베어링면이 형성되어 있는
유닛형 파동기어장치.
강성의 내치기어와,
상기 내치기어에 맞물릴 수 있는 가요성의 외치기어와,
상기 외치기어를 비원형으로 휘어지게 하여 상기 내치기어에 대하여 부분적으로 맞물리게 하고 있는 파동발생기와,
상기 내치기어 및 상기 외치기어 중 일방의 기어인 제1기어가 부착되어 있는 통 모양의 유닛 하우징과,
상기 내치기어 및 상기 외치기어 중 타방의 기어인 제2기어가 부착되어 있는 출력부재와,
고정측 부재인 상기 유닛 하우징 및 상기 제1기어와, 회전측 부재인 상기 출력부재 및 상기 제2기어의 사이를 상대회전할 수 있도록 지지하고 있는 슬라이딩 베어링과,
상기 고정측 부재와 상기 회전측 부재의 사이를 상대회전할 수 있도록 지지하고 있는 롤링 베어링(rolling bearing)을
갖고 있고,
상기 중심축선을 따르는 방향에 있어서의 일방의 측에 상기 슬라이딩 베어링이 배치되고, 타방의 측에 상기 롤링 베어링이 배치되어 있고,
상기 슬라이딩 베어링은, 상기 고정측 부재에 형성되는 고정측 슬라이딩 베어링면과, 상기 회전측 부재에 형성되고 상기 고정측 슬라이딩 베어링면에 슬라이딩 접촉하는 회전측 슬라이딩 베어링면을 구비하고,
상기 고정측 슬라이딩 베어링면은, 유닛형 파동기어장치의 중심축선을 중심선으로 하는 원추면에 의하여 규정되고,
상기 회전측 슬라이딩 베어링면은, 상기 고정측 슬라이딩 베어링면과는 역방향의 원추면에 의하여 규정되어 있는
것을 특징으로 하는 유닛형 파동기어장치.
제1항에 있어서,
상기 내치기어에 대하여 동축(同軸)으로 병렬배치되고, 상기 출력부재와 일체로 회전하는 원환 모양의 회전측 내치기어를 구비하고,
상기 내치기어는 상기 유닛 하우징과 일체로 회전하는 상기 제1기어이고, 상기 외치기어는 상기 제2기어이고,
상기 외치기어는, 상기 내치기어 및 상기 회전측 내치기어의 내측에 동축으로 배치되고, 상기 파동발생기에 의하여 비원형으로 휘어져서 상기 내치기어 및 상기 회전측 내치기어의 각각에 맞물려 있고,
상기 파동발생기의 회전에 따라 상기 내치기어와 상기 외치기어 사이에 상대회전이 발생하도록 상기 내치기어와 상기 외치기어는 톱니의 수가 상이하고,
상기 파동발생기의 회전에 따라 상기 회전측 내치기어와 일체로 회전하도록 상기 외치기어는 상기 회전측 내치기어와 동일한 톱니의 수를 구비하고 있는
유닛형 파동기어장치.