KR20150005944A - 파동 기어 장치의 파동 발생기 - Google Patents

파동 기어 장치의 파동 발생기 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 파동 기어 장치(1)의 파동 발생기(3)는, 강성 플러그(11)와, 그 플러그 외주면(12)에 장착된 니들 롤러 베어링(13)을 가지고 있다. 플러그 외주면(12)은, 니들 롤러 베어링(13)의 축선 방향으로 이동하려고 하는 리테이너(35)에 걸림결합하여, 그 축선 방향의 이동을 규제하는 리테이너 걸림결합부를 구비하고 있다. 리테이너(35)는, 축선 방향으로 이동하려고 하는 외륜(32)에 걸림결합하여, 그 축선 방향의 이동을 규제하는 외륜 걸림결합부를 구비하고 있다. 리테이너(35), 외륜(32)의 이동을, 별도의 부재를 이용하지 않고도 규제할 수가 있다. 외륜의 이동을 규제할 수 있는 간단한 구조의 롤러 베어링을 구비한 파동 기어 장치의 파동 발생기를 실현할 수가 있다.

Description

파동 기어 장치의 파동 발생기{WAVE GENERATOR OF STRAIN WAVE GEARING}
본 발명은 파동 기어 장치의 파동 발생기에 관한 것으로서, 특히, 롤러 베어링(roller bearing)을 구비한 파동 발생기에 관한 것이다.
파동 기어 장치로서, 플랫(flat)형 파동 기어 장치가 알려져 있다. 플랫형 파동 기어 장치에서는, 톱니 수(齒數)가 다른 2개의 강성 내치(剛性內齒) 기어의 내측에, 쌍방의 강성 내치 기어에 맞물릴 수 있는 원통형의 가요성 외치(可撓性外齒) 기어가 배치된다. 가요성 외치 기어의 내측에는 파동 발생기가 배치된다. 가요성 외치 기어는, 파동 발생기에 의해 타원형상으로 휘어, 쌍방의 강성 내치 기어에 맞물려 있다.
플랫형 파동 기어 장치는, 그 중심부를 장치 축선 방향으로 관통하는 중공부(中空部)를 구비한 중공형 파동 기어 장치로서 이용되는 경우가 있다. 이러한 중공형 파동 기어 장치에는, 중심 관통 구멍이 형성된 강성 플러그를 구비한 중공형의 파동 발생기가 이용된다. 장치의 외부지름 치수를 증가시키는 일 없이 중공부의 내부지름 치수를 크게 하기 위해서는, 강성 플러그에 큰 내부지름의 중공 관통 구멍을 형성할 필요가 있다. 이를 위해서는, 볼 베어링에 비해 반경 방향의 두께가 얇은 롤러 베어링, 특히, 니들 롤러 베어링(needle roller bearing)을 파동 발생기에 이용하는 것이 바람직하다. 특허 문헌 1에는, 롤러 베어링을 이용한 파동 발생기를 구비한 플랫형 파동 기어 장치가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 공보 제2009－299780호
여기서, 파동 발생기에 롤러 베어링을 사용하는 경우에는, 일반적인 볼 베어링에 있어서의 내외륜(內外輪)의 궤도 홈에 해당되는 부분이 존재하지 않는다. 즉, 롤러 베어링의 내륜 궤도면 및 외륜 궤도면은 중심 축선 방향을 따라 보았을 경우에 평탄한 면이다. 이러한 궤도면의 사이에 장착된 롤러, 혹은 롤러를 유지하고 있는 리테이너(retainer)가, 그 중심 축선 방향으로 이동하지 않도록 구속할 필요가 있다. 또, 내륜은 강성 플러그의 외주면에 끼움 결합되어 있으므로, 그 중심 축선 방향으로는 이동하지 않지만, 외륜을, 중심 축선 방향으로 이동하지 않도록, 구속할 필요가 있다. 이 때문에, 강성 플러그에는, 롤러 베어링을 양측으로부터 사이에 끼우는 상태로, 스러스트 와셔(thrust washer) 등의 규제 부재를 부착하여, 롤러 혹은 리테이너와, 외륜의 이동을 규제할 필요가 있다.
본 발명의 과제는, 규제 부재를 설치하지 않고도, 롤러를 유지한 리테이너 및 외륜의 이동을 규제할 수 있는 파동 기어 장치의 파동 발생기를 제안하는 데에 있다.
또, 본 발명의 과제는, 이러한 파동 발생기를 구비한 중공형 파동 기어 장치를 제안하는 데에 있다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 가요성 외치 기어를 타원형상으로 휘게 하여 강성 내치 기어에 부분적으로 맞물리게 하는 동시에, 양 기어의 맞물림 위치를 원주 방향으로 이동시키는 파동 기어 장치의 파동 발생기로서,
강성 플러그와, 상기 강성 플러그의 타원형상의 플러그 외주면에 장착된 롤러 베어링을 가지며,
상기 롤러 베어링은, 상기 플러그 외주면에 형성된 타원형상의 내륜 궤도면과, 반경 방향으로 휠 수 있는 외륜과, 상기 외륜의 내주면에 형성된 외륜 궤도면과, 상기 내륜 궤도면 및 상기 외륜 궤도면의 사이에 전동(轉動) 가능한 상태로 장착된 복수개의 롤러와, 상기 롤러의 각각이 소정의 간격으로 전동 가능한 상태로 유지되어 있는 포켓을 갖는 원통형의 리테이너를 구비하고,
상기 플러그 외주면은, 상기 롤러 베어링의 축선 방향으로 이동하려고 하는 상기 리테이너에 걸림결합하여 상기 리테이너의 상기 축선 방향의 이동을 규제하는 리테이너 걸림결합부를 구비하고,
상기 리테이너는, 상기 축선 방향으로 이동하려고 하는 상기 외륜에 걸림결합하여 상기 외륜의 상기 중심 축선 방향의 이동을 규제하는 외륜 걸림결합부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 파동 기어 장치의 파동 발생기는 롤러 베어링을 구비하고, 롤러 베어링의 내륜 궤도면을 강성 플러그의 타원형상의 플러그 외주면에 직접 형성하여 내륜이 생략되어 있다. 따라서, 롤러 베어링의 반경 방향의 두께를 얇게 할 수 있어, 동일 지름의 파동 발생기에, 종래에 비해 큰 내부지름의 중공 관통 구멍을 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 파동 발생기는, 내부지름이 큰 중공부를 구비한 중공형 파동 기어 장치의 파동 발생기로서 이용하는데에 적합하다.
또, 본 발명의 파동 발생기에서는, 플러그 외주면에 리테이너 걸림결합부를 설치하여, 리테이너가 중심 축선 방향으로 이동하지 않도록 규제하고 있다. 마찬가지로, 리테이너에 외륜 걸림결합부를 설치하여, 외륜이 중심 축선 방향으로 이동하지 않도록 규제하고 있다. 즉, 리테이너를 통해, 외륜이, 강성 플러그에 대해 중심 축선 방향으로 이동하지 않도록 규제하고 있다. 따라서, 롤러를 유지한 리테이너 및 외륜의 이동을 규제하기 위한 규제 부재를 별도로 설치할 필요가 없다.
따라서, 본 발명의 파동 발생기에서는, 그 롤러 베어링의 내륜이 생략되며, 리테이너 및 외륜의 이동을 규제하기 위한 규제 부재가 불필요하기 때문에, 그 구조의 간소화, 경량화 및 구성부품 수의 삭감을 도모할 수가 있다.
파동 발생기의 롤러 베어링은, 고속 회전하는 강성 플러그와 감속 회전하는 가요성 외치 기어의 사이에 장착된다. 고속 회전하는 강성 플러그에 부착한 규제 부재를 이용하는 경우에는, 규제 부재와 외륜간의 회전 속도 차가 크기 때문에, 이들 부재의 맞닿음 부분이 마모되기 쉽다. 본 발명에서는, 강성 플러그(내륜)에 비해 회전 속도가 느린 리테이너에 의해 외륜의 이동을 규제하고 있다. 따라서, 이들 사이의 회전 속도 차가 작기 때문에, 이들의 맞닿음 부분에 발생하는 마모를 억제할 수가 있다.
본 발명의 파동 발생기에서는, 리테이너 걸림결합부 및 외륜 걸림결합부가 다음과 같이 구성되어 있다. 즉, 본 발명의 파동 발생기에 있어서,
상기 플러그 외주면에는, 상기 내륜 궤도면의 양측의 부분에, 상기 내륜 궤도면보다 소지름(小徑)인 제 1, 제 2 소지름 외주면 부분이 형성되고,
상기 내륜 궤도면과 상기 제 1 소지름 외주면 부분의 사이에는, 상기 중심 축선 방향의 일방(一方)을 향하는 제 1 원환(圓環) 형상 단차면이 형성되고, 상기 내륜 궤도면과 상기 제 2 소지름 외주면 부분의 사이에는, 상기 중심 축선 방향의 타방(他方)을 향하는 제 2 원환 형상 단차면이 형성되며,
상기 리테이너는, 상기 포켓이 소정의 간격으로 둘레방향으로 형성되어 있는 원통부와, 상기 원통부의 양단부로부터 반경 방향 내측으로 돌출되어 있는 제 1, 제 2 원환 형상 내측 돌출부(突部, protrusions)와, 상기 원통부의 상기 양단부로부터 반경 방향 외측으로 돌출되어 있는 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부를 구비하고,
상기 제 1, 제 2 원환 형상 내측 돌출부의 사이에 상기 내륜 궤도면이 위치하며,
상기 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부의 사이에 상기 외륜이 위치하고,
상기 리테이너 걸림결합부는, 상기 제 1, 제 2 원환 형상 단차면이며,
상기 외륜 걸림결합부는, 상기 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부이다.
본 발명의 파동 발생기에 있어서, 리테이너 걸림결합부 및 외륜 걸림결합부를 다음과 같이 구성할 수가 있다. 즉,
상기 플러그 외주면에는, 그 둘레방향으로 연장되는 일정 폭 및 일정 깊이의 내륜 궤도 홈이 형성되고,
상기 내륜 궤도 홈의 홈 바닥면에는 상기 내륜 궤도면이 형성되며,
상기 리테이너는, 상기 포켓이 소정의 간격으로 둘레방향으로 형성되어 있는 원통부와, 상기 원통부의 양단부로부터 반경 방향 외측으로 돌출되어 있는 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부를 구비하고,
상기 리테이너는 상기 내륜 궤도 홈 내에 위치하며, 상기 외륜은 상기 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부의 사이에 위치하고,
상기 리테이너 걸림결합부는, 상기 내륜 궤도 홈의 양측의 홈 측면이며,
상기 외륜 걸림결합부는, 상기 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부이다.
다음으로, 본 발명의 중공형 파동 기어 장치는,
강성 내치 기어와,
상기 강성 내치 기어의 내측에 배치되며, 상기 강성 내치 기어에 맞물림 가능한 가요성 외치 기어와,
상기 가요성 외치 기어의 내측에 배치되며, 상기 가요성 외치 기어를 타원형상으로 휘게 하여 상기 강성 내치 기어에 부분적으로 맞물리게 하는 동시에, 이들 양 기어의 맞물림 위치를 원주 방향으로 이동시키는 파동 발생기와,
중공축으로 이루어지는 회전 입력축
을 가지며,
상기 파동 발생기는, 상기 구성의 파동 발생기이며,
상기 파동 발생기의 상기 강성 플러그는, 상기 회전 입력축의 외주면에 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 중공형 파동 기어 장치에 내장되어 있는 파동 발생기는, 구성 부품 수가 적고, 반경 방향의 두께가 얇다. 따라서, 큰 내부지름의 중공부를 구비한 중공형 파동 기어 장치를 실현할 수가 있다.
여기서, 본 발명의 중공형 파동 기어 장치를, 강성 내치 기어로서, 장치 축선 방향으로 배치된 톱니 수가 다른 제 1 내치 기어 및 제 2 내치 기어를 구비하고, 가요성 외치 기어는, 반경 방향으로 휠 수 있는 원통체와, 원통체의 외주면에 형성된 외치를 구비한 플랫형 파동 기어 장치로 할 수가 있다.
도 1은 본 발명을 적용한 중공형 파동 기어 장치를 나타내는 종단면도이다.
도 2는 도 1의 파동 발생기를 포함하는 부분을 취출(取出)하여 나타내는 부분 단면도이다.
도 3은 도 1의 파동 발생기의 롤러 베어링의 리테이너를 나타내는 부분 사시도이다.
도 4는 도 3의 리테이너 대신에 사용 가능한 조립식의 리테이너를 나타내는 부분 사시도 및 설명도이다.
도 5는 본 발명을 적용한 복수 열(列)의 롤러 베어링의 리테이너를 나타내는 설명도이다.
도 6은 본 발명을 적용한 파동 발생기의 다른 예를 나타내는 부분 단면도이다.
이하에, 도면을 참조하여, 본 발명을 적용한 파동 발생기가 설치된 중공형 파동 기어 장치의 실시 형태를 설명한다.
(전체 구성)
도 1은 본 실시형태에 관한 중공형 파동 기어 장치를 나타내는 종단면도이다. 중공형 파동 기어 장치(1)는, 중공 입력축(2)과, 중공 입력축(2)과 일체로 회전하는 파동 발생기(3)와, 가요성 외치 기어(4)와, 제 1 강성 내치 기어(5) 및 제 2 강성 내치 기어(6)와, 원환(圓環) 형상의 출력 플랜지(7)를 구비하고 있다. 중공 입력축(2)의 원형 단면의 중공부(2a)는, 중공형 파동 기어 장치(1)를 장치 축선(1a) 방향으로 관통하여 연장되어 있다.
중공 입력축(2)은, 볼 베어링(8)을 통해, 제 1 강성 내치 기어(5)에 의해 회전 가능한 상태로 지지되어 있다. 제 2 강성 내치 기어(6)는, 크로스 롤러 베어링(9)을 통해, 제 1 강성 내치 기어(5)에 의해 회전 가능한 상태로 지지되어 있다. 파동 기어 장치(1)에 있어서, 그 축선(1a)의 방향에 있어서의 출력 플랜지(7)측을 회전 출력측이라 부르고, 반대측을 회전 입력측이라 부른다.
중공 입력축(2)의 회전 입력측의 축 단부(2b)에는, 커플링 등을 통해, 모터의 출력축(도시 생략)이 고정된다. 중공 입력축(2)에 있어서의 축선 방향의 중간 정도(midway)의 외주 부분에, 파동 발생기(3)가 배치되어 있다. 파동 발생기(3)는, 중공 입력축(2)의 외주면 부분에 일체로 형성된 강성 플러그(11)와, 상기 강성 플러그(11)의 타원형상의 플러그 외주면(12)에 장착된 니들 롤러 베어링(13)을 구비하고 있다.
파동 발생기(3)의 외주 측에는 원통형의 가요성 외치 기어(4)가 배치되어 있다. 가요성 외치 기어(4)는, 반경 방향으로 휠 수 있는 원통체(4a)와, 상기 원통체(4a)의 외주면에 형성된 외치(4b)를 구비하고 있다. 가요성 외치 기어(4)의 외주 측에는, 장치 축선(1a) 방향으로, 제 1 강성 내치 기어(5) 및 제 2 강성 내치 기어(6)가 동축 상태로 인접 배치되어 있다. 제 1 강성 내치 기어(5)는 회전 입력 측에 배치되고, 제 2 강성 내치 기어(6)는 회전 출력 측에 배치되어 있다. 가요성 외치 기어(4)는 파동 발생기(3)에 의해 타원형상으로 휘어져 있다. 타원형상으로 휘어진 가요성 외치 기어(4)의 장축(長軸) 양단의 외치(4b)가, 제 1, 제 2 강성 내치 기어(5, 6)의 제 1 내치(5a) 및 제 2 내치(6a)에 각각 맞물려 있다.
제 1 강성 내치 기어(5)에는, 그 외주측의 부분이, 회전 입력측 및 회전 출력측에 각각 원환 형상으로 돌출되어, 입력측 원환(圓環)부(5b) 및 출력측 원환부(5c)가 형성되어 있다. 입력측 원환부(5b)와, 중공 입력축(2)에 있어서의 강성 플러그(11)보다 회전 입력측인 원형 외주면 부분과의 사이에, 볼 베어링(8)이 장착되어 있다.
제 1 강성 내치 기어(5)의 출력측 원환부(5c)에 있어서의 원환 형상 단면(端面)에는, 동축(同軸)으로, 크로스 롤러 베어링(9)의 외륜(9a)이 체결 고정되어 있다. 외륜(9a)의 내측에는, 제 1 강성 내치 기어(5)가 일체로 형성된 원환 형상의 내륜(9b)이 배치되어 있다. 이들 외륜(9a) 및 내륜(9b)의 사이에는 직사각형 단면의 원환 형상의 궤도가 형성되어 있다. 상기 궤도 내에, 롤러(9c)가 회전 가능한 상태로 장착되어 있다. 내륜(9b)에는, 회전 출력 측에 원환 형상으로 돌출된 출력 플랜지(7)가 일체로 형성되어 있다. 출력 플랜지(7)에는, 부하측의 부재(도시 생략)가 체결 고정된다.
중공형 파동 기어 장치(1)에는, 그 회전 출력측으로부터 원통형 커버(21)가 부착되어 있다. 원통형 커버(21)는, 크로스 롤러 베어링(9)의 외륜(9a) 및 제 1 강성 내치 기어(5)를 덮고 있다. 원통형 커버(21)의 회전 출력측의 단부의 내측에는 오일 시일(22)이 장착되어, 크로스 롤러 베어링(9)의 회전 출력측의 단면을 시일하고 있다. 제 1 강성 내치 기어(5)의 입력측 원환부(5b)의 회전 입력측의 단면에는, 원환 형상의 외륜 스토퍼(outer ring stopper; 23)가 체결 고정되고, 중공 입력축(2)의 축단부의 외주부에는 원환 형상의 내륜 스토퍼(24)가 고정되어 있다.
이러한 구성의 중공형 파동 기어 장치(1)에 있어서, 제 1 강성 내치 기어(5)의 톱니 수는, 제 2 강성 내치 기어(6)의 톱니 수보다 2n개 많다(n은 양의 정수). 일반적으로는 2개 많다. 제 2 강성 내치 기어(6)의 톱니 수와 가요성 외치 기어(4)의 톱니 수는 동일하다. 제 1 강성 내치 기어(5)는 회전하지 않도록 고정측의 부재(도시 생략)에 고정된다. 모터 등에 의해 파동 발생기(3)를 고속 회전하면, 외치(4b)와 제 1, 제 2 내치(5a, 6a)간의 맞물림 위치가 원주 방향으로 이동한다. 그 결과, 제 1 강성 내치 기어(5)와 가요성 외치 기어(4)의 톱니 수 차에 따라 감속된 회전 속도로 가요성 외치 기어(4)가 회전한다. 가요성 외치 기어(4)와 동일한 톱니 수의 제 2 강성 내치 기어(6)는 상기 가요성 외치 기어(4)와 일체로 회전한다. 따라서, 제 2 강성 내치 기어(6)가 일체로 형성되어 있는 출력 플랜지(7)로부터, 감속 회전이 부하측의 부재에 출력된다.
(파동 발생기)
도 2는 도 1의 파동 발생기를 포함하는 부분을 취출하여 나타내는 부분 단면도이다. 도 3은 파동 발생기(3)의 니들 롤러 베어링의 리테이너를 나타내는 부분 사시도이다. 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 파동 발생기(3)는, 강성 플러그(11)와, 강성 플러그(11)의 타원형상의 플러그 외주면(12)에 장착된 니들 롤러 베어링(13)을 구비하고 있다. 니들 롤러 베어링(13)은, 타원형상의 플러그 외주면(12)에 형성된 타원형상의 내륜 궤도면(31)과, 반경 방향으로 휠 수 있는 원통형의 외륜(32)과, 외륜(32)의 내주면에 형성된 외륜 궤도면(33)과, 내륜 궤도면(31) 및 외륜 궤도면(33)의 사이에 장착된 복수개의 니들 롤러(34)를 구비하고 있다. 니들 롤러(34)는, 반경 방향으로 휠 수 있는 원통형의 리테이너(35)에 의해, 둘레방향으로 일정한 간격으로, 전동 가능한 상태로 유지되어 있다.
강성 플러그(11)의 플러그 외주면(12)에는, 장치 축선(1a) 방향(니들 롤러 베어링의 중심 축선 방향)으로 이동하려고 하는 리테이너(35)에 걸림결합하여, 상기 리테이너(35)의 장치 축선(1a) 방향으로의 이동을 규제하는 리테이너 걸림결합부가 형성되어 있다. 또, 리테이너(35)에는, 장치 축선(1a) 방향으로 이동하려고 하는 외륜(32)에 걸림결합하여 상기 외륜(32)의 장치 축선(1a) 방향으로의 이동을 규제하는 외륜 걸림결합부가 형성되어 있다. 이들 리테이너 걸림결합부 및 외륜 걸림결합부의 구조를 이하에 설명한다.
우선, 플러그 외주면(12)에는, 내륜 궤도면(31)의 양측의 부분에, 상기 내륜 궤도면(31)보다 한 치수 작은(slightly smaller) 타원형상의 제 1 소지름 외주면 부분(41) 및 제 2 소지름 외주면 부분(42)이 형성되어 있다. 내륜 궤도면(31)과 제 1 소지름 외주면 부분(41)의 사이에는, 회전 출력측을 향하는(축선(1a)의 방향의 일방을 향함) 제 1 원환 형상 단차면(43)이 형성되어 있다. 내륜 궤도면(31)과 제 2 소지름 외주면 부분(42)의 사이에는, 회전 입력측을 향하는(축선(1a)의 방향의 타방을 향함) 제 2 원환 형상 단차면(44)이 형성되어 있다.
리테이너(35)는, 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 니들 롤러(34)를 전동 가능 상태로 유지하는 포켓(51)이 일정한 간격으로 둘레방향으로 형성되어 있는 일정 폭의 원통부(52)와, 상기 원통부(52)의 양단부로부터 반경 방향 내측으로 돌출되어 있는 제 1, 제 2 원환 형상 내측 돌출부(53a, 54a)와, 원통부(52)의 양단부로부터 반경 방향 외측으로 돌출되어 있는 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부(53b, 54b)를 구비하고 있다. 즉, 편평한 H형의 단면 형상을 하고 있다.
이러한 형상의 리테이너(35)에 있어서의 제 1, 제 2 원환 형상 내측 돌출부(53a, 54a)의 사이에 내륜 궤도면(31)이 위치하도록, 강성 플러그(11)의 외주에 리테이너(35)가 배치되며, 리테이너(35)의 각 포켓(51)에 유지된 니들 롤러(34)가 내륜 궤도면(31)에 맞닿아 있다. 리테이너(35)에 있어서의 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부(53b, 54b)의 사이에 외륜(32)이 위치하도록, 리테이너(35)의 외주에 외륜이 배치되며, 각 포켓(51)에 유지된 니들 롤러(34)가 외륜(32)의 외륜 궤도면(33)에 맞닿아 있다.
리테이너(35)가 장치 축선(1a) 방향으로 이동하려고 하면, 그 양측의 제 1, 제 2 원환 형상 내측 돌기(53a, 54a)의 일방(一方)이, 플러그 외주면(12)에 형성된 제 1, 제 2 원환 형상 단차면(43, 44)의 일방에 맞닿는다. 따라서, 플러그 외주면(12)의 제 1, 제 2 원환 형상 단차면(43, 44)은, 리테이너 걸림결합부로서 기능하며, 리테이너(35)가 장치 축선(1a) 방향으로 이동하지 않도록 규제한다.
외륜(32)이 장치 축선(1a) 방향으로 이동하려고 하면, 상기 외륜(32)이 리테이너(35)의 양측의 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부(53b, 54b)의 일방에 맞닿는다. 따라서, 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부(53b, 54b)는, 외륜 걸림결합부로서 기능하며, 외륜(32)이 축선(1a) 방향으로 이동하지 않도록 규제한다. 리테이너(35)는 상기와 같이 강성 플러그(11)에 의해 장치 축선(1a) 방향으로 이동하지 않도록 규제되어 있으므로, 외륜(32)은, 리테이너(35)를 통해, 강성 플러그(11)에 의해 축선(1a) 방향으로 이동하지 않도록 규제되어 있다.
(리테이너의 다른 예)
도 4(a) 및 4(b)는 리테이너(35)의 다른 예를 나타내는 부분 사시도 및 설명도이다. 이들 도면에 나타내는 리테이너(60)는, 원환 형상의 리테이너 본체부(61)와, 원환 형상 리브(rib; 62)를 구비하고, 원환 형상 리브(62)가 리테이너 본체부(61)에 대해 탈부착 가능하게 되어 있다. 리테이너 본체부(61)에 있어서, 원환 형상 리브(63)의 내측의 원환 형상 측면으로부터는, 일정한 간격으로 연결판(64)이 평행하게 돌출되어 있다. 각 연결판(64)의 선단에 형성된 연결용 오목부(65)는, 타방의 원환 형상 리브(62)에 형성된 삽입 구멍(insertion holes; 66)의 내부에 형성된 연결축(67)에 대해 탈부착 가능하게 되어 있다. 리테이너 본체부(61)에 원환 형상 리브(62)를 연결하면, 둘레방향으로 일정한 간격으로, 니들 롤러 유지용의 포켓(68)이 형성된 리테이너(60)가 얻어진다.
이러한 구성의 조립식의 리테이너(60)에 있어서, 좌우의 원환 형상 리브(63, 62)의 반경 방향 내측으로 돌출되어 있는 원환 형상 내측 돌출부(63a, 62a)가, 강성 플러그(11)의 제 1, 제 2 원환 형상 단차면(43, 44)에 맞닿을 수 있는 부분이다. 또, 외륜(32)은, 리테이너(60)의 좌우의 원환 형상 리브(63, 62)에 있어서의 반경 방향 외측으로 돌출되어 있는 원환 형상 외측 돌출부(63b, 62b)에 맞닿을 수 있다.
다음으로, 도 1, 도 2에 나타내는 니들 롤러 베어링(13)을, 복수 열(列)의 니들 롤러 베어링으로 할 수가 있다. 이 경우에는, 제 1 강성 내치 기어(5)와 가요성 외치 기어(4)의 맞물림 위치 및 제 2 강성 내치 기어(6)와 가요성 외치 기어(4)의 맞물림 위치에 대응시켜, 2열로, 니들 롤러(34)를 배치하면 된다.
도 5는, 이러한 경우에 이용하는 2열용의 리테이너의 예를 나타내는 부분 사시도이다. 리테이너(70)는, 원통체(71)와, 그 양단부에 형성된 직사각형 단면의 원환 형상 리브(72, 73)를 구비하고 있다. 원통체(71)의 폭 방향의 중앙에는, 둘레방향으로 연장되는 원환 형상 리브(74)가 형성되어 있다. 원환 형상 리브(74)의 양측에는, 둘레방향으로 일정한 간격으로, 각각 니들 롤러 유지용의 제 1, 제 2 포켓(75a, 75b)이 형성되어 있다.
이러한 구성의 리테이너(70)에 있어서, 좌우의 원환 형상 리브(72, 73)의 반경 방향 내측으로 돌출되어 있는 원환 형상 내측 돌출부(72a, 73a)가, 강성 플러그(11)의 제 1, 제 2 원환 형상 단차면(43, 44)에 맞닿을 수 있는 부분이다. 또, 외륜(32)은, 리테이너(70)의 좌우의 원환 형상 리브(72, 73)에 있어서의 반경 방향 외측으로 돌출되어 있는 원환 형상 외측 돌출부(72b, 73b)에 맞닿을 수 있다.
다음으로, 도 6은 파동 발생기(3)의 다른 예를 나타내는 부분 단면도이다. 도 6에 있어서, 도 1, 2에 있어서의 대응 부위에는 동일한 부호를 사용하고, 그 설명은 생략한다. 본 예의 파동 발생기(80)는, 중공 입력축(2)에 일체로 형성된 강성 플러그(81)와, 상기 강성 플러그(81)의 타원 형상의 플러그 외주면(82)에 장착된 니들 롤러 베어링(83)을 구비하고 있다. 니들 롤러 베어링(83)은, 플러그 외주면(82)에 형성된 내륜 궤도면(84)과, 반경 방향으로 휠 수 있는 원환 형상의 외륜(85)과, 이들의 사이에 전동 가능 상태로 장착되어 있는 니들 롤러(86)와, 각 니들 롤러(86)를 유지하고 있는 리테이너(90)를 구비하고 있다.
본 예의 파동 발생기(80)에서는, 리테이너 걸림결합부 및 외륜 걸림결합부가 다음과 같이 구성되어 있다. 우선, 플러그 외주면(82)에는, 그 둘레방향으로 연장되는 일정 폭 및 일정 깊이의 내륜 궤도 홈(87)이 형성되어 있다. 내륜 궤도 홈(87)의 홈 바닥면에 타원 형상의 내륜 궤도면(84)이 형성되어 있다.
리테이너(90)는, 포켓(91)이 소정의 간격으로 둘레방향으로 형성되어 있는 원통부(92)와, 상기 원통부(92)의 양단부로부터 반경 방향 외측으로 돌출되어 있는 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부(93, 94)를 구비하고 있다. 리테이너(90)는 내륜 궤도 홈(87) 내에 배치되고, 외륜(85)은 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부(93, 94)의 사이에 배치되어 있다.
리테이너(90)가 축선(1a) 방향으로 이동하면, 그 양단면이 내륜 궤도 홈(87)의 양측의 홈 측면(88, 89)에 맞닿아, 상기 리테이너(90)의 이동이 규제된다. 따라서, 홈 측면(88, 89)이 리테이너 걸림결합부로서 기능한다. 또, 외륜(85)이 축선(1a) 방향으로 이동하면, 그 양단면이 리테이너(90)의 양측의 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부(93, 94)에 맞닿는다. 따라서, 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부(93, 94)가 외륜 걸림결합부로서 기능한다.
(그 밖의 실시 형태)
또한, 상기의 예는, 본 발명을 플랫형 파동 기어 장치의 파동 발생기에 적용한 것이다. 본 발명은, 컵형 파동 기어 장치 혹은 실크 햇(silk-hat)형 파동 기어 장치의 파동 발생기에 대해서도 마찬가지로 적용 가능하다.

Claims (5)

  1. 가요성 외치(外齒) 기어를 타원형상으로 휘게 하여 강성 내치(內齒) 기어에 부분적으로 맞물리게 하는 동시에, 양 기어의 맞물림 위치를 원주 방향으로 이동시키는 파동 기어 장치의 파동 발생기로서,
    강성 플러그와, 상기 강성 플러그의 타원형상의 플러그 외주면에 장착된 롤러 베어링(roller bearing)을 가지며,
    상기 롤러 베어링은, 상기 플러그 외주면에 형성된 타원형상의 내륜(內輪) 궤도면과, 반경 방향으로 휠 수 있는 외륜(外輪)과, 상기 외륜의 내주면에 형성된 외륜 궤도면과, 상기 내륜 궤도면 및 상기 외륜 궤도면의 사이에 전동(轉動) 가능한 상태로 장착된 복수개의 롤러와, 상기 롤러의 각각이 소정의 간격으로 전동 가능한 상태로 유지되어 있는 포켓을 갖는 원통형의 리테이너를 구비하고,
    상기 플러그 외주면은, 상기 롤러 베어링의 축선 방향으로 이동하려고 하는 상기 리테이너에 걸림결합하여 상기 리테이너의 상기 축선 방향으로의 이동을 규제하는 리테이너 걸림결합부를 구비하며,
    상기 리테이너는, 상기 축선 방향으로 이동하려고 하는 상기 외륜에 걸림결합하여 상기 외륜의 상기 축선 방향으로의 이동을 규제하는 외륜 걸림결합부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파동 기어 장치의 파동 발생기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 플러그 외주면에는, 상기 내륜 궤도면의 양측의 부분에, 상기 내륜 궤도면보다 소지름(小徑)인 제 1, 제 2 소지름 외주면 부분이 형성되며,
    상기 내륜 궤도면과 상기 제 1 소지름 외주면 부분의 사이에는, 상기 중심 축선 방향의 일방(一方)을 향하는 제 1 원환(圓環) 형상 단차면이 형성되고, 상기 내륜 궤도면과 상기 제 2 소지름 외주면 부분의 사이에는, 상기 중심 축선 방향의 타방(他方)을 향하는 제 2 원환 형상 단차면이 형성되며,
    상기 리테이너는, 상기 포켓이 소정의 간격으로 둘레방향으로 형성되어 있는 원통부와, 상기 원통부의 양단부로부터 반경 방향 내측으로 돌출되어 있는 제 1, 제 2 원환 형상 내측 돌출부와, 상기 원통부의 상기 양단부로부터 반경 방향 외측으로 돌출되어 있는 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부를 구비하고,
    상기 제 1, 제 2 원환 형상 내측 돌출부의 사이에 상기 내륜 궤도면이 위치하며,
    상기 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부의 사이에 상기 외륜이 위치하고,
    상기 리테이너 걸림결합부는, 상기 제 1, 제 2 원환 형상 단차면이며,
    상기 외륜 걸림결합부는, 상기 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부인 파동 기어 장치의 파동 발생기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 플러그 외주면은, 그 둘레방향으로 연장되는 일정 폭 및 일정 깊이의 내륜 궤도 홈을 구비하고,
    상기 내륜 궤도 홈의 홈 바닥면에 상기 내륜 궤도면이 형성되며,
    상기 리테이너는, 상기 포켓이 소정의 간격으로 둘레방향으로 형성되어 있는 원통부와, 상기 원통부의 양단부로부터 반경 방향 외측으로 돌출되어 있는 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부를 구비하고,
    상기 리테이너는 상기 내륜 궤도 홈 내에 위치하며, 상기 외륜은 상기 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부의 사이에 위치하고,
    상기 리테이너 걸림결합부는, 상기 내륜 궤도 홈의 양측의 홈 측면이며,
    상기 외륜 걸림결합부는, 상기 제 1, 제 2 원환 형상 외측 돌출부인 파동 기어 장치의 파동 발생기.
  4. 강성 내치 기어와,
    상기 강성 내치 기어의 내측에 배치되며, 상기 강성 내치 기어에 맞물림 가능한 가요성 외치 기어와,
    상기 가요성 외치 기어의 내측에 배치되며, 상기 가요성 외치 기어를 타원형상으로 휘게 하여 상기 강성 내치 기어에 부분적으로 맞물리게 하는 동시에, 이들 양 기어의 맞물림 위치를 원주 방향으로 이동시키는 파동 발생기와,
    중공축으로 이루어지는 회전 입력축
    을 가지며,
    상기 파동 발생기는, 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 파동 발생기이고,
    상기 파동 발생기의 상기 강성 플러그는, 상기 회전 입력축의 외주면에 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공형 파동 기어 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 강성 내치 기어로서, 장치 축선 방향으로 배치된 톱니 수가 다른 제 1 내치 기어 및 제 2 내치 기어를 구비하고,
    상기 가요성 외치 기어는, 반경 방향으로 휠 수 있는 원통체와, 상기 원통체의 외주면에 형성된 외치를 구비하고 있는 중공형 파동 기어 장치.
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