KR20150043450A

KR20150043450A - 파동발생기 및 파동기어장치

Info

Publication number: KR20150043450A
Application number: KR1020157006456A
Authority: KR
Inventors: 신 유에 장; 요시히데 기요사와
Original assignee: 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2015-04-22
Also published as: KR101697936B1; DE112013004179B4; CN104769317A; CN104769317B; DE112013004179T5; US20150219200A1; US9341252B2; JP5925387B2; JPWO2015004693A1; WO2015004693A1

Abstract

플랫형의 파동기어장치(1)의 파동발생기(5)에서는, 제1파동발생기 부분(5S)의 제1타원모양 외주면(6S)이 제1타원모양 곡선(C1)에 의하여 규정되고, 제2파동발생기 부분(5D)의 제2타원모양 외주면(6D)이 제2타원모양 곡선(C2)에 의하여 규정된다. 단일의 타원모양 곡선에 의하여 윤곽형상이 규정되는 파동발생기를 사용하는 경우에 비하여, 제1파동발생기 부분(5S)의 볼하중분포와, 제2파동발생기 부분(5D)의 볼하중분포와의 차이를 억제할 수 있어, 쌍방의 볼하중분포를 균일화할 수 있으며, 등가 볼하중을 감소시킬 수 있다. 따라서 파동발생기 베어링의 수명의 장기화를 달성할 수 있다.

Description

파동발생기 및 파동기어장치{WAVE GENERATOR AND WAVE GEAR DEVICE}

본 발명은, 타원모양 윤곽의 파동발생기(波動發生器)에 의하여 원통모양의 외치기어(外齒gear)가 타원모양으로 휘어져서 제1, 제2내치기어(第1, 第2內齒gear)에 부분적으로 맞물려 있는 파동기어장치(波動gear裝置)에 관한 것이다. 더 상세하게는 파동발생기의 타원모양 윤곽의 개량에 관한 것이다.

플랫형(flat型)의 파동기어장치는, 일반적으로 회전하지 않도록 고정된 정지측 내치기어(靜止側內齒gear)와, 회전구동이 가능한 구동측 내치기어(驅動側內齒gear)와, 반경방향으로 휘어질 수 있는 원통모양의 외치기어와, 외치기어를 타원모양으로 휘어지도록 하고 있는 파동발생기를 구비하고 있다. 파동발생기에 의하여 타원모양으로 휘어진 외치기어는, 타원형상의 장경방향(長徑方向)의 양단부에 있어서, 그 잇줄방향(tooth trace 方向)의 일방(一方)의 측의 외치부분이 정지측 내치기어에 맞물리고, 그 잇줄방향의 타방(他方)의 측의 외치부분이 구동측 내치기어에 맞물린다. 외치기어의 톱니 수는 구동측 내치기어의 톱니 수와 동일하고, 정지측 내치기어의 톱니 수보다 2개 적다.

회전입력요소인 파동발생기가 회전하면, 외치기어와 정지측 내치기어의 맞물림 위치 및 외치기어와 구동측 내치기어의 맞물림 위치가 원주방향으로 이동한다. 파동발생기가 1회전을 하면, 외치기어는 정지측 내치기어에 대하여 톱니 수의 차이에 대응하는 양만큼 회전한다. 구동측 내치기어는 외치기어와 동일한 톱니 수이기 때문에, 외치기어와 일체로 되어 회전한다. 파동발생기의 회전은 톱니 수의 차이에 따라 감속되고, 감속회전출력요소인 구동측 내치기어로부터 감속회전이 출력된다.

플랫형의 파동기어장치의 파동발생기는, 타원모양 윤곽의 강성체(剛性體)로 이루어지는 파동발생기 플러그(波動發生器 plug)를 구비하고, 이 파동발생기 플러그의 외주면에는, 가요성(可撓性)의 내외륜(內外輪)을 구비한 파동발생기 베어링(波動發生器 bearing)이 장착되어 있다. 특허문헌1에는, 정지측 내치기어 및 구동측 내치기어에 각각 대응하는 외치기어의 부분을 지지하고 있는 2열의 볼(ball)을 구비한 파동발생기 베어링이 기재되어 있다.

특허문헌2에는, 파동발생기 플러그가 축선방향(軸線方向)으로 분할된 한 쌍의 타원체로부터 형성되고, 각 타원체가 각각 파동발생기 베어링을 통하여 외치기어를 타원모양으로 휘어지게 하고 있는 파동발생기가 기재되어 있다. 한 쌍의 타원체는, 동일한 형상이지만 소정의 각도만큼 서로 회전된 상태로 설정되어 있다.

특허문헌3에는, 동일한 형상의 제1캠(第1 cam) 및 제2캠으로부터 파동발생기 플러그가 구성되고, 제1, 제2캠이 서로 90도 회전한 상태에서 조립되어 있는 파동발생기가 기재되어 있다.

특허문헌4에는, 본 발명자 등에 의하여, 파동발생기 플러그의 타원모양 윤곽을 규정하는 플러그 형상곡선(plug 形狀曲線)이 제안되어 있다.

: 일본국 공개특허 특개평5-132292호 공보 : 일본국 공개실용신안공보 실개평1-122543호 공보 : 일본국 공개특허 특개2013-15191호 공보 : 일본국 공개특허 특개평11-351341호 공보

종래의 플랫형의 파동기어장치에서는, 파동발생기의 타원모양의 윤곽형상을 규정하는 형상곡선으로서 단일의 곡선이 사용되고 있다. 즉 외치기어는, 잇줄방향의 각 부분에 있어서 동일한 타원형상으로 휘어져서 정지측 내치기어 및 구동측 내치기어의 쌍방에 맞물린다. 또는 특허문헌2, 3에 기재되어 있는 바와 같이 동일한 타원형상의 위상(位相)을 변경시킨 상태에서, 외치기어를 정지측 및 구동측 내치기어에 맞물리도록 되어 있다.

상대회전(相對回轉)하는 정지측 내치기어 및 외치기어와, 일체로 되어 회전하는 구동측 내치기어 및 외치기어에서는, 그들 사이의 맞물림 상태, 응력(應力)의 발생상태 등의 기계적 혹은 역학적인 특징이 서로 다르다. 이들의 차이점을 고려하지 않고 외치기어를 그 잇줄방향에 있어서 동일한 타원모양 곡선이 되도록 휘어지게 한 경우에는, 정지측 내치기어에 맞물리는 외치기어의 부분에 발생하는 응력분포상태, 발생응력의 크기, 변형상태는, 구동측 내치기어에 맞물리는 외치기어의 부분에 발생하는 응력분포상태, 발생응력의 크기, 변형상태와는 크게 다르다.

이 때문에 파동발생기에 있어서, 정지측 내치기어에 맞물려 있는 외치기어의 부분을 지지하고 있는 파동발생기 베어링과, 구동측 내치기어에 맞물려 있는 외치기어의 부분을 지지하고 있는 파동발생기 베어링과의 사이에서는, 볼하중분포가 크게 다르게 되어 볼하중의 최대값도 커지게 된다. 이 결과 파동발생기 베어링의 수명이 저하될 우려가 있다.

종래에 있어서는, 이러한 점에 대해서는 고려되어 있지 않다. 파동발생기의 윤곽형상을 규정하는 형상곡선으로서, 정지측 내치기어에 맞물리도록 하기 위하여 외치기어를 휘어지게 하기에 적합한 형상곡선과, 구동측 내치기어에 맞물리도록 하기 위하여 외치기어를 휘어지게 하기에 적합한 형상곡선을 구비한 파동발생기를 사용하는 것에 대해서는 전혀 착안되어 있지 않고, 그러한 제안도 없다.

본 발명의 과제는, 정지측 내치기어와의 맞물림에 적합한 형상으로 외치기어를 휘어지게 할 수 있고 또한 구동측 내치기어와의 맞물림에 적합한 형상으로 외치기어를 휘어지게 할 수 있는 윤곽형상을 구비한, 파동기어장치의 파동발생기를 제공하는 것에 있다.

또한 본 발명의 과제는, 상기 새로운 파동발생기를 구비한 파동기어장치를 제공하는 것에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 반경방향으로 휘어질 수 있는 원통모양의 외치기어를 타원모양으로 휘어지게 하여, 강성의 제1내치기어 및 상기 제1내치기어의 옆에 동축으로 배치된 강성의 제2내치기어의 쌍방에 부분적으로 맞물리게 하는, 파동기어장치의 파동발생기에 있어서,

상기 외치기어의 잇줄방향에 있어서 일방의 측의 제1외치기어 부분을 타원모양으로 휘어지게 하여 상기 제1내치기어에 부분적으로 맞물리게 하는 제1파동발생기 부분과,

상기 외치기어의 잇줄방향에 있어서 타방의 측의 제2외치기어 부분을 타원모양으로 휘어지게 하여 상기 제2내치기어에 맞물리게 하는 제2파동발생기 부분을

구비하고,

상기 제1내치기어의 톱니 수가, n을 정의 정수라고 하면, 상기 외치기어의 톱니 수보다 2n개 많고, 상기 제2내치기어의 톱니 수가 상기 외치기어의 톱니 수와 동일한 것이라고 하면,

상기 제1파동발생기 부분은 제1타원모양 곡선에 의하여 규정되는 타원모양 윤곽을 구비하고, 상기 제2파동발생기 부분은 제2타원모양 곡선에 의하여 규정되는 타원모양 윤곽을 구비하고,

상기 제1타원모양 곡선의 둘레의 길이는, 상기 제2타원모양 곡선의 둘레의 길이와 동일하고,

상기 제1타원모양 곡선의 장경은, 상기 제2타원모양 곡선의 장경과 동일하고,

상기 제1타원모양 곡선의 단경은 상기 제2타원모양 곡선의 단경보다 짧은 것을

특징으로 하고 있다.

일반적으로는, 상기 제1파동발생기 부분은, 제1타원모양 외주면을 구비한 제1파동발생기 플러그와, 상기 제1파동발생기 플러그의 상기 제1타원모양 외주면에 장착되어 타원모양으로 휘어져 있는 제1파동발생기 베어링을 구비하고 있다. 마찬가지로 상기 제2파동발생기 부분은, 제2타원모양 외주면을 구비한 제2파동발생기 플러그와, 상기 제2파동발생기 플러그의 상기 제2타원모양 외주면에 장착되어 타원모양으로 휘어져 있는 제2파동발생기 베어링을 구비하고 있다. 이 경우에는, 제1타원모양 곡선에 의하여 제1파동발생기 부분의 제1타원모양 외주면이 규정되고, 제2타원모양 곡선에 의하여 제2파동발생기 부분의 제2타원모양 외주면이 규정된다.

다음에 본 발명의 파동기어장치는,

강성의 내치기어, 상기 내치기어의 내측에 배치되고 반경방향으로 휘어질 수 있는 외치기어 및 상기 외치기어를 타원모양으로 휘어지게 하여 상기 내치기어에 대하여 부분적으로 맞물리게 하는 파동발생기를 구비하고,

상기 내치기어는, 제1내치기어 및 상기 제1내치기어의 옆에 동축으로 배치된 제2내치기어를 구비하고,

상기 외치기어는, 그 잇줄방향에 있어서 일방의 측에 상기 제1내치기어에 맞물릴 수 있는 제1외치기어 부분을 구비하고, 상기 잇줄방향에 있어서 타방의 측에 상기 제2내치기어에 맞물릴 수 있는 제2외치기어 부분을 구비하고,

상기 제1내치기어의 톱니 수는, n을 정의 정수라고 하면, 상기 외치기어의 톱니 수보다 2n개 많고, 상기 제2내치기어의 톱니 수는 상기 외치기어의 톱니 수와 동일하고,

상기 파동발생기는, 그 축선방향에 있어서 일방의 측에 상기 제1외치기어 부분을 타원모양으로 휘어지게 하여 상기 제1내치기어에 부분적으로 맞물려 있는 제1파동발생기 부분을 구비하고, 상기 축선방향에 있어서 타방의 측에 상기 제2외치기어 부분을 타원모양으로 휘어지게 하여 상기 제2내치기어에 부분적으로 맞물려 있는 제2파동발생기 부분을 구비하고,

상기 제1타원모양 곡선의 단경은, 상기 제2타원모양 곡선의 단경보다 짧은 것을 특징으로 하고 있다.

파동기어장치를 감속기로서 사용하는 경우에는, 일반적으로 파동발생기는 회전입력요소로 되고, 상기 제1내치기어는 회전하지 않도록 고정되는 정지측 내치기어로 되고, 상기 제2내치기어는 회전 가능한 구동측 내치기어인 감속회전출력요소로 된다.

본 발명의 파동발생기는 제1타원모양 곡선을 따르도록 제1외치기어 부분을 휘어지게 하고, 제2타원모양 곡선을 따르도록 제2외치기어 부분을 휘어지게 하도록 되어 있다. 이에 따라 제2내치기어와 제2외치기어 부분 사이의 맞물림 위치가, 제1내치기어와 제1외치기어 부분 사이의 맞물림 위치에 비하여 타원모양 곡선의 장경위치의 측으로 이동한다.

동일한 타원모양 곡선을 따르도록 제1, 제2외치기어 부분을 휘어지게 하는 경우에는, 제1내치기어와 제1외치기어 부분의 맞물림 상태가 양호하더라도, 제2내치기어와 제2외치기어 부분 사이의 맞물림에 있어서 이끝(tooth top) 간섭 등의 불량이 생길 우려가 있다. 본 발명에 의하면, 이러한 폐해를 방지 혹은 억제할 수 있기 때문에, 제1내치기어와 제1외치기어 부분 사이의 맞물림 상태 및 제2내치기어와 제2외치기어 부분 사이의 맞물림 상태의 쌍방을 양호한 상태로 유지할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 단일의 타원모양 곡선에 의하여 윤곽형상이 규정되는 파동발생기를 사용하는 경우에 비하여, 제1내치기어에 맞물리는 제1외치기어 부분을 지지하는 제1파동발생기 베어링의 하중분포와, 제2내치기어에 맞물리는 제2외치기어 부분을 지지하는 제2파동발생기 베어링의 하중분포와의 차이를 억제할 수 있다. 이것에 추가하여 쌍방의 하중분포를 균일화할 수 있어 최대발생응력도 감소시킬 수 있다. 이에 따라 파동발생기 베어링의 수명의 향상을 도모할 수 있다.

도1은, 본 발명을 적용한 플랫형의 파동기어장치를 나타내는 사시도이다.
도2에 있어서, (a)는 도1의 파동기어장치의 종단면도이고, (b)는 그 분해 사시도이다.
도3에 있어서, (a)는 도1의 파동기어장치의 파동발생기 플러그의 타원모양 외주면을 규정하는 제1, 제2타원모양 곡선의 일례를 나타내는 그래프이고, (b)는 파동발생기 플러그의 타원모양 외주면 형상을 모식적으로 나타내는 설명도이다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 플랫형(flat型)의 파동기어장치(波動gear裝置)의 실시형태에 대하여 설명한다. 도1은, 본 실시형태에 관한 플랫형의 파동기어장치를 나타내는 사시도이다. 도2(a)는 그 종단면도이고, 도2(b)는 그 분해 사시도이다. 이들의 도면을 참조하여 플랫형의 파동기어장치의 전체 구성을 설명한다.

파동기어장치(1)는, 원환모양(圓環狀)을 이루는 강성(剛性)의 제1내치기어(第1內齒gear)(2S) 및 원환모양을 이루는 강성의 제2내치기어(2D)를 구비하고 있다. 제1, 제2내치기어(2S, 2D)는, 중심축선(中心軸線)(1a)의 방향으로 약간의 간극을 두고 동축상태(同軸狀態)에서 병렬로 배치되어 있다. 제1내치기어(2S)는 회전하지 않도록 도면에 나타내지 않은 고정측 부재에 고정되는 정지측 내치기어(靜止側內齒gear)이다. 제2내치기어는 회전 가능한 구동측 내치기어(驅動側內齒gear)이다.

정지측의 제1내치기어(2S) 및 구동측의 제2내치기어(2D)의 내측에는, 동축상태에서 반경방향으로 휘어질 수 있는 원통모양(圓筒狀)의 외치기어(外齒gear)(4)가 배치되어 있다. 외치기어(4)는 타원모양으로 휘어지면, 그 타원형상의 장경위치(長徑位置)의 양단부분에 있어서 제1내치기어(2S) 및 제2내치기어(2D)에 맞물릴 수 있다. 제1내치기어(2S)의 톱니 수는, n을 정(正)의 정수(整數)라고 하면 외치기어(4)의 톱니 수보다 2n개 많고, 제2내치기어(2D)의 톱니 수는 외치기어(4)의 톱니 수와 동일하다. 일반적으로는 제1내치기어(2S)의 톱니 수는 외치기어(4)의 톱니 수보다 2개(n=1) 많다.

외치기어(4)에 있어서, 그 톱니 폭방향(중심축선(1a)의 방향)에 있어서의 중심위치를 경계로 하여, 제1내치기어(2S)의 내치(internal tooth)(3S)와 대치(對峙)하고 있는 부분이 제1외치기어 부분(4S)이고, 제2내치기어(2D)의 내치(3D)와 대치하고 있는 부분이 제2외치기어 부분(4D)이다. 바꾸어 말하면 외치기어(4)의 각 외치(external tooth)(4a)는, 그 톱니 폭방향에 있어서의 중심위치를 경계로 하여, 제1내치기어(2S)의 내치(3S)와 대치하고 있는 외치부분과, 제2내치기어(2D)의 내치(3D)와 대치하고 있는 외치부분을 구비하고 있다.

외치기어(4)의 내측에는 파동발생기(波動發生器)(5)가 장착되어 있다. 외치기어(4)는 파동발생기(5)에 의하여 타원모양으로 휘어지고, 그 타원형상의 장경방향의 양단부에 있어서 제1내치기어(2S) 및 제2내치기어(2D)에 맞물려 있다. 도2(a)의 종단면도는, 중심축선(1a) 및 타원모양으로 휘어진 외치기어의 장경을 포함하는 평면으로 절단하였을 경우의 것이다.

파동발생기(5)는, 중심축선(1a)의 방향에 있어서 일방(一方)의 측에 배치된 제1파동발생기 부분(5S)과, 타방(他方)의 측에 배치된 제2파동발생기 부분(5D)을 구비하고 있다. 제1파동발생기 부분(5S)은, 제1외치기어 부분(4S)의 내측에 장착되고, 당해 제1외치기어 부분(4S)을 타원모양으로 휘어지게 하여 제1내치기어(2S)에 대하여 부분적으로 맞물리도록 되어 있다. 제2파동발생기 부분(5D)은, 제2외치기어 부분(4D)의 내측에 장착되고, 당해 제2외치기어 부분(4D)을 타원모양으로 휘어지게 하여 제2내치기어(2D)에 대하여 부분적으로 맞물리도록 되어 있다.

제1파동발생기 부분(5S)은, 제2파동발생기 부분(5D)과 공통인 강성의 파동발생기 플러그(波動發生器 plug)(6)와, 이 파동발생기 플러그(6)의 타원모양 외주면에 장착된 제1파동발생기 베어링(第1波動發生器 bearing)(7S)을 구비하고 있다. 마찬가지로 제2파동발생기 부분(5D)은, 파동발생기 플러그(6)와, 이 타원모양 외주면에 장착된 제2파동발생기 베어링(7D)을 구비하고 있다. 파동발생기 플러그(6)의 타원모양 외주면은, 중심축선(1a)의 방향에 있어서의 중심위치를 경계로 하여, 일방의 측이 제1타원모양 곡선(C1)(도3(a)를 참조)에 의하여 규정되는 제1타원모양 외주면(6S)으로 되어 있고, 타방의 측이 제2타원모양 곡선(C2)(도3(a)를 참조)에 의하여 규정되는 제2타원모양 외주면(6D)으로 되어 있다.

제1파동발생기 베어링(7S)은, 반경방향으로 휘어질 수 있는 내륜(內輪)(8a) 및 외륜(外輪)(8b)과, 이들의 사이에 형성된 원환모양의 궤도 내에 전동(轉動) 가능한 상태에서 장착된 복수 개의 볼(ball)(8c)을 구비하고 있다. 제1파동발생기 베어링(7S)은 파동발생기 플러그(6)의 제1타원모양 외주면(6S)에 장착되어 타원모양으로 휘어지도록 되어 있다. 타원모양으로 휘어진 외륜(8b)에 의하여 제1외치기어 부분(4S)이 대략 제1타원모양 곡선(C1)을 따라 타원모양으로 휘어지도록 되어 있다.

마찬가지로 제2파동발생기 베어링(7D)은, 반경방향으로 휘어질 수 있는 내륜(9a) 및 외륜(9b)과, 이들의 사이에 형성된 원환모양의 궤도 내에 전동 가능한 상태에서 장착된 복수 개의 볼(9c)을 구비하고 있다. 제2파동발생기 베어링(7D)은 파동발생기 플러그(6)의 제2타원모양 외주면(6D)에 장착되어 타원모양으로 휘어지도록 되어 있다. 타원모양으로 휘어진 외륜(9b)에 의하여 제2외치기어 부분(4D)이 대략 제2타원모양 곡선(C2)을 따라 타원모양으로 휘어지도록 되어 있다.

다음에 도3을 참조하여 제1타원모양 곡선(C1) 및 제2타원모양 곡선(C2)에 대하여 설명한다. 도3(a)는 파동발생기의 제1, 제2타원모양 곡선(C1, C2)을 나타내는 그래프이다. 도면에 나타내는 그래프에 있어서, 가로축은 파동발생기 플러그(6)의 플러그 장경위치로부터의 각도를 나타내고, 세로축은 파동발생기 플러그(6)의 동경(動徑)(R)을 플러그 장경(RL)에 대한 비율로 나타내고 있다. 도3(b)는, 이들의 곡선(C1, C2)에 의하여 규정되는 파동발생기 플러그(6)의 제1, 제2타원모양 외주면(6S, 6D)을 모식적으로 나타내는 설명도이다.

이들의 도면에서 알 수 있는 바와 같이 본 예에서는, 파동발생기 플러그(6)의 제1, 제2타원모양 외주면(6S, 6D)의 장경위치가 동일위치가 되도록 설정되어 있다. 장경위치가 서로 다른 위치가 되도록 할 수도 있다. 예를 들면 특허문헌3에 기재되어 있는 바와 같이 제1타원모양 외주면(6S)의 장경위치가 제2타원모양 외주면(6D)의 단경위치(短徑位置)가 되도록 할 수도 있다.

제1타원모양 외주면(6S)을 규정하고 있는 제1타원모양 곡선(C1)과, 제2타원모양 외주면(6D)를 규정하고 있는 제2타원모양 곡선(C2)은, 다음의 조건1∼3을 만족하도록 설정되어 있다.

(조건1) 제1, 제2타원모양 곡선(C1, C2)의 둘레의 길이는 동일하다.

(조건2) 제1, 제2타원모양 곡선(C1, C2)의 장경(RL1, RL2)은 동일한 RL이다.

(조건3) 제1타원모양 곡선(C1)의 단경치수(RS1)는 제2타원모양 곡선(C2)의 단경치수(RS2)보다 짧다.

예를 들면 이들의 조건을 만족하도록 특허문헌4에 기재되어 있는 파동발생기 플러그의 형상곡선을 규정하고 있는 각 계수를 설정함으로써 제1, 제2타원모양 곡선(C1, C2)을 규정할 수 있다. 구체적인 제1, 제2타원모양 곡선(C1, C2)은, 파동기어장치(1)의 형식번호, 감속비(減速比), 작용부하(作用負荷) 등에 따라 볼하중분포(ball荷重分布)의 편차 및 등가 볼하중(等價 ball荷重)이 최소가 되도록 개별적으로 설정할 수 있다.

이와 같이 구성한 플랫형의 파동기어장치(1)를 감속기(減速機)로서 사용하는 경우에는, 일반적으로 파동발생기(5)는 회전입력요소로 하여, 도면에 나타내지 않은 모터축 등에 고정된다. 제2내치기어(2D)는 도면에 나타내지 않은 피구동부재에 고정되는 감속회전출력요소로 한다. 파동발생기(5)가 회전하면, 제1외치기어 부분(4S)과 제1내치기어(2S)의 맞물림 위치와, 제2외치기어 부분(4D)과 제2내치기어(2D)의 맞물림 위치가 원주방향으로 이동한다. 파동발생기(5)가 1회전을 하면, 외치기어(4)는 제1내치기어(2S)에 대하여 톱니 수의 차이에 대응하는 각도만큼 회전한다. 제2내치기어(2D)는 외치기어(4)와 동일한 톱니 수이기 때문에, 외치기어(4)와 일체로 되어 회전한다. 따라서 파동발생기(5)의 회전이 톱니 수의 차이에 따른 감속비로 감속되어, 제2내치기어(2D)로부터 감속회전이 출력된다. 또 제1내치기어를 구동측 내치기어로 하고, 제2내치기어를 정지측 내치기어로 할 수도 있다.

본 예의 파동기어장치(1)에서는, 파동발생기(5)의 제1파동발생기 부분(5S) 및 제2파동발생기 부분(5D)의 타원모양 외주면의 형상이 규정되어 있다. 종래에 있어서 단일의 타원모양 곡선에 의하여 규정되는 외주면을 구비한 파동발생기를 사용하였을 경우와 비교하여, 제1내치기어(2S)와 제1외치기어 부분(4S) 사이의 맞물림 상태 및 제2내치기어(2D)와 제2외치기어 부분(4D) 사이의 맞물림 상태의 쌍방을 양호한 상태로 유지할 수 있다.

또한 제1, 제2파동발생기 부분의 파동발생기 베어링(7S, 7D)에 있어서의 볼분포하중의 균일화 및 등가 볼하중의 감소화를 도모할 수 있다. 이에 따라 파동발생기 베어링(7S, 7D)의 수명을 연장시킬 수 있어, 파동발생기(5)의 수명의 장기화, 따라서 파동기어장치(1)의 수명의 장기화를 달성할 수 있다.

또 상기의 예는 파동발생기 베어링으로서 볼베어링을 사용하고 있지만, 니들 베어링(needle bearing), 롤러 베어링(roller bearing) 등을 사용하였을 경우에 대해서도 본 발명을 마찬가지로 적용할 수 있다.

Claims

반경방향으로 휘어질 수 있는 원통모양(圓筒狀)의 외치기어(外齒gear)(4)를 타원모양으로 휘어지게 하여, 강성(剛性)의 제1내치기어(第1內齒gear)(2S) 및 상기 제1내치기어(2S)의 옆에 동축(同軸)으로 배치된 강성의 제2내치기어(2D)의 쌍방에 부분적으로 맞물리게 하는, 파동기어장치(波動gear裝置)(1)의 파동발생기(波動發生器)(5)에 있어서,
상기 외치기어(4)의 잇줄방향(tooth trace方向)에 있어서 일방(一方)의 측의 제1외치기어 부분(4S)을 타원모양으로 휘어지게 하여 상기 제1내치기어(2S)에 부분적으로 맞물리게 하는 제1파동발생기 부분(5S)과,
상기 외치기어(4)의 잇줄방향에 있어서 타방(他方)의 측의 제2외치기어 부분(4D)을 타원모양으로 휘어지게 하여 상기 제2내치기어(2D)에 맞물리게 하는 제2파동발생기 부분(5D)을
구비하고,
상기 제1내치기어(2S)의 톱니 수가, n을 정(正)의 정수(整數)라고 하면, 상기 외치기어(4)의 톱니 수보다 2n개 많고, 상기 제2내치기어(2D)의 톱니 수가 상기 외치기어(4)의 톱니 수와 동일한 것이라고 하면,
상기 제1파동발생기 부분(5S)은 제1타원모양 곡선(C1)에 의하여 규정되는 타원모양 윤곽을 구비하고, 상기 제2파동발생기 부분(5D)은 제2타원모양 곡선(C2)에 의하여 규정되는 타원모양 윤곽을 구비하고,
상기 제1타원모양 곡선(C1)의 둘레의 길이는, 상기 제2타원모양 곡선(C2)의 둘레의 길이와 동일하고,
상기 제1타원모양 곡선(C1)의 장경(長徑)은, 상기 제2타원모양 곡선(C2)의 장경과 동일하고,
상기 제1타원모양 곡선(C1)의 단경(短徑)은 상기 제2타원모양 곡선(C2)의 단경보다 짧은 것을
특징으로 하는 파동기어장치(1)의 파동발생기(5).
제1항에 있어서,
상기 제1파동발생기 부분(5S)은, 상기 제1타원모양 곡선(C1)에 의하여 규정되는 제1타원모양 외주면(6S)을 구비한 제1파동발생기 플러그(第1波動發生器 plug)(6)와, 상기 제1파동발생기 플러그(6)의 상기 제1타원모양 외주면(6S)에 장착되어 타원모양으로 휘어져 있는 제1파동발생기 베어링(第1波動發生器 bearing)(7S)을 구비하고,
상기 제2파동발생기 부분(5D)은, 상기 제2타원모양 곡선(C2)에 의하여 규정되는 제2타원모양 외주면(6D)을 구비한 제2파동발생기 플러그(6)와, 상기 제2파동발생기 플러그(6)의 상기 제2타원모양 외주면(6D)에 장착되어 타원모양으로 휘어져 있는 제2파동발생기 베어링(7D)을 구비하고 있는 것을
특징으로 하는 파동기어장치(1)의 파동발생기(5).
강성의 내치기어(2S, 2D), 상기 내치기어(2S, 2D)의 내측에 배치되고 반경방향으로 휘어질 수 있는 외치기어(4) 및 상기 외치기어(4)를 타원모양으로 휘어지게 하여 상기 내치기어(2S, 2D)에 대하여 부분적으로 맞물리게 하는 파동발생기(5)를 구비하고,
상기 내치기어는, 제1내치기어(2S) 및 상기 제1내치기어(2S)의 옆에 동축으로 배치된 제2내치기어(2D)를 구비하고,
상기 외치기어(4)는, 그 잇줄방향에 있어서 일방의 측에 상기 제1내치기어(2S)에 맞물릴 수 있는 제1외치기어 부분(4S)을 구비하고, 상기 잇줄방향에 있어서 타방의 측에 상기 제2내치기어(2D)에 맞물릴 수 있는 제2외치기어 부분(4D)을 구비하고,
상기 제1내치기어(2S)의 톱니 수는, n을 정의 정수라고 하면, 상기 외치기어(4)의 톱니 수보다 2n개 많고, 상기 제2내치기어(2D)의 톱니 수는 상기 외치기어(4)의 톱니 수와 동일하고,
상기 파동발생기(5)는, 제1항 또는 제2항의 파동발생기인 것을 특징으로 하는 파동기어장치(1).
제3항에 있어서,
상기 제1내치기어(2S)는 회전하지 않도록 고정되는 정지측 내치기어(靜止側內齒gear)이며,
상기 제2내치기어(2D)는 회전 가능한 구동측 내치기어(驅動側內齒gear)인 것을
특징으로 하는 파동기어장치(1).