KR20160003259A

KR20160003259A - 베어링 홀더, 베어링 기구 및 파동기어장치

Info

Publication number: KR20160003259A
Application number: KR1020157034327A
Authority: KR
Inventors: 유야 무라야마; 요시히데 기요사와
Original assignee: 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈
Priority date: 2013-06-20
Filing date: 2013-06-20
Publication date: 2016-01-08
Also published as: JPWO2014203295A1; TW201520443A; US10006534B2; TWI612228B; CN105308357A; DE112013007180T5; KR101690036B1; JP6045694B2; CN105308357B; WO2014203295A1; US20160084367A1

Abstract

중공형 파동기어유닛(1)에서는, 컵형상의 가요성 외치기어(3)의 내측에, 파동발생기(4)의 중공회전축(41)의 축단부(4b)가 위치한다. 축단부(4b)는, 가요성 외치기어(3)의 보스(33)에 고정되는 베어링 홀더(10)에 장착된 베어링(11)에 의하여 지지되어 있다. 베어링 홀더(10)에서는, 베어링(11)을 지지하는 홀더 본체부(103)를 지지하고 있는 부분이, 축선(1a)의 방향으로 변위 가능한 스프링 성질을 구비한 판스프링부(102)로 되어 있다. 판스프링부(102)에 의하여 베어링(11)에 축선방향으로 예압이 부여된다. 가요성 외치기어(3)의 내부에 예압부여부재를 별도로 배치할 필요가 없어, 중공형 파동기어유닛(1)의 축길이를 짧게 할 수 있다.

Description

베어링 홀더, 베어링 기구 및 파동기어장치{BEARING HOLDER, BEARING MECHANISM, AND STRAIN WAVE GEARING DEVICE}

본 발명은, 베어링(bearing)의 예압기능(豫壓機能)을 구비한 베어링 홀더(bearing holder), 당해 베어링 홀더를 사용한 베어링 기구(bearing 機構) 및 당해 베어링 홀더를 사용한 파동기어장치(波動gear裝置)에 관한 것이다.

베어링에 대하여 축선(軸線)을 따르는 방향(스러스트(thrust) 방향)으로 예압을 부여하는 방법으로서, 나사 등을 사용한 정위치 예압구조(定位置豫壓構造)와, 스프링(spring) 등을 사용한 정압 예압구조(定壓豫壓構造)가 일반적으로 알려져 있다. 특허문헌1에는 정위치 예압구조를 구비한 베어링 장치가 기재되어 있고, 특허문헌2에는 정압 예압구조를 구비한 예압장치가 기재되어 있다.

한편 축선방향으로 관통하는 장치중공부(裝置中空部)를 구비한 중공형 파동기어장치(中空型波動gear裝置)로서, 컵형상의 가요성 외치기어(可撓性外齒gear)를 구비한 것이 알려져 있다. 특허문헌3에는, 컵형상의 가요성 외치기어를 구비한 중공형의 파동기어감속기(波動gear減速機)와 중공 모터가 축선방향으로 일체로 형성된 구성의 중공 액추에이터(中空 actuator)가 기재되어 있다.

특허문헌3에 기재되어 있는 파동기어감속기의 파동발생기(波動發生器)는, 중공회전축과, 가요성 외치기어의 내측에 위치하는 중공회전축의 외주면 부분에 일체로 형성된 타원모양 윤곽의 캠판(cam板)(플러그(plug))과, 이 캠판의 타원형 외주면에 장착된 파동발생기 베어링을 구비하고 있다. 가요성 외치기어의 내측에 위치하는 중공회전축의 축단부(軸端部)는, 가요성 외치기어의 보스(boss)에 부착되는 베어링 홀더에 지지된 베어링에 의하여 지지되어 있다. 베어링 홀더에 지지된 베어링에는, 보스와는 반대측으로부터 코일스프링(coil spring)을 사용한 정압 예압구조에 의하여 예압이 부여되고 있다.

: 일본국 공개특허 특개2010-91065호 공보 : 일본국 공개특허 특개2012-52569호 공보 : 일본국 공개특허 특개2006-144971호 공보

여기에서 나사 등을 사용한 정위치 예압구조는 나사의 체결 간격(screw-tightening clearance)이 필요하다. 코일스프링, 웨이브 와셔(wave washer), 접시 스프링(disc spring) 등을 사용한 정압 예압구조의 경우에도, 이들 예압부여부품을 설치할 스페이스(space)를 확보할 필요가 있다. 따라서 예압구조를 구비한 베어링이 구비된 장치는, 전체로서 축길이가 길어지게 되어 버린다.

예를 들면 특허문헌3에 기재되어 있는 컵형상의 가요성 외치기어를 구비한 파동기어장치에 있어서, 베어링 홀더에 지지된 베어링의 여압구조(與壓構造)로서 축선방향의 설치 스페이스가 작아진 것을 사용할 수 있으면, 축길이를 짧게 할 수 있기 때문에 바람직하다.

본 발명의 과제는, 이러한 점을 고려하여 부품수가 적고, 축선방향의 설치 스페이스가 작은 예압구조를 구성하기에 적절한 베어링 홀더를 제안하는 것에 있다.

또한 본 발명의 과제는, 당해 베어링 홀더를 사용하여 예압구조가 구성된, 부품수가 적고 축길이가 짧은 베어링 기구를 제안하는 것에 있다.

또한 본 발명의 과제는, 당해 베어링 기구를 사용한 축길이가 짧은 파동기어장치를 제안하는 것에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 베어링 홀더는,

다른 부재에 부착되는 플랜지부와,

베어링의 외륜을 지지하는 홀더 본체부와,

상기 플랜지부 및 상기 홀더 본체부를 연결하는 판스프링부

를 구비하고,

상기 플랜지부, 상기 판스프링부 및 상기 홀더 본체부는, 단일부재로 이루어지는 일체형성품이고,

상기 판스프링부는, 상기 홀더 본체부를 그 중심축선의 방향으로 가압할 수 있는 스프링 성질을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 베어링 홀더는, 그 일부분이 판스프링부로 되어 있다. 베어링 홀더를 부착대상인 부재에 부착하여 베어링을 지지한 상태에 있어서 판스프링부를 중심축선방향으로 변위시키도록 하면, 지지된 베어링에 대하여 중심축선의 방향으로 예압이 부여된다. 베어링 홀더에, 베어링의 지지기능에 추가하여 베어링의 예압기능을 부여하고 있기 때문에, 별도로 예압용의 스프링, 나사 등의 부품을 배치할 필요가 없다. 따라서 축선방향의 설치 스페이스가 작아진 예압구조를 구비한 베어링 기구를 실현할 수 있다. 상기 베어링 기구에 의하여 지지된 회전부재를 구비한 장치에서는, 그 축길이를 종래 구성의 베어링 기구를 사용하는 경우에 비하여 짧게 할 수 있다.

여기에서 상기 홀더 본체부는, 베어링의 외륜이 장착되는 원형 내주면과, 상기 원형 내주면에 있어서 일방의 끝에서 상기 중심축선과 직교하는 상태로 형성된 원환모양 계단면으로 이루어지는 외륜 수용면을 구비하고 있다. 상기 판스프링부는, 상기 홀더 본체부와 상기 플랜지부의 사이에 있어서 상기 중심축선과 직교하는 방향으로 연장되는 상태로 형성된다. 또한 상기 플랜지부는 원환모양의 플랜지부로 할 수 있다.

다음에 본 발명은, 중공회전축의 축단부를 회전 가능한 상태로 지지하는 베어링 기구로서,

상기 중공회전축의 일방의 축단부를 지지하는 베어링과,

상기 베어링을 지지하는 베어링 홀더와,

상기 베어링 홀더가 부착된 부착부재를

구비하고,

상기 축단부는, 상기 베어링의 내륜장착용의 원형 외주면과, 상기 원형 외주면의 끝에 형성된 원환모양 계단면으로 이루어지는 내륜 수용면을 구비하고,

상기 베어링 홀더는, 상기 구성의 베어링 홀더이고,

상기 베어링 홀더의 상기 판스프링부에 의한 탄성력에 의하여 상기 베어링에는, 상기 베어링의 내륜을 상기 내륜 수용면에 가압하는 방향으로 예압력이 부여되고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

또한 본 발명의 파동기어장치는,

강성 내치기어와,

상기 강성 내치기어의 내측에 배치되고, 상기 강성 내치기어에 맞물림이 가능한 컵형상의 가요성 외치기어와,

상기 가요성 외치기어의 내측에 배치되고, 상기 가요성 외치기어를 타원모양으로 휘어지게 하여 상기 강성 내치기어에 부분적으로 맞물리게 하는 파동발생기와,

상기 가요성 외치기어의 컵 저면의 중심부분을 규정하고 있는 보스와,

상기 파동발생기에 있어서 상기 보스측의 축단부를 회전 가능한 상태로 지지하고 있는 베어링 기구를

구비하고,

상기 베어링 기구는, 상기 구성의 베어링 기구이고,

상기 베어링 홀더는, 상기 부착부재인 상기 가요성 외치기어의 내측에 있어서 상기 보스에 고정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 파동기어장치에서는, 컵형상의 가요성 외치기어의 내측에 위치하는 파동발생기의 축단부가, 예압기능을 구비하는 베어링 홀더를 사용한 베어링 기구에 의하여 지지되어 있다. 따라서 가요성 외치기어의 내측에 있어서, 베어링 홀더에 지지되어 있는 베어링에 대하여 축선방향으로 예압을 부여하기 위한 스프링, 나사 등의 예압부여부품을 배치할 필요가 없다. 따라서 파동기어장치의 축길이를 짧게 할 수 있다. 또한 부품수가 적어서 조립이 용이하게 되고, 제조비용의 절감화도 도모할 수 있다.

여기에서 본 발명은, 그 장치축선방향으로 관통하는 장치중공부를 구비한 중공형 파동기어장치에 적용할 수 있다. 이 경우에 상기 파동발생기는, 중공회전축과, 상기 중공회전축의 외주면에 형성된 플러그와, 상기 플러그의 타원형 외주면에 장착된 상기 파동발생기 베어링을 구비하고 있다. 상기 파동발생기의 상기 축단부는, 상기 중공회전축에 있어서 상기 보스측의 보스측 축단부이고, 상기 가요성 외치기어의 상기 보스는 원환모양의 보스이다. 상기 베어링 홀더는, 상기 보스의 중심관통구멍에 고정된 원환모양의 보스 고정부를 구비하고 있다. 상기 보스 고정부의 중심관통구멍과 상기 중공회전축의 중공부가 동축으로 배열되어, 장치축선방향으로 관통하는 장치중공부가 형성된다.

또한 파동기어장치를 유닛으로서 사용하는 경우에는, 파동기어장치는,

상기 강성 내치기어에 고정된 제1단판과, 상기 가요성 외치기어의 상기 보스의 외주면에 고정된 제2단판과,

상기 강성 내치기어와 상기 제2단판을 상대회전이 가능한 상태로 지지하고 있는 장치베어링과,

상기 제1단판에 형성된 중심관통구멍의 내주면에 장착되고, 상기 중공회전축에 있어서 상기 보스측 축단부와는 반대측의 축단부를 외주측에서 회전 가능한 상태로 지지하고 있는 베어링을

구비하고 있다.

이 경우에 부품수의 삭감, 조립공수의 삭감 등의 관점에서, 상기 강성 내치기어와 상기 제1단판을 단일의 부품으로부터 형성하고, 상기 장치베어링의 일방의 궤도륜과 상기 제2단판을 단일의 부품으로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 강성 내치기어, 상기 제1단판 및 상기 장치베어링의 타방의 궤도륜을 단일의 부품으로 형성할 수도 있다.

도1은, 본 발명을 적용한 중공형 파동기어유닛의 종단면도이다.
도2는, 도1의 일부분을 확대하여 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도3은, 도1의 Ⅲ-Ⅲ선에서 절단한 부분의 횡단면도이다.
도4는, 리테이너 가압을 필요로 하지 않는 리테이너를 배치한 중공형 파동기어유닛을 나타내는 반단면도이다.
도5는, 반경방향으로 밀봉부재를 배치한 중공형 파동기어유닛을 나타내는 반단면도이다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 중공형 파동기어유닛(中空型波動gear unit)의 실시형태에 대하여 설명한다. 도1은 본 실시형태에 관한 중공형 파동기어유닛의 종단면도이고, 도2는 그 일부를 확대하여 나타내는 부분 확대 단면도이고, 도3은 도1의 Ⅲ-Ⅲ선에서 절단한 부분의 횡단면도이다.

(전체 구성)

중공형 파동기어유닛(1)(이하, 간단하게 「파동기어유닛(1)」이라고 하는 경우도 있다)은, 사각형의 단면(斷面)을 이루는 고리모양의 강성 내치기어(剛性內齒gear)(2)를 구비하고 있다. 강성 내치기어(2)의 내측에는, 컵(cup) 형상의 가요성 외치기어(可撓性外齒gear)(3)가 동축(同軸)으로 배치되어 있다. 가요성 외치기어(3)의 내측에는, 가요성 외치기어(3)를 타원모양으로 휘어지게 하여 강성 내치기어(2)에 부분적으로 맞물리게 하는 파동발생기(波動發生器)(4)가 배치되어 있다. 또한 파동기어유닛(1)에는, 그 중심부분을 축선(軸線)(1a)의 방향으로 관통하여 연장되는 유닛 중공부(unit 中空部)(5)가 형성되어 있다.

강성 내치기어(2)에 있어서 일방(一方)의 끝면(2a)에는, 원반모양의 제1유닛 단판(第1unit 端板)(6)이 일체로 형성되어 있다. 이들의 부분(2, 6)을 별도의 부재로서 체결하여 고정할 수도 있다. 제1유닛 단판(6)은 축선(1a)과 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 제1유닛 단판(6)의 중심관통구멍의 내주면에는 제1베어링(第1bearing)(7)이 장착되고, 제1베어링(7)에 의하여 파동발생기(4)의 일방의 제1축단부(第1軸端部)(4a)가 회전 가능한 상태로 지지되어 있다. 강성 내치기어(2)에 있어서 타방(他方)의 끝면(2b)측에는, 유닛 베어링인 크로스 롤러 베어링(cross roller bearing)(8)이 인접하게 배치되어 있다.

크로스 롤러 베어링(8)의 외륜(外輪)(8a)은 강성 내치기어(2)의 끝면(2b)에 일체로 형성되어 있다. 이들의 부분(2, 8a)을 별도의 부재로서 체결하여 고정할 수도 있다. 크로스 롤러 베어링(8)의 내륜(內輪)(8b)에 있어서 강성 내치기어(2)와는 반대측의 끝면에는, 원반모양의 제2유닛 단판(9)이 일체로 형성되어 있다. 이들의 부분(9, 8b)을 별도의 부재로서 체결하여 고정할 수도 있다. 제2유닛 단판(9)은, 축선(1a)과 직교하는 방향으로 연장되어 있고, 컵형상의 가요성 외치기어(3)의 컵 저면의 중심부분을 규정하고 있는 원환모양의 보스(boss)(33)의 외주면에 고정되어 있다.

가요성 외치기어(3)의 내측에는, 그 보스(33)에 고정된 베어링 홀더(bearing holder)(10)가 배치되어 있다. 베어링 홀더(10)에는 제2베어링(11)이 장착되어 있다. 제2베어링(11)에 의하여, 파동발생기(4)에 있어서 보스(33)측의 제2축단부(4b)가 회전 가능한 상태로 지지되어 있다.

예를 들면 강성 내치기어(2)가 도면에 나타내지 않은 고정측 부재에 체결되어 고정되고, 파동발생기(4)의 제1축단부(4a)가 도면에 나타내지 않은 모터축 등의 고속회전축에 연결되고, 가요성 외치기어(3)에 고정된 제2유닛 단판(9)이 도면에 나타내지 않은 피구동측 부재에 체결된다. 이 경우에는 강성 내치기어(2), 제1유닛 단판(6) 및 크로스 롤러 베어링(8)의 외륜(8a)이 일체로 형성되어 있는 부품이, 파동기어유닛(1)에 있어서 고정측의 유닛 하우징(unit housing)(12)으로 된다. 또한 크로스 롤러 베어링(8)의 내륜(8b) 및 제2유닛 단판(9)이 일체로 형성되어 있는 부품이, 파동기어유닛(1)에 있어서 회전측의 유닛 하우징(13)으로 된다.

파동발생기(4)를 회전시키면, 강성 내치기어(2)의 내치(內齒)(2c)에 대한 가요성 외치기어(3)의 외치(外齒)(3a)의 맞물림 위치가 원주방향으로 이동한다. 강성 내치기어(2)의 톱니수에 대하여 가요성 외치기어(3)의 톱니수는 2n개(n : 정(正)의 정수), 보통은 2개(n = 1) 적다. 따라서 맞물림 위치가 원주방향으로 이동하면, 톱니수 차이에 따른 상대회전이 양쪽 기어(2, 3)에 발생한다. 톱니수 차이에 따라 감속된 감속회전이, 가요성 외치기어(3)로부터 제2유닛 단판(9)을 통하여 도면에 나타내지 않은 피구동측 부재로 출력된다.

다음에 각 부의 구성을 더 상세하게 설명한다. 우선 파동발생기(4)는, 중공회전축(中空回轉軸)(41)과, 이 중공회전축(41)의 외주면에 일체로 형성된 타원모양의 윤곽이고 일정한 폭의 플러그(plug)(42)와, 이 플러그(42)의 타원형 외주면에 장착된 파동발생기 베어링(波動發生器 bearing)(43)을 구비하고 있다. 중공회전축(41)의 중공부가, 파동발생기(4)를 축선(1a)의 방향으로 관통하여 연장되는 원형단면(圓形斷面)의 파동발생기측 중공부(中空部)(5a)를 규정하고 있다. 또한 중공회전축(41)에 있어서 일방의 축단부가 파동발생기(4)의 제1축단부(4a)이고, 타방의 축단부가 파동발생기(4)의 제2축단부(4b)이다. 제2축단부(4b)는 가요성 외치기어(3)의 보스(33)측에 위치하는 보스측 축단부이다.

파동발생기 베어링(43)은, 반경방향으로 휘어질 수 있는 내륜(44) 및 외륜(45)을 구비하고 있다. 내외륜(44, 45) 사이의 원환모양의 궤도에, 복수 개의 볼(ball)(46)이 전동(轉動) 가능한 상태에서 삽입되어 있다. 볼(46)은, 원환모양의 리테이너(retainer)(47)에 의하여 원주방향으로 일정한 각도 간격으로 지지되어 있다. 리테이너(47)는, 환상판(環狀板)(47a)과, 이 환상판(47a)의 끝면으로부터 일정한 각도 간격으로 수직(축선(1a)의 방향)으로 연장되는 경계판(境界板)(47b)을 구비하고 있다. 인접하는 경계판(47b)의 사이에 각 볼(46)의 포켓(pocket)이 형성되어 있다. 리테이너(47)는, 제2유닛 단판(9)측으로부터 축선(1a)의 방향을 따라 내외륜(44, 45)의 사이에 장착되어 있다.

가요성 외치기어(3)는, 반경방향으로 휘어질 수 있는 원통형 몸통부(31)와, 이 원통형 몸통부(31)의 일방의 끝으로부터 반경방향의 내측으로 연장되어 있는 원반모양의 다이어프램(diaphragm)(32)과, 이 다이어프램(32)의 내주 가장자리에 형성된 원환모양의 보스(33)를 구비하고 있다. 원통형 몸통부(31)에 있어서 타방의 개구단(開口端)의 외주면 부분에 외치(3a)가 형성되어 있다. 보스(33)는 제2유닛 단판(9)의 원형 내주면에 압입, 접착, 용접 등에 의하여 간극이 없는 상태로 고정되어 있다. 보스(33)에 있어서 원형의 중심관통구멍에는, 제2유닛 단판(9)과는 반대측으로부터 베어링 홀더(10)가 압입, 접착, 용접 등에 의하여 간극이 있는 상태로 고정되어 있다.

(베어링 홀더)

베어링 홀더(10)는, 원환모양의 보스 고정부(101)(플랜지부(flange部))와, 보스 고정부(101)로부터 반경방향의 외측으로 연장되어 있고 얇은 두께의 원반모양의 판스프링부(板spring部)(102)와, 판스프링부(102)의 외주 가장자리부로부터 제1유닛 단판(6)의 방향을 향하여 축선방향으로 연장되는 원환모양의 홀더 본체부(holder 本體部)(103)를 구비하고 있다. 보스 고정부(101)는, 보스(33)의 원형 내주면(34)에 고정되어 있는 삽입부(揷入部)(104)와, 보스(33)의 내측의 원환모양 끝면(35)을 따라 연장되는 원환부(圓環部)(105)를 구비하여 L형 단면 형상을 이루고 있다. 홀더 본체부(103)의 내측에 제2베어링(11)이 지지되어 있다. 이들 보스 고정부(101), 판스프링부(102) 및 홀더 본체부(103)는 단일부재로 이루어지는 일체형성품(一體形成品)이다. 판스프링부(102)는, 홀더 본체부(103)를 축선(1a)의 방향으로 가압할 수 있는 스프링 성질을 구비하고 있다.

도2에 나타내는 바와 같이 홀더 본체부(103)에는 외륜장착용의 원형 내주면(103a)이 형성되어 있다. 원형 내주면(103a)에 있어서 제2유닛 단판(9)측의 끝에는, 축선(1a)과 직교하고 일정한 폭의 원환모양 계단면으로 이루어지는 외륜 수용면(103b)이 형성되어 있다. 외륜 수용면(103b)은 제1유닛 단판(6)측을 향하는 면이다. 원형 내주면(103a)에는 제2베어링(11)의 외륜(11a)이 장착되고, 그 원환모양 끝면이 외륜 수용면(103b)에 접촉된다. 판스프링부(102)는 축선(1a)과 직교하는 방향으로 연장되어 있다. 또한 판스프링부(102)는, 홀더 본체부(103)에 있어서 외륜 수용면(103b)보다도 제2유닛 단판(9)측의 끝부와, 보스 고정부(101)의 원환부(105)의 외주면 사이를 연결하고 있다.

한편 중공회전축(41)에 있어서 제2축단부(4b)의 원형 외주면에는 내륜장착용의 원형 외주면(4c)이 형성되어 있다. 원형 외주면(4c)에 있어서 제1축단부(4a)측의 끝에는, 축선(1a)과 직교하고 일정한 폭의 원환모양 계단면으로 이루어지는 내륜 수용면(4d)이 형성되어 있다. 내륜 수용면(4d)은 제2유닛 단판(9)측을 향하는 면이다. 원형 외주면(4c)에는 제2베어링(11)의 내륜(1lb)이 장착되고, 그 원환모양 끝면이 내륜 수용면(4d)에 접촉된다.

판스프링부(102)는, 제2베어링(11)이 장착된 상태에 있어서 축선(1a)을 따라 제2유닛 단판(9)측으로 약간 변위된 상태로 된다. 판스프링부(102)의 축선방향에 대한 탄성복귀력에 의하여, 제2베어링(11)에는 축선방향(내륜(1lb)이 내륜 수용면(4d)에 가압되는 방향)으로 예압(豫壓)이 부여된 상태로 된다.

이와 같이 중공회전축(41)의 제2축단부(4b)를 회전 가능한 상태로 지지하는 베어링 기구(bearing 機構)는, 예압기능을 구비한 베어링 홀더(10)를 사용하여 구성되어 있다. 제2베어링(11)에 예압을 부여하는 부품을 배치할 필요가 없다. 예압기능을 구비한 베어링 기구를 적은 부품수로 구성할 수 있고, 그 축선방향의 설치 스페이스도 작아진다. 따라서 본 예의 베어링 기구를 사용하면, 중공형의 파동기어유닛(1)의 축길이를 짧게 할 수 있다.

다음에 베어링 홀더(10)는 예압기능에 추가하여, 파동발생기 베어링(43)의 리테이너 가압 기능도 구비하고 있다. 즉 도2에서 알 수 있는 바와 같이 베어링 홀더(10)의 홀더 본체부(103)는, 파동발생기 베어링(43)측을 향하는 원환모양의 홀더 끝면(106)을 구비하고 있다. 홀더 끝면(106)은, 파동발생기 베어링(43)에 있어서 리테이너(47)의 환상판(47a)에 대하여 축선(1a)의 방향으로부터 대치(對峙)하는 위치에 형성되어 있다. 이 홀더 끝면(106)에 있어서 외주측의 부위에는, 리테이너(47)측으로 약간 돌출된 원환모양 돌출부(107)가 형성되어 있다. 원환모양 돌출부(107)는 미소한 간격으로 리테이너(47)의 환상판(47a)의 끝면과 대치하고 있다.

리테이너(47)가 내외륜(44, 45)의 사이에서 축선(1a)의 방향으로 벗어나려고 하면, 당해 원환모양 돌출부(107)에 닿는다. 원환모양 돌출부(107)는 리테이너 가압부로서 기능을 한다. 가요성 외치기어(3)의 내측에 파동발생기 베어링(43)의 리테이너 가압판을 배치할 필요가 없다. 따라서 중공형의 파동기어유닛(1)의 축길이를 짧게 할 수 있다.

여기에서 중공형 파동기어유닛(1)에, 리테이너 가압판을 필요로 하지 않는 리테이너를 사용하는 것이 생각된다. 도4에 나타내는 바와 같이 이 경우의 리테이너(47A)는, 볼(46)의 양측에 위치하는 환상판(47c, 47d)을 구비하고, 이들의 사이에 경계판(47e)이 형성되어 있다. 따라서 축선(1a)의 방향에 있어서, 파동발생기(4)와 제1유닛 단판(6)의 사이에 환상판(47d)을 배치할 스페이스(L)를 확보할 필요가 있다. 이 스페이스가 필요한 만큼 중공형의 파동기어유닛(1)의 축길이가 길어져 버리기 때문에 바람직하지 못하다.

(중공부의 밀봉기구(seal機構))

다시 도1, 도2를 참조하여 설명한다. 유닛 중공부(5)는, 파동발생기(4)의 중공회전축(41)의 중공부에 의하여 규정되는 파동발생기측 중공부(5a)와, 가요성 외치기어(3)의 보스(33)에 고정된 베어링 홀더(10)의 삽입부(104)의 중심관통구멍에 의하여 규정되는 보스측 중공부(5b)로 구성된다. 따라서 유닛 중공부(5)의 내주면에는 원환모양의 간극이 형성된다. 이 간극은, V형 단면을 이룬 원환모양의 밀봉부재(14)에 의하여 밀봉되어 있다.

밀봉부재(14)는, 베어링 홀더(10)의 보스 고정부(101)와 파동발생기(4)의 제2축단부(4b) 사이에 형성된 간극(15)에 장착되어 있다. 간극(15)은, 유닛 중공부(5)의 원형 내주면으로 개구되는 미소폭(微小幅)의 원환모양의 간극부분(15a)과, 이 외주측에 형성되어 있는 광폭(廣幅)의 원환모양의 간극부분(15b)을 구비하고 있다. 간극부분(15b)에 원환모양의 밀봉부재(14)가 장착되어 있다. 이에 따라 간극(15)이 밀봉되어 유닛 중공부(5)로 윤활오일 등이 누설되어 나가지 않도록 되어 있다.

미소폭의 간극부분(15a)과 광폭의 간극부분(15b)을 구비한 간극(15)은 다음과 같이 하여 형성되어 있다. 파동발생기(4)측을 향하는 베어링 홀더(10)의 끝면부분(108)(보스측 끝면)은 축선(1a)과 직교하는 평탄한 끝면이다. 이 끝면부분(108)과 대치하는 파동발생기(4)측의 끝면은, 제2축단부(4b)의 축끝면(48)이다. 이 축끝면(48)은, 원환모양의 내주측 끝면(48a)과, 베어링 홀더(10)의 끝면부분(108)에 대하여 내주측 끝면(48a)보다 축선(1a)의 방향으로 후퇴한 원환모양의 외주측 끝면(48b)을 구비하고 있다. 외주측 끝면(48b)과, 베어링 홀더(10)의 끝면부분(108)의 사이가 광폭의 원환모양의 간극부분(15b)으로 되어 있다. 내측의 내주측 끝면(48a)과 끝면부분(108)의 사이가 미소폭의 간극부분(15a)으로 되어 있다.

이와 같이 중공회전축(41)에 있어서 제2축단부(4b)의 축끝면(48)이 계단모양으로 형성되고, 내주측 끝면(48a)에 대하여 외주측 끝면(48b)이 축선(1a)의 방향으로 후퇴되어 있다. 이에 따라 외주측 끝면(48b)과, 이것과 대치하고 있는 베어링 홀더(10)측의 끝면부분(108)의 사이에 밀봉부재 장착용의 광폭의 간극부분(15b)이 형성된다. 따라서 밀봉부재(14)를, 축선(1a)의 방향을 따라 보스 고정부(101)와 파동발생기측의 중공회전축(41)의 사이에 배치할 수 있다.

여기에서 도5에 나타내는 바와 같이 보스 고정부(101)의 삽입부(104)의 내주면(109)과, 이 내측에 삽입된 중공회전축(41)의 축단부(4b)의 외주면 부분(41A)의 사이에 밀봉부재(14A)를 장착하는 것이 생각된다. 즉 밀봉부재(14A)를, 반경방향을 따라 보스 고정부(101)의 삽입부(104)와 파동발생기측의 중공회전축(41)의 축단부(4b)의 사이에 배치한다. 반경방향으로 밀봉부재(14A)를 배치하면, 유닛 중공부(5A)의 내경이, 보스 고정부(101)의 삽입부(104)의 내측에 삽입되는 중공회전축(41)의 중공지름에 의하여 규정된다. 따라서 큰 내경의 유닛 중공부를 형성하기 위해서는 적절하지 않다. 이에 대하여 도1∼도3에 나타내는 본 예의 파동기어유닛(1)에 의하면, 이러한 폐해를 해소할 수 있어 큰 내경의 유닛 중공부(5)를 형성할 수 있다.

또한 본 예에서는, 도1, 도2에 나타내는 바와 같이 제2베어링(11)의 내륜(1lb)의 내측에 삽입하는 상태로 밀봉부재 장착용의 간극부분(15b)이 형성되어 있다. 따라서 도5에 나타내는 반경방향으로 밀봉부재(14)를 배치하는 경우와 마찬가지의 유닛축 길이인 채로 밀봉부재(14)를 배치할 수 있다. 따라서 본 예에 의하면, 컵형상의 가요성 외치기어(3)를 사용하여 큰 유닛 중공부(5)를 구비하고 축길이가 짧은 중공형 파동기어유닛(1)을 실현할 수 있다.

또 본 예에서는, 도1에 나타내는 바와 같이 제1유닛 단판(6)의 내주면과 제1축단부(4a)의 외주면 사이의 간극은, 제1베어링(7)의 외측 부위에 장착된 제1오일씰(第1oil seal)(16)에 의하여 밀봉되어 있다. 또한 제2유닛 단판(9)측에 있어서, 크로스 롤러 베어링(8)의 내륜(8b)과 외륜(8a)의 간극은, 원환모양의 제2오일씰(17)에 의하여 밀봉되어 있다.

Claims

다른 부재에 부착되는 플랜지부(flange部)(101)와,
베어링(bearing)의 외륜(外輪)을 지지하는 홀더 본체부(holder 本體部)(103)와,
상기 플랜지부(101) 및 상기 홀더 본체부(103)를 연결하는 판스프링부(板spring部)(102)를
구비하고,
상기 플랜지부(101), 상기 판스프링부(102) 및 상기 홀더 본체부(103)는, 단일부재(單一部材)로 이루어지는 일체형성품(一體形成品)이고,
상기 판스프링부(102)는, 상기 홀더 본체부(103)를 그 중심축선(中心軸線)의 방향으로 가압할 수 있는 스프링 성질을 구비하는 것을 특징으로 하는 베어링 홀더(bearing holder)(10).
제1항에 있어서,
상기 홀더 본체부(103)는, 베어링의 외륜이 장착되는 원형 내주면(103a)과, 상기 원형 내주면(103a)에 있어서 일방(一方)의 끝에서 상기 중심축선과 직교하는 상태로 형성된 원환모양 계단면으로 이루어지는 외륜 수용면(103b)을 구비하고,
상기 판스프링부(102)는, 상기 홀더 본체부(103)와 상기 플랜지부(101)의 사이에 있어서, 상기 중심축선과 직교하는 방향으로 연장되는 상태로 형성되어 있고,
상기 플랜지부(101)는 원환모양의 플랜지부인 베어링 홀더(10).
중공회전축(中空回轉軸)(41)의 축단부(軸端部)(4b)를 회전 가능한 상태로 지지하는 베어링 기구(bearing 機構)로서,
상기 중공회전축(41)의 일방의 축단부(4b)를 지지하는 베어링(11)과,
상기 베어링(11)을 지지하는 베어링 홀더(10)와,
상기 베어링 홀더(10)가 부착된 부착부재(3)를
구비하고,
상기 축단부(4b)는, 상기 베어링(11)의 내륜장착용의 원형 외주면(4c)과, 상기 원형 외주면의 끝에 형성된 원환모양 계단면으로 이루어지는 내륜 수용면(4d)을 구비하고,
상기 베어링 홀더(10)는, 제2항의 베어링 홀더이고,
상기 베어링 홀더(10)의 상기 판스프링부(102)에 의한 탄성력에 의하여, 상기 베어링(11)에는, 상기 베어링(11)의 내륜(1lb)을 상기 내륜 수용면(4d)에 가압하는 방향으로 예압력(豫壓力)이 부여되는 것을 특징으로 하는 베어링 기구.
강성 내치기어(剛性內齒gear)(2)와,
상기 강성 내치기어(2)의 내측에 배치되고, 상기 강성 내치기어(2)에 맞물림이 가능한 컵형상의 가요성 외치기어(可撓性外齒gear)(3)와,
상기 가요성 외치기어(3)의 내측에 배치되고, 상기 가요성 외치기어(3)를 타원모양으로 휘어지게 하여 상기 강성 내치기어(2)에 부분적으로 맞물리게 하는 파동발생기(波動發生器)(4)와,
상기 가요성 외치기어(3)의 컵 저면(底面)의 중심부분을 규정하고 있는 보스(boss)(33)와,
상기 파동발생기(4)에 있어서 상기 보스(33)측의 축단부(4b)를 회전 가능한 상태로 지지하고 있는 베어링 기구를
구비하고,
상기 베어링 기구는, 제3항의 베어링 기구이고,
상기 베어링 홀더(10)는, 상기 부착부재인 상기 가요성 외치기어(3)의 내측에 있어서, 상기 보스(33)에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 파동기어장치(波動gear裝置)(1).
제4항에 있어서,
상기 파동발생기(4)는, 중공회전축(41)과, 상기 중공회전축(41)의 외주면에 일체로 형성된 플러그(plug)(42)와, 상기 플러그(42)의 타원형 외주면에 장착된 파동발생기 베어링(43)을 구비하고,
상기 파동발생기(4)의 상기 축단부(4b)는, 상기 중공회전축(41)에 있어서 상기 보스(33)측의 보스측 축단부이고,
상기 가요성 외치기어(3)의 상기 보스(33)는 원환모양의 보스이고,
상기 베어링 홀더(10)는, 상기 보스(33)의 중심관통구멍에 고정된 원환모양의 보스 고정부(101)를 구비하고,
상기 보스 고정부(101)의 중심관통구멍과 상기 중공회전축(41)의 중공부가 동축(同軸)으로 배열되어, 장치축선(裝置軸線)(1a) 방향으로 관통하는 장치중공부(裝置中空部)(5)가 형성되는 파동기어장치(1).
제5항에 있어서,
상기 강성 내치기어(2)에 고정된 제1단판(第1端板)(6)과,
상기 가요성 외치기어(3)의 상기 보스(33)에 고정된 제2단판(9)과,
상기 강성 내치기어(2)와 상기 제2단판(9)을 상대회전이 가능한 상태로 지지하고 있는 장치베어링(裝置bearing)(8)과,
상기 제1단판(6)에 형성된 중심관통구멍의 내주면에 장착되고, 상기 중공회전축(41)에 있어서 상기 보스측 축단부(4b)와는 반대측의 축단부(4a)를 외주측에서 회전 가능한 상태로 지지하고 있는 베어링(7)을
구비하고 있는 파동기어장치(1).
제6항에 있어서,
상기 강성 내치기어(2)와 상기 제1단판(6)은 단일의 부품으로 이루어지고,
상기 장치베어링(8)의 일방의 궤도륜(軌道輪)(8b)과 상기 제2단판(9)은 단일의 부품으로 이루어지는 파동기어장치(1).