KR20190104566A

KR20190104566A - 파동기어장치

Info

Publication number: KR20190104566A
Application number: KR1020197022707A
Authority: KR
Inventors: 마사루 고바야시; 아키라 마루야마
Original assignee: 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2019-09-10
Also published as: JP6758795B2; CN111373173A; TWI771509B; EP3719349A1; WO2019106773A1; EP3719349A4; TW201932734A; KR102209029B1; US20200032891A1; US10816073B2; CN111373173B; JPWO2019106773A1

Abstract

파동기어장치(1)에서는, 파동발생기(5)에 의하여 휘어지는 가요성의 외접기어(4)는, 가요성의 내접기어(2)에 대하여 오버랩 맞물림 상태로 맞물린다. 내접기어(2)를 외주측으로부터 지지하고 있는 플로팅 링(25)은, 오버랩 상태의 맞물림을 유지함과 아울러, 내접기어의 내치(2a)의 잇줄방향에 있어서의 반경방향의 휨상태를 추종하여 변위될 수 있는 플로팅 상태로, 내접기어(2)를 지지한다. 잇줄방향의 각 위치에 있어서의 양 기어(2, 4)의 맞물림 상태의 차이를 완화할 수 있다. 각 부의 제작치수 정밀도, 조립 정밀도에 기인하는 파동기어장치의 전달특성, 강도특성의 저하를 억제할 수 있다.

Description

파동기어장치

본 발명은 파동기어장치(波動gear裝置)에 관한 것으로서, 특히 가요성(可撓性)의 내접기어(內接gear) 및 가요성의 외접기어(外接gear)를 구비한 파동기어장치에 관한 것이다.

감속기 등으로서 사용되는 파동기어장치는, 일반적으로, 강성(剛性)의 내접기어의 내측에 가요성의 외접기어가 배치되고, 외접기어를 파동발생기(波動發生器)에 의하여 타원모양으로 휘어서 내접기어에 맞물리게 하고 있다. 파동발생기를 모터 등에 의하여 회전하면, 양 기어의 맞물림 위치가 원주방향으로 이동한다. 이 결과로, 양 기어의 톱니수차이에 따라서 소정의 감속비로 감속된 상대회전이 양 기어 사이에 발생한다. 일방의 기어를 회전하지 않도록 고정함으로써 타방의 기어로부터 감속회전이 출력된다.

외접기어로서 사용되는 컵 형상 혹은 실크햇 형상의 외접기어는, 그 원통부의 개구단측에 형성되어 있는 외치(外齒)의 부분이, 파동발생기에 의하여 타원 형상으로 휘어지고, 외치가 진원의 강체인 내접기어의 내치(內齒)와 타원 형상의 장축 부근에서 맞물린다. 장축 부근의 맞물림은, 잇줄방향에 있어서 동일하지 않고 컵 형상 혹은 실크햇 형상의 코닝(coning)의 영향으로, 개구측에서 깊고, 다이어프램측에서 얕게 된다. 또한 이 맞물림 때문에, 파동기어장치의 전달특성, 강도특성은, 각 부의 제작치수 정밀도, 조립 정밀도의 영향을 크게 받는다.

이 축방향의 맞물림 차이를 완화하기 위하여, 외접기어의 외치에 있어서 잇줄방향을 따라 개구측의 부분에, 큰 릴리빙(relieving)을 실시하는 방법, 치형전위를 실시하는 방법이 알려져 있다. 또한 조립 정밀도를 유지하기 위하여, 유닛 타입의 파동기어장치가 알려져 있지만, 충분하지는 않다. 예를 들면 특허문헌1에는, 전위치형을 사용한 파동기어장치가 기재되어 있고, 여기에는, 컵 형상의 외접기어의 코닝에 대해서도 기재되어 있다.

: 일본국 공개특허 특개2011-144916호 공보

본 발명의 목적은, 이 점을 감안하여, 외접기어와 내접기어 사이의 잇줄방향에 있어서의 맞물림 상태를 개선할 수 있는 파동기어장치를 제공하는 것에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 파동기어장치에서는, 내접기어를 반경방향으로 휘어질 수 있는 가요성의 내접기어로 하고, 파동발생기에 의하여 비원형으로 휘어진 가요성의 외접기어를, 내접기어에 대하여 오버랩 맞물림 상태로, 맞물리게 하도록 하고 있다. 또한 가요성의 내접기어를 외주측으로부터 지지하여 외접기어와의 맞물림 상태를 유지하고 있다.

즉 본 발명의 파동기어장치는,

반경방향으로 휘어질 수 있는 가요성을 구비한 내접기어와,

상기 내접기어를 외주측으로부터 지지하기 위한 지지용 내주면을 구비한 지지기구와,

상기 내접기어의 내측에 동축으로 배치된 가요성의 외접기어와,

상기 외접기어의 내측에 상대회전 가능하게 끼워져서, 상기 외접기어를 비원형으로 휘어서 상기 지지용 내주면에 의하여 지지되는 상기 내접기어를 가압함으로써 상기 외접기어를 상기 내접기어에 대하여 원주방향으로 떨어진 복수의 장소에서 맞물리게 하고 있는 파동발생기를

갖고 있고,

상기 내치에 대한 상기 외치의 맞물림 상태는, 상기 내치 및 상기 외치의 각각의 피치원이 서로 오버랩되는 오버랩 맞물림 상태인 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에서는, 가요성의 내접기어와 가요성의 외접기어가 서로 오버랩 맞물림 상태로 맞물린다. 잇줄방향의 각 위치에 있어서의 양 기어의 맞물림의 차이가 완화된다. 각 부의 제작치수 정밀도, 조립 정밀도에 기인하는 파동기어장치의 전달특성, 강도특성의 저하를 억제할 수 있다.

본 발명은, 컵 형상 혹은 실크햇 형상의 외접기어의 코닝이라고 불리는 휨에 기인하여 잇줄방향에 있어서의 양 기어의 맞물림 상태가 변화되는 컵형 혹은 실크햇형의 파동기어장치에 사용하는 데에 적합하다.

컵형 혹은 실크햇형의 파동기어장치에 있어서 상기 외접기어는, 반경방향으로 휘어질 수 있는 외접기어 원통부와, 이 외접기어 원통부의 일단으로부터 반경방향의 외측 혹은 내측으로 연장되는 외접기어 다이어프램과, 상기 외접기어 원통부의 타단측의 외주면 부분에 형성된 외치를 구비한 컵 형상 혹은 실크햇 형상의 외접기어이다. 상기 내접기어는, 반경방향으로 휘어질 수 있는 내접기어 원통부와, 이 내접기어 원통부의 일단으로부터 반경방향의 외측 혹은 내측으로 연장되는 내접기어 다이어프램과, 상기 내접기어 원통부의 타단측의 내주면 부분에 형성된 내치를 구비한 컵 형상 혹은 실크햇 형상의 내접기어이다.

또한 상기 지지기구는, 상기 내치에 있어서의 잇줄방향의 각 위치의 반경방향의 휨을 추종하여 변위될 수 있는 플로팅 상태로, 상기 내접기어 원통부에 있어서의 상기 내치가 형성되어 있는 내치형성 부분의 외주면을 지지하는 상기 지지용 내주면을 구비한 플로팅 링을 갖고 있다. 상기 플로팅 링의 내경은, 상기 외접기어를 통하여 상기 파동발생기에 의하여 비원형으로 휘어지는 상기 내치형성 부분의 외경에 의거하여 설정된다.

또한 상기 파동발생기는, 상기 외접기어 원통부에 있어서의 상기 외치가 형성되어 있는 외치형성 부분의 내측에 상대회전 가능하게 끼워져서, 당해 외치형성 부분을 비원형으로 휘어서 상기 플로팅 링의 원형 내주면에 의하여 지지되어 있는 상기 내치형성 부분을 가압한다.

본 발명의 파동기어장치에서는, 파동발생기에 의하여 휘어지는 외접기어는, 내접기어에 대하여 오버랩 맞물림 상태로 맞물린다. 내접기어를 외주측으로부터 지지하고 있는 플로팅 링은, 오버랩 맞물림 상태를 유지함과 아울러, 내접기어의 내치의 잇줄방향에 있어서의 반경방향의 휨상태를 추종하여 변위될 수 있는 플로팅 상태로, 내접기어를 지지한다. 잇줄방향의 각 위치에 있어서의 양 기어의 맞물림 상태의 차이를 완화할 수 있다. 각 부의 제작치수 정밀도, 조립 정밀도에 기인하는 파동기어장치의 전달특성, 강도특성의 저하를 억제할 수 있다.

상기 파동발생기는 일반적으로, 상기 외치형성 부분을 타원 형상으로 휘고, 당해 타원 형상의 장축방향의 양단의 위치에 있어서 상기 외치를 상기 내치에 맞물리게 한다. 이 경우에는, 상기 플로팅 링의 상기 지지용 내주면의 내경은, 상기 외치형성 부분을 통하여 상기 파동발생기에 의하여 타원모양으로 휘어진 상기 내치형성 부분의 상기 외주면의 장경에 의거하여 설정된다. 플로팅 링의 내경을 적절하게 설정함으로써 파동발생기의 회전토크의 상승을 방지할 수 있다.

상기 플로팅 링을 플로팅 상태로 지지하기 위하여, 상기 지지기구는 링 지지부를 구비하고 있다. 링 지지부는, 상기 플로팅 링의 외주면에 있어서의 상기 축선방향의 도중의 위치를 중심으로 하여 상기 플로팅 링의 상기 축선방향의 양측부분이 반경방향으로 변위될 수 있는 상태로, 상기 플로팅 링을 지지하고 있다.

예를 들면 상기 지지기구로서, 동축으로 배치된 내측원통 및 외측원통과, 상기 내측원통 및 상기 외측원통의 사이를 연결하는 원환상의 웨이브를 구비한 Ｈ형 단면의 원통부재를 사용할 수 있다. 이 경우에, 상기 원통부재에 있어서의 상기 내측원통이 상기 플로팅 링이고, 상기 원통부재에 있어서의 상기 원환상의 웨이브 및 상기 외측원통이 상기 링 지지부이다.

또한 상기 지지기구로서, 볼베어링을 사용할 수 있다. 이 경우에, 상기 볼베어링에 있어서의 내륜이 상기 플로팅 링이고, 상기 볼베어링에 있어서의 볼 및 외륜이 상기 링 지지부이다.

또한 상기 축선방향으로의 상기 플로팅 링의 이동을 구속하는 탄성체를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

도1a는, 본 발명을 적용한 파동기어장치를 나타내는 개략적인 종단면도이다.
도1b는, 도1a의 파동기어장치의 개략적인 횡단면도이다.
도2는, 내접기어 및 외접기어의 휘어짐 상태를 나타내는 설명도이다.
도3a는, 파동발생기에 의하여 타원 형상으로 휘어지기 전의 내접기어, 외접기어를 나타내는 종단면도이다.
도3b는, 파동발생기에 의하여 타원 형상으로 휘어진 상태의 내접기어, 외접기어에 있어서의 장축을 포함하는 단면을 나타내는 종단면도이다.
도3c는, 파동발생기에 의하여 타원 형상으로 휘어진 상태의 내접기어, 외접기어에 있어서의 단축을 포함하는 단면을 나타내는 종단면도이다.
도4a는, 다른 구성의 플로팅 링을 구비한 파동기어장치의 예를 나타내는 반단면도이다.
도4b는, 파동기어장치의 다른 예를 나타내는 반단면도이다.
도4c는, 파동기어장치의 다른 예를 나타내는 반단면도이다.
도4d는, 파동기어장치의 다른 예를 나타내는 반단면도이다.

이하에, 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 파동기어장치(波動gear裝置)의 실시형태에 관하여 설명한다. 도1a는 실시형태의 파동기어장치를 나타내는 개략적인 종단면도이며, 도1b는 그 개략적인 횡단면도이다. 도2는 파동기어장치의 각 부의 휨상태를 과장한 상태로 나타내는 설명도이다. 파동기어장치(1)는, 반경방향으로 휘어질 수 있는 가요성(可撓性)을 구비한 내접기어(內接gear)(2)와, 내접기어(2)를 외주측으로부터 지지하기 위한 원형의 지지용 내주면(支持用內周面)(3a)을 구비한 지지기구(支持機構)(3)와, 내접기어(2)의 내측에 동축으로 배치된 가요성의 외접기어(外接gear)(4)와, 파동발생기(波動發生器)(5)를 구비하고 있다.

파동발생기(5)는, 외접기어(4)의 내측에 상대회전 가능하게 끼워져서, 외접기어(4)를 비원형으로 휘어서 지지용 내주면(3a)에 의하여 지지되는 내접기어(2)를 가압하여, 외접기어(4)를 내접기어(2)에 대하여 원주방향으로 떨어진 복수의 장소에서 맞물리게 하고 있다. 또한 내접기어(2)의 내치(內齒)(2a)에 대한 외접기어(4)의 외치(外齒)(4a)의 맞물림 상태는, 내치(2a) 및 외치(4a)의 각각의 피치원(pitch圓)이 서로 오버랩(overlap)되는 오버랩 맞물림 상태로 설정되어 있다.

내접기어(2)는 실크햇 형상의 내접기어이다. 내접기어(2)는, 반경방향으로 휘어질 수 있는 내접기어 원통부(內接gear 圓筒部)(11)와, 이 내접기어 원통부(11)의 일단(一端)인 후단으로부터 반경방향의 외측으로 연장되는 원반모양의 내접기어 다이어프램(內接gear diaphragm)(12)과, 내접기어 다이어프램(12)의 외주단에 형성된 강체(剛體)인 원환상의 보스(boss)(13)를 구비하고 있다. 내접기어 원통부(11)에 있어서 그 타단(他端)인 개구단으로부터 소정의 길이의 원통부분은 내치형성 부분(內齒形成部分)(14)이다. 내치형성 부분(14)의 내주면에 내치(2a)가 형성되어 있다.

외접기어(4)는 컵 형상의 외접기어이다. 외접기어(4)는, 반경방향으로 휘어질 수 있는 외접기어 원통부(外接gear 圓筒部)(16)와, 이 외접기어 원통부(16)의 일단인 후단으로부터 반경방향의 내측으로 연장되는 원반모양의 외접기어 다이어프램(外接gear diaphragm)(17)과, 외접기어 다이어프램(17)의 내주 가장자리에 형성된 강체의 원환상의 보스(18)를 구비하고 있다. 외접기어 원통부(16)에 있어서 그 타단인 개구단으로부터 소정의 길이의 원통부분은 외치형성 부분(外齒形成部分)(19)이다. 외치형성 부분(19)의 외주면에 외치(4a)가 형성되어 있다.

파동발생기(5)는, 외접기어(4)의 외치형성 부분(19)의 내측에 동축으로 끼워져 있다. 파동발생기(5)는, 강체인 캠판(cam板)(21)과, 웨이브 베어링(wave bearing)(22)을 구비하고 있다. 웨이브 베어링(22)은, 캠판(21)의 타원모양 외주면(21a)과, 외접기어(4)의 외치형성 부분(19)의 내주면(19a) 사이에 장착되어 있다. 웨이브 베어링(22)에는 볼베어링을 사용하고 있다. 웨이브 베어링(22)은, 캠판(21)의 타원모양 외주면(21a)에 장착되어 타원모양으로 휘어져 있다.

도2에서 알 수 있는 바와 같이, 타원모양으로 휘어진 웨이브 베어링(22)의 외륜(22a)에 의하여 외접기어(4)의 외치형성 부분(19)은 타원 형상으로 휘어져 있다. 또한 내접기어(2)의 내치형성 부분(14)도, 외치형성 부분(19)에 의하여 반경방향의 외측으로 휘어져서, 전체적으로 타원 형상으로 휘어져 있다. 타원 형상으로 휘어진 외치형성 부분(19)의 장축(Lmax) 부근에 있어서 외치(4a)가 내치(2a)에 맞물려 있다. 내치(2a)에 대한 외치(4a)의 맞물림 상태는, 그들의 맞물림의 피치원이, 1점쇄선으로 나타내는 바와 같이 오버랩되는 오버랩 맞물림 상태로 설정되어 있다. 이에 대하여 타원 형상의 단축(Lmin) 부근에 있어서는, 외치(4a)는 내치(2a)에 맞물려 있지 않고, 또한 내치형성 부분(14)의 외주면은, 지지기구(3)의 지지용 내주면(3a)으로부터 조금 떨어져 있다.

도1에 나타내는 바와 같이 캠판(21)의 중심부에는, 모터 등으로부터 회전이 입력되는 입력축(6)이 동축으로 연결고정된다. 입력축(6)에 의하여 캠판(21)이 회전하면, 내치(2a)에 대한 외치(4a)의 맞물림 위치가 원주방향으로 이동한다. 내치(2a)의 톱니수는 외치(4a)의 톱니수와 다르다. 톱니수차이에 따른 상대회전이 양 기어(2, 4)의 사이에 발생한다. 예를 들면 내접기어(2)를 회전하지 않도록 고정하면, 외접기어(4)로부터 감속회전을 출력할 수 있다.

다음에, 지지기구(3)는 플로팅 링(floating ring)(25)을 구비하고 있다. 플로팅 링(25)의 내주면이 지지용 내주면(3a)이다. 플로팅 링(25)은, 내접기어(2)의 내치형성 부분(14)의 외주면(14a)을, 내치(2a)에 있어서의 잇줄방향의 각 위치의 반경방향의 휨을 추종(追從)하여 변위될 수 있는 플로팅 상태(floating 狀態)로 지지하고 있다. 플로팅 링(25)의 지지용 내주면(3a)의 내경은, 외접기어(4)를 통하여 파동발생기(5)에 의하여 비원형, 본 예에서는 타원 형상으로 휘어지는 내치형성 부분(14)의 외주면의 장경(長徑)에 의거하여 설정되어 있다.

본 예의 지지기구(3)는 볼베어링을 사용하여 구성되어 있다. 지지기구(3)는, 소정의 폭의 내륜으로서 기능을 하는 플로팅 링(25)과, 소정의 폭의 외륜(26)과, 이들의 사이에 전동(轉動) 가능한 상태로 장착되어 있는 복수개의 볼(27)을 구비하고 있다. 내륜으로서 기능을 하는 플로팅 링(25)은, 축선(1a)의 방향(내치의 잇줄방향)에 있어서, 볼중심(27a)의 위치를 중심으로 하여, 양단이 반경방향으로 변위 가능하다. 환언하면 플로팅 링(25)은, 외륜(26) 및 볼(27)로 이루어지는 링 지지부(ring 支持部)에 의하여 플로팅 상태로 지지되어 있다.

여기에서 플로팅 링(25)에는, 외접기어(4)측으로부터 스러스트력(thrust力)이 작용한다. 스러스트력에 의하여 플로팅 링(25)이, 내치형성 부분(14)에 대하여 축선(1a)의 방향으로 어긋나지 않도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들면 탄성체(彈性體)(28), 예를 들면 탄성링을 내치형성 부분(14)의 외주면에 부착하여, 탄성체(28)에 의하여 플로팅 링(25)의 이동을 저지한다. 탄성체(28)는, 예를 들면 고무, 플라스틱 등으로 형성되고, 내치형성 부분(14)의 휨성능을 저해하지 않도록 저강성의 부재로 한다. 또한 외륜(26)을, 도면에 나타내지 않은 고정측의 부재에 의하여 축선(1a)의 방향으로 이동하지 않도록 지지하여도 좋다.

도3a, 도3b 및 도3c는, 파동기어장치(1)의 내접기어(2) 및 외접기어(4)의 휨상태(코닝)을 나타내는 설명도이다. 도3a는 휨 전의 상태를 나타내고, 도3b는 타원 형상으로 휘어진 상태의 장축을 포함하는 단면을 나타내고, 도3c는 타원 형상으로 휘어진 상태의 단축을 포함하는 단면을 나타낸다.

도3a에 나타내는 바와 같이 파동발생기(5)를 장착하기 전의 상태에서는, 내접기어(2)의 내치형성 부분(14), 외접기어(4)의 외치형성 부분(19)은, 진원의 상태로 있고, 내치(2a)와 외치(4a)는 맞물려 있지 않다.

도3b에 나타내는 바와 같이 장축(Lmax)을 포함하는 단면 상에 있어서는, 파동발생기(5)에 의하여 외접기어(4)의 외치형성 부분(19)이 반경방향의 외측으로 휜다. 휨량은, 외접기어 다이어프램(17)측으로부터 개구단측을 향하여, 외접기어 다이어프램(17)으로부터의 거리에 따라 증가한다.

외치(4a)에 맞물리는 내치(2a)가 형성되어 있는 내치형성 부분(14)은, 외치형성 부분(19)을 통하여, 파동발생기(5)에 의하여 반경방향의 외측으로 휘어져, 플로팅 링(25)의 지지용 내주면(3a)에 가압된다. 플로팅 링(25)은 플로팅 상태로 내치형성 부분(14)을 외주측으로부터 지지하고 있다. 또한 플로팅 링(25)의 지지용 내주면(3a)은 내치형성 부분(14)의 반경방향의 휨을 제한하고 있고, 그 내경은 내치(2a)와 외치(4a) 사이의 오버랩 맞물림이 해제되지 않도록 설정되어 있다.

내치형성 부분(14)에 있어서의 반경방향의 외측으로의 휨량도, 내접기어 다이어프램(12)측으로부터 개구단측을 향하여, 내접기어 다이어프램(12)으로부터의 거리에 따라 증가한다. 플로팅 링(25)은, 내치(2a)와 외치(4a) 사이의 오버랩 맞물림 상태를 유지하면서, 내치(2a)의 휨상태를 추종하여 볼(27)을 중심으로 하여, 내접기어 다이어프램(12)측의 끝단에 비하여 개구단측의 끝단이 반경방향의 외측으로 더 많이 변위한다.

따라서 외치(4a)의 휨상태를 추종한 상태로 내치(2a)를 맞물리게 할 수 있다. 즉 잇줄방향에 있어서의 양쪽 톱니(2a, 4a) 사이의 맞물림의 차이를 완화할 수 있다. 이 결과로, 프리로드력(preload力)이 저하하고, 1개의 톱니의 맞물림 면적을 증가할 수 있고, 또한 원주방향에 있어서의 맞물림 톱니수를 증가할 수 있다. 이에 따라 파동기어장치(1)의 회전불규칙(회전 전류리플(回轉電流ripple), 각도전달 오차)의 감소 및 양 기어의 치저강도(齒底强度) 및 내마모성(耐磨耗性)의 향상이 도모된다.

도3c에 나타내는 바와 같이 단축(Lmin)을 포함하는 단면 상에 있어서는, 내접기어(2)의 내치형성 부분(14) 및 외접기어(4)의 외치형성 부분(19)은 반경방향의 내측으로 휘어진 상태가 된다. 내치(2a)에 대하여 외치(4a)는 조금 떨어져서, 맞물려 있지 않다. 또한 플로팅 링(25)의 지지용 내주면(3a)에 대하여 내치형성 부분(14)의 외주면은 조금 떨어진 상태로 된다.

(플로팅 링의 다른 예)

도4a는 상기한 파동기어장치(1)에 있어서의 플로팅 링(25)의 다른 예를 나타내는 개략적인 반단면도이다. 이 도면에 나타내는 파동기어장치(1A)의 지지기구(3A)는, Ｈ형 단면의 원통체(圓筒體)로 구성되어 있다. 즉 지지기구(3A)는, 플로팅 링(25A)인 소정의 폭의 내측원통(內側圓筒)과, 플로팅 링(25A)을 동심모양으로 둘러싸는 소정의 폭의 외측원통(外側圓筒)(32)과, 플로팅 링(25A) 및 외측원통(32)의 사이를 연결하는 원환상의 웨이브(33)를 구비하고 있다.

지지기구(3A)에 있어서의 원환상의 웨이브(33) 및 외측원통(32)이, 플로팅 링(25A)을 플로팅 상태로 지지하는 링 지지부로서 기능을 한다. 웨이브(33)의 내주단부(33a)를 중심으로 하여 플로팅 링(25A)은, 내치형성 부분(14)의 휨을 추종하여 반경방향으로 변위 가능하다. 또한 파동기어장치(1A)에 있어서의 지지기구 이외의 구성은, 상기의 파동기어장치(1)와 동일하다.

(내접기어, 외접기어의 다른 예)

상기의 파동기어장치(1)에 있어서는, 내접기어(2)에 있어서의 내접기어 다이어프램(12)부터 내치형성 부분(14)까지의 거리, 예를 들면 내접기어 다이어프램(12)부터 내치형성 부분(14)의 내치(2a)에 있어서의 잇줄방향의 중심까지의 길이는, 외접기어(4)에 있어서의 외접기어 다이어프램(17)부터 외치형성 부분(19)에 있어서의 외치(4a)의 중심까지의 길이와 거의 동일하다. 외주측에 위치하는 내접기어(2)의 내접기어 원통부(11)의 길이에 비하여, 내주측에 위치하는 외접기어(4)의 외접기어 원통부(16)의 길이를 길게 한 만큼, 내치(2a)와 외치(4a) 사이의 잇줄방향의 맞물림 깊이의 차이는 완화된다. 예를 들면 도4b에 나타내는 파동기어장치(1B)에서는, 내주측의 외접기어(4B)의 외접기어 원통부(16)의 길이를, 내접기어(2)의 내접기어 원통부(11)의 길이보다 길게 하고 있다.

도4c는, 상기한 파동기어장치(1)에 있어서의 가요성의 내접기어(2)의 다른 예를 나타내는 개략적인 반단면도이다. 이 도면에 나타내는 파동기어장치(1C)의 내접기어(2C)는, 내치형성 부분(14)을 구비한 내접기어 원통부(11)와, 내접기어 원통부(11)의 일단인 후단으로부터 반경방향의 외측으로 연장되는 원반모양의 내접기어 다이어프램(12)과, 강체인 원환상의 보스(13C)를 구비하고 있다. 보스(13C)는, 내접기어 다이어프램(12)의 외주 가장자리에 있어서 내접기어 원통부(11)의 타단인 개구단측으로 돌출하는 상태로 형성되어 있다. 즉 내접기어 다이어프램(12)의 후단측의 끝면(12a)과 보스(13C)의 후단측의 끝면(13a)이 동일한 평면 상에 위치한다. 내접기어 다이어프램(12)의 개구단측의 끝면(12b)에 대하여 보스(13C)의 개구단측의 끝면(13b)은 개구단측으로 돌출된 위치에 있다. 또한 파동기어장치(1C)에 있어서의 내접기어(2Ｃ) 이외의 구성은, 상기의 파동기어장치(1)와 동일하다.

도4d는, 상기한 파동기어장치(1)에 있어서의 가요성의 외접기어(4)로서, 실크햇 형상의 외접기어(4D)를 사용한 예를 나타내는 개략적인 반단면도이다. 이 도면에 나타내는 파동기어장치(1D)의 외접기어(4D)는, 외치형성 부분(19)을 구비한 외접기어 원통부(16)와, 외접기어 원통부(16)의 일단인 후단으로부터 반경방향의 외측으로 연장되는 원반모양의 외접기어 다이어프램(17D)과, 외접기어 다이어프램(17D)의 외주 가장자리에 형성된 강체의 원환상의 보스(18D)를 구비하고 있다. 또한 파동기어장치(1D)에 있어서의 외접기어(4Ｄ) 이외의 구성은, 상기의 파동기어장치(1)와 동일하다.

Claims

반경방향으로 휘어질 수 있는 가요성(可撓性)을 구비한 내접기어(內接gear)와,
상기 내접기어를 외주측으로부터 지지하기 위한 지지용 내주면(支持用內周面)을 구비한 지지기구(支持機構)와,
상기 내접기어의 내측에 동축으로 배치된 가요성의 외접기어(外接gear)와,
상기 외접기어의 내측에 상대회전 가능하게 끼워져서, 상기 외접기어를 비원형으로 휘어서 상기 지지용 내주면에 의하여 지지되는 상기 내접기어를 가압하여, 상기 외접기어를 상기 내접기어에 대하여 원주방향으로 떨어진 복수의 장소에서 맞물리게 하고 있는 파동발생기(波動發生器)를
갖고 있고,
상기 내접기어의 내치(內齒)에 대한 상기 외접기어의 외치(外齒)의 맞물림 상태는, 상기 내치 및 상기 외치의 각각의 피치원(pitch圓)이 서로 오버랩(overlap)되는 오버랩 맞물림 상태인
파동기어장치(波動gear裝置).
제1항에 있어서,
상기 내접기어는, 반경방향으로 휘어질 수 있는 내접기어 원통부(內接gear 圓筒部)와, 이 내접기어 원통부의 일단(一端)으로부터 반경방향의 외측 혹은 내측으로 연장되는 내접기어 다이어프램(內接gear diaphragm)과, 상기 내접기어 원통부의 타단측(他端側)의 내주면 부분에 형성된 내치를 구비한 컵 형상 혹은 실크햇 형상의 내접기어이고,
상기 지지기구는, 상기 내치에 있어서의 잇줄방향의 각 위치의 반경방향의 휨을 추종(追從)하여 변위될 수 있는 플로팅 상태(floating 狀態)로, 상기 내접기어 원통부에 있어서의 상기 내치가 형성되어 있는 내치형성 부분(內齒形成部分)의 외주면을 지지하는 상기 지지용 내주면(支持用內周面)을 구비한 플로팅 링(floating ring)을 갖고 있고,
상기 플로팅 링의 내경은, 상기 외접기어를 통하여 상기 파동발생기에 의하여 비원형으로 휘어지는 상기 내치형성 부분의 외경에 의거하여 설정되어 있는
파동기어장치.
제2항에 있어서,
상기 외접기어는, 반경방향으로 휘어질 수 있는 외접기어 원통부(外接gear 圓筒部)와, 이 외접기어 원통부의 일단으로부터 반경방향의 외측 혹은 내측으로 연장되는 외접기어 다이어프램(外接gear diaphragm)과, 상기 외접기어 원통부의 타단측의 외주면 부분에 형성된 외치를 구비한 컵 형상 혹은 실크햇 형상의 외접기어이고,
상기 파동발생기는, 상기 외접기어 원통부에 있어서의 상기 외치가 형성되어 있는 외치형성 부분(外齒形成部分)의 내측에 상대회전 가능하게 끼워져서, 상기 외치형성 부분을 비원형으로 휘어서 상기 플로팅 링의 상기 지지용 내주면에 의하여 지지되어 있는 상기 내치형성 부분을 가압하고 있는
파동기어장치.
제3항에 있어서,
상기 파동발생기는, 상기 외치형성 부분을 타원 형상으로 휘고, 상기 타원 형상의 장축방향의 양단의 위치에 있어서 상기 외치를 상기 내치에 맞물리게 하고 있고,
상기 플로팅 링의 상기 지지용 내주면의 내경은, 상기 외치형성 부분을 통하여 상기 파동발생기에 의하여 타원모양으로 휘어진 상기 내치형성 부분의 상기 외주면의 장경(長徑)에 의거하여 설정되어 있는
파동기어장치.
제2항에 있어서,
상기 플로팅 링은, 상기 내접기어의 축선방향으로 소정의 폭을 갖는 링이며,
상기 지지기구는, 상기 플로팅 링을 지지하고 있는 링 지지부(ring 支持部)를 구비하고 있고,
상기 링 지지부는, 상기 플로팅 링의 외주면에 있어서의 상기 축선방향의 도중의 위치를 중심으로 하여 상기 플로팅 링의 상기 축선방향의 양측부분이 반경방향으로 변위될 수 있는 상태로, 상기 플로팅 링을 지지하고 있는
파동기어장치.
제5항에 있어서,
상기 지지기구는, 동축으로 배치된 내측원통(內側圓筒) 및 외측원통(外側圓筒)과, 상기 내측원통 및 상기 외측원통의 사이를 연결하는 원환상의 웨이브를 구비한 Ｈ형 단면의 원통체(圓筒體)이고,
상기 원통체에 있어서의 상기 내측원통이 상기 플로팅 링이고,
상기 원통체에 있어서의 상기 원환상의 웨이브 및 상기 외측원통이 상기 링 지지부인
파동기어장치.
제5항에 있어서,
상기 지지기구는, 볼베어링을 구비하고 있고,
상기 볼베어링에 있어서의 내륜이 상기 플로팅 링이고,
상기 볼베어링에 있어서의 볼 및 외륜이 상기 링 지지부인
파동기어장치.
제2항에 있어서,
상기 내접기어의 축선에 따른 방향으로의 상기 플로팅 링의 이동을 구속하는 탄성체(彈性體)를 구비하고 있는 파동기어장치.