KR20200020940A

KR20200020940A - 파동기어장치

Info

Publication number: KR20200020940A
Application number: KR1020207003251A
Authority: KR
Inventors: 노리오 시로코시
Original assignee: 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2017-08-09
Publication date: 2020-02-26
Also published as: JPWO2019030843A1; EP3667120B1; TWI758503B; CN110914574A; JP6719855B2; US11118668B2; US20210140529A1; TW201910666A; KR102303739B1; CN110914574B; EP3667120A1; WO2019030843A1; EP3667120A4

Abstract

파동기어장치(1)에 있어서, 가요성의 외치기어(3)의 내주면 부분(16)에 접하는 파동발생기(4)의 외륜 외주면(27)이 접하고 있는 외치기어의 내주면 부분(16)에는, 외륜 외주면(27)에 접촉하지 않는 릴리스 홈(30)이 형성되어 있다. 릴리스 홈(30)은, 볼 궤도홈(28)을 포함하는 영역에 형성되어 있다. 릴리스 홈(30)의 홈 깊이는, 홈폭 방향의 양측의 홈끝으로부터 홈폭 방향의 도중에 형성된 홈 최심부(34)을 향하여, 점차적으로 증가하고 있다. 릴리스 홈(30)을 형성함으로써, 외치기어(3)에 작용되는 파동발생기(4)의 가압력의 잇줄방향의 분포를 완만한 모양으로 할 수 있다. 외치기어(3)의 치저 피로강도, 전달토크 용량을 향상시킬 수 있다.

Description

파동기어장치

본 발명은, 파동발생기(波動發生器)에 의하여 비원형(非圓形)으로 휘어지는 가요성 기어(可撓性 gear)에 발생하는 응력(應力)을 완화할 수 있는 파동기어장치(波動gear裝置)에 관한 것이다.

전형적인 파동기어장치는, 강성의 내치기어(內齒gear), 가요성의 외치기어(外齒gear) 및 파동발생기를 구비하고 있다. 파동발생기에 의하여 외치기어는, 반경방향으로 휘어져 내치기어에 부분적으로 맞물리고 있다. 파동발생기를 회전시키면, 양 기어의 맞물림 위치가 원주방향으로 이동하여 양 기어의 사이에 그들의 톱니수 차이에 기인하는 상대회전이 발생한다.

파동발생기는 일반적으로, 타원형 윤곽의 강성 플러그(剛性 plug)와, 이 외주면에 장착된 웨이브 베어링(wave bearing)을 구비하고 있다. 웨이브 베어링은, 반경방향으로 휘어질 수 있는 외륜(外輪) 및 내륜(內輪)과, 이들의 사이에 전동 가능한 상태로 장착되어 있는 복수 개의 볼(ball)을 구비하고 있다. 웨이브 베어링은, 강성 플러그의 비원형 외주면과 외치기어의 내주면 사이에 장착되어, 외치기어와 강성 플러그를 상대회전 가능한 상태로 지지하고 있다.

예를 들면 파동발생기의 강성 플러그가 회전 입력요소가 되고, 내치기어 혹은 외치기어가 감속회전 출력요소가 된다. 강성 플러그는, 웨이브 베어링 및 외치기어의 각 부분을 반경방향으로 반복하여 변위시키면서 회전한다. 웨이브 베어링의 내륜이 강성 플러그와 함께 고속회전하고, 그 외륜이 외치기어와 일체로 되어 회전한다. 내외륜의 사이에 삽입되어 있는 볼은, 외륜 및 내륜의 궤도면을 따라 전동한다. 이에 따라 강성 플러그 및 외치기어가 작은 토크(torque)로 원활하게 상대회전할 수 있다.

또한 특허문헌1에는, 컵 형상(cup 形狀) 혹은 실크햇 형상(silk hat 形狀)의 외치기어를 구비한 파동기어장치가 기재되어 있다. 특허문헌2에는, 원통형상의 외치기어를 구비한 플랫형 파동기어장치(flat型波動gear裝置)가 기재되어 있다.

: 국제공개 제2016/092636호 : 일본국 공개특허 특개2009-156462호 공보

파동기어장치에서는, 내치기어와 외치기어의 맞물림 부분을 통하여 토크전달이 이루어진다. 외치기어의 외치에 있어서의 치저 피로강도(齒底疲勞强度)는, 전달토크를 결정하는데 있어서 중요한 요인이 된다. 외치의 치저 피로강도를 높이기 위해서는, 치저에 발생하는 응력을 낮추는 것이 효과적이다. 외치기어를 휘고 있는 파동발생기의 가압력(볼 하중)은, 외치의 잇줄방향에 있어서의 볼 중심위치에서 크게 된다. 파동발생기의 가압력의 잇줄방향의 분포를 완만한 모양으로 할 수 있으면, 외치기어의 치저 피로강도 및 장치의 전달토크 용량(傳達torque 容量)의 향상에 유리하다.

본 발명의 목적은, 이 점을 감안하여, 외치기어에 대한 파동발생기의 가압력에 있어서의 잇줄방향의 분포를 완만한 모양으로 하여 외치기어에 발생하는 응력을 감소시킬 수 있는 파동기어장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 파동기어장치는, 강성 기어와, 강성 기어에 맞물릴 수 있는 가요성 기어와, 가요성 기어를 비원형으로 휘어서 강성 기어에 부분적으로 맞물리게 함과 아울러, 맞물림 위치를 원주방향으로 이동시키는 파동발생기를 구비하고 있다. 파동발생기는, 강성 플러그와, 가요성 기어와 강성 플러그의 사이에 장착되는 웨이브 베어링을 구비하고 있다. 또한 파동기어장치는, 가요성 기어와 웨이브 베어링 사이의 면접촉 부분에 형성되고 원주방향으로 연장되는 1조의 릴리스 홈을 구비하고 있다. 웨이브 베어링은, 한 쌍의 가요성의 궤도륜과, 이들의 사이에 장착된 복수의 볼을 구비하고 있고, 궤도륜의 일방은, 가요성 기어와의 사이에서 면접촉 부분을 형성하고 있는 제1궤도륜이고, 릴리스 홈은, 가요성 기어 및 제1궤도륜 중에서, 적어도 제1궤도륜의 가요성 기어에 접촉하는 외주면에 형성되어 있다.

릴리스 홈은, 면접촉 부분에 있어서 제1궤도륜에 형성되어 있는 볼 궤도홈에 대응하는 영역 혹은 당해 영역을 포함하는 영역에 형성되어 있다. 릴리스 홈의 홈폭은, 볼 궤도홈의 궤도폭과 동일하거나 혹은 당해 궤도폭보다 넓다. 릴리스 홈의 홈 깊이는, 홈폭 방향의 양측의 홈끝으로부터 홈폭 방향의 도중에 형성된 홈 최심부를 향하여, 점차적으로 증가하고 있다.

본 발명에서는, 가요성 기어와 파동발생기의 사이의 면접촉 부분에 소정의 폭의 릴리스 홈을 형성하고 있다. 릴리스 홈을 형성함으로써 면접촉 부분에는, 가요성 기어에 작용하는 파동발생기의 가압력이 최대가 되는 볼 중심을 포함하는 영역에 서로 접촉하지 않는 부분이 형성된다. 잇줄방향에 있어서, 외치기어에 작용하는 가압력의 분포를 완만한 모양으로 할 수 있다. 이 결과로, 가요성 기어의 치저 부분에 발생하는 최대응력을 감소시킬 수 있어, 가요성 기어의 전달토크 용량을 올릴 수 있다.

파동기어장치가, 강성 기어로서 내치기어를 구비하고, 가요성 기어로서 외치기어를 구비하고 있는 경우에, 파동발생기는 외치기어의 내측에 동축으로 배치되고, 웨이브 베어링의 외륜의 외주면과 외치기어의 내주면 사이에 면접촉 부분이 형성된다.

플랫형 파동기어장치의 경우에는 보통, 외치의 잇줄방향의 중심에 웨이브 베어링의 볼 중심이 위치한다. 따라서 릴리스 홈의 홈폭 방향의 중심을 볼 중심으로 대응하는 위치로 하고, 릴리스 홈의 홈폭을 볼 궤도홈의 폭과 동일하게 하면 좋다. 또한 릴리스 홈의 홈 깊이를 홈폭 방향의 양측의 홈끝으로부터 홈폭 방향의 중심에 형성된 홈 최심부에 이르기까지, 점차적으로 증가시킨다. 홈 최심부의 홈 깊이는 0.02mm 이하로 하는 것이 바람직하다.

컵형 혹은 실크햇형의 파동기어장치의 경우에 외치기어는, 원통모양 몸통부와, 당해 원통모양 몸통부의 일방의 끝으로부터 반경방향으로 연장되는 다이어프램과, 원통모양 몸통부의 타방의 끝인 개구단측의 외주면 부분에 형성된 외치를 구비한 컵 형상 혹은 실크햇 형상의 외치기어이다. 이 형상의 외치기어에는, 파동발생기에 의하여 코닝(coning)이라고 불리는 휨이 발생한다. 이 경우에는, 외치의 잇줄방향의 중심에 대하여 웨이브 베어링의 볼 중심이 외치기어의 개구단측으로 시프트(shift)하고 있는 경우가 있다.

컵형 혹은 실크햇형의 파동기어장치의 경우에는, 릴리스 홈의 홈폭을 볼 궤도홈의 폭보다 넓게 하고, 릴리스 홈의 홈끝 중에서 개구단측의 홈끝을 볼 궤도홈에 있어서의 개구단측의 끝에 대응하는 위치로 하고, 릴리스 홈의 홈 최심부를 볼 중심에 대응하는 위치로부터 외치의 유효 톱니폭의 중심에 대응하는 위치까지의 사이에 위치시킨다.

예를 들면 볼 궤도홈의 궤도폭과 동일한 폭으로부터 그 1.1배의 폭까지의 범위 내로 하고, 릴리스 홈의 홈끝 중에서 개구단측의 홈끝을 볼 궤도홈에 있어서의 개구단측의 끝에 대응하는 위치로 하고, 릴리스 홈의 홈 최심부를, 볼의 중심에 대응하는 위치로부터 다이어프램측을 향하여 궤도폭의 0.1배의 거리의 위치까지의 사이에 위치시킨다. 이렇게 릴리스 홈을 형성하면, 큰 가압력이 작용하는 영역에 릴리스 홈의 홈 최심부를 위치시킬 수 있다. 이 경우에 있어서도, 홈 최심부의 홈 깊이는 0.02mm이하로 하는 것이 바람직하다.

또한 개개의 장치에 대해서는, 상기한 조건을 충족시키는 범위 내에 있어서 릴리스 홈의 폭, 깊이, 형상을, 주로 외치기어의 내주면 부분과 외륜의 외주면의 사이의 접촉면압 및 종탄성계수를 고려하여 결정하면 좋다.

도1a는, 본 발명을 적용한 파동기어장치의 개략적인 끝면도이다.
도1b는, 도1a의 파동기어장치의 개략적인 단면도이다.
도2a는, 도1의 릴리스 홈이 형성되어 있는 부분을 나타내는 부분확대 단면도이다.
도2b는, 릴리스 홈의 다른 예를 나타내는 부분확대 단면도이다.
도2c는, 릴리스 홈의 또 다른 예를 나타내는 부분확대 단면도이다.
도3a는, 본 발명을 적용할 수 있는 파동기어장치의 예를 나타내는 설명도이다.
도3b는, 본 발명을 적용할 수 있는 파동기어장치의 예를 나타내는 설명도이다.
도3c는, 본 발명을 적용할 수 있는 파동기어장치의 예를 나타내는 설명도이다.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 파동기어장치(波動gear裝置)의 실시형태에 관하여 설명한다. 이하의 실시형태는 컵형 파동기어장치에 관한 것이다. 그러나 본 발명은, 실크햇형 파동기어장치 및 플랫형 파동기어장치에도 동일하게 적용 가능하다.

도1a는 실시형태에 관한 파동기어장치의 개략적인 끝면도이며, 도1b는 그 개략적인 종단면도이다. 이들의 도면에 나타내는 바와 같이 파동기어장치(1)는, 원환상의 강성의 내치기어(內齒gear)(2)(강성 기어(剛性 gear))와, 이 내측에 동축으로 배치된 컵 형상(cup 形狀)의 가요성의 외치기어(外齒gear)(3)(가요성 기어(可撓性 gear))와, 이 내측에 삽입된 파동발생기(波動發生器)(4)를 구비하고 있다.

외치기어(3)는, 파동발생기(4)에 의하여 타원 형상으로 휘어져 있다. 파동발생기(4)에 의하여 휘어진 외치기어(3)에는, 타원형상에 있어서의 장축(Lmax)의 양단의 2곳에 내치기어(2)와 맞물리는 맞물림 부분이 형성된다. 도1a에 있어서, 1점쇄선으로 둘러싸는 부분이 맞물림 부분(5a, 5b)이다.

파동발생기(4)가 모터 등(도면에는 나타내지 않는다)에 의하여 회전하면, 양 기어(2, 3)의 맞물림 부분(5a, 5b)이 내치기어(2)의 원주방향으로 이동한다. 맞물림 부분(5a, 5b)이 1바퀴 돌면, 양 기어(2, 3)의 톱니수 차이만큼, 양 기어(2, 3)의 사이에 상대회전이 발생한다. 내치기어(2)와 외치기어(3) 사이의 톱니수 차이는 2n개(n : 양의 정수)이며, 예를 들면 2개(n=1)이다. 예를 들면 내치기어(2)를 회전하지 않도록 고정하면, 파동발생기(4)의 회전을 외치기어(3)의 측으로부터 대폭적으로 감속된 감속회전으로 하여 출력할 수 있다.

내치기어(2)는, 거의 사각형 단면을 한 원환상 부재(6)와, 이 원환상 부재(6)의 원형 내주면에 형성된 내치(內齒)(7)를 구비하고 있다. 외치기어(3)는, 반경방향으로 휘어질 수 있는 원통모양 몸통부(11)와, 이 원통모양 몸통부(11)의 후단(11a)으로부터 반경방향의 내측으로 연장되어 있는 원반모양의 다이어프램(diaphragm)(12)과, 다이어프램(12)의 내주 가장자리에 연결되어 있는 강체인 원환상의 보스(boss)(13)와, 원통모양 몸통부(11)의 개구단(開口端)(1lb)측의 외주면 부분에 형성된 외치(外齒)(14)를 구비하고 있다.

파동발생기(4)는, 원통모양의 강성 허브(剛性 hub)(21)와, 이 외주면에 부착된 강성의 웨이브 플러그(wave plug)(22)와, 웨이브 플러그(22)의 타원모양 윤곽의 외주면(22a)에 장착된 웨이브 베어링(wave bearing)(23)을 구비하고 있다. 웨이브 베어링(23)은, 가요성의 외륜(外輪)(24), 가요성의 내륜(25) 및 이들의 사이에 전동 가능하게 장착되어 있는 복수의 볼(ball)(26)을 구비하고 있다. 웨이브 플러그(22)의 외주면(22a)에 장착된 웨이브 베어링(23)의 외륜 외주면(27)은 타원모양 윤곽으로 휘어져 있다. 외치기어(3)에 있어서 원통모양 몸통부(11)의 외치(14)가 형성되어 있는 외치형성 부분(15)은, 외륜 외주면(27)에 의하여 내측으로부터 외측으로 가압되어 윤곽형상에 대응한 타원 형상으로 휘어져 있다.

여기에서 외치기어(3)와 파동발생기(4) 사이의 면접촉 부분(面接觸部分)에는, 원주방향으로 연장되는 1조의 릴리스 홈(release 溝)(30)이 형성되어 있다. 면접촉 부분은, 외치기어(3)의 외치형성 부분(15)의 내주면 부분(16)과 파동발생기(4)의 웨이브 베어링(23)의 외륜 외주면(27) 사이에 형성된다. 릴리스 홈(30)은, 내주면 부분(16) 및 외륜 외주면(27) 중의 적어도 일방에 형성된다. 본 예에서는 외륜 외주면(27)에 형성되어 있다.

도2a는 릴리스 홈(30)이 형성되어 있는 부분을 나타내는 부분확대 단면도이다. 웨이브 베어링(23)에 있어서 외륜(24)의 내주면에는, 소정의 곡률의 만곡면(灣曲面)으로 이루어지는 볼 궤도홈(ball 軌道溝)(28)이 형성되어 있다. 볼 궤도홈(28)은 일정한 궤도폭(w2)을 구비하고 있다. 볼 궤도홈(28)에 있어서의 폭방향의 중심은, 볼 중심(26a)과 일치하고 있다.

릴리스 홈(30)의 홈폭(w1)은, 외륜(24)에 형성되어 있는 볼 궤도홈(28)의 궤도폭(w2)과 동일하거나 혹은 그보다 넓다. 본 예에서는 궤도폭(w2)의 1.1배의 치수로 하고 있다.

또한 릴리스 홈(30)의 홈폭 방향(외치(14)의 잇줄방향)의 양측의 홈끝(31, 32) 중에서 외치기어(3)의 개구단(1lb)측의 홈끝(32)은, 볼 궤도홈(28)에 있어서의 개구단(1lb)측의 끝(28b)에 대응하는 위치가 된다. 따라서 본 예에서는, 릴리스 홈(30)의 타방의 홈끝(31)은, 볼 궤도홈(28)의 타방의 끝(28a)으로부터 궤도폭(w2)의 0.1배의 거리의 위치에 있다. 릴리스 홈(30)에 있어서의 홈폭 방향의 중심(33)은, 볼 중심(26a)보다 다이어프램측에 위치한다.

릴리스 홈(30)의 홈 최심부(溝最深部)(34)는, 볼 중심(26a)에 대응하는 위치로부터 외치(14)의 유효 톱니폭(w3)의 중심(14a)에 대응하는 위치까지의 사이에 형성되어 있다. 본 예에서는, 볼 중심(26a)으로부터 다이어프램측을 향하여 궤도폭(w2)의 0.1배의 거리의 위치까지의 사이에 형성되어 있다. 예를 들면 홈폭 방향의 중심(33)에 홈 최심부(34)가 위치한다. 또한 홈 최심부(34)의 홈 깊이는 0.02mm 이하로 설정되어 있다. 또한 릴리스 홈(30)의 홈 깊이는, 홈폭 방향의 양측의 홈끝(31, 32)부터 홈 최심부(34)에 이르기까지, 점차적으로 증가하고 있다.

본 예의 파동기어장치(1)에 있어서는, 외치기어(3)와 파동발생기(4) 사이의 면접촉 부분에 릴리스 홈(30)을 형성하고 있다. 즉 외치기어(3)의 내주면 부분(16)과 웨이브 베어링(23)의 외륜 외주면(27) 사이에 있어서, 볼의 바로 위의 위치를 포함하는 부분이 접촉하지 않도록 서로 떼어져 있다(떨어져 있다). 외치기어(3)의 외치형성 부분(15)에 있어서, 볼 바로 위의 부분에 작용하는 응력을 완화할 수 있다. 즉 웨이브 베어링(23)측으로부터 외치형성 부분(15)에 작용하는 가압력에 있어서의 잇줄방향의 분포를 평탄화할 수 있다. 이에 따라 외치(14)의 치면 하중분포(齒面荷重分怖)를 평탄화할 수 있고, 잇줄방향의 각 위치에 있어서 외치(14)를 내치(7)에 대하여 적절하게 맞물리게 할 수 있다. 외치기어(3)의 치저 피로강도(齒底疲勞强度) 및 장치의 전달토크 용량(傳達torque 容量)의 향상에 유리하다.

또한 릴리스 홈(30)은, 외치기어(3)의 내주면 부분과 웨이브 베어링의 외륜 외주면 사이에 윤활제 저장소로서 기능을 한다. 이에 따라 이들의 슬라이딩면의 윤활 신뢰성이 향상된다.

도2b는 외륜(24)측에 릴리스 홈을 형성한 예를 나타내는 부분확대 단면도이다. 이 경우에 있어서도, 릴리스 홈(30A)의 홈폭, 형상, 형성범위는, 릴리스 홈(30)의 경우와 동일하다. 도2c에 나타나는 바와 같이 외치기어(3)의 내주면 부분(16) 및 외륜 외주면(27)의 쌍방에 릴리스 홈(30B, 30C)을 형성하는 것도 가능하다. 예를 들면 릴리스 홈(30B, 30C)을 선대칭의 형상으로 한다. 또한 각각의 홈 최심부의 홈 깊이의 합계를 0.02mm 이하로 하면 좋다. 또한 도2b, 2c에 있어서, 도2a에 있어서의 대응하는 부위에는 동일한 부호가 붙여져 있다.

[기타의 실시형태]

도3a, 3b, 3c에는 본 발명을 적용할 수 있는 파동기어장치를 나타내고 있다. 도3a에 나타내는 파동기어장치(120)는, 가장 내측에 강성의 외치기어(122)(강성 기어)가 배치되어 있다. 외치기어(122)를 동심모양으로 둘러싸는 상태로 원환상의 가요성의 내치기어(123)(가요성 기어)가 배치되어 있다. 내치기어(123)를 동심모양으로 둘러싸는 상태로 고리모양의 파동발생기(124)가 배치되어 있다. 내치기어(123)는 파동발생기(124)에 의하여 타원모양으로 휘어져 있다. 파동발생기(124)에 의하여 휘어진 내치기어(123)에는, 타원형상의 단축(Lmin)의 양단의 2곳에 외치기어(122)에 대한 맞물림 부분(125a, 125b)이 형성된다.

파동발생기(124)는, 원환상의 강성 캠판(126)과, 이 내측에 장착된 웨이브 베어링(127)을 구비하고 있다. 또한 도면에 나타내는 예에서는, 웨이브 베어링(127)의 외륜은 강성 캠판(126)과 일체로 형성되어 있다. 예를 들면 파동발생기(124)를 모터 등의 회전구동원에 의하여 회전시키고, 외치기어(122)를 회전하지 않도록 고정하면, 양 기어(122, 123)의 맞물림 위치가 원주방향으로 이동하여 양 기어의 톱니수 차이에 따른 상대회전이 양 기어의 사이에 발생한다. 이 회전을 내치기어(123)로부터 출력할 수 있다.

웨이브 베어링(127)의 내륜(128)의 내주면(128a)과, 가요성의 내치기어(123)의 외주면 부분(123a) 사이의 면접촉 부분에 릴리스 홈(130)이 형성된다. 릴리스 홈(130)은 내주면(128a), 외주면 부분(123a) 혹은 쌍방에 형성된다.

도3b에 나타내는 파동기어장치(140)는, 강성의 내치기어(142)(강성 기어)와, 이 내측에 배치되어 있는 가요성의 외치기어(143)(가요성 기어)와, 이 내측에 삽입되어 있는 비원형 윤곽(非圓形輪郭)의 파동발생기(144)를 갖고 있다. 외치기어(143)에 있어서의 외치가 형성되어 있는 부분은, 파동발생기(144)에 의하여 비원형으로 휘어져 있다.

파동발생기(144)는, 비원형 윤곽의 강성 캠판(146)과, 이 외주에 장착된 웨이브 베어링(147)을 구비하고 있다. 강성 캠판(146)의 비원형 외주면(146a)은, 진원(眞圓)에 대하여 그 원주방향을 따라 동일한 간격의 복수 장소에 있어서 내접 가능한 폐곡선(閉曲線)에 의하여 규정되어 있다. 본 예에서 비원형 외주면(146a)은, 3개의 잎 형상(3로브 형상(3robe 形狀))이고, 진원에 대하여 그 원주방향을 따라 동일한 간격의 3곳에 있어서 내접 가능한 폐곡선에 의하여 규정되어 있다. 진원에 대하여 그 원주방향을 따라 동일한 간격의 4곳 이상의 복수 장소에 있어서 내접 가능한 폐곡선에 의하여 비원형 외주면을 규정할 수도 있다.

이 형상의 파동발생기(144)에 의하여 외치기어(143)는, 당해 파동발생기(144)의 비원형 윤곽에 따른 형상으로 휘어져, 120°의 각도 간격의 3곳에서, 내치기어(142)에 대한 맞물림 부분(145a, 145b, 145c)이 형성되어 있다.

파동발생기(144)에는 모터축 등의 고속회전 입력축이 연결된다. 파동발생기(144)가 회전하면, 양 기어(142, 143)의 맞물림 위치가 원주방향으로 이동하여 양 기어(142, 143)의 사이에는, 그들의 톱니수 차이에 기인하는 상대회전이 발생한다. 예를 들면 내치기어(142)가 회전하지 않도록 고정되고, 외치기어(143)가 부하측의 부재에 연결되어, 외치기어(143)로부터 감속회전이 출력되어 부하측의 부재에 전달된다. 이 경우의 양 기어(142, 143)의 톱니수 차이는 3n개(n은 양의 정수)로 설정된다.

파동발생기(144)의 웨이브 베어링(147)의 외륜(148)의 외주면(148a)과, 가요성의 외치기어(143)의 내주면 부분(143a) 사이의 면접촉 부분에 릴리스 홈(150)이 형성된다. 릴리스 홈(150)은 외주면(148a), 내주면 부분(143a) 혹은 쌍방에 형성된다.

도3c에 나타내는 파동기어장치(160)는, 가요성의 내치기어(163)(가요성 기어)가 강성의 외치기어(162)(강성 기어)의 외측에 배치되어 있고, 내치기어(163)의 외주측에 비원형 윤곽의 내주면을 구비한 파동발생기(164)가 배치되어 있다.

파동발생기(164)는, 비원형 내주면(166a)을 구비한 강성 캠판(166)과, 이 비원형 내주면(166a)에 장착된 웨이브 베어링(167)을 구비하고 있다. 강성 캠판(166)의 비원형 내주면(166a)은, 진원에 대하여 그 원주방향을 따라 동일한 간격의 복수 장소에 있어서 외접 가능한 폐곡선에 의하여 규정되어 있다. 본 예에서 비원형 내주면(166a)은, 3개의 잎 형상(3로브 형상)이고, 진원에 대하여 그 원주방향을 따라 동일한 간격의 3곳에 있어서 외접 가능한 폐곡선에 의하여 규정되어 있다. 진원에 대하여 그 원주방향을 따라 동일한 간격의 4곳 이상의 복수 장소에 있어서 외접 가능한 폐곡선에 의하여 비원형 내주면을 규정할 수도 있다.

이 형상의 파동발생기(164)에 의하여 내치기어(163)는, 당해 파동발생기(164)의 비원형 윤곽에 따른 형상으로 휘어져, 120°의 각도 간격의 3곳에서, 외치기어(162)에 대한 맞물림 부분(165a, 165b, 165c)이 형성된다. 예를 들면 파동발생기(164)를 모터 등의 회전구동원에 의하여 회전하고, 외치기어(162)를 회전하지 않도록 고정하여 두면, 양 기어(162, 163)의 맞물림 위치가 원주방향으로 이동하여, 양 기어의 톱니수 차이에 따른 상대회전이 양 기어의 사이에 발생한다. 이 회전을 내치기어(163)로부터 출력할 수 있다. 이 경우의 양 기어(162, 163)의 톱니수 차이는 3n개(n은 양의 정수)로 설정된다.

파동발생기(164)의 웨이브 베어링(167)의 내륜(168)의 내주면(168a)과, 가요성의 내치기어(163)의 외주면 부분(163a) 사이의 면접촉 부분에 릴리스 홈(170)이 형성된다. 릴리스 홈(170)은 내주면(168a), 외주면 부분(163a) 또는 쌍방에 형성된다.

Claims

강성 기어(剛性 gear)와,
상기 강성 기어에 맞물릴 수 있는 가요성 기어(可撓性 gear)와,
상기 가요성 기어를 비원형(非圓形)으로 휘어서 상기 강성 기어에 부분적으로 맞물리게 함과 아울러, 맞물림 위치를 원주방향으로 이동시키기 위하여 강성 플러그(剛性 plug)와, 상기 가요성 기어와 상기 강성 플러그 사이에 장착되는 웨이브 베어링(wave bearing)을 구비한 파동발생기(波動發生器)와,
상기 가요성 기어와 상기 웨이브 베어링 사이의 면접촉 부분(面接觸部分)에 형성되고 원주방향으로 연장되는 1조의 릴리스 홈(release 溝)을
갖고 있고,
상기 웨이브 베어링은, 한 쌍의 가요성의 궤도륜(軌導輪)과, 이들의 사이에 장착된 복수의 볼(ball)을 구비하고, 상기 궤도륜의 일방은, 상기 가요성 기어와의 사이에서 상기 면접촉 부분을 형성하고 있는 제1궤도륜(第1軌道輪)이고,
상기 릴리스 홈은, 상기 가요성 기어 및 상기 제1궤도륜 중에서, 적어도 상기 제1궤도륜의 상기 가요성 기어에 접촉하는 외주면에 형성되어 있고,
상기 릴리스 홈은, 상기 면접촉 부분에 있어서 상기 제1궤도륜에 형성되어 있는 볼 궤도홈(ball 軌道溝)에 대응하는 영역 혹은 상기 영역을 포함하는 영역에 형성되어 있고,
상기 릴리스 홈의 홈폭은, 상기 볼 궤도홈의 궤도폭과 동일하거나 혹은 상기 궤도폭보다 넓고,
상기 릴리스 홈의 홈 깊이는, 홈폭 방향의 양측의 홈끝으로부터 상기 홈폭 방향의 도중에 형성된 홈 최심부(溝最深部)를 향하여, 점차적으로 증가하고 있는
파동기어장치(波動gear裝置).
제1항에 있어서,
상기 강성 기어는 내치기어(內齒gear)이고,
상기 가요성 기어는, 상기 내치기어의 내측에 동축으로 배치된 외치기어(外齒gear)이고,
상기 파동발생기는, 상기 외치기어의 내측에 동축으로 배치되어 있고,
상기 제1궤도륜은 외륜(外輪)이고,
상기 면접촉 부분은, 상기 가요성 기어의 내주면과 상기 제1궤도륜의 외주면 사이에 형성되어 있는
파동기어장치.
제2항에 있어서,
상기 외치기어는 원통형상의 외치기어이고,
상기 릴리스 홈의 상기 홈폭 방향의 중심은, 상기 볼 궤도홈의 폭방향의 중심에 대응하는 위치에 있고,
상기 릴리스 홈의 상기 홈폭은 상기 볼 궤도홈의 상기 궤도폭과 동일하며,
상기 릴리스 홈의 홈 깊이는, 상기 홈폭 방향의 양측의 상기 홈끝으로부터 상기 홈폭 방향의 중심에 형성된 상기 홈 최심부에 이르기까지, 점차적으로 증가하고 있는
파동기어장치.
제3항에 있어서,
상기 홈 최심부의 홈 깊이는 0.02mm 이하인 파동기어장치.
제2항에 있어서,
상기 외치기어는, 원통모양 몸통부와, 상기 원통모양 몸통부의 일방의 끝으로부터 반경방향으로 연장되는 다이어프램(diaphragm)과, 상기 원통모양 몸통부의 타방의 끝인 개구단측(開口端)측의 외주면 부분에 형성된 외치(外齒)를 구비한 컵 형상(cup 形狀) 혹은 실크햇 형상(silk hat 形狀)의 외치기어이고,
상기 릴리스 홈의 상기 홈폭은, 상기 볼 궤도홈의 상기 궤도폭보다 넓고,
상기 릴리스 홈의 상기 홈끝 중에서 상기 개구단측의 상기 홈끝은, 상기 볼 궤도홈에 있어서의 상기 개구단측의 끝에 대응하는 위치에 있고,
상기 릴리스 홈의 상기 홈 최심부는, 상기 볼의 중심에 대응하는 위치로부터 상기 외치기어의 외치의 유효 톱니폭의 중심까지의 사이에 위치하고 있는
파동기어장치.
제5항에 있어서,
상기 릴리스 홈의 상기 홈폭은, 상기 볼 궤도홈의 상기 궤도폭의 1.1배 이하이며,
상기 릴리스 홈의 상기 홈끝 중에서 상기 개구단측의 상기 홈끝은, 상기 볼 궤도홈에 있어서의 상기 개구단측의 끝에 대응하는 위치에 있고,
상기 릴리스 홈의 상기 홈 최심부는, 상기 볼의 중심에 대응하는 위치로부터 상기 다이어프램측을 향하여 상기 궤도폭의 0.1배의 거리의 위치까지의 사이에 위치하고 있는
파동기어장치.
제5항에 있어서,
상기 홈 최심부의 홈 깊이는 0.02mm 이하인 파동기어장치.