WO2016079876A1 - 波動発生器および波動歯車装置 - Google Patents

波動発生器および波動歯車装置 Download PDF

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小林 優
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株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ
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Definitions

  • the present invention relates to a wave generator of a wave gear device, and more particularly to a wave generator used in a wave gear device including a cup-shaped or top-hat-shaped flexible external gear.
  • the wave generator of the wave gear device includes a rigid plug and a wave bearing attached to the elliptical outer peripheral surface of the plug.
  • Patent Document 1 proposes a wave generator using a needle roller bearing as a wave bearing.
  • a conventional wave generator using a roller bearing is employed in a wave gear device called a flat type having a cylindrical external gear.
  • a wave gear device called a cup type or top hat type having a cup-shaped or top hat-shaped external gear, the following disadvantages occur.
  • FIG. 3 (a) shows a situation in which the cup-shaped external gear is bent in an elliptical shape, the solid line is the state before deformation, the alternate long and short dash line is the deformation state on the cross section including the major axis of the ellipse, A two-dot chain line is a deformed state on a cross section including a short axis.
  • a cylindrical external tooth forming portion 102 on the opening end 101 side is bent in an elliptical shape by a wave generator.
  • the cylindrical external tooth forming portion 102 is bent outward in the radial direction on the major axis side of the elliptical shape as indicated by a one-dot chain line, and has a radius on the minor axis side of the elliptical shape as indicated by a two-dot chain line. Bends inward in the direction.
  • the external tooth forming portion 102 is repeatedly bent in the radial direction between the position indicated by the alternate long and short dash line and the position indicated by the alternate long and two short dashes line as the wave generator rotates.
  • the three-dimensional bending state of the external gear that occurs with the rotation of the wave generator is called “corning”, and the shape of this bending state is called “corning shape”.
  • the bending angle with respect to the central axis of the portion where the coning occurs Is called “corning angle”.
  • a wave generator 104 that supports the external tooth forming portion 102 of the external gear 100 is provided.
  • the outer peripheral portion (the outer ring of the wave bearing) 105 can tilt following the coning.
  • FIGS. 3B to 3D when the roller bearing 106 is used, the outer peripheral portion 108 of the wave generator 107 is parallel to the direction of the central axis by each roller 109. Supported by Therefore, except for the intermediate position between the long axis position and the short axis position shown in FIG. 3C, the case of the long axis position of FIG. 3B, the case of the short axis position of FIG. Thus, it cannot follow the coning shape of the external tooth formation part in a cup-shaped or top hat-shaped external gear.
  • the outer peripheral surface of the wave generator 107 using the roller bearing 106 is shown on the elliptical long axis of the external gear 100 on the diaphragm side as shown by the arrow in FIG. 3B and on the short axis. 3 (d) strongly contacts the opening side as indicated by an arrow, so that the contact portion is offset.
  • the angle transmission error and the positioning accuracy which are important characteristics of the wave gear device, are deteriorated.
  • the problem of the present invention is to use a wave generator using a roller bearing that can follow the three-dimensional bending state of a cup-shaped or top-hat shaped external gear, and the wave generator. It is to provide a wave gear device.
  • the present invention provides a wave gear device in which a cup-shaped or top-hat-shaped flexible external gear is bent in an elliptical shape and partially meshed with a rigid internal gear.
  • the wave generator includes a rigid plug having an elliptical outer peripheral surface and a roller bearing attached to the outer peripheral surface of the plug.
  • the outer peripheral surface of the plug includes a long-axis-side outer peripheral surface portion formed at the long-axis position and a short-axis-side outer peripheral surface portion formed at the short-axis position.
  • the long-axis-side outer peripheral surface portion is a tapered surface tapered in a first direction along the central axis of the plug, and the short-axis-side outer peripheral surface portion is in the first direction along the central axis. Is a reverse taper surface tapered in the second direction which is the reverse direction.
  • the outer peripheral surface of the plug has the same peripheral length of an elliptical contour line on a cross section perpendicular to each axis in the direction of the central axis.
  • the long-axis-side outer peripheral surface portion and the short-axis-side outer peripheral surface portion of the outer peripheral surface of the plug are respectively tapered in opposite directions in accordance with the coning shape of the external gear bent in an elliptical shape. Is attached. Therefore, the roller bearing roller mounted on the outer peripheral surface of the plug is also supported in a state inclined in the same direction. Therefore, the roller bearing can be brought into contact with the inner peripheral surface of the external gear in a state where there is no contact or a state where the contact is suppressed.
  • the outer peripheral surface of the plug has a different taper angle at each position in the circumferential direction, and the taper angle is a tooth width direction in an external tooth forming portion of the external gear.
  • the angle is preferably an angle corresponding to the coning angle at each position in the circumferential direction in the external tooth formation portion. Accordingly, the roller bearing can be brought into contact with the inner peripheral surface of the external gear without any deviation at each position in the circumferential direction.
  • an inner ring of the roller bearing may be integrally formed with the plug.
  • the outer peripheral surface functions as an inner ring raceway surface.
  • the wave gear device of the present invention includes a rigid internal gear, a flexible external gear having a cup shape or a top hat shape, and the internal gear by bending the external gear into an ellipse. And a wave generator that moves the meshing positions of these two gears in the circumferential direction.
  • the wave generator is a wave generator having the above-described configuration.
  • the outer ring of the roller bearing of the wave generator can be formed integrally with the external gear forming portion of the external gear.
  • (A) is a front view of the cup type wave gear device to which the present invention is applied, and (b) is a schematic sectional view thereof.
  • (A) is a schematic front view of a wave generator,
  • (b) is a schematic cross-sectional view at the long axis position of the wave generator, and
  • (c) is a schematic cross-sectional view at the short axis position of the wave generator.
  • (A) is an explanatory view showing the bending state of the wave gear device, and (b) to (e) are explanatory views showing the contact state between the wave generator and the external gear.
  • FIG. 1A is a schematic front view of a cup-type wave gear device
  • FIG. 1B is a schematic longitudinal sectional view thereof.
  • the cup-type wave gear device 1 includes an annular rigid internal gear 2, a cup-shaped flexible external gear 3 disposed concentrically on the inner side, and an elliptical profile fitted on the inner side.
  • the wave generator 4 is provided.
  • the external gear 3 includes a cylindrical body portion 31, an annular diaphragm 32 continuous at one end thereof, a disk-shaped boss 33 formed integrally with the central portion of the diaphragm 32, and the body portion 31. External teeth 35 formed on the outer peripheral surface of the opening 34 are provided.
  • the external gear forming portion 36 of the external gear 3 is bent in an elliptical shape by the wave generator 4, and external teeth 35 located at both ends in the longitudinal direction mesh with the internal teeth 25 of the internal gear 2. .
  • the wave generator 4 includes a rigid plug 42 having an elliptical outer peripheral surface 41 and a roller bearing 43 attached to the outer peripheral surface 41 of the plug 42.
  • the roller bearing 43 includes an inner ring 44 fitted to the outer peripheral surface 41 of the wave generator 4, an outer ring 45 supporting the inner peripheral surface 36 a of the outer tooth forming portion 36 of the external gear 3, and these inner ring 44 and outer ring 45.
  • a large number of rollers 46 mounted in a rollable state are provided.
  • the rollers 46 are held at equiangular intervals in the circumferential direction by a cylindrical retainer 47.
  • FIG. 2 (a) is a schematic front view of the wave generator 4
  • FIG. 2 (b) is a schematic longitudinal sectional view when cut at the long axis position
  • FIG. 2 (c) is at the short axis position. It is a schematic longitudinal cross-sectional view at the time of cut
  • the outer peripheral surface 41 of the plug 42 is set so that the peripheral lengths of the elliptical contour lines on the cross sections perpendicular to each axis in the direction of the central axis 42a are the same.
  • the outer peripheral surface 41 includes a long-axis-side outer peripheral surface portion 41a including the long-axis position L1, a short-axis-side outer peripheral surface portion 41b including the short-axis position L2, and an outer peripheral surface portion formed therebetween. 41c.
  • the long-axis-side outer peripheral surface portion 41a is a tapered surface having a first taper angle ⁇ 1 that is tapered in the first direction along the central axis 42a of the plug 42. That is, the outer diameter gradually decreases from the opening 34 side of the external gear 3 toward the diaphragm 32 (see FIG. 1B).
  • the short-axis-side outer peripheral surface portion 41b is an inversely tapered surface having a second taper angle ⁇ 2 tapered in the second direction, which is the direction opposite to the first direction, along the central axis line 42a. That is, the outer diameter gradually decreases from the diaphragm 32 side toward the opening 34 side. Normally, the absolute values of ⁇ 1 and ⁇ 2 are the same.
  • the taper angle of the outer peripheral surface portion 41c between the long-axis-side outer peripheral surface portion 41a and the short-axis-side outer peripheral surface portion 41b is smoothly switched from the first taper angle ⁇ 1 to the second taper angle ⁇ 2.
  • the outer peripheral surface 41 of the plug 42 having this shape can be designed by the following procedure, for example. First, the major axis dimension, minor axis dimension, and circumferential length of the roller bearing 43 at the center position in the axial direction are confirmed from the set elliptical amount of the wave gear device 1. Next, the cornering angle of the inner peripheral surface of the external tooth forming portion 36 of the external gear 3 according to the set elliptical amount of the wave gear device 1 is confirmed. Next, the major axis dimension on the cross section perpendicular to each axis in the direction of the central axis 42 a on the outer peripheral surface 41 of the plug 42 is determined based on the Corning angle. Then, the minor axis dimension is determined without changing the circumference of the elliptical shape on the cross section perpendicular to each axis.
  • the taper angle at each position is an angle corresponding to the coning angle at each position in the circumferential direction of the external tooth forming portion 36 when the external tooth forming portion 36 of the external gear 3 is bent into an elliptical shape.
  • the outer peripheral surface 41 of the plug 42 is a three-dimensional tapered surface corresponding to the coning shape of the inner peripheral surface of the external tooth forming portion 36 of the external gear 3. Therefore, the outer peripheral surface of the outer ring 45 of the roller bearing of the wave generator 4 can support the outer tooth forming portion 36 in a state where it does not come into contact with the inner peripheral surface of the outer tooth forming portion 36.
  • the inner ring 44 of the roller bearing can be formed integrally with the plug 42 of the wave generator 4.
  • the three-dimensional tapered outer peripheral surface 41 of the plug 42 becomes the inner ring side raceway surface, and each roller 46 is directly supported by the inner ring side raceway surface.
  • the outer ring 45 of the roller bearing can be integrally formed on the inner peripheral surface portion of the outer tooth forming portion 36 of the external gear 3.
  • the inner peripheral surface 36a of the outer tooth forming portion 36 functions as an outer ring raceway surface.
  • the present invention is applied to a cup-type wave gear device.
  • the present invention can be similarly applied to a top hat type wave gear device.

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Abstract

 波動歯車装置の波動発生器(4)は、楕円状の外周面(41)を備えた剛性のプラグ(42)とローラーベアリング(43)を有している。プラグ(42)の外周面(41)は、長軸位置L1に形成した長軸側外周面部分(41a)と、短軸位置(L2)に形成した短軸側外周面部分(41b)とを備えている。長軸側外周面部分(41a)は、中心軸線(42a)に沿ってテーパの付いたテーパ面であり、短軸側外周面部分(41b)は、逆の方向にテーパの付いた逆テーパ面である。ローラーベアリングを用いた波動発生器を用いて、片当りなく、外歯歯車を支持して、楕円状に撓めることができる。

Description

波動発生器および波動歯車装置
 本発明は、波動歯車装置の波動発生器に関し、特に、カップ形状あるいはシルクハット形状の可撓性の外歯歯車を備えた波動歯車装置に用いる波動発生器に関する。
 波動歯車装置の波動発生器は、剛性のプラグと、このプラグの楕円状外周面に装着したウエーブベアリングとを備えている。特許文献1には、ウエーブベアリングとして、ニードルローラーベアリングを用いた波動発生器が提案されている。
特開2011-190826号公報
 従来のローラーベアリングを用いた波動発生器は、円筒状の外歯歯車を備えたフラット型と呼ばれる波動歯車装置に採用されている。この構成の波動発生器を、カップ形状あるいはシルクハット形状の外歯歯車を備えたカップ型あるいはシルクハット型と呼ばれる波動歯車装置に採用すると、次のような弊害が生じる。
 カップ形状あるいはシルクハット形状の外歯歯車は、その外歯形成部分が波動発生器によって楕円状に撓められると、三次元の撓み状態が生じる。図3(a)はカップ形状の外歯歯車を楕円状に撓ませた状況を示したものであり、実線は、変形前の状態、一点鎖線は楕円の長軸を含む断面上の変形状態、二点鎖線は短軸を含む断面上の変形状態である。
 この図に示すように、外歯歯車100は、開口端101の側の円筒形状の外歯形成部分102が波動発生器によって楕円状に撓められる。これにより、外歯歯車100の開口端101の側からダイヤフラム103の側に掛けて、開口端101からの距離に略比例して撓み量が変化する。円筒形状の外歯形成部分102は、楕円形状の長軸側では、一点鎖線で示すように、半径方向の外方に撓み、楕円形状の短軸側では、二点鎖線で示すように、半径方向の内方に撓む。
 外歯形成部分102は、その円周方向の各位置において、波動発生器の回転に伴って、一点鎖線で示す位置から二点鎖線で示す位置までの間を繰り返し半径方向に撓む。波動発生器の回転に伴って生ずる外歯歯車の三次元の撓み状態を「コーニング」と呼び、この撓み状態の形状を「コーニング形状」と呼び、コーニングが生じている部分の中心軸線に対する撓み角度を「コーニング角」と呼ぶ。
 一般的に使用されているウエーブベアリングとしてボールベアリングを用いた波動発生器の場合には、図3(e)に示すように、外歯歯車100の外歯形成部分102を支持する波動発生器104の外周部分(ウエーブベアリングの外輪)105は、コーニングに追従して傾斜可能である。これに対して、図3(b)~図3(d)に示すように、ローラーベアリング106を用いる場合には、波動発生器107の外周部分108は、各ローラー109によって中心軸線の方向に平行に支持される。このため、図3(c)に示す、長軸位置と短軸位置の間の中間位置を除き、図3(b)の長軸位置の場合、図3(d)の短軸位置の場合のように、カップ形状あるいはシルクハット形状の外歯歯車における外歯形成部分のコーニング形状に追従できない。
 このため、ローラーベアリング106を用いた波動発生器107の外周面は、外歯歯車100の楕円形状の長軸上では図3(b)に矢印で示すようにダイヤフラム側に、短軸上では図3(d)に矢印で示すように開口側に強く接触するので、接触部位に片寄りが生じる。この結果、波動歯車装置の重要特性である角度伝達誤差、位置決め精度が悪化する。また、波動歯車装置の短寿命、摩耗も懸念される。
 本発明の課題は、このような点に鑑みて、カップ形状あるいはシルクハット形状の外歯歯車の三次元の撓み状態に追従できる、ローラーベアリングを用いた波動発生器、および当該波動発生器を用いた波動歯車装置を提供することにある。
 上記の課題を解決するために、本発明は、カップ状あるいはシルクハット状の可撓性の外歯歯車を楕円状に撓めて剛性の内歯歯車に部分的にかみ合わせる、波動歯車装置の波動発生器において、楕円状の外周面を備えた剛性のプラグ、および、前記プラグの前記外周面に装着されたローラーベアリングを有している。前記プラグの前記外周面は、その長軸位置に形成した長軸側外周面部分と、その短軸位置に形成した短軸側外周面部分とを備えている。前記長軸側外周面部分は、前記プラグの中心軸線に沿った第1方向にテーパの付いたテーパ面であり、前記短軸側外周面部分は、前記中心軸線に沿った前記第1方向とは逆の方向である第2方向にテーパの付いた逆テーパ面である。
 ここで、前記プラグの前記外周面は、前記中心軸線の方向の各軸直角断面上における楕円状輪郭線の周長が同一であることが望ましい。
 本発明の波動発生器では、楕円状に撓められる外歯歯車のコーニング形状に対応させて、プラグの外周面の長軸側外周面部分および短軸側外周面部分に、それぞれ逆方向にテーパを付けてある。したがって、プラグの外周面に装着されるローラーベアリングのローラーも同一方向に傾斜した状態に支持される。よって、ローラーベアリングを、片当りの無い状態、あるいは、片当りが抑制された状態で、外歯歯車の内周面に接触させることができる。
 この結果、外歯歯車と波動発生器の接触部分の摩耗を低減でき、これらの寿命の低下を抑制できる。また、ローラーのスキューを低減でき、転動疲労寿命を向上できる。さらには、波動発生器によって外歯歯車が確実に支持されるので、これらの間の片当り状態に起因する波動歯車装置の角度伝達誤差および位置決め精度の悪化を防止できる。
 本発明の波動発生器において、前記プラグの前記外周面には、その周方向の各位置において異なるテーパ角が付いており、前記テーパ角は、前記外歯歯車の外歯形成部分における歯幅方向の所定の位置を予め定めた設定楕円形状に撓めた場合に、前記外歯形成部分における円周方向の各位置におけるコーニング角に対応する角度であることが望ましい。これにより、ローラーベアリングを、円周方向の各位置において、外歯歯車の内周面に片寄りなく接触させることができる。
 本発明の波動発生器において、前記プラグに、前記ローラーベアリングの内輪を一体形成してもよい。この場合には、前記外周面が内輪軌道面として機能する。
 次に、本発明の波動歯車装置は、剛性の内歯歯車と、カップ形状あるいはシルクハット形状をした可撓性の外歯歯車と、前記外歯歯車を楕円状に撓めて前記内歯歯車にかみ合わせ、これら両歯車のかみ合い位置を周方向に移動させる波動発生器とを有しており、前記波動発生器は上記構成の波動発生器であることを特徴としている。
 ここで、前記外歯歯車の外歯形成部分に、前記波動発生器の前記ローラーベアリングの外輪を一体形成することができる。
(a)は本発明を適用したカップ型の波動歯車装置の正面図であり、(b)はその概略断面図である。 (a)は波動発生器の概略正面図、(b)は波動発生器の長軸位置での概略断面図、(c)は波動発生器の短軸位置での概略断面図である。 (a)は波動歯車装置の撓み状態を示す説明図、(b)~(e)はそれぞれ波動発生器と外歯歯車の接触状態を示す説明図である。
 以下に、図面を参照して、本発明を適用した波動歯車装置の実施の形態を説明する。
(全体構成)
 図1(a)はカップ型の波動歯車装置の概略正面図であり、図1(b)はその概略縦断面図である。カップ型の波動歯車装置1は、環状の剛性の内歯歯車2と、この内側に同心状に配置されたカップ形状の可撓性の外歯歯車3と、この内側にはめ込まれた楕円形輪郭の波動発生器4とを備えている。
 外歯歯車3は、円筒状の胴部31と、その一端に連続している環状のダイヤフラム32と、このダイヤフラム32の中心部分に一体形成されている円盤状のボス33と、胴部31の開口部34の外周面に形成された外歯35を備えている。外歯歯車3の外歯形成部分36は、波動発生器4によって楕円状に撓められ、その長軸方向の両端部分に位置する外歯35が内歯歯車2の内歯25にかみ合っている。
 モーター等によって波動発生器4を回転すると、両歯車2、3のかみ合い位置が円周方向に移動する。両歯車2、3の歯数差は2n枚(nは正の整数)とされ、波動発生器4が1回転する間に、両歯車2、3の間には歯数差分に対応する角度の相対回転が生じる。
 波動発生器4は、楕円状の外周面41を備えた剛性のプラグ42と、プラグ42の外周面41に装着されたローラーベアリング43とを備えている。ローラーベアリング43は、波動発生器4の外周面41に嵌めた内輪44、外歯歯車3の外歯形成部分36の内周面36aを支持している外輪45、および、これら内輪44、外輪45の間に転動可能な状態で装着されている多数本のローラー46を備えている。ローラー46は、円筒状のリテーナー47によって円周方向において等角度間隔の位置に保持されている。
(プラグ外周面の形状)
 図2(a)は波動発生器4の概略正面図であり、図2(b)はその長軸位置で切断した場合の概略縦断面図であり、図2(c)はその短軸位置で切断した場合の概略縦断面図である。なお、図2(b)、(c)においては、プラグ42の外周面41の形状を誇張して示してある。
 これらの図を参照して説明すると、プラグ42の外周面41は、その中心軸線42aの方向の各軸直角断面上における楕円状輪郭線の周長が同一となるように設定されている。また、外周面41は、その長軸位置L1を含む長軸側外周面部分41aと、その短軸位置L2を含む短軸側外周面部分41bと、これらの間に形成されている外周面部分41cとを備えている。
 長軸側外周面部分41aは、プラグ42の中心軸線42aに沿った第1方向にテーパの付いた第1テーパ角θ1のテーパ面である。すなわち、外歯歯車3の開口部34の側からダイヤフラム32(図1(b)参照)の側に向かって外径が漸減している。短軸側外周面部分41bは、中心軸線42aに沿って、第1方向とは逆の方向である第2方向にテーパのついた第2テーパ角θ2の逆テーパ面である。すなわち、ダイヤフラム32の側から開口部34の側に向かって外径が漸減している。通常は、θ1とθ2の絶対値は同一である。長軸側外周面部分41aから短軸側外周面部分41bまでの間の外周面部分41cは、そのテーパ角が、第1テーパ角θ1から第2テーパ角θ2に向けて滑らかに切り替わっている。
 この形状のプラグ42の外周面41は例えば次の手順により設計することができる。まず、波動歯車装置1の設定楕円量より、ローラーベアリング43の軸線方向の中心位置での長軸寸法、短軸寸法、円周長を確認する。次に、波動歯車装置1の設定楕円量による外歯歯車3の外歯形成部分36の内周面のコーニング角を確認する。次に、コーニング角に基づき、プラグ42の外周面41における中心軸線42aの方向の各軸直角断面上における長軸寸法を決定する。そして、各軸直角断面上において楕円形状の周長を変えずに、短軸寸法を決定する。
 この結果、その周方向の各位置において異なるテーパ角のテーパ面が形成されたプラグ42の外周面41が得られる。各位置のテーパ角は、外歯歯車3の外歯形成部分36を楕円形状に撓めた場合に、外歯形成部分36における円周方向の各位置におけるコーニング角に対応する角度になる。
 このようにプラグ42の外周面41は、外歯歯車3の外歯形成部分36の内周面のコーニング形状に対応した三次元のテーパ面である。したがって、波動発生器4のローラーベアリングの外輪45の外周面は、片当りなく、外歯形成部分36の内周面に接触した状態で、外歯形成部分36を支持できる。
 上記の例において、ローラーベアリングの内輪44を波動発生器4のプラグ42に一体形成することもできる。この場合には、プラグ42の三次元のテーパ形状の外周面41が、内輪側軌道面となり、ここに直接、各ローラー46が支持される。
 また、上記の例において、ローラーベアリングの外輪45を外歯歯車3の外歯形成部分36の内周面部分に一体形成することもできる。この場合には、外歯形成部分36の内周面36aが外輪側軌道面として機能する。
 なお、上記の例はカップ型の波動歯車装置に本発明を適用している。本発明は、シルクハット型の波動歯車装置にも同様に適用可能である。

Claims (6)

  1.  カップ状あるいはシルクハット状の可撓性の外歯歯車を楕円状に撓めて剛性の内歯歯車に部分的にかみ合わせる、波動歯車装置の波動発生器であって、
     楕円状の外周面を備えた剛性のプラグと、
     前記プラグの前記外周面に装着されたローラーベアリングと、
    を有しており、
     前記プラグの前記外周面は、
     前記外周面の長軸位置では、前記プラグの中心軸線に沿った第1方向にテーパの付いたテーパ面であり、
     前記外周面の短軸位置では、前記中心軸線に沿った前記第1方向とは逆の方向である第2方向にテーパについた逆テーパ面である
    ことを特徴とする波動歯車装置の波動発生器。
  2.  前記プラグの前記外周面は、前記中心軸線の方向の各軸直角断面上における楕円状輪郭線の周長が同一である請求項1に記載の波動歯車装置の波動発生器。
  3.  前記プラグの前記外周面には、その周方向の各位置において異なるテーパ角が付いており、
     前記テーパ角は、前記外歯歯車の外歯形成部分における歯幅方向の所定の位置を予め定めた設定楕円形状に撓めた場合に、前記外歯形成部分における円周方向の各位置におけるコーニング角に対応する角度である請求項1に記載の波動歯車装置の波動発生器。
  4.  前記プラグに、前記ローラーベアリングの内輪が一体形成されており、
     前記外周面は内輪軌道面である請求項1に記載の波動歯車装置の波動発生器。
  5.  剛性の内歯歯車と、
     カップ形状あるいはシルクハット形状をした可撓性の外歯歯車と、
     前記外歯歯車を楕円状に撓めて前記内歯歯車にかみ合わせ、これら両歯車のかみ合い位置を周方向に移動させる波動発生器と、
    を有しており、
     前記波動発生器は、請求項1ないし4のうちのいずれか一つの項に記載の波動発生器であることを特徴とする波動歯車装置。
  6.  前記外歯歯車の外歯形成部分に、前記波動発生器の前記ローラーベアリングの外輪が一体形成されている請求項5に記載の波動歯車装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107084194A (zh) * 2017-06-21 2017-08-22 宁波慈兴轴承有限公司 谐波减速器柔性轴承
WO2019003902A1 (ja) * 2017-06-30 2019-01-03 日本電産シンポ株式会社 駆動装置
EP3492775A4 (en) * 2016-07-30 2020-03-18 Harmonic Drive Systems Inc. WAVE GENERATOR AND CORRUGATED GEAR DEVICE
WO2020234945A1 (ja) * 2019-05-17 2020-11-26 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ コロ軸受式波動発生器を備えた波動歯車装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10253864B2 (en) * 2017-07-03 2019-04-09 Optimal Actuation Inc. Bearing wave generator assembly
JPWO2019111409A1 (ja) * 2017-12-08 2020-01-16 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ カップ型の波動歯車装置
EP3885608A4 (en) * 2018-11-22 2022-04-13 Harmonic Drive Systems Inc. STRESS WAVE GEAR DEVICE
CN111853474B (zh) * 2019-04-25 2022-02-08 三星电子株式会社 显示装置
KR102345641B1 (ko) * 2020-06-15 2021-12-31 씨앤엠로보틱스 주식회사 마찰 파동 감속기
DE102020118797A1 (de) * 2020-07-16 2022-01-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wellgetriebe für einen Roboter sowie Roboter mit einem Wellgetriebe

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06193663A (ja) * 1992-12-21 1994-07-15 Daihen Corp 動力伝達装置
JP2003176857A (ja) * 2001-12-11 2003-06-27 Teijin Seiki Co Ltd 噛み合い式歯車装置用フレクススプラインおよびそのフレクススプラインを備えた噛み合い式歯車装置
JP2004513306A (ja) * 2000-10-24 2004-04-30 エクスラー アクチエンゲゼルシャフト ポット状の出力リングを支持リング内に備えた波動伝動装置
JP2011002084A (ja) * 2009-06-22 2011-01-06 Jtekt Corp 撓み噛み合い式歯車装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4650954B2 (ja) * 2004-06-21 2011-03-16 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 負偏位噛み合い歯形を有する波動歯車装置
JP2009133414A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Jtekt Corp 波動歯車減速機及び伝達比可変操舵装置
JP5031649B2 (ja) * 2008-04-18 2012-09-19 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ フレクスプラインおよび波動歯車装置
US8770064B2 (en) * 2009-01-13 2014-07-08 Harmonic Drive Systems Inc. Wave generator for wave gear device
US20120085188A1 (en) * 2009-07-02 2012-04-12 Harmonic Drive Systems Inc. Noncircular bearing, wave generator, and wave gear device
JP2011190826A (ja) 2010-03-11 2011-09-29 Matex Kk 波動歯車装置
JP2012251603A (ja) * 2011-06-03 2012-12-20 Ntn Corp 摩擦伝動式波動変速機
CN103582768B (zh) * 2012-05-23 2017-02-15 谐波传动系统有限公司 波动齿轮装置及其波动发生器
JP2014052035A (ja) * 2012-09-07 2014-03-20 Canon Inc 波動歯車装置
US8888374B1 (en) * 2013-05-08 2014-11-18 Hiwin Technologies Corp. Bearing with antiskid design

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06193663A (ja) * 1992-12-21 1994-07-15 Daihen Corp 動力伝達装置
JP2004513306A (ja) * 2000-10-24 2004-04-30 エクスラー アクチエンゲゼルシャフト ポット状の出力リングを支持リング内に備えた波動伝動装置
JP2003176857A (ja) * 2001-12-11 2003-06-27 Teijin Seiki Co Ltd 噛み合い式歯車装置用フレクススプラインおよびそのフレクススプラインを備えた噛み合い式歯車装置
JP2011002084A (ja) * 2009-06-22 2011-01-06 Jtekt Corp 撓み噛み合い式歯車装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3492775A4 (en) * 2016-07-30 2020-03-18 Harmonic Drive Systems Inc. WAVE GENERATOR AND CORRUGATED GEAR DEVICE
TWI724170B (zh) * 2016-07-30 2021-04-11 日商和諧驅動系統股份有限公司 諧波產生器及諧波齒輪裝置
CN107084194A (zh) * 2017-06-21 2017-08-22 宁波慈兴轴承有限公司 谐波减速器柔性轴承
CN107084194B (zh) * 2017-06-21 2022-12-13 宁波慈兴轴承有限公司 谐波减速器柔性轴承
WO2019003902A1 (ja) * 2017-06-30 2019-01-03 日本電産シンポ株式会社 駆動装置
WO2020234945A1 (ja) * 2019-05-17 2020-11-26 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ コロ軸受式波動発生器を備えた波動歯車装置
KR20210009361A (ko) 2019-05-17 2021-01-26 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 롤러베어링식 파동발생기를 구비한 파동기어장치
TWI821536B (zh) * 2019-05-17 2023-11-11 日商和諧驅動系統股份有限公司 具備滾柱軸承式諧波產生器的諧波齒輪裝置
US11982343B2 (en) 2019-05-17 2024-05-14 Harmonic Drive Systems Inc. Strain wave gearing having roller-bearing-type wave generator

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