JPH06241285A - 摩擦伝動式波動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 遊星ローラによって波動発生器が構成されて
いる形式の摩擦伝動式波動装置において、その摩擦接触
部分に発生する法線力の変動を抑制して、トルク伝達特
性を安定させること。 【構成】 摩擦伝動式波動装置１において、剛性環状部
材２の摩擦接触面２ａに対して、可撓性環状部材３の摩
擦接触面３ａが、波動発生器５によって接触した状態に
ある。波動発生器５は、中心Ｏを中心とする円Ｃ上の位
置に配置された複数の遊星ローラ６と、これらの遊星ロ
ーラ６を自転自在に支持しているキャリアと、可撓性環
状部材３の側から各遊星ローラに作用する法線力を受け
るために、これらの遊星ローラ６に接触している円形外
周面８ａを備えている支持部材８から構成されている。
各遊星ローラ６は支持部材８によって支持されているの
で、各部材の弾性変形、温度変化に起因した法線力の変
動が抑制され、安定した法線力が保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、摩擦伝動式波動装置に
関し、特に、その波動発生器の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボット等の分野においては各種
の増減速装置が利用されており、この中の一つとして摩
擦伝動式増減速装置が知られている。摩擦伝動式増減速
装置としては波動装置がある。この波動装置は、剛性の
環状部材と、その内側に配置された可撓性の環状部材
と、この可撓性の環状部材を半径方向に撓めて剛性の環
状部材に部分的に摩擦接触させる波動発生器から基本的
に構成されている。波動発生器を用いて、双方の環状部
材の摩擦接触位置を周方向に移動させると、双方の環状
部材の摩擦接触面の周長差に基づき、入力された回転を
大幅に減速あるいは増速して取り出すことができる。こ
の増減速の原理は公知である。

【０００３】この摩擦伝動式波動装置の波動発生器とし
ては、複数の遊星ローラを備え、これらの遊星ローラに
よって、可撓性の環状部材を半径方向に撓めて剛性の環
状部材に摩擦接触させるようになっている形式のものが
知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】遊星ローラを用いた波
動発生器を備えた摩擦伝動式波動装置においては、摩擦
接触している各部材に対して十分で適正な法線力を作用
させて、部材間の必要とするトルク伝達を実現する必要
がある。しかし、トルク伝達に必要な法線力は、各部材
の弾性変形あるいは温度変化等によって変動し易く一定
に保持することが困難である。

【０００５】また、可撓性の環状部材を半径方向に撓め
て剛性の環状部材に摩擦接触させるために必要な法線力
は、波動発生器を構成している遊星ローラの側に作用す
る。したがって、遊星ローラのローラ軸受けは、この法
線力に耐え得る高容量のものにする必要がある。さら
に、遊星ローラは弾性部材から形成されているのが一般
的である。したがって、遊星ローラに大きな法線力が作
用すると、そのローラ軸受けのボールの間の位置に法線
力が作用すると、遊星ローラの外周面が僅かに撓むこと
になる。このため、ボールの位置に法線力が作用する場
合に比べて法線力が低下するので、法線力にバラツキが
でき、リップルが発生する等といった好ましくない性状
が現れてしまう。

【０００６】本発明の課題は、このような問題点に鑑み
て、高容量の遊星ローラ軸受けを用いることなく、しか
も、一定した法線力を得ることのできる摩擦伝動式波動
装置を実現することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１および図２を参照し
て説明すると、本発明の摩擦伝動式波動装置１は、内周
面が円形の摩擦接触面２ａとなっている剛性環状部材２
と、この環状部材の摩擦接触面２ａに係合可能な摩擦接
触面３ａが外周面に形成されている可撓性環状部材３
と、この可撓性環状部材３を半径方向に撓めて、その摩
擦接触面３ａを剛性環状部材の摩擦接触面２ａに対して
部分的に摩擦接触させると共に、これらの摩擦接触位置
４ａ、４ｂ、４ｃを周方向に移動させる波動発生器５か
ら基本的に構成されている。

【０００８】本発明において、波動発生器５は、可撓性
環状部材３をその内周面の側から半径方向の外側に向け
て撓めて、その摩擦接触面３ａを剛性環状部材の摩擦接
触面２ａに摩擦接触させた状態となるように、剛性環状
部材の摩擦接触面の中心Ｏを中心とする円Ｃ上の位置に
配置された複数の遊星ローラ６（６ａ、６ｂ、６ｃ）
と、これらの遊星ローラ６を自転自在に支持しているキ
ャリア７と、可撓性環状部材３の側から各遊星ローラに
作用する法線力（Ｆ）を受けるために、これらの遊星ロ
ーラ６に接触している円形外周面８ａを備えている支持
部材８から構成されている。

【０００９】

【作用】本発明の波動発生器５においては、図３に示す
ように、剛性環状部材２と可撓性環状部材３の摩擦接触
に必要な法線力Ｆは、遊星ローラ６のローラ軸受け６ｄ
を介して、遊星ローラ６を支持している円形外周面８ａ
を備えた支持部材８の側によって支持される。すなわ
ち、法線力Ｆは、支持部材８の側に発生する反力Ｆｂと
釣り合う。したがって、遊星ローラ６のローラ軸受け６
ｄは実質的に法線力を受ける必要がない。このため、ロ
ーラ軸受け６ｄを容量の高いものにする必要がない。ま
た、各遊星ローラ６は支持部材８によって支持されてい
るので、各部材の弾性変形、温度変化に起因した法線力
Ｆの変動が抑制され、安定した法線力Ｆが保持される。
なお、遊星ローラ６および支持部材８を構成している部
材の弾性特性を、これらの力Ｆ、Ｆｂにより著しく変形
しないように設定しておくことが望ましい。

【００１０】

【実施例】以下に、図４および図５を参照して本発明の
実施例を説明する。

【００１１】本例の摩擦伝動式波動装置１１は、その構
成要素である可撓性環状部材がカップ形状をしたカップ
型の波動装置である。図におて、１２は環状剛性部材で
あり、その内周には円形の摩擦接触面１２ａが形成され
ている。この剛性環状部材１２の内側には、全体として
カップ形状をした可撓性部材１３が配置されている。こ
の可撓性部材１３は、円筒状の胴部１３ｂと、カップ底
面を規定しているダイヤフラム部１３ｃと、被駆動部材
（図示せず）の側に連結されるボス部１３ｄから形成さ
れており、胴部１３ｂの開放端側の外周面には、環状剛
性部材の摩擦接触面１２ａに摩擦接触可能な摩擦接触面
１３ａが形成されている。この摩擦接触面１３ａが形成
されている胴部１３ｂの内側には、遊星ローラから構成
されている波動発生器１５が組み込まれている。

【００１２】波動発生器１５は、３個の遊星ローラ２
１、２２、２３と、この遊星ローラ２１、２２、２３を
支持しているキャリア１７と、遊星ローラを支持する円
形外周面１８ａを備えた支持円筒１８から構成されてい
る。遊星ローラ２１、２２、２３は、装置軸線（中心
Ｏ）を中心とする円Ｃ上の等角度間隔の位置に回転中心
が位置するように、キャリア１７によって支持されてい
る。すなわち、キャリア１７は装置軸線を中心とする円
板１７ａを備えており、この円板１７ａの端面１７ｂに
は、３本の遊星軸２４、２５、２６が等角度間隔で固着
されている。これらの遊星軸２４、２５、２６には、遊
星軸受け２７、２８、２９を介して、遊星ローラ２１、
２２、２３がそれぞれ回転自在に支持されている。

【００１３】また、円板１７ａの端面１７ｂの中心に
は、支持円筒１８の支軸１９が固着されている。この支
軸１９は遊星ローラ間を貫通して可撓性部材１３のボス
部１３ｄの側に延びており、その先端には鍔広の頭部１
９ａが形成されている。この支軸１９の外周に支持円筒
１８が嵌め込まれている。

【００１４】一方、キャリア１７の円板１７ａにおける
反対側の端面１７ｃには、回転入力用の中空連結軸１７
ｄが一体形成されている。

【００１５】ここで、本例においては、遊星ローラ２
１、２２、２３および支持円筒１８は、薄肉鉄鋼、ラバ
ー等の弾性部材から形成されている。これらの部材の弾
性特性は、発生する法線力によって著しい変形が起きな
いように設定されている。このように構成した本例の摩
擦伝動式波動装置１１においては、キャリア１７の連結
軸１７ｄがモータ等の回転源に連結されて、高速回転す
る。キャリア１７によって支持されている３個の遊星ロ
ーラ２１、２２、２３によって、可撓性部材１３の摩擦
接触面１３ａは、３個所の位置で、それぞれ剛性環状部
材１２の側の摩擦接触面１２ａに対して所定の圧力（法
線力Ｆ）で接触した状態にある。よって、キャリア１７
の回転に伴って遊星ローラ２１、２２、２３は中心Ｏの
回りを公転するとと共に各遊星軸の回りを自転する。こ
の結果、摩擦接触面１２ａに対する摩擦接触面１３ａの
接触位置が周方向に移動して、これらの摩擦接触面の周
長差に基づき、剛性環状部材１２と可撓性部材１３の間
には相対回転が発生する。本例では、剛性環状部材１２
の側が回転しないように固定されており、したがって、
可撓性部材１３の側が回転して、そのボス部１３ｄの側
から減速回転が出力される。

【００１６】ここで、本例においては、各遊星ローラ２
１、２２、２３が、支持円筒１８によって支持されてい
る。したがって、各部材に弾性変形、あるいは温度変化
による変形が発生したとしても、この支持円筒１８によ
って支持された遊星ローラ２１、２２、２３により、可
撓性部材の摩擦接触面１３ａが剛性環状部材の側の摩擦
接触面１２ａの側に押し付けられているので、これらの
接触面に発生する法線力の変動を抑制することができ
る。よって、安定したトルク伝達を期待できる。また、
摩擦接触面１２ａ、１３ａの間に発生する法線力は、遊
星ローラを介して支持円筒１８に伝達するので、遊星ロ
ーラの遊星軸受けが直接にこの法線力に釣り合う反力を
受けることはない。よって、遊星軸受けに過大な応力が
作用しない。よって、遊星軸受けとして容量の低いもの
を使用でき、また、その寿命を長くすることができる。

【００１７】なお、以上の実施例は、３個の遊星ローラ
を備えた形式のものであるが、２個あるいは４個以上の
遊星ローラを用いた波動発生器を備えた摩擦伝動式波動
装置に対して、同様に本発明を適用することができるこ
とは勿論である。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の摩擦伝動
式波動装置においては、その波動発生器を構成している
複数の遊星ローラを、円形外周面を備えた支持部材によ
って支持するようにしている。したがって、本発明によ
れば、環状剛性部材および可撓性環状部材の摩擦接触面
の間に発生する法線力の変動を抑制することができ、安
定したトルク伝達特性を得ることができる。また、この
法線力を遊星ローラの遊星軸受けにより直接に受ける必
要がないので、遊星ローラ軸受けを低容量のものできる
と共に、その寿命を延ばすことができる等の効果を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の摩擦伝動式波動装置の構成を説明する
ための概略側面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した部分を示す概略
断面図である。

【図３】図１の装置の作用を説明するための説明図であ
る。

【図４】本発明の一実施例の摩擦伝動式波動装置を示す
断面図である。

【図５】図４の装置の各要素の配置関係を示す側面図で
ある。

【符号の説明】

１・・・摩擦伝動式波動装置 ２・・・剛性環状部材 ２ａ・・摩擦接触面 ３・・・可撓性環状部材 ３ａ・・摩擦係合面 ４ａ、４ｂ、４ｃ・・・摩擦接触位置 ５・・・波動発生器 ６ａ、６ｂ、６ｃ・・・遊星ローラ ７・・・キャリア ８・・・支持部材 ８ａ・・・円形外周面 Ｏ・・・中心 Ｃ・・・円 Ｆ・・・法線力 Ｆｂ・・・法線力の反力

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面が円形の摩擦接触面となっている
   剛性環状部材と、この環状部材の摩擦接触面に係合可能
   な摩擦接触面が外周面に形成されている可撓性環状部材
   と、この可撓性環状部材を半径方向に撓めて、その摩擦
   接触面を前記剛性環状部材の摩擦接触面に対して部分的
   に摩擦接触させると共に、これらの摩擦接触位置を周方
   向に移動させる波動発生器とを有し、 この波動発生器は、前記可撓性環状部材をその内周面の
   側から半径方向の外側に向けて撓めて、その摩擦接触面
   を前記剛性環状部材の摩擦接触面に摩擦接触させた状態
   となるように、前記剛性環状部材の摩擦接触面の中心を
   中心とする円上の位置に配置された複数の遊星ローラ
   と、これらの遊星ローラを自転自在に支持しているキャ
   リアと、前記可撓性環状部材の側から各遊星ローラに作
   用する法線力を受けるために、これらの遊星ローラに接
   触している円形外周面を備えている支持部材とを有する
   ことを特徴とする摩擦伝動式波動装置。