JPH10318338A - 撓み噛み合い式歯車装置 - Google Patents
撓み噛み合い式歯車装置Info
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- JPH10318338A JPH10318338A JP9133233A JP13323397A JPH10318338A JP H10318338 A JPH10318338 A JP H10318338A JP 9133233 A JP9133233 A JP 9133233A JP 13323397 A JP13323397 A JP 13323397A JP H10318338 A JPH10318338 A JP H10318338A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロボットアーム等の駆動機構における減速装
置等として用いた場合に、その可搬性、制御性を高める
のに有利な撓み噛み合い式歯車装置を提案する。 【解決手段】 撓み噛み合い式歯車装置１の波動発生器
４は、ハブ部分４１と剛性カム板部分４２がアルミニウ
ム合金製の一体部品からなっている。装置重量の過半部
分を占め、しかも最も高温状態に陥りやすい波動発生器
４の部分を軽量で放熱性の良いアルミニウム合金製とし
てあるので、装置の軽量化、慣性重量の低減化、耐熱性
の改善を実現できる。また、剛性内歯歯車２もアルミニ
ウム合金製であるので、装置を一層軽量化できる。
置等として用いた場合に、その可搬性、制御性を高める
のに有利な撓み噛み合い式歯車装置を提案する。 【解決手段】 撓み噛み合い式歯車装置１の波動発生器
４は、ハブ部分４１と剛性カム板部分４２がアルミニウ
ム合金製の一体部品からなっている。装置重量の過半部
分を占め、しかも最も高温状態に陥りやすい波動発生器
４の部分を軽量で放熱性の良いアルミニウム合金製とし
てあるので、装置の軽量化、慣性重量の低減化、耐熱性
の改善を実現できる。また、剛性内歯歯車２もアルミニ
ウム合金製であるので、装置を一層軽量化できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロボットアームの
駆動機構等における減速装置として使用するのに適した
撓み噛み合い式歯車装置に関するものである。
駆動機構等における減速装置として使用するのに適した
撓み噛み合い式歯車装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ロボットアーム等の駆動機構における減
速装置としては、本願人によりハーモニック・ドライブ
という商標名で製造販売されている撓み噛み合い式歯車
装置が知られている。
速装置としては、本願人によりハーモニック・ドライブ
という商標名で製造販売されている撓み噛み合い式歯車
装置が知られている。
【０００３】典型的な撓み噛み合い式歯車装置は、内周
面に内歯が形成された環状の剛性内歯歯車と、この剛性
内歯歯車の内側に配置され、外周面に前記内歯に噛み合
い可能な外歯が形成されている可撓性外歯歯車と、この
可撓性外歯歯車の内側にはめ込まれ、当該可撓性外歯歯
車を半径方向に撓めることにより前記外歯を部分的に前
記内歯に噛み合わせると共に、これららの噛み合わせ位
置を円周方向に移動させる波動発生器とを有する構成と
なっている。波動発生器は、モータ回転軸等に連結され
る環状のハブと、このハブの外周に嵌めた楕円形輪郭の
カム板と、このカム板の外周面に嵌めたウエーブベアリ
ングとから構成されている。
面に内歯が形成された環状の剛性内歯歯車と、この剛性
内歯歯車の内側に配置され、外周面に前記内歯に噛み合
い可能な外歯が形成されている可撓性外歯歯車と、この
可撓性外歯歯車の内側にはめ込まれ、当該可撓性外歯歯
車を半径方向に撓めることにより前記外歯を部分的に前
記内歯に噛み合わせると共に、これららの噛み合わせ位
置を円周方向に移動させる波動発生器とを有する構成と
なっている。波動発生器は、モータ回転軸等に連結され
る環状のハブと、このハブの外周に嵌めた楕円形輪郭の
カム板と、このカム板の外周面に嵌めたウエーブベアリ
ングとから構成されている。
【０００４】剛性内歯歯車の内歯の歯数は可撓性外歯歯
車の外歯の歯数よりも２ｎ（ｎは正の整数）だけ異なる
ように設定されている。通常は２枚だけ多い歯数に設定
されている。剛性内歯歯車を回転しないように固定した
状態で波動発生器をモータ等によって高速回転すると、
楕円状に撓められて直径方向の両端の外歯および内歯の
噛み合い位置が円周方向に移動する。この結果、内歯と
外歯の歯数差に応じた相対回転が可撓性外歯歯車に発生
するので、歯数差に応じた減速比で減速された回転出力
が当該可撓性外歯歯車から得られる。
車の外歯の歯数よりも２ｎ（ｎは正の整数）だけ異なる
ように設定されている。通常は２枚だけ多い歯数に設定
されている。剛性内歯歯車を回転しないように固定した
状態で波動発生器をモータ等によって高速回転すると、
楕円状に撓められて直径方向の両端の外歯および内歯の
噛み合い位置が円周方向に移動する。この結果、内歯と
外歯の歯数差に応じた相対回転が可撓性外歯歯車に発生
するので、歯数差に応じた減速比で減速された回転出力
が当該可撓性外歯歯車から得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ロボットアームの駆動
機構、そのアーム関節の駆動機構等においては、駆動機
構の重量を低減することにより、その可搬重量を大きく
することができる。また、駆動機構の重量を低減するこ
とにより、その制御性も改善される。
機構、そのアーム関節の駆動機構等においては、駆動機
構の重量を低減することにより、その可搬重量を大きく
することができる。また、駆動機構の重量を低減するこ
とにより、その制御性も改善される。
【０００６】本発明の課題は、この点に鑑みて、ロボッ
トアーム等の駆動機構の減速装置として用いた場合に、
可搬重量の増加、制御性の改善を図る上で適した撓み噛
み合い式歯車装置を提案することにある。
トアーム等の駆動機構の減速装置として用いた場合に、
可搬重量の増加、制御性の改善を図る上で適した撓み噛
み合い式歯車装置を提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、内周面に内歯
が形成された環状の剛性内歯歯車と、この剛性内歯歯車
の内側に配置され、外周面に前記内歯に噛み合い可能な
外歯が形成されている可撓性外歯歯車と、この可撓性外
歯歯車の内側にはめ込まれ、当該可撓性外歯歯車を半径
方向に撓めることにより前記外歯を部分的に前記内歯に
噛み合わせると共に、これらの噛み合わせ位置を円周方
向に移動させる波動発生器とを有する撓み噛み合い式歯
車装置において、波動発生器の構成部品である、環状の
ハブと、このハブの外周に形成された剛性カム板と、こ
の剛性カム板の外周面と可撓性外歯歯車の内周面の間に
嵌め込まれているウエーブベアリングのうち、ハブと剛
性カム板のうちの少なくとも剛性カム板をアルミニウム
合金により形成するようにしている。
が形成された環状の剛性内歯歯車と、この剛性内歯歯車
の内側に配置され、外周面に前記内歯に噛み合い可能な
外歯が形成されている可撓性外歯歯車と、この可撓性外
歯歯車の内側にはめ込まれ、当該可撓性外歯歯車を半径
方向に撓めることにより前記外歯を部分的に前記内歯に
噛み合わせると共に、これらの噛み合わせ位置を円周方
向に移動させる波動発生器とを有する撓み噛み合い式歯
車装置において、波動発生器の構成部品である、環状の
ハブと、このハブの外周に形成された剛性カム板と、こ
の剛性カム板の外周面と可撓性外歯歯車の内周面の間に
嵌め込まれているウエーブベアリングのうち、ハブと剛
性カム板のうちの少なくとも剛性カム板をアルミニウム
合金により形成するようにしている。
【０００８】ハブと剛性カム板の双方をアルミニウム合
金製とする場合には、これらを一体部品として形成する
ことが、組み付け剛性、組み付け精度等の点から好まし
い。
金製とする場合には、これらを一体部品として形成する
ことが、組み付け剛性、組み付け精度等の点から好まし
い。
【０００９】本発明では、一般的に合金鋼からなる波動
発生器の主要部品を軽量なアルミニウム合金製としてい
る。波動発生器は、撓み噛み合い式歯車装置における重
量の過半部分を占めているので、この部分をアルミニウ
ム合金製とすることにより、当該撓み噛み合い式歯車装
置の重量を大幅に低減でき、また、その慣性重量も大幅
に低減できる。したがって、撓み噛み合い式歯車装置の
軽量化を実現できるので、ロボットアーム等の駆動機構
の減速装置として用いた場合には、その可搬重量の増
加、制御性の改善等の効果を奏する。
発生器の主要部品を軽量なアルミニウム合金製としてい
る。波動発生器は、撓み噛み合い式歯車装置における重
量の過半部分を占めているので、この部分をアルミニウ
ム合金製とすることにより、当該撓み噛み合い式歯車装
置の重量を大幅に低減でき、また、その慣性重量も大幅
に低減できる。したがって、撓み噛み合い式歯車装置の
軽量化を実現できるので、ロボットアーム等の駆動機構
の減速装置として用いた場合には、その可搬重量の増
加、制御性の改善等の効果を奏する。
【００１０】また、アルミニウム合金は合金鋼に比べて
放熱性に優れているので、当該撓み噛み合い式歯車装置
および当該装置が連結されるモータ等の機器が過熱状態
に陥ってしまうことを抑制できるという効果も奏する。
放熱性に優れているので、当該撓み噛み合い式歯車装置
および当該装置が連結されるモータ等の機器が過熱状態
に陥ってしまうことを抑制できるという効果も奏する。
【００１１】詳細に説明すると、撓み噛み合い式歯車装
置の発熱源は波動発生器のウエーブベアリングの部分で
ある。また、一般に、撓み噛み合い式歯車装置をモータ
と連結してロボットアーム等の駆動機構を構成した場合
には、波動発生器のハブにモータ出力軸が連結されるの
で、モータ出力軸の側からも熱が波動発生器の側に伝達
される。したがって、波動発生器の部分が最も加熱した
高温状態になりやすい。本発明のように、最も加熱しや
すい部分を放熱性のアルミニウム合金製とすることによ
り、放熱性に優れた撓み噛み合い式歯車装置を実現でき
る。
置の発熱源は波動発生器のウエーブベアリングの部分で
ある。また、一般に、撓み噛み合い式歯車装置をモータ
と連結してロボットアーム等の駆動機構を構成した場合
には、波動発生器のハブにモータ出力軸が連結されるの
で、モータ出力軸の側からも熱が波動発生器の側に伝達
される。したがって、波動発生器の部分が最も加熱した
高温状態になりやすい。本発明のように、最も加熱しや
すい部分を放熱性のアルミニウム合金製とすることによ
り、放熱性に優れた撓み噛み合い式歯車装置を実現でき
る。
【００１２】ここで、剛性カム板の膨張率をウエーブベ
アリングの内外輪の膨張率と同等の値となるようにする
こと望ましい。一般に、ウエーブベアリングの内外輪は
鋼製であり、その線膨張係数は約１２×１０-6／℃であ
る。したがって、剛性カム板の線膨張係数は７〜１７×
１０-6／℃の範囲内の値とすることが望ましい。
アリングの内外輪の膨張率と同等の値となるようにする
こと望ましい。一般に、ウエーブベアリングの内外輪は
鋼製であり、その線膨張係数は約１２×１０-6／℃であ
る。したがって、剛性カム板の線膨張係数は７〜１７×
１０-6／℃の範囲内の値とすることが望ましい。
【００１３】この理由は次の通りである。剛性カム板の
線膨張係数が７×１０-6／℃よりも小さい場合には、当
該剛性カム板およびウエーブベアリングの内輪が加熱さ
れた場合に、内輪の方が膨張量が大きいので、剛性カム
板の外周面と内輪の間が剥離するおそれがあるからであ
る。一方、剛性カム板の線膨張係数が１７×１０-6／℃
を超える値の場合には、双方の部材が加熱された時に、
剛性カム板の膨張量の方が大きいので、剛性カム板によ
って内輪が押し広げられて、当該ウエーブベアリングの
ラジアル隙間が小さくなり、当該ウエーブベアリングの
円滑な回転が阻害されるおそれがあるからである。
線膨張係数が７×１０-6／℃よりも小さい場合には、当
該剛性カム板およびウエーブベアリングの内輪が加熱さ
れた場合に、内輪の方が膨張量が大きいので、剛性カム
板の外周面と内輪の間が剥離するおそれがあるからであ
る。一方、剛性カム板の線膨張係数が１７×１０-6／℃
を超える値の場合には、双方の部材が加熱された時に、
剛性カム板の膨張量の方が大きいので、剛性カム板によ
って内輪が押し広げられて、当該ウエーブベアリングの
ラジアル隙間が小さくなり、当該ウエーブベアリングの
円滑な回転が阻害されるおそれがあるからである。
【００１４】次に、撓み噛み合い式歯車装置の軽量化を
更に図るためには、剛性内歯歯車もアルミニウム合金製
とすることが望ましい。
更に図るためには、剛性内歯歯車もアルミニウム合金製
とすることが望ましい。
【００１５】この場合には、アルミニウム合金製の剛性
カム板の膨張率を、当該剛性内歯歯車の膨張率よりも小
さい値とすることが望ましい。前述したように、撓み噛
み合い式歯車装置では、波動発生器の部分が最も加熱し
た高温状態になりやすい。これに対して、前記剛性内歯
歯車の側は装置の外周側に位置しており、発熱源から遠
く、しかも放熱性が良い。
カム板の膨張率を、当該剛性内歯歯車の膨張率よりも小
さい値とすることが望ましい。前述したように、撓み噛
み合い式歯車装置では、波動発生器の部分が最も加熱し
た高温状態になりやすい。これに対して、前記剛性内歯
歯車の側は装置の外周側に位置しており、発熱源から遠
く、しかも放熱性が良い。
【００１６】波動発生器の剛性カム板の膨張率を、剛性
内歯歯車の膨張率よりも小さくしておけば、双方の部材
をほぼ同程度に熱変形させることができる。よって、外
歯と内歯の噛み合い状態、噛み合い位置の移動を適切な
状態に保持することができるのである。
内歯歯車の膨張率よりも小さくしておけば、双方の部材
をほぼ同程度に熱変形させることができる。よって、外
歯と内歯の噛み合い状態、噛み合い位置の移動を適切な
状態に保持することができるのである。
【００１７】ここで、アルミニウム合金製の剛性内歯歯
車の歯面は、合金鋼からなる場合に比べて耐磨耗性の点
で劣る場合が多い。この弊害を回避するためには、剛性
内歯歯車の内歯の歯部表面に無電解ニッケルめっき等の
表面処理を施こすことが望ましい。
車の歯面は、合金鋼からなる場合に比べて耐磨耗性の点
で劣る場合が多い。この弊害を回避するためには、剛性
内歯歯車の内歯の歯部表面に無電解ニッケルめっき等の
表面処理を施こすことが望ましい。
【００１８】表面処理を施す代わりに、前記剛性内歯歯
車を、アルミニウム合金製の環状部材と、この環状部材
の内周面に鋳込まれて一体化された鋼製の環状部材から
構成し、当該鋼製の環状部材の内周面に前記内歯を形成
すればよい。このように歯部のみを耐磨耗性の高い素材
から形成してもよい。
車を、アルミニウム合金製の環状部材と、この環状部材
の内周面に鋳込まれて一体化された鋼製の環状部材から
構成し、当該鋼製の環状部材の内周面に前記内歯を形成
すればよい。このように歯部のみを耐磨耗性の高い素材
から形成してもよい。
【００１９】一方、本発明の撓み噛み合い式歯車装置に
おいては、剛性内歯歯車のみをアルミニウム合金から形
成した場合においても、当該装置の軽量化を実現できる
ので、ロボットアーム等の駆動機構の減速装置として用
いた場合には、その可搬重量の増加、慣性重量低減化に
よる制御性の改善を図ることができる。この場合におい
ても、剛性内歯歯車の内歯の部分の耐磨耗性、耐久性を
改善するために、無電解ニッケルめっきなどの表面処理
を施すことが望ましい。あるいは、剛性内歯歯車を、ア
ルミニウム合金製の環状部材と、この環状部材の内周面
に鋳込まれて一体化された鋼製の環状部材から構成し
て、当該鋼製の環状部材の内周面に内歯を形成してもよ
い。
おいては、剛性内歯歯車のみをアルミニウム合金から形
成した場合においても、当該装置の軽量化を実現できる
ので、ロボットアーム等の駆動機構の減速装置として用
いた場合には、その可搬重量の増加、慣性重量低減化に
よる制御性の改善を図ることができる。この場合におい
ても、剛性内歯歯車の内歯の部分の耐磨耗性、耐久性を
改善するために、無電解ニッケルめっきなどの表面処理
を施すことが望ましい。あるいは、剛性内歯歯車を、ア
ルミニウム合金製の環状部材と、この環状部材の内周面
に鋳込まれて一体化された鋼製の環状部材から構成し
て、当該鋼製の環状部材の内周面に内歯を形成してもよ
い。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下に、図１および図２を参照し
て、本発明を適用したカップ型撓み噛み合い式歯車装置
を説明する。
て、本発明を適用したカップ型撓み噛み合い式歯車装置
を説明する。
【００２１】カップ型撓み噛み合い式歯車装置１は、内
周面に内歯２１が形成された環状の剛性内歯歯車２を備
えている。この剛性内歯歯車２の内側には、同心状に、
カップ型の可能撓性外歯歯車３が配置されている。この
可撓性外歯歯車３は、円筒状の胴部３１と、この胴部３
１の一端から半径方向の内側に直角に延びている環状の
ダイヤフラム３２と、この環状のダイヤフラム３２の内
周端に連続して形成された厚肉の環状ボス３３とから構
成され、胴部３１の他端が開口端となったカップ型をし
ている。この胴部３１の開口端の外周面には、上記の内
歯２１に噛み合い可能な外歯３４が円周方向に向けて形
成されている。
周面に内歯２１が形成された環状の剛性内歯歯車２を備
えている。この剛性内歯歯車２の内側には、同心状に、
カップ型の可能撓性外歯歯車３が配置されている。この
可撓性外歯歯車３は、円筒状の胴部３１と、この胴部３
１の一端から半径方向の内側に直角に延びている環状の
ダイヤフラム３２と、この環状のダイヤフラム３２の内
周端に連続して形成された厚肉の環状ボス３３とから構
成され、胴部３１の他端が開口端となったカップ型をし
ている。この胴部３１の開口端の外周面には、上記の内
歯２１に噛み合い可能な外歯３４が円周方向に向けて形
成されている。
【００２２】この構成の可撓性外歯歯車３の外歯形成位
置の内側には、楕円形輪郭をした波動発生器４が同心状
に嵌め込まれている。波動発生器４は、環状のハブ部分
４１と、このハブ部分４１の外周面に一体形成された楕
円形輪郭の剛性カム板４２と、この剛性カム板４２の外
周面に嵌めたウエーブベアリング４３とから構成されて
いる。
置の内側には、楕円形輪郭をした波動発生器４が同心状
に嵌め込まれている。波動発生器４は、環状のハブ部分
４１と、このハブ部分４１の外周面に一体形成された楕
円形輪郭の剛性カム板４２と、この剛性カム板４２の外
周面に嵌めたウエーブベアリング４３とから構成されて
いる。
【００２３】可撓性外歯歯車３の外歯３４の形成部分
は、波動発生器４によって楕円形に撓められている。こ
の結果、外歯３４の直径方向の両端部分が、剛性内歯歯
車２の側の内歯２１の部分に噛み合っている。波動発生
器４をモータ等によって回転させると、噛み合い位置が
円周方向に移動する。外歯の歯数は一般に内歯の歯数よ
りも２枚少ない数に設定されているので、噛み合い位置
の移動に伴って、両歯車の間に相対回転が発生する。一
般には、剛性内歯歯車２の側が固定されているので、カ
ップ型可撓性外歯歯車３の環状ボス３３に連結された出
力軸（図示せず）の側から減速回転を得ることができ
る。
は、波動発生器４によって楕円形に撓められている。こ
の結果、外歯３４の直径方向の両端部分が、剛性内歯歯
車２の側の内歯２１の部分に噛み合っている。波動発生
器４をモータ等によって回転させると、噛み合い位置が
円周方向に移動する。外歯の歯数は一般に内歯の歯数よ
りも２枚少ない数に設定されているので、噛み合い位置
の移動に伴って、両歯車の間に相対回転が発生する。一
般には、剛性内歯歯車２の側が固定されているので、カ
ップ型可撓性外歯歯車３の環状ボス３３に連結された出
力軸（図示せず）の側から減速回転を得ることができ
る。
【００２４】ここで、波動発生器４の構成部品である、
環状のハブ部分４１と剛性カム板４２はアルミニウム合
金製の一体部品である。波動発生器は、撓み噛み合い式
歯車装置１における重量の過半部分を占めているので、
この部分をアルミニウム合金製とすることにより、当該
撓み噛み合い式歯車装置１の重量を大幅に低減でき、ま
た、その慣性重量も大幅に低減できる。したがって、撓
み噛み合い式歯車装置１の軽量化を実現できるので、ロ
ボットアーム等の駆動機構の減速装置として用いた場合
には、その可搬重量の増加、制御性の改善等の効果を奏
する。
環状のハブ部分４１と剛性カム板４２はアルミニウム合
金製の一体部品である。波動発生器は、撓み噛み合い式
歯車装置１における重量の過半部分を占めているので、
この部分をアルミニウム合金製とすることにより、当該
撓み噛み合い式歯車装置１の重量を大幅に低減でき、ま
た、その慣性重量も大幅に低減できる。したがって、撓
み噛み合い式歯車装置１の軽量化を実現できるので、ロ
ボットアーム等の駆動機構の減速装置として用いた場合
には、その可搬重量の増加、制御性の改善等の効果を奏
する。
【００２５】また、当該撓み噛み合い式歯車装置および
当該装置が連結されるモータ等の機器が過熱状態に陥っ
てしまうことを抑制できるという効果も奏する。すなわ
ち、撓み噛み合い式歯車装置１の発熱源は波動発生器４
のウエーブベアリング４３の部分である。また、一般
に、撓み噛み合い式歯車装置１をモータと連結してロボ
ットアーム等の駆動機構を構成した場合には、波動発生
器４のハブ４１にモータ出力軸が連結されるので、モー
タ出力軸の側からも熱が波動発生器４の側に伝達され
る。したがって、波動発生器の部分が最も加熱した高温
状態になりやすい。しかし、ハブ部分４１および剛性カ
ム板４２は放熱性の良いアルミニウム合金製であるの
で、放熱性に優れた撓み噛み合い式歯車装置を実現でき
る。
当該装置が連結されるモータ等の機器が過熱状態に陥っ
てしまうことを抑制できるという効果も奏する。すなわ
ち、撓み噛み合い式歯車装置１の発熱源は波動発生器４
のウエーブベアリング４３の部分である。また、一般
に、撓み噛み合い式歯車装置１をモータと連結してロボ
ットアーム等の駆動機構を構成した場合には、波動発生
器４のハブ４１にモータ出力軸が連結されるので、モー
タ出力軸の側からも熱が波動発生器４の側に伝達され
る。したがって、波動発生器の部分が最も加熱した高温
状態になりやすい。しかし、ハブ部分４１および剛性カ
ム板４２は放熱性の良いアルミニウム合金製であるの
で、放熱性に優れた撓み噛み合い式歯車装置を実現でき
る。
【００２６】本例では、更に、剛性カム板４２の膨張率
をウエーブベアリング４３の内外輪４３ａ、４３ｂの膨
張率と同等の値となるように設定してある。ウエーブベ
アリングの内外輪４３ａ、４３ｂは鋼製であり、その線
膨張係数は約１２×１０-6／℃であるので、剛性カム板
４２の線膨張係数を７〜１７×１０-6／℃の範囲内の値
としてある。この結果、ウエーブベアリング４３および
剛性カム板４２が熱変形した場合においても、剛性カム
板の外周面と内輪の間が剥離する事態を回避でき、ま
た、ウエーブベアリング４３のラジアル隙間が小さくな
り当該ウエーブベアリングの円滑な回転が阻害される事
態も回避できる。
をウエーブベアリング４３の内外輪４３ａ、４３ｂの膨
張率と同等の値となるように設定してある。ウエーブベ
アリングの内外輪４３ａ、４３ｂは鋼製であり、その線
膨張係数は約１２×１０-6／℃であるので、剛性カム板
４２の線膨張係数を７〜１７×１０-6／℃の範囲内の値
としてある。この結果、ウエーブベアリング４３および
剛性カム板４２が熱変形した場合においても、剛性カム
板の外周面と内輪の間が剥離する事態を回避でき、ま
た、ウエーブベアリング４３のラジアル隙間が小さくな
り当該ウエーブベアリングの円滑な回転が阻害される事
態も回避できる。
【００２７】次に、本例では、剛性内歯歯車２もアルミ
ニウム合金製としてある。しかし、上記の波動発生器４
の側で使用しているアルミニウム合金に比べて、膨張率
が大きなアルミニウム合金を使用している。前述のよう
に、撓み噛み合い式歯車装置１では、波動発生器４の部
分が最も加熱した高温状態になりやすいので、この部分
の熱膨張率を小さくし、最も加熱の少ない剛性内歯歯車
２の側の熱膨張率を大きくしておけば、双方の部材の熱
変形状態をほぼ同程度に保持できる。この結果、外歯３
４と内歯２１の噛み合い状態、噛み合い位置の移動を適
切な状態に保持できる。
ニウム合金製としてある。しかし、上記の波動発生器４
の側で使用しているアルミニウム合金に比べて、膨張率
が大きなアルミニウム合金を使用している。前述のよう
に、撓み噛み合い式歯車装置１では、波動発生器４の部
分が最も加熱した高温状態になりやすいので、この部分
の熱膨張率を小さくし、最も加熱の少ない剛性内歯歯車
２の側の熱膨張率を大きくしておけば、双方の部材の熱
変形状態をほぼ同程度に保持できる。この結果、外歯３
４と内歯２１の噛み合い状態、噛み合い位置の移動を適
切な状態に保持できる。
【００２８】また、本例では、アルミニウム合金製の剛
性内歯歯車２の内歯２１の耐磨耗性、耐久性を改善する
ために、剛性内歯歯車２の内歯２１の歯部表面に無電解
ニッケルめっきを施こしてある。
性内歯歯車２の内歯２１の耐磨耗性、耐久性を改善する
ために、剛性内歯歯車２の内歯２１の歯部表面に無電解
ニッケルめっきを施こしてある。
【００２９】（そのほかの実施の形態）上記の説明は、
カップ型撓み噛み合い式歯車装置に本発明を適用した場
合である。本発明は、可撓性外歯歯車がシルクハット型
をした撓み噛み合い式歯車装置に対しても同様に適用で
きる。なお、シルクハット型の撓み噛み合い式歯車装置
では、その可撓性外歯歯車は、円筒状の胴部と、この一
端に連続して半径方向の外側に広がっている環状のボス
と、このボスの外周端に連続している厚肉の環状ボスを
備えた形状をしている。
カップ型撓み噛み合い式歯車装置に本発明を適用した場
合である。本発明は、可撓性外歯歯車がシルクハット型
をした撓み噛み合い式歯車装置に対しても同様に適用で
きる。なお、シルクハット型の撓み噛み合い式歯車装置
では、その可撓性外歯歯車は、円筒状の胴部と、この一
端に連続して半径方向の外側に広がっている環状のボス
と、このボスの外周端に連続している厚肉の環状ボスを
備えた形状をしている。
【００３０】また、本発明は、外歯と内歯の噛み合い位
置が３箇所以上の撓み噛み合い式歯車装置に適用でき
る。例えば、三つ葉型の輪郭形状をした波動発生器を備
え、３箇所で両歯車が噛み合う形式の撓み噛み合い式歯
車装置にも適用できる。
置が３箇所以上の撓み噛み合い式歯車装置に適用でき
る。例えば、三つ葉型の輪郭形状をした波動発生器を備
え、３箇所で両歯車が噛み合う形式の撓み噛み合い式歯
車装置にも適用できる。
【００３１】さらに、アルミニウム合金製の内歯歯車の
内歯の部分の耐磨耗性、耐久性を改善するための表面処
理としては、上記のニッケルめっき以外の処理方法を採
用してもよい。
内歯の部分の耐磨耗性、耐久性を改善するための表面処
理としては、上記のニッケルめっき以外の処理方法を採
用してもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の撓み噛み
合い式歯車装置においては、その装置重量の過半部分を
占めると共に最も高温状態になりやすい波動発生器の部
分を、軽量で放熱性に優れたアルミニウム合金製として
ある。したがって、本発明によれば、軽量で放熱性に優
れた撓み噛み合い式歯車装置を実現でき、ロボットアー
ム等の駆動機構の減速装置として用いた場合には、その
可搬性および制御性を改善できるという効果を奏する。
合い式歯車装置においては、その装置重量の過半部分を
占めると共に最も高温状態になりやすい波動発生器の部
分を、軽量で放熱性に優れたアルミニウム合金製として
ある。したがって、本発明によれば、軽量で放熱性に優
れた撓み噛み合い式歯車装置を実現でき、ロボットアー
ム等の駆動機構の減速装置として用いた場合には、その
可搬性および制御性を改善できるという効果を奏する。
【００３３】また、本発明では、アルミニウム合金製の
波動発生器の部分の熱膨張係数、およびアルミニウム合
金製の剛性内歯歯車の熱膨張係数を適切な値に設定して
あるので、装置の熱変形に伴う弊害も回避できるという
効果を奏する。
波動発生器の部分の熱膨張係数、およびアルミニウム合
金製の剛性内歯歯車の熱膨張係数を適切な値に設定して
あるので、装置の熱変形に伴う弊害も回避できるという
効果を奏する。
【図１】本発明を適用したカップ型撓み噛み合い式歯車
装置の断面構成を示す概略構成図である。
装置の断面構成を示す概略構成図である。
【図２】図１の撓み噛み合い式歯車装置の側面構成を示
す概略構成図である。
す概略構成図である。
１ 撓み噛み合い式歯車装置 ２ 剛性内歯歯車 ２１ 内歯 ３ 可撓性外歯歯車 ３１ 胴部 ３２ ダイヤフラム ３３ ボス ３４ 外歯 ４ 波動発生器 ４１ 環状のハブ部分 ４２ 剛性カム板部分 ４３ ウエーブベアリング ４３ａ 内輪 ４３ｂ 外輪
Claims (13)
- 【請求項１】 内周面に内歯が形成された環状の剛性内
歯歯車と、この剛性内歯歯車の内側に配置され、外周面
に前記内歯に噛み合い可能な外歯が形成されている可撓
性外歯歯車と、この可撓性外歯歯車の内側にはめ込ま
れ、当該可撓性外歯歯車を半径方向に撓めることにより
前記外歯を部分的に前記内歯に噛み合わせると共に、こ
れらの噛み合わせ位置を円周方向に移動させる波動発生
器とを有する撓み噛み合い式歯車装置において、 前記波動発生器は、環状のハブと、このハブの外周に形
成された剛性カム板と、この剛性カム板の外周面と前記
可撓性外歯歯車の内周面の間に嵌め込まれているウエー
ブベアリングとを備えており、 前記ハブと前記剛性カム板のうち、少なくとも前記剛性
カム板はアルミニウム合金により形成されていることを
特徴とする撓み噛み合い式歯車装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記ハブと前記剛性
カム板は、アルミニウム合金製の一体部品として形成さ
れていることを特徴とする撓み噛み合い式歯車装置。 - 【請求項３】 請求項１または２において、前記剛性カ
ム板の膨張率は前記ウエーブベアリングの内外輪の膨張
率と同等の値であることを特徴とする撓み噛み合い式歯
車装置。 - 【請求項４】 請求項３において、前記剛性カム板の線
膨張係数は７〜１７×１０-6／℃であり、前記ウエーブ
ベアリングの内外輪の線膨張係数は約１２×１０-6／℃
であることを特徴とする撓み噛み合い式歯車装置。 - 【請求項５】 請求項１または２において、前記剛性内
歯歯車はアルミニウム合金製であることを特徴とする撓
み噛み合い式歯車装置。 - 【請求項６】 請求項５において、前記剛性カム板の膨
張率は前記ウエーブベアリングの内外輪の膨張率と同等
の値であることを特徴とする撓み噛み合い式歯車装置。 - 【請求項７】 請求項６において、前記剛性カム板の線
膨張係数は７〜１７×１０-6／℃であり、前記ウエーブ
ベアリングの内外輪の線膨張係数は約１２×１０-6／℃
であることを特徴とする撓み噛み合い式歯車装置。 - 【請求項８】 請求項５ないし７のうちのいずれかの項
において、前記剛性カム板の膨張率は前記剛性内歯歯車
の膨張率よりも小さいことを特徴とする撓み噛み合い式
歯車装置。 - 【請求項９】 請求項５ないし８のうちのいずれかの項
において、前記剛性内歯歯車の前記内歯の歯部表面には
無電解ニッケルめっき等の耐磨耗性を改善するための表
面処理が施されていることを特徴とする撓み噛み合い式
歯車装置。 - 【請求項１０】 請求項５ないし８のうちのいずれかの
項において、前記剛性内歯歯車は、アルミニウム合金製
の環状部材と、この環状部材の内周面に鋳込まれて一体
化された鋼製の環状部材とを備え、当該鋼製の環状部材
の内周面に前記内歯が形成されていることを特徴とする
撓み噛み合い式歯車装置。 - 【請求項１１】 内周面に内歯が形成された環状の剛性
内歯歯車と、この剛性内歯歯車の内側に配置され、外周
面に前記内歯に噛み合い可能な外歯が形成されている可
撓性外歯歯車と、この可撓性外歯歯車の内側にはめ込ま
れ、当該可撓性外歯歯車を半径方向に撓めることにより
前記外歯を部分的に前記内歯に噛み合わせると共に、こ
れららの噛み合わせ位置を円周方向に移動させる波動発
生器とを有する撓み噛み合い式歯車装置において、 前記剛性内歯歯車はアルミニウム合金により形成されて
いることを特徴とする撓み噛み合い式歯車装置。 - 【請求項１２】 請求項１１において、前記剛性内歯歯
車の前記内歯の歯部表面には無電解ニッケルめっき等の
耐磨耗性を改善するための表面処理が施されていること
を特徴とする撓み噛み合い式歯車装置。 - 【請求項１３】 請求項１１において、前記剛性内歯歯
車は、アルミニウム合金製の環状部材と、この環状部材
の内周面に鋳込まれて一体化された鋼製の環状部材とを
備え、当該鋼製の環状部材の内周面に前記内歯が形成さ
れていることを特徴とする撓み噛み合い式歯車装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13323397A JP3912848B2 (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 撓み噛み合い式歯車装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13323397A JP3912848B2 (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 撓み噛み合い式歯車装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10318338A true JPH10318338A (ja) | 1998-12-04 |
| JP3912848B2 JP3912848B2 (ja) | 2007-05-09 |
Family
ID=15099833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13323397A Expired - Fee Related JP3912848B2 (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 撓み噛み合い式歯車装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3912848B2 (ja) |
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-
1997
- 1997-05-23 JP JP13323397A patent/JP3912848B2/ja not_active Expired - Fee Related
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