WO1996036822A1

WO1996036822A1 - Flat wave-motion gear

Info

Publication number: WO1996036822A1
Application number: PCT/JP1996/001309
Authority: WO
Inventors: Naomi Shirasawa
Original assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Current assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Priority date: 1995-05-19
Filing date: 1996-05-17
Publication date: 1996-11-21
Anticipated expiration: 1997-11-19
Also published as: DE69612597D1; EP0770794A1; EP0770794B1; DE69612597T2; EP0770794A4; JPH08312730A; JP3768261B2; US5850765A

Description

明細害偏平型波動歯車装置 s 技術分野

本発明は波動歯車装置に関し、特に、部品点数が少なく小型コンパクトでしかも廉価に製造することができる偏平型波動歯車装置に関するものである。

波動歯車装置としては、その構成部品である可撓性外歯歯車が、環状をした形式のもの、カップ状をした形式のもの、およびシルクハット状をした形式のものが知られている。これらのうち、本願人は、先に、曰本国特許出願である特願平 6— 3 1 0 8 3 4号明細害， _{i 5} 同 6— 3 1 0 8 3 5号明細害において偏平なシルクハツト状の可撓性外歯歯車を備えた波動歯車装 eを提案している。この偏平なシルクハット状の可摟性外歯歯車を用いれば波動歯車装 sを偏平に構成することができる。

10 発明の開示

本発明の課題は、シルクハツト状の可撓性外齒歯車を備えた波動歯隼装置において、更に、その偏平化および小型コンパクト化および製造コストの低減化を図ることにある。特に、本発明は上記の偏平なシルクハツト状の可撓性外歯歯車を採用した塲合に適した構造 _{t a} の偏平型波動歯車装置を実現することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の偏平型波動歯車装置においては、装置軸線方向の両端を、それそれ第 1の端板および第 2の斓板によって規定し、これらの間に、円筒状の胴部、この胴部における前記第 1の端板の側の開口端外周面に形成された外歯、この胴部における前記第 2の端板の側の開口端から半径方向の外側に向けて連統している環状のダイヤフラムおよびこのダイヤフラムの外周縁に速統した厚肉の環状ポスを備えたシルクハツト型の可撓性外歯歯車を配置すると共に、その外歯の外周に、内周面に当該外歯に嚙み合い可能な内歯が形成されている環状の剛性内歯歯車を配置し、前記外歯が形成されている円筒状胴部の内側には、当該円.简状胴部を半佳方向に撓めて外歯を前記内歯に対して部分的に嚙み合わせると共に当該嚙み合わせ位置を円周方向に移動させる波動発生器を配置するようにしている。さらに、装置軸線方向に貫通した状態に入力軸を配置し、これを波動発生器に固着すると共に一方の側を前記第 1の端板に回転自在に支持し、他方の側を前記第 2の翊板に回転自在に支持した両持ち状態に支持するようにしている。そして、前記可撓性外歯歯車の円筒状胴部の外周にペアリングを配置して、その外輪を前記頊状ポスを介して前記第 2の端板に固着し、その内输を前記剛性内歯歯車を介して前記第 1の端板に固着した構成としてある。

ここで、前記ペアリングとしてはクロスローラベアリングを用いることが好ましい。この場合、ク Πスローラベリングを、前記可撓性外歯歯車の環状ボスと前記現状剛性内歯歯車の間に位置させて、当該べリングの外輪の環状端面と前記第 2の端板の内側の環状端面の間に前記可携性外歯歯車の環状ポスを挟み込まれた状態でこれらの三部材を締結すると共に、当該ペアリングの内輪の環状端面と前記第 1の 4»板の内側の環状 ίί¾面の間に前記剛性内歯歯車を挟み込んだ状態でこれらの三部材を締桔する構成を採用することが好ましい。さらには、前記入力軸として中空入力軸とすれば、装置をその軸線方向に貫通して延びる貫通孔を形成できるので好ましい。

本発明の偏平型波勦歯車装置においては、その軸線方向の両端が第 1および第 2の端板で規定され、それらの間に波動歯車機構の構成要素である可撓性外歯歯車、剛性内歯歯車および波動発生器が配

5 置され、可撓性外歯歯車の外周にはペアリングが配置されて、その内輪および外輪が第 1および第 2の端板の側に固着されていると共に、波動発生器を回転させるための入力軸の両端はそれそれ第 1および第 2の端板によって両持ち状態で回転自在に支持されれている《このように、第 1および第 2の斕板の間の最も外周にはペアリン , ο グの外輪が位置し、この外輪が装置ハウジングを兼用することになる。よって、装置ハウジングとして別個の部材を配置する必要がない。また、可撓性外歯歯車の円简状胴部の軸長を短くすれば装置を偏平にできる。よって、前述した本願人が提案している偏平型のシルクハツト状可撓性外歯歯車を採用すれば、装置を極めて偏平なも

, s のにすることができる。

また、可撓性外歯歯車はシルクハット状のものであり、そのダイャフラムの外周綠に形成されている厚肉の璟状ボスが、丁度、第 1 の端板とペアリングの外輪の間に位置するので、これらの三部材に締結用ポルト用のポルト孔を形成しておくのみで、簡単にこれらを

_{2 0} 一体化できる。よって、各部材の形状を単純なものとできる。

さらに、ペアリングの内輪も、その環状端面が剛性内歯歯車の現状斓面あるいは第 1の端板に対峙するので、これらの部材を一体化することも締結用ボルト等を用いて簡単に行うことができる。

—方、入力軸を中空入力軸として場合には、この中空部分を利用 _{s s} して、別の部材を配置でき、また鼋気配線等の引回しも行うことができるので、装 sレイアウト等の自由度が增す等の利点がある。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施例 1に係る波動歯車装置を示す図であり、 (A) は矢印 Aの側から見た側面図、（B) は装置軸線に沿って切断した縦断面図、（C) は矢印 Cの方向から見た側面図である。図 2は、図 1の装置に適用可能なシルクハツト形の可撓性外歯歯窣の縦断面図である。

図 3は、図 2に示す可搠性外歯歯車を拡大して示す拡大断面図である。

図 4は、可撓性外歯歯率に発生するコ一二ングを説明するための

I 0 図である。

図 5は、本発明の実施例 2に係る波動歯車装置を示す図であり、 (A) は矢印 Aの側から見た側面図、（B) は装置軸線に沿って切断した縦断面図、（C) は矢印 Cの方向から見た側面図である。図 6は、本発明の実施例 3に係る波動歯車装置を示す図であり、 (A) は矢印 Aの側から見た側面図、（B) は装置軸線に沿って切断した縱断面図、（C) は矢印 Cの方向から見た側面図である。図 7は、本発明の実施例 4に係る波動歯車装 gを示す図であり、 (A) は矢印 Aの側から見た側面図、（B) は装置軸線に沿って切断した縦断面図、（C) は矢印 Cの方向から見た側面図である。 to

発明を実施するための最良の形態

以下に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

(実施例 1)

図 1には、本発明を適用した波動歯車装 Sの第 1の実施例を示し " "Lある β

本例の波動歯隼装置 1は、その軸線 1 aの方向の両端がそれそれ第 1の端板 2および第 2の端板 3によって規定されている。第 1の端板 2の内側端面の中心位置に円形溝 2 1が形成され、この内周面によって、装置軸線 1 aの方向に向けて配列した入力軸 4の一端が軸受 2 2を介して回転自在に支持されている。また、第 2の端板 3 の側においては、その中心に貫通孔 3 1が形成されており、この内 5 周面によって、入力軸 4の先端側が軸受 3 2を介して回転自在に支持されている。入力軸 4の先斓 4 1はこの贯通孔 3 1から外側に突出している。

次に、両端板 2、 3の間には、波動歯車機構が組み込まれている _e 波動歯車機構は、琿状の剛性内歯歯車 5とシルクハツト型の可撓性 t o 外歯歯車 6と波動発生器 7から構成される。可撓性外歯歯車 6は、円简状の胴部 6 1 と、その一方の側の閧ロ端の外周に形成された外歯 6 2と、他方の閧ロ端に連統して半径方向の外側に直角に延びる環状のダイヤフラム 6 3と、このダイヤフラム 6 3の外周緑に連続している厚肉の璟状ボス 6 4から形成されている。外歯 6 2の外周

_{I S} には、剛性内歯歯車 5が配置されており、その内周面に形成された内齒 5 1と外歯 6 2は嚙み合い可能である。この外歯 6 2が形成されている胴部 6 1の内側部分には波動発生器 7がはめ込まれている。波動発生器 7は、桷円状輪郭の剛性カム板 7 1 と、その外周に嵌めたペアリング 7 2から構成されている。剛性カム板 7 1の中心に t o は上記の入力軸 4が貫通して延びており、この剛性カム板 7 1は入力軸 4に固着されている。埤動発生器 7によって、可撓性外歯歯車 6の外歯 6 2の部分は楕円形に捥められて、その長軸方向の両端において内歯 5 1に嚙み合っている。入力軸 4の回転によって波動発生器 7も回転し、これに伴って、外歯 6 2と内歯 5 1の嚙み合い位 i i 置が円周方向に移動する。一般的には、外歯 6 2は内歯 5 1よりも歯数が 2枚少ないので、嚙み合い位置が円周方向に移動すると、これらの外歯および内歯の間には、入力回転に比べて大幅に減速された相対回転が発生する。この回転を、内歯あるいは外歯の側から取り出すことができる。このような減速原理は公知であるので、本明細書においてその詳細な説明は省略する。

次に、可撓性外齿歯車 6の胴部 6 1の外周側において、第 2の端 s 板 3と剛性內歯歯車 5の間の位匿には、クロス D—ラペアリング 8 が配置されている。クスローラペアリング 8は、外輪 8 1と、内輪 8 2と、これらの間に形成された環状溝内に転動自在に交互に交差する状態に配置されているローラ 8 3から構成されている。

本例においては、クロスローラベアリング 8の外輪 8 1の環状地 i d 面 8 l aと、これに対峙している第 2の端板 3の内側端面 3 2 aの間に、可撓性外歯歯車 6の環状ポス 6 4が両側から挟まれた状態に配置されている。そして、これらの三部材には、円周方向に向けて多数の締結用ポルト孔が形成され、これらに装着した締結用ポルト 9によって、これらの三部材が締結されている。また、これらの三

, s 部材を貫通した状態に、円周方向に向けて多数のポルト孔 1 0が形成されており、これらのポルト孔を利用して、本例の装 1がモータ（図示せず）のハウジング等の側に取付け固定されるようになつている。

これに対して、クロスローラペアリング 8の内輪 8 2の璟状斕面 t o 8 2 aと、これに対峙している第 1の端板 2に形成されている環状端面 2 3との間には、剛性内歯歯車 5が両側から挟まれた状態に配置されている。そして、これらの三部材が、締結用ボルト 1 1によつて締結されている。

(シルクハツト形の可撓性外歯歯車の断面形状）

I_S ここで、本例で使用しているシルクハット形の可撓性外歯歯車 6 としては、次のような断面形状のものが適している。図 2は、上記のシルクハツト形の可捥性外歯歯車 6として採用するのに適した短胴形の可撓性外歯歯車 100をその装置軸線 100 aを含む平面で切断した縦断面を示す図である。また、図 3には、可撓性外歯歯車 100のダイヤフラム部を拡大して示してある ₉

各部分の断面形状は、装置軸線 100 aを含む平面で切断して見

5 た場合に次のようになっている。まず、外歯歯隼 100の胴部 12 2の内周面は、その先 ift側関口端 122 aから装置軸糠 100 aに平行な直線 122 bによって規定されている。この直線 122 bの基端側の点 122 cは、この直線 122 bに滑らかに連梡する円弧 122 dに紫がつている。円弧 122 dの他斕側は A点において、

10 ダイヤフラム部 123の S面を規定している装置軸線 100 aに直交する直線 231に滑らかに連梡している。この直線 231の他端である外周側の端は C点において、ボス部 125の裏面側に連棟している円弧 125 aに滑らかに連铳している。円弧 125 aの他端は、装置軸線 100 aに直交する直線 125 bに紫がつている。 is これに対して、外歯歯隼 100の胴部 122の外周面は、基本的には、内周面側の直線 122 bに平行な直線 122 eによって規定されている。胴部 122の先端側の外周部分には前述したように外歯 124がー体成形されている。この直據 122 eの蹦は、中心が 01点の凸円弧 I 22 f に滑らかに連続している。この円弧 122

>₀ は、中心が 02の凹円弧 122 gに滑らかに連統している。さらに、この凹円弧 122 gは、これよりも曲率の小さな中心が 03である凹円弧 122 hに滑らかに連梡している。この凹円弧 122 h は、曲率の大きな中心が 04である凹円弧 122 iに滑らかに連続している。このように、胴部 122の基端側の部分は、円弧 122

_S5 gによって、直線 122 b、 122 eにより規定される胴部 22の厚さ t ( 122) よりも簿ぃ薄肉部分が形成されている。

円弧 122 iは、ダイヤフラム部 123の表面側を規定している中心が 0 5の円弧 2 3 3に滑らかに連铳している。この円弧 2 3 3 は、ダイヤフラム部 1 2 3のほぼ中心位置、すなわち A点と C点の中央の位置である B点において、これよりも曲率が僅かに大きな中心が 0 6の円弧 2 3 4に滑らかに速粽している。円弧 2 3 4の他端は、ボス部 1 2 5の表面を規定している装置軸線 1 0 O aに直交する直線 1 2 5 cに滑らかに連続している。

このように、ダイヤフラム部 1 2 3は、 S面側が直線 2 3 1で規定され、表面側が 2つの円弧 2 3 3、 2 3 4により規定されている, 2つの円弧 2 3 3、 2 3 4はダイヤフラム部 1 2 3の中央である B 点で連粽している。したがって、これらの直線、円弧により規定されるダイヤフラム部 1 2 3の厚さは、その中央位 Sである B点での厚さ t ( B ) が最小厚さとなる。また、ダイヤフラム部 1 2 3の内周端部である A点での厚さ t ( A ) が最大厚さとなる。さらには、ダイヤフラム部 1 2 3の外周端部である C点での厚さ t ( C ) は、厚さ t ( A ) よりも僅かに簿ぃ厚さとなる。

このように断面形状が規定されている可揀性外歯歯車 1 0 0が組み込まれた波動歯車装置においては、その動作時にダイヤフラム部 1 2 3に発生する応力の分布は、従来に比ぺてなだらかで均一化される。また、その内周端部、外周端部での応力集中も充分に緩和される。したがって、従来に比べて、ダイヤフラム部 1 2 3の外侄寸法を小さくできる。すなわち、図 2における装置外径寸法 Dを小さくすることができる。また、ダイヤフラム部 1 2 3に発生する応力を低減できるので、胴部 1 2 2の長さ L ( 1 2 2 ) を短くすることができる。

一方、胴部 1 2 2において、ダイヤフラム部 1 2 3の内周端部に連梡する部分に薄肉部分を形成してある。実験によれば、この部分は発生応力が小さい部分である。よって、この部分を隣接する胴部 122の厚さに比ぺて筠くすることにより、胴部 122からダイヤフラム部 123にかけての応力分布を均一化できる。

ここで、実験によれば、 A点および C点の厚さは、最小厚さ t ( B) に対して次の範囲内に投定すると、ダイヤフラム部 123の内周端部から外周端部にかけての応力部分がなだらかになり、内周端部および外周端部での応力集中が緩和される。

1. 5 < t (A) /t (B) < 2. 2

1. 4 < t (C) /t (B) < 2. 0

なお、ダイヤフラム部 123の厚さを規定するために、 2つの円弧 233、 234を用いている。しかし、 3つ以上の円弧を用いて、ダイヤフラム部 123の厚さを規定してもよい。また、ダイヤフラム部 123の裘面側は直線 231によって規定しているが、この代わりに曲線を用いて、表面側を直線より規定するようにしてもよい。さらには、ダイヤフラム部 123の両面を曲線により規定して、上述した条件を満たす断面形状に設定してもよい。

また、胴部 122の外周面側に薄肉部分を形成してあるが、この代わりに胴部 122の内周面側にこのような薄肉部分を形成してもよい。あるいは、この部分を、外周面および内周面の双方において凹曲線により規定して、薄肉部分としてもよい。

実験等によれば、胴部 122の薄肉部分 221の厚さ t (221) は、胴部 22の厚さ t ( 122 ) の約 80 %に設定することが望ましいことが確認された。

ここで、シルクハツト型波動歯車装 aにおける可挑外歯歯車 10

0のコ一二ングについて考察する。可撓性外歯歯車 100は、その内側にはめ込まれた波動発生器によって橾り返し桷円形に撓まされる。この変形現象、すなわちコーユングにより波動発生器のペアリングに作用するコーユング力を小さくするためには、外歯 24の歯筋方向の長さ（歯部長さ） L ( 1 2 4 ) を短くすることが好ましい, 歯部長さ L ( 1 2 4 ) を短くすれば、それに応じて胴部 1 2 2の軸長さ ( 1 2 2 ) も短くすることができる。すなわち、軸長の短い撓み嚙み合い式歯車装置を実現できる。しかるに、軸長を短くすると、図 4に示すように、可捥性外歯歯隼 1 0 0のコ一二ング角 0が増加する。この結果、ダイヤフラム 1 2 3の発生応力も増加してしまうことになる。.

しかしながら、前述したように、可撓性外歯歯車 1 0 0の各部分の肉厚さを設定することにより、その軸長さを短くしても、過剰な応力集中が発生せず、また発生応力の分布もなだらかにできることが確認された。

なお、可撓性外歯歯車 1 0 0の胴部 1 2 2の長さ L ( 1 2 2 ) を、外歯の閧口径すなわち外歯のビツチ円直径 D ( p ) の杓 2 0から約 7 0 %の範囲内の寸法に設定することが望ましい。また、外歯の歯筋方向の長さ L ( 1 2 4 ) は実用上、ピッチ円直佳 D ( p ) の杓 1 0から約 3 0 %の範囲内の長さにすることが望ましい。

このように、シルクハツト形状の可拂性外歯歯車のダイヤフラム部の厚さを、中央部分において最小厚さとし、内周端部において最大厚さとし、外周端部の厚さを內周端部の厚さよりも簿く、中央部分の厚さよりも厚くなるように設定すると共に、内周端部から外周缃部に沿ってこのような肉厚さが形成されるように滑らかに肉厚を変化させるようにしている。したがって、ダイヤフラム部の内周端部および外周翊部の応力集中を緩和でき、しかも、ダイヤフラム部の発生応力分布を均一化することができる。よって、ダイヤフラム部の外径寸法を従来よりも小さくすることができる。また、胴部の長さを短くしてもダイヤフラム部の内外周端部に過剰が応力集中が発生することを回避できるので、軸長の短い可撓性外歯歯車を実現できる。

さらに、シルクハツト形状の可捥性外歯歯車における胴部のダイャフラム部の側の斓には、当該ダイヤフラム部の内周端部に連統させるために装置軸線方向とは直交する方向に湾曲している湾曲部分が形成されており、当該湾曲部分の閧始位置に瞵接した胴部の部位に、隣接する部分よりも肉厚の簿ぃ薄肉部分を形成してある。この位置に薄肉部分を形成することにより、ダイヤフラム部の内周端部、外周斓部での応力集中が緩和され、全体としてなだらかな応力分布が得られる。この結果、従来よりも短い可撓性外歯歯車を使用することが可能になる。

更にまた、胴部の長さは、前記外歯歯車の外歯のピッチ円直径の約 0. 2から約 0. 7倍の範囲内に設定し、前記外歯の歯筋方向の長さは、当該外歯のピッチ円直佳の約 0. 1から約 0. 3倍の範囲内に設定している。このようにすることにより、可挽性外歯歯車のコ一二ング角が増加しても外歯と内歯の迪正な嚙み合い状態を保持することができる。

さらには、外歯歯車のダイヤフラム部の装置軸線を含む平面で切断した場合の断面形状は、その内周端部の厚さを t (A) 、その外周端部の厚さを t (C) 、内周端部と外周嘣部のほほ中央の部分の厚さを t (B) とすると、 t (A) を最大厚さ、 t (B) を最小厚さに設定すると共に、 t (A) > t (C) > t (B) となるように設定している。この構成を採用すれば、より一眉、その内翊部外周端部の応力集中を緩和できると共に、応力分布もより一眉なだらかにすることができる。

このように、図 2に示す断面形状の可携性外歯歯車を採用すれば、外径寸法のみならず、軸長も短くすることができる。

(実施例 1の効果）以上脱明したように、本例の波動歯車装置 1においては、第 1および第 2の端板の間に入力軸を両持状態で回転自在に支持し、また, これらの間にシルクハット形の可撓性外歯歯車を配置し、更に、外歯歯車のボスと剛性内歯歯車の間にクロスローラベアリングを配置してある。したがって、ク Dスローラペアリングの外輪が装置の外周部分を覆うハウジグとして機能する。よって、装置ハウジングとして別部材を配置する必要がない。また、両端板の距離、すなわち装置の軸長は、その間に配置されているシルクハツト形の可撓性外歯歯隼の軸長さによって左右される。よって、この外歯歯車として本願人が先に提案している短胴形のものを採用すれば極めて偏平な波動歯車装 Sを実現できる。さらには、波動歯車機構の主要構成要素である剛性内歯歯隼、可撓性外歯歯隼および波動発生器の形状等を変更することなく、その両側の端板を取り替えるのみで、入力軸の突出方向、すなわちモータの取付け方向を変更できる。さらには、入力軸として中空軸を採用して斓板を貫通させるようにすれば、簡単に中空形の装匿を実現できる。

(実施例 2 )

図 5には、本発明の第 2の実施例に係る波動歯車装 gを示してある。本例の波動歯車装置 5 0の基本的な構造は、実施例 1の場合と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付して、それらの部分の説明は省略する。

本例の波動歯車装置 5 0の特徴は、入力軸を中空形とすることにより中空形の波動歯車装置を構成した点である。そのために、本例の左右の第 1および第 2の靖板 5 1 0、 5 2 0を、共にほぼ同一寸法の中心孔が形成された琛状板とし、これらを莨通させた状態に中空入力軸 5 5 0を回転自在に支持してある。すなわち、端板 5 1 0、 5 2 0の内周面には、軸受 5 3 0、 5 4 0を介して、中空入力軸 5 5 0お回転自在に支持されている。中空入力軸 5 5 0の一方の端 5 5 1は端板 5 2 0から僅かに突出しており、ここに、駆動モータ（図示せず）の出力軸が取付けられるようになつている。また、本例においては、波動歯車機構の構成要素である波動発生器 7の剛性力 s ム板 7 1 aは入力軸 5 5 0に一体形成されている。その他の部分の構成は実施例 1と同一である。

このように構成した本例の波動歯車装置 5 0も実施例 1の装 Sと同様な作用効果を得ることができる。また、これに加えて、装置の中心に貫通孔 5 6 0が形成されているので、この部分を利用して別

1 0 の部材の配置、各種配線の引き回しなどを行うことができる。

(実施例 3〉

図 6には、本発明の第 3の実施例に係る波動歯車装 Sを示してある。本例の波動歯隼装置 6 0は、実施例 1の波動歯隼装置 1と基本的には同一の構成であるが、クロスローラべァリング 8の代わりに、

.₅ 複列ボールベアリング 6 5 0を用いた点が異なっている。したがつて、図 6においては、実施例 1の装 S 1の各部分と対応する部分には同一の番号を付してある。

本例の波勳歯車装置 6 0は、その軸線 6 0 0の方向の両端がそれそれ第 1の端板 2および第 2の端板 6 1 0、 6 2 0によって規定さ so れている。第 1の端板 6 1 0の内側端面の中心位置に円形溝 6 2 1 が形成され、この内周面によって、装置軸線 6 0 0の方向に向けて配列した入力軸 4のー斓が軸受 2 2を介して回転自在に支持されている。また、第 2の端板 6 2 0の側においては、その中心に貫通孔 3 1が形成されており、この内周面によって、入力軸 4の先端側が

> 5 軸受 3 2を介して回転自在に支持されている。入力軸 4の先端 4 1 はこの貫通孔 3 1から外側の突出している。

次に、両端板 6 1 0 , 6 2 0の間には、波動歯車機構が組み込まれている。波動歯車機構は、環状の剛性内歯歯車 5 0 0と、シルクハツト型の可携性外歯歯車 6と、波動発生器 7から構成される。可撓性外歯歯車 6は、円筒状の胴部 6 1と、その一方の側の開口端の外周に形成された外歯 6 2と、他方の開口端に連続して半径方向の s 外側に直角に延びる頊状のダイヤフラム 6 3と、このダイヤフラム

6 3の外周緑に連繞している厚肉の環状ポス 6 4から形成されている。外歯 6 2の外周には、剛性内歯歯車 5 0 0が配匿されており、その内周面に形成された内歯 5 1と外歯 6 2は嚙み合い可能である《この外歯 6 2が形成されている胴部 6 1の内側部分には波動発生器

_{| 0} 7がはめ込まれている。

波動発生器 7は、栴円状輪郭の剛性カム扳 7 1と、その外周に嵌めたペアリング 7 2から構成されている。剛性カム板 7 1の中心には上記の入力軸 4が貫通して延びており、この剛性カム板 7 1は入力軸 4に固着されている。波動発生器 7によって、可探性外歯歯車 i s 6の外歯 6 2の部分は楕円形に撓められて、その長軸方向の両端において内歯 5 1に喘み合っている。入力軸 4の回転によって波動発生器 6も回転し、これに伴って、外歯 6 2と内歯 5 1の嚙み合い位鬣が円周方向に移動する。一般的には、外歯 6 2は内歯 5 1よりも歯数が 2枚少ないので、啮み合い位置が円周方向に移動すると、こ t o れらの外歯および内歯の間には、入力回転に比べて大幅に減速された相対回転が発生する。この回転を、内歯あるいは外歯の側から取り出すことができる。このような減速原理は公知であるので、本明細睿においてその詳細な説明は省略する。

次に、可擁性外歯歯車 6の胴部 6 1の外周側には複列ポールペア , 5 リング 6 5 0が配置されており、これによつて、剛性内歯歯車 5と可撓性外歯歯車 6は相対回転が自在の状態になっている。ポールべァリング 6 5 0は、共通の外轍 6 5 1を備えており、この外輪 6 5 1の内周面にはその中央に内側に突き出た突出部分 6 5 2が形成され、この突出部分 6 5 2の左右にそれそれボール転動面 6 5 3、 6 5 4が形成されている。これらのボール転動面に対峙させて 2列の内輪 6 5 5 , 6 5 6が配置されており、これらの内輪は、波動歯車 s 槻構の剛性内歯歯車 5 0 0の外周面 5 1 0にはめ込まれ、そこに支持されている。外輪 6 5 1 と各内輪 6 5 5 , 6 5 6の間には、それそれ多数個のボール 6 5 7、 6 5 8が転動自在の状態で装着されている。

このように本例の剛性内歯歯率 5 0 0は、ベアリング 6 5 0の内

. 0 输 6 5 5、 6 5 6を外周面によって支持するために、第 1および第

2の端板 6 1 0、 6 2 0の間に渡る長さの円筒状部材としてあり、その第 1の端板 6 1 0の側の内周面には内歯 5 1が形成され、他方の第 2の粬板 6 2 0の側の端には大径の環状内输押さえ 5 1 0が形成され、内輪 6 5 6の側面に当たっている。他方の内輪 6 5 5の側 i s 面は第 1の端板 6 1 0の内側面に形成された環状の内輪押さえ 6 1 1に当たっている。

ここで、本例においては、ベアリングの外輪 6 5 1の環状 ¾面 6 6 1と、これに対峙している第 2の端板 6 2 0の内側端面 6 2 1 の閭に、可撓性外歯歯車 6の環状ボス 6 4が両側から挟まれた状態

2 0 に配置されている。そして、これらの三部材に対して円周方向に向けて多数形成した締結用ポルト孔に装着した締結用ポルト 9によつて、これらの三部材が締結されている。また、これらの三部材を貫通した状態に、円周方向に向けて多数のボルト孔 1 0が形成されており、これらのポルト孔を利用して、本例の装置 1がモータ（図示

, ₅ せず）のハウジング等の側に取付け固定されるようになっている。

これに対して、ベアリング 6 5 0の内輪を支持している剛性内歯歯車 5 0 0の環状 ifi面 5 2 0は、これに対峙している第 1の端板 6 1 0に形成した璟状端面 6 2 0に密着しており、これらの二部材が, 締結用ポルト 1 1によって締結されている。

以上説明したように、本例の波動歯車装置 6 0においては、第 1 および第 2の斓板の間に入力軸を両持状想で回転自在に支持し、ま

5 た、これらの間にシルクハット形の可撓性外歯歯車を配置し、更に, 第 1および第 2の端板の間にはポールペアリングを配 gしてある。したがって、ポールペアリングの外輪が装置の外周部分を覆うハウジグとして機能する。よって、装置ハウジングとして別部材を配置する必要がない。また、両釉板の距離、すなわち装置の軸長は、そ

_{1 0} の間に配置されているシルクハツト形の可撓性外歯歯隼の軸長さによって左右される。よって、この外歯歯車として本願人が先に提案している短胴形のものを採用すれば極めて偏平な波動歯車装置を実現できる。さらには、波動歯車槻構の主要構成要素である剛性内歯歯車、可攙性外齒歯車および波動発生器の形状等を変更することな

1 5 く、その両側の翊板を取り替えるのみで、入力軸の突出方向、すなわちモータの取付け方向を変更できる。

(実施例 4 )

図 7には、本発明の第 4の実施例に係る波動歯車装 gを示してある。本例の波動歯車装置 7 0の基本的な構造は、実施例 3の場合と

2 0 同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付して、それらの部分の説明は省略する。

本例の波動歯車装置 7 0の特徴は、入力軸を中空形とすることにより中空形の波動歯車装置を構成した点である。そのために、本例の左右の第 1および第 2の端板 7 1 0、 7 2 0は、共にほぼ同一寸 _{e s} 法の中心孔が形成された環状板とし、これらを貫通させた状態に中空入力軸 7 5 0を回転自在に支持してある。すなわち、端板 7 1 0、 7 2 0の内周面には、軸受 7 3 0 , 7 4 0を介して、中空入力軸 7 5 0が回転自在に支持されている。中空入力軸 7 5 0の一方の端 7 5 1は端板 7 2 0から僅かに突出しており、ここに、駆動モータ（図示せず）の出力軸が取付けられるようになつている。また、本例においては、波動歯車機構の構成要索である波動発生器 7の剛性力 5 ム板 7 1 aは入力軸 7 5 0に一体形成されている。その他の部分の構成は実施例 3と同一である。

このように構成した本例の波動歯車装置 7 0も実施例 1の装置と同様な作用効果を得ることができる。また、これに加えて、装 Sの中心に貫通孔 7 6 0が形成されているので、この部分を利用して別

1 0 の部材の配置、各種配線の引き回しなどを行うことができる β

産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明の偏平形波動歯車装置においては、第 1および第 2の端板の間にシルクハツト形の波動歯車機構を組み込むと共に、その外周にペアリングを配置し、第 1および第 2の端

I B 板の間に入力軸を両持ち状態で回転自在に架け渡した構成を採用している。したがって、ペアリングの外輪を装置ハウジングとして利用できる。また、波動歯隼機構のシルクハット形の可橈性外歯歯車の軸長によって装置の軸長さが決まるので、この外歯歯車を偏平なものとすれば、軸長の小さな小型コンパクトな装置を実現できる。

S O さらには、両側の端板の形状を変更するのみで駆動モータの取付け方向等を簡単に変更できる。

さらには、本発明の装置は駆動モータ等への取付によって、剛性内歯歯車、可撓性外歯歯車等の構成部品の締結も行われるので、部品点数を削減できる。また、シルクハット形の可撓性外歯歯車を用 _{Ε 5} いているので、カップ形のものを採用する場合に比べて、ダイヤフラムの部分のねじれ強度の向上を実現でき、したがって、装置のばね剛性を向上させることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 装置軸線方向の両端に位置する第 1の斓板および第 2の端板と、

これらの糰板の間に位 gされ、円筒状の胴部、この胴部における前記第 1の端板の側の開口翊外周面に形成された外歯、この胴部における前記第 2の端板の側の開口端から半径方向の外側に向けて連耪している環状のダイヤフラムおよびこのダイヤフラムの外周緣に連統した厚肉の環状ポスを備えたシルクハツト型の可撓性外歯歯車と、

前記外歯の外周に配 gされ、内周面に当該外齒に嚙み合い可能な内歯が形成されている環状の剛性内歯歯車と、

前記外歯が形成されている円筒状胴部の内側に配置されて当該円简状胴部を半径方向に撓めて外歯を前記内歯に対して部分的に嚙み合わせると共に当該嚙み合わせ位 Sを円周方向に移動させる波動発生器と、

当該波動発生器に固着されていると共に当該波動発生器を貫通して延び、一方の側が前記第- 1の端板に回転自在に支持され、他方の側が前記第 2の端板に回転自在に支持されている入力軸と、

前記可挽性外歯歯車の円筒状胴部の外周に配置され、外輪が前記環状ボスを介して前記第 2の端板に固着され、内輪が前記剛性内歯歯隼を介して前記第 1の端板に固着されているベアリングと

を有することを特徴とする偏平型波動歯車装置。

2 . 謂求の範囲第 1項において、前記ペアリングは、前記可撓性外歯歯車の環状ボスと前記剛性内歯歯車の間に位置するクロス口ーラペアリングであり、当該クロスローラペリングの外輪の環状端面と前記第 2の端板の内側の環状端面の間に前記可撓性外歯歯車の環状ボスが挟み込まれた状態でこれらの三部材が締結されており、当該クロスローラペアリングの内輪の環状端面と前記第 1の端板の内側の環状端面の間に前記剛性内歯歯車が挟み込まれた状態でこれらの三部材が締結されていることを特徴とする偏平型波動歯車装置 <

3 . 請求の範囲第 1項または第 2項において、前記入力軸は中空入力軸であることを特徴とする偏平型波動歯車装置。