JP2007303592A

JP2007303592A - 波動歯車装置

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Publication number: JP2007303592A
Application number: JP2006134001A
Authority: JP
Inventors: Yasutsugu Saito; 安次斉藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2007-11-22
Also published as: KR100854517B1; CN101070898A; KR20080045666A; US8020470B2; KR20070109898A; US20070261516A1; KR100854518B1; CN100552259C

Abstract

【課題】すべりによる騒音を抑制し、すべりによる製品寿命の低下を抑制することが可能な波動歯車装置を提供する。
【解決手段】波動歯車装置は、互いに噛み合う可撓性歯車部材３Ａ及び剛性歯車部材と、可撓性歯車部材３Ａを撓ませ、噛み合い位置を移動させる波動発生器４Ａと、を備え、波動発生器４Ａの回転軸を含む断面において、可撓性歯車部材３Ａ及び波動発生器５Ａの接触部の長さが、常に波動発生器４Ａの幅よりも短くなるように形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、小型、軽量で高精度、高減速比が得られる波動歯車装置に関し、特に運転の静粛さと円滑さが要求されるロボットの関節駆動部、半導体製造装置、精密アクチュエータ用減速機等の自動化機械の分野、宇宙技術の分野での制御機構、駆動機構として好適な波動歯車装置に関する。

一般的に、波動歯車装置は、動力を伝達するための歯車減速装置であり、軽量、コンパクトで複雑な機構、構造を用いることなく高精度、高減速比が得られ、しかもバックラッシが非常に小さい可撓性歯車（フレックススプライン）を備える歯車減速装置として知られている。

従来の波動歯車装置としては、環状の剛性内歯歯車に弾性的な撓み噛み合い式の可撓性外歯歯車を部分的に噛み合わせるとともに、弾性的な可撓性を利用することにより、その噛み合わせ位置を両歯車の歯数差によって円周方向に移動させる波動発生器を備える構造のものが代表的である（特許文献１参照）。

特許文献１に記載の波動歯車装置１００は、図８及び図９に示すように、環状の剛性歯車部材２００と、この内側に配置された可撓性外歯歯車３００と、この内側にベアリングを介してはめ込まれた楕円形の波動発生器４００とを有している。可撓性外歯歯車３００は、円筒状の円筒部３１０と、この円筒部３１０の基端側に連なる環状のダイアフラム部３２０と、このダイアフラム部３２０の中心に一体的に形成されているボス（取付部）３３０と、円筒部３１０の先端側の開口端部の外周面に形成された外歯３４０とを備えている。

波動発生器４００が駆動源のモータ回転軸等により回転すると、ベアリングの弾性変形可能な外輪とともに、可撓性外歯歯車３００が弾性変形して両歯車の噛み合い位置が円周方向に移動する。一般には、剛性歯車部材２００の側が固定部に固定されているので、可撓性外歯歯車３００の側のボス（取付部）３３０から、両歯車の歯数差に応じて大幅に減速された回転が出力される。

可撓性外歯歯車３００は、弾性変形を許容する円筒部３１０と環状のダイアフラム部３２０とが円筒部３１０の一方の基端側から半径方向の内側に向かう湾曲部を介して互いに連結されており、このダイアフラム部３２０の内周縁に一体的に形成された環状のボス（取付部）３３０と、円筒部３１０の他方の先端側の開口端部の外周面に形成された外歯３４０とを備えている。

この従来の波動歯車装置１００は、他の形式のインボリュート遊星減速機、サイクロイド遊星減速機等の減速機に比べて、小型軽量で、バックラッシが無いので、精密位置決め用途などに適している。
特開平１０−１１０７９０号公報（段落０００２〜０００３、図１、図２）

前記特許文献１に記載の波動歯車装置１００は、静粛性が要求されるロボット等の商品へ使用するため、騒音を抑制することが望まれている。しかし、波動歯車装置１００は、以下に示すように、騒音を発生してしまう構造となっていた。

すなわち、波動歯車装置１００は、その構造上、可撓性歯車部材３００と波動発生器４００との間にクリアランスがあってはならない。そのため、波動発生器４００は、可撓性歯車部材３００に軽圧入されている。
しかし、波動発生器４００の外周面は楕円形であり、可撓性歯車部材３００の内周面は、波動発生器４００の回転に伴い、各位置での撓み量が変化する。したがって、可撓性歯車部材３００及び波動発生器４００の接触部位は、完全な面接触にはならず、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、波動発生器４００が一回転する間に接触部位の状態が変化する。そのとき、接触部位ですべり現象が発生し、波動発生器４００が高速回転すると、その回転周波数に応じた金属のすべり接触音が発生してしまう。

なお、使用した波動歯車装置１００を分解すると、可撓性歯車部材３００及び波動発生器４００の接触部に、使用時間の長短に関係なくすべりの痕が見られる。また、長時間使用した波動歯車装置１００では、すべりにより腐食を起こすおそれがある。かかる腐食は、製品寿命の低下につながるおそれがある。

本発明は、前記事情に鑑みて創案されたものであり、すべりによる騒音を抑制し、すべりによる製品寿命の低下を抑制することが可能な波動歯車装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、互いに噛み合う可撓性歯車部材及び剛性歯車部材と、前記可撓性歯車部材を撓ませ、噛み合い位置を移動させる波動発生器と、を備えた波動歯車装置であって、前記波動発生器の回転軸を含む断面において、前記可撓性歯車部材及び前記波動発生器の接触部の長さが、常に前記波動発生器の幅よりも短くなるように形成されていることを特徴とする。

かかる構成によると、可撓性歯車部材と波動発生器との接触面積を小さくすることができる。したがって、可撓性歯車部材と波動発生器との間のすべりによる騒音を抑制し、すべりによる製品寿命の低下を抑制することができる。

また、前記課題を解決するため、本発明は、互いに噛み合う可撓性歯車部材及び剛性歯車部材と、前記可撓性歯車部材を撓ませ、噛み合い位置を移動させる波動発生器と、を備えた波動歯車装置であって、前記可撓性歯車部材及び前記波動発生器の接触部となる面の少なくとも一方が、前記波動発生器の回転軸を含む断面の位置において凸状に形成されていることを特徴とする。

かかる構成によると、可撓性歯車部材と波動発生器との接触面積を小さくすることができる。したがって、可撓性歯車部材と波動発生器との間のすべりを抑制するとともに、すべりによる騒音を抑制し、すべりによる製品寿命の低下を抑制することができる。

また、前記可撓性歯車部材及び前記波動発生器の接触部となる面の少なくとも一方が、前記波動発生器の回転軸を含む断面の位置において円弧状に形成されていることが望ましい。

かかる構成によると、可撓性歯車部材及び波動発生器の接触部の波動発生器の回転軸に沿う方向への移動量を抑制することができる。したがって、可撓性歯車部材と波動発生器との間のすべりをより好適に抑制するとともに、すべりによる騒音をより好適に抑制し、すべりによる製品寿命の低下をより好適に抑制することができる。

また、前記可撓性歯車部材は、外歯歯車であり、前記剛性歯車部材は、内歯歯車であり、前記波動発生器は、楕円形状であり、前記可撓性歯車部材は、外歯が設けられた歯部と、前記歯部に連なる円筒部と、前記円筒部に連なるダイアフラム部と、を備えており、前記波動発生器の接触部となる面が、前記波動発生器の回転軸を含む断面の位置において円弧状に形成されており、その曲率半径Ｒは、波動発生器の回転軸を含む断面における波動発生器の幅をＢ、波動発生器の長径の１／２をａ、真円形時の可撓性歯車部材の半径をｄとしたとき、
０＜Ｒ≦Ｂ／（２・sinθ） …式（１）
θ＝ａ・tan｛（ａ−ｄ）／Ｈ｝ …式（２）
と設定されていることが望ましい。

かかる構成によると、可撓性歯車部材及び波動発生器の接触部の波動発生器の回転軸に沿う方向への移動量をさらに抑制することができる。したがって、可撓性歯車部材と波動発生器との間のすべりをさらに好適に抑制するとともに、すべりによる騒音をさらに好適に抑制し、すべりによる製品寿命の低下をさらに好適に抑制することができる。

また、前記課題を解決するため、互いに噛み合う可撓性歯車部材及び剛性歯車部材と、前記可撓性歯車部材を撓ませ、噛み合い位置を移動させる波動発生器と、を備えた波動歯車装置であって、前記可撓性歯車部材の前記波動発生器と対向する周面に形成された第一の凹部と、前記波動発生器の前記可撓性歯車部材と対向する周面に形成された第二の凹部と、前記第一の凹部及び前記第二の凹部に回転可能に挟まれた転動体と、を備え、前記第一の凹部及び前記第二の凹部の少なくとも一方が、周方向に延びる溝部であり、前記波動発生器は、前記転動体を介して前記可撓性部材を撓ませることを特徴とする。

かかる構成によると、転動体を用いていることにより、すべりが発生するおそれがある部位の接触面積を小さくすることができる。したがって、可撓性歯車部材と波動発生器との間のすべりを抑制するとともに、すべりによる騒音を抑制し、すべりによる製品寿命の低下を抑制することができる。
また、従来の波動歯車装置と比べて、ベアリングの内輪及び外輪を省略した構成となっており、小型軽量化を実現することができる。

本発明によると、可撓性歯車部材と波動発生器との間のすべりによる騒音を抑制し、すべりによる製品寿命の低下を抑制することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について適宜図面を参照しつつ以下に説明する。同一の構成には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、各実施形態に係る波動歯車装置において、公知の波動歯車装置（フレックススプライン）と重複する詳しい説明を省略する。

＜第一の実施形態＞
まず、第一の実施形態に係る波動歯車装置について説明する。図１は、第一の実施形態に係る波動歯車装置の斜視断面図である。図２は、第一の実施形態に係る波動歯車装置の可撓性歯車部材及び波動発生器の要部を示す概念図である。図３は、第一の実施形態に係る波動歯車装置の可撓性歯車部材及び波動発生器の接触部の状態変化を示す概念図である。

図１に示すように、波動歯車装置１Ａは、環状の剛性歯車部材２と、弾性変形可能な環状の可撓性歯車部材（フレックススプライン）３Ａと、波動発生器４Ａとから主として構成されている。

剛性歯車部材２は、該剛性歯車部材２の内周部に形成された歯部２１と、該剛性歯車部材２の外周部を図示しない固定部材に固定するための剛性歯車取付部２２と、を備えている。

可撓性歯車部材３Ａは、図示しない出力部材に接続される取付部３３と、剛性歯車部材２の歯部２１に噛み合う歯部３４Ａと、を備えている。
取付部３３は、可撓性歯車部材３Ａの一端に設けられ、歯部３４Ａは、可撓性歯車部材３Ａの他端に設けられている。この可撓性歯車部材３Ａには、取付部３３と歯部３４の間を連結する薄肉に形成した薄肉撓み部分が設けられている。

図１に示すように、波動歯車装置１Ａは、剛性歯車部材２の歯部２１に形成された内歯と、可撓性歯車部材３Ａの歯部３４Ａに形成した外歯と、が噛み合うように構成されている。波動発生器４Ａは、可撓性歯車部材３Ａの歯部３４Ａを非円形の楕円形状などに撓めて、外歯を前記剛性歯車部材２の内歯に噛み合わせるための楕円状のカム部４１Ａと、カム部４１Ａに外嵌されたベアリング４２と、を備えている。

図１に示すように、可撓性歯車部材３Ａの前記薄肉撓み部分は、軸方向に円筒状に形成された円筒部３１と、この円筒部３１の基端側に連続して半径方向に接続されるダイアフラム部３２と、を備えている。
前記可撓性歯車部材３Ａの取付部３３は、前記ダイアフラム部３２からさらに半径方向外方又は内方に連続的に延長接続されて環状に形成されている。本実施の形態では、取付部３３を図示のように半径方向外方に延長されて環状に形成されている例で説明する。

この可撓性歯車部材３Ａは、全体が可撓性材料から形成されたものでもよいが、少なくとも円筒部３１及びダイアフラム部３２を含む薄肉撓み部分は、可撓性材料から形成され、かつ弾性変形可能なように薄肉に形成されている。一方、環状の取付部３３は、厚肉に形成され、ボルトなどの取付用穴が設けられている。なお、可撓性歯車部材３Ａの歯部３４Ａも弾性変形可能に構成されている。

可撓性歯車部材３Ａの円筒部３１の先端側の開口端部の外周面に形成した歯部３４Ａには、放射方向に向けた外歯が形成されている。可撓性歯車部材３Ａの端部は、この外歯を形成するために円筒部３１の本体部分よりもやや厚肉に形成されている。ダイアフラム部３２は、円筒部３１の一端から湾曲部３５を介して半径方向に連続的に延長して接続されている。取付部３３は、ダイアフラム部３２の半径方向に連続的に延長して接続されている。

剛性歯車部材２は、剛性体で形成されており、その内周側に半径方向に向けて歯部２１に内歯が形成されている。剛性歯車部材２の内歯は、波動発生器４Ａの楕円状のカム部４１Ａに外嵌された可撓性のベアリング（ボールベアリング）４２を介して可撓性歯車部材３Ａに形成された歯部３４Ａの外歯と部分的に噛み合うように構成されている。

波動発生器４Ａは、カム部４１Ａと、ベアリング４２と、を備え、図示しないモータ等の回転軸に固定される。カム部４１Ａは、その外周面がモータ等の回転駆動によりカム作用をなすように楕円状に形成されている。
このカム部４１Ａは、剛性歯車部材２の内歯に対して可撓性歯車部材３Ａの外歯を半径方向に撓ませて部分的に噛み合わせる役目を果たすものである。

図２に示すように、可撓性歯車部材３Ａの構成において、薄肉撓み部分は、円筒部３１と湾曲部３５と前記ダイアフラム部３２とにより一体的に形成されている。

ベアリング４２は、保持器４２ｂにより保持された転動体４２ａ、内輪４２ｃ及び外輪４２ｄを有している。転動体４２ａは、その中心がカム部４１Ａの中心と一致するように保持されている。内輪４２ｃは、カム部４１Ａの外周に固定されており、外輪４２ｄは、可撓性歯車部材３Ａの前記円筒部３１の先端側の開口端部に形成された歯部３４Ａの裏面側に嵌合されている。ベアリング４２の外輪４２ｄは、弾性変形可能に構成されている。外輪４２ｄの外周面４２ｄ_１は、波動発生器４Ａの回転軸を含む断面において円弧状である。この外周面４２ｄ_１の形状についての詳細は後記する。

＜波動歯車装置の運転＞
次に、波動歯車装置１Ａの運転について説明する。
波動発生器４Ａがモータ等により駆動されると、図示しない入力軸を介して波動発生器４Ａのカム部４１Ａが回転する。これに伴い、可撓性歯車部材３Ａの円筒部３１は、カム部４１Ａによってベアリング４２の弾性変形可能な外輪４２ｄを介して楕円形に撓められて連続的に変形しつつ、可撓性歯車部材３Ａの外歯が剛性歯車部材２の内歯との噛み合い位置を円周方向に順次移動する。

両歯車部材２，３Ａの歯の噛み合い位置は、剛性歯車部材２と可撓性歯車部材３Ａの歯数が、例えば、第一の実施形態では４枚の差があるので、この歯数差に応じた相対回転が両歯車部材２，３Ａの間に発生する。これにより、剛性歯車部材２側が相対回転しないように固定されているので、可撓性歯車部材３Ａ側から、両歯車部材２，３Ａの歯数差に応じて大幅に減速された回転が図示しない出力側へ伝達されて出力される。

この波動歯車装置１Ａの動作によれば、ベアリング４２の弾性変形可能な外輪４２ｄを介して可撓性歯車部材３Ａの円筒部３１の弾性変形が行われるため、可撓性歯車部材３Ａの外歯を剛性歯車部材２の内歯に向けて付勢する予圧が発生し、可撓性歯車部材３Ａの外歯と剛性歯車部材２の内歯との遊びが吸収されるとともに、バックラッシの低減等の向上を図ることができる。

前記したように波動歯車装置１Ａを運転すると、図２及び図３に示すように、可撓性歯車部材３Ａ及び波動発生器４Ａの接触部の状態が変化する。図２及び図３に示すように、波動発生器４Ａの接触部となる面、すなわち、外輪４２ｄの外周面４２ｄ_１は、波動発生器４Ａの回転軸を含む断面において円弧状となっている。また、可撓性歯車部材３Ａの接触部となる面、すなわち、歯部３４Ａの内周面３４Ａ_１は、波動発生器４Ａの回転軸を含む断面において直線状となっている。かかる外周面４２ｄ_１が、内周面３４Ａ_１と接触し、歯部３４Ａ、円筒部３１及びダイアフラム部３２を撓ませる。

すなわち、図２及び図３に示すように、可撓性歯車部材３Ａ及び波動発生器４Ａの接触部の長さは、常に波動発生器４Ａの幅Ｂよりも短くなる。したがって、第一の実施形態に係る波動歯車装置１Ａは、可撓性歯車部材３Ａと波動発生器４Ａとの間のすべりを抑制するとともに、すべりによる騒音を抑制し、すべりによる製品寿命の低下を抑制することができる。

また、外周面４２ｄ_１の曲率半径Ｒは、下記式（１）（２）に示すように設定されている。
０＜Ｒ≦Ｂ／（２・sinθ） …式（１）
θ＝ａ・tan｛（ａ−ｄ）／Ｈ｝ …式（２）
ここで、Ｂは波動発生器４Ａの回転軸を含む断面における波動発生器の幅、ａは波動発生器の長径の１／２、ｄは真円形時の可撓性歯車部材３Ａの半径である。また、図３において、ｂは波動発生器の短径の１／２である。

かかる構成によると、可撓性歯車部材３Ａ及び波動発生器４Ａの接触部の波動発生器４Ａの回転軸に沿う方向への移動量をさらに抑制することができる。したがって、可撓性歯車部材３Ａと波動発生器４Ａとの間のすべりをさらに好適に抑制するとともに、すべりによる騒音をさらに好適に抑制し、すべりによる製品寿命の低下をさらに好適に抑制することができる。

なお、材料強度の面を考慮すると、外周面４２ｄ１の曲率半径Ｒは、下記式（３）を満たすことが望ましい。
ｒ＋ｔ≦Ｒ≦Ｂ／（２・sinθ） …式（３）
ここで、ｒは転動体４２ａの半径、ｔは外輪４２ｄの転動体４２ａと接する部分における、強度を保つための最小限の厚さである。
ｔは、ベアリング４２の材料、大きさ、使用条件などによって異なる値であり、実験または演算により予め得られる値である。

波動歯車装置１Ａは、一般的に、下記式（４）が成立するように設計されることが望ましい。
ａ−ｄ＝ｄ−ｂ …式（４）
なお、式（４）が成立しない場合（ａ−ｄ≠ｄ−ｂ）には、θは、下記式（５）（６）（７）に示すように設定されることが望ましい。
θ＝ａ・tan［｛ＭＡＸ（Δｒａ，Δｒｂ）｝／Ｈ］ …式（５）
Δｒａ＝ａ−ｄ …式（６）
Δｒｂ＝ｄ−ｂ …式（７）
ここで、ＭＡＸ（Δｒａ，Δｒｂ）は、Δｒａ及びΔｒｂのうちの最大値である。

＜第二の実施形態＞
続いて、第二の実施形態に係る波動歯車装置について、第一の実施形態に係る波動歯車装置１Ａとの相違点を中心に説明する。図４は、第二の実施形態に係る波動歯車装置の斜視断面図である。図５は、第二の実施形態に係る波動歯車装置の可撓性歯車部材及び波動発生器の接触部の状態変化を示す概念図である。

図４に示すように、第二の実施形態に係る波動歯車装置１Ｂは、可撓性歯車部材３Ａ及び波動発生器４Ａに代えて、可撓性歯車部材３Ｂ及び波動発生器４Ｂを備えている。また、波動歯車装置１Ｂは、保持器５２に転動可能に保持された転動体（ここでは、球体）５１をさらに備えている。

可撓性歯車部材３Ｂは、歯部３４Ａに代えて、歯部３４Ｂを備えている。歯部３４Ｂの内周面には、第一の凹部３４Ｂ_１が形成されている。第一の凹部３４Ｂ_１は、内周面の周方向に延びるループ状の溝部である。

波動発生器４Ｂは、カム部４１Ａに代えて、カム部４１Ｂを備えている。また、波動発生器４Ｂは、ベアリング４２を備えていない。カム部４１Ｂの内周面には、第二の凹部４１Ｂ_１が形成されている。第二の凹部４１Ｂ_１は、外周面の周方向に延びるループ状の溝部である。

転動体５１及び保持器５２は、転動体４２ａ及び保持器４２ｂとほぼ同一である。転動体５１は、第一の凹部３４Ｂ_１及び第二の凹部４１Ｂ_１に回転可能に挟まれている。
すなわち、第二の実施形態に係る波動歯車装置１Ｂは、第一の実施形態に係る波動歯車装置１Ａから内輪４２ｃ及び外輪４２ｄを省略したのとほぼ同じ構成となっている。
また、図５に示すように、第二の凹部４１Ｂ_１の溝形状は、転動体５１に沿うように設定されており、第一の凹部３４Ｂ_１の溝形状は、転動体５１の図５左右方向への相対変位を許容する大きさに設定されている。このようにすることで、可撓性歯車部材３Ｂの撓みに伴う第一の凹部３４Ｂ_１と転動体５１との接触位置のずれに好適に対応することができる。
また、保持器５２の高さは、保持器４２ｂよりも低く設定されている。このようにすることで、保持器５２が歯部３４Ｂの内周面に干渉することが防止されている。

第二の実施形態に係る波動歯車装置１Ｂによると、転動体５１を用いていることにより、すべりが発生するおそれのある部位の接触面積を小さくすることができる。したがって、波動歯車装置１Ｂの運転により発生するすべりを抑制するとともに、すべりによる騒音を抑制し、すべりによる製品寿命の低下を抑制することができる。
また、ベアリングの内輪及び外輪を省略した構成となっており、小型軽量化を実現することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。
例えば、第一の実施形態において、可撓性歯車部材３Ａの接触部となる面、すなわち歯部３４Ａの内周面と、波動発生器４Ａの外周面４２ｄ_１の少なくとも一方が、波動発生器４Ａの回転軸を含む断面において凸部、好ましくは円弧状である構成であってもよい。

図６は、変形例に係る波動歯車装置の可撓性歯車部材及び波動発生器の要部を示す概念図である。図７は、変形例に係る波動歯車装置の可撓性歯車部材及び波動発生器の接触部の状態変化を示す概念図である。
図６及び図７に示す可撓性歯車部材３Ｃ及び波動発生器４Ｃは、第一の実施形態に係る可撓性歯車部材３Ａ及び波動発生器４Ａの変形例であり、以下、第一の実施形態との相違点を中心に説明する。
本変形例において、可撓性歯車装置３Ｃの歯部３４Ｃの内周面３４Ｃ_１は、波動発生器４Ｃの回転軸を含む断面において円弧状となっている。また、外輪４２ｅの外周面４２ｅ_１は、波動発生器４Ｃの回転軸を含む断面において直線状となっている。
かかる可撓性歯車部材３Ｃ及び波動発生器４Ｃにおいても、内周面３４Ｃ_１の曲率半径Ｒ’に関して、第一の実施形態における外周面４２ｄ_１の曲率半径Ｒと同様の条件が成立する。

また、各実施形態では、剛性歯車部材２は、その内周に内歯を備えているが、本発明はこれに限定されることなく、逆に外周に外歯を備えていてもよい。この場合には、可撓性歯車部材３Ａ，３Ｂとしては、外周に外歯を備えるものに代えて、その内周に内歯を備えるものを用いればよい。波動発生器４Ａ，４Ｂも、各実施形態に限定されることなく、楕円状のカム部を有するものに代えて、例えば、電磁石と磁性流体とから成る波動発生器を用いてもよい。

第一の実施形態に係る波動歯車装置の斜視断面図である。第一の実施形態に係る波動歯車装置の可撓性歯車部材及び波動発生器の要部を示す概念図である。第一の実施形態に係る波動歯車装置の可撓性歯車部材及び波動発生器の接触部の状態変化を示す概念図である。図４は、第二の実施形態に係る波動歯車装置の斜視断面図である。図５は、第二の実施形態に係る波動歯車装置の可撓性歯車部材及び波動発生器の接触部の状態変化を示す概念図である。変形例に係る波動歯車装置の可撓性歯車部材及び波動発生器の要部を示す概念図である。変形例に係る波動歯車装置の可撓性歯車部材及び波動発生器の接触部の状態変化を示す概念図である。従来技術に係る波動歯車装置の断面図である。従来技術に係る波動歯車装置の側面図である。従来技術に係る波動歯車装置における、可撓性歯車部材及び波動発生器の接触部の状態変化を示す概念図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ波動歯車装置
２剛性歯車部材
２１歯部（内歯）
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ可撓性歯車部材（フレックススプライン）
３１円筒部
３２ダイアフラム部
３３取付部
３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ歯部（外歯）
３４Ｂ_１凹部（溝部）
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ波動発生器
４１Ａ，４１Ｂカム部
４１Ｂ_１凹部（溝部）
５１転動体

Claims

互いに噛み合う可撓性歯車部材及び剛性歯車部材と、前記可撓性歯車部材を撓ませ、噛み合い位置を移動させる波動発生器と、を備えた波動歯車装置であって、
前記波動発生器の回転軸を含む断面において、前記可撓性歯車部材及び前記波動発生器の接触部の長さが、常に前記波動発生器の幅よりも短くなるように形成されていることを特徴とする波動歯車装置。
互いに噛み合う可撓性歯車部材及び剛性歯車部材と、前記可撓性歯車部材を撓ませ、噛み合い位置を移動させる波動発生器と、を備えた波動歯車装置であって、
前記可撓性歯車部材及び前記波動発生器の接触部となる面の少なくとも一方が、前記波動発生器の回転軸を含む断面の位置において凸状に形成されていることを特徴とする波動歯車装置。
前記可撓性歯車部材及び前記波動発生器の接触部となる面の少なくとも一方が、前記波動発生器の回転軸を含む断面の位置において円弧状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の波動歯車装置。
前記可撓性歯車部材は、外歯歯車であり、
前記剛性歯車部材は、内歯歯車であり、
前記波動発生器は、楕円形状であり、
前記可撓性歯車部材は、外歯が設けられた歯部と、前記歯部に連なる円筒部と、前記円筒部に連なるダイアフラム部と、を備えており、
前記波動発生器の接触部となる面が、前記波動発生器の回転軸を含む断面の位置において円弧状に形成されており、その曲率半径Ｒが、下記式（１）、（２）に示すように設定されていることを特徴とする請求項３に記載の波動歯車装置。
０＜Ｒ≦Ｂ／（２・sinθ） …式（１）
θ＝ａ・tan｛（ａ−ｄ）／Ｈ｝ …式（２）
ただし、
Ｂは波動発生器の回転軸を含む断面における波動発生器の幅、
ａは波動発生器の長径の１／２、
ｄは真円形時の可撓性歯車部材の半径、
である。
互いに噛み合う可撓性歯車部材及び剛性歯車部材と、前記可撓性歯車部材を撓ませ、噛み合い位置を移動させる波動発生器と、を備えた波動歯車装置であって、
前記可撓性歯車部材の前記波動発生器と対向する周面に形成された第一の凹部と、
前記波動発生器の前記可撓性歯車部材と対向する周面に形成された第二の凹部と、
前記第一の凹部及び前記第二の凹部に回転可能に挟まれた転動体と、
を備え、
前記第一の凹部及び前記第二の凹部の少なくとも一方が、周方向に延びる溝部であり、
前記波動発生器は、前記転動体を介して前記可撓性部材を撓ませることを特徴とする波動歯車装置。