JP2015108444A - 波動歯車装置の製造方法及び波動歯車装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る製造方法により製造された波動歯車装置の概略構成を示す説明図であり、図1(a)は波動歯車装置の断面図、図1(b)は波動歯車装置の平面図である。
(1)剛性内歯歯車20の固定工程(第1固定工程:図2)
(2)出力部材60の位置決め工程(第1位置決め工程:図3及び図4)
(3)ベアリング70及び出力部材60の固定工程(第2固定工程:図3及び図4)
(4)可撓性外歯歯車30の位置決め工程(第2位置決め工程:図5及び図6)
(5)可撓性外歯歯車30の固定工程(第3固定工程:図5及び図6)
(6)波動発生器ユニット100の組立工程(図7)
(7)波動発生器40の位置決め工程(第3位置決め工程:図8及び図9)
(8)波動発生器40の固定工程(第4固定工程:図8及び図9)
図2は、第1固定工程を説明するための図であり、剛性内歯歯車20をハウジング50に組み付けた状態の断面図である。はじめに図2に示すように、剛性内歯歯車20をハウジング50にボルト91で固定する。その際、剛性内歯歯車20の外周面とハウジング50との間に隙間R1が形成されるように剛性内歯歯車20がハウジング50に固定される。
図3は、第1位置決め工程及び第2固定工程を説明するための図であり、出力部材60を治具J1で位置決めし、出力部材60及びベアリング70を固定した状態の断面図である。図4は、治具J1の説明図であり、図4(a)は治具J1の斜視図、図4(b)は治具J1の断面図、図4(c)は治具J1の平面図である。
次に、治具J1により出力部材60を位置決めした状態で、ハウジング50にベアリング70を介し出力部材60を固定する。つまり、第1位置決め工程の後、ベアリング70の外輪72をハウジング50にボルト92で固定し、出力部材60をベアリング70の内輪71にボルト93で固定する。本工程により、ベアリング70及び出力部材60が基準面24を基準として固定される。ボルト92,93による固定後、治具J1を取り外す。
図5は、第2位置決め工程及び第3固定工程を説明するための図であり、可撓性外歯歯車30をハウジング50内に組み込んで、可撓性外歯歯車30を治具J2で位置決めし、固定した状態の説明図である。図5(a)はその状態の断面図、図5(b)はその状態の平面図である。図6は治具J2の説明図であり、図6(a)は治具J2の斜視図、図6(b)は治具J2の断面図、図6(c)は治具J2の平面図である。
各々の基準面を嵌合させた状態で、治具J2に設けられたボルト締結用逃げ穴H1を利用し、可撓性外歯歯車30を出力部材60にボルト94で固定する。本工程により、可撓性外歯歯車30は、基準面24を基準とし、出力部材60に取付固定される。
図7は、波動発生器ユニット100の断面図である。図7に示すカム部材41は、外周が略楕円形状をしており、中央部にカム部材41の基準となるカム部材41の円筒状の内周面である基準面44を有している。入力軸部材43には、基準面44と嵌合する円筒状の外周面である基準面45と、入力軸位置決め治具(第3治具)である治具J3(図9)と嵌合する円筒状の外周面である基準面46と、が同一の軸芯Cになるよう形成されている。
図8は、第3位置決め工程及び第4固定工程を説明するための図であり、波動発生器40をハウジング50内に組み込んで、波動発生器40を位置決めし、波動発生器40を支持する支持部材80をハウジング50に固定した状態を示す説明図である。図8(a)はその状態の断面図、図8(b)はその状態の平面図である。図9は治具J3の説明図であり、図9(a)は治具J3の斜視図、図9(b)は治具J3の断面図、図9(c)は治具J3の平面図である。
各々の基準面を嵌合させた状態で、波動発生器40を支持した支持部材80、即ち波動発生器ユニット100を、治具J3に設けられたボルト締結用逃げH4を利用し、ボルト96でハウジング50に固定する。この際、ハウジング50と支持部材80との間に隙間R1があるため、治具J3に倣い波動発生器ユニット100が動いても、ハウジング50と干渉することはない。
実際に、第1実施形態の製造方法で製造した波動歯車装置10を用いた多関節型多軸のロボットアームの性能向上の効果を確認した。
次に、本発明の第2実施形態に係る波動歯車装置の製造方法について説明する。上記第1実施形態では、第1位置決め工程及び第2位置決め工程を、異なる治具J1,J2を用いて別々に実施したが、第2実施形態では、第1位置決め工程及び第2位置決め工程を、共通治具を用いて同時に行う場合について説明する。
Claims (13)
- 筒状のハウジングと、
前記ハウジングの内部に取り付けられ、内歯が形成された環状の剛性内歯歯車と、
外歯が形成された筒状の胴部と、前記胴部の一端から半径方向内側に延びる取付部とを有し、前記剛性内歯歯車の内側に配置された可撓性外歯歯車と、
前記可撓性外歯歯車の内側に配置され、前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて、前記可撓性外歯歯車を部分的に前記剛性内歯歯車に噛み合わせると共に、前記外歯及び前記内歯の噛み合い位置を円周方向に移動させる波動発生器と、
前記取付部に取り付けられた出力部材と、
外輪が前記ハウジングに固定され、内輪が前記出力部材に固定され、前記出力部材を回転可能に支持するベアリングと、
前記波動発生器を回転可能に支持し、前記ハウジングに固定される支持部材と、を有する波動歯車装置の製造方法において、
前記剛性内歯歯車を前記ハウジングに固定する第1固定工程と、
前記剛性内歯歯車に対して前記出力部材を位置決めする第1位置決め工程と、
前記第1位置決め工程の後、前記ベアリングの外輪を前記ハウジングに固定し、前記出力部材を前記ベアリングの内輪に固定する第2固定工程と、
前記剛性内歯歯車に対して前記可撓性外歯歯車を位置決めする第2位置決め工程と、
前記第2位置決め工程の後、前記可撓性外歯歯車の取付部を前記出力部材に固定する第3固定工程と、
前記剛性内歯歯車に対して前記波動発生器を位置決めする第3位置決め工程と、
前記第3位置決め工程の後、前記波動発生器を支持した前記支持部材を、前記ハウジングに固定する第4固定工程と、を備えたことを特徴とする波動歯車装置の製造方法。 - 前記剛性内歯歯車に位置決めされる第1基準面、及び前記出力部材を位置決めする第2基準面を有する第1治具と、
前記剛性内歯歯車に位置決めされる第3基準面、及び前記可撓性外歯歯車を位置決めする第4基準面を有する第2治具と、
前記剛性内歯歯車に位置決めされる第5基準面、及び前記波動発生器を位置決めする第6基準面を有する第3治具と、を準備しておき、
前記第1位置決め工程では、前記第1治具を用い、前記第1基準面と前記剛性内歯歯車とを嵌合させ、かつ前記第2基準面と前記出力部材とを嵌合させて、前記剛性内歯歯車に対して前記出力部材を位置決めし、
前記第2位置決め工程では、前記第2治具を用い、前記第3基準面と前記剛性内歯歯車とを嵌合させ、かつ前記第4基準面と前記可撓性外歯歯車とを嵌合させて、前記剛性内歯歯車に対して前記可撓性外歯歯車を位置決めし、
前記第3位置決め工程では、前記第3治具を用い、前記第5基準面と前記剛性内歯歯車とを嵌合させ、かつ前記第6基準面と前記波動発生器とを嵌合させて、前記剛性内歯歯車に対して前記波動発生器を位置決めすることを特徴とする請求項1に記載の波動歯車装置の製造方法。 - 前記第1固定工程では、前記剛性内歯歯車の外周面と前記ハウジングとの間に隙間が形成されるように前記剛性内歯歯車が前記ハウジングに固定されることを特徴とする請求項2に記載の波動歯車装置の製造方法。
- 前記第1治具は、第1環状部と、前記第1環状部と同軸に配置された第1軸状部と、を有し、前記第1環状部の内周面は、前記第1基準面を有し、前記第1軸状部の外周面は、前記第2基準面を有し、
前記第1位置決め工程では、前記第1基準面と前記剛性内歯歯車の外周面とを嵌合させ、前記出力部材の回転中心に形成された穴部に前記第1軸状部を嵌合させることで、前記剛性内歯歯車に対して前記出力部材を位置決めする、ことを特徴とする請求項3に記載の波動歯車装置の製造方法。 - 前記第2治具は、第2環状部と、前記第2環状部と同軸に配置された第2軸状部と、を有し、前記第2環状部の内周面は、前記第3基準面を有し、前記第2軸状部の外周面は、前記第4基準面を有し、
前記第2位置決め工程では、前記第3基準面と前記剛性内歯歯車の外周面とを嵌合させ、前記取付部の回転中心に形成された穴部に前記第2軸状部を嵌合させることで、前記剛性内歯歯車に対して前記可撓性外歯歯車を位置決めする、ことを特徴とする請求項3又は4に記載の波動歯車装置の製造方法。 - 前記第1治具及び前記第2治具は、一体に形成された共通治具であり、前記共通治具は、環状部と、前記環状部と同軸に配置された軸状部と、を有し、前記環状部の内周面は、前記第1基準面と前記第3基準面とを兼ねた共通基準面を有し、
前記軸状部の外周面は、前記第2基準面と、前記第2基準面に対して軸方向にずらして形成された前記第4基準面と、を有し、
前記第1位置決め工程では、前記共通基準面と前記剛性内歯歯車の外周面とを嵌合させ、前記出力部材の回転中心に形成された穴部に前記軸状部を嵌合させることで、前記剛性内歯歯車に対して前記出力部材を位置決めし、
前記第2位置決め工程では、前記共通基準面と前記剛性内歯歯車の外周面とを嵌合させ、前記取付部の回転中心に形成された穴部に前記軸状部を嵌合させることで、前記剛性内歯歯車に対して前記可撓性外歯歯車を位置決めする、ことを特徴とする請求項3に記載の波動歯車装置の製造方法。 - 前記共通治具を用いる前記第1位置決め工程及び前記第2位置決め工程の両工程を、前記第2固定工程及び前記第3固定工程の両工程に先立って行うことを特徴とする請求項6に記載の波動歯車装置の製造方法。
- 前記波動発生器は、略楕円形状のカム部材と、前記カム部材に固定され、回転の入力を受ける入力軸部材と、を有し、
前記第3治具は、第3環状部と、前記第3環状部から半径方向内側に延びて形成され、前記入力軸部材が挿通される貫通孔が形成された面状部と、を有し、
前記第3環状部の内周面が前記第5基準面であり、前記貫通孔の側壁面が前記第6基準面であり、
前記第3位置決め工程では、前記第3環状部を前記隙間に嵌合させて前記第5基準面と前記剛性内歯歯車の外周面とを嵌合させ、前記貫通孔に前記入力軸部材を挿通させて前記第6基準面と前記入力軸部材の外周面とを嵌合させることで、前記剛性内歯歯車に対して前記波動発生器を位置決めする、ことを特徴とする請求項3乃至7のいずれか1項に記載の波動歯車装置の製造方法。 - 前記ハウジングには、前記剛性内歯歯車の外周面の一部が嵌合して、前記ハウジングに対して前記剛性内歯歯車の位置決めを行うハウジング基準面が形成されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の波動歯車装置の製造方法。
- 前記剛性内歯歯車の外周面の一部は、軸方向の半分以下の部分であることを特徴とする請求項9に記載の波動歯車装置の製造方法。
- 筒状のハウジングと、
前記ハウジングの内部に取り付けられ、内歯が形成された環状の剛性内歯歯車と、
外歯が形成された筒状の胴部と、前記胴部の一端から半径方向内側に延びる取付部とを有し、前記剛性内歯歯車の内側に配置された可撓性外歯歯車と、
前記可撓性外歯歯車の内側に配置され、前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて、前記可撓性外歯歯車を部分的に前記剛性内歯歯車に噛み合わせると共に、前記外歯及び前記内歯の噛み合い位置を円周方向に移動させる波動発生器と、
前記取付部に取り付けられた出力部材と、
外輪が前記ハウジングに固定され、内輪が前記出力部材に固定され、前記出力部材を回転可能に支持するベアリングと、
前記波動発生器を回転可能に支持し、前記ハウジングに固定される支持部材と、を備え、
前記剛性内歯歯車の外周面及び前記支持部材の外周面が前記ハウジングの内周面に対して離間していることを特徴とする波動歯車装置。 - 前記ハウジングには、前記剛性内歯歯車の外周面の一部が嵌合して、前記ハウジングに対して前記剛性内歯歯車の位置決めを行うハウジング基準面が形成されており、
前記剛性内歯歯車の外周面の一部以外の他部が、前記ハウジングの内周面に対して離間していることを特徴とする請求項11に記載の波動歯車装置。 - 前記剛性内歯歯車の外周面の一部は、軸方向の半分以下の部分であることを特徴とする請求項12に記載の波動歯車装置。
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