JP2016194315A - Flexspline for wave motion gearing device and wave motion gearing device using flexspline - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、波動歯車装置を構成するフレクスプラインと、それを用いた波動歯車装置に関するものである。 The present invention relates to a flexspline constituting a wave gear device and a wave gear device using the flex spline.
従来から、例えばロボットの関節駆動などに用いられる精密減速機の一種として、波動歯車装置が知られている。波動歯車装置は、一般的に、サーキュラスプラインにフレクスプラインが内挿され、さらにフレクスプラインにウェーブジェネレータが内挿された構造を有している。また、サーキュラスプラインの内周面に周方向に並ぶ内歯が形成されていると共に、フレクスプラインには、内歯と対応する外歯を内歯とは異なる数で外周面に備えた筒状部が設けられている。このフレクスプラインの筒状部が径方向で弾性的に撓み変形可能とされており、非円形断面の外周面を有するウェーブジェネレータが筒状部に内挿されることにより、筒状部が周上で部分的に外周へ押し広げられて、サーキュラスプラインの内歯とフレクスプラインの外歯がウェーブジェネレータによる筒状部の押広げ部位で噛合されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a wave gear device is known as a kind of precision reducer used for, for example, driving a robot joint. The wave gear device generally has a structure in which a flexspline is inserted into a circular spline and a wave generator is inserted into the flexspline. In addition, inner teeth arranged in the circumferential direction are formed on the inner circumferential surface of the circular spline, and the flexspline has a cylindrical portion having outer teeth corresponding to the inner teeth in a number different from the inner teeth on the outer circumferential surface. Is provided. The cylindrical portion of the flexspline is elastically deformable in the radial direction, and a wave generator having an outer peripheral surface with a non-circular cross section is inserted into the cylindrical portion, so that the cylindrical portion is The inner teeth of the circular spline and the outer teeth of the flex spline are meshed at the expanding portion of the cylindrical portion by the wave generator.
そして、サーキュラスプラインとフレクスプラインの何れか一方を固定した状態で、ウェーブジェネレータをモータなどからの入力によって回転させて、それら内歯と外歯の噛み合い位置を周上で順次に移動させることにより、サーキュラスプラインとフレクスプラインの何れか他方から外歯と内歯の数の差に応じた回転出力が得られるようになっている。例えば、特許第５１６５１２０号公報（特許文献１）や特開平５−２６３０５号公報（特許文献２）などが、それである。 Then, with either one of the circular spline or flex spline fixed, the wave generator is rotated by an input from a motor or the like, and the meshing position of the internal and external teeth is sequentially moved on the circumference, A rotational output corresponding to the difference in the number of external teeth and internal teeth can be obtained from either the circular spline or the flexspline. Examples thereof include Japanese Patent No. 5165120 (Patent Document 1) and Japanese Patent Laid-Open No. 5-26305 (Patent Document 2).
ところで、波動歯車装置のフレクスプラインは、筒状部がウェーブジェネレータによって繰り返し撓み変形せしめられることから、比較的に小さな入力によって変形し得ると共に、繰り返しの入力に対する高度な耐久性が求められる。それ故、従来のフレクスプラインは、一般的に、靱性に優れたニッケル−モリブデン鋼などの金属によって形成されている。 By the way, the flex spline of the wave gear device is required to have a high durability against repeated input as well as being able to be deformed by a relatively small input since the cylindrical portion is repeatedly bent and deformed by the wave generator. Therefore, the conventional flexspline is generally formed of a metal such as nickel-molybdenum steel having excellent toughness.
しかしながら、強度に優れるニッケル−モリブデン鋼で形成されたフレクスプラインにおいて、筒状部の弾性的な撓み変形を容易に生ぜしめるためには、筒状部を非常に薄くする必要がある。したがって、現状の波動歯車装置のフレクスプラインは、簡単に量産可能な型成形などでは製造することが難しく、鍛造素材を高精度に切削加工する必要があり、製造が極めて困難であると共に、非常に高価であるという問題があった。 However, in a flexspline formed of nickel-molybdenum steel having excellent strength, it is necessary to make the cylindrical portion very thin in order to easily cause elastic deformation of the cylindrical portion. Therefore, the flexspline of the current wave gear device is difficult to manufacture by mold forming that can be easily mass-produced, and it is necessary to cut the forging material with high precision, making it extremely difficult and extremely There was a problem of being expensive.
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、ウェーブジェネレータからの径方向入力に対して十分に変形し易く、かつ優れた耐久性を発揮すると共に、製造が容易で安価に得ることができる、新規な構造のフレクスプラインと、それを用いた波動歯車装置を提供することにある。 The present invention has been made in the background of the above-mentioned circumstances, and its solution is easily deformable with respect to the radial input from the wave generator, exhibits excellent durability, and is manufactured. It is an object of the present invention to provide a flex spline having a novel structure that can be easily obtained at low cost, and a wave gear device using the flex spline.
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。 Hereinafter, the aspect of this invention made | formed in order to solve such a subject is described. In addition, the component employ | adopted in each aspect as described below is employable by arbitrary combinations as much as possible.
すなわち、本発明の第一の態様は、周方向に並ぶ複数の内歯を内周面に備えた環状のサーキュラスプラインに内挿される筒状部を有しており、該筒状部の外周面には該内歯とは異なる数の複数の外歯が周方向に並んで形成されていると共に、該筒状部に内挿されたウェーブジェネレータによって該筒状部が周上で部分的に外周へ押し広げられて該筒状部の該外歯が該サーキュラスプラインの該内歯と周上で部分的に噛合されるようになっている波動歯車装置用のフレクスプラインにおいて、前記外歯を備えた前記筒状部が複数のピン部材によって構成されていると共に、それらピン部材が支持部材によって周方向に並んで支持されている一方、それらピン部材を前記ウェーブジェネレータの外周面で保持する保持手段が設けられており、該筒状部が周上で部分的に該ウェーブジェネレータによって外周へ押し広げられることで該ピン部材が傾動せしめられて前記サーキュラスプラインの前記内歯に噛合せしめられると共に、該筒状部の周上の他の部分では該ピン部材が該保持手段によって該サーキュラスプラインの該内歯に対して噛合せずに内周へ離れた位置に保持されるようにしたことを、特徴とする。 That is, the first aspect of the present invention has a cylindrical portion inserted into an annular circular spline having a plurality of internal teeth arranged in the circumferential direction on the inner peripheral surface, and the outer peripheral surface of the cylindrical portion. A plurality of external teeth different in number from the internal teeth are formed side by side in the circumferential direction, and the cylindrical portion is partially outer circumferentially by a wave generator inserted in the cylindrical portion. A flex spline for a wave gear device, wherein the external teeth of the cylindrical portion are configured to be partially meshed with the internal teeth of the circular spline. The cylindrical portion is constituted by a plurality of pin members, and the pin members are supported by the support member side by side in the circumferential direction, while holding means for holding the pin members on the outer peripheral surface of the wave generator The cylinder is provided The pin member is tilted by the wave generator to be partially spread out on the circumference by the wave generator and meshed with the inner teeth of the circular spline. In the portion, the pin member is held by the holding means at a position away from the inner periphery without meshing with the inner teeth of the circular spline.
このような第一の態様に従う構造とされた波動歯車装置用のフレクスプラインによれば、外歯を備えた筒状部が周方向に並んで支持された複数のピン部材によって構成されており、それらピン部材が傾動によって内歯と噛み合う構造とされている。このように、外歯を備えた筒状部が、従来のような周方向に連続する構造ではなく、複数のピン部材を実質的に独立して傾動変位可能に配設した構造とされている。それ故、切削加工による高精度な成形を要することなく簡単に得ることができる筒状部によって、内歯との周上部分的な噛合いを実現できると共に、優れた耐久性も得ることができる。 According to the flex spline for the wave gear device structured according to the first aspect as described above, the cylindrical portion having the external teeth is constituted by a plurality of pin members supported side by side in the circumferential direction, These pin members are structured to mesh with the internal teeth by tilting. Thus, the cylindrical part provided with the external teeth is not a structure that is continuous in the circumferential direction as in the prior art, but has a structure in which a plurality of pin members are disposed so as to be tilted and displaced substantially independently. . Therefore, the cylindrical portion that can be easily obtained without requiring high-precision molding by cutting can realize partial meshing with the inner teeth, and can also obtain excellent durability. .
本発明の第二の態様は、第一の態様に記載された波動歯車装置用のフレクスプラインにおいて、前記保持手段が弾性保持体とされて、前記ピン部材が該弾性保持体によって前記ウェーブジェネレータの外周面で弾性的に保持されていると共に、該弾性保持体の弾性変形によって該ピン部材が傾動を許容されるものである。 According to a second aspect of the present invention, in the flex spline for the wave gear device described in the first aspect, the holding means is an elastic holding body, and the pin member is The pin member is elastically held on the outer peripheral surface, and the pin member is allowed to tilt by elastic deformation of the elastic holding body.
第二の態様によれば、ピン部材の傾動と傾動状態からの復帰および保持が、例えばゴムや高分子エラストマ、ばね鋼などの弾性によって容易に実現される。 According to the second aspect, the tilting of the pin member and the return and holding from the tilted state are easily realized by the elasticity of, for example, rubber, polymer elastomer, spring steel or the like.
本発明の第三の態様は、第二の態様に記載された波動歯車装置用のフレクスプラインにおいて、前記弾性保持体が環状とされており、該弾性保持体が複数の前記ピン部材で構成された前記筒状部に外嵌されているものである。 According to a third aspect of the present invention, in the flexspline for the wave gear device described in the second aspect, the elastic holding body is annular, and the elastic holding body is constituted by a plurality of the pin members. Further, it is fitted on the cylindrical part.
第三の態様によれば、ピン部材の傾動と傾動状態からの復帰および保持が、環状の弾性体を筒状部に外嵌することで、極めて容易に実現される。しかも、弾性保持体が筒状部とは別体とされていることから、筒状部を構成するピン部材には、傾動と傾動状態からの復帰および保持を実現するための特別な構造や材質などが必要とされず、ピン部材もより簡単に形成することができる。 According to the third aspect, the tilting of the pin member and the return and holding from the tilted state can be realized very easily by fitting the annular elastic body to the cylindrical portion. Moreover, since the elastic holding body is separated from the cylindrical part, the pin member constituting the cylindrical part has a special structure and material for realizing tilting and returning and holding from the tilted state. The pin member can be formed more easily.
本発明の第四の態様は、第一〜第三の何れか一つの態様に記載された波動歯車装置用のフレクスプラインにおいて、前記ピン部材の軸方向一方の端部が前記支持部材によって支持されているものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the flexspline for a wave gear device according to any one of the first to third aspects, one end of the pin member in the axial direction is supported by the support member. It is what.
第四の態様によれば、ピン部材の軸方向中間部分が支持部材によって支持される場合に比して、ピン部材がウェーブジェネレータで外周へ押し広げられて傾動する際に、ピン部材の長さに対する外周への傾動変位量の比率を大きく設定し易くなる。それ故、外歯と内歯の周上部分的な噛合を比較的に短いピン部材によって実現できて、フレクスプラインを軸方向で小型化することができる。 According to the fourth aspect, the length of the pin member is increased when the pin member is tilted by being pushed outward by the wave generator as compared with the case where the axially intermediate portion of the pin member is supported by the support member. It becomes easy to set the ratio of the amount of tilt displacement to the outer periphery with respect to the outer periphery. Therefore, the partial meshing of the outer teeth and the inner teeth can be achieved with a relatively short pin member, and the flexspline can be downsized in the axial direction.
本発明の第五の態様は、第四の態様に記載された波動歯車装置用のフレクスプラインにおいて、前記支持部材には複数の支持穴が開口形成されており、前記ピン部材の軸方向一方の端部が該支持穴に挿入支持されていると共に、該支持穴の穴断面形状が開口に向かって大きくなっており、該ピン部材の傾動が許容されているものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the flexspline for the wave gear device according to the fourth aspect, the support member has a plurality of support holes formed therein, and one axial direction of the pin member is formed. The end portion is inserted and supported in the support hole, and the hole cross-sectional shape of the support hole is increased toward the opening, so that the pin member is allowed to tilt.
第五の態様によれば、ピン部材の支持部材への取付け作業が容易である。しかも、支持穴の穴断面形状を開口に向かってピン部材の傾動方向で広がるように設定することにより、ピン部材を筒状部の周方向で位置決めしながら、径方向の傾動を簡単に許容することができる。 According to the fifth aspect, it is easy to attach the pin member to the support member. In addition, by setting the hole cross-sectional shape of the support hole so as to expand in the tilt direction of the pin member toward the opening, it is possible to easily allow the tilt in the radial direction while positioning the pin member in the circumferential direction of the cylindrical portion. be able to.
本発明の第六の態様は、第五の態様に記載された波動歯車装置用のフレクスプラインにおいて、前記保持手段が弾性保持体とされており、該弾性保持体が前記支持穴の内周面と前記ピン部材の外周面との間に介在されて、該ピン部材の軸方向一方の端部が前記支持部材によって弾性支持されているものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the flexspline for the wave gear device according to the fifth aspect, the holding means is an elastic holding body, and the elastic holding body is an inner peripheral surface of the support hole. And one end portion in the axial direction of the pin member are elastically supported by the support member.
第六の態様によれば、弾性保持体が支持穴とピン部材の径方向間に設けられることで、ピン部材が傾動可能な状態で弾性的に保持されて、ピン部材を筒状部の周上で部分的に内歯と噛み合わせることができる。特に、弾性保持体が支持穴の内周面とピン部材の軸方向一方の端部の外周面との少なくとも一方に固着されるようにすれば、部品点数の削減とそれに伴う組み付け作業の簡略化も図られ得る。 According to the sixth aspect, since the elastic holding body is provided between the support hole and the radial direction of the pin member, the pin member is elastically held in a tiltable state, and the pin member is held around the cylindrical portion. It can partially mesh with the internal teeth above. In particular, if the elastic holder is fixed to at least one of the inner peripheral surface of the support hole and the outer peripheral surface of one end of the pin member in the axial direction, the number of parts can be reduced and the assembly work associated therewith can be simplified. Can also be planned.
本発明の第七の態様は、第一〜第六の何れか一つの態様に記載された波動歯車装置用のフレクスプラインにおいて、前記ピン部材が前記支持部材に転動不能に支持されているものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the flex spline for the wave gear device according to any one of the first to sixth aspects, the pin member is supported by the support member so as not to roll. It is.
第七の態様によれば、ピン部材の転動によるエネルギー損失が回避されて、力の伝達効率を高めることができる。さらに、ピン部材の転動によって音や振動が生じるのも防ぐことができて、静粛性などの向上が図られる。 According to the 7th aspect, the energy loss by rolling of a pin member is avoided, and the transmission efficiency of force can be improved. Furthermore, noise and vibration can be prevented from being generated by rolling of the pin member, and quietness can be improved.
本発明の第八の態様は、第七の態様に記載された波動歯車装置用のフレクスプラインにおいて、前記ピン部材が非円形断面を有しているものである。 According to an eighth aspect of the present invention, in the flexspline for the wave gear device described in the seventh aspect, the pin member has a non-circular cross section.
第八の態様によれば、ピン部材を転動不能に配することで円形以外の断面形状を有するピン部材も選択可能とされて、力の伝達効率や耐久性により優れた断面形状のピン部材を任意に採用することができる。 According to the eighth aspect, it is possible to select a pin member having a cross-sectional shape other than circular by arranging the pin member so as not to roll, and the pin member having a cross-sectional shape superior in force transmission efficiency and durability. Can be arbitrarily adopted.
本発明の第九の態様は、第一〜第八の何れか一つの態様に記載された波動歯車装置用のフレクスプラインにおいて、前記筒状部の外周面に重ね合わされる前記サーキュラスプラインの内周面と、該筒状部の内周面に重ね合わされて該筒状部を周上で部分的に外周へ押し広げる前記ウェーブジェネレータの外周面とが、何れも中心軸に対して相互に対応する向きに傾斜しているものである。 According to a ninth aspect of the present invention, in the flexspline for the wave gear device according to any one of the first to eighth aspects, an inner periphery of the circular spline that is superimposed on an outer peripheral surface of the cylindrical portion. The surface and the outer peripheral surface of the wave generator that overlaps the inner peripheral surface of the cylindrical portion and partially pushes the cylindrical portion to the outer periphery on the periphery correspond to each other with respect to the central axis. It is inclined in the direction.
第九の態様によれば、ウェーブジェネレータによって外周へ押されて傾動したピン部材が、内歯を備えたサーキュラスプラインの内周面に対して軸方向の広い領域に亘って重ね合わされて、応力分散によるピン部材および内歯の耐久性の向上とそれに伴うトルク容量の増大などが図られる。 According to the ninth aspect, the pin member that is tilted by being pushed to the outer periphery by the wave generator is overlapped over a wide area in the axial direction with respect to the inner peripheral surface of the circular spline having the inner teeth, and the stress distribution As a result, the durability of the pin member and internal teeth can be improved and the torque capacity can be increased accordingly.
さらに、ピン部材を傾動させるウェーブジェネレータの外周面が、内歯と噛合する傾動状態のピン部材に沿うように傾斜していることから、傾動状態のピン部材がウェーブジェネレータの外周面で軸方向の広い領域に亘って保持されて、がたつきなく内歯と安定して噛合される。 Further, since the outer peripheral surface of the wave generator that tilts the pin member is inclined along the tilted pin member that meshes with the inner teeth, the tilted pin member is axially aligned with the outer peripheral surface of the wave generator. It is held over a wide area and is stably meshed with the internal teeth without rattling.
本発明の第十の態様は、第一〜第九の何れか一つの態様に記載された波動歯車装置用のフレクスプラインにおいて、前記ピン部材と前記支持部材の少なくとも一方が合成樹脂で形成されているものである。 According to a tenth aspect of the present invention, in the flex spline for the wave gear device according to any one of the first to ninth aspects, at least one of the pin member and the support member is formed of a synthetic resin. It is what.
第十の態様によれば、従来は金属製であったフレクスプラインを少なくとも一部において合成樹脂製とすることで、軽量化と製造容易化が図られる。しかも、ピン部材と支持部材は、従来のフレクスプラインに比して形状や寸法の精度に対する要求が比較的に低く、何れも射出成形などによって簡単に形成することが可能である。 According to the tenth aspect, the flexspline, which has been conventionally made of metal, is made of synthetic resin at least in part, thereby reducing weight and facilitating manufacture. In addition, the pin member and the support member have a relatively low demand for shape and dimensional accuracy as compared with the conventional flex spline, and any of them can be easily formed by injection molding or the like.
また、本発明の第十一の態様は、円環状で内周面に内歯を形成されたサーキュラスプラインを備えていると共に、該サーキュラスプラインの内周にフレクスプラインの筒状部が挿入されており、該フレクスプラインの該筒状部の外周面には該サーキュラスプラインの該内歯とは異なる数の外歯が形成されていると共に、該フレクスプラインの内周にはウェーブジェネレータが挿入されており、該フレクスプラインの該筒状部が該ウェーブジェネレータによって周上で部分的に外周へ押し広げられて、該ウェーブジェネレータによって押し広げられた部分の該外歯が該サーキュラスプラインの該内歯と噛合されている波動歯車装置において、前記フレクスプラインとして第一〜第十の何れか一つの態様に記載されたものを用いたことを、特徴とする。 The eleventh aspect of the present invention is provided with a circular spline having an annular shape with internal teeth formed on the inner peripheral surface, and a cylindrical portion of the flexspline is inserted into the inner periphery of the circular spline. A number of external teeth different from the internal teeth of the circular spline are formed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the flexspline, and a wave generator is inserted on the inner periphery of the flexspline. The cylindrical portion of the flexspline is partially pushed outward on the circumference by the wave generator, and the outer teeth of the portion spread by the wave generator are connected to the inner teeth of the circular spline. In the meshed wave gear device, the flex spline described in any one of the first to tenth aspects is used. That.
このような第十一の態様に従う構造とされた波動歯車装置によれば、従来の波動歯車装置において製造が困難で高価であったフレクスプラインが、本発明に係る構造とされることで簡単かつ安価に製造可能となることから、波動歯車装置を従来よりも簡単に製造して安価に提供することが可能になる。 According to the wave gear device having the structure according to the eleventh aspect, the flex spline that is difficult and expensive to manufacture in the conventional wave gear device can be simplified and simplified by the structure according to the present invention. Since it can be manufactured at a low cost, the wave gear device can be manufactured more easily than before and can be provided at a low cost.
本発明によれば、波動歯車装置を構成するフレクスプラインにおいて、外歯を備えた筒状部が周方向に並んで支持された複数のピン部材によって構成されており、それらピン部材が傾動することで内歯と噛み合う構造とされている。このように、外歯を備えた筒状部が、従来のような周方向で連続する構造ではなく、複数のピン部材を実質的に独立して傾動変位可能に配設した構造とされていることから、従来のフレクスプラインのように筒状部を切削加工して高精度に成形する必要がなく、フレクスプラインを簡単に得ることができる。 According to the present invention, in the flex spline constituting the wave gear device, the cylindrical portion having the external teeth is constituted by a plurality of pin members supported side by side in the circumferential direction, and the pin members tilt. It is structured to mesh with internal teeth. Thus, the cylindrical part provided with the external teeth is not a structure that is continuous in the circumferential direction as in the prior art, but a structure in which a plurality of pin members are disposed so as to be tilted and displaced substantially independently. Therefore, unlike the conventional flex spline, there is no need to cut the cylindrical portion and form it with high accuracy, and the flex spline can be obtained easily.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１〜４には、本発明の第一の実施形態としての波動歯車装置１０が示されている。波動歯車装置１０は、図５，６に示すように、フレクスプライン１２と、サーキュラスプライン１４と、ウェーブジェネレータ１６とによって構成されている。 1-4 show a wave gear device 10 as a first embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 5 and 6, the wave gear device 10 includes a flexspline 12, a circular spline 14, and a wave generator 16.
フレクスプライン１２は、図７〜９に示すように、環状の支持部材１８によって複数のピン部材２０が支持されて、それらピン部材２０が全周に亘って周方向に配列された構造を有している。 As shown in FIGS. 7 to 9, the flex spline 12 has a structure in which a plurality of pin members 20 are supported by an annular support member 18, and the pin members 20 are arranged in the circumferential direction over the entire circumference. ing.
支持部材１８は、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂や鉄などの金属で形成された硬質の部材であって、略円環形状を有していると共に、径方向中間部分には軸方向端面に開口する有底の支持穴２２が周上で複数形成されている。本実施形態の支持穴２２は、開口側へいくに従って次第に孔断面積が大きくなっており、図８に示すように、特に支持部材１８の径方向で支持穴２２の直径が大きくなっている。これにより、支持穴２２は、底側の端部が略円形断面を有していると共に、開口側の端部が略長円形状とされている。 The support member 18 is a hard member formed of a synthetic resin such as ABS resin or a metal such as iron, has a substantially annular shape, and opens in an axial end surface in a radially intermediate portion. A plurality of bottomed support holes 22 are formed on the circumference. The support hole 22 of the present embodiment has a hole cross-sectional area that gradually increases toward the opening side, and the diameter of the support hole 22 is particularly large in the radial direction of the support member 18 as shown in FIG. As a result, the support hole 22 has a substantially circular cross section at the bottom and a substantially oval shape at the opening.
ピン部材２０は、支持部材１８と同様に合成樹脂や金属などで形成された硬質の部材であって、小径の略円柱形状を有している。このピン部材２０の断面は、支持穴２２の底側の端部の穴断面形状と対応する略円形とされている。 The pin member 20 is a hard member formed of a synthetic resin, metal, or the like, like the support member 18, and has a substantially cylindrical shape with a small diameter. The pin member 20 has a substantially circular cross section corresponding to the hole cross-sectional shape of the end portion on the bottom side of the support hole 22.
そして、ピン部材２０は、軸方向一方の端部が支持部材１８の支持穴２２に差し入れられており、軸方向一方の端部を支持部材１８によって着脱自在に支持されている。また、ピン部材２０は、軸方向に略一定の円形断面で延びていることから、底側の端部よりも断面積を大きくされた略長円断面の支持穴２２の開口部分に対して、少なくとも長軸方向では内周に離隔している。これにより、ピン部材２０は、支持部材１８に対して傾動可能とされており、特に本実施形態では、支持部材１８の径方向での傾動が許容されている一方、支持部材１８の周方向では傾動が制限されて、複数のピン部材２０が相互に位置決めされている。 The pin member 20 has one end in the axial direction inserted into the support hole 22 of the support member 18, and one end in the axial direction is detachably supported by the support member 18. In addition, since the pin member 20 extends in a substantially constant circular cross section in the axial direction, with respect to the opening portion of the support hole 22 having a substantially oval cross section whose cross sectional area is larger than the end portion on the bottom side, At least in the major axis direction, they are separated from the inner circumference. As a result, the pin member 20 can be tilted with respect to the support member 18. In particular, in the present embodiment, tilting in the radial direction of the support member 18 is allowed, while in the circumferential direction of the support member 18. Tilt is limited and the plurality of pin members 20 are positioned relative to each other.
また、複数（本実施形態では５０個）のピン部材２０が、支持部材１８によって軸方向一方の端部を支持されて、周方向に並んで配置されていることにより、ピン部材２０における支持部材１８の支持穴２２から突出した部位によって、筒状部２４が構成されている。この筒状部２４は、複数のピン部材２０によって構成されていることから、外周面にピン部材２０の断面形状に応じた凹凸が周方向に並んで形成されており、外周面を構成するピン部材２０の外周部分によって外歯が形成されている。要するに、外周面に外歯を備えた筒状部２４が、周方向に並ぶ複数のピン部材２０によって構成されている。本実施形態の外歯は、歯面が略半円筒状とされており、周方向に並んで配置されているが、外歯は半円柱状に限定されず、ピン部材２０の形状に応じて多角柱状などの場合もあり得る。 Further, a plurality of (in this embodiment, 50) pin members 20 are supported by one end portion in the axial direction by the support member 18 and arranged side by side in the circumferential direction. A cylindrical portion 24 is configured by a portion protruding from the 18 support holes 22. Since this cylindrical part 24 is comprised by the several pin member 20, the unevenness | corrugation according to the cross-sectional shape of the pin member 20 is formed in the outer peripheral surface along with the circumferential direction, and the pin which comprises an outer peripheral surface External teeth are formed by the outer peripheral portion of the member 20. In short, the cylindrical portion 24 having external teeth on the outer peripheral surface is constituted by a plurality of pin members 20 arranged in the circumferential direction. The external teeth of the present embodiment have a substantially semi-cylindrical tooth surface and are arranged side by side in the circumferential direction, but the external teeth are not limited to a semi-cylindrical shape, depending on the shape of the pin member 20. There may be a polygonal column shape.
また、筒状部２４には、保持手段としての弾性保持体２６が取り付けられている。弾性保持体２６は、ゴムやエラストマなどの弾性材料で形成されてリング状とされており、筒状部２４の基端部に外嵌されている。さらに、弾性保持体２６の内径寸法は、ピン部材２０を支持穴２２の中心軸上で延びるように配置した中立状態の筒状部２４の外径寸法よりも僅かに小さくされており、筒状部２４に弾性保持体２６が外嵌されることで、筒状部２４に対して内周向きの力が弾性的に及ぼされるようになっている。 Further, an elastic holding body 26 as a holding means is attached to the cylindrical portion 24. The elastic holding body 26 is formed of an elastic material such as rubber or elastomer, has a ring shape, and is externally fitted to the base end portion of the cylindrical portion 24. Further, the inner diameter dimension of the elastic holder 26 is slightly smaller than the outer diameter dimension of the neutral cylindrical portion 24 in which the pin member 20 is disposed so as to extend on the central axis of the support hole 22. Since the elastic holding body 26 is externally fitted to the portion 24, a force in the inner circumferential direction is elastically exerted on the cylindrical portion 24.
かくの如き構造とされたフレクスプライン１２には、図２〜４に示すように、サーキュラスプライン１４およびウェーブジェネレータ１６が組み付けられる。 As shown in FIGS. 2 to 4, a circular spline 14 and a wave generator 16 are assembled to the flexspline 12 having such a structure.
サーキュラスプライン１４は、合成樹脂や金属で形成された硬質の部材であって、略円環形状を有していると共に、内周面にはフレクスプライン１２のピン部材２０と対応する形状の内歯２８が形成されている。この内歯２８は、外歯を構成するピン部材２０に対して数が二つ多く形成されており、５２個の内歯２８が周方向に並んで形成されている。また、サーキュラスプライン１４の外周部分には、軸方向に貫通するねじ孔３０が周上で等間隔に複数形成されている。また、サーキュラスプライン１４の内周面は、中心軸に対して傾斜しており、内歯２８およびその歯溝も中心軸に対して傾斜して延びている。 The circular spline 14 is a hard member made of synthetic resin or metal, has a substantially annular shape, and has an inner tooth with a shape corresponding to the pin member 20 of the flexspline 12 on the inner peripheral surface. 28 is formed. The inner teeth 28 are formed two more than the pin members 20 constituting the outer teeth, and 52 inner teeth 28 are formed side by side in the circumferential direction. A plurality of screw holes 30 penetrating in the axial direction are formed at equal intervals on the outer peripheral portion of the circular spline 14. Further, the inner peripheral surface of the circular spline 14 is inclined with respect to the central axis, and the inner teeth 28 and the tooth grooves thereof are also inclined with respect to the central axis.
そして、サーキュラスプライン１４の内周には、フレクスプライン１２の筒状部２４が内挿される。なお、サーキュラスプライン１４は、フレクスプライン１２の支持部材１８に対して軸方向で離隔して配置されており、支持部材１８に対する相対回転が摩擦抵抗を生じることなく許容されている。 The cylindrical portion 24 of the flex spline 12 is inserted into the inner periphery of the circular spline 14. Note that the circular spline 14 is disposed axially away from the support member 18 of the flexspline 12, and relative rotation with respect to the support member 18 is allowed without causing frictional resistance.
ウェーブジェネレータ１６は、軸方向中間で外径寸法が変化する段付き円筒形状を有しており、小径部分３１の外径寸法がフレクスプライン１２の支持部材１８の内径寸法と略同じか僅かに小さくされていると共に、軸方向端面に開口する複数のねじ穴３２を周上で分散して備えている。 The wave generator 16 has a stepped cylindrical shape whose outer diameter changes in the middle in the axial direction, and the outer diameter of the small diameter portion 31 is substantially the same as or slightly smaller than the inner diameter of the support member 18 of the flexspline 12. In addition, a plurality of screw holes 32 opened to the end face in the axial direction are distributed on the circumference.
また、ウェーブジェネレータ１６の大径部分３３は、内周面が略一定の円形断面で軸方向に延びる円筒面とされている一方、外周面が中心軸に対して傾斜するテーパ筒状面３４とされて、小径部分３１から軸方向で離れるにしたがって大径となっている。テーパ筒状面３４は、サーキュラスプライン１４の内周面と対応する向きに傾斜しており、後述する内外挿配置された状態において、テーパ筒状面３４とサーキュラスプライン１４の内周面が少なくとも長軸部分では略平行に対向している。 The large-diameter portion 33 of the wave generator 16 has a cylindrical surface whose inner peripheral surface is a cylindrical surface extending in the axial direction with a substantially constant circular cross section, and a tapered cylindrical surface 34 whose outer peripheral surface is inclined with respect to the central axis. Thus, the diameter increases as the distance from the small diameter portion 31 increases in the axial direction. The tapered cylindrical surface 34 is inclined in a direction corresponding to the inner peripheral surface of the circular spline 14, and the tapered cylindrical surface 34 and the inner peripheral surface of the circular spline 14 are at least long in a state where the tapered cylindrical surface 34 is arranged to be inserted / extracted later. The shaft portions face each other substantially in parallel.
さらに、ウェーブジェネレータ１６の大径部分３３は、外周面が略楕円筒面とされており、短軸方向の外径寸法が、中立状態の筒状部２４の内径寸法に対して略同じか僅かに小さくされている一方、長軸方向の外径寸法が、中立状態の筒状部２４の内径寸法に対して大きくされている。 Further, the large-diameter portion 33 of the wave generator 16 has an outer peripheral surface that is a substantially elliptic cylindrical surface, and the outer diameter dimension in the minor axis direction is substantially the same or slightly smaller than the inner diameter dimension of the neutral cylindrical portion 24. On the other hand, the outer diameter dimension in the major axis direction is made larger than the inner diameter dimension of the neutral cylindrical portion 24.
そして、ウェーブジェネレータ１６は、フレクスプライン１２に内挿される。すなわち、ウェーブジェネレータ１６は、小径部分３１がフレクスプライン１２の支持部材１８の内周へ挿入されると共に、大径部分３３がフレクスプライン１２の筒状部２４の内周へ挿入されて、サーキュラスプライン１４と全周に亘って径方向で対向して配置される。 The wave generator 16 is inserted into the flex spline 12. That is, the wave generator 16 has a small-diameter portion 31 inserted into the inner periphery of the support member 18 of the flexspline 12 and a large-diameter portion 33 inserted into the inner periphery of the tubular portion 24 of the flexspline 12. 14 and the entire circumference are opposed to each other in the radial direction.
なお、フレクスプライン１２とサーキュラスプライン１４とウェーブジェネレータ１６を内外挿状態で組み付けた後、サーキュラスプライン１４に前蓋部材３６を取り付けると共に、ウェーブジェネレータ１６に後蓋部材３８を取り付けることにより、それらフレクスプライン１２とサーキュラスプライン１４とウェーブジェネレータ１６が軸方向で相互に位置決めされる。 After the flex spline 12, the circular spline 14 and the wave generator 16 are assembled in an extrapolated state, the front cover member 36 is attached to the circular spline 14 and the rear cover member 38 is attached to the wave generator 16. 12, the circular spline 14 and the wave generator 16 are positioned relative to each other in the axial direction.
前蓋部材３６は、略円環板形状とされており、外周部分に貫通形成された挿通孔４０に挿通される図示しないねじが、サーキュラスプライン１４のねじ孔３０に螺着されることにより、サーキュラスプライン１４に固定されている。そして、サーキュラスプライン１４に固定された前蓋部材３６の内周部分が、サーキュラスプライン１４よりも内周まで突出しており、フレクスプライン１２のピン部材２０の軸方向端面と、ウェーブジェネレータ１６の大径部分３３の軸方向端面に対して、それぞれ軸方向で重ね合わされている。 The front lid member 36 has a substantially annular plate shape, and a screw (not shown) that is inserted into the insertion hole 40 that is formed through the outer peripheral portion is screwed into the screw hole 30 of the circular spline 14. It is fixed to the circular spline 14. The inner peripheral portion of the front lid member 36 fixed to the circular spline 14 protrudes to the inner periphery from the circular spline 14, the axial end surface of the pin member 20 of the flexspline 12, and the large diameter of the wave generator 16. The portions 33 are overlapped in the axial direction with respect to the axial end surface.
一方、後蓋部材３８は、前蓋部材３６よりも小径の略円環板形状とされており、厚さ方向に貫通した挿通孔４２に挿通される図示しないねじが、ウェーブジェネレータ１６の小径部分３１のねじ穴３２に螺着されることにより、ウェーブジェネレータ１６に固定されている。そして、ウェーブジェネレータ１６に固定された後蓋部材３８の外周端部が、フレクスプライン１２の支持部材１８に対して軸方向で重ね合わされている。 On the other hand, the rear lid member 38 has a substantially annular plate shape with a smaller diameter than the front lid member 36, and a screw (not shown) inserted into the insertion hole 42 penetrating in the thickness direction is a small diameter portion of the wave generator 16. It is fixed to the wave generator 16 by being screwed into the screw hole 32 of 31. The outer end of the rear lid member 38 fixed to the wave generator 16 is overlapped with the support member 18 of the flexspline 12 in the axial direction.
これらによって、フレクスプライン１２とサーキュラスプライン１４とウェーブジェネレータ１６は、前蓋部材３６および後蓋部材３８の装着状態において軸方向で相互に位置決めされて、本実施形態における波動歯車装置１０を構成している。なお、フレクスプライン１２とサーキュラスプライン１４が軸方向で位置決めされた状態で、ピン部材２０の突出先端面が前蓋部材３６によって覆われることから、ピン部材２０の支持穴２２からの脱落が回避されて、ピン部材２０が支持部材１８によって支持される。 As a result, the flex spline 12, the circular spline 14, and the wave generator 16 are positioned relative to each other in the axial direction in the mounted state of the front lid member 36 and the rear lid member 38, and constitute the wave gear device 10 in the present embodiment. Yes. In addition, since the protruding front end surface of the pin member 20 is covered with the front lid member 36 in a state where the flex spline 12 and the circular spline 14 are positioned in the axial direction, the pin member 20 is prevented from falling off from the support hole 22. Thus, the pin member 20 is supported by the support member 18.
また、フレクスプライン１２の筒状部２４を構成するピン部材２０は、弾性保持体２６によって中立位置から内周へ向かって付勢されることにより、ウェーブジェネレータ１６の大径部分３３の外周面に押し当てられた状態で弾性的に保持されて、ウェーブジェネレータ１６の外周面に沿って並んでいる。本実施形態では、全てのピン部材２０がウェーブジェネレータ１６の外周面に当接して保持されているが、ウェーブジェネレータ１６の長軸方向の両側に位置するピン部材２０がウェーブジェネレータ１６の外周面に当接していれば、ウェーブジェネレータ１６の短軸方向の両側に位置するピン部材２０は、ウェーブジェネレータ１６の外周面から離れて保持されていても良い。 Further, the pin member 20 constituting the cylindrical portion 24 of the flex spline 12 is urged toward the inner periphery from the neutral position by the elastic holding body 26, so that the outer peripheral surface of the large-diameter portion 33 of the wave generator 16 is applied. It is elastically held in the pressed state and is arranged along the outer peripheral surface of the wave generator 16. In this embodiment, all the pin members 20 are held in contact with the outer peripheral surface of the wave generator 16, but the pin members 20 located on both sides in the long axis direction of the wave generator 16 are on the outer peripheral surface of the wave generator 16. As long as they are in contact, the pin members 20 located on both sides of the wave generator 16 in the short axis direction may be held away from the outer peripheral surface of the wave generator 16.
さらに、本実施形態では、外歯を構成するピン部材２０が、弾性保持体２６によってウェーブジェネレータ１６の外周面に押し当てられることで転動を阻止されており、波動歯車装置１０の作動時にピン部材２０が転動しないようになっている。 Further, in the present embodiment, the pin member 20 constituting the external teeth is prevented from rolling by being pressed against the outer peripheral surface of the wave generator 16 by the elastic holding body 26, and the pin is operated when the wave gear device 10 is operated. The member 20 does not roll.
なお、弾性保持体２６は、フレクスプライン１２の構成部品であるが、ウェーブジェネレータ１６を筒状部２４に差し入れた後で筒状部２４に外嵌装着されることが望ましく、本実施形態のフレクスプライン１２は、ウェーブジェネレータ１６に取り付けられた状態で完成するようになっている。蓋し、ウェーブジェネレータ１６を筒状部２４に挿入する前に筒状部２４に弾性保持体２６を取り付けると、ピン部材２０が弾性保持体２６の弾性によって内周側へ傾動することで筒状部２４の開口が縮小することから、ウェーブジェネレータ１６を筒状部２４に挿入し難くなるからである。図６〜９では、弾性保持体２６がフレクスプライン１２の構成部品であることを示すために、弾性保持体２６が筒状部２４に装着された状態とされているが、弾性保持体２６の付勢力によるピン部材２０の傾動は無視して図示されている。 The elastic holding body 26 is a component of the flex spline 12, but it is desirable that the elastic generator 26 be externally fitted to the cylindrical portion 24 after the wave generator 16 is inserted into the cylindrical portion 24. The spline 12 is completed while attached to the wave generator 16. When the elastic holding body 26 is attached to the cylindrical portion 24 before the wave generator 16 is inserted into the cylindrical portion 24, the pin member 20 is tilted inward by the elasticity of the elastic holding body 26 to form a cylindrical shape. This is because the opening of the portion 24 is reduced, making it difficult to insert the wave generator 16 into the cylindrical portion 24. In FIGS. 6 to 9, in order to show that the elastic holding body 26 is a component of the flexspline 12, the elastic holding body 26 is attached to the cylindrical portion 24. The tilting of the pin member 20 due to the urging force is shown in the illustration.
そして、ピン部材２０は、ウェーブジェネレータ１６の長軸方向の外周面が押し当てられている部分（図２中における上下両側部分）において、筒状部２４が周上で部分的にウェーブジェネレータ１６によって外周へ押し広げられている。すなわち、ウェーブジェネレータ１６の長軸方向の外周面を押し当てられた複数のピン部材２０が、突出先端へいくに従って外周（図２中における上下外方）へ傾斜するように中立位置から傾動せしめられることにより、筒状部２４が周上部分的に外周へ押し広げられている。本実施形態では、ピン部材２０が支持部材１８によって径方向への傾動を許容された態様で支持されていると共に、弾性保持体２６によって径方向で弾性的に保持されていることから、ピン部材２０は、ウェーブジェネレータ１６の長軸部分の当接によって、弾性保持体２６の弾性に抗して外周側へ傾動せしめられるようになっている。 The pin member 20 has a cylindrical portion 24 partially on the circumference by the wave generator 16 at a portion where the outer peripheral surface in the major axis direction of the wave generator 16 is pressed (upper and lower both side portions in FIG. 2). It is pushed to the outer periphery. In other words, the plurality of pin members 20 pressed against the outer circumferential surface of the wave generator 16 in the major axis direction are tilted from the neutral position so as to incline to the outer circumference (upward and downward in FIG. 2) as they go to the protruding tip. As a result, the cylindrical portion 24 is partially expanded to the outer periphery. In the present embodiment, the pin member 20 is supported by the support member 18 in a manner in which tilting in the radial direction is allowed, and is elastically held in the radial direction by the elastic holding body 26. 20 is tilted to the outer peripheral side against the elasticity of the elastic holding body 26 by the contact of the long axis portion of the wave generator 16.
このように、筒状部２４がウェーブジェネレータ１６によって周上部分的に外周へ押し広げられることにより、筒状部２４の押し広げられた部位を構成する複数のピン部材２０が、サーキュラスプライン１４側へ押し込まれて、サーキュラスプライン１４の内歯２８と噛み合わされている。要するに、全周に亘って配されたピン部材２０においてウェーブジェネレータ１６の長軸方向の二箇所に位置する複数が内歯２８に噛み合わされており、筒状部２４の外歯とサーキュラスプライン１４の内歯２８が周上で部分的に噛合している。 In this way, when the cylindrical portion 24 is partially expanded to the outer periphery by the wave generator 16, the plurality of pin members 20 constituting the expanded portion of the cylindrical portion 24 are arranged on the circular spline 14 side. And is engaged with the internal teeth 28 of the circular spline 14. In short, in the pin member 20 arranged over the entire circumference, a plurality of the wave generator 16 located at two positions in the longitudinal direction are meshed with the inner teeth 28, and the outer teeth of the cylindrical portion 24 and the circular splines 14 The internal teeth 28 are partially meshed on the circumference.
さらに、ウェーブジェネレータ１６の大径部分３３の外周面が楕円断面形状とされていることにより、大径部分３３の短軸方向（図２中における左右方向）では、フレクスプライン１２の筒状部２４がウェーブジェネレータ１６によって外周へ押し広げられることなく、ウェーブジェネレータ１６の外周面に沿って保持されている。これにより、ウェーブジェネレータ１６の大径部分３３の短軸方向において、ピン部材２０がサーキュラスプライン１４の内歯２８に対して内周へ離れて位置せしめられており、歯の噛み合いが回避されている。 Further, since the outer peripheral surface of the large-diameter portion 33 of the wave generator 16 has an elliptical cross-sectional shape, the cylindrical portion 24 of the flexspline 12 is formed in the short axis direction (left-right direction in FIG. 2) of the large-diameter portion 33. Is held along the outer peripheral surface of the wave generator 16 without being spread to the outer periphery by the wave generator 16. Thereby, in the short axis direction of the large-diameter portion 33 of the wave generator 16, the pin member 20 is positioned away from the inner teeth 28 of the circular spline 14 toward the inner circumference, and tooth engagement is avoided. .
これらにより、フレクスプライン１２の外歯を構成するピン部材２０と、サーキュラスプライン１４の内歯２８は、周上で部分的に噛み合わされており、本実施形態では、ピン部材２０と内歯２８が、ウェーブジェネレータ１６の長軸方向の両側において噛み合わされている。 Accordingly, the pin member 20 constituting the external teeth of the flex spline 12 and the internal teeth 28 of the circular spline 14 are partially meshed with each other on the circumference. In this embodiment, the pin member 20 and the internal teeth 28 are The wave generator 16 is meshed on both sides in the long axis direction.
本実施形態では、筒状部２４を構成するピン部材２０が軸方向一方の端部を支持部材１８で支持されており、ピン部材２０の傾動による外周側への変位量がピン部材２０の長さに対して大きな比率で得られるようになっている。したがって、ピン部材２０の長さが比較的に短い場合であっても、ピン部材２０と内歯２８がウェーブジェネレータ１６の短軸方向で離れた状態に保持され、かつ長軸方向で噛み合うようにすることができて、波動歯車装置１０を軸方向で小型化することが可能とされている。 In this embodiment, the pin member 20 constituting the cylindrical portion 24 is supported at one end in the axial direction by the support member 18, and the displacement amount to the outer peripheral side due to the tilting of the pin member 20 is the length of the pin member 20. A large ratio can be obtained. Therefore, even when the length of the pin member 20 is relatively short, the pin member 20 and the internal teeth 28 are held apart in the short axis direction of the wave generator 16 and meshed in the long axis direction. It is possible to reduce the size of the wave gear device 10 in the axial direction.
このような構造とされた波動歯車装置１０は、例えば、以下のようにして作動せしめられる。すなわち、サーキュラスプライン１４を図示しないケース等に固定して回転不能に支持させる一方、ウェーブジェネレータ１６に図示しない入力軸を固定して、かかる入力軸を電動モータなどによって回転駆動可能とすると共に、フレクスプライン１２に図示しない出力軸を固定して、フレクスプライン１２の回転が出力軸によって外部に出力されるようにする。 The wave gear device 10 having such a structure is operated as follows, for example. That is, the circular spline 14 is fixed to a case or the like (not shown) and supported so as not to rotate, while an input shaft (not shown) is fixed to the wave generator 16 so that the input shaft can be rotated by an electric motor or the like. An output shaft (not shown) is fixed to the spline 12 so that the rotation of the flex spline 12 is output to the outside by the output shaft.
そして、ウェーブジェネレータ１６に入力軸を介して回転駆動力を入力して、ウェーブジェネレータ１６をサーキュラスプライン１４に対して相対的に回転させる。これにより、ウェーブジェネレータ１６の回転に伴ってウェーブジェネレータ１６の大径部分３３の長軸の向きが周方向へ変化することから、サーキュラスプライン１４の内歯２８と噛み合うフレクスプライン１２のピン部材２０の位置が、ウェーブジェネレータ１６の回転に伴って周方向で順に変化していく。ここにおいて、外歯を構成するフレクスプライン１２のピン部材２０の数と、サーキュラスプライン１４の内歯２８の数とが互いに異なっていることから、ピン部材２０と内歯２８を周上で順に噛み合わせていくと、ウェーブジェネレータ１６が一周する時点で、フレクスプライン１２は、ピン部材２０と内歯２８の数の差と大きさに応じてウェーブジェネレータ１６の回転方向とは逆向きに回転する。これにより、ウェーブジェネレータ１６への入力に対して、フレクスプライン１２から歯２０，２８の数に応じた比率で減速された出力を得ることができる。なお、本実施形態では、外歯としてのピン部材２０が５０個、サーキュラスプライン１４の内歯２８が５２個とされていることから、減速比は５０：２とされている。 Then, a rotational driving force is input to the wave generator 16 via the input shaft, and the wave generator 16 is rotated relative to the circular spline 14. As a result, the direction of the major axis of the large-diameter portion 33 of the wave generator 16 changes in the circumferential direction as the wave generator 16 rotates, so that the pin member 20 of the flex spline 12 that meshes with the inner teeth 28 of the circular spline 14. The position changes sequentially in the circumferential direction as the wave generator 16 rotates. Here, since the number of the pin members 20 of the flexspline 12 constituting the outer teeth and the number of the inner teeth 28 of the circular spline 14 are different from each other, the pin members 20 and the inner teeth 28 are sequentially bited on the circumference. In combination, when the wave generator 16 makes a round, the flex spline 12 rotates in the direction opposite to the rotation direction of the wave generator 16 according to the difference and the size of the number of pin members 20 and internal teeth 28. Thereby, it is possible to obtain an output decelerated at a ratio corresponding to the number of teeth 20 and 28 from the flex spline 12 with respect to the input to the wave generator 16. In the present embodiment, 50 pin members 20 as external teeth and 52 internal teeth 28 of the circular spline 14 are provided, so the reduction ratio is 50: 2.
本実施形態では、フレクスプライン１２のピン部材２０とサーキュラスプライン１４の内歯２８が噛み合う部分において、ピン部材２０が筒状部２４の中心軸に対して傾斜するが、サーキュラスプライン１４の内歯２８および歯溝が、傾斜したピン部材２０に沿うようにサーキュラスプライン１４の中心軸に対して傾斜して延びている。それ故、ピン部材２０と内歯２８が軸方向の広い領域で噛み合って、伝達可能なトルク（トルク容量）を大きく設定することができる。しかも、ピン部材２０を外周へ押すウェーブジェネレータ１６の外周面が、傾動したピン部材２０に沿うように中心軸に対して傾斜していることから、ピン部材２０が内歯２８と広い領域で噛み合った状態に安定して保持されて、目的とする動力伝達が安定して実現される。 In the present embodiment, the pin member 20 is inclined with respect to the central axis of the cylindrical portion 24 at the portion where the pin member 20 of the flexspline 12 and the inner tooth 28 of the circular spline 14 mesh, but the inner tooth 28 of the circular spline 14. The tooth groove extends in an inclined manner with respect to the central axis of the circular spline 14 along the inclined pin member 20. Therefore, the pin member 20 and the internal teeth 28 are engaged with each other in a wide area in the axial direction, so that the torque (torque capacity) that can be transmitted can be set large. In addition, since the outer peripheral surface of the wave generator 16 that pushes the pin member 20 to the outer periphery is inclined with respect to the central axis along the tilted pin member 20, the pin member 20 meshes with the inner teeth 28 in a wide area. Thus, the target power transmission is stably realized.
さらに、本実施形態のピン部材２０は、弾性保持体２６によってウェーブジェネレータ１６の外周面に押し当てられて転動が阻止されていることから、ピン部材２０の転動時の摩擦などによる動力伝達効率の低下なども回避される。 Furthermore, since the pin member 20 of the present embodiment is pressed against the outer peripheral surface of the wave generator 16 by the elastic holding body 26 and is prevented from rolling, power transmission due to friction at the time of rolling of the pin member 20 is performed. A decrease in efficiency is also avoided.
このような本実施形態に従う構造とされた波動歯車装置１０では、フレクスプライン１２の筒状部２４が周方向に並ぶ複数のピン部材２０で構成されており、外歯を構成するピン部材２０が筒状部２４の周上で部分的に傾動せしめられることにより、サーキュラスプライン１４の内歯２８と噛み合うようになっている。このように、フレクスプライン１２の筒状部２４は、周上で実質的に独立して傾動変位可能とされた複数のピン部材２０で構成されていることにより、周方向に連続する筒状部を備えた従来のフレクスプラインのような高精度な加工を必要としない。したがって、従来のフレクスプラインを製造する際に必要とされていた筒状部の高度な加工が、本発明のフレクスプライン１２では不要となって、製造が容易になると共に、製造コストの低減も期待できる。 In the wave gear device 10 having such a structure according to the present embodiment, the cylindrical portion 24 of the flexspline 12 is constituted by a plurality of pin members 20 arranged in the circumferential direction, and the pin member 20 constituting the external teeth is provided. By being tilted partially on the circumference of the cylindrical portion 24, it meshes with the internal teeth 28 of the circular spline 14. Thus, the cylindrical part 24 of the flexspline 12 is composed of a plurality of pin members 20 that can be tilted and displaced substantially independently on the circumference, so that the cylindrical part continuous in the circumferential direction. High-precision machining is not required as in the conventional flexspline with Therefore, the advanced processing of the cylindrical portion, which is required when manufacturing the conventional flexspline, becomes unnecessary in the flexspline 12 of the present invention, and the manufacturing is facilitated and the manufacturing cost is expected to be reduced. it can.
しかも、筒状部２４をウェーブジェネレータ１６の外周面への当接状態に保持するための保持手段が、筒状部２４とは別体の弾性保持体２６として設けられていることから、従来のように筒状部２４に保持機能を与える必要がない。したがって、筒状部２４を構成するピン部材２０には、歯車の歯に要求される噛合い精度を実現するための寸法精度や、削れなどに対する耐久性を実現し得るものを採用すると共に、弾性保持体２６には、ピン部材２０の適切な保持と繰り返しの弾性変形に対する耐久性とを実現し得るものを採用することにより、優れた性能を有する波動歯車装置１０を簡単に得ることができる。 In addition, since the holding means for holding the cylindrical portion 24 in contact with the outer peripheral surface of the wave generator 16 is provided as an elastic holding body 26 that is separate from the cylindrical portion 24, the conventional means is provided. Thus, it is not necessary to give the cylindrical portion 24 a holding function. Therefore, the pin member 20 constituting the cylindrical portion 24 employs a material that can realize the dimensional accuracy for realizing the meshing accuracy required for the gear teeth and the durability against scraping, and the like. By adopting the holding body 26 that can realize appropriate holding of the pin member 20 and durability against repeated elastic deformation, the wave gear device 10 having excellent performance can be easily obtained.
要するに、従来の金属材を切削して形成されたフレクスプラインでは、歯の形状（寸法）精度や強度と、適度な弾性と、繰り返し入力に対する耐久性とが、一つの金属部材によって実現されていたが、本発明に係るフレクスプライン１２では、同様の機能が、筒状部２４を構成するピン部材２０と、それを保持する弾性保持体２６とによって、分担されて実現される。それ故、従来のフレクスプラインと同等乃至はそれ以上の性能を備えたフレクスプライン１２が、製造容易な硬質棒状のピン部材２０とリング状弾性体の弾性保持体２６とを用いて、簡単に実現される。 In short, in a flexspline formed by cutting a conventional metal material, tooth shape (dimension) accuracy and strength, moderate elasticity, and durability against repeated input were realized by a single metal member. However, in the flex spline 12 according to the present invention, the same function is realized by being shared by the pin member 20 constituting the cylindrical portion 24 and the elastic holding body 26 that holds the pin member 20. Therefore, the flexspline 12 having performance equivalent to or better than that of the conventional flexspline can be easily realized by using the hard rod-shaped pin member 20 and the elastic holding body 26 of the ring-shaped elastic body, which are easy to manufacture. Is done.
さらに、複数のピン部材２０を並べて支持する支持部材１８も、環状の簡単な構造とされており、容易に製造することができる。しかも、本実施形態のピン部材２０は、軸方向一方の端部を支持部材１８の支持穴２２に挿入することにより、支持部材１８に容易に取付け可能とされていることから、組立作業も簡単である。 Further, the support member 18 that supports the plurality of pin members 20 side by side has a simple annular structure and can be easily manufactured. Moreover, the pin member 20 according to the present embodiment can be easily attached to the support member 18 by inserting one end portion in the axial direction into the support hole 22 of the support member 18, so that the assembling work is also simple. It is.
さらにまた、本実施形態では、ピン部材２０をウェーブジェネレータ１６の外周面に当接する状態で保持し、かつウェーブジェネレータ１６で押圧された場合に外周への傾動を許容する保持手段が、筒状部２４に外嵌されるリング状の弾性保持体２６で構成されている。それ故、弾性保持体２６を筒状部２４に極めて簡単に取り付けることができると共に、複数のピン部材２０を内周へ向かって弾性的に付勢することでウェーブジェネレータ１６の外周面に安定して押し当てることができる。 Furthermore, in the present embodiment, the holding member that holds the pin member 20 in contact with the outer peripheral surface of the wave generator 16 and allows tilting to the outer periphery when pressed by the wave generator 16 is a cylindrical portion. The ring-shaped elastic holding body 26 is fitted on the outer periphery 24. Therefore, the elastic holding body 26 can be attached to the cylindrical portion 24 very easily, and the plurality of pin members 20 are elastically biased toward the inner periphery, thereby stabilizing the outer surface of the wave generator 16. Can be pressed.
また、本実施形態では、フレクスプライン１２とサーキュラスプライン１４とウェーブジェネレータ１６とが、何れも合成樹脂で形成されており、各部品の製造が容易であると共に、波動歯車装置１０の軽量化が簡単に実現される。特に、従来は高い寸法精度や強度が求められて樹脂化が困難であったフレクスプラインについても、本発明に係る構造を採用することで樹脂製とすることができて、さらなる軽量化が可能とされている。さらに、例えばサーキュラスプライン１４とフレクスプライン１２のピン部材２０とを表面の摩擦係数が小さい樹脂材料で形成すれば、歯の噛み合い部分において摩擦抵抗の低減による動力損失の低減も図られ得る。 In the present embodiment, the flex spline 12, the circular spline 14, and the wave generator 16 are all made of synthetic resin, making it easy to manufacture each component and simplifying the weight reduction of the wave gear device 10. To be realized. In particular, flexsplines that have been difficult to be made into resins because high dimensional accuracy and strength are required in the past can be made of resin by adopting the structure according to the present invention, and further weight reduction is possible. Has been. Furthermore, for example, if the circular spline 14 and the pin member 20 of the flex spline 12 are formed of a resin material having a small surface friction coefficient, the power loss can be reduced by reducing the frictional resistance at the tooth meshing portion.
なお、フレクスプライン１２とサーキュラスプライン１４とウェーブジェネレータ１６の形成材料は、特に限定されるものではなく、金属や合成樹脂、さらにはゴム弾性体や高分子エラストマなどが、単体で或いは複合されて採用され得る。もっとも、従来のフレクスプラインと同様の金属材料を採用する場合であっても、本発明によれば、構造の違いによって寸法誤差の許容範囲が大きいことなどから、各部品を容易に製造することができる。加えて、フレクスプライン１２やサーキュラスプライン１４、ウェーブジェネレータ１６は、例えば、フレクスプライン１２において支持部材１８の形成材料とピン部材２０の形成材料を互いに異ならせるなど、異なる材料で形成された複数の部品を組み合わせて形成することも可能である。 The forming material of the flex spline 12, the circular spline 14, and the wave generator 16 is not particularly limited, and a metal, a synthetic resin, a rubber elastic body, a polymer elastomer or the like is used alone or in combination. Can be done. However, even if a metal material similar to that of the conventional flexspline is adopted, according to the present invention, each component can be easily manufactured because the tolerance of dimensional errors is large due to the difference in structure. it can. In addition, the flexspline 12, the circular spline 14, and the wave generator 16 are a plurality of parts formed of different materials, such as making the forming material of the support member 18 and the forming material of the pin member 20 different in the flexspline 12. It is also possible to form a combination.
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、ピン部材は円柱形状に限定されない。具体的には、図１０に示すピン部材５０のように、多角柱形状などの非円形断面を有する形状であっても良い。なお、支持部材１８におけるピン部材の取付構造（例えば支持穴２２）やサーキュラスプライン１４の内歯２８の形状などは、ピン部材の形状に合わせて適宜に変更される。 As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited by the specific description. For example, the pin member is not limited to a cylindrical shape. Specifically, it may be a shape having a non-circular cross section such as a polygonal column shape as in the pin member 50 shown in FIG. Note that the pin member mounting structure (for example, the support hole 22) in the support member 18 and the shape of the internal teeth 28 of the circular spline 14 are appropriately changed in accordance with the shape of the pin member.
また、ピン部材２０の数および内歯２８の数、さらにはそれらの数の差は、ウェーブジェネレータ１６のローブ数（大径部分３３における筒状部２４を外周へ押し広げる部位の数）や、要求される減速比などに応じて、適宜に変更され得る。 In addition, the number of pin members 20 and the number of internal teeth 28, and the difference between these numbers are the number of lobes of the wave generator 16 (the number of portions that push the cylindrical portion 24 in the large diameter portion 33 outward), It can be changed as appropriate according to the required reduction ratio.
さらにまた、前記実施形態のような円形断面のピン部材２０を採用する場合には、ピン部材２０が支持部材１８によって転動可能に支持されていても良い。 Furthermore, when the pin member 20 having a circular cross section as in the above embodiment is employed, the pin member 20 may be supported by the support member 18 so as to be able to roll.
また、ピン部材２０を周方向に並んだ状態に位置決めして支持する支持部材は、ピン部材の軸方向中間部分を支持するように取り付けられていても良く、必ずしもピン部材２０の軸方向端部を支持するものには限定されない。さらに、前記実施形態で示したピン部材２０の軸方向端部を支持穴２２に挿入するピン部材２０と支持部材１８の取付構造も、あくまでも例示であって、例えば、ピン部材２０が軸直角方向で嵌め合わされる複数の凹部を内周面又は外周面に備える構造なども採用され得る。 Further, the support member that positions and supports the pin member 20 in the circumferential direction may be attached so as to support the intermediate portion in the axial direction of the pin member. It is not limited to what supports. Furthermore, the mounting structure of the pin member 20 and the support member 18 in which the axial end portion of the pin member 20 shown in the embodiment is inserted into the support hole 22 is merely an example, and for example, the pin member 20 is perpendicular to the axis. The structure etc. which equip the inner peripheral surface or the outer peripheral surface with a plurality of concave portions fitted together in FIG.
また、弾性保持体の具体的な構造は、前記実施形態に示す筒状部２４に外嵌されるリング状に限定されない。すなわち、支持部材１８の支持穴２２の内周面とピン部材２０の外周面との間に弾性保持体を配しても良く、例えば支持穴２２の内周面をゴム層で覆うことによって実現され得る。さらに、弾性保持体は、必ずしも独立した部品として設けられる必要はなく、例えばピン部材２０自体を弾性体で形成することにより、ピン部材２０が弾性保持体を兼ねる構造とされて、ピン部材２０がそれ自体の弾性によって保持されるようにしても良い。同様に、支持部材１８を弾性体で形成して、支持部材１８が弾性保持体を兼ねる構造とすれば、ピン部材２０が支持部材１８の弾性によって保持される。なお、ピン部材２０は、それ自体が弾性体で形成される場合のほか、支持部材や弾性保持体による支持態様およびウェーブジェネレータ１６の外周面による押圧態様などによっては、ウェーブジェネレータ１６で外周側へ押し広げられた際にも、ピン部材２０の全体が明確な傾斜角度をもって傾斜しない場合もあるが、少なくともピン部材２０の先端が初期位置よりも外周側へ移動することをもって傾動するものと解することができ、例えばピン部材２０の全体が外周側へ移動する場合でもピン部材２０の先端の外周側への移動をもってサーキュラスプライン１４の内歯２８に噛合可能とされる傾動態様として把握できる。 Further, the specific structure of the elastic holding body is not limited to the ring shape that is externally fitted to the cylindrical portion 24 shown in the embodiment. That is, an elastic holding body may be disposed between the inner peripheral surface of the support hole 22 of the support member 18 and the outer peripheral surface of the pin member 20, for example, by covering the inner peripheral surface of the support hole 22 with a rubber layer. Can be done. Further, the elastic holder is not necessarily provided as an independent component. For example, the pin member 20 itself is formed of an elastic body so that the pin member 20 also serves as the elastic holder. It may be held by its own elasticity. Similarly, if the support member 18 is formed of an elastic body and the support member 18 also serves as an elastic holding body, the pin member 20 is held by the elasticity of the support member 18. In addition to the case where the pin member 20 itself is formed of an elastic body, the wave generator 16 moves to the outer peripheral side depending on the support mode by the support member or the elastic holding body and the pressing mode by the outer peripheral surface of the wave generator 16. Even when the pin member 20 is spread out, the entire pin member 20 may not be inclined with a clear inclination angle. However, it is understood that the pin member 20 tilts when at least the tip of the pin member 20 moves to the outer peripheral side from the initial position. For example, even when the entire pin member 20 moves to the outer peripheral side, it can be grasped as a tilting mode in which the inner end 28 of the circular spline 14 can be engaged with the movement of the tip end of the pin member 20 to the outer peripheral side.
さらにまた、ピン部材２０をウェーブジェネレータ１６の外周面で保持する保持手段としては、部材の弾性によるものに限定されず、例えば、ウェーブジェネレータ１６の外周面とピン部材２０の間で磁気的な吸引力を作用させて、ピン部材２０がウェーブジェネレータ１６の外周面に吸着保持されるようにしても良い。 Furthermore, the holding means for holding the pin member 20 on the outer peripheral surface of the wave generator 16 is not limited to the elastic means of the member. For example, a magnetic attraction is provided between the outer peripheral surface of the wave generator 16 and the pin member 20. A force may be applied so that the pin member 20 is attracted and held on the outer peripheral surface of the wave generator 16.
前記実施形態では、フレクスプライン１２とサーキュラスプライン１４とウェーブジェネレータ１６が、何れも樹脂製とされているが、それらの形成材料は特に限定されるものではなく、たとえば鉄やアルミニウム合金などの金属製であっても良い。 In the embodiment, the flex spline 12, the circular spline 14, and the wave generator 16 are all made of resin, but their forming materials are not particularly limited, and are made of metal such as iron or aluminum alloy, for example. It may be.
また、ウェーブジェネレータ１６は、例えば、可撓性の内輪と外輪とを備えるボールベアリングの内周に楕円板状のカム板が配されて、カム板がボールベアリングの内輪に固定されている構造なども、採用され得る。このようなボールベアリングを配した構造を採用すれば、ウェーブジェネレータ１６とフレクスプラインとの間で摩擦による動力伝達効率の低下が抑えられる。なお、ウェーブジェネレータ１６のローブ数は３以上であっても良く、一般的に外歯２０と内歯２８の歯数の差がローブ数の整数倍に設定される。 The wave generator 16 has, for example, a structure in which an elliptical plate-like cam plate is disposed on the inner periphery of a ball bearing having a flexible inner ring and an outer ring, and the cam plate is fixed to the inner ring of the ball bearing. Can also be employed. By adopting such a structure with ball bearings, a reduction in power transmission efficiency due to friction between the wave generator 16 and the flexspline can be suppressed. The number of lobes of the wave generator 16 may be three or more, and generally the difference in the number of teeth between the external teeth 20 and the internal teeth 28 is set to an integral multiple of the number of lobes.
また、前記実施形態では、サーキュラスプライン１４が回転不能に固定されると共に、フレクスプライン１２に出力軸が取り付けられて、フレクスプライン１２の回転が出力として取り出されるようにされているが、フレクスプライン１２が回転不能に固定されると共に、サーキュラスプライン１４に出力軸が取り付けられて、サーキュラスプライン１４の回転が出力として取り出されるようにしても良い。さらに、サーキュラスプライン１４を回転不能に固定し、フレクスプライン１２に入力軸を取り付けると共に、ウェーブジェネレータ１６に出力軸を取り付けることにより、波動歯車装置１０を増速機として機能させることも可能である。 In the above-described embodiment, the circular spline 14 is fixed to be non-rotatable and an output shaft is attached to the flexspline 12 so that the rotation of the flexspline 12 is taken out as an output. May be fixed to be non-rotatable, and an output shaft may be attached to the circular spline 14 so that the rotation of the circular spline 14 is taken out as an output. Further, by fixing the circular spline 14 so as not to rotate and attaching the input shaft to the flex spline 12 and attaching the output shaft to the wave generator 16, the wave gear device 10 can also function as a speed increaser.
１０：波動歯車装置、１２：フレクスプライン、１４：サーキュラスプライン、１６：ウェーブジェネレータ、１８：支持部材、２０，５０：ピン部材、２２：支持穴、２４：筒状部、２６：弾性保持体、２８：内歯 10: Wave gear device, 12: Flex spline, 14: Circular spline, 16: Wave generator, 18: Support member, 20, 50: Pin member, 22: Support hole, 24: Cylindrical part, 26: Elastic holder, 28: Internal teeth
Claims (11)
前記外歯を備えた前記筒状部が複数のピン部材によって構成されていると共に、それらピン部材が支持部材によって周方向に並んで支持されている一方、
それらピン部材を前記ウェーブジェネレータの外周面で保持する保持手段が設けられており、
該筒状部が周上で部分的に該ウェーブジェネレータによって外周へ押し広げられることで該ピン部材が傾動せしめられて前記サーキュラスプラインの前記内歯に噛合せしめられると共に、
該筒状部の周上の他の部分では該ピン部材が該保持手段によって該サーキュラスプラインの該内歯に対して噛合せずに内周へ離れた位置に保持されるようにしたことを特徴とする波動歯車装置用のフレクスプライン。 It has a cylindrical portion inserted into an annular circular spline having a plurality of inner teeth arranged in the circumferential direction on the inner peripheral surface, and the outer peripheral surface of the cylindrical portion has a plurality of different numbers from the inner teeth. The outer teeth of the cylindrical portion are formed side by side in the circumferential direction, and the cylindrical portion is partially pushed outward on the circumference by a wave generator inserted in the cylindrical portion. In a flex spline for a wave gear device in which outer teeth are partially meshed with the inner teeth of the circular spline on the circumference,
While the cylindrical part provided with the external teeth is constituted by a plurality of pin members, the pin members are supported side by side in the circumferential direction by a support member,
Holding means for holding these pin members on the outer peripheral surface of the wave generator is provided,
The cylindrical portion is partially expanded on the periphery by the wave generator so that the pin member is tilted and meshed with the internal teeth of the circular spline.
In the other part on the circumference of the cylindrical part, the pin member is held by the holding means at a position away from the inner circumference without meshing with the inner teeth of the circular spline. Flex spline for wave gear device.
前記フレクスプラインとして請求項１〜１０の何れか一項に記載のものを用いたことを特徴とする波動歯車装置。 A circular spline having an annular inner surface formed with inner teeth is formed, and a cylindrical portion of the flexspline is inserted into the inner periphery of the circular spline, and the outer periphery of the cylindrical portion of the flexspline A number of external teeth different from the internal teeth of the circular spline are formed on the surface, and a wave generator is inserted on the inner periphery of the flexspline, and the cylindrical portion of the flexspline is In the wave gear device in which the outer teeth of the portion that has been partially expanded to the outer periphery on the periphery by the wave generator and are expanded by the wave generator are meshed with the inner teeth of the circular spline,
A wave gear device using the flex spline according to any one of claims 1 to 10.
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171205 |
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