JP2774575B2 - 波動歯車装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は波動歯車装置に関し、特に、トルク伝達機構
を改良した波動歯車装置に関する。

［従来の技術］ 代表的な波動歯車装置は、剛性円形内歯車と、この内
歯車の内側に配置され該内歯車に二箇所で噛み合うよう
に非円形（多くの場合、楕円形）に変形され、該内歯車
の歯数より2n（ｎは正の整数）少ない歯数を有する可撓
性外歯車と、該可撓性外歯車の内側に嵌合して該可撓性
外歯車を楕円形に撓ませる波動発生器とからなる。例え
ば、剛性円形内歯車を固定して、波動発生器に連結した
入力軸を回転させ、波動発生器を回転させると楕円形に
弾性変形している可撓性外歯車と剛性円形内歯車との噛
み合い位置が順次移動する。波動発生器が１回転する
と、可撓性外歯車は、剛性円形内歯車より歯数が2n少な
い分だけ波動発生器の回転方向と逆の方向に移動し、こ
の相対的回転を出力として可撓性外歯車に連結した出力
軸から取り出すことができる。

可撓性外歯車としては、通常、一端が開口し、その開
口部外周に外歯を有する薄肉の円筒部材が用いられてお
り、この円筒部材はその底部において出力軸と連結して
いる。

［発明が解決しようとする課題］ 可撓性外歯車を薄肉の部材で形成するのは、該可撓性
歯車が楕円形に撓むのを容易にするためであるが、逆に
薄肉部材を用いなければならないために可撓性歯車の剛
性は低く、また可撓性歯車と剛性円形内歯車との噛み合
いトルクを向上させることにも限度があった。

さらに、可撓性歯車底部と出力軸とを連結しているボ
ス部には可撓性歯車の撓みによるねじり荷重が集中する
が、薄肉部材の強度は大きくはないので、このねじり荷
重によって可撓性歯車がボス部において破断することが
ある。ボス部が破断すると出力軸に出力が伝わらなくな
る。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、出
力伝達部分の剛性を高め、可撓性歯車と円形歯車との間
の噛み合いトルクを向上させるとともに、可撓性歯車の
ボス部が破断した場合にも出力軸に出力が伝わるように
した波動歯車装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために、本発明に係る波動歯車装
置においては、第二の剛性円形歯車（以下「サーキュラ
スプライン」と呼ぶ）が設けられている。この第二のサ
ーキュラスプラインは他方のサーキュラスプラインとピ
ッチ円が同径であり、該他方のサーキュラスプラインと
同心に並置されている。この第二のサーキュラスプライ
ンは可撓性歯車（以下「フレクスプライン」と呼ぶ）と
同歯数であり、フレクスプラインとともに該フレクスプ
ラインと同心の回転軸（通常は出力軸）に連結されてい
る。

また、この第二のサーキュラスプラインはそれ単独で
フレクスプラインと同心の回転軸と連結させてある。

［作 用］ 第二のサーキュラスプラインはフレクスプラインと同
歯数であるので、フレクスプラインと同期して回転す
る。この第二のサーキュラスプラインはフレクスプライ
ンと同様に回転軸（通常は出力軸）に連結されているの
で、フレクスプラインの剛性を高められるとともに、フ
レクスプラインとサーキュラスプラインとの噛み合いト
ルクも増加する。さらに、フレクスプラインのボス部が
破断してフレクスプラインと回転軸との連結が外れても
第二のサーキュラスプラインに連結されている回転軸に
出力が伝えられる。

［実施例］ 本発明に係る波動歯車装置の一例を第１図（ａ）、
（ｂ）に示す。波動歯車装置１はサーキュラスプライン
２、フレクスプライン３および波動発生器４を備えてい
る。波動発生器４は楕円形の板５と板５の外周に嵌合し
ている可撓性軸受６とからなり、フレクスプライン３の
内側に嵌合され、フレクスプライン３を楕円形に撓め、
フレクスプライン３をサーキュラスプライン２と楕円形
の長軸上の二点で噛み合わせている。サーキュラスプラ
イン２は回転しないように固定されている。フレクスプ
ライン３は一端が開口している円筒形状をなし、その開
口側の外周に外歯７が形成されており、この外歯７を介
してサーキュラスプライン２と噛み合っている。波動発
生器４の楕円形板５は入力軸９と、フレクスプライン３
はその底部のボス部８において出力軸10とそれぞれ連結
している。

本発明に係る波動歯車装置は以上の従来の波動歯車装
置の構成に加えて第二のサーキュラスプライン11を備え
ている。

第二のサーキュラスプライン11はサーキュラスプライ
ン２と同径のピッチ円を有し、サーキュラスプライン２
と同心に並置されている。サーキュラスプライン２はフ
レクスプライン３よりも歯数が多いのに対して、第二の
サーキュラスプライン11はフレクスプライン３と同歯数
である。

第二のサーキュラスプライン11は出力軸10と直接に連
係させずに、軸受12を介して出力軸10と同心の状態に支
持されている出力軸13と連結されている。

この波動歯車装置１は次のように作動する。

入力軸９が回転し、波動発生器４が回転すると楕円形
に撓められているフレクスプライン３とサーキュラスプ
ライン２との間に、両スプラインの歯数の差に応じた相
対回転を生じ、このため出力軸10が入力軸９より小さい
回転数で回転する。フレクスプライン３が回転すると、
フレクスプライン３と噛み合っているサーキュラスプラ
イン11も回転するが、フレクスプライン３と第二のサー
キュラスプライン11とは歯数が同数であるので、両スプ
ライン間に相対回転は生ぜず両スプラインは同期して回
転する。従って、出力軸13も出力軸10と同期して回転す
る。

このように、出力はフレクスプライン３および第二の
サーキュラスプライン11を介して出力軸10、13に伝達さ
れるので、従来の波動歯車装置のようにフレクスプライ
ン３のみを介して出力を出力軸に伝達するものに比べて
噛み合いトルクをより大きく伝達できる。また、伝達さ
れる総トルクはフレクスプライン３と第二のサーキュラ
スプライン11とに分散されるのでボス部８にかかる負荷
は減少し、またボス部８が破断しても出力は出力軸13に
より伝えられる。

［発明の効果］ 本発明に係る波動歯車装置により、フレクスプライン
の剛性を高めフレクスプラインのボス部の破断のおそれ
を減らすことができるとともに、フレクスプラインとサ
ーキュラスプラインとの間の噛み合いトルクを向上さ
せ、フレクスプラインのボス部が破断し、フレクスプラ
インの出力軸との連結が外れても第二のサーキュラスプ
ラインにより出力を出力軸に伝えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明に係る波動歯車装置をフレクスプ
ラインの軸線を通る平面で切断した場合の断面図、第１
図（ｂ）は同図（ａ）の正面図である。 ［符号の説明］ １……波動歯車装置 ２……サーキュラスプライン ３……フレクスプライン ４……波動発生器 ５……楕円形板 ６……軸受 ７……外歯 ８……ボス部 ９……入力軸 10、13……出力軸 11……第二のサーキュラスプライン 12……軸受

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サーキュラスプライン、フレクスプライン
   および前記フレクスプラインを非円形に撓めて前記サー
   キュラスプラインに部分的に噛み合わせる波動発生器か
   らなる波動歯車装置であって、前記フレクスプラインは
   歯を開口部近傍の外周に有する筒型の形状をなし、その
   底部において前記フレクスプラインと同心の回転軸と連
   結している波動歯車装置において、 前記サーキュラスプラインと同ピッチ円の第二のサーキ
   ュラスプラインが前記サーキュラスプラインと同心に並
   置されており、 該第二のサーキュラスプラインは前記フレクスプライン
   と同歯数であり、 更に、前記第二のサーキュラスプラインは、前記回転軸
   と同心に配置され、前記回転軸とは独立に回転可能な第
   二の回転軸と連結していることを特徴とする波動歯車装
   置。