JP3916101B2 - 撓み噛み合い式歯車装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、撓み噛み合い式歯車装置に関し、特に、負荷トルクを高めることの可能な新規な形状をした可撓性外歯歯車を備えた撓み噛み合い式歯車装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
撓み噛み合い式歯車装置は、環状の剛性内歯歯車と、この内側に配置された環状の可撓性外歯歯車と、この可撓性外歯歯車を楕円形に撓めて剛性内歯歯車に直径方向の2ヵ所の位置で噛み合わせると共にこれらの噛み合わせ位置を円周方向に移動させる波動発生器を備えている。可撓性外歯歯車の外歯の歯数は、剛性内歯歯車の内歯の歯数よりも2n枚、一般には2枚少ない数に設定されており、波動発生器により両歯車の噛み合い位置を移動させると、両歯車の歯数差に応じた相対回転が両歯車の間に発生する。通常は、剛性内歯歯車の側が固定され、可撓性外歯歯車の回転を減速出力回転として取り出すようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
撓み噛み合い式歯車装置では、可撓性外歯歯車を介して負荷トルクが伝達されるので、その断面形状を改善する等の方法によって負荷トルクを高める試み等がなされている。
【0004】
本発明は、新しい形状の可撓性外歯歯車を採用することにより、撓み噛み合い式歯車装置の負荷トルクを高めることを主要課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の撓み噛み合い式歯車装置の基本的な構成は一般的に使用されている撓み噛み合い式歯車装置と同様であり、剛性内歯歯車と、この内側に配置され当該剛性内歯歯車の内歯に噛み合い可能な外歯を備えた可撓性外歯歯車と、この可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて前記外歯を前記内歯に対して部分的に噛み合わせると共に当該噛み合わせ位置を円周方向に移動させる波動発生器とを有している。
【0006】
しかるに、本発明の撓み噛み合い式歯車装置1では、図1に示すように、可撓性外歯歯車3は、円筒状の胴部31と、この胴部31の外周面の軸線方向の中程の位置から半径方向の外側に延びている環状のダイヤフラム32と、このダイヤフラム32の外周縁に連続している環状ボス33とを備えた形状をしている。また、外歯として、胴部31の両端部分の外周面にそれぞれ形成された第1の外歯34および第2の外歯35を備えている。
【0007】
本発明では、剛性内歯車として、第1の外歯34に対峙している環状の第1の剛性内歯車21と、第2の外歯35に対峙している環状の第2の剛性内歯歯車22を備えている。第1の剛性内歯歯車21の内周面には第1の外歯34に噛み合い可能な第1の内歯211が形成され、第2の剛性内歯歯車22の内周面には第2の外歯35に噛み合い可能な第2の内歯221が形成されている。
【0008】
次に、本発明では、波動発生器として、可撓性外歯歯車3の胴部31における第1の外歯34が形成されている部分の内側に配置され、当該第1の外歯34が形成されている部分を半径方向に撓める第1の波動発生器41と、胴部31における第2の外歯35が形成されている部分の内側に配置され、当該第2の外歯35が形成されている部分を半径方向に撓める第2の波動発生器42とを備えている。
【0009】
図1は典型的な本発明の撓み噛み合い式歯車装置の半断面図であり、図2はその端面の上半部分を示す部分端面図である。これらの図に示すように、第1および第2の波動発生器41、42は楕円形の輪郭形状をした構成とされる。この場合には、可撓性外歯歯車3の両端に形成されている第1および第2の外歯が形成されている部分の半径方向への変形によってダイヤフラム32等の部分に無理な応力が発生することが無いように、第1の波動発生器41による第1の外歯34が形成されている部分の楕円形状と、第2の波動発生器42による第2の外歯35が形成されている部分の楕円形状との位相を90度ずらすことが望ましい。
【0010】
このように構成した本発明の撓み噛み合い式歯車装置1においては、可撓性外歯歯車3の両端に形成されている第1および第2の外歯34、35を介してトルクが伝達されるので、2個の独立した可撓性外歯歯車を用いる場合に比べて、装置の大型化、装置コストの高騰を招くことなく、装置の負荷トルクを高めることができる。
【0011】
波動発生器41、42は、典型的な構成では、入力軸5に連結された楕円形輪郭のカム板411と、その外周面に嵌めたウエーブベアリング(ラジアル玉軸受け)412から構成される。可撓性外歯歯車の胴部31の両端部分の弾性変形に伴うダイヤフラム32の変形による応力は、両側の波動発生器41、42によって分担されので、ウエーブベアリングの耐久性、各外歯の歯底部分の耐久性等を高めることもできる。
【0012】
特に、本発明の撓み噛み合い式歯車装置では、好ましくは、ダイヤフラム32を中心に左右対称の形状をした可撓性外歯歯車3が、その両端において波動発生器41、42によって両持ち状態に支持される。従って、可撓性外歯歯車にロボットアーム6等の被駆動部材を取り付けた場合には、その支持剛性が高いという利点もある。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1に示す撓み噛み合い式歯車装置1において、左右の剛性内歯歯車21、22には、環状の支持部材7、8が取り付けられ、これらの支持部材7、8の外周面は、軸受け11、12を介して被駆動部材であるロボットアーム6を回転自在に支持している。ロボットアーム6は、両側が軸受け11、12によって支持されている環状フランジ61と、この環状フランジ61の内周面の中央の位置から内側に突出している環状突起62と、環状フランジ61の外周面の中央から延びているアーム本体63とを備えており、環状突起62が可撓性外歯歯車3のボス33に連結されている。
【0014】
図示の例では、可撓性外歯歯車3はダイヤフラム32を中心として左右対称の形状をしている。また、第1および第2の外歯34、35は相互に同一であり、第1および第2の内歯21、22も相互に同一である。さらに、第1および第2の波動発生器41、42も同一構造、寸法であるが、第1の波動発生器41のカム板411は、第2の波動発生器42のカム板411に対して90度位相がずれた状態で入力軸5に固定されている。
【0015】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の撓み噛み合い式歯車装置では、円筒状の胴部の両端に外歯を備えた可撓性外歯歯車を採用し、その胴部の両端部分を波動発生器によって支持して、剛性内歯歯車に噛み合わせるようにしてある。従って、2個の可撓性外歯歯車を組み込む場合に比べて装置を小型でコンパクトに構成できると共に装置の負荷トルクを高めることができる。また、可撓性外歯歯車は左右の波動発生器によって両持ち状態で支持されているので、ロボットアーム等の被駆動部材の支持剛性も高めることができる。さらには、可撓性外歯歯車のダイヤフラムの弾性変形に伴って発生する応力は左右の波動発生器が負担するので、各波動発生器に作用する応力を低減でき、よって、ウエーブベアリングの耐久性、外歯の歯底部分の耐久性等を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した撓み噛み合い式歯車装置の半断面図である。
【図2】図1の装置の端面の上半部分を示す部分端面図である。
【符号の説明】
1 撓み噛み合い式歯車装置
21 第1の剛性内歯歯車
22 第2の剛性内歯歯車
211,221 内歯
3 可撓性外歯歯車
31 胴部
32 ダイヤフラム
33 ボス
34 第1の外歯
35 第2の外歯
41 第1の波動発生器
42 第2の波動発生器
5 入力軸
6 アーム
Claims (3)
- 剛性内歯歯車と、この内側に配置され当該剛性内歯歯車の内歯に噛み合い可能な外歯を備えた可撓性外歯歯車と、この可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて前記外歯を前記内歯に対して部分的に噛み合わせると共に当該噛み合わせ位置を円周方向に移動させる波動発生器とを有する撓み噛み合い式歯車装置において、
前記可撓性外歯歯車は、円筒状の胴部と、この胴部の外周面の軸線方向の中程の位置から半径方向の外側に延びている環状のダイヤフラムと、このダイヤフラムの外周縁に連続している環状ボスとを備え、前記外歯は、前記胴部の両端部分の外周面にそれぞれ形成された第1および第2の外歯を含んでおり、
前記剛性内歯歯車は、前記第1の外歯に対峙した環状の第1の剛性内歯歯車と、前記第2の外歯に対峙した環状の第2の剛性内歯歯車を含んでおり、
前記波動発生器は、前記可撓性外歯歯車の前記胴部における前記第1の外歯が形成されている部分の内側に配置され、当該第1の外歯が形成されている部分を半径方向に撓める第1の波動発生器と、前記胴部における前記第2の外歯が形成されている部分の内側に配置され、当該第2の外歯が形成されている部分を半径方向に撓める第2の波動発生器とを含んでいることを特徴とする撓み噛み合い式歯車装置。 - 請求項1において、前記第1および第2の波動発生器は楕円形の輪郭形状をしており、
前記第1の波動発生器による前記第1の外歯が形成されている部分の楕円形状と、前記第2の波動発生器による前記第2の外歯が形成されている部分の楕円形状とは、90度位相がずれるように設定されていることを特徴とする撓み噛み合い式歯車装置。 - 請求項2に記載の撓み噛み合い式歯車装置に用いる可撓性外歯歯車であって、
円筒状の胴部と、この胴部の外周面の軸線方向の中程の位置から半径方向の外側に延びている環状のダイヤフラムと、このダイヤフラムの外周縁に連続している環状ボスとを備え、前記外歯は、前記胴部の両端部分の外周面にそれぞれ形成された第1および第2の外歯を含んでいることを特徴とする可撓性外歯歯車。
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JP24373497A JP3916101B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 撓み噛み合い式歯車装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP24373497A Expired - Lifetime JP3916101B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 撓み噛み合い式歯車装置 |
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-
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- 1997-09-09 JP JP24373497A patent/JP3916101B2/ja not_active Expired - Lifetime
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