JPS60215139A

JPS60215139A - 調和駆動減速装置

Info

Publication number: JPS60215139A
Application number: JP7049984A
Authority: JP
Inventors: Masaki Ikeda; 正樹池田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1984-04-09
Filing date: 1984-04-09
Publication date: 1985-10-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、調和駆動減速装置に関し、とくに、サーキ
ュラスプラインとフレクス？プラインとのスプラインの
少なくとも一方のピッチ面をテーノ面として噛み合わせ
ることにより、フレクススプラインの曲げ応力を減少す
るとともに、噛合い率を高くするものである。

この種の減速装置は、たとえば第１図および第２図に示
すように、内周に内側スプライン１２が形成された厚肉
剛体のサーキュラスプライン１Ｄと、薄肉柔軟体の円筒
部２１の一端の円環部２６に出力軸結合用ボス２４を有
し、他方の入力軸側開口端の外周に形成された外側スプ
ライン２２を前記サーキュラスプライン１０の内側スプ
ライン１２に噛み合わせたフレクススプライン２ｏと、
外輪６１、内輪６２およびこれらの間に介装された王６
６を有し、外輪３１が前記フレクススプライン２０の入
力軸側の内周面に遊嵌合された玉軸受３０と、中心に開
口部４１を有する楕円形状体であって、前記玉軸受６０
の内輪６２に嵌合固着されたウェーブジェネレータ４ｏ
と、該ウェーブジェネレータ４０の開口部４１に嵌合固
定された入力軸結合用ボス５０とから構成されている。

一般に、調和駆動減速装置は、サーキュラスプラインの
内側スプラインの歯数よりもフレクススプラインの外側
スプラインの歯数全少なくシ、かつフレクススプライン
を楕円もしくは多角形状に変形させてサーキュラスプラ
インに噛合させることにより、入力軸の回転数を減速し
て出力軸に伝達するものであシ、その伝達媒体・とじて
楕円もしくけ多角形状のウェーブジェネレータを用いて
、このウェーブジェネレータに玉軸受の内輪を嵌合し、
ウェーブジェネレータと相似形状にした玉軸受の外輪に
フレクススプラインを遊嵌合することによシ、玉軸受を
介してフレクススプラインヲウエーブジエネレータと相
似形状に変形させて、外側スプラインと内側スプライン
とが２個所もしくけ複数個所で噛み合うようにしている
。このようにして、ウェーブジェネレータに結合した入
力軸を回転させると、ウェーブジェネレータの回転に伴
って、フレクススプラインが楕円もしくは多角形状に弾
性変形する調和運動が誘発される。このため、ウェーブ
ジェネレータが楕円形状である場会は、第２図に示すよ
うに長径方向Ａ−Ａの２個所の噛合点Ｐ、、Ｐ２が、内
周方向に連続的に移動して、フレクススプラインの出力
軸に大きな減速比で回転を伝達することになる。

上記の構成を有する調和駆動減速装置において、サーキ
ュラスプラインとフレタススプラインとの噛合点如おけ
る噛合状態には、下記のような問題がある。

すなわち、第３図に示すように、サーキュラスプライン
１０の内側スプライン１２のピッチ面は、軸方向中心線
を中心軸とする円筒面であるが、フレクススプライン２
０の外ψ１１スプーライン２２は、そのピンチ面が軸方
向中心線に対して傾斜して噛み合わされた状態となる。

このため、内側スプライン１２に対する歯面の接触面積
が一部分に限定され、第４図に示すように、内側スプラ
イン１２に対してほぼ三角形状の噛合面積Ｉぐ１で噛み
合うことになる。

このような噛合状態となるのは、フレクススプライン２
Ｄの変形によるものであシ、フレクススプライン２Ｄが
ウェーブジェネレータ４０によって楕円形状に変形した
ときの状態は、第５図に示すように、フレクススプライ
ン２０の出力軸側の円環部２６の外径りは変化しないが
、入力軸側の円筒部２１の開口端が円環部２３の外径り
よりも大きい長径Ｄ１と円環部２６の外径ＤＪ：、Ｃも
小さい短径Ｄ２とをもつ楕円形状に変形するため、長径
方向の径端部の外周面は、入力軸側に向って拡径して円
筒部２１の軸方向中心線に対して角度θをなす勾配がつ
けられることになるからである。

このように、従来の調和駆動減速装置においては、フレ
クススプラインの外側スプラインが、サーキュラスプラ
インの内側スプラインとの噛合点において、楕円形状に
変形した開口端の長径方向内側へ大きな曲げ変形を受け
た状態で噛み合わされるため、大きな曲げ応力がかかる
ことになシ、捷た内側スプラインに対して傾斜して噛み
合うため、噛合い率が低下して剛性の不足を来すほか、
各歯面に大きな応力を受けて振動が発生することになり
、長期使用には耐えられないという問題がある。

１だ、サーキュラスプラインの内側スプラインとフレタ
ススプラインの外側スプラインとのピッチ円は、成形カ
ロエ時における寸法精度のばらつきが生ずることが避け
られないことか５ら、従来構造の調和駆動減速装置にお
いては１サーキユラスプラインの内側スプラインのピッ
チ円に対してフレクススプラインの外側スプラインの噛
会いピッチ円を一致させるには、長径寸法の異なる数種
類のウェーブジェネレータを調整用として準備しておか
ねばならず、噛合い強さの調整作業に煩雑な手間を要す
ることになる。

この発明は、上＝ｅの問題を解決するためになされたも
のであシ、この発明の目的は、フレクススプラインの噛
合点における曲げ変形量が少なく、噛合い率を高くした
調和駆動減速装置を提供することにある。

この発明の調和駆動減速装置は、サーキュラスプライン
の内側１スプラインとフレタススプラインの外側スプラ
インとの少なくとも一方のピッチ面をテーノξ面として
相互に噛合させる構成としたことを特徴とするものであ
る。

以下、この発明の実施ｆｉｌについて、図面を参照して
説明する。

第６図および第７図は、この発明の第１実施例を示す縦
断面図であシ、第６図はサーキュラスプラインの全体図
、第７図はサーキュラスプラインとフレタススプライン
とのスプラインの相対的形状？示す部分図である。

・上図に示すように、サーキュラスプライン１０の内周
面は、入力軸側（図面の左１ｉｌｌｌ）に対して拡径す
るチー、ｏ状に成形されておシ、この内周面に内側スプ
ライン１２が刻設され、ピンチ面の母線が軸方向中心線
に対してθの角度をなすテーパ面を形成している。フレ
クススプライン２０の外側“スプライン２２は、フレク
ススプライン２ｏの円筒部２１の入力軸側開口端の外周
面に刻設されておシ、ピッチ面は円筒面を形成している
。

上記構成のサーキユラスプライン１０とフレタススプラ
イン２０との噛合点における噛合状態は、第８図に示す
ように、フレクススプライン２ｏがウェーブジェネレー
タ４０によって楕円形状に変形し、開口端が拡径して外
側スプライン２２のピッチ面に勾配がつけられた状態と
なるが、サーキュラスプライン１０の内側スプライン１
２のピッチ面がテーノξ面を形成しているため、相互の
歯面の接触面積が広くなシ、第９図に示すように、内側
スプライン１２に対してほぼ四角形状の噛合面積に２、
すなわち、第４図の噛合面積に比べ大きい面積で噛み合
うことになる。

したがって、内側スプライン１２のピッチ面のチーノミ
角度θは、フレクススプライン２０の変形時における入
力軸ＩＩ！＋１開ロ端の最大拡径端部の勾配と接近した
値に設定することによシ、最も適当な噛合条件で噛合さ
せることができる。　・−また、内側スプライン１２と
外側１スプライン２２との噛合い強さを調整するときは
、ウェーブジェネレータ４０を第８図に示すように軸方
向Ｄ−ＯＣ移動可能な構造にして、組付は位置を変更す
ることにより、任意の噛合い強さに調整することができ
る。したがって、噛合い強さ調整用のウェーブジェネレ
ータを多種類準備する必要はなく、また、ウェーブジェ
ネレータ自体の寸法精度に多少のばらつきがあっても、
所要の噛合い強さに簡単な手間で調整することができる
。

第１０図および第１１図は、それぞれこの発明の第２実
施例および第３実施例を、サーキュラスプラインとフレ
タススプラインとの相対的形状で示した部分的縦断面図
である。

第１０図の実施例におけるサーキュラスプライン１０の
内＋ｎｎスプライン１２け、ピッチ面が円筒面を形成し
”ているが、フレクススプライン２０の外側スプライン
２２け、円筒部２１の入力軸側開口端の外周面を、入力
軸側に対して縮径するチー７８状に成形して、このテー
パ状外周面に刻設されており、ピッチ面の母線が軸方向
中心線に対してθの角度をなすテーノξ面を形成してい
る。

第１１図の実施例では、サーキュラスプライン１０の内
１１１！＋スプライン１２とフレタススプライン２０の
外側スプライン２２との双方とも、ピッチ１１１１にテ
ーノ？面が形成されている。このように双方のピッチ面
にテーノξ面を形成する場合は、内側スプライン１２の
ピンチ面のチーノミ角度θｌと外側スプライン２２のピ
ッチ面のチーノミ角度θ２との和が前記第７図および第
１０図におけるチーノミ角度θに等しくなるように設定
する。

前記第２および第３実施列のように構成した調和駆動減
速装置においても、第１実施例と同等の噛合状態で作動
させることができる。

前記実施ＩＰＩＪでは、楕円形状のウエーブジエネレ−
夕を用いた場合について説明したが、減速比、伝達トル
クの役割上の必要に応じて楕円形状のほか三角形状、あ
るいはそれ以上の多角形状のウェーフシエネレータを用
いる場合についても、この発明を適用することができる
。

以上説明したように、この発明によれば、サーキュラス
プラインとフレタススプラインとの噛合点において、フ
レクススプラインの開口端の長径方向内側への外側スプ
ラインの変形量が小さくなるから、外側スプラインの曲
げ応力が減少する。

また、サーキュラスプラインに対する７レクススプライ
ンの外側スプラインの噛合い率が高くなるため、剛性が
増大するほか、各歯面にかかる応力も小さくなシ、振動
も少なくなることと相まって耐久性にすぐれた高寿命の
調和駆動減速装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は調和駆動減速装置の主要部を示す縦断面図、第
２図は第１図のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図、第３図は従
来のサーキュラスプラインとフレクススプラインとの噛
合状態を示す部分縦断面図、第４図は第３図における噛
合点の平面図、第５図はフレクススプラインの変形状態
を示す斜視図、第６図はこの発明のサーキュラスプライ
ンの実施例を示す縦断面図、第７図は内側スプラインと
外側スプラインとの相対的形状を示す部分縦断面図、第
８図はこの発明のサーキュラスプラインとフレクススプ
ラインとの噛合状態を示す部分縦断面図、第９図は第８
図における噛合点の平面図、第１０図および第１１図は
それぞれこの発明の他の実施１１ＦＩＪの内側スプライ
ンと外側スプラインとの相対的形状を示す部分縦断面図
である。図中、１０はサーキュラスプライン、１２は内側スプ゛
ライ／、２０はフレクススプライン、２２は外１ｉｌｌ
ｌ　、ｘ、プライン、６０は玉軸受、３１は外輪、６２
は内輪、６６は玉、４０はウェーブジェネレータである
。Ｘ― 第６図１ｎ第８図　第９図ｎ第１０図　第１□図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内周に向岸スプラインが形成されたサーキュラス
プラインと、前記サーキュラスプラインの内側スプライ
ンよりも歯数の少ない外側スプラインを一方の入力軸側
開口端の外周に形成して前記内側スプラインに噛み合わ
され、他端が出力軸に結合されるフレクススプラインと
、前記フレクススプラインの内周面に外輪が遊嵌合され
た玉軸受と、前記玉軸受の内輪に嵌合された楕円もしく
は多角形状体であって入力軸に結合され、前記フレクス
スプラインを玉軸受を介して相似形状に弾性゛変形させ
るウェーブジェネレータとからなる調和駆動減速装置に
おいて、−前記サーキュラスプラインの内周面、あるい
はフレクススプラインの入力軸側開口端の外周面を、そ
れぞれ入力軸側に対して拡径するか、あるいは縮径する
チー・ぐ状に成形し、前記サーキュラスプラインの内側
スプラインとフレクススプラインの外側スプラインとの
少なくとも一方のピンチ面をチー１ξ面としたことを特
徴とする調和駆動減速装置。
（２）　フレクススプラインに対するウェーブジェネレ
〜りの組付位置が、軸方向に移動可能である特許請求の
範囲第１項記載の調和駆動減速装置。