KR101486247B1

KR101486247B1 - 입력베어링 부착 파동기어 유닛

Info

Publication number: KR101486247B1
Application number: KR1020137017773A
Authority: KR
Inventors: 요시카즈 야지마; 준이치 구로기
Original assignee: 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2015-01-26
Also published as: DE112012000394T5; US8991282B2; CN103987994B; CN103987994A; US20140157925A1; JP5496426B1; TWI525270B; JPWO2014091522A1; WO2014091522A1; TW201422944A; KR20140101281A

Abstract

파동기어 유닛(1)은, 입력축(2)이 제1, 제2입력베어링(3, 4)에 의하여 중심축선(1a) 방향으로 위치가 결정되어 있다. 제1입력베어링측의 제1유닛 단판(5)은, 경량소재로 이루어진 단판 본체부재(21)에 철계소재로 이루어진 베어링 하우징 부재(22)가 일체화된 복합부재이다. 제2입력베어링측의 제2유닛 단판(6)은 강성 내치기어(13)와 일체화되어 있고, 경량소재로 이루어진 제1부재(25)에 경량소재로 이루어진 제2부재(26)가 일체화된 복합부재이다. 제1부재(25)는 제2유닛 단판(6)의 단판 본체부분(25a)과 강성 내치기어(13)의 기어 본체부분(25b)을 구비하고, 제2부재(26)는 제2유닛 단판(6)의 베어링 하우징 부분(26a)과 강성 내치기어(13)의 톱니부 형성부분(26b)을 구비하고 있다. 경량의 파동기어 유닛을 실현할 수 있다.

Description

입력베어링 부착 파동기어 유닛{WAVE GEAR UNIT WITH INPUT BEARING}

본 발명은, 입력축(入力軸)을 축선방향으로 위치 결정한 상태에서 지지하고 있는 한 쌍의 입력베어링을 구비한 파동기어 유닛(波動gear unit)에 관한 것이다.

파동기어 유닛으로서, 입력축과 당해 입력축을 지지하고 있는 한 쌍의 입력베어링을 구비하고, 이들의 입력베어링에 의하여 입력축의 축선방향의 위치가 규정되어 있는 파동기어 유닛이 알려져 있다. 이 구조의 입력베어링 부착 파동기어 유닛은, 특허문헌1∼3에 있어서 제안되어 있다.

입력베어링 부착 파동기어 유닛은, 입력축의 일방(一方)의 제1축단부(第1軸端部)를 제1입력베어링을 통하여 회전가능한 상태로 지지하고 있는 제1유닛 단판(第1 unit 端板)과, 입력축의 타방(他方)의 제2축단부를 제2입력베어링을 통하여 회전가능한 상태로 지지하고 있는 제2유닛 단판을 구비하고 있다. 제1, 제2유닛 단판의 사이에 파동기어 기구(波動gear 機構)가 갖추어져 있다. 파동기어 기구는, 입력축과 일체(一體)로 회전하는 파동발생기, 이 파동발생기에 의하여 비원형(非圓形)으로 휘어지게 되는 가요성 외치기어(可撓性外齒gear) 및 가요성 외치기어에 대하여 부분적으로 맞물려 있는 강성 내치기어(剛性內齒gear)를 구비하고 있다. 가요성 외치기어와 강성 내치기어는, 유닛 베어링(크로스 롤러 베어링(cross roller bearings))을 통하여 상대회전이 가능한 상태로 배치되어 있다.

입력베어링 부착 파동기어 유닛에 있어서는, 그 경량화를 꾀하기 위해서 파동기어 기구의 경량화 및 크로스 롤러 베어링의 경량화를 위한 개량이 이루어지고 있다. 특허문헌1∼3에 있어서는, 강성 내치기어를 경량소재의 기어 본체부재와 철계소재(鐵系素材)의 톱니부 형성부재로 이루어지는 복합부재(複合部材)로 하고 있다. 또한 크로스 롤러 베어링의 내외륜(內外輪)을, 그 본체부분을 경량소재(輕量素材)로 형성하고, 그 궤도면 형성 부분을 철계소재로 형성한 복합부재로 하고 있다.

: 일본국 공개특허 특개 2000-186718호 공보 : ＷＯ2005/118204호의 팸플릿 : 일본국 공개특허 특개 2002-339991호 공보

종래에 있어서는, 입력베어링 부착 파동기어 유닛에 있어서 파동기어 기구의 구성부품 및 크로스 롤러 베어링의 경량화를 꾀함으로써 당해 파동기어 유닛의 경량화를 실현하고 있다. 그러나 입력축의 양측의 축단부를 지지하고 있으며 한 쌍의 입력베어링이 부착되어 있는 양측의 유닛 단판(unit 端板)(플랜지(flange))의 경량화에 대해서는, 아무런 주목도 받지 않고 그 경량화를 위한 제안도 이루어지지 않고 있다.

본 발명의 과제는, 유닛 단판의 베어링 지지 성능을 저해하지 않고 당해 유닛 단판의 경량화를 실현하는 입력베어링 부착 파동기어 유닛을 제안하는 것에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 입력베어링 부착 파동기어 유닛은,

입력축과,

상기 입력축의 일방의 제1축단부를, 제1입력베어링을 통하여 회전가능한 상태로 지지하고 있는 제1유닛 단판과,

상기 입력축의 타방의 제2축단부를, 제2입력베어링을 통하여 회전가능한 상태로 지지하고 있는 제2유닛 단판과,

상기 입력축과 일체로 회전하는 파동발생기(波動發生器), 상기 파동발생기에 의하여 비원형으로 휘어지게 되는 가요성 외치기어 및 상기 가요성 외치기어에 대하여 부분적으로 맞물려 있는 강성 내치기어를 구비하고, 상기 제1, 제2유닛 단판의 사이에 배치된 파동기어 기구를 구비하고 있다.

상기 가요성 외치기어로서는 실크해트(silk hat) 형상의 것을 사용할 수 있다. 이 경우에는, 상기 가요성 외치기어는, 반경방향으로 휨이 가능한 원통모양 몸통부, 상기 원통모양 몸통부에 있어서의 상기 제1유닛 단판측의 끝으로부터 반경방향의 외측으로 연장되는 원환모양의 다이어프램(diaphragm), 상기 다이어프램의 외주 가장자리에 연속하여 형성된 원환모양의 강성 보스(剛性 boss) 및 상기 원통모양 몸통부에 있어서 상기 제2유닛 단판측의 외주면 부분에 형성한 외치(外齒)를 구비하고 있다. 이 경우에, 상기 강성 내치기어와 상기 가요성 외치기어를 상대회전이 가능한 상태로 지지하기 위한 크로스 롤러 베어링 등의 유닛 베어링의 외륜(外輪)은, 상기 강성 보스를 협지하고 상기 제1유닛 단판에 연결되고 고정되며, 상기 유닛 베어링의 내륜(內輪)은, 상기 강성 내치기어를 협지하고 상기 제2유닛 단판에 연결되고 고정되어 있다.

이 구성의 입력베어링 부착 경량파동기어 유닛에 있어서,

상기 제1유닛 단판은, 제1유닛 단판 본체부재에 상기 제1입력베어링을 지지하는 원환모양의 제1베어링 하우징 부재가 일체화된 복합부재이며,

상기 제2유닛 단판은, 제2유닛 단판 본체부재에 상기 제2입력베어링을 지지하는 원환모양의 제2베어링 하우징 부재가 일체화된 복합부품이며,

상기 제1베어링 하우징 부재 및 상기 제2베어링 하우징 부재는 철계소재로 이루어지며,

상기 제1유닛 단판 본체부재 및 상기 제2유닛 단판 본체부재는, 상기 철계소재보다도 가벼운 경량소재로 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

제1유닛 단판 및 제2유닛 단판에 있어서, 그들의 과반부분을 차지하는 단판 본체부재가 철계소재보다도 가벼운 경량소재로 형성되어 있다. 예를 들면 알루미늄 합금, 티탄 합금, 세라믹스 등으로 형성되어 있다. 따라서 제1, 제2유닛 단판의 전체중량을 대폭적으로 감소시킬 수 있기 때문에 파동기어 유닛의 경량화에 매우 효과적이다.

또한 제1유닛 단판, 제2유닛 단판에 있어서 제1베어링 하우징 부재, 제2베어링 하우징 부재는, 제1입력베어링, 제2입력베어링을 지지하기 위해서 충분한 베어링 지지 성능이 필요하다. 이들의 부재는 강도가 높은 철계소재로 형성되어 있다. 따라서 제1유닛 단판, 제2유닛 단판의 경량화를 실현할 수 있으며, 그들의 베어링 지지 성능도 확보할 수 있다.

경량소재로서 알루미늄 합금을 사용할 수 있다. 이 경우에는 상기 제1유닛 단판은, 알루미늄 합금의 다이캐스팅(diecasting) 제품인 상기 제1유닛 단판 본체부재에 상기 제1베어링 하우징 부재가 주조(鑄造)되어 둘러싸여 일체화된 복합부재로 한다. 상기 제2유닛 단판은, 알루미늄 합금의 다이캐스팅 제품인 상기 제2유닛 단판 본체부재에 상기 제2베어링 하우징 부재가 주조되어 둘러싸여 일체화된 복합부재로 한다. 이렇게 하면, 제1, 제2유닛 단판 본체부재에 제1, 제2베어링 하우징 부재를 확실하게 일체화할 수 있다.

입력축은, 그 양측의 축단부를 지지하고 있는 제1입력베어링, 제2입력베어링에 의하여 그 축선방향의 위치결정이 이루어진다. 이들 제1, 제2입력베어링의 외륜(外輪)의 축선방향의 위치를 규정하는 외륜 정지부분을 제1, 제2베어링 하우징 부재에 형성해 둘 수 있다. 즉 상기 제1베어링 하우징 부재에, 상기 제1입력베어링의 외륜에 있어서 상기 제2유닛 단판과는 반대측의 원환모양의 단면과 대치(對峙)하는 제1외륜 정지부분을 형성하고, 상기 제2베어링 하우징 부재에, 상기 제2입력베어링의 외륜에 있어서 상기 제1유닛 단판과는 반대측의 원환모양의 단면과 대치하는 제2외륜 정지부분을 형성할 수 있다.

파동기어 유닛의 경량화를 더 꾀하기 위해서는, 파동기어 기구의 강성 내치기어의 경량화를 꾀하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 상기 강성 내치기어를 기어 본체부재에 톱니부 형성부재가 일체화된 복합부재로 한다. 상기 톱니부 형성부재는 철계소재로 형성되고, 그 원형 내주면에는 내치가 형성된다. 상기 기어 본체부재는 상기 철계소재보다도 가벼운 경량소재로 형성된다.

이 경우에는, 강성 내치기어 및 제2유닛 단판의 각각이 복합부재로 형성된다. 따라서 이들의 복합부재를 단일 복합부재로 하면, 부품수의 삭감, 조립작업의 용이화의 관점에서 바람직하다.

이 경우에는, 상기 복합부재를 제1부재에 제2부재가 일체화된 것으로하고,

상기 제1부재에는, 상기 제2유닛 단판 본체부재로서의 부위, 상기 기어 본체부재로서의 부위 및 이들 부위의 사이를 연결하는 연결부분을 형성하고,

상기 제2부재에는, 상기 제2베어링 하우징 부재로서의 부위, 상기 톱니부 형성부로서의 부위 및 이들 부위의 사이를 연결하는 연결부분을 형성하여 둔다.

이 경우에 있어서도, 알루미늄 합금의 다이캐스팅 제품인 상기 제1부재에, 상기 철계소재의 상기 제2부재가 주조되어 둘러싸여 일체화되어 있는 것이 바람직하다.

또한 상기 제1베어링 하우징 부재에는, 상기 제1입력베어링의 외륜에 있어서 상기 제2유닛 단판과는 반대측의 원환모양의 단면과 대치하는 제1외륜 정지부분이 형성되고, 상기 제2베어링 하우징 부재에는, 상기 제2입력베어링의 외륜에 있어서 상기 제1유닛 단판과는 반대측의 원환모양의 단면과 대치하는 제2외륜 정지부분이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

도1은 본 발명의 실시형태1에 관한 입력베어링 부착 파동기어 유닛의 개략적인 종단면도(縱斷面圖)이다.
도2는 도1의 입력베어링 부착 파동기어 유닛의 정면도 및 배면도이다.
도3은 도1의 입력베어링 부착 파동기어 유닛의 변형예를 나타내는 개략적인 종단면도이다.
도4는 도1의 입력베어링 부착 파동기어 유닛의 변형예를 나타내는 개략적인 종단면도이다.
도5는 본 발명의 실시형태2에 관한 입력베어링 부착 파동기어 유닛의 개략적인 단면도이다.
도6은 도5의 입력베어링 부착 파동기어 유닛의 정면도, 측면도 및 배면도이다.

이하에, 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 입력베어링 부착 파동기어 유닛의 실시형태에 관하여 설명한다.

[실시형태1]

(전체 구성)

도1은 본 발명의 실시형태1에 관한 입력베어링 부착 파동기어 유닛의 개략적인 종단면도이며, 도2(a) 및 (b)는 그 정면도 및 배면도이다. 입력베어링 부착 파동기어 유닛(1)(이하, 단순히 「파동기어 유닛(1)」이라고 부르는 경우도 있다)은 중공축(中空軸)으로 이루어진 입력축(2), 제1입력베어링(3) 및 제2입력베어링(4), 제1유닛 단판(5), 제2유닛 단판(6), 파동기어 기구(7) 및 크로스 롤러 베어링(8)(유닛 베어링)을 구비하고 있다.

제1유닛 단판(5)은, 입력축(2)의 일방(一方)의 축단부(제1축단부)(2a)를 제1입력베어링(3)을 통하여 회전가능한 상태로 지지하고 있다. 제2유닛 단판(6)은, 입력축(2)의 타방(他方)의 축단부(제2축단부)(2b)를 제2입력베어링(4)을 통하여 회전가능한 상태로 지지하고 있다. 제1유닛 단판(5)과 제2유닛 단판(6)의 사이에는, 파동기어 기구(7)가 입력축(2)을 둘러싸는 상태로 갖추어져 있다. 제1입력베어링(3) 및 제2입력베어링(4)에 의하여 입력축(2)은, 파동기어 유닛(1)의 중심축선(1a) 방향에 있어서의 위치가 결정되어 있다. 따라서 모터축(도면에는 나타내지 않는다)을 입력축(2)에 연결할 때에, 중심축선(1a) 방향의 위치결정 작업이 불필요하게 되어, 모터축의 부착작업이 간단하다.

파동기어 기구(7)는, 입력축(2)과 일체로 회전하는 파동발생기(11), 파동발생기(11)에 의하여 비원형으로 휘어지게 되는 가요성 외치기어(12) 및 가요성 외치기어(12)에 부분적으로 맞물려 있는 강성 내치기어(13)를 구비하고 있다.

파동발생기(11)는, 입력축(2)에 일체로 형성한 타원형 윤곽의 플러그 부분(11a)과, 이 플러그 부분(11a)의 타원형 외주면에 장착한 웨이브 베어링(wave bearing)(1lb)을 구비하고 있다. 웨이브 베어링(1lb)은 반경방향(半徑方向)으로 휨이 가능한 내외륜을 구비하고 있어, 플러그 부분(11a)에 의하여 타원형으로 휘게 되어 있다.

가요성 외치기어(12)는 실크해트 형상을 하고 있고, 반경방향으로 휨이 가능한 원통모양 몸통부(12a), 이 원통모양 몸통부(12a)에 있어서 제1유닛 단판(5)측의 끝으로부터 반경방향의 외측으로 연장되는 원환모양의 다이어프램(12b), 이 다이어프램(12b)의 외주 가장자리에 연속하여 형성된 원환모양의 강성 보스(12c) 및 원통모양 몸통부(12a)에 있어서 제2유닛 단판(6)측의 외주면 부분에 형성한 외치(12d)를 구비하고 있다. 외치(12d)가 형성되어 있는 원통모양 몸통부(12a)의 부위가 파동발생기(11)에 의하여 타원 모양으로 휘게 되어 있다. 강성 내치기어(13)는, 후술하는 바와 같이 제2유닛 단판(6)에 일체로 형성되어 있다.

크로스 롤러 베어링(8)은, 가요성 외치기어(12)의 원통모양 몸통부(12a)를 둘러싸는 상태로 배치되어 있다. 그 외륜(8a)은, 강성 보스(12c)를 협지하고 제1유닛 단판(5)에 대하여 복수 개의 볼트(9a)에 의하여 연결되고 고정되어 있다. 그 내륜(8b)은, 제2유닛 단판(6)의 강성 내치기어(13)가 형성되어 있는 부위에, 복수 개의 볼트(9b)에 의하여 연결되고 고정되어 있다. 이에 따라 제1유닛 단판(5)에 고정한 가요성 외치기어(12)와, 제2유닛 단판(6)에 고정한 강성 내치기어(13)는, 크로스 롤러 베어링(8)에 의하여 상대회전이 가능한 상태로 되어 있다.

모터축(도면에는 나타내지 않는다)에 연결한 입력축(2)이 회전하면, 그것과 일체가 되어서 파동발생기(11)가 회전한다. 이에 따라 가요성 외치기어(12)와 강성 내치기어(13)의 맞물림 위치가 원주방향으로 이동하고, 이들 기어의 톱니수의 차이에 따른 상대회전이 양쪽 기어(12, 13)의 사이에 발생한다. 강성 내치기어(13)(제2유닛 단판(6))를 고정하면 가요성 외치기어(12)(제1유닛 단판(5))로부터 감속회전이 출력된다. 반대로, 가요성 외치기어(12)(제1유닛 단판(5))를 고정하면 강성 내치기어(13)(제2유닛 단판(6))로부터 감속회전이 출력된다.

(각 부의 구성)

다음에 각 부의 구성을 상세하게 설명한다. 우선, 제1유닛 단판(5)은, 제1유닛 단판 본체부재(21)에 제1베어링 하우징 부재(22)가 일체화된 복합부재이다. 제1베어링 하우징 부재(22)는 원통모양의 부재이며, 그 내측에 제1입력베어링(3)이 동심모양으로 장착된다. 제1유닛 단판 본체부재(21)는 원반모양의 판이며, 그 중심부에는 축구멍(21a)이 형성되고, 여기에, 입력축(2)의 축단부(2a)가 회전가능한 상태로 관통하고 있다. 축구멍(21a)의 내주면과 축단부(2a)의 외주면의 사이는 오일실(oil seal)(23)에 의하여 밀봉되어 있다.

제1유닛 단판 본체부재(21)의 외주 가장자리에는, 제2유닛 단판(6)측으로 원통모양으로 돌출한 외주측 플랜지(2lb)가 형성되어 있다. 또한 제1유닛 단판 본체부재(21)의 내측 측면에는, 축구멍(21a)의 내주 가장자리를 둘러싸는 상태에서, 제2유닛 단판(6)측으로 원통모양으로 돌출한 내주측 플랜지(21c)가 형성되어 있다. 이 내주측 플랜지(21c)의 내주면에, 원통모양의 제1베어링 하우징 부재(22)가 일체화되어 있다. 제1베어링 하우징 부재(22)와 입력축(2)의 외주면 사이에 제1입력베어링(3)이 장착되어 있다.

제1베어링 하우징 부재(22)는 철계소재로 형성된 부재이며, 제1유닛 단판 본체부재(21)는 철계소재보다도 가벼운 경량소재, 예를 들면 알루미늄 합금으로 형성된 부재이다. 본 예의 제1유닛 단판(5)은, 알루미늄 합금의 다이캐스팅 제품인 제1유닛 단판 본체부재(21)에 제1베어링 하우징 부재(22)가 주조되어 둘러싸여 일체화된 복합부재이다.

다음에 제2유닛 단판(6) 및 강성 내치기어(13)는 단일 복합부재(24)로 형성되어 있다. 복합부재(24)는 철계소재보다도 가벼운 경량소재, 예를 들면 알루미늄 합금으로 이루어진 제1부재(25)에 철계소재로 이루진 제2부재(26)가 일체화된 것이다. 본 예의 복합부재(24)는, 알루미늄 합금의 다이캐스팅 제품인 제1부재(25)에 철계소재로 이루어진 제2부재(26)가 주조되어 둘러싸여 일체화되어 있다.

제1부재(25)는, 제2유닛 단판(6)의 단판 본체부분(25a), 강성 내치기어(13)의 원환모양의 기어 본체부분(25b) 및 이들 부분(25a, 25b)의 사이를 연결하는 연결부분(25c)을 구비하고 있다. 제2부재(26)는, 제2유닛 단판(6)에 있어서 제2입력베어링(4)이 장착되는 제2베어링 하우징 부분(26a), 강성 내치기어(13)에 있어서 내치가 형성되어 있는 톱니부 형성부분(26b) 및 이들 부분(26a, 26b)의 사이를 연결하는 연결부분(26c)을 구비하고 있다.

본 예에서는, 제1부재(25)의 단판 본체부분(25a)은 축구멍(25d)을 구비한 원환형상을 하고 있고, 축구멍(25d)에는 입력축(2)의 축단부(2b)가 회전가능한 상태로 관통하고 있다. 축구멍(25d)의 내주면과 축단부(2b)의 외주면의 사이는 오일실(27)에 의하여 밀봉되어 있다. 제1부재(25)의 연결부분(25c)은, 단판 본체부분(25a)에 있어서 제1유닛 단판(5)측의 원환모양의 단면의 외주 가장자리부분으로부터 제2유닛 단판(6)측으로 원통모양으로 돌출하고 있는 원환모양 부분(25e)과, 이 원환모양 부분(25e)의 끝으로부터 반경방향의 외측으로 연장되는 원환모양 부분(25f)을 구비하고 있다. 원환모양 부분(25f)의 외주 가장자리가 기어 본체부분(25b)의 내주면의 끝에 연결되고 있다.

제2부재(26)는 제1부재(25)의 계단모양의 내주면에 대응하는 계단모양의 외주면 형상을 하고 있다. 제1부재(25)의 원환모양 부분(25e)의 내주면에는, 원환모양의 제2베어링 하우징 부분(26a)이 일체화되어 있고, 제1부재(25)의 기어 본체부분(25b)의 내주면에는 톱니부 형성부분(26b)이 일체화되어 있고, 제1부재(25)의 원환모양 부분(25f)의 측면에는 원환모양의 연결부분(26c)이 일체화되어 있다.

여기에서 입력축(2)에 있어서 축단부(2b)측의 외주면에는, 제2입력베어링(4)의 내륜이 장착되는 내륜장착면(2c)이 형성되어 있다. 내륜장착면(2c)에 있어서 제1유닛 단판(5)측의 끝에는, 내륜정지기구로서의 원환모양의 단차면(2d)이 형성되어 있다. 또한 제2유닛 단판(6)의 단판 본체부분(25a)에 있어서 내측의 원환모양 단면(25g)은, 입력베어링(4)의 외륜정지기구로서 기능을 한다.

마찬가지로, 입력축(2)의 축단부(2a)측의 외주면에는, 제1입력베어링(3)의 내륜이 장착되는 내륜장착면(2e)이 형성되어 있다. 내륜장착면(2e)에 있어서 제2유닛 단판(6)측의 끝에는, 내륜정지기구로서의 원환모양의 단차면(2f)이 형성되어 있다. 또한 제1유닛 단판(5)의 내주측 플랜지(21c) 내측의 원환모양의 내측단면부분(21d)은 외륜정지기구로서 기능을 한다. 본 예에서는, 내측단면부분(21d)과 제1입력베어링(3)의 사이에는 심플레이트(shim plate)(29)가 장착된다. 한 쌍의 입력베어링(3, 4)에 의하여 지지되어 있는 입력축(2)의 중심축선(1a) 방향의 위치가 심플레이트(29)에 의하여 조정되어 있다.

(변형예1)

다음에 제1입력베어링(3) 및 제2입력베어링(4)의 외륜 정지부분을, 강도가 높은 철계소재로 형성되어 있는 제1베어링 하우징 부재(22) 및 제2베어링 하우징 부분(26a)에 형성해 두어도 좋다.

도3은 파동기어 유닛(1)의 변형예1을 나타내는 개략적인 종단면도이다. 도3에 나타내는 파동기어 유닛(1A)의 기본구성은 파동기어 유닛(1)와 동일하다. 따라서 대응하는 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 그들의 설명은 생략한다.

이 도면에 나타나 있는 파동기어 유닛(1A)의 제1베어링 하우징 부재(22)에는, 제1입력베어링(3)의 외륜 정지부분(22a)이 일체로 형성되어 있다. 또한 제2베어링 하우징 부분(26a)에는, 제2입력베어링(4)의 외륜 정지부분(26d)이 일체로 형성되어 있다.

(변형예2)

다음에 상기한 파동기어 유닛(1)에 있어서는, 제2유닛 단판(6)과 강성 내치기어(13)를 단일 복합부재(24)로 하고 있다. 이 대신에, 제2유닛 단판(6) 및 강성 내치기어(13)를 별개인 복합부재로 각각 구성할 수도 있다.

도4는 파동기어 유닛(1)의 변형예2를 나타내는 개략적인 종단면도이다. 도4에 나타내는 파동기어 유닛(1B)의 기본구성은 파동기어 유닛(1)와 동일하다. 따라서 대응하는 부위에는 동일한 부호를 붙이고, 그것들의 설명은 생략한다.

이 도면에 나타나 있는 파동기어 유닛(1B)에 있어서는, 제2유닛 단판(6A)은, 단판 본체부재(31)와 제2입력베어링(4)이 장착된 원환모양의 제2베어링 하우징 부재(32)가 일체화된 복합부재이다. 제2베어링 하우징 부재(32)는 철계소재로 이루어지며, 단판 본체부재(31)는 철계소재보다도 가벼운 경량소재로 이루어진다. 예를 들면 알루미늄 합금의 다이캐스팅 제품인 단판 본체부재(31)에, 제2베어링 하우징 부재(32)가 주조되어 둘러싸여 일체화되어 있다.

마찬가지로, 강성 내치기어(13A)는 원환모양의 기어 본체부분(33)과, 내치(內齒)가 내주면에 형성된 톱니부 형성부분(34)이 일체화된 복합부재이다. 톱니부 형성부분(34)은 철계소재로 이루어지며, 기어 본체부분(33)은 철계소재보다도 가벼운 경량소재로 이루어진다. 예를 들면 알루미늄 합금의 다이캐스팅 제품인 기어 본체부분(33)에, 톱니부 형성부분(34)이 주조되어 둘러싸여 일체화되어 있다.

[실시형태2]

도5는, 본 발명을 적용한 실시형태2에 관한 입력베어링 부착 파동기어 유닛을 나타내는 개략적인 단면도이다. 도6(a), (b) 및 (c)는 입력베어링 부착 파동기어 유닛의 정면도, 측면도 및 배면도이다.

입력베어링 부착 파동기어 유닛(1C)은, 중공모양의 입력축(51)과 입력축(51)의 일방의 제1축단부(51a)를 제1입력베어링(53)을 통하여 회전가능한 상태로 지지하고 있는 제1유닛 단판(54)과, 입력축(51)의 타방의 제2축단부(5lb)를 제2입력베어링(55)을 통하여 회전가능한 상태로 지지하고 있는 제2유닛 단판(56)을 구비하고 있다. 제1유닛 단판(54)과 제2유닛 단판(56)의 사이에는 파동기어 기구(57)가 배치되어 있다.

파동기어 기구(57)는, 입력축(51)과 일체로 회전하는 파동발생기(61), 파동발생기(61)에 의하여 비원형으로 휘어지게 되는 가요성 외치기어(62) 및 가요성 외치기어(62)에 대하여 부분적으로 맞물려 있는 강성 내치기어(63)를 구비하고 있다. 입력축(51)과 제1유닛 단판(54)의 사이는 오일실(64)에 의하여 밀봉되며, 입력축(51)과 제2유닛 단판(56)의 사이는 오일실(65)에 의하여 밀봉되어 있다.

제1유닛 단판(54)은, 제1단판 본체부재(54a)에 제1입력베어링(53)을 지지하는 원환모양의 제1베어링 하우징 부재(54b)가 일체화된 복합부재로 이루어진다. 마찬가지로 제2유닛 단판(56)은, 제2단판 본체부재(56a)에 제2입력베어링(55)을 지지하는 원환모양의 제2베어링 하우징 부재(56b)가 일체화된 복합부재로 이루어진다. 제1베어링 하우징 부재(54b) 및 제2베어링 하우징 부재(56b)는 철계소재로 형성되어 있고, 제1단판 본체부재(54a) 및 제2단판 본체부재(56a)는 철계소재보다도 가벼운 경량소재로 형성되어 있다.

제1유닛 단판(54)은, 알루미늄 합금의 다이캐스팅 제품인 제1단판 본체부재(54a)에 제1베어링 하우징 부재(54b)가 주조되어 둘러싸여 일체화되어 있다. 마찬가지로 제2유닛 단판(56)은, 알루미늄 합금의 다이캐스팅 제품인 제2단판 본체부재(56a)에 제2베어링 하우징 부재(56b)가 주조되어 둘러싸여 일체화되어 있다.

파동기어 기구(57)의 가요성 외치기어(62)는 실크해트 형상을 하고 있다. 즉 가요성 외치기어(62)는, 반경방향으로 휨이 가능한 원통모양 몸통부(62a), 원통모양 몸통부(62a)에 있어서 제1유닛 단판(54)측의 끝으로부터 반경방향의 외측으로 연장되는 원환모양의 다이어프램(62b), 다이어프램(62b)의 외주 가장자리에 연속하여 형성된 원환모양의 강성 보스(62c) 및 원통모양 몸통부(62a)에 있어서 제2유닛 단판(56)측의 외주면 부분에 형성된 외치(62d)를 구비하고 있다.

또한 파동기어 기구(57)의 가요성 외치기어(62)와 강성 내치기어(63)는, 크로스 롤러 베어링(58)(유닛 베어링)을 통하여 상대회전이 가능한 상태로 지지하고 있다. 크로스 롤러 베어링(58)의 외륜(58a)은, 가요성 외치기어(62)의 강성 보스(62c)를 협지하고, 제1유닛 단판(54)에 복수 개의 볼트(59a)에 의하여 연결되고 고정되어 있다. 크로스 롤러 베어링(58)의 내륜(58b)은 강성 내치기어(63)에 일체로 형성되어 있다. 즉 이들 내륜(58b) 및 강성 내치기어(63)가 하나의 원환모양 부재(60)로 형성되어 있다. 이 원환모양 부재(60)의 외주면에는 내측의 궤도면(60a)이 형성되어 있으며, 그 내주면에는 내치(60b)가 형성되어 있다. 원환모양 부재(60)는, 복수 개의 볼트(59b)에 의하여 제2유닛 단판(56)에 연결되고 고정되어 있다.

여기에서 제1베어링 하우징 부재(54b)에는, 원환모양의 제1외륜 정지부분(54c)이 형성되어 있다. 제1외륜 정지부분(54c)은, 제1입력베어링(53)의 외륜에 있어서의 제2유닛 단판(56)과는 반대측의 원환모양의 단면과 대치하고 있다. 마찬가지로, 제2베어링 하우징 부재(56b)에도 제2외륜 정지부분(56c)이 형성되어 있다. 제2외륜 정지부분(56c)은, 제2입력베어링(55)의 외륜에 있어서의 제1유닛 단판(54)과는 반대측의 원환모양의 단면과 대치하고 있다.

입력축(51)에 있어서의 축단부(5lb)측의 외주면에는, 제2입력베어링(55)의 내륜이 장착되는 내륜장착면(51c)이 형성되어 있다. 내륜장착면(51c)에 있어서 제1유닛 단판(54)측의 끝에는, 내륜정지기구로서의 원환모양의 단차면(51d)이 형성되어 있다. 입력축(51)의 타방의 축단부(51a)측의 외주면에는, 제1입력베어링(53)의 내륜이 장착되는 내륜장착면(51e)이 형성되어 있다. 내륜장착면(51e)에 있어서 제2유닛 단판(56)측의 끝에는, 내륜정지기구로서의 원환모양의 단차면(51f)이 형성되어 있다. 또한 제1유닛 단판(54)의 제1외륜 정지부분(54c)에 있어서, 내측의 원환모양의 내측단면부분(54d)과 제1입력베어링(53)의 사이에는 심플레이트(66)가 장착된다. 한 쌍의 입력베어링(53, 55)에 의하여 지지되어 있는 입력축(2)의 중심축선(50)의 방향의 위치가 심플레이트(66)에 의하여 조정되어 있다.

Claims

입력축(入力軸)과,
상기 입력축의 일방의 제1축단부를, 제1입력베어링을 통하여 회전가능한 상태로 지지하고 있는 제1유닛 단판(第1 unit 端板)과,
상기 입력축의 타방의 제2축단부를, 제2입력베어링을 통하여 회전가능한 상태로 지지하고 있는 제2유닛 단판과,
상기 입력축과 일체로 회전하는 파동발생기(波動發生器), 상기 파동발생기에 의하여 비원형으로 휘어지게 되는 가요성 외치기어(可撓性外齒gear) 및 상기 가요성 외치기어에 대하여 부분적으로 맞물려 있는 강성 내치기어(剛性內齒gear)를 구비하고, 상기 제1, 제2유닛 단판에 배치된 파동기어 기구(波動gear 機構)를
구비하고,
상기 제1유닛 단판은, 제1단판 본체부재에, 상기 제1입력베어링을 지지하는 원환모양의 제1베어링 하우징 부재가 일체화되고,
상기 제2유닛 단판은, 제2단판 본체부재에, 상기 제2입력베어링을 지지하는 원환모양의 제2베어링 하우징 부재가 일체화되며,
상기 제1베어링 하우징 부재 및 상기 제2베어링 하우징 부재는 철계소재(鐵系素材)로 형성되고,
상기 제1단판 본체부재 및 상기 제2단판 본체부재는, 상기 철계소재보다도 가벼운 경량소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 입력베어링 부착 파동기어 유닛.
제1항에 있어서,
상기 가요성 외치기어 및 상기 강성 내치기어를 상대회전이 가능한 상태로 지지하고 있는 유닛 베어링을 구비하고,
상기 가요성 외치기어는, 반경방향으로 휨이 가능한 원통모양 몸통부, 상기 원통모양 몸통부에 있어서의 상기 제1유닛 단판측의 끝으로부터 반경방향의 외측으로 연장되는 원환모양의 다이어프램(diaphragm), 상기 다이어프램의 외주 가장자리에 연속하여 형성된 원환모양의 강성 보스(剛性 boss) 및 상기 원통모양 몸통부에 있어서 상기 제2유닛 단판측의 외주면 부분에 형성한 외치(外齒)를 구비하고,
상기 유닛 베어링은, 상기 강성 보스를 협지하고 상기 제1유닛 단판에 연결 고정한 외륜(外輪) 및 상기 강성 내치기어를 협지하고 상기 제2유닛 단판에 연결 고정한 내륜(內輪)을 구비하고 있는 입력베어링 부착 파동기어 유닛.
제1항에 있어서,
상기 제1유닛 단판은, 알루미늄 합금의 다이캐스팅(diecasting) 제품인 상기 제1단판 본체부재에 상기 제1베어링 하우징이 주조되어 둘러싸여 일체화되어 있고,
상기 제2유닛 단판은, 알루미늄 합금의 다이캐스팅 제품인 상기 제2단판 본체부재에 상기 제2베어링 하우징이 주조되어 둘러싸여 일체화되어 있는 입력베어링 부착 파동기어 유닛.
제1항에 있어서,
상기 제1베어링 하우징 부재는 제1외륜 정지부분을 구비하고, 상기 제1외륜 정지부분은, 상기 제1입력베어링의 외륜에 있어서의 상기 제2유닛 단판과는 반대측의 원환모양의 단면과 대치하고 있고,
상기 제2베어링 하우징 부재는 제2외륜 정지부분을 구비하고, 상기 제2외륜 정지부분은, 상기 제2입력베어링의 외륜에 있어서의 상기 제1유닛 단판과는 반대측의 원환모양의 단면과 대치하고 있는 입력베어링 부착 파동기어 유닛.
제1항에 있어서,
상기 강성 내치기어는, 기어 본체부재와 톱니부 형성부재가 일체화된 제1복합부재이며,
상기 톱니부 형성부재의 원형 내주면에는 내치가 형성되어 있고,
상기 톱니부 형성부재는 철계소재로 이루어지며,
상기 기어 본체부재는 상기 철계소재보다도 가벼운 경량소재로 이루어지는 입력베어링 부착 파동기어 유닛.
제1항에 있어서,
상기 제2유닛 단판 및 상기 강성 내치기어는 단일 제2복합부재로 형성되어 있고,
상기 제2복합부재는, 상기 경량소재로 형성한 제1부재에 상기 철계소재로 형성한 제2부재가 일체화되어 있고,
상기 제1부재에는, 상기 제2단판 본체부재로서의 부분, 상기 강성 내치기어의 기어 본체부재로서의 부분 및 이들 부위의 사이를 연결하는 연결부분이 형성되어 있고,
상기 제2부재에는, 상기 제2베어링 하우징 부재로서의 부분, 상기 강성 내치기어에 있어서의 내치가 형성된 기어부 형성부로서의 부분 및 이들 부분의 사이를 연결하는 연결부분이 형성되어 있는 입력베어링 부착 파동기어 유닛.
제6항에 있어서,
상기 제1유닛 단판은, 알루미늄 합금의 다이캐스팅 제품인 상기 제1단판 본체부재에, 상기 제1베어링 하우징 부재가 주조되어 둘러싸여 일체화된 복합부재이며,
상기 제2복합부재는, 알루미늄 합금의 다이캐스팅 제품인 상기 제1부재에, 상기 철계소재의 상기 제2부재가 주조되어 둘러싸여 일체화된 복합부재인 입력베어링 부착 파동기어 유닛.
제6항에 있어서,
상기 제1베어링 하우징 부재는 제1외륜 정지부분을 구비하고,
상기 제1외륜 정지부분은, 상기 제1입력베어링의 외륜에 있어서 상기 제2유닛 단판과는 반대측의 원환모양의 단면과 대치하고 있으며,
상기 제2베어링 하우징 부재는 제2외륜 정지부분을 구비하고,
상기 제2외륜 정지부분은, 상기 제2입력베어링의 외륜에 있어서 상기 제1유닛 단판과는 반대측의 원환모양의 단면과 대치하고 있는 입력베어링 부착 파동기어 유닛.