(57)【要約】【課題】波動歯車減速機の負荷容量を高めること。【解決手段】カップ型の波動歯車減速機１のウエーブジェネレータ４は、ウエーブプラグ４１とウエーブベアリング４２を備え、ウエーブベアリング４２は装置軸線１ａの方向の並列配置した２個のラジアル玉軸受４３、４４から構成されている。これらのラジアル玉軸受４３、４４の外輪４３ａ、４４ａを包含する歯筋方向に長い広幅の外歯３４がフレクスプライン３に形成され、広幅の外歯３４に対応した広幅の内歯２４がサーキュラスプライン２に形成されている。複数個のラジアル玉軸受４３、４４を用いてフレクスプライン３とサーキュラスプライン２の間に、広い歯幅の噛み合い状態を形成できる。これにより、寸法増加を伴うことなく、波動歯車減速機１の負荷容量を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーキュラスプライン（２）と、このサーキュラスプライン（２）の内側に配置されたフレクスプライン（３）と、このフレクスプライン（３）の内側に嵌め込まれたウエーブジェネレータ（４）とを有し、
前記フレクスプライン（３）は前記ウエーブジェネレータ（４）によって半径方向に撓められて部分的に前記サーキュラスプライン（２）に噛み合っており、
前記フレクスプライン（３）はカップ形状あるいはシルクハット形状のものであり、その可撓性の筒状胴部（３１）の一方の開口端（３１ａ）の側の外周面部分に外歯（３４）が形成され、前記筒状胴部（３１）の他端には半径方向の内方あるいは外方に延びるダイヤフラム（３２）が連続しており、
前記ウエーブジェネレータ（４）が回転すると、両スプライン（２、３）の噛み合い位置が円周方向に移動し、両スプライン（２、３）の歯数差に応じて両スプライン（２、３）の間に相対回転が発生する波動歯車装置（１）において、
前記ウエーブジェネレータ（４）は、剛性の非円形輪郭のウエーブプラグ（４１）と、このウエーブプラグ（４１）の外周面（４１ａ）および前記フレクスプライン（３）の前記外歯（３４）が形成されている部分の内周面部分（３１ｂ）の間に嵌め込まれているウエーブベアリング（４２）とを備えており、
前記ウエーブベアリング（４２）は、装置軸線（１ａ）の方向に並列配置された少なくとも２個のころがり軸受（４３、４４）、あるいは、複列のころがり軸受であり、半径方向に撓み可能な外輪（４３ａ、４４ａ）および内輪（４３ｂ、４４ｂ）を備えていることを特徴とする波動歯車装置（１）。
【請求項２】
請求項１に記載の波動歯車装置（１）において、
前記ウエーブプラグ（４１）の外周面（４１ａ）の外径は、前記装置軸線（１ａ）の方向に沿って、前記フレクスプライン（３）の前記ダイヤフラム（３２）から前記開口端（３１ａ）に向かって漸増していることを特徴とする波動歯車装置（１）。
【請求項３】
請求項１または２に記載の波動歯車装置（１）において、
前記フレクスプライン（３）は前記ウエーブジェネレータ（４）によって楕円形に撓められており、当該楕円形状における長軸の両端部分で前記サーキュラスプライン（２）に噛み合っていることを特徴とする波動歯車装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は負荷容量を高めるためにサーキュラスプラインおよびフレクスプラインの歯形を歯筋方向に広幅とした波動歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
波動歯車装置としては、そのフレクスプラインがカップ形状をしたカップ型のもの、および、シルクハット形状をしたシルクハット型のものが知られている。このような波動歯車装置では、寸法を増加させずに負荷容量を高めるために、外歯および内歯の歯形の改良、フレクスプラインの肉厚形状の最適化などを図っている。歯形の改良については特許文献１などにおいて提案されており、フレクスプラインの肉厚形状の改良については特許文献２などにおいて提案されている。
【特許文献１】特開２００７−２１１９０７号公報
【特許文献２】特開２００６−５７６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、従来において行われていた歯形改良、肉厚形状の改良などとは異なる方法を採用して、寸法を増加させずに高負荷容量の波動歯車装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、本発明の波動歯車装置は以下の構成を備えたことを特徴としている。なお、括弧内の符号は本発明の実施の形態におけるものであり、本発明の理解を容易にすることを意図したものであり、本願発明を実施の形態に限定することを意図したものではない。
【０００５】
すなわち、本発明は、サーキュラスプライン（２）と、このサーキュラスプライン（２）の内側に配置されたフレクスプライン（３）と、このフレクスプライン（３）の内側に嵌め込まれたウエーブジェネレータ（４）とを有し、前記フレクスプライン（３）は前記ウエーブジェネレータ（４）によって半径方向に撓められて部分的に前記サーキュラスプライン（２）に噛み合っており、前記フレクスプライン（３）はカップ形状あるいはシルクハット形状のものであり、その可撓性の筒状胴部（３１）の一方の開口端（３１ａ）の側の外周面部分に外歯（３４）が形成され、前記筒状胴部（３１）の他端には半径方向の内方あるいは外方に延びるダイヤフラム（３２）が連続しており、前記ウエーブジェネレータ（４）が回転すると、両スプライン（２、３）の噛み合い位置が円周方向に移動し、両スプライン（２、３）の歯数差に応じて両スプライン（２、３）の間に相対回転が発生する波動歯車装置（１）において、
前記ウエーブジェネレータ（４）は、剛性の非円形輪郭のウエーブプラグ（４１）と、このウエーブプラグ（４１）の外周面（４１ａ）および前記フレクスプライン（３）の前記外歯（３４）が形成されている部分の内周面部分（３１ｂ）の間に嵌め込まれているウエーブベアリング（４２）とを備えており、前記ウエーブベアリング（４２）は、装置軸線（１ａ）の方向に並列配置された少なくとも２個のころがり軸受（４３、４４）、あるいは、複列のころがり軸受であり、半径方向に撓み可能な外輪（４３ａ、４４ａ）および内輪（４３ｂ、４４ｂ）を備えていることを特徴としている。
【０００６】
ここで、前記ウエーブプラグ（４１）の外周面（４１ａ）の外径は、前記装置軸線（１ａ）の方向に沿って、前記フレクスプライン（３）の前記ダイヤフラム（３２）から前記開口端（３１ａ）に向かって漸増していることが望ましい。フレクスプライン（３）の外歯（３４）の撓み量は、その歯筋方向における開口端側の端（３４ａ）において最も大きく、ダイヤフラム側の端（３４ｂ）において最も小さい。このような撓み状態に合わせて、ウエーブプラグ（４１）の外周面形状を設定することにより、歯幅の広いフレクスプラインとサーキュラスプラインの噛み合い状態を改善できる。
【０００７】
また、一般的に使用される波動歯車装置においては、前記フレクスプライン（３）は前記ウエーブジェネレータ（４）によって楕円形に撓められ、当該楕円形状における長軸の両端部分で前記サーキュラスプライン（２）に噛み合っている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の波動歯車装置においては、装置軸線方向に並列配置した２個以上のころがり軸受、あるいは、複列のころがり軸受を備えたウエーブジェネレータを用いて、フレクスプラインを半径方向に撓めてサーキュラスプラインに噛み合わせている。したがって、ウエーブジェネレータのウエーブベアリングによって支持されるフレクスプラインの外歯形成部分を広げることができる。この結果、従来に比べて広い歯幅のフレクスプラインおよびサーキュラスプラインを用いることができるので、寸法増加を招くことなく従来に比べて波動歯車装置の負荷容量を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る波動歯車装置を説明する。
【００１０】
図１は、本実施の形態に係るカップ型の波動歯車減速機を示す含軸断面図である。カップ型の波動歯車減速機１の基本構成は従来のものと同様であり、円環状の剛体からなるサーキュラスプライン２と、サーキュラスプライン２の内側に配置されたカップ形状のフレクスプライン３と、フレクスプライン３の内側に嵌め込まれた楕円形輪郭のウエーブジェネレータ４とを有している。
【００１１】
カップ形状のフレクスプライン３は、半径方向に撓むことのできる円筒状胴部３１と、この円筒状胴部３１の一端に連続して半径方向の内方に延びている円盤状のダイヤフラム３２と、このダイヤフラム３２の内周縁に連続している円環状のボス３３と、円筒状胴部３１の開口端３１ａの側の外周面部分に形成された外歯３４とを備えている。この外歯３４が形成されている円筒状胴部３１の部分は、ウエーブジェネレータ４によって楕円形に撓められ、その楕円形状の長軸方向の両端部分に位置する外歯３４が、サーキュラスプライン２の内歯２４に噛み合っている。
【００１２】
ウエーブジェネレータ４は、楕円形輪郭をした剛性のウエーブプラグ４１とウエーブベアリング４２を備えている。ウエーブベアリング４２は、ウエーブプラグ４１の外周面４１ａと、フレクスプライン３の外歯３４が形成されている部分の内周面部分３１ｂとの間に嵌め込まれている。
【００１３】
ウエーブベアリング４２は、装置軸線１ａの方向に並列配置された２個のラジアル玉軸受４３、４４から構成されている。各ラジアル玉軸受４３、４４は、半径方向に撓むことのできる外輪４３ａ、４４ａおよび内輪４３ｂ、４４ｂを備えている点が通常のラジアル軸受と相違している。各ラジアル玉軸受４３、４４は楕円形輪郭のウエーブプラグ４１の外周面４１ａに対応して楕円形に撓められている。
【００１４】
フレクスプライン３の外歯３４は、２個のラジアル玉軸受４３、４４の外輪４３ａ、４４ａを包含する広い歯幅に設定されている。これに対応して、サーキュラスプライン３１の内歯２４も広い歯幅に設定されている。
【００１５】
また、ウエーブジェネレータ４によってフレクスプライン３が楕円形に撓められた状態においては、外歯３４の半径方向の撓み量は、その歯筋方向に沿って、ダイヤフラム３２の側の端３４ｂから開口端３１ａの側の端３４ａに向けて漸増し、開口端側の端３４ａにおいて最大になる。フレクスプライン３の外歯３４が広幅であるので、そのダイヤフラム側の端３４ｂと開口端側の端３４ａの間の撓み量の差が大きくなる。外歯３４をダイヤフラム側の端３４ｂおよび開口端側の端３４ａのいずれにおいても確実にウエーブベアリング４２の外歯４３ａ、４４ａによって支持して、外歯３４と内歯２４の噛み合い状態が改善されるように、ウエーブプラグ４１の外周面４１ａは、装置軸線１ａの方向に沿って、フレクスプライン３のダイヤフラム３２から開口端３１ａに向かって外径が漸増しているテーパ面とされている。
【００１６】
この構成の波動歯車減速機１では、ウエーブジェネレータ４のウエーブプラグ４１の軸穴４１ｂに高速回転軸（図示せず）が連結固定され、ウエーブジェネレータ４が高速回転する。ウエーブジェネレータ４が回転すると、両スプライン２、３の噛み合い位置が円周方向に移動し、両スプラインの歯数差に応じて両スプライン２、３の間には相対回転が発生する。一般にはフレクスプライン３はサーキュラスプライン２よりも２ｎ枚（ｎは正の整数）少ない歯数とされる。また、サーキュラスプライン２が装置ハウジング（図示せず）に固定され、フレクスプライン３のボス３３が負荷側に連結固定される。この場合には、フレクスプライン３から減速回転が取り出されて負荷側に伝達される。本例では、外歯３４および内歯２４は幅広の歯形とされており、両歯の噛み合い領域が広い。したがって、負荷容量の高い波動歯車減速機１を得ることができる。
【００１７】
特に、本例の波動歯車減速機１は、その径方向の寸法を増加させることなく負荷容量を高めることができるので、径方向の設置スペースが限られているロボットハンドなどの駆動機構に組み込むのに適している。
【００１８】
（その他の実施の形態）
上記の例では、ウエーブベアリング４２に２個のラジアル玉軸受を用いているが、３個以上のころがり軸受を並列配置してもよい。また、２列以上の複列のころがり軸受を用いることもできる。
【００１９】
また、上記の例はカップ型の波動歯車減速機についてのものであるが、本発明はダイヤフラムが半径方向の外方に広がっているシルクハット型の波動歯車減速機にも同様に適用可能である。
【００２０】
さらに、上記の例は波動歯車装置を減速機として用いた場合のものであるが、増速機として用いる場合にも本発明を同様に適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用したカップ型の波動歯車減速機の含軸断面を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    波動歯車減速機
１ａ  装置軸線
２    サーキュラスプライン
２４  内歯
３    フレクスプライン
３１  円筒状胴部
３１ａ  開口端
３１ｂ  内周面部分
３２  ダイヤフラム
３３  ボス
３４  外歯
３４ａ  外歯の開口端側の端
３４ｂ  外歯のダイヤフラム側の端
４    ウエーブジェネレータ
４１  ウエーブプラグ
４１ａ  外周面
４１ｂ  軸穴
４２  ウエーブベアリング
４３、４４  ラジアル玉軸受
４３ａ、４４ａ  外輪
４３ｂ、４４ｂ  内輪
【図１】
2010014215.tif 000003