(57)【要約】【課題】ダイヤフラムとボスの大きさの関係を適切に設定することにより、更なる扁平化を達成可能な外歯歯車を備えた波動歯車装置を提供すること。【解決手段】波動歯車装置１のカップ形状の外歯歯車３は、外歯３２が形成されている胴部３１の端から延びているダイヤフラム３３と、ダイヤフラム３３に一体形成された剛性のボス３４とを備えている。外歯３２の基準ピッチ円直径をＡ、ボス３４の外径をＢとすると、比Ｂ／Ａが０．５９以下となるように設定されている。従来設計による同一外径のダイヤフラムを備えた外歯歯車の場合に比べて、外歯歯車３は、ダイヤフラム３３の内周縁から外周縁までの半径方向の長さ寸法が大きい。コーニングに起因する外歯歯車の各部位に生じる曲げ応力を低減でき、歯筋方向における外歯の内歯に対するかみ合い状態も改善される。外歯歯車の更なる扁平化を実現できる。【選択図】図１
0003230245.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
剛性の内歯歯車と、
カップ形状をした可撓性の外歯歯車と、
波動発生器と
を有しており、
前記外歯歯車は、
半径方向に撓み可能な円筒形状をした胴部と、
前記胴部において、その中心軸線の方向の一方の端の側の外周面部分に形成されている外歯と、
前記胴部の他方の端から半径方向の内側に延びている円盤状のダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムに同軸となるように一体形成され、あるいは、前記ダイヤフラムに同軸に接合されている剛性のボスとを備えており、
前記外歯の基準ピッチ円直径をＡ、前記ボスの外径をＢとすると、これらの比Ｂ／Ａの最大値は０．５９である波動歯車装置。
【請求項２】
前記ボスは、前記ダイヤフラムの中心部分に一体形成されている請求項１に記載の波動歯車装置。
【請求項３】
前記ボスは、前記ダイヤフラムに、同軸に接合されている請求項１に記載の波動歯車装置。
【請求項４】
前記ボスは、その中心部分を中心軸線の方向に貫通している中空部を備えている請求項１に波動歯車装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は波動歯車装置に関し、特に、カップ形状をした外歯歯車を備えた波動歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カップ形状の外歯歯車を備えた波動歯車装置は、例えば特許文献１（特開２０１４−２０６２６５号公報）に開示されている。波動発生器によって楕円状に撓められるカップ形状の外歯歯車は、半径方向に撓み可能な円筒状の胴部と、この胴部の一方の端の側の外周面部分に形成した外歯と、胴部の他方の端から半径方向の内側に延びているダイヤフラムと、ダイヤフラムの内周縁に一体形成した円環形状をした剛性のボスとを備えている。ボスは、外歯歯車を他の部材に取り付けるための取付け用のフランジとして機能する。特許文献１に開示の波動歯車装置においては、カップ形状の外歯歯車のボスが、出力軸として機能するクロスローラベアリングの内輪に同軸に接合されている。
【０００３】
図３（Ａ）〜（Ｄ）は、カップ形状の外歯歯車の初期状態および楕円状に撓められた後の状態を示す説明図である。図３（Ａ）には、波動発生器１４０によって撓められる前の外歯歯車１３０の形状である真円Ｃ１、および、撓められた後の外歯歯車１３０の形状である楕円Ｃ２を示してある。図３（Ｂ）はカップ形状の外歯歯車が撓められる前の真円Ｃ１の状態の断面を示す説明図である。図３（Ｃ）は撓められた状態の外歯歯車１３０における楕円Ｃ２の長軸Ｌ１を含む断面を示す説明図であり、図３（Ｄ）は撓められた状態の外歯歯車１３０における楕円Ｃ２の短軸Ｌ２を含む断面を示す説明図である。
【０００４】
図３（Ｃ）に示す楕円Ｃ２の長軸Ｌ１を含む断面では、外歯歯車１３０の円筒状の胴部１３１における外歯１３２が形成されている部分は、次のように撓む。すなわち、外歯１３２が形成されている部分は半径方向の外方に撓んでおり、その半径方向の外方への撓み量は、外歯１３２の歯筋方向に沿って、その後端１３２ｂから胴部開口側の前端１３２ａに向けて、漸増している。図３（Ｄ）に示す楕円Ｃ２の短軸Ｌ２を含む断面において、外歯１３２が形成されている部分は、半径方向の内側に撓んでおり、その半径方向の内方への撓み量は、後端１３２ｂから前端１３２ａに向けて、漸増している。このような外歯歯車３の撓み状態はコーニング(ｃｏｎｉｎｇ)と呼ばれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２０６２６５号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
従来においては、カップ形状の外歯歯車におけるダイヤフラムおよびボスの寸法は次のように設定されている。ダイヤフラムの外径寸法として、外歯の基準ピッチ円直径が用いられる。外歯の基準ピッチ円直径をＡとし、ボスの外径をＢとする。これらの比Ｂ／Ａが、０．６〜０．７の範囲内の値となるように、ダイヤフラムおよびボスが設計されている。
【０００７】
ここで、ダイヤフラムと、その中心部分に形成されているボスとの寸法比Ｂ／Ａを変更することについて、従来においては何ら着目されていない。
【０００８】
本考案の目的は、この点に鑑みて、ダイヤフラムとボスの大きさの関係を適切に設定することにより、コーニングに起因するダイヤフラムに生じる曲げ応力を低減でき、両歯車の歯筋方向のかみ合い状態の変化を抑制でき、外歯歯車の更なる扁平化を達成可能な外歯歯車を備えた波動歯車装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案の波動歯車装置は、カップ形状をした可撓性の外歯歯車を備えている。外歯歯車は、半径方向に撓み可能な円筒形状をした胴部と、胴部において、その中心軸線の方向の一方の端の側の外周面部分に形成されている外歯と、胴部の他方の端から半径方向の内側に延びている円盤状のダイヤフラムと、ダイヤフラムに同軸となるように一体形成され、あるいは、ダイヤフラムに同軸に接合されている剛性のボスとを備えている。外歯の基準ピッチ円直径をＡ、ボスの外径をＢとすると、これらの比Ｂ／Ａの最大値は０．５９である。
【００１０】
従来設計による同一外径のダイヤフラムを備えた外歯歯車の場合に比べて、本考案による外歯歯車では、ボスに繋がっているダイヤフラムの内周縁からダイヤフラムの外周縁までの半径方向の長さ寸法を確保できる。これにより、外歯歯車のコーニングに起因するダイヤフラムの内周縁部分、外周縁部分などに生じる撓み量を低減でき、外歯の歯筋方向における撓み量の変化を少なくできる。この結果、外歯歯車の各部位に生じる曲げ応力を低減でき、歯筋方向における外歯の内歯に対するかみ合い状態も改善される。このため、外歯歯車の更なる扁平化を実現できる。
【００１１】
ここで、ボスは、一般に、ダイヤフラムに一体形成される。換言すると、ボスとダイヤフラムは単一部品として製作される。ボスをダイヤフラムに一体形成する代わりに、ボスをダイヤフラムとは別の部品として製作し、ダイヤフラムに同軸に接合してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）は本考案を適用した波動歯車装置を示す断面図、（Ｂ）は内歯歯車に対する外歯歯車のかみ合い状態を示す説明図、（Ｃ）は外歯歯車を示す断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）はカップ形状をした外歯歯車の各例を示す説明図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は外歯歯車のコーニングを示す説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照して、本考案を適用した波動歯車装置の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示すように、本考案の実施の形態に係る波動歯車装置１は、円環形状をした剛性の内歯歯車２、カップ形状をした可撓性の外歯歯車３、および波動発生器４を備えている。
【００１５】
内歯歯車２は、剛性の円環状部材２１と、この円環状部材２１の円形内周面に形成した内歯２２とを備えている。外歯歯車３は、円筒状の胴部３１と、胴部３１の一端である開口端の側の外周面部分に形成した外歯３２と、胴部３１の他方の端から半径方向の内側に延びる円盤形状のダイヤフラム３３と、ダイヤフラム３３の内周縁に繋がっている剛性のボス３４とを備えている。ボスは、円環形状（中空軸形状）をしており、その中心部分を中心軸線の方向に貫通している中空部を備えている。外歯３２は、内歯歯車２の内歯２２に対して半径方向の内側から対峙しており、内歯２２にかみ合い可能である。
【００１６】
外歯歯車３の胴部３１における外歯３２が形成されている部分の内側に、波動発生器４が同軸に嵌め込まれている。波動発生器４は、円環形状（中空軸形状）の剛性のプラグ４１と、このプラグ４１の非円形輪郭、本例では楕円形輪郭の外周面４２に嵌めたウエーブベアリング４３とを備えている。波動発生器４によって、外歯歯車３の外歯３２が形成されている部分が楕円形状に撓められている。楕円形状の長軸Ｌｍａｘの両端部分に位置する外歯３２が、内歯２２にかみ合っている。
【００１７】
例えば、内歯歯車２が静止側部材とされ、外歯歯車３が駆動側部材とされ、波動発生器４は不図示のモータなどから回転が入力される入力側部材とされる。波動発生器４が回転すると、両歯車２、３のかみ合い位置が円周方向に移動する。両歯車２、３の歯数差に応じて両歯車２、３の間に発生する相対回転が、外歯歯車３から、不図示の負荷部材の側に出力される。
【００１８】
ここで、図１（Ｃ）に示すように、外歯歯車３の外歯３２の基準ピッチ円直径をＡ、ボス３４の外径をＢとする。外歯歯車は、これらの比Ｂ／Ａが０．５９以下となるように、設計されている。
【００１９】
従来設計によるカップ形状をした同一外径の外歯歯車（０．６＜Ｂ／Ａ＜０．７）の場合に比べて、本例の外歯歯車３では、ボス３４に繋がっているダイヤフラム３３の内周縁３３ａからダイヤフラム３３の外周縁３３ｂ（外歯３２の基準ピッチ円直径Ａ）までの半径方向の長さ寸法Ｒ（３３）が大きい。これにより、外歯歯車３のコーニングに起因するボス３４に繋がっているダイヤフラム３３の内周縁３３ａなどに生じる撓み量を低減でき、外歯３２の歯筋方向における撓み量の変化を少なくできる。この結果、外歯歯車３の各部位に生じる曲げ応力を低減でき、歯筋方向における外歯３２の内歯２２に対するかみ合い状態も改善される。また外歯歯車３の扁平化にも有利である。
【００２０】
(外歯歯車の形状)
図２（Ａ）〜（Ｄ）は、上記の外歯歯車３の代わりに用いることのできる各種形状のカップ形状の外歯歯車を示す説明図である。
【００２１】
図２（Ａ）に示す外歯歯車３Ａは、外歯３２が形成されている円筒状の胴部３１と、ダイヤフラム３３Ａと、ダイヤフラム３３Ａに一体形成したボス３４Ａとを備えている。外歯歯車３Ａの外歯３２の基準ピッチ円直径Ａと、ボス３４Ａの外径Ｂとの比は、例えば、０．５に設定されている。
【００２２】
図２（Ｂ）に示す外歯歯車３Ｂは、図１に示す外歯歯車３と同一構成であり、外歯３２が形成されている円筒状の胴部３１と、ダイヤフラム３３Ｂと、ダイヤフラム３３Ｂに一体形成したボス３４Ｂとを備えている。外歯歯車３Ｂの外歯３２の基準ピッチ円直径Ａと、ボス３４Ｂの外径Ｂとの比は、例えば、０．５に設定されている。
【００２３】
図２（Ｃ）に示す外歯歯車３Ｃは、外歯３２が形成されている円筒状の胴部３１と、ダイヤフラム３３Ｃと、ダイヤフラム３３Ｃに一体形成したボス３４Ｃとを備えている。外歯歯車３Ｃの外歯３２の基準ピッチ円直径Ａと、ボス３４Ｃの外径Ｂとの比は、例えば、０．２５に設定されている。
【００２４】
図２（Ｄ）に示す外歯歯車３Ｄは、外歯３２が形成されている円筒状の胴部３１と、円盤形状のダイヤフラム３３Ｄとを備えたカップ形状の外歯本体部分と、ダイヤフラム３３Ｄの中心部分に同軸に取り付けた円盤形状のボス３４Ｄとから構成される。ダイヤフラム３３Ｄとは別部材として製作した円盤形状（中実軸形状）のボス３４Ｄ（あるいは負荷側の部材）は、ダイヤフラム３３Ｄの中心部分に同軸に接合される。外歯歯車３Ｄの外歯３２の基準ピッチ円直径Ａと、ボス３４Ｄの外径Ｂとの比は、例えば、０．５に設定されている。
【符号の説明】
【００２５】
１  波動歯車装置
２  内歯歯車
３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ  外歯歯車
４  波動発生器
２１  円環状部材
２２  内歯
３１  胴部
３２  外歯
３３、３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ  ダイヤフラム
３３ａ  内周縁
３３ｂ  外周縁
３４  ボス
３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄ  ボス
４１  プラグ
４２  外周面
４３  ウエーブベアリング
Ａ    基準ピッチ円直径
Ｂ    外径
Ｒ（３３）  半径方向の長さ寸法
Ｌｍａｘ  長軸
【図１】
0003230245.tif 000003
【図２】
0003230245.tif 000004
【図３】
0003230245.tif 000005