(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状をした装置ハウジングと、当該装置ハウジングの一方の側の第１の開口端に配置された第１の端板と、前記装置ハウジングの他方の側の第２の開口端に配置された第２の端板と、前記装置ハウジングの内側に同軸状態に配置され、両端がそれぞれ前記第１および第２の端板によって回転自在に支持されている入力軸と、前記第１の開口端と前記第１の端板の間を密閉する第１のシール手段と、前記第２の開口端と前記第２の端板の間を密閉する第２のシール手段と、前記第１の端板と前記入力軸の間を密閉する第３のシール手段と、前記第２の端板と前記入力軸の間を密閉する第４のシール手段と、前記の装置ハウジング、第１および第２の端板、並びに前記第１乃至第４のシール手段によって区画形成される密閉空間内に組み込まれた波動歯車機構とを有することを特徴とする密閉型波動歯車装置。
【請求項２】
請求項１において、前記波動歯車機構は、
円筒状の胴部、この胴部における前記第１の端板の側の開口端外周面に形成された外歯、この胴部における前記第２の端板の側の開口端から半径方向の外側に向けて連続している環状のダイヤフラムおよびこのダイヤフラムの外周縁に連続した厚肉の環状ボスを備えたシルクハット型の可撓性外歯歯車と、前記外歯の外周に配置され内周面に当該外歯に噛み合い可能な内歯が形成されている環状の剛性内歯歯車と、前記外歯が形成されている円筒状胴部の内側に配置されて当該円筒状胴部を半径方向に撓めて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備えており、
前記入力軸は、当該波動発生器に固着されていること共に当該波動発生器を貫通して延びていることを特徴とする密閉型波動歯車装置。
【請求項３】
請求項２において、前記可撓性外歯歯車の円筒状胴部の外周に配置された軸受けを有し、当該軸受けの外輪は、前記装置ハウジング、前記環状ボスおよび前記第２の端板に固着され、内輪は前記剛性内歯歯車および前記第１の端板に固着されているベアリングとを有することを特徴とする密閉型波動歯車装置。
【請求項４】
請求項３において、前記ベアリングはクロスローラベアリングであり、前記第２の端板と前記装置ハウジングの内周面に形成した環状段面との間に、前記可撓性外歯歯車の環状ボスと前記クロスローラベリングの外輪が挟み込まれた状態でこれらの四部材が締結されており、
当該クロスローラベアリングの内輪の環状端面と前記第１の端板の内側の環状端面の間に前記剛性内歯歯車が挟み込まれた状態でこれらの三部材が締結されていることを特徴とする密閉型波動歯車装置。
【請求項５】
請求項４において、前記第１のシール手段は磁気シールであることを特徴とする密閉型波動歯車装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のうちの何れかの項において、前記入力軸は中空入力軸であり、両端はそれぞれ前記第１および第２の端板を貫通して延びていることを特徴とする密閉型波動歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は波動歯車装置に関し、特に、クリーンルーム等における駆動機構として採用するのに適した密閉型波動歯車装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
波動歯車装置としては、その構成部品である可撓性外歯歯車が、環状をした形式のもの、カップ状をした形式のもの、およびシルクハット状をした形式のものが知られている。これらのうち、本願人は、先に、特願平６−３１０８３４号明細書、同６−３１０８３５号明細書において偏平なシルクハット状の可撓性外歯歯車を備えた波動歯車装置を提案している。この偏平なシルクハット状の可撓性外歯歯車を用いれば波動歯車装置を偏平に構成することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本願人は、先に、特願平７−１２０９５７０号の明細書において上記の偏平なシルクハット状の可撓性外歯歯車を採用した場合に適した構造の偏平型波動歯車装置を提案している。
【０００４】
本発明の課題は、この偏平型波動歯車装置を利用して、クリーンルーム等で使用する駆動機構に対して組み込むのに適した密閉型波動歯車装置を簡単な構成により実現することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の密閉型波動歯車装置においては、円筒状をした装置ハウジングと、当該装置ハウジングの一方の側の第１の開口端に配置された第１の端板と、前記装置ハウジングの他方の側の第２の開口端に配置された第２の端板と、前記装置ハウジングの内側に同軸状態に配置され、両端がそれぞれ前記第１および第２の端板によって回転自在に支持されている入力軸と、前記第１の開口端と前記第１の端板の間を密閉する第１のシール手段と、前記第２の開口端と前記第２の端板の間を密閉する第２のシール手段と、前記第１の端板と前記入力軸の間を密閉する第３のシール手段と、前記第２の端板と前記入力軸の間を密閉する第４のシール手段とを有しており、これら装置ハウジング、第１および第２の端板、並びに前記第１乃至第４のシール手段によって密閉された空間を構成し、この内部に、波動歯車機構を組み込んだ構成を採用している。
【０００６】
この構成の密閉型波動歯車装置においては、波動歯車機構が密閉空間内に組み込まれているので、そこに供給される潤滑剤が外部に洩れ出ることがない。また、クリーンルーム等に配置する場合には、装置の外周部分に錆が発生しないように防錆処理を施す必要がある。本発明の装置では、波動歯車機構を構成する各部品は密閉空間内に組み込まれているので、防錆処理を施す必要がない。密閉空間を構成している装置ハウジング、第１および第２の端板、入力軸および締結用ボルト等における装置外部に露出している表面のみに防錆処理を施せばよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態では、上記の波動歯車機構として次の構成のものを採用することができる。すなわち、円筒状の胴部、この胴部における前記第１の端板の側の開口端外周面に形成された外歯、この胴部における前記第２の端板の側の開口端から半径方向の外側に向けて連続している環状のダイヤフラムおよびこのダイヤフラムの外周縁に連続した厚肉の環状ボスを備えたシルクハット型の可撓性外歯歯車と、前記外歯の外周に配置され内周面に当該外歯に噛み合い可能な内歯が形成されている環状の剛性内歯歯車と、前記外歯が形成されている円筒状胴部の内側に配置されて当該円筒状胴部を半径方向に撓めて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備えた構成のものを採用することができる。
【０００８】
この場合には、前記入力軸は、当該波動発生器に固着されると共に当該波動発生器を貫通させた状態に取り付けられる。
【０００９】
次に、剛性内歯歯車と可撓性外歯歯車を、相対回転が自在の状態で支持するための軸受けは、前記可撓性外歯歯車の円筒状胴部の外周に配置することができる。この場合には、当該軸受けの外輪は、前記装置ハウジング、前記環状ボスおよび前記第２の端板に固着され、内輪は前記剛性内歯歯車および前記第１の端板に固着した構成とすることができる。
【００１０】
ここで、当該軸受けとしては、クロスローラベアリングを採用することができる。この場合には、前記第２の端板と前記装置ハウジングの内周面に形成した環状段面との間に、前記可撓性外歯歯車の環状ボスと前記クロスローラベリングの外輪を挟み込んだ状態でこれらの四部材を締結すると共に、当該クロスローラベアリングの内輪の環状端面と前記第１の端板の内側の環状端面の間に前記剛性内歯歯車を挟み込んだ状態でこれらの三部材を締結する構成を採用できる。
【００１１】
一方、前記第１のシール手段は、装置ハウジングと、これ対して相対的に回転自在となっている第１の端板の間を密閉するものであるから、磁気シールを採用することができる。
【００１２】
次に、前記入力軸を中空入力軸とすれば、この中空部分を利用して、別の部材を配置でき、また電気配線等の引回しも行うことができるので、装置レイアウト等の自由度が増す等の利点がある。
【００１３】
【実施例】
以下に、図１を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１４】
本例の密閉型波動歯車装置１は、その装置ハウジング２として両端が開口端２０１、２０２となっている円筒状のものを備えている。一方の側の開口端２０１（第１の開口端）には第１の端板３が配置され、他方の側の開口端３０２（第２の開口端）には第２の端板４が配置されている。装置ハウジング２の内側においては、装置軸線１ａの方向に向けて、同軸状態に中空入力軸５が配置されている。この中空入力軸５の第１の端部５０１は第１の端板３に開けた貫通孔３０１から露出しており、その外周部分は、ボールベアリング６を介して当該第１の端板３を回転自在に支持している。中空入力軸５の他方の第２の端部５０２は、第２の端板に開けた貫通孔４０１を貫通して外側に突出しており、その外周部分は、ボールベアリング７を介して当該第２の端板４を回転自在に支持している。
【００１５】
ここで、第１の端板３の内周面と中空入力軸５の第１の端部５０１の外周面の間は、ボールベアリング６よりも外側の位置に装着したオイルシール（第３のシール手段）８によって密閉されている。同様に、第２の端板４の内周面と中空入力軸５の第２の端部５０２の外周面の間は、ボールベアリング７よりも外側の位置に装着したオイルシール（第４のシール手段）９によって密閉されている。これに対して、第１の端板３の外周面３０２と装置ハウジング２の開口端２０１の内周面との間には、磁気シール（第１のシール手段）１１が装着され、これらの間が密閉されている。第２の端板４の外周面４０２と装置ハウジング２の開口端２０２の内周面との間には、Ｏリング（第２のシール手段）１２が装着され、これによってこれらの間が密閉されている。
【００１６】
このように、装置ハウジング１と、中空入力軸５と、左右の端板３、４と、これらの間を密閉状態に保持している第１ないし第４のシール手段（８、９、１１、１２）によって、ほぼ環状の密閉空間１３が区画形成されている。この密閉空間１３には、下記の構成の波動歯車機構２０が組み込まれている。
【００１７】
波動歯車機構２０は、環状の剛性内歯歯車２１０と、シルクハット型の可撓性外歯歯車２２０と、波動発生器２３０から構成される。可撓性外歯歯車２２０は、円筒状の胴部２２１と、その一方の側の開口端の外周に形成された外歯２２２と、他方の開口端に連続して半径方向の外側に直角に延びる環状のダイヤフラム２２３と、このダイヤフラム２２３の外周縁に連続している厚肉の環状ボス２２４から形成されている。外歯２２２の外周には、剛性内歯歯車２１０が配置されており、その内周面に形成された内歯２１１と外歯２２２は噛み合い可能である。この外歯２２２が形成されている胴部２２１の内側部分には波動発生器２３０がはめ込まれている。
【００１８】
波動発生器２３は、楕円状輪郭の剛性カム板２３１と、その外周に嵌めたベアリング２３２から構成されている。本例では、剛性カム板２３１は、中空入力軸５の外周面に一体形成されたものである。勿論、別部材の剛性カム板を製造し、これを入力軸５の外周に固着してもよい。波動発生器２３０によって、可撓性外歯歯車２２０の外歯２２２の部分は楕円状に撓められ、その長軸方向の両端において内歯２１１に噛み合っている。中空入力軸５の回転によって波動発生器２３０も回転し、これに伴って、外歯２２２と内歯２１１の噛み合い位置が円周方向に移動する。一般的には、外歯２２２は内歯２１１よりも歯数が２枚少なく設定されており、噛み合い位置が円周方向に移動すると、これらの外歯および内歯の間には、入力回転に比べて大幅に減速された相対回転が発生する。この回転を、内歯あるいは外歯の側から取り出すことができる。このような減速原理は公知であるので、本明細書においてその詳細な説明は省略する。
【００１９】
次に、可撓性外歯歯車２２０の胴部２２１の外周面と装置ハウジング１の内周面の間において、第２の端板４と剛性内歯歯車２１０の間の位置には、クロスローラベアリング３０が配置されている。クロスローラベアリング３０は、外輪３１と、内輪３２と、これらの間に形成された環状溝内に転動自在に交互に交差する状態に配置されているローラ３３から構成されている。
【００２０】
本例においては、クロスローラベアリング３０の外輪３１の環状端面３１１と、これに対峙している第２の端板４の内側端面４０３の間に、可撓性外歯歯車２２０の環状ボス２２４が両側から挟まれた状態に配置されている。また、外輪３１の他方の環状端面３１２は、装置ハウジング１の内周面に形成した外輪受け用の環状段面１０１に丁度当たった状態となっている。そして、これらの四部材には、円周方向に向けて所定の角度間隔で、第２の端板４の側から装置軸線１ａの方向に延びる多数の締結用ボルト孔が形成され、これらの各ボルト孔には締結用ボルト４０が装着され、これらの四部材が締結されている。
【００２１】
なお、第２の端板４の側からは、同じく装置軸線１ａの方向に延びる多数の取付け用ボルト孔５０が形成されており、これらの取付け用ボルト孔５０を利用して、第２の端板４および装置ハウジング２の側がモータケース等の側に取付け固定可能となっている。同様に、中空入力軸５の第２の端部５０２の環状端面にも装置軸線１ａの方向に延びる多数個の連結用ボルト孔６０が形成されており、これらの連結用ボルト孔６０を利用して、中空入力軸５はモータ出力軸等の高速回転軸（図示せず）に連結可能となっている。
【００２２】
これに対して、クロスローラベアリング３０の内輪３２の環状端面３２１と、これに対峙している第１の端板３に形成されている環状端面３０３との間には、剛性内歯歯車２１０が両側から挟まれた状態に配置されている。そして、これらの三部材には、第１の端板３の側から装置軸線１ａの方向に向けて延びる多数の締結用ボルト孔が形成されており、これらの装着した締結用ボルト７０によって、これらの三部材が締結されている。
【００２３】
なお、第１の端板３の側から、同じく装置軸線１ａの方向に延びる多数の取付け用ボルト孔８０が形成されており、これらの取付け用ボルト孔８０を利用して、第１の端板３の側が負荷側等に取付け固定可能となっている。
【００２４】
このように構成した密閉型波動歯車装置１は、その第２の端板４の側がモータケース等の固定側に連結され、他方の第１の端板３の側が減速回転駆動される負荷側の部材に連結固定される。また、中空入力軸５の第２の端部５０２の側がモータ出力軸等に連結される。中空入力軸５が回転すると、それに伴って、可撓性外歯歯車２２０と剛性内歯歯車２１０の間には相対回転運動が発生する。本例では、剛性内歯歯車２１０の側が固定側である装置ハウジング２および第２の端板４の側に連結されているので、他方の第１の端板３の側が減速回転する。第１の端板３の回転は負荷側に伝達される。
【００２５】
以上説明したように、本例の密閉型波動歯車装置１においては、円筒状の装置ハウジング２と、その両側開口端に位置している第１および第２の端板と、中空入力軸５と、これらの間を密閉する第１乃至第４のシール手段（８、９、１１、１２）とによって密閉空間１３を区画形成し、この中に波動歯車機構２０を組み込んだ構成を採用している。したがって、波動歯車機構２０の各部分を潤滑するための潤滑油が外部に洩れ出ることはない。また、外部に露出しているのは、装置ハウジング２、第１および第２の端板および入力軸５のみであるので、これらの露出表面のみに防錆処理を施せばよい。よって、本例の密閉型波動歯車装置１は、クリーンルーム等のように、潤滑油の飛散、錆等の発生を完全に防止する必要のある場所において使用する駆動機構の減速機構として組み込むのに適している。
【００２６】
また、本例の波動歯車機構２０は、構造が簡単であり、しかも軸線１ａの方向の長さが短い偏平型のものであるので、装置全体を偏平に構成することができる。
【００２７】
さらには、中空入力軸５を採用しているので、この中空部分を利用して、配線、その他の部材を配置することができるので、便利である。
【００２８】
なお、本例では、クロスローラベアリング３０を利用しているが、この代わりに、ボールベアリングを用いることもできる。また、本例では、第２の端板４と装置ハウジング２を別部材として構成し、これらを締結用ボルト４０によって締結している。この代わりに、第２の端板４と装置ハウジング２を一体物として形成してもよい。本明細書においては、説明の都合上、これらの部材を区別して説明しているが、これらを一体物として製造した場合も当然に含むことを意図している。さらには、上記の例では中空入力軸を使用しているが、通常の中空でない入力軸を用いてもよいことは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の密閉型波動歯車装置においては、円筒状の装置ハウジングと、その両端に配置した第１および第２の端板と、入力軸と、これらの間を密閉する第１ないし第４のシール手段とによって、密閉空間を区画形成し、この中に波動歯車機構を組み込んだ構成を採用している。したがって、本発明によれば、クリーンルーム等において使用される駆動機構に減速機等として組み込むのに適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である密閉型波動歯車装置を装置軸線に沿って切断した部分の断面構成を示す半断面図である。
【符号の説明】
１    密閉型波動歯車装置
１ａ    装置軸線
２    装置ハウジング
３    第１の端板
４    第２の端板
５    中空入力軸
６、７  ボールベアリング
８    オイルシール
９    オイルシール
１１  磁気シール
１２  Ｏリング
１３  密閉空間
２０  波動歯車機構
２１０  剛性内歯歯車
２２０  可撓性外歯歯車
２３０  波動発生器
３０  クロスローラベアリング
【図１】
0003585008.tif 000002