(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側歯部を有する一つの剛性環状歯車と、
回転可能に前記剛性環状歯車内に設けられており、一つの外側歯部を有し、前記外側歯部が前記剛性環状歯車の前記内側歯部と噛合う一つの可撓性環状歯車と、
回転可能に前記可撓性環状歯車内に設けられており、楕円形の外周縁部を有し、前記外周縁部が前記可撓性環状歯車の内側環状面に当接し、前記外周縁部の曲率半径がｒと定義され、ｒが下記式１を満す一つの波生成装置と、を備えることを特徴とする高調波減速機。
【数１】
0005925252.tif 000012
（ｘおよびｙが下記式２、３を満たす）
【数２】
0005925252.tif 000013
【数３】
0005925252.tif 000014
（ａは波生成装置の外周縁部の半長軸の長さであり、Ｃａは半長軸の修正係数であり０を除いた値であり、ｂは波生成装置の外周縁部の半短軸の長さであり、Ｃｂは半短軸の修正係数であり０を除いた値であり、θは波生成装置の外周縁部の離心角である）
【請求項２】
前記波生成装置の前記外周縁部の初期周長Ｓ０は下記の式４および式５を満たし、
前記波生成装置の前記外周縁部の修正後の周長Ｓは下記の式６を満たし、
前記波生成装置の前記外周縁部の周長の変化量ＥＳは下記の式７を満たすことを特徴とする請求項１に記載の高調波減速機。
【数４】
0005925252.tif 000015
【数５】
0005925252.tif 000016
【数６】
0005925252.tif 000017
【数７】
0005925252.tif 000018
（ｍは可撓性環状歯車のモジュールである）
【請求項３】
前記剛性環状歯車と前記可撓性環状歯車はモジュールが同じであることを特徴とする請求項２に記載の高調波減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速装置に関し、特に噛合い率を高めることができる一種の高調波減速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
高調波減速機は、高い減速比を有する減速装置である。従来の構成は、一つの剛性環状歯車、回転可能に剛性環状歯車内に設けられている一つの可撓性環状歯車、および回転可能に可撓性環状歯車内に設けられている波生成装置を備え、波生成装置の輪郭の形状が楕円形である。波生成装置が動力源に駆動されると回転する。このとき、可撓性環状歯車は波生成装置により押圧され変形する。よって、剛性環状歯車と可撓性環状歯車は、波生成装置の長軸方向で完全に噛み合い、波生成装置の短軸方向で完全に離間する。剛性環状歯車と可撓性環状歯車の間に歯数差が存在するので、波生成装置が継続的に回転するとき、歯数差により高い減速比を発生する。よって、高いトルクを出力することができる。
【０００３】
上述したように、剛性環状歯車と可撓性環状歯車の間の噛み合い率が高いほど、全体の伝動精度が高まる。また、歯と歯の間の負荷が低減する。しかしながら、剛性環状歯車と可撓性環状歯車の間の噛み合い率は波生成装置の長軸と短軸の間の曲率の変化により決められる。波生成装置が長軸と短軸の間で最適な曲率を有するようにするために、特許文献１および特許文献２に記載の発明では、波生成装置の長軸と短軸の曲率を修正する設計を提案した。しかし、曲率を修正するのに用いられる方程式が複雑であり、曲率修正後の効果が理想でない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０６７０３７号公報
【特許文献１】特許第５２５６２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、比較的に簡単な係数設計により、噛み合い率を高め、伝動精度を増加し、歯と歯の間の平均負荷を低減可能である高調波減速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の高調波減速機は、噛合い率を高めることが可能であり、一つの剛性環状歯車と、一つの可撓性環状歯車と、一つの波生成装置とを備える。剛性環状歯車は内側歯部を有する。可撓性環状歯車は、回転可能に剛性環状歯車内に設けられており、一つの外側歯部を有し、外側歯部が剛性環状歯車の内側歯部と噛合う。波生成装置は、回転可能に可撓性環状歯車内に設けられており、楕円形の外周縁部を有し、外周縁部が可撓性環状歯車の内側環状面に当接し、外周縁部の曲率半径がｒと定義され、ｒが下記式１を満す。
【０００７】
【数１】
0005925252.tif 000002
（ｘおよびｙが下記式２、３を満たす）
【数２】
0005925252.tif 000003
【数３】
0005925252.tif 000004
【０００８】
（ａは波生成装置の外周縁部の半長軸の長さであり、Ｃａは半長軸の修正係数であり０を除いた値であり、ｂは波生成装置の外周縁部の半短軸の長さであり、Ｃｂは半短軸の修正係数であり０を除いた値であり、θは波生成装置の外周縁部の離心角である）
【０００９】
これにより、高調波減速機の波生成装置の外周縁部の曲率が修正された後、波発生装置が可撓性環状歯車を駆動し、可撓性環状歯車が剛性環状歯車に対して相対回転する時、可撓性環状歯車の外側歯部と剛性環状歯車の内側歯部の間の噛み合い歯数が増え、噛み合い率が良くなる。よって、全体構成の伝動精度が高まり、歯と歯の間の平均負荷が低減する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態による高調波減速機を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態による高調波減速機の波生成装置の曲率の修正を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（一実施形態）
図１に示すように、本発明の一実施形態による高調波減速機１０は、一つの剛性環状歯車２０、一つの可撓性環状歯車３０、および一つの波生成装置４０を含む。
【００１２】
剛性環状歯車２０は一つの内側歯部２２をお有する。可撓性環状歯車３０は剛性環状歯車２０に設けられており一つの外側歯部３２を有する。外側歯部３２は剛性環状歯車２０の内側歯部２２に対応している。ここで補充説明する必要があるのは、剛性環状歯車２０の内側歯部２２の歯数は可撓性環状歯車３０の外側歯部３２の歯数より二つ多いことである。また、剛性環状歯車２０と可撓性環状歯車３０は同じモジュールを有する。ここで、モジュールは、歯車の基準円直径を歯数で割った商である。
【００１３】
波生成装置４０は可撓性環状歯車３０に設けられており楕円形の外周縁部４２を一つ有する。波生成装置４０が動力源により駆動される時、可撓性環状歯車３０は波生成装置４０の外周縁部４２により押圧され変形する。よって、剛性環状歯車２０の内側歯部２２と可撓性環状歯車３０の外側歯部３２は、波生成装置４０の長軸方向で完全に噛み合い、波生成装置４０の短軸方向で完全に離間する。よって、剛性環状歯車２０は可撓性環状歯車３０と連動し、トルクを出力する。
【００１４】
図２に示すように、波生成装置４０の外周縁部４２に対して修正を行う前に、下記の式５を用いて波生成装置４０の外周縁部４２の初期可曲率半径ｒ０を算出する。そして、式４を用いて波生成装置４０の外周縁部４２の初期周長Ｓ０を算出する。
【数５】
0005925252.tif 000005
【数４】
0005925252.tif 000006
（０≦θ≦２π、ａは波生成装置４０の外周縁部４２の半長軸であり、ｂは波生成装置４０の外周縁部４２の半短軸であり、θは波生成装置４０の外周縁部４２の離心角である。）
【００１５】
修正が開始するとき、式７に基づいて波生成装置４０の外周縁部４２の修正後の周長Ｓを算出する。そして、式６に基づいて波生成装置４０の外周縁部４２の修正後の曲率半径ｒを算出する。また、式１に基づいてｘとｙの間の関係を算出する。ここで、波生成装置４０の外周縁部４２の修正後のいずれの一点の座標（ｘ、ｙ）が下記の楕円係数式（式２、式３）を満たす必要がある。
【数７】
0005925252.tif 000007
（Ｅsは波生成装置４０の外周縁部４２の周長の修正前後の変化量であり、ｍは剛性環状歯車２０のモジュールまたは可撓性環状歯車３０のモジュールである）
【数６】
0005925252.tif 000008
【数１】
0005925252.tif 000009
【数２】
0005925252.tif 000010
【数３】
0005925252.tif 000011
（Ｃaは半長軸の修正係数であり、Ｃbは半短軸の修正係数である）
よって、式１および式２、式３に基づいてＣaとＣbの関係を算出することができる。最後に、ＣaとＣbの関係に基づいて波生成装置４０の外周縁部４２が最適な楕円曲線を得るようにする。
【００１６】
これにより、波生成装置４０の外周縁部４２の曲率が修正された後、波発生装置４０が可撓性環状歯車３０を駆動し、可撓性環状歯車３０が剛性環状歯車２０に対して相対回転する時、可撓性環状歯車３０の外側歯部３２と剛性環状歯車２０の内側歯部２２の間の噛み合い歯数が密集し、噛み合い歯数が増える。よって、噛み合い率を高め、伝動精度を高め、歯と歯の間の平均負荷を低減することができる効果を達成することができる。
【符号の説明】
【００１７】
１０  高調波減速機、
２０  剛性環状歯車、
２２  内側歯部、
３０  可撓性環状歯車、
３２  外側歯部、
４０  波生成装置、
４２  外周縁部。
【図１】
0005925252.tif 000019
【図２】
0005925252.tif 000020