(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、駆動効率及びトルク出力が高く、しかも長寿命の減速機を安価に提供する。【解決手段】  内歯１ａ、８ａを形成したサーキュラスプライン１、入力側ハウジング８と、前記内歯８ａとモジュールが等しく且つ歯数が少ない外歯２ａを形成し然も可撓性を有するフレックススプライン２と、該フレックススプライン２の内側に嵌合して同フレックススプライン２を略楕円形に撓ませその長軸部位の二箇所で前記サーキュラスプライン１，入力側ハウジング８とフレックススプライン２を係合させるウェーブジェネレータ３とを備えた減速機において、前記ウェーブジェネレータ３に一体化された入力軸７と、出力軸４が一体化される前記サーキュラスプライン１とを相互に軸受１５で支持・連繋してなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内歯を形成したサーキュラスプライン、入力側ハウジングと、前記入力側ハウジングの内歯とモジュールが等しく且つ歯数が少ない外歯を形成し然も可撓性を有するフレックススプラインと、該フレックススプラインの内側に嵌合して同フレックススプラインを略楕円形に撓ませその長軸部位の二箇所で前記両内歯とフレックススプラインを係合させるウェーブジェネレータとを備えた減速機において、前記ウェーブジェネレータに一体化された入力軸と、出力軸が一体化される前記サーキュラスプラインとを相互に軸受で支持・連繋してなることを特徴とする減速機。
【請求項２】
内歯を形成したサーキュラスプライン、入力側ハウジングと、前記入力側ハウジングの内歯とモジュールが等しく且つ歯数が少ない外歯を形成し然も可撓性を有するフレックススプラインと、該フレックススプラインの内側に嵌合して同フレックススプラインを略楕円形に撓ませその長軸部位の二箇所で前記両内歯とフレックススプラインを係合させるウェーブジェネレータとを備えた減速機において、前記ウェーブジェネレータに組み込まれて前記フレックススプラインの内周面を転動するローラの中心とローラ軸の中心を偏心させたことを特徴とする減速機。
【請求項３】
内歯を形成したサーキュラスプラインと、前記内歯とモジュールが等しく且つ歯数が少ない外歯を形成し然も可撓性を有するフレックススプラインと、該フレックススプラインの内側に嵌合して同フレックススプラインを略楕円形に撓ませその長軸部位の二箇所で前記両スプラインを係合させるウェーブジェネレータとを備えた減速機において、前記ウェーブジェネレータより延び、先端が前記フレックススプラインの内周面に摺動可能に押圧されるテンショナーを備え、該テンショナーの長さを調節して前記フレックススプラインの張力を調節するようにしたことを特徴とする減速機。
【請求項４】
請求項３記載の減速機において、前記ウェーブジェネレータの先端に、前記フレックススプラインの内周面を押圧しつつ転がる複数の転動体を配設したことを特徴とする減速機。
【請求項５】
請求項３又は４記載の減速機において、前記テンショナーの先端に、前記フレックススプラインの内周面を押圧しつつ転がる複数の転動体を配設したことを特徴とする減速機。
【請求項６】
請求項３，４又は５記載の減速機において、前記ウェーブジェネレータの長さを調節して前記サーキュラスプラインと前記フレックススプラインとの間の距離を調整するようにしたことを特徴とする減速機。
【請求項７】
内歯を形成したサーキュラスプラインと、前記内歯とモジュールが等しく且つ歯数が少ない外歯を形成し然も可撓性を有するフレックススプラインと、該フレックススプラインの内側に嵌合して同フレックススプラインを略楕円形に撓ませその長軸部位の二箇所で前記両スプラインを係合させるウェーブジェネレータとを備えた減速機において、前記フレックススプラインより内方へ延び、出力軸に開けた穴にスライド可能に嵌合するシャフトを備え、該シャフトにより前記フレックススプラインからのトルクを前記出力軸に伝達することを特徴とする減速機。
【請求項８】
請求項１，２，３，４，５，６又は７記載の減速機において、前記減速機を構成する各部材を主として樹脂材料により形成したことを特徴とする減速機。
【請求項９】
内歯を形成したサーキュラスプラインと、前記内歯とモジュールが等しく且つ歯数が少ない外歯を形成し然も可撓性を有するフレックススプラインと、該フレックススプラインの内側に嵌合して同フレックススプラインを略楕円形に撓ませその長軸部位の二箇所で前記両スプラインを係合させるウェーブジェネレータとを備えた減速機において、前記減速機を構成する各部材を主として樹脂材料により形成したことを特徴とする減速機。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の減速機において、前記ウェーブジェネレータに組み込まれて前記フレックススプラインの内周面を転動する樹脂ローラの外周面に、ローラ軸方向に延びる溝を周方向に所定間隔離間して複数形成したことを特徴とする減速機。
【請求項１１】
請求項８，９又は１０記載の減速機において、前記ウェーブジェネレータに組み込まれて前記フレックススプラインの内周面を転動する樹脂ローラの形状を、ローラの端部より中央部の径を小さくしたことを特徴とする減速機。
【請求項１２】
請求項８，９，１０又は１１記載の減速機において、前記フレックススプラインの内周面に金属材料のスリーブを嵌着したことを特徴とする減速機。
【請求項１３】
請求項８，９，１０，１１又は１２記載の減速機において、少なくとも前記フレックススプラインの外歯の周方向に複数のスリットを形成したことを特徴とする減速機。
【請求項１４】
請求項８，９，１０又は１１記載の減速機において、前記フレックススプラインを金属材料で形成したことを特徴とする減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撓み噛み合い式歯車装置を用いた減速機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、いわゆるハーモニックドライブ機構と呼ばれる撓み噛み合い式歯車装置が知られている。代表的なハーモニックドライブ機構は、剛性のある円形の内歯歯車（サーキュラスプライン）と、この内歯歯車の内側に設けられ、その歯車に２箇所で噛み合うように楕円形に変形され、内歯歯車の歯数より２ｎ枚（ｎは正の整数）少ない歯数に設定された可撓性の有る外歯歯車（フレックススプライン）と、外歯歯車の内側に嵌合して外歯歯車を楕円形に撓ませるウェーブジェネレータとから成る。
【０００３】
ウェーブジェネレータは、内側の楕円形のカム板と、カム板の外周に嵌合して楕円形に変形して撓められたボールベアリングとから成り、ウェーブジェネレータのベアリングの外輪が外歯歯車に嵌合している。このような構成のハーモニックドライブ機構は、いわゆる差動型減速機となっており、ウェーブジェネレータに設けられた入力軸を回転させると、外歯歯車の楕円形が回転させられ、この楕円形の回転により両歯車がその歯数差に対応して相対回転し、内歯歯車又は外歯歯車に出力軸を設けると、その出力軸は入力軸に対して大きい減速比で回転するというものである。
【０００４】
ところが、上述したウェーブジェネレータは、駆動効率向上のため、楕円形のカム板の外周に、可撓性のある特殊なボールベアリングを必要としており、このため装置全体を高価なものにしていた。そこで、安価でしかも確実に長く適正な動作を行うハーモニックドライブ機構を提供するためのウェーブジェネレータが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
具体的には、外歯歯車の内側で回転することのできる大きさの回転板と、その回転板に自転可能に、且つ楕円形の長軸上又はその付近で直径方向に対向する位置に取り付けられた一対の第１ローラと、各第１ローラの両側に近接し且つ直径方向に対向する位置に自転可能に取り付けられた二対の第２ローラとを備えて成り、負荷がかけられた状態であっても、上記三対のローラによって外歯歯車の長軸及びその付近の形状を、楕円形の輪郭に維持する構成としている。
【０００６】
また、入力軸と出力軸とを同軸上に配置することができる減速装置を低価格で実現するものが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。具体的には、遊星歯車機構の腕の中心部と出力軸の伸長部との間に軸受を介装配置し、更に腕の外周縁に回転自在なローラを複数組配置し、これをウェーブジェネレータとして兼用する構成としている。そして、これにより、遊星歯車機構の腕とハーモニックドライブ機構のウェーブジェネレータとを簡単な構造で一体的な構成とし、信頼性の高い高精度のウェーブジェネレータによる高減速比，高効率の減速装置を安価に実現できるとしている。
【０００７】
【特許文献１】実開昭６３-１２５２４７号公報
【特許文献２】特開平４-２４４６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した各特許文献に記載の構成においては、ウェーブジェネレータの安定した転回動作を得るための条件である、当該ウェーブジェネレータの楕円形状を維持する手段として、いずれも主ローラの近傍、若しくは略直角に位置する短軸部位に、いわゆる補助ローラを併設している。これは、小径の主ローラのみではウェーブジェネレータの楕円形状が安定して維持されず、フレックススプラインとサーキュラスプラインとが半係合状態を経て正規の係合状態へと、順次安定して推移しないためである。
【０００９】
しかしながら、このような主ローラ及び補助ローラを用いた構成では、フレックススプラインの長軸及びその付近の形状を、楕円形の輪郭に維持するために、各ローラを高精度で配置しなくてはならない。そして、各ローラの位置精度やフレックススプラインの寸法精度のバラツキ等が生じると、ウェーブジェネレータの転回動作の際に、主ローラの前後でフレックススプラインが撓むようになり、これが要因となって主ローラで押圧される前後の歯が径方向に遊離した状態を示し、係合が不安定となったり歯の噛み合い音が生じたりする。特に、ウェーブジェネレータの回転速度が急激に変化した場合には、フレックススプラインに強い引っ張り応力が加わり、最悪の場合には、フレックススプラインが瞬時に切断されるいわゆる瞬断が生じる恐れがある。
【００１０】
また、主ローラ及び補助ローラを用いた構成に限らず、従来の一般的なハーモニックドライブ機構では、入力軸と出力軸とはウェーブジェネレータを介して完全に分離された構成となっているため、特に特許文献２のように入力軸と出力軸とを同軸上に配置するものにあっては、入，出力軸の中心位置精度を高精度に維持することが困難で、回転動作が円滑に行われない等で駆動効率を十分に上げられないという不具合もあった。
【００１１】
また、軽量かつ安価な減速機を提供すべく、減速機を構成する各部材を樹脂材料で形成することが考えられるが、樹脂材料は金属材料に比べ熱伝導性が低いため、駆動時の摩擦によって発生する発熱による材料強度の低下、摩擦力、摩耗の増加などにより寿命が低下する。このため、負荷トルクが長時間連続して作用する運転が要求される場合には、何らかの対策が必要となる。
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑み、簡単な構成で、駆動効率及びトルク出力が高く、しかも長寿命の減速機を安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の減速機では以下のように構成される。
（１）、内歯を形成したサーキュラスプライン、入力側ハウジングと、前記入力側ハウジングの内歯とモジュールが等しく且つ歯数が少ない外歯を形成し然も可撓性を有するフレックススプラインと、該フレックススプラインの内側に嵌合して同フレックススプラインを略楕円形に撓ませその長軸部位の二箇所で前記両内歯とフレックススプラインを係合させるウェーブジェネレータとを備えた減速機において、前記ウェーブジェネレータに一体化された入力軸と、出力軸が一体化される前記サーキュラスプラインとを相互に軸受で支持・連繋してなることを特徴とする。
【００１４】
（２）、内歯を形成したサーキュラスプライン、入力側ハウジングと、前記入力側ハウジングの内歯とモジュールが等しく且つ歯数が少ない外歯を形成し然も可撓性を有するフレックススプラインと、該フレックススプラインの内側に嵌合して同フレックススプラインを略楕円形に撓ませその長軸部位の二箇所で前記両内歯とフレックススプラインを係合させるウェーブジェネレータとを備えた減速機において、前記ウェーブジェネレータに組み込まれて前記フレックススプラインの内周面を転動するローラの中心とローラ軸の中心を偏心させたことを特徴とする。
【００１５】
（３）、内歯を形成したサーキュラスプラインと、前記内歯とモジュールが等しく且つ歯数が少ない外歯を形成し然も可撓性を有するフレックススプラインと、該フレックススプラインの内側に嵌合して同フレックススプラインを略楕円形に撓ませその長軸部位の二箇所で前記両スプラインを係合させるウェーブジェネレータとを備えた減速機において、前記ウェーブジェネレータより延び、先端が前記フレックススプラインの内周面に摺動可能に押圧されるテンショナーを備え、該テンショナーの長さを調節して前記フレックススプラインの張力を調節するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
（４）、（３）の減速機において、前記ウェーブジェネレータの先端に、前記フレックススプラインの内周面を押圧しつつ転がる複数の転動体を配設したことを特徴とする。
【００１７】
（５）、（３）又は（４）の減速機において、前記テンショナーの先端に、前記フレックススプラインの内周面を押圧しつつ転がる複数の転動体を配設したことを特徴とする。
【００１８】
（６）、（３），（４）又は（５）の減速機において、前記ウェーブジェネレータの長さを調節して前記サーキュラスプラインと前記フレックススプラインとの間の距離を調整するようにしたことを特徴とする。
【００１９】
（７）、内歯を形成したサーキュラスプラインと、前記内歯とモジュールが等しく且つ歯数が少ない外歯を形成し然も可撓性を有するフレックススプラインと、該フレックススプラインの内側に嵌合して同フレックススプラインを略楕円形に撓ませその長軸部位の二箇所で前記両スプラインを係合させるウェーブジェネレータとを備えた減速機において、前記フレックススプラインより内方へ延び、出力軸に開けた穴にスライド可能に嵌合するシャフトを備え、該シャフトにより前記フレックススプラインからのトルクを前記出力軸に伝達することを特徴とする。
【００２０】
（８）、（１），（２），（３），（４），（５），（６）又は（７）の減速機において、前記減速機を構成する各部材を主として樹脂材料により形成したことを特徴とする。
【００２１】
（９）、内歯を形成したサーキュラスプラインと、前記内歯とモジュールが等しく且つ歯数が少ない外歯を形成し然も可撓性を有するフレックススプラインと、該フレックススプラインの内側に嵌合して同フレックススプラインを略楕円形に撓ませその長軸部位の二箇所で前記両スプラインを係合させるウェーブジェネレータとを備えた減速機において、前記減速機を構成する各部材を主として樹脂材料により形成したことを特徴とする減速機。
【００２２】
（１０）、（８）又は（９）の減速機において、前記ウェーブジェネレータに組み込まれて前記フレックススプラインの内周面を転動する樹脂ローラの外周面に、ローラ軸方向に延びる溝を周方向に所定間隔離間して複数形成したことを特徴とする。
【００２３】
（１１）、（８），（９）又は（１０）の減速機において、前記ウェーブジェネレータに組み込まれて前記フレックススプラインの内周面を転動する樹脂ローラの形状を、ローラの端部より中央部の径を小さくしたことを特徴とする。
【００２４】
（１２）、（８），（９），（１０）又は（１１）の減速機において、前記フレックススプラインの内周面に金属材料のスリーブを嵌着したことを特徴とする。
【００２５】
（１３）、（８），（９），（１０），（１１）又は（１２）の減速機において、少なくとも前記フレックススプラインの外歯の周方向に複数のスリットを形成したことを特徴とする。
【００２６】
（１４）、（８），（９），（１０）又は（１１）の減速機において、前記フレックススプラインを金属材料で形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
（１）の発明によれば、入，出力軸の中心位置制度が高精度に維持できるので、回転動作が滑らかになり駆動効率が向上する。
【００２８】
（２）の発明によれば、ローラ軸の取り付け角度を変えることで、ローラのフレックススプラインへの押し付け量を調整することができ、歯の噛み合わせを最適にすることができるので、駆動効率の向上、歯面圧適正化による寿命の向上が図れる。
【００２９】
（３）の発明によれば、フレックススプラインに適宜の張力を与え、ウェーブジェネレータの転回動作時におけるフレックススプラインの撓みを抑制し、いわゆる瞬断を防止して寿命の向上が図れる。また、ウェーブジェネレータで押圧される前後の歯が径方向に遊離した状態となることも抑制されるので、フレックススプラインの外歯とサーキュラスプラインの内歯との噛み合い歯数を多くすることができ、各歯への負荷が軽減されて長寿命と高い出力トルクが得られる。
【００３０】
（４）の発明によれば、フレックススプラインとの摩擦を低減して、低コストで駆動効率を向上させることができる。
【００３１】
（５）の発明によれば、フレックススプラインとの摩擦を低減して、摺動によるトルク損失を軽減し、更に駆動効率を向上させることができる。
【００３２】
（６）の発明によれば、フレックススプラインの外歯とサーキュラスプラインの内歯との噛み合い歯数を多くし、バックラッシュの低減，より高いトルク伝達，及び長寿命を実現することができる。
【００３３】
（７）の発明によれば、フレックススプラインが略楕円形に変形する際の、出力軸側の変形歪を吸収しつつ出力軸にトルク伝達することで、疲労破断を防止することができる。
【００３４】
（８）の発明によれば、所望の性能を有する減速機を軽量でしかも安価に提供することができる。
【００３５】
（９）の発明によれば、撓み噛み合い式歯車装置を用いた減速機を軽量でしかも安価に提供することができる。
【００３６】
（１０）の発明によれば、フレックススプラインと樹脂ローラの間に隙間ができるので放熱性が改善され、また、溝に潤滑剤が流入するので冷却性が向上し、長時間の連続運転が可能になる。
【００３７】
（１１）の発明によれば、樹脂ローラが動作時の発熱により膨張したときに端部と中央部の径が同じになり、ローラ幅全面が接触するので、歯の噛み合い率が向上し、歯に作用する面圧を低減できるので寿命向上に繋がる。
【００３８】
（１２）の発明によれば、フレックススプラインに発生した熱が熱伝導性の高い金属材料のスリーブを介して放熱されて放熱性が向上し、長時間の連続運転が可能となる。また、フレックススプラインの疲労強度が向上し寿命向上に繋がる。
【００３９】
（１３）の発明によれば、スリットにより放熱性が向上すると共にスリット部への潤滑剤流入により潤滑性が向上するので歯の温度上昇を抑制でき、温度上昇による材料強度低下を防ぎ、摩擦、摩耗の低減が図れるので寿命向上に繋がる。
【００４０】
（１４）の発明によれば、各部材に発生した熱が熱伝導性の高い金属材料のフレックススプラインを介して放熱されて放熱性が向上し、長時間の連続運転が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明に係る減速機を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００４２】
図１は、本発明の実施例１に係る減速機の断面図、図２は図１のII−II線断面図である。
【００４３】
本実施例の減速機は、図示のように、内歯１ａを形成したサーキュラスプライン（内歯歯車）１と、前記内歯１ａとモジュールが等しく且つ歯数が同じ外歯２ａを形成し然も可撓性を有するフレックススプライン（外歯歯車）２と、該フレックススプライン２の外歯２ａの歯数より２ｎ枚（ｎは正の整数）、例えば２枚多く設定された内歯８ａが形成される入力側ハウジング８と、同フレックススプライン２の内側に嵌合して同フレックススプライン２を略楕円形に撓ませその長軸部位の二箇所で前記サーキュラスプライン１，入力側ハウジング８とフレックススプライン２を係合させるウェーブジェネレータ３とを備えたいわゆるハーモニックドライブ機構を用いてなる。
【００４４】
前記サーキュラスプライン１の中央部には出力軸４が一体形成され、出力側ハウジング５に左右一対の軸受６ａ，６ｂで回転自在に支持されている。前記ウェーブジェネレータ３には、入力軸７が一体的に組み付けられ、入力側ハウジング８に軸受９で回転自在に支持されている。前記出力軸４と入力軸７とは、両ハウジング５，８内において、同軸上に配置される。
【００４５】
前記ウェーブジェネレータ３は、前記入力軸７の軸心と直交する点対称位置に一対の主ローラ１０が、入力軸７に一体形成された左右一対の円形支持板１１間に位置して、該円形支持板１１間に架設されたローラ軸１２上を左右一対の軸受１３を介して回転自在に支持されてなり、この主ローラ１０によってフレックススプライン２の内側の２点を押圧し、その押圧ポイントで内歯１ａ、８ａと外歯２ａを噛み合わせ、入力側のウェーブジェネレータ３の回転に追随させて押圧ポイントを移動させ、フレックススプライン２を回転させることでサーキュラスプライン１と一体の出力軸４を前述した内歯８ａと外歯２ａとの歯数差で決まる減速比で減速回転させるようになっている。
【００４６】
また、前記円形支持板１１間には、主ローラ１０と略９０°位相を異ならせて一対の補助ローラ１４が主ローラ１０と同様の構成で回転自在に支持されている。この補助ローラ１４によってフレックススプライン２の楕円形状が安定して維持され、フレックススプライン２とサーキュラスプライン１とが半係合状態を経て正規の係合状態へと、順次安定して推移し得るようになっている。
【００４７】
そして、本実施例では、前記入力軸７の一端（図中左端）が出力軸４の一端（図中右端：サーキュラスプライン１の中心部）に嵌入され、両者は相互に軸受１５を介して相対回転自在に支持・連繋されている。
【００４８】
このようにして本実施例では、補助ローラ１４によりフレックススプライン２に適宜の張力を与え、ウェーブジェネレータ３の転回動作時におけるフレックススプライン２の撓みを抑制し、いわゆる瞬断を防止して寿命を向上させている。また、主ローラ１０で押圧される前後の歯が径方向に遊離した状態となることも抑制されるので、フレックススプライン２の外歯２ａとサーキュラスプライン１の内歯１ａ、入力側ハウジング８の内歯８ａとの噛み合い歯数を多くすることができ、各歯への負荷が軽減されて長寿命或いは高い出力トルクが得られる。
【００４９】
加えて、同軸上に配置された入力軸７と出力軸４側とを相互に軸受１５を介して相対回転自在に支持・連繋したことにより、特に入力軸７がいわゆる両持支持となり、入，出力軸７，４の中心位置制度が高精度に維持できるので、回転動作が滑らかになり駆動効率が向上する。換言すれば、入力軸７が片持ち支持されることにより発生するいわゆるすりこぎ運動が未然に回避されるのである。
【００５０】
これらの結果、減速機を構成する各部材（サーキュラスプライン１及び出力軸４，フレックススプライン２，主ローラ１０，補助ローラ１４，入力軸７及び円形支持板１１，出力側ハウジング５，入力側ハウジング８等）を金属材料に代えて樹脂材料で形成しても、駆動時の摩擦によって発生する発熱による材料強度の低下、摩擦力、摩耗の増加が抑制され、負荷トルクが長時間連続して作用する運転も可能となる。この場合、少なくともフレックススプライン２のみを金属材料で形成しても良い。これによれば、各部材に発生した熱が熱伝導性の高い金属材料のフレックススプライン２を介して放熱されて放熱性が向上し、長時間の連続運転が可能となる。勿論、減速機を構成する各部材の大半を金属材料で形成しても上述した効果は当然得られる。
【実施例２】
【００５１】
図３は、本発明の実施例２に係る減速機のローラの正面（同図（ａ））及びローラ周囲の断面図（同図（ｂ））である。
【００５２】
これは、実施例１において、減速機を構成する各部材を樹脂材料で形成した場合に、主ローラ１０（及び補助ローラ１４）の外周面に、ローラ軸方向に延びる溝１６を周方向に所定間隔離間して複数形成した例である。
【００５３】
これによれば、フレックススプライン２と主ローラ１０（及び補助ローラ１４）の間に隙間ができるので放熱性が改善され、また、溝１６に潤滑剤が流入するので冷却性が向上し、長時間の連続運転が可能になる。
【実施例３】
【００５４】
図４は、本発明の実施例３に係る減速機のローラ周囲の断面図である。
【００５５】
これは、実施例１において、減速機を構成する各部材を樹脂材料で形成した場合に、主ローラ１０（及び補助ローラ１４）の形状を、ローラの端部より中央部の径を小さくした例である。
【００５６】
これによれば、主ローラ１０（及び補助ローラ１４）が動作時の発熱により膨張したときに端部と中央部の径が同じになり、ローラ幅全面が接触するので、歯の噛み合い率が向上し、歯に作用する面圧を低減できるので寿命向上に繋がる。これは、動作時の発熱による温度勾配はローラ端部より中央部が高いので、中央部の膨張量が大きくなることによる不具合を解消するものである。
【実施例４】
【００５７】
図５は、本発明の実施例４に係る減速機のフレックススプラインの正面図である。
【００５８】
これは、実施例１において、減速機を構成する各部材を樹脂材料で形成した場合に、フレックススプライン２の内周面に金属製スリーブ１７を適宜の嵌め合い手段等で相対回転不能に嵌着した例である。
【００５９】
これによれば、フレックススプライン２に発生した熱が熱伝導性の高い金属製スリーブ１７を介して放熱されて放熱性が向上し、長時間の連続運転が可能となる。また、フレックススプライン２の疲労強度が向上し寿命向上に繋がる。
【実施例５】
【００６０】
図６は、本発明の実施例５に係る減速機のフレックススプラインの要部斜視図である。
【００６１】
これは、実施例１において、減速機を構成する各部材を樹脂材料で形成した場合に、フレックススプライン２の外歯２ａ（及びサーキュラスプライン１の内歯１ａ，入力側ハウジング８の内歯８ａ）の周方向に複数のスリット１８を形成した例である。スリット１８の深さは外歯２ａ（及び内歯１ａ、８ａ）の歯元まで達しなくても良い。
【００６２】
これによれば、スリット１８により放熱性が向上すると共にスリット１８部への潤滑剤流入により潤滑性が向上するので外歯２ａ（及び内歯１ａ、８ａ）の温度上昇を抑制でき、温度上昇による材料強度低下を防ぎ、摩擦、摩耗の低減が図れるので寿命向上に繋がる。
【実施例６】
【００６３】
図７は、本発明の実施例６に係る減速機のローラの正面（同図（ａ））及びローラ周囲の断面図（同図（ｂ））である。
【００６４】
これは、実施例１において、減速機を構成する各部材が金属材料であるか樹脂材料であるかを問わず、ウェーブジェネレータ３（図１参照）に組み込まれてフレックススプライン２の内周面を転動する主ローラ１０の中心（ローラ中心Ｃ1参照）とローラ軸１２の中心（ローラ軸中心Ｃ2参照）を偏心させた例である。
【００６５】
これによれば、ローラ軸１２の取り付け角度を変えることで、主ローラ１０のフレックススプライン２への押し付け量を調整することができ、歯の噛み合わせを最適にすることができるので、駆動効率の向上、歯面圧適正化による寿命の向上が図れる。尚、本実施例を補助ローラ１４（図２参照）に適用してフレックススプライン２のテンションを調整可能にしても良いことはいうまでもない。
【実施例７】
【００６６】
図８は、本発明の実施例７に係る減速機の構成を模式的に示す図であり、同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）〜（ｄ）は各構成例の横断面図である。本発明の減速機は、いわゆるハーモニックドライブ機構を用いており、同図に示すように、固定したリング状のサーキュラスプライン１に、出力軸４に接続したカップ状のフレックススプライン２を嵌合するとともに、入力軸７に接続したウェーブジェネレータ３をフレックススプライン２に内在させた構成となっている。
【００６７】
フレックススプライン２の外周には、トルク伝達用の外歯２ａが形成されている。一方サーキュラスプライン１の内周には、前記フレックススプライン２の外歯２ａと噛み合う内歯１ａが形成されている。そして、フレックススプライン２の外歯２ａの歯数が、サーキュラスプライン１の内歯１ａの歯数より２ｎ枚（ｎは正の整数）、例えば２枚少なく形成されている。
【００６８】
また、フレックススプライン２の内側に内在するウェーブジェネレータ３は、同図（ｂ）の場合、入力軸４の軸心と直交する点対称位置に一対の主ローラ１０を有する支持体１１ａから成り、主ローラ１０によってフレックススプライン２の内側の２点を押圧し、その押圧ポイントで内歯１ａと外歯２ａを噛み合わせ、入力側のウェーブジェネレータ３の回転に追随させて押圧ポイントを移動させ、フレックススプライン２を回転させて出力軸４を前述した内歯１ａと外歯２ａとの歯数差で決まる減速比で減速回転させるように構成されている。
【００６９】
さて、支持体１１ａの中央部からは、入力軸７の軸心及び支持体１１ａと略直交するようにテンショナー２０が径方向に延びている。テンショナー２０の両端には扇形状部２０ａが設けられており、それぞれその外周面が、フレックススプライン２の短軸及びその付近に形成される略楕円形の輪郭内周面に沿うようにして摺動可能に押圧される。また、各扇形状部２０ａは図示しないネジ機構等により径方向に伸縮可能であり、これによりテンショナー２０の長さを調節し、ひいてはフレックススプライン２の張力を調節した上で固定されるようになっている。
【００７０】
このようにして、フレックススプライン２に適宜の張力を与え、ウェーブジェネレータ３の転回動作時におけるフレックススプライン２の撓みを抑制し、いわゆる瞬断を防止して寿命を向上させている。またこのとき、主ローラ１０で押圧される前後の歯が径方向に遊離した状態となることも抑制されるので、フレックススプライン２の外歯２ａとサーキュラスプライン１の内歯１ａとの噛み合い歯数を多くすることができ、各歯への負荷が軽減されて長寿命或いは高い出力トルクが得られる。
【００７１】
また、同図（ｃ）では、上記主ローラ１０の代わりにベアリング２１を設けている。ベアリング２１は、玉軸受或いはコロ軸受若しくはニードル軸受の構成をしており、これによりフレックススプライン２との摩擦を更に低減して、低コストで駆動効率を向上させている。なお、上記ベアリング２１に相当するものとして、いわゆるカムフォロアを代わりに用いても良い。
【００７２】
また、同図（ｄ）では、上記主ローラ１０の代わりに扇形状部２２を設け、その外周面に沿って複数の転動体２３、即ち回転可能な玉或いはコロ若しくはニードル等を配設している。そして、これらによりフレックススプライン２の内周面を押圧しつつ転がる構成としている。これにより、フレックススプライン２との摩擦を低減して、低コストで駆動効率を向上させている。
【００７３】
扇形状部２２の外周面は、上記主ローラ１０やベアリング２１よりも曲率半径を大きくしている。具体的には、フレックススプライン２の長軸及びその付近に形成される略楕円形の輪郭に沿った形状とするか、さらにはサーキュラスプライン１の円形の輪郭に沿った形状若しくはそれに近い形状としている。これにより、フレックススプライン２の外歯２ａとサーキュラスプライン１の内歯１ａとの噛み合い歯数を多くすることができ、各歯への負荷が軽減されて長寿命或いは高い出力トルクが得られる。
【実施例８】
【００７４】
図９は、本発明の実施例８に係る減速機の構成を模式的に示す図であり、同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）〜（ｄ）は各構成例の横断面図である。本実施例では、上記テンショナー２０の扇形状部２０ａの外周面に沿って複数の転動体２３、即ち回転可能な玉或いはコロ若しくはニードル等を配設している。そして、これらによりフレックススプライン２の内周面を押圧しつつ転がる構成としている。これにより、フレックススプライン２との摩擦を低減して、摺動によるトルク損失を軽減し、更に駆動効率を向上させている。
【実施例９】
【００７５】
図１０は、本発明の実施例９に係る減速機の構成を模式的に示す図であり、同図（ａ），（ｃ）を各構成例の横断面図とし、同図（ｂ），（ｄ）をそれぞれの要部拡大縦断面図としている。本実施例では、支持体１１ａやテンショナー２０の長さを調節することで、サーキュラスプライン１，フレックススプライン２間の距離を調整する構成としている。これにより、フレックススプライン２の外歯２ａとサーキュラスプライン１の内歯１ａとの噛み合い歯数を多くし、バックラッシュの低減，より高いトルク伝達，及び長寿命を実現することができる。
【００７６】
具体的には、例えば同図（ａ），（ｂ）に示すように、支持体１１ａ中央近傍の孔２５とテンショナー２０内側端部の長孔２４とを貫通するテーパ付きネジ２６を設け、これを回転させ挿抜することにより、テンショナー２０をテーパ付きネジ２６の側面に沿って矢印のようにスライドさせその長さを調節することで、サーキュラスプライン１，フレックススプライン２間の距離を調整する。そして、最後に例えば接着固定する。これは、支持体１１ａの長さを調節する場合も同様である。
【００７７】
或いは、例えば同図（ｃ），（ｄ）に示すように、支持体１１ａ中央部とテンショナー２０との間に楔２７を設け、これを軸方向両側よりリング状のプレート２８で挟み込み、プレート２８同士をボルト２９及びナット３０で締め付けたり緩めたりして、楔２７を挿抜することにより、楔２７の斜面に沿ってテンショナー２０を矢印のようにスライドさせその長さを調節することで、サーキュラスプライン１，フレックススプライン２間の距離を調整する。そして、最後に例えば接着固定する。
【００７８】
これは、支持体１１ａの長さを調節する場合も同様である。なお、テンショナー２０内側端部の長孔２４にボルト２９が貫通している。また、各楔２７の斜面の傾きを異ならせることにより、サーキュラスプライン１，フレックススプライン２間の距離の調整度合いを異なったものとすることができる。例えば、支持体１１ａの長さ調節を微調整とし、テンショナー２０の長さ調節を粗調整として使い分けることにより、正確で迅速に調整を行うことができる。
【実施例１０】
【００７９】
図１１は、本発明の実施例１０に係る減速機の構成を模式的に示す図であり、同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は横断面図である。本実施例では、フレックススプライン２をカップ状ではなく略円筒状とし、その出力軸側端部内周より径方向内側へ向かって延び放射状を成す複数のシャフト３１設けている。これは、トルク伝達の強度さえあれば柱状でも板状やその他の形状でも良い。そして、サーキュラスプライン１内に出力軸４の大径部４ａを形成し、これに出力軸４の軸心と直交し放射状を成すスライド穴４ｂを開けて、ここに前記シャフト３１を嵌合させる構成となっている。シャフト３１はスライド穴４ｂ中を径方向にスライド可能となっており、これによりスライド機構を構成している。
【００８０】
さて、フレックススプライン２は、その横断面が略楕円形に変形しながら、外歯２ａがサーキュラスプライン１の内歯１ａと噛み合いつつ、回転する。このとき、フレックススプライン２が従来のカップ状であると、根元部に応力集中箇所が発生し、ここが疲労破断する恐れがある。そこで、本実施例のようなスライド機構を設けて、フレックススプライン２が略楕円形に変形する際の、出力軸側の変形歪を吸収しつつ出力軸４にトルク伝達することで、疲労破断を防止している。
【００８１】
また、上述したように、出力軸４の大径部４ａにスライド穴４ｂを設けたことにより、スライド穴４ｂとシャフト３１との嵌合長さＬを長く取ることができ、これにより周方向のガタを低減している。また、スライド穴４ｂとシャフト３１との嵌合部に直動ベアリングを設けることにより、摺動摩擦を低減して駆動効率を高くすることができる。
【００８２】
その他、本実施例では同図（ｂ）に示すように、スライド穴４ｂが４個で十字状となっているが、これに限定されるものでは勿論なく、個数や配置は必要に応じて任意に設定される。また、各スライド穴４ｂを出力軸４の軸心方向にずらして配設することにより、各スライド穴４ｂを長く、ひいてはスライド穴４ｂとシャフト３１との嵌合長さＬを長く取ることができ、これにより周方向のガタを更に低減することが可能となる。
【００８３】
尚、以上説明した実施例７乃至１０においても減速機を構成する各部材を、主として樹脂材料により形成することができる。樹脂材料の種類としては、例えばエンジニアリングプラスチックとして、耐熱性や耐摩擦・摩耗性に優れたポリアセタールやポリエーテルエーテルケトン、若しくはポリカーボネートやポリアミド系材料が用いられる。その他、汎用プラスチックとしてナイロン系の材料も有望である。これらの樹脂材料には機械加工を一切施さず、上述した各調節機構等により精度良く組み立てることができるので、所望の性能を有する減速機を軽量でしかも安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施例１に係る減速機の断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】本発明の実施例２に係る減速機のローラの正面（同図（ａ））及びローラ周囲の断面図（同図（ｂ））である。
【図４】本発明の実施例３に係る減速機のローラ周囲の断面図である。
【図５】本発明の実施例４に係る減速機のフレックススプラインの正面図である。
【図６】本発明の実施例５に係る減速機のフレックススプラインの要部斜視図である。
【図７】本発明の実施例６に係る減速機のローラの正面（同図（ａ））及びローラ周囲の断面図（同図（ｂ））である。
【図８】本発明の実施例７に係る減速機の構成を模式的に示す図である。
【図９】本発明の実施例８に係る減速機の構成を模式的に示す図である。
【図１０】本発明の実施例９に係る減速機の構成を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の実施例１０に係る減速機の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１  サーキュラスプライン、１ａ  内歯、２  フレックススプライン、２ａ  外歯、３  ウェーブジェネレータ、４  出力軸、４ａ  大径部、４ｂ  スライド穴、５  出力側ハウジング、６ａ，６ｂ  軸受、７  入力軸、８  入力側ハウジング、８ａ  内歯、９  軸受、１０  主ローラ、１１  円形支持板、１１ａ  支持体、１２  ローラ軸、１３  軸受、１４  補助ローラ、１５  軸受、１６  溝、１７  金属製スリーブ、１８  スリット、２０  テンショナー、２０ａ  扇形状部、２１  ベアリング、２２  扇形状部、２３  転動体、２４  長孔、２５  孔、２６  テーパ付きネジ、２７  楔、２８  プレート、２９  ボルト、３０、ナット、３１  シャフト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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