(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の剛性内歯歯車と、この内側に同心状に配置された可撓性外歯歯車と、この内側に同心状に配置され、当該可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて前記剛性内歯歯車に対して部分的に噛み合わせると共にこれらの噛み合わせ位置を円周方向に移動させることにより、前記剛性内歯歯車および前記可撓性外歯歯車の歯数差に応じた相対回転を当該両歯車の間に発生させる波動発生器とを有する撓み噛み合い式歯車装置において、
前記剛性内歯歯車および前記可撓性外歯歯車を相対回転自在に、装置軸線方向に連結している連結部材と、
前記剛性内歯歯車に形成した第１の環状係合部と、
当該第１の環状係合部に係合している前記連結部材に形成された第２の環状係合部と、
前記可撓性外歯歯車に形成した第３の環状係合部と、
当該第３の環状係合部に係合している前記連結部材に形成された第４の環状係合部とを備えており、
前記第１および第２の環状係合部の間の係合状態と、前記第３および第４の環状係合部の間の係合状態のうちの少なくとも何れか一方の係合状態は、円周方向への摺動が可能な係合状態であることを特徴とするユニット型撓み噛み合い式歯車装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１および第２の環状係合部のうちの一方は環状突起であり、他方は当該環状突起を嵌め込み可能な環状溝であり、
前記第３および第４の環状係合部のうちの一方は環状突起であり、他方は当該環状突起を嵌め込み可能な環状溝であることを特徴とするユニット型撓み噛み合い式歯車装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記剛性内歯歯車の第１の環状係合部は、当該剛性内歯歯車の内歯に隣接した環状内周面に形成されており、
前記可撓性外歯歯車は円筒状の胴部と、当該胴部の一端から半径方向の外側に広がっている環状のダイヤフラムと、当該ダイヤフラムの外周に形成されている環状のボスと、前記胴部の他端側の外周面に形成されている外歯とを備えたシルクハット状の可撓性外歯歯車であり、
前記ボスの内周面に前記第３の環状係合部が形成されていることを特徴とするユニット型撓み噛み合い式歯車装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記剛性内歯歯車の第１の環状係合部は、当該剛性内歯歯車の内歯に隣接した環状内周面に形成されており、
前記可撓性外歯歯車は円筒状の胴部と、当該胴部の一端から半径方向の内側に広がっている環状ダイヤフラムと、当該環状ダイヤフラムの中心に形成されているボスと、前記胴部の他端側の外周面に形成されている外歯とを備えたカップ状の可撓性外歯歯車であり、
前記ボスの前記環状ダイヤフラムから外側に突出している外周面に前記第３の環状係合部が形成されていることを特徴とするユニット型撓み噛み合い式歯車装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記ボスには、装置軸線を中心として同心円状に複数個のタップ穴が形成されていることを特徴とするユニット型撓み噛み合い式歯車装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記ボスにはタップ穴の代わりに締結ボルトの挿入穴が形成され、当該ボスの内側端面には補強板が締結固定され、当該補強板における前記挿入穴に対応する部位にはタップ穴が形成されていることを特徴とするユニット型撓み噛み合い式歯車装置。
【請求項７】
請求項３ないし６のうちの何れかの項において、
前記剛性内歯歯車は、前記波動発生器を回転自在かつ装置軸線方向には移動しないように支持している支持部を備えていることを特徴とするユニット型撓み噛み合い式歯車装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記支持部は、前記剛性内歯歯車の内歯に対して前記第１の環状係合部とは反対側に隣接する位置から半径方向の内側に延びている環状板部分を備え、
前記波動発生器は前記環状板部分の中心開口を貫通して延びる軸部分を備え、
前記支持部は更に前記環状板部分によって前記軸部分を回転自在に支持するための軸受けと、前記軸部分の装置軸線方向への移動を拘束する拘束部材とを備えていることを特徴とするユニット型撓み噛み合い式歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撓み噛み合い式歯車装置に関するものであり、更に詳しくは、その構成部品が組み付け状態に保持されているユニット型撓み噛み合い式歯車装置に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
撓み噛み合い式歯車装置は、公知のように、剛性内歯歯車、可撓性外歯歯車および波動発生器の三部品が主要構成部品である。一般的には、波動発生器がモータ等の高速回転出力軸に連結され、可撓性外歯歯車の側が駆動対象の部材に連結さた減速回転出力軸の側に連結される。モータ等の出力軸が予め支持された状態にある場合は、三部品はそれぞれ個別に取り付け箇所に組み込まれている。このようにばらけた状態で三部品を組み付ける作業は面倒である。
【０００３】
本発明の課題は、予め三部品が一体化され、取り付け部位に対してユニットとして組み付けることの可能なユニット式撓噛み合い式歯車装置を提案することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、環状の剛性内歯歯車と、この内側に同心状に配置された可撓性外歯歯車と、この内側に同心状に配置され、当該可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて前記剛性内歯歯車に対して部分的に噛み合わせると共にこれらの噛み合わせ位置を円周方向に移動させることにより、前記剛性内歯歯車および前記可撓性外歯歯車の歯数差に応じた相対回転を当該両歯車の間に発生させる波動発生器とを有する撓み噛み合い式歯車装置において、前記剛性内歯歯車および前記可撓性外歯歯車を相対回転自在の状態で、装置軸線方向に連結部材によって連結したことを特徴としている。
【０００５】
この構成によれば、剛性内歯歯車と可撓性外歯歯車は装置軸線方向に外れることが無い状態で組み付けられ、また、波動発生器は、可撓性外歯歯車を半径方向に撓めた状態で当該可撓性外歯歯車に嵌め込まれている。従って、三部材を予め一体となるように組み付けた状態で取り扱うことができる。このため、実際の取り付け場所において三部材を組み付ける必要が無いので、組み付け作業が簡単になる。
【０００６】
本発明では、上記構成に加えて、前記連結部材と前記剛性内歯歯車の間を相対回転可能な状態で係合し、前記連結部材と前記可撓性外歯歯車を一体回転するように連結してもよい。逆に、前記連結部材と前記可撓性外歯歯車の間を相対回転可能な状態で係合し、前記連結部材と前記剛性内歯歯車を一体回転するように連結している。あるいは、前記連結部材を、双方の歯車に対して相対回転可能な状態で係合させるようにしてもよい。このようにするために、本発明では、前記剛性内歯歯車に形成した第１の環状係合部と、当該第１の環状係合部に係合している前記連結部材に形成された第２の環状係合部と、前記可撓性外歯歯車に形成した第３の環状係合部と、当該第３の環状係合部に係合している前記連結部材に形成された第４の環状係合部とを備えた構成を採用すると共に、前記第１および第２の環状係合部の間の係合状態と、前記第３および第４の環状係合部の間の係合状態のうちの少なくとも何れか一方の係合状態を、円周方向への摺動が可能な係合状態に設定するようにしている。
【０００７】
典型的な係合構造としては、環状突起と環状溝との組み合わせを挙げることができる。この組み合わせを採用する場合には、前記第１および第２の環状係合部のうちの一方を環状突起とし、他方を当該環状突起を嵌め込み可能な環状溝とすればよい。同様に、前記第３および第４の環状係合部のうちの一方を環状突起とし、他方を当該環状突起を嵌め込み可能な環状溝とすればよい。
【０００８】
次に、前記可撓性外歯歯車としては、シルクハット状のものとカップ状のものが知られている。シルクハット状の可撓性外歯歯車は、円筒状の胴部と、当該胴部の一端から半径方向の外側に広がっている環状のダイヤフラムと、当該ダイヤフラムの外周に形成されている環状のボスと、前記胴部の他端側の外周面に形成されている外歯とを備えている。この場合には、前記剛性内歯歯車の第１の環状係合部を、当該剛性内歯歯車の内歯に隣接した環状内周面に形成し、前記ボスの内周面に前記第３の環状係合部を形成することができる。
【０００９】
カップ状の可撓性外歯歯車は、円筒状の胴部と、当該胴部の一端から半径方向の内側に広がっている環状ダイヤフラムと、当該環状ダイヤフラムの中心に形成されているボスと、前記胴部の他端側の外周面に形成されている外歯とを備えている。この場合には、前記剛性内歯歯車の第１の環状係合部を、当該剛性内歯歯車の内歯に隣接した環状内周面に形成し、前記ボスの前記環状ダイヤフラムから外側に突出している外周面に前記第３の環状係合部を形成することができる。
【００１０】
カップ状の可撓性外歯歯車の場合には、予め波動発生器を組み付けておくと、そのボスの内側端面にアクセスできず、当該ボスに主軸等を連結する場合の作業が困難になる。そこで、前記ボスには、装置軸線を中心として同心円状に複数個のタップ穴を形成しておき、当該ボスの外側端面の側から主軸等への取り付けを行い得るようにすることが望ましい。
【００１１】
この場合、前記ボスにはタップ穴の代わりに締結ボルトの挿入穴を形成し、当該ボスの内側端面に補強板を締結固定し、当該補強板における前記挿入穴に対応する部位にタップ穴を形成した構成を採用することもできる。
【００１４】
このように構成した本発明のユニット型撓み噛み合い式歯車装置においては、三部材が予め組み付けられた状態で、実際の取り付け場所等に搬入して、そのまま組み付けることができる。従って、ユニットとして取り扱うことができるので、その取り扱い、搬入、搬出が簡単になり、また、実際の取り付け場所において三部材を組み付ける作業が不要となるので、組み付け作業自体も簡単になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明を適用したユニット型撓み噛み合い式歯車装置の例を示してある。
【００１６】
ユニット型撓み噛み合い式歯車装置１は、環状の剛性内歯歯車２と、この内側に同心状に配置されたカップ状の可撓性外歯歯車３と、この内側に同心状に配置され、当該可撓性外歯歯車３を半径方向に撓めて剛性内歯歯車２に対して部分的に噛み合わせると共にこれらの噛み合わせ位置を円周方向に移動させることにより、剛性内歯歯車２および可撓性外歯歯車３の歯数差に応じた相対回転を当該両歯車の間に発生させる波動発生器４とを有している。また、剛性内歯歯車２と可撓性外歯歯車３を相対回転自在、かつ、装置軸線１ａの方向に外れることの無い状態で連結している連結部材５を有している。更には、剛性内歯歯車２は、波動発生器４を回転自在かつ装置軸線１ａの方向には移動しないように支持している支持部６を備えている。
【００１７】
可撓性外歯歯車３は、円筒状の胴部３１と、当該胴部３１の一端から半径方向の内側に広がっている環状のダイヤフラム３２と、当該ダイヤフラム３２の中心に形成されているボス３３と、胴部３１の他端開口部の側の外周面に形成されている外歯３４とを備えたカップ状の可撓性外歯歯車である。剛性内歯歯車２は、内周面に内歯２４が形成された環状部材２１と、この環状部材２１の外周面の中央から外側に広がっている環状部分に形成した複数の締結用ボルト穴２２と、環状部材２１の内歯２４の隣接位置に形成された支持部６とを備えている。
【００１８】
上記の連結部材５は、可撓性外歯歯車３の胴部３１よりも一回り大きな寸法の円筒部分５１と、この円筒部分５１の一端から半径方向の内側に直角に延びている環状板部分５２と、円筒部分５１の開口縁部の外周面に形成した環状突起５３（第２の環状係合部）と、環状板部分５２の内周縁に形成した環状突起５４（第４の環状係合部）とを備えている。
【００１９】
剛性内歯歯車２の環状部材２１には、内歯２４に対して上記の支持部６とは反対側に隣接する部分に、内歯２４よりも外側に後退した内周面２５が形成されており、この内周面２５には、上記の連結部材５の環状突起５３が嵌まり込んでいる環状溝２６（第１の環状係合部）が形成されている。一方、可撓性外歯歯車３のボス３３はダイヤフラム３２よりも厚く、ダイヤフラム３２との境界部分には、外側に突出した外周面３３ａが形成されており、この外周面３３ａには、上記の連結部材５の環状突起５４が嵌まり込んでいる環状溝３３ｂ（第３の環状係合部）が形成されている。
【００２０】
連結部材５は、摩擦係数が低く、しかも弾性特性のある素材、例えば合成樹脂から形成されている。従って、この連結部材５を強制的に弾性変形させた状態で、その両端の環状突起５３、５４を対応する環状溝２６、３３ｂに押し込むことができる。この後に連結部材５を開放すると、その弾性復帰力によって、当該連結部材５は元の形状に復帰して、両端がそれぞれ剛性内歯歯車２および可撓性外歯車３の側に係合した状態が形成される。
【００２１】
ここで、図２（Ａ）に示すように、連結部材５の環状突起５３、５４は対応する環状溝２６、３３ｂに対して遊びのある状態で嵌まり込んでいる。また、上記のように連結部材５は摩擦係数の低い素材から形成されている。従って、これらの係合部分の両部材は摺動自在となっている。すなわち、連結部材５によって連結されている剛性内歯歯車２と可撓性外歯歯車３は相対回転自在である。
【００２２】
なお、図２（Ｂ）に示すように、連結部材５の環状突起５３（５４）の先端に広幅の環状フランジを形成し、この外周面（内周面）に半円形断面の環状溝を形成し、対応する剛性内歯歯車２の環状部材２１の側（対応するボス３３の側）には半円形断面の環状突起を形成してもよい。
【００２３】
次に、剛性内歯歯車２に形成されている支持部６について説明する。この支持部６は、内歯２４に対して環状溝２６とは反対側に隣接する位置から半径方向の内側に延びている環状板部分２７を備えている。ここで、波動発生器４は、この環状板部分２７の中心開口を貫通して延びている中空軸４１を備え、この中空軸４１における外歯３４の内側に位置する部分には楕円形の輪郭形状をしたカム板４２が一体形成され、このカム板４２の外周にはウエーブベアリング４３が嵌め込まれている。中空軸４１の軸穴には、モータ出力軸（図示せず）等が挿入固定される。
【００２４】
この波動発生器４の中空軸４１の外周は、支持部６を構成している環状板部分２７の内周面に取り付けたボールベアリング６２を介して、当該環状板部分２７によって回転自在に支持されている。また、ボールベアリング６２の内輪６２ａは、中空軸４１の形成した環状端面４１ａおよび内輪受け６３（拘束部材）によって装置軸線１ａの方向には移動しないように固定されている。同様に、ボールベアリング６２の外輪６２ｂは、環状板部分２７の内周面に形成した環状端面２７ａおよび外輪受け６４（拘束部材）によって装置軸線１ａの方向には移動しないように固定されている。
【００２５】
このように、剛性内歯歯車２と波動発生器４とは、支持部６を介して、相対回転自在で、かつ、装置軸線１ａの方向に外れないように、相互に連結されている。
【００２６】
ここで、このようにカップ状の可撓性外歯歯車３の開口側は予め嵌め込まれた波動発生器４によって封鎖されているので、外側から、可撓性外歯歯車３のボス３３を被駆動側の部材の主軸（図示せず）等に締結できるようにする必要がある。このために、可撓性外歯歯車３のボス３３には、装置軸線１ａと同心円状に複数個の締結ボルト用挿入穴３３ｃを形成してある。また、当該ボス３３の内側端面には円形の補強板３５を締結固定し、当該補強板３５における各挿入穴３３ａに対応する部位にはタップ穴３５ａを形成してある。この結果、ボス３３の外側端面の側から被駆動側の部材の主軸等に締結できる。
【００２７】
次に、図３は、本発明をシルクハット状の可撓性外歯歯車を備えた撓み噛み合い式歯車装置に適用した場合の断面構成図である。可撓性外歯歯車１３は円筒状の胴部１３１と、当該胴部１３１の一端から半径方向の外側に広がっている環状のダイヤフラム１３２と、当該ダイヤフラム１３２の外周に形成されている環状のボス１３３と、胴部１３１の他端側の外周面に形成されている外歯１３４とを備えたシルクハット状をしている。連結部材５０は、ダイヤフラム１３２よりも一回り大きな円筒部分１５１と、この円筒部１５１の端から半径方向の外側に広がっている環状板部分１５２とを備えおり、円筒部１５１の開口縁の外周には環状突起１５３（第２の環状係合部）が形成され、環状板部分１５２の外周縁には環状突起１５４（第４の環状係合部）が形成されている。ボス１３３の内周面に当該環状突起１５４が嵌まり込んでいる環状溝１３３ａ（第３の環状係合部）が形成されている。それ以外の構成は図１に示す撓み噛み合い式歯車装置と同様であるので、対応する部分には同一の符号を付し、それらの説明は省略する。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のユニット式撓み噛み合い式歯車装置は、その主要構成部品である剛性内歯歯車、可撓性外歯歯車および波動発生器が予め一体に組付けられた構成となっている。従って、実際の取り付け場所においては、ユニット化された状態のままで取り付けることができる。
【００２９】
よって、三部材を相互に組み付ける作業が不要であり、また、ユニット化されたものを組み付ければ良いので、その取り扱い、および組み付け作業が極めて簡単になる。さらに、ユニット状態でグリスを各部分に塗布しておくことができる。さらにまた、速比の大きな場合に発生しやすい、内歯と外歯の噛み合いが１枚ずれた状態で両歯車が組み込まれてしまうデドイダル等のような組み込み不良が発生しないという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したユニット型撓み噛み合い式歯車装置の概略断面図である。
【図２】（Ａ）は図１の装置における係合部分を示す部分拡大断面図であり、（Ｂ）はその変形例を示す部分拡大断面図である。
【図３】本発明を適用した別のユニット型撓み噛み合い式歯車装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１  ユニット型撓み噛み合い式歯車装置
２  剛性内歯歯車
２６  環状溝（第１の環状係合部）
３  可撓性外歯歯車
３３ｂ  環状溝（第３の環状係合部）
３３ｃ  締結ボルト用挿入穴
３５  補強板
３５ａ  タップ穴
４  波動発生器
５  連結部材
５３  環状突起（第２の環状係合部）
５４  環状突起（第４の環状係合部）
６  支持部
２７  環状板部分
６２  ボールベアリング
６３  内輪受け
６４  外輪受け
【図１】
0004010520.tif 000002
【図２】
0004010520.tif 000003
【図３】
0004010520.tif 000004