(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の剛性内歯歯車と、全体としてカップ状あるいはシルクハット状をしており開口端側に外歯が形成された歯部を備えた可撓性外歯歯車と、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有する撓み噛み合い式歯車装置において、
前記可撓性外歯歯車の外歯の歯幅は、当該外歯のピッチ円直径の５〜１４％の範囲内の寸法であり、
前記可撓性外歯歯車は、前記歯部に連続している円筒状の胴部を備え、
当該胴部における前記歯部への連続部分には、隣接する前記胴部の部分および隣接する前記歯部の歯底部分に対してそれぞれ滑らかに連続するように、これら隣接する胴部の部分および歯底部分より薄い環状の薄肉部分が形成されており、
前記薄肉部分の最小厚さは、前記胴部の最大厚さの３０〜８０％であることを特徴とする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、カップ状あるいは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に関し、可撓性外歯歯車のコーニングに起因する歯車の不適切な噛み合い状態等を回避可能な撓み噛み合い式歯車装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２（Ａ）に示すように、カップ型撓み噛み合い式歯車装置１は、円環状の剛性内歯歯車２と、この内側に配置されたカップ状の可撓性外歯歯車３と、当該歯車の内側に嵌め込まれた楕円形輪郭をした波動発生器４とを備えた構成となっている。カップ状の可撓性外歯歯車３は、円筒状の胴部３１と、この胴部３１の一方の端に連続して半径方向の内側に延びている環状のダイヤフラム３２と、当該ダイヤフラム３２の内周端に連続している厚肉のボス３３と、胴部３１の他方の端に連続している歯部３４とを備えた形状をしており、歯部３４の外周面には外歯３５が形成されている。
【０００３】
楕円形の波動発生器４は、楕円形輪郭の剛性カム板４１と、このカム板４１の外周面に嵌めたウエーブベアリング４２とを備え、可撓性外歯歯車３の歯部３４の内周面に嵌め込まれた状態では、ウエーブベアリング４２によって、可撓性外歯歯車３に対して剛性カム板４１が回転可能となっている。剛性カム板４１の側はモータ軸等に連結されて高速回転する。剛性カム板４１が高速回転すると、剛性カム板４１によって楕円状に撓められてその楕円の長軸方向の両端の位置で噛み合っている両歯車２、３の噛み合い位置が円周方向に移動する。両歯車２、３の歯数には通常２枚の差があり、従って、この歯数差に応じて大幅に減速された回転が両歯車２、３の間に発生する。通常は剛性内歯歯車２の側を固定し、可撓性外歯歯車３のボス３３に連結した出力軸の側から減速回転が取り出される。
【０００４】
可撓性外歯歯車としては、シルクハット状のものも知られている。この形状の可撓性外歯歯車は、円筒状の胴部に連続しているダイヤフラムが半径方向の外側に向けて広がっており、当該ダイヤフラムの外周端に連続して厚肉のボスが形成された構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、カップ状あるいは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では、波動発生器によって、可撓性外歯歯車はコーニングと呼ばれる三次元的な複雑な撓み状態になる。すなわち、カップ状あるいはシルクハット状の可撓性外歯歯車は、その開口端側の歯部が、そこに嵌め込まれている楕円形の波動発生器によって楕円状に撓められている。従って、図２（Ｂ）に示すように、楕円の長軸側では、可撓性外歯歯車の歯部およびこれに連続している胴部は中心軸線に対して外側に開く状態に変形し、楕円の短軸側では半径方向の内側に狭まる状態に変形する。このような可撓性外歯歯車の変形、すなわちコーニングのために、両歯車の噛み合い中心は、長軸上では可撓性外歯歯車の開口端の側となり、短軸側にいく程、胴部側に移動する。また、伝達負荷が増大すると、コーニング角が少なくなる方向に向けて歯部が撓み、両歯車の噛み合い中心が移動する。
【０００６】
従って、カップ型撓み噛み合い式歯車装置では、カップ状可撓性外歯歯車のコーニングによって両歯車の歯部に偏摩耗が発生しやすいという問題がある。また、両歯車の噛み合い中心が適切な位置となるように、両歯車の歯形を修正することが一般に必要である。
【０００７】
一方、波動発生器は、可撓性外歯歯車を上記のように三次元的に複雑に変形させているので、そこに作用するベアリング反力が大きなものとなる。耐久性等の点から、ベアリング反力は小さくした方が望ましい。
【０００８】
本発明の課題は、このような点に着目し、コーニングによる三次元的な複雑な可撓性外歯歯車の撓み量を低減することにより、適切な噛み合い状態を形成可能であると共にウエーブベアリングに作用するベアリング反力も低減可能な撓み噛み合い式歯車装置を提案することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
図１を参照して説明すると、本発明の撓み噛み合い式歯車装置５は、環状の剛性内歯歯車６と、全体としてカップ状あるいはシルクハット状をしており開口端側に外歯７５が形成された歯部７４を備えた可撓性外歯歯車７と、当該可撓性外歯歯車７を半径方向に撓めて前記剛性内歯歯車６に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８とを有するものにおいて、前記可撓性外歯歯車７の外歯７５の歯幅Ｌを、当該外歯７５のピッチ円直径ＰＣＤの５〜１４％の範囲内の寸法にしたことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の撓み噛み合い式歯車装置５では、上記の特徴に加えて、前記可撓性外歯歯車７は、前記歯部７４に連続している円筒状の胴部７１を備え、当該胴部７１における前記歯部７４への連続部分には、環状の薄肉部分７６が隣接する部分に対して滑らかに連続するように形成されており、当該薄肉部分７６の最小厚ｔ（ｍｉｎ）さは、当該該胴部の最大厚さｔ（ｍａｘ）に対して３０〜８０％の厚さであることを特徴としている。
【００１１】
本発明の撓み噛み合い式歯車装置では、その可撓性外歯歯車７の外歯７５の歯幅Ｌを短くしてあるので、当該可撓性外歯歯車７のコーニングによる三次元的な複雑で不安定な両歯車の噛み合い状態を解消できる。換言すると両歯車の噛み合い不良を解消できる。よって、従来のような歯幅の広い可撓性外歯歯車を用いる場合に比べて、歯形修正の度合いが少なくて済むとともに、歯部の偏摩耗を低減できる。また、可撓性外歯歯車７の歯部７４を短くしたことに伴い、剛性内歯歯車６における内歯６５が形成されている歯部も短くでき、さらには、波動発生器８も薄肉のものにできる。この結果、撓み噛み合い式歯車装置の軸長を短くできるという利点もある。
【００１２】
また、本発明では、可撓性外歯歯車７の歯部７４に隣接した胴部７１に薄肉部分７６を形成してあるので、歯部７４を半径方向に変形させやすい。従って、波動発生器によって可撓性外歯歯車７の歯部７４を理想的な形状に撓めることができる。同時に、波動発生器のウエーブベアリング８２への反力も低減できる。これに加えて、撓み噛み合い式歯車装置の低負荷領域での剛性を改善できるという利点も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明を適用したカップ型撓み噛み合い式歯車装置の断面構成を示す概略構成図、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図２】（Ａ）は一般的なカップ型撓み噛み合い式歯車装置の断面構成を示す概略構成図であり、（Ｂ）はそのカップ状可撓性外歯歯車のコーニングを示す説明図である。
【符号の説明】
５    撓み噛み合い式歯車装置
６    剛性内歯歯車
７    カップ状あるいはシルクハット状可撓性外歯歯車
７１  胴部
７４  歯部
７５  外歯
７６  薄肉部分
８    波動発生器
８２  ウエーブベアリング
Ｌ    歯幅
ＰＣＤ  外歯のピッチ円直径
【図１】
0004132113.tif 000002
【図２】
0004132113.tif 000003