(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状をした可撓性内歯歯車と、当該可撓性内歯歯車の内側に同心状に配置された環状をした可撓性外歯歯車と、当該可撓性外歯歯車の内側に同心状に配置され当該可撓性外歯歯車を楕円形に撓めて前記可撓性内歯歯車に対して部分的に噛み合わせるための第１の波動発生器と、前記可撓性内歯歯車を楕円形に撓めて前記可撓性外歯歯車に対して部分的に噛み合わせるための第２の波動発生器とを有し、
前記第１の波動発生器は、楕円形をした剛性カム板と、この剛性カム板の外周面と前記可撓性外歯歯車の内周面の間に嵌め込まれたウエーブベアリングとを備え、
前記第２の波動発生器は、前記剛性カム板と一体回転すると共に、当該剛性カム板の長軸方向に沿って反対方向に延びる一対の腕部材と、これらの腕部材の先端に回転自在に支持され、前記可撓性内歯歯車の外周面を中心に向けて押し付けた状態で当該外周面に沿って周方向に転動可能なウエーブローラとを備えていることを特徴とする低減速比の撓み噛み合い式歯車装置。
【請求項２】
請求項１において、前記腕部材のそれぞれの先端には、前記剛性カム板の長軸延長線に対して線対称な位置に一対のウエーブローラが取付けられていることを特徴とする低減速比の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、内歯歯車および外歯歯車が共に可撓性を有し、これらの歯車の双方の撓みを利用して低減速比を実現した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】
撓み噛み合い式歯車装置は、一般に、剛性の内歯歯車と、この内側に配置された可撓性の外歯歯車と、この外歯歯車を楕円形に撓めて内歯歯車に噛み合わせると共に当該噛み合わせ位置を周方向に移動させる波動発生器とを備えている。この形式の撓み噛み合い式歯車装置では、内歯と外歯の歯数差に応じた減速回転出力が得られる。一般的には歯数差は２枚であり、得られる速比はＲ＝５０程度である。
【０００３】
速比を小さくするためには歯数差を多くすればよい。歯数差を多くすると、その分、可撓性外歯歯車の撓み量を多くする必要がある。しかしながら、可撓性外歯歯車の撓み量を大きくすることには限界があるので、速比を小さくすることにも限界がある。
【０００４】
この点に鑑みて、本願人は先に、特開平５−１４１４８５号公報、同５−１４１４８６号公報において、内歯歯車も可撓性のものとし、内歯歯車および外歯歯車の双方を半径方向に撓ませることにより、速比の小さな撓み噛み合い式歯車装置を実現することを提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、内歯歯車および外歯歯車が共に可撓性の歯車である撓み噛み合い式歯車装置において、双方の歯車の撓み噛み合い状態を形成するための新たな構成の波動発生器を提案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の撓み噛み合い式歯車装置は、環状をした可撓性内歯歯車と、当該可撓性内歯歯車の内側に同心状に配置された環状をした可撓性外歯歯車と、当該可撓性外歯歯車の内側に同心状に配置され当該可撓性外歯歯車を楕円形に撓めて前記可撓性内歯歯車に対して部分的に噛み合わせるための第１の波動発生器と、前記可撓性内歯歯車を楕円形に撓めて前記可撓性外歯歯車に対して部分的に噛み合わせるための第２の波動発生器とを有する構成を採用している。
【０００７】
また、前記第１の波動発生器として、楕円形をした剛性カム板と、この剛性カム板の外周面と前記可撓性外歯歯車の内周面の間に嵌め込まれたウエーブベアリングとを備えた構成のものを採用している。
【０００８】
さらに、前記第２の波動発生器として、前記剛性カム板と一体回転すると共に、当該剛性カム板の長軸方向に沿って反対方向に延びる一対の腕部材と、これらの腕部材の先端に回転自在に支持され、前記可撓性内歯歯車の外周面を中心に向けて押し付けた状態で当該外周面を周方向に向けて転動可能なウエーブローラとを備えた構成のものを採用している。
【０００９】
このように構成した本発明の撓み噛み合い式歯車装置では、第１の波動発生器によって可撓性外歯歯車が楕円形に撓められる。これに対して、第２の波動発生器によって可撓性内歯歯車が同じく楕円形に撓められる。ここで、楕円形に撓められた可撓性外歯歯車の長軸方向の両端の位置に、楕円形に撓められた可撓性内歯歯車の短軸方向の両端の位置と一致する。従って、双方の歯車の撓みによって、双方の歯車の撓み噛み合い状態が形成される。このために、相対的な撓み量を大きくできるので、低速比の撓み噛み合い式歯車装置を実現できる。
【００１０】
ここで、第２の波動発生器において、前記腕部材のそれぞれの先端に支持されるローラとして、前記剛性カム板の長軸延長線に対して線対称な位置に一対のウエーブローラを取付けた構成のものを採用することができる。このように、長軸延長上の位置から外れた位置で可撓性内歯歯車を半径方向の内方に向けて押し付けると、負偏位状態の噛み合いを形成できる。この結果、双方の歯車の噛み合い領域を広くすることができ、トルク伝達特性等を改善することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）、（Ｂ）には、本発明を適用した撓み噛み合い式歯車装置の概略構成を示してある。撓み噛み合い式歯車装置１は円筒状の装置ハウジング２を備えており、この装置ハウジング２の内部には、外側から、可撓性内歯歯車３、可撓性外歯歯車４および第１の波動発生器５が同心状に組み込まれている。また、可撓性内歯歯車３を撓めるための第２の波動発生器６も組み付けられている。
【００１２】
可撓性内歯歯車３は、全体としてシルクハット形状をしており、先端開口側の内周面に内歯３１が形成された円筒状の胴部３２と、この胴部３２の反対側の開口から半径方向の外側に向けて直角に広がっている環状のダイヤフラム３３と、このダイヤフラム３３の外周縁に連続して形成されている環状のボス３４とを備えている。この環状のボス３４が装置ハウジング２に形成した取付け面に締結固定されている。
【００１３】
可撓性外歯歯車４は、全体としてカップ形状をしており、先端開口側の外周面に外歯４１が形成された円筒状の胴部４２と、この胴部４２の反対側の開口から半径方向の内側に向けて直角に延びている環状のダイヤフラム４３と、このダイヤフラム４３の内周縁に連続して形成されている環状のボス４４とを備えている。環状のボス４４は、不図示の出力部材（負荷側）に連結されている。
【００１４】
第１の波動発生器５は、可撓性外歯歯車４を楕円形に撓めるためのものであり、入力軸（図示せず）に固着された楕円形の輪郭を有する剛性カム板５１と、この外周面に嵌めたウエーブベアリング５２とを備えている。この第１の波動発生器５によって楕円形に撓められた可撓性外歯歯車４は、その長軸４ａの位置が例えば図に示すように垂直方向となっている。
【００１５】
一方、第２の波動発生器６は可撓性内歯歯車３を楕円形に撓めるためのものである。この第２の波動発生器６は、上記の第１の波動発生器５の剛性カム板５１に固着した一対の腕部材６１（図において一方の側の腕部材のみを示してある。）を備えている。この腕部材６１は、第１の波動発生器６の剛性カム板５１の長軸４ａに沿って配列され、その基端６１ａが剛性カム板５１の端面５１ａに締結ボルトによって締結されている。
【００１６】
腕部材６１の先端６１ｂは、可撓性内歯歯車３を越えた位置まで延びており、そこには、ローラ軸６２が装置軸線１ａに沿って可撓性内歯歯車３の外周側に向けて突出した状態に取付けられている。このローラ軸６２には回転自在にウエーブローラ６３が支持されている。このウエーブローラ６３の外周面は丁度、可撓性内歯歯車３の胴部３２における内歯３１が形成されている部分の外周面に位置しており、この部分を半径方向の内方に向けて押し付けた状態となっている。
【００１７】
このように、可撓性内歯歯車３は、一対の腕部材６１の先端に取り付けたウエーブローラ６３によって内側の押し付けられている。従って、可撓性内歯歯車３は、全体として、腕部材６１の配列方向とは直交する方向が長軸３ａとなる楕円状に撓められる。
【００１８】
なお、ウエーブローラ６３の外側には、環状のウエーブローラ受け６４が、装置軸線１ａを中心として配置されており、このウエーブローラ受け６４の外周側は、ベアリング６５を介して装置ハウジング２の側に形成した円環状の内周面に回転自在に支持されている。
【００１９】
このように構成した撓み噛み合い式歯車装置１においては、上記のように第１の波動発生器５によって可撓性外歯歯車４が楕円形状の撓められ、その長軸４ａが例えば図に示すように垂直方向となっている。これに対して、第２の波動発生器６によって可撓性内歯歯車３は、長軸３ａが水平方向となる楕円形状に撓められる。この結果、可撓性外歯歯車４の長軸方向の両端部分の外歯と、可撓性内歯歯車３の短軸方向の両端部分の内歯とが相互の噛み合った状態が形成される。すなわち、相応の歯車３、４は、それぞれの最大撓み量が発生している位置で相互の噛み合った状態になる。従って、これらの歯車の相対撓み量を大きくすることができる。
【００２０】
この状態において、、第１の波動発生器５の剛性カム板５１が入力軸（図示せず）によって高速回転すると、第２の波動発生器６の一対の腕部材６１に支持されているウエーブローラ６３も自転しながら、剛性カム板５１と一体となって、装置軸線１ａの回りを公転する。
【００２１】
この結果、内歯と外歯の噛み合い位置が周方向に移動して、これらの歯車の歯数差に応じた相対回転が双方の歯車の間に発生する。可撓性内歯歯車３が固定されているので、可撓性外歯歯車４の側が減速回転し、その回転が不図示の出力部材の側に伝達される。
【００２２】
（その他の実施の形態）
図１（Ｃ）には、ウエーブローラ６３の別の形態を示してある。この例は、第２の波動発生器６において、腕部材６１のそれぞれの先端に支持されるウエーブローラとして、剛性カム板５１の長軸４ａの延長線に対して線対称な位置に一対のウエーブローラ６３Ａ、６３Ｂを取付けた構成となっている。このように、長軸延長上の位置から外れた位置で可撓性内歯歯車を半径方向の内方に向けて押し付けると、負偏位状態の噛み合いを形成できる。この結果、双方の歯車３、４の噛み合い領域を広くでき、トルク伝達特性等を改善できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の撓み噛み合い式歯車装置では、可撓性外歯歯車を楕円形に撓めると共に、可撓性内歯歯車を、装置軸線の回りに公転する一対のローラを当該可撓性内歯歯車の外周面に押し付けることにより楕円形に撓めるようにしている。従って、本発明によれば、双方の歯車の最大撓みが発生している位置で、これらの噛み合い状態を形成できる。よって、歯車の撓み量を大きくすることができ、その分、双方の歯車の歯数差を多くして、速比を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の撓み噛み合い式歯車装置の概略断面構成図、（Ｂ）はその部分的な側面構成図、（Ｃ）は第２の波動発生器の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
１    撓み噛み合い式歯車装置
２    装置ハウジング
３    可撓性内歯歯車
３ａ  楕円形に撓められた可撓性内歯歯車の長軸
３１  内歯
４    可撓性外歯歯車
４ａ  楕円形に撓められた可撓性外歯歯車の長軸
４１  外歯
５    第１の波動発生器
５１  楕円形の剛性カム板
６    第２の波動発生器
６１  腕部材
６３  ウエーブローラ
【図１】
0003788528.tif 000002