(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置軸線方向の両端に位置する第１の端板および第２の端板と、
これらの端板の間に位置し、円筒状の胴部、この胴部における前記第１の端板の側の開口端外周面に形成された外歯、この胴部における前記第２の端板の側の開口端から半径方向の外側に向けて連続している環状のダイヤフラムおよびこのダイヤフラムの外周縁に連続した厚肉の環状ボスを備えたシルクハット型の可撓性外歯歯車と、前記外歯の外周に配置され内周面に当該外歯に噛み合い可能な内歯が形成されている環状の剛性内歯歯車と、前記外歯が形成されている円筒状胴部の内側に配置されて当該円筒状胴部を半径方向に撓めて外歯を前記内歯に対して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、
当該波動発生器に固着されていると共に当該波動発生器を貫通して延び、一方の側が前記第１の端板に回転自在に支持され、他方の側が前記第２の端板に回転自在に支持されている入力軸と、
前記可撓性外歯歯車の円筒状胴部の外周に配置され、外輪が前記環状ボスを介して前記第２の端板に固着され、内輪が前記剛性内歯歯車を介して前記第１の端板に固着されているベアリングとを有し、
前記第１の端板、前記剛性内歯歯車および前記ベアリングの内輪は、当該第１の端板の側から装着される複数本の第１の固定用ボルトによって、当該内輪の側に共締めされており、
前記第２の端板、前記可撓性外歯歯車の環状ボスおよび前記ベアリングの外輪は、当該第２の端板の側から装着される複数本の第２の固定用ボルトによって、当該外輪の側に共締めされていることを特徴とするシルクハ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、前記ベアリングはクロスローラベアリングであり、前記可撓性外歯歯車の環状ボスと前記環状剛性内歯歯車の間に位置し、当該ベリングの外輪の環状端面と前記第２の端板の内側の環状端面の間に前記可撓性外歯歯車の環状ボスが挟み込まれた状態でこれらの三部材が、前記第２の固定用ボルトによって締結されており、当該ベアリングの内輪の環状端面と前記第１の端板の内側の環状端面の間に前記剛性内歯歯車が挟み込まれた状態でこれらの三部材が前記第１の固定用ボルトによって締結されていることを特徴とするシルクハット型撓み噛み合い式歯車装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記入力軸は中空入力軸であることを特徴とするシルクハット型撓み噛み合い式歯車装置。
【請求項４】
請求項１または３において、前記剛性内歯歯車と前記内輪が一体物として形成されていることを特徴とするシルクハット型撓み噛み合い式歯車装置。
【請求項５】
請求項１、３または４において、前記第１の端板と前記内輪が一体物として形成されていることを特徴とするシルクハ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、部品点数が少なく小型コンパクトでしかも廉価に製造することができるシルクハット型撓み噛み合い式歯車装置に関するものである。偏平型波動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としては、その構成部品である可撓性外歯歯車が、環状をした形式のもの、カップ状をした形式のもの、およびシルクハット状をした形式のものが知られている。これらのうち、本願人は、先に、特願平６−３１０８３４号明細書、同６−３１０８３５号明細書において偏平な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を提案している。この偏平なシルクハット状の可撓性外歯歯車を用いれば撓み噛み合い式歯車装置を偏平に構成できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、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において、更に、その部品点数の削減および製造コストの低減化を図ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の撓み噛み合い式歯車装置においては、、装置軸線方向の両端を、それぞれ第１の端板および第２の端板によって規定し、これらの間に、円筒状の胴部、この胴部における前記第１の端板の側の開口端外周面に形成された外歯、この胴部における前記第２の端板の側の開口端から半径方向の外側に向けて連続している環状のダイヤフラムおよびこのダイヤフラムの外周縁に連続した厚肉の環状ボスを備えたシルクハット型の可撓性外歯歯車を配置すると共に、その外歯の外周に、内周面に当該外歯に噛み合い可能な内歯が形成されている環状の剛性内歯歯車を配置し、前記外歯が形成されている円筒状胴部の内側には、当該円筒状胴部を半径方向に撓めて外歯を前記内歯に対して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を配置するようにしている。
【０００５】
さらに、装置軸線方向に貫通した状態に入力軸を配置し、これを波動発生器に固着すると共に一方の側を前記第１の端板に回転自在に支持し、他方の側を前記第２の端板に回転自在に支持した両持ち状態に支持するようにしている。そして、前記可撓性外歯歯車の円筒状胴部の外周にベアリングを配置して、その外輪を前記環状ボスを介して前記第２の端板に固着し、その内輪を前記剛性内歯歯車を介して前記第１の端板に固着するようにしている。
【０００６】
これに加えて、前記第１の端板、前記剛性内歯歯車および前記ベアリングの内輪は、当該第１の端板の側から装着される複数本の第１の固定用ボルトによって、当該内輪の側に共締めするようにしている。同様に、前記第２の端板、前記可撓性外歯歯車の環状ボスおよび前記ベアリングの外輪は、当該第２の端板の側から装着される複数本の第２の固定用ボルトによって、当該外輪の側に共締めするようにしている。
【０００７】
ここで、前記ベアリングとしてはクロスローラベアリングを用いることが好ましい。この場合、クロスローラベリングを、前記可撓性外歯歯車の環状ボスと前記環状剛性内歯歯車の間に位置させて、当該ベリングの外輪の環状端面と前記第２の端板の内側の環状端面の間に前記可撓性外歯歯車の環状ボスを挟み込まれた状態でこれらの三部材を前記第２の固定用ボルトを用いて締結すると共に、当該ベアリングの内輪の環状端面と前記第１の端板の内側の環状端面の間に前記剛性内歯歯車を挟み込んだ状態でこれらの三部材を、前記第１の固定用ボルトを用いて締結する構成を採用することが好ましい。
【０００８】
さらには、前記入力軸として中空入力軸とすれば、装置をその軸線方向に貫通して延びる貫通孔を形成できるので好ましい。
【０００９】
これに加えて、前記剛性内歯歯車と前記内輪が一体物として形成すれば、部品点数を減らすことができ、また、それらの部品の組み付け誤差の発生を回避できるので好ましい。同様に、前記第１の端板と前記内輪が一体物として形成した場合にも同様な効果を得ることができる。特に、三部材を一体物として形成した場合には、その効果が大きい。
【００１０】
本発明の撓み噛み合い式歯車装置においては、その軸線方向の両端が第１および第２の端板で規定され、それらの間に波動歯車機構の構成要素である可撓性外歯歯車、剛性内歯歯車および波動発生器が配置され、可撓性外歯歯車の外周にはベアリングが配置されて、その内輪および外輪が第１および第２の端板の側に固着されていると共に、波動発生器を回転させるための入力軸の両端はそれぞれ第１および第２の端板によって両持ち状態で回転自在に支持されている。このように、第１および第２の端板の間の最も外周にはベアリングの外輪が位置し、この外輪が装置ハウジングを兼用することになる。よって、装置ハウジングとして別個の部材を配置する必要がない。また、可撓性外歯歯車の円筒状胴部の軸長を短くすれば装置を偏平にできる。よって、前述した本願人が提案している偏平型のシルクハット状可撓性外歯歯車を採用すれば、装置を極めて偏平なものにすることができる。
【００１１】
また、可撓性外歯歯車はシルクハット状のものであり、そのダイヤフラムの外周縁に形成されている厚肉の環状ボスが、丁度、第１の端板とベアリングの外輪の間に位置するので、これらの三部材を簡単に一体化できる。よって、各部材の形状を単純なものとできる。
【００１２】
さらに、ベアリングの内輪も、その環状端面が剛性内歯歯車の環状端面あるいは第１の端板に対峙するので、これらの部材を一体化することも簡単に行うことができる。
【００１３】
特に、本発明では、第１の端板と、可撓性外歯歯車の環状ボスと、ベアリングの外輪を、第１の固定用ボルトを用いて外輪の側に共締めするようにしている。一般には、これらの三部材を仮止めボルトを用いて仮止めすると共に、締結用ボルトを用いてこれらの三部材を締結している。本発明では、仮止め用ボルトに相当する第１の固定用ボルトを用いて三部材を一体化するようにしている。このため、仮止め用ボルトと締結用ボルトの２種類のボルトが一種類でよくなる。また、仮止め用のボルト孔と締結用ボルト孔の２種類のボルト孔を形成する代わりに、１種類のボルト孔を形成しておくのみでよい。したがって、本発明によれば、装置の部品点数を減らすことができ、また、部品の組み付けも容易になるので、製造コストも低減化できる。
【００１４】
第２の固定用ボルトを用いて固定される三部材（第２の端板、剛性内歯歯車およびベアリングの内輪）の側においても同様な作用効果が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
（第１の実施の形態）
図１には、本発明を適用したシルクハット型撓み噛み合い式歯車装置の第１の実施の形態を示してある。
【００１７】
本例の撓み噛み合い式歯車装置１は、その軸線１ａの方向の両端がそれぞれ第１の端板２および第２の端板３によって規定されている。第１の端板２の内側端面の中心位置に円形溝２１が形成され、この内周面によって、装置軸線１ａの方向に向けて配列した入力軸４の一端が軸受２２を介して回転自在に支持されている。また、第２の端板３の側においては、その中心に貫通孔３１が形成されており、この内周面によって、入力軸４の先端側が軸受３２を介して回転自在に支持されている。入力軸４の先端４１はこの貫通孔３１から外側に突出している。
【００１８】
次に、両端板２、３の間には、撓み噛み合い式歯車機構が組み込まれている。撓み噛み合い式歯車機構は、環状の剛性内歯歯車５と、シルクハット型の可撓性外歯歯車６と、波動発生器７から構成される。可撓性外歯歯車６は、円筒状の胴部６１と、その一方の側の開口端の外周に形成された外歯６２と、他方の開口端に連続して半径方向の外側に直角に延びる環状のダイヤフラム６３と、このダイヤフラム６３の外周縁に連続している厚肉の環状ボス６４から形成されている。外歯６２の外周には、剛性内歯歯車５が配置されており、その内周面に形成された内歯５１と外歯６２は噛み合い可能である。この外歯６２が形成されている胴部６１の内側部分には波動発生器７がはめ込まれている。
【００１９】
波動発生器７は、楕円状輪郭の剛性カム板７１と、その外周に嵌めたベアリング７２から構成されている。剛性カム板７１の中心には上記の入力軸４が貫通して延びており、この剛性カム板７１は入力軸４に固着されている。波動発生器７によって、可撓性外歯歯車６の外歯６２の部分は楕円形に撓められて、その長軸方向の両端において内歯５１に噛み合っている。入力軸４の回転によって波動発生器７も回転し、これに伴って、外歯６２と内歯５１の噛み合い位置が円周方向に移動する。一般的には、外歯６２は内歯５１よりも歯数が２枚少ないので、噛み合い位置が円周方向に移動すると、これらの外歯および内歯の間には、入力回転に比べて大幅に減速された相対回転が発生する。この回転を、内歯あるいは外歯の側から取り出すことができる。このような減速原理は公知であるので、本明細書においてその詳細な説明は省略する。
【００２０】
次に、可撓性外歯歯車６の胴部６１の外周側において、第２の端板３と剛性内歯歯車５の間の位置には、クロスローラベアリング８が配置されている。クロスローラベアリング８は、外輪８１と、内輪８２と、これらの間に形成された環状溝内に転動自在に交互に交差する状態に配置されているローラ８３から構成されている。
【００２１】
本例においては、クロスローラベアリング８の外輪８１の環状端面８１ａと、これに対峙している第２の端板３の内側端面３２ａの間に、可撓性外歯歯車６の環状ボス６４が両側から挟まれた状態に配置されている。そして、これらの三部材には、円周方向に向けて多数の第２の固定用ボルト孔９が形成され、これらに装着した第２の固定用ボルト９ａによって、これらの三部材が外輪８１の側に共締された状態で締結されている。また、第２の固定用ボルト９ａによって、本例の装置１がモータ（図示せず）のハウジング等の側に取付け固定されるようになっている。
【００２２】
これに対して、クロスローラベアリング８の内輪８２の環状端面８２ａと、これに対峙している第１の端板２に形成されている環状端面２３との間には、剛性内歯歯車５が両側から挟まれた状態に配置されている。そして、これらの三部材には、第１の固定用ボルト孔１１が形成され、これらに装着した第１の固定用ボルト１１ａによって、これらの三部材が内輪８２の側に共締された状態で締結されている。また、これらは第１の固定用ボルト１１ａによって、本例の装置１が負荷側（図示せず）のハウジング等の側に取付け固定されるようになっている。勿論、第１の端板２の側にモータを接続し、他方の第２の端板の側に負荷を接続することもできる。
【００２３】
以上説明したように、本例の撓み噛み合い式歯車装置１においては、第１および第２の端板の間に入力軸を両持状態で回転自在に支持し、また、これらの間にシルクハット形の可撓性外歯歯車を配置し、更に、外歯歯車のボスと剛性内歯歯車の間にクロスローラベアリングを配置してある。したがって、クロスローラベアリングの外輪が装置の外周部分を覆うハウジグとして機能する。よって、装置ハウジングとして別部材を配置する必要がない。また、両端板の距離、すなわち装置の軸長は、その間に配置されているシルクハット形の可撓性外歯歯車の軸長さによって左右される。よって、この外歯歯車として本願人が先に提案している短胴形のものを採用すれば極めて偏平な装置を実現できる。
【００２４】
さらには、波動歯車機構の主要構成要素である剛性内歯歯車、可撓性外歯歯車および波動発生器の形状等を変更することなく、その両側の端板を取り替えるのみで、入力軸の突出方向、すなわちモータの取付け方向を変更できる。これに加えて、入力軸として中空軸を採用して端板を貫通させるようにすれば、簡単に中空形の装置を実現できる。
【００２５】
特に、本例の装置１では、クロスローラベアリング８の外輪８１と、可撓性外歯歯車６の環状ボス６４と、第２の端板３との三部材を第２の固定用ボルト９ａによって、外輪８１の側に共締された状態で締結している。また、この第２の固定用ボルト９ａによって、本例の装置１がモータ（図示せず）のハウジング等の側に取付け固定されるようになっている。同様に、クロスローラベアリング８の内輪８２と、剛性内歯歯車５と、第１の端板２との三部材も第１の固定用ボルト１１ａによって内輪８２の側に共締された状態で締結されている。そして、これらは第１の固定用ボルト１１ａによって、本例の装置１が負荷側（図示せず）のハウジング等の側に取付け固定されるようになっている。
【００２６】
このように、本例では、いわゆる仮止めボルトのみを用いて三部材の締結および、装置をモータ側あるいは負荷側に取付け固定する構成となっている。したがって、従来のように仮止め用ボルト孔、締結用ボルト孔の双方の加工を行なう必要がなく、１種類の孔加工のみで良くなる。また、ボルト本数、種類も減る。さらには、これに伴って組立て作業の工数も減る。
【００２７】
（第２の実施の形態）
図２には、本発明の第２の実施の形態に係る撓み噛み合い式歯車装置を示してある。本例の撓み噛み合い式歯車装置５０の基本的な構造は、第１の実施の形態の場合と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付して、それらの部分の説明は省略する。
【００２８】
本例の撓み噛み合い式歯車装置５０の特徴は、入力軸を中空形とすることにより中空形の波動歯車装置を構成した点である。そのために、本例の左右の第１および第２の端板５１０、５２０は、共にほぼ同一寸法の中心孔が形成された環状板とし、これらを貫通させた状態に中空入力軸５５０を回転自在に支持してある。すなわち、端板５１０、５２０の内周面には、軸受５３０、５４０を介して、中空入力軸５５０が回転自在に支持されている。中空入力軸５５０の一方の端５５１は端板５２０から僅かに突出しており、ここに、駆動モータ（図示せず）の出力軸が取付けられるようになっている。また、本例においては、波動歯車機構の構成要素である波動発生器７の剛性カム板７１ａは入力軸５５０に一体形成されている。その他の部分の構成は実施例１と同一である。
【００２９】
このように構成した本例の波動歯車装置５０も実施例１の装置と同様な作用効果を得ることができる。また、これに加えて、装置の中心に貫通孔５６０が形成されているので、この部分を利用して別の部材の配置、各種配線の引き回しなどを行うことができる。
【００３０】
【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においては、第１および第２の端板の間にシルクハット形の波動歯車機構を組み込むと共に、その外周にベアリングを配置し、第１および第２の端板の間に入力軸を両持ち状態で回転自在に架け渡した構成を採用している。したがって、ベアリングの外輪を装置ハウジングとして利用できる。また、撓み噛み合い式歯車機構のシルクハット形の可撓性外歯歯車の軸長によって装置の軸長さが決まるので、この外歯歯車を偏平なものとすれば、軸長の小さな小型コンパクトな装置を実現できる。さらには、両側の端板の形状を変更するのみで駆動モータの取付け方向等を簡単に変更できる。
【００３１】
さらには、本発明の装置は駆動モータ等への取付によって、剛性内歯歯車、可撓性外歯歯車等の構成部品の締結も行われるので、部品点数を削減できる。また、シルクハット形の可撓性外歯歯車を用いているので、カップ形のものを採用する場合に比べて、ダイヤフラムの部分のねじれ強度の向上を実現でき、したがって、装置のばね剛性を向上させることができる。
【００３２】
特に、本発明の装置では、ベアリングの外輪と、可撓性外歯歯車の環状ボスと、第２の端板との三部材を第２の固定用ボルトによって、外輪の側に共締された状態で締結している。また、この第２の固定用ボルトによって、装置がモータ（図示せず）のハウジング等の側に取付け固定されるようになっている。同様に、ベアリングの内輪と、剛性内歯歯車５と、第１の端板との三部材も第１の固定用ボルトによって内輪の側に共締された状態で締結されている。そして、これらは第１の固定用ボルトによって、装置がが負荷側に取付け固定されるようになっている。このように、いわゆる仮止めボルトのみを用いて三部材の締結および、装置をモータ側あるいは負荷側に取付け固定する構成となっている。したがって、従来のように仮止め用ボルト孔、締結用ボルト孔の双方の加工を行なう必要がなく、１種類の孔加工のみで良くなる。また、ボルト本数、種類も減る。さらには、これに伴って組立て作業の工数も減るという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る波動歯車装置を示す図であり、（Ａ）は矢印Ａの側から見た側面図、（Ｂ）は装置軸線に沿って切断した縦断面図、（Ｃ）は矢印Ｃの方向から見た側面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る波動歯車装置を示す図であり、（Ａ）は矢印Ａの側から見た側面図、（Ｂ）は装置軸線に沿って切断した縦断面図、（Ｃ）は矢印Ｃの方向から見た側面図である。
【符号の説明】
１、５０    撓み噛み合い式歯車装置
１ａ    装置軸線
２、５１０      第１の端板
３、５２０      第２の端板
４、５５０    入力軸
５    剛性内歯歯車
５１  内歯
６    可撓性外歯歯車
６１  円筒状の胴部
６２  外歯
６３  ダイヤフラム
６４  ボス
７    波動発生器
８    クロスローラベアリング
８１    外輪
８２    内輪
８３    ローラ
９      第２の固定用ボルト孔
９ａ    第２の固定用ボルト
１１    第１の固定用ボルト孔
１１ａ  第１の固定用ボルト
【図１】
0003781315.tif 000002
【図２】
0003781315.tif 000003