JP3781313B2 - シルクハット型撓み噛み合い式歯車装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シルクハット形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、当該装置を小型コンパクトで高剛性にすることの可能な構造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、その可撓性外歯歯車がシルクハット形状をしたものが知られている。この形状をした可撓性外歯歯車は、円筒状の胴部と、その一端側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、このダイヤフラムの外周端に連続している環状ボスと、胴部の他方の開口端の外周に形成された外歯から構成されていいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本願人は、先に、シルクハット型撓み噛み合い式歯車装置の小型コンパクトに構成可能な構造を提案している。特に、その長さ（軸線方向の寸法）を短くすることの可能な偏平型撓み噛み合い式歯車装置を提案している。例えば、特願平７−１２０９５７号の明細書においてこのような装置を提案している。
【０００４】
本発明の課題は、シルクハット型撓み噛み合い式歯車装置を一層小型コンパクトに構成することの可能な構造を提案することにある。
【０００５】
また、本発明の課題は、シルクハット型撓み噛み合い式歯車装置の高剛性化に寄与することのできる構造を提案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のシルクハット型撓み噛み合い式歯車装置は、装置軸線方向に一定の間隔で配置した第１および第２の端板と、これらの第１および第２の端板の間に配置されたクロスローラベアリングと、前記第１および第２の端板の中心を装置軸線方向に貫通して延びていると共に当該第１および第２の端板によって回転自在に支持されている回転軸と、前記クロスローラベアリングの内輪の内周面に一体形成された剛性内歯歯車と、当該剛性内歯歯車の内側に配置されているシルクハット形の可撓性外歯歯車と、当該可撓性外歯歯車の内側にはめ込まれていると共に前記回転軸の外周に固着されている波動発生器とを有し、前記クロスローラベアリングの内輪は、その半径方向の厚さ寸法が前記可撓性外歯歯車の環状のダイヤフラムの半径方向の幅寸法と同一であり、前記第１の端板の側に固着され、前記クロスローラベアリングの外輪は、その半径方向の厚さ寸法が前記可撓性外歯歯車の環状のボスの半径方向の幅寸法と同一であり、前記可撓性外歯歯車の環状のボスを介して前記第２の端板に固着され、前記第１および第２の端板は相対回転可能となった構成を採用している。
【０００７】
このように、本発明では、剛性内歯歯車がクロスローラベアリングの内輪と一体形成されている。剛性内歯歯車は、第１の端板の側に固定すると共に、可撓性外歯歯車に対して相対回転できるように、クロスローラベアリングの内輪の側に固定する必要がある。しかし、剛性内歯歯車がクロスローラベアリングの内輪に一体形成されているので、これらの三部材の締結構造が簡単になる。したがって、装置全体を小型でコンパクトに構成できる。
【０００８】
更に、これらの三部材を一体形成すれば、すなわち、第１の端板にクロスローラベアリングの内輪を一体形成し、当該内輪に剛性内歯歯車を一体形成すれば、より一層装置の小型コンパクト化を達成できる。
【０００９】
また、このように別個の部材を一体化すれば、これらの部品相互の組付け精度誤差が無くなるので好ましい。これに加えて、部品を一体化することにより、装置の剛性の改善される。
【００１０】
次に、本発明では、前記剛性内歯歯車の歯部が、前記クロスローラベアリングのローラ軌道面に対して半径方向の内側にほぼ位置するように設定されている。この構成を採用すれば、剛性内歯歯車の部分の荷重変形を抑制できる。したがって、荷重変形によるクロスローラへの悪影響を抑制することができる。
【００１１】
なお、回転軸を中空回転軸とすることができる。このようにすれば、中空部分を配線等に利用することができる。
【００１２】
また、前記波動発生器の構成要素である剛性カム板を前記回転軸の外周に一体形成することができる。
【００１３】
【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。
【００１４】
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断面構成を示してある。シルクハット型撓み噛み合い式歯車装置１は、装置軸線１ａの方向に一定の間隔を開けて配置した第１の端板２および第２の端板３を備えている。これらの第１および第２の端板２、３の間には、その外周側の部分に、クロスローラベアリング４が挟まれた状態で配置されている。
【００１５】
第１および第２の端板２、３の中心を装置軸線１ａの方向に向けて、入力回転軸５が貫通して延びている。この入力回転軸５は、第１および第２の端板２、３の内周面２１、３１に対して、それぞれ、ボールベアリング６、７を介して回転自在の状態で支持されている。
【００１６】
クロスローラベアリング４の内輪４１には、剛性内歯歯車が一体形成されている。すなわち、内輪４１の内周面４２には剛性内歯歯車の内歯１１が形成されている。この内歯１１の内側には、当該内歯１１に噛み合い可能な外歯１２が形成されたシルクハット形状の可撓性外歯歯車１３が配置されている。更に、この可撓性外歯歯車１３の内側には、楕円形の輪郭をした波動発生器１４がはめ込まれている。
【００１７】
シルクハット形状の可撓性外歯歯車１３は、円筒状の胴部１５と、この胴部の第２の端板３の側の開口端から外方に広がっている環状のダイヤフラム１６と、このダイヤフラム１６の外周端に連続している環状のボス１７とを備えている。胴部１５の第１の端板２の側の開口端の外周には外歯１２が形成されている。波動発生器１４は、楕円形の剛性カム板１８と、この外周面に嵌め込んだウエーブベアリング１９とを備えている。本例では、剛性カム板１８が入力回転軸５の外周面に一体形成されている。
【００１８】
次に、クロスローラベアリング４の外輪４４は第２の端板３の側に固着されている。すなわち、外輪４４と第２の端板３の間には、上記のシルクハット形状の可撓性外歯歯車１３の環状ボス１７が挟まれている。この状態で、これらの部材に開けたボルト孔８に装着した締結用ボルト８１によって、これら三部材は相互に締結固定されている。これに対して、クロスローラベアリング４の内輪４１の側は、締結用ボルト８２によって、第１の端板２の側に締結固定されている。なお、締結用ボルト８１、８２は、円周方向に向けて一定の間隔で複数本取付けられる。
【００１９】
この構成のシルクハット型撓み噛み合い式歯車装置１では、入力回転軸５の第２の端板３から突出している突出部分が、モーター出力軸等の回転源に接続固定される。また、第１の端板２あるいは第２の端板３が、負荷側に接続固定される。入力回転軸５が高速回転すると、楕円形状の波動発生器１４によって楕円形状に撓められて円周方向の２か所で内歯１１に噛み合っている外歯１２の噛み合い部分は円周方向に移動する。外歯と内歯の歯数は異なっているので、歯数差に応じた相対回転がこれらの外歯と内歯の間に発生する。この回転は、入力回転数に比べて大幅に減速されたものとなる。第２の端板２および第２の端板３のうちの一方が負荷側に接続され、他方が回転しないように固定されるので、負荷側に接続された端板の側から減速回転が出力されて負荷側に伝達される。
【００２０】
ここで、本例では、内歯１１の形成位置が、ほぼ、クロスローラベアリング４のローラ４６の軌道面４７に対してほぼ内側に位置している。したがって、内輪１１に作用した荷重により内輪１１に発生する変形によって、クロスローラベアリング４に悪影響が及ぶことを抑制できる。
【００２１】
なお、上記のシルクハット型撓み噛み合い式歯車装置では、クロスローラベアリングの内輪に剛性内歯歯車を一体形成してある。装置を一層、小型コンパクトにするに、例えば、第１の端板に、剛性内歯歯車が一体形成された内輪を一体形成しても良い。このように三部材を一体に形成すれば、これらの部材相互間の組み付け誤差が発生しない。また、これらの部材相互間にガタが発生することもない。さらには、これらの部材の剛性も高まる。
【００２２】
また、上記の説明では、入力回転軸は中空軸であるが、勿論、中実軸を用いてもよい。
【００２３】
さらには、上記の説明では撓み噛み合い式歯車装置を減速装置として使用しているが、増速装置として利用してもよいことは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のシルクハット型撓み噛み合い式歯車装置では、第１および第２の端板の間に、撓み噛み合い式歯車機構を組み込んだ構成としてあると共に、これらを相対回転可能にするためのクロスローラベアリングの内輪を第１の端板に直付けし、この内輪に剛性内歯歯車を一体形成してる。したがって、シルクハット型撓み噛み合い式歯車装置を小型コンパクトに構成できる。
【００２５】
また、本発明では、剛性内歯歯車の内歯を、ローラの軌道面に対して半径方向の内側の位置となるように、内歯の内周面に形成してある。したがって、内歯から内輪に作用する荷重によって、当該内輪が不適切な状態に変形して、クロスローラベアリングに不具合が発生することも抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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含軸断面を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ シルクハット型撓み噛み合い式歯車装置
１ａ 装置軸線
２ 第１の端板
３ 第２の端板
４ クロスローラベアリング
４１ 内輪
４２ 内輪内周面
４４ 外輪
４６ ローラ
５ 入力回転軸
１１ 剛性内歯歯車の内歯
１２ 外歯
１３ 可撓性外歯歯車
１４ 波動発生器
１７ 可撓性外歯歯車のボス
１８ 波動発生器に剛性カム板
１９ ウエーブベアリング
【発明の属する技術分野】
本発明は、シルクハット形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、当該装置を小型コンパクトで高剛性にすることの可能な構造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、その可撓性外歯歯車がシルクハット形状をしたものが知られている。この形状をした可撓性外歯歯車は、円筒状の胴部と、その一端側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、このダイヤフラムの外周端に連続している環状ボスと、胴部の他方の開口端の外周に形成された外歯から構成されていいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本願人は、先に、シルクハット型撓み噛み合い式歯車装置の小型コンパクトに構成可能な構造を提案している。特に、その長さ（軸線方向の寸法）を短くすることの可能な偏平型撓み噛み合い式歯車装置を提案している。例えば、特願平７−１２０９５７号の明細書においてこのような装置を提案している。
【０００４】
本発明の課題は、シルクハット型撓み噛み合い式歯車装置を一層小型コンパクトに構成することの可能な構造を提案することにある。
【０００５】
また、本発明の課題は、シルクハット型撓み噛み合い式歯車装置の高剛性化に寄与することのできる構造を提案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のシルクハット型撓み噛み合い式歯車装置は、装置軸線方向に一定の間隔で配置した第１および第２の端板と、これらの第１および第２の端板の間に配置されたクロスローラベアリングと、前記第１および第２の端板の中心を装置軸線方向に貫通して延びていると共に当該第１および第２の端板によって回転自在に支持されている回転軸と、前記クロスローラベアリングの内輪の内周面に一体形成された剛性内歯歯車と、当該剛性内歯歯車の内側に配置されているシルクハット形の可撓性外歯歯車と、当該可撓性外歯歯車の内側にはめ込まれていると共に前記回転軸の外周に固着されている波動発生器とを有し、前記クロスローラベアリングの内輪は、その半径方向の厚さ寸法が前記可撓性外歯歯車の環状のダイヤフラムの半径方向の幅寸法と同一であり、前記第１の端板の側に固着され、前記クロスローラベアリングの外輪は、その半径方向の厚さ寸法が前記可撓性外歯歯車の環状のボスの半径方向の幅寸法と同一であり、前記可撓性外歯歯車の環状のボスを介して前記第２の端板に固着され、前記第１および第２の端板は相対回転可能となった構成を採用している。
【０００７】
このように、本発明では、剛性内歯歯車がクロスローラベアリングの内輪と一体形成されている。剛性内歯歯車は、第１の端板の側に固定すると共に、可撓性外歯歯車に対して相対回転できるように、クロスローラベアリングの内輪の側に固定する必要がある。しかし、剛性内歯歯車がクロスローラベアリングの内輪に一体形成されているので、これらの三部材の締結構造が簡単になる。したがって、装置全体を小型でコンパクトに構成できる。
【０００８】
更に、これらの三部材を一体形成すれば、すなわち、第１の端板にクロスローラベアリングの内輪を一体形成し、当該内輪に剛性内歯歯車を一体形成すれば、より一層装置の小型コンパクト化を達成できる。
【０００９】
また、このように別個の部材を一体化すれば、これらの部品相互の組付け精度誤差が無くなるので好ましい。これに加えて、部品を一体化することにより、装置の剛性の改善される。
【００１０】
次に、本発明では、前記剛性内歯歯車の歯部が、前記クロスローラベアリングのローラ軌道面に対して半径方向の内側にほぼ位置するように設定されている。この構成を採用すれば、剛性内歯歯車の部分の荷重変形を抑制できる。したがって、荷重変形によるクロスローラへの悪影響を抑制することができる。
【００１１】
なお、回転軸を中空回転軸とすることができる。このようにすれば、中空部分を配線等に利用することができる。
【００１２】
また、前記波動発生器の構成要素である剛性カム板を前記回転軸の外周に一体形成することができる。
【００１３】
【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。
【００１４】
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断面構成を示してある。シルクハット型撓み噛み合い式歯車装置１は、装置軸線１ａの方向に一定の間隔を開けて配置した第１の端板２および第２の端板３を備えている。これらの第１および第２の端板２、３の間には、その外周側の部分に、クロスローラベアリング４が挟まれた状態で配置されている。
【００１５】
第１および第２の端板２、３の中心を装置軸線１ａの方向に向けて、入力回転軸５が貫通して延びている。この入力回転軸５は、第１および第２の端板２、３の内周面２１、３１に対して、それぞれ、ボールベアリング６、７を介して回転自在の状態で支持されている。
【００１６】
クロスローラベアリング４の内輪４１には、剛性内歯歯車が一体形成されている。すなわち、内輪４１の内周面４２には剛性内歯歯車の内歯１１が形成されている。この内歯１１の内側には、当該内歯１１に噛み合い可能な外歯１２が形成されたシルクハット形状の可撓性外歯歯車１３が配置されている。更に、この可撓性外歯歯車１３の内側には、楕円形の輪郭をした波動発生器１４がはめ込まれている。
【００１７】
シルクハット形状の可撓性外歯歯車１３は、円筒状の胴部１５と、この胴部の第２の端板３の側の開口端から外方に広がっている環状のダイヤフラム１６と、このダイヤフラム１６の外周端に連続している環状のボス１７とを備えている。胴部１５の第１の端板２の側の開口端の外周には外歯１２が形成されている。波動発生器１４は、楕円形の剛性カム板１８と、この外周面に嵌め込んだウエーブベアリング１９とを備えている。本例では、剛性カム板１８が入力回転軸５の外周面に一体形成されている。
【００１８】
次に、クロスローラベアリング４の外輪４４は第２の端板３の側に固着されている。すなわち、外輪４４と第２の端板３の間には、上記のシルクハット形状の可撓性外歯歯車１３の環状ボス１７が挟まれている。この状態で、これらの部材に開けたボルト孔８に装着した締結用ボルト８１によって、これら三部材は相互に締結固定されている。これに対して、クロスローラベアリング４の内輪４１の側は、締結用ボルト８２によって、第１の端板２の側に締結固定されている。なお、締結用ボルト８１、８２は、円周方向に向けて一定の間隔で複数本取付けられる。
【００１９】
この構成のシルクハット型撓み噛み合い式歯車装置１では、入力回転軸５の第２の端板３から突出している突出部分が、モーター出力軸等の回転源に接続固定される。また、第１の端板２あるいは第２の端板３が、負荷側に接続固定される。入力回転軸５が高速回転すると、楕円形状の波動発生器１４によって楕円形状に撓められて円周方向の２か所で内歯１１に噛み合っている外歯１２の噛み合い部分は円周方向に移動する。外歯と内歯の歯数は異なっているので、歯数差に応じた相対回転がこれらの外歯と内歯の間に発生する。この回転は、入力回転数に比べて大幅に減速されたものとなる。第２の端板２および第２の端板３のうちの一方が負荷側に接続され、他方が回転しないように固定されるので、負荷側に接続された端板の側から減速回転が出力されて負荷側に伝達される。
【００２０】
ここで、本例では、内歯１１の形成位置が、ほぼ、クロスローラベアリング４のローラ４６の軌道面４７に対してほぼ内側に位置している。したがって、内輪１１に作用した荷重により内輪１１に発生する変形によって、クロスローラベアリング４に悪影響が及ぶことを抑制できる。
【００２１】
なお、上記のシルクハット型撓み噛み合い式歯車装置では、クロスローラベアリングの内輪に剛性内歯歯車を一体形成してある。装置を一層、小型コンパクトにするに、例えば、第１の端板に、剛性内歯歯車が一体形成された内輪を一体形成しても良い。このように三部材を一体に形成すれば、これらの部材相互間の組み付け誤差が発生しない。また、これらの部材相互間にガタが発生することもない。さらには、これらの部材の剛性も高まる。
【００２２】
また、上記の説明では、入力回転軸は中空軸であるが、勿論、中実軸を用いてもよい。
【００２３】
さらには、上記の説明では撓み噛み合い式歯車装置を減速装置として使用しているが、増速装置として利用してもよいことは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のシルクハット型撓み噛み合い式歯車装置では、第１および第２の端板の間に、撓み噛み合い式歯車機構を組み込んだ構成としてあると共に、これらを相対回転可能にするためのクロスローラベアリングの内輪を第１の端板に直付けし、この内輪に剛性内歯歯車を一体形成してる。したがって、シルクハット型撓み噛み合い式歯車装置を小型コンパクトに構成できる。
【００２５】
また、本発明では、剛性内歯歯車の内歯を、ローラの軌道面に対して半径方向の内側の位置となるように、内歯の内周面に形成してある。したがって、内歯から内輪に作用する荷重によって、当該内輪が不適切な状態に変形して、クロスローラベアリングに不具合が発生することも抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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含軸断面を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ シルクハット型撓み噛み合い式歯車装置
１ａ 装置軸線
２ 第１の端板
３ 第２の端板
４ クロスローラベアリング
４１ 内輪
４２ 内輪内周面
４４ 外輪
４６ ローラ
５ 入力回転軸
１１ 剛性内歯歯車の内歯
１２ 外歯
１３ 可撓性外歯歯車
１４ 波動発生器
１７ 可撓性外歯歯車のボス
１８ 波動発生器に剛性カム板
１９ ウエーブベアリング
Claims (5)
- 装置軸線方向に一定の間隔で配置した第１および第２の端板と、これらの第１および第２の端板の間に配置されたクロスローラベアリングと、前記第１および第２の端板の中心を装置軸線方向に貫通して延びていると共に当該第１および第２の端板によって回転自在に支持されている回転軸と、前記クロスローラベアリングの内輪の内周面に一体形成された剛性内歯歯車と、当該剛性内歯歯車の内側に配置されているシルクハット形の可撓性外歯歯車と、当該可撓性外歯歯車の内側にはめ込まれていると共に前記回転軸の外周に固着されている波動発生器とを有し、
前記クロスローラベアリングの内輪は、その半径方向の厚さ寸法が前記可撓性外歯歯車の環状のダイヤフラムの半径方向の幅寸法と同一であり、前記第１の端板の側に固着され、
前記クロスローラベアリングの外輪は、その半径方向の厚さ寸法が前記可撓性外歯歯車の環状のボスの半径方向の幅寸法と同一であり、当該ボスを介して前記第２の端板に固着され、前記第１および第２の端板は相対回転可能となっ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１において、前記クロスローラベアリングの内輪は前記第１の端板に一体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１または２において、前記剛性内歯歯車の歯部は、前記クロスローラベアリングのローラ軌道面に対して半径方向の内側にほぼ位置するように設定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１、２または３において、前記回転軸は中空回転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１、２、３または４において、前記波動発生器の構成要素である剛性カム板は前記回転軸の外周に一体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。
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Applications Claiming Priority (1)
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- 1996-03-18 JP JP06050996A patent/JP3781313B2/ja not_active Expired - Fee Related
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