波动齿轮装置
阅读：878发布：2020-05-12
专利汇可以提供波动齿轮装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 波动 齿轮 装置，能够抑制由滑动产生的噪音及滑动造成的产品寿命降低。该波动齿轮装置具有：相互 啮合 的挠性齿轮部件(3A)及刚性齿轮部件；使挠性齿轮部件(3A)挠曲并使啮合 位置 移动的波动发生器(4A)，在含有波动发生器(4A)的旋 转轴 的截面，挠性齿轮部件(3A)与波动发生器(4A)的 接触 部的长度通常比波动发生器(4A)的宽度短。，下面是波动齿轮装置专利的具体信息内容。
1. 一种波动齿轮装置，具有：相互啮合的挠性齿轮部件及刚性齿轮部件、使所述挠性齿轮部件挠曲并使啮合位置移动的波动发生器，其特征在于， 在含有所述波动发生器的旋转轴的截面，所述挠性齿轮部件及所述波动发生器的接触部的长度一直比所述波动发生器的宽度短； 在含有所述波动发生器的旋转轴的截面位置，成为所述挠性齿轮部件及所述波动发生器的接触部的面中的至少一个形成为凸状； 在含有所述波动发生器的旋转轴的截面位置，成为所述挠性齿轮部件及所述波动发生器的接触部的面中的至少一个形成为圆弧状； 所述挠性齿轮部件是外齿轮，所述刚性齿轮部件是内齿轮，所述波动发生器是椭圆形状，所述挠性齿轮部件具有：设有外齿的齿部、与所述齿部相连的圆筒部及与所述圆筒部相连的隔板部， 在含有所述波动发生器的旋转轴的截面位置，成为所述波动发生器的接触部的面形成圆弧状，其圆弧的曲率半径（R)如下式（1)、(2)所示而设定 0
波动齿轮装置
技术领域
本发明涉及ー种小型、轻型且可得到高精度、大减速比的波动齿轮装置，特别是，涉及适用于要求运转平静、顺滑的自动机械的关节驱动部、半导体制造装置、精密驱动用减速器等自动化机械领域及宇宙技术领域中的控制机构、驱动机构的波动齿轮装置。
背景技术
通常，波动齿轮装置是用于传递动力的齿轮减速装置，公知有轻型、小型，不使用复杂的机构、结构，可得到高精度、大减速比，并且具有齿隙非常小的挠性齿轮（挠性花键）的齿轮减速装置。
作为现有的波动齿轮装置，有代表性的是如下结构的波动齿轮装置，使弹性的挠曲'1 齿合式挠性外齿轮与环状的刚性内齿轮局部嗤合，并且具有通过利用弹性的挽性、对应于两齿轮的齿数差使其'7齿合位置在圆周方向上移动的波动发生器（专利文献I )。
如图8及图9所示，专利文献I记载的波动齿轮装置100具有：环状的剛性齿轮部件200、在该刚性齿轮部件200内侧配置的挠性外齿轮300、经由轴承与嵌入刚性齿轮部件200内侧的椭圆形波动发生器400。挠性外齿轮300具有：圆筒状的圆筒部310、与该圆筒部310的基端侧相连的环状隔板部320、一体地形成在该隔板部320中心的凸台（安装部）330、形成在圆筒部310的前端侧开ロ端部的外周面上的外齿340。
当波动发生器400通过驱动源的电机旋转轴等而旋转时，与轴承的可弹性变形的外圈一起，挠性外齿轮300弹性变形，两齿轮的啮合位置在圓周方向上移动。通常，由于刚性齿轮部件200侧固定在固定部，因此，对应于两齿轮的齿数差，由挠性外齿轮300侧的凸台（安装部）330输出大幅减速的旋转。
挠性外齿轮300经由自圆筒部310的一侧的基端侧朝向径向内侧的弯曲部将容许弹性变形的圆筒部310和环状隔板部320相互连接，并且具有：环状凸台（安装部）330，其一体地形成在该隔板部320的内周边缘；外齿轮340，其形成在圆筒部310的另ー侧的前端侧开ロ端部的外周面。
这种现有的波动齿轮装置100与其他形式的渐开线行星减速器、摆线行星减速器等减速器相比，由于小型轻量且没有齿隙，故适用于精确定位等用途。
专利文献I:(日本）特开平10-110790号公报(第0002〜第0003段、
图I、图2 )
上述专利文献I记载的波动齿轮装置100，由于使用在要求平静性的自动机械等商品中，故希望能抑制噪音。但是，如下所示，波动齿轮装置100为产生噪音的结构。
即，波动齿轮装置100，在其结构上，在挠性齿轮部件300与波动发生器400之间不能有间隙。因此，波动发生器400被轻压到挠性齿轮部件300中。
但是，波动发生器400的外周面为椭圆形，挠性齿轮部件300的内周面伴随着波动发生器400的旋转在各个位置的挽曲量变化。因此，挽牲者轮部件300及波动发生器400的接触部位不是完全的面接触，如图10 U)、(b )、（ c )所示，在波动发生器400旋转期间接触部位的状态变化。此时，在接触部位产生滑动现象，当波动发生器400高速旋转时，相对其旋转频率产生金属的滑动接触晋。
另外，若将使用的波动齿轮装置100分解，则在挠性部件300及波动发生器400的接触部出现与使用时间的长短无关的滑痕。另外，在长时间使用的波动齿轮装置100中，可能会由滑动而引起腐蚀。这样的腐蚀可能会涉及到产品寿命的降低。
作为现有的波动齿轮装置，有代表性的是如下结构的波动齿轮装置，使弹性的挠曲'1 齿合式挠性外齿轮与环状的刚性内齿轮局部嗤合，并且具有通过利用弹性的挽性、对应于两齿轮的齿数差使其'7齿合位置在圆周方向上移动的波动发生器（专利文献I )。
如图8及图9所示，专利文献I记载的波动齿轮装置100具有：环状的剛性齿轮部件200、在该刚性齿轮部件200内侧配置的挠性外齿轮300、经由轴承与嵌入刚性齿轮部件200内侧的椭圆形波动发生器400。挠性外齿轮300具有：圆筒状的圆筒部310、与该圆筒部310的基端侧相连的环状隔板部320、一体地形成在该隔板部320中心的凸台（安装部）330、形成在圆筒部310的前端侧开ロ端部的外周面上的外齿340。
当波动发生器400通过驱动源的电机旋转轴等而旋转时，与轴承的可弹性变形的外圈一起，挠性外齿轮300弹性变形，两齿轮的啮合位置在圓周方向上移动。通常，由于刚性齿轮部件200侧固定在固定部，因此，对应于两齿轮的齿数差，由挠性外齿轮300侧的凸台（安装部）330输出大幅减速的旋转。
挠性外齿轮300经由自圆筒部310的一侧的基端侧朝向径向内侧的弯曲部将容许弹性变形的圆筒部310和环状隔板部320相互连接，并且具有：环状凸台（安装部）330，其一体地形成在该隔板部320的内周边缘；外齿轮340，其形成在圆筒部310的另ー侧的前端侧开ロ端部的外周面。
这种现有的波动齿轮装置100与其他形式的渐开线行星减速器、摆线行星减速器等减速器相比，由于小型轻量且没有齿隙，故适用于精确定位等用途。
专利文献I:(日本）特开平10-110790号公报(第0002〜第0003段、
图I、图2 )
上述专利文献I记载的波动齿轮装置100，由于使用在要求平静性的自动机械等商品中，故希望能抑制噪音。但是，如下所示，波动齿轮装置100为产生噪音的结构。
即，波动齿轮装置100，在其结构上，在挠性齿轮部件300与波动发生器400之间不能有间隙。因此，波动发生器400被轻压到挠性齿轮部件300中。
但是，波动发生器400的外周面为椭圆形，挠性齿轮部件300的内周面伴随着波动发生器400的旋转在各个位置的挽曲量变化。因此，挽牲者轮部件300及波动发生器400的接触部位不是完全的面接触，如图10 U)、(b )、（ c )所示，在波动发生器400旋转期间接触部位的状态变化。此时，在接触部位产生滑动现象，当波动发生器400高速旋转时，相对其旋转频率产生金属的滑动接触晋。
另外，若将使用的波动齿轮装置100分解，则在挠性部件300及波动发生器400的接触部出现与使用时间的长短无关的滑痕。另外，在长时间使用的波动齿轮装置100中，可能会由滑动而引起腐蚀。这样的腐蚀可能会涉及到产品寿命的降低。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而提出的，其课题是提供一种波动齿轮装置。可以抑制由滑动引起的噪音并抑制滑动造成的产品寿命降低。
为了解决上述课题，本发明的波动齿轮装置，具有：相互啮合的挠性齿轮部件及刚性齿轮部件、使所述挽性齿轮部件挽曲并使咱■合位置移动的波动发生器，其特征在于，在含有所述波动发生器的旋转轴的截面，所述宽度短。
根据该构成，可以使挠性齿轮部件与波动发生器的接触面积变小。因此，可以抑制挠性齿轮部件与波动发生器之间的滑动引起的噪音及产品寿命的降低。
另外，为了解决所述课题，本发明的波动齿轮装置，具有：相互啮合的挽性齿轮部件及刚性齿轮部件、使所述挽性齿轮部件挠曲并使咕合位置移动的波动发生器，其特征在于，在含有所述波动发生器的旋转轴的截面位置，成为所述挽性齿轮部件及所述波动发生器的接触部的面中的至少ー个形成为凸状。
根据该构成，可以使挽性齿轮部件与波动发生器的接触面积变小。因此，可以抑制挠性齿轮部件与波动发生器之间的滑动，并且抑制由滑动引起的噪音及产品寿命的降低。
另外，优选在含有所述波动发生器的旋转轴的截面位置，成为所述挠性齿轮部件及所述波动发生器的接触部的面中的至少ー个形成为圆孤状。
根据该构成，可以抑制挠性齿轮部件及波动发生器的接触部向沿着波动发生器旋转轴的方向移动的移动量。因此，可以更好地抑制挠性齿轮部件与波动发生器之间的滑动，并且，能够更好地抑制由滑动引起的噪音及产品寿命的降低。
理想的是，所述挠性齿轮部件是外齿轮，所述刚性齿轮部件是内齿轮，所述波动发生器是椭圆形状，所述挠性齿轮部件具有：设有外齿的齿部、与所述齿部相连的圆筒部及与所述圆筒部相连的隔板部，在含有所述波动发生器的旋转轴的截面位置，成为所述波动发生器的接触部的面形成圆弧状，其曲率半径R如下式（1)、(2)地设定
O < R < B/ ( 2 • sin 0 ) ……式（I )
0 = a • tan {(a - d)/H} ......式(2 )
其中，B为在含有波动发生器的旋转轴的截面中波动发生器的宽度 a为波动发生器的长径的1/2 d为正圆形时挠性齿轮部件的半径。
根据该构成，可以进ー步抑制挠性齿轮部件及波动发生器的接触部向沿波动发生器旋转轴的方向移动的移动量。因此，可以更好地抑制挠性齿音及产品寿命的降低。
另外，为了解决所述课题，本发明的波动齿轮装置，具有：相互啮合的挽性齿轮部件及刚性齿轮部件、使所述挽性齿轮部件挠曲并使嗤合位置移动的波动发生器，其特征在于，还包括：在所述挠性齿轮部件的与所述波动发生器相对的周面上形成的第一 IHJ部；在所述波动发生器的与所述挽性齿轮部件相对的周面上形成的第二凹部；被所述第一凹部及所述第二凹部可旋转地夹持的滚动体，所述第一凹部及所述第二凹部的至少一方为在周向上延伸的槽部，所述波动发生器经由所述滚动体使所述挽性部件饶曲。
根据该构成，通过使用滚动体，可以使可能产生滑动的部位的接触面积变小。因此，可以抑制挠性齿轮部件与波动发生器之间的滑动，并且，可以抑制由滑动引起的噪音及产品寿命的降低。
另外，与现有的波动齿轮装置相比，省略了轴承的内圈及外圈的结构，可以实现小型、轻型化。·
根据本发明，可以抑制挠性齿轮部件与波动发生器之间的滑动弓I起的噪音及产品寿命的降低。
.
附图说明
图I是第一实施方式的波动齿轮装置的立体剖面图；
图2是表示第一实施方式的波动齿轮装置的挠性齿轮部件及波动发生器的主要部分的示意图；
图3是表示第一实施方式的波动齿轮装置的挽性齿轮部件及波动发生器的接触部的状态变化的示意图；
图4是第二实施方式的波动齿轮装置的立体剖面图；
图5是表示第二实施方式的波动齿轮装置的挠性齿轮部件及波动发生器的接触部的状态变化的示意图；
图6是表示变形例的波动齿轮装置的挽性齿轮部件及波动发生器的主要部分的示意图；
图7是表示变形例的波动齿轮装置的挽性齿轮部件及波动发生器的接触部的状态变化的示意图；
图8是现有技术的波动齿轮装置的剖面图；图10(a) ~ ( c )是表示现有技术的波动齿轮装置的換性齿轮部件及波动发生益的接触部的状态更化的TF意图。
附图标记说明 1A、1B:波动齿轮装置 2:刚性齿轮部件 21:齿部（内齿）
3A、3B、3C:挠性齿轮部件（挠性花键）
31:圆筒部 32:隔板部 33:安装部
34A、34B、34C:齿部(外齿)
34B1:凹部（槽部）
4A、4B、4C:波动发生器 41A、41B:凸轮部 41B,:凹部(槽部)
51:滚动体
为了解决上述课题，本发明的波动齿轮装置，具有：相互啮合的挠性齿轮部件及刚性齿轮部件、使所述挽性齿轮部件挽曲并使咱■合位置移动的波动发生器，其特征在于，在含有所述波动发生器的旋转轴的截面，所述宽度短。
根据该构成，可以使挠性齿轮部件与波动发生器的接触面积变小。因此，可以抑制挠性齿轮部件与波动发生器之间的滑动引起的噪音及产品寿命的降低。
另外，为了解决所述课题，本发明的波动齿轮装置，具有：相互啮合的挽性齿轮部件及刚性齿轮部件、使所述挽性齿轮部件挠曲并使咕合位置移动的波动发生器，其特征在于，在含有所述波动发生器的旋转轴的截面位置，成为所述挽性齿轮部件及所述波动发生器的接触部的面中的至少ー个形成为凸状。
根据该构成，可以使挽性齿轮部件与波动发生器的接触面积变小。因此，可以抑制挠性齿轮部件与波动发生器之间的滑动，并且抑制由滑动引起的噪音及产品寿命的降低。
另外，优选在含有所述波动发生器的旋转轴的截面位置，成为所述挠性齿轮部件及所述波动发生器的接触部的面中的至少ー个形成为圆孤状。
根据该构成，可以抑制挠性齿轮部件及波动发生器的接触部向沿着波动发生器旋转轴的方向移动的移动量。因此，可以更好地抑制挠性齿轮部件与波动发生器之间的滑动，并且，能够更好地抑制由滑动引起的噪音及产品寿命的降低。
理想的是，所述挠性齿轮部件是外齿轮，所述刚性齿轮部件是内齿轮，所述波动发生器是椭圆形状，所述挠性齿轮部件具有：设有外齿的齿部、与所述齿部相连的圆筒部及与所述圆筒部相连的隔板部，在含有所述波动发生器的旋转轴的截面位置，成为所述波动发生器的接触部的面形成圆弧状，其曲率半径R如下式（1)、(2)地设定
O < R < B/ ( 2 • sin 0 ) ……式（I )
0 = a • tan {(a - d)/H} ......式(2 )
其中，B为在含有波动发生器的旋转轴的截面中波动发生器的宽度 a为波动发生器的长径的1/2 d为正圆形时挠性齿轮部件的半径。
根据该构成，可以进ー步抑制挠性齿轮部件及波动发生器的接触部向沿波动发生器旋转轴的方向移动的移动量。因此，可以更好地抑制挠性齿音及产品寿命的降低。
另外，为了解决所述课题，本发明的波动齿轮装置，具有：相互啮合的挽性齿轮部件及刚性齿轮部件、使所述挽性齿轮部件挠曲并使嗤合位置移动的波动发生器，其特征在于，还包括：在所述挠性齿轮部件的与所述波动发生器相对的周面上形成的第一 IHJ部；在所述波动发生器的与所述挽性齿轮部件相对的周面上形成的第二凹部；被所述第一凹部及所述第二凹部可旋转地夹持的滚动体，所述第一凹部及所述第二凹部的至少一方为在周向上延伸的槽部，所述波动发生器经由所述滚动体使所述挽性部件饶曲。
根据该构成，通过使用滚动体，可以使可能产生滑动的部位的接触面积变小。因此，可以抑制挠性齿轮部件与波动发生器之间的滑动，并且，可以抑制由滑动引起的噪音及产品寿命的降低。
另外，与现有的波动齿轮装置相比，省略了轴承的内圈及外圈的结构，可以实现小型、轻型化。·
根据本发明，可以抑制挠性齿轮部件与波动发生器之间的滑动弓I起的噪音及产品寿命的降低。
.
附图说明
图I是第一实施方式的波动齿轮装置的立体剖面图；
图2是表示第一实施方式的波动齿轮装置的挠性齿轮部件及波动发生器的主要部分的示意图；
图3是表示第一实施方式的波动齿轮装置的挽性齿轮部件及波动发生器的接触部的状态变化的示意图；
图4是第二实施方式的波动齿轮装置的立体剖面图；
图5是表示第二实施方式的波动齿轮装置的挠性齿轮部件及波动发生器的接触部的状态变化的示意图；
图6是表示变形例的波动齿轮装置的挽性齿轮部件及波动发生器的主要部分的示意图；
图7是表示变形例的波动齿轮装置的挽性齿轮部件及波动发生器的接触部的状态变化的示意图；
图8是现有技术的波动齿轮装置的剖面图；图10(a) ~ ( c )是表示现有技术的波动齿轮装置的換性齿轮部件及波动发生益的接触部的状态更化的TF意图。
附图标记说明 1A、1B:波动齿轮装置 2:刚性齿轮部件 21:齿部（内齿）
3A、3B、3C:挠性齿轮部件（挠性花键）
31:圆筒部 32:隔板部 33:安装部
34A、34B、34C:齿部(外齿)
34B1:凹部（槽部）
4A、4B、4C:波动发生器 41A、41B:凸轮部 41B,:凹部(槽部)
51:滚动体
具体实施方式
下面，参照适当附图对用于实施本发明的优选实施方式进行说明。对相同的结构标注相同的附图标记并省略重复的说明。另外，在各实施方式的波动齿轮装置中，省略与公知的波动齿轮装置（挠性花键）重复的详细说明。
(第一实施方式）
首先，对第一实施方式的波动齿轮装置进行说明。图I是第一实施方式的波动齿轮装置的立体剖面图，图2是表示第一实施方式的波动齿轮装置的挠性齿轮部件及波动发生器的主要部分的示意图，图3是表示第一实施方式的波动齿轮装置的挠性齿轮部件与波动发生器的接触部的状态变化的示意图。
如图I所示，波动齿轮装置IA主要由环状的剛性齿轮部件2、可弹性变形的环状挠性齿轮部件（挠性花键）3A以及波动发生器4A构成。将该刚性齿轮部件2的外周部固定在未图示的固定部件上的刚性齿轮安装部22。
挠性齿轮部件3A具有与未图示的输出部件连接的安装部33和与刚性齿轮部件2的齿部21啮合的齿部34A。
安装部33设置在挠性齿轮部件3A的一端，齿部34A设置在挠性齿轮部件3A的另一端。在该挠性齿轮部件3A上设有连接在安装部33与齿部34之间的壁薄的薄壁挠曲部分。
如图I所示，波动齿轮装置IA将在刚性齿轮部件2的齿部21形成的内齿和在挽性齿轮部件3A的齿部34A形成的外齿嗤合而构成。波动发生器4A具有：椭圆状的凸轮部41A,其将挠性齿轮部件3A的齿部34A挠曲成非圆形的椭圆形状等而使外齿与所述刚性齿轮部件2的内齿17齿合；轴承42，其外嵌在凸轮部41A上。 如图I所示，挽性齿轮部件3A的所述薄壁挽曲部分具有：圆筒部31，其在轴向上形成圆筒状；隔板部32，其与该圆筒部31的基端侧连续且在径向連接。
所述挠性齿轮部件3A的安装部33自所述隔板部32进ー步在径向外侧或内侧连续地延长连接而形成为环状。在本实施方式中，以将安装部33如图所示向径向外侧延长而形成环状为例进行说明。
该挠性齿轮部件3A可以整体由挠性材料形成，但至少含有圆筒部31及隔板部32的薄壁挠曲部分由挠性材料形成，并且形成为可弹性变形的薄壁。另ー方面，环状安装部33形成为厚壁，设置有螺栓等安装用孔。另外，挠性齿轮部件3A的齿部34A也可以弹性变形。
在挠性齿轮部件3A的圆筒部31的前端侧开ロ端部的外周面形成的齿部34A上，形成有沿放射方向的外齿。为了形成该外齿，挠性齿轮部件3A的端部形成得比圆筒部31的主体部分稍厚。隔板部32从圆筒部31的一端经由弯曲部35在径向上连续地延长并连接。安装部33在隔板部32的径向上连续地延长并连接。
剛性齿轮部件2由刚性体形成，在其内周侧朝向径向在齿部21上形成有内齿。剛性齿轮部件2的内齿经由波动发生器4A的椭圆状凸轮部41A上外嵌的挠性轴承（滚珠轴承）42与挠性齿轮部件3A上形成的齿部34A的波动发生器4A具有凸轮部41A和轴承42,固定在未图示的电机等的旋转轴上。凸轮部41A形成椭圆状，以使其外周面通过电机等的旋转驱动而进行凸轮作用。
该凸轮部41A相对刚性齿轮部件2的内齿使挠性齿轮部件3A的外齿在径向上挠曲而起到局部嗤合的作用。
如图2所示，在挠性齿轮部件3A的结构中，薄壁挠曲部分是由圆筒部31、弯曲部35及所述隔板部32—体形成。
轴承42具有由保持器42b保持的滚动体42a、内圈42c及外圈42d。滚动体42a以中心与凸轮部41A的中心一致的方式被保持。内圈42c固定在凸轮部41A的外周，外圈42d嵌合在挠性齿轮部件3A于所述圆筒部31的前端侧开ロ端部形成的齿部34A的背面侧。轴承42的外圈42d可弹性变形地构成。外圈42d的外周面42山在含有波动发生器4A的旋转轴的截面为圆弧状。对于该外周面42山的形状将在下文中进行叙述。
(波动齿轮装置的运转）
接着，对波动齿轮装置IA的运转进行说明。
当波动发生器4A被电机等驱动时，波动发生器4A的凸轮部41A经由未图示的输入轴而旋转。伴随该旋转，挠性齿轮部件3A的圆筒部31通过凸轮部41A而经由轴承42的可弹性变形的外圈42d被挠曲成椭圆形并连续地变形，挠性齿轮部件3A的外齿与刚性齿轮部件2的内齿的啮合位置在圓周方向上依次移动。
两齿轮部件2、3A的齿的17齿合位置如下，由于刚性齿轮部件2与挠性齿轮部件3A的齿数例如在第一实施方式中有4个齿数差，故对应该齿数差在两齿轮部件2、3A之间产生相对旋转。由此，由于刚性齿轮部件2侧不相对旋转而被固定，故对应两齿轮部件2、3A的齿数差而被大幅度减速的旋转从挠性齿轮部件3A侧向未图示的输出侧传递输出。
根据该波动齿轮装置IA的动作，经由轴承42的可弹性变形的外圈42d进行挠性齿轮部件3A的圆筒部31的弹性变形，因此，产生使挠性齿轮邵件3A的外齿朝向刚性齿轮部件2的内齿靠压的预压カ，可吸收挽性齿轮部件3A的外齿与刚性齿轮部件2的内齿的游隙，并且可进一步实现齿隙的减小等。部件3A及波动发生器4A的接触部的状态发生变化。如图2及图3所示，成为波动发生器4A的接触部的面、即外圈42d的外周面42山在含有波动发生器4A的旋转轴的截面为圆弧状。另外，成为挽性齿轮部件3A的接触部的面、即齿部34A的内周面34Ai在含有波动发生器4A的旋转轴的截面为直线状。该外周面42山与内周面34A,接触并使齿部34A、圆筒部31及隔板部32挠曲。
即，如图2及图3所示，挠性齿轮部件3A及波动发生器4A的接触部的长度总是比波动发生器4A的宽度B短。因此，第一实施方式的波动发生器IA可抑制挠性齿轮部件3A与波动发生器4A之间的滑动，并且可以抑制由滑动引起的噪音及产品寿命的降低。
另外，外周面42山的曲率半径R用下式（1)、(2)设定。
O < R < B/ ( 2 • sin 6 )……式（I )
6 = a • tan{(a-d)/H} ......式(2 )
在此，B为在含有波动发生器4A的旋转轴的截面中的波动发生器的宽度，a为波动发生器的长径的1/2, d为正圆形时的挠性齿轮部件3A的半径。另外，在图3中，b为波动发生器的短径的1/2。
根据该构成，可以进ー步抑制挠性齿轮部件3A及波动发生器4A的接触部向沿着波动发生器4A的旋转轴方向的移动量。因此，可以更好地抑制挠性齿轮部件3A与波动发生器4A之间的滑动，并且可以更好地抑制由滑动引起的噪音及产品寿命的降低。
另外，当考虑材料强度方面时，外周面42dl的曲率半径R优选满足下式（3)。
r + t在此，r为滚动体42a的半径，t为外圈42d的与滚动体42a接触的部分用于保持强度的最小限度的厚度。
t是根据轴承42的材料、尺寸、使用条件等不同而不同的值，通过试验或运算而预先得到。
一般，波动齿轮装置IA优选设计成使下式（4)成立。
a -d = d-b ......式（4 )
另外，在式（4)不成立的情况下（a-dキd-b )，.优选将0如下式0 = a • tan [{MAX ( Ara, Arb) }/H] ……式（5)
A ra = a - b ......式（6)
A rb = d - b ......式（7)
在此，MAX(Ara，厶rb )为A ra及A rb中的最大值。
(第二实施方式）
接着，对第二实施方式的波动齿轮装置，以与第一实施方式的波动齿轮装置IA不同的方面为中心进行说明。图4是第二实施方式的波动齿轮装置的立体剖面图。图5是表示第二实施方式的波动齿轮装置的挽性齿轮部件及波动发生器的接触部的状态变化的示意图。
如图4所示，第二实施方式的波动齿轮装置IB代替挠性齿轮部件3A及波动发生器4A而具有挠性齿轮部件3B及波动发生器4B。另外，波动发生器IB还具有可滚动地保持在保持器52中的滚动体（在此指球体）51。
挠性齿轮部件3B代替齿部34A而设有齿部34B。在齿部34B的内周面形成有第一凹部34B,。第一凹部34Bi为在内周面的周向上延伸的环状槽部。 '
波动发生器4B代替凸轮部41A而设有凸轮部41B。另外，波动发生器4B不具有轴承42。在凸轮部41B的外周面上形成有第二凹部41B】。第二外部41B,为在外周面的周向上延伸的环状槽部。
滾动体51及保持器52与滚动体42a及保持器42b大致相同。滚动体51可旋转地夹持在第一凹部34B,及第ニ凹部41B,之间。
即，第二实施方式的波动齿轮装置IB的结构与从第一实施方式的波动齿轮装置IA中省略了内圈42c及外圈42d后的结构大致相同。
另外，如图5所示，第二凹部41B,的槽形状沿着滚动体51而设定，第一凹部34B,的槽形状设定为容许滚动体51向图5左右方向相对变位的大小。这样，可以更好地应对第一凹部34B,与滾动体51的接触位置伴随着挠性齿轮部件3B的挠曲而偏移。
另外，保持器52的高度设定得比保持器42b低。这样，防止保持器52与齿部34B的内周面相千涉。
根据第二实施方式的波动齿轮装置1B，通过使用滚动体51，可以使可能产生滑动的部位的接触面积变小。因此，可以抑制波动齿轮装置IB运转
-JV- . T , / 'C7 _ I 、ど n -、.し.1. I I - I -7 ? ,I _V -V r-> 七 A , t Ylb > ノ另外，构成省略轴承的内圈及外圈的结构，可以实现小型、轻型化。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所述的实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内可以适当变更设计。
例如，在第一实施方式中，成为挽性齿轮部件3A的接触部的面、即齿部34A的内周面和波动发生器4A的外周面42山的至少一方也可以在含有波动发生器4A的旋转轴的截面为凸部，优选为圆弧状。
图6是表示变形例的波动齿轮装置的挽性齿轮部件及波动发生器的主要部分的示意图。图7是表示变形例的波动齿轮装置的挠性齿轮部件及波动发生器的接触部的状态变化的示意图。
图6及图7所示的挠性齿轮3C及波动发生器4C是第一实施方式的挠性齿轮部件3A及波动发生器4A的变形例，下面，对与第一实施方式的不同点为中心进行说明。
在本变形例中，挠性齿轮装置3C的齿部34C的内周面34C,在含有波动发生器4C的旋转轴的截面为圆孤状。另外，外圈42d的外周面42ei在含有波动发生器4C的旋转轴的截面为直线状。
在该挠性齿轮部件3C及波动发生器4C中，关于内周面34C,的曲率半径IT，与第一实施方式中的外周面42山的曲率半径R相同的条件也成立。
另外，在各实施方式中，刚性齿轮部件2在其内周具有内齿，但本发明并不限于此，相反地，也可以在外周具有外齿。在这种情况下，作为挠性齿轮部件3A、3B可以代替在外周设有外齿的结构，在其内周设有内齿。波动发生器4A、4B也不限定于各实施方式，也可以代替具有椭圆状凸轮部的结构，例如使用由磁铁和磁性流体组成的波动发生器。
(第一实施方式）
首先，对第一实施方式的波动齿轮装置进行说明。图I是第一实施方式的波动齿轮装置的立体剖面图，图2是表示第一实施方式的波动齿轮装置的挠性齿轮部件及波动发生器的主要部分的示意图，图3是表示第一实施方式的波动齿轮装置的挠性齿轮部件与波动发生器的接触部的状态变化的示意图。
如图I所示，波动齿轮装置IA主要由环状的剛性齿轮部件2、可弹性变形的环状挠性齿轮部件（挠性花键）3A以及波动发生器4A构成。将该刚性齿轮部件2的外周部固定在未图示的固定部件上的刚性齿轮安装部22。
挠性齿轮部件3A具有与未图示的输出部件连接的安装部33和与刚性齿轮部件2的齿部21啮合的齿部34A。
安装部33设置在挠性齿轮部件3A的一端，齿部34A设置在挠性齿轮部件3A的另一端。在该挠性齿轮部件3A上设有连接在安装部33与齿部34之间的壁薄的薄壁挠曲部分。
如图I所示，波动齿轮装置IA将在刚性齿轮部件2的齿部21形成的内齿和在挽性齿轮部件3A的齿部34A形成的外齿嗤合而构成。波动发生器4A具有：椭圆状的凸轮部41A,其将挠性齿轮部件3A的齿部34A挠曲成非圆形的椭圆形状等而使外齿与所述刚性齿轮部件2的内齿17齿合；轴承42，其外嵌在凸轮部41A上。 如图I所示，挽性齿轮部件3A的所述薄壁挽曲部分具有：圆筒部31，其在轴向上形成圆筒状；隔板部32，其与该圆筒部31的基端侧连续且在径向連接。
所述挠性齿轮部件3A的安装部33自所述隔板部32进ー步在径向外侧或内侧连续地延长连接而形成为环状。在本实施方式中，以将安装部33如图所示向径向外侧延长而形成环状为例进行说明。
该挠性齿轮部件3A可以整体由挠性材料形成，但至少含有圆筒部31及隔板部32的薄壁挠曲部分由挠性材料形成，并且形成为可弹性变形的薄壁。另ー方面，环状安装部33形成为厚壁，设置有螺栓等安装用孔。另外，挠性齿轮部件3A的齿部34A也可以弹性变形。
在挠性齿轮部件3A的圆筒部31的前端侧开ロ端部的外周面形成的齿部34A上，形成有沿放射方向的外齿。为了形成该外齿，挠性齿轮部件3A的端部形成得比圆筒部31的主体部分稍厚。隔板部32从圆筒部31的一端经由弯曲部35在径向上连续地延长并连接。安装部33在隔板部32的径向上连续地延长并连接。
剛性齿轮部件2由刚性体形成，在其内周侧朝向径向在齿部21上形成有内齿。剛性齿轮部件2的内齿经由波动发生器4A的椭圆状凸轮部41A上外嵌的挠性轴承（滚珠轴承）42与挠性齿轮部件3A上形成的齿部34A的波动发生器4A具有凸轮部41A和轴承42,固定在未图示的电机等的旋转轴上。凸轮部41A形成椭圆状，以使其外周面通过电机等的旋转驱动而进行凸轮作用。
该凸轮部41A相对刚性齿轮部件2的内齿使挠性齿轮部件3A的外齿在径向上挠曲而起到局部嗤合的作用。
如图2所示，在挠性齿轮部件3A的结构中，薄壁挠曲部分是由圆筒部31、弯曲部35及所述隔板部32—体形成。
轴承42具有由保持器42b保持的滚动体42a、内圈42c及外圈42d。滚动体42a以中心与凸轮部41A的中心一致的方式被保持。内圈42c固定在凸轮部41A的外周，外圈42d嵌合在挠性齿轮部件3A于所述圆筒部31的前端侧开ロ端部形成的齿部34A的背面侧。轴承42的外圈42d可弹性变形地构成。外圈42d的外周面42山在含有波动发生器4A的旋转轴的截面为圆弧状。对于该外周面42山的形状将在下文中进行叙述。
(波动齿轮装置的运转）
接着，对波动齿轮装置IA的运转进行说明。
当波动发生器4A被电机等驱动时，波动发生器4A的凸轮部41A经由未图示的输入轴而旋转。伴随该旋转，挠性齿轮部件3A的圆筒部31通过凸轮部41A而经由轴承42的可弹性变形的外圈42d被挠曲成椭圆形并连续地变形，挠性齿轮部件3A的外齿与刚性齿轮部件2的内齿的啮合位置在圓周方向上依次移动。
两齿轮部件2、3A的齿的17齿合位置如下，由于刚性齿轮部件2与挠性齿轮部件3A的齿数例如在第一实施方式中有4个齿数差，故对应该齿数差在两齿轮部件2、3A之间产生相对旋转。由此，由于刚性齿轮部件2侧不相对旋转而被固定，故对应两齿轮部件2、3A的齿数差而被大幅度减速的旋转从挠性齿轮部件3A侧向未图示的输出侧传递输出。
根据该波动齿轮装置IA的动作，经由轴承42的可弹性变形的外圈42d进行挠性齿轮部件3A的圆筒部31的弹性变形，因此，产生使挠性齿轮邵件3A的外齿朝向刚性齿轮部件2的内齿靠压的预压カ，可吸收挽性齿轮部件3A的外齿与刚性齿轮部件2的内齿的游隙，并且可进一步实现齿隙的减小等。部件3A及波动发生器4A的接触部的状态发生变化。如图2及图3所示，成为波动发生器4A的接触部的面、即外圈42d的外周面42山在含有波动发生器4A的旋转轴的截面为圆弧状。另外，成为挽性齿轮部件3A的接触部的面、即齿部34A的内周面34Ai在含有波动发生器4A的旋转轴的截面为直线状。该外周面42山与内周面34A,接触并使齿部34A、圆筒部31及隔板部32挠曲。
即，如图2及图3所示，挠性齿轮部件3A及波动发生器4A的接触部的长度总是比波动发生器4A的宽度B短。因此，第一实施方式的波动发生器IA可抑制挠性齿轮部件3A与波动发生器4A之间的滑动，并且可以抑制由滑动引起的噪音及产品寿命的降低。
另外，外周面42山的曲率半径R用下式（1)、(2)设定。
O < R < B/ ( 2 • sin 6 )……式（I )
6 = a • tan{(a-d)/H} ......式(2 )
在此，B为在含有波动发生器4A的旋转轴的截面中的波动发生器的宽度，a为波动发生器的长径的1/2, d为正圆形时的挠性齿轮部件3A的半径。另外，在图3中，b为波动发生器的短径的1/2。
根据该构成，可以进ー步抑制挠性齿轮部件3A及波动发生器4A的接触部向沿着波动发生器4A的旋转轴方向的移动量。因此，可以更好地抑制挠性齿轮部件3A与波动发生器4A之间的滑动，并且可以更好地抑制由滑动引起的噪音及产品寿命的降低。
另外，当考虑材料强度方面时，外周面42dl的曲率半径R优选满足下式（3)。
r + t
t是根据轴承42的材料、尺寸、使用条件等不同而不同的值，通过试验或运算而预先得到。
一般，波动齿轮装置IA优选设计成使下式（4)成立。
a -d = d-b ......式（4 )
另外，在式（4)不成立的情况下（a-dキd-b )，.优选将0如下式0 = a • tan [{MAX ( Ara, Arb) }/H] ……式（5)
A ra = a - b ......式（6)
A rb = d - b ......式（7)
在此，MAX(Ara，厶rb )为A ra及A rb中的最大值。
(第二实施方式）
接着，对第二实施方式的波动齿轮装置，以与第一实施方式的波动齿轮装置IA不同的方面为中心进行说明。图4是第二实施方式的波动齿轮装置的立体剖面图。图5是表示第二实施方式的波动齿轮装置的挽性齿轮部件及波动发生器的接触部的状态变化的示意图。
如图4所示，第二实施方式的波动齿轮装置IB代替挠性齿轮部件3A及波动发生器4A而具有挠性齿轮部件3B及波动发生器4B。另外，波动发生器IB还具有可滚动地保持在保持器52中的滚动体（在此指球体）51。
挠性齿轮部件3B代替齿部34A而设有齿部34B。在齿部34B的内周面形成有第一凹部34B,。第一凹部34Bi为在内周面的周向上延伸的环状槽部。 '
波动发生器4B代替凸轮部41A而设有凸轮部41B。另外，波动发生器4B不具有轴承42。在凸轮部41B的外周面上形成有第二凹部41B】。第二外部41B,为在外周面的周向上延伸的环状槽部。
滾动体51及保持器52与滚动体42a及保持器42b大致相同。滚动体51可旋转地夹持在第一凹部34B,及第ニ凹部41B,之间。
即，第二实施方式的波动齿轮装置IB的结构与从第一实施方式的波动齿轮装置IA中省略了内圈42c及外圈42d后的结构大致相同。
另外，如图5所示，第二凹部41B,的槽形状沿着滚动体51而设定，第一凹部34B,的槽形状设定为容许滚动体51向图5左右方向相对变位的大小。这样，可以更好地应对第一凹部34B,与滾动体51的接触位置伴随着挠性齿轮部件3B的挠曲而偏移。
另外，保持器52的高度设定得比保持器42b低。这样，防止保持器52与齿部34B的内周面相千涉。
根据第二实施方式的波动齿轮装置1B，通过使用滚动体51，可以使可能产生滑动的部位的接触面积变小。因此，可以抑制波动齿轮装置IB运转
-JV- . T , / 'C7 _ I 、ど n -、.し.1. I I - I -7 ? ,I _V -V r-> 七 A , t Ylb > ノ另外，构成省略轴承的内圈及外圈的结构，可以实现小型、轻型化。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所述的实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内可以适当变更设计。
例如，在第一实施方式中，成为挽性齿轮部件3A的接触部的面、即齿部34A的内周面和波动发生器4A的外周面42山的至少一方也可以在含有波动发生器4A的旋转轴的截面为凸部，优选为圆弧状。
图6是表示变形例的波动齿轮装置的挽性齿轮部件及波动发生器的主要部分的示意图。图7是表示变形例的波动齿轮装置的挠性齿轮部件及波动发生器的接触部的状态变化的示意图。
图6及图7所示的挠性齿轮3C及波动发生器4C是第一实施方式的挠性齿轮部件3A及波动发生器4A的变形例，下面，对与第一实施方式的不同点为中心进行说明。
在本变形例中，挠性齿轮装置3C的齿部34C的内周面34C,在含有波动发生器4C的旋转轴的截面为圆孤状。另外，外圈42d的外周面42ei在含有波动发生器4C的旋转轴的截面为直线状。
在该挠性齿轮部件3C及波动发生器4C中，关于内周面34C,的曲率半径IT，与第一实施方式中的外周面42山的曲率半径R相同的条件也成立。
另外，在各实施方式中，刚性齿轮部件2在其内周具有内齿，但本发明并不限于此，相反地，也可以在外周具有外齿。在这种情况下，作为挠性齿轮部件3A、3B可以代替在外周设有外齿的结构，在其内周设有内齿。波动发生器4A、4B也不限定于各实施方式，也可以代替具有椭圆状凸轮部的结构，例如使用由磁铁和磁性流体组成的波动发生器。
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
波动热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈