專利名稱：波動齒輪裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種波動齒輪裝置，該波動齒輪裝置將杯狀或禮帽狀的柔輪 (flexspline)撓曲成橢圓狀從而在橢圓的長軸兩端的部分與剛輪(circular spline)嚙 合，通過使這兩個輪的嚙合位置在圓周方向移動從而在兩個輪之間產生與兩個輪的齒數(shù)差 對應的相對旋轉。更詳細而言，涉及包括外齒形和內齒形的波動齒輪裝置，其能使撓曲成半 徑方向上的撓曲量朝向開口端側逐漸增加的狀態(tài)的杯狀或禮帽狀的柔輪的外齒能在不與 剛輪的內齒干擾的情況下嚙合。
背景技術：
作為波動齒輪裝置，已知有包括杯狀的柔輪的杯型波動齒輪裝置和包括禮帽狀的 柔輪的禮帽型波動齒輪裝置。這些波動齒輪裝置中的剛輪、柔輪的基本齒形為直線(專利 文獻1:美國專利第2906143號說明書)、也提出了漸開線(involute)齒形(專利文獻2 日本專利特公昭45-41171號公報)。而且，還提出了通過以縮小比1/2對在柔輪相對于剛 輪的齒的由齒條近似而成的移動軌跡上的、從嚙合的點的臨界點開始的上述軌跡的所需范 圍進行相似變換后所得到的曲線來規(guī)定兩個輪的齒根面的齒形的方法(專利文獻3 日本 專利特開昭63-115943號公報)。在此，在杯型和禮帽型的波動齒輪裝置中，因橢圓形輪廓的波發(fā)生器而撓曲成橢 圓形的柔輪在用包括橢圓形的長軸的縱截面切斷時，成為撓曲量從柔輪隔膜側至開口端側 與距隔膜的距離近似成比例地逐漸增加的撓曲狀態(tài)(成為撓曲量從開口端側至隔膜側與 距開口端的距離近似成比例地逐漸減少的撓曲狀態(tài))。上述三維的撓曲狀態(tài)被稱之為錐旋。由于進行上述錐旋，當將兩個輪的齒形制成像在一般的平齒輪中所采用的這樣的 在齒線方向上的齒深相同的齒形時，在柔輪的開口端側，一方的輪的齒的齒尖面與另一方 的輪的的齒的齒底面發(fā)生干擾，無法得到合適的嚙合狀態(tài)。以往，為了避免因錐旋而引起的齒的干擾，提出了在柔輪的外齒中，對其開口端側 的齒尖部分和齒底部分實施齒端修薄(end relief)加工從而從剛輪側退開。這種齒形修 正例如在專利文獻4 (國際公開W096/19683號的手冊、圖11)、專利文獻5 (實用新型登錄第 2535503號公報、圖11)中公開。然而，由于包括實施了這種齒形修正的齒形的柔輪的切齒加工無法像一般的平齒 輪這樣的通過直線加工來進行，因此存在所能利用的齒輪加工方法受到限制這樣的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明基于上述問題，提出了一種波動齒輪裝置，該波動齒輪裝置包括可采用一 般的切齒加工用的加工設備進行加工的、可避免因錐旋而引起的干擾的齒形。為解決上述課題，本發(fā)明的波動齒輪裝置的特征在于，具有剛性的剛輪，該剛輪在圓形內周面形成有內齒；柔輪，該柔輪配置于上述剛輪的內側，包括可朝半徑方向撓曲的圓筒狀胴部、一端與上述圓筒狀胴部的后端連接著的隔膜、形成于上述隔膜的另一端的剛性的凸緣、和形 成于上述圓筒狀胴部的開口端側的外周面部分的外齒；以及波發(fā)生器，該波發(fā)生器將上述柔輪的圓筒狀胴部撓曲成橢圓形從而使上述外齒與 上述剛輪的內齒局部地嚙合，將兩個齒的嚙合位置在圓周方向移動，從而在兩個輪之間產 生與兩個齒的齒數(shù)差對應的相對旋轉，因上述波發(fā)生器撓曲成橢圓形的上述圓筒狀胴部的橢圓的長軸位置上的朝向半 徑方向的撓曲量隨著從上述后端朝向上述開口端逐漸增加，上述外齒的齒形被通過對第一基本齒形進行修正而得到的第一修正齒形規(guī)定，上述第一基本齒形為齒底面和齒尖面平行的固定齒深的齒形，上述第一修正齒形形成為在位于上述柔輪的開口端側的上述基本齒形的靠近齒 線端一側的齒尖面部分具有第一錐面的形狀，以使上述第一修正齒形沿上述齒線方向朝向 上述柔輪的開口端側的齒深逐漸減小， 上述內齒的齒形被通過對第二基本齒形進行修正而得到的第二修正齒形規(guī)定，上述第二基本齒形為齒底面和齒尖面平行的固定齒深的齒形，上述第二修正齒形形成為在位于上述柔輪的開口端側的上述第二基本齒形的靠 近齒線端一側的齒尖面部分具有第二錐面的形狀，以使上述第二修正齒形沿上述齒線方向 朝向上述柔輪的開口端側的齒深逐漸減小，形成于上述外齒和上述內齒的上述第一錐面、上述第二錐面均按照通過上述波發(fā) 生器而成為嚙合狀態(tài)的上述內齒和外齒中的一方的齒的齒尖面不會與另一方的齒的齒根 面干涉的要求設定這些錐面角度和齒線方向上的錐面形成范圍。上述結構的波動齒輪裝置中使用的柔輪能通過以下工序制造制造包括圓筒狀胴部、隔膜、凸緣和外齒形成部分的柔輪用坯料的工序；對上述柔輪用坯料的外齒形成部分的成為上述柔輪的開口端側的齒尖面部分的 部位實施錐面加工的工序；以及對錐面加工后的外齒形成部分實施通過直線加工的切齒加工從而得到包括第一 修正齒形的上述外齒的工序，這樣，便能與一般的直線狀的平齒輪的加工一樣通過直線加工來進行齒輪加工。 因此，能采用線切割加工機等一般的加工設備進行以往困難的避免因錐旋而引起干擾用的 柔輪的齒輪加工。同樣，上述結構的波動齒輪裝置中使用的剛輪能通過以下工序制造制造在內周面部分包括內齒形成部分的圓環(huán)狀的剛輪用坯料的工序；對上述剛輪用坯料的內齒形成部分的成為位于柔輪的開口端側的上述剛輪的齒 尖面部分的部位實施錐面加工的工序；以及對錐面加工后的內齒形成部分實施通過直線加工的切齒加工從而得到包括第二 修正齒形的上述內齒的工序，此時也能采用一般的加工設備來對避免干擾用的內齒進行加工。在本發(fā)明的波動齒輪裝置，作為剛輪和柔輪的齒形的基本齒形，采用齒底面和齒 尖面沿齒線方向平行的固定齒深的齒形。此外，通過在上述基本齒形的輪開口端側的齒線 端側的齒尖面部分具有錐面，從而得到修正齒形。所得到的修正齒形用作兩方的輪的齒形。其結果是，能在不產生因錐旋而引起的干擾的情況下使兩個輪嚙合。此外，兩個輪的齒輪加 工也能采用一般的加工設備簡單地進行。


圖1(a)是適用本發(fā)明的杯型的波動齒輪裝置的立體圖，圖1(b)是其概略主視圖。圖2是圖1波動齒輪裝置的縱剖圖。圖3是表示圖1的杯狀的柔輪的錐旋的說明圖。圖4(a)是表示兩個輪因錐旋而發(fā)生干擾狀態(tài)的說明圖，圖4(b)是表示適用本發(fā) 明的齒形的說明圖。圖5(a) 圖5(f)是表示兩個輪的齒輪加工工序的說明圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對適用本發(fā)明的波動齒輪裝置進行說明。圖1和圖2是表示杯型的波動齒輪裝置的縱剖圖和概略主視圖。杯型的波動齒輪 裝置1包括剛性的剛輪2 ；配置于該剛輪2內側的杯狀的柔輪3 ；以及安裝于該柔輪3內 側的橢圓形的波發(fā)生器4。杯狀的柔輪3處于被波發(fā)生器4撓曲成橢圓狀的狀態(tài)。當波發(fā) 生器4旋轉，這兩個輪的嚙合位置在圓周方向移動，在兩個輪2、3之間發(fā)生與兩個輪2、3的 齒數(shù)差對應的相對旋轉。圖3是表示錐旋引起柔輪3的撓曲狀態(tài)的說明圖，圖3(a)是表示變形前的狀態(tài)的 縱剖圖，圖3(b)是表示在因波發(fā)生器4而撓曲成橢圓狀時的包括橢圓形的長軸3a的截面 上的撓曲狀態(tài)的縱剖圖，圖3(c)是表示在撓曲成橢圓狀時包括橢圓形的短軸3b的截面上 的撓曲狀態(tài)的縱剖圖。從圖3(b)可知，在橢圓形的長軸上，柔輪3通過錐旋使在其圓狀胴部31的開口端 30上朝向半徑方向外側的撓曲量為最大，撓曲量與從開口端30朝向連接于圓筒狀胴部31 的后端的隔膜32的距離成比例地逐漸減少。在橢圓形的短軸上，從圖3(c)可知，朝向半徑 方向的內側的撓曲量逐漸減少。隔膜32的內周緣一體形成有為圓盤狀的剛性的凸緣33。另外，當在禮帽形的柔輪3A的情況下，如圖中虛線所示，隔膜32A朝半徑方向外側 擴展，在其外周緣上一體形成有為圓環(huán)形狀的剛性的凸緣33A。此時也在柔輪3A上產生錐 旋。圖4(a)是表示因錐旋而產生的兩個輪2、3的嚙合的干擾的說明圖。在此，剛輪2 的內齒24的齒形24A (第二基本齒形)與其齒底面24a和齒尖面24b平行，且沿齒線方向 整體為一定齒深的直線齒形或漸開線齒形。同樣，柔輪3的外齒34的齒形34A (第一基本 齒形)與其齒底面34a和齒尖面34b平行，且在齒線方向整體上為一定齒深的直線齒形或 漸開線齒形。此時，內齒24和外齒34通過錐旋在柔輪3的開口端30側的齒線端34c、24c 側的部分上與另一方的齒底面34a、24a發(fā)生干擾。在圖中，用斜線表示干擾部分。因此，在本例的剛輪2中，如圖4(b)所示，采用通過在作為第二基本齒形的內齒形 24A的開口端30側的齒線端部分的齒尖面部分上形成平坦的第二錐面24d而得到的修正 齒形24B (第二修正齒形)。同樣，在柔輪3中，采用通過在作為第一基本齒形的外齒形34A 的開口端30側的齒線端部分的齒尖面部分上形成平坦的第一錐面34d而得到的修正齒形34B(第一修正齒形)。在此，各錐面24d、34d的角度0 (24)、0 (34)和各錐面24d、34d的 距齒線端24c、34c的齒線方向上的長度L(24)、L(34)設定成能避免因錐旋而引起的干擾。圖5是表示包括外齒34的柔輪3的加工方法的說明圖。首先，如圖5(a)所示，制 造包括圓筒狀胴部31、隔膜32、凸緣33和外齒形成部分36的柔輪用坯料37。接著，如圖 5(b)所示，對柔輪用坯料37的開口端側的外齒形成部分36的作為外齒齒尖面34b的部分 實施錐面加工，從而形成具有固定角度的平坦的第一錐面34d。接著，如圖5(c)所示，對坯 料37上的進行了錐面加工后的外齒形成部分36采用一般的齒輪加工設備來實施通過直線 加工的切齒加工，從而形成帶錐形的外齒34。此后，實施規(guī)定的表面處理等后續(xù)處理。包括內齒24的剛輪2的情形也一樣，如圖5(d)所示，制造在內周面部分包括內齒 形成部分26的圓環(huán)狀的剛輪用坯料27。接著，如圖5(e)所示，對剛輪用坯料27的內齒形 成部分26的位于柔輪開口端側的齒線方向上的齒尖面部分實施錐面加工，從而形成具有 固定角度的平坦的第二錐面24d。此后，如圖5(f)所示，對錐面加工后的內齒形成部分26 實施通過直線加工的切齒加工從而形成帶錐形的內齒24。另外，上述例子是對于杯型的波動齒輪裝置的例子，但禮帽型的波動齒輪裝置的 剛輪的內齒和柔輪的外齒均能采用與上述例子相同的齒形。
權利要求
一種波動齒輪裝置，其特征在于，具有剛性的剛輪，該剛輪在圓形內周面形成有內齒；柔輪，該柔輪配置于所述剛輪的內側，包括可朝半徑方向撓曲的圓筒狀胴部、一端與所述圓筒狀胴部的后端連接著的隔膜、形成于所述隔膜的另一端的剛性的凸緣、形成于所述圓筒狀胴部的開口端側的外周面部分的外齒；以及波發(fā)生器，該波發(fā)生器將所述柔輪的圓筒狀胴部撓曲成橢圓形從而使所述外齒與所述剛輪的內齒局部地嚙合，使兩個齒的嚙合位置在圓周方向移動，從而在兩個輪之間產生與兩個齒的齒數(shù)差對應的相對旋轉，因所述波發(fā)生器而撓曲成橢圓形的所述圓筒狀胴部的橢圓的長軸位置上的朝向半徑方向的撓曲量隨著從所述后端朝向所述開口端逐漸增加，所述外齒的齒形被對第一基本齒形進行修正而得到的第一修正齒形規(guī)定，所述第一基本齒形為齒底面和齒尖面平行的固定齒深的齒形，所述第一修正齒形形成為在位于所述柔輪的開口端側的所述基本齒形的靠近齒線端一側的齒尖面部分具有第一錐面的形狀，以使所述第一修正齒形的齒深沿齒線方向朝向所述柔輪的開口端側逐漸減小，所述內齒的齒形被對第二基本齒形進行修正而得到的第二修正齒形規(guī)定，所述第二基本齒形為齒底面和齒尖面平行的固定齒深的齒形，所述第二修正齒形形成為在位于所述柔輪的開口端側的所述第二基本齒形的靠近齒線端一側的齒尖面部分具有第二錐面的形狀，以使所述第二修正齒形的齒深沿齒線方向朝向所述柔輪的開口端側逐漸減小，對形成于所述外齒和所述內齒的所述第一錐面、所述第二錐面的錐面角度和齒線方向上的錐面形成范圍進行設定，以使通過所述波發(fā)生器而成為嚙合狀態(tài)的所述內齒和外齒中的一方的齒的齒尖面不會與另一方的齒的齒根面干涉。
2.如權利要求1所述的波動齒輪裝置，其特征在于，所述第一基本齒形、所述第二基本 齒形為直線齒形或漸開線齒形。
3.一種柔輪的加工方法，是在權利要求1或2所述的波動齒輪裝置中使用的所述柔輪 的加工方法，其特征在于，包括制造包括所述圓筒狀胴部、所述隔膜、所述凸緣和外齒形成部分的柔輪用坯料的工序；對所述柔輪用坯料的所述外齒形成部分的成為所述柔輪的開口端側的所述外齒的齒 尖面部分的部位實施錐面加工的工序；以及對錐面加工后的所述外齒形成部分通過直線加工實施切齒加工從而形成所述第一修 正齒形的所述外齒的工序。
4.一種剛輪的加工方法，是在權利要求1或2所述的波動齒輪裝置中使用的所述剛輪 的加工方法，其特征在于，包括制造在內周面部分包括內齒形成部分的圓環(huán)狀的剛輪用坯料的工序； 對所述剛輪用坯料的所述內齒形成部分的成為位于所述柔輪的開口端側的所述內齒 的齒尖面部分的部位實施錐面加工的工序；以及對錐面加工后的所述內齒形成部分通過直線加工實施切齒加工從而形成所述第二修正齒形的所述內齒的工序。
全文摘要
一種杯型或禮帽型的波動齒輪裝置，其中，柔輪呈撓曲量與距輪開口端側的距離對應而逐漸減少的稱為錐旋的撓曲狀態(tài)。作為波動齒輪裝置的剛輪和柔輪的齒形的基本齒形，采用齒底面(24a、34a)和齒尖面(24b、34b)沿齒線方向平行的固定齒深的齒形。通過在上述基本齒形中的輪開口端側的齒線端側的齒尖面部分具有錐面(24d、34d)，從而得到修正齒形。該修正齒形用作兩方的輪(2、3)的齒形。能在不產生因錐旋而引起的干擾的情況下使兩個輪(2、3)嚙合。兩個輪(2、3)的齒輪加工也能采用一般的加工設備簡單地進行。
文檔編號F16H1/32GK101929527SQ20101021725
公開日2010年12月29日 申請日期2010年6月22日 優(yōu)先權日2009年6月23日
發(fā)明者金井覺 申請人:諧波傳動系統(tǒng)有限公司