波動齒輪裝置、摩擦卡合式的波動裝置及波動發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及同時與剛性的齒輪嚙合的可撓性的齒輪的齒數(shù)較多的波動齒輪裝置、可撓性構(gòu)件的摩擦卡合面與剛性構(gòu)件的摩擦卡合面的卡合部分較長的摩擦卡合式的波動裝置。另外，本發(fā)明還涉及為了將可撓性的齒輪或可撓性構(gòu)件撓曲而使用的波動發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]波動齒輪裝置由剛性的內(nèi)齒齒輪、具有可撓性(能彈性變形)的外齒齒輪及波動發(fā)生器構(gòu)成，沒有通常的齒輪那樣的背隙，能以一級獲得較大的減速比。作為典型的波動齒輪裝置，已知有專利文獻I中公開的包括杯形狀的外齒齒輪的杯型的波動齒輪裝置、專利文獻2中公開的包括禮帽形狀的外齒齒輪的禮帽型波動齒輪裝置、以及專利文獻3中公開的包括圓筒狀的外齒齒輪的扁平型波動齒輪裝置。
[0003]在波動齒輪裝置中，利用波動發(fā)生器將外齒齒輪撓曲成非圓形、典型而言撓曲成橢圓形，外齒齒輪在橢圓狀的長軸方向的兩處部位與內(nèi)齒齒輪嚙合。當(dāng)利用電動機等使波動發(fā)生器旋轉(zhuǎn)時，兩齒輪的嚙合位置在圓周方向上移動，在兩齒輪之間產(chǎn)生與兩齒輪的齒數(shù)差相應(yīng)的相對旋轉(zhuǎn)。通過固定一方的齒輪，能從另一方的齒輪輸出減速旋轉(zhuǎn)輸出。在專利文獻4中，提出了一種對外齒齒輪進行撓曲的波動發(fā)生器的形狀。
[0004]另外，作為波動齒輪裝置已知有，在剛性的外齒齒輪的外周側(cè)配置可撓性的內(nèi)齒齒輪，在該內(nèi)齒齒輪的外周側(cè)配置有波動發(fā)生器。
[0005]此外，也已知有專利文獻5、6中提出的摩擦卡合式的波動裝置。摩擦卡合式的波動裝置包括:剛性構(gòu)件，該剛性構(gòu)件具有圓形的摩擦卡合內(nèi)周面；可撓性構(gòu)件，該可撓性構(gòu)件具有配置于剛性構(gòu)件內(nèi)側(cè)的圓形的摩擦卡合外周面；以及波動發(fā)生器，該波動發(fā)生器配置于摩擦卡合外周面的內(nèi)側(cè)。當(dāng)利用波動發(fā)生器將可撓性構(gòu)件撓曲成非圓形、例如橢圓狀時，圓形的摩擦卡合外周面撓曲成橢圓狀。藉此，形成了摩擦卡合外周面中的與長徑位置相當(dāng)?shù)牟糠峙c剛性構(gòu)件的圓形的摩擦卡合內(nèi)周面摩擦卡合的狀態(tài)。
[0006]當(dāng)使波動發(fā)生器旋轉(zhuǎn)時，兩構(gòu)件的摩擦卡合位置在周向上移動。摩擦卡合外周面的周長比摩擦卡合內(nèi)周面短規(guī)定量。由此，當(dāng)波動發(fā)生器旋轉(zhuǎn)一周時，在兩構(gòu)件之間產(chǎn)生周長量的相對旋轉(zhuǎn)。通過以不旋轉(zhuǎn)的方式固定一方構(gòu)件，能從另一方構(gòu)件輸出減速旋轉(zhuǎn)。
[0007]在摩擦卡合式的波動裝置中，也已知有在剛性構(gòu)件的外側(cè)配置有可撓性構(gòu)件，利用配置于其外側(cè)的波動發(fā)生器撓曲可撓性構(gòu)件以與剛性構(gòu)件摩擦卡合的結(jié)構(gòu)。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本專利特開2012 - 072912號公報
[0011]專利文獻2:日本專利特開2009 - 257510號公報
[0012]專利文獻3:日本專利特開2009 - 156462號公報
[0013]專利文獻4:日本專利特許第4067037號公報
[0014]專利文獻5:日本專利特開2007 - 71242號公報
[0015]專利文獻6:日本專利特開平06 - 241285號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0017]此處，波動齒輪裝置包括必須彈性變形的外齒齒輪或內(nèi)齒齒輪，因此，與使剛性的齒輪彼此嚙合的情況相比，可能保持剛性不足。另外，還是沒有用于進一步降低因一邊進行反復(fù)的彈性變形一邊進行旋轉(zhuǎn)的外齒齒輪或內(nèi)齒齒輪而產(chǎn)生的振動噪聲的方案。因此，根據(jù)用途，可能振動噪聲成為阻礙而不能使用波動齒輪裝置。
[0018]另外，在摩擦卡合式的波動裝置的情況下，摩擦卡合部分較少，因此，剛性較低。期望能增長摩擦卡合部分。
[0019]本發(fā)明的技術(shù)問題鑒于上述點，其目的在于提供一種剛性較高、可降低振動噪聲的波動齒輪裝置及摩擦卡合式的波動裝置、以及在上述波動齒輪裝置及摩擦卡合式的波動裝置中使用的波動發(fā)生器。
[0020]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0021]為了解決上述技術(shù)問題，在本發(fā)明的波動齒輪裝置中，通過增加與內(nèi)齒齒輪嚙合的外齒齒輪的齒數(shù)，來提高剛性。即，以沿著外齒齒輪的齒線方向使外齒齒輪與內(nèi)齒齒輪的嚙合位置在周向上逐漸變化的方式撓曲外齒齒輪。另外，以能形成上述兩齒輪的嚙合狀態(tài)的方式，將用于撓曲外齒齒輪的波動發(fā)生器的外周面形狀設(shè)定為恰當(dāng)?shù)男螤睢?br>[0022]S卩，本發(fā)明的波動齒輪裝置的特征是，具有剛性的內(nèi)齒齒輪、可撓性的外齒齒輪、以及將上述外齒齒輪撓曲成非圓形而與上述內(nèi)齒齒輪嚙合的波動發(fā)生器，上述外齒齒輪與上述內(nèi)齒齒輪的嚙合位置是在上述外齒齒輪的齒線方向的各軸垂直截面上沿著上述外齒齒輪與上述內(nèi)齒齒輪的周向分離的多個位置，在沿著上述齒線方向觀察的情況下，上述嚙合位置分別朝上述周向逐漸變化。
[0023]典型而言，上述波動發(fā)生器將上述外齒齒輪撓曲成沿著橢圓狀曲線的形狀。該情況下的兩齒輪的上述嚙合位置是上述橢圓狀曲線的長徑位置。
[0024]目前，在齒線方向的各軸垂直截面中，外齒齒輪以形成同相的橢圓狀曲線的方式加以撓曲，在各截面中，橢圓狀曲線的長徑位置是相同的。兩齒輪的嚙合位置是橢圓狀曲線的長徑所在的兩處部位，在齒線方向的各軸垂直截面中是同一位置。
[0025]與此相對，在本發(fā)明中，外齒齒輪在齒線方向的各軸垂直截面中以形成沿著橢圓狀曲線的形狀的方式加以撓曲，但各截面中的橢圓狀曲線繞著中心軸線相位不同，上述長徑位置是周向的不同位置。換言之，外齒齒輪在齒線方向的各截面中的沿周向的不同位置處與內(nèi)齒齒輪嚙合。因此，與內(nèi)齒齒輪嚙合的外齒齒輪的齒數(shù)增多。由此，能提高波動齒輪裝置的剛性，能提高棘輪轉(zhuǎn)矩(ratcheting torque)、傳遞轉(zhuǎn)矩。
[0026]另外，目前，外齒齒輪中的齒線方向的各部以同一相位在半徑方向上反復(fù)撓曲。與此相對，在本發(fā)明中，外齒齒輪的齒線方向的各部以不同的相位在半徑方向上反復(fù)撓曲。因此，能降低因外齒齒輪的彈性變形而引起的振動噪聲。
[0027]此處，在本發(fā)明中，上述外齒齒輪從上述齒線方向的一端朝另一端以上述長徑位置繞著上述橢圓狀曲線的中心朝一方向逐漸變化的方式加以撓曲。
[0028]例如，上述外齒齒輪在從上述齒線方向的一端至另一端之間以上述長徑位置繞著上述中心在180度以下的角度范圍內(nèi)變化的方式加以撓曲。在長徑位置變化180度的情況下，外齒齒輪的大致全部外齒同時參加到與內(nèi)齒齒輪的嚙合中。由此，對于提高嚙合剛性是有利的。
[0029]另外，有時，上述外齒齒輪從上述齒線方向的一端朝另一端以上述長徑位置繞著上述中心在朝一方向逐漸變化后、朝相反方向逐漸變化的方式加以撓曲。
[0030]例如，上述外齒齒輪從上述齒線方向的一端朝另一端以上述長徑位置繞著上述中心在朝一方向變化了 90度以下的角度之后、朝相反方向變化90度以下的角度的方式加以撓曲。
[0031]這樣，以齒線方向的中途位置作為中心，作用于兩齒輪的軸向推力在左右朝相反方向產(chǎn)生。因此，左右的軸向推力相互抵消。若在左右對稱的狀態(tài)下產(chǎn)生軸向推力，則無需用于承受推力的軸承。
[0032]在本發(fā)明中，上述外齒齒輪是包括圓筒狀主體部、隔膜及外齒的杯形狀或禮帽形狀的外齒齒輪，其中，上述隔膜從上述圓筒狀主體部的一端沿半徑方向延伸，上述外齒形成于上述圓筒狀主體部的另一端的部位的外周面，在該情況下，上述波動發(fā)生器將上述圓筒狀主體部中的形成有上述外齒的外齒形成部分撓曲成沿著上述橢圓狀曲線的形狀。
[0033]接著，本發(fā)明能應(yīng)用于在剛性的外齒齒輪的外周側(cè)配置有可撓性的內(nèi)齒齒輪的波動齒輪裝置。本發(fā)明的波動齒輪裝置的特征是，具有剛性的外齒齒輪、可撓性的內(nèi)齒齒輪、以及將上述內(nèi)齒齒輪撓曲成沿著橢圓狀曲線的形狀而與上述外齒齒輪嚙合的波動發(fā)生器，上述內(nèi)齒齒輪與上述外齒齒輪的嚙合位置是在上述內(nèi)齒齒輪的齒線方向的各軸垂直截面上的上述橢圓狀曲線的長徑位置，在沿著上述內(nèi)齒齒輪的齒線方向觀察的情況下，上述嚙合位置分別朝上述周向逐漸變化。
[0034]此處，有時，上述內(nèi)齒齒輪從上述齒線方向的一端朝另一端以上述長徑位置繞著上述橢圓狀曲線的中心朝一方向逐漸變化的方式加以撓曲。例如，上述內(nèi)齒齒輪在從上述齒線方向的一端至另一端之間以上述長徑位置繞著上述中心在180度以下的角度范圍內(nèi)變化的方式加以撓曲。
[0035]另外，有時，上述內(nèi)齒齒輪從上述齒線方向的一端朝另一端以上述長徑位置繞著上述中心在朝一方向逐漸變化后、朝相反方向逐漸變化的方式加以撓曲。例如，上述內(nèi)齒齒輪以上述長徑位置在上述齒線方向的一端及另一端處位于同一旋轉(zhuǎn)位置、在上述一端及另一端的中間的位置處位于相對于上述旋轉(zhuǎn)位置繞著上