波动齿轮装置、摩擦卡合式的波动装置及波动发生器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及同时与刚性的齿轮啮合的可挠性的齿轮的齿数较多的波动齿轮装置、可挠性构件的摩擦卡合面与刚性构件的摩擦卡合面的卡合部分较长的摩擦卡合式的波动装置。另外，本发明还涉及为了将可挠性的齿轮或可挠性构件挠曲而使用的波动发生器。
【背景技术】
[0002]波动齿轮装置由刚性的内齿齿轮、具有可挠性(能弹性变形)的外齿齿轮及波动发生器构成，没有通常的齿轮那样的背隙，能以一级获得较大的减速比。作为典型的波动齿轮装置，已知有专利文献I中公开的包括杯形状的外齿齿轮的杯型的波动齿轮装置、专利文献2中公开的包括礼帽形状的外齿齿轮的礼帽型波动齿轮装置、以及专利文献3中公开的包括圆筒状的外齿齿轮的扁平型波动齿轮装置。
[0003]在波动齿轮装置中，利用波动发生器将外齿齿轮挠曲成非圆形、典型而言挠曲成椭圆形，外齿齿轮在椭圆状的长轴方向的两处部位与内齿齿轮啮合。当利用电动机等使波动发生器旋转时，两齿轮的啮合位置在圆周方向上移动，在两齿轮之间产生与两齿轮的齿数差相应的相对旋转。通过固定一方的齿轮，能从另一方的齿轮输出减速旋转输出。在专利文献4中，提出了一种对外齿齿轮进行挠曲的波动发生器的形状。
[0004]另外，作为波动齿轮装置已知有，在刚性的外齿齿轮的外周侧配置可挠性的内齿齿轮，在该内齿齿轮的外周侧配置有波动发生器。
[0005]此外，也已知有专利文献5、6中提出的摩擦卡合式的波动装置。摩擦卡合式的波动装置包括:刚性构件，该刚性构件具有圆形的摩擦卡合内周面；可挠性构件，该可挠性构件具有配置于刚性构件内侧的圆形的摩擦卡合外周面；以及波动发生器，该波动发生器配置于摩擦卡合外周面的内侧。当利用波动发生器将可挠性构件挠曲成非圆形、例如椭圆状时，圆形的摩擦卡合外周面挠曲成椭圆状。藉此，形成了摩擦卡合外周面中的与长径位置相当的部分与刚性构件的圆形的摩擦卡合内周面摩擦卡合的状态。
[0006]当使波动发生器旋转时，两构件的摩擦卡合位置在周向上移动。摩擦卡合外周面的周长比摩擦卡合内周面短规定量。由此，当波动发生器旋转一周时，在两构件之间产生周长量的相对旋转。通过以不旋转的方式固定一方构件，能从另一方构件输出减速旋转。
[0007]在摩擦卡合式的波动装置中，也已知有在刚性构件的外侧配置有可挠性构件，利用配置于其外侧的波动发生器挠曲可挠性构件以与刚性构件摩擦卡合的结构。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本专利特开2012 - 072912号公报
[0011]专利文献2:日本专利特开2009 - 257510号公报
[0012]专利文献3:日本专利特开2009 - 156462号公报
[0013]专利文献4:日本专利特许第4067037号公报
[0014]专利文献5:日本专利特开2007 - 71242号公报
[0015]专利文献6:日本专利特开平06 - 241285号公报
【发明内容】
[0016]发明要解决的技术问题
[0017]此处，波动齿轮装置包括必须弹性变形的外齿齿轮或内齿齿轮，因此，与使刚性的齿轮彼此啮合的情况相比，可能保持刚性不足。另外，还是没有用于进一步降低因一边进行反复的弹性变形一边进行旋转的外齿齿轮或内齿齿轮而产生的振动噪声的方案。因此，根据用途，可能振动噪声成为阻碍而不能使用波动齿轮装置。
[0018]另外，在摩擦卡合式的波动装置的情况下，摩擦卡合部分较少，因此，刚性较低。期望能增长摩擦卡合部分。
[0019]本发明的技术问题鉴于上述点，其目的在于提供一种刚性较高、可降低振动噪声的波动齿轮装置及摩擦卡合式的波动装置、以及在上述波动齿轮装置及摩擦卡合式的波动装置中使用的波动发生器。
[0020]解决技术问题所采用的技术方案
[0021]为了解决上述技术问题，在本发明的波动齿轮装置中，通过增加与内齿齿轮啮合的外齿齿轮的齿数，来提高刚性。即，以沿着外齿齿轮的齿线方向使外齿齿轮与内齿齿轮的啮合位置在周向上逐渐变化的方式挠曲外齿齿轮。另外，以能形成上述两齿轮的啮合状态的方式，将用于挠曲外齿齿轮的波动发生器的外周面形状设定为恰当的形状。
[0022]S卩，本发明的波动齿轮装置的特征是，具有刚性的内齿齿轮、可挠性的外齿齿轮、以及将上述外齿齿轮挠曲成非圆形而与上述内齿齿轮啮合的波动发生器，上述外齿齿轮与上述内齿齿轮的啮合位置是在上述外齿齿轮的齿线方向的各轴垂直截面上沿着上述外齿齿轮与上述内齿齿轮的周向分离的多个位置，在沿着上述齿线方向观察的情况下，上述啮合位置分别朝上述周向逐渐变化。
[0023]典型而言，上述波动发生器将上述外齿齿轮挠曲成沿着椭圆状曲线的形状。该情况下的两齿轮的上述啮合位置是上述椭圆状曲线的长径位置。
[0024]目前，在齿线方向的各轴垂直截面中，外齿齿轮以形成同相的椭圆状曲线的方式加以挠曲，在各截面中，椭圆状曲线的长径位置是相同的。两齿轮的啮合位置是椭圆状曲线的长径所在的两处部位，在齿线方向的各轴垂直截面中是同一位置。
[0025]与此相对，在本发明中，外齿齿轮在齿线方向的各轴垂直截面中以形成沿着椭圆状曲线的形状的方式加以挠曲，但各截面中的椭圆状曲线绕着中心轴线相位不同，上述长径位置是周向的不同位置。换言之，外齿齿轮在齿线方向的各截面中的沿周向的不同位置处与内齿齿轮啮合。因此，与内齿齿轮啮合的外齿齿轮的齿数增多。由此，能提高波动齿轮装置的刚性，能提高棘轮转矩(ratcheting torque)、传递转矩。
[0026]另外，目前，外齿齿轮中的齿线方向的各部以同一相位在半径方向上反复挠曲。与此相对，在本发明中，外齿齿轮的齿线方向的各部以不同的相位在半径方向上反复挠曲。因此，能降低因外齿齿轮的弹性变形而引起的振动噪声。
[0027]此处，在本发明中，上述外齿齿轮从上述齿线方向的一端朝另一端以上述长径位置绕着上述椭圆状曲线的中心朝一方向逐渐变化的方式加以挠曲。
[0028]例如，上述外齿齿轮在从上述齿线方向的一端至另一端之间以上述长径位置绕着上述中心在180度以下的角度范围内变化的方式加以挠曲。在长径位置变化180度的情况下，外齿齿轮的大致全部外齿同时参加到与内齿齿轮的啮合中。由此，对于提高啮合刚性是有利的。
[0029]另外，有时，上述外齿齿轮从上述齿线方向的一端朝另一端以上述长径位置绕着上述中心在朝一方向逐渐变化后、朝相反方向逐渐变化的方式加以挠曲。
[0030]例如，上述外齿齿轮从上述齿线方向的一端朝另一端以上述长径位置绕着上述中心在朝一方向变化了 90度以下的角度之后、朝相反方向变化90度以下的角度的方式加以挠曲。
[0031]这样，以齿线方向的中途位置作为中心，作用于两齿轮的轴向推力在左右朝相反方向产生。因此，左右的轴向推力相互抵消。若在左右对称的状态下产生轴向推力，则无需用于承受推力的轴承。
[0032]在本发明中，上述外齿齿轮是包括圆筒状主体部、隔膜及外齿的杯形状或礼帽形状的外齿齿轮，其中，上述隔膜从上述圆筒状主体部的一端沿半径方向延伸，上述外齿形成于上述圆筒状主体部的另一端的部位的外周面，在该情况下，上述波动发生器将上述圆筒状主体部中的形成有上述外齿的外齿形成部分挠曲成沿着上述椭圆状曲线的形状。
[0033]接着，本发明能应用于在刚性的外齿齿轮的外周侧配置有可挠性的内齿齿轮的波动齿轮装置。本发明的波动齿轮装置的特征是，具有刚性的外齿齿轮、可挠性的内齿齿轮、以及将上述内齿齿轮挠曲成沿着椭圆状曲线的形状而与上述外齿齿轮啮合的波动发生器，上述内齿齿轮与上述外齿齿轮的啮合位置是在上述内齿齿轮的齿线方向的各轴垂直截面上的上述椭圆状曲线的长径位置，在沿着上述内齿齿轮的齿线方向观察的情况下，上述啮合位置分别朝上述周向逐渐变化。
[0034]此处，有时，上述内齿齿轮从上述齿线方向的一端朝另一端以上述长径位置绕着上述椭圆状曲线的中心朝一方向逐渐变化的方式加以挠曲。例如，上述内齿齿轮在从上述齿线方向的一端至另一端之间以上述长径位置绕着上述中心在180度以下的角度范围内变化的方式加以挠曲。
[0035]另外，有时，上述内齿齿轮从上述齿线方向的一端朝另一端以上述长径位置绕着上述中心在朝一方向逐渐变化后、朝相反方向逐渐变化的方式加以挠曲。例如，上述内齿齿轮以上述长径位置在上述齿线方向的一端及另一端处位于同一旋转位置、在上述一端及另一端的中间的位置处位于相对于上述旋转位置绕着上