本發(fā)明涉及一種減速或者增速裝置，該減速或者增速裝置使齒數(shù)彼此不同的第一冠齒輪與第二冠齒輪對置，使第一冠齒輪相對于第二冠齒輪傾斜以使第一冠齒輪與第二冠齒輪嚙合，并且使第一冠齒輪波動運動以使嚙合部位移動。

背景技術(shù)：

作為以往的減速或者增速裝置，已知使具有漸開線齒形的兩個直齒輪嚙合而成的減速或者增速裝置。由于制作容易，效率也優(yōu)異，因此具有漸開線齒形的直齒輪多用于減速或者增速裝置。但是，兩個直齒輪的齒數(shù)差存在極限，存在無法增大減速比或者增速比的課題。

為了增大減速比或者增速比，開發(fā)出了如下的減速或者增速裝置，該減速或者增速裝置使齒數(shù)彼此不同的第一冠齒輪與第二冠齒輪對置，使第一冠齒輪相對于第二冠齒輪傾斜以使第一冠齒輪與第二冠齒輪嚙合，并且使第一冠齒輪波動運動以使嚙合部位移動。若使第一冠齒輪波動運動，則每當嚙合部位旋轉(zhuǎn)一周時，第二冠齒輪相對于第一冠齒輪相對旋轉(zhuǎn)與齒數(shù)差相應(yīng)的量。通過輸出與兩者的齒數(shù)差相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)，能夠得到較大的減速比。相反，通過使第二冠齒輪旋轉(zhuǎn)，能夠得到較大的增速比。

作為這種減速裝置，例如在專利文獻1中，公開了具備第一冠齒輪、第二冠齒輪以及傾斜凸輪的減速裝置。第一冠齒輪與第二冠齒輪的齒數(shù)不同向彼此對置。第一冠齒輪通過與輸入軸一體的傾斜凸輪而傾斜。當?shù)谝还邶X輪傾斜時，第一冠齒輪與第二冠齒輪在一個部位嚙合。第二冠齒輪固定于殼體。第一冠齒輪以能夠波動運動的方式支承于在該第一冠齒輪的徑向的內(nèi)側(cè)配置的球形的花鍵聯(lián)軸器。

當使輸入軸旋轉(zhuǎn)時，通過與輸入軸一體的傾斜凸輪，第一冠齒輪一邊使第一冠齒輪與第二冠齒輪的嚙合部位移動一邊波動運動。通過第一冠齒輪的波動運動，第一冠齒輪相對于第二冠齒輪旋轉(zhuǎn)與齒數(shù)差相應(yīng)的量。第一冠齒輪的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由球形的花鍵聯(lián)軸器傳遞至輸出軸。

在先技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開昭51-126467號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

在以往的減速裝置中，將第一冠齒輪支承為能夠波動運動的球形的花鍵聯(lián)軸器配置在第一冠齒輪的徑向的內(nèi)側(cè)。而且，將第一冠齒輪的旋轉(zhuǎn)運動經(jīng)由花鍵聯(lián)軸器向輸出軸傳遞。但是，花鍵聯(lián)軸器的直徑對花鍵聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)剛性、進而對減速裝置的旋轉(zhuǎn)剛性造成較大的影響。在以往的減速裝置中，花鍵聯(lián)軸器的直徑較小，因此存在無法提高花鍵聯(lián)軸器的旋轉(zhuǎn)剛性、進而無法提高減速裝置的旋轉(zhuǎn)剛性的課題。

因此，本發(fā)明的第一目的在于提供能夠提高旋轉(zhuǎn)剛性的減速或者增速裝置。

另外，在以往的減速裝置中，第一冠齒輪以及第二冠齒輪的齒的形狀形成為三角形或者梯形。而且，在第一冠齒輪與第二冠齒輪的嚙合部位，第一冠齒輪的齒無間隙地嵌入第二冠齒輪的齒之間的槽中。因此，若第一冠齒輪以及第二冠齒輪的齒具有齒距誤差以及/或者齒形誤差，則無法使第一冠齒輪的齒順暢地嵌入第二冠齒輪的槽中。并且，第一冠齒輪與第二冠齒輪的嚙合基本并非滾動而是滑動，因此存在齒輪的效率差的課題。

因此，本發(fā)明的第二目的在于提供能夠使第一冠齒輪的齒順暢地嵌入第二冠齒輪的槽中的高效率的減速或者增速裝置。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題，本發(fā)明的第一方式涉及一種減速或者增速裝置，具備：殼體；第一冠齒輪；支承部，其配置在所述第一冠齒輪的徑向的外側(cè)，將所述第一冠齒輪支承為相對于所述殼體能夠波動運動且無法旋轉(zhuǎn)；第二冠齒輪，其能夠相對于所述殼體旋轉(zhuǎn)，齒數(shù)與所述第一冠齒輪的齒數(shù)不同，且與所述第一冠齒輪對置；以及凸輪部，其使所述第一冠齒輪相對于所述第二冠齒輪傾斜以使所述第一冠齒輪與所述第二冠齒輪嚙合，并且使所述第一冠齒輪波動運動以使嚙合部位移動。

本發(fā)明的第二方式涉及一種減速或者增速裝置，具備：第一冠齒輪；第二冠齒輪，其齒數(shù)與所述第一冠齒輪的齒數(shù)不同，且與所述第一冠齒輪對置；以及凸輪部，其使所述第一冠齒輪相對于所述第二冠齒輪傾斜以使所述第一冠齒輪與所述第二冠齒輪嚙合，并且使所述第一冠齒輪波動運動以使嚙合部位移動，所述減速或者增速裝置的特征在于，所述第一冠齒輪以及所述第二冠齒輪在圓周方向上交替地具有齒頂部與齒底部，所述齒頂部呈以圓錐的側(cè)面為基礎(chǔ)的凸形狀，所述齒底部呈以圓錐的側(cè)面為基礎(chǔ)的凹形狀。

需要說明的是，在本發(fā)明的第二方式中，以圓錐的側(cè)面為基礎(chǔ)的凸形狀以及凹形狀包括：由圓錐的側(cè)面構(gòu)成的凸形狀以及凹形狀、以及使用使第一冠齒輪的圓錐形的母體沿著第二冠齒輪的圓錐形的母體滾動時繪出的次擺線曲線生成的凸形狀以及凹形狀。另外，包括具有這種凸形狀以及凹形狀的齒頂部以及齒底部的齒線呈螺旋狀的情況。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的第一方式，將第一冠齒輪支承為能夠波動運動且無法旋轉(zhuǎn)的支承部配置在第一冠齒輪的徑向的外側(cè)，因此能夠增大支承部的直徑，能夠提高支承部的旋轉(zhuǎn)剛性，進而提高減速或者增速裝置的旋轉(zhuǎn)剛性。

根據(jù)本發(fā)明的第二方式，第一冠齒輪以及第二冠齒輪的齒頂部呈以圓錐的側(cè)面為基礎(chǔ)的凸形狀，第一冠齒輪以及第二冠齒輪的齒底部呈以圓錐的側(cè)面為基礎(chǔ)的凹形狀，能夠使第一冠齒輪以及第二冠齒輪中的任一方的齒頂部順暢地嵌入另一方的齒底部。另外，一方的齒頂部與另一方的齒底部的嚙合基本是滾動，因此能夠提高齒輪的效率。

附圖說明

圖1是本實施方式的減速裝置的輸入軸側(cè)外觀立體圖。

圖2是本實施方式的減速裝置的輸出部側(cè)外觀立體圖。

圖3是本實施方式的減速裝置的剖視立體圖。

圖4是本實施方式的減速裝置的分解立體圖。

圖5是示出第一冠齒輪以及第二冠齒輪的立體圖(圖5的(a)示出第二冠齒輪以及與第二冠齒輪傾斜地嚙合的第一冠齒輪，圖5的(b)示出第二冠齒輪，圖5的(c)示出第一冠齒輪)。

圖6是第一冠齒輪以及第二冠齒輪的齒的展開圖。

圖7是示出第一冠齒輪以及第二冠齒輪的齒的示意圖的立體圖(圖7的(a)示出第一冠齒輪以及第二冠齒輪，圖7的(b)示出第二冠齒輪)。

圖8是第一冠齒輪以及第二冠齒輪的齒的展開圖。

圖9是示出第一冠齒輪以及第二冠齒輪的基圓rc上的齒形曲線的立體圖。

圖10的(a)是示出動圓錐(第一冠齒輪的母體)以及定圓錐(第二冠齒輪的母體)的頂點與母線接觸的狀態(tài)的立體圖，圖10的(b)是示出動圓錐的進動的立體圖。

圖11是示出動圓錐上的點與矢量的關(guān)系的圖。

圖12是示出θ與ψ的關(guān)系的圖表。

圖13是示出矢量p2繪出的次擺線曲線的立體圖。

圖14是示出齒底曲線p3的形成過程的立體圖。

圖15是示出齒底曲線p3的求取方法的圖表。

圖16的(a)示出第一冠齒輪的齒底曲線，圖16的(b)示出第二冠齒輪的齒底曲線。

圖17是示出第一冠齒輪與第二冠齒輪的齒形曲線上的嚙合的圖。

圖18是齒線呈螺旋狀的情況下的第二冠齒輪的立體圖。

圖19是示出對數(shù)螺線的立體圖。

圖20是本發(fā)明的第二實施方式的減速裝置的沿著軸線的剖視圖。

圖21是本發(fā)明的第三實施方式的減速裝置的沿著軸線的剖視圖。

圖22的(a)是示出動圓錐(第一冠齒輪的母體)以及定圓錐(第二冠齒輪的母體)的頂點與母線接觸的狀態(tài)的立體圖，圖22的(b)是示出動圓錐的進動的立體圖。

圖23是示出矢量p2描繪出的次擺線曲線的立體圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的一實施方式的減速裝置進行詳細說明。但是，本發(fā)明的減速裝置能夠以各種方式具體化，不限定于本說明書所記載的實施方式。本實施方式是為了通過說明書的充分公開而使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠充分理解發(fā)明的范圍而提供的。

<第一實施方式的減速裝置的整體結(jié)構(gòu)>

圖1示出本發(fā)明的第一實施方式的減速裝置的輸入軸側(cè)的外觀立體圖，圖2示出減速裝置的輸出部側(cè)的外觀立體圖。需要說明的是，在附圖以及以下說明書中對相同的結(jié)構(gòu)標注相同的附圖標記。

在殼體1中以能夠旋轉(zhuǎn)的方式收容有輸入軸2、輸出部3。輸入軸2的軸線2a與輸出部3的軸線3a1一致。當使輸入軸2繞軸線2a旋轉(zhuǎn)時，輸出部3減速并繞軸線3a1旋轉(zhuǎn)。輸出部3相對于輸入軸2的減速比由收容于殼體1的第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12(參照圖3)的齒數(shù)確定。

殼體1具備：具有凸緣1a1的筒形的殼體主體1a、以及在殼體主體1a的軸向的兩端部安裝的圓盤形的蓋構(gòu)件1b、1c。在殼體主體1a的凸緣1a1開設(shè)有用于向?qū)ο蟛考惭b的通孔。蓋構(gòu)件1b、1c通過螺栓等緊固構(gòu)件固定于殼體主體1a。

圖3示出本實施方式的減速裝置的剖視立體圖，圖4示出本實施方式的減速裝置的分解立體圖。如圖3所示，減速裝置具備：殼體1、傾斜凸輪4一體地設(shè)置于輸入軸2而成的凸輪部5、第一冠齒輪11、將第一冠齒輪11支承為能夠波動運動且無法旋轉(zhuǎn)的支承部(球面花鍵)14、第二冠齒輪12、以及與第二冠齒輪12連結(jié)的輸出部3。需要說明的是，以下，為了便于說明，使用將輸入軸2以及輸出部3的軸線2a沿x方向配置時的方向、即圖3所示的x、y、z方向?qū)p速裝置的結(jié)構(gòu)進行說明。

如圖4所示，第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12呈圓盤形。在第一冠齒輪11的對置面11a以及第二冠齒輪12的對置面12a呈放射狀地形成有多個齒。第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒數(shù)并不特別限定。例如第一冠齒輪11的齒數(shù)為49，第二冠齒輪12的齒數(shù)為50。第一冠齒輪11的齒數(shù)與第二冠齒輪12的齒數(shù)不同。由于齒數(shù)不同，因此無法在使第一冠齒輪11的軸線與第二冠齒輪12的軸線一致的狀態(tài)下使第一冠齒輪11與第二冠齒輪12嚙合。因此，使第一冠齒輪11相對于第二冠齒輪12傾斜，使第一冠齒輪11的一部分與第二冠齒輪12的一部分嚙合。第二冠齒輪12的對置面12a配置在圖3的yz平面內(nèi)。第一冠齒輪11的對置面11a相對于圖3的yz平面繞z軸傾斜角度α。

如圖3所示，凸輪部5具備：輸入軸2，其以能夠繞軸線旋轉(zhuǎn)的方式支承于殼體1；圓盤形的傾斜凸輪4，其一體地設(shè)置于輸入軸2；以及作為滾動體的滾珠6，其以能夠滾動運動的方式夾設(shè)在傾斜凸輪4與第一冠齒輪11(準確地說，為一體地固定于第一冠齒輪11的內(nèi)圈部)之間(還參照圖4)。傾斜凸輪4被設(shè)置用于使第一冠齒輪11傾斜。傾斜凸輪4的凸輪面4a以與第一冠齒輪11同樣地相對于yz平面繞z軸傾斜角度α的方式與第一冠齒輪11對置。在傾斜凸輪4的凸輪面4a形成有圓形的滾珠滾行槽4b。在支承部14的內(nèi)圈部7也形成有與傾斜凸輪4的滾珠滾行槽4b對置的圓形的滾珠滾行槽7b。在滾珠滾行槽4b與滾珠滾行槽7b之間，以能夠沿周向滾動運動的方式排列有多個滾珠6。為了將第一冠齒輪11按壓于第二冠齒輪12，消除它們之間的齒隙，對滾珠6施加預(yù)壓。滾珠滾行槽4b與滾珠滾行槽7b之間的間隙比滾珠6的直徑小，滾珠6在它們之間被壓縮。滾珠6被環(huán)形的保持器16保持。

輸入軸2貫通第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12。輸入軸2是中空的。輸入軸2的軸向的兩端部被軸承21、22支承為能夠旋轉(zhuǎn)。軸承21、22配置在第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的軸向的外側(cè)。

如圖3所示，支承部14配置在第一冠齒輪11的徑向的外側(cè)，將第一冠齒輪11支承為能夠相對于殼體1波動運動(換言之，如圖3所示，能夠以第一冠齒輪11的軸線11b描繪以點p1為頂點的圓錐的軌跡的方式旋轉(zhuǎn))并且無法繞軸線旋轉(zhuǎn)。第一冠齒輪11的波動運動也被稱作進動。

如圖3所示，支承部14具備：外圈部10，其在球形的內(nèi)周面具有外圈花鍵槽10a(參照圖4)；內(nèi)圈部7，其配置在外圈部10的內(nèi)側(cè)，且在球形的外周面具有與外圈花鍵槽10a對置的內(nèi)圈花鍵槽7a(參照圖4)；以及作為滾動體的滾珠9，其能夠在外圈花鍵槽10a與內(nèi)圈花鍵槽7a之間沿著軸向的圓弧的軌道滾動運動。外圈部10與殼體1一體。內(nèi)圈部7通過螺栓等緊固構(gòu)件固定于第一冠齒輪11。滾珠9被保持器8保持。通過支承部14，第一冠齒輪11能夠以軸線2a上的點p1為中心繞z軸以及y軸擺動。第一冠齒輪11的繞軸線2a的旋轉(zhuǎn)運動被支承部14的花鍵機構(gòu)限制。通過在內(nèi)圈部7形成凸輪部5的滾珠滾行槽7b，從而限制了旋轉(zhuǎn)的第一冠齒輪11的波動運動變得順暢。

輸出部3的內(nèi)圈3a通過螺栓等緊固構(gòu)件固定于第二冠齒輪12。輸出部3通過交叉滾子23以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于殼體1。交叉滾子23是在周向上相鄰的滾子的軸線在從周向觀察時正交的滾子列(參照圖4)。第二冠齒輪12經(jīng)由輸出部3以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于殼體1。在殼體1的蓋構(gòu)件1c的內(nèi)周面形成有圓形的滑軌1c1。在輸出部3的內(nèi)圈3a的外周面形成有與滑軌1c1對置的圓形的滑軌3b。在滑軌1c1與滑軌3b之間作為滾動體配置有交叉滾子23。在輸出部3作用有因第一冠齒輪11與第二冠齒輪12的嚙合部位的反作用力而產(chǎn)生的力矩。通過使用交叉滾子23，能夠提高輸出部3的抗彎剛性。需要說明的是，將輸入軸2的一端部支承為能夠旋轉(zhuǎn)的軸承22配置在輸出部3與輸入軸2之間。

當使用未圖示的馬達等驅(qū)動源，使凸輪部5繞軸線旋轉(zhuǎn)時，通過凸輪部5的傾斜凸輪4使第一冠齒輪11一邊移動與第二冠齒輪12的嚙合部位一邊波動運動。隨著第一冠齒輪11的波動運動，第二冠齒輪12相對于第一冠齒輪11相對旋轉(zhuǎn)與齒數(shù)差相應(yīng)的量。在本實施方式中，例如，將第一冠齒輪11的齒數(shù)設(shè)為49，將第二冠齒輪12的齒數(shù)設(shè)為50。而且，第一冠齒輪11相對于殼體1的旋轉(zhuǎn)被支承部14限制，允許輸出部3相對于殼體1的旋轉(zhuǎn)。因此，輸出部3以減速與1齒相應(yīng)的量的方式旋轉(zhuǎn)，得到1/50的減速比。在此，第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒數(shù)沒有被限定。

<第一冠齒輪以及第二冠齒輪的齒的形狀(齒頂部以及齒底部由圓錐的側(cè)面構(gòu)成的例子)>

第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒的形狀如下。圖5的(a)示出第二冠齒輪12以及與第二冠齒輪12傾斜地嚙合的第一冠齒輪11。如圖5的(a)所示，第一冠齒輪11與第二冠齒輪12在一個部位(圖5的(a)的左端的位置a)嚙合。但是，從凸輪部5對第一冠齒輪11施加有預(yù)壓，因此第一冠齒輪11與第二冠齒輪12的接觸部位以嚙合部位為中心沿周向向多個齒擴展。由于第一冠齒輪11傾斜，因此朝向圖5的(a)的右側(cè)而第一冠齒輪11與第二冠齒輪12之間的間隙δ逐漸增大。

如圖5的(a)所示，第一冠齒輪11的直徑與第二冠齒輪12的直徑相等。第一冠齒輪11的齒數(shù)與第二冠齒輪12的齒數(shù)不同，因此第一冠齒輪11的齒的齒距與第二冠齒輪12的齒的齒距不同。

圖5的(b)示出第二冠齒輪12。第二冠齒輪12呈錐齒輪狀，具有圓錐形的母體。在第二冠齒輪12的表面，在圓周方向上連續(xù)地形成有波形的齒30。第二冠齒輪12在圓周方向上交替地具有呈放射狀地配置的多個齒頂部31、以及呈放射狀地配置的多個齒底部32。第二冠齒輪12的齒頂部31呈由圓錐的側(cè)面構(gòu)成的凸形狀。第二冠齒輪12的齒底部32呈由圓錐的側(cè)面構(gòu)成的凹形狀。

圖5的(c)示出第一冠齒輪11。第一冠齒輪11也呈錐齒輪狀，具有圓錐形的母體。在第一冠齒輪11的表面，也在圓周方向上連續(xù)地形成有波形的齒35。第一冠齒輪11也在圓周方向上交替地具有呈放射狀地配置的多個齒頂部33、以及呈放射狀地配置的多個齒底部34。第一冠齒輪11的齒頂部33呈由圓錐的側(cè)面構(gòu)成的凸形狀。第一冠齒輪11的齒底部34呈由圓錐的側(cè)面構(gòu)成的凹形狀。

如圖6的展開圖所示，第二冠齒輪12的齒底部32的半徑比第一冠齒輪11的齒頂部33的半徑大，第一冠齒輪11的齒頂部33嵌入第二冠齒輪12的齒底部32中。而且，第一冠齒輪11的齒頂部33的頂點與第二冠齒輪12的齒底部32在嚙合部位a接觸。第一冠齒輪11的齒底部34的半徑比第二冠齒輪12的齒頂部31的半徑大，第二冠齒輪12的齒頂部31嵌入第一冠齒輪11的齒底部34中。隨著第一冠齒輪11的波動運動，嚙合部位a移動，第二冠齒輪12的齒頂部31的頂點與第一冠齒輪11的齒底部34接觸。

圖7的(a)以及圖7的(b)示出對第二冠齒輪12以及第一冠齒輪11的齒標注了圓錐的立體圖。在此，為了易于理解齒的形狀而標注了圓錐。如圖7的(b)所示，第二冠齒輪12的齒頂部31形成為朝向中心而寬度變窄的錐形，具體而言由圓錐c1的側(cè)面的一部分構(gòu)成。第二冠齒輪12的齒底部32也形成為朝向中心而寬度變窄的錐形，具體而言由圓錐c2的側(cè)面的一部分構(gòu)成。在同一的圓周上，齒底部32的圓錐c2的半徑比齒頂部31的圓錐c1的半徑大。多個齒頂部31的圓錐c1的頂點在嚙合中心p2處相交。多個齒底部32的圓錐c2的頂點也在嚙合中心p2處相交。需要說明的是，如圖3所示，該嚙合中心p2位于輸入軸2的軸線2a上，與第一冠齒輪11的波動運動的中心p1一致。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)第一冠齒輪11與第二冠齒輪12的線接觸。

如圖7的(a)所示，第一冠齒輪11的齒頂部33由朝向中心而寬度變窄的圓錐c3的側(cè)面的一部分構(gòu)成。第一冠齒輪11的齒底部34由朝向中心而寬度變窄的圓錐c4的側(cè)面的一部分構(gòu)成。齒底部34的圓錐c4的半徑比齒頂部33的圓錐c3的半徑大。為了使第一冠齒輪11的齒的齒距與第二冠齒輪12的齒的齒距不同，第一冠齒輪11的齒頂部33的圓錐c3的半徑與第二冠齒輪12的齒頂部31的圓錐c1的半徑相等，第一冠齒輪11的齒底部34的圓錐c4的半徑比第二冠齒輪12的齒底部32的圓錐c2的半徑小。第一冠齒輪11的多個齒頂部33的圓錐c3的頂點與第二冠齒輪12的嚙合中心p2一致，第一冠齒輪11的多個齒底部34的圓錐c4的頂點與第二冠齒輪12的嚙合中心p2一致。

如圖6的展開圖所示，第一冠齒輪11的齒頂部33形成為圓弧，齒底部34也形成為圓弧。第二冠齒輪12的齒頂部31形成為圓弧，齒底部32也形成為圓弧。嚴格來說，當將圓錐形的第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒30、35展開時成為橢圓，但能夠視為圓弧。如上所述，第一冠齒輪11的齒頂部33的圓弧的半徑與第二冠齒輪12的齒頂部31的圓弧的半徑相等。為了使第一冠齒輪11的齒35的齒距與第二冠齒輪12的齒30的齒距不同，第一冠齒輪11的齒底部34的半徑比第二冠齒輪12的齒底部32的半徑小。

在不對第一冠齒輪11施加預(yù)壓的狀態(tài)下，第一冠齒輪11的齒頂部33僅在一個部位a與第二冠齒輪12接觸。當對第一冠齒輪11施加預(yù)壓時，第一冠齒輪11的多個齒35與第二冠齒輪12的多個齒30接觸。當使第一冠齒輪11波動運動時，嚙合部位a沿著第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的圓周方向移動，第二冠齒輪12相對于第一冠齒輪11相對旋轉(zhuǎn)與齒數(shù)差相應(yīng)的量。

<第一冠齒輪以及第二冠齒輪的齒的形狀的另一例(齒頂部由圓錐的側(cè)面構(gòu)成、齒底部使用次擺線曲線生成的例子)>

若第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒頂部33、31以及齒底部34、32呈由圓錐的側(cè)面構(gòu)成的形狀，則第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的制作較為容易。但是，如圖8的第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒的展開圖所示，若繪出第一冠齒輪11的齒頂部33(用圓形示出)的軌跡，則在第一冠齒輪11與第二冠齒輪12之間空出微小的間隙g。該間隙g可能會導(dǎo)致角度傳遞誤差、驅(qū)動音的增大。在該例子中，以填埋該間隙g使齒頂部33與齒底部32完全滾動的方式提高角度傳遞精度與靜音性。但是，該間隙g非常微小，即便不填埋間隙g，也能夠得到與漸開線齒形同等的角度傳遞精度。

(設(shè)計的概要)

對于第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒形曲面的設(shè)計，如圖9所示，首先，從制作第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的基圓rc上的齒形曲線開始。制作出的齒形曲線是一條曲線，而并非面。為了得到第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒形曲面，沿著第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的圓錐形的母體排列改變基圓的半徑rc而得到的齒形曲線。由此，得到第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒形曲面。

(齒形曲線的設(shè)計指南)

第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒頂部33、31由圓錐的側(cè)面構(gòu)成，將基圓rc上的第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒頂部33、31的曲線設(shè)為單一圓角的圓弧。此時，為了使齒頂部33、31與齒底部34、32相互進行滾動運動，齒底部34、32的齒底曲線成為齒頂部33、31繪出的軌跡。通過將齒頂部33、31的單一圓角的圓弧與齒底部34、32的齒底曲線平滑地連接，從而如圖9所示，得到第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的基圓rc上的齒形曲線。齒形曲線的制作以下述的順序進行。

(i)通過波動運動(以下，稱作進動)求出齒頂部33、31所要通過的曲線(次擺線曲線)。

(ii)假定齒頂部33、31的半徑，求出齒頂部33、31在(i)中求出的次擺線曲線上通過時繪出的曲線，將其作為齒底部34、32的齒底曲線。

(iii)以將齒頂部33、31的齒頂曲線(圓弧)與齒底部34、32的齒底曲線相互平滑地連接的方式確定齒頂部33、31的半徑。

(齒頂部所要通過的次擺線曲線的計算)

第一冠齒輪11一邊進動一邊與第二冠齒輪12嚙合。第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12具有圓錐形的母體，它們的齒面位于圓錐形的母體上。因此，在周向上排列有全等的齒形曲線，在徑向上齒形曲線相似但并非全等。因此，確定某一基圓rc，求出該基圓rc上的齒形曲線。

首先，具有將該基圓rc設(shè)為底面的兩個圓錐，如圖10的(a)所示，假定彼此的頂點與母線接觸的狀態(tài)，將進行進動的圓錐設(shè)為動圓錐，將固定的圓錐設(shè)為定圓錐。在此，將圓錐頂點設(shè)為原點o，將底面彼此的接觸點設(shè)為點p1，將動圓錐的底面上的定點設(shè)為點p2，將從定圓錐的頂點向底面垂下的垂線的高設(shè)為h1，將從動圓錐的頂點向底面垂下的垂線的高設(shè)為h2。此時，在使動圓錐進動時的點p2繪出的軌跡成為齒所要通過的曲線(次擺線曲線)?，F(xiàn)在，如圖10的(b)所示，考慮動圓錐不與定圓錐分離地進行進動的情況。對于該進動而言，若使動圓錐繞自身的軸oh2旋轉(zhuǎn)-ψ，并且繞定圓錐旋轉(zhuǎn)θ，則視為點p1繞oh1旋轉(zhuǎn)θ，點p2繞oh2旋轉(zhuǎn)-ψ。在此，如圖11所示，若將與線段oh2平行且歸一化的矢量設(shè)為n，將從點o到點p1的矢量設(shè)為p1，將點o到點p2的矢量設(shè)為p2，則p2視為使p1繞n旋轉(zhuǎn)ψ而成的矢量，因此能夠用數(shù)學(xué)式1表示。

[數(shù)學(xué)式1]

p2＝p1cosψ+n(n·p1)(1-cosψ)+(n×p1)sinψ

在此，若動圓錐與定圓錐均是底面半徑為rc，底角為φc，則n與p1分別能夠用數(shù)學(xué)式2表示。

[數(shù)學(xué)式2]

此前求出的p2能夠表示如下的矢量，該矢量表示通過改變ψ的值而第一冠齒輪11與第二冠齒輪12的各自的齒頂部33、31的中心所要通過的曲線。首先，求出第一冠齒輪11的齒頂部33的中心所要通過的曲線。將動圓錐視為第一冠齒輪11，將定圓錐視為第二冠齒輪12，將齒數(shù)分別設(shè)為zi、z0。另外，動圓錐的進動的參數(shù)設(shè)為θ＝θi，ψ＝ψi。此時，若為正轉(zhuǎn)齒輪，則如圖12所示，在θ旋轉(zhuǎn)一周的期間ψ向相反方向多旋轉(zhuǎn)與1齒相應(yīng)的量，若為反轉(zhuǎn)齒輪，則在θ旋轉(zhuǎn)一周的期間ψ向相反方向少旋轉(zhuǎn)與1齒相應(yīng)的量，數(shù)學(xué)式3成立。

[數(shù)學(xué)式3]

對其進行整理，成為數(shù)學(xué)式4。

[數(shù)學(xué)式4]

在求取第二冠齒輪12的齒頂部31的中心所要通過的曲線的情況下，若將動圓錐視為第二冠齒輪12，將定圓錐視為第一冠齒輪11，進動的參數(shù)設(shè)為θ＝θo，ψ＝ψo，同樣數(shù)學(xué)式5成立。

[數(shù)學(xué)式5]

這樣，根據(jù)組合的齒輪的特性，選擇數(shù)學(xué)式4、數(shù)學(xué)式5，對于ψ帶入數(shù)學(xué)式1，從而求出齒頂部的中心所要通過的曲線。此時，在圖13中示出求出的曲線的例子。在圖13中，矢量p2繪出的軌跡為次擺線曲線。p1與p2的旋轉(zhuǎn)角和方向與圖12相同。

(齒底曲線的計算)

接下來，求取齒底曲線。如圖14所示，對象側(cè)齒輪的齒頂部33繪出的軌跡成為齒底曲線p3。即，求取對象側(cè)齒輪的齒頂部33的中心所要通過的次擺線曲線p2，計算使具有對象側(cè)齒輪的齒頂部33的半徑的圓在該次擺線曲線p2上運動時得到的軌跡即可。在此，將對象側(cè)齒輪的齒頂半徑設(shè)為hk，將該圓設(shè)為c。此時，如圖15所示，表示齒底曲線的矢量p3成為在p2上到繪出圓c時的點中的、與p2以及p2的方向矢量δp2均正交的點p3的矢量。因此，數(shù)學(xué)式6與數(shù)學(xué)式7的關(guān)系成立。

[數(shù)學(xué)式6]

|p3-p2|＝hk

[數(shù)學(xué)式7]

p2⊥(p3-p2)且且

根據(jù)以上的結(jié)果，數(shù)學(xué)式8成立。

[數(shù)學(xué)式8]

需要說明的是，式中的正負由方向矢量的方向確定。

(齒頂曲線與齒底曲線的連接)

圖16的(a)示出按照上述方式計算出的第一冠齒輪11的齒形曲線(齒頂曲線與齒底曲線)，圖16的(b)示出按照上述方式計算出的第二冠齒輪12的齒形曲線(齒頂曲線與齒底曲線)。在此，以齒頂曲線與齒底曲線平滑地連接的方式確定齒頂曲線的半徑。齒頂曲線的半徑以“齒頂曲線與齒底曲線僅具有一個切點時”為條件來確定。設(shè)立方程式(齒頂曲線的方程式)＝(齒底曲線的方程式)，尋求該方程式具有等根時的齒頂半徑的值即可。由此，能夠生成第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒形曲線。

圖17示出按照上述方式得到的第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒形曲線。圖中的黑圓示出接觸點?？芍獜?s1)的接觸開始時到(s5)的接觸結(jié)束時，第一冠齒輪11與第二冠齒輪12始終接觸，且接觸點移動。接觸點移動，因此可知第一冠齒輪11與第二冠齒輪12相互滾動。

需要說明的是，也可以由圓錐的側(cè)面構(gòu)成第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒底部34、32，使用次擺線曲線生成第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒頂部33、31。在該情況下，將基圓rc上的第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒底部34、32的曲線設(shè)為單一r的圓弧，使用次擺線曲線計算齒頂部33、31的齒頂曲線即可。

<第一冠齒輪以及第二冠齒輪的齒的形狀的又一例(齒線呈螺旋狀的例子)>

如圖18所示，通過每當改變基圓的半徑時使第二冠齒輪12的基圓上的齒形曲線的相位在圓周方向上偏移，能夠?qū)X線設(shè)為螺旋狀。如圖18所示，在第二冠齒輪12的外側(cè)與內(nèi)側(cè)，齒形曲線的相位不同。同樣，第一冠齒輪11的齒線也同樣能夠呈螺旋狀。

螺旋狀的齒線能夠采用圖19所示的對數(shù)螺線。對數(shù)螺線是與圓錐形的母體的母線所成的角β始終恒定的螺線，能夠用數(shù)學(xué)式9表示。

[數(shù)學(xué)式9]

在此，a、b是螺線的卷繞方式的參數(shù)。

<本實施方式的減速裝置的效果>

以上對本實施方式的減速裝置的結(jié)構(gòu)進行了說明。根據(jù)本實施方式的減速裝置，起到以下的效果。將支承部14配置在第一冠齒輪11的徑向的外側(cè)，該支承部14將第一冠齒輪11支承為能夠波動運動且無法旋轉(zhuǎn)，因此能夠增大構(gòu)成支承部14的花鍵機構(gòu)的滾珠9的p.c.d.(pitchcirclediameter)，能夠提高支承部14的旋轉(zhuǎn)剛性，進而提高減速裝置的旋轉(zhuǎn)剛性。另外，支承部14使用具備滾珠9的花鍵機構(gòu)，從而能夠使第一冠齒輪11順暢地波動運動。

輸入軸2貫通第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12，因此能夠通過軸承21、22將輸入軸2的兩端部支承為能夠旋轉(zhuǎn)。即使第一冠齒輪11與第二冠齒輪12的嚙合部位的反作用力產(chǎn)生的力矩作用于輸入軸2，也能夠提高輸入軸2的抗彎剛性。另外，與輸入軸2不貫通第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的情況相比，能夠縮短減速裝置的軸線方向的長度。

在凸輪部5的傾斜凸輪4與第一冠齒輪11之間以能夠滾動運動的方式夾設(shè)有滾珠6，因此能夠使第一冠齒輪11順暢地波動運動。

通過使支承部14的外圈部與殼體1一體，能夠?qū)崿F(xiàn)減速裝置的部件數(shù)量的削減、徑向上的緊湊化。

通過緊固構(gòu)件將支承部14的內(nèi)圈部7固定于第一冠齒輪11，從而第一冠齒輪11以及內(nèi)圈部7的制造變得容易。

第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒頂部33、31呈以圓錐的側(cè)面為基礎(chǔ)的凸形狀，第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒底部34、32呈以圓錐的側(cè)面為基礎(chǔ)的凹形狀，因此齒頂部33、31與齒底部34、32的嚙合的基本為滾動，能夠提高齒輪的效率。

第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒頂部33、31以及齒底部34、32的圓錐的頂點p2與第一冠齒輪11的進動的中心p1一致，因此能夠使齒頂部33、31與齒底部34、32線接觸。能夠增大齒接觸面積，增大嚙合率，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高剛性化、高效率、靜音化。

第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒頂部33、31呈由圓錐的側(cè)面構(gòu)成的形狀，第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒底部34、32呈使用第一冠齒輪11的圓錐形的母體沿著第二冠齒輪12的圓錐形的母體滾動時所繪出的次擺線曲線生成的形狀，因此能夠?qū)X頂部33、31與齒底部34、32的嚙合設(shè)為完全的滾動，能夠?qū)崿F(xiàn)進一步的高剛性化、高效率、靜音化。

第一冠齒輪11的齒頂部33的圓錐的半徑r與第二冠齒輪12的齒頂部31的圓錐的半徑r一致，因此兩者的齒頂部33、31的制造容易，還能夠使強度一致。

第一冠齒輪11以及第二冠齒輪12的齒頂部33、31以及齒底部34、32的齒線呈螺旋狀，因此能夠增大齒接觸面積，增大嚙合率，從而能夠?qū)崿F(xiàn)進一步的高剛性化、高效率、靜音化。

<第二實施方式的減速裝置>

圖20示出本發(fā)明的第二實施方式的減速裝置的剖視圖。該實施方式的減速裝置與第一實施方式的減速裝置同樣具備：殼體1、輸入軸2、與輸入軸2一體的傾斜凸輪4、第一冠齒輪11、第二冠齒輪12、支承部(球面花鍵)14、以及輸出部3。上述結(jié)構(gòu)與第一實施方式的減速裝置大致相同，因此標注相同的附圖標記并省略其說明。

在第二實施方式的減速裝置中，與第一實施方式的減速裝置的不同之處在于，在殼體1與傾斜凸輪4之間以能夠滾動運動的方式夾設(shè)有作為滾動體的滾珠41。在與輸入軸2一體的傾斜凸輪4的與殼體1對置的對置面4c(即凸輪面4a的背面)形成有圓形的滾珠滾行槽4d。在殼體1固定有環(huán)42。在環(huán)42中形成有與滾珠滾行槽4d對置的圓形的滾珠滾行槽42a。在滾珠滾行槽4d與滾珠滾行槽42a之間以能夠沿周向滾動運動的方式排列有多個滾珠41。

在第一冠齒輪11與第二冠齒輪12的嚙合部位產(chǎn)生有反作用力，通過該反作用力而在傾斜凸輪4上作用有軸向的分力。通過在殼體1與傾斜凸輪4之間夾設(shè)有滾珠41，能夠支承該分力，從而能夠提高減速裝置的剛性。

<第三實施方式的減速裝置>

圖21示出本發(fā)明的第三實施方式的減速裝置的剖視圖。該實施方式的減速裝置也具備：殼體51、輸入軸52、與輸入軸52一體的傾斜凸輪54、第一冠齒輪61、第二冠齒輪62、支承部(球面花鍵)64、以及輸出部63。第三實施方式的減速裝置的基本的動作與第一以及第二實施方式的減速裝置相同。即，當使輸入軸52旋轉(zhuǎn)時，通過與輸入軸52一體的傾斜凸輪54使第一冠齒輪61波動運動，隨著第一冠齒輪61的波動運動而使第二冠齒輪62旋轉(zhuǎn)與兩者的齒數(shù)差相應(yīng)的量。

在第三實施方式的減速裝置中，與第一以及第二實施方式的減速裝置的不同之處在于，第二冠齒輪62呈錐齒輪狀，第一冠齒輪61呈倒錐齒輪狀。即，第二冠齒輪62的與第一冠齒輪61對置的對置面形成為朝向第一冠齒輪61凸出的圓錐形。該圓錐的頂角比第一以及第二實施方式的減速裝置的第二冠齒輪12的圓錐的頂角小。第一冠齒輪61與第二冠齒輪62對置的對置面形成為呈錐缽狀凹陷的圓錐形。但是，第一冠齒輪61與第二冠齒輪62的嚙合中心p2(第一冠齒輪61以及第二冠齒輪62的齒頂部以及齒底部的圓錐的頂點)同保持第一冠齒輪61的波動運動的中心p1一致。這一點與第一以及第二實施方式的減速裝置相同(參照圖20)。

第二冠齒輪62的外徑比將輸出部63支承為能夠旋轉(zhuǎn)的環(huán)形的滾動體列(交叉滾子環(huán)65)的內(nèi)徑小。第二冠齒輪62埋入輸出部63。在第三實施方式的減速裝置中，將第二冠齒輪62形成為錐齒輪狀，將第一冠齒輪61形成為倒錐齒輪狀，因此能夠在保持使嚙合中心p2與波動運動的中心p1一致的狀態(tài)下，使嚙合部e(圖21的虛線的內(nèi)側(cè)區(qū)域)從支承部(球面花鍵)64的中心線cl向輸出部63側(cè)偏移，因此能夠使第一冠齒輪61以及第二冠齒輪62從中心線cl向輸出部63側(cè)偏移。因此，能夠?qū)⒌诙邶X輪62埋入輸出部63。需要說明的是，如圖20所示，在將第二冠齒輪12以及第一冠齒輪11均形成為錐齒輪狀的情況下，嚙合部e′(圖20的虛線的內(nèi)側(cè)區(qū)域)位于支承部(球面花鍵)14的中心線cl′上。

通過使第一冠齒輪61以及第二冠齒輪62從中心線cl向輸出部63側(cè)偏移，將第二冠齒輪62埋入輸出部63，從而能夠在不擴大交叉滾子環(huán)65的直徑的情況下大幅減小軸線方向的尺寸。另外，通過減小殼體51的軸線方向的尺寸，殼體51的彈簧常數(shù)提高，因此能夠提高輸出部63的旋轉(zhuǎn)剛性。

<第三實施方式的減速裝置的齒的設(shè)計>

第三實施方式的減速裝置的齒的設(shè)計與第一實施方式的減速裝置的齒的設(shè)計大致相同。但是，第一冠齒輪61朝向第二冠齒輪62具有錐缽狀的圓錐形的母體，第二冠齒輪62朝向第一冠齒輪61具有凸出的圓錐形的母體。因此，如圖22的(a)所示，成為作為動圓錐的第一冠齒輪61覆蓋于作為定圓錐的第二冠齒輪62的形態(tài)。在求取次擺線曲線時，需要將上述的數(shù)學(xué)式2變更為數(shù)學(xué)式2a。

[數(shù)學(xué)式2a]

在此，動圓錐的底面半徑為rcr，底角為φcr，定圓錐的底面半徑為rcf，底角為φcf。其他數(shù)學(xué)式3～數(shù)學(xué)式7無需變更。

圖23示出所求出的次擺線曲線。在圖23中，矢量p2繪出的軌跡為次擺線曲線。

需要說明的是，本發(fā)明不限定于具現(xiàn)化為上述實施方式，在不變更本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠具現(xiàn)化為各種實施方式。

在上述實施方式中，以減速機為中心進行了說明，但通過將輸入側(cè)與輸出側(cè)倒轉(zhuǎn)，也能夠用作在軸向上小型化的增速機。例如，通過將本發(fā)明作為增速機而利用于如水力發(fā)電機這樣的輸入側(cè)的動力大的發(fā)電機，能夠?qū)崿F(xiàn)軸向上的緊湊化。

本說明書以2015年3月2日申請的日本特愿2015-039782以及2015年3月2日申請的日本特愿2015-039783為基礎(chǔ)。其內(nèi)容全部包含于此。

附圖標記說明

1…殼體，1a…殼體主體，1b、1c…蓋構(gòu)件，2…輸入軸，2a…軸線，3…輸出部，4…傾斜凸輪，5…凸輪部，6…滾珠(凸輪部的滾動體)，7…內(nèi)圈部，7a…內(nèi)圈花鍵槽，9…滾珠(支承部的滾動體)，10…外圈部，10a…外圈花鍵槽，11…第一冠齒輪，12…第二冠齒輪，14…支承部，31…第二冠齒輪的齒頂部，32…第二冠齒輪的齒底部，33…第一冠齒輪的齒頂部，34…第一冠齒輪的齒底部，c1…圓錐(第二冠齒輪的齒頂部的圓錐)，c2…圓錐(第二冠齒輪的齒底部的圓錐)，c3…圓錐(第一冠齒輪的齒頂部的圓錐)，c4…圓錐(第一冠齒輪的齒底部的圓錐)，p2…圓錐的頂點，p1…波動運動的中心，p2…次擺線曲線。