本發(fā)明專利申請(qǐng)是針對(duì)國(guó)際申請(qǐng)日為2013年11月19日、中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01380074028.3、發(fā)明名稱為“波動(dòng)齒輪裝置、摩擦卡合式的波動(dòng)裝置及波動(dòng)發(fā)生器”的申請(qǐng)?zhí)岢龅姆职干暾?qǐng)。

本發(fā)明涉及同時(shí)與剛性的齒輪嚙合的可撓性的齒輪的齒數(shù)較多的波動(dòng)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(zhǎng)的摩擦卡合式的波動(dòng)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(dòng)發(fā)生器。

背景技術(shù)：

波動(dòng)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(dòng)發(fā)生器構(gòu)成，沒(méi)有通常的齒輪那樣的背隙，能以一級(jí)獲得較大的減速比。作為典型的波動(dòng)齒輪裝置，已知有專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)的包括杯形狀的外齒齒輪的杯型的波動(dòng)齒輪裝置、專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的包括禮帽形狀的外齒齒輪的禮帽型波動(dòng)齒輪裝置、以及專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)的包括圓筒狀的外齒齒輪的扁平型波動(dòng)齒輪裝置。

在波動(dòng)齒輪裝置中，利用波動(dòng)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(zhǎng)軸方向的兩處部位與內(nèi)齒齒輪嚙合。當(dāng)利用電動(dòng)機(jī)等使波動(dòng)發(fā)生器旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩齒輪的嚙合位置在圓周方向上移動(dòng)，在兩齒輪之間產(chǎn)生與兩齒輪的齒數(shù)差相應(yīng)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。通過(guò)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(xiàn)4中，提出了一種對(duì)外齒齒輪進(jìn)行撓曲的波動(dòng)發(fā)生器的形狀。

另外，作為波動(dòng)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(dòng)發(fā)生器。

此外，也已知有專利文獻(xiàn)5、6中提出的摩擦卡合式的波動(dòng)裝置。摩擦卡合式的波動(dòng)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(dòng)發(fā)生器，該波動(dòng)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(dòng)發(fā)生器將可撓性構(gòu)件撓曲成非圓形、例如橢圓狀時(shí)，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(zhǎng)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)。

當(dāng)使波動(dòng)發(fā)生器旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩構(gòu)件的摩擦卡合位置在周向上移動(dòng)。摩擦卡合外周面的周長(zhǎng)比摩擦卡合內(nèi)周面短規(guī)定量。由此，當(dāng)波動(dòng)發(fā)生器旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，在兩構(gòu)件之間產(chǎn)生周長(zhǎng)量的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。通過(guò)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)。

在摩擦卡合式的波動(dòng)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(dòng)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)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開(kāi)2012－072912號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利特開(kāi)2009－257510號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本專利特開(kāi)2009－156462號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本專利特許第4067037號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：日本專利特開(kāi)2007－71242號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)6：日本專利特開(kāi)平06－241285號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

此處，波動(dòng)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(méi)有用于進(jìn)一步降低因一邊進(jìn)行反復(fù)的彈性變形一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的外齒齒輪或內(nèi)齒齒輪而產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲的方案。因此，根據(jù)用途，可能振動(dòng)噪聲成為阻礙而不能使用波動(dòng)齒輪裝置。

另外，在摩擦卡合式的波動(dòng)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(zhǎng)摩擦卡合部分。

本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題鑒于上述點(diǎn)，其目的在于提供一種剛性較高、可降低振動(dòng)噪聲的波動(dòng)齒輪裝置及摩擦卡合式的波動(dòng)裝置、以及在上述波動(dòng)齒輪裝置及摩擦卡合式的波動(dòng)裝置中使用的波動(dòng)發(fā)生器。

解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，在本發(fā)明的波動(dòng)齒輪裝置中，通過(guò)增加與內(nèi)齒齒輪嚙合的外齒齒輪的齒數(shù)，來(lái)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(dòng)發(fā)生器的外周面形狀設(shè)定為恰當(dāng)?shù)男螤睢?/p>

即，本發(fā)明的波動(dòng)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(dòng)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(gè)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。

典型而言，上述波動(dòng)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(zhǎng)徑位置。

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(zhǎng)徑位置是相同的。兩齒輪的嚙合位置是橢圓狀曲線的長(zhǎng)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。

與此相對(duì)，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(zhǎng)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(dòng)齒輪裝置的剛性，能提高棘輪轉(zhuǎn)矩(ratchetingtorque)、傳遞轉(zhuǎn)矩。

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(duì)，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(dòng)噪聲。

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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)徑位置變化180度的情況下，外齒齒輪的大致全部外齒同時(shí)參加到與內(nèi)齒齒輪的嚙合中。由此，對(duì)于提高嚙合剛性是有利的。

另外，有時(shí)，上述外齒齒輪從上述齒線方向的一端朝另一端以上述長(zhǎng)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，上述外齒齒輪從上述齒線方向的一端朝另一端以上述長(zhǎng)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。

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(duì)稱的狀態(tài)下產(chǎn)生軸向推力，則無(wú)需用于承受推力的軸承。

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(dòng)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。

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(dòng)齒輪裝置。本發(fā)明的波動(dòng)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(dòng)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(zhǎng)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。

此處，有時(shí)，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(zhǎng)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(zhǎng)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。

另外，有時(shí)，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(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)于上述旋轉(zhuǎn)位置繞著上述中心旋轉(zhuǎn)90度以下的角度后的位置的方式加以撓曲。

另一方面，本發(fā)明也能應(yīng)用于摩擦卡合式的波動(dòng)裝置。本發(fā)明的摩擦卡合式的波動(dòng)裝置的特征是，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)件具有圓形的摩擦卡合外周面；以及波動(dòng)發(fā)生器，該波動(dòng)發(fā)生器將上述可撓性構(gòu)件的上述摩擦卡合外周面撓曲成沿著橢圓狀曲線的形狀而與上述剛性構(gòu)件的上述摩擦卡合內(nèi)周面摩擦卡合，上述摩擦卡合外周面與上述摩擦卡合內(nèi)周面的摩擦卡合位置是上述摩擦卡合外周面在裝置中心軸線的方向的各軸垂直截面上的上述橢圓狀曲線的長(zhǎng)徑位置，在沿著上述裝置中心軸線觀察的情況下，上述摩擦卡合位置分別在上述摩擦卡合外周面的周向上逐漸變化。

同樣地，本發(fā)明也能應(yīng)用于在剛性構(gòu)件的外周側(cè)配置有可撓性構(gòu)件的波動(dòng)裝置。該情況下的摩擦卡合式的波動(dòng)裝置的特征是，包括：可撓性構(gòu)件，該可撓性構(gòu)件具有圓形的摩擦卡合內(nèi)周面；剛性構(gòu)件，該剛性構(gòu)件具有圓形的摩擦卡合外周面；以及波動(dòng)發(fā)生器，該波動(dòng)發(fā)生器將上述可撓性構(gòu)件的上述摩擦卡合內(nèi)周面撓曲成沿著橢圓狀曲線的形狀而與上述剛性構(gòu)件的上述摩擦卡合外周面摩擦卡合，上述摩擦卡合內(nèi)周面與上述摩擦卡合外周面的摩擦卡合位置是上述摩擦卡合內(nèi)周面在裝置中心軸線的方向的各軸垂直截面上的上述橢圓狀曲線的長(zhǎng)徑位置，在沿著上述裝置中心軸線觀察的情況下，上述摩擦卡合位置分別在上述摩擦卡合內(nèi)周面的周向上逐漸變化。

此處，在上述摩擦卡合式的波動(dòng)裝置中，上述可撓性構(gòu)件從上述裝置中心軸線的方向的一端朝另一端以上述長(zhǎng)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，上述可撓性構(gòu)件在從上述裝置中心軸線的方向的一端至另一端之間以上述長(zhǎng)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。

另外，上述可撓性構(gòu)件從上述裝置中心軸線的方向的一端朝另一端以上述長(zhǎng)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，上述可撓性構(gòu)件以上述長(zhǎng)徑位置在上述裝置中心軸線的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(duì)于上述旋轉(zhuǎn)位置繞著上述中心旋轉(zhuǎn)90度以下的角度后的位置的方式加以撓曲。

接著，本發(fā)明的波動(dòng)發(fā)生器的特征是，包括橢圓狀周面，該橢圓狀周面將可撓性構(gòu)件撓曲成橢圓狀，該可撓性構(gòu)件包括波動(dòng)齒輪裝置中的可撓性的外齒齒輪或可撓性的內(nèi)齒齒輪、或者摩擦卡合式的波動(dòng)裝置中的摩擦卡合外周面或摩擦卡合內(nèi)周面，上述橢圓狀周面在中心軸線的方向的各位置處用與上述中心軸線正交的平面剖開(kāi)的情況下的輪廓形狀由以上述中心軸線為中心的橢圓狀曲線限定，上述橢圓狀周面包括上述中心軸線的方向上的至少規(guī)定寬度的周面部分，上述周面部分中的上述橢圓狀曲線的長(zhǎng)徑部分沿著上述中心軸線的方向繞著該中心軸線逐漸變化。

例如，上述周面部分中的上述橢圓狀曲線的長(zhǎng)徑位置在從上述周面部分的上述中心軸線的方向的一端到另一端為止之間繞著上述中心軸線在180度以下的角度范圍內(nèi)變化。

或者，上述周面部分中的上述橢圓狀曲線的長(zhǎng)徑位置在沿著上述中心軸線的方向繞著上述中心軸線朝一方向逐漸變化之后、朝相反方向逐漸變化。在該情況下，例如上述周面部分中的上述橢圓狀曲線的上述長(zhǎng)徑位置在上述周面部分中的上述中心軸線的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位置處，位于相對(duì)于上述旋轉(zhuǎn)位置旋轉(zhuǎn)90度以下的角度后的位置。

此處，例如，在杯形狀的外齒齒輪、禮帽形狀的外齒齒輪中，在上述開(kāi)口端一側(cè)的外周面形成有外齒，與從隔膜一側(cè)起的距離大致成比例地增加朝半徑方向的撓曲量。與這種齒線方向中的撓曲量的變化相對(duì)應(yīng)的方式，使波動(dòng)發(fā)生器的橢圓狀外周面的長(zhǎng)徑的長(zhǎng)度變化是較為理想的。即，上述橢圓狀曲線的長(zhǎng)徑尺寸沿著上述中心軸線的方向從上述橢圓狀周面的一端朝另一端逐漸減小是較為理想的。

另外，典型的波動(dòng)發(fā)生器包括：剛性的波動(dòng)發(fā)生器塞子，該波動(dòng)發(fā)生器塞子具有上述橢圓狀周面；以及波動(dòng)發(fā)生器滾動(dòng)軸承，該波動(dòng)發(fā)生器滾動(dòng)軸承嵌入上述波動(dòng)發(fā)生器塞子的外周面或內(nèi)周面，上述波動(dòng)發(fā)生器滾動(dòng)軸承包括可撓性的外圈及可撓性的內(nèi)圈，上述波動(dòng)發(fā)生器滾動(dòng)軸承的上述外圈或上述內(nèi)圈由上述橢圓狀周面撓曲成橢圓狀。

另外，作為波動(dòng)發(fā)生器，已知有一種利用磁力或壓電效果將包括可撓性的外齒齒輪或可撓性的內(nèi)齒齒輪或摩擦卡合內(nèi)周面或摩擦卡合外周面的可撓性構(gòu)件撓曲成橢圓狀的形式的波動(dòng)發(fā)生器。也能使用上述形式的波動(dòng)發(fā)生器，將包括可撓性的外齒齒輪、可撓性的內(nèi)齒齒輪、摩擦卡合內(nèi)周面或摩擦卡合外周面的可撓性構(gòu)件如上所述那樣進(jìn)行撓曲。

附圖說(shuō)明

圖1是表示應(yīng)用了本發(fā)明的扁平型波動(dòng)齒輪裝置的說(shuō)明圖。

圖2是表示扁平型波動(dòng)齒輪裝置在齒線方向(toothtracedirection)上的嚙合狀態(tài)等的說(shuō)明圖。

圖3是表示扁平型波動(dòng)齒輪裝置的外齒齒輪的嚙合位置的說(shuō)明圖。

圖4是表示應(yīng)用了本發(fā)明的杯型波動(dòng)齒輪裝置的說(shuō)明圖。

圖5是表示扁平型波動(dòng)齒輪裝置在齒線方向上的嚙合狀態(tài)等的說(shuō)明圖。

圖6是表示杯型波動(dòng)齒輪裝置的外齒齒輪的嚙合位置的說(shuō)明圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖說(shuō)明應(yīng)用了本發(fā)明的波動(dòng)齒輪裝置的實(shí)施方式。

[實(shí)施方式一]

圖1(a)及圖1(b)是表示應(yīng)用了本發(fā)明的扁平型波動(dòng)齒輪裝置的縱剖圖及分解立體圖。

在扁平型波動(dòng)齒輪裝置1中，在兩片剛性的內(nèi)齒齒輪、即內(nèi)齒齒輪2s及內(nèi)齒齒輪2d的內(nèi)側(cè)配置有一片可撓性的外齒齒輪3。外齒齒輪3包括能朝半徑方向進(jìn)行撓曲的圓筒狀主體部3a和形成于該圓筒狀主體部3a的圓形外周面的外齒3b，并呈簡(jiǎn)潔的形狀。

外齒齒輪3利用安裝于其內(nèi)側(cè)的橢圓狀輪廓的波動(dòng)發(fā)生器4呈橢圓狀地?fù)锨⒎謩e與內(nèi)齒齒輪2s、2d局部嚙合。當(dāng)使波動(dòng)發(fā)生器4旋轉(zhuǎn)時(shí)，外齒齒輪3與兩片內(nèi)齒齒輪2s、2d之間的嚙合位置分別在周向上移動(dòng)。

一方的內(nèi)齒齒輪2d的齒數(shù)與外齒齒輪3相同，另一方的內(nèi)齒齒輪2s的齒數(shù)比外齒齒輪3多。一般，多2n個(gè)(n：正整數(shù))。因此，外齒齒輪3與齒數(shù)相同的內(nèi)齒齒輪2d一體地旋轉(zhuǎn)，并在與齒數(shù)不同的內(nèi)齒齒數(shù)2s之間產(chǎn)生基于兩齒輪的齒數(shù)差的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。通過(guò)以不旋轉(zhuǎn)的方式對(duì)一方的內(nèi)齒齒輪2s進(jìn)行固定，從而由另一方的內(nèi)齒齒輪2d輸出減速旋轉(zhuǎn)。

波動(dòng)發(fā)生器4由包括橢圓狀外周面5的一定厚度的剛性的塞子(plug)6和安裝于該塞子6的橢圓狀外周面5的一對(duì)波動(dòng)發(fā)生器軸承7構(gòu)成。波動(dòng)發(fā)生器軸承7包括能在半徑方向上進(jìn)行撓曲的外圈7a(s)、7a(d)、內(nèi)圈7b(s)、7b(d)，并安裝于塞子6與外齒齒輪3之間。波動(dòng)發(fā)生器軸承7在整體上撓曲成沿著塞子6的橢圓狀外周面5的橢圓狀。由此，外齒齒輪3也撓曲成沿著塞子6的橢圓狀外周面5的橢圓狀，其長(zhǎng)徑位置的外齒與內(nèi)齒齒輪2s、2d的內(nèi)齒嚙合。在本例中，恰當(dāng)?shù)貙?duì)波動(dòng)發(fā)生器4的塞子6的橢圓狀外周面5的輪廓形狀進(jìn)行設(shè)定，以形成以下所述的外齒齒輪3的撓曲狀態(tài)。

圖2是表示內(nèi)齒齒輪2及外齒齒輪3在齒線方向的各位置的軸垂直截面上的嚙合狀態(tài)的說(shuō)明圖。圖2(a1)示出了齒線方向的各位置，圖2(a2)是外齒齒輪3的局部放大剖視圖，圖2(b1)～圖2(b5)示出了外齒齒輪3在齒線方向的各位置b1～b5的軸垂直截面。

外齒齒輪3在齒線方向a的各位置b1～b5的軸垂直截面上由波動(dòng)發(fā)生器4撓曲成橢圓狀。具體而言，外齒齒輪3的齒底的輪圈中立圓被撓曲成橢圓狀曲線c。另外，外齒齒輪3以齒線方向a的各位置b1～b5的軸垂直截面上的橢圓狀曲線c的長(zhǎng)徑位置l沿著齒線方向a繞著裝置的旋轉(zhuǎn)中心軸線1a(繞著橢圓狀曲線c的中心)變化的方式進(jìn)行撓曲。這樣撓曲的外齒齒輪3在齒線方向a的各位置b1～b5的軸垂直截面上的橢圓狀曲線c的長(zhǎng)徑位置l處與內(nèi)齒齒輪2s、2d的內(nèi)齒2a(s)、2a(d)嚙合。

在圖示的例子中，齒線方向a的各位置b1～b5的軸垂直截面上的橢圓狀曲線c的長(zhǎng)徑位置l從齒線方向a的一端的位置b1朝另一端的位置b5繞著旋轉(zhuǎn)中心軸線1a沿著同一方向連續(xù)地逐漸變化。也可以沿著齒線方向a每隔一定的距離按一定的角度逐級(jí)朝同一方向逐漸變化。另外，相對(duì)于齒線方向a的一端的位置b1的橢圓狀曲線c，在位置b2處時(shí)，橢圓狀曲線c位于順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45度后的位置，在位置b3(齒線方向的中央)時(shí)，橢圓狀曲線c位于順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度后的位置，在位置b4時(shí)，橢圓狀曲線c位于順時(shí)針旋轉(zhuǎn)135度后的位置，在位置b5時(shí)，橢圓狀曲線c位于順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180度后的位置。

在各位置b1～b5處，外齒齒輪3的外齒3b在橢圓狀曲線c的長(zhǎng)徑位置l處與內(nèi)齒齒輪2s、2d的內(nèi)齒2a(s)、2a(d)嚙合。因此，外齒齒輪3與內(nèi)齒齒輪2s、2d的嚙合位置從齒線方向的一端的位置b1朝齒線方向a在周向上逐漸移動(dòng)。即，如圖3中由曲線3c所示，在沿著齒線方向a觀察的情況下，大致所有外齒3b的各自一部分同時(shí)與內(nèi)齒2a(s)、2a(d)嚙合。

目前，外齒齒輪3在齒線方向的整體范圍中被撓曲成同一相位的橢圓狀曲線，外齒齒輪3與內(nèi)齒齒輪2s、2d的嚙合位置僅為長(zhǎng)徑方向上的兩處。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，兩齒輪的嚙合區(qū)域是大致相同的，但大致全部外齒3b同時(shí)參加至嚙合，因此，兩齒輪的嚙合剛性提高，能提供較大的傳遞轉(zhuǎn)矩容量的波動(dòng)齒輪裝置1。

另外，外齒齒輪3的周向上的不同部分在齒線方向a的各位置處朝半徑方向的外側(cè)或內(nèi)側(cè)撓曲。因此，與周向的同一位置一邊朝半徑方向的外側(cè)及內(nèi)側(cè)撓曲、一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)有波動(dòng)齒輪裝置相比，能抑制因外齒齒輪3的彈性變形而引起的振動(dòng)噪聲的產(chǎn)生。

[實(shí)施方式二]

圖4(a)及圖4(b)是表示應(yīng)用了本發(fā)明的杯型波動(dòng)齒輪裝置的縱剖圖及分解立體圖。在杯型波動(dòng)齒輪裝置11中，配置于剛性的內(nèi)齒齒輪12的內(nèi)側(cè)的外齒齒輪13呈杯形狀。外齒齒輪13包括：圓筒狀主體部13a，該圓筒狀主體部13a能在半徑方向上撓曲；隔膜13b，該隔膜13b從圓筒狀主體部13a的后端朝半徑方向的內(nèi)側(cè)延伸；以及壁厚的圓環(huán)狀或圓盤狀的軸套13c，該軸套13c是與隔膜13b的內(nèi)周緣連續(xù)地形成的。圓筒狀主體部13a的前端開(kāi)口側(cè)的部分是外齒形成部分13d，在其外周面部分形成有外齒13e。

外齒齒輪13的圓筒狀主體部13a由安裝于其外齒形成部分13d的內(nèi)側(cè)的橢圓狀輪廓的波動(dòng)發(fā)生器14撓曲成橢圓狀，外齒13e與內(nèi)齒齒輪12的內(nèi)齒12a局部嚙合。當(dāng)波動(dòng)發(fā)生器14旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩齒輪12、13的嚙合位置在周向上移動(dòng)，在兩齒輪之間會(huì)產(chǎn)生與兩齒輪12、13的齒數(shù)差相對(duì)應(yīng)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。通過(guò)將一方的齒輪、例如內(nèi)齒齒輪12固定成不旋轉(zhuǎn)，從另一方杯形狀的外齒齒輪13輸出減速旋轉(zhuǎn)。

波動(dòng)發(fā)生器14包括：呈圓環(huán)狀的一定厚度的剛性的塞子16；以及波動(dòng)發(fā)生器軸承17，該波動(dòng)發(fā)生器軸承17安裝于塞子16的橢圓狀外周面15。波動(dòng)發(fā)生器軸承17包括能在半徑方向上撓曲的外圈17a、內(nèi)圈17b，其安裝于塞子(plug)16與外齒齒輪13之間。波動(dòng)發(fā)生器軸承17在整體上撓曲成沿著塞子16的橢圓狀外周面15的橢圓狀。由此，外齒齒輪13也撓曲成沿著塞子16的橢圓狀外周面15的橢圓狀，其長(zhǎng)徑位置的兩端的外齒13e與內(nèi)齒齒輪12的內(nèi)齒12a嚙合。在本例中，恰當(dāng)?shù)貙?duì)波動(dòng)發(fā)生器14的塞子16的橢圓狀外周面15的輪廓形狀進(jìn)行設(shè)定，以形成以下所述的外齒齒輪13的外齒形成部分13d的撓曲狀態(tài)。

圖5是表示內(nèi)齒齒輪12及外齒齒輪13在齒線方向的各位置的軸垂直截面上的嚙合狀態(tài)的說(shuō)明圖。圖5(a1)示出了齒線方向的各位置，圖5(a2)是外齒齒輪13的局部放大剖視圖，圖5(b11)～圖5(b13)示出了外齒齒輪13在齒線方向的各位置b11～b13的軸垂直截面。

外齒齒輪13的外齒形成部分13d在齒線方向a的各位置b11～b13的軸垂直截面上由波動(dòng)發(fā)生器14撓曲成橢圓狀。具體而言，外齒齒輪13的齒底的輪圈中立圓被撓曲成橢圓狀曲線c1。另外，外齒齒輪13被撓曲成齒線方向a的各位置b11～b13的軸垂直截面上的橢圓狀曲線c1的長(zhǎng)徑位置l沿著齒線方向a繞著裝置的旋轉(zhuǎn)中心軸線11a逐漸變化。這樣撓曲的外齒齒輪13在齒線方向a的各位置b11～b13的軸垂直截面上的橢圓狀曲線c1的長(zhǎng)徑位置l1處與內(nèi)齒齒輪12的內(nèi)齒12a嚙合。

在圖示的例子中，齒線方向a的各位置b11～b13的軸垂直截面上的橢圓狀曲線c1的長(zhǎng)徑位置l1從齒線方向a的一端的位置b11朝另一端的位置b13繞著旋轉(zhuǎn)中心軸線11a(繞著橢圓狀曲線c1的中心)沿著同一方向連續(xù)地逐漸變化。也可以沿著齒線方向每隔一定的距離按一定的角度逐級(jí)朝同一方向逐漸變化。另外，相對(duì)于齒線方向a的一端的位置b11的橢圓狀曲線c1，在位置b12(齒線方向的中央)處時(shí)，橢圓狀曲線c1位于順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45度后的位置，在另一端的位置b13處時(shí)，橢圓狀曲線c1位于順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度后的位置。

在各位置b11～b13處，外齒齒輪13的外齒13e在橢圓狀曲線c1的長(zhǎng)徑位置l1處與內(nèi)齒齒輪12的內(nèi)齒12a嚙合。因此，外齒齒輪13與內(nèi)齒齒輪12的嚙合位置從齒線方向的一端的位置b11朝齒線方向在周向上連續(xù)地移動(dòng)。即，如圖6中由曲線13c所示，在沿著齒線方向a觀察的情況下，大致半周的外齒13e的各自一部分同時(shí)與內(nèi)齒12a嚙合。

此處，杯形狀的外齒齒輪13的圓筒狀主體部13a根據(jù)從隔膜13b一側(cè)起的距離增加朝半徑方向的撓曲量。將外齒形成部分13d在其齒線方向a上撓曲成同一橢圓狀曲線c1會(huì)對(duì)外齒形成部分13d作用無(wú)用的應(yīng)力。

在本例中，外齒齒輪13的外齒形成部分13d在齒線方向a的各位置的軸垂直截面上的橢圓狀曲線c1的長(zhǎng)徑的長(zhǎng)度從齒線方向a的內(nèi)側(cè)端的位置b13朝另一方開(kāi)口端一側(cè)的位置b11逐漸增大。藉此，能以不產(chǎn)生過(guò)剩應(yīng)力的方式撓曲外齒齒輪13。

在現(xiàn)有的杯型波動(dòng)齒輪裝置中，外齒齒輪13在齒線方向的整體范圍中被撓曲成同一相位的橢圓狀曲線，外齒齒輪13與內(nèi)齒齒輪12的嚙合位置僅為長(zhǎng)徑方向上的兩處。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本例的杯型波動(dòng)齒輪裝置的兩齒輪12、13的嚙合區(qū)域是大致相同的，但大致半周的外齒13e同時(shí)參加到嚙合。由此，兩齒輪12、13的嚙合剛性提高，能實(shí)現(xiàn)較大的傳遞轉(zhuǎn)矩容量的波動(dòng)齒輪裝置。

另外，外齒齒輪13的周向上的不同部分在齒線方向a的各位置處朝半徑方向的外側(cè)或內(nèi)側(cè)撓曲。因此，與周向的同一位置一邊朝半徑方向的外側(cè)及內(nèi)側(cè)撓曲、一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)有波動(dòng)齒輪裝置相比，能抑制因外齒齒輪13的彈性變形而引起的振動(dòng)噪聲的產(chǎn)生。

[其他實(shí)施方式]

(1)上述例子是將本發(fā)明應(yīng)用于扁平型波動(dòng)齒輪裝置及杯型波動(dòng)齒輪裝置的情況下的例子。與杯型波動(dòng)齒輪裝置的情況相同，能將本發(fā)明應(yīng)用于禮帽型波動(dòng)齒輪裝置。

(2)在上述例子中，將外齒齒輪沿著齒線方向以兩齒輪的嚙合位置在周向的同一方向上移動(dòng)的方式加以撓曲。作為替代，也可將外齒齒輪從齒線方向的一端朝另一端以齒線方向的各位置的軸垂直截面上的橢圓狀曲線的長(zhǎng)徑位置在周向的同一方向上逐漸變化之后、從齒線方向的中途位置朝周向的相反方向逐漸變化的方式加以撓曲。

這樣的話，以齒線方向的中途位置作為中心，使相反朝向的軸向推力作用于嚙合部分。因此，左右的軸向推力相互抵消，因此，也能省略用于承受推力的軸承。

(3)在上述例子中，撓曲成橢圓狀的可撓性的外齒齒輪的嚙合位置(橢圓狀曲線的長(zhǎng)徑位置)在齒線方向的全體范圍中在周向上逐漸變化。例如，也可在圖1所示的扁平型波動(dòng)齒輪裝置中，使與一方的內(nèi)齒齒輪2s嚙合的外齒齒輪3的部分的嚙合位置在沿著齒線方向進(jìn)行觀察的情況下沿周向移動(dòng)，并使與另一方的內(nèi)齒齒輪2d嚙合的外齒齒輪3的部分的嚙合位置不在周向上移動(dòng)。因此，只要使限定波動(dòng)發(fā)生器4的橢圓狀外周面5中的內(nèi)齒內(nèi)齒2s一側(cè)的外周面部分的橢圓狀曲線的長(zhǎng)徑位置沿著軸線方向逐漸變化，并使內(nèi)徑齒輪2d一側(cè)的外周面部分的長(zhǎng)徑位置位于在周向上確定的位置即可。

(4)在上述例子中，將外齒齒輪撓曲成橢圓狀而與內(nèi)齒齒輪嚙合。在該情況下，外齒齒輪和內(nèi)齒齒輪的齒數(shù)差被設(shè)定為2n個(gè)。作為替代，也能將外齒齒輪以在周向上的三處位置與內(nèi)齒齒輪嚙合的方式撓曲成非圓形。在該情況下，兩齒輪的齒數(shù)差被設(shè)定為3n個(gè)。

在該情況下，在外齒齒輪中的齒線方向的各軸垂直截面上，以該外齒齒輪的齒底的輪圈中立圓成為非圓形曲線的方式在半徑方向上撓曲該外齒齒輪，使該外齒齒輪在周向上分離的多個(gè)位置與內(nèi)齒齒輪嚙合。換言之，以能這樣撓曲外齒齒輪的方式恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定波動(dòng)發(fā)生器的外周面形狀。

此處，非圓形曲線是在多個(gè)部位與圓內(nèi)接的曲線，在內(nèi)接位置處，外齒齒輪與內(nèi)齒齒輪嚙合。此外，外齒齒輪被撓曲成齒線方向的各軸垂直截面上的非圓形曲線的內(nèi)接位置沿著齒線方向在周向上變化。

(5)本發(fā)明也能應(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、并利用波動(dòng)發(fā)生器撓曲內(nèi)齒齒輪而使其與外齒齒輪嚙合的結(jié)構(gòu)的波動(dòng)齒輪裝置。

(6)本發(fā)明也同樣能應(yīng)用于專利文獻(xiàn)5、6中提出的摩擦卡合式的波動(dòng)裝置。

(7)本發(fā)明也同樣能應(yīng)用于專利文獻(xiàn)5中提出的使用壓電元件的波動(dòng)發(fā)生器等。