2020-78851 波動歯車装置の外歯歯車の歯切り加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-78851(P2020-78851A)

(43)【公開日】2020年5月28日

(54)【発明の名称】波動歯車装置の外歯歯車の歯切り加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23F 15/00 20060101AFI20200501BHJP

   F16H 1/32 20060101ALI20200501BHJP

   F16H 55/08 20060101ALI20200501BHJP

   F16H 55/17 20060101ALI20200501BHJP

【ＦＩ】

   B23F15/00

   F16H1/32 B

   F16H55/08 Z

   F16H55/17 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】6

(21)【出願番号】特願2018-213717(P2018-213717)

(22)【出願日】2018年11月14日

(71)【出願人】

【識別番号】390040051

【氏名又は名称】株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ

(74)【代理人】

【識別番号】100090170

【弁理士】

【氏名又は名称】横沢 志郎

(72)【発明者】

【氏名】小林 修平

【テーマコード（参考）】

3C025

3J027

3J030

【Ｆターム（参考）】

3C025BB00

3J027GC06

3J030BB06

3J030BC10

(57)【要約】

【課題】従来の歯切加工方法に比べて、より適切な状態で、内歯歯車にかみ合い可能な外歯を備えた外歯歯車を製造すること。
【解決手段】外歯歯車の歯切り加工方法では、歯切り前の外歯歯車製造用の歯車素材３Ａが、実際の外歯歯車３の組付け状態と同様に、非円形に撓められた状態で、歯切り盤５に取り付けられる。この状態で、歯車素材３Ａに歯切り加工が施され、外歯３５が形成される。実際のかみ合い状態と同様に撓められた状態で、外歯３５の歯切りが行われるので、真円状態の歯車素材に歯切り加工が施される従来の方法に比べて、内歯歯車２に対して、より適切な状態でかみ合い可能な外歯３５を備えた外歯歯車３を製造できる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

波動歯車装置の外歯歯車の歯切り加工方法であって、
歯切り前の外歯歯車製造用の歯車素材を、前記波動歯車装置における前記外歯歯車の組付け状態と同一の非円形に撓められた状態で、歯切り盤に取り付け、
この状態で、前記歯車素材に歯切り加工を施して、外歯を形成することを特徴とする波動歯車装置の外歯歯車の歯切り加工方法。

【請求項2】

請求項１において、
前記波動歯車装置は、前記外歯歯車を楕円形状に撓めている波動発生器を備え、この波動発生器は、楕円状輪郭の剛性カム板とウエーブベアリングとを備え、前記ウエーブベアリングは、前記剛性カム板の楕円状外周面と前記外歯歯車の内周面との間に装着されており、
前記歯切り盤としてホブ盤を使用し、
前記ホブ盤の回転テーブルに、歯切り前の前記歯車素材を同軸に取り付け、
前記波動発生器と同一の前記楕円状輪郭をした疑似波動発生器を前記歯車素材に嵌め込み、前記歯車素材を楕円形状に撓めた状態を形成し、
前記疑似波動発生器の前記剛性カム板を回転しないように固定して、前記歯車素材における前記楕円形状の長軸が位置する部位が、ホブに正対した状態にし、
この状態で、前記ホブを前記歯車素材に押し当て、当該ホブに同期して前記回転テーブルを回転して歯切り加工を行う波動歯車装置の外歯歯車の歯切り加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は波動歯車装置の外歯歯車の歯切り加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来における波動歯車装置の可撓性の外歯歯車の歯切り加工においては、外歯歯車製造用の歯車素材が真円の状態で治具に取り付けられ、真円の状態でホブカッター等によって歯切り加工が施される。波動歯車装置を組み立てた状態では、外歯歯車が波動発生器によって非円形に撓められて内歯歯車にかみ合う。歯切り加工は真円状態で行われ、完成品の状態では楕円状に撓められて内歯歯車にかみ合う。このため、内歯歯車との間に、適切なかみ合い状態が形成されないことがある。

【0003】

例えば、カップ形状あるいはシルクハット形状の外歯歯車の場合には、非円形に撓められた場合に、外歯の歯筋方向において半径方向の撓み量が異なる撓み状態が形成される。このため、歯筋方向の各位置において適切なかみ合い状態が形成されるように、外歯にレリービング等の歯形修正を施している。例えば、特許文献１の図７には、カップ形状の外歯歯車において、外歯における半径方向の撓み量が多い開口端の側の部分にレリービングを施し、内歯との干渉を回避している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１０／０２３７１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このように、波動歯車装置においては、真円状態で加工された外歯歯車が、楕円状などの非円形に撓められた状態で内歯歯車にかみ合う。外歯歯車が非円形に撓められた状態になることに起因して、双方の歯車の間に適切なかみ合い状態を形成することが困難な場合がある。

【0006】

本発明の目的は、この点に鑑みて、内歯歯車と非円形に撓められた状態の外歯歯車との間に適切なかみ合い状態を実現できるように、外歯の歯切り加工を行う波動歯車装置の外歯歯車の歯切り加工方法を提案することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明による波動歯車装置の外歯歯車の歯切り加工方法は、歯切り前の外歯歯車製造用の歯車素材を、波動歯車装置における外歯歯車の組付け状態と同一の非円形に撓められた状態で、歯切り盤に取り付け、この状態で、歯車素材に歯切り加工を施して、外歯を形成することを特徴としている。

【0008】

歯切り前の歯車素材が、波動歯車装置における実際の外歯歯車の組付け状態を再現した状態で、歯切り盤に取り付けられる。真円状態の歯車素材に歯切り加工が施される従来の方法に比べて、内歯歯車に対して、より適切にかみ合い可能な歯形を備えた外歯歯車を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】シルクハット形状の外歯歯車を備えた波動歯車装置を示す概略縦断面図および概略端面図である。

【図2】図１の外歯歯車の歯切り加工手順を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の説明はシルクハット形状の外歯歯車の歯切り加工に、本発明を適用した例である。カップ型波動歯車装置に用いられるカップ形状をした外歯歯車、フラット型波動歯車装置に用いられる円筒形状の外歯歯車の歯切り加工に対しても、本発明を同様に適用可能である。

【0011】

図１（ａ）はシルクハット型波動歯車装置（以下、単に、「波動歯車装置」と呼ぶ。）の全体構成を示す概略縦断面図であり、図１（ｂ）はその概略端面図である。波動歯車装置１は、環状の剛性の内歯歯車２と、この内側に同軸に配置されたシルクハット形状の可撓性の外歯歯車３と、この内側にはめ込まれた楕円状輪郭の波動発生器４から構成されている。

【0012】

外歯歯車３は、胴部３１、ダイヤフラム３２およびボス３３を備え、全体としてシルクハット形状をしている。胴部３１は円筒形状をしており、半径方向に撓み可能である。胴部３１の一方の端は開口端３４となっており、開口端３４の側における胴部外周面部分に、外歯３５が形成されている。胴部３１の他方の端に連続して、ダイヤフラム３２が半径方向の外方に広がっている。ダイヤフラム３２の外周縁に連続して、矩形断面の円環状のボス３３が形成されている。ボス３３は、外歯歯車３を他の部材（図示せず）に取り付けるための剛体部分である。内歯歯車２は、外歯歯車３の外歯３５を取り囲む状態に配置されている。内歯歯車２の内周面に形成されている内歯２１に、外歯３５はかみ合い可能である。

【0013】

波動発生器４は、中空ハブ４１と、その外周に嵌めた楕円形の剛性カム板４２と、この楕円状外周４３に嵌めたウエーブベアリング４４から構成されている。波動発生器４によって、外歯歯車３の胴部３１における外歯３５が形成されている部分は、初期形状の真円から楕円に撓められている。外歯３５は、楕円形の長軸両端の２箇所の位置で、内歯歯車２の内歯２１にかみ合っている。

【0014】

波動発生器４が中心軸線１ａを中心として回転すると、両歯車２、３のかみ合い位置が円周方向に回転する。この回転によって、外歯３５と内歯２１の歯数差に応じて、外歯歯車３と内歯歯車２の間には相対回転が発生する。例えば、内歯歯車２を固定し、波動発生器４を高速回転入力要素とすれば、外歯歯車３は減速回転出力要素となり、両歯車２、３の歯数差に応じて減速された回転出力が取り出される。

【0015】

図２（ａ）、（ｂ）は、外歯歯車３の歯切り加工を示す説明図である。歯切り前の外歯歯車製造用の歯車素材３Ａ（被削歯車）は、完成品の外歯歯車３と同様なシルクハット形状をしており、胴部形成部分３１ａ、ダイヤフラム形成部分３２ａ、ボス形成部分３３ａを備えている。胴部形成部分３１ａの開口端３４ａの側の部分が外歯形成部分３５ａであり、ここに、歯切り加工が施されて、外歯３５が形成される。

【0016】

歯切り加工に用いる歯切り盤５は、一般的に使用されるホブ盤と基本的に同一構成である。歯切り盤５は、ホブ６と、回転テーブル７と、昇降式の回転軸８と、回転軸８に同軸に取り付けた疑似波動発生器９とを備えている。回転テーブル７の上面に形成したワーク載せ面７１に、加工対象の歯車素材３Ａが同軸に取り付けられる。ワーク載せ面７１に取り付けた歯車素材３Ａに、ホブ６によって歯切り加工が施され、外歯３５が形成される。ワーク載せ面７１の上方に、同軸に、昇降式の回転軸８が配置されている。回転軸８の下端部に、疑似波動発生器９が同軸に取り付けられている。疑似波動発生器９は、中空ハブ９１と、その外周に嵌めた剛性カム板９２と、剛性カム板９２の楕円状外周面９３に嵌めたウエーブベアリング９４とを備えている。疑似波動発生器９の輪郭形状（ウエーブベアリング９４の外輪外周円形状）は、波動発生器４の輪郭形状と同一である。疑似波動発生器９の剛性カム板９２が中空ハブ９１を介して昇降式の回転軸８の下端部に固定されている。

【0017】

歯切り加工においては、歯車素材３Ａを、回転テーブル７のワーク載せ面７１に同軸に取り付ける。ワーク載せ面７１への取付けは、完成品の外歯歯車３の場合と同様に、ボス形成部分３３ａをワーク載せ面７１に固定する。

【0018】

次に、回転テーブル７が、その中心軸線７２を中心として、回転を開始する。また、回転軸８が降下して、その下端部に取り付けられている疑似波動発生器９が、歯車素材３Ａにおける胴部形成部分３１ａに嵌め込まれる。疑似波動発生器９を胴部形成部分３１ａに嵌める際には、回転軸８を回転させながら行うと、疑似波動発生器９を胴部形成部分３１ａに嵌め込み易い。

【0019】

疑似波動発生器９の嵌め込みが完了した後は、回転軸８の回転が止まる。疑似波動発生器９が嵌め込まれると、図２（ｂ）に示すように、歯車素材３Ａの外歯形成部分３５ａは、初期形状である真円形状Ｃ１から楕円形状Ｃ２に撓められた状態になり、歯車素材３Ａは、完成品の外歯歯車３の組付け状態と同様な状態になる。ここで、外歯形成部分３５ａの楕円形状Ｃ２の長軸Ｌが、常に、ホブ６に正対するように、疑似波動発生器９の剛性カム板９２は、回転しないように固定される（回転軸８が固定される）。

【0020】

この状態で、ホブ６の回転に同期して回転テーブル７が回転する。回転するホブ６は、同期して回転する楕円状に撓められている歯車素材３Ａの外歯形成部分３５ａに押し当てられた状態で、回転および歯筋方向に送られる。これにより、外歯形成部分３５ａが歯切り加工されて、外歯３５が形成される。

【0021】

このように、実際に外歯歯車３が組み付けられて変形した状態と同様な状態で、歯車素材３Ａが加工される。よって、内歯歯車２と、楕円状に撓められた状態の外歯歯車３との間に適切なかみ合い状態を形成できるように、外歯歯車３に歯切り加工を施すことができる。

【0022】

なお、上記の例は、歯切り盤としてホブ盤を使用した場合であるが、ギヤシェーパー等の歯切り盤を用いる場合も同様である。また、上記の例では、外歯歯車３が楕円状に撓められる場合である。３ローブ形状などのように、楕円形以外の非円形に外歯歯車が撓められる場合には、その非円形に歯車素材を撓めた状態で歯切り加工を行えばよい。例えば、円周方向の３か所の位置で外歯歯車が内歯歯車にかみ合うように、外歯歯車が３ローブ形状に撓められる場合には、歯車素材３Ａを３ローブ形状に撓め、その３か所の凸状の外周面部分の一つの位置において、歯車素材３Ａに対して歯切り加工を施せばよい。

【0023】

１ 波動歯車装置
１ａ 中心軸線
２ 内歯歯車
３ 外歯歯車
３Ａ 歯車素材
４ 波動発生器
５ 歯切り盤
６ ホブ
７ 回転テーブル
８ 回転軸
９ 疑似波動発生器
２１ 内歯
３１ 胴部
３１ａ 胴部形成部分
３２ ダイヤフラム
３２ａ ダイヤフラム形成部分
３３ ボス
３３ａ ボス形成部分
３４ 開口端
３４ａ 開口端
３５ 外歯
３５ａ 外歯形成部分
４１ 中空ハブ
４２ 剛性カム板
４３ 楕円状外周
４４ ウエーブベアリング
７１ ワーク載せ面
７２ 中心軸線
９１ 中空ハブ
９２ 剛性カム板
９３ 楕円状外周面
９４ ウエーブベアリング

【図1】

【図2】