JP2612591B2 - たわみ噛み合い式歯車装置 - Google Patents
たわみ噛み合い式歯車装置Info
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- JP2612591B2 JP2612591B2 JP12115588A JP12115588A JP2612591B2 JP 2612591 B2 JP2612591 B2 JP 2612591B2 JP 12115588 A JP12115588 A JP 12115588A JP 12115588 A JP12115588 A JP 12115588A JP 2612591 B2 JP2612591 B2 JP 2612591B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/08—Profiling
- F16H55/0833—Flexible toothed member, e.g. harmonic drive
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Retarders (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、撓み噛合い式歯車装置に関するものであ
る。更に詳しくは、本発明は、撓み噛合い式歯車装置に
用いられる内歯車及び外歯車の歯の形状の改良に関する
ものである。
る。更に詳しくは、本発明は、撓み噛合い式歯車装置に
用いられる内歯車及び外歯車の歯の形状の改良に関する
ものである。
（従来の技術） 代表的な撓み噛合い式歯車装置は、剛性内歯車と、こ
の内歯車に設けられ、該内歯車に例えば２個所で噛合う
よう楕円形に変形され、さらに内歯車の歯数より2n枚
（ｎは正の整数）少ない歯数にされた可撓性外歯車と、
該外歯車の内側に嵌合して該外歯車を楕円形に撓ませる
入力端を具えたウエーブ・ジェネレータとから成り、入
力軸を介して該ウエーブ・ジェネレータを回転させると
外歯車の楕円形が回転させられ、この楕円形の回転によ
り両歯車がその歯数差に対応して相対回転し、内歯車ま
たは外歯車に出力軸を設けると、該出力軸は入力軸に対
して大きい減速比で回転する。
の内歯車に設けられ、該内歯車に例えば２個所で噛合う
よう楕円形に変形され、さらに内歯車の歯数より2n枚
（ｎは正の整数）少ない歯数にされた可撓性外歯車と、
該外歯車の内側に嵌合して該外歯車を楕円形に撓ませる
入力端を具えたウエーブ・ジェネレータとから成り、入
力軸を介して該ウエーブ・ジェネレータを回転させると
外歯車の楕円形が回転させられ、この楕円形の回転によ
り両歯車がその歯数差に対応して相対回転し、内歯車ま
たは外歯車に出力軸を設けると、該出力軸は入力軸に対
して大きい減速比で回転する。
この従来の撓み噛合い式歯車装置に用いられる歯形は
通常インボリュート歯形が使われているが、さらにその
噛合いの性質を良好にし、運転性能や負荷能力を高める
ために種々の工夫が試みられている。例えば本発明者ら
の一人は、内歯車と外歯車の噛合いを近似的にラックの
歯の噛合いとして扱う手法を提案した（特開昭63−1159
43）。この方法では、使用するウエーブ・ジェネレータ
によって生成される剛性内歯車の歯溝に相対的な可撓性
外歯車の歯の運動軌跡を、両歯車の接触の限界位置を原
点とする縮比1/2に相似変換した写像曲線を両歯車の歯
末面の歯形曲線として採用することにより、歯の連続的
な接触を可能としている。
通常インボリュート歯形が使われているが、さらにその
噛合いの性質を良好にし、運転性能や負荷能力を高める
ために種々の工夫が試みられている。例えば本発明者ら
の一人は、内歯車と外歯車の噛合いを近似的にラックの
歯の噛合いとして扱う手法を提案した（特開昭63−1159
43）。この方法では、使用するウエーブ・ジェネレータ
によって生成される剛性内歯車の歯溝に相対的な可撓性
外歯車の歯の運動軌跡を、両歯車の接触の限界位置を原
点とする縮比1/2に相似変換した写像曲線を両歯車の歯
末面の歯形曲線として採用することにより、歯の連続的
な接触を可能としている。
（発明が解決しようとする課題） しかし、この方法において採用する歯形の曲線は、そ
の曲線に沿っての曲率半径が極大値をはさんで非対称に
変化する比較的複雑なものである。このために、かかる
曲線を工具に具現して正確な外歯車ないし内歯車を歯切
りするには、従来のインボリュート歯形に比べてより高
度の技術が必要であり、そのためにコストの増加をまね
くという問題点があった。
の曲線に沿っての曲率半径が極大値をはさんで非対称に
変化する比較的複雑なものである。このために、かかる
曲線を工具に具現して正確な外歯車ないし内歯車を歯切
りするには、従来のインボリュート歯形に比べてより高
度の技術が必要であり、そのためにコストの増加をまね
くという問題点があった。
この点をふまえて、本発明の目的とするところは、撓
み噛合い式歯車装置において、内歯車と外歯車が歯の噛
合い領域において連続的な接触を行い得ると同時に、低
コストでかつ生産性が高く、またより高精度な加工を可
能とする歯形を実現することである。
み噛合い式歯車装置において、内歯車と外歯車が歯の噛
合い領域において連続的な接触を行い得ると同時に、低
コストでかつ生産性が高く、またより高精度な加工を可
能とする歯形を実現することである。
（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明のたわみ噛み合
い式歯車装置においては、その内歯車および外歯車の各
歯形を、円弧部分とこれに滑らかに接続した直線部分を
備えた歯末部を有する歯形からなる基準ラックによって
創成するようにしている。この円弧部分は、内歯車の歯
溝に対する、前記ウエーブ・ジェネレータの形状によっ
て定まる外歯車の運動軌跡において、その極大曲率半径
の1/2または1/2近傍の半径を有する円弧形状を採用した
ものである。
い式歯車装置においては、その内歯車および外歯車の各
歯形を、円弧部分とこれに滑らかに接続した直線部分を
備えた歯末部を有する歯形からなる基準ラックによって
創成するようにしている。この円弧部分は、内歯車の歯
溝に対する、前記ウエーブ・ジェネレータの形状によっ
て定まる外歯車の運動軌跡において、その極大曲率半径
の1/2または1/2近傍の半径を有する円弧形状を採用した
ものである。
（実施例） 以下に、図面を参照して、本発明の基準ラックの歯形
における、歯末部分の円弧形状の決定の方法の一例を説
明する。
における、歯末部分の円弧形状の決定の方法の一例を説
明する。
まず、第１図には、本例におけるたわみ噛み合い式歯
車装置の全体構成を示してある。
車装置の全体構成を示してある。
この撓み噛合い式歯車装置１は、剛性内歯車２と、こ
の内歯車の内側に設けられた可撓性のリング状の外歯車
３とこの外歯車の内側に嵌合して、該外歯車を楕円形に
撓ませるウエーブ・ジェネレータ４とから成る。このウ
エーブ・ジェネレータ４は、さらにその内側の楕円形の
カム板５と、このカム板５の外周に嵌合して楕円形に撓
められた玉軸受６とから成っている。このカム板５はそ
れに設けられた穴で入力軸（図には示してない）と連結
されており、入力軸よりこのカム板を回転することによ
り、ウエーブ・ジェネレータの楕円形状が回転し、これ
によりウエーブ・ジェネレータの２つの長軸端Ａ及びＢ
の領域で内歯車と外歯車の歯の噛合い作用が生ずる。即
ちウエーブ・ジェネレータがちょうど一回転すれば、両
歯車間には歯数差の分だけの相対回転が生ずることとな
る。
の内歯車の内側に設けられた可撓性のリング状の外歯車
３とこの外歯車の内側に嵌合して、該外歯車を楕円形に
撓ませるウエーブ・ジェネレータ４とから成る。このウ
エーブ・ジェネレータ４は、さらにその内側の楕円形の
カム板５と、このカム板５の外周に嵌合して楕円形に撓
められた玉軸受６とから成っている。このカム板５はそ
れに設けられた穴で入力軸（図には示してない）と連結
されており、入力軸よりこのカム板を回転することによ
り、ウエーブ・ジェネレータの楕円形状が回転し、これ
によりウエーブ・ジェネレータの２つの長軸端Ａ及びＢ
の領域で内歯車と外歯車の歯の噛合い作用が生ずる。即
ちウエーブ・ジェネレータがちょうど一回転すれば、両
歯車間には歯数差の分だけの相対回転が生ずることとな
る。
連続接触可能な歯形曲線 ここで、従来からこの装置に使われてきた歯の形状は
直線歯形かインボリュート歯形であるが、これらのもの
では歯の噛合いはウエーブ・ジェネレータの長軸端のそ
れぞれ比較的狭い範囲に限局されている。さきに述べた
本発明者らの一人が提案した歯形は、歯の噛合いがウエ
ーブ・ジェネレータの両長軸端の狭い範囲に限られるこ
となく、両歯車の歯同士がいりくんでいる範囲では、す
べての歯が接触する（これが連続接触の意味である）こ
とを可能とする歯形を創出したものである。この方法を
説明すると、内歯車と外歯車の歯噛合いをラックの歯の
噛合いで近似するようにしたことを特徴とするものであ
り、使用するウエーブ・ジェネレータによって生成され
る、剛性内歯車の歯溝に対する可撓性外歯車の歯の運動
軌跡の所要の範囲を、縮比1/2で相似変換した写像曲線
を両歯車の歯の基準ラックの歯末面の歯形曲線として採
用するようにしている。
直線歯形かインボリュート歯形であるが、これらのもの
では歯の噛合いはウエーブ・ジェネレータの長軸端のそ
れぞれ比較的狭い範囲に限局されている。さきに述べた
本発明者らの一人が提案した歯形は、歯の噛合いがウエ
ーブ・ジェネレータの両長軸端の狭い範囲に限られるこ
となく、両歯車の歯同士がいりくんでいる範囲では、す
べての歯が接触する（これが連続接触の意味である）こ
とを可能とする歯形を創出したものである。この方法を
説明すると、内歯車と外歯車の歯噛合いをラックの歯の
噛合いで近似するようにしたことを特徴とするものであ
り、使用するウエーブ・ジェネレータによって生成され
る、剛性内歯車の歯溝に対する可撓性外歯車の歯の運動
軌跡の所要の範囲を、縮比1/2で相似変換した写像曲線
を両歯車の歯の基準ラックの歯末面の歯形曲線として採
用するようにしている。
更に詳細にこの方法を説明する。今簡単のため、ウエ
ーブ・ジェネレータによって撓まされた可撓性外歯車の
ピッチ線の楕円形状の式を第２図のように、極座標表示
（ｒ、θ）で次のように与える。
ーブ・ジェネレータによって撓まされた可撓性外歯車の
ピッチ線の楕円形状の式を第２図のように、極座標表示
（ｒ、θ）で次のように与える。
ここに、roは可撓性外歯車の変形前の基準ピッチ円半
径、kdOは基準ピッチ円直径の変形量、doは剛性内歯車
の歯数をzc、可撓性外歯車の歯数をzFとするとき で与えられる基準の変形量であり、ｋは実際の変形量を
与える偏位係数である。ｋ＜１、ｋ＝１、ｋ＞１に応じ
てそれぞれ負偏位、無偏位、正偏位と称する。この時、
可撓性外歯車の歯の剛性内歯車の歯溝に対する運動軌跡
は、ラック近似（zc−zFを一定に保ちながらzc、zF→∞
とする）を用いることにより次式で与えることができ
る。
径、kdOは基準ピッチ円直径の変形量、doは剛性内歯車
の歯数をzc、可撓性外歯車の歯数をzFとするとき で与えられる基準の変形量であり、ｋは実際の変形量を
与える偏位係数である。ｋ＜１、ｋ＝１、ｋ＞１に応じ
てそれぞれ負偏位、無偏位、正偏位と称する。この時、
可撓性外歯車の歯の剛性内歯車の歯溝に対する運動軌跡
は、ラック近似（zc−zFを一定に保ちながらzc、zF→∞
とする）を用いることにより次式で与えることができ
る。
第３図はこの運動軌跡の概要を示したものである。図
のａ、ｂ、ｃはそれぞれｋ＝１、ｋ＜１、ｋ＞１に対応
している。
のａ、ｂ、ｃはそれぞれｋ＝１、ｋ＜１、ｋ＞１に対応
している。
今簡単のためｋ＝１の場合について説明する。第４図
はその場合を示す。同図で、曲線９は運動軌跡で、点８
は可撓性外歯車の歯先点を示し、点10は両歯車の歯が最
も離れて接触する限界の位置を示している。ここに、こ
の第４図において、曲線11は剛性内歯車の歯末面の歯
形、曲線13は可撓性外歯車の歯末面の歯形をそれぞれ示
すが、これらは先に述べた連続接触を行う歯形で、曲線
11は点10を原点として縮比1/2で運動軌跡９を相似変換
したものであり、又曲線13は曲線11を点８と点10の中点
である点12を中心として180゜回転して得たものであ
る。
はその場合を示す。同図で、曲線９は運動軌跡で、点８
は可撓性外歯車の歯先点を示し、点10は両歯車の歯が最
も離れて接触する限界の位置を示している。ここに、こ
の第４図において、曲線11は剛性内歯車の歯末面の歯
形、曲線13は可撓性外歯車の歯末面の歯形をそれぞれ示
すが、これらは先に述べた連続接触を行う歯形で、曲線
11は点10を原点として縮比1/2で運動軌跡９を相似変換
したものであり、又曲線13は曲線11を点８と点10の中点
である点12を中心として180゜回転して得たものであ
る。
このように両歯車の歯末面を構成すれば、可撓性外歯
車の歯末面の歯形13は、その歯先点８が軌跡９に沿って
点10まで移動する過程で、剛性内歯車の歯末面11と連続
的に接触を保つことができる。
車の歯末面の歯形13は、その歯先点８が軌跡９に沿って
点10まで移動する過程で、剛性内歯車の歯末面11と連続
的に接触を保つことができる。
本発明による歯形曲線の設定方法 この歯形曲線11について、その曲線に沿った曲率半径
ρの変化を調べてみる。このρは運動軌跡９の曲率半径
の1/2に等しいから（３）式より、微分幾何学の公式に
従って、η＝２θＷとして、次式を得る。
ρの変化を調べてみる。このρは運動軌跡９の曲率半径
の1/2に等しいから（３）式より、微分幾何学の公式に
従って、η＝２θＷとして、次式を得る。
次にこの曲率半径の変化を見るために、この式をηで
微分する。即ち 曲率半径ρの極値はｄρ/dη＝０より求まる。
微分する。即ち 曲率半径ρの極値はｄρ/dη＝０より求まる。
即ち−3cos2η＋4cosη−１ ＝（3cosη−１）（−cosη＋１）＝０ −（６） この式を満たすηの有意の値に対するθＷをθWoとし
て次の結果を得る。
て次の結果を得る。
θWo＝1/2cos-1（1/3）＝35.26゜ −（７） 第５図はθＷに対する曲率半径ρの変化を示したもの
である。これによりθWoはρの極大値ρmaxを与えるも
のであることが分かる。即ち（４）式より次の結果を得
る。
である。これによりθWoはρの極大値ρmaxを与えるも
のであることが分かる。即ち（４）式より次の結果を得
る。
第６図はあらためて運動軌跡と連続接触歯形との関係
を示すものである。同図で極大曲率半径ρmaxを与える
θWoに対する運動軌跡上の点をＰとする。この点Ｐに対
応する歯形11上の点をＱとする。この点Ｑで曲率円Ｃ
（半径ρmax）をえがくときは、点Ｑの近傍で非常に良
く曲線11に合うこととなり、この部分の歯形を曲率円Ｃ
で代置してもよいことが分る。そこで、本発明において
は、この曲率円Ｃを歯末部分の曲線形状として採用す
る。
を示すものである。同図で極大曲率半径ρmaxを与える
θWoに対する運動軌跡上の点をＰとする。この点Ｐに対
応する歯形11上の点をＱとする。この点Ｑで曲率円Ｃ
（半径ρmax）をえがくときは、点Ｑの近傍で非常に良
く曲線11に合うこととなり、この部分の歯形を曲率円Ｃ
で代置してもよいことが分る。そこで、本発明において
は、この曲率円Ｃを歯末部分の曲線形状として採用す
る。
本発明による基準ラックの歯形 第７図は本発明による両歯車の基準ラックの歯末面同
志を示すもので、歯末面の主要部を上記の曲率円Ｃで形
成し、かつ基準ラックのデータム点Ｍまでを圧力角αの
直線として形成するものである。その際、曲率円と直線
の接続は滑らかに行う。即ち接触点での圧力角を一致さ
せる。同図でMCは可撓性外歯車の歯末の直線部、 は同じく歯末の円弧部、又MAは剛性内歯車の歯末の直線
部、 は同じく歯末の円弧部であり、可撓性外歯車の歯が最も
深く剛性内歯車の歯溝にはいりこんだ状態を示してい
る。剛性内歯車の方を固定して、可撓性外歯車の歯がそ
の位置から運動軌跡ｌに沿って動く過程を考えると、直
線部MCと直線部MAとは次第に離れてその間隔を増して行
き、点Ｃが点Ｃ′に達したとき、最大のすきまδ（＝A
C′）に達する。
志を示すもので、歯末面の主要部を上記の曲率円Ｃで形
成し、かつ基準ラックのデータム点Ｍまでを圧力角αの
直線として形成するものである。その際、曲率円と直線
の接続は滑らかに行う。即ち接触点での圧力角を一致さ
せる。同図でMCは可撓性外歯車の歯末の直線部、 は同じく歯末の円弧部、又MAは剛性内歯車の歯末の直線
部、 は同じく歯末の円弧部であり、可撓性外歯車の歯が最も
深く剛性内歯車の歯溝にはいりこんだ状態を示してい
る。剛性内歯車の方を固定して、可撓性外歯車の歯がそ
の位置から運動軌跡ｌに沿って動く過程を考えると、直
線部MCと直線部MAとは次第に離れてその間隔を増して行
き、点Ｃが点Ｃ′に達したとき、最大のすきまδ（＝A
C′）に達する。
それ以後、円弧部 の位置を経て円弧部 と一定のすきまδを保持した状態で限界位置Ｃ″Ｄ″に
達する。即ち本発明による歯計は幾何学的には最深部の
噛合いにおける直線部の接触（後述のように本発明の歯
形は歯元の部分にも歯末の直線部の延長としての直線部
分を有している）をのぞけば、常に歯面間にすきまを有
する噛合いとなる。これは一見、本発明の歯形の欠点と
見られる如くであるが、歯面間に潤滑油膜を形成する機
能上からは却って有利な点であり、また荷重による可撓
性外歯車の歯及び歯底のリムの変形を考えると、そのす
きまを後に見るようにこれらの変形量と同次のものとな
し得ることからは、むしろインボリュート歯車における
真正インボリュート曲線からの歯形修整と類似の効果も
期待できるものであって、むしろ本発明の歯形の長所と
見なし得る特徴である。即ち本発明の歯形は実質上の連
続接触歯形ということができる。
達する。即ち本発明による歯計は幾何学的には最深部の
噛合いにおける直線部の接触（後述のように本発明の歯
形は歯元の部分にも歯末の直線部の延長としての直線部
分を有している）をのぞけば、常に歯面間にすきまを有
する噛合いとなる。これは一見、本発明の歯形の欠点と
見られる如くであるが、歯面間に潤滑油膜を形成する機
能上からは却って有利な点であり、また荷重による可撓
性外歯車の歯及び歯底のリムの変形を考えると、そのす
きまを後に見るようにこれらの変形量と同次のものとな
し得ることからは、むしろインボリュート歯車における
真正インボリュート曲線からの歯形修整と類似の効果も
期待できるものであって、むしろ本発明の歯形の長所と
見なし得る特徴である。即ち本発明の歯形は実質上の連
続接触歯形ということができる。
次に上記のすきまδの式を導く。第７図で、両歯車の
歯末の直線部の歯たけをともにhasとし、運動軌跡ｌに
ｋ＝１として（３）式を適用して次式を得る。
歯末の直線部の歯たけをともにhasとし、運動軌跡ｌに
ｋ＝１として（３）式を適用して次式を得る。
ここに圧力角αは一般にθＷの関数であり、（３）式
から tanα＝1/2tanθＷ −（10） の関係がある。又一方（３）式から点Ｃ′においては の関係があり、これと（10）から が得られ、これを（９）式に入れて次の結果を得る。
から tanα＝1/2tanθＷ −（10） の関係がある。又一方（３）式から点Ｃ′においては の関係があり、これと（10）から が得られ、これを（９）式に入れて次の結果を得る。
具体的な数値をあげる。基準ラックの基準モジュール
ｍをｍ＝0.3mm、内歯車と外歯車の歯数をそれぞれzc＝2
02、zF＝200とするとr0＝1/2×0.3×200＝30mmであり、
（２）式により である。ここでhas＝0.3m＝0.09mmとすると（12）式か
らδ＝0.012mm、又（11）式からα＝18.12゜を得る。こ
れらによって前述のことが数値的に裏付けられる。
ｍをｍ＝0.3mm、内歯車と外歯車の歯数をそれぞれzc＝2
02、zF＝200とするとr0＝1/2×0.3×200＝30mmであり、
（２）式により である。ここでhas＝0.3m＝0.09mmとすると（12）式か
らδ＝0.012mm、又（11）式からα＝18.12゜を得る。こ
れらによって前述のことが数値的に裏付けられる。
次に本発明の基準ラックの歯元部は、歯末部の噛合い
をさまたげない限り任意の形状が許されるが、これを歯
末部の直線の延長とすみ肉部の円弧とで構成するのが合
理的である。第８図はその一例を示すものである。また
この歯形による撓み噛合い式歯車装置の歯の接触の状況
をコンピュータでシミュレートしたところ、十分に連続
接触に近い噛合いを行う歯形であることが確認された。
をさまたげない限り任意の形状が許されるが、これを歯
末部の直線の延長とすみ肉部の円弧とで構成するのが合
理的である。第８図はその一例を示すものである。また
この歯形による撓み噛合い式歯車装置の歯の接触の状況
をコンピュータでシミュレートしたところ、十分に連続
接触に近い噛合いを行う歯形であることが確認された。
本発明において、基準ラック歯形の具体的な形状を定
める場合、歯末の直線部の歯たけhasをまず適宜に選
び、次に（11）式によって直線部の圧力角αを求める。
これに（８）式に示した半径を有する円弧を滑らかに接
続する。その際、歯末のたけhaは適宜に選ぶことができ
る。また歯元部については、その直線部の歯たけhfsがh
fs≧hasをを満たすように定め、かつ相手の歯末部との
干渉を生じないようにすみ肉部の円弧を構成する（第８
図参照）。
める場合、歯末の直線部の歯たけhasをまず適宜に選
び、次に（11）式によって直線部の圧力角αを求める。
これに（８）式に示した半径を有する円弧を滑らかに接
続する。その際、歯末のたけhaは適宜に選ぶことができ
る。また歯元部については、その直線部の歯たけhfsがh
fs≧hasをを満たすように定め、かつ相手の歯末部との
干渉を生じないようにすみ肉部の円弧を構成する（第８
図参照）。
他の実施形態 上記ではｋ＝１の場合について説明したが、ｋ＞１及
びｋ＜１の場合についても一定の範囲において同様の歯
形構成ができる。また以上の例は、第１図に示すような
内歯車と外歯車とが２個所で噛合う形式の撓み噛合式歯
車装置について説明したが、本発明はこのような撓み噛
合い式歯車装置に限定されない。例えば両歯車の歯数差
を3n枚として３個所で噛合う形式の撓み噛合い式歯車装
置にも、本発明の主旨は適用される。
びｋ＜１の場合についても一定の範囲において同様の歯
形構成ができる。また以上の例は、第１図に示すような
内歯車と外歯車とが２個所で噛合う形式の撓み噛合式歯
車装置について説明したが、本発明はこのような撓み噛
合い式歯車装置に限定されない。例えば両歯車の歯数差
を3n枚として３個所で噛合う形式の撓み噛合い式歯車装
置にも、本発明の主旨は適用される。
発明の効果 本発明によれば、内歯車及び外歯車のそれぞれの歯末
面の基準ラックの歯形が、ウエーブ・ジェネレータの形
状によって定まる内歯車の歯溝に対する外歯車の歯の運
動軌跡の、両歯車の歯の接触の限界位置を原点とする縮
比1/2の相似変換による写像曲線に最も良く近似した円
弧と、かつこれと滑らかに連結する直線とから形成され
るので、両歯車の歯が連続的に噛合うことを実質上可能
とする。このことは撓み噛合い式歯車装置の剛性並びに
強度の向上に直結する。かつ本発明では、歯形の中央部
を直線とすることにより、内歯車と外歯車のこの部分に
対応するそれぞれの被削歯形はインボリュート歯形とな
り、加工、測定、精度保持の点でインボリュート歯形の
利点を享受できるという利点もある。このように、本発
明によれば、単純な円弧と直線とを用いて連続接触可能
な歯形を実現できるので、生産性の高い底コストの強力
な撓み噛合い式歯車装置を得ることができる。
面の基準ラックの歯形が、ウエーブ・ジェネレータの形
状によって定まる内歯車の歯溝に対する外歯車の歯の運
動軌跡の、両歯車の歯の接触の限界位置を原点とする縮
比1/2の相似変換による写像曲線に最も良く近似した円
弧と、かつこれと滑らかに連結する直線とから形成され
るので、両歯車の歯が連続的に噛合うことを実質上可能
とする。このことは撓み噛合い式歯車装置の剛性並びに
強度の向上に直結する。かつ本発明では、歯形の中央部
を直線とすることにより、内歯車と外歯車のこの部分に
対応するそれぞれの被削歯形はインボリュート歯形とな
り、加工、測定、精度保持の点でインボリュート歯形の
利点を享受できるという利点もある。このように、本発
明によれば、単純な円弧と直線とを用いて連続接触可能
な歯形を実現できるので、生産性の高い底コストの強力
な撓み噛合い式歯車装置を得ることができる。
第１図は撓み噛合い式歯車装置の正面図である。 第２図は可撓性外歯車のピッチ線の説明図である。 第３図は剛性内歯車の歯溝に対する可撓性外歯車の歯の
運動軌跡を示す説明図である。 第４図はラックで近似した内歯車と外歯車の連続的な接
触を行うそれぞれの歯末面歯形形成の説明図である。 第５図は、第３図に示した運動軌跡の同軌跡に沿った曲
率半径の変化を示す説明図である。 第６図は、第３図に示した運動軌跡と本発明の歯形との
関係を示す説明図である。 第７図は本発明による剛性内歯車と可撓性外歯車の基準
ラックの歯末面の関係を示す説明図である。 第８図は本発明による撓み噛合い式歯車装置の基準ラッ
ク歯形の例を示す説明図である。 符号の説明 １……たわみ噛み合い式歯車装置 ２……内歯車 ３……外歯車 ４……ウエーブ・ジェネレータ ９……運動軌跡 Ｃ……曲率円 α……圧力角 MC……外歯車の歯末の直線部 MA……内歯車の歯末の直線部
運動軌跡を示す説明図である。 第４図はラックで近似した内歯車と外歯車の連続的な接
触を行うそれぞれの歯末面歯形形成の説明図である。 第５図は、第３図に示した運動軌跡の同軌跡に沿った曲
率半径の変化を示す説明図である。 第６図は、第３図に示した運動軌跡と本発明の歯形との
関係を示す説明図である。 第７図は本発明による剛性内歯車と可撓性外歯車の基準
ラックの歯末面の関係を示す説明図である。 第８図は本発明による撓み噛合い式歯車装置の基準ラッ
ク歯形の例を示す説明図である。 符号の説明 １……たわみ噛み合い式歯車装置 ２……内歯車 ３……外歯車 ４……ウエーブ・ジェネレータ ９……運動軌跡 Ｃ……曲率円 α……圧力角 MC……外歯車の歯末の直線部 MA……内歯車の歯末の直線部
Claims (2)
- 【請求項１】剛性の円形内歯車と、この内歯車の内側に
配置された可撓性の外歯車と、この外歯車を半径方向に
たわませて外歯車の一部分を内歯車の一部分に噛み合わ
せるウエーブ・ジェネレータとを備え、このウエーブ・
ジェネレータを回転させることによって、前記の外歯車
と内歯車との噛み合い部分を円周方向に回転させて、前
記外歯車と内歯車との間に相対回転を生じさせるように
構成されたたわみ噛み合い式歯車装置において、 前記内歯車および外歯車の各歯形は、円弧部分とこれに
滑らかに接続した直線部分を備えた歯末部を有する歯形
からなる基準ラックによって創成されたものであり、 前記円弧部分は、内歯車の歯溝に対する、前記ウエーブ
・ジェネレータの形状によって定まる外歯車の歯運動軌
跡において、その極大曲率半径の1/2の半径を有する円
弧形状を採用したものであることを特徴とするたわみ噛
み合い式歯車装置。 - 【請求項２】前記円弧部分とこれに滑らかに接続した直
線部分を備えた歯末部を有する歯形からなる請求項１記
載の基準ラック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12115588A JP2612591B2 (ja) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | たわみ噛み合い式歯車装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12115588A JP2612591B2 (ja) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | たわみ噛み合い式歯車装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01295051A JPH01295051A (ja) | 1989-11-28 |
| JP2612591B2 true JP2612591B2 (ja) | 1997-05-21 |
Family
ID=14804213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12115588A Expired - Lifetime JP2612591B2 (ja) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | たわみ噛み合い式歯車装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2612591B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994012808A1 (en) * | 1992-11-24 | 1994-06-09 | Harmonic Drive Systems Inc. | Tertiary negative-deflection flexing contact gears of non-profile-shifted tooth profile |
| US5662008A (en) * | 1993-08-30 | 1997-09-02 | Teijin Seiki Boston, Inc. | Extended contact harmonic drive devices |
| JP3441160B2 (ja) * | 1994-04-19 | 2003-08-25 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | 追い越し接触型歯形の撓み噛み合い式歯車装置 |
| EP2003368A2 (en) * | 2006-03-31 | 2008-12-17 | JTEKT Corporation | Flexible meshing-type gear device and steering device for vehicle |
| US10975947B2 (en) | 2018-02-27 | 2021-04-13 | The Boeing Company | Optimized harmonic drive |
-
1988
- 1988-05-18 JP JP12115588A patent/JP2612591B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01295051A (ja) | 1989-11-28 |
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