JP7039097B1 - 波動歯車装置 - Google Patents
波動歯車装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7039097B1 JP7039097B1 JP2022506010A JP2022506010A JP7039097B1 JP 7039097 B1 JP7039097 B1 JP 7039097B1 JP 2022506010 A JP2022506010 A JP 2022506010A JP 2022506010 A JP2022506010 A JP 2022506010A JP 7039097 B1 JP7039097 B1 JP 7039097B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transmission
- gear
- annular portion
- circumferential direction
- annular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 197
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 28
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 7
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 14
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 5
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
- F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
-
- 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
- F16H49/00—Other gearings
- F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
-
- 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
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
- F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
- F16H2001/327—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear with orbital gear sets comprising an internally toothed ring gear
-
- 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
- F16H49/00—Other gearings
- F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
- F16H2049/003—Features of the flexsplines therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Retarders (AREA)
Abstract
Description
内周面に沿って形成されたインナギアを有するインターナルギア部と、
回転入力に応じて軸線を中心として回転するカム部を有する波動発生部と、
前記インナギアよりも少ない歯数で外周面に沿って形成され、内周側が前記波動発生部に嵌め込まれたリング状のアウタギアを有するフレックスギア部と、
前記インターナルギア部に対し、前記フレックスギア部と共に回転する出力部と、を備え、
前記カム部は、前記軸線を中心とした円周方向において等間隔で位置するN(Nは、2以上の整数)個の極部を有し、前記アウタギアをN箇所で前記インナギアと噛み合わせ、
前記フレックスギア部は、前記アウタギアと同じ材料で一体に形成され、前記軸線に沿う方向において前記アウタギアよりも前記出力部の近くに位置する第1環状部を有し、
前記出力部は、前記軸線を中心とした径方向において前記第1環状部と対向する第2環状部を有し、
前記第1環状部及び前記第2環状部の一方には前記径方向に沿って突起する伝達歯が設けられ、前記第1環状部及び前記第2環状部の他方には前記伝達歯が挿入される凹部が設けられ、
前記凹部は、前記伝達歯よりも前記円周方向に沿う幅が広く、前記フレックスギア部及び前記出力部の前記円周方向における相対的な変位を許容し、
前記伝達歯及び前記凹部の対である伝達対は、複数あり、前記円周方向に配列されている。
次に、波動歯車装置100の減速動作について説明する。カム部12の極数Nは、2以上の整数であれば目的に応じて任意であるが、ここでは、カム部12が、N=2で楕円形状をなす場合について説明する。
そして、例えば、カム部12が時計方向に360°回転すると、フレックスギア部20がN歯分、反時計方向に移動する。つまり、カム部12の極数がNの場合、カム部12が(360°/N)の角度を回転すると、1歯分、インターナルギア部30に対してフレックスギア部20が移動する。カム部12の極数がNの場合、フレックスギア部20に固定された出力部40は、カム部12の回転速度に対して、減速比i=(T-t)/t=N/tで減速される。
ここからは、伝達歯6a及び凹部6bについて説明する。図4は、カム部12の極数がN=2の場合に好適な、伝達歯6a及び凹部6bの配置例を示している。
0°~90°の間の伝達対においては、90°に近付くにつれて、伝達歯6aと凹部6bとの径方向の間隔が徐々に狭くなっていく。90°~180°の間の伝達対においては、180°に近付くにつれて、伝達歯6aと凹部6bとの径方向の間隔が徐々に広くなっていく。この関係は、180°~360°の範囲においても同様である。
例えば、カム部12の極数NがN=8の場合、伝達対を(4×N)=32個とすると、インターナルギア部30に対してフレックスギア部20を1歯分移動させるためのカム部12の回転角度である(360°/N)=45°の範囲内においては、{360°/(4×N)}=11.25°毎に、第1状態の伝達対と第2状態の伝達対とが交互に出現する。これを、360°の範囲内で考えれば、32個ある伝達対は、円周方向で等間隔に配列された8個の第1の対61と、円周方向で等間隔に配列された8個の第2の対62とを含む。
しかしながら、第1の対61と第2の対62は、それぞれ、4個ずつあれば、出力部40を安定して回転させるに充分であると考えられるため、伝達対を(2×N)=16個としてもよい。また、N=8の場合だけでなく、伝達対を(2×N)の個数に設定し、且つ、第1の対61と第2の対62をそれぞれN個ずつ設けることで、全ての伝達歯6aが出力部40の回転に寄与する構成も可能であると考えられる。さらに、Nの数によらず、伝達対の個数を設定してもよい。例えば、伝達対を円周方向に等間隔で16個配列するとともに、第1の対61の第2の対62のそれぞれを少なくとも4個以上設ければ、Nの数によらず、出力部40を安定して回転させることができる。こうすれば、伝達歯6aを設けた出力部40を、カム部12の極数Nによらず、共用することができるため、製造の効率化を図ることもできる。
図7に示す変形例1のように、出力部40をフレックスギア部20の外周側に位置させてもよい。この場合、出力部40の第2環状部41は、フレックスギア部20の第1環状部22の外周側に位置する。そして、第2環状部41に固定された伝達歯6aは、軸線AXに向かって延び、第1環状部22に設けられた凹部6bに挿入される。なお、図7において、軸線方向から見たフレックスギア部20及び出力部40の図の外周側に示した図は、極数がN=2のカム部12がモータ213の動作に応じて軸線AXを中心に回転している際における、図示0°~180°の範囲での伝達歯6a及び凹部6bの相対変位を示す図である。変形例1においても、伝達歯6a及び凹部6bの対である伝達対の個数及び機能は、前述の実施形態と同様に考えることができる。
以上の実施形態及び変形例1では、伝達歯6aが一様な幅で突起し、凹部6bも一様な幅で凹んでいる例を示したが、伝達部6a及び凹部6bの形状は限定されず、任意に変更可能である。例えば、図8に示す変形例2のように、伝達歯6aは凹部6bに向かって先細りのテーパ状であってもよく、凹部6bも伝達部6aに対応したテーパ状の凹みから形成されてもよい。
また、フレックスギア部20は、アウタギア21と同じ材料で一体に形成された第1環状部22を有する。このため、構造が簡潔である。また、アウタギア21だけでなく、出力部40へ力を伝達する部分である第1環状部22を備えるフレックスギア部20を、例えば、切削加工で一度に製造することができるため、製造が容易である。
また、本開示の波動歯車装置100において、フレックスギア部20及び出力部40は、共に回転する。つまり、カム部12が回転しても、ある凹部6bに挿入された伝達歯6aが、その隣の凹部6bに移動することは無く、1つの伝達対を構成する伝達歯6aと凹部6bの係合関係は保たれる。本開示のフレックスギア部20は、アウタギア21がインターナルギア部30に対し、インナギア31との噛合位置がずれつつ回転する一方で、第1環状部22が出力部40の第2環状部41と係合しながら回転するギア機構を構成する。これは、フレックスギア部20に相当する外歯歯車と、出力要素に設けられた歯車との噛み合い位置がずれていく、前述のデュアルタイプの波動歯車装置との大きな差異である。上記のように、伝達歯6aと凹部6bの係合関係が保たれる波動歯車装置100によれば、デュアルタイプの波動歯車装置と比較して、フレックスギア部20と出力要素の相対位置が所望の位置からずれる問題が発生する可能性が少ない。
また、極数のNを任意に設定すれば、種々の減速比を簡易な構成で実現することができる。
(4)好ましくは、第1の対61はN個あり、第2の対62はN個ある。
(5)好ましくは、第1の対61と第2の対62は、軸線AXを中心とした角度において、360°/(2×N)毎に交互に存在する。
また、インターナルギア部30は、ネジ82が挿入される挿入孔32と、挿入孔32と第1環状部22との間に位置する特定部33と、を備える。特定部33は、軸線方向において外輪51と対向する部分に、軸線AXを中心とした環状の溝33aを有する。環状の溝33aには、Oリング72が嵌められている。ここで、波動歯車装置100では、第1環状部22と第2環状部41の噛み合いにより、フレックスギア部20の動力を出力部40に伝達する構造が採用され、フレックスギア部20を出力部40に固定するためのピン、ネジなどの固定部品が設けられていない。この固定部品を径方向に設けた場合、特定部33が径方向に狭くなってしまう。しかしながら、以上の波動歯車装置100によれば、この固定部品を設けずに済むため、Oリング72が嵌められる特定部33の配置スペースを確保できる。したがって、シール機能が損なわれずに済む。
なお、支持部50は、クロスローラーベアリングに限られず、ボールベアリング、出力部40を摺動回転可能に支持する軸受などであってもよい。
10…波動発生部、AX…軸線
11…円筒軸部、12…カム部、13…ウェーブベアリング
20…フレックスギア部
21…アウタギア、22…第1環状部、23…接続部
30…インターナルギア部
31…インナギア、32…挿入孔、33…特定部、33a…環状の溝
40…出力部
41…第2環状部、42…被支持部
50…支持部
51…外輪、52…内輪
6a…伝達歯、6b…凹部、61…第1の対、62…第2の対
72…Oリング
Claims (10)
- 内周面に沿って形成されたインナギアを有するインターナルギア部と、
回転入力に応じて軸線を中心として回転するカム部を有する波動発生部と、
前記インナギアよりも少ない歯数で外周面に沿って形成され、内周側が前記波動発生部に嵌め込まれたリング状のアウタギアを有するフレックスギア部と、
前記インターナルギア部に対し、前記フレックスギア部と共に回転する出力部と、を備え、
前記カム部は、前記軸線を中心とした円周方向において等間隔で位置するN(Nは、2以上の整数)個の極部を有し、前記アウタギアをN箇所で前記インナギアと噛み合わせ、
前記フレックスギア部は、前記アウタギアと同じ材料で一体に形成され、前記軸線に沿う方向において前記アウタギアよりも前記出力部の近くに位置する第1環状部を有し、
前記出力部は、前記軸線を中心とした径方向において前記第1環状部と対向する第2環状部を有し、
前記第1環状部及び前記第2環状部の一方には前記径方向に沿って突起する伝達歯が設けられ、前記第1環状部及び前記第2環状部の他方には前記伝達歯が挿入される凹部が設けられ、
前記凹部は、前記伝達歯よりも前記円周方向に沿う幅が広く、前記フレックスギア部及び前記出力部の前記円周方向における相対的な変位を許容し、
前記伝達歯及び前記凹部の対である伝達対は、複数あり、前記円周方向に配列されている、
波動歯車装置。 - 前記伝達対は、2×N個以上あり、前記円周方向において等間隔で配列されている、
請求項1に記載の波動歯車装置。 - 複数の前記伝達対は、
前記カム部が前記軸線を中心として回転している際に、前記伝達歯が前記凹部の前記円周方向における一端に位置する第1の対と、前記伝達歯が前記凹部の前記円周方向における他端に位置する第2の対と、を含む、
請求項1又は2に記載の波動歯車装置。 - 前記第1の対はN個あり、前記第2の対はN個ある、
請求項3に記載の波動歯車装置。 - 前記第1の対と前記第2の対は、前記軸線を中心とした角度において、360°/(2×N)毎に交互に存在する、
請求項4に記載の波動歯車装置。 - 複数の前記伝達対のうち、少なくとも、前記カム部の極部に対応する位置にあるN個の伝達対においては、前記径方向で前記伝達歯と前記凹部とが離れ、
前記第1環状部は、前記第2環状部に対する前記径方向の変位を許容する、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の波動歯車装置。 - 前記第1環状部は、前記アウタギアよりも直径が小さく、
前記フレックスギア部は、前記アウタギアと前記第1環状部を接続するとともに、前記アウタギア及び前記第1環状部と同じ材料で一体に形成された接続部を有する、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の波動歯車装置。 - 前記第2環状部は、前記第1環状部の内周側に位置する、
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の波動歯車装置。 - 前記第2環状部は、前記第1環状部の外周側に位置する、
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の波動歯車装置。 - 前記出力部を前記インターナルギア部に対して回転可能に支持する支持部をさらに備え、
前記第1環状部及び前記第2環状部は、前記支持部と前記カム部との間に位置し、
前記支持部は、前記インターナルギア部と前記軸線方向に沿うネジによって固定される外輪と、前記出力部と固定される内輪とを備え、
前記インターナルギア部は、
前記軸線方向に沿って形成され、前記ネジが挿入される挿入孔と、
前記挿入孔と前記第1環状部との間に位置する特定部と、を備え、
前記特定部は、前記軸線方向において前記外輪と対向する部分に、前記軸線を中心とした環状の溝を有し、
前記環状の溝には、Oリングが嵌められている、
請求項8に記載の波動歯車装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2021/034077 WO2023042331A1 (ja) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | 波動歯車装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP7039097B1 true JP7039097B1 (ja) | 2022-03-22 |
JPWO2023042331A1 JPWO2023042331A1 (ja) | 2023-03-23 |
Family
ID=81214290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022506010A Active JP7039097B1 (ja) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | 波動歯車装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7039097B1 (ja) |
KR (1) | KR20240007653A (ja) |
CN (1) | CN117425787A (ja) |
TW (1) | TW202314140A (ja) |
WO (1) | WO2023042331A1 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018194150A (ja) * | 2017-05-22 | 2018-12-06 | Skg株式会社 | 回転減速伝達装置 |
WO2019030843A1 (ja) * | 2017-08-09 | 2019-02-14 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | 波動歯車装置 |
JP2020197264A (ja) * | 2019-06-05 | 2020-12-10 | 株式会社ジェイテクト | 波動歯車装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202431846U (zh) * | 2011-11-25 | 2012-09-12 | 比亚迪股份有限公司 | 一种可变传动比传动装置及具有该装置的汽车转向*** |
CN104500689A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-04-08 | 朱祖良 | 行星谐波齿轮减速器 |
JP6807078B2 (ja) * | 2016-09-14 | 2021-01-06 | Skg株式会社 | ロボットの減速伝達装置 |
CN107387725A (zh) * | 2017-08-10 | 2017-11-24 | 金明必 | 柔性齿轮及其组件、采用该组件的减速器及减速比算法 |
CN110307322A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-10-08 | 宁波中大力德智能传动股份有限公司 | 一种谐波传动减速机构 |
CN212155697U (zh) * | 2020-04-13 | 2020-12-15 | 贾瑞清 | 一种谐波减速器及驱动器 |
-
2021
- 2021-09-16 WO PCT/JP2021/034077 patent/WO2023042331A1/ja active Application Filing
- 2021-09-16 KR KR1020237040029A patent/KR20240007653A/ko not_active Application Discontinuation
- 2021-09-16 CN CN202180098242.7A patent/CN117425787A/zh active Pending
- 2021-09-16 JP JP2022506010A patent/JP7039097B1/ja active Active
- 2021-10-18 TW TW110138483A patent/TW202314140A/zh unknown
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018194150A (ja) * | 2017-05-22 | 2018-12-06 | Skg株式会社 | 回転減速伝達装置 |
WO2019030843A1 (ja) * | 2017-08-09 | 2019-02-14 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | 波動歯車装置 |
JP2020197264A (ja) * | 2019-06-05 | 2020-12-10 | 株式会社ジェイテクト | 波動歯車装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2023042331A1 (ja) | 2023-03-23 |
WO2023042331A1 (ja) | 2023-03-23 |
TW202314140A (zh) | 2023-04-01 |
KR20240007653A (ko) | 2024-01-16 |
CN117425787A (zh) | 2024-01-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100552259C (zh) | 波动齿轮装置 | |
JP7162280B2 (ja) | 回転減速伝達装置 | |
WO2021015165A1 (ja) | 波動歯車装置 | |
KR20160008615A (ko) | 파동 기어 장치 | |
KR200450505Y1 (ko) | 감속기 | |
EP3680513A1 (en) | Wave bearing for wave-motion gear device | |
KR20160018243A (ko) | 로봇 디스크 커플링 정밀 감속기 | |
CN108036034B (zh) | 一种双向输出型谐波减速装置 | |
JP2023006337A (ja) | フレキシブルギア、波動減速機、およびロボット | |
JP2018044610A (ja) | ロボットの減速伝達装置 | |
JP2018044592A (ja) | ロボットの減速伝達装置 | |
JP7039097B1 (ja) | 波動歯車装置 | |
JP2019158142A (ja) | 歯車ユニット | |
KR102154787B1 (ko) | 이중 편심 구조의 감속기 | |
CN116717570A (zh) | 一种谐波减速器、机械臂及机器人 | |
JP7412739B2 (ja) | 波動歯車装置 | |
JP2005321071A (ja) | 内接噛合式遊星歯車機構 | |
JP6632430B2 (ja) | ロボットの減速伝達装置 | |
KR102345641B1 (ko) | 마찰 파동 감속기 | |
JP2007247741A (ja) | 揺動型歯車装置 | |
JP2021116863A (ja) | 歯車装置およびロボット | |
JP2020203363A5 (ja) | ||
KR102470224B1 (ko) | 편심축 및 구름 접촉을 이용한 감속장치 | |
US20230140554A1 (en) | Strain wave gearing | |
JP6658461B2 (ja) | 波動歯車装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220127 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20220127 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220215 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220302 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7039097 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |