TWI756410B

TWI756410B - 諧波齒輪裝置

Info

Publication number: TWI756410B
Application number: TW107113939A
Authority: TW
Inventors: 小林優
Original assignee: 日商和諧驅動系統股份有限公司
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2018-04-25
Publication date: 2022-03-01
Also published as: JPWO2018229987A1; WO2018229987A1; CN110730878A; TW201905353A; KR102303733B1; CN110730878B; US20200158220A1; EP3614019A1; KR20190132510A; EP3614019B1; EP3614019A4; JP6707312B2; EP3614019C0; US10935121B2

Abstract

諧波齒輪裝置(1)具有：剛性的內齒齒輪(2)、可撓性的外齒齒輪(3)、與滑動接觸型的諧波發生器(4)。諧波發生器(4)具備：複數個齒輪按壓構件(8)，其是將外齒齒輪(3)在圓周方向上等角度間隔的位置朝半徑方向彎曲，而形成與內齒齒輪(2)嚙合的複數個嚙合部分；以及壓電元件(9)，其是使齒輪按壓構件(8)各別地朝半徑方向產生20kHz～80kHz的超音波振動。於齒輪按壓構件(8)與外齒齒輪(3)之間的接觸部，施加超音波振動。藉由薄膜擠壓效應，可將接觸部的各接觸面之表面上的摩擦係數大幅下降，可減少諧波發生器的旋轉轉矩。

Description

諧波齒輪裝置

本發明是關於一種諧波齒輪裝置，特別是可減少用以在可撓性齒輪產生波動的諧波發生器之旋轉轉矩的諧波齒輪裝置。

諧波齒輪裝置，一般而言，係於被配置在剛性的內齒齒輪之內側的可撓性的外齒齒輪，藉由諧波發生器產生波動運動，而於兩齒輪之間，使與齒數差相對應的相對旋轉產生。作為諧波發生器，使用滾動接觸型的諧波發生器。滾動接觸型諧波發生器，係於外齒齒輪的內側具備：利用滾動軸承而安裝有橢圓狀輪廓的插塞或者是被稱為凸輪板的旋轉體。外齒齒輪，係沿著旋轉體的橢圓狀輪廓被彎曲成橢圓狀，而對內齒齒輪部分性地嚙合。當藉由馬達等使旋轉體旋轉時，嚙合位置朝圓周方向移動(於外齒齒輪產生波動運動)。

此外，作為高速旋轉時之高效率化等目的，也提案有滑動接觸型的諧波發生器。於專利文獻1、2，提案有具備滑動接觸型的諧波發生器之諧波齒輪裝置。滑動接觸型的諧波發生器，係使旋轉體例如插塞直接接觸於外齒齒輪的內周面，且使插塞沿著該內周面滑動，而於外齒齒輪產生波動運動。此滑動接觸型的諧波發生器，雖有因旋轉而黏性阻力小，且因輸入轉數而輸入轉矩幾乎沒有變化的優點，仍有使波動運動產生用的旋轉轉矩大的缺點。

滑動接觸型的諧波發生器中，為了使旋轉轉矩減少，關於外齒齒輪與插塞的接觸部，取得其形狀的改良、表面改質、使接觸部半徑變小之構造等各式各樣的方法。然而，無法得到充分的效果。此外，滾動接觸型的諧波齒輪裝置中亦對旋轉轉矩的更進一步低減化有所要求。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開2016-217391號專利公報　　[專利文獻2] 日本特開平08-4845號專利公報

[發明欲解決之課題]

本發明之課題在於提供具備有可減少諧波發生器的旋轉轉矩之諧波齒輪裝置。 [解決課題之手段]

本發明之諧波齒輪裝置具有：剛性齒輪、可撓性齒輪、與諧波發生器。可撓性齒輪係與剛性齒輪同軸地被配置，且在剛性齒輪的中心軸線周圍，對該剛性齒輪可相對旋轉。諧波發生器係與可撓性齒輪同軸地被配置，且對於可撓性齒輪，在中心軸線周圍可相對旋轉。此外，諧波發生器具備：複數個齒輪按壓部，其是將可撓性齒輪在圓周方向上等角度間隔的位置朝半徑方向彎曲，而形成與剛性齒輪嚙合的複數個嚙合部分；以及激振部，其是使齒輪按壓部各別地朝半徑方向產生超音波振動。

諧波發生器的各個齒輪按壓部，以給予超音波振動的狀態，將可撓性齒輪朝半徑方向按壓而彎曲。例如，在滑動接觸型的諧波發生器情況下，對齒輪按壓構件與可撓性齒輪之間的滑動接觸部施加超音波振動，例如20kHz～80kHz的超音波振動。其結果，藉由薄膜擠壓效應，可使滑動接觸部之各接觸面的外觀上的摩擦係數大幅下降。此外，超音波振動亦可傳達至可撓性齒輪與剛性齒輪之間的嚙合部分，因此亦可使嚙合齒面之外觀上的摩擦係數大幅下降。因此，可減少諧波發生器的旋轉轉矩。

在此，諧波發生器具備有將中心軸線作為旋轉中心的插塞，或者是被稱為凸輪板的旋轉體。可使用在旋轉體中圓周方向上等角度間隔的位置，朝半徑方向以可滑動的狀態被安裝的齒輪按壓構件作為齒輪按壓部。激振部可使用安裝於旋轉體的1個或者是複數個朝1軸方向可變位的壓電元件。在變位方向與半徑方向一致的狀態下，將壓電元件連結放置於齒輪按壓構件即可。

諧波齒輪裝置具備：例如剛性的內齒齒輪、可撓性的外齒齒輪、與將外齒齒輪彎曲成橢圓狀而使在長軸兩端之2部分對內齒齒輪嚙合的諧波發生器。此種情形，諧波發生器具有：具備被安裝於外齒齒輪的內側之橢圓形的外周面，作為旋轉體的剛性之插塞。插塞可由形成有除了橢圓形之長軸方向的兩側端部以外的插塞主體構件、分別形成有長軸方向之兩側端部的2個齒輪按壓構件、與1個或者是複數個的壓電元件所構成。齒輪按壓構件係於長軸方向在可滑動的狀態下，分別被安裝於插塞主體構件。此外，壓電元件係在齒輪按壓構件之間的位置，被安裝於插塞主體構件，以使變位方向與長軸方向成為相同方向。

此時，齒輪按壓構件，係可將被彎曲成橢圓狀的外齒齒輪而來的反作用力，使壓電元件作為預負荷而形成為懸掛狀態的方式，安裝於插塞主體構件。經此，可以不對壓電元件施加作為外力之拉伸力的構造。

於橢圓狀的剛性插塞中，其長軸方向之兩端的齒輪按壓構件之外周面的原周方向長度，係以長軸為中心，往左右30deg～40deg，較佳可擴張35deg之角度的長度。當考慮到諧波齒輪裝置之負載時的徑向負載分布時，在使長軸作為中心略往左右35deg之角度範圍內的部分，大的徑向負載進行作用。對於徑向負載大的部分，可對長軸方向賦予超音波振動，藉此，可有效地減低諧波發生器的旋轉轉矩。此外，於可滑動地支承著齒輪按壓構件的插塞主體構件之側，亦可確保充分用以使齒輪按壓構件朝長軸方向確實地導引的導引部。

接著，本發明亦可適用對於可撓性齒輪具備有滾動接觸的諧波發生器的諧波齒輪裝置。例如，將可撓性的外齒齒輪彎曲成橢圓狀，而對剛性的內齒齒輪部分性嚙合的諧波發生器，係具備被安裝於其旋轉體(插塞或者是凸輪板)的橢圓狀之外周面與外齒齒輪之內周面之間的滾動軸承。這種情況，係於無負載時以及負載時的同時，各構成部接觸著在諧波齒輪裝置的長軸方向之各部分，因此，長軸方向的超音波振動，傳達至各部(諧波發生器之滾動軸承的軌道部、滾動軸承之外輪與內齒齒輪的內周面、齒面)。因此，在旋轉體之橢圓狀的外周面，即使於具有使滾珠、滾子轉動而產生波動的滾動接觸型之諧波發生器的諧波齒輪裝置，亦可減低諧波發生器的旋轉轉矩。

以下，參閱圖面，說明適用本發明之諧波齒輪裝置的實施方式。以下之各實施方式，係關於杯型諧波齒輪裝置者。本發明係於禮帽型諧波齒輪裝置以及平面型諧波齒輪裝置，皆可同樣地適用。

圖1(a)為有關本發明之實施方法的諧波齒輪裝置之概略縱剖視圖，圖1(b)為其概略端面圖。諧波齒輪裝置1具備：圓環狀的剛性之內齒齒輪2(剛性齒輪)、同軸地配置於此內側的杯形狀之可撓性的外齒齒輪3(可撓性齒輪)、以及同軸地被嵌入至此內側的諧波發生器4。內齒齒輪2與外齒齒輪3，係藉由未圖示的支承構件，使裝置中心軸線1a為中心，以可相對旋轉的狀態被支承。於形成有外齒齒輪3中的外齒3a之圓桶狀的胴部之內周面3b，以滑動接觸的狀態嵌入有諧波發生器4。外齒齒輪3以及諧波發生器4，亦以裝置中心軸線1a為中心而可相對旋轉。

諧波發生器4，係使外齒齒輪3沿著橢圓形的形狀彎曲，在橢圓形的長軸Lmax之兩端的位置對內齒齒輪2嚙合。當諧波發生器4旋轉時，對於外齒齒輪3的內齒齒輪2的2個部位的嚙合部分5a、5b，往內齒齒輪2的圓周方向移動。經此，於兩齒輪2、3之間發生因應於兩齒輪2、3之齒數差的相對旋轉。

諧波發生器4係具有：具備橢圓形之外周面的剛性之插塞6(旋轉體)。插塞6，係由形成有橢圓形的長軸Lmax之方向的兩側之端部以外的部分之插塞主體構件7、以及各別形成有長軸Lmax之方向的兩側之端部的2個齒輪按壓構件8所構成。此外，插塞6具備：在齒輪按壓構件8，朝長軸Lmax的方向使超音波振動發生的2個壓電元件9(激振部)。由壓電元件9抽出供電用的線(line)10a、10b。藉由未圖示的控制部，控制壓電元件9的驅動。

插塞主體構件7，係分別對長軸Lmax、短軸Lmin呈線對稱的形狀形狀，在其中心形成有用以連結固定馬達軸等的輸入軸之軸孔11。於插塞主體構件7，於長軸Lmax方向的兩側，分別對軸孔11形成用以安裝壓電元件9以及齒輪按壓構件8的安裝用凹部12。於插塞主體構件7，安裝用凹部12的兩側之外周面部分13，限制有橢圓狀之外周面。於安裝用凹部12各別形成幅度寬的外周側凹部12a與幅度窄的中心側凹部12b。

於中心側凹部12b各別安裝著壓電元件9。壓電元件9產生1軸的超音波振動(振動頻率為20kHz～80kHz)。例如，呈四角柱、圓柱、環狀形狀的積層型之壓電元件。壓電元件9，以振動方向朝與長軸Lmax之方向一致的狀態下被安裝於中心側凹部12b，並藉由其凹部底面12f而被支承。齒輪按壓構件8，係於外周側凹部12a以及中心側凹部12b的一部分，呈可嵌入的形狀，並且其外周面8a，係限制為在插塞6之橢圓形的外周面之長軸Lmax方向的端部分。

齒輪按壓構件8的側面係與安裝用凹部12的段狀側面呈互補的形狀。朝齒輪按壓構件8的長軸Lmax之方向延伸之左右的側面部分8b、8c，係抵接於安裝用凹部12之左右的段狀側面中的側面部分12c、12d。此等的側面部分8b、8c、12c、12d，係作為使齒輪按壓構件8僅朝長軸Lmax之方向變位(滑動)的導引部而發揮作用。

於安裝用凹部12之左右的段狀側面藉由朝向外方的段面部分12e，齒輪按壓構件8的長軸Lmax之方向的位置被限制。於本例中，係形成為從彎曲成橢圓狀的外齒齒輪3對齒輪按壓構件8作用的反作用力，作為預負荷施加於壓電元件9的狀態。在齒輪按壓構件8之左右的顎部分8e接觸於段面部分12e的狀態下，其外周面8a滑順地與插塞主體構件7之側的外周面部分13銜接，藉由齒輪按壓構件8的底面8f，壓電元件9的先端面9a成為被按壓狀態。

齒輪按壓構件8的外周面8a的周方向長度，被設定為以長軸Lmax為中心朝左右張開35deg的角度θ之長度。當考慮到諧波齒輪裝置1之負載時的徑向負載分布時，在此角度範圍內的部分，大的徑向負載進行作用。相對於徑向負載大的部分，可對長軸Lmax之方向賦予超音波振動。此外，於可滑動地支承著齒輪按壓構件8的插塞主體構件7之側，可確保充分用以使齒輪按壓構件8朝長軸方向確實地導引的導引部。

於諧波齒輪裝置1，藉由位在諧波發生器4的插塞6中的長軸Lmax之兩端的齒輪按壓構件8，外齒齒輪3被彎曲為橢圓狀，對於內齒齒輪2，2個部位的嚙合部分5a、5b被形成。當藉由馬達等插塞6旋轉時，與外齒齒輪3的內周面3b滑動接觸著的齒輪按壓構件8亦一同旋轉，且嚙合部分5a、5b朝圓周方向移動。嚙合部分5a、5b繞1周時，只有兩齒輪2、3的齒數差分，於兩齒輪2、3之間產生相對旋轉。內齒齒輪2與外齒齒輪3之間的齒數差為2n片(n：正整數)。例如，將內齒齒輪2以不旋轉的方式固定時，能夠從外齒齒輪3輸出減速旋轉。

在諧波齒輪裝置1的運轉時，對壓電元件9供電而產生超音波振動。對接在壓電元件9上的齒輪按壓構件8施加超音波振動。此結果，由於薄膜擠壓效應，齒輪按壓構件8的外周面8a與外齒齒輪3的內周面3b之間的接觸部中，各接觸面的外觀上之摩擦係數大幅下降。藉此，可減少諧波發生器4的旋轉轉矩。尚且，藉由使用積層壓電陶瓷元件作為壓電元件9，對於插塞6的剛性之提升及輕量化亦有效果。

根據本發明者的試驗，如以下之圖表所示，確認可大幅遞減低齒輪按壓構件8與諧波發生器4之間的接觸面之摩擦係數。此外，亦確認到在超音波振動齒輪按壓構件8的情況下，亦即振動頻率為20kHz以上的情況下，不會產生使諧波齒輪裝置1的振動、噪音成為實際運用上的障礙之影響。

＜摩擦係數比例與振動頻率(試驗例)＞

[其他之實施方式] 　　本發明亦對於具備滾動接觸型之諧波發生器的諧波齒輪裝置為有效。圖2(a)為具有滾動接觸型的諧波發生器之諧波齒輪裝置的概略縱剖視圖，該滾動接觸型的諧波發生器具備有2個壓電元件；(b)為其諧波齒輪裝置的概略端面圖。諧波齒輪裝置1A具備：剛性的內齒齒輪2A、可撓性的外齒齒輪3A、以及滾動接觸型的諧波發生器4A。諧波發生器4A具有：具備橢圓形的外周面之剛性的插塞6A(旋轉體)以及安裝於此外周面的滾動軸承16。滾動軸承16係例如為滾珠軸承。亦可使用滾子軸承。

插塞6A，係由形成有橢圓形的長軸Lmax之方向的兩側之端部以外的部分之插塞主體構件7A、以及各別形成長軸Lmax之方向的兩側之端部的2個齒輪按壓構件8A所構成。此外，插塞6A具備：在齒輪按壓構件8A，朝長軸Lmax的方向使超音波振動發生的2個壓電元件9A(激振部)。齒輪按壓構件8A，係對插塞主體構件7A僅朝長軸Lmax之方向可滑動地被安裝。

這種情況，係於無負載時以及負載時的同時，各構成部接觸著在諧波齒輪裝置1A的長軸Lmax之方向的各部分，因此，長軸Lmax之方向的超音波振動，傳達至各部(諧波發生器之滾動軸承的軌道部、滾動軸承之外輪與內齒齒輪的內周面、齒面)。因此，在插塞6A之橢圓狀的外周面，即使於具有使滾珠、滾子轉動而產生波動的滾動接觸型之諧波發生器4A的諧波齒輪裝置1A，亦可減低諧波發生器4A的旋轉轉矩。

於如圖1、2所示的諧波齒輪裝置1、1A，使用2個壓電元件9或者是2個壓電元件9A。壓電元件亦可為1個。例如，如圖3A所示的諧波齒輪裝置1B係具備：剛性的內齒齒輪2B、可撓性的外齒齒輪3B、以及滑動接觸型的諧波發生器4B。諧波發生器4B具備剛性的插塞6B，且此插塞6B係於插塞主體構件7B，形成沿著長軸Lmax之方向通過中心的連續之安裝用凹部12B。安裝用凹部12B中，於幅度窄的部分安裝有1個壓電元件9B，且於兩側幅度寬的部分安裝有齒輪按壓構件8B。將壓電元件9B嵌入，形成有於其兩側齒輪按壓構件8B已被配置的狀態。

如圖3B所示的諧波齒輪裝置1C具有：剛性的內齒齒輪2C、可撓性的外齒齒輪3C、以及具備1個壓電元件的滾動接觸型之諧波發生器4C。諧波發生器4C具備有：剛性的插塞6C以及安裝於插塞6C之橢圓形的外周面之滾動軸承16C。插塞6C，係於插塞主體構件7C形成沿著長軸Lmax之方向，連續通過中心的安裝用凹部12C。於安裝用凹部12C之幅度窄的部分，安裝有1個壓電元件9C，於兩側之幅度寬的部分安裝有齒輪按壓構件8C。將壓電元件9C嵌入，形成有於其兩側齒輪按壓構件8C已被配置的狀態。

其次，圖4A表示適用本發明之諧波齒輪裝置的其他例子之說明圖。諧波齒輪裝置100A係於最內側被配置有剛性的外齒齒輪122(剛性齒輪)。在以同軸狀包圍外齒齒輪122的狀態，被配置有圓環狀之可撓性的內齒齒輪123(可撓性齒輪)。在以同軸狀包圍內齒齒輪123的狀態，被配置有環狀的諧波發生器124。

內齒齒輪123，係藉由諧波發生器124，例如，被彎曲呈橢圓形。藉由諧波發生器124在被彎曲的內齒齒輪123，於橢圓形之短軸Lmin之兩端的2個部分，形成對外齒齒輪122的嚙合部分。於圖4A中，以單點鏈線包圍的部分為嚙合部分125a、125b。

諧波發生器124具備圓環狀之剛性的凸輪板126(旋轉體)。凸輪板126的內周面126a呈橢圓形。凸輪板126係由凸輪板主體構件127、安裝在凸輪板主體構件127中的短軸Lmin之方向的兩側部分的齒輪按壓構件128、以及對齒輪按壓構件128施予短軸Lmin之方向的超音波振動的壓電元件129(激振部)所構成。藉由對齒輪按壓構件128施予超音波振動，可減低滑動接觸型之諧波發生器124的旋轉轉矩。

尚且，本發明係在諧波齒輪裝置100A中，亦可適用於具備滾動接觸型的諧波發生器的情況。此種情況的諧波發生器，係成為具備圓環狀之剛性的凸輪板(旋轉體)、以及被安裝於此內側之滾動軸承的構成。

其次，本發明、係即使在3個部位以上對剛性齒輪嚙合可撓性齒輪的諧波齒輪裝置上同樣地可適用。例如，亦可適用於內齒齒輪與外齒齒輪之間，在3個部位形成有齒之嚙合的諧波齒輪裝置。如圖4B所示之諧波齒輪裝置100B具有：剛性的內齒齒輪142(剛性齒輪)、被配置於此內側之可撓性的外齒齒輪143(可撓性齒輪)、以及被嵌入於此內側的非圓形輪廓的諧波發生器144。被形成有外齒齒輪143中的外齒的部分，藉由諧波發生器144而被彎曲成非圓形。

諧波發生器144具備非圓形輪廓之剛性的插塞146。插塞146的非圓形外周面146a，相對於正圓，在沿著其圓周方向等間隔之複數個部位中藉由可內接的閉曲線而被限制。在本例中，非圓形外周面146a，係三瓣狀(tri-lobe)，相對於正圓，在沿著其圓周方向等間隔之3個部位中藉由可內接的閉曲線而被限制。藉由此形狀的插塞146，外齒齒輪143，係被彎曲成非圓形，而在120°的角度間隔之3個部位，相對於內齒齒輪142的嚙合部分145a、145b、145c被形成。

插塞146係由形成有3個部位的繩索部分以外的插塞主體構件147、以及各別形成有繩索部分的3個齒輪按壓構件148所構成。此外，諧波發生器144係於齒輪按壓構件148，具備朝半徑方向產生超音波振動的壓電元件149(激振部)。藉由對齒輪按壓構件148施予超音波振動，可減低滑動接觸型之諧波發生器144的旋轉轉矩。

此外，本發明亦可適用於如圖4C所示的諧波齒輪裝置。此圖所示的諧波齒輪裝置100C，係可撓性的內齒齒輪163(可撓性齒輪)被配置於剛性的外齒齒輪162(剛性齒輪)之外側，且於內齒齒輪163的外周側，被配置有具備非圓形輪廓之內周面的諧波發生器164。

諧波發生器164具有：具備非圓形內周面166a的剛性的凸輪板166。凸輪板166的非圓形內周面166a，相對於正圓，在沿著其圓周方向等間隔的3個部位中藉由可外接的閉曲線而被限制。

藉由這種形狀的諧波發生器164，內齒齒輪163係被彎曲成沿著該諧波發生器164的非圓形輪廓的形狀，而在120°之角度間隔的3個部位，形成對外齒齒輪162的嚙合部分165a、165b、165c。凸輪板166係由凸輪板主體構件167、以及被配置於凸輪板主體構件167中的3個部位之短軸位置的3個齒輪按壓構件168所構成。此外，凸輪板166係於齒輪按壓構件168，具備朝半徑方向產生超音波振動的壓電元件169(激振部)。藉由對齒輪按壓構件168施予超音波振動，可減低滑動接觸型之諧波發生器164的旋轉轉矩。

尚且，本發明亦可適用於在4個部位以上將可撓性齒輪對剛性齒輪嚙合的諧波齒輪裝置。於此情況下，相對於正圓，沿著其圓周方向在等間隔之4個部位以上的複數個部位中內接，或者是，藉由可外接的閉曲線，限制非圓形外周面或者是非圓形內周面即可。

1、1A、1B、1C‧‧‧諧波齒輪裝置1a‧‧‧裝置中心軸線2‧‧‧內齒齒輪2、2A、2B、2C‧‧‧內齒齒輪3、3A、3B、3C‧‧‧外齒齒輪3a‧‧‧外齒3b‧‧‧內周面4、4A、4B、4C‧‧‧諧波發生器5a、5b‧‧‧嚙合部分6、6A、6B、6C‧‧‧插塞7、7A、7B、7C‧‧‧插塞主體構件8、8A、8B、8C‧‧‧齒輪按壓構件8a‧‧‧外周面8b、8c‧‧‧側面部分8e‧‧‧顎部分8f‧‧‧底面9、9A、9B、9C‧‧‧壓電元件9a‧‧‧先端面10a、10b‧‧‧線(line)11‧‧‧軸孔12‧‧‧安裝用凹部12B‧‧‧安裝用凹部12C‧‧‧安裝用凹部12a‧‧‧外周側凹部12b‧‧‧中心側凹部12c、12d‧‧‧側面部分12e‧‧‧段面部分12f‧‧‧凹部底面13‧‧‧外周面部分16、16C‧‧‧軸承100A、100B、100C‧‧‧諧波齒輪裝置122‧‧‧外齒齒輪123‧‧‧內齒齒輪124‧‧‧諧波發生器125a、125b‧‧‧嚙合部分126‧‧‧凸輪板126a‧‧‧內周面127‧‧‧凸輪板主體構件128‧‧‧齒輪按壓構件129‧‧‧壓電元件142‧‧‧內齒齒輪143‧‧‧外齒齒輪144‧‧‧諧波發生器145a、145b、145c‧‧‧嚙合部分146‧‧‧插塞146a‧‧‧非圓形外周面147‧‧‧插塞主體構件148‧‧‧齒輪按壓構件149‧‧‧壓電元件162‧‧‧外齒齒輪163‧‧‧內齒齒輪164‧‧‧諧波發生器165a、165b、165c‧‧‧嚙合部分166‧‧‧凸輪板166a‧‧‧非圓形內周面167‧‧‧凸輪板主體構件168‧‧‧齒輪按壓構件169‧‧‧壓電元件Lmax‧‧‧長軸Lmin‧‧‧短軸

[圖1] (a)為具有滑動接觸型的諧波發生器之諧波齒輪裝置的概略縱剖視圖，該滑動接觸型的諧波發生器具備有2個壓電元件；(b)為其諧波齒輪裝置的概略端面圖。　　[圖2] (a)為具有滾動接觸型的諧波發生器之諧波齒輪裝置的概略縱剖視圖，該滾動接觸型的諧波發生器具備有2個壓電元件；(b)為其諧波齒輪裝置的概略端面圖。　　[圖3A] 為具有具備了1個壓電元件的滑動接觸型之諧波發生器的諧波齒輪裝置的概略端面圖。　　[圖3B] 為具備有具備了1個壓電元件之滾動接觸型的諧波發生器之諧波齒輪裝置的概略端面圖。　　[圖4A] 為表示具備有滑動接觸型的諧波發生器之諧波齒輪裝置的其他例子的說明圖。　　[圖4B] 為表示具備有滑動接觸型的諧波發生器之諧波齒輪裝置的其他例子的說明圖。　　[圖4C] 為表示具備有滑動接觸型的諧波發生器之諧波齒輪裝置的其他例子的說明圖。

1‧‧‧諧波齒輪裝置

1a‧‧‧裝置中心軸線

2‧‧‧內齒齒輪

3‧‧‧外齒齒輪

3a‧‧‧外齒

3b‧‧‧內周面

4‧‧‧諧波發生器

5a、5b‧‧‧嚙合部分

6‧‧‧插塞

7‧‧‧插塞主體構件

8‧‧‧齒輪按壓構件

8a‧‧‧外周面

8b、8c‧‧‧側面部分

8e‧‧‧顎部分

8f‧‧‧底面

9‧‧‧壓電元件

9a‧‧‧先端面

10a、10b‧‧‧線(line)

11‧‧‧軸孔

12‧‧‧安裝用凹部

12a‧‧‧外周側凹部

12b‧‧‧中心側凹部

12c、12d‧‧‧側面部分

12e‧‧‧段面部分

12f‧‧‧凹部底面

13‧‧‧外周面部分

Lmax‧‧‧長軸

Lmin‧‧‧短軸

Claims

一種諧波齒輪裝置，其特徵為，具有：　　剛性齒輪；　　可撓性齒輪，其是與前述剛性齒輪被配置於同軸上，且可繞前述剛性齒輪的中心軸線對該剛性齒輪相對旋轉；以及　　諧波發生器，其是與前述可撓性齒輪被配置於同軸上，且對前述可撓性齒輪，可繞前述中心軸線相對旋轉；　　前述諧波發生器，係具備：　　複數個齒輪按壓部，其是將前述可撓性齒輪，在圓周方向上等角度間隔的位置，朝半徑方向區彎曲，形成與前述剛性齒輪嚙合的複數個嚙合部分；以及　　激振部，其是使前述齒輪按壓部各別地朝前述半徑方向，產生20kHz～80kHz的超音波振動。
如請求項1之諧波齒輪裝置，其中，　　前述諧波發生器具備將前述中心軸線作為旋轉中心的旋轉體，　　前述齒輪按壓部，為在前述旋轉體中圓周方向上等角度間隔的位置，朝前述半徑方向以可滑動的狀態被安裝的齒輪按壓構件，　　前述激振部，為安裝於前述旋轉體的1個或複數個的朝1軸方向可變位的壓電元件，　　前述壓電元件，以變位方向與前述半徑方向一致的狀態下，連結至前述齒輪按壓構件。
如請求項2之諧波齒輪裝置，其中，　　前述剛性齒輪為內齒齒輪，　　前述可撓性齒輪，為配置於前述內齒齒輪之內側的外齒齒輪，　　前述諧波發生器，具有作為前述旋轉體，被安裝於前述外齒齒輪的內側之具備有橢圓形之外周面的剛性插塞，　　前述剛性插塞係具備：　　插塞主體構件，其是形成為前述橢圓形之長軸方向之兩側的端部以外的部分；以及　　2個前述齒輪按壓構件，其是各別形成為前述長軸方向之兩側的端部；　　前述齒輪按壓構件，係以朝前述長軸方向可滑動的狀態下，分別被安裝至前述插塞主體構件上，　　前述壓電元件，係在前述齒輪按壓構件之間的位置，將變位方向成為與前述長軸方向之朝向為一致的方式，被安裝至前述插塞主體構件上。
如請求項3之諧波齒輪裝置，其中，　　在前述壓電元件，預負荷作為壓縮力進行作用，　　前述預負荷，為經由前述齒輪按壓構件作用於前述壓電元件之被彎曲成前述橢圓形的前述外齒齒輪而來的反作用力。
如請求項3之諧波齒輪裝置，其中，　　前述齒輪按壓構件之外周面的周圍方向長度，係將前述橢圓形的長軸作為中心，左右以30deg～40deg為角度範圍的長度。
如請求項3之諧波齒輪裝置，其中，　　前述諧波發生器具備：被安裝於前述剛性插塞的前述外周面與前述外齒齒輪的內周面之間的滾動軸承。