DE112017000222T5

DE112017000222T5 - Flexspline für spannungswellengetriebevorrichtung und spannungswellengetriebevorrichtung, die diese verwendet

Info

Publication number: DE112017000222T5
Application number: DE112017000222.2T
Authority: DE
Inventors: Susumu Sato; Tomohiro FUJIKAWA
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-01-30
Publication date: 2018-08-23
Also published as: WO2017169060A1; US20180274646A1; JP2017180769A; CN108884911A

Abstract

Es wird ein Flexspline mit einer neuartigen Struktur bereitgestellt, mit dem die beabsichtigte Drehausgabe mit überlegener Haltbarkeit und Zuverlässigkeit erhalten werden kann, und die Richtung, in der die Rotationsausgabe extrahiert wird, kann mit einem größeren Freiheitsgrad ausgewählt werden. Es ist auch eine Spannungswellengetriebevorrichtung vorgesehen, die dieses Flexspline verwendet. Bei diesem Flexspline 12 für eine Spannungswellengetriebevorrichtung 10 ist ein zylindrischer Teil 40, der mit außenliegenden Zähnen ausgestattet ist, durch mehrere Stiftelemente 18 gebildet, die in der Umfangsrichtung benachbart zueinander sind. Der Umfang des zylindrischen Teils 40 wird durch einen Wellengenerator 16 teilweise in Richtung auf den Außenumfang gedrückt und erweitert, und die Stiftelemente 18 greifen in die innenliegenden Zähne 44 eines Circular Spline 14 ein und an einem anderen Abschnitt des Umfangs des zylindrischen Teils 40 werden die Stiftelemente 18 durch ein Haltemittel 42 gehalten, ohne in die innenliegenden Zähne 44 des Circular Spline 14 einzugreifen. Zusätzlich ist ein Ausgabeelement 66 oder ein Sicherungselement 64 an einem ersten Stiftstützelement 20 und/oder einem zweiten Stiftstützelement 22 angebracht, die beide Enden der Stiftelemente 18 stützen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Offenbarung bezieht sich auf ein Flexspline für eine Spannungswellengetriebevorrichtung bzw. „Harmonic Drive“ bzw. Wellgetriebe, Gleitkeilgetriebe bzw. „Strain Wave Gear“ und eine Spannungswellengetriebevorrichtung, die das Flexspline verwendet.
STAND DER TECHNIK
Im Stand der Technik wurde beispielsweise die Anwendung einer Spannungswellengetriebevorrichtung als ein präzises Reduktionsgetriebe untersucht, das zum Antreiben eines Gelenks eines Roboters oder dergleichen verwendet wird. Im Allgemeinen weist eine Spannungswellengetriebevorrichtung eine Struktur auf, in der ein Flexspline in einen Circular Spline bzw. kreisförmigen Spline eingesetzt ist und ein Wellengenerator in den Flexspline eingesetzt ist, wie in der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 5165120 (Patentliteratur 1), der japanischen ungeprüften Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. H5-26305 (Patentliteratur 2) oder dergleichen beschreiben wird. Innenliegende Zähne bzw. eine Innenverzahnung, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, sind an einer Innenumfangsfläche des Circular Spline ausgebildet, und ein zylindrischer Teil ist in dem Flexspline bereitgestellt. Der zylindrische Teil hat außenliegende Zähne bzw. eine Außenverzahnung, die den innenliegende Zähnen entsprechen, und eine Anzahl der außenliegenden Zähne unterscheidet sich von einer Anzahl der innenliegende Zähne. Die außenliegende Zähne sind an einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Teils angeordnet. Der zylindrische Teil des Flexspline ist in seiner radialen Richtung elastisch biegbar und verformbar. Der zylindrische Teil wird teilweise eingedrückt und expandiert in Richtung eines Außenumfangs in der Umfangsrichtung, durch Einsetzen des Wellengenerators mit einer Außenumfangsfläche mit einem nicht kreisförmigen Querschnitt in den zylindrischen Teil. Die innenliegenden Zähne des Circular Spline und die außenliegenden Zähne des Flexspline greifen ineinander in dem Teil des zylindrischen Teils ein, der durch den Wellengenerator gedrückt und erweitert wird.
Durch Drehen des Wellengenerators gemäß einer Eingabe bzw. eines Inputs bzw. einer Eingangsleistung eines Motors oder dergleichen in einem Zustand, in dem eines von dem Circular Spline und dem Flexspline befestigt ist und sequenziell die Eingriffsposition zwischen den innenliegende Zähnen und den außenliegende Zähnen in der Umfangsrichtung bewegt wird, wird eine Drehausgabe bzw. Rotationsausgangsleistung, die in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen der Anzahl der außenliegende Zähne und der Anzahl der innenliegende Zähne reduziert wurde, von dem anderen des Circular Spline und des Flexspline erhalten.
Da der zylindrische Teil durch den Wellengenerator wiederholt gebogen und deformiert wird, kann der Flexspline der in den Patentliteratur 1 und 2 beschriebenen Spannungswellengetriebevorrichtung durch eine relativ kleine Eingabe verformt werden und erfordert eine hohe Beständigkeit gegenüber wiederholten Eingaben. Daher wird der Flexspline gemäß dem Stand der Technik im Allgemeinen aus einem Metall, wie beispielsweise einem Nickel-Molybdän-Stahl mit ausgezeichneter Härte bzw. Zähigkeit, gebildet.
Um jedoch die elastische Biegeverformung des zylindrischen Teils in einem Flexspline aus Nickel-Molybdän-Stahl mit ausgezeichneter Festigkeit zu erleichtern, ist es notwendig, die Dicke des zylindrischen Teils sehr klein einzustellen. Dementsprechend, bezüglich eines aktuellen Flexspline einer Spannungswellengetriebevorrichtung, da es schwierig ist, den Flexspline unter Verwendung eines Formgießen oder dergleichen herzustellen, die einfache Massenproduktion ermöglicht, und es ist notwendig, ein Fräsen bzw. Schneiden auf einem Schmiedematerial mit hoher Präzision durchzuführen, besteht ein Problem darin, dass es sehr schwierig ist, den Flexspline herzustellen, und der Flexspline ist sehr teuer.
Bei einer Spannungswellengetriebevorrichtung, die ein becherförmiges Flexspline aufweist, das in den Patentliteratur 1 und 2 beschrieben ist, da der Wellengenerator in das Flexspline eingesetzt ist, wird eine Drehausgabe von einer Position ausgegeben, die zu einer unteren Seite des Flexspline verschoben ist, wenn die Drehausgabe aus dem Flexspline extrahiert wird. Entsprechend, wenn die Spannungswellengetriebevorrichtung zum Antreiben eines Gelenks eines Roboters oder dergleichen verwendet wird, kann eine Verringerung der Größe des Gelenks verhindert werden und es können Vibrationen erzeugt werden. Wenn der Flexspline befestigt ist und eine Drehausgabe von dem Circular Spline extrahiert wird, ist es notwendig, den Flexspline an der Unterseite freitragend bzw. auf Cantilever-Weise zu unterstützen. Es gibt daher ein Problem dahingehend, dass es schwierig ist, die Haltbarkeit zu garantieren, und dass eine Zunahme der Größe der Vorrichtung kann verursacht werden.
DOKUMENTLISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 5165120
Patentliteratur 2: Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. H5-26305

ZUSAMMENFASSUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Die Offenbarung wird in Anbetracht der oben genannten Umstände angefertigt und stellt ein Flexspline bereit mit einer neuartigen Struktur, bei der ein Solldrehausgang mit ausgezeichneter Haltbarkeit und Zuverlässigkeit erhalten werden kann, ein Verfahren des Extrahierens einer Drehausgabe, das mit einem höheren Freiheitsgrad ausgewählt werden kann, und eine Spannungswellengetriebevorrichtung bereit, die das Flexspline verwendet.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Aspekte der Offenbarung zum Erreichen der oben erwähnten Inhalte werden nachstehend beschrieben. Elemente, die in den unten beschriebenen Aspekten verwendet werden, können so weit wie möglich in einer beliebigen Kombination eingesetzt werden.
Das heißt, gemäß einem ersten Aspekt der Offenbarung, es wird ein Flexspline für eine Spannungswellengetriebevorrichtung bereitgestellt, das enthält: einen zylindrischen Teil, der in einen Circular Spline mit einer ringförmigen Form eingesetzt ist, wobei das Circular Spline eine Vielzahl von innenliegenden Zähnen aufweist, die in einer Umfangsrichtung an einer Innenumfangsfläche des Circular Spline angeordnet sind, eine Vielzahl von außenliegenden Zähnen in der Umfangsrichtung angeordnet sind und an einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Teils gebildet sind, und eine Anzahl der außenliegenden Zähne unterscheidet sich von einer Anzahl der innenliegenden Zähne, wobei der zylindrische Teil teilweise gedrückt und ausgedehnt wird in Richtung eines Außenumfangs in Umfangsrichtung durch einen Wellengenerator, der in den zylindrischen Teil eingesetzt ist, so dass die außenliegenden Zähne des zylindrischen Teils teilweise mit den innenliegenden Zähnen des Circular Spline in der Umfangsrichtung in Eingriff stehen, wobei der zylindrische Teil, der mit den außenliegenden Zähnen versehen ist, eine Vielzahl von Stiftelementen umfasst, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, und eine Haltevorrichtung bereitgestellt ist, um die Stiftelemente an einer Außenumfangsfläche des Wellengenerators zu halten, wobei der zylindrische Teil teilweise in Richtung des Außenumfangs der Umfangsrichtung durch den Wellengenerator gedrückt und erweitert wird, so dass die Stiftelemente mit den innenliegenden Zähnen des Circular Spline eingreifen, und die Stiftelemente in einem anderen Teil in der Umfangsrichtung des zylindrischen Teils nicht in die innenliegende Zähne des Circular Spline eingreifen und durch die Haltevorrichtung an Positionen gehalten werden, die zu einem Innenumfang hin getrennt sind, ein erstes Stiftstützelement und ein zweites Stiftstützelement, die Enden an beiden Seiten der Vielzahl von Stiftelementen stützen, sind bereitgestellt, und eines von einem Ausgabeelement, das sich zusammen mit dem Flexspline dreht, und einem Sicherungselement, das die Drehung des Flexsplines hemmt, ist an wenigstens einem von dem ersten Stiftstützelement und dem zweiten Stiftstützelement angebracht.
In dem Flexspline für eine Spannungswellengetriebevorrichtung mit der Struktur gemäß dem ersten Aspekt besteht der zylindrische Teil, der die äußeren Zähnen enthält, aus einer Vielzahl von Stiftelementen, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, und die Stiftelemente stehen mit den innenliegenden Zähnen des Circular Spline in Eingriff. Auf diese Weise, durch Verwendung der Struktur, bei der der die außenliegenden Zähne enthaltende zylindrische Teil aus der Vielzahl von Stiftelementen besteht, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, ist es möglich einen teilweisen Eingriff mit den innenliegenden Zähnen in der Umfangsrichtung zu realisieren, unter Verwendung des Teils, der einfach erhalten werden kann, ohne eine präzise Formgebung durch Fräsen durchzuführen und eine ausgezeichnete Haltbarkeit zu erreichen.
In der Vielzahl von Stiftelementen, die in der Umfangsrichtung des zylindrischen Teils angeordnet sind, werden die Enden auf einer Seite durch das erste Stiftstützelement gestützt und die Enden auf der anderen Seite werden durch das zweite Stiftstützelement gestützt. Indem auf diese Weise beide Enden der Stiftelemente gestützt werden, ist es möglich, eine Bewegung, Verformung oder dergleichen der Stiftelemente als Reaktion auf eine Eingabe stabil zu erzeugen und eine Stabilisierung des Betriebs der Stiftelemente zu erreichen, beispielsweise wenn die Stiftelemente durch den Wellengenerator gegen den Außenumfang gedrückt und erweitert werden. Darüber hinaus ist es durch Aufnehmen einer äußeren Kraft, die auf die Stiftelemente an beiden Enden der Stiftelemente wirkt, auch möglich, eine Verbesserung der Lastaufnahme oder der Drehmomentübertragungseffizienz zu erzielen.
Durch das Bereitstellen des ersten Stiftstützelements und des zweiten Stiftstützelements an beiden Enden der Stiftelemente, kann eines der Ausgabeelemente, das sich zusammen mit dem Flexspline dreht und einen Drehausgabe extrahiert, und das Sicherungselement, das das Flexspline auf eine nicht drehbare Weise stützt, kann an wenigstens einem von dem ersten Stiftstützelement und dem zweiten Stiftstützelement angebracht sein. Dementsprechend ist es mit dem Flexspline gemäß diesem Aspekt möglich, leicht mit der Anordnung oder Struktur des Ausgabeelementes oder des Sicherungselements zurechtzukommen. Darüber hinaus ist es durch Anbringen des Ausgangselements an beiden Enden des zylindrischen Teils möglich, eine Rotationsausgabe von beiden Enden des zylindrischen Teils zu erhalten und durch Anbringen des Sicherungsteils an beiden Enden des zylindrischen Teils kann eine stabile Stützung, eine Verbesserung in der Haltbarkeit oder dergleichen in dem Flexspline erreicht werden.
Ein zweiter Aspekt der Offenbarung stellt das Flexspline für die Spannungswellengetriebevorrichtung gemäß dem ersten Aspekt bereit, wobei ein Stifteinsetzaussparungsabschnitt, der an einer gegenüberliegenden Oberfläche offen ist, in dem ersten Stiftstützelement und dem zweiten Stiftstützelement gebildet ist welche so angeordnet sind, dass sie einander in einer axialen Richtung der Stiftelemente gegenüberliegen, wobei beide Enden jedes Stiftelements in den Stifteinsetzaussparungsabschnitt des ersten Stiftstützelements und den Stifteinsetzaussparungsabschnitt des zweiten Stiftstützelements eingesetzt sind, wobei beide Enden jedes Stiftelements in Bezug auf die Innenumfangsflächen der Stifteinsetzaussparungsabschnitte in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts verriegelt sind, und wobei beiden Enden jedes Stiftelements ermöglicht ist sich in einer radialen Richtung des zylindrischen Abschnitts in der Stifteinsetzaussparungsabschnitte zu bewegen.
Gemäß dem zweiten Aspekt, da beide Enden der Stiftelemente an der Innenumfangsfläche der Stifteinsetzaussparungsabschnitte in der Umfangsrichtung des zylindrischen Teils verriegelt sind, wird eine Kraft, die auf die Stiftelemente wirkt, aufgrund der außenliegende Zähne, die aus den Stiftelementen gebildet sind, die mit den innenliegende Zähnen des Circular Spline in Eingriff stehen, effizient auf das erste Stiftstützelement und das zweite Stiftstützelement übertragen, durch Verriegeln beider Enden der Stiftelemente an der Innenumfangsfläche der Stifteinsetzaussparungsabschnitte.
Indem den Stiftelementen ermöglicht wird, sich in der radialen Richtung des zylindrischen Teils in den Stifteinsetzaussparungsabschnitten zu bewegen, wird der zylindrische Teil durch den Wellengenerator teilweise in die Umfangsrichtung gedrückt und erweitert, und die Stiftelemente greifen teilweise in die innenliegende Zähne des Circular Spline in der Umfangsrichtung ein. Auf diese Art und Weise, da die Stiftelemente von dem ersten Stiftstützelement und dem zweiten Stiftstützelement getrennt sind und die Stiftelemente relativ zu dem ersten Stiftstützelement und dem zweiten Stiftstützelement in der radialen Richtung des zylindrischen Abschnitts bewegbar sind, kann das teilweise Drücken und Erweitern des zylindrischen Teils in der Umfangsrichtung durch den Wellengenerator leicht erzeugt werden, und es kann eine große Fläche erhalten werden, in der die Stiftelemente mit den innenliegenden Zähnen durch Pressen und Erweitern in Eingriff kommen.
Ein dritter Aspekt der Offenbarung stellt das Flexspline für die Spannungswellengetriebevorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt bereit, wobei die Stifteinsetzaussparungsabschnitte so gebildet sind, dass sie in der Umfangsrichtung des zylindrischen Teils kontinuierlich sind, wobei ein tiefer Abschnitt und ein flacher Abschnitt in jedem Stifteinsetzaussparungsabschnitt vorgesehen sind, wobei der tiefe Abschnitt des Stifteinsetzaussparungsabschnitts in dem ersten Stiftstützelement und der flache Abschnitt des Stifteinsetzaussparungsabschnitts in dem zweiten Stiftstützelement einander in der axialen Richtung zugewandt sind, wobei der flache Abschnitt des Stifteinsetzaussparungsabschnitts in dem ersten Stiftstützelement und der tiefe Abschnitt des Stifteinsetzaussparungsabschnitts in dem zweiten Stiftstützelement einander in der axialen Richtung zugewandt sind.
Gemäß dem dritten Aspekt wird, da ein abgestufter Abschnitt zwischen dem tiefen Abschnitt und dem flachen Abschnitt in den Stifteinsetzaussparungsabschnitten gebildet ist, kommt die Außenumfangsfläche des Endes des Stiftelements, das in den tiefen Abschnitt des Stifteinsetzaussparungsabschnitts eingesetzt ist in Kontakt mit dem abgestuften Abschnitt in der Umfangsrichtung des zylindrischen Teils und damit verriegelt, und somit wird eine Kraft in der Umfangsrichtung effizient von dem Stiftelement zu dem ersten Stiftstützelement und dem zweiten Stiftstützelement übertragen. Daher wird eine Reaktionskraft einer Drehausgabe auf das Sicherungselement ausgeübt, indem das Sicherungselement, das das Flexspline auf nicht drehbare Weise stützt, an zumindest einem von dem ersten Stiftstützelement und dem zweiten Stiftstützelement angebracht wird und die Drehausgabe wird auf das Ausgabeelement ausgeübt, indem das Ausgabeelement, das die Drehausgabe überträgt, an mindestens einem davon angebracht ist.
Ein vierter Aspekt der Offenbarung stellt das Flexspline für die Spannungswellengetriebevorrichtung nach einem der ersten bis dritten Aspekte bereit, wobei die Haltevorrichtung, die die Stiftelemente an der Außenumfangsfläche des Wellengenerators elastisch hält, in einer ringförmigen Form gebildet ist, und die Haltevorrichtung ist außen an dem zylindrischen Teil einschließlich der Vielzahl von Stiftelementen angebaut.
Gemäß dem vierten Aspekt kann das Drücken und Erweitern des zylindrischen Teils durch den Wellengenerator und das Wiederherstellen und Halten aus dem gepressten und erweiterten Zustand leicht durch Elastizität der Haltevorrichtung erreicht werden, die beispielsweise aus Gummi, einem polymerischen Elastomer bzw. Polymer-Elastomer oder Federstahl gebildet ist. Darüber hinaus werden die Stiftelemente leicht an den Positionen entlang der Außenumfangsfläche des Wellengenerators gehalten, indem ein ringförmiger elastischer Körper an einem Abschnitt, der aus den Stiftelementen des zylindrischen Teils besteht, extern angebaut wird.
Ein fünfter Aspekt der Offenbarung stellt das Flexspline für die Spannungswellengetriebevorrichtung nach einem der ersten bis vierten Aspekte bereit, wobei die Stiftelemente und zumindest eines von dem ersten Stiftstützelement und dem zweiten Stiftstützelement aus einem Kunstharz gebildet sind.
Gemäß dem fünften Aspekt wird durch Bilden wenigstens eines Teils des Flexspline, der im Stand der Technik aus einem Metall gebildet ist, aus einem Kunstharz gebildet und eine Verringerung des Gewichts und eine Herstellungserleichterung werden erreicht. Darüber hinaus weisen die Stiftelemente, das erste Stiftstützelement und das zweite Stiftstützelement geringere Anforderungen für die Genauigkeit der Form und Dimension auf als die des Flexspline im Stand der Technik und können einfach durch Spritzgießen oder dergleichen gebildet werden.
Ein sechster Aspekt der Offenbarung stellt das Flexspline für die Spannungswellengetriebevorrichtung nach einem der ersten bis fünften Aspekte bereit, wobei sowohl das erste Stiftstützelement als auch das zweite Stiftstützelement an einem von dem Ausgabeelement, das eine Drehausgabe eines daran befestigten Elements überträgt, und dem Sicherungselement angebracht sind, das die Rotation des daran befestigten Elements verhindert.
Gemäß dem sechsten Aspekt ist es durch Anbringen sowohl des ersten Stiftstützelements als auch des zweiten Stiftstützelements an den Ausgabeelementen möglich, die Drehausgabe von beiden Seiten in der axialen Richtung des Flexspline zu extrahieren. Andererseits können, indem sowohl das erste Stiftstützelement als auch das zweite Stiftstützelement an den Sicherungselementen angebracht werden, beide Seiten in der axialen Richtung des Flexspline gestützt werden. Dementsprechend ist es im Vergleich zu einem Fall, in dem nur eine Seite gestützt wird, möglich, eine Verbesserung der Haltbarkeit zu erreichen und eine Reaktionskraft einer größeren Drehausgabe zu unterstützen.
Ein siebter Aspekt der Offenbarung stellt eine Spannungswellengetriebevorrichtung bereit, die umfasst: ein Circular Spline mit einer ringförmigen Form, wobei innenliegende Zähne an einer Innenumfangsfläche des Circular Spline gebildet sind, einen zylindrischen Teil eines Flexspline, der in einen Innenumfang des Circular Spline eingesetzt ist, außenliegende Zähne, die auf einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Teils des Flexspline gebildet sind, wobei sich eine Anzahl der außenliegende Zähne von einer Anzahl der innenliegenden Zähne des Circular Spline unterscheidet, einen Wellengenerator, der in einen Innenumfang des Flexspline eingesetzt ist, wobei der zylindrische Teil des Flexspline durch den Wellengenerator teilweise in Richtung des Außenumfangs in der Umfangsrichtung gedrückt und erweitert wird, so dass die außenliegenden Zähne eines durch den Wellengenerator gepressten und erweiterten Teils mit den innenliegende Zähnen des Circular Spline zusammenwirken, wobei das Flexspline gemäß einem der Aspekte eins bis sechs als Flexspline verwendet wird.
Mit dem Spannungswellengetriebevorrichtung mit der Struktur gemäß dem siebten Aspekt, verglichen mit dem Flexspline in der Spannungswellengetriebevorrichtung gemäß dem Stand der Technik, die in der Herstellung schwierig und teuer ist, kann ein Flexsplline einfach bei niedrigen Kosten hergestellt werden, durch die Verwendung der Struktur gemäß der Offenbarung und somit ist es möglich, eine Spannungswellengetriebevorrichtung einfacher und zu geringeren Kosten herzustellen und bereitzustellen.
Da ferner eine Zieldrehausgabe extrahiert werden kann oder eine Reaktionskraft einer Drehausgabe auf beiden Seiten des Flexspline empfangen werden kann, ist es möglich, einen Freiheitsgrad bei der Gestaltung eines Übertragungsmechanismus einer Drehausgabe, eines Stützmechanismus, der eine Drehung der Flexspline verhindert oder dergleichen zu verbessern und ein sehr zuverlässiger Betrieb zum Zeitpunkt des Extrahierens einer Drehausgabe kann realisiert werden.
Effekte der Erfindung
Da der zylindrische Teil mit außenliegenden Zähnen durch eine Vielzahl von Stiftelementen entsteht, die in der Umfangsrichtung angeordnet und gestützt sind, ist es gemäß der Offenbarung nicht notwendig, den zylindrischen Teil mit hoher Präzision durch Schneiden bzw. Fräsen zu formen, anders als bei dem Flexspline im Stand der Technik und es ist möglich, den Flexspline vereinfacht zu erhalten. Da das erste Stiftstützelement und das zweite Stiftstützelement an beiden Enden der Vielzahl von Stiftelementen des zylindrischen Teils angebracht sind, werden die Vielzahl von Stiftelementen durch das erste Stiftstützelement und das zweite Stiftstützelement stabil gestützt. Da die Übertragung einer Rotationsausgabe von dem Flexspline zu einem anderen Element oder die Verhinderung der Drehung des Flexspline selektiv durch wenigstens eines von dem ersten Stiftstützelement und dem zweiten Stiftstützelement realisiert werden kann, ist es möglich, leicht mit einem Übertragungsmechanismus einer Drehausgabe oder einem Drehhemmungsmechanismus des Flexspline mit verschiedenen Strukturen zurechtzukommen.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Spannungswellengetriebevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Offenbarung.
2 ist eine Explosionsansicht der in 1 dargestellten Spannungswellengetriebevorrichtung.
3 ist eine perspektivische Schnittansicht der in 1 dargestellten S pannungswellengetriebevorrichtung.
4 ist eine Vorderansicht der in 1 dargestellten S pannungswellengetriebevorrichtung.
5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in 4.
6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI in 4.
7 ist eine perspektivische Ansicht eines ersten Stiftstützelements der in 1 dargestellten Spannungswellengetriebevorrichtung.
8 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils des in 7 dargestellten ersten Stiftstützelements.
9 ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Stiftstützelements der in 1 dargestellten Spannungswellengetriebevorrichtung.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein Circular Spline und einige Stiftelemente von der in 1 dargestellten Spannungswellengetriebevorrichtung gelöst sind.
11 ist eine perspektivische Ansicht eines Stiftelements einer Spannungswellengetriebevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Offenbarung, wobei 11(a) einen Zustand darstellt, in dem ein Außenzahnabschnitt nicht durch einen Wellengenerator gedrückt wird und 11(b) einen Zustand darstellt, in dem der Außenzahnbereich durch den Wellengenerator gedrückt wird.
12 ist eine perspektivische Ansicht eines Stiftelements einer Spannungswellengetriebevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Offenbarung.
13 ist eine Schnittansicht, die einen Hauptteil einer Spannungswellengetriebevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der Offenbarung darstellt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend werden Ausführungsformen der Offenbarung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 stellt eine Spannungswellengetriebevorrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Offenbarung dar. Wie in den 2 bis 6 dargestellt, enthält die Spannungswellengetriebevorrichtung 10 ein Flexspline 12, ein Circular Spline 14 und einen Wellengenerator 16.
Das Flexspline 12 weist eine Struktur auf, bei der ein erstes Stiftstützelement 20 an Enden an einer Seite einer Vielzahl von Stiftelementen 18 angebracht ist und ein zweites Stiftstützelement 22, das an Enden an der anderen Seite der Vielzahl von Stiftelementen 18 angebracht ist.
Das Stiftelement 18 ist ein hartes Element, das aus einem synthetischen Harz, wie einem ABS-Harz, gebildet ist und weist eine im Wesentlichen zylindrische Form mit einem kleinen Durchmesser auf.
Das erste Stiftstützelement 20 ist ein hartes Element, das aus dem gleichen synthetischen Harz wie die Stiftelemente 18 gebildet ist und weist eine im Wesentlichen ringförmige Plattenform auf, wie in 7 dargestellt. Ein Außenumfangsabschnitt 24 davon ist an einem Ausgabeelement 66 angebracht, das später beschrieben wird, und ein Innenumfangsabschnitt 26 davon ist an Enden an einer Seite der Stiftelemente 18 angebracht.
Ferner ist ein erster Stifteinsetzaussparungsabschnitt 28 mit einem Boden, der an einer Endfläche in der axialen Richtung in der Mitte der radialen Richtung offen ist, in dem Innenumfangsabschnitt 26 des ersten Stiftstützelements 20 gebildet. Der erste Stifteinsetzaussparungsabschnitt 28 ist kontinuierlich in dem gesamten Umfang in der Umfangsrichtung gebildet, und ein tiefer Abschnitt 30 und ein flacher Abschnitt 32 sind abwechselnd in der Umfangsrichtung bereitgestellt, wie in 8 dargestellt. Der tiefe Abschnitt 30 und der flache Abschnitt 32 haben einen im Wesentlichen elliptischen Querschnitt mit einer langen Achse in der radialen Richtung des ersten Stiftstützelements 20 und eine Vielzahl von tiefen Abschnitten 30 und eine Vielzahl von flachen Abschnitten 32 sind über den gesamten Umfang des ersten Stiftstützelements 20 angeordnet. Außerdem werden der tiefe Abschnitt 30 und der flache Abschnitt 32 in der Umfangsrichtung des ersten Stiftstützelements 20 benachbart zueinander angeordnet, um miteinander in der Grenzfläche dazwischen zu kommunizieren, wobei der erste Stifteinsetzaussparungsabschnitt 28, der eine Vielzahl von tiefen Abschnitten 30 und eine Vielzahl von flachen Abschnitten 32 enthält, über den gesamten Umfang in dem Innenumfangsabschnitt 26 des ersten Stiftstützelement 20 kontinuierlich gebildet. Die Gesamtanzahl von tiefen Abschnitten 30 und flachen Abschnitten 32 in dem ersten Stifteinsetzaussparungsabschnitt 28 ist so eingestellt, dass sie gleich der Anzahl von Stiftelementen 18 ist.
Das zweite Stiftstützelement 22 ist ein hartes Element, das aus dem gleichen synthetischen Harz wie die Stiftelemente 18 gebildet ist und weist eine im Wesentlichen ringförmige Plattenform auf, wie in 9 dargestellt. Zudem weist das zweite Stiftstützelement 22 eine Struktur auf, die dem Innenumfangsabschnitt 26 des ersten Stiftstützelements 20 entspricht.
Ferner ist ein zweiter Stifteinsetzaussparungsabschnitt 34 mit einem Boden, der an einer Endfläche in der axialen Richtung in der Mitte der radialen Richtung offen ist, in dem zweiten Stiftstützelement 22 gebildet. Der zweite Stifteinsetzaussparungsabschnitt 34 ist im gesamten Umfang in der Umfangsrichtung kontinuierlich gebildet, und ein tiefer Abschnitt 36 und ein flacher Abschnitt 38 sind abwechselnd in der Umfangsrichtung bereitgestellt. Der tiefe Abschnitt 36 und der flache Abschnitt 38 haben einen im Wesentlichen elliptischen Querschnitt mit einer langen Achse in der radialen Richtung des zweiten Stiftstützelements 22, und eine Vielzahl von tiefen Abschnitten 36 und eine Vielzahl von flachen Abschnitten 38 sind über den gesamten Umfang des zweiten Stiftstützelements 22 angeordnet. Außerdem wird dadurch, dass der tiefe Abschnitt 36 und der flache Abschnitt 38 benachbart zueinander in der Umfangsrichtung des zweiten Stiftstützelements 22 miteinander in der Grenzfläche dazwischen kommunizieren, der zweite Stifteinsetzaussparungsabschnitt 34, der eine Vielzahl von tiefen Abschnitten 36 und eine Vielzahl von flachen Abschnitten 38 enthält, kontinuierlich über den gesamten Umfang in dem zweiten Stiftstützelement 22 gebildet.
Der zweite Stifteinsetzaussparungsabschnitt 34 des zweiten Stiftstützelements 22 ist im Wesentlichen in der gleichen Form und Größe wie der erste Stifteinsetzaussparungsabschnitt 28 des ersten Stiftstützelements 20 gebildet. Zudem sind Öffnungsformen der tiefen Abschnitte 30 und 36 und der flachen Abschnitte 32 und 38 in den ersten und zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitten 28 und 34 der ersten und zweiten Stiftstützelemente 20 und 22 die gleichen und ferner sind die tiefen Abschnitte 30 des ersten Stiftstützelements 20 und die flachen Abschnitte 38 des zweiten Stiftstützelements 22 auf die gleiche Anzahl eingestellt, und sind die flachen Abschnitte 32 des ersten Stiftstützelements 20 und die tiefen Abschnitte 36 des zweiten Stiftstützelements 22 auf die gleiche Anzahl eingestellt.
Wie in 5, 6 und 10 dargestellt ist, sind Enden an einer Seite in der axialen Richtung der Vielzahl von Stiftelementen 18 in den ersten Stifteinsetzaussparungsabschnitt 28 des ersten Stiftstützelements 20 eingesetzt, wobei die Enden auf einer Seite in der axialen Richtung der Stiftelemente 18 durch das erste Stiftstützelement 20 gestützt werden, und wobei die Vielzahl der Stiftelemente 18 in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Stiftelemente 18 sind jeweils in die Vielzahl von tiefen Abschnitten 30 und die Vielzahl von flachen Abschnitten 32 in dem ersten Stifteinsetzaussparungsabschnitt 28 eingesetzt und die Stiftelemente 18, die in die tiefen Abschnitte 30 eingesetzt sind, und die Stiftelemente 18, die in die flachen Abschnitte 32 eingesetzt sind, sind gegeneinander in der axialen Richtung versetzt.
Außerdem sind Enden an der anderen Seite in der axialen Richtung der Vielzahl von Stiftelementen 18 in den zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitt 34 des zweiten Stiftstützelements 22 eingesetzt, sind die Enden an der anderen Seite in der axialen Richtung der Vielzahl von Stiftelementen 18 durch das zweite Stiftstützelement 22 gestützt, und sind die Stiftelemente 18 in der Umfangsrichtung angeordnet. Die Stiftelemente 18 sind jeweils in die Vielzahl von tiefen Abschnitten 36 und die Vielzahl von flachen Abschnitten 38 in dem zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitt 34 eingesetzt, und die Stiftelemente 18, die in die tiefen Abschnitte 36 eingesetzt sind, und die Stiftelemente 18, die in die flachen Abschnitte 38 eingesetzt sind, sind gegeneinander in der axialen Richtung versetzt.
Hier sind das erste Stiftstützelement 20 und das zweite Stiftstützelement 22 so angeordnet, dass sie einander in der axialen Richtung gegenüberliegen, und der erste Stifteinsetzaussparungsabschnitt 28 und der zweite Stifteinsetzaussparungsabschnitt 34 sind geöffnet, um einander in der axialen Richtung zugewandt zu sein. Ferner sind die Positionen in der Umfangsrichtung des ersten Stiftstützelements 20 und des zweiten Stiftstützelements 22 relativ zueinander bestimmt, liegen die tiefen Abschnitte 30 des ersten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 28 und die flachen Abschnitte 38 des zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitt 34 einander in der axialen Richtung gegenüber und liegen die flachen Abschnitte 32 des ersten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 28 und die tiefen Abschnitte 36 des zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 34 einander in der axialen Richtung gegenüber. Dementsprechend, wie in 5 und 6 gezeigt, sind Stiftelemente 18a, die zwischen den tiefen Abschnitten 30 des ersten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 28 und den flachen Abschnitten 38 des zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 34 angeordnet sind und einander zugewandt sind, und sind Stiftelemente 18b, die zwischen den flachen Abschnitten 32 angeordnet sind des ersten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 28 und den tiefen Abschnitten 36 des zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 34 angeordnet sind und die einander zugewandt sind, an Positionen angeordnet, die in der axialen Richtung verschoben sind.
Darüber hinaus ist das Ende des Stiftelements 18a, das in einen tiefen Abschnitt 30 des ersten Stiftstützelements 20 eingesetzt ist, an dem flachen Abschnitt 32 in der Umfangsrichtung des ersten Stiftstützelements 20 verriegelt und das Ende an einer Seite des Stiftelements 18a ist an der Innenfläche des ersten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 28 in der Umfangsrichtung eines zylindrischen Teils 40 verriegelt. Ferner ist das Ende des Stiftelements 18b, das in einen tiefen Abschnitt 36 des zweiten Stiftstützelements 22 eingesetzt ist, an dem flachen Abschnitt 38 in der Umfangsrichtung des zweiten Stiftstützelements 22 verriegelt, und ist das Ende an der anderen Seite des Stiftelements 18b an der Innenfläche des zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 34 in der Umfangsrichtung des zylindrischen Teils 40 verriegelt.
Außerdem, da jedes Stiftelement 18 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und der erste Stifteinsetzaussparungsabschnitt 28 und der zweite Stifteinsetzaussparungsabschnitt 34 einen elliptischen Querschnitt aufweisen, ist das Stiftelement 18 relativ zu dem ersten und dem zweiten Stiftstützelement 20 und 22 in der radialen Richtung des ersten und zweiten Stiftstützelements 20 und 22 bewegbar, was die Richtung der langen Achse der Öffnungen des ersten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 28 und des zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 34 ist. Ferner ist die Bewegungsdistanz jedes Stiftelements 18 in Abhängigkeit von den Größen und Formen des ersten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 28 und des zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 34 beschränkt.
Zudem, da eine Vielzahl von (in dieser Ausführungsform 50 Stück) Stiftelementen 18 in der Umfangsrichtung in einem Zustand angeordnet sind, in dem die Enden auf beiden Seiten in der axialen Richtung davon von dem ersten und dem zweiten Stiftstützelementen 20 und 22 gestützt werden, besteht der zylindrische Teil 40 aus Abschnitten der Stiftelemente 18, die von den ersten und zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitten 28 und 34 der ersten und zweiten Stiftstützelemente 20 und 22 vorstehen. Da der zylindrische Abschnitt 40 aus einer Vielzahl von Stiftelementen 18 besteht, wird eine Unebenheit an der Außenumfangsfläche gebildet, die in der Umfangsrichtung entlang der Querschnittsformen der Stiftelemente 18 angeordnet ist, und die außenliegenden Zähne werden durch die Außenabschnitte der Stiftelemente 18 gebildet, aus denen die Außenumfangsfläche des zylindrischen Teils 40 besteht. Kurz gesagt, in dem Flexspline 12, besteht der zylindrische Teil 40, der die außenliegenden Zähne 40 an seiner Außenumfangsfläche aufweist, aus einer Vielzahl von Stiftelementen 18, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Die außenliegenden Zähne in dieser Ausführungsform weisen eine Zahnfläche auf, die im Wesentlichen halbzylindrisch ist, und sind in der Umfangsrichtung angeordnet, aber die außenliegenden Zähne sind nicht auf die halbzylindrische Form beschränkt und können eine polygonale Prismenform oder dergleichen aufweisen, abhängig von der Form der Stiftelemente 18.
Zudem ist ein elastisches Halteelement 42 als eine Haltevorrichtung ist an dem zylindrischen Teil 40 angebracht. Das elastische Halteelement 42 ist in einer ringförmigen Form aus einem elastischen Material, wie Gummi oder Elastomer, gebildet und wird von außen bzw. extern an das Ende der Seite des ersten Stiftstützelements 20 des zylindrischen Teils 40 angebaut, das durch eine Vielzahl von Stiftelementen 18 gebildet ist. Ferner ist der Innendurchmesser des elastischen Halteelementes 42 geringfügig kleiner eingestellt, als der Außendurchmesser des seinen zylindrischen Teils 40, wenn die Stiftelemente 18 an den Innenumfangsenden der ersten und zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 28 und 34 angeordnet sind, und eine elastische Energie spendende Kraft in Richtung des Innenumfangs wird normal auf den zylindrischen Abschnitt 40 ausgeübt, indem das elastische Halteelement von außen an den zylindrischen Teil 40 angebracht wird.
Wie in 3, 5 und 6 dargestellt, sind das Circular Spline 14 und der Wellengenerator 16 in das Flexspline 12 mit der oben erwähnten Struktur eingebaut.
Das Circular Spline 14 ist ein hartes Element, das aus einem Kunstharz oder einem Metall gebildet ist, und weist eine im Wesentlichen zylindrische Form oder Ringform auf und innenliegende Zähne 44 mit einer Form, die den Stiftelementen 18 des Flexspline 12 entspricht, sind an der Innenumfangsfläche davon gebildet. Die Anzahl der innenliegenden Zähne 44 unterscheidet sich von der Anzahl der die außenliegenden Zähne bildenden Stiftelemente 18, wobei die Anzahl der innenliegenden Zähne 44 um ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Nocken bzw. Keulen (die Anzahl der Langachsen des Wellengenerators 16, was später beschrieben werden wird) größer ist, als die Anzahl der Stiftelemente 18, und Stücke 52 der innenliegenden Zähne 44 sind in dieser Ausführungsform in der Umfangsrichtung angeordnet.
Zudem ist der zylindrische Teil 40 des Flexspline 12 in den Innenumfang des Circular Spline 14 eingesetzt. Ferner ist das erste Stiftstützelement 20 außen in der axialen Richtung des Circular Spline 14 angeordnet und der Außenumfangsabschnitt 24 des ersten Stiftstützelements 20 ist so eingestellt, dass er in der Umfangsrichtung relativ zu der Endfläche in der axialen Richtung des Circular Spline 14 drehverformbar ist. Darüber hinaus sind in dem Circular Spline 14 in dieser Ausführungsform die innenliegenden Zähne 44 zur Seite des ersten Stiftstützelements 20 hin verschoben, weist die Seite des zweiten Stiftstützelements 22 einen größeren Durchmesser auf als die innenliegenden Zähne 44, und ist das zweite Stiftstützelement 22 in den Abschnitt mit größerem Durchmesser in einer drehverformbaren Weise eingesetzt.
Wie in 3, 5 und 6 gezeigt, enthält der Wellgenerator 16 ein zylindrisches Presselement 46 mit einer zylindrischen Form und ein Eingabewellenelement 48 mit einer Plattenform, die in das zylindrische Presselement 46 eingesetzt ist.
Das zylindrische Presselement 46 ist ein hartes Element, das aus einem Kunstharz bzw. synthetischen Harz oder einem Metall gebildet ist, hat insgesamt eine zylindrische Form und Schraubenlöcher 50, die das zylindrische Presselement 46 in der axialen Richtung durchdringen, sind an einer Vielzahl von Positionen in der Umfangsrichtung gebildet und sind an beiden Endflächen in der axialen Richtung geöffnet. Die Innenumfangsfläche des zylindrischen Presselements 46 weist insgesamt eine im Wesentlichen zylindrische Form auf, wobei Verriegelungsnuten 52 und 52, die zu der Innenumfangsfläche des zylindrischen Presselements 46 geöffnet sind und sich in der axialen Richtung erstrecken, sind in einander in der radialen Richtung gegenüberliegenden Abschnitten gebildet und der Innendurchmesser des zylindrischen Presselements 46 ist so eingestellt, dass er in den Abschnitten teilweise größer ist, in denen die Verriegelungsnuten 52 und 52 gebildet sind.
Ferner weist die Außenumfangsfläche des zylindrischen Presselements 46 eine elliptische zylindrische Form oder eine lange zylindrische Form auf. Der Außendurchmesser in der Richtung der kurzen Achse des zylindrischen Presselement 46 ist im Wesentlichen gleich oder geringfügig kleiner als ein minimaler Innendurchmesser des zylindrischen Teils 40, in dem sich die Stiftelemente 18 an den Innenumfangsenden der ersten und zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitte 28 und 34 befinden, und der Außendurchmesser in der Längsachsenrichtung bzw. der Richtung der langen Achse des zylindrischen Presselements 46 ist so eingestellt, dass er größer als der minimale Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 40 ist.
Das Eingabewellenelement 48 weist eine Plattenform auf und enthält einen Einsetzabschnitt 54 mit einer großen Breite und einen Eingabeabschnitt 56 mit einer kleinen Breite. Das Eingabewellenelement 48 hat im Wesentlichen die gleiche Dicke wie die Breite der Verriegelungsnuten 52 und 52 des zylindrischen Presselements 46 auf und beide Enden in der Breitenrichtung des Einsetzabschnitts 54 sind in die Verriegelungsnuten 52 und 52 des zylindrischen Presselements 46 eingesetzt. Zudem ist das Eingabewellenelement 48 nicht auf die Plattenform beschränkt und kann beispielsweise eine zylindrische Form oder eine Säulenform aufweisen, die in das zentrale Loch des zylindrischen Presselements 46 eingesetzt werden kann, und eine Struktur kann angewendet werden, in der Vorsprünge, die in die Verriegelungsnuten 52 und 52 des zylindrischen Presselements 46 eingesetzt und mit diesen verriegelt sind, an der Außenumfangsfläche bereitgestellt sind.
Wie in 6 gezeigt, wird das Eingabewellenelement 48 in dem zylindrischen Presselement 46 gehalten, ohne von diesem fallen gelassen zu werden, indem ein erstes Anschlagelement 58 an einer Endfläche in der axialen Richtung des zylindrischen Presselements 46 und ein zweites Anschlagelement 60 an der anderen Endfläche in der axialen Richtung des zylindrischen Presselements 46 angebracht ist. Das erste Anschlagelement 58 hat eine im Wesentlichen ringförmige Form, wobei sein Innendurchmesser so eingestellt ist, dass er im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser von Abschnitten ist, die sich von den Verriegelungsnuten 52 und 52 des zylindrischen Presselements 46 erstrecken, und die Öffnungen auf einer Seite in der axialen Richtung der Verriegelungsnuten 52 und 52 werden durch das erste Anschlagelement 58 blockiert, indem das erste Anschlagelement 58 unter Verwendung einer Schraube (nicht dargestellt) befestigt wird, die mit dem Schraubenloch 50 verschraubt ist, um mit der Endfläche in der axialen Richtung des zylindrischen Presselements 46 zu überlappen. Andererseits hat das zweite Anschlagelement 60 eine im Wesentlichen ringförmige Plattenform, deren Innendurchmesser so eingestellt ist, dass sie im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des ersten Anschlagelements 58 ist, und die Öffnungen auf der anderen Seite in der axialen Richtung der Verriegelungsnuten 52 und 52 werden durch das zweite Anschlagelement 60 blockiert, indem das zweite Anschlagelement 60 unter Verwendung einer Schraube (nicht dargestellt) befestigt wird, die mit dem Schraubenloch 50 verschraubt wird, um mit der Endfläche in der axialen Richtung des zylindrischen Presselements 46 zu überlappen. Indem die Öffnungen auf beiden Seiten in der axialen Richtung der Verriegelungsnuten 52 und 52 mit den ersten und zweiten Anschlagelementen 58 und 60 auf diese Weise blockiert sind, ist das Eingabewellenelement 48 ist zwischen den ersten und zweiten Anschlagelementen 58 und 60 positioniert, die einander zugewandt sind, und das Eingabewellenelement 48 wird in einem Zustand gehalten, in dem es in das zylindrische Presselement 46 eingebaut ist.
Die spezifische Struktur des Wellengenerators 16 in dieser Ausführungsform ist nur ein Beispiel und die Struktur des Wellengenerators kann anwendungsspezifisch modifiziert werden. Das heißt, ein Wellengenerator mit einer Struktur, in welcher das zylindrische Presselement 46 bereitgestellt ist und das Eingabewellenelement 48 weggelassen wird, kann verwendet werden und eine Drehwelle 70 eines Elektromotors 68, der später beschrieben wird, kann mit dem zylindrischen Presselement 46 verbunden werden. Weiterhin kann beispielsweise ein säulenartiger Wellengenerator, der eine Außenumfangsfläche mit einer im Wesentlichen elliptischen zylindrischen Form oder eine lange zylindrische Form aufweist, angewendet werden.
Zudem ist der Wellengenerator 16 in den Flexspline 12 eingesetzt. Das heißt, der Abschnitt mit großem Durchmesser des zylindrischen Presselements 46 in dem Wellengenerator 16 wird in den Innenumfang des zylindrischen Teils 40 des Flexspline 12 eingesetzt. Ferner werden die Stiftelemente 18, aus denen den der zylindrische Teil 40 besteht, durch das elastische Halteelement 42 in Richtung dem Innenumfang vorgespannt und elastisch in einem Zustand gehalten, in dem die Stiftelemente gegen die Außenumfangsfläche des Abschnitts mit großem Durchmesser des zylindrischen Presselements 46 gedrückt werden und sind entlang der Außenumfangsfläche des zylindrischen Presselements 46 angeordnet. Zudem werden in dieser Ausführungsform alle Stiftelemente 18 mit der Außenumfangsfläche des zylindrischen Presselements 46 in Kontakt gebracht und in dieser gehalten, jedoch können die Stiftelemente 18, die sich auf beiden Seiten in der kurzen Achsenrichtung des zylindrischen Presselements 46 befinden (beide rechten und linken Seite in 5), getrennt von der Außenumfangsfläche des zylindrischen Presselements 46 gehalten werden, solange die Stiftelemente 18, dich sich auf beiden Seiten in der Längsachsenrichtung des zylindrischen Presselements 46 befinden (beide oberen und untere Seite in 6), in Kontakt mit der Außenumfangsfläche des zylindrischen Presselements 46 kommen. Wie man von diesem Punkt aus sieht, muss die Haltevorrichtung (das elastische Halteelement 42) die Stiftelemente 18 nicht in Kontakt mit der Außenumfangsfläche des Wellengenerators 16 (der Außenumfangsfläche des zylindrischen Presselements 46) über den gesamten Umfang bringen.
Zudem, ist das erste Anschlagelement 58 des Wellengenerators 16 in das ersten Stiftstützelement 20 eingesetzt und ein Vorsprung 62, der in dem ersten Anschlagelement 58 gebildet ist, ist außerhalb in der Axialrichtung des ersten Stiftstützelements 20 angeordnet. Dementsprechend wird dem ersten Stiftstützelement 20 die Drehung relativ zu dem Wellengenerator 16 erlaubt und ist in der axialen Richtung und der Richtung senkrecht zu der axialen Richtung positioniert.
Darüber hinaus ist der Abschnitt mit kleinem Durchmesser des zylindrischen Presselements 46 des Wellengenerators 16 in den Innenumfang des zweiten Stiftstützelements 22 des Flexspline 12 eingesetzt, und das Außenumfangsende des zweiten Anschlagelements 60 des Wellengenerators 16 ist in der axialen Richtung des zweiten Stiftstützelements 22 außen angeordnet. Dementsprechend wird dem zweiten Stiftstützelement 22 die Drehung relativ zu dem Wellengenerator 16 erlaubt und ist in der axialen Richtung und der Richtung senkrecht zur axialen Richtung positioniert.
Obwohl es nicht deutlich in den Zeichnungen dargestellt ist, ist es bevorzugt, dass relative Verschiebungen in axialer Richtung des Circular Spline 14, des Wellengenerators 16 und des Flexspline 12 begrenzt sind. Vor allem wenn zum Beispiel ein Sicherungselement 64 (das später beschrieben wird), das an dem Circular Spline 14 angebracht ist, und ein Ausgabeelement 66 (das später beschrieben wird), das an dem Flexspline 12 angebracht ist, in der Axialrichtung der Spannungswellengetriebevorrichtung 10 oder dergleichen positioniert sind, könnten das Circular Spline 14, das Flexspline 12 und der Wellengenerator 16 keine Struktur zum Begrenzen ihrer relativen Verschiebungen in der Axialrichtung aufweisen.
In der Spannungswellengetriebevorrichtung 10 mit der oben erwähnten Struktur wird die Außenumfangsfläche in der Längsachsenrichtung des zylindrischen Presselements 46 (die Aufwärts-Abwärts-Richtung in 6), die den Wellengenerator 16 bildet, gegen die Innenumfangsfläche des zylindrischen Teils 40 gedrückt und der zylindrische Teil 40 wird teilweise gegen den Außenumfang in der Umfangsrichtung gedrückt und in Richtung dessen ausgedehnt. Das heißt, eine Vielzahl von Stiftelementen 18, die in Kontakt mit der Außenumfangsfläche in der langen Achsenrichtung des zylindrischen Presselements 46 kommt, werden durch das zylindrische Presselement 46 zu dem Außenumfang hin gedrückt und werden in Richtung der Außenumfangsenden des ersten und zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitte 28 und 34 bewegt, wodurch der zylindrische Abschnitt 40 teilweise in Richtung des Außenumfangs in der Umfangsrichtung gedrückt wird, in Teilen, in denen sich die Stiftelemente 18 befinden. Da in dieser Ausführungsform die Außenumfangsfläche des zylindrischen Presselements 46 eine elliptische zylindrische Form oder eine lange zylindrische Form aufweist und die Anzahl der Nocken des Wellengenerators 16 zwei ist, wird der zylindrische Teil 40 zu dem Außenumfang an zwei Positionen in der Umfangsrichtung gedrückt und erweitert.
Auf diese Weise, durch bewirkten, dass der Wellengenerator 16 den zylindrischen Teil 40 teilweise in Richtung des Außenumfangs in der Umfangsrichtung drückt und erweitert, werden eine Vielzahl von Stiftelementen 18, aus welchen die gepressten und erweiterten Teile des zylindrischen Teils 40 bestehen, in den Circular Spline 14 gedrückt und mit den innenliegenden Zähnen 44 des Circular Spline 14 in Eingriff gebracht. Kurz gesagt, unter den Stiftelementen 18, die über den gesamten Umfang angeordnet sind, sind nur eine Vielzahl von Stiftelementen 18 an zwei Positionen in der Längsachsenrichtung des Wellengenerator 16 mit den innenliegenden Zähnen 44 in Eingriff. Die außenliegenden Zähne des zylindrischen Teils 40 und die innenliegenden Zähne 44 des Circular Spline 14 stehen teilweise in der Umfangsrichtung miteinander in Eingriff.
Ferner wird in der Richtung der kurzen Achse des zylindrischen Presselements 46, das den Wellengenerator 16 bildet, wie in 5 dargestellt, der zylindrische Teil 40 des Flexspline 12 nicht durch den Wellengenerator 16 in Richtung des Außenumfangs gedrückt und erweitert, sondern wird durch die Elastizität des elastischen Halteelements 42 entlang der Außenumfangsfläche des Wellengenerators 16 gehalten. Entsprechend, in der Kurzachsenrichtung des zylindrischen Presselements 46 des Wellengenerators 16 sind die Stiftelemente 18 in Richtung des Innenumfangs von der Innenverzahnung 44 des Circular Spline 14 getrennt, und so wird der Eingriff der außenliegenden Zähne mit den innenliegenden Zähnen 44 vermieden.
Dementsprechend greifen die Stiftelemente 18, aus denen die außenliegenden Zähne 44 des Flexspline 12 und die innenliegenden Zähne 44 des Circular Spline 14 bestehen, teilweise miteinander in der Umfangsrichtung ein. In dieser Ausführungsform stehen die Stiftelemente 18 und die innenliegenden Zähne 44 auf beiden Seiten in der Längsachsenrichtung des Wellengenerators 16 miteinander in Eingriff.
Da in dieser Ausführungsform die den zylindrischen Teil 40 bildenden Stiftelemente 18 in der radialen Richtung relativ zu dem ersten und dem zweiten Stiftstützelement 20 und 22 verformbar sind, kann die Verschiebung der Stiftelemente 18 zu dem Außenumfang mit einem hohen Grad an Freiheit eingestellt werden. Dementsprechend ist es möglich, zu bewirken, dass die Stiftelemente 18 und die innenliegenden Zähne 44 unabhängig von der Länge der Stiftelemente 18 ineinander eingreifen, und somit kann die Spannungswellengetriebevorrichtung 10 in der axialen Richtung minimiert werden.
Die Spannungswellengetriebevorrichtung 10 mit der oben erwähnten Struktur kann zum Beispiel zum folgenden Betrieb veranlasst werden. Das heißt, in der Spannungswellengetriebevorrichtung 10 ist das Circular Spline 14 an dem Sicherungselement 64 angebracht und das Flexspline 12 ist an dem Ausgabeelement 66 angebracht, wie beispielsweise in 6 dargestellt. Indem das Circular Spline 14 unter Verwendung des Sicherungselements 64 in einer nicht drehbaren Weise gestützt wird und bewirkt wird, dass sich das Ausgabeelement 66 zusammen mit dem Flexspline 12 dreht, wird eine Drehausgabe, die durch die Spannungswellengetriebevorrichtung 10 reduziert wird, von dem Ausgabeelement 66 nach außen abgegeben. Bei dieser Ausführungsform sind sowohl das erste Stiftstützelement 20 als auch das zweite Stiftstützelement 22, aus denen das Flexspline 12 besteht, an dem Ausgabeelement 66 angebracht. Ferner ist das Eingabewellenelement 48 des Wellengenerators 16 an der Drehwelle 70 des Elektromotors 68 angebracht und das Eingabewellenelement 48 kann durch den Elektromotor 68 zur Drehung angetrieben werden.
Zudem, durch Eingabe einer Drehantriebskraft des Elektromotors 68 an das Eingabewellenelement 48 des Wellengenerators 16, wird der Wellengenerator 16 dazu veranlasst sich relativ zu dem Circular Spline 14 zu drehen. Dementsprechend, da die Längsachsenrichtung des Wellengenerators 16 in der Umfangsrichtung mit der Drehung des Wellengenerators 16 variiert, variieren die Positionen der Stiftelemente 18 des Flexspline 12, die mit den innenliegenden Zähnen 44 des Circular Spline 14 in der Umfangsrichtung mit einander in Berührung kommen, sequenziell mit der Drehung des Wellengenerators 16. Da die Anzahl der Stiftelemente 18 des Flexspline 12, aus denen die außenliegenden Zähne bestehen, sich von der Anzahl der innenliegenden Zähne 44 des Circular Spline 14 unterscheidet, dreht sich das Flexspline 12 in der Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung des Wellengenerators 16 in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Anzahl der Stiftelemente 18 und der Anzahl der innenliegende Zähne 44 zu einem Zeitpunkt, an dem der Wellengenerator 16 sich um eine Umdrehung dreht, wenn die Stiftelemente 18 und die innenliegenden Zähne 44 miteinander in der Umfangsrichtung nacheinander in Eingriff kommen. Dementsprechend kann von dem Flexspline 12 in Reaktion auf eine Eingabe an den Wellengenerator 16 eine Ausgabe erhalten werden, die in einem Verhältnis reduziert wurde, das der Anzahlen der Zähne 18 und 44 entspricht. Zudem, in dieser Ausführungsform, da die Anzahl der Stiftelemente 18 als die außenliegenden Zähne 50 ist und die Anzahl der innenliegenden Zähne 44 des Circular Spline 14 52 ist, ist ein Reduktionsverhältnis auf 50:2 eingestellt.
In dieser Ausführungsform sind sowohl der erste Stiftstützelement 20 als auch die zweiten Stiftstützelement 22 des Flexspline 12 an dem Ausgabeelement 66 angebracht. Dementsprechend, da die Drehausgabe des Flexspline 12 auf das Ausgabeelement 66 an beiden Seiten in der axialen Richtung ausgeübt wird und eine Zieldrehausgabe erhalten werden kann mit einem guten Gleichgewicht auf beiden Seiten in der axialen Richtung des Flexspline 12, es ist möglich, Vibrationen oder Verzerrungen zum Zeitpunkt der Ausgabe zu reduzieren.
Außerdem sind die tiefen Abschnitte 30 des ersten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 28 in dem ersten Stiftstützelement 20 und die flachen Abschnitte 38 des zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 34 in dem zweiten Stiftstützelement 22 einander zugewandt und die flachen Abschnitte 32 des ersten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 28 und die tiefen Abschnitte 36 des zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 34 sind einander zugewandt. Zudem, bei den Stiftelementen 18 wird ein Ende, das in einen tiefen Abschnitt 30 des ersten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 28 eingesetzt ist, mit dem ersten Stiftstützelement 20 in der Umfangsrichtung in Kontakt gebracht und mit diesem verriegelt, und ein Ende, das in einen tiefen Abschnitt 36 des zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 34 eingesetzt ist, wird mit dem zweiten Stiftstützelement 22 in der Umfangsrichtung in Kontakt gebracht und mit diesem verriegelt. Dementsprechend wird eine Kraft in der Umfangsrichtung, die auf die Stiftelemente 18 aufgrund des Eingriffs mit den innenliegenden Zähnen 44 des Circular Spline 14 in den Flexspline 12 ausgeübt wird, effektiv auf die ersten und zweiten Stiftstützelemente 20 und 22 übertragen und wird als eine Drehausgabe zu dem Ausgabeelement 66 bewirkt. Darüber hinaus, selbst wenn eine Drehausgabe mit einem größeren Drehmoment erzeugt wird, kann eine Kraft wirksam von den Stiftelementen 18 zu den ersten und zweiten Stiftstützelementen 20 und 22 übertragen werden.
In der Spannungswellengetriebevorrichtung 10 mit der Struktur gemäß dieser Ausführungsform besteht der zylindrische Teil 40, der die außenliegenden Zähne enthält, aus einer Vielzahl von Stiftelementen 18, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind. Daher ist es möglich, das Flexspline 12 einfach zu bilden ohne Durchführen eines fortgeschrittenen Fräsens bzw. Schneidens, um teilweisen Eingriff zwischen den außenliegenden Zähnen (den Stiftelementen 18) und den innenliegenden Zähnen 44 in der Umfangsrichtung einfach aufgrund der Bewegung der Stiftelemente 18 zu realisieren und um eine ausgezeichnete Haltbarkeit zu erhalten.
Dadurch, dass sich die Stiftelemente 18 in der radialen Richtung des zylindrischen Teils 40 in den ersten und zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitten 28 und 34 bewegen können, wird der zylindrische Teil durch den Wellengenerator 16 in Umfangsrichtung teilweise gedrückt und erweitert, und die Stiftelemente 18 des Teils, der gedrückt und erweitert wurde, greifen mit den innenliegenden Zähnen 44 des Circular Spline 14 ein. Auf diese Weise, durch Bereitstellen der Stiftelemente 18 getrennt von den ersten und zweiten Stiftstützelementen 20 und 22 und Festgelegen der Stiftelemente 18, um in der radialen Richtung des zylindrischen Teils 40 relativ zu den ersten und zweiten Stiftstützelementen 20 und 22 verschoben zu werden, ist es möglich, das teilweise Drücken und Erweitern des zylindrischen Teils 40 durch den Wellengenerator 16 zu erleichtern eine große Fläche zu erhalten, in der die Stiftelemente 18 und die innenliegende Zähne 44 durch das Drücken und das Erweitern ineinandergreifen.
Ferner, da die Stiftelemente 18 elastisch an der Außenumfangsfläche des Wellengenerators 16 durch das elastische Halteelement 42 gehalten werden, wird der zylindrische Teil 40 gegen die Elastizität des elastischen Halteelements 42 durch den Wellengenerator 16 gedrückt und erweitert und Wiederherstellung und Zurückhaltung basierend auf der Elastizität des elastischen Halteelements 42 aus dem gedrückten und erweiterten Zustand kann leicht realisiert werden. Darüber hinaus wird der Zustand, in dem die Stiftelemente 18 elastisch an der Außenumfangsfläche des Wellengenerators 16 gehalten werden, durch eine einfache Konfiguration festgehalten, bei der ein ringförmiges elastisches Element an einem aus den Stiftelementen 18 des zylindrischen Teils 40 bestehenden Teil angebaut.
Zudem, da alle Stiftelemente 18 und die ersten und zweiten Stiftstütztelemente 20 und 22, die den Flexspline 12 bilden, aus einem synthetischen Harz gebildet sind, wird eine Verringerung des Gewichts und der Herstellungserleichterung eher erreicht, als bei einem Flexspline, das aus einem Metall gebildet ist. Außerdem, da das Flexspline 12 eine Struktur aufweist, in der die Stiftelemente 18 und die ersten und zweiten Stiftstützelemente 20 und 22 kombiniert sind, ist es möglich, die Präzision in den Formen und Abmessungen der Komponenten niedriger einzustellen, als bei einem Flexspline mit einer Struktur gemäß dem Stand der Technik, das integral als Ganzes ausgebildet ist und die Elastizität eines Metalls nutzt, und es ist möglich, die Stiftelemente 18, das erste Stiftstützelement 20 und das zweite Stiftstützelement 22 einfach durch Spritzgießen oder dergleichen zu bilden.
Zudem sind beide Enden einer Vielzahl von Stiftelementen 18, die in der Umfangsrichtung des zylindrischen Teils 40 angeordnet sind, an dem ersten Stiftstützelement 20 und dem zweiten Stiftstützelement 22 angebracht, und eine Ausgabe kann sowohl von dem ersten Stiftstützelement 20 als auch dem zweiten Stiftstützelement 22 erhalten werden. Dementsprechend ist es möglich, verschiedene Aspekte in Anordnung und Struktur des Ausgabeelements 66 leicht zu bewältigen und die Ausgabe von beiden Seiten in der axialen Richtung des Flexspline 12 an das Ausgangselement 66 zu übertragen, wie bei dieser Ausführungsform.
Außerdem, da eine Kraft, die auf die Stiftelementen 18 wirkt bzw. ausgeübt wird, von beiden Enden der Stiftelemente 18 an das erste und zweite Stiftstützelement 20 und 22 übertragen wird, ist es möglich, eine Verbesserung in Tragfähigkeit und Drehmomentübertragungseffizienz einer Drehleistung oder dergleichen zu erreichen. In dieser Ausführungsform wird die Außenumfangsfläche eines Endes jedes Stiftelements 18 mit dem abgestuften Abschnitt in Kontakt gebracht und mit diesem verriegelt, der zwischen dem tiefen Abschnitt 30 und dem flachen Abschnitt 32 des ersten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 28 in der Umfangsrichtung des zylindrischen Teils 40 gebildet ist, und die Außenumfangsfläche des anderen Endes jedes Stiftelements 18 wird in Kontakt mit dem abgestuften Abschnitt gebracht und damit verriegelt, der zwischen dem tiefen Abschnitt 36 und dem flachen Abschnitt 38 des zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitts 34 in der Umfangsrichtung des zylindrischen Teils 40 gebildet ist. Dementsprechend ist es möglich, die Übertragungseffizienz einer Kraft von den Stiftelementen 18 an die ersten und zweiten Stiftstützelemente 20 und 22 zu verbessern, und um effizient eine Drehausgabe zu erhalten, die an das Ausgabeelement 66 ausgeübt wird.
Weiterhin, da beide Enden der Stiftelemente 18 durch die ersten und zweiten Stiftstützelemente 20 und 22 abgestützt sind, wird die Verschiebung der Stiftelemente 18 stabil erzeugt, in Reaktion auf eine Eingabe von dem Wellengenerator 16 oder dergleichen, und damit wird eine Stabilisierung des Betriebs erreicht.
11 zeigt ein Stiftelement 80, durch das ein Flexspline einer Spannungswellengetriebevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Offenbarung bildet ist. Das Stiftelement 80 umfasst einen Verbindungswellenabschnitt 82, der an dem ersten Stiftstützelement und einem zweiten Stiftstützelement befestigt ist, die nicht dargestellt sind, und einen außenliegenden Zahnabschnitt 84, der einen Zwischenabschnitt in der axialen Richtung des Verbindungswellenabschnitts 82 durchdringt in einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung.
Insbesondere ist der Verbindungswellenabschnitt 82 ein hartes Element mit einer im wesentlichen rechteckigen Stabform, und ein Einsetzloch 86, das in der radialen Richtung des Flexspline durchdringt, ist in einem Zwischenabschnitt in der Längsrichtung gebildet. Andererseits ist der außenliegende Zahnabschnitt 84 ein stabförmiges Element, das eine Form aufweist, die dem Einsetzloch 86 des Verbindungswellenabschnitts 82 entspricht, und ein Ende, das an der Außenumfangsseite des Flexspline angeordnet ist, weist einen Verjüngungsabschnitt 88 auf, dessen Breite zum Außenumfang des Flexspline hin allmählich abnimmt.
Zudem wird das Stiftelement 80 gemäß dieser Ausführungsform durch Einsetzen des außenliegenden Zahnabschnitt 84 in das Einsetzloch 86 des Verbindungswellenabschnitts 82 in der radialen Richtung des Flexspline gebildet. Der außenliegende Zahnabschnitt 84 ist in das Einsetzloch 86 des Verbindungswellenabschnitts 82 in einer nicht gesicherten Weise eingesetzt und kann relativ zu dem Verbindungswellenabschnitt 82 verschoben werden, wie in 11 (a) und 11 (b) dargestellt ist.
Beide Enden 90 und 90 des Verbindungswellenabschnitts 82 des Stiftelements 80 mit der oben erwähnten Struktur werden durch das erste und das zweite Stiftstützelement mit einer ringförmigen Form, gestützt, die nicht dargestellt sind, und eine Vielzahl von Stiftelementen 80 sind in der Umfangsrichtung angeordnet, um einen zylindrischen Teil zu bilden. Ferner sind beide Enden 90 und 90 des Verbindungswellenabschnitt 82 an dem ersten und dem zweiten Stiftstützelement befestigt, beispielsweise mittels Kleben, Bolzenbefestigung oder mechanischen Eingriff, und eine relative Verschiebung des Verbindungswellenabschnitt 82 in Bezug auf das erste und das zweite Stiftstützelement wird verhindert.
Zudem ist der Verbindungswellenabschnitt 82 ist derart angeordnet, dass das Einsetzloch 86 in der radialen Richtung des zylindrischen Teils eindringt, und der außenliegende Zahnabschnitt 84 wird in das Einsetzloch 86 des Verbindungswellenabschnitts 82 in der radiale Richtung des zylindrischen Teils eingesetzt. Ferner ist der außenliegende Zahnabschnitt 84 derart angeordnet, dass sich der Verjüngungsabschnitt 88 an der Außenumfangsseite des zylindrischen Teils befindet, und eine Endfläche des außenliegenden Zahnabschnitts 84, die sich an der Innenumfangsseite des zylindrischen Teils befindet, kommt in Kontakt mit der Außenumfangsfläche eines Wellengenerators, der nicht dargestellt ist, durch äußeres Anbauen eines elastischen Halteelements (42) als eine Haltevorrichtung an dem außenliegenden Zahnabschnitt 84 in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform.
Zudem ist eine vorstehende Länge des außenliegenden Zahnabschnitts 84 von einer Fläche 92 des Verbindungswellenabschnitts 82 so festgelegt, das sie in einem Zustand, in dem der außenliegende Zahnabschnitt 84 in Kontakt mit der Außenumfangsfläche eines kurzen Achsenabschnitts des Wellengenerators kommt, klein ist, wie in 11 (a) gezeigt. Dementsprechend ist der sich verjüngende Abschnitt 88 des außenliegenden Zahnabschnitts 84 von in Richtung des Innenumfangs von innenliegenden Zähnen eines Circular Spline getrennt, das nicht dargestellt ist, und somit wird ein Eingriff zwischen dem außenliegenden Zahnabschnitt 84, der die außenliegende Zähne des Flexspline bildet, und den innenliegenden Zähnen des Circular Spline vermieden.
Auf der anderen Seite ist die vorstehende Länge des außenliegenden Zahnabschnitts 84 von der Oberfläche 92 des Verbindungswellenabschnittes 82 in einem Zustand, in dem der außenliegende Zahnabschnitt 84 in Kontakt eines mit der Außenumfangsfläche eins Längsachsenabschnitts des Wellengenerators kommt, groß eingestellt, wie in 11 (b) gezeigt, und der sich verjüngende Teil 88 des außenliegenden Zahnabschnitts 84 steht mit den innenliegenden Zähnen des Circular Spline in Eingriff, das nicht dargestellt ist. Entsprechend, da eine Drehausgabe zwischen dem Flexspline und dem Circular Spline erzeugt wird, wird dementsprechend eine Eingabe in den Wellengenerator reduziert und aus dem Flexspline oder dem Circular Spline extrahiert.
Auf diese Weise brauchen die ersten und zweiten Stiftstützelemente nicht so befestigt werden, dass eine relative Verschiebung der Stiftelementen erlaubt ist, und die ersten und zweiten Stiftstützelemente können an den Stiftelemente befestigt werden. Zudem, in dieser Ausführungsform, ist der Verbindungswellenabschnitt 82 von dem ersten und dem zweiten Stiftstützelement getrennt, kann jedoch einstückig mit dem ersten und dem zweiten Stiftstützelement gebildet sein.
12 veranschaulicht ein Stiftelement 100, das ein Flexspline einer Spannungswellengetriebevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Offenbarung bildet. Das Stiftelement 100 weist eine Struktur auf, in der ein außenliegender Zahnabschnitt 104 außen an einen Verbindungswellenabschnitt 102 angebaut ist, der eine kreisförmige Stangenform mit einem kleinen Durchmesser aufweist.
Der außenliegende Zahnabschnitt 104 ist aus einem harten Kunstharz oder Metall oder dergleichen gebildet, weist eine im Wesentlichen säulenartige Form auf und enthält ein Einsetzloch 106, in das der Verbindungswellenabschnitt 102 eingesetzt ist. Das Einsetzloch 106 durchdringt einen im Wesentlichen konstanten langen kreisförmigen Querschnitt in der axialen Richtung, wobei der Innendurchmesser in der kurzen Achsenrichtung im Wesentlichen gleich oder geringfügig größer eingestellt ist, als der Außendurchmesser des Verbindungswellenabschnitts 102 und der Innendurchmesser in der langen Achsenrichtung ist so festgelegt, dass er größer ist als der äußere Durchmesser des Verbindungswellenabschnitts 102. Dementsprechend wird eine relative Verschiebung des außenliegenden Zahnabschnitts 104 in Bezug auf den Verbindungswellenabschnitt 102 in der kurzen Achsenrichtung des Einsetzlochs 106 begrenzt und die relative Verschiebung des außenliegenden Zahnabschnitts 104 in Bezug auf den Verbindungswellenabschnitt 102 in der langen Achsenrichtung des Einsetzlochs 106 kann größer sein als die in der kurzen Achsenrichtung des Einsetzlochs 106.
Zudem wird ein zylindrisches Teil durch eine Vielzahl von Stiftelementen 100 gebildet, durch Befestigen beider Enden 108 und 108 des Verbindungswellenabschnitts 102 jedes Stiftelements 100 mit dem ersten und zweiten Stiftstützelement und Anordnen einer Vielzahl von Stiftelementen 100 in einer zylindrischen Form. Auf diese Weise wird ein Flexspline gemäß dieser Ausführungsform gebildet durch Anbringen einer Vielzahl von Stiftelementen 100 an dem ersten und dem zweiten Stiftstützelement. Ferner werden die außenliegenden Zähne des Flexspline durch die außenliegenden Zahnabschnitte 104 der Stiftelemente 100 gebildet und ein elastisches Halteelement (42) als Haltevorrichtung wird von außen an den außenliegenden Zahnabschnitten 104 in der gleichen Art und Weise angebaut, wie in der ersten Ausführungsform.
In dem Flexspline mit der oben erwähnten Struktur ist der außenliegende Zahnabschnitt 104, der die außenliegenden Zähne bildet, relativ zu dem Verbindungswellenabschnitt 102 in der radialen Richtung bewegbar. Dementsprechend drückt ein Wellengenerator (nicht dargestellt), der in den zylindrischen Teil des Flexspline eingesetzt ist, teilweise den außenliegenden Zahnabschnitt 104 in radialer Richtung in der Umfangsrichtung des zylindrischen Teils nach außen, wodurch der gedrückte außenliegende Zahnabschnitt 104 sich zu der äußeren Seite in der radialen Richtung relativ zu dem Verbindungswellenabschnitt 102 bewegt, und der zylindrische Teil wird teilweise zu dem Außenumfang in der Umfangsrichtung durch den Wellengenerator gedrückt und erweitert.
In der Spannungswellengetriebevorrichtung mit dem Stiftelement 100 mit einer derartigen Struktur gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, eine stabile Abstützung des Stiftelements 100 zu realisieren, durch Befestigen beider Enden des Verbindungswellenabschnitts 102 an dem ersten und zweiten Stiftstützelement, und es ist möglich, einen teilweisen Eingriff zwischen den außenliegenden Zähnen des Flexspline und den innenliegenden Zähnen der Circular Spline in der Umfangsrichtung zu ermöglichen, durch eine relative Bewegung des außenliegenden Zahnabschnitts 104 in Bezug auf den Verbindungswellenabschnitt 102. Zudem sind die Querschnittsformen des Verbindungswellenabschnitts 102 und des außenliegenden Zahnabschnitts 104 nicht besonders beschränkt, und die Querschnittsformen können beispielsweise polygonal sein. Ferner kann die Lochquerschnittsform des Einsetzlochs 106, das in dem außenliegenden Zahnabschnitt 104 gebildet ist, in Abhängigkeit von der Querschnittsform des Verbindungswellenabschnitts 102, einer erforderliche Bewegungsdistanz des außenliegenden Zahnabschnitts 104 relativ zu dem Verbindungswellenabschnitt 102 oder dergleichen geeignet geändert werden.
13 veranschaulicht einen Teil einer Spannungswellengetriebevorrichtung 110 gemäß einer vierten Ausführungsform der Offenbarung. Die Spannungswellengetriebevorrichtung 110 enthält ein Circular Spline 112, ein Flexspline 114 und einen Wellengenerator 116. Zudem werden in der folgenden Beschreibung Elemente und Abschnitte, die als im Wesentlichen die gleichen wie in der ersten Ausführungsform bestimmt werden, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und deren Beschreibung wird nicht wiederholt.
Insbesondere ist das Circular Spline 112 ein hartes Element mit einer zylindrischen Form mit einem großen Durchmesser als Ganzes, und innenliegende Zähne 44 sind in einem Zwischenabschnitt in der axialen Richtung gebildet.
Das Flexspline 114 weist eine Struktur auf, in der beide Enden jedes der Stiftelemente 118, die in einer zylindrischen Form angeordnet sind, durch ein erstes Stiftstützelement 20 und ein zweites Stiftstützelement 22 gestützt sind. Bei jedem Stiftelement 118 sind beide Enden davon in einen ersten Stifteinsetzaussparungsabschnitt 28 des ersten Stiftstützelements 20 und einen zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitt 34 des zweiten Stiftstützelements 22 eingesetzt, und beide Enden sind an dem ersten und zweiten Stiftstützelement 20 und 22 befestigt. Der erste und zweite Stifteinsetzaussparungsabschnitt 28 und 34 enthalten einen Querschnitt mit der im Wesentlichen gleichen Form und Größe wie der Querschnitt des Stiftelements 118 und haben in dieser Ausführungsform einen kreisförmigen Querschnitt.
Ferner kann jedes Stiftelement 118 als Reaktion auf eine Eingabe in eine Richtung senkrecht zur axialen Richtung eine elastische Verformung verursachen. Zudem ist die Größe der Biegeverformung der Stiftelemente 118 in Reaktion auf eine Eingabe derart eingestellt, dass die Stiftelemente 118 gekrümmt und gedrückt sind und zu dem Außenumfang erweitert werden, um mit den innenliegenden Zähnen 44 des Circular Spline 112 in Eingriff zu gelangen, wenn es eine Eingabe von dem Wellengenerator 116 gibt, die später beschreiben wird, in die Richtung senkrecht zu der axialen Richtung, und der Eingriff zwischen den Stiftelementen 118 und den innenliegenden Zähnen 44 wird in einem Zustand freigegeben, in dem die Eingabe von dem Wellengenerator 116 losgelassen bzw. freigegeben wird.
Der Wellengenerator 116 umfasst ein zylindrisches Presselement 120. Das zylindrische Presselement 120 weist eine im Wesentlichen zylindrischen Form als Ganze auf und Kontaktvorsprünge 122 und 122, die an beiden Seiten in radialer Richtung vorstehen sind in einem Zwischenabschnitt in der axialen Richtung gebildet. Der Kontaktvorsprung 122 weist eine leicht geneigte Bergform auf, die zum Außenumfang konvex ist, und ist an zwei Positionen in der Umfangsrichtung des zylindrischen Presselements 120 gebildet. Dementsprechend ist die Anzahl der Nocken des Wellengenerators 116 in dieser Ausführungsform auf zwei eingestellt. Und ähnlich wie der Wellengenerator 16 gemäß der ersten Ausführungsform ist der Wellengenerator 116 mit einer Drehwelle eines Elektromotors verbunden, der nicht dargestellt ist und dreht sich in der Umfangsrichtung mit einer Drehantriebskraft des Elektromotors.
Zudem sind der zylindrische Teil 40 und das zweite Stifthalteelement 22 des Flexspline 114 in den Innenumfang des Circular Spline 112 eingesetzt und der Wellengenerator 116 ist in den Innenumfang des Flexspline 114 eingesetzt.
In der Spannungswellengetriebevorrichtung 110 mit der oben erwähnten Struktur werden die Kontaktvorsprünge 122 und 122 des zylindrischen Presselements 120 in dem Wellengenerator 116 teilweise gegen einen Zwischenabschnitt in der axialen Richtung des zylindrischen Teils 40 in dem Flexspline 114 in der Umfangsrichtung gedrückt. Demgemäß, da der Zwischenabschnitt in der axialen Richtung jedes Stiftelements 118 aufgrund einer Biegeverformung in Richtung des Außenumfangs gedrückt und erweitert wird, wird dementsprechend der Zwischenabschnitt in der axialen Richtung des Stiftelements 118 zu dem Außenumfang gedrückt und erweitert und greift mit den innenliegenden Zähnen 44 des Circular Spline 112 ein.
Da andererseits die Außenumfangsfläche des zylindrischen Presselements 120 von den Stiftelementen 118 in Richtung des Innenumfangs in einem Teil getrennt ist, der von den Kontaktvorsprüngen 122 und 122 in dem zylindrischen Presselement 120 des Wellengenerators 116 in der Umfangsrichtung abweicht, sind die Stiftelemente 118 geradlinig gestreckt, wie durch eine Linie mit abwechselnd langen und zwei kurzen Strichen in 13 angedeutet ist und die Stiftelemente 118 und die innenliegenden Zähne 44 des Circular Spline 112 sind voneinander in der radialen Richtung getrennt, um nicht miteinander in Eingriff zu stehen. Das heißt, in dieser Ausführungsform ist es nicht notwendig, eine Haltevorrichtung bereitzustellen (das elastische Halteelement 42), das von den Stiftelementen 118 getrennt ist, und die Stiftelemente 118, die elastisch verformbar sind, können bereitgestellt sein, um auch als Haltevorrichtung zu dienen.
Wie in der Spannungswellengetriebevorrichtung 110 gemäß dieser Ausführungsform kann der Eingriff zwischen den außenliegenden Zähnen des Flexspline 114 und der innenliegenden Zähne 44 des Circular Spline 112 durch elastische Verformung der Stiftelemente 118 verursacht werden. Nach dieser Konfiguration ist es möglich, Stiftelemente 118 mit einer einfacheren Struktur zu verwenden und eine stabile Abstützung der Stiftelemente 118 durch Befestigen der Stiftelemente 118 an den ersten und zweiten Stiftabstützelementen 20 und 22 zu realisieren.
Während Ausführungsformen der Offenbarung im Detail oben beschrieben worden sind, ist die Offenbarung nicht auf diese spezifischen Beschreibungen beschränkt. Z um Beispiel ist jedes Stiftelement nicht auf eine säulenartige Form beschränkt, sondern kann eine Form mit einem nicht kreisförmigen Querschnitt aufweisen, wie beispielsweise eine polygonale Prismenform. Zudem verändern sich die Befestigungsstruktur der Stiftelemente in den ersten und zweiten Stiftstützelementen, die Form der innenliegenden Zähne 44 des Circular Spline 14 oder dergleichen in Abhängigkeit von der Form des Stiftelements auf geeignete Weise.
Zudem können die Anzahl der Stiftelemente 18, die die außenliegenden Zähne bilden, die Anzahl der innenliegenden Zähne 44 und eine Differenz zwischen den Anzahlen abhängig von der Anzahl der Nocken des Wellengenerators 16, einem erforderlichen Untersetzungsverhältnis, oder dergleichen in geeigneter Weise geändert werden.
Die spezifische Struktur des elastischen Halteelements ist nicht auf eine Ringform beschränkt, die in den oben erwähnten Ausführungsformen extern bzw. von außen an den zylindrischen Abschnitt 40 angebaut ist. Das heißt, ein elastisches Halteelement kann zwischen der Innenumfangsfläche der ersten und zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitte 28 und 34 der ersten und zweiten Stiftstützelemente 20 und 22 und der Außenumfangsfläche des Stiftelements 18 angeordnet sein, was beispielsweise realisiert werden kann, indem die Außenumfangsflächen beider Enden jedes Stiftelements 18 mit einer Gummischicht bedeckt werden und die Innenumfangsflächen der ersten und zweiten Stifteinsetzaussparungsabschnitte 28 und 34 mit einer Gummischicht bedeckt werden.
Darüber hinaus ist die, die die Stiftelemente 18 auf der Außenumfangsfläche des Wellengenerators 16 hält, nicht beschränkt auf die Elastizität des Elements und es kann zum Beispiel eine magnetische Anziehungskraft als wirkende Kraft veranlasst werden zwischen der Außenumfangsfläche des Wellengenerators 16 und den Stiftelementen 18, so dass das Stiftelement 18 an die Außenumfangsfläche des Wellengenerators 16 angezogen und gehalten wird.
In den oben erwähnten Ausführungsformen ist das Flexspline 12 aus einem Harz gebildet, aber das Material des Flexspline 12 ist nicht besonders beschränkt und kann aus einem Metall, wie Eisen oder einer Aluminiumlegierung gebildet werden. Das heißt, die Materialien der Stiftelemente 18 und der ersten und zweiten Stiftstützelemente 20 und 22, die den Flexspline 12 bilden, sind nicht beschränkt und können aus verschiedenen Materialien, wie einem Kunstharz oder einem Metall, gebildet sein.
Zudem kann der Wellengenerator 16 beispielsweise eine Struktur verwenden, in der eine Nockenplatte mit einer elliptischen Plattenform an einem Innenumfang eines Kugellagers angeordnet ist, einschließlich einem flexiblen Innenring und einem flexiblen Außenring, und die Nockenplatte ist am Innenring des Kugellagers befestigt. Wenn eine solche Struktur, in der das Kugellager angeordnet ist, verwendet wird, ist es möglich, eine Verschlechterung der Kraftübertragungseffizienz aufgrund der Reibung zwischen dem Wellengenerator 16 und dem Flexspline 12 einzudämmen. Ferner kann die Anzahl der Nocken des Wellengenerators 16 auf drei oder mehr eingestellt werden, und ein Unterschied in der Anzahl der Zähne zwischen den außenliegende Zähnen 18 und den innenliegenden Zähnen 44 wird im Allgemeinen auf ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Nocken eingestellt.
Zudem, wie in der oben genannten Ausführungsform, ist das Sicherungselement 64 an dem Circular Spline 14 angebracht, so dass das Circular Spline 14 in einer nicht drehbaren Weise befestigt ist, und das Ausgabeelement 66 ist an dem Flexspline 12 befestigt, so dass die Drehung des Flexspline 12 als eine Ausgabe extrahiert wird, aber das Sicherungselement 64 kann an das Flexspline 12 angebracht sein, so dass das Flexspline 12 nicht drehbar gesichert ist und das Ausgabeelement 66 kann an dem Circular Spline 14 derart angebracht werden, dass die Drehung der Circular Spline 14 als eine Ausgabe extrahiert wird.
Bezugszeichenliste

10, 110: Spannungswellengetriebevorrichtung
12, 114: Flexspline
14, 112: Circular Spline
16, 116: Wellengenerator
18, 80, 100, 118: Stiftelement
20: erstes Stiftstützelement
22: zweites Stiftstützelement
28: Erster Stifteinsetzaussparungsabschnitt
30: Tiefer Abschnitt
32: Flacher Abschnitt
34: zweiter Stifteinsetzaussparungsabschnitt
36: Tiefer Abschnitt
38: Flacher Abschnitt
40: zylindrischer Teil
42: elastischer Halter (Haltevorrichtung)
44: innenliegende Zähne
64: Sicherungselement
66: Ausgabeelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 5165120 [0002, 0006]
JP H526305 [0002, 0006]

Claims

Flexspline für eine Spannungswellengetriebevorrichtung, umfassend: einen zylindrischen Teil, der in einen Circular Spline mit einer ringförmigen Form eingesetzt ist, wobei das Circular Spline eine Vielzahl von innenliegenden Zähnen aufweist, die in einer Umfangsrichtung an einer Innenumfangsfläche des Circular Spline angeordnet sind, eine Vielzahl von außenliegenden Zähnen, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind und an einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Teils gebildet sind, und eine Anzahl der außenliegenden Zähne sich von einer Anzahl der innenliegenden Zähne unterscheidet, wobei der zylindrische Teil teilweise gedrückt und erweitert wird in Richtung eines Außenumfangs in Umfangsrichtung durch einen Wellengenerator, der in den zylindrischen Teil eingesetzt ist, so dass die außenliegenden Zähne des zylindrischen Teils teilweise mit den innenliegenden Zähnen des Circular Spline in der Umfangsrichtung in Eingriff stehen, wobei der zylindrische Teil, der mit den außenliegenden Zähnen versehen ist, eine Vielzahl von Stiftelementen umfasst, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, und eine Haltevorrichtung bereitgestellt ist, um die Stiftelemente an einer Außenumfangsfläche des Wellengenerators zu halten, wobei der zylindrische Teil teilweise in Richtung des Außenumfangs der Umfangsrichtung durch den Wellengenerator gedrückt und erweitert wird, so dass die Stiftelemente mit den innenliegenden Zähnen des Circular Spline eingreifen, und die Stiftelemente in einem anderen Teil in der Umfangsrichtung des zylindrischen Teils nicht in die innenliegende Zähne des Circular Spline eingreifen und durch die Haltevorrichtung an Positionen gehalten werden, die zu einem Innenumfang hin getrennt sind, wobei ein erstes Stiftstützelement und ein zweites Stiftstützelement, die Enden an beiden Seiten der Vielzahl von Stiftelementen stützen, bereitgestellt sind, und wobei eines von einem Ausgabeelement, das sich zusammen mit dem Flexspline dreht, und einem Sicherungselement, das die Drehung des Flexspline hemmt, an wenigstens einem von dem ersten Stiftstützelement und dem zweiten Stiftstützelement angebracht ist.
Flexspline für eine Spannungswellengetriebevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein Stifteinsetzaussparungsabschnitt, der an einer gegenüberliegenden Oberfläche offen ist, in dem ersten Stiftstützelement und dem zweiten Stiftstützelement gebildet ist welche so angeordnet sind, dass sie einander in einer axialen Richtung der Stiftelemente gegenüberliegen, wobei beide Enden jedes Stiftelements in den Stifteinsetzaussparungsabschnitt des ersten Stiftstützelements und den Stifteinsetzaussparungsabschnitt des zweiten Stiftstützelements eingesetzt sind, wobei beide Enden jedes Stiftelements in Bezug auf die Innenumfangsflächen der Stifteinsetzaussparungsabschnitte in der Umfangsrichtung des zylindrischen Teils verriegelt sind, und wobei beiden Enden jedes Stiftelements ermöglicht ist sich in einer radialen Richtung des zylindrischen Teils in den Stifteinsetzaussparungsabschnitten zu bewegen.
Flexspline für eine Spannungswellengetriebevorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Stifteinsetzaussparungsabschnitte so gebildet sind, dass sie in der Umfangsrichtung des zylindrischen Teils kontinuierlich sind, wobei ein tiefer Abschnitt und ein flacher Abschnitt in jedem Stifteinsetzaussparungsabschnitt vorgesehen sind, wobei der tiefe Abschnitt des Stifteinsetzaussparungsabschnitts in dem ersten Stiftstützelement und der flache Abschnitt des Stifteinsetzaussparungsabschnitts in dem zweiten Stiftstützelement einander in der axialen Richtung zugewandt sind, wobei der flache Abschnitt des Stifteinsetzaussparungsabschnitts in dem ersten Stiftstützelement und der tiefe Abschnitt des Stifteinsetzaussparungsabschnitts in dem zweiten Stiftstützelement einander in der axialen Richtung zugewandt sind.
Flexspline für eine Spannungswellengetriebevorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Haltevorrichtung, die die Stiftelemente an der Außenumfangsfläche des Wellengenerators elastisch hält, in einer ringförmigen Form gebildet ist, und die Haltevorrichtung außen an dem zylindrischen Teil einschließlich der Vielzahl von Stiftelementen angebaut ist.
Flexspline für eine Spannungswellengetriebevorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Stiftelemente und zumindest eines von dem ersten Stiftstützelement und dem zweiten Stiftstützelement aus einem Kunstharz gebildet sind.
Flexspline für eine Spannungswellengetriebevorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, wobei sowohl das erste Stiftstützelement als auch das zweite Stiftstützelement an einem von dem Ausgabeelement, das sich mit dem Flexspline dreht, und dem Sicherungselement angebracht sind, das die Rotation des Flexspline verhindert.
Spannungswellengetriebevorrichtung, umfassend: ein Circular Spline mit einer ringförmigen Form, wobei innenliegende Zähne an einer Innenumfangsfläche des Circular Spline gebildet sind, einen zylindrischen Teil eines Flexspline, der in einen Innenumfang des Circular Spline eingesetzt ist, außenliegende Zähne, die auf einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Teils des Flexspline gebildet sind, wobei sich eine Anzahl der außenliegenden Zähne von einer Anzahl der innenliegenden Zähne des Circular Spline unterscheidet, einen Wellengenerator, der in einen Innenumfang des Flexspline eingesetzt ist, wobei der zylindrische Teil des Flexspline durch den Wellengenerator teilweise in Richtung des Außenumfangs in der Umfangsrichtung gedrückt und erweitert wird, so dass die außenliegenden Zähne eines durch den Wellengenerator gepressten und erweiterten Teils mit den innenliegende Zähnen des Circular Spline eingreifen, wobei das Flexspline gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 als Flexspline verwendet wird.