JP2000110894A - たわみ噛み合い伝動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 たわみ噛み合い伝動装置の入出力間を密封
（シール）する。 【解決手段】 たわみ噛み合い伝動装置１０において、
ハウジング１２と、ハウジング１２の内部に固定され、
第１ウェーブジェネレータ５２を内部に配置して固定さ
れる第１フレックススプライン２０と、ハウジング１２
の内部に固定され、第２ウェーブジェネレータ８４を内
部に配置して固定される第２フレックススプライン３６
と、第２ウェーブジェネレータ８４に接続される第１駆
動軸３２と、第１ウェーブジェネレータ５２に接続され
る第２駆動軸４４と、第１出力軸７４に接続される第１
サーキュラスプライン６４と、第２出力軸１１０に接続
され、複数の出力軸７４、１１０により同期出力を発生
する第２サーキュラスプライン９４とを備え、フレック
ススプラインが第１および第２の２個あるため、たわみ
噛み合い伝動装置１０の入出力間が密封（シール）され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たわみ噛み合い伝
動装置に関し、特に２入力２出力を有し、密封（シー
ル）して使用するたわみ噛み合い伝動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たわみ噛み合い伝動装置は、時折り、制
御されたラジアル変形タイプの伝動装置として知られる
が、回転を回転として伝達する必要がある場合に用いら
れる。そのような伝達装置においては、歯車の歯の噛み
合いは薄い環状の歯車などの変形により複数の点で生じ
る。変形の生じた薄い環状の歯車の頂上が歯車の周囲に
沿って動くにつれて、薄い環状の歯車の周囲に沿って、
歯の噛み合いは歯車の円周の周囲に複数の点において生
じる。一つの歯から次の歯に進むにつれて、歯車の周囲
に沿って、薄い環状の歯車の変形部分が動くにつれて、
各々の歯は放射状に噛み合いに近づきまたは遠のく。こ
の動きの軌跡は、正弦波の性質をおよそ持つ曲線であ
り、「ストレインウェーブ歯車」ということの契機とな
る。

【０００３】この種の早期の伝達装置の例として、１９
５９年に特許されたＭｕｓｓｅｒの米国特許２，９０
６，１４３号やＲｏｂｉｎｓｏｎの米国特許３，１９
６，７１３号がある。伝達装置には回転動力が必要で、
作業場にある装置のどの部分からの汚れも製品には致命
的である、ある種の工業においての用途がある。動きの
伝達にじゃまにならない金属の障壁を通じての、能動的
かつ正確な制御された動きの伝達もまたそれらの工業に
おいて望まれる。パッキン、ベロウあるいは封が解けや
すいシールを用いないことから、たわみ噛み合い伝動装
置を使用して汚れを抑えることができる。そのような装
置は１９６５年７月２７日に特許されたＨ．Ａ．Ｒｏｂ
ｉｎｓｏｎの米国特許３，１９６，７１３号「密封伝達
装置」に示されている。その装置は典型的な回転力を回
転力に変えるもので、たわみ噛み合い伝動装置の同一な
３個の基本構成要素を使用するものである。しかし、そ
の構成は特定の需要に適合するように変更されている。
フレックススプラインは可撓性のチューブであり、一端
はディスクまたはダイアフラムに溶接されることにより
閉じられ、他端は載せられたフランジにボルトで固定さ
れるかあるいは溶接される。ウェーブジェネレータはフ
レックススプラインの内にあり、サーキュラスプライン
と噛み合うチューブとフレックススプラインの壁を変形
させる。サーキュラスプラインは出力部材として機能
し、入力と同じ方向に回転を伝える。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の密封
（シール）された、たわみ噛み合い伝動装置の改良を目
的とする。本発明はさらに、いかなる種類の汚れも絶対
的に製品にとって致命的である分野において用いられる
可能性のある、密封（シール）された、たわみ噛み合い
伝動装置を供給することを目的とする。本発明は、複数
の出力ができるたわみ噛み合い伝動装置を供給すること
も目的とする。本発明はさらに、２入力のたわみ噛み合
い伝動装置を供給することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は第１回転出力お
よび第２回転出力を同期的に発生するたわみ噛み合い伝
動装置に係るものである。この、たわみ噛み合い伝動装
置は、主要なハウジング、第１フレックススプライン、
第２フレックススプライン、第１駆動軸、第２駆動軸、
第１サーキュラスプライン、第２サーキュラスプライン
を備えている。

【０００６】第１フレックススプラインはハウジングの
内部に固定されており、第１ウェーブジェネレータに固
定される。なお、第１フレックススプラインの内部には
第１ウェーブジェネレータがある。第２フレックススプ
ラインはハウジングの内部に固定されており、第２ウェ
ーブジェネレータに固定される。なお、第２フレックス
スプラインの内部には第２ウェーブジェネレータがあ
る。

【０００７】第１駆動軸は第２ウェーブジェネレータに
接続されている。第２駆動軸は第１ウェーブジェネレー
タに接続されている。第１サーキュラスプラインは複数
の歯車の歯と噛み合い、第１出力軸に接続されている。
第２サーキュラスプラインは複数の歯車の歯と噛み合
い、第２出力軸に接続されいる。これにより、第２サー
キュラスプラインはたわみ噛み合い伝動装置から複数の
出力軸により同期出力を発生する。

【０００８】フレックススプラインが第１および第２と
いうように２個複合して設けられているので、入出力の
間が密封（シール）される。また、本発明は、たわみ噛
み合い伝動装置から複数の出力を発生する方法に係るも
のである。この方法は、以下の段階を含む。 （ａ）第１フレックススプラインおよび第２フレックス
スプラインをハウジングに配置する段階 （ｂ）サーキュラスプラインを、第１フレックススプラ
インおよび第２フレックススプラインの各々の周囲にあ
る外側の複数の出力歯と噛み合わせるように配置する段
階 （ｃ）第１駆動軸を前記ハウジングおよび第２フレック
ススプライン内の第２ウェーブジェネレータに挿入する
段階 （ｄ）第２駆動軸をハウジングおよび第１フレックスス
プライン内の第１ウェーブジェネレータに挿入する段階 （ｅ）第１サーキュラスプラインを第１フレックススプ
ラインの外周の歯と噛み合うように接続する段階 （ｆ）第２サーキュラスプラインを第２フレックススプ
ラインの外周の歯と噛み合うように接続する段階 （ｇ）出力軸からの回転出力の組合わせを発生できるよ
うに、第１フレックススプラインおよび第２フレックス
スプラインの各々に、ハウジングを通して出力軸を取り
付ける段階。

【０００９】フレックススプラインが第１および第２と
いうように２個複合して設けられているので、入出力の
間が密封（シール）される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１には本発明の実施の形態に係
るたわみ噛み合い伝動装置が示されている。たわみ噛み
合い伝動装置１０は、同軸の２軸出力と同軸の２軸入力
を有する。たわみ噛み合い伝動装置１０は主要なハウジ
ング１２を有する。ハウジング１２は入力端部（第１端
部）１４と出力端部（第２端部）１６を有する。ハウジ
ング１２は、図を見やすくするために省略したが、回転
部材の壁１７に密着して固定し、たわみ噛み合い伝動装
置１０が圧力や熱に対して密封（シール）されるように
してもよい。ハウジング１２は入力端部１４に開口部１
８を有する。第１フレックススプライン２０は放射状に
開いた端部２２を有し、ハウジング１２の入力端部１４
の、開口部１８から放射状に位置する内壁２４に、溶接
などの回転不能に密封（シール）する方法で取り付けら
れる。第１フレックススプライン２０はカップ状の端部
２６を有し、端部２６は端部２２と対向している。端部
２６は小さな開口部３０を有する。開口部３０により、
開口部３０を通って駆動軸３２が延びることができる。
第１フレックススプライン２０の端部２６は環状の肩３
４を有する。第２フレックススプライン３６は環状のリ
ム４０を周囲に有する開口端３８を備える。第２フレッ
クススプライン３６は肩３４と第１フレックススプライ
ン２０の端部２６に密着して取り付けられることが好ま
しい。第２フレックススプライン３６は第２の内部の直
径がある。かかる直径は第１フレックススプライン２０
の直径と異なるものでもよい。第２フレックススプライ
ン３６は閉じたダイアフラムの端部４２を有し、これに
よりたわみ噛み合い伝動装置１０の入力端部１４と出力
端部１６の間を確実に密封（シール）する。なお、図か
らはフレックススプラインやウェーブジェネレータなど
の縮尺、寸法を導き出す必要はない。フレックススプラ
インやウェーブジェネレータなどの縮尺、寸法は図とは
異なることがある。ただし、本発明から導き出される縮
尺、寸法はこの限りではない。

【００１１】第１入力は中空のチューブ軸４４を有し、
ハウジング１２の入力端部１４における開口部１８を通
して、ハウジング１２内部のベアリング４６により、ハ
ウジング１２に回転できるように支持されている。チュ
ーブ軸４４は遠位的な端部４８を有し、端部４８は第１
フレックススプライン２０の内部に延伸する。チューブ
軸４４は内部に向かう肩５０を有する。第１ウェーブジ
ェネレータ５２はチューブ軸４４の肩５０の環状面の遠
位的側面に取り付けられている。外側のベアリング溝５
６は第１フレックススプライン２０の内面にあり、内側
および外側のベアリング溝５４、５６の間にある複数の
ボールベアリング５８がベアリング溝５６にフィットし
ている。複数の第１の歯６０は第１フレックススプライ
ン２０の外周に配置され、第１ウェーブジェネレータ５
２に放射的に外側にある。第１フレックススプライン２
０の放射的に外側にある歯６０は前もって、第１フレッ
クススプライン２０の周りにある第１サーキュラスプラ
イン６４上の環状に配列された歯６２と噛み合ってい
る。水平方向に離れている環状のベアリング６６と６
６’により、第１サーキュラスプライン６４はハウジン
グ１２の内部に回転できるように支持されている。第１
サーキュラスプライン６４は開口する第２の端部７０を
有する。端部７０は中空の第１出力軸７４の開口するフ
ランジの端部７２に接続されている。第１出力軸７４自
身はさらなる出力軸７６に接続されている。中空の第１
出力軸７４は第２フレックススプライン３６に放射状に
外側に設けられている。

【００１２】第２入力軸３２は第１入力軸４４を通して
配置され、第２入力軸３２と第１入力軸４４の間にある
環状のベアリング８０により、第２入力軸３２は第１入
力軸４４から離隔している。第２入力軸３２は遠位的な
端部８２を有し、端部８２は第１フレックススプライン
２０の第２の端部２６を通して、第２フレックススプラ
イン３６の中心に延伸する。第２ウェーブジェネレータ
８４は第２入力軸３２の遠位的な端部８２の付近にあ
る。第２ウェーブジェネレータ８４は第１ウェーブジェ
ネレータ５２と大きさ（直径）が異なり、あるいは波の
形が異なってもよい。第２ウェーブジェネレータ８４は
第１ウェーブジェネレータ５２と大きさ（直径）および
波の形が異なってもよい。環状ベアリング８６は第２ウ
ェーブジェネレータ８４の外周および第２フレックスス
プライン３６の内周９０の内部に沿ってフィットするよ
うになっている。複数の歯９２は第２ウェーブジェネレ
ータ８４に放射状に外側にある第２フレックススプライ
ン３６の外周に設けられている。第２サーキュラスプラ
イン９４は放射状に内向きに配列された歯９６を有し、
歯９６は第２フレックススプライン３６の放射状の外側
の縁上の歯９２と噛み合う。第２サーキュラスプライン
９４は環状のベアリング１００を有する。ベアリング１
００は放射状に外面１０２と第１出力軸７４の内面１０
４の間にあり、それらの間で回転する。第２サーキュラ
スプライン９４は第２出力軸１１０に取り付けられた閉
端部１０６を有する。第１出力軸７６と第２出力軸１１
０は同軸であり、各々は同期的に本発明の実施の形態に
係るたわみ噛み合い伝動装置から非類似の回転動作を同
期的に伝達するように配置されている。

【００１３】第１の中空の出力軸７６は環状のベアリン
グ６６’によりハウジング１２内部に支持されている。
ベアリング６６’は出力軸７６とハウジング１２の間に
ある。第１出力軸７６および第２出力軸１１０はハウジ
ング１２の出力端部１６における開口部１１２を通して
延伸する。第１出力軸７６および第２出力軸１１０は動
力を出力する。

【００１４】第２入力軸３２は周囲にあるベアリング１
１６を有し、ベアリング１１６は第２フレックススプラ
イン３６の開口端における環状のフランジ３８に接触す
る。このように、同軸入力と同軸出力がたわみ噛み合い
伝動装置と共に配置され、複合するフレックススプライ
ン配置が圧力や温度の障壁となるという利点により、入
力軸と出力軸の間が密封（シール）される。ハウジング
に最初に取り付けられたフレックススプラインはその部
分で必要な密封（シール）となる。ハウジングの第２端
部および他方のシールに配置された２軸の同軸の出力に
より密封効果が発揮される。第１の回転入力は主要なハ
ウジングの中に第１の中空の入力軸を通って第１ウェー
ブジェネレータ内部の回転動作となる。入力軸の双方に
共通の長手方向に関する第１ウェーブジェネレータの回
転は第１サーキュラスプラインの回転をひきおこす。第
１サーキュラスプラインの回転は第１の中空の出力軸の
回転を引き起こし、よって第１の出力が第１の中空の出
力軸から生じる。第２入力軸の回転入力は第２ウェーブ
ジェネレータの回転を引き起こす。第２フレックススプ
ライン内の第２ウェーブジェネレータの回転は、第２フ
レックススプラインに噛み合って周囲にある第２サーキ
ュラスプライン内の第２の出力が生じる。よって、第２
サーキュラスプラインからの出力軸は第１出力軸からの
出力と異なる出力が伝達される。

【００１５】よって、以上の記載から理解されるよう
に、たわみ噛み合い伝動装置の第１および第２フレック
ススプラインの配置を入力軸を離して各々を組にし、各
々のウェーブジェネレータを同じあるいは好ましくは異
なった形状、突起の数、または直径とし、各々のフレッ
クススプラインを同じあるいは好ましくは異なった直径
として異なった出力を得て、第１および第２出力をフレ
ックススプラインから同期的に出力できるようにしても
よい。主要なハウジングは第２端部にフランジを有し、
これにより２個の回転動力入力部材に取り付けを可能と
する。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、同軸入力と同軸出力が
たわみ噛み合い伝動装置と共に配置され、複合するフレ
ックススプライン配置が圧力や温度の障壁となるため、
入力軸と出力軸の間が密封（シール）される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るたわみ噛み合い伝動
装置の側面図である。

【符号の説明】

１０ たわみ噛み合い伝動装置 １２ ハウジング ２０ 第１フレックススプライン ３２ 第２入力軸 ３６ 第２フレックススプライン ４４ 第１入力軸 ５２ 第１ウェーブジェネレータ ６４ 第１サーキュラスプライン ７４ 第１出力軸 ８４ 第２ウェーブジェネレータ ９４ 第２サーキュラスプライン １１０ 第２出力軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リサ ジー アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01960 ピーボディ リンフィールド ス トリート 247 テイジンセイキ ボスト ン インコーポレイティッド内 (72)発明者 ロバート ピー．ラサールズ アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01960 ピーボディ リンフィールド ス トリート 247 テイジンセイキ ボスト ン インコーポレイティッド内 (72)発明者 カーミン ジー．タートラ アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 01960 ピーボディ リンフィールド ス トリート 247 テイジンセイキ ボスト ン インコーポレイティッド内 (72)発明者 橋本 明男 三重県津市片田町字壱町田594番地 帝人 製機株式会社津工場内 Ｆターム(参考） 3J027 FA50 GB03 GC07 GC24 GC26 GD03 GD07 GD13 GE29

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１回転出力および第２回転出力を同期的
   に発生するたわみ噛み合い伝動装置において、 主要なハウジングと、 前記ハウジングの内部に固定され、第１ウェーブジェネ
   レータを内部に配置して前記第１ウェーブジェネレータ
   に固定される第１フレックススプラインと、 前記ハウジングの内部に固定され、第２ウェーブジェネ
   レータを内部に配置して前記第２ウェーブジェネレータ
   に固定される第２フレックススプラインと、 前記第２ウェーブジェネレータに接続される第１駆動軸
   と、 前記第１ウェーブジェネレータに接続される第２駆動軸
   と、 複数の歯車の歯と噛み合い、第１出力軸に接続される第
   １サーキュラスプラインと、 複数の歯車の歯と噛み合い、第２出力軸に接続され、た
   わみ噛み合い伝動装置から複数の出力軸により同期出力
   を発生する第２サーキュラスプラインとを備えたことを
   特徴とするたわみ噛み合い伝動装置。
2. 【請求項２】前記ハウジングは開口する第１端部を有
   し、前記第１フレックススプラインは開口端を有し、前
   記第１フレックススプラインの開口端は前記第１フレッ
   クススプラインの開口端の付近で前記ハウジングに固定
   的に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記
   載のたわみ噛み合い伝動装置。
3. 【請求項３】前記第２フレックススプラインは開口端を
   有し、前記第２フレックススプラインの開口端は前記第
   １フレックススプラインに取り付けられ、前記ハウジン
   グに対し回転しないように前記第２フレックススプライ
   ンを固定することを特徴とする請求項２に記載のたわみ
   噛み合い伝動装置。
4. 【請求項４】前記第１サーキュラスプラインが前記ハウ
   ジングとの間に配置されたベアリングにより前記ハウジ
   ングの内部に回転可能に支持されていることを特徴とす
   る請求項３に記載のたわみ噛み合い伝動装置。
5. 【請求項５】前記第２サーキュラスプラインが前記第１
   サーキュラスプラインとの間に配置されたベアリングに
   より前記第１サーキュラスプラインの内部に回転可能に
   支持されていることを特徴とする請求項４に記載のたわ
   み噛み合い伝動装置。
6. 【請求項６】前記第１出力軸および前記第２出力軸は同
   軸であり、前記第１出力軸および前記第２出力軸から同
   期出力を可能とすることを特徴とする請求項４に記載の
   たわみ噛み合い伝動装置。
7. 【請求項７】前記第１入力軸は、前記ハウジングの開口
   部を通じ、前記第２入力軸の内部に回転するように配置
   されることを特徴とする請求項６に記載のたわみ噛み合
   い伝動装置。
8. 【請求項８】前記第１フレックススプラインの直径は前
   記第２フレックススプラインの直径と異なることを特徴
   とする請求項１に記載のたわみ噛み合い伝動装置。
9. 【請求項９】前記第１ウェーブジェネレータの外部形状
   は前記第２ウェーブジェネレータの外部形状と異なるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のたわみ噛み合い伝動装
   置。
10. 【請求項１０】前記第１出力軸の出力は前記第２出力軸
    の出力が等しいことを特徴とする請求項１に記載のたわ
    み噛み合い伝動装置。
11. 【請求項１１】たわみ噛み合い伝動装置から複数の出力
    を発生する方法において、 第１フレックススプラインおよび第２フレックススプラ
    インをハウジングに配置する段階と、 サーキュラスプラインを、前記第１フレックススプライ
    ンおよび前記第２フレックススプラインの各々の周囲に
    ある外側の複数の出力歯と噛み合わせるように配置する
    段階と、 第１駆動軸を前記ハウジングおよび前記第２フレックス
    スプライン内の第２ウェーブジェネレータに挿入する段
    階と、 第２駆動軸を前記ハウジングおよび前記第１フレックス
    スプライン内の第１ウェーブジェネレータに挿入する段
    階と、 第１サーキュラスプラインを前記第１フレックススプラ
    インの外周の歯と噛み合うように接続する段階と、 第２サーキュラスプラインを前記第２フレックススプラ
    インの外周の歯と噛み合うように接続する段階と、 、出力軸からの回転出力の組合わせを発生できるよう
    に、前記第１フレックススプラインおよび前記第２フレ
    ックススプラインの各々に、前記ハウジングを通して出
    力軸を取り付ける段階と、 を含むことを特徴とするたわみ噛み合い伝動装置から複
    数の出力を発生する方法。
12. 【請求項１２】前記第１入力軸および前記第２入力軸を
    同軸に配置する段階を含むことを特徴とする請求項１１
    に記載のたわみ噛み合い伝動装置から複数の出力を発生
    する方法。
13. 【請求項１３】前記第１出力軸および前記第２出力軸を
    同軸に配置する段階を含むことを特徴とする請求項１２
    に記載のたわみ噛み合い伝動装置から複数の出力を発生
    する方法。
14. 【請求項１４】前記第１フレックススプラインと前記第
    ２フレックススプラインを同じ大きさにする段階を含む
    ことを特徴とする請求項１１に記載のたわみ噛み合い伝
    動装置から複数の出力を発生する方法。
15. 【請求項１５】前記第１ウェーブジェネレータと前記第
    ２ウェーブジェネレータを対応した形状にする段階含む
    ことを特徴とする請求項１１に記載のたわみ噛み合い伝
    動装置から複数の出力を発生する方法。
16. 【請求項１６】前記入力軸のそれぞれを同じ回転速度で
    回転させる段階を含むことを特徴とする請求項１１に記
    載のたわみ噛み合い伝動装置から複数の出力を発生する
    方法。
17. 【請求項１７】回転入力を各々の前記出力軸に与え、通
    常の前記入力軸の各々を通して回転出力を出力すること
    を特徴とする請求項１１に記載のたわみ噛み合い伝動装
    置から複数の出力を発生する方法。
18. 【請求項１８】前記第１フレックススプラインの開口端
    が前記ハウジングに、気体圧力が通過することを防止す
    るように、密着して取り付けられることを特徴とする請
    求項２に記載のたわみ噛み合い伝動装置。
19. 【請求項１９】前記第２フレックススプラインの前記開
    口端が第１フレックススプラインに、気体圧力が通過す
    ることを防止するように、密着して取り付けられること
    を特徴とする請求項３に記載のたわみ噛み合い伝動装
    置。