JP2023502492A - フレキシブルトランスミッション構成要素およびトランスミッション構成要素の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、板金部品として形成され、かつ外歯（６）を有する弾性歯付き要素（２）を備えるシャフトトランスミッションのためのフレキシブルトランスミッション構成要素（１）、および歯付き要素（２）に接着されたプリント回路基板（３）に関する。

Description

本発明は、シャフトトランスミッションに使用するために好適なフレキシブルトランスミッション構成要素に関する。本発明はさらに、そのようなトランスミッション構成要素を製造するための方法に関する。

シャフトトランスミッションは、例えば、特許文献１から公知である。このシャフトトランスミッションは、歯部が設けられた可撓性要素としてカラースリーブを有する。カラースリーブのカラーは、変速機ハウジングと堅固に接続されており、変速機ハウジングは、全体として回転することができる。

特許文献２は、ねじれシャフトトランスミッション、すなわち、シャフトトランスミッションと、制御／センサモジュールと、を含むアクチュエータを記載している。この場合、シャフトトランスミッションは、カップ形状の弾性トランスミッション要素と共に作動する。

特許文献３は、パンケーキ型モータと、そのパンケーキ型モータに対して同心に配置されたシャフトトランスミッションと、を備える扁平型トランスミッションモータを開示している。

パンケーキ型モータと周転円運動型変速機、すなわち、遊星変速機との組み合わせは、例えば、特許文献４から公知である。このようにして形成されたモータトランスミッションユニットに、制御エレクトロニクスもまた組み込まれている。

特許文献５は、同軸トランスミッションの複数の歯付きセグメントを収容することを企図した歯付きキャリアを開示している。歯付きケージは、射出成形プロセスを使用してプラスチックから作製され、回路キャリアは、歯付きケージ内に金型成形することができる。

独国特許第１０２０１７１２１０２４（Ａ１）号 独国特許第１０２０１００３７２２６（Ｂ４）号 独国特許第１９９４３０２１（Ｃ２）号 独国実用新案第２９６２２８７４（Ｕ１）号 国際公開第２０１５／００７６１７（Ａ１）号

本発明の目的は、機械的機能を超える、シャフトトランスミッションのためのフレキシブルトランスミッション構成要素の追加機能を提供することである。

本発明によれば、本目的は、請求項１の特徴を有するフレキシブルトランスミッション構成要素によって達成される。本目的はまた、請求項７に記載のトランスミッション構成要素の製造方法によっても達成される。製造方法に関連して以下に説明される本発明の構成および利点はまた、装置、すなわち、トランスミッション構成要素にも同様に適用され、逆も同様である。

フレキシブルトランスミッション構成要素は、板金部品として構成された、外歯を有し、狭義ではトランスミッション構成要素とも称する弾性歯付き要素と、接着手段によって歯付き要素に接続された、一般的に回路キャリアとも称するプリント回路基板と、を含む。典型的な構成では、トランスミッション構成要素の可撓性は、限定的に、またはほぼ限定的に、歯付き要素の領域に設けられている。一方で、プリント回路基板の可撓性は、最大でも比較的わずかである。特に、プリント回路基板は、歯付き要素が、プリント回路基板に接着したその区分において、プリント回路基板から離間した他の区分よりも低い弾性復元力を有するように、所望の様式で寄与することができる。全体として、典型的な用途では、フレキシブルトランスミッション構成要素は、トランスミッションの非回転要素である。

歯付き要素は、全周にわたって、すなわち、歯付き要素の全周の周りで、または、個々の領域、例えば、ストリップの形状もしくはほぼ点の形状でのみ、のいずれかで、プリント回路基板に接着することができる。好ましい実施形態では、歯付き要素は、カラースリーブとして構成され、歯付き要素のカラーは、プリント回路基板に接着されている。この場合、外歯は、歯付き要素の円筒形区分上に位置し、歯部とプリント回路基板との間の最小距離は、好ましくは、はんだ付けされた、または任意の他の方法で取り付けられた部品なしで測定して、プリント回路基板の厚さよりも大きい。

複合構成要素として構成されたトランスミッション構成要素は、一般的に、
円筒形の外側歯付き区分およびその外側歯付き区分に隣接するカラーを有するカラースリーブとして形成された弾性歯付き要素を提供する工程と、
カラースリーブのカラーにプリント回路基板を接着する工程と、において製造することができる。

プリント回路基板は、加熱しながら、または室温のいずれかでカラースリーブに接着することができる。後者の場合、例えば、アクリレート接着剤が使用される。一方で、金属、特に板金で作製された歯付き要素とプリント回路基板との間の接続を作製するために熱硬化フィルムが使用される場合、例えば、約１００℃への加熱が行われる。いかなる場合も、接着接続部は、熱的に誘導される膨張時に、歯付き要素とプリント回路基板との間の応力均等化に寄与する。

有利な発展形態によれば、機械的応力に反応する少なくとも１つのセンサシステム、すなわち、力センサシステムが、特にひずみゲージの形式で、歯付き要素のカラー上にある。このセンサシステムによって供給される信号は、好ましくは、プリント回路基板上に位置する評価エレクトロニクスを用いて処理される。

組み立て完了後のトランスミッション構成要素において歯付き要素とプリント回路基板との間に位置する接着フィルムは、好ましくは、電気絶縁性であるが熱伝導性の接着フィルムとして構成されている。組み立て完了後のトランスミッション構成要素においてプリント回路基板を歯付き要素に接続する接着フィルムは、特に、歯付き要素内部の動揺の結果として生じる応力を低減する。プリント回路基板と歯付き要素とを組み立てる前に、接着フィルムは、保護フィルムによって覆われていてもよい。

トランスミッション構成要素は、例えば、電気機械式カムシャフト調節器のシャフトトランスミッションにおいて使用するために好適である。同様に、トランスミッション構成要素を備えるシャフトトランスミッションは、例えば、多関節アームロボットまたは工作機械におけるアクチュエータトランスミッションとして使用することができる。

以下では、本発明の例示的な実施形態が、図面によって、より詳細に説明される。

シャフトトランスミッションのための歯付き要素の斜視図である。 図１による歯付き要素に接続されるプリント回路基板の異なる図である。 図１による歯付き要素に接続されるプリント回路基板の異なる図である。 歯付き要素およびプリント回路基板から形成されたトランスミッション構成要素の簡略化分解図である。 フレキシブルトランスミッション構成要素の製造のための組立工程を象徴的に示す図である。 フレキシブルトランスミッション構成要素の製造のための組立工程を象徴的に示す図である。

全体として参照符号１により特定されるフレキシブルトランスミッション構成要素は、複合構成要素として構成され、シャフトトランスミッション（詳細は図示せず）における使用が企図されている。トランスミッション構成要素１は、歯付き要素２とプリント回路基板３との接着により組み立てられている。

図１では、歯付き要素２は、分離した様式で示されている。これは、既知の基本形状のカラースリーブである。カラースリーブ２は、一体の板金部品として構成され、円筒形区分４および隣接カラー５、すなわち、径方向外側に向いたフランジを描写している。円筒形区分４の中心軸は、シャフトトランスミッションの中心軸と一致する。円筒形区分４は、カラー５から離れる側を向く歯付き要素の端部面と境界を接する環状区分に、外歯６を有する。歯付き要素２、したがってトランスミッション構成要素１全体の軸方向で測定した、外歯６の幅は、同じ方向で測定した円筒形区分４の全幅の半分未満である。歯付き要素２は、シャフトトランスミッション内部で回転しない。

シャフトトランスミッションが動作しているとき、円筒形区分４は、シャフト発電機（図示せず）によって永続的に変形される。その変形は、カラー５まで続くが程度は小さい。カラー５は、その外側領域に多数のボア７を有する。ボア７が位置するカラー５の領域は、ワッシャ区分８と称する。事実上、シャフトトランスミッションの動作中にワッシャ区分８内部で変形は起きない。さらに内側に位置するカラー５の領域では、歯付き要素２への機械的応力は、ひずみゲージ９を用いて検出され、ひずみゲージ９は、一般的に力センサシステムと称し、図４に象徴的に示されている。

力センサシステム９によって供給される信号は、プリント回路基板３上に配置された電子回路を用いてさらに処理される。図２および図３に別々に示されたプリント回路基板３は、外周の周りに均等に分布した外側を向く４つの固定ストラップ１０を有するワッシャの形状を有する。

歯付き要素２およびプリント回路基板３からのフレキシブルトランスミッション構成要素１の製造は、図５および図６に例示されている。プリント回路基板３上には、最初に、保護フィルム１２で覆われた接着フィルム１１がある。歯付き要素２は、円筒形区分４を下向きにして、加熱装置１４を用いて加熱することができるワークピース支持体１３上に位置付けられる。加熱装置１４の使用は、接着フィルム１１の組成による。ワークピース支持体１３上に載置されているワークピース、すなわち、歯付き要素２の上に、プリント回路基板３は、図６において２つの矢印で示すように垂直方向に移動することができる工具１５を用いて中程度の圧力下で位置付けられ、歯付き要素２とプリント回路基板３との間の接着接続部１６が形成される。接着接続部１６の剥離は企図されていない。カラースリーブ２のカラー５は、接着接続部１６によって永続的に安定化されている。同時に、経済的に製造可能な、空間を節約する機械的振動減衰接続が、歯付き要素２とプリント回路基板３との間に設けられる。

１ トランスミッション構成要素
２ 歯付き要素、カラースリーブ
３ プリント回路基板
４ 円筒形区分
５ カラー
６ 外歯
７ ボア
８ ワッシャ区分
９ ひずみゲージ、力センサシステム
１０ 固定ストラップ
１１ 接着フィルム
１２ 保護フィルム
１３ ワークピース支持体
１４ 加熱装置
１５ 工具
１６ 接着接続部

Claims (10)

1. シャフトトランスミッションのためのフレキシブルトランスミッション構成要素（１）であって、板金部品として形成され、かつ外歯（６）を有する弾性歯付き要素（２）と、前記歯付き要素（２）に接着されたプリント回路基板（３）と、を有する、フレキシブルトランスミッション構成要素（１）。
2. 前記歯付き要素（２）は、前記プリント回路基板（３）に完全に接着されていることを特徴とする、請求項１に記載のトランスミッション構成要素（１）。
3. 前記歯付き要素（２）は、カラースリーブとして構成されており、前記カラースリーブのカラー（５）は、前記プリント回路基板（３）に接着されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のトランスミッション構成要素（１）。
4. 前記歯付き要素（２）の前記カラー（５）上の力センサシステム（９）を特徴とする、請求項３に記載のトランスミッション構成要素（１）。
5. 前記力センサシステム（９）は、前記プリント回路基板（３）に電気接続されていることを特徴とする、請求項４に記載のトランスミッション構成要素（１）。
6. 前記歯付き要素（２）を前記プリント回路基板（３）に接続する、電気絶縁性かつ熱伝導性の接着フィルム（１１）を特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のトランスミッション構成要素（１）。
7. トランスミッション構成要素（１）を製造するための方法であって、
   円筒形の外側歯付き区分（４）および前記外側歯付き区分（４）に隣接するカラー（５）を有するカラースリーブとして形成された弾性歯付き要素（２）を提供する工程と、
   前記カラースリーブ（２）の前記カラー（５）にプリント回路基板（３）を接着する工程と、を有する、方法。
8. 加熱しながら前記プリント回路基板（３）を前記カラースリーブ（２）に接着することを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記プリント回路基板（３）は、室温で前記カラースリーブ（２）に接着され、アクリレート接着剤が使用されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
10. シャフトトランスミッションとして構成されたアクチュエータトランスミッションにおける非回転要素としての請求項１に記載のトランスミッション構成要素（１）の使用。

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