JP2024525223A - 高減速機構及びこの種の高減速機構用の可撓性ギアホイールディスク及び可撓性ギアホイール - Google Patents

Abstract

高減速ギア機構用の可撓性ギアホイールディスク及びこの種の高減速ギア機構。本発明は、ギアホイールディスクの周方向に隣り合うように配置され、バネセグメントによって互いに接続された少なくとも２つのギアホイールセグメントを有する高減速ギア機構用の可撓性ギアホイールディスクに関する。本発明の課題は、従来技術から知られている装置を更に改良することであり、特に、可撓性ギアホィールディスク、少なくとも２つの可撓性ギアホィールディスクを有する可撓性ギア機構、および可撓性ギアホィールを有するギア機構を提供することであり、これらは同時に、ギアホィールディスクまたはギアホィールの半径方向の可撓性を増大させ、周方向の剛性を増大させることを可能にする。本発明によれば、この課題は、バネセグメントがギアホィールディスクの周方向に対して斜めに続くという事実によって解決される。【選択図】 図４

Description

本発明は、ギアホィールディスクの周方向に隣りに配置された少なくとも２つのギアホィールセグメントを有し、これらのギアホィールセグメントがバネセグメントによって互いに接続された高減速ギア機構用の可撓性ギアホィールディスクに関する。さらに、本発明は、軸方向に互いに隣りに配置された少なくとも２つの可撓性ギアホィールディスクを備える高減速ギア機構用の可撓性ギアホィールに関し、更に、リングギアを備えたギア機構と、リングギア内に配置された可撓性ギアホィールと、可撓性ギアホィールに接続され、可撓性ギアホィールを一定領域でリングギアと噛み合うように変形させる波動発生器とを備えたギア機構に関する。

複数の可撓性ギアホィールディスクを備えた、このタイプの可撓性ギアホィールと、このような可撓性ギアホィールを備えた高減速ギア機構とは、たとえば、ＥＰ ３ ８２８ ４４２ Ａ１から公知である。可撓性ギアホィールは、軸方向に互いに隣りに配置された少なくとも２つの可撓性ギアホィールディスクを有し、各可撓性ギアホィールディスクは、周方向に互いに隣りに配置されたギアホィールセグメントを備え、これらのギアホィールセグメントは、バネセグメントによって互いに接続されていることが、すでに記載されている。バネセグメントは、ギアホィールセグメントのほぼ中心においてギアホィールの径方向に噛み合い、円形リングセクションとして構成されている。従って、バネセグメントは、可撓性ギアホィールと同心の円上にあり、可撓性ギアホィールまたは可撓性ギアホィールディスクの周方向に延びる。各可撓性ギアホィールディスクは、交互に配置された２つの異なるタイプのギアホィールセグメントを備える。各ギアホィールセグメントは、頭部領域および足部領域を備える。ギアホィールセグメントの頭部領域には、リングギアホィールの内歯と噛合可能な外歯がそれぞれ設けられている。ギアホィールセグメントの足部領域は、波動発生器と接触している。波動発生器の回転運動により、可撓性ギアホィールが一定領域で外側に押され、リングギアホィールと噛み合わされる。第１のタイプのギアホイールセグメントは、それぞれ、ギアホイールセグメントのほぼ中心に配置された凹部を有し、この凹部には、可撓性ギアホイールの回転運動を出力部に伝達するためのピンが受容されている。ギアホイールセグメントの第２のタイプは、凹部を持たないが、中心でくびれている。ここで、バネセグメントが噛み合わされる。その結果、バネセグメントの長さを増大させることができ、可撓性ギアホィールディスクの可撓性と安定性との良好な組合せ、従って可撓性ギアホィールの良好な組合せが達成される。

さらに、ＤＥ １００ ２１ ２３６ Ａ１は、波動発生器、ポット形状の屈曲スプライン、および屈曲スプラインと相互作用する円形スプラインを備えた減速機構を示している。ポット形状の屈曲スプラインは、内歯と外歯を備えた歯領域を含む。内歯は波動発生器と相互作用し、外歯は円形スプラインの内歯と噛み合う。さらに、ポット状の屈曲スプラインは、歯領域に隣接して軸方向に配置され、ハブ部に衝突する環状領域を備える。リング領域は、径方向に弾性のある湾曲したスポークによってハブ部分に接続される。

ＣＮ １０９ ５７８ ５４７ Ａから、ギア機構用の可撓性ギアホィールが公知であり、この可撓性ギアホィールは、スペーサによって互いに離間された個々の剛性セグメントを備える。各セグメントは、スペーサ内を摺動して案内される摺動領域と、剛性の弓形歯板とを備える。各セグメントは、径方向に作用する螺旋バネに接続され、これを介して外側に押し出すことができる。

ＤＥ １０ ２００５ ０１６ ８０３ Ａ１は、固定された内歯の円形スプラインと、内面および外歯を有する径方向に移動可能な屈曲スプラインと、波動発生器とを備えたハーモニックドライブギア機構を示し、波動発生器は、駆動装置に接続され、屈曲スプラインの外歯の部分を円形スプラインの内歯と周方向に噛み合う。径方向に移動可能な接続要素は、径方向に移動可能な屈曲スプラインと円筒形の出力要素との間に配置され、それにより、ハーモニックドライブギア機構は、少数の構成要素で平坦に構築可能である。可撓性スプラインと出力要素は、軸方向にオフセットされた平面に配置することも、１つの平面に入れ子にすすることもできる。

概要

本発明の目的は、従来技術から知られている装置をさらに改良し、特に、可撓性ギアホィールディスク、少なくとも２つの可撓性ギアホィールディスクを有する可撓性ギアホィール、および可撓性ギアホィールを有するギア機構を提供することであり、同時に、ギアホィールディスクまたはギアホィールの径方向の可撓性を増大させ、周方向の剛性を増大させることができる。

この課題は、本発明によれば、少なくとも２つのギアホィールセグメントが可撓性ギアホィールディスクの周方向に互いに隣りに配置され、バネセグメントによって互いに接続され、バネセグメントが可撓性ギアホィールディスクの周方向に対して斜めに延びる高減速ギア機構用可撓性ギアホィールディスクに関して解決される。この場合、「ディスク」または「ギアホイールディスク」という用語は、軸方向の伸びが径方向の伸びに比べて非常に小さい構成部品を定義するために使用される。バネセグメントが可撓性ギアホィールディスクの周方向に対して斜めに延びるという事実により、所望の径方向可撓性に必要なバネ長が一方で達成される。他方、バネセグメントの斜めのコースは、バネセグメントが異なる高さで隣接するギアホィールセグメントと係合する結果となる。このことは、可撓性ギアホィールディスクが波動発生器によって変形され、ギアホィールセグメントに負荷トルクが作用したときに、ギアホィールセグメントに対して歪みの方向が予め定められているという事実につながる。

好ましい実施形態において、各バネセグメントの長手方向軸は、角度α＞０°を含み、接線がバネセグメントの中心円周位置で可撓性ギアホイールディスクの円周に当接し、好ましくは角度αが１０°～７０°の範囲内にあり、特に好ましくは角度αが３５°～５５°である。バネセグメントの長手方向軸は、バネセグメントの２つの接続点と２つの隣接するギアホィールセグメントとの間で、バネセグメントの幅および厚さの中心に延びる軸である。バネセグメントの中心円周位置は、バネセグメントがその長手方向延長部に沿って等しい長さの２つの部分に分割される位置である。バネセグメントは、本質的にロッド形状またはストリップ形状であり、そのため、それらの長手方向延長部はそれらの幅および厚さよりも著しく大きい。上述した構成は、複数のバネセグメントを斜めに配置することができ、上述した利点、すなわち、径方向の可撓性を増大させると同時に周方向の剛性を増大させることができる。

特に平坦な構成を達成するために、バネセグメントは、それらがギアホィールセグメントと平面内に位置し、従って可撓性ギアホィールディスクと平面内に位置するように構成されることが可能である。この共通の平面は、軸方向に対して垂直に、即ち、歯付きディスクの回転軸に対して垂直に延びる。

好ましくは、バネセグメントは、ギアホィールセグメントの間に周方向に配置される。

さらに好ましい実施形態において、少なくとも１つのバネセグメントが、ギアホィールセグメントの頭部領域から、それに隣接して可撓性ギアホィールディスクの周方向に配置されたギアホィールセグメントの足部領域まで延びることができる。したがって、バネセグメントと２つの隣接するギアホィールセグメントとの２つの接続点は、ギアホィールセグメントの中間点を通る中心円の異なる側にある。これにより、バネセグメントの長さが非常に長くなり、したがって、可撓性ギアホィールディスクの周方向の剛性の増大と相まって、所望の径方向の可撓性が達成される。

好ましくは、ギアホィールセグメントは、バネセグメントを介してのみ互いに接続される。

有利には、バネセグメントの上方のギアホィールセグメントの少なくとも１つの足部領域にスロットが形成されることも可能である。好ましくは、スロットは、バネセグメントがギアホイールセグメントと係合するか、またはギアホイールセグメントに結合する点または領域の上方に配置される。スロットは、バネセグメントに平行に延びることが好ましい。これは、ギアホィールセグメントまたはギアホィールセグメントの弾性を増大させ、所望の変形可能性をもたらす。

この所望の変形可能性は、バネセグメントより下のギアホィールセグメントの少なくとも１つの頭部領域にアンダーカットが形成される場合に、さらに増大させることができる。アンダーカットもまた、好ましくは、バネセグメントの延長部に平行に形成される。アンダーカットは、ギアホイールセグメントの足部領域に形成されたスロットよりも著しく短い。好ましくは、アンダーカットの長さは、スロットの長さの最大０．３倍である。

高減速ギア機構用可撓性ギアホィールに関し、上記課題は、本発明に従って解決されるが、本発明において、可撓性ギアホィールは、少なくとも２つの可撓性ギアホィールディスクを備え、少なくとも２つの可撓性ギアホィールディスクは、軸方向に互いに隣りに配置ｓらえ、前述したように構成され、可撓性ギアホィールディスクは、隣りに配置された可撓性ギアホィールディスクのバネセグメントが交差するように配置される。したがって、隣接する可撓性ギアホィールディスクは、可撓性ギアホィールディスクの回転軸に垂直に延びる軸に対して（したがって、可撓性ギアホィールディスクの径方向に延びる軸の周りに）１８０°回転するように配置される。したがって、互いに隣りに配置された可撓性ギアホィールディスクの軸方向の平面図において、隣接するギアホィールディスクのバネセグメントが交差する。可撓性ギアホィールの剛性を向上させることに加えて、斜めに続いて交差するバネセグメントは、効率、騒音発生、バックラッシおよび耐用年数も向上させる。

各可撓性ギアホィールディスクのギアホィールセグメントの少なくとも１つ、特に周方向に少なくとも２番目に、軸方向、すなわち回転軸の方向に隣接して配置された可撓性ギアホィールディスクのギアホィールセグメントに接続され、好ましくは、強固に接続されることによって、可撓性ギアホィールの周方向の剛性をさらに高めることができる。可撓性ギアホィールがギア機構に設置されると、ギアホィールセグメントの外歯はリングギアの内歯と噛み合う。可撓性ギアホイールまたは可撓性ギアホイールディスクの変形により、各可撓性ギアホイールディスクの少なくとも２つおよび好ましくは４つの（可撓性ギアホイールまたは可撓性ギアホイールディスクの両側で互いに隣接する２つの）ギアホイールセグメントは、常にリングギア歯部と噛み合っている。軸方向に互いに隣り合う可撓性ギアホィールディスクは、それらのバネセグメントが交差するように径方向軸を中心に互いに１８０°回転するので、互いに軸方向に隣り合って配置された可撓性ギアホィールディスクのギアホィールセグメントは、可撓性ギアホィールディスク及び可撓性ギアホィールが変形されるときに互いに反対方向に回転する。回転方向を決定するように周方向に互いに隣りに配置された可撓性ギアホィールディスクのギアホィールセグメントを接続することによって、ギアホィールセグメントが同じ方向に回転することが防止される。軸方向に当接するギアホィールセグメントは、反対方向に交互にのみ回転することができる。当接するギアホィールセグメントは、ギア機構に設置されたときに、互いに強固に接続され、リングギアと噛み合っているので、これらのギアホィールセグメントは、互いの回転を防止する。これにより、剛性が向上する。しかし、径方向のギアホィールの可撓性は依然として与えられ、可撓性ギアホィールは波動発生器によって生じる変形に適応できる。好ましくは、可撓性ギアホイールは、各可撓性ギアホイールディスクの各ギアホイールセグメント、または周方向において各可撓性ギアホイールディスクの各第２のギアホイールセグメントが、軸方向に隣りに配置された隣接する可撓性ギアホイールディスクのギアホイールセグメントに強固に接続されるように適合される。軸方向に互いに隣りに配置されるか、互いに当接し、したがって、ギアホィールセグメントを形成する可撓性ギアホィールディスクのギアセグメントは、各々が、可撓性ギアホィールの全幅にわたって延びる。

互いに隣りに配置された可撓性ギアホィールディスクの隣接するギアホィールセグメントの固定接続は、互いに隣りに配置された可撓性ギアホィールディスクの軸方向に当接するギアホィールセグメントが互いにピン止めされるという単純な構成で達成することができる。

ギア機構に関しては、ギア機構がリングギヤと、リングギヤ内に配置された可撓性ギアホィールと、波動発生器とからなり、波動発生器が可撓性ギアホィールに接続されて可撓性ギアホィールを変形させてリングギヤに所定の領域で噛合させるものであり、可撓性ギアホィールが上記のように構成されていることで上記課題が解決される。ギア機構に使用される周方向の剛性が増大された可撓性ギアホィールにより、効率、ノイズ、バックラッシュおよび耐用年数が改善される。

簡単な構成において、可撓性ギアホィールの回転運動が簡単な回転運動に伝達されるように、可撓性ギアホィールのギアホィールセグメントの少なくとも１つが出力駆動装置に接続されるように、ギア機構を構成することが好ましい。

これは、たとえば、支持ディスクが可撓性ギアホイールの少なくとも片側に配置され、少なくとも１つの支持ディスクに接触する少なくとも１つのボルトが、軸方向に互いに隣り合うギアホイールセグメントによって形成されるギアホイールセグメント群の少なくとも１つを介して案内されることによって達成することができる。好ましくは、支持ディスクが可撓性ギアホイールの両側に配置され、少なくとも１つのボルトが両方の支持ディスクと接触することが可能である。好ましくは、２つの支持ディスクは軸を介して互いに強固に接続される。軸は、可撓性ギアホイールと接触しない。

安定した対称的な構成を達成するために、少なくとも１つの支持ディスクに接触する少なくとも１つのボルトが、軸方向に互いに隣り合うギアホイールセグメントによって形成される可撓性ギアホイールの各ギアホイールセグメント群を介して案内されることが可能である。また、複数の、好ましくは２つのボルトが、可撓性ギアホイールに横方向に隣りに配置された支持ディスクと接触するギアホイールセグメント群の各々を介して案内されることも可能である。これにより、構造全体の安定性が向上する。

可撓性ギアホイールの回転運動を支持ディスクに伝達することを可能にするために、少なくとも１つのボルトが、少なくとも１つのギアホイールセグメント群に対して、従って、それが案内されるギアホイールセグメントに対して、据え付けられているが回転可能な方法で装着され、少なくとも１つの支持ディスク内の閉鎖輪郭上で回転することができる。これにより、単純で安定した構成が可能になる。

代替的な実施形態において、少なくとも１つのボルトが、少なくとも１つの支持ディスクに対して据え付けられれているが回転可能な態様で装着され、少なくとも１つのギアホイールセグメント群、従って、それが案内されるギアホイールセグメントにおいて閉鎖輪郭上で回転することが提供されてもよい。

さらに別の代替的な実施形態において、少なくとも１つのボルトが、少なくとも１つの支持ディスクの閉鎖輪郭と、少なくとも１つのギアホイールセグメント群の閉鎖輪郭の両方で、したがって、それが案内されるギアホイールセグメントにおいて、少なくとも１つの支持ディスクの輪郭とそれぞれのギアホイールセグメントの輪郭とが、それらの周長が同じになるように構成されることが提供されてもよい。これにより、安全で安定した伝達も可能となる。

さらに好ましい構成において、軸方向に互いに隣り合う可撓性ギアホイールディスクのばねセグメントが、少なくとも１つのボルトの半径方向高さで交差することが可能である。この構成は、所望の可撓性の達成にも寄与する。

さらに、ギア機構の効率は、可撓性ギアホィールが波動発生器または波動発生器上に配置された可撓性軸受上に直接載るのではなく、少なくとも１つのローラが、少なくとも１つの波動発生器と接触する軸方向に互いに隣りにあるギアホィールセグメントによって形成される可撓性ギアホィールのギアホィールセグメント群の少なくとも一部の足部領域内に配置されるという事実によっても増大可能である。波動発生器とローラとの間の接触は、可撓性軸受のような他の構成要素が波動発生器上に配置されるかどうかに応じて、直接的または間接的でもよい。各ローラは、対応するギアホィールセグメント群の中心に装着されることが好ましい。また、ギアホィールセグメント群ごとに幾つかのローラ、たとえば、ギアホィールセグメント群ごとに２つのローラを配置してもよい。この場合、ローラは、対応するギアホィールセグメント群の各２番目のギアホィールセグメントのみがそれぞれのローラと接触するように、ギアホィールセグメント群の縁部に配置されることが好ましい。

以下、図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、本発明による高減速ギア機構の三次元図を示す。 図２は、部分的に切断した図１からのギア機構の三次元図を示す。 図３は、ハウジングのない図１からのギア機構の三次元図を示す。 図４は、図１に示すギア機構の可撓性ギアホイールの正面図を示す。 図５は、図１に示され、互いに隣りに配置されたギア機構の可撓性ギアホイールディスクの上面図を示す。 図６は、前方支持ディスクのない図１からのギア機構の部分的領域の三次元図を示す。 図７は、ハウジングおよび前方支持ディスクなしの図１からのギア機構ムの正面図の部分図を示す。 図８は、図１からのギア機構の詳細を示す。 図９は、ハウジングを有さない本発明によるギア機構の更なる実施形態の三次元図を示す。

詳細な説明

図１は、高減速ギア機構１の３次元図を示す。高減速ギア機構１は、リングギア２と、リングギア２に配置された可撓性ギアホイール（図１には図示せず）と、可撓性ギアホイールに接触する波動発生器３と、可撓性ギアホイールに横方向に隣りに配置された２つの支持ディスク４と、ハウジング５とを備える。

図２では、ギア機構１の前部支持ディスク４が部分的に切断され、ギア機構１の内部を見ることができる。したがって、図２では可撓性ギアホイール６が見られる。可撓性ギアホイール６は、周方向に隣り合うように配置されたギアホイールセグメント７を備え、これらギアホイールセグメント７は、バネセグメント８によって互いに弾性的に接続されている。個々のギアホィールセグメント７は、互いに僅かに離間して配置されている。各ギアホイールセグメント７は、頭部領域９と足部領域１０とを備えている。ギアホィールセグメント７の頭部領域９には、外歯１１が設けられている。リングギア２は、内歯１２を備える。ギアホイールセグメント７の足部領域１０は、波動発生器３に接触しているか、または接触させることができる。

波動発生器３によって、可撓性ギアホィール６は、少なくとも２つのギアホィールセグメント７の外歯１１がリングギア２の内歯１２と噛み合うように変形されている。したがって、波動発生器３によって、可撓性ギアホィール６の領域は外側に押される。これは、可撓性ギアホィール６が径方向Ｒ（図３に示す）に移動することを可能にするバネセグメント８によって可能になる。

図２に見られるように、バネセグメント８は帯状要素として構成されている。これは、バネセグメント８の長手方向延長部がその厚さおよび幅よりも著しく大きいことを意味する。バネセグメント８は、可撓性ギアホィール６の周方向Ｕに対して斜めに延びている。従って、バネセグメント８は、第１のギアホィールセグメント７の足部領域１０から、隣接するギアホィールセグメント７の頭部領域９まで延びている。

可撓性ギアホィール６の正確な構造、特に支持ディスク４との接続および波動発生器３上または接触する配置は、更なる図面を参照して以下により詳細に説明される。

図３は、ハウジングなしおよびリングギアなしの可撓性ギア機構１の３次元図を示す。可撓性ギアホィール６は、４つの可撓性ギアホィールディスク１３を備えており、これらのディスク１３は、軸方向Ａに沿って、したがって回転軸に沿って互いに隣りに配置されている。ギアホィールディスク１３は、好ましくは同一の部品として構成される。可撓性ギアホイールディスク１３は、それぞれ一体に形成されている。各ギアホイールディスク１３の軸方向延長部は、ギアホイールディスク１３の径方向延長部と比較して小さく、これは、たとえば、ギアホイールディスクを従来のポット形状の屈曲スパインから区別する。

可撓性ギアホイールディスク１３の各々は、上述のように構成され、周方向Ｕに互いに隣りに配置されたギアホイールセグメント７を備え、これらギアホイールセグメント７は、バネセグメント８によって互いに接続されている。ギアホィールセグメント７及びバネセグメント８は、ギアホィールディスクの回転軸に対して垂直に延びる平面内に配置されている。各可撓性ギアホィールディスク１３のギアホィールセグメント７は、互いに僅かに離間して配置されている。上述したように、各ギアホイールセグメント７は、頭部領域９と足部領域１０とを備えている。ギアホィールセグメント７の頭部領域９には、外歯１１が設けられている。ギアホイールセグメント７の足部領域１０は、波動発生器３に接触しているか、または接触させることができる。バネセグメント８は、長手方向の長さがその厚さおよび幅よりも著しく大きい帯状の要素として構成される。バネセグメント８は、可撓性ギアホィールの周方向Ｕに対して斜めに延びている。従って、バネセグメント８は、第１のギアホィールセグメント７の足部領域１０から、隣接するギアホィールセグメント７の頭部領域９まで延びている。互いに隣り合うように配置された可撓性ギアホィールディスク１３は、互いに対して、可撓性ギアホィールディスク６の径方向に延びる軸を中心に１８０°回転し、隣り合うギアホィールディスク１３のバネセグメント８が互いに交差するようになっている。斜めに延び且つ交差するバネセグメント８は、可撓性ギアホィール１３の剛性を増大させ、従って可撓性ギアホィール６の周方向の剛性も増大させる。可撓性ギアホイール６が波動発生器３によって引き起こされる変形に適応できるように、径方向の可撓性が依然として与えられる。効率、騒音発生、バックラッシ、耐用年数も改善される。バネセグメント８の対角配置は、必要なバネ長が達成されることを意味する。

図示した実施例において、全ての可撓性ギアホィールディスク１３のギアホィールセグメント７及びバネセグメント８の両方が同様に構成されている。各ギアホイールセグメント７は、足部領域１０と頭部領域９とから構成される。外歯１１は、頭部領域９に形成されている。バネセグメント８は、第１のギアホィールセグメント７の足部領域１０から、隣接するギアホィールセグメント６の頭部領域９まで周方向に延びている。これにより、バネセグメント８の対角配置が実現される。バネセグメント８は、頭部領域および足部領域において正確にギアホイールセグメント７に接続される必要はない。バネセグメントの一端が想像上の中心円の上方にあり、バネセグメントの他端が想像上の中心円の下方にある場合には十分である。用語「中心円」は、ここでは、可撓性ギアホイールディスク１３と同心であり、ギアホイールセグメント７の高さの半分で径方向に延びる円を説明するために使用される。さらに、各ギアホイールセグメント７にはスロット１４が形成されており、スロット１４はバネセグメント８の上方に平行に延びている。このスロット１４は、足部領域におけるバネセグメント７の弾性を増大させる。ギアホィールセグメント７の頭部領域９には、それぞれアンダーカット１５が形成されており、これもまた、この領域におけるバネセグメント７の弾性を増大させる。アンダーカット１５の長さは、スロット１４の長さよりも著しく短く、スロット１４の長さの３分の１以下である。ギアホイールセグメントの足部および頭部領域によって、足部領域から始まり、頭部領域に向かって、したがってギアホイールディスクの中心から外側に始まる径方向の方向が画定される。従って、スロット１４は、ギアホィールセグメント７の頭部領域９に面するバネセグメント１４の側に形成される。アンダーカット１５は、ギアホイールセグメント７の頭部領域９とは反対を向いているバネセグメント１４の側に形成されている。

このようにして、各ギアホィールセグメント７は、足部領域１０の一方の側で、そこに配置されたバネセグメント８に接続され、頭部領域９の他方の側で、そこに配置されたバネセグメント８に接続される。その結果、ギアホィールセグメント７の本体は非対称となる。可撓性ギアホィールディスク１３は、ギアホィールセグメント７が本質的に重なり合うように互いに隣りに配置される。ギアホイールセグメント７はそれ自体が非対称であるので、この配置は頭部領域９を生じさせ、従って隣接するギアホイールディスク１３のギアホイールセグメント７の外歯１１が重なり合う。好ましくは、軸方向に隣り合うように配置されたギアホィールセグメント７は、それぞれ１つの歯で重なり合っている。これはまた、可撓性ギアホイール６の安定化にもつながる。可撓性ギアホイールディスク１３の軸方向に隣り合うギアホイールセグメント７は、互いに強固に接続されている。図示された実施形態においては、隣接するギアホィールセグメント７は、ピン１６で互いに強固にピン止めされている。隣接するギアホィールセグメント７が互いにピン止めされることにより、ギアホィールセグメント群が形成される。

さらに、各ギアホイールセグメント７は、２つの凹部１７を備えている。可撓性ギアホイールディスク１３は、互いにピン止めされたギアホイールセグメント７の凹部１７が互いに上方に位置するか又は一致するように配置される。ボルト１８は、上下に配置された各凹部１７に受け入れられている。図１および図２に示すように、ボルト１８は、可撓性ギアホイール６に横方向に隣りに配置された支持ディスク４と接触している。この目的のために、支持ディスク４はまた、ボルト１８に接触する凹部２０を有する。ボルト１８により、可撓性ギアホィール６の転動回転運動は、支持ディスク４の単純な回転運動に変わる。可撓性ギアホイールディスクの凹部１７および支持ディスクの凹部２０におけるボルト１８の配置は、図７を参照して以下により詳細に説明される。もちろん、可撓性ギアホイールの回転運動を横方向に配置された支持ディスクに伝達するために、ギアホイールセグメント当たり１つまたは数個のボルトだけを設けることもできる。

支持ディスク４は、軸１９を介して互いに強固に接続されており、軸１９は可撓性ギアホィール６と接触していない（図１および図２も参照）。

ギアホィールセグメント７の足部領域１０にはローラ２１が配置されており、このローラ２１を介してギアホィールセグメント７が波動発生器３に接触している。その結果、ギアホィールセグメント７と波動発生器３との接触位置に滑り摩擦ではなく転がり摩擦が生じるか、または波動発生器３と可撓性ギアホィール６との間に配置された可撓性軸受が生じる。これにより、ギアホィールセグメントと波動発生器との間の相対運動中の摩擦損失が最小化されるので、ギア機構の効率が向上する。図３に示す実施形態において、各ギアホィールセグメント群に２つのローラ２１が配置されている。ローラ２１は、ギアホィールセグメント７上に偏心して配置され、バネセグメント８が係合していないギアホィールセグメント７の足部領域１０側に置かれている。従って、ローラ２１は、ギアホィールセグメント群の全ての第２のギアホィールセグメント７にのみ接触している。

図４は、ハウジングおよび支持ディスクのないギア機構１の正面図である。以上説明した可撓性ギアホイールディスク１３の構成を明確に見ることができる。各可撓性ギアホィールディスク１３は、周方向に互いに隣りに配置された複数のギアホィールセグメント７を備え、各ギアホィールセグメント７は、バネセグメント８によって互いに接続されている。図示された実施形態において、各可撓性ギアホィールディスク１３は、１２個のギアホィールセグメント７と１２個のバネセグメント８とを備える。バネセグメント８は、可撓性ギアホィールディスク１３の周方向Ｕに対して斜めに延びている。既に説明したように、バネセグメント８は細長い。したがって、バネセグメント８の長手方向延長部は、その幅および厚さよりもかなり大きい。したがって、各バネセグメント８は、長手方向軸Ｌを有する。各バネセグメント８の長手方向軸Ｌは、バネセグメント８の２つの接続点と２つの隣接するギアホィールセグメント７との間でバネセグメント８の幅および厚さにおいて中心に延びる軸である。各バネセグメント８の長手方向軸Ｌは、接線Ｔとの角度αを含み、接線Ｔは、対応するバネセグメントの中心の周位置の高さでギアホィールディスク１３の周に当接する。バネセグメントの中心の周位置は、バネセグメントがその長手方向延長部に沿って等しい長さの２つの部分に分割される位置である。この角度αは＞０であり、好ましくは１０～７０°であり、特に好ましくは３５～５５°である。図示された実施形態において、バネセグメント８は、それらがギアホイールセグメント７と平面内にあり、従って、可撓性ギアホイールディスク１３と平面内にあるように構成される。この好ましい実施形態の変形例において、バネセグメント８は、ギアホィールセグメント７の間に周方向に配置される。更に、ギアホィールセグメント７は、好ましくは、バネセグメント８を介してのみ互いに接続される。

図５は、可撓性ギアホイールディスク１３のギアホイールセグメント７の重なり合う配置を示す。上述したように、各ギアホィールセグメント７は非対称に構成されている。隣り合う可撓性ギアホイールディスク１３は、ギアホイールディスクの径方向軸を中心に１８０°回転するように配置されているので、ギアホイールセグメント７の頭部領域は重なる。図４で明らかに見られるように、重なりは正確に１つの歯幅である。ギアホイールセグメント７の頭部領域の重なりは、可撓性ギアホイール６の剛性を増大させる。

図６および図７は、ギアホイールセグメント７の外歯１０とリングギア２の内歯１１との噛み合いを示す。波動発生器３による可撓性ギアホイール２の変形により、少なくとも２つのギアホイールセグメント７は、常にリングギア２の内歯１１と噛み合っている。図７の矢印に示すように、中心ギアホィールセグメント７は、波動発生器３によって外側に押されて反時計回り方向に回転する。バネセグメント８の対角配置は、同じ可撓性ギアホィールディスク１３の隣接するギアホィールセグメント７を反対方向、すなわち時計回りに回転させる。可撓性ギアホィールディスク１３のギアホィールセグメントは、同じ方向に回転することが防止されており、ギアホイールセグメントは反対方向に交互にしか回転できない。これにより、可撓性ギアホィールディスク１３の剛性、ひいては可撓性ギアホィール６の剛性が増大する。お互いに隣接して配置される可撓性ギアホィールディスクが常に可撓性ギアホィールの径方向の軸について、お互いに１８０°回転して配置されるので、図７に示される可撓性ギアホイールディスク１３のギアホイールセグメント７は、観察者の視点から２番目または後方に、時計回りに回転し、それに隣接して配置されたギアホイールセグメント７はそれに対応して反時計回りに回転する。従って、図７内の後部又は第２の可撓性ギアホイールディスク１３のギアホイールセグメント７は、第１又は前部の可撓性ギアホイールディスク１３のギアホイールセグメント７と正確に反対方向に回転する。隣り合うギアホイールディスク１３のギアホイールセグメント７が互いにピン止めされているので、ギアホイールセグメントが同方向に回転することが防止され、可撓性ギアホイール６の周方向の剛性がさらに高められる。

図８は、ギアホィールセグメント７の凹部１７と支持ディスク４の凹部２０の配置と、そこに配置されたボルト１８を示している。ギアホイールセグメント７の凹部１７及び支持ディスク４の凹部２０は、図示の実施形態では同一の周長の楕円輪郭として形成されている。ギアホィールセグメントの凹部の輪郭および支持ディスクの凹部の輪郭は、互いに対して１８０°回転するように配置することもできる。したがって、ボルト１８は、ギアホィールセグメント７の凹部１７の輪郭と支持ディスク４の凹部２１の輪郭との両方の輪郭上で回転し、これにより、ギア機構の効率および耐用年数が増加する。

しかしながら、可撓性ギアホィールの回転運動を支持ディスクに伝達する場合には、他の実施形態の変形例も可能である。たとえば、ボルトは、ギアホイールセグメントに対して据え付けられているが回転可能な方法で装着され、支持ディスク内の閉鎖た輪郭上で回転することができる。他方、ボルトは、据え付けられているが支持ディスクに対して回転可能な方法で装着され、ギアホイールセグメント７の閉鎖輪郭上で回転することができる。

図９は、高減速ギア機構１の第２の実施形態を示している。ギア機構のハウジングおよびリングギアは、図９には示されていない。この第２の実施形態が第１の実施形態と本質的に異なるのは、可撓性ギアホイール６または可撓性ギアホイールディスク１３が波動発生器３に接触するギアホイールセグメント７の各足部領域に１つのローラ２１のみが設けられている点のみである。各ローラ２１は、対応するギアホイールセグメント７の足部領域１０の中心に配置されることが好ましい。可撓性ギアホイールディスク１３、従って可撓性ギアホイール６およびギア機構１の更なる構成は、図１～図８を参照して既に説明した構成に対応する。

１…ギア機構、
２…リングギア、
３…波動発生器、
４…支持ディスク、
５…ハウジング、
６…可撓性ギアホィール、
７…ギアホィールセグメント、
８…バネセグメント、
９…頭部領域ギアホィールセグメント、
１０…足部領域ギアホィールセグメント、
１１…外歯ギアホィールセグメント、
１２…内歯リングギア、
１３…可撓性ギアホィールディスク、
１４…スロット、
１５…アンダーカット、
１６…ピン、
１７…ギアホィールの凹部、
１８…ボルト、
１９…軸、
２０…支持ディスクの凹部、
２１…ローラ、
Ｕ…周方向可撓性ギアホィール
Ｌ…長手方向軸バネセグメント、
Ａ…軸方向、
Ｒ…径方向、
Ｔ…接線、
α…角度。

Claims (17)

1. 高減速ギア機構（１）用の可撓性ギアホィールディスク（１３）であって、
   少なくとも２つのギアホィールセグメント（７）が前記可撓性ギアホィールディスク（１３）の周方向（Ｕ）に隣接して配置され、バネセグメント（８）によって互いに接続され、ギアホィールディスク（１３）の前記周方向（Ｕ）に対して斜めに続くことを特徴とする、可撓性ギアホィールディスク（１３）。
2. 前記バネセグメント（８）は、前記ギアホィールセグメント（７）と平面内にあることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性ギアホィールディスク（１３）。
3. 各バネセグメント（８）の長手方向軸（Ｌ）は、角度α＞０°を含み、接線（Ｔ）は、前記バネセグメント（８）の前記可撓性ギアホィールディスク（１３）の周上の中心の周位置にあることを特徴とする、請求項１に記載の可撓性ギアホィールディスク（１３）。
4. 前記バネセグメント（８）の少なくとも１つは、前記ギアホィールセグメント（７）の頭部領域（９）から、可撓性ギアホィールディスク（１３）の周方向（Ｕ）に隣接して配置されたギアホィールセグメント（７）の足部領域（１０）まで延びていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の可撓性ギアホィールディスク（１３）。
5. 前記バネセグメント（８）の上方の少なくとも１つのギアホィールセグメント（７）の前記足部領域（１０）にスロット（１４）が形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の可撓性ギアホィールディスク（１３）。
6. 前記バネセグメント（８）の下方の前記ギアホィールセグメント（７）の少なくとも一つの前記頭部領域９には、アンダーカット１５が形成されていることを特徴とする、請求項４又は５に記載の可撓性ギアホィールディスク（１３）。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の軸方向（Ａ）に隣り合うように配置された少なくとも２つの可撓性ギアホィールディスク（１３）を備える高減速ギア機構（１）用可撓性ギアホィール（６）であって、
   前記可撓性ギアホィールディスク（１３）は、隣り合う前記可撓性ギアホィールディスク（１３）の前記バネセグメント（８）が交差するように配置されていることを特徴とする、高減速ギアホィール（１）用可撓性ギアホィール（６）。
8. 各可撓性ギアホイールディスク（１３）の前記ギアホイールセグメント（７）の少なくとも１つ、特に周方向において少なくとも第２の１つは、前記軸方向（Ａ）に隣接して配置された前記可撓性ギアホイールディスク（１３）の前記ギアホイールセグメント（７）に接続され、好ましくは、しっかり接続されることを特徴とする、請求項７に記載の可撓性ギアホィール（６）。
9. 前記軸方向（Ａ）に隣り合う前記可撓性ギアホイールディスク（１３）の前記ギアホイールセグメント（７）は、互いにピン止めされていることを特徴とする、請求項７又は８に記載の可撓性ギアホィール（６）
10. リングギア（２）と、リングギア（２）内に配置された可撓性ギアホイール（６）と、前記可撓性ギアホイール（６）に接続され、前記可撓性ギアホイール（６）を変形させて前記リングギア（２）に所定の領域で噛合させる波動発生器（３）と、を備えたギア機構（１）であって、
    前記可撓性ギアホイール（６）が、請求項７～９のいずれか一項に記載の構成であることを特徴とするギア機構（１）。
11. 前記ギアホィールセグメント（７）の少なくとも一方は、前記可撓性ギアホィール（６）の転がり回転運動が単純回転運動に伝達されるように出力駆動装置に接続されていることを特徴とする、請求項１０に記載のギア機構（１）。
12. 前記可撓性ギアホィール（６）の少なくとも片、好ましくは、前記可撓性ギアホィール（６）の両側に支持ディスク（４）が配置され、少なくとも１つの支持ディスク（４）に接触するボルト（１８）が、前記軸方向に隣り合うギアホィールセグメント（７）によって形成されるギアホィールセグメント群の少なくとも１つを貫通して案内されることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載のギア機構（１）。
13. 少なくとも１つのボルト（１８）は、少なくとも１つのギアホィールセグメント群に対して据え付けられているが回転可能な態様で装着され、少なくとも１つの支持ディスク（４）内の自己収容輪郭上で転動することを特徴とする、請求項１２に記載のギア機構（１）。
14. 前記少なくとも１つのボルト（１８）は、少なくとも１つの支持ディスク（４）に対して据え付けられているが回転可能な態様で装着され、少なくとも１つのギアホイールセグメント群内の自己収容輪郭上で転動することを特徴とする、請求項１２に記載のギア機構（１）。
15. 前記少なくとも１つのボルト（１８）は、前記少なくとも１つの支持ディスク（４）の閉鎖輪郭および少なくとも１つのギアホイールセグメント群の閉鎖輪郭の両方で転動し、前記少なくとも１つの支持ディスク（４）の輪郭および前記少なくとも１つのギアホイールセグメント群の輪郭は、それらの周長が同じになるように構成されることを特徴とする、請求項１２に記載のギア機構（１）。
16. 前記軸方向（Ａ）に隣り合う可撓性ギアホィールディスク（１３）の前記バネセグメント（８）は、前記少なくとも１つのボルト（１８）の径方向高さで交差していることを特徴とする、請求項１２～１５のいずれか一項に記載のギア機構（１）。
17. 少なくとも１つのローラ（２１）、好ましくは、少なくとも１つの波動発生器（３）に接触する２つのローラ（２１）が、前記軸方向に隣り合う前記ギアホィールセグメント（７）によって形成される可撓性ギアホィールのギアホィールセグメント群の少なくとも一部の足部領域（１０）に配置されることを特徴とする、請求項１０～１６のいずれか一項に記載のギア機構（１）。

Images