JP2512461Y2 - 調和歯車変速装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は調和歯車変速装置に関し、さらに詳しくは、
磁気吸引力および反発力を利用した波動発生器を備えた
調和歯車変速装置に関するものである。

〔従来の技術〕

調和歯車変速装置は、剛性の内歯歯車の内側に、弾性
の外歯歯車が配置され、この外歯歯車を弾性変形させて
内歯歯車と複数箇所で噛み合わせると共に、これらの噛
み合わせ位置を円周方向に向けて移動させるための波動
発生器が配置された構造となっている。この波動発生器
としては、本件出願人により、磁力を利用した構成のも
のが提案されている。すなわち、弾性外歯歯車に対して
その外周あるいは内周の位置に磁石を配列し、これらの
磁石の磁力によって弾性外歯歯車を半径方向に弾性変形
させて、剛性内歯歯車と噛み合わせ、あるいは離間させ
るようにしている。

〔考案が解決しようとする課題〕

このように、いままでに提案されている磁力を利用し
た波動発生器の構成は、弾性外歯歯車の外周あるいは内
周に磁石を配列し、これらの磁石によって弾性外歯歯車
を半径方向に弾性変形させる形式のものである。しかし
ながら、磁石をこれらの位置に設置することが常に可能
であるという保証はない。弾性外歯歯車の外周あるいは
内周に磁石を設置できない場合には、磁力を利用した波
動発生器を採用することができない。

本考案の課題は、この点に鑑みて、特にカップ型弾性
外歯歯車を備えた調和歯車変速装置において、弾性外歯
歯車の内周あるいは外周に磁石を配置することなく磁力
を利用した波動発生器を実現することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、本考案の調和歯車変速
装置においては、その波動発生器を、カップ型弾性外歯
歯車の底面を形成している円盤状部に対して、その円周
方向に向けて配列した第１の磁石群を取り付け、また、
この第１の磁石群に対峙させた位置に、第２の磁石群を
配置した構成としてある。さらに、これらの第１および
第２の磁石群において相互に対峙した磁石相互間の磁極
を相対的に変更する極性切り換え手段を配置してある。

〔作用〕

この構成の装置においては、極性切り換え手段によっ
て、対峙している第１および第２の磁石群の磁石が同一
極性とされた部分においては、弾性外歯歯車の円盤形状
部分がこれらの間に発生する磁気反発力によって押され
て軸線方向に向けて弾性変形する。この結果、この弾性
変形した部分に連続している弾性外歯歯車の筒状部は半
径方向の内側に向けて移動するので、その外周に形成さ
れている外歯が剛性内歯歯車から離間する。これに対し
て、対峙している第１および第２の磁石群の磁石が反対
極性とされた部分においては、弾性外歯歯車の円盤状部
がこれらの間に発生する磁気吸引力によって引っ張られ
て軸線方向に向けて弾性変形すると、今度は、この弾性
変形した部分に連続している筒形状部分は半径方向の外
側に向けて移動して、その外周に形成されている外歯が
剛性内歯歯車に噛み合った状態となる。従って、極性切
り換え手段によって、第１および第２の磁石群を構成す
る各磁石の極性を相対的に切り換え制御することによっ
て、剛性内歯歯車と弾性外歯歯車との噛み合い位置が円
周方向に向けて所定の速度で移動することになる。

〔実施例〕

以下に図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図および第２図には、本例の調和歯車変速装置を
示してある。これらの図に示すように、調和歯車変速装
置１は、環状の剛性内歯歯車２と、この剛性内歯歯車２
の内側に配置されたカップ型弾性外歯歯車３とを有して
いる。上記の剛性内歯歯車２は固定した位置に取付けら
れている。弾性外歯歯車３は、装置軸線1aと平行に延び
る筒状部31と、その一方の端に連続した円盤形状のダイ
ヤフラム部32と、このダイヤフラム部32の中心部分に連
続した環状剛体部33とから構成されており、筒状部31の
開口端側に外周面に外歯34が形成され、この外歯34の外
周を囲む状態に剛性内歯歯車２の内歯21が臨んでいる。
弾性外歯歯車３の環状剛体部33は、複数本の締結用ボル
ト４によって、回転軸５の側に連結されている。

ここに、第１図および第３図に示すように、弾性外歯
歯車３のダイヤフラム部32の内側表面には第１の磁石群
６が取付けられており、本例では、その円周方向に向け
て等しい角度間隔で８個の永久磁石61〜68が取付けられ
ている。これらの磁石は全て同一の極性であるＳ極とさ
れている。これに対して、このダイヤフラム部32の外側
表面に対峙した回転軸５の端面51には、第２の磁石群７
が取付けられている。第１図および第４図に示すよう
に、この第２の磁石群も、端面51の円周方向に向けて等
しい角度間隔で配列した８個の磁石71〜78からなってい
る。これらの磁石71〜78は電磁石であり、それぞれ第１
の磁石群６の各磁石61〜68に対して、ダイヤフラム部32
を挟んで対峙した位置とされている。これらの第２の磁
石群７に対しては、極性切り換え回路８によって電流の
供給が制御される。すなわち、電流の供給および遮断、
ならびに給電方向が制御される。本例では、第４図に示
すように、直交する一対の直径方向において、その一方
の直径の両端に位置する一対の磁石を例えばＳ極に設定
し、他方の直径の両端に位置する一対に磁石をＮ極に設
定し、これら以外の４個の磁石を消勢状態に保持し、こ
の状態を円周方向に順次に移動させるようにしている。
例えば、第４図に示すように、直交する一方の直径Ｖの
両端に位置する磁石71、75がＳ極、他方の直径Ｈ側の磁
石73、77がＮ極とされている場合には、この次のタイミ
ングでは、磁石72、76がＳ極、磁石74、78がＮ極に設定
される。同様にして、次のように順次に磁石が付勢され
る。

次に、第５図ないし第７図を参照して、本例の装置の
動作を説明する。まず、初期状態においては、第５図に
示すように第２の磁石群へは給電されず、従って、第１
および第２の磁石群の間には磁力が発生していない。こ
の後、第４図に示すように、第２の磁石群における磁石
71、75がＳ極とされ、磁石73、77がＮ極とされる。この
結果、Ｓ極の磁石71、75と第１の磁石群の磁石61、65と
の間には反発力が発生し、Ｎ極の磁石73、77と第１の磁
石群の磁石63、67との間には吸引力が発生する。この結
果、第６図に示すように、弾性外歯歯車３のダイヤフラ
ム部32は、剛体部分33との境を起点として、磁石61、65
の部分が軸線1aの方向に向けて弾性変形する。このため
に、この部分に連続している筒状部がそれに連れて半径
方向の内側に移動する。これに対して、これらの磁石6
1、65とは直交する方向のダイヤフラム部においては、
第７図に示すように、第２の磁石群の側に吸引されるの
で、この第２の磁石群の側に弾性変形し、これらの部分
に連続する筒状部がそれに連れて半径方向の外側に移動
する。従って、筒状部31は全体として第２図に示すよう
に、磁石63、67の方向が長軸で、磁石61、65の方向が短
軸となる楕円形状に弾性変形し、長軸側の両端部分にお
いて、外歯34が内歯21と噛み合った状態となる。

前述したように、極性切り換え回路８によって、第２
の磁石の極性は第４図の矢印で示す方向に一定の速度で
回転していく。従って、それに伴って、弾性外歯歯車の
筒状部31の楕円形状も同一方向に向けて同一の速度で回
転していく。すなわち、噛み合い位置が円周方向に移動
していく。この結果、第２の磁石群における極性の回転
速度が、内歯21と外歯34の歯数差に応じて減速されて、
回転軸５の回転として取り出される。

第８図には、本考案の別の実施例における主要部分を
示してある。この例においては、第２の磁石群７を内歯
歯車２が結合されたハウジング９の側に固定してある。
第１の磁石群６の方は、上記の例と同じく、弾性外歯歯
車３のダイヤフラム部32に取り付けてある。この構成を
採用すれば、一方向連続運転を実現できるので好まし
い。

なお、以上説明した実施例においては、弾性外歯歯車
のダイヤフラム部の側に永久磁石を配置し、他方の側に
電磁石を配置してあるが、これとは逆に、ダイヤフラム
部の側に電磁石を配置し、他方側に永久磁石を配置する
ようにしてもよい。また、双方共に、電磁石とすること
もできる。

また、磁石あるいは電磁石の個数は上記の例とは異な
る個数としてもよい。さらには、第１の磁石群と第２の
磁石群とでその磁石の個数を異なるようにしてもよい。
いずれにせよ、第１および第２の磁石群の間で生ずる磁
力によって、ダイヤフラム部がほぼ装置軸線方向に弾性
変形し、それによって、筒状部が半径方向に移動するよ
うにすればよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案の調和歯車変速装置にお
いては、カップ型弾性外歯歯車の底面を形成する円盤状
部に磁石を取りつけて、この部分を装置軸線方向に弾性
変形させることによって、外歯を半径方向に移動させて
剛性内歯と噛み合わせるようにしている。従って、本考
案の装置によれば、弾性外歯歯車の外周あるいは内周部
分に磁石を配置する必要がなく、これらの部分をその他
の部品の設置場所として有効利用できるなどの効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る調和歯車変速装置を示
す縦断面図、第２図は第１図の装置を矢印Ａの側から見
た図、第３図は第１図の装置における第１の磁石群の配
列状態を示す図、第４図は第１図の装置における第２の
磁石群の配列状態を示す図、第５図ないし第７図は第１
図の装置における弾性外歯歯車の弾性変形状態を順次に
示す説明図、第８図は本考案の別の実施例を示す部分断
面図である。 〔符号の説明〕 １…調和歯車変速装置 1a…軸線 ２…剛性内歯歯車 21…内歯 ３…カップ型弾性外歯歯車 31…筒状部 32…円盤状部 33…剛体部 34…外歯 ５…回転軸 51…端面 ６…第１の磁石群 ７…第２の磁石群 61〜68…第１の磁石群を構成する磁石 71〜78…第２の磁石群を構成する磁石 ８…極性切り換え回路。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】環状の剛性内歯歯車と、この剛性内歯歯車
   に噛み合い可能な環状の弾性外歯歯車と、この弾性外歯
   歯車を半径方向に弾性変形させて前記剛性内歯歯車と複
   数箇所で噛み合わせると共に、これらの噛み合わせ位置
   を円周方向に回転させるための波動発生器とを有し、 前記弾性外歯歯車は、外周面に外歯が形成された装置軸
   線方向に延びている筒状部と、この筒状部の一方の端部
   開口を塞ぐ状態にこの筒状部に連続した、装置軸線とは
   直交する方向に延びている円盤形状部と、この円盤形状
   部の中心部分を支持する剛体部とからなるカップ型弾性
   外歯歯車であり、 前記波動発生器は、前記弾性外歯歯車の前記円盤形状部
   に対して、その円周方向に配列した状態に取り付けた第
   １の磁石群と、この第１の磁石群に対峙させて配列した
   第２の磁石群と、前記第１および第２の磁石群間におい
   て対峙している各磁石相互の磁極を相対的に変更する極
   性切り換え手段とを有し、前記第２の磁石群は、前記円
   盤形状部の外側において装置軸線方向に離れた位置に配
   列されており、 前記第１および第２の磁石群の間に発生する磁気吸引力
   および反発力によって、前記第１の磁石群が取付けられ
   た前記弾性外歯歯車の前記円盤形状部が軸線方向に弾性
   変形して、この円盤形状部に連続している前記筒状部の
   外歯が前記剛性内歯歯車に対して噛み合った位置および
   離間した位置に移動されるようになっていることを特徴
   とする調和歯車変速装置。