JP2731596B2

JP2731596B2 - 調和変速機の波動発生器

Info

Publication number: JP2731596B2
Application number: JP1193133A
Authority: JP
Inventors: 利喜丸山; 清人小林
Original assignee: HAAMONITSUKU DORAIBU SHISUTEMUZU KK
Current assignee: HAAMONITSUKU DORAIBU SHISUTEMUZU KK
Priority date: 1989-07-26
Filing date: 1989-07-26
Publication date: 1998-03-25
Anticipated expiration: 2013-03-25
Also published as: JPH0356744A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は調和変速機の波動発生器に関し、さらに詳し
くは、磁力を利用して調和変速機の弾性外歯歯車を弾性
変形させるようになった波動発生器に関するものであ
る。

（従来の技術）一般に、調和変速機は剛性の内歯歯車と、この側に配
置した弾性の外歯歯車と、この外歯歯車の内側に配置し
た楕円形状をした波動発生器を主要構成要素としてい
る。そして、これらの各要素の一つに入力した回転を残
りの一つの要素から取り出すことにより、一定の関係に
ある上記の外歯と内歯との歯数差に応じて変速された回
転を得ることができるようになっている。

このような調和変速機の波動発生器として、本件出願
人は先に、機械的な押しつけ力の代わりに磁力を利用し
て、剛性内歯歯車に対して弾性外歯歯車を噛み合わせる
ようにする形式のものを提案している。この形式の波動
発生器は、弾性外歯歯車の内周面にその円周方向に向け
て等角度間隔で極性の異なる磁石を交互に取付けると共
に、これらに対峙する回転部材の外周面にも同様に、そ
の円周方向に向けて等角度間隔で交互に極性の異なる磁
石を配置し、これらの双方の磁石群の間の磁気吸引力お
よび反発力を利用して、弾性外歯歯車を楕円形状に撓め
て、剛性内歯歯車と噛み合わせると共に、この噛み合わ
せ位置を円周方向に向けて移動させるようになってい
る。

（発明が解決しようとする課題）しかし、この形式の波動発生器においては次のような
解決すべき課題がある。

まず、弾性外歯歯車の側の磁石とこの内側に対向配置
した磁石との間に生ずる磁力を強くすることが困難な場
合がある。すなわち、これらの間に発生する磁束は、薄
肉の弾性外歯歯車を通って形成されるので、磁束密度は
低くなる傾向にあり、充分な磁力が得られない場合もあ
る。よって、強い磁力を得るためには、使用する磁石の
磁力を強くする必要があるが、磁石の配置スペース、利
用可能な磁石自体の磁力の上限などに制約があるので、
かならずしも目標とする磁力を得ることができない場合
がある。

また、複数個の磁石が円周方向に向けて等間隔で配置
された構成では、外側の磁石群と内側の磁石群との相対
回転によって生ずる磁力の変化、すなわち吸引力から反
発力、あるいはこの逆への変化を滑らかにすることが困
難であり、これが原因となって回転にリップルが生ずる
おそれもあるので好ましくない。

本発明の課題は、このような磁力を利用した波動発生
器の問題点を解消することにある。

（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、本発明の調和変速機の
波動発生器は、磁性材料からなる弾性外歯歯車の内側位
置においてこの弾性外歯歯車と同心状に配置した回転軸
と、この回転軸の外周に固定配置した磁石と、この磁石
に対して回転軸軸線方向に隣接した位置で、しかも弾性
外歯歯車の内周面を臨む位置となるように、回転軸の外
周に固定配置したヨークとを有している。さらに、この
ヨークの弾性外歯歯車の内周面に対峙する外周輪郭形状
は、その回転中心を通る一対の直交軸方向において、一
方の軸方向の側が長軸となり、他方の軸方向の側が短軸
となる回転対称な形状に設定されている。

（作用）この構成による本発明の波動発生器では、磁性材料か
らなる弾性外歯歯車と長軸側のヨーク外周面との間隔
が、この外歯歯車と短軸側のヨーク外周面との間隔より
も小さくなり、ヨーク長軸側に発生する強い磁気吸引力
によって、弾性外歯歯車は半径方向の内側に向けて吸引
される。この結果、弾性外歯歯車は、ヨーク長軸側にお
いて短軸となり、これに直交する側において長軸となっ
た楕円形状に変形される。よって、長軸側となった弾性
外歯歯車の両外周端の外歯が、それぞれ剛性内歯歯車の
内歯と噛み合い状態になる。この状態のまま、ヨークが
固定されている回転軸を一定の方向に回転させると、こ
の回転に伴ってヨークの長軸位置も回転する。すなわ
ち、最も強い磁気吸引力が発生する位置が円周方向に向
けて回転する。従って、弾性外歯歯車による剛性内歯歯
車の噛み合い位置もこれに連れて円周方向に回転する。
このようにして、噛み合い位置が回転することによっ
て、変速動作が行われる。

ここに、本発明においては、回転軸の外周上において
この回転軸の軸線方向に隣接配置したヨークと磁石とに
よって磁力発生部を形成している。従って、単に磁石を
配置する場合に比べて、同一の磁石を使用した場合にお
いてもより強力な磁力が発生する。また、本発明では単
に吸引位置が円周方向に回転していくのみであるので、
従来のように同心円状に配置した二群の磁石間の吸引力
および反発力によって弾性外歯歯車を変形させる場合と
は異なり回転が円滑に行われる。

さらに、本発明の好適な実施形態では、回転軸の軸線
方向に向けて、上記の磁石およびヨークが交互に複数組
配置された構成となっている。この構成によれば、配置
する組の数を増減することによって目標とする磁力を簡
単に得ることができる。

（実施例）以下に、第１図乃至第３図を参照して、本発明の実施
例を説明する。

第１図に本例の減速機の全体構成を示してある。本例
の減速機１は、カップ型の調和変速機２と直流モータ３
とを組み合わせたものである。調和変速機２は、一方の
端が開口した円筒形状のハウジング４を有しており、こ
のハウジングの開口端面に連続して、非磁性材料からな
る円環状の剛性内歯歯車５が固着されている。ハウジン
グ４の内部には、磁性材料からなるカップ型の弾性外歯
歯車６が装着されている。この外歯歯車６も開口側がハ
ウジング開口側と同一側となるように配置され、その開
口縁側の外周には外歯6aが形成されて、この外歯6aと上
記の内歯歯車５の内歯5aとは対峙した位置に設定されて
いる（第３図参照）。ハウジング内において、この外歯
歯車６とは反対側の位置には、ハウジング内周面に対し
て二個の軸受け７、８を介して軸支された減速機出力軸
９が装着されており、この出力軸の先端側は、ハウジン
グ４の端面から外部に突出している。この出力軸９の基
端側は、上記のカップ型の弾性外歯歯車６と同軸状に連
結されている。一方、この外歯歯車５の内側には、この
本体の外歯形成位置の裏側位置に、波動発生器11が同心
状に装着されており、この波動発生器11の構成要素であ
る回転軸12は、直流モータ３の出力軸に同軸状に連結さ
れている。

次に、第２図、第３図も参照して、上記の波動発生器
11の構成を説明する。この波動発生器11は、モータ出力
軸に連結された回転軸12と、この回転軸12の外周に嵌め
込んだ非磁性材料からなる円筒形成のハブ13と、このハ
ブ13の外周に配置した磁力発生部14とから構成されてい
る。磁力発生部14は、複数個のヨーク15と、これらに挟
まれた複数個の永久磁石16からなっている。これらの両
部材は、回転軸12の軸線方向において、両側端にヨーク
15が位置するように等間隔に配列され、これらの間に、
永久磁石16が挟まれた状態に配列されている。これら
は、第２図から最も良く分かるように、円盤部材をその
直径方向の両側端部を回転対称の状態に切り取った形状
となっている。ここに、これらのヨークおよび磁石は、
スプライン結合により回転軸の外周に取付けられてい
る。また、ハブ13のカップ型弾性外歯歯車の内部側に端
には半径方向の外側に広がった鍔部13aが形成されてお
り、上記の複数個のヨークおよび永久磁石は、この鍔部
13aと反対側の端に位置するヨーク15とによって、これ
らの軸方向の移動が拘束されている。

このように構成した本例の減速機１における調和変速
機２の部分の動作を説明する。まず、第２図に示すよう
に、ヨークおよび永久磁石の切取り部が水平方向の軸Ｈ
の両側に位置した状態では、この水平方向の両側位置に
おいて、磁力発生部14と外歯歯車６との間隔が最大とな
って、この部分の磁気吸引力が最低となる。これに対し
て、この水平方向の軸とは直交する垂直方向の軸Ｖの側
では、磁力発生部14と外歯歯車６との間隔は僅かであ
り、より大きな磁気吸引力が作用している。この結果、
弾性外歯歯車６は全体として垂直軸Ｖの側の磁気吸引力
によって内方に撓められて、この垂直軸Ｖの側が短軸
で、水平軸Ｈの側が長軸となる楕円形状に変形される。
この変形によって、長軸の両側に位置する弾性外歯歯車
６の外歯の部分6b、6bが剛性内歯歯車５の内歯と噛み合
った状態となる。

この状態から、モータ３を駆動してその出力軸に連結
した回転軸12を第２図の矢印で示す方向に回転させる
と、この回転に伴って回転する磁気発生部14が発生する
磁気吸引力の強い部分が同一方向に回転する。例えば、
第２図から90度回転した状態においては、第４図に示す
ように、ヨークおよび永久磁石の切り取り部は垂直軸Ｖ
の両端に到る。この結果、磁気吸引力の最も弱い部分が
垂直軸Ｖの両端となり、この部分の弾性外歯歯車の部分
6c、6cが剛性内歯歯車の部分に噛み合うことになる。こ
のようにして磁気発生部14が回転することによって、モ
ータ３の側から入力された回転はこの調和変速機２を介
して減速されて、その出力軸９の側から取り出されるこ
とになる。

なお、上記の例はいわゆるカップ型の調和変速機に本
発明を適用したものであるが、いわゆるフラット型の調
和変速機に対しても本発明を同様に適用できることは勿
論である。また、上記の例では、永久磁石とヨークとの
個数をそれぞれ５個および６個として、６極構成の磁気
発生部を形成したが、これらの個数は上記の例に限定さ
れるものではなく、単数であっても良いし、上記の例と
は異なる個数としても良い。

さらに、ヨークおよび永久磁石の形状も、上記の例に
限定されるものではなく、直交する一方の軸の側が長軸
となり、これに直交する他方の軸の側が短軸となる回転
対称形状、換言すれば、一方の軸の側に発生する弾性外
歯に対する磁気吸着力が、これに直交する軸の側の磁気
吸着力よりも大きくなるように設定された形状であれば
良い。例えば、ヨークと磁石とは上記の例とは異なり、
相互に異なる形状に設定することの可能である。

（発明の効果）以上説明したように、本発明では、弾性外歯歯車の内
側位置において、同心状に配置した回転軸の外周に少な
くとも１個のヨークおよび磁石を回転軸の軸線方向に向
けて隣接配置すると共に、これらによって発生する弾性
外歯歯車に対する磁気吸引力が、回転中心を通る直交軸
の一方の側では強く他方の側ではそれに比べて弱くなる
ように、これらヨーク、あるいはヨークおよび磁石の輪
郭形状を設定してある。従って、本発明によれば、従来
のように回転部材の円周方向に向けて一定の角度間隔で
単に磁石を配置したものに比べて、より大きな磁気吸引
力を発生させることが可能になり、また軸方向に配列す
るヨークおよび磁石の個数を増減することによって、そ
の磁気吸引力の増減調整を簡単に行うことが可能になる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である減速機を部分的に切断
して示す全体構成図、第２図は第１図のII−II線で切断
した部分の概略断面図、第３図は第１図の減速機の波動
発生器の部分を拡大して示す部分断面図、第４図は第２
図の状態から波動発生器が90度回転した時の状態を示す
説明図である。符号の説明１……減速機２……調和変速機３……モータ５……剛性内歯歯車６……弾性外歯歯車９……出力軸 11……波動発生器 12……回転軸 13……ハブ 14……磁力発生部 15……ヨーク 16……磁石Ｈ……水平軸Ｖ……垂直軸。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】剛性内歯歯車に対して、磁性材料からなる
弾性外歯歯車が直径方向の二箇所で噛み合うように、こ
の弾性外歯歯車を弾性変形させ、これら剛性内歯歯車お
よび弾性外歯歯車の噛み合わせ位置を、円周方向に向け
て移動させるように構成された調和変速機の波動発生器
であって、前記弾性外歯歯車の内側位置においてこの弾性外歯歯車
と同心状に配置した回転軸と、この回転軸の外周に固定
配置した磁石と、この磁石に対して前記回転軸の軸線方
向に隣接した位置において前記回転軸の外周に固定配置
したヨークとを有し、このヨークの前記弾性外歯歯車の内周面に対峙する外周
輪郭形状は、その回転中心を通る直交軸線方向におい
て、一方の軸線方向の側が長軸となり、他方の軸線方向
の側が短軸となる回転対称形状に設定されていることを
特徴とする調和変速機の波動発生器。
【請求項２】請求項第１項に記載の波動発生器におい
て、前記回転軸の外周には、この回転軸の軸線方向に向け
て、前記磁石と前記ヨークとが交互に複数組配置されて
いることを特徴とする波動発生器。