JP3512160B2 - トルク検出機構付き波動歯車装置 - Google Patents
トルク検出機構付き波動歯車装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は歪みゲージ式のトル
ク検出機構を備えた波動歯車装置に関し、特に、その可
撓性外歯車に貼り付けられた歪みゲージの耐久性の向上
を図ったトルク検出機構付き波動歯車装置に関するもの
である。
ク検出機構を備えた波動歯車装置に関し、特に、その可
撓性外歯車に貼り付けられた歪みゲージの耐久性の向上
を図ったトルク検出機構付き波動歯車装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】典型的な波動歯車装置は、環状の剛性内
歯歯車の内側にカップ型の可撓性外歯歯車を配置し、こ
の外歯歯車の内側に嵌めた楕円形の波動発生器によって
当該外歯歯車を楕円形に撓めて長軸方向の両端位置で両
歯車を噛み合わせた構成となっている。波動発生器をモ
ータ等の高速回転源によって回転させると、両歯車の噛
み合い位置が円周方向に移動する。両歯車には２ｎ枚
（ｎは正の整数）、通常は２枚の歯数差があるので、当
該歯数差に応じて、両歯車の間には相対回転運動が発生
する。一方の歯車を回転しないように固定しておくこと
により、他方の歯車から歯数差に応じて大幅に減速され
た回転出力を取り出すことができる。
歯歯車の内側にカップ型の可撓性外歯歯車を配置し、こ
の外歯歯車の内側に嵌めた楕円形の波動発生器によって
当該外歯歯車を楕円形に撓めて長軸方向の両端位置で両
歯車を噛み合わせた構成となっている。波動発生器をモ
ータ等の高速回転源によって回転させると、両歯車の噛
み合い位置が円周方向に移動する。両歯車には２ｎ枚
（ｎは正の整数）、通常は２枚の歯数差があるので、当
該歯数差に応じて、両歯車の間には相対回転運動が発生
する。一方の歯車を回転しないように固定しておくこと
により、他方の歯車から歯数差に応じて大幅に減速され
た回転出力を取り出すことができる。
【０００３】この構成の波動歯車装置の伝達トルクを測
定するための機構としては、可撓性外歯歯車の表面に歪
みゲージを貼り付け、この歪みゲージの出力に基づき伝
達トルクを測定するトルク検出機構が知られている。
定するための機構としては、可撓性外歯歯車の表面に歪
みゲージを貼り付け、この歪みゲージの出力に基づき伝
達トルクを測定するトルク検出機構が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで、カップ型の可
撓性外歯歯車は上記のように楕円形の波動発生器によっ
て繰り返し半径方向に撓められる。従って、当該外歯歯
車の表面に貼りつけた歪みゲージにおけるリード線が接
続されている接続端子部も同様に繰り返し撓められるこ
とになる。
撓性外歯歯車は上記のように楕円形の波動発生器によっ
て繰り返し半径方向に撓められる。従って、当該外歯歯
車の表面に貼りつけた歪みゲージにおけるリード線が接
続されている接続端子部も同様に繰り返し撓められるこ
とになる。
【０００５】このように、波動歯車装置の可撓性外歯歯
車に貼り付けられている歪みゲージでは、そのリード線
との接続部分が繰り返し撓めらるので、断線が発生しや
すく、トルク検出機構の耐久性が低下するおそれがあ
る。
車に貼り付けられている歪みゲージでは、そのリード線
との接続部分が繰り返し撓めらるので、断線が発生しや
すく、トルク検出機構の耐久性が低下するおそれがあ
る。
【０００６】本発明の課題は、この点に鑑みて、耐久性
の高い歪みゲージ式のトルク検出機構を備えた波動歯車
装置を提案することにある。
の高い歪みゲージ式のトルク検出機構を備えた波動歯車
装置を提案することにある。
【０００７】
【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、本発明は、剛性内歯歯車と、可撓性外歯歯車と、
前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて前記剛性内歯歯
車に部分的に噛み合わせると共に両歯車の噛み合い位置
を円周方向に移動させることにより両歯車に相対回転を
発生させる波動発生器と、前記可撓性外歯歯車を介して
伝達されるトルクを検出するために当該可撓性外歯歯車
に貼り付けた歪みゲージおよび当該歪みゲージに接続さ
れたリード線を備えたトルク検出部とを有するトルク検
出機能付き波動歯車装置において、次の構成を採用した
ことを特徴としている。
めに、本発明は、剛性内歯歯車と、可撓性外歯歯車と、
前記可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて前記剛性内歯歯
車に部分的に噛み合わせると共に両歯車の噛み合い位置
を円周方向に移動させることにより両歯車に相対回転を
発生させる波動発生器と、前記可撓性外歯歯車を介して
伝達されるトルクを検出するために当該可撓性外歯歯車
に貼り付けた歪みゲージおよび当該歪みゲージに接続さ
れたリード線を備えたトルク検出部とを有するトルク検
出機能付き波動歯車装置において、次の構成を採用した
ことを特徴としている。
【０００８】図１（ａ）を参照して説明すると、前記可
撓性外歯歯車１は、円筒状の胴部２と、この胴部２の一
端から半径方向の内側に延びる円環状のダイヤフラム３
と、このダイヤフラム３の中心に一体形成されたボス４
と、前記胴部２の他端側部分の外周面に形成された外歯
５とを備えたカップ型のものであり、前記歪みゲージ６
は、トルク検出用の抵抗線部分６ａと、この抵抗線部分
６ａを前記リード線７に接続するための接続端子部６ｂ
とを備えており、前記接続端子部６ｂが前記可撓性外歯
歯車１の前記ボス４の表面に貼り付けられていることを
特徴としている。
撓性外歯歯車１は、円筒状の胴部２と、この胴部２の一
端から半径方向の内側に延びる円環状のダイヤフラム３
と、このダイヤフラム３の中心に一体形成されたボス４
と、前記胴部２の他端側部分の外周面に形成された外歯
５とを備えたカップ型のものであり、前記歪みゲージ６
は、トルク検出用の抵抗線部分６ａと、この抵抗線部分
６ａを前記リード線７に接続するための接続端子部６ｂ
とを備えており、前記接続端子部６ｂが前記可撓性外歯
歯車１の前記ボス４の表面に貼り付けられていることを
特徴としている。
【０００９】このように本発明では、カップ型の可撓性
外歯歯車のボスに歪みゲージの接続端子部が位置するよ
うに、当該歪みゲージを可撓性外歯歯車に貼り付けてあ
る。ボスは、可撓性外歯歯車を他の部材に連結するため
の部分であるので、厚肉であり、ダイヤフラムのような
大きな弾性変形が繰り返し発生することはない。よっ
て、リード線が断線してしまうという弊害を回避でき
る。
外歯歯車のボスに歪みゲージの接続端子部が位置するよ
うに、当該歪みゲージを可撓性外歯歯車に貼り付けてあ
る。ボスは、可撓性外歯歯車を他の部材に連結するため
の部分であるので、厚肉であり、ダイヤフラムのような
大きな弾性変形が繰り返し発生することはない。よっ
て、リード線が断線してしまうという弊害を回避でき
る。
【００１０】この構成を採用する場合における代表的な
歪みゲージの貼りつけ位置は、図１（ａ）に示すよう
に、可撓性外歯歯車１におけるダイヤフラム３およびボ
ス４の境界部分である。この位置に歪みゲージ６を貼る
と、その抵抗線部分６ａおよび接続端子部６ｂをそれぞ
れダイヤフラム３およびボス４の表面に位置させること
ができる。
歪みゲージの貼りつけ位置は、図１（ａ）に示すよう
に、可撓性外歯歯車１におけるダイヤフラム３およびボ
ス４の境界部分である。この位置に歪みゲージ６を貼る
と、その抵抗線部分６ａおよび接続端子部６ｂをそれぞ
れダイヤフラム３およびボス４の表面に位置させること
ができる。
【００１１】ここで、可撓性外歯歯車１を減速回転の出
力要素とした場合には、当該可撓性外歯歯車１に貼り付
けられている歪みゲージ６に接続されているリード線７
も、可撓性外歯歯車１と共に回転する。歪みゲージ６が
可撓性外歯車１の内周面１ａに貼り付けられている場合
には、可撓性外歯歯車１の前記ボス４に中心貫通孔４ａ
を形成しておき、リード線７を当該中心貫通孔４ａに通
して外部に引き出すことが望ましい。このようにすれ
ば、可撓性外歯歯車１の回転に伴うリード線７の移動が
少なく、しかも１、２回の回転程度ならば、リード線７
のよじれによって当該回転を吸収できる。
力要素とした場合には、当該可撓性外歯歯車１に貼り付
けられている歪みゲージ６に接続されているリード線７
も、可撓性外歯歯車１と共に回転する。歪みゲージ６が
可撓性外歯車１の内周面１ａに貼り付けられている場合
には、可撓性外歯歯車１の前記ボス４に中心貫通孔４ａ
を形成しておき、リード線７を当該中心貫通孔４ａに通
して外部に引き出すことが望ましい。このようにすれ
ば、可撓性外歯歯車１の回転に伴うリード線７の移動が
少なく、しかも１、２回の回転程度ならば、リード線７
のよじれによって当該回転を吸収できる。
【００１２】次に、本発明はシルクハット型の可撓性外
歯歯車を備えた波動歯車装置に対しても同様に適用でき
る。図１（ｂ）に示すように、シルクハット型の可撓性
外歯歯車１１は、円筒状の胴部１２と、この胴部１２の
一端から半径方向の外側に広がる円環状のダイヤフラム
１３と、このダイヤフラムの外周縁に一体形成された円
環状のボス１４と、前記胴部１２の他端側部分の外周面
に形成された外歯１５とを備えている。この場合にも、
前記歪みゲージ１６の接続端子部１６ｂを、前記可撓性
外歯歯車１１の前記ボス１４に貼り付けるようにすれば
よい。
歯歯車を備えた波動歯車装置に対しても同様に適用でき
る。図１（ｂ）に示すように、シルクハット型の可撓性
外歯歯車１１は、円筒状の胴部１２と、この胴部１２の
一端から半径方向の外側に広がる円環状のダイヤフラム
１３と、このダイヤフラムの外周縁に一体形成された円
環状のボス１４と、前記胴部１２の他端側部分の外周面
に形成された外歯１５とを備えている。この場合にも、
前記歪みゲージ１６の接続端子部１６ｂを、前記可撓性
外歯歯車１１の前記ボス１４に貼り付けるようにすれば
よい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用したトルク検出機構付き波動歯車装置を説明す
る。
を適用したトルク検出機構付き波動歯車装置を説明す
る。
【００１４】（第１の実施例）図２は本発明を適用した
カップ型の波動歯車装置の一例を示す概略縦断面図であ
る。本例の波動歯車装置２１は、環状の剛性内歯歯車２
２と、この内側に配置されているカップ型の可撓性外歯
歯車２３と、この内側に嵌め込まれている楕円形の波動
発生器２４と、トルク検出機構の構成要素である歪みゲ
ージ２５および当該歪みゲージ２５に接続されたリード
線２６とを有している。
カップ型の波動歯車装置の一例を示す概略縦断面図であ
る。本例の波動歯車装置２１は、環状の剛性内歯歯車２
２と、この内側に配置されているカップ型の可撓性外歯
歯車２３と、この内側に嵌め込まれている楕円形の波動
発生器２４と、トルク検出機構の構成要素である歪みゲ
ージ２５および当該歪みゲージ２５に接続されたリード
線２６とを有している。
【００１５】可撓性外歯歯車２３は、円筒状の胴部２３
１と、この胴部の一端から半径方向の内側に延びる円環
状のダイヤフラム２３２と、このダイヤフラムの内周縁
に一体形成された円板状のボス２３３と、胴部２３１の
他端部分の外周面に形成された外歯２３４を備えてい
る。ボス２３３には中心貫通孔２３３ａが形成されてい
る。
１と、この胴部の一端から半径方向の内側に延びる円環
状のダイヤフラム２３２と、このダイヤフラムの内周縁
に一体形成された円板状のボス２３３と、胴部２３１の
他端部分の外周面に形成された外歯２３４を備えてい
る。ボス２３３には中心貫通孔２３３ａが形成されてい
る。
【００１６】波動発生器２４は、円環状のハブ２４１
と、この外周面にオルダム継手機構を介して取り付けた
楕円形輪郭の剛性カム板２４２と、この剛性カム板２４
２の外周面に嵌めたウエーブベアリング２４３とを備え
ている。ハブ２４１の中心孔２４１ａにはモータ出力軸
等の高速回転要素が連結固定される。
と、この外周面にオルダム継手機構を介して取り付けた
楕円形輪郭の剛性カム板２４２と、この剛性カム板２４
２の外周面に嵌めたウエーブベアリング２４３とを備え
ている。ハブ２４１の中心孔２４１ａにはモータ出力軸
等の高速回転要素が連結固定される。
【００１７】ここで、歪みゲージ２５は、可撓性外歯歯
車２３のダイヤフラム２３２とボス２３３の境界部分に
貼り付けられている。詳細に説明すると、歪みゲージ２
５は、検出部分である抵抗線部分２５ａと、当該抵抗線
部分をリード線２６に接続するための接続端子部２５ｂ
から構成されており、抵抗線部分２５ａはダイヤフラム
２３２の内側面２３２ｂに貼り付けられ、接続端子部２
５ｂはボス２３３の内側面２３３ｂに貼り付けられた状
態となっている。なお、歪みゲージ２５は、可撓性外歯
歯車のコーニングによる出力変動補償のために、同一円
周上に複数枚貼り付けられている。例えば、等しい角度
間隔で複数枚貼り付けられている。
車２３のダイヤフラム２３２とボス２３３の境界部分に
貼り付けられている。詳細に説明すると、歪みゲージ２
５は、検出部分である抵抗線部分２５ａと、当該抵抗線
部分をリード線２６に接続するための接続端子部２５ｂ
から構成されており、抵抗線部分２５ａはダイヤフラム
２３２の内側面２３２ｂに貼り付けられ、接続端子部２
５ｂはボス２３３の内側面２３３ｂに貼り付けられた状
態となっている。なお、歪みゲージ２５は、可撓性外歯
歯車のコーニングによる出力変動補償のために、同一円
周上に複数枚貼り付けられている。例えば、等しい角度
間隔で複数枚貼り付けられている。
【００１８】また、接続端子部２５ｂに接続されている
リード線２６は、ボス２３３の中心貫通孔２３３ａを通
して可撓性外歯歯車２３の外側に引き出され、不図示の
トルク検出用の信号処理装置等に接続されている。
リード線２６は、ボス２３３の中心貫通孔２３３ａを通
して可撓性外歯歯車２３の外側に引き出され、不図示の
トルク検出用の信号処理装置等に接続されている。
【００１９】このように構成した波動歯車装置２１にお
いて、その歪みゲージ２５におけるリード線２６が接続
されている接続端子部２５ｂはボス２３３の表面２３３
ｂに貼り付けられている。可撓性外歯歯車２３における
胴部２３１およびダイヤフラム２３２の部分は、波動発
生器２４によって半径方向に繰り返し撓められる。すな
わち、これらの部分にはコーニングが発生する。しか
し、接続端子部２５ｂはこのような大きな変形は発生し
ないので、接続端子部２５ｂの部分が繰り返し撓められ
てそこに接続されているリード線が断線するという弊害
は発生しない。よって、トルク検出機能の耐久性を高め
ることができる。
いて、その歪みゲージ２５におけるリード線２６が接続
されている接続端子部２５ｂはボス２３３の表面２３３
ｂに貼り付けられている。可撓性外歯歯車２３における
胴部２３１およびダイヤフラム２３２の部分は、波動発
生器２４によって半径方向に繰り返し撓められる。すな
わち、これらの部分にはコーニングが発生する。しか
し、接続端子部２５ｂはこのような大きな変形は発生し
ないので、接続端子部２５ｂの部分が繰り返し撓められ
てそこに接続されているリード線が断線するという弊害
は発生しない。よって、トルク検出機能の耐久性を高め
ることができる。
【００２０】（第２の実施例）図３は、波動歯車装置ユ
ニットに本発明を適用した場合の実施例を示す概略縦断
面図である。本例の波動歯車装置ユニット３０は、カッ
プ型の波動歯車装置３１と、第１および第２の端板３
７、３８と、クロスローラベアリング３９から構成され
ている。
ニットに本発明を適用した場合の実施例を示す概略縦断
面図である。本例の波動歯車装置ユニット３０は、カッ
プ型の波動歯車装置３１と、第１および第２の端板３
７、３８と、クロスローラベアリング３９から構成され
ている。
【００２１】詳細に説明すると、波動歯車装置３１は、
環状の剛性内歯歯車３２と、この内側に配置されている
カップ型の可撓性外歯歯車３３と、この内側に嵌め込ま
れている楕円形の波動発生器３４と、トルク検出機構の
構成要素である歪みゲージ３５および当該歪みゲージ３
５に接続されたリード線３６とを有している。
環状の剛性内歯歯車３２と、この内側に配置されている
カップ型の可撓性外歯歯車３３と、この内側に嵌め込ま
れている楕円形の波動発生器３４と、トルク検出機構の
構成要素である歪みゲージ３５および当該歪みゲージ３
５に接続されたリード線３６とを有している。
【００２２】可撓性外歯歯車３３は、円筒状の胴部３３
１と、この胴部の一端から半径方向の内側に延びる円環
状のダイヤフラム３３２と、このダイヤフラムの内周縁
に一体形成された円板状のボス３３３と、胴部３３１の
他端部分の外周面に形成された外歯３３４を備えてい
る。ボス３３３には中心貫通孔３３３ａが形成されてい
る。
１と、この胴部の一端から半径方向の内側に延びる円環
状のダイヤフラム３３２と、このダイヤフラムの内周縁
に一体形成された円板状のボス３３３と、胴部３３１の
他端部分の外周面に形成された外歯３３４を備えてい
る。ボス３３３には中心貫通孔３３３ａが形成されてい
る。
【００２３】波動発生器３４は、円環状のハブ３４１が
一体形成された楕円形輪郭の剛性カム板３４２と、この
剛性カム板３４２の外周面に嵌めたウエーブベアリング
３４３とを備えている。ハブ３４１の中心孔３４１ａに
は回転入力軸３０１が貫通して当該部分に連結固定され
ている。
一体形成された楕円形輪郭の剛性カム板３４２と、この
剛性カム板３４２の外周面に嵌めたウエーブベアリング
３４３とを備えている。ハブ３４１の中心孔３４１ａに
は回転入力軸３０１が貫通して当該部分に連結固定され
ている。
【００２４】次に、第１の端板３７は、その内側面にお
ける中心部分において軸受け３７１を介して、回転入力
軸３０１の一端を回転自在に支持しており、その内側面
における外周側の部分が内歯歯車３２の側面に固着され
ている。第２の端板３８は、波動歯車装置３１を挟み反
対側に位置しており、その中心貫通孔３８１には軸受け
３８２を介して回転入力軸３０１が回転自在の状態で貫
通している。当該第２の端板３９の内側面における貫通
孔３８１の外周側の部分には可撓性外歯歯車３３のボス
３３３が締結固定されている。
ける中心部分において軸受け３７１を介して、回転入力
軸３０１の一端を回転自在に支持しており、その内側面
における外周側の部分が内歯歯車３２の側面に固着され
ている。第２の端板３８は、波動歯車装置３１を挟み反
対側に位置しており、その中心貫通孔３８１には軸受け
３８２を介して回転入力軸３０１が回転自在の状態で貫
通している。当該第２の端板３９の内側面における貫通
孔３８１の外周側の部分には可撓性外歯歯車３３のボス
３３３が締結固定されている。
【００２５】第２の端板３８の外周側の部分は円環状に
第１の端板３７の側に突出しており、当該円環状部分３
８３と剛性内歯歯車３２の間にクロスローラベアリング
３９が配置されている。すなわち、クロスローラベアリ
ング３９の外輪３９１は第２の端板３８の円環状部分３
８３に固定され、その内輪３９２は剛性内歯歯車３２の
側面に固定されている。
第１の端板３７の側に突出しており、当該円環状部分３
８３と剛性内歯歯車３２の間にクロスローラベアリング
３９が配置されている。すなわち、クロスローラベアリ
ング３９の外輪３９１は第２の端板３８の円環状部分３
８３に固定され、その内輪３９２は剛性内歯歯車３２の
側面に固定されている。
【００２６】ここで、歪みゲージ３５は、可撓性外歯歯
車３３のダイヤフラム３３２とボス３３３の境界部分に
貼り付けられている。詳細に説明すると、歪みゲージ３
５は、検出部分である抵抗線部分３５ａと、当該抵抗線
部分をリード線３６に接続するための接続端子部３５ｂ
から構成されており、抵抗線部分３５ａはダイヤフラム
３３２の内側面３３２ｂに貼り付けられ、接続端子部３
５ｂはボス３３３の内側面３３３ｂに貼り付けられた状
態となっている。なお、歪みゲージ３５は、可撓性外歯
歯車のコーニングによる出力変動補償のために、同一円
周上に複数枚貼り付けられている。例えば、等しい角度
間隔で複数枚貼り付けられている。
車３３のダイヤフラム３３２とボス３３３の境界部分に
貼り付けられている。詳細に説明すると、歪みゲージ３
５は、検出部分である抵抗線部分３５ａと、当該抵抗線
部分をリード線３６に接続するための接続端子部３５ｂ
から構成されており、抵抗線部分３５ａはダイヤフラム
３３２の内側面３３２ｂに貼り付けられ、接続端子部３
５ｂはボス３３３の内側面３３３ｂに貼り付けられた状
態となっている。なお、歪みゲージ３５は、可撓性外歯
歯車のコーニングによる出力変動補償のために、同一円
周上に複数枚貼り付けられている。例えば、等しい角度
間隔で複数枚貼り付けられている。
【００２７】また、接続端子部３５ｂに接続されている
リード線３６は、ボス３３３に開けた配線孔３３３ｃを
通って、その外周側に引き出され、さらに、第２の端板
３８に開けた配線孔（図示せず）を通って、ユニット外
側に引き出されている。
リード線３６は、ボス３３３に開けた配線孔３３３ｃを
通って、その外周側に引き出され、さらに、第２の端板
３８に開けた配線孔（図示せず）を通って、ユニット外
側に引き出されている。
【００２８】この構成の波動歯車装置ユニット３０で
は、カップ型の可撓性外歯歯車３３が固定側とされ、剛
性内歯歯車３２が減速回転出力側とされ、回転入力軸３
０１から入力した高速回転は、剛性内歯歯車３２に連結
されている第１の端板３７から出力される。
は、カップ型の可撓性外歯歯車３３が固定側とされ、剛
性内歯歯車３２が減速回転出力側とされ、回転入力軸３
０１から入力した高速回転は、剛性内歯歯車３２に連結
されている第１の端板３７から出力される。
【００２９】本例においても、歪みゲージ３５における
リード線接続部分が繰り返し大幅な変形に晒されること
がないので、リード線が断線することがなく、よって、
トルク検出機構の耐久性が高まる。
リード線接続部分が繰り返し大幅な変形に晒されること
がないので、リード線が断線することがなく、よって、
トルク検出機構の耐久性が高まる。
【００３０】（第３の実施例）図４は、本発明を適用し
た波動歯車装置ユニットの別の実施例を示す概略縦断面
図である。本例の波動歯車装置ユニット４０も、カップ
型の波動歯車装置４１と、第１および第２の端板４７、
４８と、クロスローラベアリング４９から構成されてお
り、上記の波動歯車装置ユニット３０と基本的な構成は
同一であるが、その波動歯車装置のボスの形状と、歪み
ゲージの貼り付け位置とが相違している。
た波動歯車装置ユニットの別の実施例を示す概略縦断面
図である。本例の波動歯車装置ユニット４０も、カップ
型の波動歯車装置４１と、第１および第２の端板４７、
４８と、クロスローラベアリング４９から構成されてお
り、上記の波動歯車装置ユニット３０と基本的な構成は
同一であるが、その波動歯車装置のボスの形状と、歪み
ゲージの貼り付け位置とが相違している。
【００３１】詳細に説明すると、波動歯車装置４１は、
環状の剛性内歯歯車４２と、この内側に配置されている
カップ型の可撓性外歯歯車４３と、この内側に嵌め込ま
れている楕円形の波動発生器４４と、トルク検出機構の
構成要素である歪みゲージ４５および当該歪みゲージ４
５に接続されたリード線４６とを有している。
環状の剛性内歯歯車４２と、この内側に配置されている
カップ型の可撓性外歯歯車４３と、この内側に嵌め込ま
れている楕円形の波動発生器４４と、トルク検出機構の
構成要素である歪みゲージ４５および当該歪みゲージ４
５に接続されたリード線４６とを有している。
【００３２】可撓性外歯歯車４３は、円筒状の胴部４３
１と、この胴部の一端から半径方向の内側に延びる円環
状のダイヤフラム４３２と、このダイヤフラムの内周縁
に一体形成された円板状のボス４３３と、胴部４３１の
他端部分の外周面に形成された外歯４３４を備えてい
る。ボス４３３には中心貫通孔４３３ａが形成されてい
る。
１と、この胴部の一端から半径方向の内側に延びる円環
状のダイヤフラム４３２と、このダイヤフラムの内周縁
に一体形成された円板状のボス４３３と、胴部４３１の
他端部分の外周面に形成された外歯４３４を備えてい
る。ボス４３３には中心貫通孔４３３ａが形成されてい
る。
【００３３】波動発生器４４は、円環状のハブ４４１が
一体形成された楕円形輪郭の剛性カム板４４２と、この
剛性カム板４４２の外周面に嵌めたウエーブベアリング
４４３とを備えている。ハブ４４１の中心孔４４１ａに
は回転入力軸４０１が貫通して当該部分に連結固定され
ている。
一体形成された楕円形輪郭の剛性カム板４４２と、この
剛性カム板４４２の外周面に嵌めたウエーブベアリング
４４３とを備えている。ハブ４４１の中心孔４４１ａに
は回転入力軸４０１が貫通して当該部分に連結固定され
ている。
【００３４】次に、第１の端板４７は、その内側面にお
ける中心部分において軸受け４７１を介して、回転入力
軸４０１の一端を回転自在に支持しており、その内側面
における外周側の部分が内歯歯車４２の側面に固着され
ている。第２の端板４８は、波動歯車装置４１を挟み反
対側に位置しており、その中心貫通孔４８１には軸受け
４８２を介して回転入力軸４０１が回転自在の状態で貫
通している。当該第２の端板４８の内側面における貫通
孔４８１の外周側の部分には可撓性外歯歯車４３のボス
４３３が締結固定されている。
ける中心部分において軸受け４７１を介して、回転入力
軸４０１の一端を回転自在に支持しており、その内側面
における外周側の部分が内歯歯車４２の側面に固着され
ている。第２の端板４８は、波動歯車装置４１を挟み反
対側に位置しており、その中心貫通孔４８１には軸受け
４８２を介して回転入力軸４０１が回転自在の状態で貫
通している。当該第２の端板４８の内側面における貫通
孔４８１の外周側の部分には可撓性外歯歯車４３のボス
４３３が締結固定されている。
【００３５】第２の端板４８の外周側の部分は円環状に
第１の端板４７の側に突出しており、当該円環状部分４
８３と剛性内歯歯車４２の間にクロスローラベアリング
４９が配置されている。すなわち、クロスローラベアリ
ング４９の外輪４９１は第２の端板４８の円環状部分４
８３に固定され、その内輪４９２は剛性内歯歯車４２の
側面に固定されている。
第１の端板４７の側に突出しており、当該円環状部分４
８３と剛性内歯歯車４２の間にクロスローラベアリング
４９が配置されている。すなわち、クロスローラベアリ
ング４９の外輪４９１は第２の端板４８の円環状部分４
８３に固定され、その内輪４９２は剛性内歯歯車４２の
側面に固定されている。
【００３６】ここで、歪みゲージ４５は、可撓性外歯歯
車４３のボス４３３の外側面４３３ｄに貼り付けられて
いる。詳細に説明すると、本例のボス４３３は、中心貫
通孔４３３ａが形成されている円筒部分４３３Ａの外側
の端から半径方向の外側に広がる円環状のフランジ４３
３Ｂが形成されており、このフランジ４３３Ｂの外側面
には浅い円形の窪み４３３ｅが形成されている。従っ
て、このフランジ４３３Ｂの部分を第２の端板３８の内
側面に固定すると、当該窪み４３３ｅの部分に環状空間
が形成される。この窪み４３３ｅの表面に歪みゲージ４
５が貼り付けられている。
車４３のボス４３３の外側面４３３ｄに貼り付けられて
いる。詳細に説明すると、本例のボス４３３は、中心貫
通孔４３３ａが形成されている円筒部分４３３Ａの外側
の端から半径方向の外側に広がる円環状のフランジ４３
３Ｂが形成されており、このフランジ４３３Ｂの外側面
には浅い円形の窪み４３３ｅが形成されている。従っ
て、このフランジ４３３Ｂの部分を第２の端板３８の内
側面に固定すると、当該窪み４３３ｅの部分に環状空間
が形成される。この窪み４３３ｅの表面に歪みゲージ４
５が貼り付けられている。
【００３７】なお、フランジ４３３Ｂを更に半径方向の
外方に延ばせば、窪み４３３ｅの裏面に歪みゲージ４５
を貼りつけることもできる。
外方に延ばせば、窪み４３３ｅの裏面に歪みゲージ４５
を貼りつけることもできる。
【００３８】歪みゲージ４５は、検出部分である抵抗線
部分４５ａと、当該抵抗線部分をリード線４６に接続す
るための接続端子部４５ｂから構成されている。接続端
子部４５ｂに接続されたリード線４６は、第２の端板４
８に形成された配線孔（図示せず）を通って、ユニット
外側に引き出されている。
部分４５ａと、当該抵抗線部分をリード線４６に接続す
るための接続端子部４５ｂから構成されている。接続端
子部４５ｂに接続されたリード線４６は、第２の端板４
８に形成された配線孔（図示せず）を通って、ユニット
外側に引き出されている。
【００３９】ボス４３３は波動発生器４４による変形の
影響を受けない（すなわち、コーニングの影響を受けな
い）ので、１箇所に歪みゲージを貼りつけ、ここからの
出力に基づき精度の良いトルク検出を行うことができ
る。勿論、検出精度、例えば、直線性、感度等を良くす
るためには、複数枚の歪みゲージを貼ればよい。
影響を受けない（すなわち、コーニングの影響を受けな
い）ので、１箇所に歪みゲージを貼りつけ、ここからの
出力に基づき精度の良いトルク検出を行うことができ
る。勿論、検出精度、例えば、直線性、感度等を良くす
るためには、複数枚の歪みゲージを貼ればよい。
【００４０】また、ボス４３３に貼り付けられている歪
みゲージ４５におけるリード線接続部分が繰り返しの変
形に晒されることがないので、リード線が断線すること
がなく、よって、トルク検出機構の耐久性が高まる。
みゲージ４５におけるリード線接続部分が繰り返しの変
形に晒されることがないので、リード線が断線すること
がなく、よって、トルク検出機構の耐久性が高まる。
【００４１】なお、本例の波動歯車装置ユニット４０で
は、カップ型の可撓性外歯歯車４３が固定側とされ、剛
性内歯歯車４２が減速回転出力側とされ、回転入力軸４
０１から入力した高速回転は、剛性内歯歯車４２に連結
されている第１の端板４７から出力される。
は、カップ型の可撓性外歯歯車４３が固定側とされ、剛
性内歯歯車４２が減速回転出力側とされ、回転入力軸４
０１から入力した高速回転は、剛性内歯歯車４２に連結
されている第１の端板４７から出力される。
【００４２】ここで、歪みゲージ４５は、ボス４３３の
円形外周面４３３ｆに貼り付けることもできる。一般的
には、上記のように平坦なボス外側表面に貼り付ける方
が、接着作業が容易である。
円形外周面４３３ｆに貼り付けることもできる。一般的
には、上記のように平坦なボス外側表面に貼り付ける方
が、接着作業が容易である。
【００４３】（その他の実施の形態）なお、上記の各例
は、トルク検出素子として歪みゲージを用いた場合のも
のである。トルク検出方式としては、磁気式、光学式の
ものも知られており、これらの方式によるトルク検出機
構を備えた波動歯車装置に対しても、本発明を同様に適
用できる。
は、トルク検出素子として歪みゲージを用いた場合のも
のである。トルク検出方式としては、磁気式、光学式の
ものも知られており、これらの方式によるトルク検出機
構を備えた波動歯車装置に対しても、本発明を同様に適
用できる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のトルク検
出機構付き波動歯車装置においては、トルク検出用の歪
みゲージにおけるリード線が接続されている接続端子部
を、可撓性外歯歯車のボスの表面に貼り付けるようにし
ている。この部分は、可撓性外歯歯車の他の部分のよう
に波動発生器によって繰り返し撓められることが無いの
で、このような変位によってリード線が断線する等の弊
害が発生しない。よって、トルク検出機構の耐久性を高
めることができる。
出機構付き波動歯車装置においては、トルク検出用の歪
みゲージにおけるリード線が接続されている接続端子部
を、可撓性外歯歯車のボスの表面に貼り付けるようにし
ている。この部分は、可撓性外歯歯車の他の部分のよう
に波動発生器によって繰り返し撓められることが無いの
で、このような変位によってリード線が断線する等の弊
害が発生しない。よって、トルク検出機構の耐久性を高
めることができる。
【図１】本発明の特徴を説明するための説明図である。
【図２】本発明を適用した波動歯車装置の実施例を示す
概略縦断面図である。
概略縦断面図である。
【図３】本発明を適用した波動歯車装置ユニットの実施
例を示す概略縦断面図である。
例を示す概略縦断面図である。
【図４】本発明を適用した波動歯車装置ユニットの別の
実施例を示す概略縦断面図である。
実施例を示す概略縦断面図である。
１、１１ カップ型の可撓性外歯歯車
２、１２ 胴部
３、１３ ダイヤフラム
４、１４ ボス
５、１５ 外歯
６ 歪みゲージ
６ａ 抵抗線部分
６ｂ 接続端子部
７ リード線
２１ 波動歯車装置
２２ 剛性内歯歯車
２３ 可撓性外歯歯車
２３２ ダイヤフラム
２３２ｂ ダイヤフラムの内側面
２３３ ボス
２３３ａ 中心貫通孔
２３３ｂ ボスの内側面
２４ 波動発生器
２５ 歪みゲージ
２５ａ 抵抗線部分
２５ｂ 接続端子部
２６ リード線
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平10−19554（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−184777（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−229147（ＪＰ，Ａ)
実開 昭61−22953（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16H 1/32
G01L 3/14
Claims (5)
- 【請求項１】 剛性内歯歯車と、可撓性外歯歯車と、前
記可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて前記剛性内歯歯車
に部分的に噛み合わせると共に両歯車の噛み合い位置を
円周方向に移動させることにより両歯車に相対回転を発
生させる波動発生器と、前記可撓性外歯歯車を介して伝
達されるトルクを検出するために当該可撓性外歯歯車に
貼り付けた歪みゲージおよび当該歪みゲージに接続され
たリード線を備えたトルク検出部とを有するトルク検出
機能付き波動歯車装置において、 前記可撓性外歯歯車は、円筒状の胴部と、この胴部の一
端から半径方向の内側に延びる円環状のダイヤフラム
と、このダイヤフラムの中心に一体形成されたボスと、
前記胴部の他端側部分の外周面に形成された外歯とを備
えたカップ型のものであり、 前記歪みゲージは、トルク検出用の抵抗線部分と、この
抵抗線部分を前記リード線に接続するための接続端子部
とを備えており、 前記接続端子部が前記可撓性外歯歯車の前記ボスの表面
に貼り付けられていることを特徴とするトルク検出機構
付き波動歯車装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記歪みゲージは、
前記抵抗線部分および前記接続端子部がそれぞれ前記ダ
イヤフラムおよび前記ボスの表面に位置するように、前
記ダイヤフラムおよび前記ボスの境界部分に貼り付けら
れていることを特徴とするトルク検出機能付き波動歯車
装置。 - 【請求項３】 請求項１または２において、 前記歪みゲージは前記可撓性外歯車の内周面に貼り付け
られており、 前記可撓性外歯歯車の前記ボスは中心貫通孔を備えてお
り、 前記リード線は当該中心貫通孔を通って引き回されてい
ることを特徴とするトルク検出機能付き波動歯車装置。 - 【請求項４】 剛性内歯歯車と、可撓性外歯歯車と、前
記可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて前記剛性内歯歯車
に部分的に噛み合わせると共に両歯車の噛み合い位置を
円周方向に移動させることにより両歯車に相対回転を発
生させる波動発生器と、前記可撓性外歯歯車を介して伝
達されるトルクを検出するために当該可撓性外歯歯車に
貼り付けた歪みゲージおよび当該歪みゲージに接続され
たリード線を備えたトルク検出部とを有するトルク検出
機能付き波動歯車装置において、 前記可撓性外歯歯車は、円筒状の胴部と、この胴部の一
端から半径方向の外側に広がる円環状のダイヤフラム
と、このダイヤフラムの外周縁に一体形成された円環状
のボスと、前記胴部の他端側部分の外周面に形成された
外歯とを備えたシルクハット型のものであり、 前記歪みゲージは、トルク検出用の抵抗線部分と、この
抵抗線部分を前記リード線に接続するための接続端子部
とを備えており、 前記接続端子部が、前記可撓性外歯歯車の前記ボスに貼
り付けられていることを特徴とするトルク検出機構付き
波動歯車装置。 - 【請求項５】 請求項４において、前記歪みゲージは、
前記抵抗線部分および前記接続端子部がそれぞれ前記ダ
イヤフラムおよび前記ボスの表面に位置するように、前
記ダイヤフラムおよび前記ボスの境界部分に貼り付けら
れていることを特徴とするトルク検出機構付き波動歯車
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13076099A JP3512160B2 (ja) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | トルク検出機構付き波動歯車装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13076099A JP3512160B2 (ja) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | トルク検出機構付き波動歯車装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000320622A JP2000320622A (ja) | 2000-11-24 |
| JP3512160B2 true JP3512160B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=15042009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13076099A Expired - Lifetime JP3512160B2 (ja) | 1999-05-12 | 1999-05-12 | トルク検出機構付き波動歯車装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3512160B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103358316A (zh) * | 2012-03-30 | 2013-10-23 | 韩国机械研究院 | 中空驱动模块 |
| JPWO2020149204A1 (ja) * | 2019-01-18 | 2020-07-23 |
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| US6840118B2 (en) * | 2002-05-13 | 2005-01-11 | Harmonic Drive Systems Inc. | Wave gear device torque detection method |
| JP2005069402A (ja) * | 2003-08-26 | 2005-03-17 | Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd | トルク検出機構付き波動歯車装置 |
| JP5494383B2 (ja) * | 2010-09-15 | 2014-05-14 | 株式会社デンソーウェーブ | 波動歯車装置 |
| JP2012088185A (ja) * | 2010-10-20 | 2012-05-10 | Nissan Motor Co Ltd | 磁気検知デバイス及び磁歪力センサ |
| JP2014219259A (ja) * | 2013-05-08 | 2014-11-20 | 旭化成建材株式会社 | 回転トルク測定装置 |
| JP6146816B2 (ja) * | 2014-08-11 | 2017-06-14 | 株式会社ロボテック | トルク検出器 |
| JP6334317B2 (ja) * | 2014-08-22 | 2018-05-30 | 株式会社ロボテック | 減速機一体型トルク検出器 |
| JP2016130730A (ja) * | 2015-01-07 | 2016-07-21 | 株式会社ロボテック | モータシステム |
| DE102018125078A1 (de) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Spannungswellengetriebe und elastisches Übertragungselement hierfür sowie Roboterarm und Verfahren zum Anordnen eines Dehnungsmessstreifens |
| DE102018125079B4 (de) * | 2018-10-10 | 2023-12-28 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Spannungswellengetriebe und Übertragungselement hierfür sowie Roboterarm und Verfahren zum Messen eines Drehmomentes |
| DE102018130970A1 (de) | 2018-12-05 | 2020-06-10 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Spannungswellengetriebe sowie Roboterarm |
| JP7338936B2 (ja) * | 2019-06-06 | 2023-09-05 | ニデックドライブテクノロジー株式会社 | トルク検出センサおよび動力伝達装置 |
| DE102019131616A1 (de) * | 2019-11-22 | 2021-05-27 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Flexibles Getriebebauteil und Verfahren zur Herstellung eines Getriebebauteils |
| DE102020101424B3 (de) | 2020-01-22 | 2021-04-15 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Verfahren zur Überprüfung einer Anordnung von mindestens drei Dehnungsmessstreifen sowie Spannungswellengetriebe |
| JP7428304B2 (ja) | 2020-02-28 | 2024-02-06 | ニデックドライブテクノロジー株式会社 | 動力伝達装置 |
| DE102020128602A1 (de) | 2020-10-30 | 2022-05-05 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Spannungswellengetriebe und elastisches Übertragungselement hierfür |
| CN114217184B (zh) * | 2021-11-29 | 2023-08-25 | 中国电建集团海南电力设计研究院有限公司 | 一种高压电力电缆试验用的检测装置 |
| DE102022109604A1 (de) * | 2022-04-21 | 2023-10-26 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Wellgetriebe und Verfahren zur Bewertung des Zustandes eines Wellgetriebes |
-
1999
- 1999-05-12 JP JP13076099A patent/JP3512160B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103358316A (zh) * | 2012-03-30 | 2013-10-23 | 韩国机械研究院 | 中空驱动模块 |
| CN103358316B (zh) * | 2012-03-30 | 2016-05-25 | 韩国机械研究院 | 中空驱动模块 |
| JPWO2020149204A1 (ja) * | 2019-01-18 | 2020-07-23 | ||
| JP7271577B2 (ja) | 2019-01-18 | 2023-05-11 | ニデックドライブテクノロジー株式会社 | トルク検出センサおよび動力伝達装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000320622A (ja) | 2000-11-24 |
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