JP4942705B2 - Bending gear system - Google Patents
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Description
本発明は、撓み噛合い式歯車装置に関する。 The present invention relates to a flexure meshing gear device.
撓み噛合い式歯車装置は、剛性を有した内歯歯車と、該内歯歯車に内接噛合可能な可撓性を有した外歯歯車と、該外歯歯車を撓み変形させることによって前記内歯歯車と外歯歯車との内接噛合を実現させる起振体と、を備えている。 The flexure meshing gear device includes an internal gear having rigidity, an external gear having flexibility that can be internally meshed with the internal gear, and the internal gear by bending and deforming the external gear. And a vibration generator that realizes internal meshing between the tooth gear and the external gear.
ここで特許文献1では、前記撓み噛合い式歯車装置の外歯歯車にはトロコイド歯形を、内歯歯車には円弧歯形を使用することが提案されている。そして、完全な理論噛合を実現するために、起振体によって撓み変形された外歯歯車が、内歯歯車と噛合する部分で、円弧(真円の一部のこと)であることを記載している。また、起振体によって撓み変形された外歯歯車に、大きな撓み応力が発生しないように、内歯歯車と噛合する部分に対して外歯歯車の円弧の曲率半径を定めている。 Here, Patent Document 1 proposes that a trochoidal tooth profile is used for the external gear of the flexure meshing gear device, and an arc tooth profile is used for the internal gear. In order to achieve perfect theoretical meshing, it is described that the external gear bent and deformed by the vibration generator is a circular arc (a part of a perfect circle) at the portion meshed with the internal gear. ing. Further, the radius of curvature of the arc of the external gear is determined with respect to the portion that meshes with the internal gear so that a large bending stress is not generated in the external gear that is bent and deformed by the vibrator.
しかしながら、特許文献1においては、内歯歯車と噛合わない部分における外歯歯車の円弧の曲率半径については特に示唆していない。このため、内歯歯車と噛合わない部分の形状によっては、外歯歯車全体に対して大きな撓み応力が発生したり、起振体の外周に設けられている軸受の動作に大きな抵抗を与えたりするおそれがある。 However, Patent Document 1 does not particularly suggest the curvature radius of the arc of the external gear in a portion that does not mesh with the internal gear. For this reason, depending on the shape of the portion that does not mesh with the internal gear, a large bending stress may be generated on the entire external gear, or a large resistance may be given to the operation of the bearing provided on the outer periphery of the vibrator. There is a risk.
そこで、本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、外歯歯車の変形を必須とする撓み噛合い式歯車装置において、当該外歯歯車の変形による撓み応力を極力抑え、伝達トルクの向上を図ると共に、より効率の高い撓み噛合い式歯車装置の設計を可能とする撓み噛合い式歯車装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention was made to solve the above-mentioned conventional problems, and in a flexure meshing gear device that requires deformation of the external gear, the bending stress due to deformation of the external gear is suppressed as much as possible. It is an object of the present invention to provide a flexure meshing gear device capable of improving the transmission torque and enabling a more efficient flexure meshing gear device to be designed.
本発明は、剛性を有した内歯歯車(減速用内歯歯車)と、該内歯歯車に内接噛合可能な可撓性を有した外歯歯車と、自身の外周で該外歯歯車を撓み変形させることによって前記内歯歯車と外歯歯車との内接噛合を実現させる起振体と、該起振体と該外歯歯車との間に配置される軸受と、を備えた撓み噛合い式歯車装置において、前記起振体の前記外周の形状が、異なる2つの曲率半径の円弧を繋ぎ合わせた形状であると共に、該円弧の繋ぎ部分における接線が共通であることにより、前記課題を解決したものである。 The present invention relates to a rigid internal gear (deceleration internal gear), a flexible external gear that can be internally meshed with the internal gear, and the external gear on its outer periphery. A flexure meshing system comprising: a vibration generator that realizes internal meshing between the internal gear and the external gear by bending deformation; and a bearing disposed between the vibration coil and the external gear. In the gear type gear device, the shape of the outer periphery of the vibration exciter is a shape obtained by connecting arcs having two different radii of curvature, and the tangent line at the connecting portion of the arcs is common. It has been solved.
本発明においては、起振体の外周の形状が、異なる2つの曲率半径の円弧を繋ぎ合わせた形状であるので、各円弧部分における外歯歯車の撓み応力はそれぞれ一定となる。そして、当該2つの円弧の繋ぎ部分において、接線が共通なので、繋ぎ部分での急激な撓み変形が防止されている。即ち、外歯歯車の曲率半径の変化を最小限にしているので、外歯歯車の撓み応力の変化が最小限となり、撓み応力の増大が防止されている。このため、撓み応力による伝達トルクのロスを低減できるので、伝達トルクの向上を図ることができる。 In the present invention, since the shape of the outer periphery of the vibrator is a shape obtained by connecting two arcs of different radii of curvature, the flexural stress of the external gear at each arc portion is constant. And since the tangent is common in the connection part of the said two circular arcs, the rapid bending deformation in the connection part is prevented. That is, since the change in the radius of curvature of the external gear is minimized, the change in the flexural stress of the external gear is minimized, and an increase in the flexural stress is prevented. For this reason, since the loss of the transmission torque by bending stress can be reduced, the improvement of a transmission torque can be aimed at.
又、起振体は、2つの円弧を繋ぎ合わせてその接線が共通という形状であるので、起振体の形状を設計するパラメータを簡素化できる。このため、撓み噛合い式歯車装置の効率的な設計を可能にしている。 In addition, since the vibrator has a shape in which two arcs are connected and the tangent line is common, parameters for designing the shape of the vibrator can be simplified. For this reason, the efficient design of the flexure meshing gear device is enabled.
本発明によれば、外歯歯車の変形による撓み応力を極力抑えることができ、伝達トルクの向上を図ると共に、より効率の高い撓み噛合い式歯車装置の設計が可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the bending stress by a deformation | transformation of an external gear can be suppressed as much as possible, and while improving a transmission torque, the design of a bending mesh type gear apparatus with higher efficiency is possible.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の本実施形態に係る撓み噛合い式歯車装置の一例の全体構成を示す断面図、図2は図1の側面図、図3は起振体を表す図、図4は起振体の形状を説明するための拡大図、図5は起振体と起振体軸受を組み合わせた概略図、図6は仮想外歯歯車と内歯歯車との噛合い概念図、図7は外歯歯車と内歯歯車との噛合い図、である。 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of an example of a flexure meshing gear device according to this embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of FIG. 1, FIG. 3 is a diagram showing a vibration generator, and FIG. 5 is an enlarged view for explaining the shape of the vibrator, FIG. 5 is a schematic view of a combination of a vibrator and a vibrator bearing, FIG. 6 is a conceptual diagram of meshing between a virtual external gear and an internal gear, and FIG. It is a meshing figure of an external gear and an internal gear.
最初に、本実施形態の全体構成について、主に図1と図2を用いて概略的に説明する。 First, the overall configuration of the present embodiment will be schematically described mainly with reference to FIGS. 1 and 2.
撓み噛合い式歯車装置100は、剛性を有した減速用内歯歯車(内歯歯車)130Aと、減速用内歯歯車(内歯歯車)130Aに内接噛合可能な可撓性を有した外歯歯車120Aと、自身の外周で外歯歯車120Aを撓み変形させることによって減速用内歯歯車(内歯歯車)130Aと外歯歯車120Aとの内接噛合を実現させる起振体104と、を備えている。ここで、起振体104の前記外周の形状(軸方向Oと直角の断面における外周の形状)は、異なる2つの曲率半径R1、R2の円弧(第1円弧部FA、第2円弧部SA)を繋ぎ合わせた形状であると共に、該円弧(第1円弧部FA、第2円弧部SA)の繋ぎ部分Aにおける接線Tが共通となっている。
The flexure meshing gear device 100 includes a rigid reduction gear (internal gear) 130A having rigidity and a flexible outer gear that can be meshed with the reduction gear (internal gear) 130A. A toothed gear 120A, and a
以下、各構成要素について詳細に説明を行う。 Hereinafter, each component will be described in detail.
起振体104は、図3(A)、図3(B)に示す如く、柱形状であり、中央に図示しない入力軸が挿入される入力軸孔106が形成されている。入力軸が挿入され回転した際に、起振体104が入力軸と一体で回転するように、入力軸孔106にはキー溝108が設けられている。
As shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), the
ここで、図3(A)に示す如く、起振体104をXY座標の中心に位置させると、起振体104の外形は、X軸とY軸の両方において軸対称の形状となる。そのため、図4に示す、起振体104の第1象限の形状についてのみ以下に説明する。
Here, as shown in FIG. 3A, when the vibrating
起振体104は、上述の如く、2つの円弧を繋ぎ合わせた形状である。ここで、外歯歯車120Aと減速用内歯歯車130Aとを噛合させるための起振体104の円弧の部分を第1円弧部FAとして、その曲率半径をR1とする。そして、2つの第1円弧部FAを繋ぐ円弧の部分を第2円弧部SAとして、その曲率半径をR2とする。そして、第1円弧部FAの長さを定める角度をθとする。
As described above, the
このとき、図4に示す如く、起振体104の長軸方向Xの半径をRとするならば、偏心量をLとして、第1円弧部FAの曲率半径R1は式(1)で表わすことができる。
At this time, as shown in FIG. 4, if the radius of the long axis direction X of the
R1=R−L …(1) R1 = RL (1)
又、図4に示す如く、第1円弧部FAと第2円弧部SAとの繋ぎ部分Aで接線Tが共通する。そして、上述の如く、起振体104の外形は軸対称の形状である。このため、起振体104の曲率半径R2は、角度θにおける第1円弧部FAと第2円弧部SAとの繋ぎ部分Aから点Bを曲率半径R1と共通に有し、更に点Bから延長したY軸(起振体104の短軸方向)との交点Cまでの長さとなる。即ち、第2円弧部SAの曲率半径R2は式(2)で表わせる。
Also, as shown in FIG. 4, the tangent line T is common at the connecting portion A between the first arc portion FA and the second arc portion SA. As described above, the outer shape of the
R2=R−L+L/cosθ …(2) R2 = R−L + L / cos θ (2)
式(1)、式(2)から明らかなように、第1円弧部FAの曲率半径R1は、第2円弧部SAの曲率半径R2よりも小さい。ここで、起振体104の形状を形成する2つの円弧(第1円弧部FA、第2円弧部SA)のうちの小さい曲率半径R1の円弧(第1円弧部FA)によって撓み変形された外歯歯車120Aの曲率半径を、仮想外歯歯車120Cの曲率半径と等しく設定する。仮想外歯歯車120Cとは、外歯歯車120Aと減速用内歯歯車130Aとが理想的に噛合するために、図6に示すように、基本形状が真円で且つ剛性を有する。
As is clear from the equations (1) and (2), the radius of curvature R1 of the first arc portion FA is smaller than the radius of curvature R2 of the second arc portion SA. Here, the outer part that is bent and deformed by an arc (first arc part FA) having a small radius of curvature R1 out of two arcs (first arc part FA, second arc part SA) forming the shape of the
このように、仮想外歯歯車120Cを想定することで、角度θと偏心量Lとを定めれば、仮想外歯歯車120Cの曲率半径を求めることができる。そして、起振体104の外形を定義する曲率半径R1、曲率半径R2を、後述する起振体軸受110Aの半径方向の厚さを考慮して一義的に求めることができる。このため、迅速且つ効率的な起振体104の設計を行うことができる。
As described above, assuming the virtual
起振体軸受110Aは、起振体104と外歯歯車120Aとの間に配置される軸受であり、図1に示す如く、内輪112と、保持器114A、転動体116Aと、外輪118Aとから構成される。そして、起振体軸受110Aは、外歯歯車120Aの内側で、且つ起振体104の外周に配置される。このため、図5に示す如く、内輪112の内側で起振体104と接して、内輪112は起振体104と一体で回転する。
The vibration body bearing 110A is a bearing disposed between the
保持器114Aは、図1に示す如く、転動体116Aを、内輪112の外周に沿って回転可能に保持する。転動体116Aは、円柱形状である。このため、転動体116Aが球である場合に比べて、転動体116Aが内輪112及び外輪118Aと接触する領域は増加する。つまり、起振体軸受110Aの耐荷重を増大させることができる。そして、外輪118Aは、転動体116Aの外側に配置される。外輪118Aは、その外側に配置される外歯歯車120Aと共に起振体104の回転により撓み変形する。
As shown in FIG. 1, the retainer 114 </ b> A holds the rolling element 116 </ b> A so as to be rotatable along the outer periphery of the
なお、図1に示す如く、起振体軸受110Bは、起振体軸受110Aと同様に、内輪112と、保持器114Bと、転動体116Bと、外輪118Bとから構成される。起振体104及び内輪112は、起振体軸受110A、110Bに共通である。このため、起振体軸受110A、110Bは、起振体104の偏心量Lを同位相で外歯歯車120A、120Bに伝えて、撓み変形させる。なお、転動体116Bは、転動体116Aと同一の円柱形状である。
As shown in FIG. 1, the vibration body bearing 110B includes an
外歯歯車120Aは、図1に示す如く、減速用内歯歯車130Aと内接噛合する。そして、外歯歯車120Aは、基部材122と、外歯124Aとから構成される。基部材122は、起振体軸受110Aの外側に配置されて、外歯124Aを支持する可撓性を有した筒状部材である。外歯124Aは、円筒形状のピンで構成されている。外歯124Aは、回転した際に基部材122から脱落しないように、その外側に保持リング126Aで回転可能に支持されている。保持リング126Aは、円環状の弾性体のリングであり、本実施形態では、外歯124Aをそれぞれ両端で保持するために、2本が使用されている。なお、内歯128Aと噛合するときに外歯124Aにかかる負荷は、基本的に基部材122で受ける構成(例えば、外歯124Aの円筒形状を支えるための半円状の溝構造)を有している。
As shown in FIG. 1, the external gear 120 </ b> A meshes internally with the reduction internal gear 130 </ b> A. The external gear 120A includes a
なお、外歯歯車120Bは、図1に示す如く、出力用内歯歯車130Aと内接噛合する。そして、外歯歯車120Bは、外歯歯車120Aと同様に、基部材122と、外歯124Bとから構成され、保持リング126Bによって外歯124Bが基部材122に保持されている。ここで、基部材122は、外歯124Aと共に外歯124Bを共通に支持する。このため、起振体104の偏心量Lは、同位相で外歯124Aと外歯124Bに伝えられる。なお、外歯124Bは、外歯124Aと同数で、同一の円筒形状のピンで構成されている。
The external gear 120B meshes internally with the output
減速用内歯歯車130Aは、図1に示す如く、剛性を有した部材で形成されている。減速用内歯歯車130Aは、外歯歯車120Aの外歯124Aの歯数よりもi(iは2以上)多い歯数を備える。減速用内歯歯車130Aには、図示しないケーシングがボルト孔132Aを介して固定される。そして、減速用内歯歯車130Aは、外歯歯車120Aと噛合することによって、起振体104の回転を減速する。
As shown in FIG. 1, the
一方、出力用内歯歯車130Bも、減速用内歯歯車130Aと同様に、剛性を有した部材で形成されている。そして、出力用内歯歯車130Bは、外歯歯車120Bの外歯124Bの歯数と同一の内歯128Bの歯数を備える。外歯歯車120Aの外歯124Aの歯数と、外歯歯車120Bの外歯124Bの歯数は同一であるから、結局、減速用内歯歯車130Aの内歯128Aの歯数は、出力用内歯歯車130Bの内歯128Bの歯数よりもiだけ多い。なお、出力用内歯歯車130Bには、図示しない出力軸がボルト孔132Bを介して取り付けられて、外歯歯車120Bの自転と同一の回転が外部に出力される。
On the other hand, the output internal gear 130B is also formed of a rigid member, like the reduction
ここで、図1に示す如く、保持器114A、114Bと、転動体116A、116Bと、外輪118A、118Bとは、軸方向Oにおいて、減速用内歯歯車130Aと噛合する外歯124Aに対応する部分と出力用内歯歯車130Bと噛合する外歯124Bに対応する部分に分割されている。このため、起振体軸受110Aは、外歯歯車120Aと減速用内歯歯車130Aとの噛合いによる荷重の影響を、起振体軸受110Bに与えないようにすることができる。同時に、起振体軸受110Bは、外歯歯車120Bと出力用内歯歯車130Bとの噛合いによる荷重の影響を、起振体軸受110Aに与えないようにすることができる。又、転動体116Aは円柱形状であるので、耐荷重が大きく、起振体軸受110Aを長寿命化することができる。同時に、円柱形状の転動体116Aは、外歯歯車120Aの筒状部材である基部材122を軸方向Oに平行に撓み変形させる。このため、撓み変形した外歯歯車120Aの外歯124Aは、内歯128Aと軸方向Oで一様に噛合するので、外歯124Aと内歯128Aの寿命を延ばすと共に、高いトルク伝達を維持させる。なお、転動体116Bは、転動体116Aと同一形状であるので、前述の効果を外歯124Bと内歯128Bに対して同様に奏する。
Here, as shown in FIG. 1, the
また、図1に示す如く、外歯124A、124Bは、軸方向Oにおいて、減速用内歯歯車130Aの噛合する部分と出力用内歯歯車130Bの噛合する部分に分割したものである。このため、外歯124Aと内歯128Aとの噛合いの影響を、軸方向Oで隣接する外歯124Bに与えることはない。即ち、外歯歯車120Aと減速用内歯歯車130Aとが噛合する際に、外歯124Bに影響されることなく、軸方向Oにおいて外歯124Aと内歯128Aとが本来噛合すべき噛合面積(例えば、外歯124Aに傾きや曲がりや磨耗が生じていない場合に内歯128Aと噛合する際の噛合面積)で噛合する。同様に、外歯124Bと内歯128Bとの噛合いの影響を、軸方向Oで隣接する外歯124Aに与えることはない。即ち、外歯歯車120Bと出力用内歯歯車130Bとが噛合する際に、外歯124Aに影響されることなく、軸方向Oにおいて外歯124Bと内歯128Bとが本来噛合すべき噛合面積で噛合する。つまり、外歯124A、124Bを分割しておくことで、回転精度を保つことができ、伝達トルクの低下を防ぐことができる。
Further, as shown in FIG. 1, the
ここで、噛合する歯形を決めるために、仮想外歯歯車120Cを定める。外歯歯車120Aの外歯124Aの歯数(100)に対して減速用内歯歯車130Aの内歯128Aの歯数(102)は2歯多い。即ち歯数差i=2である。そこで、減速用内歯歯車130Aの歯数(102)よりも、例えば4歯少ない(j=4、j>i)仮想外歯歯車120Cを想定する。
Here, the virtual
よって、減速用内歯歯車130Aの内歯128Aの歯数(102)に対して4歯だけ少ない歯数(98)を持つ仮想外歯歯車120Cを定めて、その歯形を基準とする。本実施形態では、外歯歯車120Aは外歯124Aとして円筒形状のピンを使用するので、その歯形は円弧歯形となる。即ち、仮想外歯歯車120Cの基準となる歯形は、外歯124Aによる円弧歯形となる。そして、外歯124Aと内歯128Aとの完全な理論噛合を実現するために、特許文献1に示された技術思想を用いて、トロコイド歯形の内歯128Aを決定する。このようにして、トロコイド歯形を内歯128Aに形成することで、完全な理論噛合を実現することが可能となる。なお、仮想外歯歯車120Cを決定した段階で、起振体104の外周の形状は決定される。このため、外歯歯車120A、120Bは、この起振体104の外周の形状に従って撓み変形することとなる。なお、外歯124Bと噛合する内歯128Bの歯形には他の歯形を適用してもよい。
Therefore, a virtual
次に、撓み噛合い式歯車装置100の動作について、主に図1を用いて説明する。 Next, the operation of the flexure meshing gear device 100 will be described mainly with reference to FIG.
図示しない入力軸の回転により、起振体104が回転すると、その回転による位置に応じて、起振体軸受110Aを介して、外歯歯車120Aが撓み変形する。なお、このとき、外歯歯車120Bも、起振体軸受110Bを介して、外歯歯車120Aと同位相で撓み変形する。
When the
ここで、外歯歯車120Aの撓み変形は、起振体104の形状に応じてなされる。即ち、図4の示す起振体104の外周の曲率半径R1の第1円弧部FA、曲率半径R2の第2円弧部SAのそれぞれの部分における位置では、曲率が一定であるので、撓み応力は一定となる。第1円弧部FAと第2円弧部SAの繋ぎ部分Aにおける位置では、接線Tが同一なので、繋ぎ部分での撓み応力の急激な撓み変形が防止されている。同時に、繋ぎ部分Aにおいても、転動体116A、116Bの急激な位置変動はないので、転動体116A、116Bの滑りが少なく、トルクの伝達ロスが少ない。
Here, the bending deformation of the external gear 120 </ b> A is performed according to the shape of the vibrating
外歯歯車120Aが起振体104の長軸方向X(図3)に撓み変形されることにより、外歯124Aが減速用内歯歯車130Aの内歯128Aに噛合する。同時に、外歯124Bが出力用内歯歯車130Bの内歯128Bに噛合する。ここで、図7(A)に減速用内歯歯車130Aと外歯歯車120Aとが噛合する様子、図7(B)に出力用内歯歯車130Bと外歯歯車120Bとが噛合する様子、をそれぞれ示す。噛合する際に、外歯124A、124Bは回転可能なピンなので、噛合による伝達トルクのロスを低減している。又、内歯128Aの歯形は、外歯124Aと完全に理論噛合するように形成されているので、複数の歯で互いに噛合する。このため、歯面にかかる面圧を低減でき、大きなトルクを伝達することができる。なお、保持リング126A、126Bによって外歯124A、124Bが基部材122に保持されている。このため、外歯歯車120Aと減速用内歯歯車130A、及び外歯歯車120Bと出力用内歯歯車130Bとが噛合しない部分においても、外歯124A、124Bが回転により脱落することはない。
When the external gear 120A is bent and deformed in the major axis direction X (FIG. 3) of the
又、噛合に際して、外歯124Aには、外歯124Bと異なる力(方向と大きさ)が加わる。しかし、外歯124A、124Bは軸方向Oで、減速用内歯歯車130Aと噛合する部分と出力用内歯歯車130Bと噛合する部分に分離されている。このため、各外歯124A、124Bにかかる力の影響を互いに排除している。更に、外歯124A、124Bの内側に配置される起振体軸受110A、110Bも、内輪112を除いて、軸方向Oで、減速用内歯歯車130Aと噛合する外歯124Aに対応する部分と出力用内歯歯車130Bと噛合する外歯124Bに対応する部分に分離されている。このため、減速用内歯歯車130Aと出力用内歯歯車130Bによる荷重は、それぞれ軸方向Oで位置が異なる2つの起振体軸受110A、110Bに影響を与えない。このとき、転動体116A、116Bは円柱形状であるので、耐荷重が大きく、大きなトルクを伝達できる。
Further, when meshing, a force (direction and size) different from that of the
外歯歯車120Aと減速用内歯歯車130Aとの噛合位置は、起振体104の長軸方向Xの移動に伴い、回転移動する。ここで、起振体104が1回転すると、外歯歯車120Aは減速用内歯歯車130Aとの歯数差だけ、回転位相が遅れる。つまり、減速用内歯歯車130Aによる減速比は((外歯歯車120Aの歯数―減速用内歯歯車130Aの歯数)/外歯歯車120Aの歯数)で求めることができる。具体的な数値による減速比は((100−102)/100=−1/50)となる。ここで、「−」は入出力が逆回転の関係となることを示している。
The meshing position of the external gear 120 </ b> A and the reduction internal gear 130 </ b> A rotates as the
外歯歯車120Bと出力用内歯歯車130Bとは共に歯数が同一であるので、外歯歯車120Bと出力用内歯歯車130Bとは互いに噛合する部分が移動することなく、同一の歯同士で、噛合することとなる。このため、出力用内歯歯車130Bから外歯歯車120Bの自転と同一の回転が出力される。結果として、出力用内歯歯車130Bからは起振体104の回転を(−1/50)に減速した出力を取り出すことができる。
Since both the external gear 120B and the output internal gear 130B have the same number of teeth, the external gear 120B and the output internal gear 130B do not move with each other, and the same teeth can move. Will mesh. For this reason, the same rotation as the rotation of the external gear 120B is output from the output internal gear 130B. As a result, an output obtained by reducing the rotation of the vibrating
このようにして、起振体104の外周の形状が、異なる2つの曲率半径R1、R2の円弧を繋ぎ合わせた形状であるので、各円弧部分(第1円弧部FAと第2円弧部SA)における外歯歯車120A、120Bの撓み応力はそれぞれ一定となる。そして、当該2つの円弧(第1円弧部FAと第2円弧部SA)の繋ぎ部分Aにおいて、接線Tが共通なので繋ぎ部分での急激な撓み変形が防止されている。即ち、外歯歯車120A、120Bの曲率半径の変化が最小限となる。このため、外歯歯車120A、120Bの撓み応力の変化が最小限となり、撓み応力の増大が防止されている。つまり、撓み応力による伝達トルクのロスを低減できるので、伝達トルクの向上を図ることができる。
In this way, since the shape of the outer periphery of the vibrating
又、起振体104は、2つの第1円弧部FAを繋ぐ部分でも、円弧形状(曲率半径R2の第2円弧部SA)を採用する。例えば、図4に示す如く、第1円弧部の長さ(角度θ)を長くしても、偏心量Lを大きくするとY軸方向の径(短軸)の長さを短くすることができる。このため、その外歯歯車120Aと減速用内歯歯車130Aと噛合わない短軸方向Yに生ずる隙間を十分に確保することができる。すなわち、外歯歯車120Aと減速用内歯歯車130Aとの干渉を避ける設計を行うことが容易である。
In addition, the
又、起振体104は、2つの円弧(第1円弧部FAと第2円弧部SA)を繋ぎ合わせて、その接線Tが共通という形状であるので、起振体104の形状を設計するパラメータを簡素化できる。このため、撓み噛合い式歯車装置100の効率的な設計を可能にしている。
Further, since the
即ち、本発明では、外歯歯車120Aの変形による撓み応力を極力抑えることができ、伝達トルクの向上を図ると共に、より効率的に撓み噛合い式歯車装置100の設計が可能となる。 That is, according to the present invention, the bending stress due to the deformation of the external gear 120A can be suppressed as much as possible, the transmission torque can be improved, and the flexure meshing gear device 100 can be designed more efficiently.
本発明について本実施形態を挙げて説明したが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。即ち本発明の要旨を逸脱しない範囲においての改良並びに設計の変更が可能なことは言うまでも無い。 Although the present invention has been described with reference to the present embodiment, the present invention is not limited to the present embodiment. That is, it goes without saying that improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、本実施形態においては、外歯124A、124Bを円筒形状のピンで構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、基部材122上に直接外歯124A、124Bを形成しても構わない。即ち、外歯は、円弧歯形である必要はなく、トロコイド歯形を用いてもよいし、その他の歯形を用いてもよい。内歯は、外歯に対応した歯形を用いることができる。
For example, in the present embodiment, the
又、本実施形態では、出力用内歯歯車130Bから減速された出力を取り出していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、出力用内歯歯車を用いずに、いわゆるカップ型の撓み変形する外歯歯車を用いて、当該外歯歯車からその自転成分のみを取り出す撓み噛合い式歯車装置であっても構わない。 In this embodiment, the output decelerated from the output internal gear 130B is taken out, but the present invention is not limited to this. For example, instead of using the output internal gear, a so-called cup-type external gear that bends and deforms may be used, and a flexure meshing gear device that extracts only the rotation component from the external gear may be used.
又、本実施形態においては減速用内歯歯車130Aの内歯128Aの歯数と外歯歯車120Aの外歯124Aの歯数の差iを2に設定していたが、本発明ではこの歯数差iが2に限定されるものではない。例えば2以上の偶数2iであれば適宜の数で良い。又、仮想外歯歯車120Cの歯数も、外歯歯車120Aの外歯124Aの実際の歯数よりも少なければ適宜の数で良いし、必ずしも仮想外歯歯車120Cを想定する必要はない。
In this embodiment, the difference i between the number of teeth of the
100…撓み噛合い式歯車装置
104…起振体
110A、110B…起振体軸受
112…内輪
114A、114B…保持器
116A、116B…転動体
118A、118B…外輪
120A、120B…外歯歯車
120C…仮想外歯歯車
122…基部材
124A、124B…外歯
126A、126B…保持リング
128A、128B…内歯
130A…減速用内歯歯車(内歯歯車)
130B…出力用内歯歯車
132A、132B…ボルト孔
O…回転軸
X…起振体の長軸方向
Y…起振体の短軸方向
FA…第1円弧部
SA…第2円弧部
R…起振体の長軸半径
R1…起振体の第1円弧部の曲率半径
R2…起振体の第2円弧部の曲率半径
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Flexure meshing
130B ... Internal gears for
Claims (2)
前記起振体の前記外周の形状が、異なる2つの曲率半径の円弧を繋ぎ合わせた形状であると共に、該円弧の繋ぎ部分における接線が共通である
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。 A rigid internal gear, a flexible external gear capable of being internally meshed with the internal gear, and bending and deforming the external gear on the outer periphery of the internal gear and the external gear. In a flexure meshing gear device comprising a vibration generating body that realizes internal meshing with a toothed gear, and a bearing disposed between the vibration generating body and the external gear ,
The flexure-gear type gear device, wherein the shape of the outer periphery of the vibration generating body is a shape obtained by connecting arcs having two different radii of curvature, and tangents at the connecting portion of the arcs are common.
前記内歯歯車と外歯歯車との歯数差をiとしたときに、前記内歯歯車との歯数差がiより大きなjで、且つ該内歯歯車と内接噛合する剛性を有した仮想外歯歯車を想定し、
前記起振体の前記外周の形状を形成する2つの円弧のうちの小さい曲率半径の円弧によって撓み変形された前記外歯歯車の歯形が、前記仮想外歯歯車の歯形と等しくなるように設定した
ことを特徴とする撓み噛合い式歯車装置。 In claim 1,
When the difference in the number of teeth between the internal gear and the external gear is i, the difference in the number of teeth from the internal gear is j larger than i, and the internal gear has rigidity to be in mesh with the internal gear. Assuming a virtual external gear,
The tooth profile of the external gear flexibly deformed by an arc having a small radius of curvature among the two arcs forming the outer peripheral shape of the oscillator is set to be equal to the tooth profile of the virtual external gear. A flexure meshing gear device characterized by the above.
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