JP5840214B2

JP5840214B2 - 振動発電を行う波動歯車装置

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Publication number: JP5840214B2
Application number: JP2013533352A
Authority: JP
Inventors: 裕輔柴本
Original assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Current assignee: Harmonic Drive Systems Inc
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2016-01-06
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Description

本発明は、減速動作のために繰り返し撓められる可撓性外歯歯車の撓み動作を利用して振動発電を行う波動歯車装置に関する。

一般的に、波動歯車装置は、円環状の剛性内歯歯車と、この内側に同軸状に配置された可撓性外歯歯車と、この内側に嵌めた波動発生器とを有している。可撓性外歯歯車には、フラット形、カップ形およびシルクハット形と呼ばれるものがある。フラット形の可撓性外歯歯車は、可撓性の円筒部における円形外周面に外歯が形成された構成となっている。カップ形およびシルクハット形の可撓性外歯歯車は、可撓性の円筒部と、この円筒部の後端から半径方向に延びている円盤状のダイヤフラムと、円筒部の前端開口側の外周面部分に形成した外歯とを備えている。可撓性外歯歯車の円筒部の前端開口側の部分は波動発生器によって非円形状、一般的には楕円状に撓められ、その楕円状曲線の長軸方向の両端部において外歯が剛性内歯歯車の内歯に噛み合っている。

カップ形状の可撓性外歯歯車では、円筒部から半径方向の内側にダイヤフラムが延びており、ダイヤフラムの内周縁にボスが一体形成されている。シルクハット形状の可撓性外歯歯車では、円筒部から半径方向の外側にダイヤフラムが広がっており、ダイヤフラムの外周縁に円環状のボスが一体形成されている。

いずれの形状の可撓性外歯歯車においても、外歯が形成されている円筒部が波動発生器によって繰り返し半径方向に撓められる。また、カップ形状あるいはシルクハット形状の可撓性外歯歯車では、その円筒部における外歯が形成されている前端開口側の部分が波動発生器によって楕円状に撓められる。このため、可撓性外歯歯車の円筒部は、楕円状に撓められた状態においてその楕円状曲線の長軸を含む断面で切断した場合に、外歯の歯筋方向に沿って、ダイヤフラムの側の端から前端開口に向けて撓み量が漸増している。楕円状曲線の短軸を含む断面で切断した場合には、逆に、ダイヤフラム側の端から前端開口に向けて撓み量が漸減している。したがって、波動発生器の回転に伴って、可撓性外歯歯車の各部分には、ダイヤフラム側の端を中心として前端開口の側が繰り返し半径方向の外方および内方に撓められるコーニングと呼ばれる撓み動作が発生する。

可撓性外歯歯車を楕円状に撓めるための波動発生器としては、一般的に、楕円状輪郭をした剛体からなるカム板を、ボールベアリングを介して可撓性外歯歯車の円筒部の前端開口の側に嵌め込んだ構造のものが用いられている。ボールベアリングは、その外輪および内輪が半径方向に撓み可能であり、ウエーブベアリングと呼ばれている。楕円状輪郭のカム板を用いる代わりに、圧電素子を利用して可撓性外歯歯車を楕円状に撓めるように構成された波動発生器も知られている。この形式の波動発生器を備えた波動歯車装置は特許文献１、２に開示されている。

一方、波動歯車装置と同一の原理によって減速動作を行う摩擦係合式波動装置も知られており、特許文献２に記載されている。このような摩擦係合式波動装置においても、その可撓性リングは波動発生器によって半径方向に撓められており、波動発生器の回転に伴って可撓性リングの各部は繰り返し半径方向に撓められる。

特開平０２−２６１９４４号公報特開２００７−７１２４２号公報

このように、波動歯車装置の可撓性外歯歯車および摩擦係合式波動装置の可撓性リングは、波動発生器によって各部分が繰り返し半径方向に撓められる。本発明は、可撓性外歯歯車、可撓性リングの撓み動作に着目してなされたものであり、その課題は、可撓性外歯歯車、可撓性リングの撓み動作を利用して発電を行うことのできる波動歯車装置および摩擦係合式波動装置を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明は、円環状の剛性内歯歯車と、前記剛性内歯歯車の内側に同軸状に配置された半径方向に撓み可能な可撓性外歯歯車と、前記可撓性外歯歯車の内側に同軸状に配置された波動発生器とを有し、前記波動発生器によって、前記可撓性外歯歯車は半径方向に撓められて前記剛性内歯歯車に対して部分的に噛み合っており、前記波動発生器の回転に伴って前記剛性内歯歯車と前記可撓性外歯歯車の噛み合い位置が円周方向に移動すると、これら両歯車の間には、これら両歯車の歯数差に応じた相対回転が発生する波動歯車装置において、
前記可撓性外歯歯車には振動発電部が配置されており、
前記振動発電部は、前記波動発生器の回転に伴って繰り返し撓められる前記可撓性外歯歯車の撓み動作によって発電を行うものであり、
前記可撓性外歯歯車は、可撓性の円筒部と、この円筒部の後端から半径方向に延びている円盤状のダイヤフラムと、前記円筒部の前端開口の側の外周面部分に形成された外歯とを備え、前記円筒部の前記前端開口の側の部分が前記波動発生器によって非円形に撓められており、
前記振動発電部は、前記可撓性外歯歯車における前記円筒部の前端を前記外歯よりも前方に延長させることによって形成された円筒部分の外周面あるいは内周面に貼り付けられていることを特徴としている。

ここで、振動発電部としては、圧電効果を利用した圧電素子、静電容量変化を利用した素子、または、電磁誘導を利用した素子を用いることができる。いずれの素子を用いる場合においても、波動発生器の回転に伴って繰り返し撓められる可撓性外歯歯車の撓み動作によって、素子に撓み変化、静電容量変化あるいは磁力変化が繰り返し発生して発電が行われる。

また、可撓性外歯歯車がフラット形状の場合には、その円筒部における外歯が形成された部分の一方の端あるいは両端を軸線方向に延長させ、延長させた部分に圧電素子などの
発電用の素子を取り付けて、円筒部の撓み動作に伴って繰り返し歪等が変動するようにすればよい。

さらに、発電用の素子からは配線が引き出されるので、発電用の素子を取り付けた可撓性外歯歯車を回転しないように支持し、剛性内歯歯車を回転自在の状態で支持し、当該剛性内歯歯車から減速回転出力を取り出すことが望ましい。

さらにまた、波動歯車装置の使用形態として、波動発生器が一定連続回転速度で回転駆動される時間が短く、安定的な発電が困難な場合が多い。また、可撓性外歯歯車の撓み動作における撓み変動の周波数が低く、発電用の素子による発電効率が低い場合がある。そこで、振動発電部による発電電力を蓄える蓄電部を配置し、電力を蓄えて、当該蓄電部から安定した電力を外部に出力できるようにすることが望ましい。

次に、本発明は摩擦係合式波動装置にも同様に適用可能である。すなわち、本発明は、円形内周面に摩擦係合内周面が形成されている剛性リングと、前記剛性リングの内側に同軸状に配置され、円形外周面に摩擦係合外周面が形成されている可撓性リングと、前記可撓性リングの内側に同軸状に配置した波動発生器とを有し、前記波動発生器によって、前記可撓性リングは半径方向に撓められて前記剛性リングに部分的に摩擦係合しており、前記波動発生器の回転に伴って両リングの摩擦係合位置が円周方向に移動すると、両リングの間に、両リングの前記摩擦係合内周面と前記摩擦係合外周面の周長差に応じた相対回転が発生する摩擦係合式波動装置において、
前記可撓性リングには振動発電部が配置されており、
前記振動発電部は、前記波動発生器の回転に伴って繰り返し撓められる前記可撓性リングの撓み動作によって発電を行うものであり、
前記可撓性リングは、可撓性の円筒部と、この円筒部の後端から半径方向に延びている円盤状のダイヤフラムと、前記円筒部の前端開口の側の外周面部分に形成された前記摩擦係合外周面とを備え、前記円筒部の前記前端開口の側の部分が前記波動発生器によって非円形に撓められており、
前記振動発電部は、前記可撓性リングにおける前記円筒部の前端を前記摩擦係合外周面よりも前方に延長させることによって形成された円筒部分の外周面あるいは内周面に貼り付けられていることを特徴としている。

この場合においても、振動発電部としては、圧電効果を利用した圧電素子、静電容量変化を利用した素子、または、電磁誘導を利用した素子を用いることができる。いずれの素子を用いる場合においても、波動発生器の回転に伴って繰り返し撓められる可撓性リングの撓み動作によって素子の歪、静電容量、磁力が繰り返し変動して発電が行われる。

また、可撓性リングがフラット形の場合には、その円筒部における摩擦係合面が形成された部分の一方の端あるいは両端を軸線方向に延長させ、延長させた部分に圧電素子などの発電用の素子を取り付けて、円筒部の撓み動作に伴って繰り返し歪等が変動するようにすればよい。

さらに、発電用の素子からは配線が引き出されるので、発電用の素子を取り付けた可撓性リングを回転しないように支持し、剛性リングを回転自在の状態で支持し、当該剛性リングから減速回転出力を取り出すことが望ましい。

さらにまた、波動装置の使用方法として、波動発生器が一定連続回転速度で回転駆動される時間が短く、安定的な発電が困難な場合がある。また、可撓性リングの撓み動作における撓みの周波数が低く、発電用の素子による発電効率が低い場合がある。振動発電部による発電電力を蓄える蓄電部を配置し、電力を蓄えて、当該蓄電部から安定した電力を外部に出力できるようにすることが望ましい。

本発明の波動歯車装置では、その可撓性外歯歯車の円筒部の撓み動作を利用して発電を行う圧電素子などの発電用の素子を備えた振動発電部が備わっている。したがって、極めて簡単な構成により発電機能を備えた波動歯車装置を廉価に実現できる。同様に、極めて簡単な構成により発電機能を備えた摩擦係合式波動装置を廉価に実現できる。

本発明を適用したカップタイプの波動歯車装置の構成図および正面図である。図１の波動歯車装置の可撓性外歯歯車の撓み状況を示すための説明図である。（ａ）は変形前の可撓性外歯歯車の縦断面の状態を示し、（ｂ）は楕円状に変形した可撓性外歯歯車の長軸を含む位置における縦断面の状態を示し、（ｃ）は楕円状に変形した可撓性外歯歯車の短軸を含む位置における縦断面の状態を示し、（ｄ）は圧電素子の貼り付け位置における可撓性外歯歯車の撓み状態を誇張して示す説明図である。カップ形状の可撓性外歯歯車における圧電素子の貼り付け位置を示す説明図である。本発明を適用したシルクハット型の波動歯車装置を示す構成図である。本発明を適用したフラット型の摩擦係合式波動装置を示す構成図および正面図である。

（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明を適用した実施の形態１に係るカップタイプの波動歯車装置を示す概略構成図であり、図１（ｂ）はその概略正面図である。これらの図に示すように、波動歯車装置１は、円環状の剛性内歯歯車２と、その内側に配置された可撓性外歯歯車３と、この内側に嵌め込まれた楕円状輪郭の波動発生器４とを有している。剛性内歯歯車２と可撓性外歯歯車３は共にモジュールｍの平歯車である。また、両歯車の歯数差は２ｎ（ｎは正の整数）、本例では２枚（ｎ＝１）であり、剛性内歯歯車２の方が多い。可撓性外歯歯車３は楕円状輪郭の波動発生器４によって楕円状に撓められ、その外歯３４が楕円状の長軸Ｌ１方向の両端部分において剛性内歯歯車２の内歯２４に噛み合っている。

波動発生器４を回転すると、両歯車２、３の噛み合い位置が周方向に移動し、両歯車の歯数差に応じた相対回転が両歯車２、３の間に発生する。本例では、波動発生器４が不図示のモータに連結固定され、可撓性外歯歯車３が不図示の固定側部材に固定されて回転しないように支持されており、剛性内歯歯車２が不図示の負荷側部材に固定されている。波動発生器４から入力される高速入力回転が、剛性内歯歯車２から減速回転出力として取り出されて、不図示の負荷側部材に伝達される。

可撓性外歯歯車３はカップ形状のものであり、可撓性の円筒部３１と、その後端３１ｂに連続して半径方向の内側に広がる円盤状のダイヤフラム３２と、ダイヤフラム３２の内周縁に連続している円環状のボス３３と、円筒部３１の前端開口３１ａの側の外周面部分に形成した外歯３４とを備えている。楕円状輪郭の波動発生器４は、可撓性外歯歯車３の円筒部３１における前端開口３１ａの側の外歯形成部分の内側に嵌め込まれている。波動発生器４によって楕円状に撓められている円筒部３１は、そのダイヤフラム側の後端３１ｂから前端開口３１ａに向けて、半径方向の外側あるいは内側への撓み量が漸増している。

可撓性外歯歯車３には振動発電部５が配置されており、振動発電部５には、当該振動発電部で発生する電力を蓄えるための蓄電部６が接続されている。蓄電部６から電力が供給可能となっている。振動発電部５は、波動発生器４の回転に伴って繰り返し撓められる可撓性外歯歯車３の撓み動作によって変位して発電を行う圧電素子７を備えている。圧電素子７は、可撓性外歯歯車３の円筒部３１における外歯３４に対してダイヤフラム３２の側に隣接した外周面部分に、当該外周面部分と一体となって変位するように貼り付けられている。例えば、当該外周面部分において円周方向に複数の圧電素子７が貼り付けられている。

図２は波動歯車装置１の可撓性外歯歯車３の撓み状況を示すための説明図である。図２（ａ）は変形前の可撓性外歯歯車３の縦断面の状態を示し、図２（ｂ）は楕円状に変形した可撓性外歯歯車３の長軸を含む位置における縦断面の状態を示し、図２（ｃ）は楕円状に変形した可撓性外歯歯車３の短軸を含む位置における縦断面の状態を示し、図２（ｄ）は圧電素子の貼り付け位置における可撓性外歯歯車３の撓み状態を誇張して示す説明図である。なお、図２（ａ）〜（ｃ）の実線はカップ形状の可撓性外歯歯車３を示し、破線は後述の図４に示すシルクハット形状の可撓性外歯歯車の場合を示す。

円筒部３１における楕円状曲線の長軸Ｌ１を含む断面位置では、図２（ｂ）に示すように、外側への撓み量が後端３１ｂから前端開口３１ａへの距離に略比例して漸増し、楕円状曲線の短軸Ｌ２を含む断面位置では、図２（ｃ）に示すように、内側への撓み量が、後端３１ｂから前端開口３１ａへの距離に略比例して漸増している。

したがって、円筒部３１の前端開口３１ａ側の外周面部分に形成されている外歯３４も、その歯筋方向における各軸直角断面において撓み量が変化している。すなわち、外歯３４の歯筋方向におけるダイヤフラム側の後端３４ｂから前端開口３１ａ側の前端３４ａに向けて、楕円状曲線の長軸Ｌ１を含む断面内で、後端３１ｂからの距離に略比例して撓み量が漸増している。

ここで、外歯３４の歯筋方向における任意の位置の軸直角断面において、楕円状に撓められる前の当該外歯３４の歯底リムの厚さ方向の中央を通る円をリム中立円と呼び、楕円状に撓められた後の歯底リムの厚さ方向の中央を通る曲線を楕円状リム中立線と呼ぶものとすると、楕円状リム中立線の長軸位置におけるリム中立円に対する長軸方向の撓み量は、κを撓み係数として、２κｍｎである。

すなわち、可撓性外歯歯車３の外歯３４の歯数をＺ_Ｆ、剛性内歯歯車２の内歯２４の歯数をＺ_Ｃ、波動歯車装置１の減速比をＲ（＝Ｚ_Ｆ／（Ｚ_Ｃ−Ｚ_Ｆ）＝Ｚ_Ｆ／２ｎ）とし、可撓性外歯歯車３のピッチ円直径ｍＺ_Ｆを減速比Ｒで除した値（ｍＺ_Ｆ／Ｒ＝２ｍｎ）を長軸方向の正規の撓み量ｗ_Ｏとする。波動歯車装置１は、一般に、その可撓性外歯歯車３の歯筋方向における波動発生器４のウエーブベアリングのボール中心の位置において、正規の撓み量（＝２ｍｎ）で撓むように設計される。撓み係数κは、可撓性外歯歯車３の歯筋方向の各軸直角断面における撓み量ｗを正規の撓み量で除した値を表す。したがって、外歯３４において、正規の撓み量が得られる位置の撓み係数はκ＝１であり、これよりも少ない撓み量ｗの断面位置の撓み係数はκ＜１となり、これよりも多い撓み量ｗの断面位置の撓み係数はκ＞１となる。

図２（ｄ）に示すように、圧電素子７が貼り付けられている可撓性外歯歯車３の外周面部分も、波動発生器４の回転に伴って半径方向に繰り返し撓められる。したがって、各圧電素子７も円筒部３１の撓み動作に伴って半径方向に繰り返し撓められるので、その圧電効果によって発電を行う。例えば、１枚の圧電素子７に着目すると、最も湾曲量の多い７Ａの状態から最も湾曲量の少ない７Ｂの状態の間で繰り返し撓められ、これに伴って発電を行う。圧電素子７の発電電流は例えばインバータ８を介して直流電流に変換された後に蓄電部６に供給され、ここに蓄えられる（図１参照）。

蓄えられた電力は、波動発生器４を回転駆動するためのモータの駆動用電力の一部として利用でき、非常用電源として利用することもできる。あるいは、波動歯車装置１に各種のセンサが搭載されている場合には、それらのセンサの駆動用電源として利用することができる。さらには、波動発生器を手動操作によって回転駆動できるようにしておけば、非常時等における手動発電装置として波動歯車装置１を利用することも可能である。

なお、可撓性外歯歯車３における圧電素子７の貼り付け位置は本例とは異なる位置とすることも可能である。例えば、図３に示すように、円筒部３１からダイヤフラム３２に掛けての外周面部分７（１）、ダイヤフラム３２の表面部分７（２）に圧電素子７を取り付けることができる。あるいは、円筒部３１の前端を外歯３４よりも前方に延長させ、この延長部分の円形外周面あるいは円形内周面を圧電素子７の取り付け部分７（３）とすることもできる。さらに、円筒部３１の円形内周面、ダイヤフラム３２の内側の表面に圧電素子７を取り付けることも可能である。

（実施の形態２）
図４は本発明を適用した実施の形態２に係るシルクハットタイプの波動歯車装置を示す概略構成図である。シルクハットタイプの波動歯車装置１００の基本構成はカップタイプの波動歯車装置１と同様であり、剛性内歯歯車１０２と、可撓性外歯歯車１０３と、波動発生器１０４を備えている。可撓性外歯歯車１０３はシルクハット形状のものであり、可撓性の円筒部１３１と、その後端１３１ｂに連続して半径方向の外側に広がる円盤状のダイヤフラム１３２と、ダイヤフラム１３２の外周縁に連続している円環状のボス１３３と、円筒部１３１の前端開口１３１ａの側の外周面部分に形成した外歯１３４とを備えている。外歯１３４は剛性内歯歯車１０２の内歯１２４に撓み可能である。楕円状輪郭の波動発生器１０４は、可撓性外歯歯車１０３の円筒部１３１における前端開口１３１ａの側の外歯形成部分の内側に嵌め込まれている。波動発生器１０４によって楕円状に撓められている円筒部１３１は、そのダイヤフラム側の後端１３１ｂから前端開口１３１ａに向けて、半径方向の外側あるいは内側への撓み量が漸増している。

可撓性外歯歯車１０３には振動発電部１０５が配置されており、振動発電部１０５には、当該振動発電部で発生する電力を蓄えるための蓄電部１０６が接続されており、この蓄電部１０６から電力を供給可能となっている。振動発電部１０５は、波動発生器１０４の回転に伴って繰り返し撓められる可撓性外歯歯車１０３の撓み動作によって変位して発電を行う圧電素子１０７を備えている。圧電素子１０７は、可撓性外歯歯車１０３の円筒部１３１における外歯１３４に対してダイヤフラム１３２の側に隣接した外周面部分に、当該外周面部分と一体となって変位するように、貼り付けられている。例えば、当該外周面部分において円周方向に複数の圧電素子１０７が貼り付けられている。圧電素子１０７の発電電流は振動発電部１０５のインバータ１０８において直流電流に変換された後に蓄電部１０６に供給され、ここに蓄えられる。

なお、可撓性外歯歯車１０３における圧電素子１０７の貼り付け位置は、例えば、図４において想像線で示すように、円筒部１３１からダイヤフラム１３２に掛けての外周面部分１０７（１）、ダイヤフラム１３２の表面部分１０７（２）とすることができる。あるいは、円筒部１３１の前端を外歯１３４よりも前方に延長させ、この延長部分の円形外周面あるいは円形内周面を圧電素子１０７の取り付け部分１０７（３）とすることもできる。さらに、円筒部１３１の円形内周面、ダイヤフラム１３２の内側の表面に圧電素子１０７を取り付けることも可能である。

（実施の形態３）
図５（ａ）は本発明を適用した実施の形態３に係るフラットタイプの摩擦係合式波動装置の概略構成図であり、図５（ｂ）はその概略正面図である。摩擦係合式波動装置２００は、円環状の第１、第２剛性リング２０１、２０２と、これら第１、第２剛性リング２０１、２０２の内側に同軸状態に配置された可撓性リング２０３と、可撓性リング２０３の内側に嵌めた楕円状輪郭の波動発生器２０４とを備えている。第１、第２剛性リング２０１、２０２の円形内周面はそれぞれ第１摩擦係合面２２４、２２５となっており、可撓性リング２０３の円形外周面にも摩擦係合面２３４が形成されている。

波動発生器２０４は可撓性リング２０３を楕円状に撓めており、これによって、当該可撓性リング２０３の摩擦係合面２３４が第１、第２剛性リング２０１、２０２の第１、第２摩擦係合面２２４、２２５に対して円周方向において部分的に摩擦係合している。波動発生器２０４を回転すると、これらの摩擦係合位置が円周方向に移動する。

ここで、第１剛性リング２０１の第１摩擦係合面２２４の周長は可撓性リング２０３の摩擦係合面２３４の周長よりも長いので、波動発生器２０４の回転に伴って、第１剛性リング２０１と可撓性リング２０３の間には周長差に応じた相対回転が発生する。これに対して、第２剛性リング２０２の第２摩擦係合面２２５の周長は可撓性リング２０３の摩擦係合面２３４の周長と同一であるので、これら第２剛性リング２０２と可撓性リング２０３の間には相対回転が発生せず常に一体となって回転する。

本例では、第２剛性リング２０２が不図示の固定側部材に固定されて回転しないように支持されており、第１剛性リング２０１が不図示の負荷側部材に連結されている。したがって、波動発生器２０４がモータなどによって高速回転すると、第１剛性リング２０１の側から減速回転出力が取り出されて負荷側部材に伝達される。

ここで、可撓性リング２０３には振動発電部２０５が配置されており、振動発電部２０５には、当該振動発電部２０５で発生する電力を蓄えるための蓄電部２０６が接続されており、蓄電部２０６から電力を供給可能となっている。振動発電部２０５は、波動発生器２０４の回転に伴って繰り返し撓められる可撓性リング２０３の撓み動作によって変位して発電を行う圧電素子２０７と、ここで発生した発電電流を直流に変換して蓄電部２０６に供給するためのインバータ２０８とを備えている。

本例では、可撓性リング２０３は、可撓性の円筒部２３１と、この外周面に形成されている摩擦係合面２３４と、円筒部２３１における第２剛性リング２０２の側の端から外方に延長（突出）している円筒部分２３２が備わっており、この円筒部分２３２の外周面には、当該円筒部分２３２と一体となって変位するように、複数の圧電素子２０７が貼り付けられている。なお、圧電素子２０７を円筒部分２３２の内周面に貼り付けることも可能である。

（その他の実施の形態）
なお、上記の例は、本発明をカップタイプおよびシルクハットタイプの波動歯車装置に適用した例であるが、本発明をフラットタイプの波動歯車装置に対しても同様に適用可能である。

また、上記の例は本発明をフラットタイプの摩擦係合式波動装置に適用した例であるが、本発明をカップタイプ、シルクハットタイプの摩擦係合式波動装置に対しても同様に適用可能である。

Claims

円環状の剛性内歯歯車と、前記剛性内歯歯車の内側に同軸状に配置された半径方向に撓み可能な可撓性外歯歯車と、前記可撓性外歯歯車の内側に同軸状に配置された波動発生器とを有し、前記波動発生器によって、前記可撓性外歯歯車は半径方向に撓められて前記剛性内歯歯車に対して部分的に噛み合っており、前記波動発生器の回転に伴って前記剛性内歯歯車と前記可撓性外歯歯車の噛み合い位置が円周方向に移動すると、これら両歯車の間には、これら両歯車の歯数差に応じた相対回転が発生する波動歯車装置において、
前記可撓性外歯歯車には振動発電部が配置されており、
前記振動発電部は、前記波動発生器の回転に伴って繰り返し撓められる前記可撓性外歯歯車の撓み動作によって発電を行うものであり、
前記可撓性外歯歯車は、可撓性の円筒部と、この円筒部の後端から半径方向に延びている円盤状のダイヤフラムと、前記円筒部の前端開口の側の外周面部分に形成された外歯とを備え、前記円筒部の前記前端開口の側の部分が前記波動発生器によって非円形に撓められており、
前記振動発電部は、前記可撓性外歯歯車における前記円筒部の前端を前記外歯よりも前方に延長させることによって形成された円筒部分の外周面あるいは内周面に貼り付けられていることを特徴とする波動歯車装置。
円環状の第１、第２剛性内歯歯車と、これらの第１、第２剛性内歯歯車の内側に同軸状に配置された半径方向に撓み可能な可撓性外歯歯車と、前記可撓性外歯歯車の内側に同軸状に配置された波動発生器とを有し、前記波動発生器によって、前記可撓性外歯歯車は半径方向に撓められて前記第１、第２剛性内歯歯車に対して部分的に噛み合っており、前記第１剛性内歯歯車の歯数は前記可撓性外歯歯車よりも多く、前記第２剛性内歯歯車の歯数は前記可撓性外歯歯車と同一であり、前記波動発生器の回転に伴って前記第１、第２剛性内歯歯車と前記可撓性外歯歯車の噛み合い位置が円周方向に移動すると、前記可撓性外歯歯車と第１剛性内歯歯車との間には、これら両歯車の歯数差に応じた相対回転が発生し、前記可撓性外歯歯車と前記第２剛性内歯歯車とは一体回転する波動歯車装置において、
前記可撓性外歯歯車には振動発電部が配置されており、
前記振動発電部は、前記波動発生器の回転に伴って繰り返し撓められる前記可撓性外歯歯車の撓み動作によって発電を行うものであり、
前記可撓性外歯歯車は、可撓性の円筒部と、この外周面に形成されている外歯と、前記
円筒部における前記第２剛性内歯歯車の側の端から外方に延長している円筒部分とを備え、
前記円筒部分の外周面あるいは内周面には、当該円筒部分と一体となって変位するように、前記振動発電部が貼り付けられていることを特徴とする波動歯車装置。
請求項１または２において、
前記振動発電部は圧電素子であることを特徴とする波動歯車装置。
請求項１において、
前記可撓性外歯歯車は回転しないように支持されている固定側部材であり、
前記剛性内歯歯車は回転自在の状態で支持されている回転出力部材であることを特徴とする波動歯車装置。
請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
前記振動発電部による発電電力を蓄える蓄電部を有していることを特徴とする波動歯車装置。
円形内周面に摩擦係合内周面が形成されている剛性リングと、前記剛性リングの内側に同軸状に配置され、円形外周面に摩擦係合外周面が形成されている可撓性リングと、前記可撓性リングの内側に同軸状に配置した波動発生器とを有し、前記波動発生器によって、前記可撓性リングは半径方向に撓められて前記剛性リングに部分的に摩擦係合しており、前記波動発生器の回転に伴って両リングの摩擦係合位置が円周方向に移動すると、両リングの間に、両リングの前記摩擦係合内周面と前記摩擦係合外周面の周長差に応じた相対回転が発生する摩擦係合式波動装置において、
前記可撓性リングには振動発電部が配置されており、
前記振動発電部は、前記波動発生器の回転に伴って繰り返し撓められる前記可撓性リングの撓み動作によって発電を行うものであり、
前記可撓性リングは、可撓性の円筒部と、この円筒部の後端から半径方向に延びている円盤状のダイヤフラムと、前記円筒部の前端開口の側の外周面部分に形成された前記摩擦係合外周面とを備え、前記円筒部の前記前端開口の側の部分が前記波動発生器によって非円形に撓められており、
前記振動発電部は、前記可撓性リングにおける前記円筒部の前端を前記摩擦係合外周面よりも前方に延長させることによって形成された円筒部分の外周面あるいは内周面に貼り付けられていることを特徴とする摩擦係合式波動装置。
円環状の第１、第２剛性リングと、これら第１、第２剛性リングの内側に同軸状態に配置された可撓性リングと、可撓性リングの内側に嵌めた楕円状輪郭の波動発生器とを備えており、前記第１、第２剛性リングの円形内周面はそれぞれ第１、第２摩擦係合面が形成され、前記可撓性リングの円形外周面には第３摩擦係合面が形成されており、前記波動発生器は前記可撓性リングを半径方向に撓めて当該可撓性リングの前記第３摩擦係合面が前記第１、第２剛性リングの第１、第２摩擦係合面に対して円周方向において部分的に摩擦係合しており、前記波動発生器を回転すると、これらの摩擦係合位置が円周方向に移動し、
前記第１剛性リングの前記第１摩擦係合面の周長は前記可撓性リングの前記第３摩擦係合面の周長よりも長く、前記波動発生器の回転に伴って、前記第１剛性リングと前記可撓性リングの間には周長差に応じた相対回転が発生し、前記第２剛性リングの第２摩擦係合面の周長は前記可撓性リングの前記第３摩擦係合面の周長と同一であるので、これら第２剛性リングと可撓性リングの間には相対回転が発生せず一体となって回転する摩擦係合式波動装置において、
前記可撓性リングには振動発電部が配置されており、
前記振動発電部は、前記波動発生器の回転に伴って繰り返し撓められる前記可撓性リングの撓み動作によって発電を行うものであり、
前記可撓性リングは、可撓性の円筒部と、この外周面に形成されている前記第３摩擦係合面と、前記円筒部における前記第２剛性リングの側の端から外方に延長している円筒部分が備わっており、
前記円筒部分の外周面あるいは内周面には、当該円筒部分と一体となって変位するように、前記振動発電部が貼り付けられていることを特徴とする摩擦係合式波動装置。
請求項６または７において、
前記振動発電部は圧電素子であることを特徴とする摩擦係合式波動装置。
請求項６において、
前記可撓性リングは回転しないように支持されている固定側部材であり、
前記剛性リングは回転自在の状態で支持されている回転出力部材であることを特徴とする摩擦係合式波動装置。
請求項６ないし９のうちのいずれかの項において、
前記振動発電部による発電電力を蓄える蓄電部を有していることを特徴とする摩擦係合式波動装置。