JPH0451695B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、歪曲波形伝動組立体、より詳細に
は、調和駆動変速装置（Harmonic Drive
Transmission）に関するものである。

従来の技術 米国特許第3161082号には、各々が軸上の偏心
玉軸受に取り付けられた２個の波形発生円板を有
する調和駆動変速装置が記載されている。前記特
許に図示されているように、ハウジングは円形ス
プラインを構成する内向きの歯列を有し、可撓ス
プラインはそれとかみ合う外向きの歯列を有す
る。偏心波形発生器は、入力速度で回転する入力
部材の質量が少なくてすむので、応答時間が速く
なる。

前記特許に記載されているように、波形発生器
の円板は、波形発生器の軸の回転軸線に対し直交
している。可撓スプラインと円形スプラインとが
かみ合つている歯の角度に対する波形発生円板の
角度に関しては、前記特許に提案されていない。
可撓スプラインの端部が本来の丸い状態から楕円
形にたわむとき、バツクラツシユを少なくする働
きがある可撓スプラインのコーニング作用につい
ては言及されている。ここの特許に記載されてい
る波形発生円板の外周表面は、縦方向に“アーチ
形の表面”を有している。

米国特許第3747434号には、互いに平行に取り
付けられ、軸線が一致している１対の波形発生円
板は、各々円板を有する調和駆動装置が記載され
ている。２つの円板の歯のかみ合い部分が共通の
面内にあるように、傾けた軸受に取り付けられて
いる。円板は、縦断面では、アーチ形外周表面を
有している。

発明が解決しようとする問題点 従来の技術は、軸受の摩耗が少なくなく、その
上、可撓スプラインに、その応力を最小限度にす
る、すなわちその寿命を最大限度にする最適の歪
曲形状を与えると、波形発生円板の外周表面は長
軸に沿う可撓スプラインのボアに正しく一致しな
い。前記米国特許第3747434号は、非対称荷重と
不釣合は減少することを述べているが、不釣合が
除去されるとは言つていない。また、一方の波形
発生円板は、長軸の片側に沿つて可撓スプライン
のボアにぴつたり一致しようとするのに対し、他
方の円板は、可撓スプラインの円錐角に対し逆の
方向に傾く。

以上のことから、本発明の目的は、従来の技術
の欠点を克服する調和駆動変速装置用の二重偏心
波形発生器組立体を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明による歪曲波形伝動組立体（調和駆動変
速装置）用の二重偏心波形発生器においては、可
撓スプラインに歪曲波形を生じさせて可撓スプラ
インの歯と円形スプラインの歯のかみ合いを行な
わせるために、１対の波形発生器が軸上に偏心さ
せて取り付けられている。波形発生器は、互いに
斜めに配置され、そして基本的事項として可撓ス
プラインの長軸に沿う隣接部分に直交している２
個の円板より成つている。

各円板は、軸の周囲に配置されたハブの偏心部
分に取り付けられた軸受にはめられている。各波
形発生円板のハブの偏心部分は、軸の回転軸線に
対しその長軸に沿つた可撓スプラインの円錐角に
ほゞ等しい量だけ傾いている。したがつて、波形
発生円板の外周表面は、円板がころがる可撓スプ
ラインの内側表面に平行でかつそれに接触してい
る。この状態では、波形発生円板にモーメントは
作用せず、またねじりモーメントのために、軸受
の外輪に対し内輪がゆがむことはない。

軸の回転軸線に対し、ハブの同心部分のまわり
に、付加円板を配置することができる。この付加
円板の直径は、可撓スプラインのボアに円板が接
触する面内の可撓スプラインの短軸の長さであ
る。付加円板の機能は、加えられた出力トルクの
ために可撓スプラインが短軸に沿つて内側へ動く
のを最小限にすることにより、ねじりによる巻上
げ（torsional windup）をできる限た小さくす
ることである。

軸受が取り付けられているハブは、中空円筒形
で、軸上に配置され、その非偏心端部のところ
で、円板の短軸の方向に設けられたピンによつて
軸に取り付けられている。軸はピンが配置されて
いる円周区域を除いて、ハブの全長に沿つてアン
ダーカツトされている。アンダーカツトは、すき
まを提供して軸に対しハブがある程度動くことを
許し、両者間の不整列を補償するようになつてい
る。

本発明の目的と利点は、図面を参照して以下の
説明を読めば、一層明確になろう。

実施例 次に図面について詳細に説明する。第１図は、
ハウジング１２とエンドキヤツプ１４およびそれ
らを貫通して延びている出力軸１６と入力軸１８
を有する歪曲波形伝動組立体１０を示す。出力軸
１６は、１対の軸受２０，２２でハウジング１２
内に支持されている。出力軸１６の内端部には、
開口２４が設けられていて、その中に最も内側の
軸受２６が配置され、入力軸１８の内端部を回転
できるように支持している。第２の軸受２８は、
エンドキヤツプ１４内に入力軸１８の周囲に配置
されている。可撓スプライン３０のダイヤフラム
３２は出力軸１６の内端部にある環状フランジ３
４に固定されている。長軸に沿つて角度Ａの円錐
形で図示された可撓スプライン３０は、ハウジン
グ１２に設けられた円形スプライン３９を構成す
る環状内歯列３８とかみ合う環状外歯列３６を、
その外縁近くに有し、歯列３６と３８は知られた
調和駆動方式でかみ合つている。

入力軸１８の周囲に配置された中空円筒形スリ
ーブ４０は、入力軸１８とスリーブ４０を横切つ
て直径方向に配置されたピン４２によつて旋回で
きるように軸１８に取り付けられている。入力軸
１８は、アンダーカツト部分、すなわちスリーブ
４０が結合される入力軸１８の直径に比べて縮小
された直径の縦区域４４を有しているスリーブ４
０の外端部４６には、圧入または削出しのいずれ
かによる複数のハブ５０，５２，５４が設けられ
ている。第１のハブ５０は、スリーブ４０の回転
軸線“Ｒ”に対し偏心して設けられ、そして長軸
に沿つた可撓スプラインの円錐角Ａに等しい大き
さだけ、スリーブ４０の回転軸線に対し角度Ａで
傾いている。この傾き角は、波形発生円板によつ
て可撓スプラインに与えられる歪曲の大きさと可
撓スプラインの長さと直径の比率とによつて決ま
る。すなわち、円錐角Ａは可撓スプラインの壁が
その長軸において、回転軸線“Ｒ”から開いてい
る角度である。一般に、傾きの角は、低歪曲、す
なわち大きな比率の場合の約１／4゜から高歪曲、
すなわち小さい比率の場合の約1゜までの間であ
る。

第１の偏心ハブ５０に第１の標準軸受６０を取
り付け、第１の標準軸受６０の周囲に第１の波形
発生円板６２をはめることができる。第２のハブ
５２はスリーブ４０上の第１のハブ５０に近接し
て配置され、同様に、偏心していて、回転軸線
“Ｒ”に対し同じ角度Ａだけ傾いている。第２の
ハブ５２の偏心は、この実施例では２個の偏心波
形発生円板が使われているので、第１のハブ５０
に対し、180゜位相がずれている。これらの円板を
３ローブ付き装置に使う場合には、円板をスリー
ブ４０上で120゜位相をずらして配置すべきであ
る。第２のハブ５２の周囲に第２の標準軸受６４
がはめられ、第２の標準軸受６４の周囲に第２の
波形発生円板６６がはめられている。

この実施例では、第１および第２の波形発生円
板６２，６６は、円板で、同一直径を有し、各々
が、第１図に示すように、長軸に沿つた円錐形状
にある可撓スプラインの個々の部分に平行な外周
表面６８，７０を有している。第１および第２の
波形発生円板６２，６６の組合せ偏心により、可
撓スプライン３０の内側表面上のそれぞれの直径
方向向い合つた接触点を結ぶ長軸が定まる。

第３のハブ５４は、第２図に示すように、スリ
ーブ４０および入力軸１８の回転軸線“Ｒ”に対
し同心である。第３のハブ５４に第３の標準軸受
７２が取り付けられ、その周囲に形状制御円板７
４が圧入されている。形状制御円板７４は、円形
であつて、その直径は、基本的なこととして、可
撓スプラインのボアの短軸に等しい。

入力軸１８の回転により、スリーブ４０、その
偏心ハブ５０，５２、および同心ハブ５４が回転
して各偏心ハブ５０，５２の掃引動作が生じ、各
偏心ハブ５０，５２に軸受で支持されたそれぞれ
の波形発生円板６２，６６が可撓スプライン３０
の内側表面に接してころがり、可撓スプラインの
外歯３６の一部と円形スプライン３９の内歯３８
の一部とがかみ合わさつて、知られた調和駆動方
式で可撓スプラインの逆回転が生じる。

円形スプライン３９とのかみ合い位置において
円板６２，６６の外周表面６８，７０は、可撓ス
プライン３０の円錐壁に平行であり、軸受６０，
６４に横の動きは生じないので、ハブ５０，５２
の偏心は、波形発生円板６２，６６に標準軸受を
使うことを可能にしている。

発明の効果 以上により、偏心ハブの配列を用いて１組の平
行でない波形発生円板を可撓スプラインの内面に
押しつけて軌道運動を生じさせ、１組の平行でな
い波形発生円板と円錐形の可撓スプラインの隣接
する内面とを整合することができる。独特な二重
偏心調和駆動変速装置が提供されたことがわか
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理にしたがつて作られた
変速装置の縦断面図、および第２図は、第１図の
線−に沿つた断面図である。 １０…歪曲波形伝動組立体、１２…ハウジン
グ、１４…エンドキヤツプ、１６…出力軸、１８
…入力軸、２０，２２…軸受、２４…開口、２
６，２８…軸受、３０…可撓スプライン、３２…
ダイヤフラム、３４…環状フランジ、３６…外
歯、３８…内歯、３９…円形スプライン、４０…
スリーブ、４２…ピン、４４…アンダーカツト部
分、４６…外端部、５０，５２…偏心ハブ、５４
…同心ハブ、６０…標準軸受、６２…波形発生円
板、６４…標準軸受、６６…波形発生円板、６
８，７０…外周表面、７２…標準軸受、７４…形
状制御円板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 歯付き円形スプラインと、歯付き可撓スプラ
   インと、その内部に前記円形スプラインと可撓ス
   プラインとを漸進的にかみ合わせるための歪曲手
   段とを有する歪曲波形伝動組立体において、 前記歪曲手段は、 前記可撓スプライン内の回転可能なスリーブ上
   に軸支された第１の波形発生円板と、 前記回転可能なスリーブ上に軸支された第２の
   波形発生円板を有し、 前記第１及び第２の波形発生円板は、互いに平
   行でなく、且つそれらの接触面において前記可撓
   スプラインに直交していることを特徴とする歪曲
   波形伝動組立体。 ２ 各々の前記波形発生円板は、前記スリーブ上
   のハブに取り付けられていることを特徴とする請
   求項１記載の歪曲波形伝動組立体。 ３ 各々の前記ハブは、前記スリーブの回転軸線
   に対し偏心させて前記スリーブ上に配置されてい
   ることを特徴とする請求項２記載の歪曲波形伝動
   組立体。 ４ 前記波形発生円板は、前記スリーブの回転軸
   線に直交する線に対し、約１／4゜〜1゜の範囲の角
   度で取り付けられていることを特徴とする請求項
   ２記載の歪曲波形伝動組立体。 ５ 前記ズリーブは、軸の上に置かれ、直径方向
   に差し込まれたピンによつてその一端のところで
   前記軸に旋回できるように取り付けられており、
   前記軸は前記スリーブが少し動くことができるよ
   うに前記ピンが取り付けられた場所から直径が縮
   小されていることを特徴とする請求項３記載の歪
   曲波形伝動組立体。 ６ 前記スリーブ上のハブに第３の円板が取り付
   けられており、この第３の円板は、前記スリーブ
   の前記回転軸線に対し同心であり、さらに前記可
   撓スプラインの形状を制御することを特徴とする
   請求項３記載の歪曲波形伝動組立体。