JPS59190541A - Harmonic gear device - Google Patents
Harmonic gear deviceInfo
- Publication number
- JPS59190541A JPS59190541A JP6256483A JP6256483A JPS59190541A JP S59190541 A JPS59190541 A JP S59190541A JP 6256483 A JP6256483 A JP 6256483A JP 6256483 A JP6256483 A JP 6256483A JP S59190541 A JPS59190541 A JP S59190541A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gear
- internal
- external gear
- teeth
- external
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
- F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Retarders (AREA)
Abstract
Description
産業上空秤肌生順
本発明は調和歯車装置に関し、特にフラノ[・形調和両
市のバックラッシュを訪中する装置に関する。
従来技術
フラット形1)!和両市装置はカップJ[会j1a和歯
2屯装置とともによく知られており、このフラット形調
和由車装置の基本構成は、偏平な2つの内歯歯車と両歯
車の内歯に噛み合う外歯歯車とこの外歯歯11(を楕円
に撓ませて外歯歯tjjを回転させることなく楕円を回
転させるウェーブジェネレータとから成り、内歯歯車の
1つと外歯歯1jの歯数が同しにされ他の内歯歯車の歯
数が例えばそれより2つ多くされ、ウェーブジェネレー
タに入力シャフトが取付けられ、内歯m屯の一方が固定
され、他方の内由歯1トに出力部材が数例けられ−(大
き41′減速比を得ている。
この使用例の1つとして産業用ロボットの腕の関節機構
が挙げられる。この関節機構にフラ・ノド形調和歯軍装
置を用いた場合、歯車装置全体が薄く小型であるため関
節機構が大きくならす、しかも出力)・−ムのづすJき
は+E (RCで11つ必要なトルクを07ることがで
きるので好ましい。しかしながら、1111i1相1慣
i(4装置もまた両市であり、内歯南東と外歯歯車との
間に噛す合い遊びがあり、このためバソクフノシ、、1
7が発生してし2まう。
このハックラッシュを防The present invention relates to a harmonic gear device, and more particularly to a device for visiting backlash in Furano and shape harmonization cities. Conventional technology flat type 1)! The Waryoichi device is well known along with the Cup J [kai j1a Japanese gear 2ton device, and the basic configuration of this flat type harmonic wheel device is two flat internal gears and an external tooth that meshes with the internal teeth of both gears. It consists of a gear and a wave generator that rotates the ellipse without rotating the external tooth tjj by bending the external tooth 11 into an ellipse, and one of the internal gears and the external tooth 1j have the same number of teeth. Then, the number of teeth of the other internal gear is increased by, for example, two, the input shaft is attached to the wave generator, one of the internal teeth is fixed, and the output member is attached to the other internal tooth. (A large 41' reduction ratio has been obtained. One example of its use is the joint mechanism of the arm of an industrial robot. When a Fra-nod type harmonic toothing device is used for this joint mechanism, Since the entire gear device is thin and small, the joint mechanism becomes large, and the output) - M's output is +E (preferable because it can generate the torque required for 11 in RC. However, 1111i 1 phase 1 (4) The device is also two-sided, and there is meshing play between the internal gear and the external gear, so Basokufunoshi, 1
7 has occurred. Prevent this hacklash
【1−するため、2絹のフラッ
ト形R周和歯rlj装置を用いた関節機構は特開昭、5
7−1. ’I 4.051号//冒4 (昭和57年
7月15日出願公開)により公知である。かかる公知の
装置では、2糾のフラット形訳1和由屯が並置され各/
1(の内側の内歯m +!、が第2アーノ・に、各組の
外側の内歯両市か第1アームに固定され、第2アームに
固着された2つの内歯1まi 、Njを相対的に回転力
向にすらして、外歯歯車との間に生ずる隙間をなくし7
てハックラッシュを防11−シている。
かかる公知の装置は内歯両市と外歯歯車との間の1lI
l′gみ合い遊びをス(くする点で好ましいものである
が、フラット形門和由?に装置を2絹必要とじており、
費用が増す〕どけでなく大形化する欠点がある。また出
力内歯歯車を回転ノフ向にずらして外由由Φ是の噛み合
い遊びをなくしているのであるが、その偏角ば1°に満
たない小さな角彬゛でありそのiHd整が非常に固片で
ある。
発明のト1的
従っ−(、本発明の1」的は、ハソクラソシブーを防1
卜するフラット形賓周和歯車装置を改良し、寸法を1j
J能な限り小ざくするとともに、外歯歯車と内歯南東と
の噛み合い遊びをなくする際の調整を容易に行なうこと
のできる調和歯車装置を提供することにある。
発明の構成
かかる目的を達成するため、本発明は、従来のフラット
形調和歯1F装置に、第3のMll性内山内歯を2つの
内歯南東に並置させ、3つの内歯南東の内、外側の2つ
の歯数を同じにし、また外歯歯車を第1内山山東と第2
内山山市とC1こ噛み合う第1外Iψi山!に11澱〕
と、第2内山歯車と第3内山山中とに噛み合う第2外爾
山部分とに分割し、またウエ−ブシy、ネし・−りを第
1外爾歯車を楕円形に撓ませる第1部分と第2外由歯車
を同じ楕円形に撓ま・1にる第2部分とから構成し、第
2のウェーブジェネ1/−り部分を第1のウェーブジェ
ネレータH<3分に対して楕円の長軸を一定角度すらす
ことができるように連結している。
発明の作用
かかる構成6により、第2 +′) 、y−一ブジェ不
レーク部分を第1ウエーブジエ不レーク部分に対して回
i1広り、て147円の長軸を一定角度αずらした場合
、外歯山車の第2部分が第2及び第3内山歯車に噛み合
う点か角度αだけずれ、たのため、回転させろ前に11
而み含っていた第2外由歯車の朱は当該噛み合い点より
角度βだけずれろ。ウェーブジェネレータの1111転
角と外1拍由市の回IM角の比が、調和歯車装置の減速
比をボしているので、角度βば角度αの減速化分の1と
なり、第1ウエーブジエ不レーク部分を大きい角度αず
らした場合に、第1外爾山車部分は小さい角度βだけ内
歯歯車に対してずれることになり、このため、第1外由
山車部分と第1及び第2内山山東との接点Gこ対して第
2外商歯車と第3及び第2内歯1.h車との接点が見掛
上角度、βだけ寄せられた状態でずれ、各1′!i市の
間の噛み合い遊びが除去される。
発明の効果
1足って本発明によれば、2絹の調xr+1歯中を使用
することなく、1つの公知の調和歯車装置に内歯歯車を
1つ追加し外注1山屯とウェーブジェネレータとを2つ
に分割するだけでパンクラッシュのない調和歯車装置が
提供されるので、装置か小型になり、ロボットの関節等
の小さな部分にもその占有空間を小さくして絹込むこと
ができ、また部品数も2つの調和歯車装置を使用するも
のに比べて少なく経済的である。また、噛み合い遊びを
なくする場合のIIII、I 整は、上記のようにウエ
ーブシエネレーク部分を回転させるので、調整範囲が減
速化分だけ大きくなるとともに回転させるための力41
減;*比分だけ小さくなり、極め−(容易に行なえる。
しかも、内歯歯車はハウジングに固定されたり、出力ア
ームに取付けられてこれらの部材に包囲されるのに対し
、人力シャフトの反対側のウェーブジェ不レーク側面ば
露出させることができるので、装置??の組立後に筒中
に調整できる利点もある。
′左方【瞥珀
本発明においては、第2の内歯歯車を外歯歯車の歯数と
同じにしてもよく、あるいは第1及び第3の内IM?を
歯4iを、外歯1′l)車の歯数と同じにし77もよい
。これにより、外歯歯車と同じ歯数の内歯歯11(は外
歯歯IIfに対し相対回転せず、異なる歯数の内歯歯車
が相対回転することになる。第■外歯歯+lj部分と第
2外爾歯屯とを仕切板によって仕切り、画部分の相/V
−接触をなくするのも好まL7い。また、第2ウェーブ
ジェネレータ部分を第1ウェーブジェネレータ部分に対
して回転可能に取付けたフランジとして構成するのが好
ましく、これによりウェーブジェネレータ部分の回転を
極めて容易に行なうことができる。更に、ウェーブジェ
ネレータに人力シャフトを、第2内歯歯車に出方部材を
取付け、第1及び第3内歯山車を固定してもよく、これ
により関節機構等−・適用できる。
テ」1汎
以−ド木発明の実施例について図面を参照しながら発明
する。先ず、本発明の詳細な説明に先立って、調和歯+
、装置の原理について一般的な説明をする。第1図に示
すように調和歯車装置は、剛性の円形内歯南東Iと、こ
の歯〔1(jの内側に設りられたβJ撓竹の外歯歯車2
さ、この外歯歯+2の内側に設けられ、外歯山車2を楕
円形に撓める楕円形状のウェーブジェネレータ3とから
成り、ウェーフジ14ネレータ3は外歯山中を回転させ
ろことなく楕円形4に−を回転させるようにボールヘア
リング4を備え−といる。外歯山車2が楕円形に撓めら
れるため、その歯は内歯歯中1に対し矢印へ。
)3の2点でしか噛合わない。なお内歯歯r1(1の歯
数は、外歯歯車2の歯数とは異なっており、例えば、内
歯は外歯より2枚多く形成される。
第2図fa)〜fdlにおいて、ウェーブジェネレータ
3を時計方向に回転させた場合の内歯歯車1と外歯歯車
2との関係が示されている。ウェーブジェネレータ3が
、第2図ta+の矢印1〕で示す位置にあるとき、内I
′l#i歯車IQ)1つの由5は外歯歯車2の1つの歯
(3に噛み合っている。ウェーブジェネレータ3を第2
図ft)lに示すように90°回転させると、外歯歯i
+j 2はベアリング4により回転することなくその楕
円形状が回転し、内歯歯車1と外歯歯車2の噛み合う位
置が、楕円形状のウェーブジェネレータ3の長軸の移動
に従って移動する。第2図+C1に示すように、ウェー
ブジェネレータ3が18(+’ 回転すると歯5と歯6
とかりfび噛み合うが、その位置は歯数1枚分だけで回
転方向とは反対の方向にずれる。そして、第21!l
((11に示すように、ウェーブジェネレータ3が36
1) ’回転すると爾5と歯6とは歯数2枚分だけ回転
方向とは反対の方向にずれる。このように、i前金い位
置が)lFf次ずれる動きを出力とし、アとり出せば、
大きな減速トLを得ることができる。
に記の外歯歯+2をカップ形に成形したものがカップ形
調和歯車装置として知られており、?i?i中な構造で
々fましいのであるが寸法が大きくなるという短所があ
る。寸法を小さくするため、外歯歯車2と同じ歯数の内
歯歯車を内歯歯車1と共軸的に並置したフラット形歯車
装置があり、この装置では、外歯歯車2は中間的なff
I4材として形成され全体の寸法が薄くなっており、内
歯歯車の相対的な回転によって大きな減速比を得ている
。
このフラット形歯車装置においては、第1の内歯歯車と
外歯歯車との噛み合い遊びと、外1′)1歯車と第2の
内歯歯車との噛み合い遊びとによってハラクラ・7シユ
が発生する。このバックラッシュを防止するのが本発明
の調和歯車装置である。
第3図は本発明による調和歯車装置を示している。この
歯車装置10ば、前記したフラット形調和歯車装置であ
るが、第1外歯歯車11及び第2内歯歯車12の外に、
第3の内歯歯車13が第2内歯歯ホ12に隣接して共軸
的に並置されている。
これらの内歯歯車はいずれも剛性の円形内歯歯車であり
、第1及び第3内歯歯車11及び]3ば同し歯数で成り
、第2内歯歯車12ば歯車11及び13より、例えば2
枚だけ少なくされている。この歯数の差は通常では偶数
であり、異なる限り1、多くても少なくてもよいことは
勿論である。
次に外歯歯車は、可撓性のスプラインとして形成され、
また、第1内山歯車11及び第2内歯歯車12にもみ合
う第1外歯歯車部分14と、第2内山歯車12及び第3
内歯由車13に噛み合う第2外歯歯車部分15とに分割
されている。第2内歯歯車12は両方の外歯歯車部分に
噛み合うためやや厚くするのが好ましいが1.十分に噛
み合うことができるのであれば薄くてもよく、また薄い
方が寸法を小さくできるので好ましい。外歯山車部分1
4.15の半径方向内側には該外歯歯車を楕円形に撓ま
せる楕円形のウェーブジェネレータ16が同軸的に設け
られている。
ウェーブジェネレータ16は、第1外歯歯車部分14を
楕円形に撓ませる楕円カム状の本体部分17と、第2外
歯歯車部分15を同じ楕円形に撓ませ多フランジ部分1
8とから成り、本体部分17と第1外歯α1車部14と
の間、及びフランジ)f(5分18との間には第2外歯
歯車部分15との間にはそれぞれボールベヤリング19
及び20が設けられている。従って、第1外歯歯車部分
14と第2外歯歯車部分15とは楕円形に撓められ、そ
の楕円の長軸上の2点で対応する内歯歯車に噛み合うが
、ウェーブジェネレータ16を回転させても外歯歯車は
共に回転することはなく内歯歯車との噛み合い点が移動
する。
ウェーブジェネし・−夕1Gの回転のため、本体部分1
7の中心にはモータ22から延びる人力シャフト23が
キー止めされている。なお、入力シャフト23ば図示の
ようにモータに直結してもよいか、ベルト等の伝達手段
を介して駆動してもよいことば勿論である。フランジ部
分18は、本体部分17に対して回転可能に取付けられ
て本体部分17の楕円の長軸に対してフランジ部分18
の楕円の長軸を一定角度ずらすことができるようになっ
ており、該フランジ部分18は本体部分17に対して複
数本のねじ24により固定されるようになっている。第
4図に示すようにフランジ部分18にはねじ24を通す
ための円弧状の長孔25が設けられ、また、該フランジ
部分18を回転さ廿る治具(図示せず)の足を係合させ
るための穴26を設げるのが好ましい。
本実施例においては、第」及び第3内歯歯屯11及び1
3は、フレーム等の固定部材28及び29Gこねし止め
等により取付けられて固定されており、モータ22のフ
レーム3oば固定部材28(、こ固定されている。固定
部材28は固定部材29に対しねし庄め等により相互に
固定されており、。
固定部材29の側面の中央には窓31が設けられ、ウェ
ーブジェネレータのハブ部分18が露出するようになっ
ている。なお、この窓31には蓋32が言ハナられるの
力くに了ましい。
第2内歯歯東]2は出力部材として作用し、この歯+1
2の突出部34には出力アーム35がねL; 、+トメ
等により固着されており、出方7−ム35の肩部36と
固定部材28の肩部37との間にはヘアリング38が設
けられている。従って第2内山由車」2が第1内山歯車
11に対して同転すると出力アーム35は固定部材28
上を回転することになる。また、第2内歯由車12の牛
径方向内れるのが好ましく、これにより第1外歯歯車部
分14と第2外歯歯車部分15と力脣日−に接触しなく
なる。
説明の便宜上、第1及び第3内山歯市11、J3は第2
内歯歯車12より例えば2枚多い歯数を自し、第1及び
第2外歯歯車14、■5ば第2内山歯車1と同じ歯数を
自しているものとする。
ウェーブジェネレータ】6を回転させると、第1及び第
3内m歯車11及び」3が固定されているため第1及び
第2外由歯東部分J4及び15がウェーブジェネレータ
16の回転のカ°向と逆の方向に歯数の差の分だけ同転
し、このため第2内由由車 12も外歯歯車と同じに同
転し2.出力アーム35が山数差分だけ減速してゆっく
りとではあるが強い力で回転する。
モータ22を逆転させると出力アーム35がiJ転する
までの間に遅れ力咄る。これは外歯歯車と内歯歯用との
間の噛み合い遊びによるものである。
本実施例の場合、噛み合い遊ひは、第1内山由市1[と
第1外歯歯市部分14との間、第1外由歯東部分14と
第2内歯由+、]2との間、第2内由由十12と第2外
歯由も1信子15分15との間、及び第2外歯由11<
部分15と第2内歯歯車1;3との間の4関所において
現われる。これらの噛み白い遊びをなくするには、ウェ
ーブジェネレータ16のフランジ部分]8を本体部分]
7に対して回転させねばならない。この様子を第5図及
び第6図(a)〜(〈j)を用いて説明する。
ウェーブジェネレータ1 fiにおいて、フランジ部分
18を本体部分17に対して回転させるために、蓋32
を外して窓31を開放し、ねじ24を緩め、また人力シ
ャフト23ば丑−り22の励磁等により固定しておく。
次に治具また直接手でフランジ部分18を回転させて本
体部分17に対して楕円形の長軸位置をすらすと、第2
外由歯中部分15の由が減速化分だけほんの僅かに移動
して第(3図(7))に21りずよ°)に、第2外由歯
十15の右側の歯肉と第3内歯由市13の左側の歯面が
密接して該部分における噛み舎い遊びがなくなる。そし
て、第2内歯由+−12と第2外山歯車15との関係に
おいても、第6図(blに示すように、第2外由歯屯1
5左側の山内と′!fJ2内歯由十j2の右側の歯肉と
が密接し両者の噛み合い遊びをなくしている。更に、ウ
ェーブジェネし・−夕16のフランジ部分18を本体部
分] 7に対して同転させると前記のように、第2外由
歯市部分15をフランジ部分1)3の回転角の減速化分
だけ小さく同転させるので、その回転は第2内爾由十1
2に伝えられ、更に第1外歯歯i′+部分I4をも同し
;ように回転させようとする。このため、第6図(C1
にネオように、第2内歯歯+、12の左側の歯面と第1
外由歯車14の右側のt’Jft向とが1+イ接し−(
噛み合い遊びをなくし、また、第6図td+にボすよう
に、?、1外由歯!+j14の左側の歯肉と第1内山i
′F′i市1[の右側の山内とが密接し7、この部う)
におりろ噛み合い遊びも除去されている。
従って、第5図に示したように、ウエーブジY。
ネ1/−夕16のフランジ部分部分18を一定角度回転
させて本体部分17の楕円の長軸に対してフランジ部分
j8の楕円の長軸を角度αだけ移動させると、該角度の
減速化分の小さい角度βたは第2外歯歯東部分j5が逆
方向に移動し7て第3及び第2内山歯+13及び12の
間の噛み合い遊びを除去し、更に、第2内山?J!<1
2を介して該歯車12と第1内歯歯車部分】4との間及
び該外歯歯車部分14と第1内山山東11との間の噛め
合い遊びも除去し、これによりバンクラッシュは完全に
除去される。噛み合い遊びの除去後、ね1ユ24を締め
てフランジ部分18を本体部分17に固定し、蓋32を
固着すればよい。なお、歯車のホらかな同転のため、歯
車間の遊びの調整を性態に行なうことができる。また、
フランジ部分18の回転ば外歯歯車を減速化分だけ回転
させるのでその同転角が広く調整範囲が広い利点があり
、更に、回転するための力は減速比に応じて弱い力でt
)十分であり、このため、極めて容掲で目、っ簡単にバ
ックラッシュを防11−できる。
以l−の実施例においては、第1及び第3内t’jn歯
十を第2内山歯車より歯数を多くして説明したが、勿論
、歯数を逆にして第2内山歯車の数を多くしてもよく、
また外歯歯車の歯数を1.第2内山歯車ではなく、第1
及び第3内山歯車と同じにしてもよい。また第2内山歯
車を固定し、第3内山歯車を出力部材としてもよい。更
に、第2ウ−Y、−ブジェネレーク部分は、フランジ構
造ではな(ウェーブジェネレータを2分割する構造のも
のでも筆<、要は第1及び第2ウエーブジエ不レーク部
分が相り1的に回転しうるものであればよい。[1- In order to do this, a joint mechanism using a two-silk flat type R circumferential tooth rlj device was proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No.
7-1. It is known from 'I 4.051 // No. 4 (application published on July 15, 1981). In such a known device, two flat translations of one word are juxtaposed and each
The inner internal teeth m+!, of each set are fixed to the second arm, the outer internal teeth of each set are fixed to the first arm, and the two inner teeth 1mai, Nj fixed to the second arm are fixed to the second arm. 7 to eliminate the gap that occurs between the external gear and the external gear.
This prevents hacking and crashes. Such a known device has an IlI between the internal gear and the external gear.
This is preferable in that it eliminates jostling play, but it requires two devices for the flat type.
[Increased cost] It has the disadvantage of becoming larger rather than being removed. In addition, the output internal gear is shifted in the direction of rotation nof to eliminate meshing play due to external reasons, but the deviation angle is a small angle deviation of less than 1°, and the iHd alignment is extremely rigid. It's a piece. According to one aspect of the invention, one object of the present invention is to prevent
Improved the flat type winding gear device and reduced the size to 1J.
To provide a harmonic gear device which can be made as small as possible and can be easily adjusted to eliminate meshing play between an external gear and a southeast internal tooth. Structure of the Invention In order to achieve the above object, the present invention includes a conventional flat harmonic tooth 1F device in which a third Mll type inner mountain inner tooth is juxtaposed to the southeast of the two inner teeth, and among the three inner teeth southeast, The number of teeth on the two outer gears is the same, and the external gears are set to 1st Uchiyama Yamato and 2nd gear.
The first outer Iψi mountain that interlocks with Uchiyamayama City and C1! 11 lees]
and a second outer gear part that meshes with the second inner gear and the third inner gear part, and a first outer gear part that bends the first outer gear into an elliptical shape. The second external gear part and the second external gear are bent in the same elliptical shape, and the second wave generator part is bent into an elliptical shape with respect to the first wave generator H<3. are connected so that their long axes can be angled at a certain angle. Effect of the Invention According to the configuration 6, when the second +'), y-1 Bouzier unraked part is widened by 1 times i1 with respect to the first Wavegier unraked part, and the long axis of the 147 circle is shifted by a certain angle α, The point at which the second part of the external gear gear meshes with the second and third internal gears is deviated by an angle α, so it must be rotated before rotating.
Therefore, the vermilion of the second external gear that was included should be shifted by an angle β from the meshing point. Since the ratio of the 1111 rotation angle of the wave generator and the rotation IM angle of the outer 1 pulse exceeds the reduction ratio of the harmonic gear device, the angle β becomes 1 part of the reduction of the angle α, and the first wave generator is When the rake part is shifted by a large angle α, the first outer float part will be shifted by a small angle β with respect to the internal gear, so that the first outer float part and the first and second inner float parts The contact point G between the second external gear and the third and second internal gears 1. The points of contact with the H car are shifted by an apparent angle of β, each 1'! The interlocking play between the i cities is eliminated. Effects of the Invention According to the present invention, one internal gear is added to one known harmonic gear device without using 2 silk tuning A harmonic gearing device without puncture crash can be provided by simply dividing into two parts, so the device can be made smaller and can be integrated into small parts such as robot joints by reducing the space it occupies. The number of parts is also smaller than that using two harmonic gears, making it more economical. In addition, when adjusting III and I to eliminate meshing play, the wave sienne rake portion is rotated as described above, so the adjustment range becomes larger by the amount of deceleration and the force for rotation is 41.
Reduced by the ratio of Since the side surface of the wave gear without rake can be exposed, there is also the advantage that it can be adjusted into the cylinder after assembling the device. The number of teeth may be the same as the number of teeth, or the first and third inner IM? teeth 4i may be made the same as the number of teeth of the outer tooth 1'l) wheel 77. As a result, the internal tooth 11 (having the same number of teeth as the external gear) does not rotate relative to the external tooth IIf, and the internal gear having a different number of teeth rotates relative to the external tooth IIf. and the second external gear are separated by a partition plate, and the phase of the image part /V
- It is also preferable to eliminate contact L7. It is also preferred that the second wave generator part is configured as a flange rotatably attached to the first wave generator part, which makes it very easy to rotate the wave generator part. Furthermore, a manual shaft may be attached to the wave generator, a projecting member may be attached to the second internal gear, and the first and third internal gears may be fixed, thereby making it possible to apply a joint mechanism, etc. Embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. First, prior to detailed explanation of the present invention, harmonic teeth +
, give a general explanation of the principle of the device. As shown in FIG.
The wave generator 3 consists of an elliptical wave generator 3 which is installed inside the external gear gear +2 and bends the external gear gear 2 into an elliptical shape. A ball hair ring 4 is provided so that - can be rotated. Since the externally geared float 2 is bent into an oval shape, its teeth are in the direction of the arrows relative to the internally geared middle gear 1. ) It only meshes at two points in 3. Note that the number of internal teeth r1 (1) is different from the number of teeth of the external gear 2, and for example, two internal teeth are formed more than the external teeth. The relationship between the internal gear 1 and the external gear 2 when the generator 3 is rotated clockwise is shown. When the wave generator 3 is in the position shown by arrow 1 in FIG.
'l#i Gear IQ) One reason 5 meshes with one tooth (3) of the external gear 2.
When rotated 90° as shown in figure ft)l, external tooth i
+j 2 rotates in its elliptical shape without being rotated by the bearing 4, and the meshing position of the internal gear 1 and the external gear 2 moves in accordance with the movement of the long axis of the elliptical wave generator 3. As shown in Figure 2 +C1, when the wave generator 3 rotates 18 (+'), the teeth 5 and 6
The teeth engage with each other, but their position is shifted by one tooth in the opposite direction to the direction of rotation. And the 21st! l
((As shown in 11, the wave generator 3 is 36
1) When rotated, 5 and 6 shift in the opposite direction to the direction of rotation by two teeth. In this way, if the output is the movement in which the position i is shifted by lFf degrees, and if we extract a, then
A large deceleration force L can be obtained. What is known as a cup-shaped harmonic gear device is one in which the external teeth +2 described in 2 are formed into a cup shape. i? Although it has a relatively compact structure, it has the disadvantage of being large in size. In order to reduce the size, there is a flat type gear device in which an internal gear having the same number of teeth as the external gear 2 is arranged coaxially with the internal gear 1. In this device, the external gear 2 has an intermediate ff
It is made of I4 material and has a thin overall dimension, and a large reduction ratio is obtained by the relative rotation of the internal gears. In this flat type gear device, a problem occurs due to the meshing play between the first internal gear and the external gear, and the meshing play between the outer 1') 1 gear and the second internal gear. . The harmonic gear device of the present invention prevents this backlash. FIG. 3 shows a harmonic gearing according to the invention. This gear device 10 is the above-described flat harmonic gear device, but in addition to the first external gear 11 and the second internal gear 12,
A third internal gear 13 is coaxially juxtaposed adjacent to the second internal gear 12 . Each of these internal gears is a rigid circular internal gear, and has the same number of teeth as the first and third internal gears 11 and ]3, and the second internal gear 12 has the same number of teeth as the bevel gears 11 and 13. For example 2
Only one piece has been reduced. This difference in the number of teeth is usually an even number, and it goes without saying that the difference may be 1, more or less than 1, as long as the difference is different. The external gear is then formed as a flexible spline,
Also, a first external gear portion 14 that meshes with the first internal gear 11 and the second internal gear 12, a second internal gear 12 and a third internal gear portion
It is divided into a second external gear portion 15 that meshes with the internal gear 13. Since the second internal gear 12 meshes with both external gear parts, it is preferable to make it slightly thicker.1. They may be thin as long as they can be sufficiently engaged, and thinner ones are preferable because the dimensions can be made smaller. External gear float part 1
An elliptical wave generator 16 that deflects the external gear in an elliptical shape is coaxially provided on the radially inner side of 4.15. The wave generator 16 includes an elliptical cam-shaped main body portion 17 that deflects the first external gear portion 14 in an elliptical shape, and a multi-flange portion 1 that deflects the second external gear portion 15 in the same oval shape.
8, and between the main body portion 17 and the first external gear α1 wheel portion 14, and between the flange) f (5 minutes 18) and the second external gear portion 15, there is a ball bearing 19.
and 20 are provided. Therefore, the first external gear part 14 and the second external gear part 15 are bent into an elliptical shape and mesh with the corresponding internal gears at two points on the long axis of the ellipse, but the wave generator 16 is rotated. Even if the external gear is rotated, the external gear will not rotate together and the meshing point with the internal gear will move. Wave generation - Due to the rotation of 1G, the main body part 1
A human power shaft 23 extending from a motor 22 is keyed at the center of the shaft 7 . It goes without saying that the input shaft 23 may be directly connected to a motor as shown, or may be driven via a transmission means such as a belt. The flange portion 18 is rotatably mounted to the body portion 17 such that the flange portion 18 is rotated relative to the long axis of the ellipse of the body portion 17.
The long axis of the ellipse can be shifted by a certain angle, and the flange portion 18 is fixed to the main body portion 17 with a plurality of screws 24. As shown in FIG. 4, the flange portion 18 is provided with an arcuate long hole 25 through which a screw 24 is passed, and the leg of a jig (not shown) that rotates the flange portion 18 is engaged. Preferably, holes 26 are provided for alignment. In this embodiment, the third internal teeth 11 and 1
3 is attached and fixed by fixing members 28 and 29G such as frames, etc., and the frame 3o of the motor 22 is fixed to the fixing member 28 (,. A window 31 is provided in the center of the side surface of the fixing member 29 to expose the hub portion 18 of the wave generator. It is very nice that the lid 32 is closed. The second internal tooth 2 acts as an output member, and this tooth +1
An output arm 35 is fixed to the protruding part 34 of the second part with a claw L; is provided. Therefore, when the second Uchiyama gear 2 rotates at the same time as the first Uchiyama gear 11, the output arm 35 is moved to the fixed member 28.
It will rotate above. Further, it is preferable that the second internal gear 12 be inserted in the radial direction, so that the first external gear portion 14 and the second external gear portion 15 do not come into contact with each other. For convenience of explanation, 1st and 3rd Uchiyama Toshiichi 11, J3 is the 2nd
It is assumed that the first and second external gears 14 and 5 have the same number of teeth as the second internal gear 1, for example, two more teeth than the internal gear 12. When the wave generator 6 is rotated, since the first and third internal gears 11 and 3 are fixed, the first and second external teeth east portions J4 and 15 will direct the rotation of the wave generator 16. The second internal gear 12 also rotates in the opposite direction by the difference in the number of teeth, and therefore the second internal gear 12 also rotates in the same manner as the external gear. The output arm 35 is decelerated by the difference in the number of peaks and rotates slowly but with a strong force. When the motor 22 is reversed, a delay is applied until the output arm 35 rotates iJ. This is due to the meshing play between the external gear and the internal gear. In the case of this embodiment, the meshing play is between the first Uchiyama Yoshiichi 1 [and the first external tooth tooth market portion 14, between the first external tooth east portion 14 and the second internal tooth Yoshii +, ]2. Between, the second inner side 112 and the second outer side 15 minutes, and the second outer side 11<
It appears at four checkpoints between the part 15 and the second internal gear 1; 3. In order to eliminate these loose play, the flange part of the wave generator 16]8 should be replaced with the main body part]
It must be rotated against 7. This situation will be explained using FIG. 5 and FIGS. 6(a) to (<j). In the wave generator 1 fi, the lid 32 is used to rotate the flange portion 18 relative to the main body portion 17.
is removed to open the window 31, the screw 24 is loosened, and the manual shaft 23 is fixed by excitation of the shaft 22 or the like. Next, by rotating the flange portion 18 with a jig or by hand to align the long axis of the ellipse with respect to the main body portion 17, the second
The middle part 15 of the external tooth moves slightly by the amount of deceleration (21 degrees in Fig. 3 (7)), and the gingiva on the right side of the second external tooth 115 and the third The tooth surface on the left side of the inner tooth gap 13 is brought into close contact with each other, eliminating any play in the teeth in this area. Also, regarding the relationship between the second internal gear +-12 and the second external gear 15, as shown in FIG.
5 Yamauchi and ' on the left! fJ2 is in close contact with the right gingiva of internal tooth j2, eliminating play in engagement between the two. Furthermore, when the flange portion 18 of the wave generator 16 is rotated simultaneously with respect to the main body portion] 7, the second external gear pitch portion 15 is rotated to reduce the rotation angle of the flange portion 1). Since the rotation is made smaller by the same amount, the rotation is as follows:
2, and further attempts to rotate the first external tooth i'+ portion I4 in the same manner. For this reason, Fig. 6 (C1
As shown in Neo, the second internal tooth +, the left tooth surface of 12 and the first
The right side of the external gear 14 in the t'Jft direction is in 1+A contact with the -(
To eliminate interlocking play and to make it td+ in Figure 6? , 1 external tooth! +j14 left gingiva and 1st Uchiyama i
'F'i city 1 [close to Yamauchi on the right side 7, this part]
Nioriro meshing play has also been eliminated. Therefore, as shown in FIG. 5, the wave Y. When the flange portion 18 of the j1/j 16 is rotated by a certain angle and the long axis of the ellipse of the flange portion j8 is moved by an angle α with respect to the long axis of the ellipse of the main body portion 17, the deceleration of the angle is The small angle β or the second external tooth east portion j5 moves in the opposite direction 7 to eliminate the meshing play between the third and second inner ridge teeth +13 and 12, and furthermore, the second inner ridge teeth ? J! <1
2, the meshing play between the gear 12 and the first internal gear portion 4 and between the external gear portion 14 and the first Uchiyama Yamato 11 is also eliminated, thereby completely eliminating bank lash. removed. After the meshing play is removed, the screws 124 are tightened to fix the flange portion 18 to the main body portion 17, and the lid 32 is fixed. In addition, since the gears rotate smoothly, the play between the gears can be adjusted as desired. Also,
The rotation of the flange portion 18 rotates the external gear by the amount of reduction, which has the advantage of a wide co-rotation angle and a wide adjustment range.Furthermore, the rotation force is a weak force corresponding to the reduction ratio.
) is sufficient, and for this reason, backlash can be prevented very visually and easily. In the embodiment 1- below, the first and third internal gears are explained as having a larger number of teeth than the second internal gear, but of course, the number of teeth can be reversed and the number of the second internal gear can be changed. You can also increase
Also, the number of teeth of the external gear is 1. 1st inner gear instead of 2nd inner gear
It may also be the same as the third internal gear. Alternatively, the second internal gear may be fixed and the third internal gear may be used as an output member. Furthermore, the second wave generator rake part does not have a flange structure (even if it has a structure that divides the wave generator into two), the point is that the first and second wave generator rake parts rotate in unison. Anything that can be used is fine.
第1図は一般のg111和歯車装置の概略正面図、第2
図(al〜(dlは調和歯車装置Nの動作説明図、第3
図は本発明の1実施例1.こよる調和歯車装置の1部破
断した側面図、第4図はウェーブジェネレータのフラン
ジ部分の部分面面図、第5図は第3図の装置のBU+作
原理図、第6図(al〜(dlは第5図の動作状態にお
ける各歯jtの関係を示す説明図である。
」・・・内歯歯車、2・・・外歯歯車、3・・・ウェー
ブジェネ1/−タ、10・・・本発明による調和歯車装
置、]■・・・第1内歯歯屯、12・・・第2内歯歯屯
、j3・・・第3内山由屯、14・・・第1外歯歯軍部
分、15・・、第2外歯歯i1j部分、16・・・つ1
−ブジェ不レーク、17・・・本体部分、18・・・フ
ランジ部分、11)、20.38・・・・・、アリング
、22・・・モーフ、23・・・入力シャフト、24・
・・tl二めねし、28.29・・・固定部材、35・
・・出力アーム。
第1図
第2図
(a) ’ (b)(。)/(d)
第3図Figure 1 is a schematic front view of a general G111 sum gear system, Figure 2
Figures (al to (dl) are operation explanatory diagrams of the harmonic gear device N, the third
The figure shows one embodiment 1 of the present invention. A partially cutaway side view of this harmonic gear device, FIG. 4 is a partial sectional view of the flange portion of the wave generator, FIG. 5 is a diagram of the BU+ operating principle of the device in FIG. 3, and FIG. dl is an explanatory diagram showing the relationship between each tooth jt in the operating state of FIG. ...Harmonized gear device according to the present invention,]■...First internal tooth tooth, 12...Second internal tooth tooth, j3...Third Uchiyama Yutun, 14...First external tooth Tooth army part, 15..., second external tooth i1j part, 16... 1
-Bouget non-rake, 17... Main body part, 18... Flange part, 11), 20.38... Aling, 22... Morph, 23... Input shaft, 24.
...tl two-piece, 28.29...fixing member, 35.
...Output arm. Figure 1 Figure 2 (a) ' (b) (.)/(d) Figure 3
Claims (1)
共軸的に並置され、内内歯歯車の半径方向内側に該歯車
と同軸的に可撓性外歯歯車が配置され、この外歯両市の
半径方向内側に楕円形状のウェーブジェオレータが配置
されており、該ウェーブジェネレータは、前記外歯山車
を楕円形にI工Zまセて外歯11= 1を楕円の長軸上
の2南で第1及び第2の内@山車の各々に噛み合わせて
おり1.ウェーブジェネレータの回転により外歯山車を
回転させることなく楕円形状が回転するようになったフ
ラット形調和歯車装置において、。 第3の[11性円形内歯歯車が前記第2の内歯由屯に共
軸的にy1接して並置され、両側の第1及び第3内山歯
車は同じ歯数を有しており、外歯両市は、第[内t’i
la@車と第2内歯歯車とに噛み合う第1外歯歯車部分
と、第2内歯歯屯と第3内山歯東とに噛み合う第2外歯
歯車部分とに分W11され、またウェーブジェネレータ
は第1外歯歯車を楕円形に撓ませる第1部分と第2外歯
歯車を同じ楕円形に撓ませる第2部分とから成り、第2
のウェーブジェオレータ部分は第1のつJ−ブジェネレ
ータ部分に対し−(楕円の長軸を一定角度すらすことが
できるように連結されていることを特徴とする調和両市
装置。 2゜第2の内歯歯車の歯数と外歯歯車の歯数とが同じで
ある前記第1項記載の装置。 3、第1及び第3の内歯歯車の歯数と外歯山車のの歯数
とが同じである前記第1項記載の装置。 4、 第1外歯歯車部分と第2外歯歯車部分とは第2内
由由4(から半j・狛方向内方に延びる仕切板によって
仕切られている前記第1項記載の装置。 5、第2つ1.−ブジェネレータ部分は、第1ウエエー
ブジエネレーク部分に対して回転可能に取付けられたフ
ランジであり、該フランジは第1ウェーブジェネレータ
部分にねじにより固定されるようになっているiiJ記
第1項記載の装置。 6、 ウェーブジェネレータに入力シャフトが取付けら
れ、第1及び第3内山由中:が固定され、Ni。 2内歯歯屯が出力部材として作用するようになった1)
11記穿、1項記載の装置。[Claims] 1. First and second rigid circular internal tooth widths having different numbers of teeth are coaxially juxtaposed, and a flexible circular tooth width is coaxially arranged inside the internal internal gear in the radial direction thereof. An external gear is arranged, and an elliptical wave georator is arranged inside the external gear in the radial direction. = 1 is meshed with each of the first and second inner @ floats at 2 south on the long axis of the ellipse, and 1. In a flat harmonic gear device in which an elliptical shape is rotated by the rotation of a wave generator without rotating an externally geared float. A third [11-shaped circular internal gear is disposed coaxially and in contact with y1 to the second internal gear, and the first and third internal gears on both sides have the same number of teeth, and the external gear has the same number of teeth. The tooth market is the first [inner t'i
It is divided into a first external gear portion that meshes with the la@ wheel and the second internal gear, and a second external gear portion that meshes with the second internal tooth gear and the third internal tooth east, and also includes a wave generator. consists of a first part that deflects the first external gear in an elliptical shape and a second part that deflects the second external gear in the same elliptical shape.
The wave georator part is connected to the first J-b generator part so that the long axis of the ellipse can be angled at a certain angle. 2゜Second The device according to item 1, wherein the number of teeth of the internal gear and the number of teeth of the external gear are the same. 3. The number of teeth of the first and third internal gears and the number of teeth of the external gear 4. The first external gear portion and the second external gear portion are partitioned by a partition plate extending inward in the second internal direction 4 5. The second wave generator portion is a flange rotatably mounted to the first wave generator portion; The device according to Item 1 of iiJ, which is fixed to the wave generator part with screws. 6. The input shaft is attached to the wave generator, the first and third Uchiyama Yunaka: are fixed, and Ni. 2. Internal teeth now act as output members 1)
11. The device described in Section 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6256483A JPS59190541A (en) | 1983-04-09 | 1983-04-09 | Harmonic gear device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6256483A JPS59190541A (en) | 1983-04-09 | 1983-04-09 | Harmonic gear device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59190541A true JPS59190541A (en) | 1984-10-29 |
JPH0327781B2 JPH0327781B2 (en) | 1991-04-17 |
Family
ID=13203901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6256483A Granted JPS59190541A (en) | 1983-04-09 | 1983-04-09 | Harmonic gear device |
Country Status (1)
Country | Link |
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