JPS6023651A - 歪曲波形伝動組立体 - Google Patents

歪曲波形伝動組立体

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JPS6023651A
JPS6023651A JP59132818A JP13281884A JPS6023651A JP S6023651 A JPS6023651 A JP S6023651A JP 59132818 A JP59132818 A JP 59132818A JP 13281884 A JP13281884 A JP 13281884A JP S6023651 A JPS6023651 A JP S6023651A
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JP
Japan
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diaphragm
assembly
flexible spline
shaft
annular rim
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JP59132818A
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English (en)
Inventor
ウイルバ−・ヘンリ−・フア−リ−
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USM Corp
Original Assignee
USM Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H49/00Other gearings
    • F16H49/001Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32Toothed 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/04Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying rotary motion
    • F16H25/06Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying rotary motion with intermediate members guided along tracks on both rotary members

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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 trans
mission)内の可撓スプラインのダイヤフラムの
有害な変形を抑制する手段に関するものである。
従来の技術 本発明は、回転駆動変速装置に関するものであるが、そ
の基本的概念は米国特許第2,906,143号に開示
されており、その中で、調和駆動変速装置は、通例、3
つの基本的要素、すなわ置、可撓スプライン、前記可撓
スプラインと同心の剛体円形スプライン、および前記可
撓スプラインを歪曲させて、一定の間隔をおいた場所で
両スプラインをかみ合わせ、可撓スプラインに歪曲波形
を生じさせる波形発生手段を用いることが記載されてい
る。
これらの部材のどれか1つを入力部材として、他の2つ
の一方を出力部材として使うことができる。
可撓スプラインは、一般に、その一端の近くに設けられ
た外歯付きの管状可撓部材と、前記管状部材の他端で半
径方向に拡がるダイヤフラムとから形成されている。ダ
イヤフラムは、2つの機能を行う。第1は、ダイヤフラ
ムにより円形に制限されている個所で管状部材の軸方向
の偏位を少なくすること、そして第2は、可撓スプライ
ンを、回転する入力/出力部材にするごともでき、また
固定することもできる構造的剛体部材に取付ける手段と
なることである。現在、歪曲波形伝動組立体(調和駆動
変速装置)に使用されるときは、可撓スプラインは使用
応力が与えられるように考慮して設計される。この使用
応力には、可撓スプラインの管状部分における半径方向
歪曲応力と、ダイヤフラムにおける軸方向歪曲応力とが
ある。軸方向応力は、管状部材の末端が丸い状態から楕
円形へ歪曲したとき管状部材がダイヤフラム端が一定位
置にとどまらず、波形になるごとによって生じる。
楕円形が回転すると、可撓スプラインの管状部分によっ
てダイヤフラムに与えられた波形模様も回転し、その最
大偏位は長軸と短軸の間にある。従来の技術では、ダイ
ヤフラムの軸方向歪曲応力を最小限度にするために、そ
の厚さは、可撓スプラインが取り扱うピーク出力トルク
を伝達するごとはできるが、可能な限り薄くされている
発明が解決しようとする問題点 一部の可撓スプラインは、使用中、取付け部分と可撓部
分の間の区域にあるダイヤフラム端が破損した。また、
装置の組立をする人または分解する人は、可撓スプライ
ンの管状部分に楕円波形発生器を挿入したり、またはそ
こから取り外したりするときに、不注意に、過大な軸方
向力を加えることが判った。ずべての軸方向力は可撓ス
プラインのダイヤフラムに作用を及ぼすから、組立のと
き、過大な軸方向力が加えられると、ダイヤフラムはは
ち形になり、その結果ダイヤフラムに生じた残留応力に
よって次に動作させたとき、ダイヤフラムが破損してし
まう。
可撓スプライン組立体、詳しくは標準サイズの調和駆動
変速装置に比べて全体の寸法が小さい(直径が4インチ
以下で、2インチに近い)ものを設計する場合には、ダ
イヤフラムの破損を少なくするためにダイヤフラムの厚
さをできるだけ大きくすることは、設計上の制約があっ
て可能でないかも知れない。したがって、組立のときダ
イヤフラムを保護し、そしてはち形にしたり、その他内
部に生じることかある望ましくない屈曲をできるだけ少
なくするため、保護手段を使用しなければならない。
以上から、本発明の目的は、従来の技術の欠点を克服す
ることである。
本発明のもう一つの目的は、標準装置のほぼ半分以下の
サイズであって、使用中に、組立の際に生じた原因によ
って破損する可能性をなくした小形調和駆動変速装置用
のダイヤフラム構造を提供することである。
問題点を解決するための手段 本発明は、寸法をできる限り小さくすることと、信頬性
をできる限り高くするごとが最も重要である歪曲波形伝
動組立体を含んでいる。
標準形歪曲波形伝動組立体は、剛体の円形スプライン、
前記円形スプラインと同心の可撓スプライン、および前
記可撓スプラインを歪曲させて、前記円形スプラインに
進行かみ合いを行わせるための波形発生手段、より成っ
ている。可撓スプラインのスプライン端の反対側の端に
は、ダイヤフラムが配置されている。ダイヤフラムは、
ハウジングで軸支された出力軸にボルト締めされている
ことが好ましい。本発明は、この形式の組立体を含んで
いるが、さらに可撓スプラインのダイヤフラムをその両
側で支持する手段を有している。
ダイヤフラム支持手段は、ダイヤフラムの両側に、間隔
をおいて、ダイヤフラムが取付けられる軸に固定され、
または軸の一部として造られた環状リムを有する。各環
状リムは、可撓スプライン自体のボア径の少なくとも約
90%まで半径方向外側に延びている。したがって、波
形が引き起こす歪曲の際の可撓スプラインの軸方向の偏
位によって、あるいは構成部品の組立もしくは分解によ
って生じたダイヤフラムの軸方向歪曲は、確実に一定範
囲に押さえることができる。
ダイヤフラムの歪曲の範囲、つまり支持手段がダイヤフ
ラムの両側から離れている距離は、可撓スプラインのボ
ア径1インチ当たり約0.002−0.004インチの
範囲である。たとえば、可撓スプラインのボア径が1イ
ンチであれば、各支持部材は、ダイヤフラムから軸方向
に約0.002−0.004インチ離して配置され、そ
れ自体の直径は約0.90インチである。各支持部材は
、それらに加わる軸方向力に耐えられるように鋼または
アルミニウムなど剛体の材料から作ることが好ましい。
別の実施例において、ダイヤフラムの「外側」の環状リ
ムは、可撓スプラインのボア径より大きく、可撓スプラ
インのボア径の約110%までの直径にすることができ
る。この上方部分は、可撓スプラインの円周において付
加支持体となって、環状リムとダイヤフラム間のすきま
によって許されるもの以上の軸方向の偏位を直接阻止す
るので、組立の際に、ダイヤフラムに応力が加わること
は回避される。
実施例 次に、図面について詳しく説明する。拡大図で図示され
た歪曲波形伝動組立体(調和駆動変速装置)10は、ハ
ウジング12と、キャップ14で囲われた組立体16を
有する。組立体16は、第1の軸18(ここでは、説明
のため、入力軸とする)、第1の軸18の内側端に配置
された波形発生器20、直径“D”のボアを有するカッ
プ形可撓スプライン22、より成っており、可撓スプラ
イン22は図示のようにその右端が開いていて、その端
のまわりには、歯列24が配置されている。
ハウジング12とエンド・キャップ14に固定して取付
けられた円形スプライン26は、米国特許第3,020
,775号または第2,906,143号に記載されて
いるものと同じ仕方で配置された内向きの歯列30を有
している。波形発生器20は、第1の軸18に取付けら
れた楕円形をした波形発生プラグ32から成るものが好
ましい。波形発生プラグ32の外周に圧入された弾性軸
受34は、図示のように可撓スプライン22の開端に近
いその内側に接触した状態で配置されている。可撓スプ
ライン22の他端は、金属材料から作られていて、直径
が2インチまたはそれ以下でありうる可撓スプラインの
サイズを考慮して、厚さ“TH”が約0.010−0.
020インチの範囲にあるダイヤフラム36から成って
いる。ダイヤフラム36(したがって可撓スプライン2
2)は、ハウジング12を通って軸受42で軸支された
第2の軸40の内端部材から成る接合部分48にボルト
配列46で取付けられている。
ダイヤフラム支持手段50は、図示のようにダイヤフラ
ム36の両端に、第2の軸40の基部に近い端に配置さ
れている。ダイヤフラム支持手段50は、ダイヤフラム
36の外側にそれに平行に、そごから距離“G”の間隔
をおいて配置された環状リム52を有している。ダイヤ
フラム支持手段50は、さらに、軸40の最も内側の端
に、それに平行なダイヤフラム36の最も内側の端に、
そこから距離“G”の間隔をおいζ、ボルト配列46等
で取付けられた内側環状リム54を有している。内側お
よび外側環状リム52、54の直径“I”、“O”は、
可撓スプライン22のボア径“D”の少なくとも約90
%〜95%であって、各々が可撓スプライン22に比べ
てかなり厚いことが好ましい。ダイヤフラム36の側面
から各環状リム52、54が離れている距離“G”は、
可撓スプライン22のボア径Dの1インチ当たり約0.
002−0.004インチの範囲にすることができる。
仮に、可撓スプライン22の直径“D”が1インチであ
れば、リング52、54の各面は、ダイヤフラム36の
対応する側面から約0.002−0.004インチにす
ることができる。
波形発生器20が可撓スプライン22に押し込まれ、は
め合わされると、ダイヤフラム36はそれをバックアッ
プする外側環状リム52で支えられることになるために
許される“はち形”なる程度が制限される。回転運動の
とき、可撓スプライン22の歪曲、可撓スプライン22
の軸方向偏位、および可撓スプライン22とダイヤフラ
ム36間の波形は、平行な環状リム52、54の面によ
って制限される。
接触部分48(第2の輔40の内端部であって、そこで
はダイヤフラム36のどんな変形も阻止される)の直径
は、可撓スプライン22のボア径“D”の60%である
代替実施例において、環状外側リム52の直径“O”は
、可撓スプラインのボア径“D”の約110%である。
ごれにより、ダイヤフラム36を直接支持するのではな
く、可撓スプライン22自体の過大な軸方向の動きを周
囲で支持することができる。
発明の効果 以上の説明から、調和駆動変速装置、詳細には、小形で
かつ可撓スプラインのボア径が約4インチ以下のもので
あって、可撓スプラインが歪曲することができかつある
程度の波形が生じるのを許すために、基本的にダイヤフ
ラムを薄くせざるをえない調和駆動変速装置のダイヤフ
ラムの寿命を長くする新規な構造が提供されたことかわ
かる。
特許請求の範囲は例示としてのみ解釈すべきであって限
定的に解釈すべきでないものと理解されたい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の原理にしたがって作られた歪曲波形
伝動装置の断面図である。 10・・・・・歪曲波形伝動組立体、12・・・・・ハ
ウジング、14・・・・・エンドキャップ、16・・・
・・組立体、18・・・・・第1の軸(入力軸)、20
・・・・・波形発生器、22・・・・・カップ形可撓ス
プライン、24・・・・・歯列、26・・・・・円形ス
プライン、30・・・・・歯列、32・・・・・楕円形
の波形発生プラグ、34・・・・・弾性軸受、36・・
・・・ダイヤフラム、40・・・・・第2の軸(出力軸
)、42・・・・・軸受、46・・・・・ボルト配列、
48・・・・・接合部分、50・・・・・ダイヤフラム
支持手段、52,54・・・・・環状リム。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、イ 歪曲波形伝動組立体を囲うためハウジングロ 
    前記ハウジングに軸支された第1および第2の軸、 ハ 前記第1の軸の内端部に取付けられた波形発生器、 ニ 前記波形発生器に半径方向に隣接し、さらに円形ス
    プラインに半径方向に隣接して置かれた一端と、前記第
    2の軸の内端部に固定されたダイヤフラムをその他端に
    有する円筒形をした可撓スプライン、から成り、前記ダ
    イヤフラムの支持体となる支持手段が前記第2の軸に設
    けられていることを特徴とする回転運動を伝えるための
    歪曲波形伝動組立体。 2、前記支持手段は、前記第2の軸に取付けられた少な
    くとも1個の環状リムを有することを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の組立体。 3、前記支持手段は、さらに、前記第2の軸に取付けら
    れた第2の環状リムを有することを特徴とする特許請求
    の範囲第2項記載の組立体。 4、前記環状リムは、前記可撓スプラインのボア径の少
    なくとも90%の直径を有することを特徴とする特許請
    求の範囲第2項記載の組立体。 5、前記環状リムは、前記ダイヤフラムに平行に間隔を
    おいて配置されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第2項記載の組立体。 6、 前記環状リムば、前記可撓スプラインのボア径の
    1インチ当たり前記ダイヤフラムから約0.002−0
    .004インチ離して配置されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第2項記載の組立体。
JP59132818A 1983-06-29 1984-06-27 歪曲波形伝動組立体 Pending JPS6023651A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US50873983A 1983-06-29 1983-06-29
US508739 1983-06-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6023651A true JPS6023651A (ja) 1985-02-06

Family

ID=24023872

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59132818A Pending JPS6023651A (ja) 1983-06-29 1984-06-27 歪曲波形伝動組立体

Country Status (5)

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EP (1) EP0130763A1 (ja)
JP (1) JPS6023651A (ja)
KR (1) KR850001385A (ja)
AU (1) AU3000884A (ja)
DK (1) DK315284A (ja)

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AU3000884A (en) 1985-01-03
EP0130763A1 (en) 1985-01-09
KR850001385A (ko) 1985-03-18
DK315284A (da) 1984-12-30
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