JPS63115943A - 撓み噛み合い式歯車装置 - Google Patents
撓み噛み合い式歯車装置Info
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- JPS63115943A JPS63115943A JP61262930A JP26293086A JPS63115943A JP S63115943 A JPS63115943 A JP S63115943A JP 61262930 A JP61262930 A JP 61262930A JP 26293086 A JP26293086 A JP 26293086A JP S63115943 A JPS63115943 A JP S63115943A
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
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- 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
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
- F16H3/46—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears
- F16H3/48—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears
- F16H3/52—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears
- F16H3/54—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with single orbital gears or pairs of rigidly-connected orbital gears comprising orbital spur gears one of the central gears being internally toothed and the other externally toothed
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/50—Other types of ball or roller bearings
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- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/581—Raceways; Race rings integral with other parts, e.g. with housings or machine elements such as shafts or gear wheels
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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。
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、撓み噛み合い式歯車装置に係り、特に、撓み
噛み合い式歯車装置に用いられる内歯歯車及び外歯歯車
の歯の形状の改良に係る。
噛み合い式歯車装置に用いられる内歯歯車及び外歯歯車
の歯の形状の改良に係る。
従来の技術
代表的な撓み噛み合い式歯車装置は、剛性円形内歯歯車
と、この内歯歯車の内側に設けられ該歯車に例えば2個
所で噛み合うよう楕円形に変形され、更に内歯歯車の歯
数より2n枚(nは正の整数である)少ない歯数にされ
た可撓性外歯歯車と、該外歯歯車の内側に嵌合して該外
歯歯車を楕円形に撓ませるウェーブ・ジェネレータとか
ら成り、このウェーブ・ジェネレータは、内側の楕円形
のカム板と、このカム板の外周に嵌合して楕円形に撓め
られたボールベアリングとから成り、ウェーブ・ジェネ
レータのベアリングの外輪が外歯歯車に嵌合している。
と、この内歯歯車の内側に設けられ該歯車に例えば2個
所で噛み合うよう楕円形に変形され、更に内歯歯車の歯
数より2n枚(nは正の整数である)少ない歯数にされ
た可撓性外歯歯車と、該外歯歯車の内側に嵌合して該外
歯歯車を楕円形に撓ませるウェーブ・ジェネレータとか
ら成り、このウェーブ・ジェネレータは、内側の楕円形
のカム板と、このカム板の外周に嵌合して楕円形に撓め
られたボールベアリングとから成り、ウェーブ・ジェネ
レータのベアリングの外輪が外歯歯車に嵌合している。
このような構成で成る撓み噛み合い式歯車装置は、ウェ
ーブ・ジェネレータのカム板に設けられた入力軸を回転
させると、外歯歯車の楕円形が回転させられ、この楕円
形の回転により両歯車がその歯数差に対応して相対回転
し、内歯歯車または外歯歯車に出力軸を設けると該出力
軸は人力軸に対して大きい減速比で回転する。
ーブ・ジェネレータのカム板に設けられた入力軸を回転
させると、外歯歯車の楕円形が回転させられ、この楕円
形の回転により両歯車がその歯数差に対応して相対回転
し、内歯歯車または外歯歯車に出力軸を設けると該出力
軸は人力軸に対して大きい減速比で回転する。
従って、この撓み噛み合い式歯車装置は、少ない要素で
大きな減速比を1尋ることができるので精密機械等に多
用されている。
大きな減速比を1尋ることができるので精密機械等に多
用されている。
従来の撓み噛み合い式歯車装置に用いられる歯車につい
ては、その噛み合いの適性を良好にし、運転性能や負荷
能力を高めるため種々の工夫が提案されている。最も基
本的な歯形については、米国特許第2.906.143
号明細書に詳しく開示されている。この装置の歯車は直
線の歯形に形成されており、このため楕円形の外歯歯車
は長袖の一点でのみ内歯歯車に噛み合い、許容伝達トル
クが低かった。これに対処して、特公昭45−41i7
1号には、インボリュート歯形を各歯車に採用すること
が提案されている。
ては、その噛み合いの適性を良好にし、運転性能や負荷
能力を高めるため種々の工夫が提案されている。最も基
本的な歯形については、米国特許第2.906.143
号明細書に詳しく開示されている。この装置の歯車は直
線の歯形に形成されており、このため楕円形の外歯歯車
は長袖の一点でのみ内歯歯車に噛み合い、許容伝達トル
クが低かった。これに対処して、特公昭45−41i7
1号には、インボリュート歯形を各歯車に採用すること
が提案されている。
発明が解決しようとする問題点
しかし、前記の特公昭45−41171号の歯車でも両
歯車が完全に離れてしまうまでの間において、両歯車を
全ての点で連続的に接触させることが困難であった。更
に詳しくは、同公報の第6図の曲線aまたはCに見られ
るように零または負の偏位の場合には、剛性の内歯歯車
に噛み合う可撓性の外歯歯車の歯の代表点の運動軌跡(
Cの場合は頂部のごく一部を除き)が、剛性歯車に対し
て凹形状を成しており、連続接触をさせるためには直線
歯形やインボリュート歯形とは異なり剛性歯車の歯形を
凸形状にしなければならない。また、上記公報の第6図
の曲線すに見られるように、可撓性の外歯歯車の歯の代
表点の運動軌跡が凸形状である場合(正の偏位の場合)
には、可撓性の外歯歯車の撓みが大きくなり、該歯車の
曲げ応力の増大を招き、また利用できる運動軌跡の部分
が短く接触歯数が少ないので好ましくない。このため前
記の公報記載の撓み噛み合い式歯車装置でも許容伝達ト
ルクの点において、改良の余地がある。
歯車が完全に離れてしまうまでの間において、両歯車を
全ての点で連続的に接触させることが困難であった。更
に詳しくは、同公報の第6図の曲線aまたはCに見られ
るように零または負の偏位の場合には、剛性の内歯歯車
に噛み合う可撓性の外歯歯車の歯の代表点の運動軌跡(
Cの場合は頂部のごく一部を除き)が、剛性歯車に対し
て凹形状を成しており、連続接触をさせるためには直線
歯形やインボリュート歯形とは異なり剛性歯車の歯形を
凸形状にしなければならない。また、上記公報の第6図
の曲線すに見られるように、可撓性の外歯歯車の歯の代
表点の運動軌跡が凸形状である場合(正の偏位の場合)
には、可撓性の外歯歯車の撓みが大きくなり、該歯車の
曲げ応力の増大を招き、また利用できる運動軌跡の部分
が短く接触歯数が少ないので好ましくない。このため前
記の公報記載の撓み噛み合い式歯車装置でも許容伝達ト
ルクの点において、改良の余地がある。
従って、本発明の目的は、内歯歯車及び外歯歯車がその
噛み合い部分において連続接触を行うことのできる撓み
噛み合い式歯車装置を提供するにある。
噛み合い部分において連続接触を行うことのできる撓み
噛み合い式歯車装置を提供するにある。
問題点を解決するための手段
かかる目的を達成するため、本発明によれば、剛性円形
内歯歯車とその内側の可撓性外歯歯車と核外歯歯車を撓
ませて変形させその形状を回転させるウェーブ・ジェネ
レータとから成り、ウェーブ・ジェネレータの回転によ
り両歯車に相対回転を生じさせるようになった撓み噛み
合い式歯車装置であって、この撓み噛み合い式歯車装置
の特徴は、両歯車の歯末面の歯形が、ウェーブ・ジェネ
レータの形状によって定まる、内歯歯車に対する外歯歯
車の運動軌跡の、両歯車の接触の限界位置を原点とする
縮比1/2の相似変換による写像曲線によって形成され
ることにある。
内歯歯車とその内側の可撓性外歯歯車と核外歯歯車を撓
ませて変形させその形状を回転させるウェーブ・ジェネ
レータとから成り、ウェーブ・ジェネレータの回転によ
り両歯車に相対回転を生じさせるようになった撓み噛み
合い式歯車装置であって、この撓み噛み合い式歯車装置
の特徴は、両歯車の歯末面の歯形が、ウェーブ・ジェネ
レータの形状によって定まる、内歯歯車に対する外歯歯
車の運動軌跡の、両歯車の接触の限界位置を原点とする
縮比1/2の相似変換による写像曲線によって形成され
ることにある。
実施例
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。第1図は、撓み噛み合い式歯車装置1の原理を
示している。この撓み噛み合い式歯車装置1は、剛性円
形内歯歯車2と、この内歯歯車の内側に設けられた可撓
性のリング形状の外歯歯車3と、この外歯歯車の内側に
嵌合して核外歯歯車を楕円形に撓ませるウェーブ・ジェ
ネレータ4とから成る。ウェーブ・ジェネレータ4は、
内側の楕円形のカム板5と、このカム板5の外周に嵌合
して楕円形に撓められたボールベアリング6とから成り
、ウェーブ・ジェネレータのベアリングの外輪7が外歯
歯車に嵌合している。外歯歯車3は、ウェーブ・ジェネ
レータ4によって楕円形に撓められているので、円形の
剛性内歯歯車2に対して、直径方向に対向する2点を中
心としてその両側の一部でしか噛み合わない。第1図で
は矢印A及びBの方向の2点が噛み合い点となる。
明する。第1図は、撓み噛み合い式歯車装置1の原理を
示している。この撓み噛み合い式歯車装置1は、剛性円
形内歯歯車2と、この内歯歯車の内側に設けられた可撓
性のリング形状の外歯歯車3と、この外歯歯車の内側に
嵌合して核外歯歯車を楕円形に撓ませるウェーブ・ジェ
ネレータ4とから成る。ウェーブ・ジェネレータ4は、
内側の楕円形のカム板5と、このカム板5の外周に嵌合
して楕円形に撓められたボールベアリング6とから成り
、ウェーブ・ジェネレータのベアリングの外輪7が外歯
歯車に嵌合している。外歯歯車3は、ウェーブ・ジェネ
レータ4によって楕円形に撓められているので、円形の
剛性内歯歯車2に対して、直径方向に対向する2点を中
心としてその両側の一部でしか噛み合わない。第1図で
は矢印A及びBの方向の2点が噛み合い点となる。
また、ウェーブ・、ジェネレータ4はボールベアリング
6を有するので、ウェーブ・ジェネレータ4のカム板5
が回転すると、外歯歯車3はその楕円形状が回転させら
れるだけで、カム板によって直接回転させられることは
ない。なお、外歯歯車2は、内歯歯車の歯数より2n(
nは正の整数)枚少ない歯数(第1図では内歯歯車より
4枚少ない)にされている。
6を有するので、ウェーブ・ジェネレータ4のカム板5
が回転すると、外歯歯車3はその楕円形状が回転させら
れるだけで、カム板によって直接回転させられることは
ない。なお、外歯歯車2は、内歯歯車の歯数より2n(
nは正の整数)枚少ない歯数(第1図では内歯歯車より
4枚少ない)にされている。
この撓み噛み合い式歯車装置1の動作について第2図(
a)〜(d)を用いて説明する。ウェーブ・ジェネレー
タ4のカム板5が第2図(a)の位置にあるとき、外歯
歯車3の楕円形の長袖において、内歯歯車201つの歯
溝8が外歯歯車3の1つの歯9に噛み合っている(歯溝
8及び歯9を中心としてその両側でもいくつかの歯が噛
み合っている)。カム板5を第2図(b)に示すように
90度回転させると、外歯歯車3はその楕円形が回転し
、外歯歯車3の噛み合い点が楕円の長袖の移動に従って
移動して歯溝8と歯9とは離れる。第2図(C)に示す
ように、カム板6が180度回転すると歯溝8と歯9と
が再び噛み合うが、その位置は歯数差(図示の例では4
枚すなわちn=2)の半分だけすなわちn枚分(図示の
例では2枚分)だけずれる。そして第2図(d)に示す
ように、カム板5が360度回転すると、歯溝8と歯9
とは歯数差(4枚)だけずれる。このように噛み合い位
置が順次ずれる動きを出力として取り出せば大きな減速
比を得ることができる。
a)〜(d)を用いて説明する。ウェーブ・ジェネレー
タ4のカム板5が第2図(a)の位置にあるとき、外歯
歯車3の楕円形の長袖において、内歯歯車201つの歯
溝8が外歯歯車3の1つの歯9に噛み合っている(歯溝
8及び歯9を中心としてその両側でもいくつかの歯が噛
み合っている)。カム板5を第2図(b)に示すように
90度回転させると、外歯歯車3はその楕円形が回転し
、外歯歯車3の噛み合い点が楕円の長袖の移動に従って
移動して歯溝8と歯9とは離れる。第2図(C)に示す
ように、カム板6が180度回転すると歯溝8と歯9と
が再び噛み合うが、その位置は歯数差(図示の例では4
枚すなわちn=2)の半分だけすなわちn枚分(図示の
例では2枚分)だけずれる。そして第2図(d)に示す
ように、カム板5が360度回転すると、歯溝8と歯9
とは歯数差(4枚)だけずれる。このように噛み合い位
置が順次ずれる動きを出力として取り出せば大きな減速
比を得ることができる。
本発明はこのような撓み噛み合い式歯車装置の内歯歯車
及び外歯歯車の歯の形状を改良し、その噛み合い点を中
心としてその両側の噛み合い部分における各歯の殆ど全
てを噛み合い接触(本書では、この噛み合い部分におけ
る歯の連続的な噛み合い接触を、連続接触と表現する)
させんとするものである。
及び外歯歯車の歯の形状を改良し、その噛み合い点を中
心としてその両側の噛み合い部分における各歯の殆ど全
てを噛み合い接触(本書では、この噛み合い部分におけ
る歯の連続的な噛み合い接触を、連続接触と表現する)
させんとするものである。
このため、本発明では、連続接触を行わせることができ
るように、歯車の歯形を、ウェーブ・ジェネレータの形
状に依存する歯の運動軌跡から導く。この運動軌跡に対
応して連続接触する歯形を厳密に理論的に作り出すのは
非常に困難なことであり、これまでこのような試みが成
された例は知らない。本発明はこのような課題をラック
に近似させた手法によって解決せんとするものである。
るように、歯車の歯形を、ウェーブ・ジェネレータの形
状に依存する歯の運動軌跡から導く。この運動軌跡に対
応して連続接触する歯形を厳密に理論的に作り出すのは
非常に困難なことであり、これまでこのような試みが成
された例は知らない。本発明はこのような課題をラック
に近似させた手法によって解決せんとするものである。
すなわち、本発明では、内歯歯車と外歯歯車の噛み合い
を、ラックの歯の噛み合いに近似したものとして取り扱
い、用いるウェーブ・ジェネレータによって生成される
運動軌跡を、縮比2の相似変換による写像曲線を得て、
これによって剛性の内歯歯車及び可撓性の外歯歯車の各
々の歯車の歯末面の歯形曲線を与える。この近似方法は
、撓み噛み合い式歯車装置の歯車の歯数が最少値で10
0、通常160以上であるので、誤差は十分に許容でき
る範囲にある。
を、ラックの歯の噛み合いに近似したものとして取り扱
い、用いるウェーブ・ジェネレータによって生成される
運動軌跡を、縮比2の相似変換による写像曲線を得て、
これによって剛性の内歯歯車及び可撓性の外歯歯車の各
々の歯車の歯末面の歯形曲線を与える。この近似方法は
、撓み噛み合い式歯車装置の歯車の歯数が最少値で10
0、通常160以上であるので、誤差は十分に許容でき
る範囲にある。
第3図は上記の近似の程度を示す一例で、曲線aはラッ
クの場合の運動軌跡、曲線a′は歯数が100の場合の
撓み噛み合い式歯車装置の運動軌跡であり(特公昭45
−41171号の第6図に相当する図であるが、第3図
のグラフとは上下が逆になっている)、その差は殆どな
いことが理解される筈である。第3図の曲線す及び曲線
Cは後述の内歯歯車及び外歯歯車の歯末面の歯形の一例
である。
クの場合の運動軌跡、曲線a′は歯数が100の場合の
撓み噛み合い式歯車装置の運動軌跡であり(特公昭45
−41171号の第6図に相当する図であるが、第3図
のグラフとは上下が逆になっている)、その差は殆どな
いことが理解される筈である。第3図の曲線す及び曲線
Cは後述の内歯歯車及び外歯歯車の歯末面の歯形の一例
である。
ちなみに、第3図は無偏位の場合の運動軌跡で、座標値
X及びyは次式で与えられる。
X及びyは次式で与えられる。
x = ’A m (2θ−5in 2θ)y = m
(l −COS 2θ) ここで、θは媒介変数、mは歯のモジュールである。
(l −COS 2θ) ここで、θは媒介変数、mは歯のモジュールである。
第4図は、上記の歯形曲線を求める場合の説明図である
。この図において、点10は可撓性の外歯歯車の歯先点
を示しており、曲線11は用いられたウェーブ・ジェネ
レータのカム板の形状によって定まる歯先点10の運動
軌跡を示している。
。この図において、点10は可撓性の外歯歯車の歯先点
を示しており、曲線11は用いられたウェーブ・ジェネ
レータのカム板の形状によって定まる歯先点10の運動
軌跡を示している。
次に点12は両歯車が最も離れて接触する位置すなわち
両歯車の接触の限界位置(噛み合い中心から最も外側の
噛み合い位置)を示している。曲線13は剛性の内歯歯
車の歯末面の歯形を示している。この曲線13は、接触
の限界位置12を基準点として曲線11の点10と12
との間の曲線部分を縮比2で相似変換して得られた写像
曲線であり、ここで点14は点10の変換によって得ら
れた後の点である。点14と点10の間の曲線15は、
曲線13を点14の回りに180度回転して得られたも
ので、この曲線13は可撓性の外歯歯車の歯末面の歯形
を示している。また、曲線16は、可撓性の外歯歯車の
歯元面の歯形を示しており、曲線17は、剛性の内歯歯
車の歯元面の歯形を示している。これらの歯元面の歯形
は、各歯車の歯形の干渉を生じない限り、任意の歯形に
することができる。
両歯車の接触の限界位置(噛み合い中心から最も外側の
噛み合い位置)を示している。曲線13は剛性の内歯歯
車の歯末面の歯形を示している。この曲線13は、接触
の限界位置12を基準点として曲線11の点10と12
との間の曲線部分を縮比2で相似変換して得られた写像
曲線であり、ここで点14は点10の変換によって得ら
れた後の点である。点14と点10の間の曲線15は、
曲線13を点14の回りに180度回転して得られたも
ので、この曲線13は可撓性の外歯歯車の歯末面の歯形
を示している。また、曲線16は、可撓性の外歯歯車の
歯元面の歯形を示しており、曲線17は、剛性の内歯歯
車の歯元面の歯形を示している。これらの歯元面の歯形
は、各歯車の歯形の干渉を生じない限り、任意の歯形に
することができる。
第5図は、第1図の装置において両歯車が無偏位(特公
昭45−41171号の第6図のλ=0)の特別の場合
を示している。すなわち、内歯歯車と外歯歯車との最深
の噛み合い位置(第1図のA及びBの方向の位置)で両
歯車の歯形が全面で接触している状態である。すなわち
第5図の曲線13(内歯歯車の歯末面の歯形)が曲線1
6(外歯歯車の歯元面の歯形)に一致し、同図の曲線1
5(外歯歯車の歯末面の歯形)が曲線17(内歯歯車の
歯元面の歯形)に一致している。このことは、剛性の内
歯歯車の歯末面が可撓性の外歯歯車の歯元面に、また内
歯歯車の歯元面が外歯歯車の歯末面にぴったりと接触し
ていることを意味する。
昭45−41171号の第6図のλ=0)の特別の場合
を示している。すなわち、内歯歯車と外歯歯車との最深
の噛み合い位置(第1図のA及びBの方向の位置)で両
歯車の歯形が全面で接触している状態である。すなわち
第5図の曲線13(内歯歯車の歯末面の歯形)が曲線1
6(外歯歯車の歯元面の歯形)に一致し、同図の曲線1
5(外歯歯車の歯末面の歯形)が曲線17(内歯歯車の
歯元面の歯形)に一致している。このことは、剛性の内
歯歯車の歯末面が可撓性の外歯歯車の歯元面に、また内
歯歯車の歯元面が外歯歯車の歯末面にぴったりと接触し
ていることを意味する。
第4図によって得た剛性の内歯歯車及び可撓性の外歯歯
車の歯末面の歯形は、両歯車が歯数無限大のラックと見
做して得られるものである。しかしながら、撓み噛み合
い式歯車装置の場合、その歯数は有限であるが一般の歯
車に比べてその歯数は極めて多く160以上であるのが
普通であるから、第3図の例からも類推されるように、
十分に許容できる近似であり、実用上の精度は十分であ
る。すなわち、本発明によれば、上記のような近似によ
って、従来実現が困難であるとされた連続接触できる歯
形を、比較的簡単に作れることが理解されよう。
車の歯末面の歯形は、両歯車が歯数無限大のラックと見
做して得られるものである。しかしながら、撓み噛み合
い式歯車装置の場合、その歯数は有限であるが一般の歯
車に比べてその歯数は極めて多く160以上であるのが
普通であるから、第3図の例からも類推されるように、
十分に許容できる近似であり、実用上の精度は十分であ
る。すなわち、本発明によれば、上記のような近似によ
って、従来実現が困難であるとされた連続接触できる歯
形を、比較的簡単に作れることが理解されよう。
第4図のようにして得た歯末面の形状が、撓み噛み合い
式歯車装置の噛み合い部分において連続的に接触するも
のであることを、第6図を用いて説明する。第6図にお
いて、第4図における曲線11.13及び15、また点
10.12及び14はそのまま用いられる。外歯歯車の
運動軌跡を示す曲線11上の点20は、運動軌跡の任意
の点とする。曲線13上の点21は、前記の相似変換し
た場合の点20に対応する点であり、曲線15上の点2
2は、曲線13の180度回転によって得た点21(ひ
いては点20)に対応する点である。
式歯車装置の噛み合い部分において連続的に接触するも
のであることを、第6図を用いて説明する。第6図にお
いて、第4図における曲線11.13及び15、また点
10.12及び14はそのまま用いられる。外歯歯車の
運動軌跡を示す曲線11上の点20は、運動軌跡の任意
の点とする。曲線13上の点21は、前記の相似変換し
た場合の点20に対応する点であり、曲線15上の点2
2は、曲線13の180度回転によって得た点21(ひ
いては点20)に対応する点である。
第6図において、点10と22との線分23と点12と
21との線分24と点20と21との線分25とは、曲
線11及び曲線13が対称であること、及び曲線13が
曲線11の相似変換曲線であることから相互に等しく、
線分23と線分25とは平行になる。また、点21及び
点22における歯形の接線も平行である。従って、可撓
性の外歯歯車の歯末面の歯形曲線10−22−14 (
これは曲線15に等しい)を平行変位させて点10が点
20に到達したとすると、点22は点21に一致し、こ
の−散点における接線も一致する。すなわち、曲線15
及び曲線13は、噛み合い部分で連続接触させることの
できる両歯車の歯末面の適正な形状を示していることが
理解されよう。
21との線分24と点20と21との線分25とは、曲
線11及び曲線13が対称であること、及び曲線13が
曲線11の相似変換曲線であることから相互に等しく、
線分23と線分25とは平行になる。また、点21及び
点22における歯形の接線も平行である。従って、可撓
性の外歯歯車の歯末面の歯形曲線10−22−14 (
これは曲線15に等しい)を平行変位させて点10が点
20に到達したとすると、点22は点21に一致し、こ
の−散点における接線も一致する。すなわち、曲線15
及び曲線13は、噛み合い部分で連続接触させることの
できる両歯車の歯末面の適正な形状を示していることが
理解されよう。
この歯末面の形状を得るに当たって、可撓性の外歯歯車
の運動軌跡のどの範囲までを変換するかは、任意に選定
することができる。また、本発明においては、撓み噛み
合い式歯車装置の両歯車を連続接触させるには、歯末面
の歯形だけが重要なものとされ、歯元面の歯形は、両歯
が相互に干渉しないかぎり任意の形状でよい。例えば、
無偏位で最深の噛み合い部から利用する場合、歯末面の
歯形のピッチ点で対称の歯形を歯元面に適用すれば、第
5図に示すように、噛み合いの最深での両歯形の全面で
の接触も可能になる。
の運動軌跡のどの範囲までを変換するかは、任意に選定
することができる。また、本発明においては、撓み噛み
合い式歯車装置の両歯車を連続接触させるには、歯末面
の歯形だけが重要なものとされ、歯元面の歯形は、両歯
が相互に干渉しないかぎり任意の形状でよい。例えば、
無偏位で最深の噛み合い部から利用する場合、歯末面の
歯形のピッチ点で対称の歯形を歯元面に適用すれば、第
5図に示すように、噛み合いの最深での両歯形の全面で
の接触も可能になる。
なお、以上の例では、内歯歯車と外歯歯車とが2箇所で
噛み合う形式の撓み噛み合い式歯車装置について説明し
たが、本発明はこのような撓み噛み合い式歯車装置に限
定されない。例えば、両歯車の歯数差を3n枚として3
箇所で噛み合う形式の撓み噛み合い式歯車装置にも、本
発明を適用することができ、他の類似の歯車装置にもま
た適用することができる。
噛み合う形式の撓み噛み合い式歯車装置について説明し
たが、本発明はこのような撓み噛み合い式歯車装置に限
定されない。例えば、両歯車の歯数差を3n枚として3
箇所で噛み合う形式の撓み噛み合い式歯車装置にも、本
発明を適用することができ、他の類似の歯車装置にもま
た適用することができる。
発明の効果
本発明によれば、内歯歯車及び外歯歯車の両歯車の歯末
面の歯形が、ウェーブ・ジェネレータの形状によって定
まる、内歯歯車に対する外歯歯車の運動軌跡の、両歯車
の接触の限界位置を原点とする縮比2の相似変換による
写像曲線によって形成されているので、両歯車の噛み合
い点における連続接触が可能になる。この様子が第7図
に示されている。第7図において、従来の歯形(直線歯
形で示されているが、インボリュート歯形も非常に近い
歯形である)では、早くも点Cで示す両歯車の噛み合い
部分が少なくなる時点から内歯歯車と外歯歯車の噛み合
い接触がなくなっているのがはっきりと分かる。これに
対して、本発明の歯形によれば、両歯車の歯の噛み合い
部分が少なくなっても完全に噛み合っており、その噛み
合い部分が完全に離れるまで両歯車の歯末面が相互に接
触している。すなわち、本発明の撓み噛み合い式歯車装
置では、内歯歯車と外歯歯車の歯の噛み合い部分全体に
渡って、本書でいう連続接触が得られている。
面の歯形が、ウェーブ・ジェネレータの形状によって定
まる、内歯歯車に対する外歯歯車の運動軌跡の、両歯車
の接触の限界位置を原点とする縮比2の相似変換による
写像曲線によって形成されているので、両歯車の噛み合
い点における連続接触が可能になる。この様子が第7図
に示されている。第7図において、従来の歯形(直線歯
形で示されているが、インボリュート歯形も非常に近い
歯形である)では、早くも点Cで示す両歯車の噛み合い
部分が少なくなる時点から内歯歯車と外歯歯車の噛み合
い接触がなくなっているのがはっきりと分かる。これに
対して、本発明の歯形によれば、両歯車の歯の噛み合い
部分が少なくなっても完全に噛み合っており、その噛み
合い部分が完全に離れるまで両歯車の歯末面が相互に接
触している。すなわち、本発明の撓み噛み合い式歯車装
置では、内歯歯車と外歯歯車の歯の噛み合い部分全体に
渡って、本書でいう連続接触が得られている。
この連続接触により、歯面荷重や、可撓性の歯車のリム
部の応力や、ウェーブ・ジェネレータの軸受荷重を、よ
り一層平均化することができ、ウェーブ・ジェネレータ
の負荷容量を増大させることができる。
部の応力や、ウェーブ・ジェネレータの軸受荷重を、よ
り一層平均化することができ、ウェーブ・ジェネレータ
の負荷容量を増大させることができる。
第1図は、撓み噛み合い式歯車装置の概略正面図である
。 第2図(a)〜(d)は撓み噛み合い式歯車装置の動作
説明図である。 第3図は、ラック歯形近似手法による撓み噛み合い式歯
車装置の運動軌跡の近似の程度を示す説明図である。 第4図は、本発明の歯車装置の両歯車の連続接触をなす
歯形を示す説明図である。 第5図は、第4図の歯形の無偏位の状態を示す説明図で
ある。 第6図は、第4図に示された歯形の歯末面が連続接触を
していることを示す説明図である。 第7図は、本発明の連続接触歯形の噛み合い状態を、従
来の歯形と対比して示す説明図である。 符号の説明 1− 撓み噛み合い式歯車装置 2 、剛性の内歯歯車 3 ・・可撓性の外歯歯車 4− ウェーブ・ジェネレータ 5− ウェーブ・ジェネレータのカム板6・・ボール
ベアリング 11 外歯歯車の運動軌跡を示す曲線12 噛み合
い接触の限界位置 13− 内歯歯車の歯末面の歯形曲線 15 外歯歯車の歯末面の歯形曲線 第1図 第2図 (a) (b)第3図 ■ 寸 のw、
昧 区 qコ 訟
。 第2図(a)〜(d)は撓み噛み合い式歯車装置の動作
説明図である。 第3図は、ラック歯形近似手法による撓み噛み合い式歯
車装置の運動軌跡の近似の程度を示す説明図である。 第4図は、本発明の歯車装置の両歯車の連続接触をなす
歯形を示す説明図である。 第5図は、第4図の歯形の無偏位の状態を示す説明図で
ある。 第6図は、第4図に示された歯形の歯末面が連続接触を
していることを示す説明図である。 第7図は、本発明の連続接触歯形の噛み合い状態を、従
来の歯形と対比して示す説明図である。 符号の説明 1− 撓み噛み合い式歯車装置 2 、剛性の内歯歯車 3 ・・可撓性の外歯歯車 4− ウェーブ・ジェネレータ 5− ウェーブ・ジェネレータのカム板6・・ボール
ベアリング 11 外歯歯車の運動軌跡を示す曲線12 噛み合
い接触の限界位置 13− 内歯歯車の歯末面の歯形曲線 15 外歯歯車の歯末面の歯形曲線 第1図 第2図 (a) (b)第3図 ■ 寸 のw、
昧 区 qコ 訟
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 剛性円形内歯歯車と、その内側の可撓性外歯歯車と、該
外歯歯車を撓ませて変形させその形状を回転させるウェ
ーブ・ジェネレータとから成り、ウェーブ・ジェネレー
タの回転により両歯車に相対回転を生じさせるようにな
った撓み噛み合い式歯車装置において、 両歯車の歯末面の歯形が、ウェーブ・ジェネレータの形
状によって定まる、内歯歯車に対する外歯歯車の運動軌
跡の、両歯車の接触の限界位置を原点とする縮比1/2
の相似変換による写像曲線によって形成されることを特
徴とする撓み噛み合い式歯車装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61262930A JPH0784896B2 (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 撓み噛み合い式歯車装置 |
US07/114,119 US4823638A (en) | 1986-11-05 | 1987-10-27 | Tooth profile of spline of strain wave gearing |
ES198787309586T ES2038992T3 (es) | 1986-11-05 | 1987-10-29 | Perfil de los dientes de una tira de un engranaje de ondas de deformacion. |
DE8787309586T DE3784839T2 (de) | 1986-11-05 | 1987-10-29 | Zahnform der rille eines wellengetriebes. |
EP87309586A EP0266972B1 (en) | 1986-11-05 | 1987-10-29 | Tooth profile of spline of strain wave gearing |
CA000551053A CA1279502C (en) | 1986-11-05 | 1987-11-04 | Tooth profile of spline of strain wave gearing |
KR1019870012388A KR920007996B1 (ko) | 1986-11-05 | 1987-11-04 | 파형식 맞물림변형기어장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61262930A JPH0784896B2 (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 撓み噛み合い式歯車装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63115943A true JPS63115943A (ja) | 1988-05-20 |
JPH0784896B2 JPH0784896B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=17382561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61262930A Expired - Lifetime JPH0784896B2 (ja) | 1986-11-05 | 1986-11-05 | 撓み噛み合い式歯車装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4823638A (ja) |
EP (1) | EP0266972B1 (ja) |
JP (1) | JPH0784896B2 (ja) |
KR (1) | KR920007996B1 (ja) |
CA (1) | CA1279502C (ja) |
DE (1) | DE3784839T2 (ja) |
ES (1) | ES2038992T3 (ja) |
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KR20160021094A (ko) | 2014-07-11 | 2016-02-24 | 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 | 원호 치형을 이용하여 형성한 연속 접촉 치형을 갖는 파동 기어 장치 |
KR20160087806A (ko) | 2014-12-09 | 2016-07-22 | 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 | 추월형 맞물림의 음편위 파동 기어 장치 |
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WO2017122362A1 (ja) | 2016-01-15 | 2017-07-20 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | 2応力純分離の波動歯車装置 |
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KR20180011177A (ko) | 2015-06-02 | 2018-01-31 | 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 | 치면의 일치를 수반하는 복합 맞물림 파동기어장치 |
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WO2022091383A1 (ja) | 2020-10-30 | 2022-05-05 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | 三次元歯形を備えた波動歯車装置 |
WO2022091384A1 (ja) | 2020-10-30 | 2022-05-05 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | 三次元歯形を備えた波動歯車装置 |
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