KR102403584B1

KR102403584B1 - 속도비 절체식 파동기어장치

Info

Publication number: KR102403584B1
Application number: KR1020207035281A
Authority: KR
Inventors: 유야 무라야마
Original assignee: 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈
Priority date: 2019-05-17
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2022-05-30
Also published as: KR20210006446A; US11662008B1; JP6932474B2; US20230151881A1; CN113795687A; EP3967900A1; EP3967900A4; TWI824116B; CA3102358A1; TW202104773A; JPWO2020234924A1; WO2020234924A1; RU2751369C1; CA3102358C

Abstract

속도비 절체식 파동기어장치(1)는, 간단한 구성에 의하여 1개의 회전입력에 대한 회전출력의 속도비를 2단계 혹은 다단계로 절체할 수 있다. 속도비 절체식 파동기어장치(1)는, 제1, 제2내치기어(2, 3)와, 제1, 제2외치(45, 46)가 외주면에 형성되어 있는 외치기어(4)와, 제1, 제2외치(45, 46)를 제1, 제2내치기어(2, 3)에 대하여 부분적으로 맞물리게 하고 있는 파동발생기(5)와, 제1, 제2내치기어(2, 3)를 선택적으로 회전 불가의 고정상태로 절체할 수 있는 클러치 기구(6)를 갖고 있다. 제1, 제2내치기어(2, 3)를 선택적으로 고정상태로 절체함으로써 파동발생기(5)로부터의 입력회전을 다른 속도비로 감속하여, 외치기어(4)로부터 인출될 수 있다.

Description

속도비 절체식 파동기어장치

본 발명은 파동기어장치(波動gear裝置)에 관한 것으로서, 특히 1개의 회전입력에 대한 회전출력의 속도비(速度比)를 2단계 혹은 다단계로 절체(切替)할 수 있는 속도비 절체식 파동기어장치(速度比切替式波動gear裝置)에 관한 것이다.

파동기어장치는, 소형·경량, 고회전정밀도, 고부하용량, 고감속비(高減速比) 등의 특징이 구비되어 있기 때문에, 산업용 로봇, NC 공작기 등에 사용되고 있다. 파동기어장치는, 그 용도에 따라 요구되는 속도비가 다르기 때문에, 서로 다른 속도비의 제품이 준비되어 있다. 감속기(減速機)는, 원동기(原動機)의 출력을 바꾸지 않고, 토크(torque)와 회전속도를 변환하기 때문에 속도비를 정하면, 그 장치의 최대토크, 최고회전속도가 정해져 버린다. 종래의 파동기어장치는, 하나의 원동기에 대하여 하나의 파동기어장치가 조립된다. 따라서 파동기어장치의 속도비를 하나로 정하면, 그 장치의 최대토크, 최고회전속도 기타 성능은, 속도비에 따라 하나로 정해져 있었다.

특허문헌1에 있어서는, 1개의 회전입력에 대하여 2개의 자유도(自由度)의 회전출력을 얻기 위하여 2조(組)의 파동기어기구를 구비하고, 일방(一方)의 파동기어기구의 파동발생기(波動發生器)를 입력축에 대하여 클러치(clutch)에 의하여 맞물림·이탈을 가능하게 한 구성이 제안되어 있다.

: 일본국 공개특허 특개평5―215193호 공보

본 발명의 목적은, 간단한 구성에 의하여 1개의 회전입력에 대한 회전출력의 속도비를 2단계 혹은 다단계로 절체할 수 있는 속도비 절체식 파동기어장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 속도비 절체식 파동기어장치는,

반경방향으로 휘어질 수 있는 원통의 외주면에 형성된 소정 톱니 수의 제1외치 및 상기 원통의 상기 외주면에 있어서 상기 제1외치와는 축선방향에 있어서의 다른 위치에 형성된 소정 톱니 수의 제2외치를 구비한 외치기어와,

상기 제1외치를 동심 모양으로 둘러싸는 위치에 배치되고, 상기 제1외치에 맞물릴 수 있는 제1내치를 구비한 강성의 제1내치기어와,

상기 제2외치를 동심 모양으로 둘러싸는 위치에 배치되고, 상기 제2외치에 맞물릴 수 있는 제2내치를 구비한 강성의 제2내치기어와,

상기 외치기어의 상기 원통을 반경방향으로 휘어지게 하여, 상기 제1외치를 상기 제1내치에 대하여 부분적으로 맞물리게 하고, 상기 제2외치를 상기 제2내치에 대하여 부분적으로 맞물리게 하고 있는 파동발생기와,

회전할 수 있는 상태에 있는 상기 제1내치기어 및 상기 제2내치기어 중의 일방을 회전 불가의 고정상태로 절체할 수 있는 클러치 기구를

갖고 있고,

상기 제1외치와 상기 제2외치의 톱니 수는 동일 혹은 상이하고,

상기 제1외치와 상기 제1내치의 톱니 수는 상이하고,

상기 제2외치와 상기 제2내치의 톱니 수는 상이한 것을 특징으로 하고 있다.

속도비 절체식 파동기어장치에서는, 예를 들면 파동발생기가 회전입력요소가 되고, 외치기어가 회전출력요소가 된다. 회전할 수 있는 상태에 있는 제1, 제2내치기어 중의 일방을, 클러치 기구에 의하여 회전 불가의 고정상태로 절체한다.

예를 들면 제1내치기어를 회전 불가의 고정상태로 절체한다. 이 상태에서는, 파동발생기가 회전하면, 외치기어의 제1외치와, 회전이 구속되어 있는 제1내치기어의 사이에는, 그들의 톱니 수 차이에 따른 상대회전이 생긴다. 제1내치기어가 고정되어 있기 때문에 외치기어가 회전한다. 외치기어의 제2외치에 맞물려 있는 제2내치기어는 회전할 수 있는 상태 그대로이기 때문에, 외치기어와 일체가 되어 회전한다. 따라서 외치기어로부터, 제1외치와 제1내치기어 사이의 톱니 수 차이에 따라 감속된 회전출력이 인출된다.

클러치 기구에 의하여 제2내치기어를 회전 불가의 고정상태로 절체하고, 제1내치기어를 회전할 수 있는 상태로 되돌린다. 이에 따라 파동발생기에 대한 회전입력은, 외치기어의 제2외치와 제2내치기어 사이의 톱니 수 차이에 따라 감속된 회전출력이 되어, 외치기어로부터 인출된다. 이와 같이 1개의 회전입력으로부터 얻어지는 회전출력의 속도비를 2단계로 절체할 수 있다. 외치기어의 원통에 형성되는 외치의 수를 늘림으로써 회전출력의 속도비를 다단계로 절체할 수 있다. 1개의 회전입력을 2단 혹은 복수 단의 속도비로 감속하여 출력할 수 있는 콤팩트하고 간단한 구성의 파동기어장치를 실현할 수 있다.

도1은, 본 발명을 적용한 실시형태1에 관한 속도비 절체식 컵형 파동기어장치를 나타내는 정면도 및 단면도이다.
도2는, 도1의 실시형태1의 변형예1를 나타내는 단면도이다.
도3은, 도1의 실시형태1의 변형예2를 나타내는 단면도이다.
도4는, 본 발명을 적용한 실시형태2에 관한 속도비 절체식 플랫형 파동기어장치를 나타내는 단면도이다.

이하에, 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 실시형태에 관한 속도비 절체식 파동기어장치(速度比切替式波動gear裝置)를 설명한다.

(실시형태1)

도1(a)는 실시형태1에 관한 속도비 절체식 컵형 파동기어장치(速度比切替式 cup型波動gear裝置)를 나타내는 정면도이고, 도1(b)는 그 단면도이다. 속도비 절체식 컵형 파동기어장치(1)(이하, 간단하게 「파동기어장치(1)」라고 부른다)는, 제1내치기어(第1內齒gear)(2), 제2내치기어(3), 컵 형상을 한 외치기어(外齒gear)(4), 파동발생기(波動發生器)(5) 및 클러치 기구(clutch 機構)(6)를 구비하고 있다.

외치기어(4)는, 반경방향으로 휘어질 수 있는 가요성(可撓性)의 원통(圓筒)(41)과, 원통(41)의 후단(後端)으로부터 반경방향의 내측으로 연장되는 다이어프램(diaphragm)(42)과, 다이어프램(42)의 내주 가장자리에 일체로 형성된 원환(圓環) 모양의 강성 보스(剛性 boss)(43)를 구비한 컵 형상을 하고 있다. 원통(41)의 외주면(44)에는, 제1톱니 수의 제1외치(第1外齒)(45) 및 제2톱니 수의 제2외치(46)가 형성되어 있다. 즉 원통(41)의 외주면(44)에 있어서, 그 선단(先端)측의 부분에 제1외치(45)가 형성되어 있다. 외주면(44)에 있어서, 제1외치(45)에 대하여 축선(軸線)(1a)의 방향으로 인접한 부분에 제2외치(46)가 형성되어 있다.

제1내치기어(2)는, 외치기어(4)에 있어서의 제1외치(45)를 동심(同心) 모양으로 둘러싸는 위치에 배치되어 있다. 제1내치기어(2)에 형성되어 있는 제1내치(第1內齒)(21)는 제1외치(45)에 맞물릴 수 있고, 제1내치(21)의 톱니 수는 제1외치(45)와는 다르다. 제2내치기어(3)는, 제1내치기어(2)에 대하여 축선(1a)의 방향으로 나란하게 배치되어 있고, 외치기어(4)에 있어서의 제2외치(46)를 동심 모양으로 둘러싸는 위치에 있다. 제2내치기어(3)에 형성되어 있는 제2내치(31)는 제2외치(46)에 맞물릴 수 있고, 제2내치(31)의 톱니 수는 제2외치(46)와는 다르다.

파동발생기(5)는, 외치기어(4)의 원통(41)에 있어서의 제1, 제2외치(45, 46)의 형성부분을 반경방향으로 휘어지게 하고 있다. 이에 따라 제1외치(45)가 제1내치(21)에 대하여 부분적으로 맞물려 있고, 제2외치(46)가 제2내치(31)에 대하여 부분적으로 맞물려 있다. 본 예에서는, 원통(41)의 제1, 제2외치(45, 46)의 형성부분이, 파동발생기(5)에 의하여 타원 모양으로 휘어지고, 타원 모양의 장축방향(長軸方向)의 양단(兩端)에 있어서, 제1, 제2외치(45, 46)가 각각 제1, 제2내치(21, 31)에 맞물려 있다. 따라서 제1내치(21)와 제1외치(45)의 톱니 수 차이, 제2내치(31)와 제2외치(46)의 톱니 수 차이는, 각각 2n매(n : 양의 정수(整數))로 설정된다.

파동발생기(5)는, 원통 모양의 허브(hub)(51)와, 허브(51)의 외주면에 올덤 커플링(Oldham coupling)(52)을 통하여 장착된 강성 플러그(剛性 plug)(53)와, 웨이브 베어링(wave bearing)(54)을 구비하고 있다. 강성 플러그(53)는 타원모양 외주면(53a)을 구비하고 있다. 타원모양 외주면(53a)에 웨이브 베어링(54)이 타원 모양으로 휘어진 상태로 압입(壓入)되어 고정되어 있다.

클러치 기구(6)는, 축선(1a)의 방향으로 슬라이드(slide)할 수 있는 링 모양의 클러치 부재(61)와, 클러치 부재(61)를 축선(1a)의 방향으로 슬라이드시키는 슬라이드 기구(slide 機構)(62)를 구비하고 있다. 클러치 부재(61)는, 그 원형 내주면에 맞물림 톱니(63)(스플라인(spline))가 형성되어 있다. 제1, 제2내치기어(2, 3)의 원형 외주면에는 각각, 축선(1a)의 방향으로부터 맞물림 톱니(63)에 맞물릴 수 있는 맞물림 톱니(22, 32)(스플라인)가 형성되어 있다. 클러치 부재(61)는, 제1내치기어(2)의 맞물림 톱니(22)에 맞물리는 맞물림 위치와 제2내치기어(3)의 맞물림 톱니(32)에 맞물리는 맞물림 위치의 사이를, 축선(1a)과 평행한 방향으로 슬라이드할 수 있다.

이 구성의 파동기어장치(1)에서는, 예를 들면 파동발생기(5)를 회전입력요소로 하고, 여기에 상상선(想像線)으로 나타내는 바와 같이 회전입력축(7)을 접속한다. 외치기어(4)를 회전출력요소로 하고, 이 강성 보스(43)에 상상선으로 나타내는 바와 같이 출력부재(8)를 접속한다. 외치기어(4)의 제1외치(45), 제2외치(46)는 각각, 제1내치기어(2), 제2내치기어(3)에 부분적으로 맞물려 있다. 예를 들면 제2내치기어(3)에 클러치 부재(61)를 맞물리게 하고, 이 제2내치기어(3)를 회전 불가의 고정상태로 절체하고, 타방(他方)의 제1내치기어(2)를 회전할 수 있는 상태 그대로 한다. 파동발생기(5)가 회전하면, 외치기어(4)의 제2외치(46)와, 고정되어 있는 제2내치기어(3)의 사이에는, 그들의 톱니 수 차이에 대응한 상대회전(相對回轉)이 생긴다. 외치기어(4)가 회전하고, 여기로부터 출력부재(8)로, 톱니 수 차이에 따른 속도비로 감속된 회전이 출력된다.

클러치 부재(61)를 제1내치기어(2)측으로 슬라이드시키면, 클러치 부재(61)는 제2내치기어(3)와의 맞물림이 해제되고, 제1내치기어(2)에 맞물린다. 제1내치기어(2)가 회전 불가의 고정상태로 절체되고, 제1내치기어(2)와 제1외치(45)의 사이에, 그들의 톱니 수 차이에 따른 상대회전이 생긴다. 따라서 외치기어(4)는 제1내치기어(2)와 제1외치(45) 사이의 톱니 수 차이에 따른 속도비로 감속되고, 입력회전은 외치기어(4)로부터 출력부재(8)로 출력된다.

또 클러치 부재(61)에 의한 변속동작(變速動作)에는 일정한 시간이 걸린다. 외치기어(4)와 일체(一體)가 되어 비교적 저속으로 회전하는 제1, 제2내치기어(2, 3)에 대하여 클러치 부재(61)를 맞물리고, 그 맞물림을 해제하고 있다. 따라서 이와 같은 변속동작 도중의 상태에 기인하는 불량의 발생을 억제할 수 있다.

또한 본 예에서는, 파동발생기(5)를 회전입력요소로 하고, 외치기어(4)를 회전출력요소로 하고 있다. 반대로, 파동발생기(5)를 회전출력요소로 하고, 외치기어(4)를 회전입력요소로 하면, 입력회전을 다른 속도비로 증속(增速)하여 증속회전출력으로서 인출될 수 있다.

또한 본 발명은, 실크햇(silk hat) 형상을 한 외치기어를 구비한 실크햇형 파동기어장치(silk hat型波動gear裝置) 및 원통 형상의 외치기어를 구비한 플랫형 파동기어장치(flat型波動gear裝置)(도4를 참조)에도 적용할 수 있다.

(변형예1)

도2는 파동기어장치(1)의 변형예1을 나타내는 단면도이다. 도2에 나타내는 파동기어장치(10)의 기본구성은 파동기어장치(1)와 동일하기 때문에, 대응하는 부위에는 동일한 부호를 붙이고, 그들에 대한 설명은 생략한다. 파동기어장치(10)에 있어서는, 변속의 단수(段數)에 대응하는 개수의 파동발생기를 배치하고 있다. 이에 따라 토크용량이 올라가기 때문에 바람직하다.

즉 파동기어장치(10)는, 외치기어(4)의 원통(41)에 있어서의 제1외치(45)가 형성되어 있는 부분을 타원 모양으로 휘어지게 하는 제1파동발생기(5A) 및 제2외치(46)가 형성되어 있는 부분을 휘어지게 하는 제2파동발생기(5B)를 구비하고 있다. 제1파동발생기(5A)는, 타원모양 외주면(제1비원형(第1非圓形外周面))을 구비한 제1강성 플러그(53A) 및 타원모양 외주면에 장착된 제1웨이브 베어링(54A)을 구비하고 있다. 마찬가지로, 제2파동발생기(5B)는, 타원모양 외주면(제2비원형 외주면)을 구비한 제2강성 플러그(53B) 및 타원모양 외주면에 장착된 제2웨이브 베어링(54B)을 구비하고 있다. 본 예에서는, 제1강성 플러그(53A)와 제2강성 플러그(53B)가 단일 부품으로 형성되어 있다.

여기에서, 컵 형상의 외치기어(4)에는 코닝(coning)이라고 불리는 휘어짐이 발생한다. 외치기어(4)의 다이어프램(42)측에 배치되는 파동발생기(5B)는, 반대측에 배치되는 파동발생기(5A)에 비하여, 코닝에 의한 휨량의 감소에 따라 그 타원의 양을 작게 하면 좋다. 또한 휨량이 적은 다이어프램측에 위치하는 제2외치(46)측의 속도비를 크게 하면 좋다.

또 본 예에서는 속도비를 2단계로 절체하고 있지만, 후술하는 실시형태2와 같이 속도비를 3단계, 그 이상의 다단계로 절체하도록 구성하는 것도 가능하다. 절체의 단수에 따른 수(數)의 외치를 외치기어에 형성하고, 동일한 수의 내치기어를 배치하면 좋다.

(변형예2)

도3은 파동기어장치(1)의 변형예2를 나타내는 단면도이다. 도3에 나타내는 파동기어장치(20)의 기본구성은 파동기어장치(1)와 동일하기 때문에, 대응하는 부위에는 동일한 부호를 붙이고, 그들에 대한 설명은 생략한다.

전술한 파동기어장치(1, 10)(도1, 도2를 참조)에 있어서의 변속기구는, 제1, 제2내치기어(2, 3)의 외주면에 맞물림 톱니(22, 32)(스플라인)를 형성하고, 내측에 맞물림 톱니(63)(스플라인)를 끊는 링 모양의 클러치 부재(61)를 선택적으로 제1, 제2내치기어(2, 3)에 맞물리게 하고, 클러치 부재(61)를 축선(1a)의 방향으로 움직여서, 제1, 제2내치기어(2, 3)의 고정과 프리(free)를 절체하고 있다.

도3에 나타내는 파동기어장치(20)에 있어서는, 제1, 제2내치기어(2, 3)의 각각에 클러치 기구(6A, 6B)를 설치하고 있다. 클러치 기구(6A, 6B)의 온/오프를 절체함으로써 변속을 한다. 클러치 기구(6A, 6B)는, 예를 들면 다판 클러치(多板 clutch)이다. 클러치 기구로서는 각종의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면 제1, 제2내치기어(2, 3)를 그들의 외주측으로부터 감싸도록 클러치 밴드(clutch band)를 배치한 구성의 밴드식 클러치(band式 clutch)를 사용할 수도 있다.

(실시형태2)

도4는 본 발명의 실시형태2에 관한 속도비 절체식 플랫형 파동기어장치(速度比切替式 flat型波動gear裝置)를 나타내는 단면도이다. 속도비 절체식 플랫형 파동기어장치(100)(이하, 간단하게 「파동기어장치(100)」라고 부른다)는, 속도비를 3단계로 절체할 수 있고, 제1내치기어(110), 제2내치기어(120), 제3내치기어(130), 구동측 내치기어(190), 원통 형상의 외치기어(140), 파동발생기(150) 및 클러치 기구(160)를 구비하고 있다.

외치기어(140)는, 반경방향으로 휘어질 수 있는 가요성의 원통(141)을 구비하고 있다. 원통(141)의 외주면에는, 제1톱니 수의 제1외치(143), 제2톱니 수의 제2외치(144), 제3톱니 수의 제3외치(145) 및 제4톱니 수의 제4외치(146)가 형성되어 있다. 원통(141)의 외주면에 있어서, 그 일방(一方)의 끝으로부터 타방의 끝을 향하여, 축선(100a)의 방향으로 제1∼제4외치(143∼146)가 이 순서로 배열되어 있다.

제1내치기어(110)는, 외치기어(140)에 있어서의 제1외치(143)를 동심 모양으로 둘러싸는 위치에 배치되어 있다. 제1내치기어(110)에 형성되어 있는 제1내치(111)는 제1외치(143)에 맞물릴 수 있고, 제1내치(111)의 톱니 수는 제1외치(143)와는 다르다. 제2내치기어(120)는, 제1내치기어(110)에 대하여 축선(100a)의 방향으로 나란하게 배치되어 있고, 외치기어(140)에 있어서의 제2외치(144)를 동심 모양으로 둘러싸는 위치에 있다. 제2내치기어(120)에 형성되어 있는 제2내치(121)는 제2외치(144)에 맞물릴 수 있고, 제2내치(121)의 톱니 수는 제2외치(144)와는 다르다. 제3내치기어(130)는, 제2내치기어(120)에 대하여 축선(100a)의 방향으로 나란하게 배치되어 있고, 외치기어(140)에 있어서의 제3외치(145)를 동심 모양으로 둘러싸는 위치에 있다. 제3내치기어(130)에 형성되어 있는 제3내치(131)는 제3외치(145)에 맞물릴 수 있고, 제3내치(131)의 톱니 수는 제3외치(145)와는 다르다.

구동측 내치기어(190)는, 제3내치기어(130)에 대하여 축선(100a)의 방향으로 나란하게 배치되어 있고, 외치기어(140)에 있어서의 제4외치(146)를 동심 모양으로 둘러싸는 위치에 있다. 구동측 내치기어(190)에 형성되어 있는 내치(191)는 제4외치(146)에 맞물릴 수 있고, 외치기어(140)와 일체로 회전하도록, 내치(191)의 톱니 수는 제4외치(146)의 톱니 수와 동일하게 설정되어 있다.

파동발생기(150)는, 외치기어(140)의 원통(141)에 있어서의 제1∼제4외치(143∼146)의 형성부분을 각각 반경방향으로 휘어지게 하고 있다. 이에 따라 제1외치(143)가 제1내치(111)에 대하여 부분적으로 맞물려 있고, 제2외치(144)가 제2내치(121)에 대하여 부분적으로 맞물려 있고, 제3외치(145)가 제3내치(131)에 부분적으로 맞물려 있고, 제4외치(146)가 내치(191)에 부분적으로 맞물려 있다. 본 예에서는, 원통(141)의 제1∼제4외치(143∼146)의 형성부분이 파동발생기(150)에 의하여 타원 모양으로 휘어지고, 타원 모양의 장축방향의 양단에 있어서, 제1∼제4외치(143∼146)가 각각, 제1, 제2, 제3내치(111, 121, 131) 및 내치(191)에 맞물려 있다. 따라서 제1내치(111)와 제1외치(143)의 톱니 수 차이, 제2내치(121)와 제2외치(144)의 톱니 수 차이, 제3내치(131)와 제3외치(145)의 톱니 수 차이는, 각각 2n매(n : 양의 정수)로 설정된다.

파동발생기(150)는, 상상선으로 나타내는 회전입력축(170)에 고정되는 강성 플러그(151)와, 이 강성 플러그(151)의 외주면 부분에 형성된 4개소의 일정한 폭의 타원모양 외주면(152∼155)과, 각 타원모양 외주면(152∼155)에 장착된 웨이브 베어링(156∼159)을 구비하고 있다. 각 웨이브 베어링(156∼159)은, 외치기어(140)에 있어서의 제1∼제4외치(143∼146)의 형성부분에 대응한 위치에 배치되어 있다.

클러치 기구(160)는, 축선(100a)의 방향으로 슬라이드할 수 있는 링 모양의 클러치 부재(161)와, 클러치 부재(161)를 축선(100a)의 방향으로 슬라이드시키는 슬라이드 기구(162)를 구비하고 있다. 클러치 부재(161)는, 그 원형 내주면에 맞물림 톱니(163)(스플라인)가 형성되어 있다. 제1∼제3내치기어(110∼130)의 원형 외주면에는 각각, 축선(100a)의 방향으로부터 맞물림 톱니(163)에 맞물릴 수 있는 맞물림 톱니(112, 122, 132)가 형성되어 있다. 클러치 부재(161)는, 제1∼제3내치기어(110∼130)의 맞물림 톱니(112, 122, 132)에 대하여, 선택적으로 맞물릴 수 있는 맞물림 위치로 순차적으로 슬라이드할 수 있다.

이 구성의 파동기어장치(100)에서는, 예를 들면 파동발생기(150)를 회전입력요소로 하고, 여기에 회전입력축(170)을 접속한다. 외치기어(140)와 일체로 회전하는 구동측 내치기어(190)를 회전출력요소로 하고, 여기에 출력부재(180)를 접속한다. 예를 들면 제2내치기어(120)에 클러치 부재(161)를 맞물리고, 이 제2내치기어(120)를 회전 불가의 고정상태로 절체하고, 다른 제1, 제3내치기어(110, 130)를 회전할 수 있는 상태 그대로 한다. 파동발생기(150)가 회전하면, 외치기어(140)의 제2외치(144)와, 고정되어 있는 제2내치기어(120)의 사이에는, 그들의 톱니 수 차이에 대응한 상대회전이 생긴다. 외치기어(140)가 회전하고, 외치기어(140)와 일체로 회전하는 구동측 내치기어(190)로부터 출력부재(180)로, 톱니 수 차이에 따른 속도비로 감속된 회전이 출력된다. 동일하게 하여, 클러치 부재(161)를 제1내치기어(110) 혹은 제3내치기어(130)측으로 슬라이드시킴으로써 다른 속도비의 회전출력이 얻어진다.

또 본 예에서는, 파동발생기(150)를 회전입력요소로 하고, 구동측 내치기어(190)를 회전출력요소로 하고 있다. 반대로, 파동발생기(150)를 회전출력요소로 하고, 구동측 내치기어(190)를 회전입력요소로 하면, 입력회전을 다른 속도비로 증속하여 증속회전출력으로서 인출될 수 있다. 또한 클러치 기구(160)로서는 다판 클러치 등의 각종의 클러치 기구를 사용할 수 있다. 또한 본 예는, 속도비를 3단계로 절체하고 있지만, 실시형태1의 경우와 마찬가지로 속도비를 2단계로 절체하는 것도 가능하고, 3단계 이상의 다단계로 절체하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기의 각 예에서는, 파동발생기에 의하여 외치기어를 타원모양으로 휘어지게 하여, 외치기어를 내치기어에 맞물리게 하고 있다. 파동발생기에 의하여 외치기어를 3로브(3 lobe) 형상 등의 비원형 모양으로 휘어지게 하여, 원주방향에 있어서의 3군데 이상의 위치에서 외치기어를 내치기어에 맞물리게 할 수도 있다.

Claims

반경방향으로 휘어질 수 있는 원통(圓筒)의 외주면에 형성된 소정 톱니 수의 제1외치(第1外齒) 및 상기 원통의 상기 외주면에 있어서 상기 제1외치와는 축선방향(軸線方向)에 있어서의 다른 위치에 형성된 소정 톱니 수의 제2외치를 구비한 외치기어(外齒gear)와,
상기 제1외치를 동심(同心) 모양으로 둘러싸는 위치에 배치되고, 상기 제1외치에 맞물릴 수 있는 제1내치(第1內齒)를 구비한 강성(剛性)의 제1내치기어(第1內齒gear)와,
상기 제2외치를 동심 모양으로 둘러싸는 위치에 배치되고, 상기 제2외치에 맞물릴 수 있는 제2내치를 구비한 강성의 제2내치기어와,
상기 외치기어의 상기 원통을 반경방향으로 휘어지게 하여, 상기 제1외치를 상기 제1내치에 대하여 부분적으로 맞물리게 하고, 상기 제2외치를 상기 제2내치에 대하여 부분적으로 맞물리게 하고 있는 파동발생기(波動發生器)와,
회전할 수 있는 상태에 있는 상기 제1내치기어 및 상기 제2내치기어 중의 일방(一方)을 회전 불가의 고정상태로 절체(切替)할 수 있는 클러치 기구(clutch 機構)를
갖고 있고,
상기 제1외치와 상기 제2외치의 톱니 수는 동일 혹은 상이하고,
상기 제1외치와 상기 제1내치의 톱니 수는 상이하고,
상기 제2외치와 상기 제2내치의 톱니 수는 상이한
속도비 절체식 파동기어장치(速度比切替式波動gear裝置).
제1항에 있어서,
상기 파동발생기는, 상기 외치기어의 상기 원통에 있어서의 상기 제1외치가 형성되어 있는 부분을 휘어지게 하는 제1파동발생기 및 상기 제2외치가 형성되어 있는 부분을 휘어지게 하는 제2파동발생기를 구비하고 있고,
상기 제1파동발생기는, 제1비원형 외주면(第1非圓形外周面)을 구비한 제1강성 플러그(第1剛性 plug) 및 상기 제1비원형 외주면에 장착된 제1웨이브 베어링(第1 wave bearing)을 구비하고 있고,
상기 제2파동발생기는, 제2비원형 외주면을 구비한 제2강성 플러그 및 상기 제2비원형 외주면에 장착된 제2웨이브 베어링을 구비하고 있는
속도비 절체식 파동기어장치.
제1항에 있어서,
상기 원통의 상기 외주면에 있어서 상기 축선방향에 있어서의 상기 제1, 제2외치와는 다른 위치에 형성된 제3톱니 수의 제3외치와,
상기 제3외치를 동심 모양으로 둘러싸는 상태로 배치되고 상기 제3외치에 맞물릴 수 있는 내치를 구비한 강성의 구동측 내치기어를
갖고 있고,
상기 파동발생기에 의하여 상기 원통은 상기 반경방향으로 휘어지고, 상기 제3외치가 상기 구동측 내치기어의 상기 내치에 대하여 부분적으로 맞물려 있고,
상기 구동측 내치기어가 상기 외치기어와 일체로 회전하도록 상기 구동측 내치기어의 상기 내치의 톱니 수는, 상기 제3외치의 톱니 수와 동일한
속도비 절체식 파동기어장치.
제3항에 있어서,
상기 파동발생기는, 상기 외치기어의 상기 원통에 있어서의 상기 제1외치가 형성되어 있는 부분을 휘어지게 하는 제1파동발생기, 상기 제2외치가 형성되어 있는 부분을 휘어지게 하는 제2파동발생기 및 상기 제3외치가 형성되어 있는 부분을 휘어지게 하는 제3파동발생기를 구비하고 있고,
상기 제1파동발생기는, 제1비원형 외주면을 구비한 제1강성 플러그 및 상기 제1비원형 외주면에 장착된 제1웨이브 베어링을 구비하고 있고,
상기 제2파동발생기는, 제2비원형 외주면을 구비한 제2강성 플러그 및 상기 제2비원형 외주면에 장착된 제2웨이브 베어링을 구비하고 있고,
상기 제3파동발생기는, 제3비원형 외주면을 구비한 제3강성 플러그 및 상기 제3비원형 외주면에 장착된 제3웨이브 베어링을 구비하고 있는
속도비 절체식 파동기어장치.