TW201702498A - 諧波齒輪裝置及諧波產生器 - Google Patents

Abstract

諧波齒輪裝置(1)的諧波產生器(4)，採用複數個固體位移元件(12)，將可撓性的外齒齒輪(3)撓曲(彎曲)成非圓形，而局部地咬合(嚙合)於剛性的內齒齒輪(2)。固體位移元件(12)，是可將單晶體型或者雙晶型之長方形的板狀元件彎曲成圓弧形狀的元件，能藉由通電，從圓弧形狀(12A)變形成較該圓弧形狀的圓弧半徑更小之半徑的半圓形狀(12B)。可實現：伴隨著固體位移元件(12)的變形，能利用剛性、變形量及變形力的變化而承擔大負荷扭矩的諧波產生器。

Description

諧波齒輪裝置及諧波產生器

本發明關於：採用「可藉由通電而伸縮的固體位移元件」之諧波齒輪裝置的諧波產生器、及具備該諧波產生器的諧波齒輪裝置。

諧波齒輪裝置的諧波產生器，將可撓性的外齒齒輪撓曲成非圓形而局部地咬合於剛性的內齒齒輪，使兩齒輪的咬合位置朝周方向移動，使兩齒輪之間產生對應於齒數差的相對轉動。就諧波產生器而言，如同專利文獻1、2所揭示，已知有採用「可藉由通電而伸縮的固體位移元件」，也就是指採用壓電元件的諧波產生器。

在該種構造的諧波產生器中，採用複數個壓電元件，使外齒齒輪之圓周方向的各部，在半徑方向上以一定的振幅及週期反覆地彎曲，使外齒齒輪咬合於內齒齒輪的位置朝圓周方向移動。如此一來，對應於外齒齒輪與內齒齒輪之齒數差的相對轉動，產生於兩齒輪之間。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

[專利文獻1]：日本特開2011-152026號公報

[專利文獻2]：日本特開2007-71242號公報

採用傳統固體位移元件的諧波產生器，無法獲得將外齒齒輪撓曲所需的充分變形，且半徑方向的剛性不足的情形甚多。因此，就促進大負荷扭矩產生之諧波齒輪裝置的諧波產生器而言，難以實用化的場合甚多。

本發明的課題在於提供一種：可利用彎曲形成圓弧形狀之板狀位移元件的剛性、變形量及變形力，承擔大負荷扭矩之諧波齒輪裝置的齒輪；及具備該諧波產生器的諧波齒輪裝置。

為了解決上述的課題，本發明，是採用複數個固體位移元件，並以預定的振幅及週期，將可撓性的外齒齒輪之圓周方向的各部在半徑方向上撓曲，使前述外齒齒輪咬合於剛性之內齒齒輪的位置朝圓周方向移動，且使對應於前述外齒齒輪與前述內齒齒輪之齒數差的相對轉動產生於兩齒輪之間的諧波齒輪裝置的諧波產生器，其特徵為：前述固體位移元件，可將單晶體(monomorph)型或 者雙晶(bimorph)型之長方形的板狀元件彎曲成圓弧形狀，可藉由通電，從前述圓弧形狀，變形成較該圓弧形狀的圓弧半徑更小半徑的半圓形狀，由已變形成前述半圓形狀的前述固體位移元件所撓曲之前述外齒齒輪的部分，咬合於前述內齒齒輪。

固體位移元件，當從扁平的圓弧形狀朝接近半圓形狀的方向變形時，在半圓形狀附近之前，由於半徑方向的變形量大於圓弧之弦方向的變形量，故能使其凸側面的頂點大幅位移。此外，固體位移元件之半徑方向的剛性，一旦變形成半圓形狀，相較於較其扁平之圓弧形狀的變形狀態，將明顯地變高。

因此，藉由使固體位移元件變形成半圓形狀，可使被該固體位移元件所按壓之外齒齒輪的部分朝半徑方向大量變形，能確實地咬合於內齒齒輪。此外，雖然在兩齒輪的咬合位置，作用於固體位移元件的半徑方向荷重成為最大，但該位置的固體位移元件變形成半圓形狀，故剛性非常高。據此，利用固體位移元件之朝半徑方向的大量位移與剛性的強大，能實現可承擔大負荷扭矩的諧波產生器。

本發明的諧波產生器，除了上述構造之外，具有用來保持前述固體位移元件的元件保持構件，前述元件保持構件具備：可對峙於前述外齒齒輪之內周面的圓形外周面；及在該圓形外周面，於圓周方向上形成等角度間隔的複數個元件保持部。在前述元件保持部，前述固體位 移元件的凸側面，被保持成朝向前述圓形外周面之半徑方向外側的狀態。此外，前述固體位移元件之長度方向一側的第1端部，不會移動地鉸接結合(銷結合)於前述元件保持部，另一側的第2端部，在對前述第1端部形成接近及分離的方向上，形成自由移動。

在此，倘若將前述固體位移元件之前述半圓形狀的前述半徑設為Ro，將前述圓弧半徑設為R，最好前述兩者的關係滿足以下的條件式。

1<R/Ro<2

此外，前述元件保持部的各個，最好是具備對「直交於前述圓形外周面之半徑線的直交面」形成傾斜的傾斜保持面，前述固體位移元件的前述第1端部，鉸接結合於前述傾斜保持面中前述圓周方向之一側的端部，前述第2端部則沿著前述傾斜保持面自在滑動。

如此一來，該固體位移元件的頂點(與外齒齒輪的內周面接觸的位置)伴隨著各固體位移元件之位移而產生的動作(移動軌跡)，趨近於外齒齒輪的橢圓運動。據此，藉由使各固體位移元件的保持面形成傾斜面，可對外齒齒輪賦予：較採用橢圓形輪廓之剛體栓塞的諧波產生器使外齒齒輪產生的位移更近的位移。

此外，在本發明的諧波產生器中，前述固體位移元件之前述凸側面的頂面部分，只要是直接、或者透過可撓性的圓環按壓前述外齒齒輪的內周面即可。一旦採用可撓性的圓環，便能採用數量更少的固體位移元件，輕 易地將外齒齒輪撓曲成所期望的撓曲形狀。

其次，為了增加「由固體位移元件使外齒齒輪形成的撓曲量」，連結2個上述構造的固體位移元件使用即可。在該場合中，前述固體位移元件是由第1、第2固體位移元件所形成，前述第1、第2固體位移元件的各個，可將單晶體型或者雙晶型之長方形的板狀元件彎曲成圓弧形狀，且能藉由通電，從前述圓弧形狀變形成較該圓弧形狀的圓弧半徑更小之半徑的半圓形狀。此外，前述固體位移元件形成：前述第1、第2固體位移元件在其長度方向的兩端互相連接的筒形，藉由前述第1、第2固體位移元件變形成前述半圓形狀，從前述筒形變形成圓筒形狀。被已變形成圓筒形狀的前述固體位移元件所撓曲之前述外齒齒輪的部分，咬合於前述內齒齒輪。

在該場合中，在用來保持固體位移元件之元件保持構件的各元件保持部，將前述固體位移元件保持成：前述第1、第2固體位移元件的凸側面，朝向前述圓形外周面的半徑方向，且可朝該半徑方向變形的狀態。

其次，本發明的諧波齒輪裝置，其特徵為具有上述構造的諧波產生器。

1‧‧‧諧波齒輪裝置

1a‧‧‧中心軸線

2‧‧‧內齒齒輪

2a‧‧‧內齒

3‧‧‧外齒齒輪

3a‧‧‧外齒

4‧‧‧諧波產生器

11‧‧‧元件保持構件

11A‧‧‧元件保持構件

12、12(1)、12(4)、12(7)、12(10)‧‧‧固體位移元件

12A‧‧‧圓弧形狀

12a‧‧‧凸側面

12B‧‧‧半圓形狀

12b‧‧‧端部

12c‧‧‧端部

13‧‧‧圓環

14‧‧‧元件按壓器

15‧‧‧圓形外周面

16‧‧‧元件保持部

16A‧‧‧元件保持部

16a‧‧‧保持面

16b‧‧‧端部

16c‧‧‧端部

17‧‧‧分隔部

18‧‧‧半徑線

21‧‧‧電極板

22‧‧‧壓電元件(piezoelectricelement)

30‧‧‧固體位移元件

31‧‧‧第1固體位移元件

32‧‧‧第2固體位移元件

33、34‧‧‧連結端

40‧‧‧諧波產生器

160‧‧‧直交面

161a、161、163‧‧‧傾斜保持面

L1‧‧‧長軸

L2‧‧‧短軸

P‧‧‧頂點

P1‧‧‧交點

第1圖：是顯示採用了本發明的諧波齒輪裝置的前視圖及縱剖面圖。

第2圖：是顯示第1圖的諧波齒輪裝置之諧波產生器的前視圖、剖面圖及局部放大剖面圖。

第3圖：是第2圖的諧波產生器之固體位移元件的變形狀態的說明圖。

第4圖：是顯示諧波產生器之固體位移元件的弦(Chordal)方向及半徑方向之撓曲量的說明圖、及顯示圓弧半徑與位移量之關係的圖表。

第5圖：是顯示固體位移元件之半徑方向剛性率的說明圖、及顯示圓弧半徑與半徑方向剛性率之關係的圖表。

第6圖：是顯示固體位移元件之弦方向收縮量及圓弧方向收縮量的說明圖、及顯示圓弧半徑與收縮率之關係的圖表。

第7圖：是顯示固體位移元件之其他例子的說明圖。

第8圖：是顯示固體位移元件之其他例子的說明圖。

第9圖：是顯示採用了本發明的諧波齒輪裝置之諧波產生器的另一個例子的前視圖、剖面圖及局部放大剖面圖。

第10圖：是顯示已變更了保持面之角度的場合中，固體位移元件之頂點的移動的說明圖。

以下，參考圖面說明具備「採用了本發明的諧波產生器」之諧波齒輪裝置的實施形態。

第1圖(a)是顯示本實施形態之諧波齒輪裝 置的前視圖，第1圖(b)則是其縱剖面圖。諧波齒輪裝置1具有：剛性的內齒齒輪2、和同軸地配置於該內側之杯型的外齒齒輪3、及同軸地配置於該內側的諧波產生器4。舉例來說，倘若將n設成正的整數，外齒齒輪3的齒數，便較內齒齒輪2的齒數少2n齒。

外齒齒輪3被諧波產生器4撓曲成橢圓形，而在其橢圓形之長軸L1方向的兩端，咬合(嚙合)於的內齒齒輪2。兩齒輪2、3的咬合位置，藉由諧波產生器4而朝向內齒齒輪2的圓周方向移動。兩齒輪2、3，在咬合位置移動一周(一圈)的期間，產生「相當於齒數差異值之角度量」的相對轉動。

第2圖(a)是將諧波產生器4取出並予以顯示的前視圖，第2圖(b)是其縱剖面圖，第2圖(c)是其局部放大剖面圖。諧波產生器4具備：形成圓環形狀之剛性的元件保持構件11、和被保持於該元件保持構件11之外周部分的複數個固體位移元件12、和同軸地安裝成覆蓋元件保持構件11外周的狀態之可撓性的圓環13、及同軸地組裝於元件保持構件11之外周部分的兩側之圓環狀的元件按壓器14。

元件保持構件11，具備其中心軸線1a之方向的寬度為一定的圓形外周面15，在該圓形外周面15，沿著圓周方向以一定的角度間隔形成複數個元件保持部16。元件保持部16，是以整個寬度將圓形外周面15切除成預定深度的凹部，鄰接的元件保持部16之間，是在圓 周方向上由特定厚度的分隔部17所分隔。在本例中，形成有12個元件保持部16。。元件保持部16，具備直交於元件保持構件11之半徑線18的保持面16a，保持面16a，其從「與半徑線18的交點P1到其中一側的端部16b的距離」，較「從交點到另一側的端部16c的距離」更短。

在每一個元件保持部16，各保持著1個固體位移元件12。固體位移元件12，是將寬度與保持面16a的寬度大致相同，且長度較保持面16a的長度更長之長方形的板狀元件彎曲成圓弧狀的元件。固體位移元件12是具備以下構造之單晶體型的變形元件：可彎曲成圓弧狀之長方形的電極板21、及積層於電極板21之凹面側的板狀的壓電元件22。就固體位移元件12而言，可採用形狀記憶合金。

被保持於元件保持部16的固體位移元件12，為了不突出於寬度方向，從兩側由元件按壓器14所保持。元件按壓器14，被組裝於元件保持部16之間的分隔部17兩側的側面部分。此外，每個固體位移元件12，是從內側按壓「被配置於半徑方向外側之可撓性的圓環13的內周面」。

固體位移元件12的初期設定形狀，如第2圖(c)中的實線所示，是從保持面16a其中一側的端部16b跨越至另一側的端部16c的圓弧形狀12A，凸側面12a面向元件保持構件11之半徑方向的外側。相較於以虛擬線所表示的半圓形狀12B，圓弧形狀12A是呈現：從保持面 16a起的高度(半徑方向的高度)較低的扁平圓弧形狀。藉由控制對固體位移元件12的通電，固體位移元件12可在「扁平的圓弧形狀12A」到「半圓形狀12B」之間變更其變形狀態。

固體位移元件12之其中一側的第1端部12b，鉸接結合(銷結合)於保持面16a其中一側的端部16b，且固體位移元件12能以該第1端部12b作為中心，朝向接近或者遠離保持面16a的方向轉動。相對於此，固體位移元件12之另一側的第2端部12c則是自由端，可自由地朝向「接近或者遠離第1端部12b的方向」移動。此外，固體位移元件12在半圓形狀12B的狀態下，被設定成其頂點P位在「直交於保持面16a之半徑線18上」。

此外，固體位移元件12在扁平的圓弧形狀12A的狀態下，其凸面側12a頂點P位在最低的位置，該位置被設定成位在元件保持構件11的圓形外周面15上。相對於此，固體位移元件12在變形最多之半圓形狀12B的狀態下，其頂點P被設定成：較圓形外周面15更朝半徑方向外側突出預定量的位置。

在本例中，為了將外齒齒輪3撓曲成橢圓形，是令位於橢圓形之長軸L1兩端的固體位移元件12，也就是指第2圖(a)中的固體位移元件12(1)、12(7)變形成半圓形狀12B，並使位於「直交於長軸的短軸L2兩端」的固體位移元件12，也就是指第2圖(a)中的固體位移元件12(4)、12(10)形成扁平的圓弧形狀 12A。此外，從固體位移元件12(4)、12(10)朝向固體位移元件12(7)、12(1)，使各固體位移元件12緩緩地朝向接近半圓形狀12B的方向增加變形量。如此一來，可規定「外接於各固體位移元件12之頂點P的橢圓形」。

在元件保持構件11的外周安裝有可撓性的圓環13。圓環13的內徑，稍大於元件保持構件11的圓形外周面15。因此，圓環13，被如以上所述產生變形的固體位移元件12朝半徑方向撓曲(彎曲)，而成為被上述各頂點P所規定的橢圓形。在第2圖(a)的場合中，通過固體位移元件12(1)、12(7)的直徑線成為長軸L1的位置，通過固體位移元件12(4)、12(10)的直徑線成為短軸L2的位置。

可撓性的圓環13，嵌入可撓性之外齒齒輪3的內周面。因此，藉由被撓曲成橢圓形的圓環13，外齒齒輪3也被撓曲成橢圓形。其結果，在橢圓形之長軸L1的兩端，外齒齒輪3的外齒3a咬合於內齒齒輪2的內齒2a。

在第3圖中，顯示固體位移元件12的變形狀態。藉由使每一個固體位移元件12的變形狀態在軸方向上依序變化，橢圓形以中心軸線1a(請參考第1圖)中心而轉動，兩齒輪2、3的咬合位置朝周方向移動。亦即，規定橢圓形之短軸位置L2的固體位移元件12，緩緩地收縮而形成半圓形狀12B，而規定橢圓形的長軸位置。 相反地，規定橢圓形的長軸位置之半圓形狀12B的固體位移元件12，緩緩地伸長而恢復成扁平的圓弧形狀12A，而規定橢圓形的短軸位置。

本例的諧波產生器4，可利用伴隨著「如以上所述形成圓弧形狀之固體位移元件12的變形」之剛性的變化、變形量及變形力，而承擔大負荷扭矩。以下，針對該點進行說明。

(固體位移元件之圓弧形狀的位移與半徑方向剛性)

第4圖(a)是顯示固體位移元件12之圓弧形狀的弦方向及半徑方向之位移量的說明圖，第4圖(b)是顯示固體位移元件12的扁平率與位移量比例之關係的圖表。

如第4圖(b)的圖表所示，圓弧形狀之固體位移元件12的變形量，δx(圓弧的弦方向)及δy(圓弧的半徑方向)皆是越接近半圓形狀而越大。亦即，倘若將圓弧形狀的圓弧半徑設為R，將半圓形狀的半徑設為Ro，將圓弧形狀的扁平率設為R/Ro，則扁平率越是接近1就越大。此外，隨著扁平率從2的周圍開始變小，位移量比例則變大。不僅如此，在半圓形狀附近，呈現δy>δx的關係。可得知：位移量δy的最大位置，也就是指凸側面之頂點P的水平方向偏移，隨著越接近半圓形狀而變小。

在本發明中，被配置在對應於外齒齒輪與內齒齒輪之咬合位置的固體位移元件12，變形成半圓形 狀。據此，在咬合位置，由於固體位移元件12之凸側面的頂點P朝半徑方向外側大量位移，因此能輕易地確保將外齒齒輪撓曲時所必須的位移量。

第5圖(a)是顯示固體位移元件12之半徑方向剛性率的說明圖，第5圖(b)是顯示固體位移元件12的扁平率與半徑方向剛性率之關係的圖表。

從第5圖(b)的圖表可得知，固體位移元件12的半徑方向剛性，扁平率從2的周圍起朝向1增加，一旦接近半圓形狀(一旦扁平率接近1)則急遽地變大。在本發明中，在兩齒輪2、3之咬合位置，也就是指橢圓形之長軸L1的位置，由於固體位移元件12變形成半圓形狀，因此位於咬合位置的固體位移元件12可承受大負荷扭矩。

其次，第6圖(a)是顯示固體位移元件12之弦方向收縮量及圓弧方向收縮量的說明圖，第6圖(b)是顯示扁平率與收縮率之關係的圖表。從該圖表可得知，促使固體位移元件12變形成半圓形狀的收縮量，相較於弦方向的收縮量(沿著箭號A方向)，圓弧方向的收縮量(沿著箭號B方向)非常的小。此外，圓弧方向的收縮量，即使接近半圓形狀也僅些微地增加。

根據上述的固體位移元件12之圓弧形狀的變形與剛性，最好是在兩齒輪2、3的咬合位置，也就是指在橢圓形的長軸位置使固體位移元件12變形成半圓形狀，在短軸位置回復成扁平的圓弧形狀。此外，最好是採 用圓弧形狀的圓弧半徑R與半圓形狀的半徑Ro符合以下條件式之單晶體型的變形元件。

1<R/Ro<2

如同以上所說明，根據本例，在接觸於外齒齒輪3內周的可撓性之圓環13的內側，圓弧形狀的固體位移元件12在圓周方向上以等角度間隔配置複數個。藉由使各固體位移元件12以一定的週期在圓弧形狀與半圓形狀之間反覆地變形，可將外齒齒輪3之圓周方向的各部分反覆地朝半徑方向撓曲，能使咬合位置朝圓周方向移動。

此外，在因諧波齒輪裝置1之兩齒輪2、3的咬合而使半徑方向荷重成為最大的橢圓形的長軸附近，使固體位移元件12變形成半圓形狀。由於利用各固體位移元件12變形成半圓形狀時之半徑方向的剛性強度、位移量及變形力，因此能實現可承擔大負荷扭矩的諧波產生器4。

在本例中，將可撓性的圓環13配置於外齒齒輪3與固體位移元件12之間，由固體位移元件12之凸側面的頂面部分按壓圓環13的內周面，將圓環13撓曲成橢圓形，再透過圓環13將外齒齒輪3撓曲成橢圓形。亦可省略圓環13，使固體位移元件12之凸側面的頂面部分抵接於外齒齒輪3的內周面，由固體位移元件12直接將外齒齒輪3撓曲成橢圓形。

在本例中，雖然是將外齒齒輪3撓曲成橢圓 形，但也能將外齒齒輪3撓曲成：同時以3個部位咬合於內齒齒輪2的形狀。此外，雖然在本例中配置了12個固體位移元件12，但亦可配置數量為12個以外的固體位移元件。將至少4個以上的固體位移元件12配列成等角度間隔即可。

其次，就固體位移元件12而言，亦可如第7圖所示，採用雙晶型的變形元件來取代單晶體型的變形元件。

此外，就固體位移元件而言，也能採用構造如第8圖所示之連結型的固體位移元件。如第8圖(b)所示，連結型的固體位移元件30，是形成具備連接端33、34之扁平的筒形狀，該連結端33、34是第1、第2固體位移元件31、32在其長度方向的兩端互相鉸接結合(銷結合)所形成。第1、第2固體位移元件31、32，與上述的固體位移元件12是相同的元件。

此外，在元件保持構件11A的各元件保持部16A，其中一側的連結端33形成僅朝半徑方向自由移動，另一側的連接端34則相對於連結端33可朝接近或者分離的方向自由移動。

因此，一旦對連結型的固體位移元件30通電，各個第1、第2固體位移元件31、32便從扁平的圓弧形狀變形成半圓形狀。其結果，連結型的固體位移元件30如第8圖(a)所示，成為「變形為圓筒形狀」的狀態。

如此一來，由於第1、第2固體位移元件 31、32的凸側面朝向半徑方向的兩側，因此按壓外齒齒輪3之頂點P的位移量，相較於採用單一固體位移元件的場合，可形成2倍。

〔諧波產生器的其他例子〕

第9圖(a)是顯示諧波產生器4之另一個例子的前視圖，第9圖(b)是其縱剖面圖，第9圖(c)是其局部放大剖面圖。本例之諧波產生器40的基本構造與上述的諧波產生器4相同。據此，諧波產生器40中對應的部分標示相同的圖號並省略其說明。

在本例的諧波產生器40中，各元件保持部16的保持面成為傾斜保持面161a。傾斜保持面161a，相對於以「直交於圓形外周面15之半徑線」的一點鎖線所表示的直交面160，是對沿著圓周方向的方向形成一定角度之傾斜的傾斜平面。在本例中，是對直交面形成10度傾斜的傾斜平面，從一側的端部161b朝向另一側的端部161c，相對於直交面160朝半徑方向的內側傾斜。

固體位移元件12其中一側的端部12b，鉸接結合於傾斜保持面161a之其中一側的端部161b，另一端部12c可沿著傾斜保持面161a自由滑動。固體位移元件12在半圓形狀12B的狀態下，其頂點P被設定成位在半徑線18上。

此外，固體位移元件12在扁平的圓弧形狀12A的狀態下，其凸面側12a頂點P位在最低的位置，該 位置被設定成位在元件保持構件11的圓形外周面15上。相對於此，固體位移元件12在變形最多之半圓形狀12B的狀態下，其頂點P被設定成：較圓形外周面15更朝半徑方向外側突出預定量的位置。

在本例中，為了將外齒齒輪3撓曲成橢圓形，是令位於橢圓形之長軸L1兩端的固體位移元件12，也就是指第9圖(a)中的固體位移元件12(1)、12(7)變形成半圓形狀12B，並使位於「直交於長軸的短軸L2兩端」的固體位移元件12，也就是指第9圖(a)中的固體位移元件12(4)、12(10)保持扁平的圓弧形狀12A。此外，從固體位移元件12(4)、12(10)朝向固體位移元件12(7)、12(1)，使各固體位移元件12緩緩地朝向接近半圓形狀12B的方向增加變形量。如此一來，可規定「內接於各固體位移元件12之頂點P的橢圓形」。

第10圖是顯示伴隨著固體位移元件12的變形，其頂點P之移動的說明圖，其中(a)是採用直交面160作為保持面時的說明圖，(b1)採用對直交面形成10度傾斜之傾斜保持面161a時的說明圖，(b2)是採用對直交面160形成5度傾斜之傾斜保持面162時的說明圖，(b3)是採用對直交面160形成15度傾斜之傾斜保持面163時的說明圖。

從這些說明圖可得知，伴隨著保持於直交面160之固體位移元件12的變形，頂點P的移動軌跡M0成 為朝半徑方向外側的直線狀，朝向半徑方向的位移量成為V0，朝向直交於半徑線18之方向的位移量成為H0。相對於此，在傾斜保持面161a、162、163的場合中，頂點P的移動軌跡M1、M2、M3則成為朝一側彎曲的曲線。雖然朝向半徑方向的位移量V1、V2、V3與位移量V0大致相同，但朝向直交於半徑線18之方向的位移量H1、H2、H3，相較於直交面160的場合則變小。

特別是在本例之「傾斜角為10度的傾斜保持面161a」的場合中，初期之圓弧形狀的固體位移元件12A之頂點P的位置、及變形成半圓形後之頂點P的位置，描繪出大致位於半徑線18上的移動軌跡M1。因此，按壓外齒齒輪的各固體位移元件12之頂點P(與外齒內周面的內周面間的接觸位置)的移動，趨近於外齒齒輪的橢圓運動。其結果，可採用固體位移元件12對外齒齒輪賦予：較採用橢圓形輪廓之剛體栓塞的諧波產生器使外齒齒輪產生的位移更近的位移。

傾斜保持面的傾斜角度，只要對應於固體位移元件的大小、形狀、位移量、諧波產生器的外徑尺寸等設定為適當的角度即可。最好如第10圖(b1)所示，設定為：初期之圓弧形狀的固體位移元件12之頂點P的位置、及變形成半圓形後之頂點P的位置，大致位於半徑線18上。

L1‧‧‧長軸

L2‧‧‧短軸

P‧‧‧頂點

P1‧‧‧交點

1a‧‧‧中心軸線

2a‧‧‧內齒

3a‧‧‧外齒

4‧‧‧諧波產生器

11‧‧‧元件保持構件

12‧‧‧固體位移元件

12(1)‧‧‧固體位移元件

12(4)‧‧‧固體位移元件

12(7)‧‧‧固體位移元件

12(10)‧‧‧固體位移元件

12a‧‧‧凸側面

12b‧‧‧端部

12c‧‧‧端部

12A‧‧‧圓弧形狀

12B‧‧‧半圓形狀

13‧‧‧圓環

14‧‧‧元件按壓器

15‧‧‧圓形外周面

16‧‧‧元件保持部

16a‧‧‧保持面

16b‧‧‧端部

16c‧‧‧端部

17‧‧‧分隔部

18‧‧‧半徑線

21‧‧‧電極板

22‧‧‧壓電元件

Claims (9)

1. 一種諧波齒輪裝置的諧波產生器，是採用複數個固體位移元件，使可撓性的外齒齒輪之圓周方向的各部，在半徑方向上以預定的振幅及週期撓曲，使前述外齒齒輪對剛性之內齒齒輪的咬合位置朝圓周方向移動，而在兩齒輪之間產生對應於前述外齒齒輪與前述內齒齒輪之齒數差的相對轉動之諧波齒輪裝置的諧波產生器，其特徵為：前述固體位移元件，是可將單晶體型或者雙晶型之長方形的板狀元件彎曲成圓弧形狀的元件，能藉由通電，從前述圓弧形狀變形成較該圓弧形狀的圓弧半徑更小之半徑的半圓形狀，被已變形成前述半圓形狀的前述固體位移元件所撓曲之前述外齒齒輪的部分，可咬合於前述內齒齒輪，前述固體位移元件，是由元件保持構件所保持，前述元件保持構件具備：可對峙於前述外齒齒輪之內周面的圓形外周面；及在該圓形外周面，於圓周方向上形成等角度間隔的複數個元件保持部，在前述元件保持部，前述固體位移元件的凸側面，被保持成朝向前述圓形外周面之半徑方向外側的狀態，前述固體位移元件之長度方向一側的第1端部，不會移動地銷結合於前述元件保持部，另一側的第2端部，在對前述第1端部形成接近及分離的方向上自由移動。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之諧波齒輪裝置的 諧波產生器，其中倘若將前述固體位移元件之前述半圓形狀的前述半徑設成Ro，將前述圓弧半徑設成R時，1<R/Ro<2。
3. 如申請專利範圍第1項所記載之諧波齒輪裝置的諧波產生器，其中前述元件保持部的各個，具備：對直交於前述圓形外周面之半徑線的直交面，朝沿著前述圓周方向的方向形成傾斜的保持面，前述固體位移元件的前述第1端部，鉸接結合於前述保持面中前述圓周方向之一側的端部，前述第2端部則沿著前述保持面自在滑動。
4. 如申請專利範圍第1項所記載之諧波齒輪裝置的諧波產生器，其中前述固體位移元件之前述凸側面的頂面部分，是直接、或者透過可撓性的圓環按壓前述外齒齒輪的內周面。
5. 一種諧波齒輪裝置的諧波產生器，是採用複數個固體位移元件，使可撓性的外齒齒輪之圓周方向的各部，在半徑方向上以預定的振幅及週期撓曲，使前述外齒齒輪對剛性之內齒齒輪的咬合位置朝圓周方向移動，而在兩齒輪之間產生對應於前述外齒齒輪與前述內齒齒輪之齒數差的相對轉動之諧波齒輪裝置的諧波產生器，其特徵為：前述固體位移元件，是由第1、第2固體位移元件所形成，前述第1、第2固體位移元件的各個，是可將單晶體 型或者雙晶型之長方形的板狀元件彎曲成圓弧形狀的元件，能藉由通電，從前述圓弧形狀變形成較該圓弧形狀的圓弧半徑更小之半徑的半圓形狀，前述固體位移元件形成：前述第1、第2固體位移元件在其長度方向的兩端互相連接的筒形狀，藉由前述第1、第2固體位移元件變形成前述半圓形狀，從前述筒形狀變形成圓筒形狀，被已變形成前述圓筒形狀的前述固體位移元件所撓曲之前述外齒齒輪的部分，咬合於前述內齒齒輪。
6. 如申請專利範圍第5項所記載之諧波齒輪裝置的諧波產生器，其中倘若將前述固體位移元件之前述半圓形狀的前述半徑設成Ro，將前述圓弧半徑設成R時，1<R/Ro<2。
7. 如申請專利範圍第5項所記載之諧波齒輪裝置的諧波產生器，其中具有用來保持前述固體位移元件的元件保持構件，前述元件保持構件具備：可對峙於前述外齒齒輪之內周面的圓形外周面；及在該圓形外周面，於圓周方向上形成等角度間隔的複數個元件保持部，前述固體位移元件，是以前述第1、第2固體位移元件的凸側面朝向前述圓形外周面的半徑方向，且可朝該半徑方向變形的狀態，由前述元件保持部所保持。
8. 如申請專利範圍第7項所記載之諧波齒輪裝置的諧波產生器，其中朝向前述固體位移元件之前述半徑方向 外側的前述凸側面的頂面部分，是直接、或者透過可撓性的圓環按壓前述外齒齒輪的內周面。
9. 一種諧波齒輪裝置，其特徵為：具有申請專利範圍第1~8項的其中任一項所記載的諧波產生器。