TWI619895B - 扁平型諧波齒輪裝置 - Google Patents

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Abstract

一種扁平型諧波齒輪裝置(1)係具有:用來阻止可撓性外齒輪(4)面對剛性內齒輪(2、3),朝向裝置中心軸線(1a)方向移動的機構。該機構係具備:形成在內齒輪(3)之內齒(3a)的內周溝(11);形成在外齒輪(4)之外齒(4a)的外周溝(12);以及安裝在內周溝(11)與外周溝(12)之間的可撓性環部(13)。環部(13)係可在兩齒輪(2、4)的嚙合位置,從裝置中心軸線(1a)的方向卡合於溝內周側面(11a、11b、12a、12b)。

Description

扁平型諧波齒輪裝置
本發明係關於一種扁平型諧波齒輪裝置,其係具備:2個剛性齒輪;以及圓筒狀的可撓性齒輪,該可撓性齒輪是被諧波產生器朝半徑方向彎折,且分別局部地嚙合於2個剛性齒輪。
這種扁平型諧波齒輪裝置,以具有:2個剛性的內齒輪、以及配置於前述2個內齒輪之內側的圓筒狀之可撓性外齒輪者最廣為所知。扁平型諧波齒輪裝置在運轉時,於兩齒輪之間會因為內齒輪與外齒輪的嚙合而在該機構上產生推力,外齒輪即朝向裝置中心軸線的方向移動。亦即,不管兩齒輪是否同時為螺旋角為0°的平齒輪,都會因為諧波齒輪裝置特有之嚙合時的步行現象而產生推力。
如圖6所示,一般的扁平型諧波齒輪裝置100,其一側的內齒輪102是以不會旋轉的方式被固定在外殼101,另一側的內齒輪103則是以可自由旋轉的方式被支撐在外殼101。該內齒輪103和外齒輪104成為一體 而旋轉。諧波產生器105受馬達106所旋轉驅動,內齒輪103的旋轉是從同軸地固定在該內齒輪103的輸出軸107輸出。在減速運轉時,產生朝向固定側之內齒輪102側的推力,在加速運轉時則相反地產生朝向旋轉側之內齒輪103側的推力。
為了限制受到推力而朝向裝置中心軸線100a方向移動,在外齒輪104的兩側設有用來限制此移動的防止斜歪部108、109(在圖中,被單點鎖線所圍起來的部位)。此外,當外齒輪104朝向裝置中心軸線100a方向移動時,作用於外齒輪104的推力為最大,是外齒輪104撞到防止歪斜部108或109而停止時之推力的大約3倍~4倍。
在專利文獻1、2中所記載的扁平型諧波齒輪裝置中,係在外齒輪的兩側設有限制構件,以使外齒輪不會因為推力而朝向軸線方向移動。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]特開2011-110976號公報
[專利文獻2]特開2013-177938號公報
在扁平型諧波齒輪裝置中,為了限制外齒輪 朝向裝置中心軸線的方向移動,而在其兩側配置防止歪斜部或限制構件時,就會導致裝置的大型化並使成本提高。此外,如果在外齒輪之裝置中心軸線方向的兩側配置防止歪斜部或限制構件的話,有時會阻礙潤滑劑流經外齒輪的兩側,流向兩齒輪的嚙合部分。如此一來,就會發生因為潤滑不足而使嚙合部分之摩耗量增加等的弊害。
本發明的課題鑑於此點,其目的即為提供一種扁平型諧波齒輪裝置,其沒有在可撓性齒輪之裝置中心軸線方向的兩側配置防止歪斜部、限制構件等構件,而是具備可限制可撓性齒輪之移動的機構。
本發明的扁平型諧波齒輪裝置,其特徵為:具有:第1剛性齒輪;同軸地配置在上述第1剛性齒輪旁的第2剛性齒輪;同軸地配置在上述第1、第2剛性齒輪之外周側或內周側的圓筒狀的可撓性齒輪;諧波產生器,該諧波產生器係將上述可撓性齒輪彎折成非圓形,分別局部地嚙合於上述第1、第2剛性齒輪,並使嚙合位置朝向圓周方向移動;遍及全周地形成在上述第1剛性齒輪之齒部的第1溝;與上述第1溝對峙般,遍及全周地形成在上述可撓性 齒輪之齒部的第2溝;以及配置在第1、第2溝之間,可朝向半徑方向彎折的第1環部,上述第1環部係可在上述第1剛性齒輪與上述可撓性齒輪的嚙合位置,從沿著裝置中心軸線的方向,分別卡合於上述第1、第2溝的溝內周面。
在本發明中,用來阻止可撓性齒輪面向第1剛性齒輪,朝向裝置中心軸線方向移動的機構,係由:形成在第1剛性齒輪之齒部的第1溝、形成在可撓性齒輪之齒部的第2溝、以及第1環部所構成。
當可撓性齒輪面向第1剛性齒輪,朝向裝置中心軸線的方向移動時,可撓性齒輪側的第2溝也面向第1剛性齒輪側的第1溝,朝向相同方向移動。安裝在第1、第2溝的第1環部係在兩齒輪的嚙合位置,於裝置中心軸線方向的其中一側卡合於第1溝的溝內周面,而在另一側卡合於第2溝的內周面。因此,第1環部可做為用來限制可撓性齒輪之移動的構件發揮功能。故不須要在可撓性齒輪的兩側配置用來限制其移動的構件,即可限制可撓性齒輪朝向第1剛性齒輪移動。
在一般的扁平型諧波齒輪裝置中,上述第1剛性齒輪的齒數係與上述可撓性齒輪的齒數相同,上述第2剛性齒輪的齒數係大於上述第1剛性齒輪的齒數,且上述第2剛性齒輪係以不旋轉方式被固定在裝置外殼等。
此時,一旦上述諧波產生器旋轉,上述可撓 性齒輪就會對上述第2剛性齒輪產生對應於齒數差的相對旋轉,上述第1剛性齒輪會與上述可撓性齒輪成為一體而旋轉。安裝在這些齒輪間的第1環部也會和這些齒輪實質性地成為一體而旋轉。所以,可抑制諧波齒輪裝置性能降低等的缺失發生,還可限制可撓性齒輪的移動。
在本發明中,上述第1溝以形成在:從上述第1剛性齒輪之上述第2剛性齒輪側的端部,朝向上述裝置中心軸線的方向,距離上述第1剛性齒輪之齒幅1/2以上的位置為佳。
在第1、第2剛性齒輪與可撓性齒輪的嚙合區域,第1、第2溝係配置在:從齒幅方向的中央朝向外側離開的位置。如此一來,即可將因為第1、第2溝的設置,導致因由兩齒輪之嚙合所引起的齒面應力增加等的影響降低。
在此,只要將上述第1環部的外徑與內徑之差的1/2,設定為:相同或小於上述可撓性齒輪的齒高即可。
接下來,也可在第2剛性齒輪與可撓性齒輪之間配置環部。此時,本發明的扁平型諧波齒輪裝置除了上述構成外,又設有:遍及全周地形成在上述第2剛性齒輪之齒部的第3溝;與上述第3溝對峙般,遍及全周地形成在上述可撓性齒輪之齒部的第4溝;以及配置在上述第3、第4溝之間的可撓性的第2環部。上述第2環部係配置成:在上述第2剛性齒輪與上述可撓性齒輪的嚙合位 置,以可從沿著裝置中心軸線的方向,分別卡合於上述第3、第4溝之溝內周面的狀態。
在這種情形下,上述第3溝以形成在:從上述第2剛性齒輪之上述第1剛性齒輪側的端部,朝向上述裝置中心軸線的方向,距離上述第2剛性齒輪之齒幅1/2以上的位置為佳。
再者,上述第2環部的外徑與內徑之差的1/2,以相同或小於上述可撓性齒輪的齒高為佳。
接下來,在適用本發明之典型的扁平型諧波齒輪裝置中,上述第1剛性齒輪係為第1內齒輪;上述第2剛性齒輪為第2內齒輪;上述可撓性齒輪為外齒輪;上述諧波產生器係將上述外齒輪彎折成橢圓形,在該橢圓形的長軸兩端,使上述外齒輪嚙合於上述第1、第2內齒輪,上述第1內齒輪的齒數係同於上述外齒輪的齒數,當n為正整數時,上述第2內齒輪的齒數係比上述第1內齒輪的齒數多2n齒,且上述第2內齒輪被固定成不會旋轉,當上述諧波產生器每旋轉一次,上述外齒輪就會對上述第2內齒輪做僅為齒數差的相對旋轉,上述第1內齒輪會與上述外齒輪成為一體而旋轉。
即使是在這種情形下,上述第1溝仍以形成在:從上述第1內齒輪之上述第2內齒輪側的端部,朝向上述裝置中心軸線的方向,距離上述第1內齒輪之齒幅1/2以上的位置為佳。
此外,第1環部的內徑以和形成在上述外齒 輪之上述第2溝之溝底的直徑相同為佳,以使上述第1環部和外齒輪成為一體,被彎折成橢圓形。
再者,上述第2溝的溝底徑以大於上述外齒輪的齒底圓徑為佳,以避免因為第2溝的設置,使得可撓性齒輪之齒底齒環的厚度變薄,導致齒底疲勞強度的下降。
甚至,形成在上述第1內齒輪之上述第1溝之溝底的直徑,以大於被彎折成橢圓形之上述第1環部之長軸位置的外徑為佳,以避免在兩齒輪之嚙合位置的橢圓形的長軸兩端,被彎折成橢圓形之第1環部的外周面部分會影響到第1內齒輪。
又,在此情形下,只要事先將上述第1環部之外徑與內徑之差的1/2設定為:同於或小於上述第1內齒輪或上述外齒輪的齒高即可。
第1環部以:其中心軸線方向的剛性較高,易於朝向半徑方向彎折,且整體而言易於朝向半徑方向壓窄,而可將其壓寬者為佳。可使用由斜捲線圈彈簧所形成的環來做為具有這種特性的第1環部。此外,也可使用:將板簧捲成渦旋狀所構成的環、或由環帶彈簧所構成的環、或是將板簧彎成波紋狀所構成的波紋形環等。
1‧‧‧扁平型諧波齒輪裝置
1a‧‧‧裝置中心軸線
2‧‧‧內齒輪(第1剛性齒輪、第1內齒輪)
2a‧‧‧內齒
3‧‧‧內齒輪(第2剛性齒輪、第2內齒輪)
3a‧‧‧內齒
4‧‧‧外齒輪(可撓性齒輪)
4a‧‧‧外齒
5‧‧‧諧波產生器
11‧‧‧內周溝(第1溝)
11a、11b‧‧‧溝內周側面
12‧‧‧外周溝(第2溝)
12a、12b‧‧‧溝內周側面
13‧‧‧環部(第1環部)
21‧‧‧內周溝(第3溝)
22‧‧‧外周溝(第4溝)
23‧‧‧環部(第2環部)
30‧‧‧扁平型諧波齒輪裝置
32‧‧‧第1外齒輪
32a‧‧‧第1外齒
33‧‧‧第2外齒輪
33a‧‧‧第2外齒
34‧‧‧內齒輪
34a、34b‧‧‧內齒
34c‧‧‧圓筒狀筒體部
35‧‧‧諧波產生器
35a‧‧‧插塞
35b‧‧‧諧波產生器軸承
[圖1](a)為表示適用本發明之扁平型諧波齒輪裝置 的縱剖面圖,(b)為其前視圖。
[圖2](a)為表示圖1之扁平型諧波齒輪裝置之局部放大的部分放大縱剖面圖,(b)為表示環部之安裝部分的說明圖。
[圖3](a)為表示環部之安裝部分的說明圖,(b)為表示第1、第2溝之剖面形狀的說明圖。
[圖4](a)、(b)為表示環部所須之特性的說明圖,(c)、(d)為表示環部的說明圖。
[圖5](a)為表示可適用本發明之扁平型諧波齒輪裝置之其他例的半縱剖面圖,(b)為其半前視圖。
[圖6]為表示以往之扁平型諧波齒輪裝置的概略縱剖面圖。
以下茲參照圖面,說明適用本發明之扁平型諧波齒輪裝置的實施形態。
圖1(a)為表示本實施形態之扁平型諧波齒輪裝置的縱剖面圖,圖1(b)為其前視圖。扁平型諧波齒輪裝置1係具備:為剛性齒輪之固定側的內齒輪2與輸出側(旋轉側)的內齒輪3;為可撓性齒輪的圓筒狀外齒輪4;以及諧波產生器5。
內齒輪2、3是僅分開些微的空隙,同軸地配列在裝置中心軸線1a的方向上。外齒輪4是同軸地配置在內齒輪2、3的內側。外齒輪4係具有:包含了內齒輪 2、3的齒幅。外齒輪4的外齒4a,其齒幅方向之一側的部分是與內齒輪2的內齒2a對峙,另一側的部分則是與內齒輪3的內齒3a對峙。
諧波產生器5係將外齒輪4彎折成非圓形,在本例中是將其彎折成橢圓形,且使其在橢圓形之長軸L的位置,嚙合於內齒輪2、3。當諧波產生器5旋轉,外齒輪4與內齒輪2、3之間的嚙合位置也會朝向圓周方向移動。
例如:輸出側之內齒輪3的齒數相較於固定側之內齒輪2的齒數,是少了2n齒(n為正整數)。內齒輪3與外齒輪4的齒數則為相同。在諧波產生器5旋轉1次當中,外齒輪4會對固定側的內齒輪2,做僅對應於齒數差之角度的相對旋轉。輸出側的內齒輪3會與外齒輪4變成一體而旋轉。內齒輪3的旋轉係朝向無圖示的負荷構件側輸出。
圖2(a)係為表示扁平型諧波齒輪裝置1之局部放大的部分放大縱剖面圖,圖2(b)是表示將圖2(a)之局部進一步放大的說明圖。
如這些圖面所示,在輸出側之內齒輪3之內齒3a的部分,係形成有朝向內側開口的內周溝11(第1溝)。內周溝11是朝向與內齒3a之齒幅方向正交的方向,遍及全周地形成在內齒3a。在外齒輪4的外齒4a,與內周溝11對峙的部位,也形成有:遍及全周且朝向外側開口的外周溝12(第2溝)。在內周溝11與外周溝12 之間,係安裝有可朝向半徑方向彎折的可撓性環部13。環部13係具有圓形剖面。
圖3(a)係為表示內周溝11、外周溝12、以及環部13的說明圖,圖3(b)為表示內周溝11以及外周溝12之剖面形狀的說明圖。參照圖2、圖3,進一步詳細說明內周溝11、外周溝12、以及環部13。
有關內周溝11、外周溝12的剖面形狀與溝底直徑、以及環部13的剖面形狀與大小,係如下述般做適當的設定。此外,在內齒輪3與外齒輪4的嚙合位置,也就是在長軸位置上,環部13係可從沿著裝置中心軸線1a的方向,分別卡合於內周溝11、外周溝12之左右的溝內周側面11a、11b、12a、12b。
在本例中,內周溝11係為矩形剖面的溝,其溝幅是相同或僅稍大於環部13的直徑d。又,內周溝11是形成在:從內齒輪3之另一側的內齒輪2側的端部,朝向裝置中心軸線1a(參照圖1)的方向,離開該內齒輪3之齒幅W1/2以上的距離L1的位置。例如:大約是形成在離開2/3的位置。比齒幅方向之中央更為外側的位置,其受到兩齒輪3、4之嚙合所引起的齒面應力的影響較小。所以,可將因為形成內周溝11、外周溝12,而使兩齒輪3、4的齒面應力大幅增加等的弊害抑制到最小。
接下來,環部13的內徑Di(13),是大約和形成在外齒輪4之外周溝12的溝底直徑D(12)相同,以使環部13可與外齒輪4成為一體而被彎折成橢圓形。 此外,環部13之圓形輪廓的直徑d,也就是其外徑Do(13)與內徑Di(13)之差的1/2,是設定為:相同或僅稍小於外齒輪4的齒高L(4a)。
另一方面,外齒輪4側的外周溝12係為略半圓形剖面的溝,其開口端的溝幅是相同或僅稍大於環部13的直徑d。藉由形成半圓形溝,即可緩和應力集中,並可抑制齒底疲勞強度的下降。又,外周溝12之溝底的直徑D(12)係設定為僅稍大於外齒輪4的齒底圓徑D(4a)。利用圓弧形剖面的外周溝12,即可緩和因剖面缺陷所引起的應力集中,並可抑制齒底疲勞強度的下降。
再者,內齒輪3側之內周溝11的溝底直徑D(11)是設定為:大於可被彎折成橢圓之可撓性環部13之長軸位置的外徑。藉由如此,在兩齒輪3、4的嚙合位置(長軸兩端),被彎折成橢圓形之可撓性環部13的外周面部分,就不會影響到內齒輪3的那一側。
接下來,圖4(a)以及圖4(b)係為表示環部13所要求之特性的說明圖。環部13如圖4(a)所示,要求較高的軸方向剛性。藉由如此,即可確實地限制外齒輪4的移動。
環部13又如圖4(b)所示,須要易於朝向其半徑方向彎折,在安裝於外周溝12的狀態下,可變成沿著其溝底的橢圓形狀。更進一步地,環部13也須要其整體是可從其外周側,藉由作用於半徑方向內側的力量,而易於被壓窄成平均小直徑,又可從其內周側,藉由作用於 半徑方向外側的力量,而易於被壓寬成平均大直徑。如此一來,即可輕易地進行環部13的組裝。
可使用將板簧捲成渦旋狀所構成的環來做為具有這種特性的環部13。此外,還可使用將緊密捲繞的線圈彈簧環的兩端予以連結所形成的板簧。甚至,如圖4(c)所示,也可以使用將固定寬度的板簧彎折成波紋狀,使其形成環狀的波紋形環。再者,如圖4(d)所示,以使用由斜捲線圈彈簧所構成的環部為佳。除了這些環以外,只要是具備上述特性的環即可使用。
再者,可在內齒輪3的內周溝11與外齒輪4的外周溝12之間,依以下的順序來安裝環部13。首先,將環部13壓寬,安裝在呈正圓狀態之外齒輪4的外周溝12。再將安裝有環部13的外齒輪4安裝在內齒輪2、3的內側。
此時,安裝在外齒輪4之環部13的外徑、以及內齒輪2、3的齒冠圓僅有部分重疊。因為環部13具有可朝向半徑方向內側壓窄的彈性,所以,可使環部13彈性變形而將外齒輪4安裝在內齒輪2、3的內側。一旦將外齒輪4安裝在內齒輪2、3,環部13即形成被安裝在外齒輪4的外周溝12、以及內齒輪3的內周溝11之間的狀態。
然後,將諧波產生器5安裝在外齒輪4的內周面。藉由如此,將外齒輪4彎折成橢圓形,成為在其長軸兩端與內齒輪2、3嚙合的狀態。如圖2、圖3所示, 在外齒輪4與內齒輪3的嚙合位置,環部13是成為可從裝置中心軸線1a的方向,卡合於內周溝11、外周溝12的溝內周側面11a、11b、12a、12b的狀態。
當如上述般構成的扁平型諧波齒輪裝置1在運轉時,因為受到內齒輪2、3與外齒輪4之嚙合所產生的推力,而使外齒輪4朝向裝置中心軸線1a方向的移動,會因為環部13與溝內周側面11a、11b、12a、12b的卡合而受到限制。
例如:如圖3(a)所示,當外齒輪4朝向箭頭A1方向移動,內周溝11的溝內周側面11b、外周溝12的溝內周側面12a會朝向環部13相對的接近,而從兩側按壓該環部13。內齒輪3雖是被支撐為可自由旋轉,但是仍被限制不能朝向裝置中心軸線1a方向移動。
因此,外齒輪4透過外周溝12的溝內周側面12a、環部13以及內周溝11的溝內周側面11b,卡合於內齒輪3側,受到不能朝向箭頭A1方向移動的限制。外齒輪4也同樣受到不能朝向反方向(箭頭A2的方向)移動的限制。
不須要為了限制外齒輪4的移動,而在該裝置中心軸線1a方向的兩側配置限制構件。所以,可確保潤滑劑經由外齒輪4的兩側,供給到外齒輪4與內齒輪2、3之嚙合部分的供給路徑。如圖6所示,當在外齒輪的兩側配置限制構件的防止歪斜部時,容易因為對嚙合部的潤滑不足而發生摩耗,但在本例中則可防止這種摩耗發 生。
(變形例)
在上述的扁平型諧波齒輪裝置1中,在輸出側的內齒輪3與外齒輪4之間,係設有用來限制外齒輪4移動的機構(內周溝11、外周溝12、環部13)。除此之外,在另一側之固定側的內齒輪2與外齒輪4之間,也可以設有相同的機構。
此時,如圖2(a)中的虛擬線所示,內周溝21係遍及全周地形成在內齒輪2的內齒2a。而在與內周溝21對峙的位置上,外周溝22係遍及全周地形成在外齒輪4。在這些內周溝21與外周溝22之間,則安裝了可撓性的環部23。
即使是在這種情況下,內周溝21仍以形成在:從內齒輪3側的端部,距離齒幅1/2以上的位置為佳。此外,內周溝21、外周溝22、環部23之各部的尺寸,以設定成:相同於上述內周溝11、外周溝12與環部13時的關係為宜。
在此情形下,於固定側的內齒輪2與外齒輪4之間,會發生對應於齒數差的相對旋轉。內齒輪2之矩形剖面的內周溝21、以及圓形剖面的可撓性環部23之間的接觸面積變小(參照圖3)。因此,發生在內齒輪2與環部23之間的滑動摩擦力就會變小。
(其他實施形態)
圖5(a)係為表示可適用本發明之其他構成的扁平型諧波齒輪裝置之一例的半剖面圖,圖5(b)為其半前視圖。於這些圖中所示的扁平型諧波齒輪裝置30,係具備:剛性齒輪的第1外齒輪32與第2外齒輪33;同軸地配置在這些齒輪之外側的圓筒狀可撓性齒輪的內齒輪34;以及嵌入於內齒輪34之外側的諧波產生器35。
內齒輪34係具備:可朝向半徑方向彎折的圓筒狀筒體部34c;以及形成在該圓筒狀筒體部34c之圓形內周面的內齒34a、34b。內齒34a、34b係可嚙合於第1、第2外齒輪32、33的外齒32a、33a。
諧波產生器35係由:具有橢圓形內周面,且為固定厚度的剛性插塞35a;以及一對安裝在該插塞35a之橢圓形內周面的諧波產生器軸承35b所構成。諧波產生器軸承35b整體而言,是被彎折成沿著插塞35a之橢圓形內周面的橢圓形。所以,內齒輪34也被彎折成沿著插塞35a之橢圓形內周面的橢圓形,其短徑位置的內齒34a、34b是分別嚙合於第1、第2外齒輪32、33的第1、第2外齒32a、33a。當諧波產生器35旋轉,內齒輪34與第1、第2外齒輪32、33之間的嚙合位置,就會分別朝向周方向移動。
此種構成的扁平型諧波齒輪裝置30,係可在第1外齒輪32與內齒輪34之間配置用來限制內齒輪34移動的外周溝41、內周溝42、以及環部43。同樣地,在 第2外齒輪33與內齒輪34之間,也可以配置用來限制內齒輪34移動的外周溝、內周溝以及環部。

Claims (12)

  1. 一種扁平型諧波齒輪裝置,其特徵為:具有:第1剛性齒輪;同軸地配置在上述第1剛性齒輪旁的第2剛性齒輪;同軸地配置在上述第1、第2剛性齒輪之外周側或內周側的圓筒狀的可撓性齒輪;諧波產生器,該諧波產生器係將上述可撓性齒輪彎折成非圓形,分別局部地嚙合於上述第1、第2剛性齒輪,並使嚙合位置朝向圓周方向移動;遍及全周地形成在上述第1剛性齒輪之齒部的第1溝;與上述第1溝對峙般,遍及全周地形成在上述可撓性齒輪之齒部的第2溝;以及配置在第1、第2溝之間,可朝向半徑方向彎折的第1環部,上述第1環部係可在上述第1剛性齒輪與上述可撓性齒輪的嚙合位置,從沿著裝置中心軸線的方向,分別卡合於上述第1、第2溝的溝內周面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的扁平型諧波齒輪裝置,其中,上述第1剛性齒輪的齒數,是和上述可撓性齒輪的齒數相同,上述第2剛性齒輪的齒數,是多於上述第1剛性齒輪的齒數, 上述第2剛性齒輪是被固定成不會旋轉,當上述諧波產生器旋轉,上述可撓性齒輪就會對上述第2剛性齒輪產生對應於齒數差的相對旋轉,上述第1剛性齒輪會與上述可撓性齒輪成為一體而旋轉。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的扁平型諧波齒輪裝置,其中,上述第1溝係形成在:從上述第1剛性齒輪之上述第2剛性齒輪側的端部朝向上述裝置中心軸線的方向,距離上述第1剛性齒輪之齒幅1/2以上的位置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的扁平型諧波齒輪裝置,其中,上述第1環部的外徑與內徑之差的1/2,係同於或小於上述可撓性齒輪的齒高。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的扁平型諧波齒輪裝置,其中,具有:遍及全周地形成在上述第2剛性齒輪之齒部的第3溝;與上述第3溝對峙般,遍及全周地形成在上述可撓性齒輪之齒部的第4溝;以及配置在上述第3、第4溝之間,可朝向半徑方向彎折的第2環部,上述第2環部係可在上述第2剛性齒輪與上述可撓性齒輪的嚙合位置,從沿著裝置中心軸線的方向,分別卡合於上述第3、第4溝的溝內周面。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的扁平型諧波齒輪裝置,其中,上述第3溝係形成在:從上述第2剛性齒輪之上述第1剛性齒輪側的端部朝向上述裝置中心軸線的方向,距離上述第2剛性齒輪之齒幅1/2以上的位置。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的扁平型諧波齒輪裝置,其中,上述第2環部的外徑與內徑之差的1/2,係同於或小於上述第2剛性齒輪或上述可撓性齒輪的齒高。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的扁平型諧波齒輪裝置,其中,上述第1剛性齒輪係為第1內齒輪,上述第2剛性齒輪係為第2內齒輪,上述可撓性齒輪係為外齒輪,上述諧波產生器係將上述外齒輪彎折成橢圓形,並在該橢圓形之長軸兩端,使上述外齒輪嚙合於上述第1、第2內齒輪,上述第1內齒輪的齒數係和上述外齒輪的齒數相同,當n為正整數時,上述第2內齒輪的齒數係比上述第1內齒輪的齒數多2n齒,上述第2內齒輪係被固定成不會旋轉,上述諧波產生器每轉一次,上述外齒輪就會對上述第2內齒輪做僅為齒數差的相對旋轉,上述第1內齒輪會與上述外齒輪成為一體而旋轉。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的扁平型諧波齒輪裝置,其中,上述第1溝係形成在:從上述第1內齒輪之上述第2內齒輪側的端部朝向上述裝置中心軸線的方向,距離上述第1內齒輪之齒幅1/2以上的位置。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的扁平型諧波齒輪裝置,其中,上述第1環部的內徑,係與形成在上述外齒輪之上述第2溝之溝底的直徑相同,上述第2溝之溝底的直徑,係大於被彎折成橢圓形之前的上述外齒輪的齒底圓徑,形成在上述第1內齒輪之上述第1溝的溝底直徑,係大於被彎折成橢圓形之上述第1環部的長徑。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的扁平型諧波齒輪裝置,其中,上述第1環部的外徑與內徑之差的1/2,係同於或小於上述外齒輪的齒高。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的扁平型諧波齒輪裝置,其中,上述第1環部係為:將板簧捲成渦旋狀所構成的環;或由環帶彈簧所構成的環;或將板簧彎成波紋狀所構成的波紋形環;或者是由斜捲線圈彈簧所構成的環。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107923510B (zh) * 2015-09-10 2020-08-28 舍弗勒技术股份两合公司 具有柔性齿轮的传动装置
US10508731B2 (en) * 2017-01-05 2019-12-17 General Electric Company Apparatus and method for managing pinch loads on a gear
RU2728990C1 (ru) * 2017-01-21 2020-08-03 Хармоник Драйв Системс Инк. Волновая передача
JP7175084B2 (ja) * 2018-01-30 2022-11-18 住友重機械工業株式会社 撓み噛合い式歯車装置
CN108730478B (zh) * 2018-08-14 2021-06-15 台邦电机工业集团有限公司 谐波齿轮
JP7386608B2 (ja) * 2018-12-18 2023-11-27 住友重機械工業株式会社 撓み噛合い式歯車装置
JP7414375B2 (ja) * 2019-10-28 2024-01-16 住友重機械工業株式会社 撓み噛合い式歯車装置
JPWO2023026377A1 (zh) * 2021-08-24 2023-03-02
KR20230066329A (ko) 2021-11-04 2023-05-15 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 파동기어장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS611757U (ja) * 1984-06-12 1986-01-08 株式会社 ハ−モニツク・ドライブ・システムズ 調和歯車装置のシ−ル機構
JPH05106623A (ja) * 1991-03-22 1993-04-27 Loehr & Bromkamp Gmbh 止め輪
JPH0579089U (ja) * 1992-03-31 1993-10-26 北海道水道機材株式会社 ハーモニックドライブ減速機
US7524258B2 (en) * 2005-12-28 2009-04-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicular automatic transmission

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US834799A (en) * 1906-01-26 1906-10-30 J P Keller Wrench.
DE834799C (de) * 1950-05-13 1952-03-24 Daimler Benz Ag Geraeuschlos laufende Zahnraeder, insbesondere zum UEbertragen ungleichfoermiger Drehmomente
JPS60232392A (ja) 1984-04-27 1985-11-19 白井実業株式会社 繊維スリング
JPH0791181B2 (ja) * 1989-12-26 1995-10-04 花王株式会社 浴用剤組成物
JPH09280325A (ja) * 1996-04-19 1997-10-28 Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd シルクハット型撓み噛み合い式歯車装置
JP2008089038A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Jtekt Corp 波動歯車装置およびそれを用いた伝達比可変装置
US20090139357A1 (en) * 2007-12-04 2009-06-04 Harmonic Drive Systems Inc. Method For Setting Nonpositive Deflection, Maximum Meshable Tooth Profile In Flat Wave Gear Device
US8028603B2 (en) * 2007-12-04 2011-10-04 Harmonic Drive Systems Inc. Method for setting gear tooth profile in flat wave gear device on side where gears have same number of teeth
JP4948479B2 (ja) * 2008-06-26 2012-06-06 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 複合型波動歯車減速機
JP2011110976A (ja) 2009-11-24 2011-06-09 Jtekt Corp 伝達比可変装置
KR20130030041A (ko) * 2011-09-16 2013-03-26 주식회사 에스비비테크 조화감속기
JP5812897B2 (ja) 2012-02-28 2015-11-17 住友重機械工業株式会社 撓み噛合い式歯車装置
DE112012000022B4 (de) * 2012-05-23 2024-04-25 Harmonic Drive Systems Inc. Wellgenerator eines Wellgetriebes
DE202013101970U1 (de) * 2013-05-06 2013-05-29 Hiwin Technologies Corp. Lager mit einem Antirutschmechanismus
CN104321558B (zh) * 2013-05-08 2017-02-22 谐波传动系统有限公司 波动齿轮装置的波动产生器
KR20140142236A (ko) * 2013-05-08 2014-12-11 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 체결용 마찰판, 및 파동 기어 장치와 출력 부재의 체결고정 구조
KR20160024970A (ko) * 2013-07-25 2016-03-07 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 파동기어장치
US9360098B2 (en) * 2013-10-29 2016-06-07 Roopnarine Strain wave drive with improved performance
WO2015075781A1 (ja) * 2013-11-19 2015-05-28 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 波動歯車装置、摩擦係合式の波動装置、および波動発生器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS611757U (ja) * 1984-06-12 1986-01-08 株式会社 ハ−モニツク・ドライブ・システムズ 調和歯車装置のシ−ル機構
JPH05106623A (ja) * 1991-03-22 1993-04-27 Loehr & Bromkamp Gmbh 止め輪
JPH0579089U (ja) * 1992-03-31 1993-10-26 北海道水道機材株式会社 ハーモニックドライブ減速機
US7524258B2 (en) * 2005-12-28 2009-04-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicular automatic transmission

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