WO1999031475A1 - Detecteur d'angle de rotation d'un dispositif d'engrenage a engrenement souple - Google Patents

Detecteur d'angle de rotation d'un dispositif d'engrenage a engrenement souple Download PDF

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WO1999031475A1
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gear
flexible external
external gear
teeth
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PCT/JP1997/004696
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Yoshinori Itoh
Masashi Horiuchi
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Harmonic Drive Systems Inc.
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G01D5/2451—Incremental encoders

Definitions

  • the present invention relates to a rotation angle detection device capable of detecting a rotation angle based on a torque detection output of a flexural gear device.
  • a cup-shaped flexible external gear is disposed inside a rigid internal gear, and an elliptical contour is formed inside the flexible external gear.
  • a wave generator is fitted.
  • the flexible external gear is bent into an elliptical shape by the wave generator, and the elliptical two-sided longitudinal axis meshes with the rigid internal gear.
  • the engagement position between the flexible external gear and the rigid internal gear also moves in the circumferential direction, and relative rotation occurs according to the difference in the number of teeth between the two gears.
  • the applicant first adhered and fixed a strain gauge, which is a torque detecting element, to the outer peripheral surface of the body of the cup-shaped flexible external gear. Based on this, a torque detection mechanism configured to detect torque transmitted via a flexure-engagement gear device has been proposed.
  • This torque detection mechanism is generated based on the periodic displacement of the flexible external gear.
  • strain gauges which are torque detecting elements, are arranged at an angular interval of 45 degrees around the center axis with respect to the diaphragm of the flexible external gear. Has adopted.
  • each portion of the flexible external gear is repeatedly displaced in the radial direction by the wave generator. Therefore, even when the transmission torque is actually zero, when the input shaft connected to the wave generator rotates, each portion of the flexible external gear is bent in the radial direction. That is, when the elliptical wave generator connected to the input shaft rotates, each portion of the elliptically bent flexible external gear rotates in the radial direction at a rate of two cycles per rotation; Repeatedly displaced. As a result, an output corresponding to the deflection is detected from the strain gauge.
  • the component resulting from the displacement of the flexible external gear is a sine wave component having a phase of 90 degrees. Therefore, in order to perform accurate torque detection, it is necessary to exclude the output error (rotational ripple) due to such periodic displacement from the detection output and detect the amount of distortion caused only by the transmission torque. is there. Therefore, a first torque detector provided with a pair of torque detecting elements such as a strain gauge arranged at an angle interval of 90 degrees with respect to the flexible external gear, and each torque of the first torque detector. By synthesizing the output of a second torque detector having a pair of torque detection elements arranged at a position rotated 45 degrees with respect to the detection element, such a rotational ripple is eliminated, and the accuracy is reduced. High torque detection is realized.
  • the flexible external gear is repeatedly bent in the radial direction at a rate of two cycles per rotation. Therefore, the output of the torque detecting element such as a strain gauge attached to the flexible external gear includes a sine wave component of two cycles per rotation.
  • the object of the present invention is to make effective use of a sine wave component that must be removed when detecting torque, and to adjust the rotation angle of the sword side. Disclosure of the invention c to realize a rotation angle detecting device for detecting
  • the rotation angle detecting device of the flexion-engagement type gear device of the present invention is arranged so as to rotate around the center axis with respect to the body or the diaphragm of the flexible external gear device.
  • torque detecting elements such as strain gauges are arranged at an angular interval of 45 degrees, and the rotation angle on the output side is detected based on the output of these torque detecting elements.
  • the output of the pair of torque detecting elements arranged at an angular interval of 45 degrees is a sine wave of two cycles per rotation, and the phase of one output is shifted 90 degrees with respect to the other output. Therefore, since these detection outputs are rotation position signals of two rotations per rotation, the rotation angle can be detected based on these signals, similarly to a resolver which is generally used.
  • it can function as an absolute sensor within a rotation angle of 90 degrees, and by adding a simple mechanism, it can operate within a rotation angle of 180 degrees. It is also possible to function as an absolute unit sensor.
  • the present invention relates to an annular rigid internal gear, and an annular flexible internal gear formed on the outer peripheral surface thereof, the external teeth being disposed inside the internal gear and capable of engaging with the internal teeth of the rigid internal gear.
  • a flexible external gear which is fitted into the inside of the flexible external gear, flexes the flexible external gear in the radial direction, and deflects the external teeth in the radial direction with respect to the internal teeth.
  • a wave generator for moving the engaging position in the circumferential direction while maintaining the engaged state at a place.
  • a first torque detecting means having a first torque detecting element disposed on at least one of an outer surface and an inner surface of the flexible external gear other than the outer teeth on which the external teeth are formed; Similarly, at least one of an outer surface and an inner surface of the flexible external gear other than the outer teeth on which the external teeth are formed, around the central axis of the flexible external gear.
  • Second torque detecting means having a second torque detecting element disposed at an angular position rotated by 45 degrees with respect to the torque detecting element;
  • a rotation angle detection device characterized in that the rotation angle of the flexible external gear or the rigid internal gear is detected based on the detection outputs of the first and second torque detecting means. .
  • the torque detecting means can be at least one of a strain gauge type torque detector, a magnetostrictive type torque detector, an optical type torque detector, and an ultrasonic type torque detector.
  • a typical flexible meshing gear device to which the present invention can be applied is a cylindrical body, and an annular plate-shaped diaphragm that is radially outwardly or inwardly continuous from one end of the body.
  • a flexible boss comprising: a thick boss that is continuous with an outer peripheral edge or an inner peripheral end of the diaphragm; and the outer teeth formed on an outer peripheral surface on the other end side of the body. It has gear teeth.
  • a top hat type flexible external gear or a power-up type flexible external gear is provided.
  • the torque detecting means is provided on at least one of the trunk portion and the diaphragm portion. It should just be arranged.
  • 1 (A) and 1 (B) are a schematic longitudinal sectional view and a schematic sectional view, respectively, of a cup-type flexion gear device to which the present invention can be applied.
  • FIG. 2 (A) shows the rotation attached to the flexure-engagement type gearing of Fig. 1.
  • FIG. 2 (B) is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the turning angle detection device, and a signal waveform diagram showing an output signal thereof.
  • This force-type flexible meshing gear device 1 has a ring-shaped rigid internal gear 2, a cup-shaped flexible external gear 3 disposed inside the ring-shaped internal gear 2, and fitted inside the ring.
  • a wave generator 4 is provided.
  • the wave generator 4 has an elliptical contour and is fitted inside the flexible external gear 3 so that the flexible external gear 3 is bent into an elliptical shape.
  • the wave generator 4 is connected to an input shaft (not shown), and when the wave generator 4 rotates at high speed, the engagement position of the outer teeth 34 with the inner teeth 21 moves at high speed in the circumferential direction. . Since the difference between the number of teeth of the external gear and that of the internal gear is generally set to 2 n (n is a positive integer), a relative rotation occurs between the external gear 3 and the internal gear 2. This relative rotation is extracted from one of the gears as a reduced rotation output.
  • the flexible external gear 3 has a cylindrical body 31, an annular plate-shaped diaphragm 32 closing one end thereof, and a thick boss 33 formed at the center of the diaphragm 32. And the outer teeth 34 formed in the circumferential direction on the outer peripheral surface 35 on the opening end side of the body 31.
  • FIG. 2 (A) shows a schematic configuration of a rotation angle detecting device attached to the bending-engagement type gear device 1 having the above configuration.
  • the rotation angle detector 5 includes a first torque detector 6 and a second torque detector 7. have.
  • the first torque detector 6 includes a pair of torque detecting elements 6 1 and 6 2 arranged on the diaphragm 32 of the flexible external gear 3.
  • the second torque detector 7 centered on the central axis la, and a their respective torque detecting element 6 1, 6 a pair of disposed rotated position 4 5 degrees relative to the second torque detecting device 7 1, 7 2 c
  • Strain gauges can be used as the torque detecting elements 61, 62, 71, and 72.
  • the torque detecting elements 61 and 62 attached to the same position are adhered to the surface of the diaphragm 32 so as to be inclined 45 degrees left and right with respect to the radial direction of the diaphragm 32. do it.
  • the torque detecting elements 7 1 and 7 2 attached to the same position are also bonded to the surface of the diaphragm 32 so that they are inclined 45 degrees left and right with respect to the radial direction of the diaphragm 32.
  • a prism circuit may be configured by these strain gauges so as to obtain a torque detection output.
  • the position where the torque detecting element is attached may be the surface of the body of the flexible external gear 3 instead of the diaphragm 32.
  • FIG. 2 (B) shows the detection outputs 6 S and 7 S of the two sets of torque detectors 6 and 7.
  • the output 6 S of the first torque detector 6 is a sine wave having two periods per one rotation of the wave generator.
  • the output 7 S of the second torque detector 7 is a cosine wave whose phase is shifted by 90 degrees. Therefore, by comparing the outputs of these two phases, it is possible to detect the rotation angle of the output side member (the flexible external gear 3 or the rigid internal gear 2) of the bending engagement type gear device 1.
  • a non-contact type torque detecting element such as a magnetostrictive detecting element, an optical detecting element, or an ultrasonic detecting element may be used. (Other embodiments)
  • the present invention is applied to a flexion gear device including a cup-shaped flexible external gear.
  • the present invention can be similarly applied to a flexible meshing gear device having a top hat-shaped flexible external gear.
  • the present invention can be similarly applied to a flexure-engagement type gear device having two annular flexible external gears.
  • the position of the torque detector may be any of the diaphragm and the trunk of the flexible external gear.
  • the torque detecting means applicable to the rotation angle detecting device according to the present invention includes a strain gauge type torque detector, a magnetostrictive type torque detector, an optical type torque detector, and an ultrasonic type torque detector.
  • a detector can be mentioned. One of these may be used, or a combination of two or more different types may be used.
  • the rotation angle detecting device of the bending engagement type gear device of the present invention includes at least one of the outer surface and the inner surface of the flexible external gear other than the outer teeth on which the external teeth are formed.
  • First torque detecting means having a first torque detecting element disposed on the surface; and at least one of an outer surface and an inner surface of the flexible external gear other than the outer teeth formed with the outer teeth.
  • Second torque detecting means including a torque detecting element disposed at an angle of 45 degrees with respect to the first torque detecting element on the surface of the flexible external gear around the central axis of the flexible external gear. The rotation angle of the flexible external gear or the rigid internal gear is detected based on the detection outputs of the first and second torque detecting means.
  • the rotation angle can be detected using the torque detection mechanism as it is. Therefore, there is no need to separately install a rotation angle detection mechanism Therefore, the device can be configured in a compact size correspondingly, and the device can be manufactured at low cost.

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Description

明 細 書 撓み嚙み合い式歯車装置の回転角検出装置 技術分野
本発明は撓み嚙み合い式歯車装置の トルク検出出力に基づき回転角 を検出可能な回転角検出装置に関するものである。 背景技術
典型的な撓み嚙み合い式歯車装置は、 剛性内歯歯車の内側にカップ 状の可撓性外歯歯車が配置され、 この可撓性外歯歯車の内側には、 楕 円形の輪郭をした波動発生器が嵌め込まれている。 可撓性外歯歯車は 波動発生器によって楕円形状に撓められ、 その楕円形状の長軸方向の 両端の 2か所で剛性内歯歯車に嚙み合っている 入力軸に連結された 波動発生器が回転すると、 可撓性外歯歯車と剛性内歯歯車の嚙み合い 位置も周方向に移動して、 双方の歯車の歯数差に応じた相対回転が発 生することになる。
この形式の撓み嚙み合い式歯車装置は、 産業用ロボッ ト、 精密加工 装置等の各種の分野における駆動機構に組み込まれて使用されている : 駆動機構においては負荷側の位置決め精度等を高めるために、 減速回 転出力軸の回転角を検出し、 回転角の伝達誤差等を検出している。 回 転角検出装置と しては、 レゾルバ等が利用されている。
ここで、 本願人は、 先に、 トルク検出素子である歪ゲージを、 カツ プ状の可撓性外歯歯車の胴部外周面に接着固定し、 当該可撓性外歯歯 車の歪に基づき、.撓み嚙み合い式歯車装置を介して伝達される トルク を検出するよ うに構成した トルク検出機構を提案している。
この トルク検出機構は、 可撓性外歯歯車の周期的な変位に基づき発 生する回転リ ップルを除去するために、 トルク検出素子である歪みゲ ージを、 可撓性外歯歯車のダイヤフラムに対して中心軸線の回りに、 4 5度の角度間隔に配置した構成を採用している。
可撓性外歯歯車の各部分は、 波動発生器によって半径方向に繰り返 し変位させられる。 従って、 伝達トルクが実際には零の場合において も、 波動発生器に連結されている入力軸が回転すると、 可撓性外歯歯 車の各部分が半径方向に撓まされる。 すなわち、 楕円形に撓まされて いる可撓性外歯歯車の各部分は、 入力軸に連結された楕円形の波動発 生器が回転すると、 1回転当たり 2周期の割合で半径方向；こ操り返し 変位する。 この結果、 歪ゲージからはその撓みに対応する出力が検出 されてしま う。
このよ うな可撓性外歯歯車の変位に起因する成分は、 9 0度の位相 を持った正弦波成分である。 従って、 精度の良いトルク検出を行なう ためには、 かかる周期的な変位に起因した出力誤差 （回転リ ップル） を検出出力から排除して、 伝達トルクのみに起因する歪み量を検出す る必要がある。 そこで、 可撓性外歯歯車に対して 9 0度の角度間隔で 配置した一対の歪みゲージ等の トルク検出素子を備えた第 1 の トルク 検出器と、 当該第 1 の トルク検出器の各 トルク検出素子に対して 4 5 度回転した位置に配置した一対の トルク検出素子を備えた第 2 の トル ク検出器との出力を合成することによって、 このよ うな回転リ ップル を除去して、 精度の高いトルク検出を実現している。
こ こで、 上記のよ うに、 可撓性外歯歯車は 1回転当たり 2周期の割 合で半径方向に繰り返し撓まされる。 従って、 可撓性外歯歯車に貼り 付けた歪みゲージ等の トルク検出素子の出力には、 1回転 2周期の正 弦波成分が含まれる。
本発明の課題は、 この点に着目 して、 トルク検出に当たっては除去 しなければならない正弦波成分を有効に利用して、 出刀側の回転角を 検出する回転角検出装置を実現することにある c 発明の開示
上記の課題を解決するために、 本発明の撓み嚙み合い式歯車装置の 回転角検出装置においては、 可撓性外歯歯車装置の胴部あるいはダイ ャフラムに対して、 中心軸線の回りに相互に 4 5度の角度間隔で歪み ゲージ等の トルク検出素子を配置し、 これらの トルク検出素子の出力 に基づき、 出力側の回転角を検出するよ うにしている。
すなわち、 4 5度の角度間隔に配置した一対の トルク検出素子の出 力は、 1回転 2周期の正弦波となり、 一方の出力に対して他方の出力 の位相が 9 0度ずれる。 従って、 これらの検出出力は、 1回転 2周期 の回転位置信号であるので、 これらの信号に基づけば、 一般的に利用 されているレゾルバと同様に、 回転角を検出できる。 また、 例えば、 9 0度の回転角度の範囲内ではアブソリ ュー トセンサと して機能させ ることもでき、 簡単な機構を追加することによ り、 1 8 0度の回転角 度の範囲内でアブソリ ユ ー トセンサと して機能させることも可能であ る。
詳細に説明すると、 本発明は、 環状の剛性内歯歯車と、 この内側に 配置されて前記剛性内歯歯車の内歯に嚙み合い可能な外歯が外周面に 形成されている環状の可撓性外歯歯車と、 この可撓性外歯歯車の内側 にはめ込まれて当該可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて前記外歯を前 記内歯に対して直径方向の 2か所で嚙み合わせた状態に保持すると共 に当該嚙み合わせ位置を円周方向に移動させる波動発生器とを有する 撓み嚙み合い式歯車装置において ：
前記可撓性外歯歯車の前記外歯が形成されている以外の外面および 内面のうちの少なく とも一方の面に配置された第 1 の トルク検出素子 を備えた第 1 の トルク検出手段と ； 同じく 当該可撓性外歯歯車の前記外歯が形成されている以外の外面 および内面のうちの少なく とも一方の面における、 当該可撓性外歯歯 車の中心軸線の回りに前記第 1 の トルク検出素子に対して 4 5度回転 した角度位置に配置された第 2の トルク検出素子を備えた第 2の トル ク検出手段とを有し ；
これら第 1および第 2の トルク検出手段の検出出力に基づき、 前記 可撓性外歯歯車あるいは前記剛性内歯歯車の回転角を検出するこ とを 特徴とする回転角検出装置に係るものである。
こ こで、 前記 トルク検出手段は、 歪ゲージ式トルク検出器、 磁歪式 トルク検出器、 光学式トルク検出器、 超音波式トルク検出器のうちの 少なく とも何れか一つとすることができる。
本発明を適用可能な典型的な撓み嚙み合い式歯車装置は、 円筒状の 胴部と、 こ の胴部の一端から半径方向の外方あるいは内方に連続して いる環状板形状のダイャフラム と 、 このダイヤフラ ムの外周縁あるい は内周端に連続している厚肉のボスと、 前記胴部の他端側の外周面に 形成された前記外歯とを備えた可撓性外歯歯車を備えている。 換言す ると、 シルクハッ ト形の可撓性外歯歯車あるいは力ップ形の可撓性外 歯歯車を備えている。
このよ うな形状の可撓性外歯歯車を備えた橈み嚙み合い式歯車装置 の場合には、 前記 トルク検出手段は、 前記胴部および前記ダイヤフラ ム部のうちの少なく とも一方の側に配置すればよい。 図面の簡単な説明
第 1図 （A ) および （B ) は、 それぞれ、 本発明を適用可能なカツ プ型撓み嚙み合い式歯車装置の概略縦断面図、 および横断面を模式的 に示す構成図である。
第 2図 （A ) は、 第 1図の撓み嚙み合い式歯車装置に取り付けた回 転角検出装置の概略構成を示す説明図、 第 2図 （B ) は、 その出力信 号を示す信号波形図である。 発明を実施するための最良の形態
以下に、 図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
第 1図 （A ) 、 ( B ) には、 本発明を適用可能なカ ップ型撓み嚙み 合い式歯車装置の例を示してある。 この力 ップ型撓み嚙み合い式歯車 装置 1 は、 環状の剛性内歯歯車 2 と、 この内側に配置されたカ ップ状 の可撓性外歯歯車 3 と、 この内側にはめ込まれた波動 ¾生器 4 とを備 えている。 波動発生器 4は楕円形の輪郭をしており、 可撓性外歯歯車 3 の内側にはめ込まれて当該可撓性外歯歯車 3 を楕円形に撓めた状態 にしている。 この結果、 可撓性外歯歯車 3の外歯 3 4における楕円形 の長軸の両端に位置している部分が、 剛性内歯歯車 2の内歯 2 1 に嚙 み合つている。
波動発生器 4は入力軸 （図示せず） に連結されており、 波動発生器 4が高速回転すると、 外歯 3 4の内歯 2 1 に対する嚙み合い位置が円 周方向に高速で移動する。 外歯と内歯の歯数差は一般に 2 n ( nは正 の整数） に設定されているので、 外歯歯車 3 と内歯歯車 2 の間には相 対回転が発生する。 この相対回転が、 一方の歯車の側から減速回転出 力と して取り出される。
可撓性外歯歯車 3は、 円筒状の胴部 3 1 と、 この一端側を封鎖して いる環状板形状のダイヤフラム 3 2 と、 このダイヤフラム 3 2の中心 に形成した厚肉のボス 3 3 と、 胴部 3 1 の開口端の側の外周面 3 5に おいて円周方向に向けて形成した上記の外歯 3 4を備えている。
第 2図 （A ) には、 上記構成の撓み嚙み合い式歯車装置 1 に組み付 けた回転角検出装置の概略構成を示してある。 この図に示すよ うに、 回転角検出装置 5 は、 第 1 の トルク検出器 6 と第 2 の トルク検出器 7 を有している。 第 1 の トルク検出器 6は、 可撓性外歯歯車 3 のダイヤ フラム 3 2に配置した一対の トルク検出素子 6 1 、 6 2を備えている, 同様に、 第 2 の トルク検出器 7 も、 中心軸線 l a を中心と して、 それ ぞれトルク検出素子 6 1 、 6 2に対して 4 5度回転した位置に配置さ れた一対の トルク検出素子 7 1 、 7 2を備えている c
トルク検出素子 6 1 、 6 2、 7 1 、 7 2 と しては歪みゲージを用い ることができる。 この場合には、 同一位置に貼り付けられる トルク検 出素子 6 1 と 6 2を、 ダイヤフラム 3 2の半径方向に対して左右に 4 5度傾斜した向き となるよ うにダイヤフラム 3 2の表面に接着すれば よい。 同様に、 同一位置に貼り付けられる トルク検出素子 7 1 と 7 2 もダイヤフラ ム 3 2 の半径方向に対して左右に 4 5度傾斜した向き と なよるよ うにダイヤフラム 3 2の表面に接着すればよい。 そして、 こ れらの歪みゲージによ りプリ ッジ回路を構成して、 トルク検出出力を 得るよ うにすればよい。
なお、 トルク検出素子の貼り付け位置は、 ダイヤフラム 3 2の代わ りに、 可撓性外歯歯車 3の胴部の表面でもよい。
第 2図 （B ) には、 2組の トルク検出器 6、 7 の検出出力 6 S、 7 S を示してある。 この図に示すよ うに、 第 1 の トルク検出器 6 の出力 6 Sは波動発生器 1回転当たり 2周期の正弦波である。 これに対して、 第 2 の トルク検出器 7 の出力 7 Sは、 位相が 9 0度ずれた余弦波とな る。 従って、 これら 2相の出力を比較することによ り、 撓み嚙み合い 式歯車装置 1の出力側部材 （可撓性外歯歯車 3あるいは剛性内歯歯車 2 ) の回転角を検出できる。
このよ うな接触型の トルク検出素子の代わりに、 非接触型の トルク 検出素子である磁歪検出素子、 光学式検出素子、 超音波検出素子等を 利用してもよい。 (その他の実施の形態）
なお、 以上の説明は、 カ ップ形状の可撓性外歯歯車を備えた撓み嚙 み合い式歯車装置に本発明を適用した例である。 しかし、 本発明は、 シルクハ ッ ト状の可撓性外歯歯車を備えた撓み嚙み合い式歯車装置に 対しても同様に適用できる。 更には、 2個の円環状の可撓性外歯歯車 を備えた撓み嚙み合い式歯車装置に対しても同様に適用できる。
また、 トルク検出器の配置位置と しては、 可撓性外歯歯車のダイヤ フラムおよび胴部の何れであってもよい。
さらに、 前述したよ うに、 本発明の回転角検出装置に適用可能な ト ルク検出手段と しては、 歪ゲージ式トルク検出器、 磁歪式トルク検出 器、 光学式トルク検出器、 超音波式トルク検出器を挙げることができ る。 これらのうちの 1つを用いてもよいし、 2つ以上の異なる形式の ものを組み合わせて使用してもよレ、。 産業上の利用の可能性
以上説明したよ うに、 本発明の撓み嚙み合い式歯車装置の回転角検 出装置は、 可撓性外歯歯車の外歯が形成されている以外の外面および 内面のうちの少なく とも一方の面に配置された第 1の トルク検出素子 を備えた第 1 の トルク検出手段と、 同じく 当該可撓性外歯歯車の外歯 が形成されている以外の外面および内面のうちの少なく とも一方の面 における、 当該可撓性外歯歯車の中心軸線の回り に前記第 1の トルク 検出素子に対して 4 5度回転した角度位置に配置された トルク検出素 子を備えた第 2の トルク検出手段とを有し、 これら第 1および第 2 の トルク検出手段の検出出力に基づき、 可撓性外歯歯車あるいは剛性内 歯歯車の回転角を検出するよ うにしている。
従って、 トルク検出機構をそのまま利用して回転角検出を行なう こ とができる。 このため、 回転角検出機構を別途配置する必要がない よって、 装置をその分小型コンパク トに構成でき、 また廉価に製造で きる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 環状の剛性内歯歯車と、 この内側に配置されて前記剛性内 歯歯車の内歯に嚙み合い可能な外歯が外周面に形成されている環状の 可撓性外歯歯車と、 この可撓性外歯歯車の内側にはめ込まれて当該可 撓性外歯歯車を半径方向に撓めて前記外歯を前記内歯に対して直径方 向の 2か所で嚙み合わせた状態に保持すると共に当該嚙み合わせ位置 を円周方向に移動させる波動発生器とを有する撓み嚙み合い式歯車装 置において、
前記可撓性外歯歯車の前記外歯が形成されている以外の外面および 内面のうちの少なく とも一方の面に配置された第 1 の トルク検出素子 を備えた第 1 の トルク検出手段と、
同じく 当該可撓性外歯歯車の前記外歯が形成されている以外の外面 および内面のうちの少なく とも一方の面における、 当該可撓性外歯歯 車の中心軸線の回りに前記第 1 の トルク検出素子に対して 4 5度回転 した角度位置に配置された第 2 の トルク検出素子を備えた第 2の トル ク検出手段とを有し、
これら第 1および第 2の トルク検出手段の検出出力に基づき、 前記 可撓性外歯歯車あるいは前記剛性内歯歯車の回転角を検出することを 特徴とする撓み嚙み合い式歯車装置の回転角検出装置。
2 . 請求の範囲第 1項において、 前記 トルク検出手段は、 歪ゲ —ジ式トルク検出器、 磁歪式トルク検出器、 光学式トルク検出器、 超 音波式トルク検出器のうちの少なく とも何れか一つであることを特徴 とする撓み嚙み合い式歯車装置の回転角検出装置。
3 . 請求の範囲第 2項において、 前記可撓性外歯歯車は、 円筒 状の胴部と、 この胴部の一端から半径方向の外方あるいは内方に広が つている環状のダイヤフラムと、 このダイヤフラムの外周縁あるいは 内周端に連続している厚肉の環状のボス と、 前記胴部の他端側の外周 面に形成された前記外歯と を備えた構造の可撓性外歯歯車であるこ と を特徴とする撓み嚙み合い式歯車装置の回転角検出装置。
4 . 請求の範囲第 3項において、 前記 トルク検出手段は、 前記 胴部および前記ダイヤフラム部の う ちの少なく と も一方の側に配置さ れているこ と を特徴とする撓み嚙み合い式歯車装置の回転角検出装置,
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS499138B1 (ja) * 1968-08-02 1974-03-02
JPH06117944A (ja) * 1992-10-08 1994-04-28 Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd 磁歪トルク検出器を備えたカップ型波動装置
JPH06185580A (ja) * 1992-10-31 1994-07-05 Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd 磁歪式トルク検出器付きカップ型波動装置

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