WO2017006441A1 - 波動歯車装置を備えた回転伝達機構 - Google Patents

波動歯車装置を備えた回転伝達機構 Download PDF

Info

Publication number
WO2017006441A1
WO2017006441A1 PCT/JP2015/069569 JP2015069569W WO2017006441A1 WO 2017006441 A1 WO2017006441 A1 WO 2017006441A1 JP 2015069569 W JP2015069569 W JP 2015069569W WO 2017006441 A1 WO2017006441 A1 WO 2017006441A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gear device
load torque
torque
wave gear
upper limit
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/069569
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
純 半田
木村　浩明
崇太郎 三宅
Original Assignee
株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ filed Critical 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ
Priority to PCT/JP2015/069569 priority Critical patent/WO2017006441A1/ja
Priority to KR1020187000837A priority patent/KR102075908B1/ko
Priority to US15/738,172 priority patent/US11002349B2/en
Priority to CN201580081060.3A priority patent/CN107835906B/zh
Priority to JP2017527016A priority patent/JP6425258B2/ja
Priority to EP15897704.1A priority patent/EP3321540B1/en
Priority to TW105115983A priority patent/TWI677634B/zh
Publication of WO2017006441A1 publication Critical patent/WO2017006441A1/ja
Priority to US17/076,364 priority patent/US11391351B2/en
Priority to US17/076,194 priority patent/US11441650B2/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F16H35/00—Gearings or mechanisms with other special functional features
    • F16H35/10—Arrangements or devices for absorbing overload or preventing damage by overload
    • 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
    • F16H49/00—Other gearings
    • F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
    • 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
    • F16H49/00—Other gearings
    • F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
    • F16H2049/003—Features of the flexsplines therefor

Definitions

  • the present invention relates to a rotation transmission mechanism that transmits a rotational driving force output from a rotational drive source to a load-side member via a reduction gear, and more particularly to a rotation transmission mechanism in which a wave gear device is incorporated as a reduction gear.
  • Patent Document 1 proposes a drive mechanism in which a torque limiter is inserted in a power transmission path that transmits output rotation from a motor.
  • Patent Document 2 proposes a reduction gear unit that uses a wave gear device as a reduction gear.
  • a wave gear device As typical wave gear devices, as described in Patent Documents 3 and 4, a cup-type wave gear device having a cup-shaped external gear, and a top-hat type having a top-hat-shaped external gear.
  • a wave gear device and a flat wave gear device having a cylindrical external gear There are known a wave gear device and a flat wave gear device having a cylindrical external gear.
  • components such as a torque limiter are arranged to prevent damage to other torque transmission components.
  • a torque limiter By adding parts such as a torque limiter, there are concerns about the mass of the rotation transmission system, assembly errors, and an increase in dimensions.
  • An object of the present invention is to provide a rotation transmission mechanism that uses a reduction gear to prevent the components of the power transmission system other than the reduction gear from being damaged by an overload.
  • a rotation transmission mechanism that transmits a rotational driving force output from a rotational driving source to a load side member via a speed reducer
  • a power transmission system comprising a plurality of power transmission members including the speed reducer;
  • the speed reducer is a wave gear device;
  • the allowable load torque of the power transmission member other than the wave gear device is larger than a predetermined upper limit load torque,
  • the allowable load torque of the wave gear device is defined by a ratcheting torque set to a value equal to or less than the upper limit load torque,
  • the wave gear device functions as a mechanical fuse.
  • the ratchet is first generated in the wave gear device at the time of overload. I try to let them. After the ratcheting occurs, the wave gear device cannot be used continuously, but by making the wave gear device function as a so-called mechanical fuse, other components constituting the power transmission system are damaged by overload. Can be prevented.
  • a wave gear device generally includes a rigid internal gear, a flexible external gear disposed inside the rigid gear, and a wave generator having an elliptical profile fitted inside the gear.
  • the external gear is bent in an elliptical shape by the wave generator and partially meshed with the internal gear.
  • the wave generator is driven to rotate by, for example, a motor.
  • the wave generator rotates, the meshing position of both gears moves in the circumferential direction, resulting in a difference in the number of teeth of both gears (usually a difference in the number of teeth of the two sheets). Accordingly, relative rotation occurs between the two gears.
  • the external gear is bent in the radial direction and partially meshed with the internal gear.
  • a general speed reducer consisting of meshing between rigid gears, for example, a planetary gear speed reducer
  • the teeth meshing simultaneously between both gears. a lot.
  • the gear device can function as a mechanical fuse.
  • the tooth height of a part of the teeth in the circumferential direction out of both or one of the rigid internal gear and the flexible external gear of the wave gear device is set as the ratchet of the wave gear device.
  • a shorter tooth height is set.
  • the fastening force for fastening and fixing the rigid internal gear in the wave gear device to the stationary side member of the wave gear device has a value larger than the upper limit load torque as the ratcheting torque of the wave gear device.
  • a small fastening force may be set for a part of the internal gear in the circumferential direction.
  • the meshing rigidity of the internal gear and the external gear in the part becomes lower than the meshing rigidity of the other parts. Therefore, ratcheting can be generated at the time of meshing of both gears in the part, and other parts of the power transmission system that make the wave gear device function as a mechanical fuse without impairing the function of the entire wave gear device. Can be prevented from becoming overloaded.
  • the tooth height of both or one of the rigid internal gear and the flexible external gear of the wave gear device is determined by the ratcheting torque of the wave gear device as the upper limit load. It is also possible to set a shorter tooth height than when a value larger than the torque is obtained.
  • the amount of bending in the radial direction of the external gear is determined by the curve of the wave gear device. In some cases, it is possible to set the amount of bending to a small amount as compared with the case where a value larger than the upper limit load torque is obtained as the checking torque.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing a rotation transmission mechanism according to the embodiment.
  • the rotation transmission mechanism 1 includes a motor 2 that is a rotational drive source, a cup-type wave gear device 3 that decelerates the output rotation of the motor 2, and a coupling 4 that transmits the reduced rotation output from the cup-type wave gear device 3. , And a load side member 5 such as a robot hand that is driven by decelerated rotation transmitted through the coupling 4.
  • cup-type wave gear device 3 and the coupling 4 are shown as power transmission members constituting the power transmission system 6 in order to simplify the description.
  • a power transmission system between the motor 2 and the load side member 5 is composed of a larger number of parts.
  • the allowable load torque of power transmission components other than the cup-type wave gear device 3, such as the coupling 4 and the load side member 5, is set to a value larger than a predetermined upper limit load torque.
  • the allowable load torque of the cup-type wave gear device 3 is defined by a ratcheting torque set to a value equal to or lower than the upper limit load torque.
  • FIG. 2A is a schematic longitudinal sectional view and a schematic front view showing the cup-type wave gear device 3.
  • the cup-type wave gear device 3 includes a cylindrical device housing 11, an annular rigid internal gear 12 that is coaxially fixed to the device housing 11, and a cup-shaped external tooth that is coaxially disposed on the inside.
  • a gear 13 and a wave generator 14 with an elliptical contour fitted inside the gear 13 are provided.
  • the wave generator 14 is connected to the output shaft 2 a of the motor 2 and is driven to rotate by the motor 2.
  • the portion of the cup-shaped external gear 13 where the external teeth 13 a are formed is bent elliptically by the wave generator 14, and the external teeth 13 a located at both end portions of the major axis L of the internal gear 12. It meshes with the internal teeth 12a.
  • the wave generator 14 When the wave generator 14 is rotated at a high speed by the motor 2, relative rotation corresponding to the difference in the number of teeth of the two gears 12 and 13 is generated between the two gears. Since the internal gear 12 is fixed to the device housing 11 that is a stationary member, the external gear 13 rotates, and a reduced speed rotation is output from the output shaft 13c that is coaxially connected to the boss 13b. 4 to the load side member 5 (see FIG. 1).
  • a part of the tooth height in the circumferential direction for example, a plurality of external teeth located in a region surrounded by a one-dot chain line A in FIG.
  • the tooth height of 13a (2) is shorter than that of the other external teeth 13a (1).
  • FIG. 3B is an explanatory view showing the external teeth 13a (1) having a standard tooth height and the external teeth 13a (2) having a short tooth height h1.
  • the tooth height h1 of the external teeth 13a (2) is set to be shorter than the tooth height h0 when the ratcheting torque of the wave gear device 3 is larger than the upper limit load torque.
  • the tooth profile of the external tooth 13a (2) is a shift tooth profile having a short tooth height h1 obtained by applying a negative shift to the tooth profile of the external tooth 13a (1) having a tooth height h0 indicated by an imaginary line. .
  • the ratcheting torque can be set to a value equal to or lower than the upper limit load torque while maintaining the function as the speed reducer.
  • the wave gear device 3 is the weakest part in the power transmission system. When overloading, the wave gear device 3 is first damaged due to ratcheting, and other components are damaged by overload. Can be avoided.
  • the internal teeth 12a may have a short tooth length in a part of the circumferential direction. In both the external teeth 13a and the internal teeth 12a, some external teeth and internal teeth in the circumferential direction can be made shorter.
  • the fastening force for fastening and fixing the internal gear 12 in the wave gear device 3 to the device housing 11 which is a stationary member of the wave gear device 3 may be reduced. That is, compared with the case where a value larger than the upper limit load torque is obtained as the ratcheting torque of the wave gear device 3, the meshing rigidity of both gears is reduced for a part in their circumferential direction. It is also possible to lower the ratcheting torque below the vertical load torque.
  • the internal gear 12 is attached to the device housing 11 by a plurality of fastening bolts 21 (indicated by a one-dot chain line in FIG. 2A) at a predetermined pitch along the circumferential direction. Fastened and fixed.
  • a fastening bolt of a part of the internal gear 12 in the circumferential direction for example, as shown in FIG. 2B, the fastening force by the three fastening bolts 21 ⁇ / b> A is made smaller than the fastening force of the other fastening bolts 21. deep.
  • the meshing rigidity between the portion of the internal gear 12 and the external gear 13 that are fastened by the fastening bolt 21 ⁇ / b> A is greater than the meshing rigidity between the other portion of the internal gear 12 and the external gear 13. Also lower. Therefore, the ratcheting torque can be made lower than the upper limit load torque in a state where the inner teeth of the portion fastened by the fastening bolt 21A mesh with the outer teeth.
  • a portion having a lower rigidity in the radial direction than the other portion may be formed in a portion of the internal gear 12 in the circumferential direction.
  • the portion of the internal gear fastened by a part of the fastening bolt 21 in the circumferential direction can be provided to reduce the rigidity in the radial direction as compared with other portions.
  • the wave gear device 3 is used as a speed reducer arranged in the power transmission system, and the wave gear device 3 is used as the weakest part in the power transmission system. is there.
  • the wave gear device can be used as a mechanical fuse so that other components such as a torque limiter are not added to the power transmission system and other components of the power transmission system are not overloaded. Can be protected.
  • the wave gear device 3 includes a gear that is elastically deformed, unlike a planetary gear speed reducer that is formed by meshing between rigid gears, and has a large number of gears that mesh simultaneously with each other. Therefore, it can function as a mechanical fuse without impairing the function of the wave gear device.
  • the wave gear device 3 is a cup type wave gear device, but it is needless to say that a top hat type wave gear device, a flat type wave gear device, and other wave gear devices can be used.
  • the deflection amount w of the external gear 13 is the difference between the pitch circle diameter C and the pitch curve diameter at the position of the long axis L.
  • the amount w1 of bending of the external gear 13 in the radial direction when the external gear 13 is bent in the radial direction and meshed with the internal gear 12 is expressed by the ratcheting torque of the wave gear device 3.
  • a smaller deflection amount may be set.
  • ratcheting torque can be set to a value below upper limit load torque.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)

Abstract

モーター（２）の回転駆動力を、減速機を介して、負荷側部材（５）に伝達する回転伝達機構（１）は、減速機として波動歯車装置（３）を使用しており、動力伝達系における波動歯車装置（３）以外の部材の許容負荷トルクは、予め定めた上限負荷トルクよりも大きい。波動歯車装置（３）の許容負荷トルクは、上限負荷トルク以下の値に設定したラチェッティングトルクによって規定されている。波動歯車装置（３）は過負荷状態においてラチェッティングが発生してメカニカルフューズとして機能する。トルクリミッタ等の別部材を追加することなく、他の動力伝達部材を過負荷状態から保護できる。

Description

波動歯車装置を備えた回転伝達機構
　本発明は、回転駆動源から出力される回転駆動力を減速機を介して負荷側部材に伝達する回転伝達機構に関し、さらに詳しくは、減速機として波動歯車装置が組み込まれた回転伝達機構に関する。
　モーター等の回転駆動源から出力される回転を、減速機を介して減速して、負荷側部材に伝達する駆動装置においては、過負荷に対する安全性を確保することが重要な課題である。駆動装置の動力伝達系を構成している各部品に、それらの許容負荷トルクを超える過負荷トルクが作用することを防止するために、トルクリミッタ等のような伝達トルクが上限値を超えると滑りが生じる部品を追加して、動力伝達系の構成部品の破損を防止している。特許文献１には、モーターからの出力回転を伝達する動力伝達経路にトルクリミッタが挿入された駆動機構が提案されている。
　一方、モーター等の回転駆動源からの出力回転を減速させて負荷側部材に伝達するための減速機として、バックラッシが無く位置決め精度の高い波動歯車装置が用いられる。特許文献２には、波動歯車装置を減速機として用いた減速機ユニットが提案されている。典型的な波動歯車装置としては、特許文献３、４に記載されているように、カップ形状の外歯歯車を備えたカップ型波動歯車装置、シルクハット形状の外歯歯車を備えたシルクハット型波動歯車装置、円筒状の外歯歯車を備えたフラット型波動歯車装置が知られている。
特開２０１５－５５３１０号公報 特開２００７－３２１８７９号公報 特開２０１１－１４４９１６号公報 特開２００９－１５６４６２号公報
　従来の回転伝達機構においては、トルクリミッタなどの部品を配置して、他の回転力伝達部品の破損を防止している。トルクリミッタ等の部品を追加することによって、回転伝達系の質量、組み付け誤差、寸法の増加などが懸念される。
　本発明の課題は、減速機を利用して、当該減速機以外の動力伝達系の構成部品が過負荷によって破損することを防止できるようにした回転伝達機構を提供することにある。
　上記の課題を解決するために、本発明は、
　回転駆動源から出力される回転駆動力を、減速機を介して、負荷側部材に伝達する回転伝達機構であって、
　前記減速機を含む複数の動力伝達部材から構成される動力伝達系を備えており、
　前記減速機は波動歯車装置であり、
　前記波動歯車装置以外の前記動力伝達部材の許容負荷トルクは、予め定めた上限負荷トルクよりも大きく、
　前記波動歯車装置の許容負荷トルクは、前記上限負荷トルク以下の値に設定したラチェッティングトルクによって規定され、
　前記波動歯車装置はメカニカルフューズとして機能することを特徴としている。
　本発明においては、波動歯車装置の故障モードの一つに、過負荷時のラチェッティング（歯飛び）があることに着目し、過負荷時には、最初に、波動歯車装置にラチェッティングを発生させるようにしている。ラチェッティング発生後の波動歯車装置は、継続使用は出来なくなるが、当該波動歯車装置を所謂、メカニカルフューズとして機能させることで、動力伝達系を構成している他の部品が過負荷によって破損してしまうことを防止できる。
　波動歯車装置は、一般的に、剛性の内歯歯車と、この内側に配置した可撓性の外歯歯車と、この内側に嵌めた楕円形輪郭の波動発生器とを備えている。波動発生器によって外歯歯車が楕円状に撓められて、部分的に内歯歯車にかみ合う。波動発生器は例えばモーターによって回転駆動され、波動発生器が回転すると、両歯車のかみ合い位置が円周方向に移動して、両歯車の歯数差（通常は、２枚の歯数差）に応じて、両歯車の間に相対回転が生じる。
　外歯歯車が半径方向に撓められて内歯歯車に対して部分的にかみ合う。剛性の歯車同士のかみ合いからなる一般的な減速機、例えば、遊星歯車減速機における内歯歯車と遊星歯車とのかみ合いの場合に比べて、波動歯車装置では、両歯車の間において、同時にかみ合う歯数が多い。このため、減速機としての機能を損なうことなく、両歯車のかみ合い状態を調整して、両歯車の間のラチェッティングトルクを、他の動力伝達部材の許容伝達トルクよりも小さくして、波動歯車装置をメカニカルフューズとして機能させることができる。
　例えば、前記波動歯車装置の剛性の内歯歯車および可撓性の外歯歯車のうちの双方あるいは一方の歯のうち、円周方向における一部分の歯の歯丈を、当該波動歯車装置のラチェッティングトルクとして前記上限負荷トルクよりも大きな値が得られる場合に比べて、短い歯丈に設定しておく。これにより、両歯車における短い歯丈の部分のかみ合い時にラチェッティングを発生させることができる。よって、波動歯車装置全体としての機能を損なうことなく、当該波動歯車装置をメカニカルフューズとして機能させ、動力伝達系の他の部品が過負荷状態になることを回避できる。
　この代わりに、前記波動歯車装置における剛性の内歯歯車を当該波動歯車装置の固定側部材に締結固定する締結力を、前記波動歯車装置のラチェッティングトルクとして前記上限負荷トルクよりも大きな値が得られる場合に比べて、前記内歯歯車の円周方向における一部分について小さな締結力に設定してもよい。これにより、当該部分における前記内歯歯車と前記外歯歯車のかみ合い剛性がそれ以外の部分のかみ合い剛性よりも低くなる。よって、当該部分における両歯車のかみ合い時にラチェッティングを発生させることができ、波動歯車装置全体としての機能を損なうことなく、当該波動歯車装置をメカニカルフューズとして機能させる、動力伝達系の他の部品が過負荷状態になることを回避できる。
　なお、場合によっては、前記波動歯車装置の剛性の内歯歯車および可撓性の外歯歯車のうちの双方あるいは一方の歯の歯丈を、当該波動歯車装置のラチェッティングトルクが前記上限負荷トルクよりも大きな値が得られる場合に比べて、短い歯丈に設定することも可能である。
　また、前記波動歯車装置における可撓性の外歯歯車を半径方向に撓めて剛性の内歯歯車に噛み合わせる際における前記外歯歯車の半径方向への撓み量を、前記波動歯車装置のラチェッティングトルクとして前記上限負荷トルクよりも大きな値が得られる場合に比べて、少ない撓み量に設定しておくことも場合によっては可能である。
本発明を適用したカップ型波動歯車装置が減速機として備わっている回転伝達機構の一例を示す説明図である。 図１のカップ型波動歯車装置を示す概略縦断面図および概略正面図である。 外歯歯車の外歯の歯丈を短くした場合を示す説明図である。 内歯歯車の円周方向の一部を低剛性部分とした場合を示す説明図である。 外歯歯車の撓み量を少なくした場合を示す説明図である。
　以下に、図面を参照して、本発明を適用した回転伝達機構の実施の形態を説明する。
　図１は、実施の形態に係る回転伝達機構を示す説明図である。回転伝達機構１は、回転駆動源であるモーター２と、モーター２の出力回転を減速するカップ型波動歯車装置３と、カップ型波動歯車装置３から出力される減速回転を伝達するカップリング４と、カップリング４を介して伝達される減速回転によって駆動するロボットハンドなどの負荷側部材５とを備えている。
　図においては、説明を簡単にするために、動力伝達系６を構成する動力伝達部材として、カップ型波動歯車装置３およびカップリング４のみを示している。一般的な回転伝達機構は、モーター２と負荷側部材５との間の動力伝達系は、より多数の部品から構成される。
　回転伝達機構１において、カップ型波動歯車装置３以外の動力伝達部品、例えば、カップリング４、負荷側部材５の側の部材の許容負荷トルクは、予め定めた上限負荷トルクよりも大きな値に設定されている。これに対して、カップ型波動歯車装置３の許容負荷トルクは、上限負荷トルク以下の値に設定したラチェッティングトルクによって規定されている。
　図２（ａ）はカップ型波動歯車装置３を示す概略縦断面図および概略正面図である。カップ型波動歯車装置３は、筒状の装置ハウジング１１と、この装置ハウジング１１に同軸に固定した円環状の剛性の内歯歯車１２と、この内側に同軸に配置されているカップ形状の外歯歯車１３と、この内側に嵌めた楕円状輪郭の波動発生器１４とを備えている。波動発生器１４はモーター２の出力軸２ａに連結され、モーター２によって回転駆動される。
　波動発生器１４によって、カップ形状の外歯歯車１３における外歯１３ａが形成されている部分は楕円状に撓められ、その長軸Ｌの両端部分に位置する外歯１３ａが内歯歯車１２の内歯１２ａにかみ合っている。波動発生器１４がモーター２によって高速回転すると、両歯車１２、１３の歯数差に応じた相対回転が当該両歯車の間に発生する。内歯歯車１２が固定側部材である装置ハウジング１１に固定されているので、外歯歯車１３が回転し、そのボス１３ｂに同軸に連結されている出力軸１３ｃから減速回転が出力され、カップリング４を介して負荷側部材５（図１参照）に伝達される。
　ここで、波動歯車装置３の外歯歯車１３の外歯１３ａのうち、円周方向における一部分の歯丈、例えば、図３（ａ）において一点鎖線Ａで囲む領域内に位置する複数の外歯１３ａ（２）の歯丈を、それ以外の外歯１３ａ（１）に比べて、短い歯丈ｈ１にしてある。
　図３（ｂ）は、標準の歯丈の外歯１３ａ（１）および短い歯丈ｈ１の外歯１３ａ（２）を示す説明図である。外歯１３ａ（２）の歯丈ｈ１は、当該波動歯車装置３のラチェッティングトルクが上限負荷トルクよりも大きな値が得られる場合の歯丈ｈ０に比べて、短い歯丈に設定されている。例えば、外歯１３ａ（２）の歯形は、想像線で示す歯丈ｈ０の外歯１３ａ（１）の歯形に、マイナスの転位を施すことにより得られる短い歯丈ｈ１の転位歯形とされている。
　過負荷が加わると、短い歯丈ｈ１の外歯１３ａ（２）の部分が内歯１２ａにかみ合う状態においてラチェッティングが発生し、他の動力伝達部材が過負荷状態に陥ることを回避できる。すなわち、波動歯車装置３においては、その減速機としての機能を維持しつつ、そのラチェッティングトルクを上限負荷トルク以下の値とすることができる。波動歯車装置３が動力伝達系における最弱部であり、過負荷時においては、最初に、波動歯車装置３にラチェッティングが発生して破損し、他の部品が過負荷により破損することを回避できる。
　ここで、外歯１３ａの代わりに内歯１２ａの歯丈を、円周方向の一部分において短い歯丈にしておいてもよい。外歯１３ａおよび内歯１２ａの双方において、円周方向における一部の外歯、内歯を短い歯丈にしておくことも可能である。
　次に、波動歯車装置３における内歯歯車１２を当該波動歯車装置３の固定側部材である装置ハウジング１１に締結固定する締結力を低下させてもよい。すなわち、波動歯車装置３のラチェッティングトルクとして上限負荷トルクよりも大きな値が得られる場合に比べて、小さな値に設定して、両歯車のかみ合い剛性を、それらの円周方向における一部分について低下させ、ラチェッティングトルクを上下負荷トルク以下に下げることも可能である。
　例えば、図２に示すように、内歯歯車１２は、円周方向に沿って所定のピッチで複数本の締結ボルト２１（図２（ａ）においては一点鎖線で示す。）によって装置ハウジング１１に締結固定される。内歯歯車１２における円周方向における一部分の締結ボルト、例えば、図２（ｂ）に示すように、３本の締結ボルト２１Ａによる締結力を、他の締結ボルト２１の締結力よりも小さくしておく。
　この結果、締結ボルト２１Ａによって締結されている内歯歯車１２の部分と外歯歯車１３との間のかみ合い剛性は、内歯歯車１２の他の部分と外歯歯車１３との間のかみ合い剛性よりも低くなる。よって、当該締結ボルト２１Ａによって締結されている部分の内歯が外歯にかみ合う状態でラチェッティングトルクを上限負荷トルク以下にすることができる。
　締結力を部分的に小さくする代わりに、内歯歯車１２における円周方向の一部分に、他の部分に比べて、半径方向への剛性が低い部分を形成しておいてもよい。
　例えば、図４に示すように、円周方向における一部の締結ボルト２１によって締結されている内歯歯車の部分に、当該締結ボルト２１のボルト穴から半径方向の外方に向けて外周面まで延びるすり割り３１を設けて、他の部分に比べて半径方向の剛性を低下させておくことができる。
　以上説明したように、本例の回転伝達機構１においては、その動力伝達系に配置されている減速機として波動歯車装置３を使用し、当該波動歯車装置３を動力伝達系における最弱部としてある。これにより、波動歯車装置をメカニカルフューズとして用いることができ、トルクリミッタ等の別部材を動力伝達系に追加することなく、動力伝達系の他の構成部品を過負荷状態に陥ることの無いように保護することができる。
　また、波動歯車装置３は、剛性の歯車同士のかみ合いからなる遊星歯車減速機等とは異なり、弾性変形する歯車を備えており、歯車同士の同時かみ合い歯数が多い。よって、波動歯車装置の機能を損なうことなく、メカニカルフューズとして機能させることができる。
（その他の実施の形態）
　なお、上記の波動歯車装置３はカップ型波動歯車装置であるが、シルクハット型波動歯車装置、フラット型波動歯車装置、その他の波動歯車装置を用いることができることは勿論である。
　上記の波動歯車装置３の外歯歯車１３において、全ての外歯１３ａの歯丈を短い歯丈ｈ１にしておくことも可能な場合がある。
　両歯車１２、１３のかみ合いを浅くしてラチェッティングトルクを小さくするために、外歯歯車１３の撓み量を小さくすることも可能な場合がある。真円の状態の外歯歯車１３のピッチ円が楕円状に撓められた後の形状を、楕円状のピッチ曲線と呼ぶものとする。この場合、外歯歯車１３の撓み量ｗは、長軸Ｌの位置において、ピッチ円直径Ｃとピッチ曲線の直径との差である。
　図５に示すように、外歯歯車１３を半径方向に撓めて内歯歯車１２に噛み合わせる際における外歯歯車１３の半径方向への撓み量ｗ１を、波動歯車装置３のラチェッティングトルクとして上限負荷トルクよりも大きな値が得られる場合の撓み量ｗ０に比べて、少ない撓み量に設定してもよい。これにより、ラチェッティングトルクを上限負荷トルク以下の値に設定できる。

Claims (4)

  1. 　回転駆動源から出力される回転駆動力を、減速機を介して、負荷側部材に伝達する回転伝達機構であって、
    　前記減速機を含む複数の動力伝達部材から構成される動力伝達系を備えており、
    　前記減速機は波動歯車装置であり、
    　前記動力伝達部材における前記波動歯車装置以外の部材の許容負荷トルクは、予め定めた上限負荷トルクよりも大きく、
    　前記波動歯車装置の許容負荷トルクは、前記上限負荷トルク以下の値に設定したラチェッティングトルクによって規定され、
    　前記波動歯車装置はメカニカルフューズとして機能する回転伝達機構。
  2. 　前記波動歯車装置の剛性の内歯歯車および可撓性の外歯歯車のうちの双方あるいは一方の歯のうち、円周方向における一部分の歯の歯丈は、当該波動歯車装置の許容負荷トルクが前記上限負荷トルクよりも大きな値になる場合に比べて短い歯丈に設定され、これにより、前記ラチェッティングトルクは前記上限負荷トルク以下の値となっている請求項１に記載の回転伝達機構。
  3. 　前記波動歯車装置における剛性の内歯歯車を当該波動歯車装置の固定側部材に締結固定する締結力は、前記波動歯車装置の許容負荷トルクが前記上限負荷トルクよりも大きな値となる場合に比べて、前記内歯歯車の円周方向における一部分について小さな締結力に設定され、これにより、前記ラチェッティングトルクが前記上限負荷トルク以下の値となっている請求項１に記載の回転伝達機構。
  4. 　前記波動歯車装置における剛性の内歯歯車における円周方向の一部分は、円周方向の他の部分に比べて半径方向の剛性を低くした低剛性部分であり、当該低剛性部分の内歯と外歯歯車の外歯とのかみ合い剛性が、それ以外の部分のかみ合い剛性よりも低く、これにより、前記ラチェッティングトルクが前記上限負荷トルク以下の値となっている請求項１に記載の回転伝達機構。
PCT/JP2015/069569 2015-07-07 2015-07-07 波動歯車装置を備えた回転伝達機構 WO2017006441A1 (ja)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/069569 WO2017006441A1 (ja) 2015-07-07 2015-07-07 波動歯車装置を備えた回転伝達機構
KR1020187000837A KR102075908B1 (ko) 2015-07-07 2015-07-07 파동기어장치를 구비한 회전전달기구
US15/738,172 US11002349B2 (en) 2015-07-07 2015-07-07 Rotation transmission mechanism provided with strain wave gearing
CN201580081060.3A CN107835906B (zh) 2015-07-07 2015-07-07 具有波动齿轮装置的旋转传递机构
JP2017527016A JP6425258B2 (ja) 2015-07-07 2015-07-07 波動歯車装置を備えた回転伝達機構
EP15897704.1A EP3321540B1 (en) 2015-07-07 2015-07-07 Rotation transmission mechanism provided with strain-wave gearing
TW105115983A TWI677634B (zh) 2015-07-07 2016-05-23 具備諧波齒輪裝置的轉動傳達機構
US17/076,364 US11391351B2 (en) 2015-07-07 2020-10-21 Rotation transmission mechanism provided with strain wave gearing
US17/076,194 US11441650B2 (en) 2015-07-07 2020-10-21 Rotation transmission mechanism provided with strain wave gearing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2015/069569 WO2017006441A1 (ja) 2015-07-07 2015-07-07 波動歯車装置を備えた回転伝達機構

Related Child Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/738,172 A-371-Of-International US11002349B2 (en) 2015-07-07 2015-07-07 Rotation transmission mechanism provided with strain wave gearing
US17/076,194 Division US11441650B2 (en) 2015-07-07 2020-10-21 Rotation transmission mechanism provided with strain wave gearing
US17/076,364 Division US11391351B2 (en) 2015-07-07 2020-10-21 Rotation transmission mechanism provided with strain wave gearing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017006441A1 true WO2017006441A1 (ja) 2017-01-12

Family

ID=57685279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/069569 WO2017006441A1 (ja) 2015-07-07 2015-07-07 波動歯車装置を備えた回転伝達機構

Country Status (7)

Country Link
US (3) US11002349B2 (ja)
EP (1) EP3321540B1 (ja)
JP (1) JP6425258B2 (ja)
KR (1) KR102075908B1 (ja)
CN (1) CN107835906B (ja)
TW (1) TWI677634B (ja)
WO (1) WO2017006441A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102075908B1 (ko) 2015-07-07 2020-02-11 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 파동기어장치를 구비한 회전전달기구
CN110096796B (zh) * 2019-04-29 2021-05-25 电子科技大学 一种多失效模式下工业机器人rv减速器的可靠性分析方法
US11499592B2 (en) 2020-12-10 2022-11-15 Disney Enterprises, Inc. Strain wave gearbox with over-torque protection
DE102022128423B3 (de) * 2022-10-27 2023-12-28 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren und ein Antriebsmodul zur Detektion, Quantifikation und Kompensation einer Eingriffsstörung eines Spannungswellengetriebes

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0777249A (ja) * 1993-09-08 1995-03-20 Yaskawa Electric Corp 波動歯車装置
JPH11118003A (ja) * 1997-10-16 1999-04-30 Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd 波動歯車装置
JP2009222168A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Nidec-Shimpo Corp 揺動歯車装置
WO2014098218A1 (ja) * 2012-12-22 2014-06-26 株式会社Ｓｃｈａｆｔ 回転駆動装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005124189A1 (ja) * 2004-06-21 2005-12-29 Harmonic Drive Systems Inc. 負偏位噛み合い歯形を有する波動歯車装置
JP4777792B2 (ja) * 2006-02-09 2011-09-21 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 連続噛み合い高ラチェティングトルク歯形を有する波動歯車装置
JP2007321879A (ja) 2006-06-01 2007-12-13 Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd 回転位置センサ付き減速機ユニット
JP4931725B2 (ja) 2007-07-27 2012-05-16 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
JP4877837B2 (ja) 2007-12-04 2012-02-15 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ フラット型波動歯車装置の同歯数側歯車の歯形設定方法
KR100987950B1 (ko) * 2008-12-18 2010-10-18 삼익에이치디에스(주) 탄성 이중 링기어형 감속기
WO2010142318A1 (en) 2009-06-08 2010-12-16 Abb Technology Ab A device for measuring torque
JP5275150B2 (ja) * 2009-06-23 2013-08-28 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
JP5275265B2 (ja) 2010-01-18 2013-08-28 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ ３次元接触の正偏位歯形を有する波動歯車装置
JP5471560B2 (ja) * 2010-02-16 2014-04-16 日産自動車株式会社 内燃機関の可変圧縮比装置
DE112011105127B4 (de) * 2011-05-09 2017-01-19 Harmonic Drive Systems Inc. Wellgetriebe, das ein dreidimensionales Zahnprofil mit kontinuierlichem Kontakt hat
BR112015016574B1 (pt) * 2013-01-09 2021-06-29 Nissan Motor Co., Ltd. Aparelho e método de acionamento
JP2015055310A (ja) 2013-09-12 2015-03-23 ヤマウチ株式会社 パワーウインドウ駆動機構及びトルクリミッタ
US9360098B2 (en) * 2013-10-29 2016-06-07 Roopnarine Strain wave drive with improved performance
KR102039708B1 (ko) 2013-11-13 2019-11-01 삼성전자주식회사 비휘발성 메모리 장치 및 그 제조 방법
JP6490404B2 (ja) 2014-11-19 2019-03-27 日本電産シンポ株式会社 波動歯車装置
CN204344848U (zh) * 2014-11-26 2015-05-20 杭州万杰减速机有限公司 限扭矩传动的减速机
KR102075908B1 (ko) 2015-07-07 2020-02-11 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 파동기어장치를 구비한 회전전달기구

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0777249A (ja) * 1993-09-08 1995-03-20 Yaskawa Electric Corp 波動歯車装置
JPH11118003A (ja) * 1997-10-16 1999-04-30 Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd 波動歯車装置
JP2009222168A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Nidec-Shimpo Corp 揺動歯車装置
WO2014098218A1 (ja) * 2012-12-22 2014-06-26 株式会社Ｓｃｈａｆｔ 回転駆動装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3321540A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20210033178A1 (en) 2021-02-04
US20210033177A1 (en) 2021-02-04
EP3321540A1 (en) 2018-05-16
JPWO2017006441A1 (ja) 2018-03-29
CN107835906B (zh) 2020-05-05
KR20180017132A (ko) 2018-02-20
US11002349B2 (en) 2021-05-11
CN107835906A (zh) 2018-03-23
EP3321540A4 (en) 2019-03-13
TWI677634B (zh) 2019-11-21
KR102075908B1 (ko) 2020-02-11
US20180180146A1 (en) 2018-06-28
JP6425258B2 (ja) 2018-11-21
US11441650B2 (en) 2022-09-13
EP3321540B1 (en) 2020-04-08
TW201712248A (en) 2017-04-01
US11391351B2 (en) 2022-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11441650B2 (en) Rotation transmission mechanism provided with strain wave gearing
JP4931725B2 (ja) 波動歯車装置
US8485064B2 (en) Composite wave gear drive
WO2013038463A1 (ja) 振動発電を行う波動歯車装置
US20130305864A1 (en) Harmonic drive with stiffness-optimized wave generator
KR101128076B1 (ko) 하모닉 드라이브의 웨이브 제너레이터 플러그
JP2016098866A (ja) 波動歯車装置
CN110770472B (zh) 旋转致动器以及直动致动器
JP5178906B2 (ja) 波動歯車装置
KR101007069B1 (ko) 2단 유성기어시스템을 구비한 기어박스
WO2017022062A1 (ja) 波動歯車装置
US20100285920A1 (en) Planetary gear system
US20200049247A1 (en) Speed reducer
JP3219909U (ja) 減速機
US20070072686A1 (en) Torsion shock absorber
KR102670284B1 (ko) 감속 장치
JP4277732B2 (ja) 歯車の軸線位置を自動補正する歯車装置
JP2024007784A (ja) 波動歯車装置
JP7467046B2 (ja) 歯車装置
KR20230142610A (ko) 파동기어장치
US20220009089A1 (en) Planetary gear train, gearbox and industrial robot
JP2017176675A (ja) 駆動装置
JP2017176674A (ja) 駆動装置
JP2019205306A (ja) モータ装置およびモータ
JP2008064317A (ja) ハイポイド減速装置のシリーズ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15897704

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017527016

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15738172

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20187000837

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2015897704

Country of ref document: EP