JPH0648043B2 - 歪曲波形伝動組立体 - Google Patents
歪曲波形伝動組立体Info
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- JPH0648043B2 JPH0648043B2 JP59129903A JP12990384A JPH0648043B2 JP H0648043 B2 JPH0648043 B2 JP H0648043B2 JP 59129903 A JP59129903 A JP 59129903A JP 12990384 A JP12990384 A JP 12990384A JP H0648043 B2 JPH0648043 B2 JP H0648043B2
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- JP
- Japan
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- flexible spline
- spline
- flexible
- transmission assembly
- distorted
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Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims description 18
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims 2
- 210000004513 dentition Anatomy 0.000 description 4
- 230000036346 tooth eruption Effects 0.000 description 4
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- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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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
- F16H49/00—Other gearings
- F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
- F01L1/352—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
- F01L2001/3521—Harmonic drive of flexspline type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Retarders (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、歪曲波形伝動組立体、より詳細には調和駆動
変速装置(Harmonic Drive transmission)の可撓スプラ
インに関するものである。
変速装置(Harmonic Drive transmission)の可撓スプラ
インに関するものである。
従来の技術 調和駆動変速装置においては、たとえば、米国特許第3,
789,700号に記載されているように、または同第2,906,1
43号に最初に開示されているように、同心歯車が一定間
隔をおいた円周位置でかみ合っている。これらの位置
は、剛体の円形スプラインに作用する一般に可撓スプラ
インと呼ばれる一方の歯車部材内の半径方向の歪曲波形
によって進行する。可撓スプラインの半径方向の歪曲
は、一般に、内部で回転している楕円形をした波形発生
器によって生じさせることができ、したがって、可撓ス
プラインは一般に、楕円形を有し、その長軸が波形発生
器のロープを横切っている。
789,700号に記載されているように、または同第2,906,1
43号に最初に開示されているように、同心歯車が一定間
隔をおいた円周位置でかみ合っている。これらの位置
は、剛体の円形スプラインに作用する一般に可撓スプラ
インと呼ばれる一方の歯車部材内の半径方向の歪曲波形
によって進行する。可撓スプラインの半径方向の歪曲
は、一般に、内部で回転している楕円形をした波形発生
器によって生じさせることができ、したがって、可撓ス
プラインは一般に、楕円形を有し、その長軸が波形発生
器のロープを横切っている。
発明が解決しようとする問題点 ここ１０年の間、可撓スプラインは基本的に同じ形態、
すなわち、可撓スプラインの開端の周囲に配置された歯
付き部分のそばに薄肉の管状部材を有するものであっ
た。たとえば、これは、米国特許第3,161,082号におい
て見ることができる。可撓スプラインの別の形態は、米
国特許第3,139,770号、第3,147,640号、および第3,311,
766号において見ることができる。ちょうど、これらの
特許の開発中に、円形スプラインによって可撓スプライ
ンに加えられるトルク荷重が、波形発生器によってそれ
らに与える歪曲波形をゆがめる作用をすることがわかっ
た。ゆがんだ可撓スプラインの主応力は、驚くべきこと
に、剛体の円形スプラインと可撓スプラインの間で歯が
完全にかみ合っている可撓スプラインの長軸に生じるの
ではなく、曲率半径が最も大きく変化する位置（長軸の
すぐ後方である）に生じる。
すなわち、可撓スプラインの開端の周囲に配置された歯
付き部分のそばに薄肉の管状部材を有するものであっ
た。たとえば、これは、米国特許第3,161,082号におい
て見ることができる。可撓スプラインの別の形態は、米
国特許第3,139,770号、第3,147,640号、および第3,311,
766号において見ることができる。ちょうど、これらの
特許の開発中に、円形スプラインによって可撓スプライ
ンに加えられるトルク荷重が、波形発生器によってそれ
らに与える歪曲波形をゆがめる作用をすることがわかっ
た。ゆがんだ可撓スプラインの主応力は、驚くべきこと
に、剛体の円形スプラインと可撓スプラインの間で歯が
完全にかみ合っている可撓スプラインの長軸に生じるの
ではなく、曲率半径が最も大きく変化する位置（長軸の
すぐ後方である）に生じる。
ゆがみの大きさは、短軸に沿った可撓スプラインのボア
と波形発生間の間隙によって決まり、前記米国特許第3,
161,082号に記載されているものなど、動きばめの波形
発生器では最も大きなゆがみの発生を許している。この
場合には、円形スプラインを介して可撓スプラインにト
ルク荷重が加えられると、短軸の区域では、なんら支え
るもののない波形発生器の周囲に、可撓スプライン自体
が巻き付こうとして、可撓スプラインの歪曲波形にゆが
みが生じる。可撓スプラインのこの制御されない歪曲波
形によって余分の巻上げ(Windup)を加える回転偏位が装
置内に引き起され、望ましくない歪曲応力が大きくな
る。
と波形発生間の間隙によって決まり、前記米国特許第3,
161,082号に記載されているものなど、動きばめの波形
発生器では最も大きなゆがみの発生を許している。この
場合には、円形スプラインを介して可撓スプラインにト
ルク荷重が加えられると、短軸の区域では、なんら支え
るもののない波形発生器の周囲に、可撓スプライン自体
が巻き付こうとして、可撓スプラインの歪曲波形にゆが
みが生じる。可撓スプラインのこの制御されない歪曲波
形によって余分の巻上げ(Windup)を加える回転偏位が装
置内に引き起され、望ましくない歪曲応力が大きくな
る。
本発明の目的は、二重偏心波形発生器ばかりでなく標準
形楕円波形発生器に起因するゆがみをできる限り少なく
する可撓スプラインを提供することにある。
形楕円波形発生器に起因するゆがみをできる限り少なく
する可撓スプラインを提供することにある。
問題点を解決するための手段 本発明は、閉端と開端を有する歪曲波形伝動組立体（調
和駆動変速装置）用の可撓スプラインを含んでいる。可
撓スプラインは、内側または外側いずれかの環状歯列
（後者がより好ましい形式である）を有する。
和駆動変速装置）用の可撓スプラインを含んでいる。可
撓スプラインは、内側または外側いずれかの環状歯列
（後者がより好ましい形式である）を有する。
典型的な円形スプラインとかみ合うことができる可撓ス
プラインは、その開端側、その環状歯列の外側に一体の
延長部分を有する。歯列外側の延長部分の長さは、約１
５％−４０％Ｄであって、約２０％Ｄが好ましい（Ｄは
可撓スプラインのボア径である）。
プラインは、その開端側、その環状歯列の外側に一体の
延長部分を有する。歯列外側の延長部分の長さは、約１
５％−４０％Ｄであって、約２０％Ｄが好ましい（Ｄは
可撓スプラインのボア径である）。
可撓スプラインは、管構造になっており、環状歯列およ
び隣りのリップ延長部分を除いて、歯と閉端間の肉厚は
0.8％Ｄである。可撓歯列の外側にある延長部分の肉厚
は、歯に近い区域における約１％Ｄから閉端における約
2.2％Ｄまで半径方向に増大している。肉厚は、基本的
には、可撓スプラインの延長部分がその末端に近づくに
つれて、その外周が半径方向外側に出ることにより、直
線的に変化している。
び隣りのリップ延長部分を除いて、歯と閉端間の肉厚は
0.8％Ｄである。可撓歯列の外側にある延長部分の肉厚
は、歯に近い区域における約１％Ｄから閉端における約
2.2％Ｄまで半径方向に増大している。肉厚は、基本的
には、可撓スプラインの延長部分がその末端に近づくに
つれて、その外周が半径方向外側に出ることにより、直
線的に変化している。
可撓スプラインの延長部分の機能は、その歯部分におけ
る歪曲波形を制御することである。可撓スプラインの形
状は、その楕円形を維持しようとするから、その形状も
歯部分の歪曲波形が楕円形からゆがむのを最小限度にす
る。
る歪曲波形を制御することである。可撓スプラインの形
状は、その楕円形を維持しようとするから、その形状も
歯部分の歪曲波形が楕円形からゆがむのを最小限度にす
る。
延長された可撓スプラインを使用すれば、前述の二重偏
心形式の波形発生器ばりかりでなく標準形楕円波形発生
器について破損前のトルク荷重をより大きくでき、特に
二重偏心形式の波形発生器に関わる巻上げ(windup)特性
の改善など、改善された効果が得られる。また、本可撓
スプラインは、油圧式波形発生器を使って、可撓スプラ
インの外周まわりの不連続位置に力を加えて可撓スプラ
インに与える波形を形成することができる。また、波形
は、空気圧式波形発生器または電磁装置によっても発生
させることが可能であり、後者の場合、可撓スプライン
は、ステップ状波形を生じさせるため磁気材料より成る
か、隣接する磁気材料を有する。波形発生器は、楕円形
の代りに、３ローブにすることができ、そして（あるい
は）代替実施例において、可撓スプラインの歯を内側に
配置し、円形スプラインの歯を外側に配置することもで
きる。
心形式の波形発生器ばりかりでなく標準形楕円波形発生
器について破損前のトルク荷重をより大きくでき、特に
二重偏心形式の波形発生器に関わる巻上げ(windup)特性
の改善など、改善された効果が得られる。また、本可撓
スプラインは、油圧式波形発生器を使って、可撓スプラ
インの外周まわりの不連続位置に力を加えて可撓スプラ
インに与える波形を形成することができる。また、波形
は、空気圧式波形発生器または電磁装置によっても発生
させることが可能であり、後者の場合、可撓スプライン
は、ステップ状波形を生じさせるため磁気材料より成る
か、隣接する磁気材料を有する。波形発生器は、楕円形
の代りに、３ローブにすることができ、そして（あるい
は）代替実施例において、可撓スプラインの歯を内側に
配置し、円形スプラインの歯を外側に配置することもで
きる。
本発明の目的と利点は、図面を参照して以下の説明を読
めば、一層明確になろう。
めば、一層明確になろう。
実施例 次に図面について詳細に説明する。第１図は、ハウジン
グ１２、第１および第２エンドキャップ１４、１５、お
よびハウジング１２内の内側に配列された円形スプライ
ン１６をもつ調和駆動変速装置１０を示す。入力軸１８
は、第２のエンドキャップ１５を通して軸受２０内に軸
支され、その内側端部に波形発生器組立体２２、本実施
例では、楕円形発生器を有している。本発明には、他の
形状および（または）油圧、空気圧、もしくはステップ
状励磁コイルを使った電気方式の２以上のロープを用い
た他の形式の波形発生器を使用することがきる。
グ１２、第１および第２エンドキャップ１４、１５、お
よびハウジング１２内の内側に配列された円形スプライ
ン１６をもつ調和駆動変速装置１０を示す。入力軸１８
は、第２のエンドキャップ１５を通して軸受２０内に軸
支され、その内側端部に波形発生器組立体２２、本実施
例では、楕円形発生器を有している。本発明には、他の
形状および（または）油圧、空気圧、もしくはステップ
状励磁コイルを使った電気方式の２以上のロープを用い
た他の形式の波形発生器を使用することがきる。
出力軸２４は、図示のように、第１のエンドキャップ１
４を通して別の軸受２６内に軸支され、その内側端部は
可撓スプライン３０の閉端に取り付けられている。可撓
スプライン３０は、一般的な調和駆動変速装置と同様
に、その周囲の少なくとも２ケ所で円形スプライン１６
の歯とかみ合う外側環状歯列３２を有している。可撓ス
プライン３０の内側と波形発生器組立体２２の間に、弾
性軸受３４が配置されている。
４を通して別の軸受２６内に軸支され、その内側端部は
可撓スプライン３０の閉端に取り付けられている。可撓
スプライン３０は、一般的な調和駆動変速装置と同様
に、その周囲の少なくとも２ケ所で円形スプライン１６
の歯とかみ合う外側環状歯列３２を有している。可撓ス
プライン３０の内側と波形発生器組立体２２の間に、弾
性軸受３４が配置されている。
可撓スプライン３０は、その歯列３２を含む区域を越え
て軸方向に延びた延長部分４２より成る開端を有する。
延長部分４２は、約１５％Ｄ〜４０％Ｄの範囲の長さ
“Ｘ”だけ延ばすことができる。ここで、“Ｘ”は、第
２図に延長部分として示してあり、Ｄは、可撓スプライ
ン３０のボア径である。
て軸方向に延びた延長部分４２より成る開端を有する。
延長部分４２は、約１５％Ｄ〜４０％Ｄの範囲の長さ
“Ｘ”だけ延ばすことができる。ここで、“Ｘ”は、第
２図に延長部分として示してあり、Ｄは、可撓スプライ
ン３０のボア径である。
可撓スプライン３０の最小値限肉厚は、第２図に、
“Ｚ”で表示してある。その延長部分４２は、約1.0％
Ｄである最初の肉厚“Ｚ”から第２図に“Ｙ”で表示し
た約2.2％Ｄの肉厚まで、次第に肉厚が増すように外側
に傾斜している。“Ｚ”の下限および“Ｙ”の上限は、
それぞれ約1.0％Ｄから約3.0％Ｄまでの好ましい範囲を
定めている。第１図に示した回転軸“Ｒ”は第２図に示
した中心線に一致している。
“Ｚ”で表示してある。その延長部分４２は、約1.0％
Ｄである最初の肉厚“Ｚ”から第２図に“Ｙ”で表示し
た約2.2％Ｄの肉厚まで、次第に肉厚が増すように外側
に傾斜している。“Ｚ”の下限および“Ｙ”の上限は、
それぞれ約1.0％Ｄから約3.0％Ｄまでの好ましい範囲を
定めている。第１図に示した回転軸“Ｒ”は第２図に示
した中心線に一致している。
発明の効果 この延長され肉厚が増された可撓スプラインに関するパ
ラメータは、標準形楕円波形発生器、３ロープ形油圧も
しくは空気波形発生器または電磁誘起波形発生器の使用
の如何によらず、本可撓スプラインのトルク荷重能力の
向上を示した。
ラメータは、標準形楕円波形発生器、３ロープ形油圧も
しくは空気波形発生器または電磁誘起波形発生器の使用
の如何によらず、本可撓スプラインのトルク荷重能力の
向上を示した。
延長リップ付き可撓スプラインについてトルク試験をし
たところ、それらは破損前のトルク荷重が標準形（延長
リップなし）可撓スプラインを約５０％上回っているこ
とがわかった。
たところ、それらは破損前のトルク荷重が標準形（延長
リップなし）可撓スプラインを約５０％上回っているこ
とがわかった。
延長され肉厚が増された可撓スプラインに関するパラメ
ータは、歪曲波形伝動組立体のトルク−歪曲（巻上げ）
特性の向上を示した。スプラインのはめ合いを制御する
一定の長軸と、短軸上で様々なすきまをもつ波形発生器
を使用して、同じ大きさおよび同じ比率の延長リップ付
き可撓スプラインと標準形可撓スプラインについてトル
ク−歪曲試験を行なったところ、標準形可撓スプライン
は延長リップ付き可撓スプラインよりも３０％−５０％
増しの巻上げ(windup)を示した。
ータは、歪曲波形伝動組立体のトルク−歪曲（巻上げ）
特性の向上を示した。スプラインのはめ合いを制御する
一定の長軸と、短軸上で様々なすきまをもつ波形発生器
を使用して、同じ大きさおよび同じ比率の延長リップ付
き可撓スプラインと標準形可撓スプラインについてトル
ク−歪曲試験を行なったところ、標準形可撓スプライン
は延長リップ付き可撓スプラインよりも３０％−５０％
増しの巻上げ(windup)を示した。
したがって、従来の可撓スプラインの波損の原因を克服
する調和駆動変速装置のための改良された可撓スプライ
ンが得られたことがわかる。前記実施例を詳細に説明し
たが、この実施例は、特許請求の範囲の例示としてのみ
解釈されることを意図している。
する調和駆動変速装置のための改良された可撓スプライ
ンが得られたことがわかる。前記実施例を詳細に説明し
たが、この実施例は、特許請求の範囲の例示としてのみ
解釈されることを意図している。
第１図は、本発明の原理にしたがって構成された可撓ス
プラインをもつ歪曲波形伝動組立体の縦断面図、および 第２図は、可撓スプラインの延長部分を示す拡大図であ
る。 １０……調和駆動変速装置、１２……ハウジング、１
４、１５……エンドキャップ、１６……円形スプライ
ン、１８……入力軸、２０……軸受、２２……波形発生
器組立体、２４……出力軸、２６……軸受、３０……可
撓スプライン、３２……歯列、３４……弾性軸受、４２
……延長部分。
プラインをもつ歪曲波形伝動組立体の縦断面図、および 第２図は、可撓スプラインの延長部分を示す拡大図であ
る。 １０……調和駆動変速装置、１２……ハウジング、１
４、１５……エンドキャップ、１６……円形スプライ
ン、１８……入力軸、２０……軸受、２２……波形発生
器組立体、２４……出力軸、２６……軸受、３０……可
撓スプライン、３２……歯列、３４……弾性軸受、４２
……延長部分。
Claims (3)
- 【請求項１】回転運動を伝えるための歪曲波形伝動組立
体であって、この歪曲波形伝動組立体が、 ハウジングと、 前記ハウジング内に配置され、その周囲に環状歯列を有
する円形スプラインと、 前記ハウジング内に回転できるように軸支され、少なく
ともその一端が開いた円筒形をしており、その周囲に前
記円形スプラインの前記歯とかみ合うことがきる環状歯
列を有する可撓スプラインと、 前記可撓スプラインの周囲の環状歯列に進行する歪曲波
形を与えるように前記可撓スプライン内に配置された波
形発生手段と、 を有する歪曲波形伝動組立体において、 前記可撓スプラインが、その開端に、その環状歯列の領
域を越えて軸方向に延びる延長部分を有し、 前記可撓スプラインは、ボア径Ｄを有し、前記可撓スプ
ラインの前記延長部分は約１０％〜４０％Ｄの範囲の軸
方向長さを有し、 前記可撓スプラインの前記延長部分の肉厚は、前記環状
歯列の軸方向すぐ外側における約１％Ｄから、前記延長
部分の縁における約３％Ｄまで増大し、 前記延長部分により、波形状のゆがみを出来る限り小さ
くし、それにより、前記可撓スプライン内の動作歪曲応
力をできる限り小さくするようにしたことを特徴とする
歪曲波形伝動組立体。 - 【請求項２】前記可撓スプラインの前記延長部分の軸方
向長さは、２０％Ｄであること特徴とする請求項１記載
の歪曲波形伝動組立体。 - 【請求項３】前記可撓スプラインの前記延長部分の肉厚
は、前記環状歯列の軸方向すぐ外側における1.2％Ｄか
らその縁における約2.2％Ｄまで増大していることを特
徴とする請求項１記載の歪曲波形伝動組立体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/507,014 US4524639A (en) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | Extended flexspline arrangement |
| US507014 | 1983-06-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6014635A JPS6014635A (ja) | 1985-01-25 |
| JPH0648043B2 true JPH0648043B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=24016935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59129903A Expired - Lifetime JPH0648043B2 (ja) | 1983-06-23 | 1984-06-22 | 歪曲波形伝動組立体 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4524639A (ja) |
| EP (1) | EP0130032B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0648043B2 (ja) |
| AU (1) | AU574028B2 (ja) |
| CA (1) | CA1216439A (ja) |
| DE (1) | DE3474199D1 (ja) |
| DK (1) | DK305384A (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4491033A (en) * | 1983-06-23 | 1985-01-01 | Usm Corporation | Double eccentric wave generator arrangement |
| DE8506017U1 (de) * | 1985-03-02 | 1985-07-18 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn | Abschuß- und Lenkvorrichtung für aus Abschußrohren startende, rückstoßgetriebene Flugkörper |
| IL78694A0 (en) * | 1985-06-24 | 1986-08-31 | Usm Corp | Harmonic drive assembly |
| US4771742A (en) * | 1986-02-19 | 1988-09-20 | Clemson University | Method for continuous camlobe phasing |
| US4770060A (en) * | 1986-02-19 | 1988-09-13 | Clemson University | Apparatus and method for variable valve timing |
| FR2599108B1 (fr) * | 1986-05-22 | 1990-08-17 | Alcatel Espace | Mecanisme d'entrainement a grand debattement pour utilisation dans le vide comportant un reducteur qui a subi des traitements de lubrification seche |
| US4817457A (en) * | 1986-08-18 | 1989-04-04 | Quincy Technologies, Inc. | Uniform wall flexspline |
| JPH0519635Y2 (ja) * | 1988-05-20 | 1993-05-24 | ||
| JP2535503Y2 (ja) * | 1991-05-20 | 1997-05-14 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | カップ型歯車式調和変速装置における外歯および内歯の噛み合わせ構造 |
| US5417186A (en) * | 1993-06-28 | 1995-05-23 | Clemson University | Dual-acting apparatus for variable valve timing and the like |
| JP5031649B2 (ja) * | 2008-04-18 | 2012-09-19 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | フレクスプラインおよび波動歯車装置 |
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