特表 2023-526882 円形波動ドライブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-26

(54)【発明の名称】円形波動ドライブ

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/32 20060101AFI20230619BHJP

【ＦＩ】

F16H1/32 B

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022558179

(86)(22)【出願日】2020-06-14

(85)【翻訳文提出日】2022-11-22

(86)【国際出願番号】 US2020037652

(87)【国際公開番号】W WO2021201898

(87)【国際公開日】2021-10-07

(31)【優先権主張番号】63/002,596

(32)【優先日】2020-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/007,556

(32)【優先日】2020-04-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521539351

【氏名又は名称】サーキュラー ウェーブ ドライブ パートナーズ インコーポレイテッド

(71)【出願人】

【識別番号】521539362

【氏名又は名称】グワン、シャン

(71)【出願人】

【識別番号】323006828

【氏名又は名称】ト、ルク

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】グワン、シャン

(72)【発明者】

【氏名】ト、ルク

【テーマコード（参考）】

3J027

【Ｆターム（参考）】

3J027GC06

3J027GC22

3J027GD04

3J027GD08

3J027GD12

3J027GE11

(57)【要約】

円形波動駆動システムが提供される。１つの態様では、ドライブは、柔軟な入力リングギヤであって、内部入力リングギヤ歯を含む、柔軟な入力リングギヤと、外側表面を有する入力サイクロイドディスクであって、外部入力サイクロイドディスクギヤ歯を含み、また、外部ギヤ歯が内部ギヤ歯に係合する、入力サイクロイドディスクと、外側表面を有する柔軟な主駆動ギヤであって、外部主駆動ギヤ歯を含む、柔軟な主駆動ギヤと、偏心部分及び非偏心部分を含む偏心運動ジェネレータであって、偏心部分及び非偏心部分の中心線が互いにオフセットされており、また、中空の中央ボアを含む、偏心運動ジェネレータと、出力サイクロイドディスクであって、内部出力サイクロイドディスク歯を含み、内部出力サイクロイドディスク歯が外部主駆動ギヤ歯に係合する、出力サイクロイドディスクと、を有する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内側表面を有する柔軟な入力リングギヤであって、前記内側表面上に配向された内部入力リングギヤ歯を含む入力リングギヤと、
外側表面を有する入力サイクロイドディスクであって、前記入力サイクロイドディスクは、前記外側表面上に配向された外部入力サイクロイドディスクギヤ歯を含み、前記外部入力サイクロイドディスクギヤ歯は少なくとも部分的に前記内部入力リングギヤ歯に係合する、入力サイクロイドディスクと、
外側表面を有する柔軟な主駆動ギヤであって、前記外側表面上に配向された外部主駆動ギヤ歯を含む主駆動ギヤと、
偏心運動ジェネレータであって、前記偏心運動ジェネレータは、偏心部分及び非偏心部分を含み、前記偏心部分及び前記非偏心部分の中心線が互いにオフセットされ、また前記偏心運動ジェネレータは中空の中央ボアを含む、偏心運動ジェネレータと、
内側表面を有する出力サイクロイドディスクであって、前記出力サイクロイドディスクは、前記内側表面上に配向された内部出力サイクロイドディスク歯を含み、前記内部出力サイクロイドディスク歯は少なくとも部分的に前記外部主駆動ギヤ歯に係合する、出力サイクロイドディスクと
を有する、円形波動ドライブ。

【請求項2】

前記主駆動ギヤに接続された出力駆動要素をさらに有する、請求項１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項3】

前記入力サイクロイドディスクは、前記出力サイクロイドディスクに接続されている、請求項１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項4】

前記偏心運動ジェネレータは、前記中空の中央ボアから延在するキー溝を含む、請求項１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項5】

前記中空の中央ボア内へ延在する入力回転アクチュエータ・シャフトをさらに有する、請求項１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項6】

前記偏心運動ジェネレータは、偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受を介して、前記入力サイクロイドディスクに回転可能に接続されている、請求項１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項7】

前記柔軟な入力リングギヤは、前記入力リングギヤ歯を含む非柔軟部分と、入力リングギヤ取付けフランジとを含み、前記非柔軟部分及び前記入力リングギヤ取付けフランジは柔軟壁によって接続されている、請求項１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項8】

前記柔軟壁は、逃がし溝によって前記非柔軟部分から分離されている、請求項７に記載の円形波動ドライブ。

【請求項9】

前記主駆動ギヤは、ハブと、前記ハブから軸方向及び径方向外方に延在する柔軟壁とを含み、逃がし溝が、前記外部主駆動ギヤ歯を前記柔軟な径方向壁から分離している、請求項１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項10】

前記主駆動ギヤは、外部スプラインを含むハブを含み、前記出力駆動要素は内部スプラインを含み、前記外部スプラインは、前記主駆動ギヤを前記出力駆動要素に接続するために前記内部スプラインと嵌合する、請求項２に記載の円形波動ドライブ。

【請求項11】

内側表面を有する柔軟な入力リングギヤであって、前記柔軟な入力リングギヤは、前記内側表面上に配向された内部入力リングギヤ歯を含み、また前記柔軟な入力リングギヤは、前記入力リングギヤ歯を包む非柔軟部分、及び入力リングギヤ取付けフランジを含み、前記非柔軟部分及び入力リングギヤ取付けフランジは柔軟壁によって接続されている、柔軟な入力リングギヤと、
外側表面を有する入力サイクロイドディスクであって、前記入力サイクロイドディスクは、前記外側表面上に配向された外部入力サイクロイドディスクギヤ歯を含み、前記外部入力サイクロイドディスクギヤ歯は、少なくとも部分的に前記内部入力リングギヤ歯に係合する、入力サイクロイドディスクと、
外側表面を有する柔軟な主駆動ギヤであって、前記主駆動ギヤは、前記外側表面上に配向された外部主駆動ギヤ歯を含み、また前記主駆動ギヤは、ハブ、前記ハブから軸方向及び径方向外方に延在する柔軟壁、及び逃がし溝を含み、前記逃がし溝は前記外部主駆動ギヤ歯を前記柔軟壁から分離している、主駆動ギヤと、
偏心運動ジェネレータであって、前記偏心運動ジェネレータは偏心部分及び非偏心部分を含み、前記偏心部分及び前記非偏心部分の中心線が互いにオフセットされ、また前記偏心運動ジェネレータは中空の中央ボアを含む、偏心運動ジェネレータと、
内側表面を有する出力サイクロイドディスクであって、前記出力サイクロイドディスクは、前記内側表面上に配向された内部出力サイクロイドディスク歯を含み、前記内部出力サイクロイドディスク歯は、少なくとも部分的に前記外部主駆動ギヤ歯に係合する、出力サイクロイドディスクと
を有する、円形波動ドライブ。

【請求項12】

前記主駆動ギヤに接続された出力駆動要素をさらに有する、請求項１１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項13】

前記入力サイクロイドディスクは、前記出力サイクロイドディスクに接続されている、請求項１１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項14】

前記偏心運動ジェネレータは、前記中空の中央ボアから延在するキー溝を含む、請求項１１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項15】

前記中空の中央ボア内へ延在する入力回転アクチュエータ・シャフトをさらに有する、請求項１１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項16】

前記偏心運動ジェネレータは、偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受を介して、前記入力サイクロイドディスクに回転可能に接続されている、請求項１１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項17】

前記柔軟な入力リングギヤ柔軟壁は、逃がし溝によって前記非柔軟部分から分離されている、請求項１１に記載の円形波動ドライブ。

【請求項18】

前記主駆動ギヤ・ハブは外部スプラインを含み、前記出力駆動要素は内部スプラインを含み、前記外部スプラインは、前記主駆動ギヤを前記出力駆動要素に接続するために前記内部スプラインと嵌合する、請求項１２に記載の円形波動ドライブ。

【請求項19】

内側表面を有する入力リングギヤであって、前記内側表面上に配向された内部入力リングギヤ歯を含む入力リングギヤと、
モノリシックに組み合わせられた入力サイクロイドディスク及び出力サイクロイドディスクであって、
少なくとも部分的に前記内部入力リングギヤ歯に係合する外部入力サイクロイドギヤ歯、
内部出力サイクロイドギヤ歯、
内側フランジを含む径方向内側表面によって画定された中空の中心部分、及び
前記径方向内側表面から径方向内方に延在する径方向内側壁
を有し、前記内側フランジが、前記内部出力サイクロイドギヤ歯の径方向内方にあり且つ前記内部出力サイクロイドギヤ歯と軸方向に重なり合っている、モノリシックに組み合わせられた入力サイクロイドディスク及び出力サイクロイドディスクと、
外側表面を有する主駆動ギヤであって、前記主駆動ギヤは、前記外側表面上に配向され且つ少なくとも部分的に前記内部出力サイクロイドギヤ歯に係合する外部主駆動ギヤ歯を含む、主駆動ギヤと、
偏心運動ジェネレータであって、前記偏心運動ジェネレータは偏心部分及び非偏心部分を含み、前記偏心部分及び前記非偏心部分の中心線が互いにオフセットされている、偏心運動ジェネレータと
を有する、円形波動ドライブ。

【請求項20】

前記偏心運動ジェネレータは中空の中央ボアを含む、請求項１９に記載の円形波動ドライブ。

【請求項21】

前記内側フランジは、その径方向内側表面上に溝を含み、前記溝は、保持デバイスに係合するように構成されている、請求項１９に記載の円形波動ドライブ。

【請求項22】

前記組み合わせられた入力サイクロイドディスク及び出力サイクロイドディスクは、前記外部入力サイクロイドディスクギヤ歯の径方向内方に隙間をさらに有する、請求項１９に記載の円形波動ドライブ。

【請求項23】

前記隙間は、アール隅部を含む、請求項２２に記載の円形波動ドライブ。

【請求項24】

前記組み合わせられた入力サイクロイドディスク及び出力サイクロイドディスクが、前記内部出力サイクロイドギヤ歯の軸方向内方に隙間をさらに有する、請求項１９に記載の円形波動ドライブ。

【請求項25】

前記隙間が、アール隅部を含む、請求項２４に記載の円形波動ドライブ。

【請求項26】

前記主駆動ギヤに接続された出力駆動要素をさらに有する、請求項１９に記載の円形波動ドライブ。

【請求項27】

前記偏心運動ジェネレータは、前記中空の中央ボアから延在するキー溝を含む、請求項２０に記載の円形波動ドライブ。

【請求項28】

前記中空の中央ボア内へ延在する入力回転アクチュエータ・シャフトをさらに有する、請求項２０に記載の円形波動ドライブ。

【請求項29】

前記偏心運動ジェネレータは、偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受を介して、前記組み合わせられた入力サイクロイドディスク及び出力サイクロイドディスクに回転可能に接続される、請求項１９に記載の円形波動ドライブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、参照によりその全体が本明細書にそれぞれ組み込まれる、２０２０年３月３１日付けで出願した米国仮特許出願第６３／００２，５９６号、及び２０２０年４月９日付けで出願した米国仮特許出願第６３／００７，５５６号の優先権を主張するものである。

【背景技術】

【0002】

動力を伝達し且つモータ出力速度を減少させるための多くのデバイスが、現在知られている。２つのそのようなデバイスは、ハーモニック・ドライブ及びサイクロイド・ドライブである。

【0003】

これらのデバイスのうちでよりよく知られているものは、１９５０年代に導入されたハーモニック・ドライブであり、現在では幅広く使用されている。しかし、ハーモニック・ドライブは、フレクスパイン（ｆｌｅｘｐｉｎｅ）の使用を必要とし、このフレクスパインは、ハーモニック・ドライブの動作中に繰り返し意図的に変形される。このフレクスパインの変形は、フレクスパインを構成する材料を疲労させ、その疲労により、ハーモニック・ドライブを用いて達成され得る減速及びトルク伝達が制限される。

【0004】

典型的なバージョンのサイクロイド・ドライブは、比較的複雑な構造及び動作のものである。サイクロイド・ドライブは、多くの可動部品を必要とし、そのそれぞれが、破損点になり得る。サイクロイドディスクの偏心回転もまた、望ましくない振動をもたらし、この振動は、補償されない場合、入力軸及び出力軸を通じて伝達され得る。最後に、出力ローラとサイクロイドディスク内の受入れ穴との間の接触もまた、両方の構成要素の摩耗につながり得る。

【0005】

さらに、所望の減速比を得るためにシステム内に歯車が利用される場合、ギヤ・バックラッシを適切に確立することが困難な場合がある。したがって、最適な機能のための必要なバックラッシを得るためにギヤ歯接触面が僅かに偏向することを可能にするために、柔軟な（即ち、弾性的に変形可能な）ギヤ部分を含む歯付き要素が含まれ得る。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】Ｂｒｙａｎ Ａ．Ｇａｒｎｅｒ，Ａ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｌｅｇａｌ Ｕｓａｇｅ ６２４（２ｄ．Ｅｄ．１９９５）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

説明された既知のハーモニック・ドライブ及びサイクロイド・ドライブの欠点に悩まされることのない動力伝達／減速デバイスが必要とされている。そのようなデバイスはまた、長寿命だけでなく、より単純化した構造も提供し得る。

【課題を解決するための手段】

【0008】

１つの態様では、内側表面を有する柔軟な入力リングギヤであって、内側表面上に配向された内部入力リングギヤ歯を含む、入力リングギヤと、外側表面を有する入力サイクロイドディスクであって、外側表面上に配向された外部入力サイクロイドディスクギヤ歯を含み、外部入力サイクロイドディスクギヤ歯が少なくとも部分的に内部入力リングギヤ歯に係合する、入力サイクロイドディスクと、外側表面を有する柔軟な主駆動ギヤであって、外側表面上に配向された外部主駆動ギヤ歯を含む、主駆動ギヤと、偏心運動ジェネレータであって、偏心部分及び非偏心部分を含み、偏心部分及び非偏心部分の中心線が互いにオフセットされており、また、中空の中央ボアを含む、偏心運動ジェネレータと、内側表面を有する出力サイクロイドディスクであって、内側表面上に配向された内部出力サイクロイドディスク歯を含み、また、内部出力サイクロイドディスク歯が少なくとも部分的に外部主駆動ギヤ歯に係合する、出力サイクロイドディスクと、を有する、円形波動ドライブ（駆動装置）が提供される。

【0009】

別の態様では、内側表面を有する柔軟な入力リングギヤであって、内側表面上に配向された内部入力リングギヤ歯を含み、且つ、入力リングギヤ歯を包含する非柔軟部分、及び入力リングギヤ取付けフランジを含み、非柔軟部分及び入力リングギヤ取付けフランジが柔軟壁によって接続される、入力リングギヤと、外側表面を有する入力サイクロイドディスクであって、外側表面上に配向された外部入力サイクロイドディスク歯を含み、外部入力サイクロイドディスクギヤ歯が少なくとも部分的に内部入力リングギヤ歯に係合する、入力サイクロイドディスクと、外側表面を有する柔軟な主駆動ギヤであって、外側表面上に配向された外部主駆動ギヤ歯を含み、且つ、ハブ、ハブから軸方向及び径方向外方に延在する柔軟壁、及び逃がし溝を含み、逃がし溝が外部主駆動ギヤ歯を柔軟壁から分離する、主駆動ギヤと、偏心運動ジェネレータであって、偏心部分及び非偏心部分を含み、偏心部分及び非偏心部分の中心線が互いにオフセットされており、また、中空の中央ボアを含む、偏心運動ジェネレータと、内側表面を有する出力サイクロイドディスクであって、内側表面上に配向された内部出力サイクロイドディスク歯を含み、内部出力サイクロイドディスク歯が少なくとも部分的に外部主駆動ギヤ歯に係合する、出力サイクロイドディスクと、を有する、円形波動ドライブが提供される。

【0010】

１つの態様では、内側表面を有する入力リングギヤであって、内側表面上に配向された内部入力リングギヤ歯を含む、入力リングギヤと、モノリシックに（又は一体的に）組み合わせられた入力サイクロイドディスク及び出力サイクロイドディスクであって、少なくとも部分的に内部入力リングギヤ歯に係合する外部入力サイクロイドギヤ歯、内部出力サイクロイドギヤ歯、内側フランジを含む径方向内側表面によって画定された中空の中心部分、及び径方向内側表面から径方向内方に延在する径方向内側壁を有し、内側フランジが、内部出力サイクロイドギヤ歯の径方向内方にあり且つ内部出力サイクロイドギヤ歯と軸方向に重なり合う、モノリシックに組み合わせられた入力サイクロイドディスク及び出力サイクロイドディスクと、外側表面を有する主駆動ギヤであって、外側表面上に配向され且つ少なくとも部分的に内部出力サイクロイドギヤ歯に係合する外部主駆動ギヤ歯を含む、主駆動ギヤと、偏心運動ジェネレータであって、偏心部分及び非偏心部分を含み、偏心部分及び非偏心部分の中心線が互いにオフセットされている、偏心運動ジェネレータと、を有する、円形波動ドライブが提供される。

【0011】

本明細書に組み込まれてその一部を構成する添付の図は、様々な例示的なシステム、装置、及び方法を示すものであり、且つ、単に様々な例示的な態様を示すために使用されるものである。図において、同様の要素は、同様の参照番号を有する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】円形波動ドライブ１００の１つの例示的な態様の入力端部の斜視図である。

【図2】円形波動ドライブ２００の１つの例示的な態様の断面図である。

【図3A】入力リングギヤ２０２の１つの例示的な態様の正面図である。

【図3B】入力リングギヤ２０２の１つの例示的な態様の側面図である。

【図3C】入力リングギヤ２０２の１つの例示的な態様の側面斜視図である。

【図3D】入力リングギヤ２０２の１つの例示的な態様の側断面図である。

【図4A】主駆動ギヤ２２０の１つの例示的な態様の第１の側面図である。

【図4B】主駆動ギヤ２２０の１つの例示的な態様の第１の側面斜視図である。

【図4C】主駆動ギヤ２２０の１つの例示的な態様の第２の側面斜視図である。

【図4D】主駆動ギヤ２２０の１つの例示的な態様の断面斜視図である。

【図5A】偏心運動ジェネレータ５０６の１つの例示的な態様の側断面図である。

【図5B】偏心運動ジェネレータ５０６の１つの例示的な態様の前面図である。

【図6】円形波動ドライブの減速比を決定するための例示的な方法を示す流れ図である。

【図7A】入力サイクロイドディスク２１８の１つの例示的な態様の正面斜視図である。

【図7B】入力サイクロイドディスク２１８の１つの例示的な態様の断面斜視図である。

【図8A】出力サイクロイドディスク２２４の１つの例示的な態様の正面斜視図である。

【図8B】出力サイクロイドディスク２２４の１つの例示的な態様の断面斜視図である。

【図9A】出力駆動要素２０４の１つの例示的な態様の正面斜視図である。

【図9B】出力駆動要素２０４の１つの例示的な態様の断面斜視図である。

【図10A】角度リング２８５の１つの例示的な態様の断面斜視図である。

【図10B】偏心運動ジェネレータ２０６及び偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受２２６と組み立てられた角度リング２８５の１つの例示的な態様の断面斜視図である。

【図11】シャフト・リップ・シール２８６の１つの例示的な態様の断面斜視図である。

【図12A】偏心運動ジェネレータ２０６の１つの例示的な態様の正面斜視図である。

【図12B】偏心運動ジェネレータ２０６の１つの例示的な態様の断面斜視図である。

【図13A】入力サイクロイドディスク１３１８及び出力サイクロイドディスク１３２４の組立体１３００の分解組立図である。

【図13B】入力サイクロイドディスク１３１８及び出力サイクロイドディスク１３２４の組立体１３００の断面斜視図である。

【図13C】入力サイクロイドディスク１３１８及び出力サイクロイドディスク１３２４の組立体１３００の部分断面斜視図である。

【図14A】組合わせ入出力サイクロイドディスク１４００の側面図である。

【図14B】組合わせ入出力サイクロイドディスク１４００の出力側立面図（ｏｕｔｐｕｔ ｓｉｄｅ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｖｉｅｗ）である。

【図14C】組合わせ入出力サイクロイドディスク１４００の入力側立面図（ｉｎｐｕｔ ｓｉｄｅ ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｖｉｅｗ）である。

【図14D】組合わせ入出力サイクロイドディスク１４００の側面斜視図である。

【図14E】組合わせ入出力サイクロイドディスク１４００の断面斜視図である。

【図14F】組合わせ入出力サイクロイドディスク１４００の部分断面斜視図である。

【図15】組立体１３００及び組合わせ入出力サイクロイドディスク１４００の側面図比較である。

【図16】組合わせ入出力サイクロイドディスク１４００を含む円形波動ドライブ１６００の部分断面図である。

【図17】組合わせ入出力サイクロイドディスク１４００を含む円形波動ドライブ１７００の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本明細書において開示される例示的な円形波動ドライブの態様は、知られたハーモニック・ドライブ及びサイクロイド・ドライブよりも単純な構造のものであり得る。本明細書において開示される例示的な円形波動ドライブの態様はまた、サイズが小型であり、広範囲の減速比を提供し、逆転駆動可能ではなく、且つ、バックラッシが殆どなく動作し得る。本明細書において開示される例示的な円形波動ドライブには、サイクロイド・ドライブに一般に見られるローラがない。

【0014】

一般的に言えば、本明細書において開示される例示的な円形波動ドライブの態様は、円形チャンバを内部に有するハウジングを含み得る。ハウジングは、密閉された円形チャンバを形成するようにハウジング内に空洞を閉じ込めるカバーを含み得る。ハウジングは、互いに選択的に嵌合される２つ以上の要素で形成され得る。歯が、チャンバの内側円形壁に沿って配置され得る（入力リングギヤ）。リング形状のホイール（入力サイクロイドディスク）が、チャンバ内に存在する。リング形状のホイールは、ハウジングと一体であるか、又はハウジングに取外し可能に取り付けられ得る。ホイールは、ハウジングの円形内側壁に沿って配置された歯と噛合する外部歯を含み得る。ホイールの直径は、どの時点でもホイール歯の一部分のみが内部ハウジング歯と噛合されるように、チャンバの直径よりも小さくてよい。ホイールは、第２のホイール（主駆動ギヤ）に積層されてよく、この第２のホイールもまた、外部歯を含み得る。第２のホイールの外部歯は、出力ギヤ要素（出力サイクロイドディスク）の内側壁の一部分に沿って配置された内部歯と噛合し得る。

【0015】

本明細書において開示される例示的な円形波動ドライブの態様はまた、ウェーブ・ジェネレータ（偏心運動ジェネレータ）を含み得る。ウェーブ・ジェネレータは、偏心運動ジェネレータを含むことができ、偏心運動ジェネレータは、その回転中に１つ又は複数の要素（例えば、入力サイクロイドディスク及び主駆動ギヤ）の並進を生じさせるように構成された偏心部分を有する。偏心部分を含む偏心運動ジェネレータは、円形の断面を有し得る。偏心部分は、偏心運動ジェネレータが回転されるときに偏心運動ジェネレータと接触している要素に偏心運動を付与するように、偏心運動ジェネレータの残りの部分の中心軸からオフセットされ得る。ウェーブ・ジェネレータの非偏心部分は、ハウジング内の開口部を通って延在することができ、開口部は、ハウジングに取外し可能に又は一体に取り付けられる入力リングギヤを含み得る。

【0016】

例示的な円形波動ドライブの態様はまた、出力駆動要素を用い得る。出力駆動要素は、円形状のディスクを含み得る。出力駆動要素は、偏心運動ジェネレータと同軸であってよい。出力要素部分は、円形波動ドライブの偏心運動ジェネレータとは反対の側上に配向されてよく、或いは、出力要素部分は、円形波動ドライブの偏心運動ジェネレータと同じ側上に配向されてよい。偏心運動ジェネレータ及び出力駆動要素の出力要素部分は、どちらも軸受を通過し得る。

【0017】

動作時には、ウェーブ・ジェネレータの偏心運動ジェネレータは、電気駆動モータなどの回転付与アクチュエータに接続され得る。アクチュエータは、ウェーブ・ジェネレータに回転運動を付与することができ、ウェーブ・ジェネレータは、その偏心部分を入力サイクロイドディスク及び主駆動ギヤ内で回転させることができる。偏心部分の回転は、入力リングギヤの内側壁に沿った入力サイクロイドディスクの回転を生じさせ得る。偏心部分及び入力サイクロイドディスクの回転は、出力サイクロイドディスクの回転を生じさせることができ、出力サイクロイドディスクの回転は、主駆動ギヤの回転を生じさせることができ、主駆動ギヤの回転は、（減速比によって減少された）心運動ジェネレータの回転速度に対する減少した速度での出力駆動要素の回転を生じさせることができる。

【0018】

偏心運動ジェネレータの偏心部分の外部周囲表面及び入力サイクロイドディスクの内側壁の相手表面は軸受によって分離され得るので、偏心運動ジェネレータの偏心部分と入力サイクロイドディスクの内側壁の相手表面との間の摩擦係数は、極めて低いものであり得る。したがって、入力サイクロイドディスクは、偏心運動ジェネレータの偏心部分と一緒に回転し得ず、むしろ、偏心運動ジェネレータの偏心部分の周囲表面に沿って摺動し得る。それにより、偏心運動ジェネレータ及び関連するアクチュエータの回転速度未満の入力サイクロイドディスク回転速度がもたらされ得る。円形波動ドライブの入力側と出力側との間での全体的な速度減少は、ウェーブ・ジェネレータの直径、入力サイクロイドディスクのギヤ歯の数、入力リングギヤのギヤ歯の数、主駆動ギヤのギヤ歯の数、及び出力サイクロイドディスクのギヤ歯の数のうちの少なくとも１つに依存し得る。全体的な速度減少は、直前に言及された種々の要素の直径にさらに依存し得る。２つの表面が接触するときに、大直径が必ずしも小直径よりも多くの歯を有し得るとは限らない。直径と歯の数との様々な組合わせにより、速度減少の規模は、既存のデバイスの使用を通しては不可能であろう例えば８：１から１０，０００：１までの大範囲をカバーし得る。

【0019】

図１は、円形波動ドライブ１００の１つの例示的な態様を示す。円形波動ドライブ１００は、ハウジング１０１、及び出力駆動要素１０４を含み得る。円形波動ドライブ１００は、偏心運動ジェネレータ１０６を含み得る。

【0020】

円形波動ドライブ１００は、回転入力を受け取り、且つ、種々の要素間の相互作用を介して、本明細書においてさらに説明されるような減速比によって減少された回転出力を出力するように構成され得る。円形波動ドライブ１００は、例えば鋼鉄若しくは合金などの金属、ポリマー、又は有機材料を含む、様々な材料のいずれかで作られ得る。円形波動ドライブ１００は、意図された使用の所望の期間にわたって回転減少を行うのに十分な強度、硬度、又は耐久性を有する任意の材料で作られ得る。円形波動ドライブ１００の種々の要素のいずれも、例えば機械加工、３Ｄ印刷／積層造形、又は鍛造を含む、様々な方法のいずれかを通じて形成され得る。

【0021】

ハウジング１０１及び出力駆動要素１０４は、一方が他方に対して回転し得るように、互いに回転可能に接続され得る。ハウジング１０１及び出力駆動要素１０４は、主駆動ギヤ／ハウジング軸受（図２に要素２６８として示される）がそれらの間に配向された状態で、互いに回転可能に接続され得る。

【0022】

ハウジング１０１は、少なくとも１つのポート１８８を含み得る。ポート１８８は、栓によって選択的に封止されるハウジング１０１内の開口部であってよい。ポート１８８は、円形波動ドライブ１００の少なくとも幾つかの可動構成要素を潤滑するためにハウジング１０１の内部に潤滑剤を加えるのに使用され得る。ポート１８８は、ハウジング１０１内からの圧力の解放を可能にする通気のために使用されてもよい。

【0023】

円形波動ドライブ１００は、ハウジング１０１に接続された端板１０３を含み得る。端板１０３は、１つ又は複数の固定具１１０を介してハウジング１０１に接続され得る。円形波動ドライブ１００は、偏心運動ジェネレータ１０６を包囲するフランジ板１０５を含み得る。フランジ板１０５は、１つ又は複数の固定具１０９を介して端板１０３に接続され得る。

【0024】

シャフト・リップ・シール１８６が、偏心運動ジェネレータ１０６を包囲してよく、且つ、偏心運動ジェネレータ１０６とフランジ板１０５との間で配向され得る。シャフト・リップ・シール１８６は、以下でさらに説明されるように、ハウジング１０１内の潤滑剤を保持するように働くことができる。

【0025】

偏心運動ジェネレータ１０６は、中空の中央ボア（以下でさらに説明される）を持つ実質的に環状の断面を有するシャフトであってよい。偏心運動ジェネレータ１０６は、以下でより詳細に説明される偏心部分（図２に要素２０７Ａとして示される）を含み得る。偏心運動ジェネレータ１０６は、例えば偏心運動ジェネレータ１０６に回転を付与するように構成された回転アクチュエータ・シャフト（以下でさらに説明される）を含む回転誘導要素に動作可能に接続され得る。

【0026】

偏心運動ジェネレータ１０６は、出力駆動要素１０４に直接接続されない。つまり、偏心運動ジェネレータ１０６及び出力駆動要素１０４は、中間のギヤ・トレーン要素を通じてのみ互いに接続される。偏心運動ジェネレータ１０６及び出力駆動要素１０４は、以下でさらに説明されるように、減速比に従って互いに対して回転する。このようにして、入力回転速度が、円形波動ドライブ１００によって減少され、且つ、出力駆動要素１０４を通じて出力される。

【0027】

ハウジング１０１及び端板１０３のどちらかは、機械的構成要素の構造要素、地面、機械、などのような別の物体に対するハウジング１０１及び／若しくは端板１０３の取付け又は他の方法での拘束を可能にする様々な要素のいずれかを含み得る。ハウジング１０１は、円形波動ドライブ１００の入力端部に近いフランジ上に配向された１つ又は複数の取付け開口１９０を含み得る。開口１９０は、ハウジング１０１及び円形波動ドライブ１００を別の物体及び／又は動かない物体に固定するために使用され得る。開口１９０は、１つ又は複数の固定具を受け入れるように構成され得る。

【0028】

出力駆動要素１０４は、少なくとも１つの出力駆動要素取付け要素１０８を含み得る。出力駆動要素取付け要素１０８は、開口、貫通孔、ボス、ねじ付き止り穴、ねじ無し止り穴、タブ、などを含み得る。出力駆動要素取付け要素１０８は、機械的構成要素の構造要素、地面、機械、などのような別の物体に対する出力駆動要素１０４の取付け又は他の方法での拘束を可能にする様々な要素のいずれかを含み得る。出力駆動要素１０４は、１つ又は複数の取付け開口１９１を含み得る。開口１９１は、出力駆動要素１０４を別の物体及び／又は動かない物体に固定するために使用され得る。開口１９１は、１つ又は複数の固定具を受け入れるように構成され得る。

【0029】

図２は、円形波動ドライブ２００の１つの例示的な態様を示す。円形波動ドライブ２００は、ハウジング２０１と、偏心部分２０７Ａ及び非偏心部分２０７Ｂを有する偏心運動ジェネレータ２０６と、入力サイクロイドディスク２１８と、控え板２１９と、主駆動ギヤ２２０と、出力サイクロイドディスク２２４と、偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受２２６と、偏心運動ジェネレータ／出力駆動要素軸受２３０と、を含み得る。円形波動ドライブ２００は、入力リングギヤ２０２を含み得る。

【0030】

組み立てられた円形波動ドライブ２００は、少なくとも１つの固定具２０９を介して端板２０３に接続されたフランジ板２０５をさらに含み得る。端板２０３は、少なくとも１つの固定具２１０を介してハウジング２０１に接続され得る。少なくとも１つの固定具２１０は、ねじ付き固定具であってよい。

【0031】

入力リングギヤ２０２は、ハウジング２０１に取り付けられ得る。端板２０３は、入力リングギヤ２０２を端板２０３とハウジング２０１との間に挟みながら、入力リングギヤ２０２に取り付けられ得る。

【0032】

円形波動ドライブ２００は、少なくとも１つの固定具２８０を介して主駆動ギヤ２２０に直接接続される出力駆動要素２０４を含み得る。出力駆動要素２０４は、１つ又は複数の取付け開口２９１を含み得る。開口２９１は、出力駆動要素２０４を別の物体に固定するために使用され得る。開口２９１は、１つ又は複数の固定具を受け入れるように構成され得る。

【0033】

ハウジング２０１は、上述の要素の全てを受け入れるように構成された実質的に中空の内部を含み得る。偏心運動ジェネレータ２０６は、実質的にハウジング２０１を貫通し、且つ、上述の要素のそれぞれを貫通して延在し得る。

【0034】

ハウジング２０１は、円形波動ドライブ２００の入力端部に近いフランジ上に配向された１つ又は複数の取付け開口２９０を含み得る。開口２９０は、ハウジング２０１及び円形波動ドライブ２００を動かない物体に固定するために使用され得る。開口２９０は、１つ又は複数の固定具を受け入れるように構成され得る。

【0035】

ハウジング２０１は、少なくとも１つのポート２８８を含み得る。ポート２８８は、栓によって選択的に封止されるハウジング２０１内の開口部であってよい。ポート２８８は、円形波動ドライブ２００の少なくとも幾つかの可動構成要素を潤滑するために、ハウジング２０１の内部に潤滑剤を加えるのに使用され得る。ポート２８８は、ハウジング２０１内からの圧力の解放を可能にする通気のために使用されてもよい。

【0036】

偏心運動ジェネレータ２０６は、偏心運動ジェネレータ２０６の残りの部分である非偏心部分２０７Ｂから径方向外方に延在する偏心部分２０７Ａを含み得る。偏心部分２０７Ａは、偏心運動ジェネレータ２０６の非偏心部分２０７Ｂの中心線からオフセットされている中心線を有し得る。つまり、偏心部分２０７Ａの中心線は、偏心運動ジェネレータ２０６の非偏心部分２０７Ｂの中心線に平行であり、且つ、その中心線からオフセットされている。偏心運動ジェネレータ２０６の非偏心部分２０７Ｂの中心線は、偏心運動ジェネレータ２０６の回転軸と共線的である。

【0037】

偏心運動ジェネレータ２０６は、中空の中央ボア２１１を含み得る。中央ボア２１１は、偏心運動ジェネレータ２０６の長さの一部又は全部に延在する空洞であり得る。

【0038】

入力リングギヤ２０２は、入力リングギヤ歯２３２を含み得る。入力サイクロイドディスク２１８は、入力サイクロイドディスクギヤ歯２３４を含み得る。出力サイクロイドディスク２２４は、内部出力サイクロイドディスク歯２３８を含み得る。主駆動ギヤ２２０は、外部主駆動ギヤ歯２３６を含み得る。

【0039】

入力リングギヤ歯２３２、入力サイクロイドディスクギヤ歯２３４、外部主駆動ギヤ歯２３６、及び内部出力サイクロイドディスク歯２３８は、それぞれ、歯高さを有する。

【0040】

入力サイクロイドディスク２１８は、ディスク２１８が環の形状であるように、中空の中心部分を含み得る。入力サイクロイドディスク２１８は、その径方向外側縁部の周りに、外部入力サイクロイドディスクギヤ歯２３４であってよい摩擦要素を含み得る。

【0041】

出力サイクロイドディスク２２４は、ギヤ２２４が環の形状であるように、中空の中心部分を含み得る。出力サイクロイドディスク２２４は、その径方向内側縁部の周りに、内部出力サイクロイドディスク歯２３８であってよい摩擦要素を含み得る。

【0042】

入力サイクロイドディスク２１８及び出力サイクロイドディスク２２４は、同心構成で互いに直接接続されてよく、したがって、１：１の比で一緒に回転することができる。入力サイクロイドディスク２１８及び出力サイクロイドディスク２２４は、同心構成で控え板２１９を介して互いに直接されてよく、したがって、１：１の比で一緒に回転することができる。スクリュ、ボルト、ピン、又はリベットなどの固定具２８２及び２８３は、入力サイクロイドディスク２１８を出力サイクロイドディスク２２４に直接に又は控え板２１９を通じて接続することができる。

【0043】

円形波動ドライブ２００は、少なくとも１つの主駆動ギヤ／ハウジング軸受２６８を含み得る。円形波動ドライブ２００は、複数の主駆動ギヤ／ハウジング軸受２６８を含むことができ、例えば２つの主駆動ギヤ／ハウジング軸受２６８を含む。主駆動ギヤ／ハウジング軸受２６８は、主駆動ギヤ２２０とハウジング２０１との間に配向され得る。偏心運動ジェネレータ軸受２１６、偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受２２６、偏心運動ジェネレータ／出力駆動要素軸受２３０、及び主駆動ギヤ／ハウジング軸受２６８のうちの１つ又は複数は、転動体軸受であってよい。偏心運動ジェネレータ軸受２１６の内側軌道輪は、偏心運動ジェネレータ２０６に直接接続し且つ偏心運動ジェネレータ２０６を包囲してよく、一方で、偏心運動ジェネレータ軸受２１６の外側軌道輪は、端板２０３に直接接続し且つ端板２０３によって包囲されてよい。偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受２２６の内側軌道輪は、偏心運動ジェネレータ２０６の偏心部分２０７Ａに直接接続し且つ偏心部分２０７Ａを包囲してよく、一方で、偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受２２６の外側軌道輪は、入力サイクロイドディスク２１８に直接接続し且つ入力サイクロイドディスク２１８によって包囲されてよい。偏心運動ジェネレータ／出力駆動要素軸受２３０の内側軌道輪は、偏心運動ジェネレータ２０６に直接接続し且つ偏心運動ジェネレータ２０６を包囲してよく、一方で、偏心運動ジェネレータ／出力駆動要素軸受２３０の外側軌道輪は、主駆動ギヤ２２０に直接接続し且つ主駆動ギヤ２２０によって包囲されてよい。主駆動ギヤ／ハウジング軸受２６８の内側軌道輪は、主駆動ギヤ２２０に直接接続し且つ主駆動ギヤ２２０を包囲してよく、一方で、主駆動ギヤ／ハウジング軸受２６８の外側軌道輪は、ハウジング２０１に直接接続し且つハウジング２０１によって包囲されてよい。

【0044】

偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受２２６は、角度リング２８５によって係合され得る。角度リング２８５は、最小限の軸方向割付及び最小限の摩擦で偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受２２６の内側のローラを維持するために利用され得る。

【0045】

上述の軸受のそれぞれは、軸受の内側軌道輪に接続された要素と軸受の外側軌道輪に接続された要素との互いに対する回転を可能にすることが、理解される。

【0046】

主駆動ギヤ２２０は、主駆動ギヤ２２０が環の形状であるように、中空の中心部分を含み得る。主駆動ギヤ２２０は、その径方向外側縁部の周りに、外部主駆動ギヤ歯２３６であってよい摩擦要素を含み得る。主駆動ギヤ２２０は、出力駆動要素２０４の内部スプライン２７１と嵌合するように構成された外部スプライン２６９を含み得る。スプライン２６９及び２７１は、出力駆動要素２０４が主駆動ギヤ２２０に回転するのを防止するために、互いに係合し得る。別の言い方をすれば、出力駆動要素２０４は、出力駆動要素２０４及び主駆動ギヤ２２０が１：１の比で一緒に回転するように、主駆動ギヤ２２０に直接接続される。

【0047】

円形波動ドライブ２００に組み立てられたときに、入力リングギヤ歯２３２は、入力サイクロイドディスクギヤ歯２３４に係合し、この歯の係合、及び入力サイクロイドディスク２１８の偏心運動（偏心部分２０７Ａとの係合を介して付与される）を介して、入力リングギヤ２０２及び入力サイクロイドディスク２１８は、偏心運動ジェネレータ２０６の回転軸に平行な軸の周りで互いに対して回転する。

【0048】

円形波動ドライブ２００に組み立てられたときに、外部主駆動ギヤ歯２３６は、内部出力サイクロイドディスク歯２３８に係合し、この歯の係合、及び出力サイクロイドディスク２２４の偏心運動（偏心部分２０７Ａとの係合を介して付与される）を介して、出力サイクロイド・ドライブ２２０は、偏心運動ジェネレータ２０６の回転軸に平行な軸の周りで出力サイクロイドディスク２２４に対して回転する。

【0049】

上述の歯の係合を介して、偏心運動ジェネレータ２０６の回転が、偏心部分２０７Ａの回転を生じさせ、その回転が、入力サイクロイドディスク２１８を回転させ、したがって出力サイクロイドディスク２２４（これらは互いに接続されている）を回転させる。出力サイクロイドディスク２２４の回転は、主駆動ギヤ２２０を回転させ、主駆動ギヤ２２０及び出力駆動要素２０４は少なくとも１つの固定具２８０を介して互いに直接接続されているので、この主駆動ギヤ２２０の回転は、出力駆動要素２０４を回転させる。

【0050】

別の言い方をすれば、実際には、回転力が偏心運動ジェネレータ２０６に入力されてよく、この回転力が、偏心運動ジェネレータ２０６及び偏心部分２０７Ａの回転を生じさせ得る。偏心運動ジェネレータ２０６は、偏心運動ジェネレータ軸受２１６を介して端板２０３内で回転することを可能とされ得る。偏心運動ジェネレータ２０６の偏心部分２０７Ａは、偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受２２６を介して入力サイクロイドディスク２１８に係合することができ、その偏心回転は、入力サイクロイドディスク２１８を入力リングギヤ歯２３２に係合させ且つ入力リングギヤ歯２３２に沿って回転させ得る。入力サイクロイドディスク２１８の回転は、出力サイクロイドディスク２２４の同様の偏心回転を生じさせ得る。出力サイクロイドディスク２２４の偏心回転は、主駆動ギヤ２２０を出力サイクロイドディスク２２４に係合させ且つ出力サイクロイドディスク２２４に沿って回転させ得る。主駆動ギヤ２２０の回転は、出力駆動要素２０４の回転を生じさせることができ、また、主駆動ギヤ２２０及び出力駆動要素２０４は、主駆動ギヤ／ハウジング軸受２６８を介してハウジング２０１に対して回転するように構成され得る。出力駆動要素２０４の回転速度は、減速比に従って偏心運動ジェネレータ２０６の回転速度に対して減少され得る。

【0051】

円形波動ドライブ２００は、動作及び摩耗の減少を支援するためにオイルなどの潤滑剤が円形波動ドライブ２００の内部内に収容されることを可能にするための種々のシールを含み得る。円形波動ドライブ２００は、偏心運動ジェネレータ２０６の入力端部及び出力端部の一方又は両方にシャフト・リップ・シール２８６を含み得る。円形波動ドライブ２００は、出力駆動要素／ハウジング・リップ・シール２８７を含み得る。シール２８６及び２８７は、シールの内側及び外側に接触している要素が互いに対して回転するのを可能にする一方で、円形波動ドライブ２００内に潤滑剤を保持し且つ異物、塵、及びごみが円形波動ドライブ２００に入らないようにするために、上述の要素間の密閉（ｓｅａｌｉｎｇ ｃｌｏｓｕｒｅ）を維持するように、構成される。

【0052】

偏心運動ジェネレータ２０６の非偏心部分２０７Ｂは、入力リングギヤ２０２、主駆動ギヤ２２０、及び出力駆動要素２０４と同心であってよい。偏心部分２０７Ａは、入力サイクロイドディスク２１８、出力サイクロイドディスク２２４、及び控え板２１９と同心であってよい。

【0053】

円形波動ドライブ１００及び２００は、例えばロボット・アクチュエーション、機械的アクチュエーション、航空宇宙アクチュエーション、若しくは車両変速機を含む様々なアクチュエーション及び／又はギヤ減速用途のいずれかで使用され得ることが、意図されている。

【0054】

例えば円形波動ドライブ１００及び２００を含む、本明細書において説明される円形波動ドライブは、サイクロイドギヤの２つ以上の段を含み得る。１つの態様では、円形波動ドライブが、サイクロイドギヤの２つの段を含み得る。別の態様では、円形波動ドライブが、サイクロイドギヤの３つの段を含み得る。別の態様では、円形波動ドライブが、サイクロイドギヤの３つ以上の段を含み得る。１つの態様では、円形波動ドライブが、サイクロイドギヤの２つ以上の段を含む場合があり、ここで、サイクロイドギヤの２つ以上の段は、サブトラクティブである。円形波動ドライブは、サイクロイドギヤの２つの段を含む場合があり、２つの段は、サブトラクティブであり得る。１つの態様では、サイクロイドギヤの複数の段を含むことは、円形波動ドライブが高い減速比を有することを可能にし得る。１つの態様では、サイクロイドギヤの複数の段を含み、段がサブトラクティブであることは、円形波動ドライブが高い減速比を有することを可能にし得る。

【0055】

偏心運動ジェネレータ２０６回転速度の出力駆動要素２０４回転速度に対する減速比は、上記の式を通じて計算され得る。

【0056】

したがって、特定の減速比を所望する場合、入力リングギヤ２０２、入力サイクロイドディスク２１８、出力サイクロイドディスク２２４、及び主駆動ギヤ２２０のそれぞれのギヤ歯の数が所望の減速比をもたらすように、円形波動ドライブ２００を設計することができる。

【0057】

上述の歯のいずれも、例えば正弦歯形（ｓｎｕｓｏｉｄａｌ ｔｏｏｔｈ ｐｒｏｆｉｌｅ）を含む様々なギヤ歯形の任意のものを有し得る。

【0058】

１つの態様では、円形波動ドライブ２００は、逆転駆動可能ではなく、したがって、１つの回転方向にのみ動作され得る。別の態様では、円形波動ドライブ２００は、逆転駆動可能であり、したがって、２つ以上の回転方向に動作され得る。

【0059】

偏心運動ジェネレータ２０６及び出力駆動要素２０４は、円形波動ドライブ２００の対向する側上に配向され得る。或いは、偏心運動ジェネレータ２０６及び出力駆動要素２０４は、円形波動ドライブ２００の同じ側上に配向され得る。

【0060】

図３Ａ～３Ｄは、入力リングギヤ２０２の１つの例示的な態様を示す。入力リングギヤが、非柔軟部分２５０上に含まれた入力リングギヤ歯２３２と、柔軟壁２５２と、少なくとも１つの取付け開口２８４を含む入力リングギヤ取付けフランジ２５４と、を含み得る。

【0061】

柔軟壁２５２は、非柔軟部分２５０と入力リングギヤ取付けフランジ２５４との間に延在し、且つ、それらを接続する。柔軟壁２５２と非柔軟部分２５０との間には、逃がし溝２５３が配向され得る。逃がし溝２５３は、柔軟壁２５２と非柔軟部分２５０との間での弾性体変形を可能にし得る。

【0062】

例えばリングギヤ２０２及び入力サイクロイドディスク２１８内を含め、本明細書において開示される円形波動ドライブの製作において必要な公差を得ること及びその公差を維持することの難しさにより、入力リングギヤ歯２３２と入力サイクロイドディスクギヤ歯２３４との間に適切なバックラッシを得ること及びそのバックラッシを維持することは、非常に困難であり得る。この難しさを緩和するために、入力リングギヤ２０２は、柔軟な要素として設計され得る。

【0063】

柔軟な要素（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ ｅｌｅｍｅｎｔ）は、本明細書においてその用語が使用されるときに、弾性体変形を通じて１つの位置における入力力及び変位を別の位置における出力力及び変位に伝達する可撓性機構を意味する。

【0064】

したがって、柔軟壁２５２及び逃がし溝２５３は、非柔軟部分２５０及び入力リングギヤ歯２３２がユニットとして変位され、且つ、入力サイクロイドディスクギヤ歯２３４に係合するときに所望のバックラッシを得ることを可能にするために、入力リングギヤ２０２の弾性変形を可能にする。１つの態様では、柔軟壁２５２は、入力リングギヤ歯２３２を入力サイクロイドディスクギヤ歯２３４との所望の相対的係合に付勢する。

【0065】

非柔軟部分２５０は、入力リングギヤ歯２３２を含み、且つ、入力リングギヤ歯２３２の構造的完全性を維持するのに必要な剛性を有する。つまり、非柔軟部分２５０及び入力リングギヤ歯２３２は、柔軟壁２５２が可撓性であり且つ弾性的に変形するように意図されているという意味では、可撓性であること又は弾性的に変形することを意図されていない。

【0066】

入力リングギヤ２０２のコンプライアンス、及び柔軟壁２５２の弾性体変形は、例えば様々な材料強度、幾何学的形状、厚さ、並びに逃がし溝２５３の配向及びサイズを含む、複数の方法において達成され得る。

【0067】

つまり、柔軟壁２５２は、非柔軟部分２５０又は取付けフランジ２５４の一方若しくは両方とは別の材料であってよく、この場合、柔軟壁２５２の材料は、非柔軟部分２５０又は取付けフランジ２５４の材料と比較したときに、増大した可撓性を有する。

【0068】

或いは、柔軟壁２５２は、所望の弾性変形を達成するために、特定の寸法を有して設計され得る。柔軟壁２５２及び逃がし溝２５３の寸法は、入力リングギヤ歯２３２の並進／偏向をもたらす、柔軟壁２５２における曲げモーメントを可能にし得る。

【0069】

これらの相対的な寸法は、様々な材料したがって様々な材料特性を有する入力リングギヤ２０２間で異なり得ることが、理解される。

【0070】

図４Ａ～４Ｄは、主駆動ギヤ２２０の例示的な態様を示す。主駆動ギヤ２２０は、外部主駆動ギヤ歯２３６、柔軟壁２６０、逃がし溝２６１、少なくとも１つの取付け開口２６３、中央ボア２６４、及びハブ２６７を含み得る。ハブ２６７は、外部スプライン２６９を含み得る。

【0071】

図２の組み立てられた円形波動ドライブ２００に示されるように、ハブ２６７は、主駆動ギヤ／ハウジング軸受２６８によって包囲され得る。ハブ２６７は、主駆動ギヤ２２０を出力駆動要素２０４に接続するために少なくとも１つの固定具２８０を受け入れるように構成された少なくとも１つの取付け開口２６３を含み得る。偏心運動ジェネレータ２０６は、組み立てられた円形波動ドライブ２００において中央ボア２６４を通って延在し得る。外部スプライン２６９は、主駆動ギヤ２２０を出力駆動要素２０４にさらに接続するために、出力駆動要素２０４の内部スプライン２７１と嵌合し得る。

【0072】

柔軟壁２６０は、ハブ２６７から軸方向に且つ径方向外方に延在し得る。さらに、外部主駆動ギヤ歯２３６は、柔軟壁２６０に対して少なくともある程度片持ち梁風に突き出されて（つまり、軸方向にオフセットされて）よく、且つ、レリーブ溝２６１が片持ち梁風の配向を生じさせる状態で、柔軟壁２６０に接続され得る。

【0073】

例えば主駆動ギヤ２２０及び出力サイクロイドディスク２２４内を含め、本明細書において開示される円形波動ドライブの製作において必要な公差を得ること及びその公差を維持することの難しさにより、外部主駆動ギヤ歯２３６と内部出力サイクロイドディスク歯２３８との間に適切なバックラッシを得ること及びそのバックラッシを維持することは、非常に困難であり得る。この難しさを緩和するために、主駆動ギヤ２２０は、柔軟な要素として設計され得る。

【0074】

柔軟壁２６０は、柔軟壁２６０の材料特性、材料厚さ、及び幾何学的形状、並びに逃がし溝２６１のサイズ及び配向を介して、外部主駆動ギヤ歯２３６の弾性変形を可能にし得る。１つの態様において、柔軟壁２６０により、外部主駆動ギヤ歯２３６は、出力サイクロイドディスク歯２３８との所望の相対的係合に付勢される。

【0075】

柔軟壁２６０は、柔軟壁２６０における曲げモーメントを可能にするために、（軸方向における）減少した厚さを有してよく、これは、外部主駆動ギヤ歯２３６の並進／偏向を可能にする。

【0076】

上記の減少した材料厚さは、減少した厚さの領域内に減少した強度をもたらすことが、理解される。

【0077】

図５Ａ及び５Ｂは、偏心運動ジェネレータ５０６の１つの例示的な態様を示す。偏心運動ジェネレータ５０６は、中空の中央ボア５１１を有し得る。偏心運動ジェネレータ５０６は、偏心部分５０７Ａ及び非偏心部分５０７Ｂを含む。偏心部分５０７Ａは、中心線ＣＬＡを有し、一方で、非偏心部分５０７Ｂは、中心線ＣＬＢを有する。中心線ＣＬＡ及び中心線ＣＬＢは、互いに平行であり且つ互いにオフセットされ得る。

【0078】

１つの態様では、偏心運動ジェネレータ５０６は、非偏心部分５０７Ｂの中心線ＣＬＢの周りで回転することができるように拘束され得る。この態様では、偏心部分５０７Ａは、非偏心部分５０７Ｂとともに回転するが、偏心部分５０７Ａの回転は、偏心性である。このようにして、偏心運動ジェネレータ５０６は、回転入力を偏心運動に変換し得る。

【0079】

図６は、円形波動ドライブの減速比を決定するための例示的な方法６００を示す流れ図でる。方法６００は、円形波動ドライブのための望ましい減速比を選択すること（ステップ６１０）を含む。方法６００は、内部ギヤ歯（ａ）を有する入力リングギヤと、外部ギヤ歯（ｂ）を有する入力サイクロイドディスクであって、入力サイクロイドディスクギヤ歯が少なくとも部分的に入力リングギヤ歯に係合する、入力サイクロイドディスクと、外部ギヤ歯（ｄ）を有する主駆動ギヤであって、入力サイクロイドディスクに固定される、主駆動ギヤと、内部ギヤ歯（ｃ）を有する出力サイクロイドディスクであって、出力サイクロイドディスク歯が少なくとも部分的に主駆動ギヤ歯に係合する、出力サイクロイドディスクと、を含む円形波動ドライブを提供すること（ステップ６２０）をさらに含む。方法６００は、等式を使用して減速比を計算すること（ステップ５３０）をさらに含み、減速比＝

【数1】

であり、式中、
ａ＝入力リングギヤ１０２；２０２のギヤ歯の数であり、
ｂ＝入力サイクロイドディスク１１８；２１８のギヤ歯の数であり、
ｃ＝出力サイクロイドディスク１２４；２２４のギヤ歯の数であり、
ｄ＝主駆動ギヤ１２０；２２０のギヤ歯の数である。

【0080】

図７Ａ及び７Ｂは、入力サイクロイドディスク２１８の１つの例示的な態様を示す。入力サイクロイドディスク２１８は、外部入力サイクロイドディスクギヤ歯２３４、及び、少なくとも１つの取付け開口２９２を含み得る。

【0081】

図８Ａ及び８Ｂは、出力サイクロイドディスク２２４の１つの例示的な態様を示す。出力サイクロイドディスク２２４は、内部出力サイクロイドディスク歯２３８、及び、少なくとも１つの取付け開口２９３を含み得る。

【0082】

図９Ａ及び９Ｂは、出力駆動要素２０４の１つの例示的な態様を示す。出力駆動要素２０４は、内部スプライン２７１、少なくとも１つの取付け開口２９１、及び、少なくとも１つの取付け開口２９４を含み得る。取付け開口２９４は、固定具２８０を受け入れるように構成されてよく、固定具２８０は、スプライン２６９及び２７１に加えて、出力駆動要素２０４を主駆動ギヤ２２０に接続する。

【0083】

図１０Ａ及び１０Ｂは、角度リング２８５の１つの例示的な態様を示す。図１５Ｂに示されるように、角度リング２８５は、偏心運動ジェネレータ２０６の偏心部分２０７Ａ上の所定の位置において偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受２２６に係合し得る。偏心運動ジェネレータ２０６は、非偏心部分２０７Ｂ、及び、中空の中央ボア２１１を含み得る。

【0084】

図１１は、シャフト・リップ・シール２８６の１つの例示的な態様を示す。シール２８６は、シール２８６を強化し且つ補剛するように作用する内部フレーム部材２９６を含み得る。フレーム部材２９６は、例えばゴム材料を含むポリマー被覆２９７内にオーバ・モールドされてよい。

【0085】

シール２８６は、密閉リップ２７０の径方向外方に配向された付勢要素２９８を含み得る。付勢要素２９８は、密閉リップ２７０を径方向内方に付勢して偏心運動ジェネレータ２０６と接触させるように構成され得る。偏心運動ジェネレータ２０６の（例えば、非偏心部分２０７Ｂを含む）径方向外面との密閉リップ２７０の係合は、潤滑剤を封じ込め、且つ、円形波動ドライブ２００の動作に有害であろうごみ又は異物の侵入を防ぐ（ｓｅａｌ ｏｕｔ）ように作用する。

【0086】

図１２Ａ及び１２Ｂは、偏心運動ジェネレータ２０６の１つの例示的な態様を示す。偏心運動ジェネレータ２０６は、中空の中央ボア２１１、偏心部分２０７Ａ、及び、非偏心部分２０７Ｂを含み得る。偏心運動ジェネレータ２０６は、（半月キーなどの）キー１２９５を受け入れ且つ係合するように構成された、中空の中央ボア２１１から延在するキー溝２９９を含み得る。

【0087】

入力回転アクチュエータ・シャフト１２１３が、中央ボア２１１内に嵌入するようなサイズ及び形状となされ得る。シャフト１２１３は、キー溝２９９内にキー１２９５を受け入れるためのスロット１２１５を含み得る。このようにして、シャフト１２１３は、シャフト１２１３の回転が偏心運動ジェネレータ２０６の回転を生じさせるように、偏心運動ジェネレータ２０６に接続され且つ嵌合され得る。

【0088】

図１３Ａ～１３Ｃは、入力サイクロイドディスク１３１８及び出力サイクロイドディスク１３２４の組立体１３００の１つの例示的な態様を示す。

【0089】

組立体１３００は、入力サイクロイドディスク１３１８を含み得る。入力サイクロイドディスク１３１８は、その径方向外側縁部の周りに、外部入力サイクロイドディスクギヤ歯１３３４であってよい摩擦要素を含み得る。入力サイクロイドディスク１３１８は、少なくとも１つの取付け開口１３９２を含み得る。入力サイクロイドディスク１３１８は、ディスク１３１８が環の形状であるように、中空の中心部分を含み得る。

【0090】

組立体１３００は、出力サイクロイドディスク１３２４を含み得る。出力サイクロイドディスク１３２４は、その径方向内側縁部の周りに、内部出力サイクロイドディスク歯１３３８であってよい摩擦要素を含み得る。出力サイクロイドディスク１３２４は、少なくとも１つの取付け開口１３９３を含み得る。出力サイクロイドディスク１３２４は、ギヤ１３２４が環の形状であるように、中空の中心部分を含み得る。

【0091】

組立体１３００は、控え板１３１９を含み得る。入力サイクロイドディスク１３１８及び出力サイクロイドディスク１３２４は、同心構成で控え板１３１９を介して互いに接続されてよく、したがって、１：１の比で一緒に回転することができる。控え板１３１９は、少なくとも１つの取付け開口１３９３内に延在して控え板１３１９を出力サイクロイドディスク１３２４に接続する固定具を受け入れるように構成された、少なくとも１つの固定具開口１３８３Ａを含み得る。控え板１３１９は、少なくとも１つの取付け開口１３９２内に延在して控え板１３１９を入力サイクロイドディスク１３１８に接続する固定具を受け入れるように構成された、少なくとも１つの固定具開口１３８２Ａを含み得る。固定具は、例えば、控え板１３１９を通って入力サイクロイドディスク１３１８を出力サイクロイドディスク１３２４に接続するように構成されたスクリュ、ボルト、ピン、又はリベットを含み得る。

【0092】

入力サイクロイドディスク１３１８の中空の中心部分、出力サイクロイドディスク１３２４、及び控え板１３１９は、中空の中央ボア１３６９を形成する。中央ボア１３６９は、円形波動ドライブの他の要素（図示せず）がそこを通過すること又はその中に配向されることを可能にし得る。例えば、中央ボア１３６９は、偏心運動ジェネレータ、及び／又は偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受を収容し得る。

【0093】

円形波動ドライブ（図示せず）に組み立てられたときに、入力リングギヤの歯が、入力サイクロイドディスクギヤ歯１３３４に係合し、この歯の係合、及び入力サイクロイドディスク１３１８の偏心運動（偏心運動ジェネレータとの係合を介して付与される）を介して、入力リングギヤ及び入力サイクロイドディスク１３１８が、偏心運動ジェネレータの回転軸に平行な軸の周りで互いに対して回転する。

【0094】

円形波動ドライブ（図示せず）に組み立てられたときに、主駆動ギヤ歯の外部主駆動ギヤ歯が、内部出力サイクロイドディスク歯１３３８に係合し、この歯の係合、及び出力サイクロイドディスク１３２４の偏心運動（偏心運動ジェネレータとの係合を介して付与される）を介して、出力サイクロイド・ドライブが、偏心運動ジェネレータの回転軸に平行な軸の周りで出力サイクロイドディスク１３２４に対して回転する。

【0095】

上述の歯の係合を介して、偏心運動ジェネレータの回転が、入力サイクロイドディスク１３１８を回転させ、したがって出力サイクロイドディスク１３２４（これらは互いに接続されている）を回転させる。出力サイクロイドディスク１３２４の回転は、主駆動ギヤを回転させ、主駆動ギヤ及び出力駆動要素は少なくとも１つの固定具を介して互いに直接接続されているので、この主駆動ギヤの回転は、出力駆動要素を回転させる。

【0096】

図１４Ａ～１４Ｆは、組み合わせられた入力サイクロイドディスク及び出力サイクロイドディスク１４００を示す。ディスク１４００は、入力サイクロイドディスク１３１８と出力サイクロイドディスク１３２４の一体的な組合わせであり得る。つまり、控え板１３１９を介して接続された独立的な別々の入力サイクロイドディスク１３１８及び出力サイクロイドディスク１３２４の代わりに、ディスク１４００は、単体の材料から形成された単一のモノリシックなユニットであり得る。ディスク１４００は、例えば鋼鉄若しくは合金などの金属、ポリマー、又は有機材料を含む、様々な材料のいずれかで作られ得る。ディスク１４００は、意図された使用の所望の期間にわたって回転減少を行うのに十分な強度、硬度、又は耐久性を有する任意の材料で作られ得る。ディスク１４００の種々の要素のいずれも、例えば機械加工、３Ｄ印刷／積層造形、又は鍛造を含む、様々な方法のいずれかを通じて形成され得る。

【0097】

ディスク１４００は、外部入力サイクロイドディスクギヤ歯１４３４、及び、内部出力サイクロイドディスク歯１４３８を含み得る。入力サイクロイドディスクギヤ歯１４３４は、上記の入力サイクロイドディスクギヤ歯１３３４に実質的に類似し得る。出力サイクロイドディスク歯１４３８は、上記の出力サイクロイドディスク歯１３３８に実質的に類似し得る。

【0098】

ディスク１４００は、ディスク１４００が環の形状であるように、中空の中心部分１４７４を含み得る。ディスク１４００は、外径ＯＤ１を形成する径方向外側表面１４７２、内径を形成する径方向内側壁１４７８、及び、内側フランジ１４７６を含み得る。

【0099】

フランジ１４７６は、出力サイクロイドディスク歯１４３８と軸方向に重なり合い得る。フランジ１４７６は、ディスク１４００が円形波動ドライブ（図示せず）に組み立てられたときに中心部分１４７４内に配向された要素と係合するためのディスク１４００のより大きな（例えば、軸方向長さにおいてより大きい）内部表面を提供し得る。例えば、偏心運動ジェネレータ、及び／又は偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受が、中心部分１４７４内に配向されてよく、ディスク１４００の軸方向により長い内部表面は、ディスク１４００と中心部分１４７４内の上述の要素間のより安定した、均衡のとれた、及び／又は圧力の減少した係合を可能にし得る。フランジ１４７６の径方向内側表面（内部表面）が、溝１４８２を含み得る。

【0100】

溝１４８２は、中心部分１４７４内に（偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受（図示せず）などの）要素を保持するための保持デバイスに係合するために使用され得る。例えば、溝１４８２は、保持リングを受け入れ且つ係合し得る。ディスク１４００の内部表面は、そこから径方向内方に延在する径方向内側壁１４７８をさらに含み得る。径方向内側壁１４７８は、中心部分１４７４内に（偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受（図示せず）などの）要素を保持するために、同様に使用され得る。

【0101】

ディスク１４００は、外部入力サイクロイドディスクギヤ歯１４３４の軸方向内方に隙間１４７０を含み得る。隙間１４７０は、入力サイクロイドギヤ歯１４３４の径方向外方高さからディスク１４００の径方向内方に延在してよく、且つ、入力サイクロイドギヤ歯１４３４の軸方向最内方部分から軸方向内方に延在してよい。隙間１４７０は、ディスク１４００の機械加工中に入力サイクロイドギヤ歯１４３４の切削を可能にするために使用され得る。隙間１４７０は、隙間１４７０の領域における応力を減少させるために、アール隅部（ｒａｄｉｕｓｅｄ ｃｏｒｎｅｒ）を含み得る。

【0102】

ディスク１４００は、出力サイクロイド歯１４３８の軸方向内方に隙間１４８０を含み得る。隙間１４８０は、出力サイクロイド歯１４３８の径方向内方高さからディスク１４００内へ径方向外方に延在してよく、且つ、出力サイクロイド歯１４３８の軸方向最内方部分から軸方向内方に延在してよい。隙間１４８０は、ディスク１４００の機械加工中に出力サイクロイド歯１４３８の切削を可能にするために使用され得る。隙間１４８０は、隙間１４８０の領域における応力を減少させるために、アール隅部を含み得る。

【0103】

円形波動ドライブ（図示せず）に組み立てられたときに、入力リングギヤの歯が、入力サイクロイドギヤ歯１４３４に係合し、この歯の係合、及びディスク１４００の偏心運動（偏心運動ジェネレータとの係合を介して付与される）を介して、入力リングギヤ及びディスク１４００が、偏心運動ジェネレータの回転軸に平行な軸の周りで互いに対して回転する。

【0104】

円形波動ドライブ（図示せず）に組み立てられたときに、主駆動ギヤの外部主駆動ギヤ歯が、内部出力サイクロイド歯１４３８に係合し、この歯の係合、及びディスク１４００の偏心運動（偏心運動ジェネレータとの係合を介して付与される）を介して、主駆動ギヤが、偏心運動ジェネレータの回転軸に平行な軸の周りでディスク１４００に対して回転する。

【0105】

上述の歯の係合を介して、偏心運動ジェネレータの回転が、ディスク１４００を回転させる。ディスク１４００の回転は、主駆動ギヤを回転させ、また、主駆動ギヤ及び出力駆動要素は少なくとも１つの固定具を介して直接接続されているので、この主駆動ギヤの回転は、出力駆動要素を回転させる。

【0106】

図１５は、組立体１３００と組合わせ入出力サイクロイドディスク１４００との比較を示す。

【0107】

示されるように、ディスク１４００は、外径ＯＤ１を含み、一方で、組立体１３００は、外径ＯＤ２を含む。ディスク１４００の１つの利点として、外径ＯＤ１は、外径ＯＤ２未満であり得る。開口１３９３はディスク１４００に不必要であるので、このＯＤ２と比較した外径ＯＤ１の減少は、ディスク１４００からの取付け開口１３９３の排除の結果によるものであり得る。

【0108】

さらに、組立体１３００に関して、控え板１３１９は、薄い隔壁であり得る。控え板１３１９は、重量を減少させ、トルクを不均衡にし、且つ、控え板１３１９入力サイクロイドディスク１３１８、及び出力サイクロイドディスク１３２４を接続する固定具を据え付けるための空間を作り出すために、薄く且つ（径方向に）幅広であり得る。

【0109】

しかし、控え板１３１９の（入力端部上の）入力サイクロイドディスク１３１８との表面摩擦及び（出力端部上の）出力サイクロイドディスク１３２４との表面摩擦は、高トルク荷重を伝達するのに十分に大きくない場合がある（高い割合の荷重が、小さな固定具によって伝達される）。この高トルク荷重は、少なくとも１つの固定具開口１３８２Ａ及び少なくとも１つの固定具開口１３８３Ａにおける局部応力の高度の集中のために、それらの固定具開口の変形をもたらし得る。

【0110】

さらに、円形波動ドライブ（図示せず）に組み立てられたときに、組立体１３００は、偏心性の動き、繰り返し荷重、及び振動にさらされ、それらの全てが、控え板１３１９を入力サイクロイドディスク１３１８及び出力サイクロイドディスク１３２４に接続している固定具を緩めることにつながり得る。これらの固定具を緩めることは、入力サイクロイドディスク１３１８と出力サイクロイドディスク１３２４との間の相対運動、及び／又は、緩み若しくは全体的な移動により固定具がギヤの動作に干渉することに起因する、円形波動ドライブにおける運動の損失をもたらし得る。

【0111】

ディスク１４００に関して、ディスク１４００は、モノリシックであってよく、したがって、組立てを必要としない。固定具はディスク１４００から排除され、したがって、固定具の緩みは、ディスク１４００を使用する円形波動ドライブにおける運動の損失のリスクを生じさせない。

【0112】

控え板を排除することにより、ディスク１４００は、組立体１３００よりも頑強に作られ、結果としてディスク１４００のより長い予想寿命をもたらし得る。

【0113】

ディスク１４００の減少した外径ＯＤ１は、組立体１３００と比較したときに、ディスク１４００におけるより小さな慣性モーメントをもたらし得る。

【0114】

図１６は、組合わせ入出力サイクロイドディスク１４００を含む円形波動ドライブ１６００を示す。円形波動ドライブ１６００は、偏心運動ジェネレータ１４０６の中心軸ＣＡにおいて終端する部分断面図で示されている。示されていない円形波動ドライブ１６００の半分は、示されている円形波動ドライブ１６００の半分に実質的に類似することが、理解される。円形波動ドライブ１６００は、ハウジング１４０１、ハウジング１４０１に取り付けられた入力リングギヤ１４０２（入力リングギヤ１４０２は、その内部周辺部の周りに入力リングギヤ歯１４３２を含み得る）、偏心部分１４０７Ａ及び非偏心部分１４０７Ｂを有する偏心運動ジェネレータ１４０６、組合わせ入出力サイクロイドディスク１４００、主駆動ギヤ１４２０、偏心運動ジェネレータ軸受１４１６、偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受１４２６、並びに偏心運動ジェネレータ／出力駆動要素軸受１４３０を含み得る。円形波動ドライブ１６００は、端板１４０３、及び端板１４０３に接続されたフランジ板１４０５を含み得る。

【0115】

円形波動ドライブ１６００は、主駆動ギヤ１４２０に直接接続された出力駆動要素１４０４を含み得る。主駆動ギヤ１４２０の回転は、出力駆動要素１４０４の回転を生じさせることができ、また、主駆動ギヤ１４２０及び出力駆動要素１４０４は、主駆動ギヤ／ハウジング軸受１４６８を介してハウジング１４０１に対して回転するように構成され得る。主駆動ギヤ１４２０は、その外部周辺部の周りに外部主駆動ギヤ歯１４３６を含み得る。

【0116】

組合わせ入出力サイクロイドディスク１４００は、外部入力サイクロイドディスクギヤ歯１４３４、及び内部出力サイクロイド歯１４３８を含み得る。ディスク１４００は、ディスク１４００が環の形状であるように、中空の中心部分１４７４を含み得る。偏心運動ジェネレータ１４０６は、中空の中心部分１４７４を通って延在し得る。

【0117】

円形波動ドライブ１６００に組み立てられたときに、入力リングギヤ歯１４３２は、入力サイクロイドギヤ歯１４３４に係合し、この歯の係合、及びディスク１４００の偏心運動（偏心運動ジェネレータ１４０６の偏心部分１４０７Ａとの係合を介して付与される）を介して、入力リングギヤ１４０２及びディスク１４００は、偏心運動ジェネレータ１４０６の回転軸（具体的には、非偏心部分１４０７Ｂの回転軸）に平行な軸の周りで互いに対して回転する。

【0118】

円形波動ドライブ１６００に組み立てられたときに、主駆動ギヤ１４２０の外部主駆動ギヤ歯１４３６は、内部出力サイクロイド歯１４３８に係合し、この歯の係合、及びディスク１４００の偏心運動（偏心運動ジェネレータ１４０６の偏心部分１４０７Ａとの係合を介して付与される）を介して、主駆動ギヤ１４２０は、偏心運動ジェネレータ１４０６の回転軸（具体的には、非偏心部分１４０７Ｂの回転軸）に平行な軸の周りでディスク１４００に対して回転する。

【0119】

上述の歯の係合を介して、偏心運動ジェネレータ１４０６の回転が、ディスク１４００を回転させる。ディスク１４００の回転は、主駆動ギヤ１４２０を回転させ、また、主駆動ギヤ１４２０及び出力駆動要素１４０４は少なくとも１つの固定具を介して互いに直接接続されているので、この主駆動ギヤ１４２０の回転は、出力駆動要素１４０４を回転させる。

【0120】

別の言い方をすれば、実際には、回転力が偏心運動ジェネレータ１４０６に入力されてよく、この回転力が、偏心運動ジェネレータ１４０６及び偏心部分１４０７Ａの回転を生じさせ得る。偏心運動ジェネレータ１４０６は、偏心運動ジェネレータ軸受１４１６を介して端板１４０３内で回転することを可能とされ得る。偏心運動ジェネレータ１４０６の偏心部分１４０７Ａは、偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受１４２６を介してディスク１４００に係合することができ、その偏心回転は、ディスク１４００を入力リングギヤ歯１４３２に係合させ且つ入力リングギヤ歯１４３２に沿って回転させ得る。偏心回転ディスク１４００は、主駆動ギヤ１４２０をディスク１４００に係合させ且つディスク１４００に沿って回転させ得る。主駆動ギヤ１４２０の回転は、出力駆動要素１４０４の回転を生じさせることができ、また、主駆動ギヤ１４２０及び出力駆動要素１４０４は、主駆動ギヤ／ハウジング軸受１４６８を介してハウジング１４０１に対して回転するように構成され得る。出力駆動要素１４０４の回転速度は、減速比に従って偏心運動ジェネレータ１４０６の回転速度に対して減少され得る。

【0121】

円形波動ドライブ１６００は、動作及び摩耗の減少を支援するためにオイルなどの潤滑剤が円形波動ドライブ１６００の内部内に収容されることを可能にするための種々のシールを含み得る。

【0122】

偏心運動ジェネレータ１４０６の非偏心部分１４０７Ｂは、入力リングギヤ１４０２、主駆動ギヤ１４２０、及び出力駆動要素１４０４と同心であってよい。偏心部分１４０７Ａは、ディスク１４００と同心であってよい。

【0123】

図１７は、組合わせ入出力サイクロイドディスク１４００を含む円形波動ドライブ１７００を示す。円形波動ドライブ１７００は、ハウジング１４０１、ハウジング１４０１に取り付けられた入力リングギヤ１４０２（入力リングギヤ１４０２は、その内部周辺部の周りに入力リングギヤ歯１４３２を含み得る）、偏心部分１４０７Ａ及び非偏心部分１４０７Ｂを有する偏心運動ジェネレータ１４０６、組合わせ入出力サイクロイドディスク１４００、主駆動ギヤ１４２０、偏心運動ジェネレータ軸受１４１６、偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受１４２６、並びに偏心運動ジェネレータ／出力駆動要素軸受１４３０を含み得る。円形波動ドライブ１７００は、端板１４０３、及び端板１４０３に接続されたフランジ板１４０５を含み得る。

【0124】

円形波動ドライブ１７００は、主駆動ギヤ１４２０に直接接続された出力駆動要素１４０４を含み得る。主駆動ギヤ１４２０の回転は、出力駆動要素１４０４の回転を生じさせることができ、また、主駆動ギヤ１４２０及び出力駆動要素１４０４は、主駆動ギヤ／ハウジング軸受１４６８を介してハウジング１４０１に対して回転するように構成され得る。主駆動ギヤ１４２０は、その外部周辺部の周りに外部主駆動ギヤ歯１４３６を含み得る。

【0125】

組合わせ入出力サイクロイドディスク１４００は、外部入力サイクロイドディスクギヤ歯１４３４、及び、内部出力サイクロイド歯１４３８を含み得る。ディスク１４００は、ディスク１４００が環の形状であるように、中空の中心部分を含み得る。偏心運動ジェネレータ１４０６は、中空の中心部分を通って延在し得る。

【0126】

円形波動ドライブ１７００に組み立てられたときに、入力リングギヤ歯１４３２は、入力サイクロイドギヤ歯１４３４に係合し、この歯の係合、及びディスク１４００の偏心運動（偏心運動ジェネレータ１４０６の偏心部分１４０７Ａとの係合を介して付与される）を介して、入力リングギヤ１４０２及びディスク１４００は、偏心運動ジェネレータ１４０６の回転軸（具体的には、非偏心部分１４０７Ｂの回転軸）に平行な軸の周りで互いに対して回転する。

【0127】

円形波動ドライブ１７００に組み立てられたときに、主駆動ギヤ１４２０の外部主駆動ギヤ歯１４３６は、内部出力サイクロイド歯１４３８に係合し、この歯の係合、及びディスク１４００の偏心運動（偏心運動ジェネレータ１４０６の偏心部分１４０７Ａとの係合を介して付与される）を介して、主駆動ギヤ１４２０は、偏心運動ジェネレータ１４０６の回転軸（具体的には、非偏心部分１４０７Ｂの回転軸）に平行な軸の周りでディスク１４００に対して回転する。

【0128】

上述の歯の係合を介して、偏心運動ジェネレータ１４０６の回転が、ディスク１４００を回転させる。ディスク１４００の回転は、主駆動ギヤ１４２０を回転させ、また、ディスク１４００及び主駆動ギヤ１４２０は少なくとも１つの固定具を介して互いに直接接続されているので、この主駆動ギヤ１４２０の回転は、出力駆動要素１４０４を回転させる。

【0129】

別の言い方をすれば、実際には、回転力が偏心運動ジェネレータ１４０６に入力されてよく、この回転力が、偏心運動ジェネレータ１４０６及び偏心部分１４０７Ａの回転を生じさせ得る。偏心運動ジェネレータ１４０６は、偏心運動ジェネレータ軸受１４１６を介して端板１４０３内で回転することを可能とされ得る。偏心運動ジェネレータ１４０６の偏心部分１４０７Ａは、偏心運動ジェネレータ／入力サイクロイドディスク軸受１４２６を介してディスク１４００に係合することができ、その偏心回転は、ディスク１４００を入力リングギヤ歯１４３２に係合させ且つ入力リングギヤ歯１４３２に沿って回転させ得る。偏心回転ディスク１４００は、主駆動ギヤ１４２０をディスク１４００に係合させ且つディスク１４００に沿って回転させ得る。主駆動ギヤ１４２０の回転は、出力駆動要素１４０４の回転を生じさせることができ、また、主駆動ギヤ１４２０及び出力駆動要素１４０４は、主駆動ギヤ／ハウジング軸受１４６８を介してハウジング１４０１に対して回転するように構成され得る。出力駆動要素１４０４の回転速度は、減速比に従って偏心運動ジェネレータ１４０６の回転速度に対して減少され得る。

【0130】

円形波動ドライブ１７００は、動作及び摩耗の減少を支援するためにオイルなどの潤滑剤が円形波動ドライブ１７００の内部内に収容されることを可能にするための種々のシールを含み得る。

【0131】

偏心運動ジェネレータ１４０６の非偏心部分１４０７Ｂは、入力リングギヤ１４０２、主駆動ギヤ１４２０、及び出力駆動要素１４０４と同心であってよい。偏心部分１４０７Ａは、ディスク１４００と同心であってよい。

【0132】

円形波動ドライブ１６００及び１７００は、例えばロボット・アクチュエーション、機械的アクチュエーション、航空宇宙アクチュエーション、若しくは車両変速機を含む様々なアクチュエーション及び／又はギヤ減速用途のいずれかで使用され得ることが、意図されている。

【0133】

例えば円形波動ドライブ１６００及び１７００を含む、本明細書において説明される円形波動ドライブは、サイクロイドギヤの２つ以上の段を含み得る。１つの態様では、円形波動ドライブが、サイクロイドギヤの２つの段を含み得る。別の態様では、円形波動ドライブが、サイクロイドギヤの３つの段を含み得る。別の態様では、円形波動ドライブが、サイクロイドギヤの３つ以上の段を含み得る。１つの態様では、円形波動ドライブが、サイクロイドギヤの２つ以上の段を含む場合があり、ここで、サイクロイドギヤの２つ以上の段は、サブトラクティブである。円形波動ドライブは、サイクロイドギヤの２つの段を含む場合があり、２つの段は、サブトラクティブであり得る。１つの態様では、サイクロイドギヤの複数の段を含むことは、円形波動ドライブが高い減速比を有することを可能にし得る。１つの態様では、サイクロイドギヤの複数の段を含み、段がサブトラクティブであることは、円形波動ドライブが高い減速比を有することを可能にし得る。

【0134】

出力駆動要素１４０４回転速度に対する偏心運動ジェネレータ１４０６回転速度の減速比は、以下の式：

【数2】

を通じて計算されてよく、式中、
ａ＝入力リングギヤ１４０２のギヤ歯１４３２の数であり、
ｂ＝ディスク１４００のギヤ歯１４３４のギヤ歯の数であり、
ｃ＝ディスク１４００のギヤ歯１４３８の数であり、
ｄ＝主駆動ギヤ１４２０のギヤ歯１４３６の数である。

【0135】

したがって、特定の減速比を所望する場合、入力リングギヤ１４０２、ディスク１４００、及び主駆動ギヤ１４２０のそれぞれのギヤ歯の数が所望の減速比をもたらすように、円形波動ドライブ１６００／１７００を設計することができる。

【0136】

上述の歯のいずれも、例えば正弦波形を含む様々なギヤ歯形の任意のものを有し得る。

【0137】

１つの態様では、円形波動ドライブ１６００及び１７００は、逆転駆動可能ではなく、したがって、１つの回転方向にのみ動作され得る。別の態様では、円形波動ドライブ１６００／１７００は、逆転駆動可能であり、したがって、２つ以上の回転方向に動作され得る。

【0138】

本明細書又は特許請求の範囲内で用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」又は「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」が使用される限りにおいて、用語「有している（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が請求項において転換語として用いられるときに解釈されるのと同様の態様で、包括的であることが意図されている。さらに、用語「又は（ｏｒ）」が用いられる（例えば、Ａ又はＢ）限りにおいて、「Ａ若しくはＢ又はその両方」を意味することが意図されている。本出願人が「Ａ又はＢのみであって両方ではない」ことを示すつもりである場合、用語「Ａ又はＢのみであって両方ではない」が用いられる。したがって、本明細書における用語「又は」の使用は、包括的なものであり、排他的使用ではない。Ｂｒｙａｎ Ａ．Ｇａｒｎｅｒ，Ａ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｌｅｇａｌ Ｕｓａｇｅ ６２４（２ｄ．Ｅｄ．１９９５）を参照されたい。また、本明細書又は特許請求の範囲内で用語「～内で（ｉｎ）」又は「～内に（ｉｎｔｏ）」が使用される限りにおいて、「～上で（ｏｎ）」又は「～上に（ｏｎｔｏ）」をさらに意味することが意図されている。本明細書及び特許請求の範囲内で用語「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」が使用される限りにおいて、製造における有用な又は慎重な精度を考慮に入れることが意図されている。本明細書又は特許請求の範囲内で用語「選択的に（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ）」が使用される限りにおいて、本装置の使用者が本装置の使用に必要な又は望ましい通りに構成要素の特徴又は機能を有効又は無効することができる構成要素の状態を意味することが意図されている。本明細書又は特許請求の範囲内で用語「動作可能に接続される（ｏｖｅｒａｔｉｖｅｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」が使用される限りにおいて、特定された諸構成要素が指定された機能を行うように接続されることを意味することが意図されている。本明細書及び特許請求の範囲において、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、複数形を含む。最後に、或る数に関連して用語「約（ａｂｏｕｔ）」が使用される場合、その数の±１０％を含むことが意図されている。言い換えれば、「約１０」は、９から１１を意味し得る。

【0139】

上記のように、本出願はその態様に関する説明によって示されたが、また、態様はかなり詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲に記載の範囲をそのような詳細に制限すること又は多少なりとも限定することは、本出願人の意図することではない。さらなる利点及び修正が、本出願の便益を有する当業者には容易に明らかになるであろう。したがって、本出願は、そのより広範な態様において、特定の詳細、図示された説明に役立つ実例、又は言及されたいかなる装置にも限定されない。一般的発明概念の精神又は範囲から逸脱することなしに、そのような詳細、実例、及び装置からの逸脱がなされ得る。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図14A】

【図14B】

【図14C】

【図14D】

【図14E】

【図14F】

【図15】

【図16】

【図17】

【国際調査報告】