TWI619343B - Wave gear device for vibration power generation and friction-clamping wave device - Google Patents

Abstract

在波動齒輪裝置(1)中，藉由波動發生器(4)，使可撓性外齒齒輪(3)朝半徑方向被彎曲而部分地嚙合於剛性內齒齒輪(2)。伴隨波動發生器(4)的旋轉使剛性內齒齒輪(2)及可撓性外齒齒輪(3)的嚙合位置朝圓周方向移動。在可撓性外齒齒輪(3)中配置有振動發電部(5)及檢出部(10)。振動發電部(5)，是具備藉由伴隨波動發生器(4)的旋轉被反覆彎曲的可撓性外齒齒輪(3)的圓筒部(31)的彎曲動作變位進行發電的壓電元件(7)，檢出部(10)可依據壓電元件(7)的發電狀態將波動發生器(4)等的旋轉位置檢出。

Description

進行振動發電的波動齒輪裝置與摩擦卡合式波動裝置

本發明，是有關於利用為了減速動作而被反覆彎曲的可撓性外齒齒輪的彎曲動作而進行振動發電的波動齒輪裝置。

一般，波動齒輪裝置，是具有：圓環狀的剛性內齒齒輪、及在此內側呈同軸狀配置的可撓性外齒齒輪、及嵌合於此內側的波動發生器。在可撓性外齒齒輪中，具有平面形、杯形及禮帽形者。平面形的可撓性外齒齒輪，是成為在可撓性的圓筒部中的圓形外周面形成有外齒的構成。杯形及禮帽形的可撓性外齒齒輪，是具備：可撓性的圓筒部、及從此圓筒部的後端朝半徑方向延伸的圓盤狀的隔膜、及形成於圓筒部的前端開口側的外周面部分的外齒。可撓性外齒齒輪的圓筒部的前端開口側的部分是藉由波動發生器被彎曲成非圓形狀，一般是橢圓狀，且外齒是在其橢圓狀曲線的長軸方向的兩端部與剛性內齒齒輪的內齒嚙合。

在杯形狀的可撓性外齒齒輪中，隔膜是從圓 筒部朝半徑方向的內側延伸，在隔膜的內周緣一體形成有轂部。在禮帽形狀的可撓性外齒齒輪中，隔膜是從圓筒部朝半徑方向的外側擴大，在隔膜的外周緣一體形成有圓環狀的轂部。

在其中任一形狀的可撓性外齒齒輪中，被形成有外齒的圓筒部皆藉由波動發生器朝半徑方向被反覆彎曲。且，在杯形狀或是禮帽形狀的可撓性外齒齒輪中，其圓筒部中的形成有外齒的前端開口側的部分是藉由波動發生器被彎曲成橢圓狀。因此，可撓性外齒齒輪的圓筒部，是在被彎曲成橢圓狀的狀態由其橢圓狀曲線的包含長軸的剖面被切斷的情況時，彎曲量會沿著外齒的齒筋方向，從隔膜側的端朝向前端開口漸增。由橢圓狀曲線的包含短軸的剖面被切斷的情況時，相反地，彎曲量是從隔膜側的端朝向前端開口漸減。因此，伴隨波動發生器的旋轉，在可撓性外齒齒輪的各部分中，以隔膜側的端為中心使前端開口側反覆朝半徑方向的外方及內方被彎曲的彎曲動作會發生。

將可撓性外齒齒輪彎曲成橢圓狀用的波動發生器，一般是使用：將形成橢圓狀輪廓的由剛體所構成的凸輪板，透過滾珠軸承嵌入可撓性外齒齒輪的圓筒部的前端開口側的構造。滾珠軸承，其外輪及內輪是朝半徑方向可彎曲，而被稱為波動軸承。已知也有：可取代使用橢圓狀輪廓的凸輪板，而利用壓電元件將可撓性外齒齒輪呈橢圓狀彎曲的方式構成的波動發生器。具備此形式的波動發 生器的波動齒輪裝置是如專利文獻1、2所揭示。

另一方面，已知也有藉由與波動齒輪裝置相同的原理進行減速動作的摩擦卡合式波動裝置，如專利文獻2。在這種摩擦卡合式波動裝置，其可撓性環也是藉由波動發生器朝半徑方向被彎曲，伴隨波動發生器的旋轉使可撓性環的各部反覆朝半徑方向被彎曲。

[習知技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平02-261944號公報

[專利文獻2]日本特開2007-71242號公報

如此，波動齒輪裝置的可撓性外齒齒輪及摩擦卡合式波動裝置的可撓性環，是藉由波動發生器使各部分反覆朝半徑方向被彎曲。本發明，是著眼於可撓性外齒齒輪、可撓性環的彎曲動作者，其課題，是提案：可以利用可撓性外齒齒輪、可撓性環的彎曲動作進行發電的波動齒輪裝置及摩擦卡合式波動裝置。

為了解決上述的課題，本發明，是一種波動 齒輪裝置，具有：圓環狀的剛性內齒齒輪、及在前述剛性內齒齒輪的內側呈同軸狀配置的朝半徑方向可彎曲的可撓性外齒齒輪、及與前述可撓性外齒齒輪的內側呈同軸狀配置的波動發生器，藉由前述波動發生器，使前述可撓性外齒齒輪朝半徑方向被彎曲並對於前述剛性內齒齒輪部分地嚙合，伴隨前述波動發生器的旋轉使前述剛性內齒齒輪及前述可撓性外齒齒輪的嚙合位置朝圓周方向移動的話，這些兩齒輪之間會發生對應這些兩齒輪的齒數差的相對旋轉，其特徵為，具有：被配置於前述可撓性外齒齒輪的振動發電部、及檢出部，前述振動發電部，是藉由伴隨前述波動發生器的旋轉被反覆彎曲的前述可撓性外齒齒輪的彎曲動作而進行發電，前述檢出部，是依據前述振動發電部的發電狀態，進行：前述波動發生器的旋轉位置的檢出動作、相對旋轉的前述可撓性外齒輪或是前述剛性內齒齒輪的旋轉位置的檢出動作、或是前述可撓性外齒齒輪的扭矩檢出動作。

振動發電部，是可以使用：利用壓電效果的壓電元件、利用靜電容量變化的元件、或是利用電磁感應的元件。使用其中任一的元件的情況時，皆可藉由伴隨波動發生器的旋轉被反覆彎曲的可撓性外齒齒輪的彎曲動作，使元件彎曲變化、靜電容變化或是磁力變化反覆發生而進行發電。

因為發電量是伴隨波動發生器的旋轉而周期地變化，所以可以依據發電力的變化，將波動發生器的旋 轉位置檢出。且，可以檢出相對旋轉的撓性外齒齒輪及剛性內齒齒輪之中的旋轉側的齒輪的旋轉位置。進一步，也可進行可撓性外齒齒輪的傳達扭矩的檢出。而且，發電量，是對應元件的彎曲變化、靜電容變化或是磁力變化周期地變動。過剩的應力是作用在可撓性外齒齒輪而發生大的應變的情況時，在剪斷破壞發生的情況等中會引起發電量的周期變化變調。因此，也可依據發電量的變化，檢出可撓性外齒齒輪的異常。

在此，可撓性外齒齒輪是平面形狀的情況時，例如，將其圓筒部中的形成有外齒的部分的一方的端或是兩端朝軸線方向延長，將壓電元件等的發電用的元件安裝在延長的部分，使伴隨圓筒部的彎曲動作反覆應變等變動即可。杯形狀及禮帽形狀的可撓性外齒齒輪的情況時，將壓電元件等的發電用的元件，安裝在可撓性外齒齒輪中的圓筒部及隔膜之中的至少一方的部位即可。使用壓電元件的情況時，考慮作業性等的話，貼附在可撓性外齒齒輪的圓筒部的外周面較佳。且，為了使發電量變多，將發電用的元件，不是安裝在圓筒部的一處，是安裝在該圓筒部的整體較佳。

進一步，因為是從發電用的元件使配線被引出，所以將安裝了發電用的元件可撓性外齒齒輪無法旋轉的方式支撐，在將剛性內齒齒輪可旋轉自如的狀態下支撐，從該剛性內齒齒輪將減速旋轉輸出取出較佳。

進一步，波動齒輪裝置的使用形態，因為是 波動發生器由一定連續旋轉速度被旋轉驅動的時間短，所以穩定發電困難的情況多。且，可撓性外齒齒輪的彎曲動作中的彎曲變動的頻率較低，而具有由發電用的元件所產生的發電效率較低的情況。在此，配置將由振動發電部所產生的發電電力儲存的蓄電部，將電力儲存，使可以從該蓄電部將穩定的電力朝外部輸出較佳。

接著，本發明也同樣地可適用在摩擦卡合式波動裝置。即，本發明的摩擦卡合式波動裝置，是具有：圓形內周面為摩擦卡合面的剛性環、及在前述剛性環的內側呈同軸狀配置且圓形外周面是成為摩擦卡合面的可撓性環、及在前述可撓性環的內側呈同軸狀配置的波動發生器，藉由前述波動發生器，使前述可撓性環朝半徑方向被彎曲並與前述剛性環部分地摩擦卡合，兩環的摩擦卡合位置是伴隨前述波動發生器的旋轉朝圓周方向移動的話，兩環之間會發生對應兩環的前述摩擦卡合面的周長差的相對旋轉，其特徵為：在前述可撓性環中被配置有振動發電部，前述振動發電部，是藉由伴隨前述波動發生器的旋轉被反覆彎曲的前述可撓性環的彎曲動作而進行發電。

此的情況時，振動發電部，也可以使用：利用壓電效果的壓電元件、利用靜電容量變化的元件、或是利用電磁感應的元件。使用其中任一的元件的情況時，也藉由伴隨波動發生器的旋轉被反覆彎曲的可撓性環的彎曲動作使元件的應變、靜電容量、磁力反覆變動而進行發電。

且可撓性環是平面形的情況時，例如，將形成有其圓筒部中的摩擦卡合面的部分的一方的端或是兩端朝軸線方向延長，將壓電元件等的發電用的元件安裝在延長的部分，伴隨圓筒部的彎曲動作使反覆應變等變動即可。杯形及禮帽形的可撓性環的情況時，將壓電元件等的發電用的元件，安裝在可撓性環中的圓筒部及隔膜之中的至少一方的部位即可。使用壓電元件的情況時，考慮作業性等的話，貼附在可撓性環中的摩擦卡合面以外的圓筒部的外周面部分較佳。且，為了使發電量變多，將發電用的元件，不是安裝在圓筒部的一處，而是安裝在該圓筒部的整體較佳。

進一步，因為是從發電用的元件使配線被引出，所以將安裝了發電用的元件的可撓性環無法旋轉的方式支撐，在將剛性環可旋轉自如的狀態下支撐，從該剛性環將減速旋轉輸出取出較佳。

進一步，波動裝置的使用方法，因為波動發生器由一定連續旋轉速度被旋轉驅動的時間短，所以具有穩定發電困難的情況。且，可撓性環的彎曲動作中的彎曲的頻率較低，而具有由發電用的元件所產生的發電效率較低的情況。配置將由振動發電部所產生的發電電力儲存的蓄電部，將電力儲存，使可以從該蓄電部將穩定的電力朝外部輸出較佳。

在本發明的波動齒輪裝置中，具備振動發電部，其具備利用其可撓性外齒齒輪的圓筒部的彎曲動作進行發電的壓電元件等的發電用的元件。因此，可以藉由非常簡單的構成廉價地實現具備發電機能的波動齒輪裝置。同樣地，可以藉由非常簡單的構成廉價地實現具備發電機能的摩擦卡合式波動裝置。

而且，檢出部，可依據振動發電部的發電用的元件的發電狀態，檢出：波動發生器的旋轉位置、兩齒輪之中的旋轉側的齒輪的旋轉位置、可撓性外齒齒輪的傳達扭矩。為了檢出這些的個別的元件，不需要例如磁性感測器、應變計等的配置，對於裝置的小型、輕小化、低成本化有利。

1‧‧‧波動齒輪裝置

2‧‧‧剛性內齒齒輪

3‧‧‧可撓性外齒齒輪

4‧‧‧波動發生器

5‧‧‧振動發電部

6‧‧‧蓄電部

7‧‧‧壓電元件

7A‧‧‧壓電元件

7B‧‧‧壓電元件

10‧‧‧檢出部

24‧‧‧內齒

31‧‧‧圓筒部

31a‧‧‧前端開口

31b‧‧‧後端

32‧‧‧隔膜

33‧‧‧轂部

34‧‧‧外齒

34a‧‧‧前端

34b‧‧‧後端

100‧‧‧波動齒輪裝置

102‧‧‧剛性內齒齒輪

103‧‧‧可撓性外齒齒輪

104‧‧‧波動發生器

105‧‧‧振動發電部

106‧‧‧蓄電部

107‧‧‧壓電元件

108‧‧‧變頻器

110‧‧‧檢出部

124‧‧‧內齒

131‧‧‧圓筒部

131a‧‧‧前端開口

131b‧‧‧後端

132‧‧‧隔膜

133‧‧‧轂部

134‧‧‧外齒

200‧‧‧波動裝置

201‧‧‧第1剛性環

202‧‧‧第2剛性環

203‧‧‧可撓性環

204‧‧‧波動發生器

205‧‧‧振動發電部

206‧‧‧蓄電部

207‧‧‧壓電元件

208‧‧‧變頻器

210‧‧‧檢出部

224‧‧‧第1摩擦卡合面

225‧‧‧第2摩擦卡合面

231‧‧‧圓筒部

232‧‧‧圓筒部分

234‧‧‧摩擦卡合面

[第1圖]適用本發明的杯型式的波動齒輪裝置的構成圖及前視圖。

[第2圖]顯示第1圖的波動齒輪裝置的可撓性外齒齒輪的彎曲狀況用的說明圖。(a)是顯示變形前的可撓性外齒齒輪的縱剖面的狀態，(b)是顯示變形成橢圓狀的可撓性外齒齒輪的包含長軸的位置中的縱剖面的狀態，(c)是顯示變形成橢圓狀的可撓性外齒齒輪的包含短軸的位置中的縱剖面的狀態，(d)是將壓電元件的貼附位置中的可撓性外齒齒輪的彎曲狀態誇張顯示的說明圖。

[第3圖]顯示杯形狀的可撓性外齒齒輪中的壓電元件的貼附位置的說明圖。

[第4圖]顯示適用本發明的禮帽型的波動齒輪裝置的構成圖。

[第5圖]顯示適用本發明的平面型的摩擦卡合式波動裝置的構成圖及前視圖。

(實施例1)

第1圖(a)是顯示適用本發明的實施例1的杯型式的波動齒輪裝置的概略構成圖，第1圖(b)是其概略前視圖。如這些的圖所示，波動齒輪裝置1，是具有：圓環狀的剛性內齒齒輪2、及被配置於其內側的可撓性外齒齒輪3、及嵌入此內側的橢圓狀輪廓的波動發生器4。剛性內齒齒輪2及可撓性外齒齒輪3皆是模數m的平齒輪。且，兩齒輪的齒數差是2n(n是正的整數)，在本例中為2枚(n=1)，剛性內齒齒輪2的齒數較多。可撓性外齒齒輪3是藉由橢圓狀輪廓的波動發生器4被彎曲成橢圓狀，其外齒34是在橢圓狀的長軸L1方向的兩端部分與剛性內齒齒輪2的內齒24嚙合。

將波動發生器4旋轉的話，兩齒輪2、3的嚙合位置會朝圓周方向移動，對應兩齒輪的齒數差的相對旋轉會發生於兩齒輪2、3之間。在本例中，波動發生器4 是被連結固定在未圖示的馬達，可撓性外齒齒輪3是被固定於未圖示的固定側構件且被支撐成無法旋轉，剛性內齒齒輪2是被固定於未圖示的負荷側構件。從波動發生器4被輸入的高速輸入旋轉，是從剛性內齒齒輪2作為減速旋轉輸出被取出，並被傳達至未圖示的負荷側構件。

可撓性外齒齒輪3是杯形狀者，具備：可撓性的圓筒部31、及與其後端31b連續朝半徑方向的內側擴大的圓盤狀的隔膜32、及與隔膜32的內周緣連續的圓環狀的轂部33、及形成於圓筒部31的前端開口31a側的外周面部分的外齒34。橢圓狀輪廓的波動發生器4，是嵌入可撓性外齒齒輪3的圓筒部31中的前端開口31a側的外齒形成部分的內側。藉由波動發生器4被彎曲成橢圓狀的圓筒部31的彎曲量，是從其隔膜側的後端31b朝向前端開口31a，朝半徑方向的外側或是內側漸增。

在可撓性外齒齒輪3中配置有振動發電部5，在振動發電部5中，連接有將由該振動發電部發生的電力儲存用的蓄電部6。電力是成為可從蓄電部6供給。振動發電部5，是具備藉由伴隨波動發生器4的旋轉被反覆彎曲的可撓性外齒齒輪3的彎曲動作而變位並進行發電的壓電元件7。壓電元件7，是對於可撓性外齒齒輪3的圓筒部31中的外齒34鄰接於隔膜32側的外周面部分，與該外周面部分成為一體而變位的方式被貼附。例如，在該外周面部分朝圓周方向貼附有複數壓電元件7。

且在可撓性外齒齒輪3中具備依據各壓電元 件7的發電狀態檢出剛性內齒齒輪2的旋轉位置的檢出部10。貼附有各壓電元件7的可撓性外齒齒輪3的圓筒部31，是每波動發生器4轉半圈就朝半徑方向被彎曲一次。因此，波動發生器4是每圈2周期地振動。隨此，壓電元件7也因為被同樣地彎曲，所以其發電量也由波動發生器4的每圈2周期地變化。因此，使用配置於變化的周期的相位為90度不同的位置之壓電元件7的輸出的話，可以獲得A相訊號及B相訊號。因此，與使用磁性感測器等的旋轉感測器同樣地，可以依據壓電元件7的輸出，將波動發生器4或是剛性內齒輪2的旋轉位置檢出。且，檢出部10的電力驅動源可利用蓄電部6。

第2圖是顯示波動齒輪裝置1的可撓性外齒齒輪3的彎曲狀況用的說明圖。第2圖(a)是顯示變形前的可撓性外齒齒輪3的縱剖面的狀態，第2圖(b)是顯示變形成橢圓狀的可撓性外齒齒輪3的包含長軸的位置中的縱剖面的狀態，第2圖(c)是顯示變形成橢圓狀的可撓性外齒齒輪3的包含短軸的位置中的縱剖面的狀態，第2圖(d)是將壓電元件的貼附位置中的可撓性外齒齒輪3的彎曲狀態誇張顯示的說明圖。又，第2圖(a)~(c)的實線是顯示杯形狀的可撓性外齒齒輪3，虛線是顯示後述的第4圖所示的禮帽形狀的可撓性外齒齒輪的情況。

在包含圓筒部31中的橢圓狀曲線的長軸L1的剖面位置中，如第2圖(b)所示，朝外側的彎曲量，是與從後端31b的距離大致成比例，從後端31b朝向前端開 口31a漸增。在包含橢圓狀曲線的短軸L2的剖面位置中，如第2圖(c)所示，朝內側的彎曲量，是與從後端31b的距離大致成比例，從後端31b朝向前端開口31a漸增。

因此，形成於圓筒部31的前端開口31a側的外周面部分的外齒34的彎曲量，也在其齒筋方向中的各軸直角剖面變化。即，從外齒34的齒筋方向中的隔膜側的後端34b朝向前端開口31a側的前端34a的彎曲量，是在橢圓狀曲線的包含長軸L1的剖面內，與從後端31b的距離大致成比例地漸增。

在此，在外齒34的齒筋方向中的任意的位置的軸直角剖面，將通過被彎曲成橢圓狀的前的該外齒34的齒底邊框的厚度方向的中央的圓稱為邊框中立圓，將通過被彎曲成橢圓狀之後的齒底邊框的厚度方向的中央的曲線稱為橢圓狀邊框中立線的話，對於橢圓狀邊框中立線的長軸位置中的邊框中立圓的長軸方向的彎曲量，是將κ設成彎曲係數的話，為2 κ mn。

即，可撓性外齒齒輪3的外齒34的齒數設成Z_F、剛性內齒齒輪2的內齒24的齒數設成Z_C、波動齒輪裝置1的減速比設成R(=Z_F/(Z_C-Z_F)=Z_F/2n)，將可撓性外齒齒輪3的間距圓直徑mZ_F由減速比R除算的值(mZ_F/R=2mn)作為長軸方向的正規的彎曲量w_O。波動齒輪裝置1，一般是在其可撓性外齒齒輪3的齒筋方向中的波動發生器4的波動發生器軸承的球中心的位置，由正規的彎曲量(=2mn)彎曲的方式被設計。彎曲係數κ，是顯示將 可撓性外齒齒輪3的齒筋方向的各軸直角剖面中的彎曲量w由正規的彎曲量除算的值。因此，在外齒34，可獲得正規的彎曲量的位置的彎曲係數是成為κ=1，比此少的彎曲量w的剖面位置的彎曲係數是成為κ<1，比此多的彎曲量w的剖面位置的彎曲係數是成為κ>1。

如第2圖(d)所示，貼附了壓電元件7的可撓性外齒齒輪3的外周面部分，也伴隨波動發生器4的旋轉朝半徑方向被反覆彎曲。因此，因為各壓電元件7也伴隨圓筒部31的彎曲動作朝半徑方向被反覆彎曲，所以藉由該壓電效果進行發電。例如，著眼在1枚的壓電元件7的話，從彎曲量最多的7A的狀態至彎曲量最少的7B的狀態之間被反覆彎曲，隨此進行發電。壓電元件7的發電電流是透過例如變頻器8被轉換成直流電流之後被供給至蓄電部6，且在此被儲存(第1圖參照)。

如此，壓電元件7是在波動發生器4旋轉1圈的期間有2次朝半徑方向反覆變化。即，壓電元件7，是在波動發生器4的旋轉1圈由2周期被反覆彎曲。壓電元件7的發電量因為是對應彎曲量(變位量)變化，所以發電量也依據波動發生器4的旋轉1圈由2周期反覆變化。壓電元件7A及壓電元件7B，因為是由波動發生器4的旋轉角度被配置於90度遠離的位置，所以依據這些的輸出，可以獲得90度相位的不同的A相訊號及B相訊號。在第2圖(d)所示的例中，8枚的壓電元件7，是被配置於每次遠離波動發生器4的旋轉角度45度的位置，檢出部 10，可以依據這些的相位的不同的各壓電元件7的輸出，將波動發生器4或是剛性內齒齒輪2的旋轉位置檢出。

且如此各壓電元件7的輸出是周期地變動。在可撓性外齒齒輪3發生剪斷破壞等的情況時，會使壓電元件7的其中任一的輸出的周期變動變調。因此，檢出部10也可依據壓電元件7的輸出，檢出這種可撓性外齒齒輪3的異常狀態。

接著，被儲存在蓄電部6的電力，是可以將波動發生器4利用作為旋轉驅動用的馬達的驅動用電力的一部分，作為緊急用電源利用也可以。或是各種的感測器是被搭載在波動齒輪裝置1的情況時，可以利用作為那些的感測器的驅動用電源。進一步，可以藉由手動操作將波動發生器旋轉驅動的話，利用波動齒輪裝置1作為緊急時等中的手動發電裝置也可以。

又，可撓性外齒齒輪3中的壓電元件7的貼附位置是與本例不同的位置也可以。例如，如第3圖所示，從圓筒部31橫跨隔膜32的外周面部分7(1)，將壓電元件7安裝在隔膜32的表面部分7(2)也可以。或是將圓筒部31的前端比外齒34更前方地延長，將此延長部分的圓形外周面或是圓形內周面作為壓電元件7的安裝部分7(3)也可以。進一步，將壓電元件7安裝在圓筒部31的圓形內周面、隔膜32的內側的表面也可以。且，檢出部10，是依據安裝於隔膜32的表面部分7(2)等的壓電元件7的輸出，進行扭矩檢出也可以。

(實施例2)

第4圖是顯示適用本發明的實施例2的禮帽型式的波動齒輪裝置的概略構成圖。禮帽型式的波動齒輪裝置100的基本構成是與杯型式的波動齒輪裝置1同樣，具備：剛性內齒齒輪102、及可撓性外齒齒輪103、及波動發生器104。可撓性外齒齒輪103是禮帽形狀者，具備：可撓性的圓筒部131、及與其後端131b連續朝半徑方向的外側擴大的圓盤狀的隔膜132、及與隔膜132的外周緣連續的圓環狀的轂部133、及形成於圓筒部131的前端開口131a側的外周面部分的外齒134。外齒134是朝剛性內齒齒輪102的內齒124可彎曲。橢圓狀輪廓的波動發生器104，是嵌入可撓性外齒齒輪103的圓筒部131中的前端開口131a側的外齒形成部分的內側。藉由波動發生器104被彎曲成橢圓狀的圓筒部131的彎曲量，是從其隔膜側的後端131b朝向前端開口131a，朝半徑方向的外側或是內側漸增。

在可撓性外齒齒輪103中被配置有振動發電部105，在振動發電部105中，連接有將由該振動發電部發生的電力儲存用的蓄電部106，成為可從此蓄電部106將電力供給。振動發電部105，是具備藉由伴隨波動發生器104的旋轉被反覆彎曲的可撓性外齒齒輪103的彎曲動作而變位並進行發電的壓電元件107。壓電元件107，是使成為與該外周面部分一體變位的方式，被貼附在對於可 撓性外齒齒輪103的圓筒部131中的外齒134鄰接於隔膜132側的外周面部分。例如，在該外周面部分朝圓周方向貼附有複數壓電元件107。壓電元件107的發電電流是在振動發電部105的變頻器108被轉換成直流電流之後被供給至蓄電部106，在此被儲存。

且在可撓性外齒齒輪103中配置有檢出部110。檢出部110，可以依據振動發電部105的壓電元件107的發電狀態(輸出)，進行：波動發生器104的旋轉位置檢出、剛性內齒齒輪102的旋轉位置檢出、可撓性外齒齒輪103的扭矩檢出或是異常檢出等。進一步，可以利用來自蓄電部106的電力作為檢出部110的電力驅動源。

又，可撓性外齒齒輪103中的壓電元件107的貼附位置，可以是例如，在第4圖如想像線所示，從圓筒部131橫跨隔膜132的外周面部分107(1)、隔膜132的表面部分107(2)。或是將圓筒部131的前端比外齒134更朝前方延長，將此延長部分的圓形外周面或是圓形內周面作為壓電元件107的安裝部分107(3)也可以。進一步，將壓電元件107安裝在圓筒部131的圓形內周面、隔膜132的內側的表面也可以。

(實施例3)

第5圖(a)是適用本發明的實施例3的平面型式的摩擦卡合式波動裝置的概略構成圖，第5圖(b)是其概略前視圖。摩擦卡合式波動裝置200，是具備：圓環狀的第1、 第2剛性環201、202、及在這些第1、第2剛性環201、202的內側呈同軸狀配置態的可撓性環203、及嵌合於可撓性環203的內側的橢圓狀輪廓的波動發生器204。第1、第2剛性環201、202的圓形內周面是各別成為第1摩擦卡合面224、225，在可撓性環203的圓形外周面也形成有摩擦卡合面234。

波動發生器204是將可撓性環203彎曲成橢圓狀，藉此，該可撓性環203的摩擦卡合面234是對於第1、第2剛性環201、202的第1、第2摩擦卡合面224、225在圓周方向部分地摩擦卡合。將波動發生器204旋轉的話，這些的摩擦卡合位置會朝圓周方向移動。

在此，第1剛性環201的第1摩擦卡合面224的周長因為是比可撓性環203的摩擦卡合面234的周長更長，所以伴隨波動發生器204的旋轉，會在第1剛性環201及可撓性環203之間發生對應周長差的相對旋轉。對於此，第2剛性環202的第2摩擦卡合面225的周長因為是與可撓性環203的摩擦卡合面234的周長相同，所以這些第2剛性環202及可撓性環203之間不發生相對旋轉且成為時常一體旋轉。

在本例中，第2剛性環202是被固定於未圖示的固定側構件使無法旋轉地被支撐，第1剛性環201是與未圖示的負荷側構件連結。因此，波動發生器204是藉由馬達等高速旋轉的話，減速旋轉輸出是從第1剛性環201側被取出並傳達至負荷側構件。

在此，在可撓性環203中被配置有振動發電部205，在振動發電部205中，連接有將由該振動發電部205發生的電力儲存用的蓄電部206，成為可從蓄電部206將電力供給。振動發電部205，是具備：藉由伴隨波動發生器204的旋轉被反覆彎曲的可撓性環203的彎曲動作而變位並進行發電的壓電元件207、及將在此發生的發電電流轉換成直流並供給至蓄電部206用的變頻器208。

且在可撓性環203中配置有檢出部210。檢出部210，可以依據振動發電部205的壓電元件207的發電狀態(輸出)，進行：波動發生器204的旋轉位置檢出、第1剛性環201的旋轉位置檢出、可撓性環203的扭矩檢出或是異常檢出等。

在本例中，可撓性環203，是具備：可撓性的圓筒部231、及形成於此外周面的摩擦卡合面234、及從圓筒部231中的第2剛性環202側的端朝外方延長(突出)的圓筒部分232，在此圓筒部分232的外周面中，使與該圓筒部分232成為一體地變位的方式，貼附有複數壓電元件207。又，將壓電元件207貼附在圓筒部分232的內周面也可以。

(其他的實施例)

又，上述的例，雖是將本發明適用在杯型式及禮帽型式的波動齒輪裝置的例，但是本發明也同樣地可適用於平面型式的波動齒輪裝置。

且上述的例雖是將本發明適用在平面型式的摩擦卡合式波動裝置的例，但是本發明也同樣地可適用於杯型式、禮帽型式的摩擦卡合式波動裝置。

Claims (12)

1. 一種波動齒輪裝置，是具有：圓環狀的剛性內齒齒輪、及在前述剛性內齒齒輪的內側呈同軸狀配置的朝半徑方向可彎曲的可撓性外齒齒輪、及與前述可撓性外齒齒輪的內側呈同軸狀配置的波動發生器，藉由前述波動發生器，使前述可撓性外齒齒輪朝半徑方向被彎曲並部分地嚙合於前述剛性內齒齒輪，伴隨前述波動發生器的旋轉使前述剛性內齒齒輪及前述可撓性外齒齒輪的嚙合位置朝圓周方向移動的話，這些兩齒輪之間，會發生對應這些兩齒輪的齒數差的相對旋轉，其特徵為，具有：被配置於前述可撓性外齒齒輪的振動發電部、及檢出部，前述振動發電部，是藉由伴隨前述波動發生器的旋轉被反覆彎曲的前述可撓性外齒齒輪的彎曲動作而進行發電，前述檢出部，是依據前述振動發電部的發電狀態，進行：前述波動發生器的旋轉位置的檢出動作、相對旋轉的前述可撓性外齒輪或是前述剛性內齒齒輪的旋轉位置的檢出動作、或是前述可撓性外齒齒輪的扭矩檢出動作。
2. 如申請專利範圍第1項的波動齒輪裝置，其中，前述振動發電部，是具備藉由伴隨前述波動發生器的旋轉被反覆彎曲的前述可撓性外齒齒輪的彎曲動作而變位並進行發電的壓電元件。
3. 如申請專利範圍第2項的波動齒輪裝置，其中，前述可撓性外齒齒輪，是具備：可撓性的圓筒部、及從此圓筒部的後端朝半徑方向延伸的圓盤狀的隔膜、及形成於前述圓筒部的前端開口側的外周面部分的外齒，前述圓筒部的前述前端開口側的部分是藉由前述波動發生器被彎曲成非圓形，前述壓電元件，是被貼附在前述可撓性外齒齒輪中的前述圓筒部及前述隔膜之中的至少一方的部位。
4. 如申請專利範圍第3項的波動齒輪裝置，其中，前述壓電元件，是被貼附在前述可撓性外齒齒輪的前述圓筒部的外周面。
5. 如申請專利範圍第4項的波動齒輪裝置，其中，前述可撓性外齒齒輪是無法旋轉的方式被支撐的固定側構件，前述剛性內齒齒輪是在可旋轉自如的狀態下被支撐的旋轉輸出構件。
6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項的波動齒輪裝置，其中，具有將由前述振動發電部所產生的發電電力儲存的蓄電部。
7. 一種摩擦卡合式波動裝置，是具有：圓形內周面為摩擦卡合面的剛性環、及在前述剛性環的內側呈同軸狀配置且圓形外周面是成為摩擦卡合面的可撓性環、及在前述可撓性環的內側呈同軸狀配置 的波動發生器，藉由前述波動發生器，使前述可撓性環朝半徑方向被彎曲並與前述剛性環部分地摩擦卡合，兩環的摩擦卡合位置是伴隨前述波動發生器的旋轉朝圓周方向移動的話，兩環之間會發生對應兩環的前述摩擦卡合面的周長差的相對旋轉，其特徵為：在前述可撓性環中配置有振動發電部，前述振動發電部，是藉由伴隨前述波動發生器的旋轉被反覆彎曲的前述可撓性環的彎曲動作而進行發電。
8. 如申請專利範圍第7項的摩擦卡合式波動裝置，其中，前述振動發電部，是具備藉由伴隨前述波動發生器的旋轉被反覆彎曲的前述可撓性環的彎曲動作而變位並進行發電的壓電元件。
9. 如申請專利範圍第8項的摩擦卡合式波動裝置，其中，前述可撓性環，是具備：可撓性的圓筒部、及從此圓筒部的後端朝半徑方向延伸的圓盤狀的隔膜，在前述圓筒部的前端開口側的外周面部分形成有前述摩擦卡合面，前述圓筒部的前述前端開口側的部分是藉由前述波動發生器被彎曲成非圓形，前述壓電元件，是被貼附在前述可撓性環中的前述圓筒部及前述隔膜之中的至少一方的部位。
10. 如申請專利範圍第9項的摩擦卡合式波動裝置，其中， 前述壓電元件，是被貼附在前述可撓性環的前述圓筒部的外周面。
11. 如申請專利範圍第10項的摩擦卡合式波動裝置，其中，前述可撓性環是無法旋轉的方式被支撐的固定側構件，前述剛性環是在可旋轉自如的狀態下被支撐的旋轉輸出構件。
12. 如申請專利範圍第7至11項中任一項的摩擦卡合式波動裝置，其中，具有將由前述振動發電部所產生的發電電力儲存的蓄電部。