CN101363511A

CN101363511A - 摆动内接行星齿轮构造

Info

Publication number: CN101363511A
Application number: CNA2008101461404A
Authority: CN
Inventors: 芳贺卓; 左川雅弘; 为永淳
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2007-08-07
Filing date: 2008-08-06
Publication date: 2009-02-11
Anticipated expiration: 2028-08-06
Also published as: DE102008036619A1; JP2009041625A; CN101363511B

Abstract

一种摆动内接行星齿轮构造，不进行中心齿轮的齿顶端面处理等也不产生外齿轮和中心齿轮碰撞引起的不良情况。其具有：外齿轮(162A、162B)，通过偏心体(150A、150B、152A、152B、154A、154B)摆动旋转；和内齿轮(170)，与该外齿轮内啮合；其中，接受来自驱动源侧的动力而同时驱动上述多个偏心体轴(144、146、148)的中心齿轮(132)与外齿轮在轴向上邻接配置，且使中心齿轮(132)的齿部(132C)不与外齿轮接触的凸部(干涉防止部)(132A、132B)介于轴向的该中心齿轮(132)和上述外齿轮之间。

Description

摆动内接行星齿轮构造

技术领域

本发明涉及一种摆动内接行星齿轮构造。

背景技术

例如在专利文献1中提出一种用于驱动机器人的关节部分的摆动内接行星齿轮构造的齿轮装置。如图6所示，该齿轮装置10为，在被固定于构成机器人(省略图示)的一部分的基座12上的状态下，可旋转地支持、驱动构成机器人另外一部分的可动部件14。

齿轮装置10主要由电动机16和减速机构部18构成。电动机16的动力按照安装在电动机轴20上的未图示的输入齿轮、外齿轮22、图示的1个偏心体轴24、和设置在该偏心体轴24上的偏心体轴齿轮25的顺序传递，并到达中心齿轮23。

中心齿轮23与分别设置在其他2个偏心体轴24(未图示)上的偏心体轴齿轮25(未图示)啮合，由此共计3个偏心体轴24(只图示上述1个)旋转。

在各偏心体轴24上分别一体地形成有偏心体26A、26B，通过该偏心体26A、26B的偏心旋转，外齿轮28A、28B一边与内齿轮30内啮合一边摆动旋转。而且，从第一、第二托架32A、32B取出该外齿轮28A、28B的摆动旋转的自转成分，并经由螺栓34传递至上述可动部件14。

在该齿轮装置10中，上述中心齿轮23通过与3个偏心体轴齿轮25啮合而被支持在半径方向上。而且，中心齿轮23的轴向位置，通过在与外齿轮28A、28B之间经由油膜而产生滑动摩擦的状态下被夹持来限制。另外，图中符号43、45是O形环，44A、44B是油封。

专利文献1：国际公开WO2007/032400A1

这种摆动内接行星齿轮构造的齿轮装置10，通过使中心齿轮23与外齿轮28A、28B滑动接触来进行其轴向定位，因此在外齿轮28A、28B进行偏心摆动时，中心齿轮23的齿部会与该外齿轮28A、28B碰撞。

在发生了碰撞的情况下，当中心齿轮23的齿顶存在即使微小的变动等时，该中心齿轮23的齿面或外齿轮28A、28B也会损伤、并促进磨耗。而且，也可想到由于损伤而浮游在润滑油内的齿轮粉末(铁粉)在其他部位产生各种不良影响。

发明内容

本发明是为了解决上述现有问题而进行的，其课题是提供一种为了不发生上述不良情况而进行了研究的摆动内接行星齿轮装置。

本发明通过如下构成的摆动内接行星齿轮构造来解决上述课题。该摆动内接行星齿轮构造具有：外齿轮，通过多个偏心体轴上分别具有的偏心体来进行摆动旋转；和与该外齿轮内啮合的内齿轮；在该摆动内接行星齿轮构造中，接受来自驱动源侧的动力而同时驱动上述多个偏心体轴的中心齿轮，与上述外齿轮在轴向上邻接并配置在该摆动内接行星齿轮构造的半径方向中央部，并且，使上述中心齿轮的齿部不与上述外齿轮接触的干涉防止部，设置于轴向的该中心齿轮和上述外齿轮之间，且该中心齿轮以及外齿轮经由该干涉防止部而相互在轴向接触，由此限制上述中心齿轮向该外齿轮侧的轴向的移动。

在本发明中，在中心齿轮和外齿轮之间，设置用于避免该中心齿轮的齿部与外齿轮干涉的干涉防止部。结果，中心齿轮不与外齿轮碰撞，通过所谓消除原因，而完全防止由碰撞引起的不良情况的发生。

而且，中心齿轮向上述外齿轮侧的移动限制，能够不另外设定位机构等，而是经由该干涉防止部、由该外齿轮本身来进行限制。

根据本发明，能够可靠防止与进行摆动旋转的外齿轮的干涉，并能够可靠防止两齿轮的磨耗、损伤等。而且，能够由外齿轮本身来实现中心齿轮的轴向定位。

附图说明

图1是使用了本发明实施方式的一例的机器人的关节驱动装置的主要部分放大纵剖面图。

图2是沿图1的箭头II—II线的剖面图。

图3是沿图1的箭头III—III线的剖面图。

图4是上述实施方式的装置的整体纵剖面图。

图5是表示本发明其他实施方式的例子的中心齿轮附近的部分剖面图。

图6是表示现有摆动内啮合行星齿轮构造的一例的纵剖面图。

具体实施方式

以下，根据附图详细说明本发明实施方式的一例。

图4是使用了本发明实施方式的一例的摆动内接行星齿轮构造的机器人的关节驱动装置的剖面图，图1是其主要部分放大图。另外，图2、图3分别是沿图4的箭头II—II线、III—III线的剖面图。

该关节驱动装置110为，组装在机器人(省略图示)的关节部分中，在该关节驱动装置110被固定于构成该机器人的一部分的基座112上的状态下，可旋转地支持、驱动构成机器人另外一部分的可动部件114。

如图4所示，关节驱动装置110主要由配置在可动部件114上的电动机116、和摆动内啮合行星齿轮构造的减速机构部118构成。减速机构部118的壳体117通过螺栓119与基座112连接。

在电动机116的电动机轴120的前端形成有小齿轮122，小齿轮122与齿轮124啮合。齿轮124通过花键轴126与传动轴128一体化。在传动轴128上形成有传动小齿轮130。传动小齿轮130与中心齿轮132啮合。中心齿轮132附近的具体构成将在后面详述。

同时参照图1～图3，该中心齿轮132与上述传动小齿轮130啮合，并且还同时与偏心体轴齿轮138、140、142啮合。各偏心体轴齿轮138、140、142分别与偏心体轴144、146、148一体化。

偏心体轴144具有偏心体150A、150B，并由圆锥滚子轴承149A、149B两端支持。偏心体轴146具有偏心体152A、152B(偏心体152B未图示)，并由未图示的圆锥滚子轴承两端支持。偏心体轴148具有偏心体154A、154B(偏心体154B未图示)，并由未图示的圆锥滚子轴承两端支持。外齿轮162A经由滚子156A、158A、160A与偏心体150A、152A、154A嵌合。而且，以与图3相同的形式，偏心体150B、152B、154B也分别经由滚子156B、158B、160B(滚子158B、160B未图示)与外齿轮162B嵌合。外齿轮162A、162B的偏心相位差为180°。

外齿轮162A、162B与内齿轮170内啮合。外齿轮162A、162B的齿数为118。内齿轮170与壳体117一体化。在本实施方式中，内齿轮170的内齿由滚子状的外销172构成，且本来应为120个的内齿(外销172)中，以每隔两个剔除两个的状态形成(配置)。

在外齿轮162A、162B的轴向两侧，第一、第二托架(输出部件)176A、176B经由轴承178A、178B而旋转自如地支持在壳体117上。第一、第二托架176A、176B通过托架销181～186连接、一体化。上述可动部件114通过螺栓188与第一托架176A连接。外齿轮162A、162B夹着隔板163而被该轴承178A的内圈178A1和轴承178B的内圈178B1夹持，由此限制其轴向位置。

在此详细说明中心齿轮132附近的结构。

主要参照图1，在中心齿轮132的内侧配置有中心轴部件136。中心轴部件136具有用于通过控制电缆139(图4)的中心空心孔136B，通过第一、第二托架176A、176B限制中心轴部件136的轴向移动。即，第一托架176A的内侧抵接面176A1和中心轴部件136的电动机侧抵接面136C分别抵接。而且，第二托架176B的内侧抵接面176B1和中心轴部件136的电动机相反侧抵接面136D抵接。结果，中心轴部件136被第一、第二托架176A、176B夹持、轴向活动被限制。

另一方面，在中心轴部件136轴向的靠近第一托架176A的外周上形成有台阶部136F。滚子134被配置为，由该台阶部136F、隔板138和挡圈137来限制其轴向活动的状态，中心齿轮132经由该滚子134而旋转自如地支持在中心轴部件136上。滚子134作为以中心轴部件136为内圈、以中心齿轮132为外圈的大轴承的转动体起作用。

中心齿轮132在其轴向两侧(外齿轮侧的面)具有分别向外齿轮162A、162B侧突出形成的凸部132A、132B。该凸部132A、132B介于轴向的中心齿轮132和外齿轮162A、162B之间，由此构成干涉防止部，干涉防止部起到使中心齿轮132的齿部132C与外齿轮162A、162B不接触的作用。而且，经由该凸部(干涉防止部)132A、132B来限制中心齿轮132向外齿轮162A、162B侧的轴向移动。即，中心齿轮132被外齿轮162A、162B夹持，由此限制其轴向的移动。

另外，图1中符号195是用于保持滚子134的保持架。而且，图4中符号143是设置在中心轴部件136和第一托架176A之间的O形环，192是配置在与基座112一体形成的环部190的空心孔190A和中心轴部件136的与环部相对的外周部136A之间的油封，194是配置在第一托架176A外周和壳体117内周之间的油封，196是配置在第一托架176A的传动轴孔177和传动轴128之间的油封。通过这些O形环143、油封192、194、196密封减速机构部118的内外。

另外，传动轴孔177是用于通过传动轴128的孔，但在其他2处开有同样的孔177B。这是因为考虑到安装时的方便性。即，当在组装时所有的孔(传动轴128通过的传动轴孔177、托架销181～186通过的托架销孔181H～186H、偏心体轴144、146、148通过的偏心体轴孔144H、146H、148H)都堵塞时，必须从径向插入外齿轮162A、162B，因此极为不便。因此，若形成并使用(传动轴128不通过的)额外的孔177B，则能够将手指放入此处进行组装，组装变得非常容易。而且，完成后该孔177B成为润滑剂的通道，润滑剂的供给和排出变得容易，并且能够使润滑性能提高。在本实施方式中，孔177B的大小与传动轴孔177相同，但根据上述目的，孔177B的大小不必与传动轴孔177相同。

接着，说明该关节驱动装置110的作用。

电动机116的动力经由形成在电动机轴120上的小齿轮122、与该小齿轮122啮合的齿轮124、通过花键轴126与该齿轮124连接的传动轴128，传递至传动小齿轮130。当传动小齿轮130旋转时，与其啮合的中心齿轮132旋转，并且与该中心齿轮132啮合的3个偏心体轴齿轮138、140、142旋转，偏心体轴144、146、148以相同转速向相同方向旋转。结果，通过偏心体轴144、146、148上的偏心体150A、152A、154A，外齿轮162A一边与内齿轮170内接一边摆动旋转。而且，与此同时，通过偏心体轴144、146、148的偏心体150B、152B、154B，外齿轮162B与上述外齿轮162A具有180°的相位差、而同样一边与内齿轮170内啮合一边摆动旋转。

内齿轮170和外齿轮162A、162B的齿数差(内齿轮170本来的齿数120与外齿轮162A、162B的齿数118的差)分别为2，因此当外齿轮162A、162B进行1次摆动时，外齿轮162A、162B自转该齿数差的量。该自转成分经由偏心体轴144、146、148传递至第一、第二托架176A、176B。

第一托架176A通过螺栓188与可动部件114一体化，因此可动部件114以与配置在该可动部件114上的电动机116一起被减速后的转速旋转。

在此，外齿轮162A、162B在隔着隔板163的状态下被轴承178A的内圈178A1和轴承178B的内圈178B1夹持，由此限制其轴向位置。而且，中心轴部件136在经由凸部132A、132B而被外齿轮162A、162B夹持、被该外齿轮162A、162B限制轴向活动的状态下被组装。因此，由于该凸部132A、132B的存在，中心齿轮132的齿部132C在通常运行中不与外齿轮162A、162B碰撞。因此不会产生由碰撞引起的不良情况。但是，考虑到万一接触时的情况，优选对中心齿轮132的齿顶端面进行倒角处理。

而且，由于中心齿轮132经由滚子134而所谓轴承支持在中心轴部件136上，因此，与例如上述现有例那样的、中心齿轮(23)通过与组装在3个偏心体轴上的偏心体轴齿轮(25)啮合而被支持在半径方向上的构造相比，能够非常顺畅地旋转，并防止该中心齿轮132的晃动，能够实现低振动性、低噪音性、以及高效性。而且，由于从与偏心体轴不同的传动轴128向各偏心体轴同时分配转矩，所以转矩平衡良好。

接着，使用图5说明本发明其他的实施方式的例子。

在上述的实施方式中，通过设置在中心齿轮132的轴向两侧的凸部132A、132B构成干涉防止部，但在图5(A)所示的例子中，通过在外齿轮262A、262B的轴向的中心齿轮232侧的面上、向该中心齿轮232侧突出形成的凸部262A1、262B1，构成该干涉防止部。中心齿轮232以及外齿轮262A、262B经由形成在该外齿轮262A、262B自身上的凹部262A1、262B1而相互在轴向上接触，中心齿轮232在其轴向两侧经由该凸部262A1、262B1而被外齿轮262A、262B夹持，由此限制轴向的移动。

根据这种构成，由于形成在外齿轮262A、262B自身上的凸部(干涉防止部)262A1、262B1的存在，中心齿轮232的齿部232C在运行中也不与外齿轮262A、262B干涉。因此，不产生由干涉引起的不良情况。而且，经由该凸部262A1、262B1而由外齿轮262A、262B分别进行中心齿轮232的轴向的定位，所以还能够省略用于该定位的另外的位置限制机构。

另外，在本实施方式中，中心齿轮232不经由滚子等而通过共计3个偏心体轴齿轮138、140、142(在图5(A)中只图示138)来进行半径方向的支持，更进一步地削减部件数量。其他构成与上述的实施方式相同，因此在附图中对相同部分赋予相同的符号，并省略重复说明。

另一方面，在图5(B)所示的例子中，通过设置在轴向的中心齿轮332和外齿轮362A、362B之间的隔板333A、333B来构成干涉防止部。隔板333A、333B为，其外周收容在中心齿轮332的齿部332C的半径方向内侧，防止该齿部332C与外齿轮362A、362B干涉。中心齿轮332以及外齿轮362A、362B经由该隔板333A、333B而相互在轴向上接触，中心齿轮332在其两侧被外齿轮362A、362B(经由隔板333A、333B)夹持，由此限制轴向的移动。

根据这种构成，由于隔板(干涉防止部)333A、333B的存在，中心齿轮332的齿部332C在通常运行中也不与外齿轮362A、362B干涉。因此，也不会产生由干涉引起的不良情况。

其他的构成与最初的实施方式相同，因此在附图中对相同部分赋予相同的符号，并省略重复说明。

此外，虽然未图示，但例如代替上述凸部(132A、132B或262A、262B)，而在中心齿轮或外齿轮上、从半径方向内侧到没有达到中心齿轮的齿部的位置为止突出形成台阶部，也能够得到相同的作用效果。

这样，在本发明中，不特别限定干涉防止部的具体构成。

本发明适用于通过配置在装置的半径方向中央的中心齿轮来驱动多个偏心体轴的摆动内啮合行星齿轮装置。

Claims

1.一种摆动内接行星齿轮构造，具有：外齿轮，通过多个偏心体轴上分别具有的偏心体来进行摆动旋转；和内齿轮，与该外齿轮内啮合；其特征在于，

中心齿轮与上述外齿轮在轴向上邻接配置，该中心齿轮接受来自驱动源侧的动力而同时驱动上述多个偏心体轴，并且，

干涉防止部介于该中心齿轮和上述外齿轮之间，该干涉防止部使上述中心齿轮的齿部不与上述外齿轮接触，

限制上述中心齿轮向该外齿轮侧的轴向的移动。

2.如权利要求1所述的摆动内接行星齿轮构造，其特征在于，

上述外齿轮夹着上述中心齿轮而在轴向上设置有2个，

在上述中心齿轮的轴向两侧配置上述干涉防止部，上述中心齿轮经由该干涉防止部而由两侧的上述外齿轮限制轴向的移动。

3.如权利要求1或2所述的摆动内接行星齿轮构造，其特征在于，

通过在上述中心齿轮的轴向外齿轮侧的面上、向该外齿轮侧突出形成的台阶部，来构成上述干涉防止部。

4.如权利要求1或2所述的摆动内接行星齿轮构造，其特征在于，

通过在上述外齿轮的轴向中心齿轮侧的面上、向该中心齿轮侧突出形成的台阶部，来构成上述干涉防止部。

5.如权利要求1或2所述的摆动内接行星齿轮构造，其特征在于，

通过设置在上述中心齿轮和上述外齿轮之间的隔板，来构成上述干涉防止部。