CN101929526B - 行星齿轮减速装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种行星齿轮减速装置，该装置在提高轮架的主轴承附近的设计自由度的同时，不用使该主轴承附近的强度降低而进一步缩短行星齿轮减速装置的半径方向的大小。在将外齿轮(51～53)与内齿轮(56)的相对旋转成分作为输出而取出的行星齿轮减速装置(40)中，具备：被配置于外齿轮(51～53)轴向两侧的一对第1、第2轮架(62、64)；贯穿外齿轮(51～53)而连结第1、第2轮架(62、64)的内销(柱部)(60)。内销(60)具有被嵌入、固定在第2轮架(64)的嵌入端部(60E)和贯穿外齿轮(51～53)的主体部(60B)。内销(60)的嵌入端部(60E)的轴心(O e)的轴心圆直径(ER1)小于主体部(60B)轴心(O b)的轴心圆直径(BR2)。

Description

行星齿轮减速装置

技术领域

本申请主张基于2009年6月26日申请的日本专利申请第2009-152816号的优先权。该申请的全部内容通过参照援用在本说明书中。

本发明涉及行星齿轮减速装置。

背景技术

例如在专利文献1中公开有如图8所示的行星齿轮减速装置。

该行星齿轮减速装置10具备3片外齿轮11～13和该外齿轮11～13所内啮合的内齿轮14，成为将外齿轮11～13和内齿轮14的相对旋转成分作为输出而取出的结构。

若通过未图示的电动机，输入轴16旋转，则一体形成在该输入轴16的外周的偏心体17～19旋转。由于偏心体17～19的外周相对于输入轴16的轴心偏心，所以若输入轴16旋转一圈，则被组装在该偏心体17～19外周的外齿轮11～13各摆动一次。其结果，内齿轮14和各外齿轮11～13的啮合位置分别依次在圆周方向偏移，各外齿轮11～13相对于内齿轮14相对旋转与相当于两齿轮的齿数差对应的量。

另一方面，内销孔11A～13A分别贯穿形成于外齿轮11～13，内滚子20以及内销22间隙嵌合在该内销孔11A～13A。第1、第2轮架24、26配置在外齿轮11～13的轴向两侧，通过内销22由连结螺栓28连结。第1、第2轮架24、26由第1、第2主轴承30、32支承于外壳34。

对内齿轮14的所述各外齿轮11～13的相对旋转通过贯穿该外齿轮11～13的内销22以及内滚子20从第1、第2轮架24、26输出。其结果，能通过1级实现相当于(内齿轮14和外齿轮11～13的齿数差)/(外齿轮11～13的齿数)的较大的减速比的减速。另外，外齿轮11～13的摆动成分通过内销孔11A～13A和内销22(内滚子20)的间隙嵌合(有间隙的嵌合)吸收。

专利文献1：日本特开2006-292065号公报

在这种结构中，在强度上成为最关键的是内销22的根部22A的部分。要提高内销22的根部22A的强度，有效的方法是加大该内销22的直径22d1，或者加大内销22的轴心O1的轴心圆直径22R1。但是，在以往的结构中，若要加大内销22的直径22d1或轴心圆直径22R1，则存在尤其难以确保第2轮架26的第2主轴承32的内圈轨道面32A和第2轮架26的内销凹部26A之间的尺寸L2的问题。由于该尺寸L2相当于支承第2主轴承32的内圈轨道面32A的部位的“半径方向厚度”，所以需要确保足够的大小。但是若要加大内销22的直径22d1或轴心圆直径22R1，则必然该尺寸L2变为进一步减少的倾向。

因此，若要该尺寸L2确保足够的大小的同时，确保内销22的根部22A的强度较高，则其结果也有不得不进一步加大减速装置整体的半径方向尺寸的情况。

发明内容

本发明是为了消除这种以往的问题而完成的，其课题在于，不用白白地增大减速机整体的半径方向尺寸而维持主轴承附近的强度的基础上，使连结一对轮架的柱部(内销)的强度进一步提高。

本发明通过设成以下结构解决了所述课题，即在具备外齿轮和该外齿轮所内啮合的内齿轮，并且将所述外齿轮和内齿轮的相对旋转成分作为输出而取出的行星齿轮减速装置中，具备被配置在所述外齿轮轴向两侧的一对轮架和贯穿所述外齿轮而连结所述一对轮架的柱部，所述柱部具有嵌入、固定在所述轮架的嵌入端部和贯穿所述外齿轮的主体部，并且将所述嵌入端部的轴心的轴心圆直径形成为小于该主体部轴心的轴心圆直径。

在此，主体部轴心的轴心圆直径是指以行星齿轮减速装置的轴心为中心并通过主体部的轴心的圆的半径，嵌入端部轴心的轴心圆直径是指以行星齿轮减速装置的轴心为中心并通过嵌入端部轴心的圆的半径。

根据本发明，将以往难以兼顾的、连结一对轮架的柱部的部强度确保和主轴承附近强度的确保(尤其是内圈轨道面和轮架的内销凹部之间的尺寸(以往例子中所说的尺寸L2)的确保)，能够不用使减速机整体的径向尺寸增大、而良好地兼顾。

即，在本发明中，将所述的课题(设计上的难题)着眼于内销凹部的“减速装置半径方向内侧”的空间来解决。具体来讲是如下构思，将以往作为具有相同轴心的一体部件设计的内销的主体部和嵌入端部作为不同部件来把握，并包括轴心分别设计。即，在本发明中，使(将向轮架的)嵌入端部轴心的轴心圆直径形成为小于柱部的(贯穿外齿轮的)主体部轴心的轴心圆直径。如后面详述，(根据该结构，能进行各种变化的设计(设计的自由度提高)，尤其是主轴附近的强度确保变得容易，作为结果，可以无障碍地进一步提高成为关键的柱部的根部部分的强度。

发明的效果

根据本发明，在不用增大减速机整体的半径方向尺寸而维持主轴承附近的强度的基础上，能够使连结一对轮架的柱部的强度进一步提高。

附图说明

图1是本发明的实施方式的一例所涉及的行星齿轮减速装置的剖视图。

图2是沿图1的向视Ⅱ-Ⅱ线的剖视图。

图3是抽出在所述实施方式中采用的(作为柱部的内销成为一体化的)第1轮架而表示的图3(A)主视图以及图3(B)侧视图。

图4是表示内销(柱部)的嵌入端部的变形例的局部放大主视图。

图5是本发明其他实施方式的一例所涉及的行星齿轮减速装置的剖视图。

图6是沿图4的向视Ⅵ-Ⅵ线的剖视图。

图7是抽出在所述其他实施方式中采用的(作为柱部的轮架销成为一体化的)第1轮架而表示的图7(A)主视图以及图7(B)侧视图。

图8是表示以往行星齿轮减速装置一例的局部剖视图。

图中：40-行星齿轮减速装置，42-输入轴，44～46-偏心体，51～53-外齿轮，56-内齿轮，60-内销(柱部)，60B-主体部，60E-嵌入端部，62、64-第1、第2轮架，64A-内销凹部，ER-嵌入端部的轴心圆直径，BR-主体部的轴心圆直径，δR-轴心偏移量。

具体实施方式

以下，基于附图详细说明本发明的实施方式的一例。

图1是表示本发明实施方式的一例所涉及的行星齿轮减速装置的剖视图，图2是沿图1的向视Ⅱ-Ⅱ线的剖视图。

该行星齿轮减速装置40具备输入轴42、3个偏心体44～46、3片外齿轮51～53以及内齿轮56，并成为通过使外齿轮51～53摆动，将外齿轮51～53和内齿轮56的相对旋转成分作为输出而取出的结构。此结构基本上与所述以往例子相同。

然而，如图2所示，在该实施方式中，内齿轮56的内齿通过在圆弧状的槽56A隔一个组装的柱状外销56B而构成。即使以这种结构与外销56B配置于所有的槽56A时相比，传递容量也稍微降低，但作为外齿轮51～53与内齿轮56的机械学的相对运动(减速的原理)能得到同样的效果。机械学的内齿数为槽56A的数。槽56A的数(在此例子中为60)比各外齿轮51～53的外齿数(在此例子中为59)仅多1个。

返回到图1，第1、第2轮架62、64被配置于外齿轮51～53的轴向两侧。内销孔51A～53A分别贯穿形成于外齿轮51～53，内滚子58以及内销(柱部)60间隙嵌合于该内销孔51A～53A。第1、第2轮架62、64由该内销60连结。具体地，内销60的一端与第1轮架62成为一体化。内销60的另一端具备被嵌入在第2轮架64的内销凹部64A的嵌入端部60E。

即，内销60成为从第1轮架62向轴向突出的状态，具有被嵌入、固定在第2轮架64的嵌入端部60E、与贯穿外齿轮51～53的主体部60B。内销60在该嵌入端部60E被嵌入(在本实施方式中为压入)在内销凹部64A的基础上，通过连结螺栓72与第2轮架64连结。关于内销(柱部)60的更具体的结构在后面进行详述。

第1、第2轮架62、64，如此由内销60连结，分别通过第1、第2主轴承66、68旋转自如地支承于(与内齿轮56成为一体化的)外壳70。该第1、第2主轴承66、68不具有内圈。即，第1、第2轮架62、64的外周面62B、64B兼作第1、第2主轴承66、68的内圈轨道面。

在此，结合参照图3对内销(柱部)60的结构进行详细说明。图3是抽出在本实施方式中所采用的(作为柱部的内销60成为一体化)第1轮架62而表示的图，(A)是主视图，(B)是侧视图。

内销60的嵌入端部60E的轴心Oe的轴心圆直径ER形成为比主体部60B的轴心Ob的轴心圆直径BR仅小偏差量δR(BR-ER＝δR)。在此，“嵌入端部60E的轴心Oe的轴心圆直径ER”是指以行星齿轮减速装置40的轴心(在此例子时，与输入轴42的轴心Og一致)为中心，通过嵌入端部60E的轴心Oe的圆的半径。并且，“主体部60B的轴心Ob的轴心圆直径BR”是指以行星齿轮减速装置40的轴心Og为中心，通过主体部60B的轴心Ob的圆的半径。并且，嵌入端部60E的半径Er形成为比主体部60B的半径Br仅小半径差δr(Br-Er＝δr)。

连结螺栓72(不是主体部60B的轴心Ob)被拧入嵌入端部60E的轴心Oe上，连结、固定第2轮架64与该嵌入端部60E。

其次，说明该行星齿轮减速装置40的作用。

若输入轴42通过未图示的电动机旋转，则一体形成在该输入轴42的外周的偏心体44～46旋转。由于偏心体44～46的外周相对于输入轴42的轴心Og偏心，所以若输入轴42旋转1圈，则被组装于该偏心体44～46的外周的外齿轮51～53各摆动1次。其结果，内齿轮56与各外齿轮51～53的啮合位置分别依次向圆周方向偏移，相当于内齿轮56，各外齿轮51～53相对旋转与相当于两齿轮的齿数差对应的量。

相对于内齿轮56的各外齿轮51～53的相对旋转通过贯穿该外齿轮51～53的内销60以及内滚子58从第1、第2轮架62、64输出。其结果，可以通过1级实现相当于(内齿轮56与外齿轮51～53的齿差数)/(外齿轮51～53的齿数)的较大的减速比的减速。在该实施方式中，由于内齿轮56的齿数如前所述对应于槽56A的数，所以为“60”(参照图2)，另一方面，由于各外齿轮51～53的外齿数是“59”，结果，该行星齿轮减速装置40的减速比是(60-59)/59＝1/59。另外，外齿轮51～53的摆动成分通过内销孔51A～53A与内销60(内滚子58)的间隙嵌合(有间隙的嵌合)吸收。

接着，着重说明基于内销(柱部)60的结构的作用。

如图3所示，在该实施方式中，内销60的嵌入端部60E轴心Oe的轴心圆直径ER形成为比主体部60B的轴心Ob的轴心圆直径BR仅小偏移量δR。并且，嵌入端部60E的半径Er形成为比主体部60B的半径Br仅小半径差δr。由此，在第2轮架64的嵌入端部60E的半径方向外侧，除了该半径差δr以外，仅能更大地确保轴心的偏移量δR，作为结果在嵌入端部60E的行星齿轮装置半径方向外侧能够确保与外侧阶梯差尺寸ΔP＝(δr+δR)对应的量的更多空间。

因此，在避免第2主轴承68附近的强度问题的发生的同时，作为结果，能更加大内销60的主体部60B的轴心圆直径BR或主体部60B的半径Br。即，无需使行星行星齿轮减速装置40的半径方向的尺寸增大而维持第2主轴承68附近的强度的同时，能进一步提高内销60的强度。

另外，在此例子中，由于是δr＞δR，所以在第2轮架64的嵌入端部60E的减速装置半径方向内侧，半径方向空间相对于主体部60B的该内侧存在更多与内侧阶梯差尺寸ΔQ＝(δr-δR)对应的量。该内侧阶梯差尺寸ΔQ通过半径差δr和偏移量δR的设定，即能设成正值，也能设成负值，并且还能设成“零”。对于外侧阶梯差尺寸ΔP与内侧阶梯尺寸ΔQ的设定例，使用图4在后面进行详述。

另外，在该实施方式中，由于第2轮架64的外周面64B兼作第2主轴承68的内圈轨道面，因此能够进一步有效地确保(从嵌入端部60E的外周)到该外周面(内圈轨道面)64B的尺寸L2。

并且，由于连结螺栓72被拧入(不是主体部60B的轴心Ob)到嵌入端部60E的轴心Oe，所以连结螺栓72存在于嵌入端部60E的中央。因此，内销60和第2轮架64的连结强度即使相对于嵌入端部60E的任意半径方向也能被良好地确保。

图4总结表示外侧阶梯差尺寸ΔP以及内侧阶梯差尺寸ΔQ的设定例。

图4的(A)相当于所述实施方式的设定例。如已说明，在该设定例中，嵌入端部60E1的半径Er1，小于主体部60B1的半径Br1(Br1＞Er1)。并且，轴心Ob1与Oe1的偏移量δR1小于主体部60B1的半径Br1和嵌入端部60E1的半径Er1的半径差δr1(δr1＞δR1)。此时，外侧阶梯尺寸ΔP1成为(δr1+δR1)，内侧阶梯差尺寸ΔQ1成为(δr1-δR1)。由于是δr1＞δR1，所以内侧阶梯差尺寸ΔQ1成为“正”，嵌入端部60E1的减速装置半径方向内侧的位置Ex1成为大于主体部60B1的减速装置半径方向内侧的位置Bx1(外侧)。

该设定例由于偏移量δR1较小，所以能够比以往更大地确保外侧阶梯差尺寸ΔP1的同时，能够较小地抑制在主体部60B1中从外齿轮51～53侧接收的力矩荷载集中在该主体部60B1中和嵌入端部60E1的分界部分60K1的程度。并且，在该设定例中，嵌入端部60E1完全容纳在主体部60B1的端面内，所以内销60的加工能容易。

图4的(B)表示嵌入端部60E2的半径Er2小于主体部60B2的半径Br2与相当于轴心Ob2和Oe2的偏移量δR2对应的量的情况，即半径差δr2等于轴心的偏移量δR2的情况，(δr2＝δR2的情况)。此时，外侧阶梯差尺寸ΔP2成为(δr2+δR2)＝2·δr2＝2·δR2，内侧阶梯差阶梯差尺寸ΔQ2成为(δr2-δR2)＝0。即，嵌入端部60E2的减速装置半径方向内侧Ex2的位置与主体部60B的减速装置半径方向内侧的位置Bx2一致。

该设定例由于嵌入端部60E2的减速装置半径方向内侧的位置Ex2与主体部60B2的减速装置半径方向内侧的位置Bx2一致而没有阶梯差，所以能避免该部分的应力集中。并且，该设定例由于嵌入端部60E2也容纳在主体部60B2的端面内，所以内销60的加工容易。

图4的(C)表示，主体部60B3的半径Br3与嵌入端部60E3的半径Er3相等，两者Br3与Er3的半径差δr3为“零”的情况。此时，外侧阶梯差尺寸ΔP3成为等于轴心的偏差量δR3，内侧阶梯差尺寸ΔQ3成为-δR3。即，相对于主体部60B3，嵌入端部60E3的位置成为完全向减速装置半径方向内侧移动仅轴心Ob3和Oe3的偏移量δR3的量的状态。在该设定例中，能将外侧阶梯差尺寸ΔP3确保比以往恰好大与轴心Ob3和Oe3的偏移量δR3对应的量。

图4的(D)示出，嵌入端部60E4的半径Er4大于主体部60B4的半径Br4的例子(半径差δr4为“负”)。即使嵌入端部60E4的半径Er4大于主体部60B4的半径Br4，只要轴心Ob与Oe的偏移量δR4大于半径差δr4，则外侧阶梯尺寸ΔP4也成为(δR4-δr4)＞0，作为结果，可以将嵌入端部60E4的减速装置半径方向外侧的空间能确保成比以往更大。在该设定例中，内侧阶梯差尺寸ΔQ4向减速装置半径方向内侧偏移与偏移量δR4和半径差δr4的合计(δR4+δr4)对应的量，但在该部分有富余时，不成为特别问题。该设定例有以下优点，即，使在嵌入端部60E4的强度反而增强的同时，确保嵌入端部60E4的减速装置半径方向外侧的空间比以往更大。

如此，在本发明中，关于主体部和关于嵌入端部的设定可进行各种选择，任意情况都能充分地确保第2主轴承附近的强度。因此，作为结果，能够将内销的强度“无障碍”地进一步增大。

另外，从图4的(C)的例子可知，在本发明中，对于主体部和嵌入端部的半径差(δr)，未必一定进行设定，(也可以是零)。如图4的(D)例子，根据情况只要是不超过轴心的偏差量(δR)的大小的范围，则也可以设定为嵌入端部的半径Er大于主体部60B的半径Br地设定。

并且，在所述实施方式中，虽然示出在配置于行星齿轮减速装置中央的输入轴的外周形成有偏心体的例子，但是，本发明例如对于所谓称为分配型结构的减速机构的柱部也能同样应用。

在图5～图7表示在该结构的减速机构的柱部应用本发明的例子。

在该减速装置104的输入轴106形成有传动小齿轮108。传动小齿轮108与3个分配齿轮130A～130C(仅图示130A)同时啮合。各分配齿轮130A～130C与3根偏心体轴144A～144C成为一体化。

偏心体轴144A具备从该偏心体轴144A的轴心偏心的偏心体160A、162A。偏心体轴144B、144C也同样地具备偏心体160B、162B、偏心体160C、162C(未图示偏心体160B、162B、160C、162C)。

位于各偏心体轴144A～144C的轴向同位置的偏心体，例如偏心体轴144A的偏心体160A、偏心体轴144B的偏心体160B以及偏心体轴144C的偏心体160C相互以相同的偏心相位组装。并且，偏心体轴144A的偏心体162A、偏心体轴144B的偏心体162B以及偏心体轴144C的偏心体162C也相互以相同的偏心相位组装。在偏心体160A～160C嵌合有外齿轮166。并且，在偏心体162A～162C嵌合有外齿轮168。

通过这些结构，各偏心体轴144A～144C能够与各分配齿轮130A～130C一体地沿相同方向以相同速度旋转，并且，通过各偏心体轴144A～144C的旋转，偏心体160A、160B、160C以配套且以相同相位旋转，同样，偏心体162A、162B、162C的配套以相同相位旋转。另外，偏心体160A、160B、160C的配套的偏心相位与偏心体162A、162B、162C的配套的偏心相位相互偏移180度，外齿轮166、168的偏心相位差为180°。

2片外齿轮166、168内啮合于内齿轮172。内齿轮172与外壳120成为一体化。内齿轮172的内齿由外销174构成。在此，考虑轻量化以及低成本化，外销174省略隔2个的配置。以此结构，作为外齿轮166、168与内齿轮172的机械学的相对运动(减速的原理)也能得到相等的效果。

在此，第1、第2轮架146、148被配置于外齿轮166、168的轴向两侧，通过第1、第2主轴承178、180旋转自如地被支承于外壳120。第2轮架148通过连结螺栓(仅图示螺栓孔182)被固定连结于轮架销(柱部)184A～184C。在该实施方式中，该轮架销(柱部)184A～184C贯穿外齿轮166、168的轮架销孔166A～166C、168A～168C(省略图示)，可对于该轮架销184A～184C(对于图5的箭头P部分)，应用与之前的实施方式完全相同的结构。

即，为了方便，若着眼于轮架销184A，则轮架销184A具有被嵌入、固定在第2轮架148的嵌入端部184E5和贯穿外齿轮166、168的主体部184B5。而且，嵌入端部184E5的轴心Oe5的轴心圆直径ER5形成为比该主体部184B5的轴心Ob5的轴心圆直径BR5仅小偏移量δR5。对于其他轮架销(柱部)184B、184C也可采用完全相同的结构。

通过该结构，也能在轮架销184A～184C的行星齿轮减速装置104的半径方向外侧位置确保较大的外侧阶梯尺寸ΔP5，也能直接得到与之前的图1～图3(图4(A))的实施方式实际上相同的作用效果。

另外，在上述实施方式中，示出柱部(内销或者轮架销)的一端与一对第1、第2轮架中的一方(第1轮架)一体成型的例子，但，在本发明中，在柱部通过连结螺栓被连结于一对轮架双方的结构中也能应用。对于此结构，可以对于向双方轮架的嵌入端部应用本发明。

并且，在上述实施方式中，设成在嵌入端部的轴心上拧入连结螺栓，但在本发明中，连结柱部与轮架的连结螺栓，未必一定需要拧入到嵌入端部的轴心上，也可以在与其他部件的配置关系适当向半径方向外侧或内侧偏移。

并且，在上述实施方式中，构成为第1、第2轮架兼作相对于行星齿轮减速装置的外壳可相对旋转地支承该第1、第2轮架的轴承(第1、第2主轴承)的内圈，但该轴承也可以具有专用的内圈。

并且，向嵌入端部的嵌入，未必一定需要如上述实施方式压入的基础上拧紧螺栓，以组装的简单性为优先，例如也可以设成仅压入(无螺栓)的结构，或者设为在间隙嵌入的基础上用螺栓固定的结构。

Claims (5)

1.一种行星齿轮减速装置，具备外齿轮、与该外齿轮所内啮合的内齿轮、输入轴、以及具有使所述外齿轮摆动的偏心体的偏心体轴，在所述输入轴的外周形成有所述偏心体，或者在所述输入轴上形成有传动小齿轮，该传动小齿轮与分配齿轮啮合，该分配齿轮与所述偏心体轴成为一体化，

将所述外齿轮和内齿轮的相对旋转成分作为输出而取出，

其特征在于，具备：

被配置于所述外齿轮的轴向两侧的一对轮架、及贯穿所述外齿轮而连结所述一对轮架的柱部，

所述柱部具有嵌入、固定于所述轮架的嵌入端部、和贯穿所述外齿轮的主体部，并且，

将以所述行星齿轮减速装置的轴心为中心并通过所述嵌入端部的轴心的圆的半径形成为小于以所述行星齿轮减速装置的轴心为中心并通过所述主体部的轴心的圆的半径，所述行星齿轮减速装置的轴心为所述输入轴的轴心。

2.如权利要求1所述的行星齿轮减速装置，其特征在于，

所述柱部的一端与所述一对轮架中的一方被一体成型。

3.如权利要求1或2所述的行星齿轮减速装置，其特征在于，

通过在所述嵌入端部的所述轴心上拧入连结螺栓，从而连结、固定所述轮架和所述柱部。

4.如权利要求1或2所述的行星齿轮减速装置，其特征在于，

所述轮架兼作相对于所述行星齿轮减速装置的外壳可相对旋转地支承该轮架的轴承的内圈。

5.如权利要求3所述的行星齿轮减速装置，其特征在于，

所述轮架兼作相对于所述行星齿轮减速装置的外壳可相对旋转地支承该轮架的轴承的内圈。

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