CN102272476B - 齿轮传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能缩短在轴线方向上的长度的齿轮传动装置，其具有内齿轮、外齿轮、曲轴、两级齿轮和第二齿轮。第一齿轮固定在曲轴的一端。由曲轴使内齿轮与外齿轮的其中一个作偏心转动。两级齿轮具有中心齿轮和外齿圈。中心齿轮与第一齿轮啮合。外齿圈包围第一齿轮。第二齿轮与外齿圈啮合。由第二齿轮将电机扭矩传递给两级齿轮。第二齿轮、中心齿轮和外齿圈位于与齿轮传动装置的轴线交叉的同一平面内。

Description

齿轮传动装置

技术领域

本申请要求申请日为2009年1月9日的日本发明专利申请第2009-003490号的优先权，本说明书参照并援引上述申请的所有内容。本发明涉及一种偏心转动式齿轮传动装置。 

背景技术

人们公知如下一种齿轮传动装置，其具有内齿轮和外齿轮，这些齿轮中的其中之一与另外一个一边啮合一边作偏心转动。例如在国际公开公报WO2007/125835号中，公开有这样的齿轮传动装置的一个例子。在以下说明中，将国际公开公报WO2007/125835号称为专利文献1。专利文献1所述的齿轮传动装置具有内齿轮、外齿轮、曲轴和两级齿轮。曲轴沿齿轮传动装置的轴线延伸。曲轴具有偏心体。该偏心体与外齿轮卡合。曲轴转动时，外齿轮与内齿轮一边啮合一边作偏心转动。外齿轮因其与内齿轮的齿数差而与该内齿轮作相对转动。曲轴的一端固定有第一齿轮。第一齿轮与两级齿轮中的其中一个齿轮啮合。第二齿轮与两级齿轮的另外一个齿轮啮合。由第二齿轮将电机的扭矩传递给两级齿轮。 

专利文献1所述的齿轮传动装置的两级齿轮中的其中一个齿轮与另外一个齿轮沿齿轮传动装置的轴线方向错开。在以下说明中，只记载“轴线方向”时，是指齿轮传动装置的轴线方向。第一齿轮与两级齿轮中的其中一个齿轮啮合。第二齿轮与两级齿轮中的另外一个齿轮啮合。因此，第一齿轮和第二齿轮沿轴线方向偏置。当减小第一齿轮和第二齿轮的偏置量时，可减少轴线方向上的长度。但是由两个直齿圆柱齿轮构成两级齿轮时，减小第一齿轮和第二齿轮的偏置量时受到一定局限。本说明书中，提供以下一种技术：通过采用具有全新形状 的两级齿轮来减小第一齿轮和第二齿轮的偏置量，进而缩短齿轮传动装置在轴线方向上的长度。 

发明内容

本说明书中公开以下一种技术：采用该技术的齿轮传动装置具有内齿轮和外齿轮，它们的其中之一与另外一个一边啮合一边作偏心转动。上述齿轮传动装置具有曲轴、第一齿轮、第二齿轮、两级齿轮。第一齿轮固定在曲轴的一端。由曲轴使内齿轮与外齿轮的其中一个作偏心转动。两级齿轮具有中心齿轮和外齿圈。中心齿轮与第一齿轮啮合。外齿圈与中心齿轮同轴设置并且由该外齿圈包围第一齿轮。第二齿轮与外齿圈啮合。由第二齿轮将电机的扭矩传递给两级齿轮。两级齿轮的中心齿轮和外齿圈位于与齿轮传动装置的轴线交叉的同一平面内。 

当采用上述两级齿轮结构时，可减小第一齿轮和第二齿轮在轴线方向上的偏置量。另外，本说明书中所说的“中心齿轮和外齿圈位于同一平面内”，是指外齿圈的至少一部分位于沿水平方向将形成外齿圈的齿的部分扩展的空间划定的范围内。换言之，所说的“中心齿轮和外齿圈位于同一平面内”，是指从与齿轮传动装置的轴线垂直相交的方向观察时，中心齿轮与外齿圈的至少一部分重叠。 

上述齿轮传动装置的外齿圈包围着第一齿轮。因此，在轴线方向上可独立确定第二齿轮和外齿圈的啮合位置以及第一齿轮和中心齿轮的啮合位置。由于可减小第一齿轮和第二齿轮的偏置量，所以能够缩短齿轮传动装置在轴线方向上的长度。 

本说明书中公开的技术所述的一个实施方式中，第一齿轮和第二齿轮也可位于与齿轮传动装置的轴线交叉的同一平面内。如上所述，可独立确定第二齿轮和外齿圈的啮合位置以及第一齿轮和中心齿轮的啮合位置。因此，当使第一齿轮和第二齿轮位于与齿轮传动装置的轴线交叉的同一平面内时，能进一步缩短齿轮传动装置在轴线方向上的长度。 

本说明书中公开的技术所述的另一实施方式中，也可在中心齿轮和外齿圈之间形成沿周向方向成为一整圈的槽。采用该结构时，可使第一齿轮位于该槽中。 

本说明书中公开的技术所述的又一实施方式中，也可采用以下结构：用来支承第二齿轮的轴沿第二方向延伸，该轴呈悬臂支承状态。该第二方向与曲轴从第一齿轮延伸的第一方向相反，可将用来支承第二齿轮的轴承设置在第二齿轮的第二方向一侧，所述第二齿轮可与该轴承相对转动。还有，也可将锥齿轮固定在第二齿轮上，该锥齿轮与该第二齿轮同轴且位于该第二齿轮的第一方向一侧。换言之，也可将锥齿轮固定在该第二齿轮上。该锥齿轮在与用来支承第二齿轮的轴延伸的方向相反的一侧。 

如上所述，第一齿轮固定在曲轴的一端。在曲轴从第一齿轮延伸出来的第一方向上，密集设置有外齿轮等主要零件。因此难以将用来支承第二齿轮的轴承设置在第二齿轮的第一方向一侧，所述第二齿轮可与该轴承相对转动。如果是在与第一方向相反的方向(即、第二方向)，可容易地确保用来设置轴承的空间，该轴承用来支承第二齿轮，所述第二齿轮可与该轴承相对转动。另外，锥齿轮同轴固定在第二齿轮上时可形成以下结构：电机的输出轴沿与用来支承第二齿轮的轴的轴线方向不同的方向延伸。这样可缩短结合了电机和齿轮传动装置的装置在轴线方向上的长度。上述齿轮传动装置中，锥齿轮在第一方向一侧(与用来支承第二齿轮的轴延伸的方向相反的一侧)固定在第二齿轮上。因此，可将用来支承第二齿轮的轴承设置在该第二齿轮附近，该第二齿轮可与该轴承相对转动。由于可缩短用来支承第二齿轮的轴的长度，所以能进一步缩短齿轮传动装置在轴线方向上的长度。 

【发明效果】 

采用本说明书公开的技术，可以提供在轴线方向上的长度较短的齿轮传动装置。 

附图说明

图1是表示实施例中的齿轮传动装置的剖面图。 

图2是表示图1中被虚线包围的部分的局部放大图。 

具体实施方式

参照附图说明齿轮传动装置100。图1是表示齿轮传动装置100的剖面图。图2是表示图1中被虚线74包围的部分的局部放大图。齿轮传动装置100具有减速单元10、轴线方向转换单元40和支承座95。首先说明减速单元10。另外，在现有技术中，除两级齿轮72外，减速单元10的基本结构为人所知，所以在此只简单地进行说明。 

减速单元10具有内齿轮86、外齿轮24、曲轴14、支架2和两级齿轮72。对两级齿轮72将在后面进行叙述。内齿轮86形成在壳体90的内周面。内齿轮86与两个外齿轮24啮合。支架2由支架上部板2a、支架下部板2c和柱状部2b构成。支架上部板2a和支架下部板2c经柱状部2b固定在一起。支架2以与内齿轮86的轴线78同轴的方式设置。在以下说明中，轴线78有时被称为支架2的轴线或齿轮传动装置100的轴线。支架2经一对角接触球轴承84支承在壳体90(内齿轮86)上且可与之相对转动。另外，壳体90固定在支承座95上。 

由支架2支承曲轴14。曲轴14经圆锥滚子轴承8支承在支架2上且可与之相对转动。曲轴14的轴线16与支架2的轴线78沿半径方向错开。即，轴线16与轴线78平行。曲轴14在与齿轮传动装置100的轴线78错开的位置沿齿轮传动装置100的轴线78延伸。曲轴14上形成有2个偏心体18。各偏心体18经滚针轴承12分别与外齿轮24的通孔22嵌合。因此，外齿轮24经曲轴14支承在支架2上。曲轴14的一端固定有第一齿轮65。第一齿轮65与后述的两级齿轮72的中心齿轮70啮合。由两级齿轮72将电机(省略其图示)的扭矩传递给第一齿轮65。 

如上所述，曲轴14的偏心体18与外齿轮24的通孔22嵌合。当曲轴14转动时，外齿轮24围绕内齿轮86的轴线78作偏心转动。外 齿轮24的齿数与内齿轮86的齿数不同。因此，当外齿轮24作偏心转动时，外齿轮24与内齿轮86(壳体90)作相对转动。由于外齿轮24与支架2一起转动，所以当外齿轮作偏心转动时，支架2与壳体90作相对转动。 

接下来说明轴线方向转换单元40。轴线方向转换单元40的基本结构也为人所知，所以在此只简单地进行说明。轴线方向转换单元40具有第一锥齿轮44和第二锥齿轮42。第一锥齿轮44支承在第一轴50上。第一轴50相当于第一锥齿轮44的毂部。第一轴50收装在第一套筒48内。第一轴50经角接触球轴承46以可转动的方式支承在第一套筒48上。第一套筒48固定在支承座95上。第一轴50上形成有孔50a，电机的输出轴(省略其图示)固定在孔50a内。 

第二锥齿轮42支承在第二轴60上。第二轴60相当于第二锥齿轮42的毂部。第二轴60收装在第二套筒54内。第二轴60经角接触球轴承56以可转动的方式支承在第二套筒54上。第二套筒54固定在支承座95上。第二轴60上固定有第二齿轮64。 

第二齿轮64、第二锥齿轮42的轴线58平行于齿轮传动装置100的轴线78。另外，轴线58与第一锥齿轮44的轴线53垂直相交。电机的转矩经第一锥齿轮44和第二锥齿轮42传递给减速单元10。电机的转矩方向被第一锥齿轮44和第二锥齿轮42所转换。通过轴线方向转换单元40可将电机设置在与齿轮传动装置100的轴线78垂直相交的方向上。因此，在轴线78的方向上可缩短结合了电机和齿轮传动装置100的装置的长度。另外，由第二轴60支承第二齿轮64。因此，也可视作将第二锥齿轮42固定在第二齿轮64上的结构。还有，第二齿轮64与后述的两级齿轮72的外齿圈66啮合。 

下面说明两级齿轮72。两级齿轮72由中心齿轮70和外齿圈66构成。外齿圈66固定在中心齿轮70上并且与之同轴。更准确地讲，外齿圈66固定在中心齿轮70的毂部68上。中心齿轮70经一对深沟球轴承80支承在支架2和支承座95上且可与之相对转动。两级齿轮72的轴线即为齿轮传动装置100的轴线78。由两级齿轮72将第二齿 轮64的扭矩传递给第一齿轮65。即，电机扭矩经两级齿轮72从轴线方向转换单元40传递给减速单元10。 

如图2所示，在外齿圈66的中央部位形成有槽67。槽67在中心齿轮70的周围形成环形。换言之，外齿圈66的外侧部66b的轴线78方向上的厚度，形成得比内侧部66a在轴线78方向上的厚度厚。第一齿轮65位于外齿圈66的槽67内并被外齿圈66包围。由于第一齿轮65被外齿圈66包围，所以在轴线78方向上，可独立确定第一齿轮65和中心齿轮70的啮合位置、以及第二齿轮64和外齿圈66的啮合位置。这样，可使第一齿轮65和第二齿轮64位于同一平面内。 

图2中的范围W70是表示将形成中心齿轮70的外齿的范围水平扩展的空间范围。另外，范围W66是表示将形成外齿圈66的外齿的范围水平扩展的空间范围。从图2可知，范围W70和范围W66重叠。中心齿轮70和外齿圈66位于与齿轮传动装置100的轴线78交叉的同一平面内。更准确地讲，中心齿轮70和外齿圈66位于与齿轮传动装置100的轴线78垂直相交的同一平面内。换言之，从与齿轮传动装置100的轴线78(参照图1)垂直相交的方向观察时，中心齿轮70与外齿圈66的一部分(外侧部66b)重叠。与现有技术的由两个直齿圆柱齿轮构成两级齿轮的情况相比，采用两级齿轮72时可减小第一齿轮65和第二齿轮64在轴线方向上的偏置量。这样，与现有技术中的齿轮传动装置相比，齿轮传动装置100更能缩短轴线78方向上的长度。 

另外，在本实施例所述的齿轮传动装置100中，范围W65是表示将形成第一齿轮65的外齿的范围水平扩展的空间范围，范围W64是表示将形成第二齿轮64的外齿的范围水平扩展的空间范围。范围W65和范围W64的一部分重叠。换言之，第一齿轮65和第二齿轮64位于与齿轮传动装置100的轴线78垂直相交的同一平面内。之所以能使第一齿轮65和第二齿轮64位于与轴线78垂直相交的同一平面内，是由于在由外齿圈66包围第一齿轮65的状态下，中心齿轮70和外齿圈66位于与轴线78垂直相交的同一平面内。即，其原因在于， 在齿轮传动装置100的轴线78方向上，可独立确定第一齿轮65和中心齿轮70的啮合位置，以及第二齿轮64和外齿圈66的啮合位置。使第一齿轮65和第二齿轮64位于与齿轮传动装置100的轴线78垂直相交的同一平面内时，可进一步缩短齿轮传动装置100在轴线78方向上的长度。 

下面说明齿轮传动装置100的其他技术特征。图1中的符号“+Z”表示向图1中的上方的方向，符号“-Z”表示向图1中的下方的方向。也可将+Z称为第一方向，将-Z称为第二方向。用来支承第二齿轮64的第二轴60从第二齿轮64向-Z方向延伸。曲轴14从第一齿轮65向+Z方向延伸。即相对于第二齿轮64，第二轴60沿着与曲轴14从第一齿轮65延伸的+Z方向相反的方向延伸。在比第一齿轮65靠近+Z方向一侧，密集设置有构成减速单元10的零件。若第二轴60从第二齿轮64向+Z方向延伸，难以确保用来设置角接触球轴承56和第二套筒54的空间。当第二轴60从第二齿轮64向-Z方向延伸时，可在未密集设置有减速单元10的主要零件的区域内支承第二轴60。即，当第二轴60从第二齿轮64向-Z方向延伸时，易于确保用来设置角接触球轴承56和第二套筒54的空间。 

另外，第二锥齿轮42在比第二齿轮64靠近+Z方向一侧固定在第二齿轮64上。换言之，相对于第二齿轮64，第二锥齿轮42固定在其相反于角接触球轴承56的一侧。还有，由角接触球轴承56支承第二轴60。由于第二锥齿轮42没有位于第二齿轮64和角接触球轴承56之间，所以能缩短第二齿轮64和角接触球轴承56之间的距离。与将第二锥齿轮42设置在第二齿轮64和第二轴60之间的结构相比，可缩短第二轴60在轴线58方向上的长度。这样，能进一步缩短齿轮传动装置100在轴线78方向上的长度。 

用来支承第一锥齿轮44的第一轴50被第一套筒48支承且可与之相对转动。还有，用来支承第二锥齿轮42的第二轴60被第二套筒54支承且可与之相对转动。即第一锥齿轮44和第二锥齿轮42都采用单元化结构。因此，能容易地调整第一锥齿轮44和第二锥齿轮42的 啮合状态。所以采用该结构时可遏止第一锥齿轮44和第二锥齿轮42的啮合状态给第二齿轮64和外齿圈66的啮合状态带来的不利影响。 

支架2、外齿轮24、两级齿轮72的中央部分都设置有通孔。筒部件4穿过该通孔内。可在筒部件4内设置配线或配管等。支架上部板2a和筒部件4之间设置有油封6。支承座95和筒部件4之间设置有O型圈76。壳体90和支架上部板2a之间设置有油封20。第一套筒48和第一轴50之间设置有油封52。另外，由密封盖62覆盖第二轴60的一端，该密封盖62固定在第二套筒54上。由油封6、20、52和O型圈76以及密封盖62来防止齿轮传动装置100内的润滑剂(润滑油或润滑脂)漏到齿轮传动装置100的外部。 

下面说明实施例中齿轮传动装置的技术特征中的要点。实施例中的齿轮传动装置的外齿轮作偏心转动。本说明书公开的技术能适用于内齿轮作偏心转动的齿轮传动装置中。偏心转动式齿轮传动装置具有内齿轮、外齿轮、曲轴和支架。内齿轮形成在齿轮传动装置的壳体的内侧。支架与内齿轮同轴设置。支架支承在壳体上且可与之相对转动。支架的轴线(内齿轮的轴线)相当于齿轮传动装置的轴线。由该支架支承外齿轮和曲轴。外齿轮在允许作偏心转动的状态下被支架支承。外齿轮一边围绕支架的轴线作偏心转动一边与支架一起与内齿轮作相对转动。外齿轮上形成有通孔。 

曲轴在与齿轮传动装置的轴线(支架的轴线)沿着半径方向错开的位置沿齿轮传动装置的轴线延伸。曲轴支承在支架上且可与之相对转动。曲轴上形成有偏心体。所述偏心体与外齿轮的通孔嵌合。曲轴的一端固定有第一齿轮。电机的扭矩传递给第一齿轮。曲轴转动时，外齿轮在与内齿轮啮合的状态下作偏心转动。由于外齿轮与内齿轮作相对转动，所以支架与内齿轮作相对转动。 

齿轮传动装置具有第二齿轮和两级齿轮。两级齿轮由中心齿轮和外齿圈构成。两级齿轮与齿轮传动装置的轴线同轴设置。外齿圈固定在中心齿轮的毂部上。在两级齿轮的中心齿轮和外齿圈之间，形成在周向方向上成为一整圈的槽。使第一齿轮位于该槽中。 

上面详细说明了本发明的具体实施例，但是这些实施例只是几个示例而已，并不用来限定本专利申请的保护范围。本专利申请的权利要求书中所记载的技术方案包含对上述示例的具体实施例进行各种变型、改变后的技术方案。本说明书或者附图中所说明的技术特征，并不局限于申请时权利要求所述的组合，其单独或者通过各种组合而具有技术实用性。另外，虽然本说明或者附图所示的技术方案能同时实现多个目的，但是只要实现其中的一个目的其也具有技术实用性。 

Claims (7)

1.一种齿轮传动装置，其具有内齿轮和外齿轮，它们的其中之一与另外一个一边啮合一边作偏心转动，其特征在于，还具有

曲轴，第一齿轮固定在其一端，由该曲轴使内齿轮与外齿轮的其中一个作偏心转动；

两级齿轮，其具有中心齿轮和外齿圈，所述中心齿轮与第一齿轮啮合，所述外齿圈与所述中心齿轮同轴设置并且由该外齿圈包围第一齿轮，第二齿轮与外齿圈啮合；

第二齿轮，其与外齿圈啮合，由该第二齿轮将电机的扭矩传递给两级齿轮，

两级齿轮的中心齿轮和外齿圈位于与齿轮传动装置的轴线交叉的同一平面内。

2.根据权利要求1所述的齿轮传动装置，其特征在于，

第一齿轮和第二齿轮位于上述同一平面内。

3.根据权利要求1所述的齿轮传动装置，其特征在于，

在中心齿轮和外齿圈之间形成在周向方向上成为一整圈的槽。

4.根据权利要求3所述的齿轮传动装置，其特征在于，

在该齿轮传动装置的轴线方向上，外齿圈的外侧部的厚度形成得比内侧部的厚度厚。

5.根据权利要求3或4所述的齿轮传动装置，其特征在于，

第一齿轮位于外齿圈的槽内并被该外齿圈包围。

6.根据权利要求1所述的齿轮传动装置，其特征在于，

用来支承第二齿轮的轴沿着第二方向延伸，该第二方向与曲轴从第一齿轮延伸的第一方向相反，锥齿轮在第一方向一侧固定在第二齿轮上。

7.根据权利要求1所述的齿轮传动装置，其特征在于，

外齿圈固定在中心齿轮的毂部上。

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