CN102401090A - 挠曲啮合式齿轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够防止在外齿轮与设置于起振体外周的轴承之间产生蠕变、并且能够获得顺畅的动力传递性能的挠曲啮合式齿轮装置。该挠曲啮合式齿轮装置(11)包括：具有刚性的内齿轮(12)；外齿轮(13)，内接于内齿轮(12)并且具有使其能够进行啮合的挠性；起振体(14)，通过轴承(31)嵌入外齿轮(13)的内侧并且使外齿轮(13)挠性变形，能够使内齿轮(12)与外齿轮(13)啮合，其中，外齿轮(13)的内周面15与轴承(31)的外圈(33)的外周面(35)之间夹有弹性体(41)。

Description

挠曲啮合式齿轮装置

技术领域

本发明涉及一种例如能够作为减速器或增速器使用的挠曲啮合式齿轮装置。

背景技术

挠曲啮合式齿轮装置主要包括3种部件：环状且具有刚性的内齿轮；装配于内齿轮的内侧、环状且具有挠性的外齿轮；使外齿轮在半径方向上弯曲并且相对于内齿轮部分啮合的同时能够使两齿轮的啮合位置在周向上移动、且为椭圆形的起振体(例如，参考专利文献1)。

在挠曲啮合式齿轮装置中，外周侧具有轴承的起振体嵌入外齿轮的内侧，旋转起振体，外齿轮就会与轴承的外圈共同产生弹性变形，并且在椭圆形的长轴部分与内齿轮啮合。此外，在外齿轮及内齿轮上设定齿数差，从而能够对应该齿数差使进行传递的旋转速度减速。

专利文献1：日本专利公开文献第2002-349645号公报

发明内容

发明解决的问题

然而，在挠曲啮合式齿轮装置中，由于外齿轮不断地弯曲为椭圆形来与内齿轮啮合，所以呈现大范围内施有荷载的状态。因此，如果起振体旋转，就可能在相互接触的轴承外圈的外周面与外齿轮的内周面之间产生蠕变(creep)，也就是滑动。施有的荷载越大，该蠕变越明显，有可能成为因异常磨耗而引起破损或杂音的原因。

上述蠕变比较容易在设置于起振体外周的轴承与外齿轮之间呈现过盈量不足的状态下荷载向周向移动的情况中发生，通过在该外齿轮与轴承之间赋予充分的过盈量，可以在一定程度上防止所述蠕变的发生。但是，由于设置于起振体外周的轴承其外圈会产生变形成为椭圆形状，所以将起振体及轴承嵌入外齿轮进行组装之后，很难在外齿轮与轴承的外圈之间施加足够的过盈量。因此，难以充分地抑制设置于起振体外周的轴承其外轮与外齿轮之间的蠕变。

此外，如果在外齿轮与轴承外轮之间强行施加过盈量，将装配有轴承的起振体嵌入到外齿轮的内侧时，就会在外齿轮上产生变形，可能啮合状态就会发生改变并且动力传递难以顺畅地进行。

本发明的目的在于提供一种能够防止在外齿轮与设置于起振体外周的轴承之间产生蠕变、并且能够获得顺畅的动力传递性能的挠曲啮合式齿轮装置。

解决问题的方案

本发明的挠曲啮合式齿轮装置能够解决上述问题，且包括：具有刚性的内齿轮；外齿轮，内接于所述内齿轮并且具有能够使其进行啮合的挠性；起振体，通过所述轴承嵌入所述外齿轮的内侧并且使所述外齿轮挠性变形，能够使所述内齿轮与所述外齿轮啮合。该挠曲啮合式齿轮装置的特征在于，在所述外齿轮的内周面与所述轴承的外周面之间夹有弹性体。

本发明的挠曲啮合式齿轮装置中，优选地，在所述外齿轮的内周面及所述轴承的外周面中的至少一者上形成用于保持弹性体的沟槽部。

并且，优选地，所述沟槽部设置于所述轴承的外周面。

本发明的挠曲啮合式齿轮装置中，优选地，所述弹性体夹在所述外齿轮的内周面与所述轴承的外周面之间遍及整个圆周。

本发明的挠曲啮合式齿轮装置中，优选地，所述弹性体在所述外齿轮的内周面与所述轴承的外周面之间沿旋转轴方向夹在多个位置处。

本发明的挠曲啮合式齿轮装置中，优选地，该挠曲啮合式齿轮装置是具有从所述外齿轮向旋转轴方向延伸的延展部的杯型或者礼帽型齿轮装置，夹在所述外齿轮的内周面与所述轴承的外周面之间沿旋转轴方向的多个位置处的所述弹性体其大小、形状、或者材质中的至少一者各不相同。

并且，优选地，所述延展部侧的弹性体其大小或者弹性模量比所述延展部相反侧的弹性体小。

发明的效果

根据本发明的挠曲啮合式齿轮装置，能够防止在外齿轮与设置于起振体外周的轴承之间产生蠕变，获得顺畅的动力传递性能。

附图说明

图1是示出本发明涉及的挠曲啮合式齿轮装置的一个实施例的整体结构的主视图。

图2是示出图1的挠曲啮合式齿轮装置的整体结构的剖面图。

图3是示出构成图1的挠曲啮合式齿轮装置的外齿轮及轴承的剖面图。

图4是示出图3的轴承的剖面图。

图5是示出不同于图3所示外齿轮及轴承的实施例的剖面图。

图6是示出不同于图3所示外齿轮及轴承的实施例的剖面图。

图7是示出图6的轴承的剖面图。

图8是示出不同于图3的外齿轮及轴承的实施例的剖面图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明涉及的挠曲啮合式齿轮装置的实施例进行说明。

图1及图2所示挠曲啮合式齿轮装置11适用于减速器或增速器，具备：具有刚性的内齿轮12；外齿轮13，内接于内齿轮12并且具有能够使其进行啮合的挠性；起振体14，通过轴承31嵌入外齿轮13的内侧并且使外齿轮13挠性变形，能够使内齿轮12与外齿轮13啮合。

外齿轮13具有筒状的壳部21，该壳部21其旋转轴方向的一端侧呈开口状。该壳部21的另一端设置有向半径方向的内侧延展且为圆环状的挡板22，挡板22上沿其内周缘一体地形成有圆环状的凸起部22a。壳部21的一端侧沿其外周部分形成有多个外齿23，壳部21从形成有该外齿23的旋转轴方向的一端侧向另一端侧延展。并且，设定壳部21上沿旋转轴方向向另一端侧延展的部分为延展部21a。

由此，挠曲啮合式齿轮装置11是具有外齿轮13的杯型齿轮装置，该外齿轮13具有壳部21及挡板22并且形成为杯子状。

内齿轮12形成为环状，其内周部分形成有多个内齿24。并且，该内齿轮12在周向上间隔地设置有可供螺栓(图示省略)插通的多个装配孔25，通过将插入所述装配孔25的螺栓螺合到各种装置的外壳等部位的螺孔中，能够将内齿轮12固定于这些装置的外壳上。

此外，外齿轮13的齿数设定为比内齿轮12少。内齿轮12与外齿轮13的齿数差设定为例如相差2片左右。并且，外齿轮13的外齿23能够啮合于内齿轮12的内齿24。

起振体14的外形形成为椭圆形，其外周设置有轴承31。并且，起振体14通过该轴承31嵌入外齿轮13的内侧。也可以在外齿轮13的内侧设置轴承31，并且在其内侧嵌入起振体14。起振体14具有刚性，因此形成在其中心的输入轴孔26可供具有键28的输入轴29插入。输入轴孔26上形成有供键28卡合的键槽27，在输入轴29插入并且进行旋转时，起振体与输入轴29一体旋转。

如图1至图3所示，轴承31包括：内侧嵌入起振体14的内圈32；嵌入到外齿轮13内侧的外圈33；可转动地配置于内圈32与外圈33之间的多个球状的转动体34。内圈32的外周面及外圈33的内周面分别形成有剖面观察呈圆弧状的转动面32a、33a，由该转动面32a、33a使转动体34获得收纳。此外，轴承31不仅限于球状的转动体，例如还可以是圆柱状。

此外，外齿轮13的内周面15与轴承31的外圈33的外周面(轴承的外周面)35之间夹有剖面为圆形的多个弹性体41。该弹性体41可以由例如橡胶或者有机系的弹性树脂等弹性材料形成，分别在轴承31的圆周方向上形成为环状，呈所谓的“O型环”形态。

如图4所示，轴承31的外圈33其外周面35上，沿旋转轴方向在多个处位置(本实施方式为2处)处间隔地形成有遍及圆周方向的沟槽部33b，该沟槽部33b中分别收容有弹性体41。从而，各弹性体41在外齿轮13的内周面15与轴承31的外圈33的外周面35之间配置于旋转轴方向的多个位置处。各弹性体41由外齿轮13及轴承31的外圈33夹持并在径向上压缩。从而，不仅能够保证内周面15与外周面35之间的接触阻力(摩擦阻力)，还能通过弹性体41的反弹力来保证外齿轮13的内周面15与轴承31的外圈33的外周面35的接触阻力。

由以上方式构成的挠曲捏合式齿轮装置11中，如果通过输入轴29使起振体14旋转，外齿轮13的外齿23与内齿轮12的内齿24的啮合位置就会沿圆周方向移动。并且，外齿轮13与内齿轮12存在齿数差会引起外齿轮13与内齿轮12的相对旋转。从而，能够从外齿轮13取出因齿数差而减速的旋转输出。

此时，在挠曲捏合式齿轮装置11中，外齿轮13不断地弯曲为椭圆形，并且，由于外齿轮13与内齿轮12啮合，所以呈现大范围内施有荷载的状态。本实施方式的挠曲捏合式齿轮装置11中，即使未在外齿轮13与轴承31的外圈33之间强行地设置过盈量，也能在外齿轮13的内周面15与外圈33的外周面35彼此接触的面之间即将产生间隙时，通过外齿轮13与外圈33之间夹有的弹性体41的反弹力来保证外齿轮13与外圈33之间的接触阻力。从而，即使未在外齿轮13与轴承31的外圈33之间强行设置过盈量，也能防止外齿轮13与外圈33之间产生蠕变，因此能够可靠地防止因蠕变所产生的异常磨耗而引起破损或杂音的发生。总之，能够防止挠曲啮合式齿轮装置11在外齿轮13与轴承31的外圈35之间因为蠕变而不符合要求，并且能够发挥顺畅的动力传递性能。

并且，由于外圈33的外周面35上形成有沟槽部33b，沟槽部33b中收纳有弹性体41，所以能够防止配置于指定位置处的弹性体41错位，并且能够通过弹性体41维持防止蠕变的效果。

此外，在上述挠曲啮合式齿轮装置11中，轴承31的外圈33的外周面35上形成有收纳弹性体41的沟槽部33b，但是也可以如图5所示，在外齿轮13的内周面15上形成收纳弹性体41的沟槽部13a。这种情况下，能够防止配置于指定位置的弹性体41错位，并且能够通过弹性体41维持蠕变的防止效果。然而，外圈33与外齿轮13相比其强度较大，所以优选在外圈33上设置收纳弹性体41的沟槽部33b。

此外，由于在外齿轮13与轴承31之间在环形方向的整个圆周上夹持有弹性体41，所以旋转起振体14时，能够始终沿着整个圆周对轴承31的外圈33与外齿轮13之间的蠕变的产生进行防止。此外，由于弹性体31在外齿轮13与轴承31之间沿旋转轴方向夹于多个位置处，所以能够在旋转轴方向的多个位置处较为均衡地防止外圈33与外齿轮13之间产生蠕变。

此外，上述实施方式中，对杯型的挠曲啮合式齿轮装置11进行了举例说明，但是本发明并不限于杯型，同样适用于礼帽型或筒型(扁平型)的挠曲啮合式齿轮装置。此外，礼帽型或筒形的结构本身为公知内容，例如已经在日本专利公开文献特开平08-166052号公报、特开平02-275147号公报上公开，所以省略其说明。

然而，如果杯型或礼帽型挠曲啮合式齿轮装置11具备有底的筒状外齿轮13，则外齿轮13与具备挡板22的延展部21a的一侧相比，作为延展部21a的相反侧的开口侧(图2中为右侧)比较容易弹性变形(比较容易以外圈33的延展部21a侧为支点来扩大范围)。因此，如果椭圆形的起振体14通过轴承31嵌入外齿轮13，在外齿轮13上延展部21a的相反侧，与轴承31之间比较容易产生缝隙。因此，外齿轮13与轴承31的外圈33越靠近外齿轮13的延展部21a的相反侧(开口侧)其缝隙越容易变大，并且更容易产生蠕变。

由此，作为沿旋转轴方向间隔地设置有多个的弹性体41，如图6及图7所示，优选设置为力学上各不相同的弹性体。这里所述力学上的各不相同是指弹性体41在外齿轮13与外圈33之间所产生的接触阻力的大小不同。例如，可以设定延展部21a侧的沟槽部33c小于延展部21a的相反侧的沟槽部33d，使用尺寸比延展部21a相反侧的弹性体41b小的弹性体41a作为延展部21a侧的弹性体，分别收纳于沟槽部33c、33d中。即，延展部21a相反侧的弹性体41b与延展部21a侧的弹性体41a相比，其反弹力较大，弹性形变量也大。

从而，通过在旋转轴方向观察外齿轮13与外圈33之间缝隙容易变小的一侧设置接触阻力比较难以增大的弹性体41a，并且在旋转轴方向观察外齿轮13与外圈33之间缝隙容易增大的一侧设置在力学上接触阻力比较容易增大的弹性体41b，能够在旋转轴方向上均衡地防止蠕变发生。

此外，这种情况下，如图8所示，还可以在外齿轮13的内周面15上设置大小不同的沟槽部13b、13c，收纳大小不同的弹性体41a、41b。

此外，不改变弹性体的大小，通过材质变更等来改变其弹性模量，或者使其形状不同，也能获得在力学上不同的弹性体。例如，使用比延展部21a相反侧的弹性体41b弹性模量小的弹性体作为延展部21a侧的弹性体41a，能够在旋转轴方向均衡地防止所述蠕变的发生。

还可以不设置轴承31的外圈33上用于收纳弹性体41的沟槽部33b、或外齿轮13的沟槽部13a。

此外，弹性体41优选设置在外齿轮13与轴承31的外圈之间环形方向的整个区域，但是也可以在外齿轮13与轴承31之间的环形方向上间隔地设置弹性体41，或者只在环形方向的一部分不设置弹性体41。

进一步地，弹性体41的材质或形状并不限于上述实施方式的示例。例如，还可以采用在齿轮装置的旋转轴方向的剖面观察呈现圆形以外(例如方形)的弹性体作为弹性体41，弹性体41的内部可以为实心也可以为中空。例如，弹性体41为中空时，其中空部可以遍及环形方向置入螺旋弹簧。此外，弹性体41的形状可以是能够夹在外齿轮13与轴承31的外圈33之间存在于整个旋转轴方向或部分旋转轴方向的片状。此外，对于弹性体41的材质并不限定于树脂，只要是具有弹性的材质即可，例如可以为金属片簧等。

此外，上述实施方式中均对弹性体41配置于外齿轮13的内周面15与轴承31的外圈33的外周面35之间的旋转轴方向的2处位置的情况进行了例示，但是并不限于2处位置的形式。例如，还可以只在旋转轴方向的1处位置、或3处以上的位置上设置弹性体。

符号说明

11挠曲啮合式齿轮装置

12内齿轮

13外齿轮

13a、13b、13c、33b、33c、33d沟槽部

14起振体

15外齿轮的内周面

31轴承

35轴承的外周面

41、41a、41b弹性体

Claims (7)

1.挠曲啮合式齿轮装置，包括：具有刚性的内齿轮；外齿轮，内接于所述内齿轮并且具有使其能够进行啮合的挠性；起振体，通过所述轴承嵌入所述外齿轮的内侧并且使所述外齿轮挠性变形，能够使所述内齿轮与所述外齿轮啮合，其特征在于，

在所述外齿轮的内周面与所述轴承的外周面之间夹有弹性体。

2.根据权利要求1所述的挠曲啮合式齿轮装置，其特征在于，

在所述外齿轮的内周面及所述轴承的外周面中的至少一者上，形成有用于收纳所述弹性体的沟槽部。

3.根据权利要求2所述的挠曲啮合式齿轮装置，其特征在于，

所述沟槽部，设置于所述轴承的外周面上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的挠曲啮合式齿轮装置，其特征在于，

所述弹性体，夹在所述外齿轮的内周面与所述轴承的外周面之间遍及整个圆周。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的挠曲啮合式齿轮装置，其特征在于，

所述弹性体夹在所述外齿轮的内周面与所述轴承的外周面之间存在于旋转轴方向的多个位置处。

6.根据权利要求5所述的挠曲啮合式齿轮装置，其特征在于，

该挠曲啮合式齿轮装置是具有从所述外齿轮向旋转轴方向延伸的延展部的杯型或者礼帽型齿轮装置，夹在所述外齿轮的内周面与所述轴承的外周面之间存在于旋转轴方向的多个位置处的所述弹性体其大小、形状、或者材质中的至少一者各不相同。

7.根据权利要求6所述的挠曲啮合式齿轮装置，其特征在于，

所述延展部侧的弹性体，其大小或者弹性模量比所述延展部相反侧的弹性模量小。

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