CN103270336B - 齿轮传动装置 - Google Patents

Abstract

齿轮传动装置包括内齿轮、外齿轮以及曲轴。外齿轮一边与内齿轮啮合一边相对地偏心旋转。曲轴具有与形成在外齿轮上的通孔相卡合的偏心体。曲轴用于使外齿轮偏心旋转。在通孔的内周面与偏心体的外周面之间夹设有球轴承。在通孔的内周面上形成有相当于球轴承的外圈的第1槽，在偏心体的外周面上形成有相当于球轴承的内圈的第2槽。

Description

齿轮传动装置

技术领域

本申请基于2010年12月22日提出申请的日本国专利申请第2010－286148号要求优先权。本说明书参照并援引上述申请的所有内容。本申请涉及一种齿轮传动装置。尤其是，涉及一种外齿轮一边与内齿轮啮合一边相对地偏心旋转的齿轮传动装置。

背景技术

公知有一种外齿轮一边与内齿轮啮合一边相对地偏心旋转的齿轮传动装置。在外齿轮偏心旋转的类型的情况下，外齿轮绕内齿轮的轴线进行偏心旋转。外齿轮的齿数与内齿轮的齿数不同。因此，当外齿轮一边与内齿轮啮合一边偏心旋转时，与外齿轮与内齿轮之间的齿数差相应地外齿轮相对于内齿轮相对地旋转。在日本特开平5－180278号公报中公开有上述齿轮传动装置的一个例子。在以下的说明中，将日本特开平5－180278号公报称作专利文献1。如专利文献1所公开那样，齿轮传动装置具有曲轴，以便使外齿轮偏心旋转。曲轴具有偏心体。该偏心体与形成于外齿轮的通孔相卡合。当曲轴旋转时，偏心体绕曲轴的轴线偏心旋转。其结果，与偏心体相卡合的外齿轮一边与内齿轮啮合一边偏心旋转。

在日本特开2004－293640号公报中公开有一种内齿轮偏心旋转的类型的齿轮传动装置。在以下的说明中，将日本特开2004－293640号公报称作专利文献2。在该类型的齿轮传动装置中，曲轴的偏心体与形成于内齿轮的通孔相卡合。外齿轮偏心旋转的类型和内齿轮偏心旋转的类型的齿轮传动装置都在偏心旋转的齿轮上形成有通孔、在该通孔内卡合有偏心体这一点上是相同的。以下，主要说明外齿轮偏心旋转的类型的齿轮传动装置。然而，需要留意的是，本说明书所公开的技术特征也能够应用于内齿轮偏心旋转的类型的齿轮传动装置。

如专利文献1和专利文献2所示，为了降低外齿轮（或内齿轮）的通孔与偏心体这两者之间的摩擦，在外齿轮（或内齿轮）的通孔与偏心体之间配置有滚针轴承。滚针轴承具有多个圆柱状的滚动体。圆柱状的滚动体的周面与偏心体的外周面和通孔的内周面这两者相接触。如专利文献1的图1较好的所示，在滚针轴承（滚动体）120的轴线方向上相邻地配置有零件122、123。零件122、123是垫圈那样的零件，用于防止滚针轴承120沿轴线方向移动。在以下的说明中，为了便于说明，将零件122、123称作垫圈。在专利文献2中也配置有相同的垫圈。

发明内容

在专利文献1和专利文献2的齿轮传动装置中，通过使滚针轴承的滚动体与垫圈相接触来防止滚针轴承沿轴线方向移动。或者，通过使用于保持滚动体的保持器与垫圈相接触来防止滚针轴承沿轴线方向移动。当曲轴旋转时，滚动体一边在偏心体的外周面上滚动一边沿着偏心体的周向移动。此时，在滚动体（或者保持器）与垫圈之间产生摩擦，从而使滚动体（或者保持器）与垫圈之间的接触部分发热。这样产生的热量有可能会对齿轮传动装置造成损伤。本说明书的目在于提供一种抑制配置在偏心旋转的齿轮与偏心体之间的轴承发热的技术。

本说明书所公开的齿轮传动装置包括内齿轮、外齿轮以及曲轴。外齿轮一边与内齿轮啮合一边相对地偏心旋转。在内齿轮和外齿轮中的一方的齿轮上形成有通孔。曲轴具有偏心体。偏心体与形成在内齿轮和外齿轮中的一方的齿轮上的上述通孔相卡合。偏心体用于使内齿轮和外齿轮中的一方偏心旋转。在外齿轮偏心旋转的情况下，通孔形成于外齿轮，曲轴的偏心体与外齿轮的通孔相卡合。在上述通孔的内周面与偏心体的外周面之间夹设有球轴承。在上述通孔的内周面上形成有相当于球轴承的外圈的第1槽。另外，在上述偏心体的外周面上形成有相当于球轴承的内圈的第2槽。

采用上述齿轮传动装置，由第1槽、第2槽以及被夹在第1槽与第2槽之间的球状的滚动体（典型的是滚珠）形成球轴承。在为球轴承的情况下，由外圈和内圈限制滚动体沿轴线方向移动。因此，在为球轴承的情况下，不需要用于与滚动体相接触来限制滚动体沿着轴线方向移动的零件。由此，能够抑制滚动体发热。此外，在为球轴承的情况下，内圈和外圈在轴线方向上的相对位置不易变化。因此，若为外齿轮偏心旋转的类型，则也能够限制外齿轮沿轴线方向移动。也能够省略用于限制外齿轮沿轴线方向移动的限制零件。其结果，还能够抑制在外齿轮与限制零件之间引起发热。

在本说明书所公开的齿轮传动装置中，也可以是，其具有两个以上的内齿轮和外齿轮中的一方齿轮，滚动体（滚珠）的直径小于内齿轮和外齿轮中的一方齿轮厚度。此外，这里所述的“内齿轮和外齿轮中的一方齿轮”是与上述偏心体相卡合的齿轮。具体而言，在为外齿轮偏心旋转的类型的情况下，也可以是其具有两个以上的外齿轮，滚动体的直径小于外齿轮的厚度。在为内齿轮偏心旋转的类型的情况下，也可以是其具有两个以上的内齿轮，滚动体的直径小于内齿轮的厚度。

如上所述，在本说明书所公开的齿轮传动装置中，在为外齿轮偏心旋转的类型的情况下，也能够限制外齿轮沿轴线方向移动。并且，若滚动体的直径小于外齿轮的厚度，则能够将两个以上的外齿轮以彼此靠近的方式配置。能够缩短齿轮传动装置的在轴线方向上的长度。

本说明书所公开的技术特征能够提供一种能够抑制配置在偏心旋转的齿轮与偏心体之间的轴承发热的齿轮传动装置。

附图说明

图1是表示实施例的齿轮传动装置的剖视图。

图2是表示由图1的虚线围成的部分30的放大剖视图。

图3是表示以往的齿轮传动装置的一部分的放大剖视图。

具体实施方式

在说明实施例之前，以下简要记载了实施例的技术特征。

（特征1）齿轮传动装置包括以能够旋转的方式支承于壳体的托架。曲轴利用限制曲轴在轴线方向上的移动的轴承而以能够旋转的方式支承于上述托架。

（特征2）第1槽和第2槽的沿着轴线方向剖切的截面形状均为圆弧状。

在实施例中，说明外齿轮偏心旋转的类型的齿轮传动装置（减速装置）。然而，需要留意的是，本说明书所公开的技术特征也能够应用于内齿轮偏心旋转的类型的齿轮传动装置。图1是表示齿轮传动装置100的剖视图。为了使附图清晰，对于一部分的零件，省略了用于表示截面的阴影。齿轮传动装置100是外齿轮20一边与内齿轮33啮合一边偏心旋转的偏心摆动型。此外，内齿轮33由壳体32和多个内齿销34构成。在壳体32的内周面上，沿周向以等间隔形成有与轴线方向平行的槽。在上述槽内嵌入有内齿销34。既可以在上述所有槽内嵌入内齿销34，也可以不在一部分的槽内嵌入内齿销34。

首先，说明齿轮传动装置100的基本构造。齿轮传动装置100包括内齿轮33、托架46、外齿轮20以及曲轴14。托架46借助一对角接触球轴承29而支承于壳体32。托架46被一对角接触球轴承29限制其相对于壳体32沿轴向方向和径向方向移动。托架46由第1板件44和第2板件40构成。柱状部42自第1板件44朝向第2板件40延伸，该柱状部42和第2板件40被固定。曲轴14借助一对圆锥滚子轴承12而支承于托架46。曲轴14被一对圆锥滚子轴承12限制其沿轴线38方向移动。更详细而言，曲轴14被一对圆锥滚子轴承12限制其相对于托架46向轴向方向和径向方向移动。

曲轴14在自齿轮传动装置100的轴线38偏置的位置上与轴线38平行地延伸。曲轴14包括输入齿轮36和两个偏心体16。输入齿轮36被固定于曲轴14的靠一对圆锥滚子轴承12的外侧的部位。两个偏心体16被固定于曲轴14的位于一对圆锥滚子轴承12之间的部位。齿轮传动装置100包括两个外齿轮20。在各外齿轮20上形成有通孔35。偏心体16借助球轴承22与通孔35相卡合。外齿轮20借助曲轴14支承于托架46。此外，球轴承22由外圈20a、内圈16a、滚动体18以及保持器（省略图示）构成。下面进一步详细叙述球轴承22。

当电动机（省略图示）的转矩传递至输入齿轮36时，曲轴14旋转。当曲轴14旋转时，偏心体16进行偏心旋转。伴随着偏心体16的偏心旋转，外齿轮20一边与内齿轮33啮合一边绕轴线38进行偏心旋转。外齿轮20的齿数与内齿轮33的齿数（内齿销34的数量）不同。因此，在外齿轮20偏心旋转时，与外齿轮20和内齿轮33的齿数差相应地外齿轮20相对于内齿轮33相对地旋转。其结果，对外齿轮20进行支承的托架46相对于内齿轮33（壳体32）相对地旋转。此外，托架46和内齿轮33的轴线与齿轮传动装置100的轴线38相同。

参照图2来说明齿轮传动装置100所特有的构造。如图2所示，在外齿轮20的通孔35的内周面35x上形成有第1槽20a。第1槽20a为圆弧状，且通孔35的内周面35x上沿周向绕一周。另外，在偏心体16的外周面16x上形成有第2槽16a。第2槽16a为圆弧状，且在偏心体16的外周面16x上沿周向绕一周。球轴承22由第1槽20a、第2槽16a以及球状的滚动体（滚珠）18形成。第1槽20a相当于球轴承22的外圈，第2槽16a相当于球轴承22的内圈。

滚动体18与第1槽20a和第2槽16a这两者相接触，滚动体18被槽20a、16a这两者限制其沿轴线方向（图1的轴线38方向）移动。限制滚动体18在轴线方向上的移动的意思是指第1槽20a和第2槽16a在轴线方向上的相对位置不易变化。如上所述，曲轴14被一对圆锥滚子轴承12限制其沿轴线38方向移动（参照图1）。由于第1槽20a和第2槽16a在轴线方向上的相对位置变化受到限制，因此能够限制外齿轮20沿轴线方向移动。此外，在附图中，滚动体18的曲率看上去与第1槽20a和第2槽16a的曲率相同，但实际上，滚动体18的曲率略微大于第1槽20a和第2槽16a的曲率。即，第1槽20a和第2槽16a具有比滚动体18略微平缓的曲面。因此，滚动体18与第1槽20a和第2槽16a点接触。

齿轮传动装置100包括沿轴线方向排列的两个外齿轮20。在外齿轮20彼此之间设有间隙52。另外，在外齿轮20与角接触球轴承29的外圈28之间设有间隙50。如上所述，外齿轮20被限制沿轴线方向移动。因此，外齿轮20的轴线方向的端面也不与任何零件接触。

此处，参照图3来说明典型的以往的齿轮传动装置200。图3表示齿轮传动装置200的一部分，这一部分与齿轮传动装置100的部分30相对应。在齿轮传动装置200中，偏心体216借助滚针轴承222与外齿轮220的通孔235相卡合。滚针轴承222的滚动体（滚柱）218的周面与通孔235的内周面235x和偏心体216的外周面216x线接触。在偏心体216的轴线方向的两侧设有垫圈260。滚针轴承222的保持器262与垫圈260相接触。保持器262还与外齿轮220的轴线方向上的一侧的端面相接触。由垫圈260和外齿轮220限制滚针轴承222的轴线方向移动。另外，外圈228与外齿轮220的轴线方向上的另一端面相接触。由保持器262和外圈228限制外齿轮220的轴线方向移动。

与以往的齿轮传动装置200比较来说明齿轮传动装置100的优点。如上所述，在齿轮传动装置200中，为了限制滚针轴承222在轴线方向上的移动，而使滚针轴承222（保持器262）与垫圈260和外齿轮220相接触。因此，在驱动齿轮传动装置200时，在滚针轴承222与垫圈260之间产生摩擦。或者，在滚针轴承222与外齿轮220之间产生摩擦。这会产生摩擦热而对齿轮传动装置200带来不良影响。摩擦热有可能对齿轮传动装置200造成损伤。与此相对，在齿轮传动装置100中，不必使用垫圈等零件来限制球轴承22（滚动体18）沿轴线方向移动。由于能够抑制球轴承22发热，因此，齿轮传动装置100的耐久性高于齿轮传动装置200的耐久性。另外，与齿轮传动装置200相比，能够减少齿轮传动装置100的零件的数量。

如上所述，在齿轮传动装置200中，滚动体218与通孔235的内周面235x和偏心体216的外周面216x线接触。与此相对，在齿轮传动装置100中，滚动体18与第1槽20a和第2槽16a点接触。与齿轮传动装置200相比，在齿轮传动装置100中，滚动体与其他零件之间的接触面积较小。因此，与齿轮传动装置200相比，齿轮传动装置100中的滚动体的滚动损失较小，且齿轮传动装置100具有不易使滚动体本身发热的构造。另外，在齿轮传动装置200中，使垫圈260与保持器262相接触。因此，被封入到齿轮传动装置200内的润滑剂不易到达滚动体218的周围。在齿轮传动装置100中，润滑剂易于到达滚动体18的周围，从而能够进一步减小滚动体18的摩擦。

在齿轮传动装置200中，只能在垫圈260与保持器262接触的范围内调整偏心体216的偏心量（自曲轴的轴线偏移的偏移量）。与此相对，在齿轮传动装置100中，能够自由调整偏心体16的偏心量。

在齿轮传动装置200中，为了限制外齿轮220在轴线方向上的移动，而使外齿轮220的轴线方向的端面与外圈228和保持器262相接触（虚线70部分和虚线72部分）。因此，在外齿轮220与外圈228之间（虚线70部分）和/或在外齿轮220与保持器262之间（虚线72部分）产生摩擦热。另外，外齿轮220会因摩擦而磨损。与此相对，在齿轮传动装置100中，利用球轴承22来限制外齿轮20在轴线方向上的移动。在驱动齿轮传动装置100的期间内，能够抑制外齿轮20彼此相接触、或者外齿轮20与其他零件相接触。能够维持间隙50和间隙52（参照图2），从而能够抑制在外齿轮20彼此之间或者在外齿轮20与其他零件之间产生摩擦热。另外，还能够抑制外齿轮20因摩擦而磨损。

如上所述，在齿轮传动装置200中，为了限制外齿轮20在轴线方向上的移动，而使外齿轮20的轴线方向上的端面与外圈228和保持器218相接触。因此，为了降低摩擦，需要进行使外齿轮20的表面（轴线方向上的端面）与外圈228之间的接触面变平坦的加工。同样地，还需要进行使外齿轮20的表面与保持器218之间的接触面变平坦的加工。与此相对，在齿轮传动装置100中，由于不使外齿轮20的表面与其他零件接触，因此能够省略平坦加工（精加工）。

说明齿轮传动装置100的其他特征。滚动体18的直径R小于外齿轮20的厚度T。根据上述结构，滚动体18未与外齿轮20的表面（轴线方向上的端面）相接触。因此，在轴线38方向上，能够将外齿轮20以彼此靠近的方式配置。换言之，能够缩小外齿轮20彼此之间的间隙52。由此，能够缩短齿轮传动装置100的在轴线38方向上的长度。

如图1所示，在第1板件44上形成有与轴线38同轴的第1通孔2，在第2板件40上形成有与轴线38同轴的第2通孔6。另外，在外齿轮20的中央部形成有中央通孔4。由通孔2、4、6来形成齿轮传动装置100的通孔8。通孔8沿轴线38方向贯穿齿轮传动装置100。能够使电缆、配管等在通孔8内通过。

在第1板件44与壳体32之间配置有绕轴线38一周的油封24。油封24用于防止齿轮传动装置100内的润滑剂（润滑油、润滑脂）向齿轮传动装置100的外部泄漏。角接触球轴承29由形成于托架46的第3槽46a、滚动体（滚珠）26、外圈28、保持器（省略图示）形成。第3槽46a相当于角接触球轴承29的内圈。通过将第3槽46a兼用作角接触球轴承29的内圈，能够减少用于构成齿轮传动装置100的主轴承（角接触球轴承）29的零件。

在上述实施例中，曲轴14在自齿轮传动装置100的轴线38偏置的位置与轴线38平行地延伸。然而，曲轴也可以在齿轮传动装置的轴线（托架和内齿轮的轴线）上延伸。在该情况下，在形成于外齿轮的中央部的中央通孔的内周面上形成第1槽。由该第1槽、形成于偏心体的第2槽以及滚动体（滚珠）构成球轴承。

以上详细地说明了本发明的具体例，但这些只不过是例示，不用于限定保护范围。在权利要求书的范围所记载的技术中包含对以上所例示的具体例进行各种变形、变更的技术方案。本说明书或者附图中说明的技术特征通过单独或各种组合来发挥技术上的有用性，并不限定于申请时的权利要求项所记载的组合。另外，本说明书或附图所例示的技术能够同时实现多个目的，实现其中之一的目的的技术本身具有技术上的有用性。

Claims (5)

1.一种齿轮传动装置，

该齿轮传动装置包括：

内齿轮；

外齿轮，其一边与内齿轮啮合一边相对地偏心旋转；以及

曲轴，其具有与形成在内齿轮和外齿轮中的一方齿轮上的通孔相卡合的偏心体，并且，该曲轴用于使上述一方齿轮偏心旋转，其特征在于，

在上述通孔的内周面与偏心体的外周面之间夹设有球轴承，

在上述通孔的内周面上形成有相当于球轴承的外圈的第1槽，

在上述偏心体的外周面上形成有相当于球轴承的内圈的第2槽，

上述曲轴设置于相对于上述齿轮传动装置的轴线错位的位置。

2.根据权利要求1所述的齿轮传动装置，其特征在于，

该齿轮传动装置具有两个以上的上述一方齿轮，

上述球轴承的滚动体的直径小于上述一方齿轮的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的齿轮传动装置，其特征在于，

上述第1槽和上述第2槽的沿着轴线方向剖切的截面形状为圆弧状。

4.根据权利要求3所述的齿轮传动装置，其特征在于，

上述球轴承的滚动体的曲率大于上述第1槽和上述第2槽的曲率。

5.根据权利要求1或2所述的齿轮传动装置，其特征在于，

上述球轴承的滚动体的曲率大于上述第1槽和上述第2槽的曲率。