CN104285076A - 波动齿轮装置的波动产生器 - Google Patents

Abstract

中空型波动齿轮装置(1)的波动产生器(3)包括刚性插塞(11)和滚针轴承(13)。滚针轴承(13)包括形成在插塞外周面(12)上的内圈轨道面(31)、挠性的外圈(32)、形成在外圈(32)的内周面上的外圈轨道面(33)以及滚针(34)。在插塞外周面(12)上形成有内圈轨道槽(36)，在内圈轨道槽(36)的槽底面形成有内圈轨道面(31)。在内圈轨道槽(36)的两侧的槽侧面形成有将滚针(34)限制为不会沿中心轴线方向移动的内圈侧限制面(47、48)。能够获得适合使波动齿轮装置的中空直径增大的波动产生器。

Description

波动齿轮装置的波动产生器

技术领域

本发明涉及一种波动齿轮装置的波动产生器，特别是，涉及一种包括滚针轴承的波动产生器。

背景技术

在波动齿轮装置的波动产生器中，一般来说，在刚性插塞的椭圆状外周面上安装有球轴承，该球轴承包括能沿径向挠曲的挠性的内外圈。从零件数的削减、小型化、紧凑化的观点出发，提出了在刚性插塞的椭圆状外周面上直接形成内圈轨道面而省略了内圈的波动齿轮装置。在专利文献1中提出了一种安装有该结构的波动齿轮装置的土木建筑机械用绞车。另外，在专利文献2中提出了一种在刚性插塞的椭圆状外周面上直接形成内圈轨道面，且在挠性外齿齿轮的内周面上直接形成外圈轨道面而省略了内外圈的波动齿轮装置。

在此，专利文献1公开的波动齿轮装置被称为扁平型波动齿轮装置，在齿数不同的两个刚性内齿齿轮的内侧配置有圆筒状的挠性外齿齿轮，利用配置在挠性外齿齿轮的内侧的波动产生器，使挠性外齿齿轮挠曲成椭圆状而与两个刚性内齿齿轮啮合。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平05–132292号公报

专利文献2：日本专利实开平03–99257号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

扁平型波动齿轮装置有时被用作包括中空部的中空型波动齿轮装置，该中空部沿装置轴线方向将该扁平型波动齿轮装置的中心部贯穿。在这种中空型波动齿轮装置中使用包括形成有中心通孔的刚性插塞的波动产生器。为了不增加装置的外径尺寸就使中空部的内径尺寸增大，需要在刚性插塞中形成大内径的中空通孔。为此，理想的是，在波动产生器中使用径向厚度比球轴承的径向厚度薄的滚子轴承，特别是滚针轴承。

本发明要解决的技术问题在于，鉴于这一点，提出一种适合使波动齿轮装置的中空直径增大的结构的波动产生器，以及包括该波动产生器的中空型波动齿轮装置。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述的技术问题，本发明的波动齿轮装置的波动产生器使挠性外齿齿轮挠曲成椭圆状而与刚性内齿齿轮局部啮合，并且使两个齿轮的啮合位置沿圆周方向移动，其特征在于，包括：刚性插塞(plug)；以及滚针轴承，该滚针轴承安装在上述刚性插塞的椭圆状的插塞外周面上，上述滚针轴承包括：形成在上述插塞外周面上的椭圆状的内圈轨道面；能沿径向挠曲的外圈；形成在上述外圈的内周面上的外圈轨道面；以及以能滚动的状态安装在上述内圈轨道面与上述外圈轨道面之间的多个滚针，在上述插塞外周面上形成有沿圆周方向延伸的内圈轨道槽，在上述内圈轨道槽的槽底面形成有上述内圈轨道面，在上述内圈轨道槽的两侧的槽侧面上形成有将上述滚针限制为不会沿轴线方向移动的内圈侧限制面。

本发明的波动齿轮装置的波动产生器包括滚针轴承，将该滚针轴承的内圈轨道面直接形成在刚性插塞的椭圆状外周面上而省略内圈。因而，能使轴承的径向厚度较薄，能在波动产生器中形成大内径的中空通孔。因此，在使用本发明的波动产生器时，能够实现大中空直径的中空型波动齿轮装置。

另外，在形成于刚性插塞的椭圆状外周面上的内圈轨道槽的底面形成了内圈轨道面。因而，内侧轨道槽的左右的槽侧面作为对滚针沿轴线方向的移动进行限制的内圈侧限制面而发挥功能。不必为了对滚针沿轴线方向的移动进行限制而配置其它构件，因此能够实现波动产生器的小型化、紧凑化。

内圈侧限制面(槽侧面)形成为与滚针的两端部的形状对应的侧面即可。在滚针的两端面是与滚针中心轴线正交的平坦的端面的情况下，将内圈侧限制面形成为与槽底面正交的正交侧面即可。在滚针的两端部朝向轴线方向的外侧形成为顶端细的圆锥台状的情况下，将内圈侧限制面形成为以与滚针的两端部的圆錐面对应的角度倾斜的倾斜侧面即可。

也可以在外圈的内周面上形成沿圆周方向延伸的外圈轨道槽，将外圈轨道槽的槽底面形成为外圈轨道面。在这种情况下，能够将外圈轨道槽的两侧的槽侧面用作将滚针限制为不会沿轴线方向移动的外圈侧限制面。

接着，本发明的中空型波动齿轮装置的特征在于，具有：刚性内齿齿轮；挠性外齿齿轮，该挠性外齿齿轮配置在上述刚性内齿齿轮的内侧，能与上述刚性内齿齿轮啮合；波动产生器，该波动产生器配置在上述挠性外齿齿轮的内侧，使上述挠性外齿齿轮挠曲成椭圆状而与上述刚性内齿齿轮局部啮合，并且使这两个齿轮的啮合位置沿圆周方向移动；以及旋转输入轴，该旋转输入轴由中空轴构成，上述波动产生器是包括上述结构的滚针轴承的波动产生器，上述波动产生器的上述刚性插塞与上述旋转输入轴的外周面形成为一体。

在本发明的中空型波动齿轮装置中，能使波动产生器的径向厚度较薄，因此能够增大中空部的中空直径。

在此，能够将本发明的中空型波动齿轮装置形成为如下的扁平型波动齿轮装置，在该扁平型波动齿轮装置中，作为刚性内齿齿轮，包括沿装置轴线的方向配置的齿数不同的第一内齿齿轮及第二内齿齿轮，挠性外齿齿轮包括能沿径向挠曲的圆筒体以及形成在圆筒体的外周面上的外齿。

附图说明

图1是表示应用了本发明的中空型波动齿轮装置的纵剖视图。

图2是将图1的具有波动产生器的部分取出而进行表示的局部剖视图。

图3是表示图2的波动产生器的局部立体图及局部剖视图。

图4是表示图2的波动产生器的另一例的局部立体图及局部剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的中空型波动齿轮装置进行说明。

(整体结构)

图1是表示本实施方式的中空型波动齿轮装置的纵剖视图。中空型波动齿轮装置1包括中空输入轴2、与中空输入轴2一体旋转的波动产生器3、挠性外齿齿轮4、第一刚性内齿齿轮5、第二刚性内齿齿轮6以及圆环状的输出凸缘7。中空输入轴2的圆形截面的中空部2a沿装置轴线1a的方向将中空型波动齿轮装置1贯穿而延伸。

中空输入轴2借助球轴承8由第一刚性内齿齿轮5支承为旋转自如的状态。第二刚性内齿齿轮6借助交叉滚子轴承9由第一刚性内齿齿轮5支承为旋转自如的状态。另外，在波动齿轮装置1中，将波动齿轮装置1的装置轴线1a的方向上的输出凸缘7一侧称为旋转输出侧，将其相反一侧称为旋转输入侧。

在中空输入轴2的旋转输入侧的轴端部2b上，借助联轴器等固定有电动机的输出轴(未图示)。在中空输入轴2的装置轴线1a方向上的中间的外周部分配置有波动产生器3。波动产生器3包括与中空输入轴2的外周面部分形成为一体的刚性插塞11、以及安装在该刚性插塞11的椭圆状的插塞外周面12上的滚针轴承13。

在波动产生器3的外周侧配置有圆筒状的挠性外齿齿轮4。挠性外齿齿轮4包括能沿径向挠曲的圆筒体4a、以及形成在该圆筒体4a的外周面上的外齿4b。在挠性外齿齿轮4的外周侧沿装置轴线1a的方向以同轴状态相邻配置有第一刚性内齿齿轮5及第二刚性内齿齿轮6。第一刚性内齿齿轮5配置在旋转输入侧，第二刚性内齿齿轮6配置在旋转输出侧。挠性外齿齿轮4因波动产生器3而挠曲成椭圆状。挠曲成椭圆状的挠性外齿齿轮4的长轴两端的外齿4b与第一刚性内齿齿轮5的第一内齿5a及第二刚性内齿齿轮6的第二内齿6a分别啮合。

第一刚性内齿齿轮5的外周侧的部分以圆环状分别向旋转输入侧及旋转输出侧突出而形成输入侧圆环部5b及输出侧圆环部5c。在输入侧圆环部5b与中空输入轴2的相对于刚性插塞11位于旋转输入侧的圆形外周面部分之间安装有球轴承8。

在第一刚性内齿齿轮5的输出侧圆环部5c处的圆环状端面上同轴地连接固定有交叉滚子轴承9的外圈9a。在外圈9a的内侧配置有与第一刚性内齿齿轮5形成为一体的圆环状的内圈9b。在外圈9a与内圈9b之间形成有矩形截面的圆环状的轨道，多个滚柱9c以滚动自如的状态安装在该轨道中。朝向旋转输出侧以圆环状突出的输出凸缘7与内圈9b形成为一体。在输出凸缘7上连接固定有负荷侧的构件(未图示)。

圆筒状盖21从中空型波动齿轮装置1的旋转输出侧安装在中空型波动齿轮装置1上。圆筒状盖21将交叉滚子轴承9的外圈9a及第一刚性内齿齿轮5覆盖。在圆筒状盖21的旋转输出侧的端部的内侧安装有油封22，将交叉滚子轴承9的旋转输出侧的端面密封。另外，在第一刚性内齿齿轮5的输入侧圆环部5b的旋转输入侧的端面连接固定有圆环状的外圈固定件23。在中空输入轴2的轴端部2b的外周安装有圆环状的内圈固定件24。

在该结构的中空型波动齿轮装置1中，第一刚性内齿齿轮5的齿数比第二刚性内齿齿轮6的齿数多2n片(n为正整数)。一般来说，多2片。第二刚性内齿齿轮6的齿数与挠性外齿齿轮4的齿数相同。将第一刚性内齿齿轮5固定在固定侧的构件(未图示)，以使第一刚性内齿齿轮5不能旋转。在利用电动机等使波动产生器3进行高速旋转时，外齿4b与第一内齿5a及第二内齿6a的啮合位置沿圆周方向移动。其结果是，挠性外齿齿轮4以根据第一刚性内齿齿轮5与挠性外齿齿轮4的齿数差而减速了的转速进行旋转。与挠性外齿齿轮4齿数相同的第二刚性内齿齿轮6与该挠性外齿齿轮4一体旋转。因而，从输出凸缘7将减速旋转输出到负荷侧的构件。

(波动产生器)

图2是将中空型波动齿轮装置1的具有波动产生器3的部分取出而进行表示的局部剖视图。图3(a)、图3(b)是表示波动产生器3的局部立体图及局部剖视图。如上述图所示，波动产生器3包括刚性插塞11、以及安装在刚性插塞11的椭圆状的插塞外周面12上的滚针轴承13。滚针轴承13包括形成在椭圆状的插塞外周面12上的椭圆状的内圈轨道面31、能沿径向挠曲的外圈32、形成在外圈32的内周面上的外圈轨道面33、以及安装在内圈轨道面31与外圈轨道面33之间的多个滚针34。滚针34由圆筒状的保持架35沿圆周方向以恒定的间隔保持为滚动自如的状态。

在刚性插塞11的椭圆状的插塞外周面12上，形成有沿圆周方向延伸的、一定宽度、一定深度的内圈轨道槽36。在内圈轨道槽36的槽底面形成有内圈轨道面31。内圈轨道槽36的两侧的槽侧面作为将滚针34限制为不会沿中心轴线方向移动的内圈侧限制面37、38而发挥功能。在本例中，滚针34的两端面为与滚针中心轴线正交的正交端面。内圈轨道槽36的两侧的内圈侧限制面37、38与此对应而形成为与内圈轨道面31正交的正交侧面。

也可以在外圈32的内周面上形成外圈轨道槽，将该外圈轨道槽的底面用作外圈轨道面。在这种情况下，能够将外圈轨道槽的两侧的槽侧面利用为将滚针34限制成不会沿中心轴线方向移动的外圈侧限制面。

图4(a)、图4(b)是表示滚针轴承13的另一例的局部立体图及局部剖视图。图示的滚针轴承13A包括形成在椭圆状的插塞外周面12上的椭圆状的内圈轨道面41、能沿径向挠曲的外圈42、形成在外圈42的内周面上的外圈轨道面43、以及以能滚动的状态安装在内圈轨道面41与外圈轨道面43之间的多个滚针44。

在刚性插塞11的椭圆状的插塞外周面12上，形成有沿圆周方向延伸的、一定宽度、一定深度的内圈轨道槽46。在内圈轨道槽46的槽底面形成有内圈轨道面41。内圈轨道槽46的两侧的槽侧面作为将滚针44限制为不会沿中心轴线方向移动的内圈侧限制面47、48而发挥功能。滚针34的两端面朝向外侧形成为顶端细的圆锥台状。与此对应，内圈轨道槽46的两侧的内圈侧限制面47、48形成为相对于与内圈轨道面41正交的面以小于90度的角度向外侧倾斜的倾斜侧面。

在外圈42的内周面上形成有沿圆周方向延伸的、一定宽度、一定深度的外圈轨道槽56。在外圈轨道槽56的槽底面形成有外圈轨道面43。外圈轨道槽56的两侧的槽侧面作为将滚针44限制成不会沿中心轴线方向移动的外圈侧限制面57、58而发挥功能。外圈侧限制面57、58形成为以与滚针44的两端部的圆锥面对应的角度倾斜的倾斜侧面。

上述的例子将本发明应用在扁平型波动齿轮装置的波动产生器中。本发明同样也可以应用在杯型波动齿轮装置或礼帽型波动齿轮装置的波动产生器中。

Claims (5)

1.一种波动齿轮装置的波动产生器，使挠性外齿齿轮挠曲成椭圆状而与刚性内齿齿轮局部啮合，并且使两个齿轮的啮合位置沿圆周方向移动，其特征在于，

包括：椭圆形轮廓的刚性插塞；以及滚针轴承，该滚针轴承安装在所述刚性插塞的椭圆状的插塞外周面上，

所述滚针轴承包括：形成在所述插塞外周面上的椭圆状的内圈轨道面；能沿径向挠曲的外圈；形成在所述外圈的内周面上的外圈轨道面；以及以能滚动的状态安装在所述内圈轨道面与所述外圈轨道面之间的多个滚针，

在所述插塞外周面上形成有沿圆周方向延伸的内圈轨道槽，

在所述内圈轨道槽的槽底面形成有所述内圈轨道面，

在所述内圈轨道槽的两侧的槽侧面上形成有将所述滚针限制成不会沿轴线方向移动的内圈侧限制面。

2.如权利要求1所述的波动齿轮装置的波动产生器，其特征在于，

所述槽侧面是与所述槽底面正交的正交侧面，或者是相对于与所述槽底面正交的面以小于90度的角度倾斜的倾斜侧面。

3.如权利要求1或2所述的波动齿轮装置的波动产生器，其特征在于，

在所述外圈的内周面上形成有沿圆周方向延伸的外圈轨道槽，

在所述外圈轨道槽的槽底面形成有所述内圈轨道面，

在所述外圈轨道槽的两侧的槽侧面上形成有将所述滚针限制成不会沿轴线方向移动的外圈侧限制面。

4.一种中空型波动齿轮装置，其特征在于，具有：

刚性内齿齿轮；

挠性外齿齿轮，该挠性外齿齿轮配置在所述刚性内齿齿轮的内侧，能与所述刚性内齿齿轮啮合；

波动产生器，该波动产生器配置在所述挠性外齿齿轮的内侧，使所述挠性外齿齿轮挠曲成椭圆状而与所述刚性内齿齿轮局部啮合，并且使这两个齿轮的啮合位置沿圆周方向移动；以及

旋转输入轴，该旋转输入轴由中空轴构成，

所述波动产生器是权利要求1至3中任意一项所述的波动产生器，

所述波动产生器的所述刚性插塞与所述旋转输入轴的外周面形成为一体。

5.如权利要求4所述的中空型波动齿轮装置，其特征在于，

作为所述刚性内齿齿轮，包括沿装置轴线的方向配置的齿数不同的第一内齿齿轮及第二内齿齿轮，

所述挠性外齿齿轮包括：能沿径向挠曲的圆筒体；以及形成在所述圆筒体的外周面上的外齿。