CN104379966A - 波动齿轮装置 - Google Patents

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CN104379966A CN201380032291.6A CN201380032291A CN104379966A CN 104379966 A CN104379966 A CN 104379966A CN 201380032291 A CN201380032291 A CN 201380032291A CN 104379966 A CN104379966 A CN 104379966A
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Abstract

在中空型波动齿轮单元(1)中，波动发生器(4)的中空转轴(41)的一方的轴端部(4b)位于杯形的挠性外齿齿轮(3)的内侧。轴端部(4b)受到固定于挠性外齿齿轮(3)的轴套(33)的轴承座(10)上所装配的轴承(11)的支承。轴承座(10)具备保持器按压部(107)，能够防止波动发生器轴承(43)的保持器(47)从轴线(1a)方向脱落。在挠性外齿齿轮(3)的内部不需配置波动发生器轴承(43)的保持器压板，从而能够缩短中空型波动齿轮单元(1)的轴长。

Description

波动齿轮装置
技术领域
本发明涉及具备杯形的挠性外齿齿轮的轴长较短的波动齿轮装置，尤其涉及具备沿轴线方向贯通的装置中空部的轴长较短的中空型波动齿轮装置。
背景技术
作为具备沿轴线方向贯通的装置中空部的中空型波动齿轮装置，具备杯形的挠性外齿齿轮的类型已为公众所知。在专利文献1中，对一种致动器进行了记载，该致动器是使具备杯形的挠性外齿齿轮的中空型的波动齿轮减速机与中空型的电动机在轴线方向上一体形成而构成的。
专利文献1所记载的波动齿轮减速机的波动发生器包括：与位于中空转轴的挠性外齿齿轮的内侧位置的外周面部分一体形成的椭圆形轮廓的凸轮板(衬套)；以及装配于该凸轮板的椭圆形外周面上的波动轴承(波动发生器轴承)。另外，在转轴上与该凸轮板形成部分相邻的位置一体地形成有圆环状的保持器压板。利用该保持器压板防止波动轴承的保持器从旋转中心轴线方向脱离。此外，利用装配于轴套的轴承座上的轴承，从外周侧对位于挠性外齿齿轮的轴套侧的转轴的轴端部进行支承。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2002-243000号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
作为具备杯形的挠性外齿齿轮的波动齿轮装置，有的情况下必需使用轴长较短的扁平的波动齿轮装置。如上所述，在专利文献1公开的波动齿轮减速机中，位于挠性外齿齿轮内侧的波动发生器的轴端部(转轴的轴端部)利用装配于挠性外齿齿轮的轴套的轴承座上的轴承进行支承。在挠性外齿齿轮的内部沿轴线方向配置有轴承座与轴承、保持器压板及波动发生器，因而，轴长能够缩短的程度是有限的。
对于保持器，可考虑采用不需要保持器压板的类型，而将保持器压板省去。然而，在此情况下，保持器在轴线方向上的宽度变厚，由此使波动齿轮装置的轴长相应地增长。因此，难以缩短轴长。
有鉴于此，本发明的技术问题在于提供一种具备杯形的挠性外齿齿轮的轴长较短的波动齿轮装置。
解决技术问题所采用的技术方案
为解决上述技术问题，本发明的波动齿轮装置的特征在于，包括：刚性内齿齿轮；杯形的挠性外齿齿轮，该挠性外齿齿轮配置于所述刚性内齿齿轮的内侧，并能够与所述刚性内齿齿轮啮合；波动发生器，该波动发生器配置于所述挠性外齿齿轮的内侧，并使该挠性外齿齿轮挠曲成椭圆形而与所述刚性内齿齿轮发生部分啮合；轴套，该轴套形成所述挠性外齿齿轮的杯底面的中心部分；轴承座，该轴承座配置于所述挠性外齿齿轮的内侧并固定于所述轴套；轴套侧轴承，该轴套侧轴承装配于所述轴承座，从外周侧对所述波动发生器的所述轴套侧的轴端部进行支承并使之处于能够自由旋转的状态；以及保持器按压部，该保持器按压部形成于所述轴承座上的朝向所述波动发生器侧的轴承座端面，并以规定的间隔与所述波动发生器的波动发生器轴承的保持器相对。
本发明的波动齿轮装置中，位于杯形的挠性外齿齿轮的内侧的波动发生器的轴端部受到安装在挠性外齿齿轮的轴套上的轴承座所装配的轴套侧轴承的支承。另外，轴承座在其轴承座端面上形成有保持器按压部，作为波动发生器轴承的保持器压板发挥功能。因此，在挠性外齿齿轮的内侧不需配置波动发生器轴承的保持器压板，藉此，能够相应地缩短波动齿轮装置的轴长。
本发明能够适用于具备沿装置轴线方向贯通的装置中空部的中空型波动齿轮装置。在此情况下的波动齿轮装置中，所述波动发生器包括：中空转轴；一体地形成于该中空转轴的外周面上的衬套；以及装配于该衬套的椭圆形外周面上的所述波动发生器轴承，所述波动发生器的所述轴端部是所述中空转轴上的所述轴套侧的轴套侧轴端部，所述挠性外齿齿轮的所述轴套是圆环状的轴套，所述轴承座包括固定于所述轴套的中心通孔的圆环状的轴套固定部，所述轴套固定部的中心通孔与所述中空转轴的中空部同轴配置，并形成沿装置轴线方向贯通的装置中空部。
另外，将本发明的波动齿轮装置作为波动齿轮单元使用的情况下，本发明的波动齿轮装置包括：固定于所述刚性内齿齿轮的第一端板；固定于所述挠性外齿齿轮的所述轴套的外周面的第二端板；以能够自由相对旋转的状态支承所述刚性内齿齿轮与所述第二端板的装置轴承；以及轴承，该轴承装配于在所述第一端板上形成的中心通孔的内周面上，从外周侧对所述中空转轴上的所述轴套侧轴端部的相反侧的轴端部进行支承，使之处于能够自由旋转的状态。
该情况下，从削减部件数及减少组装工时等意图出发，较为理想的是，所述刚性内齿齿轮与所述第一端板由单个部件构成，所述装置轴承的一方的轨道圈与所述第二端板由单个部件构成。也可以将所述刚性内齿齿轮、所述第一端板及所述装置轴承的另一方的轨道圈以单个部件构成。
附图说明
图1是采用了本发明的中空型波动齿轮单元的纵向剖视图。
图2是将图1的一部分放大表示的局部放大剖视图。
图3是沿图1的III-III线截断的部分的横向剖视图。
图4是表示配置有不需要保持器压板的保持器的中空型波动齿轮单元的半剖视图。
图5是表示在半径方向上配置密封部件的中空型波动齿轮单元的半剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对采用了本发明的中空型波动齿轮单元的实施方式进行说明。图1是本实施方式的波动齿轮单元的纵向剖视图，图2是将其一部分放大表示的局部放大剖视图，图3是沿图1的III-III线截断的部分的横向剖视图。
(整体构成)
中空型波动齿轮单元1(下文中有时简称为“波动齿轮单元1”)具备环状的刚性内齿齿轮2，该刚性内齿齿轮2具有矩形截面。在刚性内齿齿轮2的内侧同轴配置有杯形的挠性外齿齿轮3。在挠性外齿齿轮3的内侧配置有使挠性外齿齿轮3挠曲成椭圆形而使之与刚性内齿齿轮2部分啮合的波动发生器4。另外，在波动齿轮单元1中，形成有使其中心部分沿轴线1a的方向贯通并延伸的单元中空部5。
在刚性内齿齿轮2的一方的端面2a上一体地形成有圆盘状的第一单元端板6。也可以将刚性内齿齿轮2、第一单元端板6的部分设置成不同部件并将二者紧固固定。第一单元端板6沿垂直于轴线1a的方向延伸。第一单元端板6的中心通孔的内周面上装配着第一轴承7，利用第一轴承7对波动发生器4的一方的第一轴端部4a进行支承，使之处于能够自由旋转的状态。在刚性内齿齿轮2的另一方的端面2b一侧，相邻配置有作为单元轴承的交叉滚子轴承8。
交叉滚子轴承8的外圈8a一体地形成于刚性内齿齿轮2的端面2b上。也可以将刚性内齿齿轮2、外圈8a的部分设置成不同部件并将二者紧固固定。在交叉滚子轴承8的内圈8b上的刚性内齿齿轮2的相反侧的端面上，一体地形成有圆盘状的第二单元端板9。也可以将第二单元端板9、内圈8b的部分设置成不同部件并将二者紧固固定。第二单元端板9沿垂直于轴线1a的方向延伸，并固定于形成杯形的挠性外齿齿轮3的杯底面的中心部分的圆环状的轴套33的外周面上。
在挠性外齿齿轮3的内侧配置有固定于其轴套33上的轴承座10。在轴承座10上装配有第二轴承11。利用第二轴承11对波动发生器4上的轴套33一侧的第二轴端部4b进行支承，使之处于能够自由旋转的状态。
例如，将刚性内齿齿轮2紧固固定于未图示的固定侧部件上，将波动发生器4的第一轴端部4a与未图示的电动机轴等高速转轴连接，并将固定于挠性外齿齿轮3的第二单元端板9紧固于未图示的被驱动侧部件上。在此情况下，一体形成有刚性内齿齿轮2、第一单元端板6及交叉滚子轴承8的外圈8a的部件成为波动齿轮单元1的固定侧的单元外壳12。另外，一体形成有交叉滚子轴承8的内圈8b及第二单元端板9的部件成为波动齿轮单元1的旋转侧的单元外壳13。
当波动发生器4旋转时，挠性外齿齿轮3的外齿3a与刚性内齿齿轮2的内齿2c的啮合位置沿周向移动。挠性外齿齿轮3的齿数比刚性内齿齿轮2的齿数少2n个(n为正整数)，通常少2个(n＝1)。因此，当啮合位置沿周向移动时，在两齿轮2、3中产生因齿数差引起的相对旋转。因齿数差引起减速的减速旋转由挠性外齿齿轮3通过第二单元端板9而输出至未图示的被驱动侧部件。
接着，对各部的构成作更为详细的说明。首先，波动发生器4包括：中空转轴41；一体地形成于该中空转轴41的外周面上的具有椭圆形轮廓的宽度一定的衬套(plug)42；以及装配于该衬套42的椭圆形外周面上的波动发生器轴承43。中空转轴41的中空部形成了以轴线1a方向贯通波动发生器4并延伸的具有圆形截面的波动发生器侧中空部5a。另外，中空转轴41的一方的轴端部为波动发生器4的第一轴端部4a，而另一方的轴端部为波动发生器4的第二轴端部4b。第二轴端部4b为位于挠性外齿齿轮3的轴套33侧的轴套侧轴端部。
波动发生器轴承43具备能够在半径方向上挠曲的内圈44及外圈45。内圈44、外圈45之间的圆环状的轨道中插入多个滚珠46，该滚珠46处于能够自由滚动的状态。利用圆环状的保持器47沿圆周方向以一定的角度间隔对滚珠46进行保持。保持器47包括环状板47a及从该环状板47a的端面以一定的角度间隔垂直(轴线1a的方向)延伸的隔板47b。相邻的隔板47b之间形成为各滚珠46的收容部。保持器47从第二单元端板9侧沿轴线1a的方向装配于内圈44、外圈45之间。
挠性外齿齿轮3包括：能够在半径方向上挠曲的圆筒状主体部31；从该圆筒状主体部31的一方的端部向半径方向内侧延伸的圆盘状的隔片32；以及形成于该隔片32的内周缘的圆环状的轴套33。在圆筒状主体部31的另一方的开口端的外周面部分形成有外齿3a。轴套33通过压配、粘接或焊接等方式以无间隙的状态固定于第二单元端板9的圆形的内周面上。在轴套33的圆形的中心通孔中，轴承座10从第二单元端板9的相反侧通过压配、粘接或焊接等方式以有间隙的状态固定于其中。
(轴承座)
轴承座10包括：圆环状的轴套固定部101(突缘部)；从轴套固定部101向半径方向的外侧延伸的薄的圆盘状的板簧部102；以及从板簧部102的外周缘部朝向第一单元端板6的方向沿轴线方向延伸的圆环状的轴承座主体部103。轴套固定部101包括固定于轴套33的圆形内周面34上的插入部104、及沿轴套33的内侧的圆环状端面35延伸的圆环部105，并具有L形截面形状。在轴承座主体部103的内侧保持有第二轴承11。上述轴套固定部101、板簧部102及轴承座主体部103是由单个部件构成的一体成形品。板簧部102具有能够向轴线1a的方向对轴承座主体部103施力的弹性。
如图2所示，在轴承座主体部103上形成有外圈装配用的圆形内周面103a。在圆形内周面103a上的第二单元端板9侧的端部，形成有与轴线1a垂直的由宽度一定的圆环状台阶面构成的外圈支承面103b。外圈支承面103b朝向第一单元端板6侧。在圆形内周面103a上装配着第二轴承11的外圈11a，其圆环状端面与外圈支承面103b抵接。板簧部102沿垂直于轴线1a的方向延伸。另外，板簧部102连接于轴承座主体部103上的比外圈支承面103b更靠第二单元端板9侧的端部与轴套固定部101的圆环部105的外周面之间。
另一方面，在中空转轴41的第二轴端部4b的圆形外周面上形成有内圈装配用的圆形外周面4c。圆形外周面4c上的第一轴端部4a侧的端部形成有与轴线1a垂直的由宽度一定的圆环状台阶面构成的内圈支承面4d。内圈支承面4d朝向第二单元端板9侧。在圆形外周面4c上装配着第二轴承11的内圈11b，其圆环状端面与内圈支承面4d抵接。
板簧部102在装配有第二轴承11的状态下，处于沿轴线1a向第二单元端板9侧略微发生了变位的状态。利用板簧部102向轴线方向的弹性回复力，使第二轴承11处于受到沿轴线方向(将内圈11b推向内圈支承面4d的方向)的预压的状态。
如上所述，对中空转轴41的第二轴端部4b进行支承并使之处于能够自由旋转状态的轴承机构采用了具有预压功能的轴承座10。为此，不需要配置用于对第二轴承11施加预压的部件。因此能够以较少的部件数构成具有预压功能的轴承机构，而且还能够减少其轴线方向上的设置空间。因而，使用本例的轴承机构能够缩短中空型波动齿轮单元1的轴长。
另外，轴承座10除预压功能外还具备波动发生器轴承43的保持器压板的功能。即，由图2可知，轴承座10的轴承座主体部103具有朝向波动发生器轴承43侧的圆环状的轴承座端面106。轴承座端面106形成于从轴线1a方向与波动发生器轴承43的保持器47的环状板47a相对的位置。在该轴承座端面106上的外周侧部位形成有略微向保持器47侧突出的圆环状突部107。圆环状突部107与保持器47的环状板47a的端面保持微小的间隔与之相对。
当保持器47欲从内圈44、外圈45间向轴线1a的方向脱离时，与该圆环状突部107抵接。因而，圆环状突部107作为保持器按压部而发挥功能。为此，在挠性外齿齿轮3的内侧不需配置波动发生器轴承43的保持器压板。从而能够缩短中空型波动齿轮单元1的轴长。
此处，在中空型波动齿轮单元1中，考虑采用不需要保持器压板的保持器。如图4所示，在此情况下的保持器47A具备位于滚珠46两侧的环状板47c、47d，隔板47e形成于该环状板47c、47d之间。因此，在轴线1a方向上，必须确保将环状板47d配置于波动发生器4与第一单元端板6之间所需的空间L。由于需要此空间，相应地会使中空型波动齿轮单元1的轴长变长，因而并非理想。
(中空部的密封机构)
再次参照图1、图2进行说明。单元中空部5由利用波动发生器4的中空转轴41的中空部所形成的波动发生器侧中空部5a及利用固定于挠性外齿齿轮3的轴套33的轴承座10的插入部104的中心通孔所形成的轴套侧中空部5b构成。因此，在单元中空部5的内周面上形成有圆环状的间隙。该间隙利用具有V形截面的圆环状密封部件14进行密封。
密封部件14装配于在轴承座10的轴套固定部101与波动发生器4的第二轴端部4b之间形成的间隙15内。间隙15包括：开口于单元中空部5的圆形内周面的窄幅的圆环状的间隙部分15a；以及形成于外周侧的宽幅的圆环状的间隙部分15b。间隙部分15b中装配有圆环状的密封部件14。藉此，间隙15得以密封，从而避免了润滑油等漏入单元中空部5。
具有窄幅的间隙部分15a与宽幅的间隙部分15b的间隙15如下所述形成。朝向波动发生器4侧的轴承座10的端面部分108(轴套侧端面)为垂直于轴线1a的平坦的端面。与该端面部分108相对的波动发生器4侧的端面为第二轴端部4b的轴端面48。该轴端面48包括：圆环状的内周侧端面48a；以及相对于轴承座10的端面部分108比内周侧端面48a更向轴线1a方向后退的圆环状的外周侧端面48b。外周侧端面48b与轴承座10的端面部分108之间成为宽幅的圆环状的间隙部分15b。而内侧的内周侧端面48a与端面部分108之间则成为窄幅的间隙部分15a。
如上所述，中空转轴41的第二轴端部4b的轴端面48形成为台阶状，外周侧端面48b从内周侧端面48a沿轴线1a方向后退。藉此，在外周侧端面48b与其相对的轴承座10侧的端面部分108之间形成用于装配密封部件的宽幅的间隙部分15b。因此，能够将密封部件14沿轴线1a的方向配置于轴套固定部101与波动发生器侧的中空转轴41之间。
此处，如图5所示，考虑将密封部件14A装配于轴套固定部101的插入部104的内周面109与插入内侧的中空转轴41的轴端部4b的外周面部分41A之间。即，将密封部件14A沿半径方向配置于轴套固定部101的插入部104与波动发生器侧的中空转轴41的轴端部4b之间。若在半径方向上配置密封部件14A，则单元中空部5A的内径由插入轴套固定部101的插入部104的内侧的中空转轴41的中空径确定。因此，不适于形成大内径的单元中空部。与之相对地，若依据图1～图3所示的本例的波动齿轮单元1，则能够消除此弊害，从而能够形成大内径的单元中空部5。
另外，如图1、图2所示，本例中，用于装配密封部件的的间隙部分15b形成为进入第二轴承11的内圈11b的内侧的状态。因此，能够在保持与图5所示的、在半径方向上配置密封部件14时的相同的单元轴长不变的情况下配置密封部件14。因此，依据本例，能够提供采用杯形的挠性外齿齿轮3的、具有较大单元中空部5且轴长较短的中空型波动齿轮单元1。
此外，如图1所示，在本例中，第一单元端板6的内周面与第一轴端部4a的外周面之间的间隙利用装配于第一轴承7的外侧部位的第一油密封件16进行密封。另外，在第二单元端板9侧，交叉滚子轴承8的内圈8b与外圈8a的间隙利用圆环状的第二油密封件17进行密封。

Claims (4)

1.一种波动齿轮装置(1)，其特征在于，包括：
刚性内齿齿轮(2)；
杯形的挠性外齿齿轮(3)，该挠性外齿齿轮(3)配置于所述刚性内齿齿轮(2)的内侧，并能够与所述刚性内齿齿轮(2)啮合；
波动发生器(4)，该波动发生器(4)配置于所述挠性外齿齿轮(3)的内侧，并使该挠性外齿齿轮(3)挠曲成椭圆形而与所述刚性内齿齿轮(2)发生部分啮合；
轴套(33)，该轴套(33)形成所述挠性外齿齿轮(3)的杯底面的中心部分；
轴承座(10)，该轴承座(10)配置于所述挠性外齿齿轮(3)的内侧并固定于所述轴套(33)；
轴套侧轴承(11)，该轴套侧轴承(11)装配于所述轴承座(10)，从外周侧对所述波动发生器(4)的所述轴套(33)侧的轴端部(4b)进行支承，使之处于能够自由旋转的状态；以及
保持器按压部(107)，该保持器按压部(107)形成于所述轴承座(10)上的朝向所述波动发生器(4)侧的轴承座端面(106)，并以规定的间隔与所述波动发生器(4)的波动发生器轴承(43)的保持器(47)相对。
2.如权利要求1所述的波动齿轮装置(1)，其特征在于，
所述波动发生器(4)包括：中空转轴(41)；一体地形成于该中空转轴(41)的外周面上的衬套(42)；以及装配于该衬套(42)的椭圆形外周面上的所述波动发生器轴承(43)，
所述波动发生器(4)的所述轴端部(4b)是所述中空转轴(41)上的所述轴套(33)侧的轴套侧轴端部，
所述挠性外齿齿轮(3)的所述轴套(33)是圆环状的轴套，
所述轴承座(10)包括固定于所述轴套(33)的中心通孔的圆环状的轴套固定部(101)，
所述轴套固定部(101)的中心通孔与所述中空转轴(41)的中空部同轴配置，并形成沿装置轴线(1a)方向贯通的装置中空部(5)。
3.如权利要求2所述的波动齿轮装置(1)，其特征在于，包括：
固定于所述刚性内齿齿轮(2)的第一端板(6)；
固定于所述挠性外齿齿轮(3)的所述轴套(33)的第二端板(9)；
将所述刚性内齿齿轮(2)与所述第二端板(9)支承成能够自由相对旋转的状态的装置轴承(8)；以及
轴承(7)，该轴承(7)装配于在所述第一端板(6)上形成的中心通孔的内周面上，从外周侧对所述中空转轴(41)上的所述轴套侧轴端部(4b)的相反侧的轴端部(4a)进行支承，使之处于能够自由旋转的状态。
4.如权利要求3所述的波动齿轮装置(1)，其特征在于，
所述刚性内齿齿轮(2)与所述第一端板(6)由单个部件构成，
所述装置轴承(8)的一方的轨道圈(8b)与所述第二端板(9)由单个部件构成。
CN201380032291.6A 2013-06-20 2013-06-20 波动齿轮装置 Active CN104379966B (zh)

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