CN106286716B - 使用了内切凸轮和圆筒小齿轮的动力传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有高传递容量、具有高刚性、没有齿隙、能够高精度地定位、低摩擦、且能够形成最佳的减速比的动力传递装置。动力传递装置(101)具备：具有电动机轴(103)的电动机(102)；与电动机轴(103)连接的转塔(107)；配置于转塔(107)的多个圆筒小齿轮(114)；沿着内表面具有多个内齿的内切凸轮(109)；与内切凸轮(109)连接的输出轴(106)，其中，多个圆筒小齿轮(114)沿着圆周方向等间隔地配置在转塔的端面(108)上，多个圆筒小齿轮(114)中的至少一个圆筒小齿轮的圆筒侧面与多个内齿中的至少一个内齿的凸轮面接触，由此使与内切凸轮(109)连接的输出轴(106)旋转。

Description

使用了内切凸轮和圆筒小齿轮的动力传递装置

技术领域

本发明涉及能够高效地传递电动机的旋转、能够高精度地定位、且适合于长寿命化的动力传递装置。

背景技术

动力传递装置、尤其是减速器是将从电动机等动力源得到的动力经由齿轮(gear)等降低旋转速度地输出，由此能够得到与减速比成比例的转矩的装置。动力传递装置设置在通过该动力传递装置而动作的装置与动力源之间，能够得到所需的转矩、旋转速度。动力传递装置使用于例如机器人、工厂搬运线等产业机械、船舶的螺旋桨、飞机的螺旋桨。

作为动力传递装置，在专利文献1中公开了一种减速装置，其具备：内齿齿轮，其在内周侧形成有朝向径向内侧的多个内齿；外齿齿轮，其配置在内齿齿轮的内周侧，形成有用于与内齿啮合的朝向径向外侧的多个外齿，且伴随着旋转轴的旋转而进行摆动旋转。

另外，作为动力传递装置，在专利文献2中公开了一种减速器，其具备：内齿齿轮，其具有多个外销或被套在外销上的外滚柱；外齿齿轮，其配置在内齿齿轮的内周侧，具有朝向径向外侧的多个外齿，且与输入轴连接，其中，外销或被套在外销上的外滚柱的圆筒侧面与外齿齿轮的多个外齿能够进行内啮合。

通常，减速器具备内齿齿轮和外齿齿轮，该内齿齿轮具有多个内齿，该外齿齿轮配置在内齿齿轮的内周侧且具有与内齿啮合的多个外齿，所述减速器从外齿齿轮向内齿齿轮传递从动力源得到的动力，并将其降低旋转速度地输出。并且，为了使减速器的内齿齿轮与外齿齿轮之间的传递容量高效，需要增大内齿齿轮及外齿齿轮的齿的厚度，即，需要增大模数。齿的厚度(s)与模数(m)的关系由s＝π/2×m表示，模数(m)通过齿轮的直径(d)和齿数(z)，由m＝d/z表示。另一方面，表示减速器的输入转速相对于输出转速的减速比由内齿齿轮的齿数与外齿齿轮的齿数之比决定，但是为了在不增大内齿齿轮及外齿齿轮的齿的厚度的情况下尽可能地减小减速比，需要尽可能地减小内齿齿轮的直径。

在专利文献1的减速装置中，当不改变外齿齿轮的直径和内齿齿轮及外齿齿轮的齿的厚度而减小内齿齿轮的直径时，能够减小减速比，但是需要使内齿齿轮及外齿齿轮的齿的前端变细，或者需要减小内齿齿轮及外齿齿轮的齿的高度。然而，当使齿的前端变细时，齿的刚性减弱，当减小内齿齿轮及外齿齿轮的齿的高度时，内齿齿轮与外齿齿轮之间的传递容量变小，因此在减小内齿齿轮的直径的方面存在问题。例如，在使用于机械手、带式输送器等产业机械的减速器中，为了使减速比为3以下而存在更大的问题。并且，当减小内齿齿轮及外齿齿轮的齿数时，内齿齿轮与外齿齿轮在啮合时的摩擦容易变大，而且存在容易产生齿隙的问题。

另外，专利文献2的减速器由于在内齿齿轮具有外滚柱，因此与专利文献1的减速装置相比能够减小内齿齿轮与外齿齿轮在啮合时的摩擦，但是与专利文献1的减速装置同样，由于在内齿齿轮的内周侧配置具有朝向径向外侧的多个外齿的外齿齿轮，因此在专利文献2的减速器中也会产生与专利文献1的减速装置相同的问题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-185744号公报

专利文献2：日本特开2009-47214号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于解决上述问题，提供一种具有对于向动力传递装置输入的旋转的高传递容量、具有高刚性、没有齿隙、能够高精度地定位、低摩擦且能够形成最佳减速比的动力传递装置。

根据本发明，上述目的通过如下的动力传递装置实现，该动力传递装置具备：电动机，其具有能够旋转的电动机轴；大致圆筒状的转塔，其与电动机轴连接，具有第一端面及第二端面且能够旋转；多个圆筒小齿轮，其配置于转塔；内切凸轮，其为大致圆环状，且在其内表面沿圆周方向等间隔地具有多个内齿；及输出轴，其与内切凸轮连接且能够旋转，其中，多个圆筒小齿轮沿着圆周方向等间隔地配置于转塔的第一端面，多个圆筒小齿轮中的至少一个圆筒小齿轮的圆筒侧面与多个内齿中的至少一个内齿的凸轮面接触，由此使与内切凸轮连接的输出轴旋转。

另外，优选的是，多个圆筒小齿轮中的两个圆筒小齿轮的圆筒侧面与多个内齿中的任一个内齿的凸轮面接触，由此使与内切凸轮连接的输出轴旋转。

优选的是，两个圆筒小齿轮以将配置在两个圆筒小齿轮之间的一个内齿夹入的方式与一个内齿的凸轮面接触。

优选的是，在两个圆筒小齿轮之间配置一个圆筒小齿轮，两个圆筒小齿轮中的一方的圆筒小齿轮的圆筒侧面与位于配置一个圆筒小齿轮的方向上的内齿的凸轮面接触，两个圆筒小齿轮中的另一方的圆筒小齿轮的圆筒侧面与位于配置一个圆筒小齿轮的方向上的内齿的凸轮面接触。

优选的是，一个圆筒小齿轮与多个内齿中的哪一个都不接触。

优选的是，多个圆筒小齿轮与多个内齿的接触是滑动接触。

优选的是，多个圆筒小齿轮与多个内齿的接触是滚动接触。

优选的是，多个圆筒小齿轮的各圆筒小齿轮是滚柱从动件或凸轮从动件。

发明效果

通过将多个圆筒小齿轮沿着圆周方向等间隔地配置于转塔的端面，并使圆筒小齿轮的圆筒侧面与内齿的凸轮面接触，从而能够增大圆筒小齿轮及内齿的尺寸，因此起到圆筒小齿轮及内齿能够具有高刚性且能够具有高传递容量这样的效果。另外，通过使至少两个圆筒小齿轮的圆筒侧面与多个内齿中的任一个的内齿的侧面接触，从而起到能够具有更高传递容量这样的效果。

并且，通过使两个圆筒小齿轮以将配置在这些圆筒小齿轮之间的内齿夹入的方式与内齿的凸轮面接触，从而起到能够消除齿隙而高精度地定位这样的效果。即使在两个圆筒小齿轮之间配置有一个圆筒小齿轮的情况下，通过使两个圆筒小齿轮中的一方的圆筒小齿轮的圆筒侧面与位于配置一个圆筒小齿轮的方向上的内齿的凸轮面接触，并使另一方的圆筒小齿轮的圆筒侧面与位于配置一个圆筒小齿轮的方向上的内齿的凸轮面接触，从而也起到能够消除齿隙而高精度地定位这样的效果。这种情况下，通过使该一个圆筒小齿轮与多个内齿中的哪一个都不接触，从而起到如下效果：能够吸收动力传递装置的加工上的精度误差，而且能够使圆筒小齿轮与内齿顺畅地接触并动作。

此外，通过使圆筒小齿轮与内齿的接触成为滑动接触，能够利用一个部件构成圆筒小齿轮，因此起到能够提高圆筒小齿轮的刚性且能够削减制造成本这样的效果。

另外，通过使圆筒小齿轮与内齿的接触成为滚动接触，并采用滚柱从动件或凸轮从动件作为圆筒小齿轮，从而起到如下效果：能够减小圆筒小齿轮与内齿之间的摩擦，并能够从圆筒小齿轮向内齿高效地传递旋转。

需要说明的是，本发明的其他的目的、特征及优点通过关于附图的以下的本发明的实施例的记载而明确可知。

附图说明

图1是本发明的动力传递装置的从前方观察的立体图。

图2是本发明的动力传递装置的从侧面观察的剖视图。

图3是表示本发明的动力传递装置的从前方观察的转塔及内切凸轮的某一旋转时的状态的剖视图。

图4是表示本发明的动力传递装置的从前方观察的转塔及内切凸轮的另一旋转时的状态的剖视图。

符号说明

101 动力传递装置

102 电动机

103 电动机轴

104 壳体

105 壳体

106 输出轴

107 转塔

108 转塔的第一端面

109 内切凸轮

110 第一内齿

111 第二内齿

112 第一凸轮面

113 第二凸轮面

114 圆筒小齿轮

115 第一圆筒小齿轮

116 第二圆筒小齿轮

117 第三圆筒小齿轮

118 圆筒小齿轮的圆筒侧面

119 连结元件

120 密封装置

121 轴承

122 轴承

123 轴承

124 密封装置

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施例，但是本发明没有限定为这些实施例。

参照图1～4，说明本发明的动力传递装置的实施例。图1示出动力传递装置101的概略图。动力传递装置101具备电动机102、壳体104、105、能够旋转的输出轴106。图2示出从侧面观察动力传递装置101的剖视图。动力传递装置101具备：电动机102，其具备能够旋转的电动机轴103；大致圆筒状的转塔107，其具有第一端面108和第二端面，在第二端面侧通过连结元件119而与电动机轴103连接且能够旋转；多个圆筒小齿轮114，其配置于转塔107；内切凸轮109，其为大致圆环状，在其大致圆环状的内表面沿着圆周方向等间隔地具有多个内齿；输出轴106，其与内切凸轮109连接且能够旋转。另外，动力传递装置101具备轴承121、122、123，轴承121配置在壳体104与能够旋转的转塔107之间，轴承122及123配置在壳体105与输出轴106之间。动力传递装置101还具备用于对油、润滑脂等进行保持、密封的密封装置120、124。作为密封装置，存在例如油封、填料、机械密封等。

图3示出在沿着图2的III-III的剖面中，表示从前面观察动力传递装置101的某一旋转定时的转塔及内切凸轮的状态的剖视图。如图3所示，在转塔107的第一端面108上，沿着大致圆筒状的转塔107的圆周方向等间隔地配置有多个圆筒小齿轮114(115、116、117)。并且，多个圆筒小齿轮中的至少1个圆筒小齿轮(例如，第二圆筒小齿轮116)的圆筒侧面118与多个内齿中的至少1个内齿的凸轮面(例如，第一内齿110的第二凸轮面113)接触，由此将与电动机轴103连接的转塔107的旋转向内切凸轮109传递，从而能够使与内切凸轮109连接的输出轴106旋转。

将多个圆筒小齿轮114(115、116、117)配置于转塔107的第一端面108，并使各内齿110、111的凸轮面112、113与多个圆筒小齿轮114的各自的圆周侧面118接触，由此，与专利文献1、2那样的具备形成有朝向径向外侧的多个外齿的外齿齿轮的减速器相比，不会增大动力传递装置整体的尺寸而能够增大圆筒小齿轮及内齿的尺寸。因此，本发明的动力传递装置的圆筒小齿轮及内齿能够具有高刚性，且能够具有高传递容量。

在图3中，配置在转塔107的第一端面108上的圆筒小齿轮的个数为6，内切凸轮109的内齿的个数为12，因此，通过使用图3的转塔107和内切凸轮109，动力传递装置101在输出轴106处能够输出电动机102的电动机轴103的转速的一半的转速(减速比2)。需要说明的是，圆筒小齿轮的个数及内切凸轮109的内齿的个数并不局限于图3所示的个数，而是能够进行任意个数的组合，由此能够得到所希望的减速比。

另外，在图3中，多个圆筒小齿轮中的至少2个圆筒小齿轮(例如，第一圆筒小齿轮115及第二圆筒小齿轮116)的各自的圆筒侧面118与多个内齿中的至少1个内齿的凸轮面(例如，第一内齿110的第一凸轮面112及第二凸轮面113)接触。

此外，在图3中，2个圆筒小齿轮(第一圆筒小齿轮115及第二圆筒小齿轮116)将配置在第一圆筒小齿轮115与第二圆筒小齿轮116之间的第一内齿110夹入，第一圆筒小齿轮115及第二圆筒小齿轮116的各自的圆筒侧面118与第一内齿110的第一凸轮面112及第二凸轮面113接触。这样，2个圆筒小齿轮以将位于它们之间的内齿夹入的方式配置，由此使2个圆筒小齿轮与该内齿接触来消除齿隙。并且，由于没有齿隙，因此动力传递装置101能够进行输出轴106相对于电动机轴103的准确定位。

图4示出在沿着图2的III-III的剖面中，表示从前面观察动力传递装置101的与图3不同的旋转定时的转塔及内切凸轮的状态的剖视图。在2个圆筒小齿轮之间(例如，第一圆筒小齿轮115及第三圆筒小齿轮117)配置1个圆筒小齿轮(例如，第二圆筒小齿轮116)，这2个圆筒小齿轮中的一方的圆筒小齿轮(例如，第一圆筒小齿轮115)的圆筒侧面118与位于配置1个圆筒小齿轮(第二圆筒小齿轮116)的方向上的第一内齿110的第一凸轮面112接触，这2个圆筒小齿轮中的另一方的圆筒小齿轮(第三圆筒小齿轮117)的圆筒侧面118与位于配置1个圆筒小齿轮(第二圆筒小齿轮116)的方向上的第二内齿111的第二凸轮面113接触。这样，即使在2个圆筒小齿轮之间配置另一圆筒小齿轮的情况下，通过2个圆筒小齿轮以将位于这2个圆筒小齿轮之间的2个内齿夹入的方式配置，也能使2个圆筒小齿轮与2个内齿接触来消除齿隙。并且，由于没有齿隙，因此动力传递装置101能够进行输出轴106相对于电动机轴103的准确定位。

如图3、图4所示，在动力传递装置101的电动机轴103旋转时，无论与电动机轴103连接的转塔107和内切凸轮109以何种状态啮合，在圆筒小齿轮与内齿之间都没有齿隙，因此无论电动机轴103为何种状态，动力传递装置101都能够进行输出轴106相对于电动机轴103的准确定位。

另外，在图4中，配置在第一圆筒小齿轮115与第三圆筒小齿轮117之间的1个圆筒小齿轮(第二圆筒小齿轮116)与内切凸轮109的多个内齿中的哪一个都不接触。这样，在从图3至图4那样转塔107顺时针旋转而与第二圆筒小齿轮116接触的凸轮面从第一内齿110的第二凸轮面113变化为第二内齿111的第一凸轮面112期间，第二圆筒小齿轮116暂时与内切凸轮109的多个内齿中的哪一个都不接触，即，设有游隙，由此，能够吸收圆筒小齿轮及内齿的加工上的精度误差，并且能够使圆筒小齿轮与内齿顺畅地接触而使转塔及内切凸轮旋转。

需要说明的是，将多个圆筒小齿轮114(115、116、117)固定于转塔107，能够使多个圆筒小齿轮114与多个内齿110、111的接触成为滑动接触。通过将多个圆筒小齿轮固定于转塔，能够简化动力传递装置的制造工序，能够更低廉地制造动力传递装置。

另外，也可以使多个圆筒小齿轮114(115、116、117)与多个内齿110、111的接触成为滚动接触。通过形成为滚动接触，圆筒小齿轮与内齿之间的摩擦减小，动力传递装置101能够使输出轴106相对于电动机轴103的旋转高效地旋转，并且也能实现动力传递装置101的长寿命化。如图3、图4所示，通过使与电动机轴103连接的转塔107顺时针旋转，由此配置在转塔107的第一端面108上的多个圆筒小齿轮115、116、117与内切凸轮109的内齿110、111接触，从而能够使内切凸轮109顺时针旋转。在图3中，在第二圆筒小齿轮116的圆筒侧面118与第一内齿110的第二凸轮面113接触时，第二圆筒小齿轮116也顺时针旋转，由此第二圆筒小齿轮116与第一内齿110之间的摩擦减小。在第一圆筒小齿轮115的圆筒侧面118与第一内齿110的第一凸轮面112接触时，第一圆筒小齿轮115也顺时针旋转，由此第一圆筒小齿轮115与第一内齿110之间的摩擦减小。另外，在图4中，在第三圆筒小齿轮117的圆筒侧面118与第二内齿111的第二凸轮面113接触时，第三圆筒小齿轮117也顺时针旋转，由此第三圆筒小齿轮117与第二内齿111之间的摩擦减小。在第一圆筒小齿轮115的圆筒侧面118与第一内齿110的第一凸轮面112接触时，第一圆筒小齿轮115也顺时针旋转，由此第一圆筒小齿轮115与第一内齿110之间的摩擦减小。

为了形成为滚动接触，作为多个圆筒小齿轮114，可以采用例如滚柱从动件、凸轮从动件等。凸轮从动件具备双头螺栓(轴)和外圈，滚柱从动件具备内圈和外圈，以将双头螺栓或内圈固定于转塔107并能够使外圈在双头螺栓或内圈的周围旋转的方式将凸轮从动件或滚柱从动件配置于转塔107来作为圆筒小齿轮115、116、117。通过这样将凸轮从动件或滚柱从动件配置于转塔，由此凸轮从动件或滚柱从动件的外圈与内切凸轮的内齿接触，凸轮从动件或滚柱从动件的外圈旋转，从而能够减小凸轮从动件或滚柱从动件的外圈与内齿之间的摩擦。需要说明的是，在凸轮从动件或滚柱从动件中，双头螺栓或内圈与外圈可以形成为滑动轴承，也可以在双头螺栓或内圈与外圈之间采用针状滚柱等滚子来形成为伴随着外圈的旋转而使滚子滚动的滚动轴承。

虽然上述记载是关于特定的实施例而作出，但是本发明并不局限于此，在本发明的原理和附加的权利要求书的范围内能够进行各种变更及修正的情况对于本领域技术人员来说不自待言。

Claims (8)

1.一种动力传递装置，其具备：

电动机，其具有能够旋转的电动机轴；

圆筒状的转塔，其与所述电动机轴连接，具有第一端面及第二端面且能够旋转；

多个圆筒小齿轮，其配置于所述转塔；

内切凸轮，其为圆环状，且在其内表面沿圆周方向等间隔地具有多个内齿；及

输出轴，其与所述内切凸轮连接且能够旋转，

所述动力传递装置的特征在于，

所述多个圆筒小齿轮沿着圆周方向等间隔地配置于所述转塔的所述第一端面，所述多个圆筒小齿轮中的至少一个圆筒小齿轮的圆筒侧面与所述多个内齿中的至少一个内齿的凸轮面接触，由此使与所述内切凸轮连接的所述输出轴旋转。

2.根据权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，

所述多个圆筒小齿轮中的两个圆筒小齿轮的圆筒侧面与所述多个内齿中的任一个内齿的凸轮面接触，由此使与所述内切凸轮连接的所述输出轴旋转。

3.根据权利要求2所述的动力传递装置，其特征在于，

所述两个圆筒小齿轮以将配置在所述两个圆筒小齿轮之间的一个内齿夹入的方式与所述一个内齿的凸轮面接触。

4.根据权利要求2所述的动力传递装置，其特征在于，

在所述两个圆筒小齿轮之间配置一个圆筒小齿轮，所述两个圆筒小齿轮中的一方的圆筒小齿轮的圆筒侧面与位于配置所述一个圆筒小齿轮的方向上的内齿的凸轮面接触，所述两个圆筒小齿轮中的另一方的圆筒小齿轮的圆筒侧面与位于配置所述一个圆筒小齿轮的方向上的内齿的凸轮面接触。

5.根据权利要求4所述的动力传递装置，其特征在于，

所述一个圆筒小齿轮与所述多个内齿中的哪一个凸轮面都不接触。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的动力传递装置，其特征在于，

所述多个圆筒小齿轮与所述多个内齿的接触是滑动接触。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的动力传递装置，其特征在于，

所述多个圆筒小齿轮与所述多个内齿的接触是滚动接触。

8.根据权利要求7所述的动力传递装置，其特征在于，

所述多个圆筒小齿轮的各圆筒小齿轮是滚柱从动件或凸轮从动件。

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