CN109973612B - 挠曲啮合式齿轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制微振磨损的产生的挠曲啮合式齿轮装置。本发明的挠曲啮合式齿轮装置具备：起振体(22a)；外齿轮(4)，被起振体(22a)挠曲变形；内齿轮，与外齿轮(4)啮合；及起振体轴承(21)，配置于起振体(22a)与外齿轮(4)之间。起振体轴承(21)具有内嵌于外齿轮(4)的外圈(28)。挠曲啮合式齿轮装置还具备限制部件(12)，其在轴向上与外齿轮(4)及外圈(28)对置。限制部件(12)具有引导部(60)，其将润滑剂引导向外齿轮(4)与外圈(28)之间的边界。

Description

挠曲啮合式齿轮装置

本申请主张基于2017年12月13日申请的日本专利申请第2017-238536号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种挠曲啮合式齿轮装置。

背景技术

作为以小型且轻量却能够得到高减速比的齿轮装置，已知有一种挠曲啮合式齿轮装置。以往，提出有一种挠曲啮合式齿轮装置(例如专利文献1)，其具备：起振体；外齿轮，被起振体挠曲变形；内齿轮，与外齿轮啮合；及起振体轴承，配置于起振体与外齿轮之间。

专利文献1：日本特开2015-158218号公报

在以往的挠曲啮合式齿轮装置中，因在起振体轴承的外圈与外齿轮之间产生滑动，有时会产生微振磨损。

发明内容

本发明是鉴于这种实际情况而完成的，其课题在于提供一种能够抑制微振磨损的产生的挠曲啮合式齿轮装置。

为了解决上述课题，本发明的一种实施方式的挠曲啮合式齿轮装置具备：起振体；外齿轮，被起振体挠曲变形；内齿轮，与外齿轮啮合；及起振体轴承，配置于起振体与外齿轮之间，其中，起振体轴承具有内嵌于外齿轮的外圈。挠曲啮合式齿轮装置还具备限制部件，其在轴向上与外齿轮及外圈对置。限制部件具有引导部，其将润滑剂引导向外齿轮与外圈之间的边界。

另外，在方法、装置、系统等之间相互替换以上构成要件的任意组合、本发明的构成要件和表述，也作为本发明的方式也是有效。

根据本发明，提供一种能够抑制微振磨损的产生的挠曲啮合式齿轮装置。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。

图2(a)及图2(b)是表示限制部件的图。

图3是表示起振体轴承的外圈和外齿轮之间的边界与润滑积存部之间的位置关系的图。

图4是表示变形例所涉及的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。

图中：12-限制部件，22a-起振体，4-外齿轮，6-第1内齿轮，8-第2内齿轮，21a-第1起振体轴承，21b-第2起振体轴承，28-外圈，60-引导部，100-挠曲啮合式齿轮装置。

具体实施方式

以下，在各附图中，对相同或相等的构成要件、部件及工序标注相同的符号，并适当省略重复说明。并且，为了便于理解，在各附图中，适当地放大或缩小表示部件的尺寸。并且，在各附图中，省略对实施方式的说明中并不重要的部件的一部分。

首先，从概要开始说明。已知有一种挠曲啮合式齿轮装置，其具备：起振体；外齿轮，被起振体而挠曲变形；内齿轮，与外齿轮啮合；及起振体轴承，配置于起振体与外齿轮之间。在以往的挠曲啮合式齿轮装置中，因在起振体轴承的外圈与外齿轮之间产生滑动，有时会产生微振磨损。

但是，起振体轴承的外圈的刚性与外齿轮的刚性不同，因此变形模式不同。因此，在进行旋转时，在短轴位置，在起振体轴承的外圈与外齿轮之间产生间隙。

因此，在本实施方式中，挠曲啮合式齿轮装置还具备在轴向上与起振体轴承的外圈及外齿轮对置的限制部件，该限制部件具有将封入于挠曲啮合式齿轮装置中的润滑剂引导向起振体轴承的外圈与外齿轮之间的边界的引导部。由此，从引导部向上述间隙供给润滑剂。其结果，即使在起振体轴承的外圈与外齿轮之间产生滑动，也能够抑制产生微振磨损。以下，进行具体说明。

图1是表示第1实施方式所涉及的挠曲啮合式齿轮装置100的剖视图。挠曲啮合式齿轮装置100将输入过来的旋转进行减速后输出。挠曲啮合式齿轮装置100是筒型的挠曲啮合式齿轮装置，其具备波动发生器2、被波动发生器2而挠曲变形的外齿轮4、与外齿轮4啮合的第1内齿轮6、在轴向上与第1内齿轮6相邻(并排)配置且与外齿轮4啮合的第2内齿轮8、外壳10、两个限制部件12、主轴承16、第1轴承壳体18及第2轴承壳体20。挠曲啮合式齿轮装置100中封入有润滑剂(例如润滑脂)。润滑剂对外齿轮4与第1内齿轮6的啮合部、外齿轮4与第2内齿轮8的啮合部以及各个轴承等进行润滑。

波动发生器2具有：起振体轴22；第1起振体轴承21a，其配置于起振体轴22和外齿轮4(的第1外齿部4a)之间；及第2起振体轴承21b，其配置于起振体轴22和外齿轮4(的第2外齿部4b)之间。第1起振体轴承21a包括多个第1滚动体24a、保持多个第1滚动体24a的第1保持器26a及内嵌于外齿轮4的第1外圈28a。第2起振体轴承21b包括多个第2滚动体24b、保持多个第2滚动体24b的第2保持器26b及内嵌于外齿轮4的第2外圈28b。起振体轴22为输入轴，其例如与电机等旋转驱动源连接，并以旋转轴R为中心进行旋转。在起振体轴22上一体形成有与旋转轴R正交的截面为大致椭圆形状的起振体22a。

多个第1滚动体24a分别具有大致圆柱形形状，并以其轴向朝向与旋转轴R方向大致平行的方向的状态沿周向隔着间隔而设置。第1滚动体24a被第1保持器26a保持为转动自如，第1滚动体24a在起振体22a的外周面22b上滚动。即，第1起振体轴承21a的内圈与起振体22a的外周面22b构成为一体，但并不限于此，第1起振体轴承21a也可以具备与起振体22a分体的专用的内圈。第2滚动体24b的结构与第1滚动体24a的结构相同。多个第2滚动体24b被以与第1保持器26a在轴向上并排的方式配置的第2保持器26b保持为转动自如，第2滚动体24b在起振体22a的外周面22b上滚动。即，第2起振体轴承21b的内圈与起振体22a的外周面22b构成为一体，但并不限于此，第2起振体轴承21b也可以具备与起振体22a分体的专用的内圈。

以下，将第1起振体轴承21a与第2起振体轴承21b统称为“起振体轴承21”。将第1滚动体24a与第2滚动体24b统称为“滚动体24”。并且，将第1保持器26a与第2保持器26b统称为“保持器26”。

第1外圈28a环绕于多个第1滚动体24a。第1外圈28a具有挠性，其经由多个第1滚动体24a而被起振体22a挠曲成椭圆状。若起振体22a(即起振体轴22)旋转，则第1外圈28a随着起振体22a的形状而连续挠曲变形。第2外圈28b的结构与第1外圈28a的结构相同。第2外圈28b与第1外圈28a分体形成。另外，第2外圈28b也可以与第1外圈28a形成为一体。以下，将第1外圈28a与第2外圈28b统称为“外圈28”。

外齿轮4为具有挠性的环状部件，在其内侧嵌入有起振体22a、滚动体24及外圈28。由于在外齿轮4内嵌入有起振体22a、滚动体24及外圈28，因此外齿轮4能够挠曲成椭圆状。若起振体22a旋转，则外齿轮4随着起振体22a的形状而连续挠曲变形。外齿轮4包括位于第1外圈28a的外侧的第1外齿部4a、位于第2外圈28b的外侧的第2外齿部4b及基材4c。第1外齿部4a与第2外齿部4b形成于单一的基材(即基材4c)上，且齿数相同。

第1内齿轮6为具有刚性的环状部件，在其内周形成有第1内齿部6a。第1内齿部6a环绕于挠曲成椭圆状的外齿轮4的第1外齿部4a，并且在起振体22a的长轴附近的规定区域(两个区域)与第1外齿部4a啮合。第1内齿部6a的齿数多于第1外齿部4a的齿数。

第2内齿轮8配置成，在轴向上与第1内齿轮6相邻(并排)。第2内齿轮8为具有刚性的圆筒状部件，在其内周形成有第2内齿部8a。第2内齿部8a环绕于挠曲成椭圆状的外齿轮4的第2外齿部4b，并且在起振体22a的长轴附近的规定区域(两个区域)与第2外齿部4b啮合。第2内齿部8a的齿数与第2外齿部4b的齿数相同。因此，第2内齿轮8与第2外齿部4b(甚至外齿轮4)的自转同步旋转。

两个限制部件12为平坦的环状部件，其配置成在轴向上夹持外齿轮4。因此，两个限制部件12在轴向上分别与外齿轮4及起振体轴承21对置。通过两个限制部件12，限制外齿轮4及起振体轴承21沿轴向移动。

外壳10为大致圆筒状的部件，其环绕与第2内齿轮8。第1内齿轮6锁扣嵌合于外壳10并且通过螺栓(未图示)与外壳10一体化。在外壳10与第2内齿轮8之间配置有主轴承16。在本实施方式中，主轴承16为交叉滚子轴承，其包括沿周向隔着间隔而设置的多个滚子(滚动体)46。多个滚子46在第2内齿轮8的滚动面8b及外壳10的滚动面10a上滚动。即，第2内齿轮8的外周侧作为主轴承16的内圈而发挥作用，外壳10的内周侧作为主轴承16的外圈而发挥作用。外壳10经由主轴承16将第2内齿轮8支承为相对于外壳10旋转自如。另外，主轴承16的轴承的种类并不受特别限定，例如也可以是四点接触球轴承。

第1轴承壳体18为环状的部件，其环绕于起振体轴22。相同地，第2轴承壳体20也为环状的部件，其环绕于起振体轴22。第1轴承壳体18与第2轴承壳体20配置成，在轴向上夹持外齿轮4、滚动体24、保持器26、外圈28及两个限制部件12。第1轴承壳体18锁扣嵌合并螺栓固定于第1内齿轮6。第2轴承壳体20锁扣嵌合并螺栓固定于第2内齿轮8。在第1轴承壳体18的内周组装有轴承30，在第2轴承壳体20的内周组装有轴承32，第1轴承壳体18及第2轴承壳体20经由轴承30及轴承32将起振体轴22支承为相对于第1轴承壳体18及第2轴承壳体20旋转自如。

在起振体轴22与第1轴承壳体18之间配置有油封40，在第1轴承壳体18与第1内齿轮6之间配置有O型环34，在第1内齿轮6与外壳10之间配置有O型环36，在外壳10与第2内齿轮8之间配置有油封42，在第2内齿轮8与第2轴承壳体20之间配置有O型环38，在第2轴承壳体20与起振体轴22之间配置有油封44。由此，能够抑制挠曲啮合式齿轮装置100内的润滑剂泄漏。

下面，对上述结构的挠曲啮合式齿轮装置100的动作进行说明。在此，举例说明第1外齿部4a的齿数为100、第2外齿部4b的齿数为100、第1内齿部6a的齿数为102、第2内齿部8a的齿数为100的情况。并且，举例说明第2内齿轮8及第2轴承壳体20连结于被驱动部件的情况。

在第1外齿部4a在椭圆形状的长轴方向上的两个部位与第1内齿部6a啮合的状态下，若起振体轴22旋转，则第1外齿部4a与第1内齿部6a的啮合位置也随之沿周向移动。由于第1外齿部4a的齿数与第1内齿部6a的齿数不同，因此，此时第1外齿部4a相对于第1内齿部6a进行旋转。由于第1内齿部件7及第1轴承壳体18处于固定状态，因此第1外齿部4a自转相当于齿数差的量。即，起振体轴22的旋转被大幅减速后输出至第1外齿部4a。其减速比如下。

减速比＝(第1外齿部4a的齿数-第1内齿部6a的齿数)/第1外齿部4a的齿数

＝(100-102)/100

＝-1/50

由于第2外齿部4b与第1外齿部4a形成为一体，因此第2外齿部4b与第1外齿部4a一体地旋转。由于第2外齿部4b的齿数与第2内齿部8a的齿数相同，因此不发生相对旋转，第2外齿部4b与第2内齿部8a一体地旋转。因此，与第1外齿部4a的自转相同的旋转输出至第2内齿部8a。其结果，能够从第2内齿部件9输出将起振体轴22的旋转减速到-1/50后的输出。

接着，对限制部件12的结构进行更加详细的说明。

图2(a)及图2(b)是表示限制部件12的图。图2(a)是限制部件12的立体图，图2(b)是从轴向上的内侧(即，相对于限制部件12从第1外齿部4a与第2外齿部4b之间的中央侧)观察限制部件12时的侧视图。图3是表示起振体轴承21的外圈28和外齿轮4之间的边界与润滑积存部62之间的位置关系的图。

限制部件12具有将封入于挠曲啮合式齿轮装置100的润滑剂引导向外齿轮4与起振体轴承21的外圈28之间的边界的八个引导部60。另外，引导部60的数量并不受特别限定。

各个引导部60具有润滑积存部62及两个引导通道64。另外，引导通道64的数量并不受特别限定。

在本实施方式中，润滑积存部62为设置于限制部件12的轴向上的内侧面(与外齿轮4及外圈28对置的面)12a上的凹部(槽)，从轴向观察时，其圆弧状延伸。润滑积存部62设置成，润滑积存部62尤其位于与起振体22a的短轴方向P重叠的位置上时，换言之，润滑积存部62位于与起振体22a的短轴Ax的延长线重叠的位置上时，与起振体轴承21的外圈28和外齿轮4之间的边界对置(参考图3)。八个润滑积存部62例如沿周向等间隔排列。即，八个润滑积存部62在周向上间断地设置。由此，与限制部件12仅具备一个引导部60且该引导部60的润滑积存部62以环绕中心轴的方式设置成环状的情况相比，能够较大地确保用于限制外齿轮4及外圈28的限制部件12的支承面。

在润滑积存部62中积存有通过引导通道64而进入的润滑剂。积存在润滑积存部62中的润滑剂在润滑积存部62位于与起振体22a的短轴方向P重叠的位置上时供给至外齿轮4与外圈28之间的间隙。

引导通道64为设置于限制部件12的轴向上的内侧面12a上的凹部(槽)，其从限制部件12的径向外端12b及径向内端12c中的至少一方连通至润滑积存部62。优选地，在各引导部60中，引导通道64仅从限制部件12的径向外端12b及径向内端12c中的一方连通至润滑积存部62。即，如图2(a)及图2(b)所示，引导通道64可以仅从限制部件12的径向外端12b连通至润滑积存部62，也可以仅从限制部件12的径向内端12c连通至润滑积存部62。另外，也可以采用一个引导部60的引导通道64仅从限制部件12的径向外端12b连通至润滑积存部62而另一个引导部60的引导通道64仅从限制部件12的径向内端12c连通至润滑积存部62的结构。总之，在各引导通道64中，通过使引导通道64仅从径向外端12b及径向内端12c中的一方连通至润滑积存部62，从径向外端12b及径向内端12c的一侧进入到润滑积存部62的润滑剂不会从径向外端12b及径向内端12c的另一侧泄漏，因此容易在润滑积存部62中积存润滑剂。

两个引导通道64沿相对于限制部件12的径向倾斜的方向延伸。位于周向上的一侧(图2(b)中为右侧)的引导通道64相对于限制部件12的径向朝向周向上的一侧倾斜。另一方面，位于周向上的另一侧(图2(b)中为左侧)的引导通道64相对于限制部件12的径向朝向周向上的另一侧倾斜。由此，在限制部件12伴随其他部件的旋转而向周向上的一侧进行旋转时，润滑剂容易从周向上的一侧的引导通道64进入。并且，在限制部件12伴随其他部件的旋转而向周向上的另一侧进行旋转时，润滑剂容易从周向上的另一侧的引导通道64进入。

以上，对实施方式所涉及的挠曲啮合式齿轮装置进行了说明。这些实施方式为示例，本领域技术人员应当理解，这些各构成要件或各处理工艺的组合可以存在各种变形例，而且这种变形例也在本发明的范围内。

(变形例1)

在润滑积存部62中，也可以封入有粘度比外齿轮与内齿轮的啮合部中的润滑剂的粘度高的润滑剂。例如，可以预先在润滑积存部62中封入粘度高的润滑剂之后将限制部件12组装在挠曲啮合式齿轮装置100。由此，能够抑制润滑积存部62内的润滑剂从引导通道64泄漏。并且，预先在润滑积存部62中封入润滑剂的情况下，引导部60可以不具有引导通道64，即，可以不具有连通限制部件12的径向外端12b及径向内端12c与润滑积存部62的通道。

(变形例2)

图4是表示变形例所涉及的挠曲啮合式齿轮装置100的剖视图。图4对应于图1。在本变形例中，引导部60的润滑积存部62形成为，沿轴向贯穿限制部件12。轴向上的外侧(限制部件12的与第1外齿部4a和第2外齿部4b之间的中央相反的一侧)的润滑积存部62的开口被轴承壳体堵住。在此，“堵住”除了包括轴承壳体与润滑积存部62的开口的周缘紧贴在一起的情况之外，还包括存在积存于润滑积存部62中的润滑剂不会泄漏的程度的间隙的情况。如此，若轴向上的外侧的开口被堵住，则润滑积存部62可以为沿轴向贯穿的贯穿孔。

(变形例3)

在实施方式中，对限制部件12与第1轴承壳体18或第2轴承壳体20分体的情况进行了说明，但是，限制部件12也可以与第1轴承壳体18或第2轴承壳体20形成为一体。

(变形例4)

在实施方式中，对挠曲啮合式齿轮装置100为筒型的挠曲啮合式齿轮装置的情况进行了说明，但是，挠曲啮合式齿轮装置的种类并不受特别限定。挠曲啮合式齿轮装置100例如也可以为杯型、礼帽型的挠曲啮合式齿轮装置。

(变形例5)

在实施方式中，对限制部件12在轴向上与外圈28及保持器26对置的情况进行了说明，但是并不只限于此，若滚动体24的轴向上的移动被另行限制，则限制部件12也可以在轴向上仅与外圈28对置从而限制外圈28沿轴向移动。

Claims (6)

1.一种挠曲啮合式齿轮装置，其具备：起振体；外齿轮，被所述起振体挠曲变形；内齿轮，与所述外齿轮啮合；及起振体轴承，配置于所述起振体与所述外齿轮之间，所述挠曲啮合式齿轮装置的特征在于，

所述起振体轴承具有内嵌于所述外齿轮的外圈，

所述挠曲啮合式齿轮装置还具备限制部件，其在轴向上与所述外齿轮的轴向端面及所述外圈的轴向端面两者对置，

所述限制部件具有引导部，其将润滑剂引导向所述外齿轮与所述外圈之间的边界，

所述引导部具有：润滑积存部，其在所述起振体的短轴方向上与所述边界沿轴向对置；及引导通道，其从所述限制部件的径向外端及径向内端中的至少一方连通至所述润滑积存部，

所述润滑积存部为设置于所述限制部件与所述外齿轮及所述外圈对置面上并沿周向延伸的凹部。

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，

所述引导通道仅从所述限制部件的径向外端及径向内端中的一方连通至所述润滑积存部。

3.根据权利要求1或2所述的挠曲啮合式齿轮装置，其特征在于，

所述润滑积存部沿所述限制部件的周向间断地设置。

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，

所述引导通道相对于所述限制部件的径向倾斜。

5.根据权利要求1所述的挠曲啮合式齿轮装置，其特征在于，

在所述润滑积存部中封入有粘度比外齿轮与内齿轮的啮合部中的润滑剂的粘度高的润滑剂。

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，

所述限制部件不具有连通径向外端及径向内端与润滑积存部的通道。

Images