CN110005759A - 偏心摆动型齿轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够减小轴向上的尺寸的偏心摆动型齿轮装置。一种偏心摆动型齿轮装置(1)，其具备：设置有内齿轮(26)的壳体(31、32)、与内齿轮内啮合的外齿轮(24)、具有使外齿轮摆动的偏心体(14)的偏心体轴(12)、支承偏心体轴的输入轴承(40、42)、配置在外齿轮的轴向上的侧部的轮架体(33、34)、以及配置在壳体与轮架体之间的主轴承(36、38)。而且，在与周向正交的截面上的主轴承(36、38)的截面积小于输入轴承(40、42)的截面积。

Description

偏心摆动型齿轮装置

本申请主张基于2017年11月15日申请的日本专利申请第2017-219559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

本发明涉及一种偏心摆动型齿轮装置。

背景技术

专利文献1中公开了一种偏心摆动型齿轮装置，其具备：内齿轮、与内齿轮内啮合的外齿轮、使外齿轮摆动的偏心体以及配置在外齿轮的轴向上的侧部的轮架体。如专利文献1所示，在以往的偏心摆动型齿轮装置中，内齿轮设置在壳体，轮架体被主轴承支承为相对于壳体旋转自如。

专利文献1：日本特开平07-248046号公报

在以往的偏心摆动型齿轮装置中，通常由主轴承承受从装置的外部施加的荷载及在装置内部产生的荷载的很大比例。因此，在以往的偏心摆动型齿轮装置中，采用较大的主轴承，因而存在装置整体的尺寸变大的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够减小尺寸的偏心摆动型齿轮装置。

本发明的偏心摆动型齿轮装置，其具备：设置有内齿轮的壳体、与所述内齿轮内啮合的外齿轮、具有使所述外齿轮摆动的偏心体的偏心体轴、支承所述偏心体轴的输入轴承、配置在所述外齿轮的轴向上的侧部的轮架体、以及配置在所述壳体与所述轮架体之间的主轴承，其中，在与周向正交的截面上的所述主轴承的截面积小于所述输入轴承的截面积。

根据本发明，可以得到能够减小偏心摆动型齿轮装置的尺寸的效果。

附图说明

图1是本发明的实施方式所涉及的偏心摆动型齿轮装置的剖视图。

图2是从轴向观察图1的偏心摆动型齿轮装置的内部的图。

图3是用于说明内销的调整处理的图。

图中：1-偏心摆动型齿轮装置，12-偏心体轴，14-偏心体，24-外齿轮，26-内齿轮，26A-内齿轮主体，26B-外销，26C-销槽，28-内销，29-连结销，31-第1壳体，32-第2壳体，33-第1轮架体，34-第2轮架体，36-第1主轴承，38-第2主轴承，40-第1输入轴承，42-第2输入轴承，246-内销孔，248-贯穿孔。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。

图1是本发明的实施方式所涉及的偏心摆动型齿轮装置的剖视图。图2是从轴向观察图1的偏心摆动型齿轮装置的内部的图。在本说明书中，将沿着偏心摆动型齿轮装置1的旋转轴O1的方向定义为轴向，将与旋转轴O1垂直的方向定义为径向，将围绕旋转轴O1旋转的方向定义为周向。

偏心摆动型齿轮装置1具备：偏心体14；偏心体轴12，其具有偏心体14；外齿轮24，经由偏心体轴承18组装于偏心体14的外周；以及内齿轮26，外齿轮24摆动的同时与该内齿轮26啮合。而且，偏心摆动型齿轮装置1还具备：与外齿轮24卡合的多个内销28、保持多个内销28并输出该内销23的公转运动的第1轮架体33和第2轮架体34。而且，偏心摆动型齿轮装置1还具备：与内齿轮26连结在一起的第1壳体31和第2壳体32、第1主轴承36、第2主轴承38、第1输入轴承40、第2输入轴承42。其中，第1壳体31、第2壳体32以及内齿轮主体26A(后述)相当于本发明所涉及的壳体的一例。第1输入轴承40及第2输入轴承42相当于本发明所涉及的输入轴承的一例。第1轮架体33及第2轮架体34相当于本发明所涉及的轮架体的一例。第1主轴承36及第2主轴承38相当于本发明所涉及的主轴承的一例。

在上述构成要件中，第1壳体31、第1轮架体33、第1主轴承36以及第1输入轴承40配置在比外齿轮24更靠轴向上的一侧(图1的右方、输入侧)。第2壳体32、第2轮架体34、第2主轴承38以及第2输入轴承42配置在比外齿轮24更靠轴向上的另一侧(图1的左方、负载侧)。

偏心体轴12以旋转轴O1为中心进行旋转运动。典型的偏心体轴12作为从装置外部输入旋转运动的输入轴而发挥作用，例如，齿轮、联轴器或带轮等输入侧的部件利用螺孔T1连结在偏心体轴12上。也可以取代螺孔T1而利用键来进行连结。在齿轮或带轮上产生的径向荷载被第1输入轴承40及第2输入轴承42支承。

偏心体14的外周面具有圆柱侧面的曲面形状，并且外周面的中心轴从旋转轴O1偏心。偏心体14例如通过键连接或D形切割等以相对于偏心体轴12不进行旋转的方式连结于偏心体轴12，从而以旋转轴O1为中心进行旋转。

外齿轮24经由偏心体轴承18以能够摆动的方式组装于偏心体14的外周，并且与内齿轮26内啮合。外齿轮24在从其轴心偏移的位置具有多个内销孔246(参考图1及图2)，多个内销28以与内销孔246的内周面的一部分接触的状态贯穿其中。并且，外齿轮24在从其轴心偏移的位置上还具有多个贯穿孔248(参考图1及图2)，多个连结销29贯穿其中。而且，外齿轮24在其最外周部具备次摆线波形的齿部243(参考图2)。图2中示出了从图1的右侧观察移除了第1壳体31、第1轮架体33、第1主轴承36、第1输入轴承40以及偏心体轴12后的偏心摆动型齿轮装置1时的状态。并且，在本实施方式的外齿轮24上，除了形成有内销孔246及贯穿孔248以外，还形成有没有任何部件贯穿的的冲孔247，由此实现轻量化。

第1轮架体33及第2轮架体34分别配置在外齿轮24的轴向侧部(即，轴向上的一侧及另一侧)，并且保持多个内销28。多个内销28通过间隙配合与第1轮架体33及第2轮架体34连结。并且，多个连结销29通过过盈配合(例如，热压配合)与第1轮架体33及第2轮架体34连结，由此第1轮架体33与第2轮架体34彼此牢固地结合在一体。连结销29不与外齿轮24的贯穿孔248的内周面接触，其不具有输出外齿轮24的旋转运动的功能。典型的第2轮架体34作为输出已被减速的旋转运动的输出轴而发挥作用。

内销28的直径(粗细)在其保持于第1轮架体33的部位、通过外齿轮24的内销孔246的部位及保持于第2轮架体34的部位中均相同。通过采用这种形状，能够以较高的成型精度且以较低的成本制造出内销28。在第2轮架体34作为输出轴而发挥作用时，内销28将外齿轮24的自转成分传递到第2轮架体34。并且，在第2轮架体34被固定而壳体作为输出轴而发挥作用时，内销28限制外齿轮24的自转。也就是说，内销28与外齿轮24的自转成分同步。

内齿轮26具有：内齿轮主体26A，与第1壳体31及第2壳体32一体地连结而构成壳体的一部分；多个销槽26C，设置在内齿轮主体26A的内周部；以及多个外销26B，旋转自如地支承于多个销槽26C。内齿轮主体26A例如通过螺栓等紧固部件B1可装卸地连结与第1壳体31及第2壳体32。在此，本发明的壳体只要是设置有内齿轮且经由主轴承支承轮架体的部件即可，其可以由多个部件连结而构成，也可以由单一部件构成。内齿轮26的内齿数(外销26B根数)与外齿轮24的外齿数稍微不同(例如多出一个)。内齿轮26和外齿轮24通过多个外销26B与外齿轮24的齿部243接触从而彼此啮合(参考图2)。

第1主轴承36设置在第1轮架体33与第1壳体31之间。第2主轴承38设置在第2轮架体34与第2壳体32之间。由此，第1轮架体33及第2轮架体34被第1壳体31及第2壳体32支承为相对于第1壳体31及第2壳体32旋转自如。第1主轴承36及第2主轴承38分别与第1壳体31及第2壳体32间隙配合，并且分别与第1轮架体33及第2轮架体34过盈配合。第1主轴承36及第2主轴承38例如为球轴承。只要第1主轴承36及第2主轴承38与第1壳体31及第2壳体32的嵌合力比第1主轴承36及第2主轴承38与第1轮架体33及第2轮架体34的嵌合力弱即可，第1主轴承36及第2主轴承38与第1壳体31及第2壳体32例如也可以采用中间嵌合。

第1输入轴承40设置在偏心体轴12与第1轮架体33之间。第2输入轴承42设置在偏心体轴12与第2轮架体34之间。由此，偏心体轴12被第1轮架体33及第2轮架体34支承为相对于第1轮架体33及第2轮架体34旋转自如。第1输入轴承40及第2输入轴承42例如为球轴承。

＜轴承的大小及配置＞

在与周向正交的截面上，第1主轴承36及第2主轴承38各自的截面积小于第1输入轴承40及第2输入轴承42各自的截面积。在与周向正交的截面上，偏心体轴承18的截面积大于第1输入轴承40及第2输入轴承42各自的截面积。轴承的截面积是指：包括轴承的外圈、内圈以及配置有滚动体和滚动体的保持器的外圈与内圈之间的间隙部分的范围的面积。换言之，轴承的截面积是指：由外圈的外周面、内圈的内周面、外圈的侧面及其延长线、内圈的侧面及其延长线包围而成的大致长方形(大致正方形)范围的面积。

从径向观察时，第1主轴承36与第1输入轴承40配置在彼此重叠的位置上。从径向观察时，第2主轴承38与第2输入轴承42配置在彼此重叠的位置上。

第1主轴承36及第2主轴承38各自的内径大于第1输入轴承40及第2输入轴承42各自的外径，并且大于偏心体轴承18的外径。第1主轴承36及第2主轴承38各自的外径(参考图1)小于多个内销28的内切圆直径(参考图2)。

＜内销调整＞

图3是用于说明内销的调整处理的图。

在对偏心摆动型齿轮装置1进行组装时，可以准备外径稍微不同的多种内销28，并且通过选用最合适的直径的内销28，从而能够使齿隙变得非常小。最合适的直径的内销28的选定方法如下。

首先，操作员使用任意的内销28来组装偏心摆动型齿轮装置1，并测量齿隙等。若其结果未能得到规定的性能，则操作员如图3所示移除第1壳体31或第2壳体32。由此，能够使多个内销28的端部暴露。并且，此时，第1主轴承36及第2主轴承38留在过盈配合的第1轮架体33及第2轮架体34侧。但是，由于第1主轴承36及第2主轴承38的外径小于多个内销28的内切圆直径，因此第1主轴承36及第2主轴承38不会妨碍内销28的插拔。这种作用在轴向上的两侧均能得到。

在该状态下，操作员拔出多个内销28而插入另一内销28，并重新固定第1壳体31及第2壳体32后测量齿隙等。通过反复进行这种处理，能够选定可以得到最佳性能的内销28。

并且，在插拔内销28时，若内销28的直径与第1轮架体33及第2轮架体34的孔径之差变小，则有可能会产生难以从一侧插拔内销28的情况。在这种情况下，可以从相反一侧拔出或插入内销28来更换内销28。

＜偏心摆动型齿轮装置的动作＞

接着，对偏心摆动型齿轮装置1的动作进行说明。若偏心体轴12进行旋转，则偏心体14进行偏心旋转从而使外齿轮24摆动。在此，外齿轮24与内齿轮26内啮合，并且在该实施方式中内齿轮26与第1壳体31及第2壳体32一体化。因此，偏心体轴12每旋转一次旋，外齿轮24相对于内齿轮26旋转(自转)与齿数差相应的量。外齿轮24的自转成分经由贯穿于内销孔246中的内销28而传递到第1轮架体33及第2轮架体34。其结果，偏心体轴12的旋转运动以“1/外齿轮24的齿数”的减速比被减速之后作为第1轮架体33及第2轮架体34的旋转而输出。

＜实施方式的效果＞

如上所述，根据本实施方式的偏心摆动型齿轮装置1，第1主轴承36及第2主轴承38各自的截面积小于第1输入轴承40及第2输入轴承42各自的截面积。因此，与第1主轴承36及第2主轴承38各自的截面积大的情况相比，能够缩小装置整体的尺寸，尤其能够缩小轴向上的尺寸，即，能够实现偏心摆动型齿轮装置1的扁平化。而且，通过扁平化还能够实现轻量化。通常对轴承而言，若材质和结构相同，则截面积更大的一方以及直径更大且滚动体更多的一方的耐久性更高。并且，荷载更大以及总旋转圈数更多，轴承的劣化更发展。在此，第1输入轴承40及第2输入轴承42支承偏心体轴12的高速旋转，而第1主轴承36及第2主轴承38则支承减速后的低速旋转。并且，第1主轴承36及第2主轴承38在周向上的长度比第1输入轴承40及第2输入轴承42在周向上的长度更长。因此，如上所述，即使减小第1主轴承36及第2主轴承38的截面积，也不会失去第1主轴承36及第2主轴承38与第1输入轴承40及第2输入轴承42之间的耐久性的平衡。因此，能够维持各个轴承之间的耐久性的平衡并且能够实现偏心摆动型齿轮装置1的扁平化。

并且，根据本实施方式，第1主轴承36及第2主轴承38的外径小于多个内销28的内切圆直径由此，在拆卸了第1壳体31及第2壳体32的情况下，无需移除第1主轴承36及第2主轴承38即可进行内销28的插拔。并且，根据该结构，可以在将第1轮架体33与第1主轴承36组装在一起之后，将其组装到偏心体轴12上。并且，可以在将第2主轴承38组装到第2轮架体34之后，将其组装到偏心体轴12上。若在将第1轮架体33及第2轮架体34组装到偏心体轴12之后组装第1主轴承36及第2主轴承38，则其操作性会变差，但是，根据上述结构，无需采取这种步骤，能够明显提高操作性。

并且，根据本实施方式的偏心摆动型齿轮装置1，在外齿轮24的一侧及另一侧分别配置有第1轮架体33及第2轮架体34。而且，上述第1主轴承36及第2主轴承38的外径与内销28的内切圆直径之间的关系在轴向上的两侧均成立。根据这种结构，在拆卸了第1壳体31及第2壳体32的情况下，能够向轴向上的两侧插拔内销28。由此，即使出现难以从轴向上的一侧插拔内销28的状况，也无需将内销28设为特殊的形状，即可从轴向上的相反侧进行插拔，从而能够提高内销28的组装性。例如，在专利文献1的图1的减速机中，由于其是无法从轴向上的两侧插拔内销的结构，因此将内销设为带有台阶的结构，以便能够从一侧可靠地进行插拔。但是，这种带有台阶的结构的内销的制造成本非常昂贵。

并且，根据本实施方式，偏心体轴承18的截面积大于第1输入轴承40及第2输入轴承42的截面积。偏心体轴承18支承内齿轮26与外齿轮24啮合而产生的内部荷载。并且，第1输入轴承40及第2输入轴承42对偏心体轴12进行两点支承，而偏心体轴承18则对外齿轮24和偏心体14进行一点支承。因此，通过将偏心体轴承18的截面积设为比第1输入轴承40及第2输入轴承42的截面积更大，以使其比第1输入轴承40及第2输入轴承42更耐荷载，从而能够使第1输入轴承40、第2输入轴承42以及偏心体轴承18的耐荷载的平衡变得良好。

并且，根据本实施方式，从径向观察时，第1主轴承36与第1输入轴承40配置成彼此重叠，从径向观察时，第2主轴承38与第2输入轴承42配置成彼此重叠。从实现装置整体的扁平化的观点来看，将第1主轴承36及第2主轴承38配置在轴向上比第1输入轴承40及第2输入轴承42更靠外侧会妨碍扁平化，而其配置在比第1输入轴承40及第2输入轴承42更靠内侧也并不是很有效。这是因为，轴向上的尺寸取决于第1输入轴承40及第2输入轴承42。并且，在距支点更远的部位支承径向荷载时，其所受荷载更小。因此，通过如上配置第1主轴承36及第2主轴承38，不仅不会妨碍装置整体的扁平化而且还能够使基于来自外部的径向荷载而施加于第1主轴承36及第2主轴承38的荷载变小。因此，通过采用上述配置，第1主轴承36及第2主轴承38与第1输入轴承40及第2输入轴承42之间的耐久性的平衡不会失去并且能够进一步减小第1主轴承36及第2主轴承38的截面积。由此，能够使偏心摆动型齿轮装置1变得更加扁平。

并且，偏心摆动型齿轮装置1通常如下使用：将运动部通过齿轮、链轮或联轴器等而连结在作为输出轴而发挥作用的第2轮架体34上从而驱动运动部，或者在第2轮架体34上连结机械臂从而使其移动。但是，并不是在所有使用方式中偏心摆动型齿轮装置1必定产生较大的径向荷载。例如，在连接有联轴器的情况下，径向荷载为零，而在连接有直径较大的齿轮、链轮、机械臂的情况下，即使施加于这些元件中的力矩相同，施加于第2轮架体34的径向荷载也会变小。在这种使用方式下，若使用以往的具有较大尺寸的主轴承的偏心摆动型齿轮装置，则减速部中的结构尺寸变大，会妨碍驱动装置的小型化。但是，在这种使用方式下，通过使用本实施方式的偏心摆动型齿轮装置1，能够对驱动装置的小型化带来很大帮助。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明并不限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中示出了在轴向上的一侧及另一侧分别具有轮架体、输入轴承及主轴承的结构(即，具有两个轮架体、两个输入轴承及两个主轴承的结构)。但是，也可以仅在轴向上的一侧设置一个轮架体。对于主轴承而言，也可以在一侧轮架体上配置一对主轴承，或者还可以采用例如交叉滚子轴承而设置一个主轴承。并且，对于输入轴承而言，在采用交叉滚子轴承或者采用与马达轴的轴承协同进行支承的结构时，可以使用一个输入轴承。并且，配置在轴向上的一侧及另一侧的多个输入轴承的直径也可以不同，配置在轴向上的一侧及另一侧的多个主轴承的直径也可以不同。并且，在上述实施方式中，主轴承的外径小于多个内销的内切圆直径，由此获得了内销的调整操作变得容易的效果，但是，也可以不采用这种结构。此时也能够获得能够实现偏心摆动型齿轮装置的扁平化的效果。并且，在上述实施方式中，输入轴承及主轴承使用了具有密封功能的防尘轴承，但是，也可以使用不具有密封功能的轴承并且另外配置油封。

并且，在上述实施方式中示出了将一根偏心体轴配置在减速机的轴心上的所谓的中心曲柄式的偏心摆动型减速装置。但是，本发明也可以适用于两个以上的偏心体轴配置在从减速机的轴心偏移的位置上的所谓的分配式的偏心摆动型减速装置中。此外，对于轴承的种类、外齿轮的数量等在实施方式中示出的细节，在不脱离发明的宗旨的范围内可以进行适当改变。

Claims (5)

1.一种偏心摆动型齿轮装置，其具备：壳体，设置有内齿轮；外齿轮，与所述内齿轮内啮合；偏心体轴，具有使所述外齿轮摆动的偏心体；输入轴承，支承所述偏心体轴；轮架体，配置在所述外齿轮的轴向上的侧部；以及主轴承，配置在所述壳体与所述轮架体之间，所述偏心摆动型齿轮装置的特征在于，

在与周向正交的截面上的所述主轴承的截面积小于所述输入轴承的截面积。

2.根据权利要求1所述的偏心摆动型齿轮装置，其特征在于，

还具备多个内销，所述多个内销与所述轮架体连结在一起并且与所述外齿轮的自转成分同步，

所述主轴承的外径小于所述多个内销的内切圆直径。

3.根据权利要求2所述的偏心摆动型齿轮装置，其特征在于，

所述轮架体包括：配置在所述外齿轮的轴向上的一侧的第1轮架体；配置在所述外齿轮的轴向上的另一侧的第2轮架体，

所述主轴承包括：支承所述第1轮架体的第1主轴承；支承所述第2轮架体的第2主轴承，

所述第1主轴承及所述第2主轴承这两者的外径小于所述多个内销的内切圆直径。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的偏心摆动型齿轮装置，其特征在于，

还具备偏心体轴承，所述偏心体轴承配置在所述偏心体与所述外齿轮之间，

在与周向垂直的截面上的所述偏心体轴承的截面积大于所述输入轴承的截面积。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的偏心摆动型齿轮装置，其特征在于，

从径向观察时，所述主轴承与所述输入轴承配置成彼此重叠。