CN110319172A - 波动齿轮装置 - Google Patents
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Abstract
提供波动齿轮装置。内齿齿轮和挠性外齿齿轮中的一方被固定,另一方以中心轴线为中心进行旋转。所述挠性外齿齿轮与所述内齿齿轮利用齿数差而进行相对旋转。通过波动发生器的旋转,使所述挠性外齿齿轮的径向的长度位移,从而使所述挠性外齿齿轮与所述内齿齿轮的啮合位置在周向上位移。波动齿轮装置还具有配置在波动发生器与转子之间的偏心吸收部件。所述偏心吸收部件相对于所述波动发生器和所述转子固定,比所述波动发生器和所述转子容易变形。
Description
技术领域
本发明涉及波动齿轮装置。
背景技术
以往,公知有具有刚性内齿齿轮和挠性外齿齿轮的波动齿轮装置。这种波动齿轮装置主要作为减速器而使用。例如在日本实用新型登记第2535495号公报中公开了现有的减速器。该日本实用新型登记第2535495号公报所公开的减速器具有:环状的刚性部件;环状的挠性部件,其配置于该刚性部件的内侧;以及波动发生器,其嵌入于该挠性部件的内侧,使该挠性部件沿半径方向挠曲而与所述刚性部件在多个部位卡合,并且使这些卡合位置朝向周向移动。
而且,日本实用新型登记第2535495号公报所记载的波动发生器具有凸轮部件。该凸轮部件具有:外侧圆筒部件;中间圆筒部件,其朝向轴线方向以可滑动的方式嵌入于所述外侧圆筒部件的内侧;以及内侧圆筒部件,其朝向轴线方向以可滑动的方式嵌入于所述中间圆筒部件的内侧。这些外侧圆筒部件、中间圆筒部件以及内侧圆筒部件组合为如下状态:以3个部件形成所谓的十字滑块联轴器(Oldham coupling)构造。在日本实用新型登记第2535495号公报所记载的减速器中,通过具有像这样的十字滑块联轴器构造,能够吸收动力的输入部分的偏心。
然而,在日本实用新型登记第2535495号公报所记载的减速器中,在十字滑块联轴器构造中,旋转和偏心所产生的联轴器部的滑动摩擦阻力导致有可能产生发热和动力损失。进一步而言,考虑如下情况:在进行高速旋转时,联轴器的往复运动导致振动产生,使刚性部件与挠性部件的卡合状态产生不平衡,从而使啮合不良。
发明内容
本发明就是鉴于以上的情况而完成的,其潜在的目的在于,即使在动力的输入部分产生偏心的情况下,也能够良好地维持刚性内齿与挠性外齿的啮合。
本发明要解決的问题如上所述,接下来对用于解决该问题的手段进行说明。
在本发明的例示的一个实施方式中,提供以下结构的波动齿轮装置。即,该波动齿轮装置具有转子、波动发生器、挠性外齿齿轮以及内齿齿轮。转子以中心轴线为中心进行旋转。波动发生器以中心轴线为中心,以转子的转速进行旋转。挠性外齿齿轮呈包围中心轴线的筒状,配置于波动发生器的径向外侧,利用波动发生器而挠曲为非正圆状。内齿齿轮配置于挠性外齿齿轮的径向外侧,与挠性外齿齿轮局部啮合。内齿齿轮和挠性外齿齿轮中的一方被固定,另一方以中心轴线为中心进行旋转。挠性外齿齿轮与内齿齿轮利用齿数的不同而进行相对旋转。通过波动发生器的旋转,使挠性外齿齿轮的径向的长度位移,从而使挠性外齿齿轮与内齿齿轮的啮合位置以中心轴线为中心在周向上变化。该波动齿轮装置还具有配置在波动发生器与转子之间的偏心吸收部件。偏心吸收部件相对于波动发生器和转子固定,比波动发生器和转子容易变形。
根据本发明的例示的一个实施方式,即使在动力的输入部分产生偏心的情况下,也能够良好地维持刚性内齿与挠性外齿的啮合。
由以下的本发明优选实施方式的详细说明,参照附图,可以更清楚地理解本发明的上述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。
附图说明
图1是第1实施方式的波动齿轮装置的纵剖视图。
图2是示出刚性内齿与挠性外齿的啮合的横剖视图。
图3是第1实施方式的转子、波动发生器以及偏心吸收部件的纵剖视图。
图4是第2实施方式的转子、波动发生器以及偏心吸收部件的纵剖视图。
图5是第3实施方式的转子、波动发生器以及偏心吸收部件的纵剖视图。
图6是第3实施方式的偏心吸收部件的整周的展开图。
图7是第3实施方式的变形例的偏心吸收部件的整周的展开图。
图8是第4实施方式的转子、波动发生器以及偏心吸收部件的纵剖视图。
图9是第5实施方式的波动齿轮装置的纵剖视图。
图10是第6实施方式的波动齿轮装置的纵剖视图。
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边对本申请的例示的实施方式进行说明。另外,在本申请中,将与波动齿轮装置的中心轴线平行的方向称为“轴向”,将与波动齿轮装置的中心轴线垂直的方向称为“径向”,将沿以波动齿轮装置的中心轴线为中心的圆弧的方向称为“周向”。另外,在本申请中,“平行的方向”也包含大致平行的方向。另外,在本申请中,“垂直的方向”也包含大致垂直的方向。另外,在本说明书中,有时将轴向作为上下方向进行说明,但不意图限定波动齿轮装置的使用时的朝向等。
<1.第1实施方式>
以下,参照图1至图3对本发明的第1实施方式的波动齿轮装置100的结构进行说明。图1是第1实施方式的波动齿轮装置100的纵剖视图。图2是示出挠性外齿与刚性内齿的啮合的横剖视图,是图1中的I-I线剖视图。图3是图1中的转子90、波动发生器30以及偏心吸收部件40的纵剖视图。
本实施方式的波动齿轮装置100是利用后述的刚性内齿齿轮(内齿齿轮)10与挠性外齿齿轮20的差动(相对旋转)而使所输入的旋转动力进行变速的装置。波动齿轮装置100例如作为组装于小型机器人的关节并对从马达得到的动力进行减速的减速器而使用。如图1所示,波动齿轮装置100具有刚性内齿齿轮10、挠性外齿齿轮20、波动发生器30、转子90以及偏心吸收部件40。
刚性内齿齿轮10是图1所示的以旋转中心轴线(中心轴线)C为中心的圆环状的部件。刚性内齿齿轮10的刚性远远高于后述的挠性外齿齿轮20的挠性齿部23的刚性。因此,刚性内齿齿轮10实质上能够被视为刚体。刚性内齿齿轮10在内周面具有多个内齿(刚性内齿)11。多个内齿11沿周向以一定的齿距排列。刚性内齿齿轮10固定在搭载有波动齿轮装置100的装置的框体上。
挠性外齿齿轮20是具有平板部22和圆筒状的主体部21的部件。圆筒状的主体部21在其轴向的另一端部(下端部)具有挠性齿部23,该挠性齿部23在外周面(外表面)上形成有外齿(挠性外齿)29。主体部21是能够在径向上挠曲变形的部分。筒状的主体部21的轴向的一端部(上端部)与比挠性齿部23难以挠曲的平板部22连接。
平板部22是与旋转中心轴线C垂直地呈平面状扩展的部位。平板部22具有隔膜(diaphragm)部24和圆环板状的固定部25。隔膜部24配置于接近与主体部21连接的连接部位的一侧,轴向的壁厚比固定部25薄。隔膜部24具有圆环状的形状,具有比挠性齿部23小的挠性。
固定部25配置于隔膜部24的内周侧,是具有一定的壁厚的部位。固定部25的挠性远远小于隔膜部24的挠性。在固定部25的中央固定有用于获取减速后的动力的输出轴(省略图示)。
波动发生器30是用于使挠性外齿齿轮20的挠性齿部23在径向上挠曲变形为非正圆形状的机构。波动发生器30具有非正圆凸轮31以及波动轴承33。
本实施方式的非正圆凸轮31是具有椭圆形的凸轮轮廓的板状的凸轮。如图1所示,非正圆凸轮31配置于挠性外齿齿轮20的挠性齿部23的径向内侧。在非正圆凸轮31的中央,输入轴1隔着后述的转子90和偏心吸收部件40被固定为不能相对旋转。具体而言,该输入轴1例如可以作为电动机的输出轴。在输入轴1进行旋转时,非正圆凸轮31与该输入轴1一体地以旋转中心轴线C为中心按照减速前的转速进行旋转。
如图3所示,波动轴承33具有内圈331、多个滚珠332以及能够弹性变形的外圈333。内圈331固定于非正圆凸轮31的外周面。外圈333固定于挠性外齿齿轮20的挠性齿部23的内周面。多个滚珠332夹置于内圈331与外圈333之间,沿周向排列。外圈333反映旋转的非正圆凸轮31的凸轮轮廓而隔着内圈331和滚珠332弹性变形(挠曲变形)。
转子90是用于向波动发生器30输入旋转运动的大致圆筒状的部件。转子90夹置于非正圆凸轮31的内周面与输入轴1的外周面之间。通过在转子90与输入轴1之间插入沿轴向延伸的键部件(省略图示),而使转子90固定为不能相对于输入轴1相对旋转。在输入轴1进行旋转时,转子90和波动发生器30与该输入轴1成为一体而进行旋转。另外,更详细而言,偏心吸收部件40夹置于转子90与波动发生器30之间。对于偏心吸收部件40,在后面进行详细叙述。
在像这样的结构的波动齿轮装置100中,在向上述的输入轴1提供动力时,输入轴1和非正圆凸轮31一体地进行旋转。另外,随着非正圆凸轮31的旋转,隔着波动轴承33按压挠性外齿齿轮20的挠性齿部23的内周面,从而使挠性齿部23在径向上挠曲变形为椭圆状。由此,如图2所示,在挠性齿部23所形成的椭圆的长轴的两端的2个部位,外齿29与内齿11啮合。这时,在所述椭圆的2个部位以外的位相位置,外齿29与内齿11未啮合。
在非正圆凸轮31进行旋转时,所述椭圆的长轴的位置沿周向移动,因此外齿29与内齿11的啮合位置也沿周向移动。这里,刚性内齿齿轮10的内齿11的数量与挠性外齿齿轮20的外齿29的数量略有不同。因此,非正圆凸轮31的每1次旋转都会使内齿11与外齿29的啮合位置微小地变化。其结果为,挠性外齿齿轮20和上述的输出轴相对于刚性内齿齿轮10以减速后的转速进行旋转。由此,能够在装置的外部获取减速后的动力。
这里,通常在波动齿轮装置中,考虑在动力的输入部分产生偏心的情况。具体而言,能够想到如下情况:在像上述那样的输入轴的安装状态存在误差时,转子的旋转轴相对于刚性内齿齿轮的旋转轴倾斜或偏心等,而使齿轮的啮合状态恶化。这样,在动力的输入部分产生偏心的情况下,刚性内齿与挠性外齿的啮合不均匀,可能成为旋转性能恶化的原因。因此,期望一种即使在动力的输入部分产生偏心也能够良好地维持刚性内齿与挠性外齿的啮合的新的技术。
鉴于这点,本实施方式的波动齿轮装置100具有如下特有的结构:即使在动力的输入部分产生偏心,也能够抑制偏心引起的位置的偏移,而良好地维持内齿11与外齿29的啮合。
以下,参照图3对本实施方式所特有的结构及其功能进行说明。
如图3所示,本实施方式的波动齿轮装置100在径向上的波动发生器30与转子90之间具有偏心吸收部件40。本实施方式的偏心吸收部件40呈大致圆筒状。偏心吸收部件40具有比波动发生器30和转子90容易弹性变形的性质。本实施方式的偏心吸收部件40由弹性模量比波动发生器30和转子90的弹性模量高的弹性材料构成。
更详细而言,偏心吸收部件40具有第1固定部41、第2固定部42以及波纹管部43。
第1固定部41是使偏心吸收部件40相对于转子90固定的部位。第1固定部41设置在偏心吸收部件40的轴向的一端部的内周面上。第1固定部41例如通过熔接而相对于转子90固定。但是,将第1固定部41固定于转子90的方法不限于此,也可以是烧结、钎焊等其他的方法。
第2固定部42是使偏心吸收部件40相对于波动发生器30固定的部位。第2固定部42设置在偏心吸收部件40的轴向的另一端部的外周面上。第2固定部42例如通过熔接而固定于波动发生器30。但是,将第2固定部42固定于波动发生器30的方法不限于此,也可以是烧结、钎焊等其他的方法。
在本实施方式中,在输入轴1安装为与刚性内齿齿轮10的旋转中心轴线C在同轴上的情况下,在第2固定部42的背面(内表面)侧与转子90的外周面之间产生间隙(游隙)。
波纹管部43是为了使偏心吸收部件40在径向和轴向上容易变形而设置的部位。波纹管部43设置在偏心吸收部件40的轴向的中途部。波纹管部43呈在轴向上交替地具有向径向外侧突出的凸部431和向径向内侧凹陷的凹部432的波纹状。
本实施方式的偏心吸收部件40利用波纹管部43的伸缩而在径向和轴向上容易变形,并且在周向上不容易变形。换句话说,通过具有波纹管部43,而使偏心吸收部件40在径向和轴向上容易挠曲,并且,在周向上不容易扭曲。通过具有该结构的偏心吸收部件40,而使本实施方式的波动齿轮装置100具有以下的优点。即,即使在安装于转子90的输入轴1相对于刚性内齿齿轮10的旋转中心轴线C倾斜等的情况下,通过使偏心吸收部件40弹性变形,能够防止外齿29与内齿11的啮合位置偏移。即使在动力的输入部分产生偏心,由于偏心吸收部件40吸收偏心所引起的位置的偏移,因此能够良好地维持外齿29与内齿11的啮合。而且,偏心吸收部件40在扭转方向上不容易变形,因此能够向波动发生器30高精度地传递转子90的旋转。其结果为,能够不损害减速器的旋转性能而提高动力的传递效率。
更详细而言,在安装于转子90的输入轴1相对于刚性内齿齿轮10的旋转中心轴线C倾斜或偏心的情况下,根据该倾斜和偏心的大小,波纹管部43在隔着旋转中心轴线C的两侧伸缩不同的量。由此,偏心吸收部件40(波纹管部43)成为向径向的一侧挠曲的状态。此时,在本实施方式中,由于在转子90与波动发生器30之间的下端部具有间隙(游隙),因此转子90的倾斜不会直接传递至波动发生器30。
像以上所示的那样,本实施方式的波动齿轮装置100具有转子90、波动发生器30、挠性外齿齿轮20以及刚性内齿齿轮(内齿齿轮)10。转子90以旋转中心轴线(中心轴线)C为中心进行旋转。波动发生器30以旋转中心轴线C为中心,以转子90的转速进行旋转。挠性外齿齿轮20呈包围旋转中心轴线C的筒状,配置于波动发生器30的径向外侧,通过波动发生器30而挠曲为非正圆状。刚性内齿齿轮10配置于挠性外齿齿轮20的径向外侧,与挠性外齿齿轮20局部啮合。刚性内齿齿轮10和挠性外齿齿轮20中的一方被固定,另一方以旋转中心轴线C为中心进行旋转。挠性外齿齿轮20与刚性内齿齿轮10利用齿数的不同而进行相对旋转。通过波动发生器30的旋转,使挠性外齿齿轮20的径向的长度位移,从而使挠性外齿齿轮20与刚性内齿齿轮10的啮合位置以旋转中心轴线C为中心在周向上变化。该波动齿轮装置100还具有配置在波动发生器30与转子90之间的偏心吸收部件40。偏心吸收部件40相对于波动发生器30和转子90固定,比波动发生器30和转子90容易变形。
由此,即使在像动力的输入部分产生偏心那样的情况下,更具体而言,即使在转子90的旋转轴相对于刚性内齿齿轮10的旋转中心轴线C倾斜或偏心的情况下,通过使偏心吸收部件40变形,能够良好地维持刚性内齿11与挠性外齿29的啮合。
另外,在本实施方式的波动齿轮装置100中,偏心吸收部件40呈大致圆筒状。由此,能够使波动齿轮装置100的径向的尺寸小型化。
另外,在本实施方式的波动齿轮装置100中,偏心吸收部件40具有第1固定部41和第2固定部42。第1固定部41配置于偏心吸收部件40的内周面,相对于转子90固定。第2固定部42配置于偏心吸收部件40的外周面,相对于波动发生器30固定。由此,能够容易地使偏心吸收部件40相对于转子90和波动发生器30固定。
另外,在本实施方式的波动齿轮装置100中,第1固定部41与第2固定部42在轴向上并列配置。由此,能够进一步使波动齿轮装置100的径向的尺寸小型化。
另外,在本实施方式的波动齿轮装置100中,第1固定部41与第2固定部42在轴向上隔开间隔地配置。由此,能够使偏心吸收部件40更大地变形。由此,即使在转子90的旋转轴相对于刚性内齿齿轮10的旋转中心轴线C较大地偏心的情况下,也能够利用偏心吸收部件40吸收偏心所引起的位置的偏移,从而使刚性内齿11与挠性外齿29良好地啮合。
另外,在本实施方式的波动齿轮装置100中,偏心吸收部件40包含在轴向上重复有凹凸的部位。这样,通过使偏心吸收部件40包含适当的凹凸构造,能够使偏心吸收部件40在径向和轴向上容易变形。由此,能够利用偏心吸收部件40吸收偏心所引起的位置的偏移。
另外,在本实施方式的波动齿轮装置100中,偏心吸收部件40具有波纹管部43,该波纹管部43在轴向上交替地包含向径向外侧突出的凸部431和向径向内侧凹陷的凹部432。换句话说,偏心吸收部件40具有多个第1圆环部431和多个第2圆环部432,该多个第2圆环部432具有与该第1圆环部431不同的直径。第1圆环部431与第2圆环部432交替地排列在同轴上。由此,能够使偏心吸收部件40在径向和轴向上容易变形。另外,该偏心吸收部件40由于在周向上不容易变形,因此能够高精度地向波动发生器30传递转子90的旋转。
另外,本实施方式的波动齿轮装置100的偏心吸收部件40由弹性材料构成。由此,提高了偏心吸收部件40的变形的自由度。
此外,在本实施方式的波动齿轮装置100中,挠性外齿齿轮20具有平板部,该平板部从轴向上的设置有挠性外齿29(挠性齿部23)的一侧的相反侧的端部朝向径向内侧延伸。由此,能够实现具有所谓的杯型的挠性外齿齿轮20的波动齿轮装置100,该波动齿轮装置100即使在动力的输入部分产生偏心的情况下,也能够良好地维持刚性内齿11与挠性外齿29的啮合。
<2.第2实施方式>
以下,参照图4对第2实施方式的波动齿轮装置200进行说明。另外,在以下的说明中,有时对与第1实施方式所示的相同的结构/功能的部件标注相同的标号,并省略重复的说明。之后所说明的其他的实施方式和变形例也是同样。图4是本实施方式的波动齿轮装置200的转子90、波动发生器30以及偏心吸收部件240的纵剖视图。
第2实施方式的波动齿轮装置200主要在代替了偏心吸收部件40而具有偏心吸收部件240的点上,与第1实施方式的波动齿轮装置100不同。如图4所示,偏心吸收部件240具有第1固定部41、第2固定部42以及隔膜部243。
隔膜部243设置在偏心吸收部件240的轴向的中途部。隔膜部243在径向上交替地具有向轴向一侧突出的凸部244和向轴向的另一侧凹陷的凹部245。
隔膜部243也与第1实施方式的波纹管部43同样,在其构造上,在径向和轴向上容易变形,并且在周向上不容易变形。由此,即使在动力的输入部分产生偏心,由于偏心吸收部件240吸收偏心所引起的位置的偏移,因此能够良好地维持外齿29与内齿11的啮合。而且,偏心吸收部件240在扭转方向上不容易变形,因此能够高精度地向波动发生器30传递转子90的旋转。
像以上所示那样,在本实施方式的波动齿轮装置200中,偏心吸收部件240包含隔膜部243,该隔膜部243在径向上交替地具有向轴向的一侧突出的凸部244和向轴向的另一侧凹陷的凹部245。换句话说,如图4所示,偏心吸收部件240具有隔膜部243,该隔膜部243通过将薄膜多次折叠而在径向上成为层状。由此,能够使偏心吸收部件240在径向和轴向上容易变形。另外,由于该偏心吸收部件240在周向上不容易变形,因此能够高精度地向波动发生器30传递转子90的旋转。
<3.第3实施方式>
以下,参照图5和图6对第3实施方式的波动齿轮装置300进行说明。图5是本实施方式的波动齿轮装置300的转子90、波动发生器30以及偏心吸收部件340的纵剖视图。图6示出本实施方式的偏心吸收部件340的整周的展开图。
第3实施方式的波动齿轮装置300主要在代替了偏心吸收部件40而具有偏心吸收部件340的点上,与第1实施方式的波动齿轮装置100不同。如图5和图6所示,偏心吸收部件340具有第1固定部41、第2固定部42以及变形量调整部343。
如图6所示,本实施方式的偏心吸收部件340在轴向的中途部具有变形量调整部343。另外,本实施方式的变形量调整部343在偏心吸收部件340的整周范围呈圆环状设置。
在变形量调整部343中,多个开口部344、345沿周向规则地排列。更详细而言,在本实施方式的变形量调整部343中,第1开口部344与第2开口部345分别沿周向等间隔地设置。另外,在本实施方式中,第1开口部344与第2开口部345隔开间隔沿周向交替配置。
本实施方式的第1开口部344呈等腰三角形状,该等腰三角形的顶角朝向轴向的一侧。第2开口部345也呈等腰三角形状,该等腰三角形的顶角朝向轴向的另一侧。换句话说,相邻的第1开口部344和第2开口部345以相互朝向轴向的相反侧的方式交替配置。由此,在相邻的开口部344、345的等腰三角形的腰与腰之间沿周向隔开间隔地设置有相对于轴向倾斜的臂部346。这样,本实施方式的变形量调整部343整体成为所谓的桁架构造。
通过使本实施方式的波动齿轮装置300在偏心吸收部件340上包含桁架构造的变形量调整部343,而使偏心吸收部件340在径向上容易变形,并且在周向上不容易变形。
像以上所示那样,在本实施方式的波动齿轮装置300中,偏心吸收部件340具有在整周范围沿周向排列有多个开口部344、345的变形量调整部343。由此,根据开口部344、345的形状,能够使偏心吸收部件340在径向上容易挠曲变形。由此,即使转子90的旋转轴相对于刚性内齿齿轮10的旋转中心轴线C倾斜或偏心,通过利用偏心吸收部件340的挠曲变形量对刚性内齿11与挠性外齿29的啮合状态进行调整,能够进行良好的啮合。
另外,在本实施方式的波动齿轮装置300中,开口部344、345呈三角形状,变形量调整部343整体成为桁架构造。由此,能够使偏心吸收部件340进一步在径向上更容易挠曲变形。其结果为,即使转子90的旋转轴相对于刚性内齿齿轮10的旋转中心轴线C倾斜或偏心,也能够使刚性内齿11与挠性外齿29高精度地啮合。另外,由于能够进一步抑制周向的变形,因此能够高精度地向波动发生器30传递转子90的旋转。
<4.第3实施方式的变形例>
以下,参照图5和图7对第3实施方式的变形例的波动齿轮装置300进行说明。图5示出本变形例的波动齿轮装置300所具有的偏心吸收部件350。图7示出本变形例的偏心吸收部件350的整周的展开图。
第3实施方式的变形例的波动齿轮装置300在代替了偏心吸收部件340而具有偏心吸收部件350的点上,与第3实施方式的波动齿轮装置300不同。如图5和图7所示,偏心吸收部件350具有第1固定部41、第2固定部42以及变形量调整部353。
如图7所示,本变形例的偏心吸收部件350在轴向的中途部具有变形量调整部353。本实施方式的变形量调整部353在偏心吸收部件350的整周范围呈圆环状设置。
在变形量调整部353中,多个开口部354、355沿周向规则地排列。更详细而言,在本变形例的变形量调整部353中,第1开口部354与第2开口部355分别沿周向等间隔地设置。
第1开口部354在轴向的第1位置沿周向排列,分别沿周向呈缝状延伸。第2开口部355在轴向的与第1位置不同的第2位置沿周向排列,分别沿周向呈缝状延伸。第1开口部354与第2开口部355沿周向交替配置。
根据本变形例的结构,通过适当地设置第1开口部354和第2开口部355,能够使偏心吸收部件350具有需要的强度,并且能够发挥能够吸收转子90的安装误差等所引起的位置的偏移的挠性。
<5.第4实施方式>
以下,参照图8对第4实施方式的波动齿轮装置400进行说明。图8是本实施方式的波动齿轮装置400的转子90、波动发生器30以及偏心吸收部件440的纵剖视图。
第4实施方式的波动齿轮装置400主要在代替了偏心吸收部件40而具有偏心吸收部件440的点上,与第1实施方式的波动齿轮装置100不同。如图8所示,偏心吸收部件440具有第1固定部41和第2固定部42。另外,本实施方式的偏心吸收部件440的整体由合成橡胶构成。另外,偏心吸收部件440的径向厚度(壁厚)比第1实施方式的偏心吸收部件40的径向厚度(壁厚)大。
根据本实施方式的结构,只要选择适当的合成橡胶材料,就能够容易地使偏心吸收部件440在径向和轴向上发生变形。由此,即使在安装于转子90的输入轴1相对于刚性内齿齿轮10的旋转中心轴线C倾斜或偏心的情况下,通过使偏心吸收部件440变形,能够良好地维持刚性内齿11与挠性外齿29的啮合。
<6.第5实施方式>
以下,参照图9对第5实施方式的波动齿轮装置500进行说明。图9示出本实施方式的波动齿轮装置500的纵剖视图。
第5实施方式的波动齿轮装置500主要在代替了上述的杯型的挠性外齿齿轮20而具有所谓的礼帽型的挠性外齿齿轮520的点上,与第1实施方式的波动齿轮装置100不同。
挠性外齿齿轮520主要在代替平板部22而具有平板部552的点等上与第1实施方式的挠性外齿齿轮20不同。平板部552具有隔膜部554和固定部555。隔膜部554是配置在靠近与主体部21连接的连接部位的一侧并且壁厚比固定部555薄的部位。隔膜部554相对于主体部21朝向径向外侧延伸。隔膜部554具有圆环状的形状,具有比挠性齿部23小的挠性。隔膜部554的外周部与圆环状的固定部555连接。固定部555和刚性内齿齿轮10被交叉滚柱轴承轴支承为能够相对旋转。在本实施方式中也是,在径向的转子90与波动发生器30之间设置有偏心吸收部件40。
根据本实施方式的结构,能够实现具有所谓的礼帽型的挠性外齿齿轮520的波动齿轮装置500,该波动齿轮装置500即使在动力的输入部分产生偏心,也能够良好地维持刚性内齿11与挠性外齿29的啮合。
<7.第6实施方式>
以下,参照图10对第6实施方式的波动齿轮装置600进行说明。图10示出本实施方式的波动齿轮装置600的纵剖视图。
第6实施方式的波动齿轮装置600主要在代替了上述的杯型的挠性外齿齿轮20而具有所谓的扁平型的挠性外齿齿轮620的点上、以及在具有固定内齿齿轮611和输出用内齿齿轮612来作为刚性内齿齿轮10的点上与第1实施方式的波动齿轮装置100不同。
挠性外齿齿轮620在不具有平板部22的点上,与第1实施方式的挠性外齿齿轮20不同。固定内齿齿轮611和输出用内齿齿轮612都呈相同大小的圆环状并且在同轴上重叠设置。固定内齿齿轮611固定在搭载有波动齿轮装置600的装置的框体上。用于获取减速后的动力的输出轴与输出用内齿齿轮612固定在同轴上。
在本实施方式中,固定内齿齿轮611的内齿的数量与挠性外齿齿轮620的外齿的数量相等。因此,即使非正圆凸轮31进行旋转,在固定内齿齿轮611与挠性外齿齿轮620之间,相互啮合的齿的位置也不会变化。因此,固定内齿齿轮611与挠性外齿齿轮620不相对旋转。
另一方面,输出用内齿齿轮612的内齿的数量与挠性外齿齿轮620的外齿的数量彼此略有不同。因此,非正圆凸轮31的每1次旋转都会使与挠性外齿齿轮620的相同位置的外齿29啮合的输出用内齿齿轮612的内齿的位置偏移。由此,输出用内齿齿轮612相对于挠性外齿齿轮620相对旋转。该相对旋转运动作为减速后的动力被输出轴获取。
如以上所示,在本实施方式的波动齿轮装置600中,刚性内齿齿轮10包含固定内齿齿轮611和输出用内齿齿轮612。固定内齿齿轮611呈圆环状,固定配置在挠性外齿齿轮620的径向外侧。输出用内齿齿轮612被设置为能够相对于固定内齿齿轮611相对旋转,并且与固定内齿齿轮611直径相同且配置在同轴上。挠性外齿齿轮620的外齿的数量与固定内齿齿轮611和输出用内齿齿轮612中的至少一方的内齿的数量相互不同。固定内齿齿轮611和输出用内齿齿轮612与挠性外齿齿轮620局部啮合。
在本实施方式中,如图10所示,能够实现具有所谓的扁平型的挠性外齿齿轮620的波动齿轮装置600,该波动齿轮装置600由于具有偏心吸收部件40,因此即使在动力的输入部分产生偏心,也能够良好地维持刚性内齿11与挠性外齿29的啮合。
<8.其他的变形例>
以上,对本发明的例示的实施方式进行了说明,但本发明不限定于上述的实施方式,只要不脱离本发明的主旨,则能够对上述实施方式施加各种变更。
在上述的实施方式中,偏心吸收部件呈大致圆筒状,本发明的“偏心吸收部件”既可以是严密的圆筒状,也可以是大致圆筒状,还可以是在一部分中包含圆筒状的部分。“大致圆筒状”例如包含如下情况:在一部分中具有像上述那样的波纹状的部分。
在上述的实施方式中,偏心吸收部件40由弹性模量比波动发生器30和转子90的弹性模量高的材料构成,但不限于此。例如也可以是,代替上述结构而通过使偏心吸收部件构成为比波动发生器和转子厚度小,从而使偏心吸收部件比波动发生器和转子容易弹性变形。
在上述的实施方式中,例示了几种变形量调整部的开口部的形状。然而,也可以代替上述结构,使开口部的形状为沿轴向延伸的形状。在该情况下,也可以使该开口部为沿周向等间隔设置的结构。
在上述的实施方式中,示出了变形量调整部的开口部形成为三角形状的例子,更特定的,示出了形成为等腰三角形状的例子。然而,也可以代替此例,使开口部为直角三角形状。在该情况下,也可以是如下布局:使相邻的朝向不同的直角三角形彼此配置为长方形状,并且使该长方形在周向的整周范围等间隔排列。或者,也可以使开口部的形状为圆形状、椭圆形状、矩形状或者长孔形状等。另外,也可以在变形调整部中混合形状不同的多种开口部。
另外,可以在不产生矛盾的范围内对在上述的实施方式和变形例中出现的各要素进行适当的组合。例如,在具有礼帽型的挠性外齿齿轮的波动齿轮装置中,也可以设置具有在径向上呈层状的隔膜部的偏心吸收部件。
在偏心吸收部件的波纹管部或隔膜部中,凹凸重复的数量可以多于或少于图示的数量。
本申请例如能够利用于波动齿轮装置。
Claims (17)
1.一种波动齿轮装置,其具有:
转子,其以中心轴线为中心进行旋转;
波动发生器,其以所述中心轴线为中心,以所述转子的转速进行旋转;
挠性外齿齿轮,其呈包围所述中心轴线的筒状,配置于所述波动发生器的径向外侧,利用所述波动发生器而挠曲为非正圆状;以及
内齿齿轮,其配置于所述挠性外齿齿轮的径向外侧,与所述挠性外齿齿轮局部啮合,
所述内齿齿轮和所述挠性外齿齿轮中的一方被固定,另一方以所述中心轴线为中心进行旋转,
所述挠性外齿齿轮与所述内齿齿轮利用齿数的不同而进行相对旋转,
通过所述波动发生器的旋转,使所述挠性外齿齿轮的径向的长度位移,从而使所述挠性外齿齿轮与所述内齿齿轮的啮合位置以所述中心轴线为中心在周向上变化,
该波动齿轮装置的特征在于,
该波动齿轮装置还具有偏心吸收部件,该偏心吸收部件配置在所述波动发生器与所述转子之间,并且相对于所述波动发生器和所述转子固定,比所述波动发生器和所述转子容易变形。
2.根据权利要求1所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述偏心吸收部件呈圆筒状。
3.根据权利要求2所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述偏心吸收部件具有:
第1固定部,其配置于该偏心吸收部件的内周面,相对于所述转子固定;以及
第2固定部,其配置于该偏心吸收部件的外周面,相对于所述波动发生器固定。
4.根据权利要求2所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述偏心吸收部件具有:
第1固定部,其相对于所述转子固定;以及
第2固定部,其相对于所述波动发生器固定,
所述第1固定部与所述第2固定部在轴向上并列配置。
5.根据权利要求4所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述第1固定部与所述第2固定部在轴向上隔开间隔地配置。
6.根据权利要求2至5中的任意一项所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述偏心吸收部件包含在径向或轴向上重复有凹凸的部位。
7.根据权利要求6所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述偏心吸收部件在轴向上交替地具有向径向外侧突出的凸部和向径向内侧凹陷的凹部。
8.根据权利要求6所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述偏心吸收部件具有多个第1圆环部和多个第2圆环部,该第2圆环部具有与所述第1圆环部不同的直径,
所述第1圆环部与所述第2圆环部在同轴上交替排列。
9.根据权利要求6所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述偏心吸收部件在径向上交替地具有向轴向的一侧突出的凸部和向轴向的另一侧凹陷的凹部。
10.根据权利要求6所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述偏心吸收部件具有隔膜部,该隔膜部通过将薄膜多次折叠而在径向上成为层状。
11.根据权利要求1至5中的任意一项所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述偏心吸收部件由弹性材料构成。
12.根据权利要求2至5中的任意一项所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述偏心吸收部件具有变形量调整部,该变形量调整部是由多个开口部沿周向整周排列而成的。
13.根据权利要求12所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述开口部呈三角形状,所述变形量调整部整体成为桁架构造。
14.根据权利要求12所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述多个开口部具有:
第1开口部,其在轴向的第1位置沿周向排列,分别沿周向呈缝状延伸;以及
第2开口部,其在轴向的与所述第1位置不同的第2位置沿周向排列,分别沿周向呈缝状延伸,
所述第1开口部与所述第2开口部沿周向交替配置。
15.根据权利要求1至5中的任意一项所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述挠性外齿齿轮具有平板部,该平板部从轴向上的设置有所述挠性外齿的一侧的相反侧的端部朝向径向内侧延伸。
16.根据权利要求1至5中的任意一项所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述挠性外齿齿轮具有平板部,该平板部从轴向上的设置有所述挠性外齿的一侧的相反侧的端部朝向径向外侧延伸。
17.根据权利要求1至5中的任意一项所述的波动齿轮装置,其特征在于,
所述内齿齿轮包含:
圆环状的固定内齿齿轮,其固定配置在所述挠性外齿齿轮的径向外侧;以及
圆环状的输出用内齿齿轮,其设置为能够相对于所述固定内齿齿轮相对旋转,与所述固定内齿齿轮直径相同并且配置在同轴上,
所述挠性外齿齿轮的所述外齿的数量与所述固定内齿齿轮和所述输出用内齿齿轮中的至少一方的所述内齿的数量相互不同,
所述固定内齿齿轮和所述输出用内齿齿轮与所述挠性外齿齿轮局部啮合。
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