CN111316015A - 挠曲啮合式齿轮装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种惯性矩低的挠曲啮合式齿轮装置。该挠曲啮合式齿轮装置(1)具备:起振体轴(10),具有起振体(13);外齿轮(21),被起振体(13)挠曲变形;内齿轮(22、23),与外齿轮(21)啮合;及起振体轴承(30),配置于起振体(13)与外齿轮(21)之间。而且,起振体(13)的外周面构成供起振体轴承的滚动体(31)滚动的滚动面,起振体轴(10)具有与起振体(13)分体构成且沿轴向连结于起振体(13)的轴部(11、12),轴部(11、12)由密度小于起振体(13)的密度的材料构成。
Description
技术领域
本发明涉及一种挠曲啮合式齿轮装置。
背景技术
以往,有一种挠曲啮合式齿轮装置,其具备: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。并且,挠曲啮合式齿轮装置中存在起振体轴承不具有专用的内圈并且由起振体的外周面构成供起振体轴承的滚动体滚动的滚动面的齿轮装置(参考专利文献1的图10)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2017-106626号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
在由起振体的外周面构成滚动体的滚动面的以往的挠曲啮合式齿轮装置中,起振体通常由具有高硬度及高耐磨损性的金属构成,以便承受来自滚动体的表面压力及磨损。
但是,若由具有高硬度及高耐磨损性的金属构成起振体,则会导致起振体的重量增加,会出现起振体的惯性矩增加的问题。
在挠曲啮合式齿轮装置中,主要是起振体高速旋转,与此相比,外齿轮及内齿轮则以非常低的转速进行旋转。因此,挠曲啮合式齿轮装置所具有的惯性矩的大部分被起振体的惯性矩所占据,起振体的惯性矩的增加同样使挠曲啮合式齿轮装置整体的惯性矩增加。因此,若起振体的惯性矩增加,则向挠曲啮合式齿轮装置输出动力的马达所需的驱动力(具体而言,在旋转运动的启动时或加减速时所需的驱动力)会增加,会出现耗电量增加或妨碍高速驱动的问题。
本发明的目的在于提供一种能够减小起振体的惯性矩的挠曲啮合式齿轮装置。
用于解决技术课题的手段
本发明提供一种挠曲啮合式齿轮装置,其具备:起振体轴,具有起振体;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,其中,
所述起振体的外周面构成供所述起振体轴承的滚动体滚动的滚动面,
所述起振体轴具有与所述起振体分体构成且沿轴向连结于所述起振体的轴部,
所述轴部由密度小于所述起振体的密度的材料制成。
发明效果
根据本发明,获得能够减小起振体的惯性矩的效果。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的第一实施方式的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。
图2A是从轴向观察第一实施方式的起振体轴时的主视图。
图2B是沿图2A的A-A线剖切的剖视图。
图3是表示本发明所涉及的第二实施方式的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。
图4A是从轴向观察第二实施方式的起振体轴时的主视图。
图4B是沿图4A的B-B线剖切的剖视图。
图4C是沿图4B的C-C线剖切的剖视图。
图5是表示本发明所涉及的第三实施方式的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。
图6A是从轴向观察第三实施方式的起振体轴时的主视图。
图6B是沿图6A的D-D线剖切的剖视图。
图6C是沿图6B的E-E线剖切的剖视图。
图7是表示本发明所涉及的第四实施方式的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。
图8A是从轴向观察第三实施方式的起振体轴时的主视图。
图8B是沿图8A的F-F线剖切的剖视图。
图8C是从轴向上的相反侧观察第三实施方式的起振体轴时的主视图。
具体实施方式
以下,参考附图对本发明的各实施方式进行详细说明。
(第一实施方式)
图1是表示本发明所涉及的第一实施方式的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。图2A是从轴向观察第一实施方式的起振体轴时的主视图,图2B是沿图2A的A-A线剖切的剖视图。以下,将沿着挠曲啮合式齿轮装置1的旋转轴O1的方向定义为轴向,将与旋转轴O1正交的方向定义为径向,将以旋转轴O1为中心的旋转方向定义为周向。
本发明所涉及的第一实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1具备:起振体轴10,其具有轴部11、12及起振体13;外齿轮21,被起振体13挠曲变形;两个内齿轮22、23,与外齿轮21啮合;及起振体轴承30。
起振体轴承30例如为滚子轴承,其具有:多个滚动体(例如,滚子)31;保持器33,保持多个滚动体31的周向上的间隔及轴向上的位置;及外圈32,夹在外齿轮21的内周面与多个滚动体31之间。起振体轴承30配置于起振体13的外周面与外齿轮21的内周面之间,并且将起振体13支承为相对于外齿轮21能够相对旋转。多个滚动体31沿周向排列而形成列,而且沿轴向设置有两列。另外,起振体轴承也可以采用例如将球作为滚动体的球轴承等其他形式的轴承。
起振体13具有与旋转轴O1垂直的截面的外周线为非圆形(椭圆状等)的部分,该部分相对于外齿轮21进行相对旋转,从而使外齿轮21挠曲变形。起振体13具有空心结构,通过空心部可以实现轻型化。并且,配线或配管等部件插穿于空心部中。起振体13的外周面兼作起振体轴承30的内圈,构成供起振体轴承30的滚动体31接触并滚动的滚动面。起振体13的材料为铁系金属(例如,SUJ2或渗碳钢等钢材),且其具有能够承受来自滚动体31的表面压力及磨损的密度及表面硬度。
轴部11、12为与旋转轴O1垂直的截面的外周线为圆形的部件,其与起振体13分体构成且设置于起振体13的轴向上的两侧。轴部11、12具有空心结构,通过空心部可以实现轻型化。轴部11、12的内径小于起振体13的内径。轴部11、12例如由铝、铝合金、镁合金、FRP(Fiber-Reinforced Plastics,纤维增强塑料)等树脂等密度低于起振体13的密度的材料构成。通过由密度低的材料构成,能够实现轴部11、12的轻型化。轴部11、12的表面硬度可以低于起振体13的外周面的表面硬度。
在其中一个轴部11的端部(与起振体13相反一侧的端部)和另一个轴部12的端部(与起振体13相反一侧的端部)设置有用于连结齿轮、带轮等前级部件的多个螺孔113、123。多个螺孔113、123在周向上设置于与后述的连结用的插入孔112、122不同的位置。
在一个轴部11和起振体13的彼此相向的端部分别设置有彼此锁扣嵌合的锁扣部111、131和连结用的多个插入孔112、132。同样地,在起振体13和另一个轴部12的彼此相向的端部分别设置有彼此锁扣嵌合的锁扣部121、131和连结用的多个插入孔122、132。连结用的插入孔112、122、132从端部沿轴向设置。而且,起振体轴10具备连结起振体13和轴部11、12的多个连结体101。连结体101为压入并固定于插入孔112、122、132中的销(例如,弹簧销)。
起振体轴10通过将轴部11、12和起振体13沿轴向连结在一起而构成。在此,沿轴向连结在一起是指:从径向观察时,部件A与部件B以从径向观察时并不存在重叠的部分的方式连结在一起的状态。或者,沿轴向连结在一起是指:部件A与部件B以从径向观察时一部分彼此重叠但是并非其中一个部件的轴向上的整个范围与另一个部件重叠的方式连结在一起的状态。
在组装起振体轴10时,将连结体101压入于起振体13的插入孔132中并且使连结体101的一端从插入孔132暴露于外部,并在该状态下,将起振体13的端部与轴部11、12的端部对接。接着,将连结体101的暴露在外的部分压入于轴部11、12的插入孔112、122中,使起振体13的锁扣部131与轴部11、12的锁扣部111、121锁扣嵌合。通过锁扣嵌合,起振体13与轴部11、12被准确地定位,起振体13与轴部11、12通过连结体101而高强度地连结在一起。并且,在轴部11与起振体13之间的连结面及轴部12与起振体13之间的连结面设置有液态衬垫等密封件。
挠曲啮合式齿轮装置1还具备与内齿轮22成为一体的第1连结部件41、与内齿轮23成为一体的第2连结部件42、外壳部件43、盖体44、盖体45、主轴承51、轴承52及轴承53。
第1连结部件41呈环状,在其内周面的一部分上设置有一侧内齿轮22。第2连结部件42呈环状,在其内周面的一部分上设置有另一侧内齿轮23。内齿轮22、23具有刚性,并且与外齿轮21的一部分啮合,通过外齿轮21的挠曲变形,其啮合部位发生变化,从而传递旋转运动。
外壳部件43与第2连结部件42连结在一起,并且覆盖第1连结部件41的外周部。一侧盖体44具有环状的形状,其与第1连结部件41连结在一起,并且覆盖起振体轴承30及外齿轮21的轴向上的一侧。并且,盖体44覆盖起振体轴10的轴部11的外周侧。另一侧盖体45具有环状的形状,其与第2连结部件42连结在一起,并且覆盖起振体轴承30及外齿轮21的轴向上的另一侧。并且,盖体45覆盖起振体轴10的轴部12的外周侧。
主轴承51配置于外壳部件43与第1连结部件41之间,其将第1连结部件41支承为相对于外壳部件43能够旋转。轴承52、53配置于盖体44、45与起振体轴10的轴部11、12之间,其将轴部11、12支承为相对于盖体44、45能够旋转。
<动作说明>
在上述结构中,作为典型,起振体轴10为输入轴,具有一侧内齿轮22的第1连结部件41为输出轴,具有另一侧内齿轮23的第2连结部件42固定于挠曲啮合式齿轮装置1的外部的支承部件上。而且,一侧内齿轮22的齿数与外齿轮21的齿数设定为相同,另一侧内齿轮23的齿数与外齿轮21的齿数设定为不同。
若旋转运动从外部输入而使起振体轴10旋转,则起振体轴10的运动经由起振体轴承30传递到外齿轮21。此时,外齿轮21的一部分与固定的内齿轮23啮合,因此外齿轮21不会追随起振体轴10的旋转而旋转,起振体轴10在外齿轮21的内侧相对旋转。而且,由于外齿轮21被限制为顺应起振体13的外周面,因此随着起振体轴10的旋转而挠曲变形。该变形的周期与起振体轴10的旋转周期成正比。
若起振体轴10旋转使得外齿轮21变形,起振体13的直径大的部分沿旋转方向移动,由此外齿轮21与内齿轮23的啮合位置沿旋转方向变化。由于外齿轮21的齿数与内齿轮23的齿数不同,因此啮合位置每旋转一周,外齿轮21与内齿轮23的啮合齿会偏移,使得外齿轮21进行旋转(自转)。例如,若内齿轮23的齿数为102且外齿轮21的齿数为100,则起振体轴10的旋转运动以100:2的减速比减速之后传递到外齿轮21。
另一方面,由于外齿轮21还与内齿轮22啮合,因此通过起振体轴10的旋转,外齿轮21与内齿轮22的啮合位置也沿旋转方向变化。由于内齿轮22的齿数与外齿轮21的齿数相同,因此外齿轮21与内齿轮22不会相对旋转,外齿轮21的旋转运动以1:1的减速比传递到内齿轮22。由此,起振体轴10的旋转运动被减速后输出至输出轴(即,第1连结部件41)。另外,减速比可以通过设定外齿轮21与内齿轮23、22的齿数来改变。并且,作为输入轴的构成要件、作为输出轴的构成要件及固定于支承部件的构成要件并不只限于上述例子,可以在起振体轴10、一侧内齿轮22及另一侧内齿轮23之间任意改变。
在挠曲啮合式齿轮装置1进行旋转运动时,除了与负载相对应的输入转矩以外,还需要用于弥补与挠曲啮合式齿轮装置1的摩擦损失及润滑脂搅拌损失相对应的阻力量以及挠曲啮合式齿轮装置1的惯性能量的变化量的输入转矩。在挠曲啮合式齿轮装置1中,相对于外齿轮21或内齿轮22、23的旋转,起振体轴10以非常高的转速进行旋转。因此,起振体轴10的惯性矩在挠曲啮合式齿轮装置1的总惯性矩中所占比率非常大(例如,占8成以上)。因此,若起振体轴10的惯性矩增加,则挠曲啮合式齿轮装置1的总惯性矩以相同的比率增加,在挠曲啮合式齿轮装置1的旋转运动的启动时或加减速时,需要较大的输入转矩。
但是,在第一实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1中,起振体轴10通过将起振体13和轴部11、12沿轴向连结在一起而构成。而且,起振体13由足以承受来自起振体轴承30的滚动体31的表面压力及摩擦的材料构成,另一方面,轴部11、12由密度低于起振体13的密度的材料构成。因此,无需降低起振体轴10的耐久性即可将起振体轴10的惯性矩减小至例如轴部和起振体轴成为一体的以往结构的1/3左右。因此,与以往结构相比,在旋转运动的启动时或加减速时,较小的输入转矩即可传递相同的旋转运动。
如上所述,根据第一实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1,无需降低起振体轴10的耐久性即可减小其惯性矩。因此,能够维持耐久性的同时能够实现包括挠曲啮合式齿轮装置1及产生旋转运动的马达的系统整体的耗电量的下降及旋转运动的高速化。
并且,根据第一实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1,起振体轴10具有空心轴状的轴部11、12和空心轴状的起振体13。假设将轴部和起振体加工成一体,则需要在轴向上长的起振体轴内设置轴向上长的空心部,其加工难度增加,加工成本会上升。另一方面,在第一实施方式的结构中,只要对轴部11、12及起振体13分别加工空心部即可,能够降低加工难度。因此,能够以低加工成本且高精度地加工空心部,而且,能够加大空心部的直径。通过加大空心部的直径,能够进一步减小起振体轴10的惯性矩。
并且,通常将旋转轴插入起振体轴的空心部并使两者彼此嵌合来使用。在这种情况下,需要将起振体轴的空心部中的轴向上的中央范围的内径设为较大以便旋转轴顺畅地通过空心部。在将轴部与起振体加工成一体的以往的起振体轴中,这种加工变得困难,且加工成本会上升。但是,根据第一实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1,通过分别对轴部11、12及起振体13进行加工,能够容易形成上述的轴向上的中央范围的内径较大的空心部。
(第二实施方式)
图3是表示本发明所涉及的第二实施方式的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。图4A是从轴向观察第二实施方式的起振体轴时的主视图,图4B是沿图4A的B-B线剖切的剖视图,图4C是沿图4B的C-C线剖切的剖视图。
第二实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1A与第一实施方式的不同点在于起振体轴10A的连结结构上。下面,对与第一实施方式相同的构成要件标注相同的符号,并省略详细说明。
第二实施方式的起振体轴10A具备起振体13A、轴部11A、轴部12A及连结它们的多个连结体101A。
起振体13A具有空心结构,且其具有与旋转轴O1垂直的截面的外周线为非圆形(椭圆状等)的部分,该部分配置于外齿轮21的内侧。起振体13A的外周面兼作起振体轴承30的内圈,构成供滚动体31接触并滚动的滚动面。起振体13A的材料为铁系金属(例如,SUJ2等钢材),其具有能够承受来自滚动体31的表面压力及磨损的密度及表面硬度。
在起振体13A的轴向上的两端部,以与轴部11A、12A的外周面连续的方式设置有与轴向垂直的截面的外形线为圆形的小径部W1、W2。起振体轴10A通过轴承52、53将起振体13A的小径部W1、W2及与此连续的轴部11A、12A的端部支承为旋转自如。
轴部11A、12A为具有空心结构且与旋转轴O1垂直的截面的外周线为圆形的部件,其与起振体13A分体构成且设置于起振体13A的轴向上的两侧。轴部11A、12A的内径小于起振体13A的内径。轴部11A、12A例如由铝、铝合金、镁合金、FRP等树脂等密度低于起振体13A的密度的材料构成。通过由密度低的材料构成,能够进一步实现轴部11A、12A的轻型化。轴部11A、12A的表面硬度可以低于起振体13A的外周面的表面硬度。
在其中一个轴部11A的端部(与起振体13A相反一侧的端部)设置有用于连结齿轮、带轮等前级部件的多个螺孔113A。螺孔113A在周向上设置于与后述的连结用的贯穿孔112A、122A不同的位置。虽未图示,在另一个轴部12A的端部(与起振体13A相反一侧的端部)也同样地设置有多个螺孔。
在起振体13A和轴部11A、12A分别设置有沿轴向贯穿它们的连结用的多个贯穿孔132A、112A、122A。贯穿孔132A、112A、122A彼此设置于周向上的相同位置。起振体13A与轴部11A的彼此对置的端面及起振体13A与轴部12A的彼此对置的端面为平面状。贯穿孔112A、122A、132A相当于本发明所涉及的插入孔的一例。
连结体101A为定位销等能够进行高精度的定位和高强度的连结的部件。
起振体轴10A通过将轴部11A、12A和起振体13A沿轴向连结在一起而构成。在组装起振体轴10A组装时,将连结体101A压入于起振体13A的贯穿孔132A的两端并且使连结体101A的一端从贯穿孔132A暴露于外部,并在该状态下,将起振体13A的端部与轴部11A、12A的端部对接。接着,将连结体101A的暴露在外的部分压入于轴部11A、12A的贯穿孔112A、122A中。通过这种连结,能够实现高精度的定位和高强度的连结。
如上所述,根据第二实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1A,与第一实施方式同样地,能够将起振体13A设为足以承受来自滚动体31的表面压力及摩擦的结构,并且能够减小起振体轴10A的惯性矩。因此,无需降低挠曲啮合式齿轮装置1A的耐久性即可实现包括挠曲啮合式齿轮装置1A及产生旋转运动的马达的系统整体的耗电量的下降及旋转运动的高速化。
而且,根据第二实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1A,起振体轴10A在轴向上被分割。由此,与第一实施方式同样地,能够以低加工成本且高精度地设置起振体轴10A的空心部,并且,能够加大空心部的直径从而进一步减小起振体轴10A的惯性矩。而且,能够以低加工成本设置起振体轴10A的轴向上的中央范围的内径较大的、难以一体地加工的形状的空心部。
而且,根据第二实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1A,起振体轴10A在轴向上被分割,因此能够降低在起振体轴10A的侧壁部形成轴向孔的加工难度。由此,能够将贯穿孔112A、122A、132A作为压入连结体101A的部位。而且,通过贯穿孔112A、122A、132A中的未被连结体101A占据的部分,能够实现轴部11A、12A及起振体13A的重量的进一步减小。由此,能够进一步减小起振体轴10A的惯性矩。
(第三实施方式)
图5是表示本发明所涉及的第三实施方式的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。图6A是从轴向观察第三实施方式的起振体轴时的主视图,图6B是沿图6A的D-D线剖切的剖视图,图6C是沿图6B的E-E线剖切的剖视图。
第三实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1B与第一实施方式的不同点在于起振体轴10B的连结结构上。下面,对与第一实施方式相同的构成要件标注相同的符号,并省略详细说明。
第三实施方式的起振体轴10B具备起振体13B、轴部11B、轴部12B及连结它们的多个连结体101B。
起振体13B具有空心结构,且其具有与旋转轴O1垂直的截面的外周线为非圆形(椭圆状等)的部分,该部分配置于外齿轮21的内侧。起振体13B的外周面兼作起振体轴承30的内圈,构成供滚动体31接触并滚动的滚动面。起振体13B的材料为铁系金属(例如,SUJ2等钢材),其具有能够承受来自滚动体31的表面压力及磨损的密度及表面硬度。
在起振体13B的轴向上的两端部,以与轴部11B、12B的外周面连续的方式设置有与轴向垂直的截面的外形线为圆形的小径部W1、W2。起振体轴10B通过轴承52、53将起振体13B的小径部W1、W2及与此连续的轴部11B、12B的端部支承为旋转自如。
轴部11B、12B为具有空心结构且与旋转轴O1垂直的截面的外周线为圆形的部件,其与起振体13B分体构成且设置于起振体13B的轴向上的两侧。轴部11B、12B的内径小于起振体13B的内径。轴部11B、12B例如由铝、铝合金、镁合金、FRP等树脂等密度低于起振体13B的密度的材料构成。通过由密度低的材料构成,能够进一步实现轴部11B、12B的轻型化。轴部11B、12B的表面硬度可以低于起振体13B的外周面的表面硬度。
在起振体13B与其中一个轴部11B的彼此相向的端部以及起振体13B与另一个轴部12B的彼此相向的端部,沿轴向设置有连结用的多个插入孔132B、112B、122B。起振体13B与轴部11B的彼此对置的端面及起振体13B与轴部12B的彼此对置的端面为平面状。
在一个轴部11B的端部(与起振体13B相反一侧的端部)设置有用于连结齿轮、带轮等前级部件的多个螺孔113B。螺孔113B在周向上设置于与连结用的插入孔112B、122B不同的位置。在另一个轴部12B的端部(与起振体13B相反一侧的端部)也同样地设置有多个螺孔123B。
而且,在起振体13B的侧壁部设置有沿轴向贯穿该起振体13B而且其他部件不会插入的多个贯穿孔134。贯穿孔134在周向上设置于与连结用的插入孔132B不同的位置(例如,从轴向观察时,设置于与轴部11B、12B的螺孔113B、123B重叠的位置)。通过基于贯穿孔134的减重,能够实现起振体13B的重量下降。另外,贯穿孔134也可以替换为未贯穿一侧端部的轴向孔。贯穿孔134相当于本发明所涉及的“其他部件不会插入的孔”的一例。
连结体101B为定位销等能够进行高精度的定位和高强度的连结的部件。
起振体轴10B通过将轴部11B、12B和起振体13B沿轴向连结在一起而构成。在组装起振体轴10B时,将连结体101B压入于起振体13B的连结用的插入孔132B中并且使连结体101B的一端从插入孔132B暴露于外部,并在该状态下,将起振体13B的端部与轴部11B、12B的端部对接。接着,将连结体101B的暴露在外的部分压入于轴部11B、12B的连结用的插入孔112B、122B中。通过这种连结,能够实现高精度的定位和高强度的连结。
如上所述,根据第三实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1B,与第一实施方式同样地,能够将起振体13B设为足以承受来自滚动体31的表面压力及摩擦的结构,并且能够减小起振体轴10B的惯性矩。因此,无需降低挠曲啮合式齿轮装置1B的耐久性即可实现包括挠曲啮合式齿轮装置1B及产生旋转运动的马达的系统整体的耗电量的下降及旋转运动的高速化。
而且,根据第三实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1B,起振体轴10B在轴向上被分割。由此,与第一实施方式同样地,能够以低加工成本且高精度地设置起振体轴10B的空心部,并且,能够加大空心部的直径从而进一步减小起振体轴10B的惯性矩。而且,能够以低加工成本设置起振体轴10B的轴向上的中央范围的内径较大的、难以一体地加工的形状的空心部。
而且,根据第三实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1B,通过贯穿孔134对起振体13B的侧壁部的减重,能够进一步减小起振体13B的重量,从而能够进一步减小起振体轴10B的惯性矩。通过将减重用的结构设为孔而不是槽,能够抑制起振体13B的刚性的下降。
(第四实施方式)
图7是表示本发明所涉及的第四实施方式的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。图8A是从轴向观察第三实施方式的起振体轴时的主视图,图8B是沿图8A的F-F线剖切的剖视图,图8C是从轴向的相反侧观察起振体轴的主视图。
第四实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1C与第一实施方式的不同点在于起振体轴10C的连结结构上。下面,对与第一实施方式相同的构成要件标注相同符号,并省略详细说明。
第四实施方式的起振体轴10C具备起振体13C、轴部11C、轴部12C及连结它们的多个连结体101C。连结体101C相当于本发明所涉及的第1螺栓的一例。
起振体13C具有空心结构,且其具有与旋转轴O1垂直的截面的外周线为非圆形(椭圆状等)的部分,该部分配置于外齿轮21的内侧。起振体13C的外周面兼作起振体轴承30的内圈,构成供滚动体31接触并滚动的滚动面。起振体13C的材料为铁系金属(例如,SUJ2等钢材),其具有能够承受来自滚动体31的表面压力及磨损的密度及表面硬度。
轴部11C、12C为具有空心结构且与旋转轴O1垂直的截面的外周线为圆形的部件,其与起振体13C分体构成且设置于起振体13C的轴向上的两侧。轴部11C、12C的内径小于起振体13C的内径。轴部11C、12C例如由铝、铝合金、镁合金、FRP等树脂等密度低于起振体13C的密度的材料构成。通过由密度低的材料构成,能够进一步实现轴部11C、12C的轻型化。轴部11C、12C的表面硬度可以低于起振体13C的外周面的表面硬度。
在其中一个轴部11C与起振体13C的彼此相向的端部,分别设置有彼此锁扣嵌合的锁扣部111C、131C。同样地,在起振体13C与另一个轴部12C的彼此相向的端部,分别设置有彼此锁扣嵌合的锁扣部131C、121C。
而且,在轴部11C、12C和起振体13C设置有沿轴向贯穿且供连结体101C插入的连结用的多个贯穿孔112C、122C、132C。在连结用的贯穿孔112C、122C、132C中的一个端部(相当于本发明所涉及的第1端部)设置有供螺栓头部容纳的容纳孔115,在与容纳孔115相反一侧的范围W6设置有内螺纹。内螺纹设置于轴部12C的贯穿孔122C。起振体13C的连结用的贯穿孔132C的一部分可以设为其一部分暴露于起振体13C的空心部的结构。在采用该暴露结构时,连结体101C经由该部分暴露于起振体13C的内侧。通过采用这种结构,能够维持连结强度的的同时能够进一步减小起振体轴10C的重量,从而能够进一步减小起振体轴10C的惯性矩。贯穿孔112C、122C、132C相当于本发明所涉及的插入孔的一例。
而且,在轴部11C、12C及起振体13C设置有减重用的多个贯穿孔117、127、137。贯穿孔117、127、137在旋转方向上设置于与连结用的贯穿孔112C、122C、132C不同的位置。通过将减重用的结构设为贯穿孔而不是槽,能够抑制减重用的结构使得起振体轴10C的刚性下降。贯穿孔117、127、137相当于本发明所涉及的“其他部件不会插入的孔”的一例。
连结体(螺栓)101C具有螺合至轴部12C的内螺纹的中途为止的长度。
起振体轴10C通过将轴部11C、12C和起振体13C沿轴向连结在一起而构成。在组装起振体轴10C时,将起振体13C与轴部11C以及起振体13C与轴部12C对接,以使锁扣部111C、121C、131C锁扣嵌合。接着,将连结体(螺栓)101C插入于贯穿孔112C、122C、132C中,并使其与贯穿孔122C的内螺纹螺合。通过锁扣嵌合,起振体13C与轴部11C、12C被准确地定位,通过连结体101C,起振体13C与轴部11C、12C高强度地连结在一起。
如上所述,根据第四实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1C,与第一实施方式同样地,能够将起振体13C设为足以承受来自滚动体31的表面压力及摩擦的结构,并且能够减小起振体轴10C的惯性矩。因此,无需降低挠曲啮合式齿轮装置1C的耐久性即可实现包括挠曲啮合式齿轮装置1C及产生旋转运动的马达的系统整体的耗电量的下降及旋转运动的高速化。
而且,根据第四实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1C,起振体轴10C在轴向上被分割。由此,与第一实施方式同样地,能够以低加工成本且高精度地设置起振体轴10C的空心部,并且,能够加大空心部的直径从而进一步减小起振体轴10C的惯性矩。而且,能够以低加工成本设置起振体轴10C的轴向上的中央范围的内径较大的、难以一体地加工的形状的空心部。
而且,根据第四实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1C,起振体轴10C在轴向上被分割,因此能够降低在起振体轴10C的侧壁部形成轴向孔的加工难度。由此,供连结体101C贯穿的贯穿孔112C、122C、132C的形成变得容易。并且,减重用的贯穿孔117、127、137的形成也变得容易,从而能够进一步减小起振体轴10C的惯性矩。
而且,根据第四实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1C,在贯穿孔122C的从与起振体13C相反一侧的端部(相当于本发明所涉及的第2端部)的一部分范围中,内螺纹的部分被开放。而且,能够将该部分用作连结齿轮、带轮等前级部件的螺孔。图7中示出了利用贯穿孔122C及第2螺栓62安装了作为其他部件的带轮61的例子。
以上,对本发明的各实施方式进行了说明。但是,本发明并不只限于上述实施方式。例如,在上述实施方式中,对起振体的两侧连结有轴部的结构的起振体轴进行了说明,但是,起振体轴也可以采用起振体与一个轴部沿轴向连结在一起的结构。并且,在上述实施方式中,举例说明了平坦型的挠曲啮合式齿轮装置,但本发明的挠曲啮合式齿轮装置可以适用于例如杯型、礼帽型等各种形式的挠曲啮合式齿轮装置。另外,在不脱离发明的宗旨的范围内,能够适当变更在实施方式中所示出的细节。
产业上的可利用性
本发明能够利用于挠曲啮合式齿轮装置。
符号说明
1、1A、1B、1C-挠曲啮合式齿轮装置,10、10A、10B、10C-起振体轴,11、11A、11B、11C、12、12A、12B、12C-轴部,13、13A、13B、13C-起振体,21-外齿轮,22、23-内齿轮,30-起振体轴承,31-滚动体,52、53-轴承,61-带轮,62-第2螺栓,101、101A、101B-连结体,101C-连结体(第1螺栓),111、121、131-锁扣部,112、122、132、112B、122B、132B-插入孔,112A、122A、132A、112C、122C、132C-贯穿孔,W6-形成有内螺纹的范围,117、127、137、134-贯穿孔(其他部件不会插入的孔)。
Claims (7)
1.一种挠曲啮合式齿轮装置,其具备:起振体轴,具有起振体;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,
所述起振体的外周面构成供所述起振体轴承的滚动体滚动的滚动面,
所述起振体轴具有与所述起振体分体构成且沿轴向连结于所述起振体的轴部,
所述轴部由密度小于所述起振体的密度的材料制成。
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,
所述起振体的表面硬度高于所述轴部的表面硬度。
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,
在所述起振体及所述轴部上设置有彼此锁扣嵌合的锁扣部。
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,
还具有连结体,所述连结体插入于设置在所述起振体及所述轴部这两者上的插入孔,
所述连结体暴露于所述起振体及所述轴部中的其中一个的内侧。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的挠曲啮合式齿轮装置,其特征在于,
所述起振体及所述轴部具有空心结构,
所述起振体的内径大于所述轴部的内径。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的挠曲啮合式齿轮装置,其特征在于,还具备:
贯穿孔,沿轴向贯穿所述起振体及所述轴部;及
内螺纹,设置于所述起振体的所述贯穿孔及所述轴部的所述贯穿孔中的至少一个上,
通过从所述起振体及所述轴部的所述贯穿孔中的与设置有所述内螺纹的一侧相反一侧的第1端部插入的第1螺栓将所述起振体与所述轴部连结在一起,通过从所述贯穿孔的与所述第1端部相反一侧的第2端部插入的第2螺栓将其他部件固定于所述起振体轴。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的挠曲啮合式齿轮装置,其特征在于,
所述起振体及所述轴部中的至少一个具有其他部件不会插入的孔。
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