CN111512064B - 凸轮装置 - Google Patents

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Abstract

一种凸轮装置，其使用具有一列径向轴承部和两列轴向轴承部的轴承，上述一列径向轴承部和两列轴向轴承部分别具有被保持在保持器中的多个滚动体，径向轴承部的滚动体的列与输出轴的外周面接触，两列轴向轴承部或者一列轴向轴承部的滚动体的列与输出轴的外周面接触，另一列轴向轴承部的滚动体的列与固定在输出轴上的第一环状零件接触而形成输出轴侧轨道面，另一方面，径向轴承部和两列轴向轴承部的滚动体的列与配置在输出轴的周围而固定在壳体上的第二环状零件的表面接触，或者径向轴承部和一列轴向轴承部的滚动体的列直接与壳体的内面接触，分别形成了外侧轨道面，由此，将轴承可旋转地支承在壳体上。

Description

凸轮装置
技术领域
本发明涉及在将辊齿轮凸轮机构作为动力传递要素使输出轴旋转的凸轮装置中支承输出轴的轴承的构造。
背景技术
辊齿轮凸轮机构，如图1所示，由作为输入轴的螺旋形状的凸轮10和具备辊从动件20并与输入轴正交配置的输出轴(转塔)30构成。例如，专利文献1公开了没有齿隙、具有高刚性、高传递效率的辊齿轮凸轮机构。存在将此辊齿轮凸轮机构的输入轴、输出轴分别由轴承可旋转地支承在壳体上并做成凸轮装置的情况。
在专利文献1中，主要通过在凸轮形状和辊从动件的配置上下工夫来得到性能的提高，但将辊齿轮凸轮机构作为动力传递要素使输出轴旋转的凸轮装置的性能，在很大程度上依赖于对输入轴、输出轴进行支承的轴承的构造及轴承的安装方法。轴承根据各自的要求特性选择不同的类型的轴承。作为以往选定的轴承的一例，例如，有如在专利文献2中公开的那样的对输出轴不进行特别的加工而是将输出轴作为与被固定在壳体上的输出轴用的轴承完全独立的要素来构成的结构，但因为输出轴和轴承的旋转中心没有完全地一致，所以输出轴一边偏心一边旋转，具有对旋转精度、定位精度等带来不良影响的缺点和凸轮装置整体的尺寸变大的缺点。另一方面，为了实现凸轮装置的小型化、旋转的高精度化，在专利文献3中公开了使输出轴和轴承更加一体化的构造的凸轮装置。
作为以旋转的高精度化、小型化为目的的输出轴的轴承，同时要求良好的旋转精度和高的刚性。在图2所示的现有技术的凸轮装置的另一个例子中，通过做成将一列径向轴承部61和两列轴向轴承部62、63组合在一起的三列构造，得到了要求性能。轴向、径向各自的轴承以施加预压的方式调整间隙，各自的轴承的组装由在输出轴30的周围配置在同心圆上的多个螺栓81、82分别将内环41和轴向轴承部的轨道环42固定在输出轴30上，将外环50固定在第一壳体71上。另外输出轴30经密封83、84固定在壳体70上，由此，壳体内的润滑剂被封入。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-089663号公报
专利文献2：日本特开2001-287138号公报
专利文献3：日本专利第4834216号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在图2中，截面为L字形状的内环41具有第一轴向轴承部62的输出轴侧轨道面和径向轴承部61的输出轴侧轨道面，其内径面43与输出轴嵌合。内环41的向输出轴30的固定，与另一方的第二轴向轴承部63接触的轴向轨道环42一起由多个螺栓81共同紧固。因此，在内环41上开设了多个螺栓插入用的贯通孔85，此内环41的贯通孔85，如图3的(A)所示，位于径向轴承部61的输出轴侧轨道面31的附近。因此，从内环41的内径面43到径向轴承部61接触的内环41的输出轴侧轨道面31为止的壁厚，其存在贯通孔85的部分与其它部位相比成为仅薄了螺栓81周围的间隙的量的薄壁，全周不是均匀的壁厚。其结果，在向径向轴承部61施加预压时、径向载荷时，内环41的输出轴侧轨道面31的形状在无负荷时为正圆但在有负荷时成为模仿螺栓插入用贯通孔的个数的多边形状。此正圆度的劣化对输出轴的旋转带来不良影响，存在着旋转精度的恶化、在旋转力矩上产生不均匀而妨碍高效率化并且产生振动或噪音的问题。
此内环的轨道面的正圆度劣化的问题，也能通过使内环的轨道面31和螺栓孔85的距离充分大到在预压时不对正圆度产生影响的程度来解决，但由此产生了壳体的尺寸变大的另外的问题。
进而，在现有技术中，因为是将轴承60安装在壳体70、输出轴(转塔)30上的构造，所以通过壳体70、输出轴30及轴承60的加工误差、组装误差累积，不能保证输出轴30的旋转精度，在不满足要求性能的情况下，存在着必须进行再加工、再组装作业的问题。
作为解决这样的问题的一个方法，在上述专利文献3中，采用了如下的方法：作为对由凸轮机构旋转的旋转轴体(转塔)进行保持的轴承，使用由外侧轨道部、内侧轨道部、在它们之间滚动的多个滚动体及用于保持这些多个滚动体的保持器构成的交叉辊轴承，在旋转轴体的圆周上沿旋转方向直接加工对滚动体进行引导的V形状的槽，作为内侧轨道面。但是，在交叉辊轴承中，因为内侧轨道部及外侧轨道部在旋转轴体及外环上相对于它们的中心轴倾斜地形成，滚动体倾斜地引导受到载荷的面，所以如果在凸轮装置的旋转中受到轴向方向(与中心轴平行的方向)、径向方向(与旋转中心轴垂直的方向)的各自的载荷，则与滚动体的倾斜相应地产生倾斜方向的反力，输出轴的旋转中心倾斜，其结果，存在着旋转精度劣化的问题。另外滚动体受到的载荷与滚动体的接触面相对于载荷方向垂直的情况比较降低，其结果，也存在着轴承刚性也相对地降低的问题。
进而，由于上述轴承刚性相对地降低，所以不仅对从凸轮装置外部受到的载荷不利，而且对在凸轮装置内部产生的载荷、旋转力矩变动也不利。例如，存在如下的情况：起因于辊齿轮凸轮机构的机构学上的矛盾(理论误差)、在结构零件的制造过程中的加工精度、组装精度的偏差，在凸轮装置内部产生输入输出轴的旋转力矩的变动，通过其作用于轴承，使旋转轴体(转塔)位移。其结果，也存在凸轮装置的旋转质量下降、旋转精度劣化的问题。
为了解决课题的手段
作为综合地解决这些问题的手段，在本发明中，在输出轴的外周形成了径向轴承部用和轴向轴承部用的两种轨道面，进而将内环和输出轴做成了一体形状，做成了在径向轨道面的附近没有以往存在的那样的内环安装螺栓81的插入用贯通孔85的构造。
本发明的凸轮装置以下面的方式构成。
一种凸轮装置，该凸轮装置具备作为输入轴的螺旋形状的凸轮；在外周具备辊从动件并与输入轴正交配置的输出轴(转塔)；将该输出轴可旋转地固定在壳体上的轴承，将上述输入轴的旋转经上述辊从动件变换为上述输出轴的旋转，其中，
上述轴承包含受到上述输出轴的径向方向的压力的一列径向轴承部和分别受到上述输出轴的轴向方向的相向的压力的两列轴向轴承部，
上述一列径向轴承部和上述两列轴向轴承部分别由多个滚动体和保持器构成，
上述径向轴承部的上述滚动体的列可旋转地与上述输出轴的外周面接触，此接触面成为上述径向轴承部的输出轴侧轨道面，上述两列轴向轴承部之中的一列上述轴向轴承部的上述滚动体的列可旋转地与上述输出轴的外周面接触，另一列上述轴向轴承部的上述滚动体的列可旋转地与上述输出轴的外周面或固定在上述输出轴上的第一环状零件的表面接触，这两列接触面形成了上述轴向轴承部的输出轴侧轨道面，
上述径向轴承部和上述两列轴向轴承部之中的一列轴向轴的上述滚动体的列可旋转地与被配置在上述输出轴的周围地固定在上述壳体上的第二环状零件的表面或直接与上述壳体的内面接触，这些接触面分别形成了上述径向轴承部的外侧轨道面及上述轴向轴承部的外侧轨道面，另一列上述轴向轴承部的上述滚动体的列可旋转地与上述第二环状零件的表面接触，形成了上述轴向轴承部的另一个外侧轨道面，上述轴承由上述外侧轨道面可旋转地支承在上述壳体上
上述轴承包含受到上述输出轴的径向方向的载荷的一列径向轴承部和分别受到上述输出轴的轴向方向的相向的载荷的两列轴向轴承部，
上述一列径向轴承部和上述两列轴向轴承部分别由多个滚动体和保持器构成，
上述径向轴承部的上述滚动体的列可旋转地与上述输出轴的外周面接触，此接触面成为上述径向轴承部的输出轴侧轨道面，上述两列轴向轴承部内的一列上述轴向轴承部的上述滚动体的列与上述输出轴的外周面可旋转地接触，另一列上述轴向轴承部的上述滚动体的列与上述输出轴的外周面或固定在上述输出轴上的第一环状零件的表面可旋转地接触，这些两列接触面形成了上述轴向轴承部的输出轴侧轨道面，
上述径向轴承部和上述两列轴向轴承部内的一列轴向轴的上述滚动体的列与被配置在上述输出轴的周围并固定在上述壳体上的第二环状零件的表面或直接与上述壳体的内面可旋转地接触，这些接触面分别形成了上述径向轴承部的外侧轨道面及上述轴向轴承部的外侧轨道面，另一列上述轴向轴承部的上述滚动体的列与上述第二环状零件的表面可旋转地接触，形成了上述轴向轴承部的另一个外侧轨道面，
上述轴承由上述外侧轨道面可旋转地支承在上述壳体上。
另外，也可以是上述第一环状零件被固定在上述输出轴的外周。或者也可以是上述第一环状零件具有与上述输出轴相同的内径，构成上述输出轴的一部分。
上述径向轴承部的上述输出轴侧轨道面和上述外侧轨道面分别与上述轴向方向平行，上述两列轴向轴承部的上述输出轴侧轨道面和上述外侧轨道面分别与上述轴向方向垂直。
[发明的效果]
由此，能在使螺栓和径向轴承部的输出轴侧滚道面之间的径向方向的距离不扩大的情况下解决上述的内环的输出轴侧轨道面的正圆度在施加预压时、施加径向载荷时成为模仿螺栓插入用贯通孔的个数的多边形状的劣化的问题，防止上述正圆度的劣化。其结果，能提供输出轴的旋转精度被改善了的凸轮装置。
附图说明
图1是表示辊齿轮凸轮机构的构造的示意图。
图2是现有技术的凸轮装置的一例的剖视图。
图3是现有技术的凸轮装置的A-A面的剖视图(A)及本发明的第一实施例的凸轮装置的B-B面的剖视图(B)。
图4是本发明的第一实施例的凸轮装置的剖视图。
图5是本发明的第一实施例的凸轮装置的轴承附近的放大剖视图。
图6是本发明的第一实施例的另一个方式的凸轮装置的剖视图。
图7是本发明的第一实施例的又一个方式的凸轮装置的剖视图。
图8是本发明的第二实施例的凸轮装置的剖视图。
图9是本发明的第三实施例的凸轮装置的剖视图。
图10是本发明的第三实施例的凸轮装置的轴承附近的放大剖视图。
图11是表示辊齿轮凸轮机构的另一个方式的构造的示意图。
图12是表示辊齿轮凸轮机构的又一个方式的构造的示意图。
图13是表示辊齿轮凸轮机构的再一个方式的构造的示意图。
图14是表示辊齿轮凸轮机构的又一个方式的构造的示意图，是辊从动件的旋转轴与输出轴平行的情况。
具体实施方式
为了实施发明的方式
下面参照附图说明用于实施本发明的方式。
[实施例1]
图4表示本发明的第一实施例的凸轮装置的剖视图。与图2的现有技术的凸轮装置同样，轴承60是将一列径向轴承部61和两列轴向轴承部62、63组合在一起的三列构造，径向轴承部61和第一、第二轴向轴承部62、63分别是将多个滚动体65由保持器66排列成环状的结构，各个滚动体65旋转，输出轴(转塔)30旋转。图5表示图4的轴承附近的放大图。
在本实施例中，在输出轴30的周围直接形成了径向轴承部61的输出轴侧轨道面31和第二轴向轴承部63的输出轴侧轨道面33，各自的滚动体可旋转地与输出轴侧轨道面31、33接触。图2所示的现有技术的凸轮装置的内环41和轴向轴承部的轨道环42，在本实施例中成为与输出轴(转塔)30进行了一体化的结构。另一方面，第一轴向轴承部62的输出轴侧轨道面32被形成在由螺栓81固定在输出轴30上的第一环状零件(轴向轨道环)40的表面上。另外，径向轴承部61的外侧轨道面51和第一、第二轴向轴承部62、63的外侧轨道面52、53被形成在外环(第二环状零件)50的表面上。此外环50由固定螺栓82固定在第一壳体71上。如图3的(B)所示，虽然在此情况下的固定螺栓81也处于径向轴承部的轨道面31的附近，但是因为螺栓81和输出轴30处于嵌合状态，所以在此螺栓的位置的输出轴的壁厚实质上与其它部位没有差别。因此，径向轴承部的轨道面的正圆度在预压时不存在劣化的。
图6表示实施例1的另一个方式。与上述实施例的差异是，第一轴向轴承部62的输出轴侧轨道面32接触的轴向轨道环40向中心轴35的方向延伸，具有与输出轴30相同的内径的中心孔，构成输出轴30的一部分(第二输出轴37)。即，输出轴30由第一输出轴36和第二输出轴37构成，两者由螺栓81固定。如果做成这样的结构，则由于第一轴向轴承部62的轨道面32直接形成在输出轴(转塔)30上，所以如果与上述实施例比较，则具有抑制轨道面的相对于轴向方向的预压、载荷的变形，提高轴向方向的刚性的效果。
图7表示实施例1的又一个方式。与图6的实施例的差异是，使第二输出轴37的轴向方向的厚度变厚，使与第一输出轴36的分界面到达至径向轴承部61的上端部，但在刚性等的性能上几乎没有差别。可以从加工、测量、轴承部的组装的容易性进行选择。
[实施例2]
图8表示本发明的第二实施例。在本实施例中，图2的现有技术的凸轮装置的内环41做成了与输出轴(转塔)30进行了一体化的结构。在输出轴30上直接形成径向轴承部的滚动体的轨道面31和第一轴向轴承部62的滚动体的轨道面32，作为输出轴侧轨道面，另一方面，第二轴向轴承部63的输出轴侧轴向轨道面33被形成在组装辊从动件20的轴向轨道环40的被形成为与旋转轴35垂直的表面上。轴向轨道环40由螺栓81固定在输出轴30上。另外，径向轴承部61的外侧轨道面51和第一、第二轴向轴承部62、63的外侧轨道面52、53，与实施例1同样被形成在由固定螺栓82固定在第一壳体71上的外环(第二环状零件)50的3方向的表面上。与实施例1同样，虽然在此情况下的固定螺栓81也处于径向轴承部61的输出轴侧轨道面31的附近，但是螺栓81和输出轴30处于嵌合状态，在此螺栓的位置的输出轴的壁厚实质上与其它部位没有差别。
[实施例3]
图9表示本发明的第三实施例。另外图10表示轴承附近的放大图。在现有技术及实施例1、2中，径向轴承部61的外侧轨道面51和第一、第二轴向轴承部62、63的外侧轨道面52、53全部是与外环50(第二环状零件)相切的构造，与此相对，在本实施例中，径向轴承部61的输出轴侧轨道面31和第一、第二轴向轴承部的输出轴侧轨道面32、33全部成为与直接形成在输出轴30上的外周表面相切的构造。另一方面，径向轴承部61的外侧轨道面51和第一轴向轴承部62的外侧轨道面52被形成在第一壳体71的内侧的面上，第二轴向轴承部63的外侧轨道面53被形成在外环(第二环状零件)50的表面上。外环50由螺栓82固定在第一壳体71上。在此情况下的固定螺栓82虽然处于径向轴承部61的外侧轨道面51的附近，但因为螺栓82和壳体71处于嵌合状态，所以在此螺栓的位置的壳体71的壁厚实质上与其它部位没有差别。因此，径向轴承部的轨道面的正圆度在预压时不存在劣化的情况。另外本实施例即使是将实施例2(图8)的轴向轨道面40和输出轴30做成一体形状的构造，由于径向轴承部61和第一、第二轴向轴承部62、63可以组装，所以不需要在第一和第二实施例中需要的轴向轴承部固定用的螺栓81，具有使组装工时减少的效果。
另外，上述记载是对实施例进行的，但本发明不限予此，对本领域技术人员来说，显然可以在本发明的精神和附加的权利要求书的范围内进行各种变更及修正。例如，虽然表示了如下的例子：径向轴承部的输出轴侧和外侧的轨道与轴向方向平行，两列轴向轴承部的输出轴侧和外侧的轨道面分别与轴向方向垂直，但这些角度显然也可以与需要相应地是倾斜角度。
另外如图11～图14所示，可适用本发明的辊齿轮凸轮机构不限定于图1所示的方式，在具有与图1不同的凸轮10及输出轴30的形状、辊从动件20的接触方向、接触状态的结构中显然也可适用本发明。
符号的说明：
10：凸轮
20：辊从动件
30：输出轴(转塔)
31：径向轴承部的输出轴侧轨道面
32：第一轴向轴承部的输出轴侧轨道面
33：第二轴向轴承部的输出轴侧轨道面
35：旋转轴
36：第一输出轴
37：第二输出轴
40：第一环状零件(轴向轨道环)
41：内环
42：轴向轴承部的轨道环
43：内环的内径面
50：第二环状零件(外环)
51：径向轴承部的外侧轨道面
52：第一轴向轴承部的外侧轨道面
53：第二轴向轴承部的外侧轨道面
60：轴承部
61：径向轴承部
62：第一轴向轴承部
63：第二轴向轴承部
65：滚动体
66：保持器
70：壳体
71：第一壳体
72：第二壳体
81、82：螺栓
83、84：密封
90：输入轴轴承。

Claims (2)

1.一种凸轮装置，该凸轮装置具备作为输入轴的螺旋形状的凸轮；在外周具备辊从动件并与输入轴正交配置的输出轴；将该输出轴可旋转地固定在壳体上的轴承，将上述输入轴的旋转经上述辊从动件变换为上述输出轴的旋转，其特征在于，
上述轴承包含受到上述输出轴的径向方向的压力的一列径向轴承部和分别受到上述输出轴的轴向方向的相向的压力的两列轴向轴承部，
上述一列径向轴承部和上述两列轴向轴承部分别由多个滚动体和保持器构成，
上述径向轴承部的上述滚动体的列可旋转地与上述输出轴的外周面接触，此接触面成为上述径向轴承部的输出轴侧轨道面，上述两列轴向轴承部之中的一列上述轴向轴承部的上述滚动体的列可旋转地与上述输出轴的外周面接触，另一列上述轴向轴承部的上述滚动体的列可旋转地与具有与上述输出轴相同的内径并固定在上述输出轴上而构成上述输出轴的一部分的第一环状零件的表面接触，这两列接触面形成了上述轴向轴承部的输出轴侧轨道面，
上述径向轴承部和上述两列轴向轴承部之中的一列轴向轴的上述滚动体的列可旋转地与被配置在上述输出轴的周围地固定在上述壳体上的第二环状零件的表面或直接与上述壳体的内面接触，这些接触面分别形成了上述径向轴承部的外侧轨道面及上述轴向轴承部的外侧轨道面，另一列上述轴向轴承部的上述滚动体的列可旋转地与上述第二环状零件的表面接触，形成了上述轴向轴承部的另一个外侧轨道面，
上述轴承由上述外侧轨道面可旋转地支承在上述壳体上。
2.如权利要求1记载的凸轮装置，其特征在于，
上述径向轴承部的上述输出轴侧轨道面和上述外侧轨道面分别与上述轴向方向平行，
上述两列轴向轴承部的上述输出轴侧轨道面和上述外侧轨道面分别与上述轴向方向垂直。
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