CN115638213A - 动力传递装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种能够实现限制部件的高硬度化并且能够削减热应变的产生部位的技术。本发明的动力传递装置具备:运动部件(52A、52B),通过旋转轴(50)的旋转而运动;及限制部件(56),限制运动部件(52A、52B)沿轴向(X)移动,限制部件(56)具备运动部件(52A、52B)滑动的高硬度区域(60A、60B)和表面硬度低于高硬度区域(60A、60B)的表面硬度的低硬度区域(62)。
Description
本申请主张基于2021年7月20日申请的日本专利申请第2021-119700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
本发明涉及一种动力传递装置。
背景技术
专利文献1公开了一种动力传递装置,其具备:外齿轮,通过输入轴的旋转而旋转;销,贯穿外齿轮;滚筒,配置于销的外周侧;及罩体,相对于外齿轮配置于轴向上的侧方。在专利文献1的动力传递装置中,外齿轮及滚筒作为通过旋转轴的旋转而运动的运动部件而发挥作用,罩体作为限制运动部件沿轴向移动的限制部件而发挥作用。
专利文献1:日本特开2006-183848号公报
在专利文献1的动力传递装置中,限制部件上的运动部件的滑动部位的磨损成为问题。作为该磨损的对策,通过表面处理使其高硬度化是有效的。若为了实现这一点对成为限制部件的材料的工件进行整体淬火,则在工件整体上产生热应变。热应变会成为表面处理后的追加加工的原因,因此希望尽可能削减其产生部位。目前,还没有从该观点出发进行研究的技术。
发明内容
本发明提供一种能够实现限制部件的高硬度化并且能够削减热应变的产生部位的技术。
本发明的动力传递装置具备:运动部件,通过旋转轴的旋转而运动;及限制部件,限制所述运动部件沿轴向移动,所述限制部件具备所述运动部件滑动的高硬度区域和表面硬度低于所述高硬度区域的表面硬度的低硬度区域。
根据本发明,能够实现限制部件的高硬度化,并且能够削减热应变的产生部位。
附图说明
图1是第1实施方式的动力传递装置的侧视剖视图。
图2是图1的局部放大图。
图3是从轴向观察第1实施方式的限制部件时的图。
图4是表示第1实施方式的运动部件与限制部件的高硬度区域之间的位置关系的图。
图5是表示第1实施方式的高硬度区域的距表面的深度与维氏硬度之间的关系的图表。
图6是表示第2实施方式的动力传递装置的一部分的侧视剖视图。
图7是从轴向观察第2实施方式的限制部件时的图。
图8是表示第2实施方式的运动部件与限制部件的高硬度区域之间的位置关系的图。
图9是表示第3实施方式的动力传递装置的一部分的侧视剖视图。
图10是表示第4实施方式的动力传递装置的侧视剖视图。
图11是图10的局部放大图。
图12是从轴向观察图11的范围Sc时的图。
图中:10-动力传递装置,22A、22B、22C-外齿轮,32-滚筒,50-旋转轴,52A-第1运动部件,52B-第2运动部件,52C-运动部件,54-侧方部件,56-限制部件,56a-侧部,56b-平坦面,58-轴承,60A-第1高硬度区域,60B-第2高硬度区域,60C-高硬度区域,62-低硬度区域,110-油封。
具体实施方式
以下,对实施方式进行说明。对相同的构成要件标注相同的符号,并省略重复说明。在各附图中,为了便于说明,适当地省略、放大或缩小构成要件。附图按照符号的朝向进行观察。在本说明书中,在区分相同的多个构成要件(例如,运动部件、高硬度区域等)时,在符号的末尾标注“A、B、C”,在不进行区分而统称时则省略此。
(第1实施方式)
参考图1。动力传递装置10具备:输入轴12;齿轮机构14,传递输入轴12的旋转;输出部件16,将从齿轮机构14输出过来的输出旋转输出至被动机械;及外壳18,容纳齿轮机构14。
本实施方式的齿轮机构14为偏心摆动型减速机构。该齿轮机构14具备彼此啮合且其中一个成为摆动齿轮20的外齿轮22A、22B及内齿轮24A。该齿轮机构14能够使摆动齿轮20摆动从而使外齿轮22A、22B及内齿轮24A中的一方自转并将其自转成分作为输出旋转而从输出部件16输出。
除此以外,本实施方式的动力传递装置10还具备:罩体26,相对于外齿轮22A、22B配置于轴向上的一侧(在图中为右侧。以下,称为输入侧);轮架28,相对于外齿轮22A、22B配置于轴向上的另一侧(在图中为左侧。以下,称为输入相反侧);多个销30,与轮架28一体化;及多个滚筒32,分别配置于多个销30的外周侧。在本实施方式中,外齿轮22A、22B成为摆动齿轮20,通过摆动齿轮20的摆动,外齿轮22A、22B进行自转,轮架28成为输出部件16。
输入轴12通过从驱动源(不图示)传递过来的旋转动力而能够旋转。驱动源例如为马达、齿轮马达或引擎等。
输入轴12为具有多个偏心体34的曲轴。偏心体34具有相对于输入轴12的旋转中心线CL1偏心的轴心CL2,并且以该旋转中心线CL1为中心进行旋转,从而能够使摆动齿轮20(外齿轮22A、22B)摆动。多个偏心体34具有彼此不同的偏心相位。在将偏心体34的个数设为M个(在本实施方式中为两个)的情况下,多个偏心体34的偏心相位彼此错开(360°/M)。另外,偏心体34的个数并不受特别限定,可以为一个,也可以为三个以上。
摆动齿轮20分别对应于各个偏心体34而设置,其经由偏心体轴承36旋转自如地支承于对应的偏心体34上。成为摆动齿轮20的外齿轮22A、22B包括设置于输入侧的第1外齿轮22A和设置于输入相反侧的第2外齿轮22B。
本实施方式的内齿轮24A与外壳18一体化。在外壳18与轮架28之间配置有主轴承38。
罩体26从轴向X上的侧方覆盖外齿轮22A、22B。罩体26通过螺纹部件而与外壳18连结在一起从而与外壳18一体化。罩体26与轮架28并未经由销30连结在一起,彼此能够相对旋转。
多个销30从轮架28沿轴向X突出且其与轮架28一体化。本实施方式的销30构成为与轮架28相同部件的一部分,但是,销30也可以与轮架28分体构成。多个销30被轮架28悬臂支承。多个销30配置在从外齿轮22A、22B的轴心CL3沿径向偏移的位置上并且围绕该轴心CL3隔着间隔设置。多个销30沿轴向X贯穿形成于外齿轮22A、22B上的插通孔40。
在外齿轮22A、22B摆动时,多个销30能够与外齿轮22A、22B的自转成分同步。在此,“与自转成分同步”是指:在包含零在内的范围内,将外齿轮22A、22B的自转成分与销30的公转成分维持为相同的大小。在像本实施方式那样轮架28成为输出部件16的情况下,多个销30以与外齿轮22A、22B的自转成分(正值)相同大小的公转成分进行公转,从而与外齿轮22A、22B的自转成分同步。相对于此,在外壳18成为输出部件16的情况下,多个销30自身的公转成分维持为与外齿轮22A、22B的自转成分(零值)相同的零的状态,从而与外齿轮22A、22B的自转成分同步。
多个滚筒32为旋转自如地支承于销30上的筒状部件。滚筒32能够与外齿轮22A、22B的插通孔40和销30这两个滚动接触,从而具有减轻它们之间的摩擦阻力的作用。与销30同样地,多个滚筒32也贯穿外齿轮22A、22B的插通孔40。在本实施方式中,与销30同样地,多个滚筒32能够与外齿轮22A、22B的自转成分同步。
接着,对上述动力传递装置10的动作进行说明。若驱动源使输入轴12旋转,则齿轮机构14工作。若齿轮机构14工作,则对输入轴12的旋转进行变速(在此为减速)的输出旋转从齿轮机构14通过输出部件16输出,并输出至被动机械。
在本实施方式中,摆动齿轮20被构成输入轴12的曲轴的偏心体34摆动。若摆动齿轮20摆动,则外齿轮22A、22B与内齿轮24A的啮合位置在周向上发生变化。其结果,外齿轮22A、22B和内齿轮24A中的任一方自转,其自转成分作为输出旋转从输出部件16输出。
参考图2。在此,本实施方式的动力传递装置10具备:旋转轴50,在动力传递装置10工作时旋转;运动部件52A、52B,通过旋转轴50的旋转而运动;侧方部件54,相对于运动部件52A、52B配置于轴向X上的侧方;及限制部件56,限制运动部件52A、52B沿轴向X移动。
旋转轴50设置于从输入轴12至输出部件16为止的动力传递路径上。本实施方式的旋转轴50为输入轴12。除此以外,旋转轴50也可以为设置在动力传递路径上的比输入轴12更靠输出侧位置上的中间轴。在本说明书中,将沿着旋转轴50的旋转中心线的方向称为轴向X。
本实施方式的运动部件52A、52B包括滚筒32(即,多个第1运动部件52A)和第1外齿轮22A(即,第2运动部件52B)。第1运动部件52A(滚筒)通过旋转轴50的旋转而围绕位于与自身轴心CL4不同部位的旋转中心线(在本实施方式中为旋转轴50的旋转中心线CL1)进行公转。第2运动部件52B(第1外齿轮22A)通过旋转轴50的旋转而以自身的轴心CL3为中心进行自转。如此,本实施方式的运动部件52A、52B通过旋转轴50的旋转而进行自转或公转,从而进行运动。
本实施方式的侧方部件54为上述罩体26。在侧方部件54与旋转轴50之间配置有被侧方部件54支承的轴承58。轴承58为球轴承等滚动轴承,其将旋转轴50支承为能够旋转。
限制部件56将铬钼钢钢材(在JIS中所述的SCM材料)等钢材(即,金属)作为材料。限制部件56相对于运动部件52A、52B配置于轴向X上的侧方。限制部件56具备平坦面56b,所述平坦面56b设置于在轴向X上与运动部件52A、52B对置的侧部56a上。平坦面56b与旋转轴50的与轴向X正交的面平行。限制部件56与运动部件52A、52B抵接从而限制运动部件52A、52B沿轴向X朝向限制部件56侧移动。此时,运动部件52A、52B与限制部件56的侧部56a的平坦面56b抵接。
本实施方式的限制部件56与侧方部件54分体设置,且限制部件56呈环状。该限制部件56嵌入于作为配置于其外周侧的筒状部件的外壳18的内周部。该限制部件56被侧方部件54和运动部件52A、52B夹持,由此其轴向X上的移动得到限制。该限制部件56设置成相对于侧方部件54及运动部件52A、52B能够沿周向相对旋转。即,本实施方式的限制部件56与侧方部件54并未一体化。
参考图2及图3。在动力传递装置10工作时,运动部件52A、52B与限制部件56相对运动,因此,运动部件52A、52B相对于限制部件56的侧部56a滑动。在此,示出了多个第1运动部件52A(滚筒32)与限制部件56滑动的第1滑动范围Ra及第2运动部件52B(第1外齿轮22A)与限制部件56滑动的第2滑动范围Rb。
第1运动部件52A(滚筒32)的轴向X上的侧面与限制部件56抵接从而在第1滑动范围Ra内滑动。第2运动部件52B(第1外齿轮22A)的轴向X上的侧面与限制部件56抵接从而在第2滑动范围Rb内滑动。在本实施方式中,第1滑动范围Ra与第2滑动范围Rb局部重叠。并且,在本实施方式中,第1滑动范围Ra成为限制部件56的平坦面56b的一部分,第2滑动范围Rb成为该平坦面56b的整个区域。第1滑动范围Ra及第2滑动范围Rb均以环状连续。虽然多个第1运动部件52A隔着间隔配置,但是,通过多个第1运动部件52A的旋转(公转),第1运动部件52A与限制部件56相对旋转,因此第1滑动范围Ra以环状连续。
参考图2~图4。图4是将第1运动部件52A(滚筒32)及第2运动部件52B(第1外齿轮22A)的轴向X上的侧面和限制部件56的高硬度区域60A、60B沿轴向X投影的图。限制部件56具备高硬度区域60A、60B和表面硬度低于高硬度区域60A、60B的表面硬度的低硬度区域62。在图2及图3中,在高硬度区域60A、60B上标注了双阴影线。在图2中,在低硬度区域62上标注了单阴影线,在图3中,在低硬度区域62上并未标注阴影线。
高硬度区域60A、60B及低硬度区域62均设置于限制部件56的外表面部。在此,表面硬度是指:通过基于JIS Z2244的方法进行测量的维氏硬度。该表面硬度是指:在所提及的部位的从外表面朝向深度方向(法线方向)的规定的范围(例如,1.0mm)内,按照规定的单位深度(例如,0.1mm)测量的所有硬度的平均值。高硬度区域60A、60B与低硬度区域62之间的硬度差例如为维氏硬度的50[HV]以上。另外,运动部件52A、52B的表面硬度高于限制部件56的低硬度区域62的表面硬度以确保强度。
高硬度区域60A、60B设置于为了限制运动部件52A、52B沿轴向X移动而与运动部件52A、52B抵接的部位上。高硬度区域60A、60B设置于动力传递装置10工作使得运动部件52A、52B与限制部件56相对运动时与运动部件52A、52B滑动的部位上。设置高硬度区域60A、60B目的在于确保针对运动部件52A、52B的滑动的耐磨损性。
高硬度区域60A、60B包括第1运动部件52A滑动的第1高硬度区域60A和第2运动部件52B滑动的第2高硬度区域60B。在本实施方式中,第1高硬度区域60A兼作第2高硬度区域60B,它们成为一体且设置于限制部件56的平坦面56b上。各高硬度区域60A、60B以环状连续。由此,在多个第1运动部件52A(滚筒32)与限制部件56相对旋转时,能够使第1运动部件52A始终在限制部件56的高硬度区域60A、60B中滑动。在第2运动部件52B(第1外齿轮22A)与限制部件56相对旋转时也相同。
低硬度区域62局部设置于限制部件56的除了高硬度区域60A、60B以外的部位上。在本实施方式中,低硬度区域62设置在限制部件56的侧部56a中的除了高硬度区域60A、60B以外的部位和限制部件56中的除了侧部56a以外的部位的整体上。与高硬度区域60A、60B同样地,设置于限制部件56的侧部56a的低硬度区域62也以环状连续。
本实施方式的高硬度区域60A、60B及低硬度区域62设置在限制部件56的侧部56a上的相同的平坦面56b上。高硬度区域60A、60B及低硬度区域62设置于限制部件56的平坦面56b上的没有阶梯差地连续的平滑的部位上。
第1高硬度区域60A设置于第1运动部件52A(滚筒)滑动的第1滑动范围Ra内的一部分上。第1运动部件52A在限制部件56的侧部56a的第1高硬度区域60A及低硬度区域62这两个区域上滑动。以环状连续的第1高硬度区域60A的径向尺寸小于以环状连续的第1滑动范围Ra的径向尺寸。在此,径向尺寸是指:以限制部件56的轴心CL5为圆中心的圆的半径方向上的尺寸。
第2高硬度区域60B设置于第2运动部件52B(第1外齿轮22A)滑动的第2滑动范围Rb内的一部分上。第2运动部件52B在限制部件56的侧部56a的第2高硬度区域60B及低硬度区域62这两个区域上滑动。以环状连续的第2高硬度区域60B的径向尺寸小于以环状连续的第2滑动范围Rb的径向尺寸。
具备上述高硬度区域60A、60B及低硬度区域62的限制部件56可以通过对成为限制部件56的材料的工件进行表面处理来获得。该工件可以使用通过切削加工、铸造加工等而加工成限制部件56的产品形状的加工品。
高硬度区域60A、60B由通过对限制部件56的工件进行局部淬火而设置的表面处理区域构成。在此,作为局部淬火,可以使用激光淬火。本实施方式的高硬度区域60A、60B在局部淬火之后并未进行加工的状态下使用。并且,低硬度区域62由具有工件的母材本身的硬度的母材区域构成。如此设置的高硬度区域60A、60B的微观组织例如以α马氏体等淬火组织为主相。并且,低硬度区域62的微观组织例如以铁氧体和珠光体的两相组织等常化组织为主相。
参考图5。在图5中,标绘了在从高硬度区域60A、60B的表面朝向深度方向的多个部位上测量的维氏硬度。在此,深度方向是指:与高硬度区域60A、60B的表面垂直的方向。图表中的测量点上标注的数字表示从在表面侧相邻的测量点起的维氏硬度的变化量(以下,称为硬度变化量)。该硬度变化量表示深度方向Pa上的每0.1mm的维氏硬度的变化量。
通过激光淬火而设置的高硬度区域60A、60B由表层区域70和硬度过渡区域72构成。表层区域70为从高硬度区域60A、60B的表面连续并且维氏硬度不会急剧减少且维氏硬度没有较大的增减的区域。根据该关系,表层区域70包含硬度变化量成为0以上的部位,并且以成为至少超过-60作为条件。并且,在表层区域70中,例如维氏硬度的最大值与最小值之间的差值成为100以下,硬度变化量在超过-60且+60以下的范围内。
硬度过渡区域72为从表层区域70连续至母材区域74且硬度随着朝向深度方向急剧减少的区域。根据该关系,硬度过渡区域72包含从硬度变化量随着朝向深度方向从0以上的值切换为负的值的部位开始并且硬度变化量成为至少-60以下的部位。硬度过渡区域72在深度方向上的长度例如为0.3mm~0.8mm。
母材区域74为从硬度变化量随着从硬度过渡区域72朝向深度方向从负的值切换为0以上的值的部位开始并且硬度不会随着朝向深度方向大幅度增减的区域。根据该关系,在母材区域74中,例如,维氏硬度的最大值与最小值之间的差值成为50以下,硬度变化量成为-50以上且+50以下。
对获得上述限制部件56的制造步骤进行说明。首先,进行形成具有限制部件56的产品形状的工件的粗加工。在粗加工之后,将要求高形状精度的规定部位作为对象,进行研磨限制部件56的工件的外表面部的精加工。在此,规定部位在本实施方式中为成为限制部件56的外周部的部位。这是因为,为了嵌入于外壳18的内周部而需要具有高形状精度。该精加工以使规定部位的表面粗糙度成为目标表面粗糙度以下的方式进行。之后,将成为限制部件56的高硬度区域60A、60B的部位作为对象,进行对限制部件56的工件进行局部淬火的热处理。
接着,对上述动力传递装置10的效果进行说明。
(A)限制部件56除了具备运动部件52A、52B滑动的高硬度区域60A、60B以外,还具备低硬度区域62。这种限制部件56可以通过对限制部件56的工件进行局部淬火而获得。因此,与对限制部件56的工件进行整体淬火的情况相比,低硬度区域62中不会产生热应变。进而,在使限制部件56高硬度化时,能够削减热应变的产生部位。
假设,若对工件进行了整体淬火,则在原本不要求高硬度但是要求高形状精度的部位(在本实施方式中为限制部件56的外周部)中,根据热应变的程度,需要进行用于消除热应变的追加加工。通过将要求这种高形状精度的部位设为低硬度区域62,能够省略将这种高硬度化的部位作为对象的追加加工。另外,为了实现削减热应变的产生部位的目的,要求高形状精度的部位也可以不存在于限制部件56上。
(B)限制部件56的高硬度区域60A、60B及低硬度区域62设置于限制部件56的侧部56a。因此,在对限制部件56的工件进行局部淬火时,在侧部56a的低硬度区域62中不会产生热应变。进而,与对成为限制部件56的工件的侧部56a的部位整体进行淬火的情况相比,能够削减侧部56a中的热应变的产生部位。
(C)作为其他实施方式,设想如下结构:在限制部件56的侧部56a设置朝向运动部件52A、52B侧突出的凸部,并利用该凸部来限制运动部件52A、52B沿轴向X移动。在采用该结构的情况下,由于在限制部件56的侧部56a设置有凸部,因此其结构变得复杂。对此,根据本实施方式,限制部件56的高硬度区域60A、60B及低硬度区域62设置在该侧部56a上的相同的平坦面56b上。因此,与设置有上述凸部的结构相比,通过简单的结构即可限制运动部件52A、52B沿轴向X移动。进而,能够实现限制部件56所需要的零件成本的降低。
(D)第1运动部件52A在第1高硬度区域60A及低硬度区域62这两个区域上滑动。因此,与在限制部件56上的第1运动部件52A滑动的第1滑动范围Ra内的整个区域上设置第1高硬度区域60A的情况相比,能够缩小限制部件56的第1滑动范围Ra内的第1高硬度区域60A的范围。进而,与对限制部件56的工件上的成为第1滑动范围Ra的部位的整个区域进行淬火的情况相比,能够削减第1滑动范围Ra内的热应变的产生部位。
并且,使第2运动部件52B在第2高硬度区域60B及低硬度区域62这两个区域上滑动的结构也能够获得相同的效果。此时,与在限制部件56上的第2运动部件52B滑动的第2滑动范围Rb内的整个区域上设置第2高硬度区域60B的情况相比,能够削减第2滑动范围Rb内的热应变的产生部位。
另外,在运动部件52A、52B在限制部件56上滑动时,荷载反复作用于限制部件56上。该反复荷载主要作用于高硬度区域60A、60B而不会强烈作用于低硬度区域62。其结果,即使运动部件52A、52B在限制部件56的低硬度区域62中滑动,该低硬度区域62中的磨损也不会成为大问题。并且,限制部件56的高硬度区域60A、60B本身的表面硬度高于低硬度区域62,因此,即使上述反复荷载作用,也能够减少磨损。由此,即使仅在运动部件52A、52B的滑动范围Ra、Rb内的一部分上设置高硬度区域60A、60B,也能够减少该滑动范围Ra、Rb整体上的磨损。
(E)高硬度区域60A、60B包括第1运动部件52A滑动的第1高硬度区域60A和第2运动部件52B滑动的第2高硬度区域60B。因此,即使在第1运动部件52A及第2运动部件52B均相对于限制部件56进行滑动的情况下,如上所述,也能够削减热应变的产生部位。
(F)高硬度区域60A、60B通过与高频淬火等相比热应变更小的激光淬火来设置。因此,在利用限制部件56的高硬度区域60A、60B来限制运动部件52A、52B的移动时,即便在激光淬火之后没有进行加工的状态下,也能够容易确保高硬度区域60A、60B的形状精度。进而,无需为了确保限制运动部件52A、52B移动的部位的形状精度而进行局部淬火之后的后加工。
(第2实施方式)
参考图6、图7及图8。本实施方式与第1实施方式的不同点在于,各运动部件52A、52B相对于限制部件56的滑动范围Ra、Rb上有所不同。详细而言,在第1实施方式中,对限制部件56上的第1运动部件52A(滚筒32)的第1滑动范围Ra与第2运动部件52B(第1外齿轮22A)的第2滑动范围Rb彼此重叠的例子进行了说明。相对于此,在本实施方式中,第1运动部件52A的第1滑动范围Ra与第2运动部件52B的第2滑动范围Rb隔着间隔设置。详细而言,第1滑动范围Ra设置在限制部件56的侧部56a的平坦面56b上的内周侧。并且,第2滑动范围Rb与第1滑动范围Ra隔着间隔设置于平坦面56b上的比第1滑动范围Ra更靠外周侧的位置上。
为了实现这一点,限制部件56上的第2运动部件52B的滑动部位设置于与限制部件56上的第1运动部件52A的滑动部位在径向上错开的位置上。详细而言,第2运动部件52B(第1外齿轮22A)具备轴向尺寸大的厚壁部80和轴向尺寸小于厚壁部80的薄壁部82。厚壁部80设置于相对于第1运动部件52A(滚筒32)朝向径向外周侧错开的部位上。在厚壁部80上设置有外齿轮22A的外齿。厚壁部80的轴向X上的侧面相对于限制部件56进行滑动。薄壁部82设置于比厚壁部80更靠内周侧的位置上,其轴向X上的侧面并不在限制部件56上滑动。由此,能够使限制部件56上的第2运动部件52B的滑动部位(厚壁部80)与第1运动部件52A的滑动部位在径向上错开。
在第1实施方式中,对第1运动部件52A滑动的第1高硬度区域60A兼作第2运动部件52B滑动的第2高硬度区域60B的例子进行了说明。在本实施方式中,第1高硬度区域60A与第2高硬度区域60B分开设置。详细而言,第1高硬度区域60A设置于第1滑动范围Ra内的一部分上,第2高硬度区域60B设置于与第1滑动范围Ra不同的第2滑动范围Rb内的一部分上。与各滑动范围Ra、Rb同样地,第1高硬度区域60A设置于侧部56a的平坦面56b上的内周侧,第2高硬度区域60B设置于平坦面56b上的外周侧。
并且,在限制部件56的侧部56a,第1高硬度区域60A与第2高硬度区域60B之间设置有低硬度区域62。由此,与将第1高硬度区域60A与第2高硬度区域60B之间的低硬度区域62设定为高硬度区域60A、60B的情况相比,能够削减热应变的产生部位。并且,低硬度区域62还设置在限制部件56的侧部56a的平坦面56b上的比第1高硬度区域60A更靠内周侧的位置上。
除此以外,本实施方式的动力传递装置10也具备上述(A)~(F)中所说明的构成要件(未图示),并且可以获得与这些说明相对应的效果。
(第3实施方式)
参考图9。本实施方式与第1实施方式的不同点在于,限制部件56不同。详细而言,在第1实施方式中,对限制部件56与侧方部件54分体构成且限制部件56与侧方部件54并非一体化的例子进行了说明。在本实施方式中,限制部件56为侧方部件54(罩体26)本身。与第1实施方式同样地,成为限制部件56的侧方部件54具备平坦面56b,所述平坦面56b设置于在轴向X上与运动部件52A、52B对置的侧部56a。与第1实施方式同样地,该侧方部件54具备各运动部件52A、52B滑动的第1高硬度区域60A及第2高硬度区域60B和低硬度区域62。与第1实施方式同样地,各高硬度区域60A、60B设置于限制部件56的平坦面56b上,低硬度区域62局部设置于侧方部件54的除了高硬度区域60A、60B以外的部位上。
(G)由此,无需为了限制运动部件52A、52B沿轴向X移动而使用与支承轴承58的侧方部件54成为一体的专用的限制部件。进而,能够削减零件数量从而能够实现零件成本的降低。
另外,限制部件56与侧方部件54成为一体也能够获得相同的效果。在此,成为一体表示侧方部件54与限制部件56以无法沿轴向X及周向这两个方向移动的方式固定在一起。并且,像后述的第4实施方式中的说明那样侧方部件54支承油封110从而代替轴承58也能够获得相同的效果。
(第4实施方式)
参考图10。与第1实施方式同样地,动力传递装置10具备输入轴12、齿轮机构14、输出部件16及外壳18。本实施方式与第1实施方式的不同点在于,本实施方式的的齿轮机构14为挠曲啮合式减速机构。该齿轮机构14具备彼此啮合且其中一方成为挠曲齿轮90的外齿轮22C及内齿轮24B、24C。该齿轮机构14可以使挠曲齿轮90挠曲变形从而使外齿轮22C及内齿轮24B、24C中一方自转并将其自转成分作为输出旋转从输出部件16输出。本实施方式的齿轮机构14为使用了第1内齿轮24B和第2内齿轮24C的筒状的挠曲啮合式减速机构。
除此以外,本实施方式的动力传递装置10还具备:输入侧罩体92,相对于挠曲齿轮90配置于轴向上的输入侧;输入相反侧罩体94,相对于挠曲齿轮90配置于轴向上的输入相反侧;及按压部件95,配置于输入相反侧罩体94与挠曲齿轮90之间。在本实施方式中,外齿轮22C成为挠曲齿轮90,输出部件16成为输入相反侧罩体94。
本实施方式的输入轴12为起振体轴。起振体轴(即,输入轴12)具备使挠曲齿轮90挠曲变形的起振体96和相对于起振体96设置于轴向上的两侧的轴部98。起振体96的外周形状在与起振体轴的轴向正交的截面上呈楕圆形。本说明书中的“楕圆”并不只限于几何学严格意义上的的楕圆,还包含大致楕圆。
挠曲齿轮90经由起振体轴承100被起振体96支承为旋转自如。构成挠曲齿轮90的外齿轮22C为具有挠性的筒状部件。起振体轴承100分别对应于各个内齿轮24B、24C,分别配置于对应的内齿轮24B、24C的内侧。
第1内齿轮24B具有与外齿轮22C的外齿数(例如,100)不同的内齿数(例如,102),第2内齿轮24C具有与外齿轮22C的外齿数相同数量的内齿数。第1内齿轮24B与外壳18及输入侧罩体92一体化。第2内齿轮24C与输入相反侧罩体94连结在一起从而与其一体化。
外壳18包括兼作第1内齿轮24B的第1外壳部件102和配置于第2内齿轮24C的外周侧的第2外壳部件104。第1外壳部件102与第2外壳部件104彼此连结在一起从被一体化。在第2外壳部件104与第2内齿轮24C之间配置有主轴承38。
输入侧罩体92从轴向上的输入侧覆盖外齿轮22C。输入相反侧罩体94从轴向上的输入相反侧覆盖外齿轮22C。
按压部件95与输入相反侧罩体94分体设置,并且呈环状。按压部件95与挠曲齿轮90抵接从而限制其沿轴向X移动。
在上述动力传递装置10中,若起振体轴(输入轴12)的起振体96旋转,则挠曲齿轮90挠曲变形为与起振体96的形状匹配的楕圆状。如此,若挠曲齿轮90挠曲变形,则外齿轮22C与内齿轮24B、24C的啮合位置在起振体96的旋转方向上发生变化。此时,具有不同齿数的外齿轮22C与第1内齿轮24B的啮合位置每旋转一周,其啮合齿在周向上依次错开。其结果,它们中的一方(在本实施方式中为外齿轮22C)进行自转。在本实施方式中,外齿轮22C和第2内齿轮24C具有彼此相同的齿数,因此,即使它们的啮合位置旋转一周,也并不会相对旋转而是同步旋转。因此,外齿轮22C的自转成分经过与外齿轮22C同步的第2内齿轮24C后从作为输出部件16的输入相反侧罩体94输出。
参考图11。在此,与第1实施方式同样地,本实施方式的动力传递装置10具备旋转轴50、运动部件52C、侧方部件54及限制部件56。
本实施方式的旋转轴50为输入轴12(起振体轴)。本实施方式的运动部件52C为挠曲齿轮90。运动部件52C通过旋转轴50的旋转而挠曲变形,使得外齿轮22C与内齿轮24B、24C的啮合位置在旋转方向上发生变化。
本实施方式的侧方部件54为输入侧罩体92。与第1实施方式不同,在侧方部件54与旋转轴50之间配置有被侧方部件54支承的油封110。油封110密封配置有齿轮机构14的密封空间112。在密封空间112中封入有用于润滑齿轮机构14的润滑剂。
参考图11及图12。与第3实施方式同样地,限制部件56由侧方部件54构成。与第1及第3实施方式同样地,该限制部件56具备平坦面56b,所述平坦面56b设置于在轴向X上与运动部件52C对置的侧部56a。运动部件52C(挠曲齿轮90)的轴向X上的侧面与其抵接,从而在滑动范围Rc内滑动。滑动范围Rc以环状连续。
与上述实施方式同样地,该限制部件56具备运动部件52C滑动的高硬度区域60C及低硬度区域62。高硬度区域60C设置于限制部件56的平坦面56b上,低硬度区域62设置于侧方部件54的除了高硬度区域60C以外的部位上。高硬度区域60C及低硬度区域62配置在限制部件56的侧部56a的相同的平坦面56b上。
本实施方式的动力传递装置10也具备上述(A)~(D)、(F)、(G)中所说明的构成要件(未图示),并且可以获得与这些说明相对应的效果。
接着,对各构成要件的其他变形例进行说明。以下,在对符号的末尾标注有“A、B、C”的构成要件(运动部件等)进行统称时,省略“A、B、C”。
齿轮机构14的具体例并不受特别限定。齿轮机构14例如也可以为行星齿轮机构、正交轴齿轮机构及平行轴齿轮机构等中的任一个。
作为偏心摆动型齿轮机构14的具体种类,对在内齿轮24的轴心上配置有曲轴(输入轴12)的曲柄式进行了说明。其种类并不受特别限定,例如也可以为在从内齿轮24的轴心沿径向偏移的位置上配置有多个曲轴的分配式。并且,在偏心摆动型齿轮机构14中将外齿轮22设为摆动齿轮20的情况下,也可以将外壳18设为输出部件16。并且,也可以代替外齿轮22将内齿轮24设为摆动齿轮20。
作为挠曲啮合式齿轮机构14的具体种类,对筒状的挠曲啮合式齿轮机构进行了说明。其种类并不受特别限定,例如也可以为杯型或礼帽型。并且,在挠曲啮合式齿轮机构14中将外齿轮22C设为挠曲齿轮90的情况下,也可以将外壳18设为输出部件16。并且,也可以代替外齿轮22将内齿轮24设为挠曲齿轮90。
运动部件52只要为通过旋转轴50的旋转而运动的运动部件即可,其具体例并不受特别限定。运动部件52例如可以为不依赖于齿轮机构14的种类的正齿轮、锥齿轮等齿轮。除此以外,运动部件52也可以为偏心体轴承36、起振体轴承100等轴承的滚动体或保持架。
运动部件52与限制部件56的组合只要为在运动部件52通过旋转轴50的旋转而运动的情况下彼此滑动的组合即可。只要满足该条件,运动部件52的运动方式并不受特别限定。例如,在运动部件52为摆动齿轮20的情况下,运动部件52的运动方式可以为不伴随自转的摆动。此时,例如在图2的例子中,在成为运动部件52的摆动齿轮20通过旋转轴50的旋转而不伴随自转地进行摆动的情况下,限制部件56与摆动齿轮20不伴随相对旋转地彼此滑动。也可以将如此不伴随自转地进行摆动而运动的摆动齿轮20设为运动部件52。可以说,在使运动部件52(摆动齿轮20)运动从而使运动部件52与限制部件56彼此滑动时,它们的相对旋转并不是必须的。
另外,摆动齿轮20也可以理解为不管有无自转通过使摆动齿轮20的轴心进行公转而进行摆动。在将摆动齿轮20理解为运动部件52的情况下,运动部件52也可以为自转或公转的运动部件。
除此以外,在运动部件52为挠曲齿轮90的情况下,运动部件52的运动方式也可以为不伴随自转的挠曲变形。此时,例如在图10的例子中,在成为运动部件52的挠曲齿轮90通过旋转轴50的旋转而不伴随自转地挠曲变形的情况下,按压部件95与挠曲齿轮90不伴随相对旋转地彼此滑动。可以将如此不伴随自转地挠曲变形而进行运动的挠曲齿轮90设为运动部件52,将通过该挠曲齿轮90的运动而滑动的按压部件95设为限制部件56。可以说,在使运动部件52(挠曲齿轮90)运动从而使运动部件52与限制部件56彼此滑动时,它们的相对旋转并不是必须的。
另外,在图10的例子中,在挠曲齿轮90不伴随自转地挠曲变形的情况下,输入侧罩体92与挠曲齿轮90伴随相对旋转地彼此滑动,按压部件95与挠曲齿轮90不伴随相对旋转地彼此滑动。可以将该挠曲齿轮90设为运动部件52,将通过该挠曲齿轮90的运动而滑动的输入侧罩体92及按压部件95分别设为单独的限制部件56。
限制部件56只要为能够限制运动部件52沿轴向X移动的限制部件即可,其具体例并不受特别限定。限制部件56例如除了罩体26以外,还可以为轮架28、外壳18或主轴承38等。
侧方部件54只要为配置于运动部件52的轴向X上的侧方且支承轴承58或油封110的部件即可,其具体例并不受特别限定。侧方部件54除了罩体26以外,例如还可以为轮架28或外壳18等。
只要在限制部件56的侧部56a上至少设置有高硬度区域60即可,并非一定要设置低硬度区域62。例如,可以在限制部件56的侧部56a的整个区域上设置高硬度区域60,在限制部件56的除了侧部56a以外的部位的限制部件56的外表面部设置低硬度区域62。并且,也可以在限制部件56的侧部56a中的运动部件52的滑动范围内的整个区域上设置高硬度区域60,在该侧部56a中的除了滑动范围以外的部位上设置低硬度区域62。
高硬度区域60及低硬度区域62也可以不设置于限制部件56的相同的平坦面56b上。例如,可以设想如下情况:在限制部件56的侧部56a上设置朝向运动部件52侧突出的凸部,在该凸部上设置高硬度区域,并在其他部位上设置低硬度区域。
以上,对限制部件56具备多个运动部件52分别滑动的多个高硬度区域60的例子进行了说明。该高硬度区域60的个数并不受特别限定。例如,在存在三个以上的运动部件52的情况下,可以存在与运动部件52的个数相对应的三个以上的高硬度区域60。并且,限制部件56的高硬度区域60的个数也可以为一个。例如,可以设想如下情况:在限制部件56上滑动的运动部件52的个数为一个。
为了在限制部件56上设置高硬度区域60而使用的局部淬火除了有激光淬火以外,通过高频淬火等在炉外进行的淬火也可以实现。除此以外,关于该局部淬火,也可以利用防炭处理等来掩盖除了热处理部位以外的部位之后并在该状态下在加热炉内进行的淬火来实现。在设置高硬度区域60时,可以在局部淬火之后将高硬度区域60作为对象进行用于消除热应变的追加加工。
上述实施方式及变形例为示例。将这些抽象化的技术思想不应被用于限定实施方式及变形例的内容。实施方式及变形例的内容可以进行构成要件的变更、追加、删除等多种设计变更。在上述实施方式中,对于能够进行这种设计变更的内容标注了“实施方式”这一标记来进行了强调。但是,并不意味着没有这种标记的内容就不允许设计变更。在附图的截面上附加的阴影线并不限定附加有阴影线的对象的材质。并且,在实施方式及变形例中所提及的结构中,当然也包含考虑到制造误差能够视为相同的结构。
上述构成要件的任意组合也是有效的。例如,可以将其他实施方式的任意说明事项与实施方式组合,也可以将实施方式及其他变形例的任意的说明事项与变形例组合。
Claims (9)
1.一种动力传递装置,其特征在于,具备:
运动部件,通过旋转轴的旋转而运动;及
限制部件,限制所述运动部件沿轴向移动,
所述限制部件具备所述运动部件滑动的高硬度区域和表面硬度低于所述高硬度区域的表面硬度的低硬度区域。
2.根据权利要求1所述的动力传递装置,其特征在于,
所述限制部件具备在所述轴向上与所述运动部件对置的侧部,
所述高硬度区域及所述低硬度区域设置于所述侧部。
3.根据权利要求2所述的动力传递装置,其特征在于,
所述侧部具备平坦面,
所述高硬度区域及所述低硬度区域设置于相同的所述平坦面上。
4.根据权利要求3所述的动力传递装置,其特征在于,
所述运动部件在所述高硬度区域及所述低硬度区域这两个区域上滑动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的动力传递装置,其特征在于,
所述运动部件包括第1运动部件和第2运动部件,
所述高硬度区域包括所述第1运动部件滑动的第1高硬度区域和所述第2运动部件滑动的第2高硬度区域。
6.根据权利要求5所述的动力传递装置,其特征在于,
在所述第1高硬度区域与所述第2高硬度区域之间设置有所述低硬度区域。
7.根据权利要求6所述的动力传递装置,其特征在于,
所述第1运动部件为贯穿外齿轮的滚筒,
所述第2运动部件为所述外齿轮。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的动力传递装置,其特征在于,
具备侧方部件,所述侧方部件相对于所述运动部件配置于所述轴向上的侧方,并且支承轴承或油封中的任一个,
所述限制部件为所述侧方部件本身或与所述侧方部件一体化。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的动力传递装置,其特征在于,
所述高硬度区域通过激光淬火来设置。
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