TW449512B - Method and apparatus for polishing external-tooth gears - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印" A7 B7 五、發明說明（1 ) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關在內齒輪內側內接嚙合於該內齒輪之內 接外齒之拋光方法及拋光裝置，尤其有關拋光內齒輪之中 心爲使闬於外齒輪周圍內側之齒輪傳動裝置之外齒輪之齒 面所適合之拋光方法及拋光裝置。 【先行技術】 先前，在內齒輪之內側具有內接嚙合之該內齒輪之外 齒輪|並且，上述內齒輪之中心爲位於外齒輪周圍內側之 齒輪傳動裝置（相當於國際分類F 1 6H/ 1/3 2之 傳動裝置）爲廣爲人知。 作α此種傳動裝置之代表例備有：具有第1軸，與由 該第1軸之迴轉所迴轉之偏心體，與對於該偏心體經由軸 承安裝而可偏心迴轉之複數外齒輪，與經由在該外齒輪由 外銷（outer pin)構成之內齒內接嚙合之內齒輪，與經由 只取出對於上述外齒輪之自轉成分之內銷（inner pin )連 結之第2軸之內接嚙合行星齒輪構造。 茲將此構造之先行技術例表示於第7圖及第8圖。此 先行技術例，係將上述第1軸成爲輸入軸，並且，將第2 軸作爲輸出軸，並且，藉固定內齒輪將上述構造適用於「 存:輸λ軸1具既定相位差（本例爲1 8 0 ° )嵌合偏 心體3 a ，3 b。此偏心體3 a ，3 b係分別對於輸入軸 1 t中心0 1 )只偏心偏心量e (中心0 2 )。在各個偏 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂--I I-----结 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4- 449 5 1 經濟部智慧对產局員工漶費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2 ) 心體3a ’ 3b係經由軸承4a ，4b有2片之外齒輪5 a ’ 5b成複數列安裝。在此外齒輪5a ，5b設有複數 內滚輪孔6 a ，6 b ，而嵌入有內銷7及內滾輪8。 所以將外齒輪成爲2片（複列），主要爲達成傳達容 量之增大，強度之維持，迴轉均衡之保持。 在上述外齒輪5 a ，5 b之外周，設有擺線（trochoid )齒形或圓孤齒形之外齒9。此外齒9係內接嚙合於固定 在機殻1 2之內齒輪2 0。內齒輪2 0係由；在內周沿著 軸線方向具有複數半圓狀之銷保持孔丨3之銷保持環1 0 ’與對於上述銷保持孔1 3容易迴轉地遊嵌並且在從銷保 持孔1 3露出部分來形成圓孤狀齒形之外銷1 1所構成。 貫迪上述外齒輪5a ，5b之內銷7係固定或嵌入於 輸出軸2附近之凸緣部。 當輸入軸1迴轉1轉時偏心體3a，3b就會迴轉1 轉y山於此偏心體3 a ，3 b之1迴轉，外齒輪5 a，5 b就在輸入軸1之周圍進行擺動迴轉，但是由於內齒輪2 0之自轉受到拘束，所以，外齒輪5 a，5 b係邊對於此 内齒輪2 0內接將幾乎只進行擺動。 現在 > 例如將外齒輪5 a ，5 b之齒數視爲N，將內 齒輪2 0之齒數視爲N + 1時，其齒數差N爲1。所以， 輸\軸I之每1迴轉，外齒輪5 a ，5 b，係對於固定在 機殼1 2之內齒輪2 0只偏移1齒份量（自轉）。此係表 示輸入軸1之1迴轉爲減速爲外齒輪5a ，5b之 —1 / N迴轉。 ------------ --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張瓦度過用中國國家標準（CNS)A·!規格（210 X 297公釐） -5- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4495 1 ^ Α7 _ Β7 五、發明說明（3 ) 此外齒輪5 a ，5 b之迴轉，係由內滾輪孔6 a , 6 b及內銷7 (內滾輪8 )之間隙吸收其擺動成分，只有 自轉成分經由該內銷7傳達於輸出軸2。 其結果，就達成減速比-1/N (-係表示反向迴轉 )之減速。 按，此內接嚙合行星齒輪構造，係現在適用於種種減 速機或增速機。例如，於上述構造，將第1軸作爲輸入軸 ’將第2軸作爲輸出軸，並且，固定內齒輪，但是，即使 將將第1軸作爲輸入軸，將內齒輪作爲輸出軸，而固定第 2軸’也可構成減速機。並且，於這些構造，藉倒反輸入 .输出軸，也可構成「增速機」。 然而，爲了將此內接嚙合行星齒輪機構小型化，高負 載能力化，具有嚙合部或滑動部之零件之中，內齒輪2 0 係具有高力特性，外齒輪5 a ，5 b，外銷1 1，內滾輪 8 ’內銷7，軸承4a ，4b，偏心體3a ，3b，3b 必須製造成具有高力等特性與高硬度特性。於是，通常， 係以具那種特性之金屬材料來製作上述零件。 但是’具有高力特性，高硬度特性之金屬材料，爲了 迪常ΗΠ較高摩擦係數，必須使用這些金屬材料之滑動接 觸⑴丨’係使用油或滑脂潤滑，潤滑係在接觸面形成油膜， 所以’將其所需之間隙必須製作於傳動機構之接觸面互相 之_ 此間隙係對於用來吸收動力傳達時之彈性變形或零 件之加Ί：誤差所需者。 il種間隙係將變成形成機構全體之遊隙或鬆動，因一 本纸張又度適用中园國家標準（CNS)A4規格（21〇x297公釐） " <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---- 訂---------镍 A7 B7 五、發明說明（4 ) 方側之迴轉爲立即變成他方側之迴轉而不會出現。將這種 應答之延遲以下稱爲角度背隙（angle backlash )。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 這種角度背隙係傳動機構爲例如如產業用機器人之關 節之正逆迴轉之位置控制機構所使用時會降低其控制精度 ，爲了消除該角度背隙必須減小上述間隙。但是，將此間 隙變小係從潤滑油保持之上來看時就不能說爲宜，結果， 角度背隙之降低與潤滑性能提升變成相反效果。 另外，在滑動部分形成磷酸鹽皮膜等化成處理皮膜， 會降低滑動部分之摩擦係數也公知之事。此化成處理皮膜 係其本身並非低摩擦係數，在微小之凹凸保持多量之滑潤 油所以變成低摩擦係數者。 傳動機構之嚙合|雖然可考慮到在滑動接觸面形成上 述公知之化成處理皮膜，但是，化成處理皮膜係其本身容 易摩損，具有皮膜會在短時間剝離之缺點》 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 曰本特願昭6 0 _ 2 7 1 6 4 9號（日本特公平2 -36825號公報，特許1623717號），係提供一 種減小傳動機構之接觸面之間隙，並且，將潤滑油之保持 長期能夠維持之接觸面之構造及其製造方法爲目的，其係 捉桌在齒形之拋光紋之齒條方向及該拋光紋之齒條方向交 足之"向〔齒形方向）形成凹凸面，並且，較此凹凸之高 吱6低膜厚施加化成處理皮膜之接觸面。 【發明所欲解決之問題】 但是，公知之這些方法，都由將外齒輪與內齒輪之齒 本纸張尺度適用中固國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（5 ) 形之接觸面之摩擦係數之存在（保持）加以減小，來達成 高效率’長壽命者，並非以使接觸面變成光滑之構想。尤 其化成處理被膜，係其本身並非低摩擦，具有凹凸被膜之 間保持潤滑油以獲得低摩擦，所以若太平滑時就不能保持 潤滑油所以接觸面之表面粗糙度並不一定良好。 道種習知之傳動機構，係由潤滑油之保持降低摩擦係 數爲要目的’將齒輪之齒面（接觸面）之表面粗縫度， 沒有積極地提高表面粗糙度。因此，外齒輪與內齒輪之外 銷之嚙合部爲邊引起滑動滾動接觸時，由於接觸面之粗糙 度® ί史發生滑動噪音及滾動噪音之問題。又，藉此理由滑 動噪音會變大，所以，外齒輪與內齒輪之間隙要變成較此 以上變小爲困難之事，其係上述角度背隙增大之原因。 本發明係考慮上述情形，提洪一種隨著外齒輪之齒之 嚙合對於噪音之發生降低有所助益，接觸部分之熔執（ seizuer )由所謂流體潤滑可加以防止，同時，可降低角度 背隙之外齒輪之拋光方法，及，使用於其方法所實施之拋 光裝置爲其目的。 【解決問題之手段】 本發明係一種外齒輪之拋光方法1其係對於上述外齒 輪之齒面，藉由押壓構件支援押壓薄膜拋光材，在其狀態 下將齒輪之齒與薄膜拋光材相對地滑動於齒形方向（齒之 排列勺向，亦即，外齒輪之圚周方向），解決了上述問題 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A·!規格（210 X 297公釐） * --------訂---------線 {請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 44 95 1 2 ' A7 B7 五、發明說明（6 ) 此揷擺動內接嚙合構造之外齒輪，一般係包括齒底部 分成爲如圓孤齒形或擺線齒形之平滑齒形，但是若依據本 發明就可減少齒面之齒形方向之起伏或粗糙度，來增加表 面之平滑度。因此，藉此，齒與齒相嚙合致使發生引起滑 動之滾動接觸時，就可抑制滑動噪音或滾動噪音之發生3 此特性係對於這種擺動內接嚙合構造所要求之特性具有非 常大的意義。 又 > 因表面粗糙度變小，就可成爲接觸面間之流體潤 滑。因此，也沒有熔執之虞，可使齒與齒之間隙變小，不 伟可減少鬆動音並且也可減低角度背隙。 按，將上述外齒輪之齒向齒條方向使用成形磨輪拋光 之後，也可使用上述薄膜拋光材向齒形方向進行押壓拋光 。這樣做時，就可進行更有效率之拋光（申請專利範圍第 2項）。 又，使用上述薄膜拋光材進行齒形方向之押壓拋光時 ，更且，也可以將上述外齒輪之齒對於薄膜拋光材向齒條 方向相對地進行振動。這樣的話，就可更加提高表.面粗糙 嗖（中請專利範圍第3項）。 又，也可以將押壓構件·之押壓面形成爲較齒輪之齒形 之；::1曲血史小曲率之凸曲面，由該凸曲面將薄膜拋光材如 押壓於外齒輪之齒面。這樣的話，特別可將齒形底部之齒 面之拋光效率變成更好（申請專利範圍第4項）。 又' 可將上述薄膜拋光材對於上述外齒輪之軸心向外 徑方向進退，將外齒輪將其軸心作爲中心轉動，也可將拋 -----^------- 裝--------訂---------線 (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中S园家標準（CNS)A·!規格（210 X 297公釐） -9- 9 5 12 A7 _B7_____ 五、發明說明（7 ) 光對象之外齒輪之齒對於薄膜拋光材向齒形方向相對性地 滑動。 如’上述這種外齒輪之齒形係包括齒底部分成爲圓孤齒 形或擺線齒形之平滑曲線之齒形，所以藉迴轉齒輪，就可 將沿著這些齒形曲線之齒面，可確實向齒形方向拋光（申 請專利範圍第5項）。 按，作爲薄膜拋光材，使用對於聚酯薄膜塗層（ coating )氧化鋁，.碳化矽，鑽石等微粒子拋光劑者較佳。 另·方面，本發明之外齒輪之拋光裝置，係一種外齒 輪之拋光裝置|其係備有；具有拋光上述外齒輪之齒面所 用之薄膜拋光材，與對於外齒輪之軸心可向半徑方向進行 之押壓構件|經由該押壓構件將上述薄膜拋光材對於齒輪 之齒面以既定之壓力押壓之押壓機構1與將齒輪之齒對於 薄肢拋光材向齒形方向相對地滑動之拋光驅動機構，來解 決上述問題者（申請專利範圍第6項）。 作爲以既定壓力將薄膜拋光材押壓於齒面之手段，例 如可使用壓縮空氣壓缸機構。 、乂，作爲拋光驅動機構，可使用長條之薄膜拋光材向 Μ度.V向進給（拉動）移動之薄膜進給裝置，或將屬於工 件之外齒輪支持迴轉之齒輪迴轉裝置等。欲驅動外齒輪時 '因齒條，齒形之兩方向都可簡單細腻地進行往復迴轉驅 動，所以也可由往復滑動更加提高拋光效果。 按' 將外齒輪之齒對於薄膜拋光材若備有向齒條方向 相對地振動之擺動機構時，就可更加提升拋光效果。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A·!規格（210* 297公麓） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---- 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印a# -10- 經濟部智慧时彦局員Η消費合作社印製 4435 1 2 A7 B7 五、發明說明（8 ) 【發明之實施形態】 茲將本發明之實施形態依據.圖面說明如下。 第1圖係表示實施本發明之拋光方法所使用之拋光裝 置之槪略構成，第2圖係放大表示其主要部之關係。 在此，欲拋光對象之工件，係與第7圖，第8圖所示 內接嚙合行星外齒輪機構之外齒輪5 a ’ 5 b同類之外齒 輪W』 此外齒輪W係在外周具有擺線齒形者’而由水平之驅 動軸1 0 1所支持。驅動軸1 0 1係支持外齒輪W之狀態 下1不僅對其齒形方向（外齒輪W之圓周方向：參照第2 圖）被往復迴轉驅動，並且，向齒條方向〔外齒輪w之軸 方向：參照第2圖）進行微小擺動。於第1圖，1 0 2係 欲迴轉驅動所用之迴轉驅動裝置（拋光驅動機構）， 1 0 3係使其微小擺動之擺動裝置。 在由驅動軸1 〇 1所支持之外齒輪W之外周，覆蓋有 拋光外齒輪W之齒面所用之薄膜拋光材1 1 〇，薄膜拋光 材；1 1 0係覆蓋外齒輪W之約略半周。 薄膜拋光材1 i 0係如第3圖表示其剖面，在聚酯薄 嗅1 1 0 a表面，使用熱硬化性黏著劑1 1 0 b， 1 1 0 c塗層氧化鋁’碳化矽，鑽石等拋光粒子（微粒子 抛光劑）1 1 0 d者，露出拋光粒子1 1 0 d之一部分者 爲拋光側： 返回第1圖，在外齒輪W之上方及下方，配設有薄膜 -------- 裝--------訂--------線.. (請先閱讀背面之;i咅心事項再填寫本頁> 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A·!規格（210 X 297公釐） -11- 449512 A7 __· B7___ 五、發明説明（） 9 拋光材110押壓於外齒輪W之齒面所用押壓機構之押壓 構件之屐1 2 0。這些屐1 2 0係由內藏壓縮空氣壓缸機 構等之定壓押壓裝置1 3 0之臂桿1 3 1所支持，具有以 一定壓力P將薄膜拋光材11〇押壓於外齒輪W之齒面之 支援構件之功能。 各屐1 2 0之押壓面1係形成爲較擺線齒形之凹曲面 更小曲率之凸曲面（隨著外齒輪W之迴轉追縱程度之曲率 R之曲面），藉此凸曲面將薄膜拋光材110押壓於齒面 ，就可確實有效率地拋光齒形之底部。 作爲其他裝置，裝備有控制迴轉驅動裝置1 0 2或擺 動裝置1 0 3之拋光控制裝置，或進給（拉動）移動薄膜 拋光材1 1 0所用之薄膜進給裝置，定壓押壓裝置之控制 裝置（都沒有圖示）等。 茲就外齒輪W之齒之光製方法說明如下。 於齒之光製製程，係在第1製程施加由砂輪之拋光加 工，在第2製程施加使用上述拋光裝置之拋光製程。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 I n n n I I n - J n n - n n I T 3 、vs {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 於第1製程係如第4圖所示，成形爲齒形形狀之砂輪 2 0 1配合外齒輪W之齒形迴轉，將外齒輪W藉向齒條方 向（與圖面垂直方向）移動來拋光齒。此製程係成爲加工 之基礎者，齒之節距精度或齒形精度係可由此製程確保。 此時，在齒面之齒形方向，將殘留第5圖所不之粗縫度與 起伏。 於是，進行下列第2製程。 於此製程，首先，如第1圖所示，將薄膜拋光材 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12- 44951 2 A7 一. _B7_ 五、發明説明（） 10 1 1 0配置成如圍住外齒輪w之外形，啓動定壓押壓裝置 1 3 0，由屐1 2 0將薄膜拋光材1 1 〇以一定壓力？押 壓於外齒輪W之齒面 接著，在其狀態下將外齒輪w間歇性地或連續性地向 順時針或反時針方向迴轉（相對性滑動）。藉此，由薄膜 拋光材1 1 〇齒面將向齒形方向被拋光。此時，將外齒輪 w向齒條方向進行微擺動，來提高齒面之拋光效果。 第6圖係表示第2製程後之資料。由第2製程來去除 在第1製程之齒形方向之起伏與粗糙。 薄膜拋光材1 1 0係拋光既定時間之階段’或將外齒 輪W拋光既定角度，或既定齒數之階段，只進給（拉動） 既定量，就可拋光新的面。 按，外齒輪W及薄膜拋光材1 1 0，係拋光時進行所 需之相對滑動就可以，所以也可以例如外齒輪W只在齒條 方向擺動之時段，進給（拉動）薄膜拋光材1 1 0之構成 〇 像這樣，去除外齒輪W之齒形方向之粗糙與起伏，因 經濟部智慧財1·局員工消費合作钍印製 --1 II - - I- II — - - 1 ^^1 - n - _ _ ^^1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 口丁提升表面粗糙度，所以邊向齒形方向移動引起滑動進行 滾動接觸之外銷1 1 (相當於內齒外齒輪之齒者，參照第 7圖，第8圖）間就可變成流體潤滑。其結果，容易確保 適當油膜，藉此減少齒與齒之間隙也不容易發生熔執，也 可減低角度背隙。 又，因可提升齒形方向之表面粗糙度，所以，不僅可 減低主要因滑動或滾動之噪音，並且，因減低外銷1 1與 本紙乐尺度適用中國國家樣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13- 95 12 A7 _B7_ 五、發明說明（11 ) 外齒外齒輪w 5 a _，5 b (外齒輪w )之動態負載，所以 實質上之嚙合率就變大^可達成更一層之低噪音化。 【發明效果】 如以上所說明，若依據本發明，因可提升外齒輪之齒 面之齒形方向之表面粗糙度，所以，可實現減低外齒輪之 齒之嚙合所引起之噪音之發生，與接觸面由流體潤滑之油 膜確保。所以，可邊抑制齒面之熔執，可減少齒與齒之間 隙，從此點也有助益於噪音之減低。又，也可減低角度背 隙。 圖式之簡單說明 第1圖係本發明實施形態之拋光裝置之槪略構成圖。 第2圖係第1圖之主要部放大圖。 第3圖係於上述拋光裝置所使用之薄膜拋光材之放大 剖面圖。 第4圖係實施本發明之實施形態之拋光方法前之製程 所進行之拋光加工之說明圖。 第5圖係表示進行本發明之抛光方法前之加工面之粗 糙度資料之特性圖。 第6圖係表示進行本發明之拋光方法後之加工面之粗 糙度資料之特性圖。 第7圖係包括依據本發明之拋光對象之工件之內接嚙 合行星外齒輪機構之剖面圖。 第8圖係第7圖之Μ-™箭頭符號剖面圖。 本紙張尺度適用中囤S家櫟準（CNS)A4規格（210 X 297公芨） (請先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------'^ 經濟部智慧財屋局員工消費合作社印*1^· -14 - 4 4 9 5 1 2 A7 B7 五、發明説明（12 ) 【符號之說明】 W ....外齒輪， 110. ...薄膜拋光材， 12 0....屐（押壓構件）， 13 0.. . •定壓押壓構件， 110a . . . ·聚酯薄膜， 1 1 0 d ...微粒子拋光劑。 ι^ϋ - I —I- I nn - - - -- In ^^1 i ^ ,-11 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -15-

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 4 9 5 12 A8 B8 CS D8 六、申請專利範圍 1 .—種外齒輪之拋光方法，其特徵爲： 對於上述外齒輪之齒面，藉由押壓構件之支援押壓薄 膜拋光材，在其狀態下將外齒輪之齒與薄膜拋光材相對地 滑動於齒形方向，來拋光齒形。 2 .如申請專利範圍第1項之外齒輪之拋光方法，其 中將上述外齒輪之齒向齒條方向由成形砂輪拋光後，使用 上述薄膜拋光材之齒形方向執行押壓拋光。 3 .如申請專利範圍第1項之外齒輪之拋光方法，其 屮欲執行使用上述薄膜拋光材之齒形方向之押壓拋光時， 史且 '將上述外齒輪之齒對於薄膜拋光材向齒條方向進行 相對性地擺動。 4 .如申請專利範圍第2項之外齒輪之拋光方法，其 中欲執行使用上述薄膜拋光材之齒形方向之押壓拋光時， 更且1將上述外齒輪之齒對於薄膜拋光材向齒條方向進行 相對性地擺動。 5 .如申請專利範圍第1至4項中任一項.之外齒輸上 抛光方法|其中上述押壓構件之押壓面爲形成爲較< 上述外 齒輪之齒形之凹曲面更小之曲率之凸曲面，藉該凸曲面將 薄胶拋ΐ材押壓於齒輪之齒面= 6 .如申請專利範圍第1至4項中任一項之外齒輪之 圯七·其中將上述薄膜拋光材對於上述外齒輪之軸心 可向半徑方向進退，藉將外齒輪將其軸心作爲中心迴轉， 將拋光對象之外齒輪之齒對於薄膜拋光材向齒形方向相對 地滑動。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） .1A. -------------- I-------1— 訂·---J ----線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4495 12 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 7 ·如申請專利範圍第5項之外齒輪之拋光方法，其 中將上述薄膜拋光材對於上述外齒輪之軸心可向半徑方向 進返，籍將外齒輪將其軸心作爲中心迴轉，將拋光對象之 外齒輪之齒對於薄膜拋光材向齒形方向相對地滑動。 8 . —種外齒輪之拋光裝置，其特徵爲備有； 拋光上述外齒輪之齒面所用之薄膜拋光材，與具有對 於外齒輪之軸心可向半徑方向進退之押壓構件，經由該押 壓構件將上述薄膜拋光材對於外齒輪之齒面以既定之壓力 押壓之押壓機構， 將外齒輪之齒與薄膜拋光材向齒形方向相對地滑動之 拋光驅動機構。 9 .如申請專利範圍第8項之外齒輪之拋光裝置，其 屮史且|備有將上述外齒輪之齒對於薄膜拋光材向齒條方 向相對地擺動之擺動機構。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·-------訂·--------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中固國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -17 -