TWI421423B - 齒輪機構 - Google Patents

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TWI421423B TW096141335A TW96141335A TWI421423B TW I421423 B TWI421423 B TW I421423B TW 096141335 A TW096141335 A TW 096141335A TW 96141335 A TW96141335 A TW 96141335A TW I421423 B TWI421423 B TW I421423B
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Description

齒輪機構
本發明係有關於一種如申請專利範圍第1項之前言部分所概括界定之齒輪機構。
由波蘭專利公開案第PL169808B1號可知一種具有杯形基座體之齒輪機構,而此基座體具有一內齒部及一樞軸。在此基座體中,一從動輸入裝置及一輸出裝置可繞樞軸而旋轉地被支持著。此輸出裝置包括一旋轉體,其橫斷於樞軸具有一圓形截面。兩個與內齒輪相嚙合之齒輪及用於將諸齒輪之行星運動變成輸出裝置之旋轉運動的裝置,均被設置在旋轉體及杯形基座體之底部之間。輸入裝置被支撐在旋轉體中且在此底部上;而此旋轉體則被支撐在基座体中並在輸入裝置上。由於僅能從一側接近,尤其是為了接近驅動機構及動力起動機構,以及從位於一端被封閉之杯形體中之複雜且無法控制之總成處接近,使得若干缺點將因此而產生。
由歐洲專利公開案第EP 0 474 897 A1號中可知一種齒輪機構,其包括一具有內齒部之基座體。一從動輸入軸及一輸出軸兩者均被可轉動地支持在基座體中。一輸出裝置被軸向可移動地連接至此輸出軸。此輸出裝置包括兩個分開之旋轉體,其橫斷於此諸輸入及輸出軸具有圓形截面。此諸輸入及輸出軸係垂直於兩旋轉體。此諸旋轉體係可彼此固定地連接或被連接。兩個與內齒輪相嚙合之齒輪被安置在諸旋轉體之間,如同用於將諸齒輪之行星運動轉變成輸出裝置之旋轉運動的諸裝置。輸出裝置相對於基座體在徑向上藉由與內齒部相嚙合之諸齒輪而被以無軸承之方式固定著。輸出裝置相對於基座體在軸向上之固定並不存在,或者是被以無軸承方式體現,以致除了藉與一蓋件或與基座體或與內齒部之側腹相接觸外,此輸出裝置之軸向運動將無法抵擋。此情況之缺點在於齒輪機構之不良性能,連同因輸出裝置在基座體中係無軸承所導致之高磨耗量。
由國際專利公開案第WO 95/22017號中可知一種齒輪機構,其包括一具有一內齒部、一樞軸、及若干面端部之空心圓柱形基座體。一從動輸入裝置及一輸出裝置可繞樞軸轉動地被支撐在基座體中。此輸出裝置包括兩個被分隔開之旋轉體,其橫斷於樞軸具有圓形截面。此樞軸係垂直於兩旋轉體。此諸旋轉體彼此係可固定地連接或被連接。與內齒輪相嚙合之至少一齒輪以及用於將此齒輪之行星運動轉變成輸出裝置之旋轉運動的裝置被安置在此諸旋轉體之間。此輸入裝置被支撐在輸出裝置之兩旋轉體中的兩側上,其依序地被支撐在空心圓柱形基座體中之兩側上。
兩旋轉體被直接地支撐在基座體之上或之中;結果,一用於將此兩旋轉體保持在一起之力同時作用在此兩旋轉體之軸承上。因此,軸承中之應力、增大之磨損與熱,以及在最壞情況下之齒輪機構故障都將全部發生。此外,因為被安置在諸旋轉體間之諸部件無法被嵌入,直到一旋轉體已被置於基座體中為止,故可證實此齒輪機構之組裝並不方便。此外,作用在齒輪機構上之諸外力(特別是在軸向上的)被傳遞至此齒輪機構之內部,而此諸外力在該處將造成交替之負荷與疲勞。
軸承被實施成可使每一個徑向軸承緊固一各自之旋轉體於基座體之一面端部上,以抵抗諸垂直於樞軸而作用之徑向力。此外,各軸向軸承支撐兩個位於基底體之兩側上之旋轉體中之一者,以便可在基座體之一個面端部上抵抗沿著樞軸方向而被定向朝著基座體的各自之軸向力。輸入裝置基本上係以相同之方式被支撐在諸旋轉體上。然而,用於將輸入裝置緊固在諸旋轉體中以抵抗軸向力之諸軸向軸承則相反於諸軸向軸承而被精確地安置,以便將諸旋轉體緊固抵住基座體。此意指輸入裝置將藉由各自之軸向軸承而被支撐在此兩旋轉體上,而此諸軸向軸承則將可在樞軸方向上將輸入裝置推離基座體之軸向力沿著力的方向傳遞至被遠離地安置在基座體上之該旋轉體處。可自由選擇地,組合式徑向/軸向軸承可同時執行兩項功能。
重要的是,在介於兩旋轉體之間無連接之情形下,齒輪機構將會散開。
為防止此一情形,輸出裝置之此兩旋轉體藉由多個連接元件(例如螺絲)被可分開地彼此相連接。於是,此諸連接元件同時執行多項功能。首先,其確定相同轉速及相同扭矩被施加至齒輪機構中由兩個旋轉體所構成之兩個起動側(通常係工作側)處。因為諸連接元件將諸旋轉體相互連接,故此諸連接元件在第二項功能中同時也將齒輪機構中被安裝在基座體內之諸部件沿著樞軸固持在一起於諸旋轉體間。這些部件實質上係為與內齒輪相嚙合且在一偏心運動中由輸入裝置所驅動之一或多個齒輪,或此輸入裝置本身,以及用於將齒輪之行星運動轉變成輸出裝置之旋轉運動的裝置。此外,諸連接元件將作用在輸入裝置及/或輸出裝置上之諸軸向力傳遞至特定之旋轉體,旋轉體之軸向軸承依序地可將各個軸向力傳遞至基座體處。此諸軸向力或諸對軸向力,例如可由相對於樞軸成橫向且作用在輸入裝置及/或輸出裝置上之力矩所產生。此外,諸連接元件可防止被安置在輸入裝置與輸出裝置間以及在輸出裝置與基座體間之諸軸承,因諸旋轉體相互壓抵基座體之面端部軸承表面而散開。
當必須達到驅動動力從驅動側至動力起動側之特別高運轉平順度及高品質推進與傳遞時,諸具有多重功能之連接元件之事實製造了多重之問題。例如,為了將作用在輸入裝置/輸出裝置上之諸軸向力及/或諸對之力經由諸旋轉體之軸承而傳遞至基座體,諸連接元件必須以初始應力將此兩旋轉體壓緊在一起;否則,這些力可能會將諸旋轉體拉開。如果諸旋轉體被拉開,在大部分情況中均極重要之齒輪機構的安全及精確操作將不再可確保。欲產生適當高之初始應力,諸連接元件需要相當大之尺寸。然而,大的連接元件需要空間且增加此一齒輪機構之重量。在輸入裝置與諸旋轉體及在諸旋轉體與基座體間之諸軸承不允許在軸向上被初始應力太強力地壓緊在一起。否則,此齒輪機構之過熱將因諸軸承中之摩擦損失而發生。然而,因為此齒輪機構中被沿著樞軸安置在諸旋轉體間之諸部件的公差以及諸旋轉體與基座體之公差增大,故前述之要求顯係矛盾的。
首先,此係因為若此諸被安置在諸旋轉體間之部件的公差不利地增大,這些部件同樣地可在當需要諸旋轉體之強大初始應力時被壓緊。結果可能是在這些部件間造成高摩擦損失,此導致齒輪機構過熱或損壞。在最壞的情形中,這些部件甚至可能卡死。再者,因為若在諸旋轉體與基座體之公差及/或諸旋轉體與輸入裝置之公差不利地增加,及當諸旋轉體上之強大初始應力係必要時,位於諸旋轉體與基座體間之諸軸向承軸,及/或位於輸入裝置與此兩旋轉體間之諸軸向承軸亦可被壓緊在一起。再次地,結果可能是在這些軸向軸承中造成高摩擦損失,以致使齒輪機構可能過熱及造成過早之故障。最後,顯然地,結果甚至可能造成諸旋轉體之下陷。
由諸連接元件之多重功能所致之另外缺點在於:由此諸連接元件所施加之初始應力在齒輪機構之操作期間可變小,尤其是因為此諸連接元件係經常地處於應力下。
先前技藝之缺點因此可概述如下:a)諸旋轉體之共有動態負載;b)輸出裝置之所有部件均須以特別高之精度製造,且須配合基座體之諸對應部件,此將導致一個長且不利之公差鏈;c)輸出裝置之抗傾斜性被軸向延伸之連接裝置(螺絲)所限制;及d)齒輪機構之高起動扭矩。
本發明之目的在於提供一種針對這些問題之補救方法,且尤其在於改良一般類型之齒輪機構,而不致產生過度之結構費力及費用;另可藉此而使得可在較簡單地製造齒輪機構之個別組件與總成以及在相同之尺寸的情形之下,獲得更大之抗扭強度及更大之動力密度。
此目的可藉由申請專利範圍第1項中所界定之諸特徵而達成。
本發明之齒輪機構因此包括一具有複數個面端部之空心圓柱形基座體,而此基座體則具有一內齒部及一樞軸。一從動輸入裝置及一輸出裝置均被可轉動地支撐在此基座體中。此輸出裝置包括兩個旋轉體,其等可彼此不轉動地相互連接或被連接。此諸旋轉體具有一相對於該樞軸成橫向之圓形截面。至少一個齒輪被安置在此諸旋轉體之間。此齒輪較佳地係與內齒部相嚙合。用於將此齒輪之行星運動轉變成輸出裝置之旋轉運動的裝置均係位於此諸旋轉體之間。在此齒輪機構中,將輸出裝置保持在一起之力係與作用於此輸出裝置與基座體間之軸承力彼此獨立而無關的。
為了使將輸入裝置保持在一起之力無關於作用在輸出裝置與基座體間之軸承力,較佳地施加將輸出裝置保持在一起之軸向力於輸出裝置之諸旋轉體間。作用於輸出裝置與基座體間之軸向軸承力被施加在輸出裝置之諸旋轉體中之僅一者與基座體間。
較佳地,用於將輸出裝置保持在一起之諸軸向力係藉由作用在此輸出裝置之諸旋轉體間之裝置而被施加。
較佳地,作用在輸出裝置與基座體間之諸軸向軸承力係藉由作用在此輸出裝置之兩旋轉體中之一者上之裝置而被施加。
可見的是,在一傳統之行星齒輪中,本發明可被實現在每當小型輸出裝置典型地由兩彼此平行且分開之旋轉體所支撐時之任何情形下,以致使此兩旋轉體中僅一者被直接支撐在基座體之中或之上。此兩旋轉體構成輸出裝置及基座體之兩個面端部。在齒輪機構操作期間至少沿著軸向作用在輸出裝置上之外力係藉由被直接支撐在基座體之中或之上的諸旋轉體而被實際全部地吸收。位於基座體之另一側上的另一旋轉體實際上並未承受外力,尤其是並未承受至少沿軸向作用之外力。此旋轉體也並不與基座體作有效之接觸。作用在不被可轉動地支撐在基座體上,或僅被可轉動地間接支撐在基座體之上或之中,或僅為了緊固以抵抗軸向力而被可旋轉地直接支撐於基座體之上或之中的旋轉體上之唯一重要的力係為由諸連接裝置(通常係螺絲)所施加以便將被實施成一單元之輸出裝置保持在一起的靜力。在此構形中,確定至少沿軸向作用在被直接支撐於基座體之上或之中的旋轉體上之有效外力不會被傳遞至另一旋轉體。因此,齒輪機構上必須以高精度加工之區域僅係基座體、被直接支撐於基座體之上或之中的旋轉體、及定位體之提供用以支撐輸出裝置的諸接觸面及軸承面。因為這些面可輕易地從齒輪機構之一方向接近,故齒輪機構之生產時間可減半。本發明所提供之另一優點在於:由於諸軸承元件之特殊安置,使得在外部尺寸不變且重量顯著減少之下,此齒輪機構之有效內部空間可被顯著地擴大,且此齒輪機構之性能可因此被顯著加強。
概括而言,本發明之基本觀念係適用於所有類型之行星齒輪。在本發明之齒輪機構中,為了達成軸承力與將諸旋轉體保持在一起之力間的獨立性,較佳地僅有諸旋轉體中之一者被直接地支撐於基座體中,較佳地至少在軸向力下。此外,較佳地設置一被固定地連接至一面端部處之環狀定位體,其上經由軸承裝置而緊固被直接支撐於基座體上之旋轉體。此定位體較佳地可被實施成一厚壁且易機械加工之管狀部分,其兩個面端部只需被簡單地磨光並配備若干適當之螺絲孔。此外,可藉相同之軸承裝置或不同之軸承裝置予以緊固被直接支撐於基座體上之旋轉體。
相較於先前技藝,本發明之齒輪機構另有優點如下:因為輸出裝置在僅一個旋轉體之區域中至少在軸向力下被單側地支撐,故諸連接元件(通常係螺絲)將最大程度地免除負荷。力從被支撐的旋轉體至承載此齒輪機構的機架處之傳遞此時發生,並至少在軸向力下完全地規避了未被支撐之第二旋轉體,因而迴避了將兩旋轉體相互連接之諸連接元件。
除了克服先前技藝之之缺點外,本發明之齒輪機構額外地具有優點如下:其實質上較易於製造及組裝。此尤其係藉由下列之事實而達成,即用於將諸旋轉體直接支撐在基座體之上或之中且用於在軸向力下緊固諸旋轉體之軸承裝置此時必須僅被安置在基座體之一側上。因為這些軸承裝置較佳係在基座體與諸部件(位於諸旋轉體間者)間之唯一連接,故本發明之齒輪機構可被方便地以連續之步驟製造。首先,所有位於諸旋轉體間之部件可藉由將兩旋轉體彼此連接而被組裝並安置。其次,包括若干旋轉體及若干位於其間之部件的完整組合件可被置於基座體中。如同在先前技藝中者,諸旋轉體及諸位於其間之部件不再需要被安裝於基座體中。根據本發明,在基座體及受支撐之旋轉體間之軸承裝置僅需例如在當預先組裝之組合件被安裝於基座體中時被引進。此將可縮短組裝時間,並可在組合時產生較少之錯誤。
用於將齒輪之行星運動變換成輸出裝置之旋轉運動的裝置可如WO 95/22017案中所述地為一呈十字形狀之轉換元件,其沿著兩垂直之方向被可移動地安置在齒輪與諸旋轉體之間。然而,此用於將齒輪之行星運動變換成輸出裝置之旋轉運動的裝置亦可如第WO 2006/058743號國際專利公開案中所述地為偏心環狀套筒,其被安置在位於齒輪上或旋轉體上之凹部與位於旋轉體上或齒輪上並伸入位於齒輪上或旋轉體上的凹部內之樁件間。
很重要而需強調的是,為將輸出裝置固定於基座體上,諸旋轉體中之一者輘佳地被直接支撐於基座體之上或之中。
為可將輸出裝置固定於基座體上以便緊固而至少抵抗軸向力,諸旋轉體中之一者將被可旋轉地直接支撐於基座體之上或之中,而另一旋轉體則相反地並不被支撐於基座體之上或之中,或僅被可旋轉地間接支撐於基座體之上或之中,或僅為了緊固以抵抗軸向力而被可旋轉地直接支撐於基座體之上或之中。
諸旋轉體中之一者較佳地被可旋轉地直接支撐於基座體之上或之中,以便可緊固以抵抗軸向力,及可緊固以抵抗徑向力。
較佳地,被可旋轉地直接支撐於基座體之上或之中的旋轉體經由諸軸承裝置而被緊固於可固定地連接至此一面端部處之定位體上。
在本發明之一有利的實施例中,軸承裝置被安置在其中安置有定位體之一特定面端部區域中。結果,相較於先前技藝,本發明之齒輪機構的製造將可藉由諸軸承裝置之滾子體用之諸運行路徑的實質已改良且較簡易的接近性,以及藉由諸軸承裝置之滾子體在完成本發明之齒輪機構的過程中之簡化設置而達到。
在本發明之另一有利的實施例中,至少在被直接地支撐於基座體之上或之中的旋轉體上以及在基座體中,可供構成此旋轉體的諸軸承裝置之諸滾子體的複數條運行路徑被提供成例如具有經拋光且硬化表面之平面及/或凹槽形狀者。
在本發明之一額外有利的實施例中,在一用以將齒輪之行星運動轉變成輸出裝置之旋轉運動且係位於內齒部之與旋轉體同一側上之裝置的區域中,用於將被直接支撐於該基座體之上或之中的旋轉體緊固以抵抗沿軸向延伸至內齒部之力的至少軸承裝置及較佳地諸相關軸承表面係成徑向地向外偏位。由此所得之優點在於:因為構成諸軸承裝置之諸滾子體在例如轉換元件之區域中被徑向向外移動,而此轉換元件係將齒輪之行星運動轉變成輸出裝置之旋轉運動,故將產生一具有特別緊密外部尺寸且尤其具有一短結構長度之齒輪機構。
在本發明之一特別有利的實施例中,用於將被直接支撐於基座體之上或之中的旋轉體緊固以抵抗沿軸向延伸之力的至少軸承裝置以及較佳地始終延伸在樞軸周圍之諸相關軸承表面,相較於一用以將齒輪之行星運動轉變成輸出裝置之旋轉運動且係位於內齒部之與此被直接支撐於基座體之上或之中的旋轉體同一側上之裝置,被定位為在遠離該內齒部之樞軸方向上成偏位。由此所得之優點在於:可供位在諸旋轉體間之諸移動部件利用之內部空間被增大。此係因為構成軸承裝置之諸滾子體與位於諸旋轉體間之諸部件相較係成軸向偏位並被向外移動。因此,在相同之外徑下,齒輪機構可被製造為更加地堅固耐用,此乃因為例如在基座體中之諸轉換元件在徑向上可獲得更大之安裝空間。
另外,在本發明之一特別有利的實施例中,諸軸承裝置被實施為複數個球狀滾子元件,其將被直接支撐於基座體之上或之中的旋轉體緊固在軸向與徑向上,且其係位於一由複數個以封閉方式延伸存樞軸周圍之軸承表面所界定之共同環狀室中,而此諸軸承表面被實施在定位體及基座體兩者上,以及在被直接支撐於基座體之上或之中的旋轉體上,而此環狀室係位於面端部之區域中,定位體則係位於此面端部上。此實施例之一優點在於:僅需單一環狀室便可經由諸共同之滾子元件而將所有作用於旋轉體上之軸向及徑向力傳遞至基座體處,以及傳遞至經由繫固裝置而被連接至此基座體上之定位體處。
此外,在本發明之一特別有利的實施例中,諸軸承裝置被實施為圓柱形滾子元件,其將被直接支撐於基座體之上或之中的旋轉體緊固在軸向與徑向上,且其係位於一由複數個軸承表面所界定之共同環狀室中,而各相對於樞軸成45°傾斜之此諸軸承表面被實施在定位體及基座體兩者上,及在被直接支撐於基座體之上或之中的旋轉體上,該環狀室係位於面端部之區域中,而定位體則係位於此面端部上。此實施例之一優點在於:對照於球狀滾子元件,圓柱形滾子元件可承受更大之負荷,因為其係頗成直線地停置在各自相關之軸承表面上而非在一點處。
在本發明之一有利實施例中,齒輪機構在其朝向一旋轉體之一側上具有一可防護此齒輪機構內之移動零件免遭玷污之蓋件,而此旋轉體並不被支撐,或僅被間接支撐於基座體之上或之中,或僅為了緊固以抵抗軸向力而被直接支撐於基座體之上或之中。
較佳地,此蓋件具有一中心開口,而輸入裝置則被導引通過此開口。
為防止污染物穿透進入齒輪機構內,一圍封可被安置在蓋件與輸入裝置間之中心開口區域內。
尤其較佳地,一用於諸軸承體之軸承表面被實施在蓋件上,藉此諸軸承體使輸入裝置以其朝向一旋轉體之一側被支撐在蓋件上,而此旋轉體並不被支撐,或僅被間接支撐於基座體之上或之中,或僅為了緊固以抵抗軸向力而被直接支撐於基座體之上或之中。此可確定無軸向力作用在此未受支撐之旋轉體上;亦可確定將此兩旋轉體彼此相連之諸連接元件無需在此諸旋轉體間傳遞任何軸向力。
一圍封可較佳地被設置在被直接支撐於基座體之上或之中的旋轉體與定位體之間,此可防止污染物穿透進入齒輪機構內之起動側上。
在本發明之一特別有利的實施例中,齒輪機構朝向被直接支撐於基座體之上或之中的旋轉體而定向之一側被實施為一動力起動側,而此齒輪機構朝向並不被支撐,或僅被間接支撐於基座體之上或之中,或僅為了緊固以抵抗軸向力而被直接支撐於基座體之上或之中的旋轉體而定向之一側則被實施為此齒輪機構之驅動側。由經驗可知,在起動側上之負荷係較大於在驅動側上者,因此有利地可將此起動側實施在此受支撐之旋轉體50上,此乃因為作用在軸承裝置上之力矩及最終所得之諸對的力在此情形下係較小的。
下文中將以若干範例性實施例予以進一步詳細地描述本發明。
在第1至9圖中以整體或部分方式顯示之齒輪機構全包括一空心圓柱形基座體40,其具有一內齒部41與一樞軸40a以及若干面端部49,且一從動輸入裝置10及一輸出裝置被可轉動地支撐於此基座體中。此輸出裝置包含兩個旋轉體50、50’。此諸旋轉體被實施為一大致呈圓盤狀。此諸旋轉體50、50’之圓盤狀部分被彼此分隔開。此諸旋轉體50、50’彼此可牢固地連接或被連接。此諸旋轉體50、50’具有一相對於樞軸40a成橫向之圓形截面。兩個齒輪30係位於此諸旋轉體50、50’間。此諸齒輪30以其外齒組33嚙合基座體40之內齒部41。用於將諸齒輪之行星運動變成輸出裝置之旋轉運動的裝置亦位於此諸旋轉體50、50’間。至於第1至9圖中所示之諸齒輪機構,兩旋轉體50、50’中僅一者(即旋轉體50)被直接支撐在基座體40中。此外,另設有一環狀定位體40’,其可被牢固地連接至面端部49。經由滾子元件43a、43b、43c(第1及9圖),或43a、43r(第2圖)、或43g(第3圖)、或43d、43e(第4圖),旋轉體50可在軸向及徑向兩方向上被直接緊固於基座體40上,以及被緊固於位在面端部49上之定位體40’上。
位於基座體40中的諸旋轉體50、50’間之諸移動部件的功能結構在第1圖所示之所有範例性實施例中均係相同的。一呈輸入軸形狀之輸入裝置10具有兩個偏心部分17,其彼此偏位180°。此諸偏心部分17相對於樞軸40a以偏心度e偏位。齒輪30被可轉動地支撐於諸偏心部分17中之一者上。偏心度e因此係相等於齒輪30之軸30a與基座體40之樞軸40a間之間隔。為減小摩擦損失,諸滾子體12被置於諸偏心部分17與諸齒輪30之間;而諸滾子元件各滾動於此諸偏心部分17之外圓周上。為此目的,諸滾子元件之運行路徑被實施在諸偏心部分17之外圓周上,並當作為諸之軸承體。諸齒輪30具有若干外齒組33及若干中心開口,其具有若干用於諸滾子體12之內軸承表面31。
諸齒輪30具有複數個連續之軸向孔32,其在徑向上相對於具有內軸承表面31之中心開口成偏位,且這些軸向孔中之每一者被均勻分佈在諸齒輪30之軸30a周圍。諸齒輪30之軸30a係成平行於輸入裝置10及由兩旋轉體50、50’所構成之輸出裝置的樞軸40a而延伸。樞軸40a同時係為基座體40之對稱軸。如第5圖所示,輸入裝置10藉由一彈簧(未標以元件符號)而被連接至驅動馬達8之馬達軸。此驅動馬達8藉由一蓋件94及若干螺絲(未示於圖)而被連接至具有內齒部41之基座體40上,而此基座體被實施成一環狀齒輪。此驅動馬達8被置於齒輪機構與被支撐在基座體40中之旋轉體50相遠離之一側上。此側係驅動側;相反地,被支撐在基座體40中之旋轉體50形成此齒輪機構之起動側。
諸齒輪30被置於兩旋轉體50、50’間之中間處,而此諸旋轉體50、50’具有一相對於樞軸40a成橫向之外輪廓或圓形截面,且藉由連接元件60、62而被彼此可分開地連接,並共同形成齒輪機構之輸出裝置。若干間隔體52被置於諸旋轉體50上,並具有若干孔53a、53b及螺絞插座59a、59b,以利接納諸連接元件60、62。諸間隔體52穿過位於諸齒輪30中之孔32而不碰觸此諸孔,以便使諸旋轉體50、50’可在一路穿過諸齒輪30期間彼此牢固地相連接。由兩個彼此相連接之旋轉體50、50’所構成之輸出裝置係可相對於具有內齒部41之基座體40而繞樞軸40a轉動地被支撐。
基座體40之內齒部41係與諸齒輪30之外齒部相嚙合。諸齒輪30之軸係平行於基座體40之樞軸40a,但卻以偏心度e偏位。諸旋轉體50、50’配備有若干導路54a、54b,其界定一直線導引部50b。此直線導引部50b被定向為相對於諸旋轉體50、50’之樞軸40a成橫向。各齒輪30配備有若干導路34a、34b,其界定一直線導引部30b,且此直線導引部30b被定向為相對於此齒輪30之軸30a成橫向。在齒輪機構之諸側上,且分別位於諸旋轉體50、50’與齒輪30之間,設置有一個被實施成十字形狀之轉換元件70。此轉換元件70在兩相互垂直之方向上具有導引面74a、74b及75a、75b,其分別對應於諸旋轉體50、50’與齒輪30之直線導引部50b與30b,如此以致轉換元件70可一方面相對於諸旋轉體50、50’且另一方面相對於齒輪30而分別地移動在兩相互垂直之方向上。一直線導引部50b被實施於諸旋轉體50、50’上,而轉換元件70則可沿另一方向而移動在位於齒輪30上之直線導引部30b中。
諸旋轉體50、50’與諸轉換元件70兩者分別具有中心開口51、51’及71。輸入裝置10被支撐於位在諸旋轉體50、50’中之諸中心開口51、51’內的兩端部上。此諸中心開口51、51’在其內側面上形成諸軸承體3之運行路徑。藉由諸軸承體3,輸入裝置10之諸端部被支撐在位於諸旋轉體50、50’中之諸中心開口51、51’內。此輸入裝置10在不觸及轉換元件70下穿過位於此轉換元件中之開口71。此開口71之內徑係以至少2e較大於輸入裝置10穿過開口71之特定部分的外徑。配備於各個旋轉體50、50’上之諸導路54a、54b被實施在諸凸部55a、55b之相對端部上。此諸凸部55a及55b被實施成軸向對稱對,且係分別位在諸旋轉體50、50’之面端部上。諸導路54a、54b被直接實施於諸旋轉體50、50’之凸部55a及55b上。此諸導路54a、54b亦可被實施成扁平帶,其可被固定至諸凸部55a及55b之相對端部。
配備在各個齒輪30上之諸導路34a、34b被實施於諸凸部35b之彼此相對的端部上。此諸導路34a、34b係成對地被構成,而此諸對相對於中心處係彼此成對立,且被實施於齒輪30之面端部。位於齒輪30中之諸軸向孔32係沿著一圓之弧而均勻分佈於諸凸部35a、35b之間。諸導路34a、34b被直接實施於齒輪30之諸凸部35a、35b上。然而,此諸導路亦可被實施成扁平帶,其被固定地設置在諸凸部35a、35b之相對端部上。
轉換元件70包含一個環狀中心部分73以及四個位於此環狀中心部分73上之臂部74。在此環狀中心部分73中具有開口71,而輸入裝置在無接觸下延伸穿過此開口。一對相對立之臂部74具有若干導路75a、75b,而轉換元件70可藉由此諸導路而移動於旋轉體50之直線導引部50b中。第二對相對立之臂部74同樣地具有平行之導路74a、74b,而轉換元件70可藉由此諸導路而移動於齒輪30之直線導引部30b中。若干圓柱形滾子元件80係位於旋轉體50之直線導引部50b的諸導路54a、54b與轉換元件70之諸導路75a、75b間。若干圓柱形滾子元件90係同樣地位於齒輪30之直線導引部30b的諸導路34a、34b與轉換元件70之諸導路74a、74b間。在此兩情形中,當轉換元件相對於齒輪30及相對於旋轉體50與樞軸40a而進行擺動運動時,轉換元件70藉由諸滾子元件80、90所作之導引將可被確保。為界定諸導路74a、74b、75a、75b,若干可限制諸滾子元件80、90之運動的分界面76、76’被實施於轉換元件70之諸臂件74上。
為此目的,第8圖中顯示諸滾子元件80、90在已被裝設之狀態中係如何安置於被實施於諸臂部74上的諸導路74a、74b之間以及諸導路75a、75b之間。諸分界面76、76’限制位於諸臂部74上諸導路74a、74b及75a、75b的有效長度l,而諸滾子元件80、90則可沿著此諸導路而移動。字母w表示一個臂部74之寬度。在第8圖中亦可見的,內齒部41之內圓41pc延伸穿過位於諸軸向凹槽41a內之諸針狀滾子體41b的對稱軸。此內齒部41之外圓41fc延伸通過諸軸向凹槽41a之底部。
基座體40之內齒部41包括若干針狀滾子體41b,其被支撐在基座體40之內圓周上之諸軸向凹槽41a中。此諸軸向凹槽41a係均勻地分佈在基座體40之內圓周上。此諸軸向凹槽於是係為齒輪,而此諸齒輪之齒較佳地包括多個水平圓柱。齒輪30之外齒部33被對應地以波狀型式體現。
諸間隔體52被安置在旋轉體50之諸凸部55a及55b上。此諸間隔體52在具有間隙下穿過位於齒輪30中之諸軸向孔32,且此諸間隔體上職備有若干軸向凹部53a、53b及若干螺紋插座59a、59b。諸凹部53a、53b及諸螺紋插座59a、59b被設置以供接納諸連接元件60、62。此諸連接元件被實施成銷62及螺絲60(第9圖)。藉由旋緊諸被實施成螺絲60之連接元件,諸間隔體52之面端部將界定兩旋轉體50、50’之位置。
對照於並不直接被支撐在基座體40上之旋轉體50’,旋轉體50係直接藉由軸承裝置而相對於基座體40被徑向地緊固在與樞軸40a垂直之方向上,及相對於基座體40與定位體40’被軸向地緊固在樞軸40a之方向上。此軸承裝置包括一位於基座體40中之旋轉體50的直接滾子軸承42。繫固裝置之諸孔47(藉其可將定位體40’固定至基座體40)被安置在基座體40之面端部49上。
在第1、1a、1b、1c、5、9圖所示之齒輪機構中,滾子軸承42係藉由若干環繞諸軸承表面42a、42b、50c、50d、40’a而滾動於基座體40、旋轉體50及定位體40’上之圓柱狀滾子元件43a、43b、43c而被體現,而此諸軸承表面則係以封閉之方式延伸在樞軸40a周圍。
諸滾子元件43a係位於軸承表面42a與旋轉體50之朝向內齒部41的軸承表面50c間。此軸承表面42a形成一與樞軸40a相垂直之環形梯級狀肩部,其終止於大致成與內齒部齊平處。軸承表面50c(在此軸承表面上,滾子元件43a直接滾動於旋轉體50上)係旋轉體50之面的外環,其垂直於樞軸40a並延伸向內齒部。諸圓柱形滾子元件之軸43a1係垂直於旋轉體50之樞軸40a而延伸。
滾子元件43b係位於軸承表面40’a與旋轉體50中之朝遠離內齒部41的軸承表面50c間。此軸承表面40’a係為定位體40’之平面的內環,其係朝向旋轉體50之面並垂直於樞軸40a而延伸。軸承表面50c(在此軸承表面上,滾子元件43a滾動於旋轉體50上)係一與樞軸40a成垂直之梯級狀肩部的環狀面,其位於旋轉體之一側上並朝向遠離內齒部。諸圓柱形滾子元件43b之軸43b1同樣地係垂直於旋轉體50之樞軸40a而延伸。
諸滾子元件43a及43b相對於基座體40且相對於定位體40’而直接地將旋轉體50緊固於兩軸向上。
諸滾子元件43c係位於延伸在樞軸40a周圍之軸承表面42b與旋轉體50之軸承表面50d間,而此軸承表面係位於旋轉體50朝遠離內齒部41之一側上,並同樣地延伸在樞軸40a周圍。軸承表面42b係為一位於基座體40之內側上(此內側係朝向旋轉體50)之圓柱形內套面,而此內套面係軸向地平行於樞軸40a而延伸。軸承表面50d係由一圓柱形外套面所構成,而此外套面則係由一位於旋轉體上且係位於此旋轉體之朝遠離內齒部41之一側上的肩部所構成。諸圓柱形滾子元件43c之軸43c1係平行於旋轉體50之樞軸40a而延伸。諸滾子元件43c相對於基座體40而將旋轉體50緊固在徑向上。
諸滾子元件43a被安置於一軸承罩45中。原則上,可思及所有滾子元件43a、43b、43c均可被安置於若干將此諸滾子元件43a、43b、43c彼此分隔開之軸承罩中,以致使得在其間無摩擦損失發生。
針對諸滾子元件43a、43b、43c,可使用能以大量生產方式被高精密地製成之習知經時間考驗的部件,諸如圓柱形滾子體,其並不必須被客製化。
為減小重量,輸入裝置10具有一與樞軸40a同軸地延伸之連續孔4。如第5圖所示,此孔4可同時用以接納及/或連接一驅動馬達8之驅動軸。
在第1、1a、1b、1c、5及9圖所示之齒輪機構中,圓柱形滾子元件43a在轉換元件70之區域中係成徑向向外地偏位。結果可達成一特別節省空間之設計,其尤其在軸向具有特別短而小巧之尺寸。因為位在諸圓柱形滾子元件43a之高度處的轉換元件70係成徑向向內偏位,且不會繞樞軸40a進行純粹之轉動,而是進行一種繞樞軸40a之旋轉運動與垂直樞軸40a之直線運動的組合,故此諸圓柱形滾子元件43a無法藉由轉換元件70而被保持在其位於基座體40之內側圓周上之位置中。為此目的而設置一環狀載體46,其被安置於旋轉體50與齒輪30間,並將諸圓柱形滾子元件43a保持在其位置中。此外,諸圓柱形滾子元件43a亦被安置在一軸承罩中。如第1、1a、1b、1c、5及9圖所示之齒輪機構的另一特徵在於:將旋轉體緊固在徑向上及在與諸圓柱形滾子元件43a成相反之方向上的諸圓柱形滾子元件43b及43c被安置在由諸軸承表面40’a、42b、50c及50d所界定之共同環狀室中。
第2及2a圖中所示之齒輪機構係一比第1、1a、1b、1c、5及9圖所示之齒輪機構更堅固耐用者。此係藉由提供下述之配置而達成:若干用於直接將旋轉體50徑向地緊固於基座體40上之圓柱形滾子元件43r及若干用於直接將旋轉體50軸向地緊固於基座體40與定位體40’上之圓柱形滾子元件43a均被安置在一由若干軸承表面42’a、42b、50c、50d所界定之第一環狀室及一由若干軸承表面42a、42b、50c、50d所界定之第二環狀室中。諸滾子元件43r之功能係對等於第1、1a、1b、1c、5及9圖之諸滾子元件43c之功能。諸圓柱形滾子元件43a之軸係垂直於樞軸40a而延伸,相反地,諸滾子元件43r之軸則係平行於樞軸40a而延伸。兩個環狀室係由一共同梯級狀肩部所界定,而此肩部則係由軸承表面42a與42b所構成,並係以轉換元件70之寬度而與基座體40之內齒部41相隔開。結果,與位在相同於旋轉體之內齒部41側上且在樞軸40a之方向上遠離此內齒部41的轉換元件70相較,可相應於軸向延伸力而直接地將旋轉體50軸向地緊固於基座體40與定位體40’上之諸滾子元件43a係成偏位。此情形之一優點在於:可供在諸旋轉體50、50’間之諸移動部件利用之內部空間被增大,因為構成軸承裝置之諸滾子體與位於諸旋轉體50、50’間之諸部件相較係成軸向偏位並被向外移動。因此,在相同之外徑或相同之外部尺寸下,齒輪機構可被製造為更加地堅固耐用,此乃因為諸轉換元件70沿著徑向在基座體40中具有較多可用之空間。
在第3圖所示之齒輪機構中,若干球形滾子元件43g可被用以取代圓柱形滾子元件43a、43b、43c、43r,且被安置在一由定位體40’、基座體40及旋轉體50所界定之經適當塑形的環狀室。此諸球形滾子元件43g結合此經適當塑形之環狀室可沿軸向及徑向兩方向將旋轉體50直接緊固於基座體40及定位體40’上。環狀室係由若干以封閉方式延伸在樞軸周圍之凹陷軸承表面40’a、42a、50c、50d所界定。這些軸承表面40’a、42a、50c、50d各相對於樞軸40a成約45°傾斜。在此型式中,軸承表面40’a因此係一位於定位體40’上之凹面,其傾斜地延伸至樞軸40a及至內齒部41。在本型式中之軸承表面42a因此係一位於基座體40上之凹面,其即朝向又遠離內齒部41地傾斜延伸至樞軸40a。在本型式中之軸承表面50c因此係一位於旋轉體50上之凹面,其遠離樞軸40a及內齒部41地傾斜延伸。在本型式中之軸承表面50d因此係一位於旋轉體50上之凹面,其遠離樞軸40a並朝向基座體40地傾斜延伸。由此設計所產生之優點在於:僅需單一環狀室便可經由共同之滾子元件43g而將所有直接作用於旋轉體50上之軸向及徑向力傳遞至基座體40處,以及傳遞至經由繫固裝置95而被連接至此基座體40上之定位體40’處。
在第4圖所示之齒輪機構中,為了相對於基座體40及定位體40’而將旋轉體50緊固於軸向及徑向上,而設有若干圓柱形滾子元件43d、43e。此諸延伸在樞軸40a周圍之滾子元件43d、43e被安置在一相對於樞軸40a成45°傾斜且具有一方形截面之環狀室中。諸滾子元件43d、43e之軸43dl及43el係相對於樞軸40a各在相反方向上成45°傾斜。此環狀室係由定位體40’、基座體40、及旋轉體50所界定。在定位體40’、基座體40、及旋轉體50上具有各自之軸承表面40’a、42a、50c、50d,其以封閉方式延伸在樞軸周圍並構成環狀室。在本型式中,軸承表面40’a因此係一位於定位體40’上之平面,其相對於樞軸40a成45°傾斜地定向,且成朝向樞軸40a及內齒部41地傾斜。在本型式中之軸承表面40’a因此係一位於基座體40上之平面,其相對於樞軸40a成45°地傾斜定向,且成朝向樞軸40a並遠離內齒部41地傾斜。在本型式中之軸承表面50c因此係一位於旋轉體50上之平面,其相對於樞軸40a成45°地傾斜定向,並成遠離樞軸40a及內齒部41地傾斜。在本型式中之軸承表面50d因此係一位於旋轉體50上之平面,其相對於樞軸40a成45°地傾斜定向,且成遠離樞軸40a並朝向內齒部41地傾斜。此設計之優點在於:僅需單一環狀室便可經由諸滾子元件43d、43e而將所有作用於旋轉體50上之軸向及徑向力傳遞至基座體40處,以及傳遞至經由繫固裝置95而被連接至此基座體40上之定位體40’處。第3圖所示型式之優點在於:對照於球狀滾子元件43g,諸圓柱形滾子元件43d、43e可承受更大之負荷,因為其係頗成直線地停置在各自相關之軸承表面上而非在一點處。
第5及9圖中顯示齒輪機構之另一實施例。在此位於驅動側上之齒輪機構中(如第5圖所示,一藉由馬達軸而被連接至輸入裝置10處之驅動馬達8被安置在此驅動側上),設有一可保護位於此齒輪機構內部中之諸移動部件以免遭玷污之蓋件94。
此蓋件94具有一肩部,其係由一位於此蓋件外圓周上之梯級狀錐形部所構成。此梯級狀錐形部以形狀鎖定之方式裝配至基座體40之內徑中。在其外圓周上,蓋件94係與此基座體40之外圓周齊平。此蓋件94具有一中心開口,而輸入裝置10被導引通過此中心開口。一圍封92被安置在蓋件94與輸入裝置10之間,以防止污染物進入。
如第9圖中所示,一圍封93可被配置於旋轉體50與定位體40’之間;此可防止污染物進入位於動力起動側之齒輪機構內。
此外,如第5及9圖中所示,諸軸承體3之軸承表面91可被實施在位於蓋件94中之中心開口處;憑藉這些軸承體,輸入裝置10被支撐於蓋件94中,而非被支撐於未受支撐之旋轉體50’上,或被間接地支撐在基座底40上之此同一旋轉體上,如第1至4圖中所提供者。在此範例性範例中,輸入裝置10係經由諸軸承體3而被支撐在與基座體40相連接之蓋體94上,而非被緊固在未被支撐或被間接支撐在基座體40上之旋轉體50’上。此確保軸向力無法作用在此未被支撐或被間接支撐在基座體40上之旋轉體50’上,且結果再次地確保將兩旋轉體50、50’彼此連接之諸連接元件60、62不需在此諸旋轉體50、50’間傳遞任何外部軸向力,或由外部因素所產生之諸力。
在各種不同之範例性實施例中所述之所有齒輪機構的一共同特徵在於:其具有一成梯級44形狀之基座體40的梯級狀錐形部。此梯級44用以將此齒輪機構固定在機架1上。由於此梯級44,用於將定位體40’固定至基座體40上之繫固裝置95可同時用以將齒輪機構固定至機架1上。此梯級44係由一外端面44a及一圍繞套面44e所構成。一用於將蓋件94置中之內定心面44i被設置在基座體40內側並在齒輪機構朝向梯級44之一側上。
可如第6及7圖中所示般實施定心面44i。在第6圖中,內定心面44i被實施成一位於基座體40之內側套面上之倒斜角。結果,蓋件94可特別簡單地被裝設在基座體40上,因為其係自行定心的。在第7圖中,定心面44i被實施成一圓柱形內側面,其可同時作為諸徑向軸承體5之運行路徑,其相對於基座體40在徑向上導引旋轉體50’。在此之重要部分係於:諸徑向軸承體5可自由地移動於樞軸40a之方向上,而無需接受或傳遞任何軸向力。這確定了諸連接元件60、62在諸旋轉體50、50’間不需傳遞任何外部軸向力,或因外部因素所產生之軸向力。
很重要而需強調的,本發明之齒輪機構亦可被實施成僅具有一齒輪30、一轉換元件70、及兩旋轉體50、50’。在此情形下,為補償轉換元件70之不平衡,可設置一個配重。
同樣很重要而需強調的,在本發明之齒輪機構中,若有必要,輸入裝置、輸出裝置、或基座體基本上可在不減弱齒輪機構功能之下成為一驅動側、起動側、或固定裝設元件。結果,只有齒數比改變。在第1至9圖所示之範例性實施例中,輸入裝置10在各種情形下係由一驅動馬達8所驅動,且驅動側較佳係齒輪機構之一側,其上安置一未被支撐或不被直接支撐在基座體40上之旋轉體50’。起動側係由被直接地支撐在基座體40中之旋轉體50所構成。經驗顯示,起動側上之負荷係大於驅動側上者,且因此有利地,此起動側可被實施在被直接支撐之旋轉體50上。
以上所提出之齒輪機構的重要特徵及優點在於:僅有被直接支撐在基座體40上之旋轉體50實際上承受了所有力,其係由於外部負荷或外力之作用而導致作用在此齒輪機構上或此齒輪機構內側上者。未被支撐或不被直接支撐在基座體40上之旋轉體50’將只承受在諸連接元件處所產生之內部靜力。被直接支撐之旋轉體50通常形成齒輪機構之負載工作側。然而,諸合力及負荷並不被傳遞至未被支撐或僅間接支撐在基座體40上之旋轉體50’。因此,甚至連諸連接元件(較佳被實施成螺絲)亦可被設計成更為簡單。此係因為此諸連接元件此時僅需將輸出裝置保持在一起。未被支撐或不被直接支撐在基座體40上之旋轉體50’的功能被減少以便使輸出裝置完整。未被支撐或不被直接支撐在基座體40上之此旋轉體50’(通常被實施成一圓盤體)之厚度因此可被減小至一最小值,且因此使得此齒輪機構之軸向長度亦可被減小。在最簡單的實施例之中,與被直接支撐在基座體40上之旋轉體50相協作的定位體40’可為一管狀部分,其僅需在其一面端部上磨光並配置若干螺絲孔。因此可省去此定位體之複雜且耗費人力的操作。此定位體之內徑係可配合被直接支撐在基座體40上之旋轉體50的外徑,以及可配合基座體40的外徑。在被直接支撐在基座體40上之旋轉體50與基座體40及定位體40’間界定一安置有若干滾子元件之運行空間。如果被直接支撐在基座體40上之旋轉體50被支撐在兩面端部上,則將可使用若干圓柱形滾子元件,其中一群滾子元件被軸向地定向,而另一群則被徑向地定向。第二運行空間係位於十字形體之高度處,此導致齒輪機構之有利軸向縮短(約此十字形體之厚度),且因此導致在重量上之減少。根據本發明,旋轉體50在基座體40上之直接支撐導致此圓柱形基座體40之外徑與其最大內徑之比係顯著地小於先前技藝者。因此,十字形體、齒輪、孔、及行星齒輪之其他部件的直徑亦可彼此相配合,並被最佳化為使此齒輪機構之抗扭能力(在外徑不變之下)可增加達80%,儘管此齒輪機構之重量已被顯著降低。
本發明尤其在製造行星或擺線齒輪之領域中具產業利用性,其特別可供用於工業機器人中、用於機動車輛之電動停車制動器、或相當普遍地用於許多需要一具有高齒數比以及具有最緊密安裝空間之高性能數據的輕量級齒輪機構。
1...機架
3...軸承體
4...輸入裝置處之貫穿孔
5...徑向軸承體
10...輸入裝置
12...滾子元件
17...偏心部分
30...齒輪
30a...齒輪軸
30b...齒輪上之直線導引部
31...內軸承表面
32...軸向孔
33...外齒部
34a/34b...齒輪上之直線導引部之導路
35a/35b...齒輪上之凸部
40...基座體
40'...定位體
40a...樞軸
40'a...定位體上之定心面
41...基座體上之內齒部
41a...基座體內圍上之軸向凹槽
41b...軸向凹槽中之針狀滾子體
41pc...內齒部之內圓
41fc...內齒部之外圓
42...滾柱軸承
42a...軸承表面
42b...軸承表面
43a...圓柱形滾子元件
43b...圓柱形滾子元件
43c...圓柱形滾子元件
43d...圓柱形滾子元件
43e...圓柱形滾子元件
43g...圓柱形滾子元件
43r...圓柱形滾子元件
43a1...軸
43b1...軸
43c1...軸
43d1...軸
43e1...軸
44...梯級
44a...外面端部
44e...圍繞套面
44i...內定心面
45...軸承罩
46...載體
47...繫固裝置之孔
49...面端部
50...受支撐之旋轉體
50c/50d...軸承表面
50'...未受支撐之旋轉體
50b...直線導引部
51/51'...中心開口
52...間隔體
53a/53b...孔
54a/54b...導路
55a/55b...凸部
59a/59b...螺紋插座
60/62...連接元件
70...轉換元件
71...轉換元件中之中心開口
73...轉換元件之中心部分
74...轉換元件之臂部
74a/74b...在轉換元件之臂部上之齒輪對面之導路
75a/75b...在轉換元件之臂部上之旋轉體對面之導路
76/76'...分界面
80/90...滾子元件
91...軸承表面
92...圍封
93...圍封
94...蓋件
95...繫固裝置
e...偏心度
l...轉換元件之臂部上之運行路徑之有效長度
w...轉換元件之臂部之寬度
第1圖係本發明之齒輪機構之第一範例性實施例之剖面示意圖;第1a圖顯示沿第1圖中之A-A線所取之截面圖;第1b圖顯示沿第1圖中之B-B線所取之截面圖;第1c圖顯示沿第1圖中之C-C線所取之截面圖;第1d圖係第1圖所示齒輪機構之立體圖;第1e圖係第1圖所示齒輪機構中構成輸出裝置第一部分之第一旋轉體之立體圖;第1f圖係第1圖所示齒輪機構中構成輸出裝置第二部分之第二旋轉體之立體圖;第1g圖係第1圖所示齒輪機構之轉換元件之立體圖;第2圖係本發明之齒輪機構之第二範例性實施例之剖面示意圖;第2a圖顯示沿第2圖中之A-A及B-B線所取之截面圖;第3圖係本發明之齒輪機構之第三範例性實施例之剖面示意圖;第4圖係本發明之齒輪機構之第四範例性實施例之剖面示意圖;第5圖係本發明之齒輪機構之第五範例性實施例之剖面示意圖;第6圖顯示第5圖所示細部VI之第一範例性實施例;第7圖顯示第5圖所示細部VI之第二範例性實施例;第8圖顯示第1b圖所示細部VIII;及第9圖係第5圖所示齒輪機構之分解圖。
3...軸承體
10...輸入裝置
12...滾子元件
17...偏心部分
30...齒輪
30b...齒輪上之直線導引部
32...軸向孔
33...外齒部
35a/35b...齒輪上之凸部
40...基座體
40'...定位體
40a...樞軸
41b...軸向凹槽中之針狀滾子體
42a...軸承表面
42b...軸承表面
43a...圓柱形滾子元件
43b...圓柱形滾子元件
43c...圓柱形滾子元件
44e...圍繞套面
46...載體
49...面端部
50...受支撐之旋轉體
50c/50d...軸承表面
50'...未受支撐之旋轉體
51/51'...中心開口
60/62...連接元件
70...轉換元件
74...轉換元件之臂部
80/90...滾子元件
91...軸承表面
92...圍封
93...圍封
94...蓋件
95...繫固裝置

Claims (24)

  1. 一種齒輪機構,其包括一具有複數個面端部(49)之空心圓柱形基座體(40),該基座體具有一內齒部(41)及一樞軸(40a),而一從動輸入裝置(10)及一輸出裝置可被轉動地支撐在該基座體中,且該輸出裝置包括兩個旋轉體(50,50’),其等可彼此不轉動地相連接,並具有一相對於該樞軸(40a)成橫向之圓形截面,而至少一個齒輪(30)及用於將該齒輪(30)之行星運動轉變成該輸出裝置之旋轉運動的裝置(70)位於該等旋轉體之間,其特徵在於:保持該輸出裝置在一起之力以及作用於該輸出裝置與該基座體(40)間之軸承力彼此獨立。
  2. 如申請專利範圍第1項之齒輪機構,其中為獲得保持該輸出裝置在一起之力及作用於該輸出裝置與該基座體(40)間之軸承力兩者間的獨立性,把該輸出裝置保持在一起之軸向力施加在該輸出裝置之旋轉體(50,50’)之間,而作用於該輸出裝置與該基座體(40)之間的軸向軸承力則被施加在該輸出裝置之兩旋轉體(50,50’)中之僅一者與該基座體(40)之間。
  3. 如申請專利範圍第2項之齒輪機構,其中把該輸出裝置保持在一起之軸向力係藉由運作於該輸出裝置之諸旋轉體(50,50’)間之裝置(60)所施加。
  4. 如申請專利範圍第2項之齒輪機構,其中作用於該輸出裝置與該基座體(40)之間的該軸承 力係由作用在該輸出裝置之諸旋轉體(50,50’)中之僅一者上的裝置(40,40’)所施加。
  5. 如申請專利範圍第1項之齒輪機構,其中該輸出裝置係藉由可連接或被連接至一面端部(40)處之定位體(40’)而被固定於該基座體(40)上。
  6. 如申請專利範圍第5項之齒輪機構,其中該定位體(40’)係環狀。
  7. 如申請專利範圍第5項之齒輪機構,其中為將該輸出裝置固定於該基座體(40)上,該等旋轉體(50)中之一者被可旋轉地直接支撐於該基座體(40)之上或之中。
  8. 如申請專利範圍第5項之齒輪機構,其中為可將該輸出裝置固定於該基座體(40)上以便緊固而至少抵抗軸向力,該等旋轉體(50)中之一者將被可旋轉地直接支撐於該基座體(40)之上或之中,而另一旋轉體(50’)則相反地並不被支撐於該基座體(40)之上或之中,或僅被可旋轉地間接支撐於該基座體(40)之上或之中,或僅為了緊固以抵抗軸向力而被可旋轉地直接支撐於該基座體(40)之上或之中。
  9. 如申請專利範圍第8項之齒輪機構,其中該等旋轉體(50)中之一者被可旋轉地直接支撐於該基座體(40)之上或之中,以便可緊固以抵抗軸向力及徑向力兩者。
  10. 如申請專利範圍第8項之齒輪機構,其中 可被旋轉地直接支撐於該基座體(40)之上或之中的該旋轉體(50)經由軸承裝置(43a,43b,43c,43d,43e,43g,43r)而被緊固於可固定地連接至該面端部(49)處之該定位體(40’)上。
  11. 如申請專利範圍第10項之齒輪機構,其中該等軸承裝置(43a,43b,43c,43d,43e,43g,43r)係位於該特定面端部(49)之區域中,而該定位體(40’)則係位於該面端部上。
  12. 如申請專利範圍第10項之齒輪機構,其中至少在直接地被支撐於該基座體(40)之上或之中的該旋轉體(50)上,以及在該基座體(40)中,複數條運行路徑(50c,50d,42a,42b)被提供予複數個構成該等軸承裝置之滾子體(43a,43b,43d,43e,43g,43r)。
  13. 如申請專利範圍第10項之齒輪機構,其中在一用以將該齒輪(30)之行星運動轉變成該輸出裝置之旋轉運動且係位於該內齒部(41)與該旋轉體(50)同一側上之裝置(70)的區域中,用於緊固被直接支撐於該基座體(40)之上或之中的該旋轉體(50)以抵抗沿軸向延伸至該內齒部(41)之力的至少該軸承裝置(43a)被徑向地向外偏位。
  14. 如申請專利範圍第10項之齒輪機構,其中被提供用於將被直接支撐於該基座體(40)之上或之中的該旋轉體(50)緊固以抵抗沿軸向延伸之力的至少該軸承裝置(43a),相較於用以將該齒輪(30)之行 星運動轉變成該輸出裝置之旋轉運動且位於該內齒部(41)與該旋轉體(50)同一側上之裝置(70),被定位為在遠離該內齒部(41)之該樞軸(40a)方向上成偏位。
  15. 如申請專利範圍第10項之齒輪機構,其中該等軸承裝置被實施為複數個球狀滾子元件(43g),其將被直接支撐於該基座體(40)之上或之中的該旋轉體(50)緊固在軸向與徑向上,且其係位於一由複數個軸承表面(40’a,42a,50c,50d)所界定之共同環狀室中,而該等軸承表面被實施在該定位體(40’)及該基座體(40)兩者上,以及在被直接支撐於該基座體(40)之上或之中的該旋轉體(50)上,該環狀室係位於該面端部(49)之區域中,而該定位體(40’)則係位於該面端部上。
  16. 如申請專利範圍第10項之齒輪機構,其中該等軸承裝置被實施為圓柱形滾子元件(43d,43e),其將被直接支撐於該基座體(40)之上或之中的該旋轉體(50)緊固在軸向與徑向上,且其係位於一由複數個軸承表面(40’a,42a,50c,50d)所界定之共同環狀室中,而各相對於該樞軸成45°傾斜之該等軸承表面被實施在該定位體(40’)及該基座體(40)兩者上,以及在被直接支撐於該基座體(40)之上或之中的該旋轉體(50)上,該環狀室係位於該面端部(49)之區域中,而該定位體(40’)則係位於該面端部上。
  17. 如申請專利範圍第1項之齒輪機構,其中 該齒輪機構在其朝向一旋轉體(50’)之側邊上具有一可防護該齒輪機構內之移動零件免遭玷污之蓋件(94),而該旋轉體(50’)並不被支撐,或僅被間接支撐於該基座體(40)之上或之中,或僅為了緊固以抵抗軸向力而被直接支撐於該基座體(40)之上或之中。
  18. 如申請專利範圍第17項之齒輪機構,其中該蓋件(94)具有一中心開口,而該輸入裝置(10)便被導引穿過該中心開口。
  19. 如申請專利範圍第17項之齒輪機構,其中一圍封(92)係位於該中心開口區域內並在該蓋件(94)與該輸入裝置(10)之間。
  20. 如申請專利範圍第17項之齒輪機構,其中一用於諸軸承體(3)之軸承表面(91)被實施在該蓋件(94)上,藉該等軸承體使該輸入裝置(10)以其朝向一旋轉體(50’)之側邊被支撐在該蓋件(94)上,而該旋轉體(50’)並不被支撐,或僅被間接支撐於該基座體(40)之上或之中,或僅為了緊固以抵抗軸向力而被直接支撐於該基座體(40)之上或之中。
  21. 如申請專利範圍第1至20項中任一項之齒輪機構,其中一圍封(93)被設置在被直接支撐於該基座體(40)之上或之中的該旋轉體(50)與該定位體(40’)之間。
  22. 如申請專利範圍第1至20項中任一項之齒輪機構,其中該齒輪機構朝向直接被支撐於該基座體(40)之上或之中的該旋轉體(50)而定向之側邊被實施為一動力 起動側,而該齒輪機構朝向並不被支撐,或僅被間接支撐於該基座體(40)之上或之中,或僅為了緊固以抵抗軸向力而被直接支撐於該基座體(40)之上或之中的該旋轉體(50’)而定向之側邊則被實施為該齒輪機構之驅動側。
  23. 如申請專利範圍第1至20項中任一項之齒輪機構,其中用於將該齒輪(30)之行星運動轉變成該輸出裝置之旋轉運動的該裝置(70)包括一呈十字形之轉換元件(70)。
  24. 如申請專利範圍第23項之齒輪機構,其中被實施為十字形狀之該轉換元件(70)相對於該齒輪(30)及該等旋轉體(50,50’)被可移動地定位,且相對於該輸出裝置(10)之軸線而作橫向運動。
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