TWI464337B - 減速裝置 - Google Patents

Description

減速裝置

本發明係有關於減速裝置之技術領域，尤指一種利用齒輪與環齒之齒數差來達到高減速比目的之減速裝置。

減速裝置在動力傳遞技術中，一直以來都佔有其相當重要的地位，由其是要將高轉速低扭力的動力源轉換成低轉速高扭力之動力，用以驅動較大的負載。其中尤以Mr.C.W.Musser所發明之諧和式減速機最為人所稱道。其主要係利用金屬的撓性及彈性力學之原理，完全顛覆了傳統的動力傳達方式，因此，在發明之初便立刻受到全世界的注目。

一般而言，諧和式減速機主要係包含有一供固設於減速機外殼之環體(Circular Spline)、一具彈性之杯狀結構體(Flex Spline)以及一波浪產生器(Wave Generator)。該環體之內圈形成有一第一齒圈，該杯狀結構體係裝設於諧和式減速機之出力軸，且其杯口外緣形成有一與第一齒圈局部嚙合之第二齒圈，該第二齒圈之齒數少於該第一齒圈之齒數而形成一齒數差(h)；該波浪產生器係由橢圓狀的凸輪與其外環中間嵌以滾珠軸承所構成，且諧和式減速機之入力軸係同心固設於凸輪中；該軸承的內環則固定於凸輪上，利用滾珠介於其中之故，令軸承外環產生變形，迫使杯狀結構體變形，令第二齒圈局部嚙合於第一齒圈。因此，當波浪產生器迴轉一圈時，會迫使杯 狀結構體逆向轉動h齒，而達到減速傳動之目的。

傳統之諧和式減速機雖然具有高減速比、背隙小與高精度等優點，然而，該杯狀結構體在運轉時必須不斷地依序產生循環變形(外擴與收縮)，因此很容易產生金屬疲勞現象，再加上其因為必須產生變形之故，其厚度(結構強度)受到先天上的限制，在產生疲勞現象後，非常容易產生破裂，導致諧和式減速機之使用壽命都不長。

緣是，本發明人乃針對上述諧和式減速機使用壽命短之缺失，本著鍥而不捨的精神與精益求精之目的，積極不斷的加以研究改良，並經長期之努力與試驗，終於開發設計出本發明。

本發明之主要目的，在於解決上述的問題而提供一種利用齒輪與環齒之齒數差來達到高減速比目的之減速裝置。

為達上述目的，本發明主要係包括：一殼體，該殼體之內壁上係形成有一第一內環齒；一同心旋設於殼體底部之出力構件，該出力構件係包含有一齒輪，該齒輪之第一面係同心伸設有一凸柱；一容置於殼體中之驅動環，該驅動環之外壁上係形成有外環齒，而其內壁對應於出力構件之一端係形成有第二內環齒；其中，該外環齒係嚙合於第一內環齒，且該外環齒之齒數係少於第一內環齒之齒數，並形成有一第一齒數差；該第二內環齒係嚙合於該齒輪，且該第二內環齒之齒數係大於齒輪之齒數，並形成一第二齒數差；一固設於殼體並藉以封閉該殼體 之蓋體；以及一旋設於該蓋體之入力構件，該入力構件係包含有一旋設於蓋體中之軸柱，該軸柱係同心對應於該凸柱；該軸柱下方連設有一偏心塊，其中，該偏心塊係旋設於驅動環中。

藉由上述結構組合，令所有機構間之傳動皆利用剛性之齒輪與環齒，因此結構強度佳，除克服前述習用諧和式減速機使用壽命短之缺點，且保留諧和式減速機高減速比之優點。

本發明之上述及其他目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入了解。

當然，本發明在某些另件上，或另件之安排上容許有所不同，但所選用之實施例，則於本說明書中，予以詳細說明，並於附圖中展示其構造。

本發明係有關於一種利用齒輪與環齒之齒數差來達到高減速比目的之減速裝置，請參閱如第一至第四圖所示，其主要係包含有一殼體(10)、一同心旋設於殼體(10)底部之出力構件(20)、一容置於殼體(10)中之驅動環(30)、一固設於殼體(10)並藉以封閉該殼體(10)之蓋體(40)以及一旋設於該蓋體(440)之入力構件(50)。

該殼體(10)之內壁上係形成有第一內環齒(11)。

該出力構件(20)係包含有一齒輪(21)，該齒輪(21)之第一面係同心伸設有一凸柱(22)，而其第二面則同心形成有一圓孔(23)，其中，該凸柱(22)於延伸出殼 體(10)後，係進一步同心固設一第一結合件(24)。

該驅動環(30)之外壁上係形成有外環齒(31)，而其內壁對應於出力構件(20)之一端係形成有第二內環齒(32)。其中，該外環齒(31)係嚙合於第一內環齒(11)，且該外環齒(31)之齒數係少於第一內環齒(11)之齒數，並形成有一第一齒數差(h1)；該第二內環齒(32)係嚙合於該齒輪(21)，且該第二內環齒(32)之齒數係大於齒輪(21)之齒數，並形成一第二齒數差(h2)。

該入力構件(50)係包含有一旋設於蓋體(40)中之軸柱(51)，該軸柱(51)係同心對應於該凸柱(22)。該軸柱(51)下方連設有一偏心塊(52)，該偏心塊(52)異於軸柱(51)之一面則伸設有一定位柱(53)，其中，該偏心塊(52)係旋設於驅動環(30)中，該定位柱(53)係與軸柱(51)同心對應並旋設於出力構件(20)之圓孔(23)中，藉以確保出力構件(20)與入力構件(50)之同心對應關係。另，該軸柱(51)上並同心伸設有一第二結合件(54)。其中，該第二結合件(54)之形態係與第一結合件(24)之形態互相互補對應。

請參閱如第四至第六圖所示，為方便說明本發明之減速動作，本發明之較佳實施例中，該第一齒數差(h1)與第二齒數差(h2)皆設定為七齒(如第四圖中所標示之齒數)。當入力構件(50)開始轉動時，該偏心塊(52)會迫使驅動 環(30)同時相對於殼體(10)與出力構件(20)公轉。由於第一內環齒(11)之齒數比驅動環(30)外環齒(31)之齒數多七齒，因此，在互相嚙合的情況下，當驅動環(30)相對於第一內環齒(11)公轉一周後，該第一內環齒(11)會迫使驅動環(30)自轉七齒之行程，換言之，此時驅動環(30)僅相對於齒輪(21)公轉七齒的行程。依前述數據換算，當入力構件(50)旋轉10圈時，才能令驅動環(30)相對於齒輪(21)公轉一周，此時因第二內環齒(32)與齒輪(21)之第一齒數差(h1)，該第二內環齒(32)會迫使齒輪(21)自轉七齒之行程，由第四圖中可知，該齒輪(21)之齒數係設為49齒，因此，本發明之較佳實施例中，當入力構件(50)旋轉70圈時，該出力構件(20)僅旋轉一圈，因此可得七十分之一的減速比。

請再參閱如第七圖，當一機構需要極高的減速比時，由於本發明之第一結合件(24)與第二結合件(54)係互相互補且同心對應，因此可將兩本發明之第一結合件(24)與第二結合件(54)互相頭尾串接，可將兩減速裝置之減速比達到相乘的效果。

綜上所述，本發明所有機構間之傳動皆利用剛性之齒輪與環齒，因此結構強度佳，除克服前述習用諧和式減速機使用壽命短之缺點外，並保留諧和式減速機高減速比之優點。再者，本發明入力構件(50)與出力構件(20)之轉軸係採同心 對應設計，因此，當機構需要極高減速比時，只要將兩個本發明互相頭尾串接，即可獲得兩者減速比相乘之效果，且只要採模組化設計，即可將不同減速比之本發明任意組合，無須另外研發或變更設計，即可獲得各種不同比值之減速效果，擴大本發明之使用範疇。

以上所述實施例之揭示係用以說明本發明，並非用以限制本發明，故舉凡數值之變更或等效元件之置換仍應隸屬本發明之範疇。

由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本發明的確可達成前述目的，並且在同類製程或產品中均未見有類似之發表，實已符合專利法之規定，爰依法俱文提出專利申請。

10‧‧‧殼體

11‧‧‧第一內環齒

20‧‧‧出力構件

21‧‧‧齒輪

22‧‧‧凸柱

23‧‧‧圓孔

24‧‧‧第一結合件

30‧‧‧驅動環

31‧‧‧外環齒

32‧‧‧第二內環齒

40‧‧‧蓋體

50‧‧‧入力構件

51‧‧‧軸柱

52‧‧‧偏心塊

53‧‧‧定位柱

54‧‧‧第二結合件

第一圖係本發明之立體外觀圖。

第二圖係本發明之立體分解圖。

第三圖係本發明另一角度之立體分解圖。

第四圖係本發明之剖視圖。

第五圖係本發明第四圖中5-5割面線之剖視圖。

第六圖係本發明第四圖中6-6割面線之剖視圖。

第七圖係本發明互相串接之使用狀態參考圖。

10‧‧‧殼體

20‧‧‧出力構件

23‧‧‧圓孔

24‧‧‧第一結合件

30‧‧‧驅動環

51‧‧‧軸柱

52‧‧‧偏心塊

53‧‧‧定位柱

54‧‧‧第二結合件

Claims (3)

1. 一種減速裝置，其主要係包括：一殼體，該殼體之內壁上係形成有第一內環齒；一同心旋設於殼體底部之出力構件，該出力構件係包含有一齒輪，該齒輪之第一面係同心伸設有一凸柱；一容置於殼體中之驅動環，該驅動環之外壁上係形成有外環齒，而其內壁對應於出力構件之一端係形成有第二內環齒；其中，該外環齒係嚙合於第一內環齒，且該外環齒之齒數係少於第一內環齒之齒數，並形成有一第一齒數差；該第二內環齒係嚙合於該齒輪，且該第二內環齒之齒數係大於齒輪之齒數，並形成一第二齒數差；一固設於殼體並藉以封閉該殼體之蓋體；以及一旋設於該蓋體之入力構件，該入力構件係包含有一旋設於蓋體中之軸柱，該軸柱係同心對應於該凸柱；該軸柱下方連設有一偏心塊，其中，該偏心塊係旋設於驅動環中。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之減速裝置，其中，該齒輪之第二面係同心形成有一圓孔；該偏心塊異於軸柱之一面則伸設有一定位柱，該定位柱係與軸柱同心對應並旋設於出力構件之圓孔中。
3. 依據申請專利範圍第1或2項所述之減速裝置，其中，該凸柱於延伸出殼體後，係進一步同心固設一第一結合件； 該軸柱上係同心伸設有一第二結合件，該第二結合件之形態係與第一結合件之形態互相互補對應。