TWI672450B - 驅動裝置 - Google Patents

Abstract

本發明的驅動裝置具備沿著中空主軸的周面設置的第一栓塞、第二栓塞及第三栓塞。於第一栓塞的外周面設有軸承，於第二栓塞的外周面設有可撓軸承。於中空主軸的徑方向外側，設有以內周面支持內齒輪的第一支持部、及支持可撓性外齒輪的第二支持部。可撓性外齒輪與內齒輪彼此嚙合，且因齒數不同而相對旋轉。自軸方向觀看的第一栓塞的外周面為真圓形，第二栓塞的外周面為具有較第一栓塞的直徑更長的長軸及短軸的橢圓形。可撓軸承於未安裝於中空主軸的狀態下，俯視為具有較第二栓塞的長軸更短的內徑的圓形。第三栓塞的外周面至少於自軸方向觀看與長軸重疊的位置具有錐面。

Description

驅動裝置

本發明是有關於一種驅動裝置。

於日本專利特開平9-291983號公報中，揭示有一種將輸入旋轉減速並傳遞至負載側的齒輪裝置。該公報所記載的齒輪裝置具備輸入旋轉軸、剛性內齒輪、與剛性內齒輪嚙合的可撓性外齒輪、及與可撓性外齒輪一併旋轉的第二端板。輸入旋轉軸與第二端板是藉由球軸承(ball bearing)以彼此旋轉自如的狀態支持。另外，輸入旋轉軸與可撓性外齒輪是藉由橢圓形狀的波形產生器(waveform generator)以彼此旋轉自如的狀態支持。

若輸入旋轉軸高速旋轉，則由於橢圓形狀的波形產生器、及外齒與內齒的齒數差異，第二端板以與輸入轉速相比經減速的轉速而旋轉。於第二端板上連接有負載，自第二端板將減速旋轉傳遞至負載。

[專利文獻1]日本專利特開平9-291983號公報

於日本專利特開平9-291983號公報所記載的齒輪裝置中，波形產生器是於在輸入旋轉軸的外周面一體形成的橢圓形的剛性 凸輪板的外周面中嵌入波形軸承(wave bearing)而構成。波形軸承因剛性凸輪板的外周面的輪廓而成為橢圓形。因此，於嵌入至剛性凸輪板之前的狀態下，波形軸承的內徑小於剛性凸輪板的長軸的外徑。因此，存在難以將波形軸承嵌入至最大徑較波形軸承更大的剛性凸輪板的外周面，生產作業效率降低等問題。

鑒於此種問題，本發明的目的在於提供一種可於驅動裝置中容易地安裝可撓性的軸承而提高生產性的構造。

為了解決所述課題，本發明是一種驅動裝置，其具備：主軸，於中心軸的軸方向上延伸；第一栓塞，於所述主軸的第一端部側沿著周方向而設置；第二栓塞，於所述主軸的較所述第一栓塞更靠第二端部側沿著周方向而設置；第三栓塞，於所述主軸的所述第一栓塞與所述第二栓塞之間沿著周方向而設置；第一軸承，支持於所述第一栓塞的外周面；可撓性的第二軸承，支持於所述第二栓塞的外周面；圓筒狀的內齒輪，包圍所述主軸；圓筒狀的第一支持部，位於較所述內齒輪更靠所述主軸的徑方向外側，且以內周面支持所述內齒輪；可撓性外齒輪，位於所述內齒輪的徑方向內側，且經由所述第二軸承而支持於所述第二栓塞；以及第二支持部，位於所述主軸的徑方向外側，且支持所述可撓性外齒輪；並且將所述第一支持部或所述第二支持部中的一者固定，所述可撓性外齒輪與所述內齒輪彼此嚙合，並且因齒數不同而相對旋轉，自所述軸方向觀看的所述第一栓塞的外周面為真圓 形，自所述軸方向觀看的所述第二栓塞的外周面為具有較所述第一栓塞的直徑更長的長軸及短軸的橢圓形，所述第二軸承於未安裝於所述主軸的狀態下，俯視為具有較所述第二栓塞的所述長軸更短的內徑的圓形，所述第三栓塞的外周面至少於自所述軸方向觀看與所述長軸重疊的位置，具有隨著朝向所述第二端部側而擴徑的錐面。

根據本發明，於使可撓性的第二軸承安裝於第二栓塞的情形時，若自主軸的第一端部插入第二軸承，則第二軸承一面藉由錐面而內徑被擴大，一面移動至第二栓塞。而且，可將第二軸承安裝於第二栓塞。即，無需使用夾具等將第二軸承的內徑擴大，可將第二軸承安裝於第二栓塞。藉此，可容易地將第二軸承安裝於第二栓塞，提高驅動裝置的生產性。

1‧‧‧驅動裝置

2‧‧‧中空主軸

2A‧‧‧凹部

3‧‧‧第一支持部

4‧‧‧可撓性外齒輪

5‧‧‧第二支持部

9‧‧‧中心軸

21‧‧‧第一栓塞

22‧‧‧第二栓塞

23‧‧‧第三栓塞

24‧‧‧第四栓塞

31‧‧‧內齒輪

41‧‧‧可撓筒部

42‧‧‧凸緣部

51、53‧‧‧軸承

52‧‧‧可撓軸承

54‧‧‧交叉滾柱軸承

61‧‧‧扣環

231‧‧‧錐面

311‧‧‧內齒

411‧‧‧外齒

D1‧‧‧外徑

D2‧‧‧長軸徑

D3‧‧‧短軸徑

D4‧‧‧內徑

圖1為本申請案的例示性實施形態的驅動裝置的剖面圖。

圖2為圖1的II-II線的剖面圖。

圖3為用以說明栓塞的圖。

圖4為用以說明可撓軸承與各栓塞的關係的圖。

以下，一方面參照圖式一方面對本申請案的例示性實施形態進行說明。再者，於本申請案中，分別將與中空主軸的中心 軸平行的方向稱為「軸方向」，將與中心軸正交的方向稱為「徑方向」，將沿著以中心軸為中心的圓弧的方向稱為「周方向」。

<1.驅動裝置的構成>

圖1為本申請案的例示性實施形態的驅動裝置1的剖面圖。圖2為圖1的II-II線的剖面圖。

驅動裝置1具備中空主軸2。中空主軸2為於中心軸9的軸方向上延伸的中空的圓筒構件。中空主軸2自未圖示的電動機傳遞旋轉力，以中心軸9為中心於周方向上旋轉。中空主軸2例如以不鏽鋼等金屬為材料。

中空主軸2具有第一栓塞21、第二栓塞22、第三栓塞23及第四栓塞24。第一栓塞21、第二栓塞22、第三栓塞23及第四栓塞24分別為沿著周方向擴展的筒狀或弧狀的部位。第一栓塞21設於中空主軸2的第一端部(軸方向的其中一端)側。第二栓塞22設於較第一栓塞更靠中空主軸2的第二端部(軸方向的另一端)側。第三栓塞23設於第一栓塞21與第二栓塞22之間。第四栓塞24設於較第二栓塞22更靠中空主軸2的第二端部側。關於各栓塞21~24，將於下文中詳述。

於本實施形態中，中空主軸2、第一栓塞21、第二栓塞22、第三栓塞23及第四栓塞24為同一構件。即，第一栓塞21、第二栓塞22、第三栓塞23及第四栓塞24為中空主軸2的一部分。然而，中空主軸2、第一栓塞21、第二栓塞22、第三栓塞23及第四栓塞24亦可設為不同構件。

於第一栓塞21的外周面設有軸承51。軸承51為本申請案的「第一軸承」的一例。軸承51是自中空主軸2的第一端部插入至中空主軸2上，安裝於第一栓塞21。於中空主軸2的外周面，於第一栓塞21與第三栓塞23之間沿著周方向設有凹部2A。凹部2A較第一栓塞21的外周面更向徑方向內側凹陷。於凹部2A中嵌入有扣環(snap ring)61。扣環61較第一栓塞21的外周面更向徑方向外側突出。扣環61為阻止經插入至中空主軸2上的軸承51自第一端部向第三栓塞23側移動的固定環構件。藉由扣環61，可阻止軸承51向第二栓塞22側移動，容易進行軸承51對第一栓塞21的定位。

於第二栓塞22的外周面設有可撓軸承52。可撓軸承52為本申請案的「第二軸承」的一例。可撓軸承52是自中空主軸2的第一端部插入至中空主軸2上，安裝於第二栓塞22。如圖2所示，第二栓塞22的外周面自軸方向俯視為橢圓形狀。可撓軸承52於未安裝於第二栓塞22的狀態下，於未施加外力時俯視為圓形。可撓軸承52若安裝於第二栓塞22，則因第二栓塞22的輪廓而彎曲成橢圓形。

於第四栓塞24的外周面設有軸承53。軸承53是自中空主軸2的第二端部插入至中空主軸2上，安裝於第四栓塞24。

驅動裝置1具備圓筒狀的第一支持部3。第一支持部3配置於中空主軸2的徑方向外側，且以內周面支持下文將述的內齒輪31。第一支持部3經由軸承53而支持於第四栓塞24。第一 支持部3例如固定於未圖示的驅動裝置1的罩殼等。藉此，中空主軸2相對於經固定的第一支持部3而旋轉自如。與中空主軸2同樣地，第一支持部3例如以不鏽鋼等金屬為材料。

驅動裝置1具備包圍中空主軸2的圓筒狀的內齒輪31。內齒輪31是於第一支持部3的內周面沿著周方向而設置。於內齒輪31的內周面，於周方向上以一定間距設有多個內齒311(參照圖2)。內齒311可為第一支持部3的一部分，亦可為固定於第一支持部3的其他構件。

驅動裝置1具備可撓性外齒輪4。可撓性外齒輪4位於中空主軸2的徑方向外側。可撓性外齒輪4具有可撓筒部41及凸緣部42。

可撓筒部41為沿著中空主軸2的周方向而配置的筒狀的部位。可撓筒部41位於內齒輪31的徑方向內側，經由可撓軸承52而支持於第二栓塞22。另外，於可撓筒部41的外周面，於周方向上以一定間距設有多個外齒411(參照圖2)。可撓性外齒輪4的外齒411與內齒輪31的內齒311彼此嚙合。另外，可撓性外齒輪4的齒數少於內齒輪31的齒數。

凸緣部42自可撓筒部41的軸方向的其中一端部朝向徑方向外側延伸。對於凸緣部42，藉由例如螺固將徑方向外側的端部固定於下文將述的第二支持部5。

如上文所述般，可撓軸承52若安裝於第二栓塞22，則彎曲成橢圓形。藉由使可撓軸承52彎曲成橢圓形，可撓性外齒輪 4亦自軸方向觀看而彎曲成橢圓形。橢圓形的可撓性外齒輪4的短軸較內齒輪31的內徑更短，且可撓性外齒輪4的長軸與內齒輪31的內徑大致相同。因此，可撓性外齒輪4的外齒411與內齒輪31的內齒311於周方向的兩處嚙合。而且，若中空主軸2旋轉，則嚙合位置於周方向上移動。由於外齒411與內齒311的齒數不同，故而可撓性外齒輪4與內齒輪31相對旋轉。此時的可撓性外齒輪4的轉速變得小於中空主軸2的轉速。

於第二支持部5上連接有未圖示的負載。第二支持部5為向負載輸出自未圖示的電動機輸入至中空主軸2的旋轉的輸出部。第二支持部5為配置於中空主軸2的徑方向外側，且支持可撓性外齒輪4的圓環狀的構件。第二支持部5藉由螺固而與可撓性外齒輪4的凸緣部42固定。第二支持部5經由軸承51而可旋轉地連接於中空主軸2。另外，第二支持部5經由交叉滾柱軸承(cross roller bearing)54而可旋轉地連接於第一支持部3。第二支持部5與可撓性外齒輪4一併旋轉。如上文所述般，可撓性外齒輪4的轉速小於中空主軸2的轉速。即，第二支持部5的轉速小於中空主軸2的轉速。如此，驅動裝置1可使經輸入至中空主軸2的旋轉減速並向負載輸出。

<2.關於第一栓塞21、第二栓塞22、第三栓塞23>

圖3為用以說明第一栓塞21、第二栓塞22、第三栓塞23的圖。圖3表示自徑方向觀看中空主軸2的圖、及自軸方向觀看中空主軸2的圖。

第一栓塞21的外周面自軸方向觀看為真圓形狀。第二栓塞22的外周面自軸方向俯視為橢圓形狀。第二栓塞22的外周面的長軸及短軸較第一栓塞21的外徑更長。即，若以D1表示第一栓塞21的外徑，以D2表示第二栓塞22的長軸徑，以D3表示第二栓塞22的短軸徑，則D1<D3<D2。

第三栓塞23的外周面的一部分成為隨著自中空主軸2的第一端部朝向第二端部側而擴徑的錐面231。自軸方向觀看，錐面231是設於與第二栓塞22的長軸重疊的位置。於下文中將詳述，錐面231為於對第二栓塞22安裝可撓軸承52時使可撓軸承52的安裝作業容易的部位。再者，錐面231只要相對於中心軸9而設為銳角即可，但若相對於中心軸9而為「20°~45°」則更佳。另外，於第三栓塞23的外周面，自軸方向觀看，與第二栓塞22的短軸重疊的位置可成為錐狀，亦可不成為錐狀。

另外，圖3中雖省略圖示，但第四栓塞24自軸方向觀看為真圓形狀。第四栓塞24的直徑與第二栓塞22的外周面的長軸大致相同。

<3.關於可撓軸承52的安裝作業>

以下，就對第二栓塞22安裝可撓軸承52的作業進行說明。

圖4為用以說明可撓軸承52與第一栓塞21、第二栓塞22、第三栓塞23的關係的圖。圖4為對圖3追加可撓軸承52的圖，且於自軸方向觀看的圖中，可撓軸承52的內周面是以虛線表示。

可撓軸承52於未安裝於第二栓塞22的狀態下且未施加外力時，自軸方向觀看為圓形。該狀態下的可撓軸承52的內徑較第一栓塞21的外徑D1更長，較第二栓塞22的長軸徑D2更短，且較第二栓塞22的短軸徑D3更長。即，若以D4表示未施加外力的狀態下的可撓軸承52的內徑，則為D1<D3<D4<D2。

於將可撓軸承52安裝於第二栓塞22的情形時，將可撓軸承52自中空主軸2的第一端部側插入。於其插入過程中，由於D1<D4的關係，可撓軸承52不受第一栓塞21的妨礙而通過第一栓塞21。然後，由於D4<D2的關係，可撓軸承52與錐面231接觸。若將可撓軸承52進一步插入，則可撓軸承52的內周面於錐面231上滑動，可撓軸承52一面藉由錐面231而內徑被擴大，一面移動至第二栓塞22。而且，將可撓軸承52安裝於第二栓塞22。

如此，由於D4<D2的關係，需要將可撓軸承52的內徑擴大而安裝於第二栓塞22。然而，本實施形態中，若自中空主軸2的第一端部朝向第二端部插入可撓軸承52，則可撓軸承52藉由設於第二栓塞22近前的錐面231而內徑被擴大。於未設有錐面231的情形時，需要使用夾具等將可撓軸承52的內徑擴大，藉由設置錐面231，可於不使用夾具的情況下將可撓軸承52安裝於第二栓塞22。藉此，可容易地將可撓軸承52安裝於第二栓塞22，提高驅動裝置1的生產性。

再者，於圖3及圖4中，中空主軸2的外徑由D1暫且變小，然後經由錐面231而成為D2，但不限定於此。中空主軸2 的外徑亦可為由D1經由錐面231成為D2的構成。即，第一栓塞21與第三栓塞23之間的中空主軸2的外徑亦可與D1為相同直徑。即便於該情形時，於插入可撓軸承52時，亦藉由錐面231而容易地安裝於第二栓塞22。

<4.變形例>

以上，對本發明的一實施形態進行了說明，但本發明不限定於所述實施形態。

所述實施形態中，將第一支持部3固定，但亦可將第二支持部5固定。於該情形時，內齒輪31相對於經固定的可撓性外齒輪4而旋轉，第一支持部3與內齒輪31一併旋轉。即，第一支持部3成為旋轉的輸出部。

關於構成所述驅動裝置1的各構件的材料，例如可使用高強度的金屬。然而，各構件的材料只要可耐受使用時的負載即可，未必限定於金屬。

另外，關於驅動裝置1的細微部分的形狀，亦可與本申請案的各圖所示的形狀不同。另外，亦可於不產生矛盾的範圍內將所述實施形態或變形例中出現的各元件適當組合。

[產業上的可利用性]

本發明可用於驅動裝置。

Claims (6)

1. 一種驅動裝置，包括：主軸，在中心軸的軸方向上延伸；第一栓塞，於所述主軸的第一端部側沿著周方向而設置；第二栓塞，於所述主軸的較所述第一栓塞更靠第二端部側沿著周方向而設置；第三栓塞，於所述主軸的所述第一栓塞與所述第二栓塞之間沿著周方向而設置；第一軸承，支持於所述第一栓塞的外周面；可撓性的第二軸承，支持於所述第二栓塞的外周面；圓筒狀的內齒輪，包圍所述主軸；圓筒狀的第一支持部，位於較所述內齒輪更靠所述主軸的徑方向外側，且以內周面支持所述內齒輪；可撓性外齒輪，位於所述內齒輪的徑方向內側，經由所述第二軸承而支持於所述第二栓塞；以及第二支持部，位於所述主軸的徑方向外側，支持所述可撓性外齒輪；並且將所述第一支持部或所述第二支持部中的一者固定，所述可撓性外齒輪與所述內齒輪彼此嚙合，並且因齒數不同而相對旋轉，自所述軸方向觀看的所述第一栓塞的外周面為真圓形，自所述軸方向觀看的所述第二栓塞的外周面為具有較所述第 一栓塞的直徑更長的長軸及短軸的橢圓形，所述第二軸承於未安裝於所述主軸的狀態下，俯視為具有較所述第二栓塞的所述長軸更短的內徑的圓形，所述第三栓塞的外周面至少於自所述軸方向觀看與所述長軸重疊的位置具有隨著朝向所述第二端部側而擴徑的錐面。
2. 如申請專利範圍第1項所述的驅動裝置，其中所述第二軸承於未安裝於所述主軸的狀態下，俯視為具有較所述短軸更長的內徑的圓形。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的驅動裝置，其中所述第二軸承於未安裝於所述主軸的狀態下，俯視為具有較所述第一栓塞的外徑更長的內徑的圓形。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的驅動裝置，其中所述主軸、所述第一栓塞、所述第二栓塞及所述第三栓塞為同一構件。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的驅動裝置，其中所述主軸具有凹部，所述凹部是於所述第一栓塞與所述第三栓塞之間的外周面沿著周方向而設置，且較所述第一栓塞的外周面更向徑方向內側凹陷，且所述驅動裝置更具備固定環構件，所述固定環構件是一部份嵌入至所述凹部中，沿著所述主軸的周方向而設置，且較所述第一栓塞的外周面更向徑方向外側突出。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的驅動裝置，其中 所述第二支持部經由所述第一軸承而支持於所述主軸。