TWI784435B - 諧波齒輪裝置單元 - Google Patents

諧波齒輪裝置單元 Download PDF

Info

Publication number
TWI784435B
TWI784435B TW110108621A TW110108621A TWI784435B TW I784435 B TWI784435 B TW I784435B TW 110108621 A TW110108621 A TW 110108621A TW 110108621 A TW110108621 A TW 110108621A TW I784435 B TWI784435 B TW I784435B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
gear
aforementioned
harmonic
unit
bearing
Prior art date
Application number
TW110108621A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202214975A (zh
Inventor
木村浩明
清澤芳秀
半田純
Original Assignee
日商和諧驅動系統股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商和諧驅動系統股份有限公司 filed Critical 日商和諧驅動系統股份有限公司
Publication of TW202214975A publication Critical patent/TW202214975A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI784435B publication Critical patent/TWI784435B/zh

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H49/00—Other gearings
    • F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/16—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
    • F16C19/163—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
    • F16C19/166—Four-point-contact ball bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/36—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
    • F16C19/361—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with cylindrical rollers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/021—Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/023—Mounting or installation of gears or shafts in the gearboxes, e.g. methods or means for assembly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/61—Toothed gear systems, e.g. support of pinion shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H49/00—Other gearings
    • F16H49/001—Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
    • F16H2049/003—Features of the flexsplines therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)
  • Massaging Devices (AREA)
  • Supporting Of Heads In Record-Carrier Devices (AREA)

Abstract

本發明的目的為：使用共用的零件，能低價地製造不同軸長的諧波齒輪裝置單元。 諧波齒輪裝置單元(1)，具有單元外殼(2)、諧波齒輪裝置(3)及軸承裝置(4)。軸承裝置(4)之軸承部(41)的滾珠(44)，位在外齒齒輪(32)的圓筒狀本體之徑向的外側。滾珠(44)的直徑(S)，為外齒齒輪(32)之節圓直徑(D)的0.05倍~0.15倍。滾珠(44)的中心，位於「從膜片(32c)的內側端面(32f)沿著中心軸線(1a)朝向圓筒狀本體(32b)側，直徑(S)的1.2倍距離」的點、與「從內側端面(32f)朝向相反側，直徑(S)的1倍距離」的點之間。軸承裝置(4)可在不同軸長的諧波齒輪裝置單元(1)、(100)中共通化(共用化)。

Description

諧波齒輪裝置單元
本發明關於具備下述構件的諧波齒輪裝置單元：單元外殼；杯型的諧波齒輪裝置，被組裝入單元外殼的內部；軸承裝置，相對於單元外殼，以自由轉動的狀態支承著諧波齒輪裝置的外齒齒輪。
諧波齒輪裝置單元，譬如專利文獻1(日本實用新案登錄第3219909號公報)所記載。這裡所記載的減速機，在圓筒狀的外殼收納有：剛性的內齒齒輪、形成杯狀之可撓性的外齒齒輪及諧波產生器。外齒齒輪之輪轂的部分，隔著交叉滾柱軸承，以自由轉動的狀態由外殼所支承。
為了縮短諧波齒輪裝置單元的軸長，而採用以下的構造：對形成杯狀的外齒齒輪，將同軸地配列於軸方向的軸承，配置於外齒齒輪的外周側。舉例來說，如專利文獻2(日本特開2020-509311號公報)的圖1所揭示，將交叉滾柱軸承配置成圍繞「形成杯狀之外齒齒輪的圓筒狀本體」的狀態。如此一來，諧波齒輪裝置單元的扁平化為可能。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本實用新案登錄第3219909號公報 [專利文獻2]日本特開2020-509311號公報
[發明欲解決之問題]
在諧波齒輪裝置單元中，因應於其組入的場所、用途等，雖然外徑尺寸相同，但有時需要軸長不同的配置。因此，預先準備不同軸長的複數個諧波齒輪裝置單元，而提供適合所需規格之軸長的諧波齒輪裝置單元。構成「不同軸長的諧波齒輪裝置單元」的構成零件，也必須對應於軸長而預先大量地準備。
有鑑於這點，本發明的目的在於：使用共用的零件，能低價地製造不同軸長的諧波齒輪裝置單元。 [解決問題之手段]
本發明的諧波齒輪裝置單元，具有：筒狀的單元外殼；諧波齒輪裝置，被組裝入前述單元外殼的內部；軸承裝置，相對於前述單元外殼，將前述諧波齒輪裝置的轉動輸出構件支承成可自由轉動。前述諧波齒輪裝置具備：剛性的內齒齒輪，被配置於前述單元外殼的內側；可撓性的外齒齒輪，形成杯狀，並且同軸地配置於前述內齒齒輪的內側；諧波產生器，同軸地嵌入於前述外齒齒輪的內側。前述內齒齒輪，固定或者一體形成於前述單元外殼之其中一個第1端部側的內周面部分。前述外齒齒輪，為前述轉動輸出構件，具備：圓筒狀本體，前述第1端部側的前端成為前端開口部；膜片，從前述圓筒狀本體的後端延伸至半徑方向的內側；圓環狀之剛性的輪轂，一體形成於前述膜片的內周緣；外齒，形成於與前述內齒齒輪的內齒相對向之前述圓筒狀本體中前述前端側的外周面部分。前述諧波產生器，被嵌入前述圓筒狀本體中形成有前述外齒的部分的內側。前述軸承裝置，具備軸承部及輸出軸部。前述軸承部具備：外環，被固定於前述單元外殼之另一個第2端部側的內周面部分；內環，配置成圍繞「前述外齒齒輪的前述圓筒狀本體中前述後端側的部分」的狀態；複數個滾動體，被插入至圓環狀的軌道溝，該圓環狀的軌道溝形成於前述外環與前述內環之間。前述輸出軸部為環狀構件，其外周側部分連結於前述內環，其內周側部分固定於前述輪轂。
在該構造的諧波齒輪裝置單元中，前述滾動體，相對於前述外齒齒輪的前述圓筒狀本體，位於其徑向的外側。此外，前述滾動體的直徑S，為前述外齒齒輪之前述圓筒狀本體的內徑D的0.05倍~0.15倍。除此之外，前述滾動體的中心，位於以下兩點之間：從連結於前述圓筒狀本體的內周面之前述膜片的內側端面起，沿著中心軸線朝向前述圓筒狀本體側，前述滾動體之前述直徑S之1.2倍距離的點；從前述內側端面起，沿著前述中心軸線朝向前述圓筒狀本體的相反側，前述直徑S之1倍距離的點。
如以上所述，藉由規定軸承裝置之滾動體的位置、直徑，能在諧波齒輪裝置單元確保必要的軸承剛性，此外，在組裝有「相同直徑，本體長度不同之杯狀的外齒齒輪」的諧波齒輪裝置單元之間，能使「具備軸承部及輸出軸部的軸承裝置」共通化。
舉例來說，作為上述構造的諧波齒輪裝置單元，在提供「含有相同外徑，但軸長不同之至少第1、第2諧波齒輪裝置的諧波齒輪裝置單元」之系列的場合中，前述第1諧波齒輪裝置單元，具備第1外齒齒輪作為前述外齒齒輪，前述第2諧波齒輪裝置單元，具備「與前述第1外齒齒輪相同的節圓直徑，軸長比該第1外齒齒輪短的第2外齒齒輪」，作為前述外齒齒輪。在該場合中，能將前述軸承裝置共用於前述第1、第2諧波齒輪裝置單元。
以下，參考圖面說明採用了本發明之諧波齒輪裝置單元的實施形態。以下的實施形態，是顯示本發明其中一例的形態，本發明並不侷限於該實施形態。
圖1A，是顯示「實施形態之諧波齒輪裝置單元系列所含有的軸長不同之複數個諧波齒輪裝置單元」之中，軸長最長之諧波齒輪裝置單元的縱剖面圖，圖1B為顯示軸承裝置的縱剖面圖，圖1C為顯示系列所含有之軸長最短之諧波齒輪裝置單元的縱剖面圖。
首先，參考圖1A、圖1B，說明諧波齒輪裝置單元系列所含有之軸長較長的諧波齒輪裝置單元。諧波齒輪裝置單元1，具有：圓筒狀的單元外殼2；杯型的諧波齒輪裝置3，被組裝入單元外殼2的內部；軸承裝置4，相對於單元外殼2，將諧波齒輪裝置3的轉動輸出構件(外齒齒輪)支承成可自由轉動。
單元外殼2具備：圓筒部21；大徑的安裝用凸緣23，形成於圓筒部21的中心軸線1a方向之其中一個第1端部22側的外周面部分。諧波齒輪裝置單元1的外徑尺寸，由安裝用凸緣23的外徑尺寸D(1)所規定。
諧波齒輪裝置3具備：剛性的內齒齒輪31，形成圓環狀，並同軸地配置於單元外殼2的內側；可撓性的外齒齒輪32，形成杯狀，並且同軸地配置於內齒齒輪31的內側；諧波產生器33，同軸地嵌入外齒齒輪32的內側。內齒齒輪31固定或者一體形成於：單元外殼2之第1端部22側的內周面部分。在本例中，單元外殼2與內齒齒輪31可作為單一零件而製作。也能藉由嵌入鑄造(Insert casting)成形，使內齒齒輪31在單元外殼2的內周面部分形成一體化。
外齒齒輪32為諧波齒輪裝置3的轉動輸出構件。外齒齒輪32，整體形成杯狀，並具備：圓筒狀本體32b，第1端部22側成為前端開口部32a；圓盤狀的膜片32c，從圓筒狀本體32b的後端延伸至半徑方向的內側；圓環狀之剛性的輪轂32d，一體形成於膜片32c的內周緣；外齒32e，形成於圓筒狀本體32b的外周面部分。外齒32e，形成於與內齒齒輪31的內齒31a相對向的位置，可咬合(嚙合)於內齒31a。
諧波產生器33，同軸地嵌入「圓筒狀本體32b中形成有外齒32e之部分」的內側。諧波產生器33具備：圓環狀的剛性栓塞33a；波浪軸承33b，被安裝於該剛性栓塞33a的橢圓狀外周面。外齒齒輪32之外齒32e的形成部分，由諧波產生器33彎折成橢圓狀，並在橢圓狀之長軸兩端的位置，外齒32e咬合於內齒31a。
軸承裝置4具備：由4點接觸的滾珠軸承所形成的軸承部41、及輸出軸部45。軸承部41具備：外環42，被同軸地固定於單元外殼2之另一個第2端部24側的內周面部分；內環43，配置成同軸地圍繞「外齒齒輪32的圓筒狀本體32b之後端側的部分」的狀態；複數個滾珠44(滾動體)，被插入至圓環狀的軌道溝，該圓環狀的軌道溝形成於外環42與內環43之間。
輸出軸部45為恆定厚度的環狀板，在本例中一體形成於內環43。輸出軸部45的外周側部分45a連結於內環43，其內周側部分45b，從中心軸線1a的方向，抵接於輪轂32d。在本例中，內周側部分45b，藉由「等角度間隔地配置於圓周方向的複數個連結用螺栓46」，而同軸地連結固定於輪轂32d。
在輸出軸部45形成有中心開口部45c，中心開口部45c是由特定厚度之圓盤狀的密封帽蓋47或者板狀蓋所密封。此外，「輸出軸部45之外周側部分45a的圓形外周面45d」與「單元外殼2之第2端部24的圓形內周面」之間，由「鄰接配置於外環42之圓環狀的油封49」所密封。
作為軸承裝置4的軸承部41，採用其滾珠44的直徑S為「外齒齒輪32之圓筒狀本體32b的內徑D的0.05倍~0.15倍」的滾珠軸承。 0.05D≦S≦0.15D
軸承部41的額定負載(load rating)隨著滾珠44的直徑S變小而下降。相反地，倘若直徑S變大，軸承部41所佔據的體積將增加，對諧波齒輪裝置單元1的輕量、扁平化形成不利。將滾珠44之直徑S的下限值設為0.05D，並將其上限值設為0.15D，既能確保必要的額定負載，又能達成輕量、扁平化。
在此，將「外齒齒輪32之圓筒狀本體32b的深度尺寸(從開口端到膜片為止之軸線方向的長度尺寸)」設為L(32b)，將「外齒齒輪32的輪轂32d之軸線方向的厚度尺寸」設為L(32d)，將「軸承裝置4的輸出軸部45之軸線方向的厚度尺寸」設為L(45)，並將「軸承部41的內外環之軸線方向的厚度尺寸」設為L(41)。
輸出軸部45的厚度尺寸L(45)及輪轂32d的厚度尺寸L(32d)，被設定為兩者間之連結所必要的厚度尺寸。由於外齒齒輪32與輸出軸部45連結固定於軸線方向，因此諧波齒輪裝置單元1的全長L(1)，最小形成： L(1)=L(32b)+L(32d)+L(45)。 本例的軸承裝置4，為了諧波齒輪裝置單元1的扁平化，配置了必要厚度尺寸L(41)的軸承部41，以使其全長盡可能不從最小值增加。
具體地說，在軸承裝置4的軸承部41中，滾珠44相對於外齒齒輪32的圓筒狀本體32b，位於其徑向的外側。此外，軸承部41配置成：使滾珠44的中心，位於「從膜片32c的內側端面32f沿著中心軸線1a朝向圓筒狀本體32b側，滾珠44之直徑S的1.2倍距離」的點、與「從內側端面32f沿著中心軸線1a，朝向圓筒狀本體32b的相反側，直徑S的1倍距離」的點之間。
亦即，倘若將「從滾珠44的中心，沿著中心軸線1a，到連結於圓筒狀本體32b之內周面的膜片32c之內側端面32f為止的距離」設為L，並將「從內側端面32f面向圓筒狀本體32b側的方向」設為正方向時，距離L被設定為符合下述式子的值。 -S≦L≦1.2S
倘若軸線方向中軸承部41相對於輸出軸部45的位置，朝輸出軸部45側大幅地移動(滾珠44的中心位置朝輸出軸部45側大幅地移動)，藉由「將距離L、油封49之軸線方向的厚度尺寸及插口(spigot)部分的長度尺寸，加入外齒齒輪32的深度尺寸L(32b)」的尺寸，決定諧波齒輪裝置單元1的全長L(1)，無法實現扁平構造。相反地，倘若軸承部41的位置朝內齒齒輪31的方向大幅地移動(滾珠44的中心位置朝內齒齒輪31的方向大幅地移動)，在短軸長之諧波齒輪裝置單元的場合中，恐有軸承部41對軸線方向之外齒齒輪的齒部造成干涉的疑慮。其結果，導致無法將軸承裝置4共用於不同軸長的外齒齒輪。根據這樣的觀點，在本例中，將距離L的下限值設定為-S，並將其上限值設定為1.2S。
構成如上所述之本例的軸承裝置4，作為圖1C所示之軸長最短的諧波齒輪裝置單元100的軸承裝置而直接使用。
圖1C所示之扁平的諧波齒輪裝置單元100，是構造與上述諧波齒輪裝置單元1相同的單元。該諧波齒輪裝置單元100，具有：圓筒狀的單元外殼120；杯型的諧波齒輪裝置130，被組裝入單元外殼120的內部；軸承裝置4，相對於單元外殼120，將諧波齒輪裝置130的轉動輸出構件(外齒齒輪)支承成可自由轉動。
單元外殼120具備：圓筒部121；大徑的安裝用凸緣123，形成於該圓筒部121的中心軸線100a方向之其中一個第1端部122側的外周面部分。單元外殼120的外徑尺寸，雖然與上述的單元外殼2相同，但其軸長比單元外殼2短。單元外殼120的軸長，是對應於所安裝之諧波齒輪裝置130的軸長所設定，更具體地說，是對應於外齒齒輪132的軸長所設定。
諧波齒輪裝置130具備：剛性的內齒齒輪131，形成圓環狀，並同軸地配置於單元外殼120的內側；可撓性的外齒齒輪132，形成杯狀，並且同軸地配置於內齒齒輪131的內側；諧波產生器133，同軸地嵌入外齒齒輪132的內側。內齒齒輪131固定或者一體形成於：單元外殼120之第1端部122側的內周面部分。在本例中，單元外殼120與內齒齒輪131可作為單一零件而製作。也能藉由嵌入鑄造成形，使內齒齒輪131在單元外殼120的內周面部分形成一體化。
外齒齒輪132為諧波齒輪裝置130的轉動輸出構件。外齒齒輪132，整體形成杯狀，並具備：圓筒狀本體132b，第1端部122側成為前端開口部132a；圓盤狀的膜片132c，從圓筒狀本體132b的後端延伸至半徑方向的內側；圓環狀之剛性的輪轂132d，一體形成於膜片132c的內周緣；外齒132e，形成於與「內齒齒輪131的內齒131a」相對向之圓筒狀本體132b的外周面部分。外齒齒輪132的外徑尺寸(節圓直徑)，雖然與上述的外齒齒輪32相同，但圓筒狀本體132b的軸長比外齒齒輪32之圓筒狀本體32b的軸長短。因為這緣故，外齒132e的齒寬也比上述外齒32e的齒寬窄。
諧波產生器133，同軸地嵌入「圓筒狀本體132b中形成有外齒132e之部分」的內側。諧波產生器133具備：圓環狀的剛性栓塞133a；波浪軸承133b，被安裝於該剛性栓塞133a的橢圓狀外周面。外齒齒輪132之外齒132e的形成部分，由諧波產生器133彎折成橢圓狀，並在橢圓狀之長軸兩端的位置，咬合於內齒齒輪131。諧波產生器133，雖然外徑尺寸與上述的諧波產生器33相同，卻形成「對應於外齒132e之齒寬的厚度尺寸」，比上述的諧波產生器33薄。
也使用於扁平的諧波齒輪裝置單元100的軸承裝置4，在已安裝於單元外殼120的狀態中，其內環43隔著細微的間隙與內齒齒輪131的端面相對向。在該狀態中，從內齒齒輪131之外側的端面131b到輸出軸部45之內側的端面45e為止的距離L1，設定成與扁平的外齒齒輪132的軸長相同。換言之，一體形成於輸出軸部45的內環43朝內齒齒輪131側的突出量(內環內周面的寬度尺寸)，是對應於系列所含有的最短軸長之外齒齒輪132的軸長而設定。如此一來，即使是最短軸長的外齒齒輪132，也能安裝於內環43及內齒齒輪131的內側。
此外，軸承部41配置成：使滾珠44的中心，位於「從膜片132c的內側端面132f沿著中心軸線100a朝向圓筒狀本體132b側，滾珠44之直徑S的1.2倍距離」的點、與「從內側端面132f沿著中心軸線100a，朝向圓筒狀本體132b的相反側，滾珠44之直徑S的1倍距離」的點之間。亦即，倘若將「從滾珠44的中心，沿著中心軸線100a，到連結於圓筒狀本體132b之內周面的膜片132c之內側端面132f為止的距離」設為L，並將「從內側端面132f面向圓筒狀本體132b側的方向」設為正方向時，距離L被設定為符合下述式子的值。 -S≦L≦1.2S
如同以上所說明，對不同軸長的諧波齒輪裝置單元1、100，使用共通的軸承裝置4。軸承裝置4的軸承部41，具備必要的軸承剛性等的特性。據此，在不同軸長之諧波齒輪裝置單元的系列中，採用共通的軸承裝置4能低價地建構不同軸長的諧波齒輪裝置單元。
(軸承裝置的其它例子) 接著，圖2A，是顯示能共通地用於不同軸長的諧波齒輪裝置單元之軸承裝置的其它例子的概略剖面圖。圖2A所示的軸承裝置240的基本構造與軸承裝置4相同，並具備：由4點接觸的滾珠軸承所形成的軸承部241、及輸出軸部245。軸承部241具備：外環242；內環243；複數個滾珠244(滾動體)，被插入至圓環狀的軌道溝，該圓環狀的軌道溝形成於外環242與內環243之間。
輸出軸部245為環狀體，在本例中一體形成於內環243。輸出軸部245具備：連結於內環243之矩形剖面的外周側圓環部246、具備中心開口部247a之矩形剖面的內周側圓環部247、從外周側圓環部246的圓形內周面朝半徑方向的內側延伸的環狀板部分248。藉由將環狀板部分248的內周緣部朝外側彎折成直角，而形成內周側圓環部247。輸出軸部245之環狀板部分248的厚度，比外周側圓環部246的厚度薄，輸出軸部245形成輕量。在外周側圓環部246，用來連結負載側之構件(圖面中未顯示)的螺栓孔246a，以等角度間隔形成於圓周方向。
在使用該構造之軸承裝置240的場合中，可藉由焊接將外齒齒輪的輪轂接合於「一體形成有內環243的輸出軸部245」。舉例來說，如同圖2A中的虛擬線所示，使用具備「可嵌入輸出軸部245之中心開口部247a的圓盤狀的輪轂232d」的外齒齒輪232。在輪轂232d已同軸地嵌入中心開口部247a的狀態下，藉由全周焊接，接合「輸出軸部245之內周側圓環部247的內周緣部」與「輪轂232d的外周緣部」。在該場合中，不需要連結用螺栓之類的零件。此外，輸出軸部245的內周側圓環部247及外齒齒輪232的輪轂232d，也能形成較薄的板厚部分。據此，有利於諧波齒輪裝置單元的輕量化、扁平化。
即使在本例之軸承裝置240的軸承部241中，滾珠244相對於外齒齒輪232的圓筒狀本體232b，位於其徑向的外側。此外，作為軸承部241，採用其滾珠244的直徑S為「外齒齒輪232之圓筒狀本體232b的內徑D的0.05倍~0.15倍」的軸承。 0.05D≦S≦0.15D
此外，軸承部241配置成：使滾珠244的中心，位於「從膜片232c的內側端面232f沿著中心軸線200a朝向圓筒狀本體232b側，直徑S的1.2倍距離」的點、與「從內側端面232f沿著中心軸線200a，朝向圓筒狀本體232b的相反側，直徑S的1倍距離」的點之間。亦即，倘若將「從滾珠244的中心，沿著中心軸線200a，到連結於圓筒狀本體232b之內周面的膜片232c之內側端面232f為止的距離」設為L，並將「從內側端面232f面向圓筒狀本體232b側的方向」設為正方向時，距離L被設定為符合下述式子的值。 -S≦L≦1.2S
接著，圖2B，是顯示能用來取代軸承裝置240之軸承裝置例的概略剖面圖。圖2B所示的軸承裝置440，軸承部441採用交叉滾柱軸承，交叉滾柱軸承具備：外環442、內環443、及插入「形成於前述兩者間之矩形剖面的圓環狀之軌道溝」的複數個圓筒滾子444。圓筒滾子444，以中心軸線交互地正交的方式插入至軌道溝。軸承裝置440的輸出軸部445，由於構造與上述軸承裝置240的輸出軸部245相同，因此對應的部分標示相同的符號，並省略這些部分的說明。
1:諧波齒輪裝置單元 1a:中心軸線 2:單元外殼 3:諧波齒輪裝置 4:軸承裝置 21:圓筒部 22:第1端部 23:安裝用凸緣 24:第2端部 31:內齒齒輪 31a:內齒 32:外齒齒輪 32a:前端開口部 32b:圓筒狀本體 32c:膜片 32d:輪轂 32e:外齒 32f:內側端面 33:諧波產生器 33a:剛性栓塞 33b:波浪軸承 41:軸承部 42:外環 43:內環 44:滾珠 45:輸出軸部 45a:外周側部分 45b:內周側部分 45c:中心開口部 45d:圓形外周面 45e:端面 46:連結用螺栓 47:密封帽蓋 49:油封 100:諧波齒輪裝置單元 100a:中心軸線 120:單元外殼 121:圓筒部 122:第1端部 123:安裝用凸緣 130:諧波齒輪裝置 131:內齒齒輪 131a:內齒 131b:端面 132:外齒齒輪 132a:前端開口部 132b:圓筒狀本體 132c:膜片 132d:輪轂 132e:外齒 132f:內側端面 133:諧波產生器 133a:剛性栓塞 133b:波浪軸承 200a:中心軸線 232:外齒齒輪 232b:圓筒狀本體 232c:膜片 232d:輪轂 232f:內側端面 240:軸承裝置 241:軸承部 242:外環 243:內環 244:滾珠 245:輸出軸部 246:外周側圓環部 246a:螺栓孔 247:內周側圓環部 247a:中心開口部 248:環狀板部分 440:軸承裝置 441:軸承部 442:外環 443:內環 444:圓筒滾子 445:輸出軸部
[圖1A]：是顯示採用了本發明之諧波齒輪裝置單元的系列中，軸長最長之諧波齒輪裝置單元的縱剖面圖。 [圖1B]：是顯示圖1A的諧波齒輪裝置單元之軸承裝置的縱剖面圖。 [圖1C]：是顯示諧波齒輪裝置單元的系列中，軸長最短之諧波齒輪裝置單元的縱剖面圖。 [圖2A]：是顯示軸承裝置之其它例子的縱剖面圖。 [圖2B]：是顯示軸承裝置之其它例子的縱剖面圖。
D:節圓直徑
D(1):外徑尺寸
L:厚度尺寸
S:直徑
1:諧波齒輪裝置單元
1a:中心軸線
2:單元外殼
3:諧波齒輪裝置
4:軸承裝置
21:圓筒部
22:第1端部
23:安裝用凸緣
24:第2端部
31:內齒齒輪
31a:內齒
32:外齒齒輪
32a:前端開口部
32b:圓筒狀本體
32c:膜片
32d:輪轂
32e:外齒
32f:內側端面
33:諧波產生器
33a:剛性栓塞
33b:波浪軸承
41:軸承部
42:外環
43:內環
44:滾珠
45:輸出軸部
45a:外周側部分
45b:內周側部分
45c:中心開口部
45d:圓形外周面
46:連結用螺栓
47:密封帽蓋
49:油封

Claims (7)

  1. 一種諧波齒輪裝置單元，其特徵為具備：筒狀的單元外殼；諧波齒輪裝置，組裝入前述單元外殼的內部；軸承裝置，相對於前述單元外殼，將前述諧波齒輪裝置的轉動輸出構件支承成可自由轉動，前述諧波齒輪裝置具備：剛性的內齒齒輪，配置於前述單元外殼的內側；可撓性的外齒齒輪，形成杯狀且同軸地配置於前述內齒齒輪的內側；諧波產生器，同軸地嵌入前述外齒齒輪的內側，前述內齒齒輪，固定或者一體形成於前述單元外殼之其中一個第1端部側的內周面部分，前述外齒齒輪，為前述轉動輸出構件，具備：圓筒狀本體，前述第1端部側的前端成為開口部；膜片，從前述圓筒狀本體的後端延伸至半徑方向的內側；圓環狀之剛性的輪轂，一體形成於前述膜片的內周緣；外齒，形成於與前述內齒齒輪的內齒相對向之前述圓筒狀本體的外周面部分，前述諧波產生器，嵌入前述圓筒狀本體中形成有前述外齒的部分的內側，前述軸承裝置，具備軸承部及輸出軸部，前述軸承部具備： 外環，固定於前述單元外殼的另一個第2端部側的內周面部分；內環，配置成圍繞前述外齒齒輪之前述圓筒狀本體的前述後端側之部分的狀態；複數個滾動體，插入至圓環狀的軌道溝，該圓環狀的軌道溝形成於前述外環與前述內環之間，前述輸出軸部，其外周側部分連結於前述內環，其內周側部分固定於前述輪轂，前述滾動體，相對於前述外齒齒輪的前述圓筒狀本體，位於其徑向的外側，前述滾動體的直徑，為前述外齒齒輪之前述圓筒狀本體的內徑D的0.05倍~0.15倍，前述滾動體的中心，位於以下兩點之間：從連結於前述圓筒狀本體的內周面之前述膜片的內側端面起，沿著中心軸線朝向前述圓筒狀本體側，前述滾動體的前述直徑之1.2倍距離的點；從前述內側端面起，沿著前述中心軸線朝向前述圓筒狀本體的相反側，前述直徑之1倍距離的點。
  2. 如請求項1所記載的諧波齒輪裝置單元，其中前述輸出軸部的內周緣部與前述輪轂的外周緣部，藉由全周焊接而接合。
  3. 如請求項1所記載的諧波齒輪裝置單元，其中前述輸出軸部具備：連結於前述內環之矩形剖面的外周側圓環部； 從前述外周側圓環部的內周面朝半徑方向的內側延伸的環狀板部分；形成於前述環狀板部分的內周緣部之矩形剖面的內周側圓環部，前述內周側圓環部，具備可供前述外齒齒輪之前述輪轂插入的中心開口部，前述環狀板部分的厚度，比前述外周側圓環部的厚度薄，前述內周側圓環部的內周緣部與前述輪轂的外周緣部，藉由全周焊接而接合。
  4. 如請求項3所記載的諧波齒輪裝置單元，其中前述輪轂具備中心開口部，前述輪轂的前述中心開口部，由板狀蓋所封鎖。
  5. 如請求項1所記載的諧波齒輪裝置單元，其中前述內齒齒輪，藉由嵌入鑄造成形，在前述單元外殼之前述第1端部側的內周面部分形成一體化。
  6. 如請求項1所記載的諧波齒輪裝置單元，其中前述軸承裝置的前述軸承部，是交叉滾柱軸承或者4點接觸滾珠軸承。
  7. 一種諧波齒輪裝置單元的系列，是含有相同外徑，且軸長不同之至少第1、第2諧波齒輪裝置單元，作為請求項1所記載的諧波齒輪裝置單元，其中前述第1諧波齒輪裝置單元，具備第1外齒齒輪作為前述外齒齒輪， 前述第2諧波齒輪裝置單元，具備與前述第1外齒齒輪相同的節圓直徑，且軸長比該第1外齒齒輪短的第2外齒齒輪作為前述外齒齒輪，前述軸承裝置，是能共用於前述第1、第2諧波齒輪裝置單元的軸承裝置。
TW110108621A 2020-06-29 2021-03-11 諧波齒輪裝置單元 TWI784435B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-111254 2020-06-29
JP2020111254A JP6793867B1 (ja) 2020-06-29 2020-06-29 波動歯車装置ユニット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202214975A TW202214975A (zh) 2022-04-16
TWI784435B true TWI784435B (zh) 2022-11-21

Family

ID=73544710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110108621A TWI784435B (zh) 2020-06-29 2021-03-11 諧波齒輪裝置單元

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20210404544A1 (zh)
JP (1) JP6793867B1 (zh)
KR (1) KR102479308B1 (zh)
CA (1) CA3111738C (zh)
RU (1) RU2760076C1 (zh)
TW (1) TWI784435B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3812613B1 (en) * 2018-06-19 2023-06-07 Harmonic Drive Systems Inc. Hollow strain-wave gear device
US11566695B2 (en) * 2018-11-16 2023-01-31 Harmonic Drive Systems Inc. Unit-type strain wave gearing device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11264448A (ja) * 1998-03-18 1999-09-28 Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd 波動歯車減速機の角度伝達誤差補正方法
WO2014203294A1 (ja) * 2013-06-20 2014-12-24 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 波動歯車装置
WO2015037105A1 (ja) * 2013-09-12 2015-03-19 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 波動歯車装置ユニット
KR20160024970A (ko) * 2013-07-25 2016-03-07 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 파동기어장치
US20180051789A1 (en) * 2015-03-23 2018-02-22 Harmonic Drive Ag Transmission component set having an output bearing and a harmonic drive transmission which can be mounted thereon

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU912980A1 (ru) * 1980-06-30 1982-03-15 Московское Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана Сдвоенна волнова зубчата передача
JP3219909B2 (ja) 1993-07-09 2001-10-15 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
KR102379849B1 (ko) 2017-02-28 2022-03-28 하모닉 드라이드 아게 내부 시일을 갖는 스트레인 웨이브 기어 기구
JP6552571B2 (ja) * 2017-09-29 2019-07-31 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ デュアルタイプの波動歯車装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11264448A (ja) * 1998-03-18 1999-09-28 Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd 波動歯車減速機の角度伝達誤差補正方法
WO2014203294A1 (ja) * 2013-06-20 2014-12-24 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 波動歯車装置
KR20160024970A (ko) * 2013-07-25 2016-03-07 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 파동기어장치
WO2015037105A1 (ja) * 2013-09-12 2015-03-19 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ 波動歯車装置ユニット
US20180051789A1 (en) * 2015-03-23 2018-02-22 Harmonic Drive Ag Transmission component set having an output bearing and a harmonic drive transmission which can be mounted thereon

Also Published As

Publication number Publication date
US20230035665A1 (en) 2023-02-02
KR20220001442A (ko) 2022-01-05
CA3111738A1 (en) 2021-12-29
JP6793867B1 (ja) 2020-12-02
TW202214975A (zh) 2022-04-16
RU2760076C1 (ru) 2021-11-22
KR102479308B1 (ko) 2022-12-19
CA3111738C (en) 2023-01-03
JP2022010593A (ja) 2022-01-17
US20210404544A1 (en) 2021-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI784435B (zh) 諧波齒輪裝置單元
TWI550212B (zh) Unit type harmonic gear device
TWI545275B (zh) Hollow type harmonic gear device
US9382993B2 (en) Hollow-type strain wave gearing unit
US9523421B2 (en) Strain wave gearing
US20140157925A1 (en) Wave gear unit with input bearings
TWI637117B (zh) Harmonic generator and harmonic gear device
JP5950649B2 (ja) 波動歯車装置
EP2103843B1 (en) Motor with reduction gear
CN201656679U (zh) 减速电机
JP5283591B2 (ja) 単純遊星歯車減速機のシリーズ
JP2014074450A (ja) 入力軸受付き波動歯車ユニット
WO2009093556A1 (ja) 傘歯車を有する動力伝達装置
CN102265048B (zh) 轴承组件
JP4818535B2 (ja) 偏心揺動型内接噛合遊星歯車構造を採用した変速機
CN110836223A (zh) 交叉滚柱轴承及减速器
EP2730805B1 (en) Reduction gear
JP7494394B2 (ja) 波動歯車装置
JP2020159463A (ja) 動力伝達装置
CN215673478U (zh) 集成转轴、电机减速器轴结构、电驱动总成及车辆
WO2023013201A1 (ja) 軸受および減速機
CN218494144U (zh) 刚轮及具有其的谐波减速器
JPS5893625A (ja) 自動車の終減速機