TWM498820U

TWM498820U - 杯型諧波齒輪裝置單元

Info

Publication number: TWM498820U
Application number: TW103210446U
Authority: TW
Inventors: Junichi Kurogi; Yoshihide Kiyosawa
Original assignee: Harmonic Drive Systems
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2015-04-11
Also published as: KR20150001195U; KR200487440Y1; DE202014102612U1; CN203962875U; JP3187367U

Description

杯型諧波齒輪裝置單元

本創作係關於一種：在諧波產生器被定位於裝置軸線方向的狀態下所組裝的杯型諧波齒輪裝置單元。

諧波齒輪裝置是由：剛性的內齒齒輪、可撓性的外齒齒輪、以及諧波產生器等三構件所構成。在專利文獻1中係提案一種杯型諧波齒輪裝置的簡易單元。該簡易單元除了具有剛性的內齒齒輪、呈杯形的可撓性外齒齒輪、以及諧波產生器外，還具備：單元外殼、輸出凸緣、以及單元軸承。

內齒齒輪係固定在單元外殼之一側的第1端。外齒齒輪在單元外殼之另一側的第2端係具備剛性的輪轂，輸出凸緣是被固定在該輪轂。在輸出凸緣的外周面與單元外殼的第2端之間係安裝有單元軸承。藉由單元軸承而可將輸出凸緣支持成可對單元外殼做相對旋轉。因此，外齒齒輪係被支持成可對內齒齒輪做相對旋轉。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2002-339990號公報

專利文獻1中所揭示的諧波齒輪裝置之簡易單元，係進行將諧波產生器安裝在馬達軸等之輸入軸的作業、以及將安裝在輸入軸的諧波產生器組裝至外齒齒輪之內側的作業。此時，必須進行將被組裝之諧波產生器定位在裝置軸線方向的定位等作業。

如此一來，在簡易單元的情形下，使用者仍須進行零件安裝的設計、安裝零件的準備、安裝零件的組裝等。並且，也可能發生因設計不良所引起的故障。

本創作為了解決這種問題，其課題即為提供一種：在諧波產生器被定位於裝置軸線方向的狀態下所組裝的杯型諧波齒輪裝置單元。

本創作的杯型諧波齒輪裝置單元，其特徵為：具備：剛性的內齒齒輪；配置在上述內齒齒輪之內側，呈杯形的可撓性外齒齒輪；諧波產生器，該諧波產生器是安裝在上述外齒齒輪的內側，將上述外齒齒輪彎曲成非圓形，並使其部分嚙合於上述內齒齒輪，隨著旋轉，使兩齒輪的嚙合位置朝向周方向移動；單元軸承，該單元軸承是將上述內齒齒輪與上述外齒齒輪保持著可相對旋轉，並在裝置軸線方向，將上述外齒齒輪定位於上述內齒齒輪；以及支承軸承，該支承軸承是將上述內齒齒輪與上述諧波產生器保持著可相對旋轉，並在上述裝置軸線方向，將上述諧波產生器定位於上述內齒齒輪。

本創作的杯型諧波齒輪裝置單元，係藉由單元軸承來決定：相對於內齒齒輪，外齒齒輪之裝置軸線方向的位置，並藉由支承軸承來決定：相對於內齒齒輪，諧波產生器之裝置軸線方向的位置。因此，即可決定：相對於外齒齒輪，將被組裝到其內側之諧波產生器之裝置軸線方向的位置。使用者只要將馬達軸等的輸入軸安裝在諧波產生器即可。所以，使用者不須要進行安裝的設計、零件的準備，故也可避免因為組裝‧設計不良所引起的故障。

在本創作的杯型諧波齒輪裝置單元中，上述諧波產生器係具備：具有一體形成有旋轉軸的剛性之凸輪板，該旋轉軸是從上述外齒齒輪的開口端朝向該外齒齒輪的外側延伸，朝向上述旋轉軸延伸的支持板是一體形成在上述內齒齒輪，上述支承軸承以安裝在上述旋轉軸與上述支持板之間為宜。

藉由使用一體形成在內齒齒輪的支持板、以及一體形成在諧波產生器之構成零件的旋轉軸，即可以較少的零件數，將支承軸承的安裝部構成為小型化。

此時，本創作的杯型諧波齒輪裝置單元可如下構成。亦即，杯型諧波齒輪裝置單元具有：圍繞上述外齒齒輪的筒狀單元外殼，上述外齒齒輪係具備剛性的輪轂，該輪轂是位在上述裝置軸線之方向的上述開口端的相反側的那一端，上述內齒齒輪係固定在：上述單元外殼之上述開口端側的那一端，上述單元軸承係為交叉滾子軸承，是安裝在：上述單元外殼的另一側的那一端、與上述外齒齒輪的上述輪轂之間。

1‧‧‧諧波齒輪裝置單元

1a‧‧‧裝置軸線

2‧‧‧單元外殼

2a‧‧‧圓環狀端面(單元外殼之開口端側的那一端)

2b‧‧‧圓環狀端面(單元外殼之另一側的那一端)

3‧‧‧內齒齒輪

3a‧‧‧端部

3b‧‧‧內齒

4‧‧‧外齒齒輪

4a‧‧‧開口端

4b‧‧‧外齒

4c‧‧‧輪轂

5‧‧‧諧波產生器

6‧‧‧旋轉軸

6a‧‧‧使內輪停止用的階段面

7‧‧‧支承軸承

7a‧‧‧外輪

7b‧‧‧內輪

7c‧‧‧滾珠

8‧‧‧輸出凸緣

9‧‧‧按壓構件

10‧‧‧連結螺栓

11‧‧‧交叉滾子軸承(單元軸承)

11a‧‧‧外輪

11b‧‧‧內輪軌道面

11c‧‧‧滾子

12‧‧‧連結螺栓

13‧‧‧支持板

13a‧‧‧圓環狀部分

13b‧‧‧內周緣部

14‧‧‧軸承支持體

14a‧‧‧圓盤狀部分

14b‧‧‧支持體本體部

14c‧‧‧使外輪停止用的階段面

15‧‧‧螺桿

16‧‧‧外輪停止部

18‧‧‧內輪停止部

20‧‧‧凸輪板

20a‧‧‧外周面

21‧‧‧圓盤狀部分

21a‧‧‧中心側圓盤部分

21b‧‧‧傾斜圓盤部分

21c‧‧‧外周側圓盤部分

22‧‧‧圓環狀部分

23‧‧‧保持器按壓具

30‧‧‧諧波產生器軸承

31‧‧‧外輪

32‧‧‧內輪

33‧‧‧滾珠

34‧‧‧保持器

[圖1]係適用本創作之杯型諧波齒輪裝置單元的縱剖面圖。

以下茲參照圖面來說明適用於本創作之杯型諧波齒輪裝置單元的實施形態。在以下的說明中，是將杯型諧波齒輪裝置單元稱之為「諧波齒輪裝置單元」。

(全體構成)

圖1是有關本創作之實施形態的諧波齒輪裝置單元的縱剖面圖。諧波齒輪裝置單元1具備圓筒狀的單元外殼2。圓環狀之剛性的內齒齒輪3係同軸地固定在朝向輸入側的圓環狀端面2a，該輸入側是單元外殼2之裝置軸線1a之方向的那一端。杯形的可撓性外齒齒輪4係同軸地配置在內齒齒輪3的內側。外齒齒輪4是以其開口端4a朝向輸入側的狀態來配置。諧波產生器5係同軸地安裝在外齒齒輪4之形成有外齒4b之部分的內側。旋轉軸6係從諧波產生器5的中心部朝向輸入側突出。旋轉軸6透過支承軸承7，以可自由旋轉的狀態被支持在內齒齒輪3的那一側。

在外齒齒輪4之杯型的底面中央部分係形成有圓環狀的輪轂4c。輪轂4c是比外齒齒輪4之其他部分的厚層部更厚的剛體部分。圓盤狀的輸出凸緣8係以相對於輪轂4c，同軸地配置在輸出側(與裝置軸線1a之方向的輸入側相反的那一側)。輪轂4c係以被夾在輸出凸緣8、以及配置在輪轂4c之輸入側的圓環狀之按壓構件9之間的狀態下，藉由複數個連結螺栓10而被固定在輸出凸緣8。

輸出凸緣8是藉由單元軸承之交叉滾子軸承(cross roller bearing)11，以可自由旋轉的狀態被單元外殼 2所支持。因此，固定有輸出凸緣8的外齒齒輪4就藉由交叉滾子軸承11，以可相對自由旋轉的狀態被固定在單元外殼2的內齒齒輪3所支持。

交叉滾子軸承11之圓環狀的外輪11a係同軸地固定在單元外殼2之輸出側的圓環狀端面2b。在本例中，外輪11a、單元外殼2、以及內齒齒輪3係藉由複數個連結螺栓12而連結固定。交叉滾子軸承11的內輪係一體形成在輸出凸緣8的外周部分，在輸出凸緣8的圓形外周面形成有V形剖面的內輪軌道面11b。複數個滾子11c係以可轉動的狀態插入於形成在於外輪11a的外輪軌道面與內輪軌道面11b之間。此外，例如可使用複列滾珠軸承來取代交叉滾子軸承11。

在此，圓盤狀的支持板13係一體形成於內齒齒輪3之輸入側的圓環狀的內齒端部3a。在支持板13的外周緣部分形成有：沿著裝置軸線1a，僅稍微朝向輸出側突出的圓環狀部分13a，圓環狀部分13a係連接於內齒端部3a。軸承支持體14係藉由複數個螺桿15而同軸地被固定在支持板13之圓形的內周緣部13b的輸出側。軸承支持體14也可一體形成在支持板13。

軸承支持體14係具備：固定在支持板13之內周緣部13b的圓盤狀部分14a；以及圓環狀的支持體本體部14b，該支持體本體部14b係從該圓盤狀部分14a的內周緣朝向輸出側，並朝向沿著裝置軸線1a的方向延伸。支承軸承7係安裝在：支持體本體部14b、以及與其對向的旋轉軸6的外周面部分之間。

支承軸承7的外輪7a是安裝在支持體本體部14b的內周面。外輪7a藉由：使外輪停止用的階段面14c、以及外輪停止部16而被定位在裝置軸線1a的方向，該階段面14c是形成在支持體本體部14b之輸出側的前端緣，該外輪停止部16是安裝在支持體本體部14b之輸入側的端部內周面。支承軸承7的內輪7b是安裝在旋轉軸6的外周面。內輪7b係藉由：形成於旋轉軸6之外周面之使內輪停止用的階段面6a、以及安裝在該外周面的內輪停止部18，而被定位在裝置軸線1a的方向。複數個滾珠7c係在可轉動的狀態插入到這些外輪7a、內輪7b之間。支承軸承7雖為滾珠軸承，但也可以使用交叉滾子軸承等。

諧波產生器5係具備：圓盤狀之剛性的凸輪板20、以及諧波產生器軸承30。凸輪板20的外周面20a為非圓形外周面，例如為橢圓形外周面，在該橢圓形外周面20a係裝設有諧波產生器軸承30。

凸輪板20係具備：圓盤狀部分21、以及圍繞著該圓盤狀部分21之外周緣而一體形成的圓環狀部分22。圓環狀部分22的外周面是成為凸輪板20的外周面20a。圓盤狀部分21係具備：朝向與裝置軸線1a正交之方向伸展的中心側圓盤部分21a、朝向從該中心側圓盤部分21a的外周緣朝輸入側傾斜之方向伸展的傾斜圓盤部分21b、以及朝向從該傾斜圓盤部分21b的外周緣，朝向與裝置軸線1a正交之方向伸展的外周側圓盤部分21c。旋轉軸6係一體形成在中心側圓盤部分21a。圓環狀的保持器按壓具23係一體形成在圓環狀部分22之輸出側的端部，該保持器按壓具23是在朝向輸入側突出成圓環狀之後，又朝向與裝置軸線1a正交的外側延伸。

諧波產生器軸承30係具備：可朝向半徑方向彎曲的外輪31與內輪32、安裝在外輪31與內輪32之間的複數個滾珠33、以及保持器34，該保持器34是在圓周方向上，將滾珠33保持著一定的間隔。外輪31、內輪32是以其裝置軸線1a之方向的中心(寬幅方向的中心)與滾珠33的中心一致的狀態下來配置。又，外輪31的寬幅是大於內輪32的寬幅。

在諧波齒輪裝置單元1中，外齒齒輪4之外齒4b的形成部分被諧波產生器5彎折成非圓形，例如為橢圓形，外齒4b在橢圓形的長軸方向的2個位置嚙合於內齒齒輪3的內齒3b。旋轉軸6連結於馬達軸等的輸入軸，而高速旋轉。

一旦諧波產生器5藉由透過旋轉軸6所輸入的高速旋轉而旋轉時，兩齒輪3、4的嚙合位置就會朝向周方向移動。一旦諧波產生器5旋轉，兩齒輪3、4就只會相對旋轉其齒數差的部分。通常，內齒齒輪3被固定成不旋轉，而外齒齒輪4則以大幅度低於諧波產生器5之旋轉的旋轉數來旋轉。外齒齒輪4的減速旋轉從輸出凸緣8取出，傳達到無圖示之被驅動側的構件。

在本構成的諧波齒輪裝置單元1中，係藉由支承軸承7，將被組裝到外齒齒輪4的諧波產生器5定位於裝置軸線1a的方向。使用者只要將馬達軸等的輸入軸安裝在一體形成於諧波產生器5的凸輪板20即可。因此，使用者不須要對諧波齒輪裝置單元1的安裝設計、以及用於安裝的零件做準備。此外，也不須要對組裝到外齒齒輪4的諧波產生器5定位於裝置軸線1a的定位作業、以及諧波產生器5的傾倒(傾斜)做調整作業。如此一來，即可避免因為組裝‧設計不良所引起的故障。

再者，在內齒齒輪3的一部分係形成具有諧波產生器支持零件之功能的支持板13。藉由如此，即可減少用來支持支承軸承7的零件數。此外，利用1個支承軸承7來支持諧波產生器5。因此，可實現輕量且小型構造的諧波齒輪裝置單元。