CN104736888A - 偏心摆动型齿轮装置 - Google Patents

Abstract

偏心摆动型齿轮装置(1)包括偏心部(10a)、具有供偏心部(10a)插入的贯穿孔并且具有外齿(14a)的摆动齿轮(14)、外筒(2)、以及齿轮架(4)。齿轮架(4)具有形成有紧固孔(4f)的基部(5)、形成有螺栓贯穿孔(7c)的端板部(7)、贯穿于螺栓贯穿孔(7c)并且紧固于紧固孔(4f)的螺栓(9)。螺栓(9)由铁系材料构成。基部(5)由铝合金等纵向弹性模量低于铁系材料的纵向弹性模量的材料构成。外筒(2)和齿轮架(4)利用摆动齿轮(14)的随着偏心部(10a)的旋转而产生的摆动能够以同心状彼此相对旋转。

Description

偏心摆动型齿轮装置

技术领域

本发明涉及一种偏心摆动型齿轮装置。

背景技术

以往，如下述专利文献1所述，公知有一种在两个配对构件之间以规定的减速比降低转速的偏心摆动型齿轮装置。该偏心摆动型齿轮装置包括有固定于一个配对构件的外筒、和配置在外筒内且固定于另一个配对构件的齿轮架。齿轮架具有端板部、和一体地形成有轴部的基板部。在基板部与端板部之间夹入有安装于曲轴的偏心部的摆动齿轮，在该状态下，轴部和端板部利用螺栓彼此紧固。而且，在摆动齿轮一边与外筒的内齿啮合一边进行摆动旋转时，齿轮架和外筒相对旋转。

通常，轴部、端板部、以及构成齿轮架的基板部均由铁系材料构成，另外螺栓也同样。由于在形成于轴部的紧固孔的螺纹牙、螺栓的螺纹牙上存在加工误差，因此，在紧固了螺栓时，不一定是螺纹的全部部分啮合。即，由于螺纹牙的螺距略微偏差，而有时成为仅一部分的螺纹牙啮合的状态。在该情况下，存在有在齿轮架受到冲击时等而螺栓的紧固发生松动这样的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-77980号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于防止设于齿轮架的螺栓发生松动。

用于解决问题的方案

本发明的一技术方案的偏心摆动型齿轮装置为在第一构件与第二构件之间以规定的转速比转换转速并且传递驱动力的齿轮装置。偏心摆动型齿轮装置包括：偏心部；摆动齿轮，其具有供上述偏心部插入的贯穿孔并且具有齿部；外筒，其构成为能够安装于上述第一构件和上述第二构件中的一者，具有与上述摆动齿轮的上述齿部啮合的内齿；以及齿轮架，其构成为能够安装于上述第一构件和上述第二构件中的另一者。上述齿轮架具有形成有紧固孔的基部、形成有贯穿孔的端板部、以及贯穿于上述贯穿孔并且紧固于上述紧固孔的螺栓。上述螺栓由铁系材料构成。上述基部由纵向弹性模量低于铁系材料的纵向弹性模量的材料构成。上述齿轮架和上述外筒利用如下情况而彼此相对旋转：上述摆动齿轮随着上述偏心部的旋转一边与上述内齿啮合一边摆动。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的偏心摆动型齿轮装置的结构的剖视图。

图2是图1的II-II线的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式的偏心摆动型齿轮装置。本实施方式的偏心摆动型齿轮装置(以下称为齿轮装置)1例如能够作为减速机应用于机器人的旋转主体、腕关节等的旋转部、各种工作设备的旋转部等。

本实施方式的齿轮装置1构成为：通过使输入轴8旋转从而使曲轴10旋转，通过与曲轴10的偏心部10a、10b连动地使摆动齿轮14、16摆动旋转，从而获得自输入旋转减速而成的输出旋转。由此，例如能够在机器人的基座(一个配对构件)与旋转主体(另一配对构件)之间产生相对旋转。例如基座作为第一构件进行例示，例如旋转主体作为第二构件进行例示。

如图1和图2所示，齿轮装置1包括外筒2、齿轮架4、输入轴8、多个(例如三个)曲轴10、第1摆动齿轮14、第2摆动齿轮16、以及多个(例如三个)传递齿轮20。

外筒2构成齿轮装置1的外表面，具有大致圆筒形状。在外筒2的内周面形成有多个销槽2b。各销槽2b以沿外筒2的轴向延伸的方式配置，在与轴向正交的截面具有半圆形的截面形状。这些销槽2b在外筒2的内周面上沿周向以等间隔排列。

外筒2具有多个内齿销3。各内齿销3分别安装于销槽2b。具体而言，各内齿销3分别嵌入于相对应的销槽2b，以沿外筒2的轴向延伸的姿势配置。由此，多个内齿销3沿外筒2的周向以等间隔排列。这些内齿销3与第1摆动齿轮14的第1外齿14a和第2摆动齿轮16的第2外齿16a啮合。

在外筒2上设有凸缘部，该凸缘部形成有用于贯穿紧固件(螺栓)的贯穿孔2a，该紧固件(螺栓)例如用于将外筒2固定在机器人的基座。

齿轮架4以与外筒2配置于同一轴上的状态收容在外筒2内。齿轮架4相对于外筒2绕同一轴线相对旋转。具体而言，齿轮架4配置于外筒2的径向内侧，在该状态下，被在轴向上彼此分开设置的一对主轴承6支承成相对于外筒2能够相对旋转。

齿轮架4包括端板部7、和具有基板部4a和多个(例如三个)轴部4c的基部5。

基板部4a在外筒2内配置于轴向上的一端部附近。在该基板部4a的径向中央部设有圆形的贯通孔4d。在贯通孔4d的周围沿周向以等间隔设有多个(例如三个)曲轴安装孔4e(以下简称为安装孔4e)。

在基板部4a上形成有用于紧固省略图示的紧固件(螺栓)的紧固孔4g，该紧固件用于将齿轮架4固定在例如机器人的旋转主体上。

端板部7相对于基板部4a在轴向上分开设置，在外筒2内配置于轴向上的另一端部附近。在端板部7的径向中央部设有贯通孔7a。在贯通孔7a的周围，在与基板部4a的多个安装孔4e相对应的位置设有多个(例如三个)曲轴安装孔7b(以下简称为安装孔7b)。在外筒2内形成有由端板部7以及基板部4a的彼此相对的双方的内表面、和外筒2的内周面围成的封闭空间。

多个轴部4c与基板部4a设为一体，自基板部4a的一主面(内侧面)向端板部7侧直线地延伸。该多个轴部4c在周向上以等间隔设置(参照图2)。各轴部4c利用螺栓9紧固于端板部7(参照图1)。即，在端板部7上形成有螺栓贯穿孔7c，在轴部4c(基部4)上以自其顶端面沿轴向延伸的方式形成有紧固孔4f。而且，在端板部7的螺栓贯穿孔7c内自与基部4相反的一侧插入有螺栓9。该螺栓9螺合于轴部4c的紧固孔4f。由此，使基板部4a、轴部4c以及端板部7一体化。

输入轴8作为输入省略图示的驱动马达的驱动力的输入部发挥作用。输入轴8插入于端板部7的贯通孔7a以及基板部4a的贯通孔4d。输入轴8以其轴心与外筒2和齿轮架4的轴心一致的方式配置，且绕轴线旋转。在输入轴8的顶端部的外周面设有输入齿轮8a。

多个曲轴10在外筒2内在输入轴8的周围以等间隔配置(参照图2)。各曲轴10被一对曲轴轴承12a、12b支承为能够相对于齿轮架4绕轴线旋转(参照图1)。具体而言，在各曲轴10的距轴向上的一端规定长度的靠轴向内侧的部分安装有第1曲轴轴承12a，该第1曲轴轴承12a安装于基板部4a的安装孔4e。另一方面，在各曲轴10的轴向上的另一端部安装有第2曲轴轴承12b，该第2曲轴轴承12b安装于端板部7的安装孔7b。由此，曲轴10以能够旋转的方式支承于基板部4a和端板部7。

各曲轴10具有轴主体10c、和与该轴主体10c形成为一体的偏心部10a、10b。第1偏心部10a和第2偏心部10b在利用两个曲轴轴承12a、12b支承的部分之间沿轴向排列配置。第1偏心部10a和第2偏心部10b分别具有圆柱形状，均以相对于轴主体10c的轴心偏心的状态自轴主体10c向径向外侧突出。第1偏心部10a和第2偏心部10b分别自轴心以规定的偏心量偏心，以彼此具有规定角度的相位差的方式配置。

在曲轴10的一端部、即安装于基板部4a的安装孔4e内的部分的靠轴向外侧的部位，设有供传递齿轮20安装的被嵌合部10d。

第1摆动齿轮14配置于外筒2内的上述封闭空间并且借助第1滚子轴承18a安装于各曲轴10的第1偏心部10a。在各曲轴10旋转从而使第1偏心部10a偏心旋转时，第1摆动齿轮14与该偏心旋转连动地一边内齿销3啮合一边摆动旋转。

第1摆动齿轮14具有略小于外筒2的内径的大小。第1摆动齿轮14具有第1外齿14a、中央部贯通孔14b、多个(例如三个)第1偏心部贯穿孔14c、多个(例如三个)轴部贯穿孔14d。第1外齿14a具有在摆动齿轮14的周向整体上顺畅地连续的波形状。

中央部贯通孔14b设于第1摆动齿轮14的径向中央部。输入轴8以持有间隙的状态贯穿于中央部贯通孔14b。

多个第1偏心部贯穿孔14c在第1摆动齿轮14的中央部贯通孔14b的周围沿周向以等间隔设置。各曲轴10的第1偏心部10a以夹装有第1滚子轴承18a的状态分别贯穿于各第1偏心部贯穿孔14c。

多个轴部贯穿孔14d在第1摆动齿轮14的中央部贯通孔14b的周围沿周向以等间隔设置。各轴部贯穿孔14d在周向上分别设置在相邻的第1偏心部贯穿孔14c之间的位置。相对应的轴部4c以持有间隙的状态贯穿各轴部贯穿孔14d。

第2摆动齿轮16设置于外筒2内的上述封闭空间并且借助第2滚子轴承18b安装于各曲轴10的第2偏心部10b。第1摆动齿轮14和第2摆动齿轮16与第1偏心部10a和第2偏心部10b的配置相对应地沿轴向排列设置。在各曲轴10旋转从而使第2偏心部10b偏心旋转时，第2摆动齿轮16与该偏心旋转连动地一边与内齿销3啮合一边摆动旋转。

第2摆动齿轮16具有略小于外筒2的内径的大小，成为与第1摆动齿轮14相同的结构。即，第2摆动齿轮16具有第2外齿16a、中央部贯通孔16b、多个(例如三个)第2偏心部贯穿孔16c以及多个(例如三个)轴部贯穿孔16d。它们具有与第1摆动齿轮14的第1外齿14a、中央部贯通孔14b、多个第1偏心部贯穿孔14c以及多个轴部贯穿孔14d相同的结构。曲轴10的第2偏心部10b以夹装有第2滚子轴承18b的状态贯穿于各第2偏心部贯穿孔16c。

各传递齿轮20用于将输入齿轮8a的旋转传递至相对应的曲轴10。各传递齿轮20分别外嵌于设在相对应的曲轴10的轴主体10c的一端部的被嵌合部10d。各传递齿轮20绕与曲轴10的旋转轴线相同的轴线与该曲轴10一体地旋转。各传递齿轮20具有与输入齿轮8a啮合的外齿20a。

在此，说明构成齿轮架4和外筒2的材料。

齿轮架4的基部5(即基板部4a和轴部4c)、和外筒2分别由铝或铝合金构成。另外，齿轮架4的端板部7也由铝或铝合金构成。另一方面，紧固基部5和端板部7的螺栓9由不锈钢、铬钼钢等铁系材料构成。另外，基部5并不限定于由铝或铝合金构成，与此相替代地，由纤维增强塑料、镁合金等纵向弹性模量低于铁系材料的纵向弹性模量的材料构成即可。

如以上所说明的那样，在本实施方式的齿轮装置1中，构成齿轮架4、且形成有供螺栓9紧固的紧固孔4f的基部5的轴部4c为铝制或铝合金制，螺栓9由铁系材料构成。因此，基部5的轴部4c相比于螺栓9较软。因而，在将贯穿于端板部7的螺栓贯穿孔7c的螺栓9与轴部4c的紧固孔f4螺合时，紧固孔4f的螺纹牙容易弹性变形。因此，即使存在因加工误差而使得螺纹牙的螺距略微不同的部分，但通过紧固孔4f的螺纹牙中的不均匀接触部分(日文：当たりの強い部分)进行弹性变形，能够在螺纹的轴向上的整体上使螺纹彼此之间均匀地啮合。因而，能够避免螺栓9的螺纹牙与紧固孔的螺纹牙仅在局部啮合这样的情况，从而在齿轮架4受到冲击时等，能够防止螺栓9松动。

另外，在本实施方式中，由于外筒2也为铝制或铝合金制，因此，能够谋求齿轮装置1的轻量化。另外，能够难以受到磁场的影响。另外，由于能够提高外筒2的传热性能，因此，能够使外筒2内部的热容易释放。因而，能够抑制摆动齿轮14、16的升温，从而能够抑制摆动齿轮14、16的热膨胀。其结果，由于能够抑制摆动齿轮14、16的齿部14a、16a的表面压力上升，因此能够延长摆动齿轮14、16的寿命。

另外，本发明并不限定于上述实施方式，在不偏离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更、改进等。例如，在上述实施方式中，为设有两个摆动齿轮14、16的结构，但并不限定于此。例如，还可以是设有一个摆动齿轮的结构、或设有三个以上的摆动齿轮的结构。

在上述实施方式中，输入轴8设置于齿轮架4的中央部，多个曲轴10设置于输入轴8的周围，但并不限定于此。例如，还可以是曲轴10设置于齿轮架4的径向中央部的中央曲柄式。该情况下，只要输入轴8以与安装于曲轴10的传递齿轮20啮合的方式设置，输入轴8就可以设置于任意位置。

在此，概略说明上述实施方式。

(1)在本实施方式中，构成齿轮架、且形成有供螺栓紧固的紧固孔的基部由纵向弹性模量低于铁系材料的纵向弹性模量的材料构成，螺栓由铁系材料构成。因此，基部相比于螺栓较软。因而，在将贯穿于端板部的贯穿孔的螺栓紧固于基部时，紧固孔的螺纹牙容易弹性变形。因此，即使存在因加工误差而使得螺纹牙的螺距略微不同的部分，也通过使紧固孔的螺纹牙之中的不均匀接触部分进行弹性变形，能够在螺纹的轴向上的整体上使螺纹彼此之间均匀地啮合。因而，能够避免螺栓的螺纹牙与紧固孔的螺纹牙仅在局部啮合这样的情况，从而在齿轮架受到冲击时等，能够防止螺栓松动。

(2)另外，在纵向弹性模量低于铁系材料的纵向弹性模量的材料中，作为基部的材料，例如可以使用铝或铝合金。铝合金较轻量，容易从市场获得。

(3)上述外筒也可以是铝制或铝合金制。在该方式中，能够进一步谋求偏心摆动型齿轮装置的轻量化。另外，能够难以受到磁场的影响。另外，由于能够提高外筒的传热性能，因此，能够使外筒内部的热容易释放。因而，能够抑制摆动齿轮的升温，而能够抑制摆动齿轮的热膨胀。其结果，由于能够抑制摆动齿轮的齿部的表面压力上升，因此，能够延长摆动齿轮的寿命。

如上所述，采用本实施方式，能够防止设于齿轮架的螺栓松动。

Claims (3)

1.一种偏心摆动型齿轮装置，其为在第一构件与第二构件之间以规定的转速比转换转速并且传递驱动力的齿轮装置，其中，

该偏心摆动型齿轮装置包括：

偏心部；

摆动齿轮，其具有供上述偏心部插入的贯穿孔并且具有齿部；

外筒，其构成为能够安装于上述第一构件和上述第二构件中的一者，具有与上述摆动齿轮的上述齿部啮合的内齿；以及

齿轮架，其构成为能够安装于上述第一构件和上述第二构件中的另一者，

上述齿轮架具有形成有紧固孔的基部、形成有贯穿孔的端板部、以及贯穿于上述贯穿孔并且紧固于上述紧固孔的螺栓，

上述螺栓由铁系材料构成，上述基部由纵向弹性模量低于铁系材料的纵向弹性模量的材料构成，

上述齿轮架和上述外筒利用如下情形而彼此相对旋转：上述摆动齿轮随着上述偏心部的旋转而一边与上述内齿啮合一边摆动。

2.根据权利要求1所述的偏心摆动型齿轮装置，其中，

上述基部为铝制或铝合金制。

3.根据权利要求1或2所述的偏心摆动型齿轮装置，其中，

上述外筒为铝制或铝合金制。