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TWI553245B - Flexural meshing gear device - Google Patents

Flexural meshing gear device Download PDF

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TWI553245B
TWI553245B TW103137242A TW103137242A TWI553245B TW I553245 B TWI553245 B TW I553245B TW 103137242 A TW103137242 A TW 103137242A TW 103137242 A TW103137242 A TW 103137242A TW I553245 B TWI553245 B TW I553245B
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TW
Taiwan
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vibrating body
intermediate member
gear device
meshing gear
disposed
Prior art date
Application number
TW103137242A
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English (en)
Other versions
TW201531634A (zh
Inventor
Manabu Andoh
Shinji Yoshida
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries
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 Sumitomo Heavy Industries filed Critical Sumitomo Heavy Industries
Publication of TW201531634A publication Critical patent/TW201531634A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI553245B publication Critical patent/TWI553245B/zh

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H49/00Other gearings
    • F16H49/001Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

Description

撓曲嚙合式齒輪裝置
本發明係有關一種撓曲嚙合式齒輪裝置。
專利文獻1中公開有具有藉由驅動軸被旋轉驅動之起振體之撓曲嚙合式齒輪裝置。在該撓曲嚙合式齒輪裝置中,在驅動軸上構成之起振體上組裝有被稱為“十字滑塊聯軸器”之連接構件。即使在組裝時驅動軸與內齒輪之間存在偏芯(亦只稱為驅動軸的偏芯),十字滑塊聯軸器亦能夠容許偏芯並防止性能及壽命的下降。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1:日本特開昭60-241550號公報
然而,專利文獻1中記載的結構中存在需擔心裝置的軸向長度變長之問題。
因此,本發明是為解決前述問題而完成的,其課題在 於提供一種即使存在驅動軸的偏芯亦能夠防止性能及壽命的下降,且能夠抑制軸向長度的增加之撓曲嚙合式齒輪裝置。
本發明是藉由如下方式來解決前述課題的,一種具有藉由驅動軸被旋轉驅動之起振體之撓曲嚙合式齒輪裝置中,前述驅動軸與前述起振體藉由容許該起振體的軸心向徑向位移之連接構件連結,該起振體與該連接構件軸向相對向,並且該起振體延伸配置於該連接構件的徑向外側。
本發明中,驅動軸與起振體藉由連接構件連結,容許起振體的軸心相對於驅動軸向徑向位移。同時,本發明中,起振體延伸配置於連接構件的徑向外側。因此,能夠抑制起振體與驅動軸的連結部的軸向長度的增加。
依本發明,即使存在撓曲嚙合式齒輪裝置的驅動軸的偏芯亦能夠防止性能及壽命的下降,且能夠抑制軸向長度的增加。
100‧‧‧撓曲嚙合式齒輪裝置
101‧‧‧驅動軸
102‧‧‧止動構件
103、103A、103B‧‧‧連接構件
104‧‧‧驅動構件
104B、105AB、105BB、106AB、106BB‧‧‧貫穿孔
104C‧‧‧鍵槽
104D、106AC、106BC‧‧‧凹部
105、105A、105B‧‧‧中間構件
105AC、105AD、105BC、105BD‧‧‧凸部
106、106A、106B‧‧‧起振體
106AA、106BA‧‧‧主體部
106AD、106BD‧‧‧延伸部
110、110A、110B‧‧‧起振體軸承
112A、112B‧‧‧內環
114A、114B‧‧‧軸承保持架
116A、116B‧‧‧滾子
118A、118B‧‧‧外環
120、120A、120B‧‧‧外齒輪
130、130A、130B‧‧‧內齒輪
136‧‧‧固定側構件
138‧‧‧輔助外殼
140‧‧‧驅動軸外殼
142‧‧‧第1固定構件
144‧‧‧第2固定構件
146‧‧‧第3固定構件
148、150‧‧‧對接構件
152‧‧‧輸出側構件
154‧‧‧第1輸出構件
156‧‧‧第2輸出構件
158‧‧‧第3輸出構件
Br、Mb‧‧‧軸承
O‧‧‧軸向
Os1、Os2‧‧‧油封
Pc‧‧‧將距離Rx作為半徑以虛線表示之真圓形狀
X‧‧‧起振體的長軸
Y‧‧‧起振體的短軸
第1圖係表示包括本發明的實施形態之撓曲嚙合式齒輪裝置之整體結構的一例之剖面圖。
第2圖係第1圖的撓曲嚙合式齒輪裝置附近的剖面 圖。
第3圖係第1圖的起振體和連接構件的分解剖面圖。
第4圖係第3圖的驅動構件的立體圖(A)和剖面圖(B)。
第5圖係第3圖的中間構件的立體圖(A)和剖面圖(B)。
第6圖係第3圖的起振體的立體圖(A)和剖面圖(B)。
以下,參閱第1圖~第6圖對本發明的實施形態的一例進行詳細說明。
首先,對於本實施形態的整體結構進行概要說明。
如第1圖所示,撓曲嚙合式齒輪裝置100具有藉由驅動軸101被旋轉驅動之起振體106。並且,撓曲嚙合式齒輪裝置100構成為,被固定側構件136支撐,向輸出側構件152傳遞輸出。
如第1圖所示,撓曲嚙合式齒輪裝置100本身具備:起振體106;外齒輪120,係配置於起振體106的外周且具有藉由起振體106的旋轉而撓曲變形之撓性;起振體軸承110,係配置於起振體106與外齒輪120之間;減速用內齒輪(第1內齒輪)130A,係具有外齒輪120內接嚙合之剛性;及輸出用內齒輪(第2內齒輪)130B,係與減速用內齒輪130A在軸向O上並排設置且具有與外齒輪120 內接嚙合之剛性。另外,減速用內齒輪130A和輸出用內齒輪130B統稱為內齒輪130。
首先,對固定側構件136和輸出側構件152進行說明。
如第1圖所示,前述固定側構件136具有輔助外殼138、驅動軸外殼140、第1固定構件142、第2固定構件144、及第3固定構件146。輔助外殼138為圓筒形狀。輔助外殼138支撐嵌入有驅動軸101之油封Os1,並與驅動軸外殼140連接。驅動軸外殼140為一端側形成為凸緣部140A之圓筒形狀。驅動軸外殼140在其圓筒形狀的內側經由2個軸承Br支撐驅動軸101。在凸緣部140A固定有減速用內齒輪130A。並且,在固定有凸緣部140A的減速用內齒輪130A之位置的徑向外側,固定有第1固定構件142。相反,在固定有凸緣部140A的減速用內齒輪130A之位置的徑向內側,存在圓環形狀的對接構件148。對接構件148以與外齒輪120及起振體軸承110的端面相對向之方式配置於撓曲嚙合式齒輪裝置100與凸緣部140A之間。對接構件148例如由滑動性高的材料成形。
如第1圖所示,在第1固定構件142固定有第2固定構件144。第1固定構件142和第2固定構件144均為圓環形狀,且配置於輸出側構件152的徑向外側。第1固定構件142在其外周固定於第3固定構件146。第3固定構件146與未圖示之固定壁一體化。
如第1圖所示,前述輸出側構件152具有第1輸出構 件154、第2輸出構件156、及第3輸出構件158。第1輸出構件154為圓環形狀,且固定於輸出用內齒輪130B。在固定有第1輸出構件154的輸出用內齒輪130B之部份的徑向內側,存在圓環形狀的對接構件150。對接構件150以與外齒輪120及起振體軸承110的端面相對向之方式配置於撓曲嚙合式齒輪裝置100與第1輸出構件154之間(對接構件150為與對接構件148相同的材質)。另外,在第1輸出構件154與第1固定構件142之間配置有主軸承Mb(交叉滾子環、角接觸球軸承、及圓錐滾子軸承等)。第2輸出構件156為圓板形狀,且固定於第1輸出構件154。在第2輸出構件156與第2固定構件144之間配置有被第2固定構件144支撐之油封Os2。第3輸出構件158亦是圓板形狀,且固定於第2輸出構件156。第3輸出構件158與未圖示之機械裝置連接。
接著,對驅動軸101、連接構件103、及撓曲嚙合式齒輪裝置100的各構成要件之間的關係進行概要說明。
如第1圖、第2圖所示,在撓曲嚙合式齒輪裝置100中,驅動軸101與起振體106藉由容許起振體106的軸心向徑向位移之連接構件103連結。在此,起振體106與連接構件103軸向O相對向,並且起振體106延伸配置於連接構件103的徑向外側。
接著,對驅動軸101、連接構件103、及撓曲嚙合式齒輪裝置100的各構成要件進行詳細說明。另外,在本實施形態中,與起振體106的軸向O垂直的截面為大致橢圓 形狀。因此,在本實施形態中,從其軸心至起振體106的外周的距離為最大之位置稱為長軸位置,連結2個長軸位置之直線延伸之方向稱為長軸X方向。同時,在本實施形態中,從軸心至起振體106的外周的距離為最小之位置稱為短軸位置,連結2個短軸位置之直線延伸之方向稱為短軸Y方向。
驅動軸101為從作為驅動源之未圖示之馬達延伸之馬達軸等。如第1圖所示,驅動軸101經由軸承Br被驅動軸外殼140支撐為可旋轉。如第2圖所示,驅動軸101從連接構件103的一端側插入,且藉由止動構件102限制向軸向O的移動。
連接構件103為十字滑塊聯軸器。亦即,如第1圖~第3圖所示,驅動軸101與起振體106藉由連接構件103以容許起振體106的軸心向徑向位移之方式連結。具體而言,連接構件103具有與驅動軸101一體旋轉之驅動構件104、及中間構件105(105A、105B)。亦即,如第3圖所示,連接構件103具有1個驅動構件104、配置於驅動構件104的軸向O一側之第1中間構件105A、及配置於軸向O另一側之第2中間構件105B。第1中間構件105A和第2中間構件105B為相同的結構。因此,以下,對第1中間構件105A進行說明,而基本省略對第2中間構件105B的說明。
如第3圖、第4圖(A)、(B)所示,驅動構件104為在中心具有貫穿孔104B之圓環形狀(外徑Dd)。貫穿 孔104B設為可插入驅動軸101。並且,在貫穿孔104B設有鍵槽104C,且驅動構件104與驅動軸101藉由未圖示之鍵連結,以使驅動構件104與驅動軸101一體旋轉。在驅動構件104的軸向O的兩側面104AA、104AB分別設有2個凹部104D。兩側面104AA、104AB的形狀相同,因此僅對側面104AA進行說明,省略對側面104AB的說明。
如第4圖(A)、(B)所示,在側面104AA中,設有2個凹部104D的位置為沿驅動構件104的外周之位置,且為相對於驅動構件104的中心彼此偏離180度相位的位置。亦即,2個凹部104D在周方向的中心線在同一條直線上,且與長軸X方向一致。並且,凹部104D的側面104DA分別與長軸X方向平行。另外,符號Ld為在凹部104D的側面104DA之間的距離(凹部104D的寬度)。並且,符號Lg為2個凹部104D之間的距離。
如第5圖(A)、(B)所示,第1中間構件105A為在中心具有貫穿孔105AB之圓環形狀(外徑Dj)。貫穿孔105AB的大小(直徑Lb)為即使驅動軸101的偏芯為最大且驅動構件104向徑向相對位移,亦不會與驅動軸101接觸之大小。在第1中間構件105A的軸向O兩側面105AAA、105AAB分別設有從第1中間構件105A的徑向內側至徑向外側延伸之2個凸部105AD和2個凸部105AC。
如第5圖(A)、(B)所示,在一側面105AAA 中,設有2個凸部105AD的位置為相對於第1中間構件105A的中心彼此偏離180度相位的位置。亦即,2個凸部105AD在周方向的中心線在同一條直線上,且與短軸Y方向一致(因此,貫穿孔105AB的直徑Lb為2個凸部105AD之間的距離,且外徑Dj為2個凸部105AD的外周面105ADB之間的距離)。並且,凸部105AD的側面105ADA分別設為與短軸Y方向平行。另外,符號Ljx為在凸部105AD的側面105ADA之間的距離(凸部105AD的寬度)。
如第5圖(A)、(B)所示,在另一側面105AAB中,設有2個凸部105AC的位置亦為相對於第1中間構件105A的中心彼此偏離180度相位的位置。亦即,2個凸部105AC在周方向的中心線在同一條直線上,且與長軸X方向一致(因此,貫穿孔105AB的直徑Lb為2個凸部105AC之間的距離,且外徑Dj為2個凸部105AC的外周面105ACB之間的距離)。並且,凸部105AC的側面105ACA分別設為與長軸X方向平行。另外,符號Ljy為在凸部105AC的側面105ACA之間的距離(凸部105AC的寬度)。
在此,凸部105AC和凸部105AD為相同形狀,凸部105AC的寬度Ljy和凸部105AD的寬度Ljx相同(Ljy=Ljx)。亦即,側面105AAA和側面105AAB雖然相位偏離90度,但形狀相同。並且,凸部105AC的軸向O高度比凹部104D的軸向O深度稍微小。並且,凸部 105AC的寬度Ljy比凹部104D的寬度Ld稍微窄(Ljy<Ld)。並且,外徑Dj和外徑Dd基本相同(Dj≒Dd)。並且,2個凸部105AC之間的距離Lb比2個凹部104D之間的距離Lg相應地大(Lb>Lg+α、α>0)。
因此,2個凸部105AC分別設為可嵌合於2個凹部104D。此時,藉由配置2個凸部105AC(配置2個凹部104D),可限制第1中間構件105A相對於驅動構件104向短軸Y方向的相對移動。然而,能夠容許第1中間構件105A相對於驅動構件104向長軸X方向的相對移動(例如1mm以下)。亦即,驅動構件104與第1中間構件105A軸向O相對向,且連結為能夠向徑向的一個方向(長軸X方向)相對位移。如此,藉由2個凸部105AC與2個凹部104D嵌合,使驅動構件104與第1中間構件105A連結為可一體旋轉。另外,驅動構件104和第2中間構件105B亦是以相同之方式連結。並且,凸部105AC、105BC和凹部104D的形狀沒有特別限定,只要是驅動構件104與中間構件105(105A、105B)能夠向徑向相對位移,且連結為可一體旋轉之形狀即可。
如第2圖、第3圖所示、起振體106具有與第1中間構件105A連結之第1起振體106A、及與第2中間構件105B連結之第2起振體106B。第1起振體106A、第2起振體106B分別與減速用內齒輪130A、輸出用內齒輪130B的徑向內側對應配置。第1起振體106A和第2起振 體106B均為相同的結構。因此,以下,對第1起振體106A進行說明,而基本省略對第2起振體106B的說明。
如第6圖(A)、(B)所示,第1起振體106A為非圓形的圓筒形狀。具體而言,第1起振體106A具有主體部106AA和延伸部106AD。
如第6圖(A)、(B)所示,主體部106AA在中心具有貫穿孔106AB。貫穿孔106AB的大小(直徑Lp)為即使驅動軸101的偏芯為最大且驅動構件104與第1中間構件105A向徑向相對位移,亦不會與驅動軸101接觸之大小。從軸向O觀察之主體部106AA的外形與從軸向O觀察之第1起振體106A的外形相同。亦即,如第6圖(B)所示,從短軸Y方向上之軸心至主體部106AA的外周的距離Ry比從長軸X方向上之軸心至主體部106AA的外周的距離Rx短(Ry<Rx)。亦即,在短軸Y位置,藉由外齒輪120與減速用內齒輪130A之間產生間隙,從而實現非嚙合狀態。另一方面,在長軸X位置的附近,實現外齒輪120與減速用內齒輪130A的嚙合狀態(另外,符號Pc表示將距離Rx作為半徑以虛線表示之真圓形狀)。
並且,如第6圖(A)、(B)所示,在主體部106AA的軸向O的延伸部106AD延伸之一側的側面106AAA設有從主體部106AA的徑向內側延伸至徑向外側的延伸部106AD的內周之2個凹部106AC。設有2個凹部106AC的位置為相對於主體部106AA的中心彼此偏離180度相位的位置。亦即,2個凹部106AC在周方向的中 心線在同一條直線上,並且與短軸Y方向一致(因此,貫穿孔106AB的直徑Lp成為2個凹部106AC之間的距離,並且延伸部106AD的內徑Dw成為2個凹部106AC的外側內周面106ACB之間的距離)。並且,凹部106AC的側面106ACA分別與短軸Y方向平行。另外,符號Lw為凹部106AC之側面106ACA之間的距離(凹部106AC的寬度)。
如第3圖、第6圖(A)、(B)所示,延伸部106AD為從主體部106AA沿軸向O延伸之圓筒形狀的部份。延伸部106AD的內徑Dw比驅動構件104的外徑Dd及第1中間構件105A的外徑Dj相應地大(Dw>Dd(Dj)+β、β>0)。亦即,內徑Dw為驅動軸101的偏心為最大且徑向位移之驅動構件104和第1中間構件105A不會接觸之大小。延伸部106AD延伸配置於第1中間構件105A及驅動構件104的徑向外側。具體而言,延伸部106AD設為覆蓋第1中間構件105A及驅動構件104的一部份(驅動構件104的軸向O長度的大致一半)的外周。另外,由於內徑Dw為固定,因此延伸部106AD的短軸Y位置之徑向厚度Ty比長軸X位置之徑向厚度Tx薄(Ty<Tx)。
在此,凸部105AD(凸部105AC)的軸向O高度比凹部106AC的軸向O深度稍微小。並且,凸部105AD的寬度Ljx比凹部106AC的寬度Lw稍微窄(Ljx<Lw)。並且,如上述,內徑Dw比外徑Dj、外徑Dd相應地大 (Dw>Dd(Dj)+β、β>0)。亦即,2個凸部105AD的外周面105ADB之間的距離Dj(第5圖(A)、(B))比2個凹部106AC的外側內周面106ACB之間的距離Dw相應地小。
因此,2個凸部105AD能夠分別嵌合於2個凹部106AC。此時,藉由配置2個凸部105AD(配置2個凹部106AC),可限制第1中間構件105A相對於第1起振體106A向長軸X方向的相對移動。然而,能夠容許第1中間構件105A相對於第1起振體106A向短軸Y方向的相對移動(例如1mm以下)。亦即,第1起振體106A為在短軸Y位置具有與第1中間構件105A嵌合之凹部106AC之結構。並且,第1起振體106A與第1中間構件105A連結為軸向O相對向,並且能夠向與長軸X方向正交之方向(短軸Y方向)相對位移。
另外,2個凸部105AD的外周面105ADB之間的距離Dj比2個凹部106AC之間的距離Lp與1個凹部106AC的徑向長度((Dw-Lp)/2)之和大(Dj>(Dw+Lp)/2)。因此,即使第1中間構件105A相對於第1起振體106A以最大限度向徑向相對位移,亦必需構成為2個凸部105AD分別與2個凹部106AC嵌合,且任一的凸部105AD亦不會從所對應之凹部106AC偏離。
如此,藉由2個凸部105AD與2個凹部106AC的嵌合,使第1起振體106A與第1中間構件105A連結為可一體旋轉。另外,第2起振體106B與第2中間構件105B 亦是以相同之方式連結。並且,凸部105AD、105BD和凹部106AC、106BC的形狀沒有特別限定,只要是起振體106(106A、106B)與中間構件105(105A、105B)能夠向徑向相對位移,且連結為可一體旋轉之形狀即可。
另外,第2起振體106B亦是與第1起振體106A相同的形狀。因此,起振體106構成為覆蓋連接構件103的軸向O全長。
如第2圖所示,起振體軸承110(110A、110B)與減速用內齒輪130A和輸出用內齒輪130B對應,且在軸向O上並排配置2個。起振體軸承110A、起振體軸承110B均為相同的結構。因此,以下對起振體軸承110A進行說明,而基本省略對起振體軸承110B的說明。
如第2圖所示,起振體110A由內環112A、軸承保持架114A、作為滾動體的滾子116A、及外環118A構成。
內環112A由撓性的材料形成。內環112A配置於第1起振體106A側。並且,內環112A的內周面與第1起振體106A抵接,內環112A與第1起振體106A一體旋轉。軸承保持架114A收容滾子116A,並限制滾子116A在周方向的位置及姿勢。亦即,軸承保持架114A的軸向O長度L2比滾子116A的軸向O長度L2大(L2>L1)。滾子116A為圓柱形狀(包括滾針形狀)。外環118A配置於滾子116A及軸承保持架114A的外周。外環118A亦由撓性的材料形成。外環118A藉由起振體106的旋轉與配置於其外周之外齒輪120一同撓曲變形。另外,如第2圖所 示,在軸向O上,內環112A和軸承保持架114A及外環118A的軸向O外側的端部的位置幾乎一致。但是,內環112A和軸承保持架114A及外環118A的軸向O外側的端部位置比第1起振體106A的軸向O外側的端部位置稍微靠內側。
另外,如第2圖所示,起振體軸承110A中,第1起振體106A的外周的軸向O長度L比滾子116A的軸向O長度L1長(L1<L)。在此,起振體軸承110A中實際傳遞轉矩的是滾子116A。因此,可以說第1起振體106A的外周的軸向O長度L比實際配置於第1起振體106A的外周之起振體軸承110A的軸向O長度L2長。並且,如第2圖所示,軸承保持架114A與對接構件148之間的間隙γ1比從滾子116A的外側端部至軸承保持架114A的外側端部的距離γ2窄(γ1<γ2)。因此,即使滾子116A向軸向O外側移動,滾子116A的移動亦僅是間隙γ1。亦即,即使滾子116A向軸向O外側移動時,滾子116A的軸向O長度全部停留在第1起振體106A的外周的軸向O長度L內。
如第2圖所示,外齒輪120由與減速用內齒輪130A及輸出用內齒輪130B對應且並排設置於軸向O之外齒輪120A、120B構成。外齒輪120A與減速用內齒輪130A內接嚙合。外齒輪120A由未圖示之基構件及外齒構成。基構件為具有支撐外齒之撓性之筒狀構件,且與外齒輪120B的基構件共用。並且,外齒輪120A配置於起振體軸 承110A的外周,並藉由第1起振體106A的旋轉而撓曲變形。外齒輪依據次擺線曲線來決定齒形,以實現理論嚙合。
如第2圖所示,外齒輪120B與輸出用內齒輪130B內接嚙合。並且,外齒輪120B與外齒輪120A同樣地由基構件及外齒構成。外齒輪120B的外齒雖然在軸向O上與外齒輪120A的外齒分離,但由相同的個數、相同的形狀構成。
如第2圖所示,構成內齒輪130之減速用內齒輪130A、輸出用內齒輪130B並排設置於軸向O。內齒輪130由具有剛性之構件形成。減速用內齒輪130A具備比外齒輪120A的外齒的齒數多i(i為2以上)的內齒。內齒以與依據次擺線曲線之外齒理論嚙合之方式成形(輸出用內齒輪130B的內齒亦相同)。減速用內齒輪130A藉由與外齒輪120A嚙合來對起振體106的旋轉進行減速。
另一方面,輸出用內齒輪130B具備與外齒輪120B的外齒的齒數相同的齒數的內齒。從輸出用內齒輪130B向外部輸出與外齒輪120B的自轉相同的旋轉。
另外,在撓曲嚙合式齒輪裝置100中封入有潤滑劑。並且,其潤滑劑對外齒輪120與內齒輪130的嚙合部份等進行潤滑。
接著,主要利用第1圖、第2圖對撓曲嚙合式齒輪裝置100的動作進行說明。
藉由驅動軸101的旋轉,若起振體106旋轉,則外齒 輪120A藉由其旋轉狀態,經由起振體軸承110A撓曲變形。此時,外齒輪120B亦經由起振體軸承110B,與外齒輪120A同相位撓曲變形。
外齒輪120A、120B因起振體106而撓曲變形,從而外齒輪120A的外齒與減速用內齒輪130A的內齒嚙合。同樣地,外齒輪120B的外齒與輸出用內齒輪130B的內齒嚙合。
外齒輪120A與減速用內齒輪130A的嚙合位置隨著起振體106的長軸X位置的移動而旋轉移動。在此,若起振體106旋轉1圈,則外齒輪120A的旋轉相位僅延遲與減速用內齒輪130A的齒數差。亦即,能夠以((外齒輪120A的齒數-減速用內齒輪130A的齒數)/外齒輪120A的齒數)之方式求出基於減速用內齒輪130A之減速比。具體數值的減速比為((100-102)/100=-1/50)。在此,“-”表示輸入輸出為反向旋轉的關係。
外齒輪120B與輸出用內齒輪130B的齒數均相同,因此外齒輪120B與輸出用內齒輪130B彼此嚙合之部份不移動,而是相同的齒彼此嚙合。因此,從輸出用內齒輪130B輸出與外齒輪120B的自轉相同的旋轉。其結果,能夠從輸出用內齒輪130B取出將起振體106的旋轉減速至(-1/50)之輸出。亦即,驅動軸101的旋轉減速至(-1/50),能夠藉由輸出側構件152取出其輸出。
另外,驅動軸101從減速用內齒輪130A(輸出用內齒輪130B)的軸心向短軸Y方向僅偏離規定的量時,相 對於驅動構件104和第1中間構件105A(第2中間構件105B),第1起振體106A(第2起振體106B)向短軸Y方向僅位移該規定的量。驅動軸101從減速用內齒輪130A(輸出用內齒輪130B)的軸心向長軸X方向僅偏離規定的量時,相對於驅動構件104,第1中間構件105A(第2中間構件105B)和第1起振體106A(第2起振體106B)成為一體且向長軸X方向僅位移該規定的量。由此,連接構件103能夠單獨容許第1起振體106A、第2起振體106B各自的軸心向徑向位移。
如此,本實施形態中,驅動軸101與起振體106藉由連接構件103連結。因此,能夠容許起振體106的軸心相對於驅動軸101向徑向變化。並且,起振體106與連接構件103軸向O相對向,且起振體106延伸配置於連接構件103的徑向外側。在此,在起振體106的外周配置有起振體軸承110和外齒輪120。因此,起振體106的外周需要與軸向O相應的長度。在本實施形態中,其起振體106的外周的一部份(延伸部106AD、106BD)配置於連接構件103的徑向外側。因此,能夠確保起振體106的外周所需的軸向O長度,並且能夠抑制起振體106和連接構件103的整個連結結構的軸向O長度的增加。同時,在本實施形態中,藉由起振體106的延伸部106AD、106BD能夠提高起振體106的剛性,且還能夠減少主體部106AA、106BA的軸向O厚度Lo(第3圖)。
並且,本實施形態中,連接構件103具有驅動構件 104和中間構件105。並且,驅動構件104與中間構件105連結為能夠向徑向的一個方向(長軸X方向)相對位移。並且,中間構件105和起振體106連結為能夠向與長軸X方向正交之方向(短軸Y方向)相對位移。並且,起振體106與中間構件105軸向O相對向,並且該起振體延伸配置於中間構件105的徑向外側。亦即,連接構件103能夠簡化且以較少之組件個數構成,並能夠可靠地容許驅動軸101與減速用內齒輪130A及輸出用內齒輪130B的偏心。另外,並不限定於此,連接構件亦可以使用不具備驅動構件及中間構件之例如板簧和線圈彈簧來構成。
並且,本實施形態中,驅動構件104與中間構件105軸向O相對向,起振體106延伸配置至驅動構件104的徑向外側。因此,利用驅動構件104的軸向O厚度,能夠在起振體106的外周配置起振體軸承110。亦即,能夠縮短撓曲嚙合式齒輪裝置100的軸向O長度,並且起振體106能夠穩定地承受來自起振體軸承110的荷載。同時,能夠縮小第1起振體106A、第2起振體106B之間在軸向O上產生之間隙,因此還能夠彼此限制第1起振體106A、第2起振體106B向軸向O位移。另外,並不限定於此,驅動構件與中間構件亦可以不在軸向O相對向,起振體亦可以不延伸配置至驅動構件的徑向外側。
並且,本實施形態中具備減速用內齒輪130A和輸出用內齒輪130B,連接構件103具有1個驅動構件104、第1中間構件105A、及第2中間構件105B,起振體106具 有第1起振體106A和第2起振體106B。因此,能夠單獨容許相對於筒形撓曲嚙合式齒輪裝置100的減速用內齒輪130A、輸出用內齒輪130B各自的驅動軸101的偏心。
並且,本實施形態中,第1起振體106A、第2起振體106B在短軸Y位置具有與第1中間構件105A、第2中間構件105B嵌合之凹部106AC、106BC。因此,無需在長軸X位置設置凹部,能夠確保長軸X位置的主體部106AA的軸向O厚度。除此之外,長軸X位置的延伸部106AD(106BD)的徑向厚度Tx比短軸Y位置的延伸部106AD(106BD)的徑向厚度Ty厚(Ty<Tx)。亦即,在施加於起振體106的荷載變最大之長軸X位置的附近,能夠提高起振體106的剛性。因此,在起振體106的長軸X位置的附近,能夠穩定地承受其荷載,還能夠可靠地防止起振體106的變形和破損。另外,並不限定於此,亦可以是除短軸Y位置之外具有與中間構件嵌合之凹部之結構。
並且,本實施形態中,起振體106構成為覆蓋連接構件103的軸向O全長。因此,不會因連接構件103的存在而受到影響,能夠進行起振體軸承110的組裝,且能夠降低組裝時不小心損傷起振體軸承110及起振體106之風險。另外,並不限定於此,起振體亦可以構成為不覆蓋連接構件的軸向O全長而僅覆蓋一部份。
並且,本實施形態中,滾動體為滾子116A、116B。亦即,與滾動體為球之情況相比,增加了滾子116A、116B與內環112A、112B及外環118A、118B接觸之部 份。因此,藉由使用滾子116A、116B,能夠增大起振體軸承110的傳遞轉矩,並能夠延長壽命。
除此之外,本實施形態中,第1起振體106A(第2起振體106B)的外周的軸向O長度L比起振體軸承110A(110B)的(滾子116A(116B)的)軸向O長度L1長。因此,只要起振體軸承110沒有向軸向O位移,即使從起振體軸承110施加於起振體106之荷載增加,亦能夠以滾子116A(116B)的軸向O長度可靠地分散其荷載。亦即,能夠進一步防止起振體106的變形和破損。另外,並不限定於此,起振體106的外周的軸向O長度L亦可以比起振體軸承的軸向O長度L2長。
並且,本實施形態中,起振體軸承110構成為即使向軸向O變位,滾子116A(116B)亦必需停留在第1起振體106A(第2起振體106B)的外周的軸向O長度L內。因此,即使起振體軸承110向軸向O位移,第1起振體106A(第2起振體106B)亦能夠穩定地承受施加於滾子116A(116B)之荷載。
並且,本實施形態中,第1中間構件105A與第2中間構件105B相同,且第1起振體106A與第2起振體106B相同。亦即,能夠增加共用的構件的比例,因此構件管理較容易,並且還能夠促進構件的低成本化。除此之外,第1中間構件105A和第2中間構件105B沒有方向性。因此,可以忽視第1中間構件105A和第2中間構件105B的朝向,從而能夠輕鬆地進行連接構件103的組 裝。
並且,本實施形態中,將由滑動性高的材料成形之對接構件148、150與外齒輪120及起振體110軸承的端面相對向配置。因此,能夠減少在外齒輪120及起振體軸承110的端面產生之摩擦損失。同時,對接構件148還能夠限制外齒輪120及起振體軸承110向軸向O移動。
因此,在本實施形態中,即使在撓曲嚙合式齒輪裝置100的驅動軸101與內齒輪130之間存在偏芯亦能夠防止性能及壽命的下降,且能夠抑制撓曲嚙合式齒輪裝置100的軸向O長度的增加。
雖列舉上述實施形態對本發明進行了說明,但本發明並不限定於上述實施形態。亦即,衆所周知,在不脫離本發明的主旨範圍內能夠進行改良及設計的變更。
在上述實施形態中,起振體軸承110具有內環112A、112B及外環118A、118B,但本發明並不限定於此,起振體的外周部份亦可以作為內環。並且,亦可以無需具有外環,例如,亦可以是滾子直接可旋轉地支撐外齒輪且外齒輪的內周部份作為外環。並且,轉動體可以不是滾子,而是球。
並且,在上述實施形態中,外齒設置為依據次擺線曲線之齒形,但本發明並不限定於此。外齒可以是圓弧齒形,亦可以使用其他齒形。
並且,上述實施形態中,筒形撓曲嚙合式齒輪裝置100具有減速用內齒輪130A和輸出用內齒輪130B,但本 發明並不限定於此。例如,亦可以適用於內齒輪和外齒輪分別為1個且具有杯形(或者高筒禮帽型)的撓曲變形之外齒輪之撓曲嚙合式齒輪裝置。
並且,連接構件並不限定於上述實施形態的結構,只要構成為容許起振體的軸心向徑向位移,且驅動軸與起振體連結為可一體旋轉即可。
[產業上的可利用性]
本發明能夠廣泛地適用於具備筒形、杯型、或者高筒禮帽型的外齒輪之撓曲嚙合式齒輪裝置。
100‧‧‧撓曲嚙合式齒輪裝置
101‧‧‧驅動軸
102‧‧‧止動構件
103、103A、103B‧‧‧連接構件
104‧‧‧驅動構件
105A、105B‧‧‧中間構件
106、106A、106B‧‧‧起振體
110、110A、110B‧‧‧起振體軸承
112A、112B‧‧‧內環
114A、114B‧‧‧軸承保持架
116A、116B‧‧‧滾子
118A、118B‧‧‧外環
120、120A、120B‧‧‧外齒輪
130、130A、130B‧‧‧內齒輪
148、150‧‧‧對接構件
O‧‧‧軸向
L、L1、L2‧‧‧軸向O長度
γ1‧‧‧間隙
γ2‧‧‧距離

Claims (7)

  1. 一種撓曲嚙合式齒輪裝置,係具有藉由驅動軸被旋轉驅動之起振體之撓曲嚙合式齒輪裝置,其特徵為,前述驅動軸與前述起振體藉由容許該起振體的軸心向徑向位移之連接構件連結,該起振體與該連接構件軸向相對向,並且該起振體延伸配置於該連接構件的徑向外側。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之撓曲嚙合式齒輪裝置,其中,前述連接構件具有與前述驅動軸一體旋轉之驅動構件和中間構件,該驅動構件與該中間構件在徑向的一個方向上連結為可相對位移,並且該中間構件與前述起振體在與前述一個方向正交之方向上連結為可相對位移,該起振體與該中間構件軸向相對向,並且該起振體延伸配置於該中間構件的徑向外側。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之撓曲嚙合式齒輪裝置,其中,前述驅動構件與前述中間構件軸向相對向,並且前述起振體延伸配置至前述驅動構件的徑向外側。
  4. 如申請專利範圍第1至3中任一項所述之撓曲嚙合式齒輪裝置,其中,前述撓曲嚙合式齒輪裝置具備:外齒輪,係配置於前述起振體的外周且具有藉由該起振體的旋轉而撓曲變形之 撓性;第1內齒輪,係具有該外齒輪內接嚙合之剛性;及第2內齒輪,係與該第1內齒輪在軸向上並排設置且具有前述外齒輪內接嚙合之剛性,前述連接構件具有1個前述驅動構件、配置於該驅動構件的軸向一側之第1中間構件、及配置於軸向另一側之第2中間構件,前述起振體具有與前述第1中間構件連結之第1起振體和與前述第2中間構件連結之第2起振體。
  5. 如申請專利範圍第2或3項所述之撓曲嚙合式齒輪裝置,其中,前述起振體在短軸位置具有與前述中間構件嵌合之凹部。
  6. 如申請專利範圍第1至3中任一項所述之撓曲嚙合式齒輪裝置,其中,前述起振體覆蓋前述連接構件的軸向全長。
  7. 如申請專利範圍第1至3中任一項所述之撓曲嚙合式齒輪裝置,其中,前述起振體的外周的軸向長度比配置於該起振體的外周之軸承的軸向長度長。
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