偏心摆动型行星齿轮装置的制作方法

专利名称：偏心摆动型行星齿轮装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种偏心摆动型行星齿轮装置，通过曲柄轴使与内 齿轮啮合的外齿齿轮偏心摆动。
背景技术：
作为现有的偏心摆动型行星齿轮装置，周知例如专利文献1中记 载的装置。
该装置具备内齿齿轮，在内周以一定齿距设置了由多个圆柱状 滚柱构成的内齿；外齿齿轮，形成有多个曲柄轴孔和通孔，外周具有 由次摆线齿形构成的、与上述内齿啮合并且齿数比该内齿只少一个的 外齿；曲柄轴，插入各曲柄轴孔中，通过旋转使外齿齿轮偏心摆动； 支持体，可以旋转地支持上述曲柄轴，同时具有多根活动地插入各通 孔中的柱体。
并且，在该装置中，如图22所示，互相接触的外齿齿轮01的外 齿02在其接触点上分别给内齿轮03的内齿(滚柱)04施加与齿面 垂直方向的驱动分力，同时作为其反作用内齿(滚柱)04也给外齿 02施加上述驱动分力的反作用力K。
而且，如图23所示，各外齿101施加给对应的内齿(滚柱)102 的驱动分力的反作用力K的作用线S重合在一个汇聚点C上，这种 汇聚点C位于,通过所有的通孔103的半径方向外端的外端经过圆G， 与通过半径方向内端的内端经过圆N之间。
并且，这样的行星齿轮装置被要求，在不大型化，尤其是不增大
外齿齿轮的直径，并且不增大外齿施加到内齿的驱动分力(接触压力) 的情况下，增大输出扭矩。
此处，上述的输出扭矩为，外齿与内齿(滚柱)的各接触点上的 驱动力沿切线方向的分力，与内齿轮的中心到上述接触点的距离的乘 积的合计值，但由于根据防止大型化的要求，内齿轮的中心到接触点 的距离为一定，因此要增大输出扭矩，可以考虑增大驱动分力沿切线 方向的分力。并且，这种驱动分力沿切线方向的分力的增大，可以通 过使驱动分力的作用线重合的汇聚点向半径方向外侧移动，使上述作 用线向相对于外齿齿轮的切线方向侧倾斜来达到。
专利文献1:特开平7-299791号公报
但是，上述的行星齿轮装置，由于外齿齿轮01上的位于通孔05 的半径方向外侧的桥状部06的壁厚(从通孔05的半径方向外端到外 齿02的齿根07之间的半径方向距离为最小壁厚)J比其他部分的壁 厚小很多，弯曲刚性低，因此当上述反作用力K大体在半径方向作 用于该桥状部06时，桥状部06和该桥状部06附近的外齿02产生弹 性变形，外齿02与内齿(滚柱)04 —端接触，存在外齿02的齿面 寿命縮短的问题。
而且，如果桥状部06如上所述弯曲刚性低的话，则在将上述行 星齿轮装置用于机器人、工作机械等时，存在扭矩负荷的情况下，存 在固有震动频率低，震动特性恶化，控制性下降的问题。
并且，由于这种现有的偏心摆动型行星齿轮装置，如上所述汇聚 点C位于外端经过圆G与内端经过圆N之间，因此当外齿齿轮104 的偏心摆动旋转使上述汇聚点C位于通孔103的中心附近时，各反 作用力K的作用线S大体沿通孔103的法线方向延伸。此处，由于 外齿齿轮104上的位于通孔103的半径方向外侧的桥状部105，与其 他部位比较为薄的壁厚，因此刚性低，由于部分反作用力K如上所 述大体沿通孔103的法线方向，即沿大体与桥状部105的延伸方向正
交的方向作用于该刚性低的桥状部105，因此使桥状部105和该桥状 部105附近的外齿101弹性变形，外齿101与内齿(滚柱)102—端 接触，存在外齿101的齿面寿命縮短的问题。
而且，为了避免外齿的齿顶干涉内齿轮的内周，由上述的汇聚点 的位置(从内齿轮的中心的半径方向距离)除以内齿(滚柱)的齿数 求得的、外齿齿轮相对于内齿轮的偏心量，必须在内齿(滚柱)半径 的0.5倍以下(现有的行星齿轮装置中为0.40 0.45倍左右)，结果， 对如上所述的使汇聚点向半径方向外侧移动有限制，存在不能充分增 大输出扭矩的问题。

发明内容
本发明的目的就是提供一种偏心摆动型行星齿轮装置，通过抑制
能够提高震动特性，并且能够在防止大型化的同时增大输出扭矩。
可以达成这样的目的的第1方法是通过如下述结构的偏心摆动型 行星齿轮装置，使构成内齿的滚柱的直径D除以内齿的一定齿距P 的比率减小至，外齿的齿顶超过内齿轮的内周的半径方向外侧，并且 至少切除超过内齿轮的内周的部位的外齿，由此来避免外齿与内齿轮 的内周的干涉。所述偏心摆动型行星齿轮装置具有内齿齿轮，在内 周以一定齿距P设置了由多个圆柱状滚柱构成的内齿；外齿齿轮，形 成有至少一个曲柄轴孔和多个通孔，外周上具有由次摆线齿形构成 的、与上述内齿啮合并且齿数比该内齿只少l个的外齿；曲柄轴，插 入各曲柄轴孔内，通过旋转使外齿齿轮偏心摆动；支持体，可以旋转 地支持上述曲柄轴，并且具有多个插入到各通孔中的柱状体。
第2达成方法是通过同样的偏心摆动型行星齿轮装置，使构成内 齿的滚柱的直径D除以内齿的一定齿距P的比率减小至，外齿的齿 顶超过内齿轮的内周的半径方向外侧，同时将相邻的内齿之间的内齿
轮的内周切除上述外齿超过内周的量以上的深度，由此来避免外齿与 内齿轮的内周的干涉。
第3达成方法是通过在下述偏心摆动型行星齿轮装置中，使各外 齿施加给对应的内齿的驱动分力的反作用力K的作用线S重合的汇 聚点C，位于通过构成内齿的所有滚柱的中心的滚柱圆P与通过所有 的通孔的半径方向外端的外端经过圆G之间。所述偏心摆动型行星 齿轮装置具有内齿齿轮，在内周设置了由多个圆柱状滚柱构成的内 齿；外齿齿轮，形成有至少一个曲柄轴孔和多个通孔，外周上具有由 次摆线齿形构成的、与上述内齿啮合的多个外齿；曲柄轴，插入各曲 柄轴孔内，通过旋转使外齿齿轮偏心摆动；支持体，可以旋转地支持 上述曲柄轴，并且具有多个插入到各通孔中的柱状体。
第4达成方法是通过在下述偏心摆动型行星齿轮装置中，当将上 述外齿齿轮相对于内齿轮的偏心量设为H、构成内齿的滚柱的半径设 为R时，使上述偏心量H在半径R的0.5 1.0倍的范围内，并且从 齿顶以规定量切除各外齿，来避免外齿与内齿轮的内周的干涉，所述 偏心摆动型行星齿轮装置具有内齿齿轮，在内周设置了由多个圆柱 状滚柱构成的内齿；外齿齿轮，形成有至少一个曲柄轴孔和多个通孔， 外周上具有由次摆线齿形构成、与上述内齿啮合并且齿数比该内齿只 少l个的外齿；曲柄轴，插入各曲柄轴孔内，通过旋转使外齿齿轮偏 心摆动；支持体，可以旋转地支持上述曲柄轴，并且具有多个插入到 各通孔中的柱状体。
第5达成方法是通过在同样的偏心摆动型行星齿轮装置中，当将 上述外齿齿轮相对于内齿轮的偏心量设为H、构成内齿的滚柱的半径 设为R时，使上述偏心量H在半径R的0.5 1.0倍的范围内，并且 将相邻的内齿之间的内齿轮的内周只切除规定的深度，由此来避免外 齿与内齿轮的内周的干涉。
上述方式l、 2涉及的发明中，由于使构成内齿的滚柱的直径D 除以内齿的一定齿距P的比率减小至，外齿的齿顶超过内齿轮的内周 的半径方向外侧，因此上述内齿(滚柱)的直径D比以往的直径小， 由此，外齿齿轮的外齿的齿根向半径方向外侧移动，结果，位于通孔 的半径方向外侧的桥状部的壁厚(最小壁厚)比以往变厚，弯曲刚性 提高。由此，能够抑制驱动分力的反作用力大体作用于半径方向时桥 状部和外齿的弹性变形，能够延长外齿的齿面寿命，而且能够提高固 有震动频率，并提高震动特性和控制性。
此处，为如上所述的构成时，外齿干涉内齿轮的内周，但方式l 涉及的发明中，至少切除超过内齿轮的内周的部位的外齿，并且，方 式2涉及的发明中，将相邻的内齿之间的内齿轮的内周只切除上述外 齿超过内周的量以上的深度，由此来避免外齿与内齿轮的内周的干 涉。
并且，如果是如方式3的构成，通过保留对传递扭矩起最大作用 的拐点能够抑制传递扭矩的降低，而且通过保留外齿与内齿之间滑动 少的部位能够降低噪音和发热。
并且，如果是如方式4记载的构成，能够将内齿与外齿的接触点 上的赫兹应力维持在较低的值，能够进一步延长外齿的齿面寿命。
.而且，如果是如方式5记载的构成，能够防止齿面上产生尖锐的 部位，还能够增大输出扭矩。
并且，如果是如方式6记载的构成，由于使各外齿施加给对应的 内齿的驱动分力的反作用力K的作用线S重合的汇聚点C，位于通 过所有的通孔的半径方向外端的外端经过圆G的半径方向的外侧， 因此当汇聚点C位于通过通孔中心的半径方向线上时，所有的反作 用力K的作用线S相对于通孔比以往向切线方向侧倾斜，靠近桥状 部的延伸方向。结果，抑制壁薄且刚性低的桥状部及该桥状部附近的
外齿的弹性变形，并延长外齿的齿面寿命。
而且，当上述汇聚点C如上所述位于外端经过圆G的半径方向 外侧时，由于不是通孔的空洞部分而是切线方向刚性高的桥状部承受 上述各反作用力K的切线方向的分力，因此能够抑制通孔的变形。 但是，如果上述汇聚点C位于通过构成内齿的所有滚柱的中心的滚 柱圆P的半径方向外侧时，由于外齿的齿面产生尖锐的部分，因此上 述汇聚点C必须位于外端经过圆G与滚柱圆P之间。
此处，当上述汇聚点C位于滚柱圆P与齿根圆M之间时，部分 反作用力K大体沿切线方向作用于外齿齿轮，结果，这样的反作用 力K有可能使外齿弯曲变形，但如果如方式7记载的，使上述汇聚 点C位于齿根圆M与外端经过圆G之间的话，则能够防止这种情况 发生。
并且，如果是如方式8记载的构成，与齿数差为2以上时相比能 够实现高减速比，并能够降低加工费用。
方式9涉及的发明中，由于使偏心量H在半径R的0.5倍以上， 因此能够使该偏心量H乘以内齿的齿数Z求得的，内齿轮的中心O 到汇聚点C之间的半径方向距离L比以往大，即能够使汇聚点C向 半径方向外侧移动很大。由此，驱动分力K'的作用线S相对于外齿 齿轮向切线方向侧倾斜很大，增大了驱动分力K'的切线方向分力， 由此，能在不改变内、外齿的啮合齿数的情况下增大输出扭矩。
此处，如上所述使偏心量H在半径R的0.5倍以上时，虽然外齿 的齿顶干涉内齿轮的内周，但通过从齿顶以规定量切除上述各外齿， 能够避免这样的外齿与内齿轮的内周的干涉。而权利要求IO涉及的 发明中，将相邻的内齿之间的内齿轮的内周切除规定深度，由此来避 免外齿与内齿轮的内周的干涉。另外，当上述偏心量H超过半径R 的1.0倍时，上述的所有的情况下外齿齿轮的偏心摆动旋转时都会产
生外齿与内齿干涉的旋转位置，因此偏心量H必须在半径R的1.0 倍以下。
并且，如果是如方式11记载的构成，能够防止在齿面上产生尖 锐部位，并使输出扭矩大幅度增大。
并且，如果是如方式12记载的构成，能够提高外齿的弯曲刚性， 而且能够使外齿加工容易。


图l表示本发明的实施例l的侧剖视图 图2图1的I - I向视剖视图
图3表示作用于外齿上的反作用力K及其作用线S的说明图 图4图3的U部分的放大图
图5表示内齿(滚柱)的直径D与赫兹应力比的关系的曲线图 图6表示L/R的值与载荷比率的关系的曲线图 图7表示本发明的实施例2的与图1一样的剖视图 图8表示本发明的实施例2的与图2—样的剖视图 图9表示本发明的实施例3的侧剖视图
图10图9的n-n向视剖视图
图ll表示内齿与外齿的啮合状态的与图IO相同的剖视图
图12说明驱动分力(反作用力K)的作用线S汇聚于汇聚点C的
状态的说明图
图13表示载荷比率与L/Q值之间的关系的曲线图 图14表示本发明的实施例4的侧剖视图
图15图14的ni-m向视剖视图
图16表示内齿与外齿的啮合状态的与图15相同的剖视图 图17表示作用于内齿的驱动分力K'及其作用线S的说明图 图18表示L/Q值与载荷比率之间的关系的曲线图
图19表示内齿(滚柱)的直径D与赫兹应力比的关系的曲线图
图20表示本发明的实施例5的与图14 一样的剖视图
图21表示本发明的实施例5的与图15 —样的剖视图
图22表示背景技术的一例的与图2—样的剖视图
图23说明背景技术中说明过的驱动分力(反作用力K)的作用线S
汇聚于汇聚点C的状态的说明图
具体实施方式
下面说明本发明的实施例。 实施例1
下面根据

本发明的实施例1。
在图1、图2中，11为用于机器人等的偏心摆动型行星齿轮装置， 该行星齿轮装置11具有，例如安装于图中没有表示的机器人的臂或 手等的近似圆筒状的旋转外壳12。在该旋转外壳12的内周形成多个 其轴向方向中央部的截面为半圆形的滚柱(pin)槽13,这些滚柱槽 13沿轴线方向延伸，沿圆周方向等距离分离，此处为以一定齿距P 分开配置。14为由多个(与滚柱槽13的数量相同)呈圆柱状的滚柱 构成的内齿，这些内齿(滚柱)14的大体一半被插入滚柱槽13内， 因此沿圆周方向以等距离(一定齿距P)设置在旋转外壳12的内周。
此处，上述一定齿距P为，通过构成内齿14的所有滚柱的中心 的滚柱圆V的周长除以内齿(滚柱)14的根数的值，换言之，为用 圆弧线段连接任意相邻的2个内齿(滚柱)14的中心时的圆弧长度。 上述的旋转外壳12、内齿(滚柱)14作为整体，构成在内周15a上 设置了由多个圆柱状滚柱构成的内齿14的内齿轮15。结果，内齿轮 15 (旋转外壳12)的内周15a，位于上述滚柱圆V上或至少能够保
持内齿(滚柱)14的滚柱圆V的附近。
此处，上述内齿(滚柱)14配置有25 100根左右，但优选在 30 80根的范围内。其理由为，如果使内齿(滚柱)14的根数在上 述范围内，在后述的外齿齿轮18与内齿轮15啮合的前一级，设置由 后述的外齿齿轮40、 42构成的减速比为1/1 1/7的直齿圆柱齿轮减 速机构，使前一级与后一级的减速比组合的话，则能够容易地获得高 减速比，而且还能够构成固有震动频率高的高减速比的行星齿轮装 置。
上述内齿轮15内沿轴线方向并排收容有多个(此处为2个)呈 环状的外齿齿轮18，这些外齿齿轮18的外周分别形成有由次摆线齿 形，具体为外摆线圆(peritrochoid)齿形构成的多个外齿19。并且， 上述外齿齿轮18的外齿19的齿数Z比上述内齿(滚柱)14的齿数 只少l个(齿数差为l)。之所以使内齿(滚柱)14与外齿19的齿数 差为1，是因为与它们的齿数差为2以上的值G的情况相比，能够提 高减速比，而且能够降低加工费用。
此处，齿数差为2以上的值G的外齿齿轮为，将次摆线外齿齿轮 的外形轮廓，沿圆周方向错开外齿19的齿距除以该G值的距离，并 且将这些沿圆周方向错开的G个的外形轮廓部重叠的部分作为齿形 取出的外齿齿轮(参照特开平3-181641号公报)。并且，在这些外齿 齿轮18与内齿轮15内接的状态下外齿19与内齿(滚柱)14啮合， 但2个外齿齿轮18的最大啮合部位(啮合最深的部位)的相位错开 180° 。
各外齿齿轮18上形成有至少一个，此处为3个沿轴线方向贯通 的曲柄轴孔21，这些曲柄轴孔21沿半径方向离外齿齿轮18的中心 轴相等的距离，并且沿圆周方向隔开等距离。22为各外齿齿轮18上 形成的多个(与曲柄轴孔21的数量相同，为3个)通孔，这些通孔
22沿圆周方向与曲柄轴孔21交错地配置，并且沿圆周方向隔开等距 离的配置。于是，上述通孔22呈朝着半径方向外侧圆周方向的宽度 变宽的近似基座形。
25为活嵌在旋转外壳12内、安装在图中没有表示的固定机器人 部件上的支持体(支座)，该支持体25由配置在外齿齿轮18的轴线 方向两外侧的一对呈近似环形的端板26、 27，和一端与端板26连成 一体、另一端由多个螺栓28可以装卸地连接在端板27上的多个(与 通孔22的数量相同，为3根)柱状体29构成。并且，连接上述端板 26、 27的柱状体29沿轴线方向延伸，并保持若干间隙的插入(活嵌) 在外齿齿轮18的通孔22内。
由于柱状体29如此活嵌在通孔22内，因此位于该通孔22的半 径方向外侧的外齿齿轮18,构成内侧未被支持的桥状部30，而且该 桥状部30的壁厚(从通孔22的半径方向外端到外齿齿轮15的外齿 19的齿根19b的半径方向距离为最小壁厚)J比其他部位的壁厚小很 多，并且弯曲刚性低。
31为安装在上述支持体25，具体为端板26、 27的外周与旋转外 壳12的轴线方向两端内周之间的一对轴承，通过这些轴承31支持体 25可以旋转地支持着内齿齿轮15。 35为沿圆周方向隔开相等的角度 配置的至少一根(与曲柄轴孔21的数量相同，为3根)曲柄轴，这 些曲柄轴35 ，通过外嵌在其轴线方向的一端上的圆锥滚柱轴承36和 外嵌在其轴线方向的另一端上的圆锥滚柱轴承37，可以被支持体25， 具体为端板26、 27旋转地支持。
上述曲柄轴35在其轴线方向中央具有2个离曲柄轴35的中心轴 等距离偏心的偏心凸轮38，这些偏心凸轮38彼此的相位错开180° 。 此处，上述曲柄轴35的偏心凸轮38分别活嵌在外齿齿轮18的曲柄 轴孔21内，并且在它们之间安装有针状滚柱轴承39，结果，上述外
齿齿轮18与曲柄轴35允许相对旋转。并且，各曲柄轴35的轴线方 向的一端固定有外齿齿轮40，这些外齿齿轮40与在图中没有表示的 驱动电动机的输出轴41 一端上设置的外齿齿轮42啮合。
并且，当驱动电动机动作，使外齿齿轮40旋转时，曲柄轴35围 绕自身的中心轴旋转，结果，曲柄轴35的偏心凸轮38在外齿齿轮 18的曲柄轴孔21内偏心旋转，使外齿齿轮18沿箭头方向偏心摆动 旋转。此时，在互相啮合的内齿(滚柱)14与外齿19的接触点上， 如图2、 3、 4所示，分别作用有外齿19施加给对应的内齿(滚柱) 14沿作用线S方向的驱动分力，并且，作为其反作用力，分别作用 有内齿(滚柱)14施加给外齿19沿作用线S方向的驱动分力的反作 用力K。
此处，上述的各反作用力K的作用线S位于与上述接触点所在 齿面垂直的线上，但这些作用线S，由于如上所述内齿(滚柱)14 呈圆柱状，外齿19由次摆线齿形构成，因此在外齿齿轮18上的一点 即汇聚点C汇聚(交叉)。于是，上述驱动分力的切线方向分力的合 力作为旋转驱动力作用在内齿轮15。
并且，上述驱动分力的反作用力K中的一部分作用于上述弯曲刚 性低的桥状部30上，这种反作用力K使桥状部30和该桥状部30附 近的外齿19产生弹性变形，使外齿19与内齿(滚柱)14一端接触， 有可能使外齿19的齿面寿命縮短，或者固有震动频率降低，使震动 特性、控制性降低。
为此，在该实施例l中，使构成内齿14的滚柱的直径D除以内 齿14的一定齿距P的比率B减小至，外齿19的假想线表示的齿顶 19a超过内齿轮15的内周15a的半径方向外侧，例如，当内齿(滚 柱)14的齿数为40时，以往为0.55左右，使其减小至0.32左右， 由此，使上述内齿(滚柱)14的直径D比以往小，使外齿齿轮18的
外齿19的齿根19b移动到半径方向外侧。
并且，当如上所述使外齿19的齿根19b移动到半径方向外侧时， 通孔22的半径方向外端到外齿19的齿根1%的半径方向距离，即上 述桥状部30的壁厚J比以往变厚，弯曲刚性增加，结果，抑制了桥 状部30和外齿19受上述反作用力K作用时的弹性变形，能够延长 该外齿19的齿面寿命，而且即使存在扭矩负载的情况下也能够提高 固有震动频率，能够提高震动特性和控制性。
此处，当如上所述减小内齿(滚柱)14的直径D时，两齿面分 别与相邻的内齿(滚柱)14接触(旋转方向前侧齿面和后侧齿面) 的外齿19的齿厚和齿高增大，但如果如上所述使比率B减小到齿顶 19a超过内周15a的半径方向外侧的话，则齿高增大的外齿19干涉 内周15a。为此，通过至少切除外齿19超过内齿轮15的内周15a的 部位，避免外齿19与内齿轮15的内周15a的干涉。
在该实施例1中，在内齿齿轮15与外齿齿轮18的最大啮合部位， 使切除后的外齿19的顶端与内齿轮15的内周15a之间，仅产生微小 间隙的程度地进行切除，由此避免外齿19与内齿轮15的内周15a的 干涉。并且，当将如此切除后的外齿19的旋转方向前侧边缘44a与 旋转方向后侧边缘44b之间的距离设为A时，优选使构成上述内齿 14的滚柱的直径D比距离A小。
此处，优选使上述外齿齿轮18的外齿19上的切除位置，在连接 外齿19的两齿面(旋转方向前侧齿面和后侧齿面)的拐点H的连线 M的半径方向外侧，由此，使构成上述内齿14的滚柱的直径D，在 构成内齿14的相邻2根滚柱的中心间直线距离Y,减去沿连线M切 除后的外齿19的旋转方向前侧边缘45a与旋转方向后侧边缘45b间 的距离F的差值以上。其理由是，如果如上所述的话，则可以保留而 不切除对传递扭矩起作用最大(与内齿14接触压力为最大值)的拐
点H，能够抑制传递扭矩的减小。此处，上述连线M为以外齿齿轮 18的中心轴为曲率中心、通过两拐点H的圆弧线。
并且，优选使上述外齿齿轮18的外齿19的切除位置，在外齿19 的齿顶与齿根的交界N (齿高的1/2的高度位置)的半径方向内侧， 由此，使构成上述内齿14的滚柱的直径D,在上述中心间直线距离 Y，减去在上述边界N切除后的外齿19的旋转方向前侧边缘46a与 旋转方向后侧边缘46b间的距离E的差值以下。其理由为，在上述边 界N的半径方向外侧的外齿19与内齿(滚柱)14啮合时产生大的滑 动，但如果如上所述处理的话，则能够保留外齿19与内齿(滚柱) 14之间滑动小的部位，由此能够降低噪音和发热。
由于上述原因，当将沿连接两齿面的拐点H的连线M切除上述 外齿19后，外齿19的旋转方向前侧边缘45a与旋转方向后侧边缘 45b之间的距离设为F，并且将沿齿顶与齿根的边界N切除上述外齿 19后，外齿19的旋转方向前侧边缘46a与旋转方向后侧边缘46b间 的距离设为E时，优选在连线M的半径方向外侧、并且在边界N的 半径方向内侧切除上述外齿19，由此使构成上述内齿14的滚柱的直 径D，在上述中心之间的直线距离Y减去距离F的差值以上，并在 上述中心之间的直线距离Y减去距离E的差值以下。
而且，当将滚柱圆V的半径设为R、外齿齿轮18的外齿19的齿 数设为Z时，优选使构成上述内齿14的滚柱的直径D在2R/Z ± 1.5mm 的范围内。其理由为，当直径D在上述范围内时，如由图5所示图 形所知的，能够将内齿(滚柱)14与外齿19的接触点的赫兹应力维 持在开始急剧增大的点内侧的低值，能够延长外齿19的齿面寿命。
另外，该图5所示的图形为用以下的各因素进行模拟而求得的。 即，设各行星齿轮装置的内齿(滚柱)的齿数(根数)为40、滚柱 圆V的半径R为120mm、外齿的齿数为39、外齿齿轮18相对于内
齿轮15的偏心量Q为规定值2.7mm，改变内齿(滚柱)14的直径D 的同时求得外齿19与内齿(滚柱)14的接触点上的赫兹应力。此处， 图5表示当直径D等于2R/Z时赫兹应力值为指数1 。
并且，作为如上所述的随着直径D的变小使外齿19的齿根19b 向半径方向外侧移动的方式，有使外齿齿轮18相对于内齿轮15的 偏心量Q不变、为定值，增大通过外齿齿轮18的所有齿根1%的齿 根圆的直径的方式；使上述齿根圆不变、为定值，增大偏心量Q的 方式；以及同时增大齿根圆和偏心量Q的方式，但在该实施例l中， 使齿根圆为一定，增大偏心量Q。
如此增大偏心量Q时，能够使内齿轮15的中心O到汇聚点C的 距离L (可以通过用偏心量Q乘以内齿14的齿数求得)比以往大， 即能够使汇聚点C的位置向半径方向外侧移动，但此时，优选使上 述距离L与滚柱圆V的半径R之比，即L/R的值在0.86 1.00的范 围内。
其理由为，如果使L/R的值在0.86以上，则作用线S相对于外 齿齿轮18向切线方向倾斜，结果，能够增加受上述反作用力K的桥 状部30的壁厚，有效地抑制该桥状部30产生的弹性变形，而且如由 图6所知的，由于载荷比率大体为定值，获得相同的扭矩，因此能够 使作用于外齿19的与传递扭矩有关的载荷大体一定，且为最小值。 但是，当上述比L/R的值超过1.00时，外齿19制成时齿面上产生尖 锐部位，因此优选L/R的值在1.00以下。
此处，上述曲线用以下的各因素进行模拟求得。即，设各行星齿 轮装置的内齿(滚柱)的齿数(根数)为40、滚柱的直径D为10mm、 滚柱圆V的半径R为120mm、外齿的齿数为定值39，使L/R的值在 0.5 1.0的范围内变动，求出作用于汇聚点C的驱动分力的合力在切 线方向上的分力。此处，图6表示当L/R的值为0.75时上述切线方
向的分力载荷比率为指数1时的曲线。
并且，如上所述每个外齿19从齿顶19a切除规定的量的话，则 内齿(滚柱)14与外齿19只有一部分，当上述L/R的值为l.O时只 有约1/3，在本实施例1中只有约3/4啮合，因此剩余的约1/4的内齿 (滚柱)14不与外齿19接触，会脱出滚柱槽13。因此，在本实施例 l中，如图1所示，在轴承31与外齿齿轮18之间安装了2个形成有 供内齿(滚柱)14的两端插入的插入孔49的作为控制机构的滚柱压 环50，而且将这2个滚柱压环50不能旋转地固定在内齿轮15上， 限制上述的内齿(滚柱)14的移动。
另外，作为上述的控制机构，也可以使用轴承31的轴承外圈的 内端面上形成的、供上述内齿(滚柱)14的两端插入的插入孔，或 者，轴承31的轴承外圈的内端面上形成的、宽度与内齿(滚柱)14 的直径相同的圆周槽。
下面说明关于本发明实施例1的作用。
现在，驱动电动机工作，曲柄轴35旋转。此时，曲柄轴35的偏 心凸轮38在外齿齿轮18的曲柄轴孔21内偏心旋转，使外齿齿轮18 偏心摆动旋转，但由于上述外齿齿轮18的外齿19的齿数比内齿(滚 柱)14的数量只少1个，因此旋转外壳12和机器人臂等由于外齿齿 轮18的偏心摆动旋转而低速旋转。
此处，由于如上所述使内齿(滚柱)14的直径D除以一定齿距P 的比率B减小到，外齿19的齿顶19a超过内齿轮15的内周15a的半 径方向外侧，因此上述内齿(滚柱)14的直径D比以往小，由此， 外齿齿轮18的外齿19的齿根1%向半径方向外侧移动，结果，桥状 部30的壁厚J (最小壁厚)比以往变厚，弯曲刚性变强。
由此，抑制了桥状部30和外齿19受驱动分力的反作用力K时的 弹性变形，能够延长外齿19的齿面寿命，而且固有震动频率增高，
能够提高震动特性和控制性。此处，如果是如上所述的构成，外齿
19干涉内齿轮15的内周15a，但通过至少切除外齿19的超过内齿轮 15的内周15a的部位，避免了这种外齿19与内齿轮15的内周15a 的干涉。
实施例2
图7、 8为表示本发明的实施例2的图。在该实施例2中，不进 行如上述实施例1的外齿19的切除，而是将相邻的内齿(滚柱)14 之间的内齿轮15 (旋转外壳12)的内周和各内齿(滚柱)14的周围 的内周，切除上述外齿19超过内周的量以上的深度，此处切除掉等 于内齿(滚柱)14的直径D的大致一半的深度，以此来避免外齿19 与切除后的内齿轮15 (旋转外壳12)的内周15a的干涉。
结果，各内齿(滚柱)14的半径方向外端与切除后的内齿轮15 的内周15a线接触，由此，旋转外壳12承受作用于各内齿(滚柱) 14的驱动分力的半径方向的分力。此时，由于不存在滚柱槽13，因 此各内齿(滚柱)M能够自由移动，但与上述一样由滚柱压环50限 制该内齿(滚柱)14的移动。另外，其他的结构和作用与上述实施 例1相同。
另外，在上述实施例1中，在外齿齿轮18中形成多个(3个)曲 柄轴孔21，并且将沿同一方向等速旋转的曲柄轴35分别插入各曲柄 轴孔21中，使外齿齿轮18偏心摆动旋转，但在本发明中，也可以将 1根曲柄轴的偏心凸轮插入外齿齿轮18的中心轴上形成的1个曲柄 轴孔中，由该曲柄轴的旋转使外齿齿轮偏心摆动旋转。此时，支持体 的柱状体有必要与通孔的内周线接触。
并且，在上述实施例l中，固定支持体25，使内齿轮15低速旋 转，但在本发明中，也可以固定内齿轮，使支持体低速旋转。而且， 在不缩小构成内齿14的滚柱的直径D，原有直径的行星齿轮装置11
中，也可以在连接拐点H的连线M稍微靠半径方向外侧的某个位置 切除外齿19，抑制传递扭矩的降低，同时减少发热和噪音。 实施例3
下面根据

本发明的实施例3。
在图9、 10、 11中，111为用于机器人等的偏心摆动型行星齿轮 装置，该行星齿轮装置111具有安装在例如图中没有表示的机器人的 臂、手等上的近似圆筒状的旋转外壳112。在该旋转外壳112的内周 形成有多条其轴向方向的中央部位的截面为半圆形的滚柱槽113，这 些滚柱槽113沿轴线方向延伸，并且沿圆周方向以等距离配置。114 为由多个(与滚柱槽113的数量相同)呈圆柱状的滚柱构成的内齿， 这些内齿(滚柱)114的大体一半插入滚柱槽113，因此沿圆周方向 隔开等距离设置在旋转外壳112的内周。上述的旋转外壳112、内齿 (滚柱)114作为整体，构成在内周上设置了由多个圆柱状滚柱构成 的内齿114的内齿轮115。此处，上述内齿(滚柱)114配置25 100 根左右，但优选在30 80根的范围内。其理由为，如果使内齿(滚 柱)114的根数在上述范围内，并且通过组装后述的外齿齿轮140、 142，能够容易地获得必要的速比，而且还能够构成固有震动频率高 的高减速比的行星齿轮装置。
上述内齿轮115内沿轴方向并排收容有多个(此处为2个)呈环 状的外齿齿轮118，这些外齿齿轮118的外周分别形成有由次摆线齿 形，具体为外摆线圆齿形构成的多个外齿119。并且，上述外齿齿轮 118的外齿119的齿数比上述内齿(滚柱)114的齿数少1个(齿数 差为O。之所以如此使内齿(滚柱)114与外齿119的齿数差为1， 是因为与它们的齿数差为2以上的值R相比，能够容易地做到高减 速比，并且能够降低加工费用。
此处，齿数差为2以上的值R的外齿齿轮为，将次摆线外齿齿轮
的外形轮廓沿圆周方向错开外齿119的齿距除以该R值的角度，并 且将这些沿圆周方向错开的R个的外形轮廓部重叠的部分作为齿形 取出的外齿齿轮(参照特开平3-181641号公报)。并且，在这些外齿 齿轮118与内齿轮115内接的状态下外齿119与内齿(滚柱)114啮 合，但2个外齿齿轮118的最大啮合部(啮合最深的部位)的相位错 开180° 。
各外齿齿轮118上形成有至少一个，此处为3个沿轴线方向贯通 的曲柄轴孔121，这些曲柄轴孔121沿半径方向离开外齿齿轮118的 中心轴相等的距离，并且沿圆周方向隔开相等的距离。122为各外齿 齿轮118上形成的多个(与曲柄轴孔121的数量相同)通孔，这些通 孔122沿圆周方向与曲柄轴孔121交错地配置，并且沿圆周方向隔开 相等的距离。而且，上述通孔122呈朝着半径方向外侧圆周方向的宽 度变宽的近似基座形。
125为活嵌在旋转外壳112内、安装在图中没有表示的固定机器 人部件上的支持体，该支持体125由配置在外齿齿轮118的轴线方向 两外侧的一对呈近似环形的端板126、 127，和一端与端板126连成 一体、另 一端由多个螺栓128可以装卸地连接在端板127上的多个(与 通孔122的数量相同)柱状体129构成。并且，连接上述端板126、 127的柱状体129沿轴线方向延伸，并保持若干间隙插入(活嵌)在 外齿齿轮118的通孔122内。
131为安装在上述支持体125，具体为端板126、 127的外周与旋 转外壳112的轴线方向两端内周之间的轴承，通过这些轴承131支持 体125可以旋转地支持内齿齿轮115。 135为沿圆周方向隔开相等的 角度配置的至少一根(与曲柄轴孔121的数量相同)曲柄轴，这些曲 柄轴135，通过外嵌在其轴线方向的一端上的圆锥滚柱轴承136和外 嵌在其轴线方向的另一端上的圆锥滚柱轴承137，可以被支持体125，
具体为端板126、 127旋转地支持。
上述曲柄轴135在其轴线方向中央具有2个离曲柄轴135的中心 轴等距离偏心的偏心凸轮138，这些偏心凸轮138彼此的相位错开180 ° 。此处，上述曲柄轴135的偏心凸轮138分别活嵌在外齿齿轮118 的曲柄轴孔121内，并且在它们之间安装有针状滚柱轴承139，结果， 上述外齿齿轮118与曲柄轴135允许相对旋转。并且，各曲柄轴135 的轴线方向的一端固定有外齿齿轮140，这些外齿齿轮140与在图中 没有表示的驱动电动机的输出轴141 一端上设置的外齿齿轮142啮合。
并且，当驱动电动机动作，使外齿齿轮140旋转时，曲柄轴135 围绕自身的中心轴旋转，结果，曲柄轴135的偏心凸轮138在外齿齿 轮118的曲柄轴孔121内偏心旋转，使外齿齿轮118偏心摆动旋转。 此时，在互相啮合的内齿(滚柱)114与外齿119的接触点上，分别 作用有外齿119施加给对应的内齿(滚柱)114的沿作用线S方向的 驱动分力。
此处，上述的各驱动分力的反作用力K的作用线S，如图12所 示的位于与上述接触点所在齿面垂直的线上，但这些作用线S，由于 如上所述内齿(滚柱)114呈圆柱状，外齿119由次摆线齿形构成， 因此在外齿齿轮118上的一点即汇聚点C汇聚(交叉)。于是，上述 各驱动分力的切线方向分力的合力作为旋转驱动力作用在内齿轮115 上。
此处，如果汇聚点C如上述的背景技术说明过的，位于外端经过 圆G与内端经过圆N之间(参照图23)时，则由于部分(最大啮合 部位附近)的驱动分力的反作用力K，沿与桥状部105的延伸方向大 体垂直的方向作用于刚性低的桥状部105，因此该桥状部105和该桥 状部105附近的外齿101弹性变形，并且外齿101与内齿(滚柱)102
一端接触，外齿101的齿面寿命縮短。
但是，在该实施例3中，使上述的汇聚点C比以往向半径方向外 侧移动，位于比上述外端经过圆G靠半径方向外侧。由此，当汇聚 点C如图12所示位于经过通孔122的中心的半径方向线上时，所有 反作用力K的作用线S相对于通孔122都比以往向切线方向侧倾斜， 靠近桥状部118a的延伸方向。结果，抑制了壁薄而刚性低的桥状部 118a及该桥状部118a附近的外齿119的弹性变形，延长了外齿119 的齿面寿命。
而且，当上述汇聚点C如上所述位于比外端经过圆G靠半径方 向外侧时，由于不是通孔122的空洞部分，而是切线方向刚性高的桥 状部118a承受上述反作用力K的切线方向的分力，因此能够抑制通 孔122的变形。但是，当上述汇聚点C位于通过构成内齿114的所 有滚柱的中心的滚柱圆P的半径方向外侧时，在外齿119的齿面上会 产生尖锐的部位，因此上述汇聚点C必须位于外端经过圆G与滚柱 圆P之间。
此处，由于上述的内齿轮115的中心O到汇聚点C的半径方向 的距离L，可以用外齿齿轮118相对于内齿轮115的偏心量H乘以内 齿轮115的内齿(滚柱)114的齿数Z来表示，为了使距离L比图 23所示的以往的距离L大，可以使偏心量H或齿数中的某一个或使 两者同时比以往大。并且，虽然在该实施例3中为了增大上述距离L 而增大偏心量H，但为了进一步增大偏心量H，使内齿(滚柱)114 的外径比以往的小。
此处，优选上述半径方向的距离L与上述滚柱圆P的半径Q之 比(L/Q)的值在0.86 1.00的范围内。其理由为，如果上述比L/Q 的值在0.86以上，则如由图13所知的，由于载荷比率大体为定值， 获得相同的扭矩，因此能够使作用于外齿119的与传递扭矩有关的载
荷(驱动分力的切线方向分力)大体一定，且为最小值，但如果不到
0.86的话，则载荷比率的变化增大，作用于外齿119上的与传递扭矩 有关的载荷增大，而当上述比L/Q的值超过1.00时，展成外齿119 时齿面会产生尖锐的部位。
此处，上述的曲线在以下的各因素下进行模拟求得的。即，假设 各行星齿轮装置的内齿(滚柱)的齿数Z (根数)为40、内齿(滚柱) 的直径为10mm、滚柱圆P的半径Q为120mm、外齿的齿数为定值 39，使L/Q的值在0.5 1.0的范围内变动，求出作用于汇聚点C的 反作用力K的合力的切线方向分力。
此处，图13表示当L/Q的值为0.75时上述切线方向分力的载荷 比率为指数l时的曲线。
如上所述使内齿(滚柱)114的外径比以往的小、并使偏心量H 比以往大的话，则两齿面与内齿(滚柱)114接触的外齿119变得大 型化，即齿厚、齿高都增大。但是，由于旋转外壳112的内周一般大 体位于上述滚柱圆P上，如果外齿119大型化，则外齿119干涉旋转 外壳112的内周。因此在该实施例3中，沿以外齿齿轮118的中心为 曲率中心的圆只以规定量切除上述外齿119的齿顶部(图11中用假 想线表示的部位)，来防止外齿119与旋转外壳112的内周的干涉。 另外，取代切除外齿119的齿顶部，上述的干涉也可以通过将相邻的 内齿(滚柱)114之间的旋转外壳112的内周切除规定的深度来防止。
此处，优选使上述的汇聚点C位于，通过所有的外齿119的齿根 的齿根圆M与上述外端经过圆G之间。其理由是，当汇聚点C位于 滚柱圆P与齿根圆M之间时，部分的反作用力K沿近似切线的方向 作用于外齿齿轮118，结果，这种反作用力K有可能使外齿119产生 弯曲变形；但如上所述使汇聚点C位于齿根圆M与外端经过圆G之 间的话，则能够防止这种情况发生。
并且，如上所述切除每个外齿119的齿顶部的话，贝U内齿(滚柱) 114与外齿119只有一部分啮合，此处只有约3/4啮合，因此剩余的 约1/4的内齿(滚柱)114不与外齿119接触，会脱出滚柱槽113。 因此，在该实施例3中，在上述轴承131的轴承外圈131a的内端面 上形成供上述内齿(滚柱)114的两端插入的插入孔131b，由此防止 内齿(滚柱)114从滚柱槽113中脱出。并且，此时外齿119在约3/8 的范围内将驱动力传递给内齿(滚柱)114。
上述的插入孔131b作为整体，构成不与外齿119接触的防止内 齿(滚柱)114从滚柱槽113脱出的控制机构143。另外，作为上述 控制机构143，代替插入孔131b，可以使用轴承131的轴承外圈131a 的内端面上形成的、宽度与内齿(滚柱)114的直径相同的圆周槽； 或者使用配置在上述2个外齿齿轮118之间、外周与所有的内齿(滚 柱)114接触的1个滚柱压环；而且还可以使用配置在轴承131与外 齿齿轮118之间、形成有供内齿(滚柱)114的两端插入的孔、圆周 槽的2个滚柱压环。
下面说明本发明实施例3的作用。
现在，驱动电动机工作，曲柄轴135围绕自身的中心轴沿同一方 向以相同的速度旋转。此时，曲柄轴135的偏心凸轮138在外齿齿轮 118的曲柄轴孔121内偏心旋转，使外齿齿轮118偏心摆动旋转，但 由于上述外齿齿轮118的外齿119的齿数比内齿(滚柱)114的齿数 只少1个，因此旋转外壳112和机器人的臂等由于外齿齿轮118的偏 心摆动旋转而低速旋转。
此处，由于使外齿齿轮118的各外齿119施加给对应的内齿(滚 柱)114的驱动分力(反作用力K)的作用线S重合的汇聚点C，位 于通过所有的内齿(滚柱)114中心的滚柱圆P与通过所有的通孔122 的半径方向外端的外端经过圆G之间，因此当汇聚点C位于通过通
孔122的中心的半径方向线上时，所有的反作用力K的作用线S相 对于通孔122都比以往向切线方向侧倾斜，由此抑制桥状部118a及 该桥状部118a附近的外齿119的弹性变形。
另外，在上述的实施例3中，在外齿齿轮118上形成多个(3个) 曲柄轴孔121，并且将沿同一方向等速旋转的曲柄轴135分别插入各 曲柄轴孔121中，使外齿齿轮118偏心摆动旋转，但在本发明中，也 可以将1根曲柄轴插入外齿齿轮118的中心轴上形成的1个曲柄轴 孔，通过该曲柄轴的旋转使外齿齿轮偏心摆动旋转。此时，支持体的 柱状体有必要与通孔的内周线接触。
并且，在上述的实施钶3中，固定支持体125，使内齿轮115低 速旋转，但在本发明中，也可以固定内齿轮，使支持体低速旋转。而 且，在本发明中，也可以在上述行星齿轮装置111的前一级设置减速 比比1/7小(接近1/1)的直齿圆柱齿轮减速机构，用2级减速。如 此，能够获得固有震动频率高的高减速比齿轮装置。
实施例4
下面根据

本发明的实施例4。
在图14、 15、 16中，211为用于机器人等的偏心摆动型行星齿轮 装置，该偏心摆动型行星齿轮装置211具有安装在例如图中没有表示 的机器人臂或手等上的近似圆筒状的旋转外壳212。在该旋转外壳 212的内周形成有多条其轴向方向的中央部位的截面为半圆形的滚柱 槽213，该滚柱槽213沿轴线方向延伸，沿圆周方向等距离配置。
214为由多个(与滚柱槽213的数量相同)呈圆柱状的滚柱构成 的内齿，这些内齿(滚柱)214大体一半插入滚柱槽213，由此沿圆 周方向以等距离设置在旋转外壳212的内周。上述的旋转外壳212、 内齿(滚柱)214作为整体，构成在内周215a上设置了由多个圆柱 状滚柱构成的内齿214的内齿轮215。结果，内齿轮215 (旋转外壳
212)的内周215a位于，通过所有的构成内齿214的滚柱的中心的滚 柱圆P上或极靠近它的地方。此处，上述内齿(滚柱)214配置25 100根左右，但优选在30 80根的范围内。其理由为，如果使内齿 (滚柱)214的根数在上述范围内，则通过在后述的外齿齿轮218与 内齿轮215啮合的前一级，设置减速比为1/1 1/7的直齿圆柱齿轮减 速机构，通过使前一级与后一级的减速比的组合，能够容易地获得高 减速比，而且还能够构成固有震动频率高的高减速比的行星齿轮装 置。
上述内齿轮215内沿轴线方向并排收容有多个(此处为2个)呈 环状的外齿齿轮218，这些外齿齿轮218的外周分别形成有由次摆线 齿形，具体为外摆线圆齿形构成的多个外齿219。并且，上述外齿齿 轮218的外齿219的齿数比上述内齿(滚柱)214的齿数只少1个(齿 数差为l)。之所以使内齿(滚柱)214与外齿219的齿数差为1，是 因为与它们的齿数差为2以上的值G相比，能够做到高减速比，而 且能够降低加工费用。
此处，齿数差为2以上的值G的外齿齿轮为，使次摆线外齿齿轮 的外形轮廓，沿圆周方向错开外齿219的齿距除以该G值的距离， 并且将这些沿圆周方向错开的G个的外形轮廓部重叠的部分作为齿 形取出的外齿齿轮(参照特开平3-181641号公报)。并且，在这些外 齿齿轮218与内齿轮215内接的状态下外齿219与内齿(滚柱)214 啮合，但2个外齿齿轮218的最大啮合部(啮合最深的部位)的相位 错开180° 。
各外齿齿轮218上形成有至少一个，此处为3个沿轴线方向贯通 的曲柄轴孔221,这些曲柄轴孔221沿半径方向离开外齿齿轮218的 中心轴相等的距离，并且沿圆周方向隔开相等的距离。222为各外齿 齿轮218上形成的多个(与曲柄轴孔221的数量相同)通孔，这些通
孔222沿圆周方向与曲柄轴孔221交错地配置，并且沿圆周方向隔开 相等的距离。而且，上述通孔222呈朝着半径方向外侧圆周方向的宽 度变宽的近似基座形。
225为活嵌在旋转外壳212内、安装在图中没有表示的固定机器 人部件上的支持体(支座)，该支持体225由配置在外齿齿轮218的 轴线方向两外侧的一对呈近似环形的端板226、 227，和一端与端板 226连成一体、另一端由多个螺栓228可以装卸地连接在端板227上 的多个(与通孔222的数量相同，为3个)柱状体229构成。并且， 连接上述端板226、 227的柱状体229沿轴线方向延伸，并保持若干 间隙的插入(活嵌)在外齿齿轮218的通孔222内。
231为安装在上述支持体225,具体为端板226、 227的外周与旋 转外壳212的轴线方向的两端的内周之间的一对轴承，通过这些轴承 231支持体225可以旋转地支持内齿齿轮215。 235为沿圆周方向隔 开相等的角度配置的至少一根(与曲柄轴孔221的数量相同，为3根) 曲柄轴，这些曲柄轴235，通过外嵌在其轴线方向的一端上的圆锥滚 柱轴承236和外嵌在其轴线方向的另一端上的圆锥滚柱轴承237，被 支持体225，具体为端板226、 227可以旋转地支持。
上述曲柄轴235在其轴线方向中央具有2个离曲柄轴235的中心 轴的等距离偏心的偏心凸轮238，这些偏心凸轮238彼此的相位错开 180° 。此处，上述曲柄轴235的偏心凸轮238分别活嵌在外齿齿轮 218的曲柄轴孔221内，并且在它们之间安装有针状滚柱轴承239， 结果，上述外齿齿轮218与曲柄轴235允许相对旋转。并且，各曲柄 轴235的轴线方向的一端固定有外齿齿轮240，这些外齿齿轮240与 在图中没有表示的驱动电动机的输出轴241 —端上设置的外齿齿轮 242啮合。
并且，当驱动电动机工作使外齿齿轮240旋转时，曲柄轴235围
绕自身的中心轴旋转，结果，曲柄轴235的偏心凸轮238在外齿齿轮 218的曲柄轴孔221内偏心旋转，使外齿齿轮218偏心摆动旋转。此 时，在互相啮合的内齿(滚柱)214与外齿219的接触点上，如图17 所示，分别作用有外齿219施加给对应的内齿(滚柱)214的沿作用 线S方向的驱动分力K'。
此处，上述的各驱动分力K'的作用线S，位于与上述接触点所 在齿面垂直的线上，但这些作用线S，由于如上所述内齿(滚柱)214 呈圆柱状，外齿219由次摆线齿形构成，因此在外齿齿轮218上的一 点即汇聚点C汇聚(交叉)。于是，这样的行星齿轮装置211的内齿 轮215输出给机器人的臂等的输出扭矩为，外齿219与内齿(滚柱) 214的各接触点上的驱动分力K'沿切线方向的分力，与内齿轮215 的中心O到上述接触点的距离的乘积的合计。
并且，在该实施形态中，为了增大上述的输出扭矩，使外齿齿轮 218相对于内齿轮215的偏心量H，超过以往的限制，在构成内齿214 的滚柱的半径R的0.5倍以上。如此使偏心量H在半径R的0.5倍以 上的话，则内齿轮215的中心O到汇聚点C的半径方向距离L (由 偏心量H乘以内齿(滚柱)214的齿数Z求得)比以往大，SP，能够 使汇聚点C的位置向半径方向外侧大幅移动。
由此，上述作用线S相对于外齿齿轮218比以往大地向切线方向 侧倾斜，驱动分力K'的切线方向分力增大，结果，内、外齿214、 219的啮合齿数无变化时，可增大输出扭矩。但是，当上述偏心量H 超过半径R的1.0倍时，外齿齿轮218偏心摆动旋转时产生外齿219 与内齿(滚柱)214干涉的位置，因此上述偏心量H必须在半径R 的0.5倍 1.0倍的范围内。
并且，当如上所述设内齿轮215的中心O到汇聚点C的半径方 向距离(由偏心量H乘以内齿(滚柱)214的齿数Z求得)为L,设 通过构成上述内齿214的所有滚柱的中心的滚柱圆P的半径为Q时， 优选它们的比值L/Q在0.86 1.00的范围内。
其理由为，如果上述比L/Q的值在0.86以上，则如由图18所知 的，由于载荷比率大体为定值，获得相同的扭矩，因此能够使作用于 外齿219的与传递扭矩有关的载荷大体一定，且为最小值，如果不到 0.86的话，则载荷比率的变化增大，作用于外齿219上的与传递扭矩 有关的载荷增大，而当上述比L/Q的值超过1.00时，制成外齿219 时齿面上会产生尖锐的部位。
此处，上述的曲线用以下的各因素进行模拟求得。即，设各行星 齿轮装置的内齿(滚柱)的齿数Z (根数)为40、内齿(滚柱)的直 径D为10mm、滚柱圆P的半径Q为120mm、外齿的齿数为定值39， 使L/Q的值在0.5 1.0的范围内变动，求出作用于汇聚点C的驱动 分力K'的合力的切线方向分力。此处，图18表示当L/Q的值为0.75 时的上述切线方向分力的载荷比率为指数1时的曲线。
并且，当如上所述L/Q的值在0.86 1.00的范围内时，内齿(滚 柱)214的直径D (半径RX2)，优选在滚柱圆P的直径M (半径Q X2)除以外齿219的齿数U的商，即M/U的值附近，具体为M/U 土2mm的范围内。其理由为，当直径D在M/U的值附近时，如由图 19的曲线图所知的，能够维持在内齿(滚柱)214与外齿219的接触 点的赫兹应力开始急剧增大的点内侧的低值，能够延长外齿219的齿
并且，为了使赫兹应力为大体一定的最小值，如由图19所知的， 上述直径D优选在M/U士0.75mm的范围内。另外，该图19所示的 曲线，除使偏心量H为2.7mm以外，与上述图18的曲线的条件相同， 改变内齿(滚柱)214的直径D并进行模拟，求得外齿19与内齿(滚 柱)14的接触点的赫兹应力，当直径D等于M/U时的赫兹应力值表
示为指数l。
并且，如上所述使偏心量H在半径R的0.5倍以上的话，由于两 齿面与内齿(滚柱)214接触的外齿219变得大型化，即齿厚、齿高 都增大，因此该外齿219超过大体位于滚柱圆P上的内齿轮215 (旋 转外壳12)的内周215a并进入，它们之间产生干涉。因此，在该实 施例4中，沿以外齿齿轮218的中心为曲率中心的圆将外齿219从齿 顶开始只切除规定的量(只是图16中用虚线表示的部位)，来防止外 齿219与内齿轮215的内周215a的干涉。另外，这些外齿219中的 切除量优选，在内齿齿轮215与外齿齿轮218的最大啮合部位，使切
间隙的程度。
并且，如上所述在部分地切除各外齿219的情况下，当将切除后 的某1个外齿219的旋转方向前侧边缘219a与旋转方向后侧边缘 219b之间的距离设为E，并将相邻的2个外齿219中旋转方向前侧边 缘219a与旋转方向后侧边缘21%之间的距离设为F时，优选使上述 距离E大于距离F。其理由为，如此，则外齿219的弯曲刚性增加，
而且能够使外齿的加工容易。
并且，如上所述从齿顶只以规定量切除各外齿219的话，由于内 齿(滚柱)214与外齿219只有部分啮合，上述L/Q的值为l.O时约 1/3，该实施例4中约3/4啮合，因此剩余的约1/4的内齿(滚柱)214 不与外齿219接触，会脱出滚柱槽213。因此，在该实施例4中，在 上述轴承231的轴承外圈231a的内端面上，形成供上述内齿(滚柱) 214的两端插入的插入孔231b，由此，防止内齿(滚柱)214从滚柱 槽213中脱出。并且，此时外齿219在约3/8的范围内将驱动力传递 给内齿(滚柱)214。
上述的插入孔231b作为整体，构成不与外齿219接触的防止内
齿(滚柱)214从滚柱槽213脱出的控制机构243。另外，作为上述 的控制机构243，替代插入孔231b，可以使用轴承外圈231a的内端 面上形成的、宽度与内齿(滚柱)214的直径相同的圆周槽，或者使 用配置在上述2个外齿齿轮218之间、外周与所有的内齿(滚柱)214 接触的1个滚柱压环。
下面说明本发明实施例4的作用。
现在，驱动电动机工作，曲柄轴235围绕自身的中心轴沿同一方 向以相同的速度旋转。此时，曲柄轴235的偏心凸轮238在外齿齿轮 218的曲柄轴孔221内偏心旋转，使外齿齿轮218偏心摆动旋转，但 由于上述外齿齿轮218的外齿219的齿数比内齿(滚柱)214的齿数 只少1个，因此旋转外壳212和机器人的臂等由于外齿齿轮218的偏 心摆动旋转而低速旋转。
此处，由于如上所述使偏心量H在半径R的0.5倍以上，因此内 齿轮15的中心O到汇聚点C的距离L比以往大，即，可使汇聚点C 的位置向半径方向外侧大幅移动，由此，上述作用线S相对于外齿齿 轮218比以往大的地切线方向侧倾斜，驱动分力K'的沿切线方向分 力增大，输出扭矩增大。
实施例5
图20、 21为表示本发明的实施例5的图。在该实施例5中，不 进行如上述实施例4的外齿219的切除，而是将相邻的内齿(滚柱) 214之间的内齿轮215 (旋转外壳212)的内周215a及各内齿(滚柱) 214的周围的内周215a，切除规定深度，此处为切除与内齿(滚柱) 214的半径R大体相等的深度，以此来避免外齿219与内齿轮215(旋 转外壳212)的内周215a的干涉。此处，该内周215a的切除量可以 根据外齿219的上述进入量适当决定。
结果，各内齿(滚柱)214的半径方向外端与切除后的内齿轮215
的内周215a线接触，由此，旋转外壳212承受作用于各内齿(滚柱) 214的驱动分力K'的半径方向分力。此时，由于不存在滚柱槽213， 因此各内齿(滚柱)214能够自由移动。因此，在该实施例5中，在 轴承231与外齿齿轮218之间安装了 2个形成有供内齿(滚柱)214 的两端插入的插入孔245的作为控制机构的滚柱压环246，而且将这 2个滚柱压环246不能旋转地固定在内齿轮215上，限制上述内齿(滚 柱)214的移动。另外，其他的构成和作用与上述实施例4相同。
另外，在上述的实施例4中，在外齿齿轮218中形成多个(3个) 曲柄轴孔221，并且将沿同一方向等速旋转的曲柄轴235分别插入各 曲柄轴孔221中，使外齿齿轮218偏心摆动旋转，但在本发明中，也 可以将1根曲柄轴插入外齿齿轮218的中心轴上形成的1个曲柄轴 孔，通过该曲柄轴的旋转使外齿齿轮偏心摆动旋转。此时，支持体的 柱状体有必要与通孔的内周线接触。
并且，在上述的实施例4中，固定支持体225,使内齿轮215低 速旋转，但在本发明中，也可以固定内齿轮，使支持体低速旋转。而 且，在本发明中，也可以在上述行星齿轮装置211的前一级设置减速 比比1/7小(接近1/1)的直齿圆柱齿轮减速机构，用2级减速。如 此，能够获得固有震动频率高的高减速比齿轮装置。并且，在上述的 实施例4中从齿顶只以规定量切除外齿219，在实施例5中，将内齿 (滚柱)214之间的内齿轮215 (旋转外壳212)的内周215a只切除 规定深度，但本发明也可以同时切除外齿和内齿轮的内周。
产业上的利用可能性
本发明可以用于通过曲柄轴使与内齿轮相啮合的外齿齿轮偏心 摆动的偏心摆动型行星齿轮装置。
符号的说明
11， 111， 211...行星齿轮装置 14， 114， 214...内齿(滚柱) 15， 115， 215...内齿齿轮 15a...内周
18， 118， 218...外齿齿轮 19， 119， 219...外齿 21， 121， 221...曲柄轴孔 22， 122， 222...通孑L 25， 125， 225...支持体 29， 129， 229…柱 35， 135， 235...曲柄轴 45a.，.旋转方向前侧边缘 45b…旋转方向后侧边缘 46a…旋转方向前侧边缘 46b…旋转方向后侧边缘 P...滚柱圆
G. ..外端通过圆 M...齿根圆 C...汇聚点 S...作用线
K...驱动分力的反作用力
H. ..偏心量
K'...驱动分力
R...滚柱半径
Q...滚柱圆半径
E. ..距离
F. ..距离
权利要求
1.一种偏心摆动型行星齿轮装置，具有内齿齿轮，在内周设置了由多个圆柱状滚柱构成的内齿；外齿齿轮，形成有至少一个曲柄轴孔和多个通孔，外周上具有由次摆线齿形构成的、与上述内齿啮合并且齿数比该内齿少1个的外齿；曲柄轴，插入各曲柄轴孔内，通过旋转使外齿齿轮偏心摆动；支持体，可以旋转地支持上述曲柄轴，并且具有多个插入到各通孔中的柱状体；其特征在于当设上述外齿齿轮相对于内齿轮的偏心量为H、构成内齿的滚柱的半径为R时，使上述偏心量H在半径R的0.5～1.0倍的范围内，并且从齿顶以规定量切除各外齿，来避免外齿与内齿轮的内周的干涉。
2. 如权利要求1所述的偏心摆动型行星齿轮装置，当将通过构 成上述内齿的所有滚柱的中心的滚柱圆P的半径设为Q，并且将从上 述内齿轮的中心O到外齿施加给对应的内齿的驱动分力K'的作用 线S重合的汇聚点C为止的半径方向上的距离设为L时，使上述半 径方向上的距离L在上述半径Q的0.86 1.00倍的范围内。
3. —种偏心摆动型行星齿轮装置，具有内齿齿轮，在内周设 置了由多个圆柱状滚柱构成的内齿；外齿齿轮，形成有至少一个曲柄 轴孔和多个通孔，外周上具有由次摆线齿形构成的、与上述内齿啮合 并且齿数比该内齿少l个的外齿；曲柄轴，插入各曲柄轴孔内，通过 旋转使外齿齿轮偏心摆动；支持体，可以旋转地支持上述曲柄轴，并 且具有多个插入到各通孔中的柱状体；其特征在于当设上述外齿齿轮相对于内齿轮的偏心量为H、构成内齿的滚柱 的半径为R时，使上述偏心量H在半径R的0.5 1.0倍的范围内， 并且将相邻的内齿之间的内齿轮的内周切除规定的深度，由此来避免 外齿与内齿轮的内周的干涉。
4.如权利要求4所述的偏心摆动型行星齿轮装置，当将通过构 成上述内齿的所有滚柱的中心的滚柱圆P的半径设为Q，并且将从上 述内齿轮的中心O到外齿施加给对应的内齿的驱动分力K'的作用 线S重合的汇聚点C为止的半径方向上的距离设为L时，使上述半 径方向上的距离L在上述半径Q的0.86 1.00倍的范围内。
全文摘要
本发明提供一种偏心摆动型行星齿轮装置，将通过抑制外齿齿轮的桥状部和外齿的弹性变形来延长外齿(19)的齿面寿命，并提高震动特性，防止行星齿轮装置(11)大型化，大幅度地增大输出扭矩。使构成内齿(14)的滚柱的直径D除以内齿(14)的齿距P的比率减小到，外齿(19)的齿顶(19a)超过内齿轮(15)的内周(15a)的半径方向外侧；或者驱动分力的反作用力K的作用线S汇聚的汇聚点C比以往向半径方向外侧移动，位于经过所有的内齿滚柱(14)的中心的滚柱圆P与经过通孔(22)的半径方向外端的外端经过圆G之间；或者使外齿齿轮(18)相对于内齿轮的偏心量H在内齿(滚柱)(14)的半径R的0.5倍以上。
文档编号F16H13/08GK101368612SQ20081009896
公开日2009年2月18日 申请日期2005年1月28日 优先权日2004年1月30日
发明者藤本宪一 申请人:纳博特斯克株式会社