齿轮装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种齿轮装置，能够消除因内齿销与外齿齿轮的相对偏移而产生的异常磨损等问题，且能够抑制零部件数目的增加。齿轮装置(1)包括外筒(2)、内齿销(3)及支座(4)。在外筒(2)的内周面形成有沿该外筒(2)的轴向延伸的多个销槽(13)，内齿销(3)嵌合于销槽(13)。销槽(13)以该销槽(13)的长度比内齿销(3)的长度长的方式被形成。支座(4)包括具有按压面(7c)的一对按压部件(7)。按压面(7c)以限制内齿销(3)及具有外齿(6a)的摆动齿轮(6)的轴向移动的方式构成。
【专利说明】齿轮装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及具有内齿销及外齿齿轮的齿轮装置。
【背景技术】
[0002]作为构成机器人的部件、即用于驱动机器人部件等的偏心摆动型齿轮装置，以往已知内置有支承对机器人部件施加的外部负荷的主轴承的齿轮装置。在此种齿轮装置中，如专利文献I所记载，支座通过一对主轴承而旋转自如地被安装于圆筒状的壳体的内部。多个销齿被设置在圆筒状的壳体内周面。销齿被夹在沿轴向排列的一对主轴承之间，从而其轴向的移动受到限制。销齿为销状的部件。销齿等间隔地被设置在圆筒状的壳体的内周面，由此构成内齿齿轮。销齿能够啮合于与曲轴的旋转联动而摆动旋转的摆动齿轮的外齿。在该齿轮装置的结构中，由于一对主轴承被收容在齿轮装置的壳体内部，因此，只要将机器人部件等分别固定于齿轮装置的壳体和支座便可使用，而在机器人部件侧不需要主轴承。
[0003]此处，当一对机器人部件通过设置在齿轮装置外部的主轴承而彼此旋转自如地被连接时，在齿轮装置中，能够省略用于承受机器人部件的外部负荷的主轴承。在此种未内置主轴承的齿轮装置中，例如专利文献2记载的齿轮装置那样，在圆筒状的壳体的内侧，在内齿销的上下两端侧设置有一对扣环，从而限制内齿销的轴向移动。另一方面，摆动齿轮的轴向移动如以往般通过支座来限制。
[0004]如上所述的未内置主轴承的齿轮装置，通过内齿销与摆动齿轮的相对位置的移动，来吸收因零件的尺寸误差等产生的齿轮装置外部的主轴承的组装宽度的偏差。
[0005]上述专利文献2记载的齿轮装置，通过支座来限制摆动齿轮的轴向移动，并且，通过壳体侧的扣环来限制内齿销的轴向移动，因此，通过内齿销与摆动齿轮的相对位置的移动来吸收独立于齿轮装置而设置的主轴承的组装宽度的偏差。因此，当内齿销与摆动齿轮之间的轴向的偏移量大时，内齿销与摆动齿轮的接触宽度及接触面积减小，由此而存在产生异常磨损等较早破损的可能性(例如参照图7所示的内齿销103及摆动齿轮106)。
[0006]而且，由于设有一对扣环以限制内齿销的轴向移动，因此，齿轮装置的零部件数目增加。
[0007]专利文献1:日本专利公开公报特开2005-47006号
[0008]专利文献2:日本实用新型公告实公平4-29988号
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种齿轮装置，能够消除因内齿销与外齿齿轮的相对偏移而产生的异常磨损等问题，且能够抑制零部件数目的增加。
[0010]本发明的齿轮装置用于以指定的减速比在通过主轴承能够相对旋转地彼此连接的一对配对侧部件间传递旋转力，包括:外筒，能够固定于其中一个配对侧部件；多个内齿销，在所述外筒的内周面沿该外筒的轴向安装；支座，被收容在所述外筒的内部，能够固定于另一个配对侧部件；曲轴，旋转自如地支撑于所述支座；以及摆动齿轮，以与所述曲轴的旋转联动而摆动的方式支撑于所述支座，且具有能够与所述内齿销啮合的外齿，其中，在所述外筒的内周面形成有沿该外筒的轴向延伸的多个销槽，所述内齿销嵌合于所述销槽，所述销槽以该销槽的长度比所述内齿销的长度长的方式形成，所述支座以限制所述内齿销及所述摆动齿轮的轴向移动的方式构成。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是表示本发明的实施方式所涉及的齿轮装置的剖视图。
[0012]图2是表示图1的内齿销及摆动齿轮各自的轴向移动被支座侧的按压部件限制的状态的放大剖视图。
[0013]图3是表示图1的支座侧的按压部件进行外筒的防脱的状态的放大剖视图。
[0014]图4是表示从按压部件省略了防脱部的情况下，外筒脱离支座的状态的剖视说明图。
[0015]图5是表示本发明的比较例即以往的具备限制内齿销的轴向移动的扣环的齿轮装置的剖视图。
[0016]图6是表示图5的内齿销的轴向移动被外筒侧的扣环限制，并且摆动齿轮的轴向移动被支座限制的状态的放大剖视图。
[0017]图7是表示图6的内齿销与摆动齿轮在轴向上相对地偏离的状态的放大剖视图。【具体实施方式】
[0018]以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
[0019]本实施方式所涉及的齿轮装置是作为减速机而适用于例如机器人的旋转体或腕关节等旋转部或者各种工作机械的旋转部的齿轮装置。在以下的本实施方式的说明中，对将齿轮装置适用于机器人的臂等旋转体的例子进行说明。
[0020]如图1所示，本实施方式所涉及的齿轮装置I以指定的减速比在基座50与旋转体52之间传递旋转力，基座50与旋转体52通过主轴承51能够相对旋转地彼此连接。即，齿轮装置I不具备主轴承51，主轴承51在齿轮装置I的外部设置在基座50与旋转体52之间。基座50包含在一配对侧部件的概念中，旋转体52包含在另一配对侧部件的概念中。
[0021]本实施方式的齿轮装置I具备外筒2、内齿销3、支座4、曲轴5、摆动齿轮6、筒体
8、曲轴齿轮9及中央齿轮部件10。
[0022]外筒2为大致圆筒状的部件，作为构成齿轮装置I的外面的壳体发挥功能。外筒2通过螺栓22而紧固于机器人的基座50。在外筒2的内周面，沿该外筒2的内周面而等间隔地形成有沿该外筒2的轴向延伸的多个销槽13 (参照图2?3)。内齿销3嵌合于各销槽13。内齿销3作为与由外齿齿轮构成的摆动齿轮6啮合的内齿发挥功能。
[0023]如图2所示，销槽13以其长度LI比内齿销3的长度L2长(2?4mm左右)的方式形成。因此，内齿销3能够在销槽13的内部，沿销槽13在一定程度的游隙量的范围内(前后I?2mm左右)移动(参照图2?3)。
[0024]支座4在与外筒2设置于同轴上的状态下收容在该外筒2内。支座4能够相对于外筒2而以相同的轴为中心旋转。该支座4通过多个螺栓21紧固于旋转体52。通过支座4相对于外筒2旋转，从而旋转体52能够相对于基座50旋转。[0025]另外，在本实施方式中，支座4紧固于旋转体52而能够旋转，另一方面，外筒2固定于基座50而无法旋转，但本发明并不限定于此，当然也能够在外筒2紧固于旋转体52而支座4紧固于基座50的状态下使用齿轮装置I。
[0026]本实施方式的支座4具备支座主体15及一对按压部件7。
[0027]支座主体15具备基部11及端板部12。在基部11与端板部12之间形成有收容在外筒2与支座4之间进行旋转力传递的摆动齿轮6的收容空间33。收容空间33与支座主体15的贯穿孔4a连通。
[0028]基部11具有朝向端板部12沿轴向延伸的轴部4b。轴部4b通过螺栓23紧固于端板部12。基部11及端板部12用铸铁等制造。
[0029]如图1?2所示，一对按压部件7为环状的部件，且分别嵌合于支座主体15的外周侧面的凹部15a。
[0030]一对按压部件7分别具备主体部7a及台阶部7b。主体部7a具有抵接于内齿销3及摆动齿轮6的按压面7c。一对按压部件7的按压面7c以彼此相向的方式被设置。通过使按压面7c抵接于内齿销3及摆动齿轮6各自的朝向轴向的端面，从而按压面7c能够限制内齿销3及摆动齿轮6各自的轴向移动。
[0031]台阶部7b是为了实现外筒2的防脱而从主体部7a朝外筒2而向按压部件7的半径方向突出的部分。各台阶部7b相互相向的面7d设置在相对于相邻的按压面7c而朝远离内齿销3的方向偏移的位置。在用一对按压部件7的台阶部7b夹住的间隙内插入有从外筒2的内周面朝内侧突出的凸部2a。
[0032]如图2?3所示，当外筒2与支座4相对地沿轴向移动时，凸部2a抵接于一对台阶部7b的相向的面7d中的任一者，从而限制外筒2相对于支座4朝轴向移动。而且，由于凸部2a抵接于台阶部7b的相向的面7d，因此，能够防止如图4所示地外筒2从支座4脱落的情况，即能够实现外筒2的防脱。
[0033]如图2所示，按压部件7的内径Rl被设定成小于从摆动齿轮6的外齿6a的齿根6e到该按压部件7的中心O的距离的最小值R2min。此处，从摆动齿轮6的外齿6a的齿根6e到该按压部件7的中心O的距离的最小值R2min是指，当摆动齿轮6与曲轴5的旋转联动而摆动时，从摆动齿轮6处于最内侧时的摆动齿轮6的外齿6a的齿根6e到该按压部件7的中心O的距离。
[0034]本实施方式的按压部件7用可获得比支座主体15的材料(铸铁等)高的精加工精度的材料、例如钢材等制造。由此，能够以高精加工精度对抵接于内齿销3及摆动齿轮6的按压面7c进行表面精加工。
[0035]如图1所示，在支座4的贯穿孔4a的内部，中央齿轮部件10通过轴承20而旋转自如地连接于该支座4。而且，在中央齿轮部件10的中央设置有沿轴向贯穿的插通孔，在该插通孔内插通有筒体8。
[0036]筒体8插通于支座4的贯穿孔4a。筒体8沿支座4的中心轴向以直线状延伸。在筒体8的内部插通配线电缆等。筒体8防止电缆与齿轮装置内的各齿轮等的接触，并且防止润滑油等侵入其内部。筒体8通过螺栓27连接于基座50。
[0037]多个曲轴5等间隔地设置在筒体8的周围。在该各曲轴5的端部分别安装有曲轴齿轮9。各曲轴齿轮9与中央齿轮部件10分别啮合。多个曲轴齿轮9中的一个啮合于由作为驱动源的马达M驱动的驱动齿轮D。其它曲轴齿轮9能够经由中央齿轮部件10来接受马达M的旋转驱动力。由此，各曲轴齿轮9能够将马达M的旋转驱动力传递给曲轴5。各曲轴5通过一对曲轴轴承16、19旋转自如地支撑于支座4。
[0038]曲轴5具有多个(本实施方式中为两个)偏心部5a。该多个偏心部5a在一对曲轴轴承16、19之间的位置以沿轴向排列的方式被设置。各偏心部5a分别呈以指定的偏心量从曲轴5的轴心偏心的圆柱状。并且，各偏心部5a以彼此具有指定角度的相位差的方式形成在曲轴5上。
[0039]摆动齿轮6以与曲轴5的旋转联动而摆动的方式被支撑于支座4。在本实施方式中，在支座4上设置有两个摆动齿轮6。两个摆动齿轮6分别通过滚子轴承17、18安装于曲轴5的各偏心部5a。摆动齿轮6被形成为比外筒2的内径稍小，当曲轴5旋转时，与偏心部5a的偏心旋转联动,一边哨合于外筒2内面的内齿销3 —边摆动旋转。
[0040]如图1?2所示，各个摆动齿轮6具有能够与内齿销3啮合的外齿6a、中央部贯穿孔6b、多个偏心部插通孔6c及多个轴部插通孔6d。筒体8以具有游隙的状态插通于中央部贯穿孔6b。摆动齿轮6的齿数(外齿6a的数量)比内齿销3的数量稍少。
[0041]偏心部插通孔6c在摆动齿轮6沿周向以等间隔设置在中央部贯穿孔6b的周围。各曲轴5的偏心部5a在与各偏心部插通孔6c之间安装了滚子轴承17、18的状态下分别插通各偏心部插通孔6c。
[0042]轴部插通孔6d在摆动齿轮6沿周向以等间隔设置在中央部贯穿孔6b的周围。各轴部插通孔6d在周向上分别设置在偏心部插通孔6c间的位置。支座4的各轴部4b以具有游隙的状态插通于各轴部插通孔6d。
[0043]在本实施方式中，主轴承51嵌合于基座50的内周面,并通过环状的盖53而被固定，以免从基座50的内部脱出。盖53通过螺栓25螺固于基座50的上表面。此外，主轴承51的内侧可动部分51a通过螺栓24而连接于旋转体52的外周凸缘部分52b。由此，基座50与旋转体52通过主轴承51能够相对旋转地彼此连接。
[0044]接下来，对本实施方式所涉及的齿轮装置I的动作进行说明。
[0045]当一个曲轴齿轮9接受来自马达M的旋转驱动力时，经由中央齿轮部件10分别传递给其它曲轴齿轮9。由此，各曲轴5以各自的轴为中心旋转。
[0046]并且，伴随各曲轴5的旋转，该曲轴5的偏心部5a作偏心旋转。由此，摆动齿轮6与偏心部5a的偏心旋转联动,一边哨合于外筒2的内面的内齿销3 —边作摆动旋转。摆动齿轮6的摆动旋转通过各曲轴5传递给支座4。在本实施方式中,夕卜筒2固定于基座50而不动，由此，支座4及旋转体52能够以自输入的旋转减速后的转速，相对于外筒2及基座50作相对旋转。
[0047](本实施方式的特征)
[0048](I)
[0049]在本实施方式的齿轮装置I中，以形成在外筒2的内周面的销槽13的长度LI比内齿销3的长度L2长的方式形成有销槽13。其结果，确保内齿销3能够在销槽13的内部朝轴向移动的游隙，从而能够吸收因零件的尺寸误差等产生的外部的主轴承51的组装宽度的偏差。而且，无内齿销3从销槽13的轴向端部突出的可能性，因此，能够可靠地防止内齿销3的异常磨损等。[0050]并且，支座4以限制内齿销3及摆动齿轮6的轴向移动的方式构成。具体而言，通过设置在支座4侧的按压部件7的按压面7c来限制内齿销3及摆动齿轮6这两者的轴向移动。其结果，能够可靠地防止内齿销3与摆动齿轮6的相对的轴向偏移，能够可靠地防止因异常磨损等造成的较早破损。
[0051]此外，无需如以往那样在外筒2设置用于限制内齿销3朝向轴向的移动的扣环等零件。其结果，能够抑制零部件数目的增加，从而组装作业变得容易。
[0052]此处，作为本发明的齿轮装置的比较例，对图5?7所示的具备限制内齿销103的轴向移动的一对扣环107的齿轮装置101进一步作详细说明。此种齿轮装置101以指定的减速比在通过主轴承151能够相对旋转地彼此连接的基座150与旋转体152之间传递旋转力，且具备外筒102、等间隔地设置在该外筒102的内周面的多个内齿销103、支座104、能够旋转地被支撑于该支座104的曲轴105、通过该曲轴105而摆动的两个摆动齿轮106以及一对扣环107。如图5?6所示，一对扣环107抵接于内齿销103的上下两端，从而能够限制内齿销103的轴向移动。另一方面，通过支座104中的朝轴向突出的一对凸部104a，从上下两端限制摆动齿轮106的轴向移动。由此，如图6所示，通过内齿销103与摆动齿轮106的相对位置的移动来吸收主轴承151的组装宽度的偏差。
[0053]但是，如图7所示，当内齿销103与摆动齿轮106的相对的朝轴向的偏移量大时，因内齿销103与摆动齿轮106的接触宽度及接触面积减小，存在产生异常磨损等较早破损的可能性。
[0054]与此相对，在本实施方式的齿轮装置I中，如图3所示，通过设置在支座4侧的按压面7c，限制内齿销3及摆动齿轮6的相对的轴向移动，因此不会产生如上述图5?7所示的齿轮装置101般的内齿销103与摆动齿轮106的相对的朝轴向的偏移，能够可靠地防止因异常磨损等造成的较早破损。
[0055]而且，在本实施方式的齿轮装置I中，即使因外部的主轴承51的组装宽度的偏差导致支座4与外筒2朝轴向相对偏移，内齿销3及摆动齿轮6也能够在长的销槽13的范围内，在两端分别被按压面7c按压的状态下朝轴向移动，因此，能够吸收上述主轴承51的组装宽度的偏差。
[0056](2)
[0057]在本实施方式的齿轮装置I中，支座4具备支座主体15以及设置在该支座主体15的外周侧面的按压部件7。按压部件7具有抵接于内齿销3及摆动齿轮6以限制该内齿销3及该摆动齿轮6的轴向移动的按压面7c。该结构是在支座主体15的外周面设置有具有限制内齿销3及摆动齿轮6的轴向移动的按压面7c的按压部件7的结构。因此，容易将按压面7c抵接于内齿销3及摆动齿轮6而设置，能够可靠地防止内齿销3及摆动齿轮6的轴向偏移。并且，只要变更按压部件7，便能够将支座主体15适用于规格不同的齿轮装置1，因此，能够实现支座主体15的通用化。此外，支座主体15与按压部件7独立构成，因此，能够独立于支座主体15的材料的选择或加工来进行按压部件7的材料的选择及加工。因此，改善按压面7c的面粗糙度变得容易。
[0058](3)
[0059]在本实施方式的齿轮装置I中，支座4具有能够限制外筒2相对于该支座4而朝轴向移动的台阶部7b。在外筒2的内周面形成有能够抵接于所述台阶部7b的凸部2a。在该结构中，通过形成在支座4的按压部件7的台阶部7b (外筒2的防脱用的台阶部7b)抵接于外筒2的内周面的凸部2a，能够限制外筒2相对于支座4的轴向移动。因此，能够以较少的零部件数目来防止外筒2的脱落。
[0060]此处，在以往的齿轮装置(例如参照日本专利公开公报特开2000-213605号的图1)中，在尚未组装外部的主轴承的状态下，为了防止壳体从支座脱落，必须将油封预先插入壳体的内部，因此，在齿轮装置组装后，存在无法观察油封状态的问题。与此相对，在本实施方式的齿轮装置中，不再需要用于防脱的油封，因此，能够抑制零部件数目的增加。
[0061](4)
[0062]在本实施方式的齿轮装置I中，如图2所示，按压部件7为环状，并且，按压部件7的内径Rl被设定成比从摆动齿轮6的外齿6a的齿根6e到该按压部件7的中心O的距离的最小值R2min小，因此，能够避免摆动齿轮6的外齿6a干涉按压部件7的内侧角部7e的问题。
[0063](变形例)
[0064](A)
[0065]在上述实施方式的齿轮装置I中，构成支座4的支座主体15和按压部件7独立构成,但本发明并不限定于此,也可使支座主体15与按压部件7 —体成形。此时，能够进一步抑制零部件数目的增加。
[0066](B)
[0067]在本实施方式的齿轮装置I中，如图2?3所示，在按压部件7形成有外筒2的防脱用的台阶部7b，但本发明并不限定于此，也可省略防脱用的台阶部7b。此时，只要通过设置在支座4的外周面的油封(未图示)等来进行外筒2的防脱即可。
[0068](C)
[0069]在本实施方式中，如图1?3所示，举具备两个摆动齿轮6的齿轮装置I为例进行了说明，但本发明并不限定于此，即使是仅具备一个摆动齿轮6的结构或具备三个以上的摆动齿轮6的结构，也能够适用本发明。
[0070]符号说明
[0071]I齿轮装置
[0072]2 外筒
[0073]3内齿销
[0074]4 支座
[0075]5 曲轴
[0076]5a偏心部
[0077]6摆动齿轮
[0078]6a 外齿
[0079]6e 齿根
[0080]7按压部件
[0081]7b台阶部
[0082]7c按压面
[0083]13 销槽[0084]50 基座
[0085]51主轴承
[0086]52旋转体
【权利要求】
1.一种齿轮装置，用于以指定的减速比在通过主轴承能够相对旋转地彼此连接的一对配对侧部件间传递旋转力，其特征在于包括: 外筒，能够固定于其中一个配对侧部件； 多个内齿销，在所述外筒的内周面沿该外筒的轴向安装； 支座，被收容在所述外筒的内部，能够固定于另一个配对侧部件； 曲轴，旋转自如地支撑于所述支座；以及 摆动齿轮，以与所述曲轴的旋转联动而摆动的方式支撑于所述支座，且具有能够与所述内齿销啮合的外齿，其中， 在所述外筒的内周面形成有沿该外筒的轴向延伸的多个销槽，所述内齿销嵌合于所述销槽， 所述销槽以该销槽的长度比所述内齿销的长度长的方式形成， 所述支座以限制所述内齿销及所述摆动齿轮的轴向移动的方式构成。
2.根据权利要求1所述的齿轮装置，其特征在于: 所述支座包括支座主体及设置在该支座主体的外周侧面的按压部件， 所述按压部件具有抵接于所述内齿销及所述摆动齿轮以限制该内齿销及该摆动齿轮的轴向移动的按压面。
3.根据权利要求1或2所述的齿轮装置，其特征在于: 所述支座具有所述外筒的防脱用的台阶部，该台阶部能够限制所述外筒相对于所述支座朝轴向移动， 在所述外筒的内周面形成有能够抵接于所述台阶部的凸部。
4.根据权利要求2或3所述的齿轮装置，其特征在于: 所述按压部件为环状， 所述按压部件的内径被设定为小于从所述摆动齿轮的外齿的齿根到该按压部件的中心的距离的最小值。
【文档编号】F16H1/32GK103649587SQ201280035215
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年6月28日 优先权日:2011年7月15日
【发明者】加藤真也, 中村江儿 申请人:纳博特斯克有限公司