专利名称：传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一般使用了一对斜交锥齿轮、可以低速转动的传动装置，特别涉及在输入部利用了弹性膜构件的传动装置。
背景技术：
现有技术中，使用一对斜交锥齿轮，利用空气等的流体压力同期地步进转动，内部设有减速机，可以实现超低速转动的传动装置已众所周知(例如参照特许文献1特开2002-317858号公报)。
另外，在输入部利用弹性膜构件、使用圆筒形内齿轮的传动装置也已众所周知(例如参照特许文献2特开平10-78010号公报、3特开平11-93612号公报)。
另外，如图8～14所示，本发明人发明的传动装置在输入部利用弹性膜构件、使用了相对转动自由的且齿数不同的一对斜交锥齿轮，并在学会发表了这些传动装置的基本结构(例如参照非特许文献1第4回机素润滑设计部门讲演会讲演论文集)。以下说明有关图8～14表示的现有技术。图8至图10中，符号2表示机壳，用于固定第1斜交锥齿轮4的支撑部4a和圆柱状支撑体6的各外周面，第1斜交锥齿轮4的轴承部转动自如地支撑轴状输出构件8。
上述第1斜交锥齿轮4的支撑部4a被机壳2固定的结构，构成防止自转机结构。在上述支撑体6的一侧用槽区划的区划部6a上固定配合由硅酮橡胶、弹性材料和其他的同效果材料构成的弹性膜构件10，利用该弹性膜构件10在该支撑体6一端以在圆周方向的大约90度间隔形成4个流体室12。上述弹性膜构件10压嵌入形成在上述支撑体6上的卡定槽14中，利用弹性膜构件10牢固密封各流体室12的周围。
在上述支撑体6的另一端上接合盖体15，该盖体15和上述支撑体6在每个流体室12中形成流体通道16。上述流体通道16连接按顺序供给上述各流体室12空气脉冲等的压力流体的流体压力驱动控制机构(图中省略)。18表示第2斜交锥齿轮，在其支撑部18a上形成齿18b，该支撑部18a的受压面18c与上述弹性膜构件10的表面相对。在上述第2斜交锥齿轮18的支撑部18a的内侧一体形成用于传送转动力的锥齿轮20，该锥齿轮20啮合被固定安装在输出构件8上的锥齿轮24，上述锥齿轮20的齿数与锥齿轮24的齿数相同。
另外，在与上述第2斜交锥齿轮18的支撑部18a的受压面18c相反的一侧面中央部一体形成半球凹状的球面轴承22，该半球凹状的球面轴承22利用与上述输出构件8后侧的球体8a的相互作用，用于自如地支撑第2锥齿轮18做振摆回转运动(章动运动)。上述第1斜交锥齿轮4的齿4b和上述第2斜交锥齿轮18的齿18b齿数不同，上述第2斜交锥齿轮18的齿18b与上述第1斜交锥齿轮4的齿4b相对，在圆周上的一部分上啮合。上述输出构件8一体形成了的轴环部，利用推力轴承26恰当的连接配置在上述第1斜交锥齿轮4的支撑面4a的内侧端面。构成各锥齿轮4、18的圆锥角的面的顶点、与构成各锥齿轮20、24的圆锥角的面的顶点、与上述球面轴承22的球形中心即第2斜交锥齿轮18的振摆回转运动的中心一致。
上述构成中，用预先设定的程序运作流体压力驱动控制机构，依次供给各流体室12空气脉冲等的流体脉冲。如图8所示，当用流体对流体室12进行加压膨胀后，在轴向即第2斜交锥齿轮18接近第1斜交锥齿轮4的方向用该膨胀部分加压第2斜交锥齿轮18的圆形受压面18c的偏心部分，第2斜交锥齿轮18以球体8a为支点倾斜，其齿18b的一部分深深啮合第1斜交锥齿轮4的齿4b。利用4个流体室12第2斜交锥齿轮18被按顺序、依次加压后，相对第1斜交锥齿轮4，连续在其圆周方向的一部分上啮合的同时，进行振摆回转运动，第1斜交锥齿轮4因为被固定在机壳2上可以防止其自转，还有，因为第1斜交锥齿轮4的齿4b和第2斜交锥齿轮18的齿18b齿数不同，第2斜交锥齿轮18通过其振摆回转运动进行自转。
利用由相同齿数的锥齿轮20、24构成的转动力传送机构将该第2斜交锥齿轮18的自转运动传送给输出构件8，转动输出构件8。在如图11所示的传动装置中，在弹性膜构件10和第2斜交锥齿轮18之间介入由推力轴承或其他同效果材料构成的摩擦力减轻构件28。图11中，摩擦力减轻构件28安装在突出设置在第2斜交锥齿轮18的支撑部18a中央部的凸部30上。图11中的其他结构与图8所示的传动装置的结构相同。
其次，参照图12、13说明将对斜交锥齿轮的推压位置作为其受压面的外周部领域的传动装置。
32表示将各个推压棒32a和引导轴32b形成了一体的活塞，该活塞被配置靠在每个流体室12上，引导轴32b和推压棒32a沿轴向滑动自如地嵌插在被固定设置在机壳2的引导板34上与其相对应的引导孔内。各个活塞32的推压棒32a以在圆周方向上90度的间隔配置，分别相对第2斜交锥齿轮18的受压面18c的外周部领域。其他结构与图8所表示的传动装置的结构相同。
上述结构中，一个流体室12膨胀后，通过膨胀了的流体室12的表面推压与其相对的活塞32，该活塞12在轴向移动，推压棒32a在轴向推动第2斜交锥齿轮18的受压面18c的外周部。通过依次进行该运动，进行第2斜交锥齿轮18的振摆回转运动(章动运动)。
图14表示使用万向接头作为转动力传送机构的传动装置。
图14中，58表示万向接头的十字轴，一方向上的轴部58a转动自如地配合形成于第2斜交锥齿轮18上的支撑部18a的轴承部60、62中，与轴部58a成直角方向上的轴部58b转动自如地配合形成于输出构件8的轴环部的轴承部64、66中。其他结构与图8所表示的传动装置的结构相同。
发明内容
如上述特许文献2、3所述，在输入部利用弹性膜构件、使用了圆筒形内齿轮的传动装置，利用弹性膜构件，在与外齿轮接近的方向推压内齿轮的外周部。因此，为使该推压力作用于内齿轮，出现只能依存加压面积的问题。
还有，使用现有的一对斜交锥齿轮、输入部利用了弹性膜构件的传动装置，通过在推力方向设置与弹性膜构件相对的斜交锥齿轮的受压面，并使其为平面，在推力方向(与输出构件平行的方向)将流体压力作用于该受压面而构成。因此，流体压力没有高效率作用于斜交锥齿轮的受压面，受压面上没有作用大的力。并且，要想在受压面上作用大的力，只能加大与弹性膜构件相对的斜交锥齿轮的直径，推压偏离斜交锥齿轮中心的外边缘部，或者加大与斜交锥齿轮相接的弹性膜构件的面积，用相对斜交锥齿轮加大的面积推压斜交锥齿轮而构成。采取上述任何一种方法都会产生使斜交锥齿轮以及弹性膜构件在径向变大，装置变得大型化的问题。本发明以解决上述问题为目的。
为达到上述目的，本发明的传动装置具有相对转动自由的且齿数不同的一对斜交锥齿轮；支撑上述一对斜交锥齿轮中的一个相对另一个自如地做振摆回转运动的支撑机构；为使上述一方斜交锥齿轮做振摆回转运动在支撑体设置3个以上位置的推压力给予机构；防止上述一对斜交锥齿轮中任何一个自转的防止自转机构；被转动自如地支撑的输出构件；只将无上述防止自转机构一侧的斜交锥齿轮的转动力传送给上述输出构件的转动传送机构，构成上述各斜交锥齿轮的圆锥角的面的顶点与上述振摆回转运动的中心一致，上述推压力给予机构具有安装在上述支撑体上的弹性膜构件；用该弹性膜构件至少一部分密封周围的在上述支撑体上形成的3个以上位置的流体室；将流体送到该各个流体室的通道；用于依次供给该各个流体室流体的流体压力驱动控制机构，上述构成的传动装置中，在与上述弹性膜构件相对的斜交锥齿轮侧设有径向受压面，在该径向受压面上作用着在该斜交锥齿轮对另一个斜交锥齿轮的接离方向上有角度方向的上述流体推压力。
另外，本发明除设有上述径向受压面外，在与上述弹性膜构件相对的斜交锥齿轮侧设有推力受压面，该推力受压面受到与该斜交锥齿轮相对另一个斜交锥齿轮接离方向大致平行方向上的推压力，上述流体推压力对着与上述弹性膜构件相对的斜交锥齿轮，在向另一个斜交锥齿轮压接方向，和相对该方向有角度的方向上作用着。
另外，在本发明中具有在上述一对斜交锥齿轮中，用上述推压力给予机构使被推压侧的斜交锥齿轮转动的结构。
另外，本发明在上述弹性膜构件和与其恰当接触的受压面之间介入摩擦力减轻构件。
本发明提供的传动装置，能够有效利用杠杆原理用流体压力推压斜交锥齿轮，另外，能够增加受压面积，因此不用使装置在径向大型化就能得到大输出转动力距。
图1是表示本发明的第1实施例的剖面图。
图2是图1的C-C剖面图。
图3是表示本发明的第2实施例的剖面图。
图4是图3的D-D剖面图。
图5是表示本发明的第3实施例的剖面图。
图6是图5的E-E剖面图。
图7是现有技术的转动力传送机构的分解立体图。
图8是现有技术的剖面图。
图9是图8的A-A剖面图。
图10是表示现有技术的流体室的分解立体图。
图11是现有技术的剖面图。
图12是现有技术的剖面图。
图13是图12的B-B剖面图。
图14是现有技术的剖面图。
图中2-机壳、4-第1斜交锥齿轮、6-支撑体、8-输出构件、10-弹性膜构件、12-流体室、14-卡定槽、15-盖体、16-流体通道、18-第2斜交锥齿轮、20-锥齿轮、22-球面轴承、24-锥齿轮、26-推力轴承、28-摩擦力减轻构件、30-凸部、32-活塞、34-引导板、36-轴孔、38-受压轴、40-轮子、42-隔板、44-内径面、46-受压面、48-管状体、50-转动体、52-凹入部、54-底面部、56-隔板、58-十字轴、60-轴承部、62-轴承部。
具体实施例方式
以下参照附图对本发明的实施例进行详细地说明。
图1以及图2表示本发明的第1实施例。符号2表示机壳，用于固定第1斜交锥齿轮4的支撑部4a和圆柱状支撑体6的各外周面，第1斜交锥齿轮4的轴承部转动自如地支撑轴状输出构件8。上述第1斜交锥齿轮4的支撑部4a被机壳2固定的结构，构成防止自转机构。
圆柱状的支撑体6的中央形成轴孔36。在上述支撑体6上固定安装着由硅酮橡胶、弹性材料和其他的同效果材料构成的弹性膜材料10，如图2所示，在支撑体6的轴孔36的周围表面，用弹性膜构件10密封其周围表面，以在圆周方向大约90度间隔形成4个流体室12。第2斜交锥齿轮18的支撑部18a的背部中央在轴向突出设置受压轴38，并在其上转动自如地支撑轮子40。
上述轮子40的外周面上形成缓和的圆锥面，该外周面构成径向受压面，在该径向受压面上作用着相对斜交锥齿轮与另一个斜交锥齿轮接离方向上有角度方向的流体推压力。上述轮子40的外周面游嵌在上述支撑体6的轴孔36中。42表示被机壳2支撑的隔板，中央部形成孔，其侧面靠着弹性膜构件10的侧面。上述弹性膜构件10压嵌入形成在上述支撑体6上的卡定槽14中，利用弹性膜构件10牢固密封各流体室12的周围。
还有，本发明不限于用弹性膜构件10构成密封结构，也可以一部分用构成弹性膜构件10的构件构成流体室12，密封该构件的弹性膜以外部分的结构。上述支撑体6的另一端连接盖体15，在该盖体15和上述支撑体6上形成流体通道16与上述每个流体室12接通，开口分别设在与其对应的流体室12。上述流体通道16连接按顺序供给上述各流体室12空气脉冲等的压力流体的流体压力驱动控制机构(图中省略)。
在第2斜交锥齿轮18的支撑部18a上形成齿18b。在上述第2斜交锥齿轮18的支撑部18a的内侧一体形成用于传送转动力的锥齿轮20，该锥齿轮20啮合固定安装在输出构件8上的锥齿轮24，上述锥齿轮20的齿数与锥齿轮24的齿数相同。
另外，在与上述第2斜交锥齿轮18的支撑部18a的受压面18c相反的一侧面中央部一体形成半球凹状的球面轴承22，该半球凹状的球面轴承22利用与上述输出构件8后侧的球体8a的相互作用，用于自如地支撑第2锥齿轮18做振摆回转运动(章动运动)。上述球面轴承22嵌合形成于输出构件8后侧的半球状球体8a，通过该球体8a和上述球面轴承22，构成自如地支撑第2锥齿轮18做振摆回转运动的支撑机构。
上述第1斜交锥齿轮4的齿4b和上述第2斜交锥齿轮18的齿18b齿数不同，上述第2斜交锥齿轮18的齿18b与上述第1斜交锥齿轮4的齿4b相对，在圆周上的一部分上啮合。在上述流体室12处于没膨胀的中立状态时，第1和第2斜交锥齿轮4、18的齿4b、18b相对配置在各齿4b、18b没有啮合位置，在中立状态中也可有一点点啮合。
上述输出构件8一体形成了的轴环部，利用推力轴承26恰当的连接配置在上述第1斜交锥齿轮4的支撑面4a的内侧端面。如图1所示的第1实施例中，构成各锥齿轮4、18的圆锥角的面的顶点、与构成各锥齿轮20、24的圆锥角的面的顶点、与上述球面轴承22的球形中心即第2斜交锥齿轮18的振摆回转运动的中心一致。
上述构成中，用预先设定的程序运作流体压力驱动控制机构，依次供给各流体室12空气脉冲等的流体脉冲。
依次将空气脉冲等的压力流体供给到各流体室12后，在轴孔36内相对轴向成直角的方向上膨胀，利用杠杆原理，高效率推压由轮子40的外周面构成的径向受压面。如此，在第2斜交锥齿轮18上在相对轴向成直角的方向上作用推压力，利用该推压力，第2斜交锥齿轮18以球体8a为支点倾斜，其齿18b的一部分深深啮合第1斜交锥齿轮4的齿4b。
利用4个流体室12第2斜交锥齿轮18被按顺序、依次加压后，相对第1斜交锥齿轮4连续在其圆周方向的一部分上啮合的同时，进行振摆回转运动，第1斜交锥齿轮4因为被固定在机壳2上可以防止其自转，还有，因为第1斜交锥齿轮4的齿4b和第2斜交锥齿轮18的齿18b齿数不同，第2斜交锥齿轮18通过其振摆回转运动进行自转。
利用由同齿数的锥齿轮20、24构成的转动力传送机构将该第2斜交锥齿轮18的自转运动传送给输出构件8，转动输出构件8。本实施例中，在一对斜交锥齿轮4、18的结构中，使由因流体推压侧的第2斜交锥齿轮18转动而构成。与此相对，也可以使利用推压力给予机构推压侧作为不转动一侧。该场合中，相对机壳2使另一个第1斜交锥齿轮4侧自如地转动。为了使第2斜交锥齿轮18不转动，有必要在第2斜交锥齿轮18上设置防止自转机构。
该防止自转机构，在斜交锥齿轮的外周设有防止自转用的突起，通过将该突起嵌在形成于机壳的防止自转用的槽内而构成。因此，上述突起、槽的结构形成在斜交锥齿轮的外周方向上，导致结构的大型化。一对斜交锥齿轮中，通过将一对斜交锥齿轮中的由推压力给予机构推压的齿轮转动的结构能够防止上述大型化，整体能够实现小型化。但是，本发明并不限于这种构成，将一对斜交锥齿轮4、18中任何一个作为固定侧都可以。
在上述第1实施例中，在第2斜交锥齿轮18的受压面38上转动自如地支撑着轮子40，轮子40的外周面构成径向受压面，因此，该径向受压面即使接触膨胀了的一个流体室12的表面，上述轮子40在和膨胀了的一个流体室12的表面之间也不进行移动自转，在此之间不发生摩擦。但是，流体室12的一个膨胀后并通过该膨胀推压轮子40时，弹性膜构件10表面和轮子的接触多少产生偏离，因此，弹性膜构件10表面和第2斜交锥齿轮18之间产生摩擦力。因此，磨损、消耗弹性膜构件10，使其耐用性变坏的同时，也使斜交锥齿轮18、输出构件8之间转动转距的传送效率降低。
此时，通过弹性膜构件10和斜交锥齿轮18侧的径向受压面之间介入润滑脂或油，或者在径向受压面的表面实施由摩擦系数低的材料构成的树脂，例如DLC树脂、含有PTFE树脂的固体润滑材料的树脂，或者实施镍系无电解镀层的表面处理、或者弹性膜构件10的表面实施由摩擦系数低的材料构成的树脂，例如，氟系橡胶树脂等等可以改善上述由摩擦损耗产生的问题。本对策在后述的实施例中有效。
图3、4表示本发明的第2实施方式，被固定在机盖2上的盖体15固定支撑体6，该支撑体6利用弹性膜构件10，横跨该支撑体6的外周面和端面形成4个流体室12。各流体室12与供给压力流体的通道16连通。利用供给流体室12中的一个压力流体并膨胀后，该加压力作用于形成于第2斜交锥齿轮18支撑部的凹入部的内径面44上和与轴向垂直的推力受压面46上。
以此，第2斜交锥齿轮18，利用杠杆原理从膨胀了的流体室12的表面受到在与轴向垂直的方向上的推压力同时，在推力受压面46上受到在轴向的推压力。形成于上述第2斜交锥齿轮18支撑部的凹入部的内径面44，在相对斜交锥齿轮18与另一个斜交锥齿轮4的接离方向上有角度的方向上被作用流体推压力而构成径向受压面。其他结构与图1表示的第1实施例相同。
图5、6表示本发明的第3实施例，第2斜交锥齿轮18的中心一体固定设置管状体48，在从上述第2斜交锥齿轮18的背面向轴向上突出的管状体48部分中转动自如地插进转动体50的轴部50a。管状体48一侧的中心形成球面轴承22。被固定在机壳2的支撑体6一侧形成碗状凹入部52，利用弹性膜构件10在横跨该凹入部52的筒部内面和弯曲了的底面部54形成在圆周方向上的90度间隔的的4个流体室12。
各流体室12设有开口与供给压力流体的通道16连通。56表示被机壳2支撑了的隔板。上述转动体50的外周面50b，在相对斜交锥齿轮18与另一个斜交锥齿轮4的接离方向上有角度的方向上被作用流体推压力而构成径向受压面。本实施例的其他结构与图1表示的第1实施例相同。
上述构成中，利用压力流体驱动控制机构的控制，流体室12中的一个膨胀后，利用杠杆原理，在使斜交锥齿轮18倾斜的方向上其加压力高效率作用于由转动体50的碗状外周面50b构成的径向受压面上的同时，作用于由底面部50c构成的推力受压面上，第2斜交锥齿轮18同时受到相对轴向成直角方向(倾斜方向)和接近上述第1斜交锥齿轮4轴向的两个方向的推压力。第2斜交锥齿轮18通过受到接近上述第1斜交锥齿轮4的方向上的推压力，防止第2斜交锥齿轮18的球面轴承22从输出构件8的球体8a中脱离，对安稳地进行啮合有效果。本实施例中，利用流体室的压力彼此相对的一对斜交锥齿轮中的一个受到倾斜方向和轴向的两方压力，以此可靠的进行一个第2斜交锥齿轮18相对另一个第1斜交锥齿轮4的章动运动。
上述实施例中，任何一种利用相互啮合的锥齿轮20、24将第2斜交锥齿轮18的转动传动给输出构件8构成的转动力传送机构，并不限于这种结构，只要是允许第2斜交锥齿轮18章动，可以使用各种转动力传送机构。另外，流体室并不限于4个，只要是3个以上都可。
图7表示转动力传送机构的其他实施例。
图7中，58表示万向接头的十字轴，一方向上的轴部58a转动自如地安装在形成于第2斜交锥齿轮18的支撑部18a的轴承部60、62中，与轴部58a成直角方向上的轴部58b转动自如地安装在形成于输出构件8轴环部的轴承部64、66中。图7表示的使用了万向接头的转动力传送机构，在上述第1至第3实施方式中可以使用。在使用了该万向接头的本实施例中，构成各斜交锥齿轮4、18的圆锥角的面的顶点与以万向接头为支点的第2斜交锥齿轮18的振摆回转运动的中心一致。
在上述实施例中，构成任何一种的径向受压面在与轴向大致成90度的方向上受到流体推压力的结构，但是本发明并不限于大致90度的角度，只要是径向受压面通过斜交锥齿轮利用杠杆原理在相对轴向有角度的方向上受到推压力而构成即可，不必特定大致90度。例如，当设定上述角度为45度时，利用杠杆原理，流体的大致45度方向上的推压力作为在与轴向大致成90度的方向推压斜交锥齿轮18的分力，和在朝向斜交锥齿轮4与轴向大致平行的方向上推压斜交锥齿轮18的分力的合力，即使是在该情况下，流体的压力也可以高效率作用于斜交锥齿轮18。
权利要求
1.一种传动装置，具有相对转动自如地且齿数不同的一对斜交锥齿轮；支撑上述一对斜交锥齿轮中的一个相对另一个自如地做振摆回转运动的支撑机构；为使上述一个斜交锥齿轮做振摆回转运动在支撑体设置3个以上位置的推压力给予机构；防止上述一对斜交锥齿轮中任何一个自转的防止自转机构；被转动自如地支撑的输出构件；只将无上述防止自转机构一侧的斜交锥齿轮的转动力传送给上述输出构件的转动传送机构；构成上述各斜交锥齿轮的圆锥角的面的顶点与上述振摆回转运动的中心一致；上述推压力给予机构具有安装在上述支撑体的弹性膜构件、该弹性膜构件至少作为一部分密封周围的在上述支撑体形成3个以上位置的流体室、将流体送到该各个流体室的通道和用于依次供给该各个流体室流体的流体压力驱动控制机构，其特征在于在与上述弹性膜构件相对的斜交锥齿轮侧设有径向受压面，在该径向受压面上在相对该斜交锥齿轮与另一个斜交锥齿轮的接离方向上有角度的方向上作用着上述流体推压力。
2.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，除设有上述径向受压面外，在与上述弹性膜构件相对的斜交锥齿轮侧设有推力受压面，该推力受压面受到与该斜交锥齿轮相对另一个斜交锥齿轮的接离方向大致平行方向上的推压力，上述流体的推压力对着与上述弹性膜构件相对的斜交锥齿轮，在向另一个斜交锥齿轮压接方向，和相对该方向有角度的方向上作用着。
3.根据权利要求1或2所述的传动装置，其特征在于，具有在上述一对斜交锥齿轮中，用上述推压力给予机构使被推压侧的斜交锥齿轮转动的结构。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的传动装置，其特征在于，在上述弹性膜构件和与其恰当接触的受压面之间介入摩擦力减轻构件。
全文摘要
提供一种传动装置，不必使装置在径方向上大型化，也能加大转动传送的转距。具有齿数不同的一对斜交锥齿轮；支撑该对斜交锥齿轮中的一个相对另一个自如地做振摆回转运动的支撑机构；为使一个斜交锥齿轮做振摆回转运动在支撑体设置3个以上位置的推压力给予机构；运作并供给推压力给予机构流体的控制机构；只将振摆回转运动侧的斜交锥齿轮的转动力传送给输出构件的转动传送机构。推压力给予机构具有安装在支撑体上的弹性膜构件；用该弹性膜构件密封周围的在支撑体形成3个以上位置的流体室；将流体送到该各个流体室的通道，与弹性膜构件相对的斜交锥齿轮一侧设有径向受压面，使该径向受压面上在相对该斜交锥齿轮与另一个斜交锥齿轮的接离方向上有角度的方向上作用着上述流体推压力。
文档编号F16H1/12GK1749596SQ20051010322
公开日2006年3月22日 申请日期2005年9月16日 优先权日2004年9月17日
发明者榎本勇生, 宇塚和夫 申请人:拓基轴承株式会社