专利名称：简单行星齿轮装置的制造方法及简单行星齿轮装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及简单行星齿轮装置的制造方法及简单行星齿轮装置。
技术背景简单行星齿轮装置被广泛地应用在各种用途中，该简单行星齿轮装置具备恒星齿轮；行星齿轮，通过从托架(carrier)体沿轴向延伸的 托架销自由旋转地支持、且与恒星齿轮外接；以及该行星齿轮内接的 内齿轮。在简单行星齿轮装置的各齿轮的啮合中不可避免地存在齿隙。齿 隙的降低，尤其在精密的工业用机器人的控制等领域中成为重大的课 题。降低齿隙的最基本的方法为，预先准备齿厚的大小稍微不同的多 个齿轮，并在组装时选择间隙最小地进行啮合的齿轮。但是，该方法存在的问题为，需要大量的库存数量，且组装的操 作性极端低下。这只因为，简单行星齿轮装置的情况为，除各齿轮(恒 星齿轮、行星齿轮以及内齿轮)的大小不同之外，还存在托架销相对于 托架体的支持位置的不同(在托架体上形成的托架销支持用的孔的形 成位置的不同)的问题。例如，在即使行星齿轮本身的尺寸适当、但托 架销相对于托架体的支持位置比适当位置靠恒星齿轮侧的情况下，不 但作为恒星齿轮需要组装比适当齿厚薄的齿轮、而且内齿轮也需要选 择比适当齿厚厚的齿轮。在专利文献l中，提出的技术为，不通过这种偿试来降低齿隙， 而试着通过在构造上进行研究来以更简易的方法降低齿隙。具体为， 使托架销的截面形状为与恒星齿轮的切线方向平行的方向长、半径方 向短的椭圆形状，并使具有正圆形状的结合孔的行星齿轮相对于该截
面椭圆形状的托架销间隙嵌合。根据该构造，能够使行星齿轮沿径向 比恒星齿轮的旋转方向更大地移动，各部件不需要高度的尺寸精度， 就能维持恒星齿轮、行星齿轮以及内齿轮的正常啮合，且由于托架销 和行星齿轮的结合孔的圆周方向的间隙被设定得比半径方向的间隙 小，所以能够恰当地使装入的自由度的增大和齿隙的降低并存。另一方面，在专利文献2中，提出了使用托架销的构造，该托架 销构成为，具有旋转支持部，并可在该旋转支持部的周围旋转自如地 支持上述行星齿轮，所述旋转支持部具有相对于该托架销的轴心偏心 的轴心。具体地为，通过调整托架销的偏心方向，将行星齿轮以接近 内齿轮侧的状态装入，在此基础上选择齿厚较厚的恒星齿轮并装入。 根据该构造，能够以几乎没有间隙的状态装入内齿轮、行星齿轮以及 恒星齿轮的三者，并可得到齿隙小的简单行星齿轮装置。专利文献1:日本特开2001-271894号公报专利文献2:日本特开2002-206600号公报在专利文献l所公开的简单行星齿轮装置中，其构造上，需要行 星齿轮相对于托架销具有间隙并以"间隙嵌合"的状态被安装。因此， 行星齿轮的旋转轴心在该间隙的范围可移动，相对于托架体不定在一 点上。在专利文献2所公开的简单行星齿轮装置中，其构造上，需要托 架销相对于托架体以容许用于选择该托架销的偏心方向的"旋转"的 状态被安装。因此，支持托架销的托架体的托架销支持孔被设定为托 架销被"间隙嵌合"程度的孔径(具体而言，托架销和托架销支持孔内 周的间隙被设定为例如1 2(Him左右)。因此，行星齿轮的旋转中心 不但可伴随着托架销的偏心方向的变更而移动，其支点本身还在相对 于托架体不定为一点的状态下被安装。它们的作用由于分别与专利文献1、 2的用于实现"移动行星齿 轮的旋转轴心"的构造关系密切，所以是不可避免的。但是，在近年的工业用机器人等所使用的精密的简单行星齿轮装 置中，例如存在必须实现3arc min以下的极小的齿隙的情况，在这
种构造中间隙嵌合的间隙成为齿隙的原因，存在满足该要求困难的情 况。在专利文献2中，对于这一点，进一步提出在装入恒星齿轮后将 托架销的偏心方向固定于托架体的技术。但是，该固定由于不能予先 得知最佳的偏心方向，所以(如该专利文献2中所公开的那样)不得不 使用在找到偏心方向后使用螺栓等将该托架销的偏心方向固定在托架 体侧的手法。由此，在空间或长期固定的信赖性的方面，现实中存在 设计非常困难的问题。发明内容本发明是有鉴于上述现有的情况而进行的，其目的是得到一种简 单行星齿轮装置，能够以较少部件数量、不发生空间的不良情况等地 良好地实现 维持极小的齿隙。本发明为一种简单行星齿轮装置的制造方法，该简单行星齿轮装 置具备恒星齿轮；通过插入托架体中的托架销旋转自如地被支持， 并与该恒星齿轮外接的行星齿轮；以及该行星齿轮内接的内齿轮，该 简单行星齿轮装置的制造方法包括准备最终具有过盈量地被安装到 上述托架体上的上述托架销、和虚设托架销的工序，该虚设托架销具 备与该托架销形状相同的上述行星齿轮的旋转支持部，并且能够以该 旋转支持部的中心位置可沿简单行星齿轮装置的半径方向移动的状态 组装；在将该虚设托架销插入到上述托架体中的状态下， 一边调整该 虚设托架销的上述旋转支持部的半径方向位置、 一边装入上述行星齿 轮的工序；在该状态下，从预先准备的恒星齿轮组中选定具有能够满 足所要求的齿隙的齿厚的恒星齿轮并装入的工序；将被装入的上述行 星齿轮在所装入的位置进行固定的工序;拔出上述虚设托架销的工序； 在被固定的上述行星齿轮中的上述虚设托架销的位置、将上述托架销 具有过盈量地装入到上述托架体的工序；以及，解除上述行星齿轮的 固定的工序，由此来解决上述课题。在本发明中，基本上使用的托架销为，具备行星齿轮的旋转支持
部，并且能够以该旋转支持部的中心位置可沿简单行星齿轮装置的半 径方向移动的状态组装。但是，在本发明中，在组装时，并不是从最 初开始就使用该托架销，而是首先使用虚设托架销， 一边调整该虚设 托架销的半径方向位置(例如偏心方向)、 一边(基本上使其接近内齿轮) 装入行星齿轮。接着，在该状态下，从预先准备的恒星齿轮组中选定 具有能够满足所要求的齿隙的齿厚的恒星齿轮并装入。 一般，越选定 大齿厚的行星齿轮、齿隙越小。由此，基本上确定可满足极小的齿隙 的内齿轮、行星齿轮以及恒星齿轮的各部件、以及它们的最佳装入位 置。在本发明中，在此，固定行星齿轮的组装状态、并拔出虚设托架 销。之后，在该被固定的行星齿轮的虚设托架销的半径方向位置上， 将原本的(实际的传动中使用的)托架销具有过盈量地装入到托架体。 所谓"具有过盈量地装入"具体是指，例如压入、热压配合和冷压配 合等、嵌入到凹侧(或孔侧)的凸侧的尺寸被设定得比凹侧(或孔侧)的尺 寸大的装入。通过具有过盈量地装入，即使接触行星齿轮的固定，托 架销的旋转支持部的半径方向位置相对于托架体被固定的状态也被维 持，所以旋转轴心相对于行星齿轮的托架体以齿隙极小的状态成为不 动。由于托架销被"具有过盈量地"装入到托架体，所以在该托架销 的半径方向位置的固定中不需要螺栓等固定机构，且也不特别地需要 为此的空间等。此外，具有过盈量的装入难以发生如螺栓固定那样的 螺纹松动的情况，因此固定功能也稳定。并且，用于齿隙调整的部件(准备多个仅齿厚不同的部件)为恒星 齿轮即可，可防止部件数量的增多。另外，本发明在作为装置发明的情况下，可以为一种简单行星齿轮装置，具有恒星齿轮；通过从托架体沿轴向延伸的托架销旋转自 如地被支持、并与该恒星齿轮外接的行星齿轮；以及，该行星齿轮内 接的内齿轮，其特征在于，作为上述托架销，使用具备上述行星齿轮 的旋转支持部、并且能够以该旋转支持部的中心位置可沿简单行星齿
轮装置的半径方向移动的状态组装的托架销，并且该托架销被压入上 述托架体。作为托架销，在使用"能够以行星齿轮的旋转支持部的中心位置 可沿简单行星齿轮装置的半径方向移动的状态组装的托架销"时，(在通常的制造中)该托架销并非具有过盈量地被装入到托架体。原因是， 在具有过盈量地装入中，不能有效利用寻找最佳半径方向位置的功能。 但是，通过按照作为本发明的主旨的步骤，即"在利用虚设托架销找 到旋转支持部的最佳半径位置后，通过在该最佳半径位置固定行星齿 轮并进行固定 维持，由此将原本的(实际传动中使用的)托架销具有 过盈量地装入"，由此，作为结果，可得到一种简单行星齿轮装置，具 有在半径方向上自由组装方式的效用，并且该托架销被具有过盈量地 装入。根据本发明，可得到一种简单行星齿轮装置，以较少的部件、并 不发生空间的不良情况等地良好地实现 维持极小的齿隙。
图1是具有利用本发明的实施方式的制造方法所制造的简单行星 齿轮装置，且在一部分拔出托架销的变动的结构地表示的剖面图。图2是利用本发明的简单行星齿轮装置的部件制造齿隙大的简单 行星齿轮装置时的工序图。图3是表示本发明的实施方式的组装方法的一个工序的、利用托 架销装入了行星齿轮的状态的立体图。图4是相同地表示寻找最佳偏心位置的步骤的侧视图。图5是相同地表示装入了虚设托架销以及恒星齿轮的状态的剖面图。图6是相同地表示装入了固定工具的状态的剖面图。 图7是相同地表示拔出了虚设托架销的状态的剖面图。 图8是相同地表示压入偏心托架销后，固定工具被取出的状态的 剖面图。 图9是相同地表示装入了第2托架体的状态的立体图。 图10是表示本发明的其他的实施方式的一例的、第1托架体和 托架销(虚设托架销)的构成的侧视图。
具体实施方式
以下根据附图对本发明的实施方式的一例进行详细说明。 图1表示具有本发明的实施方式的简单行星齿轮装置的简单行星 齿轮装置系列的主要构成。该系列为，在减速比、传递容量等中具有 相同的构成，并且使用者可对齿隙较大(容许大的齿隙)的制品组和齿 隙小(仅容许小的齿隙)的制品组进行选择。在齿隙大的制品组中使用 没有偏心的同心托架销，在齿隙小的制品组中使用可实现本发明的偏 心托架销。为了方便，首先从简单行星齿轮装置的整体结构开始说明。 简单行星齿轮装置12具有恒星齿轮14(14s:后述)、与该恒星齿 轮14外接的三个行星齿轮(仅图示一个)16、以及该行星齿轮16内接 的内齿轮18。上述恒星齿轮14被压入固定在中空的恒星齿轮轴20上。 上述行星齿轮16通过同心托架销32(或偏心托架销34)以及滚针轴承36旋转自由地支持在第1托架体(托架体)30以及第2托架体(副托架体)31上。第1托架体30兼用做输出轴。第1托架体30经由连结部30A通 过螺栓40与第2托架体(副托架体)31连结。第1、第2托架体30、 31 分别通过轴承42A、 42B旋转自如地支持在壳体44(第1壳体44A)上。 另夕卜，在连结部30A上形成的(螺栓40螺合的)螺栓孔30A1，除了在 连接第l、第2托架体30、 31时使用外，还在后述的由固定工具固定 行星齿轮时使用。上述同心托架销32在制造齿隙大的制品组时使用。同心托架销 32具有向第1、第2托架体30、 31的插入部32A、以及行星齿轮16 的旋转支持部32B。该插入部32A的中心Co与旋转支持部32A的中 心(行星齿轮16的旋转轴心)C1同心。并且，插入部32A的外径(托架 销径)dl比第l、第2托架体30、 31侧的插入孔30B、 31B的内径D1 大出与压入量相当的量。另一方面，上述偏心托架销34在制造齿隙小的制品组时使用。 偏心托架销34具备向第1、第2托架体30、 31的插入部34A、以及 行星齿轮16的旋转支持部34B，但该插入部34A的中心Co与旋转支 持部34B的中心C2不一致，偏心e。偏心托架销34的插入部34A的 外径与同心托架销的插入部32A的外径同为dl，因此，比第l、第2 托架体30、31侧的插入孔30B、31B的内径D1大出与压入量(过盈量) 相当的量。另外，对两托架销32、 34的装入方法在后面详述。壳体44由第1 第3壳体44A 44C构成，并通过螺栓46、 48 被一体化。上述内齿轮18与壳体44(第1壳体44A)—体化，且行星齿轮16 内接啮合。在此，对该简单行星齿轮装置12的制造方法进行详细说明。在制造齿隙大的制品组时使用上述同心托架销32。参照图2，由于同心托架销32不具有变更行星齿轮16的旋转轴心Co的位置的功能，所以被直接"压入"到第1托架体30的插入孔30B中(图2(A))。然后，通过滚针轴承36将行星齿轮16装入到该同心托架销32上(图2(B))。行星齿轮16和内齿轮18被预先进行尺寸设定，使二者16、 18以形成规定的间隙(相当于齿隙)的状态进行啮合。因此，与制造偏差如何无关， 一定能够组装。在该状态下，组装恒星齿轮14。行星齿轮16和恒星齿轮14也被预先进行尺寸设定，以使二者16、 14以形成规定的间隙(相当于齿隙)的状态进行啮合。因此，与制造偏差如何无关， 一定能够组装。然后，通过螺栓40组装第2托架体31，并且，在暂时拔出恒星齿轮并将该恒星齿轮14装入到恒星齿轮轴20上之后，再一次经过使其与行星齿轮16啮合等的作业，得到如图1所示的简单行星齿轮装置12。这样，在制造大齿隙的简单行星齿轮装置12(的制品组)时，恒星 齿轮14、行星齿轮16和内齿轮18任意一个都不需要"选定"，直接 使用制造成标准尺寸的齿轮来组装即可，因此能够使制造极其简单化。另一方面，在制造齿隙小的制品组时，使用相对于插入部34A的 中心Co旋转支持部34B的中心C2偏心的偏心托架销34。但是，该 偏心托架销34不是简单地直接安装，而是在之前工序中使用虚设偏心 托架销(虚设托架销)50。虚设偏心托架销50与偏心托架销34在形状上基本相同。但是， 插入部50A的外径d2(参照图4)被设定为比偏心托架销34的插入部 34A的外径dl小一些，成为在第1托架体30的插入孔30B中间隙嵌 合的大小。利用该虚设偏心托架销50，使行星齿轮16与内齿轮18进 行啮合地装入。图3表示该状态。此处的行星齿轮16以及内齿轮18都被制造成标准尺寸，并共用 在上述的齿隙大的制品组的制造中所使用的齿轮。艮P，不是特别地被 "选定"的部件，基本上二者16、 18被设计为具有规定的齿隙的大小。 但是，由于虚设托架销50的插入部50A的中心Co与旋转支持部50B 的中心C2错位偏心量e,因此，如在图4(A)、图4(B)中比较所示， 通过使该虚设托架销50在插入部50A的中心Co的周围旋转，能够使 行星齿轮16的中心(即旋转中心)C2沿半径方向移动。由此，即使行 星齿轮16以及内齿轮18使用制造成标准尺寸的齿轮，二者16、 18 之间的齿隙也能够形成几乎为零的状态(图4(B)的状态)。如此， 一边调整虚设托架销50的旋转支持部50B的偏心方向(半 径方向位置)一边装入行星齿轮16，以便使该行星齿轮16以最接近内 齿轮18的状态与该内齿轮18啮合，并且，从预先准备的多个恒星齿 轮组中选定具有可满足所要求的齿隙的齿厚的恒星齿轮14S并装入 (参照图5)。定性地说，当尽量选定大齿厚的恒星齿轮14S并装入时， 相应地能够进行装置整体的齿隙小的组装。但是，作为装置整体，存 在若干齿隙能够进行更加顺畅的旋转，因此，优选选定具有恰当地满 足所要求的齿隙的齿厚的恒星齿轮14S并装入。
然后，使用固定工具54将行星齿轮16相对于第1托架体30进 行固定(参照图6)。该固定如下地进行，挟持固定工具54地将螺栓56 螺合到第1托架体30的连结部30A的螺栓孔30A1中，并通过该第1 托架体30和固定工具54强力地挟持行星齿轮16。在固定工具54上 分别形成有用于使该螺栓56贯通的贯通孔54A、以及用于交换虚设托 架销50和在实际的传动中使用的偏心托架体销34的插通孔54B，各 孔分别形成有3个(参照图6、图7)。在固定行星齿轮16后，通过该插通孔54B拔出虚设托架销50(参 照图7)。此时，行星齿轮16通过固定工具54相对于第1托架体30 被维持为固定状态，因此，由该虚设托架销50决定的偏心方向被维持 为原样。并且，使偏心托架销34沿由该行星齿轮16的虚设托架销50决 定的偏心方向地压入第1托架体30，并在压入后拔出固定工具54而 解除行星齿轮16的固定(参照图8)。在拔出固定工具54后，再次利用连结部30A的螺栓孔30A1，并 通过螺栓40装入第2托架体31(参照图9、图l)。根据该实施方式的制造方法，通过利用一种内齿轮18以及一种 行星齿轮16，并仅准备多个齿隙调整用的齿厚大小不同的恒星齿轮 14，就能够使简单行星齿轮装置12的齿隙确实地落入包含3arc min 以下的极小水平的、意图的范围内。并且，采用通过变更偏心托架销34的偏心方向来调整行星齿轮 16的旋转轴心的位置的手法，结果，由于通过向(第l)托架体30的"压 入"来固定偏心托架销34的偏心方向，因此，得到的简单行星齿轮装 置12的构成被极其简单化，可进行装置的紧凑化、轻量化。此外，偏 心托架销34的压入的固定，经过长时间也有信赖性，并且能够长期、 良好地维持极小的齿隙。并且，在该实施方式中，在制造同容量、同减速比的简单行星齿 轮装置、仅齿隙的要求程度不同的简单行星齿轮装置的情况下，通过 改变各自的制造工序，实现部件的共用化和整体的制造工序的简单化。
即，在齿隙的要求不那么严格时，使用与齿隙的要求严格时完全相同 的内齿轮、行星齿轮，并且可根本不进行尝试或者托架销的交换等操 作地极为简单地进行制造。但是，在本发明的实施方式中进行这种系 列化不是必须的条件。另外，在上述实施方式中，使用固定工具对行星齿轮进行固定， 但是该行星齿轮的固定方法不限定于这种使用固定工具的方法。并且，作为在固定时使用的螺栓孔，虽然对用于将第2托架体(副托架体)连 结在第1托架体(托架体)上的螺栓孔进行共用，但是该螺栓孔的共用 也不是本发明的必须的条件。并且，在上述实施方式中，通过使用偏心托架销，得到使行星齿 轮的旋转支持部可沿简单行星齿轮装置的半径方向移动的构成，但是， 使旋转支持部的中心位置可沿半径方向移动的构成，并不限定于使用 这种偏心托架销的方法。例如，如图10所示，也可构成为，在第1托架体70上沿半径方 向例如形成3处由平行的级差72、 72形成的槽部76，并准备与该槽 部76可滑动地结合的虚设托架销(74)、和具有压入量(过盈量)地结合 (实际的传动中使用)的托架销74。在这种情况下，利用虚设托架销(74) 在槽部76上的半径方向的滑动来装入行星齿轮(在图10中省略图示)， 使用形成在连结部70A上的螺栓孔70A1来固定所装入的行星齿轮， 并在拔出虚设托架销(74)后，将在实际的传动中使用的托架销74压入 槽部76(具有过盈量地装入)，通过经过上述工序，可得到与上述的实 施方式基本相同的作用、效果。产业上的可利用性本发明可以适用于所有的用途，但是尤其最适合于工业用机器人 的关节驱动或定位装置的驱动等要求小齿隙的运转的用途。
权利要求
1、一种简单行星齿轮装置的制造方法，该简单行星齿轮装置具备恒星齿轮、通过插入托架体中的托架销旋转自如地支持并与该恒星齿轮外接的行星齿轮、以及该行星齿轮内接的内齿轮，该简单行星齿轮装置的制造方法的特征在于，包括准备上述托架销和虚设托架销的工序，上述托架销最终具有过盈量地被装入到上述托架体，该虚设托架销具有与该托架销形状相同的上述行星齿轮的旋转支持部，并且能够以该旋转支持部的中心位置可沿简单行星齿轮装置的半径方向移动的状态组装；在将该虚设托架销插入上述托架体的状态下，一边调整该虚设托架销的上述旋转支持部的半径方向位置、一边装入上述行星齿轮的工序；在该状态下，从预先准备的恒星齿轮组中选定具有能够满足所要求的齿隙的齿厚的恒星齿轮并装入的工序；将所装入的上述行星齿轮在所装入的位置进行固定的工序；拔出上述虚设托架销的工序；在被固定的上述行星齿轮的上述虚设托架销的位置上，将上述托架销具有过盈量地装入到上述托架体的工序；以及解除上述行星齿轮的固定的工序。
2、 如权利要求1所述的简单行星齿轮装置的制造方法，其特征在于，在解除上述行星齿轮的固定的工序之后，还包括将与上述托架体 一起两端支持上述托架销的副托架体装入到上述行星齿轮的反托架体 侧的工序。
3、 如权利要求2所述的简单行星齿轮装置的制造方法，其特征在于，利用在固定上述行星齿轮时使用的螺栓孔来装入上述副托架体。
4、 一种简单行星齿轮装置，具有恒星齿轮、通过从托架体沿轴向 延伸的托架销旋转自如地支持并与该恒星齿轮外接的行星齿轮、以及该行星齿轮内接的内齿轮，其特征在于，作为上述托架销使用的托架销为，具备上述行星齿轮的旋转支持部，并且能够以该旋转支持部的中心位置可沿简单行星齿轮装置的半径方向移动的状态组装，并且，该托架销具有过盈量地被装入到上述托架体。
全文摘要
一种简单行星齿轮装置，以较少的部件数量、不发生空间的不良情况等地良好地实现·维持极小的齿隙。具备(可沿半径方向移动的)旋转支持部，该旋转支持部具有相对托架销的轴心偏心的轴心，使用在该旋转支持部的周围可旋转自如地支持上述行星齿轮的虚设托架销，在调整偏心方向并装入行星齿轮(14)后，选定恒星齿轮(14)并装入，并在利用固定工具将虚设托架销的位置及偏心方向固定后，拔出虚设托架销，并将在实际传动中使用的偏心托架销(34)、在由虚设托架销确定的位置压入托架体(30)，以便以最接近内齿轮(16)的状态与内齿轮(16)进行啮合。
文档编号F16H57/12GK101117996SQ20071013839
公开日2008年2月6日 申请日期2007年8月1日 优先权日2006年8月2日
发明者石塚正幸 申请人:住友重机械工业株式会社