具有防滑机制的轴承结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有防滑机制的轴承结构，包含一椭圆凸轮、一挠性滚珠轴承、一挠性外齿环，是配合刚性内齿轮构成谐和式传动机构，而其挠性滚珠轴承与挠性外齿环之间设置凹凸配合的防滑单元及防滑对应单元，透过防滑单元及防滑对应单元的相互牵制限止挠性滚珠轴承沿轴向滑移，藉此提高整体结构稳定性，并同时提升传动精度。
【专利说明】具有防滑机制的轴承结构
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具有防滑机制的轴承结构，其是与传动装置有关。
【背景技术】
[0002] 谐和式传动机构（Harmonic Drive)，又称为谐波式传动机构，是传动系统中常用 的减速机构，而谐和式传动机构主要包含一波动产生器、一挠性齿杯以及一刚性内齿轮，该 波动产生器由一椭圆凸轮外套设一挠性滚珠轴承所构成，而该波动产生器外再套设该挠性 齿杯，该挠性齿杯外则套设该刚性内齿轮，该波动产生器的椭圆凸轮供以固定接设动力输 入端，当动力输入带动该椭圆凸轮转动时，该椭圆凸轮撑张该挠性齿杯使该挠性齿杯部分 与该刚性内齿轮啮合，藉挠性齿杯与刚性内齿轮的齿数差，达成减速的作用。
[0003] 而在该谐和式传动机构作动的过程中，各机构间的结构状态将会与末端的传动精 度息息相关，为确保末端的传动精度，如图1所示的谐和式传动机构10是于其动力输入轴 11及轮毂12之间设置一磨擦环13,透过该磨擦环13减少动力输入轴11与轮毂12之间产 生棘轮效应或滑动位移状况的发生，确保动力能确实输出，提高传动精度。
[0004] 而如图2所是则是于一谐和式传动机构20中的波动产生器的挠性滚珠轴承21外 周面设置一凸弧部211，藉该凸弧部211增加与挠性齿杯22的接触面积，提高磨擦力，而降 低该挠性滚珠轴承21滑移的状况发生；然而，由于该挠性齿杯22是以平面接触该挠性滚珠 轴承21的外周面，因此止滑效果有限，仍无法完全抑制该挠性滚珠轴承的轴向X位移状况 发生。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种具有防滑机制的轴承结构，改善普通谐 和式传动机构仍有构件滑移而导致传动精度不佳的问题。
[0006] 为解决上述问题，本发明提供一种具有防滑机制的轴承结构，是搭配一刚性内齿 轮构成一谐和式传动机构，该刚性内齿轮具有一内齿部，而该轴承结构包含：
[0007] -椭圆凸轮，供以与一动力输入轴连接，该椭圆凸轮受该动力输入轴带动转动；
[0008] -挠性滚珠轴承，包含一外环及多个滚珠，该外环套设于该椭圆凸轮外，而各该滚 珠位于该外环及该椭圆凸轮之间，且该外环设置一防滑单元；以及
[0009] -挠性外齿环，具有一周面，该周面具有一内周侧及一外周侧，该外周侧设置一外 齿部，该挠性外齿环以该外齿部啮合于该刚性内齿轮的内齿部，该挠性外齿环的外齿部的 齿数与该刚性内齿轮的内齿部的齿数具有齿数差，该挠性外齿环的内周侧则设置一防滑对 应单元，该防滑对应单元与该防滑单元为凹凸配合结构，且该防滑对应单元的形状对应该 防滑单元的形状成形，该挠性外齿环对应穿套于该挠性滚珠轴承的外环外，使该防滑对应 单元对应组设于该防滑单元。
[0010] 进一步地，所述挠性滚珠轴承更包含一内环，该内环穿套于该椭圆凸轮，而该外环 穿套于该内环及该椭圆凸轮，各该滚珠容置于该内环及该外环之间。
[0011] 进一步地，所述防滑单元为凹槽结构或凸部结构。
[0012] 进一步地，所述凹槽结构或该凸部结构为由该挠性滚珠轴承的外环表面倾斜设置 的态样，而该动力输入轴沿一轴向延伸，垂直轴向定义为径向，该凹槽结构或该凸部结构分 别具有一沿轴向延伸的轴向长C、一沿径向延伸的径向长Η以及一与该外环表面具有一倾 斜角Θ的斜面，且tan0=H/C。
[0013] 进一步地，所述凹槽结构或该凸部结构数量为多个。
[0014] 进一步地，所述凸部结构或该凸部结构数量为单一个。
[0015] 进一步地，所述挠性外齿环具有一平均周面厚度值，而该挠性外齿环与该凹槽结 构的径向长Η的结构关系为H=平均周面厚度值X0. 5m，其中m=该挠性外齿环的齿轮模数。
[0016] 进一步地，所述挠性外齿环具有一平均周面厚度值，而该挠性外齿环与该凸部结 构的径向长Η的结构关系为H=平均周面厚度值X0.5m - 0. 15,其中m=该挠性外齿环的齿 轮模数。
[0017] 本发明所述的具有防滑机制的轴承结构，藉由于挠性外齿环与挠性滚珠轴承间设 置凹凸配合的防滑单元及防滑对应单元，防滑单元及防滑对应单元相牵制而限只挠性滚珠 轴承沿轴向产生滑移，确实提高结构稳定度，并同时提高传动精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为普通谐和式传动机构的剖视示意图。
[0019] 图2A为另一种普通谐和式传动机构的剖视示意图。
[0020] 图2B为图2A的局部结构作动示意图。
[0021] 图3为本发明具有防滑机制的轴承结构配合刚性内齿轮构成谐和式传动机构的 平面示意图。
[0022] 图4为本发明具有防滑机制的轴承结构的立体组合外观示意图。
[0023] 图5为本发明具有防滑机制的轴承结构的立体结构分解示意图，且显示防滑单元 为多个凹槽结构的实施例。
[0024] 图6为本发明具有防滑机制的轴承结构的立体结构分解示意图，且显示防滑单元 为单一凹槽结构的实施例。
[0025] 图7为本发明具有防滑机制的轴承结构的组合剖视示意图，且显示防滑单元为左 斜凹槽的实施例。
[0026] 图8为本发明具有防滑机制的轴承结构的组合剖视示意图，且显示防滑单元为右 斜凹槽的实施例。
[0027] 图9为本发明具有防滑机制的轴承结构的组合剖视示意图，且显示防滑单元为左 斜凸部的实施例。
[0028] 图10为本发明具有防滑机制的轴承结构的组合剖视示意图，且显示防滑单元为 右斜凸部的实施例。
[0029] 图11为本发明具有防滑机制的轴承结构另一实施例的立体结构分解示意图。
[0030] 图12为本发明具有防滑机制的轴承结构另一实施例的组合剖视图。
[0031] 附图标记说明
[0032] 10是谐和式传动机构 11是动力输入轴
[0033] 12是轮毂 13是磨擦环
[0034] 20是谐和式传动机构 21是挠性滚珠轴承
[0035] 211是凸弧部 22是挠性齿杯
[0036] 30是刚性内齿轮 31是内齿部
[0037] 40是椭圆凸轮 50是挠性滚珠轴承
[0038] 51是内环 52是外环
[0039] 53是滚珠 60是防滑单元
[0040] 61是凹槽结构 62是凸部结构
[0041] 621是斜面 70是挠性外齿环
[0042] 71是周面 711是内周侧
[0043] 712是外周侧 72是外齿部
[0044] 80是防滑对应单元 81是凸块结构
[0045] 82是凹陷结构 A是动力输入轴
[0046] X是轴向 Y是径向
[0047] C是轴向长 Η是径向长
[0048] Θ是倾斜角
【具体实施方式】
[0049] 本发明具有防滑机制的轴承结构的较佳实施例如图3至10所示，是搭配一刚性内 齿轮30构成一谐和式传动机构，该刚性内齿轮30具有一内齿部31，而该轴承结构包含：
[0050] 一椭圆凸轮40,供以与一动力输入轴Α连接，该椭圆凸轮40受该动力输入轴Α带 动转动，该动力输入轴A沿一轴向X延伸，垂直轴向X定义为径向Y。
[0051] 一挠性滚珠轴承50,包含同心套设的一内环51、一外环52及位于该内环51及该 外环52之间的多个滚珠53,该挠性滚珠轴承50穿套于该椭圆凸轮40,该椭圆凸轮40的构 形迫使该挠性滚珠轴承50适应该椭圆凸轮40外观产生形变，且使该挠性滚珠轴承50与该 椭圆凸轮40的结构关系成为该内环穿套于该椭圆凸轮40,而该外环52穿套于该内环及该 椭圆凸轮40,且各该滚珠53容置于该内环51及该外环52之间的态样；该挠性滚珠轴承50 的外环52设置一防滑单元60,该防滑单元60可为凹槽结构61或凸部结构62,且该凹槽结 构61或该凸部结构62数量可为多个个或单一个，如图3、5所示的防滑单元60为于该挠性 滚珠轴承50的外环52间隔设置多个个凹槽结构61 ;而如图6所示的防滑单元60则为于 该挠性滚珠轴承50的外环52设置单一个连续环形的凹槽结构61。
[0052] 而所述防滑单元60的凹槽结构61又能如图7或图8的朝不同方向倾斜的斜槽形 态，该凹槽结构61为由该挠性滚珠轴承50的外环52表面倾斜凹陷设置的态样，该凹槽结 构61具有一沿轴向X延伸的轴向长C、一沿径向Y延伸的径向长Η以及一与该外环52表面 具有一倾斜角Θ的斜面621，且tan0=H/C。
[0053] 所述防滑单元60的凸部结构62又能如图9或图10的朝不同方向倾斜的斜槽形 态，该凸部结构62为由该挠性滚珠轴承50的外环52表面倾斜凸出设置的态样，该凸部结 构62具有一沿轴向延伸的轴向长C、一沿径向Y延伸的径向长Η以及一与该外环52的表面 具有一倾斜角Θ的斜面621，且tan0=H/C。
[0054] -挠性外齿环70,具有一周面71，且该周面71具有一内周侧711及一外周侧712， 该挠性外齿环70的周面71的外周侧712设置一外齿部72(图3至9为示意图故未示出， 请配合参阅图10所示），该挠性外齿环70以该外齿部72啮合于该刚性内齿轮30的内齿 部31，且该挠性外齿环70的外齿部72的齿数与该刚性内齿轮30的内齿部31的齿数具有 2齿数的齿数差，且是该挠性外齿环70的外齿部72齿数小于该刚性内齿轮30的内齿部31 的齿数，且该挠性外齿环70具有一平均周面厚度值，而该挠性外齿环70的内周侧711则设 置一防滑对应单元80,该防滑对应单元80与该防滑单元60为凹凸配合结构，且该挠性外齿 环70的防滑对应单元80的形状对应该挠性滚珠轴承50的防滑单元60的形状成形，则该 挠性外齿环70对应穿套于该挠性滚珠轴承50的外环52外，且该防滑对应单元80对应组 设于该防滑单元60,如图5所示的防滑对应单元80为可对应组设于凹槽结构61的凸块结 构81 ;而如图9、10所示的防滑对应单元80则为可对应组设于凸部结构62的凹陷结构82 ; 以及
[0055] 同时，该挠性外齿环70与该凹槽结构61的径向长Η的结构关系为H=平均周面厚 度值X 0. 5m，其中m=该挠性外齿环70的齿轮模数；而该挠性外齿环70与该凸部结构62的 径向长Η的结构关系为H=平均周面厚度值X0.5m - 0. 15。
[0056] 以上为本发明具有防滑机制的轴承结构的结构组态及特征，而其使用时，透过结 合于该椭圆凸轮40的动力输出轴A带动该椭圆凸轮40转动，而当该椭圆凸轮40转动时， 由于该椭圆凸轮40为椭圆形结构，且该挠性滚珠轴承50及该挠性外齿环70是适应该椭圆 凸轮40位置产生形变，在该椭圆凸轮40不断转动的状况下，该挠性外齿环70则持续改变 啮合于该刚性内齿轮30的位置；并在该椭圆凸轮40持续运转一周后透过齿数差的设置形 成减速的效果。
[0057] 而在运转的过程中，由于该挠性滚珠轴承50与该挠性外齿环70之间设置相配合 的防滑单元60及防滑对应单元80,凹凸配合的防滑单元60及防滑对应单元80产生牵制效 果，限制该挠性滚珠轴承50相对该挠性外齿环70产生轴向X位移，如此，于整个机构产生 力口、减速时便能确实避免该挠性滚珠轴承50的轴向X位移状况发生，提高机构的稳定性，并 亦能同时提升传动精度。
[0058] 另外，上述实施例是将该挠性滚珠轴承50与椭圆凸轮40分别设置为单独的构件， 而为减少整体结构的构件数量，更可实施为如图11、12所示的态样，主要是省略该挠性滚 珠轴承50的内环51，而直接将挠性滚珠轴承50的外环52套设于该椭圆凸轮40外，各该滚 珠53再设置位于该外环52与该椭圆凸轮40之间，藉此，同样地能达成与上述实施例相同 的功效。
【权利要求】
1. 一种具有防滑机制的轴承结构，是搭配一刚性内齿轮构成一谐和式传动机构，该刚 性内齿轮具有一内齿部，其特征在于：所述轴承结构包含： 一椭圆凸轮，供以与一动力输入轴连接，该椭圆凸轮受该动力输入轴带动转动； 一挠性滚珠轴承，包含一外环及多个滚珠，该外环套设于该椭圆凸轮外，而各该滚珠位 于该外环及该椭圆凸轮之间，且该外环设置一防滑单元；以及 一挠性外齿环，具有一周面，该周面具有一内周侧及一外周侧，该外周侧设置一外齿 部，该挠性外齿环以该外齿部啮合于该刚性内齿轮的内齿部，该挠性外齿环的外齿部的齿 数小于与该刚性内齿轮的内齿部的齿数，该挠性外齿环的内周侧则设置一防滑对应单元， 该防滑对应单元与该防滑单元为凹凸配合结构，且该防滑对应单元的形状对应该防滑单元 的形状成形，该挠性外齿环对应穿套于该挠性滚珠轴承的外环外，使该防滑对应单元对应 组设于该防滑单元。
2. 如权利要求1所述的具有防滑机制的轴承结构，其特征在于：所述挠性滚珠轴承更 包含一内环，该内环穿套于该椭圆凸轮，而该外环穿套于该内环及该椭圆凸轮，各该滚珠容 置于该内环及该外环之间。
3. 如权利要求1所述的具有防滑机制的轴承结构，其特征在于：所述防滑单元为凹槽 结构或凸部结构。
4. 如权利要求3所述的具有防滑机制的轴承结构，其特征在于：所述凹槽结构或该凸 部结构为由该挠性滚珠轴承的外环表面倾斜设置的态样，而该动力输入轴沿一轴向延伸， 垂直轴向定义为径向，该凹槽结构或该凸部结构分别具有一沿轴向延伸的轴向长C、一沿径 向延伸的径向长Η以及一与该外环表面具有一倾斜角Θ的斜面，且tan 0=H/C。
5. 如权利要求3所述的具有防滑机制的轴承结构，其特征在于：所述凹槽结构或该凸 部结构数量为多个。
6. 如权利要求4所述的具有防滑机制的轴承结构，其特征在于：所述凸部结构或该凸 部结构数量为单一个。
7. 如权利要求1所述的具有防滑机制的轴承结构，其特征在于：所述挠性外齿环具有 一平均周面厚度值，而该挠性外齿环与该凹槽结构的径向长Η的结构关系为H=平均周面厚 度值XO. 5m，其中m=该挠性外齿环的齿轮模数。
8. 如权利要求1所述的具有防滑机制的轴承结构，其特征在于：所述挠性外齿环具有 一平均周面厚度值，而该挠性外齿环与该凸部结构的径向长Η的结构关系为H=平均周面厚 度值XO. 5m - 0. 15,其中m=该挠性外齿环的齿轮模数。
【文档编号】F16H57/08GK104121354SQ201310143586
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月24日 优先权日:2013年4月24日
【发明者】粘芳绫, 蔡佳吟 申请人:上银科技股份有限公司