中空型波动齿轮单元的制作方法
【专利摘要】中空型波动齿轮单元(1)包括对开口于贯通轴线(1a)方向的单元中空部(5)的内周面上的间隙(15)进行密封的密封部件(14)。间隙(15)包括在轴线(1a)方向上相对的波动发生器侧的外周侧端面(48b)与轴套侧端面(108)之间形成的间隙部分(15b)，并将密封部件(14)装配于此。间隙部分(15b)形成为进入支承波动发生器(4)的第二轴承(11)的内圈(11b)的内侧。能够提供具备适于扩大单元中空部(5)的内径并缩短单元轴长的密封机构的中空型波动齿轮单元。
【专利说明】中空型波动齿轮单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及具备杯形的挠性外齿齿轮的中空型波动齿轮单元，尤其涉及中空径大、轴长短的中空型波动齿轮单元。
【背景技术】
[0002]作为具备贯通于轴线方向的单元中空部的中空型波动齿轮单元，具备杯形的挠性外齿齿轮的类型已为公众所知。在专利文献I中，对一种致动器进行了记载，该致动器是使具备杯形的挠性外齿齿轮的中空型波动齿轮减速机与中空电动机在轴线方向上一体形成而构成的。
[0003]在具备杯形的挠性外齿齿轮的中空型波动齿轮单元中，中空型的波动发生器与挠性外齿齿轮的圆环状的轴套在轴线方向上相邻配置。在挠性外齿齿轮的内侧，配置有固定于轴套的中心通孔内的轴承座，利用保持于轴承座上的轴承对位于挠性外齿齿轮内侧的中空型波动发生器的轴端部进行支承。
[0004]另外，由波动发生器的中空部及固定于圆环状的轴套上的轴承座的中空部构成沿单元轴线方向贯通并延伸的单元中空部。由于轴套上能够形成的中心通孔的大小受到限制，因此，单元中空部的内径受到轴套侧的中空部的限定。
[0005]此外，为防止润滑油等从波动发生器与固定于其相对的轴套上的轴承座之间的间隙漏入单元中空部内，必须对该间隙进行密封。在专利文献I记载的致动器中，在单元中空部的内侧配置有中空轴，并在波动发生器的中空部内周面与中空轴外周面之间组装有密封机构。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利特开2006-144971号公报
【发明内容】
[0009]发明所要解决的技术问题
[0010]本发明的技术问题在于提供一种具备适于扩大单元中空部的内径的密封机构的中空型波动齿轮单元。
[0011]另外，本发明的技术问题在于提供一种具备适于扩大单元中空部的内径、且适于缩短其轴长的密封机构的中空型波动齿轮单元。
[0012]解决技术问题所采用的技术方案
[0013]为解决上述技术问题，本发明的中空型波动齿轮单元的特征在于，包括:刚性内齿齿轮；杯形的挠性外齿齿轮，该挠性外齿齿轮配置于所述刚性内齿齿轮的内侧，并能够与所述刚性内齿齿轮啮合；波动发生器，该波动发生器配置于所述挠性外齿齿轮的内侧，并使所述挠性外齿齿轮挠曲成椭圆形而与所述刚性内齿齿轮发生部分啮合；轴套侧中空部，该轴套侧中空部沿轴线方向贯通轴套并延伸，所述轴套形成所述挠性外齿齿轮的杯底面的中心部分；波动发生器侧中空部，该波动发生器侧中空部沿轴线方向贯通所述波动发生器并延伸；以及圆环状的密封部件，该密封部件密封圆环状的间隙，该圆环状的间隙开口于单元中空部的内周面，所述单元中空部由所述轴套侧中空部及所述波动发生器侧中空部构成，沿轴线方向贯通并延伸，所述间隙形成于轴套侧端面与波动发生器侧端面之间，所述轴套侧端面形成于所述轴套一侧，所述波动发生器侧端面形成于沿轴线方向与所述轴套侧端面相对的所述波动发生器一侧，所述波动发生器侧端面包括:圆环状的内周侧端面；以及圆环状的外周侧端面，该外周侧端面相对于所述轴套侧端面比所述内周侧端面更朝轴线方向后退，所述密封部件装配于所述间隙中形成于所述外周侧端面与所述轴套侧端面之间的圆环状的间隙部分。
[0014]形成于波动发生器侧端面的外周侧端面相对于内周侧端面沿轴线方向从轴套侧端面后退。圆环状的密封部件装配于由此形成的轴套侧端面与外周侧端面之间的宽幅的圆环状的间隙部分中。密封部件在轴线方向上相邻配置于波动发生器侧端面与轴套侧端面之间。与将密封部件在半径方向上相邻配置于波动发生器与轴套之间的情况相比，能够形成较大的单元中空部。
[0015]在本发明的中空型波动齿轮单元中，所述波动发生器包括形成所述波动发生器侧中空部的中空转轴，所述中空转轴上的位于所述挠性外齿齿轮的开口侧的第一轴端部通过第一轴承被所述刚性内齿齿轮支承成能自由旋转的状态，在所述挠性外齿齿轮的内侧配置有保持于轴承座的第二轴承，所述轴承座固定于所述轴套，所述中空转轴的另一方的第二轴端部通过第二轴承被所述挠性外齿齿轮支承成能自由旋转的状态，所述轴承座包括固定于所述轴套的圆环状的轴套固定部，该轴套固定部的中心通孔是所述轴套侧中空部，所述轴套固定部的端面是所述轴套侧端面，所述中空转轴的所述第二轴端部的轴端面是所述波动发生器侧端面，装配有所述密封部件的所述间隙部分形成为其一部分进入所述第二轴承的内圈的内侧。
[0016]本发明中，在中空转轴的第二轴端部的轴端面上，以进入第二轴承的内圈的内侧的状态，形成有用于装配密封部件的圆环状的间隙部分。与在轴线方向上和第二轴承相邻的位置形成圆环状的间隙部分并装配密封部件的情况相比，有利于缩短单元轴长。因此，依据本发明，能够提供单元中空径大且轴长短的中空型波动齿轮单元。
[0017]此外，在本发明的中空型波动齿轮单元中，在所述刚性内齿齿轮上的所述第一轴端部侧的第一端面上，一体地形成有第一单元端板，在所述第一单元端板的内周面与所述第一轴端部的外周面之间装配有所述第一轴承，所述第一单元端板的内周面与所述第一轴端部的外周面之间的间隙由配置于所述第一轴承的所述轴线方向的外侧的圆环状的第一油密封件密封，第二单元端板固定于所述轴套上的所述轴承座的相反侧的部位，所述第二单元端板通过单元轴承被所述刚性内齿齿轮支承成能自由旋转的状态，在所述第二单元端板上一体地形成有所述单元轴承的内圈和外圈中的一方，所述单元轴承的所述内圈与外圈的间隙由圆环状的第二油密封件密封。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是采用了本发明的中空型波动齿轮单元的纵向剖视图。
[0019]图2是将图1的一部分放大表不的局部放大剖视图。
[0020]图3是沿图1的II1-1II线截断的部分的横向剖视图。
[0021]图4是表示配置有不需要保持器压板的保持器的中空型波动齿轮单元的半剖视图。
[0022]图5是表示在半径方向上配置密封部件的中空型波动齿轮单元的半剖视图。
【具体实施方式】
[0023]以下，参照附图，对采用了本发明的中空型波动齿轮单元的实施方式进行说明。图1是本实施方式的中空型波动齿轮单元的纵向剖视图，图2是将其一部分放大表示的局部放大剖视图，图3是沿图1的II1-1II线截断的部分的横向剖视图。
[0024](整体构成)
[0025]中空型波动齿轮单元I (下文中有时简称为“波动齿轮单元I”)具备环状的刚性内齿齿轮2，该刚性内齿齿轮2具有矩形截面。在刚性内齿齿轮2的内侧同轴配置有杯形的挠性外齿齿轮3。在挠性外齿齿轮3的内侧配置有使挠性外齿齿轮3挠曲成椭圆形而使之与刚性内齿齿轮2部分啮合的波动发生器4。另外，在波动齿轮单元I中，形成有使其中心部分沿轴线Ia的方向贯通并延伸的单元中空部5。
[0026]在刚性内齿齿轮2的一方的端面2a上一体地形成有圆盘状的第一单兀端板6。也可以将刚性内齿齿轮2、第一单元端板6的部分设置成不同部件并将二者紧固固定。第一单元端板6沿垂直于轴线Ia的方向延伸。第一单元端板6的中心通孔的内周面上装配着第一轴承7，利用第一轴承7对波动发生器4的一方的第一轴端部4a进行支承，使之处于能够自由旋转的状态。在刚性内齿齿轮2的另一方的端面2b —侧,相邻配置有作为单元轴承的交叉滚子轴承8。
[0027]交叉滚子轴承8的外圈8a —体地形成于刚性内齿齿轮2的端面2b上。也可以将刚性内齿齿轮2、外圈8a的部分设置成不同部件并将二者紧固固定。在交叉滚子轴承8的内圈8b上的刚性内齿齿轮2的相反侧的端面上，一体地形成有圆盘状的第二单元端板9。也可以将第二单元端板9、内圈Sb的部分设置成不同部件并将二者紧固固定。第二单元端板9沿垂直于轴线Ia的方向延伸，并固定于形成杯形的挠性外齿齿轮3的杯底面的中心部分的圆环状的轴套33的外周面上。
[0028]在挠性外齿齿轮3的内侧配置有固定于其轴套33上的轴承座10。在轴承座10上装配有第二轴承11。利用第二轴承11对波动发生器4上的轴套33 —侧的第二轴端部4b进行支承，使之处于能够自由旋转的状态。
[0029]例如，将刚性内齿齿轮2紧固固定于未图示的固定侧部件上，将波动发生器4的第一轴端部4a与未图示的电动机轴等高速转轴连接，并将固定于挠性外齿齿轮3的第二单元端板9紧固于未图示的被驱动侧部件上。在此情况下，一体形成有刚性内齿齿轮2、第一单元端板6及交叉滚子轴承8的外圈8a的部件成为波动齿轮单元I的固定侧的单元外壳12。另外，一体形成有交叉滚子轴承8的内圈Sb及第二单元端板9的部件成为波动齿轮单元I的旋转侧的单元外壳13。
[0030]当波动发生器4旋转时，挠性外齿齿轮3的外齿3a与刚性内齿齿轮2的内齿2c的啮合位置沿周向移动。挠性外齿齿轮3的齿数比刚性内齿齿轮2的齿数少2n个(η为正整数)，通常少2个(η = I)。因此，当啮合位置沿周向移动时，在两齿轮2、3中产生因齿数差引起的相对旋转。因齿数差引起减速的减速旋转由挠性外齿齿轮3通过第二单元端板9而输出至未图示的被驱动侧部件。
[0031]接着，对各部的构成作更为详细的说明。首先，波动发生器4包括:中空转轴41 ；一体形成于该中空转轴41的外周面上的具有椭圆形轮廓的宽度一定的衬套(plug)42 ;以及装配于该衬套42的椭圆形外周面上的波动发生器轴承43。中空转轴41的中空部形成了沿轴线Ia的方向贯通波动发生器4并延伸的具有圆形截面的波动发生器侧中空部5a。另夕卜，中空转轴41的一方的轴端部为波动发生器4的第一轴端部4a，而另一方的轴端部为波动发生器4的第二轴端部4b。第二轴端部4b为位于挠性外齿齿轮3的轴套33侧的轴套侧轴端部。
[0032]波动发生器轴承43具备能够在半径方向上挠曲的内圈44及外圈45。内圈44、夕卜圈45之间的圆环状的轨道中插入多个滚珠46，该滚珠46处于能够自由滚动的状态。利用圆环状的保持器47沿圆周方向以一定的角度间隔对滚珠46进行保持。保持器47包括环状板47a及从该环状板47a的端面以一定的角度间隔垂直(轴线Ia的方向)延伸的隔板47b。相邻的隔板47b之间形成为各滚珠46的收容部。保持器47从第二单元端板9侧沿轴线Ia的方向装配于内圈44、外圈45之间。
[0033]挠性外齿齿轮3包括:能够在半径方向上挠曲的圆筒状主体部31 ;从该圆筒状主体部31的一方的端部向半径方向内侧延伸的圆盘状的隔片32 ;以及形成于该隔片32的内周缘的圆环状的轴套33。在圆筒状主体部31的另一方的开口端的外周面部分形成有外齿3a。轴套33通过压配、粘接或焊接等方式以无间隙的状态固定于第二单元端板9的圆形的内周面上。在轴套33的圆形的中心通孔中，轴承座10从第二单元端板9的相反侧通过压配、粘接或焊接等方式以有间隙的状态固定于其中。
[0034](轴承座)
[0035]轴承座10包括:圆环状的轴套固定部101 (突缘部);从轴套固定部101向半径方向的外侧延伸的薄的圆盘状的板簧部102 ;以及从板簧部102的外周缘部朝向第一单元端板6的方向沿轴线方向延伸的圆环状的轴承座主体部103。轴套固定部101包括固定于轴套33的圆形内周面34上的插入部104、及沿轴套33的内侧的圆环状端面35延伸的圆环部105，并具有L形截面形状。在轴承座主体部103的内侧保持有第二轴承11。上述轴套固定部101、板簧部102及轴承座主体部103是由单个部件构成的一体成形品。板簧部102具有能够向轴线Ia的方向对轴承座主体部103施力的弹性。
[0036]如图2所示，在轴承座主体部103上形成有外圈装配用的圆形内周面103a。在圆形内周面103a上的第二单元端板9侧的端部，形成有与轴线Ia垂直的由宽度一定的圆环状台阶面构成的外圈支承面103b。外圈支承面103b朝向第一单元端板6侧。在圆形内周面103a上装配着第二轴承11的外圈11a，其圆环状端面与外圈支承面103b抵接。板簧部102沿垂直于轴线Ia的方向延伸。另外，板簧部102连接于轴承座主体部103上的比外圈支承面103b更靠第二单元端板9侧的端部与轴套固定部101的圆环部105的外周面之间。
[0037]另一方面，在中空转轴41的第二轴端部4b的圆形外周面上形成有内圈装配用的圆形外周面4c。圆形外周面4c上的第一轴端部4a侧的端部形成有与轴线Ia垂直的由宽度一定的圆环状台阶面构成的内圈支承面4d。内圈支承面4d朝向第二单元端板9侧。在圆形外周面4c上装配着第二轴承11的内圈Ilb,其圆环状端面与内圈支承面4d抵接。
[0038]板簧部102在装配有第二轴承11的状态下，处于沿轴线Ia向第二单元端板9侧略微发生了变位的状态。利用板簧部102向轴线方向的弹性回复力，使第二轴承11处于受到沿轴线方向(将内圈Ilb推向内圈支承面4d的方向)的预压的状态。
[0039]如上所述，对中空转轴41的第二轴端部4b进行支承并使之处于能够自由旋转状态的轴承机构采用了具有预压功能的轴承座10。为此，不需要配置用于对第二轴承11施加预压的部件。因此能够以较少的部件数构成具有预压功能的轴承机构，而且还能够减少其轴线方向上的设置空间。因而，使用本例的轴承机构能够缩短中空型波动齿轮单元I的轴长。
[0040]另外，轴承座10除预压功能外还具备波动发生器轴承43的保持器压板的功能。即，由图2可知，轴承座10的轴承座主体部103具有朝向波动发生器轴承43侧的圆环状的轴承座端面106。轴承座端面106形成于从轴线Ia方向与波动发生器轴承43的保持器47的环状板47a相对的位置。在该轴承座端面106上的外周侧部位形成有略微向保持器47侧突出的圆环状突部107。圆环状突部107与保持器47的环状板47a的端面保持微小的间隔与之相对。
[0041 ] 当保持器47欲从内圈44、外圈45间向轴线Ia的方向脱离时，与该圆环状突部107抵接。因而，圆环状突部107作为保持器按压部而发挥功能。为此，在挠性外齿齿轮3的内侧不需配置保持器47的保持器压板。从而能够缩短中空型波动齿轮单元I的轴长。
[0042]此处，在中空型波动齿轮单元I中，考虑采用不需要保持器压板的保持器。如图4所示，在此情况下的保持器47A具备位于滚珠46两侧的环状板47c、47d，隔板47e形成于该环状板47c、47d之间。因此，在轴线Ia方向上，必须确保将环状板47d配置于波动发生器4与第一单元端板6之间所需的空间L。由于需要此空间，相应地会使中空型波动齿轮单元I的轴长变长，因而并不理想。
[0043](中空部的密封机构)
[0044]再次参照图1、图2进行说明。单元中空部5由利用波动发生器4的中空转轴41的中空部所形成的波动发生器侧中空部5a及利用固定于挠性外齿齿轮3的轴套33的轴承座10的插入部104的中心通孔所形成的轴套侧中空部5b构成。因此，在单元中空部5的内周面上形成有圆环状的间隙。该间隙利用具有V形截面的圆环状密封部件14进行密封。
[0045]密封部件14装配于在轴承座10的轴套固定部101与波动发生器4的第二轴端部4b之间形成的间隙15内。间隙15包括:开口于单元中空部5的圆形内周面的窄幅的圆环状的间隙部分15a ;以及形成于外周侧的宽幅的圆环状的间隙部分15b。间隙部分15b中装配有圆环状的密封部件14。藉此，间隙15得以密封，从而避免了润滑油等漏入单元中空部5。
[0046]具有窄幅的间隙部分15a与宽幅的间隙部分15b的间隙15如下所述形成。朝向波动发生器4侧的轴承座10的端面部分108 (轴套侧端面)为垂直于轴线Ia的平坦的端面。与该端面部分108相对的波动发生器4侧的端面为第二轴端部4b的轴端面48。该轴端面48包括:圆环状的内周侧端面48a ;以及相对于轴承座10的端面部分108比内周侧端面48a更向轴线Ia方向后退的圆环状的外周侧端面48b。外周侧端面48b与轴承座10的端面部分108之间成为宽幅的圆环状的间隙部分15b。而内侧的内周侧端面48a与端面部分108之间则成为窄幅的间隙部分15a。
[0047]如上所述，中空转轴41的第二轴端部4b的轴端面48形成为台阶状，外周侧端面48b从内周侧端面48a沿轴线Ia方向后退。藉此,在外周侧端面48b与其相对的轴承座10侧的端面部分108之间形成有用于装配密封部件的宽幅的间隙部分48b。因此，能够将密封部件14沿轴线Ia的方向配置于轴套固定部101与波动发生器侧的中空转轴41之间。
[0048]此处，如图5所示，考虑将密封部件14A装配于轴套固定部101的插入部104的内周面109与插入内侧的中空转轴41的轴端部4b的外周面部分41A之间。即，将密封部件14A沿半径方向配置于轴套固定部101的插入部104与波动发生器侧的中空转轴41的轴端部4b之间。若在半径方向上配置密封部件14A，则单元中空部5A的内径由插入轴套固定部101的插入部104的内侧的中空转轴41的中空径确定。因此，不适于形成大内径的单元中空部。与之相对，若依据图1?图3所示的本例的波动齿轮单元1，则能够消除此弊害，从而能够形成大内径的单元中空部5。
[0049]另外，如图1、图2所示，本例中，用于装配密封部件的的间隙部分15b形成为进入第二轴承11的内圈Ilb的内侧的状态。因此，能够在保持与图5所示的、在半径方向上配置密封部件14时的相同的单元轴长不变的情况下配置密封部件14。因此，依据本例，能够提供采用杯形的挠性外齿齿轮3的、具有较大单元中空部5且轴长较短的中空型波动齿轮单元I。
[0050]此外，如图1所示，在本例中，第一单元端板6的内周面与第一轴端部4a的外周面之间的间隙利用装配于第一轴承7的外侧部位的第一油密封件16进行密封。另外，在第二单元端板9侧，交叉滚子轴承8的内圈Sb与外圈8a的间隙利用圆环状的第二油密封件17进行密封。
【权利要求】
1.一种波动齿轮单元(1)，其特征在于，包括: 刚性内齿齿轮⑵； 杯形的挠性外齿齿轮(3)，该挠性外齿齿轮(3)配置于所述刚性内齿齿轮(2)的内侧并能与所述刚性内齿齿轮(2)啮合； 波动发生器(4)，该波动发生器(4)配置于所述挠性外齿齿轮(3)的内侧，并使所述挠性外齿齿轮(3)挠曲成椭圆形而与所述刚性内齿齿轮(2)发生部分啮合； 轴套侧中空部(5b)，该轴套侧中空部(5b)沿轴线方向贯通轴套(33)并延伸，所述轴套(33)形成所述挠性外齿齿轮(3)的杯底面的中心部分； 波动发生器侧中空部(5b)，该波动发生器侧中空部(5b)沿轴线(Ia)方向贯通所述波动发生器(4)并延伸；以及 圆环状的密封部件(14)，该密封部件(14)密封圆环状的间隙(15)，所述圆环状的间隙(15)开口于由所述轴套侧中空部(5b)及所述波动发生器侧中空部(5a)构成的、沿轴线(Ia)方向贯通并延伸的单元中空部(5)的内周面上， 所述间隙(15)形成于轴套侧端面(108)与波动发生器侧端面(48)之间，所述轴套侧端面(108)形成于所述轴套(33) —侧，所述波动发生器侧端面(48)形成于沿轴线(Ia)方向与所述轴套侧端面(108)相对的所述波动发生器(4) 一侧， 所述波动发生器侧端面(48)包括:圆环状的内周侧端面(48a);以及圆环状的外周侧端面(48b)，该圆环状的外周侧端面(48b)相对于所述轴套侧端面(108)比所述内周侧端面(48a)更沿轴线(Ia)方向后退， 所述密封部件(14)装配于圆环状的间隙部分(15b)，所述间隙部分(15b)位于所述间隙(48)中，且形成于所述外周侧端面(48b)与所述轴套侧端面(108)之间。
2.如权利要求1所述的中空型波动齿轮单元(I)，其特征在于， 所述波动发生器(4)包括形成所述波动发生器侧中空部的中空转轴(41)， 所述中空转轴(41)上的位于所述挠性外齿齿轮(3)的开口侧的第一轴端部(4a)通过第一轴承(7)被所述刚性内齿齿轮(2)支承成能自由旋转的状态， 在所述挠性外齿齿轮的内侧配置有保持于轴承座(10)的第二轴承，所述轴承座(10)固定于所述轴套(33)， 所述中空转轴(41)的另一方的第二轴端部通过第二轴承被所述挠性外齿齿轮(3)支承成能自由旋转的状态， 所述轴承座(10)包括固定于所述轴套(33)的圆环状的轴套固定部(101)，该轴套固定部(101)的中心通孔是所述轴套侧中空部(5b)， 所述轴套固定部的端面是所述轴套侧端面(108)， 所述中空转轴(41)的所述第二轴端部(4b)的轴端面是所述波动发生器侧端面(48)， 装配有所述密封部件(14)的所述间隙部分(48b)形成为其一部分进入所述第二轴承(11)的内圈(Ilb)的内侧。
3.如权利要求2所述的中空型波动齿轮单元(I)，其特征在于， 在所述刚性内齿齿轮(I)的所述第一轴端部(4a)侧的第一端面(2a)上，一体形成有第一单兀端板(6), 在所述第一单元端板出)的内周面与所述第一轴端部(4a)的外周面之间装配有所述第一轴承(X)， 所述第一单元端板￠)的内周面与所述第一轴端部(4a)的外周面之间的间隙由配置于所述第一轴承(7)的所述轴线(Ia)方向的外侧的圆环状的第一油密封件(16)密封，第二单元端板(9)固定于所述轴套(33)上的所述轴承座(10)的相反侧的部位， 所述第二单元端板(9)通过单元轴承(8)被所述刚性内齿齿轮(2)支承成能自由旋转的状态， 在所述第二单元端板(9)上一体地形成有所述单元轴承(8)的内圈(8a)和外圈(Sb)中的一方， 所述单元轴承⑶的所述内圈(8a)和外圈(Sb)的间隙由圆环状的第二油密封件(17)密封。
【文档编号】F16H1/32GK104428562SQ201380032238
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年6月20日 优先权日:2013年6月20日
【发明者】村山裕哉, 清泽芳秀 申请人:谐波传动系统有限公司