具有牵引传动机构的波动齿轮装置的制作方法

本实用新型涉及一种低减速比的波动齿轮装置，特别是涉及一种使用滚动轴承式的牵引传动机构从而实现了低减速比的波动齿轮装置。

背景技术：

波动齿轮装置的输入输出部件位于相同轴上，利用一级就可以获得高减速比，具有高扭矩容量、优良定位精度以及优良旋转精度。现有的波动齿轮装置的减速比一般是1/30～1/160。

近年来，关于波动齿轮装置，要求组装了波动齿轮装置的传动器能够进行进一步的高速动作，其低速比化的需求也呈现增长。为了实现波动齿轮装置的低速比化，有下述方法：利用现有的波动齿轮装置的速比，使内齿轮(刚性内齿轮)的齿数相对于外齿轮(柔性的外齿轮)具有4差齿数、6差齿数等。这种情况下，需要对内齿轮进行另外单独设计。

另一方面，众所周知，作为减速机构，有牵引传动机构。作为牵引传动机构，如专利文献1所记载的那样，提出有行星磙子式牵引传动机构。另外，众所周知，还有滚动轴承式牵引传动机构。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本实公平04－52510号公报

技术实现要素：

在此，在实现波动齿轮装置的低减速比化时，最好是不改变现有的波动齿轮装置的内齿轮齿数，维持其优良特性，同时还能够实现低减速比化。

本实用新型鉴于上述这些点，其课题在于提供一种：利用滚动轴承式牵引传动机构，不用改变内齿轮齿数就能够实现低减速比化的波动齿轮装置。

为了解决上述课题，本实用新型的波动齿轮装置具有滚动轴承式牵引传动机构和波动齿轮机构。牵引传动机构具有：被固定成不旋转的外圈；作为旋转输出元件的内圈；滚动体，其以转动自如的状态安装于形成在外圈和内圈之间的圆环状轨道；以及作为旋转输入元件的滚动体保持器，其 将滚动体以旋转自如的状态保持成具有规定角度间隔。另外，波动齿轮机构具有：刚性的内齿轮；柔性的外齿轮，其能够在半径方向弯曲变形；以及波动发生器，其将外齿轮弯曲变形成非圆形，并使外齿轮与内齿轮局部啮合，且与牵引传动机构的内圈一体地旋转，而且还使两齿轮的啮合位置在圆周方向上移动。

滚动轴承式牵引传动机构一般情况下是作为减速机而被使用的，并且该减速机是将滚动体保持器作为输出元件来使用的。在本实用新型中，利用牵引传动机构来作为增速机。亦即，将滚动体保持器作为旋转输入元件，将内圈作为旋转输出元件。来自牵引传动机构的增速旋转输出被传递给波动齿轮机构的波动发生器。波动齿轮机构的减速比则降低了与增速对应的量。

例如，作为波动齿轮机构，使用了减速比为1/30的现有的波动齿轮减速机。将高速旋转从马达等输入给牵引传动机构的滚动体保持器。牵引传动机构一旦制作成能够获得例如2.5倍增速的滚动体轴承构造，波动齿轮机构的波动发生器的旋转相对于输入旋转则会被增速至2.5倍。其结果，波动齿轮装置整体的减速比为1/12。据此，可以获得低减速比的波动齿轮装置。

根据本实用新型，不用改变波动齿轮机构的构成齿轮的齿数，就可以维持波动齿轮机构的特性(高扭矩容量、优良定位精度、优良旋转精度)，同时与以往相比还可以实现低减速比的波动齿轮装置。

在此，只要将输入轴部一体地形成于滚动体保持器，并将马达旋转轴等旋转轴连结于该输入轴部来输入旋转即可。

这种情况下，当将波动齿轮机构和牵引传动机构排列配置在它们轴线的方向上时，波动齿轮装置整体的轴长变长。因此，在本实用新型中，采用了将牵引传动机构与波动齿轮机构一体化的构造。

亦即，在本实用新型的波动齿轮装置中，借助支撑轴承，将波动发生器以旋转自如的状态支撑在滚动体保持器的输入轴部的外周面。另外，由具有非圆形外周面的刚性的塞子、以及安装于该塞子的外周面且弯曲变形成非圆形的波动发生器轴承来构成波动发生器。而且，分别使用波动发生器轴承上的外圈、内圈、以及滚动体来作为牵引传动机构的外圈、内圈以及滚动体。

在波动齿轮机构中，波动发生器的波动发生器轴承通过其塞子而被弯曲变形成非圆形，使外齿轮与内齿轮局部啮合。位于与两齿轮的啮合位置相对应的部位的波动发生器轴承的滚动体处于：在半径方向上被施加预定压力的状态。因此，通过将波动发生器轴承的滚动体保持器作为旋转输入元件，就可以使该波动发生器轴承直接作为牵引传动机构而发挥作用。

接着，本实用新型的波动齿轮装置具有：

刚性的内齿轮，

柔性的外齿轮，其被同轴地配置在所述内齿轮的内侧，且能够在半径方向上弯曲变形，

波动发生器，其被同轴地安装于所述外齿轮的内侧，并使所述外齿轮弯曲变形成非圆形，且使所述外齿轮与所述内齿轮局部啮合，以及

旋转轴，其被同轴地配置在所述波动发生器的内侧，

其特征在于，所述波动发生器具有：

刚性的塞子，其借助支撑轴承，被所述旋转轴支撑为旋转自如的状态，以及

波动发生器轴承，其嵌入在所述塞子的非圆形外周面和所述外齿轮的外齿形成部分的内周面之间，

所述波动发生器轴承具有：

外圈，其嵌入于所述外齿形成部分的内周面，

内圈，其嵌入于所述塞子的所述非圆形外周面，

滚动体，其以转动自如的状态被安装在所述外圈和所述内圈之间，以及

滚动体保持器，其将所述滚动体以转动自如的状态保持成具有规定角度间隔，且与所述旋转轴一体地旋转。

附图说明

图1A是表示适用了本实用新型的将牵引传动机构一体化后的构造的波动齿轮装置1个例子的横向截面图。

图1B是表示适用了本实用新型的将牵引传动机构一体化后的构造的 波动齿轮装置1个例子的纵向截面图。

图2是表示具有牵引传动机构的波动齿轮装置的参考例子的纵向截面图。

符号说明

1 波动齿轮装置 2 波动齿轮机构

3 牵引传动机构 11 内齿轮

12 外齿轮 13 波动发生器

14 圆筒状胴体部 15 隔膜

16 凸起 17 外齿形成部分

18 外齿 19 内周面

21 波动发生器塞子 22 椭圆状外周面

23 波动发生器轴承 24 中空旋转轴(保持器输入轴)

24a 轴端部 25 支撑轴承

26 外圈 27 内圈

28 滚动体 30 滚动体保持器

31 臂部 32 滚动体保持部

L1 长轴

具体实施方式

下面，参照附图，说明适用了本实用新型的波动齿轮装置的实施方式。

图1A是表示对实施方式所涉及的波动齿轮装置在与其中心轴线正交的平面进行剖切的情况下的横向截面的横向截面图，图1B是表示在包含其中心轴线在内的平面进行剖切的情况下的纵向截面的纵向截面图。

波动齿轮装置1由波动齿轮机构2、和组装于该波动齿轮机构2的牵引传动机构3构成。波动齿轮机构2具有：呈圆环形状的刚性的内齿轮11、同轴地配置在内齿轮内侧的呈杯形状的柔性的外齿轮12、以及同轴地嵌在外齿轮内侧的波动发生器13。在本例子中，外齿轮12通过波动发生器13而被弯曲变形成椭圆状，在其椭圆形状的长轴L1的位置与内齿轮11啮合。

另外，在本例子中，虽然使用了具有杯形状的外齿轮12的波动齿轮机构2，但也可以是具有礼帽形状外齿轮的波动齿轮机构。另外，也可以是所谓的扁平式波动齿轮机构，即是：在2个内齿轮内侧配置有圆筒状的外齿轮，从一个内齿轮输出减速旋转。此外，在本例子中，通过波动发生器13，将外齿轮12弯曲变形成椭圆状，并在圆周方向上的2处位置使两齿轮11、12啮合。也可以将外齿轮弯曲变形成非圆形，在3处以上的位置与内齿轮啮合。

在波动齿轮机构2中，波动发生器13一旦旋转，两齿轮11、12的啮合位置则在圆周方向上移动。波动发生器13一旦旋转1圈，两齿轮之间相对旋转与两齿轮11、12的齿数差值对应的量。例如，内齿轮11不旋转地被固定，外齿轮12连结于未图示的载荷部件的一侧。这种情况下，波动发生器13的旋转根据齿数差而减速，从外齿轮12输出给未图示的载荷部件。

外齿轮12具有：能够在半径方向上弯曲变形的圆筒状胴体部14、从胴体部14后端向半径方向的内侧延伸的隔膜15、以及与该隔膜15的内周缘连续形成的呈圆环形状的刚性的凸起16。圆筒状胴体部14的前端开口一侧的部分是外齿形成部分17，在其外周面形成有外齿18。

波动发生器13嵌入于外齿轮12的外齿形成部分17的内侧。波动发生器13具有：呈筒形状的刚性的波动发生器塞子21、以及安装于该波动发生器塞子21的椭圆状外周面22且弯曲变形成椭圆状的波动发生器轴承23。另外，波动发生器13具有同轴地配置在波动发生器塞子21的中空部的中空旋转轴(保持器输入轴)24，中空旋转轴24借助由安装在其外周面的滚珠轴承构成的支撑轴承25而对波动发生器塞子21以旋转自如的状态进行支撑。

波动发生器轴承23具有：嵌入于外齿轮12的外齿形成部分17的内周面19的外圈26、嵌合于波动发生器塞子21的椭圆状外周面22的内圈27、以转动自如的状态安装于外圈26和内圈27之间的轨道的多个滚动体28、以及对滚动体28在圆周方向上以一定角度间隔进行旋转自如的保持的滚动体保持器30。

滚动体保持器30具有：圆盘状的臂部31(或呈放射状延伸的多个臂部31)，其一体地形成于中空旋转轴24的外侧的轴端部24a，并且从该轴端部24a朝向半径方向的外侧扩展；以及多个滚动体保持部32，其从臂部 31的外周端部起弯曲成直角而插入到各滚动体28之间。由于在邻接的滚动体保持部32之间，各滚动体28被保持成旋转自如的状态，因此，各滚动体28沿着外圈26、内圈27的轨道面而转动自如。

在本例子中，作为波动发生器轴承23，使用了滚珠轴承。作为波动发生器轴承23，可以使用磙子轴承等各种轴承。

在波动齿轮机构2中，该波动发生器轴承23通过波动发生器塞子21被弯曲变形成椭圆状，位于椭圆形状的长轴L1附近位置的滚动体28处于：在半径方向上被施加预定压力的状态。因此，通过将波动发生器轴承23的滚动体保持器30作为旋转输入元件，波动发生器轴承23可以直接作为牵引传动机构3而发挥作用。

在波动齿轮装置1中，一旦使一体地形成有滚动体保持器30的中空旋转轴24旋转，作为牵引传动机构3而发挥作用的波动发生器轴承23的内圈27则增速旋转。因此，安装了内圈27的椭圆状的波动发生器塞子21也增速旋转。例如，设定波动发生器轴承23的构成部件的尺寸，来构成增速比为2.5的牵引传动机构3。

在以2.5倍速度进行旋转的波动发生器塞子21的作用下，波动齿轮机构2的两齿轮11、12的啮合位置在圆周方向上移动，在两齿轮11、12之间产生的相对旋转则从外齿轮12被输出给未图示的载荷侧。使得波动齿轮机构2的减速比为现有的波动齿轮装置能够实现的减速比的1/30。这种情况下，被输入于中空旋转轴24的旋转通过牵引传动机构3被增速到2.5倍，之后，减速至1/30。从作为减速旋转输出元件的外齿轮12获取：输入旋转被减速至1/12的旋转。据此，可以实现1/12的低减速比的波动齿轮装置。

(参考例子)

图2是表示具有牵引传动机构的波动齿轮装置的参考例子的纵向截面图。波动齿轮装置100在中心轴线100a的方向上串联地连结波动齿轮机构110和牵引传动机构120。虽然波动齿轮装置100的轴长较大，但是容易设计牵引传动机构120的增速比。

波动齿轮机构110与一般的波动齿轮机构相同，其具有：刚性的内齿轮111、同轴地配置于内齿轮内侧的柔性的外齿轮112、以及嵌入于外齿轮112的内侧的椭圆状轮廓的波动发生器113。外齿轮112例如呈杯形状，在 其外齿形成部分114内侧安装有波动发生器113。

波动发生器113具备：圆筒状的轴毂115、借助十字滑块联轴器而安装于该轴毂115外周面的波动发生器塞子116、以及安装于波动发生器塞子116的椭圆状外周面的波动发生器轴承117。

牵引传动机构120是滚动轴承式机构，其滚动轴承部121具有：外圈122、内圈123、以转动自如的状态安装于外圈和内圈之间的多个滚动体124、以及将滚动体124在圆周方向上以等角度间隔保持成旋转自如的状态的滚动体保持器125。保持器输入轴126以同轴方式一体地形成于滚动体保持器125。

在牵引传动机构120的滚动轴承部121上的波动齿轮机构110一侧，同轴地配置有支撑轴承127。在滚动轴承部121的内圈123以及支撑轴承127的内圈128嵌入有输出轴130。滚动轴承部121的外圈122以及支撑轴承127的外圈129被固定于未图示的装置壳体等固定侧部件，输出轴130借助滚动轴承部121以及支撑轴承127而以旋转自如的状态被未图示的固定侧部件所支撑。

在牵引传动机构120的输出轴130上的波动齿轮机构110一侧的轴端面上同轴地延伸出小直径的轴连结部131。轴连结部131被安装于波动齿轮机构110的轴毂115的中心轴孔，与轴毂115以能够一体旋转的方式同轴地连结。

在波动齿轮装置100中，一旦使牵引传动机构120的保持器输入轴126旋转，输出轴130则增速旋转。增速旋转被输入到：与输出轴130连结的波动齿轮机构110的波动发生器113。波动发生器113一旦旋转，两齿轮111、112的啮合位置则在圆周方向上移动，两齿轮之间产生与齿数差值相对应的相对旋转。例如，内齿轮111被固定，减速旋转从外齿轮112输出给未图示的载荷侧。

通过牵引传动机构120被增速的旋转又通过波动齿轮机构110被减速，并被输出给载荷侧。因此，使用现有的波动齿轮机构，就可以实现低速比的波动齿轮减速装置。