CN103711843A - 中空波动齿轮单元 - Google Patents

Abstract

一种包括形成有较大内径的中空部的中空波动发生器的波动齿轮单元。波动发生器(16)的中空输入轴(6)由第一输入轴承(7)和第二输入轴承(9)以双支承的状态进行支承。对中空输入轴(6)没有较大的弯曲应力等的作用，因此，能将中空输入轴(6)设为薄壁，增大该圆形中空部(6c)的内径。此外，在安装有第二输入轴承(9)的轴承外壳(8)内安装有密封构件(17)，以对中空输入轴(6)的轴端部(6a)与轴承外壳(8)的间隙(19)进行密封。不必在单元中空部(18)的内部配置防油脂泄漏机构，就能防止油脂从间隙(19)泄漏到单元中空部(18)的内部。能实现包括内径较大的单元中空部(18)的波动齿轮单元(1)。

Description

中空波动齿轮单元

技术领域

本发明涉及一种包括较大内径的单元中空部的中空波动齿轮单元。

背景技术

作为波动齿轮单元，已知有利用输入轴承以双支承状态支承波动发生器的结构。在专利文献1公开的单元型波动齿轮装置中，在波动发生器的刚性凸轮板的一个端面上形成有输入轴，在刚性凸轮板的另一个端面上形成有轴部。输入轴由安装在单元壳体端板上的第一输入轴承支承，相反侧的轴部的前端由安装在可挠性外齿齿轮的圆环状的轴套上的第二输入轴承支承。

波动发生器在轴向的位置由上述一对输入轴承固定，刚性内齿齿轮和波动发生器处于在轴向上得到定位的状态。在将单元型波动齿轮装置与电动机的电动机轴连结来构成致动器时，只要将电动机轴与输入轴连结固定即可，安装作业容易。

专利文献2中公开了将包括中空部的波动齿轮减速机与中空电动机一体化的结构的中空型致动器。该中空型致动器的波动齿轮减速机包括中空波动发生器。中空波动发生器包括：一体形成有电动机轴的中空旋转轴；形成在该中空旋转轴的外周面上的刚性衬套；以及安装在该刚性衬套的外周面上的波形轴承。中空旋转轴由安装在对波动齿轮减速机与电动机之间进行分隔的分隔壁上的第一输入轴承支承。此外，中空旋转轴上的波动齿轮减速机一侧的轴端部由配置在该波动齿轮减速机内侧的第二输入轴承支承。

中空轴以能旋转的状态配置在中空旋转轴的内侧。橡胶环配置在中空轴的外周面与旋转轴的内周面之间。利用橡胶环形成油脂阻挡部。通过油脂阻挡部，能防止从波动齿轮减速机的第二输入轴承的部分朝中空部一侧漏出的油脂进入电动机的旋转编码器一侧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2002―21948号公报

专利文献2：日本专利特开2006―144971号公报

此处，有时在波动齿轮单元上形成有在轴线方向上贯通并延伸的单元中空部，并将单元中空部用作布线等的空间。该结构的中空波动齿轮单元例如通过将专利文献2中公开的包括中空部的波动齿轮减速机与中空电动机断开而获得。

在此情况下，对于用户而言，将中空波动齿轮单元安装在电动机上进行使用。此外，对于用户而言，需要配置防油脂泄漏机构，以防止油脂从波动齿轮减速机的第二输入轴承一侧泄漏到中空部内而进入电动机一侧。

在后安装电动机的情况下，专利文献2中公开的中空轴、使用橡胶环的油脂阻挡部因安装作业烦杂而不适合。此外，若进一步将中空轴配置在中空旋转轴的中空部内，则中空部的内径相应地减小，因此，不适合包括较大内径的中空部的波动齿轮单元。

发明内容

有鉴于此，本发明的课题在于提出一种包括较大内径的单元中空部的中空波动齿轮单元。

为了解决上述课题，本发明的中空波动齿轮单元的特征在于，具有：筒状壳体；端板，该端板固定在上述筒状壳体的输入侧开口端上；输出用圆盘，该输出用圆盘以能自由旋转的状态安装在上述筒状壳体的输出侧开口端上；波动齿轮机构，该波动齿轮机构安装在上述筒状壳体的内侧；中空输入轴，该中空输入轴贯通在上述端板上形成的端板通孔并延伸；第一输入轴承，该第一输入轴承安装在形成于上述端板的端板通孔的内周面上，以支承上述中空输入轴；轴承外壳，该轴承外壳安装在上述波动齿轮机构的杯型可挠性外齿齿轮的圆环状轴套上；以及第二输入轴承，该第二输入轴承安装在上述轴承外壳内，以支承上述中空输入轴，上述波动齿轮装置的波动发生器是包括上述中空输入轴、形成在该中空输入轴的外周面上的刚性衬套、安装在该刚性衬套的外周面上的波形轴承的中空波动发生器，上述可挠性外齿齿轮的上述圆环状轴套沿着单元轴线的方向从上述端板一侧同轴固定到形成在上述输出用圆盘上的圆盘通孔内，上述轴承外壳包括：圆筒部，该圆筒部沿着上述单元轴线的方向从上述端板一侧同轴固定到形成在上述圆环状轴套上的轴套通孔内；圆环部，该圆环部从上述圆筒部的端部朝半径方向外侧扩展；以及轴承安装用圆筒部，该轴承安装用圆筒部从上述圆环部的外周缘朝上述端板一侧突出，通过相对于上述第二输入轴承在上述输出用圆盘一侧邻接配置的密封构件，对上述轴承外壳的上述轴承安装用圆筒部与上述中空输入轴的上述输出用圆盘一侧的轴端部的外周面之间进行密封。

在该结构的波动齿轮单元中，由中空输入轴的中空部、轴承外壳的中空部、轴套通孔及端板通孔形成在单元轴线方向上贯通的单元中空部。波动发生器的中空输入轴由第一输入轴承及第二输入轴承以双支承的状态进行支承。因此，与以悬臂状态支承中空输入轴的情况不同，对中空输入轴没有较大的弯曲应力等的作用。能将中空输入轴设为薄壁，增大该中空部的内径。因此，能实现包括内径较大的中空部的波动齿轮单元。

此外，中空输入轴的轴端部与轴承外壳之间的间隙通过安装在轴承外壳内的密封构件进行密封。能防止油脂从第二输入轴承一侧经由该间隙泄漏到中空部的内侧。因此，在将电动机安装到波动齿轮单元上的情况下，能防止从该间隙泄漏到中空部内的油脂流过中空部内周面等而进入电动机一侧、从而导致内置于电动机的旋转编码器等被污染。

作为防止油脂泄漏的机构，与在中空部的内侧配置中空轴、橡胶环等来构成防止油脂泄漏的机构的情况不同，没有必要在中空部的内部配置防油脂泄漏机构的构成零部件。因此，能得到一种包括能有效地用作布线用的空间等的大直径的中空部的波动齿轮单元。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的波动齿轮单元的纵剖视图、输入侧的端面图及输出侧的端面图。

(符号说明)

1     波动齿轮单元

1a    单元轴线

2     圆筒状壳体

2a    输入侧开口端

2b    输出侧开口端

3     端板

3a    端板通孔

4     输出用圆盘

4a    圆盘通孔

5     波动齿轮机构

6     中空输入轴

6a、6b    轴端部

6c    圆形中空部

7     第一输入轴承

8     轴承外壳

8a    压入用圆筒部

8b    圆环部

8c    轴承安装用圆筒部

8d    圆形中空部

9     第二输入轴承

10    密封环

11    紧固螺栓

12    交叉滚子轴承

12a    外圈

12b    滚子

12c    内圈侧的滚道面

13     紧固螺栓

14     刚性内齿齿轮

14a    内齿

15     可挠性外齿齿轮

15a    圆筒状主体部

15b    隔膜

15c    圆环状轴套

15d    外齿

15e    轴套通孔

16     中空波动发生器

16a    刚性衬套(plug)

16b    波形轴承

17     密封构件

18     单元中空部

19     间隙

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式所涉及的波动齿轮单元。图1(a)是表示本实施方式所涉及的波动齿轮单元的纵剖视图，图1(b)是其输入侧的端面图，图1(c)是其输出侧的端面图。

波动齿轮单元1包括：圆筒状壳体2；固定在该圆筒状壳体2的输入侧开口端2a上的端板3；以及以能自由旋转的状态安装在圆筒状壳体2的与输入侧开口端2a相反一侧的输出侧开口端2b上的输出用圆盘4。

将杯型波动齿轮机构5安装在上述圆筒状壳体2、端板3及输出用圆盘4的内部。在端板3上同芯状地形成有端板通孔3a，中空输入轴6以同轴状态贯通该端板通孔3a。

中空输入轴6被安装在端板通孔3a的内周面上的第一输入轴承7支承成能自由旋转的状态。此外，中空输入轴6被第二输入轴承9支承成能自由旋转的状态。在波动齿轮机构5的内部，第二输入轴承9安装在轴承外壳8内。中空输入轴6包括从端板通孔3a朝输入侧突出的轴端部6a。该轴端部6a的外周面与端板通孔3a的内周面之间通过密封环10进行密封。此外，未图示的电动机的电动机轴与轴端部6a同轴连结固定。

若中空输入轴6被电动机驱动而旋转，则该中空输入轴6的旋转通过波动齿轮机构5而减速，减速旋转从输出用圆盘4传递出。与该输出用圆盘4连结固定的载荷侧的构件(未图示)被进行减速旋转的输出用圆盘4驱动而旋转。

对波动齿轮单元1的各个部分的结构进行详细说明。圆筒状壳体2的输入侧开口端2a的部位成为大直径法兰部，圆盘形状的端板3的外周侧的部位通过紧固螺栓11固定在该圆环状端面上。输出用圆盘4经由交叉滚子轴承12以能自由旋转的状态安装在圆筒状壳体2的输出侧开口端2b上。交叉滚子轴承12的外圈12a通过紧固螺栓13固定在圆筒状壳体2的输出侧开口端2b的圆环状端面上。同轴配置在外圈12a的内侧的输出用圆盘4的外周缘部分起到交叉滚子轴承12的内圈的作用。即，在输出用圆盘4的圆形外周面上形成有滚子12b的内圈侧的滚道面12c。

波动齿轮机构5包括：圆环状的刚性内齿齿轮14；杯形可挠性外齿齿轮15；以及中空波动发生器16。刚性内齿齿轮14固定在圆筒状壳体2的输入侧开口端2a的内周面部分上。可挠性外齿齿轮15包括：圆筒状主体部15a；从该圆筒状主体部15a的一端朝径向内侧延伸的圆环状的隔膜15b；以及与该隔膜15b的内周缘连续地朝内侧延伸的圆环状轴套15c。圆筒状主体部15a的另一端为开口端，在该开口端的外周面部分形成有外齿15d。

可挠性外齿齿轮15配置成形成有外齿15d的开口端的一侧朝向输入侧(安装电动机的一侧)的状态。外齿15d处于与刚性内齿齿轮14的内齿14a相对的位置上，能与内齿14a啮合。

中空波动发生器16包括：中空输入轴6；在该中空输入轴6的圆形外周面上一体形成的刚性衬套16a；以及安装在该刚性衬套16a的外周面上的波形轴承16b。波形轴承16b是包括在径向上能挠曲的外圈及内圈的滚珠轴承。本例的刚性衬套16a具有椭圆形轮廓，波形轴承16b安装在刚性衬套16a与可挠性外齿齿轮15的圆筒状主体部15a上的外齿形成部分的内周面之间。因此，可挠性外齿齿轮15的外齿形成部分挠曲成椭圆状，位于椭圆状的形状的长轴方向的两端的外齿15d的部分与刚性内齿齿轮14的内齿14a的部分啮合。

可挠性外齿齿轮15同轴固定在输出用圆盘4上。在可挠性外齿齿轮15的圆环状轴套15c的圆形外周面上形成有阳螺纹部，在输出用圆盘4的圆盘通孔4a的内周面上形成有阴螺纹部。圆环状轴套15c沿着单元轴线1a的方向从端板3一侧旋入固定到输出用圆盘4的圆盘通孔4a内。圆环状轴套15c的轴套通孔15e的输出用圆盘4一侧的部位呈比中空输入轴6的圆形中空部6c大一圈的正六边形。将工具与该正六边形的轴套通孔15e卡合，能简单地进行将圆环状轴套15c旋入固定在输出用圆盘4内的作业。

接下来，安装有第二输入轴承9的轴承外壳8包括：压入用圆筒部8a；从该压入用圆筒部8a的端板3一侧的端朝径向外侧扩展的圆环部8b；以及从该圆环部8b的外周缘朝端板3一侧突出的轴承安装用圆筒部8c。形成于圆环状轴套15c的轴套通孔15e的端板3一侧的圆形内周面为压入用圆筒部8a的压入部。压入用圆筒部8a沿着单元轴线1a的方向从端板3一侧同轴压入到该压入部内，并利用粘接剂固定。

第二输入轴承9安装在轴承安装用圆筒部8c与中空输入轴6的输出用圆盘4一侧的轴端部6b的圆形外周面之间。轴承安装用圆筒部8c与轴端部6b的圆形外周面之间通过圆环状的密封构件17进行密封。密封构件17相对于第二输入轴承9邻接配置在输出用圆盘4一侧。

该结构的波动齿轮单元1中，在单元轴线1a方向上贯通的单元中空部18由中空输入轴6的圆形中空部6c、轴承外壳8的压入用圆筒部8a的圆形中空部8d、圆环状轴套15c的轴套通孔15e及圆盘通孔4a所形成。

此处，中空波动发生器16的中空输入轴6由第一输入轴承7及第二输入轴承9以双支承的状态进行支承。对中空输入轴6没有较大的弯曲应力等的作用，因此，能将中空输入轴6设为薄壁，增大该圆形中空部的内径。因此，能得到包括内径较大的单元中空部18的波动齿轮单元1。

此外，中空输入轴6的轴端部6b与轴承外壳8的间隙19通过安装在轴承外壳8内的密封构件17进行密封。因此，能防止油脂从第二输入轴承9一侧经由该间隙19而泄漏到单元中空部18的内侧。此外，由于轴承外壳8的压入用圆筒部8a粘接固定在圆环状轴套15c内，因此，能防止油脂经由这些构件之间而泄漏到单元中空部18内。例如，在将电动机安装到波动齿轮单元1上的情况下，能防止从波动齿轮机构5一侧经由间隙19等泄漏到单元中空部18内的油脂流过中空部内周面等而进入电动机一侧、从而导致内置于电动机的旋转编码器等被污染。

在单元中空部18的内部没有配置用于防止来自间隙19的油脂的防油脂泄漏机构的构成零部件。因此，能得到一种包括能有效地用作布线用的空间等的大直径的单元中空部18的波动齿轮单元1。

Claims (2)

1.一种中空波动齿轮单元(1)，其特征在于，具有：

筒状壳体(2)；

端板(3)，该端板(3)固定在所述筒状壳体(2)的输入侧开口端(2a)上；

输出用圆盘(4)，该输出用圆盘(4)以能自由旋转的状态安装在所述筒状壳体(2)的输出侧开口端(2b)上；

波动齿轮机构(5)，该波动齿轮机构(5)安装在所述筒状壳体(2)的内侧；

中空输入轴(6)，该中空输入轴(6)贯通在所述端板(3)上形成的端板通孔(3a)并延伸；

第一输入轴承(7)，该第一输入轴承(7)安装在形成于所述端板(3)的端板通孔(3a)的内周面上，以支承所述中空输入轴(6)；

轴承外壳(8)，该轴承外壳(8)安装在所述波动齿轮机构(5)的杯型可挠性外齿齿轮(15)的圆环状轴套(15c)上；以及

第二输入轴承(9)，该第二输入轴承(9)安装在所述轴承外壳(8)内，以支承所述中空输入轴(6)，

所述波动齿轮机构(5)的波动发生器(16)是包括所述中空输入轴(6)、形成在所述中空输入轴(6)的外周面上的刚性衬套(16a)、安装在该刚性衬套(16a)的外周面上的波形轴承(16b)的中空波动发生器，

所述可挠性外齿齿轮(15)的所述圆环状轴套(15c)沿着单元轴线(1a)的方向从所述端板(3)一侧固定到形成在所述输出用圆盘(4)上的圆盘通孔(4a)内，

所述轴承外壳(8)包括：圆筒部(8a)，该圆筒部(8a)沿着所述单元轴线(1a)的方向从所述端板(3)一侧固定到形成在所述圆环状轴套(15c)上的轴套通孔(15e)内；圆环部(8b)，该圆环部(8b)从所述圆筒部(8a)的端部朝半径方向外侧扩展；以及轴承安装用圆筒部(8c)，该轴承安装用圆筒部(8c)从所述圆环部(8b)的外周缘朝所述端板(3)一侧突出，

通过相对于所述第二输入轴承(9)靠近所述输出用圆盘(4)一侧配置的密封构件(17)，对所述轴承外壳(8)的所述轴承安装用圆筒部(8c)与所述中空输入轴(6)的所述输出用圆盘(4)一侧的轴端部(6b)的外周面之间进行密封。

2.如权利要求1所述的中空波动齿轮单元(1)，其特征在于，

所述轴承外壳(8)的所述圆筒部(8a)压入并粘接固定在所述圆环状轴套(15c)的所述轴套通孔(15e)的内周面上。

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