CN107110301A - 波动发生器及波动齿轮装置 - Google Patents

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Abstract

波动齿轮装置(1)的波动发生器(5)具有插塞(11)和滚柱轴承(13)。滚柱轴承(13)具备固定于插塞(11)的两侧的凸缘板(19)，凸缘板(19)的外周缘部分(19a)从插塞外周面(12)向外周侧突出而相对于滚柱(17)的轨道(16)位于轴线方向(1a)的两侧。滚柱(17)被外周缘部分(19a)约束轴线方向(1a)上的移动。保持架(18)卡合于滚柱(17)而使得轴线方向(1a)上的移动被约束。不使用其它部件就能够约束滚柱轴承(13)的各构成部件在轴线方向上的移动。

Description

波动发生器及波动齿轮装置
技术领域
本发明涉及波动齿轮装置的波动发生器，特别涉及具备滚柱轴承的波动发生器。
背景技术
波动齿轮装置的波动发生器包括刚性的插塞和安装于该插塞的椭圆状外周面的波动轴承。作为波动轴承，有时使用滚柱轴承。滚柱轴承由内圈、外圈、安装于内圈与外圈之间的多个滚柱、以及具备以一定间隔保持各滚柱的兜孔的保持架构成。专利文献1、2中提出了具有具备滚柱轴承的波动发生器的波动齿轮装置。
专利文献
专利文献1：日本特开2011－190826号公报
专利文献2：日本特开2014－81017号公报
发明内容
此处，在运转时，波动齿轮装置的波动发生器产生被称为推力的轴线方向上的力。该推力仅在波动齿轮装置运转时产生。减速运转中，产生从输入侧朝向输出侧的方向上的推力，加速运转中，产生从输出侧朝向输入侧的方向上的推力。
但是，对于使用了滚柱轴承的波动发生器，在该波动发生器内不具备对滚柱轴承的构成部件因推力而在轴线方向上移动进行控制的机构。因此，必须另行安装用于对滚柱轴承的构成部件在轴线方向上的移动进行约束的部件。
例如，专利文献1中公开的波动发生器的滚柱轴承为全滚柱型的滚柱轴承，其包括一体形成于插塞的内圈及安装于该内圈与外圈之间的滚柱。通过利用螺钉固定在插塞的两侧的支承凸缘来约束滚柱在轴线方向上的移动。但是，无法控制外圈在轴线方向上的移动。
另外，专利文献2中公开的波动发生器中，配置有2排滚柱轴承。这些滚柱轴承的构成部件在轴线方向上的移动在彼此接近的方向上能够被控制，但是，在彼此离开的方向上无法被控制。
本发明的课题鉴于这一点而提供一种不需要外部部件就能够对波动发生器的滚柱轴承构成部件在轴线方向上的移动进行控制的波动发生器、及具备该波动发生器的波动齿轮装置。
为了解决上述的课题，本发明是一种波动齿轮装置的波动发生器，其使柔性的外齿齿轮弯曲变形为椭圆状而与刚性的内齿齿轮局部啮合，并使这两个齿轮的啮合位置在周向上移动，
所述波动齿轮装置的波动发生器的特征在于，
具有刚性的插塞和滚柱轴承，该滚柱轴承安装于所述插塞的椭圆状的插塞外周面而弯曲变形为椭圆状，
所述滚柱轴承包括：内圈；外圈；多根滚柱，该多根滚柱以能够转动的方式安装于所述内圈与所述外圈之间的轨道内；保持架，该保持架在所述轨道内沿着圆周方向以规定间隔保持所述滚柱；以及凸缘板，该凸缘板分别固定或者一体形成于所述插塞的轴线方向上的两侧的侧部，
所述凸缘板分别具备外周缘部分，该外周缘部分从所述插塞外周面向外周侧突出而相对于所述轨道位于所述轴线方向上的两侧，
所述滚柱在所述轴线方向上移动时卡合于所述凸缘板的各所述外周缘部分而使得所述滚柱在该轴线方向上的移动被约束，
所述保持架在所述轴线方向上移动时卡合于所述滚柱而使得所述保持架在所述轴线方向上的移动被约束。
根据本发明，通过固定或者一体形成于插塞的两侧的侧部的凸缘板来约束滚柱在轴线方向上的移动，通过轴线方向上的移动被约束的该滚柱来约束保持架在轴线方向上的移动。因此，不需要安装其它部件来限制这些部件在轴线方向上的移动。
此处，滚柱轴承的外圈只要一体形成于外齿齿轮即可，不需要用于对该外圈在轴线方向上的移动进行约束的部件。不一体形成于外齿齿轮的情况下，只要如上所述使用轴线方向上的移动被约束的保持架来约束外圈在轴线方向上的移动即可。
即，可以在保持架形成圆环状的外周侧卡合突部，该圆环状的外周侧卡合突部从轴线方向上的两端部向外周侧突出而与外圈的两侧对置，从而，外圈在轴线方向上移动时卡合于该外周侧卡合突部而使得轴线方向上的移动被约束。
这种情况下，还可以设置圆环状的内周侧卡合突部，该圆环状的内周侧卡合突部从保持架的两端部向内周侧突出而自轴线方向上的两侧与凸缘板的外周缘部分对置，能够通过凸缘板的外周缘部分来约束保持架在轴线方向上的移动。
另一方面，还可以使用凸缘板的外周缘部分代替使用保持架来约束滚柱及外圈在轴线方向上的移动。
即，可以使凸缘板的外周缘部分自轴线方向上的两侧与保持架及外圈分别对置，外圈在轴线方向上移动时卡合于该外周缘部分而使得轴线方向上的移动被约束。
接下来，优选为，凸缘板的外周缘部分的轮廓形状为正圆或椭圆，使外周缘部分自规定滚柱的轨道的椭圆状内圈侧轨道面突出的突出高度在其长轴位置为滚柱直径的15％～40％的尺寸。
通过使突出高度为滚柱直径的15％以上，能够使外周缘部分可靠地卡合于滚柱的R形状的端面，即便滚柱偏斜而相对于轴线方向倾斜，也能够使其不越过外周缘部分。由此，能够可靠地限制滚柱在轴线方向上的移动。另外，通过将突出高度限制在滚柱直径的40％以下，能够可靠地避免外周缘部分与保持架发生干涉，还能够维持滚柱***作业等滚柱轴承组装作业的容易度。
接下来，本发明的波动齿轮装置的特征在于，包括：刚性的内齿齿轮；柔性的外齿齿轮；以及上述构成的波动发生器。
不需要为了进行约束而使得波动发生器的波动轴承的构成部件不会在轴线方向上移动而配置其它部件。因此，对波动齿轮装置的小型、紧凑化有利。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的波动齿轮装置的主视简图和纵向剖视简图。
图2是表示凸缘板的轮廓形状的二个例子的说明图及表示凸缘板的外周缘部分的说明图。
图3是表示波动发生器的变形例A的半纵向剖视简图。
图4是表示波动发生器的变形例B的半纵向剖视简图。
图5是表示波动发生器的变形例C的半纵向剖视简图。
图6是表示波动发生器的变形例D的半纵向剖视简图。
图7是表示波动发生器的变形例E的半纵向剖视简图。
具体实施方式
以下，参照附图，对应用了本发明的波动齿轮装置的实施方式进行说明。
图1是表示应用了本发明的波动齿轮装置的实施方式的主视简图及纵向剖视简图。波动齿轮装置1为被称为扁平型波动齿轮装置的波动齿轮装置，其包括：2个刚性的内齿齿轮2、3、圆筒状的柔性的外齿齿轮4、以及椭圆状轮廓的波动发生器5。
内齿齿轮2、3同轴地并列配置。在用作减速机的情况下，例如，一侧的内齿齿轮2为被固定而不旋转的静止侧内齿齿轮，另一侧的内齿齿轮3为输出减速旋转的驱动侧内齿齿轮。
外齿齿轮4能够同时与内齿齿轮2、3啮合，并同轴地配置于这些内齿齿轮2、3的内侧。波动发生器5安装于外齿齿轮4的内侧，使外齿齿轮4弯曲变形为椭圆状而在其长轴L的两端的位置同时与内齿齿轮2、3啮合。
驱动侧的内齿齿轮3及外齿齿轮4具备相同的齿数，静止侧的内齿齿轮2的齿数比这些齿轮的齿数多2n个(n为正整数)。当波动发生器5旋转1圈时，外齿齿轮4相对于静止侧的内齿齿轮2相对旋转与齿数差相对应的角度。外齿齿轮4和内齿齿轮3一体旋转，从内齿齿轮3向被驱动部材侧输出减速旋转。
波动发生器5包括刚性的插塞11和滚柱轴承13，该滚柱轴承13安装于插塞11的椭圆状的插塞外周面12而弯曲变形为椭圆状。滚柱轴承13包括：内圈14；外圈15，该外圈15一体形成于外齿齿轮4；多根滚柱17，该多根滚柱17以能够转动的方式安装于内圈14与外圈15之间的轨道16内；以及圆筒状的保持架18，该圆筒状的保持架18具备在轨道16内将滚柱17沿着圆周方向保持为一定间隔的多个兜孔。
本例中，外圈15一体形成于外齿齿轮4，因此，在外齿齿轮4的内周面形成有外圈侧轨道面15a。在外圈侧轨道面15a与形成于内圈14的外周面的内圈侧轨道面14a之间形成的轨道16内以能够转动的状态安装有滚柱17。滚柱17的个数为11个～23个。滚柱17的个数少于11个的情况下，振动及角度传递误差增大，因此通常不优选。滚柱17的个数多于23个的情况下，保持架18的圆周方向上的各兜孔的间隔变窄，将相邻的兜孔分隔开的隔壁变薄，导致其强度降低，因此不优选。另外，滚柱直径变小，保持架的设计等变得困难，安装也变得困难，因此不优选。
另外，滚柱轴承13具备2块凸缘板19，该2块凸缘板19分别固定于插塞11的轴线方向1a上的两侧的侧部。凸缘板19呈比插塞外周面12大一圈的椭圆状轮廓。即，凸缘板19分别具备外周缘部分19a，该外周缘部分19a从插塞外周面12向外周侧突出而自轴线方向1a的方向上的两侧与内圈14及轨道16对置。另外，凸缘板19也可以为圆形轮廓。
此处，图2(a)是表示插塞外周面12的轮廓形状和凸缘板19的轮廓形状19d的示意图，图2(b)是表示凸缘板19的外周缘部分19a的突出高度的说明图。这些图中，夸张地给出插塞外周面12的椭圆率。外周缘部分19a相对于椭圆状的内圈侧轨道面14a的突出高度H(19a)在其长轴位置设定为滚柱17的直径D(17)的15％～40％的尺寸。
另外，图2(c)中，给出凸缘板19为圆形轮廓的情形。这种情况下，外周缘部分19a的突出高度H(19a)也设定成在椭圆状的内圈侧轨道面14a的长轴位置为滚柱17的直径D(17)的15％～40％。另外，如图2(d)所示，后述的变形例A(参照图3)的情形等中，内圈14一体形成于插塞11。这种情况下，形成于插塞外周面12的两端的突部12a的突出高度H(12a)设定为滚柱17的直径D(17)的15％～40％的尺寸。
该构成的波动齿轮装置1的波动发生器5中，在运转时，推力作用于滚柱轴承13。当滚柱17因推力而要在轴线方向1a上移动时，滚柱17的两侧的端面碰到凸缘板19的外周缘部分19a。由此，滚柱17在轴线方向1a上的移动被约束或者限制。另外，滚柱17以转动自如的状态***到形成于保持架18的各兜孔。因此，当保持架18要在轴线方向1a上移动时，该保持架18的移动因其移动被约束或者限制的滚柱17而也被约束或者限制。因此，无需配置其它部件，仅使用波动发生器5的滚柱轴承13的构成部件来构成对各构成部件在轴线方向1a上的移动进行约束或者限制的机构。
(变形例A)
图3是表示波动发生器5的变形例A的半纵向剖视简图。该图所示的波动发生器5A中，将其滚柱轴承13的内圈一体形成于插塞11。因此，在插塞外周面12形成有内圈侧轨道面14a。另外，上述的波动发生器5中的左右的凸缘板19也一体形成于插塞11A，与该凸缘板19的外周缘部分19a相对应的部分为插塞外周面12的轴线方向1a上的两端部以一定宽度向外周侧突出而得到的矩形截面的两条突部12a。除此以外的构成与图1的实施方式的情形相同，因此省略说明。
(变形例B)
图4是表示波动发生器5的变形例B的半纵向剖视简图。该图所示的波动发生器5B的滚柱轴承13B包括内圈14、外圈15、滚柱17、保持架18B以及凸缘板19。保持架18B具备形成有兜孔的圆筒部18a。在圆筒部18a的轴线方向1a上的两端部形成有圆环状的外周侧卡合突部18b，该圆环状的外周侧卡合突部18b向外周侧突出而与外圈15的两侧的端面对置。除此以外的构成与图1的实施方式的情形相同，因此省略说明。
滚柱17被左右的凸缘板19的外周缘部分19a自轴线方向1a的两侧夹持，轴线方向1a上的移动被约束或者限制。因此，滚柱17分别***于兜孔的保持架18B在轴线方向1a上的移动也被限制。另外，外圈15从轴线方向1a被夹持在保持架18B的左右的外周侧卡合突部18b之间。因此，外圈15在轴线方向1a上的移动被保持架18B约束或者限制。
(变形例C)
图5是表示波动发生器5的变形例C的半纵向剖视简图。该图所示的波动发生器5C的滚柱轴承13C构成为：将图4所示的变形例B的波动发生器5B的滚柱轴承13B的内圈一体形成于插塞11A。因此，在插塞外周面12形成有内圈侧轨道面14a。另外，左右的凸缘板也一体形成于插塞11A，凸缘板的外周缘部分为插塞外周面12的轴线方向1a上的两端部以一定宽度向外周侧突出而得到的矩形截面的两条突部12a。除此以外的构成与图4所示的波动发生器5B相同，因此省略说明。
(变形例D)
图6是表示波动发生器5的变形例D的半纵向剖视简图。该图所示的波动发生器5D的滚柱轴承13D的保持架18D的形状为：在变形例B的波动发生器5B(参照图4)的保持架18B中，在圆筒部18a的轴线方向1a上的两端部追加了圆环状的内周侧卡合突部18c，该圆环状的内周侧卡合突部18c向内周侧突出而自轴线方向1a的两侧与凸缘板19的外周缘部分19a分别对置。除此以外的构成与变形例B的波动发生器5B相同，因此省略说明。
内圈14及滚柱17被左右的凸缘板19的外周缘部分19a自轴线方向1a的两侧夹持，轴线方向1a上的移动被约束或者限制。因此，滚柱17分别***与兜孔的保持架18D在轴线方向1a上的移动也被约束或者限制。另外，外圈15沿着轴线方向1a被夹持在保持架18D的左右的外周侧卡合突部18b之间。因此，外圈15在轴线方向1a上的移动被保持架18D约束或者限制。另外，保持架18D在轴线方向1a上的移动也因其左右的内周侧卡合突部18c与左右的凸缘板19的外周缘部分19a的卡合而被约束或者限制。
(变形例E)
图7是表示波动发生器5的变形例E的半纵向剖视简图。该图所示的波动发生器5E包括内圈14、外圈15、滚柱17、保持架18E以及凸缘板19E。左右的凸缘板19E的外周缘部分19a具备延长部分19b，该延长部分19b自与内圈14的两侧的端面对置的部分向轴线方向1a的外侧折曲成直角后，朝向外周侧突出。左右的延长部分19b自轴线方向1a的两侧与保持架18E及外圈15分别对置。
内圈14及滚柱17被左右的凸缘板19E的外周缘部分19a自轴线方向1a上的两侧夹持，轴线方向1a上的移动被约束或者限制。因此，滚柱17分别***于兜孔的保持架18E在轴线方向1a上的移动也被约束或者限制。另外，外圈15沿着轴线方向1a被夹持在从左右的凸缘板19的外周缘部分19a向外周侧延伸的延长部分19b之间。因此，外圈15在轴线方向1a上的移动被左右的凸缘板19约束或者限制。另外，保持架18E在轴线方向1a上的移动被左右的凸缘板19的延长部分19b限制。
(其它实施方式)
应予说明，上述的各实施方式涉及具备圆筒形状的外齿齿轮的扁平型波动齿轮装置。本发明还能够同样地适用于具备杯形状的外齿齿轮的杯型波动齿轮装置及具备礼帽形状的外齿齿轮的礼帽型波动齿轮装置。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种波动齿轮装置的波动发生器，其使波动齿轮装置的柔性的外齿齿轮弯曲变形为椭圆状而与刚性的内齿齿轮局部啮合，并使这两个齿轮的啮合位置在周向上移动，
所述波动齿轮装置的波动发生器的特征在于，
具有刚性的插塞和滚柱轴承，该滚柱轴承安装于所述插塞的椭圆状的插塞外周面而弯曲变形为椭圆状，
所述滚柱轴承包括：内圈；外圈；多根滚柱，该多根滚柱以能够转动的方式安装于所述内圈与所述外圈之间的轨道内；保持架，该保持架在所述轨道内沿着圆周方向以规定间隔保持所述滚柱；以及凸缘板，该凸缘板分别固定或者一体形成于所述插塞的轴线方向上的两侧的侧部，
所述凸缘板分别具备外周缘部分，该外周缘部分从所述插塞外周面向外周侧突出而相对于所述轨道位于所述轴线方向上的两侧，
所述滚柱在所述轴线方向上移动时卡合于所述凸缘板的各所述外周缘部分而使得所述滚柱在该轴线方向上的移动被约束，
所述保持架在所述轴线方向上移动时卡合于所述滚柱而使得所述保持架在所述轴线方向上的移动被约束，
所述凸缘板的所述外周缘部分的轮廓形状是正圆或椭圆，
所述外周缘部分自所述轨道的椭圆状内圈侧轨道面突出的突出高度为所述滚柱的直径的15％～40％的尺寸。
2.根据权利要求1所述的波动齿轮装置的波动发生器，其特征在于，
所述外圈一体形成于所述外齿齿轮。
3.根据权利要求1所述的波动齿轮装置的波动发生器，其特征在于，
所述保持架形成有圆环状的外周侧卡合突部，该圆环状的外周侧卡合突部从所述轴线方向上的两端部向外周侧突出而与所述外圈的两侧对置，
所述外圈在所述轴线方向上移动时卡合于所述外周侧卡合突部而使得所述外圈在所述轴线方向上的移动被约束。
4.根据权利要求3所述的波动齿轮装置的波动发生器，其特征在于，
所述保持架具备圆环状的内周侧卡合突部，该圆环状的内周侧卡合突部从所述轴线方向上的两端部向内周侧突出而自所述轴线方向上的两侧与所述凸缘板的所述外周缘部分对置。
5.根据权利要求1所述的波动齿轮装置的波动发生器，其特征在于，
所述凸缘板的所述外周缘部分自所述轴线方向上的两侧与所述保持架及所述外圈分别对置，
所述外圈在所述轴线方向上移动时卡合于所述外周缘部分而使得所述外圈在所述轴线方向上的移动被约束。
6.(删除)
7.根据权利要求1所述的波动齿轮装置的波动发生器，其特征在于，
所述滚柱的个数为11个～23个。
8.一种波动齿轮装置，其特征在于，包括：
刚性的内齿齿轮；
柔性的外齿齿轮；以及
波动发生器，该波动发生器安装于所述外齿齿轮的内侧，使该外齿齿轮弯曲变形为椭圆状而与所述内齿齿轮局部啮合，并使这两个齿轮的啮合位置在周向上移动，
所述波动发生器为权利要求1～7中的任意一项所述的波动发生器。
9.(删除)

Claims (9)

1.一种波动齿轮装置的波动发生器，其使柔性的外齿齿轮弯曲变形为椭圆状而与刚性的内齿齿轮局部啮合，并使这两个齿轮的啮合位置在周向上移动，
所述波动齿轮装置的波动发生器的特征在于，
具有刚性的插塞和滚柱轴承，该滚柱轴承安装于所述插塞的椭圆状的插塞外周面而弯曲变形为椭圆状，
所述滚柱轴承包括：内圈；外圈；多根滚柱，该多根滚柱以能够转动的方式安装于所述内圈与所述外圈之间的轨道内；保持架，该保持架在所述轨道内沿着圆周方向以规定间隔保持所述滚柱；以及凸缘板，该凸缘板分别固定或者一体形成于所述插塞的轴线方向上的两侧的侧部，
所述凸缘板分别具备外周缘部分，该外周缘部分从所述插塞外周面向外周侧突出而相对于所述轨道位于所述轴线方向上的两侧，
所述滚柱在所述轴线方向上移动时卡合于所述凸缘板的各所述外周缘部分而使得所述滚柱在该轴线方向上的移动被约束，
所述保持架在所述轴线方向上移动时卡合于所述滚柱而使得所述保持架在所述轴线方向上的移动被约束。
2.根据权利要求1所述的波动齿轮装置的波动发生器，其特征在于，
所述外圈一体形成于所述外齿齿轮。
3.根据权利要求1所述的波动齿轮装置的波动发生器，其特征在于，
所述保持架形成有圆环状的外周侧卡合突部，该圆环状的外周侧卡合突部从所述轴线方向上的两端部向外周侧突出而与所述外圈的两侧对置，
所述外圈在所述轴线方向上移动时卡合于所述外周侧卡合突部而使得所述外圈在所述轴线方向上的移动被约束。
4.根据权利要求3所述的波动齿轮装置的波动发生器，其特征在于，
所述保持架具备圆环状的内周侧卡合突部，该圆环状的内周侧卡合突部从所述轴线方向上的两端部向内周侧突出而自所述轴线方向上的两侧与所述凸缘板的所述外周缘部分对置。
5.根据权利要求1所述的波动齿轮装置的波动发生器，其特征在于，
所述凸缘板的所述外周缘部分自所述轴线方向上的两侧与所述保持架及所述外圈分别对置，
所述外圈在所述轴线方向上移动时卡合于所述外周缘部分而使得所述外圈在所述轴线方向上的移动被约束。
6.根据权利要求1所述的波动齿轮装置的波动发生器，其特征在于，
所述凸缘板的所述外周缘部分的轮廓形状为正圆或椭圆，
所述外周缘部分自所述轨道的椭圆状内圈侧轨道面突出的突出高度在该椭圆状内圈侧轨道面的长轴位置为所述滚柱的直径的15％～40％的尺寸。
7.根据权利要求1所述的波动齿轮装置的波动发生器，其特征在于，
所述滚柱的个数为11个～23个。
8.一种波动齿轮装置，其特征在于，包括：
刚性的内齿齿轮；
柔性的外齿齿轮；以及
波动发生器，该波动发生器安装于所述外齿齿轮的内侧，使该外齿齿轮弯曲变形为椭圆状而与所述内齿齿轮局部啮合，并使这两个齿轮的啮合位置在周向上移动，
所述波动发生器为权利要求1～7中的任意一项所述的波动发生器。
9.根据权利要求8所述的波动齿轮装置，其特征在于，
所述凸缘板的所述外周缘部分的外周端面呈正圆或椭圆的轮廓形状，
所述外周缘部分自所述轨道的椭圆状内圈侧轨道面突出的突出高度在该椭圆状内圈侧轨道面的长轴位置为所述滚柱的直径的15％～40％的尺寸。
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