CN110762169B - 挠曲啮合式齿轮装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于,在使用滚子轴承作为起振体轴承的挠曲啮合式齿轮装置中,能够抑制滚子产生歪斜,并且能够在规定的范围内滚动的多个滚子之间确保适当的间隔。挠曲啮合式齿轮装置具备与起振体一体旋转的间隔确保部件。起振体轴承具有多个滚子,该多个滚子包括以松弛状态夹在内周侧的第1滚动面与外周侧的第2滚动面之间的滚子及以紧密状态夹在内周侧的第1滚动面与外周侧的第2滚动面之间的滚子,在将多个滚子中的彼此相邻的松弛状态的滚子和紧密状态的滚子分别称作第1滚子和第2滚子的情况下,间隔确保部件为对第1滚子的朝向第2滚子的方向的公转运动施加制动力从而在第1滚子与第2滚子之间确保间隔的部件,且其与滚子的轴向上的两端部对置。

Description

挠曲啮合式齿轮装置
本申请主张基于2018年7月25日申请的日本专利申请第2018-138939号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种挠曲啮合式齿轮装置。
背景技术
专利文献1中公开了一种具有挠性的外齿轮与具有刚性的内齿轮啮合以传递旋转运动的挠曲啮合式齿轮装置。在该挠曲啮合式齿轮装置中,使外齿轮挠曲变形的波动发生器具备刚性插销(相当于起振体)和波形轴承(相当于起振体轴承)。刚性插销具有椭圆形的外周面,其经由波形轴承内嵌于外齿轮中,使外齿轮挠曲变形为椭圆形。波形轴承是满装球轴承。波形轴承的多个滚动体(球)包括以紧密状态夹在内圈与外圈之间的滚动体以及以松弛状态夹在内圈与外圈之间的滚动体。
专利文献1的挠曲啮合式齿轮装置还公开了一种对滚动体施加制动力从而在以紧密状态夹在内圈与外圈之间的多个滚动体之间确保间隔的间隔确保部件。
专利文献1:国际公开第2018/025296号
在专利文献1的挠曲啮合式齿轮装置中,通过间隔确保部件对滚动体(球)的公转运动施加制动力。然而,在将这种间隔确保部件使用于滚子轴承上时,会出现因从一侧施加的制动力导致滚子产生歪斜(倾斜)的问题。若产生歪斜,则滚子的正常滚动受阻,从而会缩短起振体轴承的寿命。
发明内容
本发明的目的在于,在使用滚子轴承作为起振体轴承的挠曲啮合式齿轮装置中,能够抑制滚子产生歪斜,并且能够在滚子之间确保适当的间隔。
本发明所涉及的一种挠曲啮合式齿轮装具备:内齿轮;外齿轮,与所述内齿轮啮合;起振体,使所述外齿轮挠曲变形;及起振体轴承,配置在所述起振体与所述外齿轮之间,所述挠曲啮合式齿轮装置还具备与所述起振体一体旋转的间隔确保部件,所述起振体具有多个滚子,所述多个滚子包括以松弛状态夹在内周侧的第1滚动面与外周侧的第2滚动面之间的滚子及以紧密状态夹在内周侧的第1滚动面与外周侧的第2滚动面之间的滚子,在将所述多个滚子中的彼此相邻的松弛状态的滚子和紧密状态的滚子分别称作第1滚子和第2滚子的情况下,所述间隔确保部件为对所述第1滚子的朝向所述第2滚子的方向的公转运动施加制动力从而在所述第1滚子与所述第2滚子之间确保间隔的部件,并且所述间隔确保部件与所述滚子的轴向上的两端部对置。
本发明所涉及的另一种挠曲啮合式齿轮装置具备:内齿轮;外齿轮,与所述内齿轮啮合;起振体,使所述外齿轮挠曲变形;及起振体轴承,配置在所述起振体与所述外齿轮之间,所述挠曲啮合式齿轮装置还具备与所述起振体一体旋转的间隔确保部件,所述起振体具有多个滚子,所述多个滚子包括以松弛状态夹在内周侧的第1滚动面与外周侧的第2滚动面之间的滚子及以紧密状态夹在内周侧的第1滚动面与外周侧的第2滚动面之间的滚子,在将所述多个滚子中的彼此相邻的松弛状态的滚子和紧密状态的滚子分别称作第1滚子和第2滚子的情况下,所述间隔确保部件为对所述第1滚子的朝向所述第2滚子的方向的公转运动施加制动力从而在所述第1滚子与所述第2滚子之间确保间隔的部件,并且所述间隔确保部件与所述滚子的包括轴向上的中心的范围对置。
根据本发明,能够获得如下效果:在使用滚子轴承作为起振体轴承的挠曲啮合式齿轮装置中,能够抑制滚子产生歪斜,并且能够在滚子之间确保适当的间隔。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。
图2是从轴向观察第一实施方式的齿轮机构的图。
图3是表示第一实施方式的间隔确保部件的周边的放大图。
图4是表示本发明的第二实施方式的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。
图5是表示第二实施方式的间隔确保部件的周边的放大图。
图6是表示本发明的第三实施方式的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。
图7是表示第三实施方式的间隔确保部件的周边的放大图。
图8是表示本发明的第四实施方式的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。
图9是从轴向观察第四实施方式的齿轮机构的图。
图10是表示第四实施方式的间隔确保部件的周边的放大图。
图中:1、1A、1B、1C-挠曲啮合式齿轮装置,10-起振体轴,10A-起振体,12-外齿轮,15-起振体轴承,15A、15Aa-滚子,22g-第1内齿轮,23g-第2内齿轮,19a~19h、19n~19q-间隔确保部件,S1、S2-滚动面。
具体实施方式
以下,参考附图对本发明的各实施方式进行详细说明。在本说明书中,在没有特别说明的情况下,轴向、径向、周向分别是指:沿旋转轴O1的方向(轴向)、与旋转轴O1垂直的方向(径向)、以旋转轴O1为中心的旋转方向(周向)。
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。图2是从轴向观察第一实施方式的齿轮机构的图。图2中示意地示出了起振体轴10、外齿轮12、起振体轴承15及第1内齿轮22g,并且在该图中,只有起振体轴10示出在间隔确保部件19a处剖切的截面。图3是表示第一实施方式的间隔确保部件的周边的放大图。
如图1所示,第一实施方式的挠性啮合式齿轮装置1具备起振体轴10、挠曲变形的外齿轮12、与外齿轮12啮合的第1内齿轮22g及第2内齿轮23g、起振体轴承15以及间隔确保部件19a~19d。而且,挠曲啮合式齿轮装置1还具备第1壳体22、具有第2内齿轮23g的内齿轮部件23、第2壳体24、第1盖体26、第2盖体27、轴承31、32及主轴承33。而且,挠曲啮合式齿轮装置1具备间隔圈35a、35b、36a、36b、37a、37b。另外,也可以去除间隔圈36a、37a及37b以加大滚子15A的轴向长度。
起振体轴10为中空轴形状,其具有:起振体10A,其与旋转轴O1垂直的截面的外形呈椭圆形;及轴部10B、10C,其设置在起振体10A的轴向上的两侧且其与旋转轴O1垂直的截面的外形呈圆形。椭圆形无需一定是几何学严格意义上的椭圆形,也包括大致椭圆形。起振体轴10以旋转轴O1为中心进行转动。
外齿轮12是具有挠性的圆筒状的金属,在其外周设置有齿。
第1内齿轮22g和第2内齿轮23g沿轴向排列且与外齿轮12啮合。第1内齿轮22g通过在第1壳体22的内周的一部分上设置齿而构成。第2内齿轮23g通过在内齿轮部件23的内周的一部分上设置齿而构成。
起振体轴承15具有多个滚动体(即,多个滚子15A)及外圈15B。
起振体轴承15是满装滚子轴承,其不具有与多个滚子15A一同沿周向移动并且保持多个滚子15A彼此之间的间隔的保持器。可以对应于保持器的省略而增加滚子15A的数量以减少一个滚子15A所承受的荷载,从而能够延长起振体轴承15的寿命。起振体轴承15配置在起振体10A与外齿轮12之间。多个滚子15A以起振体10A的外周面和外圈15B的内周面作为滚动面S1、S2(参考图2、图3)而进行滚动。滚动面还可以称作轨道面。另外,起振体轴承15的结构并不限于此,起振体轴承15也可以具有与起振体10A分体构成的内圈。并且,也可以不具有外圈15B而将外齿轮12的内周面作为滚动面。并且,起振体轴承15无需一定是完全不具有保持器的结构,也可以在一部分范围上设置保持器。
多个滚子15A包括沿第1内齿轮22g的内周移动的第1列滚子15A和沿第2内齿轮23g的内周移动的第2列滚子15A。第一实施方式的各滚子15A呈圆柱形形状,并且在其轴向上的两端部具有凸面部以抑制应力过度集中在滚子15A的边缘。凸面部是指:以使滚子15A的轴向上的两端部的外周面平缓地远离滚动面S1、S2的方式设置曲率的形状部分。滚子15A的轴向是指:沿滚子15A的旋转中心轴的方向。另外,本发明的滚子是包括滚针的概念。
第1壳体22及第2壳体24覆盖第1内齿轮22g及第2内齿轮23g与外齿轮12啮合的部分的外周侧。第2壳体24连结于与第1内齿轮22g一体化的第1壳体22。第2壳体24经由主轴承33将内齿轮部件23支承为相对于第2壳体24能够旋转。主轴承33例如是交叉滚子轴承。
第1盖体26与第1壳体22连结并且覆盖起振体轴10的负载相反侧的外周部。负载相反侧是指:轴向上的与被驱动部件所连结的一侧相反的一侧。
第1盖体26经由轴承31将起振体轴10的轴部10B支承为相对于第1盖体26能够旋转。第2盖体27与内齿轮部件23连结并且覆盖起振体轴10的负载侧的外周部。负载侧是指:轴向上的被驱动部件所连结的一侧。第2盖体27经由轴承32将起振体轴10的轴部10C支承为相对于第2盖体27能够旋转。轴承31、32例如是球轴承。
间隔圈35a、35b分别配置在外齿轮12及外圈15B的轴向上的两侧,其抑制外齿轮12及外圈15B沿轴向位移。
间隔圈36a、36b分别配置在起振体轴承15的第1列的多个滚子15A的轴向上的两侧,其抑制第1列的多个滚子15A沿轴向移动。间隔圈37a、37b分别配置在起振体轴承15的第2列的多个滚子15A的轴向上的两侧,其抑制第2列的多个滚子15A沿轴向移动。
<减速动作的说明>
若来自马达(省略图示)等的旋转运动输入到起振体轴10以使其旋转,则起振体10A的运动会传递到外齿轮12。如图2所示,起振体10A经由起振体轴承15嵌合于外齿轮12的内侧,外齿轮12受到起振体10A的外周形状的限制而挠曲成具有长轴部分和短轴部分的椭圆形状。而且,外齿轮12在其长轴部分与被固定的第1内齿轮22g啮合。因此,外齿轮12不会以与起振体10A的转速相同的转速进行旋转,起振体10A在外齿轮12的内侧进行相对旋转。并且,伴随该相对旋转,外齿轮12以其长轴位置和短轴位置沿周向移动的方式挠曲变形。该变形的周期与起振体轴10的旋转周期成比例。
在外齿轮12挠曲变形时,其长轴位置移动,因此,外齿轮12与第1内齿轮22g的啮合位置沿旋转方向变化。在此,若外齿轮12的齿数是100且第1内齿轮22g的齿数是102,则啮合位置每旋转一圈,外齿轮12与第1内齿轮22g的啮合齿偏移,从而使外齿轮12进行旋转(自转)。若设置为上述齿数,则起振体轴10的旋转运动以100:2的减速比得到减速后传递到外齿轮12。
另一方面,由于外齿轮12还与第2内齿轮23g啮合,因此外齿轮12与第2内齿轮23g的啮合位置也随着起振体轴10的旋转而沿旋转方向变化。在此,若第2内齿轮23g的齿数与外齿轮12的齿数相同,则外齿轮12与第2内齿轮23g不会进行相对旋转,外齿轮12的旋转运动以1:1的减速比传递到第2内齿轮23g。由此,起振体轴10的旋转运动以100:2的减速比得到减速后例如从内齿轮部件23及第2盖体27输出到被驱动部件。
<间隔确保部件和滚子轴承的详细内容>
如图2所示,起振体轴承15的多个滚子15A在靠近起振体10A的长轴部分的范围W1和靠近起振体10A的短轴部分的范围W2中所承受的荷载大小不同。在范围W1中,滚子15A从起振体10A的外周面和外圈15B的内周面承受较大的荷载,从而以紧密状态夹在它们之间。以下,将该滚子15A还称作紧密状态的滚子15A。在范围W2中,滚子15A不会从起振体10A的外周面和外圈15B的内周面承受较大的荷载,以松弛状态夹在它们之间。以下,将该滚子15A还称作松弛状态的滚子15A。
在图2中,用白色表示了紧密状态的滚子15A,用深色表示了松弛状态的滚子15A。紧密状态的滚子15A以与内周侧和外周侧的两个滚动面S1、S2接触(线接触)的状态滚动。另一方面,松弛状态的滚子15A则在其与内周侧和外周侧的两个滚动面S1、S2之间存在间隙,处于滚动运动自如的状态。根据起振体轴10的旋转方向,多个滚子15A的移动方向也可以在图2中的顺时针方向和逆时针方向之间切换。
间隔确保部件19a~19d例如由橡胶或树脂等材料(即,杨氏模量低于构成供滚子15A进行滚动的滚动面S1的材料(钢铁)的杨氏模量的材料)制成。间隔确保部件19a~19d安装于起振体10A并与起振体10A一同旋转。即,多个滚子15A通过配置有间隔确保部件19a~19d的部位而进行旋转。间隔确保部件19a~19d例如粘接并固定于设置在起振体10A的外周面上的槽10ma~10md(参考图3)中。
间隔确保部件19a~19d配置在范围W1与范围W2之间的多个部位(例如,四个部位),更详细而言,配置在分别包括范围W2的周向上的两端区间的多个部位(例如,四个部位)(参考图2)。在图2中示出了间隔确保部件19a,但其他间隔确保部件19b~19d也在周向上配置于相同的位置。
如图3所示,间隔确保部件19a、19b在径向上与第1列的滚子15A的轴向上的两端部(的外周)对置。而且,间隔确保部件19a、19b设置成在径向上比起振体10A的外周面(滚动面S1)更加突出,以使其在滚子15A通过此处时与滚子15A的两端部(的外周)接触。而且,间隔确保部件19a、19b以其与远离滚动面S1的滚子15A的凸面部接触的方式突出设置。滚子15A的轴向上的两端部可以看作是将滚子15A沿轴向分成三等分的部分中的两侧的部分,所谓“与两端部对置”,只要与两端部的至少一部分范围对置即可。即,与两端部对置的结构还包括与不包括两端点的范围对置的结构。滚子15A的轴向与旋转轴O1的轴向几乎一致。
间隔确保部件19a、19b具有夹着第1列的滚子15A的中心在轴向上的一侧和另一侧彼此对称的形状,其配置成彼此对称。另外,这些对称性可以是并非完全对称的结构,或者也可以是不对称的结构。
间隔确保部件19c、19d除了其与第2列的滚子15A相对应地配置之外,其他结构则与间隔确保部件19a、19b的结构相同。
<间隔确保部件的作用>
首先,假设起振体轴10沿图2的顺时针方向连续旋转。此时,多个滚子15A相对于起振体10A沿逆时针方向移动。即,多个滚子15A分别根据其位置从未施加有较大荷载的范围W2移动到施加有较大荷载的范围W1,或者相反地,从施加有较大荷载的范围W1移动到未施加有较大荷载的范围W2。
其中,从范围W2移动到范围W1的滚子15A在移动中接受来自间隔确保部件19a~19d的制动力。由于在范围W2中滚子15A被夹成松弛状态而处于在滚动面S1、S2之间滚动自如的状态,因此通过上述制动力延迟滚子15A进入范围W1。由此,在该滚子15A与先进入范围W1的滚子15A之间确保空间。换言之,若将彼此相邻的松弛状态的一个滚子15A及紧密状态的一个滚子15A分别称为第1滚子及第2滚子,则间隔确保部件19a~19d对第1滚子的朝向第2滚子的方向的公转运动施加制动力。由此,在第1滚子与第2滚子之间确保间隔。
而且,从间隔确保部件19a~19d向滚子15A施加制动力时,间隔确保部件19a~19d从滚子15A的轴向上的两端部施加制动力。由此,抑制滚子15A产生歪斜。
并且,由于进入到范围W1的滚子15A以与内周侧和外周侧的滚动面S1、S2接触的状态进行滚动,因此该进入到范围W1的滚子15A会与前一个滚子15A之间保持着间隔而在范围W1内移动。通过确保间隔,在产生较大荷载的范围W1中,可以避免相邻的滚子15A彼此以较大阻力相互摩擦,能够延长起振体轴承15的疲劳寿命。并且,若较大荷载施加到产生歪斜的滚子15A上,则滚子15A及滚动面S1、S2会产生劣化。但是,在本实施方式中,由于能够抑制歪斜的产生,因此能够抑制滚子15A及滚动面S1、S2产生劣化,从而能够延长起振体轴承15的疲劳寿命。
之后,若滚子15A从范围W1前进到范围W2,则滚子15A成为在滚动面S1、S2之间滚动自如的状态,与前一个滚子15A之间的间隔变窄并在范围W2内移动。
即使起振体轴10沿顺时针方向和逆时针方向不规则地旋转,间隔确保部件19a~19d也同样作用于在范围W1与范围W2之间移动的滚子15A上,从而在范围W1中适当地确保多个滚子15A彼此之间的间隔。而且,在从间隔确保部件19a~19d向滚子15A施加制动力时,抑制滚子15A产生歪斜。
如上所述,根据第一实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1,设置有与起振体10A一体旋转的间隔确保部件19a~19d。并且,若将起振体轴承15的多个滚子15A中的彼此相邻的松弛状态的一个滚子15A和紧密状态的一个滚子15A分别称作第1滚子和第2滚子,则间隔确保部件19a~19d对第1滚子的朝向第2滚子的方向的公转运动施加制动力。由此,能够在范围W1中确保多个滚子15A彼此之间的间隔。而且,间隔确保部件19a~19d配置成与滚子15A的轴向上的两端部对置(在径向上对置),并且在施加制动力时能够抑制滚子15A产生歪斜。因此,在荷载施加于滚子15A的范围W1中,能够抑制多个滚子15A彼此碰撞,而且,能够抑制滚子15A产生歪斜,从而能够延长起振体轴承15的疲劳寿命。
而且,根据第一实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1,间隔确保部件19a~19d配置在供滚子15A进行滚动的滚动面S1上的与滚子15A的端部的外周面对置的位置,且其杨氏模量小于滚动面的杨氏模量。根据这种结构,能够对滚子15A施加稳定的制动力,以使滚子15A不产生歪斜。并且,在间隔确保部件19a~19d与滚子15A接触时,不易产生摩擦所致的滚子15A的劣化。
而且,根据第一实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1,间隔确保部件19a~19d比滚动面S1更向供滚子15A进行滚动的空间侧突出。根据该结构,能够从间隔确保部件19a~19d施加稳定的制动力,以使滚子15A不产生歪斜。
而且,根据第一实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1,滚子15A具有凸面部,凸面部不与滚动面S1接触,而间隔确保部件19a~19d与凸面部接触。根据这种结构,通过凸面部能够抑制应力集中在滚子15A的边缘,并且,即使存在凸面部,也能够利用间隔确保部件19a~19d对滚子15A施加制动力并且抑制产生歪斜。
(第二实施方式)
图4是表示本发明的第二实施方式的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。图5是表示第二实施方式的间隔确保部件的周边的放大图。
第二实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1A与第一实施方式的不同点主要在间隔确保部件19e、19f上,而其他构成要件则与第一实施方式相同。因此,对相同的构成要件标注相同的符号,并省略其详细说明。
间隔确保部件19e、19f安装于起振体10A并与起振体10A一同旋转。间隔确保部件19e、19f例如粘接并固定于设置在起振体10A的槽10me、10mf(图5)中。间隔确保部件19e、19f在轴向上的配置与第一实施方式的间隔确保部件19a~19d(参考图2)相同。
间隔确保部件19e、19f例如由橡胶或树脂等材料(即,杨氏模量低于供滚子15A进行滚动的滚动面S1(钢)的杨氏模量的材料)制成。
间隔确保部件19e、19f配置成与滚子15A的外周面的包括轴向上的中心的范围对置。具体而言,间隔确保部件19e、19f在径向上与滚子15A的外周面的轴向上的中央范围对置。而且,间隔确保部件19e、19f设置成在径向上比起振体10A的外周面(滚动面S1,参考图5)更加突出,以使其在滚子15A通过此处时与滚子15A的外周面接触。
间隔确保部件19e、19f可以构成为在与滚子15A对置的面上具有对应于滚子15A的凸面部的轴向上的曲率,或者也可以构成为通过挠曲而与滚子15A的外周面面接触。间隔确保部件19e、19f也可以设置在仅与滚子15A的除了轴向上的两端部以外的中央部分对置的范围上。
与第一实施方式相同,间隔确保部件19e、19f与从范围W2(参考图2)移动到范围W1的滚子15A接触,对滚子15A施加制动力,从而确保进入范围W1的滚子15A与前一个滚子15A之间的间隔。并且,在施加制动力时,间隔确保部件19e、19f与滚子15A的包括轴向上的中心的范围接触,因此能够抑制滚子15A产生歪斜。
如上所述,根据第二实施方式的挠性啮合式齿轮装置1A,能够抑制滚子15A产生歪斜的同时在范围W1中能够确保多个滚子15A彼此之间的间隔。因此,能够延长起振体轴承15的疲劳寿命。
而且,根据第二实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1A,间隔确保部件19e、19f配置成与滚子15A的包括轴向上的中心的范围对置。因此,在间隔确保部件19e、19f与滚子15A接触时,能够抑制滚子15A产生歪斜。而且,与第一实施方式的结构相比,能够减少间隔确保部件19e、19f的零件数量,从而能够减少间隔确保部件19e、19f的组装工序数。
(第三实施方式)
图6是表示本发明的第三实施方式的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。图7是表示第三实施方式的间隔确保部件的周边的放大图。
第三实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1B与第一实施方式的不同点主要在间隔确保部件19g、19h上,而其他构成要件则与第一实施方式相同。因此,对相同的构成要件标注相同的符号,并省略其详细说明。
就第三实施方式的滚子15Aa而言,在其沿中心轴剖切的截面的外形上,位于轴向上的端部的具有曲率的凸面部的范围较窄,而在同一截面上,与起振体10A接触的面具有直线状的形状。另外,第三实施方式的滚子15Aa也可以具有与第一实施方式的滚子15A相同的形状。
间隔确保部件19g、19h例如由橡胶或树脂等材料(即,杨氏模量低于供滚子15Aa进行滚动的滚动面S1(钢)的杨氏模量的材料)制成。间隔确保部件19g、19h安装于起振体10A并与起振体10A一同旋转。间隔确保部件19g、19h例如粘接并固定于设置在起振体10A的槽10mg、10mh(参考图7)中。间隔确保部件19g、19h在周向上的配置与第一实施方式的间隔确保部件19a~19d(参考图2)相同。
第三实施方式的间隔确保部件19g、19h设置成在径向上与滚子15Aa的轴向上的整个区域对置。间隔确保部件19g、19h在径向上比起振体10A的外周面更加突出,其在滚子15Aa通过此处时与滚子15Aa的轴向上的几乎整个区域接触。具体而言,间隔确保部件19g、19h与除了远离滚动面S1的滚子15Aa两端的缘部以外的、滚子15Aa的轴向上的中央部、轴向上的一个端部的一部分范围及另一个端部的一部分范围接触。
通过采用上述结构,与第一实施方式相同,间隔确保部件19g、19h与从范围W2(参考图2)移动到范围W1的滚子15Aa接触,并对滚子15Aa施加制动力,从而在进入范围W1的滚子15Aa与前一个滚子15Aa之间确保间隔。并且,在施加制动力时,间隔确保部件19g、19h与滚子15Aa的轴向上的中央及两端部接触,因此能够抑制滚子15Aa产生歪斜。
如上所述,根据第三实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1B,能够抑制滚子15Aa产生歪斜的同时在范围W1中能够确保多个滚子15Aa彼此之间的间隔。因此,能够延长起振体轴承15的疲劳寿命。
而且,根据第三实施方式的挠性啮合式齿轮装置1B,间隔确保部件19g、19h配置成与滚子15Aa的轴向上的整个区域对置。因此,在间隔确保部件19g、19h与滚子15Aa接触时,能够抑制滚子15Aa产生歪斜。而且,与第一实施方式的结构相比,能够减少间隔确保部件19g、19h的零件数量,从而能够减少间隔确保部件19g、19h的组装工序数。
(第四实施方式)
图8是表示本发明的第四实施方式的挠曲啮合式齿轮装置的剖视图。图9是从轴向观察第四实施方式的齿轮机构的图。图9中示意地示出了起振体轴10、外齿轮12、起振体轴承15及第1内齿轮22g,并且在该图中,只有起振体轴10示出在间隔确保部件19n处剖切的截面。图10是表示第四实施方式的间隔确保部件的周边的放大图。
第四实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1C与第三实施方式的不同点主要在间隔确保部件19n~19q上,而其他构成要件则与第三实施方式相同。因此,对相同的构成要件标注相同的符号,并省略其详细说明。
间隔确保部件19n~19q例如由橡胶、树脂、弹簧(板簧等)等弹性部件制成。在使用橡胶或树脂等时,间隔确保部件19n~19q的杨氏模量低于供滚子15Aa进行滚动的滚动面S1的杨氏模量。在间隔确保部件19n~19q由板簧制成时,间隔确保部件19n~19q的杨氏模量可以等于或高于滚动面S1的杨氏模量。
间隔确保部件19n~19q安装于起振体10A并与起振体10A一同旋转。间隔确保部件19n~19q例如粘接并固定于设置在起振体10A的槽10mn~10mq(参考图10)中。槽10mn~10mq具有沿起振体10A的外周的环状形状并且在轴向上设置在滚子15Aa的两端部附近的位置。
间隔确保部件19n~19q分别具备至少一部分容纳在槽10mn~10mq中的基部B和向槽10mn~10mq的外部突出的突出部T。如图9所示,基部B具有连成环状的形状。基部B的一部分可以在不与滚子15Aa接触的范围内从起振体10A的外周面向外突出。突出部T在起振体轴10的周向上配置在范围W1与范围W2之间的多个部位(例如,四个部位)。更详细而言,突出部T配置在分别包括范围W2的周向上的两端区间的多个部位(例如,四个部位)。
如图10所示,突出部T在轴向上与通过此处的滚子15Aa的两端部(轴向上的端面)对置,并且与滚子15Aa的两端部接触。换言之,在与一个滚子15Aa对置的一对突出部T中的能够与滚子15Aa的轴向上的一端面接触的突出部T的接触部位和能够与另一端面接触的突出部T的接触部位之间的距离L1短于滚子15Aa的轴向上的长度L2。距离L1是滚子15Aa未进入突出部T之间的情况下的突出部T(图10中用双点划线表示)之间的距离。
在图8和图9中,省略了抑制多个滚子15Aa沿轴向移动的间隔圈36a、36b、37a、37b(参考图1)。但是,间隔圈36a、36b、37a、37b也可以以避开突出部T的方式在周向上被分割成多个区间或者设置有缺口,从而在不与突出部T重叠的范围内配置在滚子15Aa的轴向上的两侧。
通过采用上述结构,间隔确保部件19n~19q的各突出部T与从范围W2(参考图9)移动到范围W1的滚子15Aa接触,并对滚子15Aa施加制动力,从而在进入范围W1的滚子15Aa与前一个滚子15Aa之间确保间隔。并且,在施加制动力时,间隔确保部件19n~19q的各突出部与滚子15Aa的轴向上的两端面接触,因此能够抑制滚子15Aa产生歪斜。
如上所述,根据第四实施方式的挠性啮合式齿轮装置1C,能够抑制滚子15Aa产生歪斜的同时在范围W1中能够确保多个滚子15Aa彼此之间的间隔。因此,能够延长起振体轴承15的疲劳寿命。
而且,根据第四实施方式的挠曲啮合式齿轮装置1C,间隔确保部件19n~19q配置成与滚子15Aa的轴向上的两端面接触。因此,在间隔确保部件19n~19q与滚子15Aa接触时,能够稳定地抑制滚子15Aa产生歪斜。而且,由于间隔确保部件19n~19q具有沿周向连续的形状,因此与第一实施方式的结构相比,零件数量减少,能够实现间隔确保部件19n~19q的组装工序数的减少。
以上,对本发明的各实施方式进行了说明。但是,本发明并不只限于上述实施方式。例如,在第一~第三实施方式中示出了杨氏模量低于滚动面S1的杨氏模量的间隔确保部件19a~19h,在第四实施方式中示出了具有弹性的间隔确保部件19n~19q。但是,本发明并不只限定于此,间隔确保部件只要是对第1滚子的朝向第2滚子的方向的公转运动施加制动力以确保第1滚子与第2滚子之间的间隔的部件均可,例如,还可以使用国际公开第2018/025296号中记载的间隔确保部件。例如,第一~第三实施方式的间隔确保部件19a~19h还可以使用板簧、弹簧等。并且,也可以采用由磁铁构成第一~第四实施方式的间隔确保部件19a~19h、19n~19q并基于磁力对具有磁性的滚子15A、15Aa施加制动力的结构。此时,在采用第一~第三实施方式的配置方式时,可以将间隔确保部件设置成比滚动面S1更向内侧凹陷或者设置成其外表面与滚动面S1齐平,以使其不妨碍滚子15A、15Aa的滚动。或者,在采用第四实施方式的配置时,可以将由磁铁构成的间隔确保部件设置成在其与滚子15Aa之间存在游隙,以使其不妨碍滚子15Aa的滚动。而且,在上述实施方式的附图中,间隔确保部件19a~19h、19n~19q的与滚子15A、15Aa接触的部位设置成平坦的形状,但也可以在接触部位设置突出成锐角的爪部。并且,本发明所涉及的间隔确保部件也可以构成为将固定于起振体10A且支承接触部位的固定部的宽度设为小于与滚子15A、15Aa接触的部位的宽度,以使与滚子15A、15Aa接触的部位在滚子15A、15Aa的行进方向上摆动。
并且,在上述第一~第四实施方式中示出了起振体10A的截面外形呈椭圆形且外齿轮12挠曲成椭圆形的结构。但是,起振体10A的形状并不只限于此,例如,也可以采用对截面外形为正三角形的角和边附加了平缓的曲率而成的三个凸角(lobe)形状。此时,由于滚子在相当于正三角形的角的部分被夹成紧密状态,因此只需将间隔确保部件设置在周向上的六个部位即可。
在上述第一~第四实施方式中示出了间隔确保部件安装于起振体10A的结构,但也可以将间隔确保部件安装于其他部位并使其与起振体10A一体地旋转。例如,在起振体轴承具有内圈时,可以将间隔确保部件安装于内圈。
并且,在上述第一~第四实施方式中示出了起振体轴承的滚子沿轴向排列成两列的结构,但滚子也可以排列一列。并且,滚子的轴向上的两端面可以是平面状的端面,也可以是如实施方式那样的曲面状的端面。
并且,在上述第一~第四实施方式中示出了将本发明应用于所谓的筒型挠曲啮合式齿轮装置中的例子,但本发明并不只限定于此,本发明同样也能够应用于所谓的杯型挠曲啮合式齿轮装置或礼帽型挠曲啮合式齿轮装置中。另外,在不脱离本发明的主旨的情况下,能够适当改变实施方式中示出的细节。

Claims (6)

1.一种挠曲啮合式齿轮装置,其具备:内齿轮;外齿轮,与所述内齿轮啮合;起振体,使所述外齿轮挠曲变形;及起振体轴承,配置在所述起振体与所述外齿轮之间,所述挠曲啮合式齿轮装置的特征在于,还具备与所述起振体一体旋转的间隔确保部件,所述起振体具有多个滚子,所述多个滚子包括以松弛状态夹在内周侧的第1滚动面与外周侧的第2滚动面之间的滚子及以紧密状态夹在内周侧的第1滚动面与外周侧的第2滚动面之间的滚子,在将所述多个滚子中的彼此相邻的松弛状态的滚子和紧密状态的滚子分别称作第1滚子和第2滚子的情况下,所述间隔确保部件为对所述第1滚子的朝向所述第2滚子的方向的公转运动施加制动力从而在所述第1滚子与所述第2滚子之间确保间隔的部件,并且所述间隔确保部件与所述滚子的轴向上的两端部对置,所述间隔确保部件沿所述起振体的周向间歇配置,且配置在包括所述滚子为紧密状态的范围W1与所述滚子为松弛状态的范围W2之间的部位,所述间隔确保部件配置在沿周向间歇设置于所述第1滚动面的多个槽的每一个上,并且配置在与所述滚子的外周面对置的位置,所述间隔确保部件抵接于在所述滚子的外周面中与所述第1滚动面相对的面。
2.根据权利要求1所述的挠曲啮合式齿轮装置,其特征在于,所述间隔确保部件的杨氏模量小于所述第1滚动面的杨氏模量。
3.根据权利要求2所述的挠曲啮合式齿轮装置,其特征在于,所述间隔确保部件比所述第1滚动面更向供所述滚子进行滚动的空间侧突出。
4.根据权利要求3所述的挠曲啮合式齿轮装置,其特征在于,所述多个滚子在轴向上的两端具有凸面部,所述凸面部不与所述第1滚动面接触而与所述间隔确保部件接触。
5.根据权利要求1所述的挠曲啮合式齿轮装置,其特征在于,所述间隔确保部件与所述滚子的轴向上的整个区域对置。
6.一种挠曲啮合式齿轮装置,其具备:内齿轮;外齿轮,与所述内齿轮啮合;起振体,使所述外齿轮挠曲变形;及起振体轴承,配置在所述起振体与所述外齿轮之间,所述挠曲啮合式齿轮装置的特征在于,还具备与所述起振体一体旋转的间隔确保部件,所述起振体具有多个滚子,所述多个滚子包括以松弛状态夹在内周侧的第1滚动面与外周侧的第2滚动面之间的滚子及以紧密状态夹在内周侧的第1滚动面与外周侧的第2滚动面之间的滚子,在将所述多个滚子中的彼此相邻的松弛状态的滚子和紧密状态的滚子分别称作第1滚子和第2滚子的情况下,所述间隔确保部件为对所述第1滚子的朝向所述第2滚子的方向的公转运动施加制动力从而在所述第1滚子与所述第2滚子之间确保间隔的部件,并且所述间隔确保部件与所述滚子的包括轴向上的中心的范围对置,所述间隔确保部件沿所述起振体的周向间歇配置,且配置在包括所述滚子为紧密状态的范围W1与所述滚子为松弛状态的范围W2之间的部位,所述间隔确保部件配置在沿周向间歇设置于所述第1滚动面的多个槽的每一个上,并且配置在与所述滚子的外周面对置的位置,所述间隔确保部件抵接于在所述滚子的外周面中与所述第1滚动面相对的面。
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