CN113803417A - 行星齿轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供行星齿轮装置，其具有行星齿轮、支承行星齿轮的轮架销以及多个滚针。多个滚针介于轮架销与行星齿轮之间。轮架销具有润滑脂保持部。润滑脂保持部对用于使滚针润滑的半固体形状的润滑脂进行保持。

Description

行星齿轮装置

技术领域

本发明涉及行星齿轮装置。

背景技术

以往，已知有行星齿轮装置，该行星齿轮装置具有太阳齿轮、配置在太阳齿轮的周围的多个行星齿轮以及包围多个行星齿轮的内齿轮。行星齿轮装置是如下装置：通过输入至太阳齿轮的旋转运动，使行星齿轮自转及公转，并输出行星齿轮的公转运动，由此使旋转运动减速。关于以往的行星齿轮装置，例如记载于日本特开2017-53461号公报中。

专利文献1：日本特开2017-53461号公报

在日本特开2017-53461号公报的行星齿轮装置中，在行星齿轮的轴承中使用由多个辊构成的滚针轴承。另外，在该公报中记载了在行星齿轮的内周面设置润滑脂保持槽以润滑滚针轴承。

用于滚针轴承的滚针与行星齿轮的内周面内切，与支承行星齿轮的轮架销外切。因此，对于滚针，相比于与处于内切关系的行星齿轮之间，在与处于外切关系的轮架销之间承受更强的接触压力。然而，在日本特开2017-53461号公报的构造中，是从行星齿轮侧对滚针轴承提供润滑脂。因此，难以充分地润滑产生较强的接触压力的滚针与轮架销之间。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在行星齿轮装置中能够良好地润滑产生较强的接触压力的滚针与轮架销之间的技术。

本发明为行星齿轮装置，其具有：太阳齿轮，其以中心轴线为中心进行旋转；行星齿轮，其在所述太阳齿轮的径向外侧与所述太阳齿轮啮合；以及圆环状的内齿轮，其在所述行星齿轮的径向外侧与所述行星齿轮啮合，其中，所述行星齿轮一边以与所述中心轴线平行的行星轴线为中心进行自转一边在所述中心轴线的周围公转，所述行星齿轮装置还具有：轮架销，其沿着所述行星轴线延伸，对所述行星齿轮进行支承；多个滚针，它们介于所述轮架销与所述行星齿轮之间；以及轮架，其与所述轮架销一起以所述中心轴线为中心进行旋转，所述轮架销具有润滑脂保持部，该润滑脂保持部对用于使所述滚针润滑的半固体形状的润滑脂进行保持。

根据本发明，不是从行星齿轮侧，而是能够从轮架销侧向滚针提供润滑脂。因此，能够良好地润滑产生较强的接触压力的滚针与轮架销之间。

附图说明

图1是第1实施方式的行星齿轮装置的纵剖视图。

图2是从输入侧观察第1实施方式的太阳齿轮、多个行星齿轮以及行星支承部的平面图。

图3是第1实施方式的行星齿轮装置的局部纵剖视图。

图4是第2实施方式的行星齿轮装置的局部纵剖视图。

图5是变形例的行星齿轮装置的局部纵剖视图。

标号说明

1：行星齿轮装置；10：太阳齿轮；11：输入轴；12：外齿；20：行星齿轮；21：外齿；22：销孔；30：行星支承部；31：轮架；32：轮架销；33：贯通孔；34：滚针轴承；35：垫圈；37：轴承；40：内齿轮；41：内齿；50：外壳；60：输出轴；70：滚针；71：第1滚针；72：第2滚针；80：润滑脂保持部；81：第1孔；82：第2孔；83：第1槽；84：第2槽；91：中心轴线；92：行星轴线；811：第1开口；821：第2开口。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的例示性的实施方式进行说明。另外，在本申请中，将与太阳齿轮的中心轴线平行的方向称为“轴向”，将与中心轴线垂直的方向称为“径向”，将沿着以中心轴线为中心的圆弧的方向称为“周向”。但是，上述“平行的方向”也包括大致平行的方向。另外，上述的“垂直的方向”也包括大致垂直的方向。

另外，在以下的说明中，将图1中的右侧称为“输入侧”，将图1中的左侧称为“输出侧”。

＜1.第1实施方式＞

＜1-1.行星减速器的整体结构＞

图1是第1实施方式的行星齿轮装置1的纵剖视图。该行星齿轮装置1是将从马达输入的第1转速的旋转运动减速至比第1转速低的第2转速的旋转运动并输出的装置。行星齿轮装置1例如组装于工业机器人或包装机等各种产业设备来使用。但是，行星齿轮装置1也可以用于机器人的关节、辅助套件、无人搬送台车等其他装置。

如图1所示，本实施方式的行星齿轮装置1具有1个太阳齿轮10、多个行星齿轮20、行星支承部30、内齿轮40、外壳50以及输出轴60。

太阳齿轮10是沿着中心轴线91配置的齿轮。太阳齿轮10经由输入轴11与作为驱动源的马达连接。输入轴11经由省略了图示的轴承以能够旋转的方式支承于外壳50。输入轴11和太阳齿轮10通过从马达输入的驱动力，以中心轴线91为中心以减速前的第1转速进行旋转。在太阳齿轮10的外周面设置有多个外齿12。多个外齿12以中心轴线91为中心以一定的角度间距设置。各外齿12在太阳齿轮10的外周面向径向外侧突出。

行星齿轮20是配置在太阳齿轮10的径向外侧的齿轮。图2是从输入侧观察太阳齿轮10、多个行星齿轮20以及行星支承部30的平面图。但是，在图2中，为了避免图的复杂化，省略了各齿轮的齿的图示。如图2所示，在本实施方式中，在太阳齿轮10的周围等间隔地配置有3个行星齿轮20。但是，行星齿轮装置1所具有的行星齿轮20的数量可以为1个～2个，也可以为4个以上。

各行星齿轮20在中央具有销孔22。在销孔22中***有后述的轮架销32和滚针轴承34。各行星齿轮20被该轮架销32和滚针轴承34支承为能够以与中心轴线91平行的行星轴线92为中心进行旋转。

行星齿轮20在外周面具有多个外齿21。多个外齿21以行星轴线92为中心以一定的角度间距设置。各外齿21在行星齿轮20的外周面朝向外侧突出。太阳齿轮10的外齿12与行星齿轮20的外齿21相互啮合。

行星支承部30是支承多个行星齿轮20的单元。行星支承部30具有轮架31和多个轮架销32。轮架31与中心轴线91同轴配置。在外壳50的内周面与轮架31之间夹设有轴承37。轮架31被该轴承37支承为能够以中心轴线91为中心进行旋转。

轮架31具有多个贯通孔33。贯通孔33是沿径向贯穿轮架31的孔。多个贯通孔33以中心轴线91为中心等间隔地设置。多个轮架销32以在周向上隔开间隔的状态配置。各轮架销32在贯通孔33内沿着行星轴线92在轴向上延伸。轮架销32的轴向的两端部固定于轮架31。轮架销32相对于轮架31的固定方法例如使用压入。

行星齿轮20配置在轮架31的贯通孔33内。另外，行星齿轮20经由滚针轴承34以能够旋转的方式支承于轮架销32。因此，行星齿轮20能够在被轮架销32和滚针轴承34支承的状态下以行星轴线92为中心进行自转。另外，行星齿轮20能够与轮架31、轮架销32以及滚针轴承34一起以中心轴线91为中心进行公转。

内齿轮40是在多个行星齿轮20的径向外侧与行星齿轮20啮合的圆环状的齿轮。内齿轮40与中心轴线91同轴配置。内齿轮40具有多个内齿41。多个内齿41以中心轴线91为中心以一定的角度间距设置。各内齿41在内齿轮40的内周面向径向内侧突出。上述行星齿轮20的外齿21与内齿轮40的内齿41啮合。

外壳50是在内部收纳上述的太阳齿轮10、多个行星齿轮20以及行星支承部30的壳体。外壳50具有以中心轴线91为中心的大致圆筒状的外形。在本实施方式中，内齿轮40和外壳50由一体的部件形成。但是，内齿轮40和外壳50也可以是分体部件。外壳50固定于作为驱动对象的装置的框体。因此，即使在行星齿轮装置1驱动时，外壳50和内齿轮40也保持在静止的状态。

输出轴60是沿着中心轴线91配置的圆柱状的部件。输出轴60与轮架31一起以中心轴线91为中心进行旋转。在本实施方式中，轮架31和输出轴60由一体的部件形成。但是，轮架31和输出轴60也可以是分体部件。

当太阳齿轮10以第1转速进行旋转时，行星齿轮20通过与太阳齿轮10的啮合而以行星轴线92为中心进行自转。另外，行星齿轮20通过与内齿轮40的啮合，沿着内齿轮40而绕太阳齿轮10公转。即，多个行星齿轮20一边以行星轴线92为中心进行自转，一边以中心轴线91为中心进行公转。此时，行星齿轮20以中心轴线91为中心的公转的转速为比第1转速低的第2转速。

另外，当行星齿轮20以第2转速进行公转时，多个轮架销32、轮架31以及输出轴60也以中心轴线91为中心以第2转速进行旋转。因此，能够从输出轴60取出减速后的第2转速的旋转运动。

＜1-2.关于润滑脂的保持构造＞

接着，对上述的行星齿轮20中的润滑脂的保持构造进行说明。图3是行星齿轮20的附近(图1的区域A)中的行星齿轮装置1的局部纵剖视图。

如图3所示，滚针轴承34介于轮架销32与行星齿轮20之间。滚针轴承34具有多个滚针70。滚针70是沿轴向延伸的圆柱状的金属部件。多个滚针70以行星轴线91为中心呈圆环状排列。在行星齿轮装置1驱动时，需要使这些多个滚针70充分地润滑。因此，在本实施方式中，在设置于轮架销32的润滑脂保持部80保持有润滑脂。润滑脂是半固体形状的油。

润滑脂保持部80是从设置于轮架销32的外周面的第1开口811朝向轮架销32的内部延伸的孔。具体而言，润滑脂保持部80具有第1孔81和第2孔82。第1孔81从第1开口811朝向行星轴线92延伸。第2孔82从第1孔81沿轴向延伸至设置于轮架销32的轴向的端面的第2开口821。即，由第1孔81和第2孔82形成大致L字状的贯通孔。润滑脂被保持在第1孔81和第2孔82的内部。

在行星齿轮装置1驱动时，保持于润滑脂保持部80的润滑脂经由第1开口811向多个滚针70提供。润滑脂通过伴随着轮架销32以中心轴线91为中心的公转的离心力、或者伴随着滚针70的滚动运动而在滚针70的附近产生的负压，从润滑脂保持部80向滚针70提供。另外，提供给滚针70的润滑脂伴随着多个滚针70的滚动运动而沿周向和轴向扩展。由此，多个滚针70被润滑。其结果为，行星齿轮20以轮架销32为中心的自转运动顺畅地进行。

在该行星齿轮装置1中，不使用液状的油，而使用半固体形状的润滑脂。这样，能够不从润滑脂保持部80流出地保持润滑脂。因此，不需要设置油封，因此能够减少行星齿轮装置1的部件数量。具体而言，在JIS K 2220的试验方法中，优选使用稠度为340以下的润滑脂。

滚针70与行星齿轮20内切。即，滚针70的外周面与行星齿轮20的内周面接触。另外，滚针70与轮架销32外切。即，滚针70的外周面与轮架销32的外周面接触。外切部位与内切位置相比，产生较强的接触压力。因此，在行星齿轮装置1驱动时，相比于滚针70与行星齿轮20之间，在滚针70与轮架销32之间产生较强的接触压力。

因此，在该行星齿轮装置1中，不是从行星齿轮20，而是从设置于轮架销32的润滑脂保持部80向滚针70提供润滑脂。这样，能够更良好地润滑产生较强的接触压力的滚针70与轮架销32之间。

另外，在本实施方式的构造中，在轮架销32的外周面中的除了第1开口811以外的部分未形成有孔或槽。因此，能够确保轮架销32的外周面中的能够与滚针70接触的面积较大。因此，能够抑制轮架销32对滚针70的支承力降低。

在行星齿轮装置1驱动时，在轮架销32的外周面中的相对于中心轴线91的周向的两端面(在图2中用标号321表示的部分)与滚针70之间产生特别强的支承力。即，这些两端面321成为用于支承多个滚针70的特别重要的支承面。因此，第1开口811优选设置于轮架销32的外周面中的避开上述两端面321的位置。这样，能够抑制轮架销32的上述两端面321的支承力降低。

在本实施方式中，在轮架销32的外周面中的相对于中心轴线91的径向外侧的端面设置有第1开口811。这样，在行星齿轮装置1驱动时，能够利用伴随着轮架销32以中心轴线91为中心的公转而产生的离心力，从第1开口811向滚针70提供润滑脂。因此，能够进一步促进润滑脂从润滑脂保持部80向滚针70的提供。

如图3所示，本实施方式的多个滚针70包含多个第1滚针71和多个第2滚针72。多个第1滚针71以行星轴线92为中心呈圆环状排列。多个第2滚针72也以行星轴线92为中心呈圆环状排列。另外，多个第1滚针71和多个第2滚针72在轴向上相邻。这样，如果将滚针70排列成2列，则能够抑制各滚针70相对于轴向的倾斜量。因此，能够抑制因滚针70的倾斜而引起的润滑不良。

另外，在本实施方式的构造中，第1开口811朝向第1滚针71与第2滚针72的边界部开口。即，在轮架销32的外周面中的第1滚针71和第2滚针72原本不接触的部分设置有第1开口811。这样，能够在轮架销32的外周面设置第1开口811，并且将第1滚针71和第2滚针72与轮架销32的接触面积降低的情况抑制为最小限度。

另外，本实施方式的润滑脂保持部80不仅具有第1孔81，还具有第2孔82。因此，与润滑脂保持部80仅由第1孔81构成的情况相比，能够在润滑脂保持部80保持更多的润滑脂。

如图3所示，第2孔82相对于行星轴线92倾斜。第2孔82的径向的位置随着靠近第1孔81而逐渐向径向外侧靠近。这样，通过伴随着轮架销32相对于中心轴线91的公转的离心力，保持于第2孔82的润滑脂向第1孔81侧移动。因此，在行星齿轮装置1驱动时，能够从第2孔82经由第1孔81向多个滚针70更良好地提供润滑脂。

对保持在第1孔81和第2孔82中的润滑脂施加的离心力根据行星齿轮装置1的驱动速度而变化。因此，能够根据行星齿轮装置1的驱动速度来调节润滑脂从润滑脂保持部80向滚针70的供给量。具体而言，在低速驱动时减少润滑脂的供给量，在高速驱动时能够增加润滑脂的供给量。即，随着使滚针70润滑的必要性变高，能够进一步促进润滑脂的提供。

另外，在本实施方式的构造中，润滑脂保持部80的第2孔82延伸至设置于轮架销32的输入侧(轴向一侧)的端面的第2开口821。因此，能够从第2开口821向第2孔82补充润滑脂。特别是，如图1～图3所示，第2孔82在轮架31的输入侧的端面露出。因此，能够在不分解轮架31、轮架销32、滚针轴承34以及行星齿轮20的情况下从第2开口821向第2孔82补充润滑脂。由此，能够减轻润滑脂的补充作业给用户带来的负担。

另外，在本实施方式的构造中，轮架销32的输出侧(轴向另一侧)的端面与轴承37在轴向上对置。第2开口821并不是设置于轮架销32的这样的输出侧的端面，而是设置于输入侧的端面。因此，轮架31和轴承37也不会分解，能够从第2开口821向第2孔82补充润滑脂。

＜2.第2实施方式＞

接着，对本发明的第2实施方式进行说明。另外，以下以与第1实施方式的不同点为中心进行说明，对于与第1实施方式相同的部分，省略重复说明。图4是第2实施方式的行星齿轮装置1的局部纵剖视图。

本实施方式的行星齿轮装置1的润滑脂保持部80的结构与第1实施方式不同。如图4所示，本实施方式的润滑脂保持部80是设置于轮架销32的外周面的槽。

本实施方式的润滑脂保持部80具有第1槽83和第2槽84。第1槽83是设置于轮架销32的外周面的螺旋状的槽。第2槽84是设置于轮架销32的外周面的圆环状的槽。第2槽84设置在与第1滚针71和第2滚针72的边界部对置的位置。第1槽83从第2槽84朝向轴向的两侧呈螺旋状延伸。

在轮架销32的外周面形成润滑脂保持部80时，首先，在轮架销32的外周面通过切削形成圆环状的第2槽84。然后，以第2槽84为起点，朝向轴向的两侧通过切削形成螺旋状的第1槽83。由此，能够容易地形成螺旋状的第1槽83。另外，通过使第1槽83形成为螺旋状，能够在抑制槽的加工数量的同时，在轮架销32的外周面的较宽的范围内设置槽。

润滑脂被保持在第1槽83和第2槽84的内部。因此，在行星齿轮装置1驱动时，从第1槽83和第2槽84向滚针70提供润滑脂。如果采用本实施方式的构造，则与第1实施方式相比，能够从轮架销32的外周面的较宽范围向滚针70提供润滑脂。但是，在本实施方式中，由于在轮架销32的外周面设置有第1槽83和第2槽84，因此轮架销32与滚针70的接触面积变小。因此，从确保轮架销32与滚针70之间的支承力的观点来看，第1实施方式的构造更优选。

另外，在本实施方式中，圆环状的第2槽84也与第1滚针71和第2滚针72的边界部对置。即，在轮架销32的外周面中的第1滚针71和第2滚针72原本就不接触的部分设置有第2槽84。这样，能够设置第2槽84，并且将第1滚针71和第2滚针72与轮架销32的接触面积降低的情况抑制为最小限度。

另外，如图4所示，该行星齿轮装置1在每个行星齿轮20上具有一对垫圈35。一对垫圈35中的一方介于第1滚针71的输入侧的端部(轴向的一端)与轮架31之间。一对垫圈35中的另一方介于第2滚针72的输出侧的端部(轴向的另一端)与轮架31之间。各垫圈35具有以行星轴线92为中心的圆环状的外形。垫圈35的硬度比轮架31的硬度高。

通过设置这样的垫圈35，能够防止行星齿轮20与轮架31直接滑动。另外，能够抑制轮架31因来自滚针70的按压力而磨损。

如图4所示，在本实施方式中，螺旋状的第1槽83从与一个垫圈35相同的轴向的位置延伸至与另一个垫圈35相同的轴向的位置。因此，不仅向滚针70提供润滑脂，还向一对垫圈35提供润滑脂。由此，能够进一步提高行星齿轮20、垫圈35以及轮架31的滑动性。

＜3.变形例＞

以上，对本发明的第1实施方式和第2实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式。

图5是第1实施方式的变形例的行星齿轮装置的局部纵剖视图。在图5的例子中，轮架销32的润滑脂保持部80具有第1孔81和一对第2孔82。一对第2孔82中的一方与上述第1实施方式同样地从第1孔81的端部朝向输入侧(轴向一侧)延伸。一对第2孔82中的另一方从第1孔81的端部朝向输出侧(轴向另一侧)延伸。这样，如果扩大第2孔82的范围，则能够在润滑脂保持部80保持更多的润滑脂。

在上述的第1实施方式、第2实施方式以及图5的变形例的任一方式中，润滑脂保持部80至少设置在从行星齿轮20的轴向的中央至行星齿轮20的输入侧(轴向一侧)的端部的范围内。这样，通过确保润滑脂保持部80的轴向的范围，能够在润滑脂保持部80保持较多的润滑脂。

但是，本发明的润滑脂保持部也可以不必设置在这样的范围内。例如，在第1实施方式的构造中，也可以省略第2孔82，仅通过第1孔81构成润滑脂保持部80。

另外，关于行星齿轮装置的细部的形状，也可以与本申请的各图中所示的形状不同。另外，也可以在不产生矛盾的范围内适当取舍地选择在上述的实施方式、变形例中出现的各要素。

产业上的可利用性

本发明能够用于行星齿轮装置。

Claims (15)

1.一种行星齿轮装置，其具有：

太阳齿轮，其以中心轴线为中心进行旋转；

行星齿轮，其在所述太阳齿轮的径向外侧与所述太阳齿轮啮合；以及

圆环状的内齿轮，其在所述行星齿轮的径向外侧与所述行星齿轮啮合，

其中，

所述行星齿轮一边以与所述中心轴线平行的行星轴线为中心进行自转一边在所述中心轴线的周围公转，

所述行星齿轮装置还具有：

轮架销，其沿着所述行星轴线延伸，对所述行星齿轮进行支承；

多个滚针，它们介于所述轮架销与所述行星齿轮之间；以及

轮架，其与所述轮架销一起以所述中心轴线为中心进行旋转，

所述轮架销具有润滑脂保持部，该润滑脂保持部对用于使所述滚针润滑的半固体形状的润滑脂进行保持。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮装置，其中，

基于JIS K 2220的试验方法的所述润滑脂的稠度为340以下。

3.根据权利要求1或2所述的行星齿轮装置，其中，

所述润滑脂保持部至少设置在从所述行星齿轮的轴向的中央至所述行星齿轮的轴向的一个端部的范围内。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的行星齿轮装置，其中，

所述润滑脂保持部是从设置于所述轮架销的外周面的第1开口朝向所述轮架销的内部延伸的孔。

5.根据权利要求4所述的行星齿轮装置，其中，

所述第1开口位于所述轮架销的外周面中的相对于所述中心轴线的周向的两端面以外的部位。

6.根据权利要求5所述的行星齿轮装置，其中，

所述第1开口位于所述轮架销的外周面中的相对于所述中心轴线的径向外侧的端面。

7.根据权利要求4至6中的任意一项所述的行星齿轮装置，其中，

所述多个滚针具有：

多个第1滚针，它们以所述行星轴线为中心呈圆环状排列；以及

多个第2滚针，它们与所述多个第1滚针在轴向上相邻，以所述行星轴线为中心呈圆环状排列，

所述第1开口朝向所述第1滚针和所述第2滚针的边界部开口。

8.根据权利要求4至7中的任意一项所述的行星齿轮装置，其中，

所述润滑脂保持部具有：

第1孔，其从所述第1开口朝向所述行星轴线延伸；以及

第2孔，其从所述第1孔沿轴向延伸。

9.根据权利要求8所述的行星齿轮装置，其中，

所述第2孔是相对于所述行星轴线倾斜的孔，

所述第2孔的径向的位置随着靠近所述第1孔而逐渐向径向外侧靠近。

10.根据权利要求8或9所述的行星齿轮装置，其中，

所述第2孔延伸至设置于所述轮架销的轴向的端面的第2开口。

11.根据权利要求10所述的行星齿轮装置，其中，

该行星齿轮装置还具有轴承，该轴承将所述轮架支承为能够旋转，

所述第2开口设置于所述轮架销的轴向一侧的端面，

所述轴承与所述轮架销的轴向另一侧的端面在轴向上对置。

12.根据权利要求1至3中的任意一项所述的行星齿轮装置，其中，

所述润滑脂保持部是设置于所述轮架销的外周面的槽。

13.根据权利要求12所述的行星齿轮装置，其中，

所述润滑脂保持部包含设置于所述轮架销的外周面的螺旋状的第1槽。

14.根据权利要求13所述的行星齿轮装置，其中，

所述多个滚针具有：

多个第1滚针，它们以所述行星轴线为中心呈圆环状排列；以及

多个第2滚针，它们与所述多个第1滚针在轴向上相邻，以所述行星轴线为中心呈圆环状排列，

所述润滑脂保持部还包含与所述第1滚针和所述第2滚针的边界部对置的圆环状的第2槽，

所述第1槽从所述第2槽向轴向的两侧延伸。

15.根据权利要求13或14所述的行星齿轮装置，其中，

该行星齿轮装置还具有一对圆环状的垫圈，该一对圆环状的垫圈介于所述滚针的轴向的一端与所述轮架之间以及所述滚针的轴向的另一端与所述轮架之间，

所述第1槽从与一个所述垫圈相同的轴向位置延伸至与另一个所述垫圈相同的轴向位置。

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