TW201020425A - Supporting structure of shaft of reduction gear - Google Patents

Description

201020425 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種減速裝置之軸的支撐構造。 【先前技術】 專利文獻1中’如第4圖所示，已揭示一種在減速裝 置1 0中將前端形成有小斜齒輪（bevel pinion ) 1 2之小齒 φ 輪軸14予以支撐的構造。該減速裝置1〇，係在前段具備 內接咬合行星齒輪構造的減速機構（僅圖示局部）13，而 前述小齒輪軸14，係夾介栓槽（spiine )丨8連結於作爲該 前段之減速機構13之輸出軸的載具（ carrier ) 1 6 〇 又， 小齒輪軸14，係藉由配置於該小齒輪軸14之大致中央的 圓錐滾柱軸承24、及夾介載具16配置於該載具16之圓 筒部16A的圓錐滾柱軸承26而支撐於殼體27。亦即，藉 由兩圓錐滾柱軸承24、26來分擔並承受施加於小齒輪軸 24的徑向方向（radial direction )之負載及軸向方向（ thrust direction )之負載。 另一方面，在專利文獻2中’已揭示一種以一對滾珠 軸承34、36支撐如第5圖所示之與繼軸30 —體化的小斜 齒輪32之減速裝置28。一對滾珠軸承34、36之各自的 軸方向移動，係藉由殼體38之階差部38A、繼軸30之階 差部3 0A以及止動環40來束縛。在該減速裝置28中， 係藉由該軸方向移動受到束縛的一對滾珠軸承34、36， 來承受發生於小斜齒輪32之A方向及8方向的推力負載 -5- 201020425 (專利文獻1)日本特開2006-207828號公報（第2 圖） (專利文獻2)日本特開2007-211920號公報（第1 圖） 【發明內容】 (發明所欲解決之問題） 如上所述，例如在將如具備小斜齒輪之軸，尤其是如 在運轉時發生推力負載的軸支撐於減速裝置之殼體的情況 ，需要一種可同時對應徑向方向之負載與軸向方向之負載 的支撐構造。 因此，需要一種爲了承受徑向方向負載而藉由一對軸 承來雙邊支撐該軸的構成、以及爲了承受推力負載而如束 縛軸承之內環或外環之軸方向之移動的構成之雙方，又， 爲了確保穩定的支撐，有需要採用較長的一對軸承之跨距 ，因此會有軸方向長度變長的問題。 本發明係爲了解決該種問題而開發完成者，其課題在 於減速裝置之軸的支撐方面，即使該軸是如施加有徑向方 向及軸向方向之雙方負載的軸，藉由減少軸承之負擔而不 用加長減速裝置之軸方向長度，即可在穩定的狀態下支撐 於殻體。 (解決問題之手段） -6- 201020425 本發明提供一種減速裝置之軸的支撐構造’係在殼體 內具有由設置於第一軸之前端的第一齒輪與設置於第二軸 之第二齒輪的相咬合所構成的減速機構之減速裝置之軸的 支撐構造，且以藉由背面組合方式組裝作爲轉動體之一對 滾柱列而成的斜角滾柱軸承’來支撐設置有前述第一齒輪 之第一軸，並且使前述第一齒輪與第二齒輪相咬合的範圍 之位在前述第一軸上的投影範圍之中點’存在於該斜角滾 Φ 柱軸承之前述一對滾柱列之作用點的前述第一軸上之跨距 之中，藉此構成來解決上述課題。 本發明之減速裝置，係具有由設置於第一軸之前端的 第一齒輪與設置於第二軸之第二齒輪的相咬合所構成的減 速機構。本發明中，係以藉由背面組合方式組裝作爲轉動 體之「滾柱列」而成的斜角滾柱軸承（angular roller bearing)，來支撐該減速機構之第一軸。另外，斜角滾 柱軸承本身，係可爲具有多列式之該一對滾柱列的單一軸 φ 承，也可爲個別具有該一對滾柱列的二個軸承。本發明中 ，係使第一齒輪與第二齒輪相咬合的範圍之第一軸上的投 影範圍之中點，要言之爲對該第一軸施加來自第一齒輪之 荷重的「基點（作用點）」，存在於該斜角滾柱軸承之一 對滾柱列之作用點的第一軸上之跨距之中。藉此，可將施 加有來自該第一齒輪之荷重的基點收在斜角滾柱軸承之一 對滾柱列之作用線的第一軸上之跨距之中，藉以減輕軸承 之負擔’且（即使該一對滾柱列之軸方向跨距較小）也可 以極穩定的狀態支撐第一軸。 201020425 另外’本發明雖如組裝有小斜齒輪、或是小戟齒輪（ hypoid pinion)等之正交齒輪的軸，當應用於施加負載在 徑向方向或軸向方向之雙方的軸之支撐時可獲得特別顯著 的效果，但是，適用本發明的軸，並不一定要爲如經常施 加該雙方之負載的軸。 (發明效果） 依據本發明，即使是施加有徑向方向及軸向方向之雙 方負載的軸，也可藉由減少軸承之負擔而不用加長減速裝 置之軸方向長度地在穩定的狀態下將該軸支撐於殼體。 【實施方式】 以下，根據圖式，就本發明實施形態之一例加以詳細 說明。 第1圖係應用本發明減速裝置之軸的支撐構造之一例 的減速裝置之剖視圖，第2圖係該減速裝置之主要部分放 大圖。 減速裝置GM1，係具有減速機G1以及與該減速機 G1連結的馬達Ml。 減速機G1，係在前段具備內接咬合行星齒輪構造的 減速機構42，而在後段具備由斜齒輪組（bevel gear set )所構成的正交減速機構44。因而，減速裝置GM1，係 構成減速機G1之輸出軸的軸心相對於馬達Ml之軸心呈 正交的正交型減速裝置。 -8- 201020425 前段之內接咬合行星齒輪構造的減速機構42，係具 備：夾介鍵45組裝於馬達Ml之馬達軸43外周的偏心體 46、47 ;及夾介滾柱48、49擺動旋轉自如地組裝於該偏 心體46、47之外周的外齒齒輪50、51 ;以及內接咬合該 外齒齒輪50、51的內齒齒輪52。內齒齒輪52係與前段 殻體54A —體化，其內齒係藉由銷52A所構成。外齒齒 輪50、51與內齒齒輪52係具有例如1~4左右之些微的齒 φ 數差。該內接咬合行星齒輪構造之減速機構42，係將外 齒齒輪50、51與內齒齒輪52之相對旋轉夾介內銷55並 透過作爲輸出構件的載具56輸出至後段之正交減速機構 44 ° 後段之正交減速機構44’係具備相當於其輸入軸的 小齒輪軸（第一軸）60。在小齒輪軸60之前端係直切小 斜齒輪（第一齒輪）62。小斜齒輪62 ’係與斜齒輪（第 二齒輪）64相咬合。斜齒輪64 ’係組裝於輸出軸（第二 ❹ 軸）76 。 小齒輪軸60係藉由多列式之斜角滾柱軸承B1旋轉自 如地支撐於殻體54 (54C) °多列式之斜角滾柱軸承B1 ，係由內環66、配置於同一平面上的第一多角形滾柱列 68A、第二多角形滾柱列68B以及外環70所構成。 斜角滾柱軸承B1之外環7〇’係夾介螺栓71固定於 後段殼體54C。在該外環70之內周係穿設有角度90°之外 環側第—、第二V型槽（外環側第—、第二傳輸面）70A 、70B。在斜角滾柱軸承B1之內環66之外周’係穿設有 201020425 角度90°之內環側第一、第二V型槽（內環側第一、第二 傳輸面）66A、66B。斜角滾柱軸承B1之第一多角形滾柱 列（轉動體列）68A，係夾介設置於外環7〇的袋部（ pocket) 72A，逐個組裝於第一傳輸面66A、70A上之空 間。斜角滾柱軸承B 1之第二多角形滾柱列（轉動體列） 68B，係夾介設置於外環70的袋部72B，逐個組裝於第二 傳輸面66B、7 0B上之空間。第一、第二多角形滾柱列 68A、68B之組裝態樣，係所謂的背面組合方式。在此實 施形態中，由於第一、第二多角形滾柱列68A、68B，係 分別將接觸角0 1、Θ 2設定成45度，所以如第1圖之二 點鏈線所示，分別與第一多角形滾柱列68A以約90度之 角度形成（通過各滾柱之中心的）作用線Li 1、Li2，而與 第二多角形滾柱列6 8B以約90度之角度形成（通過各滾 柱之中心的）作用線Li3、Li4。之所以將接觸角0 1、0 2 設定爲45度，係考慮到可轉用使用十字滾柱（cross roller )之滾柱、以及徑向方向、軸向方向之應力平衡佳 等所致。圖所示中，雖分別逐次以二條之作用線Li 1、Li2 、作用線Li3、Li4爲代表而描繪，但是作用線係分別存 在於第一、第二多角形滾柱列68 A、68B之各滾柱中。該 作用線Li 1〜Li4係在將與小齒輪軸60之軸線01交叉的點 (作用點）P1、P2之間的距離（作用點P1、P2之小齒輪 軸60上的跨距）設爲L1時，則設計成在該L1內存在有 小斜齒輪60與斜齒輪64之咬合範圍E1之小齒輪軸60上 的投影範圍R1之中點（施加有咬合之荷重的基點）P3。 -10- 201020425 由於第一、第二多角形滾柱列68A、68B係以背面組合方 式組裝，且其接觸角01、02設定成45度，所以作用點 PI、P2係成爲將斜角滾柱軸承B1之外環70的位置位於 設爲大致對角之頂點的正方向之另一方的對角之頂點。圖 之符號L1係相當於作用點P1、P2之間的跨距。 另外，朝後段之正交減速機構44的小齒輪軸60之小 斜齒輪62側進行的軸方向移動，係藉由形成於小齒輪軸 _ 60之外周的溝槽部60A與嵌入於該溝槽部60A的止動環 74而受到限制。止動環74本身，係藉由夾於內環66與 載具5 6之間，而限制其軸方向移動。另外，朝小齒輪軸 60之反小齒輪側的軸方向移動係藉由小斜齒輪62之端部 62A抵接於內環66而受到限制。又，只要可精度佳地縮 小間隙，則也可只藉由止動輪74來限制雙向的軸方向移 動。 小齒輪軸60，係於其前段減速機構側具有壓花加工 φ 部60B，該壓花加工部60B係被壓入於前段之載具56的 圓筒部56A之內周。該載具56，係爲與小齒輪軸（第一 軸）60同軸且以同一旋轉速度旋轉的旋轉構件（前段減 速機構之輸出構件），且也夾介螺栓72來與斜角滾柱軸 承B1之內環66直接固定。另外，載具56之一部分係夾 介軸承69支撐於馬達軸43。本實施形態中，如前面所述 ，由於小齒輪軸60係也被壓入於斜角滾柱軸承B1之內環 66，所以結果，載具56、小齒輪軸60及內環66，係整體 一體化作爲較大的旋轉構件。另外，若在以組裝之容易性 -11 - 201020425 爲優先的情況時，由於只要利用壓花加工部60B即可充分 地進行動力之傳遞，所以小齒輪軸60與內環66之嵌合並 不一定要壓入。在此情況下，施加於小齒輪軸60的徑向 方向荷重及推力荷重，係以壓花加工部60B—載具56—螺 栓72之路徑傳遞至斜角滾柱軸承B1之內環66，且藉由 該內環66而阻擋。藉此，可使與小齒輪軸60之內環相對 向的部分之精度不那麼嚴格，而可降低加工成本。 正交減速機構44之輸出軸76，係藉由前述十字滾柱 軸承B2而支撐。十字滾柱軸承B2，主要係由內環80、 外環82以及配置於該內環80與外環82之間的十字滾柱 (轉動體）84所構成。 在十字滾柱軸承B2之內環80，係在其軸方向端部 80A夾介螺栓86而連結有前述斜齒輪64，且在相反側之 軸方向端部80B夾介螺栓88固定有輸出軸76。十字滾柱 軸承B2之外環82，係夾介螺栓90連結支撐於殼體54( 54C)。十字滾柱軸承B2之十字滾柱（轉動體）84，係 夾介設置於外環82之半徑方向的袋部92交互地在其旋轉 軸改變90°後的狀態下組裝。 另外，圖中之元件符號93A、93B爲油封（oil seal) ，元件符號94A、94B爲Ο環。 其次，說明本實施形態的減速裝置GM1之作用。 當藉由馬達Ml之旋轉而使偏心體46、47旋轉時’ 就會被該偏心體46、47之外周（夾介滾柱48、49 )所導 引而一邊使外齒齒輪50、51內接於內齒齒輪52 —邊擺動 •12- 201020425 旋轉。在本實施形態中，由於內齒齒輪52係固定於殼體 54 ( 5 4C )，所以外齒齒輪50、51之自由的自轉會受到束 縛，且在內齒齒輪52之內側幾乎只進行擺動。結果，會 在該內齒齒輪52與外齒齒輪50、51之間發生起因於兩者 之齒數差的相對旋轉。此相對旋轉成分係透過內銷55而 傳遞至相當於該減速機構42之輸出軸的載具56。 當載具56旋轉時，載具56、內環66、小齒輪軸60 φ ，係藉由小齒輪軸60之壓花加工部60B與載具56之圓筒 部56 A的內周之間的壓入嵌合、夾介螺栓72的載具56 與斜角滾柱軸承B1之內環66之間的連結、以及該內環 66與小齒輪軸60之壓入，而以較大的塊體進行一體旋 轉。藉此當小齒輪軸60旋轉時，直切形成於該小齒輪軸 60之前端的小斜齒輪72就會旋轉，且與該小斜齒輪62 相咬合的斜齒輪64會旋轉。 斜齒輪64，係夾介螺栓86直接固定於十字滾柱軸承 φ B2之內環80的軸方向內側。因此，該內環80係與斜齒 輪64以同一旋轉速度旋轉。另一方面’由於內環80係夾 介螺栓88來與輸出軸76固定’所以該斜齒輪64之旋轉 係直接傳遞至輸出軸76° 在此，後段之小齒輪軸60，係藉由進行接觸角0 1、 02爲45度之背面組合後的斜角滾柱軸承B1來支撐，且 小斜齒輪62與斜齒輪64相咬合的範圍E1之小齒輪軸60 上的投影範圍R·1之中點P3’係存在於進行該背面組合後 的斜角滾柱軸承B1之作用點P1、P2的跨距L1內。又， -13- 201020425 斜角滾柱軸承B1係在軸方向具有距離Lsl並具有（多 式）第一多角形滾柱列6SA之第一傳輸面66A、70A、 及第二多角形滾柱列68B之第二傳輸面66B、70B。因 ，軸承本身雖爲一個，但是仍可以前述中點P3爲基點 利用該斜角滾柱軸承B1穩定地承受施加於小齒輪軸60 徑向方向之負載及軸向方向之負載的雙方。 更且，在本實施形態中，A)作爲前段之輸出軸的 具56係夾介螺栓72直接固定於該斜角滾柱軸承B1之 環66; B)該載具56之一部分係夾介軸承69支撐於馬 軸43 ; C )小齒輪軸60之壓花加工部60B係被壓入於 具56之圓筒部56A之內周；且D )小齒輪軸60係被壓 於斜角滾柱軸承B1之內環66。因此，載具56、小齒輪 60及斜角滾柱軸承B1之內環66係可整體成爲較大的 體而穩定旋轉，且可使小齒輪軸60在非常穩定的狀態 旋轉。 第3圖係顯示本發明之另一實施形態的一例。 本實施形態的減速裝置GM2，係在小齒輪軸95之 端形成有小正齒輪（spur pinion ) 96，而該小正齒輪 係與正齒輪98相咬合。 即使在本實施形態中，相當於後段之輸入軸的小齒 軸95，也是藉由已說明過之進行接觸角45度之背面組 後的斜角滾柱軸承B1所支撐。斜角滾柱軸承B1本身 構成係與前面之實施形態相同。在本實施形態中’小正 輪96與正齒輪98之咬合範圍E2的小齒輪軸95上之投 列 以 而 而 的 載 內 達 載 入 軸 塊 下 刖 96 輪 合 之 齒 影 201020425 範圍R2的中點P4，係存在於進行前述背面組合後的斜角 滾柱軸承B1之作用點PI、P2之跨距L1內。 因此，即使從小正齒輪96側施加較大的徑向方向荷 重，或是因任何的理由，而在小齒輪軸95施加推力荷重 ，也可利用該斜角滾柱軸承B1來承受此等的徑向方向之 負載及軸向方向之負載的雙方，且可使小齒輪軸95在非 常穩定的狀態下旋轉。另外，支撐減速機G1之前段的內 • 接咬合行星齒輪減速機構42、小齒輪軸60的構成以及支 撐後段減速機構44之輸出軸99的構成，基本上係與前面 的實施形態相同。因而，圖中在主要構成部位僅止於附記 與前面之實施形態相同的元件符號，且省略重複說明。 另外，本發明的斜角滾柱軸承之接觸角並未被限定於 45度。也可考慮徑向方向荷重與推力荷重之平衡、以及 從斜角滾柱軸承至第一、第二齒輪之咬合點爲止的距離等 而設定。例如，也可在施加徑向方向荷重之比重較高時將 Φ 接觸角設定成比45度小，反之，在施加推力荷重之比重 較高時將接觸角設定成45度以上。但是，作用線之第一 軸上的跨距內有必要存在第一、第二齒輪相咬合的範圍之 第一軸上的投影範圍之中點。 又’上述實施形態中，雖然採用了多列式之單一的斜 角滾柱軸承’但是本發明中的斜角滾柱軸承，主要是組裝 一對滾柱列（背面組合方式）即可，並沒有必要形成多列 式之單一軸承。即使軸承本身爲二個，藉由本發明也可減 少各軸承的負擔’所以可縮小軸承的跨距，且可相應地獲 -15- 201020425 得能夠縮短減速機之軸方向長度的效果。 (產業上之可利用性） 可利用一個軸承一邊阻擋施加於該軸的徑向方向之負 載及軸向方向之負載的雙方，一邊在穩定的狀態下旋轉支 撐減速機內之預定的軸。 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明第一實施形態之減速裝置的剖視圖。 第2圖係第1圖的主要部分放大圖。 第3圖係顯示係本發明第二實施形態之減速裝置的剖 視圖。 第4圖係顯示習知減速裝置之軸的支撐構造之例的剖 視圖。 第5圖係顯示習知減速裝置之軸的支撐構造之另一例 的剖視圖。 【主要元件符號說明】 42 :減速機構 43 :馬達軸 44 :正交減速機構 45 :鍵 46、47 :偏心體 48、49 :滾柱 -16- 201020425 50、5 1 :外齒齒輪 52 :內齒齒輪 52A :銷 54 ( 54A〜54C ):殼體 55 :內銷 56 :載具 56A :圓筒部 φ 60 :小齒輪軸（第一軸） 60A :溝槽部 60B:壓花加工部 62:小斜齒輪（第一齒輪） 62A :端部 64:斜齒輪（第二齒輪） 66 :內環 66A :內環側第一 V型槽（內環側第一傳輸面） φ 66B :內環側第二V型槽（內環側第二傳輸面） 68A :第一多角形滾柱列 68B :第二多角形滾柱列 69 :軸承 70 :外環 71 :螺栓 70A :外環側第一V型槽（外環側第一傳輸面） 70B :外環側第二V型槽（外環側第二傳輸面） 72 :螺栓 -17- 201020425 72A ' 72B ：袋部 74 :止動環 76 :輸出軸（第二軸） 80 :內環 80A :軸方向端部 8 0 B :相反側之軸方向端部 82 :外環

84:十字滾柱（轉動體） 86 ' 88 、 90 ：螺栓 92 :袋部 93 A、93B :油封 94A、94B ： Ο 環 9 5 :小齒輪軸 9 6 :小正齒輪 98 :正齒輪 @ 99 :輸出軸 B 1 :斜角滾柱軸承 B2 :十字滾柱軸承 El、E2 :咬合範圍 G 1 :減速機 GM1、GM2 :減速裝置 L1 :作用點PI、P2之小齒輪軸60上的跨距 Lil〜Li4 :作用線 Lsl :距離 -18- 201020425

參 Μ1 :馬達 Ο 1 :軸線： PI、Ρ2 :作用點 Ρ3 、 Ρ4 :中點 Rl、R2 :投影範圍 0 1、0 2 :接觸角

Claims (1)

1. 201020425 七、申請專利範圍： 1. 一種減速裝置之軸的支撐構造，係在殻體內具有 由設置於第一軸之前端的第一齒輪與設置於第二軸之第二 齒輪的相咬合所構成的減速機構之減速裝置之軸的支撐構 造，其特徵在於： 以藉由背面組合方式組裝作爲轉動體之一對滾柱列而 成的斜角滾柱軸承，來支撐設置有前述第一齒輪之第一軸 ，並且 使前述第一齒輪與第二齒輪相咬合的範圍之位在前述 第一軸上的投影範圍之中點，存在於該斜角滾柱軸承之前 述一對滾柱列之作用點的前述第一軸上之跨距之中。 2. 如申請專利範圍第1項所記載的減速裝置之軸的 支撐構造，其中，前述第一、第二齒輪爲正交齒輪。 3. 如申請專利範圍第1或2項所記載的減速裝置之 軸的支撐構造，其中，前述斜角滾柱軸承的接觸角係設定 爲45度。 4. 如申請專利範圍第1或2項所記載的減速裝置之 軸的支撐構造，其中，前述減速裝置係在前述減速機構之 前段具備前段減速機構，該前段減速機構之輸出構件係固 定於前述斜角滾柱軸承之內環，且前述第一軸係固定於該 輸出構件或該內環。 5. 如申請專利範圍第4項所記載的減速裝置之軸的 支撐構造，其中’前述斜角滾柱軸承係由具有多列式之前 述一對滾柱列的單一軸承所構成。 -20-