TW201414937A - 具有輸入軸承的諧波齒輪單元 - Google Patents

具有輸入軸承的諧波齒輪單元 Download PDF

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Abstract

本發明的課題係提供一種具有輸入軸承的諧波齒輪單元,其具備由易於製作及組裝的軸承裝置所支承的輸入軸。本發明的解決手段係:諧波齒輪單元(1),係藉由第1輸入軸承(7)、及第2輸入軸承(8)對內建的諧波齒輪裝置(5)之輸入軸(6)進行支承。由於輸入軸(6)係固定於安裝在此的諧波產生器(16)之軸方向的位置,所以馬達組裝作業十分簡單。支承著輸入軸(6)的第2輸入軸承(8)之軸承外殼(21)係夾持可撓性外齒齒輪(15)的圓環狀凸面部(15c),再藉由緊固螺栓(22)鎖緊固定於輸出用圓盤(4)。不必對圓環狀凸面部(15c)進行切螺紋加工、或凹部等之加工,藉由簡單之構造即可構成用以將輸入軸(6)的軸承裝置、及可撓性外齒齒輪(15)固定於輸出用圓盤(4)上之固定裝置。

Description

具有輸入軸承的諧波齒輪單元
本發明係關於一種能夠簡單地組裝馬達之具有輸入軸承的諧波齒輪單元。
作為具有輸入軸承的諧波齒輪單元,專利文獻1所揭示的具備杯狀之可撓性外齒齒輪的單元型諧波齒輪裝置為公眾所知。該單元型諧波齒輪裝置中,諧波產生器的剛性凸輪板的一端面形成有輸入軸,而在剛性凸輪板的另一端面則形成有軸部。輸入軸,係藉由安裝在單元殼體端板的第1軸承予以支承,相反側的軸部前端,則係藉由安裝在可撓性外齒齒輪的圓盤狀之凸面部的第1輸入軸承予以支承。
藉由上述一對輸入軸承,諧波產生器固定於軸方向,剛性內齒齒輪與諧波產生器係定位在軸方向的狀態。因此,當將單元型諧波齒輪裝置連結至馬達的馬達軸來構成致動器時,僅需將馬達軸連結於輸入軸予以固定即可,組裝作業十分簡單。
另外,專利文獻1的單元型諧波齒輪裝置中,杯狀的可撓性外齒齒輪的圓盤狀之凸面部的一端面形成有軸承安裝用凹部,另一端面則係與輸出軸一體成形。藉由將構造予以簡化,並且減少零件數,能夠簡單地進行組裝作業。
專利文獻2揭示有:將波動齒輪裝置與馬達予以一體 化所構成之致動器。組入有該致動器的波動齒輪裝置中,杯狀的可撓性外齒齒輪之圓環狀的凸面部,係從沿著裝置軸線的一方向螺蜁固定於外殼端板的中心貫通孔。而圓環狀的軸承,係從沿著裝置軸線的同一方向壓入固定於該凸面部,並且該軸承上安裝有軸承。另外,馬達軸與波動齒輪裝置的輸入軸,係做成形成為單一的中空軸。中空軸的一端,係藉由安裝有軸承之軸承予以支承。該中空軸之軸方向的途中部位,係藉由安裝在用以分隔波動齒輪裝置與馬達之間的分隔壁之軸承予以支承。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]特開2002-21948號公報
[專利文獻2]特開2002-243000號公報
專利文獻1所揭示的單元型諧波齒輪裝置中,藉由切削加工所製造的可撓性外齒齒輪的凸面部上,形成有軸承安裝用的凹部等。因此,可撓性外齒齒輪的加工工時會增加。而專利文獻2所揭示的致動器中,杯狀的可撓性外齒齒輪之圓環狀的凸面部,係從沿著裝置軸線方向螺旋固定於外殼端板的中心貫通孔,並且圓環狀的軸承從同一方向壓入固定於該凸面部。因此,軸承部分會朝軸線方向變長,不利於欲將裝置朝軸方向縮減之構造。另外,由於需 要對具備螺旋固定於端板的螺紋部之凸面部進行加工,所以可撓性外齒齒輪的加工工時也會增加。
本發明的課題係提供一種具有輸入軸承的諧波齒輪單元,其輸入軸係藉由易於製作及組裝的輸入軸承裝置予以支承。
為了解決上述課題,本發明的具有輸入軸承的諧波齒輪單元,其特徵為具有:筒狀殼體;端板,固定於該筒狀殼體的輸入側開口端;輸出用圓盤,以可自由旋轉的狀態安裝在前述筒狀殼體的輸出側開口端;杯型的諧波齒輪裝置,組入在前述筒狀殼體內側;輸入軸,貫穿形成在前述端板的中心貫通孔而延伸;固定裝置,用以將前述諧波齒輪裝置的杯狀可撓性外齒齒輪鎖緊固定於前述輸出用圓盤;以及第1輸入軸承及第2輸入軸承,用以支承前述輸入軸;前述可撓性外齒齒輪,係具備:在朝向前述輸出用圓盤的前述端板側之內側端面上,重疊於同軸的圓環狀凸面部,前述固定裝置,係具備:軸承外殼,在朝向前述圓環狀凸面部的前述端板側之圓環狀端面上,重疊於同軸的圓 環狀;及複數個緊固螺栓,以該軸承外殼夾持前述圓環狀凸面部,而鎖緊固定於前述輸出用圓盤,前述輸入軸,係具備:中空軸部,具備有馬達軸連結用的軸安裝孔;實心軸部,從該中空軸部的前述軸承外殼側之封鎖軸端部朝同軸突出並且延伸至該軸承外殼內部,前述諧波齒輪裝置的諧波產生器,係具備:前述輸入軸、安裝在該輸入軸的前述中空軸部外周的剛性凸輪板、及安裝在該剛性凸輪板外周面的波形軸承,前述第1輸入軸承,係安裝在前述端板的前述中心貫通孔的內周面與前述中空軸部的外周面之間,前述第2輸入軸承,係安裝在前述軸承外殼的內周面與前述實心軸部的外周面之間。
諧波產生器的輸入軸,係在該輸入側部位及輸出側部位,各自藉由第1輸入軸承、及第2輸入軸承予以支承。因此,諧波產生器,藉由上述第1、第2輸入軸承固定於軸方向。組裝馬達時,不需要實質地進行將諧波產生器定位於軸方向之作業。
另外,可撓性外齒齒輪的圓環狀凸面部,係夾持在輸出用圓盤與軸承外殼之間。上述三構件,係在該狀態下,藉由緊固螺栓予以鎖緊固定。圓環狀凸面部,不需要切螺紋加工、或對軸承用凹部進行加工等。因此,能夠抑制可撓性外齒齒輪的加工工時增加。另外,由於利用緊固螺栓將三構件予以一起鎖緊,所以能夠以少量的零件數來構成上述三構件的固定裝置。因此,能夠獲得藉由易於製作及 組裝的軸承裝置對輸入軸6進行支承之具有輸入軸承的諧波齒輪單元。
在此,藉由下述之程序即能夠以良好之精確度來組裝三構件。將可撓性外齒齒輪的圓環狀凸面部之中心貫通孔與形成在輸出用圓盤的中心貫通孔,做成為具有相同內徑之貫通孔。另外,將壓入固定於圓環狀凸面部的中心貫通孔及輸出用圓盤的中心貫通孔的壓入圓筒與軸承外殼做成一體成形。如上所述執行的話,能夠藉由壓入圓筒將三構件鎖緊固定成不會形成偏芯。
以下,參照圖式來說明本發明的實施方式之諧波齒輪單元。第1圖(a),係表示本實施方式的諧波齒輪單元組裝馬達後的狀態之縱剖面圖。第1圖(b)係該輸出側的端面圖。
諧波齒輪單元1,係具備:圓筒狀殼體2;端板3,固定在該圓筒狀殼體2的輸入側開口端2a;以及輸出用圓盤4,以可自由旋轉的狀態安裝在圓筒狀殼體2的相反側之輸出側開口端2b。
上述圓筒狀殼體2、端板3、及輸出用圓盤4的內部,組入有杯型的諧波齒輪裝置5。另外,在端板3上形成有中心貫通孔3a,而輸入軸6則係以同軸狀態貫穿於該中心貫通孔3a。
輸入軸6,係藉由第1輸入軸承7以可自由旋轉的狀 態予以支承。第1輸入軸承7,係安裝在端板3的中心貫通孔3a之內周面。另外,輸入軸6,係在諧波齒輪裝置5內部,藉由第2輸入軸承8以可自由旋轉的狀態予以支承。端板3的外側端面3b上,藉由圓環狀的組裝用凸緣9將馬達10組裝於同軸。馬達10的馬達軸10a,係與輸入軸6連結固定成同軸。藉由馬達10及諧波齒輪單元1來構成旋轉致動器A。
若對馬達10進行旋轉驅動的話,馬達旋轉會因為諧波齒輪裝置5而減速,減速旋轉則由輸出用圓盤4提取。使連結固定於輸出用圓盤4的負荷側之構件(未圖示)旋轉驅動。
對諧波齒輪單元1的各部位之構造詳細地進行說明。圓筒狀殼體2,其輸入側開口端2a的部位係形成為大徑凸緣部。該大徑凸緣部的圓環狀端面上,藉由緊固螺栓11固定有整體呈圓盤狀的端板3的外周側部位。圓筒狀殼體2的輸出側開口端2b上,藉由交叉滾子軸承12以可自由旋轉的狀態安裝有輸出用圓盤4。交叉滾子軸承12的外輪12a,係藉由緊固螺栓13固定在圓筒狀殼體2的輸出側開口端2b的圓環狀端面。在外輪12a內側,將輸出用圓盤4配置成同軸。該輸出用圓盤4的外周緣部分,係作為交叉滾子軸承12的內輪來發揮機能。亦即,輸出用圓盤4的圓形外周面係與滾子12b的內輪側軌道面12c一體成形。
諧波齒輪裝置5,係具備有:圓環狀的剛性內齒齒輪14、杯狀的可撓性外齒齒輪15、以及諧波產生器16。剛 性內齒齒輪14,係固定在圓筒狀殼體2的輸入側開口端2a之內周面部分。可撓性外齒齒輪15,係具備有:圓筒狀軀體部15a;圓環狀隔膜15b,從該圓筒狀軀體部15a的一端朝半徑方向內側延伸;以及圓環狀凸面部15c,在該隔膜15b的內周緣連續並且朝內側延伸。圓筒狀軀體部15a的另一端部係形成為開口端,而該開口端的外周面部分則形成有外齒15d。
可撓性外齒齒輪15,係將形成有外齒15d的開口端側配置成朝輸入側(馬達組裝側)的狀態。外齒15d,係位在與剛性內齒齒輪14的內齒14a呈對立的位置,並且可與內齒14a相咬合。
諧波產生器16,係具備有:輸入軸6;剛性凸輪板16a,安裝在該輸入軸6的外周面;以及波形軸承16b,安裝在該剛性凸輪板16a的外周面。剛性凸輪板16a,係藉由由OLDHAM聯結器16c所組成的調芯裝置,安裝在輸入軸6。波形軸承16b,係具備有可朝半徑方向撓曲的外輪及內輪之滾珠軸承。本實施例的剛性凸輪板16a係做成橢圓形輪廓,而波形軸承16b,係安裝在剛性凸輪板16a與位在可撓性外齒齒輪15的圓筒狀軀體部15a的外齒形成部分的內周面之間。因此,可撓性外齒齒輪15的外齒形成部分係撓曲成橢圓狀,而位在橢圓形狀的長軸方向之兩端的外齒15d部分,則係與剛性內齒齒輪14的內齒14a部分相咬合。
可撓性外齒齒輪15係固定成與輸出用圓盤4同軸。 亦即,可撓性外齒齒輪15的圓環狀凸面部15c的輸出側之圓環狀端面,係固定於輸出用圓盤4的內側端面。用以將圓環狀凸面部15c固定於輸出用圓盤4的固定裝置,係具備有:圓環狀的軸承外殼21,與位在圓環狀凸面部15c內側之圓環狀端面重疊成同軸;以及複數個緊固螺栓22,以該軸承外殼21夾持圓環狀凸面部15c,而鎖緊固定於輸出用圓盤4。軸承外殼21的內周面上,安裝有用以支承輸入軸6的軸端部之第2輸入軸承8。
如上所述,諧波產生器16的輸入軸6,係藉由第1輸入軸承7、及第2輸入軸承8予以支承。因此,諧波產生器16,係固定於該軸方向的位置。組裝馬達時,不需要實質地進行將諧波產生器16定位於軸方向之作業。因此,馬達組裝作業十分容易。
另外,可撓性外齒齒輪15的圓環狀凸面部15c,係夾持在輸出用圓盤4與軸承外殼21之間。上述三構件15c、4、21係在該狀態下,藉由緊固螺栓22予以鎖緊固定。不需對可撓性外齒齒輪15的圓環狀凸面部15c進行切螺紋加工、或軸承用的凹部加工等,能夠抑制可撓性外齒齒輪的加工工時增加。再者,由於利用緊固螺栓22將三構件予以一起鎖緊,所以能夠以少量的零件數來構成上述三構件的固定裝置。因此,能夠獲得藉由易於製作及組裝的軸承裝置對輸入軸6進行支承的諧波齒輪單元。
在此,輸出用圓盤4形成有中心貫通孔4a。該中心貫通孔4a的內徑,係與形成在可撓性外齒齒輪15的圓環狀 凸面部15c的中心貫通孔15e的內徑相同。軸承外殼21形成有壓入圓筒21a。壓入圓筒21a,係由軸承外殼21的輸出側的圓環狀端面的內周緣部分,朝輸出側以同軸狀態突出。壓入圓筒21a,係被壓入固定於圓環狀凸面部15c的中心貫通孔15e、及輸出用圓盤4的中心貫通孔4a。藉由壓入圓筒21a,能夠將三構件15、21、4鎖緊固定成不會形成偏芯。
其次,輸入軸6,係具備有:中空軸部6b,具備馬達軸連結用的軸安裝孔6a;及實心軸部6c,比中空軸部6b更小徑。實心軸部6c,係從中空軸部6b的軸承外殼21側之封鎖軸端部朝同軸突出。實心軸部6c的軸端部,係朝軸承外殼21內部以同軸狀態延伸。安裝在軸承外殼21內側的第2輸入軸承8,係支承著輸入軸6的實心軸部6c的軸端部。
輸入軸6的中空軸部6b安裝有剛性凸輪板16a。中空軸部6b,係具備有:貫穿端板3的中心貫通孔3a而朝輸入側突出的軸端部。該軸端部的端部係呈開口,形成為馬達軸安裝孔。將馬達軸10a從該馬達軸安裝孔朝軸方向***,與該中空軸部6b連結固定於同軸。端板3的中心貫通孔3a的內周面安裝有第1輸入軸承7。第1輸入軸承7係支承著輸入軸6的中空軸部6b。又,第1輸入軸承7外側安裝有油封23。
1‧‧‧諧波齒輪單元
2‧‧‧圓筒狀殼體
2a‧‧‧輸入側開口端
2b‧‧‧輸出側開口端
3‧‧‧端板
3a‧‧‧中心貫通孔
3b‧‧‧外側端面
4‧‧‧輸出用圓盤
4a‧‧‧中心貫通孔
5‧‧‧諧波齒輪裝置
6‧‧‧輸入軸
6a‧‧‧軸安裝孔
6b‧‧‧中空軸部
6c‧‧‧實心軸部
7‧‧‧第1輸入軸承
8‧‧‧第2輸入軸承
9‧‧‧組裝用凸緣
10‧‧‧馬達
10a‧‧‧馬達軸
A‧‧‧旋轉致動器
11‧‧‧緊固螺栓
12‧‧‧交叉滾子軸承
12a‧‧‧外輪
12b‧‧‧滾子
12c‧‧‧內輪側軌道面
13‧‧‧緊固螺栓
14‧‧‧剛性內齒齒輪
14a‧‧‧內齒
15‧‧‧可撓性外齒齒輪
15a‧‧‧圓筒狀軀體部
15b‧‧‧隔膜
15c‧‧‧圓環狀凸面部
15d‧‧‧外齒
15e‧‧‧中心貫通孔
16‧‧‧諧波產生器
16a‧‧‧剛性凸輪板
16b‧‧‧波形軸承(wave bearing)
16c‧‧‧OLDHAM聯結器
21‧‧‧軸承外殼
21a‧‧‧壓入圓筒
22‧‧‧緊固螺栓
23‧‧‧油封
第1圖係表示本發明的實施方式之諧波齒輪單元的縱剖面圖、及輸出側的端面圖。
1‧‧‧諧波齒輪單元
2‧‧‧圓筒狀殼體
2a‧‧‧輸入側開口端
2b‧‧‧輸出側開口端
3‧‧‧端板
3a‧‧‧中心貫通孔
3b‧‧‧外側端面
4‧‧‧輸出用圓盤
4a‧‧‧中心貫通孔
5‧‧‧諧波齒輪裝置
6‧‧‧輸入軸
6a‧‧‧軸安裝孔
6b‧‧‧中空軸部
6c‧‧‧實心軸部
7‧‧‧第1輸入軸承
8‧‧‧第2輸入軸承
9‧‧‧組裝用凸緣
10‧‧‧馬達
10a‧‧‧馬達軸
A‧‧‧旋轉致動器
11‧‧‧緊固螺栓
12‧‧‧交叉滾子軸承
12a‧‧‧外輪
12b‧‧‧滾子
12c‧‧‧內輪側軌道面
13‧‧‧緊固螺栓
14‧‧‧剛性內齒齒輪
14a‧‧‧內齒
15‧‧‧可撓性外齒齒輪
15a‧‧‧圓筒狀軀體部
15b‧‧‧隔膜
15c‧‧‧圓環狀凸面部
15d‧‧‧外齒
15e‧‧‧中心貫通孔
16‧‧‧諧波產生器
16a‧‧‧剛性凸輪板
16b‧‧‧波形軸承(wave bearing)
16c‧‧‧OLDHAM聯結器
21‧‧‧軸承外殼
21a‧‧‧壓入圓筒
22‧‧‧緊固螺栓
23‧‧‧油封

Claims (2)

  1. 一種具有輸入軸承的諧波齒輪單元(1),其特徵為具有:筒狀殼體(2);端板(3),固定於該筒狀殼體(2)的輸入側開口端(2a):輸出用圓盤(4),以可自由旋轉的狀態安裝在前述筒狀殼體(2)的輸出側開口端(2b);杯型的諧波齒輪裝置(5),組入在前述筒狀殼體(2)內側;輸入軸(6),貫穿形成在前述端板(3)的中心貫通孔(3a)而延伸;固定裝置,用以將前述諧波齒輪裝置(5)的杯狀可撓性外齒齒輪(15),鎖緊固定於前述輸出用圓盤(4);以及第1輸入軸承(7)及第2輸入軸承(8),用以支承前述輸入軸(6);前述諧波齒輪裝置(5)的前述可撓性外齒齒輪(15),係具備:在朝向前述輸出用圓盤(4)的前述端板(3)側之內側端面上,重疊於同軸的圓環狀凸面部(15c),前述諧波齒輪裝置(5)的諧波產生器(16),係具備:前述輸入軸(6)、安裝在該輸入軸(6)的前述中空軸部(6b)外周的剛性凸輪板(16a)、及安裝在該剛性 凸輪板(16a)外周面的波形軸承(16b),前述固定裝置,係具備:軸承外殼(21),在朝向前述圓環狀凸面部(15c)的前述端板(3)側之圓環狀端面上,重疊於同軸的圓環狀;及複數個緊固螺栓(22),以該軸承外殼(21)夾持前述圓環狀凸面部(15c),而鎖緊固定於前述輸出用圓盤(4),前述輸入軸(6),係具備:中空軸部(6b),具備有馬達軸連結用的軸安裝孔(6a);實心軸部(6c),從該中空軸部(6b)的前述軸承外殼(21)側之封鎖軸端部朝同軸突出並且延伸至該軸承外殼(21)內部,前述第1輸入軸承(7),係安裝在前述端板(3)的前述中心貫通孔(3a)的內周面與前述中空軸部(6b)的外周面之間,前述第2輸入軸承(8),係安裝在前述軸承外殼(21)的內周面與前述實心軸部(6c)的外周面之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具有輸入軸承的諧波齒輪單元(1),其中,前述輸出用圓盤(4),係具備有:中心貫通孔(4a),其內徑與前述圓環狀凸面部(15c)的中心貫通孔(15e)相同,前述軸承外殼(21),係具備有:壓入圓筒(21a),其壓入固定於前述圓環狀凸面部(15c)的前述中心貫通孔(15e)、及前述輸出用圓盤(4)的前述中心 貫通孔(4a)。
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