CN107299964B - 齿轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种齿轮装置。齿轮装置(3)具备：内齿轮，其具有能够固定于对象侧的壳体(4)的内部的外筒(11)和配置于该外筒(11)的内周面的内齿销(15)；曲轴(13)；摆动齿轮(14)，其具有能够与内齿销(15)啮合的外齿(14a)，利用曲轴(13)的旋转进行摆动旋转。外筒(11)在外周面具有能够与在对象侧的壳体(4)的内周面形成的凹花键部连结的花键部(21)。花键部(21)在外筒(11)的外周面具有沿着该外筒(11)的轴向延伸的多个突起(22)。

Description

齿轮装置

技术领域

本发明涉及具有外筒的齿轮装置。

背景技术

在一对对象侧构件间以预定的减速比传递转矩的偏心摆动型齿轮装置如日本特许第5779120号公报所记载那样具有内齿轮和外齿轮。该齿轮装置将内齿轮与外齿轮的相对旋转作为齿轮架与壳体的相对旋转引出。内齿轮具有圆筒状的壳体和安装到该圆筒状的壳体的内周面的构成内齿的销。内齿轮的壳体使用多个螺栓紧固于一个对象侧构件。

在上述的齿轮装置中，构成内齿轮的壳体使用多个螺栓紧固于对象侧构件。因此，在该齿轮装置中，将该壳体连结于对象侧构件的作业复杂且花费劳力和时间，因此，存在组装操作性难以提高这样的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可容易地进行将构成内齿轮的构件连结于对象侧构件的作业的齿轮装置。

本发明的齿轮装置是要固定于对象侧构件的内部的齿轮装置，其特征在于，其具备：内齿轮，其具有能够固定于所述对象侧构件的内部的外筒和配置于该外筒的内周面的内齿；旋转轴；外齿轮，其具有能够与所述内齿啮合的外齿，其通过所述旋转轴旋转而旋转，所述外筒在外周面具有能够与在所述对象侧构件的内周面形成的凹花键部连结的花键部。

附图说明

图1是表示具备本发明的实施方式的齿轮装置的旋转驱动装置的剖视图。

图2是图1的II-II线剖视图。

图3是将图1的壳体和其内部的齿轮装置的外筒花键结合的部分的放大剖视图。

图4是使图3的外筒侧的突起与壳体侧的突起分开了的状态的说明图。

图5是图3的C向视图。

图6是将本发明的另一实施方式的齿轮装置的外筒和其外部的壳体花键结合的部分的放大剖视图。

图7是使图6的外筒侧的突起与壳体侧的突起分开了的状态的说明图。

图8是将本发明的又一实施方式的齿轮装置和其外部的壳体花键结合的部分的放大剖视图。

图9是使图8的外筒侧的突起与壳体侧的突起分开了的状态的说明图。

图10是图8的D向视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明用于实施本发明的形态。

本实施方式的齿轮装置是偏心摆动型齿轮装置，是适用于例如机器人的回转主体、臂关节等回转部、或各种机床的回转部等中的减速器等各种用途的齿轮装置。

在图1～2中示出了内置有本实施方式的齿轮装置3的旋转驱动装置1。该旋转驱动装置1用于在将齿轮装置3固定到作为对象侧构件的壳体4的内部的状态下将由马达2产生的转矩以预定的减速比传递，将减速后的转矩从输出轴20输出。

具体而言，图1所示的旋转驱动装置1包括：马达2；具有输出轴20的齿轮装置3；收纳齿轮装置3的壳体4；以及将输出轴20支承成旋转自由的两个轴承5A、5B。

马达2具有驱动轴2a。在驱动轴2a的顶端形成有具有多个外齿的齿轮部2b。

壳体4是供齿轮装置3固定的对象侧构件。壳体4具有筒状的3个部分，即、第1部分4a、第2部分4b、第3部分4c，这些部分沿着旋转驱动装置1的中心轴线O在该旋转驱动装置1的轴向A上排列并彼此连结起来。

第1部分4a固定于马达2的主体部。第1部分4a具有形成有供马达2的驱动轴2a贯通的贯通孔4a2的底部4a1和从底部4a1沿着轴向A延伸的筒状部4a3。

第2部分4b固定于第1部分4a的筒状部4a3的端部。第2部分4b具有：主体部4b1，其形成为筒状，并且固定于筒状部4a3的端部；圆板形状的板状部4b2，其以从主体部4b1的端部向该主体部4b1的内侧延伸的方式形成。在板状部4b2的中心形成有贯通孔4b3。在贯通孔4b3配置有轴承5A。如图3所示，主体部4b1具有沿着轴向A延伸的筒状的主体部4h和以向该主体部4h的内侧延伸的方式形成的台阶部4f。

由第1部分4a和第2部分4b形成了用于收纳齿轮装置3的空间部4e。

第3部分4c固定于第2部分4b。第3部分4c具有从第2部分4b的主体部4b1沿着轴向A延伸的环状部4c1、从环状部4c1向径向内侧延伸的径向部4c2、以及从径向部4c2的内端部沿着轴向A延伸的轴向部4c3。轴向部4c3形成为筒状，供轴承5B安装。轴向部4c3的端部开口在齿轮装置3的输出轴20突出到外部的状态下被盖板4d封闭。

两个轴承5A、5B分别固定于壳体4的第2部分4b和第3部分4c。两个轴承5A、5B将齿轮装置3的输出轴20支承成旋转自由。

在输出轴20的顶端连结处于壳体4的外部的另一对象侧构件(未图示)。输出轴20的转矩向该另一对象侧构件传递。

齿轮装置3具有可在被固定到壳体4的内部的状态下以预定的减速比传递转矩的结构。如图1～2所示，本实施方式的齿轮装置3具备外筒11、齿轮架12、曲轴13、摆动齿轮14、多个内齿销15、正齿轮16以及输出轴20。

外筒11是大致圆筒状的构件，作为构成齿轮装置3的外表面的壳体发挥功能。在外筒11的内周面，沿着该外筒11的内周面等间隔地形成有沿着轴向A延伸的多个销槽11c(参照图2～3)。内齿销15的一部分分别与各销槽11c嵌合。内齿销15是圆柱状的较细的销，作为与由外齿轮构成的摆动齿轮14啮合的内齿发挥功能。内齿销15的轴向A的移动被与外筒11的内周面的槽嵌合的挡圈31限制。

由可固定于壳体4的内部的外筒11、和配置于该外筒11的内周面的内齿销15构成内齿轮。

如图2～5所示，外筒11在其外周面具有用于与在壳体4的内周面形成的凹花键部32花键结合的花键部21。花键部21配置于外筒11的外周面中的处于配置有内齿销15的位置的背侧的位置。

花键部21具有沿着轴向A延伸的多个突起22。多个突起22沿着外筒2的外周面的周向隔开间隔地配置。多个突起22以朝向外筒11的半径方向B呈放射状向该外筒11的外侧突出的方式等间隔地配置。

该花键部21的多个突起22插入到在凹花键部32的多个突起24之间形成的凹部33，该凹花键部32形成于对象侧的壳体4的第2部分4b的内周面，由此，构成花键结合部30。因而，花键结合部30以容许了外筒11的轴向A的移动的状态将该外筒11固定于壳体4，使得该外筒11无法相对于该壳体4相对旋转。

另外，外筒11在其外周面具有用于与壳体4抵接而使该壳体4的中心轴线与外筒11的中心轴线对准的抵接面23。图3～4所示的抵接面23配置于沿着轴向A与花键部21的突起22分开的位置，但本发明并不限定于此。

抵接面23是朝向外筒11的半径方向B的外侧的面，形成于外筒11的整个周向。抵接面23由与外筒11的中心轴线同心的圆环状的面构成。抵接面23相对于突起22、22之间的底面25稍微向外侧鼓起。

抵接面23与供外筒11固定的对象侧的壳体4的多个突起24的顶端侧的端面24a抵接而面接触。端面24a与壳体4的中心轴线是同心的，朝向壳体4的半径方向内侧。抵接面23和端面24a位于彼此相对的位置。

由此，外筒11以其中心轴线与该壳体4的中心轴线一致的状态(即这些中心轴线与旋转驱动装置1的中心轴线O一致的状态)固定于壳体4的内部。此时，在底面25与突起24之间形成有间隙g(参照图3)。

此外，在该旋转驱动装置1的结构中，壳体4侧的突起24以顶端侧的端面24a能够与抵接面23抵接的方式形成为沿着轴向A比外筒11侧的突起22长。不过，本发明并不限定于该结构。

在本实施方式中，齿轮装置3利用上述的抵接面23和轴承5A这两者进行对中(日文：芯出し)。

在本实施方式中，如图3所示，壳体4的第2部分4b的主体部4b1形成得比第1部分4a的筒状部4a3薄。因此，第1部分4a的筒状部4a3相对于第2部分4b的主体部4b1向壳体4的内侧突出。因此，外筒11中的朝向轴向A的两侧的端面11a、11b分别与壳体4的第1部分4a的筒状部4a3的端面4g和第2部分4b的主体部4b1的台阶部4f抵接。因而，外筒11被壳体4的这些第1部分4a和第2部分4b夹持，由此，外筒11的轴向A的移动受到限制。

如图1所示，齿轮架12以与外筒11配置于同轴上的状态收容于该外筒11内。齿轮架12可相对于外筒11绕相同的轴线相对旋转。在该齿轮架12上，输出轴20与该齿轮架12呈同轴状设置。本实施方式的输出轴20与齿轮架12的基部12a一体地形成。此外，本发明的齿轮装置并不限定输出轴20与齿轮架12一体地形成，也可以利用螺栓紧固等将分体构件的输出轴20与齿轮架12同轴状地固定。

本实施方式的齿轮架12具备基部12a和端板部12b。在基部12a与端板部12b之间形成有收纳进行摆动旋转的摆动齿轮14的收容空间12c。收容空间12c与通向齿轮架12的外部的贯通孔12d连通。

基部12a具有基板部12f和从该基板部12f朝向端板部12b沿着轴向A延伸的轴部12e。轴部12e被螺栓17紧固于端板部12b。基部12a和端板部12b是由铸铁等制造的。

曲轴13是旋转自由地支承于齿轮架12的旋转轴。曲轴13在中心轴线O的周围等间隔地配置有多个。在各曲轴13分别安装有正齿轮16。各正齿轮16分别与马达2的驱动轴2a顶端的齿轮部2b啮合。由此，各正齿轮16可将马达2的旋转驱动力向曲轴13传递。各曲轴13借助一对曲轴轴承18旋转自由地支承于齿轮架12。

曲轴13具有多个(本实施方式中，是两个)偏心部13a。该多个偏心部13a以沿着轴向排列在一对曲轴轴承18之间的位置的方式配置。各偏心部13a形成为分别以预定的偏心量相对于曲轴13的轴心偏心的圆柱状。并且，各偏心部13a以彼此具有预定角度的相位差的方式形成于曲轴13。

摆动齿轮14具有可与内齿销15啮合的外齿14a，是利用曲轴13旋转一边摆动一边旋转的外齿轮。摆动齿轮14以与曲轴13的偏心部13a的旋转联动地一边摆动一边旋转的方式支承于齿轮架12。在本实施方式中，两个摆动齿轮14设置于齿轮架12。两个摆动齿轮14分别借助滚子轴承19安装于曲轴13的各偏心部13a。摆动齿轮14形成得比外筒11的内径稍小，在曲轴13旋转时与偏心部13a的偏心旋转联动地一边与外筒11内表面的内齿销15啮合一边进行摆动旋转。

如图1～2所示，各摆动齿轮14具有可与内齿销15啮合的外齿14a、中央部贯通孔14b、多个偏心部贯穿孔14c、以及多个轴部贯穿孔14d。摆动齿轮14的齿数(外齿14a的数量)比内齿销15的数量少些许。

偏心部贯穿孔14c在摆动齿轮14中沿着周向等间隔地设置于中央部贯通孔14b的周围。在各偏心部贯穿孔14c，以夹装有滚子轴承19的状态分别贯穿有各曲轴13的偏心部13a。

轴部贯穿孔14d在摆动齿轮14中沿着周向等间隔地设置于中央部贯通孔14b的周围。各轴部贯穿孔14d在周向上分别配设于偏心部贯穿孔14c间的位置。齿轮架12的各轴部12e以具有游隙的状态贯穿于各轴部贯穿孔14d。

具备图1～2所示的齿轮装置3的旋转驱动装置1进行以下那样的动作。首先，当各正齿轮16受到来自马达2的驱动轴2a的顶端的齿轮部2b的旋转驱动力时，各曲轴13绕轴线旋转。此时，随着各曲轴13的旋转，该曲轴13的偏心部13a进行偏心旋转。由此，摆动齿轮14与偏心部13a的偏心旋转联动地一边与外筒11的内表面的内齿销15啮合一边进行摆动旋转。摆动齿轮14的摆动旋转经由各曲轴13向齿轮架12传递。在本实施方式中，外筒11与壳体4花键结合而以无法旋转的方式固定，因此，齿轮架12和与该齿轮架12一体形成的输出轴20能以从所输入的旋转减速后的转速相对于外筒11和壳体4相对旋转。输出轴20将转矩向旋转驱动装置1的外部的构件传递。

在如上述那样构成的本实施方式的齿轮装置3中，构成内齿轮的外筒11具有在其外周面设置有沿着该外筒11的轴向延伸的多个突起的花键部21。因此，在将外筒11固定于壳体4的内部时，将外筒11沿着该轴向A插入壳体4的内部。由此，外筒11的花键部21与在壳体4的内周面形成的凹花键部32花键结合，因此，可将外筒11与壳体4容易地连结。其结果，可使具备齿轮装置3的装置的组装操作性提高。

另外，在本实施方式中，外筒11与壳体4被花键结合，并且外筒11被壳体4的第1部分4a和第2部分4b夹持，由此，外筒11的轴向A的移动受到限制。因而，也可使固定外筒11的作业的工时减少。

在本实施方式的齿轮装置3中，花键部21配置于外筒11的外周面中的处于配置有内齿销15的位置的背侧的位置。在该结构中，花键部21在外筒11的外周面中的处于内齿销15的背侧的位置与壳体4连结。因此，外筒11即使受到借助内齿销15从摆动齿轮14传递来的旋转负荷(扭矩)，也可利用外筒11和借助花键部21结合的壳体4一起承受该旋转负荷。由此，外筒11变形的风险降低。

在本实施方式的齿轮装置3中，外筒11具有环状的抵接面23，该环状的抵接面23朝向该外筒11的半径方向B的外侧，且与壳体4的相对的面(即、突起24的顶端侧的端面24a)抵接。由此，外筒11和壳体4以在外筒11的整个周向上将外筒11的抵接面23与壳体4的相对的面面接触的状态结合、所谓的套筒(日文：インロー)结合。由此，可使外筒11的中心轴线和壳体4的中心轴线彼此容易地且准确地对位。其结果，如上所述，即使是使外筒11与壳体4的内部花键结合的构造，也使外筒11的中心轴线与壳体4的中心轴线准确地对准。

特别是，如上述实施方式的齿轮装置3那样，在外筒11是固定侧的结构、换言之、外筒11固定于静止的壳体4的结构中，通过外筒11的抵接面23与壳体4的突起24的顶端侧的端面24a抵接，与外筒旋转的齿轮装置的结构成相比较，可容易地使外筒11的中心轴线和壳体4的中心轴线以较高的精度对准。

在上述实施方式的齿轮装置3中，抵接面23配置于沿着外筒11的轴向A与花键部21分开的位置。因此，花键部21可在与抵接面23分开的位置与对象侧的壳体4的凹花键部32容易地花键结合。

上述实施方式的齿轮装置3具备：作为旋转轴的具有偏心部13a的曲轴13；作为内齿轮的与曲轴13的偏心部13a的旋转联动地摆动的摆动齿轮14。由此，齿轮装置3构成偏心摆动型齿轮装置3，可在一对对象侧构件间以较大的减速比传递转矩。而且，在外筒11的朝向半径方向B的外侧的抵接面23与壳体4抵接而面接触的状态下，外筒11与壳体4结合(所谓的套筒结合)，因此，即使摆动齿轮14进行摆动旋转，也可避免(抑制)外筒11相对于壳体4的中心轴线偏离。

在上述实施方式的齿轮装置3中，输出轴20与齿轮架12设置成同轴状，沿着外筒11的轴向A延伸。并且，在将齿轮装置3安装到固定有轴承5A、5B的壳体4的情况下，将呈同轴状设置于齿轮架12的输出轴20插入壳体4侧的轴承5A、5B，使齿轮架12与壳体4的中心轴线对准，与此同时，将齿轮装置3的外筒11与壳体4的内部花键结合。由此，仅凭一作业，就能够使外筒11和齿轮架12分别对准壳体4的中心轴线，可容易地进行齿轮装置3的组装。

另外，在具备齿轮装置3的旋转驱动装置1的结构中，在齿轮装置3的外筒11所连结的壳体4固定有轴承5A、5B。因此，齿轮装置3即使不具有轴承，壳体4侧的轴承5A、5B也可将与齿轮架12一体地形成的输出轴20支承成旋转自由。由此，以壳体4为基准，可使齿轮装置3的外筒11的中心轴线与齿轮架12的中心轴线容易地且准确地对准。

此外，上述实施方式的图3～5所示的外筒11的抵接面23与对象侧的壳体4的突起24的顶端侧的端面24a抵接，但本发明并不限定于此。只要抵接面23是朝向外筒11的半径方向B的外侧、且与对象侧构件的相对的面抵接的面即可。因而，作为本发明的另一实施方式，如图6～7所示，抵接面23也可以与设置于沿着轴向A与对象侧的壳体4的突起24分开的位置的相对面26抵接。在该图6～7所示的结构中，也可利用使外筒11的抵接面23与壳体4的相对面26抵接的、所谓的套筒结合使外筒11的中心轴线与壳体4的中心轴线容易地且准确地对准。在图6～7的变形例中，抵接面23也配置于沿着外筒11的轴向与花键部21分开的位置，因此，花键部21可在与抵接面23分开的位置与对象侧的壳体4的凹花键部32容易地花键结合。

而且，作为本发明的又一实施方式，如图8～10所示，花键部21的突起22的外表面也可以构成为抵接面23。在该结构中，形成于突起22的顶端的抵接面23与壳体4的突起24之间的形成齿底的齿底面27抵接。在该结构中，抵接面23形成于花键部21的突起22的顶端，因此，可容易地加工该抵接面23。此外，在该图8～10所示的结构的齿轮装置中，外筒11只要利用热压配合等压入壳体4内部即可。在该图8～10所示的结构，外筒11和壳体4可利用使外筒11的抵接面23以与壳体4的齿底面27抵接而面接触的状态结合的、所谓的套筒结合使外筒11的中心轴线与壳体4的中心轴线容易地且准确地对准。

在上述实施方式中，作为本发明的齿轮装置3，列举偏心摆动型齿轮装置3、即、旋转轴是曲轴13、内齿轮是与曲轴13的旋转联动地摆动的摆动齿轮14的齿轮装置3为例进行了说明，但本发明并不限定于此。在本发明中，只要是具备内齿轮、旋转轴和外齿轮的齿轮装置，就也可以是各种形态的齿轮装置。例如，本发明的齿轮装置也可以是具备行星齿轮装置、即、具备行星齿轮作为外齿轮、且与连结于旋转轴的太阳齿轮啮合的结构的齿轮装置。

此外，上述的具体的实施方式主要包括具有以下的结构的发明。

上述的实施方式的齿轮装置是要固定于对象侧构件的内部的齿轮装置，其特征在于，该齿轮装置具备：内齿轮，其具有能够固定于所述对象侧构件的内部的外筒和配置于该外筒的内周面的内齿；旋转轴；外齿轮，其具有能够与所述内齿啮合的外齿，其通过所述旋转轴旋转而旋转，所述外筒在外周面具有能够与在所述对象侧构件的内周面形成的凹花键部连结的花键部。

在该结构中，构成内齿轮的外筒在其外周面具有花键部。因此，在将外筒固定于对象侧构件的内部时，通过将外筒沿着其轴向插入对象侧构件的内部，外筒的花键部与在对象侧构件的内周面形成的凹花键部花键结合。由此，可将外筒与对象侧构件容易地连结。其结果，可使具备齿轮装置的装置的组装操作性提高。

优选的是，所述花键部配置于所述外筒的外周面中的处于配置有所述内齿的位置的背侧的位置。

在该结构中，花键部在外筒的外周面中的处于内齿的背侧的位置与对象侧构件连结。因此，外筒即使受到借助内齿从外齿轮传递来的旋转负荷(扭矩)，也可利用外筒和借助花键部结合的对象侧构件一起承受该旋转负荷。由此，外筒变形的风险降低。

优选的是，所述外筒具有朝向该外筒的半径方向外侧、且要与所述对象侧构件的相对的面抵接的抵接面。

在该结构中，外筒和对象侧构件以外筒的朝向半径方向外侧的抵接面与对象侧构件的相对的面抵接而面接触了的状态结合。进行所谓的套筒结合。由此，可使外筒的中心轴线和对象侧构件的中心轴线彼此容易地且准确地对位。

优选的是，所述抵接面配置于沿着所述外筒的轴向与所述花键部分开的位置。

在该结构中，花键部可在与抵接面分开的位置与对象侧构件的凹花键部容易地花键结合。

优选的是，所述花键部具有沿着所述外筒的外周面的周向隔开间隔地配置的多个突起，所述抵接面由所述突起的外表面构成。

在该结构中，抵接面形成于花键部的突起的外表面，因此，可容易地加工该抵接面。

优选的是，所述旋转轴是具有偏心部的曲轴，所述外齿轮是与所述曲轴的偏心部的旋转联动地一边摆动一边旋转的摆动齿轮。

在该结构中，齿轮装置构成偏心摆动型齿轮装置，可在一对对象侧构件之间以较大的减速比传递转矩。

优选的是，还具备：齿轮架，其旋转自由地收纳于所述外筒的内部；输出轴，其以同轴状设置于所述齿轮架，沿着所述外筒的所述轴向延伸。

在该结构中，在将齿轮装置安装于具备轴承的对象侧构件的情况下，将呈同轴状设置于齿轮架的输出轴插入对象侧构件的轴承，使齿轮架与对象侧构件的中心轴线对准，与此同时，将齿轮装置的外筒与壳体的内部花键结合。由此，仅凭一作业，能够使外筒和齿轮架分别与对象侧构件的中心轴线对准，可容易地进行齿轮装置的组装。外齿轮以旋转自由地支承于齿轮架的状态一边与内齿轮啮合一边旋转。由此，齿轮架与外齿轮的旋转联动地旋转。

Claims (4)

1.一种齿轮装置，其是要固定于对象侧构件的内部的齿轮装置，其特征在于，

该齿轮装置具备：

内齿轮，其具有能够固定于所述对象侧构件的内部的外筒和配置于该外筒的内周面的内齿；

具有偏心部的曲轴；

外齿轮，其具有能够与所述内齿啮合的外齿，其安装于所述偏心部并且与所述曲轴的所述偏心部的旋转联动地摆动旋转，

所述外筒在外周面具有能够与在所述对象侧构件的内周面形成的凹花键部连结的花键部，并且，所述外筒具有朝向所述外筒的半径方向外侧、且与所述对象侧构件抵接而使该对象侧构件的中心轴线与所述外筒的中心轴线对准的抵接面，

所述花键部具有沿着所述外筒的外周面的周向隔开间隔地配置的多个突起，

所述抵接面配置于沿着所述外筒的轴向与所述花键部分开的位置，

构成所述凹花键部的突起以能够与所述抵接面抵接的方式形成为沿着轴向比所述花键部的所述突起长。

2.根据权利要求1所述的齿轮装置，其中，

所述花键部配置于所述外筒的外周面中的处于配置有所述内齿的位置的背侧的位置。

3.根据权利要求1所述的齿轮装置，其中，

所述抵接面由所述突起的外表面构成。

4.根据权利要求1或2所述的齿轮装置，其中，

该齿轮装置还具备：

齿轮架，其旋转自由地收纳于所述外筒的内部；

输出轴，其以同轴状设置于所述齿轮架，沿着所述外筒的轴向延伸。

Images