专利名称：摆动内啮合型行星齿轮装置及其制造方法
技术领域：
本申请主张基于2010年9月6日申请的日本专利申请第2010-199190号的优先权。其申请的所有内容通过参照援用于该说明书中。本发明尤其涉及一种具备多个曲轴的摆动内啮合型行星齿轮装置及其制造方法。
背景技术：
专利文献1中公开有摆动内啮合型行星齿轮装置。图4是该摆动内啮合型行星齿轮装置的整体概要图，图5是沿图4的箭头V-V线的截面图。在该行星齿轮装置10中，组装于输入轴12的分配齿轮14同时与3根曲轴16A 16C上的3个曲轴齿轮18A 18C(只图示18A)啮合。各曲轴16A 16C上分别一体形成有偏心体20、22。各偏心体20、22的外周嵌合有外齿轮对、26。外齿轮M、26内啮合于与外壳观成一体化的内齿轮30。各曲轴16A 16C支承于相互连结的第1、第2法兰32、34。该行星齿轮装置10中，若输入轴12旋转，则3根曲轴16A 16C通过分配齿轮14及3个曲轴齿轮18A 18C以相同的速度向相同方向旋转。由此，嵌合于各曲轴16A 16C的外齿轮24 J6摆动旋转的同时内啮合于内齿轮30。外齿轮M、26的齿数少于内齿轮30的齿数，所以若外齿轮M、26摆动的同时内啮合于内齿轮30，则在各外齿轮MJ6与内齿轮30之间产生缓慢的相对旋转。公开的例子中，从第1、第2法兰32、34取出该相对旋转作为减速输出。该专利文献1所涉及的行星齿轮装置10中，通过一对轴承B1、B2支承输入轴12。该一对轴承B1、B2中一方的轴承Bl由圆柱滚子轴承36构成，另一方的轴承B2由承受推力荷载的(一组)第1、第2圆锥滚子轴承40、42构成。专利文献1中，通过该构成抑制支承输入轴12的部件的径向尺寸的扩大，同时谋求该输入轴12的轴径的扩大。专利文献1 日本特开2009-287631号公报(图1、
段、摘要)上述专利文献1中公开的摆动内啮合型行星齿轮装置10的分配齿轮14的一部分朝向输入轴12的端部上翘，该分配齿轮14的齿顶圆的大小大于圆柱滚子轴承36的滚子36A的转走面，所以只能从图4的右侧朝向左侧插入并组装输入轴12。但是，另一方面，支承输入轴12的另一侧端的轴承B2的第1圆锥滚子轴承40其滚子40A的最外周大于圆柱滚子轴承36的滚子36A的转走面，所以(从图4的右侧朝向左侧)插入该输入轴12时，无法成为将该第1圆锥滚子轴承40的内圈40B及滚子40A安装于输入轴12的状态。因此，第1圆锥滚子轴承40组装只安装有内圈40B的输入轴12之后，必须从图3的左侧将滚子40A 1个1个地组装于该内圈40B中。并且，对轴承B2的第2圆锥滚子轴承42，插入输入轴12时，也无法成为已经将该第2圆锥滚子轴承42的内圈42B或滚子42A安装于输入轴12的状态，所以，结果对第1、第2圆锥滚子轴承40、42中任一个(在已经组装完毕的内圈40B、42B)逐个安装滚子40A、42A，因此输入轴12的装配需要很多的时间和劳力。
发明内容
本发明是为了解决这样的以往问题而完成的，其课题在于，提供一种轻松地装配输入轴、尤其能够简单地装配支承该输入轴的轴承的摆动内啮合型行星齿轮装置及其制造方法。本发明通过如下结构解决上述课题一种摆动内啮合型行星齿轮装置，具备输入轴、设置于该输入轴的分配齿轮、与该分配齿轮啮合的曲轴齿轮以及组装有该曲轴齿轮的曲轴，其中，具备支承所述输入轴的一对轴承，该一对轴承中一方的轴承为滚针轴承，另一方的轴承为也可以承受施加于所述输入轴的推力荷载的推力轴承，所述滚针轴承的内圈的外径大于所述分配齿轮的齿顶圆且小于所述推力轴承的外圈的最内径。另外，本发明的滚针轴承的概念中还包括滚子轴承的概念。在本发明中，支承输入轴的一对轴承中，一方的轴承被设为(包括滚子轴承这一概念的)滚针轴承，另一方的轴承也被设为承受施加于输入轴的推力荷载的推力轴承。由此，能够一边维持作为支承输入轴的轴承所需的基本的支承能力一边较小地抑制行星齿轮装置整体的半径方向尺寸。在此基础上，本发明中，滚针轴承的内圈的外径形成为大于分配齿轮的齿顶圆，且形成为小于推力轴承的外圈的最内径。本发明中，从与以往相反的方向即从推力轴承的一侧向滚针轴承的一侧组装输入轴。此时，滚针轴承的内圈的外径大于分配齿轮的齿顶圆的外径，所以以将滚针轴承的外圈及滚针(滚动体)组装于行星齿轮装置的主体侧的状态，可通过该滚针轴承的外圈及滚针的内侧组装(安装完毕或已一体形成完毕分配齿轮及滚针轴承的内圈的)输入轴。并且，滚针轴承的内圈的外径形成为小于推力轴承的外圈的最内径，所以能够直接以在行星齿轮装置的主体侧安装推力轴承的外圈的状态，(使滚针轴承的内圈通过该推力轴承的外圈的内侧的同时)从推力轴承的一侧组装输入轴。其结果，能够扩大推力轴承种类的选择或其装配的选择，并且均可以容易进行滚针轴承及推力轴承装配的工作。发明效果根据本发明，可得到轻松地装配输入轴、尤其能够简单地装配支承该输入轴的轴承的摆动内啮合型行星齿轮装置或其制造方法。
图1是本发明的实施方式的一例所涉及的摆动内啮合型行星齿轮装置的整体概要图。图2是图1的主要部分放大截面图。图3是表示装配输入轴时的装配工序的主要部分放大截面图。图4是以往的摆动内啮合型行星齿轮装置的整体概要图。图5是沿图4的箭头V-V线的截面图。图中50-行星齿轮装置，52-输入轴，54-分配齿轮，56A 56C-偏心体轴齿轮(曲轴齿轮)，58A 58C-偏心体轴(曲轴)，70、71_外齿轮，72-内齿轮，84-滚针轴承，84A-滚针(滚动体)，84B-内圈，84C-外圈，86、87_第1、第2角接触球轴承(推力轴承)，86A、87A-球(滚动体)，86B、87B-内圈，86C、87C_ 外圈。
具体实施例方式以下，根据附图详细说明本发明的实施方式的一例。图1表示本发明的实施方式的一例所涉及的摆动内啮合型行星齿轮装置。图2是其主要部分放大截面图。该行星齿轮装置50组装于机械手(省略图示)的关节。另外，与图4所示的以往例子相同，在行星齿轮装置50的输入轴52的端部通过花键53组装锥齿轮(省略图示)。对该锥齿轮输入正转、反转的旋转，从而在输入轴52产生基于锥齿轮啮合的双向的推力。行星齿轮装置50具备该输入轴52、设置于该输入轴52的分配齿轮54、与该分配齿轮M同时啮合的多个(该例子中为3个)偏心体轴齿轮(曲轴齿轮)56A 56C、及组装有各偏心体轴齿轮56A 56C的多个(该例子中为3根)偏心体轴(曲轴)58A 58C。另外，未图示偏心体轴齿轮56B、56C和偏心体轴58B、58C。各偏心体轴齿轮56A 56C通过花键60向圆周方向一体化于各偏心体轴58A 58C，并且通过制动环62、63向轴向一体化。在各偏心体轴58A 58C分别一体形成有偏心体64、65。在偏心体64、65的外周配置多个滚子66、67，在该多个滚子66、67的外周嵌合有外齿轮70、71。外齿轮70、71内啮合于内齿轮72，齿数仅稍微少于内齿轮72(该实施方式中仅为“1”个)。内齿轮72的内齿72A由销构成，主体72B与外壳74成一体化。各偏心体轴58A 58C通过圆锥滚子轴承76、77支承于第1、第2法兰78、79。第1法兰78和第2法兰79通过从该第2法兰79 —体突出的轮架体79A及螺栓80而被一体化。被一体化的第1、第2法兰78、79分别通过第1、第2角接触球轴承82、83支承于所述外壳74。主要参考图2，输入轴52由一对轴承B3、B4支承。该实施方式中，一对轴承B3、B4中负载相反侧(分配齿轮讨侧)的轴承B3为滚针轴承84，负载侧(分配齿轮M相反侧)的轴承B4为第1、第2角接触球轴承(推力轴承)86、87。构成负载相反侧的轴承B3的滚针轴承84主要由滚针(滚动体)84A、内圈84B、外圈84C及保持器84D构成。内圈84B与输入轴52分开构成，以(预先)压入或热压配合的方式装配于输入轴52。滚针84A由保持器84D保持。外圈84C具有用于固定保持器84D的爪部84C1、84C2，压入于所述第1法兰(行星齿轮装置50的主体侧)78。在滚针轴承84的内圈84B的内侧伸入有所述分配齿轮M的一部分。所述滚针轴承84的内圈84B的外径dl大于所述分配齿轮M的齿顶圆d2 (dl >d2)。并且，该内圈84B的外径(滚针84A的内切圆直径)dl小于第1、第2角接触球轴承86,87 的后述的外圈 86C、87C 的最内径 D1、D2(D2 = Dl) (dl < Dl = D2)。另外，滚针轴承84的内圈84B也可以为输入轴52兼用的结构。此时，滚针轴承的内圈的外径与输入轴52的构成转走面的部分的外径相同。另一方面，支承输入轴52的一对轴承B3、B4中，负载侧的轴承B4被设为还承受施加于输入轴52的推力荷载的第1、第2角接触球轴承(推力轴承)86、87。该第1、第2角接触球轴承86、87的轴承本身的结构完全相同，但是以承受推力荷载的方向互相相反的方式面对面双联组装。
第1、第2角接触球轴承86、87分别主要由球(滚动体)86A、87A、内圈86B、87B及外圈86C、87C构成。第1、第2角接触球轴承86、87的外圈86C、87C通过由嵌入于第2法兰79的槽79A、79B的制动环88、89夹住每个垫片91来固定于第2法兰(行星齿轮装置50的主体侧)79。并且，第1、第2角接触球轴承86、87的内圈86B、87B通过由输入轴52的阶梯部52A及嵌入于穿设在输入轴52的槽52B的制动环90夹住每个垫片92来固定于该输入轴52。通过选择所插入的垫片91、92的轴向宽度，能够调整第1、第2角接触球轴承86、87的预压。如前所述，该第1、第2角接触球轴承86、87的外圈86C、87C的最内径D1、D2(D2 =Dl)大于滚针轴承84的内圈84B的外径dl (D1 = D2 > dl)。接着，说明该行星齿轮装置50的作用，兼作该行星齿轮装置50的制造方法，尤其包括输入轴52的组装所涉及的制造方法的说明。一并参考图3，以如下工序组装输入轴52。首先，通过制动环62、63在(已被组装的)偏心体轴58A 58C固定偏心体轴齿轮56A ( 56C)。并且，如图3 (A)所示，在第1法兰(行星齿轮装置50的主体侧)78压入滚针轴承84的外圈84C，在该外圈84C的爪部84C1、84C2之间组装以保持器84D保持的滚针84A (第1工序)。接着，在第2法兰(行星齿轮装置50的主体侧)79上组装(轴向内侧的)第1角接触球轴承86的外圈86C直至与制动环88抵接(第2工序)。另外，该实施方式中，负载相反侧的轴承(推力轴承)B4由以承受推力荷载的方向互相相反的方式组装的1组第1、第2角接触球轴承86、87构成，所以，在该第2工序中仅组装(轴向内侧的)第1角接触球轴承86的外圈86C。之后(或者与第1、第2工序并行)，在事先切齿形成分配齿轮M的输入轴52上除了装配轴向内侧的第1角接触球轴承86的内圈86B及球86A之外，还一同装配轴向外侧的第2角接触球轴承87的内圈87B及球87A(第3工序 第5工序)。另外，第1、第2角接触球轴承86、87的内圈86B、87B在输入轴52的阶梯部52A与嵌入于输入轴52的槽52B的制动环90之间与垫片92 —同被夹住而固定于输入轴52。由于能够预先安装于组装第1、第2角接触球轴承86、87的球86A、87A之前的内圈86B、87B上，所以与在组装之后的内圈上进行组装时相比，能够特别容易地将球86A、87A安装于内圈86B、87B。另外，第1 第5工序即使改变它们的工序也无大碍。因此，以什么样的顺序进行第1 第5工序也当作包含于本发明。之后，从第1、第2角接触球轴承86、87侧朝向滚针轴承84侧组装安装有分配齿轮M及第1、第2角接触球轴承86、87的内圈86B、87B及球86A、87A的输入轴52 (第6工序)。如图3㈧ (B)所示，滚针轴承84的内圈84B的外径dl形成为小于第1、第2角接触球轴承86、87的外圈86C、87C的最内径的尺寸D1、D2，所以输入轴52能够以安装滚针轴承84的内圈84B的状态直接穿过第1、第2角接触球轴承86、87的外圈86C、87C的内侧。并且，滚针轴承84的内圈84B的外径dl形成为大于分配齿轮M的齿顶圆d2，所以，如图3 (B) (C)所示，(形成于输入轴52上的)分配齿轮M能够直接穿过滚针轴承84的滚针84A的内侧。之后，将(位于轴向外侧)第2角接触球轴承87的外圈87C装配于第2法兰(行星齿轮装置50的主体侧)79，一边用垫片91调整预压一边将制动环89嵌入于第2法兰79的槽79B来结束输入轴52的组装。另外，对如此制造的摆动内啮合型行星齿轮装置50的减速作用简单地进行说明。若输入轴52旋转，则3根偏心体轴58A 58C通过分配齿轮M及3个偏心体轴齿轮56A 56C以相同的速度向相同的方向旋转。由此，嵌合于各偏心体轴58A 58C上的外齿轮70、71摆动旋转的同时内啮合于内齿轮72。外齿轮70、71的齿数仅稍微少于内齿轮72的齿数，所以若外齿轮70、71摆动的同时内啮合于内齿轮72，则在各外齿轮70、71与内齿轮72之间产生缓慢的相对旋转。在此，固定内齿轮72 (及外壳74)时，偏心体轴58A 58C与外齿轮70、71的自转成分同步而绕着行星齿轮装置50的轴心01公转。由此，能够从伴随此公转的第1、第2法兰78、79取出减速输出。相反，如果外齿轮70、71的自转(偏心体轴58A 58C的公转)被限制时，内齿轮72侧旋转，所以能够从与该内齿轮72成一体化的外壳74取出所谓的框
旋转输出。另外，上述实施方式中，在输入轴52上直接切齿形成分配齿轮54，且设置为分配齿轮M的一部分伸入滚针轴承84的内圈84B的内侧来谋求零件件数的削减和轴向的短缩，但是本发明中的分配齿轮未必一定要直接切齿形成于输入轴，也可将另外制造的分配齿轮装配于输入轴。另外，该工序相当于第3工序，但是由于如前所述第1 第5工序其前后顺序没有限制，所以事实上，可在第1 第5工序的任一工序中进行该工序。本发明中的分配齿轮被设定为其齿顶圆小于滚针轴承的内圈的外径，所以，即使是与输入轴独立的分配齿轮，也能够以将该分配齿轮组装于输入轴的状态直接与上述相同地(从推力轴承侧)组装输入轴。此外，上述实施方式中，采用以承受推力荷载的方向互相相反的方式面对面双联组装的一组第1、第2角接触球轴承86、87作为推力轴承。但是，本发明所涉及的推力轴承未必一定限定于这种结构的推力轴承。例如，可以为以同样的形态组装的一组圆锥滚子轴承，甚至还可以为例如在限定使用于旋转方向已被确定而推力荷载也只从一侧施加的用途中时，只配置1个仅能够承受该方向的推力荷载的推力轴承(例如为相当于上述实施方式中的第1角接触球轴承86的推力轴承)的结构。并且，还可以是像交叉滚子、自动调心滚子轴承或自动调心球轴承那样的、可用单体承受双向的推力荷载之类的轴承。这种仅组装“ 1个”可用单体承受双向的推力荷载那种轴承时，或者背对背双联组装一组推力轴承时，本发明中(不同于以往的专利文献1的结构)也能够从角接触轴承的一侧向滚针轴承的一侧组装输入轴，所以能够预先通过压入或热压配合等将(内外圈中组装有滚动体的)角接触轴承(原封不动)安装于进行插入的输入轴的“后端”(另外，以热压配合方式安装时，在进行冷却之后插入输入轴)。顺便说一下，即使是通常的球轴承或深槽球轴承，也可通过在轴向上适当地限制外圈及内圈来承受若干推力荷载。在本发明中，这些轴承并非不能还作为本发明中的推力轴承来活用。但是，例如若考虑本发明所涉及的摆动内啮合型行星齿轮装置多用于例如像机械手的关节驱动那样有时被施加较强的推力荷载的用途中的情况，则更优选像可进一步可靠地承受推力荷载那样的(如上所述的)轴承。另外，在上述实施方式中，示出了在所有多个曲轴上设置曲轴齿轮、各曲轴通过分配齿轮同时被驱动的摆动内啮合型行星齿轮装置，但是，在本发明中未必所有曲轴都要具有曲轴齿轮。例如，也可以为如下结构仅在多个曲轴中的1根上设置曲轴齿轮(只有1根曲轴通过分配齿轮驱动)，其它曲轴并没有通过分配齿轮驱动，而是伴随外齿轮的动作从动。
权利要求
1.一种摆动内啮合型行星齿轮装置，具备输入轴、设置于该输入轴的分配齿轮、与该分配齿轮啮合的曲轴齿轮、及组装有该曲轴齿轮的曲轴，其特征在于，具备支承所述输入轴的一对轴承，该一对轴承中一方的轴承为滚针轴承，另一方的轴承为也可以承受施加于所述输入轴的推力荷载的推力轴承，所述滚针轴承的内圈的外径大于所述分配齿轮的齿顶圆，并且小于所述推力轴承的外圈的最内径。
2.如权利要求1所述的摆动内啮合型行星齿轮装置，其特征在于，所述滚针轴承的内圈与所述输入轴分开构成，所述分配齿轮的一部分伸入该滚针轴承的内圈的内侧。
3.如权利要求1或2所述的摆动内啮合型行星齿轮装置，其特征在于，所述推力轴承由1组角接触轴承构成，所述角接触轴承以承受所述推力荷载的方向互相相反的方式面对面双联组装。
4.一种摆动内啮合型行星齿轮装置的制造方法，该摆动内啮合型行星齿轮装置具备输入轴、设置于该输入轴的分配齿轮、与该分配齿轮啮合的曲轴齿轮、及组装有该曲轴齿轮的曲轴，其特征在于，包含第1工序，在所述行星齿轮装置的主体侧组装支承所述输入轴的一端侧的滚针轴承的外圈及滚针；第2工序，在所述行星齿轮装置的主体侧组装支承所述输入轴的另一端侧的推力轴承的外圈；第3工序，在所述输入轴组装或一体形成所述分配齿轮；第4工序，在所述输入轴组装或一体形成所述推力轴承的内圈；第5工序，在所述输入轴组装所述推力轴承的滚动体；及第6工序，从该推力轴承的一侧向所述滚针轴承的一侧组装输入轴，所述输入轴形成或一体化所述分配齿轮和推力轴承的内圈及滚动体。
5.如权利要求4所述的摆动内啮合型行星齿轮装置的制造方法，其特征在于，在所述第3工序中，通过将所述分配齿轮切齿形成于所述输入轴来一体化于该输入轴ο
6.如权利要求4或5所述的摆动内啮合型行星齿轮装置的制造方法，其特征在于，所述推力轴承为面对面双联配置承受所述推力荷载的方向不同的1组角接触轴承的轴承，在所述第2工序中，将该一组角接触轴承中位于轴向内侧的角接触轴承的外圈安装于行星齿轮装置的主体侧，在所述第3 第5工序中，除了所述分配齿轮及位于该轴向内侧的角接触轴承的内圈及滚动体之外，位于轴向外侧的角接触轴承的内圈及滚动体也组装于或一体形成于所述输入轴，在所述第6工序之后，将位于轴向外侧的所述推力轴承的外圈装配于所述行星齿轮装置的主体侧。
全文摘要
本发明提供一种摆动内啮合型行星齿轮装置，其轻松地装配输入轴，尤其能够简单地装配支承该输入轴的轴承。本发明的摆动内啮合型行星齿轮装置(50)，其具备输入轴(52)；分配齿轮(54)，设置于该输入轴(52)；偏心体轴齿轮(曲轴齿轮)(56A～56C)，与该分配齿轮(54)啮合；及偏心体轴(曲轴)(58A～58C)，组装有该偏心体轴齿轮(56A～56C)，其中，支承输入轴(52)的一对轴承(B3、B4)中一方的轴承(B3)为滚针轴承(84)，另一方的轴承(B4)为也可以承受施加于所述输入轴的推力荷载的第1、第2角接触球轴承(86、87)，滚针轴承(84)的内圈(84B)的外径d1大于分配齿轮(54)的齿顶圆d2且小于第1、第2角接触球轴承(86、87)的外圈(86C、87C)的最内径D1、D2(D2＝D1)。
文档编号F16H57/021GK102384221SQ20111023321
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月15日 优先权日2010年9月6日
发明者志津庆刚, 石川哲三, 芳贺卓 申请人:住友重机械工业株式会社