TWI404872B - Planetary reducer - Google Patents

Description

行星減速機

本發明關於一種行星減速機。

於專利文獻1所示之行星減速機中，內齒輪與外殼成為分體結構。故，可想到如下：於專利文獻1所示之行星減速機中，即使該外殼於主軸承與對象機械之間具有小於可旋轉地支承輪架體之該主軸承之外圈外徑的內徑部份亦可不使與對象機械之連結形態變更而使行星減速機大容量化。在此，於專利文獻1中，沿軸向壓入頂銷而於外殼固定內齒輪。

專利文獻1：WO99/25992號公報

然而，於專利文獻1所示之結構中，於輪架體之半徑方向上比壓入頂銷之位置更靠內側配置主軸承。亦即，於專利文獻1所示之行星減速機中，為確保壓入頂銷之空間，必須縮小支承主軸承的外殼部份之內徑。為此，必須使主軸承之直徑縮小，故導致主軸承之容量變小，輸出轉矩或力矩剛性亦變小。又，加大主軸承之直徑時，導致行星減速機本身大型化。

故，本發明係為解決前述問題點而完成者，其課題在於，提供一種行星減速機，該行星減速機即使外殼於主軸承與對象機械之間具有小於可旋轉地支承輪架體之該主軸承之外圈外徑的內徑部份亦可不使減速機本身大型化而設置大直徑之主軸承。

本發明係藉由如下解決前述課題者：一種行星減速機，具備行星齒輪、該行星齒輪所內接嚙合之內齒輪、與前述行星齒輪之公轉成份或自轉成份同步之輪架體、可旋轉地支承該輪架體之主軸承、於該主軸承與對象機械之間具有小於該主軸承之外圈外徑的內徑部份之外殼，其中，前述外殼於對象機械側和對象機械相反側分體形成，於軸向上比前述內齒輪更靠前述對象機械側配置前述主軸承，於前述對象機械相反側之外殼包含其齒形部而一體形成前述內齒輪，並且前述對象機械側之外殼和前述對象機械相反側之外殼相連結。

本發明將外殼於對象機械側和對象機械相反側分割成分體，於對象機械相反側之外殼包含齒形部而一體形成內齒輪。故，即使對象機械側之外殼於主軸承與對象機械之間具有小於該主軸承的外圈外徑之內徑部份，亦可將該主軸承(從對象機械相反側)組裝於對象機械側之外殼。

又，設為將外殼於對象機械側和對象機械相反側分割成分體，於對象機械相反側之外殼包含齒形部而一體形成內齒輪，進而連結對象機械側之外殼和對象機械相反側之外殼的結構，故可不使行星減速機本身大型化而配置大直徑之主軸承。藉此，可加大主軸承之容量，結果可使輸出轉矩或力矩剛性提高。

亦即，如先前技術般，將內齒輪與外殼設為分體結構時，或即便將內齒輪與外殼設為一體結構，當將內齒輪與其齒形部設為分體結構時，為將內齒輪或齒形部固定於外殼，亦必須縮小沿軸向與外殼之內齒輪或齒形部鄰接之部份，亦即支承外殼之主軸承的部份之內徑，結果存在或縮小主軸承之直徑，或若不縮小主軸承之直徑，則減速機本身被大型化之問題。

與此相反，本發明藉由具有上述結構，無需縮小沿軸向與外殼之內齒輪鄰接的部份之內徑，故可不使減速機本身大型化而配置大直徑之主軸承。其結果，可加大主軸承之容量並能使輸出轉矩及力矩剛性提高。

根據本發明，可不使行星減速機本身大型化而採用大直徑之主軸承，故可加大主軸承之容量並能使輸出轉矩及力矩剛性提高。

以下，參照附圖對本發明之實施形態之一例進行詳細說明。

圖1係表示本發明之第1實施形態之一例所涉及的行星減速機之主要部份的剖視圖。

行星減速機100為簡單行星齒輪機構，於外殼136具備有未圖示之太陽齒輪、行星齒輪114、輪架體120、和內齒輪134。再者，外殼136分割成連接於行星減速機100之作為對象機械側之外殼的輸出側外殼138和作為對象機械相反側之外殼的輸入側外殼137。

於太陽齒輪例如設置有斜齒輪(亦可為正齒輪)，與行星齒輪114相嚙合。太陽齒輪例如透過未圖示之圓柱形狀之連接軸連結於未圖示之電動機之電動機軸。

行星齒輪114其多數配置於太陽齒輪之外周，於太陽齒輪周圍自轉的同時公轉。行星齒輪114透過滾針116支承於行星銷118。滾針116以滿滾子狀態配置，於軸向O上分割成2個。故，太陽齒輪與行星齒輪114、行星齒輪114與內齒輪134相嚙合時，可減少滾針116之一端接觸，而且，於無保持器之滿滾子狀態下使用滾針116，故可將較大轉矩傳遞至行星銷118。再者，於2個滾針116之間配置有環形狀之襯墊116A。而且於襯墊116A之內周與行星銷118之外周之間設置有間隙G而成為於間隙G保持潤滑劑(潤滑脂)之結構。故，即使行星齒輪114旋轉亦可將潤滑脂穩定地供給至滾針116。此時，可於襯墊116A之外周與行星齒輪114之內周之間還設置有如保持潤滑脂之間隙。此時，因藉由行星齒輪114之公轉，襯墊116A之中心相對於行星銷118之中心偏心運動，故可將襯墊116A之外周和內周之潤滑脂有效地供給至滾針116。亦即，可使行星齒輪114長壽命化。

再者，於滾針116之軸向O之兩端配置有用於防止滾針116向軸向O冒出並防止滾針116與輪架體120之磨損之止動部件116B。

行星銷118支承於連結輪架體板121和輪架體主體122之輪架體120。輪架體主體122藉由螺栓124締結或固定於輪架體板121。故，輪架體120與行星齒輪114之公轉成份同步而由行星銷118取出該公轉成份來旋轉。於輪架體主體122之行星齒輪相反側一體設置有法蘭形狀之輸出軸130。於該端面130A設置有多個螺栓孔132，於該螺栓孔132連結未圖示之螺栓，藉此連接對象機械150之被驅動軸。於輪架體板121及輪架體主體122之外周121A、122A配置圓錐滾子軸承126(副軸承)、128(主軸承)，從而可旋轉地支承輪架體板121及輪架體主體122。亦即，如圖1所示般，於輪架體120之半徑方向上，於行星銷118之外側配置有圓錐滾子軸承126、128。

於圓錐滾子軸承128之外圈128C之外側配置有外殼136中之輸出側外殼138。於輸出側外殼138中，在軸向O上，於圓錐滾子軸承128之位置與所連接的對象機械150之間形成有小於圓錐滾子軸承128之外圈128C外徑d1之內徑D1部份(D1<d1)。該種大小關係基於如下者：使輸出側外殼138之外周138A與對象機械150之連接外殼152之內周152A吻合而作為與連接外殼152之內周152A嵌合而安裝時成為基準之凹窩(印籠)部E1發揮作用。故，藉由凹窩部E1可使輸出側外殼138之軸心與對象機械150之軸心於軸向O上高精密度地一致。又，藉由對象機械150之連接外殼152之端面152C與輸出側外殼138之法蘭部138B之端面138C抵接，於軸向O上進行輸出側外殼138之外周138A上的連接外殼152之定位。又，於輸出側外殼138中，於軸向O上將圓錐滾子軸承128配置於凹窩部E1之外側(圖1中為右側，或為對象機械相反側)。故，即使加大圓錐滾子軸承128亦可充分加厚到達至圓錐滾子軸承128外側之輸出側外殼138之部份138E之厚壁。亦即，輸出側外殼138可構成能夠容許施加於圓錐滾子軸承128之大轉矩的高剛性之外殼。

另一方面，於圓錐滾子軸承126之外圈126C之外側配置有外殼136中之輸入側外殼137。於輸入側外殼137包含其齒形部(內齒)134A而一體形成與行星齒輪114內接嚙合之內齒輪134。又，於輸入側外殼137中，於內齒輪134之軸向O兩側設置有避免圓錐滾子軸承126、128之(與保持圓錐滾子126B、128B之保持器之干擾而分別與其外側之)外圈126C、128C抵接之突部134B、134C。在此，於輸入側外殼137之內齒輪134之軸向O兩側配置圓錐滾子軸承126、128之外圈126C、128C。為此，於軸向O上取與圓錐滾子軸承126、突部134B、內齒輪134、突部134C、圓錐滾子軸承128並排的形態。再者，以背面組合配置有圓錐滾子軸承126、128。故，可支承高的徑向荷載和軸向荷載。

輸入側外殼137與輸出側外殼138於軸向O上由螺栓140連結。如圖1所示般，該連結部份C設置於輸入側外殼137之內齒輪134所存在的軸向O範圍(從位置A至位置B)之外周137A。在此，因成為輸出側外殼138之內周138D覆蓋輸入側外殼137之外周137A之形態，故到達至連結部份C之輸入側外殼137之外周137A之形態部份作為輸出側外殼138與輸入側外殼137的凹窩(印籠)部E2發揮作用。故，可沿軸向O較短地實現輸入側外殼137與輸出側外殼138之連結的同時，可使輸入側外殼137之軸心和輸出側外殼138之軸心於軸向O上高精密度地一致。

再者，內齒輪134之齒形部134A位於輸入側外殼137之端部附近。故，加工齒形部134A時，可使進行齒形加工之刀具心軸支承部更靠近被切削部(齒形部134A)，並可防止翹曲等。從而，可精度良好地加工內齒輪134之齒形部134A。

再者，圖1之符號142是為密封行星減速機100之內外而配置於輸出側外殼138與輪架體主體122之間之油封。

接著，利用圖1、圖2對行星減速機100之裝配順序進行說明。

最先，使圓錐滾子軸承128之內圈128A和圓錐滾子128B配置於輪架體主體122之外周122A，並使輪架體主體122從對象機械相反側配置於輸出側外殼138之內側。

接著，如圖2所示般，將圓錐滾子軸承128之外圈128C沿軸向O可移動地配置於輸出側外殼138之內周138D。而且，於軸向O通過內齒輪134之突部134C從對象機械相反側向對象機械側按入外圈128C的同時，將輸入側外殼137組裝於輸出側外殼138，由螺栓140使之連結而固定外圈128C和輸入側外殼137。而且，於輸入側外殼137之內周137A，於軸向O上抵接於內齒輪134之突部134B之狀態下，配置圓錐滾子軸承126之外圈126C。再者，於圖2中，已配置有油封142，但如後述亦可以於以後配置。

接著，使行星銷118配置於輪架體主體122之預定位置，並使滾針116、襯墊116A、止動部件116B、行星齒輪114嵌合於該行星銷118。而且，由螺栓124安裝輪架體主體122和輪架體板121。安裝時，於輪架體板121之外周121A配置好圓錐滾子軸承126之內圈126A和圓錐滾子126B。再者，使油封142配置於輸出軸130與輸出側外殼138之間。此時，於軸向O上將墊片(未圖示)插入內圈126A之對象機械相反側(於圖1中為右側)與輪架體板121之台肩部121B之間，藉此可容易地調整圓錐滾子軸承126、128之加壓。再者，插入墊片之位置不限於該位置，只要是可調整圓錐滾子軸承126、128之加壓之部位則可以為任一部位。

接著，使壓入於未圖示之連接軸的太陽齒輪配置於行星齒輪114之內側，使用螺栓孔142由螺栓固定輸入側外殼137和可旋轉地支承該太陽齒輪之外殼部件，藉此可裝配行星減速機100。亦即，可僅從軸向O之對象機械相反側裝配行星減速機100，故容易進行裝配和修理或部件更換。又，裝配時，可以(透過未圖示之墊片等)簡單地調整圓錐滾子軸承126、128之加壓，故消除輪架體120對輸入側外殼137及輸出側外殼138之鬆動等而可維持高精密度之旋轉。又，因此亦可提高力矩剛性。

接著，說明行星減速機100之作用。

太陽齒輪例如藉由未圖示之電動機之轉動並透過連接軸旋轉。這樣內齒輪134處於固定狀態，故行星齒輪114之公轉成份從輪架體120取出。輪架體120使安裝於輸出軸130的對象機械150之被驅動軸旋轉。

本實施形態中，將外殼136分體分割成對象機械側之輸出側外殼138和對象機械相反側之輸入側外殼137，於輸入側外殼137包含齒形部134A而一體形成內齒輪134。故，即使輸出側外殼138於圓錐滾子軸承128與對象機械之間具有小於作為主軸承的該圓錐滾子軸承128的外圈外徑d1之內徑D1部份，亦可將該圓錐滾子軸承128(從對象機械相反側)安裝於輸出側外殼138。

又，因設為如下結構，即將外殼136分體分割成輸出側外殼138和輸入側外殼137，於輸入側外殼137包含齒形部而一體形成內齒輪134，進而連結輸出側外殼138和輸入側外殼137，故可無需使行星減速機100本身大型化而配置大直徑之圓錐滾子軸承128。藉此，可加大圓錐滾子軸承128之容量，結果可使輸出轉矩或力矩剛性提高。

亦即，如先前技術般，將內齒輪與外殼設為分體結構時，或者即便將內齒輪與外殼設為一體結構，當將內齒輪與其齒形部設為分體結構時，為將內齒輪或齒形部固定於外殼，必須縮小沿軸向O與外殼之內齒輪或齒形部鄰接之部份，亦即支承外殼之主軸承的部份之內徑，結果存在或縮小主軸承之直徑，或若不縮小主軸承之直徑，則行星減速機本身被大型化之問題。

與此相反，本實施形態藉由具有上述結構，無需縮小沿軸向O與外殼136之內齒輪134鄰接的部份之內徑D1，故可無需使行星減速機100本身大型化而將大直徑之圓錐滾子軸承128作為主軸承來配置。其結果，可加大主軸承之容量並可使輸出轉矩及力矩剛性提高。

又，因將輸入側外殼137與輸出側外殼138之連結部份C設置於輸入側外殼137之內齒輪134所存在的軸向O範圍之外周137A，故可使到達至該連結部份C之輸入側外殼137之外周137A之形態部份作為輸出側外殼138與輸入側外殼137之凹窩部E2發揮作用。為此，可使輸入側外殼137和輸出側外殼138各自之軸心與軸向O高精密度地一致，故行星減速機100可長期實現無軸擺動之順利的旋轉。同時，可沿軸向O較短地實現輸入側外殼137與輸出側外殼138之連結並可縮短行星減速機100之軸向長度。

又，輸出側外殼138之外周138A作為與對象機械150之連接外殼152之內周152A嵌合而安裝時成為基準之凹窩部E1發揮作用，故易進行對象機械150與行星減速機100之對軸。

又，圓錐滾子軸承128配置於比行星銷118更靠輪架體120之半徑方向外側，故可進一步加大圓錐滾子軸承128。故，可進一步增大施加於輪架體120的徑向荷載之容量。

又，具備作為副軸承的圓錐滾子軸承126，該圓錐滾子軸承於軸向O上相對於內齒輪134將構成輪架體120之輪架體板121支承於圓錐滾子軸承128之相反側，故可設為更大的輸出轉矩。同時，因可使輪架體120之軸心與軸向O高精密度地一致，故可順利地保持輪架體120之旋轉。而且，以背面組合使用圓錐滾子軸承126、128，故可支承高的徑向荷載和軸向荷載。

又，於本實施形態中，輪架體120成為連結分別支承於圓錐滾子軸承126、128的輪架體板121和輪架體主體122之結構。而且，圓錐滾子軸承126、128之內圈126A、128A分別配置於輪架體板121之外周121A、輪架體主體122之外周122A。圓錐滾子軸承128之外圈128C配置於輸出側外殼138之內周138D，以使在連結輸出側外殼138和輸入側外殼137時於軸向O上固定。又，圓錐滾子軸承126之外圈126C配置於輸入側外殼137之內周137A。故，於連結輪架體板121和輪架體主體122時，於軸向O上，於圓錐滾子軸承126之內圈126A之對象機械相反側(於圖1中為右側)與輪架體板121之台肩部121B之間插入墊片等，藉此可易調整圓錐滾子軸承126、128之加壓。因此，可消除輪架體120對外殼136之鬆動而維持高精密度的旋轉。又，為此亦能夠提高力矩剛性。

從而，根據本實施形態，可無需使行星減速機100本身大型化而採用大直徑之圓錐滾子軸承128，故可加大作為主軸承的圓錐滾子軸承128之容量並能使輸出轉矩及力矩剛性提高。

舉第1實施形態對本發明進行了說明，但本發明係不限於第1實施形態者。亦即，可進行不脫離本發明宗旨之範圍內之改良及設計之變更是不言而喻的。

例如，於第1實施形態中，輸出軸130為法蘭形狀，但本發明不限於此，根據對象機械之被驅動軸之形狀容易變更輸出軸之形狀。例如，如圖3之第2實施形態所示般，亦可於輪架體主體222設置圓柱形狀之輸出軸230，透過鍵槽230A與對象機械250之被驅動軸連接。再者，該種所謂對實心類型之輸出軸之變更(第1實施形態稱為法蘭類型)可僅由不損害本發明之作用效果而構成輸出軸之部件(輪架體和輸出軸，或者輸出軸之追加)之變更來容易進行。亦即，因可謀求構成輸出軸的部件以外的共同化，故可謀求具備法蘭類型或實心類型之輸出軸的行星減速機之低成本化。

又，於上述實施形態中，固定外殼而於輪架體設置輸出軸，但本發明未必限定於此，亦可以為固定輪架體並旋轉外殼而獲得輸出的所謂框旋轉類型。

又，於上述實施形態中，以背面組合使用了2個圓錐滾子軸承，但本發明未必限定於此，亦可以為使用1個軸承之情況。例如可以僅於圖1之圓錐滾子軸承(主軸承)128之位置配置交叉滾子軸承而使用。此時，也可以於對象機械之被驅動軸之軸向上負擔雙方向之軸向荷載，並可獲得與使用2個圓錐滾子軸承時相同的作用效果，進而可實現行星減速機沿軸向O之縮短。

又，使用2個軸承時，不僅可以使用圓錐滾子軸承，亦可以使用角接觸軸承(滾子或球)，其組合亦並不限於背面，亦可以為正面組合或並列組合。

又，於上述實施形態中，行星減速機為簡單行星齒輪機構，但本發明未必限定於此。例如行星齒輪可以為由偏心體之旋轉進行擺動旋轉之外齒輪。此時，行星銷(輪架銷)與外齒輪之自轉成份同步，從該行星銷取出外齒輪之自轉成份。當然，此時亦可以設為外殼旋轉的框旋轉類型。

100、200．．．行星減速機

114、214．．．行星齒輪

116、216．．．滾針

118、218．．．行星銷

120、220．．．輪架體

121、221．．．輪架體板

122、222．．．輪架體主體

126、128、226、228．．．圓錐滾子軸承

126A、128A．．．內圈

126B、128B．．．圓錐滾子

126C、128C．．．外圈

130、230．．．輸出軸

134、234．．．內齒輪

134A．．．齒形部(內齒)

136、236．．．外殼

137、237．．．輸入側外殼

138、238．．．輸出側外殼

150、250．．．對象機械

152、252．．．連接外殼

圖1係表示本發明之第1實施形態所涉及的行星減速機之主要部份之一例的剖視示意圖。

圖2同樣為連結外殼和輸入側外殼時之剖視示意圖。

圖3係表示本發明之第2實施形態所涉及的行星減速機之主要部份之一例的剖視示意圖。

100．．．行星減速機

134A．．．齒形部

142．．．油封

137．．．輸入側外殼

126B．．．圓錐滾子

126C、128C．．．外圈

134B、134C．．．突部

126．．．圓錐滾子軸承

126A．．．內圈

121B．．．台肩部

121．．．輪架體板

116．．．滾針

130A．．．輸出軸之端面

114．．．行星齒輪

128B．．．圓錐滾子

118．．．行星銷

116A．．．襯墊

116B．．．止動部件

124、140．．．螺栓

121A、137A．．．外周

136．．．外殼

138D．．．內周

138E．．．圓錐滾子軸承之外側之輸出側外殼之部份

137A(E2)．．．外周

120．．．輪架體

150．．．對象機械

122A．．．輪架體主體之外周

122．．．輪架體主體

130．．．輸出軸

128A．．．內圈

132．．．螺栓孔

152A．．．連接外殼之內周

138A(E1)．．．外周

152．．．連接外殼

128．．．圓錐滾子軸承

138C．．．端面

152C．．．端面

138B．．．法蘭部

138．．．輸出側外殼

134．．．內齒輪

D1．．．圓錐滾子軸承之外圈之內徑

d1．．．圓錐滾子軸承之外圈之外徑

O．．．軸向

A、B、C．．．位置

G．．．間隙

Claims (5)

1. 一種行星減速機，具備行星齒輪、該行星齒輪所內接嚙合之內齒輪、與前述行星齒輪之公轉成份或自轉成份同步之輪架體、可旋轉地支承該輪架體之主軸承、於該主軸承與對象機械之間具有小於該主軸承之外圈外徑的內徑部份之外殼，其特徵在於，前述外殼於對象機械側和對象機械相反側分體形成，前述主軸承於軸向上配置於比前述內齒輪更靠前述對象機械側，於前述對象機械相反側之外殼包含其齒形部而一體形成前述內齒輪，並且，前述對象機械之外殼和前述對象機械相反側之外殼相連結，並且，前述對象機械側之外殼之外周作為與前述對象機械之連接外殼之內周嵌合而安裝時成為基準之凹窩(印籠)部發揮作用。
2. 如申請專利範圍第1項所述之行星減速機，其中，將前述對象機械側之外殼與前述對象機械相反側之外殼的連結部份設置於該對象機械相反側之外殼的前述內齒輪所存在之軸向範圍之外周。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之行星減速機，其中，由行星銷支承前述行星齒輪，前述主軸承配置於比該行星銷更靠前述輪架體之半徑 方向外側。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之行星減速機，其中，還具備副軸承，前述副軸承於前述軸向上，將前述輪架體相對於前述內齒輪支承於前述主軸承之相反側。
5. 如申請專利範圍第4項所述之行星減速機，其中，前述主軸承和副軸承分別為圓錐滾子軸承，並且以背面組合使用。