簡單行星齒輪減速機系列的製作方法

2023-08-01 02:38:21 4

專利名稱：簡單行星齒輪減速機系列的製作方法
技術領域：
本申請主張基於2009年9月3日申請的日本專利申請第2009-203783號的優先 權。其申請的全部內容通過參照援用在本說明書中。本發明涉及一種簡單行星齒輪減速機系列。
背景技術：
簡單行星齒輪減速機系列，其減速比不同，並且具備恆星齒輪、嚙合於該恆星 齒輪的行星齒輪、該行星齒輪所內嚙合的內齒輪、可旋轉地支承該行星齒輪的行星銷、 及支承該行星銷而與所述行星齒輪的公轉成分同步的輪架體，此減速機系列例如在專利 文獻1中，將內齒輪在系列中設為共用零件。專利文獻1 日本特開2007-64365號公報然而，將一體形成於外殼的內齒輪設為共用零件時，若由恆星齒輪和內齒輪的 齒數規定的減速比變小(低減速比)，則恆星齒輪變大而行星齒輪變小，因此輪架體上的 行星銷的支承位置逐漸從輪架體的旋轉中心遠離。即，在低減速比的條件下，在輪架體 的圓周方向上連結行星銷的中心的圓(下面稱之為節圓)的半徑變大，因此行星銷的支承 位置靠近內齒輪。如專利文獻1所示，在行星銷的外側配置支承輪架體的主軸承時，需要確保某 種程度的行星銷與主軸承之間的輪架體的部分的壁厚，從此關係上由主軸承的內圈內徑 限制行星銷直徑。根據行星銷直徑大小的限制，配置於行星銷與行星齒輪之間的行星軸 承的大小也受限制。因此，在簡單行星齒輪減速機系列中，想在減速比不同的減速機之 間使內齒輪等零件共用化時，輸出轉矩的大小受到限制。並且，若為了確保輸出轉矩而 加大行星銷直徑，則導致減速機本身大型化。

發明內容
因此，本發明是為了解決上述問題而完成的，其課題在於提供一種使內齒輪等 零件共用化的同時，無需使構成系列的減速機本身大型化而即可提高輸出轉矩的簡單行 星齒輪減速機系列。本發明通過如下解決上述課題的，一種減速比不同的簡單行星齒輪減速機系 列，具備恆星齒輪、嚙合於該恆星齒輪的行星齒輪、該行星齒輪所內嚙合的內齒輪、可 旋轉地支承該行星齒輪的行星銷、支承該行星銷而與所述行星齒輪的公轉成分同步的輪 架體，其中，具有第1副系列，所述第1副系列在所述輪架體的半徑方向上，在所述行 星銷的支承位置的外側具備支承該輪架體的主軸承，該主軸承的內圈與該輪架體一體形 成，形成有所述內齒輪的外殼為共用，並且所述恆星齒輪、行星齒輪、及所述輪架體上 的所述行星銷的支承位置根據所述減速比而被變更。本發明的簡單行星齒輪減速機系列在輪架體的半徑方向上，在行星銷的支承位 置的外側設置主軸承，並將其主軸承的內圈與輪架體一體形成。因此，可以最大限度地增大主軸承，即使在低減速比的情況下，也能夠確保行星銷與主軸承之間的輪架體部分 的壁厚，同時還能夠加寬行星銷直徑。因此，配置於行星齒輪與行星銷之間的行星軸承 最終也可以增大。因此，無需使減速機本身大型化即可提高輸出轉矩。同時，由於未將 主軸承的內圈設為個別部件，所以能夠減少零件件數。此外，作為第1副系列，由於使 形成有內齒輪的外殼共用化，所以能夠謀求系列中的總零件件數的減少、總庫存量的減 少及零件成本的減少。發明效果根據本發明，使內齒輪等零件共用化的同時，無需使減速機本身大型化即可提 高輸出轉矩。


圖1是本發明的第1實施方式所涉及的第1副系列簡單行星齒輪減速機的簡略剖 視圖。圖2為同樣的第1副系列的其他簡單行星齒輪減速機的簡略剖視圖。圖3是本發明的第2實施方式所涉及的第2副系列簡單行星齒輪減速機的簡略剖 視圖。圖4是本發明的第3實施方式所涉及的第1副系列簡單行星齒輪減速機的簡略剖 視圖。圖5為同樣的第1副系列的其他簡單行星齒輪減速機的簡略剖視圖。圖中100、200、300、400、500-簡單行星齒輪減速機，110、210、310、410、510-輸入軸，112、 134、 138、 212、 234、 238、 312、 334、 338、 412、 434、 438、 512、 534、538-軸承，114、214、116、 216、
118、218、120、 220、122、 222、124、 224、126、 226、128、 228、130、 148、132、 232、136、 140、142、 242、144、244、146、 246、
4
314、414、514-恆星齒輪， 316、416、516-行星齒輪， 318、418、518-行星軸承， 320、420、520-行星銷， 322、422、522-內齒輪， 324、424、524-輪架體， 326、426、526-輪架體主體， 328、428、528-輪架體板，
230、248、330、348、430、448、530、548-螺栓， 332、432、532-輸出軸，
236、240、336、340、436、440、536、540-外圈， 342、442、542-外殼， 344、444、544-中段罩， 346、546-前段罩。
具體實施例方式以下參照附圖，對本發明的實施方式的一例進行詳細說明。如背景技術中所示，本發明所涉及的簡單行星齒輪減速機系列由減速比不同的簡單行星齒輪減速機構成。在本發明的第1實施方式中，利用圖1、圖2對簡單行星齒輪減速機系列中第 1副系列的一例進行說明。在第1副系列的簡單行星齒輪減速機100(200)中，在輪架 體124(224)的半徑方向上，在行星銷120(220)的支承位置的外側具備支承該輪架體 124(224)的軸承(主軸承)134、138(234、238)，該軸承 134、138(234、238)的內圈與 該輪架體124(224) —體形成，並在外殼142(242) —體形成有內齒輪122 (222)(作為本實 施方式的變形例，也可以在外殼分體形成內齒輪。)。而且，在第1副系列中，其特點 在於，外殼142和外殼242成為共用，並且恆星齒輪114(214)、行星齒輪116 (216)、及 輪架體124(224)中的行星銷120(220)的支承位置根據所述減速比而變更。在此，圖1、圖2中所示的簡單行星齒輪減速機100、200，由於僅在機械上減速 比分別為約1/4和約1/10而不同，所以對圖1的簡單行星齒輪減速機100進行詳細說明。簡單行星齒輪減速機100，具備恆星齒輪114、嚙合於該恆星齒輪114的行星齒 輪116、該行星齒輪116所內嚙合的內齒輪122、可旋轉地支承該行星齒輪116的行星銷 120、支承該行星銷120而與所述行星齒輪116的公轉成分同步的輪架體124。另外，外 殼142通過軸承134、138可旋轉地支承輪架體124。所述恆星齒輪114壓入於輸入軸110。輸入軸110具有插入未圖示的電動機軸的 插入孔110A，電動機軸插入於插入孔1IOA而結合輸入軸110和電動機軸。在恆星齒輪 114中，例如設置有斜齒輪(也可以是正齒輪)而與行星齒輪116相嚙合。所述行星齒輪116多個配置於恆星齒輪114的外周，繞恆星齒輪114自轉的同時 公轉。行星齒輪116通過行星軸承118支承於行星銷120。行星軸承118是在軸向O上 將滾針分割成2個而以總滾子狀態配置的軸承。因此，在恆星齒輪114和行星齒輪116 相嚙合時，可以降低滾針的一端接觸。另外，滾針由於在沒有保持器的總滾子狀態下使 用，所以能夠將大轉矩傳遞至行星銷120。所述內齒輪122包含與行星齒輪116嚙合的齒形部而一體形成於外殼142。所述行星銷120支承於輪架體124。行星銷120與輪架體124分體形成。因此， 行星銷120能夠以高表面精度(形狀或粗糙度等)進行加工，所以能夠使行星軸承118長 壽命化，並可以減少行星齒輪116的轉矩損失。所述輪架體124成為連結輪架體主體126和輪架體板128的結構。輪架體主體 126通過螺栓130連結或固定於輪架體板128。因此，輪架體124與行星齒輪116的公轉 成分同步，用行星銷120取出該公轉成分而旋轉。另外，在輪架體124形成有壓入行星 銷120的壓入孔126B、128B。該壓入孔126B、128B的形成位置根據減速比變更。在輪 架體主體126的與行星齒輪相反一側一體設有法蘭形狀的輸出軸132。在其端面設有多個 螺栓孔，通過在其輸出軸132的螺栓孔連結未圖示的螺栓來連接對象機械的被驅動軸。所述軸承134、138配置於輪架體124的半徑方向外側而作為主軸承，並可旋 轉地支承輪架體124。軸承134、138為角接觸滾珠軸承，分別具備滾珠135、139和外 圈136、140，它們的內圈與輪架體124—體形成。因此，與內圈和輪架體分體設置時相比，無需增大外殼142的外形即可確保行星銷120與軸承134、138之間的輪架體124的部分126A、128A的壁厚，同時還能夠加寬行星銷120的直徑。並且，軸承134、138夾著內齒輪122在軸向O上配置。而且，軸承134、138 以背對背組合而配置。因此，能夠支承高徑向荷載和軸向荷載。另外，軸承134、138 的外圈136、140與外殼142成為分體結構。因此，即使軸承134、138不同，外殼142 也能夠在第1副系列中直接以共用使用。軸承134、138的內圈軌道面形成於輪架體124 的外周面127、129。另外，外殼142的外周142A作為與對象機械的未圖示的連結外殼相嵌合而安裝 時成為基準的鎖扣部E發揮作用。在外殼142上，在軸向O上用螺栓148連結中段罩144 和前段罩146。中段罩144與輸入軸110之間設有油封152。並且，在中段罩144的內 側配置有軸承112，中段罩144通過軸承112可旋轉地支承輸入軸110。軸承112通過中 段罩144和前段罩146在軸向O上被放入而固定。另外，圖1的標記150是為了密封簡 單行星齒輪減速機100的內外而配置於外殼142與輸出軸132之間的油封。接著，說明簡單行星齒輪減速機100的作用。例如，利用未圖示的電動機的旋轉從而通過輸入軸110而旋轉恆星齒輪114。若 這樣，恆星齒輪114和行星齒輪116相嚙合而行星齒輪116自轉的同時，繞恆星齒輪114公 轉。此時，與行星齒輪116內嚙合的內齒輪122處於固定狀態，所以從輪架體124取出行 星齒輪116的公轉成分。輪架體124使安裝於輸出軸132的對象機械的被驅動軸旋轉。在此，圖2所示的簡單行星齒輪減速機200也與圖1的簡單行星齒輪減速機100 相同地動作。但是，簡單行星齒輪減速機100的減速比為約1/4，相對於此，簡單行星齒 輪減速機200的減速比成為約1/10。因此，與恆星齒輪114的齒數相比，恆星齒輪214的 齒數較少，並且與行星齒輪116的齒數相比行星齒輪216的齒數較多(從大小關係來講， 與恆星齒輪114相比恆星齒輪214較小，並且與行星齒輪116相比行星齒輪216較大)。 在第1副系列中，將外殼142、242設為共用，所以連結行星銷120、220的中心位置的各 個圓(節圓)的半徑Rl、R2不相等(R1 >R2)，輪架體124也與輪架體224不同。具 體而言，行星銷120、220各自的壓入孔126B(128B)、226B(228B)的形成位置(壓入孔 的節圓直徑)不同。即，根據減速比，例如減速比從約1/4變更為約1/10時，簡單行星 齒輪減速機100的恆星齒輪114、行星齒輪116、輪架體124分別變更為恆星齒輪214、行 星齒輪216、輪架體224。另外，在本實施方式中，雖然行星銷120、220也成為共用， 但作為本實施方式的變形例，行星銷也可為非共用。本實施方式為如下方式在輪架體124(224)的半徑方向上，在行星銷120(220) 的支承位置的外側設置軸承134、138(234、238)的同時，與輪架體124、224—體形成軸 承134、138、234、238的內圈。因此，能夠最大限度地增大軸承134、138(234、238)， 例如即使在簡單行星齒輪減速機100為約1/4的低減速比的情況下，也能夠確保支承行星 銷120的輪架體124的部分126A、128A的壁厚，同時還能夠加寬行星銷120直徑。因 此，最終能夠增大配置於行星齒輪116與行星銷120之間的行星軸承118。因此，無需使 減速機本身大型化即可提高輸出轉矩。尤其在本實施方式中，由於將行星銷120(220)與 輪架體124(224)設為分體，所以能夠使行星軸承118長壽命化。同時，未將軸承134、 138(234、238)的內圈設為單獨部件，所以能夠減少零件件數。並且，作為第1副系列，使一體形成內齒輪122(222)的外殼142 (242)共用化，所以能夠謀求系列中的總零件件數 的減少、總庫存量的減少及零件成本的減少。並且，本實施方式中，軸承134、138(234、238)夾著內齒輪122 (222)而在軸向 O上被使用2個，並且軸承134、138(234、238)成為背對背組合。因此，能夠支承高徑 向荷載和軸向荷載。並且，本實施方式由於外殼142(242)為共用，所以連接於對象機械的部分即外 殼142的外周142A成為相同形狀，所以根據對象機械所需求的輸出轉矩或轉速，可容易 進行在簡單行星齒輪減速機系列內的交換，交換時外殼142的外周142A作為鎖扣部E發 揮作用，由此能夠容易進行軸心對齊。因此，根據本實施方式，使內齒輪122、222共用化的同時，無需使減速機本身 大型化即可提高輸出轉矩。接著，在本發明的第2實施方式中，利用圖1、圖3對簡單行星齒輪減速機系列 中第2副系列的一例進行說明。本實施方式中，簡單行星齒輪減速機100和簡單行星齒輪減速機300構成第2副 系列。即，在第2副系列中，簡單行星齒輪減速機100(300)在輪架體124(324)的半徑 方向上，在行星銷120(320)的支承位置的外側具備支承該輪架體124(324)的軸承134、 138(334、338)，該軸承134、138(334、338)的內圈與該輪架體124 (324) —體形成，並 在外殼142(342)上一體形成有內齒輪122(322)(作為本實施方式的變形例，可以在外殼 分體形成內齒輪)。而且，在第2副系列中，其特點在於，外殼142(342)根據減速比而 變更，並且將行星銷120、320的支承位置設為共用，由此輪架體124和輪架體324成為 共用。在此，圖1、圖3中所示的簡單行星齒輪減速機100、300僅在功能上減速比分別 為約1/4和約1/3而不同。因此，省略關於簡單行星齒輪減速機100、300的構成要件和 作用的說明。簡單行星齒輪減速機300的減速比為約1/3，是低於簡單行星齒輪減速機100的 減速比的低減速比。在此，將外殼342與外殼142設為共用時，節圓的半徑R3變得更大 於節圓的半徑R1，出現無法充分確保行星銷與主軸承之間的輪架體的部分的壁厚和行星 銷的粗細的危險。因此，為了充分確保行星銷與主軸承之間的輪架體部分的壁厚和行星 銷的粗細，簡單行星齒輪減速機300與簡單行星齒輪減速機100節圓的半徑設成相同(Rl =R3)。由此，行星銷120、320的支承位置成為共用，能夠將輪架體324與輪架體124 設為共用。另外，在第2副系列中，行星銷120、320成為共用。S卩，第2副系列使具有與第1副系列相同的能夠增大輸出轉矩的特徵的簡單行星 齒輪減速機100 (300)，共用化輪架體124和輪架體324，而並非內齒輪122 (322)，由此減 少零件件數而能夠實現低成本化。同時，雖然外殼142(342)不是共用的，但將節圓的半徑設為共用(Rl = R3)， 所以能夠將外殼342的外形與外殼142的外形設為相同。即，由於外殼342連接於對象 機械的部分即 外殼342的外周342A與外周142A為相同形狀，所以根據對象機械所需求的 減速比容易進行越過第2副系列的系列中的簡單行星齒輪減速機的交換，交換時外殼342 的外周342A作為鎖扣部E發揮作用，由此可容易進行軸心對齊。即，對於相同的對象機械，第2副系列具有與第1副系列的連接互換性。 並且，可以將軸承134、138和軸承334、338設為相同，並且可以將與支承軸承 134、138的外殼142的各個部分142B、142C對應的外殼342的各個部分342B、342C設 為同等厚度。因此，即使外殼142(342)不是共用的，也能夠對越過第2副系列的系列中 的簡單行星齒輪減速機確保同等的輸出轉矩。而且，通過由第1、第2副系列構成簡單行星齒輪減速機系列，可以彌補比僅以 第1副系列的減速比更廣範圍的減速比，並且相對於相同的對象機械，根據減速比可以 使第1、第2副系列無縫地對應。接著，在本發明的第3實施方式中，利用圖4、圖5對簡單行星齒輪減速機系列 中第1副系列的另外一例進行說明。本實施方式是將第1實施方式的簡單行星齒輪減速機100 (200)的各個軸承134、 138(234、238)的角接觸滾珠軸承變更為角接觸滾子軸承的方式。因此，除了軸承434、 438(534、538)的滾子和外圈 436、440(536、540)、以及對應於軸承 434、438(534、 538)的一體形成內圈的(形成有內圈軌道面的)輪架體424(524)不同之外，與第1實施 方式相同，所以附加後2位數字相同的標記而省略說明。在本實施方式中，對主軸承使用滾子，而不使用滾珠，所以能夠加大主軸承的 耐荷載。因此，與低轉矩損失特性優異的第1實施方式的第1副系列相比，可以使簡單 行星齒輪減速機400、500進一步加大耐荷載，並且可以提高耐久性。在此，軸承434、 438(534、538)的外圈436、440(536、540)與外殼442(542)成為分體，所以能夠使外殼 442(542)共用的同時，容易變更軸承的種類。即，在簡單行星齒輪減速機的第1副系 列中，可以採用角接觸滾珠軸承和角接觸滾子軸承來作為主軸承。此時，通過主軸承的 外圈與外殼成為分體結構，除了主軸承和與主軸承的種類對應的一體形成內圈的輪架體 以外無需變更，即可根據輸出轉矩或耐久性的要求提供簡單行星齒輪減速機。另外，即 使將本實施方式應用於第2副系列中，如果主軸承的種類相同，也可以將輪架體設為共 用，並且可以獲得相應的效果。對於本發明舉出上述實施方式進行了說明，但本發明不限於上述實施方式。 艮口，可以進行不脫離本發明宗旨的範圍內的改進及設計的變更是毋庸置疑的。例如，在上述實施方式中，輸出軸為法蘭形狀，但本發明不限於此，根據對象 機械的被驅動軸的形狀容易變更輸出軸的形狀。例如，也可以在輪架體設置圓柱形狀的 輸出軸而通過鍵槽與對象機械的被驅動軸連接。另外，這種向所謂的整體類型的輸出軸 的變更(上述實施方式均稱為法蘭類型)可容易僅通過在不損害本發明的作用效果的前提 下構成輸出軸的零件(輪架體和輸出軸、或者輸出軸的追加)的變更來進行。即，由於 可以謀求除構成輸出軸的零件以外的共用化，所以能夠謀求具備法蘭類型或整體類型的 輸出軸的簡單行星齒輪減速機的低成本化和系列中的輸出軸的變動的擴張。並且，在上述實施方式中，以背對背組合使用了 2個軸承，但本發明未必一定 限於此，也可以是使用1個軸承的情況。例如，也可以僅配置1個交叉滾子軸承而使用， 將其外圈與外殼設為分體結構而構成。此時，也可以在對象機械的被驅動軸的軸向O上 承受雙方向的軸向荷載，並能夠獲得與使用2個軸承時的同樣的作用效果，進而實現簡 單行星齒輪減速機的向軸向O的縮短。
並且，即使是使用2個軸承時，也可以使用圓錐滾子軸承，其組合也不限於背面，可以是正面組合或並列組合。並且，在上述實施方式中，雖然將行星銷與輪架體設為分體，但本發明不限於 此。例如，也可以將行星銷一體形成於輪架體。在此時的第1副系列中，準備根據減速 比而行星銷的形成位置不同的輪架體。在第2副系列中，可以將一體形成行星銷的輪架 體直接以共用使用。並且，在上述實施方式中，對於減速比為約1/3、約1/4、約1/10的情況進行了 說明，但本發明並不僅限於這些減速比。並且，在上述實施方式中，外殼被固定而在輪架體設置了輸出軸，但本發明未 必一定限於此，也可以是輪架體被固定而外殼旋轉而獲得輸出的所謂框旋轉類型。另外，在第1副系列中，根據減速比在輪架體中不同的部分不僅是行星銷的支 承位置，也可以在其他部分產生。
權利要求
1.一種簡單行星齒輪減速機系列，所述簡單行星齒輪減速機系列的減速比不同，並 且具備恆星齒輪、嚙合於該恆星齒輪的行星齒輪、該行星齒輪所內嚙合的內齒輪、可旋 轉地支承該行星齒輪的行星銷、以及支承該行星銷而與所述行星齒輪的公轉成分同步的 輪架體，其特徵在於，具有第1副系列，所述第1副系列在所述輪架體的半徑方向上，在所述行星銷的支承 位置的外側具備支承該輪架體的主軸承，該主軸承的內圈與該輪架體一體地形成，形成有所述內齒輪的外殼為共用，並且所述恆星齒輪、行星齒輪、及所述輪架體中的所述行星銷的支承位置根據所述減速 比而被變更。
2.如權利要求1所述的簡單行星齒輪減速機系列，其特徵在於，還具有第2副系列，所述第2副系列在所述輪架體的半徑方向上，在所述行星銷的支 承位置的外側具備支承該輪架體的所述主軸承，該主軸承的內圈與該輪架體一體地形成，所述外殼根據所述減速比而被變更，並且通過將所述行星銷的支承位置設為共用而所述輪架體成為共用。
3.如權利要求2所述的簡單行星齒輪減速機系列，其特徵在於，在所述第1副系列和第2副系列中，所述外殼在連接於對象機械的部分為相同形狀。
4.如權利要求1至3中任一項所述的簡單行星齒輪減速機系列，其特徵在於，作為所述主軸承可以採用多種，使用與該主軸承的種類對應的一體地形成有內圈的 輪架體，且該主軸承的外圈與所述外殼為分體結構，由此不論該主軸承的種類如何，所 述外殼為共用的。
5.如權利要求1至4中的任一項所述的簡單行星齒輪減速機系列，其特徵在於，所述主軸承在軸向上夾著所述內齒輪而被使用多個，該主軸承為背對背組合。
全文摘要
本發明提供一種簡單行星齒輪減速機系列，在使內齒輪等零件共用化的同時，無需使構成系列的減速機本身大型化，提高輸出轉矩。在減速比不同的簡單行星齒輪減速機(100)的系列中，具備行星齒輪(116)所內嚙合的內齒輪(122)、可旋轉地支承行星齒輪的行星銷(120)、支承行星銷而與行星齒輪的公轉成分同步的輪架體(124)，其中具有第1副系列，所述第1副系列在輪架體的半徑方向上，在行星銷的支承位置的外側具備支承輪架體的軸承(134、138)，軸承(134、138)的內圈與輪架體一體地形成，形成有內齒輪的外殼(142)成為共用，並且恆星齒輪(114)、行星齒輪、及輪架體中的行星銷的支承位置根據減速比而變更。
文檔編號F16H1/28GK102011836SQ201010270720
公開日2011年4月13日 申請日期2010年9月1日 優先權日2009年9月3日
發明者石塚正幸 申請人:住友重機械工業株式會社