專利名稱：非圓形軸承、波動發(fā)生器及波動齒輪裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非圓形軸承，該非圓形軸承包括具有非圓形軌道面的剛性軌道構(gòu)件和能沿半徑方向撓曲的圓環(huán)狀的可撓性軌道圈，通過插入到它們之間的多個(gè)滾動體而使可撓性軌道圈撓曲成非圓形。更詳細(xì)來說，涉及用于將滾動體插入剛性軌道構(gòu)件與可撓性軌道圈之間的滾動體插入結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明涉及包括具有滾動體插入結(jié)構(gòu)的波形軸承 (wave bearing)的波動齒輪裝置的波動發(fā)生器及包括該波動發(fā)生器的波動齒輪裝置。
背景技術(shù)：
在滾珠軸承等軸承中，已知有在能沿半徑方向撓曲的可撓性外圈與可撓性內(nèi)圈之間插入有滾珠的可撓性滾珠軸承。這種可撓性滾珠軸承可用作波動齒輪裝置的波動發(fā)生器的波形軸承。波動齒輪裝置一般包括圓環(huán)狀的剛性內(nèi)齒齒輪、在該剛性內(nèi)齒齒輪內(nèi)側(cè)配置成同心狀的圓環(huán)狀的可撓性外齒齒輪及嵌合到該可撓性外齒齒輪內(nèi)側(cè)的具有橢圓形輪廓的波動發(fā)生器。波動發(fā)生器包括具有橢圓形外周面的剛性凸輪板和安裝于該剛性凸輪板的橢圓形外周面上的波形軸承。波形軸承的可撓性外圈及可撓性內(nèi)圈因剛性凸輪板而撓曲成橢圓形，在此狀態(tài)下，將滾珠以能滾動的狀態(tài)插入到可撓性外圈與可撓性內(nèi)圈之間。因剛性凸輪板而撓曲成橢圓形的波形軸承安裝在剛性凸輪板與可撓性外齒齒輪之間，剛性凸輪板和可撓性外齒齒輪處于能相對旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。此外，撓曲成橢圓形的可撓性外齒齒輪的橢圓的長軸兩端側(cè)的外齒與圓形的剛性內(nèi)齒齒輪的內(nèi)齒嚙合。剛性凸輪板與電動機(jī)輸出軸等轉(zhuǎn)軸連接，當(dāng)該剛性凸輪板旋轉(zhuǎn)時(shí)，可撓性外齒齒輪與剛性內(nèi)齒齒輪的嚙合位置沿周向移動，并在兩齒輪之間發(fā)生因兩齒輪的齒數(shù)差而引起的相對旋轉(zhuǎn)。在專利文獻(xiàn) 1(日本專利特開平11-351341號公報(bào))中，提出一種有關(guān)波動發(fā)生器的剛性凸輪板的橢圓形輪廓形狀的發(fā)明。在此，如專利文獻(xiàn)2(日本專利特開2009-41655號公報(bào))記載的那樣，在因橢圓形的剛性凸輪板而撓曲成橢圓形狀的波形軸承中，在周向上各位置處，滾珠的負(fù)載狀態(tài)會發(fā)
生變化。S卩，在一般的圓環(huán)狀滾珠軸承中，圓周方向的各位置處的滾珠的負(fù)載狀態(tài)是相同的，但在橢圓形的波形軸承中，在位于其橢圓的長軸方向兩端的部位處，可撓性軌道圈因剛性凸輪板而朝半徑方向外側(cè)強(qiáng)制撓曲，因此，滾珠以夾緊的狀態(tài)或不可滾動的鎖定狀態(tài)夾在可撓性軌道圈之間。與此相對，在位于橢圓的短軸方向兩端的部位處，由于可撓性軌道圈之間較寬，因此，滾珠以松弛的狀態(tài)被夾持著。在與具有圓環(huán)狀的剛性軌道圈的一般的滾珠軸承同樣地組裝好這種波形軸承之后，將其安裝到剛性凸輪板的橢圓形外周面。另外，作為波動齒輪裝置，已知有包括呈橢圓形之外的非圓形輪廓形狀的波動發(fā)生器的波動齒輪裝置。例如，具有被稱為三突瓣(three-lobe)形狀的波動發(fā)生器使可撓性外齒齒輪撓曲成在圓周方向上的三處位置與剛性內(nèi)齒齒輪嚙合?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利特開平11-351341號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本專利特開2009-41655號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題為實(shí)現(xiàn)波形軸承的零件數(shù)減少、組裝作業(yè)的簡化，考慮將波形軸承的內(nèi)圈與剛性凸輪板的橢圓形外周面一體形成。在這種橢圓形軸承中，需要將薄壁的圓環(huán)狀可撓性外圈組裝成圍住在剛性凸輪板的橢圓形外周面上形成的橢圓形軌道面的狀態(tài)，并將滾珠插入其間。此時(shí)，由于圓環(huán)狀的可撓性外圈處于因插入的滾珠而與剛性凸輪板的橢圓形狀相應(yīng)地?fù)锨蓹E圓形的狀態(tài)，因此，隨著將滾珠插入而使可撓性外圈撓曲成橢圓形，剛性凸輪板與可撓性外圈之間的最大間隙變窄。因此，存在在將內(nèi)圈與剛性凸輪板一體形成時(shí)滾珠的插入作業(yè)非常困難這樣的問題。在將波形軸承的內(nèi)圈與具有橢圓形之外的非圓形外周面的剛性凸輪板一體形成時(shí)，也會出現(xiàn)同樣的問題。鑒于上述問題，本發(fā)明的技術(shù)問題在于提出一種具有能簡單地進(jìn)行滾珠等滾動體的插入作業(yè)的滾動體插入結(jié)構(gòu)的非圓形軸承。此外，本發(fā)明的技術(shù)問題在于提出一種具有不會出現(xiàn)剝落等不良情況而使軸承壽命降低這種可能性的滾動體插入結(jié)構(gòu)的非圓形軸承。另外，本發(fā)明的技術(shù)問題在于提出一種使用新的非圓形軸承作為波形軸承的波動齒輪裝置的波動發(fā)生器。此外，本發(fā)明的技術(shù)問題在于提出一種具有使用新的非圓形軸承作為波形軸承的波動發(fā)生器的波動齒輪裝置。解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的非圓形軸承的特征是，包括剛性軌道構(gòu)件，該剛性軌道構(gòu)件具有非圓形軌道面；可撓性軌道圈，該可撓性軌道圈能沿半徑方向撓曲，在撓曲之前的狀態(tài)下具有圓形軌道面；多個(gè)滾動體，這些滾動體以能滾動的狀態(tài)插入到在上述非圓形軌道面與上述圓形軌道面之間形成的軌道中；插入孔，該插入孔形成在上述剛性軌道構(gòu)件上，以供上述滾動體插入上述軌道；以及塞子，該塞子封閉上述插入孔，上述可撓性軌道圈因插入上述軌道的上述滾動體而撓曲，使得上述圓形軌道面撓曲成與上述非圓形軌道面相似的形狀，上述非圓形軌道面的非圓形是由能在沿正圓的圓周方向等間隔的多處與正圓內(nèi)切的封閉曲線或外切的封閉曲線確定的形狀。在本發(fā)明的非圓形軸承中，由于將滾動體從插入孔插入，因此，即便可撓性軌道圈因插入的滾動體而撓曲，使得該可撓性軌道圈與剛性軌道構(gòu)件之間的最大軌道寬度變窄之后，也能簡單地插入剩余的滾動體。因此，能與一般的圓環(huán)狀的軸承的情形同樣簡單地進(jìn)行滾動體的插入作業(yè)。在此，在上述非圓形軌道面形成于上述剛性軌道構(gòu)件的外周面、且上述圓形軌道面形成于上述可撓性軌道圈的內(nèi)周面時(shí)，上述非圓形軌道面的非圓形是由能與正圓內(nèi)切的封閉曲線確定的形狀。此時(shí)，較為理想的是，上述插入孔形成在相對于確定上述非圓形軌道面的上述封閉曲線的與上述正圓內(nèi)切的部位沿周向偏移的位置上。在經(jīng)由非圓形軸承傳遞來轉(zhuǎn)矩時(shí)，在上述內(nèi)切部位上作用有最大的負(fù)載。因而，若將插入孔形成在內(nèi)切部位，則會在該部分的軌道面部分形成由插入孔產(chǎn)生的裂縫，因此，可能出現(xiàn)剝落等不良情況而使軸承壽命降低。因此，較為理想的是，將插入孔形成在從負(fù)載較大的內(nèi)切部位沿周向偏移的位置上。在此，當(dāng)上述非圓形軌道面是橢圓形軌道面時(shí)，較為理想的是，上述插入孔形成在相對于確定上述橢圓形軌道面的橢圓的長軸沿周向偏移的位置上。一般來說，將上述插入孔形成在以確定上述橢圓形軌道面的橢圓的短軸為中心周向上90°范圍內(nèi)的位置是較為理想的。更為理想的是，將上述插入孔形成在作用的負(fù)載最小的部分、即確定上述橢圓形軌道面的橢圓的短軸上的位置。與上述相反，在上述非圓形軌道面形成在上述剛性軌道構(gòu)件的內(nèi)周面、且上述圓形軌道面形成在上述可撓性軌道圈的外周面時(shí)，上述非圓形軌道面的非圓形是由能與正圓外切的封閉曲線確定的形狀。此時(shí)，較為理想的是，上述插入孔形成在相對于確定上述非圓形軌道面的上述封閉曲線的與上述正圓外切的部位沿周向偏移的位置上。此外，當(dāng)上述非圓形軌道面是橢圓形軌道面時(shí)，較為理想的是，上述插入孔形成在相對于確定上述橢圓形軌道面的橢圓的短軸沿周向偏移的位置上。而且，將上述插入孔形成在以確定上述橢圓形軌道面的橢圓的長軸為中心周向上90°范圍內(nèi)的位置是較為理想的。更為理想的是，將上述插入孔形成在確定上述橢圓形軌道面的橢圓的長軸上的位置。接著，在本發(fā)明的波動齒輪裝置的波動發(fā)生器中，使可撓性齒輪撓曲成非圓形來與剛性齒輪局部嚙合，并使兩齒輪的嚙合位置沿周向移動，使因兩齒輪的齒數(shù)差而引起的相對旋轉(zhuǎn)發(fā)生在兩齒輪之間，其特征是，上述波動發(fā)生器具有剛性凸輪板及波形軸承，上述波形軸承包括非圓形軌道面，該非圓形軌道面形成在上述剛性凸輪板上；可撓性軌道圈，該可撓性軌道圈能沿半徑方向撓曲，在撓曲之前的狀態(tài)下具有圓形軌道面；多個(gè)滾動體，這些滾動體以能滾動的狀態(tài)插入到在上述非圓形軌道面與上述圓形軌道面之間形成的軌道中；插入孔，該插入孔形成在上述剛性軌道構(gòu)件上，以供上述滾動體插入上述軌道；以及塞子，該塞子封閉上述插入孔，上述可撓性軌道圈因插入上述軌道的上述滾動體而撓曲，使得上述圓形軌道面撓曲成與上述非圓形軌道面相似的形狀，上述非圓形軌道面的非圓形是由能在沿正圓的圓周方向等間隔的多處與正圓內(nèi)切的封閉曲線或外切的封閉曲線確定的形狀。在此，上述剛性齒輪是剛性內(nèi)齒齒輪，上述可撓性齒輪是可撓性外齒齒輪，在上述波動發(fā)生器安裝在上述可撓性外齒齒輪的內(nèi)側(cè)時(shí)，將上述非圓形軌道面形成在上述剛性凸輪板的外周面上，將上述圓形軌道面形成在上述可撓性軌道圈的內(nèi)周面上。此時(shí)，較為理想的是，上述非圓形軌道面的非圓形是能與正圓內(nèi)切的封閉曲線，上述插入孔形成在相對于確定上述非圓形軌道面的上述封閉曲線的與上述正圓內(nèi)切的部位沿周向偏移的位置上。當(dāng)上述非圓形軌道面是橢圓形軌道面時(shí)，較為理想的是，上述插入孔形成在相對于確定上述橢圓形軌道面的橢圓的長軸沿周向偏移的位置上。此外，將上述插入孔形成在以確定上述橢圓形軌道面的橢圓短軸為中心周向上90°范圍內(nèi)的位置是較為理想的。更為理想的是，上述插入孔形成在確定上述橢圓形軌道面的橢圓的短軸上的位置。與上述相反，在上述剛性齒輪是剛性外齒齒輪、上述可撓性齒輪是可撓性內(nèi)齒齒輪、上述可撓性內(nèi)齒齒輪安裝于上述波動發(fā)生器的內(nèi)側(cè)、上述非圓形軌道面形成于上述剛性凸輪板的內(nèi)周面、上述圓形軌道面形成于上述可撓性軌道圈的外周面時(shí)，較為理想的是， 上述非圓形軌道面的非圓形是能與正圓外切的封閉曲線，上述插入孔形成在相對于確定上述非圓形軌道面的上述封閉曲線的與上述正圓外切的部位沿周向偏移的位置上。在此，當(dāng)上述非圓形軌道面是橢圓形軌道面時(shí)，較為理想的是，上述插入孔形成在相對于確定上述橢圓形軌道面的橢圓的短軸沿周向偏移的位置上。此外，將上述插入孔形成在以確定上述橢圓形軌道面的橢圓的長軸為中心周向上90°范圍內(nèi)的位置是較為理想的。更為理想的是，上述插入孔形成在確定上述橢圓形軌道面的橢圓的長軸上的位置。接著，本發(fā)明的波動齒輪裝置具有剛性齒輪；可撓性齒輪，該可撓性齒輪與上述剛性齒輪同心配置；以及波動發(fā)生器，在該波動發(fā)生器中，使上述可撓性齒輪撓曲成非圓形來與上述剛性齒輪局部嚙合，并使兩齒輪的嚙合位置沿周向移動，使因兩齒輪的齒數(shù)差而引起的相對旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生在兩齒輪之間，其特征是，上述波動發(fā)生器是具有上述結(jié)構(gòu)的波形軸承的波動發(fā)生器。發(fā)明效果在本發(fā)明的非圓形軸承中，由于將滾動體從插入孔插入，因此，即便可撓性軌道圈因插入的滾動體而撓曲成非圓形，使得該可撓性軌道圈與剛性軌道構(gòu)件之間的軌道寬度變窄之后，也能簡單地插入剩余的滾動體。因此，能與一般的圓環(huán)狀的軸承的情形同樣簡單地進(jìn)行滾動體的插入作業(yè)。此外，在本發(fā)明的非圓形軸承中，將插入孔形成在偏離作用有較大負(fù)載位置的位置或是幾乎沒有作用有負(fù)載的位置上。因此，能避免在非圓形軌道面上出現(xiàn)因插入孔形成位置處產(chǎn)生的臺階而導(dǎo)致的剝落等不良情況，以致使軸承壽命降低。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式1的波動齒輪裝置的示意縱剖視圖。圖2是表示圖1的波動齒輪裝置的嚙合狀態(tài)的說明圖。圖3是表示圖1的波動齒輪裝置的波動發(fā)生器的主視圖。
圖4是用于表示圖3的波動發(fā)生器的滾珠插入孔的部位的局部剖視圖。圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式2的波動齒輪裝置的說明圖。圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式3的波動齒輪裝置的說明圖。圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式4的波動齒輪裝置的說明圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對適用本發(fā)明的波動齒輪裝置的實(shí)施方式進(jìn)行說明。(實(shí)施方式1)圖1是本實(shí)施方式1的波動齒輪裝置的縱剖視圖，圖2是表示波動齒輪裝置的嚙合狀態(tài)的示意圖。波動齒輪裝置1具有剛性內(nèi)齒齒輪2、配置在該剛性內(nèi)齒齒輪2內(nèi)側(cè)的杯形可撓性外齒齒輪3及嵌入該可撓性外齒齒輪3內(nèi)側(cè)的橢圓形輪廓的波動發(fā)生器4。圓形可撓性外齒齒輪3的形成有外齒3a的部分因波動發(fā)生器4而撓曲成橢圓形。外齒3a的橢圓形長軸Lmax方向上的兩端部分與圓形的剛性內(nèi)齒齒輪2的內(nèi)齒加嚙合。波動發(fā)生器4與電動機(jī)軸等高速旋轉(zhuǎn)輸入軸連結(jié)。當(dāng)波動發(fā)生器4旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩齒輪2、3的嚙合位置沿圓周方向移動，在兩齒輪2、3之間產(chǎn)生因它們的齒數(shù)差引起的相對旋轉(zhuǎn)。例如，剛性內(nèi)齒齒輪2被固定成不旋轉(zhuǎn)，可撓性外齒齒輪3與負(fù)載一側(cè)的構(gòu)件連接，從可撓性外齒齒輪3獲取的減速旋轉(zhuǎn)被傳遞至負(fù)載一側(cè)的構(gòu)件。圖3是表示波動發(fā)生器4的主視圖。參照圖1、圖3進(jìn)行說明，波動發(fā)生器4包括橢圓形輪廓的剛性凸輪板5 (剛性軌道構(gòu)件)和安裝于該剛性凸輪板5外周的波形軸承7 (橢圓形軸承)。波形軸承7包括在剛性凸輪板5的橢圓形外周面fe上形成的橢圓形軌道面 5b。此外，包括薄壁的可撓性軌道圈8，該可撓性軌道圈8配置成將橢圓形軌道面恥的外側(cè)圍成同心狀的狀態(tài)，并能沿半徑方向撓曲。可撓性軌道圈8的初始形狀是圓形，在初始狀態(tài)下，可撓性軌道圈8的內(nèi)周面為圓形軌道面8a。在橢圓形軌道面恥與可撓性軌道圈8的圓形軌道面8a之間形成的軌道9上以能滾動的狀態(tài)插入多個(gè)滾珠10，圓形的可撓性軌道圈8 因插入軌道9的滾珠10而撓曲成橢圓形。在此，在剛性凸輪板5上形成有用于供滾珠10插入軌道9的滾珠插入孔11。該滾珠插入孔11被安裝于其中的塞子12封閉。塞子12被旋緊螺栓13等旋緊零件旋緊固定于剛性凸輪板5。滾珠插入孔11形成于剛性凸輪板5的橢圓的短軸Lmin上的位置。圖4是表示滾珠插入孔11的一部分的局部剖視圖。參照圖3、圖4來進(jìn)行說明，滾珠插入孔11是從剛性凸輪板5中心朝半徑方向延伸的具有一定寬度的矩形剖面的孔，并且是從剛性凸輪板5的一端面5c具有該剛性凸輪板5的厚度方向的一半深度的孔。塞子12呈與滾珠插入孔11互補(bǔ)的形狀，整體上為長方體形狀。塞子12的外側(cè)端面1 確定因滾珠插入孔11而缺損的剛性凸輪板5的端面5c的部位。塞子12的內(nèi)側(cè)端面12b是與剛性凸輪板5的滾珠插入孔11的底面Ila緊貼的面，在該內(nèi)側(cè)端面12b的靠軌道9 一側(cè)的角落部位形成有軌道面部分12c，該軌道面部分12c用于確定因滾珠插入孔11 而缺損的橢圓形軌道面恥的部位。此外，塞子12兩側(cè)的側(cè)面12d、l&分別與滾珠插入孔 11左右的內(nèi)側(cè)側(cè)面緊貼。而且，在塞子12上形成有從外側(cè)端面1 貫穿至內(nèi)側(cè)端面12b的螺孔12f，在螺栓插入孔11的底面Ila上也形成有螺孔lib。通過將旋緊螺栓13旋緊至上述螺孔12f、llb，塞子12被旋緊固定于剛性凸輪板5。
在如上所述構(gòu)成的波動齒輪裝置1中，波形齒輪7在被剛性凸輪板5撓曲成橢圓形的狀態(tài)下嵌入可撓性外齒齒輪3的內(nèi)側(cè)，從而將可撓性外齒齒輪3和與高速旋轉(zhuǎn)輸入軸連結(jié)的剛性凸輪板5保持成能相對旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。即，通過使插入剛性凸輪板5及可撓性軌道圈8之間的滾珠10沿上述軌道面^、8a進(jìn)行滾動運(yùn)動，能使剛性凸輪板5及可撓性外齒齒輪3以較小的轉(zhuǎn)矩順暢地相對旋轉(zhuǎn)。波形軸承7被剛性凸輪板5撓曲成橢圓形，位于橢圓形的長軸Lmax兩端的一個(gè)或多個(gè)滾珠IOa被緊緊地夾在橢圓形軌道面恥與圓形軌道面8a之間，從而形成與上述軌道面點(diǎn)接觸并進(jìn)行滾動運(yùn)動的狀態(tài)。位于長軸Lmax兩端之外部分的剩下的滾珠10在軌道面 5b、8a之間被保持成具有間隙且能自由滾動運(yùn)動的狀態(tài)。因此，當(dāng)在波動齒輪裝置1上作用有轉(zhuǎn)矩時(shí)，在波動發(fā)生器4的位于剛性凸輪板5 的長軸Lmax兩端側(cè)的部分作用有最大的負(fù)載。如圖3所示，一般而言，在以長軸Lmax為中心的大約90°的角度范圍內(nèi)的部位作用有負(fù)載，離長軸Lmax越遠(yuǎn)，負(fù)載越小。此外，波動發(fā)生器4的位于短軸Lmin兩端側(cè)的部分實(shí)質(zhì)上沒有作用有負(fù)載，且作用在以短軸Lmin為中心的大約90°的角度范圍內(nèi)的部位上的負(fù)載很小。滾珠插入孔11位于在波動齒輪裝置1上作用有轉(zhuǎn)矩時(shí)實(shí)質(zhì)上沒有作用有負(fù)載的橢圓的短軸Lmin上。因此，不會用很大的力將滾珠10按壓到對螺栓插入孔11進(jìn)行封閉的塞子12的軌道面部分12c與剛性凸輪板5側(cè)的橢圓形軌道面恥側(cè)的部分之間的接縫部分上。因此，能避免出現(xiàn)剝落等不良情況而使軸承壽命降低這樣的問題。此外，在組裝波動發(fā)生器4時(shí)，能將滾珠10從滾珠插入孔11插入。在滾珠插入作業(yè)中，需要在通過所插入的滾珠10使圓形的可撓性軌道圈8撓曲成橢圓形的同時(shí)強(qiáng)制插入滾珠10，隨著滾珠10的插入，可撓性軌道圈8變形而使最大軌道寬度變窄，使得滾珠插入作業(yè)變得困難。在本例中，由于將滾珠10從滾珠插入孔11插入，因此，與以往相比，能容易地進(jìn)行滾珠10的插入作業(yè)。而且，由于滾珠插入孔11形成在實(shí)質(zhì)上沒有作用有負(fù)載的短軸上的位置，因此， 在滾珠插入時(shí)等情況下，幾乎不可能對橢圓形軌道面恥、圓形軌道面8a造成損傷。因此，能避免因在滾珠插入時(shí)等情況下出現(xiàn)的軌道面的損傷而使軸承壽命降低這樣的問題。此外， 在組裝時(shí)弄錯(cuò)滾珠數(shù)等情況下，也能比以往更簡單地進(jìn)行再組裝。另外，在本例中，滾珠插入孔11形成在剛性凸輪板5的橢圓的短軸Lmin上的位置。滾珠插入孔11只要形成在幾乎沒有作用有負(fù)載的部位或負(fù)載非常小的部位即可。也就是說，能形成在剛性凸輪板5的遠(yuǎn)離負(fù)載作用區(qū)域的部位，即形成在以短軸Lmin為中心兩側(cè)的90°的角度范圍內(nèi)的部位。(實(shí)施方式2)圖5是表示適用本發(fā)明實(shí)施方式2的波動齒輪裝置的說明圖。波動齒輪裝置20 在最靠內(nèi)側(cè)處配置有剛性外齒齒輪22。圓環(huán)狀的可撓性內(nèi)齒齒輪23以同心狀圍住剛性外齒齒輪22的狀態(tài)配置。具有橢圓形內(nèi)周面的圓環(huán)狀的波動發(fā)生器M以同心狀圍住可撓性內(nèi)齒齒輪23的狀態(tài)配置。波動發(fā)生器M包括圓環(huán)狀的剛性凸輪板25 (剛性軌道構(gòu)件)和安裝于該剛性凸輪板25內(nèi)側(cè)的波形軸承27。波形軸承27的外圈與剛性凸輪板25—體形成。S卩，在剛性凸輪板25的橢圓形內(nèi)周面上形成有波形軸承27的橢圓形軌道面25b。波形軸承27的內(nèi)圈由
10能朝半徑方向撓曲的圓形的可撓性軌道圈28形成，在該可撓性軌道圈28的圓形外周面上形成有圓形軌道面觀a。多個(gè)滾珠30以能滾動的狀態(tài)插入到形成于上述橢圓形軌道面25b 與圓形軌道面28a之間的軌道四，可撓性軌道圈觀因插入的滾珠30而撓曲成橢圓形。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的波動發(fā)生器M，其內(nèi)側(cè)的圓環(huán)狀的可撓性內(nèi)齒齒輪23被撓曲成橢圓形，位于橢圓的短軸Lmin兩端的內(nèi)齒與內(nèi)側(cè)的剛性外齒齒輪22的外齒嚙合。例如，當(dāng)波動發(fā)生器M被固定成不能旋轉(zhuǎn)，剛性外齒齒輪22在電動機(jī)等旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩齒輪22、23的嚙合位置會沿周向移動，在兩齒輪之間會產(chǎn)生因兩齒輪的齒數(shù)差而出現(xiàn)的相對旋轉(zhuǎn)。能從可撓性內(nèi)齒齒輪23獲取上述旋轉(zhuǎn)。在上述結(jié)構(gòu)的波動齒輪裝置20上作用有轉(zhuǎn)矩時(shí)，在波動發(fā)生器M的與兩齒輪22、 23的嚙合位置相對應(yīng)的部位、即橢圓的短軸Lmin的兩端部分作用有較大的負(fù)載，而在橢圓的長軸Lmax的兩端部分實(shí)質(zhì)上沒有作用有負(fù)載。這種關(guān)系與實(shí)施方式1的波動齒輪裝置 1的情形是相反的。在此，在波動齒輪裝置20的波動發(fā)生器M中，在其剛性凸輪板25上以位于長軸 Lmax上的方式形成有滾珠插入孔31。上述滾珠插入孔31被塞子32封閉。滾珠插入孔31 能與實(shí)施方式1的滾珠插入孔11同樣地形成在剛性凸輪板25的端面上。在本例中，形成從剛性凸輪板25的圓形外周面沿半徑方向貫穿至圓形軌道面的具有圓形剖面的通孔，來作為滾珠插入孔31。圓柱狀的塞子32被從外側(cè)安裝到上述滾珠插入孔31中，并被銷33等固定于剛性凸輪板25。在塞子32的前端面上形成有軌道面部分，該軌道面部分確定因滾珠插入孔31而缺損的橢圓形軌道面的部位。在如上所述構(gòu)成的波動齒輪裝置20中，也能簡單地進(jìn)行波動齒輪裝置20的波動發(fā)生器M組裝時(shí)的滾珠插入動作。此外，也能避免因形成滾珠插入孔而導(dǎo)致的軸承壽命降低等的問題，并能避免在滾珠插入時(shí)造成軌道面損傷。(實(shí)施方式3)上述實(shí)施方式是有關(guān)作為非圓形軸承的一例的橢圓形軸承的實(shí)施方式。本發(fā)明也能適用于橢圓形軸承以外的非圓形軸承。圖6是表示實(shí)施方式3的波動齒輪裝置40的說明圖。波動齒輪裝置40具有剛性內(nèi)齒齒輪42、配置在該剛性內(nèi)齒齒輪42內(nèi)側(cè)的可撓性外齒齒輪43及嵌入該可撓性外齒齒輪43內(nèi)側(cè)的非圓形輪廓的波動發(fā)生器44。圓形可撓性外齒齒輪43的形成有外齒43a的部分因波動發(fā)生器44而撓曲成非圓形。波動發(fā)生器44包括非圓形輪廓的剛性凸輪板45 (剛性軌道構(gòu)件)和安裝于該剛性凸輪板45外周的波形軸承47 (非圓形軸承)。波形軸承47包括在剛性凸輪板45的非圓形外周面4 上形成的非圓形軌道面45b。此外，包括薄壁的可撓性軌道圈48，該可撓性軌道圈48配置成將非圓形軌道面45b的外側(cè)圍成同心狀的狀態(tài)，并能沿半徑方向撓曲?？蓳闲攒壍廊?8的初始形狀(撓曲前的形狀)是圓形，在初始狀態(tài)下，可撓性軌道圈48的內(nèi)周面為圓形軌道面48a。在形成于非圓形軌道面4 與可撓性軌道圈48的圓形軌道面48a 之間的軌道49上，以能轉(zhuǎn)動的狀態(tài)插入有多個(gè)滾珠50。可撓性軌道圈48因插入的滾珠50而沿半徑方向撓曲，其圓形軌道面48a撓曲成與非圓形軌道面4 相似的形狀。非圓形軌道面45b的非圓形由能在沿正圓的圓周方向等間隔的多個(gè)部位與正圓內(nèi)切的封閉曲線確定。在本例中，非圓形軌道面4 是被稱為三突瓣的形狀，其由能在沿正圓的圓周方向等間隔的三個(gè)部位與正圓內(nèi)切的封閉曲線確定。也可以由能在沿正圓的圓周方向等間隔的四處以上的多個(gè)部位與正圓內(nèi)切的封閉曲線來確定非圓形軌道面45b的非圓形。因?yàn)樯鲜鲂螤畹牟▌影l(fā)生器44，可撓性外齒齒輪43撓曲成與該波動發(fā)生器44的非圓形輪廓相似的形狀，外齒43a在圓周方向上的三處位置與內(nèi)齒4 嚙合。波動發(fā)生器44與電動機(jī)軸等高速旋轉(zhuǎn)輸入軸連結(jié)。一旦波動發(fā)生器44旋轉(zhuǎn)，兩齒輪42、43的嚙合位置沿圓周方向移動，在兩齒輪42、43之間產(chǎn)生因它們的齒數(shù)差而引起的相對旋轉(zhuǎn)。例如，剛性內(nèi)齒齒輪42被固定成不旋轉(zhuǎn)，可撓性外齒齒輪43與負(fù)載一側(cè)的構(gòu)件連接，從可撓性外齒齒輪43獲取的減速旋轉(zhuǎn)被傳遞至負(fù)載一側(cè)的構(gòu)件。另外，此時(shí)兩齒輪42、43的齒數(shù)差被設(shè)定為3η個(gè)(η為正整數(shù))，一般被設(shè)定為差三個(gè)。在此，在剛性凸輪板45上形成有用于供滾珠50插入軌道49的滾珠插入孔51。該滾珠插入孔51被安裝于其中的塞子52封閉。塞子52被旋緊螺栓53等旋緊零件旋緊固定于剛性凸輪板45。滾珠插入孔51的位置被配置在剛性凸輪板45上波動發(fā)生器44的非圓形輪廓形狀與正圓內(nèi)切的三處內(nèi)切位置中相鄰的兩處內(nèi)切位置的中間。(實(shí)施方式4)如圖7所示，在采用可撓性內(nèi)齒齒輪63配置于剛性外齒齒輪62外側(cè)的結(jié)構(gòu)的波動齒輪裝置60的情況下，也能使用橢圓形之外的非圓形輪廓的波動發(fā)生器64。此時(shí)，作為波動發(fā)生器64的非圓形輪廓，只要使用在沿正圓的圓周方向等間隔的多處部位與正圓外切的封閉曲線即可。例如，能使用在三處外切的封閉曲線。波形軸承67安裝在波動發(fā)生器 64與可撓性內(nèi)齒齒輪63之間，并將波動發(fā)生器64和可撓性內(nèi)齒齒輪63保持成能相對旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。波動發(fā)生器64包括非圓形輪廓的剛性凸輪板65 (剛性軌道構(gòu)件)和安裝于該剛性凸輪板65內(nèi)周的波形軸承67 (非圓形軸承)。波形軸承67包括在剛性凸輪板65的非圓形內(nèi)周面上形成的非圓形軌道面65b。此外，在波形軸承67的內(nèi)側(cè)，同心狀地設(shè)置有能沿半徑方向撓曲的薄壁的可撓性軌道圈68?？蓳闲攒壍廊?8的初始形狀(撓曲前的形狀)是圓形，在初始狀態(tài)下，可撓性軌道圈68的外周面為圓形軌道面68a。在形成于非圓形軌道面6 與可撓性軌道圈68的圓形軌道面68a之間的軌道69上，以能滾動的狀態(tài)插入有多個(gè)滾珠70。供滾珠70插入的插入孔71配置在從波動發(fā)生器64的非圓形輪廓與正圓外切的部位偏移的位置上，插入孔71被塞子72封閉。(其它實(shí)施方式)在上述實(shí)施方式中，將滾珠插入孔設(shè)置在一處，但根據(jù)不同情況，也可以將滾珠插入孔設(shè)置在多處。此時(shí)，較為理想的是，將滾珠插入孔配置在從波形軸承的非圓形軌道面與正圓內(nèi)切的部位或外切的部位偏移的位置上。此外，在上述實(shí)施方式中，使用非圓形軸承作為波動齒輪裝置的波動發(fā)生器的波形軸承。本發(fā)明的非圓形軸承還能用于波動發(fā)生器的波形軸承之外的用途。此外，在上述實(shí)施方式中，波形軸承是滾珠軸承，但也可以使用具有輥?zhàn)拥葷L珠之外的滾動體的軸承。(符號說明)1、20、40、60 波動齒輪裝置
2、42 剛性內(nèi)齒齒輪22、62 剛性外齒齒輪2a、42a 內(nèi)齒3、43可撓性外齒齒輪23、63可撓性內(nèi)齒齒輪3a、43a 外齒4、24、44、64 波動發(fā)生器5、25、45、65 剛性凸輪板5a、45a 外周面5b、25b、45b、65b 軌道面5c 端面7、27、47、67 波形軸承8、28、48、68 可撓性軌道圈8a,28a,48a,68a 圓形軌道面9、29、49、69 軌道10、10a、30、50、70 滾珠11、31、51、71 滾珠插入孔Ila 底面lib 螺孔12、32、52、72 塞子12a外側(cè)端面12b 內(nèi)側(cè)端面12c 軌道面部分12d、12e 側(cè)面12f 螺孔13、53旋緊螺栓
權(quán)利要求
1.一種非圓形軸承(7、27、47、67)，包括:剛性軌道構(gòu)件(5、25、45、、65)，該剛性軌道構(gòu)件具有非圓形軌道面； 可撓性軌道圈(8、觀、48、68)，該可撓性軌道圈能沿半徑方向撓曲，在撓曲之前的狀態(tài)下具有圓形軌道面(8aJ8a、48a、68a)；多個(gè)滾動體(10、30、50、70)，這些滾動體以能滾動的狀態(tài)插入到在所述非圓形軌道面 (5b、25b、45b、65b)與所述圓形軌道面(8a、28a、48a、68a)之間形成的軌道(9、29、49、69) 中；插入孔(11、31、51、71)，該插入孔形成在所述剛性軌道構(gòu)件(5、25、45、6幻上，以供所述滾動體(10、30、50、70)插入所述軌道(9、29、49、69)；以及塞子(12、32、52、72)，該塞子封閉所述插入孔(11,31,51,71), 所述可撓性軌道圈(8、28、48、68)因插入所述軌道(9、29、49、69)的所述滾動體(10、 30,50,70)而撓曲，使得所述圓形軌道面(8aJ8a、48a、68a)撓曲成與所述非圓形軌道面相似的形狀，所述非圓形軌道面的非圓形是由能在沿正圓的圓周方向等間隔的多處與正圓內(nèi)切的封閉曲線或外切的封閉曲線確定的形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的非圓形軸承(7、47)，其特征在于，所述非圓形軌道面(5b、45b)形成于所述剛性軌道構(gòu)件(5、妨)的外周面， 所述圓形軌道面(8a、48a)形成于所述可撓性軌道圈(8、48)的內(nèi)周面， 所述非圓形軌道面(5b、45b)的非圓形是由能與正圓內(nèi)切的封閉曲線確定的形狀， 所述插入孔(11、51)形成在相對于確定所述非圓形軌道面(5b、45b)的所述封閉曲線的與所述正圓內(nèi)切的部位沿周向偏移的位置上。
3.如權(quán)利要求2所述的非圓形軸承(7)，其特征在于， 所述非圓形軌道面是橢圓形軌道面，所述插入孔(11)形成在相對于確定所述橢圓形軌道面(5b)的橢圓的長軸(Lmax)沿周向偏移的位置上。
4.如權(quán)利要求3所述的非圓形軸承(7)，其特征在于，所述插入孔(11)形成在以確定所述橢圓形軌道面(5b)的橢圓的短軸(Lmin)為中心周向上90°范圍內(nèi)的位置。
5.如權(quán)利要求3所述的非圓形軸承(7)，其特征在于，所述插入孔(11)形成在確定所述橢圓形軌道面(5b)的橢圓的短軸(Lmin)上的位置。
6.如權(quán)利要求1所述的非圓形軸承07、67)，其特征在于，所述非圓形軌道面(25b、65b)形成于所述剛性軌道構(gòu)件05、65)的內(nèi)周面， 所述圓形軌道面08a、68a)形成于所述可撓性軌道圈(觀、68)的外周面， 所述非圓形軌道面0恥、6恥)的非圓形是由能與正圓外切的封閉曲線確定的形狀， 所述插入孔(31)形成在相對于確定所述非圓形軌道面0恥、6恥)的所述封閉曲線的與所述正圓外切的部位沿周向偏移的位置上。
7.如權(quán)利要求6所述的非圓形軸承(27)，其特征在于， 所述非圓形軌道面是橢圓形軌道面，所述插入孔(31)形成在相對于確定所述橢圓形軌道面0 )的橢圓的短軸(Lmin)沿周向偏移的位置上。
8.如權(quán)利要求6所述的非圓形軸承(27)，其特征在于，所述插入孔(31)形成在以確定所述橢圓形軌道面(25b)的橢圓的長軸(Lmax)為中心周向上90°范圍內(nèi)的位置。
9.如權(quán)利要求6所述的非圓形軸承(27)，其特征在于，所述插入孔(31)形成在確定所述橢圓形軌道面0 )的橢圓的長軸(Lmax)上的位置。
10.一種波動齒輪裝置(1、20、40、60)的波動發(fā)生器(4、對、44、64)，使可撓性齒輪(3、 23、43、63)撓曲成非圓形來與剛性齒輪(2、22、42、62)局部嚙合，并使兩齒輪(2,3,22,23, 42,43,62,63)的嚙合位置沿周向移動，使因兩齒輪的齒數(shù)差而引起的相對旋轉(zhuǎn)發(fā)生在兩齒輪之間，其特征在于，所述波動發(fā)生器G、24、44、64)具有剛性凸輪板(5、25、45、6幻及波形軸承(7、27、47、67)，所述波形軸承(7、27、47、67)包括非圓形軌道面(恥、2恥、妨b、6^3)，該非圓形軌道面形成在所述剛性凸輪板(5、25、45、 65)上；可撓性軌道圈(8、觀、48、68)，該可撓性軌道圈能沿半徑方向撓曲，在撓曲之前的初始狀態(tài)下具有圓形軌道面(8aJ8a、48a、68a)；多個(gè)滾動體(10、30、50、70)，這些滾動體以能滾動的狀態(tài)插入到在所述非圓形軌道面 (5b、25b、45b、65b)與所述圓形軌道面(8a、28a、48a、68a)之間形成的軌道(9、29、49、69) 中；插入孔(11、31、51、71)，該插入孔形成在所述剛性軌道構(gòu)件(5、25、45、6幻上，以供所述滾動體(10、30、50、70)插入所述軌道(9、29、49、69)；以及塞子(12、32、52、72)，該塞子封閉所述插入孔(11,31,51,71), 所述可撓性軌道圈(8、28、48、68)因插入所述軌道(9、29、49、69)的所述滾動體(10、 30,50,70)而撓曲，使得所述圓形軌道面(8aJ8a、48a、68a)撓曲成與所述非圓形軌道面相似的形狀，所述非圓形軌道面(5b、25b、45b、65b)的非圓形是由能在沿正圓的圓周方向等間隔的多處與正圓內(nèi)切的封閉曲線或外切的封閉曲線確定的形狀。
11.如權(quán)利要求10所述的波動發(fā)生器(4、44)，其特征在于， 所述剛性齒輪是剛性內(nèi)齒齒輪0、42)，所述可撓性齒輪是可撓性外齒齒輪(3、43)， 所述波動發(fā)生器G、44)安裝在所述可撓性外齒齒輪(3、4；3)的內(nèi)側(cè)， 所述非圓形軌道面(5b、45b)形成于所述剛性凸輪板(5、4幻的外周面， 所述圓形軌道面(8a、48a)形成于所述可撓性軌道圈(8、48)的內(nèi)周面， 所述非圓形軌道面的非圓形是由能與正圓內(nèi)切的封閉曲線確定的形狀， 所述插入孔(11、51)形成在相對于確定所述非圓形軌道面(5b、45b)的所述封閉曲線的與所述正圓內(nèi)切的部位沿周向偏移的位置上。
12.如權(quán)利要求11所述的波動發(fā)生器，其特征在于，所述非圓形軌道面是橢圓形軌道面(5b)，所述插入孔(11)形成在相對于確定所述橢圓形軌道面(5b)的橢圓的長軸(Lmax)沿周向偏移的位置上。
13.如權(quán)利要求11所述的波動發(fā)生器，其特征在于，所述插入孔(11)形成在以確定所述橢圓形軌道面(5b)的橢圓的短軸(Lmin)為中心周向上90°范圍內(nèi)的位置上。
14.如權(quán)利要求11所述的波動發(fā)生器G)，其特征在于，所述插入孔(11)形成在確定所述橢圓形軌道面(5b)的橢圓的短軸(Lmin)上的位置。
15.如權(quán)利要求10所述的波動發(fā)生器04、64)，其特征在于， 所述剛性齒輪是剛性外齒齒輪02、62)，所述可撓性齒輪是可撓性內(nèi)齒齒輪03、63)，所述可撓性內(nèi)齒齒輪(23、6；3)安裝在所述波動發(fā)生器04、64)的內(nèi)側(cè)， 所述非圓形軌道面(25b、65b)形成于所述剛性凸輪板05、65)的內(nèi)周面， 所述圓形軌道面08a、68a)形成于所述可撓性軌道圈(觀、68)的外周面， 所述非圓形軌道面0恥、6恥)的非圓形是由能與正圓外切的封閉曲線確定的形狀， 所述插入孔(31、71)形成在相對于確定所述非圓形軌道面(5b、25b)的所述封閉曲線的與所述正圓外切的部位沿周向偏移的位置上。
16.如權(quán)利要求15所述的波動發(fā)生器(M)，其特征在于， 所述非圓形軌道面是橢圓形軌道面，所述插入孔(31)形成在相對于確定所述橢圓形軌道面0 )的橢圓的短軸(Lmin)沿周向偏移的位置上。
17.如權(quán)利要求15所述的波動發(fā)生器(M)，其特征在于，所述插入孔(31)形成在以確定所述橢圓形軌道面(25b)的橢圓的長軸(Lmax)為中心周向上90°范圍內(nèi)的位置。
18.如權(quán)利要求15所述的波動發(fā)生器(M)，其特征在于，所述插入孔(31)形成在確定所述橢圓形軌道面0 )的橢圓的長軸(Lmax)上的位置。
19.一種波動齒輪裝置(1、40)，具有剛性內(nèi)齒齒輪0、4幻；可撓性外齒齒輪(3、43)， 該可撓性外齒齒輪與所述剛性內(nèi)齒齒輪0、似)同心配置；以及波動發(fā)生器(4、44)，在該波動發(fā)生器中，使所述可撓性外齒齒輪(3、4；3)撓曲成橢圓形來與所述剛性內(nèi)齒齒輪0、42) 局部嚙合，并使兩齒輪0、3、42、43)的嚙合位置沿周向移動，使因兩齒輪的齒數(shù)差而引起的相對旋轉(zhuǎn)發(fā)生在兩齒輪之間，其特征在于，所述波動發(fā)生器G、44)是權(quán)利要求10至14中任一項(xiàng)所述的波動發(fā)生器。
20.一種波動齒輪裝置00、60)，具有剛性外齒齒輪02、62)；可撓性內(nèi)齒齒輪03、 63)，該可撓性內(nèi)齒齒輪與所述剛性外齒齒輪02、62)同心配置；以及波動發(fā)生器04、64)， 在該波動發(fā)生器中，使所述可撓性內(nèi)齒齒輪(23、6；3)撓曲成橢圓形來與所述剛性外齒齒輪 (22,62)局部嚙合，并使兩齒輪02、23、62、63)的嚙合位置沿周向移動，使因兩齒輪的齒數(shù)差而引起的相對旋轉(zhuǎn)發(fā)生在兩齒輪之間，其特征在于，所述波動發(fā)生器(對、64)是權(quán)利要求15至19中任一項(xiàng)所述的波動發(fā)生器。
全文摘要
一種波動齒輪裝置(1)的波動發(fā)生器(4)，包括剛性凸輪板(5)和波形軸承(7)。波形軸承(7)具有形成在剛性凸輪板(5)的橢圓形外周面(5a)上的橢圓形軌道面(5b)；具有圓形軌道面(8a)的可撓性軌道圈(8)；以及插入到在橢圓形軌道面(5b)與圓形軌道面(8a)之間形成的軌道(9)中的多個(gè)滾珠(10)。在剛性凸輪板(5)的端面外周緣部分，在實(shí)質(zhì)上沒有作用有負(fù)載的橢圓的短軸(Lmin)上的部位形成有滾珠插入孔(11)，將滾珠(10)從其中插入軌道(9)，在插入滾珠之后用塞子(12)封閉該滾珠插入孔(11)。藉此，滾珠(10)經(jīng)由滾珠插入孔(11)的插入作業(yè)變得簡單，由于形成滾珠插入孔(11)，因而不會使軸承壽命降低。
文檔編號F16H1/32GK102472366SQ200980160309
公開日2012年5月23日 申請日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者黑木潤一 申請人:諧波傳動系統(tǒng)有限公司