波动齿轮装置的波动发生器及波动发生器的制造方法

摘要

波动齿轮装置(1)的波动发生器(5)中，其插塞(6)由在轴线方向上接合的多个插塞分割片(12～14)构成。能够通过压装来在各插塞分割片(12～14)的分割外周面(12a～14a)上安装波动轴承(8～10)，之后，将插塞分割片(12～14)在轴线方向上接合。因此，能够简单地制造在插塞(6)的非圆形外周面(7)上以多个波动轴承(8～10)并列配置的状态压装有多个波动轴承(8～10)的波动发生器(5)。

说明书

技术领域

本发明涉及波动齿轮装置的波动发生器及其制造方法。进一步详细而言，涉及适合用于被称之为扁平型波动齿轮装置的波动齿轮装置的波动发生器及其制造方法。

背景技术

扁平型波动齿轮装置包括：同轴并列配置的2个刚性内齿齿轮、同轴配置于这些刚性内齿齿轮的内侧且能够在半径方向上弯曲变形的圆筒形状的柔性外齿齿轮、以及将柔性外齿齿轮弯曲变形成非圆形、例如椭圆形而与2个刚性内齿齿轮局部啮合的波动发生器。一个刚性内齿齿轮的齿数比柔性外齿齿轮多，在这些齿轮之间进行与齿数差相应的减速动作。另一个刚性内齿齿轮的齿数与柔性外齿齿轮相同，这些齿轮进行一体旋转。如果固定齿数多的刚性内齿齿轮，并通过马达等使波动发生器旋转，则柔性外齿齿轮进行减速旋转，该减速旋转由与柔性外齿齿轮一体旋转的齿数少的刚性内齿齿轮输出到负载侧。

专利文献1中记载有该构成的扁平型波动齿轮装置。该文献中所记载的波动齿轮装置的波动发生器在刚体插塞的椭圆形状的外周面上具备并列压装的3个滚珠轴承作为波动轴承。两侧的滚珠轴承对柔性外齿齿轮的外齿的齿宽方向上的两侧部分进行支撑，中央的滚珠轴承对外齿的齿宽方向上的中央部分进行支撑。

由此，通过使用在外齿的齿宽方向上排列的多个滚珠轴承对由薄弹性体形成的圆筒形状的柔性外齿齿轮进行支撑，能够使作用于柔性外齿齿轮的齿宽方向上的各部分的应力分布均匀化。从而，能够延长柔性外齿齿轮的寿命。

专利文献

专利文献1：日本特开2013-181636号公报

发明内容

此处，波动发生器由具备椭圆形状的外周面的刚体插塞和被压装于该插塞的外周面的滚珠轴承构成。如果被压装于插塞外周面的滚珠轴承的个数增加，则它们的压装作业变得困难。

例如在使用多个滚珠轴承的情况下，从制造成本的观点考虑，使用相同尺寸的滚珠轴承。在插塞外周面上压装第1个滚珠轴承后压装第2个滚珠轴承的作业比第1个滚珠轴承的压装作业困难，有时会刮伤压装面。特别是将3个以上滚珠轴承压装于同一插塞外周面的作业非常困难，容易使压装面发生损伤。

本发明的课题是鉴于以上方面而完成的，提供一种能够在刚体插塞的非圆形外周面上作业性好且廉价地安装多个波动轴承的波动发生器及该波动发生器的制造方法。

为了解决上述的课题，本发明是一种将波动齿轮装置的柔性外齿齿轮弯曲变形成非圆形的波动发生器，其特征在于，包括：

插塞，该插塞为刚体；

非圆形外周面，该非圆形外周面形成于所述插塞；以及

至少3个波动轴承，该至少3个波动轴承安装于所述非圆形外周面，

所述插塞具备在所述插塞的轴线方向上接合的至少2个插塞分割片，

所述非圆形外周面由形成于各所述插塞分割片的分割外周面限定，

在所述分割外周面上分别安装有至少1个所述波动轴承，

在所述波动轴承的个数比所述插塞分割片的个数多的情况下，在至少一个所述分割外周面上安装有2个所述波动轴承。

本发明的波动发生器中，其插塞由在轴线方向上分割的多个插塞分割片构成。因此，能够通过压装来在各插塞分割片的分割外周面上安装波动轴承，之后，将插塞分割片在轴线方向上接合。因此，能够作业性良好地制造在插塞的非圆形外周面上以多个波动轴承并列配置的状态压装多个波动轴承的波动发生器。

为了将波动轴承作业性良好且可靠地压装于各插塞分割片，需要使压装于1个插塞分割片的分割外周面的波动轴承的个数最大为2个。

因此，在所述插塞分割片的个数为2，且所述波动轴承的个数为3的情况下，在所述插塞分割片的一个所述分割外周面上安装有2个所述波动轴承，在所述插塞分割片的另一个所述分割外周面上安装有1个所述波动轴承。

另外，在所述插塞分割片的个数为3，且所述波动轴承的个数为3的情况下，在所述插塞分割片的各所述分割外周面上分别安装有1个所述波动轴承。

此处，为了降低具备多个波动轴承的波动发生器的制造成本，希望所述分割外周面为相同尺寸的外周面，且所述波动轴承为相同尺寸的波动轴承。

在这种情况下，多个波动轴承分别存在制造偏差，有时各波动轴承的转动体的公转速度产生差异。因此，如果对多个波动轴承使用公用的转动体保持器，则存在转动体保持器破损的危险性。因此，希望所述波动轴承分别具备相互独立的转动体保持器。

所述插塞分割片可以使用螺栓紧固、焊接、粘结、花键结合、利用销的结合、利用铆钉的结合中的任意一个或者这些结合中的至少2个来进行相互接合。

此外，本发明是一种上述构成的波动发生器的制造方法，其特征在于，包括以下工序：

分别制造所述插塞分割片的插塞片制作工序；

在所制作的所述插塞分割片的各所述分割外周面上安装1个或者2个所述波动轴承的轴承安装工序；以及

将安装有所述波动轴承的所述插塞分割片同轴接合的插塞片接合工序。

本发明的波动发生器适合用于具备圆筒形状的柔性外齿齿轮的波动齿轮装置。

附图说明

图1是表示具备应用了本发明的波动发生器的波动齿轮装置的端面图及纵向截面图。

图2是表示图1的波动发生器的制造方法的说明图。

图3是表示应用了本发明的波动发生器的另一个例子的半纵向截面图。

图4是表示应用了本发明的波动发生器的再一个例子的半纵向截面图。

具体实施方式

以下，参照附图，对具备应用了本发明的波动发生器的波动齿轮装置的实施方式进行说明。

(整体构成)

图1(a)是表示本实施方式所涉及的波动齿轮装置的端面图，图1(b)是表示以其b－b线切断而得到的部分的纵向截面图。波动齿轮装置1是所谓的称之为扁平型波动齿轮装置的形式的波动齿轮装置，其包括：同轴并列配置的第一、第二刚性内齿齿轮2、3、同轴配置于这些刚性内齿齿轮的内侧的由薄弹性体形成的圆筒形状的柔性外齿齿轮4、以及嵌入于该柔性外齿齿轮的内侧的椭圆状轮廓的波动发生器5。

柔性外齿齿轮4被波动发生器5弯曲变形成椭圆形状，从而与第一、第二刚性内齿齿轮2、3局部啮合。如果波动发生器5通过马达等被旋转驱动，则柔性外齿齿轮4与第一、第二刚性内齿齿轮2、3之间的啮合位置在圆周方向上发生移动。

第一刚性内齿齿轮2的齿数比柔性外齿齿轮4多2n个(n为正的整数)，在这些齿轮2、4之间进行与齿数差相应的减速动作。另一个第二刚性内齿齿轮3的齿数与柔性外齿齿轮4相同，这些齿轮3、4进行一体旋转。如果固定齿数多的第一刚性内齿齿轮2，并通过马达等使波动发生器5旋转，则柔性外齿齿轮4减速旋转，该减速旋转由与柔性外齿齿轮4一体旋转的第二刚性内齿齿轮3输出到负载侧。

波动发生器5包括刚体插塞6和安装(压装)于该插塞6的椭圆状外周面7的3个波动轴承8、9、10。在插塞6的中心部分形成有以装置轴线1a为中心的插塞轴孔6a，在此同轴通过而连接固定有马达轴等旋转输入轴(未图示)。插塞6的椭圆状外周面7在轴线方向的各位置上直径相同，安装于此的波动轴承8～10为相同尺寸的滚珠轴承。

波动轴承8～10安装于插塞6的椭圆状外周面7，从而，它们的外圈8a～10a的外周面被弯曲变形成椭圆状。因此，被外圈8a～10a支撑的柔性外齿齿轮4也成为被弯曲变形成椭圆状的状态。

此处，本例中，柔性外齿齿轮4的外齿11包括：与第一刚性内齿齿轮2的内齿2a对置的第一外齿部分11a、与第二刚性内齿齿轮3的内齿3a对置的第二外齿部分11b、以及形成于这些外齿部分之间的缓冲部分11c。通过适当地设定缓冲部分11c的齿宽方向上的长度、齿高方向上的缓冲量，能够使外齿11的齿宽方向上的齿面载荷分布平坦化，在齿宽方向上与内齿2a、3a之间形成良好的轮齿接触。由此，能够提高波动齿轮装置1的负载容量。

波动发生器5的波动轴承8支撑第一外齿部分11a，波动轴承10支撑第二外齿部分11b。配置于波动轴承8、10之间的波动轴承9对缓冲部分11c和与其连接的第一、第二外齿部分11a、11b的部分进行支撑。另外，波动轴承8～10分别具有相互独立的滚珠保持器8b～10b。

(波动发生器的插塞)

波动发生器5的插塞6由在轴线方向上接合的3个环状的插塞分割片12、13、14构成。各插塞分割片12～14的外周面成为对椭圆状外周面7进行分割得到的分割外周面12a～14a。插塞分割片12～14通过在它们的圆周方向上以规定间隔安装的多根紧固螺栓15同轴接合而形成插塞6，它们的分割外周面12a～14a形成插塞6的椭圆状外周面7。

应予说明，插塞分割片12～14可以使用螺栓紧固、焊接、粘结、花键结合、利用销的结合、利用铆钉的结合等进行相互接合。另外，将这些接合方法并用，能够进一步提高接合强度。

位于中央的插塞分割片13包括一定宽度的圆盘部分13b和形成于其内周部分的圆筒状的凸台部分13c。圆盘部分13b的外周面成为分割外周面13a，在此安装有波动轴承9。另外，由凸台部分13c的内周面限定插塞轴孔6a。圆盘部分13b的两侧的端面13d、13e成为与装置轴线1a正交的平坦面，凸台部分13c的外周面成为以装置轴线1a为中心的圆形外周面13f。

位于插塞分割片13的两侧的插塞分割片12、14呈左右对称的形状，其包括：宽度大的外周侧圆盘部分12b、14b、宽度小的内周侧圆盘部分12c、14c、以及贯穿内周侧圆盘部分12c、14c的中心部分的圆形贯通孔12d、14d。插塞分割片12、14的与插塞分割片13对置的一侧的端面12e、14e成为与装置轴线1a正交的平坦面。

将插塞分割片12、14的圆形贯通孔12d、14d安装于中央的插塞分割片13的凸台部分13c，将端面12e、14e与插塞分割片13的端面13d、13e抵接。由此，成为3个插塞分割片12～14同轴重叠的状态。在该状态下，通过紧固螺栓15将插塞分割片12～14紧固固定。

(波动发生器的制造步骤)

图2是表示波动发生器5的制造步骤的说明图。首先，分别制作插塞分割片12～14(插塞片制作工序ST1)。接下来，在插塞分割片12～14的各分割外周面12a～14a上压装波动轴承8～10(轴承安装工序ST2)。之后，将安装有波动轴承8～10的插塞分割片12～14在轴线方向上同轴重叠，通过紧固螺栓15紧固固定。由此，得到在插塞6的椭圆状外周面7上压装有3个波动轴承8～10的波动发生器5。

(作用效果)

由此，波动发生器5不需要在单件插塞的椭圆状外周面上压装固定3个波动插塞。因此，能够作业性良好且不会使椭圆状外周面7发生损伤地制造在刚体插塞6的椭圆状外周面7上压装固定有多个波动轴承8～10的构成的波动发生器。

另外，不需要为了将3个波动轴承8～10容易地压装固定于插塞6的椭圆状外周面7而变更波动轴承8～10的各尺寸。通过使用相同尺寸的波动轴承8～10，能够降低波动发生器5的制造成本。

进而，本例中，由于将3个插塞分割片12～14接合而形成插塞6，所以在波动轴承8～10上分别配置相互独立的滚珠保持器8b～10b。即，由于插塞分割片12～14的制造偏差而在压装于相邻插塞分割片的波动轴承之间使滚珠的公转速度产生差异。如果将相邻滚珠轴承的滚珠保持器连结使用，则存在滚珠保持器破损的危险。本例中，由于使用独立的滚珠保持器8b～10b，所以能够避免它们因为插塞分割片12～14的制造偏差而破损的危险。

(波动发生器的另一个例子)

图3是表示波动发生器5的另一个例子的半纵向截面图。该图所示的波动发生器20是波动轴承的个数比插塞分割片的个数多的情形的例子。在这种情形下，在至少一个插塞分割片的分割外周面上安装有2个波动轴承。

图3的波动发生器20中，由2个插塞分割片21、22构成插塞23，由这些插塞分割片21、22的椭圆状外周面21a、22a形成插塞23的椭圆状外周面23a。在插塞23的椭圆状外周面23a上安装有3个波动轴承24、25、26。具体而言，在一个插塞分割片21的椭圆状外周面21a上安装有2个波动轴承24、25，在另一个插塞分割片22的椭圆状外周面22a上安装有1个波动轴承26。

在刚体插塞分割片21的椭圆状外周面21a上安装单个波动轴承最简单，但是，如果是2个波动轴承，则可以通过压装比较容易地安装于椭圆状外周面21a。因此，还可以使用图3所示的波动发生器20来代替图1、2所示的波动发生器5。

接下来，图4是表示波动发生器5的再一个例子的半纵向截面图。该图所示的波动发生器30使用尺寸比两侧的波动轴承31、33小的波动轴承来作为配置于轴线方向上的中央的波动轴承32。插塞34由2个插塞分割片35、36构成。在一个插塞分割片35的外周面形成有对波动轴承31进行支撑的椭圆状外周面35a和对负载容量小的波动轴承32进行支撑的椭圆状外周面35b。在另一个插塞分割片36的外周面形成有尺寸与椭圆状外周面35a相同的椭圆状外周面36a。

柔性外齿齿轮4的齿宽方向上的中央部分能够以与两侧部分相比较小的支撑力进行支撑。因此，还可以使用图4所示的波动发生器30来代替图1、图2所示的波动发生器5。

(其它实施方式)

上述的实施方式中，使第二刚性内齿齿轮3和柔性外齿齿轮4的齿数相同。还可以使这些齿轮3、4为不同的齿数而在这些齿轮3、4之间也进行减速动作。

还可以将柔性外齿齿轮弯曲变形成椭圆形状以外的非圆形。例如可以将柔性外齿齿轮弯曲变形成叶形而与刚性内齿齿轮在圆周方向的3处进行啮合。在这种情况下，刚性内齿齿轮与柔性外齿齿轮的齿数差为3n个(n＝0、1、2···)。

上述的柔性外齿齿轮4中，在其齿宽方向上的中央部分形成有缓冲部分。还可以省略缓冲部分。