简单行星齿轮机构中的行星齿轮的支撑结构及其制造方法技术

简单行星齿轮机构，具有自动调心功能以支撑行星齿轮，从而通过简单的方法获得齿隙减小的减速机。行星齿轮（１４）由被支架支撑的支架销（３０）支撑。支架销（３０）包括相对于支架销轴心偏心“ｅ”并且其偏心角α可变的曲柄部（３２）。行星齿轮（１４）围绕着曲柄部（３２）轴心可转动地支撑。结果，通过使偏心角可变，在装配每个齿轮时行星齿轮的轴心在半径方向上自动地调心，从而可以只是通过组装大小合适的中心齿轮就可以把齿隙调整为最小。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及简单行星齿轮机构的行星齿轮的支撑结构。在近年来的工厂生产线上，因为在同一生产线上同时加工多种物品的复杂化，所以不是像以前那样用单一的动力来驱动使整个生产线，而是在各个不同部分配置具有减速机的专用电机，从而在对应产品多样化的同时还能提高生产效率，这也就意味着作为与电机相联的减速机类型，结构紧凑化—可能的简单行星齿轮机构将被引起注意。不过，在像机械人的手臂一样能够反复正反两个方向转动并且能够使手臂精确地定位在预定的绝对位置上的这样的用途中，各个齿轮之间齿隙的存在成为问题。即齿轮啮合时不可避免地存在着齿隙，即使当这个间隙过大时，发出逆转指令并使中心齿轮开始逆转，其逆转输出构件(如支架)的逆转也不能马上反映出来，或者造成停止位置紊乱等这类的问题。因此，降低齿隙成为该类减速机中的最大课题。降低齿隙最常见的方法是事先准备好大小稍微有些不同的多个齿数的齿轮，安装时选择没有一点啮合间隙的齿轮，实际上在很多领域上都是这样做的。通常情况下，因为行星齿轮数量多，不适合通过试错来选择，所以选择内齿齿轮和中心齿轮。不过，这种方法因为要求大量的库存量，同时安装作业性极低，所以其结果是直接带来成本增加的问题。也就是说，在简单行星齿轮机构的情况下，由于除各齿轮(中心齿轮、行星齿轮、内齿轮)存在的尺寸方面的误差外，还有对支撑轴支架的支撑位置的误差问题，所以例如行星齿轮的尺寸变小的话，根据上述方法要得到合适的齿隙，作为中心齿轮要选择比合适尺寸大的来装配，内齿齿轮则要选择比适合尺寸小的来装配。另外，在特定的位置上即使得到各齿轮无齿侧间隙啮合，在使之实际转动时，(由于齿隙小)在其他位置上可能会发生齿轮相互间干涉阻碍转动这样极端的问题，要完成在任何转动位置上都有极小的齿隙并能达到光滑平稳转动的组装，则需要大量的时间来不断进行试错。因此，已经提出多种通过采用结构上的改进用更简单的方法而不是通过这种试错方法(不断试验)来降低齿隙的技术。在特许公开专利昭63-6248号中，提出了以下用于实现齿隙减小的方案，提出在简单行星齿轮机构中配有4个行星齿轮，把相对的一对作为一组，用于一对行星齿轮的支撑轴沿着圆周方向以所谓的剪刀形结构被偏置。在特许公开专利平05-240315号中，提出以下方法，它也配备同样的行星齿轮4个，把相对的一对作为一组，用于一对行星齿轮的支撑轴沿着轴向方向被偏置，同时，沿着相对于偏置行星齿轮的轴向方向把内齿齿轮分成两部分，然后使该内齿齿轮的一侧沿着圆周方向扭转而形成剪刀结构，从而设置在两侧上的支架中的一个完成正转输出，另一个完成逆转输出，由此实现降低齿隙。在特许公开专利平08-61438号中，提出了一种用于降低齿隙的结构，其中简单行星齿轮机构中的内齿齿轮由弹性材料制成，从而在和行星齿轮啮合时形成“负”齿隙。如用前所述的昭63-6248号中所提出的结构来降低齿隙的方法，虽然确实在正转和反转两方向上能够降低齿侧间隙，但是，又会出现这样的问题，即虽然配备4个行星齿轮，但正转、反转时，只能通过2个齿轮来实现动力传递，转矩传递的量减小了一半。并且，要维持正转转矩和反转转矩相同，还要使与各自相对应的行星齿轮的数量是相一致，实际上限定为4个，也会出现设计的自由度小这一问题。与此相关连的还有，众所周知从在吸收各齿轮的尺寸误差、或者装配的位置误差(或者是允许误差)方面来看，3点支撑优于所谓的4点支撑，但在这一技术上也会有这样的问题在相对的一对作为一组进行齿隙调整的结构上，无法采用包括3个相当于3点支撑的行星齿轮的结构。同样，用特许公开平05-240315号中所提出的结构来实现降低齿隙的方法也存在只利用4个行星齿轮中的2个来实现动力的传递，因此，不能保持大的传递转矩容量，并且也不能采用具有3点支撑的结构。还有，用特许公开平08-61438号中所提出结构来实现降低齿隙的方法，虽然有全部行星齿轮都能够正向反向转动的优点，但内齿齿轮必须要做成弹性体，这又会带来加工性能不好、强度保持十分困难这样的问题。另外，在内齿齿轮和各个行星齿轮之间的啮合位置的移动范围内，内齿齿轮发生形变，从而也会出现在耐用性方面易产生不利这一问题。为了解决上述问题，本专利技术采用由中心齿轮、由于支撑在支架上支撑轴所支撑的与中心齿轮外啮合的行星齿轮及和行星齿轮内啮合的内齿齿轮所组成的用于简单行星齿轮机构中的行星齿轮的支撑构造，所述支撑轴具有相对于该支撑轴的轴心偏心且偏心方向在径向上可变的曲柄，所述行星齿轮以这个曲柄的轴心作为转动中心被其可自由转动地支撑。在本专利技术中支撑行星齿轮的支撑轴，不是以前的那种简单的圆柱形，而是具有相对于该轴的轴心偏心、并且对于轴的偏心方向(偏心角α)在径向上可变的曲柄部分。在这里偏心角α，更准确说是「简单行星齿轮机构中的支撑轴轴心的切线方向(和基准偏心方向一致)与支撑轴轴心、曲轴的轴心连线所成的角度」。通过这个偏心角α的变化，曲轴的轴心在半径方向上发生变化。行星齿轮以这个在径向上可变的曲轴的轴心为转动中心被可自由转动地支撑。以前因为该齿侧间隙是基本在圆周方向上的齿和齿之间存在的「游隙」，为了降低这个间隙，采用了沿着「圆周方向」使啮合齿相对彼此移动的方法，并且从这个想法中并不能实现。与此相对应，本专利技术最大的特征是使轴心在「半径方向」上是可变的。通过本机构，实际可转动地支撑行星齿轮的曲柄部分的轴心(即行星齿轮的实质的转动中心位置)可以调整到在内齿齿轮、中心齿轮之间取得最好平衡的位置，从而能够极柔性对应各种不同的加工制造。因此，通过只是准备多个尺寸彼此稍稍不同的中心齿轮然后在其装配时选择尺寸合适的中心齿轮，从而能够全部吸收包括行星齿轮支撑轴的位置偏差的各齿轮的制造误差。更重要的是能够使全部行星齿轮能够进行正向及反向旋转的动力传递、并且，因为可以把行星齿轮的数量设定为奇数或者是偶数，所以如后面所述一样，就可做成具有很多优点的由3个行星齿轮构成的「3点支撑结构」。还有，因此本专利技术是可以在半径方向上调整行星齿轮支撑位置的机构，如通过本机构在行星齿轮靠近内齿齿轮齿方向时，基本上中心齿轮方向齿隙变大。因此，希望在中心齿轮齿侧进行齿侧间隙的调整。不过，本专利技术不是必须要对齿隙增大一方的齿轮进行「选择、调整」并进行装配，即使是用按照预先设计尺寸加工出来的齿轮来组装成这样的机构，也有许多优点。也就是说，通常行星齿轮的轴心是固定的，因为必须考虑因这个轴心位置的误差所带来的影响，比如说中心齿轮的设计上要使其尺寸减更小，在内齿齿轮的设计上其尺寸要更大。不过，本专利技术因为行星齿轮具有自动调心功能，能够产生加工误差余量，因此即使把设计上的齿隙设定的更小，由加工误差引起的不好影响很难显露出来。还有，行星齿轮处于决定内齿齿轮和中心齿轮的双方作用力或者是反作用力之间的平衡位置上，即使是在间隙设定最小的状态下，也能够得到极其平稳圆滑的转动效果。在本专利技术中并没有对关于前述中的曲柄如何具体形成这一情况进行特别限定，可以采用各种不同的结构。比如，在前述支撑轴中，通过在转动方向上把支撑前述行星齿轮转动的偏心凸轮与该支撑轴设为一体并且通过支架可自由转动地支撑前述支撑轴，从而能够形成前述支撑轴的曲柄部分。在使「转动方向一体化」的情况下，也可以形成完全的一体化，或者也可把多个部件做为一体，结果可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种简单齿轮机构的行星齿轮的支撑结构，该结构包括中心齿轮、由支架支撑的支架销所支撑的与中心齿轮外接的行星齿轮以及由行星齿轮内接的内齿轮，其特征在于，所述支架销设有具有偏心方向的曲柄部，它相对于所述支架销的轴心偏心，该偏心方向在径向上可变 ；并且所述行星齿轮围绕着曲柄部的轴心可转动地支撑，该轴心在径向上可变。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：芳贺卓，深谷末男，畠中贵志，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]