CN101429990A - 减速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低成本且能够实现高减速比的内接摆动啮合式行星齿轮减速器。该内接摆动啮合式行星齿轮减速器的结构包括：输入轴(122)，具备与电机所具备的小齿轮(114)外啮合而从该小齿轮(114)获取驱动力的输入齿轮(120)；输入轴齿轮(124)，形成在输入轴(122)上；多个偏心体轴(130)，具备用于使外齿齿轮(134)摆动的偏心体(132)；偏心体轴齿轮(128)，形成在偏心体轴(130)中的至少1个上，用于使该偏心体轴(130)获取动力；及分配齿轮(126)，与输入轴齿轮(124)及偏心体轴齿轮(128)啮合，将输入轴齿轮(124)的旋转分配传递给多个偏心体轴齿轮(128)。

Description

减速器

本申请是申请号为“200710089019.8”、申请日为2007年3月29日、发明名称为“减速器”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及内接摆动啮合式行星齿轮减速器。

背景技术

以往，已知(日本)特开2002—106650号公报或(日本)特开2002—122190号公报所述的齿轮电机1、2及2′。

图6表示特开2002—106650号公报所述的齿轮电机1。图7表示特开2002—122190号公报所述的齿轮电机2。图8表示特开2002—122190号公报所述的齿轮电机2′。还有，关于这些各齿轮电机的相同或类似的部分，附以相同符号进行说明。

各齿轮电机均包括作为动力源的电机10、装备在电机10的电机轴12上的小齿轮或带轮14、具备用于摆动外齿齿轮34的偏心体32的偏心体轴30、和卸载外齿齿轮34的自转成分的承载体38(38A、38B)，该承载体38通过承载体用轴承50(50A、50B)轴支承在壳体40上。

在齿轮电机1中，小齿轮14与大径的分配齿轮26啮合，该分配齿轮26上形成的小齿轮26A与3根偏心体轴30上(图3中只显示1根)具备的各个输入齿轮20啮合。另外，该分配齿轮26由轴承80、81旋转自由地支承。

在齿轮电机2中，小齿轮14直接与偏心体轴30(3根偏心轴30中的1个，图4中只显示1根)上具备的输入齿轮20啮合。还有，该输入齿轮20与分配齿轮26啮合，该分配齿轮26与另两根偏心体轴30上分别具备的输入齿轮20(均无图示)啮合。即，配置有3根具备输入齿轮20(20A、20B、20C)的偏心体轴30(30A、30B、30C)，其中1个输入齿轮20A与小齿轮14及分配齿轮26啮合，其他输入齿轮20B、20C仅与分配齿轮26啮合。另外，分配齿轮26由轴承80、81旋转自由地支承。

在齿轮电机2′中，带轮(相当于小齿轮)14通过带与输入带轮(相当于输入齿轮)20连结，该输入带轮20固定在偏心体轴30上。在偏心体轴30的轴向大致中央附近形成有偏心体轴齿轮28，该偏心体轴齿轮28与分配齿轮26啮合。在此，偏心体轴30除了图示以外也还有2根，在这些偏心体轴30上也形成有偏心体轴齿轮28，分别与分配齿轮26啮合。但是，在图示以外的其它两根偏心体轴30上不具备输入带轮20。另外，分配齿轮26由轴承80、81旋转自由地支承。

在齿轮电机1中，在电机10的旋转传递到所有偏心轴30的过程中，通过分配齿轮26传递。该分配齿轮26由用于与小齿轮14啮合的大齿轮和用于与输入齿轮20啮合的小齿轮26A构成，为了使小齿轮14和从该小齿轮14轴心偏离较大的分配齿轮26直啮合，分配齿轮26的直径不可避免地成为大直径甚至形状也变得复杂，从而成本成为问题。

在齿轮电机2及2′中，在电机10的旋转传递到所有偏心体轴30的过程中，使小齿轮(或带轮)14与1根偏心体轴30上具备的输入齿轮(输入带轮)20啮合(连结)后，通过该偏心体轴30的旋转使分配齿轮26旋转。另外，剩余的偏心体轴30为通过该分配齿轮26而旋转的结构，可以使分配齿轮26的直径较小。但是，由于不是使3根偏心体轴30同时旋转，因而，存在齿隙的偏离，在精度上不好。另外，只有在小齿轮(或带轮)14和输入齿轮(或输入带轮)20的啮合(或连结)部分的减速比起作用，很难实现高减速比。

发明内容

本发明即是为了同时解决上述问题点而产生的，其课题在于提供低成本且能够实现高减速比的内接摆动啮合式行星齿轮减速器。

本发明的内接摆动啮合式行星齿轮减速器，通过以下的结构解决上述课题：将输入的动力通过摆动的外齿齿轮减速输出，包括：输入轴，具备同与外部动力源的输出轴等速旋转的小齿轮外啮合而从该小齿轮接受驱动力的输入齿轮；输入轴齿轮，形成在该输入轴上；多个偏心体轴，具备用于使上述外齿齿轮摆动的偏心体；偏心体轴齿轮，形成在上述偏心体轴中的至少1个上，用于使该偏心体轴获取动力；及分配齿轮，与上述输入轴齿轮及上述偏心体轴齿轮啮合，将上述输入轴齿轮的旋转分配传递给上述多个偏心体轴齿轮。

由于采用这种结构，从而能够以输入齿轮从动力源获取动力时、及从输入轴的输入轴齿轮(通过分配齿轮)向偏心体轴齿轮传递动力时的两级来进行减速，能够实现高减速比。另外，此时无需准备大径或复杂形状的分配齿轮，也不需要必要以上的成本。

另外，与上述小齿轮相比上述输入齿轮为大齿轮，而且，与上述输入轴齿轮相比上述偏心体轴齿轮为大齿轮，从而也能够获得高(大)减速比。

发明的效果

能够提供低成本且实现高减速比的内接摆动啮合式行星齿轮减速器。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式一例的齿轮电机的侧截面图。

图2是沿图1中箭头II—II线的截面图。

图3是表示本发明的其他实施方式一例的齿轮电机的侧截面图。

图4是沿图3中箭头IV—IV线的截面图。

图5是表示本发明的再一其他实施方式一例的齿轮电机的侧截面图。

图6是现有的齿轮电机1的侧截面图。

图7是现有的齿轮电机2的侧截面图。

图8是现有的齿轮电机2′的侧截面图。

具体实施方式

以下利用附图，关于本发明的实施方式的一例进行详细说明。

图1是表示本发明的实施方式一例的齿轮电机100的侧截面图，图2是沿图1中箭头II—II线的截面图。

齿轮电机100由作为动力源的电机110和内接摆动啮合式行星齿轮减速器101构成。该齿轮电机100是一种设置成自身的轴向为上下方向的所谓「纵型」齿轮电机100。在收容减速机构的壳体140的上面侧设有电机110，另一方面，在壳体140的下面侧通过螺钉144连结有基台142。另外，齿轮电机100的半径方向中央部分，设有中空的空心部H，能够在该空心部H通过电缆170等而进行使用。

空气部H形成在贯通第1、第2承载体138A、138B的圆筒法兰131的内周形成，该圆筒法兰131通过安装螺钉129固定在第2承载体138B上。另外，在圆筒法兰131和电机安装体139之间及圆筒法兰131和第2承载体138B之间夹有O环160，密封为减速器101内的润滑剂不会泄漏到外部。

还有，圆筒法兰131不直接有助于动力传递，因而，形成得较薄。从而能够增大空心部H，能够贯通更多的电缆等。

在电机110的电机轴112上具备小齿轮114，以便与电机轴112一体(以等速)旋转。该小齿轮114可以例如在电机轴112上直接切出形成，也可以是固定有作为另外的构件的齿轮。该小齿轮114与直径比自身大的输入齿轮120外啮合。即，与小齿轮114相比，输入齿轮120作为大齿轮构成。输入齿轮120固定在输入轴122上。输入轴122以贯通第1承载体138A及外齿齿轮134的形态配置。即，输入轴122配置在外齿齿轮134的节圆的内侧。其结果是，能够将与固定在输入轴122上的输入齿轮120啮合的小齿轮114配置在内齿齿轮136的节圆内。另外，输入轴122通过输入轴用轴承152A相对于第1承载体旋转自由地支承，还通过输入轴用轴承152B相对于第2承载体138B旋转自由地支承。在本实施方式中，输入轴122不贯通第2承载体138B。

另外，在输入轴122的轴向中段(支承输入轴122的输入轴用轴承152A、152B之间)，与输入轴122一体形成有输入轴齿轮124。该输入轴齿轮124与分配齿轮126啮合。分配齿轮126内含着空心部H相对于贯通该分配齿轮的圆筒法兰(贯通构件：圆筒体)131的外周以浮动状态配置。在此所说的「浮动状态」是指不直接由轴承支承。

另外，在与输入轴122不同的位置，相差约120°相位配置有3根偏心体轴130(参照图2)。在各偏心体轴130的轴向大致中央部分形成有偏心体轴齿轮128，该偏心体轴齿轮128与上述的分配齿轮126啮合。其结果是，形成输入轴齿轮124、偏心体轴齿轮128、分配齿轮126全部配置在同一平面上的结构。即，浮动状态的分配齿轮126的半径方向的位置，由上述输入轴齿轮124及3个偏心体轴齿轮128限制。还有，偏心体轴齿轮128的直径与输入轴齿轮124的直径相比为大径，即作为大齿轮构成。

另外，在偏心体轴齿轮128的稍上侧及下侧、即轴向两侧，与偏心体轴130一体形成有偏心方向各不相同的偏心体132。还有，各偏心体132分别通过偏心体用轴承133与外齿齿轮134(的中空部)配合。即意思是分配齿轮126其轴向(上下方向)的位置由2片外齿齿轮134限制。

另外，外齿齿轮134通过偏心体用轴承133使偏心体132与自身的中空部配合，同时，与销状的内齿136啮合。销状的内齿136数设定为与外齿齿轮134的齿数有少许差异。还有，在本实施方式中，由该内齿136和壳体140构成内齿齿轮。

各偏心体轴130通过偏心体轴用轴承154A相对于第1承载体旋转自由地支承，另一方面，通过偏心体轴用轴承154B相对于第2承载体138B旋转自由地支承。

承载体138由位于上面侧的第1承载体138A和位于下面侧的第2承载体138B构成，利用8根承载销137及与该承载销137连结的承载螺钉(没有图示)连结成一体。另外，第1承载体138A通过承载体用轴承150A旋转自由地支承在壳体140上，第2承载体138B通过承载体用轴承150B旋转自由地支承在壳体140上。

接下来，关于齿轮电机100的作用进行说明。

若电机110工作，则电机轴112的旋转通过小齿轮114传递到输入齿轮120。此时，与小齿轮114的直径相比输入齿轮120的直径为大直径(大齿轮)，因此，电机轴112的旋转被减速传递到输入轴122。若输入轴122旋转，则输入轴齿轮124也旋转，因此，进而使与输入轴齿轮124啮合的分配齿轮126也旋转。在此，由于与输入轴齿轮124的直径相比，偏心体轴齿轮128的直径也为大直径(大齿轮)，因此，输入轴122的旋转再被减速向偏心体轴齿轮128传递。这样，在本实施方式的齿轮电机100中，在电机轴112的旋转传递给偏心体132之前的过程中被2级减速，可以将以高减速比减速的动力继续向行星齿轮减速部(偏心体、外齿齿轮、内齿)传递。即，无需采用在行星齿轮减速部强行获得高减速比这样的结构。

另外，分配齿轮126与3个偏心体轴齿轮128啮合，从而与3根偏心体轴130连结，因此将从输入轴122传递的动力同时分配传递给各偏心体轴130。因此，也不会发生由于分配法引起的齿隙偏移。由于分配齿轮126的旋转，各偏心体轴130开始旋转，但是，由于在各偏心体轴130上一体形成有偏心体132，因而，通过偏心体132偏心旋转，从而使外齿齿轮134摆动旋转。此时，外齿齿轮134还与具有少许齿数差的内齿136啮合，因而，外齿齿轮134进行少许自转并几乎只进行摆动。该摆动成分由偏心体轴130抵销，从而，仅外齿齿轮134的少许自转成分，传递到承载体138而被输出。

还有，在本实施方式中，由基台142固定壳体140，因此，通过齿轮电机100的动作，而使也包括电机110的整个承载体138旋转。

本实施方式中的分配齿轮126，如上所述以浮动状态配置，但是，其半径方向由输入轴齿轮124及偏心体轴齿轮128限制位置，另外，其轴向由2个外齿齿轮134限制位置，从而，无需准备专用的轴承来配置，不需轴承部分的成本及空间。不需轴承部分的空间，带来的结果是如果空心部H的直径相同，那么能够小型地构成整个减速器，另方面，如果减速器本身的大小相同，那么可使空心部H的直径形成更大的直径。

另外，本实施方式中的分配齿轮126配置在承载体138的内部(第1、第2承载体138A、138B之间)，从而能够小型地设计整个装置的轴向大小。

另外，在本实施方式中可以构成为，将输入轴122配置在外齿齿轮134的节圆的内侧，还将与固定在输入轴122上的输入齿轮120啮合的小齿轮144配置在内齿齿轮的节圆的内侧。其结果是，即使作为动力源安装了电机时，也能够在半径方向上小型地构成整个齿轮电机，运转时周围所需的空间也可以较少。另外，输入轴122通过轴承152A、152B支承在第1承载体138A、第2承载体138B上，输入轴齿轮124形成在该轴承152A、152B之间的输入轴122上，从而，以所谓的双支承状态与分配齿轮126啮合。因而，输入齿轮124和分配齿轮能够维持稳定的啮合。

接下来，说明本发明的其他实施方式的一例。

图3是表示本发明的其他实施方式一例的齿轮电机100A的侧截面图，图4是沿图3中箭头IV—IV线的截面图。

在本实施方式中，形成空心部H的圆筒法兰(贯通构件：圆筒体)131以轴向贯通分配齿轮126的形态配置，从圆筒法兰131中由1个分配齿轮用轴承127支承以使该分配齿轮126能够旋转。这样，由1个轴承支承分配齿轮126，从而，与前面实施方式相比，能够确保可靠的安装刚性及旋转稳定性，并且轴承成本及空间能够作为最小限构成。该分配齿轮用轴承127，在本实施方式中，由多个「滚柱」构成。其结果是，形成圆筒法兰131外周面及分配齿轮126的内周面发挥该「滚柱」的传送面的作用的结构。另外，圆筒法兰131的发挥该传送面作用的部分，为了确保强度而形成为具有比其他部分厚的厚度(圆筒法兰部凸部131T)。

还有，如果像本实施方式那样作为「滚柱」构成分配齿轮用轴承127，那么，具有能够使空心部H的直径形成更大直径的优点，但是，也可以由例如滚珠轴承等构成。如果是那样，则由于滚珠轴承所具备的内圈的存在，从而，与圆筒法兰131的轴承(分配齿轮用轴承127)的抵接部分的强度不需那么大。另外，为了确保圆筒法兰131的「滚柱」传送面的强度，除了如上所述改变圆筒法兰本身的厚度的方法以外，也可以采用例如高频淬火等表面处理的措施。如果是那样，则能够更大地采用空心部H的直径。

另外，在与输入轴122不同的位置，相差约120°相位配置有3根偏心体轴130(参照图4)。在各偏心体轴130的轴向大致中央部分形成有偏心体轴齿轮128，该偏心体轴128与上述的分配齿轮126啮合。其结果是，形成输入轴齿轮124、偏心体轴齿轮128、分配齿轮126、分配齿轮用轴承127全部配置在同一平面上的结构。根据该结构，分配齿轮126的半径方向的位置，在通过分配齿轮用轴承127由圆筒法兰131支承的状态下，由上述输入轴齿轮124及3个偏心体轴齿轮128限制。

即，在分配齿轮126的同一平面上配置有输入轴齿轮124、偏心体轴齿轮128、分配齿轮用轴承127，因而，该分配齿轮126输入的力及从该分配齿轮126输出的力在同一平面上平衡。其结果是，不会在分配齿轮126上产生大的逆转力矩。即，即使用1个分配齿轮用轴承127，也能够高精度地旋转支承分配齿轮126。还有，由于存在该分配齿轮用轴承127，从而，能够承受施加在分配齿轮126上的不均匀的径向负载(将从输入轴齿轮124受到的动力分配给3个偏心体轴齿轮128后剩下的径向的偏负载)，因而防止分配齿轮126发生不必要的振动，或由该振动引起的噪音。

还有，其他构成与前面的实施方式同样，因而，对图中相同或均等的部位附以同一符号即可，省略重复说明。

图5是表示本发明的再其他实施方式的一例。

该实施方式中，采用的构成是使分配齿轮的轴向位置如图5所示地位于第1承载体238A(或第2承载体238B)和外齿齿轮234之间。即，分配齿轮226的轴向位置，可以由外齿齿轮234和承载体238限制。特别是配置在第1承载体238A和外齿齿轮234之间的情况下，具有重量的外齿齿轮234的重量不会施加在分配齿轮226上，因此，能够谋求滑动损耗的降低。

还有，图5中的其他构成，与上两个实施方式同样，因而，对图中相同或均等的部位，后两位附以同一符号即可，省略重复说明。

还有，上述说明的实施方式中，示出了外齿齿轮由2片构成，但是，并不限定于此，既可以是3片以上，也可以1片。

另外，是在3根偏心体轴的全体形成有偏心体轴齿轮，但是，并不限定于此，也可以存在与摆动的外齿齿轮从动而偏心旋转的偏心体轴。还有，3根偏心体轴相互相差120°相位而配置，但是，也可以按照与之不同的相位配置。可以形成根据配置的偏心体轴(形成有偏心体轴齿轮的偏心体轴)的根数等改变适宜相位的结构。

另外，不需要使电缆贯通配置等的情况，可以不采用圆筒法兰而采用实心的构件。

另外，也可以采用在电机安装体上旋转支承具有小齿轮的轴、并且用花键等连结该轴和电机轴的机构。

产业上的可利用性

本发明特别适用于产业用机器人的关节部分。

Claims (11)

1.一种内接摆动啮合式行星齿轮减速器，其特征在于，将输入的动力通过摆动的外齿齿轮减速输出，包括：

输入轴，具备同与外部动力源的输出轴等速旋转的小齿轮外啮合而从该小齿轮接受驱动力的输入齿轮；

输入轴齿轮，形成在该输入轴上；

多个偏心体轴，具备用于使上述外齿齿轮摆动的偏心体；

偏心体轴齿轮，形成在上述偏心体轴中的至少1个上，用于使该偏心体轴获取动力；及

分配齿轮，与上述输入轴齿轮及上述偏心体轴齿轮啮合，将上述输入轴齿轮的旋转分配传递给上述多个偏心体轴齿轮。

2.根据权利要求1所述的内接摆动啮合式行星齿轮减速器，其特征在于，与上述小齿轮相比上述输入齿轮为大齿轮，而且，与上述输入轴齿轮相比上述偏心体轴齿轮为大齿轮。

3.根据权利要求1所述的内接摆动啮合式行星齿轮减速器，其特征在于，上述小齿轮配置在比上述外齿齿轮所啮合的内齿齿轮的节圆靠内侧。

4.根据权利要求1所述的内接摆动啮合式行星齿轮减速器，其特征在于，上述分配齿轮不直接被支承在轴承上，通过与上述输入轴齿轮及上述偏心体轴齿轮啮合来限制半径方向的位置。

5.根据权利要求1所述的内接摆动啮合式行星齿轮减速器，其特征在于，上述输入轴齿轮、上述偏心体轴齿轮、及上述分配齿轮配置在同一平面上。

6.根据权利要求1所述的内接摆动啮合式行星齿轮减速器，其特征在于，还包括，

沿轴向贯通上述分配齿轮的贯通构件、

相对于上述贯通构件能够旋转地支承上述分配齿轮的1个轴承。

7.根据权利要求6所述的内接摆动啮合式行星齿轮减速器，其特征在于，上述输入轴齿轮、上述偏心体轴齿轮、上述分配齿轮及上述1个轴承配置在同一平面上。

8.根据权利要求6所述的内接摆动啮合式行星齿轮减速器，其特征在于，上述贯通构件为中空的圆筒体。

9.根据权利要求6所述的内接摆动啮合式行星齿轮减速器，其特征在于，上述轴承由多个滚柱构成，上述贯通构件的外周面及上述分配齿轮的内周面具有该滚柱的传送面的功能。

10.根据权利要求1所述的内接摆动啮合式行星齿轮减速器，其特征在于，

多个上述外齿齿轮在轴向重叠配置，

上述分配齿轮配置在上述外齿齿轮之间，从而限制轴向的位置。

11.根据权利要求1所述的内接摆动啮合式行星齿轮减速器，其特征在于，上述分配齿轮配置在上述外齿齿轮和卸载该外齿齿轮自转成分的承载体间，从而限制轴向的位置。

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