CN101927496A - 动力传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动力传递装置，该装置极力抑制成本上升的同时，高效地形成能够避免电源电缆或控制用线束损伤的扩展部。动力传递装置(10)在外壳(20)内具备贯穿装置整体的中空部(H1)，该动力传递装置(10)在其轴向端部具备本身的内周面(48A)构成上述中空部(H1)的端部的中空的第2轮架(法兰体)(48)。在第2轮架(48)的内周面(48A)形成有随着接近于开口端内径变大的扩展部(EP1)。

Description

动力传递装置

技术领域

本申请主张基于2009年6月19日申请的日本专利申请第2009-146989号的优先权。该申请的全部内容通过参照援用在本说明书中。

本发明涉及具备贯穿装置整体的中空部的动力传递装置。

背景技术

在机械手或机床等的工业用机械中，一般利用具备贯穿装置整体的中空部的动力传递装置。中空部用于穿过电动机的电源电缆或控制用线束等。

在专利文献1公开有在内齿轮的内侧以外齿轮进行摆动旋转的偏心摆动式的减速机构构成具备这种中空部的动力传递装置的例子。在该动力传递装置中，将具有贯穿减速装置整体的中心孔的中心管固定在内齿轮或轮架上，并且在固定于该内齿轮或轮架的中心管的中心孔的端部形成朝向开口端直径扩大的扩展部。

该中心管10呈如图6所示的形状，并具备在内周侧上述直径扩大的扩展部10A、用于在外周侧与上述内齿轮或轮架(省略图示)嵌合的嵌合面10B及圆筒部10C。作为“用于形成扩展部10A的部件”，通过组装这种“中心管10”，缓和了穿过该中心管10中的电缆或线束(省略图示)在该中心管10的端部产生摩擦磨损或损伤的现象。

专利文献1：日本特开2008-89157号公报(图1、图4、段落[0006]、段落[0021])

然而，在上述专利文献1公开的技术中，另外准备朝向开口端形成有直径扩大的扩展部10A的中心管10，并采用将其固定于内齿轮或轮架的结构，所以存在制造成本大幅增大的问题。

即，再参照图6，该中心管10在其功能上具有朝向开口端直径扩大的扩展部10A，所以必然成为“只有扩展部10A的附近在半径方向厚的部件”。而且，为了使其嵌合、固定于内齿轮或轮架上，在外周也需要形成复杂形状的嵌合面10B。因此，例如想要通过切削等来制造嵌合面10B时，(长且薄)圆筒部10C部分的切削余量变得非常多，而导致材料的成品率变低，加工时间也变得庞大。通过组合锻造和切削等，想要切削整理到一定程度的形状的原料时，导致工作量增大。而且，用铸件来成型时，必须另外设计、制造专用的模具。即，实际上想要制造具有扩展部10A的中心管10时，其结果，导致不少的成本增加是事实。

发明内容

本发明是为了消除这种以往的问题而完成的，其课题在于，提供能够避免成本增加，并能够有效地保护穿过中空部的电源电缆或线束等的动力传递装置。

本发明是通过如下的结构解决了上述课题，即，在具备沿轴向贯穿装置整体的中空部的动力传递装置中，该动力传递装置在其轴向端部具备构成该动力传递装置的固定部件或输出部件的任意一个，并且本身的内周面构成上述中空部的端部的中空的法兰体，在该法兰体的内周面形成有随着接近于开口端内径变大的扩展部。

在本发明中有效地利用该动力传递装置的“法兰体”。本发明中“法兰体”被设置在动力传递装置的轴向端部，并构成该动力传递装置的固定部件或输出部件的任意一个的部件。例如，固定该动力传递装置的外壳时成为输出体，而外壳本身旋转时成为固定体的部件(对于外壳的旋转给予反作用力的部件)。因此，在任何情况下，该法兰体为在动力传递装置的轴向端部操纵减速后的大的扭矩的部件。所以，该法兰体从其功能上来说，是在轴向具有一定厚度且在半径方向也有足够厚度的大部件。

在本发明中，积极利用作为该大部件的法兰体，将该法兰体作成中空，通过其内周面(穿过电缆等)直接构成中空部的端部，并且，在该法兰体的内周面形成越接近于开口端内径越大的扩展部。

因为法兰体是大部件，所以大多由铸件成型。因此，若在成型时一起成型“扩展部”，(与成型法兰体同时形成扩展部)，则不需特意准备另外的模具。而且，即使假设通过切削等形成扩展部时，因为法兰体从其功能上来说，是在半径方向也具有足够厚度的原料，所以若在半径方向消除一些其内周侧的一部分也行，因而简便，且材料或加工时间的浪费也少。

发明效果：

根据本发明，能够极力抑制成本上升，并能够有效地形成可以避免电源电缆或控制用线束的损伤的扩展部。

附图说明

图1是应用本发明的一实施例的机械手的关节驱动装置的剖视图。

图2是沿图1的向视II-II线的剖视图。

图3是表示本发明的其他实施方式所涉及的机械手的关节驱动装置的一例的局部放大剖视图。

图4是表示本发明的另一其他实施方式所涉及的机械手的关节驱动装置的一例的局部放大剖视图。

图5是表示本发明的另一其他实施方式所涉及的机械手的关节驱动装置的一例的局部放大剖视图。

图6是在以往的动力传递装置中为形成扩展部而组装的中心管的剖视图。

符号说明：12-底座部件，14-转动部件，16-电动机，17-电缆，28-齿轮，30-花键，32-传动轴，34-传动小齿轮，36-传动内齿轮，36A-轴部，44A～44C-偏心体轴，46、48-第1、第2轮架(法兰体)，48A-内周面，EP1-扩展部，60A～60C、62A～62C-偏心体，85-圆筒管(中空部件)，H1-中空部。

具体实施方式

以下，基于附图详细地说明本发明的一实施例。

图1是应用本发明的一实施例的机械手的关节驱动装置(动力传递装置)的剖视图。图2是沿图1的向视II-II线的剖视图。

该关节驱动装置10以固定在构成机械手(省略整体图示)的一部分的底座部件12的状态，可转动地支承、驱动构成机械手的另外一部分的转动部件14。另外，关节驱动装置10被用于第2级以后的关节驱动时，底座部件12相当于前级的可动部件。因此，此时，底座部件12本身也能够运动，相对于该(能够运动的)底座部件12，转动部件14相对转动。另外，所谓底座部件或转动部件的用语是相对的用语，只要将任意一方看作(固定状态的)底座部件，则另一方可以称作(可转动的)转动部件，而且，也可以反过来说。另外，在该实施方式中，“转动”不是绕相同的方向持续旋转，而是以“在确定的范围内旋转往返运动”的意思使用。

关节驱动装置10主要包括：固定、配置在底座部件12上的电源(省略图示)；固定、配置在转动部件14上的电动机16；将电力从该电源供给到电动机16的电缆17；和内啮合行星齿轮构造的减速机构部18。减速机构部18的外壳20通过螺栓22连结在底座部件12上。底座部件12与转动部件14的关系如上所述，但在该实施方式中，为了方便，视为底座部件12处于固定状态，由此，连结在底座部件12的外壳20作为固定部件发挥功能。

在电动机16的电动机轴24的前端形成有小齿轮26，并与齿轮28啮合。齿轮28通过花键30与传动轴32连结。在传动轴32形成有传动小齿轮34。传动小齿轮34与传动内齿轮36啮合。

结合参照图2，该传动内齿轮36与上述传动小齿轮34啮合，并且也与3个偏心体轴齿轮42A～42C(仅图示42A)同时啮合。各偏心体轴齿轮42A～42C分别与偏心体轴44A～44C成为一体化。偏心体轴44A～44C通过圆锥滚子轴承50A～50C、52A～52C(仅图示50A、52A)旋转自如地支承在后述的(法兰体)第1、第2轮架46、48上。偏心体轴44A具备从该偏心体轴44A的轴心偏心的偏心体60A、62A。偏心体轴44B具备偏心体60B、62B(在图2仅图示60B)。偏心体轴44C具备偏心体60C、62C(在图2仅图示60C)。在偏心体60A～60C、62A～62C分别嵌合有外齿轮66、68。外齿轮66、68的偏心相位差为180°。

外齿轮66、68一边向内齿轮72摆动一边内啮合。外齿轮66、68的齿数在该例中为118。内齿轮72与外壳20成为一体化。在该实施方式中内齿轮72的内齿由滚子状的外销74构成。内齿轮72的内齿(外销74)本来应该有120个，但其中，以每2个交替间隔的状态形成(配置)。在此结构中，机构学性内齿的数也是120。

在此，在外齿轮66、68的轴向两侧的端部，中空的第1、第2轮架(法兰体)46、48通过轴承78、80旋转自如地被支承在外壳20上。外壳20通过底座部件12与螺栓22成为一体化。第1、第2轮架46、48通过轮架销82A～82F(参照图2)被连结、一体化。上述的转动部件14通过螺栓84被连结在第1轮架46。第1、第2轮架46、48通过偏心体轴44A～44C可输出外齿轮66、68的自转。即，将外壳20看作固定部件时，作为法兰体的第1、第2轮架46、48构成输出部件。

而且，该关节驱动装置10具有在半径方向中央沿轴向贯穿的中空部H1。在本实施方式中，中空部H1通过第2轮架48、后述的圆筒管85及转动部件14构成。即，第2轮架48的内周面48A直接构成中空部H1的端部。用于从电源(省略图示)将电力供给到电动机16的电缆17贯穿中空部H1。在该关节驱动装置10中，电源被配置在底座部件12侧，电动机16被配置在转动部件14侧，在该配置结构中，不管用什么样的结构构成中空部H1，电缆17都必然与构成该中空部H1的部件中的任意一个部分相对转动。

由此，在该实施方式中，在中空部H1的电源所存在侧的第2轮架48的内周面48A，形成有越接近于开口端内径越大的扩展部EP1。扩展部EP1的径向长度R1长于其轴向长度L1。这是为了尽量避免电缆17与第2轮架48的内周面48A的接触的结构。在该实施方式中，第2轮架48的内周面48A的大致整体成为“扩展部EP1”，并由含有该扩展部EP1的铸件通过1次成型制造。

在第2轮架48的内周面(扩展部)48A的始端连接有构成中空部H1的圆筒管(中空部件)85。圆筒管85被转动部件14及第2轮架48夹持，并在该转动部件14及第2轮架48之间，分别介入有O形圈82、84。该圆筒管85是由钢或铸件形成的圆筒部件，第2轮架48还有转动部件14都是各自形成，且其内周面85A具有面积均等的(未扩展)剖面(内周面在轴向成为直线状)。如上所述，在本实施方式中，由第2轮架48、圆筒管85及转动部件14构成有中空部H1。

另外，在本实施方式中，仅在固定有电源的底座部件12侧的第2轮架48侧形成扩展部EP1，而在固定有电动机16的转动部件14侧并未形成扩展部。这是由于下述的(A)、(B)理由。

(A)在本实施方式中，电源固定在与第2轮架48(及与该第2轮架48一体旋转的圆筒管85)有相对旋转的底座部件12上，所以在(与电源连结的)电缆17与第2轮架48(及圆筒管85)之间容易产生摩擦、磨损或损伤。因此，形成扩展部EP1并倒圆中空部H1的角。

(B)在该实施方式中，电动机16被固定在转动部件14上，所以(与电动机16连结的)电缆17与该转动部件14(及与该转动部件14一体旋转的圆筒管85)之间没有相对旋转。因此，几乎没有电缆17和转动部件14摩擦的忧虑，所以，在转动部件14尤其不需要扩展部。

接着说明该关节驱动装置10的作用。

电动机16的动力通过形成在电动机轴24的小齿论26、与该小齿轮26啮合的齿轮28、通过该齿轮28和花键30连结的传动轴32到达传动小齿轮34。若传动小齿轮34旋转，则与其啮合的传动内齿轮36旋转，并且，旋转被分配在与该传动内齿轮36同时啮合的3个偏心体轴齿轮42A～42C上，偏心体轴44A～44C沿相同方向以相同的旋转速度旋转。其结果，通过偏心体轴44A～44C上的偏心体60A～60C，外齿轮66一边与内齿轮72内接一边摆动旋转。而且，与此同时，通过偏心体轴44A～44C的偏心体62A～62C，外齿轮68与上述外齿轮66以180°的相位差，并且同样一边与内齿轮72内啮合一边摆动旋转。

内齿轮72和外齿轮66、68之间的齿数差(原来的内齿轮72的齿数120和外齿轮66、68的齿数118的差)分别为2，所以若外齿轮66、68进行1次摆动，则外齿轮66、68只自转该齿数差的量。该自转成分通过偏心体轴44A～44C传递到(法兰体)第1、第2轮架46、48。

第1、第2轮架46、48及圆筒管85均一体旋转。第1轮架46通过螺栓84与转动部件14成为一体化，因此，转动部件14连同配置在该转动部件14的电动机16以减速后的旋转速度转动。

电缆17与电动机16连结，但电缆17、电动机16及转动部件14这3者一体旋转，所以在电缆17和转动部件14之间几乎不产生相对旋转，(即使在转动部件14不特别形成扩展部)基本上很难产生电缆17的摩擦或损伤。

另一方面，在该实施方式中，因为电源被固定在底座部件12侧，所以，与电源连结的电缆17尤其是在与第2轮架48之间产生相对旋转。然而，在该实施方式中，在第2轮架48的内周面48A的整体形成有扩展部EP1，且电缆17存在相应的刚性，所以，可有效地防止该内周面48A和电缆17接触的现象本身。而且，即使发生了接触，(与在内周面48A未形成有扩展部的情况相比)也可大幅降低其接触压力，并可大幅降低该电缆17的损伤。

而且，第2轮架48的扩展部EP1被设定成其径向长度R1长于轴向长度L1，所以变成难以产生电缆17与内周面48的接触。

另外，在该实施方式中，第2轮架48原本由铸件形成，所以一开始就将模具作成包括该扩展部EP1的设计即可，不需要另外的模具的制造。而且，圆筒管(中空部件)85仅仅是均等直径的(未扩展)圆筒部件，所以为低成本。因此，在(铸造表面粗糙时，虽然进行追加加工)制造时，成本的增大极小。

另外，在上述实施方式中，设为在第2轮架48与转动部件14之间介入另外的圆筒管(中空部件)85，但在本发明中，对将第2轮架与转动部件之间以何种结构连结，并没有特别限制。

如图3所示，例如也可以将该管87的内周部87A的一部分设为延长通过第2轮架89的内周面89A形成的扩展部EP2的放大扩展部EP3的形状。此时，可以容易地构成大的曲率半径的扩展部EP2、EP3。另外，其他的结构与前面的实施方式相同，所以仅对在图中具有相同或类似功能的部位附加相同标记，并省略重复说明。在其他的实施方式中也对具有相同或类似功能的部位附加相同标记。

另外，如图4所示，例如也可以设为使从转动部件90侧构成中空部H3的圆筒部90F一体突出。在该例子中，转动部件90由铸件形成，所以对该转动部件90的模具设计变更成形成包括该圆筒部90F的部件，由此不会增大制造成本或制作工作量，并能够制造包括该圆筒部90F的转动部件90。而且，圆筒部90F与转动部件90成为一体化，且O形圈84也可以仅用1个，所以也可以消减零件件数。

此外，如图5所示，例如，也可以设为使从第2轮架92侧构成中空部H4的圆筒部92F一体突出。此时，第2轮架92由铸件形成，所以对该第2轮架92的模具设计变更成形成包括该圆筒部92F的部件，由此不会增大制造成本或制作工作量，并能够制造包括该圆筒部92F的第2轮架92。而且，在该例子中，也可以将圆筒部92F的内周部92F1的一部分设为延长通过第2轮架92的内周面92A形成的扩展部EP4的放大扩展部EP5的形状。另外，圆筒部92F与第2轮架92成为一体化，且O形圈82也可以仅用1个，所以也可以消减零件件数。

另外，该图5所示的关节驱动装置94不具有传动内齿轮(36)。即，电动机16的动力传递到形成在电动机轴24的小齿轮26、与该小齿轮26啮合的齿轮28之后，通过花键30直接传递到具有3根偏心体轴94A～94C(仅图示94A、94B)中的1根偏心体轴94A。外齿轮66、68通过该1根偏心体轴94A的偏心体96A、98A进行摆动。其他的2根偏心体轴94B、94C通过外齿轮66、68的摆动而旋转，并作为从动偏心体轴发挥作用。即，作为结果，外齿轮66、68仅从偏心体轴94A得到驱动力，并通过3根偏心体轴94A～94C一边支承一边摆动。

基于外齿轮66、68的摆动而在与内齿轮72之间发生的相对旋转，由此外齿轮66、68进行自转，并通过偏心体轴94A～94C从第1、第2轮架(法兰体)46、92取出该自转成分的减速原理与前面的实施方式相同。

如此，本发明的减速机构其本身的结构不特别受限制。如图5的例子所示，也可以将第2轮架和中空部件一体化的结构应用于具有图1～图4的传动内齿轮的结构的减速机构。而且，即使是揭示的结构以外的减速机构的动力传递装置，只要具备将装置整体沿轴向贯穿外壳内的中空部，并且在该轴向端部为如具备本身的内周面构成上述中空部的端部的中空的法兰体的结构那样的动力传递装置，则能够应用本发明，并可得到相应的效果。

而且，如上述的实施方式，在本发明中，例如即使法兰体置于动力传递装置的轴向两侧，也未必需要在双方的法兰体设置扩展部，根据情况，也可以仅在一侧的法兰体设置扩展部。法兰体本身只存在于一侧时，当然仅在该一侧的法兰体设置。

另外，外壳与法兰体哪个成为固定哪个成为可动的内容已叙述，但实际上，本发明也可应用于法兰体侧固定且外壳侧旋转的所谓框旋转式的动力传递装置中。此时，作为驱动源的电动机必须配置在任意侧，所以若该电源电缆穿过中空部，即使构成中空部的法兰体不动，在电动机本身与外壳一起转动时，扭曲的电缆与该中空部的内周面之间会产生摩擦的现象。因此，在这种框旋转构造的动力传递装置中，通过应用本发明可得到相应的效果。

而且，本发明的应用对象也并不限于上述例子，可以将本发明应用于电动机以外或电源的电缆以外的对象物，例如具有穿过气缸用的空气软管或各种机械的传感器的布线等的中空部的动力传递装置。

工业实用性

例如，可作为机械手或机床等的工业用机械的动力传动装置来应用。

Claims (6)

1.一种动力传递装置，具备沿轴向贯穿装置整体的中空部，其特征在于，

该动力传递装置在其轴向端部具备中空的法兰体，该中空的法兰体构成该动力传递装置的固定部件或输出部件的任意一个，并且本身的内周面构成上述中空部的端部，并且，

在该法兰体的内周面形成有随着接近于开口端内径变大的扩展部。

2.如权利要求1所述的动力传递装置，其特征在于，

上述扩展部的径向长度大于轴向长度。

3.如权利要求1或2所述的动力传递装置，其特征在于，

构成上述中空部的一部分的中空部件与上述法兰体的上述扩展部的始端连接。

4.如权利要求3所述的动力传递装置，其特征在于，

该中空部件的内周未扩展。

5.如权利要求1或2所述的动力传递装置，其特征在于，

构成上述中空部的一部分的中空部件与上述法兰体一体延伸，且该中空部件的内周的一部分成为将上述扩展部延长后的形状。

6.如权利要求1～5中的任一项所述的动力传递装置，其特征在于，

上述法兰体由铸件形成。

Images