CN103363026A - 偏心摆动型减速机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种偏心摆动型减速机，其能够将来自输入侧的转矩更均衡地传递到多个曲轴。本发明的偏心摆动型减速机（10），具备：内齿轮（12）；第1外齿轮（14）、第2外齿轮（16），内啮合于该内齿轮（12），并且在从内齿轮（12）的轴心（Ｏ3）偏移L1的位置具备多个曲轴（18），其用于使第1外齿轮（14）、第2外齿轮（16）摆动，其中，在多个曲轴（18）各自的端部（18A）具备花键（24），其用于连结将来自输入侧即输入小齿轮（32）的动力传递到该曲轴（18）的分配齿轮（30），且在该花键（24）的轴向内侧形成比该花键（24）的齿根即齿根圆直径D1深即直径小的凹部（58）。

Description

偏心摆动型减速机

技术领域

本发明涉及一种偏心摆动型减速机。

背景技术

专利文献1中公开有如图4～图6所示的被称作所谓“分配类型”的偏心摆动型减速机。

该减速机910是用于机械手臂的关节的驱动的设备，其具备内齿轮912和内啮合于该内齿轮912的第1外齿轮914、第2外齿轮916。

即，该减速机910中，第1外齿轮914、第2外齿轮916在摆动的同时内啮合于内齿轮912。为了使第1外齿轮914、第2外齿轮916摆动，在从内齿轮912的轴心Ｏ1偏移的位置，以贯穿该第1外齿轮914、第2外齿轮916的状态设置有多个（该公开例中为3根）曲轴918（918A～918C）。

3根曲轴918在轴向相同位置上分别具有偏心相位一致的第1偏心体920（922A～922C），并且同样地在轴向相同位置上具有偏心相位一致的第2偏心体922（922A～922C）。且构成为通过使所有曲轴918同步旋转，而由第1偏心体920使第1外齿轮914摆动，并由第2偏心体922使第2外齿轮916摆动。

为了使3根曲轴918同步旋转，在各曲轴918的端部分别形成有花键924（924A～924C）。在该花键924上连结有将来自连接轴（输入轴）926侧的动力传递到各曲轴918的分配齿轮930（930A～930C）。

各分配齿轮930与形成于连接轴926的输入小齿轮932同时啮合。由此，构成为通过连接轴926的输入小齿轮932的旋转而使各曲轴918以相同的转速朝向相同的方向以相同的转矩旋转。

专利文献1：日本特开2010-286098号公报（图1～图3）

在这种分配类型的偏心摆动型减速机910中多个曲轴918需要相互传递相等的转矩。即，需要多个第1偏心体920及第2偏心体922分别以相等的转矩使第1外齿轮914、第2外齿轮916摆动。这是因为，例如在较大的转矩仅集中在特定曲轴的状态下，该第1外齿轮914、第2外齿轮916的顺畅的摆动受阻，传递损失增大或者产生振动。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而完成的，其课题在于提供一种能够将来自输入侧的转矩更均衡地传递到多个曲轴的偏心摆动型减速机。

本发明通过设为如下结构来解决上述课题，一种偏心摆动型减速机，具备：内齿轮及内啮合于该内齿轮的外齿轮，并且在从所述内齿轮的轴心偏移的位置具备多个曲轴，该多个曲轴用于使所述外齿轮摆动，其中，在所述多个曲轴各自的端部具备花键，该花键用于连结将来自输入侧的动力传递到该曲轴的齿轮，并且在该花键的轴向内侧形成有比该花键的齿根更深的凹部。

本发明中，在形成于多个曲轴各自的端部的花键的轴向内侧形成比该花键的齿根更深的凹部（底部的外径小于花键的齿根圆直径的凹部）。

由此，各曲轴成为整体上维持转矩传递所需的强度的同时，只有端部刚性稍微低的状态。其结果，在各曲轴中，越是被施加相对较大的转矩的曲轴，其端部（与其他曲轴相比）变形更大，其结果各分配齿轮的啮合平衡得到改善，所有曲轴能够承受更均衡的转矩。

发明效果

根据本发明，能够得到能够将来自输入侧的转矩更均衡地传递到多个曲轴的偏心摆动型减速机。

附图说明

图1是本发明的实施方式的一例所涉及的偏心摆动型减速机的主要部分截面图。

图2是上述减速机的整体截面图。

图3是本发明的另一实施方式的一例所涉及的偏心摆动型减速机的主要部分截面图。

图4是以往的偏心摆动型减速机的整体截面图。

图5是沿图4的箭头V所示V-V线的截面图。

图6是沿图4的箭头VI所示VI-VI线的截面图。

图中：10-减速机，12-内齿轮，14、16-第1外齿轮、第2外齿轮，18-曲轴，18A-端部，24-花键，26-连接轴（输入轴），30-分配齿轮，32-输入小齿轮（输入侧的齿轮），58-凹部。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式的一例进行详细说明。

图1是本发明的实施方式的一例所涉及的偏心摆动型减速机的主要部分截面图，图2是其整体截面图。

该减速机10是用于机械手臂（省略图示）的关节的驱动的设备，是被称作所谓分配类型的偏心摆动型减速机。

减速机10具备：内齿轮12；内啮合于该内齿轮12的第1外齿轮14、第2外齿轮16，并且在从内齿轮12的轴心Ｏ3仅偏移L1的位置具备用于使第1外齿轮14、第2外齿轮16摆动的多个曲轴18。

以下，从减速机10的整体结构开始进行说明。

参考图2，该实施方式中，马达（省略图示）的动力经连接轴（输入轴）26而被输入。在连接轴26形成有插入未图示的马达轴的空心部26A，经嵌入于键槽26B的键（省略图示）而与马达连结。在连接轴26的马达相反侧的端部直切形成有输入小齿轮（输入侧的齿轮）32。

输入小齿轮32与多个分配齿轮30同时啮合。各分配齿轮30在该实施方式中设置有3个（仅图示1个），其分别连结于曲轴18。关于曲轴18及分配齿轮30附近的结构在后面进行详述。

各曲轴18在该实施方式中设置有3根（仅图示1根），其在从内齿轮12的轴心Ｏ3偏移L1的位置沿圆周方向以120度的间隔配置。在各曲轴18上，在各自的轴向相同位置形成有第1偏心体20，与该第1偏心体20邻接而在各自的轴向相同位置形成有第2偏心体22。各曲轴18的第1偏心体20彼此及第2偏心体22彼此的偏心相位一致。第1偏心体20与第2偏心体22的偏心相位差为180度（朝向相互分离的方向偏心）。

在各曲轴18的第1偏心体20的外周上经第1滚子轴承34组装有第1外齿轮14。在各曲轴18的第2偏心体22的外周上经第2滚子轴承36组装有第2外齿轮16。由此，能够通过3根曲轴18上的第1偏心体20同步旋转来使第1外齿轮14摆动，同样地能够通过3根曲轴18上的第2偏心体22同步旋转来使第2外齿轮16摆动。第1外齿轮14与第2外齿轮16的偏心相位差（受到第1偏心体20与第2偏心体22的偏心相位差的影响而）成为180度。

在第1外齿轮14、第2外齿轮16的轴向两侧配置有第1轮架38、第2轮架40，各曲轴18经一对滚子轴承44、46支承于该第1轮架38、第2轮架40。第1轮架38、第2轮架40经一对角接触球轴承48、50支承于壳体52。另外，第1轮架38、第2轮架40经从第1轮架38突出的轮架销38A通过螺栓53而被连结并成为一体。

第1外齿轮14、第2外齿轮16内啮合于内齿轮12。内齿轮12在该实施方式中包括：与壳体52成为一体的内齿轮主体12A和旋转自如地组装于该内齿轮主体12A且构成该内齿轮12的内齿的外销12B。内齿轮12的齿数（外销12B的根数）比第1外齿轮14、第2外齿轮16的齿数稍微多一点（该例中仅多1个）。

在壳体52上经螺栓（仅图示螺栓孔52A）连结有机械手的第1臂（省略图示），并在第1轮架38上经螺栓（仅图示螺栓孔38B）连结有机械手的第2臂（省略图示）。

在此，对分配齿轮30附近的结构进行详细说明。

结合图1进行参考，在多个（该实施方式中为3根）曲轴18各自的端部18A形成有花键24。分配齿轮30经该花键24以悬臂状态连结于曲轴18。

更具体而言，曲轴18具备轴端部18C，且该轴端部具有距轴向端面18B微小的轴向尺寸L3，并在该轴端部18C的轴向内侧位置具备第1止动环用凹部18D。用于对分配齿轮30进行定位的第1止动环54嵌入于止动环用凹部18D。花键24形成在从曲轴18的（包含所述轴端部18C的）端部18A的轴端至该止动环用凹部18D的轴向内侧（第2轮架40侧）（止动环用凹部18D与该花键24重叠形成）。花键24的齿顶圆直径为d3，齿根圆直径为D1。止动环用凹部18D的底部圆直径d5大于花键24的齿根圆直径D1，小于齿顶圆直径d3。

并且，在曲轴18的花键24的轴向内侧形成有比该花键24的齿根深的凹部（脆弱部）58。即，（该实施方式中）凹部58的底部58A的直径为d7，其小于花键24的齿根圆直径D1（d7＜D1）。通过凹部58的存在，曲轴18成为在整体上维持转矩传递所需的强度的同时，只有端部18A刚性稍微低的状态。凹部58的肩部（凹部58的侧面中花键相反侧的侧面）58B的直径与（另一侧的肩部即）花键24的齿顶圆直径d3相同。凹部58的轴向尺寸L5设定成花键24的卡合尺寸（止动环用凹部18D与凹部58之间的轴向尺寸）L7的约40%。另外，该实施方式中，花键24通过轧制而形成。凹部58还作为该花键24轧制时的材料的“退避空间”发挥作用。

另一方面，分配齿轮30为了将来自输入侧的动力传递至曲轴18，而在外周具备与输入小齿轮32啮合的齿部30A，并且在内周具备与曲轴18的花键24卡合的（内）花键30B。分配齿轮30的花键30B的轴向尺寸L9大致设为花键24的卡合尺寸L7与凹部58的轴向尺寸L5相加的尺寸。换言之，分配齿轮30中只有花键30B的轴向尺寸的约70%左右的部分与曲轴18的花键24卡合。

该实施方式中，分配齿轮30通过凹部58的轴向内侧的肩部58B及所述第1止动环54来完成轴向的定位。并且，分配齿轮30的径向外侧扩大到轴向外侧，而确保较大的齿宽L11。

该实施方式中，在润滑脂被涂布于花键24（及凹部58）的状态下分配齿轮30组装于花键24。由此，在凹部58中堆积有涂布或组装分配齿轮30时所聚集的润滑脂，其结果凹部58还作为所谓“润滑剂贮留部”发挥作用。为了有效地利用该润滑剂贮留部的作用及本发明固有的曲轴18的变形作用，在该凹部58本身的空间58P未配置占领该空间58P的止动环等部件。

另外，图1的符号60为板材，该板材用于使滚子轴承46的保持器46A的端面46A1定位成与曲轴18的阶梯差部18E呈同一水平面，且该滚子轴承46将曲轴18支承于第2轮架40，符号62为用于使该板材60抵接于曲轴18的阶梯差部18E的第2止动环。第2止动环62嵌入于在距凹部58远离尺寸L13的位置处形成的第2止动环用凹部18F中。第2止动环用凹部18F的底部圆直径与第1止动环54的止动环用凹部18D的底部圆直径d5相同。即，大于花键24的齿根圆直径D1。

接着，对该偏心摆动型减速机10的作用进行说明。

若未图示的马达旋转，则该旋转经键传递到连接轴26，形成于连接轴26的前端的输入小齿轮32旋转。输入小齿轮32与3个分配齿轮30同时啮合，因此通过该输入小齿轮32与分配齿轮30的啮合而使3根曲轴18以被减速至输入小齿轮32与分配齿轮30的齿数比的状态在相同方向上以相同的转速旋转。

其结果，在各曲轴18的轴向相同位置分别形成的3个第1偏心体20同步旋转而使第1外齿轮14摆动，并且在曲轴18的轴向相同位置分别形成的3个第2偏心体22同步旋转而使第2外齿轮16摆动。

第1外齿轮14、第2外齿轮16分别内啮合于内齿轮12，因此第1外齿轮14、第2外齿轮16每旋转1次，该第1外齿轮14、第2外齿轮16相对于内齿轮12，圆周方向的相位偏离（自转）齿数差量（该实施方式中为1齿量）。该自转成分作为各曲轴18围绕内齿轮12的轴心Ｏ3的公转而传递到第1轮架38、第2轮架40。由于第1轮架38、第2轮架40经轮架销38A及螺栓53连结，结果，通过连接轴（输入轴）26的旋转能够使连结于壳体52的第1臂与连结于第1轮架38的第2臂相对旋转。

在此，这种偏心摆动型减速机10时，例如由于制造误差或组装误差，3根曲轴18的（位于相同轴向位置的）3个第1偏心体20彼此或3个第2偏心体22彼此的相位即使仅稍微偏离一点，各分配齿轮30啮合于输入小齿轮32时的负荷也会变得不同。并且，由于第1偏心体20、第2偏心体22的轴向位置远离距离L15（参考图2），因而各曲轴18上被施加第1外齿轮14、第2外齿轮16每摆动1次方向发生180度变化的力矩。因此，曲轴18在滚子轴承44、46之间挠曲的同时旋转，该挠曲越过滚子轴承46而成为使曲轴18的端部18A产生摇晃的主要原因。因此，3个分配齿轮30相对于输入小齿轮32的节圆直径或侧隙始终稍微变动。

从这种情况看来，成为从输入小齿轮32传递到3个分配小齿轮30（曲轴18）的转矩难以变得均匀的结构。但是，若相对于分配齿轮30（曲轴18）的转矩传递无法均匀地进行，则由第1偏心体20、第2偏心体22产生的第1外齿轮14、第2外齿轮16的摆动也无法顺畅地进行，且会引起传递损失的增大或产生振动等不良状态。

本实施方式中，在曲轴18的花键24的轴向内侧形成有凹部（脆弱部）58。换言之，分配齿轮30在该凹部58的轴向外侧上以悬臂状态组装于曲轴18。通过凹部58的存在，曲轴18成为在整体上维持转矩传递所需的强度的同时，只有端部18A刚性稍微低的状态。因此，假设相对更强的转矩传递到3个分配齿轮30的某一个上，则组装有该分配齿轮30的曲轴18的端部18A因径向荷载的增大而使分配齿轮30向远离（背离）输入小齿轮32的方向变形，相应地所承受的转矩进一步减轻。其结果3个分配齿轮30成为能够以更均衡的平衡啮合，并能够以更均匀的转矩进行动力传递。

因此，第1外齿轮14、第2外齿轮16能够分别从3根曲轴18的3个第1偏心体20、第2偏心体22均衡地承受摆动转矩，并能够更顺畅地进行摆动。其结果，能够进一步抑制传递损失的增大或产生振动。

并且，该实施方式中，由于在凹部58或花键24上涂布有润滑脂的状态下组装分配齿轮30，因此能够使该凹部58作为所谓“润滑剂贮留部”发挥作用。其结果，能够有效地抑制曲轴18的花键24与分配齿轮30之间发生微振磨损。关于这一点，一直以来实际情况如下：实际上通常为了避免微振磨损的产生而进行无间隙组装或者进行基于过盈配合的组装。本实施方式中，（由于能够有效地抑制微振磨损）能够实现更容易组装的尺寸设定，并能够进一步提高组装性。尤其，例如将分配齿轮30以过盈配合方式组装于曲轴18的花键24时等不存在微振磨损的可能性时，可无需将凹部58作为润滑剂贮留部而应用。

该实施方式中，凹部58位于曲轴18的花键24的轴向内侧，利用这一点，通过轧制而形成该花键24，因此成本较低。并且，通过以轧制形成花键24，例如从以上图4～图6的现有例（专利文献1）中可知，通过滚切来形成花键924时不可避免存在的被称作所谓“上翘”的区域925（参考图4）是无需的。因此，无需确保相当于该上翘的区域925的轴向尺寸L17。因此，（即使形成凹部58）也能够得到轴向长度短于以往的曲轴18（或者具有该曲轴18的减速机10）。

并且，该实施方式中，由凹部58的肩部58B进行分配齿轮30的轴向定位，因此无需在分配齿轮30的轴向内侧配置止动环就能够缩减组件件数，并且能够降低装配工作量。另外，该实施方式中，凹部58的肩部58B的外径设为与（另一侧肩部即）花键24的齿顶圆直径d3相同，但是为了更可靠地得到该定位的效果，尤其凹部58的轴向内侧的肩部58B的外径可以形成为大于花键24的齿顶圆直径d3。该结构在能够对分配齿轮30更加稳定地进行定位这一点是有效的。

并且，该实施方式中，由于凹部（脆弱部）58的整个轴向范围位于分配齿轮30的内周（即分配齿轮30以重叠于凹部58的方式组装），因此能够进一步缩短轴向尺寸，并且即使是较小的凹部也能够得到较大的脆弱作用。另外，该分配齿轮30与凹部58的重叠可以仅为一部分，并且，也可如以下所述的实施方式，根据设计可完全不重叠。

图3表示本发明的另一实施方式的一例。

该实施方式中也与之前的实施方式同样地在曲轴118的花键124的轴向内侧形成有具有比花键124的齿根圆直径（D1）深的底部圆直径（d7）的凹部158。

但是，之前的实施方式中，凹部58位于分配齿轮30的内周（凹部58与分配齿轮30的轴向位置重叠），但是该实施方式中，在与分配齿轮130的轴向位置相比更完全靠内侧的位置配置凹部158。其结果，分配齿轮130的花键130B以与曲轴118的花键124几乎相同的轴向宽度L19卡合。

分配齿轮130在轴向上定位于与第2止动环162抵接的衬垫172及第1止动环154之间。衬垫172配置于凹部158的外周，并且经该衬垫172进行分配齿轮130的定位，因此能够轻松地调整分配齿轮130相对于曲轴118的组装位置。其结果，例如如图3中虚线所示，能够将各种大小（外径或轴向尺寸）的分配齿轮（130）在避免与第2轮架140的端面140A或其他外部部件的干涉的基础上，更自如地组装。

由于其他结构与之前的实施方式相同，在图3中附加与图1、图2的实施方式的后2位数字相同的符号，并省略重复说明。

另外，上述实施方式中，将凹部58、158的底部58A、158A以与轴平行的直线构成，但是本发明中并未对凹部的底部形状进行特别限定，例如，也可设为截面为圆弧、U字形或椭圆形的底部。通过将凹部的底部设为这种曲线形状，能够进一步抑制应力集中在凹部的底部的端部周围。

并且，上述实施方式中，构成为来自输入侧的动力经平行轴系统的输入小齿轮输入到分配齿轮，但也可构成为分配齿轮本身作为正交系统的齿轮（例如锥齿轮等），使从输入侧的动力经正交系统的小齿轮传递到分配齿轮。

并且，上述实施方式中，示出了具有3根曲轴的减速机，但本发明中的减速机的曲轴的根数只要为2根以上，则并不特别限定为3根。

本申请主张基于2012年3月30日申请的日本专利申请第2012-080947号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

Claims (6)

1.一种偏心摆动型减速机，其具备内齿轮和内啮合于该内齿轮的外齿轮，并且在从所述内齿轮的轴心偏移的位置具备用于使所述外齿轮摆动的多个曲轴，该偏心摆动型减速机的特征在于，

在所述多个曲轴各自的端部具备花键，且所述花键用于连结将来自输入侧的动力传递到该曲轴的齿轮，且

在该花键的轴向内侧形成有比该花键的齿根更深的凹部。

2.如权利要求1所述的偏心摆动型减速机，其特征在于，

使所述凹部作为润滑剂贮留部发挥作用。

3.如权利要求1或2所述的偏心摆动型减速机，其特征在于，

由所述凹部的肩部进行所述齿轮的轴向定位。

4.如权利要求1～3中任一项所述的偏心摆动型减速机，其特征在于，

所述凹部的肩部的外径大于所述花键的齿顶圆直径。

5.如权利要求1～4中任一项所述的偏心摆动型减速机，其特征在于，

在所述凹部的外周配置有用于调整所述齿轮的装配位置的衬垫。

6.如权利要求1～5中任一项所述的偏心摆动型减速机，其特征在于，

所述凹部的至少一部分位于所述齿轮的内周。

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