CN108700177B - 驱动装置 - Google Patents

Abstract

驱动装置存在有维修作业时异物从输入轴的前端侧向中空部移动的课题。驱动装置(100)具备：形成有沿轴方向贯穿的中空部(22)的输入轴(2)；使输入轴(2)旋转的马达(1)；从输入轴(2)输入有马达(1)的动力的减速机(3)；插通在输入轴(2)的中空部(22)，并通过从减速机(3)输出的动力而围绕旋转轴(L)旋转的输出轴(5)；检测输入轴(2)和输出轴(5)的旋转信息的检测部(6)。在输入轴(2)和输出轴(5)之间的中空部(22)内，设置有限制异物从马达(1)的一侧向另一侧且向输入轴(2)的中空部(22)移动的限制部件(7)。

Description

驱动装置

技术领域

本发明涉及一种例如适宜地使用在工业机器人等的驱动装置。

背景技术

从以往开始，为了使工业机器人驱动，而使用驱动装置。例如在专利文献1之中有关于具备下述内容的驱动装置的提案：通过马达的动力而旋转的输入轴；从输入轴输入有马达的动力的减速机；以及通过从减速机输出的动力而旋转的输出轴。在驱动装置的输入轴形成有沿轴方向贯穿的中空部，在中空部插通有输出轴。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实用新型登记第2522495号公报

发明概述

发明所要解决的课题

在将这种驱动装置进行维修时，将输入轴和输出轴一体地从减速机等装置主体上卸下，重新将其组装的情况较多。但是，在将输出轴插通在中空部状态的输入轴安装到装置主体为止之间，有异物从输入轴的前端侧侵入到中空部的忧虑。

解决课题的手段

根据本发明的第一种方式，提供一种驱动装置，其特征在于，具备：输入轴，该输入轴形成有沿轴方向贯穿的中空部；马达，该马达使所述输入轴围绕沿所述轴方向的旋转轴而旋转；减速机，该减速机在所述马达的一侧，从所述输入轴输入有所述马达的动力；输出轴，该输出轴插通在所述输入轴的所述中空部，并通过从所述减速机输出的动力而围绕所述旋转轴旋转；以及检测部，该检测部在所述马达的另一侧，检测所述输入轴的旋转信息和所述输出轴的旋转信息，在所述马达的一侧，在所述输入轴和所述输出轴之间的所述中空部内设置有限制异物向所述中空部侵入的限制部件。

根据本发明的第二种方式，提供一种驱动装置，其特征在于，具备：输入轴，该输入轴具有中空部；马达，该马达使所述输入轴旋转；减速机，该减速机在所述马达的一侧，从所述输入轴输入有所述马达的动力；输出轴，该输出轴插通在所述输入轴的所述中空部，并围绕所述马达的旋转轴旋转；以及检测部，该检测部在所述马达的另一侧，检测所述输入轴的旋转信息和所述输出轴的旋转信息，所述输出轴以与所述输入轴一体连接的状态而相对于耦合部能够装卸，在所述马达的一侧，在所述输入轴和所述输出轴之间的所述中空部内设置有限制异物向所述中空部移动的限制部件。

根据本发明的第三种方式，提供一种驱动装置，其特征在于，具备：输入轴，该输入轴形成有中空部；马达，该马达使所述输入轴旋转；减速机，该减速机在所述输入轴的一侧，从所述输入轴传递有所述马达的动力；输出轴，该输出轴插通在所述输入轴的所述中空部，并通过从所述减速机输出的动力而旋转；以及限制部件，该限制部件设置在所述中空部内，限制异物向所述中空部的侵入。

附图简要说明

图1是表示第一实施方式所涉及的驱动装置整体结构的示意剖面图。

图2是沿图1中A-A线的剖面图。

图3是图1所示B部附近的放大剖面图。

图4是说明图1所示驱动装置的维修作业状态的图。

图5是说明从图4所示状态组装驱动装置状态的主要部分放大图。

图6是表示第二实施方式所涉及的驱动装置整体结构的示意剖面图。

图7是图6所示C部附近的放大图。

图8是说明图6所示驱动装置的维修作业状态的主要部分放大图。

图9是表示第三实施方式所涉及的驱动装置整体结构的示意剖面图。

图10是图9所示D部附近的放大图。

图11是说明图9所示驱动装置的维修作业状态的主要部分放大图。

发明的具体实施方式

以下，参照图1至图11来说明几个用于实施本发明的方式。另外，本发明的范围并不局限于以下的实施方式，在本发明的技术思想范围之内可以进行任意变化。

[第一实施方式]

1.驱动装置100的结构

图1是表示第一实施方式所涉及的驱动装置100整体结构的示意剖面图。图2是沿图1中A-A线的剖面图，图3是图1所示B部附近的放大剖面图。

如图1所示，本实施方式所涉及的驱动装置100，例如使用在机器人等之中，是将来自马达1的动力从输入轴2输入到例如包含减速机3等的传递部3A，并通过传递部3A使输出轴5旋转驱动的装置。驱动装置 100至少具备马达1、输入轴2、传递部3A以及输出轴5，作为更优选的方式，更进一步具备检测部6。

马达1为同步电动机的伺服马达，其至少具备：设置有永磁体的转子11；设置有绕组的定子12；以及收容它们的外壳13。本实施方式作为马达1使用了电动机，也可以使用以空气为动力的气动马达、或者以液压为动力的液压马达等。

在马达1的转子11连接有第一轴24。在位于马达1的一侧的第一轴 24的前端部，通过附件26一体地安装有第二轴25。在本实施方式之中，通过第一轴24和第二轴25，来构成向传递部3A的减速机3输入马达1 的动力的输入轴2。

输入轴2大致为圆筒形状，通过马达1的旋转驱动而围绕旋转轴L 旋转。在输入轴2形成有沿轴方向(轴线方向)贯穿的中空部22，在中空部22插通有输出轴5。另外，轴方向是输入轴2旋转时成为旋转运动中心线的方向，是与旋转轴L一致的轴线的方向。插通有输出轴5的输入轴2，以贯穿马达1两侧的方式而设置。

在马达1的一侧、也就是输入轴2的一侧，设置有使输入轴2的旋转向输出轴5传递的传递部3A。马达1的一侧也可以换句话说是马达1 的传递部3A侧。传递部3A也可以含有减速机3。减速机3从输入轴2 输入有马达1的动力。在本实施方式之中，减速机3采用行星齿轮机构，除此之外也可以采用例如谐波齿轮机构或齿轮减速机。

如图2所示，本实施方式所涉及的行星齿轮机构由围绕旋转轴L旋转的太阳轮31、与太阳轮31啮合旋转的三个行星轮32、以及与三个行星轮32啮合旋转的内齿轮33构成。太阳轮31形成在输入轴2(具体来说第二轴25)，内齿轮33形成在减速机3的齿圈34。三个行星轮32以每个行星轮32能够旋转的方式而与行星架36相连接。

通过这样的构成，从输入轴2传递来的马达1的动力传递到减速机3，通过该传递来的动力，形成有内齿轮33的齿圈34围绕旋转轴L旋转。在减速机3内部收容有润滑脂、油雾等的油之类的润滑剂G，输入轴2 通过其前端部27插入到减速机3内部而与减速机3连接。在本实施方式之中，太阳轮31虽然形成在输入轴2，但是，太阳轮31和输入轴2也可以通过不同部件构成而将它们连接起来。

构成减速机3一部分的行星架36和齿圈34能够选择性地固定。在不将行星架36和齿圈34固定的情况时，能够使行星轮32和内齿轮33 互相独立，而围绕太阳轮31公转。另一方面，在将行星架36和齿圈34 固定的情况时，能够使行星轮32和内齿轮33围绕太阳轮31一体地公转。由此，能够将减速机3的减速比进行变化。

减速机3的齿圈34，通过板状的第一动力传递部件35、筒状的第二动力传递部件41、以及第三动力传递部件42而与耦合部45的一侧相连接。由此，能够将减速机3的齿圈34的旋转向输出轴5传递。另外，例如第一动力传递部件35、第二动力传递部件41、以及第三动力传递部件 42之中任何一个也可以构成机器人主体(未图示)的一部分，或者它们之中的任何一个也可以与机器人主体连接。其结果，通过齿圈34的旋转，能够使机器人动作。

在由第二动力传递部件41和第三动力传递部件42形成的内部空间，形成有收容耦合部45的接头收容室46。设置于接头收容室46内部的耦合部45，在作为马达1的一侧的输入轴2的一侧，将第三动力传递部件 42和输出轴5连接。通过这样的构成，耦合部45将从减速机3输出的动力向输出轴5传递。通过从减速机3输出的动力，能够使输出轴5围绕旋转轴L旋转。另外，由于输出轴5的前端部51与耦合部45相连接，能够调整输出轴5相对于旋转轴L的偏心。另外，传递部3A，作为其的一个例子虽然包含减速机3、第一动力传递部件35、第二动力传递部件 41、第三动力传递部件42、以及耦合部45，但优选传递部3A至少包含减速机3和耦合部45，若能够将输入轴2的旋转向输出轴5传递，传递部3A的构成不需要特别限定。

输出轴5是长尺状的圆柱形状的部件，相对于输入轴2以非接触的状态插通在输入轴2的中空部22，通过从减速机3输出的动力而旋转。输出轴5的长度比输入轴2的长度要长，输出轴5的端部从输入轴2的端部突出。输出轴5的两端部也可以从输入轴2的两端部突出。输出轴5 在马达1的一侧突出的情况时，作为输出轴5的前端部51的突出部分(突出部)，在减速机3侧从减速机3和中空部22突出，该部分连接在耦合部 45。输出轴5的一侧的前端部51也可以从中空部22突出，并且如上所述地连接在耦合部45。另外，输出轴5的另一侧的部分也可以从中空部 22向检测部6侧突出。输出轴5也可以在从中空部22向检测部6突出的突出部，而被轴承(第一轴承)支撑。

进一步优选在马达1的另一侧、也就是输入轴2的另一侧，设置有检测输入轴和输出轴的旋转信息(与旋转相关的信息)的检测部6。马达1 的另一侧也可以换句话说是马达1的检测部侧。检测部6具有第一检测器61和第二检测器65。第一检测器61检测与输入轴2的旋转相关的信息(例如旋转方向、角度位置、转数等)。第一检测器61具备：转毂62、分度盘63、传感器(旋转检测部)64。转毂62固定在输入轴2的端部，圆板状的分度盘63固定在转毂62。由此，输入轴2、转毂62以及分度盘 63能够一体地旋转。

旋转检测部64固定在与分度盘63相对的位置。旋转检测部64例如是光检测部或磁气检测部。例如，旋转检测部64是光检测部的情况时，将检测光照射到分度盘63的表面，将形成在其表面的指标图案所反射的检测光通过例如光电二极管等受光元件来接收。旋转检测部64能够检测与输入轴2旋转相关的信息。

第二检测器65检测与输出轴5的旋转相关的信息(例如旋转方向、角度位置、转数等)。第二检测器65具备：转毂66、分度盘67、传感器(旋转检测部)68。第二检测器65，以与第一检测器61相同的原理，能够检测与输出轴5旋转相关的信息。另外，第一检测器61检测与输入轴2的旋转相关信息的原理和第二检测器65检测与输出轴5的旋转相关信息的原理也可以不同。

更进一步，在本实施方式之中，如图3所示，在马达1的一侧，在输入轴2和输出轴5之间的中空部22内，设置有限制部件7。限制部件 7抑制异物从耦合部45侧向检测部6侧的移动。异物例如是从减速机3 排出的物质。作为异物，可以举出例如粉体、油雾、润滑脂等的流体。另外，异物例如是污染物质。限制部件7，例如可以是遮蔽部件，作为例子列举有油密封件。在限制部件7是遮蔽部件的情况时，限制部件7以限制(防止)作为润滑剂G的润滑脂等异物从耦合部45侧向检测部6侧侵入(移动)的方向而设置。另外，遮蔽部件若是将油进行密封的要素即可，也可以是O形圈、唇衬垫等。

在本实施方式之中，在输入轴2的前端部27形成有收容凹部27a，收容凹部27a收容有限制部件7。限制部件7具备环状的唇部71，唇部 71，在通过限制部件7而将中空部22和其外部隔开的位置，与输出轴5 的外周面52密切接触。

2.驱动装置100的动作

以下，对本实施方式的驱动装置100的动作进行说明。

首先，若使马达1驱动，则输入轴2围绕旋转轴L旋转。通过输入轴2的旋转，马达1的动力从输入轴2输入到减速机3。通过输入到减速机3的动力，减速机3的齿圈34以与减速比相应的转数而旋转。基于齿圈34的旋转，通过第一动力传递部件35、第二动力传递部件41、第三动力传递部件42和耦合部45而连接的输出轴5，以与齿圈34相同的转数而旋转。

在第一检测器61中，通过输入轴2的旋转，转毂62和分度盘63旋转，输入轴2的旋转信息被旋转检测部64检测。另一方面，在第二检测器65中，通过输出轴5的旋转，转毂66和分度盘67旋转，输出轴5的旋转信息被旋转检测部68检测。

在这里，在驱动装置100动作时，设想有异物从检测部3内部向接头收容室46侧流出的情况。另外，在后述的驱动装置100维修作业时，也设想有异物向接头收容室46侧侵入的情况。

但是，即使在这样的情况时，在本实施方式之中，由于在输入轴2 和输出轴5之间的中空部22内设有限制部件7，所以能够限制(防止)异物向输入轴2的中空部22的侵入。其结果，能够避免输入轴2和输出轴 5的旋转精度的降低。

3.驱动装置100的维修作业

以下，对本实施方式的驱动装置100的维修作业进行说明。

图4是说明图1所示驱动装置100的维修作业状态的图，图5是说明从图4所示状态组装驱动装置100状态的主要部分放大图。

例如，在维修时的检测部6的零件更换等之时，如图4所示，将减速机3等的传递部的零件留在机器人主体侧，将马达1、输入轴2、输出轴5和检测部6作为一个单元而一体地拔出来。在将输入轴2从减速机3 卸下来时，减速机3内的润滑脂等异物，向设置有输入轴2的空间流动。

零件更换之后，在将拔出来的单元重新恢复到原来的状态时，将输入轴2重新与减速机3连接，将插通在中空部22状态的输出轴5的前端部51插入耦合部45的连接孔45a。此时，如图5所示，输入轴2的前端部27插入到减速机3内，其前端部27从润滑脂等润滑剂G之中通过。

在本实施方式之中，即使在这样的情况时，由于在输入轴2和输出轴5之间的中空部22内设有限制部件7，所以能够限制(防止)作为异物的润滑脂等的润滑剂G向中空部22的侵入(移动)。特别是由于异物容易从输入轴2的前端27b侧侵入，但是通过在前端部27或其附近设置限制部件7，能够有效地限制异物向中空部22内的侵入(移动)。提供一种驱动装置，在驱动装置的维修作业时，能够限制异物向插通有输出轴的输入轴的中空部的移动。

其结果，在将输入轴2重新安装到减速机3之后，在使驱动装置100 驱动时，能够避免因异物侵入到中空部22内而引起输入轴2和输出轴5 旋转精度的降低。另外，能够防止因异物侵入到中空部22而引起检测部 6发生污染。

[第二实施方式]

图6是表示第二实施方式所涉及的驱动装置100整体结构的示意剖面图。图7是图6所示C部附近的放大图。图8是说明图6所示驱动装置的维修作业状态的主要部分放大图。

第二实施方式的驱动装置100与第一实施方式的不同点是：进一步设有支撑输出轴5的第二轴承8。所以，在本实施方式之中，对与第一实施方式相同或同等的要素付与相同的符号，并省略或简化其说明。

如图6所示，在第二实施方式所涉及的驱动装置100之中，输出轴5 在其两侧被第一轴承4和第二轴承8支撑。具体来说，与第一实施方式同样，在相比马达1靠近检测部6侧，输出轴5被轴承(第一轴承)4支撑。另一方面，在相比马达1靠近耦合部45侧，输出轴5被第二轴承8支撑。

如图7所示，第二轴承8，在输入轴2和输出轴5之间的中空部22 内，设置在与限制部件7相邻的位置。更进一步具体来说，第二轴承8 设置在相比限制部件7靠近输入轴2的前端27b侧。

像这样，通过第一轴承4和第二轴承8支撑输出轴5的两侧，能够抑制输出轴5的摆振旋转，能够提高通过检测部6检测输出轴5旋转信息的精度。特别是，由于在第二轴承8附近设置限制部件7，在驱动装置 100的动作时和其维修作业时，限制部件7不会过大变形，能够一直容易地确保限制部件7的密封性。

更进一步，如图8所示，在驱动装置100的维修作业时，在将输入轴2与输出轴5一起重新与减速机3连接时，输入轴2的前端部27插入到减速机3内，并从减速机3内的润滑脂等润滑剂G之中通过。

在本实施方式之中，由于第二轴承8设置在相比限制部件7靠近输入轴2的前端27b侧，所以减速机3内的润滑脂等润滑剂G与第二轴承 8接触。其结果，即使由于润滑脂等润滑剂G向输入轴2的前端部27产生压力，该压力不会直接作用在限制部件7，而作用在第二轴承8。其结果，能够抑制限制部件7的错位，能够确保稳定的密封性。

[第三实施方式]

图9是表示第三实施方式所涉及的驱动装置100整体结构的示意剖面图。图10是图9所示D部附近的放大图。图11是说明图9所示驱动装置100的维修作业状态的主要部分放大图。

第三实施方式的驱动装置100与第二实施方式的不同点是：在将限制部件7作为第一限制部件时，进一步设有第二限制部件9。所以，在本实施方式之中，对与第二实施方式相同或同等的要素付与相同的符号，并省略或简化其说明。

如图9所示，在第三实施方式所涉及的驱动装置100之中，在马达1 的一侧设置有限制异物向耦合部45侧侵入的第二限制部件9。具体来说，第二限制部件9以限制(防止)作为异物的减速机3内的润滑剂G向耦合部45的接头收容室46的侵入的方式，设置在减速机3和耦合部45之间。

第二限制部件9，例如可以是遮蔽部件，作为例子列举有油密封件。在第二限制部件9是遮蔽部件的情况时，第二限制部件9以限制(防止) 作为润滑剂G的润滑脂等异物从减速机3侧向耦合部45侧侵入(移动)的方向而设置。另外，遮蔽部件若是将油进行密封的要素即可，也可以是O 形圈、唇衬垫等。

如图10所示，第二限制部件9具备环状的唇部91。唇部91，在通过第二限制部件9而将减速机3内部和耦合部45隔开的位置，与输入轴 2的外周面28密切接触。

通过更进一步地设置第二限制部件9，在驱动装置100动作时，能够限制润滑脂等的润滑剂G从减速机3的内部流出，所以异物难以到达限制部件7。

更进一步，如图11所示，在驱动装置100的维修作业时，在将输入轴2与输出轴5一起重新与减速机3连接时，输出轴5的前端部51从减速机3内通过，插入到耦合部45的连接孔45a。

即使在这样的情况时，如图10所示，若第二限制部件9被固定在减速机3侧(具体来说，第二动力传递部件41)，则通过第二限制部件9，能够限制润滑脂等的润滑剂G从减速机3内向耦合部45而侵入到接头收容室46的侵入量。

以上对本发明的实施方式进行了详细说明，但是，本发明具体的构成并不局限于上述实施方式，即使有不脱离本发明宗旨范围内的设计变化，它们也包含在本发明之内。

在第一至第三实施方式之中，对在输入轴和输出轴之间的中空部内设置限制部件，有效地限制作为异物的润滑脂侵入到中空部内进行了说明。但是，若能够限制润滑脂的侵入，也可以使用机械式密封、迷宫式密封等来代替限制部件。

符号说明

1：马达；2：输入轴；3：减速机；4：第一轴承；5：输出轴；6：检测部；7：限制部件(第一限制部件)；8：第二轴承；9：第二限制部件； 22：中空部；45：耦合部；G：润滑剂；L：旋转轴。

Claims (16)

1.一种驱动装置，其特征在于，具备：

输入轴，该输入轴形成有沿轴方向贯穿的中空部；

马达，该马达使所述输入轴围绕沿所述轴方向的旋转轴而旋转；

减速机，该减速机在所述马达的一侧，从所述输入轴输入有所述马达的动力；

输出轴，该输出轴插通在所述输入轴的所述中空部，并以其前端部通过耦合部与所述减速机连接，从而通过从所述减速机输出的动力而围绕所述旋转轴旋转；以及

检测部，该检测部在所述马达的另一侧，检测所述输入轴的旋转信息和所述输出轴的旋转信息，

在所述马达的一侧，在所述输入轴和所述输出轴之间的所述中空部内设置有限制异物向所述中空部侵入的限制部件，

所述输出轴以与所述输入轴一体连接的状态而相对于所述耦合部能够装卸。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，

所述限制部件设置在所述输入轴的前端部或所述输入轴的前端部附近。

3.根据权利要求1或2所述的驱动装置，其特征在于，

在所述减速机内填充有润滑脂，所述输入轴至少通过其前端部插入到减速机内而与所述减速机连接，

所述限制部件是限制所述润滑脂向所述中空部侵入的油密封件。

4.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，

在所述马达的另一侧设置有支撑所述输出轴的第一轴承，

在所述马达的一侧，在所述输入轴和所述输出轴之间的所述中空部内，在与所述油密封件相邻的位置设置有支撑所述输出轴的第二轴承。

5.根据权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，

所述第二轴承设置在相比所述油密封件靠近所述输入轴的前端侧。

6.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，

在所述减速机和所述耦合部之间，以限制所述减速机内的润滑脂向所述耦合部侧侵入的方式设置有第二油密封件。

7.根据权利要求4或5所述的驱动装置，其特征在于，

在所述减速机和所述耦合部之间，以限制所述减速机内的润滑脂向所述耦合部侧侵入的方式设置有第二油密封件。

8.一种驱动装置，其特征在于，具备：

输入轴，该输入轴具有中空部；

马达，该马达使所述输入轴旋转；

减速机，该减速机在所述马达的一侧，从所述输入轴输入有所述马达的动力；

输出轴，该输出轴插通在所述输入轴的所述中空部，并围绕所述马达的旋转轴旋转；以及

检测部，该检测部在所述马达的另一侧，检测所述输入轴的旋转信息和所述输出轴的旋转信息，

所述输出轴以与所述输入轴一体连接的状态而相对于将所述输出轴的前端部与所述减速机连接的耦合部能够装卸，

在所述马达的一侧，在所述输入轴和所述输出轴之间的所述中空部内设置有限制异物向所述中空部移动的限制部件。

9.根据权利要求8所述的驱动装置，其特征在于，

所述输出轴的在所述马达一侧的所述前端部从所述输入轴的中空部突出。

10.一种驱动装置，其特征在于，具备：

输入轴，该输入轴形成有中空部；

马达，该马达使所述输入轴旋转；

减速机，该减速机在所述输入轴的一侧，从所述输入轴传递有所述马达的动力；

输出轴，该输出轴插通在所述输入轴的所述中空部，并以其前端部通过耦合部与所述减速机连接，从而通过从所述减速机输出的动力而旋转；以及

限制部件，该限制部件设置在所述中空部内，限制异物向所述中空部的侵入，

其中，所述输出轴以与所述输入轴一体连接的状态而相对于所述耦合部能够装卸。

11.根据权利要求10所述的驱动装置，其特征在于，

所述限制部件包含油密封件。

12.根据权利要求10所述的驱动装置，其特征在于，具备：

检测部，该检测部设置在所述输入轴的另一侧，检测所述输入轴的旋转信息和所述输出轴的旋转信息。

13.根据权利要求11所述的驱动装置，其特征在于，具备：

检测部，该检测部设置在所述输入轴的另一侧，检测所述输入轴的旋转信息和所述输出轴的旋转信息。

14.根据权利要求10至13之中任一项所述的驱动装置，其特征在于，

所述输出轴在所述减速机侧具备突出部，该突出部从所述减速机和所述中空部突出。

15.根据权利要求10至13之中任一项所述的驱动装置，其特征在于，

在所述减速机和所述耦合部之间，具备限制所述异物向该耦合部侧侵入的第二限制部件。

16.根据权利要求14所述的驱动装置，其特征在于，

在所述减速机和所述耦合部之间，具备限制所述异物向该耦合部侧侵入的第二限制部件。

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