CN108953503A - 旋转减速传递装置 - Google Patents

Abstract

提供旋转减速传递装置，实现制造成本的削减、耐久性和可靠性的提高且实现小型化和旋转传递效率的提高。具有：与旋转输入部一体的凸轮主体部，和使转动体介于设置在外周上的内轮和柔性的外轮之间的椭圆轴部；在内周形成有内齿轮的内侧齿轮部；柔性齿轮部，其具有外齿轮并具有多个传递销部，该外齿轮的齿数比内齿轮少，在附设于椭圆轴部的外周时，在多个啮合位置处与内齿轮啮合；具有输出板部的旋转输出机构，该输出板部设置有形成卡合孔的卡合部，该卡合孔供各传递销部卡合，并且在周向上隔开规定间隔设置，且在旋转传递时容许传递销部在周向和/或放射方向上的位移。

Description

旋转减速传递装置

技术领域

本发明涉及通过内置于机器人等而对输入的旋转运动进行减速并输出的旋转减速传递装置。

背景技术

一般而言，在要求量产性的生产工厂的生产线中，设置通过关节机构联结多个臂部而构成的产业用机器人。关节机构以能够转动的方式联结任意的臂部的端部和其他臂部的端部，并且具有旋转减速传递装置，该旋转减速传递装置能够将内置于任意臂部的驱动马达的旋转减速为1/100～1/200左右，通过减速后的旋转输出来驱动其他臂部旋转。因此，这种旋转减速传递装置要求高精度的定位控制、角度控制、速度控制等。

以往，作为应对这种要求的旋转减速传递装置，广泛使用基于被称为谐波驱动(注册商标)的波动齿轮机构的减速机，作为具有该波动齿轮机构的机器人或机器人关联装置，例如已知专利文献1中公开的原动装置、专利文献2中公开的产业用机器人的手腕机构、专利文献3中公开的多关节机器人等。

该情况下，专利文献1中公开的原动装置具有：杯状的外壳；谐波减速机，其是使环状的圆形花键以能够旋转的方式支承在该外壳的内周，并且将配设在该圆形花键的内侧且被波发生器施力而与圆形花键啮合的杯状柔性花键固定于外壳而形成的；以及液压马达，其是在外壳上固定支轴的一端，并将绕该支轴旋转的壳体配设于柔性花键的内部，在该壳体中设置波发生器而成的，该原动装置构成为能够从圆形花键取出旋转输出。

此外，专利文献2中公开的产业用机器人的手腕机设有：第3轴，其使臂上支承的以臂轴为中心而旋转自如地支承的手腕整体旋转；第2轴，其支承在该第3轴上，使在第3轴上以直角的轴为中心而旋转自如地支承的手腕前端部倾动；以及第1轴，其支承在第2轴上，使在第2轴上以直角的轴为中心而旋转自如地支承的手腕前端部的加工具把持部旋转，构成为第1轴和第2轴利用在同一中心轴上重合配置的减速机在手腕内进行减速，第3轴在手腕外预先进行减速。

并且，专利文献3中公开的多关节机器人具有至少2个控制臂和在两控制臂的关节部设置的在同一轴上相对的2个减速机，该多关节机器人由第1和第2谐波驱动减速机构成，该第1和第2谐波驱动减速机具有：将2个减速机固定在一个控制臂的关节部上的通用的圆形花键；以及托架，其以能够与该圆形花键相对地转动的方式安装在该通用的圆形花键的一端，并且与另一个控制臂的关节部联结。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本特开昭60-098246号公报

【专利文献2】日本特开昭61-146490号公报

【专利文献3】日本特开昭64-011777号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，上述现有的具有波动齿轮机构的旋转减速传递装置存在如下问题点。

第一，作为主要构成部件而具有柔性花键、波发生器、圆形花键，柔性花键通过薄壁的金属弹性板而将整体形成为杯状，并且，使形成在变形为椭圆状的开口部的外周上的齿轮部与形成在固定了位置的圆形花键的内周上的齿轮部啮合。因此，一体形成为杯状的柔性花键需要作为高度的精密部件进行制造，因此，其制造并不容易，难以避免高成本化。而且，柔性花键容易通过使用而产生金属疲劳和动作不良，很难具有耐久性。结果是，现有的波动齿轮机构会在初始成本和运行成本双方导致成本大幅提高。

第二，在形成为杯状的柔性花键中的开口部的外周形成齿轮部，通过椭圆状的波发生器使该齿轮部波动变形，并且将输出减速旋转的输出轴与底部的中心结合，因此为了使柔性花键发挥功能，需要在某种程度上确保该柔性花键的轴向长度，在实现减速传递装置的整体结构的薄型化(小型化)方面存在极限。

第三，由于将柔性花键的整体形状形成为杯状，并将输出轴与使一端闭塞的底部的中心结合，因此，不容易确保用于引绕连接缆线的空间。特别地，在机器人的情况下，由于具有大量关节机构，且内置用于实现丰富的运动的大量驱动马达，因此，连接该驱动马达和机器人控制器的连接缆线的根数需要至少为驱动马达的数量，并且，需要引绕该根数数量的连接缆线。因此，根据确保能够引绕大量连接缆线的空间的观点，存在进一步改善的余地。

本发明的目的在于，提供解决了这样的背景技术中存在的课题的旋转减速传递装置。

用于解决问题的手段

为了解决上述课题，本发明的旋转减速传递装置1是对将输入的旋转运动进行减速后输出的旋转减速传递装置，其特征在于，具有：旋转输入部2，其输入旋转运动；与该旋转输入部2一体地旋转的凸轮主体部3c、和使多个转动体3bm介于沿着该凸轮主体部3c的外周设置的内轮3bi和柔性的外轮3bo之间而成的椭圆轴部3；内侧齿轮部5，其在内周形成有内齿轮5g，并且固定了位置；柔性齿轮部4，其具有外齿轮4g，并且具有多个传递销部4p，该外齿轮4g沿着外周的周向Ff形成，并且齿数比内齿轮5g少，在附设于椭圆轴部3的外周时，该外齿轮4g在周向Ff上的多个啮合位置T处与内齿轮5g啮合，该多个传递销部4p从侧面突出且沿着周向Ff隔开规定间隔地设置；以及旋转输出机构6，其具有设置有卡合部7s的输出板部7，该卡合部7s供各传递销部4p卡合，并且沿着周向Ff隔开规定间隔地设置，并且在进行旋转传递时容许传递销部4p在周向Ff和/或放射方向Fd上的位移。

该情况下，根据发明的优选实施方式，传递销部4p能够由从柔性齿轮部4突出的传递销主体4pm以及被支承为中心位置以该传递销主体4pm为轴转动自如的传递辊4pr构成，并且，输出板部7能够形成为环形。另一方面，卡合部7s可以由多方向卡合孔7sm构成，该多方向卡合孔7sm形成于输出板部7，始终与传递销部4p的周面抵接，并且容许该传递销部4p在该输出板部7的周向Ff和放射方向Fd上的位移，或者，卡合部7s可以由弹性卡合部7sd构成，该弹性卡合部7sd通过形成单向卡合孔7ss而能够在周向Ff上进行弹性位移，该单向卡合孔7ss从输出板部7向放射方向Fd突出形成，并且始终与传递销部4p的周面抵接，并且容许传递销部4p在放射方向Fd上的位移。此时，输出板部7能够在轴向Fs上层叠具有规定的厚度Ls的多个弹性板材7p而构成。另一方面，旋转输入部2由筒形的输入旋转体11构成，该输入旋转体11是将内周面11i的内方形成为缆线类Ka、Kb……的布线空间S，并且，在外周面11o至少设置椭圆轴部3的凸轮主体部3c而成的。此外，柔性齿轮部4能够与内侧齿轮部5的内齿轮5g在成为180°的位置关系的两个啮合位置T处啮合。

发明的效果

根据这样这样的结构的本发明的旋转减速传递装置1，得到如下显著效果。

(1)由于不需要使用薄壁的金属弹性板材将整体形状形成为杯状的以往的柔性花键，因此能够容易进行制造，实现制造成本的大幅削减，并且能够大幅降低金属疲劳、动作不良等，因此能够实现耐久性和可靠性的提高等，能够实现初始成本和运行成本双方的大幅成本降低。

(2)由于不需要以往的柔性花键，因此能够实现轴向Fs上的配设空间的尺寸减小。因此，能够实现整体结构上的薄型化，能够实现小型化曾存在极限的特别是产业用机器人等的进一步小型化。

(3)通过优选的方式，在构成传递销部4p时，如果由从柔性齿轮部4突出的传递销主体4pm、以及被支承为中心位置以该传递销主体4pm为轴转动自如的传递辊4pr来构成，则能够降低传递销部4p与卡合孔7sh卡合时的传递销部4p和卡合孔7sh之间的接触摩擦，因此，能够高效且稳定地进行从柔性齿轮部4到输出板部7的旋转传递，并且能够排除无用的发热和减耗，提高长期使用的可靠性。

(4)通过优选的方式，如果将输出板部7形成为环形，则能够确保缆线类Ka、Kb……的布线空间，并且，特别地，通过与形成为筒形的输入旋转体11组合，能够有助于整体结构的简单化和高刚性化。

(5)通过优选的方式，在构成卡合部7s时，如果由多方向卡合孔7sm来构成，该多方向卡合孔7sm形成于输出板部7，始终与传递销部4p的周面抵接，并且容许该传递销部4p在该输出板部7的周向Ff和放射方向Fd上的位移，则可以说能够通过凸轮方式吸收在周向Ff的不同位置处产生的传递销部4p相对于卡合孔7sh在周向Ff和放射方向Fd上的位移，因此，能够排除使卡合孔7sh和传递销部4p卡合时产生的无用的应力，能够进行从传递销部4p对输出板部7的稳定且顺畅的旋转传递，并且，特别地，能够进行基于刚性提高而实现的高精度的旋转传递。

(6)通过优选的方式，在构成卡合部7s时，如果由弹性卡合部7sd构成，该弹性卡合部7sd通过形成单向卡合孔7ss而能够在周向Ff进行弹性位移，该单向卡合孔7ss从输出板部7向放射方向Fd突出形成，并且，始终与传递销部4p的周面抵接，并且容许传递销部4p在放射方向Fd上的位移，则可以说能够通过弹性方式吸收在周向Ff的不同位置处产生的传递销部4p相对于卡合孔7sh特别是在周向Ff上的位移，因此，能够排除使卡合孔7sh和传递销部4p卡合时产生的无用的应力，能够进行从传递销部4p对输出板部7的稳定且顺畅的旋转传递，特别地，由于与加工精度无关，因此能够容易地以低成本进行实施。

(7)通过优选的方式，在构成输出板部7时，如果在轴向Fs上层叠具有规定的厚度Ls的多个弹性板材7p而构成，则即使在输出板部7较厚的情况下，也能够确保适度的弹性，因此，能够进行从传递销部4p对输出板部7的适当的旋转传递。

(8)通过优选的方式，在构成旋转输入部2时，如果使用筒形的输入旋转体11，该输入旋转体11是将内周面11i的内方作为缆线类Ka、Kb…的布线空间S，并且在外周面11o至少设置椭圆轴部3的凸轮主体部3c而成的，则能够确保缆线类Ka、Kb……的布线空间，因此，即使在缆线类Ka……的根数较多的情况下，也能够与其他的周边结构一起避免整体的繁杂化。

(9)通过优选的方式，如果使柔性齿轮部4与内侧齿轮部5的内齿轮5g在成为180°的位置关系的两个啮合位置T处啮合，则能够使柔性齿轮部4成为作为最简单的形状的椭圆形状，因此，例如，能够将在三个以上的啮合位置T处啮合时所要求的精度抑制到最低，能够提高制造容易性和加工容易性，并且有助于耐久性、静音性和可靠性的提高。

附图说明

图1是用于说明本发明的旋转减速传递装置的原理的示出将基本形态的旋转减速传递装置的一部分切断得到的整体的立体图。

图2是示出该旋转减速传递装置的整体的截面侧视图。

图3是该旋转减速传递装置的要部的分解立体图。

图4是包含示出该旋转减速传递装置的柔性齿轮部和内侧齿轮部之间的关系的局部提取放大图在内的主视图。

图5是示出该旋转减速传递装置的柔性齿轮部的一部分的作用说明图。

图6是该旋转减速传递装置的包含椭圆轴部在内的轴直角方向的原理的截面结构图。

图7是包含示出该旋转减速传递装置的输出板部和传递销部之间的关系的局部提取放大图在内的主视图。

图8是示出该旋转减速传递装置的要部的一部分的轴向截面图。

图9是使用该旋转减速传递装置的产业用机器人的外观图。

图10是该旋转减速传递装置的动作说明图。

图11是示出本发明的优选实施方式(第一实施方式)的旋转减速传递装置的传递销部卡合的状态的输出板部的主视图。

图12是包含示出该旋转减速传递装置的传递销部卡合的状态的局部提取放大图在内的输出板部的截面侧视图。

图13是示出该旋转减速传递装置的传递销部卡合的状态的输出板部的作用说明图。

图14是仅提取并示出该旋转减速传递装置的柔性齿轮部的一部分的主视图。

图15是示出本发明的其他优选实施方式(第二实施方式)的旋转减速传递装置的传递销部卡合的状态的输出板部的主视图。

图16是示出该旋转减速传递装置的传递销部卡合的状态的输出板部的作用说明图。

图17是包含示出该旋转减速传递装置的传递销部卡合的状态的局部提取放大图在内的输出板部的截面侧视图。

标号说明

1：旋转减速传递装置、2：旋转输入部、3：椭圆轴部、3c：凸轮主体部、3bi：内轮、3bo：外轮、3bm：转动体、4：柔性齿轮部、4g：外齿轮、4p：传递销部、4pm：传递销主体、4pr：传递辊、5：内侧齿轮部、5g：内齿轮、6：旋转输出机构、7：输出板部、7s：卡合部、7p：弹性板材、7sh：卡合孔、7sd：弹性卡合部、7ss：单向卡合孔、7sm：多方向卡合孔、11：输入旋转体、11i：内周面、11o：外周面、Ff：周向、Fd：放射方向、Fs：轴方向、T：啮合位置、Ls：厚度、Ka：缆线类、Kb：缆线类、S：布线空间

具体实施方式

接着，根据附图详细对本发明的优选实施方式进行说明。

首先，为了便于理解该优选实施方式的旋转减速传递装置1，参照图1～图10来说明基本形态的旋转减速传递装置100的结构和动作。

这种旋转减速传递装置100、1能够用于图9所示的产业用机器人R的关节机构Mj。例示的产业用机器人R是垂直多关节机器人Rv，具有在机台21的上表面设置的机器人主体部22、以及机器人控制器23，该机器人控制器23收容在该机台21的下方基座中，从而对机器人主体部22进行驱动控制。机器人主体部22具有第1臂部(任意的臂部)15和第2臂部(其他臂部)16，该第1臂部15和第2臂部16经由关节机构Mj而联结。即，在第1臂部15的前端部15s中内置旋转减速传递装置100、1，通过该旋转减速传递装置100、1对第2臂部16的后端部16r进行旋转驱动。由此，能够进行第2臂部16的定位控制、角度控制和速度控制等。

在图1和图2中示出旋转减速传递装置100的整体结构。另外，在图2中，分别以假想线示出图9所示的产业用机器人R中的第1臂部15的前端部15s和第2臂部16的后端部16r。如图1和图2所示，旋转减速传递装置100大致从旋转的传递方向上游侧起具有旋转输入部2、椭圆轴部3、柔性齿轮部4、内侧齿轮部5和旋转输出机构6(输出板部7)。由此，输入到旋转输入部2的旋转运动以预先设定的1/100～1/200级别被减速，减速后的旋转运动从旋转输出机构6输出。

以下，对各部的结构进行具体说明。旋转输入部2由将整体形成为筒形的输入旋转体11构成。该输入旋转体11被轴承(滚珠轴承等)31支承为可转动自如。该情况下，轴承31将外轮固定在支承筒32上，并将内轮固定在输入旋转体11的外周面上，其中，该支承筒32安装在第1臂部15的内面上。如图2所示，输入旋转体11的内周面11i的内方成为缆线类Ka、Kb……的布线空间S。因此，能够考虑要确保的布线空间S的大小来选定内径等。此外，在输入旋转体11的外周面11o的轴向Fs的中间部位处一体形成凸轮主体部3c，该凸轮主体部3c构成椭圆轴部3。

因此，如果使用这样的筒形的输入旋转体11，则能够确保缆线类Ka、Kb…的布线空间S，因此存在如下优点：即使在缆线类Ka、Kb…的根数较多的情况下，也能够与其他周边结构一起避免整体的繁杂化。另外，标号33是固定在输入旋转体11的端面上的输入传动装置。

如图6所示，椭圆轴部3具有：在输入旋转体11上一体形成的凸轮主体部3c；沿着该凸轮主体部3c的外周面设置的内轮3bi；柔性的外轮3bo；介于该内轮3bi和外轮3bo之间的多个转动体3bm。例示的转动体3bm是球。另外，内轮3bi还能够兼用于凸轮主体部3c的外周面。由此，凸轮主体部3c的内周面11i的轴直角方向的截面形状成为圆形状，并且，凸轮主体部3c的外周面11o的轴直角方向的截面形状成为椭圆形状(参照图6)。

另一方面，在第1臂部15的内面固定伺服马达等驱动马达34，使安装在该驱动马达34的旋转轴上的驱动齿轮34g与输入传动装置33啮合。由此，向转动自如地被支承的输入旋转体11输入来自驱动马达34的旋转运动。这样，如果向旋转输入部2(输入旋转体11)输入驱动马达34的旋转运动，则旋转减速传递装置100能够构成为包含驱动马达34的驱动部，因此，例如具有如下优点：有助于产业用机器人的臂部中内置的驱动部的小型化，进而提高耐久性和可靠性。另外，作为从驱动马达34对旋转输入部2的旋转传递方式，例示了齿轮传递机构，但是，也可以使用利用了同步带和滑轮的带传递机构等其他旋转传递方式。

柔性齿轮部4通过金属材料(特殊钢等)将整体构成为具有柔性的环形带状，如图6所示，沿着椭圆轴部3的外轮3bo的外周面而附设。图4示出柔性齿轮部4的整体形状，并且，图5示出柔性齿轮部4的局部放大形状。柔性齿轮部4在外周面形成有沿着周向Ff的外齿轮4g。

此外，在构成外齿轮4g的各齿部(山部)4gs当中，每隔一个齿部(山部)4gs就埋设(压入到孔中)传递销主体4pm。该情况下，各齿部(山部)4gs具有支承各传递销主体4pm的功能，因此，选定能够确保支承强度的厚度和形状。另外，示出了将传递销主体4pm配置在各齿部(山部)4gs当中的每隔一个的齿部(山部)4gs上的例子，但是，各传递销主体4pm的间隔能够任意设定。各传递销主体4pm使用具有刚性高的耐摩耗性的金属材料，如图3～图5所示，形成为截面为圆形的圆棒状，如图8所示，将一端侧埋设于各齿部(山部)4gs中，使另一端侧从柔性齿轮部4的侧面向横侧方(图8中为上方)突出。由此，沿着柔性齿轮部4的周向Ff隔开一定间隔配置各传递销主体4pm。

并且，在从柔性齿轮部4的横侧方突出的各传递销主体4pm的另一端侧上转动自如地安装传递辊4pr的偏心位置。由此，各传递辊4pr的偏心位置通过各传递销主体4pm被支承为转动自如。这样，通过从柔性齿轮部4突出的传递销主体4pm、以及被支承为偏心位置以该传递销主体4pm为轴转动自如的传递辊4pr构成传递销部4p。另外，希望传递销部4p由这样的传递销主体4pm和传递辊4pr构成，但是，也可以不使用传递辊4pr，而是选定了传递销主体4pm的形状的一体化的传递销部4p。

另一方面，在柔性齿轮部4的内周面上，在与各齿部(山部)4gs之间的谷部4gd对应的各个位置处，如图5所示，在放射方向Fd上形成成为U形形状的切入部4c。由此，各谷部4gd和各切入部4c之间的厚度确保了能够相对于椭圆轴部3的旋转而顺畅且稳定地追随的柔性(弹性)。图5中的实线部分示出图4所示的柔性齿轮部4从内侧齿轮部5最远离时的形状，并且，图5中的假想线部分示出图4所示的柔性齿轮部4最接近内侧齿轮部5时的形状。

内侧齿轮部5通过金属材料将整体形成为具有刚性的环状，如图3所示，在内周面上形成沿着周向Ff的内齿轮5g。而且，如图2所示，将内侧齿轮部5的外周面安装固定在第1臂部15的内面上，并且使上述的柔性齿轮部4的外齿轮4g与内齿轮5g啮合。此时，将内侧齿轮部5上形成的内齿轮5g的一周的齿数设定为比柔性齿轮部4上形成的外齿轮4g的一周的齿数多。在例示的情况下，将外齿轮4g的齿数设定为“N”，将内齿轮5g的齿数设定为“N+2”。

该情况下，柔性齿轮部4的整体的外周形状成为椭圆形，因此，柔性齿轮部4相对于内齿轮5g在成为180°的位置关系的两个啮合位置T处啮合。这样，如果使柔性齿轮部4与内齿轮5g在成为180°的位置关系的两个啮合位置T处啮合，则能够将柔性齿轮部4选定为成为最简单的形状的椭圆形状，因此，例如存在如下优点：能够将在三个部位以上的啮合位置T处啮合时所要求的精度抑制的更低，能够提高制造容易性和加工容易性，并且，有助于提高耐久性、静音性和可靠性。

旋转输出机构6具有形成为环状的输出板保持体12，该输出板保持体12通过在该内周面和输入旋转体11的外周面之间配置的轴承(滚子轴承)36来支承内周面侧，并且通过在该输出板保持体12的外周面和第1臂部15的内面之间配置的交叉滚子轴承37来支承外周面侧。输出板保持体12的与柔性齿轮部4对置的端面12s上形成供输出板部7嵌合的环凹部12h，该环凹部12h与图2所示的输出板部7嵌合。另一方面，在输出板保持体12的与具有环凹部12h的端面12s相反的一侧的端面12t上固定输出连接板38。

此外，输出板部7形成为环形(环板状)，并且形成能够供传递辊4pr卡合的多个卡合孔7sh。卡合孔7sh沿着输出板部7的周向Ff隔开规定间隔地形成，并且，形成为沿着放射方向Fd的狭缝状的长孔，以使得能够容许输出板部7旋转时的传递辊4pr的位移。另外，如果将输出板部7形成为环形，则能够确保缆线类Ka、Kb……的布线空间，并且，特别地，通过与形成为筒形的输入旋转体11组合，具有有助于整体结构的简单化和高刚性化的优点。另外，在图1和图2中，标号40表示密封环。

这样，在构成旋转输出机构6时，如果使用传递辊4pr和在放射方向Fd上设有多个卡合孔7sh的环形的输出板部7来构成，则能够有效吸收在周向Ff的不同位置处产生的传递销部4p相对于卡合孔7sh的位移，其中，该传递辊4pr以传递销主体4pm为轴来支承偏心位置，所述多个卡合孔7sh供该传递辊4pr卡合，并且沿着周向Ff隔开规定间隔而形成，并且在进行旋转传递时容许传递辊4pr的位移。因此，能够排除在使卡合孔7sh和传递销主体4pm直接卡合时产生的无用的应力，能够稳定且顺畅地进行从传递销部4p向旋转输出机构6的旋转传递，并且，排除无用的损耗部分而进一步提高旋转传递效率。

因此，根据这样的基本形态的旋转减速传递装置100，具有：旋转输入部2，其输入旋转运动；与该旋转输入部2一体旋转的凸轮主体部3c、和使多个转动体3bm介于沿着该凸轮主体部3c的外周设置的内轮3bi和柔性的外轮3bo之间的的椭圆轴部3；内侧齿轮部5，其在内周形成内齿轮5g，并且固定了位置；柔性齿轮部4，其具有外齿轮4g，并且具有由多个传递销主体4pm和传递辊4pr构成的传递销部4p，该外齿轮4g沿着外周的周向Ff而形成，并且齿数比内齿轮5g少，在附设于椭圆轴部3的外周时，该外齿轮4g在周向Ff上的两个(一般来讲为多个)啮合位置T处与内齿轮5g啮合，该多个传递销主体4pm从侧面突出并且沿着周向Ff隔开规定间隔地设置，该传递辊4pr被支承为偏心位置以该传递销主体4pm为轴转动自如；以及旋转输出机构6，该旋转输出机构6具有在放射方向Fd上设有多个卡合孔7sh的输出板部7，该多个卡合孔7sh供该传递销部4p卡合，并且沿着周向Ff隔开规定间隔地设置，并且在进行旋转传递时容许传递销部4p的位移，因此，不需要使用薄壁的金属弹性板材将整体形状形成为杯状的以往的柔性花键。

其结果是，能够容易地进行制造，实现制造成本的大幅削减，并且能够大幅降低金属疲劳、动作不良等，实现耐久性和可靠性的提高等，能够实现初始成本和运行成本双方的大幅成本降低。而且，由于不需要以往的柔性花键，因此能够实现轴向Fs上的配设空间的尺寸减小，能够实现整体结构上的薄型化。因此，能够实现小型化曾存在极限的特别是产业用机器人等的进一步小型化。

此外，如果将旋转减速传递装置100用于联结构成机器人R的任意的臂部15和其他臂部16的关节机构Mj，则能够有助于关节机构Mj的薄型化(小型化)、耐久性和可靠性的提高，特别地，具有能够构建用于在生产线上设置的最佳的产业用机器人(垂直多关节机器人Rv、水平多关节机器人、三角型机器人等)的优点。

接着，参照图1～图9，主要按照图10的(a)～(d)来说明具有这样的基本形态的旋转减速传递装置100的动作。另外，图10的(a)～(d)是原理图，因此，用夸张的细长形状描绘凸轮主体部3c的椭圆形状。

首先，如果通过机器人控制器23对驱动马达34进行起动(ON)控制，则驱动马达34进行工作，驱动齿轮34g旋转。该旋转运动被传递到输入传动装置33，并且，被传递到包含凸轮主体部3c的输入旋转体11。由此，凸轮主体部3c以比较高的速度旋转。

图10的(a)示出凸轮主体部3c的旋转开始前的状态。在该状态下，凸轮主体部3c在位置Ps处停止，凸轮主体部3c的长度方向(椭圆直径最大的方向)成为上下方向。因此，柔性齿轮部4的起点位于标号Xs的位置，与内侧齿轮部5的基准点Xo一致。在图10的(a)的状态下，柔性齿轮部4的外齿轮4g在上下两个部位的啮合位置T处与内侧齿轮部5的内齿轮5g啮合。

接着，假定凸轮主体部3c从图10的(a)的位置Ps在箭头Dr方向上旋转了90°的状态。图10的(b)中示出该状态。该情况下，凸轮主体部3c从位置Ps位移至向顺时针方向旋转了90°后的位置P1。由此，凸轮主体部3c的长度方向成为图10的(b)所示的左右方向。因此，在凸轮主体部3c旋转时，外齿轮4g与内齿轮5g啮合的上侧的啮合位置T(下侧的啮合位置T也同样)在顺时针方向上啮合并移动90°。此时，外齿轮4g的齿数是N，内齿轮5g的齿数是N+2，因此，柔性齿轮部4的起点相对于基准点Xo以角度Q1＝(360°/N)×2)/4位移到作为逆时针方向的位置X1。

并且，假定凸轮主体部3c从图10的(b)的位置P1在箭头Dr方向上旋转了90°的状态。图10的(c)示出该状态。该情况下，凸轮主体部3c从位置P1位移至向顺时针方向旋转了90°的位置P2。由此，如图10的(c)所示，凸轮主体部3c的长度方向成为上下方向。因此，柔性齿轮部4的起点相对于基准点Xo，以角度Q2＝(360°/N)×2)/2位移到作为逆时针方向的位置X2。

接着，假定凸轮主体部3c从图10的(c)的状态在箭头Dr方向上旋转了180°的状态。图10的(d)中示出该状态。该情况下，凸轮主体部3c从位置P2位移至旋转了180°后的位置P3。由此，凸轮主体部3c的长度方向成为上下方向，相对于图10的(c)的位置上下反转。因此，柔性齿轮部4的起点相对于基准点Xo以角度Q3＝(360°/N)×2)位移到作为逆时针方向的位置X3。以上，凸轮主体部3c向顺时针方向旋转1周，并且，柔性齿轮部4进行以齿数“2”向逆时针方向移动的减速处理。

进而，减速后的柔性齿轮部4的旋转运动被传递到旋转输出机构6。即，从柔性齿轮部4突出的传递销部4p具有与输出板部7的卡合孔7sh卡合的偏心位置被支承的传递辊4pr，因此，输出板部7与柔性齿轮部4的旋转运动完全同一步调地旋转。该情况下，传递销部4p按照凸轮主体部3c的外周面的轨迹在放射方向Dd上反复位移，但是，该位移由通过长孔而形成的卡合孔7sh吸收。

而且，如图2所示，输出板部7的旋转运动相对于所输入的旋转运动被大幅减速，并且，经由包含输出板保持体12、输出连接板38在内的输出板部7以外的旋转输出机构6而传递到第2臂部16，第2臂部16进行旋转位移。即，以第1臂部15为支点而高精度地被进行旋转控制。

接着，基于这样的基本形态，参照图11～图17详细说明本发明的优选实施方式的旋转减速传递装置1。另外，图11～图14示出该旋转减速传递装置1的第一实施方式，此外，图15～图17示出该旋转减速传递装置1的第二实施方式。

【第一实施方式】

首先，参照图11～图14对第一实施方式的旋转减速传递装置1进行说明。

第一实施方式的不同之处在于，特别地变更了前述的基本形态中的传递销部4p和输出板部7。即，图11～图14所示，第一实施方式具有柔性齿轮部4，该柔性齿轮部4具有从侧面突出并且沿着周向Ff隔开规定间隔地设置的多个传递销部4p，并且，具有设置有卡合部7s的输出板部7，该卡合部7s供各传递销部4p卡合，并且沿着周向Ff隔开规定间隔地设置，并且在进行旋转传递时容许传递销部4p的位移，这些基本结构与基本形态相同，但如下方面不同。

第一，在构成传递销部4p时，在基本形态中，采用了通过传递销主体4pm来支承传递辊4pr的偏心位置的结构，但是，在第一实施方式中，在构成传递销部4p时，通过从柔性齿轮部4突出的传递销主体4pm、以及被支承为中心位置以该传递销主体4pm为轴转动自如的传递辊4pr来构成。因此，能够降低传递销部4p与卡合孔7sh卡合时的传递销部4p和卡合孔7sh之间的接触摩擦，因此，能够有效且稳定地进行从柔性齿轮部4到输出板部7的旋转传递，并且能够排除无用的发热和减耗，提高长期使用的可靠性，这点与基本形态相同。

第二，在设置沿着形成为环板状的输出板部7的周向Ff隔开规定间隔地形成的多个卡合孔7sh时，在基本形态中，通过沿着放射方向Fd的狭缝状的长孔而形成多个卡合孔7sh，以使得能够容许输出板部7旋转时的传递辊4pr的位移，在第一实施方式中，如图11～图13所示，通过与传递销部4p的周面(传递辊4pr的周面)始终抵接、且容许该传递销部4p朝向输出板部7的周向Ff和放射方向Fd的位移的多方向卡合孔7sm而形成。

即，图13所示，各多方向卡合孔7sm沿着输出板部7的周向Ff，按照Qs〔°〕(例示为14.4〔°〕)间隔而形成，因此，例如，在大约1/4周的范围Zs内形成七个多方向卡合孔7sm。因此，现在，如图13所示，假设在位于最上部的多方向卡合孔7sm中，传递辊4pr的上端位置在该多方向卡合孔7sm的作为内面上端的抵接位置X1处抵接。而且，如果假设输出板部7的旋转方向是顺时针，则通过使凸轮主体部3c旋转Qs〔°〕，从而传递辊4pr和多方向卡合孔7sm的抵接位置X2在从传递辊4pr观察时向逆时针方向位移Qs〔°〕的角度。同样，通过使凸轮主体部3c以Qs〔°〕×2进行旋转，从而传递辊4pr和多方向卡合孔7sm的抵接位置X3在从传递辊4pr观察时向逆时针方向位移Qs〔°〕×2，并且，通过使凸轮主体部3c以Qs〔°〕×3进行旋转，从而传递辊4pr和多方向卡合孔7sm的抵接位置X4在从传递辊4pr观察时向逆时针方向位移Qs〔°〕×3。而且，如果使凸轮主体部3c以Qs〔°〕×6进行旋转，则传递辊4pr和多方向卡合孔7sm的抵接位置X7在从传递辊4pr观察时向逆时针方向以Qs〔°〕×6进行位移，大约进行1/4周。另外，X5、X6也示出中途的抵接位置。

因此，多方向卡合孔7sm的形状如下形成即可：使得无论位于凸轮主体部3c旋转的360〔°〕的哪个角度位置，传递辊4pr的外周面都与多方向卡合孔7sm的内周面抵接，特别地，能够通过相同的压力始终抵接。因此，在形成多方向卡合孔7sm时，虽然要求较高的加工精度(形状精度)，但是，可以说能够通过凸轮方式来吸收周向Ff的不同位置处产生的传递销部4p相对于卡合孔7sh的周向Ff和放射方向Fd的位移，因此，能够排除使卡合孔7sh和传递销部4p卡合时产生的无用的应力，进行从传递销部4p对输出板部7的稳定且顺畅的旋转传递，并且，特别地，具有能够进行基于刚性提高而实现的高精度的旋转传递的优点。

此外，图14示出第一实施方式中使用的柔性齿轮部4，示出相对于基本形态使如下方面不同的变更例：更宽地形成各切入部4c，并且在各切入部4c之间配置了各传递销主体4pm。此外，在图11～图14中，对与图1～图10相同的部分标注相同标号来明确其结构，并且省略其详细说明。

【第二实施方式】

接着，参照图15～图17对第二实施方式的旋转减速传递装置1进行说明。

第二实施方式中，变更了上述第一实施方式的输出板部7，如图15～图17所示，具有设有卡合部7s的输出板部7，该卡合部7s形成卡合孔7sh，该卡合孔7sh供各传递销部4p卡合，并且沿着周向Ff隔开规定间隔地设置，在进行旋转传递时，容许传递销部4p的位移，这些基本结构与第一实施方式相同，但如下方面不同。

即，第二实施方式的输出板部7在构成卡合部7s时，通过弹性卡合部7sd而构成，该弹性卡合部7sd通过形成单向卡合孔7ss从而能够向周向Ff进行弹性位移，该单向卡合孔7ss从输出板部7向放射方向Fd突出形成，并与传递销部4p的周面始终抵接，并且容许传递销部4p向放射方向Fd的位移。

因此，在构成输出板部7时，如图17所示，在轴向Fs上层叠具有规定的厚度Ls的多个弹性板材7p而构成。图17的(a)示出层叠了5片弹性板材7p的例子，图17的(b)示出层叠了3片弹性板材7p的例子的截面。这样，在构成输出板部7时，如果在轴向Fs上层叠具有规定的厚度Ls的多个弹性板材7p而构成，则即使在输出板部7较厚的情况下，也能够确保适度的弹性，因此，具有能够进行从传递销部4p对输出板部7(旋转输出机构6)的适当的旋转传递的优点。

由此，在第二实施方式的情况下，可以说能够通过弹性方式吸收在周向Ff的不同位置处产生的传递销部4p相对于卡合孔7sh的特别是周向Ff的位移。图16中实线所示的弹性卡合部7sd表示位于图15的最上部的弹性卡合部7sd，并且，图16中假想线所示的弹性卡合部7sd表示从最上部大约旋转了1/4周的位置处的弹性卡合部7sd。这样，传递销部4p的放射方向Fd的位移通过单向卡合孔7ss的引导而被容许，并且，传递销部4p的周向Ff的位移通过弹性卡合部7sd的弹性位移而被容许。因此，在第二实施方式的结构中，也能够排除使卡合孔7sh和传递销部4p卡合时产生的无用的应力，能够进行从传递销部4p对输出板部7(旋转输出机构6)的稳定且顺畅的旋转传递，并且，特别地，由于与加工精度无关，因此具有能够容易地以低成本进行实施的优点。

另外，在第二实施方式中，也能够使用第一实施方式中的图14所示的柔性齿轮部4。此外，第二实施方式中的传递销部4p的结构也能够使用与第一实施方式相同的结构。此外，在图11～图14中，对与图1～图10相同的部分标注相同标号而明确其结构，并且省略其详细说明。

因此，根据这样的本实施方式的旋转减速传递装置1，特别地，作为基本结构，具有：旋转输入部2，其输入旋转运动；与该旋转输入部2一体旋转的凸轮主体部3c、和使多个转动体3bm介于沿着该凸轮主体部3c的外周设置的内轮3bi和柔性的外轮3bo之间的的椭圆轴部3；内侧齿轮部5，其在内周形成内齿轮5g，并且固定了位置；柔性齿轮部4，其具有外齿轮4g，并且具有多个传递销部4p，该外齿轮4g沿着外周的周向Ff而形成，并且齿数比内齿轮5g少，在附设于椭圆轴部3的外周时，该外齿轮4g在周向Ff上的多个啮合位置T处与内齿轮5g啮合，该多个传递销部4p从侧面突出并且沿着周向Ff隔开规定间隔地设置；以及旋转输出机构6，该旋转输出机构6具有设有卡合部7s的输出板部7，该卡合部7s形成卡合孔7sh，该卡合孔7sh供各传递销部4p卡合，并且沿着周向Ff隔开规定间隔置地设置，且在进行旋转传递时容许传递销部4p的周向Ff和/或放射方向Fd的位移，因此，能够具有与前述的基本形态的旋转减速传递装置100同样的作用效果。

即，不需要使用薄壁的金属弹性板材将整体形状形成为杯状的以往的柔性花键，因此，能够容易进行制造，实现制造成本的大幅削减，并且，能够大幅降低金属疲劳、动作不良等，因此能够实现耐久性和可靠性的提高等，能够实现初始成本和运行成本双方的大幅成本降低。此外，由于不需要以往的柔性花键，因此能够实现轴向Fs上的配设空间的尺寸减小。因此，能够实现整体结构上的薄型化，能够实现小型化曾存在极限的特别是产业用机器人等的进一步小型化。

以上，详细说明了优选实施方式(第一实施方式、第二实施方式)，但是，本发明不限于这样的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围，任意对细节部分的结构、形状、材料、数量、数值等进行变更、追加、削除。

例如，示出了传递销部4p由从柔性齿轮部4突出的传递销主体4pm、以及被支承为中心位置以该传递销主体4pm为轴转动自如的传递辊4pr构成的情况，但是，也可不使用传递辊4pr而是通过选定传递销主体4pm的形状来构成一体化的传递销部4p。此外，示出了将输出板部7形成为环形，并通过筒形的输入旋转体11构成了旋转输入部2的情况，但是，在没有设置缆线类Ka、Kb…的布线空间S的情况下，不需要构成为环形或筒形。并且，示出了旋转输入部2在外周面11o上至少一体形成椭圆轴部3的凸轮主体部3c的情况，但是，也可以通过规定的安装单元来安装分开的凸轮主体部3c。另一方面，示出了在轴向Fs上层叠具有规定的厚度Ls的多个弹性板材7p而构成输出板部7的情况，但是，也可以使用一体(单体)的输出板部7。

另一方面，例示了柔性齿轮部4与内侧齿轮部5的内齿轮5g在成为180°的位置关系的两个啮合位置T处啮合的情况，但是，也可以使凸轮主体部3c的形状形成为三角状、四角状或五角状，在三个部位的啮合位置T、四个部位的啮合位置T或五个部位的啮合位置T处啮合。并且，例示了在旋转输出机构6中设置被转动自如地支承且在端面12s上形成了保持输出板部7的环凹部12h的环形的输出板保持体12的形态，但是，不排除通过能够发挥同一功能的其他结构来进行置换的情况。此外，例示了各传递销4p与外齿轮4g中的各齿部(山部)4gs的位置对应地设置的情况，但是，不一定要使位置对应，并且，不需要使各传递销4p的数量和间隔与各齿部(山部)4gs的数量和间隔一致。另一方面，例示了驱动马达34的旋转运动作为输入的旋转运动，但是，能够应用其他各种旋转运动源。进而，例示了金属材料作为各部的形成材料，但是，也可以是合成树脂材料或纤维强化复合材料等，对于不需要弹性的部件也可以是陶瓷材料等，不限定材料的种类。另外，例示了在柔性齿轮部4的内周面上的与各齿部(山部)4gs之间的谷部4gd对应的各个位置，在放射方向Fd上形成了U形形状的切入部4c的情况，但是，切入部4c的形状、位置(间隔)是任意的，此外，不需要必须设置。

【产业上的利用可能性】

本发明的旋转减速传递装置以联结产业用机器人的臂部的关节机构为首，能够作为需要对输入的旋转运动进行减速而输出的功能的各种旋转减速传递装置来利用。

Claims (8)

1.一种旋转减速传递装置，其将输入的旋转运动进行减速后输出，其特征在于，该旋转减速传递装置具有：

旋转输入部，其输入旋转运动；

与该旋转输入部一体地旋转的凸轮主体部、和使多个转动体介于沿着该凸轮主体部的外周设置的内轮与柔性的外轮之间而成的椭圆轴部；

内侧齿轮部，其在内周形成有内齿轮，并且位置被固定；

柔性齿轮部，其具有外齿轮，并且具有多个传递销部，该外齿轮沿着外周的周向形成，并且齿数比所述内齿轮少，在附设于所述椭圆轴部的外周时，在周向上的多个啮合位置处与所述内齿轮啮合，所述多个传递销部从侧面突出，并且沿着周向隔开规定的间隔而设置；以及

旋转输出机构，其具有设置有卡合部的输出板部，该卡合部形成有卡合孔，该卡合孔供各传递销部卡合，并且沿着周向隔开规定的间隔而设置，在进行旋转传递时容许所述传递销部在所述周向和/或放射方向上的位移。

2.根据权利要求1所述的旋转减速传递装置，其特征在于，

所述传递销部由从所述柔性齿轮部突出的传递销主体和被支承为中心位置以该传递销主体为轴转动自如的传递辊构成。

3.根据权利要求1所述的旋转减速传递装置，其特征在于，

所述输出板部形成为环形。

4.根据权利要求1或2或3所述的旋转减速传递装置，其特征在于，

所述卡合部由多方向卡合孔构成，该多方向卡合孔形成于所述输出板部，始终与所述传递销部的周面抵接，并且，容许该传递销部在该输出板部的所述周向和所述放射方向上的位移。

5.根据权利要求1或2或3所述的旋转减速传递装置，其特征在于，

所述卡合部由弹性卡合部构成，该弹性卡合部通过形成单向卡合孔而能够在周向上进行弹性位移，该单向卡合孔从所述输出板部向所述放射方向突出形成，并且始终与所述传递销部的周面抵接，容许所述传递销部在所述放射方向上的位移。

6.根据权利要求5所述的旋转减速传递装置，其特征在于，

所述弹性卡合部是在轴向上层叠具有规定的厚度的多个弹性板材而构成的。

7.根据权利要求1所述的旋转减速传递装置，其特征在于，

所述旋转输入部由筒形的输入旋转体构成，该输入旋转体是将内周面的内方形成为缆线类的布线空间，并且在外周面至少设置所述椭圆轴部的凸轮主体部而成的。

8.根据权利要求1所述的旋转减速传递装置，其特征在于，

所述柔性齿轮部与所述内侧齿轮部的内齿轮在成为180°的位置关系的两个啮合位置处啮合。