CN109424702A - 变速机 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种变速机，其具有圆板状的偏心体与圆板状的外齿齿轮。从中心轴至偏心体的外周面为止的距离根据圆周方向的位置而不同。外齿齿轮在中央部具有使偏心体嵌入的圆孔。润滑油介于偏心体的外周面与外齿齿轮的内周面之间。另外，在偏心体的外周面与外齿齿轮的内周面之间的圆周方向的至少一部分上设置有储油部。储油部的径向的间隔比圆周方向的其他部分大。

Description

变速机

技术领域

本发明涉及一种变速机。

背景技术

之前，偏心摆动型(内接行星式)的减速机已为人所知。偏心摆动型的减速机具有内齿齿轮与配置在内齿齿轮的内侧的外齿齿轮。外齿齿轮一面与内齿齿轮咬合，一面沿着内齿齿轮的内表面摆动。此种偏心摆动型的减速机为小型且可获得高减速比。关于现有的偏心摆动型的减速机，例如在日本专利实开平2-47454号公报中有记载。

专利文献1：日本专利实开平2-47454号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

在日本专利实开平2-47454号公报的减速装置中，为了抑制由摩擦所引起的发热，在外齿齿轮的内周面与偏心体的外周面的接触面上使用润滑剂。另外，为了保持润滑剂，在接触面上设置有凹部。但是，此公报的凹部是在圆周方向上延长的圆环状的槽。因此，仅在接触面的轴方向的一部分中设置有凹部。可认为在此种结构中，难以使润滑剂遍布整个接触面。

本发明的目的是提供一种在偏心摆动型的变速机中，可使润滑油遍布偏心体与外齿齿轮之间，并使偏心体与外齿齿轮顺畅地进行相对旋转的结构。

[解决问题的技术手段]

为了解决所述课题，本申请的发明是偏心摆动型的变速机，其具备：第1旋转部，将中心轴作为中心并以第1转数进行旋转；圆板状的偏心体，与所述第1旋转部一同进行旋转，且从所述中心轴至外周面为止的距离根据圆周方向的位置而不同；圆板状的外齿齿轮，在中央具有使所述偏心体嵌入的圆孔；润滑油，介于所述偏心体的外周面与所述外齿齿轮的内周面之间；圆筒状的内齿齿轮，位于所述外齿齿轮的径向外侧，且与所述中心轴同轴地配置；多个传动销，穿过设置在所述外齿齿轮中的多个贯穿孔并在轴方向上延长；以及第2旋转部，固定在所述多个传动销上；所述外齿齿轮在外周部具有多个外齿，所述内齿齿轮在内周部具有多个内齿，在所述偏心体的长径的延长线上，所述多个外齿的一部分与所述多个内齿的一部分相互咬合，且在所述偏心体的外周面与所述外齿齿轮的内周面之间的圆周方向的至少一部分上，设置有径向的间隔比圆周方向的其他部分大的储油部。

[发明的效果]

根据本申请，在储油部中储存润滑油，此润滑油逐渐地遍布圆周方向上。由此，可使偏心体与外齿齿轮顺畅地进行相对旋转。

附图说明

图1是减速机的纵剖面图。

图2是减速机的分解立体图。

图3是减速机的横剖面图。

图4是偏心体的立体图。

图5是在轴方向上观察切口部附近的图。

图6是在轴方向上观察变形例的变速机的切口部附近的图。

图7是在轴方向上观察变形例的变速机的切口部附近的图。

符号的说明

1：减速机

9：中心轴

10：第1旋转部

20：偏心体

21、21A：圆弧部

22、22A、22B：切口部

23：接合部

24：顶部

30、30A、30B：外齿齿轮

31：外齿

32：外齿间槽

33：贯穿孔

34：圆孔

40：内齿齿轮

41：内齿

42：内齿间槽

50：传动销

60：第2旋转部

61：前方传动构件

62：后方传动构件

71、71A、71B：润滑油

72、73、74、75：轴承

80、80A、80B：空间

91：偏心轴

具体实施方式

以下，一面参照附图一面对本发明的例示性的实施方式进行说明。再者，在本申请中，将与变速机的中心轴平行的方向称为“轴方向”，将与中心轴正交的方向称为“径向”，将沿着以中心轴为中心的圆弧的方向称为“圆周方向”。但是，所述“平行的方向”也包含大致平行的方向。另外，所述“正交的方向”也包含大致正交的方向。

＜1.变速机的整体构成＞

图1是作为变速机的一例的减速机1的纵剖面图。图2是减速机1的分解立体图。图3是从图1中的III-III位置观察的减速机1的横剖面图。再者，在图3中，为了避免图的繁杂化而省略影线。

此减速机1是将第1转数(输入转数)的旋转运动转换成比第1转数低的第2转数(输出转数)的旋转运动的偏心摆动型(内接行星式)的齿轮减速机。减速机1例如用于与人进行协调作业的服务机器人(service robot)等小型机器人的关节中。但是，也可以将具有同等的结构的减速机用于大型的工业用机器人、工作机、X-Y平台(table)、材料的切断装置、输送线(conveyorline)、回转台(turntable)、轧辊(roller)等其他用途。

如图1所示，本实施方式的减速机1具备：第1旋转部10、两个偏心体20、两片外齿齿轮30、内齿齿轮40、多个传动销50、及第2旋转部60。

第1旋转部10是沿着中心轴9延长的圆柱状的构件。如在图1中概念性地表示那样，第1旋转部10直接或经由其他动力传达机构而与作为驱动源的马达连接。若驱动马达，则通过从马达供给的动力，第1旋转部10将中心轴9作为中心并以第1转数进行旋转。即，在本实施方式中，第1旋转部10成为输入部。

偏心体20是与第1旋转部10一同进行旋转的构件。两个偏心体20分别固定在第1旋转部10的外周面上。但是，第1旋转部10与两个偏心体20也可以是单一的构件。两个偏心体20分别具有将在偏离中心轴9的位置上与中心轴9平行地延长的偏心轴91作为中心的圆筒状的外周面。因此，从中心轴9至偏心体20的外周面为止的距离根据圆周方向的位置而不同。若第1旋转部10将中心轴9作为中心进行旋转，则两个偏心体20的位置将中心轴9作为中心进行旋转。此时，各偏心体20的偏心轴91也将中心轴9作为中心进行旋转。

在本实施方式中，一侧的偏心体20的偏心轴91的位置与另一侧的偏心体20的偏心轴91的位置相对于中心轴9，相互分离180°。若如此设定，则两个偏心体20的作为整体的重心的位置始终位于中心轴9上。因此，可抑制由偏心体20的旋转所引起的重心的摇晃。

两片外齿齿轮30分别配置在偏心体20的径向外侧。外齿齿轮30是圆板状的构件，在其中央具有圆孔34。偏心体20嵌入此圆孔34中。外齿齿轮30在偏心体20的周围，将偏心轴91作为中心而可旋转地得到支撑。润滑油71(参照图5)介于偏心体20的外周面与外齿齿轮30的内周面之间。由此，偏心体20与外齿齿轮30不经由滚珠轴承等机械元件而进行相对旋转。如此，通过省略偏心体20与外齿齿轮30之间的机械元件，而容易使减速机1小型化。再者，润滑油71例如可使用润滑脂(grease)。

如图3所示，在外齿齿轮30的外周部设置有多个外齿31。各外齿31朝径向外侧突出。另外，在邻接的外齿31之间设置有朝径向内侧凹陷的外齿间槽32。外齿31与外齿间槽32将偏心轴91作为中心，在圆周方向上交替地排列。

另外，如图1及图3所示，两片外齿齿轮30分别具有多个(图3的例中为10个)贯穿孔33。各贯穿孔33在轴方向上贯穿外齿齿轮30。多个贯穿孔33将偏心轴91作为中心，在圆周方向上等间隔地排列。

内齿齿轮40是包围两片外齿齿轮30的径向外侧的圆筒状的构件。内齿齿轮40与中心轴9同轴地配置。如图3所示，内齿齿轮40具有多个内齿41。多个内齿41分别从内齿齿轮40的内周部朝径向内侧突出。另外，在邻接的内齿41之间设置有朝径向外侧凹陷的内齿间槽42。内齿41与内齿间槽42将中心轴9作为中心，在圆周方向上交替地排列。

外齿齿轮30的多个外齿31的一部分与内齿齿轮40的多个内齿41的一部分相互咬合。具体而言，在偏心体20的长径的延长线上，多个外齿31的一部分与多个内齿41的一部分相互咬合。在此咬合位置上，外齿齿轮30的外齿31嵌入内齿齿轮40的内齿间槽42中、或内齿齿轮40的内齿41嵌入外齿齿轮30的外齿间槽32中。

若第1旋转部10将中心轴9作为中心进行旋转，则外齿齿轮30与偏心轴91一同环绕中心轴9进行公转。另外，通过外齿齿轮30的外齿31与内齿齿轮40的内齿41咬合，外齿齿轮30进行自转。此处，内齿齿轮40所具有的内齿41的数量比外齿齿轮30所具有的外齿31的数量多。因此，外齿齿轮30每公转一次，与内齿齿轮40的相同位置的内齿41咬合的外齿31的位置偏离。由此，外齿齿轮30以比第1转数低的第2转数，朝与第1旋转部10的旋转方向相反的方向进行自转。因此，外齿齿轮30的贯穿孔33的位置也以第2转数进行旋转。在减速机1运转时，两片外齿齿轮30分别进行将此种公转与自转加以组合的旋转运动。

若将外齿齿轮30所具有的外齿31的数量设为N，将内齿齿轮40所具有的内齿41的数量设为M，则减速机1的减速比P变成P＝(第1转数)/(第2转数)＝N/(M－N)。在图3的例中，由于N＝29、M＝30，因此此例中的减速比P为P＝29。即，第2转数变成第1转数的1/29的转数。但是，外齿31的数量N及内齿41的数量M也可以是其他值。另外，外齿31的数量N也可以比内齿41的数量M多。

在本实施方式中，内齿齿轮40也发挥构成减速机1的外壁的套管(casing)的作用。若如此设定，则无需设置有别于套管的内齿齿轮40。由此，更容易使减速机1小型化。

多个传动销50是贯穿两片外齿齿轮30并在轴方向上延长的圆柱状的构件。多个传动销50将中心轴9作为中心而排列成圆环状。各传动销50插入两片外齿齿轮30的贯穿孔33中。如图3所示，在构成外齿齿轮30的贯穿孔33的圆环状的面与传动销50的外周面之间存在间隙。若两片外齿齿轮30以减速后的第2转数进行自转，则多个传动销50因被按压在外齿齿轮30上，而也将中心轴9作为中心并以第2转数进行旋转。

第2旋转部60具有圆环状的前方传动构件61与圆环状的后方传动构件62。前方传动构件61配置在比两片外齿齿轮30更靠近轴方向的一侧。轴承72介于第1旋转部10与前方传动构件61之间。另外，轴承73介于前方传动构件61与内齿齿轮40之间。后方传动构件62配置在比两片外齿齿轮30更靠近轴方向的另一侧。轴承74介于第1旋转部10与后方传动构件62之间。另外，轴承75介于后方传动构件62与内齿齿轮40之间。轴承72及轴承74例如可使用滚球轴承(ball bearing)。轴承73及轴承75例如可使用包含聚缩醛(polyacetal)等树脂的滑动轴承。

各传动销50的轴方向的一侧的端部固定在前方传动构件61上。各传动销50的轴方向的另一侧的端部固定在后方传动构件62上。因此，若多个传动销50将中心轴9作为中心并以第2转数进行旋转，则前方传动构件61及后方传动构件62也将中心轴9作为中心并以第2转数进行旋转。

第2旋转部60直接或经由其他动力传达机构而与成为驱动对象的构件连接。即，在本实施方式中，第2旋转部60成为输出部。

＜2.关于偏心体20＞

继而，对所述偏心体20的更详细的形状进行说明。图4是偏心体20的立体图。图5是在轴方向上观察偏心体20的一部分及外齿齿轮30的一部分的图。

如图4及图5所示，偏心体20的外周面具有圆弧部21与两个切口部22。圆弧部21是将偏心轴91作为中心的圆弧状的面。圆弧部21沿着外齿齿轮30的内周面扩展。切口部22设置在偏心体20的外周面中的圆周方向的两个部位上。本实施方式的切口部22是相对于将偏心轴91作为中心的偏心体20的直径垂直的平面。

在外齿齿轮30的内周面与构成切口部22的面之间，存在径向的间隔比圆周方向的其他部分大的空间80。介于偏心体20与外齿齿轮30之间的润滑油71的一部分被保持在此空间80内。即，在本实施方式中，此空间80成为储油部。在驱动减速机1时，相对于外齿齿轮30的内周面，空间80的位置在圆周方向上移动。伴随于此，被保持在空间80内的润滑油71从此空间80朝圆弧部21与外齿齿轮30的内周面之间的间隙逐渐地扩展。由此，润滑油71遍布偏心体20的外周面与外齿齿轮30的内周面之间。其结果，可使偏心体20与外齿齿轮30顺畅地进行相对旋转。另外，通过将润滑油71保持在空间80内，可防止润滑油71在短时间内枯竭。因此，可使润滑油71长时间地介于偏心体20与外齿齿轮30之间。

在本实施方式中，在偏心体20的外周面上设置有切口部22，而非在外齿齿轮30的内周面上设置有切口部22。由于不在外齿齿轮30上设置部分的凹陷，因此可维持外齿齿轮30的强度。因此，可抑制外齿齿轮30的变形，并使减速机1高精度地运转。

切口部22在轴方向上，从偏心体20的轴方向的一侧的端部扩展至另一侧的端部为止。因此，被保持在空间80内的润滑油71遍布偏心体20的外周面的轴方向的总宽度。尤其，在本实施方式中，缺口部22并非凹状，而变成相对于偏心体20的直径垂直的平面。若如此设定，则被保持在空间80内的润滑油71容易在圆周方向上渗出。因此，可使润滑油71更良好地遍布偏心体20的圆弧部21与外齿齿轮30的内周面之间。

另外，如图5中的放大图所示，偏心体20的外周面在圆弧部21与切口部22的边界具有接合部23。接合部23是将圆弧部21的圆周方向的端部与切口部22的圆周方向的端部顺畅地接合的曲面状的部位。即，在本实施方式中，圆弧部21与切口部22的边界并不尖锐。因此，被保持在空间80内的润滑油71更容易经由接合部23而朝圆弧部21侧渗出。因此，可使润滑油71更良好地遍布偏心体20的圆弧部21与外齿齿轮30的内周面之间。

另外，在本实施方式中，偏心体20在圆周方向的不同的位置上具有两个切口部22。如此，若在偏心体20的外周面上设置多个缺口部22，则作为储油部的空间80也设置在圆周方向的多个部位上。因此，在圆周方向的多个部位中保持润滑油71。其结果，可使润滑油71更良好地遍布偏心体20与外齿齿轮30之间。

如图3及图4所示，偏心体20具有与中心轴9的距离最远的顶部24。偏心体20的外周面中，在驱动减速机1时被最强力地按压在外齿齿轮30上的部分变成顶部24的附近部位。因此，在顶部24的附近部位特别需要润滑油71。切口部22优选位于偏心体20的外周面中将此顶部24作为中央的半周的范围内。另外，切口部22更优选位于偏心体20的外周面中将此顶部24作为中央的1/3周的范围内。例如，优选如本实施方式那样，在顶部24的圆周方向的两侧设置两个切口部22。由此，可使偏心体20与外齿齿轮30更顺畅地进行相对旋转。

＜3.变形例＞

以上，对本发明的例示性的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所述实施方式。以下，针对各种变形例，以与所述实施方式的不同点为中心进行说明。

图6是在轴方向上观察一变形例的减速机的缺口部22A附近的图。如图6那样，切口部22A也可以朝径向外侧略微鼓起。切口部22A的表面只要位于比圆弧部21A更靠近径向内侧即可。在此种形态中，也可以在切口部22A与外齿齿轮30A的内周面之间设置成为储油部的空间80A。因此，可在此空间80A内保持润滑油71A。

图7是在轴方向上观察另一变形例的减速机的切口部22B附近的图。如图7那样，切口部22B也可以是朝径向内侧凹陷的槽。若如此设定，则可在切口部22B与外齿齿轮30B的内周面之间设置更大的空间80B。因此，可在此空间80B内储存更多的润滑油71B。

另外，在所述实施方式中，在一个偏心体20的周围的两个部位上设置有成为储油部的空间80。但是，设置在一个偏心体20的周围的空间80的数量也可以是一个，也可以是三个以上。即，成为储油部的空间80只要设置在偏心体20的外周面与外齿齿轮30的内周面之间的圆周方向的至少一部分上即可。

另外，在所述实施方式中，在偏心体20的外周面上设置有切口部22。但是，也可以在外齿齿轮30的内周面上设置有切口部。另外，也可以在偏心体20的外周面与外齿齿轮30的内周面两者上设置有切口部。

构成减速机的各构件的材料例如可使用金属。但是，各构件的材料也可以使用树脂来代替金属。另外，也可以在构成减速机的各构件之中应重视强度的部分中使用金属，并且在其他部分中使用比金属轻的树脂。尤其，在偏心体及外齿齿轮的至少任一者为树脂制的情况下，将偏心体与外齿齿轮之间设为排除了机械元件的滑动轴承的必要性高。因此，本发明特别有用。

另外，在所述实施方式中，减速机具有两个偏心体及外齿齿轮的组合。但是，减速机中所含有的偏心体及外齿齿轮的组合的数量也可以是一个，也可以是三个以上。

另外，在所述实施方式中，对作为变速机的一例的减速机进行了说明。但是，也可以将同等的结构用作增速机。在此情况下，只要将第2旋转部设为输入部，将第1旋转部设为输出部即可。即，只要将增速前的第2转数的旋转运动输入至第2旋转部中，将增速后的第1转数的旋转运动从第1旋转部中输出即可。

另外，关于变速机的细微部分的形状，也可以与本申请案的各附图中所示的形状不同。另外，也可以在不产生矛盾的范围内，将所述实施方式或变形例中所出现的各元件适宜组合。

[产业上的可利用性]

本申请可用于变速机。

Claims (10)

1.一种变速机，其是偏心摆动型的变速机，其特征在于，包括：

第1旋转部，将中心轴作为中心并以第1转数进行旋转；

圆板状的偏心体，与所述第1旋转部一同进行旋转，且从所述中心轴至外周面为止的距离根据圆周方向的位置而不同；

圆板状的外齿齿轮，在中央具有使所述偏心体嵌入的圆孔；

润滑油，介于所述偏心体的外周面与所述外齿齿轮的内周面之间；

圆筒状的内齿齿轮，位于所述外齿齿轮的径向外侧，且与所述中心轴同轴地配置；

多个传动销，穿过设置在所述外齿齿轮中的多个贯穿孔并在轴方向上延长；以及

第2旋转部，固定在所述多个传动销上；

所述外齿齿轮在外周部具有多个外齿，

所述内齿齿轮在内周部具有多个内齿，

在所述偏心体的长径的延长线上，所述多个外齿的一部分与所述多个内齿的一部分相互咬合，且

在所述偏心体的外周面与所述外齿齿轮的内周面之间的圆周方向的至少一部分上，设置有径向的间隔比圆周方向的其他部分大的储油部。

2.根据权利要求1所述的变速机，其中所述偏心体的外周面在圆周方向的至少一部分上具有切口部，且

所述储油部是所述切口部与所述外齿齿轮的内周面之间的空间。

3.根据权利要求2所述的变速机，其中所述切口部是相对于所述偏心体的直径垂直的平面。

4.根据权利要求3所述的变速机，其中所述偏心体的外周面具有：

所述切口部；

圆弧部，沿着所述外齿齿轮的内周面扩展；以及

曲面状的接合部，将所述切口部与所述圆弧部的边界顺畅地接合。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的变速机，其中所述切口部从所述偏心体的轴方向的一侧的端部扩展至所述偏心体的轴方向的另一侧的端部为止。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的变速机，其中所述偏心体具有与所述中心轴的距离最远的顶部，且

所述切口部位于所述偏心体的外周面中将所述顶部作为中央的半周的范围内。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的变速机，其中所述偏心体在圆周方向的不同的位置上具有多个所述切口部。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的变速机，其中所述润滑油为润滑脂。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的变速机，其中所述偏心体及所述外齿齿轮的至少任一者为树脂制。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的变速机，其中所述第1旋转部是通过从马达获得的动力而以第1转数进行旋转的输入部，且

所述第2旋转部是以比所述第1转数低的第2转数进行旋转的输出部。