CN109477560B

CN109477560B - 减速装置

Info

Publication number: CN109477560B
Application number: CN201780044158.0A
Authority: CN
Inventors: 井木泰介; 大场浩量; 野崎孝志
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2016-08-03
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2022-04-29
Anticipated expiration: 2037-07-10
Also published as: CN109477560A; US20190285152A1; EP3495689A1; EP3495689A4; WO2018025591A1; US10670121B2

Abstract

减速装置具备：输入侧旋转构件，其具有形成有第一滚珠卡合槽的输入板；输出侧旋转构件，其与输入侧旋转构件的旋转轴(7)同轴地配置，且具有形成有第二滚珠卡合槽的输出板；多个滚珠，所述多个滚珠卡合于在轴向上对置的输入板与输出板的两个滚珠卡合槽；以及保持器，其具有将滚珠保持为能够沿径向移动的多个凹袋。保持器设置为相对于旋转轴无法旋转，输入侧旋转构件的旋转经由卡合于两个滚珠卡合槽的滚珠减速而向输出侧旋转构件传递。第二滚珠卡合槽的轨道中心线由波状曲线形成，在将减速装置的减速比设为i时，波状曲线呈如下的形状：在输入侧旋转构件(2)为任意的旋转角θ的情况下，以输出侧旋转构件为旋转角iθ的状态，使卡合于第一滚珠卡合槽的滚珠与第二滚珠卡合槽卡合。

Description

减速装置

技术领域

本发明涉及减速装置。

背景技术

已提出了如下的减速器，该减速器具备：具备滚珠卡合槽的输入侧的第一圆板、具备滚珠卡合槽的输出侧的第二圆板、与滚珠卡合槽卡合的多个滚珠、以及夹设在第一圆板与第二圆板之间且保持滚珠的保持器(例如，专利文献1、2)。这种形式的减速器在小型且能够得到较大的减速比等方面优异。

在专利文献1所提出的减速器中，第一圆板、第二圆板分别具备使平面的第一基准圆以一定的间距交错的弯折的第一槽和使所述平面的第二基准圆以一定的间距交错的弯折的第二槽，所述第一圆板和所述第二圆板经由分别由第一保持器、第二保持器保持的第一滚动体、第二滚动体而对置，所述第一保持器固定，所述第二保持器被支承为旋转自如。并且记载了该减速器是差动式，因此能够得到较大的减速比，并且能够实现小型的减速器。

专利文献2所提出的减速器具备：驱动凸轮，其具有与滚珠卡合且从旋转轴偏心一定距离的圆形的凸轮槽；从动凸轮，其具备与滚珠卡合的花瓣状的凸轮槽；以及保持器，其具有将滚珠保持为能够沿径向移动的槽部，将保持器夹在中间，在其两侧驱动凸轮和从动凸轮使各自的具备凸轮槽的面对置，并以能够绕同一轴线旋转的方式连结，借助滚珠的动作而将驱动凸轮的旋转减速并向从动凸轮传递。专利文献2记载了该减速装置小型且能够通过比较简单的加工而低成本地制作，并且能够得到6左右的减速器比。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭60-168954号公报

专利文献2：日本特开平5-203009号公报

发明内容

发明要解决的课题

近年来，根据使用用途，要求减速器的高旋转精度、振动抑制等。对此，认为需要着眼于减速器的输入侧与输出侧之间的旋转运动的不等速性、以及与之相伴的输出侧的旋转速度变动、产生振动等高次元的问题来进行应对。然而，专利文献1、2所记载的减速器虽然在小型且能够得到较大的减速比等方面优异，但并未着眼于上述的输入侧与输出侧之间的旋转运动的不等速性、以及与之相伴的输出侧的旋转速度变动、产生振动的问题，另外，在其他文献中，也未提出着眼于上述内容的具体方案，仅本发明着眼于上述内容。

鉴于上述的问题，本发明的目的在于提供小型且能够得到较高的减速比、并且能够抑制输出侧的旋转速度变动、振动的减速装置。

用于解决课题的方案

本发明的减速装置具备：输入侧旋转构件，其具有形成有第一滚珠卡合槽的输入板部；输出侧旋转构件，其与该输入侧旋转构件的旋转轴同轴地配置，且具有形成有第二滚珠卡合槽的输出板部；多个滚珠，所述多个滚珠卡合于在轴向上对置的所述输入板部与所述输出板部的两个滚珠卡合槽；以及保持器，其具有将该滚珠保持为能够沿径向移动的多个凹袋，所述保持器设置为相对于所述旋转轴无法旋转，所述输入侧旋转构件的旋转经由卡合于所述两个滚珠卡合槽的所述滚珠减速而向所述输出侧旋转构件传递，其特征在于，所述第二滚珠卡合槽的轨道中心线由波状曲线形成，在将所述减速器的减速比设为i时，所述波状曲线呈如下的形状：在所述输入侧旋转构件为任意的旋转角(θ)的情况下，以所述输出侧旋转构件为旋转角(iθ)的状态，使卡合于所述第一滚珠卡合槽的所述滚珠与所述第二滚珠卡合槽卡合。

根据本发明，输入侧与输出侧始终同步旋转。并且，为了如此构成，只需确定槽形状即可，不会在结构上导致复杂化。

也可以为，卡合于所述第一滚珠卡合槽的所述滚珠的中心位于第二滚珠卡合槽的轨道中心线上。

输入板的第一滚珠卡合槽可以为具有相对于装置旋转轴偏心了规定量的中心的圆形槽，也可以为具有相对于装置旋转轴偏心了规定量的中心、且具有与滚珠的个数相同的个数的边的多边圆筒形状。特别是，通过将输入板的槽形状设为具有与滚珠的个数相同的个数的边的多边圆筒形状，从而能够实现输入侧与输出侧的同步旋转特性(等速性)的提高。

也可以为，所述输入板经由轴承而旋转自如地装配于在输入轴即旋转轴形成的偏心部，第一滚珠卡合槽的曲率中心相对于装置旋转轴偏心了规定量，也可以为，所述输入板的轴心为输入轴即旋转轴的同心轴，第一滚珠卡合槽的曲率中心相对于输入板的轴心偏心了规定量。因此，对于第一滚珠卡合槽的曲率中心相对于装置旋转中心偏心了规定量的结构而言，设计的自由度变大，能够实现装置的设计性的提高。

在将滚珠的个数设为n，将输出板的波状槽的极数设为N，将减速比设为i时，i＝(N-n)/N。因此，能够实现小型且得到较高的减速比。

在将所述第一滚珠卡合槽的偏心量设为a，将凹袋的中心的节圆半径设为r，将输出板的旋转角设为ψ，将减速比设为i时，输出板的波状槽的中心轨迹由距减速器旋转轴的距离R表示，该距离R满足如下的数学式1的数学式，

[数学式1]

R：旋转轴的轴心与第二滚珠卡合槽的轨道中心线的距离

a：偏心量

i：减速比

ψ：输出板的旋转角

r：第一滚珠卡合槽的轨道中心线的半径。

也可以为，输入板的槽形状设为具有与滚珠的个数相同的个数的边的多边圆筒形状，并且所述输出轴的槽形状为输出板的旋转角相对于输入板的旋转角以始终保持与变速比的关系的方式旋转的波状槽，在将输入板的旋转角设为θ，将输出板的旋转角设为ψ，将减速比设为i时，i＝ψ/θ。

如此，通过将输入板的槽形状设为具有与滚珠的个数相同的个数的边的多边圆筒形状，能够实现输入侧与输出侧的同步旋转特性(等速性)的提高。

也可以为，在将所述第一滚珠卡合槽的偏心量设为a，将凹袋的中心的节圆半径设为r，将输出板的旋转角设为ψ，将减速比设为i时，输出板的波状槽的中心轨迹由距减速器旋转轴的距离R表示，该距离R满足如下的数学式2的数学式，

[数学式2]

R＝a·cos(ψ/i)+r

R：旋转中心轴(减速器旋转轴)与滚珠的距离

a：输入板的中心轴的偏移量(偏心量)

r：节圆半径

ψ：输出板的旋转角

i：减速比。

在该减速装置中，配设在输入板与输出板之间的滚珠被保持器的凹袋约束而能够沿一方向(径向)移动。因此，通过求出旋转轴的轴心与滚珠中心的距离R，导出该距离R与输入板的旋转角θ的关系，能够求出输出板的波状槽的基准曲线(轨道中心线)。

优选为，第一滚珠卡合槽的槽形状与第二滚珠卡合槽的槽形状的至少一方为尖拱形状。这样，通过设为尖拱形状，在该形状的槽中，能够将滚珠配置于稳定的位置。

也可以为，所述减速装置具备将输入板以及输出板收纳为能够旋转并且固定保持器的壳体，输入板经由轴承而外嵌于输入轴，输出板与经由轴承而旋转自如地枢轴支承于壳体的输出轴一体化。通过如此构成，能够形成紧凑的减速装置。

也可以为，在输入板和与之对置的固定侧的壁面之间设置有限制该输入板的自转并且允许公转的自转限制机构。在如此设置自转限制机构的情况下，能够保证输入板的槽与保持器的长孔凹袋的相互位置关系性，能够稳定地防止振动产生。

发明效果

根据本发明，可实现小型且能够得到较高的减速比、并且能够抑制输出侧的旋转速度变动、振动的减速装置。

附图说明

图1是示出本发明的减速装置的第一实施方式的剖视图。

图2是示出图1的主要部分的分解立体图。

图3是示出图1所示的减速装置的输入板、保持器以及输出板的立体图。

图4A是在图1的E-E线处向视观察时的输入板的侧视图。

图4B是图4A的G-G线处的输入板的剖视图。

图5A是在图1的F-F线处向视观察时的输出板的侧视图。

图5B是图5A的H-H线处的输出板的剖视图。

图6A是在图1的I-I线处向视观察时的保持器的侧视图。

图6B是图6A的J部的放大图。

图7是示出输出板的滚珠卡合槽与滚珠的配置状态的图。

图8是示出滚珠相对于滚珠卡合槽的运动的图。

图9是导出输出板的滚珠卡合槽的基准曲线的示意图。

图10A是具有尖拱形状的滚珠卡合槽的输入板的侧视图。

图10B是图10A的G1-G1线处的输入板的剖视图。

图11A是具有尖拱形状的滚珠卡合槽的输出板的侧视图。

图11B是图11A的H1-H1线处的输出板的剖视图。

图12是示出本发明的减速装置的第二实施方式的剖视图。

图13是示出图12所示的减速装置的主要部分的立体图。

图14是示出图12所示的减速装置的输入板、保持器以及输出板的立体图。

图15A是示出图12所示的减速装置的输入板的侧视图。

图15B是图15A的C-C线剖视图。

图16A是示出图12所示的减速装置的输出板的侧视图。

图16B是图16A的D-D线剖视图。

图17是导出图12所示的减速装置的输出板的滚珠卡合槽的基准曲线的示意图。

图18A示出输入板的旋转角与滚珠1往复的轨迹的关系，是输入板的槽呈圆形状的情况下的图表。

图18B示出输入板的旋转角与滚珠1往复的轨迹的关系，是输入板的槽呈多边圆筒形状的情况下的图表。

图19A是示出具有尖拱形状的滚珠卡合槽的输入板的侧视图。

图19B是图19A的C1-C1线剖视图。

图20A是示出具有尖拱形状的滚珠卡合槽的输出板的侧视图。

图20B是图20A的D1-D1线剖视图。

图21是具备自转限制机构的减速装置的剖视图。

图22是所述图21所示的减速装置的主要部分放大剖视图。

图23是所述图21所示的减速装置的输入板的从输入侧观察时的主要部分示意图。

图24是所述图21所示的减速装置的壳体的输入侧的侧壁的从输出侧观察时的主要部分示意图。

具体实施方式

图1～图9示出减速装置的第一实施方式。该减速装置1主要包括输入侧旋转构件2、输出侧旋转构件3、滚珠4以及保持器5，组装在壳体6(输入侧的第一构件6a与输出侧的第二构件6b组合而成的壳体)内。

如图1所示，输入侧旋转构件2包括作为输入轴的旋转轴7、偏心凸轮8、滚动轴承9以及输入板10(10A)。偏心凸轮8嵌合于旋转轴7的外径面。偏心凸轮8的圆筒形外径面8a的中心线01相对于旋转轴7的轴心X1(即，装置旋转中心X)在径向上偏心了偏心量a。因此，通过该偏心凸轮8，在输入轴即旋转轴7构成偏心部。在偏心凸轮8的圆筒形外径面8a与输入板10A的圆筒形内径面10a之间装配有滚动轴承9，输入板10A旋转自如地支承于偏心凸轮8。偏心凸轮8的圆筒形外径面8a的中心线O1也是输入板10A的中心线。因此，当旋转轴7旋转时，输入板10A以旋转轴7的轴心X1为中心并以振摆回转半径a进行公转运动。旋转轴7通过在壳体6的第一构件6a的内径面21装配的滚动轴承11以及在保持器5的内径面5a装配的滚动轴承12而被支承为旋转自如。

如图1、图4A以及图4B所示，在输入板10A的侧面10b形成有第一滚珠卡合槽13。图4A是在图1的E-E线处向视观察时的输入板10A的侧视图，图4B是图4A的G-G线处的输入板10A的剖视图。在图4A、图4B中，省略了输入板10A的外径面的倒角、供滚动轴承9装配的内径面10a(参照图1)的图示。

如图4A所示，第一滚珠卡合槽13的轨道中心线L1形成为半径r的圆形，第一滚珠卡合槽13由圆环面的一部分构成。轨道中心线L1的曲率中心位于偏心凸轮8的圆筒形外径面8a以及输入板10A的中心线O1。曲率中心O1相对于旋转轴7的轴心X1偏心了偏心量a。滚珠4的中心Ob位于第一滚珠卡合槽13的轨道中心线L1上。在本说明书以及权利请求的范围中，第一滚珠卡合槽的轨道中心线是指使滚珠4沿着第一滚珠卡合槽13移动时的滚珠4的中心Ob的轨迹。

如图1所示，输出侧旋转构件3包括输出板30(30A)和轴部31，输出板30A与轴部31一体地形成。轴部31成为输出轴。输出侧旋转构件3通过在壳体6b的内径面20装配的滚动轴承14以及在保持器5的台阶部外径面5b装配的滚动轴承15而被支持为旋转自如。

如图1、图5A以及图5B所示，在输出板30A的侧面28形成有第二滚珠卡合槽16。图5A是在图1的F-F线处向视观察时的输出板30A的侧视图，图5B是图5A的H-H线处的输出板30A的剖视图。在图5A、图5B中，省略了输出板30A的外径面的倒角、供滚动轴承15装配的内径面22(参照图1)的图示。

第二滚珠卡合槽16的轨道中心线L2由波状曲线形成，轴部31的轴心X2与轨道中心线L2的距离R相对于基准节圆半径PCR而增减变动，在本实施方式中，在轨道中心线L2的波状曲线中形成有10个具有比基准节圆半径PCR大的距离R的山部，且具有10个比基准节圆半径PCR小的距离R的谷部。轴部31的轴心X2与旋转轴7的轴心X1配置在同一轴上。滚珠4的中心Ob位于第二滚珠卡合槽16的轨道中心线L2上。

在第一实施方式中，第二滚珠卡合槽的轨道中心线的波状曲线是指以一定的间距与半径PCR的基准节圆交替地交叉的曲线。另外，第二滚珠卡合槽的轨道中心线是指使滚珠4沿着第二滚珠卡合槽16移动时的滚珠4的中心Ob的轨迹。第二滚珠卡合槽16的轨道中心线L2的波状曲线的详细情况后述。

如图1所示，在输入板10A与输出板30A的在轴向上对置的侧面10b、28之间配置有保持器5。在保持器5设置有保持滚珠4的凹袋17。在保持器5的外周侧设置有贯通孔18，在该贯通孔18中嵌合插入有销19，保持器5以无法旋转的方式安装于壳体6。由此，保持器5相对于输入侧旋转构件2的旋转轴7无法旋转。在该状态下，将固定用螺栓24嵌合插入于第二构件6b的贯通孔25、保持器5的贯通孔23，并与第一构件6a的螺纹孔26螺合，从而将第一构件6a、第二构件6b以及保持器5紧固。

如图1、图6A以及图6B所示，保持器5的凹袋17由以旋转轴7的轴心X1为中心向径向呈放射状地延伸的长孔形成。图6A是在图1的I-I线处向视观察时的保持器的侧视图，图6B是图6A的J部的放大图。在图6A、图6B中，省略了图1中的保持器5的外周侧的贯通孔18、23、装配滚动轴承12的内径面5a的图示。

保持器5的凹袋17的个数比轨道中心线L2的波状曲线的山部或者谷部的个数(10个)多1个为11个，凹袋17沿周向等间隔地形成。在各凹袋17中分别配置有1个滚珠4。各凹袋17由向径向呈放射状地延伸的长孔形成，因此各凹袋17内的滚珠4能够相对于基准节圆半径PCR向径向外侧或径向内侧在规定量m的范围内移动。保持器5设置为无法旋转，滚珠4通过保持器5的凹袋17而被保持为能够沿径向移动。

在该第一实施方式的减速装置1中，第二滚珠卡合槽16的轨道中心线L2的山部的个数为10个(谷部的个数也同样地为10个)，滚珠4的个数为11个，因此减速比i由下式求出，减速比i为-1/10。

减速比i＝(山部的个数-滚珠个数)/山部的个数

即，输出板具有N极/周的波状槽(每周的山部的个数N)，通过滚珠沿该波状槽移动，从而驱动输出板旋转。因此，减速比由i＝(N-n)/N表示。在此，n是滚珠的个数，N是波状槽的极数。其中，滚珠个数n由N±1构成，因此减速比i为i＝-(±)/N，在为正值的情况下，输入板与输出板向相同方向旋转，在为负值的情况下，输入板与输出板向相反方向旋转。

接下来，参照图2以及图3，对输入板10A、保持器5、滚珠4以及输出板30A的组合状态进行说明。图2是示出图1的主要部分的立体图，图3是将图2的滚珠配置于保持器的凹袋的状态的概要图。在图3中省略了图2中的输入板10A的外径倒角、轴承装配用内径面10a、保持器5的外径侧贯通孔18、23、轴承装配用内径面5a、输出板30A的轴承装配用内径面22、以及轴部31等的图示。

输入侧旋转构件2的旋转轴7的轴心X1与输出侧旋转构件3的轴心X2配置在同一轴上，保持器5的轴心也与轴心X1、X2配置在同一轴上。输入板10A的第一滚珠卡合槽13的轨道中心线L1的曲率中心O1(参照图4A)相对于旋转轴7的轴心X1偏心了偏心量a。换言之，输入板10A的第一滚珠卡合槽13的轨道中心线L1的径向的中心相对于旋转轴7的轴心X1偏心了偏心量a。

在图2中示出了滚珠4与输出板30A的第二滚珠卡合槽16卡合的状态，但该滚珠4配置在保持器5的凹袋17内，形成滚珠4从凹袋17向附图近前侧突出的状态，滚珠4与输入板10A的第一滚珠卡合槽13(参照图1)卡合。即，如图3所示，保持器5的凹袋17内的滚珠4的附图近前侧与输入板10A的第一滚珠卡合槽13(参照图1)卡合，滚珠4的附图进深侧与输出板30A的第二滚珠卡合槽16卡合。

该第一实施方式的减速装置1的整体结构如上所述。接下来，根据图7～图9对相对于输入侧旋转构件而使输出侧旋转构件减速从而进行同步旋转的滚珠卡合槽的详细情况进行说明。图7是示出输出板的第二滚珠卡合槽与滚珠的配置状态的图，图8是以将图7的K部放大的方式示出滚珠相对于第二滚珠卡合槽的运动的图，图9是导出输出板的第二滚珠卡合槽的基准曲线的示意图。

如前述那样，保持器5设置为无法旋转，滚珠4通过保持器5的凹袋17而被保持为能够沿径向移动。如图7所示，滚珠4在周向上等角度的位置处与输出板30A的第二滚珠卡合槽16卡合。在本实施方式中，将滚珠4的个数设为11个，因此在将轴心X2与连结周向上相邻的滚珠4的中心Ob₀、Ob’的直线所成的角度设为α时，α＝360°/11，所有的相邻的滚珠4之间的角度α为相等的角度。

根据图8对相对于输入侧旋转构件2而使输出侧旋转构件3减速从而进行同步旋转的状态进行说明。如前述那样，相对于输入侧旋转构件2以及输出侧旋转构件3的旋转，保持器5构成为无法旋转。因此，图8中用实线表示的凹袋17不沿周向移动。图8的水平方向的中心线示出输入侧旋转构件2的旋转轴7的旋转角θ为0°的位置。滚珠4在凹袋17中位于径向的最外侧。这是由于，在输入板10A的公转运动中，输入板10A相对于旋转轴7的轴心X1的振摆回转半径a位于图8的水平方向的中心线上，因此与输入板10A的第一滚珠卡合槽13卡合的滚珠4在凹袋17中位于径向的最外侧。

旋转轴7旋转了旋转角θ₁，输入板10A的振摆回转半径a的位置移动至旋转角θ₁的位置，因此与输入板10A的第一滚珠卡合槽13卡合的滚珠4在凹袋17内向径向的内径侧移动，滚珠4的中心位于Ob₁的位置。在滚珠4的中心位于Ob₁的状态下，滚珠4与输出板30A的第二滚珠卡合槽16卡合，换言之，滚珠4的中心Ob₁位于第二滚珠卡合槽16的轨道中心线L2上，因此，输出板30A旋转了图8所示的旋转角iθ₁。接下来，当旋转轴7旋转了旋转角θ2，进一步旋转了旋转角θ3、θ4时，与上述同样地，输出板30A旋转了旋转角iθ₂、iθ₃、iθ₄。由此，从输入侧旋转构件2向输出侧旋转构件3传递被减速(减速比i＝-1/10)了的旋转运动。

在该第一实施方式的减速装置1中，其特征在于，从输入侧旋转构件2向输出侧旋转构件3以同步旋转的方式传递被减速了的上述旋转运动。由此，能够实现高旋转精度、振动抑制。为了从输入侧旋转构件2向输出侧旋转构件3以同步旋转的方式传递被减速了的旋转运动，设定输出板30A的第二滚珠卡合槽16的轨道中心线L2的波状曲线的形状。

根据图9对输出板30A的第二滚珠卡合槽16的轨道中心线L2的波状曲线的导出方法进行说明。图9是导出第二滚珠卡合槽16的轨道中心线L2的波状曲线的示意图。图9的水平方向的中心线对应于图8的水平方向的中心线，示出输入侧旋转构件2的旋转轴7的旋转角θ为0°的位置。用虚线表示旋转轴7的旋转角θ为0°时的输入板10A的第一滚珠卡合槽13的轨道中心线L1₀，并且用实线表示任意的旋转角θ时的第一滚珠卡合槽13的轨道中心线L1θ。

输入板10A的第一滚珠卡合槽13的轨道中心线L1呈半径r的圆形，其曲率中心O1相对于输入侧旋转构件2的旋转轴7的轴心X1偏心了偏心量a。因此，当旋转角θ为0°时的轨道中心线L1的曲率中心为O1₀，滚珠4的中心Ob₀在径向上位于最外侧。滚珠4被保持器5的凹袋17约束在线n1上，且能够沿径向移动。而且，当旋转轴7为任意的旋转角θ时，轨道中心线L1的曲率中心移动至O1θ，滚珠4的中心移动至Obθ。位于该位置的滚珠4与输出板30A的第二滚珠卡合槽16卡合。即，成为滚珠4的中心Obθ位于第二滚珠卡合槽16的轨道中心线L2(参照图8)上的关系。在该位置关系下，对于旋转轴7的任意的旋转角θ，输出板30A的旋转角始终为iθ，从而使旋转轴7与输出板30A的同步旋转成立。由此，几何学地求出旋转轴7的轴心X1与第二滚珠卡合槽的轨道中心线L2的距离R。

如图9所示，旋转轴7的轴心X1与第二滚珠卡合槽的轨道中心线L2的距离R由如下方式表示。

[数学式3]

R：旋转轴的轴心与第二滚珠卡合槽的轨道中心线的距离

a：偏心量

i：减速比

ψ：输出板的旋转角

r：第一滚珠卡合槽的轨道中心线的半径。

即，由图9可知，以下的数学式3、数学式4、数学式5、数学式6、以及数学式7的数式成立。

[数学式4]

R＝A+B

[数学式5]

A＝a·cosθ

[数学式6]

B²＝r²-y²＝r²-(a·sinθ)²

[数学式7]

[数学式8]

在此，该减速装置同步旋转，因此需要使减速比i＝ψ/θ成立。因此，能够由该数学式8求出所述数学式3的数学式。

对该第一实施方式的减速装置1的动作简要地进行说明。当使输入侧旋转构件2的旋转轴7旋转时，输入板10A绕旋转轴7的轴心X1进行公转运动。此时，输入板10A相对于设置于旋转轴7的偏心凸轮8旋转自如，因此输入板10A基本不进行自转运动。由此，能够减少保持器的凹袋、滚珠卡合槽与滚珠之间的相对的摩擦量，提高从输入侧旋转构件向输出侧旋转构件的传递效率。

当输入板10A进行公转运动时，与由圆形的轨道中心线L1构成的第一滚珠卡合槽13卡合的各滚珠4被设置为无法旋转的保持器5的凹袋17约束，分别沿径向移动。

各滚珠4与输出侧旋转构件3的输出板30A的第二滚珠卡合槽16卡合，因此与各滚珠4的径向的移动动作对应地，如图8所示，输出侧旋转构件3以将输入侧旋转构件2的旋转轴7的旋转减速的方式旋转。此时，输出板30A的第二滚珠卡合槽16的轨道中心线L2的基准曲线设定为如图9中说明那样，因此输出侧旋转构件3相对于旋转轴7以被减速了的转数同步旋转。

该第一实施方式的减速装置1的作动如上所述，可实现小型且能够得到较高的减速比、并且能够抑制输出侧的旋转速度变动、振动的减速装置。另外，对于由圆形的轨道中心线构成的第一滚珠卡合槽与由波状曲线的轨道中心线构成的第二滚珠卡合槽，整体上能够简化滚珠卡合槽的形状，能够实现制造的容易化、低成本化。

作为第一滚珠卡合槽13，如图10A以及图10B所示，可以为其剖面形状为所谓的尖拱形状的滚珠卡合槽13A。在该情况下，如图10B所示，滚珠4与输入板10A的滚珠卡合槽13A在2点C12、C13处角接触。在该情况下，作为接触点C12、C13所成的角度即接触角，例如，可以设定为30°～40°左右。需要说明的是，图10B的阴影线表示接触部。

另外，如图11A以及图11B所示，第二滚珠卡合槽16也可以为其剖面形状设为所谓的尖拱形状的滚珠卡合槽16A。在该情况下，如图11B所示，滚珠4与输出板30A的滚珠卡合槽16A在2点C15、C16处角接触。在该情况下，作为接触点C15、C16所成的角度即接触角，例如，可以设定为30°～40°左右。需要说明的是，图11B的阴影线表示接触部。

若滚珠卡合槽13为图10A以及图10B所示的尖拱形状的滚珠卡合槽13A、滚珠卡合槽16为图11A以及图11B所示的尖拱形状的滚珠卡合槽16A，则能够实现使滚珠稳定的位置配置，能够提高同步旋转特性(等速性)。因此，能够提高耐久性优异的更高品质的变速装置。

接下来，图12～图16示出第二实施方式的减速装置，该减速装置的输入板10(10B)与所述第一实施方式的减速装置的输入板10A不同，如图15A及图15B所示，具有多边圆筒形状的第一滚珠卡合槽13B。另外，该情况下的输出板30(30B)与所述第一实施方式的减速装置的输出板30B同样地，如图16A及图16B所示，具有由波形槽构成的第二滚珠卡合槽16B。

在该情况下，输入板10B也外嵌于偏心凸轮8，因此滚珠卡合槽13B的中心相对于旋转轴的轴心偏心了规定量a。需要说明的是，在图12～图16中，本发明所涉及的减速装置的其他结构与所述第一实施方式相同。因此，对于其他结构，标注与图1等中示出的第一实施方式的减速装置相同的附图标记并省略它们的说明。

图17是导出第二滚珠卡合槽16B的轨道中心线(基准曲线)的波状曲线的示意图。图17的水平方向的中心线对应于图8的水平方向的中心线，示出输入侧旋转构件2的旋转轴7的旋转角θ为0°的位置。用虚线表示旋转轴7的旋转角θ为0°时的输入板10B的第一滚珠卡合槽13B的轨道中心线L3₀，并且用实线表示任意的旋转角θ时的第一滚珠卡合槽13B的轨道中心线L3θ。

输入板10B的第一滚珠卡合槽13B的轨道中心线L3呈多边形，其中心O3相对于输入侧旋转构件2的旋转轴7的轴心X1偏心了偏心量a。因此，当旋转角θ为0°时的轨道中心线L3的曲率中心为O3₀，滚珠4的中心Ob₀在径向上位于最外侧。通过保持器5的凹袋17，从而滚珠4能够沿径向移动。而且，当旋转轴7为任意的旋转角θ时，轨道中心线L3的曲率中心移动至O3θ，滚珠4的中心移动至用实线表示的L3上。位于该位置的滚珠4与输出板30的第二滚珠卡合槽16卡合。即，成为滚珠4的中心Obθ位于第二滚珠卡合槽16的轨道中心线L2(参照图8)上的关系。在该位置关系下，对于旋转轴7的任意的旋转角θ，输出板30的旋转角始终为iθ，从而使旋转轴7与输出板30的同步旋转成立。由此，能够几何学地求出旋转轴7的轴心X1与第二滚珠卡合槽的轨道中心线L2的距离R。

在该图12等所示的本发明所涉及的减速装置中，如图17所示，旋转中心轴的轴心X1与滚珠4的中心的距离R以如下方式表示。

[数学式9]

R＝a·cos(ψ/i)+r

R：旋转中心轴(减速器旋转轴)与滚珠的距离

a：输入板的中心轴的偏移量(偏心量)

r：节圆半径

ψ：输出板的旋转角

i：减速比。

即，由图17可知，以下的数学式10、数学式11以及数学式12的数式成立。

[数学式10]

R＝A+B

[数学式11]

A＝a·cosθ，B＝r

[数学式12]

R＝a·cosθ+r

在此，该减速装置同步旋转，因此需要使减速比i＝ψ/θ成立。因此，能够由该数学式12求出所述数学式9的数学式。

然而，在如第一实施方式那样将输入板10的槽13设为圆形槽的情况下，当输入板10旋转1周时，滚珠4在保持器5内的长孔17(凹袋)往复1次，输出板30旋转i。将输入板10的旋转角dθ(0°≤θ≤360°)分为4个象限(0°～90°、90°～180°、180°～270°、270°～360°)，通过着眼于各象限内的滚珠的运动，能够确认该第一实施方式和第二实施方式的特性。

将输入板10的偏移量最大时的旋转角设为dθ＝0°，将观察到的滚珠4设为dθ＝0时距旋转轴最远的滚珠。将滚珠4在设置于保持器5的长孔17内往复1次时的距离中的、输入板10的旋转角dθ位于第一象限时的滚珠4的移动距离设为La1(参照图6B)，将位于第二象限时的移动距离设为La2(参照图6B)，将位于第三象限时的移动距离设为La3(参照图6B)，将位于第四象限时的移动距离设为La4(参照图6B)，并对滚珠4的移动距离La1与La2(或者La3与La4)进行比较时，由图18A明确地可知与第一实施方式不同。

即，在输入板10的槽13呈圆形的情况下，如图18A所示，La1与La2(或者La3与La4)的长度不同。这表示在滚珠4在保持器5内的长孔17中滚动的1次往复中，以节圆为中心的径向外侧的移动距离与径向内侧的移动距离不同，且表示为了满足输入板10的旋转角θ与输出板30的旋转角ψ的同步旋转特性(ψ＝iθ)，保持器5的长孔17内的滚珠4的速度变动在以节圆为中心的径向外侧与内侧不同。这表示在输出板30的波状槽16中滚动的滚珠的速度变动在以节圆为中心的径向外侧与内侧不同，存在导致产生振动、异响的可能性。

相对于此，在输入板10的槽13呈多边形形状的情况下，如图18B所示，La1与La2(或者La3与La4)的长度相等。这表示滚珠4在保持器5的长孔17内以及输出板30的波状槽16中滚动的1个周期中，以节圆为中心的径向外侧的移动距离与径向内侧的移动距离相等(＝简谐振动)，且表示在保持输入板10的旋转角θ与输出板30的旋转角ψ的同步旋转特性(ψ＝iθ)的同时，滚珠的速度变动在以节圆为中心的径向外侧与内侧相等。

因此，通过将输入板10的槽13设为多边形形状(多边圆筒形状)，能够提高输入板10与输出板30的同步旋转特性(等速性)。由此，能够极力抑制输出侧的旋转速度变动、振动。

根据第二实施方式，与所述第一实施方式同样地，输入侧与输出侧始终同步旋转，因此能够提供输出侧的旋转速度变动、振动少的高品质的减速装置。并且能够小型化并能够得到较高的减速比。另外，为了构成为输入侧与输出侧始终同步旋转，只需确定槽形状即可，不会在结构上导致复杂化。特别是，在本申请发明中，通过将输入板10的槽形状设为具有与滚珠4的个数相同的个数的边的多边圆筒形状，能够实现输入侧与输出侧的同步旋转特性(等速性)的提高。

另外，在将滚珠4的个数设为n，将输出板30的波状槽16的极数设为N时，在将减速比设为i时，能够设定为i＝(N-n)/N，能够稳定地提供小型且可得到较高的减速比的减速装置。

减速装置具备将输入板10B以及输出板30B收纳为能够旋转且固定保持器的壳体6，输入板10B经由轴承而外嵌于输入轴7的偏心部，输出板30B与经由轴承而旋转自如地枢轴支承于壳体6的输出轴31一体化，因此能够形成紧凑的减速装置。

另外，在图14～图18B所示的减速装置中，作为第一滚珠卡合槽13，如图19A以及图19B所示，可以为其剖面形状为所谓的尖拱形状的滚珠卡合槽13B。在该情况下，如图19B所示，滚珠4与输入板10A的滚珠卡合槽13B在2点C22、C23处角接触。在该情况下，作为接触点C22、C23所成的角度即接触角，例如，可以设定为30°～40°左右。需要说明的是，图19B的阴影线表示接触部。

另外，如图20A以及图20B所示，第二滚珠卡合槽16也可以为其剖面形状设为所谓的尖拱形状的滚珠卡合槽16B。在该情况下，如图20B所示，滚珠4与输出板30A的滚珠卡合槽16B在2点C25、C26处角接触。在该情况下，作为接触点C25、C26所成的角度即接触角，例如，可以设定为30°～40°左右。需要说明的是，图20B的阴影线表示接触部。

若滚珠卡合槽13为图19A以及图19B所示的尖拱形状的滚珠卡合槽13B、滚珠卡合槽16为图20A以及图20B所示的尖拱形状的滚珠卡合槽16B，则能够实现使滚珠稳定的位置配置，能够提高同步旋转特性(等速性)。因此，能够提供耐久性优异的更高品质的变速装置。

另外，在将输入板10的槽13设为多边形形状的情况下，为了保证输入板10的槽13与保持器所具有的长孔(凹袋)17的相互位置关系特性，优选限制输入板10的自转而仅允许公转。因此，如图21和图22所示，优选在输入板10和与之对置的固定侧的壁面(在该情况下，为壳体6的输入侧的侧壁的内侧面6a1)之间，设置有限制该输入板10的自转并且允许公转的自转限制机构M。

自转限制机构M具备：圆环状的轨道槽55，其在输入板10B的输入侧的侧面10c沿着周向以规定间距设置有多个(在该实施方式中，如图23所示，以45°间距设置有8个)；圆环状的轨道槽56，其在与输入板10B的输入侧的侧面10c对置的壳体6的第一构件6a的内侧面6a1沿着周向以规定间距设置有多个(如图24所示，以45°间距设置有8个)；以及滚动体57，其夹设在轨道槽55和与之对置的轨道槽56之间。在该情况下，使轨道槽55的圆环中心O5与轨道槽56的圆环中心O6偏心。此时，优选轨道槽55的圆环中心O5与轨道槽56的圆环中心O6向相差180°的相反方向偏心。在轨道槽55以及轨道槽56的中央形成有山部55a、56a，该山部55a、56a的轴心成为圆环中心O5、O6。

若设置这种自转限制机构M，则限制输入板10的自转并且允许公转，能够保证输入板10的槽13与保持器5的长孔(凹袋)17的相互位置关系性，能够稳定地防止产生振动。需要说明的是，自转限制机构M的轨道槽55(56)的个数的增减也是任意的。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于所述实施方式而能够进行各种变形，在第一实施方式的减速装置中，输入板10(10A、10B)相对于设置于旋转轴7的偏心凸轮8旋转自如，但输入板10与旋转轴7也可以为一体的结构。另外，在第二实施方式的减速装置1中，例示了将分体构件的偏心凸轮8嵌合于旋转轴7的结构，但不限于此，也可以将旋转轴与偏心凸轮设为一体的结构。并且，也可以为，输入板10的轴心为输入轴即旋转轴7的同心轴，第一滚珠卡合槽13的曲率中心相对于输入板10的轴心偏心了规定量。即，也可以为，不在旋转轴7设置偏心部，而形成如下的滚珠卡合槽13，该滚珠卡合槽13形成的曲率中心相对于旋转轴7的轴心偏心。因此，对于第一滚珠卡合槽13的曲率中心相对于装置旋转中心X偏心了规定量的结构而言，设计的自由度变大，能够实现装置的设计性的提高。

在本实施方式的减速装置1中，例示了减速比i为-1/10的情况，但根据需要例如能够将减速比i适当设为1/5～1/20左右。在该情况下，只需根据减速比i，而适当设定滚珠卡合槽的轨道中心线的波状曲线的山部/谷部的个数、保持器的凹袋个数以及滚珠个数即可。

在将滚珠卡合槽设为尖拱形状的情况下，可以将第一滚珠卡合槽13A和第二滚珠卡合槽16A的任一方设为尖拱形状，也可以将第一滚珠卡合槽13B和第二滚珠卡合槽16B的任一方设为尖拱形状。

产业上的可利用性

作为用于向输入轴输入驱动力的驱动源，可以为马达，另外也可以为发动机等其他驱动源。

附图标记说明

2 输入侧旋转构件；

3 输出侧旋转构件；

30 输出板；

4 滚珠；

5 保持器；

6 壳体；

8 偏心凸轮；

9 轴承；

10 输入板；

13 第一滚珠卡合槽；

14 轴承；

15 轴承；

16 第二滚珠卡合槽；

17 凹袋；

M 自转限制机构。

Claims

1.一种减速装置，其具备：输入侧旋转构件，其具有形成有第一滚珠卡合槽的输入板部；输出侧旋转构件，其与该输入侧旋转构件的旋转轴同轴地配置，且具有形成有第二滚珠卡合槽的输出板部；多个滚珠，所述多个滚珠卡合于在轴向上对置的所述输入板部与所述输出板部的两个滚珠卡合槽；以及保持器，其具有将该滚珠保持为能够沿径向移动的多个凹袋，所述保持器设置为无法旋转，所述输入侧旋转构件的旋转经由卡合于所述两个滚珠卡合槽的所述滚珠减速而向所述输出侧旋转构件传递，其特征在于，

所述第二滚珠卡合槽的轨道中心线由波状曲线形成，所述波状曲线通过所述输出侧旋转构件的轴心与所述轨道中心线的距离相对于基准节圆半径而连续地增减变动，从而能够成为相对于所述输入侧旋转构件的任意的旋转角θ，所述输出侧旋转构件被减速而同步旋转的状态，

在将所述减速装置的减速比设为i时，所述波状曲线呈如下的形状：所述输出侧旋转构件被减速的旋转角ψ相对于所述输入侧旋转构件的任意的旋转角θ始终使减速比i＝ψ/θ的同步旋转成立。

2.根据权利要求1所述的减速装置，其特征在于，

卡合于所述第一滚珠卡合槽的所述滚珠的中心位于第二滚珠卡合槽的轨道中心线上。

3.根据权利要求1或2所述的减速装置，其特征在于，

输入板的第一滚珠卡合槽为具有相对于装置旋转轴偏心了规定量的中心的圆形槽。

4.根据权利要求1或2所述的减速装置，其特征在于，

所述输入板经由轴承而旋转自如地装配于在输入轴即旋转轴形成的偏心部，第一滚珠卡合槽的曲率中心相对于装置旋转轴偏心了规定量。

5.根据权利要求1或2所述的减速装置，其特征在于，

所述输入板的轴心为输入轴即旋转轴的同心轴，第一滚珠卡合槽的曲率中心相对于输入板的轴心偏心了规定量。

6.根据权利要求1或2所述的减速装置，其特征在于，

在将滚珠的个数设为n，将输出板的波状槽的极数设为N，将减速比设为i时，i＝(N-n)/N。

7.根据权利要求1或2所述的减速装置，其特征在于，

[数学式1]

R：旋转轴的轴心与第二滚珠卡合槽的轨道中心线的距离

a：偏心量

i：减速比

ψ：输出板的旋转角

r：第一滚珠卡合槽的轨道中心线的半径。

8.根据权利要求1所述的减速装置，其特征在于，

输入板的槽形状设为具有与滚珠的个数相同的个数的边的多边圆筒形状，并且输出板的槽形状为输出板的旋转角相对于输入板的旋转角以始终保持与变速比的关系的方式旋转的波状槽，在将输入板的旋转角设为θ，将输出板的旋转角设为ψ，将减速比设为i时，i＝ψ/θ。

9.根据权利要求8所述的减速装置，其特征在于，

在将所述第一滚珠卡合槽的偏心量设为a，将凹袋的中心的节圆半径设为r，将输出板的旋转角设为ψ，将减速比设为i时，输出板的波状槽的中心轨迹由距减速器旋转轴的距离R表示，该距离R满足如下的数学式2的数学式，

[数学式2]

R＝a·cos(ψ/i)+r

R：旋转中心轴即减速器旋转轴与滚珠的距离

a：输入板的中心轴的偏移量即偏心量

r：节圆半径

ψ：输出板的旋转角

i：减速比。

10.根据权利要求1或2所述的减速装置，其特征在于，

第一滚珠卡合槽的槽形状与第二滚珠卡合槽的槽形状的至少一方为尖拱形状。

11.根据权利要求1或2所述的减速装置，其特征在于，

所述减速装置具备将输入板以及输出板收纳为能够旋转并且固定保持器的壳体，输入板经由轴承而外嵌于输入轴，输出板与经由轴承而旋转自如地枢轴支承于壳体的输出轴一体化。

12.根据权利要求1或2所述的减速装置，其特征在于，

在输入板和与之对置的固定侧的壁面之间设置有限制该输入板的自转并且允许公转的自转限制机构。