CN110249157A - 滚珠减速器 - Google Patents
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Abstract
【技术问题】提供一种滚珠减速器,其结构简单,加工工时少。【解决手段】滚珠减速器(1)具有:偏心圆板凸轮(4),其与输入侧旋转体(2、3)一体地转动;摆动体(5),其通过偏心圆板凸轮(4)进行摆动;多个滚珠(6),其由摆动体5进行支承;固定部件(7),其位于摆动体(5)的径向外侧;第一输出侧旋转体(8A),其与固定部件(7)的一个侧面对置;第二输出侧旋转体(8B),其与固定部件(7)的另一侧面对置,并固定于第一输出侧旋转体(8A)。在固定部件(7)形成多个将滚珠(6)沿径向引导的径向槽(38)。在第一输出侧旋转体(8A)与第二输出侧旋转体(8B),跨越形成沿周向以波状引导滚珠(6)的波形槽(40)。波形槽(40)的波的波峰的槽深在第一输出侧旋转体(8A)与第二输出侧旋转体(8B)侧交替地比波的波谷深。
Description
技术领域
本发明涉及为了使旋转减速并传递而使用的滚珠减速器。
背景技术
以往,滚珠减速器与齿轮减速装置相比,因为小型且能得到较大的减速比,所以,在各种机械(例如工业用机器人、转向角可变式转向装置等)的动力传递部中使用。
图35是表示上述现有的滚珠减速器100的图。需要说明的是,图35(a)是现有的滚珠减速器100的纵向剖视图,图35(b)是沿图35(a)的A26-A26线切割而表示的滚珠减速器100的剖视图。
如图35所示,滚珠减速器100在形成于输入轴101的偏心凸轮102的外周侧,经由轴承103安装有偏心旋转板104,偏心旋转板104通过偏心凸轮102被偏心驱动。另外,该滚珠减速器100中,与未图示的输出轴连结的输出侧旋转体105分别配置在偏心旋转板104的径向内侧的两侧,输入轴101在输出侧旋转体105的内周侧,经由轴承106可相对转动地被支承。另外,该滚珠减速器100中,固定于工业用机器人的一部分等的固定部件107,经由滚珠108,分别配置在偏心旋转板104的径向外侧的两侧,输出侧旋转体105在固定部件107的内周侧,经由轴承110可转动地被支承。而且,被偏心旋转板104与固定部件107夹持的滚珠108可滚动地与在偏心旋转板104的侧面形成的第一波形槽(由外摆线曲线形成的第一摆线槽)111与在固定部件107的内侧面(与偏心旋转板104对置的侧面)所形成的第二波形槽(由内摆线曲线形成的第二摆线槽)112卡合,连结偏心旋转板104与固定部件107。需要说明的是,第二波形槽112的波数形成得比第一波形槽111的波数多两个波。
另外,输出侧旋转体105经由偏心吸收机构113,与偏心旋转板104连结。偏心吸收机构113使偏心旋转板104能够相对于输出侧旋转体105进行偏心运动(是吸收偏心旋转板104的偏心的机构),将偏心旋转板104的旋转向输出侧旋转体105传递。该偏心吸收机构113由安装在偏心旋转板104与输出侧旋转体105之间的多个滚珠114、可滚动地收纳该滚珠114的偏心旋转板104的驱动环状槽115、以及输出侧旋转体105的从动环状槽116构成。驱动环状槽115及从动环状槽116考虑偏心凸轮102的偏心量来确定形状及大小,容许滚珠114在偏心旋转板104相对于输入轴101的旋转中心进行偏心旋转时移动,使输出侧旋转体105能够经由滚珠114,与偏心旋转板104一体地转动(参照专利文献1)。
上述现有的滚珠减速器100虽然在例如使偏心旋转板104的第一波形槽111的波数为N-2、使固定部件107的第二波形槽112的波数为N的情况下,当输入轴101通过未图示的电动机等被旋转驱动时,偏心旋转板104通过输入轴101的偏心凸轮102被偏心驱动,输出侧旋转体105经由偏心吸收机构113而与偏心旋转板104成为一体而进行旋转,但输出侧旋转体105相对于输入轴101的一个旋转,则为-2/(N-2)个旋转(在与输入轴101的旋转方向相反的方向进行2/(N-2)个旋转)。即,现有的滚珠减速器100在偏心旋转板104的第一波形槽111的波数为N-2、固定部件107的第二波形槽112的波数为N的情况下,减速比为2/(N-2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开平5-10400号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而,在图35所示的现有的滚珠减速器100中,在偏心旋转板104的两侧面分别形成有第一波形槽111,在分别配置于偏心旋转板104的两侧的固定部件107的内侧面形成有第二波形槽112,所以,必须在总计四个侧面(四个位置)高精度地形成波形槽111、111、112、112,存在加工工时增多之类的问题。
另外,在图35所示的现有的滚珠减速器100中,因为使偏心旋转板104与输出侧旋转体105一体地转动,所以,输出侧旋转体105经由偏心吸收机构113而与偏心旋转板104连结,存在结构复杂、并且加工工时增多之类的问题。
因此,本发明的目的在于提供一种结构简单、且加工工时少的滚珠减速器。
用于解决技术问题的技术方案
本发明涉及使输入侧旋转体(2、3)的旋转减速并向输出侧旋转体8传递的滚珠减速器1。本发明的滚珠减速器1具有:偏心圆板凸轮4,其与所述输入侧旋转体(2、3)一体地转动;摆动体5,其可相对转动地与所述偏心圆板凸轮4的外周侧嵌合,通过所述偏心圆板凸轮4而被摆动;滚珠6,其沿所述摆动体5的外周面5b配置多个;固定部件7,其将所述摆动体5可摆动地收纳于径向内侧,并且固定于被固定部件;第一输出侧旋转体8A,其与所述摆动体5及所述固定部件7的一个侧面对置而配置,可相对转动地支承于所述输入侧旋转体(2、3);第二输出侧旋转体8B,其与所述摆动体5及所述固定部件7的另一侧面对置而配置,可一体转动地固定于所述第一输出侧旋转体8A,并且可相对转动地支承于所述输入侧旋转体(2、3),与所述第一输出侧旋转体8A一起构成所述输出侧旋转体8。并且,所述摆动体5的外周面5b是与所述偏心圆板凸轮4的中心4a同心的圆筒面。另外,在所述固定部件7中,在与所述输入侧旋转体(2、3)的旋转中心2a正交的虚拟平面上,当将从所述旋转中心2a放射状地延伸的方向作为径向时,与所述滚珠6的个数相同地形成在所述径向可滑动地引导所述滚珠6的径向槽38,并且所述径向槽38的径向内端成为使所述滚珠6可出入的开口端。另外,所述第一输出侧旋转体8A具有与所述固定部件7的一个侧面对置的第
一侧面部32。另外,所述第二输出侧旋转体8B具有与所述固定部件7的另一侧面对置的第二侧面部41。另外,在所述第一侧面部32及所述第二侧面部41中,在所述虚拟平面上,当将沿着以所述旋转中心2a为中心的虚拟圆的外缘的方向作为周向时,形成有沿着所述周向以波状引导所述滚珠6的环状波形槽40、56、60。
发明的效果
本发明的滚珠减速器因为只在与摆动体及固定部件对置的第一输出侧旋转体的第一侧面部和第二输出侧旋转体的第二侧面部两个位置形成波形槽,所以,与在四个侧面分别形成波形槽的现有例相比,能够减少加工工时。另外,在本发明的滚珠减速器中,因为摆动体相对于输出侧旋转体(第一输出侧旋转体、第二输出侧旋转体)及固定部件独立并能够摆动,所以,不需要用来使输出侧旋转体与摆动体一体地转动的复杂机构,能够简化结构,减少加工工时。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的滚珠减速器的纵向剖视图。
图2是表示本发明第一实施方式的滚珠减速器的输入轴(输入侧旋转体)的图,图2(a)是输入轴的主视图(表示前端面的图),图2(b)是输入轴的侧视图,图2(c)是表示输入轴的后端面的图。
图3是表示本发明第一实施方式的滚珠减速器的盖体(キャップ)(输入侧旋转体)的图,图3(a)是盖体的主视图,图3(b)是沿图3(a)的A1-A1线切割而表示的盖体的剖视图,图3(c)是盖体的后视图。
图4是表示本发明第一实施方式的滚珠减速器的摆动体的图,图4(a)是摆动体的主视图,图4(b)是沿图4(a)的A2-A2线切割而表示的摆动体的剖视图。
图5是表示本发明第一实施方式的滚珠减速器的固定部件的图,图5(a)是固定部件的主视图,图5(b)是沿图5(a)的A3-A3线切割而表示的固定部件的剖视图。
图6是表示本发明第一实施方式的滚珠减速器的第一输出侧旋转体的图,图6(a)是第一输出侧旋转体的主视图,图6(b)是沿图6(a)的A4-A4线切割而表示的第一输出侧旋转体的剖视图。
图7是表示本发明第一实施方式的滚珠减速器的第二输出侧旋转体的图,图7(a)是第二输出侧旋转体的主视图,图7(b)是沿图7(a)的A5-A5线切割而表示的第二输出侧旋转体的剖视图。
图8是简化表示本发明第一实施方式的滚珠减速器的波形槽的立体图。
图9是表示滚珠在波形槽内滚动时滚珠的滚动轨迹的图,图9(a)是滚珠的滚动轨迹的俯视图,图9(b)是在沿图9(a)的A6-A6线切割而表示的虚拟剖面上将滚动轨迹的波进行投影而表示的图。
图10(a)是用来说明波形槽的第一变形例的图,图10(b)是用来说明波形槽的第二变形例的图。
图11是本发明的第二实施方式的滚珠减速器的纵向剖视图。
图12(a)是第一输出侧旋转体的主视图,图12(b)是沿图12(a)的A7-A7线切割而表示的第一输出侧旋转体的剖视图。
图13(a)是第二输出侧旋转体的主视图,图13(b)是沿图13(a)的A8-A8线切割而表示的第二输出侧旋转体的剖视图。
图14是本发明的第三实施方式的滚珠减速器的纵向剖视图。
图15是拆下本发明第三实施方式的滚珠减速器的盖体及第二输出侧旋转体而表示的主视图。
图16是表示本发明第三实施方式的滚珠减速器的输入轴(输入侧旋转体)的图,图16(a)是输入轴的主视图(表示前端面的图),图16(b)是输入轴的侧视图,图16(c)是沿图16(a)的A9-A9线切割而表示的剖视图。
图17是表示本发明第三实施方式的滚珠减速器的盖体(输入侧旋转体)的图,图17(a)是盖体的主视图,图17(b)是盖体的侧视图,图17(c)是沿图17(a)的A10-A10线切割而表示的盖体的剖视图。
图18是表示本发明第三实施方式的滚珠减速器的摆动体的图,图18(a)是摆动体的主视图,图18(b)是沿图18(a)的A11-A11线切割而表示的摆动体的剖视图。
图19是表示本发明第三实施方式的滚珠减速器的固定部件的图,图19(a)是固定部件的主视图,图19(b)是沿图19(a)的A12-A12线切割而表示的固定部件的剖视图。
图20是表示本发明第三实施方式的滚珠减速器的第一输出侧旋转体的图,图20(a)是第一输出侧旋转体的主视图,图20(b)是第一输出侧旋转体的侧视图,图20(c)是沿图20(a)的A13-A13线切割而表示的第一输出侧旋转体的剖视图。
图21是表示本发明第三实施方式的滚珠减速器的第二输出侧旋转体的图,图21(a)是第二输出侧旋转体的主视图,图21(b)是第二输出侧旋转体的侧视图,图21(c)是沿图21(a)的A14-A14线切割而表示的第二输出侧旋转体的剖视图。
图22是表示在本发明第三实施方式的滚珠减速器的波形槽内滚动的滚珠的滚动轨迹的图,图22(a)是滚珠的滚动轨迹的俯视图,图22(b)是在沿图22(a)的A15-A15线切割而表示的虚拟剖面上将滚动轨迹的波进行投影而表示的图,图22(c)是放大表示图22(b)的滚珠的滚动轨迹的图。
图23是表示本发明第三实施方式的滚珠减速器的波形槽的特征的图,图23(a)是表示滚珠位于滚珠的滚动轨迹中的波峰的状态的图,图23(b)是在与图23(a)的A16-A16线对应的位置上切割滚珠减速器时的圆筒剖视图。
图24是表示本发明第三实施方式的滚珠减速器的波形槽的特征的图,图24(a)是表示滚珠位于滚珠的滚动轨迹中的波峰与波谷的中间位置的状态的图,图24(b)是在与图24(a)的A17-A17线对应的位置上切割滚珠减速器时的圆筒剖视图。
图25(a)是表示本发明第三实施方式的第一变形例的滚珠的滚动轨迹的图(与图22(c)对应的图),图25(b)是表示本发明第三实施方式的第二变形例的滚珠的滚动轨迹的图(与图22(c)对应的图)。
图26是表示本发明第四实施方式的滚珠减速器的图,图26(a)是滚珠减速器的主视图,图26(b)是滚珠减速器的侧视图。
图27是沿图26(a)的A18-A18线切割而表示的滚珠减速器的剖视图。
图28是拆下本发明第四实施方式的滚珠减速器的盖体及第二输出侧旋转体而表示的主视图。
图29是表示本发明第四实施方式的滚珠减速器的输入轴(输入侧旋转体)的图,图29(a)是输入轴的主视图(表示前端面的图),图29(b)是输入轴的侧视图,图29(c)是输入轴的后视图(表示后端面的图),图29(d)是沿图29(a)的A19-A19线切割而表示的剖视图。
图30是表示本发明第四实施方式的滚珠减速器的盖体(输入侧旋转体)的图,图30(a)是盖体的主视图,图30(b)是盖体的侧视图,图30(c)是盖体的后视图,图30(d)是沿图30(a)的A20-A20线切割而表示的盖体的剖视图。
图31是表示本发明第四实施方式的滚珠减速器的摆动体的图,图31(a)是摆动体的主视图,图31(b)是摆动体的侧视图,图31(c)是摆动体的后视图,图31(d)是表示将相同形状的摆动体5A、5B背对背组合的状态的侧视图,图31(e)是沿图31(a)的A21-A21线切割而表示的摆动体的剖视图,图31(f)是图31(b)的B1部的放大图。
图32是表示本发明第四实施方式的滚珠减速器的固定部件的图,图32(a)是固定部件的主视图,图32(b)是固定部件的侧视图,图32(c)是固定部件的后视图,图32(d)是沿图32(a)的A22-A22线切割而表示的固定部件的剖视图,图32(e)是图32(a)的B2部的放大图,图32(f)是沿图32(e)的A23-A23线切割而表示的剖视图。
图33是表示本发明第四实施方式的滚珠减速器的第一输出侧旋转体的图,图33(a)是形成有第一输出侧旋转体的波形槽的主视图,图33(b)是第一输出侧旋转体的侧视图,图33(c)是沿图33(a)的A24-A24线切割而表示的第一输出侧旋转体的剖视图,图33(d)是第一输出侧旋转体的后视图。
图34是表示本发明第四实施方式的滚珠减速器的第二输出侧旋转体的图,图34(a)是形成有第二输出侧旋转体的波形槽的主视图,图34(b)是第二输出侧旋转体的侧视图,图34(c)是沿图34(a)的A25-A25线切割而表示的第二输出侧旋转体的剖视图,图34(d)是第二输出侧旋转体的后视图。
图35是表示现有的滚珠减速器的图,图35(a)是滚珠减速器的纵向剖视图,图35(b)是沿图35(a)的A26-A26线切割而表示的剖视图。
具体实施方式
图1是本发明的第一实施方式的滚珠减速器1的纵向剖视图。如图1所示,本实施方式的滚珠减速器1由输入轴(输入侧旋转体)2、盖体(输入侧旋转体)3、偏心圆板凸轮4、摆动体5、多个滚珠(钢球)6、固定部件7、以及输出侧旋转体8(第一输出侧旋转体8A、第二输出侧旋转体8B)等构成。
如图1及图2所示,输入轴2经由第一轴承10,转动自如地支承第一输出侧旋转体8A,通过未图示的电动机等进行旋转驱动。该输入轴2中,直径大于轴主体部11的凸状部12与轴主体部11相邻而形成,与该凸状部12相邻而形成轴承支承部13,在该轴承支承部13安装有第一轴承10,将第一轴承10保持在第一输出侧旋转体8A的轴承孔14的内周侧突起15与凸状部12之间。另外,该输入轴2在比轴承支承部13靠近轴前端侧且与轴承支承部13相邻的位置上形成偏心圆板凸轮4。该偏心圆板凸轮4是其中心4a位于相对于输入轴2的旋转中心2a(轴主体部11的旋转中心11a)只偏心偏心量(e)的位置的偏心轴部,围绕输入轴2的旋转中心2a与输入轴2成为一体并进行偏心旋转。而且,在偏心圆板凸轮4的外周侧,经由第二轴承16,可相对转动地安装有摆动体5。另外,输入轴2形成有安装盖体3的前端轴部17。该前端轴部17的旋转中心与输入轴2的旋转中心2a同心,嵌合在盖体3的轴孔18中,前端面17a抵靠在盖体3的轴孔18内突出的止动突起20上。另外,在输入轴2的前端轴部17形成与用来固定盖体3的螺栓21的螺丝轴部21a螺合的螺丝孔(内螺纹)22。需要说明的是,在以下的说明中,在考虑与输入轴2的旋转中心2a正交的虚拟平面的情况下,径向是指在该虚拟平面上从旋转中心2a放射状地延伸的方向。另外,在考虑与输入轴2的旋转中心2a正交的虚拟平面的情况下,周向是指沿着以输入轴2的旋转中心2a为中心的虚拟圆的外缘的方向。
如图1及图3所示,盖体3由螺栓21固定在输入轴2的前端轴部17,与输入轴2一起构成输入侧旋转体,形成为旋转中心3a与输入轴2的旋转中心2a一致。该盖体3形成有:在沿着旋转中心3a的一端侧(图3(b)的右端侧)开口的轴孔18、在沿着旋转中心3a的另一端侧(图3(b)的左端侧)开口的螺栓头部收纳孔23、以及连通螺栓头部收纳孔23与轴孔18的螺栓轴部插通孔24。另外,该盖体3在圆筒状的外周面3b的一端侧形成环状的轴承挡板25,安装于外周面3b的第三轴承26的侧面抵靠于轴承挡板25,以在第二输出侧旋转体8B的轴承孔27内的内周侧突起28与轴承挡板25之间保持第三轴承26。需要说明的是,盖体3中,轴孔18的旋转中心及外周面3b的旋转中心与盖体3的旋转中心3a同心。
如图1及图4所示,摆动体5通过偏心圆板凸轮4可被摆动地形成为圆板状,其中心的轴承孔30与第二轴承16的外周面嵌合,由第二轴承16进行支承,使之与偏心圆板凸轮4可相对转动。该摆动体5的中心5a与偏心圆板凸轮4的中心4a同心形成,外周面5b是与偏心圆板凸轮4的中心4a同心的圆筒面,在外周面5b可滚动地支承多个滚珠6。另外,摆动体5中,在轴承孔30的径向外侧,沿周向等间隔地形成8处贯通孔31。该摆动体5的贯通孔31具有间隙地卡合有在第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32形成的连结突起33,形成为摆动体5即使通过偏心圆板凸轮4进行摆动时也与连结突起33不接触的大小。
如图1及图5所示,固定部件7的正面侧的形状为大致四边形状,在中心部形成有摆动体收纳孔34。该固定部件7具有:沿着外缘而形成的固定框部35、以及在该固定框部35的径向内侧形成的径向槽形成圆板部36。而且,固定部件7中,在固定框部35的四角形成螺栓孔37,在该四个位置的螺栓孔37中插入固定用螺栓(未图示),使之在未图示的被固定部件(例如机械框架或机器人手臂)由固定用螺栓进行固定。该固定部件7以摆动体收纳孔34的中心34a与输入轴2的旋转中心2a同心的方式固定于被固定部件。而且,在固定部件7的摆动体收纳孔34可摆动地收纳有摆动体5。另外,该固定部件7中,沿周向等间隔地形成多个(当波形槽40的波数为N时,则为(N+1)/3处)从摆动体收纳孔34的内周面34b沿径向延伸的径向槽38。该径向槽38的径向内端是滚珠6可出入的开口端,槽宽形成得比滚珠6的直径稍大,槽长(径向长度)形成为考虑了摆动体5的摆动量(偏心圆板凸轮4的偏心量e)的长度,使在摆动体5的外周面5b支承的滚珠6沿径向滑动。另外,该固定部件7中,径向槽形成圆板部36的板厚形成得小于滚珠6的直径,在使与径向槽38卡合的滚珠6的中心与径向槽形成圆板部36的板厚方向中心位置一致的情况下,滚珠6在径向槽形成圆板部36的两侧均等地突出,使该径向槽38内的滚珠6可滚动地卡合在形成于输出侧旋转体8的波形槽40中。上述固定部件7的径向槽30在偏心圆板凸轮4旋转一次、使摆动体5只摆动相当于一个行程的量时,能够使滚珠6在径向只滚动对应于摆动体5的摆动量的量。需要说明的是,在本实施方式中,固定部件7的径向槽形成圆板部36的板厚与摆动体5的板厚为相同尺寸。
如图1及图6所示,第一输出侧旋转体8A具有位于与摆动体5的两侧面5c、5d中的一个侧面5c、以及固定部件7的径向槽形成圆板部36的两侧面36a、36b中的一个侧面36a对置的位置的第一侧面部32。另外,第一输出侧旋转体8A形成有将安装于输入轴2的第一轴承10进行收纳的轴承孔14,使第一轴承10的外部轨道的侧面抵靠在在轴承孔14的端部形成的内周侧突起15上。该第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32在周向上等间隔地形成多个(8处)用来连结固定第二输出侧旋转体8B的连结突起33。该连结突起33贯通摆动体5的贯通孔31,与在第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41上形成的连结突起收纳凹部42嵌合。而且,在该连结突起33形成用来由螺栓43固定第二输出侧旋转体8B的螺丝孔(内螺纹)44。另外,第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32中,在相邻的连结突起33、33之间形成有接触逃逸凹部45,在该接触逃逸凹部45内适当容纳润滑油等润滑剂。另外,第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32中,在连结突起33及接触逃逸凹部45的径向外侧形成有波形槽40。
如图1及图7所示,第二输出侧旋转体8B具有位于与摆动体5的两侧面5c、5d中的另一侧面5d、以及固定部件7的径向槽形成圆板部36的两侧面36a、36b中的另一侧面36b对置的位置的第二侧面部41。该第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41中,在与第一输出侧旋转体8A的连结突起33对置的位置上形成与连结突起33嵌合的与连结突起33相同数量的连结突起收纳凹部42。另外,第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41中,在相邻的连结突起收纳凹部42、42之间形成有接触逃逸凹部46,在该接触逃逸凹部46内适当容纳润滑油等润滑剂。另外,第二输出侧旋转体8B形成有将安装于盖体3的第三轴承26进行收纳的轴承孔27,使第三轴承26的外部轨道的侧面抵靠在在轴承孔27的端部形成的内周侧突起28上。另外,第二输出侧旋转体8B中,在第二侧面部41侧的径向内端侧形成避免与第二轴承16接触的避开孔47。另外,第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41中,在连结突起收纳凹部42及接触逃逸凹部46的径向外侧形成有波形槽40。另外,第二输出侧旋转体8B中,在与第一输出侧旋转体8A的连结突起33对置的位置上形成有在位于第二侧面部41的相反一侧的侧面48侧开口的螺栓头收纳凹部50,并且形成连通螺栓头收纳凹部50与连结突起收纳凹部42的螺栓孔51。而且,该第二输出侧旋转体8B中,插入螺栓头收纳凹部50及螺栓孔51的螺栓43的螺丝轴部43a与第一输出侧旋转体8A的连结突起33的螺丝孔44螺合,固定在第一输出侧旋转体8A上,与第一输出侧旋转体8A成为一体,从而构成输出侧旋转体8。需要说明的是,该第二输出侧旋转体8B中,在位于第二侧面部41的相反一侧的侧面48侧、且比螺栓头收纳凹部50更靠近径向内侧的位置上,沿周向形成有多个螺丝孔52,通过第二输出侧旋转体8B进行转动的未图示的被旋转部件由螺合于多个螺丝孔52的未图示的多个螺栓进行固定。
如图1、图6、图7、以及图8所示,波形槽40跨越第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32和第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41而形成,偶数个(N=50)波围绕输入轴2的旋转中心2a连续并形成为环状,与在固定部件的(N+1)/3处(17处)的径向槽38中收纳的滚珠6可滚动地卡合。该波形槽40在将位于波的径向内端的部分作为波谷40a、将位于波的径向外端的部分作为波峰40b时,波谷40a跨越第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32和第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41而形成,第奇数个波的波峰40b的槽深在第一侧面部32和第二侧面部41的任意另一侧形成得比在第一侧面部32和第二侧面部41的任意一侧深,第偶数个波的波峰40b的槽深在第一侧面部32和第二侧面部41的任意一侧形成得比在第一侧面部32和第二侧面部41的任意另一侧深,槽深形成为从波谷40a向波峰40b渐增。即,该波形槽40为与锯的“锯齿(齿动)”(あさり(歯振))相似的形状。关于上述的与第一输出侧旋转体8A的波形槽40和第二输出侧旋转体8B的波形槽40、以及固定部件7的径向槽38卡合的滚珠6,在径向槽38内沿径向移动时,通过三维形成的波形槽40,在沿着输入轴2的旋转中心2a的方向上也移动。需要说明的是,波形槽40虽然如上所述,跨越第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32和第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41而形成,但在将第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B固定时,通过对第一输出侧旋转体8A的定位槽53与第二输出侧旋转体8B的定位槽54进行位置配合(参照图1、图6、以及图7),第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B在高精度定位的状态下被固定,所以,在第一输出侧旋转体8A侧的波形槽40与第二输出侧旋转体8B侧的波形槽40不会发生错位,能够高精度地形成。
图9是表示在使滚珠6在波形槽40内滚动时的滚珠6的滚动轨迹55的图。需要说明的是,图9(a)是滚珠6的滚动轨迹55的俯视图(在与输入轴2的旋转中心2a正交的虚拟平面上投影的滚动轨迹55)。另外,图9(b)是在沿图9(a)的A6-A6线切割而表示的虚拟剖面上、将相邻的滚动轨迹的波W1、W2进行投影而表示的图。而且,该图9所示的滚珠6的滚动轨迹55表示波形槽40的槽形状。另外,在图9中,R表示径向,Z表示沿着输入轴2的旋转中心2a的方向。
如该图9所示,在滚珠6的滚动轨迹55中,相邻的滚动轨迹55的波W1、W2中的第一波W1随着从波形槽40的波谷40a朝向波峰40b,在-Z方向以一定的比例倾斜。另外,滚动轨迹55的第二波W2随着从波形槽40的波谷40a朝向波峰40b,在+Z方向以一定的比例倾斜。而且,第一波W1向-Z方向的移动量与第二波W2向+Z方向的移动量相同。需要说明的是,例如形成滚动轨迹55的第一波W1的波形槽40形成为,与波峰40b对应的部分在第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32侧变深。相对于该第一波W1,形成滚动轨迹55的第二波W2的波形槽40形成为,与波峰40b对应的部分在第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41侧变深。
图10(a)是表示波形槽40的第一变形例的图,是与图9(b)对应的图。在该图10(a)所示的滚珠6的滚动轨迹55中,相邻的滚动轨迹55的波W1、W2中的第一波W1随着从波形槽40的波谷40a朝向波峰40b(随着从径向内朝向径向外),向-Z方向的移动比例增加。另外,滚动轨迹55的第二波W2随着从波形槽40的波谷40a朝向波峰40b(随着从径向内朝向径向外),向+Z方向的移动比例增加。波形槽40也可以形成为产生图10(a)所示的滚珠6的滚动轨迹55。
图10(b)是表示波形槽40的第二变形例的图,是与图9(b)对应的图。在该图10(b)所示的滚珠6的滚动轨迹55中,相邻的滚动轨迹55的波W1、W2中的第一波W1随着从波形槽40的波谷40a朝向波峰40b(随着从径向内朝向径向外),向-Z方向的移动比例减少。另外,滚动轨迹55的第二波W2随着从波形槽40的波谷40a朝向波峰40b(从径向内朝向径向外),向+Z方向的移动比例减少。波形槽40也可以形成为产生图10(b)所示的滚珠6的滚动轨迹55。
如上所述的本实施方式的滚珠减速器1在输入轴2与偏心圆板凸轮4成为一体而进行一次旋转时,只使摆动体5摆动相当于偏心圆板凸轮4的偏心量(e)的两倍尺寸(2e),由摆动体5的外周面5b支承的滚珠6在固定部件7的径向槽38内进行一次往复。此时,输出侧旋转体8(第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B)因为滚珠6在固定部件7的径向槽38内沿第一侧面部32及第二侧面部41的径向移动,所以,相对于固定部件7转动相当于波形槽40的一个波的量。因此,因为本实施方式的滚珠减速器1的波形槽40的波数是N,径向槽38的槽数是(N+1)/3,所以,相对于输入轴2的一次旋转,输出侧旋转体8向与输入轴2相反的方向旋转1/N。需要说明的是,如图5及图8所示,本实施方式的滚珠减速器1例示了输出侧旋转体8的波形槽40的波数(N)是50、固定部件7的径向槽38的槽数(N+1)/3是17的情况。因此,本实施方式的滚珠减速器1将输入轴2的旋转减速为1/50(1/N),并向输出侧旋转体8传递。
如上所述构成的本实施方式的滚珠减速器1因为只在与摆动体5及固定部件7对置的第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32及第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41的两个位置形成波形槽40,所以,与在四个位置分别形成波形槽111、111、112、112的现有例的滚珠减速器100相比(参照图35),能够减少加工工时。另外,本实施方式的滚珠减速器1因为摆动体5相对于固定部件7及输出侧旋转体8(第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B)独立并能够摆动,所以,不需要设置用来使摆动体5与输出侧旋转体8一体地转动的复杂机构(例如,图35所示的现有例的滚珠减速器100的偏心吸收机构113、113),能够简化结构,减少加工工时。
另外,本实施方式的滚珠减速器1中,因为滚珠6位于径向槽38与波形槽40交叉的位置,所以,与滚珠108同时与偏心旋转板104的第一波形槽111的槽壁和固定部件107的第二波形槽112的槽壁接触而构成的现有的滚珠减速器100相比较(参照图35),容易进行径向槽38及波形槽40的加工,并且容易进行摆动体5、固定部件7、以及输出侧旋转体8(第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B)等的组装作业。
另外,本实施方式的滚珠减速器1与在第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32和第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41以均匀的槽深形成波形槽40的情况相比较,因为增加了对扭矩传递具有较大贡献的波形槽40的波峰40b的槽深,所以,波形槽40的波峰40b及其附近与滚珠6的卡合量增大,能够增大可传递的扭矩。
另外,本实施方式的滚珠减速器1中,因为相对于波形槽40的波数(N),径向槽38的槽数是(N+1)/3且收纳于径向槽38的滚珠6的个数是(N+1)/3,所以,与径向槽38的槽数是(N+1)且收纳于径向槽38的滚珠的个数是(N+1)的情况相比较,能够减轻相当于减少的滚珠6的个数的重量。
另外,本实施方式的滚珠减速器1中,因为相对于波形槽40的波数(N),径向槽38的槽数是(N+1)/3,收纳于径向槽38的滚珠6的个数是(N+1)/3,所以,能够增大滚珠6,与减少了滚珠6的数量无关,而能够传递较大的扭矩。
另外,本实施方式的滚珠减速器1中,因为在第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B形成了多个用来减小与摆动体5的接触面积来降低接触阻力的接触逃逸凹部45、46,所以,能够有效地进行动力传递。需要说明的是,本实施方式的滚珠减速器1中,在第一输出侧旋转体8A的接触逃逸凹部45及第二输出侧旋转体8B的接触逃逸凹部46内填充了润滑油的情况下,能够降低作用于第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B与摆动体5之间的润滑油的粘性阻力,所以,能够降低因润滑油的粘性阻力而引起的能量损失,能够有效地进行动力传递。
另外,本实施方式的滚珠减速器1中,在输出侧旋转体8(第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B)的波形槽40的波数是N的情况下,减速比为1/N,能够比图35所示的现有例的滚珠减速器100增大减速比。
【第一实施方式的第一变形例】
本实施方式的滚珠减速器1虽然例示了输出侧旋转体8(第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B)的波形槽40的波数(N)是50波、固定部件7的径向槽38的槽数(N+1)/3是17槽、滚珠5的个数是17个的情况,但不限于此,也可以以波形槽40的波数(N)是偶数(2的倍数)、且径向槽38的槽数((N+1)/3)是自然数为条件,来确定波形槽40的波数(N)、径向槽38的槽数(N+1)/3、以及滚珠6的个数,改变减速比。需要说明的是,只要不有损于滚珠减速器1的顺畅的旋转传递,滚珠6也可以配置得比径向槽38的槽数少。
【第一实施方式的第二变形例】
另外,本实施方式的滚珠减速器1例示了输出侧旋转体8(第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B)的波形槽40的波数(N)是50波、固定部件7的径向槽38的槽数(N+1)/3是17槽、滚珠6的个数是17个的情况,但不限于此,也可以以波形槽40的波数(N)是偶数(2的倍数)、且径向槽38的槽数((N+1)/3)是自然数为条件,来确定波形槽40的波数(N)、径向槽38的槽数(N+1)/3、以及滚珠6的个数,改变减速比。例如,也可以应用在使输出侧旋转体8的波形槽40的波数(N)为46、固定部件7的径向槽38的槽数((N-1)/3)为15、滚珠6的个数((N-1)/3)为15的情况下。上述第二变形例的滚珠减速器1中,相对于输入轴2的一次旋转,输出侧旋转体8在与输入轴2相同的旋转方向上旋转1/N。需要说明的是,只要不有损于滚珠减速器1的顺畅的旋转传递,滚珠6也可以配置得比径向槽38的槽数少。
【第二实施方式】
图11至图13是用来说明本发明的第二实施方式的滚珠减速器1的图。需要说明的是,图11是本发明的第二实施方式的滚珠减速器1的纵向剖视图。图12(a)是第一输出侧旋转体8A的主视图,图12(b)是沿图12(a)的A7-A7线切割而表示的第一输出侧旋转体8A的剖视图。另外,图13(a)是第二输出侧旋转体8B的主视图,图13(b)是沿图13(a)的A8-A8切割而表示的第二输出侧旋转体8B的剖视图。
如图11至图13所示,本实施方式的滚珠减速器1中,虽然第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B的波形槽56的形状与第一实施方式的滚珠减速器1的第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B的波形槽40槽形状不同,但其它结构与第一实施方式的滚珠减速器1相同。因此,本实施方式的滚珠减速器1对与第一实施方式的滚珠减速器1相同的结构部分使用相同的标记,省略与第一实施方式的滚珠减速器1的说明重复的说明。
本实施方式的滚珠减速器1的波形槽56跨越第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32及第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41而形成。而且,波形槽56中的第一输出侧旋转体8A侧的第一波形槽部分56A与第二输出侧旋转体8B侧的第二波形槽部分56B的平面形状及槽深相同,形成为将一方描绘为另一方的形状。另外,第一输出侧旋转体8A侧的第一波形槽部分56A和第二输出侧旋转体8B侧的第二波形槽部分56B与第一实施方式的滚珠减速器1的波形槽40不同,槽深形成为一定。需要说明的是,本实施方式的滚珠减速器1与第一实施方式的滚珠减速器1相同,例示了波形槽56的波数(第一输出侧旋转体8A的第一波形槽部分56A及第二输出侧旋转体8B的第二波形槽部分56B的波数)是50波、固定部件7的径向槽38的槽数((N+1)/3)是17槽、滚珠6的个数是17个的情况。然而,本实施方式的滚珠减速器1与第一实施方式的滚珠减速器1不同,波形槽56的波数N不限于偶数,也可以使波形槽56的波数N为奇数,使径向槽38的槽数为(N+1)槽、(N-1)槽、((N+1)/2)槽、或者((N-1)/2)槽。
以上述方式构成的本实施方式的滚珠减速器1因为只在第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32及第二输出侧旋转体8B的第二侧面部两个位置形成波形槽56(在第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32形成波形槽56中的第一波形槽部分56A,在第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41形成波形槽56中的第二波形槽部分56B),所以,与在四个位置分别形成波形槽111、111、112、112的现有例的滚珠减速器100相比较(参照图35),能够减少加工工时。另外,本实施方式的滚珠减速器1因为摆动体5相对于固定部件7及输出侧旋转体8(第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B)独立并能够摆动,所以,不需要设置用来使摆动体5与输出侧旋转体8一体地转动的复杂机构(例如图35所示的现有例的滚珠减速器100的偏心吸收机构113、113),插入能够简化结构,减少加工工时。
另外,本实施方式的滚珠减速器1中,因为滚珠6位于径向槽38与波形槽56交叉的位置,所以,与使滚珠108同时与偏心旋转板104的第一波形槽111的槽壁和固定部件107的第二波形槽112的槽壁接触而构成的现有的滚珠减速器100相比较(参照图35),容易进行径向槽38及波形槽56的加工,并且容易进行摆动体5、固定部件7、以及输出侧旋转体8(第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B)等的组装作业。
【第三实施方式】
图14是本发明的第三实施方式的滚珠减速器1的纵向剖视图。如该图14所示,本实施方式的滚珠减速器1由输入轴(输入侧旋转体)2、盖体(输入侧旋转体)3、偏心圆板凸轮4、摆动体5、多个滚珠(钢球)6、固定部件7、以及输出侧旋转体8(第一输出侧旋转体8A、第二输出侧旋转体8B)等构成。另外,图15是拆下盖体3、第二输出侧旋转体8B、以及摆动体5等而表示的滚珠减速器1的主视图。
如图14至图16所示,输入轴2经由第一轴承10,转动自如地支承第一输出侧旋转体8A,由未图示的电动机等旋转驱动。该输入轴2中,直径大于轴主体部11的凸状部12与轴主体部11相邻而形成,与该凸状部12相邻而形成轴承支承部13,在该轴承支承部13安装有第一轴承10,将第一轴承10保持在第一输出侧旋转体8A的轴承孔14的内周侧突起15与凸状部12之间。另外,该输入轴2在比轴承支承部13靠近轴前端侧且与轴承支承部13相邻的位置形成偏心圆板凸轮4。该偏心圆板凸轮4是其中心4a位于相对于输入轴2的旋转中心2a(轴主体部11的旋转中心11a)只偏心偏心量(e)的位置的偏心轴部,围绕输入轴2的旋转中心2a,与输入轴2成为一体而进行偏心旋转。而且,在偏心圆板凸轮4的外周侧,经由第二轴承16可相对转动地安装有摆动体5。另外,输入轴2形成有安装盖体3的前端轴部17。该前端轴部17的旋转中心与输入轴2的旋转中心2a同心,嵌合在盖体3的轴孔18中,前端面17a抵靠在盖体3的轴孔18内突出的止动突起20上。另外,在输入轴2的前端轴部17形成与用来固定盖体3的螺栓21的螺丝轴部21a螺合的螺丝孔(内螺纹)22。
如图14及图17所示,盖体3由螺栓21固定在输入轴2的前端轴部17,与输入轴2一起构成输入侧旋转体,形成为旋转中心3a与输入轴2的旋转中心2a一致。该盖体3形成有:在沿着旋转中心3a的一端侧(图17(c)的右端侧)开口的轴孔18、在沿着旋转中心3a的另一端侧(图17(c)的左端侧)开口的螺栓头部收纳孔23、以及连通螺栓头部收纳孔23与轴孔18的螺栓轴部插通孔24。另外,该盖体3中,在圆筒状的外周面3b的左端侧形成有环状的轴承挡板25,在外周面3b安装的第三轴承26的侧面抵靠在轴承挡板25上,以在第二输出侧旋转体8B的轴承孔27内的内周侧突起28与轴承挡板25之间保持第三轴承26。需要说明的是,盖体3中,轴孔18的旋转中心及外周面3b的旋转中心与盖体3的旋转中心3a同心。另外,盖体3的外周面3b的外径形成为与输入轴2的轴承支承部13的外径相同尺寸。而且,在盖体3的外周面3b安装的第三轴承26使用与在输入轴2的轴承支承部13安装的第一轴承10相同的部件。
如图14及图18所示,摆动体5为了通过偏心圆板凸轮4进行摆动而形成为圆板状,中心的轴承孔30与第二轴承16的外周面嵌合,由第二轴承16进行支承,以与偏心圆板凸轮4能够进行相对转动。该摆动体5的中心5a形成为与偏心圆板凸轮4的中心4a同心,外周面5b是与偏心圆板凸轮4的中心4a同心的圆筒面,在外周面5b可滚动地支承多个滚珠6。另外,摆动体5中,在轴承孔30的径向外侧,沿周向等间隔地形成4处第一贯通孔31a。该摆动体5的第一贯通孔31a具有间隙地卡合有在第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32形成的连结突起33a,并且形成为即使在由偏心圆板凸轮4使摆动体5摆动时也不与连结突起33a接触的大小。另外,摆动体5在轴承孔30的径向外侧,沿周向等间隔地形成4处第二贯通孔31b。该摆动体5的第二贯通孔31b具有间隙地卡合有在第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41形成的连结突起33b,并且形成为即使在由偏心圆板凸轮4使摆动体5摆动时也不与连结突起33b接触的大小。而且,第一贯通孔31a与第二贯通孔31b交替且等间隔地进行配置。
如图14、图15及图19所示,固定部件7的正面侧的形状为大致四边形状,在中心部形成有摆动体收纳孔34。该固定部件7具有:沿着外缘而形成的固定框部35、以及在该固定框部35的径向内侧形成的径向槽形成圆板部36。而且,固定部件7中,在固定框部35的四角形成螺栓孔37,在该四个位置的螺栓孔37中插入固定用螺栓(未图示),使之在未图示的被固定部件(例如机械框架或机器人手臂)由固定用螺栓进行固定。该固定部件7以摆动体收纳孔34的中心34a与输入轴2的旋转中心2a同心的方式固定于被固定部件。而且,在固定部件7的摆动体收纳孔34可摆动地收纳有摆动体5。另外,该固定部件7中,沿周向等间隔地形成多个(当波形槽60的波数为N时,则为(N+1))从摆动体收纳孔34的内周面34b沿径向延伸的径向槽38。该径向槽38的径向内端是滚珠6可出入的开口端,槽宽形成得比滚珠6的直径稍大,槽长(径向长度)形成为考虑了摆动体5的摆动量(偏心圆板凸轮4的偏心量e)的长度,使在摆动体5的外周面5b支承的滚珠6沿径向滑动。另外,该固定部件7中,径向槽形成圆板部36的板厚形成得小于滚珠6的直径,在使与径向槽38卡合的滚珠6的中心与径向槽形成圆板部36的板厚方向中心位置一致的情况下,滚珠6在径向槽形成圆板部36的两侧均等地突出,使该径向槽38内的滚珠6可滚动地卡合在形成于输出侧旋转体8的波形槽60中。上述固定部件7的径向槽30在偏心圆板凸轮4旋转一次、使摆动体5只摆动相当于一个行程的量时,能够使滚珠6在径向只滚动对应于摆动体5的摆动量的量。需要说明的是,在本实施方式中,固定部件7的径向槽形成圆板部36的板厚与位于摆动体5的径向外端侧的滚珠支承部5e的板厚相同尺寸。
如图14及图20所示,第一输出侧旋转体8A具有位于与摆动体5的两侧面5c、5d中的一个侧面5c、以及固定部件7的径向槽形成圆板部36的两侧面36a、36b中的一个侧面36a对置的位置的第一侧面部32。另外,第一输出侧旋转体8A形成有将安装于输入轴2的第一轴承10进行收纳的轴承孔14,使第一轴承10的外部轨道的侧面抵靠在在轴承孔14的端部形成的内周侧突起15上。该第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32上,在周向等间隔地形成多个(4处)用来连结固定第二输出侧旋转体8B的连结突起33a。该连结突起33a贯通摆动体5的贯通孔31a,并嵌合在在第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41形成的连结突起收纳凹部42b中。另外,该第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32中,在周向等间隔地形成多个(4处)用来连结固定第二输出侧旋转体8B的连结突起收纳凹部42a。该连结突起收纳凹部42a嵌合有贯通摆动体5的贯通孔31b而延伸的在第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41形成的连结突起33b。另外,第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32中,在连结突起33a及连结突起收纳凹部42a的径向外侧形成有波形槽60。另外,在该第一输出侧旋转体8A的背面侧(位于第一侧面部32的相反一侧的面侧),沿比连结突起33a更靠径向内侧位置的周向,等间隔地形成4处用来固定被旋转部件的螺丝孔52。另外,第一输出侧旋转体8A中,在径向外端的一个位置形成用来对第二输出侧旋转体8B进行高精度定位并固定的定位槽53。需要说明的是,连结突起33a与连结突起收纳凹部42a的结构、以及用来将第二输出侧旋转体8B利用螺栓(未图示)固定在第一输出侧旋转体8A的结构与图1及图11所示的滚珠减速器1的结构相同。
如图14及图21所示,第二输出侧旋转体8B具有位于与摆动体5的两侧面5c、5d中的另一侧面5d、以及固定部件7的径向槽形成圆板部36的两侧面36a、36b中的另一侧面36b对置的位置的第二侧面部41。该第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41中,在与第一输出侧旋转体8A的连结突起33a对置的位置上形成与连结突起33a相同数量的、与连结突起33a嵌合的连结突起收纳凹部42b。另外,该第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41中,在与第一输出侧旋转体8A的连结突起收纳凹部42a对置的位置上,形成与连结突起收纳凹部42a相同数量的、嵌合于连结突起收纳凹部42a的连结突起33b。另外,第二输出侧旋转体8B形成有将安装于盖体3的第三轴承26进行收纳的轴承孔27,使第三轴承26的外部轨道的侧面抵靠在在轴承孔27的端部形成的内周侧突起28上。另外,第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41中,在连结突起
33b及连结突起收纳凹部42b的径向外侧形成有波形槽60。另外,在该第二输出侧旋转体8B的背面侧(位于与第二侧面部41相反一侧的面侧),沿比连结突起33b更靠径向内侧位置的周向等间隔地形成4处用来固定被旋转部件的螺丝孔52。另外,第二输出侧旋转体8B中,在与第一输出侧旋转体8A的定位槽53对应的位置(径向外端的一个位置)形成用来对第一输出侧旋转体8A进行高精度定位并固定的定位槽54。上述第二输出侧旋转体8B中,第二侧面部41俯视观察的形状(图21(a)所示的形状)与第一输出侧旋转体8A俯视观察的形状(图20(a)所示的形状)相同。另外,第二输出侧旋转体8B中,纵向剖面形状(图20(c)所示的剖面形状)与第一输出侧旋转体8A的纵向剖面形状(图21(c)所示的剖面形状)相同。需要说明的是,连结突起33b和连结突起收纳凹部42b的结构、以及用来利用螺栓(未图示)将第二输出侧旋转体8B固定于第一输出侧旋转体8A的结构与图1及图11所示的滚珠减速器1的结构相同。
如图14、图20、以及图21所示,波形槽60跨越第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32与第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41而形成,偶数个(N=50)波围绕输入轴2的旋转中心2a连续而形成为环状,与在固定部件的(N+1)处(51处)的径向槽38收纳的滚珠6可滚动地卡合。该波形槽60中,在将位于波的径向内端的部分作为波谷60a、将位于波的径向外端的部分作为波峰60b时,波谷60a及波峰60b均等地跨越第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32与第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41而形成,使第一侧面部32与第二侧面部41的波谷60a及波峰60b的槽深相同而形成。另外,如图20(a)所示,该波形槽60中,在观察第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32的情况下,随着从中心线61上的波谷60a朝向右邻的波峰60b,槽深在渐减后渐增,随着从波峰60b朝向右邻的波谷60a,槽深在渐增后渐减。另外,如图21(a)所示,波形槽60中,在观察与第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32对置的第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41的情况下,随着从中心线61上的波谷60a朝向左邻的波峰60b,槽深在渐增后渐减,随着从波峰60b朝向左邻的波谷60a,槽深在渐减后渐增。即,跨越第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32与第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41而形成的波形槽60沿着第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B的周向,螺旋状地引导滚珠6。因此,关于上述跨越第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B而形成的波形槽60、以及在固定部件7的径向槽38中卡合的滚珠6,在径向槽38内沿着径向移动时,通过三维形成的波形槽60,在沿着输入轴2的旋转中心2a的方向上也移动。需要说明的是,波形槽60虽然如上所述,跨越第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32与第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41而形成,但在将第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B固定时,通过使第一输出侧旋转体8A的定位槽53与第二输出侧旋转体8B的定位槽54位置配合(参照图14、图20、以及图21),在高精度定位的状态下固定第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B,所以,在第一输出侧旋转体8A侧的波形槽60与第二输出侧旋转体8B侧的波形槽60不会产生错位,能够高精度地形成。另外,波形槽60也可以沿第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B的周向,以右旋的螺旋状引导滚珠6、或左旋的螺旋状引导滚珠6。
图22是表示使滚珠6在波形槽60内滚动时的滚珠6的滚动轨迹62的图。需要说明的是,图22(a)是滚珠6的滚动轨迹62的俯视图(在与输入轴2的旋转中心2a正交的虚拟平面上投影的滚动轨迹62)。另外,图22(b)是在沿图22(a)的A15-A15线切割而表示的虚拟截面上、将滚动轨迹62的相邻的波W1、W2进行投影而表示的图。另外,图22(c)是放大表示图22(b)的滚珠的滚动轨迹的图。而且,该图22所示的滚珠6的滚动轨迹62表示了波形槽60的槽形状。另外,在图22中,R表示径向,Z表示沿着输入轴2的旋转中心2a的方向。
如该图22所示,沿波形槽60移动的滚珠6的滚动轨迹62描绘出以R方向为长轴的椭圆形状,滚珠6的中心在波形槽60的波谷60a与波峰60b(滚动轨迹62的波谷62a与波峰62b)位于第一侧面部32与第二侧面部41之间的中间,随着从第一波W1的波谷62a朝向第一波W1的波峰62b,向+Z方向的移动量渐增后渐减,随着从第一波W1的波峰62b朝向相邻的第二波W2的波谷62a,向-Z方向的移动量渐增
后渐减。而且,滚珠6的滚动轨迹62中,向+Z方向的移动量与向-Z方向的移动量相同。上述滚珠6的滚动轨迹62由跨越第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B而形成的波形槽60形成。
图23及图24是表示本实施方式的滚珠减速器1的波形槽60的特征的图。需要说明的是,图23(a)是表示滚珠6位于滚珠6的滚动轨迹62中的波峰62b的状态的图(滚动轨迹62的一部分俯视图),图23(b)是将滚珠减速器1在与图23(a)的A16-A16线对应的位置进行切割后的圆筒剖视图。另外,图24(a)是表示滚珠6位于滚珠6的滚动轨迹62中的波峰62b与波谷62a的中间位置的状态的图(滚动轨迹62的一部分俯视图),图24(b)是将滚珠减速器1在与图24(a)的A17-A17线对应的位置进行切割后的圆筒剖视图。
如图23所示,本实施方式的滚珠减速器1中,滚珠6的滚动轨迹62的波峰62b位于图22(c)的椭圆形状的滚动轨迹62的长轴一端,波形槽60在第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B为相同的槽深(距离第一侧面部32的槽深与距离第二侧面部41的槽深相同),在第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B上,在相邻的滚珠6、6之间形成有相同棱部高度h1的棱部63。需要说明的是,本实施方式的滚珠减速器1中,滚珠6的滚动轨迹62的波谷62a的圆筒剖视图与图23(b)相同。
另外,如图24所示,本实施方式的滚珠减速器1中,滚珠6的滚动轨迹62的波峰62b与波谷62a的中间位置对应于图22(c)的椭圆形状的滚动轨迹62的短轴位置,波形槽60在第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B上为相同的槽深(距离第一侧面部32的槽深与距离第二侧面部41的槽深相同),在第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B上,在相邻的滚珠6、6之间形成有相同棱部高度h2的棱部63。
如上述图23及图24所示,本实施方式的滚珠减速器1中,因为与滚珠6卡合的波形槽60在第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B形成为螺旋状(参照图22),所以,在波形槽60的波谷60a的位置、波形槽60的波谷60a与波峰60b的中间位置、以及波形槽60的波峰60b的位置的任一位置上,在相邻的滚珠6、6之间都形成可防止棘齿的、具有足够棱部高度h1、h2的棱部63。
如上所述构成的本实施方式的滚珠减速器1中,因为只在第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32及第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41的两个位置形成波形槽60,所以,与在四个位置分别形成波形槽111、111、112、112的现有例的滚珠减速器100相比较(参照图35),能够减少加工工时。另外,本实施方式的滚珠减速器1中,因为摆动体5相对于固定部件7及输出侧旋转体8(第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B)独立并能够摆动,所以,不需要设置用来使摆动体5与输出侧旋转体8一体地转动的复杂机构(例如图35所示的现有例的滚珠减速器100的偏心吸收机构113、113),能够简化结构,减少加工工时。
另外,本实施方式的滚珠减速器1中,因为滚珠6位于径向槽38与波形槽60交叉的位置,所以,与使滚珠108同时与偏心旋转板104的第一波形槽111的槽壁和固定部件107的第二波形槽112的槽壁接触的现有的滚珠减速器100相比(参照图35),容易进行径向槽38及波形槽60的加工,并且容易进行摆动体5、固定部件7、以及输出侧旋转体8(第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B)等的组装作业。
另外,如图14、图20、以及图21所示,本实施方式的滚珠减速器1中,因为第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B是相同的形状,所以,能够共用配件(第一输出侧旋转体8A、第二输出侧旋转体8B、第一轴承10、以及第三轴承26),从而能够降低配件成本。
本实施方式的滚珠减速器1的技术思想也可以应用在第一实施方式的滚珠减速器1及第二实施方式的滚珠减速器1中。
即,第一实施方式的滚珠减速器1中,通过使第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B为相同的形状,能够共用配件(第一输出侧旋转体8A、第二输出侧旋转体8B、第一轴承10、以及第三轴承26),从而降低配件成本。需要说明的是,在该情况下,例如,通过使图6所示的第一实施方式的第一输出侧旋转体8A的波形槽40的位置位于相对于定位槽54只旋转相当于1/2波的角度的位置,能够使第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B为相同的形状。
另外,第二实施方式的滚珠减速器1中,通过使第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B为相同的形状,能够共用配件(第一输出侧旋转体8A、第二输出侧旋转体8B、第一轴承10、以及第三轴承26),从而降低配件成本。
【第三实施方式的第一变形例】
图25(a)是表示滚珠6的滚动轨迹62的第一变形例的图,是与图22(c)对应的图。该图25(a)所示的滚珠6的滚动轨迹62是使一对圆弧64、64彼此相对的大致椭圆形状,是以沿Z轴方向延伸的中心线65为对称轴的线对称形状,并且是以沿R方向延伸的中心线66为对称轴的线对称形状。本实施方式的滚珠减速器1的波形槽60也可以形成为产生图25(a)所示的滚珠6的滚动轨迹62。
【第三实施方式的第二变形例】
图25(b)是表示滚珠6的滚动轨迹62的第二变形例的图,是与图22(c)对应的图。该图25(b)所示的滚珠6的滚动轨迹62是使一对将图25(a)的圆弧64的两端侧作为直线67、67的类圆弧形状彼此相对的大致椭圆形状,是以沿Z轴向延伸的中心线65为对称轴的线对称形状,并且是以沿R方向延伸的中心线66为对称轴的线对称形状。本实施方式的滚珠减速器1的波形槽60也可以形成为产生图25(b)所示的滚珠6的滚动轨迹62。
【第四实施方式】
图26及图27是表示本发明的第四实施方式的滚珠减速器1的图。需要说明的是,图26(a)是滚珠减速器1的主视图,图26(b)是滚珠减速器1的侧视图。另外,图27是沿图26(a)的A18-A18线切割而表示的滚珠减速器1的剖视图。
【整体构造】
如图26及图27所示,本实施方式的滚珠减速器1由输入轴(输入侧旋转体)2、盖体(输入侧旋转体)3、偏心圆板凸轮4、摆动体5(第一摆动体5A、第二摆动体5B)、多个滚珠(钢球)6、固定部件7、以及输出侧旋转体8(第一输出侧旋转体8A、第二输出侧旋转体8B)等构成。另外,图27是拆下盖体3、以及第二输出侧旋转体8B等而表示的滚珠减速器1的主视图。
【输入轴】
如图26至图29所示,输入轴2经由第一轴承10,转动自如地支承第一输出侧旋转体8A,通过未图示的电动机等进行旋转驱动。该输入轴2中,直径大于轴主体部11的凸状部12与轴主体部11相邻而形成,与该凸状部12相邻而形成轴承支承部13,在该轴承支承部13安装有第一轴承10,将第一轴承10保持在第一输出侧旋转体8A的轴承孔14的内周侧突起15与凸状部12之间。另外,该输入轴2在比轴承支承部13靠近轴前端侧且与轴承支承部13相邻的位置上形成偏心圆板凸轮4。该偏心圆板凸轮4是其中心4a位于相对于输入轴2的旋转中心2a(轴主体部11的旋转中心11a)只偏心偏心量(e)的位置的偏心轴部,围绕输入轴2的旋转中心2a与输入轴2成为一体并进行偏心旋转。而且,在偏心圆板凸轮4的外周侧,经由第二轴承16,可相对转动地安装有摆动体5。另外,输入轴2形成有安装盖体3的前端轴部17。该前端轴部17的旋转中心与输入轴2的旋转中心2a同心,嵌合在盖体3的轴孔18中,前端面17a抵靠在盖体3的轴孔18内突出的止动突起20上。另外,在输入轴2的前端轴部17形成与用来固定盖体3的螺栓21的螺丝轴部21a螺合的螺丝孔(内螺纹)22。
【盖体】
如图26、图27、以及图30所示,盖体3由螺栓21固定在输入轴2的前端轴部17,与输入轴2一起构成输入侧旋转体,形成为旋转中心3a与输入轴2的旋转中心2a一致。该盖体3形成有:在沿着旋转中心3a的一端侧(图30(d)的右端侧)开口的轴孔18、在沿着旋转中心3a的另一端侧(图30(d)的左端侧)开口的螺栓头部收纳孔23、以及连通螺栓头部收纳孔23与轴孔18的螺栓轴部插通孔24。另外,该盖体3在圆筒状的外周面3b的左端侧形成环状的轴承挡板25,安装于外周面3b的第三轴承26的侧面抵靠于轴承挡板25,以在第二输出侧旋转体8B的轴承孔27内的内周侧突起28与轴承挡板25之间保持第三轴承26。需要说明的是,盖体3中,轴孔18的旋转中心及外周面3b的旋转中心与盖体3的旋转中心3a同心。另外,盖体3的外周面3b的外径形成为与输入轴2的轴承支承部13的外径相同的尺寸。而且,在盖体3的外周面3b安装的第三轴承26使用与在输入轴2的轴承支承部13安装的第一轴承10相同的部件。另外,该盖体3中,在轴承定位台阶部3c与输入轴2的轴承定位台阶部2b之间,以定位的状态保持第二轴承16。
【摆动体】
如图27及图31所示,摆动体5通过相同形状的第一摆动体5A与第二摆动体5B背对背组合而构成。而且,该摆动体5的外周端侧分支为第一前端部5f(第一摆动体5A的外周侧前端部)与第二前端部5g(第二摆动体5B的外周侧前端部)两支,第一前端部5f可滑动地卡合在固定部件7的一个侧面侧,第二前端部5g可滑动地卡合在固定部件7的另一侧面侧。第一摆动体5A为了通过偏心圆板凸轮4进行摆动而形成为圆板状,中心的轴承孔30与第二轴承16的外周面嵌合,由第二轴承16进行支承,可与偏心圆板凸轮4进行相对转动。该第一摆动体5A形成为其中心5a与偏心圆板凸轮4的中心4a同心,外周面5b是与偏心圆板凸轮4的中心4a同心的圆筒面,在外周面5b可滚动地支承多个滚珠6。另外,第一摆动体5A中,在轴承孔30的径向外侧,沿周向等间隔地形成有10处贯通孔31。该第一摆动体5A的贯通孔31具有间隙地卡合有在第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32形成的连结突起33a以及在第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41形成的连结突起33b,并且形成为第一摆动体5A通过偏心圆板凸轮4进行摆动时也不与连结突起33a、33b接触的大小。另外,第一摆动体5A的第一前端部5f的外周面5b为可与滚珠5的外周面线接触的圆弧状的剖面形状(参照图31(f))。需要说明的是,第二摆动体5B因为是与第一摆动体5A相同的形状,所以,省略与第一摆动体5A的说明重复的说明。
【固定部件】
如图26、图27、图28、以及图32所示,固定部件7的正面侧的形状为大致四边形状,在中心部形成有摆动体收纳孔34。该固定部件7具有:沿着外缘而形成的固定框部35、以及在该固定框部35的径向内侧形成的径向槽形成圆板部36。而且,固定部件7中,在固定框部35的四角形成有螺栓孔37,在该四个位置的螺栓孔37中插入有固定用螺栓(未图示),由固定用螺栓固定在未图示的被固定部件(例如机械框架、或机器人的手臂)。该固定部件7以摆动体收纳孔34的中心34a与输入轴2的旋转中心2a同心的方式固定于被固定部件。而且,在该固定部件7的摆动体收纳孔34中可摆动地收纳有摆动体5(第一摆动体5A及第二摆动体5B)。在该固定部件7的一个侧面36a侧,对置地配置有摆动体5的第一前端部5f(第一摆动体5A的外周侧前端部)。另外,在固定部件7的另一侧面36b侧,对置地配置有摆动体5的第二前端部5g(第二摆动体5B的外周侧前端部)。
在固定部件7的径向槽形成圆板部36的一个侧面36a,沿周向等间隔地形成多个(当波形槽70的波数为N时,则为(N+1))沿径向延伸的长孔状的第一径向槽68。另外,在固定部件7的径向槽形成圆板部36的另一侧面36b,沿周向等间隔地形成多个(当波形槽70的波数为N时,则为(N+1))沿径向延伸的长孔状的第二径向槽71。而且,关于该第二径向槽71,在周向上将第一径向槽68只偏离1/2间距(当相邻的第一径向槽68、68间的角度为θ时,则为θ/2的角度)的位置,使第一径向槽68里外反转而形成,形成在与第一径向槽68相同的径向位置。上述第一径向槽68及第二径向槽71形成为槽深小于滚珠6的半径,槽剖面形状是半径与滚珠6的半径相同的圆弧形状,以滚珠6线接触的方式形成。另外,上述第一径向槽68及第二径向槽71的槽长(径向长度)形成为考虑了摆动体5的摆动量(偏心圆板凸轮4的偏心量e)的长度,使在摆动体5的外周面5b支承的滚珠6沿径向移动。另外,收纳于第一径向槽68的滚珠6可滚动地卡合在第一输出侧旋转体8A的波形槽70中。另外,收纳于第二径向槽71的滚珠6可滚动地卡合在第二输出侧旋转体8B的波形槽70中。在使偏心圆板凸轮4旋转一次、摆动体5摆动相当于一个行程的量时,上述固定部件7的第一径向槽68及第二径向槽71能够使滚珠6在径向上滚动与摆动体5的摆动量对应的量。
如上所述构成的固定部件7中,因为在径向槽形成圆板部36的一个侧面36a侧形成的第一径向槽68与在另一侧面36b侧形成的第二径向槽71在周向只偏离半个间距(θ/2的角度)的量,所以,与第一径向槽68和第二径向槽71形成在周向的同一位置的情况(在周向上未偏离形成的情况)相比,能够充分确保径向槽形成圆板部36的厚度,并且能够增加径向槽形成圆板部36的强度。另外,固定部件7中,因为
在一个侧面36a侧形成的第一径向槽68与在另一侧面36b侧形成的第二径向槽71在周向上只偏离半个间距的量,所以,与在周向的同一位置形成第一径向槽68和第二径向槽71的情况(周向上未偏离形成的情况)相比,能够维持径向槽形成圆板部36的强度相同,并且能够减薄径向槽形成圆板部36的厚度,实现轻量化。
【第一输出侧旋转体】
如图26、图27、以及图33所示,第一输出侧旋转体8A具有位于与摆动体5的两侧面5c、5d中的一个侧面5c、以及固定部件7的径向槽形成圆板部36的两侧面36a、36b中的另一侧面36a对置的位置的第一侧面部32。另外,第一输出侧旋转体8A中,形成有将安装于输入轴2的第一轴承10进行收纳的轴承孔14,使第一轴承10的外部轨道的侧面抵靠在在轴承孔14的端部形成的内周侧突起15上。该第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32中,在周向等间隔地形成多个(5处)用来连结固定第二输出侧旋转体8B的连结突起33a。该连结突起33a贯通摆动体5的贯通孔31,并与在第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41形成的连结突起收纳凹部42b嵌合。另外,该第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32中,在周向等间隔地形成多个(5处)用来连结固定第二输出侧旋转体8B的连结突起收纳凹部42a。在该连结突起收纳凹部42a中嵌合有贯通摆动体5的贯通孔31而延伸的在第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41形成的连结突起33b。连结突起33a与连结突起收纳凹部42a围绕第一输出侧旋转体8A的中心C1,交替且等间隔地进行配置。
另外,第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32中,在连结突起33a及连结突起收纳凹部42a的径向外侧形成有波形槽70。如图33(a)所示,该波形槽70连续50波而形成,在将波的径向内端作为波谷、将波的径向外端作为波峰时,形成为波的波峰位于通过第一输出侧旋转体8A的中心C1且与x方向平行的中心线72上。而且,一个连结突起33a和位于与该一个连结突起33a点对称(2回对称)的位置的一个连结突起收纳凹部42a相对于与中心线72正交的中心线73(通过第一输出侧旋转体8A的中心C1且与y方向平行的中心线),配置在中心线74上,该中心线74在左旋方向上偏离第一径向槽68的1/4间距的量(当相邻的第一径向槽68、68间的角度为θ时,则为θ/4的角度)。
另外,该第一输出侧旋转体8A中,在其背面侧(位于第一侧面部32的相反一侧的面侧),沿比连结突起33a更靠径向内侧位置的周向等间隔地形成4处用来固定被旋转部件的螺丝孔52。该螺丝孔52形成为在中心线74上配置一对,在与中心线74正交的中心线75上配置一对。
另外,在第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32中,比波形槽70更靠径向内侧的部分(正确地说是使摆动体5能够摆动的区域)将固定部件7的径向槽形成圆板部36、摆动体5的第一前端部5f、以及摆动体5的第二前端部5g收纳在与第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32与第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41之间。与此相对,在第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32中,比波形槽70更靠径向外侧的部分(正确地说是摆动体5的外周端未到达的区域)只将固定部件7的径向槽形成圆板部36收纳在第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32与第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41之间。因此,在第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32中,波形槽70因为在固定部件7的一个侧面36a侧形成的第一径向槽68的槽深小于滚珠6的半径,所以,能够使波峰侧的槽深大于滚珠6的半径。其结果是,第一输出侧旋转体8A在滚珠减速器1进行旋转传递时,能够有效防止最大的旋转扭矩所作用的波形槽70的波峰附近的棘齿。
【第二输出侧旋转体】
图34是表示第二输出侧旋转体8B的图。图34(a)所示的第二输出侧旋转体8B在将第一输出侧旋转体8A围绕图33(a)的中心线(反转基准中心线)72里外反转后,使第一输出侧旋转体8A围绕中心线73旋转180度,然后,以第一输出侧旋转体8A的中心C1为旋转中心,使第一输出侧旋转体8A在右旋方向上只旋转相当于第二径向槽71的1/2间距的(当相邻的径向槽71、71间的角度为θ时,则为θ/2)的角度,并且使用与第一输出侧旋转体相同形状的部件。该第二输出侧旋转体8B具有位于与摆动体5的两侧面5c、5d中的另一侧面5d、以及固定部件7的径向槽形成圆板部36的两侧面36a、36b中的另一侧面36b对置的位置的第二侧面部41。该第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41中,在与第一输出侧旋转体8a的连结突起33a对应的位置,形成有与连结突起33a相同数量的、与连结突起33a嵌合的连结突起收纳凹部42b。另外,该第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41中,在与第一输出侧旋转体8A的连结突起收纳凹部42a对应的位置,形成有与连结突起收纳凹部42a相同数量的、嵌合于连结突起收纳凹部42a的连结突起33b。另外,第二输出侧旋转体8B形成有将安装于盖体3的第三轴承26进行收纳的轴承孔27,使第三轴承26的外部轨道的侧面抵靠在在轴承孔27的端部形成的内周侧突起28上。另外,在该第二输出侧旋转体8B的背面侧(位于第二侧面部41的相反一侧的面侧),沿比连结突起33b更靠径向内侧位置的周向等间隔地形成4处用来固定被旋转部件的螺丝孔52。
另外,第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41中,在连结突起33b及连结突起收纳凹部42b的径向外侧形成有波形槽70。如图34(a)所示,该波形槽70为50波连续而形成,波的波峰位于从通过第二输出侧旋转体8B的中心C1且在与x方向平行的中心线72开始向右旋方向旋转θ/2的中心线76上。而且,一个连结突起33b、以及位于与该一个连结突起33b点对称的位置的一个连结突起收纳凹部42b配置在与中心线75正交的中心线74上。
需要说明的是,第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B通过在形成于第二输出侧旋转体8B的连结突起收纳凹部42b的螺栓孔77中插入的螺栓78的轴部78a与第一输出侧旋转体8A的连结突起33的内螺纹部80螺合、在形成于第一输出侧旋转体8A的连结突起收纳凹部42a的螺栓孔77中插入的螺栓78的轴部78a与第二输出侧旋转体8B的连结突起33b的内螺纹部80螺合而被固定。
另外,在第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41中,比波形槽70更靠径向内侧的部分(正确地说是能够使摆动体5摆动的区域)将固定部件7的径向槽形成圆板部36、摆动体5的第一前端部5f、以及摆动体5的第二前端部5g收纳在第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41与第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32之间。与此相对,在第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41中,比波形槽70更靠径向外侧的部分(正确地说是摆动体5的外周端未到达的区域)只将固定部件7的径向槽形成圆板部36收纳在第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41与第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32之间。因此,在第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41中,波形槽70因为在固定部件7的另一侧面36b侧形成的第二径向槽71的槽深小于滚珠6的半径,所以,能够使波峰侧的槽深大于滚珠6的半径。其结果是,第二输出侧旋转体8B在滚珠减速器1进行旋转传递时,能够有效地防止最大的旋转扭矩所作用的波形槽70的波峰附近的棘齿。
【工作状态】
如图27、图33、以及图34所示,本实施方式的滚珠减速器1在将第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B组合并固定的情况下,因为第一输出侧旋转体8A的波形槽70与第二输出侧旋转体8B的波形槽70以在周向偏离第一径向槽68(或者第二径向槽71)的半个间距(θ/2)的量的状态进行定位,所以,即使固定部件7的第一径向槽68与第二径向槽71在周向偏离半个间距(θ/2)的量而形成,也能够使固定部件7的第一径向槽68和第一输出侧旋转体8A的波形槽70的位置关系与固定部件7的第二径向槽71和第二输出侧旋转体8B的波形槽70的位置关系一致,能够顺畅地进行旋转传递。
【本实施方式的效果】
如上所述构成的本实施方式的滚珠减速器1中,因为只在第一输出侧旋转体8A的第一侧面部32及第二输出侧旋转体8B的第二侧面部41两个位置形成波形槽70,所以,与在四个位置分别形成波形槽111、111、112、112的现有例的滚珠减速器100相比(参照图35),能够减少加工工时。另外,本实施方式的滚珠减速器1中,因为摆动体5相对于固定部件7及输出侧旋转体8(第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B)独立并能够摆动,所以,不需要设置用来使摆动体5与输出侧旋转体8一体地转动的复杂机构(例如图35所示的现有例的滚珠减速器100的偏心吸收机构113、113),从而能够简化结构,减少加工工时。
另外,本实施方式的滚珠减速器1中,因为使滚珠6位于第一径向槽68与波形槽70交叉的位置、以及第二径向槽71与波形槽70交叉的位置,所以,与使滚珠108同时与偏心旋转板104的第一波形槽111的槽壁和固定部件107的第二波形槽112的槽壁接触而构成的现有的滚珠减速器100相比(参照图35),容易进行第一径向槽68、第二径向槽71、以及波形槽70的加工,并且容易地进行摆动体5、固定部件7、以及输出侧旋转体8(第一输出侧旋转体8A及第二输出侧旋转体8B)等的组装作业。
另外,本实施方式的滚珠减速器1中,因为第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B是相同的形状,所以,能够共用配件(第一输出侧旋转体8A、第二输出侧旋转体8B、第一轴承10、以及第三轴承26),从而能够降低配件成本。
【本实施方式的变形例】
需要说明的是,本实施方式的滚珠减速器1虽然将固定部件7的第一径向槽68与第二径向槽71沿周向偏离半个间距(θ/2)的量而形成,但不限于此,也可以将固定部件7的第一径向槽68与第二径向槽71形成在周向的同一位置。需要说明的是,在上述固定部件7的结构的情况下,第一输出侧旋转体8A的一个连结突起33a与位于与该一个连结突起33a点对称的位置的一个连结突起收纳凹部42a配置在中心线73(通过第一输出侧旋转体8A的中心C1且与y方向平行的中心线)上。
另外,本实施方式的滚珠减速器1中,虽然背对背将相同形状的第一摆动体5A与第二摆动体5B组合来构成摆动体5,但不限于此,也可以将摆动体5的整体一体地形成。
【第一至第四实施方式的变形例】
本发明的第一至第四实施方式的滚珠减速器1使用滚珠轴承、辊轴承、轴瓦等作为第一至第三轴承10、16、26。
另外,本发明的第一至第四实施方式的滚珠减速器1考虑了由金属形成整体(输入轴2、盖体3、摆动体5、固定部件7、第一输出侧旋转体8A、以及第二输出侧旋转体8B等)的情况、由合成树脂材料形成整体的一部分的情况、或者由合成树脂材料形成第一至第三轴承10、16、26及滚珠6以外的整体的情况。特别是由合成树脂材料形成第一至第三轴承10、16、26及滚珠6以外的整体的滚珠减速器1能够减轻重量,并且能够使产品价格低廉。另外,由合成树脂材料形成第一至第三轴承10、16、26及滚珠6以外的整体的滚珠减速器1能够降低与滚珠6的接触噪音(能够静音),并且能够抑制振动。除此以外,第三及第四实施方式的滚珠减速器1在由合成树脂材料形成第一至第三轴承10、16、26及滚珠6以外的整体的情况下,能够共用第一输出侧旋转体8A与第二输出侧旋转体8B,所以,注塑成型模具只要一个模具即可,从而能够降低制造成本。
【符号说明】
1 滚珠减速器
2 输入轴(输入侧旋转体)
2a 旋转中心
3 盖体(输入侧旋转体)
4 偏心圆板凸轮
4a 中心
5 摆动体
5b 外周面
6 滚珠
7 固定部件
8 输出侧旋转体
8A 第一输出侧旋转体
8B 第二输出侧旋转体
32 第一侧面部
38 径向槽
40、56、60 波形槽
40a、60a 波谷
40b、60b 波峰
41 第二侧面部
Claims (9)
1.一种滚珠减速器,其使输入侧旋转体的旋转减速并向输出侧旋转体传递,其特征在于,具有:
偏心圆板凸轮,其与所述输入侧旋转体一体地转动;
摆动体,其可相对转动地与所述偏心圆板凸轮的外周侧嵌合,通过所述偏心圆板凸轮而被摆动;
滚珠,其沿所述摆动体的外周面配置多个;
固定部件,其将所述摆动体可摆动地收纳在径向内侧,并且固定于被固定部件;
第一输出侧旋转体,其与所述摆动体及所述固定部件的一个侧面对置而配置,可相对转动地支承于所述输入侧旋转体;
第二输出侧旋转体,其与所述摆动体及所述固定部件的另一侧面对置而配置,可一体转动地固定于所述第一输出侧旋转体,并且可相对转动地支承于所述输入侧旋转体,与所述第一输出侧旋转体一起构成所述输出侧旋转体;
所述摆动体的外周面是与所述偏心圆板凸轮的中心同心的圆筒面,
在所述固定部件中,在与所述输入侧旋转体的旋转中心正交的虚拟平面上,当将从所述旋转中心放射状地延伸的方向作为径向时,形成与所述滚珠的个数相同的、将所述滚珠在所述径向可滑动地引导的径向槽,并且所述径向槽的径向内端成为使所述滚珠可出入的开口端,
所述第一输出侧旋转体具有与所述固定部件的一个侧面对置的第一侧面部,
所述第二输出侧旋转体具有与所述固定部件的另一侧面对置的第二侧面部,
在所述第一侧面部及所述第二侧面部中,在所述虚拟平面上,当将沿着以所述旋转中心为中心的虚拟圆的外缘的方向作为周向时,形成有沿着所述周向以波状引导所述滚珠的环状的波形槽。
2.如权利要求1所述的滚珠减速器,其特征在于,
所述波形槽为偶数个波连续而形成,当将波的径向内端作为波谷、将波的径向外端作为波峰时,所述波谷位于跨越所述第一侧面部与所述第二侧面部的位置,第奇数个波的波峰的槽深在所述第一侧面部与所述第二侧面部的任意另一侧比所述第一侧面部与所述第二侧面部的任意一侧形成得深,第偶数个波的所述波峰在所述第一侧面部与所述第二侧面部的任意一侧比所述第一侧面部与所述第二侧面部的任意另一侧形成得深,槽深从所述波谷朝向所述波峰渐增。
3.如权利要求2所述的滚珠减速器,其特征在于,
所述径向槽在所述波形槽的波的个数为N时,槽数是(N+1)/3,N是偶数,且(N+1)/3是自然数。
4.如权利要求2所述的滚珠减速器,其特征在于,
所述径向槽在所述波形槽的波的个数是N时,槽数是(N-1)/3,N是偶数,且(N-1)/3是自然数。
5.如权利要求1所述的滚珠减速器,其特征在于,
所述波形槽在将波的径向内端作为波谷、将波的径向外端作为波峰时,所述波谷与所述波峰的所述第一侧面部与所述第二侧面部的槽深相同,随着从所述波谷朝向所述波峰,所述第一侧面部与所述第二侧面部的任意一方的槽深在渐增后渐减,并且随着从所述波谷朝向所述波峰,所述第一侧面部与所述第二侧面部的任意另一方的槽深在渐减后渐增,随着从所述波峰朝向所述波谷,所述第一侧面部与所述第二侧面部的任意一方的槽深在渐减后渐增,并且随着从所述波峰朝向所述波谷,所述第一侧面部与所述第二侧面部的任意另一方的槽深在渐增后渐减。
6.如权利要求5所述的滚珠减速器,其特征在于,
所述波形槽在与所述虚拟平面正交且包括所述输入侧旋转体的旋转中心在内的虚拟剖面上投影的形状为椭圆形状或大致椭圆形状。
7.一种滚珠减速器,其将输入侧旋转体的旋转减速并向输出侧旋转体传递,特征在于,具有:
偏心圆板凸轮,其与所述输入侧旋转体一体地转动;
摆动体,其可相对转动地与所述偏心圆板凸轮的外周侧嵌合,通过所述偏心圆板凸轮而被摆动;
滚珠,其沿所述摆动体的外周面配置多个;
固定部件,其将所述摆动体可摆动地收纳在径向内侧,并且固定于被固定部件;
第一输出侧旋转体,其与所述摆动体及所述固定部件的一个侧面对置而配置,可相对转动地支承于所述输入侧旋转体;
第二输出侧旋转体,其与所述摆动体及所述固定部件的另一侧面对置而配置,可一体转动地固定于所述第一输出侧旋转体,并且可相对转动地支承于所述输入侧旋转体,与所述第一输出侧旋转体一起构成所述输出侧旋转体;
所述摆动体的外周面是与所述偏心圆板凸轮的中心同心的圆筒面,
所述固定部件在与所述输入侧旋转体的旋转中心正交的虚拟平面上,当将从所述旋转中心放射状地延伸的方向作为径向时,在所述一个侧面与所述另一侧面形成与所述滚珠的个数相同的、将所述滚珠在所述径向可滑动地引导的径向槽,
所述第一输出侧旋转体具有与所述固定部件的一个侧面对置的第一侧面部,
所述第二输出侧旋转体具有与所述固定部件的另一侧面对置的第二侧面部,
在所述第一侧面部及所述第二侧面部中,在所述虚拟平面上,当将沿着以所述旋转中心为中心的虚拟圆的外缘的方向作为周向时,形成将所述滚珠沿所述周向以波状引导的环状的波形槽。
8.如权利要求7所述的滚珠减速器,其特征在于,
在形成于所述固定部件的一个侧面的所述径向槽中收纳的所述滚珠卡合在在所述第一输出侧旋转体的第一侧面部形成的所述波形槽中,
在形成于所述固定部件的另一侧面的所述径向槽中收纳的所述滚珠卡合在在所述第二输出侧旋转体的第二侧面部形成的所述波形槽中,
在所述波形槽中,在将波的径向内端作为波谷、将波的径向外端作为波峰时,所述波峰的槽深大于所述滚珠的半径。
9.如权利要求7或8所述的滚珠减速器,其特征在于,
在所述摆动体中,外周端分支为第一前端部与第二前端部两支,
所述第一前端部与所述固定部件的一个侧面侧可滑动地卡合,
所述第二前端部与所述固定部件的另一侧面侧可滑动地卡合。
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JP4498816B2 (ja) | 偏心揺動型遊星歯車装置 |
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20190917 |