CN115523261A - 减速器和旋转装置 - Google Patents

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CN115523261A CN202210706866.9A CN202210706866A CN115523261A CN 115523261 A CN115523261 A CN 115523261A CN 202210706866 A CN202210706866 A CN 202210706866A CN 115523261 A CN115523261 A CN 115523261A
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input shaft
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中村江児
镰形州一
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Abstract

本发明提供一种减速器和旋转装置。本发明的一形态的减速器具备：齿轮架部(12)，其以能够旋转的方式设置于外筒(11)的内侧，固定于输出轴；输入轴(3)，其设置于驱动源；多个曲轴(13)，其以能够旋转的方式支承于齿轮架部(12)，并且，与输入轴(3)连接，具有相对于输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；摆动齿轮(14、16)，其与曲轴(13)的偏心部一起摆动旋转；多个正齿轮(20)，其与摆动齿轮(14、16)的摆动旋转一起旋转，与多个曲轴(13)分别同轴地设置；以及输入齿轮(30)，其设置于输入轴(3)，并且，与多个正齿轮(20)啮合，使多个正齿轮(20)同步旋转。输入齿轮(30)与正齿轮(20)啮合的齿数是6齿～8齿。

Description

减速器和旋转装置
技术领域
本发明涉及一种减速器和旋转装置。
背景技术
在例如产业用机器人、机床等中，在以能够转动的方式连结的一对臂的连结部分(关节部分)设置有用于驱动臂的马达单元。
马达单元具备马达和与马达连结起来的减速器。由此，由于马达的旋转而产生的马达扭矩由减速器减速并向臂输出。
在这样的产业用机器人等中，用于能与作业人员进行协作作业的机器人的减速器的开发正在推进(例如，参照专利文献1)。
在专利文献1中公开有具备多个正齿轮(传递齿轮)和输入齿轮(input gear)的减速器。输入齿轮与多个正齿轮分别啮合，使多个正齿轮同步旋转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2019-72842号公报
发明内容
发明要解决的问题
上述这样的产业用机器人设置于靠近作业人员的场所。因此，对产业用机器人要求使动作声音减小到作业人员不在意的程度。
然而，在用于产业用机器人这样的精密减速器的情况下，输入齿轮以比其他部位的速度高的速度旋转。因此，易于在输入齿轮(input gear)与多个正齿轮(传递齿轮)之间的啮合部分产生较大的噪音。因而，要求了该啮合部分的低噪音化。
本发明提供一种能够谋求从输入齿轮与多个传递齿轮之间的啮合部分产生的噪音的降低、能够达成较低的噪音水平的减速器和旋转装置。
用于解决问题的方案
(1)本发明的一形态的减速器具备：外筒，其形成有包围旋转轴线的多个内齿；齿轮架部，其以能够旋转的方式设置于所述外筒的内侧，固定于输出轴；输入轴，其设置于驱动源；多个曲轴，其以能够旋转的方式支承于所述齿轮架部，并且，与所述输入轴连接，具有相对于所述输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；摆动齿轮，其与所述多个曲轴的所述偏心部一起摆动旋转；多个传递齿轮，其与所述摆动齿轮的摆动旋转一起旋转，与所述多个曲轴分别同轴地设置；以及输入齿轮，其设置于所述输入轴，并且，与所述多个传递齿轮啮合，使所述多个传递齿轮同步旋转。所述输入齿轮与所述传递齿轮啮合的齿数是6齿～8齿。
通过如此构成，输入齿轮与传递齿轮啮合的齿数成为6齿～8齿。因而，能够谋求从输入齿轮与多个传递齿轮之间的啮合部分产生的噪音的降低。由此，能够适用已设置有多个传递齿轮的高齿，能够实现已达成较低的噪音水平的减速器。因而，例如，精密减速器向产业用机器人等的适用有效。
(2)本发明的另一形态的减速器具备：外筒，其形成有包围旋转轴线的多个内齿；齿轮架部，其以能够旋转的方式设置于所述外筒的内侧，固定于输出轴；输入轴，其设置于驱动源；多个曲轴，其以能够旋转的方式支承于所述齿轮架部，并且，与所述输入轴连接，具有相对于所述输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；摆动齿轮，其与所述多个曲轴的所述偏心部一起摆动旋转；多个传递齿轮，其与所述摆动齿轮的摆动旋转一起旋转，与所述多个曲轴分别同轴地设置；以及输入齿轮，其设置于所述输入轴，并且，与所述多个传递齿轮啮合，使所述多个传递齿轮同步旋转。所述输入齿轮和所述传递齿轮的齿顶高的系数是1.2以上且1.3以下，并且，齿根高的系数比1.25大且是1.55以下。
通过如此构成，输入齿轮和传递齿轮的齿顶高的系数设定成1.2以上且1.3以下，并且，齿根高的系数设定成比1.25大且设定成1.55以下。因而，能够谋求从输入齿轮与多个传递齿轮之间的啮合部分产生的噪音的降低。由此，能够适用已设置有多个传递齿轮的高齿，能够实现已达成较低的噪音水平的减速器。因而，例如，精密减速器向产业用机器人等的适用有效。
(3)期望的是，所述输入齿轮和所述传递齿轮的压力角是14.5°以上且20.0°以下，齿厚是3mm以上且30mm以下，并且，模数、即分度圆直径/齿数是0.8以上且3.0以下。
(4)本发明的另一形态的减速器具备：外筒，其形成有包围旋转轴线的多个内齿；齿轮架部，其以旋转的方式设置于所述外筒的内侧，固定于输出轴；输入轴，其设置于驱动源；多个曲轴，其以能够旋转的方式支承于所述齿轮架部，并且，与所述输入轴连接，具有相对于所述输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；摆动齿轮，其与所述多个曲轴的所述偏心部一起摆动旋转；多个传递齿轮，其与所述摆动齿轮的摆动旋转一起旋转，与所述多个曲轴分别同轴地设置；以及输入齿轮，其设置于所述输入轴，并且，与所述多个传递齿轮啮合，使所述多个传递齿轮同步旋转。所述输入齿轮与所述传递齿轮啮合的齿数是6齿～8齿。所述输入齿轮和所述传递齿轮的压力角是14.5°以上且20.0°以下，齿厚是3mm以上且30mm以下，并且，模数、即分度圆直径/齿数是0.8以上且3.0以下。
通过如此构成，输入齿轮与传递齿轮啮合的齿数成为6齿～8齿。因而，能够谋求从输入齿轮与多个传递齿轮之间的啮合部分产生的噪音的降低。由此，能够适用已设置有多个传递齿轮的高齿，能够实现已达成较低的噪音水平的减速器。因而，例如，精密减速器向产业用机器人等的适用有效。
而且，输入齿轮和传递齿轮的压力角设定成14.5°以上且20.0°以下，齿厚设定成3mm以上且30mm以下，并且，模数(分度圆直径/齿数)设定成0.8以上且3.0以下。因而，能够将从输入齿轮与多个传递齿轮之间的啮合部分产生的噪音抑制得更小。
(5)本发明的另一形态的减速器具备：外筒，其形成有包围旋转轴线的多个内齿；齿轮架部，其以能够旋转的方式设置于所述外筒的内侧，设置于输出轴；输入轴，其设置于驱动源；多个曲轴，其以能够旋转的方式支承于所述齿轮架部，并且，与所述输入轴连接，具有相对于所述输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；摆动齿轮，其与所述多个曲轴的所述偏心部一起摆动旋转；多个传递齿轮，其与所述摆动齿轮的摆动旋转一起旋转，与所述多个曲轴分别同轴地设置；以及输入齿轮，其设置于所述输入轴，并且，与所述多个传递齿轮啮合，使所述多个传递齿轮同步旋转。所述输入齿轮和所述传递齿轮的齿顶高的系数是1.2以上且1.3以下，并且，齿根高的系数比1.25大且是1.55以下。所述输入齿轮和所述传递齿轮是压力角是14.5°以上且20.0°以下，齿厚是3mm以上且30mm以下，并且，模数、即分度圆直径/齿数是0.8以上且3.0以下。
通过如此构成，输入齿轮和传递齿轮的齿顶高的系数设定成1.2以上且1.3以下，并且，齿根高的系数设定成比1.25大且设定成1.55以下。因而，能够谋求从输入齿轮与多个传递齿轮之间的啮合部分产生的噪音的降低。由此，能够适用已设置有多个传递齿轮的高齿，能够实现已达成较低的噪音水平的减速器。因而，例如，精密减速器向产业用机器人等的适用有效。
而且，输入齿轮和传递齿轮的压力角设定成14.5°以上且20.0°以下，齿厚设定成3mm以上且30mm以下，并且，模数(分度圆直径/齿数)设定成0.8以上且3.0以下。因而，能够将从输入齿轮与多个传递齿轮之间的啮合部分产生的噪音抑制得更小。
(6)本发明的一形态的旋转装置具备：装置主体；旋转体，其设置有作业头；马达，其设置于所述装置主体，利用驱动力使所述旋转体转动；以及减速器，其使所述马达的旋转减速。所述减速器具备：外筒，其形成有包围旋转轴线的多个内齿；齿轮架部，其以能够旋转的方式设置于所述外筒的内侧，固定于输出轴；输入轴，其设置于驱动源；多个曲轴，其以能够旋转的方式支承于所述齿轮架部，并且，与所述输入轴连接，具有相对于所述输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；摆动齿轮，其与所述多个曲轴的所述偏心部一起摆动旋转；多个传递齿轮，其与所述摆动齿轮的摆动旋转一起旋转，与所述多个曲轴分别同轴地设置；以及输入齿轮，其设置于所述输入轴，并且，与所述多个传递齿轮啮合，使所述多个传递齿轮同步旋转。所述输入齿轮与所述传递齿轮啮合的齿数是6齿～8齿。
通过如此构成，输入齿轮与传递齿轮啮合的齿数成为6齿～8齿。因而，能够谋求从输入齿轮与多个传递齿轮之间的啮合部分产生的噪音的降低。因此，精密减速器向产业用机器人等旋转装置的适用有效，该产业用机器人等旋转装置具备：装置主体；旋转体，其设置有作业头；马达，其设置于装置主体，利用驱动力使旋转体转动；以及减速器，其使马达的旋转减速。
(7)本发明的另一形态的旋转装置具备：装置主体；旋转体，其设置有作业头；马达，其设置于所述装置主体，利用驱动力使所述旋转体转动；以及减速器，其使所述马达的旋转减速。所述减速器具备：外筒，其形成有包围旋转轴线的多个内齿；齿轮架部，其以能够旋转的方式设置于所述外筒的内侧，固定于输出轴；输入轴，其设置于驱动源；多个曲轴，其以能够旋转的方式支承于所述齿轮架部，并且，与所述输入轴连接，具有相对于所述输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；摆动齿轮，其与所述多个曲轴的所述偏心部一起摆动旋转；多个传递齿轮，其与所述摆动齿轮的摆动旋转一起旋转，与所述多个曲轴分别同轴地设置；以及输入齿轮，其设置于所述输入轴，并且，与所述多个传递齿轮啮合，使所述多个传递齿轮同步旋转。所述输入齿轮和所述传递齿轮的齿顶高的系数是1.2以上且1.3以下，并且，齿根高的系数比1.25大且是1.55以下。
通过如此构成，输入齿轮和传递齿轮的齿顶高的系数设定成1.2以上且1.3以下，并且，齿根高的系数设定成比1.25大且设定成1.55以下。因而，能够谋求从输入齿轮与多个传递齿轮之间的啮合部分产生的噪音的降低。因此，精密减速器向产业用机器人等旋转装置的适用有效，该产业用机器人等旋转装置具备：装置主体；旋转体，其设置有作业头；马达，其设置于装置主体，利用驱动力使旋转体转动；以及减速器，其使马达的旋转减速。
发明的效果
根据上述的减速器和旋转装置，能够谋求从输入齿轮与多个传递齿轮之间的啮合部分产生的噪音的降低。因而，能够达成较低的噪音水平。
附图说明
图1是具备实施方式的减速器的产业用机器人的侧视图。
图2是实施方式的减速器的概略的主视图。
图3是实施方式的减速器的图2所示的I-I线剖视图。
图4是实施方式的减速器中的输入齿轮与正齿轮之间的啮合部的主要部分放大图。
图5是表示实施例和比较例的声压测定的结果的图。
附图标记说明
1、减速器；3、输入轴；11、外筒；12、齿轮架部；13、曲轴；14、第1摆动齿轮；16、第2摆动齿轮；20、20A、20B、20C、正齿轮(传递齿轮)；20a、外齿；30、输入齿轮(input gear)；100、产业用机器人(旋转装置)；110、基座(装置主体)；120、第1臂(旋转体)；130、第2臂(旋转体)；140、作业头；O1、轴线。
具体实施方式
基于附图说明本发明的实施方式。此外，在以下说明的各实施方式和变形例中，对通用部分标注同一附图标记，局部省略重复的说明。
图1是产业用机器人100的侧视图。在产业用机器人100中，将设置于带减速器的马达的减速器1用作驱动部。
本实施方式的产业用机器人100(旋转装置)是用于供给、输出、输送、以及装配例如精密设备等的零部件等作业的产业用机器人。产业用机器人100具备基座110(装置主体)、第1臂120(旋转体)、第2臂130(旋转体)、作业头140、以及末端执行器150。
在基座110连结有能够绕轴线O1转动的第1臂120。在第1臂120连结有能够绕与轴线O1平行的轴线转动的第2臂130。在第2臂130的顶端部设置有已连结有末端执行器150的作业头140。
在基座110的内部设置有伺服马达等马达160和使马达160的旋转减速的减速器1。第1臂120利用马达160的驱动力而转动。减速器1的输入轴3(随后论述的)与马达160的旋转轴连结。减速器1的输出轴与第1臂120连结。
由此，马达160的驱动力借助减速器1向第1臂120传递，从而第1臂120绕轴线O1在水平面内转动。
如图1所示，减速器1在产业用机器人100中设置于相对于基座110以能够转动的方式连结的第1臂120的连结部分(关节部分)。减速器1以预定的减速比使从作为动力源的马达160输入的马达扭矩减速并向输出轴侧输出。即，减速器1在作为第1构件的动力源与臂等机构部之间以预定的转速比转换转速并传递驱动力。
在本实施方式的说明中，将沿着减速器1的马达160的轴线O1(参照图1)的方向简称为轴向。将从轴向看来与轴线O1交叉的方向称为径向。将绕轴线O1回旋的方向称为周向。此外，对于轴向，将朝向对象物的内侧的一侧称为轴向内侧，将该轴向内侧的相反侧称为轴向外侧。还将驱动源与减速器1连接的一侧称为输入侧，将连接上述的臂等机构部的一侧称为输出侧。此外，机构部接受来自减速器1的输出。
图2是在轴线O1方向上从输入侧观察减速器1的概略的主视图。
如图2所示，减速器1具备相当于传递齿轮的3个正齿轮20(20A、20B、20C)和相当于输入齿轮的输入齿轮30。正齿轮20A、20B、20C分别形成为渐开线齿轮。同样地，输入齿轮30也形成为渐开线齿轮。
在图2中示出有作为输入齿轮30的旋转轴的轴线O1和3个正齿轮20A、20B、20C各自的传递轴线C1、C2、C3。传递轴线C1、C2、C3大致等间隔地配置于以轴线O1为中心的假想圆上。
输入齿轮30绕轴线O1旋转。第1正齿轮20A绕第1传递轴线C1旋转。第2正齿轮20B绕第2传递轴线C2旋转。第3正齿轮20C绕第3传递轴线C3旋转。多个(例如3个)正齿轮20和输入齿轮30暴露于减速器1的输入侧。
输入齿轮30与正齿轮20A、20B、20C分别啮合而传递驱动力。在输入齿轮30的顶端的外周面设置有外齿30a。外齿30a与各正齿轮20A、20B、20C的外齿20a啮合。
因而，通过输入齿轮30绕轴线O1旋转，正齿轮20A、20B、20C同步旋转。
图3是实施方式的减速器1的剖视图(沿着包括图1所示的轴线O1的平面剖切而成的图)，且是图2所示的I-I线处的剖视图。
本实施方式的减速器1通过使具有输入齿轮30的输入轴3旋转来使曲轴13旋转。由此，能够使摆动齿轮14、16与曲轴13的偏心部13B、13C联动而摆动旋转。由此，减速器1以获得相对于输入旋转减速后的输出旋转的方式构成。
3个曲轴13的中心轴线分别与传递轴线C1、C2、C3一致。也就是说，向第1摆动齿轮14和第2摆动齿轮16传递3个曲轴13的旋转。第1摆动齿轮14和第2摆动齿轮16配置于由外筒11和齿轮架部12围成的内部空间。
如图2和图3所示，减速器1具备：外筒11；齿轮架部12，其固定于产业用机器人100；输入轴3；多个(例如3个)曲轴13，其以能够旋转的方式支承于齿轮架部12；第1摆动齿轮14；第2摆动齿轮16；以及多个(例如3个)正齿轮20(20A、20B、20C)。
3个正齿轮20A、20B、20C分别组装于3个曲轴13。第1摆动齿轮14和第2摆动齿轮16配置于曲轴13的周围。
外筒11形成为圆筒形状，构成减速器1的外表面。在外筒11的内周面形成有许多销槽11b。
各销槽11b以在外筒11的轴向上延伸的方式配置。各销槽11b形成为与轴向正交的截面呈半圆形的截面形状。多个销槽11b在周向上以等间隔排列于外筒11的内周面。
外筒11与齿轮架部12协作而形成用于收纳曲轴13、第1摆动齿轮14以及第2摆动齿轮16的圆柱状的内部空间。
外筒11具有许多内齿销4。各内齿销4设为在轴向上延伸的大致圆柱状的构件，分别安装于销槽11b。
具体而言，各内齿销4分别嵌入相对应的销槽11b，并且，以在外筒11的轴向上延伸的姿势配置。由此，许多内齿销4沿着外筒11的周向以等间隔排列。第1摆动齿轮14的第1外齿14a和第2摆动齿轮16的第2外齿16a分别与多个内齿销4啮合。
齿轮架部12以配置为与外筒11同轴的状态收纳于外筒11内。齿轮架部12相对于外筒11绕相同的轴线相对旋转。
具体而言，齿轮架部12以配置到外筒11的径向内侧的状态由一对主轴承17支承成能够相对于外筒11相对旋转。一对主轴承17以在轴向上相互分开的方式配置。
齿轮架部12具备：端板部12B，和基部，其具有基板部12A和多个(例如3个)轴部12C。
基板部12A配置于外筒11内，并且，配置于外筒11的轴向的一端部附近。在基板部12A的径向中央部形成有圆形的贯通孔12a。而且，在基板部12A，以位于贯通孔12a的周围的方式在周向上以等间隔设置有多个(例如3个)曲轴安装孔(以下，简称为安装孔12b)。
在3个安装孔12b的内部分别配置有曲轴13。安装孔12b的在轴向上延伸的孔中心线分别与传递轴线C1、C2、C3一致。
端板部12B配置于外筒11内，并且，配置于外筒11的轴向的另一端部附近。而且，端板部12B以在轴向上与基板部12A分开的方式配置。在端板部12B的径向中央部设置有贯通孔12c。而且，在端板部12B，以位于贯通孔12c的周围的方式在周向上以等间隔设置有多个(例如3个)曲轴安装孔(以下，简称为安装孔12d)。此外，多个安装孔12d设置于在轴向上与基板部12A的多个安装孔12b相对应的位置。
在外筒11内形成有由端板部12B和基板部12A这两者的内表面以及外筒11的内周面围成的闭空间。
3个轴部12C与基板部12A一体地形成，从基板部12A的一主面(内侧面)朝向端板部12B呈直线状延伸。3个轴部12C在周向上以等间隔配设。各轴部12C由螺栓12e紧固于端板部12B。
由此，基板部12A、轴部12C以及端板部12B组合成一体。
输入轴3作为输入驱动马达(图1所示的马达160)的驱动力的输入部发挥功能。输入轴3以其轴心与外筒11和齿轮架部12的轴心一致的方式配置，绕轴线旋转。在输入轴3的顶端部的外周面设置有输入齿轮30。
3个曲轴13在外筒11内以等间隔配置于输入轴3的周围。各曲轴13由一对曲轴轴承13a、13b支承成能够绕轴线相对于齿轮架部12旋转。
具体而言，在各曲轴13的、向轴向内侧距轴向的一端预定长度的部分安装有第1曲轴轴承13a。第1曲轴轴承13a安装于基板部12A的安装孔12b的内侧。另一方面，在各曲轴13的、位于轴向的另一端部的部分安装有第2曲轴轴承13b。第2曲轴轴承13b安装于端板部12B的安装孔12d的内侧。
由此，曲轴13被支承成能够相对于基板部12A和端板部12B旋转。
各曲轴13具有轴主体13A和与轴主体13A一体地形成的偏心部13B、13C。此外，存在将偏心部13B称为第1偏心部13B的情况。还存在将偏心部13C称为第2偏心部13C的情况。
第1偏心部13B和第2偏心部13C在曲轴13的、由两曲轴轴承13a、13b支承着的部分之间在轴向上排列配置。第1偏心部13B和第2偏心部13C分别形成为圆柱形状。第1偏心部13B和第2偏心部13C均以相对于轴主体13A的轴心偏心了的状态从轴主体13A向径向外侧伸出。第1偏心部13B和第2偏心部13C分别以预定的偏心量相对于轴心偏心，以相互具有预定角度的相位差的方式配置。
在曲轴13的一端部(在图3中是右侧的端部)、即安装于端板部12B的安装孔12d内的部分，设置有朝向轴向外侧延伸的被嵌合部13c。在被嵌合部13c安装有正齿轮20(20A、20B、20C)。
此外，实施方式的减速器1并不限定于图2的例子。例如，也可以是如下这样的称为反向组装的结构：在轴向上反向配置曲轴13，将被嵌合部13c配置于比基板部12A的安装孔12b靠轴向外侧的位置。
在减速器1中，通过缩小向各曲轴13传递的扭矩之差，能够使各曲轴13的耐久性提高。而且，在减速器1中，通过减少向各曲轴13传递的冲击，能够抑制曲轴部的表面(即，从曲轴13向正齿轮20传递扭矩的面)的表面剥离。
第1摆动齿轮14和第2摆动齿轮16也可以是基于通用的设计图形成的次摆线齿轮、摆线齿轮。
第1摆动齿轮14配设于外筒11内的闭空间，并且，借助第1滚子轴承18a安装于各曲轴13的第1偏心部13B。若第1偏心部13B由于各曲轴13的旋转而偏心旋转，则第1摆动齿轮14与该偏心旋转联动而一边与内齿销4啮合一边摆动旋转。
第1摆动齿轮14具有比外筒11的内径稍小的大小。第1摆动齿轮14具有第1外齿14a、中央部贯通孔14b、多个(例如3个)第1偏心部贯穿孔14c、以及多个(例如3个)轴部贯穿孔14d。
第1外齿14a在第1摆动齿轮14的整个周向上具有平滑地连续的波形状。
中央部贯通孔14b形成于第1摆动齿轮14的径向中央部。在第1摆动齿轮14中，3个第1偏心部贯穿孔14c以位于中央部贯通孔14b的周围的方式在周向上隔开等间隔地形成。在各第1偏心部贯穿孔14c中，各曲轴13的第1偏心部13B借助第1滚子轴承18a分别贯穿各第1偏心部贯穿孔14c的内壁侧。
在第1摆动齿轮14中，3个轴部贯穿孔14d以位于中央部贯通孔14b的周围的方式在周向上隔开等间隔地形成。各轴部贯穿孔14d以在周向上位于3个第1偏心部贯穿孔14c之间的方式配设。在各轴部贯穿孔14d以具有游隙的状态贯穿有相对应的轴部12C。
第2摆动齿轮16配设于外筒11内的闭空间，并且，借助第2滚子轴承18b安装于各曲轴13的第2偏心部13C。第1摆动齿轮14和第2摆动齿轮16与第1偏心部13B和第2偏心部13C的配置相对应地在轴向上排列设置。若第2偏心部13C由于各曲轴13的旋转而偏心旋转，则第2摆动齿轮16与该偏心旋转联动而一边与内齿销4啮合一边摆动旋转。
第2摆动齿轮16具有比外筒11的内径稍小的大小，成为与第1摆动齿轮14的结构同样的结构。即，第2摆动齿轮16具有第2外齿16a、中央部贯通孔16b、多个(例如3个)第2偏心部贯穿孔16c以及多个(例如3个)轴部贯穿孔16d。
它们具有与第1摆动齿轮14的第1外齿14a、中央部贯通孔14b、多个第1偏心部贯穿孔14c以及多个轴部贯穿孔14d的构造同样的构造。在各第2偏心部贯穿孔16c中，曲轴13的第2偏心部13C借助第2滚子轴承18b贯穿各第2偏心部贯穿孔16c的内壁侧。
正齿轮20A、20B、20C向与其分别相对应的曲轴13传递输入齿轮30的旋转。各正齿轮20A、20B、20C分别嵌合于在相对应的曲轴13的轴主体13A设置的被嵌合部13c。各正齿轮20A、20B、20C绕与曲轴13的旋转轴线相同的轴线与曲轴13一体地旋转。各正齿轮20A、20B、20C具有与输入齿轮30啮合的外齿20a。
外筒11和齿轮架部12中的一者利用传递到曲轴13、第1摆动齿轮14以及第2摆动齿轮16的驱动力而绕轴线O1旋转。外筒11和齿轮架部12中的另一者固定于供减速器1安装的产业用机器人100的第1臂120(参照图1)。
正齿轮20(20A、20B、20C)是渐开线齿轮。因而，从各正齿轮20A、20B、20C与输入齿轮30之间的啮合部分产生的噪音易于比从次摆线齿轮的第1摆动齿轮14和第2摆动齿轮16与外筒11之间的啮合部分产生的噪音大。
因而，在本实施方式中，正齿轮20的外齿20a与输入轴3的输入齿轮30的外齿30a啮合的齿数设定成6齿～8齿。在该情况下，从第1摆动齿轮14和第2摆动齿轮16与外筒11之间的啮合部分产生的噪音抑制在非常低的水平。
图4是正齿轮20的外齿20a与输入齿轮30的外齿30a之间的啮合部分的放大图。
使用图4而进一步具体地说明在本实施方式中所采用的正齿轮20的外齿20a和输入轴3的输入齿轮30的外齿30a。
在以下的说明中，“齿形方向”这用语是从齿根向齿顶延伸的方向、或从齿顶向齿根延伸的方向。以下，对本实施方式中的各正齿轮20A、20B、20C的外齿20a和输入齿轮30的外齿30a的齿的形状、尺寸进行说明。
此外，以下的数值通用于正齿轮20的外齿20a和输入齿轮30的外齿30a。
在本实施方式中，外齿20a和外齿30a的齿顶高的系数(h1)设定成1.2以上且1.3以下，并且，齿根高的系数(h2)设定成比1.25大且1.55以下。
即，全齿高h0设为齿顶高的系数(h1)与齿根高的系数(h2)的合计(＝h1+h2)，比2.45大且成为2.85以下。
为了将啮合率增大到2以上，齿顶高的系数(h1)的下限值在物理方面设为1.2以上。而且，为了增大啮合率而提高静音效果，齿根高的系数(h2)的下限值设定成比1.25大。
在本实施方式中，外齿20a和外齿30a的压力角α设定成14.5°以上且20.0°以下，齿厚s设定成3mm以上且30mm以下，并且，模数m(分度圆直径d/齿数Z)设定成0.8以上且3.0以下。
压力角α的上限值设定成作为普遍使用的角度的20.0°。为了增大啮合率，压力角α的下限值设定成14.5°以上。在压力角α比14.5°小的情况下，在扭矩较大的精密减速器中，存在例如齿折断或破损的可能性。
齿厚s的数值范围(3mm以上且30mm以下)是普遍使用的精密减速器的范围。即，在齿厚s小于3mm的情况下，啮合部的边缘载荷较大地产生，无法确保有效的接触宽度，产生噪音。若齿厚s比30mm大，则在精密减速器的厚度方向上产生伸长。
模数m的数值范围(0.8以上且3.0以下)是普遍使用的精密减速器的范围。即，在模数m小于0.8的情况下，在使齿高伸长了时，齿的齿顶面变得过小，在由于例如热处理而产生裂纹等，制造变得困难。在模数m比3.0大的情况下，齿数变少，因此，无法将啮合率设为2以上。
表1和图5表示测定了在具备设定成上述的数值范围的正齿轮20A、20B、20C的外齿20a和输入齿轮30的外齿30a的实施例的减速器1和脱离了上述数值范围的条件的比较例的减速器中改变了输入转速(rpm)时的声压(dBA)的试验结果。
【表1】
Figure BDA0003705730520000141
实施例中的正齿轮20的外齿20a和输入齿轮30的外齿30a的设定条件在于，模数m设定成1.25，齿厚s设定成14.5mm，齿顶高的系数h1设定成1.3，齿根高的系数h2设定成1.55，压力角α设定成20°。
相对于此，比较例中的正齿轮20的外齿20a和输入齿轮30的外齿30a的设定条件在于，模数m设定成1.25，齿厚s设定成14.5mm，齿顶高的系数h1设定成1，齿根高的系数h2设定成1.25，压力角α设定成20°。
作为在实施例和比较例中所使用的减速器的旋转条件，总速比是236.36，由扭矩产生的减速器负载是4900Nm，由力矩产生的减速器负载是11000Nm。
并且，在试验中测定了使输入转速从500rpm到3000rpm每隔500rpm变化了时的声压(dBA)。图5所示的“〇”的形状的图形表示实施例，“△”的形状的图形表示比较例。
如表1和图5所示，在全部的输入转速中，实施例与比较例相比，声压在3dBA～6dBA的范围内变小。因而，在实施例中，确认到能够缩小由于外齿20a的齿面与外齿30a的齿面之间的滑动摩擦而产生的噪音的水平。
具体而言，通过将齿顶高的系数设定成1.3、将齿根高的系数设定成1.55，能够相比比较例使噪音水平降低。
如以上这样，在本实施方式的减速器1中，具备：外筒11，其形成有包围旋转轴线的多个内齿；齿轮架部12，其以能够旋转的方式设置于外筒11的内侧，固定于输出轴；输入轴3，其设置于驱动源；多个曲轴13，其以能够旋转的方式支承于齿轮架部12，并且，与输入轴3连接，具有相对于输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；摆动齿轮14、16，其与曲轴13的偏心部一起摆动旋转；多个(3个)正齿轮20A、20B、20C，其与摆动齿轮14、16的摆动旋转一起旋转，与多个曲轴13分别同轴地设置；以及输入齿轮30，其设置于输入轴3，并且，与多个正齿轮20A、20B、20C啮合，使多个正齿轮20A、20B、20C同步旋转。并且，输入齿轮30与正齿轮20A、20B、20C啮合的齿数是6齿～8齿。
因此，输入齿轮30与正齿轮20A、20B、20C啮合的齿数成为6齿～8齿。因而，能够谋求从输入齿轮30与多个正齿轮20A、20B、20C之间的啮合部分产生的噪音的降低。由此，能够适用已设置有多个正齿轮20A、20B、20C的高齿，能够实现已达成较低的噪音水平的减速器1。因而，有效将精密减速器适用于上述这样的产业用机器人100等。
并且，在本实施方式中，具备：外筒11，其形成有包围旋转轴线的多个内齿；齿轮架部12，其以能够旋转的方式设置于外筒11的内侧，固定于输出轴；输入轴3，其设置于驱动源；多个曲轴13，其以能够旋转的方式支承于齿轮架部12，并且，与输入轴3连接，具有相对于输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；摆动齿轮14、16，其与曲轴13的偏心部一起摆动旋转；多个正齿轮20，其与摆动齿轮14、16的摆动旋转一起旋转，与多个曲轴13分别同轴地设置；以及输入齿轮30，其设置于输入轴3，并且，与多个正齿轮20A、20B、20C啮合，使多个正齿轮20A、20B、20C同步旋转。并且，输入齿轮30和正齿轮20A、20B、20C的齿顶高的系数是1.2以上且1.3以下，并且，齿根高的系数比1.25大且是1.55以下。
在该情况下，输入齿轮30和正齿轮20A、20B、20C的齿顶高的系数设定成1.2以上且1.3以下，并且，齿根高的系数设定成比1.25大且1.55以下。因而，能够谋求从输入齿轮30与多个正齿轮20A、20B、20C之间的啮合部分产生的噪音的降低。由此，能够适用已设置有多个正齿轮20A、20B、20C的高齿，能够实现已达成较低的噪音水平的减速器1。因而，有效将精密减速器适用于上述这样的产业用机器人100等。
此外，在本实施方式的减速器1中，优选的是，输入齿轮30和正齿轮20A、20B、20C的压力角是14.5°以上且20.0°以下，齿厚是3mm以上且30mm以下，并且，模数(分度圆直径/齿数)是0.8以上且3.0以下。
在该情况下，能够将从输入齿轮30与多个正齿轮20A、20B、20C之间的啮合部分产生的噪音抑制得更小。
而且，在本实施方式中，具备：基座110；第1臂120；第2臂130，其设置有作业头140；马达160，其利用驱动力使设置到基座110的第1臂120和第2臂130转动；以及减速器1，其使马达160的旋转减速。
减速器1具备：外筒11，其形成有包围旋转轴线的多个内齿；齿轮架部12，其以能够旋转的方式设置于外筒11的内侧，固定于输出轴；输入轴3，其设置于驱动源；多个曲轴13，其以能够旋转的方式支承于齿轮架部12，并且，与输入轴3连接，具有相对于输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；摆动齿轮14、16，其与曲轴13的偏心部一起摆动旋转；多个正齿轮20A、20B、20C，其与摆动齿轮14、16的摆动旋转一起旋转，与多个曲轴13分别同轴地设置；以及输入齿轮30，其设置于输入轴3，并且，与多个正齿轮20A、20B、20C啮合，使多个正齿轮20A、20B、20C同步旋转。并且，输入齿轮30与正齿轮20A、20B、20C啮合的齿数是6齿～8齿。
因此，输入齿轮30与正齿轮20A、20B、20C啮合的齿数成为6齿～8齿。因而，能够谋求从输入齿轮30与多个正齿轮20A、20B、20C之间的啮合部分产生的噪音的降低。因此，有效将精密减速器适用于产业用机器人100等旋转装置，该产业用机器人100等旋转装置具备：基座110；第1臂120；第2臂130，其设置有作业头140；马达160，其利用驱动力使第1臂120和第2臂130转动；以及减速器1，其使马达160的旋转减速。
而且，在本实施方式中，具备：基座110；第1臂120；第2臂130，其设置有作业头140；马达160，其利用驱动力使设置到基座110的第1臂120和第2臂130转动；以及减速器1，其使马达160的旋转减速。
减速器1具备：外筒11，其形成有包围旋转轴线的多个内齿；齿轮架部12，其以能够旋转的方式设置于外筒11的内侧，固定于输出轴；输入轴3，其设置于驱动源；多个曲轴13，其以能够旋转的方式支承于齿轮架部12，并且，与输入轴3连接，具有相对于输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；摆动齿轮14、16，其与曲轴13的偏心部一起摆动旋转；多个正齿轮20A、20B、20C，其与摆动齿轮14、16的摆动旋转一起旋转，与多个曲轴13分别同轴地设置；输入齿轮30，其设置于输入轴3，并且，与多个正齿轮20A、20B、20C啮合，使多个正齿轮20A、20B、20C同步旋转。并且，输入齿轮30和正齿轮20A、20B、20C的齿顶高的系数是1.2以上且1.3以下，并且，齿根高的系数比1.25大且是1.55以下。
因此，输入齿轮30和正齿轮20A、20B、20C的齿顶高的系数设定成1.2以上且1.3以下，并且，齿根高的系数设定成比1.25大且1.55以下。因而，能够谋求从输入齿轮30与多个正齿轮20A、20B、20C之间的啮合部分产生的噪音的降低。因此，有效将精密减速器适用于产业用机器人100等旋转装置，该产业用机器人100等旋转装置具备：基座110；第1臂120；第2臂130，其设置有作业头140；马达160，其利用驱动力使第1臂120和第2臂130转动；以及减速器1，其使马达160的旋转减速。
根据上述的实施方式的减速器1，能够谋求从输入齿轮30与多个(3个)的正齿轮20之间的啮合部分产生的噪音的降低。因而，能够达成较低的噪音水平。
此外，本发明并不限定于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。
例如，在上述的实施方式中，具备输入齿轮30与正齿轮20啮合的齿数是6齿～8齿的结构(第1结构)。另外，在上述的实施方式中，输入齿轮30和正齿轮20具备齿顶高的系数是1.2以上且1.3以下、并且齿根高的系数比1.25大且是1.55以下的结构(第2结构)。另外，在上述的实施方式中，输入齿轮30和正齿轮20成为具备压力角是14.5°以上且20.0°以下、齿厚是3mm以上且30mm以下、并且模数是0.8以上且3.0以下的结构(第3结构)的结构。
不过，不会限定于其是包括这些第1结构、第2结构、以及第3结构的全部的结构的减速器。即，也可以设为包括第1结构和第2结构中的至少一个结构的减速器。即使在该情况下，能够谋求上述这样的、从输入齿轮30与多个(3个)正齿轮20之间的啮合部分产生的噪音的降低。因此，也能够省略例如第3结构。
另外，在本实施方式中，设为在减速器1中设置有1个输入齿轮30和3个正齿轮20A、20B、20C的结构。不过，正齿轮20是多个即可，例如也可以是在减速器1中设置有1个输入齿轮30和两个正齿轮20的结构。
在上述的实施方式中，减速器1通过使具有输入齿轮30的输入轴3旋转来使3个曲轴13旋转。另外，对如下情况进行了说明：构成为，通过与各曲轴13的偏心部13B、13C联动而使两个摆动齿轮14、16摆动旋转来获得相对于输入旋转减速后的输出旋转。
然而，并不限定于该情况，减速器1具备至少1根曲轴13即可。减速器1是使曲轴的旋转减速而获得输出旋转的所谓的偏心摆动型的减速器1即可。
例如，更具体地说明具有1根曲轴的偏心摆动型的减速器。该情况的减速器具有与轴线O1同轴上的所谓的中心曲轴作为曲轴。随着该中心曲轴的旋转，两个摆动齿轮14、16摆动旋转。
此外，在本说明书所公开的实施方式中，由多个物体构成的构件既可以使该多个物体一体化，相反，能够将由一个物体构成的构件分成多个物体。不管是否一体化，以能够达成发明的目的的方式构成即可。
另外，在上述的实施方式中，作为减速器1的适用对象，对产业用机器人100进行了说明，但并不限定于此，例如，能够适用于机床、汽车等。

Claims (7)

1.一种减速器，其具备：
外筒，其形成有包围旋转轴线的多个内齿；
齿轮架部，其以能够旋转的方式设置于所述外筒的内侧，固定于输出轴；
输入轴，其设置于驱动源；
多个曲轴，其以能够旋转的方式支承于所述齿轮架部，并且，与所述输入轴连接，具有相对于所述输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；
摆动齿轮，其与所述多个曲轴的所述偏心部一起摆动旋转；
多个传递齿轮，其与所述摆动齿轮的摆动旋转一起旋转，与所述多个曲轴分别同轴地设置；以及
输入齿轮，其设置于所述输入轴，并且，与所述多个传递齿轮啮合，使所述多个传递齿轮同步旋转，
所述输入齿轮与所述传递齿轮啮合的齿数是6齿～8齿。
2.一种减速器，其具备：
外筒，其形成有包围旋转轴线的多个内齿；
齿轮架部，其以能够旋转的方式设置于所述外筒的内侧，固定于输出轴；
输入轴，其设置于驱动源；
多个曲轴，其以能够旋转的方式支承于所述齿轮架部，并且，与所述输入轴连接，具有相对于所述输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；
摆动齿轮，其与所述多个曲轴的所述偏心部一起摆动旋转；
多个传递齿轮，其与所述摆动齿轮的摆动旋转一起旋转，与所述多个曲轴分别同轴地设置；以及
输入齿轮，其设置于所述输入轴，并且，与所述多个传递齿轮啮合，使所述多个传递齿轮同步旋转，
所述输入齿轮和所述传递齿轮的齿顶高的系数是1.2以上且1.3以下，并且，齿根高的系数比1.25大且是1.55以下。
3.根据权利要求1或2所述的减速器，其中，
所述输入齿轮和所述传递齿轮的压力角是14.5°以上且20.0°以下，齿厚是3mm以上且30mm以下，并且，模数、即分度圆直径/齿数是0.8以上且3.0以下。
4.一种减速器，其具备：
外筒，其形成有包围旋转轴线的多个内齿；
齿轮架部，其以能够旋转的方式设置于所述外筒的内侧，固定于输出轴；
输入轴，其设置于驱动源；
多个曲轴，其以能够旋转的方式支承于所述齿轮架部，并且，与所述输入轴连接，具有相对于所述输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；
摆动齿轮，其与所述多个曲轴的所述偏心部一起摆动旋转；
多个传递齿轮，其与所述摆动齿轮的摆动旋转一起旋转，与所述多个曲轴分别同轴地设置；以及
输入齿轮，其设置于所述输入轴，并且，与所述多个传递齿轮啮合，使所述多个传递齿轮同步旋转，
所述输入齿轮与所述传递齿轮啮合的齿数是6齿～8齿，
所述输入齿轮和所述传递齿轮的压力角是14.5°以上且20.0°以下，齿厚是3mm以上且30mm以下，并且，模数、即分度圆直径/齿数是0.8以上且3.0以下。
5.一种减速器，其具备：
外筒，其形成有包围旋转轴线的多个内齿；
齿轮架部，其以能够旋转的方式设置于所述外筒的内侧，固定于输出轴；
输入轴，其设置于驱动源；
多个曲轴，其以能够旋转的方式支承于所述齿轮架部，并且，与所述输入轴连接，具有相对于所述输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；
摆动齿轮，其与所述多个曲轴的所述偏心部一起摆动旋转；
多个传递齿轮，其与所述摆动齿轮的摆动旋转一起旋转，与所述多个曲轴分别同轴地设置；以及
输入齿轮，其设置于所述输入轴，并且，与所述多个传递齿轮啮合，使所述多个传递齿轮同步旋转，
所述输入齿轮和所述传递齿轮的齿顶高的系数是1.2以上且1.3以下，并且，齿根高的系数比1.25大且是1.55以下，
所述输入齿轮和所述传递齿轮的压力角是14.5°以上且20.0°以下，齿厚是3mm以上且30mm以下，并且，模数、即分度圆直径/齿数是0.8以上且3.0以下。
6.一种旋转装置，其具备：
装置主体；
旋转体，其设置有作业头；
马达，其设置于所述装置主体，利用驱动力使所述旋转体转动；以及
减速器，其使所述马达的旋转减速，
所述减速器具备：
外筒，其形成有包围旋转轴线的多个内齿；
齿轮架部，其以能够旋转的方式设置于所述外筒的内侧，固定于输出轴；
输入轴，其设置于驱动源；
多个曲轴，其以能够旋转的方式支承于所述齿轮架部，并且，与所述输入轴连接，具有相对于所述输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；
摆动齿轮，其与所述多个曲轴的所述偏心部一起摆动旋转；
多个传递齿轮，其与所述摆动齿轮的摆动旋转一起旋转，与所述多个曲轴分别同轴地设置；以及
输入齿轮，其设置于所述输入轴，并且，与所述多个传递齿轮啮合，使所述多个传递齿轮同步旋转，
所述输入齿轮与所述传递齿轮啮合的齿数是6齿～8齿。
7.一种旋转装置，其具备：
装置主体；
旋转体，其设置有作业头；
马达，其设置于所述装置主体，利用驱动力使所述旋转体转动；以及
减速器，其使所述马达的旋转减速，
所述减速器具备：
外筒，其形成有包围旋转轴线的多个内齿；
齿轮架部，其以能够旋转的方式设置于所述外筒的内侧，固定于输出轴；
输入轴，其设置于驱动源；
多个曲轴，其以能够旋转的方式支承于所述齿轮架部，并且，与所述输入轴连接，具有相对于所述输出轴的旋转轴线偏心的偏心部；
摆动齿轮，其与所述多个曲轴的所述偏心部一起摆动旋转；
多个传递齿轮，其与所述摆动齿轮的摆动旋转一起旋转，与所述多个曲轴分别同轴地设置；以及
输入齿轮，其设置于所述输入轴，并且，与所述多个传递齿轮啮合，使所述多个传递齿轮同步旋转，
所述输入齿轮和所述传递齿轮的齿顶高的系数是1.2以上且1.3以下，并且，齿根高的系数比1.25大且是1.55以下。
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