CN116892593A - 减速装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的之一是提供一种可以使曲轴轻型化的减速装置。一种实施方式的减速装置(10)是具备具有偏心部(23、24、25)并且从输入侧沿轴向延伸的曲轴(2)的减速装置。曲轴(2)具有从输入侧沿轴向形成以使输入轴插入的插入孔(3)、用于连结输入轴的连结部(4)、以及设置在比连结部(4)更靠偏心部(23、24、25)侧的延长孔(5)。延长孔(5)的输入相反侧并未与曲轴(2)的输入相反侧连通。从径向观察时，延长孔(5)与偏心部(23、24、25)重叠。

Description

减速装置

本申请主张基于2022年3月29日申请的日本专利申请第2022-052865号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种减速装置。

背景技术

已知有一种减速装置，其将输入到输入轴的旋转进行减速后输出。本发明人在专利文献1中公开了一种减速装置，其具备具有使马达轴插入的空心部的输入轴。在该减速装置的输入轴上一体地形成有三个偏心体。在偏心体的外周上，经由滚子摆动自如地组装有三个外齿轮。各个外齿轮与内齿轮内啮合。

专利文献1：日本特开2014-152894号公报

发明人对具备具有偏心部的曲轴的减速装置进行了研究，并获得了如下新的认识。从扩大适用范围的观点出发，优选使减速装置轻型化，作为其对策，可以考虑使曲轴轻型化。不能说专利文献1充分地公开了曲轴的轻型化，从使曲轴轻型化的观点考虑，该文献中记载的减速装置有改善的余地。

发明内容本发明是鉴于这种课题而完成的，其目的在于提供一种可以使曲轴轻型化的减速装置。

为了解决上述课题，本发明的一种实施方式提供一种减速装置，其具备具有偏心部并且从输入侧沿轴向延伸的曲轴，其中，曲轴具有从输入侧沿轴向形成以使输入轴插入的插入孔、用于连结输入轴的连结部、以及设置在比连结部更靠偏心部侧的延长孔。延长孔的输入相反侧并未与曲轴的输入相反侧连通，从径向观察时，延长孔与偏心部重叠。

另外，以上构成要件的任意组合或将本发明的构成要件或表述在方法、系统等之间相互置换的内容也作为本发明的实施方式而有效。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的减速装置的第1例的剖视图。

图2是表示实施方式所涉及的减速装置的第2例的剖视图。

图中：1-马达轴，2-曲轴，3-插入孔，4-连结部，5-延长孔，10-减速装置，21-轴向整个范围，23、24、25-偏心部。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的优选实施方式进行说明。在实施方式及变形例中，对相同或等同的构成要件和部件标注相同的符号，并适当省略重复说明。并且，为了便于理解，在各附图中，适当地放大或缩小表示部件的尺寸。并且，在各附图中，省略对实施方式的说明并不重要的部件的一部分。

并且，包括第1、第2等编号的术语用于说明各种构成要件，但是该术语仅用于将一个构成要件区分于其他构成要件的目的，构成要件并不受该术语的限定。

[实施方式]

参考图1及图2，对实施方式所涉及的减速装置10的结构进行说明。图1是表示减速装置10的第1例的侧剖视图。图2是表示减速装置10的第2例的侧剖视图。第2例与第1例的不同点在于，延长孔5的形状不同，其他结构则相同。以下，主要对第1例进行说明，并且对第2例的不同点进行说明。

参考图1。实施方式的减速装置10是具备具有偏心部23、24、25的曲轴2的减速装置。在曲轴2上连结有马达12的马达轴1，从而输入马达轴1的旋转。以下，将沿曲轴2的中心轴线La的方向称为“轴向”，将轴向上的、曲轴2的连结有马达轴1的一侧(图中右侧)称为输入侧，将另一侧(图中左侧)称为输入相反侧。即，曲轴2在轴向上从输入侧朝向输入相反侧延伸。并且，将以中心轴线La为中心的圆的圆周方向及半径方向分别称为“周向”及“径向”。

首先，对减速装置10的整体结构进行说明。减速装置10将从马达轴1输入过来的旋转进行减速后输出到被驱动部件。作为马达12，只要能够向减速装置10输出旋转即可，其并不受限制，可以使用基于各种原理的马达。本实施方式的马达12是无刷DC马达(有时还称为AC伺服马达)。在图1的例子中，马达12的马达轴1使用键来传递旋转。

作为减速装置10，只要能够将输入过来的旋转进行减速后输出即可，其并不受限制，可以使用各种减速装置。实施方式的减速装置10是偏心摆动型减速装置，其通过使与内齿轮啮合的外齿轮摆动从而产生内齿轮及外齿轮中的一方的自转并将所产生的自转成分从输出部件输出到被驱动部件。实施方式的减速装置10是曲轴2的中心轴线La与内齿轮的中心轴线同轴配置的中心曲柄式减速装置。

减速装置10主要包括：曲轴2；外齿轮13、14、15；内齿轮41；轮架35、36；内销48；偏心轴承16、17、18；主轴承37、38；曲轴轴承39、40；及外壳71。外壳71具有包围减速装置10的筒状形状，在其内周面上设置有内齿轮41。

曲轴2通过从马达轴1输入过来的旋转动力而以中心轴线La为中心进行旋转。在曲轴2的外周，从输入相反侧朝向输入侧依次设置有第1轴部22、第1偏心部23、第2偏心部24、第3偏心部25及第2轴部26。第1轴部22及第2轴部26支承曲轴轴承39、40的内圈。第1偏心部23、第2偏心部24及第3偏心部25是直径比第1轴部22的直径更大的圆筒部分，并且如后述，其偏心。第2轴部26是直径与第1轴部22的直径相同的圆筒部分。在本说明书中，将偏心部23、24、25中的位于最靠近输入相反侧的第1偏心部23表述为特定偏心部23。

曲轴2具有供马达轴1插入的插入孔3。在图1的例子中，插入孔3是从曲轴2的输入侧的端面沿轴向形成的孔，其构成为能够容纳马达轴1。插入孔3是与曲轴2的中心轴线La同轴的圆形孔。插入孔3能够通过使钻刃、切削工具等刀具和工件中的一个旋转而形成。

曲轴2具有用于连结马达轴1与曲轴2的连结部4。该例子中，连结部4包括形成在插入孔3的内周面的规定位置上的键槽29。曲轴2具有设置在比连结部4更靠偏心部23、24、25侧(输入相反侧)的延长孔5。延长孔5可以是与曲轴2的中心轴线La同轴的圆形孔。如图1所示，将轴向上的、曲轴2的设置有偏心部23、24、25的区域称为偏心部23、24、25的轴向整个范围21。轴向整个范围21是轴向上的、从偏心部23的输入相反侧端到偏心部25的输入侧端的范围。并且，各偏心部的轴向整个范围是轴向上的、从各偏心部的输入相反侧端到输入侧端的范围。

延长孔5能够通过使钻刃、切削工具等刀具和工件中的任一个旋转而形成。延长孔5能够在形成插入孔3之前形成。此时，能够将延长孔5作为预钻孔而形成插入孔3，因此能够缩短插入孔3的加工时间。延长孔5能够在形成插入孔3之后形成。此时，延长孔5的加工行程缩短，因此能够缩短延长孔5的加工时间。

延长孔5包括所形成的孔中的被钻刃的肩部形成的圆筒状的圆筒空间区域32，不包括所形成的孔中的被钻刃的前端部形成的内径渐减区域31(圆锥状空间)。圆筒空间区域32除了包括由钻刃形成的区域以外，还可以包括在钻头加工之后通过切削等被扩径的区域。内径渐减区域31形成于延长孔5的前端侧(输入相反侧)，圆筒空间区域32在内径渐减区域31的输入侧与内径渐减区域31连续形成。圆筒空间区域32可以称为所形成的孔中的除了内径渐减区域31以外的区域。

曲轴2可以在形成插入孔3和延长孔5之后实施淬火等规定的热处理。此时，与淬火后形成孔的情况相比，可以缩短孔加工的加工时间，刀具的磨损更换的频率会降低。并且，在实施方式中，延长孔5延伸至与偏心部重叠的位置，因此，即使在形成了插入孔3和延长孔5之后实施热处理，由壁厚的不均匀性引起的影响会减小，能够维持淬火性。热处理可以采用将曲轴2加热至规定的温度之后浸渍在水或油等液体中进行快速冷却的处理。

在实施方式中，曲轴2是具有用于使外齿轮13、14、15摆动的多个偏心部23、24、25的偏心体轴，有时还被称为输入轴。偏心部23、24、25的轴心相对于曲轴2的中心轴线La偏心。在本实施方式中，设置有三个偏心部23、24、25，相邻的偏心部23、24、25的偏心相位彼此错开120°。

曲轴2的输入相反侧的第1轴部22经由曲轴轴承39支承于第1轮架35。曲轴2的输入侧的第2轴部26经由第2曲轴轴承40支承于第2轮架36。即，曲轴2被第1轮架35及第2轮架36支承为旋转自如。

曲轴轴承39、40配置在轮架35、36与曲轴2的轴部22、26之间。曲轴轴承39、40可以采用公知的各种轴承机构。在该例子中，曲轴轴承39、40是具有球状的滚动体的球轴承。

外齿轮13、14、15对应于各个偏心部23、24、25而单独设置。外齿轮13、14、15经由偏心轴承16、17、18可摆动地组装于偏心部23、24、25的外周。该例子的偏心轴承16、17、18是滚子轴承。各外齿轮13、14、15一边摆动一边与内齿轮41内啮合。在外齿轮13、14、15的外周形成有波形的齿，该齿与内齿轮41接触的同时移动，因此外齿轮13、14、15能够在以中心轴为法线的面内摆动。

内齿轮41与外齿轮13、14、15啮合。本实施方式的内齿轮41具有一体地设置在外壳71的内周侧的内齿轮主体42以及配置在内齿轮主体42的内周面上沿周向隔着规定间隔形成的销槽中的多个外销43。外销43是旋转自如地支承于内齿轮主体42的销槽中的圆柱状销部件。外销43构成内齿轮41的内齿。内齿轮41的外销43的数量(内齿的数量)比外齿轮13、14、15的外齿数量稍多(该例子中仅多一个)。

在外齿轮13、14、15的从其轴心偏移的位置上形成有多个内销孔45、46、47。内销48贯穿于内销孔45、46、47。在内销48的外周配置有圆筒状的套管49。套管49作为使内销48与内销孔45、46、47之间的滑动变得顺畅的滑动促进体而发挥作用。套管49的外径比内销孔45、46、47的内径小相当于偏心量的两倍的量。在套管49与内销48之间设置有成为用于吸收外齿轮13、14、15的摆动成分的游隙的间隙，并且内销48经由套管49始终与内销孔45、46、47的一部分接触。内销48与外齿轮13、14、15的自转成分同步地围绕曲轴2的轴心进行公转，从而使轮架35、36以曲轴2的轴心为中心进行旋转。内销48有助于轮架35、36与外齿轮13、14、15之间的动力传递。

轮架35、36具有空心环形状。第1轮架35配置于外齿轮13、14、15的输入相反侧的侧部，第2轮架36配置于外齿轮13、14、15的输入侧的侧部。第1轮架35经由第1主轴承37旋转自如地支承于外壳71。第2轮架36经由第2主轴承38旋转自如地支承于外壳71。第1轮架35经由第1曲轴轴承39将曲轴2的输入相反侧支承为旋转自如。第2轮架36经由第2曲轴轴承40将曲轴2的输入侧支承为旋转自如。

主轴承37、38配置于外壳71与轮架35、36之间。主轴承37、38可以采用公知的各种轴承机构，该例子的主轴承37、38是角接触球轴承。主轴承37、38的内侧滚动面形成于轮架35、36上。

内销48与第1轮架35形成为一体，并从第1轮架35的输入侧朝向第2轮架36沿轴向延伸。螺栓B1通过设置在第2轮架36中的贯穿孔后被拧入设置在内销48的端部的螺纹孔中，由此轮架35、36彼此连结在一起。

轮架35、36和外壳71中的一方成为向被驱动部件(未图示)输出旋转动力的输出部件，另一方成为固定在用于支承减速装置10的安装部件(未图示)上的被固定部件。在该例子中，第1轮架35作为向被驱动部件输出旋转动力的输出部件而发挥作用，外壳71作为固定在安装部件上的被固定部件而发挥作用。

对减速装置10的动作进行说明。若从马达轴1向曲轴2传递有旋转动力，则曲轴2的偏心部23、24、25以通过曲轴2的旋转中心线为中心进行旋转，外齿轮13、14、15被该偏心部23、24、25摆动。此时，外齿轮13、14、15以自身的轴心围绕曲轴2的旋转中心线进行旋转的方式摆动。若外齿轮13、14、15摆动，则外齿轮13、14、15与内齿轮41的外销43的啮合位置依次错开。其结果，曲轴2每旋转一次，外齿轮13、14、15及内齿轮41中的一方的自转相当于外齿轮13、14、15的齿数与内齿轮41的外销43的数量之差的量。在实施方式中，外齿轮13、14、15自转，从第1轮架35输出减速旋转。通过第1轮架35旋转，与第1轮架35连结在一起的被驱动部件被旋转驱动。

接着，参考图1及图2，对本发明的特征性结构进行说明。从扩大适用范围的观点出发，优选使减速装置的曲轴轻型化。并且，由于曲轴高速旋转，因此从提高响应性的观点出发，优选其惯性小。因此，在实施方式中，曲轴2具有从输入侧沿轴向形成以使马达轴1插入的插入孔3、用于连结马达轴1的连结部4、以及设置在比连结部4更靠偏心部23、24、25侧的延长孔5。从径向观察时，延长孔5与偏心部23、24、25重叠。在实施方式中，延长孔5的输入侧端位于比偏心部23、24、25更靠输入侧的位置。在图1的例子中，延长孔5的输入相反侧端位于偏心部23的轴向范围的中途。在图2的例子中，延长孔5的输入相反侧端位于比偏心部23更靠输入相反侧的位置。关于马达轴1例示了输入轴。

由于具有延长孔5，因此曲轴2的质量会相应减少。并且，由于具有延长孔5，曲轴2的惯性会相应减少。并且，由于从径向观察时延长孔5与偏心部23、24、25重叠，因此延长孔5的进深变深，减薄量增加，能够使曲轴2的质量和惯性进一步减小。

若延长孔5与曲轴2的输入相反侧连通，则填充到齿轮部或曲轴轴承39中的润滑剂(润滑脂等)可能会通过延长孔5而泄漏到曲轴2的输入侧。因此，在实施方式中，延长孔5的输入相反侧并未与曲轴2的输入相反侧连通。此时，能够避免润滑剂通过延长孔5而泄漏到输入侧。在图1的例子中，延长孔5是朝向输入相反侧形成的盲孔。由于延长孔5的输入相反侧的底部是与曲轴2主体一体的部件，因此与这些是分体的情况相比，能够容易确保强度。另外，还可以构成为将延长孔形成为贯穿孔并且设置封闭延长孔的输入相反侧的部件或机构。

在将加热后的曲轴2浸渍在液体中时，能够将延长孔5及插入孔3朝上浸渍。这是为了防止气泡残留在延长孔5和插入孔3中使得该部分缓慢冷却导致硬度变得不均匀。因此，将曲轴2的与延长孔5相反的一侧的表面20朝下浸渍，因此，若此处存在凹部，则气泡会残留在凹部中，硬度会变得不均匀，有可能会导致淬火性下降。因此，在实施方式中，在曲轴2的与延长孔5相反一侧的表面20上并未设置有具有延伸至径向上与偏心部(例如，偏心部23)重叠的位置处的深度的凹部。此时，残留在凹部中的气泡会减少，由气泡引起的硬度的不均匀化得到减少，能够维持淬火性。曲轴2的表面20的凹部的深度越浅越优选，没有凹部更优选。

通过增加基于延长孔5的减薄量，能够进一步减少质量和惯性。因此，在实施方式中，从径向观察时，延长孔5与偏心部23、24、25中的位于最靠近输入相反侧的特定偏心部23重叠。此时，与延长孔5并未与特定偏心部23重叠的情况相比，质量和惯性变得更小。

参考图1。从缩短加工时间的观点出发，优选加工延长孔5时的切削余量小。因此，在图1的例子中，延长孔5的内径D5小于插入孔3的内径D3。此时，由于内径D5小，因此切削余量变小，能够缩短加工时间。

参考图2。曲轴2的具有延长孔5的部分和没有延长孔5的部分的壁厚彼此不同。在具有延长孔5的部分和没有延长孔5的部分之间的边界附近，基于其壁厚差，可能会产生热处理引起应变。尤其，在延长孔5的内径D5大的情况下，孔周围的壁厚变薄，因此容易产生应变。若在偏心部23、24、25产生应变，则该部分的精度下降，可能会导致减速装置的性能下降。因此，在图2的例子中，从径向观察时，延长孔5与特定偏心部23的轴向整个范围重叠。此时，与偏心部23、24、25的轴向整个范围21相对应的延长孔5周围的壁厚几乎恒定，能够抑制该部分产生热处理的应变。

参考图2。从提高轻型化效果的观点出发，优选基于延长孔5的减薄量多。因此，在图2的例子中，延长孔5的内径D5为插入孔3的内径D3以上。此时，与内径D5小的情况相比，能够进一步实现轻型化。这种延长孔5能够通过以与插入孔3相同的内径形成预钻孔之后使用钩形状的工具切削预钻孔的内周而形成。

对上述结构的减速装置10的特征进行说明。实施方式的减速装置10是具备具有偏心部23、24、25并且从输入侧沿轴向延伸的曲轴2的减速装置，曲轴2具有从输入侧沿轴向形成以使输入轴插入的插入孔3、用于连结输入轴的连结部4、以及设置在比连结部4更靠偏心部23、24、25侧的延长孔5。延长孔5的输入相反侧并未与曲轴2的输入相反侧连通，从径向观察时，延长孔5与偏心部23、24、25重叠。

根据该结构，由于具有延长孔5，因此曲轴2的质量会减少，减速装置10成为轻型。并且，由于具有延长孔5，因此高速旋转的曲轴2的惯性会变小，减速装置10的响应性提高。并且，由于从径向观察时延长孔5与偏心部23、24、25重叠，因此延长孔5的进深变深，减薄量增加，减速装置10进一步轻型化，响应性进一步提高。

以上，基于实施方式对本发明进行了说明。这些实施方式为示例，在本发明的技术范围内，能够进行各种变形及变更，并且这种变形例及变更属于本发明的技术范围，这对本领域技术人员是可以理解的。因此，本说明书中记载及附图不应被视为限定性的，而应被视为被例证性的。

[变形例]

以下，对变形例进行说明。在变形例的附图及说明中，对与实施方式相同或等同的构成要件和部件标注相同的符号。适当省略与实施方式重复的说明，重点对与实施方式不同的结构进行说明。

在实施方式的说明中，示出了插入到曲轴2的插入孔3中的输入轴是马达轴1的例子，但本发明并不只限于此。例如，插入到曲轴的插入孔中的输入轴也可以是与马达轴的马达小齿轮啮合的齿轮轴。

在实施方式的说明中，示出了曲轴2使用键来与马达轴1连结的例子，但本发明并不只限于此。曲轴和马达轴可以通过公知的各种连结方式连结。

在实施方式的说明中，示出了减速装置是所谓的中心曲柄式偏心摆动型减速装置的例子，但本发明并不只限于此，可以采用各种减速机构。例如，减速装置也可以是在从内齿轮的轴心偏移的位置配置有多个曲轴的所谓的分配式偏心摆动型减速装置。

并且，例如，减速装置也可以是具有筒型的外齿轮的挠曲啮合式减速装置(有时被称为波动减速装置)。减速装置也可以是杯型或礼帽型的挠曲啮合式减速装置。在此，挠曲啮合式减速装置具备具有使外齿轮挠曲变形的起振体的起振体轴。起振体的轴垂直截面的外周为椭圆形状。起振体的轴心与起振体轴的轴心一致且并未偏心，但由于外形是椭圆状，因此从正圆变形。本发明中的偏心部是还包括这种起振体的广义的概念。

在实施方式的说明中，示出了具备三个外齿轮13、14、15的例子，但本发明并不只限于此。减速装置也可以具备两个以下或四个以上的外齿轮。

这些各变形例也具有与实施方式相同的作用效果。

上述各个实施方式和变形例的任意组合也同样作为本发明的实施方式而有效。通过组合而产生的新的实施方式兼具被组合的实施方式及变形例各自的效果。

Claims (7)

1.一种减速装置，其具备具有偏心部并且从输入侧沿轴向延伸的曲轴，其特征在于，

所述曲轴具有从输入侧沿轴向形成以使输入轴插入的插入孔、用于连结输入轴的连结部、以及设置在比所述连结部更靠所述偏心部侧的延长孔，

所述延长孔的输入相反侧并未与所述曲轴的输入相反侧连通，

从径向观察时，所述延长孔与所述偏心部重叠。

2.根据权利要求1所述的减速装置，其特征在于，

在所述曲轴的与所述延长孔相反的一侧的表面，并未设置有具有延伸至径向上与所述偏心部重叠的位置的深度的凹部。

3.根据权利要求1或2所述的减速装置，其特征在于，

从径向观察时，所述延长孔与所述偏心部中的位于最靠近输入相反侧的特定偏心部重叠。

4.根据权利要求3所述的减速装置，其特征在于，

从径向观察时，所述延长孔与所述特定偏心部的轴向整个范围重叠。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的减速装置，其特征在于，

所述延长孔的内径小于所述插入孔的内径。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的减速装置，其特征在于，

所述延长孔的内径为所述插入孔的内径以上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的减速装置，其特征在于，

所述曲轴进行了规定的热处理，

所述规定的热处理包括将所述曲轴浸渍在液体中的处理。