TWI667424B - 擺線型減速機 - Google Patents

Abstract

本案關於一種擺線型減速機，包含兩組轉盤組，且每一轉盤組包含兩個擺線盤，故本案之擺線型減速機可利用四個擺線盤來與對應之滾柱相接觸，使得每一擺線盤所承受的負荷可減少，是以本案之擺線型減速機具有較強的結構強度，此外，本案之擺線型減速機之偏心裝置之偏心組件更包含以偏心方式設置於轉軸上之複數個偏心圓柱，且每一偏心圓柱設置於對應之擺線盤之軸孔內，且複數個偏心圓柱將使得四個盤線盤中的兩個擺線盤的偏心方向與剩下的兩個擺線盤的偏心方向相反，使得擺線型減速機在作動時可達成動平衡。

Description

擺線型減速機

本案係為一種減速機，尤指一種包含高鋼性，且可達到動平衡之擺線型減速機

一般而言，馬達包含高轉速而扭力小之特性，因此不易驅動大型的負載，故當馬達欲使用於推動重物時，便須利用一減速機來進行減速，藉此提高扭力。

常見的減速機有RV(Rotary Vector)減速機、諧波式減速機(Harmonic Drive)及擺線型減速機等。RV減速機機，例如日本納博特斯克(Nabtesco)公司所生產之RV-E系列的減速機係為二級減速型，其係包含為正齒輪減速機構的第一減速部和為差動齒輪減速機構的第二減速部，其中第一減速部和第二減速部內的齒輪可分別由金屬元件所構成，該系列的減速機可藉由兩段式減速設計而在增加減速比值時同時減輕振動和慣性。然而雖然RV減速機在高鋼性和高減速比值方面包含卓越的性能，且RV減速機內的滾動接觸元件亦可確保產品高效率及長壽命，然而其體積和重量卻相對較大，同時因組成的部件相當多，導致RV減速機的成本亦相對較高。

至於諧波式減速機則主要係由波發生器、柔性齒輪和鋼性齒輪所構成，而諧和式減速機的諧波傳動係利用柔性齒輪的彈性微變形來進行推擠運作，藉此傳遞運動和動力。雖然諧波式減速機相較於RV減速機包含體積小、重量輕及精度高的優點，然而因諧波式減速機具柔性齒輪，因此其鋼性較差，故諧波式減速機並不耐衝擊且包含齒差磨擦之問題，導致使用壽命較短。更甚者，諧波式減速機的輸入轉速存在一定的限制而無法太高，導致諧波式減速機的高減速比值係相對較差。

擺線減速機則包含偏心軸與包含至少一齒部且分別與動力輸入軸及動力出力軸有連動關係的兩個擺線盤，其運作原理為輸入軸藉由偏心軸帶動其中之一擺線盤轉動，將使另一擺線盤對應帶動輸出軸轉動，且兩個擺線盤的轉動實際上需利用對應的齒部結構來實現。雖然傳統擺線減速機包含傳動比大、結構緊湊和傳動效率高之優點，然而當傳統擺線減速機需應用於承受高負荷的場合時，即代表著傳統擺線減速機之兩個擺線盤同樣需承受高負荷，因此若兩個擺線盤的結構強度不夠，可能導致擺線盤損壞，使得傳統擺線減速機無法正常運作。此外，傳統擺線減速機由於偏心軸的使用，將使得擺線盤在擺線減速機運作時將會偏向特定方向轉動，故傳統擺線減速機若無額外花費成本來設偏重補償裝置，以進行動平衡的補償，則傳統擺線減速機在運作時將無法達到動平衡而存在運作具有較大的震動之問題。

因此，如何發展一種可改善上述習知技術缺失，且同時包含RV減速機及諧波式減速機特性，並可達到高減速比值、高鋼性且具動平衡之擺線型減速機，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決之問題。

本案之目的在於提供一種擺線型減速機，俾解決傳統RV減速機所具有的體積和重量相對較大，且成本相對較高等缺失，同時解決傳統諧波式所具有的不耐衝擊、齒差磨擦問題及高減速比值相對較差等缺失。此外，本案之擺線型減速機更可達到高鋼性及具有動平衡之優點。

為達上述目的，本案之一較廣義實施樣態為提供一種擺線型減速機，係包含：偏心裝置，係包含轉軸及偏心組件，轉軸係可轉動，偏心組件係偏心地固設於轉軸上並位於轉軸之第一端及第二端之間，且被轉軸帶動而以相對於轉軸之軸心進行偏轉；第一滾柱輪盤組，包含第一輪盤及複數個第一滾柱，複數個第一滾柱係設置於第一輪盤上；第二滾柱輪盤組，包含第二輪盤及複數個第二滾柱，複數個第二滾柱係設置於第二輪盤上；一第一轉盤組，係設置於偏心組件上而被偏心組件帶動來進行轉動，且包含第一擺線盤及第二擺線盤，第一擺線盤係與第一輪盤相鄰設，且包含至少一第一外凸齒部，第一外凸齒部係與對應之至少一第一滾柱接觸，第二擺線盤係與第一擺線盤相鄰設，且與第一輪盤分別位於第一擺線盤之相對兩側，並包含至少一第二外凸齒部，第二外凸齒部係與對應之至少一第一滾柱接觸；以及第二轉盤組，係設置於偏心組件上而被偏心組件帶動來進行轉動，且包含第三擺線盤及第四擺線盤，第三擺線盤係設置於第二擺線盤及第二輪盤之間，且包含至少一第一三外凸齒部，第三外凸齒部係與對應之至少一第二滾柱接觸，第四擺線盤係設置於第三擺線盤及第二輪盤之間，且包含至少一第一四外凸齒部，第四外凸齒部係與對應之至少一第二滾柱接觸。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。

請參閱第1圖、第2圖、第3圖及第4圖，其中第1圖係為本案第一較佳實施例之擺線型減速機的組合結構示意圖，第2圖及第3圖係為第1圖所示之擺線型減速機在不同視角下的爆炸結構示意圖，第4圖係為第1圖所示之擺線型減速機的一示範性剖面結構示意圖。如第1圖、第2圖、第3圖及第4圖所示，本實施例之擺線型減速機1可為但不限於應用在各種馬達裝置、工具機、機械手臂、汽車、機車或其它動力機械內，以便提供適當的減速功能，另外，擺線型減速機1實際上屬於兩階式擺線型減速機。擺線型減速機1包含偏心裝置2、第一滾柱輪盤組3、第二滾柱輪盤組4、第一轉盤組5及第二轉盤組6。

偏心裝置2係可接收例如馬達(未圖式)所提供之動力輸入，並被該動力輸入驅動而轉動，且包含轉軸20及偏心組件21。轉軸20係接收由馬達(未圖式)所傳來之動力輸入而轉動，且具有相對之第一端200及第二端201。偏心組件21係偏心地(即偏心組件21轉動的中心並非是轉軸20之軸心)固設於轉軸20上，並位於轉軸之第一端200及第二端201之間，且被轉軸20帶動而以相對於轉軸20之一軸心進行偏轉。

第一滾柱輪盤組3具有第一輪盤30及複數個第一滾柱31。第一輪盤30係由金屬或合金製成之圓形盤狀元件或中空圓柱罩狀元件，且第一輪盤30於其幾何中心具有中心孔300，該中心孔300可設有第一軸承90(如第4圖所示)，該第一軸承90的形式不限例如為滾珠軸承、滾針軸承或含油軸承等，藉此使轉軸20利用第一軸承90而部分容置於第一輪盤30之中心孔300內，使轉軸20之第一端200及第二端201分別位於第一輪盤30之相對兩側。複數個第一滾柱31可分別為但不限於由金屬或合金製成之短圓柱狀體所構成，且等距環設排列於第一輪盤30上。而於本實施例中，第一滾柱輪盤組3並不以轉軸20之軸心進行轉動，換言之，即第一輪盤30及複數個第一滾柱31皆無法以轉軸20之軸心進行轉動。但複數個第一滾柱31則可以自身的軸心轉動，即自轉。

於一些實施例中，第一滾柱輪盤組3更可包含殼體部32，殼體部32係組接於第一輪盤30上，且具有中空結構，當偏心裝置2、第一滾柱輪盤組3、第二滾柱輪盤組4、第一轉盤組5及第二轉盤組6組合成擺線型減速機1時，則如第1圖所示，殼體部32之中空結構可容置至少部份偏心裝置2、第二滾柱輪盤組4、第一轉盤組5及第二轉盤組6。當然，於其它實施例中，殼體部32之中空結構亦可僅容置部份偏心裝置2、第二滾柱輪盤組4及第二轉盤組6，而由第一輪盤30容置第一轉盤組5，例如第4圖所示。

第二滾柱輪盤組4具有第二輪盤40及複數個第二滾柱41。第二輪盤40同樣可由金屬或合金製成之圓形盤狀元件或中空圓柱罩狀元件，且第二輪盤40於其幾何中心具有一中心孔400，該中心孔400可設有第二軸承91(如第4圖所示)，該第二軸承91的形式不限例如為滾珠軸承、滾針軸承或含油軸承等，藉此使轉軸20利用第二軸承91而部分容置於第二輪盤40之中心孔400內，使轉軸20之第一端200及第二端201分別位於第二輪盤40之相對兩側。複數個第二滾柱41可分別為但不限於由金屬或合金製成之短圓柱狀體所構成，且等距環設排列於第二輪盤40上。在本實施例中，第二滾柱輪盤組4可以轉軸20之軸心進行轉動，換言之，即第二輪盤40及複數個第二滾柱41可以轉軸20之軸心進行轉動，此外，第二輪盤40實際上為擺線型減速機1的動力輸出。而於一些實施例中，複數個第二滾柱41則可以自身的軸心轉動。

於一些實施例中，擺線型減速機1更包含第三軸承93(如第4圖所示)，係設置於殼體部32之中空結構內，且位於殼體部32及第二輪盤40之間，藉此第二滾柱輪盤組4可於殼體部32內轉動。

第一轉盤組5係設置於偏心組件21上而被偏心組件21帶動來進行轉動，且包含第一擺線盤50、第二擺線盤51。第一擺線盤50係與第一輪盤30相鄰設，且包含複數個第一連接件52及至少一第一外凸齒部54，第一外凸齒部54係由第一擺線盤50的外周壁面所凸出形成，且與對應之至少一第一滾柱31相接觸。第二擺線盤51係與第一擺線盤50相鄰設，且與第一輪盤30分別位於第一擺線盤50之相對兩側，並包含至少一第二外凸齒部55、複數個第二連接件53及複數個第一穿設孔56，第二外凸齒部55係由第二擺線盤51的外周壁面所凸出形成，且與對應之至少一第一滾柱31相接觸。

第二轉盤組6係設置於偏心組件21上而被偏心組件21帶動來進行轉動，且包含第三擺線盤60及第四擺線盤61。第三擺線盤60係設置於第二擺線盤51及第二輪盤40之間，且包含複數個第二穿設孔62及至少一第三外凸齒部63，第三外凸齒部63係由第三擺線盤60的外周壁面所凸出形成，且與對應之至少一第二滾柱41相接觸。第四擺線盤61係設置於第三擺線盤60及第二輪盤40之間，且包含至少一第四外凸齒部64，第四外凸齒部64係由第四擺線盤61的外周壁面所凸出形成，且與對應之至少一第二滾柱41相接觸。

於上述實施例中，每一第一連接件52係位於於第一擺線盤50及第三擺線盤60之間，並穿設對應之第一穿設孔56，且每一第一連接件52之一端係與第一擺線盤50相固接，第一連接件52之另一端係與第三擺線盤60相組接，故第一擺線盤50及第三擺線盤60可藉由第一連接件52而相組接。每一第二連接件53係位於於第二擺線盤51及第四擺線盤61之間，並穿設對應之第二穿設孔62，且每一第二連接件53之一端係與第二擺線盤51相固接，第二連接件53之另一端係與第四擺線盤61相組接，故第二擺線盤51及第四擺線盤61可藉由第二連接件53而相組接。

於一些實施例中，第一擺線盤50係包含第一軸孔57，第二擺線盤51係包含第二軸孔58。第一擺線盤50之第一軸孔57及第二擺線盤51之第二軸孔58分別設置於第一擺線盤50及第二擺線盤51之幾何中心位置，而部分偏心組件21可轉動地設於第一軸孔57及第二軸孔58內，因此當偏心裝置2轉動時，第一擺線盤50及第二擺線盤51便被偏心裝置2之偏心組件21帶動而轉動，此外，由於第一擺線盤50及第三擺線盤60係利用複數個第一連接件52進行組接，因此第一擺線盤50及第三擺線盤60將同步且同向的運轉。第三擺線盤60係包含第三軸孔65，第四擺線盤61係包含第四軸孔66。第三擺線盤60之第三軸孔65及第四擺線盤61之第四軸孔66分別設置於第三擺線盤60及第四擺線盤61之幾何中心位置，而部分偏心組件21可轉動地設於第三軸孔65及第四軸孔66內，因此當偏心組件21轉動時，第三擺線盤60及第四擺線盤61便被偏心組件21帶動而轉動，此外，由於第二擺線盤51及第四擺線盤61係利用複數個第二連接件53進行組接，因此第二擺線盤51及第四擺線盤61將同步且同向的運轉。

由上可知，由於本案之擺線型減速機1係包含兩組轉盤組，即第一轉盤組5及第二轉盤組6，又第一轉盤組5係包含兩個擺線盤，即第一擺線盤50及第二擺線盤51，而第二轉盤組6同樣包含兩個擺線盤，即第三擺線盤60及第四擺線盤61，因此本案之擺線型減速機1實際上係利用四個擺線盤來與第一滾柱輪盤組3之複數個第一滾柱31及第二滾柱輪盤組4之複數個第二滾柱41相接觸，故相較於傳統擺線型減速機僅利用兩個擺線盤來與滾柱相接觸，本案之擺線型減速機1之每一擺線盤所承受的負荷可減少，因此擺線型減速機1具有較強的結構強度而達到高鋼性，故可應用於需承受高負荷的場合。

請參閱第5圖，並配合第2圖及第4圖，其中第5圖係為第1圖所示之偏心組件與一軸承組的結構示意圖。於一些實施例中，偏心組件21實際上可透過軸承組8而可轉動地設於第一軸孔57、第二軸孔58、第三軸孔65及第四軸孔66內，其中軸承組8可為但不限於由四個獨立的第四軸承80所構成。此外，偏心組件21更包含以偏心方式設置於轉軸20上且依序相鄰接之第一偏心圓柱22、第二偏心圓柱23、第三偏心圓柱24及第四偏心圓柱25，而四個第四軸承80係分別套設於第一偏心圓柱22、第二偏心圓柱23、第三偏心圓柱24及第四偏心圓柱25上，使得第一擺線盤50之第一軸孔57係藉由對應的第四軸承80而供第一偏心圓柱22設置，第二擺線盤51之第二軸孔58係藉由對應的第四軸承80而供第二偏心圓柱23設置，第三擺線盤60之第三軸孔65係藉由對應的第四軸承80而供第三偏心圓柱24設置，第四擺線盤61之第四軸孔66係藉由對應的第四軸承80而供第四偏心圓柱25設置，因此第一擺線盤50、第二擺線盤51、第三擺線盤60及第四擺線盤61係分別套設於第一偏心圓柱22、第二偏心圓柱23、第三偏心圓柱24及第四偏心圓柱25上，且第一偏心圓柱22及第三偏心圓柱24的偏心方向相同，第二偏心圓柱23及第四偏心圓柱25的偏心方向相同，再者，第一偏心圓柱22及第三偏心圓柱24的偏心方向與第二偏心圓柱23及第四偏心圓柱25的偏心方向相反，如此一來，第一擺線盤50及第三擺線盤60的偏心方向將與第二擺線盤51及第四擺線盤61的偏心方向相反，故本案之擺線型減速機1可無須額外設置偏重補償裝置來進行動平衡的補償。

於一些實施例中，因第一擺線盤50之第一外凸齒部54與第二擺線盤51之第二外凸齒部55皆需與第一滾柱31相接觸，而第三擺線盤60之第三外凸齒部63與第四擺線盤61之第四外凸齒部64皆需與第二滾柱41相接觸，故第一擺線盤50之第一外凸齒54的齒數及其所形成之齒型實際上係與第二擺線盤51之第二外凸齒55的齒數及其所形成之齒型相同，第三擺線盤60之第三外凸齒63的齒數及其所形成之齒型係與第四擺線盤61之第四外凸齒64的齒數與及其所形成之齒型相同。此外，第一滾柱31之個數係分別比第一擺線盤50之第一外凸齒部54與第二擺線盤51之第二外凸齒部55之個數多至少一個，第二滾柱41之個數係分別比第三擺線盤60之第三外凸齒部63與第四擺線盤61之第四外凸齒部64之個數多至少一個。

另外，為了避免第一擺線盤50及第三擺線盤60在同步轉動時，複數個第二連接件53係干擾第一擺線盤50及第三擺線盤60之運作，故每一第二連接件53在穿設對應之第二穿設孔62時，係與對應之第二穿設孔62之壁面相間隔而未彼此接觸。相同地，為了避免第二擺線盤51及第四擺線盤61在同步轉動時，複數個第一連接件52係干擾第二擺線盤51及第四擺線盤61之運作，故每一第一連接件52在穿設對應之第一穿設孔56時，係與對應之第一穿設孔56之壁面相間隔而未彼此接觸。

另外，如第2圖所示，第一連接件52及第二連接件53可分別由梯形柱體所構成，故第一穿設孔56及第二穿設孔62之孔洞形狀亦對應為梯形，然而第一連接件52、第二連接件53、第一穿設孔56及第二穿設孔62的形狀並不以此為限，可依據實際需求而有不同實施態樣，例如第一連接件52及第二連接件53可分別由圓柱所構成，故第一穿設孔56及第二穿設孔62的孔洞形狀亦對應為圓形。

於一些實施例中，轉軸20與偏心組件21之第一偏心圓柱22、第二偏心圓柱23、第三偏心圓柱24及第四偏心圓柱25可為一體成形，而為了使複數個第四軸承80可各自套設第一偏心圓柱22、第三偏心圓柱24、第二偏心圓柱23及第四偏心圓柱25上，故在第一偏心圓柱22、第二偏心圓柱23、第三偏心圓柱24及第四偏心圓柱25為一體成形的條件下，第二偏心圓柱23之半徑係大於第一偏心圓柱22之半徑，第三偏心圓柱24之半徑係大於第四偏心圓柱25之半徑。

當然，轉軸20與偏心裝置2之第一偏心圓柱22、第二偏心圓柱23、第三偏心圓柱24及第四偏心圓柱25並不侷限於皆要一體成形，然而為了使複數個第四軸承80可分別套設第一偏心圓柱22、第三偏心圓柱24、第二偏心圓柱23及第四偏心圓柱25上，故於其它實施例中，第一偏心圓柱22、第二偏心圓柱23、第三偏心圓柱24及第四偏心圓柱25中至少有兩個偏心圓柱係以組接方式設置於轉軸20上，而其餘偏心圓柱與轉軸20則為一體成形。

請參閱第6圖，其係為第4圖所示之轉軸及以組接方式設置於轉軸上之任意偏心圓柱的剖面結構示意圖。如第6圖所示，由於偏心圓柱可以組接方式設置於轉軸20上，因此為了使轉軸20之轉動力量可順利地傳遞於組接於轉軸20上之每一偏心圓柱上，以組接方式設置於轉軸20上之每一偏心圓柱(第6圖係以第一偏心圓柱22來說明)更可包含一卡接銷26，用以於偏心圓柱設置於轉軸20上時卡合於轉軸20上，藉此使偏心圓柱可緊配於轉軸20上。

以下將示範性說明本案之擺線型減速機1所能達到的減速比。請再參閱第1圖至第5圖，假設第一滾柱輪盤組3之第一滾柱31的個數為N個，第二滾柱輪盤組4之第二滾柱41的個數為M個，且假設第一滾柱31的個數分別比第一外凸齒部54及第二外凸齒部55多一個，第二滾柱41的個數分別比第三外凸齒部64與第四外凸齒部64多一個，則第一擺線盤50之第一外凸齒部54與第二擺線盤51之第二外凸齒部55的個數為N-1，第三外凸齒部63與第四外凸齒部64個數為M-1，因此本案之擺線型減速機1所能達到的減速比值R為R = (N-1)*M /(N-M)，其中為了達到減速目的, 在設計上係選定N不等於M，且為了加強動力平衡的效果，N與M 必須為偶數，且N＞=2及M＞=2。此外，當N＞M 時，減速比值R為正值, 擔任動力輸出的第二輪盤40的旋轉方向跟轉軸20的旋轉方向相同，當N＜M 時, 減速比值R為負值, 擔任動力輸出的第二輪盤40的旋轉方向跟轉軸20的旋轉方向相反。

以下將再以第7圖來示範性說明本實施例之擺線型減速機的作動方式，其中，第7圖係以第一滾柱31的個數為N=4，第二滾柱41的個數M=2， 減速比=(4-1)*2/(4-2)= 3為例，且第7圖所示的每一個運轉狀態與下一個運轉狀態的時序間隔為轉軸20轉動1圈。請參閱第7圖，並配合第1至第5圖，其中第7圖係顯示本案之擺線型減速機的作動時序示意圖。如第7圖可知，當轉軸20接受馬達(未圖式)所提供之動力輸入而逆時針轉動時，第一偏心圓柱22、第二偏心圓柱23、第三偏心圓柱24及第四偏心圓柱25便被轉軸20帶動而偏心轉動，且第一偏心圓柱22、第二偏心圓柱23、第三偏心圓柱24及第四偏心圓柱25各自的偏轉運動會成為一推動作用力來分別推動第一擺線盤50、第二擺線盤51、第三擺線盤60及第四擺線盤61順時針緩速轉動。再者，由於第一滾柱輪盤組3並不以轉軸20之軸心進行轉動，因此第三擺線盤60之第三外凸齒部63及第四擺線盤61之第四外凸齒部64係與第二滾柱輪盤組4之複數個第二滾柱41進行推擠運動，進而使得複數個第二滾柱41以轉軸20之軸心進行逆時針的轉動，如此，複數個第二滾柱41的運動即驅動了第二輪盤40逆時針轉動，故第二滾柱輪盤組4實際上亦逆時針的轉動。而在此實施例中，轉動之第二滾柱輪盤組4之第二輪盤40係產生動力輸出。

請參閱第8圖、第9圖及第10圖，其中第8圖及第9圖係為本案第二較佳實施例之擺線型減速機的在不同視角下的爆炸結構示意圖，第10圖係為第8圖所示之擺線型減速機的剖面結構側視示意圖。如第8圖、第9圖及第10圖所示，本實施例之擺線型減速機1’可為但不限於應用在各種馬達裝置、工具機、機械手臂、汽車、機車或其它動力機械內，以便提供適當的減速功能，另外，擺線型減速機1’實際上屬於兩階式擺線型減速機。擺線型減速機1’包含偏心裝置2’、第一滾柱輪盤組3’、第二滾柱輪盤組4’、第一轉盤組5’及第二轉盤組6’。

偏心裝置2’係可接收例如馬達(未圖式)所提供之動力輸入，並被該動力輸入驅動而轉動，且包含轉軸20’及偏心組件21’。轉軸20’係接收由馬達(未圖式)所傳來之動力輸入而轉動，且具有相對之第一端200’及第二端201’。偏心組件21’係偏心地固設於轉軸20’上，並位於轉軸之第一端200’及第二端201’之間，且被轉軸20’帶動而以相對於轉軸20’之一軸心進行偏轉。

第一滾柱輪盤組3’具有第一輪盤30’及複數個第一滾柱31’。第一輪盤30’係由金屬或合金製成之圓形盤狀元件或中空圓柱罩狀元件，且第一輪盤30’於其幾何中心具有中心孔300’，該中心孔300’可設有第一軸承90’，該第一軸承90’的形式不限例如為滾珠軸承、滾針軸承或含油軸承等，藉此使轉軸20’ 利用第一軸承90’而部分容置於第一輪盤30’之中心孔300’內，使轉軸20’之第一端200’及第二端201’分別位於第一輪盤30’之相對兩側。複數個第一滾柱31’可分別為但不限於由金屬或合金製成之短圓柱狀體所構成，且等距環設排列於第一輪盤30’上。

於一些實施例中，第一滾柱輪盤組3’更可包含殼體部32’，殼體部32’係組接於第一輪盤30上，且具有中空結構，當偏心裝置2’、第一滾柱輪盤組3’、第二滾柱輪盤組4’、第一轉盤組5’及第二轉盤組6’組合成擺線型減速機1’時，殼體部32’之中空結構可容置至少部份偏心裝置2’、第二滾柱輪盤組4’、第一轉盤組5’及第二轉盤組6’。

而於本實施例中，第一滾柱輪盤組3’並不以轉軸20’之軸心進行轉動，換言之，即第一輪盤30’、複數個第一滾柱31’ 及殼體部32’皆無法以轉軸20’之軸心進行轉動。但複數個第一滾柱31’可以自身的軸心轉動，即自轉。

第二滾柱輪盤組4’具有第二輪盤40’及複數個第二滾柱41’。第二輪盤40’同樣可由金屬或合金製成之圓形盤狀元件或中空圓柱罩狀元件，且第二輪盤40’於其幾何中心具有一中心孔400’，該中心孔400’可設有第二軸承91’， 該第二軸承91’的形式不限例如為滾珠軸承、滾針軸承或含油軸承等，藉此使轉軸20’ 利用第二軸承91’而部分容置於第二輪盤40’之中心孔400’內，使轉軸20’之第一端200’及第二端201’分別位於第二輪盤40’之相對兩側。複數個第二滾柱41’可分別為但不限於由金屬或合金製成之短圓柱狀體所構成，且等距環設排列於第二輪盤40’之上。在本實施例中，第二滾柱輪盤組4’可以轉軸20’之軸心進行轉動，換言之，即第二輪盤40’及複數個第二滾柱41’可以轉軸20’之軸心進行轉動，此外，第二輪盤40’實際上為擺線型減速機1’的動力輸出。而於一些實施例中，複數個第二滾柱41’可以自身的軸心轉動。

於一些實施例中，擺線型減速機1’更包含第三軸承93’，係設置於殼體部32’之中空結構內，且位於殼體部32’及第二輪盤40’之間，藉此第二滾柱輪盤組4’可於殼體部32’內轉動。

第一轉盤組5’係設置於偏心組件21’上而被偏心組件21’帶動來進行轉動，且包含第一擺線盤50’ 及第二擺線盤51’。第一擺線盤50’係與第一輪盤30’相鄰設，且包含複數個連接件52’及至少一第一外凸齒部53’，第一外凸齒部53’係由第一擺線盤50’的外周壁面所凸出形成，且與對應之至少一第一滾柱31’相接觸。第二擺線盤51’係與第一擺線盤50’相鄰設，且與第一輪盤30’分別位於第一擺線盤50’之相對兩側，並包含至少一第二外凸齒部54’ 及複數個第一穿設孔55’，第二外凸齒部54’係由第二擺線盤51’的外周壁面所凸出形成，且與對應之至少一第一滾柱31’相接觸。第二轉盤組6’係設置於偏心組件21’上而被偏心組件21’帶動來進行轉動，且包含第三擺線盤60’及第四擺線盤61’。 第三擺線盤60’係設置於第二擺線盤51’及第二輪盤40’之間，且與第二擺線盤51’相固接，並包含複數個第二穿設孔62’ 及至少一第三外凸齒部63’，第三外凸齒部63’係由第三擺線盤60’的外周壁面所凸出形成，且與對應之至少一第二滾柱41’相接觸。第四擺線盤61’係設置於第三擺線盤60’及第二輪盤40’之間，且包含至少一第四外凸齒部64’。第四外凸齒部64’係由第四擺線盤61’的外周壁面所凸出形成，且與對應之至少一第二滾柱41’相接觸。複數個第二穿設孔62’的設置位置係與複數個第一穿設孔55’的位置相對應。

每一連接件52’係穿設對應之第一穿設孔55’及對應之第二穿設孔62’，且位於第一擺線盤50’及第四擺線盤61’之間，此外，每一連接件52’之一端係與第一擺線盤50’相固接，每一連接件52’之另一端係與第四擺線盤61’相組接，故第一擺線盤50’及第四擺線盤61’ 可藉由連接件52’而相組接。

於上述實施例中，第一擺線盤50’係包含第一軸孔56’，第二擺線盤51’係包含第二軸孔57’。第一擺線盤50’之第一軸孔56’及第二擺線盤51’之第二軸孔57’分別設置於第一擺線盤50’及第二擺線盤51’之幾何中心位置，而部分偏心組件21’可轉動地設於第一軸孔56’及第二軸孔57’內，因此當偏心裝置2’轉動時，第一擺線盤50’及第二擺線盤51’便被偏心裝置2’之偏心組件21’帶動而轉動。

第三擺線盤60’係包含第三軸孔65’，第四擺線盤61’係包含第四軸孔66’。第三擺線盤60’之第三軸孔65’及第四擺線盤61’之第四軸孔66’分別設置於第三擺線盤60’及第四擺線盤61’之幾何中心位置，而部分偏心組件21’可轉動地設於第三軸孔65’及第四軸孔66’內，因此當偏心組件21’轉動時，第三擺線盤60’及第四擺線盤61’便被偏心組件21’帶動而轉動。此外，由於第一擺線盤50’及第四擺線盤61’係利用複數個連接件52’進行組接，因此第一擺線盤50’及第四擺線盤61’將同步且同向的運轉。又由於第二擺線盤51’及第三擺線盤60’係相固接，因此第二擺線盤51’及第三擺線盤60’將同步且同向的運轉。由上可知，由於本案之擺線型減速機1’係包含兩組轉盤組，即第一轉盤組5’及第二轉盤組6’，又第一轉盤組5’係包含兩個擺線盤，即第一擺線盤50’及第二擺線盤51’，而第二轉盤組6’同樣包含兩個擺線盤，即第三擺線盤60’及第四擺線盤61’，因此本案之擺線型減速機1’實際上係利用四個擺線盤來與第一滾柱輪盤組3’之複數個第一滾柱31’及第二滾柱輪盤組4’之複數個第二滾柱41’相接觸，故相較於傳統擺線型減速機僅利用兩個擺線盤來與滾柱相接觸，本案之擺線型減速機1’之每一擺線盤所承受的負荷可減少，因此擺線型減速機1’具有較強的結構強度而達到高鋼性，故可應用於需承受高負荷的場合。

請再參閱第11圖，並配合第8圖及第10圖，其中第11圖係為第8圖所示之偏心組件與一軸承組的結構示意圖。於一些實施例中，偏心組件21’更包含以偏心方式設置於轉軸20’上且依序相鄰接之第一偏心圓柱22’、第二偏心圓柱23’、第三偏心圓柱24’及第四偏心圓柱25’，其中第一偏心圓柱22’及第四偏心圓柱25’的偏心方向相同，第二偏心圓柱23’及第三偏心圓柱24’的偏心方向相同，再者，第一偏心圓柱22’及第四偏心圓柱25’的偏心方向與第二偏心圓柱23’及第三偏心圓柱24’的偏心方向相反。此外，偏心組件21’實際上可透過軸承組8’而可轉動地設於第一軸孔56’、第二軸孔57’、第三軸孔65’及第四軸孔66’內，其中軸承組8’可為但不限於由至少三個獨立的第四軸承80’所構成，且第一擺線盤50’之第一軸孔56’係藉由對應的第四軸承80’而供第一偏心圓柱22’設置，而因相鄰之第二偏心圓柱23’及第三偏心圓柱24’的偏心方向相同，故第二擺線盤51’之第二軸孔57’及第三擺線盤60’之第三軸孔65’可共用同一個第四軸承80’，即第二擺線盤51’之第二軸孔57’及第三擺線盤60’之第三軸孔65’係藉由對應的單一第四軸承80’而分別供第二偏心圓柱23’及第三偏心圓柱24’設置，第四擺線盤61’之第四軸孔66’係藉由對應的第四軸承80’而供第四偏心圓柱25’設置。如此一來，第一擺線盤50’及第四擺線盤61’的偏心方向將與第二擺線盤51’及第三擺線盤60’ 的偏心方向相反，故本案之擺線型減速機1’可無須額外設置偏重補償裝置來進行動平衡的補償。當然，第二擺線盤51’之第二軸孔57’及第三擺線盤60’之第三軸孔65’亦可分別使用獨立的第四軸承80’ 來分別供第四偏心圓柱25’及第二偏心圓柱23’設置，故軸承組8’則改可由四個獨立的第四軸承80’所構成。

於一些實施例中，因第一擺線盤50’之第一外凸齒部53’與第二擺線盤51’之第二外凸齒部54’皆需與第一滾柱31’相接觸，而第三擺線盤60’之第三外凸齒部63’與第四擺線盤61’之第四外凸齒部64’皆需與第二滾柱41’相接觸，故第一擺線盤50’ 之第一外凸齒53’的齒數及其所形成之齒型實際上係與第二擺線盤51’ 之第二外凸齒54’的齒數及其所形成之齒型相同，第三擺線盤60’ 之第三外凸齒63’的齒數及其所形成之齒型係與第四擺線盤61’ 之第四外凸齒64’的齒數及其所形成之齒型相同。此外，第一滾柱31’之個數係分別比第一擺線盤50’之第一外凸齒部53’與第二擺線盤51’之第二外凸齒部54’個數多至少一個，第二滾柱41’之個數係分別比第三擺線盤60’之第三外凸齒部63’與第四擺線盤61’之第四外凸齒部64’個數多至少一個。

另外，為了避免第二擺線盤51’及第三擺線盤60’在同步轉動時，複數個連接件52’係干擾第二擺線盤51’及第三擺線盤60’之運作，故每一連接件52’在穿設對應之第一穿設孔55’及第二穿設孔62’時，係與對應之第一穿設孔55’及第二穿設孔62’之壁面相間隔而彼此未接觸。

另外，如第8圖所示，連接件52’可分別由圓柱所構成，故第一穿設孔55’及第二穿設孔62’之孔洞形狀亦對應為圓形，然而連接件52’、第一穿設孔55’及第二穿設孔62’的形狀並不以此為限，可依據實際需求而有不同實施態樣，例如連接件52’可分別由梯形柱體所構成，故第一穿設孔55’及第二穿設孔62’的孔洞形狀亦對應為梯形。

於一些實施例中，偏心組件21’之第一偏心圓柱22’、第二偏心圓柱23、第三偏心圓柱24’及第四偏心圓柱25’可為一體成形，而為了使複數個 ‘第四軸承80’可套設第一偏心圓柱22’、第二偏心圓柱23’、第三偏心圓柱24’ 及第四偏心圓柱25’上，故在第一偏心圓柱22’、第二偏心圓柱23’、第三偏心圓柱24’及第四偏心圓柱25’為一體成形的條件下，第二偏心圓柱23’之半徑係大於第一偏心圓柱22’之半徑，第三偏心圓柱24’之半徑係大於第四偏心圓柱25’之半徑。

當然，偏心裝置2’之第一偏心圓柱22’、第二偏心圓柱23’、第三偏心圓柱24’及第四偏心圓柱25’並不侷限於皆要一體成形，然而為了使複數個第四軸承80’可分別套設第一偏心圓柱22’、 第四偏心圓柱25’、第二偏心圓柱23’及第三偏心圓柱24’，故於其它實施例中，第一偏心圓柱22’、第二偏心圓柱23’、第三偏心圓柱24’及第四偏心圓柱25’中至少有兩個偏心圓柱需以組接方式設置於轉軸20’上，而其餘偏心圓柱與轉軸20’則為一體成形。當然，類似於前述第6圖所揭露之內容，由於本實施例之偏心圓柱同樣可以組接方式設置於轉軸20’上，因此為了使轉軸20’ 之轉動力量可順利地傳遞於組接於轉軸20’上之每一偏心圓柱上，以組接方式設置於轉軸20’上之每一偏心圓柱更可包含卡接銷(未圖示)，用以於偏心圓柱設置於轉軸20’上時卡合於轉軸20’上，藉此使偏心圓柱可緊配於轉軸20’上。

另外，由於第8圖所示之擺線型減速機1’所能達到的減速比與作動原理實際上皆相似於第1圖所示之擺線型減速機1，故於此不再贅述。

綜上所述，本案提供一種擺線型減速機，其係包含兩組轉盤組，且每一轉盤組包含兩個擺線盤，故本案之擺線型減速機可利用四個擺線盤來與對應之滾柱相接觸，使得每一擺線盤所承受的負荷可減少，是以本案之擺線型減速機具有較強的結構強度，而可應用於需承受高負荷的場合，此外，本案之擺線型減速機之偏心裝置之偏心組件更包含以偏心方式設置於轉軸上之複數個偏心圓柱，且每一偏心圓柱設置於對應之擺線盤之軸孔內，又複數個偏心圓柱將使得四個擺線盤中的兩個擺線盤的偏心方向與剩下的兩個擺線盤的偏心方向相反，因此本案之擺線型減速機無須額外花費成本來設偏重補償裝置即可達到動平衡。

1、1’‧‧‧擺線型減速機

2、2’‧‧‧偏心裝置

20、20’‧‧‧轉軸

200、200’‧‧‧第一端

201、201’‧‧‧第二端

21、21’‧‧‧偏心組件

22、22’‧‧‧第一偏心圓柱

23、23’‧‧‧第二偏心圓柱

24、24’‧‧‧第三偏心圓柱

25、25’‧‧‧第四偏心圓柱

26‧‧‧卡接銷

3、3’‧‧‧第一滾柱輪盤組

30、30’‧‧‧第一輪盤

31、31’‧‧‧第一滾柱

32、32’‧‧‧殼體部

300、400、300’、400’‧‧‧中心孔

4、4’‧‧‧第二滾柱輪盤組

40、40’‧‧‧第二輪盤

41、41’‧‧‧第二滾柱

5、5’‧‧‧第一轉盤組

50、50’‧‧‧第一擺線盤

51、51’‧‧‧第二擺線盤

52‧‧‧第一連接件

52’‧‧‧連接件

54、53’‧‧‧第一外凸齒部

56、55’‧‧‧第一穿設孔

55、54’‧‧‧第二外凸齒部

57、56’‧‧‧第一軸孔

58、57’‧‧‧第二軸孔

6、6’‧‧‧第二轉盤組

60、60’‧‧‧第三擺線盤

61、61’‧‧‧第四擺線盤

53‧‧‧第二連接件

63、63’‧‧‧第三外凸齒部

62、62’‧‧‧第二穿設孔

64、64’‧‧‧第四外凸齒部

65、65’‧‧‧第三軸孔

66、66’‧‧‧第四軸孔

8、8’‧‧‧軸承組

80、80’‧‧‧第四軸承

90、90’‧‧‧第一軸承

91、91’‧‧‧第二軸承

93、93’‧‧‧第三軸承

第1圖係為本案第一較佳實施例之擺線型減速機的組合結構示意圖。 第2圖及第3圖係為第1圖所示之擺線型減速機在不同視角下的爆炸結構示意圖。 第4圖係為第1圖所示之擺線型減速機的一示範性剖面結構示意圖。 第5圖係為第1圖所示之偏心組件與一軸承組的結構示意圖。 第6係為第4圖所示之轉軸及以組接方式設置於轉軸上之任意偏心圓柱的剖面結構示意圖。 第7圖係顯示本案之擺線型減速機的作動時序示意圖。 第8圖及第9圖係為本案第二較佳實施例之擺線型減速機的在不同視角下的爆炸結構示意圖。 第10圖係為第8圖所示之擺線型減速機的剖面結構側視示意圖。 第11圖係為第8圖所示之偏心組件與一軸承組的結構示意圖。。

Claims (15)

1. 一種擺線型減速機，係包含： 一偏心裝置，係包含一轉軸及一偏心組件，該轉軸係可轉動，該偏心組件係偏心地固設於該轉軸上並位於該轉軸之一第一端及一第二端之間，且被該轉軸帶動而以相對於該轉軸之一軸心進行偏轉； 一第一滾柱輪盤組，包含一第一輪盤及複數個第一滾柱，該複數個第一滾柱係設置於該第一輪盤上； 一第二滾柱輪盤組，包含一第二輪盤及複數個第二滾柱，該複數個第二滾柱係設置於該第二輪盤上； 一第一轉盤組，係設置於該偏心組件上而被該偏心組件帶動來進行轉動，且包含一第一擺線盤及一第二擺線盤，該第一擺線盤係與該第一輪盤相鄰設，且包含至少一第一外凸齒部，該第一外凸齒部係與對應之至少一該第一滾柱接觸，該第二擺線盤係與該第一擺線盤相鄰設，且與該第一輪盤分別位於該第一擺線盤之相對兩側，並包含至少一第二外凸齒部，該第二外凸齒部係與對應之至少一該第一滾柱接觸；以及 一第二轉盤組，係設置於該偏心組件上而被該偏心組件帶動來進行轉動，且包含一第三擺線盤及一第四擺線盤，該第三擺線盤係設置於該第二擺線盤及該第二輪盤之間，且包含至少一第一三外凸齒部，該第三外凸齒部係與對應之至少一該第二滾柱接觸，該第四擺線盤係設置於該第三擺線盤及該第二輪盤之間，且包含至少一第一四外凸齒部，該第四外凸齒部係與對應之至少一該第二滾柱接觸。
2. 如申請專利範圍第1項所述之擺線型減速機，其中該轉軸係接收一動力輸入而同步帶動該偏心組件轉動，且該第一滾柱輪盤組不以該轉軸之軸心進行轉動，而該第二滾柱輪盤係受每一該第二滾柱與對應之該第三外凸齒部及第四外凸齒部之間的推擠運動而轉動，進而驅使該第二輪盤轉動並產生一動力輸出。
3. 如申請專利範圍第1項所述之擺線型減速機，其中該第一滾柱輪盤組更可包含一殼體部，係組接於該第一輪盤上，且具有一中空結構，該中空結構係容置部分該偏心裝置、該第二滾柱輪盤組及該第二轉盤組，且該第一轉盤組係容置於該第一輪盤或該中空結構中。
4. 如申請專利範圍第1項所述之擺線型減速機，其中該第一擺線盤更包含複數個第一連接件，該第二擺線盤更包含複數個第二連接件及複數個第一穿設孔，該第三擺線盤更包含複數個第二穿設孔，每一該第一連接件係穿設對應之該第一穿設孔而將該第一擺線盤及該第三擺線盤連接，每一該第二連接件係穿設對應之該第二穿設孔而將該第二擺線盤及該第四擺線盤連接。
5. 如申請專利範圍第4項所述之擺線型減速機，其中每一該第二連接件係與該第二穿設孔之壁面相間隔而未彼此接觸，每一該第一連接件係與該第一穿設孔之壁面相間隔而未彼此接觸，且每一該第一連接件及每一該第二連接件係分別由一梯形柱體或一圓柱所構成，而複數個該第一穿設孔及複數個該第二穿設孔之孔洞形狀係對應該第一連接件及該第二連接件而分別為梯形或圓形。
6. 如申請專利範圍第4項所述之擺線型減速機，其中該偏心組件係包含以偏心方式設置於該轉軸上且依序相鄰接之一第一偏心圓柱、一第二偏心圓柱、一第三偏心圓柱及一第四偏心圓柱，該第一偏心圓柱、該第二偏心圓柱、該第三偏心圓柱及該第四偏心圓柱係分別供該第一擺線盤、該第二擺線盤、該第三擺線盤及該第四擺線盤套設，且該第一偏心圓柱及該第三偏心圓柱的偏心方向相同，該第二偏心圓柱及該第四偏心圓柱的偏心方向相同，而該第一偏心圓柱及該第三偏心圓柱的偏心方向與該第二偏心圓柱及該第四偏心圓柱的偏心方向係相反。
7. 如申請專利範圍第6項所述之擺線型減速機，其中該轉軸、該第一偏心圓柱、該第二偏心圓柱、該第三偏心圓柱及該第四偏心圓柱係一體成形，且該第二偏心圓柱之半徑係大於該第一偏心圓柱之半徑，該第三偏心圓柱之半徑係大於該第四偏心圓柱之半徑。
8. 如申請專利範圍第6項所述之擺線型減速機，其中該第一偏心圓柱、該第二偏心圓柱、該第三偏心圓柱及該第四偏心圓柱中至少有兩個該偏心圓柱係以組接方式設置於該轉軸上，而其餘該偏心圓柱與該轉軸係一體成形。
9. 如申請專利範圍第8項所述之擺線型減速機，其中以組接方式設置於該轉軸上之每一該偏心圓柱更具有一卡接銷，用以於該偏心圓柱設置於該轉軸上時卡合於該轉軸上。
10. 如申請專利範圍第1項所述之擺線型減速機，其中該第三擺線盤係與該第二擺線盤相固接，該第一擺線盤更包含複數個連接件，該第二擺線盤更包複數個第一穿設孔，該第三擺線盤更包含複數個第二穿設孔，每一該連接件係穿設對應之該第一穿設孔及對應之該第二穿設孔而將該第一擺線盤及該第四擺線盤連接。
11. 如申請專利範圍第10項所述之擺線型減速機，其中每一該連接件係與對應之該第一穿設孔及對應之該第二穿設孔之壁面相間隔而彼此未接觸，且且每一該連接件係分別由一梯形柱體或一圓柱所構成，而每一該第一穿設孔及每一該第二穿設孔之孔洞形狀係對應該連接件而分別為梯形或圓形。
12. 如申請專利範圍第10項所述之擺線型減速機，其中該偏心組件係包含以偏心方式設置於該轉軸上且依序相鄰接之一第一偏心圓柱、一第二偏心圓柱、一第三偏心圓柱及一第四偏心圓柱，該第一偏心圓柱、該第二偏心圓柱、該第三偏心圓柱及該第四偏心圓柱係分別供該第一擺線盤、該第二擺線盤、該第三擺線盤及該第四擺線盤套設，且該第二偏心圓柱及該第三偏心圓柱的偏心方向相同，該第一偏心圓柱及該第四偏心圓柱的偏心方向相同，且該第二偏心圓柱及該第三偏心圓柱的偏心方向與該第一偏心圓柱及該第四偏心圓柱的偏心方向相反。
13. 如申請專利範圍第12項所述之擺線型減速機，其中該轉軸、該第一偏心圓柱、該第二偏心圓柱、該第三偏心圓柱及該第四偏心圓柱係一體成形，且該第二偏心圓柱之半徑及該第三偏心圓柱之半徑係分別大於該第一偏心圓柱之半徑及該第四偏心圓柱之半徑。
14. 如申請專利範圍第4項或第10項所述之擺線型減速機，其中該第一擺線盤之該第一外凸齒的齒數及其所形成之齒型係與該第二擺線盤之該第二外凸齒的齒數及其所形成之齒型相同，該第三擺線盤之該第三外凸齒的齒數及其所形成之齒型係與該第四擺線之該第四外凸齒的齒數及其所形成之齒型相同。
15. 如申請專利範圍第1項所述之擺線型減速機，其中該第一擺線盤、該第二擺線盤、該第三擺線盤及該第四擺線盤中的兩個擺線盤的偏心方向與剩下的兩個擺線盤的偏心方向相反。