TWM510392U - 旋轉驅動裝置 - Google Patents

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TWM510392U
TWM510392U TW104205333U TW104205333U TWM510392U TW M510392 U TWM510392 U TW M510392U TW 104205333 U TW104205333 U TW 104205333U TW 104205333 U TW104205333 U TW 104205333U TW M510392 U TWM510392 U TW M510392U
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TW104205333U
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Inventor
Hong-You Wang
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Nabtesco Corp
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旋轉驅動裝置
本創作係關於旋轉驅動裝置。尤其是關於包含內包減速齒輪單元之輸出部之軸線並自減速齒輪單元之基部側穿通至輸出側之貫通孔,且可輸出高轉矩之旋轉驅動裝置。
於產業機械之旋轉裝置等中,有欲自固定於基部側之裝置向固定於旋轉側之裝置配設配線或配管等之情形。由於旋轉部相對於基部旋轉,故為了不產生扭曲或切斷,較好為使此種配線或配管等沿著旋轉軸之軸線(旋轉軸線)通過。旋轉裝置係例如可為機器人之關節。作為機器人之旋轉裝置等之驅動部,必須為包含內包減速齒輪單元之輸出部之軸線,且自減速齒輪單元之基部側穿通至輸出側之貫通孔之旋轉驅動裝置。於日本專利公開公報H08-226498號(專利文獻1),揭示有包含此種貫通孔之旋轉驅動裝置。
專利文獻1所揭示之旋轉驅動裝置包含馬達與減速齒輪單元。減速齒輪單元包含內齒輪、外齒輪及輸入銷。內齒輪係環狀地形成。外齒輪具有與內齒輪不同之齒數。外齒輪係於內齒輪之內側與內齒輪咬合且偏心轉轉。又,於外齒輪之中心形成有第1貫通孔,於第1貫通孔之周圍形成有複數個第2貫通孔。輸入銷包含相對於軸之軸線偏心之凸輪體。輸入銷係存在複數個,且各個凸輪體嵌合於外齒輪之對應之各個第2貫通孔。
於專利文獻1所揭示之減速齒輪單元,形成有內包內齒輪之軸線 且自基部側穿通至輸出側之中心貫通孔。由於於外齒輪之中心形成有第1貫通孔,故可形成自減速齒輪單元之基部側穿通至輸出側之中心貫通孔。另,於本說明書中,有時將減速齒輪單元之內齒輪稱為輸出部,將固定該減速齒輪單元之構件稱為基部。即,「減速齒輪單元之輸出側」係指安裝有藉由減速齒輪單元而旋轉之構件之側,「減速齒輪單元之基部側」係指安裝減速齒輪單元之構件存在之側。另,有時將相對於內齒輪旋轉之構件稱為固定部。「輸出部」與「固定部」之稱呼係用以簡單區別減速齒輪單元中互相相對旋轉之2個部分者,即使將內齒輪稱為「固定部」,將相對於內齒輪旋轉之構件稱為「輸出部」,本說明書所揭示之技術亦成立。
專利文獻1所揭示之旋轉驅動裝置係進而於1個輸入銷連結有馬達之輸出軸,於另1個輸入銷連結有檢測軸之旋轉角之檢測器。馬達與檢測器係以各自之外周位於將減速齒輪單元之中心貫通孔於軸向延伸成之圓筒的外側之方式而配置。上述旋轉驅動裝置係當外齒輪繞內齒輪之軸線公轉(偏心旋轉)1周時,內齒輪僅旋轉相當於外齒輪之齒數之角度。
專利文獻1所揭示之旋轉驅動裝置係由於於減速齒輪單元形成有中心貫通孔,故可使配線或配管等通過該中心貫通孔。即,可使配線或配管等沿著減速齒輪單元之輸出部之軸線,自基部側通過至輸出側。
於旋轉驅動裝置中,亦較多要求高轉矩。為了將減速齒輪單元之輸出高轉矩化,使用高轉矩輸出之馬達即可。然而,於先前之旋轉驅動裝置中,中心貫通孔之內徑之大小與可採用之馬達之輸出有折衷之關係。一般而言,馬達係輸出轉矩越大則其外徑越大。因此,當對 專利文獻1所揭示之旋轉驅動裝置採用高轉矩輸出之馬達時,導致馬達之外周部分覆蓋中心貫通孔之一部分。其結果,導致為了穿通配線或配管而可利用之中心貫通孔之實質大小縮窄。
進而於專利文獻1所揭示之旋轉驅動裝置中,僅使嵌合於外齒輪之第2貫通孔之輸入銷中之1個以馬達驅動。因此,導致於外齒輪之圓周方向中,自輸入銷傳達至外齒輪之力產生不均。進而,產生於外齒輪產生扭曲(變形),或轉矩之傳達精度於馬達與外齒輪之間下降之不良。其結果,導致作為致動器(旋轉驅動裝置)之應答性與旋轉精度下降。
本創作係鑑於上述問題而製作。本創作之目的在於提供一種具有內包輸出部之軸線並自基部側穿通至輸出側之貫通孔,但仍可高精度地輸出高轉矩之旋轉驅動裝置。
本創作係為了實現高精度、高轉矩,使用複數個馬達。藉由使用複數個馬達,實現可確保足以於減速齒輪單元之中心貫通孔穿通配線或配管之大小之內徑,且可高精度地輸出高轉矩之旋轉驅動裝置。
本創作之旋轉驅動裝置包含減速齒輪單元與複數個馬達。減速齒輪單元包含內齒輪、外齒輪及複數個輸入銷。內齒輪係環狀地形成,且具有與外齒輪不同之齒數。外齒輪可於內齒輪之內側與內齒輪咬合,並繞著內齒輪之軸線偏心旋轉。此處所謂「外齒輪之偏心旋轉」係指外齒輪之中心繞內齒輪之軸線公轉。又,由於外齒輪之齒數與內齒輪之齒數不同,故外齒輪可繞內齒輪之軸線公轉並相對於內齒輪旋轉。即,當外齒輪繞內齒輪之軸線偏心旋轉時,外齒輪與內齒輪相對旋轉。此外,外齒輪係於中心形成有第1貫通孔,且於該第1貫通孔之周圍形成有複數個第2貫通孔。各個第2貫通孔係較好為形成於同一圓周上。各個輸入銷包含相對於軸之軸線偏心之凸輪體,該凸輪體 嵌合於第2貫通孔。
又,於減速齒輪單元,形成有內包內齒輪之軸線且自基部側貫通至輸出側之中心貫通孔。由於內齒輪為環狀,且於外齒輪之中心形成有第1貫通孔,故可於減速齒輪單元形成中心貫通孔。另,所謂「中心貫通孔內包內齒輪之軸線」係指內齒輪之軸線通過中心貫通孔。未必意圖使中心貫通孔之中心線與內齒輪之軸線一致。
複數個馬達各自之輸出軸連結於對應之各個輸入銷。複數個馬達係以其外周位於將減速齒輪單元之中心貫通孔於軸向延伸成之圓筒的外側之方式而配置。
上述旋轉驅動裝置係以馬達之外周位於延伸中心貫通孔而成之圓筒的外側之方式而配置。因此,可使配線或配管等不受馬達影響,通過減速齒輪單元之內齒輪(輸出部)之中心並自減速齒輪單元之基部側穿通至輸出側。因此,可抑制該配線或配管等與馬達接觸而產生斷線等不良。
馬達之輸出軸較好為直接連結於輸入銷。由於無須使齒輪介存於馬達之輸出軸與輸入銷之間,故不會於馬達之輸出軸與輸入銷之間產生齒隙。
又,較好為對全部輸入銷,各自連結有對應之馬達。即,較好為包含與輸入銷相同數量之馬達。此種旋轉驅動裝置不會增大馬達之尺寸,而可輸出較大之轉矩。又,藉由增多馬達之數量,可縮小各個馬達之尺寸,可將旋轉驅動裝置小型化。
本創作之旋轉驅動裝置較好為將複數個馬達各者之轉子相對於輸入銷自反凸輪體側藉由連結具連結。
本創作之旋轉驅動裝置係較好為連結具為摩擦式之二重楔構造(錐形夾緊圈)。
本創作之旋轉驅動裝置較好為於複數個馬達之至少1個連結有檢 測馬達之旋轉角之旋轉角檢測機構,於複數個馬達之其他至少1個並未連結旋轉角檢測機構。
上述旋轉驅動裝置包含複數個馬達,最終應控制之物理量係輸出部即內齒輪之旋轉角(或旋轉角速度)。全部馬達經由輸入銷與外齒輪與內齒輪扣合。因此,由於若可檢測出至少1個馬達之旋轉角,則可自該旋轉角獲得內齒輪之旋轉角,故無須於全部馬達設置旋轉角檢測機構。又,於其他至少1個馬達未連結旋轉角檢測裝置。因此,可在不會實質上擴大旋轉驅動裝置之大小下,於至少1個馬達連結旋轉角檢測裝置以外之構件(例如制動器等)。
於本創作之旋轉驅動裝置中,較好為藉由自1個馬達控制裝置輸出之同一轉矩指令信號驅動複數個馬達(較好為全部馬達)。換言之,旋轉驅動裝置較好為包含以同一轉矩指令值控制複數個馬達之1個馬達控制裝置。
根據上述旋轉驅動裝置,無須對複數個馬達準備相同數量之馬達控制裝置。由於可以最小數量之馬達控制裝置驅動旋轉驅動裝置,故可降低成本。又,當於複數個馬達各者連結旋轉角檢測機構且獨立地控制各個馬達時,馬達間之轉矩指令信號互相干涉,使得轉矩指令信號容易振盪。於本創作之旋轉驅動裝置中,可利用減速齒輪單元之特性使旋轉角檢測機構與馬達控制裝置最佳化。即,上述旋轉驅動裝置係藉由以1個旋轉角檢測機構與1個馬達控制裝置對全部馬達始終賦予相同電流(轉矩指令信號),而可解決使用複數個馬達時所產生之問題。
本創作之旋轉驅動裝置較好為複數個馬達全部具有同一轉矩特性。
根據上述旋轉驅動裝置,對具有同一轉矩特性之馬達,輸入同一轉矩指令信號。各個馬達之轉矩全部傳達至1個外齒輪。因此,即 使於因某些因素導致施加於各個馬達之負載之大小產生不均之情形時,亦可藉由負載較小之馬達使外齒輪加速,其結果,可減輕自外齒輪施加於負載較大之馬達之負載。其結果,均等地分配施加於馬達之負載,可良好地維持外齒輪之旋轉平衡。
本創作之旋轉驅動裝置較好為僅於複數個馬達中未連結旋轉角檢測機構之馬達連結有制動器。
根據上述旋轉驅動裝置,藉由制動器之功能,可更正確地控制減速齒輪單元之輸出部(內齒輪)之旋轉角,或使輸出部間歇地動作。又,由於僅於未連結旋轉角檢測機構之馬達連結制動器,故而與連結有旋轉角檢測機構之馬達進而連結制動器者相比,可將旋轉驅動裝置之尺寸小型化。
根據本創作之旋轉驅動裝置,具有內包減速齒輪單元之輸出部之軸線且自減速齒輪單元之基部側穿通至輸出側之貫通孔,但仍可高精度地輸出高轉矩。
2‧‧‧密封蓋
4‧‧‧載體上部
4a‧‧‧中心孔
5b‧‧‧柱狀部
5d‧‧‧柱狀部
5f‧‧‧柱狀部
5h‧‧‧柱狀部
6X‧‧‧油封
6Y‧‧‧油封
8X‧‧‧內環
8Y‧‧‧內環
10X‧‧‧保持器
10Y‧‧‧保持器
12X‧‧‧滾軸
12Y‧‧‧滾軸
14X‧‧‧外環
14Y‧‧‧外環
16X‧‧‧圓錐滾軸軸承
16Y‧‧‧圓錐滾軸軸承
18‧‧‧內齒輪
18M‧‧‧軸線
20X‧‧‧外齒輪
20Y‧‧‧外齒輪
22‧‧‧內齒銷
24‧‧‧載體基底
24a‧‧‧中心孔
26‧‧‧編碼器(旋轉角檢測機構)
28a~28c‧‧‧制動器
29‧‧‧螺栓
30‧‧‧油封
32X‧‧‧外環
32Y‧‧‧外環
34X‧‧‧保持器
34Y‧‧‧保持器
36X‧‧‧滾軸
36Y‧‧‧滾軸
38X‧‧‧內環
38Y‧‧‧內環
40X‧‧‧圓錐滾軸軸承
40Y‧‧‧圓錐滾軸軸承
42X‧‧‧保持器
42Y‧‧‧保持器
44X‧‧‧滾軸
44Y‧‧‧滾軸
46X‧‧‧針狀滾軸軸承
46Y‧‧‧針狀滾軸軸承
48‧‧‧止動構件
49‧‧‧輸入銷
50X‧‧‧凸輪體
50Y‧‧‧凸輪體
51‧‧‧連結具
52‧‧‧止動構件
53‧‧‧楔
54‧‧‧軸
55‧‧‧按壓構件
56‧‧‧轉子
57a~57d‧‧‧馬達
58‧‧‧定子
59‧‧‧螺栓
60X‧‧‧第1貫通孔
60Y‧‧‧第1貫通孔
64‧‧‧圓筒構件
64a‧‧‧內周面
66‧‧‧螺栓
68a~68h‧‧‧第2貫通孔
69d‧‧‧第2貫通孔
70‧‧‧控制裝置(馬達控制裝置)
72‧‧‧配線
74‧‧‧配線
84‧‧‧配線
100‧‧‧旋轉驅動裝置
102‧‧‧減速齒輪單元
110‧‧‧中心貫通孔
d‧‧‧內徑
I-I‧‧‧線
II-II‧‧‧線
III-III‧‧‧線
圖1係顯示第1實施例之旋轉驅動裝置之剖面圖(1)。
圖2係顯示沿著圖1之II-II線之剖面圖。
圖3係顯示第1實施例之旋轉驅動裝置之剖面圖(2)。
圖4係顯示馬達之控制電路。
以下記述各實施例之特徵。
(第1特徵)馬達之轉子固定於輸入銷之軸部。
(第2特徵)減速齒輪單元之輸出部係內齒輪。當外齒輪之中心繞內齒輪之軸線公轉時,即,外齒輪繞內齒輪之軸線偏心旋轉時,內齒輪相對於基部旋轉。
[實施例]
參照圖式說明實施例。
(第1實施例)
圖1係顯示本實施例之旋轉驅動裝置100之剖面圖。圖2係顯示沿著圖1之II-II線之剖面圖。又,圖3係顯示旋轉驅動裝置100之另一部分之剖面圖。圖1之剖面圖相當於沿著圖2之I-I線之部分,圖3之剖面圖相當於沿著圖2之III-III線之部分。另,為了圖式之明瞭化,於圖3中,僅於圖3之剖面圖所特有之部位標註符號,關於與圖1實質上相同之零件省略符號。
如圖1所示,旋轉驅動裝置100包含減速齒輪單元102與複數個馬達57a~57d。另,於圖1僅圖示馬達57a與57d,省略其他馬達57b、57c之圖示。
減速齒輪單元102包含內齒輪18、外齒輪20X、20Y、複數個輸入銷49及圓筒構件64。如後述般,有時將內齒輪18稱為減速齒輪單元102之輸出部。有時將自由旋轉地支持內齒輪18之部分稱為固定部。具體而言,後述之載體(載體上部4與載體基底24)相當於減速齒輪單元102之固定部。另,於以下之說明中,於說明存在複數個且實質上同一種類之零件所共通的現象之情形時,有時省略標註於符號之字母後綴。
如圖2所示,內齒輪18係環狀地形成。內齒輪18具有與外齒輪20之齒數不同之齒數。外齒輪20與內齒輪18之內齒銷22咬合,並繞內齒輪18之軸線18M偏心旋轉。即,外齒輪20之中心繞內齒輪18之軸線18M公轉。於外齒輪20之中心部形成有第1貫通孔60,圓筒構件64通過第1貫通孔60內(亦參照圖1)。於外齒輪20之第1貫通孔60之周圍,形成有複數個第2貫通孔68a~68h。各個第2貫通孔68形成於同一圓周上。另,詳情係後述,輸入銷49之凸輪體50嵌合於第2貫通孔68a、 68c、68e、68g,且載體上部4之柱狀部5通過第2貫通孔68b、68d、68f、68h內。
如圖1所示,輸入銷49包含軸54與凸輪體50X、50Y。凸輪體50X、50Y相對於軸54之軸線偏心。凸輪體50係經由針狀滾軸軸承46嵌合於第2貫通孔68a、68c、68e、68g(參照圖2)。另,於針狀滾軸軸承46中,符號44表示「滾軸」,符號42表示保持滾軸44之保持器。
符號4表示載體上部,符號24表示載體基底。載體上部4與載體基底24係藉由螺栓66緊固,成為一體而構成減速齒輪單元102之載體(參照圖3)。旋轉驅動裝置100係將載體基底24藉由螺栓29固定於基部(例如機器人之旋轉部或旋轉裝置之基底等)。即,限制載體(載體上部4與載體基底24)相對於基部旋轉。其結果,限制外齒輪20X、20Y相對於基部旋轉。且,如上述般,內齒輪18相對於外齒輪20X、20Y旋轉。因此,載體(載體上部4與載體基底24)相當於減速齒輪單元102之固定部。內齒輪18相當於相對於減速齒輪單元102之固定部(載體上部4與載體基底24)旋轉之輸出部。
如圖3所示,載體上部4之柱狀部5d通過外齒輪20X之第2貫通孔69d與外齒輪20Y之第2貫通孔68d。如圖2所示,載體上部4包含複數個柱狀部5b、5d、5f、5h,各個柱狀部5b、5d、5f、5h通過對應之第2貫通孔68b、68d、68f、68h。省略圖示,各個柱狀部5b、5d、5f、5h亦通過外齒輪20X之對應之第2貫通孔69b、69d、69f、69h(亦參照圖3)。
於外齒輪20Y之第2貫通孔68b、68d、68f、68h與柱狀部5b、5d、5f、5h之間,確保容許外齒輪20Y繞內齒輪18之軸線18M偏心旋轉之間隔。相同地,於外齒輪20X之第2貫通孔69、與對應於第2貫通孔69之柱狀部5之間,確保容許外齒輪20X繞內齒輪18之軸線18M偏心旋轉之間隔。
如圖1所示,於載體(載體上部4與載體基底24)與內齒輪18之間,配置有一對圓錐滾軸軸承16X、16Y。藉由圓錐滾軸軸承16X、16Y,內齒輪18係以可相對於載體旋轉且不可於推力方向位移之方式被支持。於本實施例中,於載體與內齒輪18之間配置有一對圓錐滾軸軸承,但亦可代替圓錐滾軸軸承而使用角接觸球軸承。
於載體與輸入銷49之間,配置有一對圓錐滾軸軸承40X、40Y。藉由圓錐滾軸軸承40X、40Y,輸入銷49可相對於載體旋轉且於推力方向不可位移地被支持。另,於圓錐滾軸軸承16中,符號8表示內環,符號14表示外環,符號12表示「滾軸」,符號10表示保持滾軸12之保持器。於圓錐滾軸軸承40中,符號38表示內環,符號32表示外環,符號36表示「滾軸」,符號34表示保持滾軸36之保持器。
如上述般,輸入銷49包含凸輪體50(凸輪體50X與50Y)。凸輪體50Y係經由針狀滾軸軸承46Y嵌合於外齒輪20Y之第2貫通孔68a、68c、68e、68g(參照圖2)。因此,凸輪體50Y可於第2貫通孔68a、68c、68e、68g之內側旋轉。相同地,凸輪體50X嵌合於外齒輪50X之第2貫通孔。
於凸輪體50X與圓錐滾軸軸承40X之間配置有止動構件48,於凸輪體50Y與圓錐滾軸軸承40Y之間配置有止動構件52。止動構件48、52防止凸輪體50X、50Y於軸54之軸線方向位移。
於輸入銷49中,凸輪體50X與50Y各者之軸線係自軸54之軸線偏移。於凸輪體50X與50Y中,偏移之方向為反向。即,凸輪體50X之軸線與凸輪體50Y之軸線始終位於隔著軸54之軸線之相反側。即,外齒輪20X與外齒輪20Y始終存在於相對於內齒輪18之軸線18M對稱之位置。因此,可實現確保減速齒輪單元102之旋轉平衡之關係。
於載體上部4,形成有貫通其中央之中心孔4a。於載體基底24,形成有貫通其中央之中心孔24a。圓筒構件64通過外齒輪20X、20Y各 者之第1貫通孔60X、60Y兩者,且連結載體上部4之中心孔4a與載體基底24之中心孔24a。藉由載體上部4之中心孔4a、載體基底24之中心孔24a、及圓筒構件64之內周面64a,於減速齒輪單元102,形成內包內齒輪18(輸出部)之軸線18M且自減速齒輪單元102之基部側穿通至輸出側(使內齒輪18旋轉之構件存在之側)之中心貫通孔110。可於減速齒輪單元102,形成內包輸出部之軸線且自其基部側穿通至輸出側之中心貫通孔110係由於環狀地形成有內齒輪18,以及在於內齒輪18之內側偏心旋轉之外齒輪20X、20Y之中心部形成有第1貫通孔60X、60Y。
載體上部4之中心孔4a之內徑、載體基底24之中心孔24a之內徑與圓筒構件64之內周面64a之徑皆相等,以記號d表示其值。
此處,對減速齒輪單元102之「固定部」與「輸出部」之用語進行說明。如後述般,於旋轉驅動裝置100中,將馬達57固定於載體基底24。當馬達57之轉子56旋轉時,內齒輪18相對於載體(載體上部4與載體基底24)與馬達57相對旋轉。於本實施例中,載體相當於減速齒輪單元102之殼體。因此,可將內齒輪18稱為減速齒輪單元102之輸出部,可將載體稱為減速齒輪單元102之固定部。
於載體(載體上部4與載體基底24)與內齒輪18之間,配置有一對油封6X、6Y。於載體基底24與各個輸入銷49之軸54之間,配置有油封30。於載體上部4之上部配置有密封蓋2。藉由油封6X、6Y、30與密封蓋2,可防止插入於減速齒輪單元102內之油洩漏於外部。
接著,對複數個馬達57進行說明。
複數個馬達57各自包含定子58與轉子(馬達之輸出軸)56。轉子56係於輸入銷49之軸54,相對於輸入銷自反凸輪體側藉由連結具連結。連結具51為摩擦式之二重楔構造(錐形夾緊圈),於輸入銷49之軸54之外周面與轉子56之內周面之間,包含二重之楔53、自反凸輪體側插入 於軸54之按壓構件55、及藉由將按壓構件55按壓於二重之楔53而對轉子56賦予摩擦力之螺栓59。旋轉驅動裝置100包含4個輸入銷49,並各自連結有對應於全部輸入銷49之馬達57。
馬達57係以其外周位於將減速齒輪單元102之中心貫通孔110於軸向延伸成之圓筒的外側之方式而配置。藉由如此配置馬達57,可使配線或配管等(省略圖示)於不受馬達57影響下,通過減速齒輪單元102之中心貫通孔110。
將定子58固定於載體基底24,並將轉子56連結於輸入銷49之軸54。轉子56繞定子58之軸線旋轉。當轉子56旋轉時,軸54與轉子56一體旋轉。支持於載體之輸入銷49之軸54兼用作馬達57之輸出軸。因此,馬達57不需要用以相對於定子58支持轉子56之軸承。由於轉子56連結於輸入銷49之軸54,故轉子56可相對於定子58旋轉,且轉子56與定子58之軸線方向之位置關係不會變化。
接著,對旋轉驅動裝置100之機制進行說明。
當馬達57之轉子56旋轉,且輸入銷49繞軸54之軸線旋轉時,凸輪體54偏心旋轉。換言之,凸輪體50之軸線繞軸54之軸線公轉。當凸輪體50偏心旋轉時,外齒輪20繞內齒輪18之軸線18M偏心旋轉。即,外齒輪20之中心繞內齒輪18之軸線18M公轉。
由於外齒輪20與內齒輪18咬合,故當外齒輪20公轉時,內齒輪18相對於外齒輪20相對旋轉。如上述般,由於限制外齒輪20相對於固定部(載體)旋轉,故內齒輪18相對於固定部(載體)旋轉。
如圖2所示,於旋轉驅動裝置100中,外齒輪20具有51個齒,內齒輪18具有26個齒(26個內齒銷)。又,外齒輪20之外齒係每隔1個與內齒銷22咬合。因此,當外齒輪20繞軸線18M公轉52次(26×2)時,內齒輪18繞軸線18M旋轉1次。又,自圖2可知,外齒輪20全部之外齒連接於內齒銷22。因此,於外齒輪20與內齒輪18之間,實現不易產生齒 隙之構造。又,如圖1所示,外齒輪20X、20Y兩者與1個內齒銷22咬合。該構造減少產生於外齒輪20與內齒輪18之間之齒隙。另,內齒銷22不固定於內齒輪18。內齒銷22嵌入於形成於內齒輪18之槽,且可於該槽內旋轉。
另,藉由調整外齒輪20之齒數與內齒輪18之齒數(內齒銷22之數量),可適當變更旋轉驅動裝置100之減速比。
接著,對馬達57之控制方法進行說明。
如圖1所示,於複數個馬達57(馬達57a~57d,另,於圖1中省略馬達57b與57c之圖示)中之1個馬達57d,連結有檢測該馬達之旋轉角之編碼器(旋轉角檢測機構)26。於其他3個馬達57a~57c不連結編碼器26。於其他3個馬達57a~57c,代替編碼器26,而連結有制動器28a~28c。於圖1中,圖示於馬達57a連接有制動器28a。即,僅於不連結編碼器26之馬達57連結有制動器28。因此,與於馬達57連結編碼器26與制動器28兩者之情形相比,旋轉驅動裝置100其軸向之長度更短。另,4個馬達57a~57d全部具有同一轉矩特性。
於圖4,顯示4個馬達57a~57d之控制電路。於馬達57a~57c,分別連結有制動器28a~28c。於馬達57d連結有編碼器26。符號70表示控制裝置(馬達控制裝置),藉由編碼器26檢測出之馬達57d之旋轉角係經由配線72輸入至控制裝置70。自控制裝置70輸出之同一轉矩指令信號係經由配線84輸入於馬達57a~57d。又,自控制裝置70輸出之同一馬達停止信號係經由配線74輸入於馬達57a~57d。於組裝該等馬達57a~57d時,將磁極與捲線之相位設為相同。因此,馬達57a~57d係磁極相位同步。
於旋轉驅動裝置100中,僅檢測馬達57d之旋轉角,自馬達57d之旋轉角算出內齒輪18之旋轉角。
如上述般,各個輸入銷49之凸輪體50嵌合於外齒輪20Y之第2貫 通孔68a、68c、68e、68g。又,外齒輪20(外齒輪20X、20Y)與內齒輪18咬合。因此,若檢測出複數個馬達57中任一個馬達57之旋轉角,則可獲得減速齒輪單元102之輸出部即內齒輪18之旋轉角。旋轉驅動裝置100包含複數個馬達57,但可藉由最小數量之編碼器26,檢測輸出部(內齒輪18)之旋轉角。
馬達57a~57d係藉由自控制裝置70輸出之同一轉矩指令信號驅動。即,對全部輸入銷49施加同一轉矩。施加於全部輸入銷49之轉矩係最終傳達至1個內齒輪18。因此,例如當瞬間施加於馬達57a之負載增大(施加於連接於馬達57a之輸入銷49之負載增大)時,其結果,施加於馬達57b~57d之負載變小。於是,由於馬達57b~57d增速,而以縮小施加於馬達57a之負載之方式運作,故結果施加於馬達57a~57d之負載變得均等。即,即使瞬間施加於1個輸入銷49之負載增大,結果施加於4個輸入銷49之負載亦均等。因此,於外齒輪20之圓周方向,自輸入銷49傳達至外齒輪20之力均等。不易產生於外齒輪20產生扭曲(變形)、或轉矩之傳達精度於馬達58與外齒輪20間下降之不良。其結果,可良好地維持外齒輪20之旋轉平衡,可實現應答性與旋轉精度較高之減速齒輪單元102。
即,與於馬達57a~57d各者連結控制裝置之情形相比,旋轉驅動裝置100可良好地維持外齒輪20之旋轉平衡,可高精度地輸出高轉矩。又,由於僅以1個控制裝置70控制複數個馬達57,故可實現低成本之旋轉驅動裝置。
接著,對複數個馬達57之配置進行說明。
如圖1所示,複數個馬達57係以其外周位於將減速齒輪單元102之中心貫通孔110於軸向延伸成之圓筒的外側之方式配置。同時,複數個馬達57係以位於延伸內齒輪18之外周面而成之圓筒的內側之方式配置。於中心貫通孔110內,可通過配線或配管等(省略圖示)。由於 馬達57為落在上述位置之大小,故可使配線或配管等不受馬達57影響,穿通於中心貫通孔110。又,可將旋轉驅動裝置100整體之外徑設為內齒輪18之外徑以下。
於本實施例中,內齒輪18之外徑與載體基底24之外徑相等。內齒輪18之外徑(載體基底24之外徑)規定減速齒輪單元102之外徑。於將旋轉驅動裝置100安裝於其他裝置之情形時,只要確保與內齒輪18之外徑相同外徑之中空空間,則可將旋轉驅動裝置100固定於其他裝置內。例如,於將旋轉驅動裝置100使用於產業用機器人之關節部時,可將關節部之外徑設為與減速齒輪單元102之內齒輪18之外徑相同程度。
本說明書或圖式所說明之技術要素係單獨地或藉由各種組合而揮發技術有用性者,並非限定於申請時申請專利範圍所記載之組合者。又,本說明書或圖式所例示之技術係同時達成複數個目的者,且係以達成其中之一個目的之狀況本身具有技術有用性者。
2‧‧‧密封蓋
4‧‧‧載體上部
4a‧‧‧中心孔
6X‧‧‧油封
6Y‧‧‧油封
8X‧‧‧內環
8Y‧‧‧內環
10X‧‧‧保持器
10Y‧‧‧保持器
12X‧‧‧滾軸
12Y‧‧‧滾軸
14X‧‧‧外環
14Y‧‧‧外環
16X‧‧‧圓錐滾軸軸承
16Y‧‧‧圓錐滾軸軸承
18‧‧‧內齒輪
18M‧‧‧軸線
20X‧‧‧外齒輪
20Y‧‧‧外齒輪
22‧‧‧內齒銷
24‧‧‧載體基底
24a‧‧‧中心孔
26‧‧‧編碼器
28a‧‧‧制動器
29‧‧‧螺栓
30‧‧‧油封
32X‧‧‧外環
32Y‧‧‧外環
34X‧‧‧保持器
34Y‧‧‧保持器
36X‧‧‧滾軸
36Y‧‧‧滾軸
38X‧‧‧內環
38Y‧‧‧內環
40X‧‧‧圓錐滾軸軸承
40Y‧‧‧圓錐滾軸軸承
42X‧‧‧保持器
42Y‧‧‧保持器
44X‧‧‧滾軸
44Y‧‧‧滾軸
46X‧‧‧針狀滾軸軸承
46Y‧‧‧針狀滾軸軸承
48‧‧‧止動構件
49‧‧‧輸入銷
50X‧‧‧凸輪體
50Y‧‧‧凸輪體
51‧‧‧連結具
52‧‧‧止動構件
53‧‧‧楔
54‧‧‧軸
55‧‧‧按壓構件
56‧‧‧轉子
57a‧‧‧馬達
57d‧‧‧馬達
58‧‧‧定子
59‧‧‧螺栓
60X‧‧‧第1貫通孔
60Y‧‧‧第1貫通孔
64‧‧‧圓筒構件
64a‧‧‧內周面
100‧‧‧旋轉驅動裝置
102‧‧‧減速齒輪單元
110‧‧‧中心貫通孔
d‧‧‧內徑
II-II‧‧‧線

Claims (7)

  1. 一種旋轉驅動裝置,其特徵在於:其係包含減速齒輪單元與複數個馬達者,且上述減速齒輪單元包含:環狀之內齒輪;外齒輪,其係可於內齒輪之內側繞軸線偏心旋轉,並於中心形成有第1貫通孔,且於該第1貫通孔之周圍形成有複數個第2貫通孔;及複數個輸入銷,其係包含凸輪體,且該凸輪體嵌合於第2貫通孔;且形成有內包內齒輪之軸線,並自基部側通過第1貫通孔到達輸出側之中心貫通孔,且複數個馬達分別包含定子與轉子,各個轉子連結於各個輸入銷,且其外周係以位於將減速齒輪單元之中心貫通孔於軸向延伸成之圓筒的外側之方式配置。
  2. 如請求項1之旋轉驅動裝置,其中複數個馬達之各個轉子係相對於輸入銷自反凸輪體側藉由連結具連結。
  3. 如請求項2之旋轉驅動裝置,其中連結具為摩擦式之二重楔構造。
  4. 如請求項2之旋轉驅動裝置,其中於複數個馬達之至少1個,連結有檢測馬達之旋轉角之旋轉角檢測機構,於複數個馬達之其他至少1個並未連結旋轉角檢測機構。
  5. 如請求項4之旋轉驅動裝置,其中複數個馬達係藉由自1個馬達控制裝置輸出之同一轉矩指令信號被驅動。
  6. 如請求項5之旋轉驅動裝置,其中複數個馬達全部具有同一轉矩特性。
  7. 如請求項2至6中任一項之旋轉驅動裝置,其中僅於複數個馬達中之未連結旋轉角檢測機構之馬達上連結有制動器。
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