专利名称：减速机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种减速机，尤其涉及适合用于驱动工业用机械手的关节的装置的减 速机。
背景技术：
例如在日本特开2007-285396号公报中公开有如图6所示的减速机。该减速机10 具备输入轴12 ；第1、第2偏心体14、16 ；第1、第2外齿轮18、20 ；内齿轮22 ；以及作为输 出要件的第1、第2支承法兰24、26。所述第1、第2偏心体14、16具有相对于输入轴12的轴心Oi偏心的(非同轴的) 外周，并且在该输入轴12 —体形成。第1、第2偏心体14、16其偏心相位相互偏离180度。 第1、第2偏心体14、16的外周组装有第1、第2外齿轮18、20。在第1、第2外齿轮18、20形成有第1、第2内销孔40、42。内销44及内滚子43贯 穿该内销孔40、42，并且可将第1、第2外齿轮18、20的自转成分传递到第1、第2支承法兰。若由未图示的电动机旋转输入轴12，则第1、第2偏心体14、16与该输入轴12 — 体偏心旋转。因此，若输入轴12旋转1圈，则组装在该偏心体14、16的外周的外齿轮18、 20摆动1次。其结果，相对于处于停止状态的内齿轮22，第1、第2外齿轮18、20仅分别相 对旋转相当于与内齿轮22的齿数差的量。该相对旋转通过内滚子43及内销44从第1、第 2支承法兰24、26的任一侧作为减速输出而取出。所述第1、第2偏心体14、16的外周和第1、第2外齿轮18、20之间介入有不带内 外圈(或将第1、第2偏心体14、16设为内圈，将第1、第2外齿轮18、20设为外圈)的滚子 34N、36N。并且，输入轴12也由同一规格的滚子38N、39N支承。滚子34N、36N、38N、39N分别1个个地嵌入于轴承保持架42、44、46、48的未图示的 带爪的凹处，由此保持圆周方向的间隔，并且限制相对于该轴承保持架42、44、46、48的轴 向的移动。轴承保持架42、44、46、48由推力垫圈60、62限制轴向的移动。由推力垫圈60、62 限制轴承保持架42、44、46、48的轴向的移动，作为结果，同时进行保持在该轴承保持架42、 44、46、48的凹处的滚子34N、36N、38N、39N的圆周方向的间隔的保持及轴向的移动限制。以往，每次进行作为轴承的滚动体即“滚子”的位置限制时，通过承担该滚子的圆 周方向的间隔保持及轴向的移动限制双方的作用的轴承保持架来进行。然而，例如在用于 驱动工业用机械手的关节的装置的减速机的情况下，尤其要求减速机的轴向的长度短一 些。为了限制轴承保持架的轴向的移动，例如，如上述的以往例，使之配置推力垫圈时，当然 导致减速机的轴向的长度仅变长与该推力垫圈对应的量。
发明内容
本发明是为了解决这种以往的问题而完成的，其课题在于，提供能够进一步缩短 减速机的轴向的长度的减速机。
本发明的方案为通过如下解决上述课题的具备外齿轮及内齿轮，使用设在输入 轴上且具有与该输入轴的轴心非同轴的外周的筒体使所述外齿轮内接啮合于所述内齿轮， 具备多个滚子，可直接转动接触地配置在所述筒体的外周；轴承保持架，保持该多个滚子 的筒体圆周方向的间隔；导向体，自身在轴向被限制移动，并且，通过直接抵接于所述滚子 的轴向端部，进行该滚子的轴向的移动限制。本发明中由于使多个滚子直接转动接触于筒体的外周，所以(在同一轴空间中) 可组装最大限度的较大滚动体滚子。在此，以往通过一并保持滚子的轴承保持架进行该“滚子组”的圆周方向的间隔保 持和轴向的移动限制，但是在本发明中，对于圆周方向的间隔保持由轴承保持架进行，但对 于轴向的移动限制通过使导向体直接抵接于“滚子的轴向端部”来进行。其结果，从后述的实施方式可知，以往能够将为了从轴承保持架的轴向端部进一 步进行该轴承保持架的轴向的移动限制而配置的部件(若在上述的以往中说的话是推力 垫圈)配置在轴向上与轴承保持架重叠的位置，由此能够缩短轴向与其对应的量。并且，还可进一步减轻轴承保持架的热负载，其效果，如由树脂形成轴承保持架时 尤其有益。发明的效果根据本发明，可进一步缩短减速机的轴向的长度。
图1是应用了本发明的实施方式的一例所涉及的减速机的机械手的关节驱动装 置的剖视图。图2是图1的主要部分放大图。图3是沿着图1的向视III-III线的(缩小)剖视图。图4是表示上述关节驱动装置应用于机械手的臂上的状态的简要平面图。图5是表示本发明的其他实施方式的例子的局部剖视图。图6是表示以往的减速机的一例的剖视图。
具体实施例方式以下基于附图详细说明本发明的实施方式的一例。图4是表示本发明的实施方式的一例所涉及的减速机38应用于机械手的臂的关 节驱动装置的状态的简要平面图及侧视图。该机械手关节驱动装置30具备减速机38及扁平电动机40且使机械手(省略整 体图示)的臂32的第1部件34和第2部件36相对旋转驱动。第1部件34固定在减速机 38的输出法兰(输出轴输出部件)44。减速机外壳42通过电动机外壳43固定在第2部 件36。减速机38的输出法兰44相对于减速机外壳42能够绕旋转轴Rl相对旋转。因此， 结果固定在减速机38的输出法兰44的第1部件34相对于固定有减速机外壳42的第2部 件36绕旋转轴Rl能相对旋转。另外，该机械手关节驱动装置30将与该机械手关节驱动装 置30完全相同的结构所涉及的机械手驱动装置46，通过将前面的第2部件36配置在第1 部件48，将符号50所涉及的部件配置在看作第2部件的位置，由此可作为使第1部件48、第2部件50绕旋转轴R2相对旋转驱动用的机械手关节驱动装置来应用。图1是该机械手关节驱动装置30的减速机38及扁平电动机40附近的整体剖视 图，图2是表示图1的主要部位的放大剖视图，图3是沿图1的III-III线的(缩小)剖视 图。所述减速机38的减速机外壳42由第1、第2减速机外壳42A、42B构成。该实施方 式所涉及的减速机38是具备第1、第2外齿轮58A、58B及内齿轮60且使用第1、第2偏心 体(筒体)54A、54B使第1、第2外齿轮58A、58B内接啮合于内齿轮60的偏心摆动型减速 机。以下详细叙述。输入轴52在减速机外壳42内由一对第1、第2球轴承56A、56B支承。输入轴52具 有以悬臂状态从减速机外壳42(具体的其第2减速机外壳体42B)突出的悬臂突出部52A， 在该悬臂突出部52A通过键76固定有所述扁平电动机40的转子80。如图2的放大图示，输入轴52的外周的一部分一体形成有所述第1、第2偏心体 (筒体)54A、54B。第1、第2偏心体54A、54B具有与输入轴52的轴心(旋转轴)Rl非同轴 的外周，具体是仅偏心预定量的外周54A1、54B1。在第1、第2偏心体54A、54B的外周可直 接转动接触地配置有多个第1、第2滚子55A、55B。对于有关第1、第2滚子55A、55B的定位 等的结构，在后面进行详述。在第1、第2滚子55A、55B的外周摆动旋转自如地组装有第1、 第2外齿轮58A、58B。第1、第2外齿轮58A、58B分别内接啮合于内齿轮60。内齿轮60的内齿由可旋转的外销60A构成。在图3㈧省略标记，但是如图3 (B) 中局部放大图示，在内齿轮60的主体60B侧形成有外销槽60C，外销60A每隔1个组装在该 外销槽60C。第1、第2外齿轮58A、58B的外齿58A1、58B1 (在图3仅图示第1外齿轮58A 的外齿58A1)的齿数相对于外销槽60C的数(相当于外销槽60C的数的实际内齿的数)仅 少一些(图示中仅少1)。优选外销60A组装在所有的外销槽60C，但是在该例子中旨在降 低成本和安装工时而仅组装半数。第1、第2外齿轮58A、58B通过第1、第2偏心体54A、54B，偏心方向相互在圆周方 向偏离180°。由此，随着输入轴52的旋转，第1、第2外齿轮58A、58B分别保持180°的相 位差的同时，可偏心摆动。回到图1，在该减速机38中，第1减速机外壳体42A和内齿轮60之间配置有油封 64和交叉滚子66。并且，在与第1减速机外壳体42A邻接配置的第2减速机外壳体42B — 体突出形成有内销68。内销68在轴向贯穿第1、第2外齿轮58A、58B的第1、第2内销孔 58A2、58B2，且拘束第1、第2外齿轮58A、58B的自转。在内销68的外周安装有内滚子70。 内滚子70减轻该内销68和第1、第2外齿轮58A、58B的内销孔58A2、58B2之间的滑动阻 力。内齿轮60的与扁平电动机相反一侧配置有所述输出法兰(输出部件)44。输出 法兰44通过螺栓62与内齿轮60成为一体的同时，还通过螺合在螺栓孔65的螺栓(未图 示)与所述机械手的第1部件34 —起与该内齿轮60成为一体化。S卩，第1部件34与输出 法兰44成为一体化，并能够与该输出法兰44 一起旋转。并且，如图2所示，该实施方式中内齿轮60的外销60A的与扁平电动机相反一侧 端面60Aa、第1外齿轮58A的与扁平电动机相反一侧端面58Aa及内滚子70的与扁平电动 机相反一侧端面70a配置在大致同一平面Pl上。并且，这些3个端面60Aa、58Aa、70a和输出法兰44之间配置有平面状的滑板73。滑板73同时限制所述外销60A、第1、第2外齿轮 58A、58B及内滚子70的轴向的移动。减速机38和扁平电动机40通过由螺栓72 (图1)固定在所述机械手的臂32的第 2部件36来连结减速机外壳42及电动机外壳43。通过该结构，结果减速机外壳42与第2 部件36固定，固定在输出法兰44侧的第1部件34相对于第2部件36能够绕旋转轴Rl相 对旋转。在此，对第1、第2滚子55A、55B的定位结构进行详细说明。参照图2，在第1、第2偏心体54A、54B的外周54A1、54B1可直接转动接触地配置有 多个第1、第2滚子55A、55B。第1、第2滚子55A、55B还直接抵接于第1、第2外齿轮58A、 58B的中心孔58A1、58B1。即，在第1、第2滚子55A、55B均未设有所谓的内圈、外圈。若改 变看法，通过第1、第2偏心体54A、54B作为内圈，第1、第2外齿轮58A、58B作为外圈起作 用，也能看作形成较大的轴承机构。图的符号94A、94B是第1、第2轴承保持架。第1、第2轴承保持架94A、94B分别 呈整体为幅度Ll的环状，具备带爪的凹处(省略图示)。各个第1、第2滚子55A、55B通过 1个个地收容在该第1、第2轴承保持架94A、94B的凹处，保持偏心体圆周方向的间隔，并且 限制相对于第1、第2轴承保持架94A、94B的轴向位置。并且，图的符号L2相当于比第1、 第2轴承保持架94A、94B的第1、第2滚子55A、55B的凹处的端部更靠轴向外周侧的部分的 长度。在该实施方式中，第1、第2轴承保持架94A、94B在轴向相互接触。在该实施方式中，对于第1、第2滚子55A、55B的圆周方向的间隔保持也与以往相 同，使第1、第2轴承保持架94A、94B进行。但是，对于第1、第2滚子55A、55B的轴向的移 动限制，通过使第1、第2导向体96A、96B直接抵接于第1、第2滚子55A、55B的轴向端部 55AU55B1且融合该动作与第1、第2轴承保持架94A、94B的保持功能来进行。第1导向体96A由独立的单件部件构成，且通过夹在第1球轴承56A的内圈56A1 的轴向端部56A2和第1偏心体54A的轴向端部54A2之间来限制其轴向的移动。并且，第 2导向体96B也由独立的单件部件构成，且通过夹在第2球轴承56B的内圈56B1的轴向端 部56B2和第2偏心体54B的轴向端部54B2之间来限制其轴向的移动。但是，第1、第2导 向体96A、96B可以既不与第1、第2偏心体54A、54B的轴向端部54A2、54B2固定，并且不与 第1、第2球轴承56A、56B的内圈56A1、56B1的轴向端部56A2、56B2固定而相互滑动。第 1、第2球轴承56A、56B由输出法兰44及第2减速机外壳体42B分别进行轴向的定位，因此 通过以上的结构有效实现第1、第2滚子55A、55B的轴向的移动限制。再次返回图1，扁平电动机40容纳在电动机外壳43内。电动机外壳43由第1、第 2电动机外壳体43A、43B构成。该扁平电动机40除了固定在输入轴52的所述转子80及磁 铁81之外，还具备固定在第1电动机外壳体43A的定子82及线圈端子84。如前述，构成减 速机外壳42的第1、第2减速机外壳体42A、42B ；构成电动机外壳43的第1、第2电动机外 壳体43A、43B及机械手的臂32的第2部件36通过螺栓72成为一体化。其中，第2减速机外壳体42B兼作减速机前盖和电动机端盖的功能。扁平电动机 40的线圈端子84在轴向占有很大的空间，所以在连接该第2减速机外壳体42B的扁平电动 机40 —侧的侧面，形成有连接扁平电动机40时可容纳该线圈端子84的凹部42B1。另外，图1的符号63是以单体构成减速机时使用的螺栓，符号90是插通螺栓72用的贯穿孔，符号92是检测扁平电动机40的旋转用的编码器。接着，说明该机械手关节驱动装置30、尤其该减速机38的作用。若转子80通过扁平电动机40的通电而旋转，则通过键76 (也可以是电动机轴) 减速机38的输入轴52进行旋转。若输入轴52旋转，则与该输入轴52 —体形成的第1、第 2偏心体54A、54B分别具有180度的相位差地旋转。若第1、第2偏心体54A、54B旋转，则 第1、第2外齿轮58A、58B在圆周方向维持该180度的相位差的同时偏心旋转。因该相位差的存在而施加于输入轴52的径向的扭矩相抵消，只有通过扭矩的作 用点的轴向位置的偏离而发生的力矩施加给第1、第2球轴承56A、56B。在第1、第2外齿轮58A、58B的第1、第2内销孔58A1、58B1贯穿有内销68，并且 该内销68与第2减速机外壳体42B —体。因此，第1、第2外齿轮58A、58B由该内销68拘 束其自转，所以(无需旋转)仅进行摆动。通过该摆动，内齿轮60和第1、第2外齿轮58A、 58B的啮合位置依次产生偏离的现象。内齿轮60的齿数(相当于外销槽40C的数)和第 1、第2外齿轮58A、58B的齿数仅相差“ 1”，所以内齿轮60和第1、第2外齿轮58A、58B的啮 合位置每依次偏离1周(输入轴52每旋转1圈)，内齿轮60就仅自转相当于第1、第2外 齿轮58A、58B的齿数差的角度。其结果，最终相对于输入轴52的旋转1圈，内齿轮60仅旋 转1/(内齿轮60的齿数)。此时的内齿轮60的旋转，通过交叉滚子66由减速机外壳42支承。内齿轮60的 旋转传递到通过该内齿轮60和螺栓62等成为一体的输出法兰44，且作为固定在该输出法 兰44的机械手的臂32的第1部件34的旋转而输出。该实施方式所涉及的关节驱动装置30，能缩短轴向长度X与在扁平电动机40侧没 有轴承或油封对应的量，并且第2减速机外壳体42B兼作所谓的减速机盖及电动机盖的功 能，所以在此方面也可以缩短轴向长度X。另外，在该实施方式中通过第1、第2滚子55A、 55B的定位的办法，可进一步缩短轴向长度X。在此，对关于第1、第2滚子55A、55B的定位等的作用进行说明。如前所述，第1、第2轴承保持架94A、94B具有保持第1、第2滚子55A、55B的偏 心体圆周方向的间隔的功能，并且还一并具有限制相对于该第1、第2滚子55A、55B的自身 (第1、第2轴承保持架94A、94B)的轴向位置的功能。因此，以往通过限制该第1、第2轴承 保持架94A、94B的轴向位置，作为结果进行第1、第2滚子55A、55B的偏心体圆周方向的间 隔的保持和轴向的移动限制(轴向的定位)。但是，本实施方式中对于第1、第2滚子55A、55B的轴向的移动限制，通过使第1、 第2导向体96A、96B(不是相对于第1、第2轴承保持架94A、94B)，相对于第1、第2滚子 55A、55B的(分别一方侧的)轴向端部55A1、55B1直接抵接来进行。这是巧妙地利用第1、 第2轴承保持架94A、94B和第1、第2滚子55A、55B的限制关系的方式。更具体地进行说明，在该实施方式中第1、第2球轴承56A、56B通过输出法兰44及 第2减速机外壳体42B来分别限制轴向位置。第1导向体96A、第1、第2偏心体54A、54B及第2导向体96B以相互抵接的状态 组装在该第1、第2球轴承56A、56B的各内圈56A1、56B1之间。S卩，第1导向体96A通过夹 在2个部件(第1球轴承56A的内圈56A1及第1偏心体54A)之间来被限制其轴向的移 动。并且，第2导向体96B也通过夹在2个部件(第2球轴承56B的内圈56B1及第2偏心
7体54B)之间来限制其轴向的移动。其结果，由该第1、第2导向体96A、96B限制第1、第2 滚子55A、55B的一方侧的轴向端部55A1、55B1的轴向(背离方向)的移动。另外，第1、第2滚子55A、55B和第1、第2轴承保持架94A、94B通过凹处相互限制 轴向的移动。其结果，第1、第2滚子55A、55B通过第1、第2轴承保持架94A、94B的凹处可 同时实现第1、第2滚子55A、55B的偏心体圆周方向的间隔的保持和轴向的移动限制。此结果，为了进行第1、第2轴承保持架94A、94B的轴向的移动限制，并不是以在 轴向与第1、第2轴承保持架94A、94B并列的状态配置定位部件，而是能够在轴向上与第1、 第2轴承保持架94A、94B重叠的位置(图2的符号L2中表示的轴向长度的区域)配置定 位部件(第1、第2导向体96A、96B)，从而可缩短减速机38的轴向长度X与其对应的量。并且，如前述第1、第2导向体96A、96B由独立的单件部件构成，并且可既不与第 1、第2偏心体54A、54B固定，并且也不与第1、第2球轴承56A、56B的内圈56A1、56B1固定 而可相互滑动。其结果，与第1、第2导向体96A、96B接触于第1、第2滚子55A、55B的情况 相互结合，比以往大大降低第1、第2轴承保持架94A、94B的热负载。其效果，当第1、第2 轴承保持架94A、94B的材料为树脂时尤其有利。接着，对本发明的其他实施方式的例子进行说明。在上述实施方式，导向体设为配置在第1、第2球轴承56A、56B和第1、第2偏心体 54A、54B之间，但是本发明的导向体的配置位置不限于此例，重要的是，只要是自身在轴向 被移动限制的同时，可通过直接抵接于滚子的轴向端部来进行该滚子的轴向的移动限制的 结构即可。例如，如图5(A)所示，将上述实施方式的第2导向体196B并不是由单独的部件形 成，而是可以与限制轴向的移动的第2偏心体154B —体形成。如此，在第1、第2导向体196A、196B中，仅使一方的第2导向体196B与其他部件 (此例中为第2偏心体154B) —体形成时，除了能使部件件数减少与其对应的量以外，还能 获得可从成为分体的一侧(该例中为第1导向体194A的一侧)极其容易进行第1、第2滚 子155A、155B的组装的效果。但是，例如，如图5(B)所示，对第1导向体296A侧也并不是由单独的部件形成而 是也可以与限制轴向的移动的第1偏心体254B —体形成。此时可进一步减少部件件数。另外，在此例中使第1、第2滚子255A、255B的各自两端直接由第1 第4导向体 296A 296D进行定位。采用此结构时，能将第1、第2轴承保持架294A、294B彼此维持成 非接触状态，所以可进一步降低第1、第2轴承保持架294A、294B的热负载。另外，如图5 (C)所示，也可以设成如下结构，通过与第1、第2外齿轮358A、358B成 为一体化的第1、第2导向体396A、396B按压第1、第2滚子355A、355B的半径方向外侧部 分。即，第1、第2外齿轮358A、358B夹在第2减速机外壳342B和所述定位板373之间而限 制各自的轴向的位置。因此，也可以设成使第1、第2导向体396A、396B从这些第1、第2外 齿轮358A、358BA —体突出形成。另外，如图5(D)所示，使输出部件(图示的例子中为输出法兰444)的一部分变形 来一体形成第1导向体496A也可以，或者也可以使作为减速机外壳的一部分的第2减速机 外壳体442B变形来一体形成第2导向体496B。在任意情况中，都能省略与第1、第2轴承保持架194A、194B、294A、194B、394A、394B或与494A、494B的轴向端部并列配置的定位部件的配置(从能够在轴向与轴承保持架 重叠的位置配置定位部件的一点出发)，可缩短轴向与其对应的量。另外，在图5(A) 图5(D)所示的其他实施方式的例子中的其他部分基本上与最 初的实施方式相同，所以在图5(A) 图5(D)中仅附加后两位数相同的符号，省略重复说 明。上述实施方式中，示出了 “筒体”由设在输入轴且具有与该输入轴的轴心偏心的 (非同轴的)外周的偏心体构成，并且外齿轮通过偏心摆动内接啮合于内齿轮的例子。但 是，本发明不限于此例，例如也可以应用于“筒体”由具有(与输入轴的轴心非同轴的)椭 圆的外周的凸轮体构成，并且外齿轮通过该凸轮体的外周向半径方向变形而内接啮合于内 齿轮的、所谓弯曲啮合式的减速机。工业实用性本发明可以有效利用于例如机械手关节驱动装置，尤其要求缩短减速机的轴向长 度的用途上。2008年2月19日申请的日本申请号2008-37120的说明书、附图及权利要求范围 的公开，其整体全部合并编入于此。
权利要求
一种减速机，在外壳内具备外齿轮及内齿轮，使用设在输入轴上且具有与该输入轴的轴心非同轴的外周的筒体使所述外齿轮内接啮合于所述内齿轮，其特征在于，具备多个滚子，可直接转动接触地配置在所述筒体的外周；轴承保持架，保持该多个滚子的圆周方向的间隔；以及导向体，自身在轴向被限制移动，并且，通过直接抵接于所述滚子的轴向端部，由此进行该滚子的轴向的移动限制。
2.如权利要求1所述的减速机，其特征在于，所述导向体通过夹在所述外壳内的2个部件之间来限制自身的轴向的移动，并且，由 能够与该2个部件相对旋转的部件构成。
3.如权利要求2所述的减速机，其特征在于，所述导向体通过夹在所述筒体的轴向端部和支承所述输入轴的轴承之间来限制自身 的轴向的移动。
4.如权利要求1所述的减速机，其特征在于，所述导向体在所述外壳内与轴向的移动被限制的部件一体地形成。
5.如权利要求4所述的减速机，其特征在于，所述轴向的移动被限制的部件是所述外壳、所述外齿轮、所述筒体、所述减速机的输出 部件、或与该输出部件一起旋转的部件中的任意一个。
全文摘要
获得尤其能缩短轴向长度的减速机。该减速机具备多个第1、第2滚子(55A、55B)，可直接转动接触地配置在第1、第2偏心体(54A、54B)的外周；第1、第2轴承保持架(94A、94B)，保持该第1、第2滚子(55A、55B)的第1、第2偏心体圆周方向的间隔；第1、第2导向体(96A、96B)，在轴向被限制移动的同时，直接抵接于第1、第2滚子(55A、55B)的轴向端部，由此进行该第1、第2滚子(55A、55B)的轴向的移动限制。
文档编号F16H1/32GK101939562SQ20098010454
公开日2011年1月5日 申请日期2009年2月10日 优先权日2008年2月19日
发明者山本章, 志津庆刚, 田村光扩 申请人:住友重机械工业株式会社