带电动机的减速机的制作方法_2

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,本实用新型的带电动机的减速机I也可组装到辅助服、旋转台、机床的分度盘、轮椅、无人搬运车等其他设备中,以实现各种旋转运动。
[0055]如图2以及图3所示,本实用新型的第二实施方式所涉及的带电动机的减速机I具有外壳10、电动机20、减速机构30、输出部40、电路板50以及检测器60。
[0056]外壳10为直接或者间接支承带电动机的减速机I内的各部分的金属制成的部件。外壳10例如通过螺纹紧固而固定于构成作业机器人的臂部的两个臂部件91、92中的靠基端侧的臂部件91。如图2所示,外壳10具有基底部11、内侧圆筒部12、固定内齿齿轮部13以及外侧圆筒部14。
[0057]基底部11为大致垂直于电动机20的旋转轴线9配置的圆板状的部位。内侧圆筒部12从基底部11的一个面以包围旋转轴线9的周围的方式呈大致圆筒状朝向电动机20侧延伸。固定内齿齿轮部13为位于基底部11的径向外侧的端缘部与输出部40之间的圆环状的部位。在固定内齿齿轮部13的内周面沿周向以一定的齿距设有多个内齿。外侧圆筒部14为位于输出部40的径向外侧的圆筒状的部位。内侧圆筒部12、固定内齿齿轮部13以及外侧圆筒部14均与旋转轴线9同轴配置。
[0058]电动机20为根据驱动电流产生旋转运动的驱动源。电动机20具有定子21、轴22、轮毂23以及转子磁铁24。定子21相对于外壳10相对静止。轴22、轮毂23以及转子磁铁24被支承为相对于外壳10能够旋转。也就是说,在本实用新型的第二实施方式中,定子21构成电动机20的静止部,轴22、轮毂23以及转子磁铁24构成电动机20的旋转部。
[0059]定子21具有带有多个突极部的环状的定子铁芯211和卷绕于各突极部的线圈212。定子铁芯211的内周面例如通过压入或粘接剂固定于外壳10的内侧圆筒部12的外周面。像这样,在本实用新型的第二实施方式中,定子21直接固定于外壳10。由此减少了电动机20的部件个数。
[0060]轴22为沿旋转轴线9配置的柱状的部件。轴22的至少一部分配置于外壳10的内侧圆筒部12内。在轴22与内侧圆筒部12之间介入有两个第一轴承71。两个第一轴承71在轴向上隔着间隔配置。各第一轴承71的内圈固定于轴22的外周面。并且,各第一轴承71的外圈固定于内侧圆筒部12的内周面。
[0061]在本实用新型的第二实施方式中,第一轴承71采用球轴承。但是,也可采用滚子轴承、交叉滚子轴承、滑动轴承、流体动压轴承等其他方式的轴承来代替球轴承。并且,也可在第一轴承71的内圈与轴22之间或者在第一轴承71的外圈与外壳10之间介入其他部件。
[0062]轮毂23为将轴22和转子磁铁24连接的杯状的部件。轮毂23的径向内侧的端缘部固定于轴22。并且,在轮毂23的外周部设有圆筒状的磁铁保持部231。转子磁铁24例如通过粘接剂固定于磁铁保持部231的内周面。在本实用新型的第二实施方式中,转子磁铁24位于定子21的径向外侧。另外,转子磁铁24既可是沿周向交替磁化出了 N极与S极的一个环形磁铁,也可是按每个磁极分割开的多个分体磁铁。
[0063]如果向线圈212提供驱动电流,则会在定子铁芯211的各突极部产生磁通。并通过突极部与转子磁铁24之间的磁通的作用产生周向的转矩。其结果是,轴22、轮毂23以及转子磁铁24以旋转轴线9为中心按第一转速旋转。另外,在本实用新型的第二实施方式中,电动机20采用适合作业机器人的臂部驱动的步进马达。但是,用于本实用新型的电动机也可不必是步进马达。
[0064]并且,如图2所示,在本实用新型的第二实施方式的轮毂23设有多个通气孔232。各通气孔232通过冲切将轮毂23的一部分翻起而形成。在电动机20驱动时,外部空气从各通气孔232流入到轮毂23的内部。由此定子21的线圈212被冷却。
[0065]减速机构30为将从电动机20获得的旋转运动减速并传递到输出部40的机构。该带电动机的减速机I的减速机构30采用了利用挠性齿轮的所谓的波动齿轮机构。如图2以及图3所示,减速机构30具有凸轮31、挠性外齿齿轮32以及第三轴承33。并且,在本实用新型的第二实施方式中,外壳10以及输出部40各自的一部分作为内齿齿轮成为减速机构30的构成构件。
[0066]凸轮31为固定于轮毂23的外周面的环状的部件。如图3所示,凸轮31在轴向上观察具有椭圆形的外周面。挠性外齿齿轮32为具有挠性的环状的齿轮。在挠性外齿齿轮32的外周面以一定的齿距设有多个外齿321。在凸轮31与挠性外齿齿轮32之间介入有第三轴承33。第三轴承33的内圈具有挠性,且沿着凸轮31的椭圆状的外周面被固定。第三轴承33的外圈固定于挠性外齿齿轮32的内周面并随挠性外齿齿轮32 —起变形。在第三轴承33的内圈与外圈之间介入有多个球体。
[0067]输出部40为配置于挠性外齿齿轮32与外壳10的外侧圆筒部14之间的圆环状的部件。输出部40例如通过螺纹紧固而固定于构成作业机器人的臂部的两个臂部件91、92中的靠末端侧的臂部件92。如图3所示,在输出部40的内周面沿周向以一定的齿距设有多个内齿41。并且,在输出部40与外侧圆筒部14之间介入有第二轴承72。
[0068]在本实用新型的第二实施方式中,第二轴承72采用交叉滚子轴承。如图2所示,第二轴承72在输出部40的外周面与外侧圆筒部14的内周面之间具有多个圆柱滚子721。多个圆柱滚子721交替改变方向地配置在设置于输出部40的外周面的环状的V槽与设置于外侧圆筒部14的内周面的环状的V槽之间。由此,输出部40与外侧圆筒部14之间允许相互旋转并以高刚性连接。
[0069]即使这种交叉滚子轴承不像球轴承那样成对使用,也能够在轴向以及径向上获得所需的刚性。也就是说,通过使用交叉滚子轴承能够减少介于输出部40与外侧圆筒部14之间的轴承的个数。由此,能够减小第二轴承72的重量并能够抑制第二轴承72的轴向尺寸。
[0070]另外,在本实用新型的第二实施方式中,输出部40的含外周面的一部分作为第二轴承72的内圈发挥作用。但是,第二轴承72也可具有与输出部40分开的内圈。并且,在本实用新型的第二实施方式中,外侧圆筒部14的含内周面的一部分作为第二轴承72的外圈发挥作用。但是,第二轴承72也可具有与外侧圆筒部14分开的外圈。
[0071]如果凸轮31随轮毂23 —同旋转,则挠性外齿齿轮32的形状随凸轮31的旋转而变化。也就是说,在轴向上观察时,挠性外齿齿轮32呈沿凸轮31的外周面的形状的椭圆形状,但是该椭圆的长轴跟随凸轮31的旋转而旋转。挠性外齿齿轮32的设置于外周面的多个外齿321中,只有位于长轴两端的外齿321与固定内齿齿轮部13的内齿以及输出部40的内齿41啮合。
[0072]在本实用新型的第二实施方式中,固定内齿齿轮部13的内齿个数与挠性外齿齿轮32的外齿321的个数相等。因此,即使凸轮31旋转,在固定内齿齿轮部13与挠性外齿齿轮32之间彼此啮合的齿的位置也不变化。因此,固定内齿齿轮部13与挠性外齿齿轮32不相对旋转。
[0073]而输出部40的内齿41的个数与挠性外齿齿轮32的外齿321的个数彼此不同。因此,凸轮31每旋转一周,与挠性外齿齿轮32的同一位置的外齿321啮合的输出部40的内齿41的位置会错开。由此,输出部40以旋转轴线9为中心缓慢旋转。其结果是,末端侧的臂部件92相对于基端侧的臂部件91缓慢转动。此时的输出部40的转速为比第一转速低的第二转速。
[0074]另外,凸轮31的外周面的形状不必限于椭圆形。凸轮31的外周面也可是距离旋转轴线9的距离不固定的其他形状。并且,在本实用新型的第二实施方式中,外壳10的一部分(固定内齿齿轮部13)作为固定内齿齿轮发挥作用,但是,固定内齿齿轮也可是相对于外壳10相对静止的另一部件。并且,在本实用新型的第二实施方式中,输出部40的一部分作为可动内齿齿轮发挥作用,但可动内齿齿轮也可是与输出部40 —同旋转的另一部件。
[0075]电路板50为装配有用于对电动机20进行驱动控制的电路的基板。在本实用新型的第二实施方式中,在外壳10的基底部11的外侧的面安装有电路板50。线圈212以及后述的检测器60分别与电路板50电连接。带电动机的减速机I在驱动时,根据从检测器60获得的检测?目号,从电路板50向线圈212提供驱动电流。由此驱动电动机20。
[0076]检测器60为检测输出部40相对于外壳10的转速或旋转位置的传感器。检测器60例如配置在设置于外壳10的固定内齿齿轮部13的贯通孔或凹部内。检测器60例如采用使用了反射式光传感器的脉冲计数型的旋转编码器。而输出部40在检测器60侧的面具有以旋转轴线9为中心的多个放射状的缝等图案。检测器60通过光学读取输出部40的这种图案来检测输出部40的转速或旋转位置。另外,旋转编码器既可是增量式,也可是绝对式。
[0077]并且,或者也可与检测器60 —同在电动机20内设置检测转子磁铁24的位置的磁传感器来代替检测器60。如果设置该磁传感器,则能够检测到减速前的第一转速的旋转运动。
[0078]如图2所示,本实用新型的第二实施方式的带电动机的减速机I在垂直于电动机20的旋转轴线9的同一平面(例如,图2的A-A平面)上排列第一轴承71、转子磁铁24、减速机构30的挠性外齿齿轮32、输出部40以及第二轴承72。具体地说,从旋转轴线9朝向径向外侧依次排列第一轴承71、转子磁铁24、减速机构30的挠性外齿齿轮32、输出部40以及第二轴承72。也就是说,第一轴承71、转子磁铁24、减速机构30的挠性外齿齿轮32、输出部40以及第二轴承72各自的至少一部分位于同一平面内。因此,与这些多个构件的一部分配置在离开同一平面的位置的情况相比,能够在轴向上将带电动机的减速机I薄型化。
[0079]尤其,在实用新型的第二实施方式中,减速机构30使用波动齿轮机构。如果采用波动齿轮机构,则容易将按减速前的第一转速旋转的部件(流入凸
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