本发明涉及凸轮装置及凸轮装置的制造方法。
背景技术：
凸轮是一种众所周知的机械元件。该凸轮被广泛应用于各种装置(凸轮装置)中(例如专利文献1)。
专利文献1：日本特开2005-118946号公报
在这种凸轮装置中，有如下结构的凸轮装置，其具有凸轮单元、减速单元和外壳，该凸轮单元具有：旋转体以及凸轮，所述旋转体具有凸轮从动件，所述凸轮具有与所述凸轮从动件配合的凸轮面，通过旋转使所述旋转体旋转；所述减速单元设置在电动机和所述凸轮之间，具有安装在所述电动机侧的电动机齿轮和安装在所述凸轮侧的凸轮齿轮。
对于这种凸轮装置，人们需要一种将尺寸和重量缩减的低成本的装置。
技术实现要素：
本发明就是鉴于上述课题而提出的，其目的在于实现紧凑且低成本的凸轮装置。
用于实现上述目的的主要发明为：一种凸轮装置，其特征在于，具有：凸轮单元，其具有旋转体以及凸轮，该旋转体具有凸轮从动件，该凸轮具有与所述凸轮从动件配合的凸轮面，通过旋转使所述旋转体旋转；减速单元，其设置在电动机和所述凸轮之间，具有安装在所述电动机侧的电动机齿轮和安装在所述凸轮侧的凸轮齿轮；以及外壳，其一体地设置有容纳所述凸轮单元的第一外壳部、及容纳所述减速单元的第二外壳部。
本发明的其他特征可以通过本说明书以及附图的记载明确。
附图说明
图1是高减速比凸轮装置10的剖视图。
图2是外壳40的立体图。
图3是外壳40的剖视图。
图4是低减速比凸轮装置110的剖视图。
图5是现有的高减速比凸轮装置210的剖视图。
具体实施方式
通过本说明书及附图的记载，至少可以明确以下事项。
一种凸轮装置，其特征在于，具有：
凸轮单元，其具有旋转体以及凸轮，该旋转体具有凸轮从动件，该凸轮具有与所述凸轮从动件配合的凸轮面，通过旋转使所述旋转体旋转；
减速单元，其设置在电动机和所述凸轮之间，具有安装在所述电动机侧的电动机齿轮和安装在所述凸轮侧的凸轮齿轮；以及
外壳，其一体地设置有容纳所述凸轮单元的第一外壳部、及容纳所述减速单元的第二外壳部。
根据这种凸轮装置，能够实现紧凑且低成本的凸轮装置。
也可以是所述凸轮装置中，所述电动机齿轮经由在所述电动机的轴向与所述电动机齿轮相对的电动机齿轮轴，安装在所述电动机上，具有用于支撑所述电动机齿轮轴的轴承，所述轴承不仅支撑所述电动机齿轮轴，还可以跨越地支撑所述电动机齿轮。
根据这种凸轮装置，能够高精度地将电动机齿轮与电动机齿轮轴的中心(旋转轴)对齐。
还明确了一种凸轮装置，其特征在于，具有：
凸轮单元，其具有旋转体以及凸轮，该旋转体具有凸轮从动件，该凸轮具有与所述凸轮从动件配合的凸轮面，通过旋转使所述旋转体旋转；
联轴器，其设置在电动机和所述凸轮之间，将所述电动机和所述凸轮结合；以及
外壳，其一体地设置有容纳所述凸轮单元的第一外壳部、及容纳所述联轴器的第二外壳部。
根据这种凸轮装置，能够实现紧凑且低成本的凸轮装置。
也可以是所述凸轮装置中，
所述第一外壳部具有当从所述旋转体的旋转轴方向观察该第一外壳部时呈现为矩形的形状，
所述第二外壳部由从所述第一外壳部向所述凸轮的旋转轴方向外侧延伸的延伸部形成。
根据这种凸轮装置，能够使减速单元或联轴器易于容纳在第二外壳部中。
还明确了一种选择性地制造高减速比型凸轮装置和低减速比型凸轮装置的凸轮装置制造方法，其特征在于，具有下述工序：
将具有旋转体和凸轮的凸轮单元容纳到一体设置有第一外壳部及第二外壳部的外壳中的该第一外壳部内的工序，其中，该旋转体具有凸轮从动件，该凸轮具有与所述凸轮从动件配合的凸轮面，通过旋转使所述旋转体旋转；以及
在制造高减速比型凸轮装置时，将减速单元在容纳到所述第二外壳部中与所述凸轮单元连接，而在制造低减速比型凸轮装置时，将联轴器在容纳到所述第二外壳部中并与所述凸轮单元连接的工序，
其中，所述减速单元设置在电动机和所述凸轮之间，具有安装在所述电动机侧的电动机齿轮和安装在所述凸轮侧的凸轮齿轮，所述联轴器设置在电动机和所述凸轮之间，将所述电动机和所述凸轮结合。
根据这种凸轮装置的制造方法，能够实现紧凑且低成本的凸轮装置。
也可以在这种凸轮装置的制造方法中，
所述第一外壳部具有当从所述旋转体的旋转轴方向观察该第一外壳部时呈现为矩形的形状，
所述第二外壳部由从所述第一外壳部向所述凸轮的旋转轴方向外侧延伸的延伸部形成。
根据这种凸轮装置的制造方法，能够使减速单元或联轴器易于容纳在第二外壳部中。
＝＝＝关于凸轮装置＝＝＝
接着，参照图1至图4，对凸轮装置进行说明。这里，作为凸轮装置，对高减速比型凸轮装置(为了方便称为高减速比凸轮装置10)和低减速比型凸轮装置(为了方便称为低减速比凸轮装置110)这两者进行说明。此外，在高减速比凸轮装置10和低减速比凸轮装置110的部件中，存在可通用于这两种装置的部件，详细内容在后面会记述。因此，通过在这些通用的部件的基础上更换独有的部件，从而能够简单地选择性地制造这两种装置。
＜＜＜关于高减速比凸轮装置10＞＞＞
首先，使用图1至图3，对高减速比凸轮装置10进行说明。图1是高减速比凸轮装置10的剖视图。图2是外壳40的立体图。图3是外壳40的剖视图。
高减速比凸轮装置10具有：凸轮单元12、减速单元20、电动机齿轮轴26、电动机齿轮轴承32(相当于轴承)和外壳40。
凸轮单元12具有输出旋转台14(相当于旋转体)、弧面分度凸轮16(相当于凸轮)和凸轮轴承18。
输出旋转台14是以旋转轴为中心旋转并输出旋转方向的位置的平台。举例来说，在该输出旋转台14上保持被加工物。该输出旋转台14是圆筒形状的部件，在该输出旋转台的外周上，沿周向排列而等间隔地配置多个凸轮从动件14a。
弧面分度凸轮16是通过旋转以使输出旋转台14旋转的部件。该弧面分度凸轮16位于输出旋转台14的径向外侧。此外，弧面分度凸轮16具有凸轮轴16a、和设置在该凸轮轴16a的轴向中央部且与凸轮从动件14a配合的凸轮面16b。因此，如果弧面分度凸轮16旋转，则弧面分度凸轮16的旋转力经由凸轮面16b和凸轮从动件14a传递到输出旋转台14，从而使得输出旋转台14以旋转轴为中心旋转。此外，弧面分度凸轮16(凸轮轴16a)由轴承(为了方便称为凸轮轴承18)可自由旋转地支撑。
减速单元20设置在电动机80和弧面分度凸轮16之间，并且具有两个齿轮(为了方便，分别将凸轮侧的齿轮称为凸轮齿轮22，将电动机侧的齿轮称为电动机齿轮24)。
凸轮齿轮22是安装(固定)在弧面分度凸轮16的凸轮轴16a的轴向上的前端部(固定)的齿轮。因此，弧面分度凸轮16和凸轮齿轮22一体地旋转。
另一方面，电动机齿轮24是经由电动机齿轮轴26安装在电动机80上的齿轮。因此，电动机80和电动机齿轮24一体转动。
并且，凸轮齿轮22与电动机齿轮24啮合(啮合位置用标号p表示)。因此，如果电动机80转动，则电动机80的驱动力经由电动机齿轮轴26、电动机齿轮24以及凸轮齿轮22传递至弧面分度凸轮16，弧面分度凸轮16(凸轮轴16a)旋转。
电动机80是使输出旋转台14旋转的驱动源。在电动机80的前端部80a嵌合于电动机齿轮轴26的状态下，电动机80通过紧固部件28安装(固定)到电动机齿轮轴26上。此外，电动机齿轮轴26在电动机80的轴向上与电动机齿轮24相对，在该状态下，电动机齿轮24通过螺栓紧固而安装(固定)在电动机齿轮轴26上。
此外，在高减速比凸轮装置10中，设置有用于支撑电动机齿轮轴26的电动机齿轮轴承32，该电动机齿轮轴承32不仅支撑电动机齿轮轴26，还跨越地支撑着电动机齿轮24。即，电动机齿轮轴承32跨在彼此相对的电动机齿轮24和电动机齿轮轴26上而被配置在同时支撑两者的位置。因此，能够不仅利用螺栓紧固还利用电动机齿轮轴承32将电动机齿轮24与电动机齿轮轴26的中心(旋转轴)对齐。即，通过使电动机齿轮轴承32不仅具有对轴进行支撑的功能，还具有将电动机齿轮24与电动机齿轮轴26的中心(旋转轴)对齐的功能，从而能够将电动机齿轮24和电动机齿轮轴26的中心部(旋转轴)高精度地对齐。
此外，在本实施方式中，高减速比凸轮装置10向用户供应时，电动机80并不包含在高减速比凸轮装置10中，需要用户等另行准备电动机80，并将所准备的电动机80由用户自己或供应商等安装在高减速比凸轮装置10上。但本发明不限于此，也可以将电动机80预先包含在高减速比凸轮装置10中。
外壳40用于容纳凸轮单元12和减速单元20。如图2和图3所示，该外壳40具有两个外壳部(为了方便，称为第一外壳部42和第二外壳部44)。
第一外壳部42是用于容纳凸轮单元12(即，输出旋转台14、弧面分度凸轮16以及凸轮轴承18)的部分。如图3所示，第一外壳部42具有当从输出旋转台14的旋转轴方向观察第一外壳部42时(即在图3的俯视观察下)呈矩形的形状，该矩形形状的第一外壳部42的内部容纳有凸轮单元12。
此外，在本说明书中，术语“容纳”并不一定表示整体完全容纳，该概念还包括一部分突出于外部的情况。在本实施方式中，如图1所示，弧面分度凸轮16的凸轮轴16a的前端部从第一外壳部42略微突出于外部而伸至第二外壳部44。
第二外壳部44是用于容纳减速单元20(即，凸轮齿轮22以及电动机齿轮24)的部分。该第二外壳部44由从第一外壳部42向弧面分度凸轮16的旋转轴方向外侧延伸的延伸部形成。如图2所示，当从弧面分度凸轮16的旋转轴方向观察第二外壳部44时，第二外壳部44具有矩形形状，所述延伸部成为该矩形的四个边(这四个边在图2中以标号s1～s4表示)。并且，在由该四个边包围的空间中容纳有减速单元20。
此外，在本实施方式中，如图2所示，一体地(即形成一个整体而无法分开地)设置第一外壳部42和第二外壳部44。即，第一外壳部42和第二外壳部44由一个整体的框架形成。
在本实施方式所涉及的高减速比凸轮装置10中，利用减速单元20将电动机80的转速减速至1/3(弧面分度凸轮16的转速为电动机80的转速的1/3)。此外，通过凸轮面16b的作用而将弧面分度凸轮16的转速减速至1/20(输出旋转台14的转速为弧面分度凸轮16的转速的1/20)。
如上所述，在高减速比凸轮装置10中，整体实现减速至1/60。因此，与后述的低减速比凸轮装置110(1/20的减速)相比，可以实现高扭矩，使得该高减速比凸轮装置10适用于需要大扭矩的用途。
＜＜＜关于低减速比凸轮装置110＞＞＞
接着，使用图2至图4，对低减速比凸轮装置110进行说明。图4是低减速比凸轮装置110的剖视图。
低减速比凸轮装置110具有凸轮单元12、联轴器120和外壳40。
凸轮单元12与高减速比凸轮装置10的凸轮单元12相同。即，凸轮单元12具有输出旋转台14(相当于旋转体)、弧面分度凸轮16(相当于凸轮)和凸轮轴承18。
输出旋转台14是以旋转轴为中心旋转并输出旋转方向的位置的平台。举例来说，在该输出旋转台14上保持被加工物。该输出旋转台14是圆筒形状的部件，在该输出旋转台的外周上，沿周向排列而等间隔地配置多个凸轮从动件14a。
弧面分度凸轮16是通过旋转以使输出旋转台14旋转的部件。该弧面分度凸轮16位于输出旋转台14的径向外侧。此外，弧面分度凸轮16具有凸轮轴16a、和设置在该凸轮轴16a的轴向中央部且与凸轮从动件14a配合的凸轮面16b。因此，如果弧面分度凸轮16旋转，则弧面分度凸轮16的旋转力经由凸轮面16b和凸轮从动件14a传递到输出旋转台14，从而使得输出旋转台14以旋转轴为中心旋转。此外，弧面分度凸轮16(凸轮轴16a)由轴承(为了方便称为凸轮轴承18)可自由旋转地支撑。
联轴器120设置在电动机80和弧面分度凸轮16之间，是用于将电动机80和弧面分度凸轮16结合的部件。即，通过将弧面分度凸轮16的凸轮轴16a的前端部和电动机80的前端部80a这两者分别固定到联轴器120上，从而使电动机80和弧面分度凸轮16经由联轴器120连结。
电动机80是使输出旋转台14旋转的驱动源。在本实施方式中，与高减速比凸轮装置10相同地，低减速比凸轮装置110向用户供应时，电动机80并不包含在低减速比凸轮装置110中，需要用户等另行准备电动机80，并将所准备的电动机80由用户自己或供应商等安装在低减速比凸轮装置110上。但本发明不限于此，也可以将电动机80预先包含在低减速比凸轮装置110中。
外壳40用于容纳凸轮单元12和联轴器120。如图2和图3所示，该外壳40具有两个外壳部(为了方便，称为第一外壳部42和第二外壳部44)。
第一外壳部42是用于容纳凸轮单元12(即，输出旋转台14、弧面分度凸轮16以及凸轮轴承18)的部分。如图3所示，第一外壳部42具有当从输出旋转台14的旋转轴方向观察第一外壳部42时(即在图3的俯视观察下)呈矩形的形状，该矩形形状的第一外壳部42的内部容纳有凸轮单元12。
此外，在本说明书中，术语“容纳”并不一定表示整体完全容纳，该概念还包括一部分突出于外部的情况。在本实施方式中，如图1所示，弧面分度凸轮16的凸轮轴16a的前端部从第一外壳部42略微突出于外部而伸至第二外壳部44。
第二外壳部44是用于容纳联轴器120的部分。该第二外壳部44由从第一外壳部42向弧面分度凸轮16的旋转轴方向外侧延伸的延伸部形成。如图2所示，当从弧面分度凸轮16的旋转轴方向观察第二外壳部44时，第二外壳部44具有矩形形状，所述延伸部成为该矩形的四个边(这四个边在图2中以标号s1～s4表示)。并且，在由该四个边包围的空间中容纳有联轴器120。
此外，在本实施方式中，如图2所示，一体地(即形成一个整体而无法分开地)设置第一外壳部42和第二外壳部44。即，第一外壳部42和第二外壳部44由一个整体框架形成。
在本实施方式的低减速比凸轮装置110中，由于不存在由高减速比凸轮装置10中具有的减速单元20产生的减速，所以整体实现减速至1/20。但是，由于在减速单元20中解决了虽然微小但确实会存在的齿隙的问题，因此可以实现高精度化，该低减速比凸轮装置110适用于需要高精度的用途。
＝＝＝关于上述凸轮装置的有效性＝＝＝
在现有技术中，在与用户的需要(高扭矩或高精度)对应而选择性地制造高减速比型凸轮装置和低减速比型凸轮装置时，如下进行操作。
首先，预先制造将凸轮单元容纳在凸轮单元用外壳(相当于所述第一外壳部42)中的部件。然后，当制造高减速比型凸轮装置时，将减速单元用外壳(相当于所述第二外壳部分44)用螺栓等安装在该凸轮单元用外壳上，然后在该减速单元用外壳中容纳减速单元并将减速单元与凸轮单元连接。另外，当制造低减速比型凸轮装置时，将与所述减速单元用外壳不同的联轴器用外壳用螺栓等安装在凸轮单元用外壳上，然后在该联轴器用外壳中容纳联轴器并将联轴器与凸轮单元连接。
由此，在高减速比型凸轮装置和低减速比型凸轮装置中，相当于所述第一外壳部42的外壳和相当于所述第二外壳部44的外壳都没有一体化。即，在高减速比型凸轮装置中，凸轮单元用外壳和减速单元用外壳是各自独立的部件，在低减速比型凸轮装置中，凸轮单元用外壳和联轴器用外壳是各自独立的部件。
因此，存在以下问题。第一，由于减速单元用外壳和联轴器用外壳必须分别制造，所以产生制造成本增加的问题。
第二，由于减速单元用(或联轴器用)外壳需要安装在凸轮单元用外壳上而导致凸轮装置的尺寸和重量增加的问题。
关于这一点，使用图5来举例说明。图5是现有的高减速比凸轮装置210的剖视图。图5所示的现有的高减速比凸轮装置210也与本实施方式所涉及的高减速比凸轮装置10相同地，具有设有输出旋转台14和弧面分度凸轮16的凸轮单元12、和设有凸轮齿轮22以及电动机齿轮24的减速单元20、以及外壳40。但是，与本实施方式所涉及的高减速比凸轮装置10不同，凸轮单元用外壳(称为凸轮单元外壳212)和减速单元用外壳(称为减速单元外壳214)是各自独立的部件，因此需要将减速单元外壳214通过螺栓216安装到凸轮单元外壳212上。在这种情况下，为了增加安装螺栓的部位的刚性，需要增加外壳的厚度，因此高减速比凸轮装置210的尺寸和重量增加。
此外，举另外一个例子，即，为了使减速单元中的润滑油不发生泄漏，需要将凸轮单元用外壳和减速单元用外壳之间密封，在这种情况下，在两个外壳之间设置o形环等而高减速比凸轮装置的尺寸和重量相应增加。
与此相对，本实施方式所涉及的选择性地制造高减速比型凸轮装置(高减速比凸轮装置10)和低减速比型凸轮装置(低减速比凸轮装置110)的凸轮装置制造方法，具有下述工序：
将具有输出旋转台14和弧面分度凸轮16的凸轮单元12容纳到一体设置有第一外壳部42及第二外壳部44的外壳中的该第一外壳部42内的工序，其中，该输出旋转台14具有凸轮从动件14a，该弧面分度凸轮16具有与凸轮从动件14a配合的凸轮面16b，通过旋转使输出旋转台14旋转；
以及在制造高减速比凸轮装置10时将减速单元20容纳到第二外壳部44中并将减速单元20与凸轮单元12连接，在制造低减速比凸轮装置110时将联轴器120容纳到第二外壳部44中并将联轴器120与凸轮单元12连接的工序，其中，该减速单元20设置在电动机80和弧面分度凸轮16之间，具有安装在电动机80侧的电动机齿轮24和安装在弧面分度凸轮16侧的凸轮齿轮22，该联轴器120设置在电动机80和弧面分度凸轮16之间，将电动机80和弧面分度凸轮16结合。
此外，本实施方式所涉及的凸轮装置(高减速比凸轮装置10)具有：凸轮单元12、减速单元20、以及外壳40，其中，凸轮单元12具有输出旋转台14和弧面分度凸轮16，输出旋转台14具有凸轮从动件14a，弧面分度凸轮16具有与凸轮从动件14a配合的凸轮面16b，通过旋转使输出旋转台14旋转；减速单元20设置在电动机80和弧面分度凸轮16之间，具有安装在电动机80侧的电动机齿轮24和安装在弧面分度凸轮16侧的凸轮齿轮22；外壳40具有一体地设置的容纳凸轮单元12的第一外壳部42、及容纳减速单元20的第二外壳部44。
此外，本实施方式所涉及的凸轮装置(低减速比凸轮装置110)具有：凸轮单元12、联轴器120、以及外壳40，其中，凸轮单元12具有输出旋转台14和弧面分度凸轮16，输出旋转台14具有凸轮从动件14a，弧面分度凸轮16具有与凸轮从动件14a配合的凸轮面16b，通过旋转使输出旋转台14旋转；联轴器120设置在电动机80和弧面分度凸轮16之间，将电动机80和弧面分度凸轮16结合；外壳40具有一体地设置的容纳凸轮单元12的第一外壳部42、及容纳联轴器120的第二外壳部44。
即，在本实施方式中，减速单元用和联轴器用的同样的第二外壳部44是与第一外壳部42一体地设置的。
因此，不需要分别制造减速单元用外壳和联接器用外壳，能够降低凸轮装置的制造成本。
此外，由于一体设置第一外壳部42和第二外壳部44，因此不需要将减速单元用(或联轴器用)外壳安装在凸轮单元用外壳上，从而解决了前述的凸轮装置尺寸和重量增加的问题。
此外，还可以省略设置安装用的螺栓或o形环等的步骤，从而使凸轮装置的制造变得简单。
如上所述，根据本实施方式，能够实现紧凑(即尺寸和重量缩减)且低成本的凸轮装置。
(其它实施方式)
以上，基于上述实施方式说明了本发明所涉及的凸轮装置，但上述实施方式仅是为了易于理解本发明而举出的，并不限定本发明。本发明可以在不脱离其主旨的范围内，进行变更和改良，并且本发明当然包括所述等同物。
在上述实施方式中，当从输出旋转台14的旋转轴方向观察第一外壳部42时，第一外壳部42具有矩形形状，第二外壳部44是由从第一外壳部42向弧面分度凸轮16的旋转轴方向外侧延伸的延伸部形成的，但是外壳40的第一外壳部42以及第二外壳部44的构成(构造)并不限定于此。
然而，由于形成第二外壳部44的延伸部是从矩形形状的第一外壳部42向弧面分度凸轮16的旋转轴方向外侧一体地延伸的，所以设置在弧面分度凸轮16的前端部的减速单元20或联轴器120能够易于容纳在第二外壳部44中，在这一点上，上述实施方式是优选的。
标号的说明
1凸轮装置
10高减速比凸轮装置
12凸轮单元
14输出旋转台
14a凸轮从动件
16弧面分度凸轮
16a凸轮轴
16b凸轮面
18凸轮轴承
20减速单元
22凸轮齿轮
24电动机齿轮
26电动机齿轮轴
28紧固部件
32电动机齿轮轴承
40外壳
42第一外壳部
44第二外壳部
80电动机
80a前端部
110低减速比凸轮装置
120联轴器
210高减速比凸轮装置
212凸轮单元外壳
214减速单元外壳
216螺栓
p啮合位置