本技术方案涉及变速器。
背景技术：
以往，已知有偏心摆动型(内接行星式)减速器。偏心摆动型减速器具有内齿轮和配置于内齿轮的内侧的外齿轮。外齿轮一边与内齿轮啮合，一边沿着内齿轮的内表面摆动。这样的偏心摆动型减速器小型且能够获得较高的减速比。关于以往的偏心摆动型减速器，例如在日本特开平10-30687号公报中记载。
近年来，与人协作工作的小型机器人的需求已成定局。而且，正在研究将组合上述偏心摆动型减速器与马达的致动器用于小型机器人的关节。但是，对这种小型机器人要求平稳地工作。并且，为了在被施加外力的情况下不产生破损，要求这种小型机器人具有对外力的可动性能(反向驱动性能(backdrivability))。
但是，在偏心摆动型减速器中，若在外齿轮与内齿轮之间产生不必要的干涉，则扭矩变动，减速器的旋转运动产生不均。其结果是，很难使小型机器人的关节平稳地工作，反向驱动性能也下降。
并且，在日本特开平10-30687号公报的结构中，内齿轮的多个内齿由能够旋转的多个筒状销构成。因此，在日本特开平10-30687号公报的结构中，即使使作为内齿的筒状销的一部分变形为不易产生与外齿轮之间的干涉，也由于筒状销自身旋转，因此该部分的位置也不稳定。
技术实现要素：
本技术方案的目的在于提供一种在偏心摆动型变速器中能够抑制内齿的顶端与外齿轮之间的不必要的干涉的结构。
本申请的例示性的第一技术方案的变速器为偏心摆动型变速器，其包括：第一旋转部，其以中心轴线为中心而以第一转速旋转；偏心体，其与所述第一旋转部一同旋转，并且从所述中心轴线至所述偏心体的外周面的距离根据周向的位置而不同；外齿轮，其配置于所述偏心体的径向外侧，且在外周部具有多个外齿；轴承，其位于所述偏心体与所述外齿轮之间；圆筒状的框架，其配置于所述外齿轮的径向外侧，并且与所述中心轴线同轴地配置；多个轮架销，所述多个轮架销穿过多个贯通孔而沿轴向延伸，所述多个贯通孔设置于所述外齿轮；以及第二旋转部，其固定于所述多个轮架销，所述框架具有多个内齿，所述多个内齿从所述框架的内周部向径向内侧延伸，并且与所述外齿啮合，在所述内齿的径向内侧的端部具有第一缺口。
根据本申请的例示性的第一技术方案，在内齿的径向内侧的端部具有第一缺口。因此，能够抑制内齿的顶端与外齿轮之间的不必要的干涉。由此，能够抑制扭矩的变动而使齿轮减速器顺畅地工作。并且，在框架自身设置有内齿。因此，内齿的第一缺口的位置不会变动。由此，能够更加抑制内齿的顶端与外齿轮之间的不必要的干涉。
本申请的例示性的第二技术方案是第一技术方案所述的变速器，所述第一缺口呈以所述中心轴线为中心的圆弧形状。
本申请的例示性的第三技术方案是第一技术方案所述的变速器，所述第一缺口是以所述中心轴线为中心的与径向垂直的平面。
本申请的例示性的第四技术方案是第一技术方案所述的变速器，所述第一缺口呈比以所述中心轴线为中心的与径向垂直的平面向径向内侧凸出的凸形状。
本申请的例示性的第五技术方案是第一至第四技术方案中任一技术方案所述的变速器，所述内齿具有作为周向的两端面的一对侧面，从轴向观察时，所述一对侧面呈以假想线为中心的圆弧形状，所述假想线在所述第一缺口的径向外侧沿轴向延伸。
本申请的例示性的第六技术方案是第五技术方案所述的变速器，所述内齿还具有位于所述第一缺口与所述侧面之间的连接面，所述连接面的曲率半径比所述第一缺口的曲率半径小，并且比所述侧面的曲率半径大。
本申请的例示性的第七技术方案是第一至第四技术方案中任一技术方案所述的变速器，在所述外齿的径向外侧的端部具有第二缺口。
本申请的例示性的第八技术方案是第一至第四技术方案中任一技术方案所述的变速器，从轴向观察时，所述外齿轮的相邻的所述外齿之间的表面形状为短幅外摆线(curtate epitrochoid)。
本申请的例示性的第九技术方案是第一至第四技术方案中任一技术方案所述的变速器，所述第一旋转部是利用从马达获得的动力以第一转速旋转的输入部，所述第二旋转部是以比所述第一转速低的第二转速旋转的输出部。
由以下的本实用新型优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本实用新型的上述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。
附图说明
图1是本申请的例示性的一实施方式所涉及的减速器的纵剖视图。
图2是本申请的例示性的一实施方式所涉及的减速器的分解立体图。
图3是本申请的例示性的一实施方式所涉及的减速器的横剖视图。
图4是本申请的例示性的一实施方式所涉及的框架的局部横剖视图。
图5是本申请的例示性的另一变形例所涉及的框架的局部横剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本技术方案的例示性的实施方式进行说明。另外，在本申请中，将与变速器的中心轴线平行的方向称作“轴向”，将与中心轴线垂直的方向称作“径向”，将沿以中心轴线为中心的圆弧的方向称作“周向”。其中，上述“平行的方向”还包含大致平行的方向。并且，上述“垂直的方向”还包含大致垂直的方向。
<1.减速器的整体结构>
图1是本技术方案的变速器的一实施方式的减速器1的纵剖视图。图2是减速器1的分解立体图。图3是从图1中的A-A位置观察到的减速器1的横剖视图。另外，在图3中，为了避免附图的繁杂化，省略了阴影线。
该减速器1是将第一转速(输入转速)的旋转运动转换为比第一转速低的第二转速(输出转速)的旋转运动的偏心摆动型(内接行星式)齿轮减速器。减速器1例如使用于与人协作工作的服务型机器人等小型机器人的关节。但是，也可以将具有同等结构的减速器用于大型工业用机器人、机床、X-Y工作台、材料切割装置、输送线、转台、轧辊等其他用途。
如图1所示，本实施方式的减速器1包括第一旋转部10、两个偏心体20、两个外齿轮30、框架40、多个轮架销50以及第二旋转部60。
第一旋转部10是沿中心轴线9延伸的圆柱状的部件。如图1中概略地表示，第一旋转部10直接或借助其他动力传递机构而与作为驱动源的马达连接。若驱动马达，则第一旋转部10利用从马达供给的动力以中心轴线9为中心而以第一转速旋转。即，在本实施方式中，第一旋转部10成为输入部。
偏心体20是与第一旋转部10一同旋转的部件。两个偏心体20分别固定于第一旋转部10的外周面。但是，第一旋转部10和两个偏心体20也可以是单一部件。两个偏心体20分别具有以偏心轴线91为中心的圆筒状的外周面，该偏心轴线91在偏离中心轴线9的位置处与中心轴线9平行地延伸。因而，从中心轴线9至偏心体20的外周面的距离根据周向的位置而不同。在第一旋转部10以中心轴线9为中心旋转时，两个偏心体20的位置以中心轴线9为中心旋转。此时，各偏心体20的偏心轴线91也以中心轴线9为中心旋转。
在本实施方式中，一个偏心体20的，偏心轴线91的位置与另一偏心体20的偏心轴线91的位置相对于中心轴线9相互分离180°。这样一来，两个偏心体20整体的重心位置始终位于中心轴线9上。因而，能够抑制重心因偏心体20的旋转而晃动。
两个外齿轮30分别配置于偏心体20的径向外侧。在偏心体20与外齿轮30之间存在有第一轴承71。第一轴承71例如使用球轴承。外齿轮30被第一轴承71支承为能够以偏心轴线91为中心旋转。如图3所示，在外齿轮30的外周部设置有多个外齿31。各外齿31向径向外侧突出。并且，在相邻的外齿31之间设置有向径向内侧凹陷的外齿间槽32。外齿31和外齿间槽32以偏心轴线91为中心而沿周向交替排列。
并且，如图1以及图3所示，两个外齿轮30分别具有多个(在图3的例中为十个)贯通孔33。各贯通孔33沿轴向贯通外齿轮30。多个贯通孔33以偏心轴线91为中心而沿周向等间隔排列。
框架40是包围两个外齿轮30的径向外侧的圆筒状的部件。框架40与中心轴线9同轴地配置。如图3所示，框架40具有多个内齿41。多个内齿41分别从框架40的内周部向径向内侧突出。并且，在相邻的内齿41之间设置有向径向外侧凹陷的内齿间槽42。内齿41和内齿间槽42以中心轴线9为中心而沿周向交替排列。
外齿轮30的多个外齿31的一部分与框架40的多个内齿41的一部分相互啮合。具体地说，外齿轮30的一部分外齿31嵌入到框架40的一部分内齿间槽42中。并且，框架40的一部分内齿41嵌入到外齿轮30的一部分外齿间槽32中。
在第一旋转部10以中心轴线9为中心而旋转时，外齿轮30与偏心轴线91一同绕中心轴线9公转。并且，外齿轮30通过外齿轮30的外齿31与框架40的内齿41啮合而自转。在此，框架40所具有的内齿41的数量比外齿轮30所具有的外齿31的数量多。因此，外齿轮30每公转一圈，与框架40的相同位置的内齿41啮合的外齿31的位置就会偏离。由此，外齿轮30以比第一转速低的第二转速向与第一旋转部10的旋转方向相反的方向自转。因而，外齿轮30的贯通孔33的位置也以第二转速旋转。在减速器1工作时，两个外齿轮30分别进行组合这样的公转和自转的旋转运动。
若将外齿轮30所具有的外齿31的数量设为N，并将框架40所具有的内齿41的数量设为M，则减速器1的减速比P成为P＝(第一转速)/(第二转速)＝N/(M-N)。在图3的例中，由于N＝29，M＝30，因此该例中的减速比是P＝29。即，第二转速成为第一转速的1/29的转速。其中，外齿31的数量N以及内齿41的数量M也可以是其他值。
在本实施方式中，作为单一部件即框架40的一部分，设置有多个内齿41。因此，无需与框架40分体地设置具有多个内齿41的内齿轮。由此，容易使减速器1小型化。
多个轮架销50是贯通两个外齿轮30并沿轴向延伸的圆柱状的部件。多个轮架销50以中心轴线9为中心呈圆环状排列。各轮架销50被插入到两个外齿轮30的贯通孔33中。如图3所示，在构成外齿轮30的贯通孔33的圆环状的面与轮架销50的外周面之间存在间隙。在两个外齿轮30以减速后的第二转速自转时，多个轮架销50由于被外齿轮30按压而也以中心轴线9为中心而以第二转速旋转。
第二旋转部60具有圆环状的前方轮架部件61和圆环状的后方轮架部件62。前方轮架部件61配置于比两个外齿轮30靠轴向一侧的位置处。在第一旋转部10与前方轮架部件61之间存在有第二轴承72。并且，在前方轮架部件61与框架40之间存在有第三轴承73。后方轮架部件62配置于比两个外齿轮30靠轴向另一侧的位置处。在第一旋转部10与后方轮架部件62之间存在有第四轴承74。并且，在后方轮架部件62与框架40之间存在有第五轴承75。第二轴承72以及第四轴承74例如使用球轴承。第三轴承73以及第五轴承75例如使用由聚甲醛等树脂构成的滑动轴承。
各轮架销50的轴向的一个端部固定于前方轮架部件61。各轮架销50的轴向的另一端部固定于后方轮架部件62。因此，在多个轮架销50以中心轴线9为中心而以第二转速旋转时，前方轮架部件61以及后方轮架部件62也以中心轴线9为中心而以第二转速旋转。另外，作为将轮架销50固定于前方轮架部件61以及后方轮架部件62的方法，例如使用压入方法。
第二旋转部60直接或借助其他动力传递机构而与成为驱动对象的部件连接。即，在本实施方式中，第二旋转部60成为输出部。
<2.关于内齿的形状>
图4是框架40的局部横剖视图。以下，参照图4对内齿41的详细形状进行说明。
如图4所示，多个内齿41分别在框架40的内周面向径向内侧突出。各内齿41具有第一缺口411。第一缺口411位于内齿41的径向内侧的端部，向径向外侧切除而成。假设不存在这样的第一缺口411，则内齿41的顶端与外齿轮30接触，有时导致外齿轮30的旋转运动产生不均。但是，如本实施方式，若在内齿41的径向内侧的端部设置第一缺口411，则能够抑制内齿41与外齿轮30之间的不必要的干涉。由此，能够抑制扭矩的变动而使外齿轮30顺畅地旋转。其结果是，能够顺畅地进行减速器1的正向的动力传递，并且还提高减速器1的反向驱动性能。
并且，假设将框架40和具有第一缺口411的内齿41设为分体部件的情况下，很难准确地定位第一缺口411相对于框架40的位置。尤其在将能够旋转的销作为内齿41的情况下，由于第一缺口411的位置也与销一同旋转，因此第一缺口411的位置不会稳定。但是，在该减速器1中，在框架40自身设置有内齿41。因此，内齿41的第一缺口411的位置不会变动。由此，能够更加抑制内齿41的顶端与外齿轮30之间的干涉。
本实施方式的第一缺口411是以中心轴线9为中心的圆弧形状。在制造框架40时，例如通过使车床在框架40的径向内侧旋转而形成第一缺口411。由此，能够在多个内齿41的顶端一次性地形成第一缺口411。其结果是，能够迅速地制造包含第一缺口411的框架40。并且，通过将第一缺口411设为向径向外侧凹陷的凹状，能够更加抑制内齿41的顶端与外齿轮30之间的干涉。
并且，如图4所示，各内齿41具有作为周向的两端面的一对侧面412。从轴向观察时，一对侧面412呈以假想线80为中心的圆弧形状，该假想线80在第一缺口411的径向外侧沿轴向延伸。在图4中，用双点划线表示将一对侧面412延长而成的假想圆81。第一缺口411向该假想圆81的内侧、即从假想圆81向假想线80侧切除而成。
并且，如图4中扩大表示，本实施方式的内齿41具有一对连接面413。各连接面413位于第一缺口411与侧面412之间。连接面413的曲率半径r比第一缺口411的曲率半径R小，并且比侧面412的曲率半径D/2大。这样，若在第一缺口411与侧面412之间设置连接面413，则能够抑制在第一缺口411与连接面413之间产生尖锐的角。即，第一缺口411与侧面412通过连接面413平滑地连接。由此，能够更加抑制外齿轮30与内齿41之间的不必要的干涉。并且，还能够降低外齿轮30与内齿41接触时的冲击。
<3.关于外齿的形状>
如图3所示，在本实施方式中，在外齿轮30的多个外齿31也设置有第二缺口311。第二缺口311位于外齿31的外端部，向外齿轮30的内侧切除而成。假设不存在这样的第二缺口311，则外齿31的外端部与框架40接触，有时导致外齿轮30的旋转运动产生不均。但是，如本实施方式，若在外齿31的外端部设置第二缺口311，则能够抑制外齿31与框架40之间的不必要的干涉。由此，能够抑制扭矩的变动而使外齿轮30顺畅地旋转。
本实施方式的第二缺口311是以偏心轴线91为中心的圆弧形状。在制造外齿轮30时，例如通过一边使外齿轮30旋转一边切削外齿31的外端部而形成第二缺口311。由此，能够在多个外齿31的外端部一次性地形成第二缺口311。其结果是，能够迅速地制造包含第二缺口311在内的外齿轮30。
但是，第二缺口311的形状可以是平面，也可以稍微向外齿轮30的内侧凹陷。
外齿轮30在相邻的外齿31之间具有外齿间槽32。在本实施方式中，从轴向观察时，该外齿间槽32的表面形状是短幅外摆线。若采用短幅外摆线，既能够抑制外齿间槽32与框架40的内齿41之间的径向接触，又能够使外齿31与内齿41在周向上紧密地接触。由此，能够抑制径向的不必要的力作用于外齿轮30与框架40之间，良好地进行周向的动力传递。
但是，外齿间槽32的形状也可以是圆弧状等其他曲面形状。
<4.变形例>
以上，对本技术方案的例示性的实施方式进行了说明，但是本技术方案并不限定于上述实施方式。以下，以与上述实施方式的不同点为中心对各种各样的变形例进行说明。
在上述实施方式中，第一缺口411的形状呈以中心轴线9为中心的圆弧形状。但是，第一缺口411的形状也可以是以中心轴线9为中心的与径向垂直的平面。并且，如图5所示，第一缺口411的形状也可以是比以中心轴线9为中心的与径向垂直的平面向径向内侧凸出的凸形状。即使在该情况下，只要第一缺口411也向将一对侧面412延长而成的假想圆81的内侧切除而成即可。这样一来，与内齿41的顶端呈沿假想圆81的形状的情况相比，能够抑制内齿41与外齿轮30之间的不必要的干涉。
并且，如图5所示，若将第一缺口411设为凸形状，则能够抑制在第一缺口411的两个侧部产生尖锐的角。
构成减速器1的各部件的材料例如使用金属。但是，各部件的材料也可以代替金属而使用树脂。并且，也可以在构成减速器1的各部件中的应重视强度的部分使用金属，并且在其他部分使用比金属轻的树脂。
并且，在上述实施方式中，减速器1所具有的外齿轮30的数量是两个。但是，外齿轮30的数量可以是一个，也可以是三个以上。
并且，在上述实施方式中，对作为变速器的一个例子的减速器1进行了说明。但是，也可以将同等结构用作增速器。在该情况下，只要将第二旋转部60作为输入部，将第一旋转部10作为输出部即可。即，只要向第二旋转部60输入增速之前的第二转速的旋转运动，并从第一旋转部10输出增速之后的第一转速的旋转运动即可。
并且，关于变速器的细节部分的形状，也可以与本申请的各附图所示的形状不同。并且，也可以将上述实施方式和变形例中出现的各要素在不发生矛盾的范围内适当地组合。
本技术方案能够利用于变速器。