摆线减速机及其制造方法以及马达单元与流程

本发明涉及摆线减速机、该摆线减速机的制造方法、以及具备该摆线减速机的马达单元。

背景技术：

以往，已知有由内接式行星齿形机构和等速内齿形机构组成的摆线减速机(内接式行星齿轮减速机)。通常的摆线减速机具备相对于输入轴能够偏心旋转的外齿轮、与外齿轮内接啮合的内齿轮、仅将外齿轮的自转分量导出的构件、以及与该构件连结的输出轴。例如，在专利文献1中，公开有固定于壳体的内齿轮的内齿由松嵌于销孔的外销构成的减速机。

在该减速机中，外齿轮与输入轴的旋转一起摆动旋转，并通过与相当于内齿轮的内齿的外销与外齿轮的啮合，使输入轴的旋转成为外齿轮的减速了的旋转(自转)而被输出。如专利文献1的减速机那样，通过在内齿轮的内齿采用销构件(外销)，内齿轮与外齿轮滚动接触，因此能够减小机械的损失(损耗)，并能够获得较高的齿轮效率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-44791号公报

然而，即使能够通过使内齿轮与外齿轮滚动接触来减小损耗，若旋转保持销构件的槽部(相当于专利文献1的外销孔)的形状的圆筒度不收敛于公差内，则销构件不能顺畅地滚动，损耗有可能变大。并且在该情况下，也有可能销构件在槽部上滚动滑动时产生振动、噪声。

技术实现要素：

发明要解决的课题

本发明是鉴于这样的课题而提出的，因此目的在于通过使构成内齿的销构件低损耗地旋转而实现低噪声化以及高效率化。需要说明的是，并不局限于这些目的，本发明的其他目的在于起到通过后述的具体实施方式所示的各结构而带来的作用效果、即通过以往的技术无法获得的作用效果。

用于解决课题的方案

(1)在此公开的摆线减速机具备：外齿轮，其以能够相对于输入轴的旋转中心偏心旋转的方式安装；内齿轮，其具有与所述外齿轮的各外齿内接啮合而挠曲并且旋转的多个外销、以及具有圆筒状的内表面并将各个所述外销保持为旋转自如的保持器；以及载架，其仅将所述外齿轮的自转分量导出。所述保持器具有沿轴向凹陷设置于所述内表面上而保持所述外销的多个销槽、以及以横断所述销槽的方式在所述内表面的整周上凹陷设置的凹槽。另外，在所述凹槽的边缘设置有在所述外销挠曲且旋转的状态下与所述外销的外周面面接触的滚动面。

(2)优选为，在所述销槽中，所述滚动面的位置处的内径比所述外销的外径大，并且所述滚动面以外的位置处的所述内径与所述外销的外径相等。

(3)优选为，所述保持器由比所述外销的材质软的软质材料形成，所述滚动面通过所述外销旋转时的滑动接触而形成。

(4)更加优选为，所述外销由铁系的材料形成，所述保持器由铝系的材料形成。

(5)另外，优选为，所述摆线减速机具备将所述外齿轮、所述保持器、以及所述外销的轴向位置关系保持为恒定的引导部。

(6)在此公开的制造方法是摆线减速机的制造方法，所述摆线减速机具备：外齿轮，其以能够相对于输入轴的旋转中心偏心旋转的方式安装；内齿轮，其具有与所述外齿轮的各外齿内接啮合而挠曲并且旋转的多个外销、以及将各个所述外销保持为旋转自如的保持器；以及载架，其仅将所述外齿轮的自转分量导出。在该制造方法中包含：槽形成工序，其在成为所述保持器的部件的圆筒状的内表面凹陷设置沿轴向延伸而保持所述外销的多个销槽、以及以横断所述销槽的方式在所述内表面的整周上延伸的凹槽；以及滚动面形成工序，其使所述输入轴旋转而使所述外销朝向所述凹槽的内侧挠曲并且旋转，由此与所述凹槽的边缘滑动接触而形成滚动面。

(7)优选为，在所述槽形成工序中，将所述销槽的内表面形成为与所述外销的外径相等的内径且沿轴向恒定的半圆筒面，在所述滚动面形成工序中，以所述滚动面的位置处的所述内径比所述滚动面以外的位置处的所述内径大的方式削成所述滚动面。

(8)在此公开的马达单元具备上述(1)～(5)中任一项所述的摆线减速机；以及马达，其具有与所述摆线减速机的所述输入轴连结的马达旋转轴。

发明效果

根据公开的方案，能够使构成内齿的外销低损耗地旋转，因此能够实现低噪声化以及高效率化。

附图说明

图1是示出实施方式所涉及的马达单元的图，以轴向剖视图示出摆线减速机，以示意图示出马达。

图2是图1的a-a向视剖视图。

图3是示出设置于图1的摆线减速机的外销保持器的立体图。

图4是图1的摆线减速机的立体图。

图5是用于对图1的摆线减速机的滚动面进行说明的图，示出减速机的驱动状态。

图6是用于对图1的摆线减速机的滚动面进行说明的图，示出减速机的停止状态。

图7是说明实施方式所涉及的摆线减速机的制造方法的流程图例。

附图标记说明：

1减速机(摆线减速机)

2输入轴

4外齿轮

4t外齿

5内齿轮

6载架

7外壳(引导部)

10马达

11马达旋转轴

22垫圈(引导部)

50外销

51外销保持器(保持器)

51a销槽

51b凹槽

51d滚动面

c旋转中心

具体实施方式

参照附图，对作为实施方式的摆线减速机及其制造方法以及马达单元进行说明。以下所示的实施方式只不过是例示，并不意在将以下的实施方式中未明示的各种变形、技术的应用排除在外。本实施方式的各结构在不脱离它们的主旨的范围内能够进行各种变形而实施。另外，能够根据需要而进行取舍选择，或者能够适当进行组合。

[1.结构]

图1是示出本实施方式的马达单元的图，以沿轴向剖切而得到的剖视图示出摆线减速机1(以下称作“减速机1”)，以示意图示出马达10。另外，在图中右下方示出局部放大图。减速机1是由内接式行星齿形机构与等速内齿形机构组成的内接式行星齿轮减速机。本实施方式的减速机1通过与马达10连结而单元化，将马达10的旋转速度减速而输出。需要说明的是，马达10例如是具有与马达旋转轴11一体旋转的转子(省略图示)和固定于马达壳体12的定子(省略图示)的直流马达。图1所示的马达10为一例，其种类、大小、形状没有特别限定。

本实施方式的减速机1具备输入轴2、输出轴3、外齿轮4、内齿轮5、载架6、以及外壳7。以下，使用图1～图6来说明各要素。需要说明的是，图2是图1的a-a向视剖视图，图3是示出后述的外销保持器51(保持器)的立体图，图4是减速机1的立体图。另外，图5以及图6是用于说明本减速机1的主要部分的图，图5示出减速机1的驱动状态，图6示出减速机1的停止状态。

如图1所示，输入轴2是对减速机1输入马达10的动力的中空轴，且与马达10的马达旋转轴11(在图1中以虚线示出)连结。本实施方式的输入轴2包括以旋转中心c为中心轴的圆筒部2a、形成于圆筒部2a的轴向中间部的偏心部2b、沿着轴向凹陷设置于圆筒部2a的内周面的键槽2c。圆筒部2a的旋转中心c与马达10的马达旋转轴11的中心以及输出轴3的旋转中心均一致。

偏心部2b是从圆筒部2a的外周面向径向外侧鼓出形成的圆筒状的部位。偏心部2b的中心c′从圆筒部2a的旋转中心c稍微偏移。键槽2c是用于连结输入轴2与马达10的马达旋转轴11的、供键(省略图示)嵌合的槽。在圆筒部2a的两端部固定有球轴承9(第二滚动轴承)的内轮。输入轴2的两端部被该球轴承9支承为旋转自如。

输出轴3是用于输出通过减速机1放大了的动力的中空轴，并与输入轴2的圆筒部2a配置于同轴上。本实施方式的输出轴3包括以旋转中心c为中心轴的圆筒部3a和形成于圆筒部3a的一端部的凸缘部3b。凸缘部3b是用于连结输出轴3与载架6的部位，并形成有多个贯通孔(省略图示)。在各贯通孔紧固连结有用于与载架6连结的紧固连结件31。需要说明的是，也可以设为物体在被驱动时与载架6直接结合而导出输出的结构，在该情况下，可以省略输出轴3。

外齿轮4是以能够相对于输入轴2的旋转中心c偏心旋转的方式安装的齿轮。如图1以及图2所示，本实施方式的外齿轮4相对于输入轴2的偏心部2b经由滚针轴承21以相对旋转自如的状态外嵌。外齿轮4以其轴向位置不偏移的方式被垫圈22限制。

如图2所示，在外齿轮4的外周设置有次摆线齿形、圆弧齿形这样的的外齿4t。另外，外齿轮4在供滚针轴承21内嵌的中心孔的周围具有多个沿轴向贯通设置的圆筒状的载架销孔4h。在本实施方式的外齿轮4中，六个载架销孔4h在同一圆周上沿周向以等间隔(每隔60度错开相位)配置。需要说明的是，在本实施方式的减速机1中，对输入轴2安装有一个外齿轮4。

内齿轮5是位于外齿轮4的外周的大致圆筒状的齿轮。如图1以及图2所示，内齿轮5具有与各外齿4t内接啮合而挠曲并且旋转的多个外销50和将各外销50保持为旋转自如的外销保持器51。外销50是细到在旋转时受到来自外齿轮4的力而挠曲的程度的圆柱状的销构件，并以其轴向与旋转中心c平行的方式配置而作为内齿发挥功能。本实施方式的外销50的个数(内齿的齿数)为对外齿轮4的外齿4t的齿数加1而得到的值。需要说明的是，外销50的个数(内齿的齿数)与外齿轮4的齿数之差也可以根据减速比等的设计而取1以外的自然数。

如图3所示，外销保持器51的外部形状为圆筒状，且外销保持器51具有圆筒状的内表面。在外销保持器51的内表面形成有沿轴向凹陷设置的大致半圆状的销槽51a和以横断销槽51a的方式凹陷设置的凹槽51b。销槽51a是用于保持外销50的槽，设置为外销50的相同数目，且销槽51a的曲率与外销50的曲率大致一致。另一方面，凹槽51b是用于保持润滑剂(例如润滑脂、油)的槽，形成于外销保持器51的内表面整周。本实施方式的外销保持器51由比外销50的材质软的软质材料形成。例如，外销保持器51由铝系的材料(铝合金)、树脂等软质材料形成，外销50由铁系的材料形成。

在此，还使用图5以及图6来对外销保持器51的内表面形状详细叙述。图5以及图6中的右上方的图是沿着与外齿轮4的外齿4t啮合的外销50的轴中心将外销保持器51、外销50以及外齿轮4剖切而得到的剖视图。另外，图5以及图6中的左上方的图是凹槽51b的边缘周边的放大图，图5中的中央下方的图是在边缘处剖切而得到的轴正交剖视图，图6中的中央下方的图是在边缘以外的销槽51a处剖切而得到的轴正交剖视图。需要说明的是，在此所说“边缘”是指由销槽51a的底面和凹槽51b的侧面形成的角部，针对每个销槽51a设置有两个。如图3所示，各边缘从轴向观察时呈半圆弧状。

如图5以及图6所示，在外销保持器51的凹槽51b的边缘设置有在外销50挠曲且旋转的状态下与外销50的外周面面接触的滚动面51d。在减速机1的驱动状态下，外销50如在图5中以空心箭头所示受到来自外齿轮4的力(侧压)。由此，外销50朝向内齿轮5的径向外侧挠曲并且旋转，且如b-b向视剖视图所示，在销槽51a内滚动滑动。滚动面51d是与该旋转状态的外销50的外周面面接触的形状。换句话说，如在图6中放大所示，滚动面51d形成为将凹槽51b的边缘倒角而成的形状。

在本实施方式的减速机1中，滚动面51d通过外销50的旋转时的滑动接触而被削成。本实施方式的外销50是比外销保持器51硬的硬质材料，因此若外销50在挠曲的状态下旋转而持续与边缘滑动接触，则该边缘被外销50以规定量逐渐切削成大致圆弧状，最终使滚动面51d成为具有能够供外销50顺畅地旋转的程度的圆筒度、间隙的形状。边缘在成为与外销50的外周面规定的面接触状态的时机被钝化。边缘的磨损饱和了的状态为外销50最容易滚动的状态，此时形成(削成)于边缘的部位为上述的滚动面51d。

另外，在本实施方式的外销保持器51中，在一个销槽51a内存在内径(半径)不同的部位。具体而言，滚动面51d的位置处的内径比滚动面51d以外的位置处的内径大。并且，销槽51a的内径设定为在滚动面51d的位置处与外销50的外径相等。由此，在减速机1的停止状态下，如图6中的轴正交剖视图所示，外销50的外周面与销槽51a的内表面之间的间隙大致为零。另一方面，如图5中的轴正交剖视图所示，滚动面51d的位置处的内径比外销50的外径大。因此，在减速机1的驱动状态下，外销50的外周面与销槽51a的内表面之间的间隙变大，并产生松动，因此外销50能够低损耗地旋转。

如图2以及图3所示，在外销保持器51沿周向并列设置有多个供用于将内齿轮5与外壳7紧固连结的紧固连结构件73贯穿的贯通孔51c。即，内齿轮5的外销保持器51固定于外壳7而不旋转。因此，虽然与内齿轮5啮合的外齿轮4随着输入轴2的偏心旋转而旋转，但是与外齿4t啮合的外销50的位置不移动，因此外齿轮4由于受到来自外销50的反作用力，而向与输入轴2的旋转方向相反的方向摆动。具体而言，若输入轴2旋转一周，则外齿轮4相对于内齿轮5向相反方向偏移与一个齿相应的量(自转)。即，输入轴2的旋转使外齿轮4减小外齿轮4的齿数的倒数(1/齿数)的量的速度而反向旋转。

外壳7是收容输出轴3以外的要素的构件。如图1以及图4所示，本实施方式的外壳7成为通过多个紧固连结构件73将配置于马达10侧(图中右侧)的第一外壳部71与配置于输出轴3侧(图中左侧)的第二外壳部72连结的结构。第一外壳部71以及第二外壳部72都呈有底圆筒状，并在底面部具有圆形的开口部7a。两个外壳部71、72以从轴向两侧夹着外销保持器51的方式安装。

本实施方式的外壳7在与外销保持器51的轴向两端面和外销50的端面之间仅具有外销50不会发生横向偏移而能够顺场地旋转的程度的微小的间隙，以限制它们的轴向位置不发生相互偏移。另外，如上述那样，外齿轮4的轴向位置被垫圈22限制。即，在本实施方式的减速机1中，外壳7以及垫圈22具有作为将外齿轮4、外销保持器51、以及外销50的轴向位置关系保持为恒定的引导部的功能。由此，在驱动状态下将外销50的外周面与滚动面51d保持在规定的接触状态。

载架6是仅将上述的外齿轮4的自转分量导出并向输出轴3传递的构件。如图1所示，载架6具有与外齿轮4的各载架销孔4h内接旋转的载架销60和支承载架销60的支承部61。载架销60是圆柱状的销构件，以其轴向与旋转中心c平行的方式配置，并具有仅导出外齿轮4的自转分量的功能。如图2所示，在本实施方式的载架6中，设置有六个载架销60，并在各载架销60装配有滚针轴承62。即，在本实施方式中，载架销60经由滚针轴承62而与载架销孔4h的内周面接触，由此抑制载架销60与支承部61之间的滑动损耗，并且载架销60使支承部61(载架6)旋转。

如图1所示，支承部61是支承各载架销60的一端部的部位，并将全部载架销60连结。本实施方式的载架销60不会相对于支承部61绕其轴心旋转而被支承为不能相对旋转，载架6的载架销60以及支承部61一体地旋转。在支承部61固定有上述的输出轴3的凸缘部3b。由此，输出轴3与载架6一体旋转。需要说明的是，也可以设为各载架销60的一端部经由轴承、衬套等能够相对旋转地支承于支承部61的结构。

另外，本实施方式的载架6具有分别支承载架销60的两端部的两个支承部61。两个支承部61夹着外齿轮4而对置配置，并对各载架销60进行两端支承。各支承部61固定于支承输入轴2的球轴承9的外轮，并且固定于将载架6支承为旋转自如的外侧的球轴承8的内轮。需要说明的是，球轴承8的外轮固定于外壳7。

即，径向外侧的球轴承8将支承部61支承为相对于外壳7旋转自如，径向内侧的球轴承9将输入轴2支承为相对于载架6旋转自如。在本实施方式的减速机1中，球轴承8、9各设置有两个，它们配置于彼此相同的轴向位置。需要说明的是，在此所说的“相同的轴向位置”不仅指两个球轴承8、9的端面的轴向位置完全一致，还包含球轴承8、9的各滚珠沿径向局部重叠的位置。由此，外壳7的轴向尺寸变小，可实现减速机1的小型化。

[2.制造方法]

图7是示出上述的减速机1的制造方法的一例的流程图。在此主要着眼于外销保持器51的内表面形状的形成方法而进行说明。需要说明的是，输入轴2、输出轴3等各部件是预先准备的部件。

首先，在成为图3所示的外销保持器51的部件(轴向的厚度恒定的圆筒形状的部件)的圆筒状的内表面沿着轴向形成保持外销50的多个销槽51a(步骤s1)。在步骤s1中，将销槽51a的内表面形成为与外销50的外径相等的内径且在轴向上恒定的半圆筒面。销槽51a的个数与内齿轮5的齿数为相同数目，销槽51a的配置是等间隔地设定于外销保持器51的内表面的周向。需要说明的是，在沿周向相邻的两个销槽51a之间设置有微小的间隔。

接下来，在成为外销保持器51的部件的内表面形成上述的凹槽51b(步骤s2)。凹槽51b以横断销槽51a的轴向中间部的方式在内表面的整周上延伸设置，并凹陷设置为深度尺寸比销槽51a大的大致矩形。在该阶段中，由销槽51a的底面和凹槽51b的侧面形成的角部(边缘)为直角形状。需要说明的是，将步骤s1以及s2称为槽形成工序。

在槽形成工序之后，组装输入轴2、输出轴3、外齿轮4、内齿轮5、载架6、以及外壳7(步骤s3)。然后，使输入轴2旋转(使减速机1驱动)，且外销50朝向凹槽51b的内侧挠曲并且旋转，由此与凹槽51b的边缘滑动接触，形成(削成)滚动面51d(步骤s4)。换句话说，当使边缘被外销50磨损，磨损量达到一定量而不会进一步切削的状态，则形成滚动面51d。将该步骤s4称为滚动面形成工序。

在滚动面形成工序中，切削凹槽51b的边缘而形成滚动面51d，因此销槽51a的内径在滚动面51d的位置处变大。在本实施方式的滚动面形成工序中，以滚动面51d的位置处的内径比滚动面51d以外的位置处的内径大的方式形成滚动面51d。这样，外销保持器51的内表面形状经过槽形成工序和滚动面形成工序而形成。

[3.效果]

(1)根据上述的减速机1，在凹槽51b的边缘设置有在外销50的挠曲旋转时面接触的滚动面51d，因此能够使外销50处于容易滚动的状态。由此，能够使构成内齿的外销50低损耗地旋转，因此能够实现低噪声化以及高效率化。

(2)在上述的减速机1中，在一个销槽51a内存在内径不同的部位，因此能够在减速机1驱动时和停止时分开使用不同的间隙部位。即，在驱动时，外销50在外销50的外周面与销槽51a的内表面的间隙较大的滚动面51d上挠曲并且旋转，因此能够确保外齿4t与内齿(外销50)的齿隙较大，能够降低外销50的旋转损耗。另一方面，在减速机1停止时，外销50不挠曲而间隙变小，因此能够降低外齿4t与内齿(外销50)的齿隙。

(3)在上述的减速机1中，外销保持器51由比外销50软的软质材料形成，滚动面51d通过外销50的旋转时的滑动接触而利用外销50本身来形成，因此能够将外销50设为最容易滚动的状态。因此，能够使外销50更加低损耗地旋转，因此能够实现低噪声化以及高效率化。并且，为了提高销槽51a的圆筒度以实现低噪声化而谋求高精度的机械加工，但由于这变得不需要，因此也能够实现制造成本的降低。

(4)例如，只要外销保持器51由铝系的材料形成，外销50由铁系的材料形成，就能够通过外销50的挠曲滚动滑动，可靠地在外销保持器51形成滚动面51d。

(5)另外，在上述的减速机1中设置有作为将外齿轮4、外销保持器51、以及外销50的轴向位置关系保持为恒定的引导部的外壳7以及垫圈22，因此能够使由外齿轮4作用于外销50的力的位置恒定。由此，能够使外销50的挠曲量(挠曲方式)恒定，并且外销50能够始终在滚动面51d旋转，因此能够稳定地实现低噪声化以及高效率化。

(6)在上述的制造方法中包含槽形成工序以及滚动面形成工序，因此能够通过外销50本身来形成滚动面51d，能够将外销50设为最容易滚动的状态。因此，无需高精度的机械加工，而能够使外销50更加低损耗地旋转，因此能够实现低噪声化、高效率化、低成本化。

(7)并且，根据上述的制造方法，能够在一个销槽51a内设置内径不同的部位，能够在减速机1驱动时和停止时分开使用不同的间隙部位。由此，在驱动时，能够确保外齿4t与内齿(外销50)的齿隙较大，能够降低外销50的旋转损耗，在停止时，能够降低外齿4t与内齿(外销50)的齿隙。

(8)另外，根据上述的由减速机1和马达10构成的马达单元，能够使外销50低损耗地旋转，因此即使作为马达单元整体，也能够实现低噪声化以及高效率化。

[4.其他]

上述的减速机1以及马达单元为一例，并不局限于上述的结构。在上述的减速机1中，例示了滚动面51d通过外销50本身而形成的情况，但也可以通过机械加工来形成滚动面51d。在该情况下，外销保持器51以及外销50的材料没有特别限定，例如外销保持器51以及外销50也可以由相同材料形成。只要至少在外销保持器51的凹槽51b的边缘设置有形成为在外销50挠曲且旋转的状态(减速机1的驱动状态)下与外销50的外周面面接触的形状的滚动面51d，便能够使外销50低损耗地旋转，因此能够实现低噪声化以及高效率化。

上述的销槽51a在滚动面51d以外的位置形成为与外销50的外径相等的内径，但也可以形成为比外销50的外径稍大的内径。销槽51a是至少外销50能够在销槽51a内旋转的形状、大小即可。需要说明的是，构成内齿的外销50的个数、支承外销50的销槽51a的个数并不局限于上述的个数。另外，在上述的减速机1设置有一个外齿轮4，但外齿轮4的个数也可以是两个以上。另外，在上述的减速机1中，外壳7以及垫圈22具有作为引导部的功能，但也可以另外设置具有作为引导部的功能的专用件，也可以省略引导部。

上述的输入轴2、输出轴3、外壳7的各结构也不局限于上述的结构。例如，输入轴2也可以以突出至比第一外壳部71靠外侧的位置的方式延伸设置，也可以是以分体设置圆筒部2a与偏心部2b之后结合的结构。另外，在上述的输入轴2的偏心部2b固定有滚针轴承21，但输入轴2的支承结构没有特别限制。输出轴3与载架6的固定结构也没有特别限制，外壳7也可以是一体结构。

另外，在上述的载架6设置有分别支承载架销60的两端部的两个支承部61，但也可以以支承载架销60的一端部的方式仅设置一个支承部61。在该情况下，载架销60的另一端部成为仅在一端支承的单侧支承结构。另外，也可以不在载架销60装配滚针轴承62。需要说明的是，两个球轴承8、9配置于彼此相同的轴向位置，但上述轴承8、9的轴向位置也可以不同。另外，轴承8、9是滚动轴承即可，其种类并不局限于球轴承。