偏心摆动型齿轮装置技术领域
本发明涉及偏心摆动型齿轮装置。
背景技术
以往，作为能够得到大的减速比的减速机，公知有如专利文献1所记载
的那样的偏心摆动型齿轮装置。如图5所示，专利文献1中公开的齿轮装置将
马达61的旋转驱动力经由输入轴62及传递齿轮63传递给曲轴64，从而使该曲
轴64旋转。传递齿轮63与曲轴64的端部花键结合。因此，传递齿轮63受到限
制而不相对于曲轴64旋转。此外，在曲轴64上以夹着传递齿轮63的方式安装
有一对挡圈65。由这对挡圈65限制传递齿轮63，使传递齿轮63不相对于曲轴
64进行轴向移动。
专利文献1中记载的齿轮装置利用一对挡圈65夹住传递齿轮63来限制传
递齿轮63相对于曲轴64的位移。因此，需要使曲轴64从传递齿轮63突出出来。
因此，作为齿轮装置而言，轴向长度变长。而且，由于传递齿轮63与曲轴64
花键结合，所以在轴向及旋转方向上存在晃动，成为磨损、振动的原因。
专利文献
专利文献1：日本特开2010-286098号
发明内容
本发明的目的是，抑制偏心摆动型齿轮装置的轴向长度，并且消除传递
齿轮相对于曲轴的晃动。
对于本发明而言，本发明的一个技术方案的偏心摆动型齿轮装置包括：
曲轴，该曲轴具有偏心部；摆动齿轮，该摆动齿轮具有齿部且与所述偏心部
联动；外筒部，该外筒部具有与所述摆动齿轮的所述齿部相啮合的内齿；内
筒部，该内筒部将所述曲轴支承为旋转自如；主轴承，该主轴承允许所述外
筒部与所述内筒部之间的相对旋转；和传递齿轮，该传递齿轮具有内孔，所
述曲轴被压入所述传递齿轮的所述内孔，以限制所述传递齿轮相对于所述曲
轴的位移。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的偏心摆动型齿轮装置的结构的
图。
图2是用于说明所述齿轮装置中的传递齿轮的固定结构的图。
图3是表示本发明的其他实施方式所涉及的偏心摆动型齿轮装置的主要
部分的图。
图4是表示本发明的其他实施方式所涉及的偏心摆动型齿轮装置的主要
部分的图。
图5是表示以往的偏心摆动型齿轮装置的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对用于实施本发明的方式进行详细说明。
本实施方式所涉及的齿轮装置1是作为减速机而应用于例如机器人的回
转主体、腕关节等回转部或各种机床的回转部的齿轮装置。齿轮装置1是设
在例如基座和与之相对回转的回转体之间、输出具有以规定的减速比将输入
来的转速减速后的转速的驱动力的齿轮传动装置。
如图1所示，本实施方式的齿轮装置1具有外筒部2、内齿销3、作为内筒
部的齿轮架4、主轴承6、曲轴20、曲轴轴承22、摆动齿轮24以及固定于曲轴
20的传递齿轮18。另外，在本实施方式中，如下文将要说明的那样，由于设
有多个曲轴20，所以设有多个传递齿轮18。
外筒部2是可以固定在一个配合构件(例如，机器人的基座)上的结构，
其还作为齿轮装置1的箱体发挥作用。该外筒部2被形成为具有内周面的大致
圆筒状。外筒部2由螺栓等紧固在机器人的基座上。
在外筒部2的内周面的圆周方向上以等间隔配设有许多内齿销3。内齿销
3作为与由外齿齿轮构成的摆动齿轮24的齿部相啮合的内齿发挥作用。摆动
齿轮24的齿部的数量比内齿销3的数量少若干个。另外，本实施方式采用了
多个(例如2个)摆动齿轮24。
齿轮架4构成为可以固定在另一个配合构件(例如，机器人的回转体)
上。也就是说，齿轮架4由省略图示的螺栓等紧固于机器人的回转体。齿轮
架4在与外筒部2同轴配置的状态下收容在外筒部2内。齿轮架4利用在轴向分
地设置为一对的主轴承6支承为可相对于外筒部2旋转。因此，齿轮架4相对
于外筒部2而言绕同一轴线进行相对旋转。当齿轮架4相对于外筒部2进行相
对旋转时，机器人的回转体相对于基座进行回转。
另外，虽然在本实施方式中示例出将齿轮架4紧固于回转体进行回转、
将外筒部2固定于基座不动的情况，但是也可以是与之相反的配置。也就是
说，也可以是，将外筒部2紧固于回转体，将齿轮架4紧固于基座。在这种情
况下，由于外筒部2相对于齿轮架4进行相对旋转，所以机器人的回转体相对
于基座进行回转。
齿轮架4包括基部32和端板部34。基部32具有基板部32a和多个轴部32b，
基板部32a在外筒部2内被配置在该外筒部2的端部附近，多个轴部32b从该基
板部32a朝着端板部34沿轴向延伸。轴部32b由螺栓5紧固于端板部34。由此
将基部32与端板部34一体化。并且，在基板部32a与端板部34之间形成有用
于收纳摆动齿轮24的收容空间33。此外，在齿轮架4的径向中央部设有沿轴
向贯穿基板部32a及端板部34的贯穿孔4a。
曲轴20设有多根(本实施方式中为例如3根)，各曲轴20在齿轮架4的圆
周方向上等间隔配置。各曲轴20借助一对曲轴轴承22以旋转自如的方式支承
于齿轮架4，其在这种状态下以与齿轮架4的旋转轴心平行的姿势配设。
曲轴20具有轴主体20c和与轴主体20c一体形成的多个(本实施方式中为
2个)偏心部20a。多个偏心部20a在各自安装有曲轴轴承22的一对轴颈部20d
之间的位置上沿轴向排列配置。各偏心部20a形成为分别以规定的偏心量从
轴主体20c的轴心偏心的圆柱状。并且，各偏心部20a以彼此具有规定角度的
相位差的方式形成在曲轴20上。另外，偏心部20a也可以设置1个或者3个以
上。
摆动齿轮24分别借助滚子轴承28a安装于曲轴20的各偏心部20a。摆动齿
轮24的直径形成得比外筒部2的内径略小。摆动齿轮24在曲轴20旋转时与偏
心部20a的旋转联动，一边使其齿部与外筒部2内表面的内齿销3啮合一边进
行摆动旋转。
摆动齿轮24具有中央部贯穿孔24b、多个偏心部贯通孔24c和多个轴部贯
通孔24d。中央部贯穿孔24b形成于摆动齿轮24的径向中央部。中央部贯穿孔
24b可以省略。
偏心部贯通孔24c在摆动齿轮24中沿圆周方向以等间隔设置在中央部贯
穿孔24b的周围。各曲轴20的偏心部20a分别在安装了滚子轴承28a的状态下
贯通在各偏心部贯通孔24c中。
轴部贯通孔24d在摆动齿轮24中沿圆周方向以等间隔设置在中央部贯穿
孔24b的周围。各轴部贯通孔24d分别形成于在圆周方向上相邻的偏心部贯通
孔24c之间的位置上。齿轮架4的各轴部32b以有游隙的状态贯通在各轴部贯
通孔24d中。
曲轴20的靠基板部32a侧的端部形成为安装有一个曲轴轴承22的轴颈部
20d。另一方面，曲轴20的靠端板部34侧的端部形成为从安装有另一个曲轴
轴承22的另一个轴颈部20d延伸出来的延伸部20e。即，曲轴20的轴主体20c
具有一对轴颈部20d和延伸部20e。
在本实施方式中，延伸部20e沿齿轮架4的轴向从该齿轮架4向外侧突出。
不过，并不限于延伸部20e向齿轮架4的外侧突出的方式，在传递齿轮18不与
齿轮架4发生干涉的情况下，也可以是延伸部20e在轴向上收纳在齿轮架4的
范围内的方式。
延伸部20e上安装有传递齿轮18。传递齿轮18上形成有内孔18a，在延伸
部20e插入到该内孔18a中的状态下传递齿轮18固定于延伸部20e。
传递齿轮18具有齿轮主体18c和突出部18d，齿轮主体18c具有外齿18b，
突出部18d从齿轮主体18c沿着轴向突出。齿轮主体18c形成为圆盘状，在齿
轮主体18c的外周部形成有外齿18b。突出部18d以从齿轮主体18c的一个面伸
出的方式形成为与齿轮主体18c呈同心状的圆柱状。并且，内孔18a以从齿轮
主体18c到突出部18d贯穿传递齿轮18的方式形成。传递齿轮18的外齿18b与
图示以外的输入齿轮相啮合。传递齿轮18利用从该输入齿轮受到的驱动力进
行旋转。传递齿轮18将从输入齿轮受到的驱动力传递给曲轴20。
在此，对于传递齿轮18安装到曲轴20的安装结构进行具体说明。
又如图2所示，作为曲轴20(或者轴主体20c)的一个端部的延伸部20e
被实施花键加工。由此，在延伸部20e上形成了具有在圆周方向上排列的多
个凹部38a的凸键部38。也就是说，在延伸部20e的外周面上，在圆周方向隔
开间隔形成有沿曲轴20(或者轴主体20c)的轴向延伸的多个凹部38a。各凹
部38a从延伸部20e的端面(或者曲轴20的端面或轴主体20c的端面)延伸规
定的长度而形成。
轴向上的凹部38a的内侧部(与延伸部20e的端面相反的一侧的部位)的
底面以朝着轴向的内侧逐渐变浅的方式形成斜面38b。换言之，斜面38b越向
凸键部38的里侧(朝着远离端面的方向；朝着图2的左侧方向)去越向轴主
体20c的半径方向外侧倾斜。作为该斜面38b可以采用例如在利用具有花键加
工用的滚刀的切削加工机械对延伸部20e进行切削加工时所产生的滚刀向上
斜切部。
另外，关于斜面38b的形成方法没有特别限定，也可以采用其他形成方
法在凹部38a的底部形成斜面38b。此外，也可以是省略掉斜面38b的结构。
在这种情况下，也可以是凹部38a的深度在轴向上基本恒定、且凹部38a的内
端部大致垂直竖立的结构。
将延伸部20e中的、形成为相邻的凹部38a、38a之间的凸部38c的部位的
外表面的局部切除。为此，在凸部38c中，延伸部20e的端部侧的部位比轴向
内侧的部位低一级。并且，该外表面较低的端部侧的部位，不与传递齿轮18
的内孔18a的内周面密合，而在内孔18a的内周面与延伸部20e的外表面之间
形成了些许间隙。该间隙至少在内孔18a中的包含与齿轮主体18c相对应的部
位的范围内形成。
另外，虽然在凸部38c上形成了低一级的部位，但并不是需要有台阶。
没有台阶也没有关系，或者，与本实施方式相反，也可以在与延伸部20e的
端部侧的部位相比更靠轴向内侧的部位形成低一级的曲轴20的外周面20f。
传递齿轮18的内孔18a中的位于齿轮主体18c的部位的内周面被实施了
键齿切削加工。由此，在内孔18a的该部位的内周面上形成了具有在圆周方
向上排列的多个凸部40a的凹键部40。也就是说，在内孔18a的内周面，在圆
周方向上隔开间隔地形成有沿传递齿轮18的轴向(或者厚度方向)延伸的多
个凸部40a。各凸部40a形成为与凸键部38的凹部38a相匹配的形状。并且，
凹键部40的凸部40a被插入在凸键部38的凹部38a中。在这种状态下，传递齿
轮18不能绕曲轴20的轴线转动，绕轴线转动方向的位移被限制。即，凹键部
40的凸部40a作为将传递齿轮18相对于曲轴20在曲轴20的旋转方向上卡定的
卡定部而发挥作用。
传递齿轮18的内孔18a中的位于突出部18d内的部位的内周面18e与延伸
部20e中的轴向内侧的部位的外周面20f密合。也就是说，延伸部20e以被束缚
在突出部18d处的方式被压入到传递齿轮18的内孔18a中。由此，传递齿轮18
相对于曲轴20的轴向及旋转方向的位移被限制。在传递齿轮18的内孔18a中，
与曲轴20被压入而与曲轴20的外周面20f密合的部位不同，而设有用于限制
传递齿轮18在曲轴20的旋转方向上的转动的卡定部(凸部40a)。
另外，由于延伸部20e的端部侧的部位与内孔18a的内周面18e之间形成
有些许间隙，所以在将延伸部20e压入内孔18a的时候，能够以比较弱的力将
其推入到内孔18a内。
传递齿轮18以使延伸部20e的端面与传递齿轮18的一个面大致齐平的状
态被安装在曲轴20上。也就是说，在压入的时候，通过使平板状的图示以外
的夹具抵靠传递齿轮18的所述一个面，能够使曲轴20(延伸部20e)的顶端
部不从内孔18a突出出来。如此操作，能够进行传递齿轮18的轴向定位。
另外，虽然在本实施方式中曲轴20的顶端侧的缘(即凸键部38的凸部38c
的缘)被实施了倒角加工，但并不限定于此，也可以不实施倒角加工。
下面，对于本实施方式所涉及的齿轮装置1的动作进行说明。
当各传递齿轮18被图示以外的输入齿轮驱动时，各曲轴20绕各自的轴线
进行旋转。也就是说，用于使曲轴20旋转的驱动力被输入到传递齿轮18。并
且，伴随各曲轴20的旋转，曲轴20的偏心部20a进行偏心旋转。由此，摆动
齿轮24与偏心部20a的偏心旋转联动而一边与外筒部2的内表面的内齿销3啮
合一边进行摆动旋转。在本实施方式中，由于外筒部2被固定在基座上不动，
所以通过摆动齿轮24的摆动旋转而使得齿轮架4绕轴线旋转。由此，齿轮架4
及回转体以将所输入的旋转减速后而得到的转速相对于外筒部2及基座进行
相对旋转。
如以上说明的那样，在本实施方式中，当传递齿轮18旋转而使得曲轴20
旋转时，摆动齿轮24与偏心部20a的旋转联动地进行摆动旋转。此时，由于
摆动齿轮24一边使其外齿与外筒部2的内齿销3啮合一边进行摆动旋转，所以
与之联动，齿轮架4与外筒部2之间产生相对旋转。此时，传递齿轮18不会相
对于曲轴20产生晃动。也就是说，通过将曲轴20压入传递齿轮18的内孔18a
中，从而限制传递齿轮18相对于曲轴20的位移。为此，传递齿轮18不会相对
于曲轴20产生晃动。因此，能够抑制传递齿轮18与曲轴20相接触的部分发生
磨损，而且，能够抑制传递齿轮18的振动。此外，由于没有必要在曲轴20上
安装用于限制传递齿轮18的轴向移动的挡圈，所以不必使曲轴20从传递齿轮
18突出出来。为此，能够使齿轮装置1的轴向长度缩短相应的量。
此外，在本实施方式中，通过将曲轴20压入传递齿轮18的内孔18a中而
将传递齿轮18相对于曲轴20固定，而在通过压入而与曲轴20的外周面20f密
合的部位以外的部位，在传递齿轮18的内孔18a中形成有用于将传递齿轮18
相对于曲轴20在旋转方向上卡定的凸部40a。为此，即使产生了从传递齿轮
18向曲轴20传递驱动力的扭矩，也能够防止发生传递齿轮18相对于曲轴20在
旋转方向上产生位移的事态。因此，与曲轴20是否被压入传递齿轮18的内孔
18a无关地，能够更可靠地避免传递齿轮18受到旋转扭矩的作用而导致其向
旋转方向转动这种事态的发生。
此外，在本实施方式中，传递齿轮18具有齿轮主体18c和突出部18d，凸
部40a形成在内孔18a中的位于齿轮主体18c的部位。为此，当在齿轮主体18c
的外齿18b上受到了使传递齿轮18旋转的扭矩时，内孔18a中的位于齿轮主体
18c的凸部40a被曲轴20卡定。因此，能够用凸部40a可靠地承接由于旋转扭
矩产生的使传递齿轮18旋转的力。并且，由于曲轴20被压入内孔18a中的至
少位于突出部18d的部位，所以能够扩大因压入而与曲轴20的外周面20f密合
的部位的面积。因此，能够使压入所带来的防止晃动的效果得到进一步彰显。
另外，本发明不限于上述实施方式，在不脱离其宗旨的范围内可以进行
各种变更和改进等等。例如，在上述实施方式中，成为如下结构：在把传递
齿轮18组装到曲轴20上时，使用了省略了图示的夹具将传递齿轮18定位在曲
轴20的规定位置。取代这种结构，也可以是，如图3所示，设置用于将传递
齿轮18定位在曲轴20的规定位置上的定位构件42。
具体而言，将定位构件42外嵌套在曲轴20的延伸部20e，然后将其夹在
一个曲轴轴承22与传递齿轮18之间。由于曲轴轴承22与设置在与偏心部20a
邻接的位置上的垫圈44相抵接，所以将曲轴轴承22的位置确定在规定位置。
并且，与该曲轴轴承22相抵接的定位构件42也确定在规定位置，所以，传递
齿轮18通过与定位构件42相抵接而确定在规定位置。因此，能够准确地定位
传递齿轮18相对于曲轴20的轴向位置。
此外，也可以利用在传递齿轮18的内孔18a形成的凹键部40和曲轴20的
凸键部38将传递齿轮18相对于曲轴20定位在规定的位置。如上所述，延伸部
20e的凹部38a的内侧部(与延伸部20e的端面相反的一侧的部位)的底面以
朝着轴向的内侧逐渐变浅的方式形成了斜面38b。为此，如图4所示，由于凹
键部40的凸部40a的端部与凸键部38的凹部38a的底面的斜面38b相抵接，因
此传递齿轮18相对于曲轴20被固定在规定的位置。也就是说，通过将斜面38b
用力推到凹键部40的凸部40a上使在其接触面处产生大的摩擦力，可以获得
所谓的楔形效果，因此该传递齿轮18以咬入该曲轴20的状态被束缚于该曲轴
20。
在该方式中，通过使凹键部40的凸部40a与在凸键部38的凹部38a形成的
斜面38b相嵌合，将传递齿轮18束缚于曲轴20。因此，能够利用形成于凸键
部38的凹部38a的斜面38b进行传递齿轮18的轴向定位。
在上述实施方式中，对于设置凹键部40的凸部40a作为将传递齿轮18相
对于曲轴20在旋转方向上卡定的卡定部的结构进行了说明。取代这种结构，
也可以采用在传递齿轮18的内孔18a形成键槽、使凸键部38的凸部38c被该键
槽卡定的结构。在这种情况下，键槽的侧面作为卡定部发挥作用。
在上述实施方式中，采用了曲轴20具有向端板部34侧突出的延伸部20e、
将传递齿轮18配置在了端板部34侧的结构。取代这种结构，也可以采用将曲
轴20的延伸部20e配置在基板部32a侧、将传递齿轮18配置在基板部32a侧的
结构。
在上述实施方式中，采用了设置有2个摆动齿轮24、24的结构，但并不
限定于此。例如，也可以是设置1个摆动齿轮24的结构，或者设置3个以上的
摆动齿轮24的结构。
在上述实施方式中，采用了将多个曲轴20配设在中央的贯穿孔4a的周围
的结构，但并不限于此。例如，也可以是将1个曲轴20配设在齿轮架4的中央
部的中心曲轴(centercrank)式。
在此，对于上述实施方式进行概述。
(1)在上述实施方式中，当曲轴因传递齿轮旋转而进行旋转时，摆动
齿轮与偏心部的旋转联动地进行摆动旋转。此时，由于摆动齿轮一边使其齿
部与外筒部的内齿啮合一边进行摆动旋转，所以与之联动，在内筒部与外筒
部之间产生相对旋转。此时，传递齿轮不会相对于曲轴产生晃动。也就是说，
通过将曲轴压入到传递齿轮的内孔中，从而限制传递齿轮相对于曲轴的位
移。为此，传递齿轮不会相对于曲轴产生晃动。因此，能够抑制传递齿轮在
与曲轴相接触的部分处发生磨损，而且，能够抑制传递齿轮的振动。此外，
由于没有必要在曲轴上安装用于限制传递齿轮的轴向移动的挡圈，所以不必
使曲轴从传递齿轮突出出来。为此，能够使齿轮装置的轴向长度缩短与之相
应的量。
(2)也可以是，在所述内孔中的因压入而与所述曲轴的外表面密合的
部位以外的部位，形成有用于将所述传递齿轮相对于所述曲轴在旋转方向上
卡定的卡定部。
在该形态下，通过将曲轴压入传递齿轮的内孔而将传递齿轮相对于曲轴
固定，而在因压入而与曲轴的外表面密合的部位以外的部位，在传递齿轮的
内孔中形成有将传递齿轮相对于曲轴在旋转方向上卡定的卡定部。为此，即
使出现了从传递齿轮向曲轴传递驱动力的扭矩，也能够可靠地防止传递齿轮
相对于曲轴在旋转方向上产生位移。因此，与曲轴是否被压入传递齿轮的内
孔中无关，能够更可靠地避免发生传递齿轮受到旋转扭矩而向旋转方向转动
这样的事态。
(3)也可以是，所述传递齿轮具有齿轮主体和突出部，齿轮主体具有
外齿，突出部从所述齿轮主体沿着轴向突出。也可以是，所述曲轴被压入到
所述内孔中的至少位于所述突出部的部位。也可以是，所述卡定部形成在所
述内孔中的位于所述齿轮主体的部位。
在该形态下，当在齿轮主体的外齿上受到使传递齿轮旋转的扭矩时，内
孔中的位于齿轮主体的卡定部被曲轴卡定。因此，能够用卡定部可靠地承接
由于旋转扭矩而产生的使传递齿轮旋转的力。并且，由于曲轴被压入到内孔
中的至少位于突出部的部位，所以能够扩大因压入而与曲轴的外表面密合的
部位的面积。因此，能够使压入所带来的防止晃动的效果得到进一步彰显。
(4)也可以是，将曲轴轴承外嵌套在所述曲轴。在这种情况下，也可
以是，设置有被夹入在所述传递齿轮与所述曲轴轴承之间的定位构件。
在该形态下，通过使传递齿轮抵接于定位构件，从而确定传递齿轮相对
于曲轴的位置。因此，能够准确地定位传递齿轮相对于曲轴的轴向位置。
(5)也可以是，在所述曲轴的端部形成有使所述传递齿轮进行花键结
合的凸键部。也可以是，在所述内孔形成有形状与所述凸键部的形状相对应
的凹键部。也可以是，所述凹键部的凸部与形成于所述凸键部的凹部的斜面
嵌合。
在该形态下，通过使凹键部的凸部与形成于凸键部的凹部的斜面嵌合，
将传递齿轮束缚于曲轴。因此，能够利用形成于凸键部的凹部的斜面来进行
传递齿轮的轴向定位。
如以上所说明的那样，根据上述实施方式，偏心摆动型齿轮装置能够在
抑制其轴向长度，并且消除传递齿轮相对于曲轴的晃动。