專利名稱：齒輪傳動馬達以及機器人用齒輪傳動馬達的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種齒輪傳動馬達以及機器人用齒輪傳動馬達。
背景技術：
在機器人的關節驅動等用途中，廣泛利用的齒輪傳動馬達的構成為，通過將馬達與減速器連結并由減速器將馬達的旋轉減速，以輸出適宜的扭矩及轉速。
在齒輪傳動馬達的領域中，不僅限于機器人關節驅動的用途，在可得到同樣輸出的情況下，非常希望有盡可能小的外形。從這種觀點出發，在專利文獻1中公開了一種減小減速器殼向寬度方向的擴大，并盡可能地減小整體寬度地構成的齒輪傳動馬達。
該齒輪傳動馬達為，在圍繞馬達輸出軸和減速器傳動齒輪的箱體的相互平行地形成的相對面上，形成軸支承傳動齒輪軸的兩端的軸支承部，并形成貫穿與傳動齒輪軸平行的連結面地插入馬達輸出軸的插入口，并將馬達的輸出側端面固定在該連結面上。傳動齒輪由錐齒輪和平行軸齒輪構成。
專利文獻1日本專利特開2002-327805號公報在專利文獻1中公開的齒輪傳動馬達為使具有特定的減速構造的減速器與馬達組合的設備，存在著減速器殼具有特異的形狀、通用性不足、成本較高的問題。
通常，馬達以及減速器都是，殼的基本形狀為、其軸直角剖面為四角形或圓形的占壓倒多數。另外，要組合的殼或其凸緣在形狀、尺寸上不一致的情況下，一般通過可將兩者連接的接合器連接。
另外，在不使用接合器的情況下，為了避免該要組合的殼或凸緣的各種連結孔或安裝孔位置彼此的干涉，存在僅為了避免該干涉而加大馬達或減速器中的任一個的凸緣的最大外形部的情況。
發明內容
本發明是為了解決上述以往的問題而進行的，其目的在于提供一種齒輪傳動馬達，合理地配置應形成在馬達和減速器的殼或凸緣上的各種連結孔或安裝孔，緊湊并且容易組裝，且具有足夠的連結強度。
本發明通過如下的構成解決了上述問題，即在將馬達與減速器同軸連接的齒輪傳動馬達中，上述減速器的殼由減速器殼主體與減速器凸緣構成，并且該減速器凸緣形成為多邊形，上述馬達殼的減速器側端面也形成為多邊形，該減速器側端面的上述多邊形的邊或邊的延長線、與上述減速器凸緣的上述多邊形的邊交叉，在上述減速器側端面的上述多邊形的頂點的徑向內側，設置有用于連接上述馬達與上述減速器凸緣的馬達連接孔，并且在上述減速器凸緣的、在該減速器凸緣上連接了上述馬達時的上述減速器側端面的多邊形邊的徑向外側相當位置上，配置有用于在對象機械上安裝上述減速器的安裝孔。
在本發明中，無論馬達或減速器的殼主體剖面形狀如何，使該馬達殼的減速器側端面以及減速器的凸緣雙方均為多邊形。
另外，在此所說的所謂“多邊形”的用語，以“具有存在(不是圓)直線部分的邊”的意思來使用，特別是其頂點部分不必是幾何學上正確的角，例如包含進行了適宜的圓角處理的情況。此外，也不必是各邊的長度正確相等的多邊形。但是，更具體的說，從緊湊化的觀點看優選為正方形。
此外，所謂“馬達殼的減速器側端面”的用語，如后所述地，意味著“馬達殼與減速器側連接的端面”。更具體的說，在馬達殼無凸緣的情況下，為馬達殼主體的減速器側端面本身，在馬達殼在減速器側具有凸緣的情況下，指該凸緣的端面。
在本發明中，將如此形成為多邊形的馬達殼的減速器側端面和減速器的凸緣傾斜地、即上述馬達凸緣的上述多邊形的邊或邊的延長線、與上述減速器凸緣的上述多邊形的邊交叉地連接。
此外，在此基礎上，在上述馬達殼的減速器側端面的上述多邊形頂點的徑向內側，配置連接馬達與減速器凸緣的馬達連接孔，并且在減速器凸緣的馬達殼的減速器側端面的多邊形的邊的徑向外側相當位置上，配置在對象機械上安裝減速器的安裝孔。
其結果，使連接馬達與減速器凸緣的馬達連接孔、以及將減速器安裝在對象機械上的安裝孔，都能夠充分地確保徑向的余量(形成空間)，并且在圓周方向上其他各種連接孔等也可共同使用該形成空間。因而，能夠抑制徑向的不必要的擴大并確保較大的形成空間。因此，作為結果，由于能夠使用更大的螺栓，因此可抑制需要的螺栓數，并能夠實現降低組裝工時數以及制造成本。
根據本發明，能夠得到一種齒輪傳動馬達，能夠合理地配置應形成在馬達和減速器的殼上的各種連接孔或安裝孔，緊湊并且容易組裝，并且具有足夠的連接強度。
圖1為從馬達側看本發明實施方式一例的齒輪傳動馬達的、拆卸了馬達的減速器的圖。
圖2為沿著該齒輪傳動馬達的圖1的向視線II-II展開的剖面圖。
圖3為從與圖1相反的方向看該齒輪傳動馬達的正面圖。
具體實施例方式
以下參照附圖對本發明實施方式的一例進行詳細說明。
圖1～3示出適用了本發明實施方式的一例的齒輪傳動馬達。
該齒輪傳動馬達GM1將馬達M1與減速器G1同軸連接，并被用作產業用機器人(未圖示)的關節驅動用。如圖2所示，馬達M1的馬達軸12的前端部直接成為減速器G1的輸入軸14。馬達M1的殼主體15沒有封閉減速器側的部件(馬達輸出側蓋)，減速器輸入側蓋72(后述)兼用作該馬達M1的輸出側蓋的功能。在減速器輸入側蓋72的徑向中央部組裝有軸承18，該軸承18自由旋轉地支承著馬達軸12(輸入軸14)。在該實施例中，該減速器輸入側蓋也兼用作減速器凸緣的功能。
在輸入軸14上通過楔形體22及螺栓24磨擦連接有3個偏心體20。在偏心體20的外周上，分別通過軸承28(28A～28C)安裝有3個外齒輪26(26A～26C)。各外齒輪26分別在圓周方向上具有120度的相位差地與(單一的)內齒輪30內接嚙合。內齒輪30與外齒輪26只有(1～4齒左右)微小的齒數差，并與減速器G1的殼主體70(后述)一體化。
在各外齒輪26的軸向兩側配置有支承部件34及輸出部件36。支承部件34及輸出部件36分別通過軸承38、40自由回轉地支承在殼主體70上，并通過從輸出部件36突出地形成的內銷42及螺栓44一體地連接。
內銷42構成為，貫通外齒輪26、并通過與該內銷42轉動配合的內滾筒43吸收外齒輪26的擺動成分，并且僅將自轉成分向支承部件34以及輸出部件36傳遞。
另外，在圖3中，符號46為螺栓孔，用于將輸出部件36和對象機械的被驅動旋轉體(未圖示)連接；48為拔出孔，在分解馬達M1與減速器G1時、在使用未圖示的工具拉開M1、G1二者時使用；49為頂銷孔，在進行內銷42與支承部件34的組裝時，用于臨時確定該內銷42與支承部件34的圓周方向位置。
在此，參照圖1及圖3，對馬達M1與減速器G1的連接方式進行詳細地說明。圖1為在將馬達M1連同軸承18一起拆下的狀態下，從馬達側看減速器G1的視圖。因此，在圖1的最內周部分，分別可看到減速器輸入側蓋72的軸承18的收納內周壁75、以及該軸承18的抵接階部77。
馬達M1具有殼主體(馬達殼主體)51，如前所述，在該實施方式中無輸出側蓋。即，構成為減速器輸入側蓋72兼作馬達M1殼的凸緣。馬達殼主體51為，其減速器側端面的形狀為正方形(多邊形)54，如圖1所示，在減速器輸入側蓋72上，形成有可嵌合減速器側端面的正方形54的凹部(54)。另外，在以后的說明中，為了方便起見，將該圖1的凹部(54)，作為馬達殼主體51的減速器側端面的正方形54進行說明。
在上述減速器輸入側蓋72以及減速器側端面上，形成用于確定馬達M1相對于減速器輸入側蓋72的徑向位置的直徑為d1的凹坑50。
馬達殼主體51與減速器輸入側蓋72通過馬達連接孔80被一體化。此外，減速器G1具有殼主體(減速器殼主體)70和上述減速器輸入側蓋72。該減速器殼主體70為圓筒形，具有向徑向外側突出的凸緣部70A。上述減速器輸入側蓋72具有與該殼主體70的凸緣部70A大致相同的外周形狀。
減速器殼主體70與減速器輸入側蓋72可通過減速器連接孔84連接。在減速器輸入側蓋72上，除該減速器連接孔84外，還形成有用于將減速器G1連同馬達M1一起安裝在外部的安裝基座(未圖示)上的安裝孔82。
以下，對于這些各要素的形狀和配置位置等進行更詳細地說明。
馬達M1的殼主體(馬達殼主體)51為，其軸直角剖面(在本實施方式中)為正方形54，減速器輸入側蓋72的外周形狀也為正方形74。各個正方形54、74相互恰好僅傾斜45度，馬達殼主體51的正方形54的邊54S1～54S4(本實施方式的情況為其延長線54Se1～54Se4)，與減速器輸入側蓋72的正方形74的邊74S1～74S4交叉。
馬達殼主體51的正方形54的邊54S1～54S4的相對邊54S1、54S3之間、54S2、54S4之間的相對邊距離分別為L1。另外，減速器輸入側蓋72的正方形74的邊74S1～74S4的相對邊74S1、74S3之間、74S2、74S4之間的相對邊距離分別為L2，相對邊距離L1＜相對邊距離L2。馬達殼主體51的正方形54的頂點54A1～54A4之間的對角線距離為L3。并且，減速器輸入側蓋72的正方形74的頂點74A1～74A4的對角線距離為L4，對角線距離L3＜對角線距離L4。
馬達殼主體51的正方形54的對角線距離L3比減速器輸入側蓋72的正方形74的相對邊距離L2小，馬達殼主體51完全位于減速器輸入側蓋72的徑向內側。減速器G1的殼主體70的圓筒形狀部分也位于減速器輸入側蓋72的徑向內側。
在馬達殼主體51的正方形54的頂點54A1～54A4的徑向內側的空間中，配置有用于連接該馬達殼主體51與減速器輸入側蓋72的馬達連接孔80(計4個)。使馬達連接孔80的尺寸成為，能夠由4根螺栓(未圖示)確保需要的連接強度。
另外，在減速器輸入側蓋72的正方形54的邊54S1～54S4的徑向外側相當位置的空間(即，在將馬達M1的減速器側端面(的正方形54)連接在該減速器輸入側蓋72上時，殘存在減速器輸入側蓋72上的較大空間)中，分別配置有各4個的用于在對象機械(未圖示)上安裝減速器G1的安裝孔82、以及將減速器G1的殼主體70與減速器輸入側蓋72連接的減速器連接孔84。此外，其中的安裝孔82配置在減速器輸入側蓋72的正方形74的頂點74A1～74A4的徑向內側的位置、即形成空間最大的位置上。使安裝孔82以及減速器連接孔84的尺寸成為，能夠分別由4根螺栓(未圖示)確保需要的連接強度。
此外，在本實施方式中，利用馬達殼主體51的正方形54的各邊54S1～54S4的中央部附近、進入到減速器殼主體70的內側這一情況，如圖1以及圖2所示，在該位置上形成減速器G1的注油孔81。以往，注油孔從減速器殼主體70的外周、在徑向上貫通該減速器殼主體70地形成。因此，有時減速器殼主體70內的減速機構等成為阻礙，潤滑劑不容易到達真正需要注油的部分。在本實施方式中，由于注油孔81從減速器輸入側蓋72在軸向上貫通該減速器輸入側蓋72地形成，因此即使在這種情況下，也可使潤滑劑更迅速并且有效地到達希望的部分。不過，注油孔也不是必須在該位置上，也可像以往那樣從減速器殼主體70的外周在徑向上貫通該減速器殼主體70地形成。另外，也可在雙方位置上分別形成注油孔，成為能夠從方便的方向注油的結構。
以下，對該齒輪傳動馬達GM1的作用進行說明。
參照圖2，馬達軸12兼作減速器G1的輸入軸14，該馬達軸12的旋轉直接成為輸入軸14的旋轉，并且偏心體20旋轉。其結果，安裝在該偏心體20的外周上的外齒輪26開始擺動旋轉。
由于外齒輪26與內齒輪30具有微小的齒數差，因此當外齒輪26由于偏心體20的旋轉擺動1次時，與內齒輪30的嚙合位置就旋轉一周，外齒輪26相對于固定狀態下的內齒輪30，僅錯位(自轉)與該內齒輪30的齒數差的量。該外齒輪26的運動為，通過貫通該外齒輪26的內銷42與內滾柱43的轉動配合，其擺動成分被吸收，僅自轉成分被傳遞到支承部件34及輸出部件36。產生在輸出部件36上的輸出扭矩，通過螺栓孔46被傳遞到要驅動的對象機械的旋轉部(未圖示)。
在此，參照圖1、圖3，馬達M1為接近凹坑50的尺寸的圓筒形，因此在馬達殼主體51的正方形54的頂點54A1～54A4的徑向內側，確保了較大的空間。在本實施方式中，由于在該較大的空間中配置有用于連接該馬達殼主體51與減速器輸入側蓋(減速器凸緣)72的馬達連接孔80，因此即使通過4根用于連接馬達殼主體51與減速器輸入側蓋72的螺栓，也能夠確保足夠的強度。
此外，減速器輸入側蓋72的正方形74的對角線距離L4，比馬達殼主體5 1的正方形54的相對邊距離L1長很多，在減速器輸入側蓋72的馬達殼主體51的正方形54的邊54S1～54S4的徑向外側相當位置的空間中，確保有極大的空間。因此，能夠在該大的空間中配置用于在對象機械上安裝減速器G1的安裝孔82、以及連接減速器殼主體70與減速器輸入側蓋72的減速器連接孔84。特別是，安裝孔82配置在減速器輸入側蓋72的正方形74的頂點74A1～74a4的徑向內側的位置上，能夠僅以4根螺栓確保足夠高的強度。
并且，由于馬達殼主體51的正方形54的對角線距離L3比減速器輸入側蓋72的正方形74的相對邊的距離L2小，因此馬達殼主體51完全地位于減速器輸入側蓋72的徑向內側，在作為整體看齒輪傳動馬達的情況下，僅減速器輸入側蓋72的正方形74構成最外形部的形狀(最外形形狀不成為星形)。該最外形部的形狀為正方形的結構，例如在將該齒輪傳動馬達GM1適用于產業用機器人的關節(未圖示)的驅動中時，意味著對于更大地確保該關節部分的可動范圍的結構具有很大意義。這是由于，產業用的機器人的減速器的安裝座(未圖示)多為四角形，減速器輸入側蓋72的形狀也是四角形，但由于減速器殼主體70不從正方形74的各邊74S1～74S4突出，因此不會損害機器人的運動自由度(可動范圍)。通過使用本實施方式的齒輪傳動馬達GM1，能夠實現齒輪傳動馬達整體的緊湊化、以及適用于產業用機器人時的可動范圍的寬廣化。
另外，上述實施方式中，馬達M1的殼主體51為無輸出側蓋的正方形54，減速器輸入側蓋72兼作馬達輸出側蓋。但是，在本發明中，重要的為只要是馬達的減速器側端面為多邊形即可，與馬達殼的具體的構成無關。即，馬達殼也可以為無輸出側蓋且殼主體自身為多邊形，此外，也可以為具有輸出側蓋且僅該輸出側蓋具有多邊形的凸緣。
并且，在上述實施方式中，示出了減速器凸緣設置在減速器的輸入側蓋上，但減速器凸緣也可設置在減速器的殼的主體上。在此情況下，有無減速器的輸入側蓋均可，另外，可與殼主體一體化、也可分體。對于減速器殼主體的筒部的軸直角斷面，也不要求其必須為圓形，也可為例如像正方形那樣的多邊形的斷面形狀。
產業上的可利用性可適用于包含產業用的機器人的關節驅動用的齒輪傳動馬達的所有領域的齒輪傳動馬達。
權利要求
1.一種將馬達與減速器同軸地連接的齒輪傳動馬達，其特征在于，所述減速器的殼由減速器殼主體與減速器凸緣構成，并且該減速器凸緣形成為多邊形，所述馬達的殼的減速器側端面也形成為多邊形，該減速器端面的所述多邊形的邊或邊的延長線與所述減速器凸緣的所述多邊形的邊交叉，在所述減速器側端面的所述多邊形的頂點的徑向內側，設置有用于將所述馬達與所述減速器凸緣連接的馬達連接孔，并且在所述減速器凸緣的、在該減速器凸緣上連接了所述馬達時所述減速器側端面的多邊形邊的徑向外側相當位置上，配置有用于在對象機械上安裝所述減速器的安裝孔。
2.按照權利要求1所述的齒輪傳動馬達，其特征在于，通過所述馬達的殼主體自身形成為無凸緣的多邊形，所述減速器側端面形成為所述多邊形，所述減速器凸緣兼作所述馬達殼的馬達凸緣。
3.按照權利要求1或2所述的齒輪傳動馬達，其特征在于，在所述減速器凸緣上，形成可嵌合所述減速器側端面的凹部。
4.按照權利要求1～3中任一項所述的齒輪傳動馬達，其特征在于，在所述減速器凸緣以及所述減速器側端面上，形成有用于確定該減速器凸緣及減速器側端面的徑向位置的凹坑。
5.按照權利要求1～4中任一項所述的齒輪傳動馬達，其特征在于，連接所述減速器殼主體與所述減速器凸緣的減速器連接孔，配置在所述減速器凸緣上連接了所述馬達時、所述減速器側端面的多邊形邊的徑向外側相當位置上。
6.按照權利要求1～5中任一項所述的齒輪傳動馬達，其特征在于，用于將所述減速器安裝在對象機械上的所述安裝孔，被配置在所述減速器凸緣的所述多邊形的頂點的徑向內側。
7.按照權利要求1～6中任一項所述的齒輪傳動馬達，其特征在于，所述減速器側端部的所述多邊形的頂點位于所述減速器凸緣的徑向內側。
8.按照權利要求1～7中任一項所述的齒輪傳動馬達，其特征在于，所述減速器的殼主體的外形位于所述減速器凸緣的徑向內側。
9.按照權利要求1～8中任一項所述的齒輪傳動馬達，其特征在于，在所述減速器凸緣的、在該減速器凸緣上連接了所述馬達時的、所述減速器側端面的多邊形邊的徑向外側，形成有所述減速器的注油孔，該注油孔在軸方向上貫通該減速器凸緣并延伸至減速器內。
10.一種用于機器人的關節驅動用的機器人用齒輪傳動馬達，其特征在于，為權利要求1～9中任一項所述的齒輪傳動馬達。
全文摘要
一種齒輪傳動馬達，合理配置連接孔及安裝孔、有機連接馬達與減速器、緊湊且容易組裝、且具有足夠連結強度。馬達殼主體(實施方式中的減速器側端面)(51)及減速器凸緣(72)雙方形成為正方形，馬達殼主體的正方形(54)的邊延長線(54Se1～54Se4)與減速器凸緣的正方形(74)的邊(74S1～74S4)交叉，在正方形(54)的頂點(54A1～54A4)的徑向內側，配置有用于連接馬達殼主體與減速器輸入側蓋(減速器凸緣)的馬達連接孔(82)，并且在減速器凸緣的馬達殼主體的正方形的邊(54S1～54S4)的徑向外側相當位置上，配置有用于在對象機械上安裝減速器(G1)的安裝孔。
文檔編號F16H57/025GK101093015SQ200710108840
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月5日 優先權日2006年6月20日
發明者環誠, 廣瀨拓哉 申請人:住友重機械工業株式會社