JP2022008449A - Power unit and robot having the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、波動歯車減速機ユニット及びそれを備えた動力ユニットに関する。 The present invention relates to a strain wave gearing speed reducer unit and a power unit including the same.
従来より、電動機の回転軸の回転を減速して出力する減速機として、様々な構成の減速機が知られている。例えば特許文献1には、波動歯車機構を利用した減速機が開示されている。この波動歯車減速機は、楕円状のウェーブジェネレータと、可撓性のフレクスプラインと、サーキュラスプラインとを有する。前記フレクスプラインは、前記ウェーブジェネレータの外周に位置する軸受を介して接触するとともに、外周にスプライン状の歯を有する円形状である。前記サーキュラスプラインは、前記フレクスプラインの歯数よりも多いスプライン状の歯をリング状に有し、前記フレクスプラインの外周に噛み合って嵌合する。 Conventionally, reduction gears having various configurations have been known as reduction gears that decelerate and output the rotation of the rotation shaft of an electric motor. For example, Patent Document 1 discloses a speed reducer using a strain wave gearing mechanism. This strain wave gearing reducer has an elliptical wave generator, a flexible flexspline, and a circular spline. The flexspline is in contact with each other via a bearing located on the outer periphery of the wave generator, and has a circular shape having spline-shaped teeth on the outer periphery. The circular spline has spline-shaped teeth having a larger number of teeth than the flexspline in a ring shape, and meshes with and fits on the outer periphery of the flexspline.
上述の波動歯車減速機構では、例えば、前記ウェーブジェネレータに入力軸を接続し、前記サーキュラスプラインを固定し、前記フレクスプラインを出力軸に連結した場合、前記ウェーブジェネレータが時計方向に1回転すると、前記フレクスプラインが、反時計方向に、前記サーキュラスプラインとの歯数差分だけ回転する。一方、前記フレクスプラインを固定し、前記サーキュラスプラインを出力軸に連結した場合には、前記サーキュラスプラインが、前記フレクスプラインとの歯数差分だけ回転する。 In the above-mentioned wave gear reduction mechanism, for example, when an input shaft is connected to the wave generator, the circular spline is fixed, and the flexspline is connected to the output shaft, when the wave generator makes one clockwise rotation, the said The flexspline rotates counterclockwise by the difference in the number of teeth from the circular spline. On the other hand, when the flexspline is fixed and the circular spline is connected to the output shaft, the circular spline rotates by the difference in the number of teeth from the flexspline.
このように、上述の波動歯車減速機では、前記ウェーブジェネレータに入力された回転を、前記サーキュラスプラインと前記フレクスプラインとの歯数差によって減速して、前記フレクスプラインまたは前記サーキュラスプラインから出力する。 As described above, in the above-mentioned strain wave gearing reducer, the rotation input to the wave generator is decelerated by the difference in the number of teeth between the circular spline and the flexspline, and is output from the flexspline or the circular spline.
前記特許文献1の図1には、波動歯車減速機が、駆動モータの回転軸に対して接続された構成が開示されている。図1の構成では、装置全体の重量が重くなるとともに、回転軸に波動歯車減速機を接続するカップリング部によって、装置全体の大きさが大きくなり且つ長さが長くなる。そのため、前記特許文献1に開示されている構成では、減速機と駆動モータとを一体化することにより、装置全体のコンパクト化を図っている。具体的には、前記特許文献1に開示されている構成では、駆動モータの回転子と、減速機のウェーブジェネレータとが一体で形成されている。 FIG. 1 of Patent Document 1 discloses a configuration in which a strain wave gearing reducer is connected to a rotating shaft of a drive motor. In the configuration of FIG. 1, the weight of the entire device becomes heavy, and the size of the entire device becomes large and the length becomes long due to the coupling portion connecting the strain wave gearing reducer to the rotating shaft. Therefore, in the configuration disclosed in Patent Document 1, the reduction gear and the drive motor are integrated to make the entire device compact. Specifically, in the configuration disclosed in Patent Document 1, the rotor of the drive motor and the wave generator of the speed reducer are integrally formed.
ところで、上述の特許文献1に開示されるように、減速機と駆動モータ(モータ)とを一体化する場合、専用の減速機及びモータを個別に設計する必要がある。そのため、要求されるモータの出力、減速比等に合わせて、都度、減速機及びモータを設計する必要があり、汎用性という点で問題がある。 By the way, as disclosed in Patent Document 1 described above, when the speed reducer and the drive motor (motor) are integrated, it is necessary to individually design a dedicated speed reducer and a motor. Therefore, it is necessary to design the speed reducer and the motor each time according to the required motor output, reduction ratio, etc., which poses a problem in terms of versatility.
一方、上述の特許文献1の図1に示すように、別体のモータと減速機とを組み合わせる場合には、減速機の汎用性は確保できるものの、上述の特許文献1に記載されているように減速機及びモータを組み合わせることによって得られる装置が大型化する。 On the other hand, as shown in FIG. 1 of Patent Document 1 described above, when a separate motor and a speed reducer are combined, the versatility of the speed reducer can be ensured, but as described in Patent Document 1 described above. The size of the device obtained by combining the speed reducer and the motor is increased.
本発明の目的は、波動歯車減速機ユニットにおいて、設計の自由度を確保しつつ、モータとコンパクトに組み合わせ可能な構成を実現することにある。 An object of the present invention is to realize a configuration in which a strain wave gearing reducer unit can be compactly combined with a motor while ensuring a degree of freedom in design.
本発明の一実施形態に係る波動歯車減速機ユニットは、中心軸を中心として回転する回転子と該回転子に対向する固定子とを有するモータに対し、前記回転子に回転可能に接続される波動歯車減速機ユニットである。この波動歯車減速機ユニットは、前記中心軸の軸線方向に沿って延びる筒状のケーシングと、前記ケーシングの径方向内方に、該ケーシングに対して相対回転可能に位置し、内周側に内歯を有する環状の内歯歯車と、前記内歯歯車の径方向内方に位置するとともに前記軸線方向の一方側が前記ケーシングに固定され、外周側に前記内歯と噛み合う外歯を有する、可撓性の環状の外歯歯車と、前記外歯歯車の径方向内方に位置するとともに前記軸線方向における前記回転子の他方側に接続され、前記回転子とともに回転する楕円状のカムと、前記外歯歯車と前記カムとの間に位置し、前記外歯歯車と前記カムとを相対回転可能に支持するとともに、前記回転子とともに回転する前記カムの回転に応じて前記外歯歯車を径方向外方に変形させる可撓性軸受と、を備える。前記カムは、前記軸線方向における前記カムの一方側に、前記軸線方向における前記回転子の他方側が接続可能なカム側接続部を有し、前記軸線方向における前記外歯歯車の他方側で且つ前記外歯歯車のうち前記外歯が設けられている部分の径方向内方に位置する。 The wave gear reducer unit according to an embodiment of the present invention is rotatably connected to the rotor with respect to a motor having a rotor rotating about a central axis and a stator facing the rotor. Wave gear reducer unit. This wave gear reducer unit is located in a tubular casing extending along the axial direction of the central axis and inward in the radial direction of the casing so as to be rotatable relative to the casing, and is inward on the inner peripheral side. An annular internal gear having teeth and a flexible one located inward in the radial direction of the internal gear and having an external tooth that is fixed to the casing on one side in the axial direction and meshes with the internal tooth on the outer peripheral side. An annular external gear, an elliptical cam located radially inward of the external gear and connected to the other side of the rotor in the axial direction and rotating with the rotor, and the outer. Located between the tooth gear and the cam, the external gear and the cam are rotatably supported, and the external gear is radially out of the radial direction in response to the rotation of the cam that rotates with the rotor. It is provided with a flexible bearing that can be deformed in a direction. The cam has a cam-side connecting portion to which the other side of the rotor in the axial direction can be connected to one side of the cam in the axial direction, and is the other side of the external gear in the axial direction and said. It is located radially inward of the portion of the external gear where the external tooth is provided.
本発明の一実施形態に係る動力ユニットは、中心軸を中心として回転する回転子及び該回転子に対向する固定子を有するモータと、波動歯車減速機ユニットとを備える。前記回転子は、前記中心軸の軸線方向に沿って延びて前記固定子を囲む筒部と、前記軸線方向の他方側に位置し、少なくとも一部が前記波動歯車減速機ユニットの前記カムの前記カム側接続部に接続される回転子側接続部と、を有する。 A power unit according to an embodiment of the present invention includes a rotor that rotates about a central axis, a motor having a stator facing the rotor, and a wave gear reducer unit. The rotor is located on the other side of the cylinder portion extending along the axial direction of the central axis and surrounding the stator and the other side of the axial direction, and at least a part thereof is the cam of the wave gear reducer unit. It has a rotor side connection portion connected to a cam side connection portion.
本発明の一実施形態に係る波動歯車減速機ユニットによれば、設計の自由度を確保しつつ、モータとコンパクトに組み合わせ可能な構成を有する波動歯車減速機ユニットが得られる。 According to the strain wave gearing speed reducer unit according to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain a strain wave gearing speed reducer unit having a configuration that can be compactly combined with a motor while ensuring design freedom.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated. Further, the dimensions of the constituent members in each drawing do not faithfully represent the dimensions of the actual constituent members and the dimensional ratio of each constituent member.
なお、以下の説明では、モータユニットの回転軸の中心軸と平行な方向を「軸線方向」または「高さ方向」、前記中心軸に直交する方向を「径方向」、前記中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。ただし、上記の「平行な方向」は略平行な方向も含むものとする。また、上記の「直交する方向」は略直交する方向も含むものとする。 In the following description, the direction parallel to the central axis of the rotation axis of the motor unit is the "axis direction" or the "height direction", the direction orthogonal to the central axis is the "radial direction", and the central axis is the center. The directions along the arcs are referred to as "circumferential directions". However, the above "parallel direction" shall include a substantially parallel direction. Further, the above-mentioned "orthogonal direction" includes a direction substantially orthogonal to each other.
また、以下の説明において、「軸線方向の一方側」は、前記中心軸と平行な方向において、動力ユニットのモータユニット側を意味し、「軸線方向の他方側」は、前記中心軸と平行な方向において、動力ユニットの波動歯車減速機ユニット側を意味する。 Further, in the following description, "one side in the axial direction" means the motor unit side of the power unit in a direction parallel to the central axis, and "the other side in the axial direction" is parallel to the central axis. In the direction, it means the wave gear reducer unit side of the power unit.
<実施形態1>
(全体構成)
図1に、本発明の実施形態1に係る波動歯車減速機ユニット2を含む動力ユニット1の概略構成を示す。動力ユニット1は、波動歯車減速機ユニット2と、モータユニット3とを備える。動力ユニット1は、モータユニット3の後述する回転軸52の回転を、波動歯車減速機ユニット2によって減速して、出力する。動力ユニット1は、例えば、ロボットの関節や電動車いす等の車輪を駆動させる動力源として利用可能である。
<Embodiment 1>
(overall structure)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a power unit 1 including a strain wave gearing
波動歯車減速機ユニット2及びモータユニット3は、それぞれ、円柱状である。動力ユニット1は、波動歯車減速機ユニット2とモータユニット3とをそれらの高さ方向(図1における上下方向)に重ねた状態で、それらの外周側が複数のボルト4によって接続されている。動力ユニット1は、全体として円柱状である。
The strain wave
(モータユニット)
図2に、モータユニット3の概略構成を示す。モータユニット3は、ラジアルギャップ型のブラシレスモータである。また、モータユニット3は、円筒状の固定子70の径方向外方で回転子60が回転する、いわゆるアウターロータタイプのモータである。
(Motor unit)
FIG. 2 shows a schematic configuration of the
図1及び図2に示すように、モータユニット3は、モータケーシング51と、回転軸52と、回転子60と、固定子70とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
モータケーシング51は、中心軸Xが延びる方向(以下、軸線方向という)に延びる円柱状に形成されている。この中心軸Xは、回転軸52の中心軸と一致する。モータケーシング51は、モータケーシング側壁51aと、モータケーシング底部51bと、フランジ部51cとを有する。
The
モータケーシング側壁51aは、前記軸線方向に延びる円筒状である。モータケーシング底部51bは、前記軸線方向においてモータケーシング側壁51aの一方側を塞いでいる。フランジ部51cは、前記軸線方向においてモータケーシング側壁51aの他方側の開口を囲む端部から、径方向外方に向かって延びている。すなわち、フランジ部51cは、前記軸線方向においてモータケーシング側壁51aの他方側に位置する。フランジ部51cは、後述するように、波動歯車減速機ユニット2にボルト4によって固定される。
The motor
モータケーシング51内に、回転子60及び固定子70が収容される。すなわち、モータケーシング51は、回転子60及び固定子70を覆っている。モータケーシング側壁51aの内周面と回転子60の後述する回転筒部61との間には、軸受53(モータ軸受)が配置される。すなわち、回転子60の後述する回転筒部61は、軸受53によって、モータケーシング側壁51aの内周面に対して回転可能に支持される。モータケーシング底部51bのモータケーシング51の内方側には、回転軸52を回転可能に支持するとともに固定子70を支持する後述の支持部材54が固定される。
The
固定子70は、円筒状の部材である。固定子70は、円筒状の固定子コア71と、固定子コア71の図示しないティースに巻回された固定子コイル72とを有する。固定子コア71の内周面に対して、支持部材54の一部が接続されている。
The
支持部材54は、モータケーシング底部51bに固定され、固定子70を支持する。また、支持部材54の内部には、回転軸52が収容される。具体的には、支持部材54は、固定部54aと、固定子支持部54bとを有する。
The
固定部54aは、平板状であり、ボルト55によってモータケーシング底部51bに固定される。固定子支持部54bは、前記軸線方向から見て固定部54aの中央部から、前記軸線方向に延びる円柱状である。固定子支持部54bの外周面上に固定子70の固定子コア71の内周面が固定される。これにより、固定子70は、支持部材54によって、モータケーシング51の内方でモータケーシング底部51bに固定される。
The fixing
支持部材54は、前記軸線方向から見て中央部に、固定部54a及び固定子支持部54bを前記軸線方向に貫通する回転軸貫通孔54cを有する。この回転軸貫通孔54c内に、回転軸52が回転可能に収容される。詳しくは、回転軸貫通孔54cを構成する内周面と回転軸52との間には、軸受56,57が位置する。これにより、回転軸52cは、軸受56,57によって、回転軸貫通孔54cを構成する内周面に対して回転可能に支持される。
The
回転子60は、回転筒部61と、ロータマグネット65とを有する。
The
回転筒部61は、有底円筒状の部材である。回転筒部61は、固定子70の径方向外方に位置するとともに、固定子70を前記軸線方向の他方側から覆っている。具体的には、回転筒部61は、筒部62と底部63(回転子側接続部)とを有する。
The
筒部62は、前記軸線方向に延びる円筒状である。筒部62は、固定子70の径方向外方に位置する。これにより、固定子70の径方向外側は、筒部62によって覆われる。筒部62の内周面上には、ロータマグネット65が固定される。すなわち、径方向において、筒部62と固定子70との間には、ロータマグネット65が位置する。固定子70及びロータマグネット65は、径方向に所定の隙間をあけて位置する。
The
筒部62は、前記軸線方向から見て、波動歯車減速機ユニット2の後述の可撓性軸受13と重なる位置に位置する。
The
筒部62の外周面とモータケーシング側壁51aの内周面との間には軸受53が位置する。これにより、筒部62は、軸受53によって、モータケーシング側壁51aに回転可能に支持される。
A
すなわち、軸受53は、モータケーシング51と回転子60との間に位置し、モータケーシング51に対して回転子60を回転可能に支持する。これにより、モータユニット3の回転子60を、モータケーシング51に対し、中心軸Xを中心としてより精度良く回転可能に支持できる。その結果、騒音や振動の少ない動力ユニット1を実現できる。
That is, the
底部63は、前記軸線方向において、筒部62の他方側を塞いでいる。底部63には、前記軸線方向における回転軸52の他方側の端部が、回転軸52とともに回転可能に接続される。これにより、回転筒部61は、回転軸52とともに回転する。
The
底部63は、波動歯車減速機ユニット2の後述するカム12に、複数のボルト5によって固定される第1突出部63aを有する。第1突出部63aは、底部63において前記軸線方向の他方に突出する円柱状である。図1に示すように、モータユニット3と波動歯車減速機ユニット2とが組み合わされた状態で、第1突出部63aは、波動歯車減速機ユニット2の後述するカム12の凹部12b内に位置する。第1突出部63aは、前記軸線方向の他方側の面に、ボルト5が締結される複数のねじ穴63cを有する(図2参照)。
The
これにより、カム12に対して、回転筒部61の第1突出部63aを位置決めできる。よって、モータユニット3の回転軸52と波動歯車減速機ユニット2のカム12とを位置決めできる。なお、複数のボルト5は、前記軸線方向から見て、回転軸52を囲んで配置される。
As a result, the first protruding
上述のように回転筒部61と波動歯車減速機ユニット2の後述するカム12とを固定することにより、回転筒部61の回転を、波動歯車減速機ユニット2の後述するカム12に伝達できる。しかも、回転筒部61及びカム12を、回転中心を合わせた状態で回転させることができる。
By fixing the
なお、底部63は、前記軸線方向から見て第1突出部63aの中央部分に、前記軸線方向の他方側に突出する第2突出部63bを有する。第2突出部63bは、図1に示すように、モータユニット3と波動歯車減速機ユニット2とが組み合わされた状態で、波動歯車減速機ユニット2の後述するカム12の貫通孔12a内に位置する。
The
(波動歯車減速機ユニット)
図3に、波動歯車減速機ユニット2の概略構成を示す。波動歯車減速機ユニット2は、高さ方向(図1及び図3における上下方向)よりも径方向(図1及び図3における左右方向)の寸法が大きい扁平状に形成されている。波動歯車減速機ユニット2は、モータユニット3の回転軸52とともに回転するカム12によって、外歯歯車14に波動を与えることにより、該外歯歯車14または内歯歯車15に、カム12の回転を伝達する。
(Strain wave gear reducer unit)
FIG. 3 shows a schematic configuration of the strain wave gearing
具体的には、波動歯車減速機ユニット2は、ケーシング11と、カム12と、可撓性軸受13と、外歯歯車14と、内歯歯車15と、クロスローラー軸受16とを備える。
Specifically, the strain wave gearing
ケーシング11は、中心軸Xが延びる方向(以下、軸線方向という)に延びる円筒状である。この中心軸Xは、波動歯車減速機ユニット2がモータユニット3に取り付けられた状態で、モータユニット3の回転軸52の中心軸Xと一致する。よって、前記軸線方向は、モータユニット3の中心軸Xの軸線方向と一致する。
The
ケーシング11には、ケーシング11内を前記軸線方向に貫通するねじ穴11aが、周方向に複数、設けられている。ねじ穴11aには、モータユニット3と波動歯車減速機ユニット2とを接続するためのボルト4(図1参照)が挿入される。なお、ねじ穴11aは、後述するようにケーシング11に対して前記軸線方向の一方側(モータユニット3側)に位置する外歯歯車14の貫通孔14dと繋がって、ボルト4の挿入孔を構成する。
The
カム12は、ケーシング11の内方に配置されている。カム12は、モータユニット3の回転筒部61と接続され、回転筒部61に接続された回転軸52と一体で回転する。
The
詳しくは、カム12は、前記軸線方向から見て楕円状の板状部材である。カム12は、その厚み方向が前記軸線方向と一致するように、ケーシング11の内方に配置されている。カム12は、カム12を前記軸線方向に貫通する貫通孔12aを有する。図1に示すように、貫通孔12a内には、モータユニット3と波動歯車減速機ユニット2とが組み合わされた状態で、モータユニット3の回転筒部61における第1突出部63aから前記軸線方向の他方側に突出した第2突出部63bが位置する。
Specifically, the
図3に示すように、カム12は、前記軸線方向における一方側に、前記軸線方向における回転子60の他方側が接続可能なカム側接続部12fを有する。すなわち、カム12は、カム側接続部12fによって、回転子60と接続される。
As shown in FIG. 3, the
カム側接続部12fは、カム12の貫通孔12aにおける前記軸線方向の一方側の開口部分に凹部12bを有する。凹部12bは、前記軸線方向から見て、例えば円形状である。凹部12bは、凹部底面12cと凹部側面12dとを有する。モータユニット3と波動歯車減速機ユニット2とが組み合わされた状態で、凹部底面12cには、モータユニット3の回転筒部61における第1突出部63aのうち、前記軸線方向の他方側に位置する面が接触する。図1に示すように、モータユニット3と波動歯車減速機ユニット2とが組み合わされた状態で、凹部側面12dには、モータユニット3の回転筒部61における第1突出部63aの側面が接触する。
The cam-
上述の構成により、モータユニット3の回転筒部61と波動歯車減速機ユニット2のカム12とを位置決めできる。よって、波動歯車減速機ユニット2のカム12に対してモータユニット3を精度良く位置決めすることができる。
With the above configuration, the
図3に示すように、カム12は、貫通孔12aを囲んで、凹部12bの凹部底面12cを貫通する複数のボルト貫通孔12eを有する。ボルト貫通孔12eには、カム12とモータユニット3の回転筒部61の底部63とを連結するボルト5が貫通する。カム12のボルト貫通孔12eを貫通するボルト5は、モータユニット3の回転筒部61における底部63のねじ穴63cに締結される(図1参照)。すなわち、前記軸線方向におけるモータユニット3の回転子60の他方側は、カム12の凹部12b内に収容された状態で接続される。図1に示すように、カム12とモータユニット3の回転筒部61の底部63とをボルト5によって連結することにより、カム12は、モータユニット3の回転軸52とともに回転する。したがって、カム12は、前記軸線方向から見て、中心軸Xを中心に回転する。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、カム12は、径方向から見て、ケーシング11に対し、前記軸線方向の他方側で且つ後述する外歯歯車14のうち外歯31が設けられている部分の径方向内方に位置する。これにより、ケーシング11は、カム12よりも前記軸線方向の一方側に空間Sを有する。波動歯車減速機ユニット2とモータユニット3とが接続された状態で、空間S内に、モータユニット3の回転筒部61における前記軸線方向の他方側が位置する。
As shown in FIG. 3, when viewed from the radial direction, the
また、特に図示しないが、カム12は、後述の外歯歯車14に対し、外歯31が設けられている部分の径方向内方に位置する。これにより、カム12がモータユニット3の回転軸52とともに回転した際に、後述するように、カム12の回転によって外歯歯車14の外歯31が内歯歯車15の内歯32に噛み合う。
Further, although not particularly shown, the
ケーシング11の内方には、カム12を囲むように、フランジ付きの円筒状に形成された外歯歯車14及び円環状に形成された内歯歯車15が配置されている。すなわち、カム12の径方向外方には、外歯歯車14が位置し、外歯歯車14の径方向外方には内歯歯車15が位置する。図4に、波動歯車減速機ユニット2を前記軸線方向の他方側から見た場合において、外歯歯車14、内歯歯車15及びカム12の位置関係を示す。なお、図4では、ケーシング11の記載を省略している。
Inside the
前記軸線方向から見て、カム12と外歯歯車14との間には、可撓性軸受13が配置されている。可撓性軸受13は、カム12と外歯歯車14との間に配置され、カム12の回転に応じてカム12の径方向に変位可能である。これにより、楕円状のカム12が回転した際に、カム12の長軸方向の端部が可撓性軸受13を介して外歯歯車14の内周側を径方向外方に向かって押す。すなわち、可撓性軸受13は、外歯歯車14とカム12との間に位置し、外歯歯車14とカム12とを相対回転可能に支持するとともに、回転子60とともに回転するカム12の回転に応じて外歯歯車14を径方向外方に変形させる。
A
外歯歯車14は、図1及び図3に示すように、可撓性を有する薄板によって構成されたフランジ付きの円筒状である。具体的には、外歯歯車14は、カム12を径方向外方から覆う円筒部14aと、円筒部14aにおける前記軸線方向の一方側に、径方向外方に向かって延びるフランジ部14bとを有する。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
円筒部14aは、外周面に、周方向に一定のピッチで並んだ複数の外歯31(図4参照)を有する。外歯31は、円筒部14aの外周面に、前記軸線方向に延びている。円筒部14aは、その内周面がカム12の外周に配置された可撓性軸受13に接触する。これにより、楕円状のカム12が回転することにより、カム12の長軸方向の端部が、可撓性軸受13を介して、円筒部14aに径方向に変形を生じさせる。このように、楕円状のカム12が回転することにより、外歯歯車14の円筒部14aに対して径方向に波動を与えることができる。
The
フランジ部14bは、前記軸線方向から見て円環状である。フランジ部14bは、外周側に、外歯歯車14の他の部分に比べて厚い厚肉部14cを有する。厚肉部14cは、厚み方向に貫通する貫通孔14dを周方向に複数有する。貫通孔14dは、外歯歯車14の厚肉部14cをケーシング11における前記軸線方向の一方側に配置した状態で、ケーシング11のねじ穴11aと繋がる。フランジ部14bは、図1に示すように、貫通孔14d及びねじ穴11aに締結されるボルト4によって、ケーシング11における前記線方向の一方側に固定される。
The
なお、円筒部14aから径方向外方に突出するフランジ部14bの長さは、上述のように円筒部14aがカム12の回転によって押圧された場合に容易に変形可能な長さを有する。
The length of the
内歯歯車15は、図4に示すように、円環状の部材であり、内周面に、周方向に一定のピッチで並んだ複数の内歯32を有する。内歯32は、内歯歯車15の内周面に、前記軸線方向に延びている。内歯歯車15は、カム12、可撓性軸受13及び外歯歯車14の円筒部14aを、径方向外方から囲む位置に配置される。内歯歯車15と外歯歯車14とは、周方向の一部に所定の隙間をあけて配置される。これにより、外歯歯車14がカム12の長軸方向の端部によって径方向外方に押されて変形した場合に、内歯歯車15の内歯32が外歯歯車14の外歯31に噛み合う。
As shown in FIG. 4, the
なお、図3に示すように、内歯歯車15には、前記軸線方向の一方側に、接続リング20が固定される。この接続リング20は、クロスローラー軸受16を介してケーシング11の内面によって回転可能に支持される。なお、接続リング20は、内歯歯車15に対して複数のボルト6によって固定される。クロスローラー軸受16の構成は、一般的なクロスローラー軸受の構成と同様なので、詳しい説明を省略する。
As shown in FIG. 3, the connecting
図4に示すように、内歯歯車15の内歯32の数は、外歯歯車14の外歯31の数よりも多い。このように外歯31の歯数と内歯32の歯数とが異なるため、カム12の回転によって、外歯歯車14を径方向に変形させて外歯歯車14の外歯31を内歯歯車15の内歯32に順に噛み合わせることにより、内歯歯車15の回転速度を、カム12の回転速度に対して減速させすることができる。
As shown in FIG. 4, the number of
したがって、以上の構成により、モータユニット3の回転軸52の回転を、波動歯車減速機ユニット2によって減速して、内歯歯車15によって出力することができる。
Therefore, with the above configuration, the rotation of the
上述の構成により、モータユニット3と波動歯車減速機ユニット2とを、回転中心を合わせた状態で接続できる。よって、波動歯車減速機ユニット2は、モータユニット3と回転中心が一致した状態で回転する。換言すれば、モータユニット3の回転子60と波動歯車減速機ユニット2のカム12の凹部12bとの取り合い部分を、回転子60からカム12に回転を伝達可能な構成にすればよい。よって、モータと波動歯車減速機とを単一の構成にする場合に比べて、波動歯車減速機ユニット2の設計自由度を向上できる。
With the above configuration, the
しかも、波動歯車減速機ユニット2は、カム12よりも軸線方向の一方側に空間Sを有するとともに、カム12は、軸線方向の一方側に凹部12bを有する。そして、モータユニット3と波動歯車減速機ユニット2とが組み合わされた状態で、モータユニット3の一部が波動歯車減速機ユニット2の空間S内に位置し、モータユニット3の回転筒部61の一部がカム12の凹部12b内に位置する。これにより、モータユニット3と波動歯車減速機ユニット2とを接続して得られる動力ユニット1において、前記軸線方向のコンパクト化を図れる。
Moreover, the strain wave gearing
また、以上の構成により、消費電力が低く且つ出力トルクが大きいアウターロータを用いたモータユニット3を、波動歯車減速機ユニット2に取り付けることができる。よって、低消費電力で出力トルクが大きい動力ユニット1が得られる。
Further, with the above configuration, the
しかも、モータユニット3をアウターロータにすることにより、回転子60は、波動歯車減速機ユニット2のカム12の回転中心ではなく、該回転中心よりも径方向外周側に接続される。これにより、モータユニット3の芯振れが波動歯車減速機ユニット2に伝わりにくくなる。また、加工精度等によって、波動歯車減速機ユニット2のカム12の回転中心及び回転子60の回転中心が偏心していた場合でも、上述のようにモータユニット3をアウターロータにすることにより、カム12と回転子60とを回転可能に接続できる。
Moreover, by making the
さらに、モータユニット3における回転子60の筒部62は、前記軸線方向から見て、波動歯車減速機ユニット2の後述の可撓性軸受13と重なる位置に位置する。よって、波動歯車減速機ユニット2がカム12よりも前記軸線方向の一方側に有する空間Sを、効率良く利用できる。これにより、波動歯車減速機ユニット2に対してモータユニット3をよりコンパクトに配置できる。
Further, the
<実施形態2>
図5に、実施形態2に係る動力ユニット101における波動歯車減速機ユニット102のカム112とモータユニット103の回転筒部161との接続部分を拡大して示す。実施形態2に係る動力ユニット101は、波動歯車減速機ユニット102のカム112とモータユニット103の回転筒部161との接続部分の構造が、実施形態1の動力ユニット1とは異なる。以下では、実施形態1と同様の構成については実施形態1と同一の符号を付して説明を省略し、実施形態1の構成と異なる部分についてのみ説明する。
<
FIG. 5 shows an enlarged connection portion between the
図5に示すように、波動歯車減速機ユニット102のカム112は、板状であり、軸線方向から見て中央部分に、前記軸線方向の一方側に突出する突出部112aを有する。モータユニット103の回転筒部161の底部163(回転子側接続部)は、軸線方向から見て中央部分に、カム112の突出部112aと開口部分の周縁部分で嵌合する貫通孔163aを有する。
As shown in FIG. 5, the
回転筒部161の底部163は、貫通孔163aの開口部分の周縁部分でカム112の突出部112aと嵌合した状態で、溶接によって、カム112に固定される。これにより、カム112を、回転筒部161に対し、回転筒部161とともに回転可能に接続できる。本実施形態では、カム112において、突出部112aの径方向外周側がカム側接続部である。
The
なお、カム112の突出部112aは、前記軸線方向から見て中央部分に、前記軸線方向に貫通する回転軸貫通孔112bを有する。この回転軸貫通孔112b内にモータユニット103の回転軸52が収容された状態で、回転軸52はカム112に固定される。これにより、カム112は、回転軸52とともに回転する。
The protruding
以上の構成により、モータユニット103及び波動歯車減速機ユニット102の各構成部品に寸法誤差等がある場合でも、モータユニット103の回転筒部161の底部163と、波動歯車減速機ユニット102のカム112とを接続できる。
With the above configuration, even if there is a dimensional error in each component of the
これにより、モータユニット103の回転筒部161の底部163と、波動歯車減速機ユニット102のカム112とを容易に接続できる。したがって、モータユニット103と波動歯車減速機ユニット102との接続部分で高い寸法精度が不要になるため、動力ユニット101の生産性を向上できる。
As a result, the
<実施形態3>
図6に、実施形態3に係る動力ユニット201における波動歯車減速機ユニット202のカム212とモータユニット203の回転筒部261との接続部分を拡大して示す。実施形態3に係る動力ユニット201は、波動歯車減速機ユニット202のカム212とモータユニット203の回転筒部261との接続部分の構造が、実施形態1の動力ユニット1とは異なる。以下では、実施形態1と同様の構成については実施形態1と同一の符号を付して説明を省略し、実施形態1の構成と異なる部分についてのみ説明する。
<
FIG. 6 shows an enlarged connection portion between the
図6に示すように、モータユニット203の回転筒部261は、底部263に、軸線方向の他方側に突出する歯車部263a(回転子側接続部)を有する。歯車部263aは、底部263から前記軸線方向の他方側に柱状に突出し、側面に所定の間隔で並んだ複数のモータ側歯部263bを有する。
As shown in FIG. 6, the
図7は、カム212及び歯車部263aを前記軸線方向から見た図である。図7に示すように、波動歯車減速機ユニット202のカム212は、モータユニット203の底部263の歯車部263aを収容可能な歯車部貫通孔212aを有する。歯車部貫通孔212aを構成する内面は、モータユニット203の歯車部263aの外面に沿った形状を有する。すなわち、歯車部貫通孔212aは、前記軸線方向から見て歯車状である。カム212は、歯車部貫通孔212aを構成する内面に、モータユニット203の歯車部263aのモータ側歯部263bと噛み合うカム側歯部212b(カム側接続部)を有する。
FIG. 7 is a view of the
なお、モータユニット203の回転筒部261の底部263は、前記軸線方向から見て中央部分に、前記軸線方向に貫通する回転軸貫通孔263cを有する。この回転軸貫通孔263c内にモータユニット203の回転軸52が収容された状態で、回転軸52は回転筒部261に固定される。これにより、回転軸52は、回転筒部261とともに回転する。
The
以上の構成により、波動歯車減速機ユニット202のカム212を、モータユニット203の回転筒部261の底部263に対し、回転筒部261とともに回転可能に接続できる。
With the above configuration, the
モータユニット203の回転筒部261のモータ側歯部263bと、波動歯車減速機ユニット202のカム212のカム側歯部212bとによって、回転伝達部280が構成される。すなわち、動力ユニット201は、前記軸線方向における回転子260の他方側とカム212との接続部分に位置し、中心軸Xに対して直交する方向に変位可能で且つ回転子260の回転をカム212に伝達可能な回転伝達部280を有する。
The
これにより、モータユニット203及び波動歯車減速機ユニット202の各構成部品に寸法誤差等がある場合でも、モータユニット203の回転筒部261の歯車部263aと、波動歯車減速機ユニット202のカム212の歯車部貫通孔212aとの間で、前記寸法誤差等を吸収できる。よって、上述の回転伝達部280を設けることにより、回転子260とカム212とが精度良く同心で接続されていない場合でも、中心軸Xを中心とした回転子260の回転に応じて、カム212を回転させることができる。
As a result, even if there is a dimensional error in each component of the
また、カム212の歯車部貫通孔212a内に回転筒部261の歯車部263aを挿入することによって、カム212と回転筒部261とを容易に回転可能に接続できる。したがって、モータユニット203と波動歯車減速機ユニット202との接続部分で高い寸法精度が不要になるため、動力ユニット201の生産性を向上できる。
Further, by inserting the
しかも、回転子260とカム212との接続部分に回転伝達部280を設けることによって、モータユニット203の芯振れが波動歯車減速機ユニット202に伝わることを抑制できる。
Moreover, by providing the
<実施形態4>
図8に、実施形態4に係る動力ユニット301における波動歯車減速機ユニット302のカム312とモータユニット303の回転筒部361との接続部分を拡大して示す。実施形態4に係る動力ユニット301は、波動歯車減速機ユニット302のカム312とモータユニット303の回転筒部361との接続部分の構造が、実施形態1の動力ユニット1とは異なる。以下では、実施形態1と同様の構成については実施形態1と同一の符号を付して説明を省略し、実施形態1の構成と異なる部分についてのみ説明する。
<
FIG. 8 shows an enlarged connection portion between the
図8に示すように、波動歯車減速機ユニット302のカム312(カム側接続部)は、オルダム継手380(回転伝達部)を介して、モータユニット303の回転筒部361の底部363(回転子側接続部)に接続される。オルダム継手380は、一般的なオルダム継手と同様の構成を有する。よって、オルダム継手380の詳細な構成の説明は省略する。
As shown in FIG. 8, the cam 312 (cam side connection portion) of the strain wave gearing
なお、オルダム継手380が、前記軸線方向における回転子360の他方側とカム312との接続部分に位置し、中心軸Xに対して直交する方向に変位可能で且つ回転子360の回転をカム312に伝達可能な回転伝達部である。
The Oldham joint 380 is located at the connection portion between the other side of the
上述の構成により、カム312と回転筒部361との回転中心が一致していない状態でも、カム312の回転を回転筒部361に伝達できる。よって、カム312と回転筒部361とを容易に回転可能に接続できる。したがって、モータユニット303と波動歯車減速機ユニット302との接続部分で高い寸法精度が不要になるため、動力ユニット301の生産性を向上できる。
With the above configuration, the rotation of the
しかも、回転子360とカム312との接続部分にオルダム継手380を設けることによって、モータユニット303の芯振れが波動歯車減速機ユニット302に伝わることを抑制できる。
Moreover, by providing the Oldham joint 380 at the connection portion between the
<実施形態5>
図9に、実施形態5に係る動力ユニット401における波動歯車減速機ユニット2のカム12とモータユニット403の回転筒部461との接続部分を拡大して示す。実施形態5に係る動力ユニット401は、波動歯車減速機ユニット2のカム12とモータユニット403の回転筒部461との接続部分の構造が、実施形態1の動力ユニット1とは異なる。以下では、実施形態1と同様の構成については実施形態1と同一の符号を付して説明を省略し、実施形態1の構成と異なる部分についてのみ説明する。
<
FIG. 9 shows an enlarged connection portion between the
図9に示すように、モータユニット403の回転筒部461は、底部463(回転子側接続部)に、軸線方向の他方側に突出する突出部463aを有する。突出部463aは、モータユニット403と波動歯車減速機ユニット2とが組み合わされた状態で、波動歯車減速機ユニット2のカム12の回転軸貫通孔12a内に収容される。
As shown in FIG. 9, the
波動歯車減速機ユニット2のカム12の凹部12b(カム側接続部)内には、弾性変形部材480が位置する。すなわち、波動歯車減速機ユニット2は、弾性変形部材480を有する。弾性変形部材480は、例えば、弾性変形可能な樹脂やゴムなどの材料によって円環状に構成される。弾性変形部材480には、回転筒部461の底部463とカム12とを締結するボルト5が貫通する。すなわち、回転筒部461の底部463とカム12とは、弾性変形部材480を介して接続される。
The
なお、弾性変形部材480が、前記軸線方向における回転子460の他方側とカム12との接続部分に位置し、中心軸Xに対して直交する方向に変位可能で且つ回転子460の回転をカム12に伝達可能な回転伝達部である。
The elastically deforming
モータユニット及び波動歯車減速機ユニットの各構成部品が寸法誤差等を有する場合、モータユニット及び波動歯車減速機ユニットをボルトによって締結できない場合がある。これに対し、本実施形態のように、モータユニット403の回転筒部461の底部463と波動歯車減速機ユニット2のカム12との間に弾性変形部材480を配置することにより、前記寸法誤差等を、弾性変形部材480の弾性変形によって吸収できる。すなわち、モータユニット403及び波動歯車減速機ユニット2の各構成部品が寸法誤差等を有する場合でも、回転筒部461とカム12とをボルト5によって接続できる。
If each component of the motor unit and the strain wave gearing reducer unit has a dimensional error or the like, the motor unit and the strain wave gearing reducer unit may not be fastened with bolts. On the other hand, as in the present embodiment, by arranging the
よって、モータユニット403及び波動歯車減速機ユニット2を容易に接続できる。したがって、モータユニット403と波動歯車減速機ユニット2との接続部分で高い寸法精度が不要になるため、動力ユニット401の生産性を向上できる。
Therefore, the
しかも、回転子460とカム12との接続部分に弾性変形部材480を設けることによって、モータユニット403の芯振れが波動歯車減速機ユニット2に伝わることを抑制できる。
Moreover, by providing the
<実施形態6>
図10に、実施形態6に係る動力ユニット501における波動歯車減速機ユニット502のカム512とモータユニット503の回転筒部561との接続部分を拡大して示す。実施形態6に係る動力ユニット501は、波動歯車減速機ユニット502のカム512とモータユニット503の回転筒部561との接続部分の構造が、実施形態1の動力ユニット1とは異なる。以下では、実施形態1と同様の構成については実施形態1と同一の符号を付して説明を省略し、実施形態1の構成と異なる部分についてのみ説明する。
<
FIG. 10 shows an enlarged connection portion between the
図10に示すように、波動歯車減速機ユニット502のカム512は、板状であり、軸線方向から見て中央部分に、前記軸線方向の一方側に突出する突出部512aを有する。モータユニット503の回転筒部561の底部563(回転子側接続部)は、軸線方向から見て中央部分に、カム512の突出部512aと開口部分の周縁部分で嵌合する貫通孔563aを有する。
As shown in FIG. 10, the
カム512及び回転筒部561の底部563には、それぞれ、ピン581が収容されるピン貫通孔512b,563bを有する。カム512のピン貫通孔512b(カム側接続部)を構成する内面とピン581との間には、ニードルローラーベアリング582が位置する。すなわち、ピン貫通孔512bの直径は、ピン581及びニードルローラーベアリング582を配置可能な直径である。
The
これにより、モータユニット503の回転筒部561と波動歯車減速機ユニット502のカム512とを接続するピン581を、ニードルローラーベアリング582によって径方向に支持できる。よって、モータユニット503及び波動歯車減速機ユニット502の各構成部品が寸法誤差等を有する場合でも、ニードルローラーベアリング582を介して、カム512のピン貫通孔512bを構成する内面に対してピン581を支持できる。
As a result, the
しかも、上述の構成により、ピン581によって、波動歯車減速機ユニット502のカム512を、モータユニット503の回転筒部561とともに回転可能に接続できる。
Moreover, according to the above configuration, the
なお、ピン581及びニードルローラーベアリング582によって、回転伝達部580が構成される。すなわち、動力ユニット501は、前記軸線方向における回転子560の他方側とカム512との接続部分に位置し、中心軸Xに対して直交する方向に変位可能で且つ回転子560の回転をカム512に伝達可能な回転伝達部580を有する。
The
よって、本実施形態の構成により、モータユニット503及び波動歯車減速機ユニット502の各構成部品が寸法誤差等を有する場合でも、カム512を回転筒部561に対して回転筒部561とともに回転可能に接続できる。したがって、モータユニット503と波動歯車減速機ユニット502との接続部分で高い寸法精度が不要になるため、動力ユニットの生産性を向上できる。
Therefore, according to the configuration of the present embodiment, even if each component of the
しかも、回転子560とカム512との接続部分に回転伝達部580を設けることによって、モータユニット503の芯振れが波動歯車減速機ユニット502に伝わることを抑制できる。
Moreover, by providing the
(その他の実施形態)
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
Although the embodiment of the present invention has been described above, the above-described embodiment is merely an example for carrying out the present invention. Therefore, the embodiment is not limited to the above-described embodiment, and the above-described embodiment can be appropriately modified and implemented within a range that does not deviate from the gist thereof.
前記各実施形態では、回転子とカムとの接続部分の構造について説明した。しかしながら、回転子の回転をカムに伝達可能な構成であれば、上述の各実施形態の構成に限定されない。 In each of the above embodiments, the structure of the connection portion between the rotor and the cam has been described. However, the configuration is not limited to the configuration of each of the above-described embodiments as long as the rotation of the rotor can be transmitted to the cam.
前記各実施形態では、モータユニットは、アウターロータタイプのモータである。しかしながら、モータユニットは、円筒状の固定子の内方を回転子が回転する、インナーロータタイプのモータであってもよい。 In each of the above embodiments, the motor unit is an outer rotor type motor. However, the motor unit may be an inner rotor type motor in which the rotor rotates inside the cylindrical stator.
前記各実施形態では、モータユニットは、ラジアルギャップ型のモータである。しかしながら、モータユニットは、アキシャルギャップ型のモータなど、他の構成を有するモータであってもよい。 In each of the above embodiments, the motor unit is a radial gap type motor. However, the motor unit may be a motor having another configuration such as an axial gap type motor.
本発明は、モータユニットに取り付けられる波動歯車減速機ユニットに利用可能である。 The present invention can be used for a strain wave gearing reducer unit attached to a motor unit.
1、101、201、301、401、501 動力ユニット
2、102、202、302、502 波動歯車減速機ユニット
3、103、203、303、403、503 モータユニット
11 ケーシング
12、112、212、312、512 カム
12a 回転軸貫通孔
12b 凹部
12c 凹部底面
12d 凹部側面
12f カム側接続部
13 可撓性軸受
14 外歯歯車
15 内歯歯車
31 外歯
32 内歯
51 モータケーシング
51a モータケーシング側壁
51b モータケーシング底部
52 回転軸
53 軸受(モータ軸受)
60、160、260、360、460、560 回転子
61、161、261、361、461、561 回転筒部
62 筒部
63、163、263、363、463、563 底部(回転子側接続部)
63a 第1突出部
63b 第2突出部
70 固定子
112a 突出部
163a 貫通孔
212a 歯車部貫通孔
212b カム側歯部(カム側接続部)
263a 歯車部(回転子側接続部)
263b モータ側歯部
280、580 回転伝達部
380 オルダム継手(回転伝達部)
480 弾性変形部材(回転伝達部)
512b ピン貫通孔(カム側接続部)
563b ピン貫通孔
581 ピン
582 ニードルローラーベアリング
X 軸線
S 空間
1, 101, 201, 301, 401, 501
60, 160, 260, 360, 460, 560
63a
263a Gear part (rotor side connection part)
263b Motor
480 Elastic deformation member (rotation transmission part)
512b pin through hole (cam side connection)
563b Pin through
本発明は、動力ユニット、及び、それを有するロボットに関する。
The present invention relates to a power unit and a robot having the power unit.
本発明の目的は、動力ユニットにおいて、設計の自由度を確保しつつ、モータとコンパクトに組み合わせ可能な構成を実現することにある。
An object of the present invention is to realize a configuration in which a power unit can be compactly combined with a motor while ensuring a degree of freedom in design.
本発明の一実施形態に係る動力ユニットは、中心軸を中心として回転する回転子と、該回転子に対向する固定子とを有するモータと、前記回転子に回転可能に接続される波動歯車減速機ユニットと、を備えた動力ユニットであって、前記波動歯車減速機ユニットは、前記中心軸の軸線方向に沿って延びる筒状のケーシングと、前記ケーシングの径方向内方に配置され、内周側に内歯を有する環状の内歯歯車と、前記内歯歯車の径方向内方に位置するとともに、外周側に前記内歯と噛み合う外歯を有する、可撓性の環状の外歯歯車と、前記外歯歯車の径方向内方に位置するとともに前記軸線方向における前記回転子の他方側に接続され、前記回転子とともに回転する楕円状のカムと、前記外歯歯車と前記カムとの間に位置し、前記外歯歯車と前記カムとを相対回転可能に支持するとともに、前記回転子とともに回転する前記カムの回転に応じて前記外歯歯車を径方向外方に変形させる可撓性軸受と、を備え、前記カムは、前記軸線方向における前記カムの一方側に、前記軸線方向における前記回転子の他方側が接続可能なカム側接続部を有し、前記軸線方向における前記外歯歯車の他方側で且つ前記外歯歯車のうち前記外歯が設けられている部分の径方向内方に位置し、前記モータは、内部に前記回転子及び前記固定子が収容されたモータケーシ
ングと、前記モータケーシングと前記回転子との間に位置し、前記モータケーシングに対
して前記回転子を回転可能に支持するモータ軸受と、をさらに有し、前記回転子は、前記
中心軸の軸線方向に沿って延びて前記固定子を囲む筒部と、前記軸線方向の他方側に位置
し、少なくとも一部が前記波動歯車減速機ユニットの前記カムの前記カム側接続部に接続
される回転子側接続部と、を有し、前記モータ軸受は、前記筒部の外周面と前記モータケ
ーシングの内周面との間に配置される。
本発明の一実施形態に係る動力ユニットは、中心軸を中心として回転する回転子と、該
回転子に対向する固定子とを有するモータと、前記回転子に回転可能に接続される波動歯
車減速機ユニットと、を備えた動力ユニットであって、前記波動歯車減速機ユニットは、
前記中心軸の軸線方向に沿って延びる筒状のケーシングと、前記ケーシングの径方向内方
に配置され、内周側に内歯を有する環状の内歯歯車と、前記内歯歯車の径方向内方に位置
するとともに、外周側に前記内歯と噛み合う外歯を有する、可撓性の環状の外歯歯車と、
前記外歯歯車の径方向内方に位置するとともに前記軸線方向における前記回転子の他方側
に接続され、前記回転子とともに回転する楕円状のカムと、前記外歯歯車と前記カムとの
間に位置し、前記外歯歯車と前記カムとを相対回転可能に支持するとともに、前記回転子
とともに回転する前記カムの回転に応じて前記外歯歯車を径方向外方に変形させる可撓性
軸受と、を備え、前記カムは、前記軸線方向における前記カムの一方側に、前記軸線方向
における前記回転子の他方側が接続可能なカム側接続部を有し、前記軸線方向における前
記外歯歯車の他方側で且つ前記外歯歯車のうち前記外歯が設けられている部分の径方向内
方に位置し、カム側接続部は、前記軸線方向の一方側において他方側に向かって凹む凹部
を有し、前記回転子は、前記軸線方向の他方側に突出する第1突出部を有し、前記第1突
出部の前記軸線方向の他方側に位置する面は、前記凹部の底面に接触する。
本発明の一実施形態に係る動力ユニットは、中心軸を中心として回転する回転子と、該
回転子に対向する固定子とを有するモータと、前記回転子に回転可能に接続される波動歯
車減速機ユニットと、を備えた動力ユニットであって、前記波動歯車減速機ユニットは、
前記中心軸の軸線方向に沿って延びる筒状のケーシングと、前記ケーシングの径方向内方
に配置され、内周側に内歯を有する環状の内歯歯車と、前記内歯歯車の径方向内方に位置
するとともに、外周側に前記内歯と噛み合う外歯を有する、可撓性の環状の外歯歯車と、
前記外歯歯車の径方向内方に位置するとともに前記軸線方向における前記回転子の他方側
に接続され、前記回転子とともに回転する楕円状のカムと、前記外歯歯車と前記カムとの
間に位置し、前記外歯歯車と前記カムとを相対回転可能に支持するとともに、前記回転子
とともに回転する前記カムの回転に応じて前記外歯歯車を径方向外方に変形させる可撓性
軸受と、を備え、前記カムは、前記軸線方向における前記カムの一方側に、前記軸線方向
における前記回転子の他方側が接続可能なカム側接続部を有し、前記軸線方向における前
記外歯歯車の他方側で且つ前記外歯歯車のうち前記外歯が設けられている部分の径方向内
方に位置し、カム側接続部は、前記軸線方向の一方側において他方側に向かって凹む凹部
を有し、前記回転子は、前記軸線方向の他方側に突出する第1突出部を有し、前記凹部は
、前記軸線方向の一方に向かって延びる側面を有し、前記側面は、前記第1突出部の側面
と接触する。
本発明の一実施形態に係る動力ユニットは、中心軸を中心として回転する回転子と、該
回転子に対向する固定子とを有するモータと、前記回転子に回転可能に接続される波動歯
車減速機ユニットと、を備えた動力ユニットであって、前記波動歯車減速機ユニットは、
前記中心軸の軸線方向に沿って延びる筒状のケーシングと、前記ケーシングの径方向内方
に配置され、内周側に内歯を有する環状の内歯歯車と、前記内歯歯車の径方向内方に位置
するとともに、外周側に前記内歯と噛み合う外歯を有する、可撓性の環状の外歯歯車と、
前記外歯歯車の径方向内方に位置するとともに前記軸線方向における前記回転子の他方側
に接続され、前記回転子とともに回転する楕円状のカムと、前記外歯歯車と前記カムとの
間に位置し、前記外歯歯車と前記カムとを相対回転可能に支持するとともに、前記回転子
とともに回転する前記カムの回転に応じて前記外歯歯車を径方向外方に変形させる可撓性
軸受と、を備え、前記カムは、前記軸線方向における前記カムの一方側に、前記軸線方向
における前記回転子の他方側が接続可能なカム側接続部を有し、前記軸線方向における前
記外歯歯車の他方側で且つ前記外歯歯車のうち前記外歯が設けられている部分の径方向内
方に位置し、前記波動歯車減速機ユニットは、前記軸線方向における前記回転子の他方側
と前記カムとの接続部分に位置し、前記中心軸に対して直交する方向に変位可能で且つ前
記回転子の回転を前記カムに伝達可能な回転伝達部をさらに有する。
The power unit according to the embodiment of the present invention includes a motor having a rotor rotating about a central axis, a stator facing the rotor, and a wave gear deceleration rotatably connected to the rotor. A power unit including a machine unit, wherein the wave gear reducer unit has a tubular casing extending along the axial direction of the central axis, and is arranged inward in the radial direction of the casing, and has an inner circumference. An annular internal gear having internal teeth on the side and a flexible annular external gear having external teeth that are located radially inward of the internal gear and that mesh with the internal teeth on the outer peripheral side. , An elliptical cam located radially inward of the external gear and connected to the other side of the rotor in the axial direction and rotating with the rotor, and between the external gear and the cam. A flexible bearing that supports the external gear and the cam in a relative rotatable manner and deforms the external gear radially outward in response to the rotation of the cam that rotates with the rotor. The cam has a cam-side connecting portion to which the other side of the rotor in the axial direction can be connected to one side of the cam in the axial direction, and the external gear of the external gear in the axial direction. The motor is located on the other side and radially inward of the portion of the external gear in which the external tooth is provided, and the motor includes a motor casing in which the rotor and the stator are housed, and the motor casing . It further comprises a motor bearing located between the motor casing and the rotor that rotatably supports the rotor with respect to the motor casing, the rotor being axial to the central axis. A rotor-side connection that extends along and surrounds the stator and is located on the other side in the axial direction and at least partly connected to the cam-side connection of the cam of the wave gear reducer unit. The motor bearing is arranged between the outer peripheral surface of the tubular portion and the inner peripheral surface of the motor casing .
The power unit according to the embodiment of the present invention includes a rotor having a rotor rotating about a central axis, a stator facing the rotor, and a wave gear rotatably connected to the rotor. A power unit including a speed reducer unit, wherein the wave gear speed reducer unit is arranged inside a tubular casing extending along the axial direction of the central axis and inward in the radial direction of the casing . An annular internal gear having internal teeth on the peripheral side and a flexible annular external gear having external teeth that are located radially inward of the internal gear and that mesh with the internal teeth on the outer peripheral side. An elliptical cam located inward in the radial direction of the external gear, connected to the other side of the rotor in the axial direction , and rotating with the rotor, and the external gear and the cam. Flexible that is located between the external gears and supports the external gear and the cam so as to be relatively rotatable, and deforms the external gear radially outward in response to the rotation of the cam that rotates with the rotor. The cam comprises a bearing, and the cam has a cam-side connecting portion to which the other side of the rotor in the axial direction can be connected to one side of the cam in the axial direction, and the external tooth in the axial direction. A recess located on the other side of the gear and radially inward of the portion of the external gear where the external tooth is provided , and the cam-side connecting portion is recessed toward the other side on one side in the axial direction. The rotor has a first protruding portion that protrudes to the other side in the axial direction, and a surface of the first protruding portion located on the other side in the axial direction is on the bottom surface of the recess. Contact.
The power unit according to the embodiment of the present invention includes a rotor having a rotor rotating about a central axis, a stator facing the rotor, and a wave gear rotatably connected to the rotor. A power unit including a speed reducer unit, wherein the wave gear speed reducer unit is arranged inside a tubular casing extending along the axial direction of the central axis and inward in the radial direction of the casing . An annular internal gear having internal teeth on the peripheral side and a flexible annular external gear having external teeth that are located radially inward of the internal gear and that mesh with the internal teeth on the outer peripheral side. An elliptical cam located inward in the radial direction of the external gear, connected to the other side of the rotor in the axial direction , and rotating with the rotor, and the external gear and the cam. Flexible that is located between the external gears and supports the external gear and the cam so as to be relatively rotatable, and deforms the external gear radially outward in response to the rotation of the cam that rotates with the rotor. The cam comprises a bearing, and the cam has a cam-side connecting portion to which the other side of the rotor in the axial direction can be connected to one side of the cam in the axial direction, and the external tooth in the axial direction. A recess located on the other side of the gear and radially inward of the portion of the external gear where the external tooth is provided , and the cam-side connecting portion is recessed toward the other side on one side in the axial direction. The rotor has a first protrusion that projects to the other side in the axial direction, the recess has a side surface that extends toward one side in the axial direction, and the side surface is the first. 1 Contact the side surface of the protrusion .
The power unit according to the embodiment of the present invention includes a rotor having a rotor rotating about a central axis, a stator facing the rotor, and a wave gear rotatably connected to the rotor. A power unit including a speed reducer unit, wherein the wave gear speed reducer unit is arranged inside a tubular casing extending along the axial direction of the central axis and inward in the radial direction of the casing . An annular internal gear having internal teeth on the peripheral side and a flexible annular external gear having external teeth that are located radially inward of the internal gear and that mesh with the internal teeth on the outer peripheral side. An elliptical cam located inward in the radial direction of the external gear, connected to the other side of the rotor in the axial direction , and rotating with the rotor, and the external gear and the cam. Flexible that is located between the external gears and supports the external gear and the cam so as to be relatively rotatable, and deforms the external gear radially outward in response to the rotation of the cam that rotates with the rotor. The cam comprises a bearing, and the cam has a cam-side connecting portion to which the other side of the rotor in the axial direction can be connected to one side of the cam in the axial direction, and the external tooth in the axial direction. Located on the other side of the gear and radially inward of the portion of the external gear where the external tooth is provided , the wave gear reducer unit is located on the other side of the rotor in the axial direction and said . It further has a rotation transmission unit located at a connection portion with the cam, capable of being displaced in a direction orthogonal to the central axis, and capable of transmitting the rotation of the rotor to the cam.
本発明の一実施形態に係るロボットは、上述の動力ユニットを有する。 The robot according to the embodiment of the present invention has the above-mentioned power unit.
本発明の一実施形態に係る動力ユニット、及び、それを有するロボットによれば、設計の自由度を確保しつつ、モータとコンパクトに組み合わせ可能な構成を有する動力ユニット、及び、それを有するロボットが得られる。
According to the power unit according to the embodiment of the present invention and the robot having the power unit, the power unit having a configuration that can be compactly combined with the motor while ensuring the degree of freedom in design, and the robot having the power unit. can get.
本発明は、動力ユニット、及び、それを有するロボットに利用可能である。The present invention can be used for a power unit and a robot having the power unit.
Claims (8)
前記中心軸の軸線方向に沿って延びる筒状のケーシングと、
前記ケーシングの径方向内方に、該ケーシングに対して相対回転可能に位置し、内周側に内歯を有する環状の内歯歯車と、
前記内歯歯車の径方向内方に位置するとともに前記軸線方向の一方側が前記ケーシングに固定され、外周側に前記内歯と噛み合う外歯を有する、可撓性の環状の外歯歯車と、
前記外歯歯車の径方向内方に位置するとともに前記軸線方向における前記回転子の他方側に接続され、前記回転子とともに回転する楕円状のカムと、
前記外歯歯車と前記カムとの間に位置し、前記外歯歯車と前記カムとを相対回転可能に支持するとともに、前記回転子とともに回転する前記カムの回転に応じて前記外歯歯車を
径方向外方に変形させる可撓性軸受と、
を備え、
前記カムは、
前記軸線方向における前記カムの一方側に、前記軸線方向における前記回転子の他方側が接続可能なカム側接続部を有し、
前記軸線方向における前記外歯歯車の他方側で且つ前記外歯歯車のうち前記外歯が設けられている部分の径方向内方に位置する、波動歯車減速機ユニット。 A wave gear reducer unit rotatably connected to a rotor having a rotor that rotates about a central axis and a stator that faces the rotor.
A cylindrical casing extending along the axial direction of the central axis,
An annular internal gear that is located radially inward of the casing and is rotatable relative to the casing and has internal teeth on the inner peripheral side.
A flexible annular external gear that is located inward in the radial direction of the internal gear and has an external tooth that is fixed to the casing on one side in the axial direction and meshes with the internal tooth on the outer peripheral side.
An elliptical cam located inward in the radial direction of the external gear, connected to the other side of the rotor in the axial direction, and rotating with the rotor.
It is located between the external gear and the cam, supports the external gear and the cam in a relative rotatable manner, and has a diameter of the external gear according to the rotation of the cam that rotates with the rotor. Flexible bearings that deform outward in the direction,
Equipped with
The cam
A cam-side connecting portion to which the other side of the rotor in the axial direction can be connected is provided on one side of the cam in the axial direction.
A strain wave gearing reducer unit located on the other side of the external gear in the axial direction and radially inward of the portion of the external gear provided with the external tooth.
前記カム側接続部は、前記軸線方向の一方側において他方側に向かって凹むとともに、前記軸線方向における前記回転子の他方側の少なくとも一部が収容され且つ該少なくとも
一部が接続可能な凹部を有する、波動歯車減速機ユニット。 In the strain wave gearing speed reducer unit according to claim 1,
The cam-side connection portion is recessed toward the other side on one side in the axial direction, and has a recess in which at least a part of the other side of the rotor in the axial direction is accommodated and at least a part thereof can be connected. Has a strain wave gearing reducer unit.
前記凹部は、
底面と、
前記底面から前記軸線方向の一方に向かって延びる側面と、
を有し、
前記底面及び前記側面は、前記軸線方向における前記回転子の他方側の少なくとも一部に接触する、波動歯車減速機ユニット。 In the strain wave gearing speed reducer unit according to claim 2,
The recess is
With the bottom
A side surface extending from the bottom surface toward one of the axial directions,
Have,
A strain wave gearing reducer unit in which the bottom surface and the side surface are in contact with at least a part of the other side of the rotor in the axial direction.
前記軸線方向における前記回転子の他方側と前記カムとの接続部分に位置し、前記中心軸に対して直交する方向に変位可能で且つ前記回転子の回転を前記カムに伝達可能な回転
伝達部をさらに有する、波動歯車減速機ユニット。 In the strain wave gearing speed reducer unit according to claim 1,
A rotation transmission unit located at a connection portion between the other side of the rotor and the cam in the axial direction, displaceable in a direction orthogonal to the central axis, and capable of transmitting the rotation of the rotor to the cam. Further has a wave gear reducer unit.
前記回転子は、
前記中心軸の軸線方向に沿って延びて前記固定子を囲む筒部と、
前記軸線方向の他方側に位置し、少なくとも一部が前記波動歯車減速機ユニットの前記カムの前記カム側接続部に接続される回転子側接続部と、
を有する、動力ユニット。 In a power unit including a rotor that rotates about a central axis, a motor having a stator facing the rotor, and a wave gear reducer unit according to any one of claims 1 to 4.
The rotor is
A tubular portion that extends along the axial direction of the central axis and surrounds the stator, and
A rotor side connection portion located on the other side in the axial direction and at least a part of which is connected to the cam side connection portion of the cam of the strain wave gearing reducer unit.
Has a power unit.
前記回転子側接続部は、前記筒部から前記軸線方向の他方に突出し、前記カムの前記軸線方向の一方側に設けられた凹部内に位置する突出部を有する、動力ユニット。 In the power unit according to claim 5,
The rotor-side connecting portion is a power unit having a protruding portion that protrudes from the tubular portion to the other side in the axial direction and is located in a recess provided on one side of the cam in the axial direction.
前記モータは、
内部に前記回転子及び前記固定子が収容されたモータケーシングと、
前記モータケーシングと前記回転子との間に位置し、前記モータケーシングに対して前記回転子を回転可能に支持するモータ軸受と、
をさらに有する、動力ユニット。 In the power unit according to claim 5 or 6.
The motor is
A motor casing in which the rotor and the stator are housed, and
A motor bearing located between the motor casing and the rotor and rotatably supporting the rotor with respect to the motor casing.
Further has a power unit.
前記筒部は、前記軸線方向から見て、前記可撓性軸受と重なる位置に位置する、動力ユニット。
In the power unit according to any one of claims 5 to 7.
The tubular portion is a power unit located at a position overlapping with the flexible bearing when viewed from the axial direction.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011163433A (en) * | 2010-02-09 | 2011-08-25 | Kyb Co Ltd | Solenoid proportional throttle valve |
JP2012077798A (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Fuji Heavy Ind Ltd | Gear support structure |
-
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- 2021-09-21 JP JP2021152929A patent/JP7250874B2/en active Active
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