JP7593550B2

JP7593550B2 - Motor-equipped reducer, reduction gear, robot, and moving body

Info

Publication number: JP7593550B2
Application number: JP2020218299A
Authority: JP
Inventors: 暉久夫岡村; 仁井上
Original assignee: ニデックドライブテクノロジー株式会社
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2024-12-03
Anticipated expiration: 2040-12-28
Also published as: JP2022103575A; JP2025014041A

Description

本発明は、モータ付き減速機、減速装置、ロボット、および移動体に関する。 The present invention relates to a motor-equipped reducer, a reduction gear device, a robot, and a moving body.

従来、モータの回転運動を減速して出力するモータ付き減速機が知られている。モータ付き減速機は、搬送台車等の移動体や、産業用ロボット、アシストスーツなどに搭載される。従来のモータ付き減速機については、例えば、特開２０１７－２２７３１５号公報および特開２０１９－２１０９４３号公報に記載されている。
特開２０１７－２２７３１５号公報特開２０１９－２１０９４３号公報 Conventionally, a motor-equipped reducer that reduces the rotational motion of a motor and outputs it is known. The motor-equipped reducer is mounted on a moving body such as a transport cart, an industrial robot, an assist suit, etc. Conventional motor-equipped reducers are described in, for example, JP 2017-227315 A and JP 2019-210943 A.
JP 2017-227315 A JP 2019-210943 A

モータ付き減速機は、モータおよび減速機を内部に収容するケーシングを有する。しかしながら、従来のケーシングは、モータおよび減速機の径方向外側のみを覆っていた。このような構造では、ケーシングの強度を確保することが困難である。 A motor-equipped reducer has a casing that houses the motor and reducer inside. However, conventional casings only cover the radial outside of the motor and reducer. With this type of structure, it is difficult to ensure the strength of the casing.

特に、近年では、ロボットの関節または移動体のホイール内に、モータ付き減速機をコンパクトに収納することが求められている。しかしながら、従来のモータ付き減速機は、上述の通り、ケーシングの強度が十分ではなかった。このため、ロボットまたは移動体のフレームに、補強部材を介してケーシングを固定していた。ただし、補強部材を用いると、ロボットの関節または移動体のホイール内に、モータ付き減速機をコンパクトに収納することが困難となる。 In particular, in recent years, there has been a demand for compact storage of motorized reducers in the joints of robots or the wheels of moving objects. However, as mentioned above, conventional motorized reducers have casings that are not strong enough. For this reason, the casing is fixed to the frame of the robot or moving object via a reinforcing member. However, using a reinforcing member makes it difficult to compactly store the motorized reducer in the joints of the robot or the wheels of the moving object.

なお、モータを備えていない減速装置においても、従来、ケーシングは減速機の径方向外側のみを覆っていた、このため、モータ付き減速機と同様に、ケーシングの強度の問題があった。 In addition, even in reduction gears that do not have a motor, the casing has traditionally only covered the radial outside of the reducer, which has created problems with the strength of the casing, just like in reduction gears with a motor.

本発明の目的は、モータ付き減速機または減速装置において、ケーシングの強度を向上させることができる構造を提供することである。 The object of the present invention is to provide a structure that can improve the strength of the casing in a motor-equipped reducer or reduction gear.

本願の第１発明は、モータ付き減速機であって、中心軸を中心とする第１回転数の回転運動を出力するモータと、前記モータから出力される回転運動を、前記第１回転数よりも低い第２回転数の回転運動に変換する減速機と、前記モータおよび前記減速機を収容するケーシングと、を備え、前記モータは、前記減速機の軸方向一方側に位置し、前記減速機は、前記第２回転数で回転する出力部材を有し、前記ケーシングは、前記モータおよび前記減速機の径方向外側において軸方向に延びる円筒状の外側円筒部と、前記モータおよび前記減速機の径方向内側において軸方向に延びる円筒状の内側円筒部と、前記モータの軸方向一方側において、前記外側円筒部と前記内側円筒部とを繋ぐ接続部と、を有し、前記内側円筒部の軸方向他方側の端部は、前記出力部材の軸方向他方側の端面よりも、軸方向他方側へ突出し、前記モータおよび前記減速機は、前記内側円筒部の周囲に、前記中心軸を中心として回転する円筒状の回転部を有し、前記内側円筒部と前記回転部との間に位置する複数の第１軸受をさらに備え、複数の前記第１軸受が、軸方向に間隔をあけて配置され、少なくともひとつの前記第１軸受の一方は、前記モータの径方向内側に位置し、前記第１軸受の他方は、前記減速機の径方向内側に位置する。 A first aspect of the present invention is a motor-equipped reducer, comprising: a motor that outputs rotational motion of a first rotational speed about a central axis; a reducer that converts the rotational motion output from the motor into rotational motion of a second rotational speed lower than the first rotational speed; and a casing that accommodates the motor and the reducer, wherein the motor is located on one axial side of the reducer, the reducer has an output member that rotates at the second rotational speed, and the casing has a cylindrical outer circle extending in the axial direction radially outward of the motor and the reducer. The motor and the reducer have a cylindrical portion, a cylindrical inner cylindrical portion extending in the axial direction radially inside the motor and the reducer, and a connecting portion connecting the outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion on one axial side of the motor, and the other axial end of the inner cylindrical portion protrudes toward the other axial side beyond the other axial end face of the output member, the motor and the reducer have a cylindrical rotating portion around the inner cylindrical portion that rotates around the central axis, and further include a plurality of first bearings positioned between the inner cylindrical portion and the rotating portion, the multiple first bearings being arranged axially spaced apart, one side of at least one of the first bearings being located radially inside the motor, and the other side of the first bearing being located radially inside the reducer .

本願の第２発明は、モータ付き減速装置であって、中心軸を中心とする第１回転数の回転運動を出力するモータと、前記モータから出力される回転運動を、前記第１回転数よりも低い第２回転数の回転運動に変換する減速機と、前記モータおよび前記減速機を収容するケーシングと、前記第２回転数で回転する出力部材と、を備え、前記モータは、前記減速機の軸方向一方側に位置し、前記外側円筒部に固定された円板状のステータと、前記ステータと軸方向に対向する円板状のロータと、を有し、前記ケーシングは、前記減速機の径方向外側において軸方向に延びる円筒状の外側円筒部と、前記減速機の径方向内側において軸方向に延びる円筒状の内側円筒部と、前記減速機の軸方向一方側において、前記外側円筒部と前記内側円筒部とを繋ぐ接続部と、を有し、前記内側円筒部の軸方向他方側の端部は、前記出力部材の軸方向他方側の端面よりも、軸方向他方側へ突出し、前記モータおよび前記減速機は、前記内側円筒部の周囲に、前記中心軸を中心として回転する円筒状の回転部を有し、前記内側円筒部と前記回転部との間に位置する複数の第１軸受をさらに備え、複数の前記第１軸受が、軸方向に間隔をあけて配置され、少なくともひとつの前記第１軸受の一方は、前記モータの径方向内側に位置し、前記第１軸受の他方は、前記減速機の径方向内側に位置し、前記出力部材は、前記内側円筒部の軸方向他方側の端部に配置されており、少なくとも前記減速機と軸方向に重なる部分が軸方向他方側に露出している。
本願の第３発明は、モータ付き減速機であって、中心軸を中心とする第１回転数の回転運動を出力するモータと、前記モータから出力される回転運動を、前記第１回転数よりも低い第２回転数の回転運動に変換する減速機と、前記モータおよび前記減速機を収容するケーシングと、前記第２回転数で回転する出力部材と、を備え、前記モータは、前記減速機の軸方向一方側に位置し、前記ケーシングは、前記モータおよび前記減速機の径方向外側において軸方向に延びる円筒状の外側円筒部と、前記モータおよび前記減速機の径方向内側において軸方向に延びる円筒状の内側円筒部と、前記モータの軸方向一方側において、前記外側円筒部と前記内側円筒部とを繋ぐ接続部と、を有し、前記内側円筒部の軸方向他方側の端部は、前記出力部材の軸方向他方側の端面よりも、軸方向他方側へ突出し、前記内側円筒部と前記出力部材との間に位置する第２軸受と、前記外側円筒部と前記出力部材との間に位置する第３軸受と、をさらに備える。 A second invention of the present application is a motor-equipped reduction gear transmission comprising: a motor that outputs rotational motion of a first rotational speed about a central axis; a reducer that converts the rotational motion output from the motor into rotational motion of a second rotational speed lower than the first rotational speed; a casing that accommodates the motor and the reducer; and an output member that rotates at the second rotational speed, wherein the motor is located on one axial side of the reducer and has a disk-shaped stator fixed to the outer cylindrical portion, and a disk-shaped rotor that faces the stator in the axial direction, and the casing has a cylindrical outer cylindrical portion extending in the axial direction on the radial outside of the reducer, a cylindrical inner cylindrical portion extending in the axial direction on the radial inside of the reducer, and a cylindrical inner cylindrical portion extending in the axial direction on the one axial side of the reducer. a connecting portion connecting the cylindrical portion and the inner cylindrical portion, and an end portion on the other axial direction of the inner cylindrical portion protrudes toward the other axial direction further than the end face on the other axial direction of the output member, the motor and the reducer have a cylindrical rotating portion that rotates around the central axis around the inner cylindrical portion, and further include a plurality of first bearings located between the inner cylindrical portion and the rotating portion, the plurality of first bearings are arranged at intervals in the axial direction, one of at least one of the first bearings is located radially inside the motor and the other of the first bearings is located radially inside the reducer, the output member is arranged at the end portion on the other axial direction of the inner cylindrical portion, and at least a portion that axially overlaps with the reducer is exposed to the other axial side .
A third invention of the present application is a motor-equipped reducer comprising: a motor that outputs rotational motion at a first rotational speed about a central axis; a reducer that converts the rotational motion output from the motor into rotational motion at a second rotational speed lower than the first rotational speed; a casing that accommodates the motor and the reducer; and an output member that rotates at the second rotational speed, wherein the motor is located on one axial side of the reducer, and the casing has a cylindrical outer cylindrical portion extending in the axial direction on the radial outside of the motor and the reducer, a cylindrical inner cylindrical portion extending in the axial direction on the radial inside of the motor and the reducer, and a connecting portion that connects the outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion on one axial side of the motor, and an end portion on the other axial direction of the inner cylindrical portion protrudes toward the other axial side beyond the end face on the other axial side of the output member, and further comprises a second bearing located between the inner cylindrical portion and the output member, and a third bearing located between the outer cylindrical portion and the output member.

本願の第１発明および第２発明によれば、ケーシングが、外側円筒部だけではなく、接続部および内側円筒部を有する。これにより、ケーシングの強度を向上させることができる。 According to the first and second inventions of the present application, the casing has not only an outer cylindrical portion, but also a connecting portion and an inner cylindrical portion. This can improve the strength of the casing.

図１は、モータ付き減速機の概略構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a motor-equipped reducer. 図２は、モータ付き減速機の縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a motor-equipped reducer. 図３は、減速機の図２におけるＡ－Ａ線断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the reducer taken along line AA in FIG. 図４は、ケーシングを軸方向一方側から視た平面図である。FIG. 4 is a plan view of the casing as viewed from one axial side. 図５は、モータ付き減速機の製造方法の一例を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a method for manufacturing a motorized reducer. 図６は、モータ付き減速機を移動体に適用した例を示す縦断面図である。FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing an example in which the motor-equipped reducer is applied to a moving body. 図７は、モータ付き減速機を移動体に適用した例を示す縦断面図である。FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing an example in which the motor-equipped reducer is applied to a moving body.

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、モータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、中心軸に直交する方向を「径方向」、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。また、上記の「直交する方向」は、略直交する方向も含む。 Below, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this application, the direction parallel to the central axis of the motor is referred to as the "axial direction", the direction perpendicular to the central axis is referred to as the "radial direction", and the direction along the arc centered on the central axis is referred to as the "circumferential direction". However, the above "parallel direction" also includes a direction that is approximately parallel. Furthermore, the above "orthogonal direction" also includes a direction that is approximately orthogonal.

＜１．モータ付き減速機の概略構成＞
図１は、モータ付き減速機１の概略構成を示した図である。このモータ付き減速機１は、モータ１０の回転運動を、減速機２０により減速させて出力する装置である。図１に示すように、モータ付き減速機１は、軸方向の寸法よりも径方向の寸法が大きい扁平状である。モータ付き減速機１は、モータ１０と、減速機２０と、出力部材８０と、ケーシング３０とを備える。 1. Overview of the motor-equipped reducer
Fig. 1 is a diagram showing the schematic configuration of a motor-equipped reducer 1. This motor-equipped reducer 1 is a device that reduces the rotational motion of a motor 10 using a reducer 20 and outputs the reduced motion. As shown in Fig. 1, the motor-equipped reducer 1 has a flat shape in which the radial dimension is greater than the axial dimension. The motor-equipped reducer 1 includes the motor 10, a reducer 20, an output member 80, and a casing 30.

モータ１０および減速機２０は、いずれも、中心軸９を中心とする略円環状である。モータ１０は、減速機２０の軸方向一方側に位置する。モータ１０は、中心軸９を中心とする第１回転数の回転運動を出力する。減速機２０は、モータ１０から出力される回転運動を、第１回転数よりも低い第２回転数に変換する。出力部材８０は、減速後の第２回転数で回転する。なお、出力部材８０は、減速機２０の一部であってもよい。 The motor 10 and the reducer 20 are both substantially annular about the central axis 9. The motor 10 is located on one axial side of the reducer 20. The motor 10 outputs a rotational motion of a first rotation speed about the central axis 9. The reducer 20 converts the rotational motion output from the motor 10 into a second rotation speed that is lower than the first rotation speed. The output member 80 rotates at the second rotation speed after deceleration. Note that the output member 80 may be part of the reducer 20.

モータ１０および減速機２０は、ケーシング３０に収容される。図１に示すように、ケーシング３０は、外側円筒部３１、内側円筒部３２、および接続部３３を有する。外側円筒部３１は、モータ１０および減速機２０の径方向外側において、軸方向に延びる円筒状の部分である。内側円筒部３２は、モータ１０および減速機２０の径方向内側において、軸方向に延びる円筒状の部分である。接続部３３は、モータ１０の軸方向一方側において、外側円筒部３１と内側円筒部３２とを径方向に繋ぐ。 The motor 10 and the reducer 20 are housed in a casing 30. As shown in FIG. 1, the casing 30 has an outer cylindrical portion 31, an inner cylindrical portion 32, and a connecting portion 33. The outer cylindrical portion 31 is a cylindrical portion extending in the axial direction on the radial outside of the motor 10 and the reducer 20. The inner cylindrical portion 32 is a cylindrical portion extending in the axial direction on the radial inside of the motor 10 and the reducer 20. The connecting portion 33 radially connects the outer cylindrical portion 31 and the inner cylindrical portion 32 on one axial side of the motor 10.

このように、ケーシング３０は、モータ１０および減速機２０の径方向外側を覆う外側円筒部３１だけではなく、接続部３３および内側円筒部３２を有する。これにより、ケーシング３０の強度を向上させることができる。モータ付き減速機１の中央に位置する内側円筒部３２は、回転しない。このため、内側円筒部３２の内側の空間である中央貫通孔３４を、利用しやすい。例えば、中央貫通孔３４に、配線を通すことができる。また、内側円筒部３２の軸方向他方側の端部は、出力部材８０の軸方向他方側の端面よりも、軸方向他方側へ突出する。これにより、中央貫通孔３４に通した配線が、出力部材８０に接触することを抑制できる。 In this way, the casing 30 has not only the outer cylindrical portion 31 that covers the radial outside of the motor 10 and the reducer 20, but also the connection portion 33 and the inner cylindrical portion 32. This can improve the strength of the casing 30. The inner cylindrical portion 32 located at the center of the motor-equipped reducer 1 does not rotate. Therefore, the central through hole 34, which is the space inside the inner cylindrical portion 32, can be easily used. For example, wiring can be passed through the central through hole 34. In addition, the end portion on the other axial side of the inner cylindrical portion 32 protrudes further toward the other axial side than the end face on the other axial side of the output member 80. This can prevent the wiring passed through the central through hole 34 from coming into contact with the output member 80.

モータ付き減速機１の製造時には、ケーシング３０の外側円筒部３１、内側円筒部３２、および接続部３３に囲まれた円環状の空間に、軸方向の他方側から部品を組み付けることができる。これにより、モータ付き減速機１を容易に製造できる。 When manufacturing the motorized reducer 1, parts can be assembled from the other axial side into the annular space surrounded by the outer cylindrical portion 31, the inner cylindrical portion 32, and the connection portion 33 of the casing 30. This makes it easy to manufacture the motorized reducer 1.

＜２．モータ付き減速機の詳細な構成＞
続いて、モータ付き減速機１のより詳細な構成について、説明する。図２は、モータ付き減速機１の縦断面図である。上述の通り、モータ付き減速機１は、モータ１０、減速機２０、およびケーシング３０を備える。 2. Detailed configuration of the motor-equipped reducer
Next, a more detailed description will be given of the configuration of the motorized reducer 1. Fig. 2 is a vertical cross-sectional view of the motorized reducer 1. As described above, the motorized reducer 1 includes the motor 10, the reducer 20, and the casing 30.

本実施形態のモータ１０は、アキシャルギャップ型のブラシレスモータである。モータ１０は、軸方向の寸法よりも径方向の寸法が大きい扁平状である。アキシャルギャップ型のモータを使用すれば、同等の性能を有するラジアルギャップ型のモータを使用する場合と比べて、モータ１０の軸方向の寸法を抑えることができる。図２に示すように、モータ１０は、ステータ１１とロータ１２とを有する。 The motor 10 of this embodiment is an axial gap type brushless motor. The motor 10 is flat with a radial dimension greater than the axial dimension. By using an axial gap type motor, the axial dimension of the motor 10 can be reduced compared to using a radial gap type motor with equivalent performance. As shown in FIG. 2, the motor 10 has a stator 11 and a rotor 12.

ステータ１１は、モータ１０の固定子である。ステータ１１の概形は、中心軸９を中心とする略円板状である。ステータ１１は、複数のコイルコア１１１を有する。複数のコイルコア１１１は、周方向に等間隔に配列されている。各コイルコア１１１の形状は、円板状である。コイルコア１１１は、例えば、積層鋼板により形成される。各コイルコア１１１の周囲には、図示を省略した導線が巻かれて、コイルを構成している。複数のコイルコア１１１は、中心軸９を中心とする円環状の板に固定されている。当該板の外周部は、ケーシング３０の外側円筒部３１に固定されている。 The stator 11 is the stator of the motor 10. The stator 11 has a generally circular plate shape centered on the central axis 9. The stator 11 has a plurality of coil cores 111. The plurality of coil cores 111 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. Each coil core 111 is circular plate shaped. The coil cores 111 are formed, for example, from laminated steel plate. A conductor (not shown) is wound around each coil core 111 to form a coil. The plurality of coil cores 111 are fixed to an annular plate centered on the central axis 9. The outer periphery of the plate is fixed to the outer cylindrical portion 31 of the casing 30.

ロータ１２は、モータ１０の回転子である。ロータ１２は、後述する２つの第１軸受５１により、中心軸９を中心として回転可能に支持される。図２に示すロータ１２は、第１ロータヨーク４１と、第２ロータヨーク４２と、第１マグネット４３と、第２マグネット４４とを有する。第１ロータヨーク４１および第２ロータヨーク４２は、鉄などの磁性体により形成される。第１マグネット４３および第２マグネット４４は、永久磁石である。 The rotor 12 is a rotor of the motor 10. The rotor 12 is supported by two first bearings 51 (described later) so as to be rotatable about the central axis 9. The rotor 12 shown in FIG. 2 has a first rotor yoke 41, a second rotor yoke 42, a first magnet 43, and a second magnet 44. The first rotor yoke 41 and the second rotor yoke 42 are formed of a magnetic material such as iron. The first magnet 43 and the second magnet 44 are permanent magnets.

第１ロータヨーク４１は、第１ヨークベース部４１１と、第１ヨークプレート部４１２とを有する。第１ヨークベース部４１１は、内側円筒部３２の周囲において、軸方向に延びる、円筒状の部分である。第１ヨークプレート部４１２は、第１ヨークベース部４１１から径方向外側へ広がる、円板状の部分である。第１ヨークプレート部４１２は、ステータ１１の軸方向一方側に位置する。第２ロータヨーク４２は、第２ヨークベース部４２１と、第２ヨークプレート部４２２とを有する。第２ヨークベース部４２１は、内側円筒部３２の周囲において、軸方向に延びる、円筒状の部分である。第２ヨークプレート部４２２は、第２ヨークベース部４２１から径方向外側へ広がる、円板状の部分である。第２ヨークプレート部４２２は、ステータ１１の軸方向他方側に位置する。第１ヨークベース部４１１と第２ヨークベース部４２１とは、ボルト４５により、互いに固定される。 The first rotor yoke 41 has a first yoke base portion 411 and a first yoke plate portion 412. The first yoke base portion 411 is a cylindrical portion extending in the axial direction around the inner cylindrical portion 32. The first yoke plate portion 412 is a disk-shaped portion extending radially outward from the first yoke base portion 411. The first yoke plate portion 412 is located on one axial side of the stator 11. The second rotor yoke 42 has a second yoke base portion 421 and a second yoke plate portion 422. The second yoke base portion 421 is a cylindrical portion extending in the axial direction around the inner cylindrical portion 32. The second yoke plate portion 422 is a disk-shaped portion extending radially outward from the second yoke base portion 421. The second yoke plate portion 422 is located on the other axial side of the stator 11. The first yoke base portion 411 and the second yoke base portion 421 are fixed to each other by a bolt 45.

第１マグネット４３は、第１ヨークプレート部４１２の軸方向他方側の面に固定されている。第２マグネット４４は、第２ヨークプレート部４２２の軸方向一方側の面に固定されている。第１マグネット４３および第２マグネット４４は、それぞれ、中心軸９を中心とする円環状である。第１マグネット４３の表面は、ステータ１１の軸方向一方側の面と、僅かな隙間を介して軸方向に対向する。第２マグネット４４の表面は、ステータ１１の軸方向他方側の面と、僅かな隙間を介して軸方向に対向する。第１マグネット４３および第２マグネット４４の表面には、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁されている。 The first magnet 43 is fixed to the surface on the other axial side of the first yoke plate portion 412. The second magnet 44 is fixed to the surface on one axial side of the second yoke plate portion 422. The first magnet 43 and the second magnet 44 are each annular about the central axis 9. The surface of the first magnet 43 faces the surface on one axial side of the stator 11 in the axial direction with a small gap therebetween. The surface of the second magnet 44 faces the surface on the other axial side of the stator 11 in the axial direction with a small gap therebetween. The surfaces of the first magnet 43 and the second magnet 44 are magnetized with alternating north and south poles in the circumferential direction.

このように、本実施形態のモータ１０は、ステータ１１を挟んで配置される２つのマグネット４３，４４を有する。これにより、ステータの片側のみにマグネットが配置される場合と比べて、モータ１０から出力されるトルクを増大させることができる。 In this way, the motor 10 of this embodiment has two magnets 43, 44 arranged on either side of the stator 11. This allows the torque output from the motor 10 to be increased compared to when magnets are arranged on only one side of the stator.

モータ１０の駆動時には、ステータ１１のコイルに駆動電流が供給される。これにより、複数のコイルコア１１１に回転磁界が生じる。そして、コイルコア１１１とマグネット４３，４４との間の磁束の作用により、ロータ１２が、中心軸９を中心として、第１回転数で回転する。 When the motor 10 is driven, a drive current is supplied to the coils of the stator 11. This generates a rotating magnetic field in the multiple coil cores 111. Then, due to the action of the magnetic flux between the coil cores 111 and the magnets 43 and 44, the rotor 12 rotates at a first rotation speed around the central axis 9.

減速機２０は、モータ１０から出力される第１回転数の回転運動を、第１回転数よりも低い第２回転数に減速させる機構である。図３は、減速機２０の図２におけるＡ－Ａ線断面図である。図の煩雑化を避けるため、図３では、断面を示すハッチングが省略されている。本実施形態の減速機２０は、波動歯車減速機である。図２および図３に示すように、減速機２０は、非真円カム２１、可撓性外歯歯車２２、および内歯歯車２３を有する。 The reducer 20 is a mechanism that reduces the rotational motion of a first rotation speed output from the motor 10 to a second rotation speed lower than the first rotation speed. FIG. 3 is a cross-sectional view of the reducer 20 taken along line A-A in FIG. 2. To avoid complicating the illustration, hatching indicating a cross section has been omitted in FIG. 3. The reducer 20 of this embodiment is a strain wave gear reducer. As shown in FIGS. 2 and 3, the reducer 20 has a non-circular cam 21, a flexible external gear 22, and an internal gear 23.

非真円カム２１は、中心軸９を中心とする環状の部品である。非真円カム２１は、内側円筒部３２の径方向外側、かつ、第２ヨークベース部４２１の軸方向他方側に位置する。非真円カム２１は、第１軸受５１により、中心軸９を中心として回転可能に支持される。非真円カム２１は、第２ヨークベース部４２１と、ボルト４６により固定されている。したがって、モータ１０を駆動させると、モータ１０のロータ１２とともに、非真円カム２１も、中心軸９を中心として、第１回転数で回転する。図３に示すように、非真円カム２１の外周面は、楕円形状である。 The non-circular cam 21 is an annular part centered on the central axis 9. The non-circular cam 21 is located radially outward of the inner cylindrical portion 32 and on the other axial side of the second yoke base portion 421. The non-circular cam 21 is supported by a first bearing 51 so as to be rotatable about the central axis 9. The non-circular cam 21 is fixed to the second yoke base portion 421 by a bolt 46. Therefore, when the motor 10 is driven, the non-circular cam 21 rotates at a first rotation speed about the central axis 9 together with the rotor 12 of the motor 10. As shown in FIG. 3, the outer peripheral surface of the non-circular cam 21 is elliptical.

可撓性外歯歯車２２は、固定部２２１、ダイヤフラム部２２２、および筒状部２２３を有する。固定部２２１は、中心軸９を中心とする円環状である。固定部２２１は、ケーシング３０の外側円筒部３１に固定される。固定部２２１の軸方向の厚みは、ダイヤフラム部２２２の軸方向の厚みおよび筒状部２２３の径方向の厚みよりも、厚い。ダイヤフラム部２２２は、固定部２２１から径方向内側へ向けて広がる、薄肉状の部分である。筒状部２２３は、ダイヤフラム部２２２の径方向内側の端部から、軸方向他方側へ向けて延びる、薄肉状の部分である。 The flexible external gear 22 has a fixed portion 221, a diaphragm portion 222, and a cylindrical portion 223. The fixed portion 221 is annular about the central axis 9. The fixed portion 221 is fixed to the outer cylindrical portion 31 of the casing 30. The axial thickness of the fixed portion 221 is thicker than the axial thickness of the diaphragm portion 222 and the radial thickness of the cylindrical portion 223. The diaphragm portion 222 is a thin-walled portion that extends radially inward from the fixed portion 221. The cylindrical portion 223 is a thin-walled portion that extends from the radially inner end of the diaphragm portion 222 toward the other axial side.

筒状部２２３は、非真円カム２１の径方向外側に位置する。また、筒状部２２３の他方側先端部と、非真円カム２１の楕円形状の外周面との間には、可撓性軸受２４が介在する。可撓性軸受２４は、柔軟に撓み変形可能な軸受である。したがって、非真円カム２１の回転により、可撓性軸受２４を介して筒状部２２３が、径方向に撓む。また、筒状部２２３の他方側先端部には、複数の外歯２２４が設けられている。複数の外歯２２４は、それぞれ、筒状部２２３の外周面から、径方向外側へ向けて突出し、かつ、軸方向に延びる。また、複数の外歯２２４は、周方向に一定のピッチで形成されている。 The cylindrical portion 223 is located radially outward of the non-circular cam 21. A flexible bearing 24 is interposed between the other end of the cylindrical portion 223 and the elliptical outer circumferential surface of the non-circular cam 21. The flexible bearing 24 is a bearing that can be flexibly deformed. Therefore, when the non-circular cam 21 rotates, the cylindrical portion 223 is flexed radially via the flexible bearing 24. A plurality of external teeth 224 is provided on the other end of the cylindrical portion 223. Each of the plurality of external teeth 224 protrudes radially outward from the outer circumferential surface of the cylindrical portion 223 and extends in the axial direction. The plurality of external teeth 224 are formed at a constant pitch in the circumferential direction.

内歯歯車２３は、筒状部２２３の他方側先端部の径方向外側に位置する。内歯歯車２３は、中心軸９を中心とする円環状である。内歯歯車２３の内周面には、複数の内歯２３１が設けられている。複数の内歯２３１は、それぞれ、内歯歯車２３の内周面から、径方向内側へ向けて突出し、かつ、軸方向に延びる。また、複数の内歯２３１は、周方向に一定のピッチで形成されている。 The internal gear 23 is located radially outward from the other end of the cylindrical portion 223. The internal gear 23 is annular about the central axis 9. A plurality of internal teeth 231 is provided on the inner circumferential surface of the internal gear 23. Each of the multiple internal teeth 231 protrudes radially inward from the inner circumferential surface of the internal gear 23 and extends in the axial direction. The multiple internal teeth 231 are also formed at a constant pitch in the circumferential direction.

図２に示すように、本実施形態の減速機２０は、接続リング２５を有する。接続リング２５は、内歯歯車２３の軸方向一方側に位置する。内歯歯車２３と接続リング２５とは、ボルト２６により固定されている。内歯歯車２３および接続リング２５は、後述する第２軸受５２および第３軸受５３により、中心軸９を中心として回転可能に支持される。 As shown in FIG. 2, the reducer 20 of this embodiment has a connecting ring 25. The connecting ring 25 is located on one axial side of the internal gear 23. The internal gear 23 and the connecting ring 25 are fixed by bolts 26. The internal gear 23 and the connecting ring 25 are supported rotatably about the central axis 9 by a second bearing 52 and a third bearing 53, which will be described later.

本実施形態では、内歯歯車２３および接続リング２５が、出力部材８０を構成している。ただし、出力部材８０は、内歯歯車２３に固定された他の部材であってもよい。 In this embodiment, the internal gear 23 and the connection ring 25 constitute the output member 80. However, the output member 80 may be another member fixed to the internal gear 23.

上述した可撓性軸受２４の内輪は、非真円カム２１の外周面に接触する。可撓性軸受２４の外輪は、可撓性外歯歯車２２の筒状部２２３の他方側先端部の内周面に接触する。可撓性軸受２４は、非真円カム２１の外周面に沿った楕円形状に変形する。したがって、可撓性外歯歯車２２の筒状部２２３の他方側先端部も、非真円カム２１の外周面に沿った楕円形状に変形する。その結果、当該楕円の長軸の両端に相当する２箇所において、可撓性外歯歯車２２の一部の外歯２２４が、可撓性軸受２４を介して非真円カム２１に押されることによって、内歯歯車２３の内歯２３１と噛み合う。周方向の他の位置においては、外歯２２４と内歯２３１とが噛み合わない。 The inner ring of the flexible bearing 24 mentioned above contacts the outer peripheral surface of the non-circular cam 21. The outer ring of the flexible bearing 24 contacts the inner peripheral surface of the other end of the cylindrical portion 223 of the flexible external gear 22. The flexible bearing 24 deforms into an elliptical shape along the outer peripheral surface of the non-circular cam 21. Therefore, the other end of the cylindrical portion 223 of the flexible external gear 22 also deforms into an elliptical shape along the outer peripheral surface of the non-circular cam 21. As a result, at two points corresponding to both ends of the major axis of the ellipse, some of the external teeth 224 of the flexible external gear 22 are pressed by the non-circular cam 21 via the flexible bearing 24 and mesh with the internal teeth 231 of the internal gear 23. At other positions in the circumferential direction, the external teeth 224 and the internal teeth 231 do not mesh with each other.

モータ１０の駆動により、非真円カム２１が第１回転数で回転すると、可撓性外歯歯車２２の上述した楕円の長軸も、第１回転数で回転する。そうすると、外歯２２４と内歯２３１との噛み合い位置も、周方向に第１回転数で移動する。また、可撓性外歯歯車２２が有する外歯２２４の数と、内歯歯車２３が有する内歯２３１の数とは、僅かに相違する。この歯数の差によって、非真円カム２１の１回転ごとに、外歯２２４と内歯２３１との噛み合い位置が、周方向に移動する。その結果、可撓性外歯歯車２２に対して内歯歯車２３が、中心軸９を中心として、第１回転数よりも低い第２回転数で回転する。したがって、出力部材８０である内歯歯車２３から、減速された第２回転数の回転運動を出力することができる。 When the non-circular cam 21 rotates at the first rotational speed due to the drive of the motor 10, the long axis of the ellipse of the flexible external gear 22 also rotates at the first rotational speed. Then, the meshing position between the external teeth 224 and the internal teeth 231 also moves in the circumferential direction at the first rotational speed. In addition, the number of external teeth 224 of the flexible external gear 22 and the number of internal teeth 231 of the internal gear 23 are slightly different. Due to this difference in the number of teeth, the meshing position between the external teeth 224 and the internal teeth 231 moves in the circumferential direction for each rotation of the non-circular cam 21. As a result, the internal gear 23 rotates around the central axis 9 at a second rotational speed lower than the first rotational speed relative to the flexible external gear 22. Therefore, a rotational motion at a reduced second rotational speed can be output from the internal gear 23, which is the output member 80.

このように、本実施形態では、可撓性外歯歯車２２がケーシング３０に固定され、その可撓性外歯歯車２２に対して、内歯歯車２３が回転する。しかしながら、内歯歯車２３をケーシング３０に固定し、その内歯歯車２３に対して、可撓性外歯歯車２２を、減速後の第２回転数で回転させるようにしてもよい。その場合、可撓性外歯歯車２２を、出力部材８０とするか、可撓性外歯歯車２２に固定された他の部材を出力部材８０とすればよい。 In this manner, in this embodiment, the flexible external gear 22 is fixed to the casing 30, and the internal gear 23 rotates relative to the flexible external gear 22. However, the internal gear 23 may be fixed to the casing 30, and the flexible external gear 22 may be rotated relative to the internal gear 23 at a second rotation speed after deceleration. In that case, the flexible external gear 22 may be the output member 80, or another member fixed to the flexible external gear 22 may be the output member 80.

上述の通り、第１ヨークベース部４１１、第２ヨークベース部４２１、および非真円カム２１は、互いに固定されている。したがって、これらの第１ヨークベース部４１１、第２ヨークベース部４２１、および非真円カム２１は、一体の回転部６０となる。回転部６０は、ケーシング３０の内側円筒部３２の周囲に位置する。また、回転部６０は、中心軸９を中心とする円筒状であり、軸方向に延びる。本実施形態の回転部６０は、ロータ１２の一部である第１ヨークベース部４１１および第２ヨークベース部４２１と、減速機２０の入力部材である非真円カム２１とを含む。回転部６０は、中心軸９を中心として、第１回転数で回転する。 As described above, the first yoke base portion 411, the second yoke base portion 421, and the non-circular cam 21 are fixed to each other. Therefore, the first yoke base portion 411, the second yoke base portion 421, and the non-circular cam 21 form an integral rotating portion 60. The rotating portion 60 is located around the inner cylindrical portion 32 of the casing 30. The rotating portion 60 is cylindrical and centered on the central axis 9, and extends in the axial direction. In this embodiment, the rotating portion 60 includes the first yoke base portion 411 and the second yoke base portion 421, which are part of the rotor 12, and the non-circular cam 21, which is an input member of the reducer 20. The rotating portion 60 rotates at a first rotation speed around the central axis 9.

一対の第１軸受５１は、ケーシング３０の内側円筒部３２と、上述した回転部６０との間に位置する。回転部６０は、一対の第１軸受５１により、内側円筒部３２に対して回転可能に支持される。このように、本構造では、回転部６０が、外側円筒部３１ではなく、内側円筒部３２に対して支持される。このため、２つの第１軸受５１に、小径の軸受を用いることができる。したがって、モータ付き減速機１を小型化しやすい。第１軸受５１には、例えば、ボールベアリングが使用される。 The pair of first bearings 51 are located between the inner cylindrical portion 32 of the casing 30 and the rotating portion 60 described above. The rotating portion 60 is rotatably supported by the pair of first bearings 51 relative to the inner cylindrical portion 32. In this manner, in this structure, the rotating portion 60 is supported by the inner cylindrical portion 32, not the outer cylindrical portion 31. For this reason, small-diameter bearings can be used for the two first bearings 51. This makes it easier to miniaturize the motor-equipped reducer 1. For example, ball bearings are used for the first bearings 51.

一対の第１軸受５１の一方は、モータ１０の径方向内側に位置する。一対の第１軸受５１の他方は、減速機２０の径方向内側に位置する。このように、本実施形態のモータ付き減速機１では、一対の第１軸受５１が、軸方向に間隔をあけて配置されている。これにより、回転部６０を安定して支持することができる。２つの第１軸受５１の間における回転部６０の内径は、２つの第１軸受５１の外輪の外径よりも小さい。これにより、２つの第１軸受５１が、互いに接近する方向に移動することが防止される。 One of the pair of first bearings 51 is located radially inside the motor 10. The other of the pair of first bearings 51 is located radially inside the reducer 20. Thus, in the motor-equipped reducer 1 of this embodiment, the pair of first bearings 51 are arranged with a gap in the axial direction. This allows the rotating part 60 to be stably supported. The inner diameter of the rotating part 60 between the two first bearings 51 is smaller than the outer diameter of the outer rings of the two first bearings 51. This prevents the two first bearings 51 from moving in a direction approaching each other.

第２軸受５２は、ケーシング３０の内側円筒部３２と、出力部材８０との間に位置する。第３軸受５３は、ケーシング３０の外側円筒部３１と、出力部材８０との間に位置する。内歯歯車２３および接続リング２５は、第２軸受５２および第３軸受５３により、ケーシング３０に対して回転可能に支持される。接続リング２５は、第２軸受５２の内輪となる。第２軸受５２には、例えば、ボールベアリングが使用される。第３軸受５３には、例えば、クロスローラベアリングが使用される。径の大きい第３軸受５３をクロスローラベアリングとすることにより、ケーシング３０に対して内歯歯車２３および接続リング２５を、より安定して支持することができる。 The second bearing 52 is located between the inner cylindrical portion 32 of the casing 30 and the output member 80. The third bearing 53 is located between the outer cylindrical portion 31 of the casing 30 and the output member 80. The internal gear 23 and the connecting ring 25 are rotatably supported relative to the casing 30 by the second bearing 52 and the third bearing 53. The connecting ring 25 is the inner ring of the second bearing 52. For example, a ball bearing is used for the second bearing 52. For example, a cross roller bearing is used for the third bearing 53. By using a cross roller bearing for the third bearing 53, which has a larger diameter, the internal gear 23 and the connecting ring 25 can be more stably supported relative to the casing 30.

ケーシング３０は、モータ１０および減速機２０を内部に収容するフレームである。ケーシング３０は、第１ケーシング部材７１、第２ケーシング部材７２、および第３ケーシング部材７３を有する。 The casing 30 is a frame that houses the motor 10 and the reducer 20. The casing 30 has a first casing member 71, a second casing member 72, and a third casing member 73.

第１ケーシング部材７１は、第１外側円筒部３１１、内側円筒部３２、および接続部３３を有する。第１外側円筒部３１１は、モータ１０の径方向外側において、軸方向に延びる円筒状である。内側円筒部３２は、モータ１０の径方向内側において、軸方向に延びる円筒状である。接続部３３は、モータ１０の軸方向一方側において、第１外側円筒部３１１と内側円筒部３２とを、径方向に接続する。 The first casing member 71 has a first outer cylindrical portion 311, an inner cylindrical portion 32, and a connecting portion 33. The first outer cylindrical portion 311 is cylindrical and extends in the axial direction on the radial outside of the motor 10. The inner cylindrical portion 32 is cylindrical and extends in the axial direction on the radial inside of the motor 10. The connecting portion 33 radially connects the first outer cylindrical portion 311 and the inner cylindrical portion 32 on one axial side of the motor 10.

本実施形態の内側円筒部３２は、軸方向一方側の端部に、肉厚部３２１を有する。肉厚部３２１の径方向の厚みは、内側円筒部３２の軸方向の他の部分における径方向の厚みよりも、大きい。これにより、内側円筒部３２と接続部３３との境界を中心とする内側円筒部３２の撓みを抑制できる。 The inner cylindrical portion 32 in this embodiment has a thick portion 321 at one end in the axial direction. The radial thickness of the thick portion 321 is greater than the radial thickness of the other parts of the inner cylindrical portion 32 in the axial direction. This makes it possible to suppress deflection of the inner cylindrical portion 32 centered on the boundary between the inner cylindrical portion 32 and the connection portion 33.

第２ケーシング部材７２は、第２外側円筒部３１２と、仕切板部３５とを有する。第２外側円筒部３１２は、モータ１０の径方向外側、かつ、第１外側円筒部３１１の軸方向他方側に位置する。第２外側円筒部３１２は、軸方向に延びる円筒状である。仕切板部３５は、第２外側円筒部３１２から、径方向内側へ向けて広がる。仕切板部３５は、板状かつ円環状である。モータ１０は、仕切板部３５の軸方向一方側に位置する。減速機２０は、仕切板部３５の軸方向他方側に位置する。 The second casing member 72 has a second outer cylindrical portion 312 and a partition plate portion 35. The second outer cylindrical portion 312 is located radially outside the motor 10 and on the other axial side of the first outer cylindrical portion 311. The second outer cylindrical portion 312 is cylindrical and extends in the axial direction. The partition plate portion 35 extends radially inward from the second outer cylindrical portion 312. The partition plate portion 35 is plate-shaped and annular. The motor 10 is located on one axial side of the partition plate portion 35. The reducer 20 is located on the other axial side of the partition plate portion 35.

また、本実施形態のモータ付き減速機１は、第１オイルシール８１を有する。第１オイルシール８１は、仕切板部３５の内端部と、回転部６０の外周面との間に位置する。このようにすれば、減速機２０に使用される潤滑油が、モータ１０側へ侵入することを防止できる。 The motor-equipped reducer 1 of this embodiment also has a first oil seal 81. The first oil seal 81 is located between the inner end of the partition plate portion 35 and the outer circumferential surface of the rotating portion 60. In this way, the lubricating oil used in the reducer 20 can be prevented from entering the motor 10.

第３ケーシング部材７３は、減速機２０の径方向外側、かつ、第２外側円筒部３１２の軸方向他方側に位置する。第３ケーシング部材７３は、軸方向に延びる円筒状である。第３ケーシング部材７３は、第３軸受５３の外輪となる。第１外側円筒部３１１、第２外側円筒部３１２、および第３ケーシング部材７３は、ボルト７４によって、互いに固定される。そして、第１外側円筒部３１１、第２外側円筒部３１２、および第３ケーシング部材７３により、ケーシング３０の外側円筒部３１が構成される。 The third casing member 73 is located radially outside the reducer 20 and on the other axial side of the second outer cylindrical portion 312. The third casing member 73 is cylindrical and extends in the axial direction. The third casing member 73 serves as the outer ring of the third bearing 53. The first outer cylindrical portion 311, the second outer cylindrical portion 312, and the third casing member 73 are fixed to each other by bolts 74. The first outer cylindrical portion 311, the second outer cylindrical portion 312, and the third casing member 73 form the outer cylindrical portion 31 of the casing 30.

図４は、ケーシング３０を軸方向一方側から視た平面図である。図４に示すように、ケーシング３０の接続部３３は、複数のリブ３６を有する。各リブ３６は、軸方向に突出し、かつ、径方向に延びる。すなわち、複数のリブ３６は、中心軸９を中心として、放射状に延びる。これらの複数のリブ３６により、接続部３３の剛性が向上する。したがって、ケーシング３０の強度が向上する。また、接続部３３の全体を厚くする場合と比べて、ケーシング３０の重量が増加することを抑制できる。 Figure 4 is a plan view of the casing 30 as viewed from one axial side. As shown in Figure 4, the connection portion 33 of the casing 30 has a number of ribs 36. Each rib 36 protrudes in the axial direction and extends in the radial direction. That is, the multiple ribs 36 extend radially around the central axis 9. These multiple ribs 36 improve the rigidity of the connection portion 33. Therefore, the strength of the casing 30 is improved. Furthermore, compared to when the entire connection portion 33 is made thicker, an increase in the weight of the casing 30 can be suppressed.

また、図２および図４に示すように、接続部３３は、軸方向一方側の面に、複数の第１めねじ３３１を有する。第１めねじ３３１は、接続部３３の外周部に沿って、周方向に等間隔に設けられている。各第１めねじ３３１は、接続部３３の軸方向一方側の面から、軸方向他方側へ向けて凹む孔に、形成されている。複数の第１めねじ３３１は、モータ付き減速機１が搭載される装置のフレームに、ケーシング３０を固定するために使用される。第１めねじ３３１には、フレームにケーシング３０を固定するためのボルトが挿入される。 As shown in Figs. 2 and 4, the connection portion 33 has a plurality of first female threads 331 on one axial side surface. The first female threads 331 are provided at equal intervals in the circumferential direction along the outer periphery of the connection portion 33. Each first female thread 331 is formed in a hole recessed from one axial side surface of the connection portion 33 toward the other axial side. The plurality of first female threads 331 are used to fix the casing 30 to the frame of the device on which the motor-equipped reducer 1 is mounted. A bolt is inserted into the first female threads 331 to fix the casing 30 to the frame.

また、接続部３３は、軸方向一方側の面に、複数のピン孔３３２を有する。複数のピン孔３３２は、複数の第１めねじ３３１よりも、径方向内側に位置する。複数のピン孔３３２は、接続部３３の内周部に沿って、周方向に等間隔に設けられている。各ピン孔３３２は、接続部３３の軸方向一方側の面から、軸方向他方側へ向けて凹む。複数のピン孔３３２は、モータ付き減速機１が搭載される装置のフレームに対して、ケーシング３０を、周方向に位置決めするために使用される。 The connection portion 33 also has multiple pin holes 332 on one axial side surface. The multiple pin holes 332 are located radially inward from the multiple first female threads 331. The multiple pin holes 332 are provided at equal intervals in the circumferential direction along the inner periphery of the connection portion 33. Each pin hole 332 is recessed from one axial side surface of the connection portion 33 toward the other axial side. The multiple pin holes 332 are used to position the casing 30 in the circumferential direction with respect to the frame of the device on which the motor-equipped reducer 1 is mounted.

また、図２および図４に示すように、内側円筒部３２は、キー溝３２２を有する。キー溝３２２は、内側円筒部３２の内周面の、軸方向一方側の端部に位置する。キー溝３２２は、内側円筒部３２の内周面から、径方向外側へ向けて凹む。本実施形態では、肉厚部３２１の内周部に、キー溝３２２が設けられている。キー溝３２２は、モータ付き減速機１が搭載される装置のフレームに対して、ケーシング３０を、周方向に位置決めするために使用される。 As shown in Figs. 2 and 4, the inner cylindrical portion 32 has a key groove 322. The key groove 322 is located at one axial end of the inner peripheral surface of the inner cylindrical portion 32. The key groove 322 is recessed radially outward from the inner peripheral surface of the inner cylindrical portion 32. In this embodiment, the key groove 322 is provided on the inner peripheral portion of the thick portion 321. The key groove 322 is used to position the casing 30 in the circumferential direction relative to the frame of the device on which the motorized reducer 1 is mounted.

また、図２に示すように、内歯歯車２３（出力部材）は、軸方向他方側の面に、複数の第２めねじ２７を有する。第２めねじ２７は、内歯歯車２３の外周部に沿って、周方向に等間隔に設けられている。各第２めねじ２７は、内歯歯車２３の軸方向他方側の面から、軸方向一方側へ向けて凹む孔に、形成されている。複数の第２めねじ２７は、モータ付き減速機１が搭載される装置の駆動対象となる部品に、内歯歯車２３を固定するために使用される。 As shown in FIG. 2, the internal gear 23 (output member) has a plurality of second female threads 27 on the surface on the other axial side. The second female threads 27 are provided at equal intervals in the circumferential direction along the outer periphery of the internal gear 23. Each second female thread 27 is formed in a hole recessed from the surface on the other axial side of the internal gear 23 toward one axial side. The multiple second female threads 27 are used to fix the internal gear 23 to a component to be driven by a device in which the motor-equipped reducer 1 is mounted.

＜３．モータ付き減速機の製造方法＞
図５は、モータ付き減速機１の製造方法の一例を示した図である。図５に示すように、本実施形態のモータ付き減速機１は、モータユニット１００と減速機ユニット２００とに分割可能である。モータユニット１００は、上述したモータ１０と、第１ケーシング部材７１と、第２ケーシング部材７２と、一対の第１軸受５１とを有する。減速機ユニット２００は、上述した減速機２０と、第３ケーシング部材７３と、第２軸受５２と、第３軸受５３とを有する。 <3. Manufacturing method of motor-equipped reducer>
Fig. 5 is a diagram showing an example of a manufacturing method of the motorized reducer 1. As shown in Fig. 5, the motorized reducer 1 of this embodiment can be separated into a motor unit 100 and a reducer unit 200. The motor unit 100 has the above-mentioned motor 10, a first casing member 71, a second casing member 72, and a pair of first bearings 51. The reducer unit 200 has the above-mentioned reducer 20, a third casing member 73, the second bearing 52, and the third bearing 53.

モータユニット１００は、第１ケーシング部材７１の第１外側円筒部３１１と、第２ケーシング部材７２の第２外側円筒部３１２とで構成される「第１円筒部」を有する。「第１円筒部」は、モータ１０の径方向外側を覆う。減速機ユニット２００は、第３ケーシング部材７３により構成される「第２円筒部」を有する。「第２円筒部」は、減速機２０の径方向外側を覆う。「第１円筒部」と「第２円筒部」とは、別部材である。 The motor unit 100 has a "first cylindrical portion" composed of a first outer cylindrical portion 311 of the first casing member 71 and a second outer cylindrical portion 312 of the second casing member 72. The "first cylindrical portion" covers the radial outside of the motor 10. The reduction gear unit 200 has a "second cylindrical portion" composed of a third casing member 73. The "second cylindrical portion" covers the radial outside of the reduction gear 20. The "first cylindrical portion" and the "second cylindrical portion" are separate members.

モータユニット１００は、第１ヨークベース部４１１および第２ヨークベース部４２１により構成される「第１回転部」を有する。「第１回転部」は、モータ１０のロータ１２と繋がる。減速機ユニット２００は、非真円カム２１により構成される「第２回転部」を有する。「第２回転部」は、減速機２０の入力部材と繋がる。「第１回転部」と「第２回転部」とは、別部材である。 The motor unit 100 has a "first rotating part" composed of a first yoke base part 411 and a second yoke base part 421. The "first rotating part" is connected to the rotor 12 of the motor 10. The reduction gear unit 200 has a "second rotating part" composed of a non-circular cam 21. The "second rotating part" is connected to the input member of the reduction gear 20. The "first rotating part" and the "second rotating part" are separate members.

モータ付き減速機１の製造時には、まず、モータユニット１００と減速機ユニット２００とを、個別に製造する（第１工程）。その後、モータユニット１００と減速機ユニット２００とを、軸方向に接続する（第２工程）。これにより、モータ付き減速機１を、効率よく製造することができる。 When manufacturing the motor-equipped reducer 1, first, the motor unit 100 and the reducer unit 200 are manufactured separately (first step). Then, the motor unit 100 and the reducer unit 200 are connected in the axial direction (second step). This allows the motor-equipped reducer 1 to be manufactured efficiently.

第２工程では、上述した「第１円筒部」に対して「第２円筒部」が、ボルト７４により軸方向に固定される。その結果、ケーシング３０の外側円筒部３１が形成される。また、第２工程では、上述した「第１回転部」に対して「第２回転部」が、ボルト４６により軸方向に固定される。その結果、軸方向に連続する円筒状の回転部６０が形成される。 In the second step, the "second cylindrical portion" is fixed in the axial direction to the above-mentioned "first cylindrical portion" by bolts 74. As a result, the outer cylindrical portion 31 of the casing 30 is formed. Also, in the second step, the "second rotating portion" is fixed in the axial direction to the above-mentioned "first rotating portion" by bolts 46. As a result, a cylindrical rotating portion 60 that is continuous in the axial direction is formed.

本実施形態では、モータユニット１００に属する第２ケーシング部材７２が、凸部１０１を有する。凸部１０１は、第２ケーシング部材７２の軸方向他方側の端面から、軸方向他方側へ向けて突出する。軸方向に視たときの凸部１０１の形状は、中心軸９を中心とする円形である。また、本実施形態では、減速機ユニット２００に属する可撓性外歯歯車２２が、凹部２０１を有する。上述した第２工程では、凹部２０１は、可撓性外歯歯車２２の軸方向一方側の端面から、軸方向他方側ヘ向けて凹む。軸方向に視たときの凹部２０１の形状は、中心軸９を中心とする円形である。 In this embodiment, the second casing member 72 belonging to the motor unit 100 has a convex portion 101. The convex portion 101 protrudes from the end face on the other axial side of the second casing member 72 toward the other axial side. When viewed in the axial direction, the shape of the convex portion 101 is a circle centered on the central axis 9. In addition, in this embodiment, the flexible external gear 22 belonging to the reduction gear unit 200 has a concave portion 201. In the above-mentioned second step, the concave portion 201 is recessed from the end face on one axial side of the flexible external gear 22 toward the other axial side. When viewed in the axial direction, the shape of the concave portion 201 is a circle centered on the central axis 9.

上述した第２工程では、凹部２０１に凸部１０１が嵌まる。これにより、「第１円筒部」に対して「第２円筒部」を、軸方向および径方向に位置決めすることができる。なお、モータユニット１００が、凹部を有し、減速機ユニット２００が、当該凹部に嵌まる凸部を有していてもよい。 In the second step described above, the protrusion 101 fits into the recess 201. This allows the "second cylindrical portion" to be positioned axially and radially relative to the "first cylindrical portion." Note that the motor unit 100 may have a recess, and the reduction gear unit 200 may have a protrusion that fits into the recess.

また、本実施形態では、モータユニット１００が、小径部１０２を有する。具体的には、軸方向他方側の第１軸受５１が、第２ヨークベース４２１の軸方向他方側の端面よりも、軸方向他方側へ突出している。これにより、第１軸受５１の外輪が、円環状の小径部１０２を構成している。また、本実施形態では、減速機ユニット２００が、大径部２０２を有する。具体的には、非真円カム２１の軸方向一方側の端面の内周部に、軸方向他方側に凹む円環状の溝が形成されている。これにより、非真円カム２１の軸方向一方側の端部が、円環状の大径部２０２を構成している。 In addition, in this embodiment, the motor unit 100 has a small diameter portion 102. Specifically, the first bearing 51 on the other axial side protrudes further toward the other axial side than the end face on the other axial side of the second yoke base 421. As a result, the outer ring of the first bearing 51 constitutes the annular small diameter portion 102. In addition, in this embodiment, the speed reducer unit 200 has a large diameter portion 202. Specifically, an annular groove recessed toward the other axial side is formed on the inner periphery of the end face on one axial side of the non-circular cam 21. As a result, the end on one axial side of the non-circular cam 21 constitutes the annular large diameter portion 202.

上述した第２工程では、大径部２０２の内側に、小径部１０２が挿入される。そして、第２ヨークベース４２１の軸方向他方側の端面と、非真円カム２１の大径部２０２の軸方向一方側の端面とが、互いに接触する。これにより、「第１回転部」に対して「第２回転部」を、軸方向および径方向に位置決めすることができる。なお、モータユニット１００が、大径部を有し、減速機ユニット２００が、当該大径部の内側に挿入される小径部を有していてもよい。 In the second step described above, the small diameter portion 102 is inserted inside the large diameter portion 202. Then, the end face on the other axial side of the second yoke base 421 and the end face on one axial side of the large diameter portion 202 of the non-circular cam 21 come into contact with each other. This allows the "second rotating portion" to be positioned axially and radially relative to the "first rotating portion." Note that the motor unit 100 may have a large diameter portion, and the reduction gear unit 200 may have a small diameter portion that is inserted inside the large diameter portion.

＜４．モータ付き減速機の適用例＞
図６は、図１のモータ付き減速機１を、タイヤ９１を有する移動体に適用した例を示す縦断面図である。移動体は、例えば、搬送台車である。図６の例では、モータ付き減速機１は、タイヤ９１を支持する円筒状のホイール９２の径方向内側に設けられた中空部に装着される。具体的には、移動体の円柱状のフレーム９３が、ケーシング３０の内側円筒部３２の内側に挿入される。ケーシング３０は、キー溝３２２に挿入されたキー９４により、フレーム９３に対する相対回転が防止される。また、ケーシング３０は、フレーム９３の先端に設けられた止め輪９５により、フレーム９３に対する軸方向の変位が防止される。その結果、フレーム９３にケーシング３０が固定される。 <4. Application examples of motor-equipped reducers>
6 is a vertical cross-sectional view showing an example in which the motorized reducer 1 of FIG. 1 is applied to a moving body having a tire 91. The moving body is, for example, a transport cart. In the example of FIG. 6, the motorized reducer 1 is mounted in a hollow portion provided on the radially inner side of a cylindrical wheel 92 supporting the tire 91. Specifically, a columnar frame 93 of the moving body is inserted into the inner cylindrical portion 32 of the casing 30. The casing 30 is prevented from rotating relative to the frame 93 by a key 94 inserted into the key groove 322. In addition, the casing 30 is prevented from displacing in the axial direction relative to the frame 93 by a stop ring 95 provided at the tip of the frame 93. As a result, the casing 30 is fixed to the frame 93.

ただし、ケーシング３０は、第１めねじ３３１に挿入されるボルトによって、移動体のフレームに固定されてもよい。 However, the casing 30 may be fixed to the frame of the moving body by a bolt inserted into the first female thread 331.

モータ付き減速機１の出力部材８０は、軸方向他方側の面に、複数の第２めねじ２７を有する。複数の第２めねじ２７は、周方向に等間隔に設けられている。第２めねじ２７は、出力部材８０の軸方向他方側の面から、軸方向一方側ヘ向けて凹む。ホイール９２は、第２めねじ２７に挿入されるボルト８２によって、出力部材８０に固定される。したがって、モータ付き減速機１を動作させると、出力部材８０、ホイール９２、およびタイヤ９１が、一体として、第２回転数で回転する。 The output member 80 of the motorized reducer 1 has a plurality of second female threads 27 on the surface on the other axial side. The plurality of second female threads 27 are provided at equal intervals in the circumferential direction. The second female threads 27 are recessed from the surface on the other axial side of the output member 80 toward one axial side. The wheel 92 is fixed to the output member 80 by a bolt 82 inserted into the second female threads 27. Therefore, when the motorized reducer 1 is operated, the output member 80, the wheel 92, and the tire 91 rotate as a unit at the second rotation speed.

第３軸受５３にクロスローラベアリングを用いた場合、ケーシング３０の外側円筒部３１に対して、出力部材８０を、多方向に支持できる。また、移動体が段差や障害物に衝突した場合、タイヤ９１およびホイール９２を介して出力部材８０に、径方向の荷重が作用する。本実施形態の構造では、この荷重を、ケーシング３０だけでなく、第２軸受５２と第３軸受５３とで、分散して受けることができる。これにより、ケーシング３０の特に接続部３３に作用する荷重を抑制できる。 When a cross roller bearing is used for the third bearing 53, the output member 80 can be supported in multiple directions relative to the outer cylindrical portion 31 of the casing 30. Furthermore, when the moving body collides with a step or an obstacle, a radial load acts on the output member 80 via the tire 91 and wheel 92. In the structure of this embodiment, this load can be received not only by the casing 30, but also by the second bearing 52 and the third bearing 53 in a distributed manner. This makes it possible to suppress the load acting on the casing 30, particularly on the connection portion 33.

図７は、モータ付き減速機１を、タイヤ９１を有する移動体に適用した場合の変形例を示した図である。図７のモータ付き減速機１は、ケーシング３０の内側円筒部３２と、出力部材８０との間に、第２オイルシール５４を有する。このようにすれば、減速機２０に使用される潤滑オイルが、内側円筒部３２と出力部材８０との間から、モータ付き減速機１の外部へ漏れ出すことを、防止できる。 Figure 7 shows a modified example of the motorized reducer 1 applied to a moving body having tires 91. The motorized reducer 1 in Figure 7 has a second oil seal 54 between the inner cylindrical portion 32 of the casing 30 and the output member 80. This prevents the lubricating oil used in the reducer 20 from leaking out of the motorized reducer 1 from between the inner cylindrical portion 32 and the output member 80.

また、モータ付き減速機１は、ロボットに搭載されてもよい。その場合、ロボットのフレームに、ケーシング３０が固定される。そして、モータ付き減速機１の出力部材８０に、ロボットのアームが固定される。 The motorized reducer 1 may also be mounted on a robot. In that case, the casing 30 is fixed to the frame of the robot. Then, the arm of the robot is fixed to the output member 80 of the motorized reducer 1.

＜５．変形例＞
上記の実施形態では、ケーシング３０の内側円筒部３２と回転部６０との間に、２つの第１軸受５１が設けられていた。しかしながら、ケーシング３０の内側円筒部３２と回転部６０との間に、３つ以上の第１軸受５１が設けられていてもよい。 5. Modifications
In the above embodiment, two first bearings 51 are provided between the inner cylindrical portion 32 of the casing 30 and the rotating portion 60. However, three or more first bearings 51 may be provided between the inner cylindrical portion 32 of the casing 30 and the rotating portion 60.

上記の実施形態では、アキシャルギャップ型のモータ１０が使用されていた。しかしながら、モータ付き減速機に使用されるモータは、ステータの径方向内側にロータが位置するインナロータ型のモータであってもよい。また、モータ付き減速機に使用されるモータは、ステータの径方向外側にロータが位置するアウタロータ型のモータであってもよい。 In the above embodiment, an axial gap type motor 10 was used. However, the motor used in the motor-equipped reducer may be an inner rotor type motor in which the rotor is located radially inside the stator. Also, the motor used in the motor-equipped reducer may be an outer rotor type motor in which the rotor is located radially outside the stator.

上記の実施形態では、筒状部２２３の端部からダイヤフラム部２２２が径方向外側へ広がる、いわゆるシルクハット型の可撓性外歯歯車２２が使用されていた。しかしながら、減速機に使用される可撓性外歯歯車は、筒状部の端部からダイヤフラム部が径方向内側へ広がる、いわゆるカップ型であってもよい。 In the above embodiment, a so-called top hat type flexible external gear 22 was used, in which the diaphragm portion 222 extends radially outward from the end of the cylindrical portion 223. However, the flexible external gear used in the reducer may be a so-called cup type, in which the diaphragm portion extends radially inward from the end of the cylindrical portion.

上記の実施形態では、波動歯車減速機が使用されていた。しかしながら、モータ付き減速機に使用される減速機は、遊星減速機などの他方式の減速機であってもよい。 In the above embodiment, a wave gear reducer was used. However, the reducer used in the motor-equipped reducer may be another type of reducer, such as a planetary reducer.

また、モータを備えていない減速装置のケーシングを、上記の実施形態と同様の構造としてもよい。 In addition, the casing of a reduction gear device that does not have a motor may have a structure similar to that of the above embodiment.

その他、モータ付き減速機および減速装置の細部の形状については、本願の各図に示された形状と異なっていてもよい。また、上記の実施形態または変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に取捨選択してもよい。 In addition, the detailed shapes of the motor-equipped reducer and the reduction gear device may differ from those shown in the drawings of this application. Furthermore, the elements appearing in the above-mentioned embodiments or variations may be selected as appropriate to the extent that no inconsistencies arise.

本発明は、モータ付き減速機、減速装置、ロボット、および移動体に利用できる。 The present invention can be used in motor-equipped reducers, reduction gear devices, robots, and moving objects.

１モータ付き減速機
９中心軸
１０モータ
１１ステータ
１２ロータ
２０減速機
２１非真円カム
２２可撓性外歯歯車
２３内歯歯車
２４可撓性軸受
２５接続リング
２７第２めねじ
３０ケーシング
３１外側円筒部
３２内側円筒部
３３接続部
３４中央貫通孔
３５仕切板部
３６リブ
４１第１ロータヨーク
４２第２ロータヨーク
４３第１マグネット
４４第２マグネット
５１第１軸受
５２第２軸受
５３第３軸受
５４第２オイルシール
６０回転部
７１第１ケーシング部材
７２第２ケーシング部材
７３第３ケーシング部材
８０出力部材
８１第１オイルシール
９１タイヤ
９２ホイール
９３フレーム
９４キー
９５止め輪
１００モータユニット
１０１凸部
１０２小径部
２００減速機ユニット
２０１凹部
２０２大径部
３１１第１外側円筒部
３１２第２外側円筒部

LIST OF SYMBOLS 1 Motor-equipped reducer 9 Central shaft 10 Motor 11 Stator 12 Rotor 20 Reducer 21 Non-circular cam 22 Flexible external gear 23 Internal gear 24 Flexible bearing 25 Connection ring 27 Second female thread 30 Casing 31 Outer cylindrical portion 32 Inner cylindrical portion 33 Connection portion 34 Central through hole 35 Partition plate portion 36 Rib 41 First rotor yoke 42 Second rotor yoke 43 First magnet 44 Second magnet 51 First bearing 52 Second bearing 53 Third bearing 54 Second oil seal 60 Rotating portion 71 First casing member 72 Second casing member 73 Third casing member 80 Output member 81 First oil seal 91 Tire 92 Wheel 93 Frame 94 Key 95 Retaining ring REFERENCE SIGNS LIST 100 Motor unit 101 Convex portion 102 Small diameter portion 200 Speed reducer unit 201 Concave portion 202 Large diameter portion 311 First outer cylindrical portion 312 Second outer cylindrical portion

Claims

a motor that outputs a rotational motion at a first rotation speed about a central axis;
a reducer that converts the rotational motion output from the motor into a rotational motion with a second rotational speed lower than the first rotational speed;
a casing that accommodates the motor and the reducer;
an output member that rotates at the second rotational speed;
Equipped with
The motor is located on one axial side of the reducer,
The casing comprises:
an outer cylindrical portion having a cylindrical shape extending in an axial direction on a radially outer side of the motor and the reducer;
an inner cylindrical portion having a cylindrical shape extending in an axial direction on a radially inner side of the motor and the reducer;
a connection portion that connects the outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion at one axial side of the motor;
having
The other axial end of the inner cylindrical portion is greater than the other axial end face of the output member.
Protruding to the other axial direction,
The motor and the reducer have a cylindrical rotating part that rotates around the central axis around the inner cylindrical part,
a plurality of first bearings positioned between the inner cylindrical portion and the rotating portion;
A plurality of the first bearings are arranged at intervals in the axial direction;
one of the at least one first bearings is located radially inside the motor,
The other of the first bearings is located radially inside the reducer.
Reducer with motor.

The motor-equipped reducer according to claim 1,
The rotating portion includes a rotor of the motor and an input member of the reducer, and rotates around the central axis at the first rotational speed.

A motor-equipped reducer according to any one of claims 1 to 2,
The casing comprises:
The cylindrical portion further includes a partition plate portion extending radially inward from the outer cylindrical portion,
the motor is located on one axial side of the partition plate portion,
the reducer is located on the other axial side of the partition plate portion,
The motor-equipped reducer includes:
The motor-equipped reducer further comprises a first oil seal positioned between an inner end of the partition plate portion and the rotating portion.

A motor-equipped reducer according to any one of claims 1 to 3,
The connection portion has a plurality of ribs that protrude in the axial direction and extend in the radial direction.

A motor-equipped reducer according to any one of claims 1 to 4,
The inner cylindrical portion has a thick portion at one axial end portion that is thicker than other portions in the axial direction.

A motor-equipped reducer according to any one of claims 1 to 5,
a second bearing located between the inner cylindrical portion and the output member;
a third bearing located between the outer cylindrical portion and the output member;
The motor-equipped reducer further comprises:

A motor-equipped reducer according to any one of claims 1 to 6,
a second oil seal located between the inner cylindrical portion and the output member;
a cross roller bearing located between the outer cylindrical portion and the output member;
The motor-equipped reducer further comprises:

A motor-equipped reducer according to any one of claims 1 to 7,
The connection portion has a plurality of first female threads on one axial side surface thereof.

A motor-equipped reducer according to any one of claims 1 to 8,
The inner cylindrical portion has a key groove on an inner peripheral surface of the inner cylindrical portion.

A motor-equipped reducer according to any one of claims 1 to 9,
The output member has a plurality of second female threads on the other axial surface thereof.

A motor-equipped reducer according to any one of claims 1 to 10,
The reducer includes:
a non-circular cam that rotates about the central axis at the first rotation speed together with a rotor of the motor;
a flexible external gear that is deflected in a radial direction by rotation of the non-circular cam;
an annular internal gear located radially outside the flexible external gear;
having
The number of external teeth of the flexible external gear is different from the number of internal teeth of the internal gear,
The rotation of the non-circular cam causes the meshing position of the flexible external gear and the internal gear to change.
A motor-equipped reducer that moves in a circumferential direction and the flexible external gear or the internal gear rotates at the second rotational speed around the central axis.

A motor-equipped reducer according to any one of claims 1 to 11,
The motor is
A disk-shaped stator fixed to the outer cylindrical portion;
a disk-shaped rotor that faces the stator in the axial direction;
A motor-equipped reducer having a

A motor-equipped reducer according to any one of claims 1 to 12,
A reduction gear with a motor that is attached to the hollow part of the tire wheel.

A motor-equipped reducer according to any one of claims 1 to 3,
The outer cylindrical portion is
A first cylindrical portion covering a radially outer side of the motor;
A second cylindrical portion that is a separate member from the first cylindrical portion and covers a radially outer side of the reducer;
having
The rotating part is
A first rotating portion connected to a rotor of the motor;
A second rotating portion that is a separate member from the first rotating portion and is connected to an input member of the reducer;
having
The second cylindrical portion is fixed to the first cylindrical portion in the axial direction,
A motor-equipped reducer, wherein the second rotating portion is axially fixed relative to the first rotating portion.

The motorized reducer according to claim 14,
one of a motor unit including the first cylindrical portion and the first rotating portion and a reduction gear unit including the second cylindrical portion and the second rotating portion has a large diameter portion;
the other of the motor unit and the reduction gear unit has a small diameter portion inserted inside the large diameter portion,
a reduction gear with a motor, wherein the other axial end face of the first rotating portion and the second rotating portion is in contact with the axial end face of the large diameter portion.

The motorized reducer according to claim 15,
one of a motor unit including the first cylindrical portion and the first rotating portion and a reduction gear unit including the second cylindrical portion and the second rotating portion has a circular protrusion protruding in an axial direction,
the other of the motor unit and the speed reducer unit has a circular recess into which the protrusion fits.

A motor-equipped reducer according to any one of claims 1 to 16,
a frame to which the casing is fixed;
An arm fixed to the output member;
A robot equipped with

A motor-equipped reducer according to any one of claims 1 to 17,
a frame to which the casing is fixed;
A wheel fixed to the output member;
A mobile body equipped with the above.

a motor that outputs a rotational motion at a first rotation speed about a central axis;
a reducer that converts the rotational motion output from the motor into a rotational motion with a second rotational speed lower than the first rotational speed;
a casing that accommodates the motor and the reducer;
an output member that rotates at the second rotational speed;
Equipped with
The motor is located on one axial side of the reducer,
A disk-shaped stator fixed to the outer cylindrical portion;
a disk-shaped rotor that faces the stator in the axial direction;
having
The casing comprises:
an outer cylindrical portion having a cylindrical shape extending in an axial direction on a radially outer side of the reducer;
an inner cylindrical portion extending in an axial direction on a radially inner side of the reducer;
a connecting portion that connects the outer cylindrical portion and the inner cylindrical portion at one axial side of the reducer;
having
The other axial end of the inner cylindrical portion is greater than the other axial end face of the output member.
Protruding to the other axial direction,
The motor and the reducer have a cylindrical rotating part that rotates around the central axis around the inner cylindrical part,
a plurality of first bearings positioned between the inner cylindrical portion and the rotating portion;
A plurality of the first bearings are arranged at intervals in the axial direction;
one of the at least one first bearings is located radially inside the motor,
The other of the first bearings is located radially inside the reducer.
Motorized reduction gear.

A reduction gear transmission according to claim 19;
a frame to which the casing is fixed;
An arm fixed to the output member;
A robot equipped with

A reduction gear transmission according to claim 19;
a frame to which the casing is fixed;
A wheel fixed to the output member;
A mobile body equipped with the above.