CN110537037B - 谐波齿轮减速机单元以及具备所述单元的动力单元 - Google Patents

Abstract

一种谐波齿轮减速机单元以及具备所述单元的动力单元，所述谐波齿轮减速机单元(2)包括，沿中心轴(X)的轴线方向延伸的筒状的外壳(11)、环状的内齿齿轮(15)、可挠性的环状的外齿齿轮(14)、椭圆状的凸轮(12)及可挠性轴承(13)。凸轮(12)位于所述轴线方向上的外齿齿轮(14)的另一侧且外齿齿轮(14)中设置有外齿(31)的部分的径向内方，且具有可将所述轴线方向上的转子(60)的另一侧连接于所述轴线方向上的凸轮(12)的一侧的凸轮侧连接部(12f)。凸轮侧连接部(12f)具有凹部(12b)，所述凹部(12b)是在所述轴线方向上的一侧向另一侧凹陷，并且收容所述轴线方向上的转子(60)的另一侧的至少一部分且可连接所述至少一部分。

Description

谐波齿轮减速机单元以及具备所述单元的动力单元

本申请主张基于2017年4月20日提出申请的日本专利申请即日本专利特愿2017-83651号的优先权，并引用所述日本专利申请中所记载的全部记载内容。

技术领域

本发明涉及一种谐波齿轮减速机单元以及具备所述单元的动力单元。

背景技术

以往，作为使电动机的旋转轴的旋转减速而输出的减速机，已知有各种构成的减速机。例如在专利文献1中，已公开一种利用谐波齿轮机构的减速机。所述谐波齿轮减速机包括椭圆状的造波机(wave generator)、可挠性的柔性齿条(flex spline)及刚性齿条(circular spline)。所述柔性齿条呈圆形，经由位于所述造波机的外周的轴承而接触，并且在外周具有齿条状的齿。所述刚性齿条呈环状地具有多于所述柔性齿条的齿数的齿条状的齿，咬合地嵌合于所述柔性齿条的外周。

在所述谐波齿轮减速机构中，例如，当将输入轴连接于所述造波机，固定所述刚性齿条，且将所述柔性齿条连结于输出轴时，若所述造波机沿顺时针方向旋转一圈，则所述柔性齿条沿逆时针方向仅旋转相当于与所述刚性齿条的齿数差的程度。另一方面，当固定所述柔性齿条，且将所述刚性齿条连结于输出轴时，所述刚性齿条仅旋转相当于与所述柔性齿条的齿数差的程度。

如上所述，在所述谐波齿轮减速机中，通过所述刚性齿条与所述柔性齿条的齿数差而使输入至所述造波机的旋转减速，且自所述柔性齿条或所述刚性齿条输出。

在所述专利文献1的图1中，公开有将谐波齿轮减速机连接于驱动马达的旋转轴的构成。在图1的构成中，整个装置的重量变重，并且通过将谐波齿轮减速机连接于旋转轴的耦合(coupling)部，而使得整个装置的大小增大且长度延长。因此，在所述专利文献1所公开的构成中，通过使减速机与驱动马达一体化，来实现整个装置的紧凑化。具体而言，在所述专利文献1所公开的构成中，将驱动马达的转子与减速机的造波机形成为一体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利实开昭60-166261号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，如所述专利文献1所公开，当使减速机与驱动马达(马达)一体化时，需要个别地设计专用的减速机及马达。因此，需要配合所要求的马达的输出、减速比等，每次对减速机及马达进行设计，从而在通用性方面存在问题。

另一方面，如所述专利文献1的图1所示，当使分体的马达与减速机组合起来时，虽可确保减速机的通用性，但如所述专利文献1所记载，通过使减速机及马达组合起来而获得的装置会大型化。

本发明的目的在于在谐波齿轮减速机单元中，实现能够一面确保设计的自由度，一面与马达紧凑地组合的构成。

解决问题的技术手段

本发明的一实施方式的谐波齿轮减速机单元是相对于马达可旋转地连接于转子的谐波齿轮减速机单元，所述马达包含以中心轴为中心旋转的所述转子及与所述转子相向的定子。所述谐波齿轮减速机单元包括：筒状的外壳，沿所述中心轴的轴线方向延伸；环状的内齿齿轮，相对于所述外壳可相对旋转地位于所述外壳的径向内方，且在内周侧具有内齿；可挠性的环状的外齿齿轮，位于所述内齿齿轮的径向内方，并且将所述轴线方向上的一侧固定在所述外壳上，在外周侧具有与所述内齿咬合的外齿；椭圆状的凸轮，位于所述外齿齿轮的径向内方，并且连接于所述轴线方向上的所述转子的另一侧，与所述转子一同旋转；以及可挠性轴承，位于所述外齿齿轮与所述凸轮之间，可相对旋转地支撑所述外齿齿轮及所述凸轮，并且对应于与所述转子一同旋转的所述凸轮的旋转使所述外齿齿轮朝向径向外方变形。所述凸轮具有可使所述轴线方向上的所述转子的另一侧连接于所述轴线方向上的所述凸轮的一侧的凸轮侧连接部，位于所述轴线方向上的所述外齿齿轮的另一侧且所述外齿齿轮中设置有所述外齿的部分的径向内方。

本发明的一实施方式的动力单元包括：马达，包含以中心轴为中心旋转的转子及与所述转子相向的定子；以及谐波齿轮减速机单元。所述转子包括：筒部，沿所述中心轴的轴线方向延伸且包围所述定子；以及转子侧连接部，位于所述轴线方向上的另一侧，使至少一部分连接于所述谐波齿轮减速机单元的所述凸轮的所述凸轮侧连接部。

发明的效果

根据本发明的一实施方式的谐波齿轮减速机单元，可获得一种具有能够一面确保设计的自由度，一面与马达紧凑地组合的构成的谐波齿轮减速机单元。

附图说明

图1是表示实施方式1的动力单元的概略构成的剖面图。

图2是表示马达单元的概略构成的剖面图。

图3是表示谐波齿轮减速机单元的概略构成的剖面图。

图4是自轴线方向上的一侧观察外齿齿轮、内齿齿轮及凸轮的图。

图5是放大地表示实施方式2的动力单元中，马达单元与谐波齿轮减速机单元的连接部分的剖面图。

图6是放大地表示实施方式3的动力单元中，马达单元与谐波齿轮减速机单元的连接部分的剖面图。

图7是自轴线方向观察马达单元的旋转筒部的突出部与谐波齿轮减速机单元的凸轮的连接部分的图。

图8是放大地表示实施方式4的动力单元中，马达单元与谐波齿轮减速机单元的连接部分的剖面图。

图9是放大地表示实施方式5的动力单元中，马达单元与谐波齿轮减速机单元的连接部分的剖面图。

图10是放大地表示实施方式6的动力单元中，马达单元与谐波齿轮减速机单元的连接部分的剖面图。

符号的说明

1、101、201、301、401、501：动力单元

2、102、202、302、402、502：谐波齿轮减速机单元

3、103、203、303、403、503：马达单元

4、5、6、55：螺栓

11：外壳

11a、63c：螺孔

12、112、212、312、512：凸轮

12a：旋转轴贯通孔(贯通孔)

12b：凹部

12c：凹部底面

12d：凹部侧面

12e：螺栓贯通孔

12f：凸轮侧连接部

13：可挠性轴承

14：外齿齿轮

14a：圆筒部

14b、51c：凸缘部

14c：厚壁部

14d、163a、563a：贯通孔

15：内齿齿轮

16：交叉滚柱轴承

20：连接环

31：外齿

32：内齿

51：马达外壳

51a：马达外壳侧壁

51b：马达外壳底部

52：旋转轴

53：轴承(马达轴承)

54：支撑构件

54a：固定部

54b：定子支撑部

54c、112b、263c：旋转轴贯通孔

56、57：轴承

60、160、260、360、460、560：转子

61、161、261、361、461、561：旋转筒部

62：筒部

63、163、263、363、463、563：底部(转子侧连接部)

63a：第一突出部

63b：第二突出部

65：转子磁铁

70：定子

71：定子芯

72：定子线圈

112a、463a、512a：突出部

163a：贯通孔

212a：齿轮部贯通孔

212b：凸轮侧齿部(凸轮侧连接部)

263a：齿轮部(转子侧连接部)

263b：马达侧齿部

280、580：旋转传递部

312：凸轮(凸轮侧连接部)

380：十字滑块联轴器(旋转传递部)

480：弹性变形构件(旋转传递部)

512b：销贯通孔(凸轮侧连接部)

563b：销贯通孔

581：销

582：滚针轴承

X：中心轴

S：空间

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。再者，对图中的相同或相当部分标注相同的符号并且不重复其说明。又，各图中的构成构件的尺寸并未忠实表示实际的构成构件的尺寸及各构成构件的尺寸比率等。

再者，在以下的说明中，分别将与马达单元的旋转轴的中心轴平行的方向称为“轴线方向”或“高度方向”，将与所述中心轴正交的方向称为“径向”，将沿以所述中心轴为中心的圆弧的方向称为“圆周方向”。其中，所述“平行的方向”也包含大致平行的方向。又，所述“正交的方向”也包含大致正交的方向。

又，在以下的说明中，“轴线方向上的一侧”在与所述中心轴平行的方向上，是指动力单元的马达单元侧，“轴线方向上的另一侧”在与所述中心轴平行的方向上，是指动力单元的谐波齿轮减速机单元侧。

＜实施方式1＞

(整体构成)

图1中，表示包含本发明的实施方式1的谐波齿轮减速机单元2的动力单元1的概略构成。动力单元1包括谐波齿轮减速机单元2及马达单元3。动力单元1通过谐波齿轮减速机单元2，使马达单元3的后述旋转轴52的旋转减速而输出。动力单元1例如可用作机器人的关节或电动轮椅等的使车轮驱动的动力源。

谐波齿轮减速机单元2及马达单元3分别呈圆柱状。动力单元1是在使谐波齿轮减速机单元2与马达单元3在所述等的高度方向(图1中的上下方向)上重合的状态下，通过多个螺栓4而连接着所述等的外周侧。动力单元1整体上呈圆柱状。

(马达单元)

图2中表示马达单元3的概略构成。马达单元3是径向缝隙(radial gap)型的无刷马达(brushless motor)。又，马达单元3是转子60在圆筒状的定子70的径向外方旋转的所谓外转子型(outer rotor type)的马达。

如图1及图2所示，马达单元3包括马达外壳51、旋转轴52、转子60及定子70。

马达外壳51形成为在中心轴X所延伸的方向(以下称为轴线方向)上延伸的圆柱状。所述中心轴X与旋转轴52的中心轴相一致。马达外壳51包括马达外壳侧壁51a、马达外壳底部51b及凸缘(flange)部51c。

马达外壳侧壁51a呈在所述轴线方向上延伸的圆筒状。马达外壳底部51b在所述轴线方向上堵塞马达外壳侧壁51a的一侧。凸缘部51c自在所述轴线方向上包围马达外壳侧壁51a的另一侧的开口的端部，朝向径向外方延伸。即，凸缘部51c在所述轴线方向上位于马达外壳侧壁51a的另一侧。凸缘部51c如后所述，通过螺栓4而固定在谐波齿轮减速机单元2上。

在马达外壳51内，收容转子60及定子70。即，马达外壳51覆盖着转子60及定子70。在马达外壳侧壁51a的内周面与转子60的后述旋转筒部61之间，配置轴承53(马达轴承)。即，转子60的后述旋转筒部61被轴承53相对于马达外壳侧壁51a的内周面可旋转地支撑着。在马达外壳底部51b的马达外壳51的内方侧，固定有可旋转地支撑旋转轴52并且支撑定子70的后述支撑构件54。

定子70是圆筒状的构件。定子70包括圆筒状的定子芯71、以及卷绕在定子芯71的未图示的齿(teeth)上的定子线圈72。将支撑构件54的一部分连接于定子芯71的内周面。

支撑构件54固定在马达外壳底部51b上，对定子70进行支撑。又，在支撑构件54的内部，收容旋转轴52。具体而言，支撑构件54包括固定部54a及定子支撑部54b。

固定部54a呈平板状，通过螺栓55而固定在马达外壳底部51b上。定子支撑部54b自所述轴线方向观察时呈自固定部54a的中央部向所述轴线方向延伸的圆柱状。在定子支撑部54b的外周面上固定有定子70的定子芯71的内周面。由此，定子70通过支撑构件54，而在马达外壳51的内方固定于马达外壳底部51b。

支撑构件54自所述轴线方向观察时在中央部，具有沿所述轴线方向贯通固定部54a及定子支撑部54b的旋转轴贯通孔54c。在所述旋转轴贯通孔54c内，可旋转地收容旋转轴52。详细而言，轴承56、轴承57位于构成旋转轴贯通孔54c的内周面与旋转轴52之间。由此，旋转轴52被轴承56、轴承57相对于构成旋转轴贯通孔54c的内周面可旋转地支撑着。

转子60包括旋转筒部61及转子磁铁(rotor magnet)65。

旋转筒部61是有底圆筒状的构件。旋转筒部61位于定子70的径向外方，并且自所述轴线方向上的另一侧覆盖着定子70。具体而言，旋转筒部61包括筒部62及底部63(转子侧连接部)。

筒部62呈在所述轴线方向上延伸的圆筒状。筒部62位于定子70的径向外方。由此，定子70的径向外侧被筒部62所覆盖。在筒部62的内周面上，固定转子磁铁65。即，在径向上，转子磁铁65位于筒部62与定子70之间。定子70与转子磁铁65在径向上隔开规定的间隙而设置。

筒部62自所述轴线方向观察时，位于谐波齿轮减速机单元2的与后述可挠性轴承13重合的位置。

轴承53位于筒部62的外周面与马达外壳侧壁51a的内周面之间。由此，筒部62由轴承53可旋转地支撑于马达外壳侧壁51a上。

即，轴承53位于马达外壳51与转子60之间，且相对于马达外壳51可旋转地支撑转子60。由此，可相对于马达外壳51，以中心轴X为中心以更高精度可旋转地支撑马达单元3的转子60。其结果为，可实现噪声或振动少的动力单元1。

底部63在所述轴线方向上，堵塞筒部62的另一侧。在底部63上，可与旋转轴52一同旋转地连接着所述轴线方向上的旋转轴52的另一侧的端部。由此，旋转筒部61与旋转轴52一同旋转。

底部63具有通过多个螺栓5而固定在谐波齿轮减速机单元2的后述凸轮12上的第一突出部63a。第一突出部63a呈在底部63朝向所述轴线方向的另一方突出的圆柱状。如图1所示，在使马达单元3与谐波齿轮减速机单元2组合起来的状态下，第一突出部63a位于谐波齿轮减速机单元2的后述凸轮12的凹部12b内。第一突出部63a在所述轴线方向上的另一侧的面上，具有紧固螺栓5的多个螺孔63c(参照图2)。

由此，可相对于凸轮12，对旋转筒部61的第一突出部63a进行定位。因此，可对马达单元3的旋转轴52及谐波齿轮减速机单元2的凸轮12进行定位。再者，多个螺栓5自所述轴线方向观察时，是包围旋转轴52而配置。

如上所述，通过对旋转筒部61及谐波齿轮减速机单元2的后述凸轮12进行固定，可将旋转筒部61的旋转传递至谐波齿轮减速机单元2的后述凸轮12。而且，可使旋转筒部61及凸轮12在使旋转中心相吻合的状态下旋转。

再者，底部63自所述轴线方向观察时在第一突出部63a的中央部分，具有朝向所述轴线方向上的另一侧突出的第二突出部63b。第二突出部63b如图1所示，在使马达单元3与谐波齿轮减速机单元2组合起来的状态下，位于谐波齿轮减速机单元2的后述凸轮12的贯通孔12a内。

(谐波齿轮减速机单元)

图3中，表示谐波齿轮减速机单元2的概略构成。谐波齿轮减速机单元2形成为径向(图1及图3中的左右方向)上的尺寸大于高度方向(图1及图3中的上下方向)上的尺寸的扁平状。谐波齿轮减速机单元2通过利用与马达单元3的旋转轴52一同旋转的凸轮12，对外齿齿轮14赋予谐波，而将凸轮12的旋转传递至所述外齿齿轮14或内齿齿轮15。

具体而言，谐波齿轮减速机单元2包括外壳11、凸轮12、可挠性轴承13、外齿齿轮14、内齿齿轮15及交叉滚柱轴承(cross roller bearing)16。

外壳11呈圆筒状，在中心轴X所延伸的方向(以下称为轴线方向)上延伸。所述中心轴X在将谐波齿轮减速机单元2安装在马达单元3上的状态下，与马达单元3的旋转轴52的中心轴X相一致。因此，所述轴线方向与马达单元3的中心轴X的轴线方向相一致。

在外壳11上，沿圆周方向设置有多个在所述轴线方向上贯通外壳11内的螺孔11a。在螺孔11a中，插入用以将马达单元3与谐波齿轮减速机单元2加以连接的螺栓4(参照图1)。再者，螺孔11a与如后所述相对于外壳11位于所述轴线方向上的一侧(马达单元3侧)的外齿齿轮14的贯通孔14d相连，构成螺栓4的插入孔。

凸轮12配置在外壳11的内方。凸轮12与马达单元3的旋转筒部61连接，而与连接于旋转筒部61的旋转轴52一体地旋转。

详细而言，凸轮12是自所述轴线方向观察时为椭圆状的板状构件。凸轮12是以其厚度方向与所述轴线方向相一致的方式，配置在外壳11的内方。凸轮12具有在所述轴线方向上贯通凸轮12的贯通孔12a。如图1所示，第二突出部63b位于贯通孔12a内，所述第二突出部63b在使马达单元3与谐波齿轮减速机单元2组合起来的状态下，自马达单元3的旋转筒部61中的第一突出部63a向所述轴线方向上的另一侧突出。

如图3所示，凸轮12具有可将所述轴线方向上的转子60的另一侧连接于所述轴线方向上的一侧的凸轮侧连接部12f。即，凸轮12通过凸轮侧连接部12f而与转子60连接。

凸轮侧连接部12f在凸轮12的贯通孔12a的所述轴线方向上的一侧的开口部分具有凹部12b。凹部12b自所述轴线方向观察时，例如呈圆形。凹部12b包含凹部底面12c及凹部侧面12d。在使马达单元3与谐波齿轮减速机单元2组合起来的状态下，马达单元3的旋转筒部61中的第一突出部63a中，位于所述轴线方向上的另一侧的面与凹部底面12c相接触。如图1所示，在使马达单元3与谐波齿轮减速机单元2组合起来的状态下，马达单元3的旋转筒部61中的第一突出部63a的侧面与凹部侧面12d相接触。

通过所述构成，可对马达单元3的旋转筒部61及谐波齿轮减速机单元2的凸轮12进行定位。因此，可相对于谐波齿轮减速机单元2的凸轮12以高精度对马达单元3进行定位。

如图3所示，凸轮12具有包围贯通孔12a，且贯通凹部12b的凹部底面12c的多个螺栓贯通孔12e。在螺栓贯通孔12e内，贯通有将凸轮12与马达单元3的旋转筒部61的底部63加以连结的螺栓5。贯通凸轮12的螺栓贯通孔12e的螺栓5被紧固在马达单元3的旋转筒部61的底部63的螺孔63c内(参照图1)。即，所述轴线方向上的马达单元3的转子60的另一侧是以收容于凸轮12的凹部12b内的状态而连接。如图1所示，通过利用螺栓5将凸轮12与马达单元3的旋转筒部61的底部63加以连结，而使凸轮12与马达单元3的旋转轴52一同旋转。因此，凸轮12自所述轴线方向观察时，以中心轴X为中心旋转。

如图3所示，凸轮12自径向观察时，相对于外壳11，位于所述轴线方向上的另一侧且后述外齿齿轮14中设置有外齿31的部分的径向内方。由此，外壳11在较凸轮12更靠所述轴线方向的一侧具有空间S。在谐波齿轮减速机单元2与马达单元3相连接的状态下，马达单元3的旋转筒部61的所述轴线方向上的另一侧位于空间S内。

又，虽未特别图示，但凸轮12相对于后述外齿齿轮14，位于设置有外齿31的部分的径向内方。由此，当凸轮12与马达单元3的旋转轴52一同旋转时，如后所述，通过凸轮12的旋转而使外齿齿轮14的外齿31与内齿齿轮15的内齿32咬合。

在外壳11的内方，以包围凸轮12的方式，配置有形成为带凸缘的圆筒状的外齿齿轮14及形成为圆环状的内齿齿轮15。即，外齿齿轮14位于凸轮12的径向外方，内齿齿轮15位于外齿齿轮14的径向外方。图4中，表示当自所述轴线方向上的另一侧观察谐波齿轮减速机单元2时的外齿齿轮14、内齿齿轮15及凸轮12的位置关系。再者，图4中，已省略外壳11的描绘。

自所述轴线方向观察时，在凸轮12与外齿齿轮14之间，配置有可挠性轴承13。可挠性轴承13配置在凸轮12与外齿齿轮14之间，且可对应于凸轮12的旋转在凸轮12的径向上产生位移。由此，当椭圆状的凸轮12产生有旋转时，凸轮12的长轴方向上的端部经由可挠性轴承13向径向外方按压外齿齿轮14的内周侧。即，可挠性轴承13位于外齿齿轮14与凸轮12之间，对外齿齿轮14及凸轮12可相对旋转地进行支撑，并且对应于与转子60一同旋转的凸轮12的旋转，使外齿齿轮14朝向径向外方变形。

外齿齿轮14如图1及图3所示，是由具有可挠性的薄板构成的带凸缘的圆筒状。具体而言，外齿齿轮14包括自径向外方覆盖凸轮12的圆筒部14a、以及朝向径向外方延伸至圆筒部14a的所述轴线方向上的一侧的凸缘部14b。

圆筒部14a在外周面上，具有沿圆周方向以固定的间距排列的多个外齿31(参照图4)。外齿31在圆筒部14a的外周面上，沿所述轴线方向延伸。圆筒部14a中，其内周面与配置在凸轮12的外周的可挠性轴承13相接触。由此，通过椭圆状的凸轮12旋转，而使凸轮12的长轴方向上的端部经由可挠性轴承13，使圆筒部14a在径向上产生变形。如上所述，通过椭圆状的凸轮12旋转，可对外齿齿轮14的圆筒部14a在径向上赋予谐波。

凸缘部14b自所述轴线方向观察时呈圆环状。凸缘部14b在外周侧，具有较外齿齿轮14的其他部分更厚的厚壁部14c。厚壁部14c在圆周方向上具有多个在厚度方向上贯通的贯通孔14d。贯通孔14d在将外齿齿轮14的厚壁部14c配置在外壳11的所述轴线方向上的一侧的状态下，与外壳11的螺孔11a相连。凸缘部14b如图1所示，通过紧固于贯通孔14d及螺孔11a中的螺栓4，而固定在外壳11的所述轴线方向上的一侧。

再者，自圆筒部14a向径向外方突出的凸缘部14b的长度具有如上所述圆筒部14a在通过凸轮12的旋转而受到按压时可容易变形的长度。

内齿齿轮15如图4所示，是圆环状的构件，在内周面上，具有在圆周方向上以固定的间距排列的多个内齿32。内齿32在内齿齿轮15的内周面上，沿所述轴线方向延伸。内齿齿轮15配置在自径向外方包围凸轮12、可挠性轴承13及外齿齿轮14的圆筒部14a的位置上。内齿齿轮15及外齿齿轮14是隔开规定的间隙而配置于圆周方向上的一部分。由此，当外齿齿轮14被凸轮12的长轴方向上的端部向径向外方按压而产生有变形时，内齿齿轮15的内齿32与外齿齿轮14的外齿31相咬合。

再者，如图3所示，在内齿齿轮15上，在所述轴线方向上的一侧，固定连接环20。所述连接环20经由交叉滚柱轴承16被外壳11的内表面可旋转地支撑着。再者，连接环20相对于内齿齿轮15通过多个螺栓6而固定。交叉滚柱轴承16的构成与一般的交叉滚柱轴承的构成相同，故而省略详细的说明。

如图4所示，内齿齿轮15的内齿32的数量多于外齿齿轮14的外齿31的数量。由于如上所述外齿31的齿数与内齿32的齿数不同，故而通过凸轮12的旋转，使外齿齿轮14沿径向变形而使外齿齿轮14的外齿31与内齿齿轮15的内齿32依次咬合，从而可使内齿齿轮15的旋转速度相对于凸轮12的旋转速度减速。

因此，通过以上的构成，可通过谐波齿轮减速机单元2而使马达单元3的旋转轴52的旋转减速，且通过内齿齿轮15而输出。

通过所述构成，可在使旋转中心相吻合的状态下将马达单元3与谐波齿轮减速机单元2加以连接。因此，谐波齿轮减速机单元2在马达单元3与旋转中心相一致的状态下旋转。换言之，只要将马达单元3的转子60与谐波齿轮减速机单元2的凸轮12的凹部12b的配合部分，设为可将旋转自转子60传递至凸轮12的构成即可。因此，与将马达及谐波齿轮减速机设为单一的构成的情况相比，可提高谐波齿轮减速机单元2的设计自由度。

而且，谐波齿轮减速机单元2在较凸轮12更靠轴线方向上的一侧具有空间S，并且凸轮12在轴线方向上的一侧具有凹部12b。而且，在使马达单元3与谐波齿轮减速机单元2组合起来的状态下，马达单元3的一部分位于谐波齿轮减速机单元2的空间S内，马达单元3的旋转筒部61的一部分位于凸轮12的凹部12b内。由此，在将马达单元3与谐波齿轮减速机单元2加以连接而获得的动力单元1中，可实现所述轴线方向上的紧凑化。

又，通过以上的构成，可将使用消耗电力低并且输出扭矩大的外转子的马达单元3安装至谐波齿轮减速机单元2。因此，可获得消耗电力低且输出扭矩大的动力单元1。

而且，通过将马达单元3设为外转子，而使转子60并非与谐波齿轮减速机单元2的凸轮12的旋转中心连接，而是与较所述旋转中心更靠径向外周侧的位置连接。由此，马达单元3的芯振动不易传递至谐波齿轮减速机单元2。又，即使在谐波齿轮减速机单元2的凸轮12的旋转中心及转子60的旋转中心因加工精度等而产生有偏心的情况下，通过如上所述将马达单元3设为外转子，也可将凸轮12与转子60可旋转地加以连接。

此外，马达单元3中的转子60的筒部62自所述轴线方向观察时，位于谐波齿轮减速机单元2的与后述可挠性轴承13重合的位置。因此，能够高效率地利用谐波齿轮减速机单元2在较凸轮12更靠所述轴线方向上的一侧所具有的空间S。由此，可相对于谐波齿轮减速机单元2更紧凑地配置马达单元3。

＜实施方式2＞

图5中，放大地表示实施方式2的动力单元101中的谐波齿轮减速机单元102的凸轮112与马达单元103的旋转筒部161的连接部分。实施方式2的动力单元101与实施方式1的动力单元1的不同点在于谐波齿轮减速机单元102的凸轮112与马达单元103的旋转筒部161的连接部分的构造。以下，对与实施方式1同样的构成标注与实施方式1相同的符号并省略说明，仅对与实施方式1的构成不同的部分进行说明。

如图5所示，谐波齿轮减速机单元102的凸轮112呈板状，且自轴线方向观察时在中央部分，具有朝向所述轴线方向上的一侧突出的突出部112a。马达单元103的旋转筒部161的底部163(转子侧连接部)自轴线方向观察时在中央部分，具有在开口部分的周缘部分与凸轮112的突出部112a相嵌合的贯通孔163a。

旋转筒部161的底部163以在贯通孔163a的开口部分的周缘部分与凸轮112的突出部112a相嵌合的状态，通过焊接而固定在凸轮112上。由此，可将凸轮112相对于旋转筒部161，可与旋转筒部161一同旋转地加以连接。本实施方式中，在凸轮112中，突出部112a的径向外周侧为凸轮侧连接部。

再者，凸轮112的突出部112a自所述轴线方向观察时在中央部分，具有在所述轴线方向上贯通的旋转轴贯通孔112b。在所述旋转轴贯通孔112b内收容有马达单元103的旋转轴52的状态下，旋转轴52固定在凸轮112上。由此，凸轮112与旋转轴52一同进行旋转。

通过以上的构成，即使在马达单元103及谐波齿轮减速机单元102的各构成零件中存在尺寸误差等的情况下，也可将马达单元103的旋转筒部161的底部163与谐波齿轮减速机单元102的凸轮112加以连接。

由此，可容易地将马达单元103的旋转筒部161的底部163与谐波齿轮减速机单元102的凸轮112加以连接。因此，在马达单元103与谐波齿轮减速机单元102的连接部分无需高尺寸精度，故而可提高动力单元101的生产率。

＜实施方式3＞

图6中，放大地表示实施方式3的动力单元201中的谐波齿轮减速机单元202的凸轮212与马达单元203的旋转筒部261的连接部分。实施方式3的动力单元201与实施方式1的动力单元1的不同点在于谐波齿轮减速机单元202的凸轮212与马达单元203的旋转筒部261的连接部分的构造。以下，对与实施方式1同样的构成标注与实施方式1相同的符号并省略说明，仅对与实施方式1的构成不同的部分进行说明。

如图6所示，马达单元203的旋转筒部261在底部263，具有朝向轴线方向上的另一侧突出的齿轮部263a(转子侧连接部)。齿轮部263a自底部263向所述轴线方向上的另一侧呈柱状突出，在侧面上具有以规定的间隔排列的多个马达侧齿部263b。

图7是自所述轴线方向观察凸轮212及齿轮部263a的图。如图7所示，谐波齿轮减速机单元202的凸轮212具有可收容马达单元203的底部263的齿轮部263a的齿轮部贯通孔212a。构成齿轮部贯通孔212a的内表面具有沿马达单元203的齿轮部263a的外表面的形状。即，齿轮部贯通孔212a自所述轴线方向观察时呈齿轮状。凸轮212在构成齿轮部贯通孔212a的内表面上，具有与马达单元203的齿轮部263a的马达侧齿部263b咬合的凸轮侧齿部212b(凸轮侧连接部)。

再者，马达单元203的旋转筒部261的底部263自所述轴线方向观察时在中央部分，具有在所述轴线方向上贯通的旋转轴贯通孔263c。在所述旋转轴贯通孔263c内收容有马达单元203的旋转轴52的状态下，旋转轴52固定在旋转筒部261上。由此，旋转轴52与旋转筒部261一同旋转。

通过以上的构成，可将谐波齿轮减速机单元202的凸轮212，相对于马达单元203的旋转筒部261的底部263，可与旋转筒部261一同旋转地加以连接。

利用马达单元203的旋转筒部261的马达侧齿部263b及谐波齿轮减速机单元202的凸轮212的凸轮侧齿部212b，构成旋转传递部280。即，动力单元201具有旋转传递部280，所述旋转传递部280位于所述轴线方向上的转子260的另一侧与凸轮212的连接部分，可在与中心轴X正交的方向上位移，并且可将转子260的旋转传递至凸轮212。

由此，即使在马达单元203及谐波齿轮减速机单元202的各构成零件中存在尺寸误差等的情况下，也可在马达单元203的旋转筒部261的齿轮部263a与谐波齿轮减速机单元202的凸轮212的齿轮部贯通孔212a之间，吸收所述尺寸误差等。因此，通过设置所述旋转传递部280，即使在转子260与凸轮212未以高精度同心地相连接的情况下，也可对应于以中心轴X为中心的转子260的旋转，使凸轮212旋转。

又，通过将旋转筒部261的齿轮部263a插入至凸轮212的齿轮部贯通孔212a内，可将凸轮212与旋转筒部261容易地可旋转地加以连接。因此，在马达单元203与谐波齿轮减速机单元202的连接部分无需高尺寸精度，故而可提高动力单元201的生产率。

而且，通过在转子260与凸轮212的连接部分设置旋转传递部280，可抑制马达单元203的芯振动传递至谐波齿轮减速机单元202。

＜实施方式4＞

图8中，放大地表示实施方式4的动力单元301中的谐波齿轮减速机单元302的凸轮312与马达单元303的旋转筒部361的连接部分。实施方式4的动力单元301与实施方式1的动力单元1的不同点在于谐波齿轮减速机单元302的凸轮312与马达单元303的旋转筒部361的连接部分的构造。以下，对与实施方式1同样的构成标注与实施方式1相同的符号并省略说明，仅对与实施方式1的构成不同的部分进行说明。

如图8所示，谐波齿轮减速机单元302的凸轮312(凸轮侧连接部)经由十字滑块联轴器(Oldham coupling)380(旋转传递部)，与马达单元303的旋转筒部361的底部363(转子侧连接部)连接。十字滑块联轴器380具有与一般的十字滑块联轴器同样的构成。因此，省略十字滑块联轴器380的详细构成的说明。

再者，十字滑块联轴器380是旋转传递部，位于所述轴线方向上的转子360的另一侧与凸轮312的连接部分，可在与中心轴X正交的方向上位移，并且可将转子360的旋转传递至凸轮312。

通过所述构成，即使在凸轮312与旋转筒部361的旋转中心不一致的状态下，也可将凸轮312的旋转传递至旋转筒部361。因此，可将凸轮312与旋转筒部361容易地可旋转地加以连接。因此，在马达单元303与谐波齿轮减速机单元302的连接部分无需高尺寸精度，故而可提高动力单元301的生产率。

而且，通过在转子360与凸轮312的连接部分设置十字滑块联轴器380，可抑制马达单元303的芯振动传递至谐波齿轮减速机单元302。

＜实施方式5＞

图9中，放大地表示实施方式5的动力单元401中的谐波齿轮减速机单元402的凸轮12与马达单元403的旋转筒部461的连接部分。实施方式5的动力单元401与实施方式1的动力单元1的不同点在于谐波齿轮减速机单元402的凸轮12与马达单元403的旋转筒部461的连接部分的构造。以下，对与实施方式1同样的构成标注与实施方式1相同的符号并省略说明，仅对与实施方式1的构成不同的部分进行说明。

如图9所示，马达单元403的旋转筒部461在底部463(转子侧连接部)，具有朝向轴线方向的另一侧突出的突出部463a。突出部463a在使马达单元403与谐波齿轮减速机单元402组合起来的状态下，收容于谐波齿轮减速机单元402的凸轮12的旋转轴贯通孔12a内。

弹性变形构件480位于谐波齿轮减速机单元402的凸轮12的凹部12b(凸轮侧连接部)内。即，谐波齿轮减速机单元402具有弹性变形构件480。弹性变形构件480例如是由可弹性变形的树脂或橡胶等材料构成为圆环状。在弹性变形构件480中，贯通有将旋转筒部461的底部463与凸轮12加以紧固的螺栓5。即，旋转筒部461的底部463与凸轮12经由弹性变形构件480而连接。

再者，弹性变形构件480是旋转传递部，位于所述轴线方向上的转子460的另一侧与凸轮12的连接部分，可在与中心轴X正交的方向上位移，并且可将转子460的旋转传递至凸轮12。

当马达单元及谐波齿轮减速机单元的各构成零件具有尺寸误差等时，存在无法通过螺栓来对马达单元及谐波齿轮减速机单元进行紧固的情况。与此相对，如本实施方式，通过在马达单元403的旋转筒部461的底部463与谐波齿轮减速机单元402的凸轮12之间配置弹性变形构件480，可通过弹性变形构件480的弹性变形来吸收所述尺寸误差等。即，即使在马达单元403及谐波齿轮减速机单元402的各构成零件具有尺寸误差等的情况下，也可利用螺栓5将旋转筒部461与凸轮12加以连接。

因此，可容易地将马达单元403与谐波齿轮减速机单元402加以连接。因此，在马达单元403与谐波齿轮减速机单元402的连接部分无需高尺寸精度，故而可提高动力单元401的生产率。

而且，通过在转子460与凸轮12的连接部分设置弹性变形构件480，可抑制马达单元403的芯振动传递至谐波齿轮减速机单元402。

＜实施方式6＞

图10中，放大地表示实施方式6的动力单元501中的谐波齿轮减速机单元502的凸轮512与马达单元503的旋转筒部561的连接部分。实施方式6的动力单元501与实施方式1的动力单元1的不同点在于谐波齿轮减速机单元502的凸轮512与马达单元503的旋转筒部561的连接部分的构造。以下，对与实施方式1同样的构成标注与实施方式1相同的符号并省略说明，仅对与实施方式1的构成不同的部分进行说明。

如图10所示，谐波齿轮减速机单元502的凸轮512呈板状，且自轴线方向观察时在中央部分，具有朝向所述轴线方向上的一侧突出的突出部512a。马达单元503的旋转筒部561的底部563(转子侧连接部)自轴线方向观察时在中央部分，具有在开口部分的周缘部分与凸轮512的突出部512a相嵌合的贯通孔563a。

在凸轮512及旋转筒部561的底部563，分别具有收容销581的销贯通孔512b、销贯通孔563b。滚针轴承(needle roller bearing)582位于构成凸轮512的销贯通孔512b(凸轮侧连接部)的内表面与销581之间。即，销贯通孔512b的直径是可配置销581及滚针轴承582的直径。

由此，可利用滚针轴承582在径向上支撑将马达单元503的旋转筒部561与谐波齿轮减速机单元502的凸轮512加以连接的销581。因此，即使在马达单元503及谐波齿轮减速机单元502的各构成零件具有尺寸误差等的情况下，也可经由滚针轴承582，相对于构成凸轮512的销贯通孔512b的内表面而支撑销581。

而且，通过所述构成，可利用销581，将谐波齿轮减速机单元502的凸轮512，可与马达单元503的旋转筒部561一同旋转地加以连接。

再者，利用销581及滚针轴承582，构成旋转传递部580。即，动力单元501具有旋转传递部580，所述旋转传递部580位于所述轴线方向上的转子560的另一侧与凸轮512的连接部分，可在与中心轴X正交的方向上位移，并且可将转子560的旋转传递至凸轮512。

因此，通过本实施方式的构成，即使在马达单元503及谐波齿轮减速机单元502的各构成零件具有尺寸误差等的情况下，也可将凸轮512相对于旋转筒部561可与旋转筒部561一同旋转地加以连接。因此，在马达单元503与谐波齿轮减速机单元502的连接部分无需高尺寸精度，故而可提高动力单元的生产率。

而且，通过在转子560与凸轮512的连接部分上设置旋转传递部580，可抑制马达单元503的芯振动传递至谐波齿轮减速机单元502。

(其他实施方式)

以上，已说明本发明的实施方式，但所述实施方式仅为用以实施本发明的例示。因此，并不限定于所述实施方式，可在不脱离其主旨的范围内对所述实施方式进行适当变形而实施。

在所述各实施方式中，已说明转子与凸轮的连接部分的构造。然而，只要是可将转子的旋转传递至凸轮的构成，便不限定于所述各实施方式的构成。

在所述各实施方式中，马达单元是外转子型的马达。然而，马达单元也可为转子在圆筒状的定子的内方旋转的内转子型(inner rotor type)的马达。

在所述各实施方式中，马达单元是径向缝隙型的马达。然而，马达单元也可为轴向缝隙(axial gap)型的马达等具有其他构成的马达。

产业上的可利用性

本发明可用于安装在马达单元上的谐波齿轮减速机单元。

Claims (14)

1.一种动力单元，包括：

马达，包括以中心轴为中心旋转的转子及与所述转子相向的定子；以及

谐波齿轮减速机单元，能够旋转地连接于所述转子，其中

所述谐波齿轮减速机单元包括：

筒状的外壳，沿所述中心轴的轴线方向延伸；

环状的内齿齿轮，配置于所述外壳的径向内方，在内周侧具有内齿；

可挠性的环状的外齿齿轮，位于所述内齿齿轮的径向内方，并且在外周侧具有与所述内齿咬合的外齿；

椭圆状的凸轮，位于所述外齿齿轮的径向内方，并且与所述轴线方向上的所述转子的另一侧连接，与所述转子一同旋转；以及

可挠性轴承，位于所述外齿齿轮与所述凸轮之间，对所述外齿齿轮与所述凸轮能够相对旋转地进行支撑，并且对应于与所述转子一同旋转的所述凸轮的旋转，使所述外齿齿轮朝向径向外方变形；且

所述凸轮具有凸轮侧连接部，所述凸轮侧连接部能够使所述轴线方向上的所述转子的另一侧连接于所述轴线方向上的所述凸轮的一侧，

所述凸轮位于所述轴线方向上的所述外齿齿轮的另一侧且所述外齿齿轮中设置有所述外齿的部分的径向内方，

所述马达还具有：

马达外壳，在内部收容有所述转子及所述定子；以及

马达轴承，位于所述马达外壳与所述转子之间，相对于所述马达外壳能够旋转地支撑所述转子，

所述转子包括：

筒部，沿所述中心轴的轴线方向延伸且包围所述定子；以及

转子侧连接部，位于所述轴线方向上的另一侧，使至少一部分连接于所述谐波齿轮减速机单元的所述凸轮的所述凸轮侧连接部，

所述马达轴承位于所述筒部的外周面与所述马达外壳的内周面之间。

2.根据权利要求1所述的动力单元，其中

所述凸轮侧连接部具有凹部，所述凹部是在所述轴线方向上的一侧朝向另一侧凹陷，并且收容所述轴线方向上的所述转子的另一侧的至少一部分且能够连接所述至少一部分。

3.根据权利要求2所述的动力单元，其中

所述凹部包括：

底面；以及

侧面，自所述底面向所述轴线方向的一方延伸；且

所述底面及所述侧面与所述轴线方向上的所述转子的另一侧的至少一部分相接触。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的动力单元，其中

所述谐波齿轮减速机单元进而包括：

旋转传递部，位于所述轴线方向上的所述转子的另一侧与所述凸轮的连接部分，能够在与所述中心轴正交的方向上位移且能够将所述转子的旋转传递至所述凸轮。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的动力单元，其中

所述转子侧连接部具有突出部，所述突出部是自所述筒部向所述轴线方向的另一方突出，位于设置在所述凸轮的所述轴线方向上的一侧的所述凸轮侧连接部内。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的动力单元，其中

所述筒部自所述轴线方向观察时，位于与所述可挠性轴承重合的位置上。

7.一种动力单元，包括：

马达，包括以中心轴为中心旋转的转子及与所述转子相向的定子；以及

谐波齿轮减速机单元，能够旋转地连接于所述转子，其中

所述谐波齿轮减速机单元包括：

筒状的外壳，沿所述中心轴的轴线方向延伸；

环状的内齿齿轮，配置于所述外壳的径向内方，在内周侧具有内齿；

可挠性的环状的外齿齿轮，位于所述内齿齿轮的径向内方，并且在外周侧具有与所述内齿咬合的外齿；

椭圆状的凸轮，位于所述外齿齿轮的径向内方，并且与所述轴线方向上的所述转子的另一侧连接，与所述转子一同旋转；以及

可挠性轴承，位于所述外齿齿轮与所述凸轮之间，对所述外齿齿轮与所述凸轮能够相对旋转地进行支撑，并且对应于与所述转子一同旋转的所述凸轮的旋转，使所述外齿齿轮朝向径向外方变形；且

所述凸轮具有凸轮侧连接部，所述凸轮侧连接部能够使所述轴线方向上的所述转子的另一侧连接于所述轴线方向上的所述凸轮的一侧，

所述凸轮位于所述轴线方向上的所述外齿齿轮的另一侧且所述外齿齿轮中设置有所述外齿的部分的径向内方，

所述凸轮侧连接部具有凹部，所述凹部是在所述轴线方向上的一侧朝向另一侧凹陷，

所述转子具有第一突出部，所述第一突出部向所述轴线方向上的另一侧突出，

所述第一突出部位于所述轴线方向上的另一侧的面与所述凹部的底面相接触。

8.根据权利要求7所述的动力单元，其中

所述凹部包括侧面，自所述底面向所述轴线方向的一方延伸，

所述侧面与所述第一突出部的侧面相接触。

9.根据权利要求7或8所述的动力单元，其中

所述谐波齿轮减速机单元进而包括：

旋转传递部，位于所述轴线方向上的所述转子的另一侧与所述凸轮的连接部分，能够在与所述中心轴正交的方向上位移且能够将所述转子的旋转传递至所述凸轮。

10.根据权利要求7或8所述的动力单元，其中

所述转子自所述轴线方向观察时，位于与所述可挠性轴承重合的位置上。

11.一种动力单元，包括：

马达，包括以中心轴为中心旋转的转子及与所述转子相向的定子；以及

谐波齿轮减速机单元，能够旋转地连接于所述转子，其中

所述谐波齿轮减速机单元包括：

筒状的外壳，沿所述中心轴的轴线方向延伸；

环状的内齿齿轮，配置于所述外壳的径向内方，在内周侧具有内齿；

可挠性的环状的外齿齿轮，位于所述内齿齿轮的径向内方，并且在外周侧具有与所述内齿咬合的外齿；

椭圆状的凸轮，位于所述外齿齿轮的径向内方，并且与所述轴线方向上的所述转子的另一侧连接，与所述转子一同旋转；以及

可挠性轴承，位于所述外齿齿轮与所述凸轮之间，对所述外齿齿轮与所述凸轮能够相对旋转地进行支撑，并且对应于与所述转子一同旋转的所述凸轮的旋转，使所述外齿齿轮朝向径向外方变形；且

所述凸轮具有凸轮侧连接部，所述凸轮侧连接部能够使所述轴线方向上的所述转子的另一侧连接于所述轴线方向上的所述凸轮的一侧，

所述凸轮位于所述轴线方向上的所述外齿齿轮的另一侧且所述外齿齿轮中设置有所述外齿的部分的径向内方，

所述凸轮侧连接部具有凹部，所述凹部是在所述轴线方向上的一侧朝向另一侧凹陷，

所述转子具有第一突出部，所述第一突出部向所述轴线方向上的另一侧突出，

所述凹部包括侧面，向所述轴线方向的一方延伸，

所述侧面与所述第一突出部的侧面相接触。

12.一种动力单元，包括：

马达，包括以中心轴为中心旋转的转子及与所述转子相向的定子；以及

谐波齿轮减速机单元，能够旋转地连接于所述转子，其中

所述谐波齿轮减速机单元包括：

筒状的外壳，沿所述中心轴的轴线方向延伸；

环状的内齿齿轮，配置于所述外壳的径向内方，在内周侧具有内齿；

可挠性的环状的外齿齿轮，位于所述内齿齿轮的径向内方，并且在外周侧具有与所述内齿咬合的外齿；

椭圆状的凸轮，位于所述外齿齿轮的径向内方，并且与所述轴线方向上的所述转子的另一侧连接，与所述转子一同旋转；以及

可挠性轴承，位于所述外齿齿轮与所述凸轮之间，对所述外齿齿轮与所述凸轮能够相对旋转地进行支撑，并且对应于与所述转子一同旋转的所述凸轮的旋转，使所述外齿齿轮朝向径向外方变形；且

所述凸轮具有凸轮侧连接部，所述凸轮侧连接部能够使所述轴线方向上的所述转子的另一侧连接于所述轴线方向上的所述凸轮的一侧，

所述凸轮位于所述轴线方向上的所述外齿齿轮的另一侧且所述外齿齿轮中设置有所述外齿的部分的径向内方，

所述谐波齿轮减速机单元进而包括：

旋转传递部，位于所述轴线方向上的所述转子的另一侧与所述凸轮的连接部分，能够在与所述中心轴正交的方向上位移且能够将所述转子的旋转传递至所述凸轮。

13.根据权利要求12所述的动力单元，其中

所述转子包括齿轮部，所述齿轮部朝向轴线方向上的另一侧突出，

所述凸轮包括齿轮部贯通孔，所述齿轮部贯通孔可收容所述齿轮部，

所述齿轮部贯通孔的内表面具有沿所述齿轮部的外表面的形状。

14.一种机器人，其中

所述机器人包括如权利要求1至13中任一项所述的动力单元。

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