JP2009159658A

JP2009159658A - Motor unit and reduction gear

Info

Publication number: JP2009159658A
Application number: JP2007331762A
Authority: JP
Inventors: Takahito Azuma; 高仁東; Hongyou Wang; 宏猷王
Original assignee: Nabtesco Corp
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2009-07-16
Anticipated expiration: 2027-12-25
Also published as: JP5385527B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To materialize a monitor unit which will not continue to drive a driven member, in a state where the member is abnormal when a wire breaks in one of motors. SOLUTION: A motor unit 59 is equipped with a plurality of motors 57a-57d. The output shafts of the plurality of motors engage with one driven member. The motors 57a-57d are electrically connected in series. Since the plurality of motors are connected electrically in series, if one motor breaks its wire, all the motors stop. When any one of the motor has its wire broken, remaining motors will not continue rotative drive of the driven member. COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数のモータでひとつの被駆動部材を駆動するモータユニットと、そのモータユニットを含んでいる減速装置に関する。 The present invention relates to a motor unit that drives one driven member with a plurality of motors, and a reduction gear including the motor unit.

特許文献１に、１つのモータドライバを使用して、複数のモータを同じ回転速度で駆動するモータ駆動装置が開示されている。特許文献１のモータ駆動装置は、複数のモータを電気的に並列に接続している。複数のモータを並列に接続すると、いずれかのモータの配線が断線しても、他のモータは回転し続けることができるという利点がある。 Patent Document 1 discloses a motor drive device that uses a single motor driver to drive a plurality of motors at the same rotational speed. The motor driving device of Patent Document 1 electrically connects a plurality of motors in parallel. When a plurality of motors are connected in parallel, there is an advantage that even if the wiring of one of the motors is disconnected, the other motors can continue to rotate.

特開２００６−２５４７８号公報JP 2006-25478 A

複数のモータをひとつの被駆動部材に係合して駆動する場合、複数のモータを並列に接続すると、いずれかのモータが配線の断線により停止しても、他のモータによって被駆動部材を回転させ続けることができるという利点がある。したがって、複数のモータをひとつの被駆動部材に係合して駆動する場合、複数のモータを並列に接続することが常識であった。その反面、いずれかのモータが停止しているにも関わらずに残りのモータで被駆動部材を駆動すると、駆動力が不足して被駆動部材を望みどおりに回転させることができない場合がある。あるいは、残りのモータが過負荷となる場合がある。すなわち、被駆動部材を異常な状態で駆動し続ける場合がある。そのような事態を避けるためには、夫々のモータに断線を検知するセンサを付けなければならない。
本発明は上記の課題に対策するものであり、夫々のモータにセンサを付加することなく、いずれかのモータの配線が断線したときに、被駆動部材を異常な状態で駆動し続けることを回避できるモータユニットを実現することを目的とする。 When driving multiple motors by engaging them with one driven member, if multiple motors are connected in parallel, even if one of the motors stops due to a broken wire, the driven member is rotated by the other motor. There is an advantage of being able to continue. Therefore, when a plurality of motors are engaged with one driven member and driven, it is common sense to connect the plurality of motors in parallel. On the other hand, if the driven member is driven by the remaining motors even though one of the motors is stopped, the driving force may be insufficient and the driven member may not be rotated as desired. Alternatively, the remaining motor may be overloaded. That is, the driven member may continue to be driven in an abnormal state. In order to avoid such a situation, a sensor for detecting disconnection must be attached to each motor.
The present invention addresses the above problems and avoids continuing to drive the driven member in an abnormal state when any motor wiring is disconnected without adding a sensor to each motor. It aims at realizing a motor unit that can be used.

夫々のモータに断線を検知するセンサを取り付ければ、複数のモータを並列に接続するメリットを享受するとともに、デメリットを回避することができる。しかし、夫々のモータにセンサを備えると、コストが増加してしまう。
本発明は、複数のモータを並列に接続することによって、いずれかのモータの配線が断線しても残りのモータで被駆動部材を駆動させ続けられる並列接続の利点を放棄するという斬新な発想によって、夫々のモータにセンサを付加することなく、上記の課題を解決する。
本発明は、出力軸がひとつの被駆動部材に係合している複数のモータを電気的に直列に接続するモータユニットに具現化できる。以下の説明では、「電気的に直列」を単に「直列」と称する。
本発明のモータユニットは、複数のモータを直列に接続しているので、いずれかのモータの配線（典型的には電磁石の巻線）が断線すると、直ちに全てのモータが停止する。したがって、いずれかのモータの配線が断線したときに、他のモータが回転し続けることを防止できる。被駆動部材を異常な状態で駆動し続けることを防止することができる。本発明は、複数のモータでひとつの被駆動部材を駆動するモータユニットに好適な技術を提供する。
３相以上の巻線を有する多相モータの場合、直列に接続される最後のモータの各巻線の端が短絡していてもよい。
夫々のモータの出力軸は、ひとつの被駆動部材に直接に係合していてもよいし、ギア等の中間部材を介して係合していてもよい。換言すると、このモータユニットは、複数のモータの出力軸がひとつの被駆動部材を介して相互に拘束されている。 If a sensor for detecting disconnection is attached to each motor, it is possible to enjoy the merit of connecting a plurality of motors in parallel and to avoid the demerit. However, if each motor is provided with a sensor, the cost increases.
The present invention is based on a novel idea that, by connecting a plurality of motors in parallel, the advantage of the parallel connection in which the driven member can be continuously driven by the remaining motor even if the wiring of one of the motors is disconnected. The above problems can be solved without adding a sensor to each motor.
The present invention can be embodied in a motor unit in which a plurality of motors whose output shafts are engaged with one driven member are electrically connected in series. In the following description, “electrically in series” is simply referred to as “series”.
Since the motor unit of the present invention has a plurality of motors connected in series, when any of the motor wirings (typically, the electromagnet winding) is disconnected, all the motors stop immediately. Therefore, it is possible to prevent other motors from continuing to rotate when the wiring of one of the motors is disconnected. It is possible to prevent the driven member from continuing to be driven in an abnormal state. The present invention provides a technique suitable for a motor unit that drives one driven member with a plurality of motors.
In the case of a multiphase motor having three or more phases of windings, the ends of the windings of the last motor connected in series may be short-circuited.
The output shaft of each motor may be directly engaged with one driven member, or may be engaged via an intermediate member such as a gear. In other words, in this motor unit, the output shafts of a plurality of motors are mutually restrained via one driven member.

複数のモータの出力軸がひとつの被駆動部材を介して相互に拘束されているので、夫々のモータは、他のモータの回転に関わらずに独自に回転することができない。すなわち、複数のモータの全てが機械的に同期して回転することになる。そこで、夫々のモータが多相モータの場合、ロータとステータの位相角が、全てのモータで等しいことが好ましい。より厳密には、ロータとステータの幾何学的な位相角の関係が全てのモータで等しいことが好ましい。複数のモータを直列に接続すると、夫々のモータの各相には同じ位相の電流が流れる。ロータとステータの幾何学的な位相角が、全てのモータで等しければ、複数のモータは電気的に同期するとともに機械的にも同期する。被駆動部材を安定に駆動することができる。 Since the output shafts of a plurality of motors are mutually constrained via one driven member, each motor cannot independently rotate regardless of the rotation of the other motor. That is, all of the plurality of motors rotate mechanically in synchronization. Therefore, when each motor is a multiphase motor, it is preferable that the phase angle of the rotor and the stator is the same for all the motors. More precisely, it is preferable that the geometric phase angle relationship between the rotor and the stator is the same for all the motors. When a plurality of motors are connected in series, the same phase current flows in each phase of each motor. If the geometric phase angle of the rotor and the stator is the same for all motors, the plurality of motors are electrically synchronized and mechanically synchronized. The driven member can be driven stably.

複数のモータが直列に接続されているので、ひとつのモータドライバで全てのモータを同期して制御することができる。したがって、複数のモータのひとつに、出力軸の回転角と回転角速度のいずれか一方を検出するセンサが取り付けられており、そのひとつのモータが、センサの出力に基づいてフィードバック制御されることが好ましい。ひとつのモータドライバとひとつのセンサで、全てのモータの角度、あるいは角速度を制御することができる。 Since a plurality of motors are connected in series, all the motors can be controlled synchronously with a single motor driver. Therefore, it is preferable that a sensor for detecting either the rotation angle or the rotation angular velocity of the output shaft is attached to one of the plurality of motors, and that one motor is feedback-controlled based on the output of the sensor. . One motor driver and one sensor can control the angle or angular velocity of all motors.

複数のモータでひとつの被駆動部材を駆動する典型的な装置として、複数のモータを備える減速装置が挙げられる。本発明は、複数のモータでひとつの被駆動部材を駆動する減速装置に好適である。本発明は、上記したモータユニットを含んでいる減速装置に具現化することもできる。
この減速装置は、内歯部材とキャリアと複数のクランクシャフトと外歯歯車と複数のモータを備える。内歯部材には、内歯歯車が形成されている。キャリアは、内歯部材の内側で内歯歯車と同軸に配置されており、内歯部材に回転可能に支持されている。クランクシャフトは、キャリアの軸線に沿って伸びているとともにキャリアに回転可能に支持されている。クランクシャフトには、偏心部が固定されている。
外歯歯車は、夫々のクランクシャフトの偏心部に係合している複数の貫通孔が形成されているとともに内歯部材の内歯歯車と噛み合っている外歯が形成されている。外歯歯車は、クランクシャフトの回転に伴って内歯歯車と噛み合いながらキャリアの軸線の周りを偏心回転する。
複数のモータは、内歯部材とキャリアのいずれか一方に固定されており、夫々の出力軸が夫々のクランクシャフトに係合している。
減速装置では、外歯歯車が、前記モータユニットが係合している被駆動部材に相当する。夫々のモータは、その出力軸がクランクシャフトを介してひとつの被駆動部材（外歯歯車）に係合している。外歯歯車とキャリアは一体になって回転するので、キャリアを「被駆動部材」と呼ぶこともできる。
上記の減速装置は、偏心揺動型と呼ばれる減速装置である。複数のモータが内歯部材に固定されていれば、キャリアが減速装置の出力部材（モータを固定する部材に対して相対的に回転する部材）となる。複数のモータがキャリアに固定されていれば、内歯部材が減速装置の出力部材となる。 As a typical apparatus for driving one driven member with a plurality of motors, a reduction gear including a plurality of motors can be given. The present invention is suitable for a speed reduction device that drives one driven member with a plurality of motors. The present invention can also be embodied in a reduction gear including the motor unit described above.
The reduction gear includes an internal gear member, a carrier, a plurality of crankshafts, an external gear, and a plurality of motors. An internal gear is formed on the internal gear member. The carrier is disposed coaxially with the internal gear inside the internal gear member, and is rotatably supported by the internal gear member. The crankshaft extends along the carrier axis and is rotatably supported by the carrier. An eccentric portion is fixed to the crankshaft.
The external gear has a plurality of through-holes engaged with the eccentric portions of the respective crankshafts and external teeth that mesh with the internal gear of the internal gear member. The external gear rotates eccentrically around the carrier axis while meshing with the internal gear as the crankshaft rotates.
The plurality of motors are fixed to one of the internal gear member and the carrier, and the respective output shafts are engaged with the respective crankshafts.
In the reduction gear, the external gear corresponds to the driven member with which the motor unit is engaged. Each motor has an output shaft engaged with one driven member (external gear) via a crankshaft. Since the external gear and the carrier rotate together, the carrier can also be called a “driven member”.
The speed reducer is a speed reducer called an eccentric swing type. If a plurality of motors are fixed to the internal gear member, the carrier becomes an output member of the reduction gear (a member that rotates relative to a member that fixes the motor). If a plurality of motors are fixed to the carrier, the internal gear member becomes an output member of the reduction gear.

上記の減速装置は、複数のモータで出力部材にトルクを伝える。同じ大きさのトルクを出力するのに、ひとつの大型モータを備えるよりも複数の小型モータを備える方がモータの配置の自由度が大きくなる。例えば、減速装置を小型化することができる。他方、減速装置の場合、外歯歯車に加えられるトルクが偏った状態で駆動し続けることは好ましくない。減速装置の出力部材に所望の回転を与えることができなくなる。換言すると、減速装置の出力部材が異常な状態で駆動し続ける。しかしながら、本発明の減速装置は、複数のモータを備えながら、ひとつのモータの配線が断線すると全てのモータが停止する。夫々のモータに断線検知用のセンサを備えることなく、異常な状態で減速装置が駆動し続けることを防止することができる。 The above reduction gear transmits torque to the output member with a plurality of motors. In order to output the same magnitude of torque, the degree of freedom in arranging the motors is greater with a plurality of small motors than with a single large motor. For example, the speed reducer can be reduced in size. On the other hand, in the case of a reduction gear, it is not preferable to keep driving with a biased torque applied to the external gear. It becomes impossible to give a desired rotation to the output member of the reduction gear. In other words, the output member of the reduction gear continues to be driven in an abnormal state. However, the speed reducer according to the present invention includes a plurality of motors, and all the motors stop when the wiring of one motor is disconnected. Each motor can be prevented from continuing to be driven in an abnormal state without providing a sensor for detecting disconnection.

本発明によると、複数のモータのうちいずれかのモータの配線が断線したときに、被駆動部材が異常な状態で駆動し続けることのないモータユニットを実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a motor unit in which the driven member does not continue to be driven in an abnormal state when the wiring of one of the plurality of motors is disconnected.

各実施例の特徴を以下に記す。
（第１特徴）夫々のモータは、同一のトルク特性を有している。被駆動部材を安定して回転させることができる。
（第２特徴）キャリアの軸線に沿って減速装置を貫通している貫通孔が形成されている。その貫通孔内を、配線や配管等を通過させることができる。 The features of each embodiment are described below.
(First Feature) Each motor has the same torque characteristics. The driven member can be rotated stably.
(Second feature) A through-hole penetrating the speed reducer is formed along the axis of the carrier. Wiring and piping can be passed through the through hole.

図面を参照して実施例を説明する。なお、以下の実施例では、モータユニットとギアユニットを備えている減速装置について説明する。しかしながら、以下に説明するモータユニットを使用して、ギアユニット以外の被駆動部材を駆動することもできる。
（第１実施例）
図１は、本実施例の減速装置１００の断面図を示している。図２は、図１のII−II線に沿った断面図を示している。図３は、減速装置１００を、図１とは異なる方向から見たときの断面図を示している。図１の断面図は図２のＩ−Ｉ線に沿った断面に相当し、図３の断面図は図２のIII−III線に沿った断面に相当する。なお、図面の明瞭化のため、図３では、図３の断面図に特有な箇所にのみ符号を付し、図１と実質的に同じ部品については符号を省略している。
図１に示すように、減速装置１００は、ギアユニット１０２とモータユニット５９を備えている。モータユニット５９は、複数のモータ５７ａ〜５７ｄを備えている。なお、図１にはモータ５７ａと５７ｃのみを図示し、他のモータ５７ｂ、５７ｄの図示を省略している。まず、ギアユニット１０２について説明する。
ギアユニット１０２は、内歯部材１８と外歯歯車２０Ｘ、２０Ｙと複数のクランクシャフト４９とキャリアを備えている。後述するように、キャリアは、キャリア上部４Ｘとキャリアベース４Ｙから形成されている。以下の説明では、キャリア上部４Ｘとキャリアベース４Ｙを併せて、キャリア４と称することがある。また、後述するように、内歯部材１８をギアユニット１０２の出力部を称することがある。内歯部材１８を回転自在に支持する部分を固定部と称することがある。具体的には、キャリア４（キャリア上部４Ｘとキャリアベース４Ｙ）が、ギアユニット１０２の固定部に相当する。なお、以下の説明では、複数個が存在する実質的に同一種類の部品に共通した事象を説明する場合には、アルファベットの添え字を省略することがある。
図２に示すように、内歯部材１８はリング状であり、その内周に沿って多数の内歯が形成されている。内歯部材１８は、外歯歯車（被駆動部材）２０と異なる歯数を有している。内歯部材１８の内周に沿って、多数の内歯ピン（内歯）２２が配置された内歯歯車が形成されている。換言すると、内歯部材１８そのものが内歯歯車を構成しているということもできる。
外歯歯車２０は、内歯部材１８の内歯ピン２２と噛み合いながら偏心回転する。すなわち、外歯歯車２０は、内歯部材１８の軸線１８Ｍの周りを公転する。なお、軸線１８Ｍは、内歯ピン２２群によって形成される内歯歯車の軸線ということができるし、後述するキャリア４の軸線ということもできる。外歯歯車２０の中心に第１貫通孔６０が形成されており、第１貫通孔６０内を円筒部材６４が通過している（図１も参照）。外歯歯車２０の第１貫通孔６０の周囲に、複数の第２貫通孔６８ａ〜６８ｈが形成されている。夫々の第２貫通孔６８は、同一円周上に形成されている。なお詳細は後述するが、第２貫通孔６８ａ、６８ｃ、６８ｅ、６８ｇにはクランクシャフト４９の偏心部５０が嵌合しており、第２貫通孔６８ｂ、６８ｄ、６８ｆ、６８ｈ内をキャリア４の柱状部５が通過している。 Embodiments will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, a reduction gear including a motor unit and a gear unit will be described. However, a driven member other than the gear unit can be driven using a motor unit described below.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a reduction gear device 100 of the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. FIG. 3 shows a cross-sectional view of the reduction gear device 100 when viewed from a direction different from that in FIG. The cross-sectional view of FIG. 1 corresponds to a cross section taken along line II of FIG. 2, and the cross-sectional view of FIG. 3 corresponds to a cross section taken along line III-III of FIG. For the sake of clarity, in FIG. 3, reference numerals are given only to portions that are unique to the cross-sectional view of FIG. 3, and reference numerals are omitted for components that are substantially the same as those in FIG.
As shown in FIG. 1, the speed reduction device 100 includes a gear unit 102 and a motor unit 59. The motor unit 59 includes a plurality of motors 57a to 57d. In FIG. 1, only the motors 57a and 57c are shown, and the other motors 57b and 57d are not shown. First, the gear unit 102 will be described.
The gear unit 102 includes an internal gear member 18, external gears 20X and 20Y, a plurality of crankshafts 49, and a carrier. As will be described later, the carrier is formed of a carrier upper portion 4X and a carrier base 4Y. In the following description, the carrier upper portion 4X and the carrier base 4Y may be collectively referred to as the carrier 4. Further, as will be described later, the internal gear member 18 may be referred to as an output portion of the gear unit 102. A portion that rotatably supports the internal tooth member 18 may be referred to as a fixed portion. Specifically, the carrier 4 (the carrier upper portion 4X and the carrier base 4Y) corresponds to a fixed portion of the gear unit 102. In the following description, alphabetical subscripts may be omitted when describing an event common to substantially the same type of component in which a plurality exist.
As shown in FIG. 2, the internal tooth member 18 is ring-shaped, and a large number of internal teeth are formed along the inner periphery thereof. The internal gear member 18 has a number of teeth different from that of the external gear (driven member) 20. An internal gear in which a large number of internal teeth pins (internal teeth) 22 are arranged is formed along the inner periphery of the internal gear member 18. In other words, it can be said that the internal gear member 18 itself constitutes an internal gear.
The external gear 20 rotates eccentrically while meshing with the internal tooth pin 22 of the internal gear member 18. That is, the external gear 20 revolves around the axis 18 M of the internal gear member 18. The axis 18M can be referred to as an axis of an internal gear formed by the group of internal teeth pins 22 and can also be referred to as an axis of the carrier 4 described later. A first through hole 60 is formed at the center of the external gear 20, and a cylindrical member 64 passes through the first through hole 60 (see also FIG. 1). A plurality of second through holes 68 a to 68 h are formed around the first through hole 60 of the external gear 20. Each of the second through holes 68 is formed on the same circumference. Although details will be described later, the eccentric portion 50 of the crankshaft 49 is fitted into the second through holes 68a, 68c, 68e, 68g, and the inside of the second through holes 68b, 68d, 68f, 68h The columnar part 5 has passed.

図３に示すように、キャリア上部４Ｘとキャリアベース４Ｙは、ボルト６６によって締結されており、一体となってギアユニット１０２のキャリア４を構成する。キャリア４は、内歯部材１８の内側に配置されている。減速装置１００は、キャリアベース４Ｙがボルト２９によって基部（例えばロボットの旋回部や回転装置のベース等）に固定される（図１を参照）。すなわち、キャリア４（キャリア上部４Ｘとキャリアベース４Ｙ）は、基部に対して回転することが拘束される。その結果、外歯歯車２０Ｘ、２０Ｙは基部に対して回転することが拘束される。そして前述したように、内歯部材１８が、外歯歯車２０Ｘ、２０Ｙに対して回転する。したがって、キャリア４が、減速装置１００の固定部に相当する。内歯部材１８が、減速装置１００の固定部（キャリア上部４Ｘとキャリアベース４Ｙ）に対して回転する出力部に相当する。なお、内歯部材１８が基部に固定される場合、キャリア４は、内歯部材１８に対して回転する。この場合、キャリア４の軸線は、内歯部材１８の軸線１８Ｍに等しい。すなわち、キャリア４は、内歯部材１８と同軸に配置されている。
図１に示すように、キャリア４と内歯部材１８の間に、一対の円錐ころ軸受１６Ｘ、１６Ｙが配置されている。円錐ころ軸受１６Ｘ、１６Ｙによって、内歯部材１８はキャリア４に対して回転可能であるとともにスラスト方向に変位不能に支持されている。なお、キャリア４が内歯部材１８に対して回転可能であるとともにスラスト方向に変位不能に支持されているということもできる。本実施例ではキャリア４と内歯部材１８の間に一対の円錐ころ軸受１６Ｘ、１６Ｙを配置したが、円錐ころ軸受の代わりにアンギュラ玉軸受等を使用してもよい。 As shown in FIG. 3, the carrier upper portion 4 X and the carrier base 4 Y are fastened by a bolt 66 and constitute the carrier 4 of the gear unit 102 together. The carrier 4 is disposed inside the internal tooth member 18. In the speed reduction device 100, the carrier base 4Y is fixed to a base portion (for example, a turning portion of a robot, a base of a rotation device, or the like) by a bolt 29 (see FIG. 1). That is, the carrier 4 (the carrier upper portion 4X and the carrier base 4Y) is restricted from rotating with respect to the base portion. As a result, the external gears 20X and 20Y are restricted from rotating with respect to the base. As described above, the internal gear member 18 rotates with respect to the external gears 20X and 20Y. Therefore, the carrier 4 corresponds to a fixed part of the reduction gear 100. The internal gear member 18 corresponds to an output section that rotates with respect to the fixed sections (the carrier upper portion 4X and the carrier base 4Y) of the speed reducer 100. When the internal tooth member 18 is fixed to the base, the carrier 4 rotates with respect to the internal tooth member 18. In this case, the axis of the carrier 4 is equal to the axis 18M of the internal gear member 18. That is, the carrier 4 is disposed coaxially with the internal tooth member 18.
As shown in FIG. 1, a pair of tapered roller bearings 16 X and 16 Y is disposed between the carrier 4 and the internal gear member 18. By the tapered roller bearings 16X and 16Y, the internal gear member 18 is supported so as to be rotatable with respect to the carrier 4 and not to be displaced in the thrust direction. In addition, it can be said that the carrier 4 is supported so as not to be displaceable in the thrust direction while being rotatable with respect to the internal gear member 18. In the present embodiment, the pair of tapered roller bearings 16X and 16Y are disposed between the carrier 4 and the internal gear member 18, but an angular ball bearing or the like may be used instead of the tapered roller bearing.

クランクシャフト４９は、シャフト５４と、シャフト５４の軸線５４Ｍに対して偏心している偏心部５０Ｘ、５０Ｙを備えている。軸線５４Ｍは、内歯部材１８の軸線（キャリア４の軸線ということもできる）１８Ｍと平行に伸びている。すなわち、クランクシャフト４９は、キャリア４の軸線１８Ｍに沿って伸びている。キャリア４とクランクシャフト４９の間に一対の円錐ころ軸受４０Ｘ、４０Ｙが配置されている。円錐ころ軸受４０Ｘ、４０Ｙによって、クランクシャフト４９はキャリア４に対して回転可能であるとともにスラスト方向に変位不能に支持されている。なお、円錐ころ軸受１６において、符号８は内輪を示し、符号１４は外輪を示し、符号１２は転動体（ころ）を示し、符号１０は転動体１２を保持する保持器を示している。円錐ころ軸受４０において、符号３８は内輪を示し、符号３２は外輪を示し、符号３６は転動体を示し、符号３４は転動体３６を保持する保持器を示している。
偏心部５０は、針状ころ軸受４６を介して第２貫通孔６８ａ、６８ｃ、６８ｅ、６８ｇ（図２を参照）に嵌合している。なお、針状ころ軸受４６において、符号４４は転動体を示しており、符号４２は、転動体４４を保持する保持器を示している。 The crankshaft 49 includes a shaft 54 and eccentric portions 50X and 50Y that are eccentric with respect to the axis 54M of the shaft 54. The axis 54M extends in parallel with the axis 18M of the internal tooth member 18 (also referred to as the axis of the carrier 4) 18M. That is, the crankshaft 49 extends along the axis 18 M of the carrier 4. A pair of tapered roller bearings 40X and 40Y is disposed between the carrier 4 and the crankshaft 49. The crankshaft 49 is supported by the tapered roller bearings 40X and 40Y so as to be rotatable with respect to the carrier 4 and not to be displaced in the thrust direction. In the tapered roller bearing 16, reference numeral 8 indicates an inner ring, reference numeral 14 indicates an outer ring, reference numeral 12 indicates a rolling element (roller), and reference numeral 10 indicates a cage for holding the rolling element 12. In the tapered roller bearing 40, reference numeral 38 indicates an inner ring, reference numeral 32 indicates an outer ring, reference numeral 36 indicates a rolling element, and reference numeral 34 indicates a cage that holds the rolling element 36.
The eccentric portion 50 is fitted into the second through holes 68a, 68c, 68e, 68g (see FIG. 2) via the needle roller bearing 46. In the needle roller bearing 46, reference numeral 44 indicates a rolling element, and reference numeral 42 indicates a cage that holds the rolling element 44.

図３に示すように、キャリア上部４Ｘの柱状部５ｄが、外歯歯車２０Ｘの第２貫通孔６９と外歯歯車２０Ｙの第２貫通孔６８ｄを通過している。図２に示すように、キャリア上部４Ｘは複数の柱状部５ｂ、５ｄ、５ｆ、５ｈを有しており、夫々の柱状部５ｂ、５ｄ、５ｆ、５ｈが対応する第２貫通孔６８ｂ、６８ｄ、６８ｆ、６８ｈを通過している。図示を省略しているが、夫々の柱状部５ｂ、５ｄ、５ｆ、５ｈは、外歯歯車２０Ｘの対応する第２貫通孔６９（図３を参照）も通過している。
外歯歯車２０Ｙの第２貫通孔６８ｂ、６８ｄ、６８ｆ、６８ｈと柱状部５ｂ、５ｄ、５ｆ、５ｈの間には、外歯歯車２０Ｙが軸線１８Ｍの周りを偏心回転することを許容する間隔が確保されている。同様に、外歯歯車２０Ｘの第２貫通孔６９と対応する柱状部５の間には、外歯歯車２０Ｘが軸線１８Ｍの周りを偏心回転することを許容する間隔が確保されている。 As shown in FIG. 3, the columnar portion 5d of the carrier upper portion 4X passes through the second through hole 69 of the external gear 20X and the second through hole 68d of the external gear 20Y. As shown in FIG. 2, the carrier upper portion 4X has a plurality of columnar portions 5b, 5d, 5f, and 5h, and the second through holes 68b, 68d, which correspond to the respective columnar portions 5b, 5d, 5f, and 5h, Passes 68f and 68h. Although not shown, each of the columnar portions 5b, 5d, 5f, and 5h also passes through the corresponding second through hole 69 (see FIG. 3) of the external gear 20X.
Between the second through holes 68b, 68d, 68f, and 68h of the external gear 20Y and the columnar portions 5b, 5d, 5f, and 5h, there is an interval that allows the external gear 20Y to rotate eccentrically around the axis 18M. It is secured. Similarly, an interval that allows the external gear 20X to rotate eccentrically around the axis 18M is secured between the second through hole 69 of the external gear 20X and the corresponding columnar portion 5.

上記したように、クランクシャフト４９は偏心部５０（偏心部５０Ｘと５０Ｙ）を有している。偏心部５０Ｙは、針状ころ軸受４６Ｙを介して外歯歯車２０Ｙの第２貫通孔６８ａ、６８ｃ、６８ｅ、６８ｇ（図２を参照）に嵌合している。換言すると、外歯歯車２０Ｙに、クランクシャフト４９の偏心部５０に係合している複数の第２貫通孔６８ａ、６８ｃ、６８ｅ、６８ｇが形成されている。偏心部５０Ｙは、第２貫通孔６８ａ、６８ｃ、６８ｅ、６８ｇの内側で自転することができる。同様に、偏心部５０Ｘは、外歯歯車５０Ｘの第２貫通孔に嵌合している。すなわち、複数のクランクシャフト４９は、ひとつの外歯歯車５０Ｘに係合している。複数のクランクシャフト４９は、ひとつの外歯歯車５０Ｙにも係合している。
図１に示すように、偏心部５０Ｘと円錐ころ軸受４０Ｘの間に止め部材４８が配置されており、偏心部５０Ｙと円錐ころ軸受４０Ｙの間に止め部材５２が配置されている。止め部材４８、５２によって、偏心部５０Ｘ、５０Ｙが軸線５４Ｍ方向に変位することを防止している。 As described above, the crankshaft 49 has the eccentric portion 50 (the eccentric portions 50X and 50Y). The eccentric portion 50Y is fitted into the second through holes 68a, 68c, 68e, 68g (see FIG. 2) of the external gear 20Y via the needle roller bearing 46Y. In other words, a plurality of second through holes 68a, 68c, 68e, 68g engaged with the eccentric portion 50 of the crankshaft 49 are formed in the external gear 20Y. The eccentric part 50Y can rotate inside the second through holes 68a, 68c, 68e, 68g. Similarly, the eccentric portion 50X is fitted in the second through hole of the external gear 50X. That is, the plurality of crankshafts 49 are engaged with one external gear 50X. The plurality of crankshafts 49 are also engaged with one external gear 50Y.
As shown in FIG. 1, a stopper member 48 is disposed between the eccentric portion 50X and the tapered roller bearing 40X, and a stopper member 52 is disposed between the eccentric portion 50Y and the tapered roller bearing 40Y. The stop members 48 and 52 prevent the eccentric portions 50X and 50Y from being displaced in the direction of the axis 54M.

クランクシャフト４９において、偏心部５０Ｘと５０Ｙの夫々の回転軸線は、軸線５４Ｍからオフセットしている。但し、偏心部５０Ｘと５０Ｙでは、オフセットの方向が逆向きである。すなわち、偏心部５０Ｘの回転軸線と偏心部５０Ｙの回転軸線は、常に軸線５４Ｍを挟んだ反対側にある。その結果、外歯歯車２０Ｘと外歯歯車２０Ｙは、内歯部材１８の軸線１８Ｍに対して常に対称の位置に存在している。そのため、ギアユニット１０２の回転バランスが確保される関係が実現されている。 In the crankshaft 49, the rotational axes of the eccentric portions 50X and 50Y are offset from the axis 54M. However, in the eccentric portions 50X and 50Y, the offset direction is opposite. That is, the rotation axis of the eccentric part 50X and the rotation axis of the eccentric part 50Y are always on the opposite side across the axis 54M. As a result, the external gear 20X and the external gear 20Y are always present at symmetrical positions with respect to the axis 18M of the internal gear member 18. For this reason, a relationship in which the rotation balance of the gear unit 102 is ensured is realized.

キャリア上部４Ｘには、その中央を貫通する中心孔４Ｘａが形成されている。キャリアベース４Ｙには、その中央を貫通する中心孔４Ｙａが形成されている。円筒部材６４が、外歯歯車２０Ｘ、２０Ｙの夫々の第１貫通孔６０Ｘ、６０Ｙの双方を通過して、キャリア上部４Ｘの中心孔４Ｘａとキャリアベース４Ｙの中心孔４Ｙａを連結している。キャリア上部４Ｘの中心孔４Ｘａ、キャリアベース４Ｙの中心孔４Ｙａ、及び、円筒部材６４の内周面６４ａによって、ギアユニット１０２には、内歯部材１８（出力部）の軸線１８Ｍを内包し、ギアユニット１０２の基部側から出力側（内歯部材１８が回転させる部材が存在する側）に通じる中心貫通孔１１０が形成される。ギアユニット１０２に、出力部の回転軸線１８Ｍを内包し、その基部側から出力側に通じる中心貫通孔１１０が形成できるのは、内歯部材１８がリング状であることと、内歯部材１８の内側で偏心回転する外歯歯車２０Ｘ、２０Ｙの中心部に第１貫通孔６０Ｘ、６０Ｙが形成されているからである。
ここで、ギアユニット１０２の「固定部」と「出力部」という用語について説明する。後述するように、減速装置１００では、モータ５７が、キャリアベース４Ｙに固定され、モータ５７のロータ５６が回転すると、内歯部材１８がキャリア４とモータ５７に対して回転する。本実施例では、キャリア４がギアユニット１０２の筐体に相当する。したがって、内歯部材１８をギアユニット１０２の出力部と称することができ、キャリア４を、ギアユニット１０２の固定部と称することができる。 A center hole 4Xa penetrating the center is formed in the carrier upper portion 4X. The carrier base 4Y is formed with a center hole 4Ya penetrating the center. The cylindrical member 64 passes through both the first through holes 60X and 60Y of the external gears 20X and 20Y, and connects the center hole 4Xa of the carrier upper portion 4X and the center hole 4Ya of the carrier base 4Y. The gear unit 102 contains the axis 18M of the internal gear member 18 (output portion) by the center hole 4Xa of the carrier upper portion 4X, the center hole 4Ya of the carrier base 4Y, and the inner peripheral surface 64a of the cylindrical member 64, and the gear A central through-hole 110 is formed from the base side of the unit 102 to the output side (the side on which the member that the internal gear member 18 rotates) exists. The central through hole 110 that includes the rotation axis 18M of the output unit and that communicates from the base side to the output side can be formed in the gear unit 102 because the internal tooth member 18 is ring-shaped and the internal tooth member 18 This is because the first through holes 60X and 60Y are formed in the central portions of the external gears 20X and 20Y that rotate eccentrically inside.
Here, the terms “fixed part” and “output part” of the gear unit 102 will be described. As will be described later, in the reduction gear 100, when the motor 57 is fixed to the carrier base 4Y and the rotor 56 of the motor 57 rotates, the internal gear member 18 rotates relative to the carrier 4 and the motor 57. In the present embodiment, the carrier 4 corresponds to the housing of the gear unit 102. Therefore, the internal tooth member 18 can be referred to as an output portion of the gear unit 102, and the carrier 4 can be referred to as a fixed portion of the gear unit 102.

キャリア４と内歯部材１８の間に、一対のオイルシール６Ｘ、６Ｙが配置されている。キャリアベース４Ｙと夫々のクランクシャフト４９のシャフト５４との間に、オイルシール３０が配置されている。キャリア上部４Ｘの上部にシールキャップ２が配置されている。オイルシール６Ｘ、６Ｙ、３０と、シールキャップ２によって、ギアユニット１０２内に挿入されたオイル等が外部に漏れることを防止できる。 A pair of oil seals 6 X and 6 Y is disposed between the carrier 4 and the internal tooth member 18. An oil seal 30 is disposed between the carrier base 4Y and the shaft 54 of each crankshaft 49. The seal cap 2 is disposed on the upper portion of the carrier upper portion 4X. The oil seals 6X, 6Y, 30 and the seal cap 2 can prevent the oil inserted into the gear unit 102 from leaking to the outside.

次に、モータユニット５９について説明する。
モータユニット５９は、モータ５７ａ、５７ｂ、５７ｃ及び５７ｄを備えている。複数のモータ５７ａ〜５７ｄの夫々は、ステータ５８とロータ（モータの出力軸）５６を備えており、ロータ５６がクランクシャフト４９のシャフト５４に連結されている。換言すると、減速装置１００は、４本のクランクシャフト４９を備えており、全てのクランクシャフト４９に、対応するモータ５７ａ〜５７ｄが連結されている。
モータ５７ａ〜５７ｄのうちの１つのモータ５７ｃに、ロータ５６の回転角を検出するエンコーダ（回転角センサ）２６が取り付けられている。他の３つのモータ５７ａ、５７ｂ及び５７ｄにはエンコーダ２６が連結されていない。他の３つのモータ５７ａ、５７ｂ及び５７ｄには、エンコーダ２６に代えて、ブレーキが連結されている。図１には、モータ５７ａにブレーキ２８ａが接続されていることが図示されている。モータ５７ｂ、５７ｄにも同様にブレーキ（図示省略）が接続されている。すなわち、エンコーダ２６が連結されていないモータ５７にのみブレーキ２８が連結されている。そのため、モータ５７にエンコーダ２６とブレーキ２８の双方を連結する場合と比較すると、減速装置１００は、軸方向の長さが短くなっている。
なお、全てのモータ５７にブレーキを連結しないで、モータ５７のサーボロックをブレーキの代わりにしてもよい。 Next, the motor unit 59 will be described.
The motor unit 59 includes motors 57a, 57b, 57c, and 57d. Each of the plurality of motors 57 a to 57 d includes a stator 58 and a rotor (motor output shaft) 56, and the rotor 56 is coupled to the shaft 54 of the crankshaft 49. In other words, the speed reduction device 100 includes four crankshafts 49, and corresponding motors 57 a to 57 d are connected to all the crankshafts 49.
An encoder (rotation angle sensor) 26 for detecting the rotation angle of the rotor 56 is attached to one of the motors 57a to 57d. The encoders 26 are not connected to the other three motors 57a, 57b, and 57d. Instead of the encoder 26, a brake is connected to the other three motors 57a, 57b and 57d. FIG. 1 shows that the brake 28a is connected to the motor 57a. Similarly, brakes (not shown) are connected to the motors 57b and 57d. That is, the brake 28 is connected only to the motor 57 to which the encoder 26 is not connected. Therefore, compared with the case where both the encoder 26 and the brake 28 are connected to the motor 57, the reduction gear 100 has a shorter axial length.
Note that the servo lock of the motor 57 may be used in place of the brake without connecting the brake to all the motors 57.

モータ５７は、ギアユニット１０２の中心貫通孔１１０を軸方向に延長した円筒の外側に配置されている。換言すると、モータ５７は、減速装置１００を軸方向から観測したときに、ギアユニット１０２の中心貫通孔１１０の外側に配置されている。モータ５７をそのように配置することによって、モータ５７に邪魔されることなく、ギアユニット１０２の中心貫通孔１１０に配線や配管等（図示省略）を通過させることができる。 The motor 57 is disposed outside a cylinder that extends from the central through hole 110 of the gear unit 102 in the axial direction. In other words, the motor 57 is disposed outside the central through hole 110 of the gear unit 102 when the speed reducer 100 is observed from the axial direction. By arranging the motor 57 in such a manner, it is possible to pass wiring, piping, and the like (not shown) through the central through hole 110 of the gear unit 102 without being obstructed by the motor 57.

ギアユニット１０２のキャリアベース４Ｙにステータ５８が固定されており、クランクシャフト４９のシャフト５４にロータ５６が連結されている。ロータ５６は、ステータ５８の軸線の周りに回転することができる。ステータ５８の軸線は、クランクシャフト４９の軸線５４Ｍに等しい。すなわち、シャフト５４とロータ５６は一体に回転する。ステータ５８とロータ５６の間には、ステータ５８に対してロータ５６が回転可能であるとともに軸方向に変位不能に支持するための軸受が存在しない。ロータ５６は、クランクシャフト４９を支持する一対の円筒ころ軸受４０Ｘ、４０Ｙによって、ステータ５８に対して回転可能であるとともにスラスト方向に変位不能に支持されている。 A stator 58 is fixed to the carrier base 4Y of the gear unit 102, and a rotor 56 is connected to the shaft 54 of the crankshaft 49. The rotor 56 can rotate about the axis of the stator 58. The axis of the stator 58 is equal to the axis 54M of the crankshaft 49. That is, the shaft 54 and the rotor 56 rotate integrally. Between the stator 58 and the rotor 56, there is no bearing for supporting the rotor 56 so that the rotor 56 can rotate with respect to the stator 58 and cannot be displaced in the axial direction. The rotor 56 is supported by a pair of cylindrical roller bearings 40X and 40Y that support the crankshaft 49 so that it can rotate with respect to the stator 58 and cannot be displaced in the thrust direction.

前述したように、夫々のクランクシャフト４９の偏心部５０Ｙが、外歯歯車２０Ｙの第２貫通孔６８に嵌合している。また、夫々のクランクシャフト４９は、モータ５７の出力軸に連結している。したがって、夫々のモータ５７の出力軸（ロータ５６）は、独立に回転することができない。換言すると、モータ５７の夫々の出力軸は、クランクシャフト４９を介してひとつの被駆動部材（外歯歯車２０Ｙ）に係合している。全てのモータ５７のトルクが外歯歯車２０Ｙに伝達され、後述するように、外歯歯車２０Ｙが偏心回転する。外歯歯車２０Ｘについても同様である。 As described above, the eccentric portion 50Y of each crankshaft 49 is fitted in the second through hole 68 of the external gear 20Y. Each crankshaft 49 is connected to the output shaft of the motor 57. Therefore, the output shaft (rotor 56) of each motor 57 cannot rotate independently. In other words, each output shaft of the motor 57 is engaged with one driven member (external gear 20 Y) via the crankshaft 49. The torque of all the motors 57 is transmitted to the external gear 20Y, and the external gear 20Y rotates eccentrically as will be described later. The same applies to the external gear 20X.

次に、減速装置１００のメカニズムについて説明する。
モータ５７のロータ５６が回転し、クランクシャフト４９が軸線５４Ｍの周りに回転すると、偏心部５０が偏心回転する。換言すると、偏心部５０の回転軸線が、軸線５４Ｍの周りを公転する。偏心部５０が偏心回転すると、外歯歯車２０が内歯部材１８の軸線１８Ｍの周りを偏心回転する。換言すると、外歯歯車の中心が、内歯部材１８の軸線１８Ｍの周りを公転する。
外歯歯車２０と内歯部材１８は噛み合っているので、外歯歯車２０が公転すると、内歯部材１８は外歯歯車２０に対して自転する。上記したように、外歯歯車２０は固定部（キャリア４）に対して自転が拘束されているため、内歯部材１８は固定部（キャリア４）に対して自転する。内歯部材１８が、減速装置１００の出力部材に相当する。モータ５７を駆動すると、内歯歯車１８が固定部（キャリア４）に対して回転する。モータ５７の回転が、ギアユニット１００によって減速されて内歯歯車１８に伝達される。換言すると、モータ５７の出力トルクが、ギアユニット１００によって増幅されて内歯歯車１８に伝達される。
図２に示すように、減速装置１００では、外歯歯車２０の歯数が５１本であり、内歯部材１８の歯数（内歯ピン２２の数）が２６本である。また、外歯歯車２０の外歯は、１つおきに内歯ピン２２と噛み合っている。そのため、外歯歯車２０が軸線１８Ｍの周りを５２回（２６×２）公転すると、内歯部材１８が軸線１８Ｍの周りを１回自転する。また、図２から明らかなように、外歯歯車２０の全ての外歯が内歯ピン２２に接している。そのため、外歯歯車２０と内歯部材１８の間にバックラッシが発生しにくい構造を実現している。また、図１に示すように、外歯歯車２０Ｘ、２０Ｙの双方が１つの内歯ピン２２と噛み合っている。そのため、外歯歯車２０と内歯部材１８の間によりバックラッシが発生しにくい。なお、内歯ピン２２は内歯部材１８に固定されていない。内歯ピン２２は内歯部材１８に形成された溝に嵌め込まれており、その溝内で自転することができる。
なお、外歯歯車２０の歯数と内歯部材１８の歯数（内歯ピン２２の数）を調整することによって、減速装置１００の減速比を適宜変更することができる。 Next, the mechanism of the speed reducer 100 will be described.
When the rotor 56 of the motor 57 rotates and the crankshaft 49 rotates around the axis 54M, the eccentric portion 50 rotates eccentrically. In other words, the rotation axis of the eccentric portion 50 revolves around the axis 54M. When the eccentric portion 50 rotates eccentrically, the external gear 20 rotates eccentrically around the axis 18 M of the internal tooth member 18. In other words, the center of the external gear revolves around the axis 18 M of the internal gear member 18.
Since the external gear 20 and the internal gear member 18 mesh with each other, when the external gear 20 revolves, the internal gear member 18 rotates with respect to the external gear 20. As described above, since the rotation of the external gear 20 is restricted with respect to the fixed portion (carrier 4), the internal gear member 18 rotates relative to the fixed portion (carrier 4). The internal tooth member 18 corresponds to the output member of the reduction gear 100. When the motor 57 is driven, the internal gear 18 rotates with respect to the fixed portion (carrier 4). The rotation of the motor 57 is decelerated by the gear unit 100 and transmitted to the internal gear 18. In other words, the output torque of the motor 57 is amplified by the gear unit 100 and transmitted to the internal gear 18.
As shown in FIG. 2, in the reduction gear 100, the number of teeth of the external gear 20 is 51, and the number of teeth of the internal gear member 18 (the number of internal pins 22) is 26. Further, every other external tooth of the external gear 20 meshes with the internal tooth pin 22. Therefore, when the external gear 20 revolves around the axis 18M 52 times (26 × 2), the internal gear member 18 rotates once around the axis 18M. Further, as is apparent from FIG. 2, all the external teeth of the external gear 20 are in contact with the internal tooth pins 22. Therefore, a structure in which backlash is unlikely to occur between the external gear 20 and the internal gear member 18 is realized. Further, as shown in FIG. 1, both the external gears 20 X and 20 Y mesh with one internal tooth pin 22. Therefore, backlash is unlikely to occur between the external gear 20 and the internal gear member 18. The internal tooth pin 22 is not fixed to the internal tooth member 18. The internal tooth pin 22 is fitted in a groove formed in the internal tooth member 18 and can rotate within the groove.
It should be noted that the reduction ratio of the reduction gear 100 can be appropriately changed by adjusting the number of teeth of the external gear 20 and the number of teeth of the internal gear member 18 (the number of internal gear pins 22).

次に、モータユニット５９の回路を説明する。
図４に、モータユニット５９の回路図を示す。上記したように、モータユニット５９は、モータ５７ａ〜５７ｄを備えている。モータ５７ａ〜５７ｄは３相モータであり、全て同一のトルク特性を有している。モータ５７ａ〜５７ｄの夫々は、巻線８０Ｕ、巻線８０Ｖ、巻線８０Ｗを備えている。巻線８０Ｕの両端部のうち、一方の端部を符号８２Ｕで表し、他方の端部を符号８４Ｕで表す。同様に、巻線８０Ｖの一方の端部を符号８２Ｖで表し、他方の端部を符号８４Ｖで表す。巻線８０Ｗの一方の端部を符号８２Ｗで表し、他方の端部を符号８４Ｗで表す。符号８２が表す端部は、ひとつのモータをモータドライバに接続する場合、モータドライバの出力端に接続される側の端部である。符号８４が表す端部は、モータドライバのグランド側に接続される端部である。ひとつのモータをモータドライバに接続する場合、符号８４が表す３つの端部（８４Ｕ、８４Ｖ、及び８４Ｗ）は、モータドライバのグランド側に接続される代わりに短絡させてもよい。
モータ５７ａの巻線８０Ｕ、８０Ｖ、８０Ｗの一端８２Ｕ、８２Ｖ、８２Ｗが、夫々、モータドライバ７０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の出力端に接続している。モータ５７ａの巻線８０Ｕ、８０Ｖ、８０Ｗの他端８４Ｕ、８４Ｖ、８４Ｗが、夫々、モータ５７ｂの巻線８０Ｕ、８０Ｖ、８０Ｗの一端８２Ｕ、８２Ｖ、８２Ｗに接続している。モータ５７ｂの巻線８０Ｕ、８０Ｖ、８０Ｗの他端８４Ｕ、８４Ｖ、８４Ｗが、夫々、モータ５７ｃの巻線８０Ｕ、８０Ｖ、８０Ｗの一端に接続している。モータ５７ｃの巻線８０Ｕ、８０Ｖ、８０Ｗの他端８４Ｕ、８４Ｖ、８４Ｗが、夫々、モータ５７ｄの巻線８０Ｕ、８０Ｖ、８０Ｗの一端８２Ｕ、８２Ｖ、８２Ｗに接続している。モータ５７ｄの巻線８０Ｕ、８０Ｖ、８０Ｗの他端８４Ｕ、８４Ｖ、８４Ｗが、スター結線（短絡）している。簡潔にいうと、モータ５７ａ〜５７ｄは、モータ５７ａ、モータ５７ｂ、モータ５７ｃ、モータ５７ｄの順に電気的に直列に接続されている。 Next, the circuit of the motor unit 59 will be described.
FIG. 4 shows a circuit diagram of the motor unit 59. As described above, the motor unit 59 includes the motors 57a to 57d. The motors 57a to 57d are three-phase motors and all have the same torque characteristics. Each of the motors 57a to 57d includes a winding 80U, a winding 80V, and a winding 80W. Of the both ends of the winding 80U, one end is represented by reference numeral 82U and the other end is represented by reference numeral 84U. Similarly, one end of the winding 80V is represented by reference numeral 82V, and the other end is represented by reference numeral 84V. One end of the winding 80W is represented by reference numeral 82W, and the other end is represented by reference numeral 84W. The end portion denoted by reference numeral 82 is an end portion on the side connected to the output end of the motor driver when one motor is connected to the motor driver. The end portion denoted by reference numeral 84 is an end portion connected to the ground side of the motor driver. When one motor is connected to the motor driver, the three ends (84U, 84V, and 84W) represented by reference numeral 84 may be short-circuited instead of being connected to the ground side of the motor driver.
One ends 82U, 82V, and 82W of the windings 80U, 80V, and 80W of the motor 57a are connected to the U-phase, V-phase, and W-phase output ends of the motor driver 70, respectively. The other ends 84U, 84V, 84W of the windings 80U, 80V, 80W of the motor 57a are connected to one ends 82U, 82V, 82W of the windings 80U, 80V, 80W of the motor 57b, respectively. The other ends 84U, 84V, 84W of the windings 80U, 80V, 80W of the motor 57b are connected to one ends of the windings 80U, 80V, 80W of the motor 57c, respectively. The other ends 84U, 84V, 84W of the windings 80U, 80V, 80W of the motor 57c are connected to one ends 82U, 82V, 82W of the windings 80U, 80V, 80W of the motor 57d, respectively. The other ends 84U, 84V, 84W of the windings 80U, 80V, 80W of the motor 57d are star-connected (short-circuited). In short, the motors 57a to 57d are electrically connected in series in the order of the motor 57a, the motor 57b, the motor 57c, and the motor 57d.

ここで、モータユニット５９と従来のモータユニット１５９を比較する。
図６に従来のモータユニット１５９を示す。モータユニット１５９は、モータ１５７ａ〜１５７ｄを備えている。モータ１５７ａ〜１５７ｄは３相モータであり、全て同一のトルク特性を有している。また、モータ１５７ａ〜１５７ｄは、モータ５７ａ〜５７ｄと同一のトルク特性を有している。
モータユニット１５９では、モータ１５７ａ〜１５７ｄの巻線８０Ｕの一端８２Ｕが、モータドライバ７０のＵ相に接続している。モータ１５７ａ〜１５７ｄの巻線８０Ｖの一端８２Ｖが、モータドライバ７０のＶ相に接続している。モータ１５７ａ〜１５７ｄの巻線８０Ｗの一端８２Ｗが、モータドライバ７０のＷ相に接続している。さらに、モータ１５７ａの他端８４Ｕ、８４Ｖ、８４Ｗがスター結線している。同様に、モータ１５７ｂ〜１５７ｄの夫々も、他端８４Ｕ、８４Ｖ、８４Ｗがスター結線している。簡潔にいうと、モータ１５７ａとモータ１５７ｂとモータ１５７ｃとモータ１５７ｄが電気的に並列に接続されている。 Here, the motor unit 59 and the conventional motor unit 159 are compared.
FIG. 6 shows a conventional motor unit 159. The motor unit 159 includes motors 157a to 157d. The motors 157a to 157d are three-phase motors, and all have the same torque characteristics. The motors 157a to 157d have the same torque characteristics as the motors 57a to 57d.
In the motor unit 159, one end 82U of the winding 80U of the motors 157a to 157d is connected to the U phase of the motor driver 70. One end 82V of the winding 80V of the motors 157a to 157d is connected to the V phase of the motor driver 70. One end 82W of the winding 80W of the motors 157a to 157d is connected to the W phase of the motor driver 70. Further, the other ends 84U, 84V, 84W of the motor 157a are star-connected. Similarly, the other ends 84U, 84V, 84W of each of the motors 157b to 157d are star-connected. In short, the motor 157a, the motor 157b, the motor 157c, and the motor 157d are electrically connected in parallel.

従来のモータユニット１５９では、例えば、モータ１５７ａの巻線８０Ｕが断線すると（あるいは、端部８２Ｕ、８４Ｕで接続不良が生じると）、モータ１５７ａの巻線８０Ｕに電流が流れなくなる。そのため、モータ１５７ａは、正常に回転することができなくなる。しかしながら、他のモータ１５７ｂ、１５７ｃ及び１５７ｄの各巻線には電流が流れ続けるので、モータ１５７ｂ、１５７ｃ及び１５７ｄは回転し続けることができる。そのため、モータ１５７ｂ、１５７ｃ及び１５７ｄによって、外歯歯車２０を駆動し（偏心回転させ）続ける。上記したように、モータ１５７ａ〜１５７ｄは、それらの出力軸（ロータ）５６が、ひとつの被駆動部材（外歯歯車２０）に係合している。そのため、正常に回転することができないモータ１５７ａも、外歯歯車２０の駆動に伴って回転し続ける。
モータ１５７ａは自ら回転しないので、外歯歯車２０の駆動にとって負荷となる。その結果、外歯歯車２０に加えられるトルクに偏りが生じ、外歯歯車２０が所望する回転をしない。その結果、減速装置１００の回転精度が悪化する。 In the conventional motor unit 159, for example, when the winding 80U of the motor 157a is disconnected (or connection failure occurs at the end portions 82U and 84U), no current flows through the winding 80U of the motor 157a. Therefore, the motor 157a cannot rotate normally. However, since the current continues to flow through the windings of the other motors 157b, 157c, and 157d, the motors 157b, 157c, and 157d can continue to rotate. Therefore, the external gear 20 is continuously driven (eccentrically rotated) by the motors 157b, 157c, and 157d. As described above, the motors 157a to 157d have their output shafts (rotors) 56 engaged with one driven member (the external gear 20). Therefore, the motor 157a that cannot rotate normally continues to rotate as the external gear 20 is driven.
Since the motor 157a does not rotate by itself, it becomes a load for driving the external gear 20. As a result, the torque applied to the external gear 20 is biased, and the external gear 20 does not rotate as desired. As a result, the rotation accuracy of the reduction gear 100 is deteriorated.

他方、モータユニット５９では、例えば、モータ５７ａの巻線８０Ｕが断線すると（あるいは、端部８２Ｕ、８４Ｕで接続不良が生じると）、モータ５７ａ〜５７ｄの全ての巻線８０Ｕに電流が流れなくなる。そのため、モータ５７ａだけでなく、他のモータ５７ｂ、５７ｃ及び５７ｄも停止する。その結果、減速装置１００の動作が停止する。回転精度が悪い状態で減速装置１００が駆動し続けることを防止することができる。 On the other hand, in the motor unit 59, for example, when the winding 80U of the motor 57a is disconnected (or connection failure occurs at the end portions 82U and 84U), no current flows through all the windings 80U of the motors 57a to 57d. Therefore, not only the motor 57a but also the other motors 57b, 57c and 57d are stopped. As a result, the operation of the reduction gear 100 stops. It is possible to prevent the reduction gear 100 from continuing to be driven in a state where the rotation accuracy is poor.

また、図４では図示を省略しているが、モータドライバ７０にトルク指令を出力するコントローラには、モータ５７ｃに取り付けられたエンコーダ２６が接続されている。コントローラは、エンコーダ２６の検出値に基づいて、モータドライバ７０を制御する。すなわち、複数のモータ５７は、ひとつのモータ５７ｃに取り付けられているエンコーダ２６の出力に基づいてフィードバック制御される。 Although not shown in FIG. 4, the encoder 26 attached to the motor 57 c is connected to the controller that outputs a torque command to the motor driver 70. The controller controls the motor driver 70 based on the detection value of the encoder 26. That is, the plurality of motors 57 are feedback controlled based on the output of the encoder 26 attached to one motor 57c.

モータユニット５９の他の効果について、従来のモータユニット１５９と対比して説明する。
従来のモータユニット１５９では、モータドライバ７０が、モータ１５７ａ〜１５７ｄの二次電流の合計を演算処理し、モータ１５７ａ〜１５７ｄの出力トルクを調整している。例えば、モータ１５７ａの巻線８０Ｕが断線すると（あるいは、端部８２Ｕ、８４Ｕで接続不良が生じると）、他のモータ１５７ｂ、１５７ｃ及び１５７ｄの巻線に、通常時よりも過大な電流が流れる。そのため、モータドライバ７０が、モータ１５７ａ〜１５７ｄの二次電流の合計を演算処理しても、モータ１５７ａの巻線８０Ｕ等が断線していることを検出することは困難である。並列接続された夫々のモータ１５７ａ〜１５７ｄの断線を個別に検知するためには、夫々のモータ１５７ａ〜１５７ｄに、断線を検知するセンサをつけなくてはいけない。
他方、モータユニット５９では、例えば、モータ５７ａの配線８０Ｕが断線すると（あるいは、端部８２Ｕ、８４Ｕで接続不良が生じると）、他のモータ５７ｂ、５７ｃ及び５７ｄの巻線８０Ｕにも電流が流れない。モータ５７ａ〜５７ｄの二次電流の合計を演算処理すれば、モータ５７ａ〜５７ｄのいずれかのＵ相が断線していることを検出することができる。夫々のモータ５７ａ〜５７ｄに断線を検知するセンサをつけなくても、モータドライバ７０が、モータ５７ａ〜５７ｄのいずれかに異常（断線等）が生じていることを検知することができる。そして、モータ５７ａ〜５７ｄを停止することができる。
また、上記したように、従来のモータユニット１５９では、例えば、モータ１５７ａの巻線８０Ｕが断線すると、他のモータ１５７ｂ、１５７ｃ及び１５７ｄの巻線に、通常時よりも過大な電流が流れる。そのため、他のモータ１５７ｂ、１５７ｃ及び１５７ｄの巻線も断線する虞がある。
他方、上記したように、モータユニット５９では、例えば、モータ５７ａの巻線８０Ｕが断線すると、他のモータ５７ｂ、５７ｃ及び５７ｄの巻線にも電流が流れない。そのため、他のモータ５７ｂ、５７ｃ及び５７ｄの巻線までもが断線することを防止することができる。 Other effects of the motor unit 59 will be described in comparison with the conventional motor unit 159.
In the conventional motor unit 159, the motor driver 70 calculates the total secondary current of the motors 157a to 157d and adjusts the output torque of the motors 157a to 157d. For example, when the winding 80U of the motor 157a is disconnected (or connection failure occurs at the end portions 82U and 84U), an excessive current flows through the windings of the other motors 157b, 157c and 157d. Therefore, it is difficult for the motor driver 70 to detect that the winding 80U or the like of the motor 157a is disconnected even if the total secondary current of the motors 157a to 157d is processed. In order to detect the disconnection of each of the motors 157a to 157d connected in parallel, a sensor for detecting the disconnection must be attached to each of the motors 157a to 157d.
On the other hand, in the motor unit 59, for example, when the wiring 80U of the motor 57a is disconnected (or connection failure occurs at the end portions 82U and 84U), a current also flows through the windings 80U of the other motors 57b, 57c and 57d. Absent. If the sum of the secondary currents of the motors 57a to 57d is calculated, it is possible to detect that any U phase of the motors 57a to 57d is disconnected. Even without attaching a sensor for detecting disconnection to each of the motors 57a to 57d, the motor driver 70 can detect that an abnormality (disconnection or the like) has occurred in any of the motors 57a to 57d. Then, the motors 57a to 57d can be stopped.
Further, as described above, in the conventional motor unit 159, for example, when the winding 80U of the motor 157a is disconnected, an excessive current flows through the windings of the other motors 157b, 157c, and 157d. Therefore, the windings of the other motors 157b, 157c, and 157d may be disconnected.
On the other hand, as described above, in the motor unit 59, for example, when the winding 80U of the motor 57a is disconnected, no current flows through the windings of the other motors 57b, 57c, and 57d. Therefore, it is possible to prevent even the windings of the other motors 57b, 57c and 57d from being disconnected.

モータユニット５９の他の特徴について説明する。
図５に、図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図を示している。なお、図面の明瞭化のため、一部のハッチングを省略している。モータ５７ａ〜５７ｄは、内歯部材１８の軸線１８Ｍ（図１も参照）の周りに等間隔に配置されている。符号５４Ｍは、ロータ５６の軸線を示しており、符号９０は、軸線１８Ｍと軸線５４Ｍを半径とする仮想円を示している。上記したように、モータ５７ａ〜５７ｄは同一の仕様である。なお、以下の説明では、モータ５７ａ〜５７ｄに共通の部品については、同じ符号を付すことにより説明を省略する。
モータ５７ａは、リング状のステータ５８と、ステータ５８内に配置されたロータ５６を備えている。スタータ５８は、９個のポールピース５８ａ〜５８ｉを備えている。ポールピース５８ａ、５８ｅ及び５８ｆには、巻線８０Ｕ（図４も参照）が巻き付けられている。ポールピース５８ｂ、５８ｃ及び５８ｇには、巻線８０Ｗが巻き付けられている。ポールピース５８ｄ、５８ｈ及び５８ｉには、巻線８０Ｖが巻き付けられている。ロータ５６には、８極の永久磁石Ｎ１〜Ｎ４、Ｓ１〜Ｓ４が配置されている。永久磁石Ｎ１〜Ｎ４は、同一の磁極（Ｎ極）を外側に向けて配置されている。永久磁石Ｓ１〜Ｓ４は、Ｓ極を外側に向けて配置されている。永久磁石Ｎ１〜Ｎ４、Ｓ１〜Ｓ４の夫々は、外側に向いている磁極が周方向に交互になるように配置されている。モータユニット５９では、ロータ５６とステータ５８の位相角が、全てのモータ５７ａ〜５７ｄで等しい。例えば、全てのモータ５７ａ〜５７ｄにおいて、巻線８０Ｕが巻き付けられているポールピース５８ａと永久磁石Ｎ１の中間部が対向している。 Other features of the motor unit 59 will be described.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. In addition, some hatching is abbreviate | omitted for clarification of drawing. The motors 57a to 57d are arranged at equal intervals around the axis 18M of the internal tooth member 18 (see also FIG. 1). Reference numeral 54M represents the axis of the rotor 56, and reference numeral 90 represents an imaginary circle having the radius of the axis 18M and the axis 54M. As described above, the motors 57a to 57d have the same specifications. In the following description, parts common to the motors 57a to 57d are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
The motor 57 a includes a ring-shaped stator 58 and a rotor 56 disposed in the stator 58. The starter 58 includes nine pole pieces 58a to 58i. A winding 80U (see also FIG. 4) is wound around the pole pieces 58a, 58e and 58f. A winding 80W is wound around the pole pieces 58b, 58c and 58g. A winding 80V is wound around the pole pieces 58d, 58h and 58i. In the rotor 56, eight-pole permanent magnets N1 to N4 and S1 to S4 are arranged. The permanent magnets N1 to N4 are arranged with the same magnetic pole (N pole) facing outward. The permanent magnets S1 to S4 are arranged with the south pole facing outward. Each of the permanent magnets N1 to N4 and S1 to S4 is arranged such that the magnetic poles facing outward are alternated in the circumferential direction. In the motor unit 59, the phase angles of the rotor 56 and the stator 58 are the same for all the motors 57a to 57d. For example, in all the motors 57a to 57d, the pole piece 58a around which the winding 80U is wound and the intermediate portion of the permanent magnet N1 face each other.

前記したように、モータ５７ａ〜５７ｄは直列に接続されている。そのため、モータ５７ａ〜５７ｄの各相には同じ位相の電流が流れる。モータユニット５９では、ロータ５６とステータ５８の位相角が、全てのモータ５７ａ〜５７ｄで等しい。そのため、全てのモータ５７ａ〜５７ｄが、電気的に同期する。被回転部材（外歯歯車２０）を安定して駆動させることができる。 As described above, the motors 57a to 57d are connected in series. Therefore, the same phase current flows in each phase of the motors 57a to 57d. In the motor unit 59, the phase angles of the rotor 56 and the stator 58 are the same for all the motors 57a to 57d. Therefore, all the motors 57a to 57d are electrically synchronized. The rotated member (external gear 20) can be driven stably.

図７に、ロータ５６とステータ５８の位相角が、全てのモータ５７ａ〜５７ｄで等しくない例を示す。モータ５７ａでは、巻線８０Ｕが巻き付けられているポールピース５８ａと永久磁石Ｓ１の中間部が対向している。モータ５７ｂでは、ポールピース５８ａと永久磁石Ｎ１とＳ１の境界部が対向している。モータ５７ｃでは、ポールピース５８ａと永久磁石Ｓ１の端部が対向している。モータ５７ｄでは、ポールピース５８ａと永久磁石Ｎ１の中間部が対向している。
ロータ５６とステータ５８の位相角が全てのモータ５７ａ〜５７ｄで等しくない場合、被回転部材（外歯歯車２０）に加えられるトルクに偏りが生じたり、モータ５７ａ〜５７ｄの回転方向が所望する方向と反対になったり、モータ５７ａ〜５７ｄの回転を停止するときに遅れが生じたりしてしまう可能性がある。
図５に示すように、ロータ５６とステータ５８の位相角が全てのモータ５７ａ〜５７ｄで等しければ、上記した不具合が生じることを防止することができる。 FIG. 7 shows an example in which the phase angles of the rotor 56 and the stator 58 are not equal for all the motors 57a to 57d. In the motor 57a, the pole piece 58a around which the winding 80U is wound is opposed to the intermediate portion of the permanent magnet S1. In the motor 57b, the boundary between the pole piece 58a and the permanent magnets N1 and S1 faces each other. In the motor 57c, the pole piece 58a and the end of the permanent magnet S1 face each other. In the motor 57d, the intermediate portion between the pole piece 58a and the permanent magnet N1 is opposed.
When the phase angles of the rotor 56 and the stator 58 are not equal in all the motors 57a to 57d, the torque applied to the rotated member (the external gear 20) is biased, or the rotation direction of the motors 57a to 57d is desired. Or a delay may occur when the rotation of the motors 57a to 57d is stopped.
As shown in FIG. 5, if the phase angles of the rotor 56 and the stator 58 are equal for all the motors 57a to 57d, the above-described problems can be prevented from occurring.

本実施例のモータユニット５９では、ポールピース５８ａ、５８ｅ及び５８ｆに巻線８０Ｕが巻き付けられており、ポールピース５８ｂ、５８ｃ及び５８ｇに巻線８０Ｗが巻き付けられており、ポールピース５８ｄ、５８ｈ及び５８ｉに巻線８０Ｖが巻き付けられている。巻線８０Ｕ、８０Ｗ及び８０Ｖの夫々が、軸線５４Ｍに対して対称の位置に配置されている。そのため、ロータ５６とステータ５８の間で生じる電磁力は、軸線５４Ｍに対してほぼ対称になる。ロータ５６が回転しているときの電磁力のバランスが良好になり、振動等の不具合が生じることを防止することができる。 In the motor unit 59 of this embodiment, the winding 80U is wound around the pole pieces 58a, 58e and 58f, the winding 80W is wound around the pole pieces 58b, 58c and 58g, and the pole pieces 58d, 58h and 58i are wound. A winding 80V is wound around the wire. Each of the windings 80U, 80W, and 80V is disposed at a symmetrical position with respect to the axis 54M. Therefore, the electromagnetic force generated between the rotor 56 and the stator 58 is substantially symmetric with respect to the axis 54M. The balance of the electromagnetic force when the rotor 56 is rotating becomes good, and problems such as vibration can be prevented from occurring.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.

上記実施例では、モータのひとつに、回転角検出装置（エンコーダ）が取り付けられている。回転角検出装置に代えて、モータのひとつに、回転角速度検出装置が取り付けられていてもよい。モータの駆動状態を検出することができる装置であれば、その種類は限定されない。
上記実施例では、ギアユニットの基部側から出力側に通じる中心貫通孔が形成されている。中心貫通孔は必ずしも必須の構成ではなく、必要に応じて形成すればよい。
上記実施例では、モータユニットを備えている減速装置について説明した。しかしながら、実施例のモータユニットを使用して、他の被駆動部材を駆動することもできる。例えば、ベルトコンベアのローラやプーリ等を駆動することができる。
また、モータユニットが備えているモータは、４個に限定されるものではない。モータは２個でもよいし、３個でもよい。また、５個以上でもよい。
夫々のモータは、３相モータでなくてもよい。単相モータであってもよいし、４相以上のモータでもよい。 In the above embodiment, a rotation angle detection device (encoder) is attached to one of the motors. Instead of the rotation angle detection device, a rotation angular velocity detection device may be attached to one of the motors. The type of the device is not limited as long as the device can detect the driving state of the motor.
In the above-described embodiment, the central through-hole leading from the base side of the gear unit to the output side is formed. The central through hole is not necessarily an essential configuration, and may be formed as necessary.
In the above-described embodiment, the reduction gear including the motor unit has been described. However, other driven members can be driven using the motor unit of the embodiment. For example, the rollers and pulleys of the belt conveyor can be driven.
Further, the motor provided in the motor unit is not limited to four. Two or three motors may be used. Moreover, five or more may be sufficient.
Each motor may not be a three-phase motor. A single-phase motor or a motor having four or more phases may be used.

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

減速装置の断面図（１）Cross section of reduction gear (1) 図１のII−II線に沿った断面図Sectional view along the line II-II in FIG. 減速装置の断面図（２）Cross section of reduction gear (2) モータユニットの回路図Motor unit circuit diagram 図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図Sectional view along line VV in FIG. 従来のモータユニットの回路図Circuit diagram of conventional motor unit 図５の断面図の変形例Modified example of the cross-sectional view of FIG.

Explanation of symbols

４：キャリア
１８：内歯部材
２０：外歯歯車（被駆動部材）
２２：内歯ピン（内歯）
２６：回転角検出装置（センサ）
４９：クランクシャフト
５０：偏心部
５６：ロータ（モータの出力軸）
５７ａ〜５７ｄ：モータ
５９：モータユニット
５８：ステータ
６８ａ〜６８ｈ：貫通孔
１００：減速装置
１０２：ギアユニット 4: Carrier 18: Internal gear member 20: External gear (driven member)
22: Internal tooth pin (internal tooth)
26: Rotation angle detection device (sensor)
49: Crankshaft 50: Eccentric part 56: Rotor (motor output shaft)
57a to 57d: Motor 59: Motor unit 58: Stator 68a to 68h: Through hole 100: Reduction device 102: Gear unit

Claims

A motor unit comprising: a plurality of motors having an output shaft engaged with one driven member and electrically connected in series.

The motor unit according to claim 1, wherein each motor is a multiphase motor, and the phase angle of the rotor and the stator is the same for all the motors.

A sensor that detects either the rotation angle or the rotation angular velocity of the output shaft is attached to one of the motors.
The motor unit according to claim 1, wherein the one motor is feedback-controlled based on an output of the sensor.

A speed reducer including the motor unit according to claim 1,
An internal gear member having an internal gear formed on the inner circumference;
A carrier disposed coaxially with the internal gear inside the internal gear member and rotatably supported by the internal gear member;
A plurality of crankshafts extending along the axis of the carrier and supported rotatably on the carrier, and having eccentric portions fixed thereto;
A plurality of through-holes engaging with the eccentric portions of the respective crankshafts are formed and external teeth meshing with the internal gears are formed. The driven member rotating eccentrically around,
A speed reducer comprising: the plurality of motors fixed to either one of the internal gear member and the carrier, and each output shaft engaging with each crankshaft.