JP2013258795A - 減速機付きモータ - Google Patents

Abstract

【課題】ハイポサイクロイド減速方式で作動する減速機を備える減速機付きモータにおいて、作動時に音・振動の発生が低減される減速機付きモータを提供する。
【解決手段】減速機２０は、ハウジング３に固定された内歯歯車２１と、電動モータ１０からの回転入力により回転する棒状の入力軸２８と、２つの外歯歯車（２２，２４）と、連係部材（２３，２５）と、連係部材（２３，２５）によりそれぞれ外歯歯車（２２，２４）に連係された出力部材２６と、を備える。ここで、入力軸２８には軸心ＣＬに対して互いに反対側の偏心した位置に配されている偏心軸部（２８ｃ，２８ｄ）が形成されており、２つの外歯歯車（２２，２４）はそれぞれ偏心軸部（２８ｃ，２８ｄ）に軸受（Ｂ４，Ｂ５）を介して回転自在に取り付けられている。そして、外歯歯車（２２，２４）の揺動自転運動により減速される回転出力により出力部材２６は回転する。
【選択図】図１

Description

この発明は、減速機付きモータに関し、特に、ハイポサイクロイド減速方式で作動する減速機を備える減速機付きモータに関する。

ハイポサイクロイド減速方式で作動する減速機を備える減速機付きモータ（例えば、特許文献１〜４）は、様々な産業機械に広く適用されている。その理由として、以下のことが考えられる。

ハイポサイクロイド減速方式は小型な構造にて高い減速比を実現することが可能であり、このハイポサイクロイド減速方式で作動する減速機を備える減速機付きモータは小型に構成することできる。そのため、当該減速機付きモータは、産業機械における限られた小さなスペースに容易に配置することができる。

特開２００６−３００２７２号公報 特開２００６−３００２７３号公報 特開２００６−３０４５５８号公報 特開２００６−２３４００５号公報

上記のハイポサイクロイド減速方式で作動する減速機は、基本的な構成として、ハウジングに固定される円環形状の内歯歯車と、ピッチ円直径が内歯歯車よりも小さく設定され、内歯歯車の内側に配置される円盤形状の外歯歯車と、外歯歯車に連係され、外歯歯車の運動を出力する出力部材と、を備える。

ここで、前記の減速機において、内歯歯車は外歯歯車の内側にて、電動モータから作動により内歯と外歯が噛み合いながら所定の回転数（公転回転数）にて公転運動（揺動運動）を行う。また、この公転運動（揺動運動）とともに外歯歯車は、公転回転数よりも減速された回転数（自転回転数）にて自転運動を行う。そして、この外歯歯車の減速された自転運動が連係部材により出力部材に連係され、減速された回転出力が出力部材から出力される。

上記に示すように、ハイポサイクロイド減速方式において、外歯歯車の重心は、その公転運動（揺動運動）により、入力軸（および出力軸）の軸心周りにて継時的に変動（軸心を周期的に回転）する。そして、この重心の変動によりハイポサイクロイド機構方式で作動する減速機を備える減速機付きモータは、作動時に音・振動が少なからず生じてしまう。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ハイポサイクロイド減速方式で作動する減速機を備える減速機付きモータにおいて、作動時に音・振動の発生が低減される減速機付きモータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明の減速機付きモータは、電動モータと、ハイポサイクロイド減速方式により作動し、電動モータから入力される回転を減速し、減速された回
転を出力する減速機と、を備える。そして、当該減速機は、ハウジングに固定された円環形状の内歯歯車と、電動モータからの回転入力により回転する棒状の入力軸と、第１および第２外歯歯車と、少なくとの１つずつの第１および第２連係部材と、第１および第２連係部材によりそれぞれ前記第１および第２外歯歯車に連係され、前記第１および第２外歯歯車の揺動自転運動により減速される回転出力により回転する出力部材と、を備える。

ここで、棒状の入力軸は、入力軸の軸心に対して偏心した位置にて軸方向に直列に配されている第１および第２偏心軸部を有する。そして、第１および第２外歯歯車は、内歯歯車のピッチ円直径よりもそれぞれ小さいピッチ円直径にて円盤状に形成されとともに、第１および第２偏心軸部に軸受を介して回転自在に取り付けられ、内歯歯車の内側にて内歯歯車の内歯に一部の外歯が噛合した状態にて配置される。そして、当該第１および第２偏心軸部は、入力軸の軸心を挟んで互いに反対側に配置されることを特徴とする。

このように、本発明の減速機付きモータは、ハイポサイクロイド方式により作動する減速機において、揺動自転運動する外歯歯車として第１および第２外歯歯車の２つの外歯歯車を備えている。そして、これら２つの外歯歯車は、軸受を介して入力軸に形成された第１および第２偏心軸部に軸受を介して回転自在に取り付けられる。ここで、第１および第２偏心軸部は、入力軸の軸心を挟んで互いに反対側にて偏心した位置に配置されている。そのため、第１および第２外歯歯車も入力軸の軸心を挟んで互いに反対側にて偏心した位置に配置される。そのため、第１および第２外歯歯車の全体としての重心は軸心上に配置され、第１および第２外歯歯車が揺動自転するときに、上記の（第１および第２外歯歯車の全体として）重心は、入力軸の軸心から外れることがない。すなわち、外歯歯車の重心は、減速機付きモータが作動するときに、入力軸（および出力軸）の軸心周りにて継時的に変動（軸心を周期的に回転）することがない。そのため、本発明の減速機付きモータは、作動時に音・振動の発生を低減されることができる。

本発明によれば、ハイポサイクロイド減速方式で作動する減速機を備える減速機付きモータにおいて、作動時に音・振動の発生が低減される減速機付きモータを提供することができる。

本発明の実施形態における減速機付きモータの縦断面図である。 本発明の実施形態の減速機付きモータに備わる減速機の構成を示す展開斜視図である。

次に、この発明の実施形態の減速機付きモータを図１および図２に基づいて説明する。ここで、図１は、本発明の実施形態の減速機付きモータの縦断面図であり、図２は、本発明の実施形態の減速機の構成を示す展開斜視図である。

図１に示すように、減速機付きモータ１は、第１および第２ハウジング（２，３）と、電動モータ１０と、ハイポサイクロイド減速方式により作動し、電動モータ１０から入力される回転を減速し、減速された回転を出力するする減速機２０と、を備える。

電動モータ１０は、第２ハウジング３に取り付けられる円環形状のステータ１１と、ステータ１１の内側にて回転自在に配置されたロータ１２と、ステータ１１に外部からの制御電流を供給する給電基板１３と、を備える。

ステータ１１は、鋼板を積層して形成されたステータコア１１ａと、インシュレータ（１
１ｂ，１１ｂ）を介してステータコア１１ａに巻装されたコイル１１ｃと、を備える。そして、ロータ１２は、椀形状のロータ本体１２ａと、ロータ本体１２ａの外周面に取り付けられたマグネット１２ｂと、を備える。

次に、図１および図２に基づき、減速機付きモータ１に備わる減速機２０について説明する。ここで、減速機２０は、ハイポサイクロイド減速方式により作動し、電動モータ１０から入力される回転を減速し、減速された回転を出力する。

減速機２０は、第２ハウジング２に固定された円環形状の内歯歯車２１と、ロータ１２が取り付けられ電動モータ１０からの回転入力により回転する棒状の入力軸２８と、第１および第２外歯歯車（２２，２４）と、それぞれ２本ずつの棒状の第１ピン（第１連係部材）（２３，２３）および第２ピン（第２連係部材）（２５，２５）と、第１および第２ピン（２３，２５）によりそれぞれ第１および第２外歯歯車（２２，２４）に連係される出力部材２６と、出力部材２６に一体的に形成された出力軸２７と、を備える。

ここで、第２ハウジング３には、軸受（Ｂ１，Ｂ２）が取り付けられている。ここで、軸受Ｂ２はベアリングプレート４により第２ハウジング３に固定されている。そして、円盤形状の出力部材２６は軸受Ｂ２により回転自在に支持され、入力軸２８は、端部２８ａが軸受Ｂ１により支持され、他方の端部２８ｂが出力部材２６内に配された軸受Ｂ３によりスペーサ５を介して支持されている。上記のようにして、入力軸２８および出力部材２６は、第２ハウジング３に回転自在に取り付けられている。

そして、棒状の入力軸２８は、入力軸２８の軸心ＣＬに対して偏心した位置にて、軸方向に直列に配されている第１および第２偏心軸部（２８ｃ，２８ｄ）を有する。より詳細には、第１偏心軸部２８ｃの軸心Ｃ１は軸心ＣＬに対して平行に所定の方向に第１長さδ１離れた位置に配置されており、第２偏心軸部２８ｄの軸心Ｃ２は軸心ＣＬに対して平行に軸心Ｃ１と反対の方向に第２長さδ２離れた位置に配置されている。ここで、望ましくは、第２偏心軸部２８ｄの軸心Ｃ２は、軸心ＣＬを対照線として第１偏心軸部２８ｃの軸心Ｃ１に対し線対称の位置に配置されてよい。

次に、第１および第２外歯歯車（２２，２４）について説明する。

図１および図２に示すように、第１および第２外歯歯車（２２，２４）は、内歯歯車２１のピッチ円直径よりもそれぞれ小さいピッチ円直径にて円盤状に形成されている。そして、第１外歯歯車２２は第１偏心軸部２８ｃに軸受Ｂ４を介して回転自在に取り付けられ、第２外歯歯車２４は第２偏心軸部２８ｄに軸受Ｂ５を介して回転自在に取り付けられている。ここで、第１外歯歯車２２において軸受Ｂ４は、歯車２２の中央に形成された嵌合孔２２ａに圧入にて嵌合固定されている。同様に、第２外歯歯車２４において軸受Ｂ５は、歯車２２の中央に形成された嵌合孔２４ｂに圧入にて嵌合固定されている。

ここで、第１および第２偏心軸部（２８ｃ，２８ｄ）の偏心量である第１および第２長さ（δ１，δ２）、ならびに第１および第２外歯歯車（２２，２４）のピッチ円直径は、以下の噛み合い条件を満たすよう所定の値に設定されている。すなわち、第１および第２外歯歯車（２２，２４）は、内歯歯車２１の内側にて内歯歯車２１の内歯に一部の第１および第２外歯歯車（２２，２４）の外歯が噛合する状態に配置されるよう上記の所定の値は設定されている。

そして、電動モータ１０の作動により入力軸２８が回転した場合、外歯歯車（２２，２４）は内歯歯車２１との噛み合いにより、モータ１０からの入力回転数（公転回転数）にて公転運動（揺動運動）を行う。また、この公転運動（揺動運動）とともに外歯歯車（２２
，２４）は、公転回転数よりも減速された回転数（自転回転数）にて自転運動を行う。

次に、第１および第２ピン（２３，２５）による第１および第２外歯歯車（２２，２４）と出力部材２６との連係について説明する。

図１および図２に示すように、出力部材２６は円盤状に形成されるとともに、第１外歯歯車２２と出力部材２６は、第２外歯歯車２４を間に挟んで軸方向に直列的に配置されている。

棒状に形成された第１ピン（２３，２３）は、一端２３ａが第１外歯歯車２２に形成された固定孔２２ｂに挿入固定されることにより歯車２２に固定配置され、他端２３ｂが出力部材２６に向けて延出している。同様に、棒状に形成された第２ピン（２５，２５）は、一端２５ａが第２外歯歯車２４に形成された固定孔２４ｃに挿入固定されることにより歯車２４に固定配置され、他端２５ｂが出力部材２６に向けて延出している。

また、第２外歯歯車２４には、非干渉孔（２４ａ，２４ａ）が形成されており、第１ピン（２３，２３）は非干渉孔（２４ａ，２４ａ）を挿通して出力部材２６に向けて延出する。ここで、非干渉孔２４ａの内径は、第１ピン２３の外径よりも十分に大きく設定されており、外歯歯車（２２，２４）が揺動運動を行ったとしても第１ピン２３の挿通部２３ｃは、非干渉孔２４ａの内壁に接触することはない。すなわち、第１ピン２３の挿通部２３ｃは非干渉孔２４ａ内に搖動自在に配置される。

次に、出力部材２６に向けて延出する第１および第２ピン（２３，２５）と、出力部材２６との連係について説明する。

出力部材２６には、第１および第２連係孔（２６ａ，２６ｂ）がそれぞれ形成されており、出力部材２６に向けて延出する第１および第２ピン（２３，２５）のそれぞれの他端（２３ｂ，２５ｂ）は、それぞれ連係孔（２６ａ，２６ｂ）内に配置される。

ここで、連係孔（２６ａ，２６ｂ）の内径は、ピン（２３，２５）の他端（２３ｂ，２５ｂ）の外径よりも十分に大きく設定されている。そのため、外歯歯車（２２，２４）が揺動運動を行ったとしても出力部材２６に連係するピン（２３，２５）により、外歯歯車（２２，２４）の揺動運動が制限されることはない。すなわち、ピン（２３，２５）は、出力部材２６に形成された連係孔（２６ａ，２６ｂ）内に搖動自在に配置される。

そして、外歯歯車（２２，２４）の減速された自転運動がピン（２３，２５）により出力部材２６に伝達され、外歯歯車（２２，２４）の自転運動により出力部材２６は、減速された回転を出力すする。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。

１ 減速機付きモータ、２ 第１ハウジング
３ 第２ハウジング、４ ベアリングプレート
５ スペーサ、１０ 電動モータ
１１ ステータ、１１ａ ステータコア、１１ｂ インシュレータ
１１ｃ コイル、１２ ロータ、１２ａ ロータ本体
１２ｂ マグネット、１３ 給電基板
２０ 減速機、２１ 内歯歯車、２２ 第１外歯歯車
２２ａ 嵌合孔、２２ｂ 固定孔
２３ 第１連係部材（第１ピン）、２３ａ 一端、２３ｂ 他端
２３ｃ 挿通部、２４ 第２外歯歯車、２４ａ 非干渉孔
２４ｂ 嵌合孔、２４ｃ 固定孔
２５ 第２連係部材（第２ピン）、２５ａ 一端、２５ｂ 他端
２６ 出力部材（出力プレート）、２６ａ 第１連係孔
２６ｂ 第２連係孔
２７ 出力軸、２８ 入力軸、２８ａ 端部、２８ｂ 端部
２８ｃ 第１偏心軸部、２８ｄ 第２偏心軸部
Ｂ１〜Ｂ３ 軸受、Ｂ４，Ｂ５ 第１軸受
ＣＬ，Ｃ１，Ｃ２ 軸心、δ１ 第１長さ、δ２ 第２長さ

Claims (3)

1. 電動モータと、ハイポサイクロイド減速方式により作動し、前記電動モータから入力される回転を減速し、減速された回転を出力するする減速機と、を備える減速機付きモータにおいて、
   前記減速機は、ハウジングに固定された円環形状の内歯歯車と、前記電動モータからの回転入力により回転する棒状の入力軸と、前記内歯歯車のピッチ円直径よりもそれぞれ小さいピッチ円直径にて円盤状に形成されとともに、前記入力軸において前記入力軸の軸心に対して偏心した位置に配されている第１および第２偏心軸部に軸受を介して回転自在に取り付けられ、前記内歯歯車の内側にて前記内歯歯車の内歯に一部の外歯が噛合した状態にて配置される第１および第２外歯歯車と、少なくとの１つずつの第１および第２連係部材と、前記第１および第２連係部材によりそれぞれ前記第１および第２外歯歯車に連係され、前記第１および第２外歯歯車の揺動自転運動により減速される回転出力により回転する出力部材と、を備え、
   前記第１および第２偏心軸部は、軸方向に直列的に配置されるとともに、前記軸心を挟んで対し互いに反対側に配置されることを特徴とする減速機付きモータ。
2. 請求項１に記載された減速機付きモータにおいて、
   前記出力部材は円盤状に形成されるとともに、前記第１外歯歯車と前記出力部材は、前記第２外歯歯車を挟んで軸方向に直列的に配置され、
   前記第１連係部材は棒状に形成され、一端が前記第１外歯歯車に固定配置され、他端が前記出力部材に向けて延出するとともに前記出力部材に形成された第１連係孔内に搖動自在に配置され、
   前記第２連係部材は棒状に形成され、一端が前記第２外歯歯車に固定配置され、他端が前記出力部材に向けて延出するとともに前記出力部材に形成された第２連係孔内に搖動自在に配置されることを特徴とする減速機付きモータ。
3. 請求項２に記載された減速機付きモータにおいて、
   前記第１連係部材は、前記第２外歯歯車に形成された非干渉孔を挿通するとともに前記非干渉孔内にて前記第１連係部材の挿通部が揺動自在に配置されることを特徴とする減速機付きモータ。

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