JP2018144135A - モータ付きの駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】よりコンパクトで使い易いモータ付きの駆動装置を得る。【解決手段】モータ１４と、該モータの回転を減速する減速機１６と、モータを駆動するためのモータ駆動ユニット１８と、を備えたモータ付きの駆動装置１２において、減速機は、揺動歯車２１、２２と、該揺動歯車を揺動させるクランク軸２４と、を備えた偏心揺動型の減速機であり、モータのロータ２６がクランク軸に連結され、モータのステータ２７が固定されるモータ固定部材３０と、モータ駆動ユニットが固定されると共にモータ固定部材とは相対回転しないモータ駆動ユニット固定部材４１と、を備え、かつモータ駆動ユニットとモータは、モータの軸方向と直角な同一平面ＰＬ１上に配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、モータ付きの駆動装置に関する。

モータの回転を減速機にて減速して使用する駆動装置は、様々な分野で広く使用されている。特許文献１には、このような駆動装置を、人に装着して、人の動作を補助する装着式動作補助装置（いわゆるアシスト装置）に、適用した技術が開示されている。

特開２０１０−７５５４８号公報（図１）

しかしながら、例えば、アシスト装置や工場のロボットの関節駆動装置のように、装置全体が人やロボットの動きによって空間的に移動する状況で使用される駆動装置の場合、絶対的に停止している部材がない状態で、２つの部材の一方を他方に対して相対的に回転させる必要がある。そのため、モータと、減速機と、バッテリやドライバ等のモータを駆動するためのモータ駆動ユニット等をどのように配置するかが、装置の利便性の向上に大きく影響する。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、よりコンパクトで使い易いモータ付きの駆動装置を提供することをその課題としている。

本発明は、モータと、該モータの回転を減速する減速機と、前記モータを駆動するためのモータ駆動ユニットと、を備えたモータ付きの駆動装置において、前記減速機は、揺動歯車と、該揺動歯車を揺動させるクランク軸と、を備えた偏心揺動型の減速機であり、前記モータのロータが前記クランク軸に連結され、前記モータのステータが固定されるモータ固定部材と、前記モータ駆動ユニットが固定されると共に前記モータ固定部材とは相対回転しないモータ駆動ユニット固定部材と、を備え、かつ前記モータ駆動ユニットと前記モータは、前記モータの軸方向と直角な同一平面上に配置される構成とすることにより、上記課題を解決したものである。

揺動歯車と該揺動歯車を揺動させるクランク軸と、を備えた偏心揺動型の減速機は、１段で大きな減速比を得ることができるため、特に小型化が要請される用途に広く使用されている。

本発明では、減速機として偏心揺動型の減速機を採用している。モータのロータは、偏心揺動型の減速機のクランク軸に連結される。一方、本駆動装置は、モータのステータが固定されるモータ固定部材とモータ駆動ユニットが固定されるモータ駆動ユニット固定部材を備える。モータ固定部材とモータ駆動ユニット固定部材は相対回転しない。モータ駆動ユニットとモータは、モータの軸方向と直角な同一平面上に配置される。

この構成により、モータ付きの駆動装置の全体をよりコンパクト化することができ、利便性を向上させることができる。

本発明によれば、よりコンパクトで使い易いモータ付きの駆動装置が得られる。

本発明の実施形態の一例に係るモータ付きの駆動装置の全体構成を示す断面図 図１の矢視ＩＩ−ＩＩ線に沿う概略断面図 図１のモータ付きの駆動装置を人型ロボットに組み付ける様子を示す概略斜視図 図１のモータ付きの駆動装置の変形例を示す図１相当の断面図 本発明の他の実施形態の例に係るモータ付きの駆動装置の全体構成を示す図１相当の断面図

以下、図面に基づいて本発明の実施形態の例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の例に係るモータ付きの駆動装置の全体構成を示す断面図であり、図２は、図１の矢視ＩＩ−ＩＩ線に沿う概略断面図である。

本モータ付きの駆動装置１２は、モータ１４と、該モータ１４の回転を減速する減速機１６と、モータ駆動ユニット１８と、を単一の装置として一体的に備える。

モータ駆動ユニット１８とは、モータ１４を駆動するための特定の機能を有する機器を指す。具体的には、例えば、本駆動装置１２は、モータ駆動ユニット１８として、電源としての機能を有するバッテリ１８Ｂ、該バッテリ１８Ｂと接続され、モータ１４に実際に電力を供給する機能を有するドライバ１８Ｄ、該ドライバ１８Ｄに供給する電力をコントロールする制御ユニット１８Ｃを有している。

このほか、例えばリモコン操作や他の駆動装置との連携をするため制御指令やデータ等を受信または発信する通信機器やインターフェース等も、モータ駆動ユニットの範疇に含まれる。

なお、例えば通信機能等が、制御ユニットの機能の一部として外観上制御ユニットの中に組み入れられている場合は、（通信機能付きの）制御ユニットのみが本発明のモータ駆動ユニットとなる。逆に、例えば、制御ユニットが２つのケースに分離して搭載されている場合は、２つとも本発明のモータ駆動ユニットを構成する。

減速機１６は、揺動歯車としての第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２と、該第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２を揺動させるクランク軸２４と、を備えた偏心揺動型の減速機である。

モータ１４は、ここでは、ラジアルギャップ型のＤＣモータが採用されている。モータ１４はロータ２６（回転子）とステータ２７（固定子）を備える。モータ１４のロータ２６は、減速機１６のクランク軸２４に連結される。モータ１４のステータ２７は、モータ固定部材である後述するカバー部材３０に固定される。

モータ駆動ユニット１８は、モータ駆動ユニット固定部材である後述する第１キャリヤ４１に固定される。また、モータ駆動ユニット１８とモータ１４は、モータ１４の軸方向と直角な同一平面（図２の断面に相当する平面）ＰＬ１上に配置される。

以下、より具体的に説明する。

先ず、減速機１６の概略から説明する。本モータ１４付きの駆動装置１２では、モータ１４の回転の減速を担う減速機として、偏心揺動型の減速機１６を採用している。この減速機１６は、揺動歯車として、第１外歯歯車２１と第２外歯歯車２２を備える。第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２は、クランク軸２４によって揺動されながら、内歯歯車２８に噛合している。なお、駆動装置１２は、径方向の中央に軸方向に貫通する大径のホロー部１２Ａを有している。

クランク軸２４は、内歯歯車２８の軸心Ｃ２８から距離Ｌ（Ｃ２８−Ｃ２４）だけオフセットした位置に複数（この例では２本）備えられている。クランク軸２４は、第１外歯歯車２１を揺動させる第１偏心体３１と、第２外歯歯車２２を揺動させる第２偏心体３２と、を一体的に備える（別体の第１偏心体および第２偏心体をキー等を用いてクランク軸素材に連結してクランク軸を構成したものであってもよい）。

第１偏心体３１および第２偏心体３２は、それぞれクランク軸２４の軸心Ｃ２４に対して偏心した軸心を有している。第１偏心体３１と第２偏心体３２の偏心位相差は１８０度である（互いに離反する方向に偏心している）。各クランク軸２４の軸方向同一位置にある第１偏心体３１同士は、位相が揃えられている。各クランク軸２４の軸方向同一位置にある第２偏心体３２同士も位相が揃えられている。

第１偏心体３１と第１外歯歯車２１との間には第１偏心体軸受３５が配置されている。第２偏心体３２と第２外歯歯車２２との間には第２偏心体軸受３６が配置されている。

第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２は、共に内歯歯車２８に内接噛合している。内歯歯車２８は、この減速機１６では、ケーシング３４と一体化された内歯歯車本体２８Ａと、該内歯歯車本体２８Ａに回転自在に支持され、当該内歯歯車２８の内歯を構成する円柱状の内歯ピン２８Ｂを備えている。内歯歯車２８の内歯の数（内歯ピン２８Ｂの本数）は、第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２の外歯の数よりも僅かだけ（この例では１だけ）多い。

第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２の軸方向両側には、第１キャリヤ４１および第２キャリヤ４２が配置されている。具体的には、第１外歯歯車２１の軸方向モータ１４側の側部に第１キャリヤ４１が配置され、第２外歯歯車２２の軸方向反モータ側の側部に第２キャリヤ４２が配置されている。

第１キャリヤ４１および第２キャリヤ４２は、一対の第１主軸受４５および第２主軸受４６を介して減速機１６のケーシング３４に支持されている。つまり、第１キャリヤ４１および第２キャリヤ４２は、減速機１６のケーシング３４に対して相対回転する。

第２キャリヤ４２からはキャリヤピラー４８が一体的に突出されている。キャリヤピラー４８は、第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２を非接触で貫通し、先端４８Ａが第２キャリヤ４２の軸方向端面４１Ｅに当接している。第１キャリヤ４１は、キャリヤピラー４８およびキャリヤボルト４９を介して第２キャリヤ４２と連結されている。つまり、第１キャリヤ４１と第２キャリヤ４２は相対回転不能である。

クランク軸２４は、第１クランク軸軸受５１を介して第１キャリヤ４１に支持されると共に、第２クランク軸軸受５２を介して第２キャリヤ４２に支持されている。つまり、クランク軸２４は、第１キャリヤ４１とも第２キャリヤ４２とも相対回転可能である。

モータ１４は、前述したように、本駆動装置１２では、ラジアルギャップ型のＤＣモータが採用されている。具体的には、モータ１４は、コイル２７Ａおよび鉄心２７Ｂを有する円筒状のステータ２７と、該ステータ２７の内側で回転するロータ２６とを有する。ロータ２６の外周には、磁石２６Ａが固定されている。

ロータ２６およびステータ２７の軸心Ｃ２６、Ｃ２７は、クランク軸２４の軸心Ｃ２４と一致している。ロータ２６は、軸方向第１キャリヤ４１側の端部に径方向内側に突出する伝達部２６Ｂを有する。伝達部２６Ｂの内周には、内スプライン２６Ｓが形成されている。内スプライン２６Ｓは、クランク軸２４の軸方向モータ１４側の端部に形成された外スプライン２４Ｓと係合し、ロータ２６の回転をクランク軸２４に等速で伝達可能である。つまり、ロータ２６とクランク軸２４は、一体的に回転し、互いに相対回転しない。

モータ１４は、２本のクランク軸２４のそれぞれに連結されている。つまり、本駆動装置１２は、モータ１４を２個有している。なお、クランク軸の数は２本には限定されない。また、必ずしも全てのクランク軸にモータを連結する必要はなく、第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２側の揺動によって従動回転するクランク軸があってもよい。

第１キャリヤ４１の反第１外歯歯車側には、本駆動装置１２のケーシングの一部を構成するカバー部材３０が連結されている。カバー部材３０は、全体が鍔部３０Ａおよび本体部３０Ｂを有するハット形に形成されている。

カバー部材３０の鍔部３０Ａは径方向に円板状に延在され、第１キャリヤ４１の軸方向端面４１Ｆの外周部および減速機１６のケーシング３４の軸方向端面３４Ｅと対向している。鍔部３０Ａは、ボルト３３によって第１キャリヤ４１に連結・固定されている。

カバー部材３０の本体部３０Ｂは、鍔部３０Ａの内周端から内歯歯車２８の軸心Ｃ２８と平行に延在された円筒壁３０Ｂ１と、該円筒壁３０Ｂ１の反第１キャリヤ側を閉塞する底面壁３０Ｂ２とを有する。本体部３０Ｂと第１キャリヤ４１との間に形成される空間Ｓｐ１が、モータ１４およびモータ１４を駆動するためのモータ駆動ユニット１８が配置される空間となっている。

モータ１４のステータ２７は、カバー部材３０の本体部３０Ｂの底面壁３０Ｂ２に固定されている。つまり、カバー部材３０は、モータ１４のステータ２７が固定されるモータ固定部材として機能している。より具体的には、カバー部材３０の本体部３０Ｂの底面壁３０Ｂ２は、クランク軸２４に対応する周方向位置に軸方向第１キャリヤ４１側にリング状に突出するモータ固定部３０Ｂ３を備えている。モータ１４のステータ２７は、このモータ固定部３０Ｂ３に、スペーサ５０を介して圧入されている（ボルト等による固定でもよい）。スペーサ５０を介しているのは、異なる駆動力を有する（異なる外径を有する）モータ１４への付け替えが容易にできるように配慮したためである。符号２９は、エンコーダである。

モータ１４のロータ２６は、ステータ２７によって該ステータ２７と同軸に回転自在に支持されている。ステータ２７の軸方向第１キャリヤ４１側の端部は、第１キャリヤ４１のクランク軸２４に対応する周方向位置に設けられた凹部４１Ｃ内に入り込んでいる。つまり、第１キャリヤ４１とモータ１４のステータ２７は、径方向から見たときに一部が重なっている。

主に図２を参照して、２個のモータ１４は、軸と直角な平面（図２の紙面相当の面）ＰＬ１において、底面壁３０Ｂ２上の対向する位置（同一の直線上の位置）に配置されている。また、この平面ＰＬ１上に、モータ１４を駆動するためのモータ駆動ユニット１８としてのバッテリ１８Ｂ、ドライバ１８Ｄ、および制御ユニット１８Ｃが配置されている。

すなわち、モータ駆動ユニット１８とモータ１４は、モータ１４の軸方向と直角な同一平面ＰＬ１上（図２の紙面上）に配置されている。ここで「同一平面上に配置されている」とは、当該平面ＰＬ１上に各モータ駆動ユニット１８およびモータ１４の少なくとも一部が存在する（第１キャリヤ４１の径方向から見たときに、各モータ駆動ユニット１８の少なくとも一部が当該平面ＰＬ１上において重なっている）ということを意味している。

この構成は、モータ駆動ユニット１８は、周方向において、複数設けられたクランク軸２４とクランク軸２４との間に配置されている、と捉えることもできる。なお、例えば、少なくとも２本のクランク軸２４にモータ１４が連結されている場合には、モータ１４とモータ１４との間に配置されている、と捉えることもできる。

さらには、モータ駆動ユニット１８と前記モータ１４は、当該同一の平面ＰＬ１上において、内歯歯車２８の軸心Ｃ２８を中心として、モータ１４の軸心（クランク軸２４の軸心Ｃ２４と同一）を含む同一の円周Ｃｉ１上（つまり、内歯歯車２８の軸心Ｃ２８を中心とした半径Ｌ（Ｃ２８−Ｃ２４）の円周Ｃｉ１上）に配置されている、と捉えることもできる。ここで「同一の円周上に配置されている」とは、当該円周Ｃｉ１上に各モータ駆動ユニット１８およびモータ１４の少なくとも一部が存在する」ということを意味している。

結局、本駆動装置１２のモータ駆動ユニット１８とモータ１４は、モータ１４の軸方向と直角な同一平面ＰＬ１上に配置され、かつ、内歯歯車２８の軸心Ｃ２８を中心とするモータ１４の軸心Ｃ１４を通る円周Ｃｉ１上に配置されていることになる。

モータ駆動ユニット１８は、第１キャリヤ４１に図示せぬボルト、圧入、あるいは爪を用いた機械的係合等の固定手段によって固定されている。すなわち、第１キャリヤ４１がモータ駆動ユニット固定部材として機能していることになる。カバー部材３０は、第１キャリヤ４１に固定されているため、結局、カバー部材３０（モータ固定部材）と第１キャリヤ４１（モータ駆動ユニット固定部材）は、相対回転しない。

なお、モータ駆動ユニット１８は、（第１キャリヤ４１側にではなく）カバー部材３０側に固定するように構成してもよい。また、第１キャリヤ４１側に固定するモータ駆動ユニット１８とカバー部材３０側に固定するモータ駆動ユニット１８とを混在させてもよい。カバー部材３０は、第１キャリヤ４１に固定されているため、カバー部材３０がモータ駆動ユニット固定部材に相当する場合であっても、モータ固定部材とモータ駆動ユニット固定部材は相対回転しない。また、モータ１４のステータ２７を第１キャリヤ４１に固定してもよい。

また、モータ１４とモータ駆動ユニット１８は、共に、第１キャリヤ４１とカバー部材３０の本体部３０Ｂとの間の空間Ｓｐ１内に収められている。つまり、カバー部材３０は、モータ１４とモータ駆動ユニット１８の両方を覆っている。

本駆動装置１２においては、モータ駆動ユニット１８の全体が、減速機１６のケーシング３４の外形よりも径方向内側に配置されている。言い換えれば、軸方向から見たときに、モータ駆動ユニット１８の全体が、減速機１６のケーシング３４の外形よりも径方向内側に収まっている。

なお、本駆動装置１２は、クランク軸２４の反モータ側に、クランク軸２４の回転を制動するブレーキ装置５３を有している。ブレーキ装置５３は、クランク軸２４の反モータ側の端部に連結された回転プレート５４と、第２キャリヤ４２にボルト４３を介して固定された電磁石５６と、軸方向に往復動可能に電磁石５６に支持された制動プレート５８と、を備える。ブレーキ装置５３は、第２キャリヤ４２のクランク軸２４に対応した周方向位置に形成した凹部４２Ｃに組み込まれている。ただし、ブレーキ装置５３は、必ずしも必要ではない。

図１および図３に示されるように、本モータ１４付きの駆動装置１２によって相対回転させたい第１の相対回転部材（あるいは部位：本実施形態では人体の太もも）６０には、第１部材６２が固定される。第１部材６２は駆動装置１２の第２キャリヤ４２とボルト６５（図１参照）を介して連結される。ここでは、第１部材６２は、径方向中央に貫通孔６２Ａを有する円板６２Ｂと、該円板６２Ｂから円板６０Ｂとほぼ同一の幅を有する第１プレート体６２Ｃを延在させた形状とされている。第２キャリヤ４２を回転または停止させることにより、この第１プレート体６２Ｃが円板６２Ｂの軸心（内歯歯車２８の軸心Ｃ２８と同じ）を中心に一体的に同じ動きをする。

また、本モータ１４付きの駆動装置１２によって相対回転させたい第２の相対回転部材（あるいは部位：本実施形態では人体の腰）６４には、第２部材６６が固定される。第２部材６６は、ケーシング３４のフランジ部３４Ｂとボルト６７（図１参照）を介して連結される。ここでは、第２部材６６は、減速機１６のケーシング３４のフランジ部３４Ｂに対応するリング状の円環部６６Ｂを有すると共に、該円環部６６Ｂから該円環部６６Ｂとほぼ同一の幅を有する第２プレート体６６Ｃを延在させた形状とされている。ケーシング３４のフランジ部３４Ｂと円環部６６Ｂが連結されていることにより、第２プレート体６６Ｃが円環部６６Ｂの軸心（内歯歯車２８の軸心Ｃ２８と同じ）を中心に一体的にケーシング３４と同じ動きをする。

尤も、本駆動装置１２をどのような相対回転部材同士の駆動に適用するかは、特に限定されない。例えば、本駆動装置１２は、産業用ロボットのアーム同士を相対回転させる関節駆動装置に適用することもできる。

次に、このモータ１４付きの駆動装置１２の作用を説明する。先ず、減速機１６の動力伝達に関する作用から説明してゆく。

本駆動装置１２の２つのモータ１４は、バッテリ１８Ｂを電源とし、制御ユニット１８Ｃの指令により、ドライバ１８Ｄが発生する電力によって駆動され、同期して同一の方向に同一の速度で回転される。２つのモータ１４が同期して回転すると、各モータ１４に連結されたクランク軸２４が同一の方向に同一の回転速度で回転する。具体的には、制御ユニット１８Ｃは、図示せぬセンサにより人の歩行動作を検知し、該歩行動作をアシストするようにモータ１４を駆動する。

その結果、各クランク軸２４に設けられた第１偏心体３１および第１偏心体軸受３５を介して第１外歯歯車２１が揺動し、第２偏心体３２および第２偏心体軸受３６を介して第２外歯歯車２２が揺動する。

第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２の歯数は、内歯歯車２８の歯数（内歯ピン２８Ｂの本数）よりも１だけ少ない。そのため、第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２は、１回揺動する毎に内歯歯車２８に対して一歯分だけ相対回転する（自転する）。

第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２の自転は、第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２を貫通している２本のクランク軸２４を内歯歯車２８の軸心Ｃ２８の周りで公転させる。これによりクランク軸２４を第１クランク軸軸受５１および第２クランク軸軸受５２を介して支持している第１キャリヤ４１および第２キャリヤ４２が回転する。

第１キャリヤ４１および第２キャリヤ４２の回転により、第２キャリヤ４２と一体化されている（アシスト装置側の）第１部材６２が、減速機１６のケーシング３４と一体化されている第２部材６６に対して相対回転する。

ここで、本駆動装置１２においては、減速機１６として１段で大きな減速比が得られ、これ自体コンパクトな偏心揺動型の減速機が採用されている。そしてこのコンパクトな減速機１６とモータ１４とが一体化されているだけでなく、該モータ１４を駆動するためのモータ駆動ユニット１８も１個の駆動装置１２として一体化されている。

そのため、従来は、例えば腰に回したベルト等に別途取り付けていたバッテリ１８Ｂや、制御ユニット１８Ｃ同士をソケットやケーブル等を用いて繋ぐ必要がない。そのため、駆動装置１２の装着が極めて容易であり、各機器の結線不良や断線が発生する虞も少ない。

また、例えば、モータ１４と制御ユニット１８Ｃとが離れて設けられていると（相対回転あるいは相対移動する状態で設けられていると）、たとえ僅かな特定の回転角度内の回動であっても、結線等がよじれたり、よじれが解かれたりする現象が繰り返され、予期せぬトラブルが発生する原因となり易い。本駆動装置１２においては、モータ１４が固定されるカバー部材３０（モータ固定部材）と第１キャリヤ４１（モータ駆動ユニット固定部材）が相対回転しない。そのため、駆動装置１２の各モータ駆動ユニット１８間において結線等がよじれたりすることがない。

さらに、モータ駆動ユニット１８とモータ１４は、モータ１４の軸方向と直角な同一平面ＰＬ１上に配置されているため、装置全体の特に軸方向におけるコンパクト化が実現できている。

また、本駆動装置１２にあっては、モータ駆動ユニット１８とモータ１４は、内歯歯車２８の軸心Ｃ２８を中心とする同一の円周Ｃｉ１上に配置されているため、装置全体の特に径方向におけるコンパクト化も実現できている。

また、本駆動装置１２においては、モータ駆動ユニット１８は、その全て（全体）が減速機１６のケーシング３４の一部であるカバー部材３０の中に収められている。つまり、モータ駆動ユニット１８の全体が、ケーシング３４の外形よりも径方向内側に配置されている。そのため、単体の装置としての纏まりがよく、取り扱いが容易である。

ただし、モータ駆動ユニット１８は、必ずしもその全体がケーシング３４の外形よりも径方向内側に配置される必要はない。例えば、ケーシング３４の一部の外形が小さく形成され、モータ駆動ユニット１８の一部（例えばバッテリ１８Ｂ）については、その外形が小さく形成されたケーシング３４の径方向外側に配置する構成であってもよい。つまり、モータ駆動ユニット１８の一部のみ（例えば、ドライバ１８Ｄおよびモータ制御ユニット１８Ｃのみ、あるいはバッテリ１８Ｂの一部のみ）が、当該駆動装置１２のケーシング３４の外形よりも径方向内側に配置される構成であってもよい。

さらに、本駆動装置１２においては、カバー部材３０が、モータ１４とモータ駆動ユニット１８の両方を覆っているため、単体の装置としての纏まりに一層優れ、この点でも取り扱いが容易である。

また、本駆動装置１２では、クランク軸２４を複数（２本）有し、この２本のクランク軸２４にモータ１４がそれぞれ連結されている。モータ駆動ユニット１８は、周方向において、クランク軸２４とクランク軸２４との間（あるいは該２個のモータ１４とモータ１４との間）に配置されている。したがって、いわばデッドスペースとなっている空間Ｓｐ１を有効に利用できるため、装置全体の大きさを合理的にコンパクト化することができる。

なお、本駆動装置１２では、クランク軸２４は、２本配置されているが、前述したように本発明では、クランク軸２４の数は限定されない。また、クランク軸２４が複数存在する場合に、そのうちのいずれのクランク軸２４にモータ１４を取り付けるかについても、特に限定されない。例えば、本駆動装置１２のように、全てのクランク軸２４にモータ１４を取り付けて積極的に駆動力を確保するように構成してもよい。また、例えば、特定のクランク軸２４に１個のモータ１４を取り付け、残りのクランク軸２４は、第１外歯歯車２１および第２外歯歯車２２の揺動による従動としてもよい。駆動するクランク軸２４の本数に対して従動となるクランク軸２４の本数を増大させた場合には、より低コスト化、軽量化を図ることができ、また、必要に応じて、大きく確保されたスペースにより大きなバッテリ１８Ｂを搭載して駆動の長時間化を図るように設計することもできる。

図４に、上記駆動装置１２の変形例を示す。

この変形例に係る駆動装置１３では、カバー部材７０の本体部７０Ｂの底面壁７０Ｂ２のモータ駆動ユニット７２としてのバッテリ７２Ｂを収容している部分が開口している。そして、バッテリ７２Ｂの収容空間Ｓｐ２を専用に隔壁７０Ｆによって区画した上で、該開口している部分を、バッテリ７２Ｂを搭載した蓋体７１によって閉塞している。蓋体７１は、止めねじ７４によってカバー部材７０の本体部７０Ｂに（バッテリ７２Ｂごと）固定される。この構成により、バッテリ７２Ｂは、モータ１４をクランク軸２４に連結した状態で、当該駆動装置１３から取り外し可能である。

バッテリ７２Ｂは、駆動装置１３に装着した状態のまま、充電可能に構成とすることも可能である。しかし、この構成は、駆動装置１３に充電機能を搭載する分、装置の重量がより増大するというデメリットが生じる。このようにバッテリ７２Ｂが、モータ１４をクランク軸２４に連結した状態で駆動装置１３から取り外し可能とされていると、バッテリ７２Ｂの駆動装置１３への取り付け、取り外しが容易なことから、専用の充電器を用いて充電したバッテリ７２Ｂを使用するのが容易になる。そのため、駆動装置１３の重量を増大させることなく、利便性をより向上させることができる。

なお、この例ではバッテリ７２Ｂは、カバー部材７０の蓋体７１の方に固定していたが、本体部７０Ｂの方に固定してもよい。この場合は、蓋体７１は、単なる平板でよい。

その他の構成は、先の実施形態と同様であるため、図中で同様な部位に同一の符号を付すに止め、重複説明を省略する。

図５に、本発明の他の実施形態の例に係るモータ付きの駆動装置１１２の全体構成を示す。

本駆動装置１１２においても、減速機１１６として、揺動歯車である第１外歯歯車１２１および第２外歯歯車１２２と、該第１外歯歯車１２１および第２外歯歯車１２２を揺動させるクランク軸１２４を備えた偏心揺動型の減速機１１６を採用している。ただし、クランク軸１２４は、内歯歯車１２８（揺動歯車が噛合する歯車）の軸心上に（１本のみ）備えられている。

減速機１１６の構成から簡単に説明すると、クランク軸１２４には、アキシャルギャップ型のモータ１１４のロータ１２６がボルト１１３によって連結されている。クランク軸１２４は、軸方向モータ１１４側が中実であり、反モータ側に重量軽減用の有底の凹部１２４Ａを有している。

クランク軸１２４は第１偏心体１３１および第２偏心体１３２を（単一の素材で）一体的に有している。第１偏心体１３１の軸心Ｃ１３１および第２偏心体１３２の軸心Ｃ１３２は、それぞれクランク軸１２４の軸心Ｃ１２４に対して偏心量ｅだけ偏心している。第１偏心体１３１の外周には第１偏心体軸受１３５を介して第１外歯歯車１２１が組み込まれている。第２偏心体１３２の外周には、第２偏心体軸受１３６を介して第２外歯歯車１２２が組み込まれている。

第１外歯歯車１２１および第２外歯歯車１２２は、内歯歯車１２８に内接噛合している。内歯歯車１２８の内歯は、円柱状の内歯ピン１２８Ｂで構成されている。内歯歯車１２８の内歯の数（内歯ピン１２８Ｂの本数）は、第１外歯歯車１２１および第２外歯歯車１２２の外歯の数よりも１だけ多い。第１外歯歯車１２１および第２外歯歯車１２２の軸方向両側には、第１キャリヤ１４１および第２キャリヤ１４２が配置されている。第１キャリヤ１４１および第２キャリヤ１４２は、第１アンギュラ玉軸受１４５および第２アンギュラ玉軸受１４６を介して減速機１１６のケーシング１３４に回転自在に支持されている。

第１キャリヤ１４１および第２キャリヤ１４２は、第１クランク軸軸受１５１および第２クランク軸軸受１５２を介してクランク軸１２４を支持している。反モータ側の第２キャリヤ１４２からは、内ピン１４８が一体的に突出している。内ピン１４８は、ボルト１４９を介して第１キャリヤ１４１と連結されている。内ピン１４８には、摺動促進部材として円筒状の内ローラ１４７が外嵌されている。内ピン１４８および内ローラ１４７は、内歯歯車１２８の軸心Ｃ１２８から距離Ｌ（Ｃ１２８−Ｃ１４８）だけオフセットされた位置に配置され、第１外歯歯車１２１に形成された第１内ローラ孔１２１Ａおよび第２外歯歯車１２２に形成された第２内ローラ孔１２２Ａを貫通している。

内ローラ１４７と第１内ローラ孔１２１Ａは、一部が当接しており、かつ当接していない部分において、第１偏心体１３１の偏心量ｅの２倍に相当する隙間が確保されている。内ローラ１４７と第２内ローラ孔１２２Ａも同様の構成とされている。なお、摺動促進部材である内ローラ１４７は、なくてもよい。

この駆動装置１１２では、クランク軸１２４の回転によって第１外歯歯車１２１および第２外歯歯車１２２が揺動し、内歯歯車１２８との噛合によって生じる相対回転を、第１外歯歯車１２１および第２外歯歯車１２２を貫通している内ローラ１４７および内ピン１４８を介して第１キャリヤ１４１および第２キャリヤ１４２から取り出している。

この駆動装置１１２では、モータ１１４として、アキシャルギャップ型のモータ１１４が採用されている。クランク軸１２４が１本であるため、モータ１１４も１個のみ備えられている。

駆動装置１１２は、減速機１１６の第１キャリヤ１４１の軸方向側部に、駆動装置１１２のケーシング１３４の一部であるカバー部材１３０を備えている。カバー部材１３０は、本体部１３０Ｂと蓋体部１３０Ｃとを有し、本体部１３０Ｂと蓋体部１３０Ｃとで形成される空間に、モータ１１４およびモータ駆動ユニット１１８を収容している。

カバー部材１３０の本体部１３０Ｂは、内歯歯車１２８の軸心Ｃ１２８と同軸の円筒状の外側壁１３０Ｂ１と、該外側壁１３０Ｂ１の内側に、該外側壁１３０Ｂ１と距離を隔てて同軸に設けられた円筒状の内側壁１３０Ｂ２と、外側壁１３０Ｂ１と内側壁１３０Ｂ２の第１キャリヤ１４１側の端部を連結する円板状の連結壁１３０Ｂ３と、を有している。

本体部１３０Ｂは、連結壁１３０Ｂ３の第１キャリヤ１４１側の端面に、内歯歯車１２８の軸心Ｃ１２８と同軸のリング状の突起１３０Ｂ４を有している。本体部１３０Ｂは、この突起１３０Ｂ４を介して第１キャリヤ１４１とインロー嵌合し、ボルト１３７によって第１キャリヤ１４１に固定されている。

カバー部材１３０の蓋体部１３０Ｃは、円板状のプレートで構成され、ボルト１３９によって本体部１３０Ｂの外側壁１３０Ｂ１の軸方向端面に固定されている。これにより、カバー部材１３０は、本体部１３０Ｂおよび蓋体部１３０Ｃとも、第１キャリヤ１４１と一体化されている。つまり、第１キャリヤ１４１とカバー部材１３０の本体部１３０Ｂと蓋体部１３０Ｃは、相対回転しない。

本駆動装置１１２のモータ１１４のロータ１２６は、ボルト１１３を介して減速機１１６のクランク軸１２４に連結されている。モータ１１４のステータ１２７は、カバー部材１３０の蓋体部１３０Ｃに図示せぬボルト等によって固定されている（蓋体部１３０Ｃがモータ１１４のステータ１２７が固定されるモータ固定部材に相当している）。

また、モータ１１４を駆動するためのモータ駆動ユニット１１８は、外側壁１３０Ｂ１、内側壁１３０Ｂ２、連結壁１３０Ｂ３、および蓋体部１３０Ｃの一部によって囲まれたリング状の空間Ｓｐ３に収容されている。モータ駆動ユニット１１８は、外側壁１３０Ｂ１、内側壁１３０Ｂ２、連結壁１３０Ｂ３、および蓋体部１３０Ｃのいずれに固定されていてもよい。モータ駆動ユニット１１８がいずれに固定されている場合であっても、当該モータ駆動ユニット１１８が固定されるモータ駆動ユニット固定部材は、モータ固定部材である蓋体部１３０Ｃとは相対回転しない。

このため、駆動装置１１２においても、モータ駆動ユニット１１８の機器同士をソケットやケーブル等を用いて繋ぐ必要がなく、駆動装置１１２の装着が極めて容易である。また、各モータ駆動ユニット１１８間において結線等がよじれたりすることがないため、各機器の結線不良や断線が発生する虞も少ない。

また、モータ駆動ユニット１１８とモータ１１４は、モータ１１４の軸方向と直角な同一平面ＰＬ２上に配置されているため、装置全体のコンパクト化が実現できている。

この駆動装置１１２においても、モータ駆動ユニット１１８の少なくとも一部は、減速機１１６のケーシング１３４の外形よりも径方向内側に配置されている。

より具体的には、モータ駆動ユニット１１８の全体がケーシング１３４の外形よりも径方向内側に配置されている。そのため、単体の装置としての纏まりがよく、取り扱いが容易である。

クランク軸１２４は内歯歯車１２８（揺動歯車である第１外歯歯車１２１および第２外歯歯車１２２が噛み合う歯車）の軸心Ｃ１２８上に（１本のみ）配置され、モータ駆動ユニット１１８とモータ１１４は、（モータ１１４の軸方向と直角な同一平面ＰＬ２上において）当該モータ１１４の径方向外側の空間（具体的にはカバー部材１３０の空間Ｓｐ３）に配置されている。そのため、空間Ｓｐ３を有効に利用できるため、装置全体の大きさを合理的にコンパクト化することができる。

モータ駆動ユニット１１８の一つであるバッテリ１１８Ｂは、ボルト１３９を緩めてカバー部材１３０の蓋体部１３０Ｃを本体部１３０Ｂから取り外すことにより、モータ１１４をクランク軸１２４に連結した状態で当該駆動装置１１２から容易に取り外し可能である。

また、カバー部材１３０は、モータ１１４とモータ駆動ユニット１１８の両方を覆っているため、単体の装置としての纏まりに一層優れ、この点でも取り扱いが容易である。

したがって、本駆動装置１１２についても、先に説明した駆動装置１２、１３と同様に、コンパクトで使い易いという作用効果を得ることができる。

なお、上記実施形態においては、いずれも外歯歯車が揺動するタイプの偏心揺動型の減速機が示されていた。しかし、偏心揺動型の減速機の中には、クランク軸によって内歯歯車が外歯歯車に対して揺動する内歯揺動型の偏心揺動型の減速機も知られている。本発明は、このような内歯揺動型の偏心揺動型の減速機を有する駆動装置においても、同様に適用でき、同様の作用効果を得ることができる。

１２…駆動装置
１４…モータ
１６…減速機
１８…モータ駆動ユニット
２１…第１外歯歯車（揺動歯車）
２２…第２外歯歯車（揺動歯車）
２６…ロータ
２７…ステータ
ＰＬ１…モータと軸と直角な同一平面
Ｃｉ１…同一の円周

Claims (8)

1. モータと、該モータの回転を減速する減速機と、前記モータを駆動するためのモータ駆動ユニットと、を備えたモータ付きの駆動装置において、
   前記減速機は、揺動歯車と、該揺動歯車を揺動させるクランク軸と、を備えた偏心揺動型の減速機であり、
   前記モータのロータが前記クランク軸に連結され、
   前記モータのステータが固定されるモータ固定部材と、前記モータ駆動ユニットが固定されると共に前記モータ固定部材とは相対回転しないモータ駆動ユニット固定部材と、を備え、かつ
   前記モータ駆動ユニットと前記モータは、前記モータの軸方向と直角な同一平面上に配置される
   ことを特徴とするモータ付きの駆動装置。
2. 請求項１に記載のモータ付の駆動装置において、
   前記モータ駆動ユニットの少なくとも一部は、前記減速機のケーシングの外形よりも径方向内側に配置される
   ことを特徴とするモータ付きの駆動装置。
3. 請求項２に記載のモータ付きの駆動装置において、
   前記モータ駆動ユニットの全体が、前記ケーシングの外形よりも径方向内側に配置される
   ことを特徴とするモータ付きの駆動装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のモータ付きの駆動装置において、
   前記クランク軸は、前記揺動歯車が噛み合う歯車の軸心からオフセットした位置に複数配置され、
   前記モータ駆動ユニットは、周方向において、前記クランク軸とクランク軸との間に配置される
   ことを特徴とするモータ付きの駆動装置。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載のモータ付きの駆動装置において、
   前記クランク軸は、前記揺動歯車が噛み合う歯車の軸心からオフセットした位置に複数配置され、
   前記モータは、このうちの少なくとも２本のクランク軸に対して設けられ、
   前記モータ駆動ユニットは、周方向において、前記モータとモータとの間に配置される
   ことを特徴とするモータ付きの駆動装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のモータ付きの駆動装置において、
   前記モータ駆動ユニットとして、前記モータを駆動するためのバッテリを備え、
   該バッテリは、前記モータを前記クランク軸に連結した状態で、当該駆動装置から取り外し可能である
   ことを特徴とするモータ付きの駆動装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のモータ付きの駆動装置において、
   前記モータと前記モータ駆動ユニットの両方を覆うカバー部材を有する
   ことを特徴とするモータ付きの駆動装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のモータ付きの駆動装置において、
   前記モータ駆動ユニットと前記モータは、前記モータの軸方向と直角な同一平面上において、前記揺動歯車が噛み合う歯車の軸心を中心とする同一円周上に配置される
   ことを特徴とするモータ付きの駆動装置。

Images