JP2019086150A - 動力源を有する減速機 - Google Patents

Abstract

【課題】連結構造を用いずに、モータ及び減速機構が一体構造として組み合わさせ、減速機の重量及び体積を低減する。【解決手段】モータ２は、ステータ部２０及びロータ部２１を含む。ロータ部は、第１偏心リング２１１及び第２偏心リング２１２を含む。減速機構３は、第１ローラアセンブリ、第２ローラアセンブリ、第３ローラアセンブリ、第１サイクロイドディスクセット３０、及び第２サイクロイドディスクセット３１を含む。第１ローラアセンブリは、少なくとも１つの第１ローラを含む。第２ローラアセンブリは、少なくとも１つの第２ローラを含む。第３ローラアセンブリは、出力シャフト、及び少なくとも１つの第３ローラを含む。第１サイクロイドディスクセットは、出力シャフトの周囲に取り付けられて第１偏心リング２１１内に配置され、第２サイクロイドディスクセットは、出力シャフトの周囲に取り付けられて第２偏心リング２１２内に配置される。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１１月３日に出願された「動力ギア」という名称の米国仮出願第６２／５８１，３４５号の利益を主張し、その全体を参照により本明細書に組み込む。

本開示は、減速機に関するものであり、より詳細には、動力源を有する減速機に関するものである。

一般に、モータは高速且つ低トルクで作動する。すなわち、大きな負荷を駆動することは困難である。従って、モータが重い物体を駆動できるようにするために、減速機を用いてモータの回転速度を減少させ、トルクを増加させる。

従来、減速機とモータは別々の部品である。減速機は、シャフトカップリング又はギアボックスなどの追加の連結構造によってモータと連結する必要がある。このようにして、減速機及びモータの全体構造の体積及び重量が増加する。すなわち、減速機とモータとを連結するための連結構造は、軽量かつコンパクトな空間を必要とする装置には利用することができない。例えば、当該連結構造は、産業用ロボットアーム又は動力補助装置への利用には適さない。

現在、モータが装備されている減速機が存在する。この状況下で、減速機とモータとを連結するためのシャフトカップリング又はギアボックスは省略される。しかしながら、この減速機はモノサイクロイドセット（すなわち、単一サイクロイド）を用いるので、いくつかの不都合が生じる。例えば、減速機が高速で作動する場合、動的バランス状態を維持することが難しい。従って、減速機の作動により、高い振動が生じる。

従って、上述の問題に対処するために、動力源を有する減速機を提供する必要がある。

本開示の目的は、モータ及び減速機構を備える減速機を提供することである。モータ及び減速機構は、連結構造（例えば、シャフトカップリング又はギアボックス）を用いずに共に組み合わされる。モータ及び減速機構が一体構造として組み合わされるため、減速機の重量及び体積が低減される。

本開示の別の目的は、動力源を有する減速機を提供することである。当該減速機は、動的バランス、高剛性、及び高減速比の達成と、高負荷の駆動とが可能である。

本開示の態様によれば、動力源を有する減速機が提供される。減速機は、モータ及び減速機構を含む。モータは、ステータ部及びロータ部を含む。ロータ部は、ステータ部に対して回転する。ロータ部は、ロータケーシングアセンブリ、第１偏心リング、及び第２偏心リングを含む。第１偏心リング及び第２偏心リングは、相互に隣接して配置され、且つロータケーシングアセンブリの内側表面上に配置されている。減速機構の少なくとも一部は、モータの内側に位置し、ロータ部内に収容されている。減速機構は、第１ローラアセンブリ、第２ローラアセンブリ、第３ローラアセンブリ、第１サイクロイドディスクセット、及び第２サイクロイドディスクセットを含む。第１ローラアセンブリは、減速機構の第１面に位置し、第１減速機ケーシング、及び少なくとも１つの第１ローラを含む。少なくとも１つの第１ローラは、第１減速機ケーシング上に配置されている。第２ローラアセンブリは、減速機構の第２面に位置し、第２減速機ケーシング、及び少なくとも１つの第２ローラを含む。少なくとも１つの第２ローラは、第２減速機ケーシング上に配置されている。第３ローラアセンブリは、第１ローラアセンブリと第２ローラアセンブリとの間に配置されている。第３ローラアセンブリは、ロータ部、第１ローラアセンブリ、及び第２ローラアセンブリの内側に収容されている。第３ローラアセンブリは、出力シャフト、及び少なくとも１つの第３ローラを含む。少なくとも１つの第３ローラは、出力シャフト上に設置されている。第１サイクロイドディスクセットは、出力シャフトの周囲に取り付けられ、第１偏心リング内に配置されている。第１サイクロイドディスクセットは、複数の第１歯構造、及び複数の第２歯構造を含む。第２サイクロイドディスクセットは、出力シャフトの周囲に取り付けられ、第２偏心リング内に配置されている。第２サイクロイドディスクセットは、複数の第３歯構造、及び複数の第４歯構造を含む。少なくとも１つの第１ローラは、複数の第１歯構造の少なくとも１つと接触している。少なくとも１つの第２ローラは、複数の第３歯構造の少なくとも１つと接触している。少なくとも１つの第３ローラは、第２歯構造の少なくとも１つ、及び第４歯構造の少なくとも１つと接触している。

本開示の上述の内容は、以下の詳細な説明、及び添付図面を参照した後に、当業者にとってより容易に明らかとなるであろう。

図１は、本開示の第１実施形態に係る動力源を有する減速機を示す、概略断面図である。

図２は、図１の減速機を示す、概略分解組立図である。

図３は、図１の減速機のモータのロータ部を示す、概略透視図である。

図４は、本開示の第２実施形態に係る動力源を有する減速機を示す、概略断面図である。

図５は、図４の減速機を示す、概略分解組立図である。

図６は、図４の減速機の第１サイクロイドディスクセットの第１内側サイクロイドディスク及び第１外側サイクロイドディスクを示す、概略透視図である。

本開示を、以下の実施形態を参照してより具体的に説明する。本開示の好ましい実施形態に関する以下の説明は、例示及び説明のみを目的として、本明細書に提示されることに留意されたい。包括的であること、又は開示された形態に正確に限定されることを意図するものではない。

図１、図２、及び図３を参照されたい。図１は、本開示の第１実施形態に係る動力源を有する減速機を示す、概略断面図である。図２は、図１の減速機を示す、概略分解組立図である。図３は、図１の減速機のモータのロータ部を示す、概略透視図である。動力源を有する当該減速機（以下、減速機１と呼ぶ）は、減速機能を提供するために、産業用ロボットアーム又は動力補助装置などの、様々な動力機械装置に利用することができる。

この実施形態において、減速機１は、２段サイクロイド減速機である。減速機１は、モータ２及び減速機構３を備える。モータ２は、動力源としての役割を果たす。

ある実施形態において、モータ２は、減速機構３の周囲に配置されている。例えば、モータ２は、ラジアルフラックスモータである。モータ２は、ステータ部２０及びロータ部２１を備える。ステータ部２０は、モータ２の全体の外側に位置する。ロータ部２１は、モータ２の全体の内側に位置する。この実施形態において、ロータ部２１は、ロータケーシングアセンブリ２１０、第１偏心リング２１１、及び第２偏心リング２１２を備える。ロータケーシングアセンブリ２１０は、減速機構３の一部を収容するための中空構造を有する。第１偏心リング２１１及び第２偏心リング２１２は、相互に隣接して配置され、ロータケーシングアセンブリ２１０の内側表面上に配置されている。ロータ部２１がステータ部２０に対して回転すると、第１偏心リング２１１及び第２偏心リング２１２は、ロータケーシングアセンブリ２１０の中心に対して偏心回転する。第１偏心リング２１１の偏心方向、及び第２偏心リング２１２の偏心方向は、相互に逆である。

この実施形態において、ステータ部２０は、鉄心アセンブリ２００、コイルアセンブリ２０１、及びステータケーシングアセンブリ２０２をさらに備える。ステータケーシングアセンブリ２０２は、中空構造を有する。鉄心アセンブリ２００、コイルアセンブリ２０１、及びロータ部２１は、ステータケーシングアセンブリ２０２の中空構造内に収容されている。鉄心アセンブリ２００は、ステータケーシングアセンブリ２０２の内側表面上に取り付けられている。コイルアセンブリ２０１は、鉄心アセンブリ２００の周囲に巻かれている。ロータ部２１は、少なくとも１つの磁石２１３をさらに備える。例えば、磁石２１３は、円弧状の磁石、又はリング状の磁石である。磁石２１３は、ロータケーシングアセンブリ２１０の外側表面上に取り付けられている。磁石２１３は、ステータ部２０のコイルアセンブリ２０１と相互作用して磁力を発生させる。この磁力によって、ロータ部２１は、磁石２１３に駆動され、ステータ部２０に対して回転する。図１及び図２に示したようないくつかの実施形態では、第１偏心リング２１１及び第２偏心リング２１２は、ロータケーシングアセンブリ２１０により一体的に形成されているが、これに限定されるものではない。別の実施形態において、ロータケーシングアセンブリ２１０、第１偏心リング２１１、及び第２偏心リング２１２は、独立した部品である。加えて、第１偏心リング２１１及び第２偏心リング２１２は、ロータケーシングアセンブリ２１０の内側表面上に、螺合手段により固定されている。

図１及び図２に示したような実施形態において、モータ２は、ラジアルフラックスモータである。別の実施形態において、モータ２は、アキシャルフラックスモータである。アキシャルフラックスモータの機能は、ラジアルフラックスモータの機能に類似しており、アキシャルフラックスモータの構造は、当業者にはよく知られている。従って、アキシャルフラックスモータの構造は、本明細書において重複して説明はしない。

減速機構３の少なくとも一部は、モータ２の内側に位置し、ロータ部２１内に収容されている。ある実施形態において、減速機構３は、第１サイクロイドディスクセット３０、第２サイクロイドディスクセット３１、第１ローラアセンブリ３２、第２ローラアセンブリ３３、第３ローラアセンブリ３４、第１減速機ベアリング３５、及び第２減速機ベアリング３６を備える。

第１ローラアセンブリ３２は、減速機構３の第１面に位置する。第１ローラアセンブリ３２は、第１減速機ケーシング３２０、及び少なくとも１つの第１ローラ３２１を備える。少なくとも１つの第１ローラ３２１は、第１減速機ケーシング３２０上に配置されている。第１減速機ケーシング３２０は、モータ２の第１面と組み立てられ、モータ２の第１面は、第１減速機ケーシング３２０により覆われている。第１軸孔３２００は、第１減速機ケーシング３２０の中央領域に形成されている。

第２ローラアセンブリ３３は、減速機構３の第２面に位置し、減速機構３の第１面及び第２面は、相互に向かい合っている。第２ローラアセンブリ３３は、第２減速機ケーシング３３０、及び少なくとも１つの第２ローラ３３１を備える。少なくとも１つの第２ローラ３３１は、第２減速機ケーシング３３０上に配置されている。第２減速機ケーシング３３０は、モータ２の第２面と組み立てられ、モータ２の第２面は、第２減速機ケーシング３３０により覆われている。つまり、モータ２は、第１減速機ケーシング３２０と第２減速機ケーシング３３０との間に配置されている。第２軸孔３３００は、第２減速機ケーシング３３０の中央領域に形成されている。

第３ローラアセンブリ３４は、第１ローラアセンブリ３２と第２ローラアセンブリ３３との間に配置されている。第３ローラアセンブリ３４は、第１ローラアセンブリ３２、第２ローラアセンブリ３３、及びロータ部２１内に収容されている。第３ローラアセンブリ３４は、出力シャフト３４０、及び少なくとも１つの第３ローラ３４１を備える。少なくとも１つの第３ローラ３４１は、出力シャフト３４０上に取り付けられている。出力シャフト３４０の第１端部は、第１軸孔３２００内に挿入されている。出力シャフト３４０の第２端部は、第２軸孔３３００内に挿入されている。

第１サイクロイドディスクセット３０ は、出力シャフト３４０の周囲に取り付けられ、且つ第１偏心リング２１１内に配置されたスリーブ構造である。さらに、第１サイクロイドディスクセット３０は、複数の第１歯構造３００、及び複数の第２歯構造３０１を備える。

第２サイクロイドディスクセット３１は、出力シャフト３４０の周囲に取り付けられ、且つ第２偏心リング２１２内に配置されたスリーブ構造である。さらに、第２サイクロイドディスクセット３１は、複数の第３歯構造３１０、及び複数の第４歯構造３１１を備える。

少なくとも１つの第１ローラ３２１は、少なくとも１つの対応する第１歯構造３００と接触している。少なくとも１つの第２ローラ３３１は、少なくとも１つの対応する第３歯構造３１０と接触している。少なくとも１つの第３ローラ３４１は、少なくとも１つの対応する第２歯構造３０１、及び少なくとも１つの対応する第４歯構造３１１と接触している。

第１減速機ベアリング３５は、第１軸孔３２００内に配置され、第１軸孔３２００と出力シャフト３４０との間に配置されている。

第２減速機ベアリング３６は、第２軸孔３３００内に配置され、第２軸孔３３００と出力シャフト３４０との間に配置されている。

第１ローラアセンブリ３２が複数の第１ローラ３２１を備える場合、複数の第１ローラ３２１は、第１減速機ケーシング３２０上の周方向に離散して配置及び配列される。第２ローラアセンブリ３３が複数の第２ローラ３３１を備える場合、複数の第２ローラ３３１は、第２減速機ケーシング３３０上の周方向に離散して配置及び配列される。第３ローラアセンブリ３４が複数の第３ローラ３４１を備える場合、複数の第３ローラ３４１は、出力シャフト３４０上の周方向に離散して配置及び配列されている。

いくつかの実施形態において、第１ローラアセンブリ３２の第１減速機ケーシング３２０、及び第２ローラアセンブリ３３の第２減速機ケーシング３３０は、ねじ穴（図示されていない）を有する。従って、第１減速機ケーシング３２０及び第２減速機ケーシング３３０は、ねじを使用して他の機械構造と連結されている。さらに、第１ローラアセンブリ３２及び第２ローラアセンブリ３３は、回転しない。つまり、第１ローラアセンブリ３２及び第２ローラアセンブリ３３は、出力シャフト３４０の周りを回転しない。ロータ部２１がステータ部２０に対して回転すると、第１サイクロイドディスクセット３０は、第１偏心リング２１１と連動して回転し、第２サイクロイドディスクセット３１は、第２偏心リング２１２と連動して回転する。第１ローラアセンブリ３２及び第２ローラアセンブリ３３は回転しないため、少なくとも１つの第２歯構造３０１、及び少なくとも１つの第４歯構造３１１と接触する第３ローラ３４１は、少なくとも１つの第２歯３０１、及び少なくとも１つの第４歯３１１に押し付けられる。従って、第３ローラ３４１は、出力シャフト３４０の周りを回転する。第３ローラ３４１は出力シャフト３４０上に固定されているため、出力シャフト３４０は、第３ローラ３４１と共に回転する。従って、第３ローラアセンブリ３４は、出力シャフト３４０の周りを回転することが可能である。この状況下で、出力シャフト３４０は、動力を発生させ出力するために減速機構３の動力の出力の際に用いられる。他のいくつかの実施形態において、出力シャフト３４０は、ねじ穴（図示されていない）を備える。従って、出力シャフト３４０は、ねじを使用して他の機械構造と連結されている。このようにして、動力を機械構造へと送ることができる。

上述のように、減速機１のモータ２及び減速機構３は、一体構造として組み合わされている。モータ２は、半径方向に沿って減速機１の外側に位置する。減速機構３の少なくとも一部は、半径方向に沿って減速機１の内側に位置する。ロータ部２１がステータ部２０に対して回転すると、第１サイクロイドディスクセット３０は、第１偏心リング２１１と連動して回転し、第２サイクロイドディスクセット３１は、第２偏心リング２１２と連動して回転する。上述のように、第１ローラアセンブリ３２及び第２ローラアセンブリ３３は回転することができないが、第３ローラアセンブリ３４は回転可能である。従って、第１サイクロイドディスクセット３０及び第２サイクロイドディスクセット３１は、第１ローラアセンブリ３２、第２ローラアセンブリ３３、及び第３ローラアセンブリ３４と相互作用する。このようにして、２段減速という目的が達成できる。モータ２及び減速機構３を連結するための追加のシャフトカップリングを用いる必要がないため、減速機１の体積及び重量は低減される。さらに、第１サイクロイドディスクセット３０及び第２サイクロイドディスクセット３１は、逆の偏心方向を有する第１偏心リング２１１及び第２偏心リング２１２上にそれぞれ設置されている。この状況下で、第１サイクロイドディスクセット３０及び第２サイクロイドディスクセット３１は、相互に平衡を保っており、有効に押されるローラの数は、増加する。従って、減速機１は、高い剛性及び動的バランスを有し、高負荷環境へ利用可能である。

いくつかの実施形態において、出力シャフト３４０は、中空内部構造を有する。ケーブル（例えば、エンコーダの信号ケーブル）、又はステータ部２０のコイルアセンブリ２０１は、出力シャフト３４０の中空内部構造を貫通することもできる。従って、減速機１のケーブルのレイアウトは単純になる。

図１及び図２を再度参照されたい。第１減速機ケーシング３２０は、中空構造を有する第１固定部３２０１、及び第１設置部３２０２を備える。第１固定部３２０１の一部は、ステータ部２０のステータケーシングアセンブリ２０２の第１側縁と組み立てられている。さらに、第１固定部３２０１は、ロータケーシングアセンブリ２１０の外側表面と接触している。第１設置部３２０２の一部は、第１固定部３２０１上に固定されている。さらに、第１リング状延長壁３２０３は、第１設置部３２０２から突出し、第１固定部３２０１の中空構造内に配置されている。第１リング状延長壁３２０３は、中空構造を有する。第１リング状延長壁３２０３の一部は、少なくとも１つの第１歯構造３００と出力シャフト３４０との間に配置されている。さらに、第１リング状延長壁３２０３の中空構造は、第１軸孔３２００を規定する。少なくとも１つの第１ローラ３２１は、第１リング状延長壁３２０３の外側表面上に配置されている。

第２減速機ケーシング３３０は、中空構造を有する第２固定部３３０１、及び第２設置部３３０２を備える。第２固定部３３０１の一部は、ステータ部２０のステータケーシングアセンブリ２０２の第２側縁と組み立てられている。さらに、第２固定部３３０１は、ロータケーシングアセンブリ２１０の外側表面と接触している。第２設置部３３０２の一部は、第２固定部３３０１上に固定されている。さらに、第２リング状延長壁３３０３は、第２設置部３３０２から突出し、第２固定部３３０１の中空構造内に配置されている。第２リング状延長壁３３０３は、中空構造を有する。第２リング状延長壁３３０３の一部は、少なくとも１つの第３歯構造３１０と出力シャフト３４０との間に配置されている。さらに、第２リング状延長壁３３０３の中空構造は、第２軸孔３３００を規定する。少なくとも１つの第２ローラ３３１は、第２リング状延長壁３３０３の外側表面上に配置されている。

減速機１は、第１ロータ外側ベアリングセット４、及び第２ロータ外側ベアリングセット５をさらに備える。第１ロータ外側ベアリングセット４は、第１固定部３２０１とロータケーシングアセンブリ２１０との間に配置されている。第２ロータ外側ベアリングセット５は、第２固定部３３０１とロータケーシングアセンブリ２１０との間に配置されている。減速機１は、第１ロータ内側ベアリングセット６、及び第２ロータ内側ベアリングセット７をさらに備える。第１ロータ内側ベアリングセット６は、第１偏心リング２１１と第１サイクロイドディスクセット３０との間に配置されている。第２ロータ内側ベアリングセット７は、第２偏心リング２１２と第２サイクロイドディスクセット３１との間に配置されている。第１ロータ内側ベアリングセット６及び第２ロータ内側ベアリングセット７はそれぞれ、少なくとも１つのベアリングを備える。例えば、図１及び図２に示したように、第１ロータ内側ベアリングセット６及び第２ロータ内側ベアリングセット７はそれぞれ、複数のベアリングを備える。他のいくつかの実施形態において、第１ロータ内側ベアリングセット６及び第２ロータ内側ベアリングセット７はそれぞれ、単一のベアリングを備える。

第１サイクロイドディスクセット３０は、中空構造を有する第１外側サイクロイドディスク３０２及び第１内側サイクロイドディスク３０３をさらに備える。第２サイクロイドディスクセット３１は、中空構造を有する第２外側サイクロイドディスク３１２及び第２内側サイクロイドディスク３１３をさらに備える。第１外側サイクロイドディスク３０２及び第１内側サイクロイドディスク３０３は、隣接して配置されている。第１内側サイクロイドディスク３０３は、第１外側サイクロイドディスク３０２と第２内側サイクロイドディスク３１３との間に配置されている。少なくとも１つの第１歯構造３００は、第１外側サイクロイドディスク３０２の内側表面から突出している。少なくとも１つの第２歯構造３０１は、第１内側サイクロイドディスク３０３の内側表面から突出している。第２外側サイクロイドディスク３１２及び第２内側サイクロイドディスク３１３は、隣接して配置されている。第２内側サイクロイドディスク３１３は、第１内側サイクロイドディスク３０３と第２外側サイクロイドディスク３１２との間に配置されている。少なくとも１つの第３歯構造３１０は、第２外側サイクロイドディスク３１２の内側表面から突出している。少なくとも１つの第４歯構造３１１は、第２内側サイクロイドディスク３１３の内側表面から突出している。第１外側サイクロイドディスク３０２上の少なくとも１つの第１歯構造３００の歯形、及び第２外側サイクロイドディスク３１２上の少なくとも１つの第３歯構造３１０の歯形は同一である。第１内側サイクロイドディスク３０３上の少なくとも１つの第２歯構造３０１の歯形、及び第２内側サイクロイドディスク３１３上の少なくとも１つの第４歯構造３１１の歯形は同一である。第１歯構造３００の数、及び第３歯構造３１０の数は、等しい。第２歯構造３０１の数、及び第４歯構造３１１の数は、等しい。第１歯構造３００の数、及び第２歯構造３０１の数は、異なる。第３歯構造３１０の数、及び第４歯構造３１１の数は、異なる。さらに、第１外側サイクロイドディスク３０２及び第１内側サイクロイドディスク３０３は、組立プロセスを通じて相互に固定された状態で連結され（図１及び図２を参照）、又は相互に一体的に形成されている。第２外側サイクロイドディスク３１２及び第２内側サイクロイドディスク３１３は、組立プロセスを通じて、相互に固定された状態で連結され（図１及び図２を参照）、又は相互に一体的に形成されている。いくつかの実施形態において、複数の第１ローラ３２１、複数の第２ローラ３３１、及び複数の第３ローラ３４１は、それら自身の軸上で回転（すなわち、自転）可能である。

第１ローラアセンブリ３２の第１ローラ３２１の数は、第２ローラアセンブリ３３の第２ローラ３３１の数に等しい。第１ローラ３２１の数は、第１歯構造３００の数よりも少なくとも１小さく、第２ローラ３３１の数は、第３歯構造３１０の数よりも少なくとも１小さく、第３ローラアセンブリ３４の第３ローラ３４１の数は、第２歯構造３０１の数、又は第４歯構造３１１の数よりも少なくとも１小さい。

いくつかの実施形態において、減速機１は、第１ブレーキ要素８及び第２ブレーキ要素９をさらに備える。第１ブレーキ要素８は、第２減速機ケーシング３３０の側面上に配置され、ロータケーシングアセンブリ２１０と隣接して配置されている。第２ブレーキ要素９は、ロータケーシングアセンブリ２１０の側面上に配置され、第２減速機ケーシング３３０と隣接して配置されている。さらに、第２ブレーキ要素９は、第１ブレーキ要素８と一直線上に並んでいる。第１ブレーキ要素８及び第２ブレーキ要素９は、選択的に相互に分離、又は相互に接触している。第１ブレーキ要素８及び第２ブレーキ要素９が相互に接触するとき、ロータ部２１の回転は、第１ブレーキ要素８及び第２ブレーキ要素９により制限される。第１ブレーキ要素８及び第２ブレーキ要素９が相互に分離しているとき、ロータ部２１の回転が可能となる。

ある実施形態において、減速機１は、エンコーダ１０をさらに備える。エンコーダ１０は、ロータケーシングアセンブリ２１０の側面上に配置され、第１減速機ケーシング３２０と隣接して配置されている。モータ２のロータ部２１の回転の間、エンコーダ１０は、ロータ部２１の角度又は変位を検出する。エンコーダ１０は、信号源及び信号受信機を備える。信号源は、検出信号を信号受信機に発する。モータ２のロータ部２１の回転の間、信号源及び信号受信機は協働して角度又は変位を検出する。

減速機１を用いて所望の減速比を達成する原理を、以下に説明する。例えば、第１ローラアセンブリ３２の第１ローラ３２１の数をＮ、第２ローラアセンブリ３３の第２ローラ３３１の数をＮ、第３ローラアセンブリ３４の第３ローラ３４１の数をＭとする。第１歯構造３００の数をＡ、第３歯構造３１０の数をＡ、第２歯構造３０１の数をＢ、第４歯構造３１１の数をＢとする。モータ２のロータ部２１が回転している間、ロータ部２１に設置された第１偏心リング２１１及び第２偏心リング２１２は、ロータ部２１と同期回転する。第１偏心リング２１１及び第２偏心リング２１２が回転する際、少なくとも１つの第１歯構造３００と接触している第１ローラアセンブリ３２の少なくとも１つの第１ローラ３２１は、出力シャフト３４０の周りを回転できず、少なくとも１つの第３歯構造３１０と接触している第２ローラアセンブリ３３の少なくとも１つの第２ローラ３３１は、出力シャフト３４０の周りを回転できない。第１サイクロイドディスクセット３０及び第２サイクロイドディスクセット３１の動作は上述の条件によって制限されるため、第１サイクロイドディスクセット３０（及び第２サイクロイドディスクセット３１）の回転速度は、モータ２の回転速度の（Ａ−Ｎ）／Ａ倍となる。すなわち、１段階目の減速が達成される。さらに、第３ローラアセンブリ３４の少なくとも１つの第３ローラ３４１は、第１サイクロイドディスクセット３０の少なくとも１つの第２歯構造３０１、及び第２サイクロイドディスクセット３１の少なくとも１つの第４歯構造３１１に押し付けられるので、第３ローラアセンブリ３４は、出力シャフト３４０の周りを回転する。上述のように、少なくとも１つの第３ローラ３４１は、出力シャフト３４０上に設置されている。出力シャフト３４０は、少なくとも１つの第３ローラ３４１と共に回転するため、出力シャフト３４０は、動力の出力の際に用いられる。従って、出力シャフト３４０の回転速度は、モータ２の回転速度の（（Ａ×Ｍ）−（Ｂ×Ｎ））／（Ａ×Ｍ）倍となる。すなわち、２段階目の減速が達成される。

ある実施形態において、第１ローラ３２１の数は、第１歯構造３００の数より１小さく、第２ローラ３３１の数は、第３歯構造３１０の数より１小さく、第３ローラアセンブリ３４の第３ローラ３４１の数は、第２歯構造３０１の数、又は第４歯構造３１１の数よりも１小さい。すなわち、第１歯構造３００の数Ａは（Ｎ＋１）に等しく、第３歯構造３１０の数Ａは（Ｎ＋１）に等しく、第２歯構造３０１の数Ｂは（Ｍ＋１）に等しく、第４歯構造３１１の数Ｂは（Ｍ＋１）に等しい。従って、第１サイクロイドディスクセット３０（及び第２サイクロイドディスクセット３１）の回転速度は、モータ２の回転速度の１／（Ｎ＋１）倍となる。上述のように、出力シャフト３４０は動力の出力の際に用いられる。従って、出力シャフト３４０の回転速度は、モータ２の回転速度の（Ｍ−Ｎ）／（（Ｎ＋１）×Ｍ）倍となる。

図４、図５、及び図６を参照されたい。図４は、本開示の第２実施形態に係る動力源を有する減速機を示す、概略断面図である。図５は、図４の減速機を示す、概略分解組立図である。図６は、図４の減速機の第１サイクロイドディスクセットの第１内側サイクロイドディスク及び第１外側サイクロイドディスクを示す、概略透視図である。この実施形態の減速機１'の構造、動作原理、及び減速比は、第１実施形態のものと類似している。第１実施形態と対応する構成部分と要素には同一参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。

第１実施形態と比較すると、以下の態様において区別される。この実施形態において、第１ロータ内側ベアリングセット６'は単一のベアリングを備え、第２ロータ内側ベアリングセット７'は単一のベアリングを備える。第１ロータ内側ベアリングセット６'は、第１偏心リング２１１と、第１サイクロイドディスクセット３０'の第１内側サイクロイドディスク３０３との間に配置されている。第２ロータ内側ベアリングセット７'は、第２偏心リング２１２と、第２サイクロイドディスクセット３１'の第２内側サイクロイドディスク３１３との間に配置されている。第１実施形態と比較すると、この実施形態の第１サイクロイドディスクセット３０'及び第２サイクロイドディスクセット３１'の構造も、区別される。第１サイクロイドディスクセット３０'の構造、及び第２サイクロイドディスクセット３１'の構造は、類似している。従って、第１サイクロイドディスクセット３０'の構造のみが、図６に示されている。少なくとも１つの第１歯構造３００'は、第１外側サイクロイドディスク３０２'の外側表面から突出している。少なくとも１つの第２歯構造３０１も、第１内側サイクロイドディスク３０３の内側表面から突出している。少なくとも１つの第３歯構造３１０'は、第２外側サイクロイドディスク３１２'の外側表面から突出している。少なくとも１つの第４歯構造３１１も、第２内側サイクロイドディスク３１３の内側表面から突出している。第１リング状延長壁３２０３の一部は、少なくとも１つの第１歯構造３００'と第１偏心リング２１１との間に配置されている。第２リング状延長壁３３０３の一部は、少なくとも１つの第３歯構造３１０'と第２偏心リング２１２との間に配置されている。少なくとも１つの第１ローラ３２１は、第１リング状延長壁３２０３の内側表面上に配置されている。少なくとも１つの第２ローラ３３１は、第２リング状延長壁３３０３の内側表面上に配置されている。少なくとも１つの第１ローラ３２１は、少なくとも１つの対応する第１歯構造３００'と接触している。少なくとも１つの第２ローラ３３１は、少なくとも１つの対応する第３歯構造３１０'と接触している。少なくとも１つの第３ローラ３４１は、少なくとも１つの対応する第２歯構造３０１、及び少なくとも１つの対応する第４歯構造３１１と接触している。 ある実施形態において、第１歯構造３００の数'、及び第２歯構造３０１の数は異なり、第３歯構造３１０の数'、及び第４歯構造３１１の数は異なる。さらに、第１外側サイクロイドディスク３０２'及び第１内側サイクロイドディスク３０３は、組立プロセスを通じて、相互に一体的に形成され（図６参照）、又は相互に固定された状態で連結されている。第２外側サイクロイドディスク３１２'及び第２内側サイクロイドディスク３１３は、組立プロセスを通じて、相互に一体的に形成され（図６参照）、又は相互に固定された状態で連結されている。

減速機１'を用いて所望の減速比を達成する原理を、以下に説明する。例えば、第１ローラアセンブリ３２の第１ローラ３２１の数をＮ、第２ローラアセンブリ３３の第２ローラ３３１の数をＮ、第３ローラアセンブリ３４の第３ローラ３４１の数をＭとする。第１歯構造３００'の数をＡ、第３歯構造３１０'の数をＡ、第２歯構造３０１の数をＢ、第４歯構造３１１の数をＢとする。モータ２のロータ部２１が回転している間、ロータ部２１に設置された第１偏心リング２１１及び第２偏心リング２１２は、ロータ部２１と同期回転する。第１偏心リング２１１及び第２偏心リング２１２が回転する際、少なくとも１つの第１歯構造３００'と接触している第１ローラアセンブリ３２の少なくとも１つの第１ローラ３２１は、出力シャフト３４０の周りを回転できず、少なくとも１つの第３歯構造３１０'と接触している第２ローラアセンブリ３３の少なくとも１つの第２ローラ３３１は、出力シャフト３４０の周りを回転できない。第１サイクロイドディスクセット３０'及び第２サイクロイドディスクセット３１'の動作は上述の条件によって制限されるため、第１サイクロイドディスクセット３０'（及び第２サイクロイドディスクセット３１'）の回転速度は、モータ２の回転速度の（Ａ−Ｎ）／Ａ倍となる。すなわち、１段階目の減速が達成される。さらに、第３ローラアセンブリ３４の少なくとも１つの第３ローラ３４１は、第１サイクロイドディスクセット３０'の少なくとも１つの第２歯構造３０１、及び第２サイクロイドディスクセット３１'の少なくとも１つの第４歯構造３１１に押し付けられるので、第３ローラアセンブリ３４は、出力シャフト３４０の周りを回転する。上述のように、少なくとも１つの第３ローラ３４１は、出力シャフト３４０上に設置されている。出力シャフト３４０は、少なくとも１つの第３ローラ３４１と共に回転するため、出力シャフト３４０は、動力の出力の際に用いられる。従って、出力シャフト３４０の回転速度は、モータ２の回転速度の（（Ａ×Ｍ）−（Ｂ×Ｎ））／（Ａ×Ｍ）倍となる。すなわち、２段階目の減速が達成される。

ある実施形態において、第１ローラ３２１の数は、少なくとも１つの第１歯構造３００'の数より１小さく、第２ローラ３３１の数は、第３歯構造３１０'の数より１小さく、第３ローラアセンブリ３４の第３ローラ３４１の数は、第２歯構造３０１の数、又は第４歯構造３１１の数よりも１小さい。すなわち、第１歯構造３００'の数Ａは（Ｎ＋１）に等しく、第３歯構造３１０'の数Ａは（Ｎ＋１）に等しく、第２歯構造３０１の数Ｂは（Ｍ＋１）に等しく、第４歯構造３１１の数Ｂは（Ｍ＋１）に等しい。従って、第１サイクロイドディスクセット３０'（及び第２サイクロイドディスクセット３１'）の回転速度は、モータ２の回転速度の１／（Ｎ＋１）倍である。上述のように、第３ローラアセンブリ３４の出力シャフト３４０は、動力の出力の際に用いられる。従って、出力シャフト３４０の回転速度は、モータ２の回転速度の（Ｍ−Ｎ）／（（Ｎ＋１）×Ｍ）倍である。

上述の説明より、本開示は、動力源を有する減速機を提供する。減速機は、モータ及び減速機構を含む。モータ及び減速機構は、一体構造として組み合わされている。モータは、減速機の外側に位置する。減速機構は、半径方向に沿って減速機の内側に位置する。ロータ部が回転している間、第１サイクロイドディスクセットは第１偏心リングと連動して回転し、第２サイクロイドディスクセットは第２偏心リングと連動して回転する。第１ローラアセンブリ及び第２ローラアセンブリは回転することができないが、第３ローラアセンブリは回転可能である。従って、第１サイクロイドディスクセット及び第２サイクロイドディスクセットは、第１ローラアセンブリ、第２ローラアセンブリ、及び第３ローラアセンブリと相互作用する。このようにして、２段階の減速という目的が達成できる。モータ及び減速機構を連結するための追加のシャフトカップリングを用いる必要がないため、減速機の体積及び重量は低減される。２段減速により、高減速比の達成という目的が達成される。減速機の減速機構は、第１サイクロイドディスクセット及び第２サイクロイドディスクセットを含む。単一サイクロイドディスクを有する減速機と比較すると、本開示の減速機は、高い剛性を有し、より高い負荷に耐えることができる。さらに、第１サイクロイドディスクセット及び第２サイクロイドディスクセットは、逆の偏心方向を有する第１偏心リング及び第２偏心リング上にそれぞれ設置されている。従って、当該減速機は、動的バランスを達成することができる。

本発明を、現時点で最も実用的且つ好ましい実施形態と考えられるものに関して説明したが、本発明を、開示された実施形態に限定する必要は無いことを理解されたい。逆に、添付の請求項の精神及び範囲内に含まれる様々な変更及び類似する構成を包含することが意図され、添付の請求項はそのような変更及び類似する構造全てを包含するように最も広い解釈をされるべきものである。

Claims (13)

1. 動力源を有する減速機であって、
   動力源としての役割を果たすモータ、及び減速機構を備え、
   前記モータは、ステータ部、及びロータ部を備え、
   前記ロータ部は前記ステータ部によって駆動され回転し、前記ロータ部は中空構造を有するロータケーシングアセンブリ、第１偏心リング、及び第２偏心リングを備え、前記第１偏心リング及び前記第２偏心リングは、相互に隣接して配置され、且つ前記ロータケーシングアセンブリの内側表面上に配置され、
   前記減速機構の少なくとも一部は、前記モータの内側に位置し、且つ前記ロータ部内に収容され、
   前記減速機構は、第１ローラアセンブリ、第２ローラアセンブリ、第３ローラアセンブリ、第１サイクロイドディスクセット、及び第２サイクロイドディスクセットを備え、
   前記第１ローラアセンブリは、前記減速機構の第１面に位置し、且つ第１減速機ケーシング、及び少なくとも１つの第１ローラを備え、前記少なくとも１つの第１ローラは、前記第１減速機ケーシング上に配置され、
   前記第２ローラアセンブリは、前記減速機構の第２面に位置し、且つ第２減速機ケーシング、及び少なくとも１つの第２ローラを備え、前記少なくとも１つの第２ローラは、前記第２減速機ケーシング上に配置され、
   前記第３ローラアセンブリは、前記第１ローラアセンブリと前記第２ローラアセンブリとの間に配置され、前記第３ローラアセンブリは、前記ロータ部、前記第１ローラアセンブリ、及び前記第２ローラアセンブリの内側に収容され、前記第３ローラアセンブリは、出力シャフト、及び少なくとも１つの第３ローラを備え、前記少なくとも１つの第３ローラは、前記出力シャフト上に取り付けられ、
   前記第１サイクロイドディスクセットは、前記出力シャフトの周囲に取り付けられ、前記第１偏心リング内に配置され、複数の第１歯構造、及び複数の第２歯構造を備え、
   前記第２サイクロイドディスクセットは、前記出力シャフトの周囲に取り付けられ、前記第２偏心リング内に配置され、複数の第３歯構造、及び複数の第４歯構造を備え、
   前記第１ローラは、前記複数の第１歯構造の少なくとも１つと接触し、前記第２ローラは、前記複数の第３歯構造の少なくとも１つと接触し、前記第３ローラは、前記第２歯構造の少なくとも１つ、及び前記第４歯構造の少なくとも１つと接触する、
   減速機。
2. 請求項１に記載の動力源を有する減速機であって、
   前記第１偏心リングの偏心方向、及び前記第２偏心リングの偏心方向は、相互に逆である、
   減速機。
3. 請求項１に記載の動力源を有する減速機であって、
   前記第１ローラアセンブリ及び前記第２ローラアセンブリは、前記出力シャフトの周りを回転せず、前記ロータ部が回転している間、前記第１サイクロイドディスクセットは前記第１偏心リングと連動して回転し、前記第２サイクロイドディスクセットは前記第２偏心リングと連動して回転し、前記第３ローラアセンブリの前記少なくとも１つの第３ローラは、対応する前記第２歯構造及び対応する前記第４歯構造に押し付けられ、従って、前記第３ローラアセンブリは前記出力シャフトの周りを回転し、前記出力シャフトはそれに応じて回転し、動力を発生させ出力する、
   減速機。
4. 請求項１に記載の動力源を有する減速機であって、
   前記第１サイクロイドディスクセットは、中空構造を有する第１外側サイクロイドディスク及び第１内側サイクロイドディスクをさらに備え、前記第２サイクロイドディスクセットは、中空構造を有する第２外側サイクロイドディスク及び第２内側サイクロイドディスクをさらに備え、前記第１外側サイクロイドディスク及び前記第１内側サイクロイドディスクは隣接して配置され、前記第１内側サイクロイドディスクは、前記第１外側サイクロイドディスクと前記第２内側サイクロイドディスクとの間に配置され、前記第２外側サイクロイドディスク及び前記第２内側サイクロイドディスクは隣接して配置され、前記第２内側サイクロイドディスクは、前記第１内側サイクロイドディスクと前記第２外側サイクロイドディスクとの間に配置されている、
   減速機。
5. 請求項４に記載の動力源を有する減速機であって、
   前記複数の第１歯構造は、前記第１外側サイクロイドディスクの内側表面から突出し、前記複数の第２歯構造は、前記第１内側サイクロイドディスクの内側表面から突出し、前記複数の第３歯構造は、前記第２外側サイクロイドディスクの内側表面から突出し、前記複数の第４歯構造は、前記第２内側サイクロイドディスクの内側表面から突出する、
   減速機。
6. 請求項４に記載の動力源を有する減速機であって、
   前記複数の第１歯構造は、前記第１外側サイクロイドディスクの外側表面から突出し、前記複数の第２歯構造は、前記第１内側サイクロイドディスクの内側表面から突出し、前記複数の第３歯構造は、前記第２外側サイクロイドディスクの外側表面から突出し、前記複数の第４歯構造は、前記第２内側サイクロイドディスクの内側表面から突出する、
   減速機。
7. 請求項１に記載の動力源を有する減速機であって、
   前記第１減速機ケーシングは、中空構造を有する第１固定部、及び第１設置部を備え、
   前記第１固定部の一部は、前記ステータ部の第１側縁と組み立てられ、且つ前記ロータケーシングアセンブリの外側表面と接触し、
   前記第１設置部の一部は前記第１固定部上に固定され、第１リング状延長壁は、前記第１設置部から突出し、且つ前記第１固定部の前記中空構造内に配置され、前記第１リング状延長壁は中空構造を有し、前記第１リング状延長壁の前記中空構造は第１軸孔を規定し、前記出力シャフトの第１端部は前記第１軸孔内に挿入されている、
   減速機。
8. 請求項７に記載の動力源を有する減速機であって、
   前記第２減速機ケーシングは、中空構造を有する第２固定部、及び第２設置部を備え、
   前記第２固定部の一部は、前記ステータ部の第２側縁と組み立てられ、且つ前記ロータケーシングアセンブリの外側表面と接触し、
   前記第２設置部の一部は前記第２固定部上に固定され、第２リング状延長壁は、前記第２設置部から突出し、且つ前記第２固定部の前記中空構造内に配置され、前記第２リング状延長壁は中空構造を有し、前記第２リング状延長壁の前記中空構造は第２軸孔を規定し、前記出力シャフトの第２端部は前記第２軸孔内に挿入されている、
   減速機。
9. 請求項８に記載の動力源を有する減速機であって、
   前記第１リング状延長壁の一部は、前記複数の第１歯構造と前記出力シャフトとの間に配置され、前記少なくとも１つの第１ローラは、前記第１リング状延長壁の外側表面上に配置され、前記第２リング状延長壁の一部は、前記複数の第３歯構造と前記出力シャフトとの間に配置され、前記少なくとも１つの第２ローラは、前記第２リング状延長壁の外側表面上に配置されている、
   減速機。
10. 請求項８に記載の動力源を有する減速機であって、
    前記第１リング状延長壁の一部は、前記複数の第１歯構造と前記第１偏心リングとの間に配置され、前記少なくとも１つの第１ローラは、前記第１リング状延長壁の内側表面上に配置され、前記第２リング状延長壁の一部は、前記複数の第３歯構造と前記第２偏心リングとの間に配置され、前記少なくとも１つの第２ローラは、前記第２リング状延長壁の内側表面上に配置されている
    減速機。
11. 請求項４に記載の動力源を有する減速機であって、
    前記第１外側サイクロイドディスクの歯形、及び前記第２外側サイクロイドディスクの歯形は同一であり、前記第１内側サイクロイドディスクの歯形、及び前記第２内側サイクロイドディスクの歯形は同一であり、前記複数の第１歯構造の数は、前記複数の第３歯構造の数に等しく、前記複数の第２歯構造の数は、前記複数の第４歯構造の数に等しい、
    減速機。
12. 請求項１に記載の動力源を有する減速機であって、
    前記第１ローラの数は、前記第２ローラの数に等しく、前記第１ローラの数は、前記複数の第１歯構造の数よりも少なくとも１小さく、前記第２ローラの数は、前記複数の第３歯構造の数よりも少なくとも１小さく、前記第３ローラの数は、前記複数の第２歯構造の数又は前記複数の第４歯構造の数よりも少なくとも１小さい、
    減速機。
13. 請求項１に記載の動力源を有する減速機であって、
    前記複数の第１歯構造の数、及び前記複数の第２歯構造の数は異なり、前記複数の第３歯構造の数、及び前記複数の第４歯構造の数は異なる、
    減速機。