JP5197174B2 - Motor with wave reducer - Google Patents

Motor with wave reducer Download PDF

Info

Publication number
JP5197174B2
JP5197174B2 JP2008156219A JP2008156219A JP5197174B2 JP 5197174 B2 JP5197174 B2 JP 5197174B2 JP 2008156219 A JP2008156219 A JP 2008156219A JP 2008156219 A JP2008156219 A JP 2008156219A JP 5197174 B2 JP5197174 B2 JP 5197174B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
motor
main magnet
outer peripheral
flexspline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008156219A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010004582A (en
Inventor
一清 山本
正吉 桃野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
Citizen Chiba Precision Co Ltd
Original Assignee
Citizen Holdings Co Ltd
Citizen Watch Co Ltd
Citizen Chiba Precision Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Holdings Co Ltd, Citizen Watch Co Ltd, Citizen Chiba Precision Co Ltd filed Critical Citizen Holdings Co Ltd
Priority to JP2008156219A priority Critical patent/JP5197174B2/en
Publication of JP2010004582A publication Critical patent/JP2010004582A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5197174B2 publication Critical patent/JP5197174B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H49/00Other gearings
    • F16H49/001Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions

Description

本発明は、バックラッシュの極めて小さな波動減速機と、鉄損の少ないモータとを高密度に組み合わせることにより、高効率,小形軽量化を図り、小形ロボット用等に用いられる波動減速機付きモータに関する。   The present invention relates to a motor with a wave reducer used for a small robot or the like, which achieves high efficiency, small size and light weight by combining a wave reducer with extremely small backlash and a motor with low iron loss at high density. .

図18は従来の波動減速機付きブラシレスDCモータの外観を示す断面図である。
モータシャフト52はモータ筐体73にモータ用ボールベアリング74,75によって回動可能に支持されている。モータシャフト52にカラー71を介して主マグネット72が固着されている。モータ筐体73の内壁にステータスタック85にステータコイル76を巻回したステータ組立が取り付けられ、主マグネット72と対面している。ステータ組立のステータコイル76に電流を流すことによりモータ70が回転する。モータ70の回転位置は、主マグネット72の端部に設けたセンサマグネット77およびセンサマグネット77に対面するように設置したホールセンサ78よりなる回転位置検出器によって検出される。また、モータ70の回転角は、モータシャフト52の端部に取り付けたエンコーダ用マグネット79およびエンコーダ用マグネット79の側部に設けた磁気抵抗センサ80よりなるロータリーエンコーダによって計測される。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the appearance of a conventional brushless DC motor with a wave reducer.
The motor shaft 52 is rotatably supported by a motor housing 73 by motor ball bearings 74 and 75. A main magnet 72 is fixed to the motor shaft 52 via a collar 71. A stator assembly in which a stator coil 76 is wound around a stator stack 85 is attached to the inner wall of the motor housing 73 and faces the main magnet 72. The motor 70 is rotated by passing an electric current through the stator coil 76 of the stator assembly. The rotational position of the motor 70 is detected by a rotational position detector comprising a sensor magnet 77 provided at an end of the main magnet 72 and a hall sensor 78 installed so as to face the sensor magnet 77. The rotation angle of the motor 70 is measured by a rotary encoder including an encoder magnet 79 attached to the end of the motor shaft 52 and a magnetoresistive sensor 80 provided on the side of the encoder magnet 79.

モータ筐体73のシャフトの出力側はハウジング62に固定され、モータシャフト52がオルダムカップリング53に結合され、オルダムカップリング53に楕円形状のウエイブジェネレータ54が取り付けられている。ウエイブジェネレータ54の回転は薄肉ベアリング55によってフレクスプライン56に伝達される。楕円形状に撓むフレクスプライン56の外周には外歯車56aを有しており、該外歯車56aがサーキュラスプライン58の内壁歯58aに噛合する。サーキュラスプライン58はハウジング62に固定されている。   An output side of the shaft of the motor housing 73 is fixed to the housing 62, the motor shaft 52 is coupled to the Oldham coupling 53, and an elliptical wave generator 54 is attached to the Oldham coupling 53. The rotation of the wave generator 54 is transmitted to the flex spline 56 by the thin bearing 55. An outer gear 56 a is provided on the outer periphery of the flex spline 56 that bends into an elliptical shape, and the outer gear 56 a meshes with the inner wall teeth 58 a of the circular spline 58. The circular spline 58 is fixed to the housing 62.

楕円形状に撓むフレクスプライン56の一端はボールベアリング63によってハウジング62に支持されている。
モータ70を駆動すると、モータ70の出力はオルダムカップリング53を介してウエイブジェネレータ54に伝達され、波動が発生する。これによりフレクスプライン56は弾性(楕円)変形し、サーキュラスプライン58との歯の噛み合いが順次移動する。ウエイブジェネレータ54が一周(360度回転)すると、フレクスプライン56はサーキュラスプライン58より歯数が2枚少ないため、歯数差2枚分が反対方向に移動する。
このフレクスプライン56の動きが出力軸61に取り出され、大幅な減速を可能としている。
One end of the flex spline 56 that bends into an elliptical shape is supported by the housing 62 by a ball bearing 63.
When the motor 70 is driven, the output of the motor 70 is transmitted to the wave generator 54 via the Oldham coupling 53, and a wave is generated. As a result, the flex spline 56 is elastically (elliptical) deformed, and the meshing of the teeth with the circular spline 58 sequentially moves. When the wave generator 54 makes one revolution (rotates 360 degrees), the flex spline 56 has two teeth less than the circular spline 58, and thus the two tooth difference difference moves in the opposite direction.
The movement of the flex spline 56 is taken out to the output shaft 61, which enables a significant deceleration.

特許文献1はオルダム型波動発生器の構造を示すもので、減速器との結合にオルダムカップリングを用いたものである。特許文献2の調和歯車装置を用いた車輪駆動用アクチェータはウエーブ・ジェネレータに駆動手段が連結されたもので、駆動手段がウエーブ・ジェネレータを回転すると減速機に連結されたホイールに伝達するものである。
上記特許文献1は図18で説明したと同様、オルダムカップリングを用いたものであり高価になるという欠点があった。また、特許文献2はオルダムカップリングではないが、通常の結合方式であるため外形が大きくなってしまうという問題があった。
Patent Document 1 shows the structure of an Oldham type wave generator, which uses an Oldham coupling for coupling with a speed reducer. The actuator for driving a wheel using the harmonic gear device of Patent Document 2 is one in which driving means is connected to a wave generator, and when the driving means rotates the wave generator, it is transmitted to a wheel connected to a speed reducer. .
As described with reference to FIG. 18, the above-mentioned Patent Document 1 uses Oldham coupling and has a drawback of being expensive. Further, although Patent Document 2 is not an Oldham coupling, there is a problem that the outer shape becomes large because it is a normal coupling method.

また、特許文献3,4の波動歯車装置は構造の改良で、モータとの接続構成については特に言及していない。
実用新案登録第2535495号公報 実開平1−98353号公報 実用新案登録第2504473号公報 実公平7−25479号公報
Moreover, the wave gear apparatus of patent documents 3 and 4 is an improvement of a structure, and does not mention especially the connection structure with a motor.
Utility Model Registration No. 2535495 Japanese Utility Model Publication No. 1-98353 Utility Model Registration No. 2504473 No. 7-25479

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は小形にして高価にならないようにするとともにモータが高速回転時に発生する鉄損を防止できる高効率な波動減速機付きモータを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and its purpose is to reduce the size and increase the cost and to prevent the iron loss that occurs when the motor rotates at high speed. It is to provide a motor with a machine.

前記目的を達成するために本発明の請求項1は、略円筒形状のハウジングと、前記ハウジングの一端に取り付けられ、内周に内歯車が形成されたサーキュラスプラインと、前記ハウジングの内側に回動自在に支持されるとともに一部が前記サーキュラスプラインに噛合する外歯車を有する弾性変形可能なフレクスプラインと、一端が前記フレクスプラインの内側に回動自在に支持され、外周部の一部に略楕円形状をしたウエイブジェネレータを形成したロータと、前記ロータの略楕円形状をしたウエイブジェネレータ外周部に内輪内周部が嵌合し、外輪外周部が前記フレクスプライン内周部に嵌合する薄肉ベアリングと、前記ロータの他端を回動自在に支持するとともに前記ハウジングに固定されたエンドフランジを有し、前記ロータは、外周部がモータのバックヨークを形成するとともに内部に該ロータに固定された主マグネットを有し、さらに前記ロータ内部に前記ハウジングに直接または間接的に固定されたステータコイルを有し、前記ステータコイルに電流を供給し、前記ロータを回転させることにより、前記ウエイブジェネレータおよび前記薄肉ベアリングを介して略楕円形状に変形されたフレクスプラインの長軸を回転させ、該長軸の両端の外歯車が、前記サーキュラスプラインの内歯車と噛合する位置を回転させることにより、前記フレクスプラインをロータに比較し遅い回転数で反対方向に回転させることを特徴とする。
本発明の請求項2は請求項1記載の発明において前記フレクスプラインは、有底略円筒形で、前記有底略円筒形の先端部に前記サーキュラスプラインの内歯車に噛合する外歯車を有し、前記ロータの他端がエンドフランジに回動自在に支持される構造は、前記ロータの中心部にモータシャフトを固定し、該モータシャフトとエンドフランジとの間にモータ用ボールベアリングを介在させる構成であり、前記ロータの一端が前記フレクスプラインの内側に回動自在に支持される構造は、前記モータシャフトと前記フレクスプラインの有底略円筒形の底部との間にモータ用ボールベアリングを介在させる構成であり、前記有底略円筒形の有底側端部はボールベアリングによってハウジングに支持されることを特徴とする。
本発明の請求項3は請求項2記載の発明において前記ロータの中心部に固定されたモータシャフトに前記主マグネットを固着し、前記ステータコイルは前記主マグネットと前記ロータの内壁の間に配置されることを特徴とする。
本発明の請求項4は請求項2記載の発明において前記ロータの内壁に前記主マグネットを固着し、前記ステータコイルは前記主マグネットと前記モータシャフトの間の空間に配置して前記主マグネットに対面させることを特徴とする。
本発明の請求項5は請求項4記載の発明において前記ステータコイルはステータスタックに巻回したものであることを特徴とする。
本発明の請求項6は請求項2記載の発明において前記ロータは、その一部にウエイブジェネレータを形成した略円筒形状の外周部と、前記略円筒形状の外周部と前記モータシャフトを固定する円盤状部材で構成し、少なくとも前記円盤状部材の一部の厚さまたは前記円盤状部材と外周部が接続する部分の外周部の肉厚を、前記略円筒形状の外周部の主マグネットと対向してバックヨークを構成する部分の平均的な肉厚より薄くしたことを特徴とする。
本発明の請求項7は請求項6記載の発明において前記略円筒形状の外周部と前記円盤状部材を別部材で構成したことを特徴とする。
本発明の請求項8は請求項1または6記載の発明において前記ロータの外周部の主マグネットと対向する部分の長さを主マグネットの長さより短くし、主マグネットのロータの外周部に対向しない部分の外周に、ハウジングに固定されたステータスタックを対向させたことを特徴とする波動減速機付きモータ。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention includes a substantially cylindrical housing, a circular spline attached to one end of the housing and having an internal gear formed on an inner periphery thereof, and rotating inside the housing. An elastically deformable flexspline that has an external gear that is freely supported and partly meshes with the circular spline, and one end that is rotatably supported inside the flexspline and is substantially elliptical at a part of the outer periphery. A rotor formed with a wave generator having a shape, and a thin bearing in which an inner ring inner peripheral portion is fitted to a substantially elliptical wave generator outer peripheral portion of the rotor, and an outer ring outer peripheral portion is fitted to the flexspline inner peripheral portion. An end flange fixed to the housing and rotatably supporting the other end of the rotor. The portion forms a back yoke of the motor and has a main magnet fixed to the rotor inside, and further has a stator coil fixed directly or indirectly to the housing inside the rotor, and the stator coil By supplying current and rotating the rotor, the major axis of the flexspline deformed into a substantially elliptic shape via the wave generator and the thin bearing is rotated, and the external gears at both ends of the major axis are By rotating the position where the circular spline meshes with the internal gear, the flexspline is rotated in the opposite direction at a lower rotational speed than the rotor.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the flexspline has a substantially cylindrical shape with a bottom, and has an outer gear that meshes with an inner gear of the circular spline at the tip of the substantially cylindrical shape with the bottom. The structure in which the other end of the rotor is rotatably supported by the end flange is configured such that a motor shaft is fixed to the center of the rotor and a ball bearing for the motor is interposed between the motor shaft and the end flange. In the structure in which one end of the rotor is rotatably supported inside the flexspline, a motor ball bearing is interposed between the motor shaft and the bottom of the flexspline having a substantially cylindrical bottom. The bottom end of the bottomed substantially cylindrical shape is supported on the housing by a ball bearing.
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the main magnet is fixed to a motor shaft fixed to the central portion of the rotor, and the stator coil is disposed between the main magnet and the inner wall of the rotor. It is characterized by that.
According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the main magnet is fixed to the inner wall of the rotor, and the stator coil is disposed in a space between the main magnet and the motor shaft so as to face the main magnet. It is characterized by making it.
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to the fourth aspect, the stator coil is wound around a stator stack.
According to a sixth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the rotor includes a substantially cylindrical outer peripheral portion in which a wave generator is partially formed, and a disk for fixing the substantially cylindrical outer peripheral portion and the motor shaft. And at least a thickness of a part of the disc-shaped member or a thickness of an outer peripheral portion of the portion where the disc-shaped member and the outer peripheral portion are connected to the main magnet of the substantially cylindrical outer peripheral portion. The thickness is smaller than the average thickness of the portion constituting the back yoke.
A seventh aspect of the present invention is characterized in that, in the sixth aspect of the invention, the substantially cylindrical outer peripheral portion and the disc-shaped member are formed as separate members.
According to an eighth aspect of the present invention, in the invention according to the first or sixth aspect, the length of the portion of the outer peripheral portion of the rotor facing the main magnet is made shorter than the length of the main magnet and does not face the outer peripheral portion of the rotor of the main magnet. A motor with a wave reducer, wherein a stator stack fixed to a housing is opposed to an outer periphery of a portion.

上記構成によれば、高価なオルダムカップリングを使用せず、かつ小形,軽量化を実現でき、しかも主マグネットとバックヨークを同時に回転させる構造であるので、請求項5,7を除けばロータがどんな高速運転をしても相対速度を0として、鉄損は全く発生しない。   According to the above configuration, since an expensive Oldham coupling is not used, a small size and a light weight can be realized, and the main magnet and the back yoke are rotated at the same time. No matter what the high speed operation, the relative speed is 0 and no iron loss occurs.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図1は本発明による波動減速機付きモータの実施の形態を示す断面図で、ブラシレスDCモータの例である。図4および図5の組立図,図8の波動減速機の動作原理および図6,図7,図9〜図15の部品図を用いてその詳細を説明する。
機構を大別するとDCモータ部,ハーモニックドライブ機構部および出力機構部より構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a motor with a wave reducer according to the present invention, which is an example of a brushless DC motor. Details will be described with reference to the assembly diagrams of FIGS. 4 and 5, the operating principle of the wave reducer of FIG. 8, and the component diagrams of FIGS. 6, 7, and 9 to 15.
The mechanism is roughly divided into a DC motor part, a harmonic drive mechanism part, and an output mechanism part.

先ずDCモータ部から説明する。
DCモータ部はロータ組立,ステータ組立,モータの回転位置およびモータの回転数を出力するための機構部から構成される。
ロータ組立部は図4に示すようにモータシャフト6に円筒形のカラー7を介して円筒形の主マグネット5が固定されている。ロータ2は端部2aを主マグネット5の先端部5aに突き当てた状態でモータシャフト6に固定されている。主マグネット5の他端部5b側にバランス用重り6aが取り付けられ、ロータ2の円筒部2bの外側にバランス用重り6bが取り付けられている。このバランス用重り6a,6bはロータ2が回転したとき、その回転によってロータが振動しないように調整するために設けたものである。
First, the DC motor unit will be described.
The DC motor unit is composed of a rotor assembly, a stator assembly, a mechanism unit for outputting the rotational position of the motor and the rotational speed of the motor.
In the rotor assembly portion, a cylindrical main magnet 5 is fixed to a motor shaft 6 via a cylindrical collar 7 as shown in FIG. The rotor 2 is fixed to the motor shaft 6 with the end 2a abutting against the tip 5a of the main magnet 5. A balance weight 6 a is attached to the other end 5 b side of the main magnet 5, and a balance weight 6 b is attached to the outside of the cylindrical portion 2 b of the rotor 2. The balance weights 6a and 6b are provided to adjust the rotor 2 so that the rotor does not vibrate when the rotor 2 rotates.

ロータ2は有底円筒形状をしており、円筒内に主マグネット5を収容した状態でモータシャフト6に固定される。ロータ2の有底円筒形状部分は、フランジ部2cを有し、さらにその外側に薄肉ベアリング19の内輪を固定する肉厚部2dを有している。フランジ部2cはロータ2の強度を増加させるものである。ロータ2のウエイブジェネレータ(肉厚部)2dの外形の形状は略楕円形状であり、ロータ2の他の側面の形状は円形状である。ロータ2はバックヨークの役割も兼ねている。   The rotor 2 has a bottomed cylindrical shape, and is fixed to the motor shaft 6 with the main magnet 5 housed in the cylinder. The bottomed cylindrical portion of the rotor 2 has a flange portion 2c, and further has a thick portion 2d for fixing the inner ring of the thin bearing 19 on the outside thereof. The flange portion 2 c increases the strength of the rotor 2. The outer shape of the wave generator (thick portion) 2d of the rotor 2 is substantially elliptical, and the shape of the other side surface of the rotor 2 is circular. The rotor 2 also serves as a back yoke.

ステータ組立は図5に示すようにステータコイル20の端部をコイルボス21の嵌合部21aに固定して構成される。コイルボス21は略円筒形状で嵌合部21aが中心部に向かって突出している形状であり、ハウジング17に固定するためのネジ孔21bが端面に形成されている。コイルボス21の嵌合部21aの外側にU,V,W配線端子21cが設けられている。
ステータ組立のスタータコイル20はロータ組立の主マグネット5とロータ2の間の空間部に挿入される。
As shown in FIG. 5, the stator assembly is configured by fixing the end portion of the stator coil 20 to the fitting portion 21 a of the coil boss 21. The coil boss 21 has a substantially cylindrical shape with a fitting portion 21a protruding toward the center, and a screw hole 21b for fixing to the housing 17 is formed on the end surface. U, V, and W wiring terminals 21 c are provided outside the fitting portion 21 a of the coil boss 21.
The starter coil 20 of the stator assembly is inserted into the space between the main magnet 5 and the rotor 2 of the rotor assembly.

モータのバランス用重り6aにセンサマグネット組立が取り付けられている。
センサマグネット組立は円筒形のセンサマグネット22およびセンサマグネットヨーク23より構成されている。センサマグネットヨーク23は、フランジ部を有する円筒形であり、センサマグネット22がフランジ部に当接された状態で円筒形部分に固定されている。
モータシャフト6の他端を回転可能に支持するため、およびホールセンサ28を固定するためエンドフランジ30がコイルボス21に取り付けられた固定リング36にネジ止めで固定される。エンドフランジ30は図15に示すように120°間隔で3個所に貫通孔30aが設けられている。
A sensor magnet assembly is attached to the balance weight 6a of the motor.
The sensor magnet assembly includes a cylindrical sensor magnet 22 and a sensor magnet yoke 23. The sensor magnet yoke 23 has a cylindrical shape having a flange portion, and is fixed to the cylindrical portion in a state where the sensor magnet 22 is in contact with the flange portion.
In order to rotatably support the other end of the motor shaft 6 and to fix the Hall sensor 28, an end flange 30 is fixed to a fixing ring 36 attached to the coil boss 21 with screws. As shown in FIG. 15, the end flange 30 is provided with three through holes 30a at intervals of 120 °.

モータシャフト6にモータ用ボールベアリング27の内輪を、エンドフランジ30の内壁30cにモータ用ボールベアリング27の外輪を固定することによりモータシャフト6が上述のように回動可能に支持される。
また、段差部30bにホールセンサ28が固定され、ホールセンサ28がセンサマグット22に対し対面させられる。ホールセンサ28からホールセンサ用配線32が引き出されている。ホールセンサ用配線32によってホールセンサ28に電源が供給されるとともにモータシャフト6の回転位置を得るための出力が取り出される。
By fixing the inner ring of the motor ball bearing 27 to the motor shaft 6 and the outer ring of the motor ball bearing 27 to the inner wall 30c of the end flange 30, the motor shaft 6 is rotatably supported as described above.
In addition, the hall sensor 28 is fixed to the step portion 30 b, and the hall sensor 28 faces the sensor mag 22. A hall sensor wiring 32 is drawn out from the hall sensor 28. Power is supplied to the hall sensor 28 by the hall sensor wiring 32 and an output for obtaining the rotational position of the motor shaft 6 is taken out.

モータシャフト6の他端にエンコーダ用マグネット25が取り付けられている。エンドフランジ30の外周部30dに、中央に孔29aを有する有底円筒形状の背面保護カバー29が取り付けられている。さらに背面保護カバー29の孔29aに蓋38が被せられエンコーダ等が保護される。背面保護カバー29の孔29a部分に磁気抵抗センサ24を取り付けた基板37が配置され、磁気抵抗センサ24がエンコーダ用マグネット25と対面させられ、回転数検出のロータリーエンコーダが構成される。基板37よりエンコーダ用配線31が引き出されている。   An encoder magnet 25 is attached to the other end of the motor shaft 6. A bottomed cylindrical back protective cover 29 having a hole 29a at the center is attached to the outer peripheral portion 30d of the end flange 30. Further, a lid 38 is placed over the hole 29a of the back protective cover 29 to protect the encoder and the like. A substrate 37 to which the magnetoresistive sensor 24 is attached is disposed in the hole 29a portion of the back protective cover 29, and the magnetoresistive sensor 24 is made to face the encoder magnet 25 to constitute a rotary encoder for detecting the rotational speed. The encoder wiring 31 is drawn out from the substrate 37.

つぎに波動減速機の機構部を説明する。
モータシャフト6の先端部はモータ用ボールベアリング16を介してフレクスプライン3の中部円形内周部3eに取り付けられ回動可能である。フレクスプライン3の外部形状は図6に示すように前部円形外周部3aおよび後部円形外周部3bが連設されてなる外部段差円形状であり、内部形状は前部円形内周部3d,中部円形内周部3eおよび後部円形内周部3fが連設されてなる内部段差円形状であり、後部円形外周部3bおよび後部円形内周部3fで構成される円筒部の後端部はウエイブジェネレータにより楕円形に変形させられる。後部円形外周部3bの後部にはサーキュラスプライン4に噛合するための外周歯3cが設けられている。
Next, the mechanism part of the wave reducer will be described.
The front end of the motor shaft 6 is attached to the middle circular inner periphery 3e of the flexspline 3 via a motor ball bearing 16 and is rotatable. As shown in FIG. 6, the outer shape of the flexspline 3 is an outer step circular shape in which a front circular outer peripheral portion 3a and a rear circular outer peripheral portion 3b are connected in series, and the inner shape is a front circular inner peripheral portion 3d and a middle portion. A circular inner peripheral portion 3e and a rear circular inner peripheral portion 3f are formed in an inner step circular shape, and the rear end portion of the cylindrical portion constituted by the rear circular outer peripheral portion 3b and the rear circular inner peripheral portion 3f is a wave generator. Is transformed into an ellipse. An outer peripheral tooth 3c for meshing with the circular spline 4 is provided at the rear portion of the rear circular outer peripheral portion 3b.

フレクスプライン3の中部円形内周部3eの最も奥に図12に示すスプリングホルダ14が挿入され、その内部に図13に示すコイルバネ13が収容される。圧縮状態のコイルバネ13がスプリングホルダ14の14aを押すため、モータ用ボールベアリング16は図1の右方向の付勢力が与えられ、モータは常時を右方向に押された状態で回転することとなる。フレクスプライン3の前部円形外周部3aにフレクスプライン用ベアリング15の内輪が圧着され、フレクスプライン用ベアリング15の外輪が図9に示すハウジング17の内周壁17dに圧着させられている。さらにフレクスプライン3の外周歯3cが図7に示すサーキュラスプライン4の内周歯4aに噛合させられている。
ここで図8を用いて波動減速機の動作原理について説明する。
最も外側で内壁の歯を有する円環形状のサーキュラスプライン,サーキュラスプラインの内周歯に噛合し楕円形状に撓められるフレクスプラインおよび薄肉ベアリングでフレクスプラインに結合され、ウエイブジェネレータより構成される。
フレクスプラインは楕円形状に撓められるため楕円の長軸の部分はサーキュラスプラインと噛合し、短軸の部分は歯が離れた状態となる(図8(a)の状態)。
A spring holder 14 shown in FIG. 12 is inserted into the innermost circular inner periphery 3e of the flexspline 3 and a coil spring 13 shown in FIG. 13 is accommodated therein. Since the coil spring 13 in the compressed state presses 14a of the spring holder 14, the ball bearing 16 for the motor is given the rightward urging force in FIG. 1, and the motor always rotates while being pushed rightward. . The inner ring of the flexspline bearing 15 is crimped to the front circular outer peripheral part 3a of the flexspline 3, and the outer ring of the flexspline bearing 15 is crimped to the inner peripheral wall 17d of the housing 17 shown in FIG. Further, the outer peripheral teeth 3c of the flexspline 3 are meshed with the inner peripheral teeth 4a of the circular spline 4 shown in FIG.
Here, the operation principle of the wave reducer will be described with reference to FIG.
An annular circular spline having inner wall teeth on the outermost side, a flex spline that meshes with the inner peripheral teeth of the circular spline and bends into an elliptical shape, and is coupled to the flex spline by a thin-walled bearing, and is composed of a wave generator.
Since the flexspline is bent into an elliptical shape, the long axis portion of the ellipse meshes with the circular spline, and the short axis portion is in a state where the teeth are separated (the state of FIG. 8A).

サーキュラスプラインをハウジングなどに固定し、ウエイブジェネレータを時計方向に回転させると、フレクスプラインは弾性変形し、サーキュラスプラインとの歯の噛合う位置が順番に移動する。図8(b)はウエイブジェネレータが90°回転した状態を示す。
さらにウエイブジェネレータが時計方向に180°まで回転すると、フレクスプラインは歯数1枚だけ反時計方向に移動する(図8(c)の状態)。
ウエイブジェネレータが1回転すると、フレクスプラインはサーキュラスプラインより歯数が2枚少ないため、歯数2枚分だけ反時計方向に移動する。このフレクスプラインの回転を出力として取り出すことにより、大きな減速比を得ることができる(図8(d)の状態)。
When the circular spline is fixed to the housing or the like and the wave generator is rotated clockwise, the flexspline is elastically deformed, and the meshing position of the teeth with the circular spline is sequentially moved. FIG. 8B shows a state where the wave generator is rotated by 90 °.
When the wave generator further rotates clockwise by 180 °, the flexspline moves counterclockwise by one tooth (state shown in FIG. 8C).
When the wave generator makes one rotation, the flexspline has two teeth less than the circular spline, and therefore moves counterclockwise by the number of teeth of two. By taking out the rotation of the flexspline as an output, a large reduction ratio can be obtained (state shown in FIG. 8D).

図1においてサーキュラスプライン4は図7に示すような円環形状であり、円環部に2つの段差貫通孔4b,4bと2つの貫通孔4d,4dを有している。またハウジング17は、図9に示すように円筒形状であり、円筒部分にネジを挿通させる2個の貫通孔17a,17aを有している。さらにハウジング17をブラケット(図示しない)等に固定するための4個のネジ孔17b,17b,17b,17bを有している。   In FIG. 1, the circular spline 4 has an annular shape as shown in FIG. 7, and has two stepped through holes 4b and 4b and two through holes 4d and 4d in the annular part. Further, the housing 17 has a cylindrical shape as shown in FIG. 9 and has two through holes 17a and 17a through which screws are inserted. Furthermore, it has four screw holes 17b, 17b, 17b, 17b for fixing the housing 17 to a bracket (not shown) or the like.

2個のフレクスプライン用ベアリング15の間にベアリングスペーサ18を挿入し、さらに出力軸寄りのフレクスプライン用ベアリング15の前にスプリングスペーサ12を挿入し、このスプリングスペーサ12をウエブ形状のスプリング11で押さえ、ハウジング17の端面17fにフランジ10の端面10eを押し当て、フランジ10の2つの段差貫通孔10a,10aにネジを挿入しハウジング17の2つのネジ孔17c,17cにそれぞれネジ止めすることによりフランジ10がハウジング17に取り付けられる。
サーキュラスプライン4およびステータ組立のコイルボス21のハウジング17への組込は、ハウジング17の端面17eをサーキュラスプライン4の端面4cに合わせ、さらにサーキュラスプライン4の端面4eをステータ組立のコイルボス21の端面21dに突き当てネジ35をフランジ10の貫通孔10c,10c,ハウジング17の貫通孔17a,17a,サーキュラスプライン4の貫通孔4d,4dに通し、ステータ組立のコイルボス21のネジ孔21b,21bに螺合することにより行う。
A bearing spacer 18 is inserted between the two flexspline bearings 15, a spring spacer 12 is inserted in front of the flexspline bearing 15 near the output shaft, and the spring spacer 12 is held by a web-shaped spring 11. The flange 10 is pressed by pressing the end face 10e of the flange 10 against the end face 17f of the housing 17, inserting screws into the two step through holes 10a, 10a of the flange 10, and screwing them into the two screw holes 17c, 17c of the housing 17, respectively. 10 is attached to the housing 17.
Assembling the coil boss 21 of the circular spline 4 and the stator assembly into the housing 17 aligns the end surface 17e of the housing 17 with the end surface 4c of the circular spline 4, and further aligns the end surface 4e of the circular spline 4 with the end surface 21d of the coil boss 21 of the stator assembly. The butting screw 35 is passed through the through holes 10c and 10c of the flange 10, the through holes 17a and 17a of the housing 17, and the through holes 4d and 4d of the circular spline 4 and screwed into the screw holes 21b and 21b of the coil boss 21 of the stator assembly. By doing.

図14に示すベアリング押さえ9は内部が段差部を有す円環形状であり、段差内周部にネジ9aを有している。このネジ9aをフレクスプライン3のネジ3gに螺合することによりベアリング押さえ9はフレクスプライン3に取り付けられ、フレクスプライン用ベアリング15を固定する。   The bearing retainer 9 shown in FIG. 14 has an annular shape with a stepped portion inside, and has a screw 9a on the inner peripheral portion of the step. By screwing the screw 9a with the screw 3g of the flexspline 3, the bearing retainer 9 is attached to the flexspline 3, and the flexspline bearing 15 is fixed.

つぎに出力機構部を説明する。
フレクスプライン3の前部円形内周部3dに図11に示す出力軸8の8a部が圧入固定される。
このような構成によりモータシャフト6の回転とともに主マグネットとロータが兼ねるバックヨークも同時に回転するため、ロータが高速回転しても相対速度は0となり鉄損を生じることはない。モータ軸の回転はロータ2,フレクスプライン3,サーキュラスプライン4の波動減速動作によって大きな減速を得ることができ、その出力は出力軸8から得ることができる。
フレクスプライン3の中央部分の中部円形内周部3eにモータシャフトの先端をモータ用ボールベアリングにより回動可能に取り付け、後部円形外周部3bおよび後部円形内周部3fで形成される円筒部の空間部分にロータ組立を収容し、ロータ組立のロータ2を薄肉ベアリングによって後部円形内周部3fの外周歯3cに対向する部分に取り付けることにより、フレクスプライン3内にモータ組立を配置することができるため、従来使用していた高価なオルダムカップリングを用いることなく、小形化,軽量化を実現できる。
Next, the output mechanism unit will be described.
The 8a portion of the output shaft 8 shown in FIG. 11 is press-fitted and fixed to the front circular inner peripheral portion 3d of the flexspline 3.
With such a configuration, the back yoke that serves as the main magnet and the rotor also rotates simultaneously with the rotation of the motor shaft 6, so that even if the rotor rotates at a high speed, the relative speed becomes 0 and no iron loss occurs. The rotation of the motor shaft can be greatly reduced by the wave reduction operation of the rotor 2, the flex spline 3, and the circular spline 4, and the output can be obtained from the output shaft 8.
A space of a cylindrical portion formed by a rear circular outer peripheral portion 3b and a rear circular inner peripheral portion 3f is attached to the middle circular inner peripheral portion 3e of the central portion of the flexspline 3 so as to be pivotable by a motor ball bearing. Since the rotor assembly is accommodated in the portion and the rotor 2 of the rotor assembly is attached to the portion facing the outer peripheral teeth 3c of the rear circular inner peripheral portion 3f by the thin-wall bearing, the motor assembly can be arranged in the flexspline 3. Therefore, it is possible to achieve a reduction in size and weight without using the expensive Oldham coupling that has been used conventionally.

図2は、本発明による波動減速機付きモータの他の実施の形態を示す断面図である。
この実施の形態は、ロータ組立とステータ組立部分を除く他の構成は図1と同じである。
図1はモータシャフトに主マグネットを固定し、主マグネットの周囲にステータコイルを配置した構造であるが、この実施の形態はロータの円形内周壁に主マグネットを取り付けたものである。
ウエイブジェネレータ41cが形成されたロータ41はモータシャフト43に固定される円筒部41aを有している。この円筒部41aは図1のロータ2の円筒部2eより長い構成である。
ロータ41の円形内周壁41bに主マグネット42を取り付け主マグネット42と円筒部41aの間にステータコイル44を配置している。ロータ41および主マグネット42が同時に回転するため、この構造でも鉄損を乗じることはなく、大きなトルクを得ることができる。
FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the motor with a wave reducer according to the present invention.
This embodiment is the same as FIG. 1 except for the rotor assembly and the stator assembly.
FIG. 1 shows a structure in which a main magnet is fixed to a motor shaft and a stator coil is arranged around the main magnet. In this embodiment, the main magnet is attached to the circular inner peripheral wall of the rotor.
The rotor 41 on which the wave generator 41 c is formed has a cylindrical portion 41 a that is fixed to the motor shaft 43. This cylindrical part 41a is longer than the cylindrical part 2e of the rotor 2 of FIG.
A main magnet 42 is attached to the circular inner peripheral wall 41b of the rotor 41, and a stator coil 44 is disposed between the main magnet 42 and the cylindrical portion 41a. Since the rotor 41 and the main magnet 42 rotate at the same time, even this structure does not multiply the iron loss, and a large torque can be obtained.

図3は本発明による波動減速機付きモータのさらに他の実施の形態を示す断面図である。
この実施の形態は、主マグネットとステータとの配置は図2と同じであるが、ステータ組立の構成が図2と異なっている。
ウエイブジェネレータ46cが形成されたロータ46はモータシャフト50に固定する円筒部46aを有している。この円筒部46aは図1のロータ2の円筒部2eと略同じ長さである。
ロータ46の円形内周壁46bに主マグネット47を取り付け主マグネット47とモータシャフト50の間にステータスタック48に巻回したステータコイル49を配置している。この構造は鉄損を生じるが、小形で大きなトルクを得ることができる。
FIG. 3 is a sectional view showing still another embodiment of a motor with a wave reducer according to the present invention.
In this embodiment, the arrangement of the main magnet and the stator is the same as in FIG. 2, but the configuration of the stator assembly is different from that in FIG.
The rotor 46 on which the wave generator 46 c is formed has a cylindrical portion 46 a that is fixed to the motor shaft 50. The cylindrical portion 46a has substantially the same length as the cylindrical portion 2e of the rotor 2 in FIG.
A main magnet 47 is attached to a circular inner peripheral wall 46 b of the rotor 46, and a stator coil 49 wound around a stator stack 48 is disposed between the main magnet 47 and the motor shaft 50. Although this structure causes iron loss, a small and large torque can be obtained.

図16Aは、本発明による波動減速機付きモータのロータの他の実施の形態を示す断面図である。
この実施の形態は図1,図2および図3とは異なるロータの構造を示す例である。
ロータ81はモータシャフト82に固定する円筒部81bを有している。この円筒部81bに円盤部81aが接続され円盤部81aに円筒径の外周部81eが接続されてロータ81が構成される。外周部81eにはフランジ部81c,ウエイブジェネレータ81dが形成されている。円盤部81aの厚さは、外周部81eの平均の厚さより薄くなっている。このように構成することにより、ロータが回転したときにロータが薄肉ベアリングを介してフレクスプラインの外歯車がサーキュラスプラインの内歯車に噛合するときの噛み込みを緩和することができる。
FIG. 16A is a cross-sectional view showing another embodiment of a rotor of a motor with a wave reducer according to the present invention.
This embodiment is an example showing the structure of a rotor different from those shown in FIGS.
The rotor 81 has a cylindrical portion 81 b that is fixed to the motor shaft 82. The disc portion 81a is connected to the cylindrical portion 81b, and the outer peripheral portion 81e having a cylindrical diameter is connected to the disc portion 81a to constitute the rotor 81. A flange portion 81c and a wave generator 81d are formed on the outer peripheral portion 81e. The thickness of the disk part 81a is thinner than the average thickness of the outer peripheral part 81e. By configuring in this way, when the rotor rotates, the meshing of the external gear of the flexspline with the internal gear of the circular spline via the thin bearing can be alleviated.

図16Bは図16Aのロータを3つの別体で構成した実施の形態を示す図で、(a)はロータの断面図,(b)は円盤部の右側面図,(c)はロータの左側面図をそれぞれ示している。
図16Aにおいてロータの円盤状部材の肉厚を薄く加工するには、切削の場合、加工時の切削力を小さくする必要があり、一回の切込み量を大きく出来ないため、加工時間が増大する。
さらに、モータの性能からは、ロータを高透磁率を有する軟磁性材料で製作するのが好ましいが、高透磁率の軟磁性材料は一般に降伏応力が小さいので、円盤状部材の強度が不足気味になり、組立時にロータの取扱いには細心の注意を要した。
従って、円盤状部材は、ロータの外周部のモータのバックヨークを構成する部分とは別部材とし、ばね用の材料等の降伏応力の高い材料で構成するのがより好ましい。
FIG. 16B is a diagram showing an embodiment in which the rotor of FIG. 16A is configured as three separate bodies, where (a) is a cross-sectional view of the rotor, (b) is a right side view of the disk portion, and (c) is a left side of the rotor. Each side view is shown.
In order to reduce the thickness of the disk-shaped member of the rotor in FIG. 16A, in the case of cutting, it is necessary to reduce the cutting force at the time of processing, and the cutting time cannot be increased, so the processing time increases. .
Furthermore, from the viewpoint of motor performance, it is preferable to manufacture the rotor with a soft magnetic material having a high magnetic permeability. However, since the high magnetic permeability soft magnetic material generally has a low yield stress, the strength of the disk-shaped member is insufficient. Therefore, careful handling was required for handling the rotor during assembly.
Therefore, it is more preferable that the disk-shaped member is a separate member from the portion constituting the motor back yoke on the outer peripheral portion of the rotor, and is made of a material having a high yield stress such as a spring material.

ロータ84を、モータのバックヨークを形成する外周部85と、円盤部86と、モータシャフト89に固定される円筒部88の3部材で構成する。円盤部86は(b)に示すように円筒部88に挿通する孔の周囲に4個のネジ孔86bを有し、外縁86aを円筒状に形成する。また、外周部85はフランジ部85aとウエイブジェネレータ85bを有し、端面に段差85cが設けられている。
円筒部88に円盤部86をネジ87で固定し、円盤部86の外縁86aを外周部85の段差85cに挿入し、円筒状リング83を焼嵌することにより固定する。
この時、円盤部86の外縁86aと外周部85の固定を確実にするため、円盤部86の外縁86aと外周部85の段差85cの間に接着剤を塗布することも可能である。
なお、円盤部86の外縁86aは外周部85の内周側に挿入することも可能である。
The rotor 84 is composed of three members: an outer peripheral portion 85 that forms a motor back yoke, a disk portion 86, and a cylindrical portion 88 that is fixed to the motor shaft 89. The disk portion 86 has four screw holes 86b around the hole inserted into the cylindrical portion 88 as shown in FIG. 5B, and the outer edge 86a is formed in a cylindrical shape. Moreover, the outer peripheral part 85 has the flange part 85a and the wave generator 85b, and the level | step difference 85c is provided in the end surface.
The disk portion 86 is fixed to the cylindrical portion 88 with a screw 87, the outer edge 86a of the disk portion 86 is inserted into the step 85c of the outer peripheral portion 85, and the cylindrical ring 83 is fixed by shrink fitting.
At this time, an adhesive may be applied between the outer edge 86 a of the disk portion 86 and the step 85 c of the outer peripheral portion 85 in order to secure the outer edge 86 a and the outer peripheral portion 85 of the disk portion 86.
It should be noted that the outer edge 86 a of the disk portion 86 can be inserted on the inner peripheral side of the outer peripheral portion 85.

図17は、本発明による波動減速機付きモータのロータのさらに他の実施の形態を示す図で、本発明による波動減速機付きモータの断面図である。
ロータ91の、ウエイブジェネレータ91bが形成された外周部91aの軸方向の長さは図1のロータ2,図2のロータ41,図3のロータ46,図16のロータ81の長さと比較し短くしてあるが、同じでも、長くても良い。一方、カラー94を介してモータシャフト97に固定される主マグネット92の軸方向の長さは略2倍になるような寸法である。主マグネット92と外周部91aの間に配置され、かつこの主マグネット92の全体に対面するようにステータコイル98がコイルボス95に取り付けられている。コイルボス95はコイルボス支持部96に取り付けられ、コイルボス支持部96はハウジング99にネジによって固定される。コイルボス95およびコイルボス支持部96にステータスタック93が取り付けられ、主マグネットの外周部91aから外れた部分がステータスタック93に対向する。
FIG. 17 is a view showing still another embodiment of a rotor of a motor with a wave reducer according to the present invention, and is a cross-sectional view of the motor with a wave reducer according to the present invention.
The axial length of the outer peripheral portion 91a of the rotor 91 where the wave generator 91b is formed is shorter than the length of the rotor 2 in FIG. 2, the rotor 41 in FIG. 2, the rotor 46 in FIG. 3, and the rotor 81 in FIG. However, it may be the same or longer. On the other hand, the length in the axial direction of the main magnet 92 fixed to the motor shaft 97 via the collar 94 is approximately doubled. A stator coil 98 is attached to the coil boss 95 so as to be disposed between the main magnet 92 and the outer peripheral portion 91 a and to face the entire main magnet 92. The coil boss 95 is attached to a coil boss support portion 96, and the coil boss support portion 96 is fixed to the housing 99 with screws. A stator stack 93 is attached to the coil boss 95 and the coil boss support portion 96, and a portion of the main magnet that is removed from the outer peripheral portion 91 a faces the stator stack 93.

図17の実施の形態は、ロータの外周部とモータシャフトに取り付ける円筒部との間を接続する部分が、ロータの外周部と略同じ厚さの例を示したが、図16のように外周部の平均の厚さより薄くすることができ、図16と同様、フレクスプラインの外歯車とサーキュラスプラインの内歯車の噛み込みを緩和することができる。   In the embodiment of FIG. 17, the example in which the portion connecting the outer peripheral portion of the rotor and the cylindrical portion attached to the motor shaft has substantially the same thickness as the outer peripheral portion of the rotor is shown. The average thickness of the portion can be made thinner, and the engagement of the flexspline external gear and the circular spline internal gear can be mitigated, as in FIG.

小形ロボット用等に用いることができる波動減速機付きモータである。   It is a motor with a wave reducer that can be used for small robots and the like.

本発明による波動減速機付きモータの実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows embodiment of the motor with a wave reducer by this invention. 本発明による波動減速機付きモータの他の実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the motor with a wave reducer by this invention. 本発明による波動減速機付きモータのさらに他の実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the motor with a wave reducer by this invention. 本発明にかかるロータ組立の断面図である。It is sectional drawing of the rotor assembly concerning this invention. 本発明にかかるステータ組立の断面図である。It is sectional drawing of the stator assembly concerning this invention. 本発明にかかるフレクスプラインの断面図である。It is sectional drawing of the flexspline concerning this invention. 本発明にかかるサーキュラスプラインの断面図および側面図である。It is sectional drawing and the side view of the circular spline concerning this invention. 本発明に用いる波動減速機の動作原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of operation of the wave reducer used for this invention. 本発明にかかるハウジングの断面図および側面図である。It is sectional drawing and the side view of the housing concerning this invention. 本発明にかかるフランジの断面図および側面図である。It is sectional drawing and the side view of the flange concerning this invention. 本発明にかかる出力軸の正面図である。It is a front view of the output shaft concerning the present invention. 本発明にかかるスプリングホルダの断面図である。It is sectional drawing of the spring holder concerning this invention. 本発明にかかるコイルバネの断面図である。It is sectional drawing of the coil spring concerning this invention. 本発明にかかるベアリング押さえの断面図および側面図である。It is sectional drawing and a side view of the bearing holder concerning this invention. 本発明にかかるエンドフランジの断面図および側面図である。It is sectional drawing and the side view of the end flange concerning this invention. 本発明による波動減速機付きモータのロータの他の実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the rotor of the motor with a wave reducer by this invention. 図16Aのロータを3つの別体で構成した実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows embodiment which comprised the rotor of FIG. 16A by three separate bodies. 本発明による波動減速機付きモータのロータのさらに他の実施の形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows other embodiment of the rotor of the motor with a wave reducer by this invention. 従来の波動減速機付きブラシレスDCモータの構造を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the structure of the conventional brushless DC motor with a wave reducer.

符号の説明Explanation of symbols

1 波動減速機付きブラシレスDCモータ
2 ロータ
3 フレクスプライン
4 サーキュラスプライン
5 主マグネット
6 モータシャフト
7 カラー
8 出力軸
9 ベアリング押さえ
10 フランジ
11 スプリング
12 スプリングスペーサ
13 コイルバネ
14 スプリングホルダ
15 フレクスプライン用ベアリング
16 モータ用ボールベアリング
17 ハウジング
18 ベアリングスペーサ
19 薄肉ベアリング
20 ステータコイル
21 コイルボス
22 センサマグネット
23 センサマグネットヨーク
24 磁気抵抗センサ
25 エンコーダ用マグネット
26 ベアリングビス
27 モータ用ボールベアリング
28 ホールセンサ
29 背面保護カバー
30 エンドフランジ
31 エンコーダ用配線
32 ホールセンサ用配線
33 ステータコイル用給電線
34 UVW配線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Brushless DC motor with wave reducer 2 Rotor 3 Flex spline 4 Circular spline 5 Main magnet 6 Motor shaft 7 Collar 8 Output shaft 9 Bearing press 10 Flange 11 Spring 12 Spring spacer 13 Coil spring 14 Spring holder 15 Flex spline bearing 16 For motor Ball bearing 17 Housing 18 Bearing spacer 19 Thin bearing 20 Stator coil 21 Coil boss 22 Sensor magnet 23 Sensor magnet yoke 24 Magnetoresistive sensor 25 Magnet for encoder 26 Bearing screw 27 Ball bearing for motor 28 Hall sensor 29 Back protective cover 30 End flange 31 Encoder Wiring 32 Hall sensor wiring 33 Stator Coil Use the feed line 34 UVW wiring

Claims (8)

略円筒形状のハウジングと、
前記ハウジングの一端に取り付けられ、内周に内歯車が形成されたサーキュラスプラインと、
前記ハウジングの内側に回動自在に支持されるとともに一部が前記サーキュラスプラインに噛合する外歯車を有する弾性変形可能なフレクスプラインと、
一端が前記フレクスプラインの内側に回動自在に支持され、外周部の一部に略楕円形状をしたウエイブジェネレータを形成したロータと、
前記ロータの略楕円形状をしたウエイブジェネレータ外周部に内輪内周部が嵌合し、外輪外周部が前記フレクスプライン内周部に嵌合する薄肉ベアリングと、
前記ロータの他端を回動自在に支持するとともに前記ハウジングに固定されたエンドフランジを有し、
前記ロータは、外周部がモータのバックヨークを形成するとともに内部に該ロータに固定された主マグネットを有し、
さらに前記ロータ内部に前記ハウジングに直接または間接的に固定されたステータコイルを有し、
前記ステータコイルに電流を供給し、前記ロータを回転させることにより、前記ウエイブジェネレータおよび前記薄肉ベアリングを介して略楕円形状に変形されたフレクスプラインの長軸を回転させ、
該長軸の両端の外歯車が、前記サーキュラスプラインの内歯車と噛合する位置を回転させることにより、前記フレクスプラインをロータに比較し遅い回転数で反対方向に回転させることを特徴とする波動減速機付きモータ。
A substantially cylindrical housing;
A circular spline attached to one end of the housing and having an inner gear formed on the inner periphery;
An elastically deformable flexspline having an external gear that is rotatably supported inside the housing and partly meshes with the circular spline;
One end is rotatably supported inside the flexspline, and a rotor in which a wave generator having a substantially elliptical shape is formed on a part of the outer periphery,
A thin bearing in which an inner ring inner peripheral part is fitted to a substantially elliptical wave generator outer peripheral part of the rotor, and an outer ring outer peripheral part is fitted to the flexspline inner peripheral part,
An end flange fixed to the housing and rotatably supporting the other end of the rotor;
The rotor has a main magnet fixed to the rotor inside the outer peripheral portion forming a back yoke of the motor,
And a stator coil fixed directly or indirectly to the housing inside the rotor,
By supplying current to the stator coil and rotating the rotor, the major axis of the flexspline deformed into a substantially elliptic shape via the wave generator and the thin bearing is rotated,
A wave speed reduction characterized in that the external gears at both ends of the long shaft rotate the position where the external gear meshes with the internal gear of the circular spline to rotate the flexspline in the opposite direction at a lower rotational speed than the rotor. Motor with machine.
前記フレクスプラインは、有底略円筒形で、
前記有底略円筒形の先端部に前記サーキュラスプラインの内歯車に噛合する外歯車を有し、
前記ロータの他端がエンドフランジに回動自在に支持される構造は、前記ロータの中心部にモータシャフトを固定し、該モータシャフトとエンドフランジとの間にモータ用ボールベアリングを介在させる構成であり、
前記ロータの一端が前記フレクスプラインの内側に回動自在に支持される構造は、
前記モータシャフトと前記フレクスプラインの有底略円筒形の底部との間にモータ用ボールベアリングを介在させる構成であり、
前記有底略円筒形の有底側端部はボールベアリングによってハウジングに支持されることを特徴とする請求項1記載の波動減速機付きモータ。
The flexspline has a substantially cylindrical shape with a bottom,
Having an external gear meshing with the internal gear of the circular spline at the bottom end of the substantially cylindrical shape,
The structure in which the other end of the rotor is rotatably supported by an end flange has a configuration in which a motor shaft is fixed to the central portion of the rotor, and a motor ball bearing is interposed between the motor shaft and the end flange. Yes,
A structure in which one end of the rotor is rotatably supported inside the flexspline,
A motor ball bearing is interposed between the motor shaft and the bottom of the bottomed substantially cylindrical shape of the flexspline,
The motor with a wave reducer according to claim 1, wherein the bottomed side end portion of the bottomed substantially cylindrical shape is supported by a housing by a ball bearing.
前記ロータの中心部に固定されたモータシャフトに前記主マグネットを固着し、
前記ステータコイルは前記主マグネットと前記ロータの内壁の間に配置されることを特徴とする請求項2記載の波動減速機付きモータ。
The main magnet is fixed to a motor shaft fixed to the center of the rotor,
The motor with a wave reducer according to claim 2, wherein the stator coil is disposed between the main magnet and an inner wall of the rotor.
前記ロータの内壁に前記主マグネットを固着し、
前記ステータコイルは前記主マグネットと前記モータシャフトの間の空間に配置して前記主マグネットに対面させることを特徴とする請求項2記載の波動減速機付きモータ。
The main magnet is fixed to the inner wall of the rotor,
The motor with a wave reducer according to claim 2, wherein the stator coil is disposed in a space between the main magnet and the motor shaft so as to face the main magnet.
前記ステータコイルはステータスタックに巻回したものであることを特徴とする請求項4記載の波動減速機付きモータ。   The motor with a wave reducer according to claim 4, wherein the stator coil is wound around a stator stack. 前記ロータは、その一部にウエイブジェネレータを形成した略円筒形状の外周部と、前記略円筒形状の外周部と前記モータシャフトを固定する円盤状部材で構成し、
少なくとも前記円盤状部材の一部の厚さまたは前記円盤状部材と外周部が接続する部分の外周部の肉厚を、前記略円筒形状の外周部の主マグネットと対向してバックヨークを構成する部分の平均的な肉厚より薄くしたことを特徴とする請求項2記載の波動減速機付きモータ。
The rotor is composed of a substantially cylindrical outer peripheral portion in which a wave generator is formed in a part thereof, and a disk-shaped member that fixes the substantially cylindrical outer peripheral portion and the motor shaft,
A back yoke is configured by facing at least a thickness of a part of the disc-shaped member or a thickness of an outer peripheral portion of a portion where the disc-shaped member and the outer peripheral portion are connected to a main magnet of the substantially cylindrical outer peripheral portion. 3. The motor with a wave reducer according to claim 2, wherein the motor is thinner than an average thickness of the portion.
前記略円筒形状の外周部と前記円盤状部材を別部材で構成したことを特徴とする請求項6記載の波動減速機付きモータ。   The motor with a wave reducer according to claim 6, wherein the substantially cylindrical outer peripheral portion and the disk-shaped member are configured as separate members. 前記ロータの外周部の主マグネットと対向する部分の長さを主マグネットの長さより短くし、
主マグネットのロータの外周部に対向しない部分の外周に、ハウジングに固定されたステータスタックを対向させたことを特徴とする請求項1または6記載の波動減速機付きモータ。
The length of the portion of the outer periphery of the rotor facing the main magnet is shorter than the length of the main magnet,
The motor with a wave reducer according to claim 1 or 6, wherein a stator stack fixed to the housing is opposed to an outer periphery of a portion of the main magnet not facing the outer periphery of the rotor.
JP2008156219A 2008-05-23 2008-06-16 Motor with wave reducer Expired - Fee Related JP5197174B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008156219A JP5197174B2 (en) 2008-05-23 2008-06-16 Motor with wave reducer

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008135668 2008-05-23
JP2008135668 2008-05-23
JP2008156219A JP5197174B2 (en) 2008-05-23 2008-06-16 Motor with wave reducer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010004582A JP2010004582A (en) 2010-01-07
JP5197174B2 true JP5197174B2 (en) 2013-05-15

Family

ID=41585819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008156219A Expired - Fee Related JP5197174B2 (en) 2008-05-23 2008-06-16 Motor with wave reducer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5197174B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3247026A1 (en) 2016-05-17 2017-11-22 Harmonic Drive Systems Inc. Strain wave gearing with bulit-in motor
WO2017203754A1 (en) * 2016-05-27 2017-11-30 日本電産株式会社 Actuator
US10122239B2 (en) 2014-08-12 2018-11-06 Harmonic Drive Systems Inc. Rotary actuator

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5403366B2 (en) * 2010-02-02 2014-01-29 株式会社安川電機 Motor with reduction gear
JP6249389B2 (en) * 2012-09-12 2017-12-20 株式会社デンソー Method for manufacturing rotational position detection device
JP6338340B2 (en) * 2013-09-17 2018-06-06 オリエンタルモーター株式会社 Linear actuator
DE102014007956A1 (en) * 2014-05-26 2015-11-26 Audi Ag rotary damper
JP2016125343A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 Valve timing control device of internal combustion engine
JP6028055B2 (en) * 2015-03-04 2016-11-16 上銀科技股▲分▼有限公司 Reducer with motor
JP6836343B2 (en) 2016-07-05 2021-02-24 日本電産シンポ株式会社 Motor unit for strain wave gearing reducer
JPWO2018159032A1 (en) 2017-02-28 2019-12-26 ソニー株式会社 Actuator
JP2018179252A (en) * 2017-04-20 2018-11-15 日本電産シンポ株式会社 Wave gear reduction unit and power unit having the same
JP7164791B2 (en) * 2021-02-04 2022-11-02 日本電産シンポ株式会社 Motor unit for strain wave gear reducer

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0623175Y2 (en) * 1989-03-29 1994-06-15 株式会社安川電機 Motor with reducer
JPH0615515Y2 (en) * 1989-12-26 1994-04-20 株式会社安川電機 Actuator with reducer
JP2003240067A (en) * 2002-02-20 2003-08-27 Sofutoronikusu Kk Wave gear

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10122239B2 (en) 2014-08-12 2018-11-06 Harmonic Drive Systems Inc. Rotary actuator
EP3247026A1 (en) 2016-05-17 2017-11-22 Harmonic Drive Systems Inc. Strain wave gearing with bulit-in motor
JP2017207113A (en) * 2016-05-17 2017-11-24 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ Motor built-in type wave gear device
KR20170129611A (en) 2016-05-17 2017-11-27 가부시키가이샤 하모닉 드라이브 시스템즈 Strain wave gearing with built-in motor
US10236747B2 (en) 2016-05-17 2019-03-19 Harmonic Drive Systems Inc. Strain wave gearing with built-in motor
WO2017203754A1 (en) * 2016-05-27 2017-11-30 日本電産株式会社 Actuator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010004582A (en) 2010-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5197174B2 (en) Motor with wave reducer
WO2010089796A1 (en) Geared motor assembly
CN103118923A (en) Motor for electric power steering device
JP2009177982A (en) Rotation type actuator
JP2001112215A (en) Reduction gear integrated actuator
JP2008104321A (en) Brushless motor, and motor for electrically operated power steering device
JP5110449B2 (en) Rotary actuator
JP7087652B2 (en) Electric actuator
CN109478826B (en) Power unit
JP2009195002A (en) Reduction gear contained motor
JP4997121B2 (en) Electric rotary joint
JP7183568B2 (en) electric actuator
CN109661528B (en) Wave gear speed reducer with motor
JP2016100910A (en) Rotary actuator
EP3447331B1 (en) Speed reducer and motor with speed reducer
JP2019187180A (en) motor
JP2008228367A (en) Brushless motor
JP2008017588A (en) Driving mechanism
TW202229096A (en) Speed reducing device and bicycle having a relatively small axial length
JP6797435B1 (en) Motor structure with built-in sensor
TW202220342A (en) Rotary actuator
JP5980267B2 (en) Motor and actuator
JP4701337B2 (en) Double speed resolver
JP2020045985A (en) Electric actuator
JP2004048887A (en) Brushless motor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110509

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130116

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130205

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160215

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5197174

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees