JP5348182B2 - Motor with reduction gear - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small motor with a speed reducer in a simple structure by configuring a motor and a speed reducer in a single body in a motor with a speed reducer having a rotor, a stator and a gear reducer. <P>SOLUTION: A planetary differential gear reducer is provided integrally with the rotor at the circumference of the rotor of an outer rotor type motor. The speed reducer has first and second external gears 7a and 6a and first and second internal gears 8a and 8b. By combining the number of teeth of respective four types of gears, the motor with a speed reducer has optional speed reduction rates within 15 to 10000. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、ロータとステータと歯車減速機を有する減速機付きモータに関する。   The present invention relates to a motor with a reduction gear including a rotor, a stator, and a gear reduction gear.

従来の減速機付きモータは、減速機部とモータ部を別個に有するものが多い。(例えば、特許文献1参照)。
図9は従来の減速機付きモータの例であり、特許文献1、図2に示されているものである。
図9において、モータ部110は、ケーシングの内部にロータ111を備えシャフト112に固定している。ロータ111はステータ113の内側で回転するようになっている。モータ部の出力は、ブラケット125に隔壁された減速機部の偏心支軸117の挿入孔118に圧入固定している。
減速機部は遊星差動歯車減速機となっており、偏心支軸117の外側に第1の遊星歯車121と第2の遊星歯車122とを回転自在に支持している。第1の遊星歯車121には第1の内歯車131が噛合い、第2の遊星歯車122には第2の内歯車132が噛合っている。第1の内歯車131はブラケット125に設け、ブラケット125は取付け部126により外部に固定している。第2の内歯車は、同心支軸133に回転自在に支持する部材に設けているため、減速された回転出力部となっている。このような遊星差動歯車減速機によれば、製作加工が難しい特殊な部品を用いることなく、100以上の極めて高い減速比を容易に提供できる。
また、別の従来の減速機付きモータとして、減速機部とモータ部を隔壁なしに構成したものがある。(例えば、特許文献2参照)。
図10は別の従来の減速機付きモータの例であり、特許文献2、図1に示されているものである。
図10において、2固体の型合わせからなるハウジング201の内部に減速機部とモータ部を設けている。減速機部は遊星差動歯車減速機からなり、ハウジング201の片側を貫通して延びる出力軸220を、モータ部203の軸受けとなる軸受けロッド230と同軸一体に形成し、対向側のハウジング201まで掛け渡し状に延設し、回転自在に軸支している。
軸受けロッド230の外側にモータ部203と減速機部202を設けているが、モータ部と減速機部の間に隔壁がないため、その分小型化がなされている。
特開2004−340191号公報(第8頁、図2) 特開2000−120810号公報(第6頁、図1)
Many conventional motors with a reduction gear have a reduction gear portion and a motor portion separately. (For example, refer to Patent Document 1).
FIG. 9 shows an example of a conventional motor with a reduction gear, which is shown in Patent Document 1 and FIG.
In FIG. 9, the motor unit 110 includes a rotor 111 inside a casing and is fixed to a shaft 112. The rotor 111 is configured to rotate inside the stator 113. The output of the motor unit is press-fitted and fixed in the insertion hole 118 of the eccentric support shaft 117 of the reduction gear unit partitioned by the bracket 125.
The speed reducer portion is a planetary differential gear speed reducer, and the first planetary gear 121 and the second planetary gear 122 are rotatably supported outside the eccentric support shaft 117. A first internal gear 131 is engaged with the first planetary gear 121, and a second internal gear 132 is engaged with the second planetary gear 122. The first internal gear 131 is provided on the bracket 125, and the bracket 125 is fixed to the outside by a mounting portion 126. Since the second internal gear is provided on a member that is rotatably supported by the concentric support shaft 133, the second internal gear is a reduced rotation output portion. According to such a planetary differential gear reducer, an extremely high reduction ratio of 100 or more can be easily provided without using special parts that are difficult to manufacture.
As another conventional motor with a reduction gear, there is one in which a reduction gear portion and a motor portion are configured without a partition. (For example, refer to Patent Document 2).
FIG. 10 shows another example of a conventional motor with a reduction gear, which is shown in Patent Document 2 and FIG.
In FIG. 10, a speed reducer part and a motor part are provided inside a housing 201 formed of two solid molds. The speed reducer portion is a planetary differential gear speed reducer, and an output shaft 220 that extends through one side of the housing 201 is formed coaxially with a bearing rod 230 that serves as a bearing for the motor portion 203, up to the housing 201 on the opposite side. It extends in a spanning manner and is pivotally supported.
Although the motor part 203 and the reduction gear part 202 are provided outside the bearing rod 230, since there is no partition between the motor part and the reduction gear part, the size is reduced accordingly.
JP 2004-340191 A (Page 8, FIG. 2) JP 2000-120810 A (page 6, FIG. 1)

特許文献1に示した従来の減速機付きモータは、減速機部とモータ部を別個に形成し、モータ部と減速機部の間を隔壁が隔てているため、減速機付きモータの軸方向長が長くなって小型化を妨げている。
特許文献2に示した別の従来の減速機付きモータは、モータ部と減速機部の間に隔壁がないため、その分小型化がなされているものの、モータ部と減速機部を依然別個に形成しているため、モータ部から減速機部までトルクを伝達するだけの、トルクを増大することに寄与しない部材が必要となり、その体積分、小型化を妨げているという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、モータ部と減速機部を一体に構成し、簡単な構造で小型の減速機付きモータを提供することを目的とする。
In the conventional motor with a speed reducer shown in Patent Document 1, the speed reducer part and the motor part are formed separately, and the partition wall is separated between the motor part and the speed reducer part. Is becoming longer and hindering miniaturization.
Another conventional motor with a speed reducer shown in Patent Document 2 has no partition between the motor portion and the speed reducer portion. Therefore, although the size is reduced accordingly, the motor portion and the speed reducer portion are still separated from each other. Therefore, there is a problem in that a member that does not contribute to increasing the torque and that only transmits torque from the motor unit to the reduction gear unit is required, which hinders volume integration and miniaturization.
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a motor with a reduction gear having a simple structure in which a motor portion and a reduction gear portion are integrally formed.

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
発明は、ロータとステータと遊星差動歯車減速機とを備えた減速機付きモータにおいて、前記ロータは、アウターロータであり、前記遊星差動歯車減速機を前記ロータの外周に、前記ロータと一体に備えたことを特徴とするものである。
発明は、前記遊星差動歯車減速機は、前記ロータの回転に応じて回転自在ながら遊星的に揺動し、モータ出力を伝達する揺動体と、前記揺動体の外周に設けられた第1の右および左の外歯車並びに第2の外歯車と、モータフレームに対して固定され、前記第1の右および左の外歯車とそれぞれ噛合う第1の右および左の内歯車と、被駆動部に設けられ、前記第2の外歯車と噛合う第2の内歯車と、を備えたことを特徴とするものである。
発明は、前記第1の右および左の外歯車は、それぞれ前記揺動体の両端に設けられたことを特徴とするものである。
発明は、前記ロータは、前記第1と第2の外歯車または前記第1と第2の内歯車に対して揺動運動を伴う自転運動を生じさせる偏心部と前記外歯車または前記内歯車を回転自在とするためのベアリングの保持部とを少なくとも有するロータの構造部材を備えたことを特徴とするものである。
発明は、前記ロータの構造部材は、前記ロータの回転に伴い発生する振動を軽減するためのカウンタウェイト部を備えたことを特徴とするものである。
発明は、前記第1と第2の外歯車及び前記第1と第2の内歯車を、同軸上に備えたことを特徴とするものである。
発明は、ロボットのアーム駆動用モータを前記したいずれかの減速機付きモータとしたことを特徴とするものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The present invention relates to a motor with a speed reducer comprising a rotor, a stator, and a planetary differential gear reducer, wherein the rotor is an outer rotor, and the planetary differential gear reducer is disposed on an outer periphery of the rotor. It is characterized by being provided integrally.
According to the present invention, the planetary differential gear reducer swings in a planetary manner while freely rotating according to the rotation of the rotor, and transmits a motor output, and a first provided on the outer periphery of the swinging body. Right and left external gears and second external gears, first right and left internal gears fixed to the motor frame and meshing with the first right and left external gears, respectively, and driven And a second internal gear that meshes with the second external gear.
The present invention is characterized in that the first right and left external gears are respectively provided at both ends of the rocking body.
According to the present invention, the rotor includes an eccentric portion that causes a rotational motion with a swinging motion with respect to the first and second external gears or the first and second internal gears, and the external gear or the internal gear. A rotor structural member having at least a bearing holding portion for making the rotor rotatable is provided.
The present invention is characterized in that the structural member of the rotor includes a counterweight portion for reducing vibrations generated as the rotor rotates.
The present invention is characterized in that the first and second external gears and the first and second internal gears are coaxially provided.
The present invention is characterized in that the motor for driving the arm of the robot is any one of the above motors with a reduction gear.

発明によると、前記アウタロータタイプのモータのロータの外周に、遊星差動歯車減速機をロータと一体に設けたため、モータ部から減速機部までトルクを伝達するだけの、トルクを増大することに寄与しない部材が不要となり、小型の減速機付きモータを提供できる。
また、発明によると、前記4種の歯車の各々の歯数の組合わせで、15〜10000内の任意の減速比とするため、単純な構成ながら減速比の広い要求範囲に対応する減速機付きモータを提供できる。
また、発明によると、シャフトにかかる駆動トルクが左右対称となり、ベアリングや摺動部の摩擦トルクが軽減できる。
また、発明によると、前記ロータの構造部材は、第1と第2の外歯車か、または第1と第2の内歯車に揺動運動を伴う自転運動を生じさせる偏心部を有し、前記外歯車または内歯車を回転自在とするためのベアリングの保持部を有するため、別に減速機を構成する部材を設ける必要がなく、小型の減速機付きモータを提供できる。
また、発明によると、前記ロータの構造部材は、そのアンバランスに起因してロータの回転に伴い発生する振動を軽減するための、カウンタウェイト部を有するため、ロータの回転に伴い発生する振動の少ない減速機付きモータを提供できる。
また、発明によると、前記第1と第2の外歯車は同軸上に設け、前記第1と第2の内歯車も同軸上に設けるため、第1の外歯車または内歯車と、第2の外歯車または内歯車の偏心量が同一になり、ロータの偏心部を共用できるとともに、前記外歯車または内歯車を回転自在とするためのベアリングも共用でき、小型の減速機付きモータとすることができる。
また、発明によると、減速機を別に設ける必要が無く、コンパクトなロボットを提供できる。
According to the present invention, since the planetary differential gear reducer is provided integrally with the rotor on the outer periphery of the rotor of the outer rotor type motor, the torque is increased only by transmitting the torque from the motor portion to the reducer portion. The member which does not contribute becomes unnecessary and can provide a small motor with a reduction gear.
Further, according to the present invention, the combination of the number of teeth of each of the four types of gears allows an arbitrary reduction ratio in the range of 15 to 10000. Therefore, a reduction gear corresponding to a wide range of required reduction ratios with a simple configuration. A motor can be provided.
Further, according to the present invention, the driving torque applied to the shaft is symmetrical, and the friction torque of the bearing and the sliding portion can be reduced.
Further, according to the present invention, the structural member of the rotor has an eccentric portion that causes the first and second external gears or the first and second internal gears to rotate with a swinging motion. Since it has a bearing holding portion for making the external gear or the internal gear rotatable, it is not necessary to provide a separate member constituting the reduction gear, and a small motor with a reduction gear can be provided.
Further, according to the present invention, the structural member of the rotor has a counterweight portion for reducing the vibration generated with the rotation of the rotor due to the unbalance, and therefore the vibration generated with the rotation of the rotor. Can provide a motor with a reduction gear.
Further, according to the present invention, the first and second external gears are provided coaxially, and the first and second internal gears are provided coaxially, so that the first external gear or the internal gear and the second The eccentric amount of the external gear or the internal gear is the same, the eccentric portion of the rotor can be shared, and the bearing for making the external gear or the internal gear rotatable is also shared, so that the motor with a small reduction gear can be obtained. Can do.
Further, according to the present invention, there is no need to provide a separate reduction gear, and a compact robot can be provided.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図5は、本発明のロータとステータと歯車減速機を有する第1実施例を示す減速機付きモータの適用例を示す説明図であり、産業用または人型ロボット等の関節駆動用に供する例である。
図において、本発明の減速機付きモータはフレーム3と左側ブラケット13の内側に設けられ、シャフト6を出力軸とし、シャフトに固定される左側被駆動部1と右側被駆動部2を回動させる。リードケーブル15はモータへの電力供給線や、必要に応じて信号線を
まとめたものである。
FIG. 5 is an explanatory view showing an application example of a motor with a reduction gear according to the first embodiment having a rotor, a stator and a gear reduction gear according to the present invention, and an example for use in driving joints such as industrial or humanoid robots. It is.
In the figure, the motor with a speed reducer of the present invention is provided inside the frame 3 and the left bracket 13 and rotates the left driven part 1 and the right driven part 2 fixed to the shaft with the shaft 6 as an output shaft. . The lead cable 15 is a collection of power supply lines to the motor and signal lines as necessary.

図1は本発明の第1実施例を示す減速機付きモータの構成を示す軸方向断面図であり、図2は本発明の第1実施例を示す減速機付きモータの構成を示す径方向断面図である。
これらの図において、フレーム3の内側にはインナロータタイプのモータ部を構成するマグネットを設置したロータとステータ4がある。ステータ4はフレーム3に固定され、その内側に、マグネット16を設置したロータの構造部材5を、2つのロータベアリング11を介して、左側ブラケット13と右側ブラケット14に対して回転自在に設けている。ロータの構造部材5の内周には、遊星差動歯車減速機を構成する偏心部5aを一体に設けている。2つの偏心部ベアリング12を、ロータの構造部材5のベアリング保持部5bに設け、偏心部ベアリング12を介して揺動体8を設置する。そのため、マグネットを設置したロータの回転に応じて、揺動体8は回転自在ながら遊星的に揺動する。その揺動体8の内周に、第1の内歯車8aと第2の内歯車8bを設け、その各々に第1の外歯車7aと第2の外歯車6aを噛合わせることで、差動による歯車減速を得る。第1の外歯車7aを左側ブラケット13に連結したハブ7に設け、第2の外歯車6aをシャフト6に設けることで、モータ部の回転を減速しトルクを増大して、フレーム3に対し被駆動部1,2が相対作動する。
つまり、本発明の減速機付きモータは、インナロータタイプのモータのロータの内周に、遊星差動歯車減速機をロータと一体に設けている。
FIG. 1 is an axial sectional view showing the configuration of a motor with a reduction gear according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a radial sectional view showing the configuration of a motor with a reduction gear according to a first embodiment of the present invention. FIG.
In these drawings, inside the frame 3, there are a rotor and a stator 4 provided with magnets constituting an inner rotor type motor unit. The stator 4 is fixed to the frame 3, and a rotor structural member 5 provided with a magnet 16 is provided inside the stator 4 via two rotor bearings 11 so as to be rotatable with respect to the left bracket 13 and the right bracket 14. . An eccentric portion 5a constituting a planetary differential gear reducer is integrally provided on the inner periphery of the structural member 5 of the rotor. Two eccentric part bearings 12 are provided in the bearing holding part 5 b of the structural member 5 of the rotor, and the oscillator 8 is installed via the eccentric part bearing 12. Therefore, according to the rotation of the rotor on which the magnet is installed, the rocking body 8 rocks in a planetary manner while being rotatable. A first internal gear 8a and a second internal gear 8b are provided on the inner periphery of the rocking body 8, and the first external gear 7a and the second external gear 6a are engaged with each of the first internal gear 8a and the second external gear 6a. Get gear reduction. The first external gear 7a is provided on the hub 7 connected to the left bracket 13, and the second external gear 6a is provided on the shaft 6, so that the rotation of the motor portion is reduced and the torque is increased, so that the frame 3 is covered. The drive units 1 and 2 are relatively operated.
That is, in the motor with a reduction gear of the present invention, the planetary differential gear reduction gear is provided integrally with the rotor on the inner periphery of the rotor of the inner rotor type motor.

図3は、本発明の減速機付きモータに関わる遊星差動歯車減速機の原理説明図である。
仮に回転自在に同軸上に設置された各々19と20の歯数を持つ2つの内歯車、第1の内歯車8aと第2の内歯車8bがあり、その内側に同軸に連結された各々18と19の歯数を持つ2つの外歯車、第1の外歯車7aと第2の外歯車6aがあるとする。今、図に示すように、2つの外歯車を自転させずに遊星的に揺動すれば、その1回転に対し、歯数の違いにより第1の内歯車8aは1/19回転し、第2の内歯車8bは1/20回転する。そのため、第1の内歯車8aを固定側とし、第2の内歯車8bを出力側とすれば、ロータの1回転に対し、2つの内歯車の回転の差である1/380回転という大きな減速比が得られる。
同様に、2つの内歯車を連結し、2つの外歯車を回転自在とした場合では、1/18回転と1/19回転の差である1/342回転の減速比が得られる。
つまり、外歯車の歯数のおおよそ2乗の大きな減速比が得られ、例えば100程度の歯数の外歯車と1だけ歯数の大きい内歯車で構成した本減速機によれば、1/10000程度の減速比が得られる。
FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of a planetary differential gear reducer related to a motor with a reducer according to the present invention.
There are two internal gears having the number of teeth of 19 and 20, which are installed coaxially so as to be freely rotatable, a first internal gear 8a and a second internal gear 8b, each of which is coaxially connected to the inside thereof. And two external gears having 19 teeth, a first external gear 7a and a second external gear 6a. As shown in the figure, if the two external gears are swung in a planetary manner without rotating, the first internal gear 8a rotates 1/19 due to the difference in the number of teeth with respect to one rotation. The second internal gear 8b rotates 1/20. Therefore, if the first internal gear 8a is on the fixed side and the second internal gear 8b is on the output side, a large reduction of 1/380 rotation, which is the difference between the rotations of the two internal gears, per rotation of the rotor. A ratio is obtained.
Similarly, when two internal gears are connected and the two external gears are rotatable, a reduction ratio of 1/342 rotation, which is the difference between 1/18 rotation and 1/19 rotation, is obtained.
That is, a large reduction ratio of approximately the square of the number of teeth of the external gear can be obtained. For example, according to the present speed reducer constituted by an external gear having a number of teeth of about 100 and an internal gear having a large number of 1 teeth, 1/10000 About a reduction ratio can be obtained.

一方、連結した2つの内歯車の歯数を同一にし、回転自在の2つの外歯車の歯数を1だけ違えた場合、減速比はその外歯車の歯数程度となり、図3の例では1/19程度の比較的小さな減速比も容易に得ることができる。
本実施例の減速機付きモータは、このような遊星差動歯車減速機をモータに一体に構成したものであり、連結した2つの内歯車が遊星的に揺動する動力をモータより与え、4種の歯車の各々の歯数の組合わせで、15〜10000内の任意の減速比を得て、トルクを増大できる。
On the other hand, when the number of teeth of the two connected internal gears is the same and the number of teeth of the two rotatable external gears is changed by 1, the reduction ratio is about the number of teeth of the external gear. In the example of FIG. A relatively small reduction ratio of about / 19 can be easily obtained.
The motor with a speed reducer of this embodiment is such that such a planetary differential gear speed reducer is formed integrally with the motor, and the power that the two connected internal gears swing planetarily is applied from the motor. With a combination of the number of teeth of each type of gear, any reduction ratio within 15-10000 can be obtained to increase the torque.

また、以上述べたような何れの場合においても、前記第1と第2の外歯車は同軸上に設け、前記第1と第2の内歯車も同軸上に設けるため、第1の外歯車または内歯車と、第2の外歯車または内歯車の偏心量が同一になる。第1と第2の歯車の噛合いの偏心量が同一であることは必然的に転移歯車を用いた構成を意味し、一般的には小歯数差の内歯車と外歯車の噛合いにおける干渉を避けるためにも転移歯車が用いられる。   In any case as described above, the first and second external gears are provided coaxially, and the first and second internal gears are provided coaxially. The eccentric amount of the internal gear is the same as that of the second external gear or the internal gear. The same amount of eccentricity of the meshing of the first and second gears inevitably means a configuration using a transition gear, and generally in the meshing of the internal gear and the external gear with a small number of teeth difference. Transition gears are also used to avoid interference.

この種の高減速比とした差動歯車減速機では、効率低下の主要因は偏った噛合いにより生じる、大きなラジアル荷重に起因するところの軸受け部のロストルクである。転移歯車を用いた場合、通常、噛合い圧力角が大きくなり、このラジアル荷重をさらに増大するため効率の向上を望めない。本実施例では、噛合い干渉を避けるとともに噛合い圧力角を小さくするために、歯厚比や歯たけを変更した特殊な歯型とすることで、効率の向上を図っている。   In this type of differential gear reducer with a high reduction ratio, the main factor of efficiency reduction is a loss torque of the bearing portion caused by a large radial load caused by uneven meshing. When a transfer gear is used, the meshing pressure angle usually increases, and this radial load is further increased, so improvement in efficiency cannot be expected. In this embodiment, in order to avoid the meshing interference and reduce the meshing pressure angle, the efficiency is improved by using a special tooth shape in which the tooth thickness ratio and the tooth depth are changed.

図4は、本発明のマグネット16を保持するロータの構造部材5の形状説明図である。
図において、マグネット16を保持するロータの構造部材5は、筒状であり、マグネットの磁路を形成する。
また、図1に示した第1の内歯車部8aと第2の内歯車8bに揺動運動を伴う自転運動を生じさせる偏心部5aを有し、前記内歯車を回転自在とするためのベアリングの保持部5bを有するとともに、ロータの回転に伴い発生するアンバランスを軽減するための、カウンタウェイト部5cを有する。
FIG. 4 is an explanatory view of the shape of the structural member 5 of the rotor that holds the magnet 16 of the present invention.
In the figure, the structural member 5 of the rotor that holds the magnet 16 is cylindrical and forms a magnetic path of the magnet.
Further, the first internal gear portion 8a and the second internal gear 8b shown in FIG. 1 have an eccentric portion 5a for generating a rotational motion with a swinging motion, and a bearing for making the internal gear rotatable. And a counterweight portion 5c for reducing imbalance that occurs with the rotation of the rotor.

本発明が特許文献1および2と異なる部分は、モータ部と減速機部を別個に形成せずに一体に構成しているため、モータ部から減速機部までトルクを伝達するだけの、トルクを増大することに寄与しない部材が不要となり、簡単な構造で小型の減速機付きモータとした部分である。   Since the present invention differs from Patent Documents 1 and 2 in that the motor part and the speed reducer part are integrally formed without forming the motor part and the speed reducer part, the torque is sufficient to transmit the torque from the motor part to the speed reducer part. A member that does not contribute to the increase is unnecessary, and this is a portion that has a simple structure and a small motor with a reduction gear.

図6は、本発明のロータとステータと歯車減速機を有する第2実施例を示す減速機付きモータの適用例を示す説明図であり、産業用または人型ロボット等の関節駆動用に供する他の適用例として、車椅子等のインホイールモータ式駆動輪に供する例である。
図において、被駆動部21はゴムラバー22を外装した駆動輪となっている。その内部に本発明の減速機付きモータがフレーム23に固定したシャフト26に支持され設けられている。リードケーブル35は固定したフレーム側に設けているため、駆動輪はシャフト26に対し、回動角度の制限なく回転し得る。
FIG. 6 is an explanatory view showing an application example of a motor with a speed reducer showing a second embodiment having a rotor, a stator and a gear speed reducer according to the present invention, and for use in joint driving for industrial or humanoid robots, etc. As an application example of the above, it is an example provided for an in-wheel motor drive wheel such as a wheelchair.
In the figure, the driven portion 21 is a driving wheel having a rubber rubber 22 externally mounted. The motor with a speed reducer of the present invention is supported and provided inside a shaft 26 fixed to the frame 23. Since the lead cable 35 is provided on the fixed frame side, the drive wheel can rotate with respect to the shaft 26 without limitation of the rotation angle.

図7は、本発明の第2実施例を示す減速機付きモータの構成を示す軸方向断面図である。
図において、シャフト26の外側にはアウタロータタイプのモータ部を構成するマグネットを設置したロータとステータ24がある。ステータ24はシャフト26に固定し、その外側に、マグネット36を設置したロータの構造部材25を、2つのロータベアリング31を介して、左側ブラケット33と右側ブラケット34に回転自在に設けている。ロータの構造部材25の外周には、遊星差動歯車減速機を構成する偏心部25aを一体に設けている。2つの偏心部ベアリング32はニードルタイプのベアリングであり、ロータの構造部材25のベアリング保持部25bに設け、偏心部ベアリング32を介して揺動体27を設置する。そのため、マグネットを設置したロータの回転に応じて、揺動体27は回転自在ながら遊星的に揺動する。その揺動体27の外周に、第1の左の外歯車部27a、第1の右の外歯車部27bと第2の外歯車部27cを設け、その各々に第1の左の内歯車28、第1の右の内歯車29と被駆動部21に設けた第2の内歯車部21aを噛合わせることで、差動による歯車減速を得る。第1の左の内歯車28を左側ブラケット33に固定し、第1の右の内歯車29を右側ブラケット34に固定する。被駆動部21はニードルタイプのベアリングである2つの被駆動部ベアリング30を介して、回転自在に左側ブラケット33と右側ブラケット34に設置する。左側ブラケット33と右側ブラケット34はフレーム23に固定するため、第2の内歯車部21aを設けた被駆動部21が、モータ部の回転を減速しトルクを増大して、フレーム23に対し相対作動する。
つまり、本実施例の減速機付きモータは、アウタロータタイプのモータのロータの外周に、遊星差動歯車減速機をロータと一体に設けている。
FIG. 7 is an axial cross-sectional view showing the configuration of a motor with a reduction gear according to a second embodiment of the present invention.
In the figure, on the outer side of the shaft 26, there is a rotor and a stator 24 on which magnets constituting an outer rotor type motor unit are installed. The stator 24 is fixed to the shaft 26, and a rotor structural member 25 provided with a magnet 36 is rotatably provided on the left bracket 33 and the right bracket 34 via two rotor bearings 31. On the outer periphery of the rotor structural member 25, an eccentric portion 25a constituting a planetary differential gear reducer is integrally provided. The two eccentric part bearings 32 are needle type bearings, and are provided in the bearing holding part 25 b of the rotor structural member 25, and the rocking body 27 is installed via the eccentric part bearing 32. Therefore, according to the rotation of the rotor on which the magnet is installed, the rocking body 27 rocks in a planetary manner while being rotatable. A first left external gear portion 27a, a first right external gear portion 27b, and a second external gear portion 27c are provided on the outer periphery of the rocking body 27, and the first left internal gear 28, By gearing the first right internal gear 29 and the second internal gear portion 21a provided in the driven portion 21, gear reduction by differential is obtained. The first left internal gear 28 is fixed to the left bracket 33, and the first right internal gear 29 is fixed to the right bracket 34. The driven portion 21 is rotatably installed on the left bracket 33 and the right bracket 34 via two driven portion bearings 30 which are needle type bearings. Since the left bracket 33 and the right bracket 34 are fixed to the frame 23, the driven portion 21 provided with the second internal gear portion 21a decelerates the rotation of the motor portion to increase the torque, and operates relative to the frame 23. To do.
That is, in the motor with a reduction gear according to the present embodiment, the planetary differential gear reduction gear is provided integrally with the rotor on the outer periphery of the rotor of the outer rotor type motor.

第1の外歯車と内歯車は、各々左の外歯車部27a、左の内歯車28と右の外歯車部27b、右の内歯車29に2分割することで、左右対称な駆動トルクが駆動輪に発生するよう
図っている。そのため、実施例1と同様に前記減速機は、第1と第2の外歯車及び第1と第2の内歯車を有し、4種の歯車の各々の歯数の組合わせで、15〜10000内の任意の減速比を得る。
また、揺動体の両端に左の内歯車と右の内歯車を設けているので、シャフトにかかる駆動トルクが左右対称となり、ベアリングや摺動部の摩擦トルクが軽減できる。
なお、第1の外歯車と内歯車では無く、第2の外歯車と内歯車を2分割しても良い。
The first external gear and the internal gear are each divided into a left external gear portion 27a, a left internal gear 28, a right external gear portion 27b, and a right internal gear 29, thereby driving a symmetrical drive torque. It is designed to occur on the ring. Therefore, like the first embodiment, the speed reducer has first and second external gears and first and second internal gears, and is a combination of the number of teeth of each of the four types of gears. Get any reduction ratio within 10000.
Further, since the left internal gear and the right internal gear are provided at both ends of the oscillator, the driving torque applied to the shaft is symmetrical, and the friction torque of the bearing and the sliding portion can be reduced.
The second external gear and the internal gear may be divided into two parts instead of the first external gear and the internal gear.

図8は、本実施例のマグネット36を保持するロータの構造部材25の形状説明図である。
図において、マグネット36を保持するロータの構造部材25は、筒状であり、マグネットの磁路を形成する。
また、図6に示した第1の左の外歯車部27a、第1の右の外歯車部27bと第2の外歯車部8bに揺動運動を伴う自転運動を生じさせる偏心部25aを有し、前記外歯車を回転自在とするためのベアリングの保持部25bを有する。
ベアリング保持部25bの軸心は、内歯車と外歯車の軸心距離を偏心量として形成し、偏心部25aに設置する偏心部ベアリング32は、径方向のサイズを小さくするためニードルタイプのベアリングを用いている。偏心部ベアリング32を介して設置する揺動体27に設けた外歯車は、その噛合いピッチ円上において、内歯車の噛合いピッチ円上の片側で噛合う。
FIG. 8 is an explanatory view of the shape of the structural member 25 of the rotor that holds the magnet 36 of this embodiment.
In the figure, the structural member 25 of the rotor that holds the magnet 36 is cylindrical and forms a magnetic path of the magnet.
Further, the first left external gear portion 27a, the first right external gear portion 27b and the second external gear portion 8b shown in FIG. 6 have an eccentric portion 25a for causing a rotational motion accompanied by a swinging motion. And a bearing holding portion 25b for making the external gear rotatable.
The shaft center of the bearing holding portion 25b is formed by using the distance between the shaft center of the internal gear and the external gear as an eccentric amount, and the eccentric portion bearing 32 installed in the eccentric portion 25a is a needle type bearing in order to reduce the size in the radial direction. Used. The external gear provided on the rocking body 27 installed via the eccentric part bearing 32 meshes on one side of the meshing pitch circle of the internal gear on the meshing pitch circle.

本発明の減速機付きモータの最大トルクの限界は、通常遊星差動歯車減速機を構成する歯車強度に帰結する。そのため、減速部がモータ部の外側に設置された実施例2の減速機付きモータは、実施例1に対し、最大トルクの点において優れる。
一方、本発明の減速機付きモータの効率の限界は、減速部の大きなラジアル荷重に起因するところの軸受け部のロストルクに対するモータ部が発生するトルクの比によるところが大きい。そのため、減速比を同じとして比較すれば、モータ部が減速部の外側に設置された実施例1の減速機付きモータは、実施例2に対し、効率の点において優れる。
The limit of the maximum torque of the motor with a reduction gear according to the present invention results in the strength of the gear that normally constitutes a planetary differential gear reduction gear. Therefore, the motor with a reduction gear according to the second embodiment in which the speed reduction portion is installed outside the motor portion is superior to the first embodiment in terms of maximum torque.
On the other hand, the efficiency limit of the motor with a reduction gear according to the present invention is largely due to the ratio of the torque generated by the motor portion to the loss torque of the bearing portion due to the large radial load of the reduction portion. Therefore, when compared with the same reduction ratio, the motor with the reduction gear of the first embodiment in which the motor unit is installed outside the reduction unit is superior in efficiency to the second embodiment.

本発明の第1実施例を示す減速機付きモータの軸方向断面図1 is a sectional view in the axial direction of a motor with a speed reducer showing a first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施例を示す減速機付きモータの径方向断面図Radial direction sectional drawing of the motor with a reduction gear which shows 1st Example of this invention 本発明の減速機付きモータに関わる遊星差動歯車減速機の原理説明図Illustration of the principle of a planetary differential gear reducer related to a motor with a reducer according to the present invention 本発明のマグネット16を保持するロータの構造部材5の形状説明図Shape explanatory drawing of the structural member 5 of the rotor holding the magnet 16 of the present invention 本発明の第1実施例を示す減速機付きモータの適用例を示す説明図Explanatory drawing which shows the example of application of the motor with a reduction gear which shows 1st Example of this invention. 本発明の第2実施例を示す減速機付きモータの適用例を示す説明図Explanatory drawing which shows the application example of the motor with a reduction gear which shows 2nd Example of this invention. 本発明の第2実施例を示す減速機付きモータの軸方向断面図Sectional view in the axial direction of a motor with a reduction gear showing a second embodiment of the present invention 回転速度に対する誘起電圧の関係Relation of induced voltage to rotational speed 従来の減速機付きモータの例(特許文献1、図2)Example of conventional motor with reduction gear (Patent Document 1, FIG. 2) 別の従来の減速機付きモータの例(特許文献2、図1)Example of another conventional motor with a reduction gear (Patent Document 2, FIG. 1)

1 左側被駆動部
2 右側被駆動部
3 フレーム
4 ステータ
5 ロータの構造部材
5a 偏心部
5b ベアリング保持部
5c カウンタウェイト部
6 シャフト
6a 第2の外歯車部
7 ハブ
7a 第1の外歯車部
8 揺動体
8a 第1の内歯車部
8b 第2の内歯車部
9 Oリング
11 ロータベアリング
12 偏心部ベアリング
13 左側ブラケット
14 右側ブラケット
15 リードケーブル
16 ロータマグネット
21 被駆動部
21a 第2の内歯車
22 ゴムラバー
23 フレーム
24 ステータ
25 ロータの構造部材
25a 偏心部
25b ベアリング保持部
26 シャフト
27 揺動体
27a 第1の左の外歯車部
27b 第1の右の外歯車部
27c 第2の外歯車部
28 第1の左の内歯車
29 第1の右の内歯車
30 被駆動部ベアリング
31 ロータベアリング
32 偏心部ベアリング
33 左側ブラケット
34 右側ブラケット
35 リードケーブル
36 ロータマグネット
110 モータ部
111 ロータ
112 シャフト
113 ステータ
117 偏心支軸
118 挿入孔
119 カウンタウェイト
121 第1の遊星歯車
122 第2の遊星歯車
125 ブラケット
126 取付け部
131 第1の内歯車
132 第2の内歯車
133 同心支軸
135 止め輪
201 ハウジング
202 減速機部
203 モータ部
210 固定内歯車
220 出力軸
221 出力盤
221h 調整孔
221p ピン
222 遊星外歯車
222p 内ピン
222g 外歯車
223 ベアリング
224 偏心体
224p 係合ピン
225 ベアリング
230 軸受けロッド
231 ロータ
231h 係合孔
232 ステータ
233 ベアリング
e 偏心量
C 偏心体の偏心軸
O 軸受けロッドの回転軸
1 Left driven part
2 Right driven part
3 frames
4 Stator
5 Structural members of the rotor
5a Eccentric part 5b Bearing holding part
5c Counter weight part
6 Shaft 6a Second external gear
7 Hub
7a First external gear portion 8 Oscillator
8a First internal gear section
8b Second internal gear portion 9 O-ring
11 Rotor bearing
12 Eccentric bearing 13 Left bracket
14 Right bracket
15 Lead cable 16 Rotor magnet 21 Driven part
21a Second internal gear
22 Rubber rubber 23 Frame
24 Stator
25 Rotor structural member 25a Eccentric part
25b Bearing holder
26 Shaft 27 Oscillator
27a First left external gear section
27b First right external gear portion 27c Second external gear portion
28 First left internal gear
29 First right internal gear 30 Driven part bearing
31 Rotor bearing
32 Eccentric bearing 33 Left side bracket
34 Right side bracket
35 Lead cable 36 Rotor magnet 110 Motor section
111 rotor
112 Shaft 113 Stator
117 Eccentric spindle
118 Insertion hole
119 counter weight
121 First planetary gear
122 Second planetary gear 125 Bracket
126 Mounting part
131 first internal gear
132 Second internal gear
133 Concentric spindle
135 Retaining Ring 201 Housing
202 Reducer
203 Motor part
210 Fixed internal gear
220 Output shaft
221 Output panel 221h Adjustment hole
221p pin
222 Planetary external gear
222p internal pin
222g External gear
223 Bearing 224 Eccentric body
224p engagement pin
225 Bearing 230 Bearing rod
231 rotor
231h engaging hole 232 stator
233 Bearing
e Eccentricity
C Eccentric shaft of eccentric body
O Bearing rod rotation axis

Claims (5)

ロータとステータと遊星差動歯車減速機とを備えた減速機付きモータにおいて、
前記ロータは、アウターロータであり、前記遊星差動歯車減速機を前記ロータの外周に、前記ロータと一体に設け、
前記遊星差動歯車減速機は、前記ロータの回転に応じて回転自在ながら遊星的に揺動し、モータ出力を伝達する揺動体と、
前記揺動体の外周における左右両端に左右対称となるように設けられた第1の右および左の外歯車と、
前記揺動体の外周における前記第1の右および左の外歯車の間に設けられた第2の外歯車と、
モータフレームに対して固定され、前記第1の右および左の外歯車とそれぞれ噛合う第1の右および左の内歯車と、
被駆動部に設けられ、前記第2の外歯車と噛合う第2の内歯車と
備えたことを特徴とする減速機付きモータ。
In a motor with a reduction gear including a rotor, a stator, and a planetary differential gear reduction gear,
The rotor is an outer rotor, and the planetary differential gear reducer is provided integrally with the rotor on the outer periphery of the rotor ,
The planetary differential gear reducer swings in a planetary manner while freely rotating according to the rotation of the rotor, and transmits a motor output.
First right and left external gears provided so as to be symmetrical on both left and right ends of the outer periphery of the rocking body;
A second external gear provided between the first right and left external gears on the outer periphery of the oscillator;
First right and left internal gears fixed to the motor frame and meshing with the first right and left external gears, respectively;
A second internal gear provided in the driven portion and meshing with the second external gear;
Reducer motor with that comprising the.
前記ロータは、前記第1と第2の外歯車または前記第1と第2の内歯車に対して揺動運動を伴う自転運動を生じさせる偏心部と前記外歯車または前記内歯車を回転自在とするためのベアリングの保持部とを少なくとも有するロータの構造部材を備えたことを特徴とする請求項に記載の減速機付きモータ。 The rotor is capable of rotating the eccentric portion and the external gear or the internal gear that cause the first and second external gears or the first and second internal gears to rotate with a swinging motion. The motor with a reduction gear according to claim 1 , further comprising a rotor structural member having at least a bearing holding portion. 前記ロータの構造部材は、前記ロータの回転に伴い発生する振動を軽減するためのカウンタウェイト部を備えたことを特徴とする請求項に記載の減速機付きモータ。 The motor with a reduction gear according to claim 2 , wherein the structural member of the rotor includes a counterweight portion for reducing vibration generated along with the rotation of the rotor. 前記第1と第2の外歯車及び前記第1と第2の内歯車を、同軸上に備えたことを特徴とする請求項1乃至いずれかに記載の減速機付きモータ。 The motor with a reduction gear according to any one of claims 1 to 3, wherein the first and second external gears and the first and second internal gears are coaxially provided. ロボットのアーム駆動用モータを請求項1乃至いずれかに記載の減速機付きモータとしたことを特徴とするロボット。 A robot having a reduction gear according to any one of claims 1 to 4, wherein the robot arm drive motor is a motor with a reduction gear.
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