TW202229096A - 減速裝置及自行車 - Google Patents

Abstract

減速裝置包括馬達及減速器。馬達具有馬達主體、轉軸、第一軸承及第二軸承。減速器具有波動發生器、撓性構件及環狀的環狀構件。波動發生器根據周向的位置而具有不同的外徑。撓性構件具有供波動發生器從徑向內側接觸的撓性的筒狀部。筒狀部從徑向內側接觸環狀構件。撓性構件根據波動發生器的旋轉而相對於環狀構件相對旋轉。波動發生器在與連接有馬達的轉子的位置不同的位置處與轉軸連接。第一軸承相對于轉子配置於波動發生器的相反側，且將轉軸支承為能旋轉。第二軸承配置於撓性構件的筒狀部的徑向內側，且將轉軸支承為能旋轉。

Description

減速裝置及自行車

本發明關於一種減速裝置及自行車。

以往的驅動模組具有第一驅動軸（例如日本公開公報特表2018－507140）。第一驅動軸設置為用於驅動模組的輸入式的驅動。此外，還設置有第二驅動軸。第二驅動軸以無法旋轉的方式與電氣式的輔助驅動裝置的轉子結合。電氣式的輔助驅動裝置還具有定子。

如此，轉子也可以經由第二驅動軸與波動齒輪裝置結合。波動齒輪裝置具有內側襯套、波發生器及外側襯套。

然而，在以往的驅動模組中，波動齒輪裝置和電氣式的輔助驅動裝置在軸向上分離配置。因此，驅動模組（減速裝置）的軸向的長度變大。

本發明鑒於上述技術問題而作，其目的在於提供一種能使軸向的長度較小的減速裝置。

本發明的示例性減速裝置包括馬達及減速器。減速器對所述馬達的旋轉速度進行減速。所述馬達具有馬達主體、以中心軸線為中心旋轉的轉軸、第一軸承及第二軸承。所述減速器具有波動發生器、撓性構件及環狀的環狀構件。波動發生器根據周向的位置而具有不同的外徑，且以所述中心軸線為中心旋轉。撓性構件具有供所述波動發生器從徑向內側接觸的撓性的筒狀部。所述筒狀部從徑向內側接觸環狀構件。所述撓性構件根據所述波動發生器的旋轉而相對於所述環狀構件相對旋轉。所述馬達主體具有與所述轉軸連接的轉子。所述波動發生器在與連接有所述轉子的位置不同的位置處與所述轉軸連接。所述第一軸承相對於所述轉子配置於所述波動發生器的相反側，且將所述轉軸支承為能旋轉。所述第二軸承配置於所述筒狀部的徑向內側，且將所述轉軸支承為能旋轉。

本發明的例示性自行車具有上述減速裝置、踏板、曲柄軸及鏈輪。曲柄軸沿軸向貫穿所述減速裝置的所述轉軸，並由來自所述踏板的踏力驅動。鏈輪連接有所述減速裝置的輸出軸。

根據例示性的本發明，能夠提供能使軸向的長度較小的減速裝置及自行車。

有以下的本發明較佳實施方式的詳細說明，參照附圖，可以更清楚地理解本發明的上述及其他特徵、要素、步驟、特點和優點。

以下參照附圖，對本發明的示例性實施方式進行說明。另外，對圖中相同或相當的部分標注相同的符號，不再重複說明。而且，圖中，為了便於理解，適當記載三維直角座標系的X軸、Y軸和Z軸。

在本說明書中，將與減速裝置的中心軸線AX平行的方向記載為“軸向AD”，將與中心軸線AX正交的方向記載為“徑向RD”，將沿著以中心軸線AX為中心的圓弧的方向記載為“周向CD”。另外，“平行的方向”包括大致平行的方向，“正交的方向”包括大致正交的方向。而且，“俯視”表示從軸向AD觀察對象物。

（實施方式1） 參照圖1～圖7，對本發明實施方式1的減速裝置SR進行說明。圖1是示出實施方式1的減速裝置SR的縱剖圖。圖2是示出減速裝置SR的馬達100的橫剖圖。圖2相當於沿著圖1的Ⅱ-Ⅱ線的截面。圖3是示出減速裝置SR的減速器200的橫剖圖。圖3相當於沿著圖1的Ⅲ-Ⅲ線的截面。

圖1示出的減速裝置SR對旋轉速度進行減速。旋轉速度例如表示每單位時間的轉速。具體而言，減速裝置SR將第一轉速的旋轉運動轉換為比第一轉速低的第二轉速的旋轉運動。

如圖1所示，減速裝置SR具有馬達100和減速器200。馬達100驅動減速器200。減速器200對馬達100的旋轉速度進行減速。具體而言，減速器200將因馬達100而產生的第一轉速的旋轉運動轉換為比第一轉速低的第二轉速的旋轉運動。

馬達100具有馬達主體10、轉軸25、第一軸承30及第二軸承35。在本實施方式中，馬達100具有馬達主體10、以中心軸線AX為中心旋轉的轉軸25、大致圓環狀的第一軸承30以及大致圓環狀的第二軸承35。中心軸線AX是沿著轉軸25的長度方向穿過轉軸25的中心的假想線。馬達主體10使轉軸25旋轉。如圖1和圖2所示，馬達主體10具有轉子15。

如圖1和圖3所示，減速器200具有剛性內齒齒輪40、撓性外齒齒輪50及波動發生器60。

撓性外齒齒輪50相當於“撓性構件”的一例。剛性內齒齒輪40相當於“環狀構件”的一例。

波動發生器60根據周向CD的位置而具有不同的外徑。波動發生器60以中心軸線AX為中心旋轉。圖3的示例中，波動發生器60呈大致橢圓狀。波動發生器60是使撓性外齒齒輪50撓曲變形的機構。撓性外齒齒輪50具有筒狀部51。筒狀部51具有撓性。波動發生器60從徑向內側與筒狀部51接觸。即，撓性外齒齒輪50具有供波動發生器60從徑向內側接觸的撓性的筒狀部51。筒狀部51呈大致筒狀。剛性內齒齒輪40呈大致環狀。圖3的示例中，剛性內齒齒輪40呈大致圓環狀。撓性外齒齒輪50的筒狀部51從徑向RD內側與剛性內齒齒輪40接觸。即，剛性內齒齒輪40呈供筒狀部51從徑向內側接觸的環狀。撓性外齒齒輪50根據波動發生器60的旋轉而相對於剛性內齒齒輪40相對旋轉。

如圖1所示，在馬達100中，馬達主體10的轉子15與轉軸25連接。具體而言，轉子15固定於轉軸25。另一方面，在減速器200中，波動發生器60在與連接有轉子15的位置不同的位置處與轉軸25連接。具體而言，波動發生器60固定於轉軸25。馬達100的第一軸承30將轉軸25支承為能旋轉。第一軸承30隔著轉子15配置於波動發生器60的相反側。即，第一軸承30相對於轉子15配置於波動發生器60的相反側。馬達100的第二軸承35將轉軸25支承為能旋轉。第二軸承35配置於撓性外齒齒輪50的筒狀部51的徑向RD內側。即，馬達100的第二軸承35配置於減速器200的內部。因此，根據實施方式1，與將馬達100的第二軸承35配置於減速器200的外部的情況相比，能減小減速裝置SR的軸向AD的長度。即，能使減速裝置SR的軸向AD的長度較小。

具體而言，在實施方式1中，馬達100的第二軸承35隔著波動發生器60配置於轉子15的相反側。即，第二軸承35相對於波動發生器60配置於轉子15的相反側。因此，根據實施方式1，能將馬達主體10配置為在軸向AD上進一步靠近減速器200。其結果是，能進一步減小減速裝置SR的軸向AD的長度。

而且，在實施方式1中，較佳者馬達100的轉軸25是中空的。根據此較佳示例，能在轉軸25的內部配置軸等機械零件。其結果是，減速裝置SR的應用範圍擴大。具體而言，轉軸25具有大致圓柱狀的內部空間SP。另外，轉軸25也可以不是中空的。

接著，參照圖1和圖2，對馬達100的詳細情況進行說明。如圖1所示，馬達100還具有固定構件R1、間隔件R10、間隔件R11及固定構件R2。馬達主體10還具有定子11及凸緣部18。

定子11是馬達100的定子。定子11以中心軸線AX為中心地配置。具體而言，定子11具有定子芯部12、絕緣體13及多個線圈14。

定子芯部12以中心軸線AX為中心地配置。定子芯部12包圍中心軸線AX地配置，呈大致圓環狀。定子芯部12例如由將薄板電磁鋼板沿軸向AD層疊的層疊鋼板構成。絕緣體13使定子芯部12和線圈14電絕緣。絕緣體13由絕緣材料構成。絕緣體13覆蓋定子芯部12的至少一部分。絕緣體13包圍中心軸線AX並配置成大致圓環狀。絕緣體13可以由多個不同構件構成，也可以由單一的構件構成。通過隔著絕緣體13將導線捲繞於定子芯部12來構成線圈14。

如圖2所示，定子芯部12具有大致圓環狀的芯背121及多個極齒122。多個極齒122從芯背121朝徑向RD內側突出。並且，通過將導線捲繞於極齒122來構成線圈14。多個線圈14沿著周向CD配置。作為一例，定子芯部12具有18個槽。因此，在圖2的示例中，定子11具有18個線圈14。

回到圖1，轉子15是馬達100的轉子。即，轉子15以中心軸線AX為中心旋轉。轉子15與轉軸25連接。因此，當轉子15旋轉時，轉軸25旋轉。即，轉軸25與轉子15一起旋轉。轉子15以中心軸線AX為中心地配置。轉子15配置於定子11的徑向RD內側。即，馬達100是內轉子型的馬達。另外，馬達100也可以是外轉子型馬達。

具體而言，轉子15具有轉子芯部16和磁體17。磁體17例如是永磁體。例如，轉子15可以具有沿周向CD排列的多個磁體17，也可以具有大致圓環狀的單個磁體17。轉子芯部16例如由將電磁鋼板沿軸向AD層疊的層疊鋼板構成。磁體17固定於轉子芯部16的徑向RD外表面。即，馬達100是SPM（Surface Permanent Magnet：表面式永磁體）馬達。另外，磁體17也可以固定於轉子芯部16的內部。即，馬達100也可以是所謂的IPM（Interior Permanent Magnet：內部永磁體）馬達。磁體17和定子芯部12在徑向RD上隔開間隔相對。

轉子15由大致圓環狀的固定構件R2和大致圓環狀的間隔件R11夾入，在軸向AD上被定位。

如圖2所示，轉子15具有N個磁體17。因此，馬達100的極數為“N”。N是2以上的整數。圖2的示例中，N＝20。轉子15具有第一連接部161。具體而言，轉子芯部16以中心軸線AX為中心地配置。而且，轉子芯部16包圍中心軸線AX地配置，呈大致圓環狀。並且，轉子芯部16具有第一連接部161。第一連接部161與轉軸25連接。具體而言，第一連接部161具有在周向CD上相連的N個第一凹部162。N個第一凹部162分別朝徑向RD外側凹陷並沿軸向AD延伸。

N個第一凹部162分別在徑向RD上與N個磁體17相對。以使N個磁體17的磁場最優化的方式設置N個第一凹部162的形狀。“最優化的磁場”是指能使轉子15相對於定子11最順暢地旋轉的磁場。N個第一凹部162設置於轉子芯部16的內周面。

另一方面，轉軸25具有N個凸部250。N個凸部250朝徑向RD外側突出。N個凸部250沿周向CD相連。N個凸部250設置於轉軸25的外周面。N個凸部250分別與N個第一凹部162嵌合。其結果是，轉子芯部16與轉軸25連接。即，轉子15與轉軸25連接。另外，具有凸部250的轉軸25和具有第一凹部162的轉子芯部16構成花鍵。

回到圖1，凸緣部18保持定子11。具體而言，凸緣部18保持定子芯部12。凸緣部18以中心軸線AX為中心地配置成大致圓環狀。具體而言，凸緣部18具有第一凸緣部19及第二凸緣部20。第一凸緣部19呈大致圓環狀。第二凸緣部20呈大致圓環狀。第一凸緣部19從軸向AD一側覆蓋定子11。第二凸緣部20從軸向AD另一側覆蓋定子11和轉子15。第一凸緣部19和第二凸緣部20在軸向AD上夾著定子11，由此保持定子11。其結果是，定子11固定於凸緣部18。具體而言，定子芯部12固定於凸緣部18。

第一軸承30配置於轉軸25的軸向AD一方端部。第一軸承30將轉軸25支承為能相對於定子11及凸緣部18旋轉。第一軸承30例如是滾珠軸承。第一軸承30具有內圈31、多個滾珠32及外圈33。內圈31固定於轉軸25的外周面。多個滾珠32介於內圈31與外圈33之間，並沿周向CD排列。外圈33固定於第一凸緣部19的徑向RD內周面。

在第一軸承30的內圈31與轉子15之間配置有大致圓環狀的間隔件R11。而且，大致圓環狀的間隔件R10隔著內圈31配置於間隔件R11的相反側。並且，內圈31隔著間隔件R10由間隔件R11和固定構件R1夾入，在軸向AD上被定位。

第二軸承35配置於轉軸25的軸向AD另一方端部。第二軸承35將轉軸25支承為能相對於定子11及凸緣部18旋轉。第二軸承35例如是滾珠軸承。第二軸承35具有內圈36、多個滾珠37及外圈38。內圈36固定於轉軸25的外周面。多個滾珠37介於內圈36與外圈38之間，並沿周向CD排列。外圈38固定於後述的輸出旋轉體55。另外，雖然圖1中未示出，但實際上內圈36相對於輸出旋轉體55隔開間隔地分離。

接著，參照圖3和圖4，對減速器200及轉軸25的詳細情況進行說明。如圖3所示，波動發生器60具有第二連接部66。具體而言，波動發生器60具有波動軸承61及非正圓凸輪65。波動軸承61具有撓性。波動軸承61位於撓性外齒齒輪50的筒狀部51的徑向RD內側。非正圓凸輪65以中心軸線AX為中心地呈環狀擴展。在圖3的示例中，非正圓凸輪65呈大致橢圓狀。波動軸承61沿著非正圓凸輪65的外周面配置，以大致橢圓狀撓曲。非正圓凸輪65具有第二連接部66。

第二連接部66與轉軸25連接。具體而言，第二連接部66具有在周向CD上相連的N個第二凹部67。N個第二凹部67分別朝徑向RD外側凹陷並沿軸向AD延伸。N個第二凹部67設置於非正圓凸輪65的內周面。在俯視時，第二連接部66的形狀與圖2示出的第一連接部161的形狀大致相同。

N個第二凹部67分別與圖2示出的N個第一凹部162對應。N個第二凹部67分別在軸向AD上與N個第一凹部162相對。即，第一凹部162和第二凹部67沿著軸向AD排列在一直線上。

另一方面，轉軸25的N個凸部250分別與N個第二凹部67嵌合。其結果是，非正圓凸輪65與轉軸25連接。即，波動發生器60與轉軸25連接。轉軸25作為減速器200的輸入軸起作用。另外，具有凸部250的轉軸25和具有第二凹部67的非正圓凸輪65構成花鍵。

圖4是示出馬達100的轉軸25的立體圖。如圖4所示，在轉軸25中，N個凸部250沿軸向AD延伸。而且，N個凸部250在周向CD上隔開間隔排列。只要第一凹部162（圖2）及第二凹部67（圖3）嵌合於凸部250，各凸部250可以在軸向AD上切斷，也可以在軸向AD上連續。

轉軸25還具有固定構件配置部251、252、253、254。固定構件配置部251～254分別在周向CD上穿過N個凸部250。固定構件配置部251～254在軸向AD上隔開間隔配置。固定構件配置部251～254分別朝徑向RD內側凹陷。圖1中的固定構件R1、R2、R3、R4分別配置於固定構件配置部251、252、253、254。

以上，如參照圖2～圖4說明的那樣，根據實施方式1，設置於轉軸25的凸部250沿軸向AD延伸，由此，凸部250與轉子15的第一凹部162及波動發生器60的第二凹部67雙方嵌合。因此，能利用構造簡單的轉軸25將馬達100的旋轉力傳遞至減速器200。

接著，參照圖5、圖6A及圖7對馬達主體10與減速器200之間的密封結構進行說明。圖5是將圖1的減速裝置SR的一部分放大示出的縱剖圖。另外，在圖5中，為了簡便，省略了圖1的固定構件R3、R4。

圖5示出的減速器200的內部有潤滑脂存在。即，潤滑脂填充於減速器200的內部。例如，減速器200具有空間SP1、SP2、SP3。並且，潤滑脂充滿空間SP1、SP2、SP3。因此，需要防止減速器200的潤滑脂侵入馬達主體10。因為，尤其在實施方式1中，馬達主體10與減速器200在軸向AD上靠近。

馬達主體10的第二凸緣部20位於減速器200與馬達主體10的定子11及轉子15之間。第二凸緣部20在軸向AD上與馬達主體10的定子11及轉子15相對。而且，第二凸緣部20在軸向AD上與減速器200的剛性內齒齒輪40、撓性外齒齒輪50及波動發生器60相對。

具體而言，第二凸緣部20具有第一環部191及第二環部192。第一環部191呈大致圓環狀。第一環部191在軸向AD上與剛性內齒齒輪40相對。並且，第一環部191在軸向AD上相對於剛性內齒齒輪40固定。第一環部191從軸向AD接觸剛性內齒齒輪40。

第二環部192位於比第一環部191靠徑向RD內側的位置。第二環部192是大致圓環狀的平板構件，從第一環部191朝軸向AD內側擴展。第二環部192在軸向AD上與剛性內齒齒輪40、撓性外齒齒輪50及波動發生器60相對。而且，第二環部192在軸向AD上與定子11及轉子15相對。第二環部192在軸向AD上與轉子15分開。第二環部192從第一環部191朝徑向RD內側延伸。第二環部192的前端部在徑向RD上與轉軸25隔開間隔相對。

減速裝置SR還具有密封部90。密封部90在轉軸25的徑向RD外側對減速器200與馬達主體10之間進行密封。因此，根據實施方式1，能防止減速器200的潤滑脂侵入馬達主體10。

圖6A是放大示出密封部90的縱剖圖。即，圖6A放大示出圖5的區域A。如圖6A所示，密封部90具有迷宮結構。具體而言，密封部90具有第一迷宮部91及第二迷宮部92。第一迷宮部91設置於非正圓凸輪65的軸向AD側面。第一迷宮部91具有凸凹形狀。另一方面，第二迷宮部92設置於第二環部192的徑向RD前端部。第二迷宮部92在軸向AD上與第一迷宮部91相對。第二迷宮部92具有凸凹形狀。

第一迷宮部91的凸凹形狀與第二迷宮部92的凸凹形狀嚙合，由此密封減速器200與馬達主體10之間。

圖7是示出非正圓凸輪65的俯視圖。如圖7所示，設置於非正圓凸輪65的第一迷宮部91被設置成在俯視時包圍中心軸線AX的大致圓環狀。另外，雖省略了圖示，但第二迷宮部92也被設置成在俯視時包圍中心軸線AX的大致圓環狀。

接著，參照圖6B～圖6D對密封部90的其他示例進行說明。圖6B是放大示出密封部90的另一示例（以下，密封部90A）的縱剖圖。如圖6B所示，密封部90A由油密封件構成。密封部90A呈包圍中心軸線AX的大致圓環狀。另一方面，第二環部192在徑向RD的前端部193處朝軸向AD彎曲。並且，密封部90A配置於非正圓凸輪65的軸向AD側面與第二環部192的前端部193之間。其結果是，減速器200與馬達主體10之間由密封部90A密封。

圖6C是放大示出密封部90的又一示例（以下，密封部90B）的縱剖圖。如圖6C所示，密封部90B由V形環構成。密封部90B呈包圍中心軸線AX的大致圓環狀。密封部90B配置於非正圓凸輪65的軸向AD側面與第二環部192的徑向RD的前端部之間。其結果是，減速器200與馬達主體10之間由密封部90B密封。

圖6D是放大示出密封部90的又一示例（以下，密封部90C）的縱剖圖。如圖6D所示，密封部90C由O形環構成。密封部90C呈包圍中心軸線AX的大致圓環狀。密封部90C配置於非正圓凸輪65的軸向AD側面與第二環部192的徑向RD的前端部之間。其結果是，減速器200與馬達主體10之間由密封部90C密封。

另外，只要能密封減速器200與馬達主體10之間，密封部90、90A～90C的結構沒有特別限定。而且，在圖6A～圖6D中，為了簡便，省略了圖1的固定構件R3。

接著，參照圖1和圖3，對減速器200的詳細情況進行說明。圖1和圖3示出的減速器200是利用剛性內齒齒輪40與撓性外齒齒輪50的差動對輸入的旋轉運動進行減速的裝置。具有減速器200的減速裝置SR例如被裝入自行車、小型機器人的關節、輔助套裝、轉檯、機床的分度頭、輪椅或無人搬運車。不過，減速裝置SR被裝入的對象沒有特別限定。

如圖1和圖3所示，減速器200還具有輸出旋轉體55、外殼70、軸承80、密封構件85、固定構件R3及固定構件R4。而且，減速器200的輸入軸是馬達100的轉軸25。減速器200的輸出軸是輸出旋轉體55。輸出旋轉體55例如是襯套。

剛性內齒齒輪40是以中心軸線AX為中心呈大致圓環狀擴展的構件。剛性內齒齒輪40的剛性比撓性外齒齒輪50的筒狀部51的剛性高。因此，剛性內齒齒輪40實質上能視為剛體。剛性內齒齒輪40在內周面具有多個內齒41。多個內齒41沿周向CD以固定的間距排列。

撓性外齒齒輪50除了具有筒狀部51，還具有平板部52。筒狀部51是以中心軸線AX為中心沿軸向AD呈筒狀延伸的部位。而且，筒狀部51具有撓性，是能在徑向RD上撓曲的圓筒狀的部分。筒狀部51的軸向AD的一端部配置於剛性內齒齒輪40的徑向RD內側。而且，平板部52是與筒狀部51相比不易撓曲的平板狀的部分。平板部52是從筒狀部51的軸向AD另一端部朝徑向RD內側擴展的部位。

撓性外齒齒輪50在一端部附近的外周面具有多個外齒511。多個外齒511沿周向CD以固定的間距排列。在平板部52固定有用於提取減速後的動力的輸出軸即輸出旋轉體55。

在波動發生器60中，非正圓凸輪65是以中心軸線AX為中心地呈環狀擴展的構件。非正圓凸輪65與作為輸入軸的轉軸25連接。因此，非正圓凸輪65利用轉軸25的旋轉而以中心軸線AX為中心以減速前的轉速旋轉。在實施方式1中，非正圓凸輪65具有橢圓形的凸輪輪廓。換言之，非正圓凸輪65根據周向CD的位置而具有不同的外徑。進一步換言之，非正圓凸輪65的外緣呈大致橢圓狀。

非正圓凸輪65在軸向AD上被固定構件R3和固定構件R4夾著。其結果是，非正圓凸輪65在軸向AD上被定位。

波動軸承61是位於撓性外齒齒輪50的筒狀部51的徑向RD內側的撓性軸承。波動軸承61呈大致環狀。波動軸承61例如是滾珠軸承。波動軸承61具有內圈62、多個滾珠63及能彈性變形的外圈64。內圈62固定於非正圓凸輪65的外周面。多個滾珠63介於內圈62與外圈64之間，並沿周向CD排列。外圈64以反映旋轉的非正圓凸輪65的凸輪輪廓的方式經由內圈62及滾珠63彈性變形（撓曲變形）。而且，外圈64與撓性外齒齒輪50的筒狀部51的具有外齒511的部位的內周面接觸。具體而言，外圈64固定於筒狀部51的具有外齒511的部位的內周面。波動發生器60根據周向CD的位置而具有不同的外徑，並且在剛性內齒齒輪40的徑向RD內側以中心軸線AX為中心以減速前的轉速旋轉。

輸出旋轉體55固定於第二軸承35的外圈38。具體而言，第二軸承35具有筒狀軀幹部551及軸承保持部552。軸承保持部552保持第二軸承35。具體而言，第二軸承35的外圈38固定於軸承保持部552的徑向RD內周面。筒狀軀幹部551呈沿周向CD包圍中心軸線AX的大致圓筒狀。筒狀軀幹部551沿軸向AD延伸。

外殼70收容撓性外齒齒輪50的筒狀部51的一部分及平板部52。外殼70在軸向AD的一端固定於剛性內齒齒輪40。而且，在外殼70的軸向AD的另一端，外殼70的徑向RD內表面隔著軸承80及密封構件85與筒狀軀幹部551的外周面相對。

具體而言，外殼70具有大致圓筒狀的第一圓筒部71、大致圓環狀的平板部72及大致圓筒狀的第二圓筒部73。第一圓筒部71的軸向AD的一端部在軸向AD上與剛性內齒齒輪40相對，且固定於剛性內齒齒輪40。第一圓筒部71包圍中心軸線AX，且沿軸向AD延伸。平板部72從第一圓筒部71的軸向AD上的另一端朝中心軸線AX沿徑向RD擴展。第二圓筒部73從平板部72的徑向RD內側端部沿軸向AD延伸。第二圓筒部73包圍中心軸線AX，且沿軸向AD延伸。

密封構件85呈大致圓環狀。密封構件85配置於第二圓筒部73的內周面與筒狀軀幹部551的外周面之間。並且，密封構件85將第二圓筒部73的內周面與筒狀軀幹部551的外周面之間密封。密封構件85例如是油密封件。通過密封構件85，能防止存在於減速器200的內部的潤滑脂洩漏至外部。

軸承80呈大致環狀。軸承80配置於第二圓筒部73的內周面與筒狀軀幹部551的外周面之間。軸承80配置於比密封構件85靠近撓性外齒齒輪50的位置。軸承80例如是滾珠軸承。軸承80具有內圈81、多個滾珠82及外圈83。內圈81固定於筒狀軀幹部551的外周面。多個滾珠82介於內圈81與外圈83之間，並沿周向CD排列。外圈83固定於第二圓筒部73的徑向RD內周面。

在如上所述的結構的減速器200中，當馬達100的轉軸25以減速前的轉速旋轉時，非正圓凸輪65以減速前的旋轉速度旋轉。即，非正圓凸輪65以與轉軸25的旋轉速度相同的旋轉速度旋轉。並且，伴隨非正圓凸輪65的旋轉，經由波動軸承61對撓性外齒齒輪50的筒狀部51的具有外齒511的部位的內周面進行按壓，由此，筒狀部51以橢圓狀撓曲變形。此外，筒狀部51在非正圓凸輪65所形成的橢圓的長軸的兩端的兩處徑向RD外側附近向隨著朝向一端部而擴徑的方向（隨著朝向另一端部而縮徑的方向）傾斜。其結果是，在橢圓的長軸的兩端的兩處徑向RD外側附近，外齒511與內齒41嚙合。

當非正圓凸輪65旋轉時，非正圓凸輪65形成的橢圓的長軸的兩端的位置在周向CD上移動，外齒511與內齒41的嚙合部也在周向CD上移動。這裡，剛性內齒齒輪40的內齒41的齒數與撓性外齒齒輪50的外齒511的齒數略微不同。因此，非正圓凸輪65每旋轉一周時，內齒41與外齒511的嚙合部略微改變。其結果是，相對於剛性內齒齒輪40，撓性外齒齒輪50及輸出旋轉體55以被減速的轉速旋轉。即，撓性外齒齒輪50及輸出旋轉體55一邊使撓性外齒齒輪50的外齒511與剛性內齒齒輪40的內齒41的嚙合部在周向CD上移動，一邊利用外齒511與內齒41的齒數的不同來相對於剛性內齒齒輪40相對旋轉。

另外，在參照圖1和圖3說明的減速器200中，作為“撓性構件”的一例，對撓性外齒齒輪50進行了說明，作為“環狀構件”的一例，對“剛性內齒齒輪40”進行了說明。不過，只要能將第一轉速的旋轉運動轉換成比第一轉速低的第二轉速的旋轉運動，“撓性構件”和“環狀構件”就沒有特別限定。例如，在減速器200進行利用了牽引（摩擦）的減速的情況下，“撓性構件”具有撓性，但可以不具有外齒，“環狀構件”具有彈性，但可以不具有內齒。在該情況下，“撓性構件”的外周面與“環狀構件”的內周面經由潤滑油的油膜而接觸。

（實施方式2） 參照圖8和圖9對本發明實施方式2的自行車300進行說明。實施方式2的自行車300裝設有參照圖1說明的減速裝置SR。因此，以下適當省略減速裝置SR的說明。

圖8是示出實施方式2的自行車300的圖。如圖8所示，自行車300具有前輪310、後輪320、踏板330、曲柄臂340、滾鏈350及減速裝置SR。踏板330分別配置於自行車300的兩側面。曲柄臂340分別配置於自行車300的兩側面。踏板330旋轉自如地安裝於曲柄臂340。以下，將踏板330的旋轉方向中的一個方向設為“順方向”。在用戶沿順方向蹬踏板330時，踏板330的旋轉運動經由滾鏈350向後輪320傳遞。其結果是，後輪320旋轉，通過後輪320和前輪310的旋轉，自行車300向前方行進。

而且，減速裝置SR配置於在自行車300的兩側面配置的踏板330之間。而且，減速裝置SR配置於對滾鏈350進行覆蓋的鏈蓋351的內部。例如，在出發時或者行使于上坡路時，在踏板330的負載較大的情況下，減速裝置SR向踏板330供給順方向的旋轉驅動力。即，減速裝置SR作為電動輔助裝置起作用。因此，減輕了用戶蹬踏板330的力。其結果是，用戶能夠輕鬆地駕駛自行車300。

在本實施方式中，自行車300裝設了能使軸向AD的長度較小的減速裝置SR，因此，能使自行車300的軸向的長度較小。尤其，根據實施方式2，自行車300裝設了能使軸向AD的長度較小的減速裝置SR，因此，能抑制自行車300的重量增加。而且，減速裝置SR的軸向AD的長度較小，因而減速裝置SR不會造成妨礙，用戶容易蹬踏板330。

圖9是示出裝設於自行車300的減速裝置SR的縱剖圖。自行車300具有減速裝置SR、踏板330、曲柄軸360及鏈輪370。在本實施方式中，如圖9所示，自行車300還具有曲柄軸360、鏈輪370、單向離合器380、軸承385及軸承390。另外，為了易於觀察附圖，曲柄軸360以白色示出。

曲柄軸360是沿中心軸線AX延伸的大致圓柱狀的構件。曲柄軸360沿軸向AD貫穿減速裝置SR的轉軸25。曲柄軸360沿軸向AD貫穿減速裝置SR的轉軸25及輸出旋轉體55。而且，曲柄軸360由來自踏板330（圖8）的踏力驅動。

曲柄軸360的軸向AD的兩端向減速裝置SR的外側突出。在曲柄軸360的軸向AD的兩端分別固定有曲柄臂340。當自行車300的用戶蹬著與曲柄臂340連接的踏板330（圖8）時，踏力（人力）使得踏板330、曲柄臂340及曲柄軸360以中心軸線AX為中心旋轉。

在鏈輪370上連接有減速裝置SR的輸出軸。鏈輪370與減速器200的輸出軸即輸出旋轉體55連接。具體而言，鏈輪370固定於減速器200的輸出軸即輸出旋轉體55。鏈輪370與軸向AD大致正交。鏈輪370將經由單向離合器380及輸出旋轉體55被傳遞的曲柄軸360的旋轉向滾鏈350傳遞。鏈輪370呈以中心軸線AX為中心的大致圓板狀。鏈輪370在外周部具有多個外齒。鏈輪370經由多個外齒與自行車300的滾鏈350卡合。當曲柄軸360因來自踏板330的踏力而旋轉時，鏈輪370經由單向離合器380及輸出旋轉體55而以中心軸線AX為中心旋轉。其結果是，滾鏈350在鏈輪370與後輪320之間轉動。

在轉軸25的內周面配置有軸承385及軸承390。軸承385及軸承390例如是滾珠軸承。軸承385及軸承390沿軸向AD隔開間隔排列。軸承385及軸承390將曲柄軸360支承為能旋轉。軸承385具有內圈386、多個滾珠387及外圈388。內圈386固定於曲柄軸360的外周面。多個滾珠387介於內圈386與外圈388之間，並沿周向CD排列。外圈388固定於轉軸25的內周面。軸承390具有內圈391、多個滾珠392及外圈393。內圈391固定於曲柄軸360的外周面。多個滾珠392介於內圈391與外圈393之間，並沿周向CD排列。外圈393固定於轉軸25的內周面。

單向離合器380是僅允許輸出旋轉體55相對於曲柄軸360的相對旋轉朝向一個方向的機構。單向離合器380在徑向RD上配置於輸出旋轉體55與曲柄軸360之間。具體而言，單向離合器380在徑向RD上配置於輸出旋轉體55內周面與曲柄軸360的外周面之間。

在曲柄軸360的順方向的旋轉速度大於輸出旋轉體55的順方向的旋轉速度的情況下，單向離合器380允許曲柄軸360的旋轉。因此，在減速裝置SR的馬達100未驅動時，自行車300的用戶能夠在不會受到馬達100的阻力的情況下經由踏板330使曲柄軸360旋轉。在該情況下，鏈輪370僅通過曲柄軸360的旋轉力旋轉。

不過，單向離合器380禁止輸出旋轉體55的順方向的旋轉速度大於曲柄軸360的順方向的旋轉速度。因此，在馬達100驅動且輸出旋轉體55的順方向的旋轉速度追上曲柄軸360的順方向的旋轉速度時，曲柄軸360以與輸出旋轉體55相同的旋轉速度沿順方向旋轉。

電動機還具有控制器400和扭矩感測器410。扭矩感測器410以非接觸的方式對曲柄軸360的應變進行檢測，並將應變數轉換為扭矩值。扭矩感測器410將示出曲柄軸360的扭矩值的檢測信號輸入到控制器400。

控制器400安裝有用於將驅動電流供給至定子11的線圈14的電路。控制器400與線圈14、扭矩感測器410及電池（未圖示）電連接。控制器400具有微型電腦。微型計算機具有處理器及記憶體。

控制器400從扭矩感測器410接收示出曲柄軸360的扭矩的檢測信號。而且，在控制器400的記憶體中存儲有預先設定的扭矩的閾值。控制器400在從扭矩感測器410接收的檢測信號所示出的扭矩值小於閾值的情況下，不向線圈14供給驅動電流。因此，馬達100不驅動。另一方面，當從扭矩感測器410接收的檢測信號所示出的扭矩值變為閾值以上時，控制器400利用從電池供給的電力生成與扭矩值對應的驅動電流，並供給到線圈14。其結果是，馬達100驅動。

在使馬達100驅動且輸出旋轉體55的順方向的旋轉速度小於曲柄軸360的順方向的旋轉速度的情況下，基於馬達100的旋轉力且被減速的旋轉力被傳遞至輸出旋轉體55。其結果是，鏈輪370通過基於馬達100的旋轉力且被減速的旋轉力以及因用戶的踏力而產生的曲柄軸360的旋轉力來旋轉。

另一方面，在使馬達100驅動且輸出旋轉體55的順方向的旋轉速度大於曲柄軸360的順方向的旋轉速度的情況下，單向離合器380的作用使得鏈輪370僅通過因用戶的踏力而產生的曲柄軸360的旋轉力來旋轉。

以上，參照附圖對本發明的實施方式進行了說明。但是，本發明不限於上述實施方式，能在不脫離其主旨的範圍內以各種方式實施。而且，能通過將上述實施方式公開的多個構成要素適當組合，形成各種發明。例如，可以從實施方式所示的所有構成要素中去除幾個構成要素。例如，可以對不同實施方式中的構成要素進行適當組合。此外，為了便於理解，附圖示意性地示出了各結構要素的主體，為了便於製圖，圖示的各結構要素的厚度、長度、個數、間隔等有時與實際不同。而且，上述實施方式所示的各結構要素的材質、形狀、尺寸等為一例而沒有特別限定，能在不實質脫離本發明的效果的範圍內進行各種變更。

本發明例如能用於減速裝置和自行車。

10:馬達主體 11:定子 12:定子芯部 121:芯背 122:極齒 13:絕緣體 14:線圈 15:轉子 16:轉子芯部 161:第一連接部 162:第一凹部 17:磁體 18:凸緣部 19:第一凸緣部 191:第一環部 192:第二環部 193:前端部 20:第二凸緣部 25:轉軸 250:凸部 251~254:固定構件配置部 30:第一軸承 31:內圈 32:滾珠 33:外圈 35:第二軸承 36:內圈 37:滾珠 38:外圈 40:剛性內齒齒輪 41:內齒 50:撓性外齒齒輪 51:筒狀部 511:外齒 52:平板部 55:輸出旋轉體 551:筒狀軀幹部 552:軸承保持部 60:波動發生器 61:波動軸承 62:內圈 63:滾珠 64:外圈 65:非正圓凸輪 66:第二連接部 67:第二凹部 70:外殼 71:第一圓筒部 72:平板部 73:第二圓筒部 80:軸承 81:內圈 82:滾珠 83:外圈 85:密封構件 90,90A,90B,90C:密封部 91:第一迷宮部 92:第二迷宮部 100:馬達 200:減速器 300:自行車 310:前輪 320:後輪 330:踏板 340:曲柄臂 350:滾鏈 351:鏈蓋 360:曲柄軸 370:鏈輪 380:單向離合器 385:軸承 386:內圈 387:滾珠 388:外圈 390:軸承 391:內圈 392:滾珠 393:外圈 400:控制器 410:扭矩感測器 AD:與中心軸線平行的方向 AX:中心軸線 CD:以中心軸線為中心的圓弧的方向 R1,R2,R3,R4:固定構件 R10,R11:間隔件 RD:與中心軸線正交的方向 SP:內部空間 SP1,SP2,SP3:空間 SR:減速裝置

圖1是示出本發明實施方式1的減速裝置的縱剖圖。 圖2是示出實施方式1的馬達的橫剖圖。 圖3是示出實施方式1的減速器的橫剖圖。 圖4是示出實施方式1的馬達的轉軸的立體圖。 圖5是將實施方式1的減速裝置的一部分放大示出的縱剖圖。 圖6A是將實施方式1的減速裝置的密封部放大示出的縱剖圖。 圖6B是將實施方式1的減速裝置的密封部的另一示例放大示出的縱剖圖。 圖6C是將實施方式1的減速裝置的密封部的又一示例放大示出的縱剖圖。 圖6D是將實施方式1的減速裝置的密封部的又一示例放大示出的縱剖圖。 圖7是示出實施方式1的減速裝置的非正圓凸輪的俯視圖。 圖8是示出本發明實施方式2的自行車的圖。 圖9是示出裝設於實施方式2的自行車的減速裝置的縱剖圖。

10:馬達主體

11:定子

12:定子芯部

13:絕緣體

14:線圈

15:轉子

16:轉子芯部

17:磁體

18:凸緣部

19:第一凸緣部

20:第二凸緣部

25:轉軸

30:第一軸承

31:內圈

32:滾珠

33:外圈

35:第二軸承

36:內圈

37:滾珠

38:外圈

40:剛性內齒齒輪

41:內齒

50:撓性外齒齒輪

51:筒狀部

511:外齒

52:平板部

55:輸出旋轉體

551:筒狀軀幹部

552:軸承保持部

60:波動發生器

61:波動軸承

62:內圈

63:滾珠

64:外圈

65:非正圓凸輪

70:外殼

71:第一圓筒部

72:平板部

73:第二圓筒部

80:軸承

81:內圈

82:滾珠

83:外圈

85:密封構件

90:密封部

100:馬達

200:減速器

AD:與中心軸線平行的方向

AX:中心軸線

R1,R2,R3,R4:固定構件

R10,R11:間隔件

RD:與中心軸線正交的方向

SP:內部空間

SR:減速裝置

Claims (8)

1. 一種減速裝置，包括： 馬達；以及 減速器，所述減速器對所述馬達的旋轉速度進行減速， 所述馬達具有馬達主體、以中心軸線為中心旋轉的轉軸、第一軸承及第二軸承， 所述減速器具有： 波動發生器，所述波動發生器根據周向的位置而具有不同的外徑，且以所述中心軸線為中心旋轉； 撓性構件，所述撓性構件具有供所述波動發生器從徑向內側接觸的撓性的筒狀部；以及 環狀的環狀構件，所述筒狀部從徑向內側接觸所述環狀構件， 所述撓性構件根據所述波動發生器的旋轉而相對於所述環狀構件相對旋轉， 所述馬達主體具有與所述轉軸連接的轉子， 所述波動發生器在與連接有所述轉子的位置不同的位置處與所述轉軸連接， 所述第一軸承相對於所述轉子配置於所述波動發生器的相反側，且將所述轉軸支承為能旋轉， 所述第二軸承配置於所述筒狀部的徑向內側，且將所述轉軸支承為能旋轉。
2. 根據請求項1所述的減速裝置，其中， 所述馬達的極數為N，N是2以上的整數， 所述轉子具有與所述轉軸連接的第一連接部， 所述第一連接部具有在周向上相連的N個第一凹部， N個所述第一凹部分別朝徑向外側凹陷並沿軸向延伸， 所述波動發生器具有與所述轉軸連接的第二連接部， 所述第二連接部具有在周向上相連的N個第二凹部， N個所述第二凹部分別朝徑向外側凹陷並沿軸向延伸， 所述第一凹部及所述第二凹部沿軸向排列在一直線上， 所述轉軸具有朝徑向外側突出的N個凸部， N個所述凸部沿軸向延伸，且與N個所述第一凹部嵌合並與N個所述第二凹部嵌合。
3. 根據請求項1所述的減速裝置，其中， 所述第二軸承相對於所述波動發生器配置於所述轉子的相反側。
4. 根據請求項2所述的減速裝置，其中， 所述第二軸承相對於所述波動發生器配置於所述轉子的相反側。
5. 根據請求項1至4中任一項所述的減速裝置， 還具有密封部，所述密封部在所述轉軸的徑向外側將所述減速器與所述馬達主體之間密封， 所述減速器的內部有潤滑脂存在。
6. 根據請求項1至4中任一項所述的減速裝置，其中， 所述轉軸是中空的。
7. 根據請求項5所述的減速裝置，其中， 所述轉軸是中空的。
8. 一種自行車，具有： 請求項1至7中任一項所述的減速裝置； 踏板； 曲柄軸，所述曲柄軸沿軸向貫穿所述減速裝置的所述轉軸，並由來自所述踏板的踏力驅動；以及 鏈輪，所述鏈輪連接有所述減速裝置的輸出軸。

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