WO2013011892A1 - 減速機付きモータ - Google Patents

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WO2013011892A1
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eccentric
shaft
eccentric disk
motor
speed reducer
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Inventor
佐藤　光司
齋藤　隆英
中小路　雅文
直嗣 北山
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Ntn株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • F16H1/321—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear the orbital gear being nutating
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear

Definitions

  • This invention relates to a motor with a speed reducer that decelerates the rotation of the rotating shaft of an electric motor by a speed reducer and outputs it from an output shaft.
  • roller-type speed reducer As a roller-type speed reducer, one described in Patent Document 1 has been conventionally known.
  • the input shaft and the output shaft are arranged coaxially so that the shaft end portions face each other, and a plurality of curved inner teeth are provided on the inner circumference by a housing that covers the shaft end portions of both shafts.
  • the shaft end of the input shaft is provided with two eccentric discs that are rotatable in the internal gear at an interval in the axial direction
  • the shaft end of the output shaft is provided with an internal gear and
  • a cage is provided between the bearings press-fitted into the outer diameter surface of the eccentric disc, and the cage is provided with a plurality of pockets smaller in number than the inner teeth at the portions facing each of the two eccentric discs. Formed at equal intervals in the direction, the rolling elements made up of rollers that roll along the outer diameter surface of the bearing and successively mesh with the internal teeth of the internal gear are accommodated in the pockets.
  • the rolling element when the input shaft rotates, sequentially meshes with the internal teeth of the internal gear due to the rotation of the eccentric disk, and the rolling element has the internal teeth per one rotation of the input shaft.
  • the position is shifted in the circumferential direction by one tooth, and the output shaft decelerates and rotates with respect to the input shaft.
  • the tooth profile of the internal teeth is set so that the rotation angle of the output shaft is in a range corresponding to one pitch of the internal gear.
  • the output shaft is rotated by the rotation of the eccentric disk.At that time, all of the plurality of rolling elements are formed as a tooth profile with one curve corresponding to the curve outside the rolling element among the curves parallel to the locus drawn by the center of the rolling element. It is made to contact an internal tooth.
  • an eccentric disk that sequentially meshes the rolling elements with the internal teeth of the internal gear is integrated with the input shaft and always rotates integrally. Therefore, excessive torque is suddenly applied to the input shaft.
  • the rolling element may be locked between the outer surface of the bearing press-fitted into the tooth surface of the inner teeth and the outer surface of the eccentric disc, improving the reliability. The point which should be left was left.
  • the first object of the present invention is to reduce the size and size of a motor with a roller speed reducer that decelerates and outputs the rotation of an electric motor with a roller speed reducer.
  • the present invention comprises an electric motor and a speed reduction mechanism that decelerates and outputs the rotation of the rotating shaft of the electric motor.
  • the speed reduction mechanism includes a housing and the housing.
  • An output shaft having a cage rotatable between the internal gear and the eccentric disk at the shaft end, and meshed with the internal teeth of the internal gear held by the cage, and the number of teeth of the internal teeth It consists of different numbers of rolling elements, the rolling elements are sequentially meshed with the inner teeth by the rotation of the eccentric disk, and according to the difference between the number of inner teeth and the number of rolling elements per one rotation of the eccentric disk
  • a motor with a speed reducer that rotates the output shaft at a reduced speed The rotating shaft of the electric motor is extended to the speed reduction mechanism side, the eccentric disk for inputting the rotation of the rotating shaft is provided on the extended shaft portion, and the housing of the electric motor and the housing of the speed reduction mechanism are made common. The configuration was adopted.
  • the rotary shaft of the electric motor is extended to the speed reduction mechanism side, and the eccentric disc of the speed reducer is provided on the extended shaft portion, so that the rotary shaft of the electric motor and the input shaft of the speed reducer are coupled to each other.
  • the axial length can be greatly shortened, and a small and compact motor with a reduction gear can be obtained.
  • the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.
  • the eccentric disc in order to input the rotation of the rotary shaft to the eccentric disc, the eccentric disc is fitted to the rotary shaft to prevent rotation.
  • the detent may be by press-fitting or by key attachment. Further, it may be by spline fitting.
  • a partition that partitions the internal space of the common housing into a motor housing space and a reduction gear housing space is provided, and a bearing that rotatably supports the rotating shaft within the inner diameter surface of the shaft insertion hole formed in the partition is provided.
  • the rotating shaft and the eccentric disk can be rotated with high accuracy without causing a swing.
  • the eccentric disk of the motor with a speed reducer according to the first invention is supported rotatably by an input shaft, and the eccentric disk and the input shaft are
  • a torque limiter mechanism is provided to transmit the rotation of the input shaft to the eccentric disk and cut off the torque transmission from the input shaft to the eccentric disk when the load torque acting on the eccentric disk exceeds the set torque.
  • the eccentric disc is not loaded with a torque exceeding the set torque of the torque limiter mechanism, and the rolling elements are sequentially meshed with the internal teeth of the internal gear to reduce the rotation of the input shaft.
  • the locking mechanism does not cause a locking phenomenon.
  • Configuration a a configuration in which an eccentric disc is press-fitted into the input shaft with a tightening margin, and when an excessive torque is applied to the eccentric disc, a slip is generated between the press-fit surfaces of the input shaft and the eccentric disc.
  • Configuration b An eccentric disc is rotatably fitted to the input shaft, a flange that is axially opposed to the eccentric disc is provided on the input shaft, and the eccentric disc is loaded with a pressing force of an elastic member.
  • Configuration c An eccentric disc is rotatably fitted to the input shaft, and a wave-like ring that is waved in the circumferential direction is fitted between the fitting surfaces, and a wave portion continuous in the circumferential direction of the wave-like ring is provided. Elastic contact is made with each of the outer diameter surface of the input shaft and the inner diameter surface of the eccentric disk, and when an excessive torque is applied to the eccentric disk, slippage occurs between the wavy ring and the elastic contact surface of the input shaft or eccentric disk. Consists of such a configuration.
  • a wave spring, a disc spring, a coil spring, an elastic plate made of rubber, an elastic plate made of synthetic resin, or the like can be used as the elastic member.
  • an elastic member that is partially cut off in the circumferential direction such as a wave spring
  • the diameter is expanded by centrifugal force, and the elastic force that presses the eccentric disk changes due to the expanded diameter, resulting in a torque limit.
  • the value may change.
  • an annular wall that is radially opposed to the outer diameter surface of the elastic member is provided on the contact surface with which the elastic member of the eccentric disk contacts to prevent the elastic member from expanding. It is preferable to do this.
  • the rotating shaft of the electric motor is extended to the reduction mechanism side, and the eccentric shaft of the reduction mechanism is provided on the extension shaft portion, thereby achieving a small and compact reduction gear.
  • a motor with a machine can be obtained.
  • the housing of the electric motor and the housing of the speed reduction mechanism are made common, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.
  • the load torque acting on the eccentric disk exceeds the set torque of the torque limiter mechanism. Since the limiter mechanism is activated and transmission of rotational torque from the input shaft to the eccentric disk can be interrupted, it is possible to prevent the occurrence of a lock phenomenon in the speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the input shaft. A highly reliable reduction gear can be obtained.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a motor with a reduction gear according to the present invention.
  • the motor with a speed reducer includes an electric motor A and a speed reducer B that decelerates and outputs the rotation of the electric motor A, and the electric motor A and the speed reducer B share the housing 1. Has been.
  • the common housing 1 has a cylindrical shape.
  • the housing 1 is divided into two in the axial direction, and a first divided housing 1a and a second divided housing 1b are provided.
  • a partition wall 4 is provided for partitioning the inside of the housing 1 into a motor housing space portion 2 and a reduction gear housing space portion 3, and a drive portion of the electric motor A is provided in the motor housing space portion 2.
  • the speed reduction mechanism part of the speed reducer B is incorporated in the speed reducer accommodation space 3.
  • the drive part of the electric motor A is provided on the stator 11 fixed to the inner diameter surface of the first divided housing 1 a, the rotor 12 that rotates in the stator 11 by energizing the stator 11, and the rotational axis of the rotor 12.
  • the rotary shaft 13 rotates integrally with the rotor 12, and the rotary shaft 13 passes through the shaft insertion hole 5 formed in the partition wall 4 and is positioned in the speed reducer housing space 3.
  • a bearing 6 for rotatably supporting the rotary shaft 13 is incorporated.
  • a bearing with a seal having seals 6 a on both sides in the axial direction is adopted as the bearing 6, and the lubricating oil that lubricates the speed reduction mechanism portion of the speed reducer B in the speed reducer housing space portion 3 is used as the motor housing space. Leaking into the part 2 is prevented.
  • the speed reducer B includes an internal gear 21 supported on the inner diameter surface of the housing 1, a pair of eccentric disks 23 that can rotate within the internal gear 21, and an eccentric disk thereof.
  • the output shaft 25 is provided on the rotational axis 23.
  • the internal gear 21 is integrated into the housing 1 by being incorporated into a large-diameter recess 7 formed across the inner diameter surfaces of the abutting side ends of the first divided housing 1a and the second divided housing 1b.
  • a large number of internal teeth 22 are formed on the inner periphery of the internal gear 21.
  • the pair of eccentric disks 23 are provided on the rotating shaft 13 of the electric motor A and are prevented from rotating. Here, when the rotation is stopped, the rotary shaft 13 is press-fitted.
  • the pair of eccentric disks 23 are arranged so that the centers of the cylindrical outer diameter surfaces are shifted by 180 ° in the circumferential direction, and the bearings 24 are press-fitted into the respective outer diameter surfaces.
  • a ball bearing is employed as the bearing 24.
  • ⁇ shown in FIG. 2 indicates the amount of eccentricity between the center O 0 of the rotating shaft 13 and the center O 1 of the cylindrical outer diameter surface of the eccentric disk 23.
  • the output shaft 25 is rotatably supported by a double row bearing 26 incorporated in the open end of the second divided housing 1b.
  • a cage 27 that is rotatable between the internal gear 21 and the eccentric disc 23 is provided at an end of the output shaft 25 that faces the eccentric disc 23.
  • the cage 27 is rotatable between the bearing 24 on the eccentric disc 23 and the facing portion of the internal gear 21.
  • the cage 27 is cup-shaped and has a closed end, and a bearing 30 that receives the shaft end of the rotary shaft 13 is incorporated in a small-diameter hole 29 formed at the center of the closed end surface 28.
  • a plurality of pockets 31 arranged at equal intervals in the circumferential direction are formed in double rows, and the pockets 31 in each row are opposed to the bearings 24 supported by the pair of eccentric disks 23 in the radial direction.
  • the plurality of pockets 31 in one row and the plurality of pockets 31 in the other row are shifted by a half pitch position in the circumferential direction.
  • the plurality of pockets 31 in each row is less than the number of teeth of the internal teeth 22 formed on the inner periphery of the internal gear 21, and the rolling elements 32 made of one roller are movable in the radial direction for each pocket 31. Contained.
  • the rolling element 32 can mesh with the internal teeth 22 of the internal gear 21, and the inner teeth 22 with which the rolling element 32 meshes can be simultaneously contacted by the plurality of rolling elements 32 arranged in the circumferential direction. It is a tooth shape.
  • an eccentric disk in which the rotation angle of the output shaft 25 is within a range corresponding to one pitch of the internal teeth 22 of the internal gear 21.
  • the output shaft 25 is rotated by the rotation of the rotation shaft 23, and at this time, the tooth profile having one tooth corresponding to the curve outside the rolling element 32 among the curves parallel to the locus drawn by the center of the rolling element 32 is formed.
  • the motor with a reduction gear shown in the first embodiment has the above-described configuration.
  • the electric motor A When the electric motor A is driven, the rotation of the rotating shaft 13 is transmitted to the eccentric disk 23, and the eccentric disk 23 is rotated by the rotating shaft 13. Rotate with.
  • the rolling element 32 sequentially meshes with the inner teeth 22 of the internal gear 21 by the rotation of the eccentric disk 23, and the rolling element 32 moves in the circumferential direction by one tooth of the inner teeth 22 per one rotation of the eccentric disk 23.
  • the output shaft 25 rotates at a reduced speed.
  • the reduction gear B is lubricated by the lubricating oil put in the reduction gear housing space 3.
  • the electric motor A is adversely affected.
  • a bearing 6 that rotatably supports the rotary shaft 13 is incorporated in the shaft insertion hole 5 of the partition wall 4 that is partitioned into the motor housing space portion 2 and the reduction gear housing space portion 3, and the bearing 6 is sealed. Since the bearings are provided, there is no inconvenience that the lubricating oil flows into the motor housing space 2.
  • the rotary shaft 13 is rotatably supported at both ends sandwiching the eccentric disk 23 by the two bearings of the bearing 6 and the bearing 30 incorporated in the small diameter hole portion 29 of the cage closed end face 28.
  • the shaft 13 and the eccentric disk 23 rotate with high accuracy without swinging, and no vibration or noise is generated.
  • the eccentric disk 23 of the speed reducer B is provided on the rotating shaft 13 of the electric motor A so as to prevent the rotation, the rotating shaft of the electric motor and the input shaft of the speed reducer are connected by a shaft coupling. Compared to the case of connection, a motor with a reduction gear having a compact axial length can be obtained.
  • the housing of the electric motor A and the housing of the speed reducer B are shared, the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.
  • the eccentric disc 23 is press-fitted into the rotating shaft 13 to prevent the eccentric disc 23 from rotating, but the rotation stop is not limited to press-fitting.
  • 4 and 5 show other examples of the rotation prevention of the eccentric disk 23.
  • a key groove 33 is formed on the outer diameter surface of the rotating shaft 13 and the inner diameter surface of the eccentric disk 23, and a key 34 is incorporated in the key groove 33 to prevent the eccentric disk 23 from rotating.
  • the fitting of the rotating shaft 13 and the eccentric disk 23 is the fitting by the spline 35 and the eccentric disk 23 is prevented from rotating.
  • FIG. 6 shows a second embodiment of the motor with a reduction gear according to the present invention.
  • This embodiment is shown in the first embodiment in FIG. 1 in that an oil seal 36 is incorporated between the inner diameter surface of the shaft insertion hole 5 formed in the partition wall 4 and the outer diameter surface of the rotary shaft 13. It differs from a motor with a reduction gear. For this reason, the same components as those of the motor with a reduction gear shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the lubricating oil in the speed reducer housing space portion 3 is transferred to the motor housing space. Leakage into the part 2 can be prevented more reliably.
  • the eccentric disks 23 of the speed reducer B are paired.
  • the number of the eccentric disks is arbitrary, and may be one or two or more. Also good.
  • roller type speed reducer B in which the number of rolling elements 32 is smaller than the number of inner teeth 22 of the internal gear 21 is shown, but even if the number of rolling elements 32 is larger than the number of inner teeth 22. Good.
  • a pair of eccentric disks 23 are press-fitted into the rotating shaft 13 with a predetermined tightening margin, and a function (torque limiter mechanism 40) as a torque limiter is added.
  • a function torque limiter mechanism 40
  • the eccentric disc 23 is loaded with a torque exceeding the set torque of the torque limiter mechanism 40. Therefore, there is no inconvenience that the rolling element 32 is engaged with the tooth surface of the inner 22 and locked.
  • the torque limiter mechanism 40 is shown in which the eccentric disk 23 is press-fitted to the rotating shaft 13 with a margin to cause slippage between the press-fitting surfaces.
  • the torque limiter mechanism 40 is shown in FIG. It is not limited.
  • FIG. 7 to 13 show other examples of the torque limiter mechanism 40.
  • a pair of eccentric discs 23 are rotatably fitted to the rotary shaft 13, and an elastic member 41 is incorporated between opposing surfaces of the pair of eccentric discs 23 to form a pair of eccentricity.
  • the disc 23 is urged in a direction away from each other, one eccentric disc 23 is brought into pressure contact with a flange 42 provided integrally with the rotary shaft 13, and the other eccentric disc 23 is fitted to the shaft end portion of the rotary shaft 13.
  • the eccentric disk 23 and the flange 44 of the spacer 43 are prevented from moving to the shaft end side by the bearing 30.
  • a slip is generated between the pressure contact surfaces of the flanges 42 and 44 so that the rotation transmission from the rotary shaft 13 to the eccentric disk 23 is blocked.
  • the elastic member 41 a wave spring, a disc spring, a coil spring, an elastic plate made of rubber, an elastic plate made of synthetic resin, or the like can be adopted.
  • a wave spring is employed as the elastic member 41
  • a disc spring is used as the elastic member 41.
  • an elastic plate made of rubber is employed as the elastic member 41.
  • a pair of eccentric disks 23 are rotatably fitted to the rotating shaft 13, and the rotating shaft 13 has a flange 46 disposed between the pair of eccentric disks 23.
  • Each of the pair of eccentric disks 23 is brought into pressure contact with the flange 46 by the elastic member 41 incorporated between the bearings 6 and 30, and an excessive torque is applied to each of the pair of eccentric disks 23.
  • a slip is generated between the pressure contact surfaces of the eccentric disc 23 and the flange 46 so that the rotation transmission from the rotary shaft 13 to the eccentric disc 23 is blocked.
  • a pair of integrated eccentric discs 23 are rotatably fitted to the rotating shaft 13, and between the fitting surfaces, as shown in FIG.
  • the corrugated 4 is fitted, and the wave portion 47 a continuous in the circumferential direction of the corrugated ring 47 is brought into elastic contact with the outer diameter surface of the rotating shaft 13 and the inner diameter surface of the eccentric disc 23, respectively.
  • slippage is caused on the elastic contact surfaces of the wave ring 47 and the rotary shaft 13 or the eccentric disc 23.
  • a Electric motor B Reducer 1 Housing 2 Motor accommodating space 3 Reducer accommodating space 4 Bulkhead 5 Shaft insertion hole 6 Sealed bearing 13 Rotating shaft 21 Internal gear 22 Internal tooth 23 Eccentric disk 24 Bearing 25 Output shaft 27 Cage 32 Rolling element 34 Key 35 Spline 36 Oil seal 40 Torque limiter mechanism 41 Elastic members 42, 44, 46 Flange 45a Annular wall 47 Corrugated ring 47a Wave part

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Abstract

　電動モータの回転を減速機で減速して出力する減速機付きモータの小型、コンパクト化を図る。電動モータ（Ａ）の回転軸（１３）の回転を減速して出力する減速機構が、ハウジング（１）と、そのハウジング（１）の内径面に支持された内歯車（２１）と、電動モータ（Ａ）の回転軸（１３）の回転が入力されて内歯車（２１）内で回転可能な偏心円板（２３）と、その偏心円板（２３）の回転軸心と同軸上に配置され、内歯車（２１）と偏心円板（２３）との間で回転可能なケージ（２７）を軸端部に有する出力軸（２５）と、ケージ（２７）に保持されて内歯車（２１）の内歯（２２）に噛合し、その内歯（２２）の歯数より少数の転動体（３２）とで形成される減速機（Ｂ）とされ、電動モータ（Ａ）の回転軸（１３）上に偏心円板（２３）を設けた。

Description

減速機付きモータ
　この発明は、電動モータの回転軸の回転を減速機により減速して出力軸から出力する減速機付きモータに関する。
　ローラ式減速機として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。そのローラ式減速機においては、入力軸と出力軸を軸端部が対向する同軸上の配置とし、その両軸の軸端部を覆うハウジングによって複数の曲線形の内歯を内周に有する内歯車を支持し、上記入力軸の軸端部には内歯車内において回転可能な２枚の偏心円板を軸方向に間隔をおいて設け、上記出力軸の軸端部には、内歯車と偏心円板の外径面に圧入された軸受間に配置されるケージを設け、そのケージには２枚の偏心円板のそれぞれと対向する部位に上記内歯より少ない数の複数のポケットを周方向に等間隔に形成し、そのポケットのそれぞれ内部に上記軸受の外径面に沿って転動して内歯車の内歯に順次噛合されるローラからなる転動体を収容している。
　上記の構成からなる減速機において、入力軸が回転すると、偏心円板の回転により、転動体が内歯車の内歯に順次噛合し、その入力軸の１回転当たりに、転動体が内歯の一歯分だけ周方向に位置がずれ、出力軸が入力軸に対して減速して回転する。
　ここで、円滑な回転伝達が得られるようにするため、上記特許文献１に記載された減速装置においては、内歯の歯形を、出力軸の回転角が内歯車の一ピッチ分の範囲において、偏心円板の回転によって出力軸が回転し、その時、転動体の中心が描く軌跡と平行する曲線のうち転動体の外側にある曲線を一歯分とする歯形として、複数の転動体の全てを内歯に接触させるようにしている。
特開昭６２－９３５６５号公報
　ところで、上記従来のローラ式減速機においては、電動モータを接続し、その電動モータの回転をローラ式減速機で減速する使用が一般的であり、その電動モータの接続に際し、従来では、電動モータの回転軸とローラ式減速機の入力軸とを軸継手で接続するようにしていたため、接続によって得られるローラ減速機付きモータが大型化し、各種装置に対する組付けに大きなスペースを確保しなければならないという問題があった。
　また、従来のローラ式減速装置においては、内歯車の内歯に転動体を順次噛合させる偏心円板が入力軸に一体化されて常に一体となって回転するため、入力軸に過大トルクが急激に負荷されると、転動体が内歯の歯面と偏心円板の外径面に圧入された軸受の外径面間に噛み込んでロックする可能性があり、信頼性を高める上において改善すべき点が残されていた。
　この発明の第１の課題は、電動モータの回転をローラ式減速機で減速して出力するローラ減速機付きモータの小型化、コンパクト化を図ることである。
　この発明は、偏心円板に対しての過大トルクの負荷時に減速機構部でロック現象が発生するのを防止することができるようにした信頼性の高い減速装置を提供することを第２の課題としている。
　上記の第１の課題を解決するため、この発明においては、電動モータと、その電動モータの回転軸の回転を減速して出力する減速機構とからなり、前記減速機構が、ハウジングと、そのハウジングの内径面に支持された内歯車と、前記電動モータの回転軸の回転が入力されて前記内歯車内で回転可能な偏心円板と、その偏心円板の回転軸心と同軸上に配置され、前記内歯車と前記偏心円板との間で回転可能なケージを軸端部に有する出力軸と、前記ケージに保持されて前記内歯車の内歯に噛合し、その内歯の歯数と相違する数の転動体とからなり、前記偏心円板の回転により転動体を前記内歯に順次噛合させ、偏心円板の１回転当たりに内歯の数と転動体の数の差に応じて出力軸を減速回転させるようにした減速機付きモータにおいて、前記電動モータの回転軸を前記減速機構側に延長し、その延長軸部上に回転軸の回転が入力される前記偏心円板を設け、前記電動モータのハウジングと前記減速機構のハウジングを共通とした構成を採用したのである。
　上記のように、電動モータの回転軸を減速機構側に延長し、その延長軸部上に減速機の偏心円板を設けることにより、電動モータの回転軸と減速機の入力軸とを軸継手で接続する場合に比較して、軸方向長さを大幅に短縮することができ、小型、コンパクトな減速機付きモータを得ることができる。
　また、電動モータのハウジングと減速機構のハウジングを共通とすることにより、部品点数が少なくなり、コストの低減を図ることができる。
　この発明に係る減速機付きモータにおいて、回転軸の回転を偏心円板に入力するため、回転軸に偏心円板を嵌合して回り止めする。その回り止めは、圧入によるものであってもよく、あるいは、キーの取付けによるものであってもよい。また、スプラインの嵌合によるものであってもよい。
　ここで、共通ハウジングの内部空間をモータ収容空間部と減速機収容空間部とに仕切る隔壁を設け、その隔壁に形成された軸挿入孔の内径面内に回転軸を回転自在に支持する軸受を組み込むと、回転軸および偏心円板を振れ回りを生じさせることなく精度よく回転させることができる。
　この場合、軸受としてシール付き軸受を採用することにより、減速機収容空間内に充填された潤滑油がモータ収容空間部内に漏洩して電動モータに影響を与えるのを防止することができる。
　また、上記隔壁に形成された軸挿入孔の内径面と回転軸の外径面の対向面間にオイルシールを組込むことによって潤滑油がモータ収容空間部内に漏洩するのをより確実に防止することができる。
　上記第２の課題を解決するため、第２の発明においては、上記第１の発明に係る減速機付きモータの偏心円板を入力軸によって回転自在に支持し、その偏心円板と入力軸間に、入力軸の回転を偏心円板に伝達し、偏心円板に作用する負荷トルクが設定トルクを超えた際に、入力軸から偏心円板へのトルク伝達を遮断するトルクリミッタ機構を設けた構成を採用したのである。
　上記のように、入力軸と偏心円板間にトルクリミッタ機構を設けることにより、偏心円板に作用する負荷トルクがトルクリミッタ機構の設定トルクを超えると、そのトルクリミッタ機構が作動し、入力軸から偏心円板への回転トルクの伝達が遮断して入力軸が空回転する。
　このため、偏心円板には、トルクリミッタ機構の設定トルクを超える大きさのトルクが負荷されるようなことがなくなり、転動体を内歯車の内歯に順次噛合させて入力軸の回転を減速する減速機構部でロック現象が発生するようなことはない。
　ここで、トルクリミッタ機構として、下記の構成ａ乃至ｃからなるものを採用することができる。
　構成ａ；入力軸に偏心円板を締め代をもって圧入し、偏心円板に過大トルクが負荷された際に、入力軸と偏心円板の圧入面間で滑りを生じさせるようにした構成からなるもの。
　構成ｂ；入力軸に偏心円板を回転自在に嵌合し、入力軸には偏心円板と軸方向で対向するフランジを設け、上記偏心円板に弾性部材の押圧力を負荷して偏心円板をフランジに圧接させ、その偏心円板に過大トルクが負荷された際に、偏心円板とフランジの圧接面間で滑りを生じさせるようにした構成からなるもの。
　構成ｃ；入力軸に偏心円板を回転自在に嵌合し、その嵌合面間に周方向に波状とされた波状リングを嵌合して、その波状リングの周方向に連続する波部を入力軸の外径面および偏心円板の内径面それぞれに弾性接触させ、偏心円板に過大トルクが負荷された際に、波状リングと入力軸または偏心円板の弾性接触面で滑りを生じさせるようにした構成からなるもの。
　上記構成ｂからなるトルクリミッタ機構の採用において、弾性部材として、波ばね、皿ばね、コイルばね、ゴムからなる弾性板、合成樹脂からなる弾性板等を採用することができる。
　ここで、波ばねのように、周方向の一部が切り離された弾性部材の採用においては、遠心力により拡径し、その拡径により偏心円板を押圧する弾性力が変化してトルクリミット値が変化する可能性がある。そのような問題の発生を防止するため、偏心円板の弾性部材が接触する接触面に、その弾性部材の外径面と径方向で対向する環状壁を設けて、弾性部材の拡径を防止するのが好ましい。
　第１発明に係る減速装置においては、上記のように、電動モータの回転軸を減速機構側に延長し、その延長軸部に減速機構の偏心円板を設けたことにより、小型、コンパクトな減速機付きモータを得ることができる。
　また、電動モータのハウジングと減速機構のハウジングを共通としたことにより、部品点数が少なくなり、コストの低減を図ることができる。
　第２の発明においては、上記のように、入力軸と偏心円板間にトルクリミッタ機構を設けたことにより、偏心円板に作用する負荷トルクがトルクリミッタ機構の設定トルクを超えると、そのトルクリミッタ機構が作動して、入力軸から偏心円板への回転トルクの伝達を遮断することができるため、入力軸の回転を減速する減速機構部でロック現象が発生するのを防止することができ、信頼性の高い減速装置を得ることができる。
この発明に係る減速機付きモータの実施の形態を示す縦断面図 図１のII－II線に沿った断面図 図１の回転軸の支持部を拡大して示す断面図 偏心円板の回り止めの他の例を示す断面図 偏心円板の回り止めのさらに他の例を示す断面図 この発明に係る減速機付きモータの他の実施の形態を示す縦断面図 この発明に係る減速機付きモータのさらに実施の形態を示す縦断面図 トルクリミッタ機構の弾性部材の一例を示す断面図 トルクリミッタ機構の弾性部材の他の例を示す断面図 トルクリミッタ機構の弾性部材のさらに他の例を示す断面図 トルクリミッタ機構のさらに他の例を示す断面図 トルクリミッタ機構のさらに他の例を示す断面図 波状リングを示す斜視図
　以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１は、この発明に係る減速機付きモータの第１の実施の形態を示す。図示のように、減速機付きモータは、電動モータＡと、その電動モータＡの回転を減速して出力する減速機Ｂとからなり、その電動モータＡと減速機Ｂは、ハウジング１が共通とされている。
　共通のハウジング１は円筒状をなしている。また、ハウジング１は軸方向に２分割されて第１分割ハウジング１ａと第２分割ハウジング１ｂが設けられている。
　第１分割ハウジング１ａの内部には、ハウジング１内をモータ収容空間部２と減速機収容空間部３とに仕切る隔壁４が設けられ、そのモータ収容空間部２内に電動モータＡの駆動部が組み込まれ、一方、減速機収容空間部３内に減速機Ｂの減速機構部が組み込まれている。
　電動モータＡの駆動部は、第１分割ハウジング１ａの内径面に固定されたステータ１１と、そのステータ１１に対する通電によってステータ１１内で回転するロータ１２と、そのロータ１２の回転軸心上に設けられてロータ１２と一体に回転する回転軸１３とからなり、上記回転軸１３は隔壁４に形成された軸挿入孔５を貫通して減速機収容空間部３内に位置している。
　軸挿入孔５内には回転軸１３を回転自在に支持する軸受６が組み込まれている。図３に示すように、軸受６として、軸方向両側にシール６ａを有するシール付き軸受が採用され、減速機収容空間部３内の減速機Ｂの減速機構部を潤滑する潤滑油がモータ収容空間部２内に漏洩するのを防止している。
　図１および図２に示すように、減速機Ｂは、ハウジング１の内径面に支持された内歯車２１と、その内歯車２１内で回転可能な一対の偏心円板２３と、その偏心円板２３の回転軸心上に設けられた出力軸２５を有している。
　内歯車２１は、第１分割ハウジング１ａと第２分割ハウジング１ｂの突合せ側端部の内径面に跨って形成された大径凹部７内に組み込まれてハウジング１に一体化されている。この内歯車２１の内周には多数の内歯２２が形成されている。
　一対の偏心円板２３は、電動モータＡの回転軸１３上に設けられて回り止めされている。回り止めに際し、ここでは、回転軸１３に圧入するようにしている。
　また、一対の偏心円板２３は、円筒状外径面の中心が周方向に１８０°位置がずれる配置とされ、それぞれの外径面に軸受２４が圧入されている。軸受２４として玉軸受を採用している。ここで、図２に示すδは、回転軸１３の中心Ｏ０と偏心円板２３の円筒状外径面の中心Ｏ１の偏心量を示している。
　出力軸２５は、第２分割ハウジング１ｂの開口端部内に組み込まれた複列の軸受２６によって回転自在に支持されている。出力軸２５の偏心円板２３と対向する端部には内歯車２１と偏心円板２３との間で回転可能なケージ２７が設けられている。
　ケージ２７は偏心円板２３上の軸受２４と内歯車２１の対向部間において回転自在とされている。ケージ２７はカップ状をなして閉塞端を有し、その閉塞端面２８の中央部に形成された小径孔部２９内に回転軸１３の軸端部を受ける軸受３０が組込まれている。
　ケージ２７には、周方向に等間隔に並ぶ複数のポケット３１が複列に形成され、各列のポケット３１は、一対の偏心円板２３のそれぞれに支持された軸受２４と径方向で対向する位置に形成されており、一方の列の複数のポケット３１と他方の列の複数のポケット３１は周方向に半ピッチ位置がずれている。
　各列の複数のポケット３１は、内歯車２１の内周に形成された内歯２２の歯数より少なく、それぞれのポケット３１に対して一つのローラからなる転動体３２が径方向に移動自在に収容されている。
　転動体３２は、内歯車２１の内歯２２に対して噛合可能とされ、その転動体３２が噛合する内歯２２は、周方向に並ぶ複数の転動体３２のそれぞれが同時に接触可能とする曲線状の歯形とされている。全ての転動体３２を接触可能とするため、前述の特許文献１に記載されているように、出力軸２５の回転角が内歯車２１の内歯２２の一ピッチ分の範囲において、偏心円板２３の回転によって出力軸２５が回転し、その時、転動体３２の中心が描く軌跡と平行する曲線のうち転動体３２の外側にある曲線を一歯分とする歯形としている。
　第１の実施の形態で示す減速機付きモータは上記の構成からなり、電動モータＡを駆動すると、その回転軸１３の回転が偏心円板２３に伝達されて、偏心円板２３が回転軸１３と共に回転する。
　偏心円板２３の回転により転動体３２が内歯車２１の内歯２２と順次噛合し、偏心円板２３の一回転当たりに転動体３２が内歯２２の一歯分だけ周方向に移動し、出力軸２５が減速回転する。
　ここで、減速機Ｂにおいては、減速機収容空間部３内に入れられた潤滑油によって潤滑される。この時、潤滑油がモータ収容空間部２内に流入すると、電動モータＡに悪影響を与えることになる。しかし、実施の形態では、モータ収容空間部２と減速機収容空間部３とに仕切る隔壁４の軸挿入孔５内に回転軸１３を回転自在に支持する軸受６を組込み、その軸受６をシール付き軸受としているため、潤滑油がモータ収容空間部２内に流入するという不都合の発生はない。
　また、回転軸１３は、上記軸受６とケージ閉塞端面２８の小径孔部２９に組み込まれた軸受３０の二つの軸受によって偏心円板２３を挟む両端部で回転自在に支持されているため、回転軸１３および偏心円板２３は振れ回ることなく高精度に回転することになり、振動や騒音を発生させるようなことはない。
　実施の形態では、電動モータＡの回転軸１３上に減速機Ｂの偏心円板２３を設けて回り止めするようにしているため、電動モータの回転軸と減速機の入力軸とを軸継手で接続する場合に比較して、軸方向長さのコンパクトな減速機付きモータを得ることができる。
　また、電動モータＡのハウジングと減速機Ｂのハウジングを共通としているため、部品点数が少なくなり、コストの低減を図ることができる。
　図１に示す第１の実施の形態においては、回転軸１３に偏心円板２３を圧入して、偏心円板２３を回り止めしたが、回り止めは圧入に限定されるものではない。図４および図５は、偏心円板２３の回り止めの他の例を示している。図４では、回転軸１３の外径面と偏心円板２３の内径面にキー溝３３を形成し、そのキー溝３３にキー３４を組み込んで偏心円板２３を回り止めしている。
　また、図５では、回転軸１３と偏心円板２３の嵌合をスプライン３５による嵌合として、偏心円板２３を回り止めとしている。
　図６は、この発明に係る減速機付きモータの第２の実施の形態を示す。この実施の形態においては、隔壁４に形成された軸挿入孔５の内径面と回転軸１３の外径面間にオイルシール３６を組み込んでいる点で図１の第１の実施の形態で示す減速機付きモータと相違する。このため、第１の実施の形態で示す減速機付きモータと同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。
　第２の実施の形態で示すように、軸挿入孔５の内径面と回転軸１３の外径面間にオイルシール３６を組み込むことによって、減速機収容空間部３内の潤滑油がモータ収容空間部２内に漏洩するのをより確実に防止することができる。
　なお、第１および第２の実施の形態では、減速機Ｂの偏心円板２３を一対としたが、偏心円板の数は任意であり、１枚であってもよく、２枚以上あってもよい。
　実施の形態においては、転動体３２の数を内歯車２１の内歯２２の数より少なくしたローラ式減速機Ｂを示したが、転動体３２の数を内歯２２の数より多くしてもよい。
　ここで、内歯車２１の内歯２２に転動体３２を順次噛合させる偏心円板２３が回転軸１３に一体化されて常に一体となって回転する構成であると、回転軸１３に過大トルクが急激に負荷された際、転動体３２が内歯２２の歯面と偏心円板２３の外径面に圧入された軸受２４の外径面間に噛み込んでロックする可能性がある。
　図１では、減速機付きモータの信頼性を高めるため、回転軸１３に一対の偏心円板２３を所定の締め代をもって圧入してトルクリミッタとしての機能(トルクリミッタ機構４０)を付加し、偏心円板２３に作用する負荷トルクが設定されたトルクに達した際に、入力軸１３と偏心円板２３の圧入面間で滑りを生じさせるようにしている。
　上記のように、回転軸１３と偏心円板２３との間に圧入によってのトルクリミッタ機構４０を設けることによって偏心円板２３にはトルクリミッタ機構４０の設定トルクを超える大きさのトルクが負荷されるというようなことがなく、転動体３２が内２２の歯面に噛み込んでロックするという不都合の発生はない。
　図１では、トルクリミッタ機構４０として、回転軸１３に偏心円板２３を締め代をもって圧入し、その圧入面間において滑りを生じさせるようにしたものを示したが、トルクリミッタ機構４０はこれに限定されるものではない。
　図７乃至図１３は、トルクリミッタ機構４０の他の例を示している。図７に示すトルクリミッタ機構４０においては、回転軸１３に一対の偏心円板２３を回転自在に嵌合し、その一対の偏心円板２３の対向面間に弾性部材４１を組み込んで一対の偏心円板２３を離反する方向に付勢し、一方の偏心円板２３を回転軸１３に一体に設けられたフランジ４２に圧接させ、他方の偏心円板２３を回転軸１３の軸端部に嵌合されて軸受３０により軸端側に移動するのが阻止された間座４３のフランジ４４に圧接させ、一対の偏心円板２３のそれぞれに過大トルクが負荷された際に、偏心円板２３とフランジ４２、４４の圧接面間で滑りを生じさせて、回転軸１３から偏心円板２３への回転伝達を遮断するようにしている。
　ここで、弾性部材４１として、波ばね、皿ばね、コイルばね、ゴムからなる弾性板、合成樹脂からなる弾性板等を採用することができる。図８では、弾性部材４１として波ばねを採用しており、また、図９では、弾性部材４１として皿ばねを使用している。さらに、図１０では、弾性部材４１としてゴムからなる弾性板を採用している。
　上記各種の弾性部材４１うち、遠心力によって拡径するような弾性部材４１の採用においては、その拡径により押圧力が変化してトルクリミッタ値が変化する可能性が生じる。そのような問題の発生を防止するため、図８では、偏心円板２３の弾性部材４１が接触する面に、その弾性部材４１を収容可能とする円形凹部４５を設け、その円形凹部４５の外周の環状壁４５ａで弾性部材４１の拡径を防止するようにしている。
　図１１に示すトルクリミッタ機構４０においては、回転軸１３に一対の偏心円板２３を回転自在に嵌合し、回転軸１３には、その一対の偏心円板２３間に配置されるフランジ４６を一体に設け、一対の偏心円板２３のそれぞれを、軸受６、３０との間に組み込んだ弾性部材４１により上記フランジ４６に圧接させ、一対の偏心円板２３のそれぞれに過大トルクが負荷された際に、偏心円板２３とフランジ４６の圧接面間で滑りを生じさせて、回転軸１３から偏心円板２３への回転伝達を遮断するようにしている。
　図１２に示すトルクリミッタ機構４０においては、回転軸１３に一対の一体化された偏心円板２３を回転自在に嵌合し、その嵌合面間に、図１３に示すように、周方向に波状とされた４を嵌合して、その波状リング４７の周方向に連続する波部４７ａを回転軸１３の外径面および偏心円板２３の内径面それぞれに弾性接触させ、偏心円板２３に過大トルクが負荷された際に、波状リング４７と回転軸１３または偏心円板２３の弾性接触面で滑りを生じさせるようにしている。
　図７乃至図１３に示すいずれのトルクリミッタ機構４０の採用においても、偏心円板２３に対する過大トルクの負荷時に回転軸１３の回転を減速する減速機構部でロック現象が発生するのを防止することができる。
Ａ　　電動モータ
Ｂ　　減速機
１　　ハウジング
２　　モータ収容空間部
３　　減速機収容空間部
４　　隔壁
５　　軸挿入孔
６　　シール付き軸受
１３　回転軸
２１　内歯車
２２　内歯
２３　偏心円板
２４　軸受
２５　出力軸
２７　ケージ
３２　転動体
３４　キー
３５　スプライン
３６　オイルシール
４０　　トルクリミッタ機構
４１　　弾性部材
４２、４４、４６　　フランジ
４５ａ　環状壁
４７　　波状リング
４７ａ　波部

Claims (14)

  1. 　電動モータと、その電動モータの回転軸の回転を減速して出力する減速機構とからなり、前記減速機構が、ハウジングと、そのハウジングの内径面に支持された内歯車と、前記電動モータの回転軸の回転が入力されて前記内歯車内で回転可能な偏心円板と、その偏心円板の回転軸心と同軸上に配置され、前記内歯車と前記偏心円板との間で回転可能なケージを軸端部に有する出力軸と、前記ケージに保持されて前記内歯車の内歯に噛合し、その内歯の歯数と相違する数の転動体とからなり、前記偏心円板の回転により転動体を前記内歯に順次噛合させ、偏心円板の１回転当たりに内歯の数と転動体の数の差に応じて出力軸を減速回転させるようにした減速機付きモータにおいて、
    　前記電動モータの回転軸を前記減速機構側に延長し、その延長軸部上に回転軸の回転が入力される前記偏心円板を設け、前記電動モータのハウジングと前記減速機構のハウジングを共通としたことを特徴とする減速機付きモータ。
  2. 　前記偏心円板が、前記回転軸に対して回り止めされた請求項１に記載の減速機付きモータ。
  3. 　前記偏心円板の回り止めが、圧入による請求項２に記載の減速機付きモータ。
  4. 　前記偏心円板の回り止めが、キーの取付けによる請求項２に記載の減速機付きモータ。
  5. 　前記偏心円板の回り止めが、スプラインの嵌合による請求項２に記載の減速機付きモータ。
  6. 　前記共通ハウジングの内部空間をモータ収容空間部と減速機収容空間部とに仕切る隔壁を設け、その隔壁に形成された軸挿入孔の内径面内に前記回転軸を回転自在に支持する軸受を組み込んだ請求項１乃至５のいずれか１項に記載の減速機付きモータ。
  7. 　前記軸受がシール付き軸受からなる請求項６に記載の減速機付きモータ。
  8. 　前記隔壁に形成された軸挿入孔の内径面と前記回転軸の外径面間にオイルシールを組み込んだ請求項６又は７に記載の減速機付きモータ。
  9. 　前記偏心円板が入力軸に対して回転自在とされ、その偏心円板と入力軸間に、入力軸の回転を偏心円板に伝達し、偏心円板に作用する負荷トルクが設定トルクを超えた際に、入力軸から偏心円板へのトルク伝達を遮断するトルクリミッタ機構が設けられた請求項１に記載の減速装置。
  10. 　前記トルクリミッタ機構が、前記入力軸に前記偏心円板を締め代をもって圧入し、偏心円板に過大トルクが負荷された際に、入力軸と偏心円板の圧入面間で滑りを生じさせるようにした構成からなる請求項９に記載の減速装置。
  11. 　前記トルクリミッタ機構が、前記入力軸に前記偏心円板を回転自在に嵌合し、前記入力軸には前記偏心円板と軸方向で対向するフランジを設け、前記偏心円板に弾性部材の押圧力を負荷して偏心円板を前記フランジに圧接させ、偏心円板に過大トルクが負荷された際に、偏心円板とフランジの圧接面間で滑りを生じさせるようにした構成からなる請求項９に記載の減速装置。
  12. 　前記弾性部材が、波ばね、皿ばね、コイルばね、ゴム製弾性板、合成樹脂製弾性板のうちの一種からなる請求項１１に記載の減速装置。
  13. 　前記偏心円板の弾性部材の接触面に、その弾性部材の外径面と径方向で対向する拡径防止用の環状壁を設けた請求項１１又は１２に記載の減速装置。
  14. 　前記トルクリミッタ機構が、前記入力軸に前記偏心円板を回転自在に嵌合し、その嵌合面間に周方向に波状とされた波状リングを嵌合して、その波状リングの周方向に連続する波部を入力軸の外径面および偏心円板の内径面それぞれに弾性接触させ、偏心円板に過大トルクが負荷された際に、波状リングと入力軸または偏心円板の弾性接触面で滑りを生じさせるようにした構成からなる請求項９に記載の減速装置。
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