JPWO2019077886A1 - 減速機構及び減速機付モータ - Google Patents

Abstract

高効率化や小型化できる減速機構及び減速機付モータを提供する。モータ部２の回転力を受けてモータ軸線Ｌ回りに回転し、モータ軸線Ｌに対して偏心した偏心位置を中心Ｏとする外周面４５ａを有する偏心軸４１と、外周面４５ａに玉軸受４７を介して回転可能に支持されるとともに、内歯５０ｂ及び外歯５０ａを有する揺動歯車４３と、揺動歯車４３の外歯５０ａに噛合され、且つモータ軸線Ｌと同心の内歯４２ａを有するリングギヤ４２と、揺動歯車４３の内歯５０ｂに噛合され、且つモータ軸線Ｌと同心の外歯５３ａを有する出力部４４と、を備え、揺動歯車４３の外歯５０ａとリングギヤ４２の内歯４２ａとの噛合範囲、及び揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合範囲の少なくとも一部は、径方向で重なっている。

Description

本発明は、減速機構及び減速機付モータに関するものである。

従来から、モータの回転を減速機構（減速機）で減速させて高い回転トルクを得る減速機付モータが知られている。この減速機付モータの減速機構の中には、ギヤケーシング（ハウジング）に取り付けられる円環形状の固定歯車（第１内歯歯車）と、モータ部（電動モータ）からの回転入力により回転する偏心軸と、偏心軸の偏心外周面（偏心軸部）に軸受を介して回転自在に取り付けられ、固定歯車の内歯に噛合される外歯と、この外歯の他に内歯を有する揺動歯車（第１外歯歯車）と、揺動歯車の内歯に噛合され、偏心軸の回転に比して減速された回転出力により回転する出力歯車（出力部材）と、を備えたものがある。
ここで、例えば、特許文献１では、偏心軸によって揺動歯車を回転自在に支持するために、２つの玉軸受を使用している。

特開２０１４−８１０６８号公報

ところで、近年、減速機付モータのさらなる高効率化や小型化が望まれている。しかしながら、特許文献１のような減速機構にあっては、固定歯車の内歯と揺動歯車の外歯の噛合位置や、揺動歯車の内歯と出力歯車の外歯の噛合位置によって、揺動歯車に、径方向に対する傾き方向の荷重（以下、倒れ荷重という）がかかり、減速機構による減速効率が低下してしまう可能性があった。
また、この揺動歯車にかかる倒れ荷重を受けるために、偏心軸と揺動歯車との間に２つの玉軸受を使用する必要があり、減速機付モータを小型化しにくいという課題があった。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、高効率化や小型化できる減速機構及び減速機付モータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明に係る減速機構は、モータ部の回転力を受けて回転軸線回りに回転し、該回転軸線に対して偏心した偏心位置を中心とする偏心外周面を有する偏心軸と、前記偏心外周面に軸受を介して回転可能に支持されるとともに、第１内歯及び第１外歯を有する揺動歯車と、前記揺動歯車の前記第１外歯に噛合され、且つ前記回転軸線と同心の第２内歯を有する固定歯車と、前記揺動歯車の前記第１内歯に噛合され、且つ前記回転軸線と同心の第２外歯を有する出力歯車と、を備え、前記揺動歯車の前記第１外歯と前記固定歯車の前記第２内歯との噛合範囲、及び前記揺動歯車の前記第１内歯と前記出力歯車の前記第２外歯との噛合範囲の少なくとも一部は、前記回転軸線に直交する径方向で重なっていることを特徴とする。

このように、揺動歯車の第１外歯と固定歯車の第２内歯との噛合範囲、及び揺動歯車の第１内歯と出力歯車の第２外歯との噛合範囲の少なくとも一部を径方向で重ねることにより、これらの噛合範囲がほぼ同一平面上に位置することになる。このため、揺動歯車に倒れ荷重がかかることを抑制できるので、減速機構による減速効率の低下を抑制できる。よって、減速機構を高効率化できる。

本発明に係る減速機構は、前記揺動歯車の前記第１外歯と前記固定歯車の前記第２内歯との噛合範囲における前記回転軸線方向の中央位置と、前記揺動歯車の前記第１内歯と前記出力歯車の前記第２外歯との噛合範囲における前記回転軸線方向の中央位置と、前記軸受の前記回転軸線方向の中央位置と、が、前記径方向で同一平面上に位置していることを特徴とする。

このように構成することで、各歯の噛合荷重が、軸受に倒れ荷重となってかかることを抑制できる。このため、軸受にかかる倒れ荷重対策として従来のように２つの軸受を設ける必要がなく、１つの軸受で各歯の噛合荷重を受けることが可能になる。そして、軸受の個数を減少できる分、減速機構の軸方向の薄型化を図ることができ、この結果、減速機構を小型化できる。

本発明に係る減速機構は、前記揺動歯車は、前記径方向に延在する円板状の揺動歯車本体と、前記揺動歯車本体の径方向中央から立設され、前記軸受に嵌合される筒状の軸受ハウジングと、前記揺動歯車本体の外周部から前記軸受ハウジングの立設方向と同一方向に向かって立設された筒状の歯壁と、を有し、前記歯壁の内周面に、前記第１内歯が形成され、前記歯壁の外周面に、前記第１外歯が形成されていることを特徴とする。

このように構成することで、簡素な構造で、揺動歯車の第１外歯と固定歯車の第２内歯との噛合範囲における回転軸の軸方向中央位置と、揺動歯車の第１内歯と出力歯車の第２外歯との噛合範囲における軸方向中央位置と、軸受の軸方向中央位置と、を径方向で同一平面上に位置させることができる。このため、より効果的に減速機構を小型化できる。

本発明に係る減速機付モータは、上記に記載の減速機構と、前記偏心軸に連結され、前記回転軸線回りに回転する回転軸を有する前記モータ部と、を備えたことを特徴とする。

このように構成することで、高効率化や小型化可能な減速機付モータを提供できる。

本発明によれば、揺動歯車の第１外歯と固定歯車の第２内歯との噛合範囲、及び揺動歯車の第１内歯と出力歯車の第２外歯との噛合範囲の少なくとも一部を径方向で重ねることにより、これらの噛合範囲がほぼ同一平面上に位置することになる。このため、揺動歯車に倒れ荷重がかかることを抑制できるので、減速機構による減速効率の低下を抑制できる。よって、減速機構を高効率化できる。

本発明の実施形態における減速機付モータの斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（減速機付モータ）
図１は、減速機付モータ１の斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図１、図２に示すように、減速機付モータ１は、いわゆるＤＣブラシレスモータとして構成された偏平形状のモータ部２と、モータ部２の駆動制御を行う制御部３と、モータ部２の回転力を受けて駆動する減速機構４と、を備えている。また、減速機付モータ１は、制御部３、モータ部２、減速機構４の順で並んで配置されている。
なお、モータ部２のモータ軸線（回転軸線）Ｌは、減速機構４の後述する出力部４４の回転中心（軸線）と一致している。以下の説明では、モータ軸線Ｌに沿う方向を単に軸方向、モータ軸線Ｌ回りの方向を単に周方向、モータ軸線Ｌ、及び周方向に直交する方向を径方向と称して説明する場合がある。

（モータ部）
（ケーシング）
モータ部２は、略段付き円筒状のケーシング１０内に収納されている。ケーシング１０の外周面１０ａは、制御部３から離間するに従って、２つの段差面１１ｂ，１２ｂ（第１段差面１１ｂ、第２段差面１２ｂ）を介して徐々に縮径する２つの縮径部１１ａ，１２ａ（第１縮径部１１ａ、第２縮径部１２ａ）を有している。すなわち、ケーシング１０の外周面１０ａには、軸方向略中央よりも制御部３側（図２における右側）に形成された第１段差面１１ｂを介し、外周面１０ａよりも縮径形成された第１縮径部１１ａが形成されている。また、ケーシング１０には、第１縮径部１１ａよりも第２段差面１２ｂを介して縮径形成された第２縮径部１２ａが形成されている。

第１縮径部１１ａには、径方向外側に突出し、且つ第１段差面１１ｂ上に配置される複数（例えば、本実施形態では６つ）のボルト座１７が一体成形されている。各ボルト座１７は、周方向に等間隔で配置されている。これらボルト座１７のうち、例えば３つのボルト座１７には、制御部３側の一面（裏面）１７ａに、ステータ用雌ネジ部１７ｃが刻設されている。これらステータ用雌ネジ部１７ｃは、周方向に等間隔で配置されている。ステータ用雌ネジ部１７ｃは、ケーシング１０に後述のステータ２１を締結固定するために用いられる。また、ステータ用雌ネジ部１７ｃが刻設されていない、例えば３つのボルト座１７には、一面１７ａとは反対側の他面（表面）１７ｂに、外部機器用雌ネジ部１７ｄが刻設されている。これら外部機器用雌ネジ部１７ｄは、不図示の外部機器を締結固定するために用いられる。

また、ケーシング１０の外周面１０ａには、制御部３側端に、径方向外側に向かって張り出す外フランジ部１３が一体成形されている。外フランジ部１３は、ケーシング１０と制御部３の後述する制御ケース５とを締結固定するためのものである。
さらに、ケーシング１０の内周面には、第１段差面１１ｂの近傍に、径方向内側に張り出す隔壁部１４が一体成形されている。そして、ケーシング１０は、径方向に延在する略円板状の隔壁部１４を挟んで制御部３側がモータ収納部１５として構成され、モータ収納部１５とは反対側がギヤ収納部１６として構成される。また、隔壁部１４の径方向中央には、略円筒状の軸受ハウジング１９が一体成形されている。この軸受ハウジング１９に、モータ部２の後述するロータ２２を回転自在に支持するための玉軸受２０が設けられている。

モータ収納部１５には、モータ部２が収納されている。モータ部２は、略リング状のステータ２１と、ステータ２１の径方向内側に回転自在に設けられたロータ２２と、により構成されている。
ステータ２１は、電磁鋼板を複数枚積層したり軟磁性粉を加圧成形したりすることにより形成されたステータコア２３を有している。ステータコア２３の外周部には、ケーシング１０のステータ用雌ネジ部１７ｃに対応する位置に、ボルト挿通孔２１ａ（図２参照）が形成されている。このボルト挿通孔２１ａに制御部３側（図２における右側）からボルト２６を挿入し、このボルト２６をケーシング１０のステータ用雌ネジ部１７ｃに螺入することにより、ケーシング１０のモータ収納部１５に、ステータ２１が締結固定される。

また、ステータコア２３の内周面には、径方向内側に向かって突出する複数のティース２４が周方向に並んで形成されている。これらティース２４に、コイル２５が巻回されている。そして、コイル２５に給電を行うと、ステータ２１に所定の磁界が発生する。

ロータ２２は、隔壁部１４に玉軸受２０を介して回転自在に支持されている回転軸３１と、回転軸３１に外嵌固定されているロータコア３２と、ロータコア３２に固定されているリングマグネット３３と、を備えている。回転軸３１の軸線が、モータ軸線Ｌとなる。
回転軸３１は、玉軸受２０に支持される支持軸３４と、支持軸３４の制御部３側端（図２における右端）からこの支持軸３４よりも若干縮径形成されて軸方向に沿って延びる取付軸３５と、支持軸３４の取付軸３５とは反対側端に一体成形されたフランジ部３４ａと、により構成されている。

フランジ部３４ａの外径は、玉軸受２０の内径よりも大きく設定されている。これにより、回転軸３１の軸方向のずれが規制される。
取付軸３５には、ロータコア３２が外嵌固定されている。ロータコア３２は、径方向に延在する略円板状のコア本体３６を有している。コア本体３６の径方向中央部には、略円筒状の内周壁３７が、軸方向で玉軸受２０側に向かって突出形成されている。この内周壁３７が、支持軸３４に外嵌固定されている。

一方、コア本体３６の外周部には、略円筒状の外周壁３８が軸方向に沿って一体成形されている。外周壁３８の軸方向の高さは、ステータコア２３の軸方向の厚さよりも若干大きい程度に設定されている。そして、ステータコア２３のティース２４の径方向内側端面の全体がロータコア３２の外周壁３８と径方向で対向している。このような外周壁３８の外周面に、リングマグネット３３が外嵌固定されている。リングマグネット３３は、外周壁３８に対応するように、略円筒状に形成されている。リングマグネット３３には、複数のＮ極とＳ極とが周方向に交互に着磁されている。
なお、外周壁３８に固定される磁石は、リングマグネット３３に限られるものではなく、周方向に分割された磁石であってもよい。この場合、外周壁３８に、周方向で磁極が順番になるように固定する。

（減速機構）
また、回転軸３１の減速機構４側端（左端）には、軸方向に沿って偏心軸４１が一体成形されている。この偏心軸４１は、減速機構４の一部を構成している。減速機構４は、いわゆるハイポサイクロイド減速機構として構成されている。減速機構４は、偏心軸４１の他に、ケーシング１０のギヤ収納部１６に固定されているリングギヤ４２と、リングギヤ４２に噛合される揺動歯車４３と、揺動歯車４３に噛合される出力部４４と、を備えている。

偏心軸４１は、回転軸３１のフランジ部３４ａ上に形成された偏心部４５と、偏心部４５のフランジ部３４ａとは反対側端から軸方向に沿って延びる支持軸４６と、により構成されている。偏心部４５は、略円柱状に形成されている。そして、偏心部４５の外周面４５ａは、モータ軸線Ｌに対して偏心した位置を中心Ｏとする円筒面で形成されている。一方、支持軸４６は、軸心がモータ軸線Ｌと一致するように形成されている。

偏心部４５には、玉軸受４７を１つ介して揺動歯車４３が回転自在に支持されている。揺動歯車４３は、径方向に延在する略円板状の揺動歯車本体４８と、揺動歯車本体４８の径方向中央から軸方向に沿ってモータ部２とは反対側に向かって突出する略円筒状の軸受ハウジング４９と、揺動歯車本体４８の外周部から軸受ハウジング４９の立設方向と同一方向に向かって立設された略円筒状の歯壁５０と、が一体成形されたものである。このように、揺動歯車４３が形成されているので、この揺動歯車４３には、軸受ハウジング４９と歯壁５０との間に、モータ部２とは反対側（図２における左側）が開口された軸方向からみて略円環状の凹部４３ａが形成される。

そして、揺動歯車４３の軸受ハウジング４９が、玉軸受４７を介して偏心部４５に回転自在に支持されている。また、歯壁５０には、外周面に外歯５０ａが形成されており、内周面に内歯５０ｂが形成されている。ここで、外歯５０ａの軸方向中央、内歯５０ｂの軸方向中央、及び玉軸受４７の軸方向中央は、径方向で同一平面Ｐ上に位置している。

揺動歯車４３の外歯５０ａには、リングギヤ４２の内歯４２ａが噛合されている。リングギヤ４２は、外周面がケーシング１０のギヤ収納部１６に内嵌固定されている。一方、リングギヤ４２の内周面に、モータ軸線Ｌと同心の内歯４２ａが形成されている。

揺動歯車４３の内歯５０ｂには、出力部４４の外歯５３ａが噛合されている。出力部４４は、径方向に延在する略円板状の出力部本体５１を有している。出力部本体５１のモータ部２側（図２における右側）の一面５１ａには、径方向中央に、軸受収納凹部５２が形成されている。この軸受収納凹部５２に、玉軸受４０が収納されている。この玉軸受４０を介し、出力部本体５１に、偏心軸４１の支持軸４６が回転自在に支持されている。

また、出力部本体５１の一面５１ａには、外歯リング５３が突出形成されている。また、外歯リング５３は、揺動歯車４３の凹部４３ａに対応するように形成されている。そして、この凹部４３ａに、外歯リング５３が臨まされている。このような外歯リング５３の外周面に、リングギヤ４２の内歯４２ａに噛合され、且つモータ軸線Ｌと同心の外歯５３ａが形成されている。

ここで、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合範囲の軸方向中央は、これら内歯４２ａ及び外歯５０ａの軸方向中央とほぼ一致している。また、揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合範囲の軸方向中央は、これら内歯５０ｂ及び外歯５３ａの軸方向中央とほぼ一致している。すなわち、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合範囲の軸方向中央、及び揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合範囲の軸方向中央、玉軸受４７の軸方向中央は、径方向でほぼ同一平面Ｐ上に位置していることになる。

一方、出力部本体５１の一面５１ａとは反対側の他面５１ｂには、複数（例えば、本実施形態では４つ）の雌ネジ部５４が刻設されている。これら雌ネジ部５４は、不図示の外部機器を出力部４４に締結固定するためのものである。

また、出力部４４は、出力部本体５１が玉軸受５５を介してガイド部５６に回転自在に支持されている。出力部本体５１の外周面には、玉軸受５５の内輪５５ａが外嵌されている。さらに、出力部本体５１の揺動歯車４３側端（図２における右端）には、外周面から径方向外側に向かって張り出す軸受外フランジ部５８が一体成形されている。この軸受外フランジ部５８に、玉軸受５５における内輪５５ａの揺動歯車４３側の端部が当接することにより、玉軸受５５の揺動歯車４３側への移動が規制される。

ガイド部５６は、略円筒状に形成されたガイド本体５７と、ガイド本体５７の外周面５７ａに径方向外側に張り出すように一体成形されたフランジ部５９と、により構成されている。
フランジ部５９は、ケーシング１０の制御部３とは反対側の端面に当接する。そして、複数（例えば、本実施形態では４つ）のボルト６０によって、ケーシング１０にフランジ部５９が締結固定されている。これにより、ケーシング１０にガイド部５６が固定される。

ガイド本体５７の内周面には、玉軸受５５の外輪５５ｂが内嵌されている。また、ガイド本体５７の揺動歯車４３とは反対側端（図２における左端）には、内周面から径方向内側に向かって張り出す軸受内フランジ部６１が一体成形されている。この軸受内フランジ部６１に、玉軸受５５における外輪５５ｂの揺動歯車４３とは反対側の端部が当接することにより、玉軸受５５の揺動歯車４３とは反対側への移動が規制される。また、玉軸受５５は、軸受内フランジ部６１の内周縁側の開口を介して外部に露出している。
このように、玉軸受５５は、出力部４４の軸受外フランジ部５８に、玉軸受５５における内輪５５ａの揺動歯車４３側の端部が当接するとともに、ガイド部５６の軸受内フランジ部６１に、玉軸受５５における外輪５５ｂの揺動歯車４３とは反対側の端部が当接することにより、軸方向の位置決めが行われる。

また、ガイド本体５７の揺動歯車４３側の端面には、外周部寄りから揺動歯車４３側に向かって突出するリブ６２が一体成形されている。リブ６２は、軸方向平面視で略円環状に形成されている。

ここで、出力部４４の出力部本体５１の外径、及びガイド部５６のガイド本体５７の内径は、これら各本体５１，５７の間に設けられた玉軸受５５が、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合位置、及び揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合位置と軸方向で対向するように設定されている。
なお、ここでいう軸方向で対向とは、完全に軸方向で対向していることではなく、軸方向に沿ってリングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合位置、及び揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合位置と、玉軸受５５と、が並んで配置されていることをいう。

また、ガイド部５６のガイド本体５７にリブ６２が設けられているので、このリブ６２の径方向内側に、間隙が形成される。すなわち、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合位置、及び揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合位置と、玉軸受５５と、の間に、間隙が形成される。この間隙は、潤滑剤溜まり部６３として構成される。潤滑剤溜まり部６３には、不図示の潤滑剤が充填される。この潤滑剤は、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合抵抗、及び揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合抵抗を低減する役割を有するとともに、玉軸受５５の摺動抵抗を低減する役割を有している。

なお、玉軸受５５は、ガイド部５６の軸受内フランジ部６１における内周縁側の開口を介して外部に露出している。このため、少なくとも玉軸受５５の軸受内フランジ部６１側の面に、シールを設けることが望ましい。これにより、外部から玉軸受５５に塵埃等が侵入してしまうことを防止できる。

（制御部）
制御部３は、有底円筒状の制御ケース５と、制御ケース５内に収納されている制御基板６と、を備えている。制御ケース５は、開口部５ａをモータ部２側に向けた形で配置される。また、制御ケース５の開口部５ａには、径方向外側に向かって張り出す外フランジ部７１が形成されている。この外フランジ部７１のモータ部２側の端面７１ａが、ケーシング１０の外フランジ部１３に当接される。そして、制御ケース５の外フランジ部７１とケーシング１０外フランジ部１３とが複数のボルト７２（図１参照）によって、締結固定される。

また、制御ケース５の外フランジ部７１の端面７１ａには、全周に渡ってＯリング溝７３が形成されている。このＯリング溝７３に、不図示のＯリングを装着することにより、制御ケース５の外フランジ部７１とケーシング１０の外フランジ部１３との間のシール性が確保される。
さらに、制御ケース５には、この制御ケース５内に収納されている制御基板６に接続された後述のパワー用ハーネス７５を引き出す略円筒状のパワー用引出口７７、及びセンサ用ハーネス７６を引き出す略円筒状のセンサ用引出口７８が外方に向かって突出形成されている。

制御基板６は、いわゆるエポキシ基板に複数の導電性のパターン（不図示）が形成されたものである。制御基板６は、この一面がステータ２１及びロータ２２と軸方向で対向するように配置されている。また、制御基板６には、ロータ２２のリングマグネット３３に軸方向で対向する位置に、複数の磁気検出素子７４が実装されている。磁気検出素子７４は、リングマグネット３３の磁気変化を検出することにより、ロータ２２の回転位置を検出する。

さらに、制御基板６には、ステータ２１のコイル２５の端末部が接続されているとともに、不図示の外部電源に接続されるパワー用ハーネス７５の端末部、および不図示の外部制御機器に接続されるセンサ用ハーネス７６の端末部が接続されている。制御基板６には、この制御基板６に印加される電圧の平滑化を行うコンデンサ（不図示）等が実装されている。また、制御基板６に、例えば、コイル２５に供給する電流を制御するＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電界効果トランジスタ）等のスイッチング素子からなるパワーモジュール（不図示）を実装してもよい。

（減速機付モータの動作）
次に、減速機付モータ１の動作について説明する。
制御部３を介してモータ部２のコイル２５に所定の電流が供給されると、ステータ２１に所定の磁界が発生する。そして、この磁界とロータ２２のリングマグネット３３との間に磁気的な吸引力や反発力が生じ、ロータ２２が回転する。

ロータ２２が回転すると、ロータ２２の回転軸３１に一体成形されている偏心軸４１が回転する。偏心軸４１が回転すると、その回転を受けて揺動歯車４３が回転する。ここで、揺動歯車４３は、偏心軸４１の偏心部４５に対して玉軸受４７を介して回転自在に設けられているとともに、外歯５０ａがリングギヤ４２の内歯４２ａに噛合されている。このため、揺動歯車４３は、モータ軸線Ｌ回りに公転し、且つ偏心部４５の中心Ｏ（図２参照）回りに、偏心軸４１に対して減速回転する。また、揺動歯車４３の揺動回転により、揺動歯車４３の内歯５０ｂに噛合される出力部４４が、揺動歯車４３に対して動力が伝達される。これにより、出力部４４が回転する。

ここで、図３に基づいて、各歯４２ａ，５０ａ，５０ｂ，５３ａの噛合点ＰＡ，ＰＢについて説明する。
図３は、図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
同図に示すように、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合点ＰＡと、揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合点ＰＢは、モータ軸線Ｌを挟んで両側に位置している。

このように、上述の実施形態では、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合範囲の軸方向中央、及び揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合範囲の軸方向中央、玉軸受４７の軸方向中央は、径方向でほぼ同一平面Ｐ上に位置している。このため、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合反力（噛合荷重）により玉軸受４７にかかる負荷の方向は、ほぼ径方向に沿う方向になる。また、揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合反力により玉軸受４７にかかる負荷の方向も、ほぼ径方向に沿う方向になる。また、いずれの噛合反力もほぼ径方向に方向であるから、揺動歯車４３に倒れ荷重がかかることも抑制できる。

このため、減速機構４による減速効率を高めることができる。また、揺動歯車４３の倒れ荷重対策として、例えば、偏心軸４１の偏心部４５に２つの玉軸受を用いて揺動歯車４３を回転自在に支持する必要もなく、１つの玉軸受４７で各歯４２ａ，５０ａ，５０ｂ，５３ａの噛合反力を受けることが可能になる。そして、従来と比較して軸受の個数を減少できる分、減速機構４の軸方向の薄型化を図ることができ、この結果、減速機構４を小型化できる。

また、揺動歯車４３は、径方向に延在する略円板状の揺動歯車本体４８と、揺動歯車本体４８の径方向中央から軸方向に沿ってモータ部２とは反対側に向かって突出する略円筒状の軸受ハウジング４９と、揺動歯車本体４８の外周部から軸受ハウジング４９の立設方向と同一方向に向かって立設された略円筒状の歯壁５０と、により構成されている。そして、歯壁５０に外歯５０ａと内歯５０ｂとを形成することにより、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合範囲の軸方向中央、及び揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合範囲の軸方向中央が径方向でほぼ同一平面Ｐ上に位置するように構成している。このように、揺動歯車４３を簡素な構造としつつ、各歯４２ａ，５０ａ，５０ｂ，５３ａの噛合範囲の軸方向中央を、径方向でほぼ同一平面Ｐに位置させることができる。このため、減速機構４の製造コストを抑えつつ、より効果的に減速機構４を小型化できる。

また、出力部４４の出力部本体５１の外径、及びガイド部５６のガイド本体５７の内径は、これら各本体５１，５７の間に設けられた玉軸受５５が、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合位置、及び揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合位置と軸方向で対向するように設定されている。すなわち、軸方向に沿ってリングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合位置、及び揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合位置と、玉軸受５５と、が並んで配置されている。さらに、ガイド部５６のガイド本体５７にリブ６２を設けることにより、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合位置、及び揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合位置と、玉軸受５５と、の間に、間隙を形成している。そして、この間隙を、潤滑剤溜まり部６３として構成している。

このため、潤滑剤溜まり部６３に潤滑剤を充填することにより、各歯４２ａ，５０ａ，５０ｂ，５３ａの噛合位置に、潤滑剤を塗布することができ、各歯４２ａ，５０ａ，５０ｂ，５３ａの噛合抵抗を低減できる。同時に、潤滑剤溜まり部６３の潤滑剤を玉軸受５５にも塗布することができるので、玉軸受５５の摺動抵抗も低減できる。
この結果、減速機構４による減速効率の低下を抑制でき、減速機構４を高効率化できる。また、玉軸受５５の摺動抵抗を低減できる分、玉軸受５５の大型化を抑制できるので、減速機構４を小型化できる。

また、玉軸受５５の潤滑剤溜まり部６３側には、潤滑剤が充填されているので、この潤滑剤溜まり部６３側にシールを設けなくても、潤滑剤により玉軸受５５内への塵埃の侵入を防止できる。このため、玉軸受５５のコストを低減できる。

また、玉軸受５５は、出力部４４の軸受外フランジ部５８に、玉軸受５５における内輪５５ａの揺動歯車４３側の端部が当接するとともに、ガイド部５６の軸受内フランジ部６１に、玉軸受５５における外輪５５ｂの揺動歯車４３とは反対側の端部が当接することにより、軸方向の位置決めが行われる。このように構成することで、ガイド部５６、玉軸受５５、及び出力部４４の相対位置を精度よく決めることができる。このため、潤滑剤溜まり部６３の大きさを用途に応じて容易に設定することが可能になり、潤滑剤溜まり部６３に充填される潤滑剤の量も調整できる。よって、減速機構４や玉軸受５５の寿命を延命化できる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、減速機付モータ１に使用される各軸受として、玉軸受２０，４０，４７を採用した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな軸受を採用することができる。但し、滑り軸受よりも転がり軸受を採用することが望ましい。例えば、玉軸受２０，４０，４７に代わって、ころ軸受を採用することも可能である。

また、上述の実施形態では、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合範囲と、揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合範囲の少なくとも一部が、径方向で重なっていればよい。
すなわち、図３に詳示するように、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合点ＰＡと、揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合点ＰＢは、モータ軸線Ｌを挟んで両側に位置している。このため、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合範囲と、揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合範囲の少なくとも一部が径方向で重なっていれば、各歯４２ａ，５０ａ，５０ｂ，５３ａの噛合反力が相殺し合い、揺動歯車４３にかかる傾き荷重を極力抑えることができる。この結果、減速機構４による減速効率を高めることができ、１つの玉軸受４７で各歯４２ａ，５０ａ，５０ｂ，５３ａの噛合反力を受けることが可能になる。

さらに、上述の実施形態では、揺動歯車４３を、略円板状の揺動歯車本体４８と、略円筒状の軸受ハウジング４９と、略円筒状の歯壁５０と、により構成した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、揺動歯車４３は、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合範囲と、揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合範囲の少なくとも一部が径方向で重るように構成されていればよい。

また、上述の実施形態では、ガイド部５６のガイド本体５７にリブ６２を設けることにより、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合位置、及び揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合位置と、玉軸受５５と、の間に、間隙を形成し、この間隙を、潤滑剤溜まり部６３として構成している場合について説明した。しかしながら、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合位置、及び揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合位置と、玉軸受５５と、の間に潤滑剤溜まり部６３が形成されればよく、例えば、ケーシング１０の形状を変更したり、リブ６２に代わって別途リング部材を配置したりして、潤滑剤溜まり部６３を形成してもよい。

１…減速機付モータ、２…モータ部、４…減速機構、１０…ケーシング（ギヤハウジング）、４１…偏心軸、４２…リングギヤ（固定歯車）、４２ａ…内歯（第２内歯）、４３…揺動歯車、４４…出力部（出力歯車）、４５…偏心部、４５ａ…外周面（偏心外周面）、４７…玉軸受（第１軸受）、４８…揺動歯車本体、４９…軸受ハウジング、５０…歯壁、５０ａ…外歯（第１外歯）、５０ｂ…内歯（第１内歯）、５３ａ…外歯（第２外歯）、５５…玉軸受（第２軸受）、５５ａ…外輪、５５ｂ…内輪、５６…ガイド部（カバー）、６３…潤滑剤溜まり部、Ｌ…モータ軸線（回転軸線）、Ｐ…平面

（制御部）
制御部３は、有底円筒状の制御ケース５と、制御ケース５内に収納されている制御基板６と、を備えている。制御ケース５は、開口部５ａをモータ部２側に向けた形で配置される。また、制御ケース５の開口部５ａには、径方向外側に向かって張り出す外フランジ部７１が形成されている。この外フランジ部７１のモータ部２側の端面７１ａが、ケーシング１０の外フランジ部１３に当接される。そして、制御ケース５の外フランジ部７１とケーシング１０の外フランジ部１３とが複数のボルト７２（図１参照）によって、締結固定される。

このように、上述の実施形態では、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合範囲の軸方向中央、及び揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合範囲の軸方向中央、玉軸受４７の軸方向中央は、径方向でほぼ同一平面Ｐ上に位置している。このため、リングギヤ４２の内歯４２ａと揺動歯車４３の外歯５０ａとの噛合反力（噛合荷重）により玉軸受４７にかかる負荷の方向は、ほぼ径方向に沿う方向になる。また、揺動歯車４３の内歯５０ｂと出力部４４の外歯５３ａとの噛合反力により玉軸受４７にかかる負荷の方向も、ほぼ径方向に沿う方向になる。また、いずれの噛合反力もほぼ径方向に沿う方向であるから、揺動歯車４３に倒れ荷重がかかることも抑制できる。

１…減速機付モータ、２…モータ部、４…減速機構、１０…ケーシング（ギヤハウジング）、４１…偏心軸、４２…リングギヤ（固定歯車）、４２ａ…内歯（第２内歯）、４３…揺動歯車、４４…出力部（出力歯車）、４５…偏心部、４５ａ…外周面（偏心外周面）、４７…玉軸受（第１軸受）、４８…揺動歯車本体、４９…軸受ハウジング、５０…歯壁、５０ａ…外歯（第１外歯）、５０ｂ…内歯（第１内歯）、５３ａ…外歯（第２外歯）、５５…玉軸受（第２軸受）、５５ａ…内輪、５５ｂ…外輪、５６…ガイド部（カバー）、６３…潤滑剤溜まり部、Ｌ…モータ軸線（回転軸線）、Ｐ…平面

Claims (6)

1. モータ部の回転力を受けて回転軸線回りに回転し、該回転軸線に対して偏心した偏心位置を中心とする偏心外周面を有する偏心軸と、
   前記偏心外周面に第１軸受を介して回転可能に支持されるとともに、第１内歯及び第１外歯を有する揺動歯車と、
   前記揺動歯車の前記第１外歯に噛合され、且つ前記回転軸線と同心の第２内歯を有する固定歯車と、
   前記揺動歯車の前記第１内歯に噛合され、且つ前記回転軸線と同心の第２外歯を有する出力歯車と、
   を備え、
   前記揺動歯車の前記第１外歯と前記固定歯車の前記第２内歯との噛合範囲、及び前記揺動歯車の前記第１内歯と前記出力歯車の前記第２外歯との噛合範囲の少なくとも一部は、前記回転軸線に直交する径方向で重なっている
   ことを特徴とする減速機構。
2. 前記揺動歯車の前記第１外歯と前記固定歯車の前記第２内歯との噛合範囲における前記回転軸線方向の中央位置と、
   前記揺動歯車の前記第１内歯と前記出力歯車の前記第２外歯との噛合範囲における前記回転軸線方向の中央位置と、
   前記第1軸受の前記回転軸線方向の中央位置と、
   が、前記径方向で同一平面上に位置している
   ことを特徴とする請求項１に記載の減速機構。
3. 前記揺動歯車は、
   前記径方向に延在する円板状の揺動歯車本体と、
   前記揺動歯車本体の径方向中央から立設され、前記第1軸受に嵌合される筒状の軸受ハウジングと、
   前記揺動歯車本体の外周部から前記軸受ハウジングの立設方向と同一方向に向かって立設された筒状の歯壁と、
   を有し、
   前記歯壁の内周面に、前記第１内歯が形成され、
   前記歯壁の外周面に、前記第１外歯が形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の減速機構。
4. 前記偏心軸を回転自在に支持するとともに、前記揺動歯車、及び前記固定歯車が収納されるギヤハウジングと、
   前記ギヤハウジングに固定され、第２軸受を介して前記出力歯車を回転自在に支持するカバーと、
   を備え、
   前記揺動歯車の前記第１外歯と前記固定歯車の前記第２内歯との第１噛合位置、及び前記揺動歯車の前記第１内歯と前記出力歯車の前記第２外歯との第２噛合位置と、前記第２軸受とが、前記回転軸線方向で並んで配置され、
   前記第１噛合位置、及び前記第２噛合位置と、前記第２軸受との間に、潤滑剤溜まり部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の減速機構。
5. 前記第２軸受は、内輪と、外輪と、を有する転がり軸受であり、
   前記第２軸受の前記内輪は、該内輪の一端が前記出力歯車に当接するように前記出力歯車に嵌合され、
   前記第２軸受の前記外輪は、該外輪の前記一端とは反対側の他端が前記カバーに当接するように前記カバーに嵌合されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の減速機構。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の減速機構と、
   前記偏心軸に連結され、前記回転軸線回りに回転する回転軸を有する前記モータ部と、を備えたことを特徴とする減速機付モータ。

Images