(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材と、
前記第１部材に対する回転運動を発生させる電動機と、
前記電動機から得られる回転運動を減速させながら伝達する減速機構と、
減速後の回転数で、前記第１部材に対して相対回転する第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材とを、相対回転可能に支持する第１軸受と、
前記第１部材と前記電動機のロータとを、相対回転可能に支持する第２軸受と、
を有し、
前記ロータは、
ロータマグネットと、
前記ロータマグネットを保持するロータホルダと、
を有し、
前記減速機構は、
周方向の位置によって外周面の回転軸からの寸法が異なる非真円カムと、
前記非真円カムの回転に応じて変形する可撓外歯歯車と、
前記非真円カムと前記可撓外歯歯車との間に介在する可撓性の第３軸受と、
前記第２部材に設けられた内歯歯車と、
を有し
前記可撓外歯歯車と前記内歯歯車とが、互いに噛み合い、歯数の違いによって相対回転し、
前記第２軸受は、軸方向の第１位置において、前記ロータホルダと径方向に重なり、
前記第３軸受は、軸方向の前記第１位置とは異なる第２位置において、前記ロータホルダと径方向に重なり、
グリスをさらに有し、
前記ロータホルダは、
円筒状の第１ホルダ部と、
前記第１ホルダ部よりも回転軸からの寸法が小さい円筒状の第２ホルダ部と、
径方向に拡がり、前記第１ホルダ部と前記第２ホルダ部とを接続する環状平板部と、
を有し、
前記第１ホルダ部は、前記第２軸受の径方向外側に位置し、
前記第２ホルダ部は、前記ロータマグネットの径方向外側かつ前記第３軸受の径方向内側に位置する電動機付き減速機。
【請求項２】
請求項１に記載の電動機付き減速機であって、
前記第２軸受の少なくとも一部分と、前記第３軸受の少なくとも一部分とが、軸方向に対向する電動機付き減速機。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電動機付き減速機であって、
前記可撓外歯歯車は、
軸方向に延びる筒状部と、
前記筒状部から径方向外側に拡がるフランジ部と、
を有し、
前記フランジ部は、前記第１部材に固定される電動機付き減速機。
【請求項４】
請求項3に記載の電動機付き減速機であって、
前記筒状部は、軸方向の前記第１位置と前記第２位置とに亘って軸方向に延び、
前記フランジ部は、前記筒状部の前記第１位置側の端部から径方向外側に拡がり、
前記第３軸受は、前記筒状部の前記第２位置側の端部を支持する電動機付き減速機。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電動機付き減速機であって、
前記第１軸受は、クロスローラベアリングである電動機付き減速機。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電動機付き減速機であって、
前記ロータホルダと、前記非真円カムとは、同一の部材により形成される電動機付き減速機。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の電動機付き減速機であって、
前記環状平板部は、段差部を有する電動機付き減速機。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の電動機付き減速機であって、
前記第１部材は、
軸方向に対して垂直に拡がるベース部と、
前記ベース部を軸方向に貫通する貫通孔と、
を有し、
前記第２軸受の一部分と前記貫通孔とが、軸方向に重なる電動機付き減速機。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の電動機付き減速機であって、
軸方向に対して垂直に拡がり、前記第２部材に固定されたカバー部材
をさらに有し、
前記カバー部材は、前記ロータホルダおよび前記第３軸受と、軸方向に対向し、
前記カバー部材と、前記ロータホルダおよび前記第３軸受との間に、前記グリスが充填される電動機付き減速機。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機付き減速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機と減速機とを備え、電動機から得られる動力を減速させて出力する電動機付き減速機が知られている。特に、近年では、作業ロボットやアシストスーツの関節部分、ターンテーブル、ホイールイン割出盤などに適用する、軸方向の寸法が小さい薄型の減速機付き減速機に対する需要が高まっている。
【０００３】
電動機付き減速機の軸方向の寸法を抑えるためには、例えば、回転軸の周りに電動機を設け、当該電動機の外周側に減速機構を同心円状に配置することが、考えられる。そうすれば、電動機と減速機構とが、同一の軸方向位置に配置されるため、電動機付き減速機を、全体として軸方向に薄型化できる。電動機の外周側に減速機構を配置した従来の電動機付き減速機については、例えば、実開昭６０−１６６２５９号公報に記載されている。
【特許文献１】実開昭６０−１６６２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実開昭６０−１６６２５９号公報には、アウターロータ形のモータの外側に、減速機としてのウェーブジェネレータを配置した構造が示されている。このような構造では、モータの回転子継鉄が、ウェーブジェネレータから偏荷重を受ける。すなわち、モータの駆動中に、ウェーブジェネレータから回転子継鉄にかかる径方向の荷重が変化する。しかしながら、実開昭６０−１６６２５９号公報の構造では、モータの回転子継鉄が、ウェーブジェネレータを構成する１つの軸受のみで支持される。このため、モータの駆動中に、回転子継鉄に、意図しない変形や振れが生じやすい。
【０００５】
本発明の目的は、波動歯車機構を用いた電動機付き減速機において、偏荷重によるロータホルダの変形または振れを抑制できる構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の例示的な第１発明は、第１部材と、前記第１部材に対する回転運動を発生させる電動機と、前記電動機から得られる回転運動を減速させながら伝達する減速機構と、減速後の回転数で、前記第１部材に対して相対回転する第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを、相対回転可能に支持する第１軸受と、前記第１部材と前記電動機のロータとを、相対回転可能に支持する第２軸受と、を有し、前記ロータは、ロータマグネットと、前記ロータマグネットを保持するロータホルダと、を有し、前記減速機構は、周方向の位置によって外周面の回転軸からの寸法が異なる非真円カムと、前記非真円カムの回転に応じて変形する可撓外歯歯車と、前記非真円カムと前記可撓外歯歯車との間に介在する可撓性の第３軸受と、前記第２部材に設けられた内歯歯車と、を有し、前記可撓外歯歯車と前記内歯歯車とが、互いに噛み合い、歯数の違いによって相対回転し、前記第２軸受は、軸方向の第１位置において、前記ロータホルダと径方向に重なり、前記第３軸受は、軸方向の前記第１位置とは異なる第２位置において、前記ロータホルダと径方向に重なり、グリスをさらに有し、前記ロータホルダは、円筒状の第１ホルダ部と、前記第１ホルダ部よりも回転軸からの寸法が小さい円筒状の第２ホルダ部と、径方向に拡がり、前記第１ホルダ部と前記第２ホルダ部とを接続する環状平板部と、を有し、前記第１ホルダ部は、前記第２軸受の径方向外側に位置し、前記第２ホルダ部は、前記ロータマグネットの径方向外側かつ前記第３軸受の径方向内側に位置する。
【発明の効果】
【０００７】
本願の例示的な第１発明によれば、第３軸受からロータホルダに伝わる変形や振れを、第２軸受がロータホルダを支持することによって、低減できる。これにより、偏荷重によるロータホルダの変形または振れを抑制できる。その結果、減速機構の動作を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、電動機付き減速機の縦断面図である。
【図２】図２は、電動機付き減速機の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本願では、電動機の回転軸と平行な方向を「軸方向」、回転軸に直交する方向を「径方向」、回転軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。ただし、上記の「平行な方向」は、略平行な方向も含むものとする。また、上記の「直交する方向」は略直交する方向も含むものとする。
【００１０】
また、本願では、軸方向を上下方向とし、第１部材に対して第２部材側を「上」として、各部の形状および位置関係を説明する。ただし、この上下方向の定義により、本発明に係る電動機付き減速機の使用時の向きを限定する意図はない。
【００１１】
＜１．第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る電動機付き減速機１の縦断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ位置から見た電動機付き減速機１の横断面図である。この電動機付き減速機１は、電動機４０から得られる第１回転数の回転運動を、第１回転数よりも低い第２回転数の回転運動に変換して、第１部材１０と第２部材３０とを相対回転させる。
【００１２】
電動機付き減速機１は、例えば、作業ロボットにおけるアームの関節部分に組み込まれて、アームの屈伸運動を実現させるために用いられる。ただし、本発明の電動機付き減速機は、アシストスーツ、ターンテーブル、工作機械の割出盤、車椅子、無人搬送車などの他の機器に組み込まれて、各種の回転運動を実現させるものであってもよい。
【００１３】
図１および図２に示すように、第１実施形態の電動機付き減速機１は、第１部材１０、外周リング２１、内周リング２２、第２部材３０、電動機４０、減速機構５０、回路基板８１、検出器８２、およびカバー部材９０を有する。また、この電動機付き減速機１は、第１軸受６１、第２軸受６２、第３軸受６３、および第４軸受６４の４つの軸受を有する。
【００１４】
第１部材１０は、電動機付き減速機１内の各部を直接または間接的に支持する金属製の部材である。なお、第１部材１０は樹脂製であってもよい。第１部材１０は、例えば、作業ロボットのアームを構成する２つのアーム部材９１，９２のうちの基端側のアーム部材９１に、ねじ止めによって固定される。図１に示すように、本実施形態の第１部材１０は、２つの部材により形成される。ただし、第１部材１０は、単一の部材であってもよい。
【００１５】
本実施形態の第１部材１０は、ベース部１１、ステータ保持部１２、軸受保持部１３、および基板支持部１６を有する。ベース部１１は、電動機４０の回転軸９に対して垂直に配置され、板状かつ円環状である。基板支持部１６は、ベース部１１の径方向内側に位置する。基板支持部１６の上面は、ベース部１１の上面よりも上側に位置する。ステータ保持部１２は、基板支持部１６の径方向内側の端部から、上方へ向けて円筒状に延びる。ステータ保持部１２は、後述するステータ４１の径方向内側に位置する。軸受保持部１３は、ステータ保持部１２および基板支持部１６よりも径方向外側に位置する。また、軸受保持部１３は、ベース部１１から上側へ向けて円筒状に延びる。ステータ保持部１２および軸受保持部１３は、いずれも、回転軸９と同軸に配置される。
【００１６】
外周リング２１は、第１部材１０に対して固定された円筒状の部材である。外周リング２１は、円環状であり、電動機付き減速機１の最も径方向外側に位置し、減速機構５０を包囲する。また、外周リング２１は、回転軸９と同軸に配置される。
【００１７】
第２部材３０は、外周リング２１の径方向内側に位置する円環状の部材である。第２部材３０は、例えば、作業ロボットのアームを構成する２つのアーム部材９１，９２のうちの先端側のアーム部材９２に、ねじ止めによって固定される。図２に示すように、第２部材３０の内周面には、複数の内歯５４１が、周方向に一定のピッチで設けられる。
【００１８】
内周リング２２は、第２部材３０に対して固定された円筒状の部材である。内周リング２２は、第２部材３０の下側かつ外周リング２１の径方向内側に位置する。内周リング２２は、回転軸９と同軸に配置される。
【００１９】
外周リング２１と内周リング２２との間には、第１軸受６１が介在する。本実施形態では、第１軸受６１に、クロスローラベアリングが用いられる。図１に示すように、第１軸受６１は、外周リング２１の内周面と内周リング２２の外周面との間に、複数の円筒ころ６１１を有する。複数の円筒ころ６１１は、外周リング２１の内周面に設けられた環状のＶ溝と、内周リング２２の外周面に設けられた環状のＶ溝との間に、向きを交互に変えながら配置される。これにより、外周リング２１と内周リング２２とが、互いの回転を許容しながら接続される。
【００２０】
このようなクロスローラベアリングは、ボールベアリングのように一対で用いずとも、軸方向および径方向に、必要な剛性を得ることができる。そのため、複数のベアリングを設ける必要がなく、ベアリングの数を減らすことができる。
【００２１】
なお、本実施形態では、外周リング２１の内周面を含む一部分が、第１軸受６１の外輪として機能する。ただし、第１軸受６１は、外周リング２１とは別に外輪を有してもよい。また、本実施形態では、内周リング２２の外周面を含む一部分が、第１軸受６１の内輪として機能する。ただし、第１軸受６１は、内周リング２２とは別に内輪を有してもよい。
【００２２】
また、本実施形態では、第１部材１０および外周リング２１と、第２部材３０および内周リング２２とが、第１軸受６１によって、相対回転可能に支持される。ただし、外周リング２１が第１部材１０の一部として形成され、当該第１部材１０と、内周リング２２または第２部材３０との間に、第１軸受６１が設けられてもよい。また、内周リング２２が第２部材３０の一部として形成され、当該第２部材３０と、外周リング２１との間に、第１軸受６１が設けられてもよい。
【００２３】
電動機４０は、駆動電流に応じて回転運動を発生させる駆動源である。電動機４０は、ステータ４１およびロータ４２を有する。ステータ４１は、第１部材１０に対して相対的に静止する。ロータ４２は、第１部材１０に対して回転可能に支持される。
【００２４】
ステータ４１は、後述するロータマグネット４２１の径方向内側に位置する。ステータ４１は、複数の突極部を有する環状のステータコア４１１と、各突極部に巻かれたコイル４１２とを有する。複数の突極部は、径方向外側に向かって延びる。ステータコア４１１の内周面は、ステータ保持部１２の外周面に、例えば圧入、接着剤、カシメ、溶接等で固定される。このように、本実施形態では、第１部材１０に直接ステータ４１が固定される。これにより、電動機４０の部品点数が低減される。ただし、第１部材１０とステータ４１との間に、他の部材が介在してもよい。
【００２５】
ロータ４２は、ロータマグネット４２１、ロータホルダ４２２、およびシャフト４２３を有する。ロータマグネット４２１は、ステータ４１の径方向外側に配置される円環状の磁石である。ロータマグネット４２１の内周面は、ステータコア４１１の複数の突極部の外端面と、僅かな隙間を介して径方向に対向する。また、ロータマグネット４２１の内周面には、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁される。本実施形態では、ロータホルダ４２２とシャフト４２３は別部材で形成される。なお、ロータホルダ４２２とシャフト４２３は、例えば、同一の部材で形成されてもよい。その場合、ロータホルダ４２２とシャフト４２３は、切削加工により一体成形される。
【００２６】
なお、ロータマグネット４２１に、円環状の磁石に代えて、複数の磁石を用いてもよい。複数の磁石を用いる場合には、Ｎ極とＳ極とが交互に並ぶように、複数の磁石を周方向に配列すればよい。
【００２７】
ロータホルダ４２２は、ロータマグネット４２１を保持するカップ状の部材である。ロータホルダ４２２の材料には、例えば、磁性体である鉄が用いられる。本実施形態のロータホルダ４２２は、第１ホルダ部７１、第２ホルダ部７２、環状平板部７３、天板部７４、および内側円筒部７５を有する。
【００２８】
第１ホルダ部７１は、円筒状であり、第２軸受６２の径方向外側において、軸方向に延びる。第２ホルダ部７２は、円筒状であり、第１ホルダ部７１よりも上側かつ径方向内側において、軸方向に延びる。すなわち、第２ホルダ部７２の内周面と回転軸９との間の径方向における寸法は、第１ホルダ部７１の内周面と回転軸９との間の径方向における寸法よりも小さい。第２ホルダ部７２は、ロータマグネット４２１の径方向外側に配置される。ロータマグネット４２１は、第２ホルダ部７２の内周面に、例えば接着剤で固定される。
【００２９】
第１ホルダ部７１は、回転軸９を中心とする円筒状の外周面を有する。第２ホルダ部７２は、軸方向から見て、回転軸９を中心とする楕円状の外周を有する。第２ホルダ部７２の外周面は、後述する楕円カム５１を構成する。
【００３０】
環状平板部７３は、第１ホルダ部７１の上端部と、第２ホルダ部７２の下端部との間で、径方向に拡がる。第１ホルダ部７１は、第２ホルダ部７２と、環状平板部７３によって接続する。天板部７４は、第２ホルダ部７２の上端部から、径方向内側へ向けて拡がる。天板部７４は、ステータ４１の上方において、円環状に拡がる。内側円筒部７５は、円筒状であり、天板部７４の径方向内側の端部から下側へ向けて延びる。
【００３１】
第１部材１０とロータホルダ４２２との間には、第２軸受６２が介在する。本実施形態では、第２軸受６２に、ボールベアリングが用いられる。第２軸受６２の内輪は、軸受保持部１３の外周面に固定される。第２軸受６２の外輪は、ロータホルダ４２２の第１ホルダ部７１の内周面に固定される。また、第２軸受６２の内輪と外輪との間には、複数の球体が介在する。
【００３２】
図１に示すように、環状平板部７３は、円環状の段差部７３１を有する。環状平板部７３の下面のうち、段差部７３１の径方向内側の部分は、段差部７３１の径方向外側の部分よりも、上側に位置する。環状平板部７３の下面のうち、段差部７３１の径方向外側の部分は、第２軸受６２の外輪と接触する。一方、環状平板部７３の下面のうち、段差部７３１の径方向内側の部分は、第２軸受６２の内輪と接触しない。このように、段差部７３１を設けることによって、第２軸受６２の内輪および外輪のうち、外輪のみを環状平板部７３に接触させることができる。
【００３３】
なお、段差部７３１は、環状平板部７３の上面および下面のうち、少なくとも下面に設けられていればよい。例えば、環状平板部７３の下面のみに、切削により段差部７３１が設けられていてもよい。また、環状平板部７３に段差部７３１を設けず、環状平板部７３と第２軸受６２の外輪との間に、ワッシャ等の部材を挟んでもよい。また、第１ホルダ部７１の内周面に、第２軸受６２の外輪を圧入することによって、ロータホルダ４２２に外輪を固定してもよい。
【００３４】
本実施形態では、第１部材１０とロータホルダ４２２とが、第２軸受６２によって、相対回転可能に支持される。ただし、第２軸受６２は、第１部材１０に固定された他の部材と、ロータホルダ４２２との間に設けられてもよい。また、第２軸受６２は、ロータホルダ４２２に固定された他の部材と、第１部材１０との間に設けられてもよい。また、第２軸受６２は、第１部材１０に固定された他の部材と、ロータホルダ４２２に固定された他の部材との間に設けられてもよい。
【００３５】
また、第２軸受６２に、ボールベアリングに代えて、ローラベアリング、クロスローラベアリング、滑り軸受等の他方式の軸受が用いられてもよい。
【００３６】
シャフト４２３は、回転軸９に沿って延びる柱状の部材である。シャフト４２３の上端部は、ロータホルダ４２２の内側円筒部７５の内側に圧入されている。シャフト４２３とステータ保持部１２との間には、第４軸受６４が介在する。第４軸受６４には、例えば、ボールベアリングが用いられる。シャフト４２３とステータ保持部１２とは、第４軸受６４によって、相対回転可能に支持される。
【００３７】
コイル４１２に駆動電流が供給されると、コイル４１２に磁束が生じる。そして、突極部とロータマグネット４２１との間における磁束の作用により、周方向のトルクが発生する。その結果、ロータマグネット４２１、ロータホルダ４２２、およびシャフト４２３が、回転軸９を中心として、第１回転数で回転する。なお、本実施形態では、電動機４０に、作業ロボットのアーム駆動に適したブラシレスＤＣモータが用いられる。しかしながら、本発明に用いられる電動機は、必ずしもブラシレスＤＣモータでなくてもよい。
【００３８】
減速機構５０は、電動機４０から得られる回転運動を、減速させながら伝達する機構である。この電動機付き減速機１の減速機構５０には、可撓歯車を利用した、いわゆる波動歯車機構が用いられる。図１および図２に示すように、減速機構５０は、楕円カム５１、可撓外歯歯車５２、内歯歯車５４、および第３軸受６３を有する。
【００３９】
本実施形態では、第２ホルダ部７２の外周部が、楕円カム５１である。軸方向から見て、第２ホルダ部７２の外周は楕円状である。すなわち、第２ホルダ部７２の外周面と回転軸９との間の径方向における寸法は、周方向の位置によって異なる。このように、ロータホルダ４２２と楕円カム５１とを、同一の部材により形成すれば、電動機付き減速機１の部品点数を低減できる。ただし、ロータホルダ４２２と楕円カム５１とを、別部材としてもよい。例えば、軸方向から見た第２ホルダ部７２の外周を真円状とし、当該第２ホルダ部７２に、軸方向から見て楕円状の外周を有する別部材の楕円カム５１を取り付けてもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、第２部材３０の内周部が、内歯歯車５４である。第２部材３０の内周面には、複数の内歯５４１が、周方向に一定のピッチで設けられる。このように、第２部材３０と内歯歯車５４とを、同一の部材により形成すれば、電動機付き減速機１の部品点数を低減できる。ただし、第２部材３０と内歯歯車５４とを、別部材としてもよい。例えば、軸方向から見て、第２部材３０の内周を真円状とし、当該第２部材３０に、複数の内歯５４１を有する別部材の内歯歯車５４を取り付けてもよい。
【００４１】
可撓外歯歯車５２は、可撓性を有するリング状の歯車である。図１に示すように、本実施形態の可撓外歯歯車５２は、筒状部５２１とフランジ部５２２とを有する。筒状部５２１は、筒状であり、軸方向に延びる。筒状部５２１の外周面には、複数の外歯５２３が一定のピッチで設けられる。フランジ部５２２は、筒状部５２１の下端部から径方向外側へ拡がる。フランジ部５２２の径方向外側の端部は、第１部材１０と外周リング２１との間に挟まれて固定される。
【００４２】
可撓外歯歯車５２の筒状部５２１と、楕円カム５１との間には、第３軸受６３が介在する。第３軸受６３の内輪は、可撓性を有し、軸方向から見て外周が楕円状である楕円カム５１の外周面に沿って固定される。第３軸受６３の外輪は、可撓外歯歯車５２の内周面に固定されて、筒状部５２１とともに変形する。また、第３軸受６３の内輪と外輪との間には、複数の球体が介在する。なお、第３軸受６３の内輪は、例えば、楕円カム５１と一体成形され、同一の部材で形成されてもよい。この場合、第３軸受６３の内輪は、剛性を有する。
【００４３】
ロータホルダ４２２とともに楕円カム５１が回転すると、楕円カム５１の回転に応じて、筒状部５２１の形状が変化する。すなわち、軸方向に見たときに、筒状部５２１は楕円カム５１の外周面の形状に沿った楕円形状となり、その楕円の長軸が、楕円カム５１の回転に追従して回転する。筒状部５２１は、外周面に設けられた複数の外歯５２３のうち、長軸の両端に位置する外歯５２３のみが、内歯歯車５４の内歯５４１と噛み合う。
【００４４】
内歯歯車５４の内歯５４１の数と、筒状部５２１の外歯５２３の数とは、互いに異なる。このため、楕円カム５１の１回転ごとに、可撓外歯歯車５２の同じ位置の外歯５２３に噛み合う内歯５４１の位置がずれる。これにより、第１部材１０に対して第２部材３０が、回転軸９を中心として、ゆっくりと相対回転する。その結果、基端側のアーム部材９１に対して、先端側のアーム部材９２が、ゆっくりと相対回転する。このときの相対回転の回転数は、第１回転数よりも低い第２回転数となる。
【００４５】
なお、軸方向から見たときにおける第２ホルダ部７２の外周の形状は、必ずしも楕円でなくてもよい。軸方向から見たときに、第２ホルダ部７２の外周の形状は、周方向の位置によって、回転軸９と当該外周との間の径方向の寸法が異なる非真円の形状であればよい。すなわち、楕円カム５１に代えて、回転軸９からの距離が一定でない他の形状の非真円カムが用いられてもよい。
【００４６】
回路基板８１は、電動機４０を駆動制御する電気回路が実装された基板である。本実施形態では、基板支持部１６の上面に、回路基板８１が取り付けられている。コイル４１２および後述する検出器８２は、それぞれ、回路基板８１と電気的に接続される。電動機付き減速機１の駆動時には、検出器８２から得られる検出信号に基づいて、回路基板８１からコイル４１２に、駆動電流が供給される。これにより、電動機４０が駆動する。
【００４７】
図１に示すように、本実施形態の第１部材１０は、貫通孔１７を有する。貫通孔１７は、ベース部１１を、軸方向に貫通する。外部電源から延びる導線は、貫通孔１７を通って回路基板８１に接続される。
【００４８】
検出器８２は、第１部材１０に対する第２部材３０の回転数または回転位置を検出するセンサである。本実施形態の検出器８２には、磁気センサが用いられる。検出器８２は、基板支持部１６の下側かつベース部１１の径方向内側に配置される。シャフト４２３の下端面には、センサマグネット４２４が配置される。検出器８２は、シャフト４２３の回転により生じるセンサマグネット４２４の磁気変化を読み取ることによって、シャフト４２３の回転数または回転位置を検出する。なお、検出器８２には、例えば、反射式の光センサを用いた、パルス計数型のロータリーエンコーダが用いられてもよい。ロータリーエンコーダを用いる場合には、周方向に並ぶ凹凸形状や縞模様などで構成される被検出部を、検出器８２が光学的に読み取ることによって、ロータ４２の回転数または回転位置を検出する。
【００４９】
回路基板８１には、ロータマグネット４２１の位置を検出するホール素子が設けられる。
【００５０】
カバー部材９０は、電動機４０および減速機構５０の上部を覆う円板状の部材である。カバー部材９０は、回転軸９に対して垂直に拡がる。カバー部材９０の周縁部は、第２部材３０に固定される。また、カバー部材９０の下面は、ロータホルダ４２２の天板部７４および第３軸受６３と、軸方向に対向する。電動機付き減速機１の使用時には、ロータホルダ４２２および第３軸受６３とカバー部材９０との間の空間１００に、グリス１０１が充填される。
【００５１】
可撓外歯歯車５２、内歯歯車５４、および第３軸受６３は、当該空間１００から供給されるグリス１０１によって、潤滑される。また、電動機４０および減速機構５０において発生した熱は、ロータホルダ４２２の天板部７４から、グリス１０１が充填された空間１００を介してカバー部材９０に伝導する。そして、伝導した熱は、カバー部材９０の上面から外部へ放出される。これにより、電動機４０の熱を効率よく外部へ放出できる。
【００５２】
上記の通り、この電動機付き減速機１の減速機構５０は、波動歯車機構である。このため、減速機構５０の動作時には、第３軸受６３からロータホルダ４２２に偏荷重が加わる。すなわち、ロータホルダ４２２に加わる径方向の圧力が変化する。
【００５３】
しかしながら、本実施形態の構造では、第２軸受６２が、軸方向の第１位置において、第１ホルダ部７１と径方向に重なる。また、第３軸受６３が、軸方向の第１位置とは異なる第２位置において、第２ホルダ部７２と径方向に重なる。このため、第３軸受６３からロータホルダ４２２に伝わる変形や振れを、第２軸受６２がロータホルダ４２２を支持することによって、低減できる。したがって、偏荷重によるロータホルダ４２２の変形または振れを抑制できる。その結果、減速機構５０の動作を安定させることができる。
【００５４】
また、本実施形態の構造では、第２軸受６２が、シャフト４２３およびステータコア４１１よりも下側に配置されている。このため、シャフト４２３周りのステータ４１を配置するスペースを、広くとることができる。したがって、ステータ４１を大きくして、電動機４０の出力を高めることができる。
【００５５】
特に、本実施形態の構造では、第２軸受６２の少なくとも一部分と、第３軸受６３の少なくとも一部分とが、軸方向に対向する。このようにすれば、第２軸受６２と第３軸受６３とを、径方向の異なる位置に配置する場合よりも、電動機付き減速機１の径方向の寸法を抑制できる。
【００５６】
また、本実施形態の構造では、第２ホルダ部７２が、第３軸受６３の径方向内側に位置する。また、ロータホルダ４２２は、第２ホルダ部７２の下側に、径方向外側へ拡がる環状平板部７３と、環状平板部７３の外端から下向きに延びる円筒状の第１ホルダ部７１とを有する。このため、第３軸受６３付近に供給されたグリス１０１が、ロータホルダ４２２の内部へ進入しにくい。したがって、ロータホルダ４２２の内部に収容されるステータ４１や回路基板８１などの通電を伴う部品に、グリス１０１が接触することを、抑制できる。
【００５７】
また、本実施形態の構造では、ベース部１１に設けられた貫通孔１７が、第１ホルダ部７１よりも径方向内側に位置する。そして、第２軸受６２の一部分と貫通孔１７とが、軸方向に重なる。すなわち、貫通孔１７は、グリス１０１が進入しにくいロータホルダ４２２の内部へ向けて開口する。このため、第３軸受付近に供給されたグリス１０１が、貫通孔１７から外部へ漏れ出すことを抑制できる。
【００５８】
また、本実施形態の構造では、可撓外歯歯車５２のフランジ部５２２は、筒状部５２１の下端部から径方向外側に拡がる。このため、可撓外歯歯車５２の上端側に、フランジ部５２２を固定するためのスペースを設ける必要がない。これにより、電動機付き減速機１を、より軸方向に薄型化できる。また、第３軸受６３は、筒状部５２１のうち、最も径方向の変位が生じやすい上端部を支持する。これにより、可撓外歯歯車５２の筒状部５２１を、より安定して変形させることができる。
【００５９】
＜２．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
【００６０】
上記の各実施形態に登場する各部材は、複数の部材で構成されていてもよい。各部材の材料には、例えば、高強度の金属を用いればよい。ただし、各部材の材料は、使用時の負荷に耐え得るものであればよく、必ずしも金属には限定されない。
【００６１】
また、電動機付き減速機の細部の形状については、本願の各図に示された形状と相違していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、電動機付き減速機に利用できる。
【符号の説明】
【００６３】
１  電動機付き減速機
９  回転軸
１０  第１部材
１１  ベース部
１２  中空シャフト部
１３  軸受保持部
１６  基板支持部
１７  貫通孔
２１  外周リング
２２  内周リング
３０  第２部材
４０  電動機
４１  ステータ
４２  ロータ
５０  減速機構
５１  楕円カム
５２  可撓外歯歯車
５４  内歯歯車
６１  第１軸受
６２  第２軸受
６３  第３軸受
６４  第４軸受
７１  第１ホルダ部
７２  第２ホルダ部
７３  環状平板部
７４  天板部
７５  内側円筒部
８１  回路基板
８２  検出器
９０  カバー部材
９１，９２  アーム部材
１０１  グリス
４１１  ステータコア
４１２  コイル
４２１  ロータマグネット
４２２  ロータホルダ
４２３  シャフト
５２１  筒状部
５２２  フランジ部
５２３  外歯
５４１  内歯
７３１  段差部
【図１】
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【図２】
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