(57)【要約】      （修正有）【課題】少なくとも３つの同心の輪を備え、微細な調整が可能で小型の減速ベアリングを提供する。【解決手段】内輪（１０）、中央輪（２０）、外輪（３０）の少なくとも３つの同心の輪（１０，２０，３０）と、少なくとも２つの転動体（５０、５１）からなり、内輪（１０）、中央輪（２０）は、少なくとも２つの転動体（４０）からなる、又は転動体（４０）を有する同心の輪（１０，２０，３０）の内側に用いるベアリングレースとして構成され、中央輪及び外輪は、少なくとも２つの、転動体からなる、又は転動体を有する同心の輪の外側に用いるベアリングレースを備えた減速ベアリングとして構成し、内輪、中央輪、及び外輪は、それぞれ、減速ベアリングの軸方向に延びて、共通の減速ステージ面に位置する内輪延長部と、中央輪延長部と、外輪延長部とを備え、中央輪延長部は、内輪延長部と外輪延長部との間の、波状の減速作用を伝えるように構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３つの同心の輪（１０，２０，３０；１１０，１２０，１３０；２１０，２２０，２３０）を備える減速ベアリング（５，１０５，２０５）であって、
前記少なくとも３つの同心の輪（１０，２０，３０；１１０，１２０，１３０；２１０，２２０，２３０）は、
内輪（１０，１１０，２１０）と、
中央輪（２０，１２０，２２０）と、
外輪（３０，１３０，２３０）と、
少なくとも２つの、転動体からなる、又は転動体を有する同心の輪（５０，５１；５０´，５１´）と、
を備え、
前記内輪（１０，１１０，２１０）及び、前記中央輪（２０，１２０，２２０）は、前記少なくとも２つの、転動体からなる、又は転動体を有する同心の輪（５０，５１；５０´，５１´）の内側に用いるベアリングレース（１１，２２）として構成され、
前記中央輪（２０，１２０，２２０）及び、前記外輪（３０，１３０，２３０）は、前記少なくとも２つの、転動体からなる、又は転動体を有する同心の輪（５０，５１；５０´，５１´）の外側に用いるベアリングレース（２１，３１）として構成され、
前記減速ベアリング（５，１０５，２０５）は、少なくとも１つの減速ステージ（７；１０７，１０９；２０７，２０９）を備え、
前記内輪（１０，１１０，２１０）、前記中央輪（２０，１２０，２２０）及び、前記外輪（３０，１３０，２３０）は、それぞれ、前記減速ベアリング（５，１０５，２０５）の軸方向に延び、共通の減速ステージ面（４２）に位置する内輪延長部（１６）と、中央輪延長部（２６）と、外輪延長部（３６）とを備え、
前記中央輪延長部（２６）は、前記内輪延長部（１６）と前記外輪延長部（３６）との間で、波状の減速作用を伝えるように構成されている、
減速ベアリング（５，１０５，２０５）。
【請求項２】
前記内輪延長部（１６）は、中央開口（１３）を有する、又は中央開口（１３）を有さない円盤状であり、１つ以上の頂部（１４，１４´）を有する外周面（１２）を備え、前記外輪延長部（３６）は、溝部（３２）を有する内周面を備える、
或いは、前記内輪延長部（１６）は、中央開口（１３）を有する、又は中央開口（１３）を有さない円盤状であり、溝部（３２）を有する外周面（１２）を備え、前記外輪延長部（３６）は、１つ以上の頂部（１４，１４´）を有する内周面を備える、
請求項１に記載の減速ベアリング（５，１０５，２０５）。
【請求項３】
前記内輪（１０，１１０，２１０）は、少なくとも１つのベアリングレース（１１，１１１，２１１）を備え、
具体的には、前記内輪延長部（１６）は、少なくとも１つのプロファイルドベアリングレース（６２）、又は少なくとも１つ好ましくは２つの偏心ベアリングレース（１７，１７´）を備え、
具体的には、前記中央輪（２０，１２０，２２０）は、前記ベアリング部に少なくとも２つのベアリングレース（２１，２２，１２１，１２２，２２１，２２２）を備え、前記中央輪延長部（２６）は、１つ又は複数の半径方向運動素子（４０，４０´）を有する少なくとも１つのラジアルチャネル（２４，１２４）を備える、
請求項２に記載の減速ベアリング（５，１０５，２０５）。
【請求項４】
前記中央輪延長部（２６）は、前記外輪延長部（３６）の前記内面、及び前記内輪延長部（１６）の前記外周面（１２）に接する半径方向運動素子（４０，４０´）を収容する、ラジアルチャネル（２４，１２４）を画定する構造を備え、
具体的には、前記ラジアルチャネル（２４，１２４）は、前記共通の減速ステージ面（４２）と少なくともほぼ平行に、少なくとも１列に配列されて設けられ、
具体的には、前記外輪延長部（３６）の前記内周面、又は前記内輪延長部（１６）の前記外周面における、前記溝部（３２）の数は、前記中央輪延長部（２６）の前記ラジアルチャネル（２４，１２４）の数よりも多く、又は少なく、
具体的には、ラジアルチャネル（２４，１２４）を画定する前記中央輪（２０，１２０，２２０）の前記構造は、交換可能、又は、前記中央輪（２０，１２０，２２０）と一体であり、
具体的には、前記外輪延長部（３６）の前記内周面における、前記溝部（３２）の半径方向深さは、具体的には前記内輪延長部（１６）の前記外周面（１２）における、１つ又は複数の前記頂部（１４，１４´）の半径方向高さ以上であり、
具体的には、特に前記内輪延長部（１６）の前記外周面（１２）における、前記頂部（１４，１４´）の形状は、具体的には前記外輪延長部（３６）における前記溝部（３２）の形状とは正反対の形状を表し、
具体的には、前記半径方向運動素子（４０，４０´）は、具体的には、針、玉、又は円柱である摺動体又は転動体の列を１つ以上備える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の減速ベアリング（５，１０５，２０５）。
【請求項５】
１つ又は複数の頂部（１４，１４´）を有する前記周面は、少なくとも２つの、ベアリングレース（１７，１７´）を有する偏心周面（１９，１９´）によって置き換えられる、又は形成される、
請求項２から４のいずれか一項に記載の減速ベアリング（５，１０５，２０５）。
【請求項６】
前記内輪延長部（１６）の前記外周面（１２）と、前記中央輪延長部（２６）との間に、半径方向可撓ローラベアリング（６０）が設けられる、
請求項１から５のいずれか１項に記載の減速ベアリング（５，１０５，２０５）。
【請求項７】
前記ローラベアリングは、前記内輪延長部（１６）及び／又は前記外輪延長部（２６）に一体の部分である、
請求項１から５のいずれか一項に記載の減速ベアリング（５，１０５，２０５）。
【請求項８】
前記少なくとも３つの同心の輪（１０，２０，３０；１１０，１２０，１３０；２１０，２２０，２３０）、及び前記少なくとも２つの、転動体からなる、又は転動体を有する同心の輪（５０，５１；５０´，５１´）は、ベアリング面（４１）に配置され、
具体的には、前記内輪延長部（１６）の前記外周面（１２）又は、前記外輪延長部（３６）の前記内周面には、偶数個の頂部（１４，１４´）又は、少なくとも３つの奇数個の頂部（１４，１４´）が存在する、
請求項１から７のいずれか１項に記載の減速ベアリング（５，１０５，２０５）。
【請求項９】
分離素子が、２つの転動体（４０，４０´）の間に半径方向に設けられる、
請求項１から８のいずれか一項に記載の減速ベアリング（５，１０５，２０５）。
【請求項１０】
前記内輪（１０，１１０，２１０）、及び／又は、前記中央輪（２０，１２０，２２０）、及び／又は、前記外輪（３０，１３０，２３０）は、外部支持構造に固定するための貫通孔を有する、
請求項１から９のいずれか１項に記載の減速ベアリング（５，１０５，２０５）。
【請求項１１】
前記減速ベアリング（５，１０５，２０５）は、直径が前記外輪（３０，１３０，２３０）の外径の９０％までの、具体的には３５％よりも大きい、具体的には、５０％又は６０％又は７０％よりも大きい、軸方向の中央開口（１３）を有する、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の減速ベアリング（５，１０５，２０５）。
【請求項１２】
前記減速ベアリング（１０５，２０５）は、少なくとも１つの第１減速ステージ（１０７，２０７）が少なくとも１つの第２減速ステージ（１０９，２０９）に駆動連結されるように構成された、２つ以上の減速ステージ（１０７，１０９；２０７，２０９）を有し、
前記減速ステージ（１０７，１０９；２０７，２０９）は、互いに軸方向に整列され、及び／又は、互いに同心に配置され、
具体的には、第１減速ステージ（２０７）及び、第２減速ステージ（２０９）は軸方向に整列され、
前記第１減速ステージ（２０７）の前記内輪（１０）、前記中央輪（２０）及び、前記外輪（３０）のうちの１つが、前記第２減速ステージ（２０９）の前記内輪（２１０）、前記中央輪（２２０）及び、前記外輪（２３０）のうちの１つに、具体的にはスプライン連結によって連結される、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の減速ベアリング（１０５，２０５）。
【請求項１３】
第１減速ステージ（１０７）及び、第２減速ステージ（１０９）が、互いに同心に配置され、
前記第２減速ステージ（１０９）は、前記第１減速ステージ（１０７）の周囲に同心に配列され、
前記第１減速ステージ（１０７）の外輪（３０）は、前記第２減速ステージ（１０９）の内輪（１１０）と一体であり、
前記第１減速ステージ（１０７）の前記内輪（１０）及び前記中央輪（２０）の１つと、前記第２減速ステージ（１０９）の前記中央輪（１２０）及び前記外輪（１３０）の１つとが、支持構造に固定される、又は支持構造に固定可能である、
請求項１２に記載の減速ベアリング（１０５）。
【請求項１４】
前記減速ベアリング（１０５）は、異なる減速ステージ（１０７，１０９）及び、異なる減速値において、２つの出力を備える、
請求項１０から１３のいずれか１項に記載の減速ベアリング（１０５）。
【請求項１５】
電気モータ（２，２´）であって、
請求項１から１４のいずれか１項に記載の少なくとも１つの減速ベアリング（５，１０５，２０５）は、前記電気モータ（２，２´）と一体であり、又は、前記電気モータ（２，２´）に組み込まれ、
前記電気モータ（２，２´）のケーシング（７２）は、前記減速ベアリング（５）のための支持構造を形成し、前記電気モータ（２，２´）の回転子（７１）は、前記減速ベアリング（５）の入力輪と駆動連結される、又は一体である、
電気モータ（２，２´）。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、減速ベアリングであって、内輪、中央輪及び、外輪を含む少なくとも３つの同心の輪と、少なくとも２つの、転動体からなる、又は転動体を有する同心の輪とを備え、内輪及び中央輪は、少なくとも２つの、転動体からなる、又は転動体を有する同心の輪の内側に用いるベアリングレースとして構成され、中央輪及び外輪は、少なくとも２つの、転動体からなる、又は転動体を有する同心の輪の外側に用いるベアリングレースとして構成される、減速ベアリングに関する。
【０００２】
本発明は、また、電気モータにも関する。
転動体からなる、又は転動体を有する同心の輪を間に設けた同心の輪を有するラジアルベアリングは、通常、同心の輪の共通の中心軸を囲むベアリングの内輪と接続された、回転部の回転運動を許容しながら、半径方向力を受けるために用いられる。
【０００３】
変速機の入力に印加される回転素子の回転速度を、変速機の出力で低速に減速させるために用いられる、回転運動用の変速機が知られている。本明細書では、これを減速作用又は、低減作用と呼ぶ。
【０００４】
公知の変速機自体は、半径方向力のベアリングができない、又は、半径方向力のベアリングには適さないため、通常は、外付けの、又は付加的なラジアルベアリングと組み合わせて用いられる。数多くの技術アプリケーションにおいて低減作用が必要だが、ベアリングと組み合わせた公知の変速機が極めて大型であるという問題がある。こうした技術分野の１つはロボット工学であり、ロボット工学では、妥協のない、正確な回転速度の低減を伴った小型化が、とりわけ強く求められている。本発明の使用が考えられる別の技術分野は自動車関係であり、特に、電気自動車や電動輪である。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、回転素子の回転速度を低減する、信頼性があり、微細な調整が可能な、小型の手段を提供することであり、さらにこの手段は、ロボット工学、電気自動車、又は電動輪の分野における利用に、特に適していてもよい。
【０００６】
上記の目的は、内輪、中央輪及び、外輪を含む少なくとも３つの同心の輪と、少なくとも２つの、転動体からなる、又は転動体を有する同心の輪とを備える減速ベアリングによって実現できる。内輪及び中央輪は、少なくとも２つの、転動体からなる、又は転動体を有する同心の輪の内側に用いるベアリングレースとして構成され、中央輪及び外輪は、少なくとも２つの、転動体からなる、又は転動体を有する同心の輪の外側に用いるベアリングレースとして構成され、減速ベアリングは、少なくとも１つの減速ステージを有し、内輪、中央輪及び、外輪は、それぞれ、減速ベアリングの軸方向に延び、共通の減速ステージ面に位置する内輪延長部と、中央輪延長部と、外輪延長部とを備え、中央輪延長部は、内輪延長部と外輪延長部との間で、波状の減速作用を伝えるように構成されている。
【０００７】
有利な実施形態では、内輪延長部は、中央開口を有する、又は中央開口を有さない円盤状であり、１つ以上の頂部を有する外周面を備え、外輪延長部は、歯部又は溝部を有する内周面を備える。或いは、内輪延長部は、中央開口を有する、又は中央開口を有さない円盤状であり、歯部又は溝部を有する外周面を備え、外輪延長部は、１つ以上の頂部を有する内周面を備える。
【０００８】
有利な実施形態では、内輪は少なくとも１つのベアリングレースを備え、具体的には、内輪延長部は、少なくとも１つのプロファイルドベアリングレース、又は、少なくとも１つ、好ましくは２つの偏心ベアリングレースを備え、具体的には、中央輪は、ベアリング部に少なくとも２つのベアリングレースを備え、また、中央輪延長部は、１つ又は複数の半径方向運動素子を有する少なくとも１つのラジアルチャネルを備える。
【０００９】
ラジアルベアリングと、ラジアルベアリング能力を有さない変速機との既知の組み合わせとは対照的に、本発明の減速ベアリングは、構造的には、波状の減速作用に用いる少なくとも１つの減速ステージを、ベアリングの少なくとも３つの同心の輪の延長部に組み込む形で減速機能を付加したラジアルベアリングである。波状の減速ステージをベアリングに組み込むことにより、従来の解決策に対して顕著な小型化が可能となる。軸方向においては、本発明の減速ベアリングは、ベアリングと変速機との既知の組み合わせよりも、波状、つまりハーモニックドライブ型の変速機の場合でさえも、２倍以上短くなり得る。
【００１０】
これは、転動体からなる、又は転動体を有する２つの同心の輪に用いるベアリングレースとして構成される少なくとも３つの同心の輪を、３つの同心の輪が半径方向力に耐えながら互いに対して自由に回転可能であるように利用することと、周知の波状の減速原理に基づいて、波状の減速ステージを少なくとも３つの同心の輪の延長部へ組み込むことと、を組み合わせることで可能となり、いわゆるハーモニックドライブ、又は、いわゆるネスト式変速機（ｎｅｓｔｅｄ  ｓｐｅｅｄ  ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓ）のような装置で実施されることが知られている。
【００１１】
波状の減速作用の動作原理とは、外周面に１つ以上の頂部を有する最も内側の円盤状要素の高速の回転動作が、半径方向に可撓性のある介在する円形構造によって外輪の低速の回転動作に変換されること、又はその反対のことを言う。この介在する円形構造は、最も内側の円盤状要素と共に回転はしないが、最も内側の要素の回転とともにその形状を変化させる。この半径方向可撓性構造は、多数の歯部、又は、多数の規則的に間隔を置いた外向き突出要素を有するが、一方で、外輪は、その内周面に、可撓性構造の歯部又は突出要素に対向する溝部又は歯部を有する。可撓性構造の歯部又は溝部の数と、外輪の歯部又は溝部の数とは一致しない。従って、最も内側の円盤状の要素の回転は、単一又は多数の要素からなる半径方向可撓性構造の波状の動作を誘発し、それにより、最も内側の円盤状要素の頂部を通過する毎に、可撓性構造の歯部又は突出要素が、隣接した外輪の歯部構造又は溝部構造の一連の溝の中へと摺動することによって減速作用を伝える。また、減速作用は、内周面に１つ以上の頂部を有する外輪から、外周面に歯部又は溝部を有する最も内側の円盤状要素へと伝えられることもできる。
【００１２】
従って、減速ステージは、例えば、ハーモニックドライブと同様に、半径方向可撓ローラベアリングとともに半径方向可撓性要素を備える、又は、ラジアルチャネルとラジアルチャネル内で直進運動をする要素とを備えることで、半径方向可撓性構造を作り出す。この減速ステージは、本発明の減速ベアリングの、３つの同心の輪の間の動作関係を固定する。通常は、３つの輪のうちの１つが支持構造に固定されることになる。これは、必ずではないが、ほとんどの場合で中央輪又は外輪のいずれかである。入力は内輪であってよく、出力は中央輪又は外輪のいずれか、支持構造に固定されていないほうであってよい。入力と出力は逆でもよい。
【００１３】
入力の回転速度と、出力の回転速度及び出力方向との間の減速比は、内輪の延長部の外面における頂部の数、中央輪におけるラジアルチャネル又は歯部の数、及び、外輪の延長部の内側における溝部又は歯部の数によって決定される。出力の方向は、中央輪延長部におけるチャネル又は歯部の数が、外輪の延長部における溝部の数より多いか少ないかによって決定される。
【００１４】
非限定的な例として、内輪延長部は、互いに対向する位置に２つの頂部を有してもよい。さらに、外輪延長部に１００個の溝部、又は歯部が備えられてもよく、中央輪延長部に半径方向運動素子を有する９８個のチャネル、又は歯部が備えられてもよいとすると、減速ステージにおいて、入力及び出力の回転方向が同じであるとき、内輪の入力から外輪の出力の速度比は５０：１となる。同じ状況下で、外輪が固定され中央輪が出力となる場合、中央輪の回転方向は入力の回転方向に対して逆向きとなる。さらに、減速比は僅かに小さくなる。
【００１５】
有利な実施形態では、中央輪延長部は、外輪延長部の内周面及び内輪延長部の外周面に接する半径方向運動素子を収容する、ラジアルチャネルを画定する構造を有し、具体的には、外輪延長部の内周面、又は内輪延長部の外周面における溝部の数は、中央輪延長部のラジアルチャネルの数よりも大きく、又は小さく、具体的には、ラジアルチャネルを画定する中央輪の構造は、交換可能、又は中央輪と一体である。こうして、上述の、突出要素を構成する半径方向運動素子を有する、複数部品からなる半径方向可撓性構造の実施形態が構成される。上述の半径方向可撓性構造は、中央輪の内側で回転するに従い、その頂部を用いて、円盤状の内輪延長部の形状に倣って内輪延長部の形状を再現することが可能である。この方法は機械的に安定していて、費用効果が高い。
【００１６】
ラジアルチャネルを画定する中央輪の構造が交換可能である場合、減速ベアリングの修理が容易になる。また、このとき、減速ベアリングの構成は可撓性を有する。一方で、中央輪と一体となった構造を有する中央輪は、さらなる安定性を提供する。
【００１７】
有利な実施形態では、中央輪延長部のラジアルチャネルは、共通の減速ステージ面と少なくともほぼ平行に、少なくとも１列に配列されて設けられる。減速ベアリング、又は変速機の能力を上げるために、２列以上のラジアルチャネルが、共通の減速ステージ面と少なくともほぼ平行に配列される。
【００１８】
好ましくは、具体的には外輪延長部の内周面における、溝部の半径方向深さは、具体的には内輪延長部の外周面における、１つ又は複数の頂部の半径方向高さ以上である。こうすることで、減速ベアリングがそれ自体の運動を阻害することを効果的に回避する。具体的には内輪延長部の外周面における頂部の形状は、具体的には外輪延長部における溝部の形状の逆の形状を効果的に表す。こうして、ラジアルチャネルにおける直進運動素子の遊びが全くなくなる、又はほんの少ししかなくなるため、関係する全ての構成要素の損傷を抑制する。
【００１９】
好ましくは、半径方向運動素子は、具体的には、針、玉、又は円柱である摺動体又は転動体の列を１つ以上備える。摺動体又は転動体の数を複数倍にすることで、１つずつにかかる負荷が低減されるため、こうすることで、転動体の損傷が抑制される。
【００２０】
有利には、１つ又は複数の頂部を有する周面は、１つ又は複数の、ベアリングレースを有する偏心周面又は偏心円状の面によって置き換えられる、又は形成される。本実施形態により、摩擦が非常に低い減速ベアリングが得られる。減速ステージにおいて、転動体が運動する２つの偏心輪、又は２つの偏心周面若しくは偏心円状の面が用いられる場合には、波状の減速作用が非常に精巧である。有利には断面が円形である周面は、好ましくは減速ステージに設けられる。
【００２１】
有利には、内輪延長部の外周面と中央輪延長部との間に半径方向可撓ローラベアリングが設けられる。半径方向可撓ローラベアリングは、円盤状の内輪延長部の形状に倣い、その形状を半径方向運動素子に伝える。半径方向可撓ローラベアリングの外側ベアリングレースは、中央輪延長部に対して回転しないため、半径方向可撓ローラベアリングと半径方向運動素子との間に生じる摩擦は低い。全体的に見て、摩擦が大幅に低減され、効率が高められる。
【００２２】
代替の有利な実施形態では、中央輪延長部は半径方向に可撓性があり、内輪延長部の周囲を自由に回転しながら内輪延長部の外形に倣うよう、可撓ローラベアリングによって内輪延長部の周囲に取り付けられ、半径方向に可撓性がある中央輪延長部の外周面は歯部を有し、半径方向に可撓性がある中央輪延長部の外周面における歯部の数は、外輪延長部の内周面における歯部の数よりも小さい、又は大きい。この代替の実施形態では、直進運動素子と内輪延長部と外輪延長部との間で、摩擦を生じやすい摺動動作が行われないため、上述した実施形態に係る摩擦を低減する。
【００２３】
別の好ましい実施形態においては、ローラベアリングは、内輪延長部及び／又は外輪延長部に一体の部分である。内輪延長部及び／又は外輪延長部に一体の部分であるため、ローラベアリングは非常に精密に製造されてよい。従って、回転可能な要素及び転動体の動作は非常に精密である。最新式のローラベアリングは、通常は開口部に嵌め込まれる、又は押し込まれる付加的なリングである。このような製造では、外輪延長部及び／又は内輪延長部にあまり精密に設置されていないローラベアリングが製造されてしまう。
【００２４】
非常に高度な省スペース化及び小型化を達成するために、少なくとも３つの同心の輪、及び少なくとも２つの、転動体からなる、又は転動体を有する同心の輪は、好ましくは、ベアリング面に配列される。ベアリング面は、１つの面において可能な限り最短の経路で、換言すればカンチレバー力を導入することなく、半径方向力を伝えるという付加的な利点を有する。
【００２５】
有利には、偶数個の頂部、或いは、少なくとも３つの奇数個の頂部が、内輪延長部の外周面又は、外輪延長部の内周面に備えられる。それぞれの頂部によってベアリングに導入される半径方向力は、対向する頂部からの対向する半径方向力によって打ち消されるため、上述の特徴により、減速ベアリングにおける半径方向力の排除が促進される。最低３つの奇数個の頂部及び、均等な間隔を備えることでも、同様に、半径方向力のベクトル加法によって、結果として生じるあらゆる半径方向力を打ち消し合う。
【００２６】
円滑な操作を確保するために、具体的には外輪及び中央輪における、歯部及び／又は溝部の数は、頂部の数よりも４倍以上、好ましくは１０倍以上大きくなければならない。
有利には、内輪及び／又は中央輪及び／又は外輪は、外部支持構造への固定のための貫通孔を有する。これにより、本発明の減速ベアリングを外部支持構造に確実に固定し、必要に応じて減速ベアリングの入力及び出力を選択することが可能である。
【００２７】
別の有利な実施形態では、第１の転動体と別の転動体との間に、分離素子が半径方向に設けられる。これら転動体は、有利には、玉であるか、又は球状である。さらに、分離素子は転動体と接触するように円形の溝部を備えてもよい。また、隣接する転動体、又は隣接する玉用に、円形の溝部を２つ備えてもよい。分離素子は、有利には、例えばポリテトラフルオロエチレン（ケマーズ社のテフロン（登録商標）など）のような摩擦低減材からなる面を、部分的に又は完全に含んでもよい。分離素子は、完全に摩擦低減材で作られてもよい。本実施形態によれば、摩擦は低減される。本実施形態においては、第１の転動体は一方の輪の溝部と接触してもよく、別の転動体は反対側の輪の１つ又は複数の頂部を有する面と接触してもよい。転動体が玉、又は円柱の形状である場合、転動体の回転は、転動体の間に配置された分離素子によって分離され、本実施形態では、各転動体は、それぞれが接触する減速ステージの面の動作で駆動される独自の速度で回転してもよい。
【００２８】
本発明の減速ベアリングのさらなる利点は、本発明の減速ベアリングが、従来の変速機では実現できない、大きな中央開口を有してもよいことである。このために、減速ベアリングは、直径が外輪の外径の９０％までの、具体的には３５％よりも大きい、具体的には５０％又は６０％又は７０％よりも大きい、軸方向の中央開口を有利に有する。軸方向の中央開口の大きさは、具体的には外輪の外径及び、減速ベアリングの比率によって決まる。類似型の既知の変速機は中央開口を有し得るが、その直径は装置の外径の３０％を超えない。本発明の特徴である大きな中央開口は、例えば、従来の変速機では十分なスペースがないであろうロボットアームの関節部分など、多くの応用において電気ケーブルの束を通す必要があるロボット工学の分野、或いは、電気自動車又は電動輪の分野で特に有利である。
【００２９】
別の有利な局面では、減速ベアリングは、少なくとも１つの第１減速ステージが少なくとも１つの第２減速ステージに駆動連結されるように構成された、２つ以上の減速ステージを有し、減速ステージは互いに軸方向に整列され、及び／又は、互いに同心に配置される。本発明の減速ベアリングは、並列に又は順に連結される、同心の３輪ベアリング装置をそれぞれ有する、２つ以上の減速ステージを備えてもよいという付加的な利点を有する。これらの組み合わせによって、非常に高い減速比を実現し得る。例えば、それぞれ減速係数が１００：１である２つの減速ベアリングステージの組み合わせによって、減速係数は１００００：１となるが、この減速係数を実現するために、ほとんど部品を要さない。
【００３０】
上述の組み合わせは、いわゆる直列構成、又は、いわゆる並列構成で有利に実現し得る。直列構成では、第１減速ステージ及び第２減速ステージは軸方向に整列され、第１減速ステージの内輪、中央輪、及び外輪のうちの１つが、第２減速ステージの内輪、中央輪、及び外輪のうちの１つと、具体的にはスプライン連結によって接続される。互いに軸方向に整列された２つのステージを用いてもなお、減速ベアリング全体の軸方向の大きさは従来の単一ステージ変速機の大きさよりも小さい。直列構成はまた、３つ以上の減速ステージを軸方向の直列関係にすることにおいても適している。複数ステージの減速ベアリングが、選択的に又は同時に利用される複数の減速比を有益に提供できるように、それぞれのステージは固有の出力を有してもよい。
【００３１】
代替案であり、３つ以上の減速ステージを実現するために直列結合と有益に組み合わせられてもよい並列構成では、第１減速ステージ及び第２減速ステージが互いに同心に配置され、第２減速ステージは第１減速ステージの周囲に同心に配列され、第１減速ステージの外輪は第２減速ステージの内輪と一体である。
【００３２】
この構成は、実際には、ラジアルベアリングを構成する転動体からなる、又は転動体を有する輪を４つ介在させた、同心の５輪装置であり、５つの同心の輪の３つ目は、同時に両方の減速ステージの一部である。ベアリングの２つ目、３つ目、及び４つ目の輪は、内側ベアリングレース及び外側ベアリングレースを有し、最も内側の輪が外側ベアリングレースを、最も外側の輪が内側ベアリングレースを有する。
【００３３】
この場合、有利には、第１減速ステージの内輪及び中央輪のうちの１つと、第２減速ステージの中央輪及び外輪のうちの１つとが、支持構造に固定される、又は固定可能である。２つの減速ステージが分離してしまうため、第１ステージ及び第２ステージで共有する輪は固定されてはならない。
【００３４】
並列構成の減速ベアリングは、好ましくは、異なる減速ステージ及び、異なる減速値において、２つの出力を備える。これにより、異なる減速値における複数の出力が選択的に又は同時に利用されてもよい、２つ以上のステージを有する減速ベアリングの多用途性が向上する。
【００３５】
本発明の目的は、また、上述した発明による少なくとも１つの減速ベアリングと一体である、又は、上述した発明による少なくとも１つの減速ベアリングが組み込まれた電気モータを用いることでも実現され、当該電気モータは、電気モータのケーシングは減速ベアリングのための支持構造を形成し、電気モータの回転子は、減速ベアリングの入力輪と駆動連結される、又は一体である。このような、減速ベアリングと一体である電気モータは、電気モータと、一体化した本発明の減速ベアリングとの小型の組み合わせが特に有用である、ロボット工学及び他の応用に、有利に利用されてもよい。
【００３６】
本発明のさらなる特徴は、本発明による実施形態の説明、特許請求の範囲、及び添付の図面から明らかになろう。本発明による実施形態は、個々の特徴又は複数の特徴の組み合わせを満たし得る。
【００３７】
以下に、本発明の全体的な趣旨を制限することなく、例示的な実施形態に基づいて本発明を説明する。本明細書中において詳細に説明されていない、本発明に係るあらゆる詳細の開示については、明確に図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、発明の減速ベアリングの概略断面図である。
【図２】図２は、図１の減速ベアリングの概略斜視図である。
【図３ａ−ｃ】図３ａ‐ｃは、上記発明の減速ベアリングの内輪の概略図である。
【図３ｄ−ｆ】図３ｄ‐ｆは、減速ステージで２つの偏心輪が用いられる、上記発明の減速ベアリングの実施形態における内輪の概略図である。
【図４ａ−ｃ】図４ａ‐ｃは、上記発明の減速ベアリングの中央輪の概略図である。
【図４ｄ】図４ｄは、別の実施形態における上記発明の減速ベアリングの中央輪の概略図である。
【図５ａ−ｃ】図５ａ‐ｃは、上記発明の減速ベアリングの外輪の概略図である。
【図６ａ−ｃ】図６ａ‐ｃは、本発明による減速ベアリングの減速ステージの概略図である。
【図６ｄ】図６ｄは、本発明による減速ベアリングの減速ステージの概略図である。
【図７ａ】図７ａは、発明の減速ベアリングの別の実施形態の概略図である。
【図７ｂ−ｅ】図７ｂ‐ｅは、発明の減速ベアリングの別の実施形態の概略図である。
【図７ｆ−ｈ】図７ｆ‐ｈは、減速ステージで２つの偏心輪を用いる本発明の実施形態による減速ベアリングの減速ステージの概略図である。
【図８ａ】図８ａは、並列構成で２つのステージが設けられた、本発明の減速ベアリングの概略図である。
【図８ｂ−ｄ】図８ｂ‐ｄは、並列構成で２つのステージが設けられた、本発明の減速ベアリングの概略図である。
【図９ａ】図９ａは、直列構成で２つのステージが設けられた、本発明の減速ベアリングの概略図である。
【図９ｂ−ｄ】図９ｂ‐ｄは、直列構成で２つのステージが設けられた、本発明の減速ベアリングの概略図である。
【図１０ａ】図１０ａは、本発明による電気モータの概略図である。
【図１０ｂ】図１０ｂは、本発明による電気モータの概略図である。
【図１０ｃ】図１０ｃは、本発明による電気モータの別の実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図面において、説明を繰り返す必要がないように、同一又は同様の型の要素、或いは、各々の対応する部位には、同一の参照符号を付している。
図１に、本発明による減速ベアリング５の例示的実施形態の横断面を概略的に示す。減速ベアリング５は、３つの同心の輪、つまり、内輪１０と、中央輪２０と、外輪３０とを備える。左側にはベアリング面４１が示されており、ベアリング面４１には、当該３つの同心の輪１０、２０及び、３０の一部と、内輪１０と中央輪２０との間及び、中央輪２０と外輪３０との間にそれぞれ設置される、転動体からなる、又は転動体を有する２つの同心の輪５０及び５１の一部とが含まれる。よって、ベアリング面４１に含まれる要素は、３つの回転輪１０、２０及び、３０を有するラジアルローリングベアリングを構成する。転動体５０及び５１は、例としては円柱であるが、玉や針など、ベアリングに用いられる別のあらゆる転動体であっても、又は別のあらゆる転動体を有してもよい。
【００４０】
３つの輪１０、２０及び、３０は、それぞれ延長部１６、２６及び、３６を有し、延長部は輪１０、２０及び、３０から軸方向に延びて、共通の減速ステージ面４２に位置する。これら延長部は、中央輪延長部２６内に半径方向に配置されたチャネルの内部に保持された半径方向運動素子４０と外周を接する、円盤状の内輪延長部１６と、半径方向運動素子４０と内周面を接する外輪延長部３６とから成る減速ステージ７を構成する。内輪延長部１６及び外輪延長部３６の周面１２の構造は、図３、５及び、６に関連付けて議論する。
【００４１】
図２に、図１による減速ベアリング５の概略斜視図を示す。図から、ベアリング部の転動体５０及び５１が転動体ケージ５２及び５３内に保持されることが見て取れる。また、減速ベアリング５が、その全体の直径の大部分を占める中央開口１３を有することも分かる。さらに、中央輪２０及び外輪３０には、入力手段及び出力手段への、取り付け及び接続のための３つの孔、つまり、内輪延長部１６に設けられる入力接続１８、中央輪２０に設けられる出力接続２８、及び、支持構造への取り付けのために外輪３０に設けられる貫通孔３８、が示される。
【００４２】
図３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、及び３ｆに内輪１０の詳細図を示す。図３ａは、大きな中央開口１３と、ベアリングレース１１として構成されるベアリング部とを有する内輪１０の斜視図である。当該ベアリングレース１１は、図１及び２に示す転動体５０からなる内円、又は転動体５０を有する内円を支持する。軸方向には、非円形の外周面１２を有する円盤状の内輪延長部１６が示されている。図３ａに示すように、参照符号１６に隣接する部分は、最も小さな直径を有する谷部１５として構成される。周面１２は、当該部分の上方と下方に２つの浅い頂部１４及び１４´を有するため、周面１２は全体として楕円形である。谷部１５の反対側には別の谷部が設けられる。当該面１２は３つ以上の頂部を有してもよい。
【００４３】
図３ｂに内輪１０のより詳細な断面図を示し、図３ｂのＣ部の拡大図を図３ｃに示す。周面１２の中央部は周面１２の境界部よりも僅かに隆起しており、頂部１４を示す。この、隆起した中央部は、２つの頂部１４及び１４´の中間にある谷部１５の位置で消滅する。谷部における表面は、図３ｃに破線で示す。図１及び図２に示す直進運動素子４０は、この高さの変化によって、中央輪延長部２６における各ラジアルチャネルで半径方向運動を行う。
【００４４】
図３ｄ、３ｅ、及び３ｆは、内輪１０の概略図である。図３ｄは断面図であり、図３ｅは図３ｄにおける部分Ｂの拡大図であり、図３ｆは内輪１０の斜視図である。当該図には本発明の好ましい実施形態を示す。減速ステージにおいては、２つの頂部を有する１つの円盤の代わりに、２つの円形の偏心輪１９及び１９´が用いられる。２つの偏心輪１９及び１９´の周面は、互いに対して、且つ内輪の共通軸に対して半径方向にずれた２つの輪によって形成される。この手段によって、２つの頂部１４及び１４´、並びに２つの谷部１５及び１５´は、内輪の延長部に作られる。谷部１５は谷部１５´の反対側に位置し、頂部１４は頂部１４´の反対側に位置する。２つの輪１９及び１９´のベアリングレース１７及び１７´が形成され、ベアリングレース１７及び１７´は内輪延長部に一体の部分である。本実施形態では、転動体として玉を用いるのが好ましい。内輪延長部に一体の部分であるため、ベアリングレース１７及び１７´は非常に精密に形成される。
【００４５】
図４ａ、４ｂ、及び４ｃは、中央輪２０のより詳細な概略図である。図４ａの斜視図に示すように、中央輪２０は、外側に円形のベアリングレース２１と、内側に円形のベアリングレース２２とを有するベアリング部から成り、ベアリングレース２１及び２２はそれぞれ、図１及び図２の転動体５０及び５１と接触している。
【００４６】
軸方向に延びる中央輪延長部２６は、図１及び図２に示す半径方向運動素子４０の直進運動を誘導する、ラジアルチャネル２４を有するケージを備える。中央輪延長部２６自体は円筒形である。中央輪延長部２６の内径は、内輪延長部１６の、頂部１４及び１４´における外径よりも僅かに大きい。
【００４７】
図４ｄに、中央輪延長部２６がさらに延長され、溝部にもなり得る追加のラジアルチャネル１２４が加えられたものを示す。本実施形態によって、減速ベアリングの負荷能力が向上する。ラジアルチャネル２４及び１２４は、２列に配列される。
【００４８】
図５ａ、５ｂ、及び５ｃに、図１及び図２に示す本発明の減速ベアリング５の、外輪３０の概略図を示す。外輪３０は、図１及び図２に示す転動体からなる外輪、又は転動体を有する外輪の、転動体５１に接するベアリングレース３１として構成される内周ベアリング面を有する。外輪延長部３６は、軸方向に、直径がベアリングレース３１の直径よりも小さく、溝部３２を有する内周面を備え、溝部３２の深さは、内輪延長部１６における頂部の、頂部１４及び１４´の高さと、谷部１５及び１５´の高さとの差とほぼ一致する。溝部３２の半径方向高さの変化は、内輪延長部１０の周面１２の変化に準じて生じるため、減速ステージの減速比の分、周方向に短縮される。
【００４９】
溝部３２の数は、中央輪延長部２６におけるラジアルチャネル２４及び１２４の数とは僅かに異なり、特に２つの頂部を有する場合において、通常は２つ異なる。
図６ａ、６ｂ、及び６ｃに、本発明による、内輪１０と、中央輪２０と、外輪３０とを有する単一ステージの減速ベアリング５の、別の例示的実施形態を、減速ステージ面４２を通る断面図で示す。セパレータ２３として設けられる中央輪延長部２６は円形である。内輪延長部１６の外周面１２は、図６ａに示す上部位置及び下部位置においてセパレータ２３の内径と一致するが、左側及び右側位置においては、セパレータ２３の内面との間に狭い隙間を有する。これは、内輪のセパレータ１６の外周面１２が円形ではなく、上部位置及び下部位置に示される２つの頂部を有していることを示唆している。対照的に、外輪延長部３６の内周面には多数の溝部３２が示されており、溝部３２は、セパレータ２３におけるラジアルチャネル２４の内部に配置される半径方向運動素子４０よりも僅かに幅が広い。
【００５０】
減速ベアリングの最小直径を維持することに関連して、減速ベアリングの負荷能力を向上させるために、半径方向の溝部２４を有するケージに、より多数の転動体４０を２列以上で配置することができる。図６ｂに例を示す。
【００５１】
減速ベアリングの負荷能力を更に向上させるために、セパレータにおける溝部を１つおきに減らすことで、減速比を維持したままセパレータ２３の壁の厚さを増大させることができる。増大されたセパレータ２３の壁を通して、中央輪２０に亘り軸方向に開口２９を設けることができる。例えば、設けられた開口２９にねじを留めることができる。
【００５２】
図４ｄに示すように、減速ベアリングの負荷能力の更なる向上は、中央輪延長部２６を延長し、追加の溝部１２４と転動体を半径方向に１歯分ずらして加えることで実現できる。
【００５３】
内輪１０を回転させることにより、セパレータ２３内において、半径方向運動素子４０の集合的な波状の回転動作が生じることになる。溝部の数はラジアルチャネル２４の数より２つ多いため、本発明の減速ベアリング５の入力である内輪１０の回転によって、半径方向運動素子４０は、頂部１４及び１４´を通過する位置で、外輪延長部３６の各溝部３２に、溝部３２の中心から外れた位置から中心へと押し込まれることになる。これによって、中央輪２０と外輪３０とが、頂部１４及び１４´を通過するごとに、つまり内輪１０が半周するごとに、溝部３２の１つ分ずつ、内輪延長部１６の外周面１２上を互いに関連して回転することになる。
【００５４】
図６ｂ及び６ｃに、図６ａからＦ及びＧ、すなわち、頂部１４の高さ及び谷部１５の高さをそれぞれ抜き出して拡大したものを示す。図６ｂに示すように、頂部１４の高さでは、中央に図示した半径方向運動素子４０が、対向する溝部３２内に最大限に押し込まれている。図６ｃに示すように、谷部１５の高さでは、直進運動素子４０が、隣り合う２つの溝部３２の間の縁と対向している。内輪１０をさらに回転させると、内輪１０の回転方向に応じて、セパレータ２３が時計回り方向又は反時計回り方向に僅かに回転することになる。その結果、直進運動素子４０は、次に内輪延長部１６の外周面１２上の頂部１４に到達すると、次に隣接している溝部３２内へと押し込まれることになる。
【００５５】
図１から分かるように、これは非常に小型な設計で実現されると同時に、減速作用及びラジアルベアリング能力をも確保する。
また、図６ｄに示すとおり、第１の運動素子４０と別の運動素子４０との間、つまりこの場合は２つの運動素子４０の間に設けられ、運動素子４０と共に半径方向に運動することができる分離素子４３によって、運動素子４０を半径方向に分離するのがさらに有利である。この分離素子４３は、好ましくは低摩擦面を有するか又は完全に低摩擦材料で作られ、転動体４０の回転を互いに分離させる。よって、転動体４０の摩擦及び損傷が低減される。
【００５６】
図７ａ及び７ｅに、本発明による減速ベアリング５の別の実施形態を示す。図７ａの半開斜視図に示す減速ベアリング５の構造は、内輪延長部１６の外周面１２と半径方向運動素子４０を有するセパレータ２３との間に、半径方向可撓ローラベアリング６０が介在している点を除くと、図１及び図２に示すものとほとんど同一である。図７ｅに最も分かりやすく示されているように、半径方向可撓ローラベアリング６０は、内側ベアリングレース６２と外側ベアリングレース６３との間に設けられた転動体６１を備える。この詳細は、図７ｂ、７ｃ、及び７ｄに、断面図及び斜視図で示す。半径方向可撓ローラベアリング６０を用いることによって摩擦が抑制され、減速ベアリング５の寿命が延び、性能が向上する。半径方向可撓ローラベアリング６０自体は、大きな半径方向力に耐える必要はなく、代わりに、ベアリング面４１において、転動体５０及び５１が大きな半径方向力を吸収する。
【００５７】
図７ｆ、７ｇ、及び７ｈに示す好ましい実施形態においては、ベアリングリング６２は、ベアリングレースとして作用する、内輪１２に形成された延長部に代えられてもよい。図７ｆに、２つの偏心輪１９及び１９´が、図３ｄ、３ｅ、及び３ｆに示す内輪１０の延長部として、また、図４ｄの中央輪の延長部として用いられる場合の、本発明による減速ベアリングの概略断面図を示す。
図７ｇは、図７ｆの概略図における部分Ｋの拡大図である。図７ｈに、本実施形態を概略三次元図で示す。さらに、ベアリングレース１７及び１７´が、輪１９及び１９´と、又は輪１９及び１９´の面の一部と一体であることが示されている。さらに、標準的なベアリングから使用可能な転動体６０及び６１、転動体４０及び４０´、並びに輪６３及び６３´が挿入される。２つの偏心輪１９及び１９´の軸は偏心している。本実施形態では、可撓ローラベアリングもローラレーシングも用いられない。本実施形態は、２つの偏心輪１９及び１９´の代わりに２つの頂部及び２つの谷部を有する楕円体を用いる実施形態よりも、容易に高精度で製造できる。楕円体を用いる実施形態においては、１つのローラレーシング又は１つのベアリングリングを用いると、有利に可撓性を有する。
【００５８】
図８ａから８ｄに、同心に重なり合って配列された２つの減速ステージ１０７及び１０９を有する、本発明の減速ベアリング１０５の別の例示的実施形態を示す。図８ａに示す第１減速ステージ１０７は、内輪１０と、中央輪２０と、外輪３０とを備える。第２減速ステージ１０９は、内輪１１０と、中央輪１２０と、外輪１３０とを備える。第１減速ステージ１０７の外輪３０は、第２減速ステージ１０９の内輪１１０と同一である。図８に示す、並列の、つまり同心に２つのステージを設けた構成における、この中間の輪３０／１１０は、ベアリング面４１に２つのベアリングレースを、１つは内側に、もう１つは外側に有する。その結果、図８に示す並列に２つのステージを設けた減速ベアリング１０５は、ベアリング面に、転動体５０及び５１の４つの同心円を有する。
【００５９】
５つの輪、１０、２０、３０／１１０、１２０、及び１３０は、それぞれ個別に軸方向の延長部を有し、これら延長部は、原則として、前述した図に示される延長部と同様に構成される。
【００６０】
図８ｂは、２つのステージを設けた減速ベアリング１０５を一側面から見た図であり、減速ベアリング１０５の内部が見えるように３つの異なる領域を開口して示したものである。右側上部の開口領域では、減速ベアリング１０５のラジアルベアリング機能を構成する、輪１０、２０、３０／１１０、１２０、及び１３０、並びに転動体５０、５１、５０´、及び５１´を有するベアリング面４１を見ることができる。
【００６１】
図８ｄに、領域Ａを有する最下部の開口の拡大図を示す。最も内側の第１ステージ１０７が、例えば図６に示すような単一ステージを設けた実施形態と同様に構成されていることが明確に視認できる。図８ｃに、領域Ｂの拡大図を示す。図８ｃ及び８ｄは、それぞれ図６ｂ及び６ｃに示す図の表示と対応する。
【００６２】
領域Ｂを含む内部図では、第２減速ステージ１０９の減速ステージ面４２の内部を一見することができるが、ここでは、例えば、図８ｂの領域Ｂに示すように、第２減速ステージ１０９内の半径方向運動素子４０が第１減速ステージ１０７内の半径方向運動素子４０よりも大きいことが示されている。その一方で、第２減速ステージ１０９における運動の原理は、第１減速ステージ１０７と同様である。
【００６３】
上述した並列の同心構成によって、２つの減速ステージを組み合わせて、第１減速ステージ１０７の減速係数と第２減速ステージ１０９の減速係数との積として計算される、非常に大きい減速係数を有する減速作用を得ることができる。従って、１０，０００以上の減速係数を実現することができる。
【００６４】
半径方向力は、本発明の減速ベアリング５及び１０５のベアリング面４１におけるベアリング部にて吸収されるため、減速ステージ面４２内の構造に組み込まれた減速作用には、ほとんど半径方向力が掛からない。そのため、半径方向力に起因する障害は効果的に排除される。
【００６５】
図９ａから９ｄに、本発明の減速ベアリング２０５の別の例示的実施形態を示す。減速ベアリング２０５は、２つのステージを直列構成に設けたものであり、すなわち、減速ベアリング２０５の中心軸６に沿って、２つのステージ２０７及び２０９が軸方向に整列している。減速ベアリング２０５もまた、図９ｂに示すように基本的に円形である。２つの減速ステージ２０７及び２０９は、それぞれ３つの同心の輪１０、２０、及び３０、並びに、輪２１０、２２０、及び２３０を備え、これらの輪は主に、上述した図に示すような構造を有する。
【００６６】
図９ａに示す構成では、第１減速ステージ２０７の内輪１０は、入力接続１８によって駆動する。外輪３０は、貫通孔３８を用いて支持構造（図示せず）に固定されてもよい。内輪１０の回転によって、第１減速ステージ２０７の中央輪２０が、より低速で回転することになる。
【００６７】
第１減速ステージ２０７の中央輪２０は、スプライン連結として設けられる駆動連結２１２を介して、第２減速ステージ２０９の内輪２１０に接続される。図９ｄの拡大図に示すスプライン連結は、図９ｃの拡大図に示す周方向の歯部を有する。
【００６８】
中央輪２２０は、出力接続２２５を備える。同様に、外輪２３０は、支持構造との接続用に貫通孔２３８を備える。従って、第１減速ステージ２０７の内輪１０の入力１８における回転が、第２減速ステージ２０９の中央輪２２０における出力２２５の、非常に低速な回転につながる。
【００６９】
減速ステージ２０７及び２０９は、自由に選択可能な高い減速比に到達するように、減速ステージを所望の減速比とともに選択して図９ａに示すように組み合わせるような、モジュール方式で設置されてもよい。
【００７０】
本発明の減速ベアリング２０５の多用途性に加えて、２つの減速ステージ２０７及び２０９の回転動作は、図８ｄの並列構成による減速ベアリング１０５のように、個別にそして並列に利用されてもよい。２つのステージ２０７及び２０９は、所望の構成に応じて、図９ａに示す本実施例と同様に配置されてもよく、或いは、連続したベアリング面、又は減速面を有してもよい。
【００７１】
図１０ａ及び１０ｂに、本発明による電気モータ２及び２´の２つの例示的実施形態を概略的に示す。
図１０ａに示す電気モータ２は、回転子コイル７４を有する回転子７１の周囲に配置された固定子７３を収容するケーシング７２を備え、回転子７１は、コイル７４の両端のモータベアリング７０を用いて、ケーシング７２に対して軸方向に支持される。本発明による減速ベアリング５は、ケーシング連結７６を介してケーシング７２に固定される。回転子７１は、スプライン連結７５によって、減速ベアリング５の内輪１０に駆動連結される。中央輪２０は、回転子７１に対して減速された速度で回転する出力接続２８を有する。ここでは、減速ベアリング５は、連結７５及び７６によって電気モータ２と一体化される。
【００７２】
図１０ｂに示す電気モータ２´の別の実施形態は、減速ベアリング５が完全に一体化されている点で図１０ａに示す実施形態と異なる。ケーシング７２は外輪３０と一体であり、回転子７１は減速ベアリング５の内輪１０と一体である。反対側の半径方向力を、減速ベアリング、具体的には、ベアリング面４１に配置されたベアリング部が受け止めるため、モータベアリング７０は１つしかない。
【００７３】
図１０ｃに示す電気モータ２及び２´の別の実施形態では、より高度な一体化が行われる。図１０ｃに、薄い空隙型の電気モータ２及び２´を示す。減速ベアリング５は完全に一体化されている。ケーシング１７２は中央輪２０と一体である。回転子１７１は減速ベアリング５の内輪１０と一体である。固定子１７３は、回転子１７１との間に小さな空隙を有する。従って、非常に小さな寸法に作られた電気モータ２及び２´を使用することができる。
【００７４】
いずれの例示的実施形態も、電気モータ２及び２´の非常に効率的で小型な設計を構成し、これらは小型の縮小された電気モータ作用が必要な、ロボット工学及び他の技術分野において、大変有益である。
【００７５】
図面からのみ参照したものを含めた、名称が付された全ての特徴、及び、他の特徴と組み合わせて開示された個々の特徴は、本発明に重要なものとして個別に、及び組み合わせとして考慮される。本発明による実施形態は、個々の特徴又はいくつかの特徴の組み合わせによって実現することができる。「具体的には」又は「特に」という表現と共に記載された特性は、好ましい実施形態として考慮されるものとする。
【００７６】
［参照符号の一覧］
２，２´，２´´  電気モータ
５    減速ベアリング
６    中心軸
７    減速ステージ
１０  内輪
１１  ベアリングレース
１２  周面
１３  中央開口
１４，１４´  頂部
１５，１５´  谷部
１６  内輪延長部
１７，１７´  ベアリングレース
１８  入力接続
１９，１９´  偏心周面
２０  中央輪
２１  ベアリングレース
２２  ベアリングレース
２３  セパレータ
２４  ラジアルチャネル
２６  中央輪延長部
２８  出力接続
２９  開口
３０  外輪
３１  ベアリングレース
３２  溝部
３６  外輪延長部
３８  貫通孔
４０，４０´  半径方向運動素子
４１  ベアリング面
４２  減速ステージ面
４３  分離素子
５０，５０´  転動体
５１，５１´  転動体
５２，５３  転動体ケージ
６０   半径方向可撓ローラベアリング
６１，６１´  転動体
６２   内側ベアリングレース
６３，６３´  外側ベアリングレース
７０   モータベアリング
７１   回転子
７２   ケーシング
７３   固定子
７４   回転子コイル
７５   スプライン連結
７６   ケーシング連結
１０５  減速ベアリング
１０７  第１減速ステージ
１０９  第２減速ステージ
１１０  内輪
１１１  ベアリングレース
１２０  中央輪
１２１  ベアリングレース
１２２  ベアリングレース
１２３  セパレータ
１２４  追加ラジアルチャネル
１３０  外輪
１７１  回転子
１７２  ケーシング
１７３  固定子
２０５  減速ベアリング
２０７  第１減速ステージ
２０９  第２減速ステージ
２１０  内輪
２１１  ベアリングレース
２１２  駆動連結
２２０  中央輪
２２１  ベアリングレース
２２２  ベアリングレース
２２５  出力接続
２３０  外輪
【図１】
2017096488.tif 000003
【図２】
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【図３ａ−ｃ】
2017096488.tif 000005
【図３ｄ−ｆ】
2017096488.tif 000006
【図４ａ−ｃ】
2017096488.tif 000007
【図４ｄ】
2017096488.tif 000008
【図５ａ−ｃ】
2017096488.tif 000009
【図６ａ−ｃ】
2017096488.tif 000010
【図６ｄ】
2017096488.tif 000011
【図７ａ】
2017096488.tif 000012
【図７ｂ−ｅ】
2017096488.tif 000013
【図７ｆ−ｈ】
2017096488.tif 000014
【図８ａ】
2017096488.tif 000015
【図８ｂ−ｄ】
2017096488.tif 000016
【図９ａ】
2017096488.tif 000017
【図９ｂ−ｄ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
2017096488.tif 000021
【外国語明細書】
2017096488000001.pdf