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JP2013099191A - Electro-mechanical device, actuator using the same, motor, robot and robot hand - Google Patents

Electro-mechanical device, actuator using the same, motor, robot and robot hand Download PDF

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JP2013099191A
JP2013099191A JP2011242057A JP2011242057A JP2013099191A JP 2013099191 A JP2013099191 A JP 2013099191A JP 2011242057 A JP2011242057 A JP 2011242057A JP 2011242057 A JP2011242057 A JP 2011242057A JP 2013099191 A JP2013099191 A JP 2013099191A
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Japan
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rotor
gear
disposed
electromechanical device
conversion mechanism
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Application number
JP2011242057A
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Japanese (ja)
Inventor
Kesatoshi Takeuchi
啓佐敏 竹内
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique which reduces an electro-mechanical device in size.SOLUTION: An electro-mechanical device comprises: a central shaft 110; a rotor 121 having rotor magnets 123 disposed along an outer periphery of the central shaft 110 and an accommodating space which opens at least at one side of an axial direction of the central shaft 110 among the central shaft 110 and the rotor magnets 123; a stator 122 disposed on an outer periphery of the rotor 121; a rotational speed varying mechanism 130 which is disposed in the accommodating space and is integrally configured with the rotor 121; a load coupling portion 133 which is disposed inside the stator 122 and couples the rotational speed varying mechanism 130 and a rotational load to each other; and a cross roller bearing 137 provide between the stator 122 and the load coupling portion 133.

Description

この発明は、電気機械装置およびそれを用いたアクチュエーター、モーター、ロボット、ロボットハンドに関する。   The present invention relates to an electromechanical device and an actuator, motor, robot, and robot hand using the same.

ロボットの関節部位を駆動する動力源としては、通常、モーターが用いられる(下記特許文献1等)。モーターは、一般に、モーターの回転速度やトルクを調整する減速機などの回転機構と接続されて用いられる。ロボットを小型化するためには、モーターやそれに接続される回転機構によって構成される電力と動力とを変換する電気機械装置が、よりコンパクトに構成されることが望ましい。また、ロボットは、物を掴んだり、運んだりするので、ロボットのアームには重力負荷が掛かる。ここで、ロボットのアームは様々な方向を向くため、ロボット用のモーターは、あらゆる方向の荷重負荷に耐えられる高剛性を備えることが望ましい。しかし、これまで、こうした要求に対して十分な工夫がなされてこなかったのが実情であった。   As a power source for driving the joint part of the robot, a motor is usually used (Patent Document 1 below). The motor is generally used by being connected to a rotation mechanism such as a speed reducer that adjusts the rotation speed and torque of the motor. In order to reduce the size of a robot, it is desirable that an electromechanical device that converts electric power and power constituted by a motor and a rotating mechanism connected thereto be configured more compactly. Further, since the robot grabs and carries objects, the robot arm is subjected to a gravity load. Here, since the arm of the robot faces in various directions, it is desirable that the motor for the robot has a high rigidity capable of withstanding load loads in all directions. However, until now, it has been the actual situation that no sufficient ingenuity has been made to meet these requirements.

特開2008−159847号公報JP 2008-159847 A

本発明は、電気機械装置を小型化、高剛性化する技術を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a technique for reducing the size and increasing the rigidity of an electromechanical device.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]
電気機械装置であって、中心軸と、前記中心軸の外周に沿って配置されたローター磁石を有し、前記中心軸と前記ローター磁石との間において少なくとも前記中心軸の軸方向の一方に開口した収納空間を有するローターと、前記ローターの外周に配置されたステーターと、前記収納空間に配置され、前記ローターと一体に構成された回転数変換機構と、前記ステーターの内側に配置され、前記回転数変換機構と回転負荷とを接続する負荷接続部と、前記ステーターと前記負荷接続部との間に設けられたクロスローラーベアリングと、を備える、電気機械装置。
この電気機械装置によれば、回転数変換機構の少なくとも一部がローターの収容空間に収容されて、回転を発生させるローターと、それを伝達する回転変換機構とが一体的に構成されるとともに、ステーターと負荷接続部との間にクロスローラーベアリングが設けられているので、電気機械発生装置の小型化、高剛性化が可能となる。
[Application Example 1]
An electromechanical device, comprising: a central axis; and a rotor magnet disposed along an outer periphery of the central axis; and opening between at least one axial direction of the central axis between the central axis and the rotor magnet. A rotor having a storage space, a stator disposed on the outer periphery of the rotor, a rotation speed conversion mechanism disposed in the storage space and configured integrally with the rotor, and disposed inside the stator, the rotation An electromechanical device comprising: a load connecting portion that connects a number conversion mechanism and a rotational load; and a cross roller bearing provided between the stator and the load connecting portion.
According to this electromechanical device, at least a part of the rotation speed conversion mechanism is housed in the housing space of the rotor, and the rotor that generates rotation and the rotation conversion mechanism that transmits the rotation are integrally configured, Since the cross roller bearing is provided between the stator and the load connecting portion, the electric machine generator can be reduced in size and increased in rigidity.

[適用例2]
適用例1に記載の電気機械装置であって、前記中心軸は、前記中心軸の軸方向に延びる貫通孔を有し、前記貫通孔には、前記ローターの回転を制御するための電気を送信する導電線が挿通されている、電気機械装置。
この電気機械装置によれば、ローターの回転を制御するための導電線が、中心軸の内部に挿通されるため、導電線の外部への露出が抑制され、導電線の保護性や配設性が向上する。また、電気機械装置が搭載される機器の意匠性が、導電線の露出によって低下してしまうことが抑制される。
[Application Example 2]
The electromechanical device according to Application Example 1, wherein the central axis has a through hole extending in an axial direction of the central axis, and electricity for controlling rotation of the rotor is transmitted to the through hole. An electromechanical device in which a conducting wire is inserted.
According to this electromechanical device, since the conductive wire for controlling the rotation of the rotor is inserted into the center shaft, exposure of the conductive wire to the outside is suppressed, and the protective property and disposition property of the conductive wire are suppressed. Will improve. Moreover, it is suppressed that the designability of the apparatus by which an electromechanical apparatus is mounted falls by exposure of a conductive wire.

[適用例3]
適用例2に記載の電気機械装置であって、前記負荷接続部は、前記導電線を案内するハーネスガイドを有する、電気機械装置。
この適用例によれば、負荷接続部がハーネスガイドを有しているので、導電線の摩耗を抑制できる。
[Application Example 3]
The electromechanical device according to Application Example 2, wherein the load connecting portion includes a harness guide that guides the conductive wire.
According to this application example, since the load connecting portion has the harness guide, wear of the conductive wire can be suppressed.

[適用例4]
適用例1〜3のいずれか1つの適用例に記載の電気機械装置であって、前記回転数変換機構は、前記回転数変換機構の中心部に配置されたサンギアと、前記回転数変換機構の外周部に配置されたアウターギアと、前記サンギアと前記アウターギアとの間に配置されたプラネタリーギアと、前記プラネタリーギアが接続されたプラネタリーキャリアと、を有する遊星ギアを含み、前記回転数変換機構は、前記サンギアと前記アウターギアと前記プラネタリーキャリアの3つのうちの1つが前記ローター磁石と接続または一体に形成される入力部であり、残り2つのうちの1つが前記ステーターと接続または一体に形成される固定部であり、残りの1つが前記負荷接続部と接続または一体に形成される出力部である、電気機械装置。
この電気機械装置によれば、遊星ギアとローターとが一体的に構成されるため、電気機械装置が小型化される。
[Application Example 4]
The electromechanical device according to any one of Application Examples 1 to 3, wherein the rotation speed conversion mechanism includes a sun gear disposed in a central portion of the rotation speed conversion mechanism, and the rotation speed conversion mechanism. A planetary gear having an outer gear disposed on an outer periphery, a planetary gear disposed between the sun gear and the outer gear, and a planetary carrier to which the planetary gear is connected, and the rotation The number conversion mechanism is an input unit in which one of the sun gear, the outer gear, and the planetary carrier is connected to or integrally formed with the rotor magnet, and one of the remaining two is connected to the stator. Alternatively, the electromechanical device is an integrally formed fixing portion, and the remaining one is an output portion connected to or integrally formed with the load connecting portion.
According to this electromechanical device, since the planetary gear and the rotor are integrally formed, the electromechanical device is reduced in size.

[適用例5]
適用例1〜3のいずれか1つの適用例に記載の電気機械装置であって、前記回転数変換機構は、前記回転数変換機構の中心部に配置されたウェーブジェネレーターと、前記回転数変換機構の外周部に配置されたサーキュラスプラインと、前記ウェーブジェネレーターと前記サーキュラスプラインとの間に配置されたフレックススプラインと、を有するハーモニックドライブ機構(「ハーモニックドライブ」は登録商標)を含み、前記回転数変換機構は、前記ウェーブジェネレーターと、前記サーキュラスプラインと、前記フレックススプラインの3つのうちの1つが前記ローター磁石と接続または一体に形成される入力部であり、残り2つのうちの1つが前記ステーターと接続または一体に形成される固定部であり、残りの1つが前記負荷接続部と接続または一体に形成される出力部である、電気機械装置。
この電気機械装置によれば、ハーモニックドライブ(登録商標)機構とローターとが一体的に構成されるため、電気機械装置が小型化される。
[Application Example 5]
The electromechanical device according to any one of Application Examples 1 to 3, wherein the rotation speed conversion mechanism includes a wave generator disposed in a central portion of the rotation speed conversion mechanism, and the rotation speed conversion mechanism. A harmonic drive mechanism ("Harmonic Drive" is a registered trademark) having a circular spline disposed on the outer periphery of the substrate and a flex spline disposed between the wave generator and the circular spline, and the rotational speed conversion The mechanism is an input unit in which one of three of the wave generator, the circular spline, and the flex spline is connected to or integrally formed with the rotor magnet, and one of the remaining two is connected to the stator. Or a fixed part integrally formed, and the remaining one is the load connection Parts to be connected or an output portion formed integrally, electromechanical device.
According to this electromechanical device, the harmonic drive (registered trademark) mechanism and the rotor are integrally configured, and thus the electromechanical device is reduced in size.

[適用例6]
適用例1〜3のいずれか1つの適用例に記載の電気機械装置であって、前記回転数変換機構は、外縁にエピトコロイド平行曲線形状を有し中心に形成された第1の孔と前記第1の孔の周りに形成された複数の第2の孔とを有する曲線板と、前記曲線板の前記エピトコロイド平行曲線と接するように配置される外ピンと、前記第2の孔の中に配置される内ピンと、前記第1の孔の中に配置される偏心体と、を有するサイクロ機構を含み、前記偏心体と前記外ピンと前記内ピンの3つのうちの1つが前記ローター磁石と接続または一体に形成される入力部であり、残り2つのうちの1つが前記ステーターと接続または一体に形成される固定部であり、残りの1つが前記負荷接続部に接続または一体に形成される出力部である、電気機械装置。
この電気機械装置によれば、サイクロ機構とローターとが一体的に構成されるため、電気機械装置が小型化される。
[Application Example 6]
The electromechanical device according to any one of Application Examples 1 to 3, wherein the rotation speed conversion mechanism has an epitocoloid parallel curve shape at an outer edge and the first hole formed in the center and the first hole. A curved plate having a plurality of second holes formed around one hole, an outer pin disposed to contact the epitocoloid parallel curve of the curved plate, and disposed in the second hole. A cyclomechanism having an inner pin and an eccentric body disposed in the first hole, wherein one of three of the eccentric body, the outer pin, and the inner pin is connected to or integrated with the rotor magnet. One of the remaining two is a fixed portion that is connected to or integrally formed with the stator, and the other is an output portion that is connected to or integrally formed with the load connecting portion. There is an electromechanical device.
According to this electromechanical device, the cyclomechanical mechanism and the rotor are integrally configured, so that the electromechanical device is reduced in size.

[適用例7]
適用例1〜6のいずれか一つに記載の電気機械装置において、さらに、ローターと一体に形成されたエンコーダーを備える、電気機械装置。
この電気機械装置によれば、エンコーダーとローターとが一体的に構成されるため、電気機械装置が小型化される。
[Application Example 7]
The electromechanical device according to any one of Application Examples 1 to 6, further comprising an encoder formed integrally with the rotor.
According to this electromechanical device, since the encoder and the rotor are integrally formed, the electromechanical device is reduced in size.

[適用例8]
アクチュエーターであって、適用例1〜7のいずれか一つに記載の電気機械装置を備える、アクチュエーター。
このアクチュエーターによれば、駆動源として小型化された電気機械装置を用いるため、よりコンパクトな構成とすることが可能である。
[Application Example 8]
An actuator comprising the electromechanical device according to any one of Application Examples 1 to 7.
According to this actuator, since a miniaturized electromechanical device is used as a drive source, a more compact configuration can be achieved.

[適用例9]
モーターであって、中心軸と、前記中心軸の外周に沿って配置されたローター磁石を有し、前記中心軸と前記ローター磁石との間において少なくとも前記中心軸の軸方向の一方に開口した収納空間を有するローターと、前記ローターの外周に配置されたステーターと、
前記収納空間に配置され、前記ローターに接続された回転数変換機構と、前記ステーターの内側に配置され、前記回転数変換機構と回転負荷とを接続する負荷接続部と、前記ステーターと前記負荷接続部との間に設けられたクロスローラーベアリングと、を備える、モーター。
このモーターであれば、ローターと回転機構とをよりコンパクトに一体的化して構成するとともにモーターの高剛性化が可能である。
[Application Example 9]
A motor comprising a central axis and a rotor magnet disposed along an outer periphery of the central axis, and being opened between at least one axial direction of the central axis between the central axis and the rotor magnet A rotor having a space; and a stator disposed on an outer periphery of the rotor;
A rotation speed conversion mechanism disposed in the storage space and connected to the rotor, a load connection portion disposed inside the stator and connecting the rotation speed conversion mechanism and a rotation load, and the stator and the load connection And a cross roller bearing provided between the motor and the motor.
With this motor, the rotor and the rotating mechanism can be integrated in a more compact manner, and the motor can have high rigidity.

[適用例10]
ロボットであって、基部と、前記基部を移動させるための駆動部と、を備え、前記駆動部は、適用例1〜7のいずれか一つに記載の電気機械装置を含む、ロボット。
[Application Example 10]
It is a robot, Comprising: A base part and the drive part for moving the said base part, The said drive part contains the electromechanical device as described in any one of the application examples 1-7.

[適用例11]
ロボットであって、基部と、前記基部に対して相対的に運動する運動部と、前記運動部を前記基部に対して運動させる駆動部と、を備え、前記駆動部は、適用例1〜7のいずれか一つに記載の電気機械装置を含む、ロボット。
[Application Example 11]
A robot, comprising a base, a moving part that moves relative to the base, and a driving part that moves the moving part relative to the base, wherein the driving part includes application examples 1 to 7. A robot comprising the electromechanical device according to any one of the above.

[適用例12]
ロボットハンドであって、基部と、前記基部に配置され、対象物を把持する把持部と、前記把持部を駆動して前記把持部に対して前記対象物を把持させる駆動部と、を備え、前記駆動部は、請求項8に記載のアクチュエーターを含む、ロボットハンド。
[Application Example 12]
A robot hand, comprising a base, a gripping part disposed on the base and gripping an object, and a drive part for driving the gripping part and gripping the object against the gripping part; The robot drive including the actuator according to claim 8.

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、モーターや発電装置などの電気機械装置、それを用いたアクチュエーターやロボット、ロボットアーム、移動体等の形態で実現することができる。   The present invention can be realized in various forms, for example, in the form of an electromechanical device such as a motor or a power generation device, an actuator using the same, a robot, a robot arm, or a moving body. Can do.

第1実施例におけるロボットアームの構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the robot arm in 1st Example. 参考例としてのロボットアームの構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the robot arm as a reference example. 第1実施例の動力発生装置の内部構成を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the internal structure of the motive power generator of 1st Example. 第1実施例の動力発生装置の内部構成を示す概略分解断面図。1 is a schematic exploded sectional view showing an internal configuration of a power generation device according to a first embodiment. 第1実施例の動力発生装置の内部において回転駆動力が伝達される機構を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the mechanism in which a rotational drive force is transmitted inside the motive power generator of 1st Example. クロスローラーベアリングの構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structure of a cross roller bearing. 第1実施例の他の構成例としての動力発生装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the motive power generator as another structural example of 1st Example. 第1実施例の他の構成例としての動力発生装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the motive power generator as another structural example of 1st Example. 第1実施例の他の構成例としての動力発生装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the motive power generator as another structural example of 1st Example. 第1実施例の他の構成例としての動力発生装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the motive power generator as another structural example of 1st Example. 第1実施例の他の構成例としての動力発生装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the motive power generator as another structural example of 1st Example. 第1実施例の他の構成例としての動力発生装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the motive power generator as another structural example of 1st Example. 第2実施例の動力発生装置の内部構成を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the internal structure of the motive power generator of 2nd Example. 第2実施例の動力発生装置の内部構成を示す概略分解断面図。The schematic exploded sectional view which shows the internal structure of the motive power generator of 2nd Example. 第2実施例の動力発生装置の二段式の遊星ギアにおいて、回転駆動力が伝達される機構を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the mechanism in which rotational drive force is transmitted in the two-stage planetary gear of the power generator of 2nd Example. 第3実施例の動力発生装置の内部構成を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the internal structure of the motive power generator of 3rd Example. 第3実施例の動力発生装置の内部構成を示す概略分解断面図。The general | schematic exploded sectional view which shows the internal structure of the motive power generator of 3rd Example. 第3実施例の動力発生装置の内部において回転駆動力が伝達される機構を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the mechanism in which rotational driving force is transmitted inside the motive power generator of 3rd Example. 第4実施例の動力発生装置の内部構成を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the internal structure of the motive power generator of 4th Example. 第4実施例の動力発生装置の内部構成を示す概略分解断面図。The general | schematic exploded sectional view which shows the internal structure of the motive power generator of 4th Example. 第4実施例の動力発生装置の内部において回転駆動力が伝達される機構を説明するための模式図。The schematic diagram for demonstrating the mechanism in which rotational driving force is transmitted inside the motive power generator of 4th Example. 第5実施例の動力発生装置の構成を示す概略断面図。The schematic sectional drawing which shows the structure of the motive power generator of 5th Example. 第5実施例の動力発生装置に取り付けられる回転軸の種類を例示する概略図。Schematic which illustrates the kind of rotating shaft attached to the motive power generator of 5th Example. 本発明の第6実施例としての動力発生装置100Eの内部構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the internal structure of the motive power generator 100E as 6th Example of this invention. 動力発生装置100Eの各構成部を分解して示す概略分解断面図である。It is a general | schematic exploded sectional view which decomposes | disassembles and shows each structure part of the motive power generator 100E. サイクロ機構を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a cyclomechanism typically. 第6の実施例の変形例としての動力発生装置100Fの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the motive power generator 100F as a modification of a 6th Example. 第7の実施例としての動力発生装置100Gの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the motive power generator 100G as a 7th Example. 永久磁石と電磁コイル群の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of a permanent magnet and an electromagnetic coil group. 第8の実施例としての動力発生装置100Hの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the motive power generator 100H as an 8th Example. エンコーダーの構成の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of a structure of an encoder. エンコーダーの構成の変形例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the modification of a structure of an encoder.

A.第1実施例:
図1(A),(B)は本発明の一実施例としてのロボットアーム10(「ロボットハンド」とも呼ぶ。)の構成を示す概略図である。図1(A)は、ロボットアーム10の変形態様を示す模式図であり、変形前のロボットアーム10と、変形後のロボットアーム10とが図示されている。なお、図1(A)には、互いに直交する3次元矢印x,y,zが図示されている。
A. First embodiment:
FIGS. 1A and 1B are schematic views showing the configuration of a robot arm 10 (also referred to as “robot hand”) as an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a schematic diagram showing a deformation mode of the robot arm 10, in which the robot arm 10 before deformation and the robot arm 10 after deformation are illustrated. In FIG. 1A, three-dimensional arrows x, y, and z that are orthogonal to each other are shown.

ロボットアーム10は、4つの基体部11〜14を備える。4つの基体部11〜14はそれぞれ、第1〜第3の関節部J1〜J3を介して、互いに直列に連結されている。以後、ロボットアーム10において、第1の基体部11側を「後端側」と呼び、第4の基体部14側を「先端側」と呼ぶ。   The robot arm 10 includes four base portions 11 to 14. The four base portions 11 to 14 are connected to each other in series via the first to third joint portions J1 to J3, respectively. Hereinafter, in the robot arm 10, the first base portion 11 side is referred to as “rear end side”, and the fourth base portion 14 side is referred to as “front end side”.

ロボットアーム10は、各関節部J1〜J3における回動により、各基体部11〜14の連結角度が変わり、全体として湾曲状の形態に変形する。なお、図1(A)では、ロボットアーム10の変形後の態様として、ロボットアーム10が紙面上側に向かって湾曲した状態が図示されている。   The robot arm 10 is deformed into a curved shape as a whole by changing the connection angle of the base portions 11 to 14 by the rotation of the joint portions J1 to J3. FIG. 1A shows a state after the robot arm 10 is deformed, in a state where the robot arm 10 is curved toward the upper side of the drawing.

図1(B)は、ロボットアーム10の内部構成を示す概略断面図である。なお、図1(B)には、図1(A)と対応するように三次元矢印x,y,zが図示されている。各基体部11〜14の内部は中空であり、各関節部J1〜J3の動力源である動力発生装置100と、動力発生装置100からの駆動力が伝達される2つのベベルギア(かさ歯車)21,22と、が収容されている。以下では、第1と第2の基体部11,12を連結する第1の関節部J1の構成について説明する。なお、第2と第3の基体部12,13を連結する第2の関節部J2および第3と第4の基体部13,14を連結する第3の関節部J3の構成は、第1の関節部J1の構成と同様であるため、その説明は省略する。   FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the robot arm 10. In FIG. 1B, three-dimensional arrows x, y, and z are shown so as to correspond to FIG. The interiors of the base portions 11 to 14 are hollow, and a power generation device 100 that is a power source of the joint portions J1 to J3 and two bevel gears (bevel gears) 21 to which driving force from the power generation device 100 is transmitted. , 22 are accommodated. Below, the structure of the 1st joint part J1 which connects the 1st and 2nd base | substrate parts 11 and 12 is demonstrated. The configurations of the second joint portion J2 that connects the second and third base portions 12 and 13 and the third joint portion J3 that connects the third and fourth base portions 13 and 14 are as follows. Since it is the same as the structure of the joint part J1, the description is abbreviate | omitted.

動力発生装置100は、電磁力により回転駆動力を発生するモーターを有している。動力発生装置100の詳細な内部構成については後述する。動力発生装置100は、第1の基体部11の先端側に配置されており、第1のベベルギア21の回転軸と接続されている。第1のベベルギア21は、その回転軸が第1と第2の基体部11,12の境界を貫通するように配置され、回転軸の先端に設けられた歯車部(ギア部)が第2の基体部12内に配置されている。   The power generation device 100 has a motor that generates a rotational driving force by an electromagnetic force. A detailed internal configuration of the power generation device 100 will be described later. The power generation device 100 is disposed on the distal end side of the first base portion 11 and is connected to the rotation shaft of the first bevel gear 21. The first bevel gear 21 is arranged so that the rotation shaft passes through the boundary between the first and second base portions 11 and 12, and the gear portion (gear portion) provided at the tip of the rotation shaft is the second. It is arranged in the base part 12.

第2のベベルギア22は、第2の基体部12の後端側において、そのギア部が第1のベベルギア21のギア部と連結するように、第2の基体部12の内壁面に固定的に取り付けられている。動力発生装置100から伝達された回転駆動力によって、第1のベベルギア21が回転する。第1のベベルギア21の回転により、第2のベベルギア22が回転し、第2の基体部12が回動する。   The second bevel gear 22 is fixed to the inner wall surface of the second base portion 12 so that the gear portion is connected to the gear portion of the first bevel gear 21 on the rear end side of the second base portion 12. It is attached. The first bevel gear 21 is rotated by the rotational driving force transmitted from the power generation device 100. Due to the rotation of the first bevel gear 21, the second bevel gear 22 rotates and the second base portion 12 rotates.

ところで、ロボットアーム10の内部には、各動力発生装置100に電力や制御信号を送信するための導電線の束である導電線束25が挿通されている。具体的には、導電線束25は、後端側から第1の基体部11の内部に挿通され、その一部の導電線が分岐して第1の基体部11内の動力発生装置100の接続部に接続される。そして、残りの導電線束25は、動力発生装置100の中央を通る貫通孔(後述)と、第1のベベルギア21の中心軸を貫通する貫通孔(図示は省略)とを通って、第2の基体部12へと延びる。   By the way, inside the robot arm 10, a conductive wire bundle 25, which is a bundle of conductive wires for transmitting power and control signals to each power generation device 100, is inserted. Specifically, the conductive wire bundle 25 is inserted into the first base portion 11 from the rear end side, and a part of the conductive wires branches to connect the power generation device 100 in the first base portion 11. Connected to the part. The remaining conductive wire bundle 25 passes through a through hole (described later) that passes through the center of the power generation device 100 and a through hole (not shown) that passes through the central axis of the first bevel gear 21, and passes through the second hole. It extends to the base portion 12.

導電線束25は、第2の基体部12においても、同様に配設されている。即ち、第2の基体部12内部に挿通された導電線束25は、その一部が動力発生装置100に接続され、残りが、動力発生装置100および第1のベベルギア21の内部を通って、第3の基体部13へと挿通される。そして、第3の基体部13に挿通された導電線束25は、動力発生装置100に接続される。   The conductive wire bundle 25 is similarly disposed in the second base portion 12. That is, a part of the conductive wire bundle 25 inserted into the second base portion 12 is connected to the power generation device 100, and the rest passes through the power generation device 100 and the first bevel gear 21, 3 through the base portion 13. Then, the conductive wire bundle 25 inserted through the third base portion 13 is connected to the power generation device 100.

図2(A),(B)は、本実施例の参考例としてのロボットアーム10cfを示す概略図である。図2(A),(B)は、導電線束25が動力発生装置100および第1のベベルギア21の外部に配線されている点以外は、図1(A),(B)とほぼ同じである。   2A and 2B are schematic views showing a robot arm 10cf as a reference example of this embodiment. 2A and 2B are substantially the same as FIGS. 1A and 1B except that the conductive wire bundle 25 is wired outside the power generation device 100 and the first bevel gear 21. .

この参考例のロボットアーム10cfでは、導電線束25が各関節部J1〜J3において外部に露出されている。そのため、ロボットアーム10cfの変形に伴って、各関節部J1〜J3において、導電線束25が各基体部11〜14に挟まれるなどして劣化してしまう可能性がある。また、導電線束25が外部に露出していることにより、ロボットアーム10cfの意匠性を低下させてしまう可能性がある。しかし、本実施例のロボットアーム10であれば、導電線束25の外部に露出していないため、こうした不具合の発生が抑制されている。   In the robot arm 10cf of this reference example, the conductive wire bundle 25 is exposed to the outside at each joint portion J1 to J3. Therefore, along with the deformation of the robot arm 10cf, there is a possibility that the conductive wire bundle 25 is deteriorated by being sandwiched between the base portions 11 to 14 in each joint portion J1 to J3. Further, since the conductive wire bundle 25 is exposed to the outside, the design of the robot arm 10cf may be deteriorated. However, since the robot arm 10 of the present embodiment is not exposed to the outside of the conductive wire bundle 25, occurrence of such a problem is suppressed.

図3は、動力発生装置100の内部構成を示す概略断面図であり、図4は、動力発生装置100の各構成部を分解して示す概略分解断面図である。なお、図3および図4には、動力発生装置100に接続される第1のベベルギア21の回転軸が破線で図示されている。動力発生装置100は、中心軸110と、モーター部120と、回転機構部130(「回転数変換機構部」とも呼ぶ。)と、を備える。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the power generation device 100, and FIG. 4 is a schematic exploded cross-sectional view showing the components of the power generation device 100 in an exploded manner. 3 and 4, the rotation axis of the first bevel gear 21 connected to the power generation device 100 is illustrated by a broken line. The power generation device 100 includes a central shaft 110, a motor unit 120, and a rotation mechanism unit 130 (also referred to as “rotational speed conversion mechanism unit”).

モーター部120と回転機構部130とは、後述するように、互いに勘合して一体化するように配置され、中心軸110は、一体化されたモーター部120と回転機構部130の中央を貫通するように配置される。中心軸110は、軸方向に延びる貫通孔111を有しており、貫通孔111には、導電線束25(ハーネス)が挿通されている。   As will be described later, the motor unit 120 and the rotation mechanism unit 130 are disposed so as to be fitted and integrated with each other, and the central shaft 110 passes through the centers of the integrated motor unit 120 and the rotation mechanism unit 130. Are arranged as follows. The central shaft 110 has a through hole 111 extending in the axial direction, and the conductive wire bundle 25 (harness) is inserted through the through hole 111.

モーター部120は、ローター121と、ステーターとして機能するケーシング122とを備える。モーター部120は、以下に説明するように、ラジアルギャップ型の構成を有している。ローター121の本体部は略円盤形状を有しており、その本体部の側壁の外周面には、永久磁石123(ローター磁石)が円筒形に配列されている。永久磁石123の磁束の方向は、放射方向である。なお、永久磁石123の裏側の面(ローター121の側壁側の面)には、磁力効率を向上させるための磁石バックヨーク125が配置されている。   The motor unit 120 includes a rotor 121 and a casing 122 that functions as a stator. The motor unit 120 has a radial gap type configuration as described below. The main body of the rotor 121 has a substantially disk shape, and permanent magnets 123 (rotor magnets) are arranged in a cylindrical shape on the outer peripheral surface of the side wall of the main body. The direction of the magnetic flux of the permanent magnet 123 is the radial direction. A magnet back yoke 125 for improving the magnetic efficiency is arranged on the back surface of the permanent magnet 123 (the surface on the side wall of the rotor 121).

ローター121は、その中央に中心軸110を挿通させるための貫通孔1211を有している。なお、貫通孔1211の内壁面と、中心軸110の外周面との間には、ローター121が中心軸110を中心に回転可能とするための軸受け部112が配置されている。軸受け部112は、例えば、ボールベアリングによって構成することができる。   The rotor 121 has a through hole 1211 through which the central shaft 110 is inserted at the center. A bearing portion 112 is disposed between the inner wall surface of the through hole 1211 and the outer peripheral surface of the central shaft 110 so that the rotor 121 can rotate around the central shaft 110. The bearing portion 112 can be constituted by, for example, a ball bearing.

ローター121の回転機構部130と対向する側の面には、貫通孔1211を中心とする略円環状の溝として形成された凹部1212が設けられている。凹部1212の内側は回転機構部130の少なくとも一部を収納するための収納空間となっている。貫通孔1211と凹部1212とを隔てる略円筒状の隔壁1213の外側(凹部1212側)の壁面には、ギア歯121tが形成されている。以後、このローター121の中央に設けられたギア歯121tを有する隔壁1213を「ローターギア1213」と呼ぶ。後述するように、本実施例におけるローターギア1213は、遊星ギアのサンギアとして機能する。   A concave portion 1212 formed as a substantially annular groove centering on the through hole 1211 is provided on the surface of the rotor 121 facing the rotation mechanism portion 130. The inside of the recess 1212 serves as a storage space for storing at least a part of the rotation mechanism unit 130. Gear teeth 121t are formed on the outer wall surface (the recess 1212 side) of the substantially cylindrical partition wall 1213 that separates the through hole 1211 and the recess 1212. Hereinafter, the partition wall 1213 having the gear teeth 121t provided in the center of the rotor 121 is referred to as “rotor gear 1213”. As will be described later, the rotor gear 1213 in this embodiment functions as a sun gear of a planetary gear.

ケーシング122は、回転機構部130と対向する側の面が開放された略円筒形状の中空容体であり、ローター121と、回転機構部130の少なくとも一部と、を収容する。ケーシング122は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP;carbon fiber reinforced plastics)などの樹脂材料によって構成されるものとしても良い。これによって、動力発生装置100の軽量化が可能である。   The casing 122 is a substantially cylindrical hollow container whose surface on the side facing the rotation mechanism unit 130 is opened, and accommodates the rotor 121 and at least a part of the rotation mechanism unit 130. The casing 122 may be made of a resin material such as carbon fiber reinforced plastics (CFRP). As a result, the power generation device 100 can be reduced in weight.

ケーシング122の底面の中央には、中心軸110を挿通するための貫通孔1221が形成されている。中心軸110とケーシング122とは互いに固定的に取り付けられる。なお、中心軸110に沿った方向のケーシング122の外側には、中心軸110の保持性を向上させるための軸受けリング113が勘合的に取り付けられている。   A through hole 1221 for inserting the central shaft 110 is formed at the center of the bottom surface of the casing 122. The central shaft 110 and the casing 122 are fixedly attached to each other. A bearing ring 113 for improving the holding ability of the central shaft 110 is attached to the outside of the casing 122 in the direction along the central shaft 110.

ケーシング122の内周面には、電磁コイル124が、ローター121の永久磁石123と間隔を有しつつ対向するように円筒形に配列されている。即ち、モーター部120では、電磁コイル124がステーターとして機能し、中心軸110を中心としてローター121を回転させる。なお、電磁コイル124とケーシング122との間には、磁力効率を向上させるためのコイルバックヨーク128が配置されている。   On the inner peripheral surface of the casing 122, the electromagnetic coil 124 is arranged in a cylindrical shape so as to face the permanent magnet 123 of the rotor 121 with a gap. That is, in the motor unit 120, the electromagnetic coil 124 functions as a stator, and rotates the rotor 121 about the central axis 110. A coil back yoke 128 for improving the magnetic efficiency is disposed between the electromagnetic coil 124 and the casing 122.

ケーシング122の底面には、永久磁石123の位置を検出する位置検出部126と、ローター121の回転を制御するための回転制御回路127が設けられている。位置検出部126は、例えば、ホール素子によって構成され、永久磁石123の周回軌道の位置に対応するように配置されている。位置検出部126は、回転制御回路127と信号線を介して接続されている。なお、位置検出部126は、温度補償機能を有していることが好ましい。   A position detection unit 126 that detects the position of the permanent magnet 123 and a rotation control circuit 127 for controlling the rotation of the rotor 121 are provided on the bottom surface of the casing 122. The position detection unit 126 is configured by, for example, a Hall element, and is disposed so as to correspond to the position of the orbit of the permanent magnet 123. The position detection unit 126 is connected to the rotation control circuit 127 via a signal line. The position detector 126 preferably has a temperature compensation function.

回転制御回路127には、導電線束25から分岐した導電線が接続されている。また、回転制御回路127は、電磁コイル124と電気的に接続されている。回転制御回路127は、位置検出部126が出力する検出信号を動力発生装置100の駆動を制御する制御部(図示せず)に送信する。また、回転制御回路127は、制御部からの制御信号に従って、電磁コイル124に電力を供給して磁界を発生させ、ローター121を回転させる。   A conductive wire branched from the conductive wire bundle 25 is connected to the rotation control circuit 127. The rotation control circuit 127 is electrically connected to the electromagnetic coil 124. The rotation control circuit 127 transmits a detection signal output from the position detection unit 126 to a control unit (not shown) that controls driving of the power generation device 100. The rotation control circuit 127 supplies electric power to the electromagnetic coil 124 according to a control signal from the control unit to generate a magnetic field, and rotates the rotor 121.

本実施例では、回転機構部130は、ローター121のローターギア1213をサンギアとする遊星ギアを構成しており、減速機として機能する。回転機構部130は、ギア固定部131と、プラネタリーギア132と、負荷接続部133とを備える。プラネタリーギア132の数は、N個(Nは2以上の整数)であり、中心軸110を中心としたN回回転対称位置に配置されている。なお、図3および図4では便宜上、2個のプラネタリーギア132を図示してある。プラネタリーギア132は、回転軸132sと、ギア歯132tと、を有する。   In this embodiment, the rotation mechanism unit 130 constitutes a planetary gear having the rotor gear 1213 of the rotor 121 as a sun gear, and functions as a speed reducer. The rotation mechanism unit 130 includes a gear fixing unit 131, a planetary gear 132, and a load connection unit 133. The number of planetary gears 132 is N (N is an integer equal to or greater than 2), and the planetary gears 132 are arranged at N-fold rotationally symmetrical positions around the central axis 110. In FIGS. 3 and 4, two planetary gears 132 are shown for convenience. The planetary gear 132 has a rotating shaft 132s and gear teeth 132t.

ギア固定部131は、内壁面にギア歯131tが設けられた略円環状のギアであるアウターギア1311と、アウターギア1311の外周に突出した鍔部1312とを有している。ギア固定部131は、鍔部1312と、モーター部120のケーシング122の側壁端面とを固定用ボルト114によって締結することにより、モーター部120に固定的に取り付けられる。アウターギア1311は、遊星ギアのアウターギアとして機能する。   The gear fixing portion 131 includes an outer gear 1311 that is a substantially annular gear having gear teeth 131 t provided on the inner wall surface, and a flange portion 1312 that protrudes from the outer periphery of the outer gear 1311. The gear fixing portion 131 is fixedly attached to the motor portion 120 by fastening the collar portion 1312 and the side wall end surface of the casing 122 of the motor portion 120 with fixing bolts 114. The outer gear 1311 functions as an outer gear of the planetary gear.

ギア固定部131のアウターギア1311は、ローター121の凹部1212に収容される。また、アウターギア1311の内周面と、ローターギア1213の外周面との間には、N個のプラネタリーギア132が、ローターギア1213の外周に沿って、ほぼ等間隔で配置される。なお、プラネタリーギア132のギア歯132tと、アウターギア1311のギア歯131tおよびローターギア1213のギア歯121tとが互いに噛み合うことにより、これら3種のギア1213,132,1311は連結される。   The outer gear 1311 of the gear fixing portion 131 is accommodated in the recess 1212 of the rotor 121. Further, N planetary gears 132 are arranged at substantially equal intervals along the outer periphery of the rotor gear 1213 between the inner peripheral surface of the outer gear 1311 and the outer peripheral surface of the rotor gear 1213. The gear teeth 132t of the planetary gear 132, the gear teeth 131t of the outer gear 1311, and the gear teeth 121t of the rotor gear 1213 are engaged with each other, so that these three types of gears 1213, 132, and 1311 are connected.

負荷接続部133は、プラネタリーギア132の回転軸132sと接続されており、プラネタリーキャリアとして機能する略円筒形状の部材である。すなわち、負荷接続部133は、プラネタリーギア132の公転運動を、負荷接続部133自身の回転運動に変換する。負荷接続部133の底面の中央には、貫通孔1331が設けられている。本実施例では、中心軸110の回転機構130側(図面左側)は、貫通孔1331に中心軸110の一部のみが重なる程度に短く形成されており、中心軸110の当該端部には、中心軸110の保持性を向上させるための軸受けリング113が締められている。   The load connection portion 133 is connected to the rotating shaft 132s of the planetary gear 132, and is a substantially cylindrical member that functions as a planetary carrier. In other words, the load connecting portion 133 converts the revolution motion of the planetary gear 132 into the rotational motion of the load connecting portion 133 itself. A through hole 1331 is provided in the center of the bottom surface of the load connection portion 133. In the present embodiment, the rotation mechanism 130 side (the left side in the drawing) of the central shaft 110 is formed so short that only a part of the central shaft 110 overlaps the through-hole 1331. A bearing ring 113 for improving the holding performance of the central shaft 110 is tightened.

ここで、ギア固定部131の中央部には、アウターギア1311の内周空間に連通する略円形形状の開口部1313が形成されており、負荷接続部133は、その開口部1313に配置される。本実施例では、開口部1313と、負荷接続部133と、の間には、クロスローラーベアリング137が配置されている。クロスローラーベアリング137は、外輪1371と、内輪1372と、円筒コロ1373と、を備える。クロスローラーベアリング137の構成については、後述する。クロスローラーベアリング137の外輪1371は、穴あき円盤部材1374と固定用ボルト114により、ギア固定部131に固定されている。クロスローラーベアリング137の内輪1372は、穴あき円盤部材1375と固定用ボルト114により負荷接続部133に固定されている。なお、クロスローラーベアリング137の内輪1372と穴あき円盤部材1375との間には、スペーサー1376が設けられている。また、固定用ボルト114は、第1のベベルギア21の回転軸も固定している。穴あき円盤部材1375は、その中心部にハーネスガイド1375aを有しており、導電線束25は、ハーネスガイド1375aを貫通している。ハーネスガイド1375aは、負荷接続部133とともに回転するので、ハーネスガイド1375aを備えることにより、導電線束25(ハーネス)と中心軸110とが擦れたりしない、摩耗が少ない構造を実現できる。なお、穴あき円盤部材1375は、導電線束25を通すための貫通孔を有していれば、ハーネスガイド1375aを有さない構成であってもよい。負荷接続部133のモーター部120側(図3および図4の紙面右側)の底面には、ローター121の凹部1212に収容されたプラネタリーギア132の回転軸132sを回転可能に保持するための軸孔1332が形成されている。   Here, a substantially circular opening 1313 communicating with the inner circumferential space of the outer gear 1311 is formed at the center of the gear fixing portion 131, and the load connecting portion 133 is disposed in the opening 1313. . In the present embodiment, a cross roller bearing 137 is disposed between the opening 1313 and the load connecting portion 133. The cross roller bearing 137 includes an outer ring 1371, an inner ring 1372, and a cylindrical roller 1373. The configuration of the cross roller bearing 137 will be described later. The outer ring 1371 of the cross roller bearing 137 is fixed to the gear fixing portion 131 by a perforated disk member 1374 and a fixing bolt 114. The inner ring 1372 of the cross roller bearing 137 is fixed to the load connecting portion 133 by a perforated disk member 1375 and a fixing bolt 114. A spacer 1376 is provided between the inner ring 1372 of the cross roller bearing 137 and the perforated disk member 1375. The fixing bolt 114 also fixes the rotation shaft of the first bevel gear 21. The perforated disk member 1375 has a harness guide 1375a at the center thereof, and the conductive wire bundle 25 penetrates the harness guide 1375a. Since the harness guide 1375a rotates together with the load connecting portion 133, by providing the harness guide 1375a, a structure in which the conductive wire bundle 25 (harness) and the central shaft 110 are not rubbed and wear is small can be realized. The perforated disk member 1375 may have a configuration without the harness guide 1375a as long as the perforated disk member 1375 has a through hole through which the conductive wire bundle 25 passes. A shaft for rotatably holding the rotation shaft 132s of the planetary gear 132 housed in the recess 1212 of the rotor 121 on the bottom surface of the load connecting portion 133 on the motor portion 120 side (the right side in FIG. 3 and FIG. 4). A hole 1332 is formed.

図5Aは、動力発生装置100の内部において回転駆動力が伝達される機構を説明するための模式図である。図5Aには、中心軸110の軸方向に沿って動力発生装置100を見たときの、ローターギア1213と、3個のプラネタリーギア132と、アウターギア1311と、負荷接続部133とが模式的に図示されている。なお、図5では、便宜上、各ギア(ローターギア1213、プラネタリーギア132、アウターギア1311)のギア歯(121t、132t、131t)の図示は省略されている。また、プラネタリーギア132の数を3個としたのも便宜上である。   FIG. 5A is a schematic diagram for explaining a mechanism in which the rotational driving force is transmitted inside the power generation device 100. FIG. 5A schematically shows the rotor gear 1213, the three planetary gears 132, the outer gear 1311, and the load connecting portion 133 when the power generation device 100 is viewed along the axial direction of the central shaft 110. It is shown schematically. In FIG. 5, the gear teeth (121t, 132t, 131t) of each gear (rotor gear 1213, planetary gear 132, outer gear 1311) are not shown for convenience. For convenience, the number of planetary gears 132 is three.

ここで、動力発生装置100において、ローター121の回転にともなってサンギアであるローターギア1213が、一点鎖線の矢印で図示する方向に回転する場合を想定する。上述したとおり、アウターギア1311は固定配置されているため、ローターギア1213の回転に伴って、各プラネタリーギア132が、自身の回転軸132sを中心に実線矢印で図示する方向に回転(「自転」とも呼ぶ。)しつつ、ローターギア1213の周りを二点鎖線の矢印で示す方向に周回移動(「公転」とも呼ぶ。)する。各プラネタリーギア132の周回移動に伴って、負荷接続部133が回転し、負荷接続部133に接続された回転負荷(以下、単に「負荷」とも呼ぶ。)である第1のベベルギア21(図1)が回転する。   Here, in the power generation device 100, it is assumed that the rotor gear 1213, which is a sun gear, rotates in the direction illustrated by the dashed-dotted arrow as the rotor 121 rotates. As described above, since the outer gear 1311 is fixedly arranged, each planetary gear 132 rotates in the direction illustrated by the solid line arrow about its own rotation shaft 132s as the rotor gear 1213 rotates ("autorotation"). , While rotating around the rotor gear 1213 in a direction indicated by a two-dot chain line arrow (also referred to as “revolution”). As the planetary gears 132 rotate, the load connecting portion 133 rotates, and the first bevel gear 21 (hereinafter simply referred to as “load”) connected to the load connecting portion 133 (see FIG. 1) rotates.

図5Bは、クロスローラーベアリングの構成を示す説明図である。クロスローラーベアリング137は、外輪1371と、内輪1372と、円筒コロ1373と、を備える。外輪1371と内輪1372は、それぞれ、90°のV溝1371a、1372aを有している。円筒コロ1373は、直径と高さが同じ大きさの円筒形をしており、V溝1371a、1372aに、90°の互い違いに配置されている。このような構成をとることにより、外輪1371、内輪1372と、円筒コロ1373との接触が点ではなく、線となるため、強い回転力を伝えることができるとともに、大きな荷重にも耐えられるようになる。例えば、軸の曲げ力(曲げモーメント荷重)、軸スラスト力(軸の長手方向の荷重)のいずれの方向に対しても強い高い剛性を実現することが可能となる。   FIG. 5B is an explanatory diagram illustrating a configuration of a cross roller bearing. The cross roller bearing 137 includes an outer ring 1371, an inner ring 1372, and a cylindrical roller 1373. The outer ring 1371 and the inner ring 1372 have 90 ° V-grooves 1371a and 1372a, respectively. Cylindrical rollers 1373 have a cylindrical shape with the same diameter and height, and are alternately arranged at 90 ° in the V-grooves 1371a and 1372a. By adopting such a configuration, the contact between the outer ring 1371, the inner ring 1372, and the cylindrical roller 1373 is not a point but a line, so that a strong rotational force can be transmitted and a large load can be endured. Become. For example, it is possible to realize high rigidity that is strong in any direction of the bending force (bending moment load) of the shaft and the axial thrust force (load in the longitudinal direction of the shaft).

ところで、通常のモーターでは、モーターの応答性を向上させるために、ローターの径を縮小し、そのイナーシャ(モーターイナーシャ)を低減させ、イナーシャ特性を向上させることが好ましい。これに対し、本実施例のモーター部120では、ローター121の径は、回転機構部130を収容可能な程度に拡大されており、モーターイナーシャが増大されている。しかし、本発明の発明者は、本実施例のように、ローター121を大径化し、モーターイナーシャが増大した場合であっても、動力発生装置100の制御に対する過渡応答性の低下は抑制されることを見出した。この理由は、以下のためである。   By the way, in a normal motor, in order to improve the responsiveness of the motor, it is preferable to reduce the diameter of the rotor, reduce its inertia (motor inertia), and improve the inertia characteristics. On the other hand, in the motor unit 120 of the present embodiment, the diameter of the rotor 121 is enlarged to the extent that the rotation mechanism unit 130 can be accommodated, and the motor inertia is increased. However, even if the inventor of the present invention increases the diameter of the rotor 121 and increases the motor inertia as in the present embodiment, a decrease in transient response to the control of the power generation device 100 is suppressed. I found out. The reason for this is as follows.

即ち、本実施例の動力発生装置100では、ローター121の径の大型化に伴い、モーター部120において発生するトルクが増大されており、ローター121の回転開始時、回転方向の切り替え時において、回転機構部130に伝達されるトルクが増大されている。従って、動力発生装置100では、モーター部120の回転の変化に対して即応的に回転機構部130を追従させることができ、動力発生装置100の過渡応答性の低下が抑制される。即ち、動力発生装置100では、モーター部120におけるイナーシャ特性の低下が、ローター121の大径化に伴うトルク特性の向上によって補償されている。   That is, in the power generation device 100 of the present embodiment, the torque generated in the motor unit 120 is increased as the diameter of the rotor 121 is increased, and the rotation is performed when the rotation of the rotor 121 is started and when the rotation direction is switched. The torque transmitted to the mechanism unit 130 is increased. Therefore, in the power generation device 100, the rotation mechanism unit 130 can immediately follow the change in the rotation of the motor unit 120, and a decrease in transient response of the power generation device 100 is suppressed. In other words, in the power generation device 100, the decrease in the inertia characteristic in the motor unit 120 is compensated by the improvement in the torque characteristic accompanying the increase in the diameter of the rotor 121.

このように、本実施例の動力発生装置100では、ローター121にサンギアが一体的に設けられ、ローター121に設けられた凹部1212に、プラネタリーギア132と、アウターギア1311とが収容されている。即ち、動力発生装置100は、モーターと減速機である遊星ギアとが、コンパクトに一体化された構成を有しており、この動力発生装置100を用いることにより、ロボットアーム10を小型化・軽量化することが可能である。   As described above, in the power generation device 100 according to the present embodiment, the sun gear is integrally provided in the rotor 121, and the planetary gear 132 and the outer gear 1311 are accommodated in the recess 1212 provided in the rotor 121. . That is, the power generation device 100 has a configuration in which a motor and a planetary gear that is a speed reducer are integrated in a compact manner. By using this power generation device 100, the robot arm 10 is reduced in size and weight. It is possible to

また、本実施例の動力発生装置100では、ローター121の回転駆動を制御するための導電線束25が、中心軸110の内部に挿通されている。従って、この動力発生装置100を用いることにより、導電線束25の配設性が向上する。また、導電線束25が外部に露出することを回避でき、ロボットアーム10の駆動に伴う導電線束25の劣化を抑制するとともに、ロボットアーム10の意匠性の向上が可能である。また、本実施例の動力発生装置100は、ハーネスガイド1375aを備えており、導電線束25は、ハーネスガイド1375aを貫通している。ハーネスガイド1375aは、負荷接続部133とともに回転するので、ハーネスガイド1375aを備えることにより、導電線束25(ハーネス)と中心軸110とが擦れたりしない、摩耗が少ない構造を実現できる。   Further, in the power generation device 100 of this embodiment, the conductive wire bundle 25 for controlling the rotational drive of the rotor 121 is inserted into the center shaft 110. Therefore, by using this power generation device 100, the disposition of the conductive wire bundle 25 is improved. In addition, the conductive wire bundle 25 can be prevented from being exposed to the outside, the deterioration of the conductive wire bundle 25 accompanying the driving of the robot arm 10 can be suppressed, and the design of the robot arm 10 can be improved. Moreover, the power generation device 100 of the present embodiment includes a harness guide 1375a, and the conductive wire bundle 25 penetrates the harness guide 1375a. Since the harness guide 1375a rotates together with the load connecting portion 133, by providing the harness guide 1375a, a structure in which the conductive wire bundle 25 (harness) and the central shaft 110 are not rubbed and wear is small can be realized.

また、本実施例の動力発生装置100は、開口部1313と、負荷接続部133と、の間にクロスローラーベアリング137を備えている。そのため、本実施例の動力発生装置100は、大きな荷重にも耐えられるようになる。さらに、軸の曲げ力(曲げモーメント荷重)、軸のラジアル方向の力(ラジアル荷重)、軸スラスト力(軸の長手方向の荷重)のいずれの方向に対しても強い高い剛性を実現することが可能となる。   In addition, the power generation device 100 according to this embodiment includes a cross roller bearing 137 between the opening 1313 and the load connection portion 133. Therefore, the power generation device 100 of this embodiment can withstand a large load. Furthermore, high rigidity can be realized in any of the bending force of the shaft (bending moment load), the radial force of the shaft (radial load), and the axial thrust force (load in the longitudinal direction of the shaft). It becomes possible.

B.第1実施例の他の構成例:
図6Aは、第1実施例の他の構成例としての動力発生装置100aの構成を示す概略図である。図6Aに示す構成例は、回転機構部130aのクロスローラーベアリング137の凹部1212側(図面の右側)にブラシシール部140が設けられている点以外は、図3に示す構成例とほぼ同じである。ブラシシール部140は、負荷接続部133の側面と、ギア固定部131の開口部1313の内周面との間に設けられ、動力発生装置100の内部への塵芥の侵入を抑制する。これによって、動力発生装置100の劣化が抑制される。
B. Other configuration examples of the first embodiment:
FIG. 6A is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation device 100a as another configuration example of the first embodiment. The configuration example shown in FIG. 6A is substantially the same as the configuration example shown in FIG. 3 except that the brush seal portion 140 is provided on the recess 1212 side (right side of the drawing) of the cross roller bearing 137 of the rotation mechanism portion 130a. is there. The brush seal portion 140 is provided between the side surface of the load connection portion 133 and the inner peripheral surface of the opening portion 1313 of the gear fixing portion 131, and suppresses entry of dust into the power generation device 100. As a result, deterioration of the power generation device 100 is suppressed.

図6Bは、第1実施例の他の構成例としての動力発生装置100bの構成を示す概略図である。図6Bに示す構成例は、ブラシシール部140に換えて、ゴムシール部141が回転機構部130bに設けられている点以外は、図6Aに示す構成例とほぼ同じである。ゴムシール部141は、負荷接続部133の側面と、ギア固定部131の開口部1313の内周面との間に設けられ、動力発生装置100を気密にシールする。これによって、気流による動力発生装置100におけるギアやローターの回転損失を低減することができる。   FIG. 6B is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation device 100b as another configuration example of the first embodiment. The configuration example shown in FIG. 6B is substantially the same as the configuration example shown in FIG. 6A except that a rubber seal portion 141 is provided in the rotation mechanism portion 130b instead of the brush seal portion 140. The rubber seal portion 141 is provided between the side surface of the load connection portion 133 and the inner peripheral surface of the opening portion 1313 of the gear fixing portion 131, and hermetically seals the power generation device 100. Thereby, the rotation loss of the gear and the rotor in the power generation device 100 due to the airflow can be reduced.

図7Aは、第1実施例の他の構成例としての動力発生装置100cの構成を示す概略図である。図7Aに示す構成例は、ケーシング122に熱交換フィン142が設けられている点以外は、図3に示す構成例とほぼ同じである。熱交換フィン142は、モーター部120のケーシング122の外表面に設けられている。これによって、電磁コイル124におけるコイル電流による発熱を効率的に冷却することができ、モーター部120の出力トルクを増大させることができる。なお、熱交換フィン142と、電磁コイル124のためのコイルバックヨーク128とを直接的に接触するように配置するものとしても良い。これによって、電磁コイル124の発熱に対する放熱効果を向上させることができる。熱交換フィン142に換えて、ケーシング122の外周に冷媒ジャケットを装着させるものとしても良い。なお、回転機構部130の構成は、図3に示す構成と同様である。   FIG. 7A is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation device 100c as another configuration example of the first embodiment. The configuration example illustrated in FIG. 7A is substantially the same as the configuration example illustrated in FIG. 3 except that the heat exchange fins 142 are provided in the casing 122. The heat exchange fin 142 is provided on the outer surface of the casing 122 of the motor unit 120. Thereby, the heat generated by the coil current in the electromagnetic coil 124 can be efficiently cooled, and the output torque of the motor unit 120 can be increased. The heat exchange fin 142 and the coil back yoke 128 for the electromagnetic coil 124 may be arranged so as to be in direct contact with each other. Thereby, the heat dissipation effect with respect to the heat_generation | fever of the electromagnetic coil 124 can be improved. Instead of the heat exchange fins 142, a refrigerant jacket may be attached to the outer periphery of the casing 122. The configuration of the rotation mechanism unit 130 is the same as the configuration shown in FIG.

図7Bは、第1実施例の他の構成例としての動力発生装置100dの構成を示す概略図である。図7Bに示す構成例は、ケーシング122にケーシング144が付加されている。この構成例は、ケーシング122に配置されていた回転制御回路127に換えて、ケーシング144の内部に、制御部143と、通信部143cと、ドライバ回路143dとが設けられている点以外は、図3に示す構成例とほぼ同じである。制御部143は、中央処理装置と主記憶装置とを有するマイクロコンピュータによって構成され、通信部143cと、ドライバ回路143dとを制御する。通信部143cは、外部とのコマンドの通信を実行する。ドライバ回路143dは、制御部143の指令に応じて、電磁コイル124に流す電流を制御する。即ち、この構成例では、動力発生装置100dに一体的に設けられた制御部143、通信部143c、ドライバ回路143dによって、動力発生装置100dを、外部から送信されたコマンド指令に応じて駆動させることができる。なお、回転機構部130の構成は、図3に示す構成と同様である。   FIG. 7B is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation device 100d as another configuration example of the first embodiment. In the configuration example illustrated in FIG. 7B, a casing 144 is added to the casing 122. This configuration example is different from the rotation control circuit 127 arranged in the casing 122 except that a control unit 143, a communication unit 143c, and a driver circuit 143d are provided inside the casing 144. 3 is almost the same as the configuration example shown in FIG. The control unit 143 is configured by a microcomputer having a central processing unit and a main storage device, and controls the communication unit 143c and the driver circuit 143d. The communication unit 143c executes command communication with the outside. The driver circuit 143d controls the current that flows through the electromagnetic coil 124 in accordance with a command from the control unit 143. That is, in this configuration example, the power generation device 100d is driven according to a command command transmitted from the outside by the control unit 143, the communication unit 143c, and the driver circuit 143d that are integrally provided in the power generation device 100d. Can do. The configuration of the rotation mechanism unit 130 is the same as the configuration shown in FIG.

図8A,8Bは、本実施例の他の構成例としての動力発生装置100e、100fの構成を示す概略図である。図8A,8Bに示す構成例はそれぞれ、負荷接続部133に換えて、2つに分割された負荷接続部133e1、133e2あるいは負荷接続部133f1、133f2が設けられ、第1のベベルギア21の回転軸を示す破線が省略されている点以外は図3に示す構成例とほぼ同じである。図8A,8Bの構成例における動力発生装置100e、100fは、第1実施例の動力発生装置100とは異なり、ロボットアーム10とは異なる構成を有するアクチュエーターやマニピュレーターに用いられる。   FIGS. 8A and 8B are schematic views illustrating the configuration of power generation devices 100e and 100f as another configuration example of the present embodiment. The configuration examples shown in FIGS. 8A and 8B are provided with load connection portions 133e1 and 133e2 or load connection portions 133f1 and 133f2 that are divided into two instead of the load connection portion 133, and the rotation shaft of the first bevel gear 21. 3 is substantially the same as the configuration example shown in FIG. 3 except that the broken line indicating is omitted. The power generation devices 100e and 100f in the configuration example of FIGS. 8A and 8B are used for actuators and manipulators having a configuration different from that of the robot arm 10, unlike the power generation device 100 of the first embodiment.

図8Aに示す構成例では、負荷接続部が負荷接続部133e1、133e2と2つに分割され、負荷接続部133e2は、ギア固定部131から突出した側壁面にギア歯133tが設けられた平歯車と一体的に構成されている点以外は、第1実施例の負荷接続部133(図3)と同様に構成されている。即ち、この構成例では、負荷接続部133e1が、プラネタリーキャリアとして機能するとともに、負荷接続部133e2外部負荷へと回転駆動力を伝達するギアとしても機能する。また、負荷接続部133e2は、固定用ボルト114により、負荷接続部133e1に固定される際に、クロスローラーベアリング137の内輪1372を、スペーサー1376を介して固定する。   In the configuration example shown in FIG. 8A, the load connection portion is divided into two load connection portions 133e1 and 133e2, and the load connection portion 133e2 is a spur gear provided with gear teeth 133t on the side wall surface protruding from the gear fixing portion 131. The configuration is the same as that of the load connection portion 133 (FIG. 3) of the first embodiment except that the configuration is integrated with the first embodiment. That is, in this configuration example, the load connecting portion 133e1 functions as a planetary carrier and also functions as a gear that transmits a rotational driving force to the load connecting portion 133e2 external load. Further, when the load connecting portion 133e2 is fixed to the load connecting portion 133e1 by the fixing bolt 114, the inner ring 1372 of the cross roller bearing 137 is fixed via the spacer 1376.

図8Bに示す構成例は、負荷接続部が負荷接続部133e1、133e2と2つに分割され、負荷接続部133f2がベベルギアと一体的に構成されている点以外は、図8Aの構成例と同様の構成である。このように、負荷接続部133f2は、種々のタイプのギアと一体的に構成することが可能である。   The configuration example shown in FIG. 8B is the same as the configuration example of FIG. 8A except that the load connection portion is divided into two, load connection portions 133e1, 133e2, and the load connection portion 133f2 is configured integrally with the bevel gear. It is the composition. As described above, the load connecting portion 133f2 can be configured integrally with various types of gears.

C.第2実施例:
図9,図10は本発明の第2実施例としての動力発生装置100Aの構成を示す概略図である。図9は、動力発生装置100Aの内部構成を示す概略断面図であり、図10は、動力発生装置100Aの各構成部を分解して示す概略分解断面図である。この動力発生装置100Aは、遊星ギアを二段重ねた減速機とモーターとを一体化した構成を有しており、以下の点が第1実施例の動力発生装置100(図3,図4)と異なる。
C. Second embodiment:
9 and 10 are schematic views showing the configuration of a power generating apparatus 100A as a second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the power generating device 100A, and FIG. 10 is a schematic exploded cross-sectional view showing the components of the power generating device 100A in an exploded manner. This power generation device 100A has a configuration in which a reduction gear with two stages of planetary gears and a motor are integrated, and the following points are the power generation device 100 of the first embodiment (FIGS. 3 and 4). And different.

第2実施例の動力発生装置100Aは、回転機構部130Aを有している。回転機構部130Aのギア固定部131Aには、中心軸110の軸方向に並列に重ねて設けられた第1と第2のアウターギア1311a,1311bが設けられている。第1と第2のアウターギア1311a,1311bは、ギア固定部131Aがケーシング122に固定的に取り付けられたときに、ともにローター121の凹部1212に収容される。   The power generation device 100A of the second embodiment has a rotation mechanism portion 130A. The gear fixing portion 131A of the rotation mechanism portion 130A is provided with first and second outer gears 1311a and 1311b that are provided in parallel with each other in the axial direction of the central shaft 110. The first and second outer gears 1311a and 1311b are both housed in the recess 1212 of the rotor 121 when the gear fixing portion 131A is fixedly attached to the casing 122.

第1のアウターギア1311aは、ローターギア1213と第1のプラネタリーギア132aを介して連結される。即ち、ローターギア1213は、一段目の遊星ギアにおけるサンギアとして機能する。第1のプラネタリーギア132aは、プラネタリーキャリア135に回転可能に取り付けられる。   The first outer gear 1311a is connected to the rotor gear 1213 via the first planetary gear 132a. That is, the rotor gear 1213 functions as a sun gear in the first stage planetary gear. The first planetary gear 132a is rotatably attached to the planetary carrier 135.

プラネタリーキャリア135は、比較的径が大きい円筒形状の前段部1351と、比較的経の小さい円筒形状の後段部1352とが連接された回転部材である。プラネタリーキャリア135の前段部1351は、第1と第2のアウターギア1311a,1311bの間に配置され、その底面に第1のプラネタリーギア132aの回転軸132sを保持するための軸孔1354が設けられている。後段部1352は、側壁面にギア歯135tが形成されるとともに、第2のアウターギア1311bの内周空間に配置される。   The planetary carrier 135 is a rotating member in which a cylindrical front stage portion 1351 having a relatively large diameter and a cylindrical rear stage portion 1352 having a relatively small diameter are connected. The front stage 1351 of the planetary carrier 135 is disposed between the first and second outer gears 1311a and 1311b, and a shaft hole 1354 for holding the rotating shaft 132s of the first planetary gear 132a is formed on the bottom surface thereof. Is provided. The rear stage portion 1352 has gear teeth 135t formed on the side wall surface and is disposed in the inner circumferential space of the second outer gear 1311b.

なお、プラネタリーキャリア135の中央部には、中心軸110を挿通するための貫通孔1353が、前段部1351および後段部1352をともに貫通して設けられている。貫通孔1353と中心軸110との間には、プラネタリーキャリア135を回転可能とするための軸受け部112が配置される。なお、軸受け部112同士の間には、適宜、スペーサー115が配置される。   Note that a through hole 1353 for inserting the central shaft 110 is provided in the center of the planetary carrier 135 so as to penetrate both the front stage part 1351 and the rear stage part 1352. Between the through hole 1353 and the central shaft 110, a bearing portion 112 for allowing the planetary carrier 135 to rotate is disposed. In addition, a spacer 115 is appropriately disposed between the bearing portions 112.

プラネタリーキャリア135の後段部1352と、第2のアウターギア1311bとの間には、第2のプラネタリーギア132bが配置される。即ち、後段部1352は、二段目の遊星ギアにおけるサンギアとして機能する。第2のプラネタリーギア132bは、プラネタリーキャリアとして機能する負荷接続部133に、回転可能に取り付けられる。   A second planetary gear 132b is disposed between the rear stage portion 1352 of the planetary carrier 135 and the second outer gear 1311b. That is, the rear stage 1352 functions as a sun gear in the second stage planetary gear. The second planetary gear 132b is rotatably attached to a load connection portion 133 that functions as a planetary carrier.

負荷接続部133と、ギア固定部131Aとの間には、クロスローラーベアリング137が設けられ、負荷接続部133には、ハーネスガイド1375aを有する穴あき円盤部材1375が固定用ボルト114により固定されているのは、図3に示す構成例と同様である。   A cross roller bearing 137 is provided between the load connecting portion 133 and the gear fixing portion 131A. A perforated disk member 1375 having a harness guide 1375a is fixed to the load connecting portion 133 by a fixing bolt 114. This is the same as the configuration example shown in FIG.

図11(A),(B)は、動力発生装置100Aの二段式の遊星ギアにおいて回転駆動力が伝達される機構を説明するための、図5と同様な模式図である。図11(A)には、ローターギア1213と、第1のプラネタリーギア132aと、第1のアウターギア1311aと、プラネタリーキャリア135の前段部1351とで構成される一段目の遊星ギアが図示されている。一段目の遊星ギアでは、ローターギア1213の回転に伴って、第1のプラネタリーギア132aが自身の回転軸132sを中心に回転しつつ、ローターギア1213の外周を周回移動する。第1のプラネタリーギア132aの周回移動に伴って、プラネタリーキャリア135の前段部1351が回転する。   FIGS. 11A and 11B are schematic views similar to FIG. 5 for explaining a mechanism for transmitting the rotational driving force in the two-stage planetary gear of the power generating device 100A. FIG. 11A shows a first-stage planetary gear constituted by a rotor gear 1213, a first planetary gear 132a, a first outer gear 1311a, and a front stage portion 1351 of the planetary carrier 135. Has been. In the first-stage planetary gear, as the rotor gear 1213 rotates, the first planetary gear 132 a rotates around the rotation shaft 132 s and rotates around the outer periphery of the rotor gear 1213. As the first planetary gear 132a rotates, the front stage 1351 of the planetary carrier 135 rotates.

なお、図11(A)では、ローターギア1213の回転方向を一点鎖線の矢印で図示し、第1のプラネタリーギア132aの回転方向を実線の矢印で図示してある。また、第1のプラネタリーギア132aの周回移動の方向、即ち、プラネタリーキャリア135の回転方向を二点鎖線の矢印で図示してある。   In FIG. 11A, the rotation direction of the rotor gear 1213 is illustrated by a one-dot chain line arrow, and the rotation direction of the first planetary gear 132a is illustrated by a solid line arrow. The direction of the circular movement of the first planetary gear 132a, that is, the direction of rotation of the planetary carrier 135 is indicated by a two-dot chain line arrow.

図11(B)には、プラネタリーキャリア135の後段部1352と、第2のプラネタリーギア132bと、第2のアウターギア1311bと、負荷接続部133で構成される二段目の遊星ギアが図示されている。二段目の遊星ギアでは、プラネタリーキャリア135の後段部1352の回転に伴って、第2のプラネタリーギア132bが自身の回転軸132sを中心に回転しつつ、プラネタリーキャリア135の後段部1352の外周を周回移動する。第2のプラネタリーギア132bの周回移動に伴って、負荷接続部133が回転し、負荷接続部133に接続された外部負荷に回転駆動力が伝達される。   In FIG. 11B, the second stage planetary gear constituted by the rear stage part 1352 of the planetary carrier 135, the second planetary gear 132b, the second outer gear 1311b, and the load connection part 133 is shown. It is shown in the figure. In the second stage planetary gear, the second stage gear 132b rotates around its own rotation axis 132s as the second stage part 1352 of the planetary carrier 135 rotates, and the rear stage part 1352 of the planetary carrier 135. Move around the circumference of the. As the second planetary gear 132 b rotates, the load connecting portion 133 rotates, and the rotational driving force is transmitted to the external load connected to the load connecting portion 133.

なお、図11(B)では、プラネタリーキャリア135の後段部1352の回転方向を二点鎖線の矢印で図示し、第2のプラネタリーギア132bの回転方向を実線の矢印で図示してある。また、第2のプラネタリーギア132bの周回移動の方向、即ち、負荷接続部133の回転方向を破線の矢印で図示してある。   In FIG. 11B, the rotation direction of the rear stage portion 1352 of the planetary carrier 135 is indicated by a two-dot chain line arrow, and the rotation direction of the second planetary gear 132b is indicated by a solid line arrow. Further, the direction of the circular movement of the second planetary gear 132b, that is, the rotational direction of the load connecting portion 133 is indicated by a dashed arrow.

このように、第2実施例の動力発生装置100Aは、より高トルクの回転駆動力の出力が可能な減速機として二段式の遊星ギアを、ローター121の凹部1212に収容し、小型化されている。この動力発生装置100Aをロボットアーム10(図1)に適用すれば、第1実施例の場合より高いトルクで、第1〜第3の関節部J1〜J3を回動させることができる。なお、動力発生装置100Aでは、さらに多くの段数を有する遊星ギアが構成されるものとしても良い。   As described above, the power generation device 100A of the second embodiment is reduced in size by accommodating the two-stage planetary gear in the recess 1212 of the rotor 121 as a reduction gear capable of outputting a rotational driving force with higher torque. ing. If this power generation device 100A is applied to the robot arm 10 (FIG. 1), the first to third joint portions J1 to J3 can be rotated with a higher torque than in the first embodiment. In power generation device 100A, a planetary gear having a larger number of stages may be configured.

D.第3実施例:
図12,図13は、本発明の第3実施例としての動力発生装置100Bの構成を示す概略図である。図12は、動力発生装置100Bの内部構成を示す概略断面図であり、図13は、動力発生装置100Bの各構成部を分解して示す概略分解断面図である。この動力発生装置100Bは、増速機として機能する遊星ギアとモーターとを一体化した構成を有しており、ベベルギア21に回転駆動力を伝達する。ベベルギア21は外部負荷となる。動力発生装置100Bは、以下の点が第1実施例の動力発生装置100(図3,図4)と異なる。
D. Third embodiment:
12 and 13 are schematic views showing the configuration of a power generation device 100B as a third embodiment of the present invention. FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the power generation device 100B, and FIG. 13 is a schematic exploded cross-sectional view showing the components of the power generation device 100B in an exploded manner. The power generation device 100B has a configuration in which a planetary gear functioning as a speed increaser and a motor are integrated, and transmits a rotational driving force to the bevel gear 21. The bevel gear 21 becomes an external load. The power generation device 100B differs from the power generation device 100 (FIGS. 3 and 4) of the first embodiment in the following points.

第3実施例のモーター部120Bは、ローター121Bを備える。ローター121Bは、中央に設けられた隔壁1213の外表面のギア歯121tが省略され、ローター121Bの側壁の内周面にギア歯121tBが設けられている点以外は、第1実施例で説明したローター121の構成と同様の構成を有する。第3実施例の動力発生装置100Bでは、ローター121Bがアウターギアとして機能する。   The motor unit 120B of the third embodiment includes a rotor 121B. In the rotor 121B, the gear teeth 121t on the outer surface of the partition wall 1213 provided at the center are omitted, and the gear teeth 121tB are provided on the inner peripheral surface of the side wall of the rotor 121B. The configuration is the same as the configuration of the rotor 121. In the power generation device 100B of the third embodiment, the rotor 121B functions as an outer gear.

動力発生装置100Bの回転機構部130Bは、サンギア136を備える。サンギア136は、中央に中心軸110を挿通するための貫通孔1361が設けられた略円筒状の部材であり、側壁面にギア歯136tが形成されている。貫通孔1361は、ローター121Bの中央の隔壁1213を、空隙を残しつつ収容可能な前段部1361aと、中心軸110と固定的に接続される後段部1361bとを有する。   The rotation mechanism unit 130B of the power generation device 100B includes a sun gear 136. The sun gear 136 is a substantially cylindrical member provided with a through hole 1361 for inserting the central shaft 110 in the center, and gear teeth 136t are formed on the side wall surface. The through-hole 1361 has a front stage part 1361a that can accommodate the central partition wall 1213 of the rotor 121B while leaving a gap, and a rear stage part 1361b that is fixedly connected to the central shaft 110.

プラネタリーギア132は、ローター121Bの凹部1212に配置され、サンギア136とアウターギアであるローター121Bとを連結する。プラネタリーギア132は、プラネタリーキャリアとして機能する負荷接続部133に回転可能に取り付けられる。負荷接続部133には、ベベルギア21の回転軸(二点破線で図示)が固定用ボルト114によって取り付けられている。   The planetary gear 132 is disposed in the recess 1212 of the rotor 121B, and connects the sun gear 136 and the rotor 121B that is an outer gear. The planetary gear 132 is rotatably attached to a load connecting portion 133 that functions as a planetary carrier. A rotating shaft of the bevel gear 21 (shown by a two-dot broken line) is attached to the load connecting portion 133 by a fixing bolt 114.

図14は、動力発生装置100Bの内部において回転駆動力が伝達される機構を説明するための図11と同様な模式図である。サンギア136は中心軸110に固定されているため、アウターギアであるローター121Bの回転に伴って、プラネタリーギア132は、自身の回転軸132sを中心に回転するとともに、サンギア136の外周を周回移動する。プラネタリーギア132の周回移動に伴って、プラネタリーキャリアである負荷接続部133が回転する。   FIG. 14 is a schematic diagram similar to FIG. 11 for explaining a mechanism for transmitting the rotational driving force inside the power generation device 100B. Since the sun gear 136 is fixed to the center shaft 110, the planetary gear 132 rotates about its own rotation shaft 132s and moves around the outer periphery of the sun gear 136 along with the rotation of the rotor 121B as the outer gear. To do. As the planetary gear 132 rotates, the load connecting portion 133 that is a planetary carrier rotates.

なお、図14では、ローター121Bの回転方向が一点鎖線の矢印で図示され、プラネタリーギア132の回転方向が実線の矢印で図示されている。また、図14では、プラネタリーギア132の周回移動の方向、即ち、負荷接続部133の回転方向が、二点鎖線の矢印で図示されている。   In FIG. 14, the rotation direction of the rotor 121 </ b> B is illustrated by a one-dot chain line arrow, and the rotation direction of the planetary gear 132 is illustrated by a solid line arrow. Further, in FIG. 14, the direction of the circular movement of the planetary gear 132, that is, the rotation direction of the load connecting portion 133 is indicated by a two-dot chain line arrow.

このように、第3実施例の動力発生装置100Bであれば、増速機として機能する遊星ギアがモーター部120のローター121Bの凹部1212に収容され、小型化されている。従って、この動力発生装置100Bを用いれば、高速な回転駆動力を要するアクチュエーターやマニピュレーターを、よりコンパクトに構成することが可能である。   As described above, in the power generation device 100B of the third embodiment, the planetary gear functioning as a speed increaser is accommodated in the recess 1212 of the rotor 121B of the motor unit 120 and is miniaturized. Therefore, if this power generation device 100B is used, an actuator or manipulator that requires high-speed rotational driving force can be configured more compactly.

上記の第1の実施例では、遊星ギアを減速機として機能させ、第3の実施例では、遊星ギアを増速機として機能させている。遊星ギアにおいては、サンギア(SG)とアウターギア(OG)とプラネタリーキャリア(PC)の3つのうちの1つを入力部とし(ローター121と一体的に設けられ、あるいは接続され)、残り2つのうちの1つを出力部とし(負荷接続部133と一体的に設けられ、あるいは接続され)、残りの1つを固定部としても(ステーター(ケーシング122)と一体に設けられ、あるいは接続されても)よい。遊星ギアでは、サンギア(SG)とアウターギア(OG)とプラネタリーキャリア(PC)とを、入力部と固定部と出力部と、のどれに割り当てるかにより、遊星ギアを減速機あるいは増速機として用いることが決めることが出来る。逆に言えば、遊星ギアを、減速機あるいは、増速機として用いるかにより、入力部、固定部、出力部をどれにするかを決定することになる。また、そのときの減速比(増速比)は、サンギア(SG)とアウターギア(OG)の歯数により決定することが出来る。   In the first embodiment, the planetary gear functions as a speed reducer, and in the third embodiment, the planetary gear functions as a speed increaser. In the planetary gear, one of three of a sun gear (SG), an outer gear (OG), and a planetary carrier (PC) is used as an input unit (provided integrally with or connected to the rotor 121), and the remaining 2 One of the two is used as an output section (provided or connected to the load connecting section 133), and the other one is used as a fixed section (provided or connected to the stator (casing 122)). (Yes) In the planetary gear, the planetary gear is reduced or increased depending on whether the sun gear (SG), outer gear (OG), or planetary carrier (PC) is assigned to the input unit, the fixed unit, or the output unit. It can be decided to use as. In other words, the input unit, the fixed unit, and the output unit are determined depending on whether the planetary gear is used as a speed reducer or a speed increaser. Further, the reduction ratio (speed increase ratio) at that time can be determined by the number of teeth of the sun gear (SG) and the outer gear (OG).

サンギアの歯数をZa、アウターギアの歯数をZcとすると、各状態における減速比及び入力部の回転方向に対する出力部の回転方向は、以下のように示される。
SG OG PC 減速比 増減速 回転方向
入力部 固定部 出力部 Za/(Za+Zc) 減速 同方向
固定部 入力部 出力部 Zc/(Za+Zc) 減速 同方向
固定部 出力部 入力部 (Za+Zc)/Zc 増速 同方向
出力部 固定部 入力部 (Za+Zc)/Za 増速 同方向
入力部 出力部 固定部 −Za/Zc 減速 逆方向
出力部 入力部 固定部 −Zc/Za 増速 逆方向
When the number of teeth of the sun gear is Za and the number of teeth of the outer gear is Zc, the reduction ratio in each state and the rotation direction of the output unit with respect to the rotation direction of the input unit are shown as follows.
SG OG PC Reduction ratio Increase / decrease Rotation direction Input part Fixed part Output part Za / (Za + Zc) Deceleration Same direction Fixed part Input part Output part Zc / (Za + Zc) Deceleration Same direction Fixed part Output part Input part (Za + Zc) / Zc Increase speed Same direction Output unit Fixed unit Input unit (Za + Zc) / Za Speed increase Same direction Input unit Output unit Fixed unit -Za / Zc Deceleration reverse direction Output unit Input unit Fixed unit -Zc / Za Speed increase Reverse direction

E.第4実施例:
図15,図16は、本発明の第3実施例としての動力発生装置100Cの構成を示す概略図である。図15は、動力発生装置100Cの内部構成を示す概略断面図であり、図16は、動力発生装置100Cの各構成部を分解して示す概略分解断面図である。この動力発生装置100Cは、ハーモニックドライブ機構(「ハーモニックドライブ」は登録商標)とモーターとを一体化した構成を有しており、ベベルギア21に回転駆動力を伝達する。動力発生装置100Cは、以下の点が第1実施例の動力発生装置100(図3,図4)と異なる。なお、クロスローラーベアリング137を有している点は第1実施例の動力発生装置100と同様である。
E. Fourth embodiment:
15 and 16 are schematic views showing the configuration of a power generating device 100C as a third embodiment of the present invention. FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing the internal configuration of the power generating device 100C, and FIG. 16 is a schematic exploded cross-sectional view showing the components of the power generating device 100C in an exploded manner. The power generation device 100 </ b> C has a configuration in which a harmonic drive mechanism (“Harmonic Drive” is a registered trademark) and a motor are integrated, and transmits rotational driving force to the bevel gear 21. The power generation device 100C is different from the power generation device 100 (FIGS. 3 and 4) of the first embodiment in the following points. In addition, the point which has the cross roller bearing 137 is the same as that of the power generator 100 of 1st Example.

この動力発生装置100Cでは、ローター121の凹部1212に、回転機構部130Cとして、ハーモニックドライブ機構を構成するウェーブジェネレーター160と、フレックススプライン162と、サーキュラスプライン165とが収容される。ウェーブジェネレーター160は、底面が略長円形形状を有する略楕円筒形状の部材である。   In this power generation device 100C, a wave generator 160 that constitutes a harmonic drive mechanism, a flex spline 162, and a circular spline 165 are accommodated in the recess 1212 of the rotor 121 as the rotation mechanism portion 130C. The wave generator 160 is a member having a substantially elliptic cylinder shape whose bottom surface has a substantially oval shape.

ウェーブジェネレーター160には、その中心軸方向(紙面左右方向)に貫通する貫通孔1601が設けられており、貫通孔1601の内壁面には、ギア歯160tが形成されている。ウェーブジェネレーター160は、貫通孔1601にローターギア1213を勘合的に収容した状態で、締結ボルトFBによってローター121と締結される。これによって、ウェーブジェネレーター160は、ローター121の回転に伴って回転する。   The wave generator 160 is provided with a through hole 1601 penetrating in the central axis direction (left and right direction in the drawing), and gear teeth 160 t are formed on the inner wall surface of the through hole 1601. The wave generator 160 is fastened to the rotor 121 by the fastening bolt FB in a state where the rotor gear 1213 is received in the through hole 1601 in a fitting manner. As a result, the wave generator 160 rotates as the rotor 121 rotates.

ところで、ウェーブジェネレーター160の両端部には、外周方向に突出した鍔部1602が設けられている。この鍔部1602は、ウェーブジェネレーター160の外周に配置されるフレックススプライン162の脱落を防止するためのものである。なお、図16では、フレックススプライン162の取り付けのために、一方の鍔部1602が分離された状態が図示されている。分離された鍔部1602は、フレックススプライン162が配置された後に、締結ボルトFBによって固定される。   By the way, at both ends of the wave generator 160, flanges 1602 projecting in the outer peripheral direction are provided. The flange 1602 is for preventing the flex spline 162 disposed on the outer periphery of the wave generator 160 from dropping off. In FIG. 16, a state in which one flange 1602 is separated for the attachment of the flex spline 162 is illustrated. The separated collar portion 1602 is fixed by the fastening bolt FB after the flex spline 162 is disposed.

フレックススプライン162は、ウェーブジェネレーター160の回転に合わせて変形可能なたわみを有する環状部材であり、その外周面にはギア歯162tが形成されている。また、フレックススプライン162の内周面には、ウェーブジェネレーター160の回転を円滑にするためのベアリング161が配置されている。   The flex spline 162 is an annular member having a deflection that can be deformed in accordance with the rotation of the wave generator 160, and gear teeth 162t are formed on the outer peripheral surface thereof. A bearing 161 for smooth rotation of the wave generator 160 is disposed on the inner peripheral surface of the flex spline 162.

サーキュラスプライン165は、ローター121の凹部1212に収容されるとともに、内側にフレックススプライン162を収容する前段部1651と、中心軸110が挿通されるとともに、ベベルギア21の回転軸が接続される後段部1652とを有している。前段部1651は、内周面にフレックススプライン162のギア歯162tと噛み合うギア歯165tが形成されている。後段部1652には、中心軸110との間に、サーキュラスプライン165を回動可能とするための軸受け部112が配置される。   The circular spline 165 is housed in the concave portion 1212 of the rotor 121, and the front stage portion 1651 that houses the flex spline 162 and the rear stage portion 1652 through which the central shaft 110 is inserted and the rotation shaft of the bevel gear 21 is connected. And have. The front stage portion 1651 has gear teeth 165t that mesh with the gear teeth 162t of the flex spline 162 on the inner peripheral surface. A bearing portion 112 for allowing the circular spline 165 to rotate is disposed between the rear stage portion 1652 and the central shaft 110.

図17は、動力発生装置100Cの内部において回転駆動力が伝達される機構を説明するための、図14と同様な模式図である。なお、図17では、フレックススプライン162の内側に設けられたベアリング161については、図示が省略されている。動力発生装置100Cでは、ローターギア1213の回転(一点鎖線の矢印で図示)にともなって、ウェーブジェネレーター160が回転する(実線の矢印で図示)。   FIG. 17 is a schematic view similar to FIG. 14 for explaining a mechanism for transmitting the rotational driving force inside the power generation device 100C. In FIG. 17, the illustration of the bearing 161 provided inside the flex spline 162 is omitted. In the power generation device 100C, the wave generator 160 rotates (illustrated by a solid line arrow) as the rotor gear 1213 rotates (illustrated by a one-dot chain line arrow).

ウェーブジェネレーター160は、その長円方向において、フレックススプライン162をサーキュラスプライン165側に押圧し、フレックススプライン162とサーキュラスプライン165とを接触させる。これによって、ウェーブジェネレーター160の長円方向において、フレックススプライン162のギア歯162t(図示は省略)と、サーキュラスプライン165のギア歯165t(図示は省略)とが互いに噛み合うこととなる。なお、ウェーブジェネレーター160の短円方向においては、フレックススプライン162と、サーキュラスプライン165とは非接触の状態である。   In the oval direction, the wave generator 160 presses the flex spline 162 toward the circular spline 165 to bring the flex spline 162 and the circular spline 165 into contact with each other. As a result, in the oval direction of the wave generator 160, the gear teeth 162t (not shown) of the flex spline 162 and the gear teeth 165t (not shown) of the circular spline 165 mesh with each other. Note that the flex spline 162 and the circular spline 165 are not in contact with each other in the short circle direction of the wave generator 160.

ウェーブジェネレーター160の長円方向におけるフレックススプライン162とサーキュラスプライン165との連結により、ウェーブジェネレーター160の回転が、サーキュラスプライン165へと伝達される。なお、図17では、サーキュラスプライン165の回転方向を二点鎖線の矢印で図示してある。   The rotation of the wave generator 160 is transmitted to the circular spline 165 by the connection of the flex spline 162 and the circular spline 165 in the elliptical direction of the wave generator 160. In FIG. 17, the rotational direction of the circular spline 165 is indicated by a two-dot chain line arrow.

ハーモニックドライブ機構は、一般に、バックラッシュを省略可能であるため、高精度な回転の伝達が可能である。第3実施例の動力発生装置100Cであれば、ハーモニックドライブ機構を構成する回転機構部130Cが、ローター121の凹部1212に一体的に収容されている。そのため、この動力発生装置100Cによれば、コンパクトで動作精度の高いアクチュエーターやマニピュレーターを構成することが可能である。   Since the harmonic drive mechanism can generally omit backlash, it can transmit rotation with high accuracy. In the power generation device 100 </ b> C of the third embodiment, the rotation mechanism portion 130 </ b> C constituting the harmonic drive mechanism is integrally accommodated in the recess 1212 of the rotor 121. Therefore, according to the power generation device 100C, it is possible to configure an actuator or manipulator that is compact and has high operation accuracy.

ハーモニックドライブ機構においても、遊星ギアと同様に、ウェーブジェネレーター160、フレックススプライン162、サーキュラスプライン165の3つのうちのいずれか1つを入力部とし、残り2つのうちの1つを固定部とし、残る1つを出力部としてもよい。これにより、ハーモニックドライブ機構を、減速機あるいは増速機として用いることが可能となる。また、フレックススプライン162にダイヤフラムを接続し、フレックススプライン162の代わりにダイヤフラム入力部、固定部、出力部としてもよい。   In the harmonic drive mechanism, as in the planetary gear, one of the wave generator 160, the flex spline 162, and the circular spline 165 is used as an input unit, and one of the remaining two is used as a fixed unit. One may be used as the output unit. Thereby, the harmonic drive mechanism can be used as a speed reducer or a speed increaser. Further, a diaphragm may be connected to the flex spline 162 so that a diaphragm input unit, a fixed unit, and an output unit may be used instead of the flex spline 162.

F.第5実施例:
図18は、本発明の第5実施例としての動力発生装置100Dの構成を示す概略断面図である。図18に示す構成は、回転機構部130に替えて、回転軸170が設けられている点以外は、図3に示す構成とほぼ同じである。この動力発生装置100Dでは、ローター121のローターギア1213に回転軸170が交換可能に取り付けられている。
F. Example 5:
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a power generating device 100D as a fifth embodiment of the present invention. The configuration illustrated in FIG. 18 is substantially the same as the configuration illustrated in FIG. 3 except that a rotation shaft 170 is provided instead of the rotation mechanism unit 130. In this power generation device 100 </ b> D, a rotating shaft 170 is replaceably attached to a rotor gear 1213 of a rotor 121.

回転軸170は、中心軸110を軸方向に挿通する貫通孔171を有している。貫通孔171のローター121側の内壁面には、ローターギア1213が勘合的に収容されるようにギア歯が設けられている。また、貫通孔171のローター121とは反対の側には、軸受け部112や、軸受けリング113、スペーサー115が配置されている。この構成によって、回転軸170は、ローター121とともに回転する。   The rotating shaft 170 has a through hole 171 that passes through the central shaft 110 in the axial direction. Gear teeth are provided on the inner wall surface of the through-hole 171 on the rotor 121 side so that the rotor gear 1213 can be accommodated. In addition, a bearing portion 112, a bearing ring 113, and a spacer 115 are disposed on the opposite side of the through hole 171 from the rotor 121. With this configuration, the rotating shaft 170 rotates together with the rotor 121.

図19(A)〜(C)は、動力発生装置100Dにおいて、回転軸170に換えてローター121に取り付けられる回転軸の種類を例示する概略図である。図19(A)の回転軸170aは、先端側(紙面左側)の外表面に直線状のギア歯170taが設けられており、スパーギア(平歯車)として機能する。図19(B)の回転軸170bは、先端側に螺旋状に延びるギア歯170tbが設けられており、スクリューギア(螺旋歯車)として機能する。図19(C)の回転軸170cは、先端側にテーパー状のギア歯170tcが設けられており、ベベルギアとして機能する。   19A to 19C are schematic views illustrating types of rotating shafts attached to the rotor 121 instead of the rotating shaft 170 in the power generation device 100D. The rotating shaft 170a in FIG. 19A is provided with linear gear teeth 170ta on the outer surface on the front end side (left side in the drawing), and functions as a spur gear (spur gear). A rotating shaft 170b in FIG. 19B is provided with gear teeth 170tb extending spirally on the tip side, and functions as a screw gear (spiral gear). The rotating shaft 170c in FIG. 19C is provided with tapered gear teeth 170tc on the tip side and functions as a bevel gear.

このように、第5実施例の動力発生装置100Dでは、モーター部120のローター121に、種々の回転軸170,170a〜170cが交換可能に取り付けられる。そのため、動力発生装置100Dは、その汎用性が向上されている。なお、動力発生装置100Dに用いられる回転軸170,170a〜170cは、その一部がローター121の凹部1212に収容されている。即ち、動力発生装置100Dは、その分だけ小型化されている。   As described above, in the power generation device 100D of the fifth embodiment, the various rotating shafts 170 and 170a to 170c are attached to the rotor 121 of the motor unit 120 in a replaceable manner. Therefore, the power generator 100D has improved versatility. A part of the rotating shafts 170 and 170 a to 170 c used in the power generation device 100 </ b> D is accommodated in the recess 1212 of the rotor 121. That is, the power generation device 100D is downsized accordingly.

G.第6の実施例:
図20,図21は、本発明の第6実施例としての動力発生装置100Eの構成を示す概略図である。図20は、動力発生装置100Eの内部構成を示す概略断面図であり、図21は、動力発生装置100Eの各構成部を分解して示す概略分解断面図である。この動力発生装置100Eは、サイクロ機構とモーターとを一体化した構成を有しており、負荷接続部133Eに回転駆動力を伝達する。動力発生装置100Eは、以下の点が第1実施例の動力発生装置100(図3,図4)と異なる。すなわち、この動力発生装置100Eは、ローター121の凹部1212に、回転機構部130Eとして、サイクロ機構を備えている。なお、クロスローラーベアリング137を有している点は第1実施例の動力発生装置100と同様である。
G. Sixth embodiment:
20 and 21 are schematic views showing the configuration of a power generating device 100E as a sixth embodiment of the present invention. FIG. 20 is a schematic cross-sectional view showing an internal configuration of the power generation device 100E, and FIG. 21 is a schematic exploded cross-sectional view showing the components of the power generation device 100E in an exploded manner. The power generation device 100E has a configuration in which a cyclo mechanism and a motor are integrated, and transmits a rotational driving force to the load connection portion 133E. The power generating device 100E is different from the power generating device 100 (FIGS. 3 and 4) of the first embodiment in the following points. That is, the power generation device 100E includes a cyclo mechanism as the rotation mechanism portion 130E in the recess 1212 of the rotor 121. In addition, the point which has the cross roller bearing 137 is the same as that of the power generator 100 of 1st Example.

図22は、サイクロ機構を模式的に示す説明図である。サイクロ機構は、偏心体180、185と、曲線板181と、外ピン182と、内ピン183と、ベアリング1814と、を備える。曲線板181は、略円盤形状を有しており、中心部に中心孔1810を有し、中心孔1810の周りに8個の内ピン孔1811を有する。内ピン孔1811は、円周上に45度間隔で配置されている。曲線板181の外周は、エピトコロイド平行線形状を有している。本実施例では、エピトコロイド平行線形状の山の数は9個であり、40度回転させるとエピトコロイド平行線形状が重なる。なお、本実施例では、図20に示すように、サイクロ機構は曲線板181を2つ備えており、180度ずれている。その結果、一方の曲線板181のエピトコロイド平行線形状の凸部が、他方の曲線板181のエピトコロイド平行線形状の凹部に位置する。なお、図22では、図面が見難くなるため、一方の曲線板181のみを記載している。   FIG. 22 is an explanatory view schematically showing a cyclo mechanism. The cyclo mechanism includes eccentric bodies 180 and 185, a curved plate 181, an outer pin 182, an inner pin 183, and a bearing 1814. The curved plate 181 has a substantially disk shape, has a center hole 1810 at the center, and has eight inner pin holes 1811 around the center hole 1810. The inner pin holes 1811 are arranged at intervals of 45 degrees on the circumference. The outer periphery of the curved plate 181 has an epitocoloid parallel line shape. In the present embodiment, the number of peaks of the epitocoloid parallel line shape is nine, and when rotated by 40 degrees, the epitocoloid parallel line shape overlaps. In this embodiment, as shown in FIG. 20, the cyclo mechanism is provided with two curved plates 181 which are shifted by 180 degrees. As a result, the epitocoloid parallel line-shaped convex portion of one curved plate 181 is located in the concave portion of the other curved plate 181 having an epitocoloid parallel line shape. In FIG. 22, only one curved plate 181 is shown because it is difficult to see the drawing.

外ピン182は、曲線板181側が略円形に形成されている部材である。外ピン182は、円柱形の棒であってもよい。外ピン182は、本実施例では、10本あり、円周上に36度(=360度/10本)の等間隔で配置されている。また、外ピン182は、曲線板181の外周に接するように配置されている。ここで、外ピン182のうちの外ピン1821が曲線板181のエピトコロイド平行線形状の凸部の頂点に接しているとき、外ピン1821の対称位置にある外ピン1822は、曲線板181のエピトコロイド平行線形状の凹部の底に接している。図20、図21では、外ピン1822と曲線板181をギア歯の凹凸として接触した図として記載している。   The outer pin 182 is a member having a substantially circular shape on the curved plate 181 side. The outer pin 182 may be a cylindrical bar. In the present embodiment, there are ten outer pins 182, which are arranged at equal intervals of 36 degrees (= 360 degrees / 10 pieces) on the circumference. Further, the outer pin 182 is disposed so as to be in contact with the outer periphery of the curved plate 181. Here, when the outer pin 1821 out of the outer pins 182 is in contact with the apex of the convex part of the epitocoloid parallel line shape of the curved plate 181, the outer pin 1822 at the symmetrical position of the outer pin 1821 is It is in contact with the bottom of the parallel line-shaped recess. 20 and 21, the outer pin 1822 and the curved plate 181 are illustrated as contact with each other as unevenness of gear teeth.

内ピン183は、円柱形の棒である。内ピン183は、内ピン孔1811の数と同じ数(8本)あり、円周上に45度(=360度/8本)の等間隔で配置されている。内ピン183の太さは内ピン孔1811の大きさよりも細く形成されており、内ピン183は内ピン孔1811の中に挿入されている。なお、内ピン183が配置される円周と、内ピン孔1811が配置される円周は、同じ大きさである。   The inner pin 183 is a cylindrical bar. The inner pins 183 have the same number (eight) as the number of inner pin holes 1811, and are arranged at equal intervals of 45 degrees (= 360 degrees / 8) on the circumference. The inner pin 183 is thinner than the inner pin hole 1811, and the inner pin 183 is inserted into the inner pin hole 1811. The circumference where the inner pin 183 is arranged and the circumference where the inner pin hole 1811 is arranged are the same size.

偏心体180、185は、それぞれ円柱形状を有している。偏心体180の中心1801は、偏心体180の回転中心1802とずれている。偏心体185の中心1851は、偏心体185の回転中心1852とずれている。なお、偏心体180の回転中心1802と偏心体185の回転中心1852は同じ点(軸)である。そして、偏心体180の中心1801と、偏心体185の中心1851の重心の位置に偏心体180の回転中心1802(偏心体185の回転中心1852)が位置している。偏心体180、185の太さは中心孔1810の大きさよりも細く形成されており、中心孔1810の中に挿入されている。中心孔1810と偏心体180、185との間には、中心孔1810と偏心体180、185との接触を滑らかにするためのベアリング1814が配置されている。偏心体180、185は、中心1801から見て回転中心1802、1852と反対側において、中心孔1810に配置されたベアリング1814と接触している。この点を接触点1803、1853と呼ぶ。   The eccentric bodies 180 and 185 each have a cylindrical shape. The center 1801 of the eccentric body 180 is shifted from the rotation center 1802 of the eccentric body 180. The center 1851 of the eccentric body 185 is offset from the rotation center 1852 of the eccentric body 185. The rotation center 1802 of the eccentric body 180 and the rotation center 1852 of the eccentric body 185 are the same point (axis). The rotational center 1802 of the eccentric body 180 (the rotational center 1852 of the eccentric body 185) is located at the center of gravity of the center 1801 of the eccentric body 180 and the center 1851 of the eccentric body 185. The thicknesses of the eccentric bodies 180 and 185 are formed thinner than the size of the center hole 1810 and are inserted into the center hole 1810. Between the center hole 1810 and the eccentric bodies 180 and 185, a bearing 1814 for smoothing the contact between the center hole 1810 and the eccentric bodies 180 and 185 is disposed. The eccentric bodies 180 and 185 are in contact with a bearing 1814 disposed in the center hole 1810 on the side opposite to the rotation centers 1802 and 1852 when viewed from the center 1801. These points are called contact points 1803 and 1853.

図20に戻り、第6の実施例におけるサイクロ機構の接続関係について説明する。第6の実施例では、偏心体180、185は、ローター121と一体に形成されている。外ピン182は、ステーター(ケーシング122)と一体に形成されている。内ピン183は、負荷接続部133と一体に形成されている。すなわち、偏心体180が入力部であり、外ピン182が固定部であり、内ピン183が出力部である。   Returning to FIG. 20, the connection relationship of the cyclo mechanism in the sixth embodiment will be described. In the sixth embodiment, the eccentric bodies 180 and 185 are formed integrally with the rotor 121. The outer pin 182 is formed integrally with the stator (casing 122). The inner pin 183 is formed integrally with the load connection portion 133. That is, the eccentric body 180 is an input part, the outer pin 182 is a fixed part, and the inner pin 183 is an output part.

図22を用いて、図20に示すように、サイクロ機構が接続されている場合の動作について説明する。ローター121(図20)が回転すると、偏心体180も回転する。このとき偏心体180は、回転中心1802を中心に回転する。例えば、図22に示すように、偏心体180が時計回りに回転したとする。このとき、接触点1803の位置も時計回りに回転する。すると、曲線板181は、偏心体180よりベアリング1814を介して力を受けて、外ピン182が配置された円周に沿って反時計回りに公転すると共に、自転する。曲線板181が自転すると、内ピン孔1811の位置が、公転する。内ピン孔1811が公転すると、内ピン183を押すため、内ピン183は内ピン183が配置された円周に沿って公転する。本実施例では、偏心体180が一回転すると、曲線板181が1/9回転する。例えば、曲線板181のエピトコロイド平行線形状の凸部の数をn個、外ピンの数を(n+1)本とすると、偏心体180が一回転すると、曲線板181が1/n回転する。したがって、極めて大きな減速比を得ることが出来る。また、外ピン182によって滑り接触が転がり接触に変換されるので、機械的損失が非常に小さく、極めて高いギア効率を得ることが可能となる。   The operation when the cyclo mechanism is connected as shown in FIG. 20 will be described with reference to FIG. When the rotor 121 (FIG. 20) rotates, the eccentric body 180 also rotates. At this time, the eccentric body 180 rotates around the rotation center 1802. For example, it is assumed that the eccentric body 180 rotates clockwise as shown in FIG. At this time, the position of the contact point 1803 also rotates clockwise. Then, the curved plate 181 receives a force from the eccentric body 180 through the bearing 1814, revolves counterclockwise along the circumference where the outer pin 182 is disposed, and rotates. When the curved plate 181 rotates, the position of the inner pin hole 1811 revolves. When the inner pin hole 1811 revolves, the inner pin 183 pushes the inner pin 183, so that the inner pin 183 revolves along the circumference where the inner pin 183 is disposed. In this embodiment, when the eccentric body 180 rotates once, the curved plate 181 rotates 1/9. For example, assuming that the number of protrusions of the epitocoloid parallel line shape of the curved plate 181 is n and the number of outer pins is (n + 1), when the eccentric body 180 makes one revolution, the curved plate 181 rotates 1 / n. Therefore, a very large reduction ratio can be obtained. Further, since the sliding contact is converted into the rolling contact by the outer pin 182, the mechanical loss is very small, and extremely high gear efficiency can be obtained.

図23は、第6の実施例の変形例としての動力発生装置100Fの構成を示す概略図である。図20に示す動力発生装置100Eでは、偏心体180をローター121と一体に設けることにより入力部とし、外ピン182をステーター(ケーシング122)と一体に設けることにより固定部とし、内ピン183を負荷接続部133と一体に設けることにより出力部としていた。この動力発生装置100Fでは、内ピン183をステーター(ケーシング122)と一体に設けることにより固定部に変更し、外ピン182を負荷接続部133と一体に設けることにより出力部に変更している。このように構成しても減速機を構成することができる。   FIG. 23 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power generation device 100F as a modification of the sixth embodiment. In the power generation device 100E shown in FIG. 20, the eccentric body 180 is provided integrally with the rotor 121 to be an input portion, the outer pin 182 is integrally provided to the stator (casing 122) to be a fixed portion, and the inner pin 183 is loaded. By providing it integrally with the connecting portion 133, the output portion is provided. In this power generation device 100F, the inner pin 183 is changed to a fixed portion by being provided integrally with the stator (casing 122), and the outer pin 182 is changed to the output portion by being provided integrally with the load connecting portion 133. Even if comprised in this way, a reduction gear can be comprised.

またサイクロ機構では、外ピン182または内ピン183の一方を入力部、他方を固定部とし、偏心体180を出力部とすることにより、増速機としても機能させることが出来る。このように、サイクロ機構では、偏心体180、外ピン182、内ピン183の3つのうちの1つを入力部、残る2つのうちの1つを固定部、残る1つを出力部とすることで、サイクロ機構を、減速機あるいは増速機として機能させることが出来る。   In the cyclo mechanism, one of the outer pin 182 and the inner pin 183 is used as an input unit, the other as a fixed unit, and the eccentric body 180 as an output unit, so that it can function as a speed increaser. Thus, in the cyclomechanism, one of the eccentric body 180, the outer pin 182 and the inner pin 183 is an input unit, one of the remaining two is a fixed unit, and the remaining one is an output unit. Thus, the cyclo mechanism can function as a speed reducer or a speed increaser.

本実施例では、サイクロ機構は曲線板181を2枚備えているが、曲線板181の数は1枚でもよく、3枚以上であってもよい。例えば曲線板181がm枚の場合、各曲線板181は360/m度ずれるように配置される。また、このとき偏心体180は曲線板181と同数のm個あり、m個の円柱が接続された形状を有している。各円柱の中心1801と回転中心1802を結ぶ線分は、360/m度ずれており、各円柱の中心1801の重心に回転中心1802が位置する。   In the present embodiment, the cyclo mechanism includes two curved plates 181, but the number of curved plates 181 may be one or three or more. For example, when there are m curved plates 181, the curved plates 181 are arranged so as to be shifted by 360 / m degrees. At this time, the eccentric bodies 180 have the same number m as the curved plates 181 and have a shape in which m cylinders are connected. The line segment connecting the center 1801 of each cylinder and the rotation center 1802 is shifted by 360 / m degrees, and the rotation center 1802 is located at the center of gravity of the center 1801 of each cylinder.

H.第7の実施例:
図24は、第7の実施例としての動力発生装置100Gの構成を示す概略図である。第1の実施例で説明した動力発生装置100は、モーター部120がラジアルギャップ型モーターで構成されていたが、第7の実施例の動力発生装置100Gでは、モーター部120Gがアキシャルギャップ型モーターで構成されている点で異なっている。モーター部120Gは、永久磁石123と、電磁コイル群1240とを備える。
H. Seventh Example:
FIG. 24 is a schematic diagram showing a configuration of a power generation device 100G as a seventh embodiment. In the power generation device 100 described in the first embodiment, the motor unit 120 is configured by a radial gap type motor. However, in the power generation device 100G of the seventh example, the motor unit 120G is an axial gap type motor. It differs in that it is configured. The motor unit 120G includes a permanent magnet 123 and an electromagnetic coil group 1240.

図25は、永久磁石と電磁コイル群の構成を示す説明図である。図25(A)は、永久磁石の構成を示す説明図である。永久磁石123は、扇形をした複数の永久磁石1231が円盤形状に並べられて構成されている。各永久磁石1231の磁束の方向は、円盤形状の法線方向である。永久磁石123は2つあり、電磁コイル群1240を挟んでいる。   FIG. 25 is an explanatory diagram showing a configuration of a permanent magnet and an electromagnetic coil group. FIG. 25A is an explanatory diagram showing a configuration of a permanent magnet. The permanent magnet 123 is configured by arranging a plurality of sector-shaped permanent magnets 1231 in a disk shape. The direction of the magnetic flux of each permanent magnet 1231 is the normal direction of the disk shape. There are two permanent magnets 123 and sandwich the electromagnetic coil group 1240.

図25(B)は電磁コイル群の断面図の一部を示す説明図である。電磁コイル群1240は、A相電磁コイル1240Aと、B相電磁コイル1240Bと、回路基板1241と、を備える。回路基板1241は、A相電磁コイル1240Aと、B相電磁コイル1240Bとに挟まれるように配置されている。A相電磁コイル1240Aと、B相電磁コイル1240Bとは、それぞれ、永久磁石123と対向するように配置されている。   FIG. 25B is an explanatory diagram illustrating a part of a cross-sectional view of the electromagnetic coil group. The electromagnetic coil group 1240 includes an A-phase electromagnetic coil 1240A, a B-phase electromagnetic coil 1240B, and a circuit board 1241. The circuit board 1241 is disposed so as to be sandwiched between the A-phase electromagnetic coil 1240A and the B-phase electromagnetic coil 1240B. The A-phase electromagnetic coil 1240A and the B-phase electromagnetic coil 1240B are arranged so as to face the permanent magnet 123, respectively.

図25(C)は、A相電磁コイルの平面図の一部を示す説明図である。図25(D)は、B相電磁コイルの平面図の一部を示す説明図である。A相電磁コイル1240Aと、B相電磁コイル1240Bとは同じ構造をしているので、A相電磁コイル1240Aを例に取り説明する。A相電磁コイル1240Aは、複数の電磁コイル1242Aを備える。各電磁コイル1242Aは、扇形に巻かれており、円盤形状に並べられている。なお、電磁コイル1242AとB相の電磁コイル1242Bとは、電気角でπ/2だけずれて配置されている。電磁コイル1242Aのうち1つの電磁コイルには、永久磁石123の磁束を検知するための磁気センサー126Bが配置されている。この磁気センサー126Bの出力は、電磁コイル1242Aを駆動制御するために用いられる。同様に、電磁コイル1242Bのうち1つの電磁コイルには、永久磁石123の磁束を検知するための磁気センサー126Aが配置され、この磁気センサー126Aの出力は、電磁コイル1242Bを駆動制御するために用いられる。   FIG. 25C is an explanatory diagram showing a part of a plan view of the A-phase electromagnetic coil. FIG. 25D is an explanatory diagram showing a part of a plan view of the B-phase electromagnetic coil. Since the A-phase electromagnetic coil 1240A and the B-phase electromagnetic coil 1240B have the same structure, the A-phase electromagnetic coil 1240A will be described as an example. The A-phase electromagnetic coil 1240A includes a plurality of electromagnetic coils 1242A. Each electromagnetic coil 1242A is wound in a fan shape and arranged in a disk shape. The electromagnetic coil 1242A and the B-phase electromagnetic coil 1242B are arranged so as to be shifted by an electrical angle of π / 2. A magnetic sensor 126B for detecting the magnetic flux of the permanent magnet 123 is disposed in one of the electromagnetic coils 1242A. The output of the magnetic sensor 126B is used to drive and control the electromagnetic coil 1242A. Similarly, a magnetic sensor 126A for detecting the magnetic flux of the permanent magnet 123 is disposed in one of the electromagnetic coils 1242B, and the output of the magnetic sensor 126A is used to drive and control the electromagnetic coil 1242B. It is done.

このように、動力発生装置は、モーター部として、ラジアルギャップ型モーターの他、アキシャルギャップ型モーターを用いることが可能である。また、第7の実施例の動力発生装置100Gでは、回転機構部130Gとして、遊星ギアを用いているが、遊星ギアの代わりに、ハーモニックドライブ機構や、サイクロ機構を採用してもよい。   As described above, the power generation device can use an axial gap type motor in addition to the radial gap type motor as the motor unit. In the power generation device 100G of the seventh embodiment, a planetary gear is used as the rotation mechanism unit 130G. However, a harmonic drive mechanism or a cyclo mechanism may be employed instead of the planetary gear.

I.第8の実施例
図26は、第8の実施例としての動力発生装置100Hの構成を示す概略図である。図27は、エンコーダーの構成の一例を示す説明図である。第8の実施例の動力発生装置100Hは、第1の実施例の動力発生装置100に加えて、エンコーダー190を備えている。エンコーダー190は、発光部191と、受光部192と、反射板193と、エンコーダー回路194と、を備える。発光部191と、受光部192と、エンコーダー回路194とは、ステーター(ケーシング122)に配置され、反射板193は、ローター121に配置されている。発光部191から照射された光は、反射板193で反射し、受光部192で検知される。ここで、エンコーダー190は反射板193を回転方向の円周に沿って複数列備え、各列の反射板193からの反射光が2進数を示し、ローター121回転に伴って1つずつ該2進数が増加ないし減少するように構成されている。反射板193をこのように構成することにより、エンコーダー回路194は、ローター121の回転位置を正確に判断することができる。
I. Eighth Embodiment FIG. 26 is a schematic diagram showing a configuration of a power generation device 100H as an eighth embodiment. FIG. 27 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the encoder. The power generator 100H of the eighth embodiment includes an encoder 190 in addition to the power generator 100 of the first embodiment. The encoder 190 includes a light emitting unit 191, a light receiving unit 192, a reflecting plate 193, and an encoder circuit 194. The light emitting unit 191, the light receiving unit 192, and the encoder circuit 194 are arranged in the stator (casing 122), and the reflection plate 193 is arranged in the rotor 121. The light emitted from the light emitting unit 191 is reflected by the reflecting plate 193 and detected by the light receiving unit 192. Here, the encoder 190 is provided with a plurality of rows of reflecting plates 193 along the circumference in the rotation direction, and the reflected light from the reflecting plates 193 in each row indicates a binary number. Is configured to increase or decrease. By configuring the reflector 193 in this way, the encoder circuit 194 can accurately determine the rotational position of the rotor 121.

図28は、エンコーダーの構成の変形例を示す説明図である。この変形例では、エンコーダー190は、発光部191と、受光部192と、孔195とを備える。発光部191と受光部192は、ステーター(ケーシング122)に配置されている。ここで、発光部191と受光部192は、ローター121を挟んでいる。ローター121の発光部191と受光部192の間には、孔195が形成されている。孔195は、反射板193と同様に、ローター121の回転方向の円周に沿って複数列設けられており、各列の孔195の透過した光が2進数を示し、ローター121回転に伴って1つずつ該2進数が増加ないし減少するように構成されている。このように、反射型ではなく透過型のエンコーダーを用いてもよい。なお、透過型エンコーダーの場合には、ローター121の強度を維持するために、孔195の代わりに、光透過可能な材料を用いて孔195を埋めてもよい。図27に示した第8の実施例、あるいは図28に示した第8の実施例の変形例において、発光部191と受光部192とを2組備えることにより、二相エンコーダーを実現してもよい。なおこの二相エンコーダーを実現する場合、各エンコーダーの出力は、電気角でπの整数倍と異なる位相差であることが好ましい。各エンコーダーの出力が電気角でπの整数倍である場合には、エンコーダーの出力から回転方向を検知することが難しい場合があるからである。また、図27に示した第8の実施例では、反射板193を用いたが、反射板193の代わりに光を屈折させる屈折材を用いてもよい。   FIG. 28 is an explanatory diagram showing a modification of the configuration of the encoder. In this modification, the encoder 190 includes a light emitting unit 191, a light receiving unit 192, and a hole 195. The light emitting unit 191 and the light receiving unit 192 are disposed on the stator (casing 122). Here, the light emitting unit 191 and the light receiving unit 192 sandwich the rotor 121. A hole 195 is formed between the light emitting unit 191 and the light receiving unit 192 of the rotor 121. The holes 195 are provided in a plurality of rows along the circumference in the rotation direction of the rotor 121, similarly to the reflector 193, and the light transmitted through the holes 195 in each row indicates a binary number. The binary number is increased or decreased one by one. Thus, a transmissive encoder may be used instead of a reflective encoder. In the case of a transmissive encoder, the hole 195 may be filled with a light transmissive material instead of the hole 195 in order to maintain the strength of the rotor 121. In the eighth embodiment shown in FIG. 27 or a modification of the eighth embodiment shown in FIG. 28, a two-phase encoder can be realized by providing two sets of light emitting portions 191 and light receiving portions 192. Good. When realizing this two-phase encoder, the output of each encoder is preferably a phase difference different from an integer multiple of π in electrical angle. This is because when the output of each encoder is an integer multiple of π in electrical angle, it may be difficult to detect the rotation direction from the output of the encoder. In the eighth embodiment shown in FIG. 27, the reflecting plate 193 is used. However, instead of the reflecting plate 193, a refracting material that refracts light may be used.

J.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
J. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.

J1.変形例1:
上記第1実施例では、動力発生装置100は、ロボットアーム10の関節部J1〜J3の動力源として用いられていた。しかし、第1実施例の動力発生装置100や、他の実施例の動力発生装置100A〜100Hは、他のアクチュエーターやマニピュレーターの動力源、あるいは、移動体の動力源などに用いられるものとしても良い。
J1. Modification 1:
In the first embodiment, the power generation device 100 is used as a power source for the joint portions J1 to J3 of the robot arm 10. However, the power generation device 100 of the first embodiment and the power generation devices 100A to 100H of other embodiments may be used for power sources of other actuators and manipulators, or power sources of moving bodies. .

J2.変形例2:
上記実施例では、動力発生装置100,100A〜Hは、モーター部120で発生した回転駆動力を外部負荷へと伝達していた。しかし、動力発生装置100,100A〜Hは外部負荷から伝達された回転駆動力により、モーター部120に電力を発生させる発電装置として機能するものとしても良い。このように、本発明は、電磁力を利用して動力を発生させる動力発生装置に限らず、ローターおよびステーター、回転機構を用いて動力と電力とを変換する電気機械装置に適用することが可能である。
J2. Modification 2:
In the above embodiment, the power generation devices 100, 100A to H transmit the rotational driving force generated by the motor unit 120 to the external load. However, the power generation devices 100 and 100A to H may function as a power generation device that causes the motor unit 120 to generate electric power by a rotational driving force transmitted from an external load. Thus, the present invention is not limited to a power generation device that generates power using electromagnetic force, but can be applied to an electromechanical device that converts power and power using a rotor, a stator, and a rotation mechanism. It is.

J3.変形例3:
上記実施例では、ローター121の凹部1212に、遊星ギアや、ハーモニックドライブ機構、サイクロ機構などの回転機構の全部または一部が収容されていた。即ち、中心軸110に対して垂直な方向に見たときに、ローター121と回転機構の全部または一部が重なるように構成されていた。しかし、ローター121の凹部1212には、他の回転機構の全部または一部が収容されるものとしても良い。例えば、ローター121の凹部1212には、ローター121の回転をチェーンやベルトの回転を用いて伝達する回転機構が収容されるものとしても良い。
J3. Modification 3:
In the above embodiment, all or part of the rotating mechanism such as the planetary gear, the harmonic drive mechanism, or the cyclo mechanism is accommodated in the recess 1212 of the rotor 121. That is, when viewed in a direction perpendicular to the central axis 110, the rotor 121 and the rotation mechanism are configured to overlap all or a part. However, the recess 1212 of the rotor 121 may accommodate all or part of the other rotation mechanism. For example, the recess 1212 of the rotor 121 may accommodate a rotation mechanism that transmits the rotation of the rotor 121 using the rotation of a chain or a belt.

J4.変形例4:
上記実施例では、中心軸110の貫通孔111に導電線束25が挿通されていた。しかし、中心軸110の貫通孔111は省略されるものとしても良く、導電線束25は、動力発生装置100,100A〜100Hの外部に配設されるものとしても良い。
J4. Modification 4:
In the above embodiment, the conductive wire bundle 25 is inserted through the through hole 111 of the central shaft 110. However, the through hole 111 of the central shaft 110 may be omitted, and the conductive wire bundle 25 may be disposed outside the power generation devices 100 and 100A to 100H.

J5.変形例5:
上記実施例では、ローター121は、回転機構を収容するための収容空間として略円環状の溝として形成された凹部1212を有していた。しかし、ローター121は、回転機構を収容するための収容空間として、他の構成の空間を有するものとしても良い。例えば、ローター121を、円筒形状を有するかご型の骨組みを有する構成とし、その骨組みで囲まれた空間を、回転機構の収容空間とするものとしても良い。
J5. Modification 5:
In the above-described embodiment, the rotor 121 has the concave portion 1212 formed as a substantially annular groove as an accommodation space for accommodating the rotation mechanism. However, the rotor 121 may have a space having another configuration as an accommodation space for accommodating the rotation mechanism. For example, the rotor 121 may be configured to have a cage-shaped skeleton having a cylindrical shape, and a space surrounded by the skeleton may be used as a housing space for the rotation mechanism.

J6.変形例6
第1の実施例では、第4の基体部14は、関節部J3を中心に第3の基体部13に対して相対的に回動しているが、第3の基体部13に,第3の基体部13に対して相対的に動かない第5の基体部を備え、第4の基体部14と第5の基体部とで物を把持する把持部を形成してもよい。すなわち、ロボットアームの先端部に物を掴むための把持部を設け、当該把持部の駆動に第1実施例の動力発生装置100や、他の実施例の動力発生装置100A〜100Hを用いてもよい。また、ロボットアーム10全体を移動させるモーター、駆動部として、第1実施例の動力発生装置100や、他の実施例の動力発生装置100A〜100Hを用いてもよい。
J6. Modification 6
In the first embodiment, the fourth base portion 14 rotates relative to the third base portion 13 around the joint portion J3. A fifth base portion that does not move relative to the base portion 13 may be provided, and a grip portion that grips an object may be formed by the fourth base portion 14 and the fifth base portion. That is, a gripping portion for gripping an object is provided at the tip of the robot arm, and the power generation device 100 of the first embodiment and the power generation devices 100A to 100H of other embodiments are used for driving the gripping portion. Good. Moreover, you may use the power generator 100 of 1st Example, and the power generators 100A-100H of another Example as a motor and a drive part which move the robot arm 10 whole.

上記各実施例では、負荷接続部133にベベルギア21が接続されるとして説明しているが、負荷接続部133に外部負荷が接続されればよく、外部負荷の形状はベベルギア21に限られない。   In the above embodiments, the bevel gear 21 is described as being connected to the load connecting portion 133, but an external load may be connected to the load connecting portion 133, and the shape of the external load is not limited to the bevel gear 21.

10,10cf…ロボットアーム
11…第1の基体部
12…第2の基体部
13…第3の基体部
14…第4の基体部
21…第1のベベルギア
22…第2のベベルギア
25…導電線束
100,100A〜100H,100a〜100e…動力発生装置
110…中心軸
111…貫通孔
112…軸受け部
113…軸受けリング
114…固定用ボルト
115…スペーサー
120,120B、120G…モーター部
121,121B…ローター
1211…貫通孔
1212…凹部
1213…隔壁(ローターギア)
121t,121tB…ギア歯
122…ケーシング
1221…貫通孔
123…永久磁石
124…電磁コイル
125…磁石バックヨーク
126…位置検出部
127…回転制御回路
128…コイルバックヨーク
130,130A,130B…回転機構部
131,131A…ギア固定部
1311…アウターギア
1311a,1311b…第1と第2のアウターギア
1312…鍔部
1313…開口部
131t…ギア歯
132…プラネタリーギア
132a,132b…第1と第2のプラネタリーギア
132s…回転軸
132t…ギア歯
133,133e…負荷接続部
1331…貫通孔
1332…軸孔
133t…ギア歯
135…プラネタリーキャリア
1351…前段部
1352…後段部
1353…貫通孔
1354…軸孔
135t…ギア歯
136…サンギア
1361…貫通孔
1361a…前段部
1361b…後段部
136t…ギア歯
137…クロスローラーベアリング
1371…外輪
1372…内輪
1373…円筒コロ
1374、1375…穴あき円盤部材
1375a…ハーネスガイド
140…ブラシシール部
141…ゴムシール部
142…熱交換フィン
143…制御部
143c…通信部
143d…ドライバ回路
144…ケーシング
160…ウェーブジェネレーター
1601…貫通孔
1602…鍔部
160t…ギア歯
161…ベアリング
162…フレックススプライン
162t…ギア歯
165…サーキュラスプライン
1651…前段部
1652…後段部
165t…ギア歯
170,170a〜170c…回転軸
170ta,170tb,170tc…ギア歯
171…貫通孔
180、185…偏心体
181…曲線板
182、1821、1822…外ピン
183…内ピン
190…エンコーダー
191…発光部
192…受光部
193…反射板
194…エンコーダー回路
195…孔
1801、1851…中心
1802、1852…回転中心
1803…接触点
1810…中心孔
1811…内ピン孔
1814…ベアリング
FB…締結ボルト
J1〜J3…第1〜第3の関節部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,10cf ... Robot arm 11 ... 1st base | substrate part 12 ... 2nd base | substrate part 13 ... 3rd base | substrate part 14 ... 4th base | substrate part 21 ... 1st bevel gear 22 ... 2nd bevel gear 25 ... Conductive wire bundle DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,100A-100H, 100a-100e ... Power generator 110 ... Center shaft 111 ... Through-hole 112 ... Bearing part 113 ... Bearing ring 114 ... Fixing bolt 115 ... Spacer 120, 120B, 120G ... Motor part 121, 121B ... Rotor 1211 ... Through hole 1212 ... Recess 1213 ... Partition (rotor gear)
121t, 121tB ... Gear teeth 122 ... Casing 1221 ... Through-hole 123 ... Permanent magnet 124 ... Electromagnetic coil 125 ... Magnet back yoke 126 ... Position detection unit 127 ... Rotation control circuit 128 ... Coil back yoke 130, 130A, 130B ... Rotation mechanism unit 131, 131A ... Gear fixing portion 1311 ... Outer gear 1311a, 1311b ... First and second outer gear 1312 ... Gutter 1313 ... Opening portion 131t ... Gear teeth 132 ... Planetary gears 132a, 132b ... First and second Planetary gear 132s ... Rotating shaft 132t ... Gear teeth 133, 133e ... Load connection 1331 ... Through hole 1332 ... Shaft hole 133t ... Gear tooth 135 ... Planetary carrier 1351 ... Pre-stage part 1352 ... Rear stage part 1353 ... Through hole 1354 ... Shaft Hole 135t… Gi Teeth 136 ... Sun gear 1361 ... Through hole 1361a ... Front stage part 1361b ... Rear stage part 136t ... Gear teeth 137 ... Cross roller bearing 1371 ... Outer ring 1372 ... Inner ring 1373 ... Cylindrical roller 1374, 1375 ... Perforated disk member 1375a ... Harness guide 140 ... Brush Seal part 141 ... Rubber seal part 142 ... Heat exchange fin 143 ... Control part 143c ... Communication part 143d ... Driver circuit 144 ... Casing 160 ... Wave generator 1601 ... Through-hole 1602 ... Rift part 160t ... Gear tooth 161 ... Bearing 162 ... Flex spline 162t ... Gear teeth 165 ... Circular spline 1651 ... Front stage 1652 ... Rear stage 165t ... Gear teeth 170, 170a to 170c ... Rotating shaft 170ta, 170tb, 170tc ... Gear teeth 71 ... Through-hole 180, 185 ... Eccentric body 181 ... Curved plate 182, 1821, 1822 ... Outer pin 183 ... Inner pin 190 ... Encoder 191 ... Light emitting part 192 ... Light receiving part 193 ... Reflecting plate 194 ... Encoder circuit 195 ... Hole 1801, 1851: Center 1802, 1852 ... Center of rotation 1803 ... Contact point 1810 ... Center hole 1811 ... Inner pin hole 1814 ... Bearing FB ... Fastening bolt J1-J3 ... First to third joints

Claims (12)

電気機械装置であって、
中心軸と、
前記中心軸の外周に沿って配置されたローター磁石を有し、前記中心軸と前記ローター磁石との間において少なくとも前記中心軸の軸方向の一方に開口した収納空間を有するローターと、
前記ローターの外周に配置されたステーターと、
前記収納空間に配置され、前記ローターと一体に構成された回転数変換機構と、
前記ステーターの内側に配置され、前記回転数変換機構と回転負荷とを接続する負荷接続部と、
前記ステーターと前記負荷接続部との間に設けられたクロスローラーベアリングと、
を備える、電気機械装置。
An electromechanical device,
A central axis;
A rotor magnet disposed along an outer periphery of the central axis, and a rotor having a storage space opened at least in one axial direction of the central axis between the central axis and the rotor magnet;
A stator disposed on the outer periphery of the rotor;
A rotational speed conversion mechanism disposed in the storage space and configured integrally with the rotor;
A load connecting portion disposed inside the stator and connecting the rotational speed conversion mechanism and a rotational load;
A cross roller bearing provided between the stator and the load connection;
An electromechanical device comprising:
請求項1に記載の電気機械装置であって、
前記中心軸は、前記中心軸の軸方向に延びる貫通孔を有し、
前記貫通孔には、前記ローターの回転を制御するための電気を送信する導電線が挿通されている、電気機械装置。
The electromechanical device according to claim 1,
The central axis has a through hole extending in the axial direction of the central axis,
An electromechanical device, wherein a conductive wire for transmitting electricity for controlling rotation of the rotor is inserted into the through hole.
請求項2に記載の電気機械装置であって、
前記負荷接続部は、前記導電線を案内するハーネスガイドを有する、電気機械装置。
The electromechanical device according to claim 2,
The load connecting portion is an electromechanical device having a harness guide for guiding the conductive wire.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気機械装置において、
前記回転数変換機構は、
前記回転数変換機構の中心部に配置されたサンギアと、
前記回転数変換機構の外周部に配置されたアウターギアと、
前記サンギアと前記アウターギアとの間に配置されたプラネタリーギアと、
前記プラネタリーギアが接続されたプラネタリーキャリアと、を有する遊星ギアを含み、
前記回転数変換機構は、前記サンギアと前記アウターギアと前記プラネタリーキャリアの3つのうちの1つが前記ローター磁石と接続または一体に形成される入力部であり、残り2つのうちの1つが前記ステーターと接続または一体に形成される固定部であり、残りの1つが前記負荷接続部と接続または一体に形成される出力部である、電気機械装置。
The electromechanical device according to any one of claims 1 to 3,
The rotational speed conversion mechanism is
A sun gear disposed at the center of the rotational speed conversion mechanism;
An outer gear disposed on the outer periphery of the rotation speed conversion mechanism;
A planetary gear disposed between the sun gear and the outer gear;
A planetary gear having a planetary carrier to which the planetary gear is connected,
The rotational speed conversion mechanism is an input unit in which one of the sun gear, the outer gear, and the planetary carrier is connected to or integrally formed with the rotor magnet, and one of the remaining two is the stator. An electromechanical device that is a fixed portion that is connected or integrally formed with the load connection portion, and the remaining one is an output portion that is connected or integrally formed with the load connection portion.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気機械装置であって、
前記回転数変換機構は、
前記回転数変換機構の中心部に配置されたウェーブジェネレーターと、
前記回転数変換機構の外周部に配置されたサーキュラスプラインと、
前記ウェーブジェネレーターと前記サーキュラスプラインとの間に配置されたフレックススプラインと、を有するハーモニックドライブ機構(「ハーモニックドライブ」は登録商標)を含み、
前記回転数変換機構は、前記ウェーブジェネレーターと、前記サーキュラスプラインと、前記フレックススプラインの3つのうちの1つが前記ローター磁石と接続または一体に形成される入力部であり、残り2つのうちの1つが前記ステーターと接続または一体に形成される固定部であり、残りの1つが前記負荷接続部と接続または一体に形成される出力部である、電気機械装置。
The electromechanical device according to any one of claims 1 to 3,
The rotational speed conversion mechanism is
A wave generator disposed in the center of the rotational speed conversion mechanism;
A circular spline disposed on the outer periphery of the rotational speed conversion mechanism;
A harmonic spline having a flex spline disposed between the wave generator and the circular spline (“Harmonic Drive” is a registered trademark);
The rotation speed conversion mechanism is an input unit in which one of the wave generator, the circular spline, and the flex spline is connected to or integrally formed with the rotor magnet, and one of the remaining two is An electromechanical device that is a fixed portion that is connected or integrally formed with the stator, and the remaining one is an output portion that is connected or integrally formed with the load connecting portion.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気機械装置であって、
前記回転数変換機構は、
外縁にエピトコロイド平行曲線形状を有し中心に形成された第1の孔と前記第1の孔の周りに形成された複数の第2の孔とを有する曲線板と、
前記曲線板の前記エピトコロイド平行曲線と接するように配置される外ピンと、
前記第2の孔の中に配置される内ピンと、
前記第1の孔の中に配置される偏心体と、を有するサイクロ機構を含み、
前記偏心体と前記外ピンと前記内ピンの3つのうちの1つが前記ローター磁石と接続または一体に形成される入力部であり、残り2つのうちの1つが前記ステーターと接続または一体に形成される固定部であり、残りの1つが前記負荷接続部と接続または一体に形成される出力部である、電気機械装置。
The electromechanical device according to any one of claims 1 to 3,
The rotational speed conversion mechanism is
A curved plate having a first hole formed in the center with an epitocoloid parallel curve shape at the outer edge and a plurality of second holes formed around the first hole;
An outer pin arranged to contact the epitocoloid parallel curve of the curved plate;
An inner pin disposed in the second hole;
A cyclomechanism having an eccentric body disposed in the first hole,
One of three of the eccentric body, the outer pin, and the inner pin is an input portion that is connected to or integrally formed with the rotor magnet, and one of the remaining two is connected or integrally formed with the stator. An electromechanical device that is a fixed portion and the remaining one is an output portion that is connected to or integrally formed with the load connecting portion.
請求項1〜6のいずれか一項に記載の電気機械装置において、さらに、
ローターと一体に形成されたエンコーダーを備える、電気機械装置。
The electromechanical device according to any one of claims 1 to 6, further comprising:
An electromechanical device comprising an encoder formed integrally with a rotor.
アクチュエーターであって、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の電気機械装置を備える、アクチュエーター。
An actuator,
An actuator comprising the electromechanical device according to any one of claims 1 to 7.
モーターであって、
中心軸と、
前記中心軸の外周に沿って配置されたローター磁石を有し、前記中心軸と前記ローター磁石との間において少なくとも前記中心軸の軸方向の一方に開口した収納空間を有するローターと、
前記ローターの外周に配置されたステーターと、
前記収納空間に配置され、前記ローターに接続された回転数変換機構と、
前記ステーターの内側に配置され、前記回転数変換機構と回転負荷とを接続する負荷接続部と、
前記ステーターと前記負荷接続部との間に設けられたクロスローラーベアリングと、
を備える、モーター。
A motor,
A central axis;
A rotor magnet disposed along an outer periphery of the central axis, and a rotor having a storage space opened at least in one axial direction of the central axis between the central axis and the rotor magnet;
A stator disposed on the outer periphery of the rotor;
A rotational speed conversion mechanism disposed in the storage space and connected to the rotor;
A load connecting portion disposed inside the stator and connecting the rotational speed conversion mechanism and a rotational load;
A cross roller bearing provided between the stator and the load connection;
Equipped with a motor.
ロボットであって、
基部と、
前記基部を移動させるための駆動部と、
を備え、
前記駆動部は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の電気機械装置を含む、ロボット。
A robot,
The base,
A driving unit for moving the base;
With
The said drive part is a robot containing the electromechanical device as described in any one of Claims 1-7.
ロボットであって、
基部と、
前記基部に対して相対的に運動する運動部と、
前記運動部を前記基部に対して運動させる駆動部と、
を備え、
前記駆動部は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の電気機械装置を含む、ロボット。
A robot,
The base,
A moving part that moves relative to the base;
A driving unit that moves the moving unit relative to the base;
With
The said drive part is a robot containing the electromechanical device as described in any one of Claims 1-7.
ロボットハンドであって、
基部と、
前記基部に配置され、対象物を把持する把持部と、
前記把持部を駆動して前記把持部に対して前記対象物を把持させる駆動部と、
を備え、
前記駆動部は、請求項8に記載のアクチュエーターを含む、ロボットハンド。
A robot hand,
The base,
A gripping part disposed on the base and gripping an object;
A driving unit that drives the gripping unit to grip the object with respect to the gripping unit;
With
The robot drive including the actuator according to claim 8.
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