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    公开号:WO1986005634A1
    申请号:PCT/JP1986/000127
    申请日:1986-03-13
    公开日:1986-09-25
    发明作者:Kazuyuki Matsumoto；Toshiharu Hibino
    申请人:Teijin Seiki Co., Ltd.；
    IPC主号:H02K41-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書 ギヤ ドモータ
    [0002] 技 術 分 野
    [0003] 本発明はギヤ ドモータ、 特にロボッ ト制御、 サーボ制御等に適す るギヤ ドモータに閩する。
    [0004] 背 景 技 術
    [0005] ギヤ ドモータは低速高 トルクモータとしてロボッ ト等に使用され ている。 従来のギヤ ドモータとしては、 例えば、 日本国特開昭 5 7 一 2 0 8 8 3 8号公報に記載されたものが知られている。 この従来 のギヤ ドモータは、 回転磁界を発生する继鉄の内周に第 1 のイ ンタ ーナルギヤを設け、 この第 1 のイ ンターナルギヤに対し遊星運動す る遊星ギヤを嚙み合わ 、 遊星ギヤを出力轴方向に着磁させ、 上記 第 1 のィ ンターナルギヤのピッチとは異なった第 2 のィ ンターナル ギヤを出力軸に関係させ、 遊星ギヤを第 2のイ ンターナルギヤに遊 星運動するように嚙み合わせることにより、 遊星ギャの西転により 第 2のィ ンターナルギヤを回転させて出力軸を回転させるものであ る。 すなわち、 継鉄に回転磁界を発生させることにより、 この継鉄 に固定された第 1 のイ ンターナルギヤに対して遊星ギヤを遊星運動 させると、 遊星ギヤは第 2のイ ンターナルギヤに対しても遊星運動 をする。 そして、 第 1 のイ ンターナルギヤと第 2のイ ンターナルギ ャとはそのピッチが異なっている。 したがって、 遊星ギャが第 1 の イ ンターナルギヤに対して遊星運動すると、 遊星ギヤは第 2のイ ン ターナルギヤに対して遊星運動するとともに第 2のィ ンターナルギ ャの側面を押して第 2 のイ ンターナルギヤを回転させる。 その結果 出力軸は回転レ、 その出力軸の回転は第 1 のイ ンターナルギヤと第 2のイ ンターナルギヤの歯数に対応して減速される。
    [0006] しかしながら、 このような従来のギヤ ドモータにあっては、 第 1 のイ ンターナルギヤと第 2 のィ ンターナルギヤを出力軸方向に並列 に配置し、 かつ出力軸に閬係した第 2 のイ ンターナルギヤを回転自 在に支持しなければならないため、 ギヤ ドモータがそのギヤの出力 軸方向に分厚く なり大型になるという欠点があつた。
    [0007] そこで、 本発明は、 上記した従来例の欠点を解除すべく なされた ものであり、 薄型かつ小型軽量のギヤ ドモータを得ることを目的と している。 - 発 明 の 開 示
    [0008] 上記目的を達成するために成された本願の第 1発明によれば、' ハ ウジングと、 前記ハゥジングに面転自在に軸支されかつ軸周上に沿 つて外歯が設けられた出力軸と、 前記外歯に嚙合し前記外歯より も ピッチ円径が大き く歯数の多い内歯が内周面に沿って設けられかつ 前記出力軸の軸芯方向に垂直な平面内で所定の偏心量によつて揺動 自在に前記ハウジングに担持された磁性駆動部材と、 前記出力軸の 同心円上において前記駆動部材を外周方向から囲むよう にして前記 ハウジングに担持されかつ前記駆動部材の外周面に対面する内周面 に沿って励磁電流が供袷される励磁部材と、 を備えた構成としたこ とを特徴とするギヤ ドモータが提供される。
    [0009] また、 上記目的を達成するために成された本願の第 2発明によれ ば、 ハウジングと、 前記ハウジングに回転自在に軸支された出力軸 と、 前記出力軸の端部において軸支されて軸芯方向に垂直な平面内 で所定の偏心量によって揺動することができかつ外周に近い円周に 沿って外歯を有した磁性駆動部材と、 前記出力軸の同心円上におい て前記ハウジングに固定されかつ前記外歯に嚙合し得るように前記 外歯より もピッチ円径が大き く歯数の多い内歯が内周に沿って設け られた案内部材と、 前記出力軸の同心円上において前記ハウジング に固定されかつ前記駆動部材の外周径ょり も大きい内周径を有して この内周に沿って励磁電流が供袷される励磁部材と、 を備えた構成 と したことを特徴とするギヤ ドモータが提供される。
    [0010] 上記第 1発明および第 2発明に係る構成のギヤ ドモータによれば. 出力軸の軸芯方向に垂直な平面内で駆動および伝達用の各部材が組 み合わされた構成であるので、 出力軸の軸芯方向に薄型かつ小型軽 量のギヤ ドモータを得ることができる。
    [0011] また、 第 2発明に係る構成のギヤ ドモータによれば、 出力軸の軸 芯に近い位置で回転駆動力が得られるので、 軸芯に垂直な方向にも さらに小型軽量なギヤ ドモータを得ることができる。
    [0012] 図 面 の 簡 単 な 説 明
    [0013] 第 1 図は本願の第 1 発明に係る第 1実施例であるギヤ ドモータの 側断面図、
    [0014] 第 2図は第 1図の Π - II矢視正断面図、
    [0015] 第 3図は上記第 1実施例に用いるク ラ ンク シャフ ト （ 7 ) の要部 の概略部である。
    [0016] 第 4図は本願の第 1発明に係る第 2実施例であるギヤ ドモータの 側断面図、 第 5図は第 4図の V - V矢視正断面図である。
    [0017] 第 6図は本願の第 2発明に係る実施例であるギヤ ドモータの側断 面図、
    [0018] 第 7図は右半分に第 6図の - Y , 線による断面を、 左半分に 第 6図の Y 2 - Υ ζ 線による断面を配した正断面図、
    [0019] 第 8図は上記実施例に用いるク ラ ンク シャフ ト （45 ) の要部の概 略図である.。
    [0020] 発明を実施するための最良の形態
    [0021] 以下、 本願の第 1発明の第 1実施例であるギヤ ドモータについて 第 1図乃至第 3図を参照しつつ説明する。
    [0022] ハウジング 1 はべァリ ング 2 A、 2 Bを介して出力軸 3を回転自 在に蚰支している。 出力軸 3 の軸上には外歯 4 aを有した歯車 4の 一対がスぺーサ 5を介して対向するように固定されている。 外歯 4 a の歯形は円弧状歯形 （ ト ロコ ィ ド系歯形） である。 各歯車 4 の外 歯 4 a には、 これらに嚙合する内齒 6 aを内周に ¾つて形成した円 盤状の 2枚の駆動部材である駆動ディ スク 6がやはり対向するよう にして配設されている。 駆動ディ スク 6 はこの全体または少な く と も外周の表面部が磁性体で成形されたものである。
    [0023] 各歯車 4の外歯 4 a の歯数は例えば 39枚であり、 これに嚙合する 駆動ディ スク 6 の内歯 6 a の歯数は 1枚だけ多い 40枚となつている また、 内歯 6 a はピン状に形成され、 このピッチ円径は外歯 4 a の ピッチ円径より も大きい。 内歯 6 a と外歯 4 a とは、 理論的には全 歯数で嚙み合うが実際には加工公差による隙間があるため、 これら の約半数において嚙合する関係にある。 したがって、 嚙み仓い率が 高いから、 大きな トルクを伝達でき、 また、 バック ラ ッ シも平均化 されて小さ く なる。
    [0024] 出力軸 3 と 2枚の駆動ディ スク 6、 6 の各々は円周方向に例えば 三等分した位置において、 ディ スク担持部材である 3つのク ラ ンク シャフ ト 7 によってハウジング 1 の内壁に担持された形となってい る。 ク ラ ンク シャフ ト 7 の構造は第 3図に示されるように段付成形 されていて、 両端軸支部 7 a、 7 a の中心軸線 £ — に対して、 駆 動ディ スク 6、 6 に対する担持部 7 b、 7 bのオフセ ッ ト方向は互 いに 180 · だけ位相をズラ してあって、 車両用ク ラ ンク軸の如き形 状をなしている。
    [0025] また、 ク ラ ンク シャフ ト 7 はその両端軸支部 7 a、 7 a において ローラ軸受 8で回転自在にハウジング 1 に軸支されているが、 この ク ラ ンク シャフ ト 7 にローラ軸受 9 を介して駆動ディ スク 6 が相対 的に回動自在に担持された格好となっているのである。 したがって. 2枚の駆動ディ スク 6、 6 は 180 ° の位相ズレでもってオフセ ッ ト 量 ； に相当する分の揺動がク ラ ンク シャフ ト 7 の回転に伴って可 能となるのであり、 出力軸 3に対する遊星運動的な揺動を行う仕組 みになっている。
    [0026] ここで、 ハウジング 1 の構造については、 第 1 図で示されるよう に左右に分割可能であり、 右側の半分から突出成形された締結孔部 1 aに挿通するボル ト 10によって結合される。 これらについては、 第 2図では、 駆動ディ スク 6を円周方向に三等分し 位置に開口さ れた各窓部 6 から、 ハウジング 1 の一部およびボル ト 10が見えた 状態が示されている。 つぎに、 ハウジング 1 内部において、 2枚の駆動ディ スク 6、 6 に対応して、 これらを外周方向から包含するようにして 2枚の円盤 状励磁部材 （以下、 単にヨークと称する） 1 1、 1 1がスぺーサ 12を介 してハウジング 1 に固定されている。
    [0027] 各ヨーク 1 1の構成は、 その円周方向に放射状に、 実施例の場合 16 個の導体束であるコ イ ル d 〜 C 1 6が等間隔に組み込まれている。 これらコ イ ル C t 〜 C 1 6は例えば反時計廼り の方向に順に、 励磁電 流が通電されるように図示せぬ電源からの回路で結線されている。 但し、 実施例の場合、 内歯 6 a と外歯 4 a の嚙み合いが最も深い方 向および最も浅い方向にあるコ イ ルを除いた残り半分のコ イ ル （第 2図に示す状態においてはコ イ ル C t 〜 C 7 ) に励磁電流を通電し て〇 N状態とじたときは、 他方の残り半分のコ イ ル （第 2図におい てはコ イ ル C 9 〜 C 1 5 ) は 0 F F状態となるように、 回路が設定さ れている。 こう して、 励磁電流の通電-によつて、 第 2図に示される ように、 ヨーク 1 1の内周面に沿って N、 S両磁極からなる都合 7つ の磁極が形成されるように仕組まれている。
    [0028] N、 S両磁極が交互に形成されるヨーク 1 1の内径は、 駆動ディ ス ク 6 の外径より も上記したオフセ ッ ト量の 2倍 ； 2 に相当する寸 法だけ大き く 、 したがつて駆動デイ スク 6 はヨーク 1 1内での揺動が 可能である。
    [0029] 放射状に幾つかの N、 S両磁極を形成して、 いわゆる回転磁界を 形成する多相励磁方式については、 曰本国書籍 Γステップモータの 理論と応用 （実教出版株式会社発行） 」 等で知られるところである から、 実施例の場合の電気回路等の説明は省略する。 なお、 ¾動ディ スク 6 としては 2枚一対とした構成のものが説明 されたが、 これは後述する動作並びに作用の理由から好ま しいので あり、 駆動ディ ス ク 6 の 1枚による構成でも本発明のギヤ ドモータ を得ることができる。
    [0030] 更に、 この実施例のギヤ ドモータをサーボモータとして使用する 場合は、 ク ラ ンク シャ フ ト 7 の一方の軸支部 7 a をハウジング 1 の 外方に突出せしめ、 これの回転をフ ィ ー ドバ ッ ク信号として用いる ベく 、 該突出部にヱンコーダ等の検知器を設けるのが好ま しい。 ク ラ ンク シ ャ フ ト 7 の回転数は出力軸 3 の回転数の 39倍であるから、 同一の高分解能を得る場合、 ク ラ ンク シ ャ フ ト 7 に取り付ける検知 器は、 出力軸 3 に取り付けるより、 精度の粗い安価なもので済むか らである。
    [0031] また、 この実施例のギヤ ドモータをブレーキ付モータとして使用 する場合は、 少な く とも 1 つのク ラ ンク シャ フ ト 7 、 好ま し く は各 ク ラ ンク シ ャ フ ト 7 の一方の軸支部 7 aをハウジング 1 の外方に突 出せしめ、 その突出部にメ 力二カルブレーキを設置するのが好ま し い。 小さな制動 トルクで済むからである。
    [0032] また、 躯動ディ スク 6 に揺動運動を起こさせるための回転吸引力 は、 ェピサイ クモータ （商標） の如く に、 磁極のコィ ルに整流器を 介して例えば 3相電源を接続し、 ヨ ー ク の半分に起磁力が発生する ような方式を採っても良い。
    [0033] つぎに、 実施例の動作並びに作用について、 出力轴 3を時計廼り の方向に回転させる場合を例にあげて説明する。
    [0034] 第 2図に示す状態、 即ち最頂部における外歯 4 a と内歯 6 a とが 最も深く嚙合した状態において、 一方のヨーク 11 (第 1図中、 左側 のヨーク 11) においてコ イ ル C , 〜 C 7 に励磁電流を通電せしめ、 他方のヨーク 11 (第 1図中、 右側のヨーク ii) の上述した意味での 半分にあたるコ イ ル群 C 9 〜 C 15も同時に 0 N状態とする。
    [0035] そうすると、 一方のヨーク 11側のコ ィ ノレ 〜 c 7 により生じる 磁力の合力 （第 2図の矢印 で表示） が当該一方の駆勳ディ スク 6に対し吸引力として作用する。 また、 他方のヨーク 11側のコ イ ル 11 C , 〜 C 15により生じる磁力の合力 （第 2図の矢印 F 2 で表示） が当該他方の駆勖ディ スク 6 に対し吸引力として作用する。 吸引力 F , . F 2 の分解成分のう ち駆動ディ スク 6、 6 の中心点 A、 A (出力軸 3 の中心から上記ォフセ ッ ト量 だけ離れた点） を通る成 分 f ！ 、 f 2 (第 2図で表示） によってディ スク 6、 6 には反時計 廻りの トルクが働く とみなせる。 この結果、 駆動ディ スク 6、 6 は 反時計廻りに揺動 （公転） し、 出力軸 3 はその揺動反力により時計 方向に回転する。
    [0036] すなわち、 通電するコイル群を一方のヨーク 11側にあっては
    [0037] 〜 C 7 、 C 2 〜 C 8 、 C 3 〜 C 9 と、 他方のヨーク 11側にあつ ては C 9 〜 C 15、 。！。〜〇 、 じい〜。 , 、 と順次切換えるこ とにより反時計廻りの回転磁界が生じ、 回転磁力による回転吸引力 F , 、 F 2 によ り各躯動デイ スク 6、 6 は連繞揺動、 すなわち出力 軸 3 の周りを反時計廼りの方向に連続した揺動動作 （公転） を行う したがって出力軸 3 は時計迺りの方向へ連繞回転する。 そして、 外 歯 4 a と内歯 6 a の各歯数が 39、 40でその歯数差 1 であるから、 駆 動ディ スク 6が 39回だけ揺動を操り返した時点で出力軸 3が 1 回転 する。 つまり、 この実施例のギヤ ドモータにおいては、 減速比は 1 Z 39として設定されているのである。 るた、 2枚一対の躯勣デイ ス ク 6、 6同士が上記した揺動を 180 ° の位相ズレをもって行ってい るから、 各自の揺動によるブレを互いに相殺し合う と言う効果を得 ることができる。 さ らに、 外歯 4 aおよび内歯 6 aの歯数比を任意 に設定するこ とで、 所望する減速比が得られることは言う迄もない < 次に、 本願の第 1発明の第 2 実施例について第 4図および第 5図 を参照しつつ説明する。 本実施例の説明に当り第 1実施例と同一構 成部分には同一符号を付してその説明を省略する。
    [0038] この実施例においては、 駆動デイ スク 26は円盤状の 2枚の駆動部 材であり、 内周に沿って歯車 4の外歯 4 a と嚙合う ピン状に形成さ れた内歯 6 a ( 26 a ) を有するとともに、 外周の表面部に外歯 26 b を有している。 2枚の躯 ί力ディ ス ク 26はスぺーサ 5 を介して対向す るよう配置され、 かつ、 それぞれ、 スぺーサ 5 とハウジング 1 との 間に介装されている。 驱動ディ スク 26はこの全体または少なく とも 外周の表面部が磁性体で成形されたものである。
    [0039] ハゥジング 1 内部において、 2枚の駆動デイ スク 26、 26に対応し て、 これらの外周方向から包含するようにして 2枚の円盤状励磁部 材 （以下、 単にヨーク という） 28 (前述の第 1実施例の 1 1に相当す る） 、 28 ( 1 1 ) がスぺーサ 12を介してハウジングに固定されている ヨーク 28の構成は、 第 2実施例においては、 1 1個のコ イル C , 〜 C が組み込まれた こ と以外は第 1実施例と同じであり、 同じように 作用する。 ヨーク 28の内周には前述の駆勛ディ ス ク 26の外歯 26 bに 嚙合う ピ ン状に形成された内歯 28 aを有し、 内歯 28 a のピッチ円は 外歯 26 bのピッチ円より大きい。 また、 -内歯 28 aを成すビンの材質 は非磁性体である。 外歯 26 bの歯形は外歯 4 a と同様、 円弧状歯形 である。
    [0040] また、 内歯 28 aの齒数は例えば 22枚であり、 これに嚙合する駆動 ディ スク 26の外歯 26 bの齒数は 1枚だけ少ない 21枚となっている。 したがって、 駆勣ディ スク 26は外歯 26 b と内歯 28 a により出力輸 3 に対して公転可能に支持されており、 外歯 26 b と内歯 28 a とは支持 手段 29を構成している。 躯動ディ スク 26が公転すると、 内歯 28 a と 外歯 26 b との歯数の相違により 自転する。 すなわち、 駆動ディスク 26は 1 回公転すると 1 / 21自転する。 外歯 26 b と内歯 28 aおよび外 歯 4 a と内齒 26 a の齒数を変えることにより減速比を広範囲に、 か つ細かく調整できる。 内歯 28 a と外歯 26 bおよび内歯 6 a と外歯 4 a との嚙み合 はそれぞれ第 1実施例と同様に嚙み合い率が高く 、 大きな トルクを伝達可能である。 また、 躯勣ディ スク 26は第 1実施 例のように、 ク ラ ンク シャフ ト 7で支持する必要がな く 、 その分、 駆動ディ スク 2·6の外周の径は小さ く でき、 したがって、 ギヤ ドモ一 タの轴芯に垂直な方向に小型にすることができる。
    [0041] 2枚の駆動ディ スク 26、 26の軸芯 Αは各々、 出力軸 3 軸芯 Pの 廻りを公転するが、 第 5図に示すように、 公転は互いに角度 180 ' だけ位相をズラしてあり、 かつ軸芯 Aは軸芯 Pからオフセ ッ ト量ス z を有するこ ととなる。 したがって、 駆動ディ スク 26は、 オフセ ッ ト量 2 に相当する分の遊星運動的な揺動をする仕組みになつてい る。 前述以外の構成は第 1実施例と同じである。
    [0042] 次に、 第 2実施例の作用について説明する。 2枚のヨ ーク 28 ( 1 1 ) 、 28 ( 1 1 ) のそれぞれのコ イ ル群にそれぞ れ通電しコィル群間を順次切換えると、 各ヨーク 28、 28には反時計 迺りに回転磁界が生じ、 面転磁力による回転吸引力 F , 、 F 2 によ り各躯動デイ スク 26、 26は出力軸 3の周りを反時計廻りの方向に連 続した揺勣動作 （公転） を行う。 したがって、 駆動デイ スク 26、 26 の外歯 26 b は内歯 28 a と嚙み合い時計廻りの方向に連続回転 （自 転） する。 そして、 外歯 26 b と内歯 28 a の各歯数が 21、 22でその歯 数差 1 であるので駆動ディ スク 26が 21回だけ揺動を繰返した時点で， 躯動ディ スク 26は 1 回転する。 また、 躯勳ディ スク 26の内歯 6 a と 歯車 4 の外歯 4 a の各歯数が 14、 13でその歯数差 1 であるので駆動 ディ スク 26が 14回揺動した時点で出力軸は 1 回転する。 すなわち、 このギヤ ドモータの減速比は 1 Z 21 十 1 13 ^ 1 ノ 8 である。 すな わち、 これらの減速比を変えて組合せることにより広範囲の減速が できる。
    [0043] 以下、 本願の第 2発明の実施例であるギヤ ドモータについて第 6 図乃至第 8図を参照しつつ説明する。
    [0044] ハウジング 41にベア リ ング 42 A、 42 Bを介して出力軸 43が回転自 在に軸支されている。 出力軸 43としては、 本体軸 43 Aと止軸 43 B と からなる分割可能な構造となっていて、 これらの両軸 43 A、 43 Bが 例えば円周方向に三等分した各位置でボル ト 44により結合される形 となっている。
    [0045] また、 上記両軸 43 A、 43 Bの接合面同士には、 やはり円周方向に 三等分した各位置にて 3 個のク ラ ンク シャフ ト 45がローラ轴受 45 d を介して両軸 43 A、 43 Bに回転自在に軸支されている。 ク ラ ンク シャフ ト 54の形状は第 8図に示され'るように段付成形さ れており、 出力軸 43の両軸 43 A、 43 Bの各々に軸支された軸支部 45 a、 45 aの回転中心軸線 £ - & に対して、 中央部の 2ケ所が 18 0 ' の位相ズレによって各々信号ス 3 の寸法だけ偏心した担持部 45 b、 45 b となされている。 すなわち、 担持部 45 b、 45 bにおける回 転中心軸線は図中 £ 4 一 " 線で表されている。
    [0046] 次に、 クランク シャフ ト 45の担持部 45 b、 45 bにおいては、 2枚 の駆 »部材である円盤状の駆勳デイ スク 46、 46がローラ軸受 47を介 して、 担持部 45 b、 45 bに対し相対的に回動可能な形で担持されて いる。 すなわち、 駆動ディ スク 46、 46は互いに 180 。 の位相のズレ をもって、 担持部 46 b、 45 bにおける偏心量 （オフセ ッ ト） ； 3 だけ車両用ク ラ ンクの如き勤作をなし、 しかも出力軸 43と共に同方 向に回転可能かつオフセ ッ ト量 ； ス 3 だけの移動による揺動が、 出 力軸 43にたいしてこの軸芯方向に垂直な平面内で可能となっている のである。
    [0047] また、 各々の躯動ディ スク 46は段付成形されていて、 この段付の 外周に沿って外歯 46 aが形成された歯車部材ともなつている （第 1 図参照） 。 外歯 46 a の歯形は、 前述した外歯 4 a、 26 a と同様、 円 弧状歯形である。 そして、 駆動ディ スク 46の全体または少なく とも 外歯 46 a周辺は磁性体である。
    [0048] 一方、 躯動ディ スク 46、 46の両外歯 46 a、 46 a に亘つてこれらに 嚙合する内歯 48 aが内周面に沿って形成され、 2 つの駆動ディスク 46、 46の案内部材である車輪伏の案内盤 48が出力軸 43の同心円上に てハウ ジング 41に固定されている。 実施例の場合、 内歯 48 a の歯数 は外歯 46 a のそれより も 1枚だけ多 く 、 外歯 46が 39枚で内歯 48 aが 40枚である。 また、 内歯 48 a はピ ン状に成形され、 このピ ッ チ円径 は外歯 46 a の'それより も大きい。 内歯 48 a と外歯 46 a とは、 理論的 には全歯数で嚙み合うが実際には加工公差による隙間があるため、 これらの約半数において嚙合する関係にある。 したがって、 嚙み合 い率が高いから、 大きな ト ルクを伝達でき、 また、 バック ラ ッ シも 平均化されて小さ く なる。
    [0049] また、 2枚の駆動ディ スク 46、 46の各外周面に対応して、 円盤上 の励磁部材 （以下、 単にヨーク と称する） 49、 49が上記案内盤 48を 両面から挟み込む格好でハゥジング 41に固定されている。
    [0050] 各ヨーク 49の構成は、 その円周方向に放射状に、 実施例の場合 16 個の導体束であるコ イ ル C 4 1〜 C 5 &が等間隔組み込まれている。 こ れらコ イ ル C 4 i〜 C 5 6は例えば時計迺り の方向に順に、 励磁電流が 通電されるように図示せぬ電源からの回路で結線されている。 但し. 実施例の場合、 内歯 48 a と外歯 46 a の嚙み合いが最も深い方向およ び浅い方向にあるコィ ルを除いた残り半分のコ ィル （第 7図に示す 状態においてはコィ ル C 4 2〜 C 4 8 ) に励磁電流を通電して 0 N状態 としたときは、 他方の残り半分のコ イ ル （第 2図においてはコ イ ル C 4。〜 C 5 6 ) は 0 F F状態となるように、 回路が設定されている。 こ う して、 励磁電流の通電によって、 第 2図に示されるように、 ョ 一ク 49の内周面に沿つて N、 S両磁極からなる都合 7つの磁極が形 成されるべく 仕組まれている。
    [0051] S両磁極が交互に形成されるヨーク 49の内径は、 駆動デイ ス ク 46の外径より も上記したオフセ ッ ト量の 2倍 ； 2 λ 3 に相当する 寸法だけ大き く 、 したがって駆動ディ スク 46は、 ヨーク 49と一体の 案内盤 48を介してョ一ク 49内での揺動が可能である。
    [0052] 放射状に幾つかの N S両磁極を形成して、 いわゆる回転磁界を 形成する多相励磁方式については、 書籍 「ステ ップモータの理論と 応用 （実教出版株式会社） 」 等で知られるところであるから、 実施 例の場合の電気回路等の説明は省略する。
    [0053] なお、 駆動ディ スク 46としては、 2枚一対とした構成のものが説 明されたが、 これは後述する勖作並びに作用の理由から好ま しいの であり、 駆動ディスク 46の 1枚による構成でも本発明のギヤ ドモー タを得ることができる。 更に、 駆動デイ スク 46に揺勳運動を起こさ せるための回転吸引力は、 ェピサイ クモータ （商標） の如く に、 磁 極のコ イ ルに整流器を介して例えば 3相電源を接繞し、 ヨークの半 分に起磁力が発生するよ-うな方式を採って'も良い。
    [0054] つぎに、 実施例の動作並びに作用について、 出力轴 3を時計迺り の方向に回転させる場合を例にあげて説明する。
    [0055] 第 7図に示す状態、 即ち最頂部における内歯 48 a と外歯 46 a とが 最も深く嚙合した状態において、 一方のヨーク 49 (第 6図中の右側 のヨーク 49 ) においてコ ィ ル C 4 2 C 4 8に励磁電流を通電せしめ、 他方のヨーク 49の （第 6図中、 左側のヨーク 49 ) の上述した意味で の半分にあたるコ イ ル群 C 5 C 5 6も同時に通電して O N状態とす そうすると、 一方のョ一'ク 49側のコ イ ル C C 4 8により生じる 磁力の合力 （第 7図の矢印 F 5 で表示） が当該一方の駆動ディ スク 46に対し吸引力として作用する。 また、 他方のヨーク 49側のコ イ ル C 5。により生じる磁力の合力 （第 7図の矢印 F 6 で表示） が当該他 方の駆動ディ スク 46に対し吸引力として作用する。 吸引力 F 5 、 F 6 の分解成分のう ちディ スク 46、 46の中心点 A、 A (出力軸 3 の中 心から上記オフセ ッ ト量 ； 3 だけ離れた点） を通る成分 ί 5 、 f
    [0056] 6 (第 7図で表示） によってディ スク 46、 46には時計廼り方向の ト ルクが働く とみなせる。 この結果、 ディ スク 46、 46は時計廼り方向 に揺動 （公転） する と共に時計迺り の方向に自転する。 ディ スク 46- 46の自転はク ラ ンク シャフ ト 45を介して出力軸 43に伝達されるから- 出力軸 43は時計廼りの方向に回転する。
    [0057] すなわち、 通電するコ ィ ル群を一方のヨーク 49にあっては C 42〜 C 4 8 . C 43〜 C 49、 C 44〜 C 50 と、 他方のヨーク 49側にあって. は C 5。〜 C 56、 C 5 t〜 C 4 、 C 52〜 C 42 と順次切換える ことに より時計廻りの回転磁界が生じ、 回転磁力による回転吸引'力 F 3 、 F 6 により各躯勤ディ スク 46、 46は連続揺動、 すなわち出力軸 43の 周りを時計迺りの方向に連続した揺動動作 （公転） を行う。 したが つて出力铀 43はク ラ ンク シャフ ト 45を介して時計廻り の方向へ連続 回転する。 そして、 外歯 46 a と内歯 48 a の各歯数が 39、 40でその歯 数差 1 であるから、 駆動ディ スク 46が 39回だけ揺動を操り返した時 点で出力軸 43が 1 回転する。 つまり、 この実施例のギヤ ドモータに おいては、 减速比 1 /39として設定されているのである。 また、 2 枚一対の躯動ディ スク 46、 46同士が上記した揺動を 180 ' の位相ズ レでもって行っているから、 各自の揺動によるズレを互いに相殺し 合う と言う効果が得られて好ま しい。 さ らに、 外歯 46 aおよび内歯 48 a の歯数比を任意に設定するこ とで、 所望する減速比が得られる ことは言う迄もない。
    [0058] 産業上の利用可能性
    [0059] 本発明のギヤ ドモータは、 例えば、 低速高 トルク モータを駆動源 として用いる工業用、 医療用、 原子力用等の各種ロボッ ト、 工作機 械、 自動操縦等のサーボ制御等の小型、 軽量化を実施する場合好適 に使用できる。
    权利要求:
    Claims

    請 求 の 範 囲
    1 . ハウジング （ 1 ) と、 前記ハウジングに回転自在に軸支されか つ外周に沿って外歯 （ 4 a ) が設けられた出力軸 （ 3 ) と、 前記外 歯に嚙合し前記外歯より もピ ッ チ円径が大き く歯数の多い内歯 （ 6 a )· が内周面に沿って設けられかつ前記出力軸の軸芯方向に垂直な 平面内で所定の偏心量 （ ， 、 2 ) によって揺動自在に前記ハウ ジ ングに担持された磁性駆動部材 （ 6、 26) と、 前記出力軸の同心 円上において前記駆動部材を外周方向から囲むようにして前記ハウ ジ ングに担持されかつ前記駆動部材の外周面に対面する内周面に沿 つて励磁電流が供給される励磁部材 （11、 28) とを備えたことを特 徴とするギヤ ドモータ。
    2. ハウジング （41) 'と、 前記ハウジングに回転自在に軸支された 出力軸' （43) と、 前記出力軸の端部において軸支されて軸芯方向に 垂直な平面内で所定の偏心量 （ス 3 ) によって揺動することができ かつ外周に近い円周に沿って外歯 （46 a ) を有した磁性駆動部材
    (46) と、 前記出力軸の同心円上において前記ハウジングに固定さ れかつ前記外歯に嚙合し得'るように前記外歯より もピッチ円径が大 き く 歯数の多い内歯 （48 a ) が内周に沿って設けられた案内部材
    (48) と、 前記出力軸の同心円上において前記ハウジングに固定さ れかつ前記駆動部材の外周径より も大きい内周径を有してこの内周 に沿って励磁電流が供給される励磁部材 （49) と、 を備えたことを 特徵とするギヤ ドモータ。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1986-09-25| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP KR US |
    1986-09-25| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB IT SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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