CN101150263B

CN101150263B - 齿轮传动马达

Info

Publication number: CN101150263B
Application number: CN2007101529116A
Authority: CN
Inventors: 渡部聪一
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2027-09-21
Also published as: CN101150263A; JP5089117B2; JP2008079442A

Abstract

本发明提供一种能确保可形成齿轮系的轴承的较大空间、并能提高齿轮系的配置自由度的齿轮传动马达。齿轮传动马达包括凸极式马达以及减速机构，所述凸极式马达具有包括多个极齿和线圈的定子，所述减速机构对该马达的旋转进行减速，在马达(M)的形成辅极(16b)的一侧的定子铁芯(32)上配置对减速机构(G)的齿轮系的齿轮的轴予以保持的轴承用孔(36a～36e)。

Description

齿轮传动马达

技术领域

本发明涉及一种齿轮传动马达，尤其涉及主要适用于洗衣机的排水阀和换气扇的开闭百叶风门等的驱动机构的齿轮传动马达。

背景技术

以往已知有马达和齿轮系设置成一体的齿轮传动马达。例如，在专利文献1所记载的齿轮传动马达中应用了交流同步马达，该交流同步马达包括具有多个极齿的定子。这些多个极齿由大致同一形状的多个主极和比该主极稍小的多个辅极构成，为了确保启动性，在大致等间隔排列的主极之间均夹设有辅极，以破坏磁场的平衡。

专利文献1：日本专利特开2002-262491号公报

另一方面，在齿轮传动马达中，为了实现薄型化，有一种省去了构成齿轮系的轴承的板并在切起形成了定子铁芯的极齿后的剩余部分上形成齿轮系的轴承的马达，如专利文献1所记载的马达那样，若辅极之间相互配置在对置的位置上，则面积较大的主极集中，面积较小的辅极分散，因此可形成齿轮系的轴承的位置离散，可配置齿轮系的范围受到限制，或必须避开辅极配置齿轮系。因此，存在为了获得期望的齿轮传动比的齿轮系的配置很难设计的问题。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能确保可形成齿轮系的轴承的较大空间、并能提高齿轮系的配置自由度的齿轮传动马达。

为了解决上述技术问题，本发明的主旨在于，如技术方案1所述，在具有凸极式马达以及减速机构的齿轮传动马达中，所述凸极式马达具有包括多个极齿和线圈的定子，所述减速机构对该马达的旋转进行减速，所述多个极齿由主极和辅极构成，并通过将对置的两个板状磁性体的一部分朝着与磁性体正交的方向切起而构成，所述极齿形成由所述线圈产生的磁通的磁路，穿过所述主极的所述磁通的量与穿过所述辅极的所述磁通的量不同，所述磁性体的中一方是具有对构成所述减速机构的齿轮系的轴予以保持的轴承的板，所述辅极形成在所述板上。

如技术方案2所述，在所述齿轮传动马达中，最好是所述辅极的面积比所述主极小。

如技术方案3所述，在所述齿轮传动马达中，最好是在所述板上形成多个所述辅极，这些辅极不以所述马达转轴为中心对置，而是沿周向连续配置。

采用本发明技术方案1所述的齿轮传动马达，由于使穿过辅极的磁通的量与穿过主极的磁通的量不同，因此在形成该辅极的一侧的磁性体上，为形成对所述减速机构的齿轮系的轴予以保持的轴承而可以利用的空间形成得比仅形成所述主极的一侧的磁性体大。另外，在所述对置的两个磁性体中，由于在形成所述辅极的一侧的磁性体上形成所述轴承，因此可提高所述轴承的配置自由度。

此时，如技术方案2所述，若所述辅极形成得比所述主极小，则在所述对置的两个板状磁性体中的形成所述辅极的一侧的磁性体上可将为了形成对所述齿轮系的轴予以保持的轴承而可以利用的空间设置得更大。

如技术方案3所述，通过将所述辅极沿马达转轴的周向连续形成来集中配置辅极，可在辅极周围确保整片的空间，可提高轴承的配置自由度。

附图说明

图1是表示本发明一实施形态的齿轮传动马达的结构的分解立体图。

图2是表示图1的齿轮传动马达具有的马达的定子的分解立体图。

图3是图2所示定子的俯视图。

图4是表示在图3所示定子上安装了构成减速机构的齿轮系的状态的俯视图。

图5是表示安装在图4所示马达上的减速机构的轮系展开的剖视图。

(符号说明)

10齿轮传动马达

12转子轴

14磁体

16极齿

16a主极

16b辅极

18线圈

20a、20b、20c、20d复合齿轮

24转子小齿轮

26输出齿轮

30a、30b本体外壳

32、34定子铁芯

M马达

G减速机构

R转子

S定子

具体实施方式

下面参照附图对本发明一实施形态的齿轮传动马达进行详细说明。图1是表示本发明一实施形态的齿轮传动马达10的概略结构的分解立体图。

如图1所示，本发明一实施形态的齿轮传动马达10通过在本体外壳30a、30b内收容凸极式马达M和减速机构而形成，所述凸极式马达M包括：在转轴12的周围设置有磁体而形成的转子R；以及以包围该转子R外周面的形态配置有多个极齿16、16…、并在这些极齿16、16…外周设置有线圈18而形成的定子S，所述减速机构具有多个复合齿轮20a、20b、20c、20d，以使所述马达M的转子轴12的旋转减速传递至输出轴0。所述齿轮传动马达10对由马达M供给的旋转进行减速而增加旋转力，并从输出轴0进行输出。

图2是所述齿轮传动马达10具有的马达M的定子S的分解立体图。定子S通过在对置配置的大致圆形的两个板状磁性体(下面称作定子S铁芯)之间夹设线圈18而构成。

作为所述定子铁芯32、34，适于使用诸如铁和镍等的磁性钢板等。所述线圈18通过将诸如铜线或包铝钢丝等卷绕成大致圆筒形状而形成。

在该成对的大致圆形的定子铁芯32、34的中心附近竖立设置有四个极齿16，该极齿16通过将各定子铁芯32、34(板状磁性体)局部地朝线圈18切起而形成。

在此，在一方的定子铁芯34(图2中配置在线圈18下方的一侧的定子铁芯)上，在直径比线圈18的内径稍小的圆周上大致等间隔排列地竖立形成有面积大致相等的四个极齿(主极)16a。该一方的定子铁芯34在外周缘上一体地设置有内径比线圈18的外径稍大且高度与线圈18大致相同的圆筒状壁34a，所述定子铁芯34同时起到覆盖线圈18外侧的外壳的功能。

在另一方的定子铁芯32(图2中配置在线圈18上方的一侧的定子铁芯)上也设置有四个极齿16，该极齿16同样切起成直径比线圈18的内径稍小的圆周状。在所述另一方的定子铁芯32上形成的极齿16包括：大小与在一方的定子铁芯34上形成的极齿16a大致相等的两个极齿(主极)16a、16a；以及面积形成得比其它极齿稍小的两个极齿(辅极)16b、16b。这些主极16a、16a之间及辅极16b、16b之间相互相邻地进行配置。

在所述另一方的定子铁芯32的中心设置有用于***转子R的大致圆形的开口部32a。在该定子铁芯32的外周端缘设置有安装部30c、30c，该安装部30c、30c具有用于将定子S固定在本体外壳30b上的螺纹孔31b、31b。

所述形成得稍小的两个极齿(辅极)为了破坏对线圈18通电所产生的磁场的平衡而形成为与主极16b不同的大小，这是为了确保马达M的启动性，使电源接入时容易产生启动转矩。

所述另一方的定子铁芯32在切起主极16a及辅极16b后的剩余部分上形成有轴承用孔36a～36e，还起到作为具有对构成齿轮传动马达10的减速机构G的齿轮系的轴予以保持的轴承的板的功能。

成对的定子铁芯32、34分别具有的极齿16形成在直径大致相同的圆周的互不相同的位置上。即，若在线圈18上安装这些成对的定子铁芯32、34，则各定子S的极齿16相互错开地排列配置在线圈18的内周面上。在这些极齿16的内周配置转子R(参照图1)。

若在将线圈18用定子铁芯32、34夹持固定、在线圈18的内周面配置有极齿16并在其内周安装有转子R的状态下通过端子38等对线圈18通以电流，则线圈18受到励磁，因与转子R的磁体14的磁力的相互作用而产生转矩，转子R旋转。

此时，设在定子铁芯32、34上的极齿16形成由线圈18产生的磁通的磁路，但对于设在所述另一方的定子铁芯32(图2中配置在线圈18上方的一侧的定子铁芯)上的极齿16，由于主极16a和辅极16b的面积不同，因此穿过该主极16a的磁通的量与穿过辅极16b的磁通的量不同。

因此，通过在线圈18的内周掺杂配置大致相同大小的主极16a和大小不同的辅极16b，对线圈18通电所产生的磁场的分布在转子R的磁体14周围(线圈18的内周)并不均匀，容易产生转子R(参照图1)的启动转矩。

图3是装配图2所示的定子S后在其中心排列在圆周上的极齿16、16…的内周安装了转子R的状态的俯视图。在定子铁芯32的开口部32a的外周侧，在将四个极齿16切起时形成有与极齿16的大小相当的孔16’。在切起了该定子铁芯32的极齿16后的剩余部分上形成有对构成齿轮传动马达10的减速机构G的齿轮系的轴予以保持的轴承用孔36a～36e。

在此，如上所述，由于在本实施形态中辅极16b的面积形成得比主极16a小，因此在成对的定子铁芯32、34中的设有辅极16b的一侧的定子铁芯32上，切起了多个极齿16、16…后的剩余部分的面积比仅形成主极16a的一侧的定子铁芯34大，可确保为了形成轴承用孔而可以利用的较大空间。

在本形态中，辅极16b之间相邻地配置在定子铁芯32上。通过使面积较小的辅极16b集中配置，可在切起了该辅极16b后的孔的周围确保用于形成轴承用孔的整片的空间。

在这些轴承用孔36a～36e中安装构成减速机构G的齿轮系的各复合齿轮20a～20d、26的轴22a～22e(参照图1)，使各复合齿轮20a～20d、26啮合配置。

下面参照附图对所述减速机构G进行说明。图4是表示在图3所示定子S上安装了齿轮系的状态的俯视图。图5是表示将收容在本体外壳30a、30b内的减速机构G的各齿轮的轴相连的截面的轮系展开图。

虽然未图示，但在各复合齿轮20a～20d、26的外周面上形成有齿轮的齿，各复合齿轮20a～20d、26相互啮合，从而可传递旋转。这些复合齿轮由合成树脂材料利用注射成形等形成。

如图4及图5所示，在形成有齿轮系的轴承用孔36a～36e的定子铁芯32的中心，安装有磁体14的转子轴12突出设置，在转子轴12的磁体的上部安装有转子小齿轮24，该转子小齿轮24与转子轴12一起旋转。

第一复合齿轮20a以与所述转子小齿轮24啮合的形态安装配置在第一轴22a上。第一复合齿轮20a将直径较大的下层齿轮与直径较小的上层齿轮形成为一体，直径较大的齿轮与转子小齿轮24啮合，在直径较小的齿轮上啮合第二复合齿轮20b，从而将转子小齿轮24的旋转减速后传递给第二复合齿轮20b。

第二复合齿轮20b也将直径较大的下层齿轮与直径较小的上层齿轮形成为一体，安装在第二轴22b上。该第二复合齿轮20b的直径较大的齿轮与第一复合齿轮20a啮合，在直径较小的齿轮上啮合第三复合齿轮20c，从而将转子小齿轮24的旋转进一步减速后传递给第三复合齿轮20c。

第三复合齿轮20c也一样以直径较大的齿轮与第二复合齿轮20b啮合、并在直径较小的齿轮上啮合第四复合齿轮20d的形态安装在第三轴22c上。第四复合齿轮20d也以直径较大的齿轮与第三复合齿轮20c啮合、并在直径较小的齿轮上啮合输出齿轮26的形态安装在第四轴22d上。

这样，转子小齿轮24的旋转通过第一～第四复合齿轮20a～20d减速后传递给输出齿轮26。

如图1所示，在安装有第一复合齿轮20a的第一轴22a上设置有防逆转构件28。该防逆转构件28包括：设有卡住转子小齿轮24的齿的突起28a的圆盘28b、以及通过沿轴向对该圆盘28b施力而使所述复合齿轮20a与所述圆盘28b产生摩擦的板弹簧28c。在转子小齿轮24沿正规的方向旋转时，圆盘28b的突起28a从转子小齿轮24的齿脱开，在转子小齿轮24沿相反方向旋转时，圆盘28b的突起28a卡住转子小齿轮24的齿，使转子小齿轮24的旋转受到限制。

如图1及图5所示，在这样构成的减速机构G上安装有中板40，在该中板40上设置有转子轴12和安装在定子铁芯32上的第一～第四轴22a～22d的前端侧轴承。在中板40上设置有供设在输出齿轮26上部的输出轴0插通的通孔40a。

如图1所示，在中板40上安装有对定子S的线圈18供给电流的端子38。在中板40的侧部设置有用于将本体外壳30b与中板40卡合的卡合部40b，在该卡合部40b上设置有供螺钉42插通的螺纹孔40c和卡合爪40d。该卡合爪40d与本体外壳30b的被卡合部(未图示)卡合，且被螺钉42固定，从而将马达M和减速机构G固定在本体外壳30b内。

这样，齿轮传动马达10通过在本体外壳30b与中板40之间固定马达M和减速机构G，并从其上方覆盖本体外壳30a而构成。

在本体外壳30a的上表面设置有供以从中板40的通孔40a突出的形态配置的输出轴0插通的输出用开口部46。配置在该输出用开口部46内的输出轴0的前端上通过螺钉54安装有牵引构件48、螺旋弹簧50、保持件52等，通过驱动牵引部48a来驱动洗衣机的排水阀、换气扇的百叶风门等。

在本体外壳30a、30b的外侧面设置有多组卡合窗42a和卡合片42b，使本体外壳30a、30b之间相互卡合。

在本体外壳30a的上面设置有连接部44，该连接部44将安装在中板40上的端子38的一端收容。端子38的另一端通过使中板40与定子S相互固定而与线圈侧端子(未图示)相连，该线圈侧端子与配置在设于定子S的定子侧连接器内的线圈18的电线末端相连。这样，在连接部44上连接对方侧连接器，通过接入线圈18的电源并输入对线圈18的通电进行控制的信号，对齿轮传动马达10进行驱动。

齿轮传动马达10的减速机构的齿轮传动比等由马达M的驱动特性(转子R的转速及转矩等)与安装在输出侧的设备的关系来确定，但采用本发明的齿轮传动马达，由于在马达M的形成辅极的一侧的定子铁芯上设有减速机构的齿轮系的轴承，因此用于形成轴承的空间较大，在设计齿轮系的配置时限制较少。因此，可提高齿轮传动马达的设计自由度。

这样，采用所述齿轮传动马达10，由于使穿过辅极16b的磁通的量与穿过主极16a的磁通的量不同，因此在形成所述辅极16b的一侧的定子铁芯32上，为了形成对减速机构G的齿轮系的轴22a～22e予以保持的轴承用孔36a～36c而可以利用的空间比仅形成主极16b的一侧的定子铁芯34形成得大。在夹着线圈18对置的定子铁芯32、34中，在形成所述辅极16b的一侧的定子铁芯32上形成轴承用孔36a～36e，因此这些轴承用孔36a～36e的配置自由度提高。

此时，由于辅极16b形成得比主极16a小，因此在夹着线圈18对置的定子铁芯32、34中，在形成所述辅极16b的一侧的定子铁芯32上可将为了形成对减速机构G的齿轮系的轴22a～22e予以保持的轴承用孔36a～36e而可以利用的空间设置得更大。

通过将辅极16b沿马达M的转子轴12的周向连续形成来集中配置辅极16b，可在辅极16b周围确保整片的空间，可提高轴承用孔36a～36e的配置自由度。

上面对本发明的实施形态进行了说明，但本发明并不局限于这种实施形态，当然可以在不脱离本发明主旨的范围内用各种形态进行实施。例如，在上述实施形态中表示了通过使主极与辅极的面积不同来使穿过主极与辅极的磁通的量不同的例子，但也可使主极和辅极离开线圈内周面的距离不同而使磁通的量变化。另外，减速机构的齿轮系的结构并不局限于上述实施形态，可根据要求的齿轮传动比作适当调节。

Claims

1.一种齿轮传动马达，包括凸极式马达以及减速机构，所述凸极式马达具有包括多个极齿和线圈的定子，所述减速机构对该马达的旋转进行减速，其特征在于，

所述多个极齿由将对置的两个板状磁性体的一部分切起而形成的主极和面积比该主极小的辅极构成，

所述极齿形成由所述线圈产生的磁通的磁路，

穿过所述主极的所述磁通的量与穿过所述辅极的所述磁通的量不同，

所述两个磁性体中的一方由具有对构成所述减速机构的齿轮系的轴予以保持的轴承的板形成，

按不以所述马达的转轴为中心对置的方式沿周向连续地从所述板切起来形成多个所述辅极，

在将形成于所述板的所述辅极切起后剩下的所述板的部分，配置对构成所述减速机构的齿轮系的轴予以保持的所述轴承。