CN112010215B - 减速器与使用其减速器的绞盘机 - Google Patents

Abstract

一种减速器，其具有一齿差减速机构与一行星减速机构。齿差减速机构包含有相邻设置的一第一内齿圈与一传动齿轮，以及设于第一内齿圈与传动齿轮内的一太阳齿轮与多个第一行星齿轮，第一内齿圈的一第一内环齿部和传动齿轮的第二内环齿部的齿数不同。行星减速机构包含有一第二内齿圈、一行星支架与多个第二行星齿轮，传动齿轮的一第一输出齿轴伸入行星减速机构内并啮接这些行星齿轮，行星支架背向齿差减速机构的一侧设有一第二输出齿轴。通过上述减速器的结构设计，可有效减少元件数量并达成足够的减速效果。

Description

减速器与使用其减速器的绞盘机

技术领域

本发明涉及一种绞盘机，具体涉及一种减速器与使用其减速器的绞盘机，其内部的减速器使用较少的零件且具有自锁的特性。

背景技术

传统用来拖拉重物(例如待救援的车辆)的绞盘机，其内部所使用的减速器是采用行星齿轮减速器。传统的行星齿轮减速器虽然具有重负载的特性，但其减速比也比较低。因此为了达到足够的减速比，传统的绞盘机内部的减速器在结构设计上通常需要使用到三阶的行星齿轮减速器。然而众所周知，使用三阶的行星齿轮减速器也需要使用更多的零组件(例如太阳齿轮、行星齿轮与齿圈等零组件)，而且为了让绞盘机在操作过程中不会因为突然断电而出现重物因其自身重力而反向滑动的危险，减速器通常还需要设计剎车***，以便在断电的时候锁住减速器。如此一来，绞盘机也将使用更多的零组件，进而提高了整体的制造成本。

发明内容

本发明的其中一个目的在于针对现有技术的缺失进行改良，进而提出一种减速器，其可使用较少的零组件但能达成相同或更好的减速效果。

本发明的另一个目的在于提供一种绞盘机的减速器，其具有自锁的功能。

因此，依据本发明的实施例所提供的一种减速器，其具有一齿差减速机构与一行星减速机构。其中，齿差减速机构包含有一第一内齿圈、一传动齿轮、一太阳齿轮与多个第一行星齿轮。第一内齿圈具有一第一内环齿部，传动齿轮与第一内齿圈同轴地设置并包含有相对设置的一第二内环齿部与一第一输出齿轴，第二内环齿部邻接于第一内环齿部，第一内环齿部的齿数不同于第二内环齿部的齿数。太阳齿轮是可被驱动地设于第一内环齿部与第二内环齿部内。该等第一行星齿轮是设于太阳齿轮与第一、第二内环齿部之间，各个第一行星齿轮同时完全地啮接太阳齿轮与第一、第二内环齿部。

行星减速机构包含有一第二内齿圈、一行星支架与多个第二行星齿轮。其中，第二内齿圈具有一第三内环齿部，第一输出齿轴伸入第二内齿圈内，并且第一输出齿轴与第二内齿圈是同轴地设置。行星支架是设于第二内齿圈内，行星支架背向该齿差减速机构的一侧设有一第二输出齿轴。该等第二行星齿轮是可转动地设于行星支架并位于第一输出齿轴与第三内环齿部之间，各个第二行星齿轮啮接第一输出齿轴与第三内环齿部。

通过上述减速器的结构设计，由于齿差减速机构的减速比通常比行星减速机构大，因此可在仅使用一组齿差减速机构与一组行星减速机构即足以达成有效的减速效果。相较于先前技术，上述减速器使用的零件数量较少而能达成相同甚至更好的减速效果。另外，利用齿差减速机构具有自锁的特性，因此减速器在使用上无需再设计其他的剎车结构，更可节省剎车结构所需要使用的零件。

另外，本发明也提供一种绞盘机，其包含有一壳体、一上述的减速器、一缆线线轴与一马达。其中，壳体具有一开口，减速器设于壳体内，其第一与第二内齿圈与外壳固接。缆线线轴的一端连接第二输出齿轴，使得缆线线轴能被第二输出齿轴驱动而转动。马达具有一转轴，上述转轴同轴地固接太阳齿轮。

在其中一个方面，第一输出齿轴与第二输出齿轴都是呈中空状。马达的转轴是通过第二输出齿轴与第一输出齿轴的内部而固接太阳齿轮，以便驱动太阳齿轮转动。

在另一个方面，第一内齿圈的外环面设有至少一个第一卡合部，绞盘机还包含有一离合件，离合件是设于壳体并具有一第二卡合部，第二卡合部是位于壳体内，离合件可在一卡合位置与一非卡合位置之间变换(例如以转动或者是移动的方式在卡合位置与非卡合位置之间变化)。当离合件位于卡合位置时，第二卡合部会卡合第一卡合部，使得第一内齿圈与壳体固接而使第一内齿圈无法被转动；当离合件位于非卡合位置时，第二卡合部没有卡合第一卡合部，使第一内齿圈可被转动，进而让齿差减速机构呈一空转状态而不输出减速的效果。

在另一个方面，壳体的内壁还设有一环齿凸块，第二内齿圈是可拆卸地啮接于环齿凸块。

附图说明

有关减速器的详细构造、特点、组装或使用方式将于以下的实施例予以说明，然而，应能理解的是，以下将说明的实施例以及附图仅只作为示例性地说明，其不应用来限制本发明的权利要求范围，其中：

图1为本发明实施例的绞盘机的立体图；

图2为图1的局部放大图，其省略绘示绞盘机的缆线线轴与马达的一部分；

图3与图4为图2的分解图；

图5为图2的剖视图；

图6为图2另一角度的剖视示意图，其省略绘示第一壳件；

图7为图6的局部放大图；

图8为离合件的立体放大图；

图9A、图9B、图10A、图10B为离合件的作动示意图，其中图9A 与图10A是用来说明离合件位于卡合位置的情况，图9B与图10B是用来说明离合件位于非卡合位置的情况；

图11为第二壳件与第二内齿圈的连接示意图。

上图中，附图标记含义如下：

1绞盘机

10减速器

20齿差减速机构

21第一内齿圈

211第一内环齿部 212第一卡合部

22传动齿轮

221第二内环齿部 222第一输出齿轴

223贯孔

23太阳齿轮 24第一行星齿轮

25行星支架

30行星减速机构

31第二内齿圈

311第三内环齿部

32行星支架

321第二输出齿轴 322贯孔

33第二行星齿轮

40离合件

41第二卡合部 42把手

50壳体

51第一壳件 52第二壳件

521环齿凸块

53开口

60缆线线轴

61钢缆 62挂钩

70马达 71转轴

81防水垫圈 82固定环

a1-a4角度

具体实施方式

以下通过所列举的若干实施例配合附图，详细说明本发明的技术内容及特征，本说明书内容所提及的“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等方向性形容用语，只是以正常使用方向为基准的例示描述用语，并非作为限制主张范围的用意。

为了详细说明本发明的技术特点所在，现举以下的一实施例并配合附图说明如后，其中：

如图1与图2所示，实施例所示的绞盘机1包含有一马达70、一缆线线轴60、一壳体50与设置于壳体50内的一减速器10。其中，马达70设于缆线线轴60的一侧，壳体50连同减速器10是设于缆线线轴60的另一侧。缆线线轴60是呈空心状，并且缆线线轴60用以卷绕一钢缆61，钢缆 61的末端设有一挂钩62，挂钩62可用来连接一重物(例如一辆待救援的车子)。

壳体50具有一第一壳件51、一第二壳件52与一开口53，第一壳件 51与第二壳件52是通过多个螺丝锁固于一体，开口53位于第二壳件52。马达70具有一转轴71，转轴71经由缆线线轴60的内部以及壳体50的开口53而伸入壳体50内，以此驱动减速器10。减速器10具有一第二输出齿轴321，而缆线线轴60的一端经由开口53而伸入至壳体50内并直接啮接第二输出齿轴321，因此当第二输出齿轴321转动时，可同步地驱动缆线线轴60转动以卷绕钢缆61，以此拉动重物。此外，绞盘机1还设有一离合件40，离合件40是可转动地设于壳体50，而且离合件40的一端伸入壳体50内。以下段落将就减速器10与离合件40的具体结构及其作动方式做详细说明。

请参考图3-图5。减速器10包含有一齿差减速机构20与一行星减速机构30。其中，齿差减速机构20是设于第一壳件51内，行星减速机构 30是设于第二壳件52内。

齿差减速机构20包含有一第一内齿圈21、一传动齿轮22、一太阳齿轮23与三个第一行星齿轮24。第一内齿圈21是可转动地设于第一壳件 51内，其内环面设有一第一内环齿部211且外环面等角度地设有十个第一卡合部212。第一内环齿部211具有五十一齿，各个第一卡合部212是呈一弧形槽状的结构。传动齿轮22与该第一内齿圈21同轴地设置，其结构上包含有相对设置的一第二内环齿部221与一第一输出齿轴222，第二内环齿部221邻接于第一内环齿部211，而第一输出齿轴222是凸向第二壳件52。第二内环齿部221具有五十四齿，而第一输出齿轴222具有十八齿，因此可看到第一内环齿部211的齿数是不同于第二内环齿部221的齿数。此外，第一输出齿轴222的中央还设有一贯孔223，贯孔223连通第二内环齿部221的内部，容许转轴71伸入传动齿轮22与第一内齿圈21的内部(见图5)。

太阳齿轮23具有十五齿，其同轴地套接马达70的转轴71，转轴71 的剖面呈一正六边形，使得太阳齿轮23可受马达70的驱动而转动。太阳齿轮23是设于该第一内环齿部211与第二内环齿部221内。上述三个第一行星齿轮24是可转动地设于一行星支架25，上述三个第一行星齿轮24 是等角度地设于太阳齿轮23与第一、第二内环齿部211，212之间，并且各个第一行星齿轮24是同时完全地啮接太阳齿轮23与第一、第二内环齿部211，212。

须说明的是，太阳齿轮23、第一内齿圈21与传动齿轮22都是同轴地设置。另外，在齿差减速机构20与行星减速机构30之间还设有一防水垫圈81与一固定环82，防水垫圈81设于第一壳件51与第二壳件52的交界处，用来避免水经由第一与第二壳件51，52的交界进入壳体50内部。固定环82则是用于将行星减速机构30固定于第二壳件52内。

请参考图6，其为图2另一个角度的剖视示意图。由上述段落可知第一内环齿部211(绘示有剖线的部分)的齿数是五十一齿而第二内环齿部 221(大部分隐藏于第一内环齿部211的后方)的齿数是五十四齿，在上述齿数的设计下，第一内环齿部211与第二内环齿部221的齿只有在三个角度a1-a3是完全重合的。因此，当上述三个第一行星齿轮24是刚好啮接于上述三个角度a1-a3的齿时，这些第一行星齿轮24才是完全地啮接第一、第二内环齿部211、212(须说明的是，图6只是例示性地绘示达成完全啮合的角度a1-a3，在其他种不同的第一、第二内环齿部211，212的齿数设计下，达成完全啮合的角度可能有所不同，因此不应以本实施例的图6为限)。因此当太阳齿轮23受转轴71的驱动而转动时，太阳齿轮23将推动第一行星齿轮24转动，使第一行星齿轮24例如从角度a1转到角度a4时，即从完全啮合的齿转动到相邻的另一个齿(见图7)，此时第二内环齿部 221位于角度a4的齿对应的齿没有完全重合第一内环齿部211相对应的齿。在上述情况下，如果具有第一内环齿部211的第一内齿圈21被固定住，由于第二内环齿部221对应的齿没有完全重合第一内环齿部211对应的齿，第一行星齿轮24将微幅地推动第二内环齿部221，产生第一输出齿轴222 的微幅转动，以此达成减速的效果。在本实施例中，齿差减速机构20的减速比是79.2。

至于如何固定第一内齿圈21，本实施例是通过离合件40来达成的。请参考图3、图5与图8。离合件40是可转动地设于壳体50的第一壳件51，离合件40在结构上包含有一体连接的一第二卡合部41与一把手42，第二卡合部41是位于第一壳件51内。离合件40可在一卡合位置(如图 9A)与一非卡合位置(如图9B)之间转动，当离合件40位于卡合位置时，第二卡合部41将卡合其中一个第一卡合部212(如图10A)，使第一内齿圈21被固定于第一壳件51；当离合件40位于非卡合位置时，第二卡合部 41不会卡合任何一个第一卡合部212(如图10B)，此时齿差减速机构20 将呈现一空转的状态而不具有减速的效果，方便使用者将钢缆61从缆线线轴60拉出。

以下将说明行星减速机构30，请回到图2至图5。行星减速机构30 包含有一第二内齿圈31、一行星支架32与三个第二行星齿轮33。其中，第二内齿圈31是固定于第二壳件52内(如图5)，第二内齿圈31的内环面设有一第三内环齿部311，第一输出齿轴222伸入第二内齿圈31内，并且第一输出齿轴222与第二内齿圈31是同轴地设置。第三内环齿部311 的齿数为四十八。值得一提的是，在本实施例中第二壳件52内壁设有一环齿凸块521(见图11)，第二内齿圈31是通过其与上述环齿凸块521之间的啮合关系而固接于第二壳件52，可方便生产线将第二内齿圈31组装于第二壳件52内，而且在零件制造上，也可分别使用粉末冶金的方式制造第二壳件52与第二内齿圈31，降低元件制造上的复杂度。

行星支架32是设于第二内齿圈31内，行星支架32背向齿差减速机构20的一侧设有一第二输出齿轴321(亦即第二输出齿轴321是面向开口 53，见图5)，第二输出齿轴321的齿数为二十齿，第二输出齿轴321的中央也具有一贯孔322，容许马达70的转轴71经由第二输出齿轴321的贯孔322与第一输出齿轴222的贯孔223而伸入至第一内齿圈21与传动齿轮22的内部。这些第二行星齿轮33是可转动地设于行星支架32并位于第一输出齿轴222与第三内环齿部311之间，第一输出齿轴222***行星支架32内，各个第二行星齿轮33是同时啮接第一输出齿轴222与第三内环齿部311，第二行星齿轮33的齿数为十五。在本实施例中，行星减速机构30的减速比为3.42，本实施例绞盘机1的总减速比大约为270，通过行星减速机构30搭配齿差减速机构20而使绞盘机1能达成适当的减速效果。

在实际操作上，当使用者想要使用绞盘机1来拖拉重物时，使用者可将离合件40转动至非卡合位置(如图9B)，此时离合件40的第二卡合部 41没有卡合第一内齿圈21的第一卡合部212(如图10B)，让齿差减速机构整体呈空转的状态，方便使用者从缆线线轴60拉出钢缆61，以便将钢缆61挂在重物上。之后，使用者便可将离合件40转动至卡合位置(如图9A)，使离合件40的第二卡合部41卡合第一内齿圈21的第一卡合部212 (如图10A)，以此固定第一内齿圈21，使用者便能启动马达70，通过马达70转动其转轴71，并在齿差减速机构20与行星减速机构30的减速下，逐渐地卷绕缆线线轴60并拉动重物。

由于齿差减速机构20的减速比通常比行星减速机构30的减速比大，本实施例通过使用一组齿差减速机构20与一组行星减速机构30所组合出来减速比是可相当于(甚至是大于)使用三组行星减速机构30所组合出来的减速器的减速比。因此可看到本实施例的绞盘机1可在使用较少元件数量的状况下，达成相同甚至是更高的减速比。

另一方面，当马达70因故而突然断电时，导致转轴71连同套接转轴 71的太阳齿轮23停止转动，此时齿差减速机构20的第一行星齿轮24也不会转动。如同前段所述(请配合参考图7)，第一行星齿轮24是同时完全地啮合第一内齿圈21与传动齿轮22，外力是无法环向地推动第一内齿圈21与传动齿轮22。也就是说，本实施例的齿差减速机构20本身是具有自锁的特性，在上述马达70断电的情况下，重物无法因其自身重力而反向地滑动，增加了使用上的安全性。

以上所述仅为本发明所列举的实施例，凡依权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种减速器，其特征在于，包含有：

一齿差减速机构，包含有：

一第一内齿圈，具有一第一内环齿部；

一传动齿轮，与该第一内齿圈同轴地设置并包含有相对设置的一第二内环齿部与一第一输出齿轴，该第二内环齿部邻接于该第一内环齿部，该第一内环齿部的齿数不同于该第二内环齿部的齿数；

一太阳齿轮，可被驱动地设于该第一内环齿部与该第二内环齿部内；

多个第一行星齿轮，设于该太阳齿轮与该第一、第二内环齿部之间，各该第一行星齿轮同时完全地啮接该太阳齿轮与该第一、第二内环齿部；以及

一行星减速机构，包含有：

一第二内齿圈，具有一第三内环齿部，其中该第一输出齿轴伸入该第二内齿圈内，并且该第一输出齿轴与该第二内齿圈是同轴地设置；

一行星支架，设于该第二内齿圈内，该行星支架背向该齿差减速机构的一侧设有一第二输出齿轴；

多个第二行星齿轮，可转动地设于一行星支架并位于该第一输出齿轴与该第三内环齿部之间，各该第二行星齿轮啮接该第一输出齿轴与该第三内环齿部。

2.如权利要求1所述的减速器，其特征在于，该减速器可与一马达相结合，该马达具有一转轴，该太阳齿轮同轴地套接该转轴。

3.如权利要求2所述的减速器，其特征在于，该第二输出齿轴、该第一输出齿轴都是呈中空状，该转轴通过该第二输出齿轴与该第一输出齿轴的内部并且与该太阳齿轮固接。

4.一种绞盘机，其特征在于，包含有：

一壳体，具有一开口；

一如权利要求1所述的减速器，设于该壳体内，其中该第一与该第二内齿圈与该壳体固接；

一缆线线轴，一端连接该第二输出齿轴，使得该缆线线轴能被该第二输出齿轴驱动而转动；

一马达，具有一转轴，该转轴同轴地套接该太阳齿轮。

5.如权利要求4所述的绞盘机，其特征在于，该第二输出齿轴、该第一输出齿轴都是呈中空状，该转轴通过该第二输出齿轴与该第一输出齿轴的内部并且与该太阳齿轮固接。

6.如权利要求4所述的绞盘机，其特征在于，该第一内齿圈的外环面设有至少一第一卡合部，绞盘机更包含有一离合件，该离合件是可活动地设于该壳体并具有一第二卡合部于该壳体内，该离合件可于一卡合位置与一非卡合位置之间活动，当该离合件位于该卡合位置时，该第二卡合部卡合该至少一第一卡合部，使得该第一内齿圈与该壳体固接；当该离合件位于该非卡合位置时，该第二卡合部没有卡合该至少一第一卡合部。

7.如权利要求4所述的绞盘机，其特征在于，该壳体的内壁更设有一环齿凸块，该第二内齿圈是可拆卸地啮接于该环齿凸块。

8.如权利要求4所述的绞盘机，其特征在于，该缆线线轴的一端经由该开口而伸入该壳体内并连接该第二输出齿轴，使得该缆线线轴能与该第二输出齿轴同步地转动。

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