CN1851288A - 内置有电机的内旋轮线减速机 - Google Patents

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CN1851288A CNA200610073699XA CN200610073699A CN1851288A CN 1851288 A CN1851288 A CN 1851288A CN A200610073699X A CNA200610073699X A CN A200610073699XA CN 200610073699 A CN200610073699 A CN 200610073699A CN 1851288 A CN1851288 A CN 1851288A
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硲伸一郎
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Abstract

本发明提供了一种能抑制输出轴倾斜的内置有电机的内旋轮线减速机。促动器(10)具备：具有壳体(12)及端板(13)的外壳(11)；具有偏心部(32)并被外壳轴支承的转子(22)；具有被固定在外壳上且和转子同心的第1内齿轮(42)的内齿圈(41)；具有和转子同心的第2内齿轮(46)的输出轴(44)；具有分别与第1及第2内齿轮啮合且相互同心的第1外齿轮(48)和第2外齿轮(49)，被轴支承在偏心部上作偏心转动的行星齿轮(47)；以及在输出轴的一侧端面与端板之间、以及输出轴的另一侧端面与内齿圈之间，分别沿轴方向夹持嵌入并可转动地支持输出轴的第1滚球(51)及第2滚球(52)。

Description

内置有电机的内旋轮线减速机
技术领域
本发明涉及一种内置有电机的内旋轮线减速机。
背景技术
过去，作为内置电机的内旋轮线(hypocycloid)减速机，已知有例如在专利文献1中记载的装置。该减速机中，使行星齿轮(行星外齿轮)偏心旋转的偏心部(carrier)、和电动转动的转子(31)连接在一起，并能够传递转动力。还有，转子被环装保持在轴承杆(30)上并能够自由转动。
专利文献1：JP特开2000-120810号公报(第1-2图)。
然而，专利文献1的内置有电机的内旋轮线减速机利用滚球轴承(23)支持行星齿轮、利用在壳体(1)的中心部形成的滑动轴承支持固定有内齿轮(21)的输出轴(20)。因此，如果在输出轴上施加径方向的载荷，由于滚球轴承内或滑动轴承与输出轴之间的间隙，行星齿轮和内齿轮(输出轴)会发生倾斜，产生杂音。另一方面，作为该对策，可以考虑加长对输出轴进行轴支持的滑动轴承的轴方向的长度，以抑制上述倾斜，但此时将不得不使轴方向大型化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能抑制输出轴的倾斜的内置有电机的内旋轮线减速机。
因此为解决上述问题点，如技术方案1所述的发明的要点是具备：具有壳体和端板的外壳；具有偏心部并被所述外壳轴支承的可电动转动的转子；被固定在所述外壳上的、具有与所述转子同心的第1内齿轮的内齿圈、具有与所述转子同心的第2内齿轮的输出轴；具有分别与所述第1内齿轮及第2内齿轮啮合且相互同心的第1外齿轮及第2外齿轮，被轴支承在所述偏心部上而作偏心转动的行星齿轮；在轴方向在与所述端板之间介由所述输出轴地被配置、并被固定在所述外壳上的支持部件；和在所述输出轴的一侧端面与所述端板之间、以及所述输出轴的另一侧端面与所述支持部件之间，分别沿轴方向夹持嵌入并可转动地支持所述输出轴的第1滑动部件及第2滑动部件。
技术方案2所记载的发明为技术方案1所述的内置有电机的内旋轮线减速机，其特征在于：所述第1及第2滑动部件为转动体。
技术方案3所记载的发明为技术方案1所述的内置有电机的内旋轮线减速机，其特征在于：所述第1及第2滑动部件是与所述转子同心的环。
技术方案4所记载的发明为技术方案1至3中的任意一项所述的内置有电机的内旋轮线减速机，其特征在于：所述第1及第2滑动部件分别地在所述输出轴的一侧端面与所述端板之间、以及所述输出轴的另一侧端面与所述支持部件之间，形成相对轴方向倾斜的接触角。
技术方案5所记载的发明为技术方案1至4中的任意一项所述的内置有电机的内旋轮线减速机，其特征在于：所述支持部件为所述内齿圈。
技术方案6所记载的发明为技术方案5所述的内置有电机的内旋轮线减速机，其特征在于：所述输出轴具有沿径方向延伸的延伸部，该延伸部沿轴方向与所述内齿圈的周缘部相向，在所述延伸部的一侧端面与所述端板之间、以及所述延伸部的另一侧端面与所述内齿圈的周缘部之间，沿轴方向分别夹持嵌入所述第1及第2滑动部件。
根据技术方案1至3所述的本发明，上述输出轴通过在该输出轴的一侧端面与上述外壳之间沿轴方向夹持嵌入的第1滑动部件、以及在上述输出轴的另一侧端面与上述支持部件之间沿轴方向夹持嵌入的第2滑动部件，在轴方向的分离的2个位置上受到支持，并能够旋转。因此，即使在上述输出轴上施加径方向的载荷，由于该输出轴受到稳定支持，因此能够抑制其倾斜。还有，由于上述第1及第2滑动部件还会同时限制上述输出轴沿轴方向的移动，因此不需要另外设置例如止推轴承。
根据技术方案4所述的本发明，上述第1及第2滑动部件分别在与上述输出轴的一侧端面与上述端板之间、及上述输出轴的另一端面与上述支持部件之间、具有相对轴方向倾斜的接触角，形成所谓倾角结构，因此也能够承受沿径方向的载荷。因此更能抑制相对于沿径方向的载荷的上述输出轴的倾斜。还有，虽然上述第1及第2滑动部件为倾角结构，由于被固定在外壳的端板及支持部件，在轴方向支持嵌入，因此即使没有通过设置防松垫圈对轴方向施加余压，也能够定出圆心，进一步简化结构。
根据技术方案5所述的本发明，作为与上述输出轴的支持有关的支持部件，可以兼用内齿圈，从而减少零部件数量，进而实现小型化。
根据技术方案6所述的本发明，有效利用上述内齿圈周缘部的空间，使得上述行星齿轮与上述内齿圈及输出轴的齿轮连接部互不干涉，上述输出轴的延伸部在轴方向与该周缘部相向配置，在该延伸部中，利用上述第1及第2滑动部件支持上述输出轴，从而在配置上述第1和第2滑动部件时，能够使其与例如上述齿轮连接部的至少一部分沿轴方向重合，进而能够实现轴方向的薄型化。
综上所述、利用技术方案1至6中所记载的本发明，能够提供可以抑制输出轴倾斜的内置有电机的内旋轮线减速机。
附图说明
图1(a)(b)是表示对本发明具体化的第1实施方式的截面图。
图2(a)(b)是表示对本发明具体化的第2实施方式的截面图。
图3是表示本发明变形方式的截面图。
图4是表示本发明变形方式的截面图。
图中，11—外壳(casing)、12—壳体(case)、13—端板(end plate)、22—转子、32—偏心部、41—内齿圈、42—第1内齿轮、43，63，75，80—周缘部、44—输出轴、45，62，73，78—延伸部、46—第2内齿轮、47—行星齿轮、48—第1外齿轮、49—第2外齿轮、51，71—第1滑动部件及作为转动体的第1滚球、52，72—第2滑动部件及作为转动体的第2滚球、64，76—第1滑动部件及作为环的第1环、65，77—第2滑动部件及作为环的第2环。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，就本发明的第1实施方式进行具体说明。图1(a)(b)是表示本实施方式的促动器10的截面图。如同图所示，该促动器10具有在外壳11内由电动电机和内旋轮线减速机一体化形成的结构。外壳11由壳体12和端板13组成。壳体12具有有底圆筒状的第1筒部14、和与第1筒部14的开口端连接的扩径后的圆筒状的第2筒部15。另一方面，端板13具有与壳体12(第2筒部15)同心、并从第2筒部15的内周侧延伸出来的内侧法兰(flange)16。上述外壳11在壳体12开口端固定有端板13，从而在内部形成收容空间。
并且，通过在壳体12(第1筒部14)的内侧面固定的多个永久磁铁21、与壳体12同心并被该壳体12轴支承的转子(电机子)、以及固定在第1筒部14的开口端并被电刷支持物23所保持的电刷24等，构成电动电机。
上述转子22具有被设置在壳体12(第1筒部14)的底壁中央部的轴承31轴支持其一侧端部的旋转轴25、与上述永久磁铁21的内周侧相对并固定在旋转轴25上的电机磁芯26、在同电机磁芯26处通过绝缘体27卷回的卷线28及与上述电刷24摩擦连接的整流子29。由上述电刷24及整流子29构成整流机构30。上述卷线28通过整流机构30与外部电源连接。
另外，在上述旋转轴25的另一侧端部固定有与同旋转轴25一起旋转的偏心部32。该偏心部32具有相对上述旋转轴25(转子22)的中心偏心的圆筒状的外周面，从而使其径方向一侧(图1的上侧)比径方向另一侧(图1的下侧)厚。
在上述第2筒部15(壳体12)处，固定了作为支持部件的内齿圈41。该内齿圈41配置在轴方向的上述电刷支持物23与上述偏心部32之间。上述内齿圈41具有与上述第2筒部15的内径相同的外经、装备有与上述旋转轴25(转子22)同心的第1内齿轮42。该第1内齿轮42从内齿圈41的外周面向径方向内侧隔离一定距离，突出设置在轴方向的一侧(图1的右侧)。该第1内齿轮42具有随着前往轴方向一侧(外侧)的程度，而从径方向外侧向内侧倾斜的圆锥状的倾斜面42a。还有，上述内齿圈41在上述第1内齿轮42的径方向外侧处形成了圆环状的周缘部43。该周缘部43配置在与上述端板13的内侧法兰16的轴方向相向的位置处。
另外，上述旋转轴25在连接上述偏心部32的轴方向另一侧(图1的左侧)受到设置在上述内齿圈41的中央部的轴承33的轴支承。
在上述端板13的内侧法兰16与上述内齿圈41的周缘部43之间，与上述转子22的同心地支持输出轴44，并使其能够旋转。详细来说，上述输出轴44形成具有比上述内侧法兰16的内径小的外径的圆环状。还有，上述输出轴44具有向径方向外侧延伸的延伸部45，该延伸部45从上述输出轴44的外周部沿着上述倾斜面42a延伸为圆锥状、同时配置在上述内侧法兰16与上述周缘部43之间。
如图1(b)中扩大所示，该延伸部45的外径设定得比上述第2筒部15的内径小，在该延伸部45的外周面与该第2筒部的内周面之间设置了圆环状的滑动部件50。还有，在上述内侧法兰16处，形成有球面状凹入的多个座面16a，在上述延伸部45的一侧端面处，形成有球面状凹入的多个第1座面45a，与上述各座面16a在轴方向相对。另外，在上述周缘部43处，形成有球面状凹入的多个座面43a，在上述延伸部45的另一侧面处，形成有球面状凹入的多个第2座面45b。
还有，在上述各座面16a与第1座面45a之间、及上述各座面43a与第2座面45b之间，设置了分别沿轴方向夹持嵌入的作为第1滑动部件(转动体)的第1滚球51及作为第2滑动部件(转动体)的第2滚球52。在本实施方式中，该第1及第2滚球51、52设定配置在彼此之间为相同的径方向的距离处。上述输出轴44受到上述第1及第2滚球51、52的转动摩擦而旋转、并支持在上述内侧法兰16与周缘部43之间，并能够旋转。
另外，上述输出轴44具有与上述转子22同心的第2内齿轮46。第2内齿轮46的内径设定得比上述第1内齿轮42的内径小。
在上述偏心部32处，通过轴承34轴支承行星齿轮47。该行星齿轮47配置在由上述内齿圈41及上述输出轴44之间形成的空间中，并具有相互同心的第1外齿轮48及第2外齿轮49。第1及第2外齿轮48、49在轴方向分别配置在内齿圈41的一侧及输出轴44的一侧。据以上所述，由于偏心部32相对转子22的中心出现偏心，因此行星齿轮47(第1及第2外齿轮48、49)的中心也相对转子22的中心出现偏心。
第1外齿轮48具有比第2外齿轮49的外径大，并且比上述第1内齿轮42的内径小的外径、并与该第1内齿轮啮合。另一方面，第2外齿轮49具有比上述第2内齿轮46的内径小的外径、并与该第2内齿轮46啮合。如果上述偏心部32和行星齿轮47的偏心距离为e，则第1内齿轮42的半径设定为第1外齿轮48的半径与e相加后的值。还有，第2内齿轮46的半径设定为第2外齿轮49的半径与e相加后的值。
在上述构成中，当电动电机通电时，通过整流机构30在卷线28中通过与旋转位置相对应的电流。此时，电机磁芯26受到磁化，受到永久磁铁21对它的吸引或者排斥的力。还有，通过整流机构30的作用，电机磁芯26(转子22)能够持续旋转，转子22以旋转轴25为中心而电动旋转。此时，被上述偏心部32轴支承的行星齿轮47进行偏心旋转(公转)。还有，由于行星齿轮47的第1外齿轮48与固定在壳体12处的内齿圈41的第1内齿轮42啮合，行星齿轮47在进行公转的同时进行自转，使得行星齿轮47的轨迹成为内旋轮线。行星齿轮47的第2外齿轮49描画的也是同样的内旋轮线。第2外齿轮49与输出轴44的第2内齿轮46啮合。由于输出轴44与转子22同心，被支持在上述端板13的内侧法兰16与上述内齿圈41的周缘部43之间，并能够旋转，因此第2外齿轮49的旋转带动输出轴44旋转。由于第2内齿轮46的内径比第1内齿轮42的内径小，因此该输出轴44的旋转相对于转子22的旋转进行减速，并被输出。
综上所述，以下为本实施方式的效果。
(1)本实施方式中，上述输出轴44通过利用该输出轴的一侧端面(第1座面45a)与上述端板13(座面16a)之间沿轴方向夹持嵌入第1滚球51、及利用该输出轴的另一侧端面(第2座面45b)与上述内齿圈41(座面43a)之间沿轴方向夹持嵌入第2滚球52，而在轴方向处分离的2个部位受到支持，并能够旋转。因此，即使在输出轴44上施加径方向的载荷，由于该输出轴44受到稳定支持，抑制了它的倾斜，从而抑制了该倾斜引发的杂音。还有，由于上述第1及第2滚球51、52还会同时限制上述输出轴44的轴方向的移动，因此不需要另外设置例如止推轴承。
(2)在本实施方式中，作为与上述输出轴44的支持有关的支持部件，可以兼用上述内齿圈41，从而减少零部件数量，进而实现小型化。
(3)在本实施方式中，有效利用上述内齿圈41的周缘部43的空间，使得上述行星齿轮47、与上述内齿圈41及输出轴44的齿轮连接部互不干涉，上述输出轴44的延伸部45在轴方向与该周缘部43相向配置，在该延伸部45中，利用上述第1及第2滚球51、52支持上述输出轴44，从而在配置上述第1和第2滚球51、52时，能够使其与例如上述齿轮连接部的至少一部分沿轴方向重合，进而能够实现轴方向的薄型化。
(第2实施方式)
以下为本发明第2实施方式的具体说明。另外，作为第1及第2滑动部件，采用与转子22同心的环的构成，第2实施方式省略对其相同部分内容的详细说明。
图2(a)(b)是表示本实施方式的促动器10的截面图。通过该图所示，在本实施方式的端板13的内侧法兰61处，形成与上述转子22同心的圆环状凹入的嵌合沟61a，在输出轴44的延伸部62的一侧端面，在相向于上述嵌合沟61a轴方向处形成圆环状凹入的第1引导沟62a。还有，在上述内齿圈41的周缘部63处，形成与上述转子22同心的圆环状凹入的嵌合沟63，在上述延伸部62的另一侧端面，在相向于上述嵌合沟63a轴方向处形成圆环状凹入的第2引导沟62b。
另外，在上述嵌合沟61a与第1引导沟62a之间，及上述嵌合沟63a与第2引导沟62之间，设有分别沿轴方向夹持嵌入的作为第1滑动部件的第1环64及作为第2滑动部件的第2环65。当然，这些第1和第2环64、65与上述转子22同心配置。该第1及第2环64、65分别在嵌合沟61a、63a处嵌合、固定，同时能够相对第1及第2引导沟62a、62b旋转。在本实施方式中，该第1及第2环64、65配置设定在彼此相同的径方向的距离处。由于上述第1及第2引导沟62a、62b分别在上述第1及第2环64、65上摩擦滑动，因此上述输出轴44被支持在上述内侧法兰61与周缘部63之间，并能够旋转。
综上所述，本实施方式得到和上述第1实施方式相同的效果。
另外，上述实施方式也可以进行以下变更。
·在上述第1实施方式中，图3所示，作为第1及第2滑动部件的第1及第2滚球受到支持时也可以分别在上述输出轴44的延伸部73的一侧端面与上述端板13的内侧法兰74之间，及上述输出轴44的延伸部73的另一侧面与上述内齿圈41的周缘部75之间、具有相对轴方向倾斜的接触角θ1，形成所谓倾角结构。即，在上述内侧法兰74处，形成了球面状凹入的多个座面74a，在上述延伸部73的一侧端面处，在与上述各座面74a轴方向相向的地方形成球面状凹入的第1座面73a。还有，在上述周缘部75处，形成球面状凹入的多个座面75a，在上述延伸部73的另一侧端面处，在与上述各座面75a轴方向相向的地方形成球面状凹入的第2座面73b。另外，第1及第2座面73a、73b的中心分别配置在偏离座面74a、75a的中心偏离的径方向外侧处。
还有，在上述各座面74a与第1座面73a之间，及上述各座面75a与第2座面73b之间设置了分别沿轴方向夹持嵌入的上述第1及第2滚球71、72。该第1及第2滚球71、72配置设定在相互相同的径方向的距离处。第1滚球71的外径设定得比座面74a及第1座面73a的外径小，第2滚球72的外径设定得比座面75a及第2座面73b的内径小。还有，第1及第2滚球71、72分别在上述延伸部73的一侧端面(第1座面73a)与上述内侧法兰74(座面74a)之间、及上述延伸部73的另一侧端面(第2座面73b)与上述周缘部75(座面75a)之间具有相对轴方向倾斜的接触角θ1。此时，第1及第2滚球71、72也能够承受径方向的载荷。因此，能够进一步抑制相对于径方向的载荷的上述输出轴44的倾斜。还有，虽然上述第1及第2滚球71、72受到支持时具有倾角结构，由于被上述端板13及内齿圈41在轴方向夹持嵌入，因此即使没有通过设置例如防松垫圈等对轴方向施加余压，也能够定出圆心，进一步简化结构。
·在上述第2实施方式中，通过图4所示，作为第1及第2滑动部件的第1及第2环76、77受到支持时也可以分别在上述输出轴44的延伸部78的一侧端面与上述端板13的内侧法兰79之间、及上述输出轴44的延伸部78的另一侧端面与上述内齿圈41的周缘部80之间，具有相对于轴方向倾斜的接触角θ2，形成所谓倾角结构。即在上述内侧法兰79处，形成与上述转子22同心的圆锥状的安装面79a，在延伸部78的另一侧端面中，形成与上述转子22的同心、与上述安装面79a在轴方向的相向的圆锥状的第1摩擦接面78a。还有，在上述周缘部80处，形成与上述转子22同心的圆锥状的安装面80a，在延伸部78的另一侧端面中，形成与上述安装面80a在轴方向的相向的圆锥状的第2摩擦接面78b。
还有，在上述安装面79a与第1摩擦接面78a之间、及上述安装面80a与第2摩擦接面78b之间，设有分别沿轴方向夹持嵌入的第1及第2环76、77。该第1及第2环76、77呈圆锥状、配置在与上述转子22同心的地方。还有，该第1及第2环76、77配置设定在相互同一的径方向的距离处。上述第1及第2环76、77分别接合固定在安装面79a、80a上，同时与第1及第2摩擦接面78a、78b接触，并能够旋转。还有，第1及第2环76、77分别在上述延伸部78的一侧端面(第1摩擦接面78a)与上述内侧法兰79(安装面79a)之间、及上述延伸部78的另一侧端面(第2摩擦接面78b)与上述周缘部80(安装面80a)之间具有相对于轴方向倾斜的接触角θ2。此时，第1及第2环76、77也可以承受径方向的载荷。因此，更加抑制了相对于径方向的载荷的上述输出轴44的倾斜。还有，虽然第1及第2环76、77受到支持时具有倾角结构，由于被上述端板13及内齿圈41在轴方向夹持嵌入，因此即使没有通过设置例如防松垫圈等对轴方向施加余压，也能够定出圆心，进一步简化结构。
·在上述各实施方式中，通过兼用内齿圈41来支持上述输出轴44，但也可以设置固定在外壳11上的合适的支持部件，以支持该输出轴44。
·在上述各实施方式中，利用内齿圈41的周缘部的空间，在转子22的外径侧支持上述输出轴44，但也可以利用转子的内径侧的适宜的空间支持上述输出轴44。
·第1及第2滚球51、52、第1及第2滚球71、72也可以沿径方向上错开配置。
·第1及第2环64、65、第1及第2环76、76也可以沿径方向上错开配置。
·作为转动体，也可以采用圆柱状和圆锥状的滚筒(滚轮)。
·构成外壳11的端板也可以形成比照壳体12在有底圆筒状。
·也可以取代电动电机的永久磁铁21，而采用电磁铁。还有，电动电机也可以为所谓的无电刷电机。

Claims (6)

1.一种内置有电机的内旋轮线减速机，其特征在于，具备：
具有壳体和端板的外壳；
具有偏心部并被所述外壳轴支承的可电动转动的转子；
被固定在所述外壳上的、具有与所述转子同心的第1内齿轮的内齿圈、
具有与所述转子同心的第2内齿轮的输出轴；
具有分别与所述第1内齿轮及第2内齿轮啮合且相互同心的第1外齿轮及第2外齿轮，被轴支承在所述偏心部上而作偏心转动的行星齿轮；
在轴方向在与所述端板之间介由所述输出轴地被配置、并被固定在所述外壳上的支持部件；和
在所述输出轴的一侧端面与所述端板之间、以及所述输出轴的另一侧端面与所述支持部件之间，分别沿轴方向夹持嵌入并可转动地支持所述输出轴的第1滑动部件及第2滑动部件。
2.根据权利要求1所述的内置有电机的内旋轮线减速机，其特征在于：
所述第1及第2滑动部件是转动体。
3.根据权利要求1所述的内置有电机的内旋轮线减速机，其特征在于：
所述第1及第2滑动部件是与所述转子同心的环。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的内置有电机的内旋轮线减速机，其特征在于：
所述第1及第2滑动部件分别地在所述输出轴的一侧端面与所述端板之间、以及所述输出轴的另一侧端面与所述支持部件之间，形成相对轴方向倾斜的接触角。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的内置有电机的内旋轮线减速机，其特征在于：
所述支持部件为所述内齿圈。
6.根据权利要求5所述的内置有电机的内旋轮线减速机，其特征在于：
所述输出轴具有沿径方向延伸的延伸部，该延伸部沿轴方向与所述内齿圈的周缘部相向，
在所述延伸部的一侧端面与所述端板之间、以及所述延伸部的另一侧端面与所述内齿圈的周缘部之间，沿轴方向分别夹持嵌入所述第1及第2滑动部件。
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