BR112012023644B1

BR112012023644B1 - mecanismo de redução de velocidade, motor com mecanismo de redução de velocidade, e método para a produção de um mecanismo de redução de velocidade

Info

Publication number: BR112012023644B1
Application number: BR112012023644A
Authority: BR
Inventors: Yagi Hideyuki; Soga Itaru; Horikawa Masaya
Original assignee: Asmo Co Ltd; Denso Corp
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2020-04-07
Also published as: US20150369353A1; BR112012023644A2; US20130008276A1; KR101676330B1; KR20160017097A; KR101742045B1; DE112011100994T5; JP2013253705A; JP2015111008A; WO2011118448A1; JP5378593B2; JP5711331B2; US9154015B2; US10024414B2; KR20130016238A; CN102822564B; CN105610276A; CN105610276B; JP5977387B2; DE112011100994B4

Abstract

mecanismo de redução, motor com mecanismio de redução de velocidade, e método para a produção de um mecanismo de redução de velocidade - o ângulo de pressão do parafuso sem-fim é ajustado para ser maior que o ângulo de pressão da coroa dentada de maneira que um número máximo de dentes de engrenamento se torne menor ou igual a n )onde é um número natural) com relação ao mecanismo de redução de velocidade em que um número de dentes de engrenamento seja sempre n+1 ou alteração entre n+1 e n por rotação sob uma condição em que os ângulos de pressão do parafuso sem-fim e da coroa dentada sejam os mesmos entre si.

Description

MECANISMO DE REDUÇÃO DE VELOCIDADE, MOTOR COM MECANISMO DE REDUÇÃO DE VELOCIDADE, E MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UM MECANISMO DE REDUÇÃO DE VELOCIDADE

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um mecanismo de redução de velocidade incluindo um parafuso sem-fim e uma coroa dentada, um motor com um mecanismo de redução de velocidade, e um método para a produção do mecanismo de redução de velocidade.

TÉCNICA ANTERIOR _L0 Como mostrado na Fig. 5(a) e na Fig. 5(b), é proposto convencionalmente um mecanismo de redução de velocidade incluindo um parafuso sem-fim 51 e uma coroa dentada 52. Nesse mecanismo de redução de velocidade, os ângulos de pressão do parafuso sem-fim 51 e da coroa dentada 52 são tipicamente ajustados no mesmo valor (por ex., a) entre si. O documento de patente 1 revela um mecanismo de redução de velocidade para a redução de um volume de desgaste por meio do ajuste do ângulo de pressão do parafuso sem-fim maior que o ângulo de pressão de uma coroa dentada.

DOCUMENTO DA TÉCNICA ANTERIOR

DOCUMENTO DE PATENTE ₂₀ Documento de patente 1: Publicação de Patente Japonesa Laid-Open No.

2002-139127

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

PROBLEMAS A SEREM SOLUCIONADOS PELA INVENÇÃO

O mecanismo de redução de velocidade do documento de patente 1 reduz 25 o volume de desgaste pelo ajuste do ângulo de pressão do parafuso sem-fim um

2/22 ίο pouco maior que o ângulo de pressão de uma coroa dentada. Entretanto, nesse mecanismo de redução de velocidade, ocorre uma grande perda da força de rotação principalmente devido à fricção cinética no ponto de engrenamento, degradando assim a eficiência da transmissão da força de rotação, e assim e desejada a ampliação da eficiência da transmissão da força de rotação. Em particular, no motor com o mecanismo de redução de velocidade incluindo esse mecanismo de redução de velocidade discutido acima, a eficiência do motor pode se degradar com a degradação na eficiência de transmissão da força de rotaçao, podendo não ser obtida a desejada eficiência da redução de velocidade. Desejase assim, a ampliação da eficiência de transmissão da força de rotação.

É um objetivo da presente invenção prover um mecanismo de redução de velocidade com eficiência satisfatória da transmissão da força de rotação, um motor com o mecanismo de redução de velocidade, e um método para a produção do mecanismo de redução de velocidade.

MEIOS PARA A SOLUÇÃO DO PROBLEMA

Para a obtenção do objetivo acima, um aspecto da presente invenção provê um mecanismo de redução de velocidade incluindo um parafuso sem-flm e uma coroa dentada. A coroa dentada que se engrena no parafuso sem-fim. Um ângulo de pressão do parafuso sem-fim é ajustado para ser maior que o angulo de pressão da coroa dentada, de maneira que um número máximo de dentes de engrenamento se torne menor ou igual a n (onde n é um número natural) com relação ao mecanismo de redução de velocidade em que um número de dentes de engrenamento seja sempre n+1 ou alterado entre n+1 e n por rotação sob uma condição em que os ângulos de pressão do parafuso sem-flm e da coroa dentada sejam os mesmos entre si.

3/22

De acordo com a configuração acima, no parafuso sem-fim e na coroa dentada em que um número de dentes de engrenamento seja sempre n+1 ou alterado entre n+1 e n por rotação sob uma condição em que os ângulos de pressão do parafuso sem-fim e da coroa dentada sejam os mesmos entre si, a 5 pressão superficial com relação a cada dente é reduzida quando o número de dentes de engrenamento aumenta, pelo qual o coeficiente de atrito aumenta e a perda de potência no ponto de engrenamento aumenta. Na configuração discutida acima, entretanto, o ângulo de pressão do parafuso sem-fim é ajustado para ser maior que o ângulo de pressão de uma coroa dentada, de maneira que o 10 número máximo de dentes de engrenamento se torne menor ou igual a n, e assim o número de dentes de engrenamento não será n+1. Portanto, a perda de potência pode ser reduzida e, além disso, a eficiência da transmissão de rotação pode ser aumentada.

De preferência, o ângulo de pressão do parafuso sem-fim é ajustado para 15 ser maior que o ângulo de pressão de uma coroa dentada, de maneira que o número máximo de dentes de engrenamento se tome menor oú igual a quatro com relação ao mecanismo de redução de velocidade em que o número de dentes de engrenamento seja sempre cinco ou alterado entre cinco e quatro por rotação sob uma condição em que os ângulos de pressão do parafuso sem-fim e ₂ o da coroa dentada sejam os mesmos entre si.

De acordo com a configuração acima, no parafuso sem-fim e nas roscas sem fim em que o número de dentes de engrenamento seja sempre cinco ou alterado entre cinco e quatro por rotação sob uma condição em que os ângulos de pressão do parafuso sem-fim e da coroa dentada sejam os mesmos entre si, a 25 pressão superficial com relação a cada dente é reduzida quando o número de

4/22 dentes de engrenamento aumenta para cinco, pelo qual o coeficiente de atrito aumenta e a perda de potência no ponto de engrenamento aumenta. Na configuração discutida acima, entretanto, o ângulo de pressão do parafuso semfim é ajustado para ser maior que o ângulo de pressão de uma coroa dentada, de 5 maneira que o número máximo de dentes de engrenamento se torne menor ou igual a quatro, e assim o número de dentes de engrenamento não será cinco. Portanto, a perda de potência pode ser reduzida e, além disso, a eficiência da transmissão de rotação pode ser aumentada.

De preferência, o ângulo de pressão do parafuso sem-fim é ajustado para 10 um ângulo máximo enquanto satisfaz a relação do parafuso sem-fim e da coroa dentada.

De acordo com a configuração acima, o ângulo de pressão do parafuso sem-fim é ajustado no ângulo máximo, enquanto satisfaz a relação do parafuso sem-fim e da coroa dentada, isto é, dentro de uma faixa em que o parafuso semis fim e a coroa dentada operam como uma engrenagem de rosca, e assim uma média do número de dentes de engrenamento pode ser um mínimo. Portanto, a perda de potência pode ser bastante reduzida e, além disso, a eficiência da transmissão de rotação pode ser bastante ampliada.

De preferência, a motor com um mecanismo de redução de velocidade 20 inclui o mecanismo de redução de velocidade com a configuração acima discutida e um corpo de motor principal para o acionamento rotativo do parafuso sem-fim.

De acordo com a configuração acima, a eficiência no motor com o mecanismo de redução de velocidade pode ser aumentada.

₂5 De preferência, é provido um método para a fabricação de um mecanismo

5/22 de redução de velocidade incluindo um parafuso sem-fim e uma coroa dentada. 0 ângulo de pressão do parafuso sem-fim é ajustado para ser maior que o angulo de pressão da coroa dentada de maneira, em que um número máximo de dentes de engrenamento se tome menor ou igual a n (onde n é um número natural) com relação ao mecanismo de redução de velocidade em que um número de dentes de engrenamento seja sempre n+1 ou alterado entre n+1 e n por rotação sob uma condição em que os ângulos de pressão do parafuso sem-fim e da coroa dentada sejam os mesmos entre si.

_L0 De acordo com o método acima, no parafuso sem-fim e na coroa dentada em que um número de dentes de engrenamento seja sempre n+1 ou alterado entre n+1 e n por rotação sob uma condição em que os ângulos de pressão do parafuso sem-fim e da coroa dentada sejam os mesmos entre si, a pressão superficial com relação a cada dente é reduzida quando o número de dentes de engrenamento aumenta, pelo qual o coeficiente de atrito aumenta e a perda de potência no ponto de engrenamento aumenta. No mecanismo de redução de velocidade produzido pelo método discutido acima, entretanto, o ângulo de pressão do parafuso sem-fim é ajustado para ser maior que o ângulo de pressão de uma coroa dentada, de maneira que o número máximo de dentes de ₂₀ engrenamento se tome menor ou igual a n, e assim o número de dentes de engrenamento não será n+1. Portanto, a perda de potência pode ser reduzida e, além disso, a eficiência da transmissão de rotação pode ser aumentada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Fig. 1 é uma vista esquemática de um motor com um mecanismo de 2 5 redução de velocidade de acordo com uma realização da presente invenção.

6/22

A Fig. 2 é uma vista esquemática mostrando uma configuração de um corpo de motor principal da Fig. 1.

A Fig. 3 é uma vista esquemática em que o corpo principal do motor da Fig. 1 foi desenvolvido em formato planar.

As Figs. 4(a) e 4(b) são vistas esquemáticas parcialmente aumentadas do mecanismo de redução de velocidade da Fig. 1.

As Figs. 5(a) e 5(b) são vistas esquemáticas parcialmente aumentadas de um mecanismo de redução de velocidade de acordo com a técnica anterior.

A Fig. 6 é um gráfico mostrando uma relação entre uma posição axial e io uma posição de engrenamento em um parafuso sem-fim do mecanismo de redução de velocidade da Fig. 4.

A Fig. 7 é um gráfico mostrando uma relação entre uma posição axial e uma posição de engrenamento em um parafuso sem-fim do mecanismo convencional de redução de velocidade da Fig. 5.

_{15 A} pig. 8(a) é uma vista esquemática parcialmente aumentada de uma coroa dentada em outro exemplo vista a partir de um lado radialmente externo. A Fig. 8(b) é um vista esquemática parcialmente aumentada de uma coroa dentada em outro exemplo vista de uma direção axial. A Fig. 8(c) é um vista esquemática parcialmente aumentada de um parafuso sem-fim em outro exemplo vista da

0 direção axial.

REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

Será doravante descrita uma realização que configura a presente invenção de acordo com a Fig. 1 até a Fig. 4(b).

Como mostrado nas Figs. 1 e 2, um motor 1 com um mecanismo de ₂5 redução de velocidade inclui um corpo de motor principal 2 e uma unidade de

7/22 engrenamento 3. O motor 1 é usado como uma fonte de acionamento para um limpador veicular de parabrisas (não mostrado) que limpa o vidro dianteiro e outros do veículo.

O corpo principal do motor 2 inclui um alojamento de engate tubular 4 com 5 uma parte inferior 4a. É montado seguramente pelo menos um imã 5 tendo quatro partes de polo magnético (dois polos N e dois polos S) a uma superfície circunferencial interna do alojamento do engate 4. Em outras palavras, o corpo principal do motor 2 inclui dois circuitos magnéticos. No imã 5, o polo N e o polo S são montados alternadamente na direção circunferencial do alojamento do engate 4.

Um rotor 6, que é uma armadura, é montado de forma rotativa em um lado radialmente interno do imã 5. O rotor 6 inclui um eixo de rotação 7, um núcleo do rotor 63, e um comutador 25. Uma extremidade basal do eixo de rotaçao 7 posicionada próxima à parte inferior 4a do alojamento do engate 4 é suportada 15 por um mancai 23 montado no centro da parte inferior 4a. Uma extremidade distai do eixo de rotação 7 se prolonga na direção da unidade de engrenamento 3 a partir de uma abertura no alojamento do engate 4.

O núcleo do rotor 63 é montado em uma posição virada para o ima 5 em uma direção radial, sendo montado no eixo de rotação 7 para ser integralmente 2 o rotativo. O núcleo do rotor 63 inclui 18 dentes 63a que se prolongam radialmente na direção do lado radialmente externo com o eixo de rotação 7 como centro. É formada uma fenda 63b em um espaço entre o dente 63a adjacente entre si na direção circunferencial do núcleo do rotor 63 (ver Fig. 3).

O comutador 25 é montado de forma integralmente rotativa em uma parte ₂₅ do eixo de rotação 7 localizada mais próxima à unidade de engrenamento 3 que

8/22 o núcleo do rotor 63. 0 comutador 25 inclui um corpo isolante cilíndrico (não mostrado) feito com material de resina isolante e extemamente adaptado ao eixo de rotação 7, e 18 segmentos 27 montados fixamente a uma superfície circunferencial externa do corpo isolante. Cada segmento 27 tem um formato de 5 placa retangular, isto é, longo na direção axial do eixo de rotação 7, e curvo ao longo da superfície circunferencial externa do corpo isolante. Os 18 segmentos 27 são alinhados em intervalos angulares iguais na direção circunferencial e montados para formarem uma forma substancialmente cilíndrica como um todo. Os segmentos 27 adjacentes entre si na direção circunferencial do eixo de 10 rotação 7 são espaçados na direção circunferencial do eixo de rotação 7.

Como mostrado na Fig. 2, a unidade de engrenamento 3 inclui uma caixa de engrenagens 11 acoplada e fixa a uma borda de abertura do alojamento do engate 4. A caixa de engrenagens 11 tem uma parte de abertura aberta na direção do alojamento do engate 4. Um suporte de escovas 32 disposto no lado ₁₅ radialmente externo do comutador 25 é montado nessa parte de abertura com um parafuso 33. O suporte de escovas 32 é feito de um material de resina isolante e tem formato circular.

Como mostrado na Fig. 2, um suporte de mancai cilíndrico 31a que se prolonga na direção axial do eixo de rotação 7 é montado na parte de abertura da 20 caixa de engrenagens 11. Um mancai com formato circular 34 para fazer o suporte de uma parte substancialmente central do eixo de rotação 7 é acomodado no suporte do mancai 31a. Na presente realização, é usado um rolamento de esferas para o mancai 34. Isto é porque se um mancai de deslizamento como um mancai de metal sinterizado ou similar for usado como ₂₅ rolamento 34, pode não ser conseguida a carga de suporte necessária, e o

9/22 mancai 34 pode quebrar. O mancai 34 suporta o eixo de rotação 7 em conjunto com o rolamento 23. Um parafuso sem-fim 8 é formada em uma parte do eixo de rotação 7 que passa pelo mancai 34 e se prolonga na caixa de engrenagens 11. A caixa de engrenagens 11 inclui um recesso que acomoda o parafuso sem-fim 11a e um recesso que acomoda a roda 11b que se comunica com o recesso que acomoda o parafuso sem-fim 11a. O parafuso sem-fim 8 acomoda-se no recesso que acomoda o parafuso sem-fim 11a, e uma placa circular com formato de coroa dentada 12 acomoda-se no recesso que acomoda a roda 11b engrenando com o parafuso sem-fim 8. O parafuso sem-fim 8 e a coroa dentada 12 configuram um io mecanismo de redução de velocidade 53 para a redução da velocidade de rotação do eixo de rotação 7. O parafuso sem-fim 8 é feita de metal. A coroa dentada 12 é feita de uma resina autolubrificante, dotada de uma estrutura molecular linear, sendo feita de POM (poliacetal) ou PA (nylon), por exemplo.

É formado um furo de acoplamento 12a em uma parte central na direção radial da coroa dentada 12. É disposto um eixo de saída 54 tendo uma forma substancialmente de coluna circular no furo de acoplamento 12a. O eixo de saída 54 se prolonga na direção axial da coroa dentada 12 e gira integralmente com a coroa dentada 12. A extremidade distal do eixo de saída 54 projeta-se para o exterior da caixa de engrenagens 11. A extremidade basal de um braço de manivelas 55 é fixa á extremidade distal do eixo de saída 54. Um limpador veicular de parabrisas (não mostrado) é montado na extremidade distal do braço de manivelas 55 por meio de um mecanismo de ligação (não mostrado).

A Fig. 3 mostra uma vista esquemática em que o corpo principal do motor 2 e uma escova para o fornecimento de energia de acordo com a presente 25 realização são desenvolvidos em um formato planar.

10/22

Como mostrado na Fig. 3, dezoito espirais 65 são envolvidas nos dentes 63a em formato de enrolamento por sobreposição. Cada espiral 65 passa pela fenda 63b, sendo enrolada à volta do núcleo do rotor 63 de maneira a ser montada por quatro dentes 63a alinhados continuamente na direção 5 circunferencial. Uma extremidade de início de enrolamento de cada espiral 65 e conectada a um dos segmentos 27, e uma extremidade de final de enrolamento de cada espiral 65 está conectada a outro segmento 27 adjacente na direção circunferencial ao segmento 27 no qual a extremidade de inicio de enrolamento está conectada.

_L0 O porta-escovas 32 (ver Fig. 2) montado na unidade de engrenamento 3 suporta seis escovas para o fornecimento de energia 70, cada qual com uma forma tubular quadrada e que se prolonga na direção radial. Duas das seis escovas para o fornecimento de energia 70 são escovas comuns 71. Outras duas escovas são escovas de acionamento em baixa velocidade 72. As duas outras 15 escovas são escovas de acionamento em alta velocidade 73. As escovas 71, 72, 73 são dispostas na ordem da escova comum 71, a escova de acionamento em alta velocidade 73, e a escova de acionamento em baixa velocidade 72 do lado seguinte na direção do lado precedente na direção de rotação do oomutador 25. Em outras palavras, a escova de acionamento em alta velocidade 73 é montada 20 no lado precedente com relação à escova comum 71 na direção de rotaçao do comutador 25, e a escova de acionamento em baixa velocidade 72 é montada no lado precedente com relação à escova de acionamento em alta velocidade 73 na direção de rotação do comutador 25.

Cada escova para o fornecimento de energia 70 se inclina na direção do 25 comutador 25 por meio de uma mola ou similar (não mostrada), e sua

11/22 extremidade distal é acionada contra a superfície periférica externa (isto é, uma superfície lateral no lado radialmente externo do segmento 27) do comutador 25 em forma de contato por deslizamento. Como mostrado na Fig. 3, os números de segmento 1” a “18 são dados na ordem da direção circunferencial com relação 5 aos dezoito segmentos 27. A escova comum 71 opera como uma escova de polo positivo, e a escova de acionamento em baixa velocidade 72 e a escova de acionamento em alta velocidade 73 operam como escovas de polos negativos. Um fio flexível (não mostrado) é ligado a cada escova para o fornecimento de energia 70, de maneira que a corrente é fornecida à escova para o fornecimento lo de energia 70 por meio desse fio flexível.

No motor 1 acima configurado, quando a corrente é enviada ao rotor 6 por meio da escova comum 71 e da escova de acionamento em baixa velocidade 72, o rotor 6 gira em baixa velocidade. Quando a corrente é enviada ao rotor 6 por meio da escova comum 71 e da escova de acionamento em alta velocidade 73, o ₁₅ rotor 6 gira em uma velocidade mais alta que no acionamento de baixa velocidade. Quando o rotor 6 gira, a rotação do eixo de rotação 7 é reduzida pelo parafuso sem-fim 8 e a coroa dentada 12 e a saída do eixo de salda 54, pelo qual o limpador veicular de parabrisas acoplado ao braço de manivelas 55 pelo mecanismo de ligação é girado alternadamente.

o Serão agora descritas em detalhes a largura na direção circunferencial do eixo de rotação 7 e a posição de montagem na direção circunferencial do eixo de rotação 7 das seis escovas para o fornecimento de energia 70 (isto é, duas escovas comuns 71, duas escovas de acionamento em baixa velocidade 72, e duas escovas de acionamento em alta velocidade 73). Como mostrado na Fig. 3, 25 no motor 1 da presente realização, a largura na direção circunferencial e a

12/22 largura na direção circunferencial de cada escova 71 a 73 são estabelecidas para repetir um tipo de estado de curto-circuito (estado de curto-circuito) em que somente um tipo de escova para o fornecimento de energia 70 entre três tipos de escovas para o fornecimento de energia 70, que são a escova comum 71, a ₅ escova de acionamento em baixa velocidade 72 e a escova de acionamento em alta velocidade 73, curto-circuita dois segmentos 27 adjacentes na direção circunferencial e um estado de não curto-circuito em que nenhuma das escovas para o fornecimento de energia 70 curto-circuita os dois segmentos 27 adjacentes na direção circunferencial com a rotação do rotor 6.

_L0 Primeiro, no motor 1, o número P de partes de polo magnético do imã 5 é ajustado em um valor que satisfaça P^s4, e o número de dentes 63a e o número de segmentos 27 são estabelecidos no mesmo número. Supondo que o número de dentes 63a (isto é, número de segmentos 27) seja S, o valor de S e estabelecido de maneira qúe (2S/P) seja um número ímpar. Na presente ₁₅ realização, P=4 e S=18 e, portanto (2S/P) é 9, qúe é um número Impar.

Com relação à direção circunferencial do eixo de rotação 7, supor que uma largura do segmento 27 seja L1, um intervalo entre os segmentos adjacentes 27 seja 12, a largura da escova comum 71 seja B1, a largura da escova de acionamento em baixa velocidade 72 seja B2, e a largura da escova de 2 o acionamento em alta velocidade 73 seja B3. Além disso, com três escovas 71 a 73 dispostas com a escova de acionamento em alta velocidade 73 no meio como um conjunto em relação à direção circunferencial do eixo de rotação 7, supor que uma largura da região de montagem de um conjunto de escovas 71 a 73 seja A, um intervalo entre a escova comum 71 e a escova de acionamento em baixa ₂5 velocidade 72 oom a escova de acionamento em alta velocidade 73 no intermédio

13/22 seja D1, um intervalo entre a escova comum 71 e a escova de acionamento em alta velocidade 73 seja D2, e um intervalo entre a escova de acionamento em alta velocidade 73 e a escova de acionamento em baixa velocidade 72 seja D3. Nesse caso, cada valor é estabelecido para satisfazer as seguintes condiçoes.

B1>L2, B2>L2, B3>L2

A<(nxL1+(n+1)xn2)

D1>((n-1)xL1+(n-2)xL2)

D2>(n1xL1+(n1-1)xL2) D3>(n2xL1+(n2-1)xL2) io n=n1+n2+1

Aqui, “n” é um número que corresponde ao número de segmentos 27 dispostos em uma faixa angular de (360°/P). Em outras palavras, “n” é o quociente obtido pela divisão do número de segmentos 27 (isto é, o mesmo número S de dentes 63a) dispostos no corpo principal do motor 2 com o número 15 P de partes de polo magnético. Se o quociente não for um número inteiro, o número arredondado se torna “n”. Agora, “n1” e “n2” são inteiros positivos que satisfazem “n=n1+n2+1”. Se o número P de partes de polo magnético do imã 5 for “4” e o número de segmentos 27 for Ί8” como na presente realização, por exemplo, são estabelecidos n=5, n1-2, n2-2.

Na presente realização, a escova comum 71, a escova de acionamento em baixa velocidade 72 e a escova de acionamento em alta velocidade 73 tem a largura na direção circunferencial e a posição de montagem na direção circunferencial estabelecida para satisfazer as condições acima. A largura B1, B2, B3 na direção circunferencial de cada escova 71 a 73 tem o mesmo valor, sendo mais estreita que a largura na direção circunferencial do segmento 27. A escova

14/22 comum 71 e a escova de acionamento em baixa velocidade 72 montadas com a escova de acionamento em alta velocidade 73 no intermédio são dispostas em um intervalo de 90°, igual ao intervalo entre as partes adjacentes do polo magnético do imã 5.

O parafuso sem-fim 8 e a coroa dentada 12 da presente realização sao estabelecidas de maneira que o ângulo de pressão do parafuso sem-fim 8 seja maior que o ângulo de pressão de uma coroa dentada 12. Com relação à rosca e à coroa dentada em que o número de dentes de engrenamento seja sempre n+1 ou alterado entre n+1 e n (n é um número natural) por rotação sob a condição em io que o ângulo de pressão do parafuso sem-fim e da coroa dentada seja os mesmos entre si, o ângulo de pressão do parafuso sem-fim 8 é ajustado para ser maior que o ângulo de pressão de uma coroa dentada 12, de maneira que o número máximo de dentes de engrenamento se torne menor ou igual a n.

Especificamente, com o parafuso sem-fim 51 e a coroa dentada 52 15 mostradas na Fig. 5(a) e na Fig. 5(b), os ângulos de pressão são ambos a°, e o número de dentes de engrenamento é alterado entre cinco (ver Fig. 5(a)) e quatro (ver Fig. 5(b)) por rotação (o número médio de dentes de engrenamento é 4.1). O parafuso sem-fim 8 e a coroa dentada 12 mostradas na Fig. 4(a) e Fig. 4(b) são obtidas alterando os ângulos de pressão do parafuso sem-fim 51 e da coroa 20 dentada 52. Em outras palavras, o ângulo de pressão do parafuso sem-fim 8 e ajustado para ser maior que o ângulo de pressão de uma coroa dentada 12, de maneira que o número máximo de dentes de engrenamento se torne menor ou igual a quatro. Na presente realização, o ângulo de pressão da coroa dentada 12 é ajustado em a° e o ângulo de pressão do parafuso sem-fim 8 é ajustado em 25 1,76 ' a°, de maneira que o número máximo de dentes de engrenamento seja

15/22 quatro e a média do número de dentes de engrenamento seja 3,7. Em outras palavras, na presente realização, um período (ângulo) em que o número de dentes de engrenamento em que o dente 8a do parafuso sem-fim 8 e um dente 12b da coroa dentada 12 engrenam entre si (fazem contato) é quatro como 5 mostrado na Fig. 4(a) ocupa 70 por cento, e um período (ângulo) em que o número de dentes de engrenamento é três como mostrado na Fig. 4(b) ocupa 30 por cento. Ao estabelecer o ângulo de pressão do parafuso sem-fim 8 grande (em 1,76 ' a° na presente realização) de maneira que o número máximo de dentes de engrenamento se torne menor ou igual a quatro, um passo normal e o mesmo 10 que quando o ângulo de pressão é a°. O ângulo de pressão (1,76 ' a°) do parafuso sem-fim 8 da presente realização é ajustado para um ângulo máximo enquanto satisfaz a relação do parafuso sem-fim 8 e a coroa dentada 12 (relaçao da denominada engrenagem de rosca). Com esse ângulo máximo, a ponta do dente do parafuso sem-fim 8 adquire um formato triangular a partir de um formato 15 trapezoidal, mas o diâmetro do parafuso sem-fim 8 não se torna pequeno. O ângulo de pressão do parafuso sem-fim 8 em que o número de dentes de engrenamento seja sempre quatro é 1,2 ' a°. Na Fig. 4 e na Fig. 5, a área de engrenamento (contato) é ilustrada por um círculo negro de maneira que o engrenamento (contato) possa ser facilmente reconhecido visualmente.

₂₀ Na presente realização, o parafuso sem-fim 8 é feita de metal e a coroa dentada 12 é feita de resina. A Fig. 6 mostra a relação da posição axial e a posição de engrenamento no parafuso sem-fim 8 do mecanismo de redução de velocidade 53 da Fig. 4. Em outras palavras, a Fig. 6 mostra as propriedades de engrenamento no mecanismo de redução de velocidade 53 em que o parafuso sem-fim 8 é feita de metal e a coroa dentada 12 é feita de resina, e o ângulo de

16/22 pressão do parafuso sem-fim 8 é maior que o ângulo de pressão de uma coroa dentada 12. A Fig. 7 mostra uma relação da posição axial e a posição de engrenamento no parafuso sem-fim 51 do mecanismo convencional de redução de velocidade da Fig. 5. Em outras palavras, a Fig. 7 mostra as propriedades de engrenamento no mecanismo de redução de velocidade em que o parafuso semfim 51 é feita de metal e a coroa dentada 52 é feita de resina, e os ângulos de pressão do parafuso sem-fim 51 e da coroa dentada 52 são os mesmos entre si. Na Fig. 6 e Fig. 7, a “posição axial” indica a posição axial do parafuso sem-fim, e a “posição de engrenamento” indica a posição de engrenamento do parafuso sem-fim e da coroa dentada como a posição na direção radial do parafuso semfim. O “centro do eixo de saída” indica a posição de uma linha ortogonal à linha do eixo do parafuso sem-fim e que passa pela linha do eixo de uma coroa dentada, na direção axial do parafuso sem-fim. O valor da “posição de engrenamento” se torna maior quanto mais a posição de engrenamento estiver próxima a uma base do dente do parafuso sem-fim.

Se o parafuso sem-fim e a coroa dentada forem feitas de metal, a deformação do parafuso sem-fim e da coroa dentada é simplesmente tolerada quando o parafuso sem-fim e a coroa dentada engrenarem entre si. Nesse caso, a posição de engrenamento tem valor máximo no centro do eixo de saída e as posições de engrenamento no início do engrenamento e no final do engrenamento tomam substancialmente os mesmos valores no gráfico mostrando a relação da posição axial e na posição de engrenamento.

Se o parafuso sem-fim for feita de metal e a coroa dentada for feita de resina, a deformação da coroa dentada é tolerada quando o parafuso sem-fim e a coroa dentada se engrenam. Nesse caso, o alcance da posição axial entre o

17/22 início do engrenamento e o final do engrenamento se torna amplo quando comparados a quando o parafuso sem-fim e a coroa dentada são ambas feitas de metal no gráfico que mostra a relação da posição axial e a posição de engrenamento.

Como mostrado na Fig. 7, no mecanismo de redução de velocidade convencional, uma posição axial E2 do início do engrenamento do parafuso semfim 51 e da coroa dentada 52 é relativamente espaçada com relação a um centro do eixo de saída 0, de maneira que uma posição axial D2 do final do engrenamento se torna relativamente próxima com relação ao centro do eixo de saída 0 nessa quantidade. Além disso, o valor máximo H2 da posição de engrenamento é relativamente pequeno, e um intervalo W2 entre a posição do valor máximo H2 e do centro do eixo de saída 0 é relativamente grande. Além disso, a metade C2 da faixa da posição axial E2 do início do engrenamento para a posição axial D2 do final do engrenamento está posicionada no lado da posição axial E2 do início do engrenamento com relação ao centro do eixo de saída 0.

Gomo mostrado na Fig. 6, no mecanismo de redução de velocidade 53 da presente realização, a posição axial E1 do início do engrenamento do parafuso sem-fim 8 e da coroa dentada 12 está mais próxima com relação ao centro do eixo de saída 0 e a posição axial D1 do final do engrenamento está mais distante com relação ao centro do eixo de saída 0 comparada com o mecanismo de redução de velocidade convencional. Além disso, o valor máximo H1 da posição de engrenamento é maior quando comparado ao dispositivo convencional de redução de velocidade, e o intervalo W1 entre a posição do valor máximo H2 e o centro do eixo de saída 0 é menor quando comparado ao dispositivo convencional de redução de velocidade. Além disso, a metade C1 do alcance da

18/22 posição axial E1 do início do engrenamento para a posição axial D1 do final do engrenamento é posicionada no lado da posição axial D1 do final do engrenamento com relação ao centro do eixo de saída 0.

As vantagens características da presente realização serão descritas abaixo.

(1) Com o parafuso sem-fim e a coroa dentada em que o número de dentes de engrenamento é alterado entre cinco e quatro por rotação na condição em que os ângulos de pressão do parafuso sem-fim e da coroa dentada sejam os mesmos (ambos são a°) entre si, a pressão superficial com relação a cada dente é reduzida quando o número de dentes de engrenamento aumenta para cinco, pelo qual o coeficiente de atrito aumenta e a perda de potência no ponto de engrenamento aumenta. Na presente realização, entretanto, o ângulo de pressão do parafuso sem-fim 8 é ajustado para ser maior que o ângulo de pressão de uma coroa dentada 12, de maneira que o número máximo de dentes de engrenamento se torne menor ou igual a quatro, e assim o número de dentes de engrenamento não será cinco. Portanto, a perda de potência pode ser reduzida e, além disso, a eficiência da transmissão de rotação pode ser aumentada. Em outras palavras, a pressão superficial com relação a cada dente aumenta quando o número de dentes de engrenamento é reduzido como na presente realização, pelo qual o coeficiente de atrito se reduz e a perda de potência no ponto de engrenamento pode ser reduzida e, além disso, a eficiência da transmissão de rotação pode ser aumentada. Portanto, a eficiência do motor 1 com o mecanismo de redução de velocidade pode ser aumentada. O mecanismo de redução de velocidade (motor 1 com mecanismo de redução de velocidade) com eficiência satisfatória de transmissão de rotação pode ser facilmente fabricado com o

19/22 método de fabricação de ajuste do ângulo de pressão do parafuso sem-fim 8 da forma acima.

(2) O ângulo de pressão do parafuso sem-fim 8 é ajustado em 1,76 a , que é o ângulo máximo, enquanto satisfaz a relação do parafuso sem-fim 8 e a coroa dentada 12, isto é, dentro de uma faixa em que o parafuso sem-fim 8 e a coroa dentada 12 operam como uma engrenagem de rosca, e assim uma média do número de dentes de engrenamento pode ser mínima ou 3,7. Portanto, a perda de potência pode ser bastante reduzida e, além disso, a eficiência da transmissão de rotação pode ser bastante ampliada.

(3) A coroa dentada 12 é feita de uma resina autolubrificante com uma estrutura molecular linear, de maneira que as moléculas na superfície da coroa dentada 12 ficam alinhadas na direção da pressão de um parafuso sem-fim 8 quando a pressão é aplicada a partir do parafuso sem-fim 8, e o atrito é ainda reduzido com relação a direção da pressão. Portanto, a perda de potência pelo atrito cinético pode ser bastante reduzida e a eficiência da transmissão de rotação pode ser ainda ampliada.

A realização acima descrita pode ser modificada como abaixo.

Na realização acima descrita, é descrito o mecanismo de redução de velocidade em que o número de dentes de engrenamento é alterado entre cinco e quatro por rotação na condição em que os ângulos de pressão do parafuso sem-fim 8 e a coroa dentada 12 são ambos a°. Com relação ao mecanismo de redução de velocidade em que o número de dentes de engrenamento seja sempre n+1 ou alterado entre n+1 e n (n é um número natural) por rotação na condição em que os ângulos de pressão sejam os mesmos entre si, o ângulo de

20/22 pressão do parafuso sem-fim 8 deve ser estabelecido de maneira que o número máximo de dentes de engrenamento seja menor ou igual an. Por exemplo, com relação ao mecanismo de redução de velocidade em que o número de dentes de engrenamento é alterado entre seis e cinco por rotação, na condição em que os ângulos de pressão do parafuso sem-fim e da coroa dentada sejam os mesmos entre si, o ângulo de pressão do parafuso sem-fim 8 de vê ser estabelecido de maneira que o número máximo de dentes de engrenamento seja menor ou igual a cinco. Além disso, por exemplo, com relação ao mecanismo de redução de velocidade em que o número de dentes de engrenamento é alterado entre quatro e três por rotação, na condição em que os ângulos de pressão do parafuso semfim e da coroa dentada sejam os mesmos entre si, o ângulo de pressão do parafuso sem-fim 8 deve ser estabelecido de maneira que o número máximo de dentes de engrenamento seja menor ou igual a três. Em todos os casos, a perda de potência pode ser reduzida e, além disso, a eficiência da transmissão de rotação pode ser aumentada.

Na realização acima descrita, a pressão do parafuso sem-fim 8 é estabelecida em 1,76 ' a°, mas não se limita a esse valor. Com relação ao mecanismo de redução de velocidade em que o número de dentes de engrenamento seja sempre n+1 ou alterado entre n+1 e n (n é um número natural) por rotação na condição em que os ângulos de pressão sejam os mesmos entre si, o ângulo de pressão do parafuso sem-fim 8 pode ser adequadamente alterado enquanto o ângulo de pressão do parafuso sem-fim 8 é estabelecido de maneira que o número máximo de dentes de engrenamento se torne menor ou igual a n. Em outras palavras, o ângulo de pressão do parafuso sem-fim 8 pode se estabelecido como menor ou igual a 1,76 ' a° (por ex., 1,5 ' a°;

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1,2 ' a°, etc.), que é o ângulo máximo enquanto satisfaz a relação do parafuso sem-fim 8 e a coroa dentada 12 (dentro de uma faixa do parafuso sem-fim 8 em que a coroa dentada 12 operam como uma engrenagem de rosca). Se o ângulo de pressão da coroa dentada for alterado para outro ângulo que não a°, o ângulo de pressão do parafuso sem-fim que satisfaz a condição deverá, é claro, se alterar. Nesse caso também, a média do número de dentes de engrenamento pode ser minimizada tendo o ângulo de pressão do parafuso sem-fim como um ângulo máximo, enquanto satisfaz a relação do parafuso sem-fim e da coroa dentada, pelo qual a perda de potência pode ser bastante reduzida e além disso, a eficiência da transmissão de rotação pode ser bastante ampliada.

Na realização acima descrita, o formato do dente 12b da coroa dentada 12 pode ser uma forma feita com um corte 12c em ambas as extremidades na direção axial, quando visto do lado radialmente externo, como mostrado na Fig. 8(a). Especificamente, ambas as extremidades na direção axial do dente 12b da coroa dentada 12 podem ter um formato (formato feito com o corte 12c) escavado de forma que a largura se torne mais estreita na direção da extremidade na direção axial, oposta ao simples formato linear mostrado com a linha interrompida da Fig. 8(a) quando visto do lado radialmente externo. Com esse formato, o coeficiente de atrito pode ser reduzido pela redução da área de contato e o coeficiente de atrito pode ser ainda mais reduzido fazendo o satisfatório desvio do óleo lubrificante no corte 12c.

Na realização acima descrita, o formato da extremidade distal do dente 12b da coroa dentada 12 pode ser um formato feito por um corte 12d, de maneira a ser cônico ao ser visto da direção axial, como mostrado na Fig. 8(b). Especificamente, a extremidade distal do dente 12b da coroa dentada 12 pode ter

22/22 um formato (formato feito com o corte 12d) escavado de forma a ser cônico, isto é, a largura rapidamente se torna estreita, oposta à simples forma de curva suave mostrada em linha interrompida na Fig. 8(b), quando vista da direção axial. Com essa forma, o coeficiente de atrito pode ser reduzido por meio da redução da área de contato e o coeficiente de atrito ainda mais reduzido fazendo o satisfatório desvio do óleo lubrificante no corte 12d.

Na realização acima descrita, a forma da extremidade distal do dente 8a do parafuso sem-fim 8 pode ser um formato feito com um corte 8b de maneira a ser cônico quando visto na direção ortogonal do eixo, como mostrado na Fig. 8(c). Especificamente, a extremidade distal do dente 8a do parafuso sem-fim 8 pode ter o formato (formato feito com o corte 8b) escavado de forma a ser cônico, isto é, a largura rapidamente se torna estreita, oposta à simples forma de curva suave mostrada em linha interrompida na Fig. 8(c) quando visto na direção ortogonal do eixo. Com essa forma, o coeficiente de atrito pode ser por meio da redução da área de contato e o coeficiente de atrito pode ser reduzido por meio do satisfatório desvio do óleo lubrificante no corte 8b.

Na realização acima descrita, a invenção do presente pedido é realizada no motor 1 com o mecanismo de redução de velocidade, incluindo o mecanismo de redução de velocidade (rosca 8 e coroa dentada 12) e o corpo principal do motor 2 para o acionamento rotativo do parafuso sem-fim 8, mas pode ser realizada como um mecanismo de redução de velocidade usado em outro dispositivo que não inclui o corpo principal do motor 2.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. “MECANISMO PARA A REDUÇÃO DE VELOCIDADE”, caracterizado por compreender:

um parafuso sem-fim feita de metal; e uma coroa dentada feita com resina autolubrificante tendo uma estrutura molecular linear e que se funde à parafuso sem-fim, em que o ângulo de pressão do parafuso sem-fim em um ponto de contato entre o parafuso sem-fim e a coroa dentada é ajustado para ser maior que o ângulo de pressão da coroa dentada no ponto de contato, de maneira que um número máximo de dentes de engrenamento se torne menor ou igual a n (onde n é um número natural) com relação ao mecanismo de redução de velocidades em que um número de dentes de engrenamento seja sempre n+1 ou alterado entre n+1 e n por rotação sob uma condição em que os ângulos de pressão do parafuso sem-fim e da coroa dentada sejam os mesmos entre si no ponto de contato.
2. “MECANISMO PARA A REDUÇÃO DE VELOCIDADE”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que o ângulo de pressão do parafuso sem-fim em um ponto de contato entre o parafuso sem-fim e a coroa dentada é ajustado para ser maior que o ângulo de pressão de uma coroa dentada no ponto de contato, de maneira que o número máximo de dentes de engrenamento se torne menor ou igual a quatro com relação ao mecanismo de redução de velocidades em que o número de dentes de engrenamento seja sempre cinco ou alterado entre cinco e quatro por rotação sob uma condição em que os ângulos de pressão do parafuso sem-fim e da coroa dentada sejam os mesmos entre si no ponto de contato.
3. “MECANISMO PARA A REDUÇÃO DE VELOCIDADE”, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado em que o ângulo de pressão da parafuso sem

Petição 870190038664, de 24/04/2019, pág. 4/5

2/2 fim é ajustado para um ângulo máximo dentro de uma faixa em que o parafuso semfim e a coroa dentada operem como uma engrenagem de rosca sem-fim.
4. “MOTOR COM MECANISMO PARA A REDUÇÃO DE VELOCIDADE”, com um mecanismo de redução de velocidades caracterizado por compreender:

o mecanismo de redução de velocidade de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3; e um corpo de motor principal para o acionamento rotativo do parafuso sem-fim.
5. “MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE MECANISMO PARA A REDUÇÃO DE VELOCIDADE”, caracterizado por incluir um parafuso sem-fim feito de metal e uma coroa dentada feita com resina autolubrificante tendo uma estrutura molecular linear, em que um ângulo de pressão do parafuso sem-fim em um ponto de contato entre o parafuso sem-fim e a coroa dentada é ajustado para ser maior que o ângulo de pressão da coroa dentada no ponto de contato, de maneira que um número máximo de dentes de engrenamento se torne menor ou igual a n (onde n é um número natural) com relação ao mecanismo de redução de velocidades em que um número de dentes de engrenamento seja sempre n+1 ou alterado entre n+1 e n por rotação sob uma condição em que os ângulos de pressão do parafuso sem-fim e da coroa dentada sejam os mesmos em relação uns aos outros no ponto de contato.