CN103891109A - 驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种驱动装置，其具有齿轮单元和轴向间隙型电动机。齿轮单元具有输入轴和被驱动构件。输入轴支承于支承构件。输入轴卡合于被驱动构件。两个轴向间隙型电动机以相面对的方式安装于输入轴。

Description

驱动装置

技术领域

本发明基于2011年10月27日提出申请的日本特许出愿第2011-235929号主张优先权。该申请的全部内容作为参照被援引到本说明书中。本发明涉及一种具有齿轮单元和轴向间隙型电动机的驱动装置。

背景技术

公知有一种具有支承于支承构件的输入轴和卡合于该输入轴的被驱动构件的驱动构件。在国际公开WO2009/081793号中公开有该驱动装置的一例。在以下的说明中，国际公开WO2009/081793号被称为专利文献1。专利文献1的驱动装置利用薄型的扁平电动机驱动输入轴。

发明内容

在专利文献1的技术中，是利用径向间隙型电动机驱动输入轴。薄型的径向间隙型电动机难以获得较大扭矩。因此，在利用薄型电动机的情况下，优选利用轴向间隙型电动机。然而，轴向间隙型电动机在转子和定子之间产生有吸引力，因此输入轴将受到轴向的力。当对输入轴施加使输入轴在轴向上偏移的力时，将会妨碍输入轴的顺畅旋转。本说明书在具有轴向间隙型电动机的驱动装置中，提供一种具有不妨碍输入轴的顺畅旋转的新结构的驱动装置。

本说明书所公开的驱动装置具有齿轮单元和轴向间隙型电动机。齿轮单元具有输入轴和被驱动构件。输入轴支承于支承构件。输入轴卡合于被驱动构件。在该驱动装置中，两个轴向间隙型电动机以相面对的方式安装于输入轴。根据该驱动装置，两个轴向间隙型电动机所产生的吸引力相平衡，因此输入轴顺畅地旋转。

本说明书所公开的技术是能够在具有轴向间隙型电动机的驱动装置中实现一种使作用于输入轴的力在轴向达到平衡的驱动装置。

附图说明

图1表示第1实施例的驱动装置的剖视图。

图2表示在第1实施例的驱动装置中从支承构件拆下了外壳的状态的齿轮单元的俯视图。

图3表示在第1实施例的驱动装置中从支承构件拆下来的外壳的俯视图。

图4是表示第2实施例的驱动装置的剖视图。

具体实施方式

下面，记载有本说明书所公开的几个技术特征。此外，以下所记载的事项都各自具有技术上的有用性。

在本说明书所公开的驱动装置中，输入轴可以从被驱动构件向被驱动构件的轴向两侧延伸。而且，轴向间隙型电动机可以分别配置在输入轴的两端。电动机的吸引力沿彼此相反方向作用于输入轴的两端。因此，输入轴能够更顺畅地旋转。

在本说明书所公开的驱动装置中，多个输入轴可以沿支承构件的周向以等间隔配置。在该情况下，可以将两个轴向间隙型电动机以相面对的方式只安装于多个输入轴中的1个输入轴。或者，可以将两个轴向间隙型电动机以相面对的方式分别安装于多个输入轴。在任何情况下，都能够使被驱动构件的动作稳定。在后一种情况下，能够向驱动构件传递较大的扭矩。

(实施例)

在以下实施例中，对于多个曲轴卡合于外齿轮、并且在各曲轴上安装有轴向间隙型电动机的齿轮传动装置进行说明。本说明书所公开的技术也能够应用于多个曲轴卡合于内齿轮、并且在各曲轴上安装有轴向间隙型电动机的齿轮传动装置。此外，也能够应用于多个曲轴卡合于外齿轮或内齿轮、并且在多个曲轴中的1个曲轴上安装有轴向间隙型电动机的齿轮传动装置。

此外，本说明书所公开的技术也能够应用于1个曲轴卡合于外齿轮的齿轮传动装置。即，本说明书所公开的技术希望被注意的是：只要是利用轴向间隙型电动机驱动输入轴这种类型的驱动装置，就能够应用于各种类型的驱动装置。此外，内齿轮和外齿轮中的一种齿轮一边偏心旋转一边绕着另一种齿轮旋转的齿轮传动装置有时被称为摆线减速器。

在以下实施例中，对曲轴自齿轮架的轴线偏置的方式的齿轮传动装置进行说明。然而，本说明书所公开的技术也能够应用于曲轴的轴线与齿轮架的轴线同轴的齿轮传动装置。

(第1实施例)

图1所示的驱动装置100具有齿轮单元7和两个轴向间隙型电动机22、52。齿轮单元7是外齿轮26一边与内齿轮28啮合一边偏心旋转的齿轮传动装置。齿轮单元7具有两个外齿轮26。在齿轮单元7中，齿轮架8根据外齿轮26的齿数和内齿轮28的齿数之差而进行旋转。内齿轮28由壳体2和配置于壳体2的内周的多个内齿销30构成。

齿轮单元7具有壳体2、齿轮架8、曲轴32以及外齿轮26。齿轮架8相当于支承构件，曲轴32相当于输入轴，外齿轮26相当于被驱动构件。齿轮架8具有第1板件8a和第2板件8c。在第1板件8a和第2板件8c之间存在间隙。柱状部8b从第1板件8a向第2板件8c延伸。柱状部8b与第2板件8c固定在一起。柱状部8b穿过外齿轮26的通孔60。外齿轮26配置在第1板件8a和第2板件8c之间。齿轮架8借助一对角接触球轴承4与壳体2同轴地支承于壳体2。轴线54相当于齿轮架8的轴线。轴线54也相当于内齿轮28(壳体2)的轴线。

油封6配置于壳体2和齿轮架8之间。第1电动机外壳50和第2电动机外壳20固定于齿轮架8的轴线54方向的两端。在齿轮架8、第1电动机外壳50以及第2电动机外壳20的中央形成有通孔。在这些通孔内嵌入有圆柱轴56。其结果，驱动装置100具有沿着轴线54的通孔12。

曲轴32借助一对轴承23支承于齿轮架8。轴承23是圆锥滚子轴承。曲轴32在自轴线54偏置的位置与轴线54平行地延伸。曲轴32具有两个偏心体24。两个偏心体24分别卡合于外齿轮26。两个偏心体24相对于曲轴32的轴线35向彼此相反的方向偏心。曲轴32自偏心体24向轴线35方向的两侧延伸。换言之，曲轴32自外齿轮26向外齿轮26的轴向的两侧延伸。

第1轴向间隙型电动机52和第2轴向间隙型电动机22安装于曲轴32的各端部。此外，编码器18安装于曲轴32的一侧的端部。在轴线35方向上、在编码器18的外侧，在第2电动机外壳20上形成有通孔，在该通孔上安装有盖19。

第1轴向间隙型电动机52和第2轴向间隙型电动机22以相面对的方式配置。第1轴向间隙型电动机52的相位角与第2轴向间隙型电动机22的相位角一致。因此，曲轴32进行顺畅的旋转。在后面有详细描述，齿轮单元7具有3个曲轴32。3个曲轴32绕着轴线54以等间隔配置。换言之，3个曲轴32沿着齿轮架8的周向以等间隔配置。

3个曲轴32分别安装有第1轴向间隙型电动机52和第2轴向间隙型电动机22。安装于3个曲轴32的轴向间隙型电动机52、22的相位角全部一致。因为所有的轴向间隙型电动机的相位角一致，能够通过1个电动机驱动器(省略图示)控制所有的轴向间隙型电动机。编码器18安装于3个曲轴32中的1个曲轴32。在其他两个曲轴32安装有制动器(省略图示)。

第1轴向间隙型电动机52由第1转子44和第1定子46构成。第1转子44安装于曲轴32。如图2所示，3个曲轴32分别安装有第1转子44。3个曲轴32绕着轴线54以等间隔配置。同样，3个第1转子44绕着轴线54以等间隔配置。在各第1转子44交替地配置有永磁体44N和永磁体44S。永磁体44N固定于板件44a的表面，且N极朝向外侧(也参照图1)。永磁体44S固定于板件44a的表面，且S极朝向外侧。第1转子44与曲轴32所成的角度对于所有的第1转子44来说都是相等的。换言之，N极和S极相对于曲轴32的位置对于所有的第1转子44来说都是相同的。曲轴32和第1转子44借助具有多个槽的花键结合起来。

如图3所示，3个第1定子46安装于第1电动机外壳50。3个第1定子46绕着轴线54以等间隔配置。各第1定子46的中心与各曲轴32的轴线35一致(也参照图1)。第1定子46具有供U相电流流动的绕组46U、供V相电流流动的绕组46V以及供W相电流流动的绕组46W。绕组46U、46V以及46W卷绕于定子芯46a。定子芯46a由压粉磁芯形成。第1定子46与第1电动机外壳50所成的角度对于所有的第1定子46来说都是相等的。换言之，绕组46U、46V以及46W相对于曲轴32的轴线35的安装位置(旋转角度)对于所有的第1定子46来说都是相同的。通过利用粘接剂将定子芯46a固定于第1电动机外壳50，而将第1定子46安装于第1电动机外壳50。此外，在图1中，表示有绕组46U、46V，未表示出绕组46W。

如图1所示，第2轴向间隙型电动机22由第2转子14和第2定子16构成。第2转子14具有N极朝向外侧的永磁体14N和S极朝向外侧的永磁体14S。永磁体14N、14S固定于板件14a的表面。第2定子16具有供U相电流流动的绕组16U、供V相电流流动的绕组16V以及供W相电流流动的绕组16W。绕组16U、16V以及16W卷绕于定子芯16a。在图1中，表示有绕组16U、16V，未表示出绕组16W。

第2轴向间隙型电动机22的结构与第1轴向间隙型电动机52的结构实质上是相同的。因此，省略对第2轴向间隙型电动机22的详细说明。此外，从轴线35的方向观察轴向间隙型电动机22、52时，永磁体14N和永磁体44N以重叠的方式配置。同样，永磁体14S和永磁体44S以重叠的方式配置。还有，绕组16U和绕组46U以重叠的方式配置、绕组16V和绕组46V以重叠的方式配置、绕组16W和绕组46W以重叠的方式配置。

当曲轴32旋转时，偏心体24绕着轴线35偏心旋转。伴随着偏心体24的偏心旋转，外齿轮26一边与内齿轮28啮合一边绕轴线54偏心旋转。外齿轮26的齿数与内齿轮28的齿数(内齿销30的数量)不同。因此，当外齿轮26偏心旋转时，齿轮架8根据外齿轮26和内齿轮28的齿数差而相对于内齿轮28(壳体2)进行旋转。

说明驱动装置100的特征。在以下的说明中，对于第1轴向间隙型电动机52和第2轴向间隙型电动机22共同的特征，只对第1轴向间隙型电动机52的特征进行说明，并省略对第2轴向间隙型电动机22的说明。如上所述，第1转子44固定于曲轴32，第1定子46固定于第1电动机外壳50。第1电动机外壳50能够自用于支承曲轴32的齿轮架8拆卸下来。因此，能够分别进行把第1转子44固定于曲轴32的作业和把第1定子46固定于第1电动机外壳50的作业。曲轴32支承于齿轮架8，因此，可以说第1转子44相对于齿轮架8进行定位。

简洁地来说明驱动装置100的特征，将用于安装第1转子44的部件(齿轮架8)和用于安装第1定子46的部件(第1电动机外壳50)形成为可装卸的独立的部件。第1转子44通过安装于齿轮架8来进行定位。第1定子46通过安装于第1电动机外壳50来进行定位。从而能够容易地进行第1转子44相对于齿轮架8的定位作业和第1定子46相对于第1电动机外壳50的定位作业。当将第1电动机外壳50安装于齿轮架8时，在所有的第1轴向间隙型电动机52中，第1转子44相对于第1定子46的相位角一致。

例如，在将转子和定子这两者相对于齿轮架定位的情况下，需要转子相对于定子的相位角一致，并且定子固定于齿轮架。这样的作业较困难。因此，通常情况下，首先在将转子临时固定于曲轴的状态下，将定子固定于齿轮架。接着，通入电流并在转子的相位角一致的状态下，将转子固定于曲轴。本说明书所公开的技术是通过将用于安装转子的部件和用于安装定子的部件形成为可装卸的独立的部件，能够以简单的方法制造驱动装置。

说明驱动装置100的其他特征。如上所述，第1轴向间隙型电动机52和第2轴向间隙型电动机22以相面对的方式配置。在使用轴向间隙型电动机的情况下，转子和定子之间作用有吸引力。当向曲轴32只安装1个轴向间隙型电动机时，轴线35方向的力作用于曲轴32。通过将两个轴向间隙型电动机52、22以相面对的方式配置于曲轴32，两个轴向间隙型电动机52、22的吸引力被抵消。具体而言，两个轴向间隙型电动机52、22的吸引力在曲轴32的两端沿着彼此相反的方向作用于曲轴32。施加于曲轴32的力的平衡变良好，曲轴32顺畅地旋转。

第1轴向间隙型电动机52和第2轴向间隙型电动机22配置于曲轴32的两端。换言之，第1轴向间隙型电动机52相对于外齿轮26而言配置于与第2轴向间隙型电动机22相反的一侧。更详细而言，在轴线35方向上，轴向间隙型电动机52、22在一对轴承(圆锥滚子轴承)23的外侧固定于曲轴32。在曲轴32支承于齿轮架8的状态下，能够将第1转子44(第2转子14)固定于曲轴32。

此外，通过将轴向间隙型电动机52、22固定于曲轴32的两端，而能够使第1定子46和第2定子16位于轴线35的两端。通过将轴向间隙型电动机52、22配置于曲轴32的两端，利用第1电动机外壳50和第2电动机外壳20能够简单地使第1转子44(第2转子14)相对于第1定子46(第2定子16)的相位角一致。

第1轴向间隙型电动机52的位置与第2轴向间隙型电动机22的位置也能够如下那样地表示。第1轴向间隙型电动机52配置于曲轴32的一端，第2轴向间隙型电动机22配置于曲轴32的另一端。第1转子44和第2转子14配置于第1定子46和第2定子16之间。在第1转子44和第2转子14之间配置有外齿轮26。第1转子44相对于第2定子14而言配置于与第2定子16相反的一侧。第1定子46相对于第1转子44而言配置于与第2转子14相反的一侧。

(第2实施例)

参照图4，说明驱动装置(齿轮传动装置)200。驱动装置200是驱动装置100的变形例。对于驱动装置200而言，与驱动装置100相同的部件标注相同的附图标记或者后两位相同的附图标记，从而省略说明。

在驱动装置200中，第1轴向间隙型电动机52和第2轴向间隙型电动机22相对于外齿轮26而言在同一侧固定于曲轴32。更具体而言，第1轴向间隙型电动机52配置于曲轴32的一端。此外，第2轴向间隙型电动机22配置于外齿轮26和第1轴向间隙型电动机52之间。在曲轴32的另一端安装有制动器217。驱动装置200也具有3个曲轴32。制动器217安装于3个曲轴32中的两个曲轴32。在另一个曲轴32安装有编码器(省略图示)。

如上所述，在驱动装置200中，两个轴向间隙型电动机配置于曲轴32的轴线35方向的一侧。其结果，能够确保在曲轴32的另一端用于安装大径的制动器217的空间。此外，在驱动装置200中也使第1轴向间隙型电动机52和第2轴向间隙型电动机22相面对。两个轴向间隙型电动机22、52的吸引力沿着彼此相反的方向作用于曲轴32。第1轴向间隙型电动机52的吸引力和第2轴向间隙型电动机22的吸引力相抵消。于是，曲轴32能够顺畅地旋转。

在驱动装置200中，第1转子44和第2转子14一体化。更详细而言，永磁体44N、44S固定于板件34的一侧的表面，永磁体14N、14S固定于板件34的另一侧的表面(相反一侧的表面)。由永磁体44N、44S和板件34形成第1转子44，由永磁体14N、14S和板件34形成第2转子14。即，第1转子44和第2转子14利用了通用的板件34。

在驱动装置200中，第1定子46固定于第1电动机凸缘250，第2定子16固定于齿轮架208。在将第1电动机凸缘250固定在了齿轮架208时，以第1定子46的绕组46U和第2定子16的绕组16U、第1定子46的绕组46V和第2定子16的绕组16V以及第1定子46的绕组46W(未图示)和第2定子16的绕组16W(未图示)分别相对的方式将第2定子16固定于齿轮架208。

以下记载有实施例的注意事项。为了将定子芯固定于电动机凸缘，能够使用硬化性树脂、螺栓等代替粘接剂。或者，也可以利用树脂将定子芯和电动机凸缘一体形成。

在第1、2实施例中，在各曲轴上，使两个轴向间隙型电动机的转子彼此相面对。也可以使两个轴向间隙型电动机的定子彼此相面对。即，也可以将两个定子配置于两个转子之间。

以上详细地说明了本发明的具体例，但这些只不过是例示，不用于限定权利要求的保护范围。在权利要求书所记载的技术中包含对以上所例示的具体例进行各种变形、变更而成的技术方案。本说明书或者附图中说明的技术特征单独发挥技术上的有用性或通过各种组合来发挥技术上的有用性，并不限定于申请时的权利要求项所记载的组合。另外，本说明书或附图所例示的技术能够同时实现多个目的，实现其中之一的目的的技术本身具有技术上的有用性。

Claims (6)

1.一种驱动装置，其具有齿轮单元和轴向间隙型电动机，该驱动装置的特征在于，

齿轮单元具有：

输入轴，其支承于支承构件；

被驱动构件，其与输入轴卡合，

两个轴向间隙型电动机以相面对的方式安装于输入轴。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，

输入轴向被驱动构件的轴向的两侧延伸，在输入轴的两端分别配置有轴向间隙型电动机。

3.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，

输入轴向被驱动构件的轴向的两侧延伸，在输入轴的一端配置有两个轴向间隙型电动机。

4.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，

在输入轴的另一端安装有制动器。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的驱动装置，其特征在于，

该驱动装置具有多个输入轴。

6.根据权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，

在每个输入轴安装有相面对的两个轴向间隙型电动机。

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