CN105452717A - 齿轮传动装置 - Google Patents

Abstract

齿轮传动装置具有齿轮结构体和多个马达。齿轮结构体具有多个曲轴、偏心旋转齿轮和自转齿轮。各曲轴上均安装有马达。多个马达中的至少一个是第一马达，多个马达中的至少一个是第二马达。第二马达的轴向长度比第一马达的轴向长度短。

Description

齿轮传动装置

技术领域

本申请主张基于2013年8月9日提出的日本特许申请第2013-166927号的优先权。该日本特许申请的全部内容均以参照的形式被援引入此说明书中。本说明书公开一项涉及齿轮传动装置的技术，特别涉及具有多个曲轴的齿轮传动装置。

背景技术

公知有使用偏心旋转齿轮的齿轮传动装置。偏心旋转齿轮相对于齿轮传动装置的输出轴进行偏心旋转。在这样的齿轮传动装置中，有时使多个曲轴与偏心旋转齿轮卡合。日本特开2011-147223号公报中公开了一种所有的曲轴上均安装有马达的齿轮传动装置。以下，将日本特开2011-147223号公报称作专利文献1。此外，专利文献1的齿轮传动装置在多个曲轴中的一个上安装有编码器。

发明内容

发明要解决的问题

根据专利文献1的技术，由于所有的曲轴都用马达驱动，所以能够防止在外齿齿轮与曲轴之间产生齿隙。具体而言，能够防止曲轴与曲轴之间产生相位差。然而，由于所有的曲轴上均安装有马达，因此由于把编码器安装在曲轴上导致的齿轮传动装置的轴向长度变长是不可避免的。本说明书提供一项技术，该技术既能够防止具有多个曲轴的齿轮传动装置中的曲轴与曲轴之间产生相位差，同时又能缩小齿轮传动装置的尺寸。

用于解决问题的方案

本说明书中公开的齿轮传动装置具有齿轮结构体和用于驱动该齿轮结构体的多个马达。齿轮结构体具有多个曲轴、偏心旋转齿轮、相对于偏心旋转齿轮进行相对旋转的自转齿轮(自転歯車)。曲轴具有偏心体。各曲轴上均安装有上述马达。偏心旋转齿轮与设于曲轴的偏心体相卡合。自转齿轮的齿数不同于偏心旋转齿轮的齿数并且与偏心旋转齿轮相啮合。本说明书公开的齿轮传动装置中，多个马达中的至少一个为第一马达，多个马达中的至少一个为第二马达。第二马达的轴向长度比第一马达的轴向长度短。

根据上述齿轮传动装置，由于所有的曲轴上连结有马达，所以能够防止曲轴与曲轴之间产生相位差。此外，由于第二马达的轴向长度比第一马达的轴向长度短，所以第二马达与曲轴的合计长度比第一马达与曲轴的合计长度短。与把编码器等安装在安装有第一马达的曲轴的情况相比，通过把编码器等安装在安装有第二马达的曲轴上，能够使齿轮传动装置的轴向长度更短。

另外，本说明书中公开的技术，并非只是使用轴向长度短的马达。轴向长度短的马达一般情况下输出扭矩小。因此，如果使所有的马达的轴向长度都短，则齿轮传动装置的输出扭矩就会降低。本说明书中公开的技术，是在一个齿轮传动装置中使用轴向长度不同的多种马达(至少有第一马达、第二马达)。由此，既能抑制齿轮传动装置的输出扭矩降低的同时，能减小齿轮传动装置的尺寸。

附图说明

图1表示实施例的齿轮传动装置的剖视图。

图2表示实施例的齿轮传动装置的其他角度的剖视图。

图3表示用于说明曲轴及马达的配置状态的图。

具体实施方式

以下，对本说明书中公开的实施例的几个技术特征进行描述。另外，以下所描述的事项，各自单独都具有技术上的可用性。

也可以是，多个马达中的一个是第二马达(轴向长度比第一马达的轴向长度短的马达)，其他马达是第一马达。典型地说，第一马达的输出扭矩比第二马达的输出扭矩大。通过把第二马达的数量限制在最小限度，与设有多个第二马达的齿轮传动装置相比，可使齿轮传动装置的输出扭矩更大。

可以将所有马达进行电串联连接。通过把所有马达串联连接，当任何一个马达的配线(绕组)断路时，所有马达均会停止。能够防止在任意一个马达发生断路、输入扭矩(马达的输出扭矩)降低的状态下齿轮传动装置继续驱动。另外，马达为多相马达时，“将马达进行电串联连接”，是指将各相的绕组串联连接的意思。例如，将三个具有U相、V相及W相的三相马达串联连接时，将三个马达的U相绕组串联连接，三个马达的V相绕组串联连接，三个马达的W相绕组串联连接。在这种情况下，第一个及第二个马达中U相、V相及W相不相连接，在第三个马达中将U相、V相及W相连接。

实施例

通过实施例，对多个曲轴与外齿齿轮相卡合、外齿齿轮偏心旋转的齿轮传动装置进行说明。在实施例的齿轮传动装置中，内齿齿轮一边与外齿齿轮相啮合一边相对于外齿齿轮进行相对旋转。本说明书中公开的技术也能适用于多个曲轴与内齿齿轮卡合、内齿齿轮进行偏心旋转型的齿轮传动装置。在这种情况下，外齿齿轮与进行偏心旋转的内齿齿轮相啮合、相对于内齿齿轮进行相对旋转。此外，在实施例中，对三个曲轴与外齿齿轮相卡合的例子进行说明。然而，曲轴的数量也可以是两个，也可以是四个以上。

对齿轮传动装置100进行说明。齿轮传动装置100具有三个曲轴14a、14b及14c。图1表示的是有曲轴14a的截面出现而没有曲轴14b及14c的截面出现的部位。图2表示的是有曲轴14a及14b的截面出现、没有曲轴14c的截面出现的部位。另外，在图2中，为了使图清晰明了，省略了若干个图1中标注过的附图标记。曲轴14a、14b及14c的轴线40a、40b及40c在偏离开齿轮传动装置100的轴线42的位置上与轴线42平行地延伸。

如图3所示，曲轴14a、14b及14c绕轴线42以等间隔配置。即，连结轴线40a-轴线42-轴线40b而成的角度、连结轴线40b-轴线42-轴线40c而成的角度及连结轴线40c-轴线42-轴线40a而成的角度分别为120°。曲轴14a上安装有马达36a，曲轴14b上安装有马达60，曲轴14c上安装有马达36c。马达36a、36c为第一马达的一个例子，马达60为第二马达的一个例子。另外，马达36a、36c为相同的结构。

曲轴14b上安装有编码器70。另外，曲轴14a及14c上没有安装编码器70。在以下的说明中，有时将马达36a、36c仅称为马达36。此外，有时将曲轴14a、14b及14c仅称为曲轴14。

如图1及图2所示，齿轮传动装置100具有齿轮结构体52和多个马达(第一马达36a、36c；第二马达60)。齿轮结构体52具有曲轴14、两个外齿齿轮24和内齿齿轮22。曲轴14a上安装有第一马达36，曲轴14b上安装有第二马达60，曲轴14c上安装有第一马达36(参照图3)。外齿齿轮24是偏心旋转齿轮的一个例子，内齿齿轮22是自转齿轮的一个例子。

参照图1说明齿轮传动装置100的具体结构。曲轴14具有两个偏心体10。两个偏心体10相对于曲轴14的轴线40彼此向相反的方向偏心。外齿齿轮24通过圆柱滚子轴承26与各自的偏心体10相卡合。因此，当曲轴14旋转时，偏心体10即绕轴线40进行偏心旋转，外齿齿轮24一边与内齿齿轮22相啮合一边绕轴线42进行偏心旋转。

曲轴14被一对轴承16支承为可相对于齿轮架4旋转。在齿轮结构体52中，作为一对轴承16，使用了圆锥滚子轴承。利用一对轴承16来限制曲轴14相对于齿轮架4沿着轴向及径向的移动。此外，齿轮架4由一对轴承46支承于箱体20。在齿轮结构体52中，作为一对轴承46，使用了角接触球轴承。利用一对轴承46来限制齿轮架4相对于箱体20沿着轴向及径向的移动。

箱体20的内周面上配置有多个内齿销18。各内齿销18绕轴线42以等间隔配置。内齿齿轮22由箱体20和内齿销18形成。内齿齿轮22与外齿齿轮24啮合。内齿齿轮22的齿数(内齿销18的数量)与外齿齿轮24的齿数不同。在齿轮结构体52中，内齿齿轮22的齿数比外齿齿轮24的齿数多一个。

外齿齿轮24一边与内齿齿轮22相啮合一边进行偏心旋转。当外齿齿轮24进行偏心旋转时，外齿齿轮24按照外齿齿轮24与内齿齿轮22的齿数之差而相对于内齿齿轮22进行相对旋转。齿轮架4通过曲轴14支承着外齿齿轮24，箱体20构成了内齿齿轮22的一部分。因此，当外齿齿轮24相对于内齿齿轮22进行相对旋转时，齿轮架4相对于箱体20进行相对旋转。在齿轮结构体52中，将齿轮架4固定于基座(图示省略)，将被旋转构件2固定于箱体20。因此，当外齿齿轮24进行偏心旋转(曲轴14进行旋转)时，被旋转构件2相对于基座进行旋转。另外，也可以说轴线42是箱体20(内齿齿轮22)的旋转轴线。

齿轮架4具有第一构件4a和第二构件4c。第一构件4a具有柱状部4b。柱状部4b从第一构件4a朝着第二构件4c延伸，并通过形成于外齿齿轮24的贯通孔。柱状部4b由螺栓固定于第二构件4c。第一构件4a和第二构件4c由锥形销48定位。

在齿轮架4(第一构件4a、第二构件4c)的中央部形成有沿轴线42延伸的贯通孔。齿轮架4的贯通孔内配置有筒体6。筒体6的一端被固定于第一构件4a，另一端被固定于第二构件4c。形成于筒体6的贯通孔8与齿轮架4的贯通孔连通。即，在齿轮传动装置100的中央部设有沿轴线42延伸的贯通孔。

第二构件4c上固定有马达36、60(同时参照图2)。第一马达36具有转子34和定子30。转子34被固定于曲轴14。在转子34的表面上安装有永磁体32。定子30被固定于齿轮架4的第二构件4c。定子30具有绕组，来自电源(图示省略)的电流将流向绕组。第二马达60具有转子66和定子62。转子66被固定于曲轴14。在转子66的表面上安装有永磁体64。定子62被固定于齿轮架4的第二构件4c。定子62具有绕组，来自电源的电流将流向绕组。

在齿轮传动装置100中，第一马达36与第二马达60串联连接。具体而言，第一马达36的绕组与第二马达60的绕组相连。因此，从一个电源供给的电流将流过第一马达36及第二马达60。

如图2及图3所示，三个曲轴14(14a、14b及14c)中，只有曲轴14b上安装有第二马达60。其他的曲轴14(14a及14c)上安装有第一马达36。此外，曲轴14b上安装有编码器70，曲轴14a及14c上没有安装编码器70。

如图2所示，在轴线42的方向上，第二马达60的长度L60比第一马达36的长度L36短。因此，相比于在曲轴14a(或者曲轴14c)上安装编码器70，通过在曲轴14b上安装编码器70，能够缩短齿轮传动装置100的轴线42方向的长度。即，通过选择性地在安装第二马达60的曲轴14b上安装编码器70，能够防止齿轮传动装置100的轴线42方向的长度变长。

对齿轮传动装置100的优点进行说明。如上所述，针对齿轮传动装置100，准备轴向长度不同的两种马达(第一马达36、第二马达60)，在安装轴向长度短的马达(第二马达60)的曲轴(曲轴14b)上安装编码器70。其结果是，能够实现小型的齿轮传动装置。此外，在齿轮传动装置100中，所有的曲轴14上均安装有马达(第一马达36、第二马达60)。因此，能够防止在驱动齿轮传动装置100时在曲轴14与外齿齿轮24之间产生齿隙。换言之，能够使所有曲轴14的相位一致。

在齿轮传动装置100中使用了两个第一马达36和一个第二马达60。如上所述，第一马达36的轴向长度L36比第二马达60的轴向长度L60长。即，第一马达36的尺寸比第二马达60的尺寸大。典型的是，尺寸大的马达的输出扭矩大。在齿轮传动装置100中，输出扭矩大的马达(第一马达36)的使用数量比输出扭矩小的马达(第二马达60)的数量多。说得更具体一些，在齿轮传动装置100中，使输出扭矩小的马达(第二马达60)的数量为最小(一个)。由此，实现了既紧凑输出扭矩又大的齿轮传动装置。

在齿轮传动装置100中，第一马达36及第二马达60串联连接于一个电源。因此，能够防止在马达36、60之间产生相位差。此外，齿轮传动装置100能够利用一个控制器驱动多个马达。另外，由于所有曲轴14的相位一致，所以，仅在一个曲轴14(曲轴14b)上安装编码器70，就能检测出所有曲轴14的转角。

油封44、50沿轴线42的方向被配置在一对轴承46的外侧、且配置在箱体20与齿轮架4之间。油封44被配置在箱体20与第一构件4a之间，油封50被配置在箱体20与第二构件4c之间。此外，油封28及盖12沿轴线40的方向被配置在一对轴承16的外侧、且配置在曲轴14与齿轮架之间。油封28被配置在曲轴14与第二构件4c之间，盖12安装在设于第一构件4a的孔(为了配置用于支承曲轴14的轴承16的孔)中。通过油封44、50、28及盖12来防止齿轮传动装置100内部的润滑剂漏到齿轮传动装置100的外部。另外，在第一构件4a与筒体6之间以及第二构件4c与筒体6之间分别配置有O形圈，以防止齿轮传动装置100内部的润滑剂漏到齿轮传动装置100的中央的贯通孔内。

在上述实施例中，对于具有三个曲轴14和三个马达(第一马达36、第二马达60)的齿轮传动装置100进行了说明。曲轴及马达的数量不限于上述实施例。本说明书中公开的技术能够适用于具有多个曲轴、各曲轴上均安装有马达的所有齿轮传动装置。重要的是，作为多个马达中的至少一个马达，能够使用轴向长度比其他马达的轴向长度短的马达。

在上述实施例中对于在安装了轴向长度短的马达(第二马达)的曲轴上安装编码器的例子进行了说明。然而，也可以在由于利用第二马达而产生的空间里安装其他零件(例如制动器)。此外，除了第一马达及第二马达以外，还可以使用轴向长度不同于第一马达及第二马达的轴向长度的第三马达。例如，可以使用轴向长度比第一马达的轴向长度短且轴向长度比第二马达的轴向长度长的第三马达。在这种情况下，可以在安装有第三马达的曲轴上安装不同于编码器的零件。

在上述实施例中，第一马达及第二马达二者均为径向间隙马达。然而，作为第一马达及第二马达，也可以用轴向间隙马达。或者，也可以是，第一马达用径向间隙马达，第二马达用轴向间隙马达。容易使轴向间隙马达的轴向长度比径向间隙马达的轴向长度短，能够进一步抑制齿轮传动装置的轴向长度变长。

以上，详细说明了本发明的具体例子，但这些都不过是示例而已，不是用来限定权利要求书的。权利要求书中记载的技术包括对以上示例的具体例子作出的各种变形、变更。本说明书或者附图中说明的技术要素单独或者通过各种组合发挥技术上的可用性，并非限定于提出专利申请时的权利要求书中记载的组合。此外，本说明书或者附图中所示例的技术是同时达成多个目的的技术，达成其中一个目的技术本身就具备了技术上的可用性。

Claims (4)

1.一种齿轮传动装置，其包括齿轮结构体和用于驱动该齿轮结构体的多个马达，其中，

齿轮结构体包括：

多个曲轴，该多个曲轴上设有偏心体并且安装有所述马达；

与所述偏心体相卡合的偏心旋转齿轮；和

自转齿轮，该自转齿轮的齿数与偏心旋转齿轮的齿数不同并且与偏心旋转齿轮相啮合，其相对于偏心旋转齿轮进行相对旋转，

多个马达中的至少一个为第一马达，

多个马达中的至少一个为第二马达，

第二马达的轴向长度比第一马达的轴向长度短。

2.根据权利要求1所述的齿轮传动装置，其中，

多个马达中的一个为第二马达，其他马达为第一马达。

3.根据权利要求2所述的齿轮传动装置，其中，

编码器安装于第二马达。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的齿轮传动装置，其中，

所有的马达电串联连接在一起。