CN109980845B - 齿轮马达 - Google Patents

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CN109980845B CN201811239482.0A CN201811239482A CN109980845B CN 109980845 B CN109980845 B CN 109980845B CN 201811239482 A CN201811239482 A CN 201811239482A CN 109980845 B CN109980845 B CN 109980845B
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Abstract

本发明提供一种能够抑制齿轮马达的体积增大并且能够减少振动的齿轮马达。一种齿轮马达,其具备马达和减速机。并且,马达具备卷绕有线圈(3b)的定子(3)及具有转子(4a)的转子轴,减速机具有与转子轴同轴且与该转子轴一体地旋转的输入轴、设置于输入轴的偏心体及被偏心体摆动的摆动齿轮(22),马达与减速机连结在一起,并且调整偏心体的相位和马达的旋转磁场(Hr1)的相位,以使通过马达的旋转磁场(Hr1)而作用于转子轴的载荷(F1)的朝向成为抵消通过偏心体的旋转而作用于输入轴的载荷(F2)的方向。

Description

齿轮马达
本申请主张基于2017年11月14日申请的日本专利申请第2017-218687号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种齿轮马达。
背景技术
在专利文献1中公开了具备马达和减速机的齿轮马达。该齿轮马达的减速机具有:与马达轴(124)同轴且与马达轴一体旋转的输入轴(101)、设置于输入轴上的偏心体(103)、被偏心体摆动的外齿轮(105)(括号内的符号表示专利文献1的图1的符号)。
在这种减速机中,在齿轮马达运行时,外齿轮的摆动作为振动而出现。因此,在专利文献1的齿轮马达中,在马达内的空闲空间设置配重(130)来减少振动。
并且,以往在这种减速机中,为了减少因外齿轮的摆动而产生的振动,有时设置摆动相位彼此不同的多个外齿轮。
专利文献1:日本特开平10-051999号公报
然而,以往的齿轮马达无法充分地减少振动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够进一步减少振动的齿轮马达。
本发明是一种齿轮马达,其具备马达和减速机,
所述齿轮马达构成为如下:
所述马达具备卷绕有线圈的定子及具有转子的转子轴,
所述减速机具有与所述转子轴同轴且与所述转子轴一体地旋转的输入轴、设置于所述输入轴的偏心体及被所述偏心体摆动的摆动齿轮,
所述马达与所述减速机连结在一起,并且调整所述偏心体的相位和所述马达的旋转磁场的相位,以使通过所述马达的旋转磁场而作用于所述转子轴的载荷的朝向成为抵消通过所述偏心体的旋转而作用于所述输入轴的载荷的方向。
根据本发明,提供一种能够进一步减少振动的齿轮马达。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的第一实施方式的齿轮马达的剖视图。
图2(A)是表示第一实施方式的定子及转子的图,图2(B)是用于说明第一实施方式的作用于输入轴及转子轴的载荷的图。
图3(A)是表示本发明所涉及的第二实施方式的齿轮马达的定子及转子的图,图3(B)是用于说明第二实施方式的作用于输入轴及转子轴的载荷的图,图3(C)是用于说明第二实施方式的作用于输入轴及转子轴的载荷的大小的图。
图4(A)是表示本发明所涉及的第三实施方式的齿轮马达的定子及转子的图,图4(B)是用于说明第三实施方式的作用于输入轴及转子轴的载荷的图,图4(C)是用于说明第三实施方式的作用于输入轴及转子轴的载荷的大小的图。
图中:1-齿轮马达,M1-马达,G1-减速机,3-定子,3a、3Aa、3Ba-定子铁心,3b、3Ab、3Bb-线圈,4-转子轴,4a-转子,4b1~4b8-永久磁铁,12-输入轴,14-偏心体,22、22A1、22A2、22B1~22B3-外齿轮,26-内齿轮,26b-外销,28-内销,29-轮架体,31~35-第1~第5壳体,41、42-轴承,44-主轴承,Hr1、Hr11、Hr12、Hr21~Hr23-旋转磁场,F1、F2、FA1~FA4、FB1~FB6-载荷,A1、A2-支点。
具体实施方式
以下,参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。
(第一实施方式)
图1是表示本发明所涉及的第一实施方式的齿轮马达的剖视图。图2(A)是表示第一实施方式的定子及转子的图,图2(B)是用于说明第一实施方式的作用于输入轴及转子轴的载荷的图。以下,将沿输入轴12及转子轴4的旋转轴O1的方向定义为轴向,将与旋转轴O1垂直的方向定义为径向,将以旋转轴O1为中心进行旋转的方向定义为周向。
第一实施方式的齿轮马达1具备马达M1和减速机G1。
<马达M1的结构>
如图1所示,马达M1具备卷绕有线圈的定子3、具有转子4a的转子轴4、覆盖它们的第3壳体33、第4壳体34及第5壳体35。转子4a是来自定子3的电磁力作用的部分。
转子轴4例如具有中空结构,其经由轴承(例如球轴承)41、42旋转自如地支承于例如第3壳体33和第5壳体35。轴承41、42配置于轴向上的转子4a的两侧且比后述的减速机G1的偏心体14更靠转子轴4侧的位置。
第一实施方式的马达M1采用产生一个方向的轴激振力的结构。轴激振力相当于通过定子3所产生的旋转磁场而在转子4a中产生的载荷F1(详细内容将后述)。产生一个方向的轴激振力的马达M1例如具有2极3槽、8极9槽、10极9槽等分数槽的结构。在此,极数表示在转子4a的外周N极S极交替排列的磁极的数量。槽数表示在定子铁心3a中供线圈3b的配线通过的槽(相邻的一对扇形片之间)的数量,其与后述的扇形片的数量相同。分数槽表示每极每相槽数为分数的马达结构。接着,对使用了8极9槽的结构的具体例进行说明。
如图2(A)所示,定子3具有定子铁心3a(即,磁性体)和卷绕于定子铁心3a上的线圈3b。线圈3b例如分为相位彼此相差120度的三相(u相、v相、w相)电流流过的三组线圈。另外,定子铁心3a具有通过各相的电流而产生磁场的多个扇形片Seg1~Seg9。在第一实施方式的定子铁心3a中,如图2(A)所示,u相的三个扇形片Seg1~Seg3、v相的三个扇形片Seg4~Seg6及w相的三个扇形片Seg7~Seg9排列设置。u相的扇形片Seg1~Seg3产生与u相的电流相对应的大小的朝向轴中心的磁场。v相的扇形片Seg4~Seg6产生与v相的电流相对应的大小的朝向轴中心的磁场。w相的扇形片Seg7~Seg9产生与w相的电流相对应的大小的朝向轴中心的磁场。
转子4a具有固定于转子轴4上的多个永久磁铁4b1~4b8。例如,在第一实施方式中,八个永久磁铁4b1~4b8设置在沿旋转方向八等分的八个区域。八个永久磁铁4b1~4b8配置成S极和N极交替朝向外周侧。
<马达M1的动作>
若定子3被三相电流驱动,则在转子4a的中央产生与旋转轴O1正交的方向的旋转磁场Hr1(参考图2(A))。旋转磁场Hr1是由定子铁心3a的多个扇形片Seg1~Seg9分别产生的多个磁场的合成磁场,磁场的大小不依赖于旋转角度且其朝向对应于三相电流而沿周向旋转。只要三相电流的有效值不变,旋转磁场Hr1的大小就不变。
转子4a受到从定子3的各扇形片Seg1~Seg9产生的磁场的影响而产生以旋转轴O1为中心的转矩。另外,通过旋转磁场Hr1,与旋转轴O1正交的方向的载荷F1(参考图1及图2(B))作用于转子4a。作为典型的载荷F1,产生其方向与旋转磁场Hr1的方向相同且根据转子4a的磁极的配置其朝向与旋转磁场Hr1的朝向相同或相反的载荷F1。
<减速机G1的结构>
减速机G1为偏心摆动型减速装置。减速机G1具备:具有偏心体14并且与转子轴4同轴且与转子轴4一体旋转的输入轴12;被偏心体14摆动的外齿轮22;及与摆动的外齿轮22啮合的内齿轮26。并且,减速机G1还具有:分别贯穿于外齿轮22的多个销孔22a中的多个内销28;与内销28连结在一起的轮架体29;覆盖内齿轮26及输入轴12的第1壳体31;及与内齿轮26连结在一起的第2壳体32。外齿轮22相当于本发明所涉及的摆动齿轮的一例。
输入轴12为与转子轴4形成为一体的具有中空结构的轴,其通过马达M1的驱动而以旋转轴O1为中心进行旋转。另外,转子轴4与输入轴12也可以采用彼此分体形成且彼此连结在一起的结构。
输入轴12通过由轴承41、42支承与其一体化的转子轴4而被支承为旋转自如。输入轴12在比偏心体14更靠与马达M1相反的一侧并未被轴承支承。
偏心体14的外周面具有圆柱侧面的曲面形状,该外周面的中心线从旋转轴O1偏心。
外齿轮22经由滚子轴承18能够摆动地组装于偏心体14的外周,且与内齿轮26内啮合。外齿轮22在从其轴心偏移的位置具有多个销孔22a,多个内销28贯穿于该多个销孔22a中。另外,外齿轮22在其最外周部具备次摆线齿形的齿部22b。
连结有内销28的轮架体29与第1壳体31及第3壳体33连结在一起。另外,内销28也可以采用保持于轮架体29的结构。
内齿轮26具有:与第2壳体32连结在一起的内齿轮主体26a;设置于内齿轮主体26a的多个销槽26c;及旋转自如地支承于多个销槽26c的多个外销26b。内齿轮26经由主轴承44旋转自如地支承于第1壳体31。内齿轮26的内齿的数量(外销26b的根数)与外齿轮22的外齿的数量稍微不同(例如多出一个)。
<减速机G1的动作>
若输入轴12旋转,则偏心体14进行偏心旋转,随之,外齿轮22进行摆动。在此,外齿轮22与内齿轮26内啮合,而且,保持有内销28的轮架体29与第1壳体31及第3壳体33连结在一起。因此,贯穿有内销28的外齿轮22不会以旋转轴O1为中心进行旋转,但是,偏心体14每旋转一次,内齿轮26相对于外齿轮22旋转(自转)与齿数差相当的量。由此,输入轴12的旋转运动以1/(外齿轮22的齿数)的减速比减速后作为内齿轮26及第2壳体32的旋转而进行输出。
偏心体14每旋转一次,外齿轮22以其重心围绕旋转轴O1沿周向旋转一次的方式进行摆动。因此,在输入轴12产生相当于外齿轮22旋转时的离心力的载荷F2(参考图1及图2(B))。载荷F2为与旋转轴O1正交的方向的力。
<在输入轴12及转子轴4上产生的载荷>
如上所述,因外齿轮22的摆动而产生的载荷F2作用于输入轴12。另一方面,因旋转磁场Hr1而产生的载荷F1作用于转子轴4。调整定子3的电流相位,并且调整转子4a的永久磁铁4b1~4b8的固定位置,以使这些载荷F1、F2如图2(B)所示那样朝向彼此抵消的方向。具体而言,载荷F1、F2的朝向调整为彼此相反的方向以便该载荷彼此抵消。在本说明书中,彼此相反的方向不只限于严格意义上的相差180°的方向,其允许±10°以内的误差。通过将两个载荷F1、F2调整为彼此相反的方向,能够减小施加于输入轴12及转子轴4的伴随旋转的合计载荷,由此,能够减少齿轮马达1的振动。
如图1下段的力点及支点的关系所示,两个载荷F1、F2作用于输入轴12及转子轴4的轴向上的不同位置。并且,轴承41、42作为支点A1、A2而发挥作用。因此,若输入轴12及转子轴4出现挠曲,则基于载荷F1、F2及支点A1、A2的支承,有可能会产生因输入轴12及转子轴4的挠曲而产生的振动。因此,将两个载荷F1、F2调整为相同大小并不一定是优选的。例如,优选将两个载荷F1、F2的大小调整为,使因合计载荷(F1+F2)而产生的振动和因输入轴12及转子轴4的挠曲而产生的振动例如对应于使用环境等以适当的比例减少。
如上,根据第一实施方式的齿轮马达1,通过外齿轮22的偏心旋转而产生的载荷F2和通过马达M1的旋转磁场Hr1而产生的载荷F1被调整为彼此抵消。由此,例如,无需增加外齿轮22的数量或者追加配重,也可以减少因外齿轮22的偏心旋转而产生的振动。因此,能够抑制齿轮马达1的体积增大,并且能够减少齿轮马达1的振动。
另外,根据第一实施方式的齿轮马达1,外齿轮22的个数为一个,并且通过旋转磁场Hr1而作用于转子轴4的载荷和通过偏心体14的旋转而作用于输入轴12的载荷的朝向被调整为彼此相反的方向。以往,若外齿轮的个数为一个,则能够使齿轮马达在轴向上紧凑,而另一方面则存在受外齿轮摆动的影响而振动会变大的问题。但是,在第一实施方式中,不仅能够使齿轮马达1在轴向上紧凑,而且无需配置配重也可以减少齿轮马达1的振动。
另外,根据第一实施方式的齿轮马达1,输入轴12在比偏心体14更靠与转子轴4相反的一侧并未被轴承支承。如此,通过减少轴承,能够实现齿轮马达1在轴向上的紧凑化,并且能够实现体积的减小。以往,若去掉轴承则输入轴12端部的振动会变大,而在第一实施方式中,通过使因外齿轮22的摆动而产生的载荷F2与在转子轴4上产生的载荷F1彼此抵消,能够抑制输入轴12的端部的振动。
(第二实施方式)
图3(A)是表示本发明所涉及的第二实施方式的齿轮马达的定子及转子的图,图3(B)是用于说明第二实施方式的作用于输入轴及转子轴的载荷的图,图3(C)是用于说明第二实施方式的作用于输入轴及转子轴的载荷的大小的图。
第二实施方式的齿轮马达与第一实施方式的区别主要在于,定子3A的扇形片Seg11~Seg16及线圈3Ab的配置、偏心体14及外齿轮22A1、22A2的数量,而其他结构则与第一实施方式相同。以下,仅对与第一实施方式不同的部分进行详细说明。
第二实施方式的定子3A及转子4Aa包括分别产生一个方向的轴激振力的两组构成要件。例如,4极6槽(2极3槽的构成要件有两组)、16极18槽(8极9槽的构成要件有两组)、20极18槽(10极9槽的构成要件有两组)等马达结构属于这种结构。接着,对使用了4极6槽的结构的具体例进行说明。
如图3(A)所示,第二实施方式的定子3A具有:具有六个扇形片Seg11~Seg16的定子铁心3Aa;流过三相电流的多个线圈3Ab。在第二实施方式中,u相的扇形片Seg11及Seg14、v相的扇形片Seg12及Seg15及w相的扇形片Seg13及Seg16如图3(A)所示那样排列设置。
通过采用这种配置,基于u相、v相、w相的扇形片Seg11~Seg13在转子4Aa的中央获得与旋转轴O1正交的旋转磁场Hr11。并且,基于另外的u相、v相、w相的扇形片Seg14~Seg16在转子4Aa的中央获得与旋转轴O1正交的旋转磁场Hr12。旋转磁场Hr11及旋转磁场Hr12朝向彼此相反的方向,并且其朝向对应于三相电流而沿周向旋转。
在第二实施方式中,旋转磁场Hr11及旋转磁场Hr12设定为其大小互不相同。这种设定例如通过将卷绕于扇形片Seg11~Seg13的线圈3Ab的匝数与卷绕于扇形片Seg14~Seg16的线圈3Ab的匝数设为不同而能够实现。或者,通过将扇形片Seg11~Seg13和扇形片Seg14~Seg16的大小设为不同而能够实现。
转子4Aa是在转子轴上固定多个永久磁铁而构成的。在第二实施方式中,未图示的四个永久磁铁设置在沿旋转方向四等分的四个区域。该四个永久磁铁配置成S极和N极交替朝向外周侧。转子4Aa受到从定子3A的各扇形片Seg11~Seg16产生的磁场的影响而产生以旋转轴O1为中心的转矩,而另一方面则受到旋转磁场Hr11、Hr12的影响而产生载荷FA1、FA2(参考图3(B)及图3(C))。作为典型的受到旋转磁场Hr11的影响而产生的载荷FA1,产生其方向与旋转磁场Hr11的方向相同且根据转子4Aa的磁极配置其朝向与旋转磁场Hr11的朝向相同或相反的载荷FA1。而作为受到另一个旋转磁场Hr12的影响而产生的载荷FA2,产生朝向与因旋转磁场Hr11而产生的载荷FA1的朝向相反的载荷FA2。由于旋转磁场Hr11及旋转磁场Hr12的大小互不相同,因此载荷FA1及载荷FA2的大小也互不相同。
在第二实施方式的减速机G1中,在输入轴12上设置有两个偏心体14,而且,对应于两个偏心体14而具备两个外齿轮22A1、22A2。两个偏心体14设置于轴向上的不同位置,随之,两个外齿轮22A1、22A2也设置于轴向上的不同位置。在两个外齿轮22A1、22A2上的从轴心偏移的位置分别设置有多个销孔,多个内销28共同贯穿于该多个销孔。
两个偏心体14配置成其偏心轴(偏心方向)彼此错开180度,并以180度的相位差进行旋转。随之,两个外齿轮22A1、22A2以180度的相位差进行摆动。因此,作用于输入轴12的因一个外齿轮22A1的摆动而产生的载荷FA3与因另一个外齿轮22A2的摆动而产生的载荷FA4的朝向成为彼此相反的方向。载荷FA3和载荷FA4的大小彼此相同,且其朝向对应于输入轴12的旋转而沿周向变化。
在第二实施方式中,调整定子3A的电流相位及转子4Aa的永久磁铁4b1~4b8的固定位置,以使由一个旋转磁场Hr11产生的载荷FA1与由一个外齿轮22A1的摆动而产生的载荷FA3彼此抵消。并且,调整定子3A的电流相位及转子4Aa的永久磁铁4b1~4b8的固定位置,以使由另一个旋转磁场Hr12产生的载荷FA2与由另一个外齿轮22A2的摆动而产生的载荷FA4彼此抵消。具体而言,将载荷FA1与载荷FA3的朝向调整为彼此相反的方向,将载荷FA2与载荷FA4的朝向调整为彼此相反的方向。通过这种调整,作用于输入轴12及转子轴4的多个载荷FA1~FA4彼此抵消使得合计载荷减小,由此,能够减少第二实施方式所涉及的齿轮马达的振动。
如图3(C)所示,由两个外齿轮22A1、22A2产生的载荷FA3、FA4和因旋转磁场Hr11、Hr12而产生的载荷FA1、FA2作用于输入轴12及转子轴4的轴向上的不同位置。因此,若输入轴12及转子轴4出现挠曲,则基于载荷FA1~FA4及支点A1、A2的支承,有可能会产生因输入轴12及转子轴4的挠曲而产生的振动。因此,将四个载荷FA1~FA4的大小均调整为相同大小并不一定是优选的。例如,在载荷FA3和载荷FA4中,靠近端部的载荷FA3的以支点A1为中心的力矩更大。因此,为了抵消该力矩,可以调整为如下:使因一个旋转磁场Hr12而产生的载荷FA2大于因另一个旋转磁场Hr11而产生的载荷FA1。并且,优选适当设定因旋转磁场Hr11、Hr12而产生的载荷FA1、FA2的大小,以便基于使用环境等而需要去除的振动得到减少。
如上,根据第二实施方式的齿轮马达,通过外齿轮22A1、22A2的摆动而产生的载荷FA3、FA4与通过旋转磁场Hr11、Hr12而产生的载荷FA1、FA2被调整为彼此抵消。由此,例如,无需追加配重,也可以减少因外齿轮22A1、22A2的偏心旋转而产生的振动。因此,能够抑制齿轮马达1的体积增大,并且能够减少齿轮马达1的振动。
另外,根据第二实施方式的齿轮马达,设置有相位彼此相差180度的两组偏心体14及外齿轮22A1、22A2。在减速机设置有多个外齿轮的情况下,基于外齿轮22A1、22A2的配置,载荷FA3、FA4作用于输入轴12的轴向上的位置不同,而该位置之差作为力矩而作用于输入轴12。但是,根据第二实施方式的齿轮马达,定子3A产生朝向彼此相反且大小互不相同的两个旋转磁场Hr11、Hr12,通过旋转磁场Hr11、Hr12而作用于转子轴4的载荷FA1、FA2的大小互不相同。通过采用该结构,能够减小外齿轮22A1、22A2的载荷FA3、FA4作用于输入轴12的力矩。
(第三实施方式)
图4(A)是表示本发明所涉及的第三实施方式的齿轮马达的定子及转子的图,图4(B)是用于说明第三实施方式的作用于输入轴及转子轴的载荷的图,图4(C)是用于说明第三实施方式的作用于输入轴及转子轴的载荷的大小的图。在图4(C)中,以规定方向分量(例如载荷FB3、FB6的方向分量)的大小来表示各载荷FB1~FB6。
第三实施方式的齿轮马达与第一实施方式的区别主要在于,定子3B的扇形片Seg21~Seg29及线圈3Bb的配置、偏心体14及外齿轮22B1~22B3的数量,而其他结构则与第一实施方式相同。以下,仅对与第一实施方式不同的部分进行详细说明。
第三实施方式的定子3B及转子4Ba包括分别产生一个方向的轴激振力的三组构成要件。例如,6极9槽(2极3槽的构成要件有三组)、24极27槽(8极9槽的构成要件有三组)、30极27槽(10极9槽的构成要件有三组)等结构属于这种结构。接着,对使用了6极9槽的结构的具体例进行说明。
如图4(A)所示,第三实施方式的定子3B具备:具有九个扇形片Seg21~Seg29的定子铁心3Ba;流过三相电流的多个线圈3Bb。在第三实施方式中,九个扇形片Seg21~Seg29中的u相的线圈3Bb、v相的线圈3Bb及w相的线圈3Bb卷绕成其一部分重叠。并且,九个扇形片构成为在转子4Ba的中央能够获得与旋转轴O1正交的三个旋转磁场Hr21、Hr22、Hr23。旋转磁场Hr21~Hr23朝向彼此相差120度的不同方向,且其朝向对应于三相电流而沿周向旋转。
在第三实施方式中,三个旋转磁场Hr21~Hr23中的至少一个旋转磁场的大小设定为与其他旋转磁场的大小不同。这种设定例如通过调整卷绕于各扇形片Seg21~Seg29的线圈3Bb的匝数来能够实现。
转子4Ba是在转子轴上固定多个永久磁铁而构成的。在第三实施方式中,例如,未图示的六个永久磁铁设置在沿旋转方向六等分的六个区域。该六个永久磁铁配置成S极和N极交替朝向外周侧。转子4Ba受到从定子3B的各扇形片Seg21~Seg29产生的磁场的影响而产生以旋转轴O1为中心的转矩,而另一方面则受到旋转磁场Hr21~Hr23的影响而产生载荷FB1~FB3(参考图4(B)及图4(C))。作为典型的载荷FB1~FB3,产生其方向与对应的各个旋转磁场Hr21~Hr23的方向相同且根据转子4Ba的磁极配置其朝向与对应的各个旋转磁场Hr21~Hr23相同或相反的载荷FB1~FB3。由于三个旋转磁场Hr21~Hr23中的至少一个旋转磁场的大小与其他旋转磁场的大小不同,因此三个载荷FB1~FB3中的至少一个荷载的大小也与其他载荷的大小不同。
在第三实施方式的减速机G1中,在输入轴12上设置有三个偏心体14,另外,对应于三个偏心体14而具备三个外齿轮22B1~22B3。三个偏心体14设置于轴向上的不同位置,随之,三个外齿轮22B1~22B3也设置于轴向上的不同位置。在三个外齿轮22B1~22B3上的从轴心偏移的位置分别设置有多个销孔,多个内销28共同贯穿于该多个销孔。
三个偏心体14配置成其偏心轴(偏心方向)彼此错开120度,并以120度的相位差进行旋转。随之,三个外齿轮22B1~22B3以120度的相位差进行摆动。因此,从各个外齿轮22B1~22B3作用于输入轴12的各个载荷FB4~FB6的朝向也彼此相差120度。三个载荷FB4~FB6的大小彼此相同,且其朝向对应于输入轴12的旋转而沿周向变化。
在第三实施方式中,调整定子3B的电流相位及转子4Ba的永久磁铁4b1~4b8的固定位置,以使由一个旋转磁场Hr21产生的载荷FB1与由一个外齿轮22B1的摆动而产生的载荷FB4彼此抵消。同样地,调整定子3B的电流相位及转子4Ba的永久磁铁4b1~4b8的固定位置,以使载荷FB2与载荷FB5彼此抵消,并且载荷FB3与载荷FB6彼此抵消。具体而言,将载荷FB1与载荷FB4的朝向调整为彼此相反的方向,将载荷FB2与载荷FB5的朝向调整为彼此相反的方向,将载荷FB3与载荷FB6的朝向调整为彼此相反的方向。通过这种调整,作用于输入轴12及转子轴4的多个载荷彼此抵消使得合计载荷减小,由此,能够减少第三实施方式所涉及的齿轮马达的振动。
图4(C)所示,由三个外齿轮22B1~22B3产生的载荷FB4~FB6和因旋转磁场Hr21~Hr23而产生的载荷FB1~FB3作用于输入轴12及转子轴4的轴向上的不同位置。因此,若输入轴12及转子轴4出现挠曲,则基于载荷FB1~FB6及各支点A1、A2的支承,有可能会产生因输入轴12及转子轴4的挠曲而产生的振动。因此,将六个载荷FB1~FB6的大小均调整为相同大小并不一定是优选的。例如,若比较三个载荷FB4~FB6,则靠近端部的载荷FB4的以支点A1为中心的力矩更大。因此,为了抵消该力矩,可以调整为如下:使产生相反力矩的由旋转磁场Hr22、Hr23产生的载荷FB2、FB3变大。并且,优选适当设定因旋转磁场Hr21~Hr23而产生的载荷FB1~FB3的大小,以便基于使用环境等而需要去除的振动得到减少。
如上,根据第三实施方式的齿轮马达,通过外齿轮22B1~22B3的摆动而产生的载荷FB4~FB6与通过旋转磁场Hr21~Hr23而产生的载荷FB1~FB3被调整为彼此抵消。由此,例如,无需追加配重,也可以减少因外齿轮22B1~22B3的摆动而产生的振动。因此,能够抑制齿轮马达1的体积增大,并且能够减少齿轮马达1的振动。
另外,根据第三实施方式的齿轮马达,设置有相位彼此相差120度的三组偏心体14及外齿轮22B1~22B3。在减速机设置有多个外齿轮的情况下,基于外齿轮22B1~22B3的配置,载荷FB4~FB6作用于输入轴12的轴向上的位置不同,而该位置之差作为力矩而作用于输入轴12。但是,根据第三实施方式的齿轮马达,定子3B产生朝向彼此相差120度的三个旋转磁场Hr21~Hr23,且三个旋转磁场Hr21~Hr23中至少一个旋转磁场的大小与其他旋转磁场的大小不同。由此,作用于转子轴4的载荷FB1~FB3中至少一个载荷的大小与其他载荷的大小不同。通过采用该结构,能够减小三个外齿轮22B1~22B3的载荷FB4~FB6作用于输入轴12的力矩。
以上,对本发明的各个实施方式进行了说明。但是,本发明并不限于上述实施方式。例如,在第二实施方式中示出了旋转磁场Hr11及旋转磁场Hr12的大小互不相同的结构,在第三实施方式中示出了三个旋转磁场Hr21~Hr23中的任意一个旋转磁场的大小与其他旋转磁场的大小不同的结构。但是,它们的大小也可以相同。并且,在上述实施方式中示出了在齿轮马达中未配置配重的结构,但也可以采用具有配重的结构。在该情况下,通过适用本发明,与不适用本发明的情况相比,能够减小配重,从而发挥能够抑制齿轮马达的体积增大的效果。
并且,在本发明中,只要适当设定通过马达的旋转磁场而产生的载荷的数量、大小及方向、以及通过减速机的偏心体的旋转而产生的载荷的数量、大小及方向以使齿轮马达的振动减少,则可以采用任何组合。例如,也可以采用如下结构:由马达中产生比第一实施方式~第三实施方式更多的旋转磁场以使多个方向的载荷作用,并且使这些载荷与通过减速机的偏心体的旋转而产生的载荷互相抵消。并且,针对通过多个偏心体的旋转而产生多个方向的载荷的减速机,也可以采用如下结构:由马达产生一个方向的旋转磁场从而产生一个方向的载荷,并且使其与上述多个方向的载荷的合成载荷互相抵消。
并且,在上述实施方式中,作为减速机,示出了具有偏心体的一根轴(输入轴)配置于减速机的轴心的所谓的中心曲轴式的偏心摆动型减速装置。但是,本发明的减速机也可以使用具有偏心体的两个以上的轴配置在从减速机的轴心偏移的位置上的所谓的分配式的偏心摆动型减速装置。并且,在上述实施方式中,作为减速机,示出了使外齿轮摆动的偏心摆动型减速装置。但是,作为本发明所涉及的减速机,也可以使用内齿轮摆动且与外齿轮啮合的内齿摆动型的内啮合行星齿轮装置。在该情况下,内齿轮相当于摆动齿轮。
并且,在上述实施方式中,示出了使用永久磁铁型的转子的例子,但是,只要是通过旋转磁场而产生载荷的转子,任何类型的转子均可使用。此外,实施方式所示的细节在不脱离发明宗旨的范围内能够适当进行变更。

Claims (4)

1.一种齿轮马达,其具备马达和减速机,该齿轮马达的特征在于,
所述马达具备卷绕有线圈的定子及具有转子的转子轴,
所述减速机具有与所述转子轴同轴且与所述转子轴一体地旋转的输入轴、设置于所述输入轴的偏心体及被所述偏心体摆动的摆动齿轮,
所述马达与所述减速机连结在一起,并且调整所述偏心体的相位和所述马达的旋转磁场的相位,以使通过所述马达的旋转磁场而作用于所述转子轴的载荷的朝向成为抵消通过所述偏心体的旋转而作用于所述输入轴的载荷的方向。
2.根据权利要求1所述的齿轮马达,其特征在于,
所述摆动齿轮的个数为一个,
通过所述马达的旋转磁场而作用于所述转子轴的载荷的朝向与通过所述偏心体的旋转而作用于所述输入轴的载荷的朝向被调整为彼此相反的方向。
3.根据权利要求1或2所述的齿轮马达,其特征在于,
所述输入轴在比所述偏心体更靠与所述转子轴相反的一侧并未被轴承支承。
4.根据权利要求1所述的齿轮马达,其特征在于,
在所述输入轴设置有轴向上的位置彼此不同的多个所述偏心体,
所述马达产生大小及方向互不相同的多个旋转磁场。
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