CN111434012B - 带马达的齿轮系统 - Google Patents

Abstract

一种与马达连接的齿轮系统，马达具有马达轴、马达壳体以及马达凸缘。马达壳体具有第1贯通孔，马达凸缘具有第2贯通孔和第3贯通孔。齿轮系统具有壳体和固定轴。壳体具有罩部件，该罩部件具有第4贯通孔。固定轴的一部分被固定，并且固定轴通过第4贯通孔而使轴向上侧的端部位于罩部件的轴向上侧。在马达轴的轴向下侧的端部安装有第1齿轮。在固定轴的轴向上侧的端部安装有第2齿轮，该第2齿轮与第1齿轮啮合，能够相对于固定轴进行旋转。在固定轴的轴向上侧的端部还直接或间接地安装有枢轴，该枢轴的至少一部分固定在马达凸缘的第3贯通孔内。

Description

带马达的齿轮系统

技术领域

本发明涉及具有马达的齿轮系统。本申请主张基于在2017年12月8日申请的美国临时专利申请第62/596197的优先权，并引用其内容。

背景技术

在具有马达的轴的前端安装有螺旋齿轮等马达齿轮。马达齿轮与安装在齿轮系统所具有的轴的前端的系统齿轮啮合。

例如，在日本公开公报特开2016-032418号公报中公开了如下构造：在马达70的输出轴70B上安装有小齿轮70C，在紧固部件71上设置有驱动第1轴71B，在驱动第1轴71B上旋转自如地安装有第1齿轮74，该第1齿轮74接受来自小齿轮70C的驱动力的传递。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开公报特开2016-032418号公报

发明内容

但是，在齿轮系统的系统侧的轴中，在从被支承的点到安装有系统齿轮的部位的尺寸比较长的情况下，如果系统齿轮被从马达齿轮受到的外力沿径向按压，则系统侧的轴发生挠曲，伴随着马达侧的轴的旋转，系统侧的轴有可能沿径向振动。其结果为，有可能产生振动和噪音等，系统侧的轴等破损。

因此，要求抑制系统侧的轴因从马达侧的轴施加的外力而振动的构造。

本发明的目的在于，提供抑制系统侧的轴因从马达侧的轴施加的外力而振动的构造。

用于解决课题的手段

提供与马达连接的齿轮系统，其中，所述马达具有：定子；转子，其具有沿着中心轴线延伸的马达轴，并且该转子能够相对于所述定子绕中心轴线相对地旋转，该中心轴线上下延伸；马达壳体，其在内部收纳所述定子和所述转子；以及马达凸缘，其位于所述马达壳体的底部的轴向下侧。所述马达壳体具有沿轴向贯通的第1贯通孔，所述马达凸缘具有沿轴向贯通的第2贯通孔和第3贯通孔。所述马达轴通过所述第1贯通孔和所述第2贯通孔而向所述马达凸缘的轴向下侧突出。所述齿轮系统具有壳体和固定轴。所述壳体具有罩部件，该罩部件覆盖所述壳体的轴向上侧的部位，具有沿轴向贯通的第4贯通孔。所述固定轴的一部分被固定，并且所述固定轴通过所述第4贯通孔而使轴向上侧的端部位于所述罩部件的轴向上侧。在所述马达轴的轴向下侧的端部安装有第1齿轮。在所述固定轴的轴向上侧的端部安装有第2齿轮，该第2齿轮与所述第1齿轮啮合，能够相对于所述固定轴进行旋转。在所述固定轴的轴向上侧的端部还直接或间接地安装有枢轴，该枢轴的至少一部分固定在所述马达凸缘的第3贯通孔内。

发明效果

根据本发明的例示的一个实施方式，在齿轮系统的固定轴比较长的情况下，即使与安装于马达轴的齿轮啮合而对固定轴施加径向方向的力，也能够抑制固定轴的挠曲和振动。

附图说明

图1是本实施方式的马达和齿轮系统的剖视图。

图2是本实施方式的枢轴的剖视图。

图3是示出本实施方式的枢轴的固定构造的剖视图。

具体实施方式

以下，参照图1、图2以及图3对本发明的实施方式的马达和齿轮系统进行说明。

另外，本公开的范围不限定于以下的实施方式，能够在本发明的技术思想的范围内任意地变更。另外，在以下的附图中，为了使各结构容易理解，有时使各构造中的比例尺和数量等与实际的构造中的比例尺和数量等不同。

在以下的说明中，将中心轴线J所延伸的方向设为上下方向。将图中的上侧称为“轴向上侧”或“上侧”，将图中的下侧称为“轴向下侧”或“下侧”。另外，上下方向、上侧以及下侧仅是用于说明的名称，不限定实际的位置关系和方向。另外，只要没有特别说明，将与中心轴线J平行的方向简称为“轴向”，将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴线J为中心的周向、即绕中心轴线J的方向简称为“周向”。

另外，在本说明书中，“沿轴向延伸”是指，除了严格地沿轴向延伸的情况之外，还包含相对于轴向在小于45°的范围内倾斜的方向上延伸的情况。在本说明书中，“沿径向延伸”是指，除了严格地沿径向、即与轴向垂直的方向延伸的情况之外，还包含相对于径向在小于45°的范围内倾斜的方向上延伸的情况。

＜马达＞

马达具有转子(省略图示)、定子(省略图示)、马达壳体20以及马达凸缘23。马达壳体20呈沿上下延伸的中心轴线J的方向延伸的筒状。马达壳体20具有筒部21和覆盖筒部21的轴向下侧的底部22。在本实施方式中，筒部21和底部22是一个部件。马达壳体20的底部22具有沿轴向贯通马达壳体20的底部22的第1贯通孔41。马达壳体20的材料例如是铝(包含铝合金)或不锈钢等。在马达壳体20的内部配置有转子和定子。换言之，马达壳体20在内部收纳转子和定子。

在本实施方式中，马达凸缘23是板状的部件。马达凸缘23位于马达壳体20的底部22的轴向下侧。更详细而言，马达凸缘23与马达壳体20的底部22在轴向上接触。马达凸缘23与底部22例如通过压接、螺钉或焊接等固定。马达凸缘23具有：第2贯通孔42，其沿轴向贯通马达凸缘23；以及第3贯通孔43，其沿轴向贯通马达凸缘23。后述的马达轴24穿过第2贯通孔42。在第3贯通孔43中收纳有后述的枢轴的至少一部分。

在从轴向观察时，在周向和径向上，第1贯通孔41的位置与第2贯通孔42的位置相同。换言之，第1贯通孔41与第2贯通孔42在轴向上重叠。

在第1贯通孔41和第2贯通孔42中保持有下侧轴承B。在本实施方式中，下侧轴承B是滚珠轴承。下侧轴承B的外圈通过压入等固定于第1贯通孔41的内侧面和第2贯通孔42的内侧面。另外，下侧轴承B的种类不限于滚珠轴承，也可以是其他种类的轴承。

＜转子＞

转子能够以上下延伸的中心轴线J为中心进行旋转。转子能够相对于定子绕中心轴线J相对地旋转。转子具有转子铁芯(省略图示)、磁铁(省略图示)以及马达轴24。转子铁芯是沿轴向延伸的筒状的部件。在本实施方式中，转子铁芯是多个电磁钢板沿轴向层叠而成的层叠钢板。转子铁芯具有沿轴向贯通的贯通孔。

在本实施方式中，马达轴24呈沿轴向延伸的圆柱状。换言之，马达轴24沿着中心轴线J延伸。马达轴24通过压入等直接或间接地固定于转子铁芯的贯通孔的内侧面。马达轴24穿过第1贯通孔41和第2贯通孔42。马达轴24的轴向下侧的端部位于马达凸缘23的轴向下侧。换言之，马达轴24通过第1贯通孔41和第2贯通孔42向马达凸缘23的轴向下侧突出。马达轴24被下侧轴承B支承为能够旋转。另外，虽然省略了图示，但马达轴24的轴向上侧的部位被上侧轴承保持为能够旋转。上侧轴承可以是与下侧轴承B相同种类的轴承，也可以是不同种类的轴承。上侧轴承的尺寸可以与下侧轴承B的尺寸相同，也可以不同。

在马达轴24的轴向下侧的端部安装有第1齿轮51。在本实施方式中，第1齿轮51是螺旋齿轮。另外，第1齿轮51也可以是螺旋齿轮以外的种类的齿轮。

另外，马达轴24也可以是中空的部件。另外，第1齿轮51也可以安装于马达轴24的从轴向下侧的端部向轴向上侧远离的位置。

磁铁沿周向等间隔地配置于转子铁芯的外周面。磁铁通过压接或树脂部件等其他部件等直接或间接地固定于转子铁芯。

另外，转子铁芯也可以具有一个环状磁铁来代替多个磁铁。另外，也可以为，转子铁芯具有多个磁铁保持孔，在该磁铁保持孔内配置有多个磁铁。

＜定子＞

定子具有定子铁芯(省略图示)、多个线圈(省略图示)以及绝缘件(省略图示)。

定子铁芯是沿轴向延伸的筒状的部件。在本实施方式中，定子铁芯是多个电磁钢板沿轴向层叠而成的层叠钢板。定子铁芯具有环状的铁芯背部(省略图示)和多个齿(省略图示)。多个齿从铁芯背部的内侧面朝向径向内侧延伸。各齿在铁芯背部的内侧面沿周向等间隔地配置。

绝缘件是由绝缘性的材料构成的部件。绝缘件的材料例如是绝缘性的树脂。绝缘件覆盖各齿的外侧面。

各线圈配置于各齿。各线圈是通过在各齿上隔着绝缘件卷绕导线而构成的。

如果从外部电源(省略图示)经由电路板(省略图示)等向定子的线圈提供电力，则通过定子与转子的磁铁之间的磁作用，产生使转子沿周向旋转的转矩。由此，转子能够相对于定子沿周向相对地旋转。

＜齿轮系统＞

齿轮系统1具有壳体C和固定轴TGS。齿轮系统1例如用于车载用的制动系统。壳体C具有筒状的壳体筒部11和与马达凸缘23在轴向上对置的罩部件12。在本实施方式中，罩部件12是板状的部件。罩部件12与马达凸缘23在轴向上对置。换言之，罩部件12覆盖壳体C的轴向上侧的部位。罩部件12与马达凸缘23隔着后述的第1密封部件61和第2密封部件62而例如通过螺钉或压接等固定。罩部件12具有沿轴向贯通罩部件12的第4贯通孔44和沿轴向贯通罩部件12的第5贯通孔45。另外，齿轮系统1与后述的马达2连接。

＜固定轴＞

在本实施方式中，固定轴TGS是沿轴向延伸的圆柱状的部件。固定轴TGS的一部分固定在齿轮系统1内。固定轴TGS穿过第4贯通孔44。固定轴TGS的轴向上侧的端部位于罩部件12的轴向上侧。固定轴TGS的轴向上侧的端部与马达凸缘23的轴向下侧的面在轴向上接触或对置。

固定轴TGS在轴向上侧的端部具有朝向轴向下侧凹陷的收纳凹部40。在收纳凹部40的开口部形成有倾斜面401。固定轴TGS的中心与倾斜面401之间的径向上的距离随着朝向轴向上侧而逐渐变大。收纳凹部40的开口部的倾斜面401的内径比位于比该倾斜面401靠轴向下侧的位置的部位的内径大。另外，也可以在收纳凹部40的开口部构成弯曲面来代替倾斜面。

＜第2齿轮＞

在固定轴TGS的外侧面上安装有第2齿轮52。换言之，在固定轴TGS的轴向上侧的端部安装有第2齿轮52。在本实施方式中，第2齿轮52具有齿部(省略图示)和固定于固定轴TGS的第2轴承部B2。齿部能够经由第2轴承部B2而相对于固定轴TGS相对地旋转。换言之，第2齿轮52经由第2轴承部B2以能够相对旋转的方式安装于固定轴TGS。马达轴24的轴向下侧的端部经由第5贯通孔45而位于壳体C内。齿部与安装于马达轴24的轴向下侧的端部的第1齿轮51啮合。由此，当第1齿轮51伴随着马达轴24的旋转而进行旋转时，第2齿轮52也能够进行旋转。虽然省略了图示，但在第2齿轮52上还连接有其他齿轮等动力传递机构。

＜枢轴＞

枢轴3是沿轴向延伸的大致圆柱状的部件。如图2所示，在收纳凹部40和第3贯通孔43内分别收纳有枢轴3的至少一部分。在本实施方式中，枢轴3具有第1柱部31、第2柱部32、第3柱部33、第4柱部34以及第5柱部35。第2柱部32位于第1柱部31的轴向下侧。第3柱部33位于第2柱部32的轴向下侧。第4柱部34位于第3柱部33的轴向下侧。第5柱部35位于第4柱部34的轴向下侧。换言之，第1柱部31、第2柱部32、第3柱部33、第4柱部34以及第5柱部35位于沿轴向连续的位置。进一步换言之，在枢轴3的外侧面设置有多个台阶部。在本实施方式中，第1～第5柱部31～35是一个部件。另外，第3～第5柱部33～35被收纳在收纳凹部40内。另外，第1～第5柱部31～35也可以由多个部件构成。枢轴3可以是实心的，也可以是中空的。

第5柱部35的外径比第4柱部34的外径大。第4柱部34的外径比第3柱部33的外径小。第3柱部33的外径比第2柱部32的外径小。第2柱部32的外径比第1柱部31的外径小。换言之，枢轴3的外径随着从轴向上侧朝向轴向下侧而逐渐变小，在枢轴3的下端部外径变大。枢轴3中的被收纳于收纳凹部40的部位(即，第3～第5柱部)的外径比收纳凹部40的内径小。

在收纳凹部40中收纳有筒状的公差环53。更优选的是，公差环53通过压入或粘接等固定于收纳凹部40的内侧面。而且，在收纳凹部40内直接或间接地固定有枢轴的至少一部分。

第4柱部34的至少一部分被收纳在公差环53的贯通孔内。换言之，第4柱部34经由公差环53而被收纳于收纳凹部40。第4柱部34的轴向下侧的端部的外径比第4柱部34的外径大，比公差环53的外径小。公差环53的轴向下侧的端部与第5柱部35的轴向上侧的面在轴向上对置或接触。由此，抑制公差环53向轴向下侧移动。

第3柱部33位于第4柱部34的轴向上侧。第3柱部的外径比收纳凹部40的倾斜面401的内径小。即，第3柱部33的外侧面与收纳凹部40的倾斜面401在径向上对置。因此，在将枢轴3收纳于收纳凹部40时，能够抑制第4柱部34和第3柱部33与收纳凹部40的倾斜面401接触，并且能够将枢轴3顺畅地收纳于收纳凹部40，从而能够抑制对枢轴3和收纳凹部40的内侧面造成损伤。

如上所述，第3柱部33的外径比第4柱部34的外径大。因此，公差环53的轴向上侧的开口部与第3柱部33的轴向下侧的面在轴向上对置或接触。在本实施方式中，公差环53的轴向上侧的开口部与第3柱部33的轴向下侧的面在轴向上接触。由此，能够防止公差环53因来自外部的冲击等向轴向上侧移动而从收纳凹部40脱落。

第2柱部32位于第3柱部33的轴向上侧。第2柱部32的至少一部分被收纳在第3贯通孔43内。在本实施方式中，第2柱部32通过压入等固定于第3贯通孔43的内侧面。由此，枢轴3相对于马达凸缘23被相对地定位。并且，固定轴TGS经由枢轴3而固定于马达凸缘23。

第2柱部32位于比收纳凹部40的开口部靠轴向上侧的位置。如上所述，第2柱部32的外径比第3柱部33的外径大。因此，第2柱部32的轴向下侧的面与收纳凹部40的开口部在轴向上对置或接触。

第1柱部31位于第2柱部32的轴向上侧。如上所述，第1柱部31的外径比第2柱部32的外径大。另外，第3贯通孔43的轴向上侧的开口部的内径比第3贯通孔43的轴向下侧的部位的内径大。换言之，在第3贯通孔43的内侧面形成有台阶部430。

第1柱部31位于第3贯通孔43的开口部内。第1柱部31的轴向下侧的面与台阶部430的上表面在轴向上对置或接触。

第1柱部31的上表面与马达壳体20的底部22在轴向上对置或接触。在本实施方式中，第1柱部31的上表面与马达凸缘23的轴向上侧的面为同一平面。换言之，枢轴3的上端部与马达凸缘23的轴向上侧的面为同一平面。因此，能够将马达壳体20的底部22与马达凸缘23和第1柱部31的上表面大致平行地配置，从而能够防止马达凸缘23相对于中心轴线J倾斜地配置。

在枢轴3的外侧面形成有朝向枢轴3的中心凹陷的凹部36。更详细而言，在第2柱部32的外侧面形成有朝向枢轴3的中心凹陷的凹部36。在本实施方式中，凹部36是沿周向延伸的大致环状的槽。凹部36位于第2柱部32与第1柱部31连接的部位。

在使枢轴3在第3贯通孔43内通过时，第1柱状部31和第2柱状部32被压入在第3贯通孔43内。由此，在第3贯通孔43的内侧面形成有朝向枢轴3的中心突出的凸部431。凸部431位于凹部36内。换言之，在使枢轴3在第3贯通孔43内通过时，凸部431通过压入等固定于凹部36内。由此，能够将枢轴3牢固地固定于马达凸缘23。另外，在从外部施加了冲击等时，能够防止枢轴3沿轴向和径向移动。如上所述，通过枢轴3和对枢轴3进行支承的构造，能够将固定轴TGS相对于马达凸缘23进行定位和固定。其结果为，即使在从马达轴24向固定轴TGS施加了径向的外力的情况下，也能够抑制固定轴TGS的挠曲和振动。

＜密封部件＞

在轴向上，在马达凸缘23与罩部件12之间配置有第1密封部件61和第2密封部件62。在本实施方式中，第1密封部件61和第2密封部件62被马达凸缘23和罩部件12夹持。

在本实施方式中，第1密封部件61例如是环状的O型圈。第1密封部件61位于第2贯通孔42的开口部的轴向下侧。第1密封部件61位于第5贯通孔45的开口部的轴向上侧。马达轴24的轴向下侧的端部穿过第1密封部件61的贯通孔。

在本实施方式中，第2密封部件62例如是环状的O型圈。第2密封部件62与第1密封部件61的径向外侧相邻。第2密封部件62包围第3贯通孔43的开口部和第4贯通孔44的开口部。第2密封部件62的内径比第3贯通孔43的内径和第4贯通孔44的内径大。固定轴TGS的轴向上侧的端部穿过第2密封部件62的贯通孔。

根据上述结构，能够防止粉尘和水等从外部进入壳体C和马达壳体20的内部。

＜其他＞

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，能够进行各种变形。

例如，上述马达是所谓的内转子型的马达，但也可以是外转子型马达。

枢轴3只要能够固定在第3贯通孔43内，则也可以是不具有台阶部的圆柱状，形状没有特别限定。另外，也可以经由金属制的部件等间接地固定于枢轴3。即，枢轴3也可以直接或间接地固定在第3贯通孔43内。

枢轴3的至少一部分也可以不经由公差环53而通过压入或粘接等直接固定于收纳凹部40。即，枢轴3的至少一部分也可以直接或间接地固定在收纳凹部40内。换言之，枢轴3只要直接或间接地安装于固定轴TGS的轴向上侧的端部即可。

产业上的可利用性

本发明的实施方式能够广泛用于吸尘器、吹风机、吊扇、洗衣机、冰箱以及电动助力转向装置、电动制动器、电动泵等具有各种马达的多种设备。

标号说明

J：中心轴线；C：壳体；TGS：固定轴；1：齿轮系统；11：壳体筒部；12：罩部件；2：马达；20：马达壳体；21：筒部；22：底部；23：马达凸缘；24：马达轴；3：枢轴；31：第1柱部；32：第2柱部；33：第3柱部；34：第4柱部；35：第5柱部；36：凹部；40：收纳凹部；401：倾斜面；41：第1贯通孔；42：第2贯通孔；43：第3贯通孔；430：台阶部；431：凸部；44：第4贯通孔；45：第5贯通孔；B：下侧轴承；B2：第2轴承部；51：第1齿轮；52：第2齿轮；53：公差环；61：第1密封部件；62：第2密封部件。

Claims (6)

1.一种齿轮系统，其与马达连接，其中，

所述马达具有：

定子；

转子，其具有沿着中心轴线延伸的马达轴，并且该转子能够相对于所述定子绕中心轴线相对地旋转，该中心轴线上下延伸；

马达壳体，其在内部收纳所述定子和所述转子；以及

马达凸缘，其位于所述马达壳体的底部的轴向下侧，

所述马达壳体具有沿轴向贯通的第1贯通孔，

所述马达凸缘具有沿轴向贯通的第2贯通孔和第3贯通孔，

所述马达轴通过所述第1贯通孔和所述第2贯通孔而向所述马达凸缘的轴向下侧突出，

所述齿轮系统具有壳体和固定轴，

所述壳体具有罩部件，该罩部件覆盖所述壳体的轴向上侧的部位，具有沿轴向贯通的第4贯通孔，

所述固定轴的一部分被固定，并且所述固定轴通过所述第4贯通孔而使轴向上侧的端部位于罩部件的轴向上侧，

在所述马达轴的轴向下侧的端部安装有第1齿轮，

在所述固定轴的轴向上侧的端部安装有第2齿轮，该第2齿轮与所述第1齿轮啮合，能够相对于所述固定轴进行旋转，

在所述固定轴的轴向上侧的端部还直接或间接地安装有枢轴，该枢轴的至少一部分固定在所述马达凸缘的所述第3贯通孔内，

在所述枢轴的外周面形成有朝向所述枢轴的中心凹陷的凹部，

在所述第3贯通孔的内侧面形成有朝向所述枢轴的中心突出的凸部，

所述凸部固定在所述凹部内。

2.根据权利要求1所述的齿轮系统，其中，

在所述固定轴的轴向上侧的端部形成有朝向轴向下侧凹陷的收纳凹部，

所述枢轴的至少一部分直接或间接地固定在所述收纳凹部内。

3.根据权利要求2所述的齿轮系统，其中，

所述收纳凹部的开口部具有倾斜面或弯曲面，该倾斜面或弯曲面与所述固定轴的中心之间的距离随着朝向轴向上侧而逐渐变大。

4.根据权利要求1所述的齿轮系统，其中，

在所述第1贯通孔和所述第2贯通孔内保持有下侧轴承，该下侧轴承将所述马达轴支承为能够旋转。

5.根据权利要求1所述的齿轮系统，其中，

所述枢轴的上端部与所述马达凸缘的轴向上侧的面为同一平面。

6.一种车载用制动系统，其具有权利要求1至5中的任意一项所述的齿轮系统。

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