CN111490630A - 减速器和带有减速器的电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种减速器，难以受到转子磁体、定子铁芯的轴向高度的制约，能够提高电动机输出并实现轴向上的薄型化。将筒状的转子轭(3a)的旋转驱动用作对配置于径向外侧的外齿齿轮(8a、8b)的输入，使设有与外齿齿轮(8a、8b)啮合的内齿齿轮(9)的输出构件(10)相对地减速旋转。

Description

减速器和带有减速器的电动机

技术领域

本发明涉及一种例如以次摆线型减速方式或者行星减速方式驱动的减速器及带有这种减速器的电动机。

背景技术

以次摆线型减速方式运转的减速器包括：圆环形的内齿齿轮，上述内齿齿轮安装于外壳；圆盘形的外齿齿轮，上述外齿齿轮的节圆直径设定得比内齿齿轮小，配置于内齿齿轮的内侧；以及输出构件，上述输出构件与外齿齿轮联动，将外齿齿轮的自转运动向外部输出。外齿齿轮在安装于外壳的内齿齿轮的内侧，通过来自电动马达的运转，内齿与外齿一边啮合一边以规定的转速(公转转速)进行公转运动(摆动运动)。此外，与上述公转运动(摆动运动)同时，外齿齿轮通过与内齿齿轮的啮合，从而以比公转转速低速的转速(自转转速)进行自转运动。接着，上述外齿齿轮的、经过减速的自转运动向输出构件传递，经过减速的旋转输出从输出构件输出。

外齿齿轮以一部分的外齿与第一内齿齿轮的内齿啮合的状态配置在内齿齿轮的内侧。接着，起动电动机并使输入轴旋转，外齿齿轮以来自电动机的输入转速在内齿齿轮内公转(摆动)运动，并且相对于公转运动，在以规定的比例经过减速的转速下进行自转运动。此外，上述自转运动通过输出销向输出构件传递，输出构件以与外齿齿轮一起旋转的输入轴为中心旋转(参照专利文献1：日本专利特开2014-81068号公报)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2014-81068号公报

上述专利文献1的减速器中，在电动机的设置区域内在输入轴的轴向上相连配置有减速器，并且减速器的一部分配置为在轴向上与电动机重合，因此难以使带有减速器的电动机在轴向上小型化。尤其是，转子轭呈杯状，具有与输入轴连结的转子轮毂，因此容易受到转子磁体、定子线圈的轴向高度的制约，电动机输出受到制约。

此外，由于转子轭呈杯状，在此基础上，当存在转子轮毂和输入轴的紧固部时，轴向高度容易变高，从刚度的观点出发，不适于直接承受负荷的结构，如果欲提高刚度则需要增加转子轭的板厚，无法在轴向上薄型化。

发明内容

本发明是为了解决上述的技术问题而作出的，其目的在于提供一种减速器和将该减速器与电动机同心配置来实现小型且扁平的带有减速器的电动机，上述减速器难以受到转子磁体、定子线圈的轴向高度的制约，能够提高电动机输出并实现轴向上的薄型化。

为了实现上述目的，本发明包括以下结构。

一种减速器，使齿轮机构以由驱动源驱动旋转的输入轴为中心减速旋转，并将减速旋转输出，包括：由所述驱动源驱动旋转的所述输入轴；外齿齿轮，该外齿齿轮绕着所述输入轴公转；以及输出构件，该输出构件设有与所述外齿齿轮啮合的内齿齿轮，当所述外齿齿轮旋转时，所述输出构件经由所述内齿齿轮相对地减速旋转，所述输入轴是在内周面设有转子磁体的筒状的转子轭，将所述转子轭用作对配置于径向外侧的所述外齿齿轮的输入。

由此，由于驱动不是杯状而是筒状的转子轭旋转，不需要使用以往需要的与输入轴连结的转子轮毂，将上述转子轭用作对配置于径向外侧的外齿齿轮的输入，并使设有内齿齿轮的输出构件相对地减速旋转，因此能使减速器在轴向上薄型化。

此外，由于难以受到转子磁体、定子铁芯的轴向高度的制约，将转子轭的旋转驱动用作对外齿齿轮的输入，因此能减少减速器的结构部件而实现扁平化和小型化。

也可以是次摆线减速器，在次摆线减速器中，所述转子轭、所述外齿齿轮和所述内齿齿轮朝向径向外侧配置，以所述转子轭为偏心轴使配置为次摆线齿形的多个所述外齿齿轮旋转，并经由所述内齿齿轮使所述输出构件相对地减速旋转。

这样，将转子轭的旋转转换为多个外齿齿轮的经过减速的旋转运动，上述外齿齿轮的经过减速的旋转运动经由内齿齿轮向配置于径向外侧的输出构件传递，经过减速的旋转输出从输出构件输出。因此，能实现减速器的扁平化。

也可以是行星减速器，在行星减速器中，在所述转子轭的外周面形成有与外齿齿轮啮合的齿面，所述转子轭的齿面与所述外齿齿轮、所述外齿齿轮与所述内齿齿轮朝向径向外侧啮合配置，将所述转子轭的外周面的齿面作为太阳齿轮，将所述外齿齿轮作为行星齿轮并使所述外齿齿轮公转，经由所述内齿齿轮使所述输出构件相对地减速旋转。

这样，将转子轭的外周面的齿面作为太阳齿轮而与之啮合的外齿齿轮以及与外齿齿轮啮合的内齿齿轮能在同轴上紧凑地组装，将经过减速的旋转输出从配置于径向外侧的输出构件输出。因此，能实现减速器的扁平化。

在带有减速器的电动机中，包括外转子型电动机，该外转子型电动机将上述任意一种减速器的输入轴作为转子轭，并在该转子轭的内侧配置有定子。

藉此，由于能构成以外转子型电动机为中心将减速器同心状地配置于径向外侧的带有减速器的电动机，因此能在轴向上薄型化。

此外，由于难以受到转子磁体、定子铁芯的轴向高度的制约，因此即使是相同大小的电动机，也能提高电动机输出。

也可以是，使用偏心的筒状的转子轭作为输入轴，在所述转子轭直接设置有滚动轴承。

藉此，由于转子轭不需要转子轮毂，因此能促进轴向上的薄型化。

此外，由于通过滚动轴承支承筒状的转子轭的内径侧或者外径侧，因此不需要实心的转子轴，能够同时实现外转子型电动机和中空轴化。当使用中空轴时，能够将轴孔内用作电动机线圈的配线空间等。

能够提供减速器和将该减速器与电动机同心配置来实现小型扁平的带有减速器的电动机，上述减速器难以受到转子磁体、定子线圈的轴向高度的制约，能够提高电动机输出并实现轴向上的薄型化。

附图说明

图1是带有减速器的电动机的俯视图。

图2是图1的箭头A-A方向剖视图。

图3是带有减速器的电动机的俯视图。

图4是其他示例的带有减速器的电动机的俯视图。

图5是图4的箭头A-A方向剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的减速器和带有减速器的电动机的一实施方式进行说明。首先，参照图1～图3对带有减速器的电动机的示意结构进行说明。电动机采用DC无刷电动机，在本实施例中，采用外转子型电动机。

如图1和图2所示，电动机外壳1具有外壳主体1a和电动机罩1b。在外壳主体1a的中心部设有第一中空轴1c，在外周侧沿着周向的多个部位设有第二中空轴1d。在第一中空轴1c贯通嵌入有定子铁芯2a(层叠铁芯)。第一中空轴1c也可以作为卷绕于线圈2b的引出线的配线空间利用。

此外，第二中空轴1d的螺纹牙刻入轴孔1e的孔壁。在上述轴孔1e中，在外壳主体1a和电动机罩1b分别形成有与轴孔1e连通的螺纹孔1f。通过将螺钉1g螺纹嵌合于螺纹孔1f，将外壳主体1a和电动机罩1b一体地组装(参照图3)。

在电动机外壳1内收纳有电动马达M(驱动源)。电动马达M使用包括了定子2和转子3的外转子型的电动机。外壳主体1a的第一中空轴1c嵌入定子铁芯2a，并对该定子铁芯2a支承固定。在定子铁芯2a的极齿隔着绝缘体卷绕有线圈2b。

在定子2的外周设有转子3。在筒状的转子轭3a的内周面一体地组装有环状的转子磁体3b。转子磁体3b在周向上交替地被磁化成N极和S极，与定子铁芯2a的极齿相对配置。转子轭3a用作由电动马达M驱动旋转的输入轴(偏心轴)。转子轭3a由设于外壳主体1a与电动机罩1b的边界部的第一滚动轴承4支承为可旋转。此外，能够通过上述结构使组装容易。

另外，第一滚动轴承4既可以如图1所示地设于转子轭3a的外径侧，也可以设于内侧。此外，也可以不只设于转子轭3a的轴向的单侧而设于两侧。此外，也可以是仅通过外壳主体1a或者电动机罩1b来保持第一滚动轴承4的结构。另外，第一滚动轴承4可以采用摩擦阻力较小的四点接触滚珠轴承，或者在需要承载能力时，采用交叉滚子轴承。

在转子轭3a的外周面沿轴向形成有第一偏心凸轮部3a1、第二偏心凸轮部3a2。第一偏心凸轮部3a1、第二偏心凸轮部3a2相对于转子轭3a的轴心具有相同的偏心量，彼此相位错开大约180度。设为第一偏心凸轮部3a1的外周与第二滚动轴承5A(上段)抵接，第二偏心凸轮部3a2的外周与第二滚动轴承5B(下段)抵接，从而能分别从动旋转。以第一偏心凸轮部3a1的外周部为内圈侧，在与抵接于第一外齿齿轮8a的内周侧的外圈5d之间夹着旋转滚子5a和止动器5c，从而构成第二滚动轴承5A(上段)。旋转滚子5a和止动器5c在周向上交替地被夹入，利用止动器5c保持旋转滚子5a彼此的间隔从而将旋转滚子5a支承为能分别旋转。第二滚动轴承5B(下段)、第二偏心凸轮部3a2和第二外齿齿轮8b均是与第二滚动轴承5A相同的结构。设有用于保持第一外齿齿轮8a和第二外齿齿轮8b的轴向的间隔的间隔件6。即，通过设为对于转子轭3a的旋转使用上述第二滚动轴承5A、5B的结构，使第一外齿齿轮8a和第二外齿齿轮8b的旋转运动不会被阻碍。

此外，在间隔件6的径向外侧，第一外齿齿轮8a和第二外齿齿轮8b轴支承为能够旋转。第一外齿齿轮8a和第二外齿齿轮8b设为能与配置于外周侧的内齿齿轮9啮合。内齿齿轮9以在轴向上防脱的方式一体地组装于形成为筒状的输出构件10的内周面侧。内齿齿轮9的旋转中心与第一中空轴1c一致，第一外齿齿轮8a和第二外齿齿轮8b的齿形形成次摆线齿形(外齿齿轮)。输出构件10由设于外壳主体1a和电动机罩1b的边界部的第三滚动轴承11支承为能够旋转。

当电动马达M起动时，转子轭3a支承于第一滚动轴承4并旋转，与第一偏心凸轮部3a1、第二偏心凸轮部3a2的外周抵接的第二滚动轴承5A、5B从动旋转。此时，第二滚动轴承5A、5B与第一偏心凸轮部3a1、第二偏心凸轮部3a2的偏心量对应地在径向上摆动，第一外齿齿轮8a和第二外齿齿轮8b与在相位错开180度的位置相对的内齿齿轮9啮合并沿规定方向旋转。

这样，形成次摆线齿形的外齿齿轮8a、8b由于转子轭3a的旋转而绕着转子轭3a公转。此时，外齿齿轮8a、8b的减速旋转经由内齿齿轮9使配置于径向外侧的输出构件相对地减速旋转，从输出构件10输出经过减速的旋转输出。另外，通过用未图示的固定构件固定输出构件10，也能从电动机罩1b输出旋转输出。

由此，由于将在内周面设有转子磁体3b的转子轭3a的旋转驱动用作对于次摆线齿形(外齿齿轮)的输入并将其向径向外侧驱动传递到一体地组装有内齿齿轮9的输出构件10，因此转子轭3a(偏心轴)难以受到转子磁体3b、定子铁芯2a的轴向高度的制约，从而能提高电动机输出，并且使减速器在轴向上薄型化。

此外，由于将转子轭3a的旋转驱动用作对于次摆线齿形(外齿齿轮)的输入，因此能减少减速器的结构部件而使其扁平化且小型化。

此外，由于能构成以外转子型电动机为中心将减速器同心状地配置于径向外侧的带有减速器的电动机，因此能在轴向上薄型化。

此外，由于难以受到转子磁体3b、定子铁芯2a的轴向高度的制约，因此即使是相同大小的电动机，也能提高电动机输出。

尤其是，由于转子轭3a不需要转子轮毂，因此能促进轴向上的薄型化。此外，由于通过第一滚动轴承4支承筒状的转子轭3a的内径侧或者外径侧，因此不需要实心的转子轴，能够同时实现外转子型电动机和中空轴化。当使用中空轴时，能够将轴孔内用作电动机线圈的配线空间等。

接着，参照图4和图5，对带有减速器的电动机的其他示例进行说明。另外，对于与图1至图3相同的构件标以相同的符号，并援用说明。

上述减速器是次摆线型减速器，但是不限定于此，也可以是例如行星减速器。

在图4和图5中，在筒状的转子轭3a外周面形成有齿面3c。此外，多个外齿齿轮8始终与齿面3c啮合。多个外齿齿轮8以第二中空轴1d为中心旋转自如地设置。多个外齿齿轮8始终与内齿齿轮9啮合。内齿齿轮9防脱地一体设于输出构件10的内周面。

当电动马达M起动时，转子轭3a旋转，以转子轭3a的外周的齿面3c为太阳齿轮，以多个外齿齿轮8为行星齿轮进行公转，使设有内齿齿轮9的输出构件10相对地减速旋转。

这样，将设于转子轭3a的外周面的齿面3c作为太阳齿轮而与之啮合的外齿齿轮8以及与外齿齿轮8啮合的内齿齿轮9能在同轴上紧凑地组装，将经过减速的旋转输出从配置于径向外侧的输出构件10输出。因此，能实现减速器的扁平化。

上述实施例使用外转子型电动机作为电动马达M来进行说明，但也可以是内转子型电动机。此外，除了无刷电动机以外，也可以采用例如带电刷的电动机或超声波电动机等其它种类的电动机、驱动源。

Claims (5)

1.一种减速器，所述减速器使齿轮机构以由驱动源驱动旋转的输入轴为中心减速旋转，并将减速旋转输出，包括：

由所述驱动源驱动旋转的所述输入轴；

外齿齿轮，该外齿齿轮绕着所述输入轴公转；以及

输出构件，该输出构件设有与所述外齿齿轮啮合的内齿齿轮，当所述外齿齿轮旋转时，所述输出构件经由所述内齿齿轮相对地减速旋转，

所述输入轴是在内周面设有转子磁体的筒状的转子轭，所述转子轭用作对配置于径向外侧的所述外齿齿轮的输入。

2.如权利要求1所述的减速器，其特征在于，

所述减速器是次摆线减速器，所述转子轭、所述外齿齿轮和所述内齿齿轮朝向径向外侧配置，以所述转子轭为偏心轴使配置为次摆线齿形的多个所述外齿齿轮旋转，并经由所述内齿齿轮使所述输出构件相对地减速旋转。

3.如权利要求1所述的减速器，其特征在于，

所述减速器是行星减速器，在所述转子轭的外周面形成有与外齿齿轮啮合的齿面，所述转子轭的齿面与所述外齿齿轮、所述外齿齿轮与所述内齿齿轮朝向径向外侧啮合配置，将所述转子轭的外周面的齿面作为太阳齿轮，将所述外齿齿轮作为行星齿轮并使所述外齿齿轮公转，经由所述内齿齿轮使所述输出构件相对地减速旋转。

4.一种带有减速器的电动机，包括外转子型电动机，该外转子型电动机将权利要求1至权利要求3中任一项所述的减速器的输入轴作为转子轭，并在该转子轭的内侧配置有定子。

5.如权利要求4所述的带有减速器的电动机，其特征在于，

使用偏心的筒状的转子轭作为所述输入轴，在所述转子轭直接设置有滚动轴承。

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