CN116771861A - 减速装置及齿轮传动马达 - Google Patents
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Abstract
本发明减速装置具备锁定部。锁定部具有:输入体,其具有输入板部并随着行星齿轮的公转旋转而以中心轴线为中心旋转;输出体,其具有与输入板部在轴向上对置的输出板部;连结部,其在周向上连结输入体和输出体;以及板簧。在输入板部的外缘设有凹部,该凹部具有朝向周向一方侧的第一内侧面及朝向周向另一方侧的第二内侧面。在输出板部的外缘设有凸部,该凸部具有朝向周向一方侧的第一外侧面及朝向周向另一方侧的第二外侧面。板簧具有沿着壳体的内周面延伸的圆弧部、位于圆弧部的周向一方侧端部的第一爪部及位于圆弧部的周向另一方侧端部的第二爪部。第一爪部在周向上与第一内侧面及第二外侧面对置。第二爪部在周向上与第二内侧面及第一外侧面对置。
Description
技术领域
本发明涉及减速装置及齿轮传动马达。
背景技术
在需要高转矩的驱动装置中,采用在作为动力源的马达上连结有作为减速装置的行星齿轮机构的齿轮传动马达。另外,在专利文献1的减速装置中,公开了一种不允许从输出轴向马达传递动力的带制动器的减速机构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-075138号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在以往的减速装置中,使制动器作用的突起以及卡定片也作为动力的传递路径发挥功能。因此,对突起和卡定片施加较大的力,存在为了抑制损伤而使减速装置大型化的问题。
本发明的一个方式的目的之一在于提供一种能够锁定来自输出侧的输入且能够小型化的减速装置及齿轮传动马达。
本发明的一个方案的减速装置具备:太阳齿轮,其以中心轴线为中心进行旋转;多个行星齿轮,其与上述太阳齿轮啮合;锁定部,其将多个上述行星齿轮支撑为能够绕上述中心轴线公转旋转;内齿齿轮,其与上述行星齿轮啮合;以及筒状的壳体,其以上述中心轴线为中心,在周向上固定内齿齿轮。上述锁定部具有:输入体,其具有沿着与上述中心轴线正交的平面配置的输入板部,并随着上述行星齿轮的公转旋转而以上述中心轴线为中心进行旋转;输出体,其具有与上述输入板部在轴向上对置的输出板部;连结部,其在周向上设有间隙地连结上述输入体和上述输出体;以及板簧,其在上述输入板部及上述输出板部的外缘与上述壳体的内周面之间被施加初始压缩地配置。在上述输入板部的外缘设有凹部,该凹部具有朝向周向一方侧的第一内侧面以及朝向周向另一方侧的第二内侧面。在上述输出板部的外缘设有凸部,该凸部具有朝向周向一方侧的第一外侧面以及朝向周向另一方侧的第二外侧面。上述板簧具有沿着上述壳体的内周面延伸的圆弧状的圆弧部、位于上述圆弧部的周向一方侧的端部的第一爪部、以及位于上述圆弧部的周向另一方侧的端部的第二爪部。上述第一爪部在周向上与上述第一内侧面及上述第二外侧面对置。上述第二爪部在周向上与上述第二内侧面及上述第一外侧面对置。
本发明的一个方式的齿轮传动马达具有上述的减速装置、以及与上述减速装置连接的马达部。
根据本发明的一个方式,提供一种能够锁定来自输出侧的输入且能够小型化的减速装置以及齿轮传动马达。
附图说明
图1是一个实施方式的齿轮传动马达的分解立体图。
图2是一个实施方式的锁定部的剖视图。
图3是图2的局部放大图。
图4是示出一个实施方式的锁定部32的动力传递过程的剖视图。
图5是示出一个实施方式的锁定部的锁定功能的剖视图。
图中:
1—齿轮传动马达,2—马达部,3—减速装置,30A—第一行星齿轮机构(行星齿轮机构),30B—第二行星齿轮机构(行星齿轮机构),30C—第三行星齿轮机构(行星齿轮机构),31—第一行星架(行星架),31c—第二太阳齿轮(太阳齿轮),32—第二行星架(行星架、锁定部),32c—第三太阳齿轮(太阳齿轮),33a—第一太阳齿轮(太阳齿轮),33b—第一行星齿轮(行星齿轮),33c—第一内齿齿轮(内齿齿轮),34b—第二行星齿轮(行星齿轮),34c—第二内齿齿轮(内齿齿轮),35b—第三行星齿轮(行星齿轮),35c—第三内齿齿轮(内齿齿轮),36—第三行星架(行星架),40—壳体,41a—内周面,50—输入体,51—输入板部,51e、61e—外缘,53—凹部,53a—第一内侧面,53b—第二内侧面,60—输出体,61—输出板部,63—凸部,63a—第一外侧面,63b—第二外侧面,70—板簧,71—第一爪部,72—第二爪部,73—圆弧部,80—连结部,81—轴部,82—孔,J—中心轴线,α—第一角度,β—第二角度,γi—第三角度,γo—第四角度,δ—第五角度。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式所涉及的齿轮传动马达进行说明。
另外,本发明的范围不限定于以下的实施方式,可以在本发明的技术思想的范围内任意变更。
在附图中,示出了与中心轴线J平行的Z轴。在以下的说明中,只要没有特别说明,则将Z轴方向简称为“轴向”或“上下方向”,将+Z侧称为“轴向一方侧”或“上侧”,将-Z侧称为“轴向另一方侧”或“下侧”。另外,本说明书中的上下方向是为了便于说明而设定的方向,并不限定齿轮传动马达使用时的姿势。并且,在以下的说明中,将围绕中心轴线J的周向简称为“周向”,将相对于中心轴线J的径向简称为“径向”。
适当图示的箭头θ示出了周向。在以下的说明中,将箭头θ所朝向的一侧(+θ侧)称为“周向一方侧”,将与箭头θ所朝向的一侧相反的一侧(-θ侧)称为“周向另一方侧”。
<齿轮传动马达>
图1是齿轮传动马达1的分解立体图。齿轮传动马达1具备马达部2和与马达部2连接的减速装置3。以下,对齿轮传动马达1的各部分进行详细说明。
<马达部>
马达部2具有以中心轴线J为中心沿轴向延伸的马达轴22。
马达轴22在马达部2中向上侧突出。马达轴22绕中心轴线J旋转。在马达轴22的上端固定有第一太阳齿轮33a。马达部2与减速装置3连接。
<减速装置>
减速装置3位于马达部2的上侧。减速装置3对从马达部2输出的动力进行减速。
减速装置3具有第一行星齿轮机构(行星齿轮机构)30A、第二行星齿轮机构(行星齿轮机构)30B以及第三行星齿轮机构(行星齿轮机构)30C。第一行星齿轮机构30A、第二行星齿轮机构30B以及第三行星齿轮机构30C从下侧朝向上侧依次排列。即,减速装置3具有沿轴向相互连结的多个行星齿轮机构30A、30B、30C。从马达部2输出的动力按照第一行星齿轮机构30A、第二行星齿轮机构30B、第三行星齿轮机构30C的顺序传递,并在第三行星齿轮机构30C的输出轴36c上输出。
减速装置3具有:筒状的壳体40、第一太阳齿轮(太阳齿轮)33a、三个第一行星齿轮(行星齿轮)33b、第一内齿齿轮(内齿齿轮)33c、第一行星架(行星架)31、三个第二行星齿轮(行星齿轮)34b、第二内齿齿轮(内齿齿轮)34c、第二行星架(行星架、锁定部)32、三个第三行星齿轮(行星齿轮)35b、第三内齿齿轮(内齿齿轮)35c、以及第三行星架(行星架)36。另外,第一行星架31具有第二太阳齿轮(太阳齿轮)31c。同样地,第二行星架32具有第三太阳齿轮(太阳齿轮)32c。
第一太阳齿轮33a、第一行星齿轮33b、第一行星架31以及第一内齿齿轮33c构成第一行星齿轮机构30A。第二太阳齿轮31c、第二行星齿轮34b、第二行星架32以及第二内齿齿轮34c构成第二行星齿轮机构30B。第三太阳齿轮32c、第三行星齿轮35b、第三行星架36以及第三内齿齿轮35c构成第三行星齿轮机构30C。
壳体40具有筒部41和底部42。筒部41以中心轴线J为中心沿轴向延伸。筒部41在内周面41a上保持第一内齿齿轮33c、第二内齿齿轮34c以及第三内齿齿轮35c并限制绕中心轴线J的旋转。即,筒部41以中心轴线J为中心,在周向上固定第一内齿齿轮33c、第二内齿齿轮34c以及第三内齿齿轮35c。底部42位于筒部41的上侧的端部。从轴向观察,在底部42的中央设有孔部43。孔部43是以中心轴线J为中心的圆形。输出轴36c插通于孔部43。也可以在孔部43的内周面保持有将输出轴36c支撑为能够旋转的轴承。
第一太阳齿轮33a以中心轴线J为中心沿轴向延伸。第一太阳齿轮33a固定在马达轴22上,与马达轴22一起以中心轴线J为中心进行旋转。
第一内齿齿轮33c呈以中心轴线J为中心的圆环状。第一内齿齿轮33c从径向外侧包围第一太阳齿轮33a。在第一内齿齿轮33c与第一太阳齿轮33a之间设有用于配置第一行星齿轮33b的间隙。第一内齿齿轮33c与第一行星齿轮33b啮合。第一内齿齿轮33c固定于壳体40的筒部41的内周面41a。第一内齿齿轮33c只要相对于壳体40的相对旋转被限制,则也可以不必固定于壳体40。另外,第一内齿齿轮33c也可以与壳体40一体成形。
三个第一行星齿轮33b沿中心轴线J的周向等间隔地配置。三个第一行星齿轮33b在径向上配置在第一太阳齿轮33a与第一内齿齿轮33c之间。三个第一行星齿轮33b与第一太阳齿轮33a和第一内齿齿轮33c啮合。三个第一行星齿轮33b随着第一太阳齿轮33a的旋转而绕中心轴线J公转旋转。在第一行星齿轮33b的中央设有向上侧开口的保持孔。
第一行星架31具有第一圆板部31b、三根第一副轴31a以及第二太阳齿轮31c。第一圆板部31b呈以中心轴线J为中心的圆板状。第一圆板部31b位于第二行星齿轮34b的下侧且第一行星齿轮33b的上侧。第一圆板部31b与第二太阳齿轮31c连结。第一圆板部31b位于第一太阳齿轮33a和第一行星齿轮33b的上侧。三根第一副轴31a从第一圆板部31b向下侧延伸。第二太阳齿轮31c以中心轴线J为中心从第一圆板部31b向上侧延伸。
第一副轴31a插入到第一行星齿轮33b的保持孔中。三根第一副轴31a分别将第一行星齿轮33b支撑为能够旋转。即,第一行星架31从上侧(轴向一方侧)将多个第一行星齿轮33b支撑为能够旋转。第一行星架31随着三个第一行星齿轮33b的公转旋转而以中心轴线J为中心进行旋转。即,第一行星架31将多个第一行星齿轮33b支撑为能够绕中心轴线J公转旋转。
第二太阳齿轮31c在第三太阳齿轮32c的下侧(轴向另一方侧)配置在第二内齿齿轮34c的内侧。第二太阳齿轮31c以中心轴线J为中心沿轴向延伸。第二太阳齿轮31c是第一行星架31的一部分,因此随着第一行星齿轮33b的公转旋转而以中心轴线J为中心进行旋转。
第二内齿齿轮34c呈以中心轴线J为中心的圆环状。第二内齿齿轮34c从径向外侧包围第二太阳齿轮31c。在第二内齿齿轮34c与第二太阳齿轮31c之间设有用于配置第二行星齿轮34b的间隙。第二内齿齿轮34c与第二行星齿轮34b啮合。第二内齿齿轮34c固定于壳体40的筒部41的内周面41a。第二内齿齿轮34c只要相对于壳体40的相对旋转被限制,则也可以不必固定于壳体40。另外,第二内齿齿轮34c也可以与壳体40一体成形。
三个第二行星齿轮34b沿中心轴线J的周向等间隔地配置。三个第二行星齿轮34b在径向上配置在第二太阳齿轮31c与第二内齿齿轮34c之间。三个第二行星齿轮34b与第二太阳齿轮31c和第二内齿齿轮34c啮合。三个第二行星齿轮34b随着第二太阳齿轮31c的旋转而在中心轴线J的周向上公转旋转。在第二行星齿轮34b的中央设有向上侧开口的保持孔34ba。
第二行星架32具有输入体50、输出体60、板簧70和连结部80。
第二行星架32将在输入体50中从第二行星齿轮34b传递来的动力经由连结部80传递给输出体60。另外,第二行星架32作为限制从输出体60向输入体50侧传递转矩的锁定部而发挥作用。关于第二行星架32的作为锁定部的功能,将在后面进行详细说明。
第二行星架32的连结部80具有固定于输入体50的轴部81。轴部81具有从输入体50向下侧延伸的第二副轴部81b。第二副轴部81b插入到第二行星齿轮34b的保持孔34ba中。三个第二副轴部81b分别将第二行星齿轮34b支撑为可旋转。即,第二行星架32将多个第二行星齿轮34b支撑为能够绕中心轴线J公转旋转。即,第二行星架32从上侧(轴向一方侧)将多个第二行星齿轮34b支撑为能够旋转。第二行星架32随着三个第二行星齿轮34b的公转旋转而以中心轴线J为中心进行旋转。
在第二行星架32的输出体60上设置有第三太阳齿轮32c。即,第二行星架32具有第三太阳齿轮32c。第三太阳齿轮32c以中心轴线J为中心向上侧延伸。
第三太阳齿轮32c配置在第三内齿齿轮35c的内侧。第三太阳齿轮32c以中心轴线J为中心沿轴向延伸。第三太阳齿轮32c随着第二行星架32的公转旋转而以中心轴线J为中心进行旋转。
第三内齿齿轮35c呈以中心轴线J为中心的圆环状。第三内齿齿轮35c从径向外侧包围第三太阳齿轮32c。在第三内齿齿轮35c与第三太阳齿轮32c之间设有用于配置第三行星齿轮35b的间隙。第三内齿齿轮35c与第三行星齿轮35b啮合。第三内齿齿轮35c固定于壳体40的筒部41的内周面41a。第三内齿齿轮35c只要相对于壳体40的相对旋转被限制,则也可以不必固定于壳体40。另外,第三内齿齿轮35c也可以与壳体40一体成形。
三个第三行星齿轮35b沿中心轴线J的周向等间隔地配置。三个第三行星齿轮35b在径向上配置在第三太阳齿轮32c与第三内齿齿轮35c之间。三个第三行星齿轮35b与第三太阳齿轮32c和第三内齿齿轮35c啮合。三个第三行星齿轮35b随着第三太阳齿轮32c的旋转而在中心轴线J的周向上公转旋转。在第三行星齿轮35b的中央设有向上侧开口的保持孔35ba。
第三行星架36具有第三圆板部36b、三根第三副轴36a和输出轴36c。第三圆板部36b呈以中心轴线J为中心的圆板状。第三圆板部36b位于第三太阳齿轮32c和第三行星齿轮35b的上侧。三根第三副轴36a从第三圆板部36b向下侧延伸。输出轴36c以中心轴线J为中心从第三圆板部36b向上侧延伸。
第三副轴36a插入到第三行星齿轮35b的保持孔35ba中。三根第三副轴36a分别将第三行星齿轮35b支撑为能够旋转。即,第三行星架36从上侧(轴向一方侧)将多个第三行星齿轮35b支撑为能够旋转。第三行星架36随着三个第三行星齿轮35b的公转旋转而以中心轴线J为中心进行旋转。即,第三行星架36将多个第三行星齿轮35b支撑为能够绕中心轴线J公转旋转。
输出轴36c是第三行星架36的一部分,因此随着第三行星齿轮35b的公转旋转而以中心轴线J为中心进行旋转。输出轴36c是以中心轴线J为中心的圆柱状。输出轴36c插通于壳体40的孔部43并从壳体40的上端部向上侧突出。
<锁定部>
接着,对第二行星架32作为锁定部的功能进行说明。在以下的说明中,将第二行星架32称为锁定部32。锁定部32从第二行星齿轮34b接受从马达部2输出的转矩,并在第三太阳齿轮32c中向后级的行星齿轮机构30C传递。另一方面,锁定部32通过第三太阳齿轮32c接受从输出轴36c输入的转矩,但限制向第二行星齿轮34b传递。由此,在保护马达部2的同时,限制输出轴36c的自由旋转。
锁定部32在壳体40中配置于内侧。锁定部32具有输入体50、输出体60、连结部80以及板簧70。
输入体50随着第二行星齿轮34b的公转旋转而以中心轴线J为中心进行旋转。输入体50具有板状的输入板部51。
输入板部51沿着与中心轴线J正交的平面配置。在输入板部51的外缘51e上设有朝向径向内侧凹陷的凹部53。另外,在输入板部51上设有沿轴向贯通的多个(在本实施方式中为三个)支撑孔51h。多个支撑孔51h沿周向等间隔地排列。连结部80的轴部81被压入并固定于支撑孔51h。
输出体60通过从输入体50传递的转矩而与输入体50一起以中心轴线J为中心进行旋转。输出体60具有输出板部61和第三太阳齿轮32c。输出体60在第三太阳齿轮32c中向后级的行星齿轮机构30C传递动力。
输出板部61沿着与中心轴线J正交的平面配置。输出板部61与输入板部51在轴向上对置。在输出板部61的外缘61e上设有朝向径向外侧突出的凸部63。另外,在输出板部61上设有沿轴向贯通的多个(在本实施方式中为三个)孔82。多个孔82沿周向等间隔地配置。各个孔82也可以是沿周向呈圆弧状延伸的长孔。在孔82中插入连结部80的轴部81。
图2是从轴向观察锁定部32的剖视图。另外,在图2中,简略地图示了第三太阳齿轮32c。
输入板部51和输出板部61配置在壳体40的内部。输入板部51及输出板部61的外径比壳体40的筒部41的内径小。另外,输出板部61的外径比输入板部51的外径小。因此,输出板部61的外缘61e配置在比输入板部51的外缘51e靠径向内侧。
图3是图2的局部放大图。
输入板部51的凹部53具有朝向径向外侧的底面53c、朝向周向一方侧(+θ侧)的第一内侧面53a、以及朝向周向另一方侧(-θ侧)的第二内侧面53b。底面53c是以中心轴线J为中心的圆弧状。底面53c的半径与输出板部61的外缘61e的半径大致相等。
输出板部61的凸部63具有朝向径向外侧的前端面63c、朝向周向一方侧(+θ侧)的第一外侧面(63a)、以及朝向周向另一方侧(-θ侧)的第二外侧面(63b)。凸部63的前端面63c是以中心轴线J为中心的圆弧状的面。前端面63c与壳体40的内周面41a在径向上对置。前端面63c的半径比输入板部51的外缘51e的半径大板簧70的径向长度左右。
从轴向观察时,凸部63与输入板部51的凹部53重叠。从轴向观察时,凹部53的第一内侧面53a和凸部63的第二外侧面63b以隔着间隙相互对置的方式配置。另外,从轴向观察时,凹部53的第二内侧面53b配置成与凸部63的第一外侧面63a隔着间隙对置。输入板部51和输出板部61为轴向位置互不相同的平板状,凹部53的内侧面和凸部63的外侧面也可以不在周向上对置,也可以是沿轴向延伸的输出板部61的凸部63进入输入板部51的凹部53,或者输入板部51的凹部53的两侧的壁部沿轴向延伸,且凹部53的内侧面和凸部63的外侧面在周向上对置。
如图2所示,连结部80在周向上隔开间隙地连结输入体50和输出体60。输入体50的旋转在吸收了连结部80的周向的间隙之后,传递至输出体60。锁定部32具有多个(在本实施方式中为三个)连结部80。多个连结部80沿周向等间隔地配置。各个连结部80具有固定在输入板部51上的轴部81和设置在输出板部61上的孔82。轴部81插入到孔82中。
轴部81为圆柱状。孔82的径向宽度比轴部81的直径稍大。
另一方面,孔82的沿周向的长度尺寸比轴部81的直径大。即,本实施方式的孔82是沿周向延伸的长孔状。轴部81能够在孔82的内部沿周向移动。当输入体50以中心轴线J为中心进行旋转时,轴部81在孔82的内部吸收了周向的间隙之后,与孔82的内表面接触。轴部81在与孔82的内表面接触后,将输入体50的转矩传递给输出体60。
板簧70是以与轴向正交的方向为厚度方向的板状。板簧70以相同的宽度尺寸(沿中心轴线J的轴向的尺寸)沿周向延伸。从径向观察,板簧70与输入板部51及输出板部61重叠配置。板簧70具有圆弧部73、在圆弧部73的周向一方侧具有第一爪部71、在另一方侧具有第二爪部72。在自由状态下与圆弧部73的外侧面相接的圆直径比壳体40的内周面41a的内径大。
板簧70在输入板部51及输出板部61的外缘与壳体40的内周面41a之间以圆弧部73的直径变小的方式被施加初始压缩地配置。
圆弧部73是沿着壳体40的内周面41a延伸的圆弧状。圆弧部73与壳体40的内周面41a在径向上对置。初始状态的圆弧部73在周向的整个长度上与壳体40的内周面41a接触。另外,圆弧部73与输入板部51的外缘51e及输出板部61的外缘61e在径向上对置。即,圆弧部73配置在壳体40的内周面41a与输入板部51的外缘51e之间的间隙、而且壳体40的内周面41a与输出板部61的外缘61e之间的间隙中。
第一爪部71位于圆弧部73的周向一方侧(+θ侧)的端部。第二爪部72位于圆弧部73的周向另一方侧(-θ侧)的端部。第一爪部71及第二爪部72从圆弧部73的各自的端部向径向内侧突出。
如图3所示,从轴向观察,第一爪部71配置在第一内侧面53a与第二外侧面63b之间。因此,第一爪部71在周向上与第一内侧面53a以及第二外侧面63b对置。另外,第二爪部72配置在第二内侧面53b与第一外侧面63a之间。因此,第二爪部72在周向上与第二内侧面53b以及第一外侧面63a对置。
如图3所示,凹部53的第一内侧面53a和第二内侧面53b相对于中心轴线J形成第一角度α。第一角度α是凹部53相对于中心轴线J所形成的角度。
凸部63的第一外侧面63a和第二外侧面63b相对于中心轴线J形成第二角度β。第二角度β是凸部63相对于中心轴线J所形成的角度。第一爪部71和第二爪部72的在周向上对置的面相对于中心轴线J形成第三角度γi。第一爪部71和第二爪部72的朝向周向的相反侧的面相对于中心轴线J形成第四角度γo。第三角度γi是一对爪部71、72与凸部63在周向上对置的面彼此相对于中心轴线J所形成的角度。另一方面,第四角度γo是一对爪部71、72与凹部53在周向上对置的面彼此相对于中心轴线J所形成的角度。连结部80的间隙相对于中心轴线J形成第五角度δ。第五角度δ是在连结部80的孔82内使轴部81靠近周向一方侧的情况下,形成于轴部81的周向另一方侧的轴部81与孔82的内表面之间的间隙所形成的角度。第五角度δ相当于连结部80进行动力传递时的周向游隙的大小。
在本实施方式中,第一角度α大于第四角度γo。第四角度γo大于第三角度γi。第三角度γi大于第二角度β。第二角度β大于第五角度δ。即,各个角度满足以下关系。
α>γo>γi>β>δ
如图3所示,在连结部80中,在将轴部81配置在孔82的周向尺寸的中央的状态下,凸部63位于凹部53的周向中央。即,在将轴部81配置在孔82的周向尺寸的中央的状态下,第一外侧面63a和第二内侧面53b的周向间隙的大小与第二外侧面63b和第一内侧面53a的周向间隙的大小相等。因此,输入体50和输出体60在向周向一方侧、另一方侧中的任一侧旋转的情况下,都进行同样的动作。
(从输入体向输出体的动力传递)
图4是示出从输入体50向输出体60传递动力的过程的锁定部32的剖视图。在图4中,用虚线箭头示出输入体50的旋转,用实线示出输出体60的旋转。在此,对输入体50向周向一方侧(+θ)旋转的情况进行说明,但在输入体50向周向另一方侧(-θ)旋转的情况下,锁定部32也同样地发挥作用。
当输入体50以中心轴线J为中心绕周向一方侧(+θ)旋转时,多个轴部81与输入体50一起沿周向旋转。轴部81在孔82的内部沿周向移动,直到与输出体60的孔82的内表面中的朝向周向另一方侧(-θ)的区域接触。通过轴部81与孔82的内表面接触,输入体50的旋转传递到输出体60,输入体50和输出体60成为一体并以中心轴线J为中心进行旋转。
当输入体50绕中心轴线J向周向一方侧(+θ)旋转时,轴部81与孔82的内表面接触,凹部53的第一内侧面53a与板簧70的第一爪部71接触。
进而,输入体50通过凹部53的第一内侧面53a使第一爪部71向周向一方侧(+θ)侧位移,压缩板簧70的圆弧部73而减小圆弧部73的外径。由此,圆弧部73的一部分从壳体40的内周面41a离开。通过压缩板簧70,板簧70与壳体40的内周面41a之间的静摩擦力以及动摩擦力变小。由此,板簧70一边以较小的滑动阻力相对于壳体40的内周面41a滑动,一边与输入体50一起绕中心轴线J旋转。根据本实施方式,在锁定部32从输入体50向输出体60传递动力时,板簧70被压缩,由此能够减少伴随板簧70的滑动的能量损失,从而能够提高基于锁定部32的动力传递效率。
在图3所示的本实施方式的锁定部32中,凹部53所形成的角度即第一角度α与一对爪部71、72的朝向相反侧的面彼此所形成的角度即第四角度γo之差、一对爪部71、72在周向上对置的面彼此之间的角度即第三角度γi与凸部63所形成的角度即第二角度β之差、以及连结部80的间隙的角度即第五角度δ满足以下关系。
(α-γo)-δ<(γi-β)
因此,在输入体50旋转时,在板簧70的第一爪部71和第二爪部72分别与凸部63的第二外侧面63b和第一外侧面63a接触之前,连结部80的间隙被完全吸收,开始在连结部80的动力传递。根据本实施方式,能够通过绕中心轴线J设置的多个轴和孔从输入体50向输出体60传递动力。
具体而言,如图4所示,板簧70的第一爪部71被凹部53的第一内侧面53a推压而向周向一方侧(+θ)旋转。由于板簧70的第三角度γi比凸部63的第二角度β大,所以第二爪部72不会与凸部的第一外侧面63a接触,板簧70的圆弧部73不会被凸部63推开。因此,能够抑制板簧70被按压于壳体40的内周面41a。
(从输出体向输入体的动力传递的限制)
图5是示出从输出体60向输入体50的动力传递被限制且锁定功能发挥作用的状态的锁定部32的剖视图。在此,对输出体60向周向一方侧(+θ)旋转的情况进行说明,但在输出体60向周向另一方侧(-θ)旋转的情况下,锁定部32也同样地发挥作用。
当输出体60欲以中心轴线J为中心绕周向一方侧(+θ)旋转时,凸部63的第一外侧面63a使板簧70的第一爪部71向周向一方侧(+θ)侧位移,并使板簧70的圆弧部73伸长,将圆弧部73的外周面按压在壳体40的内周面41a上。通过使板簧70伸长,板簧70与壳体40的内周面41a之间的静摩擦力变大,限制板簧70相对于壳体40的旋转。进而,通过限制板簧70的旋转,利用凸部63与板簧70的第一爪部71之间的干涉,限制输出体60的旋转。由此,锁定部32限制从输出体60向输入体50的动力传递。
如上所述,在图3所示的本实施方式的锁定部32中,第一角度α与第四角度γo之差、第三角度γi与第二角度β之差、以及作为连接部80的间隙的角度的第五角度δ满足以下关系。
(α-γo)-δ<(γi-β)
因此,即使在通过输出体60的旋转向输入体50传递动力而使输入体50旋转的情况下,在旋转的中途凸部63也与板簧70的第一爪部71或第二爪部72接触而进行锁定。根据本实施方式,能够阻碍从输出体60向输入体50的动力传递而进行锁定。
具体而言,如图5所示,即使输出体60向周向一方侧(+θ)旋转,在轴部81与孔82的内表面接触之前,凸部63的第一外侧面63a也与板簧70的第二爪部72接触。由此,锁定部32能够在输入体50和输出体60开始同步旋转之前将板簧70按压于壳体40的内周面41a而进行锁定。由此,限制输出体60的旋转,并且抑制输出体60的转矩向输入体50传递。
根据本实施方式,从输入体50侧施加的转矩在连结部80的轴部81与孔82的内表面之间传递。另一方面,从输出体60侧施加的转矩通过从凸部63向板簧70传递而被锁定,从而限制向输入体50的传递。即,根据本实施方式的锁定部32,动力的传递路径和发挥锁定功能的部分设置在互不相同的部分上。因此,在锁定部32中,能够抑制负荷集中于一部分,通过使各部分分别小型化,能够实现锁定部32的小型化。其结果,能够使减速装置3小型化。
本实施方式的连结部80由固定在输入体50上的轴部81和设置在输出体60上的孔82构成。根据本实施方式,连结部80能够以简单的构造容易地组装,并且能够将大的转矩从输入体50传递到输出体60。
另外,在本实施方式中,对孔82设置于输出板部61、轴部81固定于输入板部51的情况进行了说明。但是,也可以是孔82设置在输入板部51上,轴部81固定在输出板部61上。即,孔82设置在输入板部51和输出板部61的一方,轴部81固定在输入板部51和输出板部61的另一方即可。另外,连结部80只要是在周向上隔开间隙地连结输入体50和输出体的结构,则其结构未必限定于本实施方式。例如,代替轴部81和孔82,也可以是输入板部51的凹部和输出板部61的凸部经由板簧70而在周向上对置的结构。
本实施方式的连结部80沿周向设置有多个。根据本实施方式,在从输入体50向输出体60的动力传递过程中,能够减小施加于各个连结部80的应力,通过使各个连结部80小型化,能够实现锁定部32的小型化。
如图1所示,根据本实施方式,轴部81固定于输入板部51,且在输入板部51的轴向一方侧(上侧、+Z侧)插入于孔82。另外,轴部81在输入板部51的轴向另一方侧(下侧、-Z侧)将第二行星齿轮34b支撑为能够旋转。即,本实施方式的轴部81作为连结部80承担从输入体50向输出体60的动力传递的一部分。并且,轴部81作为第二副轴部81b承担从第二行星齿轮34b向输入体50的动力传递的一部分。这样,从第二行星齿轮34b传递来的转矩通过轴部81传递给输出体60。因此,能够减小动力传递过程中对输入体50的负荷,从而能够实现输入体50的小型化。并且,在采用这样的构造的情况下,通过采用强度高的材料(例如金属材料)作为构成轴部81的材料,能够采用轻量的材料(例如树脂材料)作为输入体50。其结果,能够实现减速装置3的轻量化。
本实施方式的减速装置3具有多个行星齿轮机构30A、30B、30C,该多个行星齿轮机构30A、30B、30C分别具有太阳齿轮、行星齿轮、内齿齿轮以及行星架。因此,减速装置3能够获得较大的减速比。
并且,本实施方式的锁定部32作为多个行星齿轮机构30A、30B、30C中的任一个行星齿轮机构(在本实施方式中为第二行星齿轮机构30B)的行星架(第二行星架32)发挥功能。根据本实施方式,通过在第二行星齿轮机构30B的一部分组装锁定部32,能够实现减速装置3的小型化。
本实施方式的减速装置3具有三个行星齿轮机构30A、30B、30C,锁定部32作为沿轴向排列的三个行星架(第三行星架36、第二行星架32、第一行星架31)中的正中间的行星架(第二行星架32)发挥功能。
马达部2的动力按照第一行星齿轮机构30A、第二行星齿轮机构30B以及第三行星齿轮机构30C的顺序被减速。因此,能够将锁定部32配置在转矩和转速的平衡良好的部分。其结果,能够抑制对锁定部32施加过大的力,并且能够抑制锁定部32的速度变得过快,从而能够使锁定部32的动作稳定。
以上,对本发明的实施方式及变形例进行了说明,但实施方式中的各结构以及它们的组合等是一例,在不脱离本发明的主旨的范围内,能够进行结构的附加、省略、置换及其它变更。另外,本发明不受实施方式的限定。
例如,在上述实施方式中,说明了在行星齿轮机构30A、30B、30C中,内齿齿轮被固定,从太阳齿轮输入的动力从行星架输出的情况。但是,减速装置所采用的行星齿轮机构只要是内齿齿轮、太阳齿轮以及行星架相对旋转的结构,则可以是从任意一个输入且从任意一个输出的结构。例如,也可以将行星架固定,将从太阳齿轮输入的动力从内齿齿轮输出。另外,也可以具有切换输出的部分而使减速比变化的变速机构。
另外,在上述实施方式中,对第一角度α、第二角度β、第三角度γi、第四角度γo以及第五角度δ为180°以下的角度的情况进行了说明。通过设为这样的角度范围,能够以简单的结构实现能够得到上述效果的减速装置。然而,上述角度也可以分别是大于180°的角度。在第一角度α及第二角度β超过180°的情况下,在外观上凹部53成为凸形状,凸部63成为凹形状,但即使是这样的结构,也能够满足本申请并得到本申请的效果。并且,第三角度γi和第四角度γo也可以是超过360°的角度。在该情况下,板簧70在输入体50以及输出体60的周围卷绕1周以上。
Claims (9)
1.一种减速装置,其特征在于,具备:
太阳齿轮,其以中心轴线为中心进行旋转;
多个行星齿轮,其与上述太阳齿轮啮合;
锁定部,其将多个上述行星齿轮支撑为能够绕上述中心轴线公转旋转;
内齿齿轮,其与上述行星齿轮啮合;以及
筒状的壳体,其以上述中心轴线为中心,在周向上固定内齿齿轮,
上述锁定部具有:
输入体,其具有沿着与上述中心轴线正交的平面配置的输入板部,并随着上述行星齿轮的公转旋转而以上述中心轴线为中心进行旋转;
输出体,其具有与上述输入板部在轴向上对置的输出板部;
连结部,其在周向上设有间隙地连结上述输入体和上述输出体;以及
板簧,其在上述输入板部及上述输出板部的外缘与上述壳体的内周面之间被施加初始压缩地配置,
在上述输入板部的外缘设有凹部,该凹部具有朝向周向一方侧的第一内侧面以及朝向周向另一方侧的第二内侧面,
在上述输出板部的外缘设有凸部,该凸部具有朝向周向一方侧的第一外侧面以及朝向周向另一方侧的第二外侧面,
上述板簧具有:
圆弧状的圆弧部,其沿着上述壳体的内周面延伸;
第一爪部,其位于上述圆弧部的周向一方侧的端部;以及
第二爪部,其位于上述圆弧部的周向另一方侧的端部,
上述第一爪部在周向上与上述第一内侧面及上述第二外侧面对置,
上述第二爪部在周向上与上述第二内侧面及上述第一外侧面对置。
2.根据权利要求1所述的减速装置,其特征在于,
上述第一内侧面和上述第二内侧面相对于上述中心轴线形成第一角度α,
上述第一外侧面和上述第二外侧面相对于上述中心轴线形成第二角度β,
上述第一爪部和上述第二爪部的在周向上对置的面相对于上述中心轴线形成第三角度γi,
上述第一爪部和上述第二爪部的朝向周向的相反侧的面相对于上述中心轴线形成第四角度γo,
上述连结部的上述间隙相对于上述中心轴线形成第五角度δ,
在将第一角度设为α、将第二角度设为β、将第三角度设为γi、将第四角度设为γo、将第五角度设为δ时,各个角度满足以下关系:
α>γo>γi>β>δ
(α-γo)-δ<(γi-β)。
3.根据权利要求2所述的减速装置,其特征在于,
上述第一角度与上述第二角度之差大于上述第五角度。
4.根据权利要求1~3任一项中所述的减速装置,其特征在于,
上述连结部具有:
孔,其设置于上述输入板部以及上述输出板部的一方且沿周向延伸;以及
轴部,其固定于上述输入板部以及上述输出板部的另一方且插入到上述孔中。
5.根据权利要求4所述的减速装置,其特征在于,
上述连结部沿周向设置有多个。
6.根据权利要求4所述的减速装置,其特征在于,
上述轴部固定于上述输入板部,在上述输入板部的轴向一方侧插入到上述孔中,且在上述输入板部的轴向另一方侧将上述行星齿轮支撑为能够旋转。
7.根据权利要求1至6任一项中所述的减速装置,其特征在于,
具有沿轴向相互连结的多个行星齿轮机构,
多个上述行星齿轮机构分别具有:
太阳齿轮,其以上述中心轴线为中心进行旋转;
多个行星齿轮,其与上述太阳齿轮啮合;
内齿齿轮,其与上述行星齿轮啮合;以及
行星架,其将多个上述行星齿轮支撑为能够绕上述中心轴线公转旋转,
上述锁定部作为任意一个上述行星齿轮机构的上述行星架而发挥功能。
8.根据权利要求7所述的减速装置,其特征在于,
具有三个上述行星齿轮机构,
上述锁定部作为沿轴向排列的三个上述行星架中的正中间的上述行星架而发挥功能。
9.一种齿轮传动马达,其特征在于,具有:
根据权利要求1至8任一项中所述的减速装置;以及
与上述减速装置连接的马达部。
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