CN1369948A - 内齿轮外旋转的轮鼓式马达 - Google Patents
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Abstract
一种内齿轮外旋转的轮鼓式马达。为提供一种可由高转速、高效率实现低转速、大扭矩的轮鼓式马达,提出本发明,它包括输出转轴为太阳齿轮并设有同心定位端的转轴旋转马达、行星齿轮组及旋转侧端部;由复数个齿轮构成的行星齿轮组延设具支撑轴的同心凸圆部;旋转侧端部由内向外组设旋转轴承及内齿轮;行星齿轮组固定于同心定位端,并与太阳齿轮穿套啮合,旋转侧端部以旋转轴承套组于同心凸圆部上,并以内齿轮与行星齿轮组外缘啮合。
Description
本发明属于马达，特别是一种内齿轮外旋转的轮鼓式马达。
如图7所示，传统外转子式轮鼓式马达51系包括有定子部511、外转子磁铁512、磁铁外壳513、旋转侧面板514、支撑轴315及轮鼓外壳415。其系以马达外转子直接驱动马达轮鼓而旋转，如此的结构将造成一个现实问题，当轮鼓马达必须工作于低转速的环境时(如电动助行车)，因马达功率输出和转速成正比，如下列所示：
T＝P/n-A·B·L·D2·6.1×108
T：马达扭力(N/cm) P：输出功率(Watt)
N：马达转速(rpm) A：电流密度(Amp/cm)
B：磁通密度(Gauss) L：转子长度(cm)
D：转子外径(cm)
由公式可知当马达在一定外径规格内低转速运转时必然使输出功率(P)对比降低，因此欲提升输出功率(P)以期马达高效率运转则必须提升马达的运转速度，但马达如果使用于低速运转又欲取得较高的输出功率，则必须提升电流密度(A)或磁通密度(B)，但因此将使马达的整体机械结构产生困难，因为定子部线槽的线圈占积率通常是有限度的，欲提升电流密度(A)则必然须加粗线圈的线径和匝数，如此一来又和线槽占积率的限制相冲突而不可行。
本发明的目的是提供一种可由高转速、高效率实现低转速、大扭矩的内齿轮外旋转的轮鼓式马达。
本发明包括转轴旋转马达、复数个齿轮的行星齿轮组及轮鼓马达的旋转侧端部；转轴旋转马达系以其侧面端扭力输出转轴为太阳齿轮，马达的两侧面端并各自设立至少一个以上的同心定位端；复数个齿轮的行星齿轮组一侧面端系同心固定于上述马达侧面端的同心定位端，其另一侧面端应向外延伸同心凸圆部并供轮鼓旋转轴承的内径圆同心穿套固定，该同心凸圆部亦应向外延伸支撑轴，支撑轴提供为轮鼓马达固定支撑用，行星齿轮组的中心端提供上述马达转轴的太阳齿轮穿套以及两者齿部啮合旋转；轮鼓马达的旋转侧端部内侧端向外侧端形成内、外两个同心凹圆端，其中外凹圆端提供内齿轮同心固定，内凹圆端则穿套于轮鼓旋转轴承的外径圆并同时使内齿轮穿套于行星齿轮齿部的外缘，两者齿部应啮合旋转并对应上述马达转轴的太阳齿轮而放大转轴旋转马达的旋转扭力。
其中：
转轴旋转马达的两侧面端皆突出马达转轴轴芯为太阳齿轮，并和两侧面端的行星齿轮组的齿部啮合旋转，行星齿轮组再和外缘的内齿轮啮合旋转，马达因此得以将运转扭力经由太阳齿轮和内齿轮的齿数比值而放大，并由内齿轮带动轮鼓外壳而扭力旋转输出。
转轴旋转马达仅一侧面端突出马达转轴轴芯为太阳齿轮，并和一侧面端的行星齿轮组的齿部啮合旋转，行星齿轮组再和外缘的内齿轮啮合旋转，马达因此得以将运转扭力经由太阳齿轮和内齿轮的齿数比值而放大，并由内齿轮带动轮鼓外壳而扭力旋转输出。
行星齿轮组的齿轮系以端面板夹持后再同心定位于转轴旋转马达的侧面端。
无端面板的行星齿轮组的齿轮系各自以同心等角度圆定位于转轴旋转马达的侧面端。
马达转轴轴芯系直接车制成形为太阳齿轮。
马达转轴轴芯系套接于外加的太阳齿轮中心端而成形。
由于本发明包括侧面端扭力输出转轴为太阳齿轮的转轴旋转马达、行星齿轮组及旋转侧端部；转轴旋转马达设有同心定位端；由复数个齿轮构成的行星齿轮组向外延伸向外延设支撑轴的同心凸圆部；旋转侧端部由内向外形成分别组设旋转轴承及内齿轮的内、外同心凹圆端；行星齿轮组同心固定于转轴旋转马达的同心定位端，其中心与马达转轴的太阳齿轮穿套并啮合，旋转侧端部以旋转轴承套组于行星齿轮组的同心凸圆部上，并以内齿轮与行星齿轮组外缘啮合。本发明于低转速的工作环境时，能以较高的运转效率产生充裕的扭力运转输出，可改善低转速高扭力时的马达电流密度，并由下列公式所示：
W＝I2·R W：功率消耗(Watt) I：电流量(Amp) R：线圈铜阻(Q)
由公式中可知马达的输出功率耗损于定子部线圈的铜阻抗，将视马达运转电流(I)及线圈铜阻(R)的大小，其中因I2(运转电流的平方)，故马达若能以较低的运转电流产生足适的运转扭力输出，其代表马达将有较低的铜损耗和较高的运转效率。而本发明运用行星齿轮和转轴旋转马达互相结合成一体，其中行星齿轮组系固定于马达的侧面，并令高转速运转的马达的转轴为太阳齿轮，并经由行星齿轮的啮合而带动内齿轮旋转，其中太阳齿轮和内齿轮减速比值而将马达高转速n及高输出功率P等比值降低转速和等比值提升马达的输出扭力，即可由高转速、高效率实现低转速、大扭矩，从而达到本发明目的。
图1、为本发明实施例一分解结构示意立体图。
图2、为本发明实施例一有端面板的行星齿轮组组合结构示意立体图。
图3、为本发明实施例一无端面板的行星齿轮组组合结构示意立体图。
图4、为本发明实施例一结构示意立体图。
图4A、为本发明实施例一结构示意侧视图。
图5、为本发明实施例二组合结构示意立体图。
图6、为本发明实施例二结构示意立体图。
图6A、为本发明实施例二结构示意侧视图。
图7、为习知外转子式轮鼓马达分解结构示意立体图。
图式标号索引
10内齿轮外旋转的轮鼓式马达
21转轴旋转马达 211马达侧面端
212同心定位端 213太阳齿轮
214马达信号导引孔 215同心等角度圆
31有端面板行星齿轮组 311无端面板行星齿轮组
312行星齿轮 313行星齿轮端面板
314凸圆端面板 315支撑轴
316同心凸圆部 317螺丝
41旋转侧端部 411内齿轮
412旋转轴承 413同心外凹圆端
414同心内凹圆端 415轮鼓外壳
51外转子轮鼓马达 511定子部
512外转子磁铁 513磁铁外壳
514旋转侧面板
下面结合附图对本发明进一步详细阐述。
如图1至图6所示，本发明10包括有转轴旋转马达21，系以马达21侧面端211的扭力输出转轴为太阳齿轮213，马达的两侧面端211各自设立至少一个以上的同心定位端；复数个齿轮312的行星齿轮组，其圆心设有马达信号导引孔214，其一侧面端系同心固定于上述马达侧面端211的同心定位端212，其另一侧面端应向外延伸具有凸圆端面板314的同心凸圆部316并供轮鼓旋转轴承412的内径圆同心穿套固定，该同心凸圆部316亦应向外延伸支撑轴315，支撑轴315提供为本发明10固定支撑用，行星齿轮组的中心端提供上述马达转轴的太阳齿轮213穿套以及两者齿部啮合旋转；本发明10的旋转侧端部41，其内侧端向外侧端形成内、外两个同心凹圆端413、414，其中外凹圆端413提供内齿轮411同心固定，内凹圆端414穿套于轮鼓旋转轴承412的外径圆并同时使内齿轮411穿套于行星齿轮3123齿部外缘，两者齿部应啮合旋转并对应上述马达21转轴的太阳齿轮213而放大转轴旋转马达21的旋转扭力。
转轴旋转马达21的两侧面端211皆突出马达转轴轴芯为太阳齿轮213，并和两侧面端211的行星齿轮组的齿部啮合旋转，行星齿轮组再和外缘的内齿轮411啮合旋转，马达21因此得以将运转扭力经由太阳齿轮213及内齿轮411的齿数比值而放大，并由内齿轮411带动轮鼓外壳415而扭力旋转输出。
如图5、图6、图6A所示，转轴旋转马达21亦可仅一侧面端211突出马达转轴轴芯为太阳齿轮213，并和一侧面端211的行星齿轮组的齿部啮合旋转，行星齿轮组再和外缘的内齿轮411啮合旋转，马达21因此得以将运转扭力经由太阳齿轮213及内齿轮411的齿数比值而放大，并由内齿轮411带动轮鼓外壳415而扭力旋转输出。
如图1、图2所示，行星齿轮组31的齿轮312系以端面板313夹持后再同心定位于转轴旋转马达21的侧面端211。端面板313系藉螺丝317固定于侧面端211。
如图3所示，无端面板的行星齿轮组311的齿轮312系各自以同心等角度圆215定位于转轴旋转马达21的侧面端211。
马达转轴轴芯系直接车制成形为太阳齿轮213。
马达转轴轴芯亦可套接于外加的太阳齿轮中心端而成形。
综上所述，本发明实为一不可多得的新发明产品，极具新颖性及进步性，完全符合发明专利申请要件，爰依专利法提出申请，敬请详查并赐准本案专利，以保障申请人的权益。
惟以上所述仅为本发明的较佳实施例，非因此即拘限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所为的等效结构变化，均同理皆包含于本发明之范围内，合予陈明。
Claims (7)
1、一种内齿轮外旋转的轮鼓式马达，包括转轴旋转马达；其特征在于所述的转轴旋转马达系以其侧面端扭力输出转轴为太阳齿轮，马达的两侧面端并各自设立至少一个以上的同心定位端；复数个齿轮的行星齿轮组，其一侧面端系同心固定于上述马达侧面端的同心定位端，其另一侧面端应向外延伸同心凸圆部并供轮鼓旋转轴承的内径圆同心穿套固定，该同心凸圆部亦应向外延伸支撑轴，支撑轴提供为轮鼓马达固定支撑用，行星齿轮组的中心端提供上述马达转轴的太阳齿轮穿套以及两者齿部啮合旋转；轮鼓马达的旋转侧端部，其内侧端向外侧端形成内、外两个同心凹圆端，其中外凹圆端提供内齿轮同心固定，内凹圆端则穿套于轮鼓旋转轴承的外径圆并同时使内齿轮穿套于行星齿轮齿部的外缘，两者齿部应啮合旋转并对应上述马达转轴的太阳齿轮而放大转轴旋转马达的旋转扭力。
2、根据权利要求1所述的内齿轮外旋转的轮鼓式马达，其特征在于所述的转轴旋转马达的两侧面端皆突出马达转轴轴芯为太阳齿轮，并和两侧面端的行星齿轮组的齿部啮合旋转，行星齿轮组再和外缘的内齿轮啮合旋转，马达因此得以将运转扭力经由太阳齿轮和内齿轮的齿数比值而放大，并由内齿轮带动轮鼓外壳而扭力旋转输出。
3、根据权利要求1所述的内齿轮外旋转的轮鼓式马达，其特征在于所述的转轴旋转马达仅一侧面端突出马达转轴轴芯为太阳齿轮，并和一侧面端的行星齿轮组的齿部啮合旋转，行星齿轮组再和外缘的内齿轮啮合旋转，马达因此得以将运转扭力经由太阳齿轮和内齿轮的齿数比值而放大，并由内齿轮带动轮鼓外壳而扭力旋转输出。
4、根据权利要求1所述的内齿轮外旋转的轮鼓式马达，其特征在于所述的行星齿轮组的齿轮系以端面板夹持后再同心定位于转轴旋转马达的侧面端。
5、根据权利要求1所述的内齿轮外旋转的轮鼓式马达，其特征在于所述的无端面板的行星齿轮组的齿轮系各自以同心等角度圆定位于转轴旋转马达的侧面端。
6、根据权利要求1所述的内齿轮外旋转的轮鼓式马达，其特征在于所述的马达转轴轴芯系直接车制成形为太阳齿轮。
7、根据权利要求1所述的内齿轮外旋转的轮鼓式马达，其特征在于所述的马达转轴轴芯系套接于外加的太阳齿轮中心端而成形。
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| CN 01101861 CN1369948A (zh) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | 内齿轮外旋转的轮鼓式马达 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN104812534A (zh) * | 2012-11-30 | 2015-07-29 | 应用材料公司 | 马达模块、多轴马达驱动组件、多轴机械手设备及电子装置制造系统与方法 |
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2001
- 2001-02-13 CN CN 01101861 patent/CN1369948A/zh active Pending
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| US9742250B2 (en) | 2012-11-30 | 2017-08-22 | Applied Materials, Inc. | Motor modules, multi-axis motor drive assemblies, multi-axis robot apparatus, and electronic device manufacturing systems and methods |
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