CN213176710U

CN213176710U - 齿轮马达

Info

Publication number: CN213176710U
Application number: CN202021507518.1U
Authority: CN
Inventors: 陈玹珠
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2021-05-11
Anticipated expiration: 2030-07-27
Also published as: JP2021023082A; JP7344701B2

Abstract

本实用新型提供齿轮马达，其具有：马达部，其具有沿着马达轴线层叠的多个马达；传递机构，其传递马达的动力；以及框架，其对马达部和传递机构进行支承。框架具有：支承部，其位于马达部的轴向一侧，对传递机构进行支承；以及梁部，其在马达部的侧部从支承部朝向轴向另一侧延伸。马达部具有从轴向另一侧的端部向梁部侧延伸并固定于梁部的第1连结部件。

Description

齿轮马达

技术领域

本实用新型涉及齿轮马达。

背景技术

近年来，随着智能手机等电子设备的精密化，正在进行更薄型且高输出的齿轮马达的开发。例如，在专利文献1中公开了具有滑动机构的移动电子设备用的齿轮箱装置。

专利文献1：日本特开2019-47589号公报

通常，为了使马达高输出化，要使马达的径向尺寸大型化。但是，在搭载于薄型的电子设备的马达中，无法使径向尺寸大型化。因此，本实用新型的发明人想到了通过沿着轴向层叠多个马达来得到高输出。但是，在该情况下，马达的支承变得不稳定。另外，另一方面在小型的齿轮马达中，如果采用将马达紧固来进行支承的构造，则存在复杂化且组装成本提高的问题。

实用新型内容

鉴于上述问题点，本实用新型的一个方式的目的之一在于，提供能够抑制制造成本并且稳定地支承马达的齿轮马达。

本实用新型的第一方式提供一种齿轮马达，其特征在于，该齿轮马达具有：马达部，其具有沿着马达轴线层叠的多个马达；传递机构，其传递所述马达的动力；以及框架，其对所述马达部和所述传递机构进行支承。所述框架具有：支承部，其位于所述马达部的轴向一侧，对所述传递机构进行支承；以及梁部，其在所述马达部的侧部从所述支承部朝向轴向另一侧延伸。所述马达部具有从轴向另一侧的端部向所述梁部侧延伸并固定于所述梁部的第1连结部件。

本实用新型的第二方式的齿轮马达的特征在于，在第一方式的齿轮马达中，在所述梁部的朝向轴向另一侧的端面设置有凹部，所述第1连结部件具有插入于所述凹部的插入部。

本实用新型的第三方式的齿轮马达的特征在于，在第一方式的齿轮马达中，在所述梁部的朝向轴向另一侧的端面设置有凸部，在所述第1连结部件上设置有供所述凸部插入的缺口部。

本实用新型的第四方式的齿轮马达的特征在于，在第一方式的齿轮马达中，所述梁部具有沿着轴向延伸的被固定面，所述第1连结部件焊接固定于所述被固定部。

本实用新型的第五方式的齿轮马达的特征在于，在第一方式至第四方式的任意一个方式的齿轮马达中，所述马达部具有从多个所述马达彼此之间延伸出并固定于所述梁部的第2连结部件。

本实用新型的第六方式的齿轮马达的特征在于，在第五方式的齿轮马达中，所述第1连结部件和所述第2连结部件呈板状。

根据本实用新型，提供能够抑制制造成本并且稳定地支承马达的齿轮马达。

附图说明

图1是一个实施方式的齿轮马达的立体图。

图2是一个实施方式的齿轮马达的剖视图。

图3是变形例的齿轮马达的立体图。

标号说明

1、101：齿轮马达；2：传递机构；10、110：框架；11：第1支承部(支承部)；13：固定部；15、115：第1梁部(梁部)；15b：凹部；15ba、115ba：侧壁面(被固定面)；20、120：马达部；21：马达；28、128：连结部件(第1连结部件)；28b：插入部；115b：凸部；115c：面；128c：缺口部；129：第2连结部件；J1：马达轴线。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式的齿轮马达进行说明。另外，本实用新型的范围并不限定于以下的实施方式，能够在本实用新型的技术思想的范围内任意地进行变更。

在附图中，适当示出XYZ坐标系来作为三维正交坐标系。在以下的说明中，只要没有特别说明，将与马达轴线J1平行的方向(Z轴方向)简称为“轴向”，将-Z侧简称为轴向一侧，将+Z侧简称为轴向另一侧。

图1是齿轮马达1的立体图。图2是齿轮马达1的剖视图。本实施方式的齿轮马达1搭载于沿着Y轴方向的尺寸被抑制的薄型的电子设备。

如图2所示，齿轮马达1具有：马达部20；传递机构2，其传递并输出马达部20的动力；框架10，其对马达部20和传递机构2进行支承；以及盖部件19。

传递机构2具有行星齿轮机构32、齿轮系4以及滑动机构5。齿轮系4具有驱动齿轮41、中间齿轮42以及副齿轮43。马达部20、行星齿轮机构32以及驱动齿轮41沿着马达轴线J1配置。中间齿轮42沿着中间轴线J2配置。滑动机构5和副齿轮43沿着滑动轴线J3配置。

马达轴线J1、中间轴线J2以及滑动轴线J3沿着Z轴方向相互平行地延伸。即，中间轴线J2和滑动轴线J3与马达轴线J1平行。在从轴向观察时，马达轴线J1、中间轴线J2以及滑动轴线J3沿X轴方向呈直线状排列。

以下，对齿轮马达1的各部进行详细地说明。

＜马达部＞

马达部20沿着马达轴线J1延伸。马达部20整体呈以马达轴线J1为中心的圆柱状。马达部20的轴向的尺寸为直径的两倍以上。

马达部20具有沿着轴向层叠的多个(在本实施方式中为两个)马达21。在本实施方式中，马达21是步进马达。马达21具有：转子21a，其绕马达轴线J1进行旋转；以及定子21b，其从马达轴线J1的径向外侧包围转子21a。

多个马达21的转子21a彼此沿轴向相连而构成一个连结转子21c。连结转子21c具有以马达轴线J1为中心沿轴向延伸的马达轴21d。另一方面，多个马达21的定子21b彼此沿轴向层叠，通过焊接等结合手段而相互结合。

根据本实施方式，由于马达部20具有沿着轴向层叠的多个马达21，因此能够由连结转子21c将多个马达21的动力相加并输出。另外，由于多个马达21沿轴向排列，因此能够增大马达部20的输出并且抑制马达部20在马达轴线J1的径向上大型化，从而能够实现搭载有该齿轮马达1的电子设备的薄型化。

如图1所示，马达部20具有位于轴向另一侧的端部的连结部件(第1连结部件)28。马达部20的轴向另一侧的端部在连结部件28处固定于框架10。另外，马达部20的轴向一侧的端部固定于行星齿轮机构32。

连结部件28由金属材料构成。另外，连结部件28呈板状。因此，连结部件28能够通过冲压加工而成型，能够廉价地制造。

连结部件28具有：圆盘部28a；以及插入部28b，其从圆盘部28a的外缘向马达轴线J1的径向外侧延伸。圆盘部28a为以马达轴线J1为中心的圆形。圆盘部28a通过焊接等固定手段而固定于位于最靠轴向另一侧的位置的马达21的朝向轴向另一侧的端面。另一方面，插入部28b通过焊接等固定手段而固定于框架10。关于插入部28b和框架10的工序构造，在后面更详细地进行说明。

＜行星齿轮机构＞

如图2所示，行星齿轮机构32与马达部20连接。行星齿轮机构32对从马达部20输出的动力进行减速。

行星齿轮机构32具有太阳齿轮33a、三个行星齿轮33b、行星架33c、筒状部35以及驱动轴30。

筒状部35呈以马达轴线J1为中心沿轴向延伸的筒状。筒状部35具有设置于轴向另一侧的开口的盖部35b。在盖部35b上设置有供马达轴21d通过的贯穿插入孔。在筒状部35的内部空间收纳有行星齿轮机构32的其他部件。筒状部35在朝向马达轴线J1的径向内侧的内周面上具有内齿轮。行星齿轮33b与筒状部35的内齿轮啮合。

筒状部35的轴向一侧的端部通过第1焊接部8A而固定于框架10。因此，筒状部35相对于框架10不旋转。另外，筒状部35的轴向另一侧的端部通过第2焊接部8B而固定于马达部20的轴向一侧的端部。因此，马达部20在轴向一侧的端部处经由筒状部35而固定于框架10。

太阳齿轮33a固定于马达轴21d。太阳齿轮33a与马达轴21d一起以马达轴线J1为中心进行旋转。三个行星齿轮33b在马达轴线J1的周向上等间隔地配置。三个行星齿轮33b与太阳齿轮33a啮合。三个行星齿轮33b随着太阳齿轮33a的旋转而沿马达轴线J1的周向进行公转旋转。行星架33c具有：圆盘部；以及三根副轴，它们从圆盘部向轴向一侧延伸而将行星齿轮33b支承为能够旋转。行星架33c随着三个行星齿轮33b的以马达轴线J1为中心的公转旋转而以马达轴线J1为中心进行旋转。行星架33c被安装于筒状部35的轴向另一侧的端部的滑动轴承35a支承为能够旋转。在行星架33c的轴向另一侧的端面设置有保持孔33d。

驱动轴30插入于保持孔33d。驱动轴30从行星齿轮机构32向轴向一侧延伸出来。驱动轴30在马达部20的轴向一侧与行星架33c一起绕马达轴线J1进行旋转。

＜滑动机构＞

滑动机构5与省略图示的外部装置连接，向外部装置传递动力。滑动机构5具有沿轴向延伸的丝杠51和引导轴52、以及供丝杠51和引导轴52插入的滑动螺母53。

丝杠51沿着滑动轴线J3延伸。在丝杠51的外周面设置有外螺纹。丝杠51借助经由齿轮系4传递的马达部20的动力而绕滑动轴线J3进行旋转。

引导轴52与丝杠51平行地延伸。即，引导轴52沿滑动轴线J3的轴向延伸。引导轴52相对于丝杠51位于-X侧。引导轴52的两端部分别固定于框架10。即，引导轴52被框架10支承。

滑动螺母53具有供丝杠51插入的螺母孔53n和供引导轴52插入的滑动孔53s。在螺母孔53n的内周面设置有与丝杠51的外螺纹嵌合的内螺纹。滑动孔53s的内周面与引导轴52的外周面接触。

另外，滑动螺母53具有基座部53a和埋入于基座部53a的内部的滑动部53b。滑动部53b由低摩擦材料构成。滑动部53b构成螺母孔53n和滑动孔53s的内周面。滑动螺母53随着引导轴52绕滑动轴线J3的旋转，被引导轴52引导而沿轴向移动。

＜齿轮系＞

齿轮系4从驱动轴30向丝杠51传递动力。齿轮系4具有驱动齿轮41、中间齿轮42以及副齿轮43。驱动齿轮41、中间齿轮42以及副齿轮43沿着X轴方向依次排列并传递动力。

驱动齿轮41一体地设置于驱动轴30的外周面。因此，驱动齿轮41与驱动轴30一起绕马达轴线J1进行旋转。

副齿轮43固定于丝杠51。驱动齿轮41与丝杠51一起绕滑动轴线J3进行旋转。

中间齿轮42被从框架10向轴向一侧延伸出的中间轴11a支承为能够旋转。中间轴11a沿着中间轴线J2延伸。因此，中间齿轮42绕中间轴线J2进行旋转。

中间齿轮42是具有第1齿轮42a和第2齿轮42b的两级齿轮。第1齿轮42a与驱动齿轮41啮合。第2齿轮42b与副齿轮43啮合。第2齿轮42b是直径比第1齿轮42a小的齿轮。

＜框架＞

框架10构成为框状。框架10例如通过金属粉末注射成型(MIM)而成型。框架10对马达部20和传递机构2进行支承。

框架10具有：第1支承部(支承部)11和第2支承部12，它们沿着X轴方向延伸；第1梁部(梁部)15和第2梁部16，它们沿着Z轴方向延伸；以及多个(在本实施方式中为三个)固定部13。

固定部13呈沿着X-Z平面延伸的板状。在各个固定部13上设置有沿板厚方向贯通的固定孔13p。在固定孔13p中插入有用于将齿轮马达1固定于外部部件(省略图示)的固定螺钉。

第1支承部11位于马达部20、行星齿轮机构32以及滑动机构5的轴向一侧。另外，第1支承部11位于齿轮系4的轴向另一侧。第1支承部11对构成传递机构2的行星齿轮机构32、滑动机构5以及齿轮系4进行支承。

第1支承部11对行星齿轮机构32的轴向一侧的端部进行支承。更具体而言，在第1支承部11的朝向轴向另一侧的面上通过第1焊接部8A焊接固定有行星齿轮机构32的筒状部35。如上所述，筒状部35经由滑动轴承35a而将行星架33c支承为能够旋转。另外，在行星架33c上固定有驱动轴30。即，第1支承部11经由筒状部35、滑动轴承35a以及行星架33c而将驱动轴30支承为能够旋转。

第1支承部11对滑动机构5的轴向一侧的端部进行支承。在第1支承部11上设置有沿轴向贯通且沿X轴方向排列的第1保持孔11j和第2保持孔11k。第1保持孔11j沿着滑动轴线J3延伸。在第1保持孔11j中压入有滑动轴承11c。第1支承部11经由滑动轴承11c而将丝杠51的轴向一侧的端部支承为能够旋转。在第2保持孔11k中压入有引导轴52的轴向另一侧的端部。由此，引导轴52的轴向另一侧的端部固定于框架10。

在第1支承部11的朝向轴向一侧的面上固定有向轴向一侧延伸出的中间轴11a。中间轴11a以中间轴线J2为中心沿轴向延伸。如上所述，中间轴11a将中间齿轮42支承为能够旋转。在第1支承部11的轴向一侧配置有盖部件19。盖部件19从轴向一侧覆盖齿轮系4。

第2支承部12对滑动机构5的轴向另一侧的端部进行支承。在第2支承部12上设置有沿轴向贯通且沿X轴方向排列的第3保持孔12j和第4保持孔12k。第3保持孔12j沿着滑动轴线J3延伸。在第3保持孔12j中配置有球轴承12c。第2支承部12经由球轴承12c而将丝杠51的轴向另一侧的端部支承为能够旋转。在第4保持孔12k中压入有引导轴52的轴向另一侧的端部。由此，引导轴52的轴向另一侧的端部固定于框架10。

第1梁部15和第2梁部16分别将第1支承部11和第2支承部12相连。另外，在第1梁部15与第2梁部16之间配置有滑动机构5。根据本实施方式，对滑动机构5的两端部进行支承的支承部(第1支承部11和第2支承部12)通过第1梁部15和第2梁部16而相连。即，滑动机构5的两端部被作为单一部件的框架10支承。因此，能够容易地保持滑动机构5的丝杠51和引导轴52的平行度，从而能够提高滑动机构5的驱动效率。另外，根据本实施方式，框架10以包围滑动机构5的方式呈框状设置。由此，能够提高框架10的刚性，即使在对框架10施加了冲击等的情况下，也能抑制框架10的变形，从而能够抑制滑动机构5的驱动效率的劣化。另外，通过使框架10呈框状，在通过成型来制造框架10的情况下，容易提高框架10的成型精度。

第1梁部15在马达部20和行星齿轮机构32的侧部从第1支承部11朝向轴向另一侧沿着轴向延伸。第1梁部15的剖面形状沿着轴向大致相同。

如图1所示，第1梁部15具有以马达轴线J1为中心的圆弧状的对置面15a。对置面15a朝向马达轴线J1的径向内侧。对置面15a的曲率半径与马达部20的外周面20a的曲率半径一致。对置面15a与马达部20的外周面20a接触。

在第1梁部15的朝向轴向另一侧的端面设置有凹部15b。凹部15b向轴向另一侧和马达轴线J1的径向内侧开口。在凹部15b中插入有连结部件28的插入部28b。凹部15b的侧壁面(被固定面)15ba与插入部28b的侧端面28ba相互对置并通过第3焊接部8C而被固定。即，连结部件28通过焊接而固定于第1梁部15。

根据本实施方式，马达部20具有从轴向另一侧的端部向第1梁部15侧延伸并固定于第1梁部15的连结部件28。因此，第1梁部15能够从侧方对沿着轴向延伸的马达部20进行支承。

齿轮马达1的Y轴方向的尺寸被抑制，以搭载于薄型的电子设备。因此，作为本实施方式的马达部20，采用了充分增大相对于直径的轴向尺寸(两倍以上)、在确保输出的同时抑制了Y轴方向的尺寸的结构。因此，如果想要仅通过轴向一侧的端部的第2焊接部8B来对马达部20进行支承，则框架10成为对马达部20进行悬臂支承的形状，马达部20的支承变得不稳定。例如，在对齿轮马达1施加了冲击等的情况下，有可能对第2焊接部8B施加过大的负载。

根据本实施方式，由于马达部20在连结部件28处固定于第1梁部15，因此能够提高框架10对马达部20的支承的稳定性。因此，即使在对齿轮马达1施加了冲击的情况下，也能够抑制对马达部20和框架10的固定部局部施加较大的负载。

根据本实施方式，连结部件28位于马达部20的轴向另一侧的端部。另外，马达部20的轴向一侧的端部在第2焊接部8B处固定于行星齿轮机构32，并且行星齿轮机构32固定于第1支承部11。因此，能够将马达部20的轴向两侧固定于框架10，从而能够提高框架10对马达部20的支承的稳定性。

根据本实施方式，连结部件28的插入部28b插入于第1梁部15的凹部。由此，能够容易地将马达部20相对于第1梁部15进行定位。另外，根据本实施方式，马达部20的外周面20a与第1梁部15的对置面15a接触。因此，在将马达部20相对于第1梁部15定位的状态下，能够形成第2焊接部8B和第3焊接部8C而将马达部20固定于框架10，从而能够提高马达部20相对于框架10的位置精度。

马达部20是通过沿轴向层叠多个马达21而构成的。马达部20的沿着轴向的尺寸在堆积的各部件的交差尺寸的范围内产生个体差异。在本实施方式中，连结部件28焊接固定于第1梁部15的凹部15b的侧壁面15ba。侧壁面15ba是沿着轴向延伸的面。因此，即使连结部件28相对于侧壁面15ba的轴向位置在每个个体中存在偏差，也能够将连结部件28稳定地焊接于侧壁面15ba。

(变形例)

在图3中示出了上述实施方式的变形例的齿轮马达101的局部剖视图。以下，根据图3对变形例的齿轮马达101进行说明。在本变形例的齿轮马达101中，马达部120与第1梁部115的固定构造主要不同。

另外，对与上述实施方式相同的方式的构成要素标注相同的标号而省略其说明。

与上述实施方式相同，本变形例的齿轮马达101具有马达部120、传递机构2、框架110以及盖部件19。另外，与上述实施方式相同，框架110具有第1支承部11、第2支承部12、第1梁部(梁部)115、第2梁部16以及固定部13。

本变形例的马达部120具有沿着轴向层叠的两个马达21、第1连结部件128以及第2连结部件129。第1连结部件128位于轴向另一侧的端部，第2连结部件129配置于两个马达21之间。第1连结部件128和第2连结部件129分别固定于第1梁部115。

第1连结部件128和第2连结部件129由金属材料构成。另外，第1连结部件128和第2连结部件129呈板状。因此，第1连结部件128和第2连结部件129能够通过冲压加工而成型，能够廉价地制造。

第1连结部件128具有：第1圆盘部128a；以及第1突出部128b，其从第1圆盘部128a的外缘朝向径向外侧突出。第1圆盘部128a呈以马达轴线J1为中心的圆形。第1圆盘部128a通过焊接等固定手段而固定于位于最靠轴向另一侧的位置的马达21的朝向轴向另一侧的端面。另外，在第1突出部128b的前端设置有缺口部128c。

第2连结部件129具有：第2圆盘部129a；以及一对第2突出部129b，它们从第2圆盘部129a的外缘突出。另外，在图3中，仅图示了一对第2突出部129b中的一个。另一个第2突出部129b相对于与通过马达轴线J1的X-Z平面平行的假想面配置于与图3所示的一个第2突出部129b对称的位置。

第2圆盘部129a为以马达轴线J1为中心的圆形。第2圆盘部129a配置于两个马达21之间，通过焊接等固定手段而固定于两个马达21。第2突出部129b从第2圆盘部129a的外缘沿着Y轴方向突出。

在第1梁部115的朝向轴向另一侧的端面设置有凸部115b。凸部115b向轴向另一侧突出。凸部115b插入在设置于第1连结部件128的缺口部128c中。由此，能够容易地将马达部120相对于第1梁部115进行定位。另外，凸部115b的侧壁面(被固定面)115ba与缺口部128c的内侧面128ca相互对置并通过第3焊接部108C而被固定。即，第1连结部件128通过焊接而固定于第1梁部115。

第1梁部115具有在马达部120的侧部沿着轴向延伸的一对支承面115c。支承面115c是朝向+X侧的面。一对支承面115c与第2连结部件129的第2突出部129b接触。另外，第2突出部129b通过第4焊接部108D而固定于支承面115c。即，第2连结部件129通过焊接而固定于第1梁部115。

根据本变形例，马达部120具有从轴向另一侧的端部向第1梁部115侧延伸并固定于第1梁部115的第1连结部件128。因此，马达部120在轴向另一侧固定于框架110，能够提高框架110对马达部120的支承的稳定性。

根据本变形例，马达部120具有从多个马达21彼此之间延伸出并固定于第1梁部115的第2连结部件129。因此，即使马达部120相对于轴向全长在中间，马达部120也固定于框架110，能够提高马达部120相对于框架110的支承的稳定性。

另外，第1梁部115的侧壁面115ba和支承面115c是沿着轴向延伸的面。因此，即使第1连结部件128相对于侧壁面115ba的轴向位置和第2连结部件129相对于支承面115c的轴向位置在每个个体中存在偏差，也能够稳定地对它们进行焊接。

以上，对本实用新型的实施方式和变形例进行了说明，但实施方式中的各结构和它们的组合等是一例，能够在不脱离本实用新型的主旨的范围内进行结构的附加、省略、置换及其他变更。另外，本实用新型不受实施方式限定。

Claims

1.一种齿轮马达，其特征在于，

该齿轮马达具有：

马达部，其具有沿着马达轴线层叠的多个马达；

传递机构，其传递所述马达的动力；以及

框架，其对所述马达部和所述传递机构进行支承，

所述框架具有：

支承部，其位于所述马达部的轴向一侧，对所述传递机构进行支承；以及

梁部，其在所述马达部的侧部从所述支承部朝向轴向另一侧延伸，

所述马达部具有从轴向另一侧的端部向所述梁部侧延伸并固定于所述梁部的第1连结部件。

2.根据权利要求1所述的齿轮马达，其特征在于，

在所述梁部的朝向轴向另一侧的端面设置有凹部，

所述第1连结部件具有插入于所述凹部的插入部。

3.根据权利要求1所述的齿轮马达，其特征在于，

在所述梁部的朝向轴向另一侧的端面设置有凸部，

在所述第1连结部件上设置有供所述凸部插入的缺口部。

4.根据权利要求1所述的齿轮马达，其特征在于，

所述梁部具有沿着轴向延伸的被固定面，

所述第1连结部件焊接固定于所述被固定部。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的齿轮马达，其特征在于，

所述马达部具有从多个所述马达彼此之间延伸出并固定于所述梁部的第2连结部件。

6.根据权利要求5所述的齿轮马达，其特征在于，

所述第1连结部件和所述第2连结部件呈板状。