TW201627587A - 減速機、及具備其之正交型齒輪馬達 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種能夠任意且簡便地、事後性地變更扭矩臂之位置的減速機。 具備減速機20之齒輪馬達100，中間軸40由設於第一托架24之第一托架側軸承30與設於殼體22之第二托架側軸承34軸支，第二托架26僅具備軸支最終輸出軸50之最終輸出軸用軸承38，因此能夠使第二托架26之朝向以最終輸出軸50之軸心為中心而任意地旋轉，能夠於最終輸出軸50之周方向任意且簡便地、事後性地變更設於第二托架26之扭矩臂28之位置。

Description

減速機、及具備其之正交型齒輪馬達
本發明係關於一種與馬達連結之減速機，尤其是關於一種馬達之輸入軸之軸方向與減速裝置之輸出軸之軸方向正交的正交型齒輪馬達(以下，亦簡稱「齒輪馬達」)之減速機。
關於齒輪馬達，存在有正交型齒輪馬達(以下，有時亦簡稱「齒輪馬達」)，其具有減速機，該減速機係構成為針對來自馬達之輸入軸的扭矩(torque)，透過蝸輪(worm gear)、斜齒輪(bevel gear)、戟齒輪(hypoid gear)、面齒輪(face gear)等之齒輪彼此於軸方向正交之齒輪機構傳達，且最終輸出軸之軸方向與馬達之輸入軸之軸方向正交。作為此種之正交型齒輪馬達之例子，有專利文獻1、2中所示者。
專利文獻1：日本特開2012-80771號公報
專利文獻2：日本特開2000-35106號公報
專利文獻1之齒輪馬達，具有形成於馬達之輸入軸的小齒輪(pinion gear)、與由軸方向與該小齒輪正交之齒輪構成的面齒輪，且經由複數段的平行軸齒輪機構將扭矩傳達至中空輸出軸。該齒輪馬達之減速機之殼體(符號30)，係以外殼(符號31)與嵌入於外殼之托架(符號31b)構成。中間軸(符號33、36)與中空輸出軸(符號39)，由分別嵌入於外殼與托架之滾珠 軸承軸支。
專利文獻2之齒輪馬達，具有形成於馬達之輸入軸的小齒輪、與由軸方向與該小齒輪正交之齒輪構成的戟齒輪，且經由一段的平行軸齒輪機構將扭矩傳達至中空輸出軸。該齒輪馬達之減速機之殼體，亦與專利文獻1的殼體同樣地，以外殼與托架構成，中間軸(符號118)與中空輸出軸(符號126)，由分別嵌入於外殼與托架之滾珠軸承軸支。
然而，一般在減速機設有扭矩臂，以利用藉由齒輪馬達之驅動使被驅動軸旋轉時之反力，而使齒輪馬達本身不旋轉。
在專利文獻1、2之齒輪馬達的情形中，由於在托架嵌入用於軸支中間軸與中空輸出軸之滾珠軸承，因此僅能使托架相對於外殼以一個已決定的方向嵌合。
因此，在將扭矩臂設於托架的情形，扭矩臂的位置固定，即使在假設因設置場所的關係而欲變更扭矩臂之位置的情形，亦無法事後性地變更其位置。
另一方面，對於減速機，亦被要求小型化。
因此，本發明係有鑑於上述之習知技術的問題，而提供一種能夠任意且簡便地、事後性地變更扭矩臂之位置的減速機，以及具備其之齒輪馬達，進一步地，亦以實現小型化為目的。
本發明藉由如下之減速機及具備其之正交型齒輪馬達而解決了上述課題，該減速機，具備：殼體，裝附馬達；第一輸出齒輪，與傳達來自該馬達之扭矩的第一輸入齒輪嚙合，且與該第一輸入齒輪於軸方向 正交；第二輸入齒輪，設於固定有該第一輸出齒輪之中間軸上；以及，軸方向與該中間軸相同之最終輸出軸，設置有與該第二輸入齒輪嚙合之最終輸出齒輪；其特徵在於：該中間軸，由設置於從該最終輸出軸之軸方向之一方之側嵌入於該殼體之第一托架的第一托架側軸承、與相對於該第二輸入齒輪而設置於與該第一托架側軸承相反側之位置之該殼體的第二托架側軸承軸支，且從該第一托架側起，依序具備該第一輸出齒輪、第二輸入齒輪；該第二托架側軸承之外徑，小於該第二輸入齒輪之齒底圓直徑；該最終輸出軸，由該殼體、與從該最終輸出軸之軸方向之另一方之側嵌入於該殼體且設於具備扭矩臂之第二托架的最終輸出軸用軸承軸支。
根據本發明，由於中間軸係由設置於第一托架的第一托架側軸承、與設置於殼體的第二托架側軸承軸支，且該第二托架僅具備軸支最終輸出軸之最終輸出軸用軸承，因此能夠使第二托架之方向以最終輸出軸之軸心為中心任意地旋轉，且固定於殼體。據此，能夠於最終輸出軸之周方向任意且簡便地變更設於第二托架之扭矩臂的位置。
此外，由於第二托架側軸承之外徑小於第二輸入齒輪之齒底圓直徑，因此能夠簡便地使第二輸入齒輪與最終輸出齒輪嚙合，因此組裝亦容易。
此外，只要設成為進一步具備位於第一輸出齒輪與第二輸入齒輪之間、且設於殼體之軸支中間軸的中央軸承，且第二輸入齒輪之齒端圓直徑小於中央軸承之外徑的構成，則能夠穩定地支承中間軸，此外，第二輸入齒輪與最終輸出齒輪之齒數比(gear ratio)在維持原狀態下，將該等之齒輪設為較小，而能夠縮短彼此間的芯間距離，因此能夠使減速機小型化。
此外，只要在殼體與第二托架之嵌合面設置圓形狀之套接(spigot joint)部，則即便是最終輸出軸之周方向之任意位置，亦容易將第二托架嵌入於殼體。
此外，只要設成為將用於將第二托架固定於殼體之螺栓(bolt)等間隔地配置於圓周方向的構成，則能夠簡便地將第二托架相對於殼體固定於最終輸出軸之周方向之既定位置。
M‧‧‧馬達
V‧‧‧螺栓
12‧‧‧第一輸入齒輪
20、20a、20b‧‧‧減速機
22、22a、22b‧‧‧殼體
24‧‧‧第一托架
25‧‧‧套接部
26、26a‧‧‧第二托架
28‧‧‧扭矩臂
30‧‧‧第一托架側軸承
32‧‧‧中央軸承
34、34a‧‧‧第二托架側軸承
36、38‧‧‧最終輸出軸用軸承
40、40a、40b‧‧‧中間軸
42‧‧‧第一輸出齒輪
44‧‧‧第二輸入齒輪
50‧‧‧最終輸出軸
52‧‧‧最終輸出齒輪
圖1，係本發明之實施形態之橫剖面圖。
圖2，係本發明之實施形態之前視圖。
圖3(a)，係本發明之實施形態之中間軸之橫剖面圖；圖3(b)，係本發明之參考例之中間軸之橫剖面圖。
圖4，係本發明之參考例之橫剖面圖。
圖5，係本發明之實施形態之前視透視圖。
參照圖1~5說明本發明之實施例。但是，本發明並不限定於該實施形態。
如圖1所示，本發明之實施形態之具備減速機20的齒輪馬達100，係由馬達M與減速機20構成。減速機20，具有殼體22、第一托架24、第二托架26。馬達M，從殼體22之馬達安裝部23之側往殼體22內部插入有馬達M之輸入軸10，並與殼體22連結。
殼體22，具有收納中間軸40與最終輸出軸50之內部空間。 在殼體22，從最終輸出軸50之軸方向之一方之側嵌入第一托架24，從另一方之側嵌入第二托架26。第一及第二托架24、26，分別固定於殼體，在殼體22與第一托架24及第二托架26之間，較佳為實施適當的密封處理。
在第一托架24，設置第一托架側軸承30，在殼體22，以相對於下述之第二輸入齒輪44而位於與第一托架側軸承30相反側的方式設置第二托架側軸承34，以位於第一輸出齒輪42與第二輸入齒輪44之間的方式設置中央軸承。中間軸40，由第一托架側軸承30、中央軸承32、及第二托架側軸承34軸支。在齒輪馬達100中，第一托架側軸承30與中央軸承32係滾珠軸承，第二托架側軸承34係滑動軸承。藉由設置中央軸承32，與未設置其之構成相比，能夠穩定地支承中間軸40。
在第二托架26，設置有最終輸出軸用軸承38(為便於說明，稱為「第一最終輸出軸用軸承38」)，在殼體22，設置有最終輸出軸用軸承36(為便於說明，稱為「第二最終輸出軸用軸承36」)。最終輸出軸50，由第一最終輸出軸用軸承38、與第二最終輸出軸用軸承36軸支。第一及第二最終輸出軸用軸承，均為滾珠軸承。在殼體22及第二托架26與最終輸出軸50之間、相對於殼體22分別於第一及第二最終輸出軸用軸承38、36之外側，設置有密封構件54、54。藉此，密封殼體22內部，因此能夠在殼體22內部封入潤滑油。另外，在第二托架26，設置有扭矩臂28(亦參照圖2)。
在輸入軸10上，設置有傳達來自馬達M之扭矩的第一輸入齒輪12。第一輸入齒輪12，在馬達M被裝附於殼體22時，如圖示般，與固定於中間軸40上之第一輸出齒輪42嚙合。在中間軸40上，設置有第二輸入齒輪44，第二輸入齒輪44，與設於最終輸出軸50上之最終輸出齒輪 52嚙合。如此，馬達之扭矩，從輸入軸10被傳達至最終輸出軸50。此處，第一輸出齒輪42與第二輸入齒輪44，在第一托架24被安裝於殼體22時，從第一托架24側起，依序配設第一輸出齒輪42、第二輸入齒輪44。
圖示之第一輸入齒輪12與第一輸出齒輪42雖係為蝸輪，但只要第一輸入齒輪12與第一輸出齒輪42於軸方向正交，則亦可為其他的交叉軸齒輪。此外，第二輸入齒輪44與最終輸出齒輪52係為螺旋齒輪(helical gear)，但只要中間軸40與最終輸出軸50之軸方向相同，則亦可為其他的平行軸齒輪。藉由這些構成，而成為中間軸40與最終輸出軸50之軸方向相同，馬達M之輸入軸10之軸方向、與最終輸出軸50之軸方向正交。
減速機20，為上述之構成，尤其是中間軸40藉由設於第一托架24之第一托架側軸承30與設於殼體之中央軸承32及第二托架側軸承34軸支之構成，因此，在第二托架26，亦可僅設置軸支最終輸出軸50之第一最終輸出軸用軸承38。由此，能夠使第二托架26之朝向以最終輸出軸50之軸心為中心而任意地旋轉，並固定於殼體22。據此，能夠在最終輸出軸50之周方向任意地且簡便地變更設於第二托架26之扭矩臂28之位置。
此時，如圖2所示，若在相對於最終輸出軸50之軸方向的圓周方向等間隔地配置用於將第二托架26緊固於殼體22之螺栓V，則能夠將第二托架26相對於殼體22，簡便地固定於最終輸出軸50之周方向之既定位置。此外，亦可將第二托架26與殼體22之嵌合面設成為圓形狀之套接部25(參照圖1)。藉此，即便是最終輸出軸50之周方向之任何位置，亦容易將第二托架26嵌入於殼體22。
接下來，針對第二托架側軸承34之外徑進行說明。第二托 架側軸承34之外徑，設為小於第二輸入齒輪44之齒底圓直徑。具體而言，如圖3(a)所示，在第二托架側軸承34為滑動軸承的情形時，將滑動軸承之外徑X設為小於第二輸入齒輪44之齒底圓直徑，而在第二托架側軸承為滾珠軸承的情形時，將外環(outer race)之外徑設為小於第二輸入齒輪44之齒底圓直徑。藉此，在組裝減速機時，能夠使第二輸入齒輪44與最終輸出齒輪52簡便地嚙合。相反地，如圖3(b)所示，例如，在為滾珠軸承的第二托架側軸承34a之外環之外徑X’大於第二輸入齒輪44之齒底圓直徑的情形時，如圖4所示，難以將最終輸出齒輪52嵌入於殼體22a內部，而難以使最終輸出齒輪52與第二輸入齒輪44嚙合。
此處，如圖1所示，在具備中央軸承32之減速機20中，若設成為第二輸入齒輪44之齒端圓直徑小於中央軸承32之外徑的構成，則能夠在第二輸入齒輪44與最終輸出齒輪52之齒數比維持原狀態下，將該等之齒輪設為較小，並縮短彼此間的芯間距離(圖5之點A、B間之距離X)，因此能夠維持齒輪馬達之減速比，並同時使減速機小型化。此外，根據本構成，能夠在不具有第二輸入齒輪44與中央軸承32之安裝部21產生干擾的情況下，將中間軸40從最終輸出軸50之軸方向之一方之側嵌入於殼體22。此時，由於必須將第二托架側軸承34之外徑設為小於第二輸入齒輪44之齒底圓直徑，因此第二托架側軸承34，如圖示般，較佳為使用滑動軸承34。是由於滑動軸承相較於滾珠軸承，能夠更加地小型化之故。
如以上說明，根據本發明，由於能夠使第二托架之朝向以最終輸出軸之軸心為中心而任意地旋轉，且固定於殼體，因此可完成能夠任意且簡便地於最終輸出軸之周方向變更設於第二托架之扭矩臂之位置的減 速機、及具備其之齒輪馬達，進一步地，能夠實現小型化之減速機、及具備其之齒輪馬達。
M‧‧‧馬達
10‧‧‧輸入軸
12‧‧‧第一輸入齒輪
20‧‧‧減速機
21‧‧‧中央軸承之安裝部
22‧‧‧殼體
23‧‧‧馬達安裝部
24‧‧‧第一托架
25‧‧‧套接部
26‧‧‧第二托架
28‧‧‧扭矩臂
30‧‧‧第一托架側軸承
32‧‧‧中央軸承
34‧‧‧第二托架側軸承
36‧‧‧(第二)最終輸出軸用軸承
38‧‧‧(第一)最終輸出軸用軸承
40‧‧‧中間軸
42‧‧‧第一輸出齒輪
44‧‧‧第二輸入齒輪
50‧‧‧最終輸出軸
52‧‧‧最終輸出齒輪
54‧‧‧密封構件
100‧‧‧齒輪馬達

Claims (6)

  1. 一種減速機，具備：殼體，裝附馬達；第一輸出齒輪，與傳達來自該馬達之扭矩的第一輸入齒輪嚙合，且與該第一輸入齒輪於軸方向正交；第二輸入齒輪，設於固定有該第一輸出齒輪之中間軸上；以及軸方向與該中間軸相同之最終輸出軸，設置有與該第二輸入齒輪嚙合之最終輸出齒輪；其特徵在於：該中間軸，由設置於從該最終輸出軸之軸方向之一方之側嵌入於該殼體之第一托架的第一托架側軸承、與相對於該第二輸入齒輪而設置於與該第一托架側軸承相反側之位置之該殼體的第二托架側軸承軸支，且從該第一托架側起，依序具備該第一輸出齒輪、第二輸入齒輪；該第二托架側軸承之外徑，小於該第二輸入齒輪之齒底圓直徑；該最終輸出軸，由該殼體、與從該最終輸出軸之軸方向之另一方之側嵌入於該殼體且設於具備扭矩臂之第二托架的最終輸出軸用軸承軸支。
  2. 如申請專利範圍第1項之減速機，其進一步具備位於該第一輸出齒輪與該第二輸入齒輪之間、且設於該殼體之軸支該中間軸的中央軸承；該第二輸入齒輪之齒端圓直徑小於該中央軸承之外徑。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之減速機，其中，在該殼體與該第二托架之嵌合面設置圓形狀之套接部。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之減速機，其中，將用於將該第二托架 固定於殼體之螺栓等間隔地配置於相對於該最終輸出軸之軸方向的圓周方向。
  5. 如申請專利範圍第3項之減速機，其中，將用於將該第二托架固定於殼體之螺栓等間隔地配置於相對於該最終輸出軸之軸方向的圓周方向。
  6. 一種正交型齒輪馬達，係於申請專利範圍第1至5項中任一項之減速機之殼體裝附馬達。
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