TWI530065B - 齒差傳動電機 - Google Patents

Description

齒差傳動電機

本發明係關於馬達的技術領域，特別是一種具有高扭力輸出的齒差傳動電機。

傳統中，利用一馬達結合一減速器以提高輸出扭力以及降低轉速，或者直接使用多磁極的一慢速馬達。

然而，上述該等結構存在有體積大、重量重與成本高等缺失。

有鑑於此，本發明提出一種齒差傳動電機，以解決習知技術的缺失。

本發明之第一目的提供一種齒差傳動電機，藉由一小功率的馬達結合一減速器，達到一高扭力的輸出的功效。

本發明之第二目的根據上述齒差傳動電機，能夠具有體積小、重量輕與成本低等優勢。

本發明之第三目的根據上述齒差傳動電機，可以適用在交流/直流的同步馬達/異步馬達。

本發明之第四目的根據上述齒差傳動電機，藉由一外部內齒齒輪與一內部外齒齒輪組成一減速器，以及透過調整該外部內齒齒輪的齒數與該內部外齒齒輪的齒數，而決定一減速比。

為達到上述的目的與其它目的，本發明提供一種齒差傳動電機，係包含一定子、一轉子、一外部內齒齒輪、一內部外齒齒輪、一輸出軸與一馬達殼。該定子供產生一磁力線。該轉子結合該定子。該轉子受到該磁力線的牽引，以一第一轉速進行轉動。該轉子的壁厚不均。該外部內齒齒輪形成複數內齒牙。該外部內齒齒輪連接該轉子。當該轉子轉動時，該轉子推動該外部內齒齒輪，以動態地改變該外部內齒齒輪的軸心位置。該內部外齒齒輪形成複數外齒牙。該內部外齒齒輪結合該外部內齒齒輪。該外部內齒齒輪轉動時，該等內齒牙局部地齧合該等外齒牙。該內部外齒齒輪轉動時，該內部外齒齒輪的軸心位置固定不變。該輸出軸結合該內部外齒齒輪。該輸出軸受到該內部外齒齒輪的牽引而以一第二轉速進行轉動。該第二轉速小於該第一轉速。該馬達殼形成一容置空間，以容納該定子、該轉子、該外部內齒齒輪、該內部外齒齒輪與該輸出軸。

為達到上述的目的與其它目的，本發明另提供一種齒差傳動電機，係包含一定子、一轉子、一內部外齒齒輪、一外部內齒齒輪、一輸出盤與一馬達殼。該定子供產生一磁力線。該轉子結合該定子。該轉子受到該磁力線的牽引，以一第一轉速進行轉動。該轉子的壁厚不均。該內部外齒齒輪形成複數外齒牙。該內部外齒齒輪連接該轉子。當該轉子轉動時，該轉子推動該內部外齒齒輪，以動態地改變該內部外齒齒輪的軸心位置。該外部內齒齒輪形成複數內齒牙。該外部內齒齒輪結合該內部外齒齒輪。該內部外齒齒輪轉動時，該等外齒牙局部地齧合該等內齒牙。該外部內齒齒輪轉動時，該外部內齒齒輪的 軸心位置固定不變。該輸出盤結合該外部內齒齒輪。該輸出盤受到該外部內齒齒輪的牽引而以一第二轉速進行轉動。該第二轉速小於該第一轉速。該馬達殼形成一容置空間，以容納該定子、該轉子、該內部外齒齒輪、該外部內齒齒輪與該輸出盤。

與習知技術相較，本發明的齒差傳動電機，將一小功率馬達輸出的馬力經由一減速器(由一內部外齒齒輪與一外部內齒齒輪所組成)，以達到高扭力輸出的功效。

再者，由於該減速器的體積小，因此將該減速器放置在該小功率馬達的馬達殼內，以製作出體積小與高扭力的一電機，該電機將可應用於例如電動車或電動自行車等。

10、10'‧‧‧齒差傳動電機

12‧‧‧定子

14‧‧‧轉子

142‧‧‧磁鐵

16‧‧‧外部內齒齒輪

162‧‧‧內齒牙

164‧‧‧限位柱

18‧‧‧內部外齒齒輪

182‧‧‧外齒牙

20‧‧‧輸出軸

22‧‧‧馬達殼

222‧‧‧容置空間

24‧‧‧外殼

242‧‧‧限位孔

26‧‧‧內部外齒齒輪

262‧‧‧外齒牙

264‧‧‧限位柱

28‧‧‧外部內齒齒輪

282‧‧‧內齒牙

30‧‧‧輸出盤

32‧‧‧限位盤

322‧‧‧限位孔

第1圖係本發明第一實施例之齒差傳動電機的爆炸示意圖。

第2圖係說明第1圖之齒差傳動電機的剖面示意圖。

第3圖係本發明第二實施例之齒差傳動電機的爆炸示意圖。

為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：請參考第1圖(a)(b)，係本發明第一實施例之齒差傳動電機的爆炸示意圖。在第1圖(a)(b)中，該齒差傳動電機10包含一定子12、一轉子14、一外 部內齒齒輪16、一內部外齒齒輪18、一輸出軸20與一馬達殼22。該齒差傳動電機10可由交流/直流驅動。再者，根據該定子12與該轉子14的設置方式，該齒差傳動電機10又可再區分為同步電機與異步電機。舉例而言，在該同步電機中，該定子12為線圈以及該轉子14為磁鐵；在該異步電機中，該定子12為線圈以及該轉子14為線圈。另外，根據該齒差傳動電機10輸出的方式又可進一步區分為內轉子電機或外轉子電機。

於本實施例中，該齒差傳動電機10係以內轉子電機為例說明。

該馬達殼22形成一容置空間222。該容置空間222容納該定子12、該轉子14、該外部內齒齒輪16、該內部外齒齒輪18與該輸出軸20。

該定子12供產生一磁力線。

該轉子14結合該定子12，該轉子14尚包含複數磁鐵142。該轉子14受到該磁力線的牽引(或稱切割)，以一第一轉速進行轉動。值得注意的是，該轉子14的壁厚不均。

該外部內齒齒輪16形成複數內齒牙162。該外部內齒齒輪16連接該轉子14。值得注意的是，該轉子14轉動時，該轉子14推動該外部內齒齒輪16，以動態地改變該外部內齒齒輪16的軸心位置。於本實施例中，藉由該外部內齒齒輪16上的複數限位柱164插入一外殼24上的複數限位孔242，其中限位柱的直徑小於限位孔的直徑，以及透過該轉子14的壁厚不均，讓該等限位柱164被局限在該等限位孔242中轉動，而達到該外部內齒齒輪16能夠以偏軸心的方式轉動。

該內部外齒齒輪18形成複數外齒牙182。該內部外齒齒輪18結合該外部內齒齒輪16。該外部內齒齒輪16轉動時，該等內齒牙162局部地齧合該 等外齒牙182。值得注意的是，該內部外齒齒輪18轉動時，該內部外齒齒輪18的軸心位置固定不變。

該外部內齒齒輪16與該內部外齒齒輪18的動作原理，係由於該轉子14的壁厚不均勻，導致在該外部內齒齒輪16轉動的過程中，該外部內齒齒輪16的軸心位置並非固定的，而是做一微小的變動。再者，該外部內齒齒輪16的該等限位柱164僅被限制在該等限位孔242而作微小的移動。在移動的過程中，部分的該等內齒牙162不斷地齧合部分的該等外齒牙182。由於該等內齒牙162與該等外齒牙182之間齒數不同，因而造成該內部外齒齒輪18減速旋轉。該減速旋轉係由原本該外部內齒齒輪16的該第一轉速減速成該內部外齒齒輪18的該第二轉速。該第一轉速與該第二轉速之間存在一減速比(reduction ratio)，而該減速比定義為該等外齒牙182的齒數與一齒數差的比值。該齒數差為該等內齒牙162的齒數與該等外齒牙182的齒數之間的差值。

請參考第2圖，係說明第1圖之齒差傳動電機的A-A’剖面示意圖。在第2圖中，該齒差傳動電機10藉由該馬達殼22容置該定子12、該轉子14、該外部內齒齒輪16、該內部外齒齒輪18與該輸出軸20。

請參考第3圖，係本發明第二實施例之齒差傳動電機的爆炸示意圖。在第2圖中，該齒差傳動電機10’具有第一實施例中的該定子12與該轉子14，於此未顯示第1圖中的該馬達殼22。該齒差傳動電機10’另包含一內部外齒齒輪26與一外部內齒齒輪28與一輸出盤30。

於本實施例中，該齒差傳動電機10’係以外轉子電機為例說明。

該內部外齒齒輪26形成複數外齒牙262。該內部外齒齒輪26連接該轉子14。值得注意的是，該轉子14推動該內部外齒齒輪26，以動態地改變該內部外齒齒輪26的軸心位置。於本實施例中，該齒差傳動電機10’更包含一限位 盤32，該限位盤32具有複數限位孔322，該內部外齒齒輪26上的複數限位柱264插入該等限位孔322。由於，該轉子14的壁厚不均，讓該等限位柱264被局限在該等限位孔322中轉動，而達到該內部外齒齒輪26能夠以偏軸心的方式轉動。

該外部內齒齒輪28形成複數內齒牙282。該外部內齒齒輪28結合該內部外齒齒輪26。該內部外齒齒輪26轉動時，該等外齒牙262局部地齧合該等內齒牙282。值得注意的是，該外部內齒齒輪28轉動時，該外部內齒齒輪28的軸心位置固定不變。

該內部外齒齒輪26與該外部內齒齒輪28的動作原理同前所述，於此不贅述。值得注意的是，本實施例的該減速比的定義修正為該等內齒牙282的齒數與一齒數差的比值。該齒數差為該等外齒牙262的齒數與該等內齒牙282的齒數之間的齒差。

本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧齒差傳動電機

12‧‧‧定子

14‧‧‧轉子

142‧‧‧磁鐵

16‧‧‧外部內齒齒輪

162‧‧‧內齒牙

164‧‧‧限位柱

18‧‧‧內部外齒齒輪

182‧‧‧外齒牙

20‧‧‧輸出軸

22‧‧‧馬達殼

222‧‧‧容置空間

242‧‧‧限位孔

24‧‧‧外殼

Claims (8)

1. 一種齒差傳動電機，係包含：一定子，供產生一磁力線；一轉子，係結合該定子，該轉子受到該磁力線的牽引，以一第一轉速進行轉動，其中該轉子的壁厚不均；一外部內齒齒輪，係形成複數內齒牙，該外部內齒齒輪連接該轉子，其中該轉子轉動時，該轉子推動該外部內齒齒輪，以動態地改變該外部內齒齒輪的軸心位置；一內部外齒齒輪，係形成複數外齒牙，該內部外齒齒輪結合該外部內齒齒輪，該外部內齒齒輪轉動時，該等內齒牙局部地齧合該等外齒牙，其中該內部外齒齒輪轉動時，該內部外齒齒輪的軸心位置固定不變；一輸出軸，係結合該內部外齒齒輪，該輸出軸受到該內部外齒齒輪的牽引而以一第二轉速進行轉動，其中該第二轉速小於該第一轉速；以及一馬達殼，係形成一容置空間，該容置空間容納該定子、該轉子、該外部內齒齒輪、該內部外齒齒輪與該輸出軸。
2. 如申請專利範圍第1項所述之齒差傳動電機，更包含一外殼，該外殼形成複數限位孔，以及該外部內齒齒輪形成複數限位柱，該等限位柱插入該等限位孔。
3. 如申請專利範圍第1項所述之齒差傳動電機，其中該等內齒牙與該等外齒牙之間的齒數具有一齒數差，藉由該等外齒牙的齒數與該齒數差的比值，以決定該第一轉速與該第二轉速之間的一減速比。
4. 如申請專利範圍第1項所述之齒差傳動電機，其中該定子為線圈，以及該轉子為磁鐵或線圈。
5. 一種齒差傳動電機，係包含：一定子，供產生一磁力線；一轉子，係結合該定子，該轉子受到該磁力線的牽引，以一第一轉速進行轉動，其中該轉子的壁厚不均；一內部外齒齒輪，係形成複數外齒牙，該內部外齒齒輪連接該轉子，其中該轉子轉動時，該轉子推動該內部外齒齒輪，以動態地改變該內部外齒齒輪的軸心位置；一外部內齒齒輪，係形成複數內齒牙，該外部內齒齒輪結合該內部外齒齒輪，該內部外齒齒輪轉動時，該等外齒牙局部地齧合該等內齒牙，其中該外部內齒齒輪轉動時，該外部內齒齒輪的軸心位置固定不變；一輸出盤，係結合該外部內齒齒輪，該輸出盤受到該外部內齒齒輪的牽引而以一第二轉速進行轉動，其中該第二轉速小於該第一轉速；以及一馬達殼，係形成一容置空間，該容置空間容納該定子、該轉子、該內部外齒齒輪、該外部內齒齒輪與該輸出盤。
6. 如申請專利範圍第5項所述之齒差傳動電機，更包含一限位盤，該限位盤形成複數限位孔，以及該內部外齒齒輪形成複數限位柱，該等限位柱插入該等限位孔。
7. 如申請專利範圍第5項所述之齒差傳動電機，其中該等內齒牙與該等外齒牙之間的齒數具有一齒數差，藉由該等內齒牙的齒數與該齒數差的比值，以決定該第一轉速與該第二轉速之間的一減速比。
8. 如申請專利範圍第5項所述之齒差傳動電機，其中該定子為線圈，以及該轉子為磁鐵或線圈。