TWI608689B - Combined motor speed reducer - Google Patents

Combined motor speed reducer Download PDF

Info

Publication number
TWI608689B
TWI608689B TW105126349A TW105126349A TWI608689B TW I608689 B TWI608689 B TW I608689B TW 105126349 A TW105126349 A TW 105126349A TW 105126349 A TW105126349 A TW 105126349A TW I608689 B TWI608689 B TW I608689B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
planetary gear
motor
fixed
ring
gear ring
Prior art date
Application number
TW105126349A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201810876A (zh
Inventor
Chia Sheng Liang
Original Assignee
Safeway Electro Mechanical Co Ltd
Chia Sheng Liang
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safeway Electro Mechanical Co Ltd, Chia Sheng Liang filed Critical Safeway Electro Mechanical Co Ltd
Priority to TW105126349A priority Critical patent/TWI608689B/zh
Priority to US15/281,048 priority patent/US9945454B2/en
Priority to DE102017102667.3A priority patent/DE102017102667A1/de
Application granted granted Critical
Publication of TWI608689B publication Critical patent/TWI608689B/zh
Publication of TW201810876A publication Critical patent/TW201810876A/zh

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/46—Systems consisting of a plurality of gear trains each with orbital gears, i.e. systems having three or more central gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62—Gearings having three or more central gears
    • F16H3/64—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains, the drive always passing through all the trains, each train having not more than one connection for driving another train
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/021—Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears

Description

結合馬達之減速裝置
本發明涉及馬達及齒輪減速機構的組合技術，特別有關一種由固定端提供固定支撐軸樞接一多階之無太陽齒輪之行星齒輪系之馬達減速裝置。
結合馬達之減速裝置(motorized speed reducer)，或稱馬達減速機(geared motor)，是一種結合電動馬達和齒輪減速機構，或非齒輪減速機而成的一體式動力驅動裝置。一般馬達在相同驅動電壓情況下，若要有低轉速高扭力輸出，體積通常都會相對比較大，而且製作成本也高，若是高轉速低扭力輸出，則體積通常都會相對比較小，而且製作成本也低，而馬達減速機允許馬達在生成高轉速低扭力情況下透過減速機轉換成低轉速高扭力，在相對較小體積下提供巨大的扭力輸出，例如升降機、絞車和機器人等設備；此外，還可以透過馬達減速機去驅動例如是一個照相機底片卡匣。因此，結合馬達與減速機作為動力驅動裝置是相當普遍的使用方式。
傳統馬達減速機中組配齒輪減速機構的方式，通常是在馬達心軸上配置一小齒輪去嚙合驅動一大齒輪或齒輪串而得減速輸出，或在馬達心軸上組配一蝸桿去嚙合驅動一蝸輪而得減速輸出，亦或在馬達心軸的一側同軸配置一行星齒輪系而得減速輸出。當馬達與減速機需同軸配置時，通常使用行星齒輪系作為減速機，如美國公告第6196347、6296072、6629574、6031308號專利所示；其中，美國公告第 6196347、6031308號專利揭露出具有佛格森齒輪系(Ferguson’s mechanical paradox gear)減速輸出的馬達減速機配置技術，美國公告第6296072、6629574號專利則教示具有兩階減速輸出的馬達減速機配置技術。然而，這些傳統的馬達減速機的整體體積相對都過於龐大，尤其是在馬達心軸的軸向長度部分，明顯過於佔用空間，在安裝時，對於軸向長度有所限制的設備而言，便不合適。
美國公告第7886858號專利提供一種結合扁平式馬達與複合式行星齒輪系之一種設計，相對於更早期的技術而言，在解決空間過大問題，尤其是有效縮短軸向尺寸問題上確實有其進步性，然其驅動軸drive shaft仍需藉由與輪轂軸hub spindle軸接後間接接受輪轂支撐次組合hub bearing sub-assembly的支撐，才能接受驅動內齒輪環driving ring gear的驅動而輸出動力，如此，又增加了軸向尺寸。所以在縮短軸向尺寸問題上，仍有待克服。其他如固定內齒輪環stationary ring gear與驅動內齒輪環driving ring gear兩者的齒數差異與行星齒輪數量間的最佳組合並未明白教示，甚至忽略行星齒輪數量對減速比的影響，這些都有待改善與澄清。
有鑑於此，本發明之目的旨在提供一種結合馬達之減速裝置，用以改善傳統具有同軸配置之的馬達減速機，其整體配置空間暨體積難以有效縮減的問題，尤其是軸向長度縮減的問題，同時提供最佳減速比之配置。
為了實現上述目的並解決問題，本發明提供第一種較佳實施例，其技術手段包括：將減速裝置配置於一作為固定端使用的機殼內，該機殼的雙端分別形成一封閉端面及一開放孔，該減速裝置包括：一支撐軸，配置於該機殼內之一中心線上，並固接於機殼之封閉端面上朝向開放孔延伸；一減速機，由至少三階(包含三階)無太陽齒輪之行星齒輪 系組合而成；一中空型馬達，環繞於第一階行星齒輪系的外圍，具有坐落於中空型馬達最外圍的一馬達定子，及受馬達定子環繞及驅動的一馬達轉子，該馬達定子上配置有多個用於驅動轉子轉動的漆包線繞組，且該馬達定子固設於機殼內。
上述多階無太陽齒輪之行星齒輪系中的每一階行星齒輪系皆包含：一固定內齒輪環，固設於機殼內；一活動內齒輪環，作為各該階行星齒輪系之動力輸出端；一承載座，樞接該支撐軸並受該支撐軸的支撐，而作為各該階行星齒輪系之動力輸入端；多個行星齒輪組，各該行星齒輪組分別具有一第一行星齒輪及一第二行星齒輪，並組設於該承載座內，該第一行星齒輪相嚙該固定內齒輪環，該第二行星齒輪相嚙該活動內齒輪環；。其中，除了第一階行星齒輪系的承載座與最後一階行星齒輪系的活動內齒輪環之外，其餘各階行星齒輪系的承載座皆與相鄰階之活動內齒輪環固接為一體，且最後一階行星齒輪系之活動內齒輪環係由該機殼之開放孔延伸至機殼外，作為減速機的動力輸出端。其中，該馬達轉子的內緣中段形成一肋環，該肋環並沿徑向朝內延伸分離該第一階行星齒輪系之固定內齒輪環與活動內齒輪環，而與該第一階行星齒輪系之承載座連接；所述每一階行星齒輪系中的各該第一行星齒輪與各該第二行星齒輪的齒數相同，各該固定內齒輪環與各該活動內齒輪環的齒數不同而具有一齒數差，該齒數差為行星齒輪數量的整數倍。
該馬達轉子外緣固貼由N極與S極相鄰排列複數極對之永久磁鐵，受定子環繞並驅動。該馬達轉子驅使所述第一階行星齒輪系之多個第一行星齒輪與第二行星齒輪同步自轉並繞行支撐軸公轉而使活動內齒輪環減速輸出。該第一階行星齒輪系之活動內齒輪環與第二階行星齒輪系之承載座固接，藉此將第一階行星齒輪系之動力輸出至第二階行星齒 輪系。第三階、第四階或者後續更多階之行星齒輪系間之動力傳遞均可依此類推。
上述實施例中，所述中空馬達特別是指一種內轉式直流無刷馬達(brushless direct current motor)，馬達轉子由複數極對之永久磁鐵與磁鐵環座組合而成；該定子係由多槽導磁鋼片堆與依序繞組於槽內的漆包線繞組組合而成，由控制器及電源供應單元依序對漆包線繞組通電，永久磁鐵所產生之磁力線與漆包線繞組之電流依安培定律互相作用，即可推動馬達轉子旋轉，此為熟知馬達原理者通常之知識。
本發明還提供另一種實施例，特別是將上述至少三階行星齒輪系的組合，替換成只實施二階行星齒輪系的組合，包括一第一階行星齒輪系與一第二階行星齒輪系。其中第二階行星齒輪系係作為上述實施例中的最後一階行星齒輪系，其差異之處在於：本實施中，該第二階行星齒輪系之承載座與第一階行星齒輪系之活動內齒輪環係固接為一體，傳遞減速機內部之動力，且該第二階行星齒輪系之活動內齒輪環係由該機殼之開放孔延伸至機殼外，作為減速機的動力輸出端。因此，本實施中有關承載座與活動內齒輪環固接成一體的條件，並不受到上述第一種實施例中除了第一階行星齒輪系的承載座與最後一階行星齒輪系的活動內齒輪環之外的限制。
其中所述齒數差與行星齒輪的數量相同。
其中各該第一行星齒輪與第二行星齒輪的模數不同，各該固定內齒輪環與第一行星齒輪的模數相同，且各該活動內齒輪環與第二行星齒輪的模數相同。
其中各該固定內齒輪環係固定於機殼內。
其中各該第一行星齒輪與第二行星齒輪同軸樞接於一行星齒輪軸上，各該承載座的雙側端面分別形成對應之軸孔提供各該行星齒輪軸的雙端等間隔固定。
其中該最後一階行星齒輪系之活動內齒輪環係與一圓盤及一套筒一體形成為一活動內齒輪環組，該套筒與支撐軸相樞接，該圓盤提供一端面作為動力輸出介面。
其中該最後一階行星齒輪系之活動內齒輪環係與一圓盤一體形成為一活動內齒輪環組，該活動內齒輪環組的外緣提供一圓柱面而與殼體相樞接，該圓盤提供一端面作為動力輸出介面。
其中該肋環的內緣延伸形成二凸耳，所述二凸耳上各自形成一通孔，該第一階行星齒輪系之承載座上形成二卡槽，所述二卡槽上各自形成一螺孔，所述二凸耳分別對應嵌持所述二卡槽，所述二通孔分別對應所述二螺孔，並且分別藉由一螺絲穿鎖所述通孔及螺孔，令該馬達轉子與第一階行星齒輪系之承載座螺組成一體而互相連接。
依本發明上述實施例，其技術上的創意暨效果在於：1.馬達轉子分離第一階行星齒輪系之固定內齒輪環與活動內齒輪環，並與行星齒輪承載座組合而成一體；2.本發明的行星齒輪系並不具備傳統行星齒輪系的太陽齒輪，而中心空出的空間正好組設一支撐軸，支撐承載座組旋轉；3.此設計之減速比來自活動內齒輪環齒數與二內齒輪環齒數差之比，在行星齒輪系中內齒輪環又為齒數最多的齒輪，在此相對配置下，可在有效空間內大幅增加減速比，進而縮減馬達減速裝置的整體配置空間暨體積，以符合小型化、精緻化設備的安裝需求。
此外，有關本發明可供據以實施的相關技術細節，將在後續的實施方式及圖式中加以闡述。
10‧‧‧機殼
10a‧‧‧組裝孔
10b‧‧‧螺絲
102‧‧‧連接環
11‧‧‧第一殼罩
11a‧‧‧通孔
12‧‧‧第二殼罩
12a‧‧‧螺孔
13‧‧‧容置室
14‧‧‧開放孔
15‧‧‧封閉端面
16‧‧‧支撐軸
17、18、19‧‧‧軸承
19a‧‧‧軸承鋼珠
19b‧‧‧第一鋼珠軌道
19c‧‧‧第二鋼珠軌道
20‧‧‧減速機
30‧‧‧第一階行星齒輪系
31‧‧‧固定內齒輪環
32‧‧‧活動內齒輪環
33‧‧‧承載座
33a‧‧‧軸孔
33b‧‧‧卡槽
33c‧‧‧螺孔
34‧‧‧行星齒輪組
34a‧‧‧第一行星齒輪
34b‧‧‧第二行星齒輪
35‧‧‧行星齒輪軸
40‧‧‧第二階行星齒輪系
41‧‧‧固定內齒輪環
42‧‧‧活動內齒輪環組
42a‧‧‧活動內齒輪環
42b‧‧‧圓盤
42c‧‧‧套筒
42d‧‧‧螺孔
43‧‧‧承載座
43a‧‧‧軸孔
44‧‧‧行星齒輪組
44a‧‧‧第一行星齒輪
44b‧‧‧第二行星齒輪
45‧‧‧行星齒輪軸
50‧‧‧中空型馬達
51‧‧‧馬達定子
52‧‧‧馬達轉子
52a‧‧‧永久磁鐵
52b‧‧‧磁鐵環座
52c‧‧‧肋環
52d‧‧‧卡榫
52e‧‧‧通孔
60‧‧‧螺絲
圖1是本發明一實施例的立體分解圖。
圖2是圖1實施例中第一殼罩另一角度的立體視圖。
圖3是圖1實施例的正面視圖。
圖4是圖3中A-A斷面的剖視圖。
圖5是圖4中B-B斷面的剖視圖。
圖6是圖1實施例中第一階行星齒輪系的承載座立體圖。
圖7是本發明另一實施例的立體分解圖。
圖8是圖7實施例的正面視圖。
圖9是圖8中C-C斷面的剖視圖。。
首先，請合併參閱圖1至圖6，揭露本發明一種較佳實施例的配置細節，說明本發明所提供之結合馬達之減速裝置，或稱馬達減速裝置，其結構組成包括有一機殼10、一支撐軸16、一減速機20及一中空型馬達50。
由圖1及圖4可見悉該機殼10包含一第一殼罩11與一第二殼罩12。該第一殼罩11的四周邊緣上形成有複數通孔11a，該第二殼罩12的四周邊緣上形成有對應數量的螺孔12a，藉由對應數量之螺絲10b將該第一殼罩11與該第二殼罩12相對螺組拼合而成一機殼10。使該機殼10的雙端分別形成一封閉端面15及一開放孔14；其中，該封閉端面15係形成於第一殼罩11之端面上，該開放孔14係形成於第二殼罩12的一相對端面上，使得該開放孔14能連通至封閉端面15，而於機殼10內部形成一容置室13。該機殼10乃是作為馬達減速裝置的固定端，配合圖3可見悉該第一殼罩11與該第二殼罩12的四周邊緣上還分別形成多個相互連通的組裝孔10a，可穿設螺絲將馬達減速裝置安裝於有動力需求的設備上。
由圖1及圖4也可見悉該支撐軸16配置於該機殼10內中心線上，並固接於封閉端面15的中心朝向開放孔14延伸。
由圖1及圖4中還可見悉上述減速機20的配置細節，該減速機20由多階之無太陽齒輪之行星齒輪系組合而成，本發明實施例僅以兩階無太陽齒輪之行星齒輪系為例作說明，亦即該減速機20包括第一階行星齒輪系30與第二階行星齒輪系40〔以下說明中，當第二階行星齒輪系40與第一階行星齒輪系30之構件有相同功能而併陳時，第二階行星齒輪系40之構件編號會加括弧，如(NN)，緊接於第一階行星齒輪系30構件編號之後〕。其中每一階行星齒輪系包含：一固定內齒輪環31(41)，固設於機殼10內；一活動內齒輪環32(42a)，分別作為該階行星齒輪系之動力輸出端；一承載座33(43)，該承載座33(43)直接或間接與該支撐軸16樞接並受支撐軸16支撐，分別作為該階行星齒輪系之動力輸入端；多個行星齒輪組34(44)，分別等間隔配置於該固定內齒輪環31(41)與活動內齒輪環32(42a)的內緣，該行星齒輪組34(44)各自組設於其所屬的承載座33(43)內，且分別具有同軸心樞接並且串列的一第一行星齒輪34a(44a)及一第二行星齒輪34b(44b)，該第一行星齒輪34a(44a)分別相嚙該固定內齒輪環31(41)，該第二行星齒輪34b(44b)分別相嚙該活動內齒輪環32(42a)。其中，第二階行星齒輪系40之承載座43與第一階行星齒輪系30之活動內齒輪環32係固接為一體，藉此將第一階行星齒輪系30之動力輸出至第二階行星齒輪系40。倘若以三階以上(含三階)之多階無太陽齒輪的行星齒輪系而言，上述第二階行星齒輪系40係可作為最後一階行星齒輪系，且第一階行星齒輪系與最後一階行星齒輪系之間還可以配置一階或一階以上無太陽齒輪的行星齒輪系，以取得較佳的減速比；其中，除了第一階行星齒輪系 的承載座(動力輸入端)與最後一階行星齒輪系的活動內齒輪環(動力輸出端)各自獨立之外，其餘各階行星齒輪系的承載座皆與相鄰階之活動內齒輪環固接為一體，藉以依階次順序傳遞各階行星齒輪系間的動力。
請合併參閱圖3，第二階行星齒輪系40之活動內齒輪環42a係與一圓盤42b及一套筒42c一體組合而成一活動內齒輪環組42。該套筒42c套設於支撐軸16，並藉由軸承19與支撐軸16樞接；該圓盤42b提供一端面作為動力輸出介面，並提供螺孔42d作為鎖合對手件之用。所述第二階行星齒輪系40之承載座43藉由軸承18與套筒42c樞接，間接接受支撐軸16支撐並繞行支撐軸16而旋轉。如此，第二階之活動內齒輪環42a經由作為輸出介面之圓盤42b由開放孔14延伸至機殼10外，作為減速機20動力之輸出端。
或者，請合併參閱圖7、圖8及圖9，本發明更提供另一種活動內齒輪環組的組成方式，即該第二階行星齒輪系40之活動內齒輪環42a係與一圓盤42b一體形成為一活動內齒輪環組42，該圓盤42b的端面作為動力輸出介面，並提供螺孔42d作為鎖合對手件之用，該活動內齒輪環組42的外緣提供一圓柱面而藉由軸承鋼珠19a與殼體10相樞接，如此，第二階之活動內齒輪環42a經由作為輸出介面之圓盤42b由開放孔14延伸至機殼10外，作為減速機20動力之輸出端。所述第二階行星齒輪系40之承載座43藉由軸承18a與支撐軸16樞接，接受支撐軸16支撐並繞行支撐軸16而旋轉。其中殼體10由第一殼罩11、第二殼罩12及連接環102組合而成，第二殼罩12及連接環102於交接處更組合而成一第一鋼珠軌道19b。活動內齒輪環組42於外緣的圓柱面形成一第二鋼珠軌道19c。該軸承鋼珠19a、該第一鋼珠軌道19b及該第二鋼珠軌道19c形成一具軸承功能之組合。
上述的第一階行星齒輪系30之行星齒輪組34實施上可為2組，第二階行星齒輪系40之行星齒輪組44實施上可為4組，並且分別以等間隔方式配置於該活動內齒輪環32(42a)與固定內齒輪環31(41)的內緣；一行星齒輪軸35(45)穿設於行星齒輪組34(44)中心而相互樞接，且所述承載座33(43)的雙側端面開設有相等於行星齒輪組34(44)數量的軸孔33a(43a)，用以提供所述行星齒輪軸35(45)的雙端以等圓周之相同弧距的方式等間隔固定在軸孔33a(43a)內而成一組件。
更進一步的，如圖4所示，該第一行星齒輪34a(44a)係與固定內齒輪環31(41)相嚙觸，且第二行星齒輪34b(44b)並與活動內齒輪環32(42a)相嚙觸，使得當承載座33(43)轉動時，第一行星齒輪34a(44a)能夠受固定內齒輪環31(41)之導引而自轉，並跟隨承載座33(43)同步公轉，並使得跟隨第一行星齒輪34a(44a)轉動之第二行星齒輪34b(44b)驅動活動內齒輪環32(42a)以特定減速比減速旋轉。
此外，本發明可進一步的將固定內齒輪環31(41)與活動內齒輪環32(42a)配置上不同的齒數；換句話說，固定內齒輪環31(41)具有A1(A2)齒數，活動內齒輪環32(42a)具有B1(B2)齒數，且A1齒數≠B1齒數(A2齒數≠B2齒數)。再者，本發明還可以更進一步的將上述同步轉動(包含自轉及繞行支撐軸16公轉)的第一行星齒輪34a(44a)與第二行星齒輪34b(44b)配置不同的模數；換句話說，第一行星齒輪34a(44a)具有X1(X2)模數，第二行星齒輪34b(44b)具有Y1(Y2)模數，且X1模數≠Y1模數(X2模數≠Y2模數)；但第一行星齒輪34a(44a)與第二行星齒輪34b(44b)齒數相同。因固定內齒輪環31(41)與第一行星齒輪34a(44a)嚙觸，所以固定內齒輪環31(41) 也具有X1(X2)模數，活動內齒輪環32(42a)與第二行星齒輪34b(44b)嚙觸，所以活動內齒輪環32(42a)也具有Y1(Y2)模數。
再請合併參閱圖4、圖5及圖6，上述中空型馬達50為一扁平中空型馬達，並環繞該第一階行星齒輪系30而設置，為馬達減速裝置之動力源。中空型馬達50的組成包括有一內環的馬達轉子52，該馬達轉子52內緣中段形成一肋環52c，該肋環52c分離該第一階行星齒輪系30之固定內齒輪環31與活動內齒輪環32，並介於其間徑向往內延伸與承載座33連接。該肋環的內緣延伸形成二凸耳52d，於凸耳52d上各自形成一通孔52e，該承載座33上則形成二卡槽33b，於卡槽33b上則各自形成一螺孔33c，二凸耳52d分別對應嵌持二卡槽33b，二通孔52e分別對應二螺孔33c，並且分別藉由一螺絲60穿鎖所述通孔52e及螺孔33c，令馬達轉子52與第一階行星齒輪系30之承載座33螺組成一體而互相連接。此外，於該馬達轉子52上配置有永久磁鐵52a，至少具有一N極與一S極所構成之一極對，其N極與S極相鄰配置成一環狀並緊貼於磁鐵環座52b表面。
此外，上述中空型馬達50的組成還包括配置於馬達轉子52的外圍並且固定於機殼內的環形馬達定子51。該馬達定子51係由多槽導磁鋼片堆與依序繞組於槽內的漆包線繞組組合而成，由控制器及電源供應單元依序對漆包線繞組通電，永久磁鐵52a所產生之磁力線與漆包線繞組之電流依安培定律互相作用，即可推動馬達轉子52旋轉，以生成中空型馬達50的動力源。
根據上述配置細節，當馬達定子51上的漆包線繞組依序通以電流驅動馬達轉子52旋轉時將同步帶動第一階行星齒輪系30之承載座33旋轉，同時帶動行星齒輪組34繞行支撐軸16公轉，所述具有X1模數的多個第一行星齒輪34a 因與固定內齒輪環31嚙觸而被導引帶動自轉，由於第一行星齒輪34a與第二行星齒輪34b是同軸一體串列配置，因此當第一行星齒輪34a被驅動時，第二行星齒輪34b便能和第一行星齒輪34a同步轉動(包含自轉及繞行支撐軸16公轉)。在傳遞減速輸出的過程中，憑藉具有X1模數的多個第一行星齒輪34a嚙觸具有A1齒數的固定內齒輪環31，並且憑藉具有Y1模數的多個第二行星齒輪34b嚙觸傳動具有B1齒數的活動內齒輪環32；其中，由於固定內齒輪環31已被固定於機殼10內而不會轉動，因此具有B1齒數的活動內齒輪環32因齒數與固定內齒輪環31齒數A1不同，驅使活動內齒輪環32以特定減速比轉動，因第二階行星齒輪系40之承載座43與第一階行星齒輪系30之活動內齒輪環32固接為一體，因而第一階行星齒輪系30之活動內齒輪環32之輸出轉換為第二階行星齒輪系40之承載座43之輸入，帶動第二階之承載座43旋轉。而且，本發明還能依下式取得第一階減速比的輸出：GR1=B1/(B1-A1)即，第一階減速比=活動內齒輪環32的齒數/(活動內齒輪環32的齒數-固定內齒輪環31的齒數)
繼而，當第二階行星齒輪系40之承載座43被第一階行星齒輪系30之活動內齒輪環32帶動旋轉時將同步帶動第二階行星齒輪系40之行星齒輪組44繞行支撐軸16公轉，所述具有X2模數的多個第一行星齒輪44a因與固定內齒輪環41嚙觸而被導引帶動自轉，由於第一行星齒輪44a與第二行星齒輪44b是同軸一體串列配置，因此當第一行星齒輪44a被驅動時，第二行星齒輪44b便能和第一行星齒輪44a同步轉動(包含自轉及繞行支撐軸16公轉)。在傳遞減速輸出的過程中，憑藉具有X2模數的多個第一行星齒輪44a嚙觸具有A2齒數的固定內齒輪環41，並且憑藉具有Y2模數的多個第 二行星齒輪44b嚙觸傳動具有B2齒數的活動內齒輪環42a；其中，由於固定內齒輪環41已被固定於機殼10內而不會轉動，因此具有B2齒數的活動內齒輪環42a因齒數與固定內齒輪環41齒數A2不同，驅使活動內齒輪環42a以特定減速比轉動，並由圓盤42b延伸至第二殼罩12之開放孔14之外輸出動力。而且，本發明還能依下式取得第二階減速比的輸出：GR2=B2/(B2-A2)即，第二階減速比=活動內齒輪環42a的齒數/(活動內齒輪環42a的齒數-固定內齒輪環41的齒數)而得如下式減速機20之總減速比：GR(total)=GR1 x GR2即，減速機總減速比“等於”第一階行星齒輪系減速比“乘以”第二階行星齒輪系減速比。
在此需特別強調的是：(活動內齒輪環的齒數)-(固定內齒輪環的齒數)=行星齒輪數量的整數倍。當倍數等於1時可得最大減速比。
綜上所述，應不難瞭解本發明行星齒輪系省略了傳統行星齒輪減速機之太陽齒輪而增加了一內齒輪環，使具有二內齒輪環，並將省略太陽齒輪所空出來的空間配置一支撐軸支撐行星齒輪系運轉，並利用活動內齒輪環齒數與二內齒輪環的齒數差之比而得更高減速比輸出，尤其將馬達轉子配置於第一階行星齒輪系的外圍來分離該第一階行星齒輪系之二內齒輪環而與第一階行星齒輪系之承載座連接，使得馬達減速裝置的空間能夠有效地得到縮減是具體可行的；依此所實施的結構配置，不但可以在有效空間內大幅增加減速比之外，而且也能對機構之簡化作出貢獻，使得馬達減速裝置的整體配置空間暨體積更為精簡，以供給小型化、精緻化設備的安裝需求。
然而，以上實施例僅為表達了本發明的較佳實施方式，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。因此，本發明應以申請專利範圍中限定的請求項內容為準。
10‧‧‧機殼
10a‧‧‧組裝孔
10b‧‧‧螺絲
11‧‧‧第一殼罩
11a‧‧‧通孔
12‧‧‧第二殼罩
12a‧‧‧螺孔
14‧‧‧開放孔
15‧‧‧封閉端面
16‧‧‧支撐軸
17、18、19‧‧‧軸承
32‧‧‧活動內齒輪環
33‧‧‧承載座
34‧‧‧行星齒輪組
34a‧‧‧第一行星齒輪
34b‧‧‧第二行星齒輪
35‧‧‧行星齒輪軸
41‧‧‧固定內齒輪環
42a‧‧‧活動內齒輪環
42b‧‧‧圓盤
42c‧‧‧套筒
43‧‧‧承載座
43a‧‧‧軸孔
44‧‧‧行星齒輪組
44a‧‧‧第一行星齒輪
44b‧‧‧第二行星齒輪
45‧‧‧行星齒輪軸
50‧‧‧中空型馬達
51‧‧‧馬達定子
52‧‧‧馬達轉子
52a‧‧‧永久磁鐵
52b‧‧‧磁鐵環座
60‧‧‧螺絲

Claims (18)

  1. 一種結合馬達之減速裝置，配置於一作為固定端使用的機殼內，該機殼的雙端分別形成一封閉端面及一開放孔，該減速裝置包括：一支撐軸，配置於該機殼內之一中心線上，並固接於機殼之封閉端面上朝向開放孔延伸；一減速機，由至少三階無太陽齒輪之行星齒輪系組合而成，其中每一階行星齒輪系包含：一固定內齒輪環，固設於機殼內；一活動內齒輪環，作為各該階行星齒輪系之動力輸出端；一承載座，樞接該支撐軸並受該支撐軸的支撐，而作為各該階行星齒輪系之動力輸入端；多個行星齒輪組，各該行星齒輪組分別具有一第一行星齒輪及一第二行星齒輪，並組設於該承載座內，該第一行星齒輪相嚙該固定內齒輪環，該第二行星齒輪相嚙該活動內齒輪環；其中，除了第一階行星齒輪系的承載座與最後一階行星齒輪系的活動內齒輪環之外，其餘各階行星齒輪系的承載座皆與相鄰階之活動內齒輪環固接為一體，且最後一階行星齒輪系之活動內齒輪環係由該機殼之開放孔延伸至機殼外，作為減速機的動力輸出端；一中空型馬達，環繞於第一階行星齒輪系的外圍，具有坐落於中空型馬達最外圍的一馬達定子，及受馬達定子環繞及驅動的一馬達轉子，該馬達定子上配置有多個用於驅動轉子轉動的漆包線繞組；其中：該馬達定子固設於機殼內，該馬達轉子的內緣中段形成一肋環，該肋環並沿徑向朝內延伸分離該第一階行星齒 輪系之固定內齒輪環與活動內齒輪環，而與該第一階行星齒輪系之承載座連接；所述每一階行星齒輪系中的各該第一行星齒輪與各該第二行星齒輪的齒數相同，各該固定內齒輪環與各該活動內齒輪環的齒數不同而具有一齒數差，該齒數差為行星齒輪數量的整數倍。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的馬達減速裝置，其中所述齒數差與行星齒輪的數量相同。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的馬達減速裝置，其中各該第一行星齒輪與第二行星齒輪的模數不同，各該固定內齒輪環與第一行星齒輪的模數相同，且各該活動內齒輪環與第二行星齒輪的模數相同。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的馬達減速裝置，其中各該固定內齒輪環係固定於機殼內。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的馬達減速裝置，其中各該第一行星齒輪與第二行星齒輪同軸樞接於一行星齒輪軸上，各該承載座的雙側端面分別形成對應之軸孔提供各該行星齒輪軸的雙端等間隔固定。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的馬達減速裝置，其中該最後一階行星齒輪系之活動內齒輪環係與一圓盤及一套筒一體形成為一活動內齒輪環組，該套筒與支撐軸相樞接，該圓盤提供一端面作為動力輸出介面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的馬達減速裝置，其中該最後一階行星齒輪系之活動內齒輪環係與一圓盤一體形成為一活動內齒輪環組，該活動內齒輪環組的外緣提供一圓柱面而與殼體相樞接，該圓盤提供一端面作為動力輸出介面。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的馬達減速裝置，其中該肋環的內緣延伸形成二凸耳，所述二凸耳上各自形成一通孔， 該第一階行星齒輪系之承載座上形成二卡槽，所述二卡槽上各自形成一螺孔，所述二凸耳分別對應嵌持所述二卡槽，所述二通孔分別對應所述二螺孔，並且分別藉由一螺絲穿鎖所述通孔及螺孔，令該馬達轉子與第一階行星齒輪系之承載座螺組成一體而互相連接。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的馬達減速機，其中該中空型馬達特別是指一種內轉式直流無刷馬達。
  10. 一種結合馬達之減速裝置，配置於一作為固定端使用的機殼內，該機殼的雙端分別形成一封閉端面及一開放孔，該減速裝置包括：一支撐軸，配置於該機殼內之一中心線上，並固接於機殼之封閉端面上朝向開放孔延伸；一減速機，由一第一階行星齒輪系與一第二階行星齒輪系組合而成，其中該第一階行星齒輪系與第二階行星齒輪系各自包含：一固定內齒輪環，固設於機殼內；一活動內齒輪環，作為各該階行星齒輪系之動力輸出端；一承載座，樞接該支撐軸並受該支撐軸的支撐，作為各該階行星齒輪系之動力輸入端；多個行星齒輪組，各該行星齒輪組分別具有一第一行星齒輪及一第二行星齒輪，並組設於該承載座內，該第一行星齒輪相嚙該固定內齒輪環，該第二行星齒輪相嚙該活動內齒輪環；其中，該第二階行星齒輪系之承載座與第一階行星齒輪系之活動內齒輪環係固接為一體，傳遞減速機內部之動力，且該第二階行星齒輪系之活動內齒輪環係由該機殼之開放孔延伸至機殼外，作為減速機的動力輸出端； 一中空型馬達，環繞於第一階行星齒輪系的外圍，具有坐落於中空型馬達最外圍的一馬達定子，及受該馬達定子環繞及驅動的一馬達轉子，該馬達定子上配置有多個用於驅動轉子轉動的漆包線繞組；其中：該馬達定子固設於機殼內，該馬達轉子的內緣中段形成一肋環，該肋環並沿徑向朝內延伸分離該第一階行星齒輪系之固定內齒輪環與活動內齒輪環，而與該第一階行星齒輪系之承載座連接；所述各該階行星齒輪系中的各該第一行星齒輪與各該第二行星齒輪的齒數相同，各該固定內齒輪環與各該活動內齒輪環的齒數不同而具有一齒數差，該齒數差為行星齒輪數量的整數倍。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的馬達減速裝置，其中所述齒數差與行星齒輪的數量相同。
  12. 如申請專利範圍第10或11項所述的馬達減速裝置，其中各該第一行星齒輪與第二行星齒輪的模數不同，各該固定內齒輪環與第一行星齒輪的模數相同，且各該活動內齒輪環與第二行星齒輪的模數相同。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的馬達減速裝置，其中各該固定內齒輪環係固定於機殼內。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的馬達減速裝置，其中各該第一行星齒輪與第二行星齒輪同軸樞接於一行星齒輪軸上，各該承載座的雙側端面分別形成對應之軸孔提供各該行星齒輪軸的雙端等間隔固定。
  15. 如申請專利範圍第10項所述的馬達減速裝置，其中第二階行星齒輪系之活動內齒輪環係與一圓盤及一套筒一體形成為一活動內齒輪環組，該套筒與支撐軸相樞接，該圓盤提供一端面作為動力輸出介面。
  16. 如申請專利範圍第10項所述的馬達減速裝置，其中第二 階行星齒輪系之活動內齒輪環係與一圓盤一體形成為一活動內齒輪環組，該活動內齒輪環組的外緣提供一圓柱面而與殼體相樞接，該圓盤提供一端面作為動力輸出介面。
  17. 如申請專利範圍第10項所述的馬達減速裝置，其中該肋環的內緣延伸形成二凸耳，所述二凸耳上各自形成一通孔，該第一階行星齒輪系之承載座上形成二卡槽，所述二卡槽上各自形成一螺孔，所述二凸耳分別對應嵌持所述二卡槽，所述二通孔分別對應所述二螺孔，並且分別藉由一螺絲穿鎖所述通孔及螺孔，令該馬達轉子與第一階行星齒輪系之承載座螺組成一體而互相連接。
  18. 如申請專利範圍第10項所述的馬達減速裝置，其中該中空型馬達特別是指一種內轉式直流無刷馬達。
TW105126349A 2016-08-18 2016-08-18 Combined motor speed reducer TWI608689B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105126349A TWI608689B (zh) 2016-08-18 2016-08-18 Combined motor speed reducer
US15/281,048 US9945454B2 (en) 2016-08-18 2016-09-29 Motorized gear reducer
DE102017102667.3A DE102017102667A1 (de) 2016-08-18 2017-02-10 Motorisiertes Untersetzungsgetriebe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105126349A TWI608689B (zh) 2016-08-18 2016-08-18 Combined motor speed reducer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI608689B true TWI608689B (zh) 2017-12-11
TW201810876A TW201810876A (zh) 2018-03-16

Family

ID=61191467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105126349A TWI608689B (zh) 2016-08-18 2016-08-18 Combined motor speed reducer

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9945454B2 (zh)
TW (1) TWI608689B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI603575B (zh) * 2016-09-09 2017-10-21 Safeway Electro-Mechanical Co Ltd Motor reducer module
CN110834325A (zh) * 2019-09-30 2020-02-25 中国北方车辆研究所 一种两级行星传动的机器人关节本体驱动器
US11639746B2 (en) 2019-10-30 2023-05-02 Gabrael T. LEVINE Sunless planetary gear and method for use
KR102179170B1 (ko) * 2019-10-31 2020-11-16 주식회사 삼보산업 스마트 감속기
US11529864B2 (en) * 2019-11-29 2022-12-20 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Drive device for electric vehicle and electric vehicle
CN110847807A (zh) * 2019-12-19 2020-02-28 常州格力博有限公司 一种用于电钻的传动机构以及电钻
JP7448364B2 (ja) * 2020-01-31 2024-03-12 マブチモーター株式会社 減速機およびギアドモータ

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002323095A (ja) * 2001-04-10 2002-11-08 Apex Dynamics Inc 遊星歯車変速装置
TWM287795U (en) * 2005-09-30 2006-02-21 Li Ming Machinery Co Ltd Motor-driven decelerating wheel structure
JP2007159237A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Nidec Copal Corp ギヤドステッピングモータ
TWM398728U (en) * 2010-06-24 2011-02-21 Sunpex Technology Co Ltd Reduction gear set hub motor
TWI395894B (zh) * 2009-12-22 2013-05-11 Apex Dynamics Inc 行星減速機
TWI404306B (zh) * 2010-08-02 2013-08-01 Hiwin Mikrosystem Corp 具有減速機構之直流有刷馬達

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1106064C (zh) 1996-07-01 2003-04-16 精工爱普生株式会社 带齿轮的马达
US6196347B1 (en) 1998-09-22 2001-03-06 Industrial Technology Research Institute Power transmission and pedal force sensing system for an electric bicycle
US6296072B1 (en) 1999-01-20 2001-10-02 Opti-Bike Llc Electric bicycle and methods
JP4879191B2 (ja) 2005-01-13 2012-02-22 ザ ティムケン カンパニー 高減速比の電気ハブ駆動装置
TW201350709A (zh) * 2012-06-11 2013-12-16 Chen zheng he 垂直並列同軸行星變速傳動系統（４）

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002323095A (ja) * 2001-04-10 2002-11-08 Apex Dynamics Inc 遊星歯車変速装置
TWM287795U (en) * 2005-09-30 2006-02-21 Li Ming Machinery Co Ltd Motor-driven decelerating wheel structure
JP2007159237A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Nidec Copal Corp ギヤドステッピングモータ
TWI395894B (zh) * 2009-12-22 2013-05-11 Apex Dynamics Inc 行星減速機
TWM398728U (en) * 2010-06-24 2011-02-21 Sunpex Technology Co Ltd Reduction gear set hub motor
TWI404306B (zh) * 2010-08-02 2013-08-01 Hiwin Mikrosystem Corp 具有減速機構之直流有刷馬達

Also Published As

Publication number Publication date
TW201810876A (zh) 2018-03-16
US20180051775A1 (en) 2018-02-22
US9945454B2 (en) 2018-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI608689B (zh) Combined motor speed reducer
US7211016B2 (en) Geared motor with planetary gear assembly
TWI584998B (zh) 輪轂式馬達減速機
US7815535B2 (en) Compact axial flux motor drive
JP2011505533A (ja) 少なくとも１つの伝達段を有する駆動装置
TWI596872B (zh) 馬達減速機
JP6429044B2 (ja) モーター減速機
JP2017201207A (ja) 複合型減速機
TWI603575B (zh) Motor reducer module
TWI636206B (zh) Speed ??reducer combined with motor
CN107559387B (zh) 马达减速机
CN107769457B (zh) 结合马达的减速装置
US20070204712A1 (en) Series of power transmission devices and series of geared motors
US10008905B2 (en) Hollow motor module
CN107804164B (zh) 马达减速机模块
TWM542887U (zh) 馬達減速機模組
TWI636208B (zh) 馬達減速機
TWI565197B (zh) Motor reducer
KR101759171B1 (ko) 감속기를 구비한 모터 모듈
TWI603018B (zh) Motor reducer module
JP2012016200A (ja) 円筒型モータ
JP2001021009A (ja) 減速装置
CN110311508B (zh) 旋转电机装置及具备旋转电机装置的车辆
CN115848888B (zh) 一种紧凑型模块化外转子行星减速电动滚筒
CN209725113U (zh) 电驱动器