TWI764462B

TWI764462B - 短軸距大速比齒組結構

Info

Publication number: TWI764462B
Application number: TW109145760A
Authority: TW
Inventors: 姚立和; 連哲文; 謝培升; 田騏禎; 謝弼任
Original assignee: 姚立和
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2022-05-11
Also published as: EP4019804A1; US11578785B2; US20220196117A1; JP2022100298A; TW202225582A; CN114658809A; JP3236956U; JP7316625B2; CN217271695U

Abstract

本發明係指一種短軸距大速比齒組結構，其係於一機殼軸心樞設有一傳動軸，該傳動軸上具有一太陽齒輪，且機殼內緣鎖設有一內齒環軌，又太陽齒輪與內齒環軌間設有一行星齒組，該行星齒組於太陽齒輪外圍設有複數可自轉、且環繞公轉之階級行星齒輪，而各該階級行星齒輪分別具有一可同步與太陽齒輪及內齒環軌嚙合之第一輪部，且各該階級行星齒輪並具有一與第一輪部同步轉動之第二輪部，又行星齒組外套設有一輸出件，該輸出件內緣具有一道可與各該階級行星齒輪之第二輪部嚙合的內齒緣，藉此，能形成一種短軸距結構，能有效縮小材積，且該行星齒組在驅動輸出件時能同時反向回轉，形成大速比，可進一步提升其減速效果，且能減少干涉，使整體運轉更為順暢，能降低震動及噪音，並能延長其使用壽命。

Description

短軸距大速比齒組結構

本發明隸屬一種減速機構之技術領域，具體而言係指一種短軸距大速比齒組結構，藉以能縮小材積，並放大降速效果，同時可以減少振動與噪音，以避免運轉干涉，以延長其使用壽命。

按，由於馬達具有較高轉速，在某些領域中，當其直接驅動時，容易有轉速過快及無法提供較大扭矩的現象，不僅無法達到預定的工作目的，也會影響到操作之便利性，因此在這些領域中，馬達輸出軸上一般會設置減速機，以求降低轉速、且輸出較大之扭矩。而現有減速機的種類繁多，如我國申請第097213180號「減速裝置」之新型專利前案，即為最常見的行星式齒輪結合之減速機，可克服傳統大、小齒輪組嚙合之減速機所衍生的結構複雜、運轉噪音與震動等問題。

然而，現有者的減速比有限，如需較大的減速比就需加大太陽齒輪與外圍行星齒輪的齒比，如此將加大整個減速裝置的外徑，且也會影響其輸出扭力，為此業界開發有多階行星齒輪來克服此一問題，如我國申請第102200801號「行星齒輪減速機」之新型專利前案，其齒輪架上分設有行星式的第一齒輪及第二齒輪，其中第一齒輪與太陽齒輪及固定的第一環齒輪嚙合，而第二齒輪與太陽齒輪及連結傳動件的第二環齒輪嚙合，由於其中第一、二齒輪係分別設於齒輪架上，同時兩者同步與太陽齒輪嚙合，當第一、二齒輪兩者齒比不正確時，會產生干涉問題，而造成運轉時易生震動及噪音，同時也增長了整體的軸距，且由於第一、二齒輪需同步與太陽齒輪嚙合，也限制了齒比的範圍，而無法有效提升其減速效果。

換言之，現有減速機構存在無法兼具縮小材積與大減速比的問題，同時也因干涉問題而產生運轉噪音與震動的現象，甚至造成齒輪磨損而縮短使用壽命，而如何解決前述問題，係業界及使用者所期待者，亦係本發明所欲探討者。

緣是，本發明人遂針對上述現有者所面臨的問題，潛心研究並配合學理的運用，秉持多年該相關行業之設計開發及實作經驗，針對現有結構之缺失予以改良，終於成功開發出一種短軸距大速比齒組結構，藉以克服現有者所衍生的困擾與不便。

因此，本發明之主要目的係在提供一種短軸距大速比齒組結構，藉以能兼具短軸距大減速比，而有效的縮小其材積，同時提升了減速效果。

又，本發明之次一主要目的係在提供一種短軸距大速比齒組結構，其能減少干涉，使整體運轉更為順暢，能降低震動及噪音。

再者，本發明之另一主要目的係在提供一種短軸距大速比齒組結構，其能讓整體結構更為穩固、且可提高嚙合度，使其運轉時可減少不必要的磨損，而能延長其使用壽命，並可提高傳動效率。

基於此，本發明主要係透過下列的技術手段，來實現前述之目的及其功效，其包含有：

一機殼；

一傳動軸，其樞設於機殼中心，該傳動軸上具有一太陽齒輪；

一內齒環軌，其鎖設於機殼內緣；

一行星齒組，其係具有相對之一第一輪架與一第二輪架，再者第一、二輪架間於太陽齒輪外圍樞設有複數階級行星齒輪，而各該階級行星齒輪分別具有一可同步與太陽齒輪及內齒環軌嚙合之第一輪部，且各該階級行星齒輪並具有一與第一輪部同步轉動之第二輪部；

一輸出件，其係樞設於該行星齒組之第二輪架上，又該輸出件內緣具有一道可與各該階級行星齒輪之第二輪部嚙合的內齒緣，另該輸出件外緣具有一道可與至少一被動件接合之驅動輪部。

藉此，透過上述技術手段的具體實現，使得本發明能利用該行星齒組之各該階級行星齒輪的第一輪部能與太陽齒輪及內齒環軌同步嚙合，而各該階級行星齒輪之第二輪部單獨與輸出件內齒緣嚙合，使其形成雙輸入單輸出，而形成一種短軸距結構，能有效縮小材積，且該行星齒組在驅動輸出件時能同時反向回轉，形成大速比，可進一步提升其減速效果，且能減少干涉，使整體運轉更為順暢，能降低震動及噪音，並能延長其使用壽命，從而增加產品的附加價值，並提升其經濟效益。

且本發明並利用下列的技術手段，進一步實現前述之目的及功效；諸如：。

所述之機殼具有至少一供傳動軸安裝之第一安裝室，且該機殼前、後端分別鎖設蓋合一第一殼蓋及一第二殼蓋，又該傳動軸兩端可分別利用一軸承樞設於機殼與第一殼蓋間。

所述之傳動軸一端具有一安裝段及一聯軸部，而該太陽齒輪軸心具有一對應穿套於該安裝段之聯軸孔，且聯軸孔內嵌設有一可同步咬合傳動軸聯軸部之聯軸塊，並可利用一鎖固件穿壓聯軸塊後鎖掣於該傳動軸上。

所述之行星齒組之第二輪架軸心具有一供安裝輸出件之軸管，且軸管利用一第三軸承樞設該輸出件。

所述之第二輪架之軸管中心具有一階級安裝孔，供穿置一安裝軸，且該安裝軸一端可透過該第二軸承設於該太陽齒輪另一端，其中該安裝軸具有一穿孔，供利用手工具穿入操作前述太陽齒輪聯軸塊之鎖固件。

所述之行星齒組之第一、二輪架相對表面並形成有複數相對貼抵之沉孔柱，且分別穿設有一可相對鎖固之螺鎖件，使得該太陽齒輪上之第一、二輪架可相蓋合成一體。

所述之第一、二輪架間設有複數供安裝階級行星齒輪之軸桿，且各該軸桿上分別利用至少一軸承樞設相對之階級行星齒輪。

所述之輸出件外緣之驅動輪部可以是外齒輪面，而該輸出件具有對應嚙合各該階級行星齒輪之第二輪部的內齒緣。

所述之行星齒組之第一、二輪架軸心分別透過一第一軸承及一第二軸承樞設於該太陽齒輪兩端，使得該太陽齒輪、行星齒組及輸出件組成一模組化之同軸齒組。

所述之太陽齒輪兩端並分別利用一第一軸承及一第二軸承樞設該行星齒組之第一輪架與第二輪架。

為使　貴審查委員能進一步了解本發明的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本發明之較佳實施例，並配合圖式詳細說明如後，同時讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。

本發明係一種短軸距大速比齒組結構，隨附圖例示之本發明的具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本發明，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本發明之申請專利範圍內，根據本發明之設計與需求而進行變化。

而本發明短軸距大速比齒組結構的構成，係如第一、二圖所揭示者，其係由一機殼（10）、一設於機殼（10）軸心之傳動軸（15）、一設於機殼（10）內緣之內齒環軌（18）及一設於傳動軸（15）與內齒環軌（18）間之同軸齒組（20）所組成；

至於本發明短軸距大速比齒組結構較佳實施例之詳細構成，則請參看第一、二圖所示，該機殼（10）具有一第一安裝室（11）及一第二安裝室（12），而前述傳動軸（15）係樞設於該第一安裝室（11），供安裝設於傳動軸（15）上之同軸齒組（20），又該第二安裝室（12）用於設置與該同軸齒組（20）相對嚙合之被動件〔圖中未示］，且該機殼（10）前、後端分別鎖設蓋合一第一殼蓋（13）及一第二殼蓋（14），供保護內部組件，又該傳動軸（15）兩端可分別利用一軸承樞設於機殼（10）與第一殼蓋（13）間，且傳動軸（15）穿出機殼（10）一端具有一安裝段（16）及一聯軸部（17），供前述同軸齒組（20）安裝及產生連動關係，而該內齒環軌（18）係鎖設於該機殼（10）之第一安裝室（11）內緣，使該同軸齒組（20）可相對嚙合；

而前述同軸齒組（20）之詳細構成，則請進一步參閱第二、三及四圖所示，該同軸齒組（20）係包含有一太陽齒輪（21）、一行星齒組（30）及一輸出件（40）之模組化結構，其中該太陽齒輪（21）與該傳動軸（15）可以是一體式結構或組合式結構，而本發明之太陽齒輪（21）與傳動軸（15）係以組合式結構為主要實施例，該太陽齒輪（21）軸心具有一穿套於前述傳動軸（15）安裝段（16）之聯軸孔（22），且聯軸孔（22）內嵌設有一可同步咬合傳動軸（15）聯軸部（17）之聯軸塊（23），並可利用一鎖固件（24）穿壓聯軸塊（23）後鎖掣於該傳動軸（15）上〔如第四圖所示］，使得該同軸齒組（20）可利用太陽齒輪（21）選擇性安裝於該傳動軸（15）之安裝段（16）上，而該行星齒組（30）係透過位於太陽齒輪（21）兩端之一第一軸承（25）及一第二軸承（27）樞設於該太陽齒輪（21）上。根據某些實施例，該行星齒組（30）之第一、二軸承（25、27）亦可設於傳動軸（15）對應太陽齒輪（21）的兩端上。又該太陽齒輪（21）兩端分別具有一第一輪架（31）、一第二輪架（35）及複數嚙合環繞太陽齒輪（21）之階級行星齒輪（33），其中第一輪架（31）係透過前述第一軸承（25）設於該太陽齒輪（21）一端，而第二輪架（35）軸心具有一供安裝輸出件（40）之軸管（36），且軸管（36）自由端並可透過一軸承樞設於第二殼蓋（14）上〔如第四圖所示］，又該第二輪架（35）之軸管（36）中心具有一階級安裝孔（360），供一安裝軸（361）端部穿壓，且該安裝軸（361）一端可透過該第二軸承（27）設於該太陽齒輪（21）另一端，其中該安裝軸（361）具有一穿孔（362），供利用手工具穿入操作前述太陽齒輪（21）聯軸塊（23）之鎖固件（24），而第一、二輪架（31、35）相對表面並形成有複數相對貼抵之沉孔柱（310、350），且分別穿設有一可相對鎖固之螺鎖件（311、351），使得該太陽齒輪（21）上之第一、二輪架（31、35）可相蓋合成一體，又第一、二輪架（31、35）間設有複數供安裝階級行星齒輪（33）之軸桿（32），且各該軸桿（32）上分別利用至少一軸承（321）樞設相對之階級行星齒輪（33），各該階級行星齒輪（33）分別具有一可同步與太陽齒輪（21）及內齒環軌（18）嚙合之第一輪部（331）〔如第五圖所示］，且各該階級行星齒輪（33）之第一輪部（331）一側並一體形成有一可與輸出件（40）嚙合之第二輪部（332）〔如第六圖所示］，使得該同軸齒組（20）之太陽齒輪（21）可同步帶動階級行星齒輪（33）之第一輪部（331），使各該階級行星齒輪（33）產生反向之自轉〔相對太陽齒輪（21）之轉動方向，以下同］，同時受限於固定之內齒環軌（18）而令各該階級行星齒輪（33）相對太陽齒輪（21）可帶動行星齒組（30）產生同步同向之公轉〔如第五圖所示］，再者由於各該階級行星齒輪（33）之第二輪部（332）並可同步驅動該輸出件（40）產生反向轉動之輸出〔如第六圖所示］，且由於行星齒組（30）有前述同向公轉之轉動，而產生回轉現象，進而加大減速作用，又該輸出件（40）係利用一第三軸承（41）樞設於行星齒組（30）之第二輪架（35）軸管（36）上，且該輸出件（40）內緣具有一道可與行星齒組（30）之階級行星齒輪（33）第二輪部（332）嚙合之內齒緣（42），另該輸出件（40）外緣具有一道可與被動件〔圖中未示］嚙合之驅動輪部（45），該驅動輪部（45）可以是外齒輪面或磨擦輪面，本發明輸出件（40）之驅動輪部（45）係以外齒輪面為實施例；

藉此，可使行星齒組（30）各該階級行星齒輪（33）之第一輪部（331）同步與內齒環軌（18）嚙合，且一體形成之第二輪部（332）與輸出件（40）之內齒緣（42）直接嚙合，而組構成一短軸距大速比齒組結構者。

至於本發明短軸距大速比齒組結構之實際作動，則係如第三、四及五圖所示，由於該同軸齒組（20）之太陽齒輪（21）上安裝有行星齒組（30）與輸出件（40），使得該同軸齒組（20）可以模組化結構直接組裝於傳動軸（15）上，並令該同軸齒組（20）之行星齒組（30）的階級行星齒輪（33）第一輪部（331）能與機殼（10）上的內齒環軌（18）嚙合，且利用太陽齒輪（21）內聯軸塊（23）之鎖固件（24）鎖掣於該傳動軸（15）上，同時當驅動該傳動軸（15）時，可同步帶動該同軸齒組（20）之太陽齒輪（21）同步轉動，使得該太陽齒輪（21）可透過各該階級行星齒輪（33）的第一輪部（331）同步帶動行星齒組（30），使該行星齒組（30）之各該階級行星齒輪（33）產生反向之自轉〔相對太陽齒輪（21）之轉動方向，以下同］，同時受限於固定之內齒環軌（18）而令該行星齒組（30）之第一、二輪架（31、35）帶動各該階級行星齒輪（33）相對太陽齒輪（21）產生同步同向之公轉〔如第五圖所示］，再者由於各該階級行星齒輪（33）之第二輪部（332）係與輸出件（40）之內齒緣（42）嚙合，而能同步驅動該輸出件（40）產生反向轉動〔如第六圖所示］，再者由於該行星齒組（30）有前述同向公轉之轉動，使得該行星齒組（30）產生回轉現象，如此可加大減速作用，且由於輸出件（40）利用外緣之驅動輪部（45）與被動件接合，進而能驅動被動件〔圖中未示］。

透過前述之設計與說明，本發明之短軸距大速比齒組結構利用同軸齒組（20）組裝於該機殼（10）之傳動軸（15）上，且該行星齒組（30）之各該階級行星齒輪（33）的第一輪部（331）能與太陽齒輪（21）及內齒環軌（18）同步嚙合，而各該階級行星齒輪（33）之第二輪部（332）單獨與輸出件（40）內齒緣（42）嚙合，使其形成雙輸入單輸出，形成一種短軸距結構，而能縮小材積，且該行星齒組（30）在驅動輸出件（40）時能同時反向回轉，形成大速比，可進一步提升其減速效果，且能減少干涉，使整體運轉更為順暢，能降低震動及噪音，而能讓減速機構的整體組裝結構更為穩固、且提高嚙合度，而能延長其使用壽命。

藉此，可以理解到本發明為一創意極佳之創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本發明已符合發明專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出申請發明專利。

10:機殼

11:第一安裝室

12:第二安裝室

13:第一殼蓋

14:第二殼蓋

15:傳動軸

16:安裝段

17:聯軸部

18:內齒環軌

20:同軸齒組

21:太陽齒輪

22:聯軸孔

23:聯軸塊

24:鎖固件

25:第一軸承

27:第二軸承

30:行星齒組

31:第一輪架

310:沉孔柱

311:螺鎖件

32:軸桿

321:軸承

33:階級行星齒輪

331:第一輪部

332:第二輪部

35:第二輪架

350:沉孔柱

351:螺鎖件

36:軸管

360:階級安裝孔

361:安裝軸

362:穿孔

40:輸出件

41:第三軸承

42:內齒緣

45:驅動輪部

第一圖：係本發明短軸距大速比齒組結構之外觀示意圖。

第二圖：係本發明短軸距大速比齒組結構之大部分解示意圖，供說明其主要模組之態樣及其相對關係。

第三圖：係本發明短軸距大速比齒組結構中同軸齒組之立體分解示意圖，供說明其各元件之態樣及其相對關係。

第四圖：係本發明短軸距大速比齒組結構組成後之側視剖面示意圖。

第五圖：係本發明短軸距大速比齒組結構於第四圖中5-5位置之剖面示意圖，說明其第一嚙合及動作態樣。

第六圖：係本發明短軸距大速比齒組結構於第四圖中6-6位置之剖面示意圖，說明其第二嚙合及動作態樣。