TWM524003U - 馬達單元及齒輪傳動裝置 - Google Patents

馬達單元及齒輪傳動裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWM524003U
TWM524003U TW104206078U TW104206078U TWM524003U TW M524003 U TWM524003 U TW M524003U TW 104206078 U TW104206078 U TW 104206078U TW 104206078 U TW104206078 U TW 104206078U TW M524003 U TWM524003 U TW M524003U
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
motor
motors
rotor
gear
carrier
Prior art date
Application number
TW104206078U
Other languages
English (en)
Inventor
Takahito Azuma
Hong-You Wang
Original Assignee
Nabtesco Corp
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 Nabtesco Corp filed Critical Nabtesco Corp
Priority to TW104206078U priority Critical patent/TWM524003U/zh
Publication of TWM524003U publication Critical patent/TWM524003U/zh

Links

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Retarders (AREA)

Description

馬達單元及齒輪傳動裝置
本申請案係關於以複數個馬達驅動一個被驅動構件之馬達單元、及包含該馬達單元之齒輪傳動裝置。
於日本專利公開公報第2006-25478號(專利文獻1)與日本實用新型公開公報第H02-41478號揭示有馬達驅動裝置,其係使用一個馬達驅動器,以相同旋轉速度驅動複數個馬達。專利文獻1之馬達驅動裝置係將複數個馬達電性並聯連接。若將複數個馬達並聯連接,則即便任一馬達之配線斷線,剩餘馬達仍可繼續旋轉。
於使複數個馬達卡合於一個被驅動構件而驅動被驅動構件之情形時,先前係將複數個馬達並聯連接。藉此具有如下優點:即便任一馬達因配線之斷線而停止,仍可藉由剩餘馬達使被驅動構件繼續旋轉。因此,於使複數個馬達卡合於一個被驅動構件之情形時,通常係將複數個馬達並聯連接。但另一方面,當不管任一馬達停止仍以剩餘馬達驅動被驅動構件時,存在因驅動力不足而無法使被驅動構件如期望般旋轉之情形。或者存在剩餘馬達成為過負載之情形。亦即,有於異常狀態下繼續驅動被驅動構件之情形。為避免此種事態,必須於各馬達附加偵測斷線之感測器。本說明書之目的在於提供解決上述課題之技術。本說明書提供一種實現馬達單元之技術,該馬達單元係可於不對各馬達附加感測器之情形下,避免於任一馬達之配線斷線時,於異常狀態下繼續驅動被驅動構件。進而,本說明書所揭示之一種技術 提供一種齒輪傳動裝置,其包含複數個馬達,且當任一馬達之配線斷線時均會自動停止旋轉。
若於各馬達安裝偵測斷線之感測器,則不僅可獲得將複數個馬達並聯連接之優點,亦可避免上述弊端。然而,若於各馬達安裝感測器,則會導致馬達單元之成本增加。於本說明書所揭示之技術中,並未將複數個馬達並聯連接。亦即捨棄即便任一馬達之配線斷線仍以剩餘馬達繼續驅動被驅動構件之並聯連接的優點。根據該新穎之構思,可於不對各馬達附加感測器之情形下解決上述問題。
本說明書所揭示之一種技術係可具體化為馬達單元,該馬達單元係將輸出軸卡合於一個被驅動構件之複數個馬達電性串聯連接。於以下說明中,將「電性串聯」簡稱為「串聯」。本說明書所揭示之馬達單元係將複數個馬達串聯連接。因此,當任一馬達之配線(典型而言係電磁鐵之繞組)斷線時,所有馬達立即停止。因此,可防止於任一馬達之配線斷線時,剩餘馬達仍繼續旋轉。從而可防止於異常狀態下繼續驅動被驅動構件。本說明書提供一種技術,其適於以複數個馬達驅動一個被驅動構件之馬達單元。
於具有三相以上繞組之多相馬達之情形時,串聯連接之末端馬達之各繞組端亦可短路。又,各馬達之輸出軸可直接、或經由齒輪等中間構件而卡合於一個被驅動構件。換言之,該馬達單元係複數個馬達之輸出軸經由一個被驅動構件而相互限制。
如上所述,本說明書中所揭示之馬達單元係複數個馬達之輸出軸經由一個被驅動構件而相互限制。因此,各馬達無法自外於剩餘馬達之旋轉而獨立地旋轉。亦即,複數個馬達全體機械性地同步旋轉。因此,於各馬達為多相馬達之情形時,較佳為轉子與定子之相位角於所有馬達相等。更嚴密而言,較佳為轉子與定子之幾何相位角之關係 於所有馬達相等。若將複數個馬達串聯連接,則於各馬達之各相流動相同相位之電流。若轉子與定子之幾何相位角於所有馬達相等,則複數個馬達電性地同步並且機械性地同步。從而可穩定地驅動被驅動構件。
於本說明書所揭示之馬達單元中,複數個馬達串聯連接。因此,可利用一個馬達驅動器同步控制所有馬達。因此,較佳為於複數個馬達中之一者安裝偵測輸出軸之旋轉角與旋轉角速度之任一者的感測器,基於感測器之輸出而對該一個馬達進行反饋控制。可藉由一個馬達驅動器與一個感測器,而控制所有馬達之角度、或者所有馬達之角速度。
作為典型之以複數個馬達驅動一個被驅動構件之裝置,可例舉包含複數個馬達之齒輪傳動裝置。本說明書所揭示之另一技術適於以複數個馬達驅動一個被驅動構件之齒輪傳動裝置。本說明書所揭示之另一技術亦可具體化為包含上述馬達單元之齒輪傳動裝置。該齒輪傳動裝置包含環形齒輪、載體、複數個輸入銷、被驅動構件(亦有時稱為行星齒輪)、及複數個馬達。於環形齒輪之內周形成有內齒輪。載體係於環形齒輪之內側與內齒輪同軸地配置。又,載體係可旋轉地被支持於環形齒輪。各輸入銷係沿載體之軸線延伸。又,各輸入銷係可旋轉地被支持於載體。於各輸入銷固定有偏心部。
於行星齒輪形成有複數個貫通孔。該等貫通孔分別卡合於輸入銷之偏心部。於行星齒輪形成有外齒,該外齒係與環形齒輪之內齒輪嚙合。行星齒輪係伴隨著輸入銷之旋轉,一面與內齒輪嚙合一面繞載體之軸線偏心旋轉。複數個馬達被固定於環形齒輪與載體之任一者。複數個馬達各自之輸出軸卡合於各輸入銷。因此,行星齒輪可伴隨著輸入銷之旋轉而繞內齒輪之軸線偏心旋轉。
於齒輪傳動裝置中,行星齒輪相當於上述馬達單元所卡合之被 驅動構件。各馬達之輸出軸係經由輸入銷而卡合於一個被驅動構件(行星齒輪)。因行星齒輪與載體係成為一體而旋轉,故亦有時將載體稱為「被驅動構件」。上述齒輪傳動裝置被稱為偏心擺動型齒輪傳動裝置。若複數個馬達固定於環形齒輪,則載體成為齒輪傳動裝置之輸出構件(相對於固定馬達之構件而相對性地旋轉之構件)。若複數個馬達固定於載體,則環形齒輪成為齒輪傳動裝置之輸出部。
上述齒輪傳動裝置係利用複數個馬達對輸出構件傳遞轉矩。於輸出相同大小之轉矩之情形時,相較於包含一個大型馬達,而包含複數個小型馬達者之馬達配置之自由度更大。例如可使齒輪傳動裝置小型化。另一方面,於齒輪傳動裝置之情形時,不期望於施加至行星齒輪之轉矩已產生偏差之狀態下仍繼續驅動。否則將無法對齒輪傳動裝置之輸出構件賦予所期望之旋轉。換言之,齒輪傳動裝置之輸出構件於異常狀態下繼續驅動。然而,本說明書所揭示之齒輪傳動裝置包含複數個馬達,而且當一個馬達之配線斷線時所有馬達均停止。因此,可於各馬達不具備斷線偵測用感測器之情形下,防止於異常狀態下繼續驅動齒輪傳動裝置。
根據本創作,可實現一種馬達單元,其係於複數個馬達中之任一個馬達之配線斷線時,均不會於異常狀態下繼續驅動被驅動構件。又,可提供一種齒輪傳動裝置,其係以複數個馬達驅動被驅動構件,且適於以一個馬達驅動器控制所有馬達。
1‧‧‧齒輪單元
2‧‧‧密封蓋
4‧‧‧載體
4X‧‧‧載體上部
4Y‧‧‧載體基座
4Xa‧‧‧中心孔
4Ya‧‧‧中心孔
5‧‧‧柱狀部
5b‧‧‧柱狀部
5d‧‧‧柱狀部
5f‧‧‧柱狀部
5h‧‧‧柱狀部
6X‧‧‧油封圈
6Y‧‧‧油封圈
16X‧‧‧徑向止推滾珠軸承
16Y‧‧‧徑向止推滾珠軸承
18‧‧‧環形齒輪
18M‧‧‧軸線
20‧‧‧行星齒輪
20X‧‧‧行星齒輪
20Y‧‧‧行星齒輪
22‧‧‧內齒銷
26‧‧‧編碼器
28‧‧‧空間
30‧‧‧油封圈
40X‧‧‧錐形滾柱軸承
40Y‧‧‧錐形滾柱軸承
46X‧‧‧滾針軸承
46Y‧‧‧滾針軸承
48‧‧‧止動構件
49‧‧‧輸入銷
50‧‧‧偏心部
50X‧‧‧偏心部
50Y‧‧‧偏心部
52‧‧‧止動構件
54‧‧‧軸
54a‧‧‧軸
54b‧‧‧軸
54M‧‧‧軸線
55‧‧‧永磁鐵
56‧‧‧轉子
58‧‧‧定子
57‧‧‧馬達
57a‧‧‧馬達
57b‧‧‧馬達
57c‧‧‧馬達
57d‧‧‧馬達
58a‧‧‧極靴
58b‧‧‧極靴
58c‧‧‧極靴
58d‧‧‧極靴
58e‧‧‧極靴
58f‧‧‧極靴
58g‧‧‧極靴
58h‧‧‧極靴
58i‧‧‧極靴
59‧‧‧馬達單元
60‧‧‧第1貫通孔
60X‧‧‧第1貫通孔
60Y‧‧‧第1貫通孔
61‧‧‧區域
63‧‧‧定子固定部
64‧‧‧圓筒構件
64a‧‧‧內周面
65‧‧‧馬達殼體
66‧‧‧螺栓
67‧‧‧定位銷
68‧‧‧第2貫通孔
68a‧‧‧第2貫通孔
68b‧‧‧第2貫通孔
68c‧‧‧第2貫通孔
68d‧‧‧第2貫通孔
68e‧‧‧第2貫通孔
68f‧‧‧第2貫通孔
68g‧‧‧第2貫通孔
68h‧‧‧第2貫通孔
69‧‧‧第2貫通孔
70‧‧‧馬達驅動器
71‧‧‧貫通孔
72‧‧‧花鍵環
74‧‧‧螺栓
76‧‧‧轉子支持構件
76a‧‧‧轉子支持構件
78‧‧‧螺栓
80‧‧‧繞組
80U‧‧‧繞組
80V‧‧‧繞組
80W‧‧‧繞組
82U‧‧‧一端
82V‧‧‧一端
82W‧‧‧一端
84U‧‧‧另一端
84V‧‧‧另一端
84W‧‧‧另一端
90‧‧‧旋轉部
92‧‧‧狹縫板
94‧‧‧受光元件
95‧‧‧發光元件
96‧‧‧螺栓
98‧‧‧編碼器支持部
100‧‧‧減速裝置
110‧‧‧中心貫通孔
157a‧‧‧馬達
157b‧‧‧馬達
157c‧‧‧馬達
157d‧‧‧馬達
159‧‧‧馬達單元
200‧‧‧減速裝置
254a‧‧‧軸
254b‧‧‧軸
256‧‧‧轉子
256a‧‧‧螺栓貫通孔
257‧‧‧馬達
259‧‧‧摩擦板
274‧‧‧螺栓
276‧‧‧固定構件
300‧‧‧減速裝置
354b‧‧‧軸
356‧‧‧轉子
357‧‧‧馬達
356a‧‧‧螺栓貫通孔
356b‧‧‧傾斜部
373‧‧‧傾斜部
374‧‧‧螺栓
376‧‧‧固定構件
400‧‧‧減速裝置
454a‧‧‧軸
454b‧‧‧軸
470‧‧‧螺紋部
472‧‧‧螺母構件
478‧‧‧螺栓
500‧‧‧減速裝置
557‧‧‧馬達
557a‧‧‧馬達
557b‧‧‧馬達
557c‧‧‧馬達
557d‧‧‧馬達
575‧‧‧止動環
N1‧‧‧永磁鐵
N2‧‧‧永磁鐵
N3‧‧‧永磁鐵
N4‧‧‧永磁鐵
S1‧‧‧永磁鐵
S2‧‧‧永磁鐵
S3‧‧‧永磁鐵
S4‧‧‧永磁鐵
U‧‧‧相
V‧‧‧相
W‧‧‧相
圖1係表示第1實施例之齒輪傳動裝置之剖視圖。
圖2係表示沿著圖1之II-II線之剖視圖。
圖3係表示沿著圖2之III-III線之剖視圖。
圖4係表示圖1之部分放大圖。
圖5係表示自圖4之箭頭A方向觀察之俯視圖。
圖6係表示實施例1之馬達單元之電路圖。
圖7係表示沿著圖1之VII-VII線之剖視圖。
圖8係表示圖7之剖視圖之變化例。
圖9係表示先前之馬達單元之電路圖。
圖10係表示第2實施例之齒輪傳動裝置之局部剖視圖。
圖11係表示第3實施例之齒輪傳動裝置之局部剖視圖。
圖12係表示第4實施例之齒輪傳動裝置之局部剖視圖。
圖13係表示第5實施例之齒輪傳動裝置之局部剖視圖。
於說明實施例之前,以下首先簡略記述各實施例之若干技術特徵。再者,主要技術特徵係包含於各實施例之說明中。
(第1特徵)各馬達具有相同轉矩特性,且利用一個馬達驅動器控制。
(第2特徵)僅於各馬達中之一個馬達安裝有檢測轉子之旋轉角之編碼器。於剩餘馬達並未連結編碼器。
(第3特徵)各馬達之轉子同軸地直接連結於各輸入銷,並且各馬達之定子固定於載體。
(第4特徵)於馬達之輸出軸與轉子之任一者,設置有沿著旋轉軸延伸之銷。於另一者形成有沿著圓周方向延伸、且可動嵌合於上述銷之貫通孔。該貫通孔係沿圓周方向較長之橢圓形。於貫通孔之圓周方向長度之範圍內,可一面禁止馬達之輸出軸與定子之相對旋轉,一面使馬達與定子相對旋轉。亦即可調整轉子與定子之相位角。
(第5特徵)於暫時固定步驟中,將馬達可旋轉地安裝於輸入銷,並且將各馬達之定子固定於載體。此時,於第3步驟中,將轉子固定於輸入銷。
(第6特徵)沿著載體之軸線形成有貫通齒輪傳動裝置之貫通孔。可使配線或配管等穿過該貫通孔內。
(第7特徵)於輸入銷可一體地形成行星齒輪。
參照圖式說明實施例。再者,以下實施例係對包含馬達單元與齒輪單元之齒輪傳動裝置進行說明。然而,亦可利用以下說明之馬達單元驅動除齒輪單元以外之被驅動構件。又,作為齒輪單元之例,對包含減速機構之齒輪單元進行說明。然而亦可將本創作應用於包含除具備減速機構之齒輪單元以外之齒輪單元(放大馬達之旋轉之齒輪單元等)的齒輪傳動裝置。
(第1實施例)
圖1表示本實施例之齒輪傳動裝置(亦有時稱為減速裝置)100之剖視圖。圖2表示沿著圖1之II-II線之剖視圖。圖3係自與圖1不同之方向觀察減速裝置100之剖視圖。圖1之剖視圖相當於沿著圖2之II-II線之剖面,圖3之剖視圖相當於沿著圖2之III-III線之剖面。圖4表示以圖1之虛線包圍之區域61之放大圖。再者,為使圖式明瞭化,圖3中僅對圖3之剖視圖所特有之部位附加符號,且對於與圖1實質上相同之零件省略相關符號。
如圖1所示,減速裝置100包含齒輪單元1與馬達單元59。馬達單元59包含複數個馬達57a~57d。再者,圖1中僅圖示馬達57a與57c,而省略對剩餘馬達57b、57d之圖示。
首先,對齒輪單元1進行說明。齒輪單元1具備環形齒輪18、行星齒輪(相當於被驅動構件之一例)20X、20Y、複數個輸入銷49、及載體4。如下述般,載體4係由載體上部4X與載體基座4Y形成。又,如下述般,有時將環形齒輪18稱為齒輪單元1之輸出部。有時將支持環形齒輪18且使其旋轉自如之部分稱為固定部。具體而言,載體4(載體上部4X與載體基座4Y)相當於齒輪單元1之固定部。再者,以下說明 中,於說明存在複數個之實質上相同種類之零件所共通的現象之情形時,有時省略英文字母之下標。
如圖2所示,環形齒輪18係環狀,沿其內周形成有多個內齒。環形齒輪18具有與行星齒輪20不同之齒數。沿環形齒輪18之內周,形成有配置多個內齒銷(內齒)22之內齒輪。換言之,亦可認為環形齒輪18本身構成內齒輪。
行星齒輪20係一面與環形齒輪18之內齒銷22嚙合一面偏心旋轉。亦即,行星齒輪20之中心係繞環形齒輪18之軸線18M而移動。再者,軸線18M可稱為藉由內齒銷22群形成之環形齒輪之軸線,亦可稱為下述之載體4之軸線。於行星齒輪20之中心部分形成有第1貫通孔60。圓筒構件64穿過第1貫通孔60內(亦參照圖1)。於行星齒輪20之第1貫通孔60之周圍形成有複數個第2貫通孔68a~68h。各第2貫通孔68形成於相同圓周上。再者,於第2貫通孔68a、68c、68e、68g嵌合有輸入銷49之偏心部50,但詳細內容將於下文敍述。又,載體4之柱狀部5穿過第2貫通孔68b、68d、68f、68h內。
如圖3所示,載體上部4X與載體基座4Y係藉由螺栓66緊固。載體上部4X與載體基座4Y係成為一體而構成齒輪單元1之載體4。載體上部4X與載體基座4Y係藉由定位銷67而限制雙方之相對旋轉。載體4配置於環形齒輪18之內側。減速裝置100係將載體基座4Y藉由螺栓等而固定於基部(例如機器人之轉動部或旋轉裝置之基座等)(亦參照圖1)。亦即,限制載體4(載體上部4X與載體基座4Y)相對於基部旋轉。其結果,亦限制行星齒輪20X、20Y相對於基部旋轉。而且,如上所述,環形齒輪18相對於行星齒輪20X、20Y(載體4)旋轉。因此,載體4相當於減速裝置100之固定部。環形齒輪18係相當於相對於減速裝置100之固定部(載體上部4X與載體基座4Y)而旋轉之輸出部。再者,於環形齒輪18固定於基部之情形時,載體4係相對於環形齒輪18而旋轉。再 者,載體4之軸線係等同於環形齒輪18之軸線18M。亦即,載體4係與環形齒輪18同軸地配置。
如圖1所示,於載體4與環形齒輪18之間配置有一對徑向止推滾珠軸承16X、16Y。藉由徑向止推滾珠軸承16X、16Y,而環形齒輪18被支持為可相對於載體4旋轉,但無法朝推力方向移位。再者,載體4亦被支持為可相對於環形齒輪18旋轉,但無法朝推力方向移位。於本實施例中,於載體4與環形齒輪18之間配置有一對徑向止推滾珠軸承16X、16Y,但亦可使用錐形滾柱軸承等替代徑向止推滾珠軸承。
輸入銷49包括軸54、及相對於軸54之軸線54M而偏心之偏心部50X、50Y。軸54具有軸54a與軸54b。軸54a與軸54b形成為一體。軸54b可稱為軸54之一部分,亦可稱為下述之馬達57之輸出軸。軸線54M係與環形齒輪18之軸線(亦可稱為載體4之軸線)18M平行地延伸。亦即,輸入銷49係沿載體4之軸線18M延伸。於載體4與輸入銷49之間配置有一對錐形滾柱軸承40X、40Y。藉由一對錐形滾柱軸承40X、40Y,而輸入銷49被支持為可相對於載體4旋轉,並且無法朝推力方向移位。偏心部50係經由滾針軸承46而嵌合於第2貫通孔68a、68c、68e、68g(參照圖2)。
如圖3所示,載體上部4X之柱狀部5d穿過行星齒輪20X之第2貫通孔69與行星齒輪20Y之第2貫通孔68d。如圖2所示,載體上部4X具有複數個柱狀部5b、5d、5f、5h,各柱狀部5b、5d、5f、5h穿過所對應之第2貫通孔68b、68d、68f、68h。雖省略圖示,但各柱狀部5b、5d、5f、5h亦穿過行星齒輪20X之對應之第2貫通孔69(參照圖3)。再者,圖2中省略供嵌入定位銷67之孔及供緊固螺栓66之螺栓孔(參照圖3)(之圖示)。
如圖2所示,於行星齒輪20Y之第2貫通孔68b、68d、68f、68h與柱狀部5b、5d、5f、5h之間,確保有容許行星齒輪20Y繞軸線18M偏 心旋轉之間隔。同樣地,於行星齒輪20X之第2貫通孔69與所對應之柱狀部5之間,確保有容許行星齒輪20X繞軸線18M偏心旋轉之間隔。
如上所述,輸入銷49具有偏心部50(偏心部50X與50Y)。偏心部50Y係經由滾針軸承46Y而嵌合於行星齒輪20Y之第2貫通孔68a、68c、68e、68g(參照圖2)。換言之,於行星齒輪20Y形成有供輸入銷49之偏心部50嵌合之複數個第2貫通孔68a、68c、68e、68g。偏心部50Y係可於第2貫通孔68a、68c、68e、68g之內側旋轉。同樣地,偏心部50X嵌合於行星齒輪20X之第2貫通孔69。亦即,複數個輸入銷49係卡合於行星齒輪20X,且亦卡合於行星齒輪20Y。如圖1所示,於偏心部50X與錐形滾柱軸承40X之間配置有止動構件48,且於偏心部50Y與錐形滾柱軸承40Y之間配置有止動構件52。藉由止動構件48、52而防止偏心部50X、50Y朝軸線54M方向移位。
於輸入銷49中,偏心部50X與50Y各者之軸線係自軸線54M偏差。但偏心部50X與50Y之偏差方向係反方向。亦即,偏心部50X之軸線與偏心部50Y之軸線通常位於隔著軸線54M之相反側。其結果,行星齒輪20X與行星齒輪20Y通常位於相對於環形齒輪18之軸線18M而對稱之位置。因此,可實現確保齒輪單元1之旋轉平衡之關係。
於載體上部4X形成有貫通其中央之中心孔4Xa。於載體基座4Y形成有貫通其中央之中心孔4Ya。圓筒構件64係於中心孔4Xa與中心孔4Ya之內側固定於載體上部4X與載體基座4Y。圓筒構件64穿過行星齒輪20X、20Y各者之第1貫通孔60X、60Y之雙方。藉由圓筒構件64之內周面64a,而於齒輪單元1形成有內包環形齒輪18(輸出部)之軸線18M、且自齒輪單元1之基部側貫通至輸出側(使環形齒輪18旋轉之構件所處之側)之中心貫通孔110。於齒輪單元1可形成內包輸出部之軸線18M、且自其基部側貫通至輸出側之中心貫通孔110之原因在於,環形齒輪18為環狀,且於在環形齒輪18之內側偏心旋轉之行星齒輪 20X、20Y之中心部形成有第1貫通孔60X、60Y。
此處,對齒輪單元1之「固定部」與「輸出部」之用語進行說明。如下述般,於減速裝置100中,馬達57固定於載體基座4Y。當馬達57之轉子56旋轉時,環形齒輪18相對於載體4與馬達57而旋轉。於本實施例中,載體4相當於齒輪單元1之框體。故而,可將環形齒輪18稱為齒輪單元1之輸出部,將載體4稱為齒輪單元1之固定部。
於載體4與環形齒輪18之間配置有一對油封圈6X、6Y。於載體基座4Y與各輸入銷49之軸54a之間配置有油封圈30。於載體上部4X之上部配置有密封蓋2。可藉由油封圈6X、6Y、30及密封蓋2,而防止注入至齒輪單元1內之油(潤滑劑)等洩漏至外部。
其次,對馬達單元59進行說明。如圖1所示,馬達單元59包含馬達57a、57b、57c及57d(未圖示馬達57b、57d)。複數個馬達57a~57d分別包括轉子56與定子58。於轉子56之表面形成有永磁鐵55。關於永磁鐵55將於下文敍述。轉子56連結於輸入銷49之軸54。如上所述,軸54具有軸54a與軸54b。又,軸54b亦可稱為馬達57之輸出軸。因此,各馬達57之輸出軸可同軸地直接連結於各輸入銷49。轉子56之軸線等同於軸54之軸線54M。定子58固定於自載體基座4Y延伸之定子固定部63。換言之,定子58固定於載體4。於定子固定部63外側配置有馬達殼體65。於馬達殼體65內收容有定子固定部63。亦可說是複數個馬達57收容於馬達殼體65內。減速裝置100包含4個輸入銷49,於所有輸入銷49上連結有對應之馬達57a~57d。
於馬達57a~57d中之一個馬達57a,安裝有檢測轉子56之旋轉角之編碼器(旋轉角感測器)26。於其他3個馬達57b、57c及57d並未連結有編碼器26。於其他3個馬達57b、57c及57d連結有制動器(未圖示)而替代編碼器26。制動器配置於虛線之空間28內。亦即,僅於未連結編碼器26之馬達57,利用該空間28而連結有制動器。因此,相較於在馬達 57連結有編碼器26與制動器之雙方之情形,可縮短減速裝置100之軸向之長度。再者,亦可不於所有馬達57連接制動器,而以馬達57之伺服鎖定來代替制動器。
馬達57配置於齒輪單元1之中心貫通孔110朝軸向延長成之圓筒的外側。更準確而言,自軸線18M方向觀察減速裝置100時,馬達57係配置於齒輪單元1之中心貫通孔110之外側。換言之,馬達57配置於圓筒構件64之內周面64a之外側。藉由以此種方式配置馬達57,可於不對馬達57造成干擾之情形下,使配線或配管等(省略圖示)穿過齒輪單元1之中心貫通孔110。
如上所述,於載體基座4Y固定有定子58,且於軸54連結有轉子56。轉子56可相對於定子58旋轉。轉子56之軸線同於輸入銷49之軸線54M。亦即,軸54與轉子56係一體旋轉。於定子58與轉子56之間,不存在用於將轉子56支持為可相對於定子58旋轉、且無法朝推力方向移位之軸承。轉子56係藉由支持輸入銷49之一對圓筒滾珠軸承40X、40Y,而被支持為可相對於定子58旋轉且無法朝推力方向移位。
如上所述,各輸入銷49之偏心部50Y嵌合於行星齒輪20Y之第2貫通孔68。又,各輸入銷49連結於馬達57之輸出軸(轉子56)。因此,各馬達57之輸出軸無法自外於剩餘馬達57而獨立地旋轉。亦即,各馬達57之轉子56無法自外於剩餘馬達57之轉子56而獨立地旋轉。換言之,馬達57之各輸出軸係經由輸入銷49而卡合於一個被驅動構件(行星齒輪20Y)。所有馬達57之轉矩被傳遞至行星齒輪20Y而使行星齒輪20Y偏心旋轉。至於行星齒輪20X亦相同。
其次,對減速裝置100之機制進行說明。當馬達57之轉子56旋轉,且輸入銷49旋轉時,偏心部50繞軸線54M偏心旋轉。換言之,偏心部50之軸線繞軸線54M移動。當偏心部50偏心旋轉時,行星齒輪20繞環形齒輪18之軸線18M偏心旋轉。亦可稱為行星齒輪之中心繞環形 齒輪18之軸線18M移動。因行星齒輪20與環形齒輪18嚙合,故當行星齒輪20偏心旋轉時,環形齒輪18相對於行星齒輪20相對性地旋轉。如上所述,因行星齒輪20相對於固定部(載體4)被限制旋轉,故環形齒輪18係相對於固定部(載體4)相對性地旋轉。環形齒輪18相當於減速裝置100之輸出構件。當驅動馬達57時,環形齒輪18相對於固定部(載體4)旋轉。馬達57之旋轉藉由齒輪單元1減速並傳遞至環形齒輪18。換言之,馬達57之輸出轉矩藉由齒輪單元1放大並傳遞至環形齒輪18。
如圖2所示,於減速裝置100中,行星齒輪20之齒數為51個,環形齒輪18之齒數(內齒銷22之個數)為26個。又,行星齒輪20之外齒每次隔一個地與內齒銷22嚙合。因此,當行星齒輪20繞軸線18M移動(偏心旋轉)52圈(26×2)時,環形齒輪18繞軸線18M旋轉1圈。又,自圖2可明瞭,行星齒輪20之所有外齒均接觸於內齒銷22。因此,可實現不易於行星齒輪20與環形齒輪18之間產生齒隙之構造。又,如圖1所示,行星齒輪20X、20Y之雙方與一個內齒銷22嚙合。因此,於行星齒輪20與環形齒輪18之間更不易產生齒隙。再者,內齒銷22並未被固定於環形齒輪18。內齒銷22被嵌入至形成於環形齒輪18之槽中,且可於該槽內旋轉。再者,藉由調整行星齒輪20之齒數與環形齒輪18之齒數(內齒銷22之個數),可適當變更減速裝置100之減速比。
參照圖4對馬達57進行詳細說明。如上所述,馬達57具備轉子56與定子58。馬達57係三相馬達。於定子58捲繞有繞組80,於轉子56之表面設置有永磁鐵55。再者,有將永磁鐵55固定於轉子56表面之情形,亦有將其埋入於轉子56內部之情形。定子58固定於定子固定部63。轉子56係與定子58同軸地配置,可相對於定子58旋轉。轉子56與軸54係藉由花鍵環(亦有將其稱為軸固定構件之情形)72固定。更準確而言,形成於軸54b之花鍵與花鍵環72進行花鍵聯接,且藉由螺栓74 而將花鍵環72與轉子56固定。軸54b與花鍵環72被禁止相對性地旋轉。
於此,說明花鍵環72與轉子56之固定狀態。圖5表示自圖4之箭頭A方向觀察時之花鍵環72。如圖5所示,於花鍵環72形成有沿著圓周方向延伸之貫通孔71。螺栓74穿過貫通孔71而將花鍵環72與轉子56固定(亦參照圖4)。因此,可於貫通孔71之圓周方向長度之範圍內,調整轉子56相對於花鍵環72之相對旋轉角。換言之,可調整轉子56相對於軸54b(輸入銷49之一部分)之相對旋轉角。又,可將花鍵環72當作軸54b(亦可稱為馬達57之輸出軸)之一部分,且將螺栓74當作沿旋轉軸54b延伸之銷。於該情形時,可稱為於轉子56設置有沿輸出軸54b延伸之螺栓74,且於輸出軸54b形成有沿圓周方向延伸且可動嵌合於螺栓74之貫通孔71。轉子56係經由花鍵環72而固定於軸54b。
若可調整轉子56相對於花鍵環72之相對旋轉角,則可於轉子56與定子58之相位角於所有馬達57一致之狀態下連結軸54b與轉子56。亦即,亦可將花鍵環72(或形成於花鍵環72之貫通孔71)稱為可調整轉子56與定子58之相位角之調整機構。
如圖1所示,馬達57c之轉子56與軸54b亦藉由花鍵環72固定。雖未圖示,但馬達57b、57d亦同樣如此。亦即,於減速裝置100設置有可個別地調整各馬達57a~57d之轉子56與定子58之相位角的調整機構。
如圖4所示,轉子56之齒輪單元1側之端部抵接於藉由軸54a與軸54b而形成之階差。又,轉子56之與齒輪單元1側為相反之端部抵接於轉子支持構件76。轉子支持構件76係藉由螺栓78而固定於軸54b。可藉由軸54a與轉子支持構件76而防止轉子56朝軸線54M方向移動。轉子支持構件76係與軸54b一體旋轉。
藉由螺栓78而將編碼器26之旋轉部90固定於轉子支持構件76。 因此,旋轉部90係與轉子支持構件76一體旋轉,且與軸54b一體旋轉。於旋轉部90設置有狹縫板92。編碼器26之受光元件94固定於編碼器支持部98。編碼器26之發光元件95藉由螺栓96而固定於編碼器支持部98。編碼器支持部98固定於自載體基座4Y延伸之定子固定部63。亦即,受光元件94與發光元件95固定於載體4。於受光元件94與發光元件95之間配置有狹縫板92。因此,可藉由編碼器26而檢測軸54b之旋轉角。
其次,說明馬達單元59之電路。圖6表示馬達單元59之電路圖。如上所述,馬達單元59包含馬達57a~57d。馬達57a~57d係三相馬達,全體具有相同之扭轉特性。馬達57a~57d分別包含繞組80U、繞組80V、繞組80W。以符號82U表示繞組80U兩端部中之一端,以符號84U表示另一端。同樣地,以符號82V表示繞組80V之一端,以符號84V表示另一端。以符號82W表示繞組80W之一端,以符號84W表示另一端。符號82所表示之端部係於將一個馬達連接於馬達驅動器70之情形時連接於馬達驅動器之輸出端之側的端部。符號84所表示之端部係連接於馬達驅動器之接地側之端部。於將一個馬達連接於馬達驅動器70之情形時,符號84所表示之3個端部(84U、84V、及84W)亦可短路而代替連接於馬達驅動器之接地側。
馬達57a之繞組80U、80V、80W之一端82U、82V、82W分別連接於馬達驅動器70之U相、V相、W相之輸出端。馬達57a之繞組80U、80V、80W之另一端84U、84V、84W分別連接於馬達57b之繞組80U、80V、80W之一端82U、82V、82W。馬達57b之繞組80U、80V、80W之另一端84U、84V、84W分別連接於馬達57c之繞組80U、80V、80W之一端82U、82V、82W。馬達57c之繞組80U、80V、80W之另一端84U、84V、84W分別連接於馬達57d之繞組80U、80V、80W之一端82U、82V、82W。馬達57d之繞組82U、82V、80W之另一端 84U、84V、84W星形接線(短路)。簡而言之,馬達57a~57d係使馬達57a、馬達57b、馬達57c、馬達57d依序電性串聯連接。
此處,將馬達單元59與先前之馬達單元159進行比較。圖9表示先前之馬達單元159。馬達單元159包含馬達157a~157d。馬達157a~157d係三相馬達,全體具有相同之扭轉特性。又,馬達157a~157d具有與馬達57a~57d相同之扭轉特性。於馬達單元159中,馬達157a~157d之繞組80U之一端82U連接於馬達驅動器70之U相。馬達157a~157d之繞組80V之一端82V連接於馬達驅動器70之V相。馬達157a~157d之繞組80W之一端82W連接於馬達驅動器70之W相。進而,馬達157a之另一端84U、84V、84W星形接線。同樣地,馬達157b~157d各者之另一端84U、84V、84W亦星形接線。簡而言之,馬達157a、馬達157b、馬達157c及馬達157d係電性並聯連接。
於先前之馬達單元159中,例如當馬達157a之繞組80U斷線時(或者,當於一端82U、另一端84U產生連接不良時),變得不於馬達157a之繞組80U流動電流。因此,馬達157a無法繼續正常旋轉。然而,因於剩餘馬達157a、157c及157d之各繞組繼續流動電流,故馬達157b、157c及157d可繼續旋轉。因此,可藉由馬達157b、157c及157d而繼續驅動行星齒輪20(使其偏心旋轉)。如上所述,馬達157a~157d係其等之輸出軸卡合於一個被驅動構件(行星齒輪20)。因此,無法正常旋轉之馬達157a亦隨著行星齒輪20之驅動而繼續旋轉。因馬達157a自身不旋轉,故對行星齒輪20之驅動而言稱為負載。其結果,於賦予至行星齒輪20之轉矩產生偏差,從而行星齒輪20未進行所期望之旋轉。其結果,減速裝置100之旋轉精度惡化。。
另一方面,於馬達單元59中,例如當馬達57a之繞組80U斷線時(或者,當於一端82U、另一端84U產生連接不良時),變得不於馬達57a~57d之所有繞組80U流動電流。因此,不僅馬達57a,而且剩餘馬 達57b、57c及57d亦停止。其結果,減速裝置100停止動作。從而可防止減速裝置100於旋轉精度不佳之狀態下仍繼續驅動。
又,雖圖6中省略圖示,但於對馬達驅動器70輸出轉矩指令之控制器連接有安裝於馬達57a之編碼器26。控制器係基於編碼器26之檢測值而控制馬達驅動器70。亦即,基於安裝於一個馬達57a之編碼器26之輸出,而對複數個馬達57進行反饋控制。
關於馬達單元59之其他效果,一面與先前之馬達單元159進行對比一面進行說明。於先前之馬達單元159中,馬達驅動器70係對馬達157a~157d之二次電流之總和進行運算處理,而調整馬達157a~157d之輸出轉矩。例如,當馬達157a之繞組80U斷線時(或者,當於一端82U、另一端84U產生連接不良時),會於剩餘馬達157b、157c及157d之繞組流動較常態下過大之電流。因此,即便馬達驅動器70對馬達157a~157d之二次電流之總和進行運算處理,亦難以檢測出馬達157a之繞組80U等斷線。為個別地偵測串聯連接之各馬達157a~157d之斷線,而必須於各馬達157a~157d安裝偵測斷線之感測器。
另一方面,於馬達單元59中,例如當馬達57a之繞組80U斷線時(或者,當於一端82U、另一端84U產生連接不良時),亦不會於剩餘馬達57b、57c及57d之繞組80U流動電流。若對馬達57a~57d之二次電流之總和進行運算處理,則可檢測出馬達57a~57d之任一者之U相斷線。即便不於各馬達57a~57d安裝偵測斷線之感測器,亦可由馬達驅動器70檢測出馬達57a~57d之任一者產生異常(斷線等)。然後,可使馬達57a~57d停止。
又,如上所述,於先前之馬達單元159中,例如當馬達157a之繞組80U斷線時,會於剩餘馬達157b、157c及157d之繞組流動較常態下過大之電流。因此,有亦引起剩餘馬達157b、157c及157d之繞組斷線之虞。另一方面,如上所述,於馬達單元59中,例如當馬達57a之繞 組80U斷線時,亦不會於剩餘馬達57b、57c及57d之繞組流動電流。因此,可防止剩餘馬達57b、57c及57d之繞組亦斷線。
對馬達單元59之其他特徵進行說明。圖7表示沿著圖1之VII-VII線之剖視圖。再者,為將圖式明瞭化,圖7中省略對定子固定部63及軸54b之圖示。馬達57a~57d係於環形齒輪18之軸線18M(亦參照圖1)周圍以等間隔配置。符號54M表示轉子56之軸線。符號90表示以軸線18M與軸線54M之距離為半徑之假想圓。如上所述,馬達57a~57d係相同規格。再者,以下說明中,對在馬達57a~57d共通之零件,藉由附加相同符號而省略說明。
馬達57a包含環狀之定子58、及配置於定子58內之轉子56。定子58具備9個極靴58a~58i。於極靴58a、58e及58f捲繞有繞組80U(亦參照圖4)。於極靴58b、58c及58g捲繞有繞組80W。於極靴58d、58h及58i捲繞有繞組80V。於轉子56配置有8種永磁鐵N1~N4、S1~S4(圖1之永磁鐵55)。永磁鐵N1~N4係將相同磁極(N極)朝著外側而配置。永磁鐵S1~S4係將S極朝著外側而配置。永磁鐵N1~N4、S1~S4各者係以朝著外側之磁極於圓周方向上交替之方式配置。於馬達單元59中,轉子56與定子58之相位角於所有馬達57a~58d相等。例如,於所有馬達57a~57d中,捲繞有繞組80U之極靴58a與永磁鐵N1之中間部對向。
如上所述,馬達57a~57d串聯連接。因此,於馬達57a~57d之各相流動相同相位之電流。於馬達單元59中,轉子56與定子58之相位角於所有馬達57a~57d相等。因此,所有馬達57a~57d電性地同步。從而可使被旋轉構件(行星齒輪20)穩定地驅動。
圖8表示轉子56與定子58之相位角不於所有馬達57a~57d相等之例。於馬達57a中,捲繞有繞組80U之極靴58a與永磁鐵S1之中間部對向。於馬達57b中,極靴58a與永磁鐵N1和S1之交界部對向。於馬達57c中,極靴58a與永磁鐵S1之端部對向。於馬達57d中,極靴58a與永 磁鐵N1之中間部對向。
於轉子56與定子58之相位角不於所有馬達57a~57d相等之情形時存在如下可能性:賦予至被旋轉構件(行星齒輪20)之轉矩產生偏差,或者馬達57a~57d之旋轉方向與所期望之方向相反,或者於使馬達57a~57d停止旋轉時產生延遲等。如圖7所示,若轉子56與定子58之相位角於所有馬達57a~57d相等,則可防止產生上述不良。
於本實施例之馬達57中,於極靴58a、58e及58f捲繞有繞組80U,於極靴58b、58c及58g捲繞有繞組80W,於極靴58d、58h及58i捲繞有繞組80V。繞組80U、80W及80V各者配置於相對於軸線54M而對稱之位置。因此,於轉子56與定子58之間所產生之電磁力相對於軸線54M成大致對稱。轉子56旋轉時之電磁力之平衡變得良好,從而可防止產生振動等不良。
如上所述,馬達57a~57d係藉由一個馬達驅動器控制。因此,於馬達57a~57d之各相流動相同相位之電流。於馬達單元59中,轉子56與定子58之相位角於所有馬達57a~57d相等。因此,所有馬達57a~57d電性地同步。從而可使被驅動構件(行星齒輪20)穩定地驅動。換言之,藉由包含可調整轉子56與定子58之相位角之調整機構(花鍵環72),而可藉由一個馬達驅動器控制複數個馬達57a~57d。
其次,對減速裝置100之製造方法進行說明。
(第1步驟)首先,準備上述齒輪單元1、即於行星齒輪20卡合有複數個輸入銷49之齒輪單元1。省略對製造齒輪單元1之步驟之詳細說明。
(暫時固定步驟)將轉子56暫時固定於軸54b(輸入銷49之一部分)。此處,所謂「暫時固定」係指轉子56可相對於軸54b自由旋轉。換言之,將轉子56連結於軸54b。其次,將定子58固定於自載體4延伸之定子固定部63。換言之,將定子58固定於載體4。宏觀而言,將定子58 固定於齒輪單元1。定子58之固定位置當然為包圍轉子56之位置。將定子58與轉子56同軸地固定於齒輪單元1。對所有馬達57實施轉子56之暫時固定與定子58之固定。轉子56之暫時固定與定子58之固定以何者為先均可,亦可同時進行。
若暫時固定步驟結束,則可於不旋轉輸入銷49之情形下使轉子56旋轉。亦即,可於不旋轉輸入銷49之情形下調整轉子56與定子58之相位。因全體輸入銷49卡合於行星齒輪20,故所謂「不旋轉輸入銷49」係指「維持行星齒輪20與複數個輸入銷49之卡合」。於該步驟中並未完成安裝,但馬達57已安裝於齒輪單元1。於未完成安裝之意思而言,本步驟可稱為將馬達57暫時固定於齒輪單元1之步驟。
(第2步驟)對所有馬達57施加同相位之電流。此處,所謂「同相位之電流」係指對相同之相(例如U相(繞組80U))施加相同電流(直流即可)。轉子56係可相對於輸入銷49自由旋轉。因此,藉由定子58所產生之磁力,而轉子56電磁性地於中立位置靜止。因對所有馬達57施加同相位之電流,故於所有馬達57中,定子58與轉子56之相對性之旋轉角一致。亦即,轉子56與定子58之相位角於所有馬達57一致。於輸入銷49不旋轉之情形下,於所有馬達57,轉子56與定子58之相位角相同。
(第3步驟)本步驟係將暫時固定之輸入銷49與轉子56固定。首先,將花鍵環72固定於軸54b。此時,以於形成於花鍵環72之貫通孔71(參照圖5)露出轉子56之螺栓孔(用以穿過貫通孔71而固定轉子56與花鍵環72之孔)之位置關係,將花鍵環72固定於軸54b。因軸54b與花鍵環72係花鍵聯接,故兩者之相對角度僅可離散性地決定。然而,如上所述,貫通孔71之圓周方向長度大於螺栓74之軸部之直徑。因此,可於螺栓孔於貫通孔71露出之位置,將花鍵環72固定於軸54b。反而言之,貫通孔71之圓周方向長度只要具有可使螺栓74移動花鍵之1個 齒距程度之長度則足夠。
最後,對所有馬達57,將轉子56螺固於花鍵環72。亦即,將轉子56固定於輸入銷49。因已於暫時固定步驟中將定子58固定於載體4(宏觀而言係齒輪單元1),故藉由將轉子56固定於輸入銷49而完成馬達57向齒輪單元1之固定。換言之,該第3步驟可稱為向齒輪單元1固定馬達57之步驟。當結束該步驟時,完成於所有馬達57中轉子56與定子58之相位角一致之減速裝置100。
再者,藉由上述暫時固定步驟而將馬達57暫時固定於齒輪單元1。此時,因容許軸54b與轉子56之自由之相對旋轉,故於各馬達57留有個別地調整轉子56與定子58之相對旋轉之餘地。於該狀態下實施第2步驟。對於各馬達57之轉子56與定子58,轉子56與定子58係藉由永磁鐵55與繞組80之相互作用而相對旋轉。而且,轉子56與定子58之相對旋轉係於磁力達到平衡之位置靜止。因對所有馬達57施加相同相位之電流,故於所有馬達57,於轉子56與定子58之相位相同之位置靜止。於該狀態下,將轉子56固定於軸54b(第3步驟)。
上述製造方法係一面留有個別地調整轉子56與定子58之相對旋轉之餘地,一面將馬達57a~57d暫時固定於齒輪單元1。因此,可於殘留有轉子56與定子58之相位角偏差之情形下,將馬達57a~57d定位於齒輪單元1。於將馬達57a~57d定位後,藉由磁力而使所有馬達57a~57d之相位一致。可準確地規定齒輪單元1與馬達57a~57d之幾何位置關係、及所有馬達57之轉子56與定子58之電磁力之相位關係。
於上述製造方法中,於對馬達57施加電流之第2步驟之前實施暫時固定步驟。於接連於第2步驟之第3步驟中,僅將轉子56固定於輸入銷49即可完成齒輪單元1與馬達57之固定。於第2步驟中,於使轉子56與定子58之相位角一致之後,可將對齒輪單元1與馬達57之間作用物理性之力的可能性降至最小。從而可降低於固定齒輪單元1與馬達57 時轉子56與定子58之相位角偏差之可能性。又,藉由實施暫時固定步驟,可於已將所有馬達57安裝於齒輪單元1之狀態(馬達57尚未完全固定於齒輪單元1之狀態)下,使轉子56與定子58之相位角一致。相較於使馬達57之相位角一致之後將馬達57安裝於齒輪單元1,作業較為簡單。
上述製造方法係藉由第2步驟,亦即對所有馬達57施加同相位之電流而使轉子56與定子58之相位角一致。可同時使複數個馬達57a~57d之相位角一致。又,於實施第3步驟時,轉子56與定子58之相位角不偏差之原因在於,具備可個別地調整轉子56與定子58之相位角之調整機構(形成於花鍵環72之貫通孔71)。
於上述製造方法中,於暫時固定步驟中暫時固定轉子56,且將定子58固定於載體4。藉由暫時固定轉子56,可於不旋轉輸入銷49之情形下容許轉子56與定子58之相對旋轉。反之,將轉子56卡合(固定)於輸入銷49,且將定子58暫時固定於載體4亦可獲得相同效果。所謂「將定子58暫時固定於載體4」係指將定子58可旋轉地安裝於載體4。無論暫時固定轉子56與定子58之何者,「暫時固定步驟」均係指於不旋轉輸入銷49之情形下(換言之,維持行星齒輪20與複數個輸入銷49之卡合之狀態),容許轉子56與定子58之相對旋轉而將馬達57安裝於齒輪單元1之步驟。再者,於在暫時固定步驟中暫時固定定子58之情形時,第3步驟成為將定子58固定於載體4之步驟。
減速裝置100之製造步驟較佳為包含暫時固定步驟,但亦可省略暫時固定步驟。於此情形時,於第3步驟中將轉子56與定子58之相位角一致之複數個馬達57固定於齒輪單元1。亦即,對於相位角一致之各馬達57,將轉子56卡合於輸入銷49,且將定子58固定於載體4(齒輪單元1)。即便省略暫時固定步驟,藉由於複數個馬達57流動同相位之電流,亦可使轉子56與定子58之相位角暫時一致。而且,可將相位角 一致之複數個馬達57固定於齒輪單元1。
於此,說明於不實施第2步驟之情形下固定齒輪單元1與馬達單元59(馬達57a~57d)之例。圖8表示沿著不實施第2步驟之減速裝置100之VII-VII線之剖視圖。如上所述,於轉子56與定子58之相位角不於所有馬達57a~57d相等之情形時,有施加至被驅動構件(行星齒輪20)之轉矩產生偏差,或者馬達57a~57d之旋轉方向與所期望之方向相反,或者於使馬達57a~57d停止旋轉時產生延遲等之可能性。
再者,如上所述,圖8亦表示不包含可個別地調整轉子56與定子58之相位角之調整機構之減速裝置之例。即便轉子56與定子58之相位角於所有馬達57a~57d相等,但若維持該狀態而不將齒輪單元1與馬達57a~57d固定,則轉子56與定子58之相位角將變得不於所有馬達57a~57d相等。亦即,若無法調整花鍵環72與轉子56之固定位置,則結果變得轉子56與定子58之相位角不於所有馬達57a~57d相等。
以下,揭示其他實施例之減速裝置。於以下實施例中所說明之減速裝置係減速裝置100之變化例。因此,僅說明與減速裝置100不同之部分。具體而言,以下實施例之減速裝置之不同僅在於減速裝置100之區域61之構成。因此,僅顯示區域61之構成(相當於減速裝置100之圖4)。又,有時對與減速裝置100實質上相同之零件,附加相同符號或下兩位相同之符號而省略說明。
(第2實施例)
圖10表示減速裝置200之局部剖視圖。減速裝置200係藉由螺栓274而固定軸254b與轉子256。若進行具體說明,則於軸254a與軸254b之間形成有階差。因此,藉由緊固螺栓274而使轉子256抵接於軸254a。可藉由於軸254a與轉子256之間所產生之摩擦力,而防止軸245b與轉子256相對性地旋轉,或防止轉子256朝軸線54M方向移位。於軸254a與轉子256之間配置有摩擦板259,而增大於軸254a與轉子 256之間所產生之摩擦力。
再者,螺栓274之軸部穿過形成於轉子256之螺栓貫通孔256a而被固定於軸254b。螺栓貫通孔256a之直徑大於螺栓274之軸部之直徑,且小於螺栓274之頭部之直徑。當擰鬆螺栓274時,軸245b與轉子256可相對性地旋轉。因此,可於所有馬達57使轉子256與定子58之相位角一致(第2步驟),而將轉子256固定於軸254b(第3步驟)。亦可將當擰鬆螺栓274時軸254b與轉子256相對性地旋轉,且當擰緊螺栓274時軸254b與轉子256之相對旋轉被限制之構造,稱為可個別地調整轉子256與定子58之相位角之調整機構。
於轉子256固定有固定構件276,且於固定構件276固定有編碼器26之旋轉部90。因此,轉子256與編碼器26之旋轉部90(換言之,軸254b與旋轉部90)係一體旋轉。可藉由編碼器26而檢測轉子256之旋轉角(亦可為軸254b之旋轉角)。於未安裝編碼器26之馬達257中(亦參照圖1),可省略固定構件276。
於減速裝置200中,於軸254a與轉子256之間配置有摩擦板259。然而,只要以不使軸254b與轉子256相對性地旋轉之方式緊固螺栓274,則亦可不配置摩擦板259。亦即,摩擦板259可根據施加至軸254b之轉矩而適當選用。
(第3實施例)
圖11表示減速裝置300之局部剖視圖。減速裝置300係藉由螺栓374而固定軸354b與轉子356。於軸354b形成有傾斜部373,且於轉子356形成有傾斜部356b。因此,若緊固螺栓374,則於軸354b與轉子356產生摩擦力。藉由該摩擦力而防止軸354b與轉子356相對性地轉動、及轉子356向軸線54M方向移位。當擰鬆螺栓374時,軸354b與轉子356可相對性地旋轉。故而,亦可將軸354b之傾斜部373與轉子356之傾斜部356b稱為可個別地調整轉子356與定子58的相位角之調整機 構。
再者,螺栓貫通孔356a之直徑大於螺栓374之軸部之直徑,且小於螺栓374之頭部之直徑。於轉子356固定有固定構件276,且於固定構件固定有編碼器26之旋轉部90。因此,轉子356與編碼器26之旋轉部90係一體旋轉。可藉由編碼器26而檢測轉子356之旋轉角(軸354b之旋轉角)。又,於未安裝編碼器26之馬達357中,可省略固定構件376。
(第4實施例)
圖12表示減速裝置400之局部剖視圖。於減速裝置400中,藉由形成於軸454b之螺紋部470與螺母構件472而固定軸454b與轉子56。當緊固螺母構件472時,轉子56係抵接於軸454a。其結果,轉子56被軸454a與螺母構件472夾持,而防止軸454b與轉子56相對性地旋轉、及轉子56向軸線54M方向移位。亦可將當擰鬆螺母構件472時軸454b與轉子56相對性地旋轉,且當緊固螺母構件472時軸454b與轉子56之相對旋轉被限制之構造稱為可個別地調整轉子56與定子58的相位角之調整機構。再者,於減速裝置400中,藉由螺栓478而將編碼器26之旋轉部90固定於螺母構件472。因此,轉子56與編碼器26之旋轉部90係一體旋轉。
(第5實施例)
圖13表示減速裝置500之局部剖視圖。此處,對未將編碼器連結於馬達557之例進行說明。於減速裝置100中,藉由轉子支持構件76而禁止轉子56朝軸線54M方向移位(參照圖1)。因零件共通化,而於未安裝編碼器26之馬達57c亦安裝有轉子支持構件76a。相對於此,於減速裝置500中,於馬達557(557a~557d)未連接編碼器。因此,於馬達557a中採用止動環575而替代轉子支持構件76a。藉由止動環575而禁止轉子56朝軸線54M方向移位。相較於減速裝置100之轉子支持構件 76a,能以簡單之構造禁止轉子56朝軸線54M方向移位。再者,雖省略圖示,但於減速裝置500中,亦於剩餘馬達557(馬達557b~557d)使用止動環575。又,亦可將止動環557使用於減速裝置100~400之未連結編碼器之馬達。
列舉本說明書所揭示之齒輪傳動裝置之若干技術特徵。如上所述,於將複數馬達電性串聯連接之情形時,可利用一個馬達驅動器控制複數個馬達。於所有馬達流動同相位之電流。另一方面,各馬達之轉子係經由被驅動構件(行星齒輪)而連動地旋轉。亦即,各馬達之輸出軸無法自剩餘馬達獨立地個別旋轉。存在當決定一個馬達之轉子旋轉角時即已決定剩餘馬達之轉子旋轉角之關係。亦即,存在當決定一個馬達之轉子與定子之機械相位角時即已決定剩餘馬達之轉子與定子之相位角之關係。若於轉子與定子之機械相位角不一致之複數個馬達流動同相位之電流,則馬達之輸出轉矩會產生偏差。其結果,有自各馬達之輸出軸施加至行星齒輪之轉矩產生偏差之虞。
實施例之齒輪傳動裝置設置有可一面維持被驅動構件與複數個輸入銷之卡合,一面個別調整各馬達之轉子與定子之相位角的調整機構。調整機構典型而言為可容許或禁止2個構件之相對旋轉之接頭即可。只要將該接頭嵌插至輸入銷與馬達之輸出軸之間、輸出軸與馬達之間、馬達殼體與齒輪單元之間、或馬達殼體與定子之間即可。
具體而言,調整機構係如下所述。馬達之輸出軸與轉子係轉動自如地嵌合。可於輸出軸與轉子安裝橫跨雙方之固定構件。若無固定構件,則轉子相對於旋轉軸自由旋轉。即便馬達之輸出軸卡合於輸入銷,因馬達可自由旋轉,故亦可自由調整轉子與定子之相位角。只要於結束調節後安裝固定構件,則轉子被固定於輸出軸。更具體而言,於固定構件設置有沿圓周方向延伸之橢圓形之貫通孔。將固定構件不可旋轉地安裝於轉子與輸出軸之任一者,且將螺栓穿過固定構件之貫 通孔而將固定構件與另一者固定。若擰鬆螺栓,則轉子或輸出軸可僅旋轉貫通孔之圓周方向長度之量。此種調整機構亦可設置於馬達殼體與定子之間,作為調整機構之形態,可考慮各種構成。
藉由設置調整機構,上述齒輪傳動裝置係可將馬達安裝於齒輪單元,且一面維持被驅動構件與複數個輸入銷之卡合,一面個別調整轉子與定子之相位角而使相位一致。亦即,可藉由調整機構而個別地調整轉子與定子之相位角而使相位一致。
各馬達之轉子係卡合於各輸入銷。各馬達之定子係固定於載體。再者,作為「轉子與輸入銷之卡合」,可例舉使輸入銷兼作馬達之輸出軸之形態,馬達之輸出軸同軸地固定於輸入銷之形態,或各馬達之輸出軸與輸入銷經由齒輪等而連動之形態等。
於齒輪單元係包含上述環形齒輪、載體、輸入銷及行星齒輪之齒輪單元之情形時,若可針對每一馬達而個別地調整「輸入銷與轉子之相對旋轉角」及「載體與定子之相對旋轉角」之至少一者,則可一面維持被驅動構件與複數個輸入銷之卡合,一面個別地調整各馬達之轉子與定子之相位角。
上述齒輪傳動裝置係藉由於所有馬達使轉子與定子之機械相位角一致,而即便利用一個馬達驅動器控制複數個馬達,亦可使馬達之輸出轉矩均一化。此處,所謂「利用一個馬達驅動器控制複數個馬達」,相當於在各馬達流動同相位之電流。相對於此,實施例之齒輪傳動裝置係可使自各馬達之旋轉軸施加至被驅動構件之轉矩均一化。本說明書所揭示之技術可適於複數個馬達均由一個馬達驅動器控制之齒輪傳動轉裝置。
列舉本說明書所揭示之齒輪傳動裝置(驅動裝置之一例)之製造方法之若干技術特徵。於實施例中,已對轉子與定子之機械相位角於所有馬達一致之驅動裝置的製造方法進行說明。該製造方法包含如下步 驟。
(1)準備齒輪單元與複數個馬達之第1步驟;(2)對各馬達施加同相位之電流而使轉子與定子之相位角一致之第2步驟;(3)將馬達固定於齒輪單元之第3步驟;此處,齒輪單元包含被驅動構件、及卡合於該被驅動構件之複數個輸入軸(輸入銷)。
於上述第2步驟中,各馬達之定子與轉子係藉由永磁鐵與電磁鐵之相互作用而相對旋轉。轉子與定子之相對旋轉係於磁力達到平衡之位置靜止。因對所有馬達施加同相位之電流,故於所有馬達,於轉子與定子之相位相同之位置靜止。亦即,可於所有馬達使相位角一致。於該狀態下,將馬達固定於齒輪單元(第3步驟)。上述製造方法係藉由磁力而於所有馬達使轉子與定子之相位角一致。可簡單且同時使複數個馬達之轉子與定子之相位角一致。
亦可於將馬達裝配於齒輪單元之前,對所有馬達通電而使相位角一致。然而,於將馬達暫時固定於齒輪單元後使馬達之相位角一致之效率更高。具體而言,如下之2步驟為佳。
(1)於第2步驟之前,實施將馬達之轉子旋轉自如地連結於輸入軸,並且將馬達之定子固定於齒輪單元之暫時固定步驟。於此情形下,第3步驟中只要將馬達之轉子卡合於輸入軸即可。
(2)於第2步驟之前,實施將馬達之轉子卡合於輸入軸,並且將馬達之定子旋轉自如地連結於齒輪單元之步驟。於此情形下,第3步驟中只要將馬達之定子固定於齒輪單元即可。
即便藉由任一步驟,使轉子與定子之相位角一致後之步驟均變得簡單。
於將轉子卡合於輸入軸、及將定子固定於齒輪單元時,於齒輪 單元與馬達之間作用物理力。若於第2步驟之前實施任一暫時固定步驟,則於使相位角一致後,可將對齒輪單元與馬達之間作用物理力之機會降至最小。於實施第3步驟時,可降低轉子與定子之相位角產生偏差之可能性。
說明實施例之若干較佳變化例。於上述實施例中說明了可針對每一馬達而個別地調整轉子相對於輸入軸之相對旋轉角的例。然而,亦可針對每一馬達而個別地調整載體相對於定子之相對旋轉角。而且,亦可包含雙方之特徵。
於上述實施例中對馬達之轉子與輸入軸直接連結之例進行了說明。亦可使馬達之旋轉軸(輸出軸)經由齒輪等而卡合於輸入軸。
於上述實施例中,於一馬達安裝有旋轉角檢測裝置(編碼器)。亦可於一馬達安裝旋轉角速度檢測裝置而替代旋轉角檢測裝置。只要為可檢測馬達驅動狀態之裝置,則其種類並無限定。
上述實施例中,形成有自齒輪單元之基部側貫通至輸出側之貫通孔。中心貫通孔並非必不可少之構成,只要視情形需要而形成即可。
於上述實施例中對包含齒輪單元之減速裝置進行了說明。然而,亦可使用實施例之馬達單元驅動其他被驅動構件。例如,亦可驅動帶式輸送機之輥或滑輪等。
又,馬達單元所包含之馬達並非限定於4個。馬達可為2個,亦可為3個。又,亦可為5個以上。又,各馬達亦可並非為三相馬達。可為單相馬達,亦可為四相以上之馬達。
以上,已詳細說明本創作之具體例,但該等僅為例示,而並非為限定申請專利範圍者。申請專利範圍所記載之技術包含對以上所例示之具體例進行變形或變更者。本說明書或圖式中所說明之技術要素係單獨或藉由各種組合而發揮技術上之有用性者,且並非為限定於申 請時之請求項所記載之組合者。又,本說明書或圖式所例示之技術係可同時達成複數種目的者,達成其中一個目的之情況自身具有技術上之有用性。
57a‧‧‧馬達
57b‧‧‧馬達
57c‧‧‧馬達
57d‧‧‧馬達
59‧‧‧馬達單元
70‧‧‧馬達驅動器
80U‧‧‧繞組
80V‧‧‧繞組
80W‧‧‧繞組
82U‧‧‧一端
82V‧‧‧一端
82W‧‧‧一端
84U‧‧‧另一端
84V‧‧‧另一端
84W‧‧‧另一端
U‧‧‧相
V‧‧‧相
W‧‧‧相

Claims (7)

  1. 一種馬達單元,其特徵在於包含:複數個馬達,其等係輸出軸卡合於一個被驅動構件,並且被電性串聯連接。
  2. 如請求項1之馬達單元,其中各馬達係多相馬達,且轉子與定子之相位角係於所有馬達相等。
  3. 如請求項1或2之馬達單元,其中於複數個馬達之一者安裝有檢測輸出軸之旋轉角與旋轉角速度之任一者之感測器,且上述一個馬達係基於上述感測器之輸出而被反饋控制。
  4. 一種齒輪傳動裝置,其係包含如請求項1至3中任一項之馬達單元者,且包含:環形齒輪,其係於內周形成有內齒輪;載體,其係與內齒輪同軸地配置,且可旋轉地被環形齒輪支持;複數個輸入銷,其等係沿著載體之軸線延伸,且可旋轉地被載體支持;行星齒輪,其係與各輸入銷一體地形成;及上述複數個馬達,其等係固定於載體,且各輸出軸卡合於各輸入銷。
  5. 一種齒輪傳動裝置,其特徵在於,其係包含如請求項1至3中任一項之馬達單元者,且包含:環形齒輪,其係於內周形成有內齒輪;載體,其係與內齒輪同軸地配置,且可旋轉地被環形齒輪支持;複數個輸入銷,其等係沿著載體之軸線延伸,且可旋轉地被載體支持; 上述被驅動構件,其係形成有與各輸入銷之偏心部卡合之複數個貫通孔,並且形成有與上述內齒輪嚙合之外齒,且伴隨著輸入銷之旋轉而繞載體之軸線偏心旋轉;及上述複數個馬達,其等係固定於載體,且各輸出軸卡合於各輸入銷。
  6. 如請求項4或5之齒輪傳動裝置,其中各馬達之轉子係分別卡合於輸入銷,各馬達之定子係固定於載體,且設置有調整機構,其係可一面維持被驅動構件與複數個輸入銷之卡合,一面個別地調整各馬達之轉子與定子之相位角。
  7. 如請求項6之齒輪傳動裝置,其中「輸入銷與轉子之相對旋轉角」、及「載體與定子之相對旋轉角」之至少一者係可針對每一馬達而個別地調整。
TW104206078U 2015-04-21 2015-04-21 馬達單元及齒輪傳動裝置 TWM524003U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW104206078U TWM524003U (zh) 2015-04-21 2015-04-21 馬達單元及齒輪傳動裝置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW104206078U TWM524003U (zh) 2015-04-21 2015-04-21 馬達單元及齒輪傳動裝置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TWM524003U true TWM524003U (zh) 2016-06-11

Family

ID=56757401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104206078U TWM524003U (zh) 2015-04-21 2015-04-21 馬達單元及齒輪傳動裝置

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWM524003U (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7409891B2 (en) Drive unit with reducer
WO2016010146A1 (ja) 可変電動機システム、及び電動装置
US11964389B2 (en) Strain wave gear with output flange and integrated encoder
JP5385527B2 (ja) 減速装置
KR200450505Y1 (ko) 감속기
WO2009081840A1 (ja) モータユニット及び歯車伝動装置
TWI644504B (zh) Gear transmission
JP6599220B2 (ja) 電動機付き減速機
JP5254605B2 (ja) 駆動装置とその製造方法
US20170012493A1 (en) Micro motor, micro-geared motor with micro motor, and method for manufacturing micro motor
WO2018194112A1 (ja) 波動歯車減速機ユニット及びそれを備えた動力ユニット
JP2011163556A (ja) 変速装置
CN110890809B (zh) 齿轮马达
TWI577904B (zh) 驅動裝置
TWI555310B (zh) 驅動裝置
JP5425324B2 (ja) 駆動装置
KR101488192B1 (ko) 박형 구동 모듈 및 이를 사용한 착용형 로봇
TWM524003U (zh) 馬達單元及齒輪傳動裝置
JP2015074036A (ja) アクチュエータ及びこのアクチュエータを組み込んだロボットの関節構造
JP2010051159A (ja) 可変界磁モータ
JP7037619B2 (ja) 波動歯車減速機ユニット
KR100798087B1 (ko) 감속기 장착 구동 장치
JP7250874B2 (ja) 動力ユニット、及び、それを有するロボット
US20220145976A1 (en) Driving Device And Assembling Method For Driving Device
TWM510392U (zh) 旋轉驅動裝置