專利名稱：帶減速器馬達(dá)系列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶減速器馬達(dá)系列，通過對馬達(dá)組合多種減速器而能夠選擇任意的帶減速器馬達(dá)。
背景技術(shù)：
這種帶減速器馬達(dá)，大部分是把產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)動力的馬達(dá)與將此旋轉(zhuǎn)動力減速的齒輪式的減速器組合而成。因?yàn)檫@種帶減速器馬達(dá)是機(jī)械減速構(gòu)造，所以，能夠使馬達(dá)在最佳效率的狀態(tài)(轉(zhuǎn)速領(lǐng)域)運(yùn)轉(zhuǎn)，在所有的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中都得到廣泛的應(yīng)用。
這種情況，一般的齒輪式減速器其大半(8成以上)是在總減速比為1/10～1/60左右的范圍內(nèi)使用，而作為減速器種類，為了能夠根據(jù)用途進(jìn)行選擇，作為系列準(zhǔn)備了例如簡單行星齒輪減速器、搖動內(nèi)嚙合行星齒輪減速器、錐齒輪減速器、雙曲線齒輪減速器、蝸桿減速器等各種類型。
但是，在這種帶減速器馬達(dá)的系列中，因?yàn)槭褂谬X輪式減速器的關(guān)系，減速比是以所定的間隔(公比)設(shè)定的，所以，未必能準(zhǔn)備有廣泛變化的減速比，會有不能夠全面適應(yīng)使用者要求的情況。
而且，各自類型的減速器都有各自最佳的減速比范圍，一方面要控制制造成本，而又要擴(kuò)大各類型的減速比的范圍，這是受有限制的。而且，因?yàn)槟馨邷p速比的減速器一般制造成本高，所以，在要求高減速比的驅(qū)動裝置的場合，必然不得不選擇高成本類型的減速器來與馬達(dá)組合，結(jié)果，存在的問題是減速器類型的選擇自由度受到了限制。
而且，除了這些問題之外，經(jīng)常出現(xiàn)的問題還有在使用齒輪式減速器的場合，由于齒輪的嚙合部分(特別是高速旋轉(zhuǎn)的輸入軸與第一級齒輪的嚙合部分)會產(chǎn)生大的噪音或振動，而且，由于減速器側(cè)與馬達(dá)側(cè)的共振現(xiàn)象，帶減速器馬達(dá)整體的噪音程度或振動程度經(jīng)常要比單體的噪音大。
舉例具體說明這一點(diǎn)，具體例是將易產(chǎn)生大的噪音·振動、以往為眾所周知的搖動內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造(相當(dāng)國際分類F16H1/32的齒輪裝置)作為減速器而使用的齒輪傳動馬達(dá)。
圖16所示的例子是裝備了特開平5-231482號公報所登載的搖動內(nèi)嚙合行星齒輪減速器的齒輪傳動馬達(dá)(帶減速器馬達(dá))。該齒輪傳動馬達(dá)1是將減速器2和馬達(dá)3結(jié)合而成的一體結(jié)構(gòu)。
減速器2的外殼51是由中央外殼52、馬達(dá)3側(cè)的連接外殼53、馬達(dá)3相對一側(cè)的前部外殼54所組成。馬達(dá)3的外殼55是由圓筒外殼56、減速器2側(cè)的連接外殼53、減速器2相對一側(cè)的后蓋57所組成。這種情況，前述連接外殼53兼作為減速器2和馬達(dá)3的外殼51、55的一部分，通過該連接外殼53，減速器2與馬達(dá)3結(jié)合成一體。
減速器2具有成為輸入軸的第1軸11和成為輸出軸的第2軸12。
在第1軸11的外周，以所定的位相差(該例中是180°)安裝兩個偏心體13a、13b，此偏心體13a、13b與第1軸11一起旋轉(zhuǎn)。偏心體13a、13b的中心分別相對第1軸11的軸心具有一定的偏心量。在偏心體13a、13b的外周分別安裝外齒齒輪15a、15b。在外齒齒輪15a、15b分別設(shè)有多個內(nèi)銷釘孔16a、16b，在這些內(nèi)銷釘孔16a、16b有間隙地配合內(nèi)銷釘17。
在外齒齒輪15a、15b的外周設(shè)置余擺線齒型或圓弧齒型的外齒，與內(nèi)齒齒輪20內(nèi)嚙合。內(nèi)齒齒輪20在中央外殼52的內(nèi)周形成為一體，各內(nèi)齒是由保持在中央外殼52的內(nèi)周的外銷釘21而形成。
在外齒齒輪15a、15b的兩側(cè)配置一對支座23、24。兩支座23、24由軸承31、32支撐并可自由旋轉(zhuǎn)，用多個支座銷釘(連接銷)25以及隔離塊26而結(jié)合成一體。
內(nèi)銷釘17的兩端與兩側(cè)的支座23、24可滑動旋轉(zhuǎn)而相結(jié)合，僅是外齒齒輪15a、15b的自轉(zhuǎn)部分通過內(nèi)銷釘17而傳遞至兩側(cè)的支座23、24。
在馬達(dá)3側(cè)的支座23的中央孔23a，面對第1軸11的一端，通過聯(lián)軸節(jié)70而與馬達(dá)軸61連結(jié)。
由于此構(gòu)成，因眾所周知的作用，該減速器可以實(shí)現(xiàn)外齒齒輪15a、15b的齒數(shù)分之1的減速。
其次，說明其它的以往的例子。
圖17、圖18表示的是特開平10-299841公報所記載的以往的齒輪傳動馬達(dá)的例子。該齒輪傳動馬達(dá)500所使用的搖動內(nèi)嚙合行星齒輪減速器是所謂的分配軸類型的減速器。
該內(nèi)嚙合行星齒輪減速器具有第1軸502、多個分配軸503、偏心體504、外齒齒輪505、內(nèi)齒齒輪506以及第2軸507；第1軸502與外部的馬達(dá)軸501相連結(jié)，多個分配軸503配置在與該第1軸502同心的圓周上、且與該第1軸502連動旋轉(zhuǎn)，偏心體504分別設(shè)置在該多個分配軸503上，外齒齒輪505由于與該偏心體504配合而能夠相對前述第1軸502偏心旋轉(zhuǎn)，內(nèi)齒齒輪506與前述第1軸502同心而組裝、且前述外齒齒輪505相對該第1軸502一邊偏心旋轉(zhuǎn)一邊與該內(nèi)齒齒輪506相嚙合，第2軸507與前述多個分配軸503相連結(jié)。
在該內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造中，將偏心體504配置在位于一對支座523、524之間，而且由支座523、524來支撐分配軸503且軸能旋轉(zhuǎn)。而且，在前述第1軸502設(shè)置中心輪511，把與該中心輪511各自外接的多個分配輪512用花鍵分別與前述多個分配軸503結(jié)合，在這些多個分配輪512的外側(cè)設(shè)置與該分配輪512內(nèi)接的壓接環(huán)513。這種場合的壓接環(huán)513只是為了使得在中心輪511和分配輪512之間產(chǎn)生壓接力，其功能與簡單行星的環(huán)不同。
采用以上例中所列舉的內(nèi)嚙合行星齒輪減速器的齒輪傳動馬達(dá)，雖然具有構(gòu)造簡單且緊湊、剛性大，而且能夠得到高減速比的優(yōu)點(diǎn)，但是，因?yàn)槠錁?gòu)造是外齒齒輪一邊搖動一邊與相對的齒輪嚙合，所以，存在的問題是由于減速器側(cè)的振動與馬達(dá)側(cè)的振動重合而共振的現(xiàn)象，總會容易引起大的噪音。
即，上述齒輪傳動馬達(dá)的情況下，由于減速器側(cè)發(fā)生的振動，與此相結(jié)合的馬達(dá)被激振，當(dāng)與馬達(dá)自身產(chǎn)生的振動一致時，會引起復(fù)雜的共振。而且，由于其振動返回到原來的減速器，會引起更復(fù)雜的共振，以此為起因，偶爾會有發(fā)生齒輪傳動馬達(dá)整體發(fā)生很大噪音的情況。
這一點(diǎn)，圖16的齒輪傳動馬達(dá)1的場合，通過花鍵形式的聯(lián)軸節(jié)70將馬達(dá)軸61與第1軸11游動式結(jié)合，由此而阻止了馬達(dá)部件3自身的振動與減速器部件2自身振動的相互傳遞，防止了兩者的共振。
但是，因?yàn)閮H是通過聯(lián)軸節(jié)70而游動(浮動)式結(jié)合，不能非常有效地抑制振動的相互傳遞，所以，不能得到充分減小噪音的效果。
另外，采用圖17的分配軸類型的內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造的齒輪傳動馬達(dá)的場合，在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時，也不能得到所期望程度的減小噪音效果。究其原因，可認(rèn)為如下。
即，此分配類型的構(gòu)造，因?yàn)樵诟鞣峙漭S503會隨著外齒齒輪503的搖動運(yùn)動而產(chǎn)生振動及彎曲，所以，該分配軸503總會受到來自此外齒齒輪505的載荷，發(fā)生或是振動、或是變形(彎曲)的可能性很高。而且，因?yàn)樵擙X輪傳動馬達(dá)在其分配軸503存在與中心輪511壓接的分配輪512，所以分配軸503的振動及變形直接傳遞至分配輪512→中心輪511，沒有起到因使用摩擦輪而很好地阻止振動傳遞的作用。換言之，可認(rèn)為其原因是將適用于高速低轉(zhuǎn)矩的動力傳遞的輪512直接配置在分配軸503上，該分配軸503會直接受到隨內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造的載荷傳遞而引起的變形的影響。
總之(姑且不論原因)，結(jié)果在上述兩例中，即使采用游動式結(jié)合以及摩擦輪的組合，噪音改善效果還未達(dá)到要改變齒輪傳動馬達(dá)的常識。
在引起這種大噪音及振動程度一點(diǎn)上，在使用其它類型減速器的場合，也會得到類似的結(jié)果。
發(fā)明的公開鑒于上述的問題點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種驅(qū)動裝置系列，能夠靈活并確切地滿足使用者對減速比的要求或是對減速器類型的要求，而且能夠?qū)崿F(xiàn)減小噪音及振動程度。
權(quán)利要求1的發(fā)明是一種帶減速器馬達(dá)系列，其特征在于通過對馬達(dá)組合多種減速器，能夠選擇任意的帶減速器馬達(dá)，在這種帶減速器馬達(dá)系列中，準(zhǔn)備有多個簡單行星輪機(jī)構(gòu)，該簡單行星輪機(jī)構(gòu)具備中心輪、在該中心輪周圍滾動接觸的行星輪、該行星輪內(nèi)接觸的環(huán)輪，通過在前述馬達(dá)的輸出軸周圍的蓋上選擇·連結(jié)前述多個簡單行星輪機(jī)構(gòu)，可以構(gòu)成多個中速馬達(dá)群，而且，在同形的中速馬達(dá)中，通過與行星輪的公轉(zhuǎn)同步的支座而可以選擇·連結(jié)前述多種減速器，由此而解決上述的課題。
該帶減速器馬達(dá)中最重要的一點(diǎn)是通過在特定的馬達(dá)的輸出軸周圍的蓋上選擇·連結(jié)多個簡單行星輪機(jī)構(gòu)，實(shí)質(zhì)上可以構(gòu)成多個中速馬達(dá)群，而且，對于同形的中速馬達(dá)，可以自由地選擇、連結(jié)多種減速器，這樣，由于附加了簡單行星輪機(jī)構(gòu)而實(shí)質(zhì)上能夠構(gòu)成中速馬達(dá)群，所以，可以實(shí)現(xiàn)減輕減速器側(cè)的負(fù)擔(dān)以及緩和其選擇的限制。
即，一方面，因?yàn)樵诤唵涡行禽啓C(jī)構(gòu)可以第1級減速，所以，減速器側(cè)的減速比具有的范圍可以設(shè)定得小些而有余量。例如實(shí)現(xiàn)總減速比1/10～1/60的場合，因?yàn)樵诤唵涡行禽啓C(jī)構(gòu)可以承擔(dān)1/3～1/9或是一般為1/4～1/6左右的減速比，所以，在減速器側(cè)可以只承擔(dān)1/2～1/10左右的減速比，可以輕松地選擇減速器。另外，因?yàn)樵诤唵涡行禽啓C(jī)構(gòu)可以第1級減速，所以，也能夠擴(kuò)大總減速比的范圍。另外，因?yàn)橥ㄟ^在簡單行星輪機(jī)構(gòu)中改變各輪徑比而可容易地微調(diào)減速比，所以實(shí)現(xiàn)了減速比的豐富的變化。
另一方面，由于簡單行星輪機(jī)構(gòu)發(fā)揮了第1級的減速功能，所以能夠把向減速器的輸入旋轉(zhuǎn)速度設(shè)置得低些。因此，在由簡單行星輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的高速部(第1級)的噪音產(chǎn)生少，而且能夠大幅度地減小在作為低速部的減速器所產(chǎn)生的噪音·振動程度。另外，由于在減速器和馬達(dá)之間存在簡單行星輪(ロ一ラ)機(jī)構(gòu)，所以由于簡單行星輪機(jī)構(gòu)的輪之間的相互接觸而能夠吸收減速器與馬達(dá)之間傳遞的振動(特別是旋轉(zhuǎn)方向的振動以及軸向的振動)。
結(jié)果，能夠避免由于減速器與馬達(dá)之間振動傳遞而產(chǎn)生的復(fù)雜的共振現(xiàn)象，可以(極大地超過預(yù)想)減小帶減速器馬達(dá)整體產(chǎn)生的噪音·振動的程度。
總之，通過在馬達(dá)組合簡單行星輪機(jī)構(gòu)而形成『中速馬達(dá)』，能夠有效地抑制以往不可避免的從減速器向馬達(dá)的振動傳遞、以及從馬達(dá)向減速器的振動傳遞，防止共振，結(jié)果可以減小整體的噪音。
這里在本發(fā)明中，作為組合于馬達(dá)的減速器是使用簡單行星輪機(jī)構(gòu)。
即，簡單行星輪機(jī)構(gòu)由于與其行星輪的自轉(zhuǎn)以及公轉(zhuǎn)而所特有的簡單行星輪機(jī)構(gòu)的動力傳遞構(gòu)造，通過(多個)輪的接觸面摩擦而傳遞旋轉(zhuǎn)動力，所以，由各接觸面極好地吸收了簡單行星輪機(jī)構(gòu)兩側(cè)的減速器與馬達(dá)之間相互傳遞的振動(特別是旋轉(zhuǎn)方向的振動以及軸向振動)。
在上述圖17的分配軸類型，也使用摩擦輪。但是，分配軸類型的場合，沒有簡單行星輪機(jī)構(gòu)，而是在中心輪511與壓接環(huán)513之間所夾住的分配輪512自身來易于吸收分配軸503的振動的結(jié)構(gòu)。因此，隨著分配軸503的振動或變形，分配輪512或是位置產(chǎn)生偏離，或是產(chǎn)生振動，與中心輪511之間不能正確(速度不變化)地進(jìn)行動力傳遞，結(jié)果，在摩擦接觸面的振動吸收作用起到效果之前，分配輪512自身的振動對整體的振動及噪音留下了影響。
總之，因?yàn)楸緛碚J(rèn)為該裝置可避免共振的思想沒有了根據(jù)，從分配軸503的振動直接傳遞到分配輪512→中心輪511，所以，沒有達(dá)到通過阻止振動傳遞而避免共振的本發(fā)明的目的。
因此，即使組合摩擦輪(roller)，噪音改善效果也未達(dá)到可取代齒輪傳動馬達(dá)的常識的地步，結(jié)果被認(rèn)為『摩擦輪的效果也就是這種程度』，開發(fā)也到此中斷，沒有進(jìn)行進(jìn)一步研究。
相對于此，將簡單行星輪機(jī)構(gòu)放在減速器與馬達(dá)之間的本發(fā)明的場合，(不是由分配輪的自轉(zhuǎn)本身直接進(jìn)行動力傳遞)，由內(nèi)周側(cè)的的中心輪與外周側(cè)的環(huán)輪以及在該之間夾住的行星輪三者的相對運(yùn)動而進(jìn)行動力傳遞，所以，不會如前述的分配輪那樣從搖動內(nèi)嚙合行星齒輪減速器直接受到無用的變形或振動。
因此，行星輪被夾在中心輪與環(huán)輪之間、而且以摩擦傳動所必要的壓力與中心輪以及環(huán)輪滾動接觸，摩擦接觸面的壓力變動小，結(jié)果，抑制了通過簡單行星輪機(jī)構(gòu)的振動傳遞。而且，如前所述，因?yàn)槟Σ两佑|面有效地起到了振動吸收功能，所以，阻止了減速器與馬達(dá)間的相互振動傳遞，在降低噪音上起到了極大的效果。
另外，通過采用簡單行星輪機(jī)構(gòu)，也可以將同機(jī)構(gòu)的輸入部與輸出部配置在同軸上，因此，例如可以把中心輪與馬達(dá)的連結(jié)部、與通過支座而進(jìn)行的減速器的連結(jié)部配置在同一軸線上。
此同軸性，具體意思是受到前述的外齒齒輪載荷影響的軸(與分配軸類型不同)在減速器的中心部可以僅制成為一根軸，其有利點(diǎn)是該部分的剛性提高則整體的剛性也能夠提高。
另外，例如在搖動內(nèi)嚙合行星齒輪類型的減速器與馬達(dá)結(jié)合而構(gòu)成帶減速器馬達(dá)時，來自外齒齒輪的振動集中于一根高速軸上，因?yàn)樵摳咚佥S僅與簡單行星輪機(jī)構(gòu)的一端連結(jié)即可完成與簡單行星輪機(jī)構(gòu)的連結(jié)，所以，在隔斷振動方面也是有益的。
即，得到的優(yōu)點(diǎn)是不僅是簡單、小型的構(gòu)造、而且可以使剛性大、能夠傳遞大的扭矩，除此之外，可以說在降低噪音上也是有利的構(gòu)造。
另外，該同軸性的有益之處還有對于在一個中心軸線上并列馬達(dá)的驅(qū)動軸、減速器側(cè)的輸入輸出軸而構(gòu)成的齒輪傳動馬達(dá)，可以簡單地應(yīng)用本發(fā)明。例如，在圖16所示的以往的齒輪傳動馬達(dá)1的馬達(dá)3與搖動內(nèi)嚙合行星齒輪減速器2之間，通過增加前述的簡單行星輪機(jī)構(gòu)，即可簡單地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的系列中所包括的帶減速器馬達(dá)。這種場合，在圖16的齒輪傳動馬達(dá)1中，馬達(dá)軸61與搖動內(nèi)嚙合行星齒輪裝置2的第1軸11用聯(lián)軸節(jié)70連結(jié)，該聯(lián)軸節(jié)70是通用的，通過支座而能夠連結(jié)簡單行星輪機(jī)構(gòu)的行星輪與減速器，能夠連結(jié)中心輪的軸與馬達(dá)的驅(qū)動軸。
這里，由前段的摩擦傳動所傳遞的扭矩，比后段由齒輪嚙合而傳遞的扭矩所能確保的扭矩傳遞量要小，本來在前段減速中，應(yīng)傳遞的扭矩不會太大，另外，如后所述，因?yàn)楹唵涡行禽啓C(jī)構(gòu)通過選擇其輸入輸出部件而能夠調(diào)整在各輪所必須傳遞的扭矩，所以，不會有大的問題。
具體是，在簡單行星輪機(jī)構(gòu)的場合，因?yàn)槟軌蛴门c減速器側(cè)斷開的支座來支持行星輪，所以，例如即使在減速器側(cè)發(fā)生振動或變形，其影響也基本不會影響到簡單行星輪機(jī)構(gòu)的輪接觸面。因此，由于能夠確實(shí)進(jìn)行穩(wěn)定的扭矩傳遞，所以很少發(fā)生問題。
另外，把發(fā)揮以上多樣功能的簡單行星輪機(jī)構(gòu)裝入馬達(dá)的輸出周圍的蓋而構(gòu)成中速馬達(dá)群，實(shí)質(zhì)上這意味著可以提供旋轉(zhuǎn)速度具有豐富變化的馬達(dá)系列。
權(quán)利要求2的發(fā)明是在如權(quán)利要求1所述的帶減速器馬達(dá)系列中，前述多個簡單行星輪機(jī)構(gòu)的環(huán)輪為相同直徑，改變行星輪與中心輪的徑比，具有多種不同的變速比，由此而解決上述的課題。
這樣，將位于最外側(cè)的環(huán)輪的直徑設(shè)為相同直徑，僅需改變行星輪與中心輪的徑比，即可實(shí)現(xiàn)不同的多種變速比，這樣對減速器及馬達(dá)的結(jié)合尺寸不需大幅度改變，可以提供準(zhǔn)備了多種減速比的帶減速器馬達(dá)的系列。
權(quán)利要求3的發(fā)明是在如權(quán)利要求1或2所述的帶減速器馬達(dá)系列中，前述多個簡單行星輪機(jī)構(gòu)對于前述馬達(dá)其結(jié)合尺寸相同，具有多種不同的框號(frame numbers)，由此而解決上述的課題。
這樣，與馬達(dá)的結(jié)合尺寸取為相同并準(zhǔn)備多個簡單行星輪機(jī)構(gòu)的框號，則實(shí)現(xiàn)了中速馬達(dá)豐富的變換。而且，由于此構(gòu)成，因?yàn)楹唵味鄠€輪機(jī)構(gòu)恰好全都是包含在馬達(dá)的蓋內(nèi)而連結(jié)的，所以，能夠促進(jìn)馬達(dá)的一體化，更加具備作為『中速馬達(dá)』的形態(tài)。
權(quán)利要求4的發(fā)明是在如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的發(fā)明中，系列中包括在前述組合的可能的多種減速器中，包含由錐齒輪的正交軸齒輪減速器，而且通過該正交軸齒輪減速器與前述簡單行星輪機(jī)構(gòu)，總減速比達(dá)到1/3～1/60的范圍的帶減速器馬達(dá)，由此而解決上述的課題。
這樣，因?yàn)樵谙盗兄邪型ㄟ^由錐齒輪的正交軸齒輪減速器與前述簡單行星輪機(jī)構(gòu)，總減速比達(dá)到1/3～1/60的范圍的帶減速器馬達(dá)，所以，抑制了成本的上升，而且擴(kuò)大了使用者選擇的范圍。
即，換句話說，總減速比為1/3～1/60的直(正)交減速器，一般(具體是其大減速比側(cè))是雙曲線齒輪裝置的領(lǐng)域。但是，根據(jù)本發(fā)明，作為『中速馬達(dá)』的輸出，已經(jīng)能夠以1/4～1/6(更大的為1/2～1/10)的范圍進(jìn)行一級減速。因此，能夠使用極廉價的錐齒輪裝置，實(shí)現(xiàn)了大幅度的降低成本。
圖的簡單說明圖1是表示作為本發(fā)明實(shí)施形式的帶減速器馬達(dá)系列的構(gòu)成圖。
圖2是表示在同系列中能夠構(gòu)成的驅(qū)動裝置的第1例的側(cè)剖面圖。
圖3是表示在同系列中能夠構(gòu)成的驅(qū)動裝置的第2例的側(cè)剖面圖。
圖4是表示在同系列中能夠構(gòu)成的驅(qū)動裝置的第3例的側(cè)剖面圖。
圖5是表示在同系列中能夠構(gòu)成的驅(qū)動裝置的第4例的側(cè)剖面圖。
圖6是表示在同系列中能夠構(gòu)成的驅(qū)動裝置的第5例的側(cè)剖面圖。
圖7是表示在同系列中能夠構(gòu)成的驅(qū)動裝置的第6例的側(cè)剖面圖。
圖8是表示使同系列的馬達(dá)的選擇群更豐富的例子。
圖9是表示作為進(jìn)行噪音測定試驗(yàn)試件而準(zhǔn)備的齒輪傳動馬達(dá)的類型。
圖10是用表來表示噪音測定試驗(yàn)結(jié)果。
圖11是用曲線來表示噪音測定試驗(yàn)結(jié)果。
圖12是表示不同類型的噪音頻譜圖。
圖13是表示不同類型的噪音頻譜圖。
圖14是表示不同類型的噪音頻譜圖。
圖15是表示不同類型的噪音頻譜圖。
圖16是以往的齒輪傳動馬達(dá)的剖面圖。
圖17是以往的分配軸類型的搖動內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造的剖面圖。
圖18是圖17的XIX-XIX箭頭所示處的概略剖面圖。
圖19是在噪音測定試驗(yàn)中作為比較例所使用的齒輪傳動馬達(dá)的剖面圖。
圖20是在噪音測定試驗(yàn)中作為比較例所使用的其它的齒輪傳動馬達(dá)的剖面圖。
圖21是在噪音測定試驗(yàn)中作為比較例所使用的另外的其它齒輪傳動馬達(dá)的剖面圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳形式以下，參照


本發(fā)明的實(shí)施形式。
圖1是表示實(shí)施形式的帶減速器馬達(dá)(以下也稱為驅(qū)動裝置)系列的整體構(gòu)成。該系列是由為了構(gòu)成帶任意減速器馬達(dá)的下述部分組成齒輪部(主要為齒輪減速器)的選擇群SG、作為簡單行星輪機(jī)構(gòu)的主動驅(qū)動輪(traction drives)(也有省略T/D的情況)的選擇群ST/D、馬達(dá)部(馬達(dá))的選擇群SM。而且，把從馬達(dá)部的選擇群SM中選擇的1個馬達(dá)、從T/D的選擇群ST/D中選擇的1個T/D部(簡單行星輪部)和從齒輪部的選擇群SG中選擇的1個減速器(包括本身不具有減速功能的輸出機(jī)構(gòu)部的場合)三者結(jié)合起來，由此而可以構(gòu)成任意的帶減速器馬達(dá)。
這種場合，在齒輪部的選擇群SG準(zhǔn)備了如下的多個種類的輸出機(jī)構(gòu)部。
(1)構(gòu)成驅(qū)動裝置GM1的輸出機(jī)構(gòu)部G1，其自身沒有減速功能，而通過與馬達(dá)以及T/D組合，由此而構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)由T/D的1級減速的驅(qū)動裝置GM1。
(2)構(gòu)成驅(qū)動裝置GM2的T/D式減速輸出機(jī)構(gòu)部(減速器)G2，其自身組裝有T/D、并通過與馬達(dá)以及T/D組合，由此而構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)由T/D的2級減速的驅(qū)動裝置GM2。
(3)構(gòu)成驅(qū)動裝置GM3的搖動內(nèi)嚙合行星齒輪減速器G3，其自身內(nèi)裝有搖動內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造、并通過與馬達(dá)以及T/D組合，由此而構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)由T/D的第1級減速+由搖動內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造的第2級減速的驅(qū)動裝置GM3。
(4)構(gòu)成驅(qū)動裝置GM4的錐齒輪減速器G4，其自身內(nèi)裝有錐齒輪構(gòu)造、并通過與馬達(dá)以及T/D組合，由此而構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)由T/D的第1級減速+由錐齒輪構(gòu)造的第2級減速的驅(qū)動裝置GM4。
(5)構(gòu)成驅(qū)動裝置GM5的雙曲線齒輪減速器G5，其自身內(nèi)裝有雙曲線齒輪構(gòu)造、并通過與馬達(dá)以及T/D組合，由此而構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)由T/D的第1級減速+由雙曲線齒輪構(gòu)造的第2級減速的驅(qū)動裝置GM5。
(6)構(gòu)成驅(qū)動裝置GM6的蝸桿式齒輪減速器G6，其自身內(nèi)裝有蝸桿式齒輪構(gòu)造、并通過與馬達(dá)以及T/D組合，由此而構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)由T/D的第1級減速+由蝸桿齒輪構(gòu)造的第2級減速的驅(qū)動裝置GM6。
這里，如圖2中放大所示，構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)由T/D的1級減速的驅(qū)動裝置GM1的輸出機(jī)構(gòu)部G1是由外殼11、在外殼11上通過軸承13而設(shè)置的可自由旋轉(zhuǎn)的輸出軸12、以及具有與輸出軸12的內(nèi)端相結(jié)合的支座銷101的支座100所構(gòu)成。
另外，如圖3中放大所示，構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)由T/D的2級減速的驅(qū)動裝置GM2的T/D式減速輸出機(jī)構(gòu)部G2是由外殼21、在外殼21上通過軸承23而設(shè)置的可自由旋轉(zhuǎn)的輸出軸22、輸出側(cè)與該輸出軸22相結(jié)合的而成為后段減速部的T/D24、以及具有與該T/D24的輸入側(cè)相結(jié)合的支座銷101的支座100所構(gòu)成。
另外，如圖4中放大所示，構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)由T/D的1級減速+由搖動內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造的2級減速的驅(qū)動裝置GM3的搖動內(nèi)嚙合行星齒輪減速器G3，是由外殼31、在外殼31上通過軸承33而設(shè)置的可自由旋轉(zhuǎn)的輸出軸32、輸出側(cè)與該輸出軸32相結(jié)合的搖動內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造34、以及具有與該搖動內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造34的輸入側(cè)相結(jié)合的支座銷101的支座100所構(gòu)成。
另外，如圖5中放大所示，構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)由T/D的1級減速+由錐齒輪構(gòu)造的2級減速的驅(qū)動裝置GM4的錐形齒輪減速器G4，是由外殼41、在外殼41上通過軸承而設(shè)置的可自由旋轉(zhuǎn)的輸出軸42、與該輸出軸42相結(jié)合的錐齒輪44、與該錐齒輪44相嚙合的小齒輪45、以及具有與該小錐齒輪45相結(jié)合的支座銷101的支座100所構(gòu)成。
另外，如圖6中放大所示，構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)由T/D的1級減速+由雙曲線齒輪構(gòu)造的2級減速的驅(qū)動裝置GM5的雙曲線齒輪減速器G5，是由外殼51、在外殼51上通過軸承而設(shè)置的可自由旋轉(zhuǎn)的輸出軸52、與該輸出軸52相結(jié)合的雙曲線齒輪54、與該雙曲線齒輪54相嚙合的雙曲線小齒輪55、以及具有與該雙曲線小齒輪55相結(jié)合的支座銷101的支座100所構(gòu)成。
另外，如圖7中放大所示，構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)由T/D的1級減速+由蝸桿齒輪構(gòu)造的2級減速的驅(qū)動裝置GM6的蝸桿齒輪減速器G6，是由外殼61、在外殼61上通過軸承而設(shè)置的可自由旋轉(zhuǎn)的輸出軸62、與該輸出軸62相結(jié)合的小齒輪64、與該小齒輪64相嚙合的蝸桿齒輪65、以及具有與該蝸桿齒輪65相結(jié)合的支座銷101的支座100所構(gòu)成。
另外，對于外殼在圖示例中所示的是帶有支腳類型(具有與輸出軸平行的安裝面)的部件，根據(jù)需要也可以準(zhǔn)備凸緣類型(具有與輸出軸為直角的安裝面)的部件。
另外，在T/D(驅(qū)動主動輪)部的選擇群ST/D中，在多個的每個框號中都準(zhǔn)備了變速比不同的多個的輪組合(環(huán)輪、行星輪、中心輪的組合＝簡單行星輪部＝T/D部120)。
另外，在馬達(dá)部的選擇群SM中，準(zhǔn)備了三相馬達(dá)、帶制動三相馬達(dá)、單相馬達(dá)、變頻用(inverter)馬達(dá)等多個種類的馬達(dá)。如圖8所示，根據(jù)場合，也有另外準(zhǔn)備大型的馬達(dá)群的情況。
另外，馬達(dá)附帶有輸出軸周圍蓋110A、110B(馬達(dá)的前端外殼)，相對該蓋110A、110B(恰好如同被該蓋110包住)而組裝構(gòu)成T/D部120的輪組合(環(huán)輪、行星輪、中心輪的組合)。由此，能夠構(gòu)成與馬達(dá)為一體化T/D機(jī)構(gòu)，在固定于馬達(dá)的通用的蓋110上選擇并組裝多個T/D，由此而能構(gòu)成中速馬達(dá)群SMC。即，對于同形的馬達(dá)(無論何種類)，準(zhǔn)備一種前述蓋110A、110B，可與多個T/D連接共用。
T/D機(jī)構(gòu)(簡單行星輪機(jī)構(gòu))是以中心輪121、在該中心輪121周圍滾動接觸的行星輪122、與該行星輪122內(nèi)接觸的環(huán)輪123為主體而構(gòu)成，在設(shè)于馬達(dá)前部的蓋110裝入構(gòu)成該簡單行星輪部的三種輪121、122、123，這樣就構(gòu)成了簡單行星輪機(jī)構(gòu)。
這里，對于具有同形的簡單行星輪部的簡單行星輪機(jī)構(gòu)，通過輸出行星輪122的公轉(zhuǎn)成分的支座100，在其輸出側(cè)能夠從前述準(zhǔn)備的多個種類的齒輪部中選擇·連結(jié)任意的輸出機(jī)構(gòu)部(主要為減速器)。
另外，多種T/D部120將環(huán)輪123作為相同直徑，而改變行星輪122與中心輪121的徑比，從而可準(zhǔn)備具有不同變速比的多種類型，能夠進(jìn)一步擴(kuò)大使用者選擇的范圍(以圖1的T/D表的橫軸為基礎(chǔ)展開)。
另外，T/D部120準(zhǔn)備有多個不同的框號，而且，把T/D部120與準(zhǔn)備的多種馬達(dá)設(shè)定為具有相同的連接尺寸，而且，將T/D部120與準(zhǔn)備的多種齒輪部也具有相同的連接尺寸，這樣，以各自框號的T/D部120為中心，就可以展開具有(不同框號的)馬達(dá)部、齒輪部的驅(qū)動裝置的系列。這樣就能夠進(jìn)一步擴(kuò)大使用者的選擇(以圖1的T/D表的縱軸為基礎(chǔ)展開)。
這樣，將T/D部準(zhǔn)備為行列，就可以進(jìn)一步擴(kuò)大在系列整體使用后的選擇范圍。
其次，參照放大圖2～圖7，更詳細(xì)地說明在該系列中可能構(gòu)成的驅(qū)動裝置(帶減速器馬達(dá))的各例。
圖2是實(shí)現(xiàn)由T/D的1級減速的驅(qū)動裝置GM1的構(gòu)成圖。
該驅(qū)動裝置GM1是由下述構(gòu)件一體化組合而成，從馬達(dá)部的選擇群SM中選擇的馬達(dá)M1、馬達(dá)的輸出軸周圍的蓋110、從T/D部的選擇群ST/D中所選擇的且組裝在蓋110的T/D部120、以及通過蓋110而與馬達(dá)M1結(jié)合的輸出機(jī)構(gòu)部G1。
在構(gòu)成該驅(qū)動裝置GM1時，在馬達(dá)M1的前端固定蓋110，而且在蓋110前面的凹部111的內(nèi)周部用螺栓112固定環(huán)輪123，該環(huán)輪123是T/D部的一個元件。另外，在環(huán)輪123的內(nèi)周配置3～4個行星輪122，在行星輪122的內(nèi)側(cè)配置中心輪121，將該中心輪121與馬達(dá)的輸出軸M1s的端部結(jié)合。
在該階段構(gòu)成中速馬達(dá)MC。
即，因?yàn)橛肨/D部120能夠?qū)ⅠR達(dá)輸出軸M1s的高速旋轉(zhuǎn)減速而輸出，所以，后面通過輸出行星輪122公轉(zhuǎn)的支座100而與齒輪傳動裝置連接，這樣就可以將此實(shí)質(zhì)上作為中速馬達(dá)MC1來使用。這種情況下，如前所述，因?yàn)門/D部120的減速比可從已準(zhǔn)備的多個中自由選擇，所以，可以準(zhǔn)備減速比不同的中速馬達(dá)MC系列。
如上所述，把T/D部120組裝入馬達(dá)M1的前端蓋110之后，設(shè)在輸出機(jī)構(gòu)部G1的支座100的支座銷101通過內(nèi)輥(包住支座銷101，在支座銷101與行星輪122之間的圓筒狀的促使滑動部件)101A而與各行星輪122配合。同時，用螺栓19將外殼11與結(jié)合在馬達(dá)M1前端的蓋110連結(jié)。這樣，構(gòu)成了驅(qū)動裝置GM1。
在該驅(qū)動裝置GM1，由T/D部120將馬達(dá)M1的高速旋轉(zhuǎn)降為中速旋轉(zhuǎn)，然后，直接從輸出軸12輸出。
即，當(dāng)馬達(dá)M1的主軸M1s旋轉(zhuǎn)時，該旋轉(zhuǎn)傳遞至T/D部120的中心輪121，使行星輪122旋轉(zhuǎn)。這里，因?yàn)樾行禽?22與固定的環(huán)輪123相接觸，所以，行星輪122沿環(huán)輪123的內(nèi)周作自轉(zhuǎn)·公轉(zhuǎn)運(yùn)動，其公轉(zhuǎn)運(yùn)動通過支座100而從輸出機(jī)構(gòu)部G1的輸出軸12輸出。
因?yàn)檫@種情況的驅(qū)動裝置GM1不是使用齒輪減速器，所以，可以實(shí)現(xiàn)T/D特征的低噪音、低振動。另外，減速比可以根據(jù)T/D部120的選定方式而進(jìn)行各種各樣的改變。
另外，支座100是通過花鍵18而與輸出機(jī)構(gòu)部G1的輸出軸12的內(nèi)端相結(jié)合，所以，可以根據(jù)行星輪122公轉(zhuǎn)半徑的大小而隨時更換支座100。
其次，圖3是實(shí)現(xiàn)由T/D的2級減速的驅(qū)動裝置GM2的構(gòu)成圖。
該驅(qū)動裝置GM2是由下述構(gòu)件一體化組合而成，從馬達(dá)部的選擇群SM中選擇的馬達(dá)M1、馬達(dá)的輸出軸周圍的蓋110、從T/D部的選擇群ST/D中所選擇的且組裝在蓋110的T/D部120、以及通過蓋110而與馬達(dá)M1結(jié)合的T/D式減速輸出機(jī)構(gòu)部G2。
這里，至前述的中速馬達(dá)MC部分的構(gòu)成相同，不同點(diǎn)是T/D式減速輸出機(jī)構(gòu)部G2在輸出側(cè)的組合方面，因此僅說明不同點(diǎn)。
T/D式減速輸出機(jī)構(gòu)部G2中的T/D24是由下述構(gòu)件組成中心輪24A、在其外周滾動接觸的行星輪24B、行星輪24B在其自身的內(nèi)周滾動接觸的環(huán)輪24C、將行星輪24B的公轉(zhuǎn)輸出的帶有支座銷24D的支座24E，該支座24E與輸出軸22的后端形成為一體，把前段的T/D部120的行星輪122的公轉(zhuǎn)輸出的支座100通過花鍵28而與中心輪24A結(jié)合。
在構(gòu)成該驅(qū)動裝置GM2時，首先，在構(gòu)成前述的中速馬達(dá)MC之后，將設(shè)在T/D式減速輸出機(jī)構(gòu)部G2支座100上的支座銷101，通過內(nèi)輥101A而與各行星輪122配合。同時，用螺栓29將外殼21與環(huán)輪24C連結(jié)、而且與馬達(dá)M1的前端相結(jié)合的蓋110連結(jié)。這樣，構(gòu)成了驅(qū)動裝置GM2。
在該驅(qū)動裝置GM2，馬達(dá)M1的高速旋轉(zhuǎn)通過第1級減速部的T/D部120而降至中速旋轉(zhuǎn)，之后輸入至T/D式減速機(jī)構(gòu)部G2，由同一輸出機(jī)構(gòu)部G2內(nèi)的T/D24進(jìn)一步減速，之后由輸出軸22輸出。
即，當(dāng)馬達(dá)M1的輸出軸M1s旋轉(zhuǎn)時，在T/D部120被降至中速的旋轉(zhuǎn)被輸入到作為T/D式減速機(jī)構(gòu)部G2的輸入部件的中心輪24A。然后，由于中心輪24A的旋轉(zhuǎn)，使行星輪24B旋轉(zhuǎn)。這里，因?yàn)樾行禽?4B與固定的環(huán)輪24C相接觸，所以，行星輪24B沿環(huán)輪24C的內(nèi)周作自轉(zhuǎn)·公轉(zhuǎn)運(yùn)動，其公轉(zhuǎn)運(yùn)動通過支座24E而從輸出軸22輸出。
該場合的驅(qū)動裝置GM2，與前述例相同，因?yàn)椴皇鞘褂谬X輪減速器，所以，能夠?qū)崿F(xiàn)T/D特征的低噪音、低振動。另外，通過第1級的T/D部120所選定的方式、以及第2級的T/D24所選定的方式可以將減速比進(jìn)行各種變換。
其次，圖4是實(shí)現(xiàn)由T/D的第1級減速+由搖動內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造的第2級減速的驅(qū)動裝置GM3的構(gòu)成圖。
該驅(qū)動裝置GM3是由下述構(gòu)件一體化組合而成，從馬達(dá)部的選擇群SM中選擇的馬達(dá)M1、馬達(dá)的輸出軸周圍的蓋110、從T/D部的選擇群ST/D中所選擇的且組裝在蓋110的T/D部120、以及通過蓋110而與馬達(dá)M1結(jié)合的搖動內(nèi)嚙合行星齒輪減速器G3。
這里，至前述的中速馬達(dá)MC部分的構(gòu)成相同，不同點(diǎn)是搖動內(nèi)嚙合行星齒輪減速器G3在輸出側(cè)的組合方面，所以，僅說明不同點(diǎn)。
搖動內(nèi)嚙合行星齒輪減速器G3中的搖動內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造34是由下述構(gòu)件組成輸入軸34A、設(shè)在輸入軸34A外周的偏心體34B、通過軸承34C而配合在偏心體34B外周的外齒齒輪34D、與外齒齒輪34D內(nèi)嚙合的內(nèi)齒齒輪34E、帶有支座銷34F的支座34G，該支座銷34F僅輸出外齒齒輪34D的自轉(zhuǎn)，該支座34G與輸出軸32的后端形成一體，把前段的T/D部120的行星輪122的公轉(zhuǎn)輸出的支座100通過花鍵38而與輸入軸34A結(jié)合。
在構(gòu)成該驅(qū)動裝置GM3時，首先，在構(gòu)成前述的中速馬達(dá)MC之后，將設(shè)在搖動內(nèi)嚙合行星齒輪減速器G3支座100的支座銷101，通過內(nèi)輥101A而與各行星輪122配合。同時，用螺栓39將外殼31與內(nèi)齒齒輪34E連結(jié)、而且與馬達(dá)M1的前端相結(jié)合的蓋110連結(jié)。這樣，構(gòu)成了驅(qū)動裝置GM3。
在該驅(qū)動裝置GM3，馬達(dá)M1的高速旋轉(zhuǎn)通過第1級減速部的T/D部120而降至中速旋轉(zhuǎn)，之后輸入至搖動內(nèi)嚙合行星齒輪減速器G3，由同一搖動內(nèi)嚙合行星齒輪減速器G3內(nèi)的搖動內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造34進(jìn)一步大幅減速，之后由輸出軸32輸出。
即，當(dāng)馬達(dá)M1的主軸M1s旋轉(zhuǎn)時，其旋轉(zhuǎn)在T/D部120被降至中速，然后被輸入到作為搖動內(nèi)嚙合行星齒輪減速器G3輸入部件的外齒齒輪34D。因?yàn)橥恺X齒輪34D與內(nèi)齒齒輪34E嚙合，所以，輸入的旋轉(zhuǎn)動力作為外齒齒輪34E的自轉(zhuǎn)部分被輸出，并傳遞至輸出軸32。
該場合的驅(qū)動裝置GM3，雖然作為輸出機(jī)構(gòu)部而結(jié)合的搖動內(nèi)嚙合行星齒輪減速器G3其構(gòu)造本身由于外齒齒輪34D的偏心旋轉(zhuǎn)而容易產(chǎn)生振動及噪音，但如前所述，由于存在T/D部120，所以作為整體，可以超出預(yù)想地大幅度地減小噪音及振動。
其次，圖5是實(shí)現(xiàn)由T/D的第1級減速+由錐齒輪構(gòu)造的第2級減速的驅(qū)動裝置GM4的構(gòu)成圖。
該驅(qū)動裝置GM4是由下述構(gòu)件一體化組合而成，從馬達(dá)部的選擇群SM中選擇的馬達(dá)M1、馬達(dá)的輸出軸周圍的蓋110、從T/D部的選擇群ST/D中所選擇的且組裝在蓋110的T/D部120、以及通過蓋110而與馬達(dá)M1結(jié)合的錐齒輪減速器G4。
這里，至前述的中速馬達(dá)MC部分的構(gòu)成相同，不同點(diǎn)是錐齒輪減速器G4在輸出側(cè)的組合方面，所以，僅說明不同點(diǎn)。
在錐齒輪減速器G4的外殼41安裝可分別旋轉(zhuǎn)的且相互垂直的輸入軸46和輸出軸42，在輸入軸46的一端形成小錐齒輪45，把T/D部120的行星輪122的公轉(zhuǎn)輸出的支座100通過花鍵48而與輸入軸46的另一端結(jié)合。另外，將與小錐齒輪45嚙合的錐齒輪44固定于輸出軸42。
在構(gòu)成該驅(qū)動裝置GM4時，首先，在構(gòu)成前述的中速馬達(dá)MC之后，將設(shè)在錐齒輪減速器G4支座100上的支座銷101，通過內(nèi)輥101A而與各行星輪122配合。同時，用螺栓49將外殼41與馬達(dá)M1的前端相結(jié)合的蓋110連結(jié)。這樣，構(gòu)成了驅(qū)動裝置GM4。
在該驅(qū)動裝置GM4，馬達(dá)M1的高速旋轉(zhuǎn)通過第1級減速部的T/D部120而降至中速旋轉(zhuǎn)，之后輸入至錐齒輪減速器G4，由于同錐齒輪減速器G4內(nèi)的小錐齒輪45與錐齒輪44的嚙合而進(jìn)一步大幅減速，之后由輸出軸42輸出。
該場合的驅(qū)動裝置GM4，雖然作為輸出機(jī)構(gòu)部而結(jié)合的錐齒輪減速器G4本身是容易產(chǎn)生振動及噪音的構(gòu)造，但由于存在T/D部120，所以，作為整體減小了噪音及振動。
另外，在使用錐齒輪減速器G4的系列中，與前段的T/D部120結(jié)合，包括了達(dá)到1/3～1/60范圍總減速比的減速器。在該領(lǐng)域內(nèi)，特別是較高領(lǐng)域，以往如果不是雙曲線齒輪構(gòu)造，則是很難實(shí)現(xiàn)的領(lǐng)域，但根據(jù)本發(fā)明，能夠用錐齒輪來代替，可以大幅度降低成本。另外，雖然錐齒輪式的齒輪構(gòu)造一般要比雙曲線式噪音大，但在本發(fā)明中，因?yàn)閷?shí)現(xiàn)了由簡單行星輪的『中速馬達(dá)』，所以，在噪音方面也不會有特別問題。
其次，圖6是實(shí)現(xiàn)由T/D的第1級減速+由雙曲線齒輪構(gòu)造的第2級減速的驅(qū)動裝置GM5的構(gòu)成圖。
該驅(qū)動裝置GM5是由下述構(gòu)件一體化組合而成，從馬達(dá)部的選擇群SM中選擇的馬達(dá)M1、馬達(dá)的輸出軸周圍的蓋110、從T/D部的選擇群ST/D中所選擇的且組裝在蓋110的T/D部120、以及通過蓋110而與馬達(dá)M1結(jié)合的雙曲線齒輪減速器G5。
這里，至前述的中速馬達(dá)MC部分的構(gòu)成相同，不同點(diǎn)是雙曲線齒輪減速器G5在輸出側(cè)的組合方面，所以，僅說明不同點(diǎn)。
在雙曲線齒輪減速器G5的外殼51安裝可分別旋轉(zhuǎn)的且相互垂直的輸入軸56和輸出軸52。這種情況下，輸入軸56配置的軸線對于與通過輸出軸52中心的輸出軸52相垂直的線偏離一定距離，在輸入軸56的一端形成雙曲線小齒輪55，把T/D部120的行星輪122的公轉(zhuǎn)輸出的支座100通過花鍵48而與輸入軸56的另一端結(jié)合。另外，將與雙曲線小齒輪55嚙合的雙曲線齒輪54固定于輸出軸52。
在構(gòu)成該驅(qū)動裝置GM5時，首先，在構(gòu)成前述的中速馬達(dá)MC之后，將設(shè)在雙曲線齒輪減速器G5支座100上的支座銷101，通過內(nèi)輥101A而與各行星輪122配合。同時，用螺栓59將外殼51與馬達(dá)M1的前端相結(jié)合的蓋110連結(jié)。這樣，構(gòu)成了驅(qū)動裝置GM5。
在該驅(qū)動裝置GM5，馬達(dá)M1的高速旋轉(zhuǎn)通過第1級減速部的T/D部120而降至中速旋轉(zhuǎn)，之后輸入至雙曲線式齒輪減速器G5，由于同一雙曲線式齒輪減速器G5內(nèi)的雙曲線小齒輪55與雙曲線齒輪54的嚙合，進(jìn)一步大幅減速，之后由輸出軸52輸出。
該場合的驅(qū)動裝置GM5中的作為輸出機(jī)構(gòu)部而結(jié)合的雙曲線式齒輪減速器G5，其本身是不大產(chǎn)生振動及噪音的構(gòu)造，而且由于存在T/D部120，所以實(shí)現(xiàn)了作為整體進(jìn)一步減小噪音及振動的驅(qū)動裝置。
其次，圖7是實(shí)現(xiàn)由T/D的第1級減速+由蝸桿式齒輪構(gòu)造的第2級減速的驅(qū)動裝置GM6的構(gòu)成圖。
該驅(qū)動裝置GM6是由下述構(gòu)件一體化組合而成，從馬達(dá)部的選擇群SM中選擇的馬達(dá)M1、馬達(dá)的輸出軸周圍的蓋110、從T/D部的選擇群ST/D中所選擇的且組裝在蓋110的T/D部120、以及通過蓋110而與馬達(dá)M1結(jié)合的蝸桿式齒輪減速器G6。
這里，因?yàn)橹燎笆龅闹兴亳R達(dá)MC部分的構(gòu)成相同，不同點(diǎn)是蝸桿式齒輪減速器G6在輸出側(cè)的組合方面，所以，僅說明不同點(diǎn)。
在蝸桿式齒輪減速器G6的外殼61安裝可旋轉(zhuǎn)的輸出軸62，在該輸出軸62固定蝸輪64。另外，設(shè)置可自由旋轉(zhuǎn)的輸入軸66，該輸入軸66具有與蝸輪64相嚙合的蝸桿小齒輪65，把T/D部120的行星輪122的公轉(zhuǎn)輸出的支座100通過花鍵68而與輸入軸66的一端結(jié)合。
在構(gòu)成該驅(qū)動裝置GM6時，首先，在構(gòu)成前述的中速馬達(dá)MC之后，將設(shè)在蝸桿式齒輪減速器G6支座100上的支座銷101，通過內(nèi)輥101A而與各行星輪122配合。同時，用螺栓69將外殼51與馬達(dá)M1的前端相結(jié)合的蓋110連結(jié)。這樣，構(gòu)成了驅(qū)動裝置GM6。
在該驅(qū)動裝置GM6，馬達(dá)M1的高速旋轉(zhuǎn)通過第1級減速部的T/D部120而降至中速旋轉(zhuǎn)，之后輸入至蝸桿式齒輪減速器G6，由于同一蝸桿式齒輪減速器G6內(nèi)的蝸桿小齒輪65與蝸桿齒輪64的嚙合，進(jìn)一步大幅減速，之后由輸出軸62輸出。
該場合的驅(qū)動裝置GM6中的作為輸出機(jī)構(gòu)部而結(jié)合的蝸桿式齒輪減速器G6，其本身是不大產(chǎn)生振動及噪音的構(gòu)造，而且由于存在T/D部120，所以作為整體進(jìn)一步減小了噪音及振動。
其次，作為客觀地表示本發(fā)明有效性的數(shù)據(jù)，對于上述本發(fā)明實(shí)施形式的驅(qū)動裝置所實(shí)施的噪音測定試驗(yàn)的結(jié)果予以說明。
這里，作為本發(fā)明驅(qū)動裝置的試件，是使用組裝噪音程度最高的搖動內(nèi)嚙合行星齒輪減速器G3的驅(qū)動裝置GM3而進(jìn)行的試驗(yàn)，為了比較，對其它多種齒輪傳動馬達(dá)也進(jìn)行了同樣的測定試驗(yàn)。
測定試驗(yàn)所使用的齒輪傳動馬達(dá)有6種，全都具有馬達(dá)和2級減速部。即，對于馬達(dá)，與作為第1級的減速部，包括比較例，6種減速部連結(jié)，而作為第2級減速部，全部都與搖動內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造連結(jié)。
作為各試件(a)～(f)，準(zhǔn)備的齒輪傳動馬達(dá)為如下的構(gòu)造，為簡略起見，使用符號在圖9表示各類型的齒輪傳動馬達(dá)的機(jī)構(gòu)部分的組合。
這里使用的符號所表示的意思是M …馬達(dá)C …搖動內(nèi)嚙合行星齒輪類型F …分配軸類型P …簡單行星類型G …齒輪類型T/D…輪摩擦傳動類型其它C1 …搖動內(nèi)嚙合行星齒輪類型的減速段(后段側(cè)＝第2級)C2 …搖動內(nèi)嚙合行星齒輪類型的減速段(前段側(cè)＝第1級)F(G) …分配軸類型中齒輪式的減速段F(T/D) …分配軸類型中摩擦傳動輪式的減速段P(G) …行星類型中齒輪式的減速段P(T/D) …行星類型中摩擦輪式的減速段A …行星輪的保持類型(1)
B …行星輪的保持類型(2)[試驗(yàn)使用的齒輪傳動馬達(dá)的類型]對于各類型的試件(a)～(f)的齒輪傳動馬達(dá)，以符號表示如下(a)試件 …「C1+C2+M」(b)試件 …「C1+F(G)+M」(c)試件 …「C1+F(T/D)+M」(d)試件 …「C1+P(G)+M」(e)試件 …「C1+P(T/D)A+M」(f)試件 …「C1+P(T/D)B+M」在這些試件中，(a)～(d)是作為比較例而準(zhǔn)備的齒輪傳動馬達(dá)，(e)～(f)是本發(fā)明實(shí)施形式的齒輪傳動馬達(dá)。
(a)試件「C1+C2+M」的齒輪傳動馬達(dá)是如圖19所示類型的齒輪傳動馬達(dá)600。該齒輪傳動馬達(dá)600，在第1級的減速部具有搖動內(nèi)嚙合行星齒輪機(jī)構(gòu)601(C2)，在第2級的減速部具有搖動內(nèi)嚙合行星齒輪機(jī)構(gòu)602(C1)。而且，馬達(dá)(M)603的軸利用花鍵605與第1級的搖動內(nèi)嚙合行星齒輪機(jī)構(gòu)601的輸入軸浮動結(jié)合，而第1級的搖動內(nèi)嚙合行星齒輪機(jī)構(gòu)601的輸出軸利用花鍵604與第2級的搖動內(nèi)嚙合行星齒輪機(jī)構(gòu)602的輸入軸浮動結(jié)合。
(b)試件「C1+F(G)+M」的齒輪傳動馬達(dá)是如圖20所示類型的齒輪傳動馬達(dá)700。該齒輪傳動馬達(dá)700是將圖17的「摩擦輪(中心輪511和分配輪512)」置換為「齒輪(中心齒輪711和分配齒輪712)」的馬達(dá)。即，該齒輪傳動馬達(dá)700的構(gòu)成是在分配軸類型的搖動內(nèi)嚙合行星齒輪機(jī)構(gòu)(C1)751的分配軸703，利用由中心齒輪711與分配齒輪712組成的齒輪傳動機(jī)構(gòu)752[F(G)]來進(jìn)行輸入旋轉(zhuǎn)。將中心齒輪711設(shè)在端部的輸入軸702利用花鍵與馬達(dá)753(M)的軸701結(jié)合。
(c)試件「C1+F(T/D)+M」的齒輪傳動馬達(dá)是如圖17所示的以往類型的齒輪傳動馬達(dá)500。該齒輪傳動馬達(dá)500是利用在分配軸的摩擦輪類型的傳動機(jī)構(gòu)[F(T/D)]來進(jìn)行輸入旋轉(zhuǎn)。
(d)試件「C1+P(G)+M」的齒輪傳動馬達(dá)是如圖21所示類型的齒輪傳動馬達(dá)800。該齒輪傳動馬達(dá)800，在第1級減速部具有行星齒輪機(jī)構(gòu)801[P(G)]，在第2級減速部具有搖動內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造802(C1)，行星齒輪機(jī)構(gòu)801的輸入軸與馬達(dá)M的輸出軸的連結(jié)部805、以及行星齒輪機(jī)構(gòu)801的輸出軸與搖動內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造802的輸入軸的連結(jié)部804均形成浮動結(jié)合的構(gòu)造。
(e)試件「C1+P(T/D)A+M」的齒輪傳動馬達(dá)是類似圖4的本發(fā)明類型的驅(qū)動裝置的齒輪傳動馬達(dá)。該齒輪傳動馬達(dá)在第1級具有簡單行星輪機(jī)構(gòu)(T/D)，而且，是利用設(shè)在支座的定位器來將行星輪的公轉(zhuǎn)部分進(jìn)行輸出的類型。
(f)試件「C1+P(T/D)B+M」的齒輪傳動馬達(dá)是類似圖4的本發(fā)明類型的驅(qū)動裝置的齒輪傳動馬達(dá)。該齒輪傳動馬達(dá)在第1級具有簡單行星輪機(jī)構(gòu)(T/D)，而且，是利用設(shè)在支座的銷來將行星輪的公轉(zhuǎn)部分進(jìn)行輸出的類型。
測定試驗(yàn)條件及方法如下(1)測定在無載荷的情況與100％負(fù)荷的情況下進(jìn)行。
(2)試運(yùn)轉(zhuǎn)是在任何潤滑方式下、右旋轉(zhuǎn)2分鐘、左旋轉(zhuǎn)2分鐘，在測定前無負(fù)荷時進(jìn)行的。
(3)測定時的旋轉(zhuǎn)方向在左右兩個方向進(jìn)行。
(4)在距離齒輪傳動馬達(dá)的上方、左側(cè)、右側(cè)、低速軸的前、以及馬達(dá)之后的各表面的1m(除去突起物的1m)距離的5處，設(shè)置傳聲器來進(jìn)行測定。
(5)轉(zhuǎn)換傳聲器旋鈕，用精密噪音測定計在每一處讀取數(shù)據(jù)來進(jìn)行測定。
(6)測定場所在隔音室。
(7)安裝在設(shè)置條件嚴(yán)格的低剛性的輕型支架上。另外，一部是安裝在FC底板(鑄鐵)上而實(shí)施測定。支架或底板的上面與試件機(jī)械兩者之間均不留空間。
(8)用普羅尼制動功率計設(shè)定負(fù)荷。
(9)測聽修正作為A特性。
(10)FFT分析噪音計的輸出，測定噪音頻譜。此時的取樣方法為32次SUM(平均化處理)。

在圖10的表中以數(shù)值表示噪音測定結(jié)果，100％負(fù)荷時的噪音量的區(qū)別在圖11以曲線表示。另外，噪音頻譜分析結(jié)果在圖12～圖15中表示。
從該測定試驗(yàn)結(jié)果，可觀察到如下情況。
(1)首先，以(a)的齒輪傳動馬達(dá)的情況為基準(zhǔn)來看，(b)的分配類型的齒輪式的齒輪傳動馬達(dá)比(a)的噪音高。這可以認(rèn)為是分配類型的原因，由于振動通過分配軸而相互傳遞，所以，整體產(chǎn)生了共振。
(2)其次，在分配類型中，當(dāng)分配類型傳動方式為摩擦輪形式的(c)類型時，可看出比(b)的噪音低。這可以認(rèn)為是因?yàn)樵谀Σ凛喌慕佑|面的振動吸收作用起到了效果。但是，即使在使用摩擦輪的場合，與(a)類型也沒有大的差別。這意味著只是簡單使用摩擦輪還未必肯定能得到減小噪音的效果。
(3)其次，分析在前段使用(d)的行星齒輪機(jī)構(gòu)的齒輪傳動馬達(dá)的情況，可看出與(a)～(c)的類型相比，噪音相當(dāng)大。這可以認(rèn)為是因?yàn)樾行驱X輪機(jī)構(gòu)自身具有多處齒輪嚙合處，在多個嚙合處產(chǎn)生的振動增大了整體的噪音程度。這意味著僅通過簡單行星類型的減速部不能得到減小噪音的效果，反而會有增大噪音的情況。
(4)相對于此，分析在本發(fā)明的實(shí)施形式中所示的(e)類型和(f)類型的齒輪傳動馬達(dá)的情況，可知與其它類型相比，能夠達(dá)到很好的低噪音程度。這可以認(rèn)為主要是在簡單行星類型中，取代齒輪而使用了摩擦輪的原因。
即，可以認(rèn)為是在(d)的行星齒輪類型的齒輪傳動馬達(dá)中，因?yàn)樾行穷愋偷脑?，齒輪的嚙合處多而造成了極大的高噪音，在(e)、(f)類型的齒輪傳動馬達(dá)中，通過將其齒輪取代為摩擦輪，反而由于確保了多處摩擦接觸面，增加了噪音吸收效果而達(dá)到了整體的低噪音化。
(5)其次分析(c)類型與(e)、(f)類型的區(qū)別，(c)的分配輪類型的摩擦接觸面數(shù)可以確保與(e)、(f)類型的相同程度，但因?yàn)橐鸱峙漭S的振動(前述)，所以可認(rèn)為基本沒有降低噪音的效果。相反，(e)、(f)類型因?yàn)楹唵涡行穷愋偷脑?，不會引起無用的振動，所以認(rèn)為能夠?qū)崿F(xiàn)低噪音化。
(6)另外，將安裝方式從輕型支架作為底板的場合，(a)類型有大的變化，而(e)、(f)類型未見有大的變化。從這個事實(shí)，在(a)類型中，齒輪傳動馬達(dá)自身有相當(dāng)大的振動，所以在將此安裝在輕型支架上的場合，該輕型支架由于齒輪傳動馬達(dá)而被激振(由于共振)而產(chǎn)生大的噪音。
另外，在將此安裝在如底板類的剛性極大的強(qiáng)固基礎(chǔ)上時，由于安裝的原因該振動被抑制住，所以噪音也減小。
相對于此，在(e)、(f)類型中，齒輪傳動馬達(dá)自身的振動程度已被控制到相當(dāng)程度，所以，能夠推測出不會因?yàn)榘惭b方式的不同或是安裝基礎(chǔ)的不同而引起的噪音的差別。
該推測是否正確暫且不論，總之，(e)、(f)的本發(fā)明的場合，沒有因?yàn)榘惭b方式的不同而出現(xiàn)差別，能夠達(dá)到降低振動的效果，從這也可清楚推測是否正確?？紤]到這種齒輪傳動馬達(dá)實(shí)際上必須要安裝在具體的對象部件上，「不論對象部件如何，噪音程度均低」的結(jié)論可以說是極大的長處。
(7)從分析噪音頻譜也可知，(e)、(f)的場合與其它的(a)～(d)相比，基本是在整個頻率領(lǐng)域內(nèi)噪音程度均有降低。因此，可認(rèn)為在頻率大的范圍易于感覺的噪音、以及在頻率低的范圍易于感覺的振動均有大幅度的降低。
另外，這里表示的數(shù)據(jù)僅是與內(nèi)嚙合行星齒輪構(gòu)造的減速部的連結(jié)情況，而通過發(fā)明者的追加試驗(yàn)，確認(rèn)了在與外減速部的連結(jié)時，也可得到同樣的效果。而且，其見解成為本發(fā)明首創(chuàng)的根據(jù)。
另外，在上述實(shí)施形式中，為了確保作為齒輪傳動馬達(dá)的一體性，將T/D部120裝入馬達(dá)的蓋110中，為了隔斷在減速器與馬達(dá)之間通過蓋110而傳遞振動，也可以特意將減速器與馬達(dá)的蓋和T/D部的箱體分離后再進(jìn)行結(jié)合。這種情況，例如可以在T/D機(jī)構(gòu)箱體的兩端形成凸緣，將這些凸緣與減速器和馬達(dá)結(jié)合。
這樣，通過將外殼(包括箱體和蓋)之間的邊緣切除，就可以隔斷在減速器與馬達(dá)之間通過外殼而傳遞振動，能夠進(jìn)一步「低噪音化」。這種場合，通過在各外殼的連結(jié)部分夾入橡膠等振動吸收部件，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)阻止振動傳遞。
另外，為了避免通過外殼而向外部的振動傳遞，可以考慮將簡單行星輪機(jī)構(gòu)的環(huán)輪123不直接固定在蓋110，使兩者之間具有振動吸收部件或空間。
這樣，作為齒輪傳動馬達(dá)的整體性稍有降低，但可以在動力傳遞路徑、或在外殼間完全隔斷了減速器與簡單行星輪機(jī)構(gòu)及馬達(dá)三者。結(jié)果，具體是從能夠抑制外殼的振動方面，不僅是驅(qū)動裝置自身、而且避免與安裝機(jī)械(部件)之間的共振效果也可以進(jìn)一步提高。另外，這樣在將三者的外殼分?jǐn)嗟膱龊?，把對齒輪傳動馬達(dá)的安裝支腿設(shè)在簡單行星輪機(jī)構(gòu)的外殼，這樣能夠更進(jìn)一步抑制在安裝狀態(tài)下的向安裝部件的振動傳遞，可以更加降低噪音程度。
另外，本發(fā)明的驅(qū)動裝置由于裝入T/D部，所以通過對各輪直徑的變化的組合，能夠容易地展開具有非常多種多樣減速比的驅(qū)動裝置的系列。
即，齒輪式的減速器，因?yàn)槠錁?gòu)造上各個部件不同，經(jīng)常保存多個種類的部件，在庫成本非常高，對制造商是一個大問題。但是，因?yàn)楹唵涡行禽啓C(jī)構(gòu)，輪的直徑稍許再加工即可容易地?zé)o級變化，所以，對于更特殊的變速比的微調(diào)也有廣泛的適用范圍。
另外，在前述的各實(shí)施形式的驅(qū)動裝置GM1～GM6中，潤滑為脂潤滑，一般是分開而使用另外種類的脂潤滑的第1級的T/D部分和第2級以后的減速部的潤滑為共有。這樣，在低速段溫度上升小、消耗(氧化)少的脂可以潤滑補(bǔ)充給高速段的T/D部分。另外，關(guān)于T/D部分與齒輪式的減速器共用脂的情況，在特開平11-364225號有詳細(xì)說明。
產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)本發(fā)明的帶減速器馬達(dá)系列，利用多個簡單行星輪機(jī)構(gòu)實(shí)質(zhì)上構(gòu)成多個中速馬達(dá)群，而且，對于同形的中速馬達(dá)，因?yàn)榭梢宰杂傻剡x擇連結(jié)多種減速器，所以，通過發(fā)揮簡單行星輪機(jī)構(gòu)的減速功能，可以將減速器側(cè)的減速比所具有的范圍設(shè)定得小些而有余量，減速器的選定也能夠兼考慮成本而輕松地選擇。另外，由于在構(gòu)成中速馬達(dá)的簡單行星輪機(jī)構(gòu)中進(jìn)行第1級的減速，可以容易地擴(kuò)大帶減速器馬達(dá)的總減速比的范圍。另外，通過在簡單行星輪機(jī)構(gòu)中細(xì)微地調(diào)整減速比，能夠?qū)崿F(xiàn)減速比更豐富的變化，可以靈活而且確切地滿足使用者對減速比的要求。
另外，由于馬達(dá)與減速器之間存在簡單行星輪機(jī)構(gòu)，可以將向減速器的輸入旋轉(zhuǎn)速度設(shè)置得低些，能夠大幅度減小在減速器發(fā)生的噪音·振動程度，而且因?yàn)樵跍p速器與馬達(dá)之間傳遞的振動(具體是旋轉(zhuǎn)方向的振動以及軸向的振動)可以通過簡單行星輪機(jī)構(gòu)的輪的相互接觸而吸收，所以，能夠避免減速器與馬達(dá)之間引起的復(fù)雜的共振現(xiàn)象，可以大幅度地減小帶減速器馬達(dá)整體的振動以及噪音的程度。
權(quán)利要求
1.一種帶減速器馬達(dá)系列，其特征在于通過對馬達(dá)組合多種減速器，能夠選擇任意的帶減速器馬達(dá)，在這種帶減速器馬達(dá)系列中，準(zhǔn)備有多個簡單行星輪機(jī)構(gòu)，該行星輪機(jī)構(gòu)具備中心輪、在該中心輪周圍滾動接觸的行星輪、該行星輪內(nèi)接觸的環(huán)輪，通過在前述馬達(dá)的輸出軸周圍的蓋上選擇·連結(jié)前述多個簡單行星輪機(jī)構(gòu)，可以構(gòu)成多個中速馬達(dá)群，而且，在同形的中速馬達(dá)中，通過與行星輪的公轉(zhuǎn)同步的支座而可以選擇·連結(jié)前述多種減速器。
2.如權(quán)利要求1所述的帶減速器馬達(dá)系列，其特征在于前述多個簡單行星輪機(jī)構(gòu)的環(huán)輪為相同直徑，改變行星輪與中心輪的徑比，具有多種不同的變速比。
3.如權(quán)利要求1或2所述的帶減速器馬達(dá)系列，其特征在于前述多個簡單行星輪機(jī)構(gòu)對于前述馬達(dá)其結(jié)合尺寸相同，具有多種不同的框號。
4.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的帶減速器馬達(dá)系列，其特征在于系列中包括在前述組合的可能的多種減速器中，包含由錐齒輪的正交軸齒輪減速器，而且通過該正交軸齒輪減速器與前述簡單行星輪機(jī)構(gòu)，總減速比達(dá)到1/3～1/60的范圍的帶減速器馬達(dá)。
全文摘要
在帶減速器馬達(dá)的系列中，能夠靈活而且確切地滿足使用者對減速比的要求或是對減速器類型的要求，而且實(shí)現(xiàn)了降低噪音以及振動程度。通過對馬達(dá)組合多個種類的減速器，在能夠選擇帶有任意減速器馬達(dá)的場合，準(zhǔn)備了多個具有中心輪(121)與行星輪(122)及環(huán)輪(123)的簡單行星輪部(120)，通過在馬達(dá)的輸出軸周圍的蓋(110)選擇連結(jié)多個簡單行星輪部(120)，能夠構(gòu)成多個中速馬達(dá)群SMC，而且，在同形的中速馬達(dá)中，通過與行星輪(122)的公轉(zhuǎn)成分同步的支座(100)而可以選擇連結(jié)多種減速器。
文檔編號F16H57/02GK1394262SQ01803452
公開日2003年1月29日 申請日期2001年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月14日
發(fā)明者山崎德之, 峰岸清次, 為永淳, 兼光健一 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會社