專利名稱：小齒輪一體型電機(jī)以及門開關(guān)用齒輪電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小齒輪一體型電機(jī)以及利用該小齒輪一體型電機(jī)的門開關(guān)用齒輪電機(jī)。
背景技術(shù)：
在專利文獻(xiàn)1中，公開了圖3所述的齒輪電機(jī)GM201。
齒輪電機(jī)GM201包括小齒輪一體型電機(jī)202和減速器230。
小齒輪一體型電機(jī)202被稱為徑向間隙(radial gap)型，具有鐵芯248的電樞線圈(定子)和轉(zhuǎn)子磁鐵(轉(zhuǎn)子)244的對置間隙G2形成于電機(jī)軸204的半徑方向。
小齒輪212直切形成在電機(jī)軸204上，與減速器230所具有的齒輪216相嚙合。齒輪216被組裝到輸出軸214上。其結(jié)果，電機(jī)軸204的旋轉(zhuǎn)變換為直角方向，并且以被減速之后的狀態(tài)輸出。
在齒輪電機(jī)GM201中，如上述地小齒輪212直切形成在上述電機(jī)軸204上，這是為了以在電機(jī)軸上直接形成小齒輪的方式來減少部件個數(shù)，可提供低成本(并且小型化)的齒輪電機(jī)。
專利文獻(xiàn)1日本特開2004-266980這種在前端直切小齒輪的電機(jī)軸不僅有輸出電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力(驅(qū)動力)的作用，還兼有作為廣義的齒輪和齒輪軸的功能。
因此，對這種電機(jī)軸實施能抵抗由嚙合引起的負(fù)載和磨損的預(yù)定的熱處理。
但是，由于這些熱處理，而在電機(jī)軸上產(chǎn)生由熱帶來的“翹曲”等彎曲。
這樣的電機(jī)軸的彎曲，成為小齒輪一體型電機(jī)的旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)的原因，并成為振動、噪音的原因。特別地，對于將小齒輪一體型電機(jī)和減速器形成一體的齒輪電機(jī)，在電機(jī)軸上形成正交型小齒輪(例如錐齒輪、雙曲線齒輪、偏軸弧齒近平面齒輪(spiroid)、蝸桿等)的情況下，因為這種嚙合結(jié)構(gòu)而容易變成大的噪音。
因此，在應(yīng)用于例如門開關(guān)用齒輪電機(jī)等、被要求靜音的用途的情況下，除掉彎曲的處理(使其筆直)的工序是必不可少的。作為該處理的一個例子，有從產(chǎn)生彎曲的電機(jī)軸的半徑方向外側(cè)施加適當(dāng)?shù)膲毫Γ馆S旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動)的方法。但是，由于不能用哪里的工廠都有的普通的設(shè)備實現(xiàn)的緣故，需要時間和費(fèi)用，產(chǎn)生成本高和處理時間長的不良情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決這樣的問題而做出的，其目的在于，提供一種小齒輪一體型電機(jī)，確保低成本且短的工期，由電機(jī)軸的彎曲產(chǎn)生的振動和噪音小，特別提供一種利用了該小齒輪一體型電機(jī)的、作為門開關(guān)用最適合的齒輪電機(jī)。
本發(fā)明通過如下結(jié)構(gòu)解決了上述問題，具有一體地直切形成有小齒輪的電機(jī)軸，并且，自身的轉(zhuǎn)子和定子的對置間隙形成在上述電機(jī)軸的軸向上。
由此，可以搭載軸長短的電機(jī)軸，就算在電機(jī)軸上小齒輪以直切形成的狀態(tài)下被搭載，也可以減少伴隨熱處理的彎曲的產(chǎn)生量。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可以得到確保低成本且短的工期，并且由電機(jī)軸的彎曲產(chǎn)生的振動和噪音小的小齒輪一體型電機(jī)，以及使用了該小齒輪一體型電機(jī)的門開關(guān)用的齒輪電機(jī)。


圖1表示本發(fā)明的實施方式的一例的軸向間隙型雙曲線電機(jī)結(jié)構(gòu)的一例的圖，(A)為正截面圖，(B)為側(cè)截面圖；圖2是將上述齒輪電機(jī)用作動力傳遞裝置的門的整體結(jié)構(gòu)圖。
圖3表示現(xiàn)有的徑向間隙型雙曲線電機(jī)，(A)為正截面圖、(B)為側(cè)截面圖。
具體實施例方式
下面，根據(jù)附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明相關(guān)的實施方式的例子。
圖1是，使用了本發(fā)明實施例相關(guān)的電機(jī)的門開關(guān)用的齒輪電機(jī)GM101的結(jié)構(gòu)圖，(A)為正截面圖、(B)為側(cè)截面圖。圖2是將上述齒輪電機(jī)GM101用作帶電機(jī)動力傳遞裝置的300的、用于開關(guān)門的整體結(jié)構(gòu)圖。
齒輪電機(jī)GM101是將小齒輪一體型電機(jī)102和減速器130連結(jié)的電機(jī)，該齒輪電機(jī)GM101的輸出軸114驅(qū)動皮帶輪302，由此，通過門驅(qū)動皮帶301進(jìn)行自動門303的開關(guān)。減速器130是具有雙曲線小齒輪112和雙曲線齒輪116的一級正交型。
上述小齒輪一體型電機(jī)102的電機(jī)軸104，通過軸承136被安裝在電機(jī)箱122的端蓋122a，以及通過軸承138而被安裝在電機(jī)箱122的前蓋122c上，由兩點軸支撐。在電機(jī)箱122主體122b中央的大致靠近前蓋122c的位置，內(nèi)置有無鐵芯的電樞線圈(定子)142，印制電路板140粘著在該電樞線圈(定子)142。
在該電樞線圈142，轉(zhuǎn)子磁鐵(轉(zhuǎn)子)144以隔著對置的間隙G1從電機(jī)軸104的軸方向夾入該電樞線圈142的形式相對置。該轉(zhuǎn)子磁鐵(轉(zhuǎn)子)144通過后磁軛146而被安裝在電機(jī)軸104上，該轉(zhuǎn)子磁鐵(轉(zhuǎn)子)144的附近設(shè)有磁感應(yīng)器(霍耳集成電路、霍耳元件)148。
即，該小齒輪一體型電機(jī)102是，轉(zhuǎn)子磁鐵(轉(zhuǎn)子)144和電樞線圈142的對置間隙G1形成在電機(jī)軸104的軸方向的軸向間隙型的無鐵芯無電刷直流(DC)電機(jī)。
另外，上述雙曲線小齒輪112直切形成在電機(jī)軸104的前端。即，電機(jī)軸104兼作減速器130的輸入軸。雙曲線小齒輪112面對減速器箱120的內(nèi)部，與該減速器箱120內(nèi)的雙曲線齒輪116嚙合。雙曲線齒輪116被安裝在輸出軸114上。輸出軸114通過軸承106安裝在減速器箱120的箱主體120a上，以及通過軸承108安裝在輸出軸蓋120b上。通過這種結(jié)構(gòu)，電機(jī)軸104和輸出軸114正交。
減速器箱主體120的箱主體120a和電機(jī)箱122的前蓋122c，從開始就形成為一體。
下面說明齒輪電機(jī)GM101的作用。
由霍耳IC(霍耳集成電路)148可檢測出轉(zhuǎn)子磁鐵144的磁性，霍耳IC 148根據(jù)該檢測出的磁性得知轉(zhuǎn)子磁鐵144的旋轉(zhuǎn)位置(旋轉(zhuǎn)角度)，通過未圖示的的驅(qū)動器來(無電刷)控制供給到電樞線圈142上的電流。若這樣使得電樞線圈142通電，伴隨與此，在該電樞線圈142產(chǎn)生磁場。由于與該磁場的吸引和排斥的作用而使轉(zhuǎn)子磁鐵144以電機(jī)軸104為中心旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)通過后磁軛146而傳遞到電機(jī)軸104上，通過雙曲線小齒輪112和雙曲線齒輪116的嚙合來減速。另外，由該嚙合使旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)換90度，雙曲線齒輪116的旋轉(zhuǎn)被傳遞到輸出軸114上。
輸出軸114和帶輪302相卡合，隨著輸出軸114的旋轉(zhuǎn)，皮帶輪302也旋轉(zhuǎn)。由皮帶輪302的旋轉(zhuǎn)而使門驅(qū)動皮帶301旋轉(zhuǎn)移動，由此開關(guān)與該門驅(qū)動皮帶301連結(jié)的自動門。
在此，對于該實施方式，在電機(jī)軸104的軸向上確保電樞線圈142(定子)和轉(zhuǎn)子磁鐵(轉(zhuǎn)子)144的對置間隙G1，由此，與在半徑方向(徑向)上確保的情況相比較(參照圖3L2)，可以搭載更短軸長(L1)的電機(jī)軸。
另外，在該實施例中，不使用在小齒輪一體型電機(jī)的內(nèi)部占用了相當(dāng)?shù)捏w積的鐵芯，并且形成沒有電刷的無鐵芯無電刷電機(jī)，該電刷在軸方向上需要預(yù)定長度，由此可搭載更短軸長的電機(jī)軸104。
上述的由熱處理而產(chǎn)生的軸的彎曲，實施處理的部件(電機(jī)軸)越長(更準(zhǔn)確地說，將電機(jī)軸的全長除以電機(jī)軸的最大直徑的值越大)明顯地容易出現(xiàn)。從相反的視點來看，如果在電機(jī)上可以搭載相對于直徑軸長相對更短的電機(jī)軸(例如，如果將電機(jī)軸全長L用電機(jī)軸的最大直徑d除后所得的值可以小于等于6.0，就可以降低伴隨熱處理的電機(jī)軸的彎曲。
如果可以使伴隨熱處理的電機(jī)軸的彎曲變小，可以使消除彎曲的處理(使其筆直的處理)簡化(或者可以省略)，可以降低成本，還可以維持靜音性。
特別是在門開關(guān)中使用齒輪傳動電機(jī)的情況下，由于人們經(jīng)過(位于)正交型齒輪傳動電機(jī)的設(shè)置位置附近，所以要求高水準(zhǔn)的靜音性，因而通過降低并防止電機(jī)軸的彎曲的發(fā)生來防止振動/噪音極為有效，是最能體現(xiàn)本發(fā)明特有效果的使用方式。
另外，在上述實施例中，采用正交型的雙曲線小齒輪作為直切形成于電機(jī)軸上的小齒輪，但是除此之外，在直切形成有例如正小齒輪、斜小齒輪等小齒輪的情況下，也能得到相應(yīng)的效果。
而且，減速器不需要必須是一級減速，根據(jù)需要也可使用多級減速器。
另外，在上述實施例中，采用了無鐵芯無電刷的軸向間隙型電機(jī)，但關(guān)于無鐵芯無電刷的結(jié)構(gòu)，并不是必須的。
由此，可根據(jù)用途而靈活地提供可搭載能防止電機(jī)軸的彎曲的、軸長短的電機(jī)軸的齒輪電機(jī)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明存在作為門開關(guān)用的驅(qū)動源的利用價值。進(jìn)而，除此以外，作為必須設(shè)置于人類(以及動物)的附近而要求低振動、低噪音的驅(qū)動源的利用價值高。
權(quán)利要求
1.一種小齒輪一體型電機(jī)，其特征在于，具有一體地直切形成有小齒輪的電機(jī)軸，并且，自身的轉(zhuǎn)子和定子的對置間隙形成在上述電機(jī)軸的軸向上。
2.如權(quán)利要求1所述的小齒輪一體型電機(jī)，其特征在于，上述小齒輪為正交型小齒輪。
3.如權(quán)利要求1或2所述的的小齒輪一體型電機(jī)，其特征在于，上述小齒輪一體型電機(jī)為無鐵芯無電刷電機(jī)。
4.一種門開關(guān)用齒輪電機(jī)，其特征在于，具備小齒輪一體型電機(jī)，其具有一體地直切形成有正交型小齒輪的電機(jī)軸，并且，自身的轉(zhuǎn)子和定子的對置間隙形成在上述電機(jī)軸的軸向上；以及減速器，具備可與上述正交型小齒輪嚙合的正交型齒輪，和隨該齒輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)、可與開關(guān)門的驅(qū)動軸連結(jié)的輸出軸。
全文摘要
本發(fā)明防止、減少由電機(jī)軸的熱處理產(chǎn)生的彎曲，另外，可以防止伴隨小齒輪一體型電機(jī)的旋轉(zhuǎn)的振動/噪音，并縮短工期。通過在電機(jī)軸(104)的軸向上設(shè)置轉(zhuǎn)子(144)和定子(142)的相對置間隙(G1)，而可以搭載一體地直切形成有小齒輪(112)的、軸長短的電機(jī)軸(104)。
文檔編號H02K29/08GK1773815SQ20051011626
公開日2006年5月17日 申請日期2005年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月11日
發(fā)明者河野功, 椙原功 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會社