专利名称：双曲线齿轮传动电动机及电动机小齿轮与双曲线小齿轮的连结结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及双曲线齿轮传动电动机，特别是在形成于电动机轴上的电动机小齿轮和双曲线小齿轮的连结结构上具有特长的双曲线齿轮传动电动机。
背景技术：
包括双曲线小齿轮和双曲线齿轮的双曲线齿轮组，由于能将旋转轴的方向变为直角，因此能组装到驱动装置中而作为所谓的正交变换机构。
根据双曲线齿轮组的正交变换机构，可实现装置的小型化，与具有同样功能的蜗轮组相比效率高，而且，与锥齿轮组相比可实现低噪音、低震动的运转，且能以一级确保高的减速比。因此在特定的领域中存在很大的需求。
另一方面，在各工厂等，由于对应于近年的少量多品种生产，因此，应该根据只在需要时进行所需机械运转的请求，而要求使各个机械独立、在这种情况下可驱动的结构。因此，将收纳减速机构的齿轮箱和电动机组合为一体、能单独得到调整为最佳转矩和旋转速度的输出的所谓“齿轮传动电动机”的需求在逐渐增大。
在作为齿轮传动电动机而使用的齿轮箱中，由于成本的关系，在基本数量上，平行轴齿轮机构或者锥齿轮机构是绝对多的。因此，对应于该现象，在电动机轴上预先形成小正齿轮(平齿轮)或者螺旋小齿轮(斜齿轮)、并在该电动机轴上兼用减速器的初级(输入轴)的功能的带小齿轮的电动机也出厂很多。
可是，如前所述地，在近年的工厂中，为了实现少量多品种的制造，改组工厂内的机械设备或输送设备，改变为更合适的转矩或输送速度的“改变”被频繁进行起来。因此，例如在到此为止使用平行轴齿轮机构的机械中，将其输出轴的旋转方向变换为直角方向的请求的产生也不少。
作为能将输出轴的旋转方向变换为直角方向的齿轮传动电动机，由于存在例如专利文献1中公开的双曲线齿轮传动电动机，因此，在该情况下采用变换为这样的双曲线齿轮传动电动机的手法。
专利文献1日本专利公开公报2001-74110号但是，例如从输送系统整体来看，“齿轮传动电动机”只是其中一个部件而已。因此，能通过交换该部分来改变装置整体的规格，是考虑到其最大的长处之一。这个意义上，齿轮传动电动机可以说是始终被定位为系统中“最小单位的部件”。
虽然从大范围讲齿轮传动电动机是区分为平行轴系和正交轴系，但从这样的背景来看，以往、无论是制造方面还是销售方面，实情是各系大体上是完全分离的。例如，平行轴系的小正齿轮或螺旋小齿轮形成在电动机轴前端的电动机，通常是与平行轴系齿轮箱相组合而被使用，将此用为正交用的电动机的想法一直未曾有过。
发明内容
本发明是在这样的背景下、着眼于潜在存在的课题、并通过新颖的想法来解决该课题的，其课题是提供一种双曲线齿轮传动电动机，该双曲线齿轮传动电动机，本来可以将应该与平行轴用齿轮箱相组合而被使用的带小齿轮的电动机用为具有双曲线齿轮组的齿轮传动电动机，而且，如后所述，例如在现有的设备中，可在配置转换等时极力利用已是使用中的电动机(尚未废弃)。
另外，同时提供电动机小齿轮和双曲线小齿轮的合理的连结结构也是本发明的课题。
本发明通过一种双曲线齿轮传动电动机来解决上述课题，该双曲线齿轮传动电动机，具有在电动机轴上形成电动机小齿轮的电动机、具有双曲线小齿轮的双曲线齿轮箱，在上述双曲线小齿轮的电动机一侧的端面、形成与上述电动机小齿轮的外周部可卡合的卡合部，并在该卡合部中通过摩擦固结而连结了该双曲线小齿轮和上述电动机小齿轮。
在本发明中，小齿轮形成在电动机轴的前端，可以将以往完全没有考虑用为双曲线齿轮传动电动机的电动机的“带小齿轮的电动机”用为双曲线齿轮传动电动机的电动机。其结果，开辟了更有效地活用厂商中大量库存的带小齿轮的电动机、或者在各工厂等现正运转的带小齿轮的电动机的道路(后述)。
用于实现上述目的的本发明的具体结构为，与形成于电动机轴的电动机小齿轮的外周部可卡合的卡合部、形成在齿轮箱一侧的双曲线小齿轮的电动机一侧的端面上，并在该卡合部中通过摩擦固结而直接连结了电动机一侧的电动机小齿轮和齿轮箱一侧的双曲线小齿轮。
由于是通过摩擦固结而连结的，因此两部件能以完全贴紧·固定的状态被连结。其结果，即使是在双曲线小齿轮的性质上、不可避免的产生的轴向负荷的大小变化、或是其施加方向反转，也不会有在该固结部产生冲击音的可能。因此，基本上无需追加装配·制造上的粘结工序，也能进行再分离。关于这一点会在后面详述。
根据本发明，由于能将在现有的工厂等普遍使用的(或者在齿轮传动电动机市场上广泛存在的)带小齿轮的电动机原样地用为双曲线齿轮传动电动机的电动机，而且无论何时都能自由分离，因此，可以得到防止浪费、小型、且高度确保设计的自由度或者设计改变的自由度的双曲线齿轮传动电动机。
图1是本发明实施例涉及的双曲线齿轮传动电动机的正剖面图。
图2是沿箭头所示II-II线的该双曲线减速器的壳体(齿轮箱)的侧面图。
图3是同一夹紧环附近的放大图。
图4是图3的主要部分的放大图。
图5是本发明的其他实施例涉及的双曲线小齿轮的端部附近部分的分解立体图。
图6是表示以往的双曲线齿轮传动电动机的结构例的剖面图。
具体实施例方式
以下参照附图来说明本发明的实施例。
图1是本发明实施例涉及的双曲线齿轮传动电动机的正剖面图，图2是从电动机一侧看减速器的端面的侧面图(图1的箭头所示II-II线的视图)，图3是摩擦固结部附近的放大剖面图。
该双曲线齿轮传动电动机HGM1是将电动机M1和双曲线减速器HG1进行一体连结的。电动机M1使螺旋小齿轮(电动机小齿轮)22一体形成于其电动机轴20的前端。即，该实施例相当于在具有与双曲线齿轮(25)不啮合的小齿轮的电动机M1上形成适用本发明的新的双曲线齿轮传动电动机HGM1的例子。
双曲线减速器HG1具有，与该电动机轴20的螺旋小齿轮22相连结的双曲线小齿轮24、和与该双曲线小齿轮24相啮合的双曲线齿轮25。通过双曲线小齿轮24和双曲线齿轮25而构成双曲线减速机构26。在双曲线减速机构26的后级配置有第1、第2平行轴齿轮减速机构28、29，并在进一步减速的基础上从输出轴30得到双曲线齿轮25的旋转。
二重结构的圆筒部32A、32B沿轴向延长地被形成在双曲线减速器HG1的外壳(齿轮箱)32的电动机M1一侧。其中在内侧的圆筒部32B的更内侧配置着轴承34、34，该轴承34、34支撑上述双曲线小齿轮24并使其旋转自如。符号36、37是用于该轴承34、34和双曲线小齿轮24的轴向移动限制的止动轮。而且，为了在双曲线小齿轮24上限制轴承34、34间的轴向位置，而形成着环状的突起部24T。
如图3、图4放大所示，双曲线小齿轮24具有，在该电动机M1一侧的端面24A上插入电动机轴20的螺旋小齿轮22的凹部(卡合部)24H。
在双曲线小齿轮24上沿其轴向、从该凹部24H的外周侧到内周侧形成着狭缝24S，通过该狭缝24S的隙间变化来得到双曲线小齿轮24的凹部24H的内径Do的变化。另外，为了防止应力集中而在狭缝24S的前端24S1进行圆加工。
在双曲线小齿轮24的凹部24H的外周，在圆周方向环状地形成有台阶部44。该台阶部44的结构包括，其底部加工成比由双曲线小齿轮24的外径d1小的外径d2的平滑部44A，从该平滑部44A稍稍切入的边界部44B，和从该边界部44B立起、加工成比平滑部44A的外径d2稍大的外径d3的终端部44C。即，d2＜d3＜d1。跨过该台阶部44地配置着构成摩擦固结部件的主体的夹紧环50。但是，在对应于夹紧环50的上述终端部44C的部分50E处形成着台阶，且与该终端部44C不接触。由此，夹紧环50和双曲线小齿轮24能以平滑部44A为基准而接触。另外，边界部44B不是切入的形状也可，但难以现实地进行外径d3比外径d2稍大的加工，因此，为了缓和这个困难，最好事先加工成切入的形状。
如图2所示，夹紧环50具有在圆周方向可变窄的狭缝50A，整体成字母的“C”形。而且，在其外周50B的一部分具有用于拧进螺栓(图示略)的缺口部50C，通过拧进的螺栓可紧固该狭缝50A。通过紧固该狭缝50A，螺旋小齿轮22的外周部22A形成为从双曲线小齿轮24的凹部24H的半径方向外侧夹紧的状态。另外，在外壳32上贯通形成着用于可拧进该螺栓的剖面椭圆形的长孔32A。
夹紧环50打开时(没有通过螺栓而紧固的状态时)的内径D1，比双曲线小齿轮24的外径d1小(D1＜d1)，进而，设为也比台阶部44的终端部44C的外径d3小(D1＜d3)。
接着，说明该实施例涉及的双曲线齿轮传动电动机HGM1的作用。
双曲线小齿轮24与电动机M1的电动机轴20的螺旋小齿轮22连结时，首先将该螺旋小齿轮22插入到双曲线小齿轮24的凹部24H内。这时，夹紧环50最好当初事先卡合到台阶部44。
由于夹紧环50打开时(没有通过螺栓而紧固的状态)的内径D1，比双曲线小齿轮24的外径d1小，因此夹紧环50的该台阶部44的定位就很容易。而且，由于内径D1＜外径d3，因此预先准备好适合于双曲线小齿轮的夹紧环50，由于能装配到双曲线减速器HG1一侧，因此不仅可以省去安装处(工厂等)的夹紧环50的装配作业，而且常常是还能安装最合适的夹紧环50。而且由于该D1＜d3的关系，这样即使预先安装了夹紧环50，也能防止夹紧环50在输送的途中等从台阶部44脱离。
另外，由于夹紧环50的内径D1被设为比比台阶部44的终端部44C的外d3还小，因此夹紧环50向台阶部44的设置就在对夹紧环50扩大一些的状态下进行。
通过紧固夹紧环50的图中未示出的螺栓，在该夹紧环50的狭缝50A的间隙变窄时，螺旋小齿轮22的外周部22A就从双曲线小齿轮24的凹部24H的半径方向外侧夹紧，22、24两者就被摩擦固结。
在使用这种双曲线齿轮传动电动机HGM1的用途中，频繁进行电动机轴20的旋转的加速、减速、停止的情况很多，但是在本实施例涉及的连结结构中，电动机轴20和双曲线小齿轮24，不管在轴向上还是在旋转方向上都能被完全一体化。因此，螺旋小齿轮22的功能被完全限制住，根本不必担心产生在一般的连接器等中存在的不希望的情况(例如反转时松动打击声的产生、间隙的产生等)，而且，也不必担心会在接触部上产生微振磨损。进而，在一次装配后的再分离也是很容易的。
另外，本发明的性质上不特别拘束于电动机小齿轮的形状。例如，电动机小齿轮无论是小正齿轮、还是螺旋小齿轮、或是蜗轮小齿轮，都没问题可以适用。进而，即使是小锥齿轮，在对卡合部的形状或摩擦固结部的结构精心设计后也是可以处理的。作为将本发明适用于形成小锥齿轮的电动机中的情况，在迄今为止要求低噪音、或低振动的运转时，考虑将正交变换机构从锥齿轮组升级为双曲线齿轮组的情况等。即使在该情况下，也可以一如既往地使用现有的带小锥齿轮的电动机。
进而，本发明的电动机小齿轮是双曲线小齿轮时，也能有效地适应。例如，到此为止使用起双曲线小齿轮形成在电动机轴上的专用的双曲线齿轮传动电动机，但是随着事情的变化想改变其减速比的要求产生时，通过适用本发明，在一如既往地使用现有的(带双曲线小齿轮的)电动机的同时，可以得到具有期望的减速比的双曲线齿轮传动电动机。
本发明通过“摩擦固结”将电动机小齿轮和双曲线小齿轮连结，因而也就得到了基本上不用管形成在电动机轴侧的小齿轮的形状的优点。
而且，在上述实施例中，采用这样的结构，即，形成凹部24H而作为应形成在双曲线小齿轮24的电动机M1侧的端面的卡合部、并将电动机轴20的前端插入到该凹部24H中，但在本发明中，该卡合部的结构、或该卡合部的摩擦固结的结构也不限于此。例如，如图5所示，也可以是这样的结构，即，在双曲线小齿轮70的电动机(图示略)侧的端面，沿其外周轴向形成作为上述卡合部的多个突起部72，将电动机轴74的前端插入·配置到该多个突起部72的中央。该情况，通过使该多个突起部72从各自的半径方向外侧脱离，而摩擦固结双曲线小齿轮70和电动机轴74的前端。
产业上的可利用性本发明可以适用于各种方面。
第1，如上所述，在例如使用平行轴齿轮机构的现有的系统中，产生欲将其输出轴的旋转方向变为直角方向的请求的情况下，即使在该电动机的电动机轴上形成小正齿轮或螺旋小齿轮等，也能原样使用该带小齿轮的电动机。
即使在欲将系统的输出轴的旋转方向变为直角的情况下，对于电动机自身来说，也无需进行特别的交换。尽管如此，以往却是包括至此一直使用的带小齿轮的电动机、全变为新的双曲线齿轮传动电动机。这除了需要新的大的投资之外，至此一直使用的每个带小齿轮的电动机的处置也是个问题。废弃可使用的带小齿轮的电动机造成资源的浪费，若为了将来而将其保有则会伴随较大的库存负担。
另一方面，作为活用以往的带小齿轮的电动机部分，在通过与形成于电动机轴上的小齿轮啮合的齿轮而进行一次电动机的旋转后，采用将其动力传递给本来的双曲线小齿轮的结构的情况下，中间级介在的部分，不仅成本变高，空间效率也会恶化。
在这一点上，本发明能够一如既往地使用现有的带小齿轮的电动机，该第1适用方面中得到的优点很大。
作为本发明的第2的适用方面，考虑到带小齿轮的电动机的“转用”。例如，在齿轮传动电动机的厂商、或大的工厂等，有大量的通常的(平行轴系的)带小齿轮的电动机的新品库存的情况是很多的。将本发明适用于这样的状况时，可以仅靠供应双曲线齿轮箱来实现双曲线齿轮传动电动机。其结果，与全新地供应双曲线齿轮传动电动机的情况相比，存在能大大缩短交货期或降低成本的情况。
本发明的产业上的可利用性，并不仅限于这样的适用方面，在更广阔地(保持原样的状态下不能利用的)将带小齿轮的电动机用为双曲线齿轮传动电动机的电动机的所有的方面都能有效地活用。
权利要求
1.一种双曲线齿轮传动电动机，其特征在于，具有在电动机轴上形成电动机小齿轮的电动机、和具有双曲线小齿轮的双曲线齿轮箱，在上述双曲线小齿轮的电动机一侧的端面上形成与上述电动机小齿轮的外周部可卡合的卡合部，并在该卡合部中通过摩擦固结而连结了该双曲线小齿轮和上述电动机小齿轮。
2.如权利要求1所述的双曲线齿轮传动电动机，其特征在于，在上述双曲线小齿轮的电动机一侧的端面上形成作为上述卡合部的凹部，在该凹部内插入上述电动机小齿轮，并且，通过从该凹部的半径方向外侧夹紧上述电动机小齿轮的上述外周部，而摩擦固结该双曲线小齿轮和电动机小齿轮。
3.如权利要求1所述的双曲线齿轮传动电动机，其特征在于，在上述双曲线小齿轮的电动机一侧的端面上、沿其外周在轴方向上形成作为上述卡合部的多个突起部，在该多个突起部的中央插入·配置上述电动机小齿轮，并且，通过从各自半径方向外侧夹紧该多个突起部，而摩擦固结该双曲线小齿轮和电动机小齿轮。
4.一种电动机小齿轮与双曲线小齿轮的连结结构，用于连结在电动机的电动机轴上形成的电动机小齿轮和收容在齿轮箱中的双曲线小齿轮，其特征在于，在上述双曲线小齿轮的电动机一侧的端面上形成与上述电动机小齿轮的外周部可卡合的卡合部，并在该卡合部中通过夹紧上述电动机小齿轮的上述外周部，由摩擦固结而连结该双曲线小齿轮和上述电动机小齿轮。
全文摘要
本发明提供一种双曲线齿轮传动电动机，其能任意时间地将带小齿轮的电动机和具有双曲线小齿轮的双曲线齿轮箱进行自由地连结·分离，并能防止浪费、小型、且高度确保设计的自由度、或者设计改变的自由度。在双曲线小齿轮(24)的电动机(M1)一侧的端面(24A)上形成与电动机轴(20)的前端可卡合的凹部(卡合部)(24H)，并在该凹部(24H)中通过由夹紧环(50)的摩擦固结而连结了该双曲线小齿轮(24)和上述电动机轴(20)的螺旋小齿轮(22)。
文档编号F16H57/021GK1629511SQ20041010221
公开日2005年6月22日 申请日期2004年12月16日 优先权日2003年12月16日
发明者芳贺卓, 田村光扩 申请人:住友重机械工业株式会社