垂直相交型齿轮马达的制作方法
【专利摘要】本发明的课题在于提供一种更加紧凑，且即使在具有超载保护功能的情况下，也能够保持紧凑性的齿轮马达。就齿轮马达10而言，在与蜗齿轮22相啮合的蜗轮24的轴方向前后设置有第一轴承23和第二轴承25，第二轴承位于相比从输入轴11的轴心X到马达壳体13的外径X2的范围的中间位置X3、偏向输入轴11侧的位置，因此能够实现一级齿轮部20的外壳15的宽度紧凑化，并且最终输出轴34配设于相比经过输入轴11的轴心X且与最终输出轴34的轴心垂直相交的面、偏向第二输入齿轮26侧的位置，因此能够使得最终输出轴34部分的外壳15在轴方向上紧凑。
【专利说明】垂直相交型齿轮马达
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种由马达和减速装置构成的齿轮马达，尤其涉及一种马达的输入轴的轴方向与减速装置的输出轴的轴方向垂直相交的垂直相交型齿轮马达(下面，简称为“齿轮马达”)。
【背景技术】
[0002]齿轮马达中有一种通过将来自马达输入轴的转矩与蜗齿轮、锥齿轮、双曲线齿轮、平面齿轮等齿轮在轴方向上垂直相交的齿轮机构(下面称为“垂直相交轴齿轮机构”)，使得最终输出轴的轴方向与马达输入轴的轴方向垂直相交的垂直相交型齿轮马达。作为这种垂直相交型齿轮马达的例子，存在如专利文献1、2所示的马达。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献1:特开2012 - 80771号公报
[0005]专利文献2:特开2003 - 278846号公报
[0006]专利文献I的齿轮马达具备形成于马达的输入轴的小齿轮、和由与该小齿轮在轴方向上垂直相交的齿轮构成的平面齿轮，是一种经过多级平行轴齿轮机构向中空输出轴(最终输出轴)传递转矩的机构。该齿轮马达的外壳宽度(最终输出轴在轴方向上的尺寸)与一般的垂直相交型齿轮马达相同，是大致与齿轮箱的外径相同的宽度，因此将被驱动轴插入中空输出轴时，需要在与被驱动轴的插入方向呈相反方向的一侧安装端板(end plate)时所需的空间。因此，在该齿轮马达的设置位置处需要马达和齿轮箱的宽度以上的空间。
[0007]专利文献2的齿轮马达具备形成于马达的输入轴的第一输入齿轮、和与第一输入齿轮在轴方向上垂直相交的第一输出齿轮，是一种从设置在第一输出齿轮的齿轮轴上的第二输入齿轮经过平行齿轮向最终输出轴传递转矩的机构。该齿轮马达外壳形成L字形，因此在最终输出轴的轴方向上可以使外壳变得紧凑，并能够相应地确保空间。
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]近年来，为了设置于狭小空间而对齿轮马达要求紧凑性，要解决该问题则必须实现减速机部分的紧凑化。
[0010]如上所述，专利文献I的齿轮马达的外壳的宽度与马达壳体的宽度基本相同，欠缺紧凑性。
[0011]专利文献2的齿轮马达，虽然通过以L字形形成外壳来实现了紧凑性，但从输入轴角度来看，第一输出齿轮的齿轮轴仅仅是设置于第一输出齿轮和第二输入齿轮前方的轴承，即从第一输出齿轮角度来看只通过位于其轴方向的单侧的轴承以单臂状态轴支撑，因此作为减速装置整体，从马达的输入轴角度来看，外壳的宽度依然容易向马达的径向外侧扩张。
[0012]另外，齿轮马达在由被驱动装置引起超载时，例如搬送物堵住传送带时，优选具备停止传递转矩以防止装置破损的超载保护装置，但在具备该超载保护装置时，很难兼顾齿轮马达的紧凑性。
[0013]在此，鉴于上述现有技术中的问题，本发明以提供更加紧凑的齿轮马达为目的，并且进一步以提供一种在具备超载保护功能的情况下，也能够保持紧凑性的齿轮马达为目的。
[0014]解决课题的方法
[0015]本发明通过一种垂直相交型齿轮马达来解决上述问题，所述垂直相交型齿轮马达特征在于，具备:具有马达壳体的马达，
[0016]安装有所述马达的外壳，
[0017]容纳于该外壳中且设置在从所述马达延伸的输入轴上的第一输入齿轮，
[0018]与所述第一输入齿轮啮合且与该第一输入齿轮在轴方向上垂直相交的第一输出齿轮，
[0019]配置于所述第一输出齿轮在轴方向上的前后且用于轴支撑所述第一输出齿轮的齿轮轴的第一轴承及第二轴承，
[0020]设置于所述第一输出齿轮的齿轮轴上的所述第一轴承侧的第二输入齿轮，
[0021]以及用于传递来自所述第二输入齿轮的转矩的最终输出轴；
[0022]所述第二轴承位于相比从所述输入轴的轴心到所述马达壳体的外径的范围的中间位置更偏向所述输入轴侧的位置，
[0023]所述最终输出轴配设于相比经过所述输入轴的轴心与所述最终输出轴的轴心垂直相交的面、偏向所述第二输入齿轮侧的位置。
[0024]发明的效果
[0025]根据本发明，能够实现紧凑的齿轮马达。即，就本发明的齿轮马达而言，设置在从马达延伸的输入轴上(包括连结的情况。)的第一输入齿轮、和第一输出齿轮在其轴方向上以垂直相交的方式相啮合，换言之，从马达角度来看一级齿轮机构具备垂直相交轴齿轮机构。并且，第一轴承和第二轴承配置在第一输出齿轮在轴方向上的前后，第二轴承位于相比从所述输入轴的轴心到所述马达壳体的外径的范围的中间位置、更偏向所述输入轴侧的位置，因此从马达角度来看能够使一级齿轮部的外壳的宽度(最终输出轴在轴方向上的尺寸)紧凑。另外，最终输出轴配设于相比经过输入轴的轴心与齿轮轴的轴心垂直相交的面、更偏向第二输入齿轮侧的位置，因此能够使外壳形成L字形，从而能够使最终输出轴部分的外壳在轴方向上紧凑，并能够相应地确保空间。
[0026]另外，在第一输出齿轮和第二轴承之间的空隙中具备超载保护装置，容纳有超载保护装置的部分外壳若在最终输出轴的轴方向上收敛在马达壳体的外径的范围内，则能够在保持外壳的紧凑性的同时，实现具有超载保护功能的齿轮马达。
[0027]而且，若在从超载保护装置角度来看的第二轴承的前方的外壳的外侧具备用于检验超载保护装置的运作的传感机构，则不仅能够在发生超载时停止传递转矩，还能够发送用于传递发生超载的警报信号，或者使马达停止运作。
[0028]另外，若传感机构的传感检测部在最终输出轴的轴方向上收敛在马达壳体的外径的范围内，则能够以具备传感机构的构成保持外壳的紧凑性。
[0029]另外，若相对于经过输入轴的轴心与齿轮轴的轴心垂直相交的面、在最终输出轴的相反侧，具备直到马达壳体外径的范围的空间部，则能够确保将端板安装于最终输出轴等的操作空间。
[0030]另外，若输入轴和最终输出轴的轴心位于同一个面上，则能够使齿轮马达在高度方向上的尺寸(与最终输出轴在轴方向上垂直相交的马达的径向的尺寸)紧凑，而且若用于容纳从第一输入齿轮到最终输出轴的外壳具备在最终输出轴的径向上以输入轴侧作为一侧的四个侧面，并且除输入轴侧的面之外的面与最终输出轴的轴心之间的距离均相等，则能够使外壳的尺寸在最终输出轴的径向上最小化。
[0031]另外，容纳有最终输出轴的外壳若在与最终输出轴的轴方向上垂直相交的马达的径向上收敛在马达的风扇罩的范围内，则能够使齿轮马达在高度方向也变得紧凑。
[0032]另外，在用于容纳从第一输入齿轮到最终输出轴的外壳中，若用于容纳第一输入齿轮的区域和用于容纳第二输入齿轮及与其相啮合的齿轮的区域连通，则润滑油将循环，能够高效执行各齿轮的润滑，从而优选。
[0033]另外，若第二输入齿轮位于第一轴承和第二轴承之间，则能够提高一级齿轮机构的齿轮轴的稳定性，另一方面，若从第一输出齿轮角度来看第二输入齿轮位于第一轴承的前方，则能够使一级齿轮部的外壳的宽度更加紧凑。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1 (a)是本发明的第一实施方案的平面图，图1 (b)是本发明的第一实施方案的主视图。
[0035]图2是本发明的第一实施方案的主要部分的透视主视图。
[0036]图3是本发明的第一实施方案的主要部分的横截面图。
[0037]图4 Ca)是图2的4a — 4a线剖面图，图4 (b)是图2的4b — 4b线剖面图。
[0038]图5是本发明的第二实施方案的主要部分的横截面图。
[0039]图6 (a)是本发明的第三实施方案的平面图，图6 (b)是本发明的第三实施方案的主视图。
[0040]图7是本发明的第三实施方案的主要部分的横截面图。
[0041]图8是本发明的第四实施方案的主要部分的横截面图。
【具体实施方式】
[0042]参照图1-8对本发明的实施例进行说明。但是，本发明并不限于这些实施方案。
[0043]如图1所示，齿轮马达10由马达M和减速机G构成，在安装于外壳15的转矩臂18的转矩臂固定用孔18a插入有螺栓V，齿轮马达10固定于设置位置。以该方式，若在外壳
15安装转矩臂18，利用该结构将齿轮马达10固定于设置位置，则能够减少施加于输出轴34和输出轴用轴承38 (参照图3)的、由连结于被驱动轴14的被驱动装置(省略图示)引起的径向负荷，因此能够缩小一对输出轴用轴承38之间的距离，从而优选。此外，作为向外壳15安装转矩臂18的方法，若分别向外壳15和转矩臂18在圆周方向上等间隔地设置螺栓孔，并用固定螺栓固定，则能够变更相对外壳15的转矩臂18的安装角度，因此能够在其之后变更转矩臂固定用孔18a的位置。另外，转矩臂18可以与外壳15 —体形成，转矩臂18及转矩臂固定用孔18a的位置也能够除如图所示的位置之外适当地进行变更。
[0044]马达M可以根据需要具备安装于马达M的端子箱12和马达壳体13，减速机G具备一级齿轮部20。将减速机G的一级齿轮部20都包括在内的外壳15的形状，如图1 (a)所示，俯视呈L型，其短边部分与马达M相邻，如图1 (b)所示，位于其长边部分的最终输出轴34以其油封36不会与一级齿轮部20相重叠的方式配置。此外，在本发明中，即使是实心的最终输出轴，当然也可以使用。
[0045]如图2所示，减速机G具备:设置在从马达延伸的输入轴11上(包括连结的情况)的蜗齿轮(第一输入齿轮)22,与蜗齿轮22相哨合的蜗轮(第一输出齿轮)24,设置在设置有蜗轮24的齿轮轴21上的螺旋小齿轮(第二输入齿轮)26，与螺旋小齿轮26相啮合的最终输出齿轮32，以及中空的最终输出轴34，这些均容纳于外壳15。从图中明显可知，若输入轴11和最终输出轴34的轴心位于同一个面上,则能够使齿轮马达10在高度方向的尺寸(与最终输出轴34在轴方向上垂直相交的马达M的径向的尺寸。)最小化。另外，若外壳15在最终输出轴34的径向上具备以输入轴11侧作为一侧的四个侧面15a-15d，并且除输入轴11侧的面15a之外的面15b-15d与最终输出轴34的轴心之间的距离相等,贝U可以使外壳15的尺寸在最终输出轴34的径向上最小化。此外，以输入轴11为起点的一级齿轮机构若为垂直相交轴齿轮机构，则除蜗齿轮机构之外，也可以是锥齿轮、双曲线齿轮、平面齿轮等。另夕卜，若是输入轴11和最终输出轴34在轴方向上垂直相交的构成,贝u也可以在第二输入齿轮和最终输出齿轮之间进一步设置齿轮机构。
[0046]图3是齿轮马达10的主要部分的横截面图。减速机G内封入有润滑油，并通过设置于最终输出轴34部分的油封36等来确保减速机G的密封性。此外，在图3中，马达壳体15和转矩臂18是一体的。如图3所示，在与蜗齿轮22相啮合的蜗轮24的轴方向前后设置有第一轴承23、第二轴承25,第二轴承位于相比从输入轴11的轴心X (即，蜗齿轮22的轴心)到马达壳体13的外径X2的范围的中间位置X3、更偏向输入轴11侧的位置，因此能够实现一级齿轮部20的外壳15宽度(最终输出轴34的轴方向的尺寸)紧凑化。另外，从蜗轮24角度来看在第一轴承23前方的蜗轮24的齿轮轴21上,设置有作为第二输入齿轮的螺旋小齿轮26，因此能够使一级齿轮部的外壳宽度、尤其是从输入轴11角度来看相对于螺旋小齿轮26侧更加紧凑。
[0047]另外，如图2、图3所示，最终输出轴34配设于相比经过输入轴11的轴心X与最终输出轴34的轴心垂直相交的面、更偏向螺旋小齿轮26侧的位置，因此能够使最终输出轴34部分的外壳15在轴方向上紧凑。以该方式，能够相应的确保空间S，能够容易进行端板
16(参照图1)的装卸操作。
[0048]另外，通过在蜗轮24和第二轴承25之间设置空隙T，使齿轮轴21被稳定地轴支撑，因此能够抑制螺旋小齿轮26的摆动，从而提高螺旋小齿轮26对于最终输出齿轮32的齿接触的稳定性。此外，相同地，也能够在蜗轮24和第一轴承23之间设置空隙T，但从输入轴11 (参照图2)角度来看，螺旋小齿轮26和最终输出齿轮32向马达M的径向外侧移动与空隙相当的距离，根据不同情况，外壳15还突出于马达M的马达壳体13 (参照图1)，因此空隙T优选设置在蜗轮24和第二轴承25之间。
[0049]如图4(a)、(b)所示，在外壳15中，设置有用于连通容纳有蜗齿轮22的区域19、和容纳有螺旋小齿轮26及与其相啮合的最终输出齿轮32的区域19a的润滑油环流孔17。以该方式，若为使容纳有第一输入齿轮的区域和容纳有二级之后的齿轮的区域连通的结构，则如图4所示，在区域19和区域19a之间润滑油进行循环，使得高效执行各齿轮的润滑，从而优选。
[0050]图5是本发明的第二实施方案的、在一级齿轮机构上具备超载保护装置40的情况的主要部分的横截面图。基本构成与第一实施方案相同，故对于相同部分省略其说明。如图5所示，就超载保护装置40而言，在蜗轮24的齿轮轴21上设置从动法兰42，用在蜗轮24的侧面形成的凹部和在从动法兰42的侧面形成的凹部夹持球44，将从动法兰42用弹性构件(螺旋弹簧)46推向蜗轮24方向。此外，作为一级齿轮机构，在使用上述的锥齿轮等时，在第一输出齿轮的背面(没有形成齿轮的面)形成用于嵌入球44的凹部便可。以该方式，若在蜗轮24和第二轴承25之间设置空隙T，在该空隙T设置超载保护装置40，则能够保持齿轮轴21和螺旋小齿轮26的稳定性，另外，容纳有超载保护装置40的部分的外壳15在最终输出轴34的轴方向上收敛在马达壳体13的外径的范围内，因此能够实现具备超载保护功能的紧凑的齿轮马达。此外，也可以想到在最终输出齿轮32上安装超载保护装置，但最终输出齿轮32的直径相对较大，因此必须使用对应大转矩的大型超载保护装置，当然也会相应地增加制造成本。另外，即使在最终输出齿轮32的转矩臂18侧或者在该侧的相反侧的任意一侧设置超载保护装置，最终输出轴34在轴方向上的尺寸也会增大，其结果是，最终输出轴34自身的长度也会变长，导致紧凑性欠缺。此外，对于超载保护装置40的运作，因与本发明的主旨不同而省略说明，但超载保护装置40除如图所示的球式之外，也可以根据不同情况，使用摩擦式、辊式、凸轮式。
[0051]图6是表不本发明的第三实施方案的图。基本构成与第一、第二实施方案相同，故对于相同部分省略其说明。此外，因基本构成相同，因此在第一至第三实施方案中，能够实现外壳15的共用化。如图6所示，齿轮马达1a具备超载保护装置40，而且从超载保护装置40角度来看，在其轴方向上的、第二轴承25 (参照图4)前方的外壳15的外侧，具备用于检验超载保护装置40的运作的传感机构50。在超载保护装置40运作时，齿轮马达1a发送用于发出警报的信号，或者也可以使马达M的运转自动停止，从而优选。
[0052]另外，连结于最终输出轴34的被驱动轴14连接有传送带等被驱动装置(省略图示)，在该情况下，要求齿轮马达1a在高度方向上的尺寸的紧凑性，但如图6 (b)所示，若外壳15在高度方向上的尺寸D收敛在设置于马达M上的风扇(省略图示)的风扇罩13a在相同方向上的尺寸E的范围内，则能够实现按照上述期望的紧凑性。另外，如图6所示，能够使用于防止卷入驱动部如最终输出轴和传送带的连结部分的壳C，收敛于马达壳体13在高度方向上的尺寸内，因此即使在安装壳C的状态下也能够保持紧凑性。此外，若在与第一输出齿轮24的齿轮轴21 (参照图6)的轴方向相同的方向上具备端子箱12,则能够使齿轮马达1a在高度方向上的尺寸最小化。上述事项与第一、第二实施方案的情况相同。
[0053]另外，从蜗轮24角度来看，传感机构50在其轴方向上的超载保护装置40的前方，以不被最终输出轴34的油封36所覆盖的的方式设置，因此传感机构50、超载保护装置40、一级齿轮部20、及最终输出轴34的维修操作能够从相同方向进行。
[0054]如图6、图7所不，传感机构50设置于外壳15的外侧。由此、传感机构50从各齿轮的容纳部分开，能够防止由用于润滑各齿轮的润滑油引起的污染。另外，如图所示，优选传感机构50整体用传感机构壳体55包覆，使其不受外部粉尘等的影响。如图所示，传感机构壳体55由从外壳15连续延伸的传感机构壳体壁部55a、和传感机构壳体盖部55b构成。此时，从提高维修性的观点考虑，优选传感机构壳体55也是以不会被最终输出轴34的油封36所覆盖的方式设置。
[0055]传感机构50具备限位开关52、限位开关杠杆51、以及限位开关轴56。限位开关轴56连通于一级齿轮机构20内部，其端部与弹性构件46侧的从动法兰42的侧面隔开小间隔而定位。若超载保护装置40运作，则球44卡止在蜗轮24和从动法兰42上，因此从动法兰42向靠近弹性构件46的方向移动，按压限位开关轴56。限位开关轴56具备有垫圈58，垫圈58轻碰限位开关杠杆51，由此使限位开关52运作。以该方式，来自限位开关52的信号通过导线54向外部发送。当解除了超载保护装置40的运作状态时，通过设置在限位开关轴56上的复位弹簧53推回垫圈58，从而自动恢复到通常状态。此外，可以用非接触式开关等其他传感机构来替代限位开关也是当然的。在此，如图所示，传感机构50的传感检测部优选在最终输出轴34的轴方向上收敛在马达壳体13的外径的范围内。此外，传感检测部是指使用限位开关时的限位开关杠杆51、使用非接触式开关时的检测面。
[0056]图8是表示本发明第四实施方案的主要部分的横截面图。如图8所示，螺旋小齿轮26位于第一轴承23和第二轴承25之间也可。由此能够提高设置有螺旋小齿轮26的齿轮轴的稳定性。此外，该构成也可以用于上述的任意一种实施方案。
[0057]如上所述，根据本发明，能够使最终输出轴在轴方向上的外壳尺寸紧凑，在保持紧凑性的同时，实现具备超载保护装置、和用于检测超载保护装置的运作的传感机构的齿轮马达。
[0058]附图标记说明
[0059]1UOa 垂直相交型齿轮马达
[0060]11 输入轴
[0061]12端子箱
[0062]13马达壳体
[0063]13a风扇罩
[0064]15 外壳
[0065]19、19a 区域
[0066]21齿轮轴
[0067]22第一输入齿轮(蜗齿轮)
[0068]23第一轴承
[0069]24第一输出齿轮(蜗轮)
[0070]25第二轴承
[0071]26第二输入齿轮
[0072]34最终输出轴
[0073]40超载保护装置
[0074]50传感机构
[0075]51传感检测部(限位开关杠杆)
[0076]X 输入轴的轴心
[0077]X2马达壳体的外径
[0078]X3 X和X2的中间位置
【权利要求】
1.一种垂直相交型齿轮马达，其特征在于， 所述垂直相交型齿轮马达具备:具有马达壳体的马达， 安装有所述马达的外壳， 和容纳于该外壳且设置在从所述马达延伸的输入轴上的第一输入齿轮， 与所述第一输入齿轮相哨合且与该第一输入齿轮在轴方向上垂直相交的第一输出齿轮， 配置于所述第一输出齿轮在轴方向上的前后且用于轴支撑所述第一输出齿轮的齿轮轴的第一轴承及第二轴承， 设置于所述第一输出齿轮的齿轮轴上的所述第一轴承侧的第二输入齿轮， 以及用于传递来自所述第二输入齿轮的转矩的最终输出轴； 所述第二轴承位于相比从所述输入轴的轴心到所述马达壳体的外径的范围的中间位置、更偏向所述输入轴侧的位置， 所述最终输出轴配设于相比经过所述输入轴的轴心与所述最终输出轴的轴心垂直相交的面、更偏向所述第二输入齿轮侧的位置。
2.权利要求1所述的垂直相交型齿轮马达，其中，在所述第一输出齿轮和第二轴承之间具备超载保护装置， 容纳有所述超载保护装置的部分的外壳在所述最终输出轴的轴方向上收敛在所述马达壳体的外径的范围内。
3.权利要求2所述的垂直相交型齿轮马达，其中，从所述超载保护装置角度来看，在所述第二轴承前方的所述外壳的外侧，具备用于检验所述超载保护装置的运作的传感机构。
4.权利要求3所述的垂直相交型齿轮马达，其中，所述传感机构的传感检测部在所述最终输出轴的轴方向上收敛在所述马达壳体的外径的范围内。
5.权利要求1-4任一项所述的垂直相交型齿轮马达，其中，相对于经过所述输入轴的轴心与所述齿轮轴的轴心垂直相交的面，在所述最终输出轴的相反侧，具备直到所述马达壳体的外径的范围的空间部。
6.权利要求1-5任一项所述的垂直相交型齿轮马达，其中，所述输入轴和最终输出轴的轴心位于同一个面上，所述外壳在所述最终输出轴的径向上具备以所述输入轴侧作为一侧的四个侧面，并且除所述输入轴侧的面之外的面与所述最终输出轴的轴心之间的距离相坐寸。
7.权利要求1-6任一项所述的垂直相交型齿轮马达，其中，所述马达具备风扇罩， 所述外壳的、与所述最终输出轴在轴方向上垂直相交的马达的径向的尺寸收敛在所述风扇罩的外径内。
8.权利要求1-7任一项所述的垂直相交型齿轮马达，其中，容纳有所述第一输入齿轮的区域、和容纳有所述第二输入齿轮及与其相啮合的齿轮的区域连通。
9.权利要求1-8任一项所述的垂直相交型齿轮马达，其中，从所述第一输出齿轮角度来看，所述第二输入齿轮位于所述第一轴承的前方。
10.权利要求1-8任一项所述的垂直相交型齿轮马达，其中，所述第二输入齿轮位于所述第一轴承和第二轴承之间。
【文档编号】F16H57/039GK104426293SQ201310586900
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年11月20日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】木村宗博, 坪田润一, 椎野里司, 生田圭志 申请人:株式会社椿E&M