专利名称:马达内藏式轴制动器模块的制作方法
技术领域:
本发明涉及一种制动器,尤指一种内藏式马达的制动器。
背景技术:
控制系统的概念已广泛地应用于工厂的生产排程、列车的进站排 程、汽车的防滑设计、冷暖气机的温度控制以及机器人等,而制动器 为控制系统中的必要元件。
公知控制系统的基本架构包含一传感器、 一控制器、 一制动器以 及一受控场,该受控场为需要操控的机械系统或电子系统,该传感器 负责感测受控场每一次的输出状态,每一次的输出状态以及操控端给 予的控制命令会输入该控制器,该控制器判读输出状态与控制命令之 间的误差,进而输出控制信号到该制动器,此时该制动器便会驱动该 受控场去达成操控端给予的控制命令。
马达制动器为控制系统常用的一种制动器,该马达制动器具有马 达及减速机构,其中该马达与该减速机构相搭配来降低马达转速,借 以提高马达的输出扭力。然而公知的马达制动器,该马达都设置于外 部,所以使得马达制动器的整体体积很大,然而一些受控场能够给予 马达制动器作连接的空间有限,而造成马达制动器在装设于受控场时, 产生许多不便。
此外,公知马达制动器的减速机构由太阳齿轮与多个与太阳齿轮 啮合的行星齿轮所组成,借由太阳齿轮与行星齿轮的齿数比的不同, 借以对马达作减速,进而提升输出扭力。如此方式虽然能达到预期的 输出扭力,但是由于元件较为复杂,使得马达制动器运转时,会产生 较大的摩擦力以及声音,而摩擦力越大,输出扭力的损耗就会越多。
由以上原因,本发明人有感于上述缺陷的可改善,乃特潜心研究 并配合学理的运用,终于提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本 发明。
发明内容
鉴于以上的问题,本发明的主要目的为提供一种马达内藏式轴制 动器模块,其具有体积小,元件简单,运转声音低以及扭力损耗小的功效。为了达到上述的目的,本发明提供一种马达内藏式轴制动器模块, 包括 一中空的壳体,该壳体具有开口;
一飞轮,该飞轮设于该壳体的内部,该飞轮外部连接有齿轮轴, 该齿轮轴枢接有一个第一行星齿轮及一个第二行星齿轮; 一马达,该 马达容设于该飞轮的内部,该马达具有一转子轴芯,该飞轮枢接于该 转子轴芯; 一固定内齿轮,该固定内齿轮环设于该飞轮的外部与该壳 体内部之间,该固定内齿轮固定于该壳体的内壁,且与该第一行星齿 轮呈啮合关系; 一活动内齿轮,该活动内齿轮转动地环设于该飞轮外 部,该活动内齿轮的齿数大于该固定内齿轮的齿数,该活动内齿轮与 该第二行星齿轮呈啮合关系; 一前盖,该前盖盖设于该壳体且封闭该 开口,该活动内齿轮与该前盖的内壁作连接,该活动内齿轮转动时会 带动该前盖转动;以及多个滚珠,其环设于该壳体与该飞轮之间,以 及该壳体与该前盖之间。
本发明具有以下有益的效果由于马达内藏于壳体内部,使得制 动器模块的体积较小,所以装设于受控场时,较为方便。此外,由于 该制动器模块的内部元件不复杂,所以该制动器模块运转时,所产生 的运转声以及摩擦力较低,而摩擦力较低相对地使得输出扭力的损耗 变小。
图1为本发明马达内藏式轴制动器模块的分解图。 图2为本发明马达内藏式轴制动器模块的剖视图。 图3为本发明前盖的组合图。
图4为本发明马达内藏式轴制动器模块另一实施例的分解图。 图5为本发明马达内藏式轴制动器模块另一实施例的剖视图。 图6为本发明后盖的组合图。
图7为本发明马达内藏式轴制动器模块的动作示意图。
图8为本发明第一行星齿轮、第二行星齿轮、活动内齿轮以及固 定内齿轮彼此间的啮合关系示意图(一)。
图9为本发明第一行星齿轮、第二行星齿轮、活动内齿轮以及固 定内齿轮彼此间的啮合关系示意图(二)。
图IO为本发明第一行星齿轮、第二行星齿轮、活动内齿轮以及固 定内齿轮彼此间的啮合关系示意图(三)。附图标记说明
壳体 1
开口1 1
凹槽1 2飞轮 2
齿轮轴 21
扣环2 11
齿轮轴基座212
第一行星齿轮22
第二行星齿轮23
第一轴承24
耐磨片 25
突起部 26
马达 3
转子轴芯31
第二轴承32
垫片3 3
固定内齿轮4
凸条4 1
活动内齿轮5
凸条5 1
前盖 6
第一基部61
第一卡榫611
凹槽6 12
第一盘体62
滚珠 7
固定环 8
壳体1 ,
本体1 1,
开口 1 11,
凹槽1 12
后盖1 2,
第二基部121
第二卡榫1211 ,
第二盘体122,
具体实施例方式
如图1及图2所示,本发明提供一种马达内藏式轴制动器模块, 包括一中空的壳体l、 一飞轮2、 一马达3、 一固定内齿轮4、 一活 动内齿轮5 、 一前盖6以及多个滚珠7 ,该壳体1具有一开口 1 1 ,该飞轮2、马达3、固定内齿轮4以及活动内齿轮5均容设于该壳体 1的内部。
该飞轮2的外部连接二个齿轮轴2 1 ,每一齿轮轴2 1的一端均 装设一扣环2 1 1,该扣环2 1 l将该齿轮轴2 l扣住于该飞轮2的 表面,每一齿轮轴2 1的相对另一端设有一齿轮轴基座2 12.该齿 轮轴基座212嵌卡于该飞轮2中。
每一齿轮轴2 1均枢设一个第一行星齿轮2 2及一个第二行星齿 轮2 3 ,该第一行星齿轮2 2与该第二行星齿轮2 3的齿数相同。每 一齿轮轴2 1的两端均枢设二个第一轴承2 4 ,该第一行星齿轮2 2 与该第二行星齿轮2 3介于该二第一轴承2 4之间。每一齿轮轴2 1 的相对二端进一步穿设二个耐磨片2 5,该二耐磨片2 5分别位于该 二第一轴承2 4与该飞轮2之间,该飞轮2的外部凸设有一个突起部
2 6 Q
该马达3容设于该飞轮2的内部,该马达3具有一转子轴芯3 1 , 该转子轴芯3 l伸出该飞轮2的突起部2 6,该转子轴芯3 l枢接一 第二轴承3 2,该第二轴承3 2设置于该前盖6上,借由该第二轴承
3 2使得该飞轮2枢接于该转子轴芯3 1 。该第二轴承3 2抵触该突 起部2 6 ,该转子轴芯3 1进一步穿设一垫片3 3 ,该垫片3 3位于 该飞轮2内部与该马达3外部之间。
该壳体1的内壁面间隔地环设有多个长条状的凹槽12,该固定 内齿轮4环设于该飞轮2的外部,且该固定内齿轮4的外周壁间隔地 设有多个与该些凹槽l2相对应的凸条41,该些凸条4l伸入于该 些凹槽l2中,使该固定内齿轮4固定于该壳体1的内部,并且该固 定内齿轮4与该二第一行星齿轮2 2呈啮合关系。该活动内齿轮5转 动地环设于该飞轮2的外部与前盖6内部之间,且该活动内齿轮5与 该二第二行星齿轮2 3呈啮合关系,当该第二行星齿轮2 3转动时, 会同步带动该活动内齿轮5转动。该固定内齿轮4的齿数必须小于该 活动内齿轮5的齿数,才能产生齿轮减速比,进而对转子轴芯3 l作 减速。
如图1及图3所示,该前盖6包含第一基部6 1及第一盘体6 2 , 该第一基部6l设有二个第一卡榫611,该二第一卡榫61l分别 卡接于该第一盘体6 2的二对角处。该前盖6的第一基部6 l盖设于 该壳体1且封闭该开口 1 1 ,该第一基部6 1伸入该壳体的1内部, 且该第一基部61的内壁面间隔地环设有多个长条状的凹槽612。 该活动内齿轮5的外周壁间隔地设有多个与该些凹槽612相对应的 凸条5 1 ,该些凸条5 l伸入于该些凹槽6 1 2中,使得该活动内齿 轮5与该前盖6的内壁相连接,当该活动内齿轮5转动时,会同步带动该前盖6转动。
如图1及图2所示,该壳体1 、第一行星齿轮2 2 、第二行星齿 轮2 3 、固定内齿轮4 、活动内齿轮5以及前盖6皆为工程塑料件, 该些滚珠7皆为钢制珠体,其支撑力强且可靠度较高。该些滚珠7环 设于该壳体l与该飞轮2之间以及该壳体1与该前盖6之间,该些滚 珠7的作用为滑动介质。该等滚珠7的表面皆涂布润滑油,借以降低 该些滚珠7与该壳体1、该飞轮2以及该前盖6之间的摩擦力。本发 明更包括一固定环8 ,该固定环8配合六角承孔平头螺丝锁固于该壳 体1的外部,使得该固定环8得以套设于该前盖6上,该等滚珠7环 设于该前盖6与该固定环8之间。
如图4至图6所示,在另一实施例中,该壳体l'包含一中空的本 体1 1 ,与一后盖1 2 ',该本体1 1 ,的相对二端各具有一开口 1 1
l', 该本体l 1 '的内壁面间隔地环设有多个与该些凸条4 l相对应 的长条状的凹槽l 1 2',该固定内齿轮4的凸条4 l伸入该些凹槽l
1 2,中,使该固定内齿轮4固定于该本体1 l,的内部。该后盖l 2' 固定于该本体1 1 ,的其中一开口 1 1 1 '而将该开口 1 1 1 '封闭。该 后盖l 2'包含一第二基部1 2 l'及一第二盘体l 2 2',该第二基部
1 2 1 '设有二个第二卡榫12 11',该二第二卡榫1211 '分别卡 接于该第二盘体l 2 2'的二对角处。该马达3配合螺丝锁固于该第二 盘体1 2 2 '的另二对角上,该些滚珠7环设于该本体1 1 '与该前盖6 之间以及该后盖l 2'与该飞轮2之间。该固定环8配合六角承孔平头 螺丝锁固于该本体l 1 '的外部。
如图2及图7所示,当马达3与外部电源做电性连接(图略),马 达3的转子轴芯3l便开始作转动,并带动飞轮2转动,当飞轮2转 动时,分别与固定内齿轮4以及活动内齿轮5相啮合的第一行星齿轮
2 2以及第二行星齿轮2 3亦会于齿轮轴2 l上作转动。此时该固定 内齿轮4仍于壳体1内固定不动,而第二行星齿轮2 3会推动该活动 内齿轮5作转动。该活动内齿轮5转动时,会同步带动该前盖6作转 动。附带一提的是,该制动器模块的输出端(前盖6)亦可与螺杆作 连接,借由该制动器模块去驱动螺杆作线性的伸縮位移(图略)。
值得一提的是,该二第一行星齿轮2 2、该二第二行星齿轮2 3、 该固定内齿轮4以及该活动内齿轮5的齿型,必须作特殊的设计,否 则当第一行星齿轮2 2及第二行星齿轮2 3在转动时,固定内齿轮4 以及活动内齿轮5将无法产生一静一动的正确动作,该些齿轮的齿型 设计如下所述
1 、每一第一行星齿轮2 2与第二行星齿轮2 3的凸齿齿型相同, 且其侧面外观略呈等腰梯形。2、 固定内齿轮4以及活动内齿轮5的凸齿齿型,其侧面外观略 呈等腰三角形,固定内齿轮4的凸齿齿宽略大于活动内齿轮5的凸齿齿宽。
3、 固定内齿轮4及活动内齿轮5的凸齿的最大齿宽大于第一行 星齿轮2 2及第二行星齿轮2 3的凸齿的最大齿宽。
如图8所示,第一行星齿轮2 2与第二行星齿轮2 3的凸齿分别 伸入固定内齿轮4与活动内齿轮5的相邻二凸齿的齿缝中,且第一行 星齿轮2 2以及第二行星齿轮2 3的凸齿顶部,其分别抵触固定内齿 轮4与活动内齿轮5的齿缝底部。如第九图所示,接着第一行星齿轮 2 2与第二行星齿轮2 3的凸齿侧部,其分别与固定内齿轮4及活动 内齿轮5的凸齿侧部相抵触。如第十图所示,最后第一行星齿轮2 2 及第二行星齿轮2 3的凸齿侧部,其分别沿着固定内齿轮4及活动内 齿轮5的凸齿侧部往固定内齿轮4及活动内齿轮5的凸齿顶部移动, 借以伸入固定内齿轮4及活动内齿轮5的另一个齿缝中。 本发明马达内藏式轴制动器模块,其具有下列优点
1 、由于马达3内藏于壳体1内部,使得制动器模块的体积较小, 所以装设于受控场时,较为方便。此外,由于该制动器模块的内部元 件不复杂,所以该制动器模块运转时,所产生的运转声以及摩擦力较 低,而摩擦力较低相对地使得输出扭力的损耗变小。
2 、壳体1 、第一行星齿轮2 2 、第二行星齿轮2 3 、固定内齿 轮4、活动内齿轮5以及前盖6皆为工程塑料件,工程塑料具有廉价, 可塑性高,彼此摩擦碰撞时,产生的声音很小以及高强度的特性。
3 、突起部2 6避免该第二轴承3 2与该飞轮2直接磨耗。
4、 耐磨片2 5降低第一轴承2 4与飞轮2之间的摩擦力。
5、 垫片3 3降低飞轮2与转子轴芯3 l接触时所产生的摩擦力。 以上所述,仅为本发明其中的较佳实施例而已,并非用来限定本
发明的实施范围,即凡依本发明权利要求所做的均等变化与修改,皆 为本发明专利范围所涵盖。
权利要求
1、一种马达内藏式轴制动器模块,其特征在于,包括一中空的壳体,该壳体具有开口;一飞轮,该飞轮设于该壳体的内部,该飞轮外部连接有齿轮轴,该齿轮轴枢接有一个第一行星齿轮及一个第二行星齿轮;一马达,该马达容设于该飞轮的内部,该马达具有一转子轴芯,该飞轮枢接于该转子轴芯;一固定内齿轮,该固定内齿轮环设于该飞轮的外部与该壳体内部之间,该固定内齿轮固定于该壳体的内壁,且与该第一行星齿轮呈啮合关系;一活动内齿轮,该活动内齿轮转动地环设于该飞轮外部,该活动内齿轮的齿数大于该固定内齿轮的齿数,该活动内齿轮与该第二行星齿轮呈啮合关系;一前盖,该前盖盖设于该壳体且封闭该开口,该活动内齿轮与该前盖的内壁连接,该活动内齿轮转动时会带动该前盖转动;以及多个滚珠,其环设于该壳体与该飞轮之间,以及该壳体与该前盖之间。
2、 如权利要求l所述的马达内藏式轴制动器模块,其特征在于,该齿轮轴的两端各枢设一第一轴承,该第一行星齿轮与该第二行星齿轮介于该二第一轴承之间。
3 、如权利要求1所述的马达内藏式轴制动器模块,其特征在于,该转子轴芯枢设一第二轴承,该第二轴承设置于该前盖上,该飞轮外部凸设一突起部,该转子轴芯伸出该突起部,该第二轴承抵触该突起部。
4、如权利要求l所述的马达内藏式轴制动器模块,其特征在于,该前盖、该壳体、该第一行星齿轮、该第二行星齿轮、该固定内齿轮以及该活动内齿轮皆为工程塑料件。
5 、如权利要求1所述的马达内藏式轴制动器模块,其特征在于,该转子轴芯穿设一垫片,且该垫片位于该飞轮内部与该马达外部之间。
6、如权利要求1所述的马达内藏式轴制动器模块,其特征在于,该齿轮轴的一端装设一扣环,该扣环将该齿轮轴扣住于该飞轮的外部,该齿轮轴的相对另一端设有一齿轮轴基座,该齿轮轴基座嵌卡于该飞轮中。
7、 如权利要求l所述的马达内藏式轴制动器模块,其特征在于,该齿轮轴穿设二个耐磨片,每一耐磨片位于该第一轴承与该飞轮之间。
8、 如权利要求l所述的马达内藏式轴制动器模块,其特征在于,该前盖包含一第一基部及一第一盘体,该第一基部设有二个第一卡榫,该二第一卡榫分别卡接于该第一盘体。
9、 如权利要求l所述的马达内藏式轴制动器模块,其特征在于,更包括一固定环,该固定环固定于该壳体的外部,该固定环套设于该前盖上,该些滚珠环设于该固定环与该前盖之间。
10、如权利要求1所述的马达内藏式轴制动器模块,其特征在于,更包括一固定环,该壳体包含一中空的本体与一后盖,该本体的相对二端各具有一开口,该固定环固定于该本体的外部,该后盖包含一第二基部及一第二盘体,该第二基部设有二个第二卡榫,该二第二卡榫分别卡接于该第二盘体,该马达固定于该第二盘体,该后盖固定于该本体的其中一开口而将该开口封闭,该些滚珠环设于该本体与该前盖之间以及该后盖与该飞轮之间。
全文摘要
一种马达内藏式轴制动器模块,包括一中空的壳体、一飞轮、一马达、一固定内齿轮、一活动内齿轮以及一前盖,壳体具有一开口,前盖封闭壳体的开口,飞轮设于前盖内部与壳体内部之间,飞轮外部枢接第一行星齿轮及第二行星齿轮,马达容设于飞轮的内部,马达具有一转子轴芯,飞轮枢接于转子轴芯,固定内齿轮固定于壳体的内部并与第一行星齿轮啮合,活动内齿轮与第二行星齿轮啮合且与前盖的内壁作连接,当转子轴芯旋转时,会同步带动飞轮作旋转,进而促使第二行星齿轮推动活动内齿轮转动,而活动内齿轮的转动则同步推动前盖作旋转;借此,由于马达乃内藏于制动器模块的内部,所以大幅缩小了制动器模块的体积,在使用上更为便利。
文档编号F16D65/14GK101629608SQ200810132439
公开日2010年1月20日 申请日期2008年7月15日 优先权日2008年7月15日
发明者张丁山 申请人:安普伦科技股份有限公司