專利名稱：小齒輪一體型電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使電動機的旋轉(zhuǎn)減速并輸出的小齒輪一體型電動機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中公開了圖5至圖7記載的雙曲線齒輪電動機GM201(參照專利文獻(xiàn)1)。
雙曲線齒輪電動機GM201包括電動機202和減速器230。
電動機202在其大致中心具有電動機軸204。該電動機軸204以2點被支持在軸承上，相對于殼體222可旋轉(zhuǎn)。在電動機軸204上，在軸向大致中央經(jīng)由轉(zhuǎn)子磁軛240設(shè)置永久磁鐵244。與永久磁鐵244的表面具有很小的間隙G2地配置定子磁軛248。該定子磁軛248被固定于殼體222的內(nèi)周面上。多個電樞繞組242以在軸向上貫通定子磁軛248的厚度內(nèi)部的狀態(tài)(參照圖7)被卷繞并設(shè)置在該定子磁軛248上。
在電動機軸204上直接切削形成雙曲線小齒輪212，使其與減速器230所具備的雙曲線齒輪216相嚙合。雙曲線齒輪216被組裝在輸出軸214上。通過雙曲線小齒輪212與雙曲線齒輪216的嚙合，電動機軸204的旋轉(zhuǎn)被變更到正交方向上，并且在被減速的狀態(tài)下被輸出。
齒輪電動機GM201，如上所述地在電動機軸204上直接切削形成有雙曲線小齒輪212，這是因為通過在電動機軸上直接形成小齒輪可提供降低部件數(shù)量、低成本(且緊湊)的齒輪電動機。
專利文獻(xiàn)1日本特開2004-266980號公報這樣的在前端直接切削雙曲線小齒輪的電動機軸，不僅僅是起到取出電動機的旋轉(zhuǎn)力(驅(qū)動力)的作用，還兼有作為雙曲線小齒輪的功能。由此在電動機軸上實施耐由嚙合所致的負(fù)荷或磨耗的預(yù)定的熱處理。
但是，通過這些熱處理會在電動機軸上產(chǎn)生由熱所致的“彎曲”等翹曲。
這樣的電動機軸的翹曲成為電動機的旋轉(zhuǎn)不均勻的原因，成為振動或噪音的原因。
因此，適用于例如門開關(guān)用等要求靜音性的用途上時，除掉翹曲的處理(直棒化)的工序是必不可缺的。作為該處理的一例，有一邊從產(chǎn)生翹曲的電動機軸的半徑方向外側(cè)施加適當(dāng)?shù)膲毫σ贿吺馆S旋轉(zhuǎn)的手法。但是，并不是任何的工廠的一般的機械都能進行的，因此需要費用和時間，產(chǎn)生了成本高或處理時間變長的不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決這樣的問題點而被作出的。
本發(fā)明通過具有小齒輪一體地被直接切削形成的電動機軸、可與該電動機軸一體旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁軛、被固定于該轉(zhuǎn)子磁軛的永久磁鐵、相對于該永久磁鐵通過預(yù)定的間隙被設(shè)置在上述電動機軸的半徑方向上的圓筒形狀的定子磁軛、以及被固定于該定子磁軛的內(nèi)周面并空芯且扁平地被卷繞的多個電樞繞組地構(gòu)成小齒輪一體型電動機來解決上述課題。
由此，可抑制定子磁軛的厚度，可在電動機軸的半徑方向外側(cè)該量相對地構(gòu)成轉(zhuǎn)子和定子的間隙。即，用于使電動機軸旋轉(zhuǎn)的磁力的產(chǎn)生位置從電動機軸的軸心離開，由此即使是相同的磁力，使電動機軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩也變大?？刹捎檬巩a(chǎn)生用于使電動機軸旋轉(zhuǎn)的磁力的永久磁鐵或電樞繞組等的表面積變大。于是，在與殼體的外徑相同且輸出相同的齒輪電動機的比較中，使轉(zhuǎn)子或定子的軸向長度縮短該量。其結(jié)果，可縮短電動機軸自身地構(gòu)成，可減少熱處理的負(fù)擔(dān)的蓄積即翹曲的蓄積。進而，同若電動機軸的翹曲減少則與電動機的旋轉(zhuǎn)不均勻的產(chǎn)生原因減少一樣，可防止齒輪電動機旋轉(zhuǎn)時的噪音或振動的產(chǎn)生。特別是在使電動機和減速器一體化的齒輪電動機中，在電動機軸上形成正交型小齒輪的情況下，由于其嚙合結(jié)構(gòu)容易引起大的噪音，因此這樣的優(yōu)點大。
發(fā)明的效果可搭載軸長短的電動機軸，即使在電動機軸上直接切削形成小齒輪的情況下，也能減少伴隨著熱處理的翹曲的產(chǎn)生量。減小直棒化處理的必要性，對于齒輪電動機整體的完成期限縮短或成本的降低也有貢獻(xiàn)。


圖1是本發(fā)明的實施形態(tài)的一例即齒輪電動機GM101的主剖面圖。
圖2是本發(fā)明的實施形態(tài)的一例即齒輪電動機GM101的側(cè)剖面圖。
圖3是沿圖1中的箭頭所示的III-III線的剖面圖。
圖4是使用了齒輪電動機GM101的自動門的整體構(gòu)成圖。
圖5是專利文獻(xiàn)1記載的雙曲線齒輪電動機GM201的主剖面圖。
圖6是專利文獻(xiàn)1記載的雙曲線齒輪電動機GM201的側(cè)剖面圖。
圖7是沿圖5中的箭頭所示的VII-VIII線的剖面圖。
具體實施例方式
下面使用附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)的一例進行詳細(xì)的說明。
圖1是本發(fā)明的實施形態(tài)的一例即齒輪電動機GM101的主剖面圖，圖2是其側(cè)剖面圖，圖3是沿圖1中的箭頭所示的III-III線的剖面圖，圖4是使用了齒輪電動機GM101的自動門的整體構(gòu)成圖。
齒輪電動機GM101與電動機102和減速器130相連結(jié)，例如通過齒輪電動機GM101的輸出軸114驅(qū)動帶輪302，經(jīng)由門驅(qū)動帶301進行自動門303的開閉(參照圖4)。減速器130具有包括雙曲線小齒輪112和雙曲線齒輪116的正交齒輪組GS。
在電動機102的大致中央配置電動機軸104。該電動機軸104的前端經(jīng)由軸承138被旋轉(zhuǎn)自由地支持在前蓋122c上。電動機軸104的后端經(jīng)由軸承136被旋轉(zhuǎn)自由地支持在端蓋122a上。前蓋122c和端蓋122a經(jīng)由電動機殼體主體122b由螺栓124一體地被連結(jié)固定。由該前蓋122c、電動機殼體主體122b、端蓋122a構(gòu)成電動機殼體122。電動機殼體主體122b呈圓筒形狀，在該內(nèi)周面一側(cè)周設(shè)有定子磁軛148。即，該定子磁軛148也呈圓筒形狀。進而，在定子磁軛148的內(nèi)周面配置卷料匣149，在形成于該卷料匣149的外周面上的凸部固定多個空芯且扁平地卷繞的電樞繞組142。該電樞繞組142在以絕緣性樹脂涂覆(模塑)自身的整體的狀態(tài)下被固定在定子磁軛148的內(nèi)周面上。該空芯且扁平地卷繞的電樞繞組142的內(nèi)周的軸向長度(內(nèi)徑)d1被設(shè)定成比定子磁軛148的軸向長度W1短。另外，由定子磁軛148和電樞繞組142構(gòu)成“定子(固定件)”。
另外，在電動機軸104上，在自身的軸向大致中央周設(shè)有轉(zhuǎn)子磁軛140。上述電樞繞組142的內(nèi)周的軸向長度d1被設(shè)定成比該轉(zhuǎn)子磁軛140的軸向長度W2短。進而，在該轉(zhuǎn)子磁軛104的半徑方向外側(cè)配置著永久磁鐵144。在本實施形態(tài)中，在轉(zhuǎn)子磁軛140的周圍一周、極性依次不同地配置著永久磁鐵144。該永久磁鐵144以與上述電樞繞組142具有若干間隙G1的形態(tài)被配置。另外，由轉(zhuǎn)子磁軛140和永久磁鐵144構(gòu)成“轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)件)”。
在電動機軸104的前端直接切削形成有雙曲線小齒輪112。該雙曲線小齒輪112與減速器130所具有的雙曲線齒輪116相嚙合。該雙曲線齒輪116與輸出軸114可一體旋轉(zhuǎn)地被設(shè)置固定。進而輸出軸114經(jīng)由軸承106可旋轉(zhuǎn)地被支持在減速器殼體主體120a上。并且經(jīng)由軸承108，可旋轉(zhuǎn)地被支持在輸出軸罩120b上。在減速器殼體主體120a上通過螺栓132設(shè)置固定有輸出軸罩120b。該輸出軸罩120b以輸出軸114貫通自身的一部分的形態(tài)被設(shè)置。由該減速器殼體主體120a和輸出軸罩120b構(gòu)成減速器殼體120。
另外，在本實施形態(tài)中，構(gòu)成電動機102的電動機殼體122的前蓋122c、和構(gòu)成減速器130的減速器殼體120的減速器殼體主體120a一體形成。
另外，符號150、152是油封。
接著說明齒輪電動機GM101的作用。
若對電樞繞組142通電，則伴隨與此在電樞繞組產(chǎn)生磁場。流過電樞繞組142的電流的定時或方向、強度等由未圖示的控制器適當(dāng)?shù)乜刂?，通過電樞繞組142產(chǎn)生的磁場和永久磁鐵144的吸引及排斥作用(下面，作為產(chǎn)生該作用的單元有“磁場產(chǎn)生單元”)，永久磁鐵144以電動機軸104為中心旋轉(zhuǎn)。這樣的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由轉(zhuǎn)子磁軛104被向電動機軸104傳遞，使電動機軸104旋轉(zhuǎn)。進而，該旋轉(zhuǎn)使電動機軸104的前端所形成的雙曲線小齒輪112旋轉(zhuǎn)，并被向與該雙曲線小齒輪112相嚙合的雙曲線齒輪116傳遞。通過該雙曲線小齒輪112和雙曲線齒輪116的嚙合，電動機軸104的旋轉(zhuǎn)被減速并被向輸出軸114傳遞。通過該嚙合，旋轉(zhuǎn)方向被變換為與旋轉(zhuǎn)方向正交的方向。
如當(dāng)初說明的那樣，由于輸出軸114與帶輪302卡合，因此伴隨著輸出軸114的旋轉(zhuǎn)，帶輪302也旋轉(zhuǎn)。由帶輪302的旋轉(zhuǎn)，門驅(qū)動帶301旋轉(zhuǎn)移動，由此與門驅(qū)動帶301連結(jié)的自動門開閉。
在本實施形態(tài)中，如以上述結(jié)構(gòu)說明的那樣，使電樞繞組142成為空芯且扁平地卷繞的形狀，進而，作為固定在定子磁軛148的內(nèi)周面的結(jié)構(gòu)。即，通過該結(jié)構(gòu)，變得不需要以往那樣地在定子磁軛自身的內(nèi)部卷繞電樞繞組的空間，可抑制定子磁軛148自身的厚度。其結(jié)果，可與定子148變薄的量相對地將“轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)件)”和“定子(固定件)”的間隙構(gòu)成在電動機軸104的半徑方向外側(cè)。即，用于使電動機軸104旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)力的產(chǎn)生位置從電動機軸104的軸心離開，由此，即使旋轉(zhuǎn)力自身相同，使電動機軸104旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩也變大。也可采取使產(chǎn)生用于使電動機軸104旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)力的磁力的永久磁鐵144或電樞繞組142等磁場產(chǎn)生單元的表面積增大。于是，可將磁場產(chǎn)生單元的軸向長度縮短該量。由于是空芯線圈，可將電樞繞組142的內(nèi)周的軸向長度d1構(gòu)成為比轉(zhuǎn)子磁軛140或定子磁軛148的軸向長度W1、W2短。其結(jié)果，電樞繞組142的外周的軸向長度(外徑)D1也可以構(gòu)成為比以往短。即，可構(gòu)成為縮短電動機軸104自身的長度。另外，即使在這樣構(gòu)成的情況下，也能確保與以往相同程度以上的輸出轉(zhuǎn)矩。
由上述熱處理產(chǎn)生的軸的翹曲，施加處理的部件(電動機軸)越長(更正確地說，電動機軸的全長除以電動機軸的最大直徑的值越大)，越容易顯著地表現(xiàn)出來。從相反的觀點來看，若可將相對于直徑軸長相對短的電動機軸搭載在電動機上(例如若可成為電動機軸的全長除以電動機軸的最大直徑的值為6.0以下的電動機軸)，則可確實地減少伴隨于熱處理的電動機軸的翹曲。
若可減少伴隨于熱處理的電動機軸的翹曲，則可簡化用于除掉翹曲的處理(直棒化處理)(或可省略)，進一步降低成本，并且可維持靜音性。
特別地，在門的開閉上使用齒輪電動機的情況下，由于人們通過(位于)小齒輪一體型電動機的設(shè)置位置的附近，因此以高水準(zhǔn)要求靜音性，因此通過減少、防止電動機軸的翹曲的產(chǎn)生來防止振動、噪音，是極其有效的，是最能體現(xiàn)出本發(fā)明特有的效果的使用形態(tài)之一。
另外，在上述實施形態(tài)中，作為直接切削形成在電動機軸上的小齒輪，采用了雙曲線小齒輪，但除此之外，即使在直接切削形成例如直齒圓柱、螺旋形等小齒輪的情況下，也能得到相應(yīng)的效果。
減速器不是一定要1級減速，根據(jù)需要也可以使用多級的減速器。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明存在著作為門開閉用的驅(qū)動源的使用價值。進而，除此之外，作為必須設(shè)置在人(以及動物、一般)的附近而要求低噪音的驅(qū)動源的使用價值很高。
權(quán)利要求
1.一種小齒輪一體型電動機，其特征在于，具有電動機軸，小齒輪一體地被直接切削形成；轉(zhuǎn)子磁軛，可與該電動機軸一體旋轉(zhuǎn)；永久磁鐵，被固定于該轉(zhuǎn)子磁軛；圓筒形狀的定子磁軛，相對于該永久磁鐵，通過預(yù)定的間隙被設(shè)置在上述電動機軸的半徑方向上；以及多個電樞繞組，被固定于該定子磁軛的內(nèi)周面，空芯且扁平地被卷繞。
2.如權(quán)利要求1所述的小齒輪一體型電動機，其特征在于，上述電樞繞組的內(nèi)周的軸向長度比上述定子磁軛的軸向長度短。
3.如權(quán)利要求1或2所述的小齒輪一體型電動機，其特征在于，上述電樞繞組的內(nèi)周的軸向長度比上述轉(zhuǎn)子磁軛的軸向長度短。
全文摘要
本發(fā)明提供小齒輪一體型電動機，可防止、減少起因于電動機軸的熱處理的翹曲，進而可防止伴隨于小齒輪一體型電動機的旋轉(zhuǎn)的振動和噪音以及可縮短期限。該小齒輪一體型電動機具有電動機軸(104)，小齒輪(112)一體地被直接切削形成；轉(zhuǎn)子磁軛(140)，可與電動機軸(104)一體旋轉(zhuǎn)；永久磁鐵(144)，被固定于轉(zhuǎn)子磁軛(140)；圓筒形狀的定子磁軛(148)，相對于永久磁鐵(144)，通過預(yù)定的間隙(G1)被設(shè)置在電動機軸(104)的半徑方向上；以及多個電樞繞組，被固定于定子磁軛(148)的內(nèi)周面，空芯且扁平地被卷繞。
文檔編號H02K1/27GK101030716SQ20071000208
公開日2007年9月5日 申請日期2007年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月2日
發(fā)明者竹島豐, 河野功 申請人:住友重機械工業(yè)株式會社