旋轉致動器的制作方法

本發明涉及包括馬達及減速器的旋轉致動器，特別涉及中心軸線方向上的尺寸較小的扁平結構的旋轉致動器。

背景技術：

專利文獻1、2中提出了扁平結構的旋轉致動器。這些文獻中記載的旋轉致動器(附帶有減速器的馬達)由扁平的外轉子型馬達和與其相鄰配置的扁平的行星齒輪減速器構成。

專利文獻1中，馬達旋轉軸和減速器輸出軸呈同軸地配置，馬達旋轉軸由一對滾動軸承支撐，減速器輸出軸由圓筒狀的滑動軸承支撐。專利文獻2中，在馬達旋轉軸的軸前端部的外周面形成有行星齒輪減速器的太陽齒輪。馬達旋軸由一對滾珠軸承支撐，位于其減速器側的軸前端部由1個滾珠軸承支撐。

另外，專利文獻2中，作為旋轉輸出部件的減速器的托架借助多個推力軸承而被支撐于固定側的馬達底座及齒輪底座。由此，由固定側的部件來接受施加于托架的推力。

專利文獻

專利文獻1：日本特開2004－129374號公報

專利文獻2：日本特開2012－36910號公報

技術實現要素：

如專利文獻1、2所示，旋轉致動器中，在馬達側，旋轉軸被在中心軸線方向上相鄰配置的一對軸承支撐。如果能夠減少旋轉軸的軸承的個數，則能夠減小馬達部分的中心軸線方向上的尺寸，有利于旋轉致動器的扁平化。

另外，如專利文獻2所示，配置有多個推力軸承，以便接受作用于旋轉輸出部件的推力。如果能夠通過小型且緊湊的軸承機構支撐推力，則有利于旋轉致動器的扁平化。

進而，旋轉致動器中，組裝有密封機構，以使潤滑油不會從減速器流出到外部。如果能夠通過小型且緊湊的密封機構來防止潤滑油流出，則有利于旋轉致動器的扁平化。

本發明的課題鑒于以上各方面提供一種使用了內轉子型馬達的扁平的旋轉致動器。

為了解決上述的課題，本發明的旋轉致動器的特征在于，其包括：

第一固定部件及第二固定部件，所述第一固定部件及第二固定部件在中心軸線方向上隔開規定的間隔地彼此固定；

空間，所述空間形成在所述第一、第二固定部件之間；

旋轉軸，所述旋轉軸在所述中心軸線方向上貫穿所述第一固定部件，軸前端部延伸至所述第二固定部件；

第一軸承，所述第一軸承安裝于所述第一固定部件與所述旋轉軸之間，以能夠使所述旋轉軸相對于所述第一固定部件自由旋轉的方式支撐所述旋轉軸；

第二軸承，所述第二軸承安裝于所述第二固定部件與所述旋轉軸的軸前端部之間，以能夠使所述旋轉軸相對于所述第二固定部件自由旋轉的方式支撐所述旋轉軸；

馬達轉子，所述馬達轉子固定于所述旋轉軸的從所述第一固定部件向與所述第二固定部件相反側突出的軸后端部；

馬達定子，所述馬達定子固定于所述第一固定部件的與所述第二固定部件相反側的部位，以一定的縫隙包圍所述馬達轉子的外周；

旋轉輸出部件，所述旋轉輸出部件包圍所述第二固定部件的外周；

第三軸承，所述第三軸承安裝于所述第二固定部件與所述旋轉輸出部件之間，以能夠使所述旋轉輸出部件相對于所述第二固定部件自由旋轉的方式支撐所述旋轉輸出部件；以及

減速機構，所述減速機構安裝于所述第一固定部件及所述第二固定部件之間，使所述旋轉軸的旋轉減速而傳遞給所述旋轉輸出部件。

本發明的旋轉致動器中，第一、第二固定部件在中心軸線方向上隔開規定的間隔地彼此固定，在第一固定部件的與第二固定部件相反側裝配有馬達構成零件(馬達轉子、馬達定子)，在第一、第二固定部件之間安裝有減速機構。在彼此固定的第一、第二固定部件的中心部分通過的旋轉軸借助第一、第二軸承而被支撐于這些第一、第二固定部件。旋轉軸由在中心軸線方向上遠離的馬達側的部分和減速器側的部分這2點被支撐。另外，第一、第二固定部件彼此固定，能夠以較大的支撐力支撐旋轉軸。因此，不需要在馬達側使用多個軸承支撐旋轉軸，從而能夠減小旋轉致動器的中心軸線方向上的尺寸。

本發明中，可以使用行星齒輪機構作為所述減速機構。此時的減速機構包括：

太陽齒輪，所述太陽齒輪形成于所述旋轉軸的位于所述第一、第二固定部件之間的軸部分的外周面；

行星齒輪，所述行星齒輪在所述第一、第二固定部件之間以能夠自由旋轉的方式被支撐于架設在所述第一、第二固定部件之間的行星軸，并與所述太陽齒輪嚙合；以及

內齒齒輪，所述內齒齒輪位于所述旋轉輸出部件與所述第一固定部件之間，固定于所述旋轉輸出部件，并與所述行星齒輪嚙合。

本發明中，為了接受作用于旋轉輸出部件的推力，優選包括滑動軸承，所述滑動軸承安裝于所述旋轉輸出部件與所述第一固定部件之間，以使所述旋轉輸出部件被所述第一固定部件從所述中心軸線方向支撐為能夠自由旋轉。由于滑動軸承與一般的滾動推力軸承相比，屬于小型且緊湊型的，所以有利于旋轉致動器的扁平化。

此時，優選為，所述滑動軸承在包圍所述內齒齒輪的狀態下以能夠滑動的方式安裝于所述旋轉輸出部件與所述第一固定部件之間的間隙并對該間隙進行密封的滑環。

滑環作為滑動軸承發揮作用，并且，作為用于防止潤滑油流出的密封機構發揮作用。與另行配置滑動軸承和密封機構的情形相比，有利于旋轉致動器的扁平化。

本發明中，只要在所述第一固定部件的外周緣部分形成向與所述第二固定部件相反側突出的圓筒部，用端蓋封鎖該圓筒部的前端開口，并在由端蓋封鎖的空間內配置馬達轉子及馬達定子即可。

附圖說明

圖1是應用了本發明的旋轉致動器的縱向截面圖、馬達側的端面圖及減速器側的端面圖。

圖2是以圖1的II－II線切割時的旋轉致動器的橫向剖視簡圖。

具體實施方式

以下，參照附圖，對應用了本發明的旋轉致動器的實施方式進行說明。

圖1(a)是本實施方式所涉及的旋轉致動器的縱向截面圖，圖1(b)是其馬達側的端面圖，圖1(c)是其減速器側的端面圖。旋轉致動器1具備：在其中心軸線1a的方向上呈同軸相鄰配置的馬達2及減速器3。另外，具備：在減速器3的與馬達2相反側同軸地配置的圓環狀的旋轉輸出板4。

馬達2是內轉子型馬達，其包括：旋轉軸5、同軸地固定于該旋轉軸5的軸后端部5b的馬達轉子6、以及以一定的縫隙包圍馬達轉子6的外周而成為同心狀態的馬達定子7。減速器3是行星齒輪減速器，其包括：形成于旋轉軸5的外周面的太陽齒輪8、包圍該太陽齒輪8而成為同心狀態的圓環狀的內齒齒輪9、以及配置于太陽齒輪8和內齒齒輪9之間并與這兩個齒輪嚙合的行星齒輪10。作為馬達軸的旋轉軸5的旋轉通過減速器3減速，從旋轉輸出板4輸出。

圖2是以圖1(a)的II－II線切割旋轉致動器1時的橫向剖視簡圖。參照圖1、圖2，對旋轉致動器1的內部結構詳細地進行說明。

旋轉致動器1包括作為第一固定部件的第一固定圓板11和作為第二固定部件的第二固定圓板12。第一固定圓板11具備將馬達2和減速器3之間分隔開的圓板狀的隔板部分11a。另外，在隔板部分11a的外周緣部形成有：沿著中心軸線1a的方向向與減速器3相反側突出的作為定子磁軛發揮作用的圓筒部11b。在隔板部分11a的中心部分形成有圓形的中心貫通孔11c。另外，在隔板部分11a形成有：將中心軸線1a作為中心以等角度間隔而向第二固定圓板12側突出的隔離用的圓柱狀突部11d。

第二固定圓板12是直徑比第一固定圓板11小的圓板，在其中心部分形成有在第二固定圓板12側呈開口的圓形的凹部12a。第二固定圓板12以與第一固定圓板11的3處圓柱狀突部11d的前端面相重疊的狀態并通過自其外側端面12b側安裝的3根緊固螺栓13而緊固于第一固定圓板11。在第一、第二固定圓板11、12之間通過圓柱狀突部11d而形成有一定寬度的間隙。

在以一定間隔緊固的第一、第二固定圓板11、12的中心部分穿插有以中心軸線1a為旋轉中心的旋轉軸5。旋轉軸5貫穿第一固定圓板11的中心貫通孔11c，其軸前端部5a延伸至第二固定圓板12的凹部12a內。旋轉軸5的軸后端部5b側從中心貫通孔11c向與第二固定圓板12相反側突出。

在旋轉軸5的軸后端部5b的外周面與第一固定圓板11的中心貫通孔11c的圓形內周面之間安裝有第一滾動軸承14。在旋轉軸5的軸前端部5a的外周面與第二固定圓板12的凹部12a的圓形內周面之間安裝有第二滾動軸承15。借助這些第一、第二滾動軸承14、15，旋轉軸5以能夠自由旋轉的狀態被彼此緊固的第一、第二固定圓板11、12支撐。

接下來，對馬達2進行說明。旋轉軸5的軸后端部5b從第一固定圓板11的中心貫通孔11c向與第二固定圓板12相反方向突出規定量。在該軸后端部5b同軸地固定有馬達轉子6。馬達轉子6包括：圓盤狀的轉子磁軛6a和固定于該轉子磁軛6a的圓形外周面的轉子磁體6b。在轉子磁軛6a的中心部分形成有圓筒狀的凸部6c。在凸部6c的圓形貫通孔中壓入固定有旋轉軸5的軸后端部5b。另外，在凸部6c的外周面安裝有第一滾動軸承14，借助凸部6c，以旋轉軸5的軸后端部5b能夠自由旋轉的方式支撐旋轉軸5的軸后端部5b。

馬達定子7配置成：以一定的縫隙且從半徑方向的外側包圍轉子磁體6b的圓形外周面的狀態。馬達定子7包括：形成于第一固定圓板11的圓筒部11b(定子磁軛)、從圓筒部11b以一定的角度間隔向半徑方向的內側突出的多個凸極7a、以及卷繞于各凸極7a的各相驅動線圈7b。

在圓筒部11b的圓環狀端面固定有圓盤狀的馬達端蓋16。馬達轉子6及馬達定子7位于由第一固定圓板11和馬達端蓋16包圍的空間內。

接下來，對減速器3進行說明。減速器3的太陽齒輪8形成在：位于第一、第二固定圓板11、12之間的旋轉軸5的軸部分的外周面。在第一、第二固定圓板11、12之間沿著與中心軸線1a平行的方向架設有3根行星軸17而成為以同心狀包圍太陽齒輪8的狀態。行星軸17配置成在圓周方向上位于圓柱狀突部11d之間。各行星軸17以行星齒輪10能夠自由旋轉的狀態支撐行星齒輪10。在行星齒輪10的半徑方向的外側配置有圓環狀的內齒齒輪9。內齒齒輪9同軸地固定于在與第一固定圓板11相反側相鄰配置的圓環狀的旋轉輸出板4。

旋轉輸出板4配置成從外周側包圍第二固定圓板12的狀態。在第二固定圓板12的圓形外周面與旋轉輸出板4的圓形內周面之間安裝有第三滾動軸承18。借助該第三滾動軸承18，旋轉輸出板4以能夠自由旋轉的狀態被第二固定圓板12支撐。

另外，在旋轉輸出板4與第一固定圓板11之間安裝有滑環19。借助滑環19，旋轉輸出板4從中心軸線1a的方向被第一固定圓板11支撐。另外，滑環19對旋轉輸出板4與第一固定圓板11之間的間隙進行密封，從而防止潤滑油從減速器3流出到外部。

詳細而言，在旋轉輸出板4的外周緣部形成有面對第一固定圓板11的圓環狀端面4a。自圓環狀端面4a的外周緣形成有朝向第一固定圓板11側突出的圓筒狀突起4b。在第一固定圓板11側形成有朝向圓環狀端面4a突出的圓環狀突面11e。

在第一固定圓板11的圓環狀突面11e和與其對置的旋轉輸出板4的圓環狀端面4a之間，且在圓筒狀突起4b的內側安裝有呈現矩形截面的滑環19。圓環狀突面11e與圓筒狀突起4b之間存在微小的間隙，該內側的圓環狀突面11e與圓環狀端面4a之間的間隙被滑環19密封。

滑環19固定于例如旋轉輸出板4側，隨著旋轉輸出板4的旋轉，沿著第一固定圓板11的圓環狀突面11e進行滑動。因此，優選為，滑環19由低摩擦系數的原料形成，以使與第一固定圓板11的圓環狀突面11e之間的滑動阻抗盡可能減小。另外，優選為，由滑動磨損較少且耐磨損性較高的原料形成。可以使用具有這樣的低摩擦系數及低磨損性的樹脂或者陶瓷。

旋轉致動器1中，旋轉驅動馬達2而使旋轉軸5高速旋轉。旋轉軸5的高速旋轉通過減速器3減速，使得作為其輸出要素的內齒齒輪9減速旋轉。因此，減速旋轉從固定于內齒齒輪9的旋轉輸出板4輸出到未圖示的負載側。

應予說明，上述的例子中，使用行星齒輪減速器作為減速器3。作為減速器3，還可以使用擺線減速器(注冊商標)、RV減速器等。