[发明专利]齿轮传动装置及驱动单元

说明书

技术领域

本发明基于2011年11月10日提出申请的日本特许出愿第2011-246417号主张优先权。该申请的全部内容作为参照被援引到本说明书中。本发明涉及偏心摆动型的齿轮传动装置和使用了该齿轮传动装置的驱动单元。偏心摆动型的齿轮传动装置也被称为摆线减速器(摆线针轮行星传动，cycloid drive)。

背景技术

公知有一种外齿轮与内齿轮啮合并且其中一者绕着另一者旋转的齿轮传动装置。在这样的齿轮传动装置中，具有外齿轮与内齿轮啮合并绕内齿轮的内侧旋转的类型(外齿轮旋转类型)和内齿轮与外齿轮啮合并绕外齿轮旋转的类型(内齿轮旋转类型)。以下，为了将说明简化，使用外齿轮旋转类型对本说明书所公开的技术进行说明。此外，期望留意的是，本说明书所公开的技术也能应用在内齿轮旋转类型的齿轮传动装置中。

通常，外齿轮旋转类型的齿轮传动装置具有：与内齿轮同轴地支承的齿轮架；支承于齿轮架的曲轴；与曲轴的偏心体卡合的外齿轮。内齿轮多形成于壳体的内侧。在外齿轮上沿轴向设置有孔，偏心体与该孔卡合。外齿轮与内齿轮啮合。齿轮架相当于齿轮传动装置的输出轴。伴随着曲轴的旋转，外齿轮绕内齿轮的内周旋转。外齿轮每旋转1周，则齿轮架对应于外齿轮和内齿轮的齿数差旋转多少。偏心摆动型的齿轮传动装置能够得到非常大的齿轮传动比。

在齿轮传动装置中还包含如下类型：具有多个曲轴，并且电动机与各曲轴分别连接的类型。这样的齿轮传动装置的一例在日本特许公开公报、特开2009-159725号公报(专利文献1)中进行了公开。在专利文献1的齿轮传动装置中，在各曲轴上连接有径向间隙型的电动机。

发明内容

在多数齿轮传动装置中，通常使用通过UVW3相交流驱动的交流同步电动机作为径向间隙型电动机。在本说明书中，着眼于具有多个曲轴的偏心摆动型的齿轮传动装置大多具有3根曲轴，提供一种不使用由3相交流驱动的交流同步电动机，而是使用单相电动机，结构简单且旋转顺畅的齿轮传动装置。尤其是，提供一种通过一个3相交流输出逆变器就能顺畅旋转的齿轮传动装置、以及使用了该齿轮传动装置的驱动单元。

本说明书公开的新式齿轮传动装置具有3根曲轴和3个单相凸极式电动机。3根曲轴分别与3个单相凸极式电动机连接起来。单相凸极式电动机具有以下结构。其定子具有被线圈包围的冲压钣金结构的磁轭。从该磁轭的轴向的两侧交替延伸出梳齿状的磁极(pole)。在该定子的内侧配置有圆筒形的具有多极永磁体的转子。因为磁极的形状与claw(鸟兽的爪子、螃蟹、虾的钳子)形状相似，所以这样的电动机被称为单相凸极式。

3根曲轴支承于一个齿轮架，用于驱动同一外齿轮。因此，本说明书公开的新式的齿轮传动装置利用3个单相凸极式电动机驱动同一外齿轮。3个单相凸极式电动机适于单独使用1个UVW3相交流输出逆变器的各相的输出。上述的齿轮传动装置利用1个UVW3相交流输出逆变器同时驱动3个单相凸极式电动机，并且经由3根曲轴向同一外齿轮传递扭矩。3个单相凸极式电动机被1个3相交流输出逆变器同时驱动，因此，3个转子的旋转是相等无误的。而且，转矩经由3个单相凸极式电动机和3根曲轴均等地向外齿轮传递。因此，外齿轮顺畅地旋转。3个单相凸极式电动机能够利用1个3相交流输出逆变器驱动，因此，本说明书公开的新式的齿轮传动装置的电子系统的结构变得简单。能够得到结构简单且旋转顺畅的齿轮传动装置。此外，在具有多个外齿轮的情况下，各外齿轮被3个曲轴同时驱动。

为了简化结构，单相凸极式电动机的转子可以与曲轴同轴地固定于曲轴。此外，为了调整3个单相凸极式电动机的几何学相位，优选转子和曲轴通过具有数量为3的倍数的槽(或者键)的花键或者锯齿形花键结合在一起。这样的花键结合或者锯齿形花键结合具有3的倍数的旋转分解度。3个单相凸极式电动机的电相位必须彼此相差120度。为了使彼此的相位差均等，而转子和曲轴的结合机构适于具有3的倍数的旋转分解度。

如上所述，具有3个单相凸极式电动机的齿轮传动装置适于由1个3相交流输出的逆变器驱动。本说明书公开的技术的另一方面是：提供一种驱动单元，该驱动单元具有：齿轮传动装置，其具有上述3个单相凸极式电动机；1个3相交流输出逆变器，其用于分别向3个单相凸极式电动机供给电相位相差120度的交流电流。

本说明书公开的齿轮传动装置的特征的进一步改良将在发明的实施方式中详细说明。

附图说明

图1表示齿轮传动装置的剖视图。

图2表示拆下了电动机罩的齿轮传动装置的俯视图。

图3表示电动机的分解立体图。