专利名称：齿轮马达的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种齿轮马达(齿轮减速机)。
背景技术：
专利文献I中公开有减速机与马达连结的齿轮马达。
该齿轮马达的马达具备冷却用的风扇。并且，马达的外壳或减速机的外壳通过连结多个壳体而构成。
专利文献1:日本特开2007-301950号公报
通常在马达与减速机中，一般是马达易发热并且在相同温度时引起油膜断裂等，一般是减速机常处于严重的状况。因此，在该马达附近设置冷却风扇从定性上来说是优选的，并且有热负荷更强的倾向的马达侧存在变成更高温度的倾向，因此实际上并未特别关注马达与减速机之间的热量的产生或传导。发明内容
本发明是根据近年来齿轮马达的开发动向通过彻底地斟酌以往还未注目的部分而完成的，其课题在于通过巧妙地利用尤其近年来开始普及的高效率马达与减速机的热量产生或传导机理来有效地抑制齿轮马达整体的发热。
本发明是通过设为如下结构解决上述课题的，一种马达与减速机连结的齿轮马达，所述齿轮马达的外壳由多个壳体构成，并且该壳体之间的连结面中，在除了所述马达的壳体彼此的连结面以外的至少I个连结面上夹入配置密封该连结面的密封部件，在夹入配置有该密封部件的连结面中的最靠近所述马达的连结面上配置传热部件，所述传热部件与位于该连结面的两侧的所述壳体双方接触，并且所述传热部件由导热率高于所述密封部件的原材料形成。
本发明着眼于基本上近年来开始普及的高效率马达(输出相同时)比以往发热量更少且相对于减速机相对温度反而容易下降。即，本发明中着眼于将相对地变成更高热的减速机的热量主动地传递至马达侧且经马达的壳体散热的机理。
但是，就减速机而言，为了确保密封性，在壳体之间的连结面常夹入配置(具体而言为涂布)液态填料等密封部件。若该密封部件设置在壳体之间的连结面，则因密封部件的导热率悬殊地低于壳体的原材料，所以导致从减速机一侧向马达侧的顺畅的导热受阻。
因此，本发明中壳体之间的连结面由设置有密封部件的连结面(以后，为了方便称作密封连结面)构成时，以至少在最靠近马达的密封连结面上配置传热部件方式构成，其中，所述传热部件与位于该密封连结面的两侧的壳体双方接触且由导热率高于密封部件的原材料形成。
由此，即使在连结面由密封连结面构成的情况下，也能够将减速机侧的热量经传热部件顺畅地引导至马达侧，能够有效地降低整体齿轮马达的热量。
发明效果
根据本发明，能够有效地抑制齿轮马达整体的发热。
图1是表示本发明的实施方式的一例所涉及的齿轮马达的结构(沿图2的向视1-1线)的剖视图。
图2是上述齿轮马达的侧视图。
图3是表示上述齿轮马达中采用的传热部件的结构的局部放大剖视图。
图4同样是表示上述齿轮马达中采用的传热部件的其他结构的局部放大剖视图。
图5是表不传热部件的又一其他结构的局部放大剖视图。
图6是表示另一实施方式的一例所涉及的齿轮马达的结构的剖视图。
图中:GM1_齿轮马达，Gl-减速机，Ml-马达，Se-密封部件，11 15-第I 第5壳体，41 44-第I 第4连结面，50-传热销，52-连结螺栓，54-垫圈。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式的一例进行详细说明。
图1是表示本发明的实施方式的一例的齿轮马达的结构(沿图2的向视1-1线)的剖视图，图2是该齿轮马达的侧视图。
该齿轮马达GMl是马达Ml与减速机Gl —体地连结的马达。
该实施方式中，作为马达Ml采用所谓适合于IE3规格的高效率(超高效率)马达。
IE3规格为近年来对于以恒定速度旋转的马达，基于IEC (国际电工委员会)60034-2-1在2007年发行的计算方法的效率等级之一。在此效率等级为将效率基准值按等级分类而成，从最高的效率起规定有IE4 (超超高效率)、IE3 (超高效率)、IE2 (高效率)、IEl (标准效率)。
通常，用于提高马达效率的有效方法已知有:例如，(I)设为使用如IPM或SPM之类的磁铁的马达；(2)改变磁芯或卷线等构成部件的原材料(材料)；(3)改变线圈卷线的粗细或卷绕方法(槽的形状)等；(4)将流动电流抑制为较小等。
不管使用哪一种方法，从IEl到IE2、从IE2到IE3……越成为高效率，在得到相同的输出时，都有发生的热量降低的倾向。以往作为马 达使用了相当于IEl的标准马达，所以与减速机相比一般是马达成为“发热体”。但是，高效率马达由于发热量较小，所以处于可能反而作为温度低于减速机的“散热体”发挥作用的状况。
本实施方式最大限度地利用该定向趋势，积极地促进以往难以想到的“从减速机向马达传递热量”。
以下，从齿轮马达GMl的外壳Cgm的结构开始--进行说明。
该齿轮马达GMl的外壳Cgm由第I 第5壳体11 15构成。第I壳体11构成马达Ml的端盖。第2壳体12容纳定子20及转子22等马达Ml的主体。第3壳体13构成马达Ml的前罩，并且兼作减速机Gl的侧罩。第4壳体14容纳减速机Gl的减速机构。第5壳体15支承减速机Gl的后述的输出轴28。
第I 第3壳体11 13构成马达Ml的外壳Cm。并且，第3 第5壳体13 15构成减速机Gl的外壳Cg。S卩，第3壳体13为马达Ml的外壳Cm的一部分,并且还为减速机Gl的外壳Cg的一部分。
第I 第3壳体11 13通过贯穿螺栓30连结。第I壳体11与第2壳体12的第I连结面41、第2壳体12与第3壳体13的第2连结面42上由于由油封97密封减速机Gl的润滑剂，且几乎没有润滑剂浸入第2连结面42的风险，所以并未特别设置密封部件。即，该实施方式中，马达Ml的壳体11 13彼此的连结面即第I连结面41、第2连结面42中，金属彼此直接接触，维持了极高的导热率。
另外，马达Ml为IE3规格的高效率(超高效率)马达，因此整体尺寸与以往的IEl规格的标准马达相比稍微大。其结果，外壳Cm的热容量相应地变大，并且散热面积也变大。因此，除了马达Ml本身的发热量较小，散热性本身也高于以往。该倾向在欲经马达Ml的外壳Cm放出减速机Gl侧的热量的本实施方式中作为结果极其有利地发挥作用。
另一方面,在第3壳体13与第4壳体14之间的第3连结面43上,为密封第3壳体13与第4壳体14之间(具体而言，将封入减速机Gl内的润滑剂密封)夹入配置(具体为涂敷)液态填料等密封部件Se (未图示)。并且，在第4壳体14与第5壳体15之间的第4连结面44上也同样夹入配置密封部件Se。为了方便，以后将夹入配置有密封部件Se的第3连结面43及第4连结面44称作“密封第3连结面43”及“密封第4连结面44”。
该实施方式中，密封第3连结面43及密封第4连结面44相当于“马达的壳体彼此以外的连结面且夹入配置有密封部件的连结面”，其中，密封第3连结面43相当于“最靠近马达的连结面”。
如图3中放大图示，本实施方式中，在(涂布有密封部件Se的)密封第3连结面43上配置有传热销(传热部件)50，所述传热销与位于该密封第3连结面43的两侧的第3壳体13与第4壳体14双方接触(参考图2)。传热销50配置于与用于连结第3 第5壳体13 15的连结螺栓52的螺栓孔13A、14A、15A不同的连通孔13B、14B、15B内。具体而言，避开第5壳体15的脚部15F的肋15H而沿周向配置6根。并且，传热销50的外周面整体与连通孔13B、14B、15B的内周面接触。
传热销50由导热率高于密封部件Se的原材料(例如铁系金属)形成。该传热销50遍及多个连结面(密封第3连结面43及密封第4连结面44)设置，不仅作为第3壳体13与第4壳体14之间的传热部件发挥作用，而且还作为第4壳体14与第5壳体15之间的传热部件发挥作用。
另一方面，如图4中放大图示，第3 第5壳体13 15通过I根(减速机Gl整体来看以45°间隔存在8根:参考图2)连结螺栓52连结。具体而言，在连结螺栓52的前端切有外螺纹52A，在第3壳体13上设置有形成有内螺纹的螺栓孔13A。连结螺栓52从第5外壳15的螺栓孔15A侧插入且该连结螺栓52的该外螺纹52A的部分被拧入螺栓孔13A中。
本实施方式中，在该连结螺栓52的外周配置有导热率高于密封部件Se的铁系金属制的垫圈(传热部件)54。若着眼于密封第3连结面43，则该结构能够理解为在连结第3壳体13、第4壳体14的连结螺栓52的外周配置有传热率高的垫圈54。并且，若着眼于密封第4连结面44，则能够理解为在连结第4壳体14、第5壳体15的连结螺栓52的外周配置有传热率高的垫圈54。
在垫圈54的端部形成有被位于密封第3连结面43的两侧的第3壳体13及第4壳体14夹住的凸缘部(扩径部)54A。垫圈54的外周面与连结螺栓52的螺栓孔14A、15A的内周面接触。
此外，在第5壳体15上通过连结螺栓52 —同紧固有兼作挡风板的吊板56 (参考图1、参考图2)。
本发明中并未对马达以及减速机的结构进行特别限定，在此，对该实施方式的马达Ml及减速机Gl的结构进行说明。
马达Ml的马达轴58通过安装于第I壳体11的密封球轴承62及安装于第3壳体13的密封球轴承64而被旋转自如地支承。该马达轴58的减速机侧超出第3壳体13而向减速机Gl内突出延伸，其构成减速机Gl的输入轴66(兼作减速机Gl的输入轴66)。并且，该马达58的减速机相反侧超出第I壳体11而向马达Ml的外侧突出延伸且在其端部固定有冷却风扇68。冷却风扇68容纳于形成有通风口 70A的风扇箱70内。
另一方面，作为减速机G1，该实施方式中采用具备摆动内啮合型行星齿轮减速机构的行星减速机。
与马达轴58成一体的输入轴66通过所述密封球轴承64与球轴承72而被双端支承。在输入轴66上经键76而固定有相对于该输入轴66的轴心偏心δ e的偏心体74、75。偏心体74、75设置两个且各偏心体74、75具有180度的偏心相位差。在偏心体74、75的外周经滚子轴承80、滚子轴承81而摆动旋转自如地安装有外齿轮82、83。外齿轮82、83内啮合于内齿轮86。
内齿轮86包括:与第4壳体14成一体的内齿轮主体86A、构成内齿的外滚柱86B以及将该外滚柱86B旋转自如地支承于内齿轮主体86A的外销86C。内齿轮86的内齿数(外滚柱86B的根数)比外齿轮82、83的外齿数稍微多一些(该实施方式中为多I个)。
在外齿轮82、83从其中心偏移的位置形成有内滚柱孔82A、83A，内销90贯穿该内滚柱孔82A、83A。内销90被套上作为滑动促进体的内滚柱92。内滚柱92与内滚柱孔82A、83A之间确保有相当于偏心体74、75的偏心量δ e的2倍的间隙。内销90压入固定于与所述输出轴28成一体的法兰体28A。法兰体28A将被压入固定的内销90以悬臂状态支承，并且经所述球轴承72支承输入轴66的一端。
输出轴28通过一对球轴承94、95支承于第5壳体15。第5壳体15上一体地形成有用于将该减速机Gl装配于地面或对象机械的台座96等的脚部15F。另外，附图的符号97,98为油封。
接着，说明该齿轮马达的作用。
若马达Ml的马达轴58旋转，则与该马达轴58成一体的减速机Gl的输入轴66旋转。若输入轴66旋转，则偏心体74、75与该输入轴66 —体地旋转，经滚子轴承80、81使外齿轮82、83摆动旋转。其结果发生外齿轮82、83与内齿轮86的啮合位置依次偏离的现象。由于外齿轮82、83的齿数设定成比内齿轮86的齿数(外滚柱86B的根数)只少I个，所以外齿轮82、83在输入轴66每旋转I次时相对于(处于固定状态的)内齿轮86只偏离(自转)与一齿量相当的相位。该自转成分经内销90及内滚柱92传递至法兰体28A，并且传递至与该法兰体28A成一体化的输出轴28。另外，外齿轮82、83的摆动成分被内滚柱92与内滚柱孔82A、83A之间的间隙吸收。
在此，若运行齿轮马达GM1，则马达Ml和减速机Gl都会发热。但是，本实施方式中，马达Ml由于采用IE3规格的高效率(超高效率)马达，所以与以往的标准马达(IEl规格的马达)相比，马达Ml中所产生的热量极其少。因此，产生热量欲从减速机Gl侧流向马达Ml侧的情况。以往结构的齿轮马达时，即使发生这种情况，也由于第3壳体13与第4壳体14之间的第3连结面43及第4壳体14与第5壳体15之间的第4连结面44构成(夹入配置有导热率较低的密封部件Se的)密封连结面，所以该热量流动受阻，减速机(Gl)的热量不得不处于保持较高状态的状况。
但是，本实施方式中，由于在最靠近马达Ml的密封第3连结面43上配置有传热销50及垫圈54，所述传热销及垫圈与位于该密封第3连结面43的两侧的第3壳体13、第4壳体14双方接触，并且由导热率高于密封部件Se的原材料形成，所以无论有无密封部件Se，第4壳体14的热量都能够经该传热销50及垫圈54顺畅地流向第3壳体13 (B卩，马达Ml的外壳Cm)侧。
另外，本实施方式中，由于在第4壳体14、第5壳体15彼此之间的密封第4连结面44上也配置有(相同的)传热销50及垫圈54，所述传热销及垫圈与位于该密封第4连结面44的两侧的第4壳体14、第5壳体15双方接触，并且由导热率高于密封部件Se的原材料形成，所以从第5壳体15向第4壳体14的传热也可以经传热销50及垫圈54极其顺畅地进行。
尤其，本实施方式中，遍及第5壳体15 第3壳体13设置有单一的传热销50,并且在垫圈54的端部形成有被第3壳体13与第4壳体14夹住的凸缘部(扩径部)54A，因此能够更加顺畅地向第3壳体13侧传递热量。
另外，向第3壳体13侧传递过来的热量(由于在马达Ml侧的第I 第3壳体11 13之间的第I连结面41、第2连结面42上未配置有密封部件Se，所以)能够极其轻松地向第2壳体12、第I壳体11侧移动。
本实施方式的马达Ml的外壳Cm由于是IE3规格的高效率马达，所以发热量本身较少并且与以往的标准马达相比尺寸稍大，因此热容量较大且散热面积较大。因此，通过冷却风扇68被非常有效地冷却，能够经马达Ml的外壳Cm (第I 第3壳体11 13)顺畅地放出减速机Gl的热量。
另外，图1所示的齿轮马达GMl中，第3 第5壳体13 15采用将切有外螺纹52A的连结螺栓52拧入(切有内螺纹的)第3壳体13的螺栓孔13A的结构，但代替该结构，也可为例如如图5所示的组合使用连结螺栓91与螺母93的连结结构。此时，由于在连结螺栓91与第3壳体13a之间未切有螺纹，所以能够将遍及第3 第5壳体13a、14、15而贯穿的一根垫圈99作为传热部件使用。另外，垫圈99的外周面与第3 第5壳体13a、14、15的螺栓孔13aA、14A、15A的内周面接触。
如此，传热部件并未对其形状或原材料、形成数量等进行特别限定。例如，上述实施方式中，作为传热部件除了传热销之外还组装了垫圈，但也可以仅为任意一方。对于原材料，只要其传热率高于密封部件的传热率即可，并不限定于金属。例如，也可为封入时为半固体状态其后凝固的原材料。
但是，上述实施方式中，作为减速机Gl采用了只具备一级摆动内啮合型行星齿轮减速机构的减速机，但减速机中也有例如如图6所示的具备热负荷高的减速级的减速机。本发明尤其对如该图6所示的具备热负荷高的减速机G2的该齿轮马达有效地发挥作用。
图6所示的齿轮马达GM2具备有与以上实施方式的马达Ml相同的高效率(IE3规格的)马达M2 (=M1)。并且，减速机G2的第I减速级由与以上实施方式相同的摆动内啮合型行星齿轮减速机构构成。与以上实施方式不同的是减速机G2进一步具备正交减速机构102作为第2减速级。
具体而言，与以上实施方式相比，第I减速级的输出轴104为空心轴，经花键106将连接轴108连结于该输出轴104。在连接轴108的前端形成有小锥齿轮110。小锥齿轮110与锥齿轮112啮合而构成所述正交减速机构102。锥齿轮112经键114而与空心输出轴120连结。
根据该结构，在以上实施方式中并没有特别施加推力荷载的第I减速级的输出轴104上施加有通过正交减速机构102的啮合而产生的推力荷载。为此，以上实施方式的球轴承94、95改变为一对锥形滚子轴承122、124。
并且，第5壳体115也为了与容纳正交减速机构102的第6壳体116连接而改变为具有大径的法兰部115A的形状，因此第5壳体115的轴向中央部的直径dl变为小于轴方向两端部的直径d2、d3 (第5壳体115本身存在凹部115B)。
成为这种结构的图6所示的减速机G2由于锥形滚子轴承122、124的滚动体122A、124A以线接触方式承受径向荷载与推力荷载双方的同时旋转，所以(虽然容许转矩变大)有发热变大的倾向。尤其，从图6也可知锥形滚子轴承122由于位于第5壳体115的凹部115B的附近，所以热量易蓄积且热负荷更加变高。
但是,该实施方式中，第5壳体115的热量与以上实施方式相同，经传热销50及垫圈54传到温度更低的马达M2 (=Ml)的外壳Cm侧。因此，能够与来自冷却风扇68 (图6中省略图示)的冷却风相配合地从马达M2的外壳Cm有效地放出。
但是，该实施方式中，第5壳体115与第6壳体116通过O型环126确保了密封性。因此，在该实施方式中，第5壳体115与第6壳体116之间的第5连结面145未设置有密封部件。并且，第6壳体116与(闭塞该第6壳体116的空心输出轴120的附近)的第7壳体117之间的第6连结面146也通过O型环130确保有密封性。因此，该实施方式中，在第6壳体116与第7壳体117之间的第6连结面146上也未设置有密封部件。因此，作为结果第5 第7壳体115 117之间的第5连结面145、第6连结面146上金属彼此基本上直接接触，确保了较高的导热率。
这是因为图6的实施方式所涉及的减速机G2中,第6壳体116、第7壳体117由于所容纳的正交减速机构102的转速也比较低，热负荷性没有第5壳体115那么过大并且其尺寸较大，因此热容量较大散热也比较良好地进行，所以可设想运转时温度反而比第5壳体115低。
S卩，该实施方式中，第5壳体115的过大的热量经第4壳体14、第3壳体13流向马达M2侧，并且流向与该第5壳体115金属接触的第6壳体116、第7壳体117侧，由此进行散热。
如此，本发明中未必要一定要将各壳体的所有连结面设为(夹入配置有密封部件)的密封连结面。尤其，关于马达的外壳，由于对确保密封性的要求小，所以为了较高地确保各壳体之间的连结面中的传热性也优选为非密封连结面(其中，关于马达侧的连结面，例如也可以配置密封部件并且配置传热部件)。并且，减速机中，例如如图6的实施方式中所示的例子，关于是否应将各壳体的连结面设为密封连结面，从成本、装配的简易性、密封难度(严密性)、减速机构的发热性、散热的简易性等方面确定也可。
总之，从这种各种观点考虑本发明在连结面被设为设置有密封部件的密封连结面时，从可在与位于该密封连结面的两侧的壳体之间良好地进行导热的观点上，尤其，从以往难以想到的可从减速机向马达侧良好地进行导热的观点上有益。为了可靠地保证该作用，本发明中密封连接面有多个时(为了确保从减速机向马达侧的传热或如后所述为了确保从马达侧到减速机侧的传热)必须相对其中最靠马达侧的密封连结面配置传热部件。然而，对其他密封连结面不一定要配置传热部件。但是，为了更良好地进行齿轮马达整体的传热，优选如上述的2个实施方式的例子在所有密封连结面都配置传热部件。
另外，本发明是着眼于采用高效率马达时马达侧的温度反而低于减速机的这种现象而完成的发明，但是(即使采用高效率马达)，也因减速机的结构或放置齿轮马达的散热环境而使马达侧的温度有可能变得较高。此时，本发明中，在其结构上热量从马达侧向减速机侧移动。但是，即使发生这种现象，作为结果齿轮马达的马达与减速机之间积极地移动热且能够将齿轮马达整体的温度降低到两者的中间温度，在这种观点上绝不是不优选的作用，反而可以认为是可成为有益作用的情况不少。
S卩，本发明中，当减速机侧有多余热负荷时在设置场所或减速机构的结构上并不禁止例如通过使用标准马达的基础上使该标准马达中所产生的热量流向减速机侧来实现齿轮马达整体的热量分布均匀化。因此，本发明并不是只有在马达温度变低的结构时才能成立，该观点上，必须使用高效率马达这并不是本发明的必要条件。
本申请主张基于2011年12月13日申请的日本专利申请第2011-272779号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
权利要求
1.一种齿轮马达，其马达与减速机连结，其特征在于， 所述齿轮马达的外壳由多个壳体构成，并且 在该壳体之间的连结面中，在除了所述马达的壳体彼此的连结面以外的至少I个连结面上夹入配置有对该连结面进行密封的密封部件， 在夹入配置有该密封部件的连结面中的最靠近所述马达的连结面上配置传热部件，所述传热部件与位于该连结面的两侧的所述壳体双方接触，并且所述传热部件由导热率高于所述密封部件的原材料形成。
2.如权利要求1所述的齿轮马达，其特征在于， 夹入配置有所述密封部件的连结面有多个，且在所有夹入配置有该密封部件的连结面上都配置有所述传热部件。
3.如权利要求1或2所述的齿轮马达，其特征在于， 所述传热部件配置于与连结所述壳体的连结螺栓用孔分体设置的连通孔内。
4.如权利要求1 3中任一项所述的齿轮马达，其特征在于， 所述传热部件配置于连结所述壳体的连结螺栓的外周。
5.如权利要求4所述的齿轮马达，其特征在于， 在所述传热部件的端部设置有被位于所述连结面的两侧的所述壳体夹住的扩径部。
6.如权利要求1 5中任一项所述的齿轮马达,其特征在于， 所述连结面有多个，遍及该多个连结面设置有单一的所述传热部件。
全文摘要
本发明提供一种齿轮马达，其有效地抑制齿轮马达整体的发热，本发明的齿轮马达(GM1)为马达(M1)与减速机(G1)连结而构成，其中，齿轮马达的外壳由多个第1～第5壳体(11～15)构成，并且在该第1～第5壳体之间的第1～第4连结面(41～44)中，除了马达的壳体(11～13)彼此的第1、2连结面(41、42)以外的至少一面即第3、4连结面(43、44)上夹入配置有密封该第3、4连结面的密封部件(Se)，夹入配置有该密封部件的第3、4连结面中至少在最靠近马达的第3连结面(43)上配置传热部件(50)(及垫圈(54))，且传热部件(及垫圈)与位于该第3连结面的两侧的第3、4壳体(13、14)双方接触，并且由导热率高于密封部件的原材料形成。
文档编号H02K7/116GK103166370SQ20121054117
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者田村光扩, 竹岛丰, 藤野泰充 申请人:住友重机械工业株式会社