CN1209273C - 输送机的驱动装置及其所用的带有电动机的减速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能防止由多角形运动引起的共振而形成的噪声、振动，能使其小型化的输送机装置。它是借助来回地架挂在滚筒(302)轴上所安装的被动侧链轮(304)和驱动装置(400)侧的驱动侧链轮(403)之间的链子(305)而驱动输送机装置(300)的传送带(303)。驱动装置(400)的带有电动机的减速器(401)是使用带单纯行星轮式电动机的减速器(401)。其结果是即使用小直径的链轮(304)、(403)也能以充分的扭矩、低振动地进行驱动。

Description

输送机的驱动装置及其所用的带有电动机的减速器

技术领域

本发明涉及输送机的驱动装置，特别是那种能实现低振动、低噪声、或者低波动的输送机的驱动装置及其所用的带有电动机的减速器。

背景技术

图9是表示一个以前输送机的驱动装置例子的顶视图(A)和正视图(B)。图中的100是表示输送机装置、200是表示驱动装置。

输送机装置100是在高台101的两端(图中只表示了一端)、借助支轴能回转地支承着滚筒102，在两个滚筒102之间、架挂着无接头状的传送带103。在图示的滚筒102的轴上安装着被动侧链轮104，齿轮传动电动机201借助来回架挂在上述被动侧链轮104上的链子105使滚筒102回转驱动。图中所示的106是表示输送物、107是滚子、108是表示支持脚。

驱动装置200是如下所述地构成的，即、驱动侧链轮203安装在上述齿轮传动电动机201的输出轴222上，在这个驱动侧链轮203和输送装置100的被动侧链轮104之间来回地架挂着无接头状的链子105。图中的204是表示底座，用于连接输送装置100的支持脚108。

齿轮传动电动机201由电动机210和减速器220构成。减速器220可广泛地使用譬如日本专利申请公开报告特开平8-4844号所述的行星齿轮构成的减速器、或者由利用斜齿轮的平行轴齿轮构成的减速器，还可使用由本申请人提出的日本专利2628983号公开的利用双曲线齿轮组的正交减速器。而且、在提供给有低振动、低噪声要求的技术领域中应用时，最好使用其中的利用斜齿轮的减速器或者利用双曲线齿轮组的正交减速器。

近年来，在一些譬如要求可靠地发现食品包装中的非常小异物的检查输送机等用途中，特别需要这种能将传送带的振动和波动抑制成很小的输送装置。

但是，至今还没有特别提出过考虑到上述这个要求的有效方案。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的缺点、是对输送机的振动和噪声或者波动等问题进行了彻底的仔细研究之后而作出的，其目的是提供一种能大幅度地抑制上述这些问题发生的输送机的驱动装置和这个驱动装置所用的带有电动机的减速器。

为了解决上述现有技术存在的问题而作出的本发明输送机的驱动装置，它具有电动机、将该电动机的回转进行减速后加以传递的减速器；借助链子和链轮的组合或者定时皮带和定时皮带轮的组合方式中的任意一种、将该减速器的输出传递到用于驱动输送机的滚筒，其中、上述减速器是单纯行星轮减速器，其设有太阳轮、在该太阳轮的外周上回转地接触的行星轮、和上述行星轮内切的环绕轮；上述减速器的输出轴是与上述链轮或定时皮带轮的驱动侧相连接的。

一般，在公知的输送机装置中，当驱动侧或被动侧链轮的节圆直径过份小时，构成链子的环就不能以圆滑的圆弧状态卷绕在链轮上，环的一段一段都形成多角形的一边一边地卷绕在链轮上。其结果使链子一边发出喀嚓喀嚓的声音、一边如同不连续状地在驱动侧和被动侧链轮之间进行回转。在本说明书中为了方便而将这种状态称为「多角形运动」。

这种多角形运动虽然在由金属制造的链子和链轮进行的动力传递中特别容易发生，但是在橡胶或塑料形成的定时皮带驱动中也会发生。即、虽然多角形运动有程度之差，但是它被认为是计数地进行链子驱动或定时皮带驱动等动力传递的卷绕式传动机构的附加物。而以前却没有将这点特别地看作问题。

然而，近年来，随着倒相电源的利用而形成的电源频率的变换、以及由其引起的电动机的可变速运动，就产生如下所述的问题，即、由电动机所用的回转速度会使链子、定时皮带和将其驱动的齿轮传动电动机都发生共振，不仅从链子，而且从齿轮传动电动机、安装着齿轮传动电动机的高架、支持脚、底座等周边都产生不能预测的噪声。

由本发明人所作的调查可以确认这一点，即、上述这样的问题特别在链子的链轮节圆直径较小的场合下更容易引起。

这表示上述这样的共振是与上述「多角形运动」相关地产生的。

一般，在振动和噪声的等级是一定的场合下，能容易地提出防振和防止噪声等规定的措施。但是，对那些由于使用状态不同而在不能预期的时间所发生振动和噪声、则有很难提出防振和防止噪声等规定的措施的问题。这是因为在与成本的关系上，在大部分运转状况下、这些规定的措施很可能成为额外的质量要求。

在共振的原因能被推断为是多角形运动的情况下，认为可借助增大链轮的直径得到一定程度的解决。但是，考虑到在这种情况下会有从输送机皮带露出地被输送的输送物时，就必需采用增大滚筒直径、或者使整个输送机装置结构增大等措施，这样，就会产生使输送机装置的成本升高、并使设备所需要的空间增加等新的问题。此外，为了不产生「多角形运动」，还考虑过那种使用表面平滑的皮带替代链子和链轮的传递方式，它是由摩擦来传递动力的。

但是，上述这种传递方式有许多问题，譬如这种传递方式的结构不能传递大的扭矩、因此不得不使装置的结构极大地增加，而且还难免有不少「滑动」，很难进行前馈控制或反馈控制，会引起定位精度和速度控制的降低等。

因此，本发明人以使用链子和定时皮带为前提，而且为了彻底解决上述的问题，提出了解决上述问题的方案，即、将设置在共振源、即作为发生原始振动起源的电动机和不得不进行「多角形运动」的链子或定时皮带之间的减速器做成进行牵引传递的减速器、还将其做成单纯行星轮机构的减速器。在本说明书后面部分将详细地说明能证实其效果的数据。

采用本发明后，在所有速度领域都能进行没有共振的运转，因此链子的链轮等节圆直径就可以不增大。其结果就能把安装在单纯行星轮减速器的输出轴上的上述驱动侧链轮或驱动侧定时皮带轮的节圆直径与上述被动侧链轮或被动侧定时皮带轮的比例设定成譬如1.4以上，由这部分得到规定的减速比就能使带有电动机的减速器的结构进一步小型化。

作为进行扭矩传递的减速器的具体结构，从成本和效果考虑，可以是单纯行星轮机构。其中，以太阳轮输入、环绕轮固定、载体输出的方式最好。这种方式容易从电动机侧接受动力，而且能将环绕轮和外壳形成一体，因此、不但结构上有利，又因为行星轮是一边进行自转、一边进行公转地传递动力的结构，所以能最有效地切断电动机侧和链轮侧的振动传递。

附图说明

图1是表示本发明第1实施方式的输送机装置和传送带的驱动装置的顶视图(A)和正视图(B)。

图2是构成本发明输送机驱动装置的带有行星轮式电动机的减速器断面图。

图3是沿着图2的A-A线取得的断面图。

图4是表示把以前的输送机装置和传送带的驱动装置与根据本发明构成的输送机装置和传动带的驱动装置进行比较的实验结果的说明图。

图5是表示把以前的例子与本发明构成的例子进行比较的另一个实验结果的说明图。

图6是表示本发明第2实施方式的输送机装置和传送带的驱动装置的顶视图(A)和正视图(B)。

图7是表示本发明第3实施方式的输送机装置和传送带的驱动装置的断面图。

图8是表示本发明第4实施方式的输送机装置和传送带的驱动装置的断面图。

图9表示以前的输送机装置和传送带的驱动装置的一个例子的顶视图(A)和正视图(B)。

具体实施方式

下面，参照着附图来说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明第1实施方式的输送机装置和传送带的驱动装置的顶视图(A)和正视图(B)。图中300是表示输送机装置、400是表示驱动装置。

输送机装置300是在高台301的两端(图中只表示了一端)、借助支轴能回转地支承着滚筒302(也是只表示一端)，在两个滚筒302之间、架挂着无接头状的传送带303。在图示的滚筒302的轴上安装着被动侧链轮304，由下述的带有电动机的减速器401，借助架挂在上述被动侧链轮304上的链子305使滚筒302回转驱动。图中所示的306是表示输送物、307是滚子、308是表示支持脚。

驱动装置400是如下所述地构成的，即、驱动侧链轮403安装在带有行星轮式电动机的减速器401的输出轴422上，在这个驱动侧链轮403和输送装置300的被动侧链轮304之间架挂着上述的链子305。图中的404是表示底座，用于连接输送装置300的支持脚308。

与图9所示以前的例子相比较，在图1所示的实施方式中、安装在带有电动机的减速器401的输出轴422上的驱动侧链轮403和被动侧链轮304的直径显然缩小了许多，因此、能避免与传送物306的干涉、而且还能使滚筒302的直径缩小，从而能使整个输送机装置300小型化、能使它的厚度减薄。

如上所述，能使驱动侧链轮403、被动侧链轮304、滚筒302等的直径缩小，这是由于把带有电动机的减速器401做成设有行星轮式带电动机的减速器。

图2是构成本发明输送机驱动装置的带有行星轮式电动机的减速器401的断面图、图3是沿着图2的A-A线取得的断面图。带有电动机的减速器401由电动机410和单纯的行星轮式减速器(下面，简单地称为减速器组件)420构成，电动机410的回转从电动机轴传递给减速器组件420。在减速器组件420中，利用被称为牵引传动等的油剪断应力，借助其形成的动力传递作用而按照规定的减速比进行减速，使输出轴422进行回转。

电动机410是在圆筒外壳411内安装着定子等构件、用与减速器组件420相反侧的后面盖子412覆盖圆筒外壳411的后端侧，在其后端侧还安装着风扇盖子413。电动机轴(驱动轴、回转轴)414的后端和前端分别由轴承415、416支承，前者是与后面盖子412嵌合的；后者是与和减速器组件420的连接外壳421嵌合的，电动机的轴线与减速器组件420的中心轴线L是同轴的。

减速器组件420的外壳由配设在轴线方向中央的中央外壳423、电动机410侧的上述连接外壳421和与电动机410相反侧的前部外壳424构成。连接外壳421兼用作减速器组件420和电动机410外壳的一部分，借助这个连接外壳421、使减速器组件420和电动机410结合成一体。作为牵引传动机构的单纯行星轮机构500是组装在中央外壳423、连接外壳421和前部外壳424之间形成的空间内。

如图3所示，单纯行星轮机构500设有作为摩擦轮(传动轮)的太阳轮501、与太阳轮501的外周转动相接的多个(本实施例中是4个)中空圆筒状的行星轮502和作为这些行星轮502内切环绕轮(リングロ-ラ)的中央外壳423的内周面部503。

作为上述环绕轮的中央外壳423的内周面部503的内径D3比太阳轮501的直径D1与行星轮502的直径D2的2倍之和还稍许大一点，将压接力作用在太阳轮501和行星轮502之间。环绕轮的中央外壳423，作为单纯行星轮机构500的固定构件，借助贯通螺栓504而固定在的连接外壳421上。而太阳轮501构成输入构件，支持行星轮502的载体505构成输出构件。

将行星轮502的公转输出的载体505是这样的结构，即、构成该载体505一部分的4根销509分别插入在行星轮502中。轴承506支持电动机轴414前端部、还包括支持减速器组件420的输出轴422，借助将内部装着轴承506的基部507、及从基部507向外侧突出的凸缘部508等连接成一体，使上述的这些构件具有载体505的机能。输出轴422通过轴承510、511能自由回转地支持在前部外壳424上。

下面，简单地说明这个减速器组件420的动作。

当电动机轴414回转时，这回转就被传递到单纯行星轮机构500的太阳轮501。由于行星轮502与中央外壳423的内周面部503相接触，因而它就沿着内周面部503而进行自转·公转运动，它的公转运动成分借助载体505，从作为该载体505一部分的输出轴422输出。众所周知，这种单纯行星轮机构500的减速比x1是使用太阳轮501的直径D1、作为环绕轮的内周面部503的内径D3，由x1＝D1/(D1+D3)表示。

在上述的动力传递过程中，借助由链子305和链轮304、403形成的动力传递、以及上述的设有行星轮式电动机的减速器401的组合，就难以发生由多角形运动和带有电动机的减速器401的共振而引起的噪声和振动，而且能确实稳定地进行扭矩的传递。

图4是表示将具有上述本发明结构的输送机驱动装置和图9、图10所示的以前的驱动装置进行比较的实验结果的说明图。

图中的▲是表示以前的例子、●是表示在本发明结构的场合下，由电动机转数(rpm)和振动(G)之间的关系、可知在采用本发明的结构时，能使振动和共振都减小。

详细地说，图的横轴是借助使用变频器进行频率变换的电源而变速的电动机的转数(rpm)、纵轴是图1、图9所示各个X点所示部分的振动加速度(G)。为了容易理解结果，带有电动机的减速器是使用如下所述的结构，即、在条件差的(没有防振橡胶)状态下、直接安装在底座上；电动机是3相、4极、0.4kw；减速比是1/5。链子的尺寸大小基本相同，本发明的链轮的直径大致是现有技术例的一半。

用于实验的装置的其他参数如下所述。

以前例子中，由「多角形运动」引起的振动和由齿轮啮合引起的振动是在900～1000rpm、1800～2000rpm、2400～2700rpm附近共振，带有电动机的减速器中央的振动较大，噪声当然也就较大；与此相对，在具有上述本发明结构的场合下，尽管使用了小链轮，在全部转数范围内都没有发生较大的振动。

图5是表示与上述相同的以前例子和本发明的结构进行比较的另一个实验结果的说明图，这个例子是在带有电动机的减速器基底的底面和输送机装置的支持脚的下端分别设置着防振橡胶后进行实验的。与图4同样地、图中的▲是表示以前的例子、●是表示在本发明结构的场合下，由电动机转数(rpm)和振动(G)的关系可知，在采用本发明结构的场合下，整体上来说，振动都非常小。

图6是表示本发明第2实施方式的输送机装置和传送带的驱动装置的平面图(A)和正视图(B)。在以下的几个实施方式的说明中，对那些与图1～图3所示实施方式的结构相同的或者类似的部分，都只标记上相同的符号、并且省略重复的说明，对那些不同的部分都标记上与第1实施方式不同的符号后进行说明。

本实施方式的输送机装置600与上述实施方式的输送机装置300相比、不同点在于链轮601照旧做成与图9、图10所示以前例子那样的大直径。即、这个实施方式是只将驱动侧链轮601做成小直径，将被动侧链轮304做成与以前相同的尺寸，由于用链子305的传递部分进行减速(使扭矩增大)，因而使带有电动机的减速器400小型化，即、能使其重量减轻，能使其结构紧凑。而且，由于一般使带有电动机的减速器400小型化时，还能使振动减小，因而上述带有电动机的减速器400的小型化还能使它的振动进一步降低。

图7是表示本发明第3实施方式的输送机装置和传动带的驱动装置的断面图。本实施方式是用橡胶或塑料制造的定时皮带(带齿皮带)700替换链子而进行驱动力传递的例子。为了来回地架挂着定时皮带700，用带齿的被动侧皮带轮701和驱动侧皮带轮702替换被动侧链轮304和驱动侧链轮403。

图8是表示本发明第4实施方式的输送机装置和传动带的驱动装置的断面图。虽然本实施方式的结构是大致与图7所示的实施方式同样的，但是，在构成带有电动机的减速器800的减速器组件801中，它是采用2级单纯行星轮机构802、803的例子，这样，可将减速比取得较大。

发明的效果

本发明的输送机装置和传动皮带的驱动装置，采用了链子和定时皮带，由带有电动机的减速器驱动输送机皮带，由于将设有单纯行星轮式电动机的减速器用作驱动源，因而在链子和定时皮带回转过程中，由弯曲成多角形状而发生的运动引起的共振几乎不会发生，其结果还使噪声减小，而且具有能使输送机小型化的效果。

Claims (3)

1.一种输送机的驱动装置，它具有电动机、将该电动机的回转进行减速后加以传递的减速器；借助链子和链轮的组合或者定时皮带和定时皮带轮的组合的任意一种方式，将该减速器的输出传递到用于驱动输送机的滚筒，其特征在于，上述减速器是单纯行星轮减速器，其设有太阳轮、在该太阳轮的外周上回转地接触的行星轮、和上述行星轮内切的环绕轮；上述减速器的输出轴与上述链轮或定时皮带轮的驱动侧相连接。

2.如权利要求1所述的输送机的驱动装置，其特征在于，通过将上述减速器的太阳轮嵌合在上述电动机的电动机轴上，将上述电动机和上述减速器一体化。

3.如权利要求1或2所述的输送机的驱动装置，其特征在于，通过使上述减速器的电动机一侧的连接外壳兼用作上述电动机的外壳的一部分，经由上述连接外壳将上述减速器和上述电动机一体化。

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