CN103872845A

CN103872845A - 齿轮传动电动机

Info

Publication number: CN103872845A
Application number: CN201310645846.6A
Authority: CN
Inventors: 藤泽惠介
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2014-06-18
Also published as: KR20140074213A; JP2014117039A; US20140157926A1; US9097311B2; TW201422950A

Abstract

本发明提供一种能够对旋转变得不稳定的事态进行避免，并将转矩可靠地传递的齿轮传动电动机。齿轮传动电动机利用齿轮组使直流电动机的旋转减速而输出到外部，齿轮组包括：第二齿轮（24），其具有筒部（41）；以及第三齿轮（25），其具有装填在第二齿轮（24）的筒部（41）内的第一装填部（42）。第二齿轮（24）和第三齿轮（25）由树脂材料构成，在第二齿轮（24）的筒部（41）的内周面的整个圆周上形成有沿周向连续的凹凸部（41a），在第三齿轮（25）的第一装填部（42）的外周面（42a）沿周向以等间隔配置有推压部（42b），该推压部（42b）进入到凹凸部（41a）的凹部内而对凹部的壁面进行推压。

Description

齿轮传动电动机

技术领域

本发明涉及一种内置在游乐设备、AV设备、医疗设备和照相机等精密设备中的小型的齿轮传动电动机。

背景技术

以往，作为这种领域的技术文献，存在日本专利特开2012–62963号公报。在该公报中提出了一种减速齿轮机构，该减速齿轮机构具有在过载时将输出轴与齿轮构件之间的动力传递切断的离合器。在该减速齿轮机构中，齿轮构件包括：轴插通部，其供输出轴能旋转地插通；以及外侧筒部，其设置为将轴插通部包围。在轴插通部与外侧筒部之间配置有螺旋弹簧，该螺旋弹簧向径向内侧对轴插通部施力。在该减速齿轮机构中构成有转矩限制器，该转矩限制器利用在轴插通部的内周面与输出轴的外周面之间作用的摩擦力，使齿轮构件与输出轴之间的动力传递间断地进行。

现有技术文献

专利文献

专利文献：日本特开2012–62963号公报

但是，在上述转矩限制器中，在输出轴因某些原因被锁定了的情况下，在沿周向的摩擦力作用于轴插通部的内周面与输出轴的外周面之间的状态下，齿轮构件继续相对于输出轴旋转。因此，输出轴的外周面与轴插通部的内周面逐渐磨损，输出轴易于相对于齿轮构件发生滑动。因而，输出轴相对于齿轮构件的旋转逐渐变得不稳定，可能引发不再能从齿轮构件向输出轴可靠地传递转矩的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够对旋转变得不稳定的事态进行避免，并将转矩可靠地传递的齿轮传动电动机。

为了解决上述问题，本发明的齿轮传动电动机利用多个齿轮使电动机的旋转减速而输出到外部，其中，多个齿轮包括：第一齿轮部，其具有筒部；以及第二齿轮部，其具有装填在第一齿轮部的筒部内的第一装填部，第一齿轮部和第二齿轮部由树脂材料构成，在第一齿轮部的筒部的内周面的整个圆周上形成有沿周向连续的凹凸部，在第二齿轮部的上述第一装填部的外周面沿周向以等间隔配置有推压部，该推压部进入凹凸部的凹部内而对凹部的壁面进行推压。

本发明的齿轮传动电动机在树脂制的第一齿轮部的筒部内装填有树脂制的第二齿轮部的第一装填部，利用第一装填部的推压部对筒部的内周面进行推压，因此，第二齿轮部处于沿轴向被轻轻压入第一齿轮部的状态。另外，在第一齿轮部或第二齿轮部被锁定了的情况下，第二齿轮部的第一装填部的推压部相对于第一齿轮部的筒部的内周面沿周向移动，第一装填部的推压部越过筒部的内周面的凹凸部，从而在第一齿轮部与第二齿轮部之间传递的扭矩被切断。这样，在本发明中，通过使第二齿轮部的第一装填部的推压部越过第一齿轮部的内周面的凹凸部来将扭矩传递切断，且利用第二齿轮部的第一装填部的推压部对第一齿轮部的筒部的内周面进行推压，因此能够在第一齿轮部与第二齿轮部之间可靠地传递转矩。此外，从轴向观察，第一齿轮部的筒部的内周面的凹凸部形成在整个圆周，第二齿轮部的第一装填部的推压部沿周向以等间隔配置，因此，能对第二齿轮部相对于第一齿轮部的晃动进行防止，以帮助第二齿轮部相对于第一齿轮部的旋转稳定化。

另外，第二齿轮部具有第二装填部，该第二装填部从第一装填部的内侧沿轴向突出，且装填在第一齿轮部的中心孔内，在第二装填部的外周面上设置有卡定突起，该卡定突起与形成于中心孔的壁面的卡定凹部沿轴向卡定。

在该齿轮传动电动机中，第二齿轮部具有装填在第一齿轮部的中心孔内的第二装填部，在第二装填部的外周面上设置有与形成于中心孔的壁面的卡定凹部沿轴向卡定的卡定突起。这样，第二齿轮部的第二装填部的卡定突起进入到第一齿轮部的中心孔的卡定凹部内，在沿轴向的力施加于第一齿轮部或第二齿轮部的情况下，第二齿轮部的卡定突起与第一齿轮部的卡定凹部的壁面抵接。因而，对第二齿轮部相对于第一齿轮部的沿轴向的移动进行限制，因此，能够可靠地避免第二齿轮部脱离第一齿轮部的可能性。

另外，推压部是前端弯曲的突起，从轴向观察，形成于第一齿轮部的筒部的内周面的凹部的壁面在壁面的切线即两条基准线之间弯曲，由两条基准线构成的角度为钝角。

在该齿轮传动电动机中，配置于第二齿轮部的第一装填部的外周面的推压部形成为前端弯曲的突起，形成于第一齿轮部的筒部的内周面的凹部的壁面形成为以由两条基准线构成的角度为钝角的方式缓缓弯曲的形状。在此，假设在以由两条基准线构成的角度为锐角的方式将形成于第一齿轮部的筒部的内周面的凹部的壁面的曲率半径减小时，第二齿轮部的推压部嵌入到第一齿轮部的内周面的凹部内而对第一齿轮部的内周面进行推压，因此，能使第二齿轮部不易脱离第一齿轮部。但是，在发生锁定时，第二齿轮部的推压部的推压力易于集中在第一齿轮部的内周面的凸部，第二齿轮部的推压部想要对第一齿轮部的内周面的凸部进行推压且沿周向移动，因此，第一齿轮部的内周面的凸部发生磨损。与此相对的是，在本发明中，第二齿轮部的推压部的前端弯曲，此外第一齿轮部的凹部的壁面缓缓弯曲，因此，由第二齿轮部的推压部产生的对第一齿轮部的内周面作用的沿周向的推压力减小，第二齿轮部的推压部沿第一齿轮部的凹部的壁面平滑地移动。因此，第一齿轮部的内周面的凸部不易磨损。这样，在本发明中，在发生锁定时，能使第二齿轮部的推压部在第一齿轮部的内周面上沿周向顺利地移动，并且能使形成于第一齿轮部的内周面的凸部的磨损减轻。

根据本发明，能够避免旋转变得不稳定的事态，以可靠地传递转矩。

附图说明

图1是表示本发明的齿轮传动电动机的一实施方式的立体图。

图2是表示第二齿轮和第三齿轮的立体图。

图3是表示第二齿轮和第三齿轮的立体图。

图4是表示第二齿轮与第三齿轮的连接关系的剖视图。

图5是表示筒部的内周面的凹部与第一装填部的外周面的凸部的关系的主要部分放大俯视图。

图6是表示第二齿轮与第三齿轮的连接关系的剖视图。

图7是将图6的虚线部分放大表示的图。

图8是表示第二齿轮和第6齿轮的俯视图。

（符号说明）

1…齿轮传动电动机；

2…齿轮组；

4…电动机；

24…第二齿轮（第一齿轮部）；

24a…中心孔；

24b…卡定凹部；

25…第三齿轮（第二齿轮部）；

41…筒部；

41a…凹凸部；

41y…凹部；

42…第一装填部；

42a…外周面；

42b…推压部；

43…第二装填部；

43a…卡定突起；

43c…外周面；

A…旋转轴线；

α…角度；

L1、L2…基准线。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的齿轮传动电动机的优选实施方式进行详细说明。

图1所示的齿轮传动电动机1用在游乐设备、AV设备、医疗设备和照相机等电子设备中，在电子设备的机构部中用作小型的单元。齿轮传动电动机1利用齿轮组2使直流电动机4的旋转减速而输出到外部。齿轮传动电动机1具有对构成减速机构的多个齿轮即齿轮组2进行收容的树脂制的齿轮箱3，将直流电动机4旋紧固定于齿轮箱3的齿轮架5的侧壁。齿轮箱3包括：树脂制的齿轮架5，其设置有用于对齿轮组2进行收容的收容凹部51；以及树脂制的齿轮盖6，其用于将齿轮架5的开放侧封闭。在将齿轮组2收容在收容凹部51内的状态下，利用三根螺钉8将齿轮盖6固定于齿轮架5。

在齿轮架5的侧壁设置有用于利用小螺钉7对小型的直流电动机4进行固定的平坦的电动机安装壁52。直流电动机4的输出轴被插入形成于电动机安装壁52的通孔51e内而到达收容凹部51。并且，在齿轮架5的收容凹部51内，将蜗轮21压入直流电动机4的输出轴，该蜗轮21作为输出齿轮发挥功能。

另外，在直流电动机4的输出轴固定有遮光叶片60，该遮光叶片60与直流电动机4的输出轴一起旋转，从而从光断续器（未图示）的发光部射出的光以被遮光叶片60间歇地遮挡的方式射入受光部。并且，根据射入的光对从受光部输出的脉冲数进行计算，从而对直流电动机4进行控制。

能够减速的齿轮组2包括：蜗轮21；斜齿轮22，其与蜗轮21啮合；第一齿轮23，其与斜齿轮22的上部形成为一体；第二齿轮（第一齿轮部）24，其由树脂材料构成并与第一齿轮23啮合；第三齿轮（第二齿轮部）25，其由树脂材料构成并被轻压入第二齿轮24的下部；第四齿轮26，其与第三齿轮25啮合；第五齿轮27，其与第四齿轮26的下部成形为一体；以及输出齿轮28，其与第五齿轮27啮合。

在齿轮架5的收容凹部51内立设有第一轴部51a～第四轴部51d，斜齿轮22和第一齿轮23轴支承于第一轴部51a，第二齿轮24和第三齿轮25轴支承于第二轴部51b，第四齿轮26和第五齿轮27轴支承于第三轴部51c，输出齿轮28轴支承于第四轴部51d。

如图2和图3所示，第二齿轮（第一齿轮部）24具有从第二齿轮24沿旋转轴线A方向突出的截面为圆环状的树脂制筒部41。在筒部41的内周面的整个圆周形成有沿周向连续的凹凸部41a。另外，在第二齿轮24的中心孔24a的外侧形成有扩径的卡定凹部24b（参照图3）。

第三齿轮（第二齿轮部）25包括：圆筒状的树脂制第一装填部42，其从第三齿轮25沿旋转轴线A方向突出，且装填在筒部41的内部；以及圆筒状的树脂制第二装填部43，其从第一装填部42的内侧沿旋转轴线A方向突出，且装填在第二齿轮24的中心孔24a。

如图3和图6所示，在第二装填部43设置有供第二轴部51b插通的中心孔43b。第二装填部43从形成于第三齿轮25的圆形的基部44沿旋转轴线A方向突出。第二装填部43的中心孔43b与第三齿轮25的中心孔25a（参照图6）连通。第二装填部43的卡定突起43a卡定于第二齿轮24的卡定凹部24b内沿与旋转轴线A正交的方向延伸存在的台阶24c。第二装填部43的卡定突起43a设置在第二装填部43的前端侧且外周面43c上，沿周向以等间隔配置两个卡定突起43a。

如图2～图4所示，第一装填部42通过连接部45配置在第二装填部43的中途。沿周向以等间隔设置有三个该连接部45，该连接部45从第二装填部43的外周面43c沿径向朝向第一装填部42的内周面42f延伸存在。由于利用这样的连接部45使第一装填部42与第二装填部43连接，因此，在与旋转轴线A正交的平面上，在第一装填部42与第二装填部43之间形成有三处沿周向延伸存在的空间46。另外，利用沿周向延伸存在的树脂制的第一装填部42的拱形部42c，将沿周向相邻的连接部45之间架设。因此，能使拱形部42c沿径向柔软地挠曲，从而能够利用该拱形部42c吸收振动等。

另外，在各拱形部42c在周向上的中央部分设置有用于沿径向对筒部41的凹凸部41a进行推压的推压部42b。在与旋转轴线A正交的平面上，各推压部42b设置在沿周向相邻的连接部45的中间地点。因此，在将第一装填部42装填到筒部41内的情况下，能够抑制第三齿轮25相对于第二齿轮24的晃动，从而能使第三齿轮25相对于第二齿轮24的旋转稳定。

如图5所示，第一装填部42的推压部42b从第一装填部42的外周面42a突出，推压部42b的前端是弯曲的。另外，在与旋转轴线A正交的平面上，形成于筒部41的内周面的凹凸部41a构成为凸部41x和凹部41y交替地连续。在此，凹部41y形成为以基准点P1和基准点P2作为拐点而将基准点P1和基准点P2连接的圆弧。

凸部41x形成为将沿周向相邻的凹部41y间连接的圆弧。另外，由通过基准点P1的切线即基准线L1和通过基准点P2的切线即基准线L2所构成的角度α为钝角，因此，凸部41x和凹部41y缓缓弯曲，凹凸部41a形成为波浪形状。

如图6和图7所示，第一装填部42装填在筒部41内，第二装填部43装填在中心孔24a内，但此时，如图7的放大部S所示，通过对第二装填部43的前端进行倾斜倒角而形成的卡定突起43a沿锥形面43t被压入到中心孔24a内，卡定突起43a越过中心孔24a的壁面，从而使卡定突起43a与卡定凹部24b嵌合。这样，卡定突起43a卡定于卡定凹部24b。并且，如图6所示，第二装填部43的外周面43c与第二齿轮24的中心孔24a的壁面接触，圆形的基部44的外周面44a与筒部41的内周面接触，从而第三齿轮25和第二齿轮24共有相同的旋转轴线A。

在具有这种结构的齿轮传动电动机1中，树脂制的第三齿轮25的第一装填部42装填在树脂制的第二齿轮24的筒部41内，如图4所示，筒部41的内周面的凹凸部41a被第一装填部42的推压部42b沿径向推压。由此，第三齿轮25成为沿旋转轴线A方向被轻压入第二齿轮24的状态，因此，在发生锁定时，第三齿轮25的第一装填部42的推压部42b相对于第二齿轮24的筒部41的内周面的凹凸部41a沿周向移动。并且，第一装填部42的推压部42b越过筒部41的内周面的凹凸部41a，从而在第二齿轮24与第三齿轮25之间传递的扭矩被切断。另外，由于利用第三齿轮25的第一装填部42的推压部42b沿径向对第二齿轮24的筒部41的凹凸部41a进行推压，因此，能够在第二齿轮24与第三齿轮25之间可靠地传递转矩。此外，从旋转轴线A方向观察，筒部41的凹凸部41a形成在整个圆周上，沿周向以等间隔配置有三处第一装填部42的推压部42b。因此，能够对第三齿轮25相对于第二齿轮24的晃动进行防止，从而能使第三齿轮25相对于第二齿轮24的旋转稳定。

另外，第三齿轮25具有装填在第二齿轮24的中心孔24a内的第二装填部43，在第二装填部43的外周面43c上设置有卡定突起43a，该卡定突起43a与形成于第二齿轮24的中心孔24a的卡定凹部24b的台阶24c沿旋转轴线A方向卡定。第三齿轮25的第二装填部43的卡定突起43a进入到第二齿轮24的中心孔24a的卡定凹部24b内，因此，在对第二齿轮24或第三齿轮25施加有沿旋转轴线A方向的力的情况下，卡定突起43a与卡定凹部24b的台阶24c抵接。因而，对第三齿轮25相对于第二齿轮24沿旋转轴线A方向的移动进行限制，因此，能够可靠地避免第三齿轮25脱离第二齿轮24的可能性。特别是，当在齿轮组2中使用蜗轮21等的情况下，容易沿旋转轴线A方向对蜗轮21等施加力，这样的结构是非常有效的。

另外，配置在第三齿轮25的第一装填部42的外周面42a上的推压部42b形成为前端弯曲的突起，如图5所示，形成于第二齿轮24的筒部41的内周面的凹部41y以基准线L1、L2构成的角度α为钝角的方式形成为缓缓弯曲的形状。这样，第三齿轮25的第一装填部42的推压部42b的前端弯曲，此外，第二齿轮24的筒部41的凹部41y缓缓弯曲。因此，与以基准线L1、L2构成的角度为锐角的方式减小了凹部41y的曲率半径的情况相比，由第三齿轮25的推压部42b产生的对筒部41的内周面作用的沿周向的推压力减小。因而，第三齿轮25的推压部42b沿第二齿轮24的筒部41的凸部41x和凹部41y平滑地移动，筒部41的凸部41x不易磨损。这样，在发生锁定时，能使第三齿轮25的推压部42b在第二齿轮24的筒部41的内周面上沿周向顺利地移动，并且能够减轻筒部41的凸部41x的磨损。

此外，还能够将该齿轮传动电动机1装设在照相机中，而用作使固定于透镜镜筒的透镜沿光轴方向移动的驱动源。

下面对该照相机的实施例进行说明。透镜镜筒由固定有透镜的内筒和在外周形成有齿条齿轮的外筒构成。内筒和外筒通过凸轮机构连接。在使外筒沿周向旋转时，利用该凸轮机构使内筒沿光轴方向移动。外筒的齿条齿轮与齿轮传动电动机1的输出齿轮28卡合。通过利用输出齿轮28使外筒沿周向旋转，能使内筒即透镜沿光轴方向移动。

本发明并不限定于上述实施方式。

如图8所示，也可在第二齿轮24和第三齿轮25上，使用沿周向以等间隔设置有两个推压部142b的第三装填部142和连接部145，以代替沿周向以等间隔设置有三个推压部42b的第一装填部42和连接部45。另外，也可以使用直径比第三齿轮25的直径小且齿数比第三齿轮25的齿数少的第6齿轮125，以代替第三齿轮25。

Claims

1.一种齿轮传动电动机，该齿轮传动电动机利用多个齿轮使电动机的旋转减速而输出到外部，其特征在于，

所述多个齿轮包括：

第一齿轮部，其具有筒部；以及

第二齿轮部，其具有装填在所述第一齿轮部的所述筒部内的第一装填部，

所述第一齿轮部和所述第二齿轮部由树脂材料构成，

在所述第一齿轮部的所述筒部的内周面的整个圆周上形成有沿周向连续的凹凸部，

在所述第二齿轮部的所述第一装填部的外周面沿周向以等间隔配置有推压部，该推压部进入所述凹凸部的凹部内而对所述凹部的壁面进行推压。

2.如权利要求1所述的齿轮传动电动机，其特征在于，

所述第二齿轮部具有第二装填部，该第二装填部从所述第一装填部的内侧沿轴向突出，且装填在所述第一齿轮部的中心孔内，

在所述第二装填部的外周面上设置有卡定突起，该卡定突起与形成于所述中心孔的壁面的卡定凹部沿轴向卡定。

3.如权利要求1或2所述的齿轮传动电动机，其特征在于，

所述推压部是前端弯曲的突起，

从轴向观察，形成于所述第一齿轮部的所述筒部的内周面的所述凹部的壁面在所述壁面的切线即两条基准线之间弯曲，由两条所述基准线构成的角度为钝角。