JP2003042240A - 減速機付きモータ内蔵ローラ、並びに、減速機 - Google Patents
減速機付きモータ内蔵ローラ、並びに、減速機Info
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- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
- F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
- F16H1/321—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear the orbital gear being nutating
Abstract
かつ、部品の加工容易で低コスト化を図り得る減速機、
並びに、減速機を有するモータ内蔵ローラを提供する。 【解決手段】 駆動源により回転駆動される入力板13
と、該入力板13に対向配置されるとともに回転が阻止
された入力側歯車14と、入力側歯車14に対向配置さ
れた出力側歯車15とを備え、入力側歯車14と出力側
歯車15とは歯数差を有し、入力板13と入力側歯車1
4の間には径の異なる複数のボール16a,16bが配
置され、入力板13の回転に伴う複数のボール16a,
16bの周方向移動に応じて入力側歯車14が揺動し、
該入力側歯車14と出力側歯車15との噛み合い部分が
周方向に移行するように構成されている。
Description
内蔵ローラ、並びに、モータ内蔵ローラその他の駆動装
置に用いることができる減速機に関する。
ユニット)をローラ本体内に内蔵してなるモータ内蔵ロ
ーラが、例えば特開平11−79358号公報に開示さ
れている。この従来のモータ内蔵ローラに内蔵される減
速機としては、太陽歯車並びに複数の遊星歯車を含む遊
星歯車列が採用されていた。
するためには所定の径が必要となって小径化に限界があ
り、小径のモータ内蔵ローラを構成することが困難であ
る。
比を得ることができる減速機として、例えば特開平6−
241286号公報や特開平7−248047号公報等
に開示された斜板歯車式減速機が知られている。これら
従来の斜板歯車式減速機では、入力軸に対して傾斜する
支持面を有する傾斜円盤を入力軸に一体的に設け、入力
側歯車(斜板歯車)を傾斜円盤の支持面に支持させ、傾
斜円盤の回転にともなって入力側歯車が揺動するように
構成している。
が複雑であるとともに、入力側歯車を支持する支持面が
傾斜面であり、かかる傾斜面の加工精度が機能面に大き
く影響するものとなっている。また、さらに大きな減速
比が要求される場合には、複数段の減速機を設けること
が必要となり、大きな内蔵スペースが必要となる。
も大減速比が得られ、かつ、部品の加工容易で低コスト
化を図り得る減速機、並びに、減速機を有するモータ内
蔵ローラを提供することを目的とする。
成するために、次の技術的手段を講じた。
に支持されたローラ本体内にモータと減速機が内蔵さ
れ、モータの回転力が減速機によって減速されてローラ
本体に伝達され、ローラ本体が固定軸に対して回転駆動
するモータ内蔵ローラにおいて、前記減速機は、モータ
の回転力により回転駆動される円盤状の入力部材と、該
入力部材に対して軸方向に対向配置されるとともに回転
が阻止された入力側歯車と、該入力側歯車に対して軸方
向に対向配置されるとともにローラ本体に連結された出
力側歯車とを備え、入力側歯車と出力側歯車とは所定の
歯数差を有し、入力部材と入力側歯車の間には径の異な
る複数のボールが配置され、入力側歯車が前記複数のボ
ールに当接することで入力側歯車が出力側歯車に対して
傾斜してこれら歯車が周方向一部において噛み合ってお
り、入力部材の回転に伴う複数のボールの周方向移動に
応じて入力側歯車が揺動し、該入力側歯車と出力側歯車
との噛み合い部分が周方向に移行することを特徴とする
ものである。
ば、いわゆる斜板歯車式減速機を採用して高減速比と小
型化とを図りつつも、斜板歯車として機能する入力側歯
車の揺動を大小のボールによって生じさせているため、
入力部材の入力側歯車に対する対向面(斜板対向面)を
軸方向に直交する平面とすることができ、この対向面に
複数の大小のボールを保持若しくはころがり接触させれ
ばよいから、部品の製作・加工が容易となり、低コスト
化を図ることができる。特に、複数のボールを入力部材
に対してころがり接触させれば、入力部材の回転力を入
力側歯車の揺動力に変換する際に1/2の減速比を得る
ことができ、小径スペースにおいても複数段の減速機を
設けずとも大減速比を得ることが可能となる。
において、モータ、入力部材、入力側歯車並びに出力側
歯車が筒状ハウジング内に軸方向に直列的に配設されて
ギヤモータを構成しており、出力側歯車には、筒状ハウ
ジングの軸方向端部から軸外方に突出する出力軸が連動
連結され、該ギヤモータがローラ本体に内蔵され、前記
出力軸がローラ本体に連動連結されているものとするこ
とができる。
の揺動歯車式減速機を内蔵する所定のギヤモータの製造
ラインを設け、該ラインで製造されたギヤモータを、所
望の径のローラ本体に組み込むことによってモータ内蔵
ローラを製造でき、複数の径のモータ内蔵ローラ間でギ
ヤモータの共通化を図ることができるので、部品管理の
容易化、コスト低減を図ることが可能となる。
蔵ローラにおいては、さらに、複数のボールの相互の位
置関係を保持するリテーナを備えることができ、これに
より、複数のボールが入力部材に保持されていなくと
も、複数のボールの相互の位置関係がずれてしまうこと
を防止できる。上記リテーナは入力部材並びに入力側歯
車に対して相対回転自在とすることが可能である。即
ち、リテーナは、入力部材やギヤモータのハウジング等
に軸支させてもよく、リテーナの支持軸がなくとも良
い。また、複数のボールを、入力部材及び入力側歯車の
双方に対してころがり接触させれば、入力部材の回転速
度に対する複数のボールの周方向の移動速度は半分とな
り、この部位で1/2の減速比が得られ、従来の斜板歯
車式減速機に比して2倍程度の大きな減速比を得ること
が可能となる。
転駆動される円盤状の入力部材と、該入力部材に対して
軸方向に対向配置されるとともに回転が阻止された入力
側歯車と、該入力側歯車に対して軸方向に対向配置され
た出力側歯車とを備え、入力側歯車と出力側歯車とは所
定の歯数差を有し、入力部材と入力側歯車の間には径の
異なる複数のボールが配置され、入力側歯車が前記複数
のボールに当接することで入力側歯車が出力側歯車に対
して傾斜してこれら歯車が周方向一部において噛み合っ
ており、入力部材の回転に伴う複数のボールの周方向移
動に応じて入力側歯車が揺動し、該入力側歯車と出力側
歯車との噛み合い部分が周方向に移行することを特徴と
するものである。
ルの相互の位置関係を保持するリテーナを備え、該リテ
ーナは入力部材並びに入力側歯車に対して相対回転自在
であり、複数のボールを、入力部材及び入力側歯車の双
方に対してころがり接触させることが可能である。
に基づいて説明する。
ータ内蔵ローラ1並びにその構成部品を示しており、該
モータ内蔵ローラ1は、ローラ本体2内に、モータ3と
減速機4とを筒状ハウジング5内に内蔵するギヤモータ
6(ギヤードモータユニットとも称する)が内蔵された
ものであり、ローラ本体2と筒状ハウジング5とによる
二重筒構造となっている。
筒状の部材であり、両端部から固定軸7,8が突出して
いる。固定軸7,8は、いずれもローラ本体2の内外を
連通するものであり、それぞれ軸受け10,11を介し
てローラ本体2を固定軸7,8に対して相対回転自在に
支持している。上記ギヤモータ6は、一方の固定軸7に
固定されている。この固定構造は適宜のものとすること
ができるが、好ましくは、ハウジング5の端部をゴムや
樹脂を素材とする緩衝部材を介して固定軸7に固定する
ことで、ギヤモータ6内で生じる振動や騒音等が固定軸
7に伝達されないようにするのが好ましい。
がローラ本体2の内周面に接しない程度の大きさの筒状
体である。このハウジング5は、ローラ本体2内に宙吊
り状に内挿されるものであり、その内部には、図1に示
すようにモータ3と減速機4とがユニット化されて内蔵
されている。
ことができ、例えば、公知のモータ内蔵ローラと同様に
固定子と回転子により主構成することができ、好ましく
はブラシレスDCモータを採用できる。このモータ3
は、ハウジング5の端部から軸方向に突出する出力軸1
2を備えており、この出力軸12はモータ3の回転子に
連結され、モータ3の回転力が伝達される。
入力板13と、該入力板13に対して軸方向に対向配置
されるとともに斜板歯車として機能する入力側歯車14
と、該入力側歯車14に対して軸方向に対向配置された
出力側歯車15と、入力板13と入力側歯車14との間
に介装された複数のボール16a,16bとを備えてい
る。
とを一体に備え、ボス部13bが軸受け17を介してハ
ウジング5に対して回転自在に支持されているととも
に、モータ3の出力軸12がボス部13bに連結固定さ
れており、モータ3の回転力が、出力軸12を介して入
力板13に伝達されるようになっている。この入力板1
3の入力側歯車14に対する対向面、即ち、円盤部13
aの外表面は、出力軸12の軸心に対して直交する平面
状に形成されている。
部分に凹部や凸部を形成してもよい。即ち、図示例のよ
うにボール16a,16bが入力板13にころがり接触
するような場合には、その軌道に沿って延びる凹溝を入
力板13の入力側歯車14に対する対向面に形成するこ
とができ、また、ボール16a,16bを入力板13に
回転自在に保持させる場合には、この保持部に球面状の
凹部を形成することができる。
3の円盤部13aとほぼ同径であり、ハウジング5内に
軸方向への移動や軸心上の所定の位置を揺動中心とする
揺動は許容されるが、回転は阻止された状態で収容され
ている。図示例では、図1並びに図5に示すように、ハ
ウジング5の内周面の周方向所定部位に径内方向に突出
する突起18が設けられ、一方、入力側歯車14の外周
部には、突起18に対応する位置に軸方向に延びるガイ
ド溝19が設けられており、このガイド溝19に突起1
8が係合している。図示例では、突起18並びにガイド
溝19は、周方向4箇所にそれぞれ設けられている。な
お、突起を入力側歯車14に設け、ガイド溝をハウジン
グ5側に設けることもできる。その他、適宜の構造によ
って、入力側歯車14を揺動自在に保持することが可能
である。
一つの大径ボール16aと、2つの小径ボール16bと
が配置されている。これら複数のボール16a,16b
は、円盤状のリテーナ20に回転自在に保持されてお
り、各ボール同士の相互の位置関係が保持されている。
各ボール16a,16bは、リテーナ20の表面並びに
裏面の双方から突出しており、ボール16a,16bは
入力板13並びに入力側歯車14のそれぞれの対向面に
ころがり接触するが、リテーナ20はそれらに接触しな
いようにしてある。また、リテーナ20は、入力板13
に対しても、入力側歯車14に対しても、ハウジング5
に対しても、相対回転自在となされている。図示例で
は、リテーナ20は、ボール16a,16bによって保
持されるようになっているが、このリテーナ20を回転
自在に保持する支軸を入力板13に設けてもよく、ま
た、入力板13とリテーナ20との間に適宜の支持部材
を設けることも可能である。
板13の回転に伴って、傾斜方向が周方向に移行するよ
うに揺動する一方、突起18とガイド溝19との係合に
よって入力側歯車14の回転は阻止される。また、リテ
ーナ20は、ボール16a,16bの周方向移動にとも
なってこれに同期して回転する。ボール16a,16b
は、入力板13及び入力側歯車14の双方に対してころ
がり接触するので、入力板13が1回転するとボール1
6a,16bは1/2回転分だけ周方向に転動し、この
段階で1/2の減速比を得ることが可能となる。
のものとすることができ、例えば、金属、硬質樹脂、硬
質ゴム等であってよい。また、ボール16a,16bは
完全な球体に限らず、ころがり方向(即ち、円周方向)
に正円であれば他方向の断面形状が扁平形状であっても
よい。また、入力板13及び/又は入力側歯車14にお
けるボール16a,16bの接触面には、摩擦抵抗を大
きくするための適宜の表面加工や表面処理を行うことが
でき、例えばゴムシートを貼り付けることが可能であ
る。
同径であって入力板13と同心状に配置されるととも
に、入力板13とは反対側において入力側歯車14に対
して軸方向に対向配置されている。これら入力側歯車1
4と出力側歯車15の外周部には、互いに噛合する歯部
14a,15aがそれぞれ対向状に設けられている。こ
の歯部14a,15aの形状は、トロコイド曲線状など
の適宜の形状とすることができる。また、図4に示すよ
うに、入力側歯車14は、軸中心部に配置された揺動支
持ボール21を介して出力側歯車15に揺動自在に支持
されている。また、このボール21が設けられているこ
とにより、入力側歯車14と出力側歯車15とが全周に
わたって噛合してしまうことが阻止されるとともに、入
力側歯車14の周方向一部が出力側歯車15に噛合する
とき、図に示すように、噛合部分の反対側では両歯車の
歯部14a,15a同士が完全に離反するようになって
いる。
6a,16bに当接支持されることによって出力側歯車
15に対して傾斜してこれら歯車が周方向一部において
噛み合っている。したがって、入力板13がモータ3の
回転力によって回転すると、上記したようにその半分の
速度で複数のボール16a,16bが周方向に移動し、
これに応じてボールに支持される入力側歯車14が揺動
して、該入力側歯車14と出力側歯車15との噛み合い
部分が周方向に移行するようになっている。
所定の歯数差を有している。歯数差は、1であってもよ
く、2以上であってもよい。また、入力側歯車14の歯
数が、出力側歯車15の歯数よりも多くてもよく、少な
くてもよい。かかる歯数差が設けられていることによ
り、入力側歯車14が、出力側歯車15との噛み合い部
分を周方向に移行させつつ1周分揺動すると、入力側歯
車14の回転は阻止されているので、歯数差分だけ出力
側歯車15が回転する。モータ3の出力軸12からみれ
ば、該出力軸12が2回転すると入力側歯車14が1周
期分揺動して、上記歯数差分だけ出力側歯車15が回転
することとなる。
合、並びに、ボール16a,16bの入力板13及び入
力側歯車14に対するころがり接触を確実ならしめるよ
うにするために、出力側歯車15を入力側歯車14並び
に入力板13側に向けて軸方向に付勢する付勢手段22
が設けられている。この付勢手段22は、出力側歯車1
5の背面側(入力側歯車14とは反対側)に設けられた
断面波形状のリング状のバネ板からなる。ハウジング5
の端部には筒状のキャップ23が装着されており、この
キャップ23と出力側歯車15との間に上記付勢手段2
2が配設されている。
4が、スプライン結合によって連動連結されている。こ
の出力軸24は、ハウジング5の端部のキャップ23か
ら軸方向外方に突出されており、軸受け25を介してキ
ャップ23に回転自在に支持されている。
状の連結部材26が固定されており、該連結部材26
は、固定ピン27等の固定手段によってローラ本体2に
固定され、而して、出力側歯車15に連動してローラ本
体2が回転駆動されるようになっている。
源であるモータ3の回転力が入力側歯車14の揺動力に
変換される際に1/2に減速され、該入力側歯車14の
揺動力が出力側歯車15の回転力に変換される際に、
(両歯車の歯数差/入力側歯車の歯数)の減速比が得ら
れるため、従来の斜板歯車式減速機構に比しても倍の減
速比を得ることができ、かかる大減速比が簡単な構成で
部品点数が少ないにもかかわらず得られるため、低コス
ト化を図り得るとともに、大減速比の小径のギヤードモ
ータユニットを容易に構成可能である。
はなく、適宜設計変更できる。例えば、各歯車14,1
5は、傘歯車によって構成することもできる。また、ボ
ール16a,16bの数は適宜のものであってよく、大
径ボールを2個とし、小径ボールを1個とすることも可
能である。
入力部材に入力側歯車を支持することでこの入力側歯車
を斜板歯車として機能させているので、入力部材に傾斜
面加工をせずともよく、各構成部品の加工の容易化を図
ることができる。さらに、大小のボールを入力部材に対
してころがり接触させることにより、入力側歯車を揺動
させる時点で1/2の減速比を得ることができ、小径小
型化を図りつつも大減速比を容易に得ることが可能とな
る。
ヤモータの要部拡大断面図である。
体断面図である。
である。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 固定軸に対して回転自在に支持されたロ
ーラ本体内にモータと減速機が内蔵され、モータの回転
力が減速機によって減速されてローラ本体に伝達され、
ローラ本体が固定軸に対して回転駆動するモータ内蔵ロ
ーラにおいて、前記減速機は、モータの回転力により回
転駆動される円盤状の入力部材と、該入力部材に対して
軸方向に対向配置されるとともに回転が阻止された入力
側歯車と、該入力側歯車に対して軸方向に対向配置され
るとともにローラ本体に連結された出力側歯車とを備
え、入力側歯車と出力側歯車とは所定の歯数差を有し、
入力部材と入力側歯車の間には径の異なる複数のボール
が配置され、入力側歯車が前記複数のボールに当接する
ことで入力側歯車が出力側歯車に対して傾斜してこれら
歯車が周方向一部において噛み合っており、入力部材の
回転に伴う複数のボールの周方向移動に応じて入力側歯
車が揺動し、該入力側歯車と出力側歯車との噛み合い部
分が周方向に移行することを特徴とする減速機付きモー
タ内蔵ローラ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の減速機付きモータ内蔵
ローラにおいて、モータ、入力部材、入力側歯車並びに
出力側歯車が筒状ハウジング内に軸方向に直列的に配設
されてギヤモータを構成しており、出力側歯車には、筒
状ハウジングの軸方向端部から軸外方に突出する出力軸
が連動連結され、該ギヤモータがローラ本体に内蔵さ
れ、前記出力軸がローラ本体に連動連結されていること
を特徴とする減速機付きモータ内蔵ローラ。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載の減速機付きモー
タ内蔵ローラにおいて、複数のボールの相互の位置関係
を保持するリテーナを備え、該リテーナは入力部材並び
に入力側歯車に対して相対回転自在であり、複数のボー
ルは、入力部材及び入力側歯車の双方に対してころがり
接触することを特徴とする減速機付きモータ内蔵ロー
ラ。 - 【請求項4】 駆動源の回転力により回転駆動される円
盤状の入力部材と、該入力部材に対して軸方向に対向配
置されるとともに回転が阻止された入力側歯車と、該入
力側歯車に対して軸方向に対向配置された出力側歯車と
を備え、入力側歯車と出力側歯車とは所定の歯数差を有
し、入力部材と入力側歯車の間には径の異なる複数のボ
ールが配置され、入力側歯車が前記複数のボールに当接
することで入力側歯車が出力側歯車に対して傾斜してこ
れら歯車が周方向一部において噛み合っており、入力部
材の回転に伴う複数のボールの周方向移動に応じて入力
側歯車が揺動し、該入力側歯車と出力側歯車との噛み合
い部分が周方向に移行することを特徴とする減速機。 - 【請求項5】 請求項4に記載の減速機において、複数
のボールの相互の位置関係を保持するリテーナを備え、
該リテーナは入力部材並びに入力側歯車に対して相対回
転自在であり、複数のボールは、入力部材及び入力側歯
車の双方に対してころがり接触することを特徴とする減
速機。
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JP2001226314A JP3616804B2 (ja) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | 減速機付きモータ内蔵ローラ、並びに、減速機 |
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