JP2005248422A - Sheet shutter driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シートシャッタ駆動装置、特に、工場や駐車場の出入口に設置され、開閉が頻繁に行われるシートシャッタを駆動するためのシートシャッタ駆動装置に関する。 The present invention relates to a seat shutter driving device, and more particularly to a seat shutter driving device for driving a seat shutter that is installed at an entrance / exit of a factory or a parking lot and is frequently opened and closed.
工場等においては、その出入口に、工場内部と外気との間で熱が移動するのを抑えるために、また工場内に埃等が入りにくくするために、シートシャッタ装置が設置されている。このシートシャッタ装置は、シートシャッタと、シートシャッタを昇降して出入口を開閉するための巻き上げ機構と、巻き上げ機構を駆動するためのシートシャッタ駆動装置とを有している。巻き上げ機構は、出入口の上部において横方向に延び、外周にシートシャッタを巻き付けるための巻取りドラムを有している。そして、この巻取りドラムを、シートシャッタ駆動装置及びこれにより駆動される巻き上げ機構により回転することによって、シートシャッタが昇降するようになっている。 In a factory or the like, a sheet shutter device is installed at the entrance / exit to prevent heat from moving between the inside of the factory and the outside air, and to prevent dust and the like from entering the factory. This sheet shutter device includes a sheet shutter, a winding mechanism for raising and lowering the seat shutter to open and close the entrance and exit, and a sheet shutter driving device for driving the winding mechanism. The winding mechanism extends in the lateral direction at the upper part of the entrance and exit, and has a winding drum for winding the sheet shutter around the outer periphery. The sheet shutter is moved up and down by rotating the winding drum by a sheet shutter driving device and a winding mechanism driven thereby.
このようなシートシャッタ駆動装置の例として、特開2001−323759号公報に示された装置がある。この装置は、電動モータ及びハイポサイクロイド減速機を有しており、モータ駆動用のインバータ装置とシートシャッタ駆動装置とが一体化されている。
シートシャッタ駆動装置は、比較的大きな駆動力を必要とするので、駆動源として、一般的にインダクションモータ(誘導モータ)が用いられている。また、減速機としては、高頻度の開閉作業に耐え得るように、前記公報に示されるようなハイポサイクロイド減速機が用いられる。 Since the sheet shutter driving device requires a relatively large driving force, an induction motor (induction motor) is generally used as a driving source. Further, as the speed reducer, a hypocycloid speed reducer as shown in the above publication is used so that it can withstand high-frequency opening and closing work.
しかし、このような従来のインダクションモータとハイポサイクロイド減速機とから構成される装置では、駆動部の外径が大きくなってしまう。したがって、特に、巻取りドラムの内部に駆動部を配置するパイプイン型のシートシャッタ装置の場合、駆動部の径が大きいために巻取りドラムを大きくしなければならず、シートシャッタ装置全体が大型化してしまうという問題がある。 However, in such a device composed of a conventional induction motor and a hypocycloid reducer, the outer diameter of the drive unit becomes large. Therefore, in particular, in the case of a pipe-in type sheet shutter device in which the drive unit is arranged inside the winding drum, the winding drum has to be enlarged because the diameter of the drive unit is large, and the entire sheet shutter device is large. There is a problem of becoming.
また、ハイポサイクロイド減速機は、構成が複雑で、組立が非常に難しく、メンテナンスが困難である。さらに、減速機としては、特に夜間の使用を考慮すると、騒音の少ない機構が求められる。 Further, the hypocycloid speed reducer has a complicated structure, is very difficult to assemble, and is difficult to maintain. Further, as a reduction gear, a mechanism with less noise is required particularly in consideration of use at night.
そこで、減速機の構成を簡単にし、かつ小型化するために、遊星減速機を用いることが考えられる。しかし、遊星減速機は、特にキャリアの支持構造上、過負荷に対して良好な耐久性を有していないという問題がある。すなわち、遊星歯車機構においては、一般的に、遊星歯車を支持するキャリアはフローティング構造(所謂、支持体が歯車の噛み合いのみで支持されている構造)となっており、ケース等に支持されていない。このようなキャリア支持構造では、確実な支持が期待できないために、減速機を構成する各歯車の噛み合い状態が悪くなる。したがって、このような状態でシャッタの開閉を長期にわたって繰り返すと、良好なシャッタの開閉が行えなくなる。 Therefore, it is conceivable to use a planetary speed reducer in order to simplify and reduce the size of the speed reducer. However, the planetary speed reducer has a problem that it does not have a good durability against an overload, particularly on the support structure of the carrier. That is, in the planetary gear mechanism, the carrier that supports the planetary gear generally has a floating structure (so-called structure in which the support is supported only by meshing of the gear) and is not supported by the case or the like. . In such a carrier support structure, since reliable support cannot be expected, the meshing state of each gear constituting the speed reducer is deteriorated. Therefore, if the opening and closing of the shutter is repeated for a long time in such a state, the shutter cannot be opened and closed satisfactorily.
本発明の課題は、構成が簡単かつ小型化が可能で、しかも耐久性を有するシートシャッタ駆動装置を得ることにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to obtain a sheet shutter driving device that has a simple configuration, can be reduced in size, and has durability.
本発明の別の課題は、遊星減速機に適切な歯車を用いることによって、装置を大きくすることなく騒音を少なくすることにある。 Another object of the present invention is to reduce noise without increasing the size of the apparatus by using an appropriate gear for the planetary reduction gear.
請求項1に係るシートシャッタ駆動装置は、開口部に設けられたシートシャッタを開閉するための巻き上げ機構を駆動する装置であり、駆動源としての電動モータと、電動モータから回転が入力されるとともに出力軸が巻き上げ機構に連結可能である遊星減速機とを備えている。そして、遊星減速機は、電動モータの軸に連結された第1太陽歯車と、第1太陽歯車の外周に設けられた第1内歯車と、第1太陽歯車及び第1内歯車に噛み合う複数の第1遊星歯車と、第1遊星歯車を回転自在に支持するとともに軸方向に間隔をあけて配置された2つの軸受によって回転自在に支持された第1支持体と、各歯車及び第1支持体を収容するとともに第1内歯車が固定されたケースとを有している。 A sheet shutter driving device according to a first aspect is a device for driving a winding mechanism for opening and closing a sheet shutter provided in an opening, and an electric motor as a driving source and rotation input from the electric motor. A planetary speed reducer having an output shaft connectable to a winding mechanism; The planetary speed reducer includes a first sun gear connected to the shaft of the electric motor, a first internal gear provided on the outer periphery of the first sun gear, and a plurality of gears engaged with the first sun gear and the first internal gear. A first planetary gear, a first support that rotatably supports the first planetary gear and that is rotatably supported by two bearings that are spaced apart in the axial direction, and each gear and first support And a case to which the first internal gear is fixed.
この装置では、第1支持体を2つの軸受によって支持している。このため、第1支持体を支持する部分のクリアランスが少なくなり、クリアランスによるガタツキや傾きを抑えることができる。したがって、第1支持体に支持されている歯車やこれと噛み合う歯車の耐久性が向上し、ひいてはシートシャッタ駆動装置の耐久性が向上する。 In this apparatus, the first support is supported by two bearings. For this reason, the clearance of the part which supports the 1st support body decreases, and shakiness and inclination by clearance can be controlled. Therefore, the durability of the gear supported by the first support and the gear meshing with the first support is improved, and the durability of the seat shutter driving device is improved.
請求項2に係るシートシャッタ駆動装置は、請求項1の装置において、電動モータはDCブラシレスモータである。この場合は、モータ部分も小型化できるとともに、高速化が可能となる。 According to a second aspect of the present invention, in the apparatus of the first aspect, the electric motor is a DC brushless motor. In this case, the motor portion can also be reduced in size and increased in speed.
請求項3に係るシートシャッタ駆動装置は、請求項1又は2の装置において、電動モータ及び遊星減速機はそれぞれケースを有するとともに、互いのケースが直結されている。この場合は、軸方向の長さを短縮することができ、より小型化を図ることができる。また、モータと遊星減速機との間にカップリング(所謂、結合器)を用いていないので、減速機内部の慣性が少なくなり、コストを下げることができる。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the seat shutter driving apparatus according to the first or second aspect, wherein each of the electric motor and the planetary speed reducer has a case and the cases are directly connected to each other. In this case, the axial length can be shortened, and the size can be further reduced. In addition, since no coupling (so-called coupler) is used between the motor and the planetary speed reducer, the inertia inside the speed reducer is reduced and the cost can be reduced.
請求項4に係るシートシャッタ駆動装置は、請求項1から3のいずれかの装置において、巻き上げ機構は、外周にシートシャッタを巻き付けるための筒状の巻取りドラムを有しており、電動モータ及び遊星減速機は巻取りドラムの内部に配置されている。この場合は、装置全体を小型化できる。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the sheet shutter driving device according to any one of the first to third aspects, wherein the winding mechanism has a cylindrical winding drum for winding the sheet shutter around the outer periphery, The planetary reducer is arranged inside the winding drum. In this case, the entire apparatus can be reduced in size.
請求項5に係るシートシャッタ駆動装置は、請求項1から4のいずれかの装置において、遊星減速機は、第1支持体の出力端部に設けられた第2太陽歯車と、第2太陽歯車の外周においてケースに固定された第2内歯車と、第2太陽歯車及び第2内歯車に噛み合う複数の第2遊星歯車と、第2遊星歯車を回転自在に支持するとともに出力軸に連結された第2支持体とを有している。そして、各歯車及び第2支持体はケースに収容されるとともに、第2支持体はケースに回転自在に支持されている。また、第1支持体を支持する2つの軸受は、一方が電動モータの軸に対して第1支持体を支持し、他方が第2支持体に対して第1支持体を支持する。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the seat shutter driving device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the planetary speed reducer includes a second sun gear provided at an output end of the first support, and a second sun gear. A second internal gear fixed to the case on the outer periphery, a plurality of second planetary gears meshing with the second sun gear and the second internal gear, and the second planetary gear rotatably supported and connected to the output shaft And a second support. Each gear and the second support are housed in a case, and the second support is rotatably supported by the case. One of the two bearings that support the first support supports the first support with respect to the shaft of the electric motor, and the other supports the first support with respect to the second support.
ここでは、第1支持体は、一方は電動モータの軸を介して、他方は第2支持体を介して、ケースに支持されることになり、前記同様に、第1支持体の支持を確実にして耐久性を向上することができる。 Here, one of the first supports is supported by the case through the shaft of the electric motor and the other through the second support, and the first support is reliably supported as described above. Thus, durability can be improved.
請求項6に係るシートシャッタ駆動装置は、請求項5の装置において、第2支持体と出力軸とは一体形成されている。この場合は、構造が簡単になる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the apparatus of the fifth aspect, the second support and the output shaft are integrally formed. In this case, the structure becomes simple.
請求項7に係るシートシャッタ駆動装置は、請求項1から6のいずれかの装置において、遊星減速機を構成する各歯車ははすば型の歯車である。この場合は、静穏化が図れる。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the seat shutter driving device according to any one of the first to sixth aspects, wherein each gear constituting the planetary reduction gear is a helical gear. In this case, calming can be achieved.
請求項8に係るシートシャッタ駆動装置は、開口部に設けられたシートシャッタを開閉するための巻き上げ機構を駆動する装置であって、駆動源としての電動モータと、遊星減速機とを備えている。遊星減速機は、電動モータから回転が入力されるとともに出力軸が巻き上げ機構に連結可能であり、全噛み合い率が3.3以上3.9以下であるはすば型の歯車を含む遊星歯車列を有している。 A seat shutter driving device according to an eighth aspect is a device for driving a winding mechanism for opening and closing the seat shutter provided in the opening, and includes an electric motor as a driving source and a planetary speed reducer. . The planetary reduction gear is a planetary gear train including a helical gear whose rotation is input from an electric motor and whose output shaft can be connected to a winding mechanism and whose total meshing ratio is 3.3 or more and 3.9 or less. have.
従来のこの種の装置における遊星減速機では、はすば型の歯車の全噛み合い率は2〜3までの範囲で設定されている。しかし、このような従来の装置では、騒音が大きく、例えば夜間の使用の妨げになっている。 In a conventional planetary speed reducer in this type of device, the total meshing rate of the helical gears is set in the range of 2 to 3. However, such a conventional apparatus is noisy and hinders use at night, for example.
そこで、本発明では、遊星減速機を構成するはすば型の歯車を含む歯車列の全噛み合い率を3.3以上3.9以下としている。全噛み合い率を3.3以上にすることにより、従来装置に比較して騒音を抑えることができる。ここで、騒音に関しては、全噛み合い率を大きくすればするほど好ましい。そして、全噛み合い率を大きくするには、遊星歯車列を構成する歯車のねじれ角を大きくする、あるいは歯幅を大きくすることが考えられる。しかし、ねじれ角を大きくすると、それに伴って歯車同士の動力伝達時にスラスト力が発生し、このスラスト力を負担する軸受等の容量を増やす必要がある。また、歯幅を大きくすると、軸方向寸法が長くなり、いずれにしても装置の小型化の妨げになる。したがって、全噛み合い率を3.9以下にすることにより、騒音を抑えつつ装置の大型化を防止するようにしている。ここで、「全噛み合い率」とは、はすば歯車における正面噛み合い率と重なり噛み合い率とを合計したものである。なお、「正面噛み合い率」及び「重なり噛み合い率」については、各種文献に示されているとおりの式によって導かれるものであり、ここでは詳細は省略する。 Therefore, in the present invention, the total meshing rate of the gear train including the helical gears constituting the planetary reduction gear is set to 3.3 or more and 3.9 or less. By setting the total meshing rate to 3.3 or more, noise can be suppressed as compared with the conventional device. Here, with respect to noise, it is preferable to increase the total meshing rate. In order to increase the total meshing rate, it is conceivable to increase the torsion angle of the gears constituting the planetary gear train or increase the tooth width. However, when the helix angle is increased, a thrust force is generated at the time of power transmission between the gears, and it is necessary to increase the capacity of a bearing or the like that bears this thrust force. Further, when the tooth width is increased, the axial dimension becomes longer, and in any case, the downsizing of the apparatus is hindered. Therefore, by making the total meshing rate 3.9 or less, the size of the apparatus is prevented from being increased while suppressing noise. Here, the “total meshing rate” is the sum of the front meshing rate and the overlapping meshing rate of the helical gear. Note that the “front meshing rate” and the “overlapping meshing rate” are derived by equations as shown in various documents, and details thereof are omitted here.
請求項9に係るシートシャッタ駆動装置は、請求項8の装置において、遊星減速機は、電動モータの軸に連結された第1太陽歯車と、第1太陽歯車の外周に設けられた第1内歯車と、第1太陽歯車及び第1内歯車に噛み合う複数の第1遊星歯車と、第1遊星歯車を回転自在に支持するとともに軸方向に間隔をあけて配置された2つの軸受によって回転自在に支持された第1支持体と、各歯車及び第1支持体を収容するとともに第1内歯車が固定されたケースとを有している。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the seat shutter driving device according to the eighth aspect, wherein the planetary speed reducer includes a first sun gear connected to the shaft of the electric motor and a first inner gear provided on the outer periphery of the first sun gear. A gear, a plurality of first planetary gears meshed with the first sun gear and the first internal gear, and the first planetary gear rotatably support the two planetary gears and are rotatably supported by two bearings arranged at intervals in the axial direction. It has a supported first support, and a case in which each gear and the first support are accommodated and the first internal gear is fixed.
この場合は、請求項1に係る発明と同様に、第1支持体を2つの軸受によって支持しているため、第1支持体を支持する部分のクリアランスによるガタツキや傾きを抑えることができ、装置の耐久性を向上させることができる。 In this case, since the first support is supported by the two bearings, as in the invention according to claim 1, it is possible to suppress backlash and inclination due to the clearance of the portion that supports the first support. The durability of can be improved.
請求項10に係るシートシャッタ駆動装置は、請求項8又は9の装置において、遊星減速機は、全噛み合い率が3.3以上3.9以下の遊星歯車列の後段にさらに遊星歯車列を有している。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the seat shutter driving device according to the eighth or ninth aspect, wherein the planetary speed reducer further includes a planetary gear train at a subsequent stage of the planetary gear train having a total meshing ratio of 3.3 to 3.9. doing.
ここで、遊星減速機において大減速比を得るために、遊星歯車列を2段構成する場合がある。このとき、本発明に係る装置では、歯車の噛み合いによる騒音は、回転速度の高いところの影響が大きい。そこで本発明では、回転速度のより高い前段側の遊星歯車列について全噛み合い率を3.3以上3.9以下にしている。この場合は、後段側の遊星歯車列について全噛み合い率を大きくする必要がないために、後段側の遊星歯車列で発生するスラスト力を小さくでき、また歯幅を大きくする必要がなく、装置の大型化を避けることができる。 Here, in order to obtain a large reduction ratio in the planetary reduction gear, the planetary gear train may be configured in two stages. At this time, in the apparatus according to the present invention, the noise caused by the meshing of the gears is greatly influenced by the high rotational speed. Therefore, in the present invention, the total meshing rate is set to 3.3 or more and 3.9 or less for the planetary gear train on the front stage side having a higher rotational speed. In this case, since it is not necessary to increase the total meshing rate of the planetary gear train on the rear stage side, the thrust force generated in the planetary gear train on the rear stage side can be reduced, and it is not necessary to increase the tooth width. Larger size can be avoided.
以上のように本発明では、構成が簡単かつ小型化が可能で、しかも耐久性を有するシートシャッタ駆動装置を得ることができる。また、装置を大型化することなく、騒音を抑えることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a sheet shutter driving device that has a simple configuration and can be miniaturized and has durability. Moreover, noise can be suppressed without increasing the size of the apparatus.
[全体構成]
図1に、本発明の一実施形態によるシートシャッタ駆動装置を示す。このシートシャッタ駆動装置は、図示しないシートシャッタを開閉するための巻き上げ機構を駆動する装置であり、駆動源としてのDCブラシレスモータ1と、遊星減速機2とを有している。なお、巻き上げ機構は、シートシャッタが外周に巻き付けられる巻取りドラム(図示せず)を含む機構であり、DCブラシレスモータ1及び遊星減速機2は、この巻取りドラム内部に配置される。
[overall structure]
FIG. 1 shows a sheet shutter driving device according to an embodiment of the present invention. The seat shutter driving device is a device for driving a winding mechanism for opening and closing a sheet shutter (not shown), and includes a DC brushless motor 1 and a
[DCブラシレスモータ]
DCブラシレスモータ(以下、単にモータと記す)1は、ケース5と、このケース5の内部に収納された永久磁石ロータとコイルが巻き付けられたステータとを有している。このモータ1は、インナーロータ型であり、中心部のロータの回転軸6は、ケース5から遊星減速機2側に突出している。
[DC brushless motor]
A DC brushless motor (hereinafter simply referred to as a motor) 1 includes a case 5, a permanent magnet rotor housed in the case 5, and a stator around which a coil is wound. The motor 1 is of an inner rotor type, and the
[遊星減速機]
遊星減速機2は、モータ1から入力される回転を減速して、巻き上げ機構側に出力するためのものであり、ケース10と、このケース10の内部に設けられた遊星機構11とを有している。ケース10は、モータ1側に設けられたフランジ部10aが、モータ1のケース5のブラケット5aに複数のボルト12によって直結されている。
[Planet reducer]
The
遊星機構11は、図2に詳細に示すように、2段の遊星歯車列から構成されており、遊星歯車列を構成する各歯車は、全てはすばタイプの歯車である。第1段目の遊星歯車列は、第1太陽歯車15、第1内歯車16、複数の第1遊星歯車17及び第1キャリア(第1支持体)18を有している。
As shown in detail in FIG. 2, the
第1太陽歯車15は、モータ1の回転軸6に固定されている。すなわち、前述のように、モータ1の回転軸6は、遊星減速機2内部に延びており、この回転軸6の先端部に第1太陽歯車15がキーにより固定されている。なお、回転軸6の先端は、第1太陽歯車15を貫通してさらに内部に延びている。
The
第1内歯車16は、第1太陽歯車15の外周に配置され、ケース10に固定されている。また、この第1内歯車16の外周の一部は、モータ1のケース5(ブラケット5a)にも嵌合している。
The first
複数の第1遊星歯車17は、第1キャリア18に固定されたキャリアピン20にニードルローラベアリング21を介して回転自在に支持されている。そして、この複数の第1遊星歯車17は、第1太陽歯車15に噛み合うとともに、第1内歯車16にも噛み合っている。なお、第1遊星歯車17の側面には、モータ1のケース5との間においてスラストワッシャ22が設けられている。
The plurality of first
第1キャリア18は、第1段目の遊星歯車列の出力部であり、後述するように、軸方向に間隔をあけて配置された2つのボールベアリング(所謂、玉軸受)23,24によって支持されている。
The
第2段目の遊星歯車列は、第2太陽歯車25、第2内歯車26、複数の第2遊星歯車27及び第2キャリア(第2支持体)28を有している。
The second stage planetary gear train includes a
第2太陽歯車25は、第1キャリア18の出力部に固定されている。より詳細には、第2太陽歯車25は、図3に拡大して示すように、歯車本体25aと、歯車本体25aの軸方向両端に一体で形成された軸部25b,25cとを有している。一方、第1キャリア18は、中心に貫通孔18aを有しており、この孔18aに第2太陽歯車25の軸部25bが圧入されて固定されている。このように、第1キャリア18と第2太陽歯車25とは一体的に形成されている。もちろん、両者の形状によっては、1つの部材で形成することも可能である。
The
第2内歯車26は、第2太陽歯車25の外周に配置され、ケース10に固定されている。ケース10の内周部には段付き部10bが形成されており、第2内歯車26の一方の側面がこの段付き部10bに当接している。
The second
複数の第2遊星歯車27は、第2キャリア28に固定されたキャリアピン30にニードルローラベアリング31を介して回転自在に支持されている。この複数の第2遊星歯車27は、第2太陽歯車25に噛み合うとともに、第2内歯車26にも噛み合っている。
The plurality of second
第2キャリア28は、この遊星減速機2の出力軸32と一体に形成されており、軸方向に間隔をあけて配置された2つのボールベアリング33,34によってケース10に回転自在に支持されている。
The
なお、遊星減速機2のケース10の内周壁には、出力側から順に、第2内歯車26、スペーサ35、第2キャリア28を支持するボールベアリング33及び第1内歯車16が嵌合され、ケース10の段付き部10bとモータ1のケース5の端面とによって軸方向の移動が規制されている。また、モータ1の回転軸6とモータケース5との間、及び出力軸32と減速機ケース10との間には、それぞれオイルシール40,41が設けられ、遊星減速機2の内部に充填された潤滑油が外部に漏れるのを防止している。
The inner peripheral wall of the
また、一般的に、遊星減速機は過負荷に弱いとされているが、本実施形態では、はすば型の歯車を用いることにより、歯車の噛み合い部の面圧を下げ、十分な耐性を持たせている。 In general, the planetary speed reducer is considered to be vulnerable to overload, but in this embodiment, by using a helical gear, the surface pressure of the meshing portion of the gear is lowered, and sufficient resistance is obtained. I have it.
[第1キャリアの支持構造]
次に、第1キャリア18の支持構造について図3を用いて詳細に説明する。第1キャリア18は、前述のように、中心部に貫通する孔18aを有するとともに、モータ1側に段付きの第1及び第2凹部18b,18cを有している。第1凹部18bは第1太陽歯車15との干渉を避けるために設けられたものである。また、第2凹部18cは、同様に第1太陽歯車15との干渉を避けるとともに、この第1キャリア18を支持するためのボールベアリング23を取り付けるために設けられたものである。すなわち、モータ1の回転軸6の先端は、この第2凹部18cにまで延びて設けられており、この回転軸6の先端に、ボールベアリング23を介して第1キャリア18の一端側が回転自在に支持されている。
[Support structure of first carrier]
Next, the support structure of the
また、第2キャリア28のモータ1側の端面において、その中心部には第3凹部28aが形成されている。そして、第1キャリア18と一体的に固定された第2太陽歯車25の軸部25cが、この第3凹部28aに進入するように延びて設けられており、軸部25cはボールベアリング24を介して第2キャリア28に回転自在に支持されている。
A
以上のような構成では、第1キャリア18は、軸方向に間隔のあいた2つの位置、すなわち、モータの回転軸6の先端と第2キャリア28とに設けられた2つのボールベアリング23,24によって支持されていることになる。そして、第2キャリア28は2つのボールベアリング33,34によってケース10に支持されているので、結果的に、第1キャリア18は2個所でケース10に支持されていることになる。
In the configuration as described above, the
[歯車の噛み合い率]
次に、第1段目の遊星歯車列の全噛み合い率について説明する。遊星減速機を設計する上で、騒音を抑える方法として、構成する歯車の全噛み合い率を大きくする方法がある。全噛み合い率を大きくする方法としては、同一モジュールであれば、はすば歯車のねじれ角を大きくする方法がある。しかし、はすば歯車のねじれ角を大きくすればするほど、歯車同士の動力伝達時に生じるスラスト力が増加し、このスラスト力に対する対策が必要となる。例えば、スラスト力を受ける軸受の容量を大きくする等である。また、歯幅を大きくすることによっても全噛み合い率を大きくすることができるが、歯幅を大きくすることによって軸方向の寸法が長くなってしまう。したがって、全噛み合い率を大きくする場合も限界があり、適切な歯車の設計条件を設定する必要がある。
[Gear meshing rate]
Next, the total meshing rate of the first stage planetary gear train will be described. In designing a planetary reduction gear, there is a method of increasing the total meshing rate of the gears as a method for suppressing noise. As a method of increasing the total meshing rate, there is a method of increasing the helix angle of the helical gear if the same module is used. However, as the helix angle of the helical gear is increased, the thrust force generated when the power is transmitted between the gears increases, and countermeasures against this thrust force are required. For example, the capacity of the bearing that receives the thrust force is increased. Further, the total meshing rate can be increased by increasing the tooth width, but the axial dimension becomes longer by increasing the tooth width. Therefore, there is a limit in increasing the total meshing rate, and it is necessary to set appropriate gear design conditions.
そこで、本件発明者らは、遊星減速機を構成する各はすば歯車のねじれ角と歯幅とを種々設定して全噛み合い率を変更しながら、そのときの騒音を測定した。このときの実験結果を図4に示す。 Therefore, the present inventors measured the noise at that time while changing the total meshing rate by setting various torsion angles and tooth widths of the helical gears constituting the planetary reduction gear. The experimental results at this time are shown in FIG.
図4(a)は測定値を示し、図4(b)はその測定値に基づく特性を示している。このときの測定条件は、負荷率100%(54.8Nm)とし、遊星減速機側面(軸方向中央)より500mmの位置にて測定した。また、入力回転数は3000rpm、減速比は、前段が「7」、後段が「3」であり、全減速比は「21」である。なお、図4(a)において、「SG−PG」は太陽歯車と遊星歯車との全噛み合い率を、「PG−IG」は遊星歯車と内歯車との全噛み合い率を、「Ave」は平均の全噛み合い率をそれぞれ示している。また、「CW」は回転方向が時計回りであることを、「CCW」は回転方向が反時計回りであることを、それぞれ示している。さらに、図4(b)において、横軸は全噛み合い率を示し、縦軸は騒音値(dB−A)を示している。 FIG. 4A shows measured values, and FIG. 4B shows characteristics based on the measured values. The measurement conditions at this time were a load factor of 100% (54.8 Nm), and measurement was performed at a position 500 mm from the side of the planetary speed reducer (axial center). Further, the input rotational speed is 3000 rpm, the reduction ratio is “7” in the front stage, “3” in the rear stage, and the total reduction ratio is “21”. In FIG. 4A, “SG-PG” is the total meshing rate of the sun gear and the planetary gear, “PG-IG” is the total meshing rate of the planetary gear and the internal gear, and “Ave” is the average. The total meshing rate of each is shown. “CW” indicates that the rotation direction is clockwise, and “CCW” indicates that the rotation direction is counterclockwise. Further, in FIG. 4B, the horizontal axis represents the total meshing rate, and the vertical axis represents the noise value (dB-A).
この図4(b)から明らかなように、全噛み合い率が3.3以上になると、騒音値は安定する。すなわち全噛み合い率を大きくしても、騒音低減の効果はそれほど得られない領域になる。また、全噛み合い率が4を越えると、騒音値の低下が著しくなるが、前述のように、スラスト力や歯幅が大きくなってしまう。そこで、本実施形態では、各はすば歯車のねじれ角を25°にするとともに、全噛み合い率を3.3以上3.9以下とした。また、図4(b)の特性において平坦な領域を選択することにより、製品毎のバラツキを抑えることができる。 As is clear from FIG. 4B, the noise value is stabilized when the total meshing rate is 3.3 or more. That is, even if the total meshing rate is increased, the noise reduction effect is not obtained so much. Further, when the total meshing ratio exceeds 4, the noise value is remarkably lowered, but the thrust force and the tooth width are increased as described above. Therefore, in this embodiment, the helical angle of each helical gear is set to 25 °, and the total meshing rate is set to 3.3 or more and 3.9 or less. Further, by selecting a flat region in the characteristics shown in FIG. 4B, variations among products can be suppressed.
[動作]
動作について簡単に説明する。モータ1の回転は、回転軸6から遊星減速機2の第1太陽歯車15に入力される。第1太陽歯車15に入力された回転は、複数の第1遊星歯車17を介して第1内歯車16に伝達され、これらの歯数で決まる減速比によって減速されて第1キャリア18に出力される。この第1キャリア18には第2太陽歯車25が一体的に固定されているので、前記同様に、第2太陽歯車25、複数の第2遊星歯車27及び第2内歯車26の歯数で決まる減速比によって減速され、出力軸32に出力される。
[Operation]
The operation will be briefly described. The rotation of the motor 1 is input from the
出力軸32には、図示しない巻き上げ機構が連結されており、この巻き上げ機構を介して巻取りドラムが回転し、これによってシートシャッタが巻取りドラムに巻き取られたり、あるいは繰り出されることによって開閉されることとなる。
A winding mechanism (not shown) is connected to the
[実施形態の効果]
ここでは、駆動源としてDCブラシレスモータを用いるとともに、減速機としてはすば歯車型の遊星歯車列を有する遊星減速機を用いたので、駆動部の小型化、高速化によるシートシャッタの素早い開閉、さらには静穏化を実現することができる。しかも、遊星減速機の構成が簡単で組立も容易になり、メンテナンスが容易になる。また、モータ1及び遊星減速機2は互いのケース5,10が直結されているので、軸方向の長さを短縮できるとともに、減速機内部のイナーシャを少なくすることができる。
[Effect of the embodiment]
Here, a DC brushless motor is used as a driving source, and a planetary reduction gear having a helical gear type planetary gear train is used as a reduction gear. Furthermore, calming can be realized. In addition, the planetary speed reducer has a simple configuration, facilitates assembly, and facilitates maintenance. Since the motor 1 and the
また、第1キャリア18を、軸方向に間隔をあけて配置された2つのボールベアリング23,24によって支持しているので、第1キャリア18のガタツキや傾きを抑えることができる。したがって、第1キャリア18に支持されている第1遊星歯車17及びそれに噛み合う各歯車の耐久性が向上する。特に、本実施形態では、減速機として、一般的に過負荷に弱いとされている遊星減速機を採用しているので、この第1キャリア18の支持構造によって耐久性の劣化を抑えている。
In addition, since the
さらに、この実施形態では、遊星減速機において、回転速度の高い前段側の遊星歯車列を構成する歯車の全噛み合い率を3.3以上3.9以下にしているので、スラスト力を抑え、かつ歯幅を大きくすることなく騒音を抑えることができる。 Furthermore, in this embodiment, in the planetary speed reducer, the total meshing rate of the gears constituting the upstream planetary gear train having a high rotational speed is 3.3 or more and 3.9 or less, so that the thrust force is suppressed, and Noise can be suppressed without increasing the tooth width.
[他の実施形態]
なお、前記実施形態では、第1キャリア18を、モータの回転軸6と第2キャリア28に対して支持させたが、ケースと第2キャリアに対して支持させるようにしても良い。
[Other Embodiments]
In the embodiment, the
1 DCブラシレスモータ
2 遊星減速機
5 モータのケース
10 遊星減速機のケース
11 遊星機構
15 第1太陽歯車
16 第1内歯車
17 第1遊星歯車
18 第1キャリア
23,24,33,34 ボールベアリング
25 第2太陽歯車
26 第2内歯車
27 第2遊星歯車
28 第2キャリア
32 出力軸
1
Claims (10)
駆動源としての電動モータと、
前記電動モータから回転が入力されるとともに出力軸が前記巻き上げ機構に連結可能な遊星減速機とを備え、
前記遊星減速機は、
前記電動モータの軸に連結された第1太陽歯車と、
前記第1太陽歯車の外周に設けられた第1内歯車と、
前記第1太陽歯車及び第1内歯車に噛み合う複数の第1遊星歯車と、
前記第1遊星歯車を回転自在に支持するとともに、軸方向に間隔をあけて配置された2つの軸受によって回転自在に支持された第1支持体と、
前記各歯車及び第1支持体を収容するとともに前記第1内歯車が固定されたケースとを有している、
シートシャッタ駆動装置。 A sheet shutter driving device for driving a winding mechanism for opening and closing a sheet shutter provided in an opening,
An electric motor as a drive source;
A planetary speed reducer with rotation input from the electric motor and an output shaft connectable to the winding mechanism;
The planetary reducer is
A first sun gear coupled to the shaft of the electric motor;
A first internal gear provided on the outer periphery of the first sun gear;
A plurality of first planetary gears meshing with the first sun gear and the first internal gear;
A first support that rotatably supports the first planetary gear and that is rotatably supported by two bearings that are spaced apart in the axial direction;
A case in which each of the gears and the first support body is accommodated and the first internal gear is fixed;
Sheet shutter driving device.
前記電動モータ及び遊星減速機は前記巻取りドラムの内部に配置されている、
請求項1から3のいずれかに記載のシートシャッタ駆動装置。 The winding mechanism has a cylindrical winding drum for winding the shutter around the outer periphery;
The electric motor and the planetary speed reducer are arranged inside the winding drum,
The sheet shutter drive device according to claim 1.
前記各歯車及び第2支持体は前記ケースに収容されるとともに、前記第2支持体は前記ケースに回転自在に支持されており、
前記第1支持体を支持する2つの軸受は、一方が前記電動モータの軸に対して前記第1支持体を支持し、他方が前記第2支持体に対して前記第1支持体を支持する、
請求項1から4のいずれかに記載のシートシャッタ駆動装置。 The planetary speed reducer includes a second sun gear provided at an output end of the first support, a second internal gear fixed to the case on an outer periphery of the second sun gear, and the second sun gear. And a plurality of second planetary gears meshed with the second internal gear, and a second support body rotatably supporting the second planetary gear and coupled to the output shaft,
The gears and the second support are accommodated in the case, and the second support is rotatably supported by the case.
One of the two bearings supporting the first support supports the first support with respect to the shaft of the electric motor, and the other supports the first support with respect to the second support. ,
The sheet shutter drive device according to any one of claims 1 to 4.
駆動源としての電動モータと、
前記電動モータから回転が入力されるとともに出力軸が前記巻き上げ機構に連結可能であり、全噛み合い率が3.3以上3.9以下であるはすば型の歯車を含む遊星歯車列を有する遊星減速機と、
を備えたシートシャッタ駆動装置。 A sheet shutter driving device for driving a winding mechanism for opening and closing a sheet shutter provided in an opening,
An electric motor as a drive source;
A planet having a planetary gear train including a helical gear whose rotation is input from the electric motor and whose output shaft is connectable to the hoisting mechanism and whose total meshing ratio is 3.3 or more and 3.9 or less. A reducer,
A sheet shutter drive device comprising:
前記電動モータの軸に連結された第1太陽歯車と、
前記第1太陽歯車の外周に設けられた第1内歯車と、
前記第1太陽歯車及び第1内歯車に噛み合う複数の第1遊星歯車と、
前記第1遊星歯車を回転自在に支持するとともに、軸方向に間隔をあけて配置された2つの軸受によって回転自在に支持された第1支持体と、
前記各歯車及び第1支持体を収容するとともに前記第1内歯車が固定されたケースとを有している、
請求項8に記載のシートシャッタ駆動装置。 The planetary reducer is
A first sun gear coupled to the shaft of the electric motor;
A first internal gear provided on the outer periphery of the first sun gear;
A plurality of first planetary gears meshing with the first sun gear and the first internal gear;
A first support that rotatably supports the first planetary gear and that is rotatably supported by two bearings that are spaced apart in the axial direction;
A case in which each of the gears and the first support body is accommodated and the first internal gear is fixed;
The sheet shutter driving device according to claim 8.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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- 2004-03-01 JP JP2004055674A patent/JP2005248422A/en active Pending
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