JP2007267457A - 減速機付きモータ - Google Patents

Abstract

【課題】
軸方向寸法を抑えた減速機付きモータを提供する。
【解決手段】
リングギヤ２６と、リングギヤ２６と偏心して配置され、リングギヤ２６と噛み合う遊星ギヤ２５と、遊星ギヤ２５をリングギヤ２６上で転動させるモータ機構Ｍと、リングギヤ２６と同軸に配置され、リングギヤ２６の軸方向に関して遊星ギヤ２５と隣接し、遊星ギヤ２５がリングギヤ２６上で転動する場合に遊星ギヤ２５と共に回転する出力盤１５ａと、リングギヤ２６、遊星ギヤ２５、モータ機構Ｍ、及び出力盤１５ａを収容するケース１０と、出力盤１５ａと一体に回転する出力軸１５と、を備える減速機付きモータ１において、出力盤１５ａは、リングギヤ２６の径方向に関して、ケース１０の内壁１２ａと空間Ｓを隔てて対向し、空間Ｓには、リングギヤ２６をケース１０に対して保持又は解放する電磁クラッチ３０が設けられる構成とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータ機構に減速機構が一体に設けられて成る減速機付きモータに関する。

公知の減速機付きモータが、後述の特許文献１に記載されている。このモータは、リング状を成す第１内歯ギヤと、第１内歯ギヤと偏心して配置され、第１内歯ギヤと噛み合う外歯ギヤと、外歯ギヤを第１内歯ギヤ上で転動させるモータ機構と、第１内歯ギヤと同軸に配置され、第１内歯ギヤの軸方向に関して外歯ギヤと隣接し、外歯ギヤが前記第１内歯ギヤ上で転動する場合に外歯ギヤと共に回転する回転部材と、第１内歯ギヤ、外歯ギヤ、モータ機構、及び回転部材を収容するケースと、回転部材と一体に回転し、ケースの外部に駆動力を出力する出力部材と、を備えている。
特開２０００−１２０８１０号公報

上述のモータの出力部材を何らかの装置（以下、被駆動装置）に連結し、この被駆動装置を出力部材によって駆動する場合、被駆動装置の種類によっては、モータと被駆動装置との間で駆動力（トルク）の断続が必要となる。この場合、電磁クラッチを出力部材に設け、電磁クラッチ付きのモータを構成する手法がある。しかしながら、電磁クラッチを出力部材に設けると、モータ全体の軸方向寸法が拡大してしまい、モータの設置場所に関して制約が生じる可能性がある。

よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、モータの軸方向寸法を抑えることが可能な減速機付きモータを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明にて講じた技術的手段は、請求項１に記載の様に、リング状を成す第１内歯ギヤと、該第１内歯ギヤと偏心して配置され、該第１内歯ギヤと噛み合う外歯ギヤと、該外歯ギヤを駆動し、該外歯ギヤを前記第１内歯ギヤ上で転動させるモータ機構と、前記第１内歯ギヤと同軸に配置され、前記第１内歯ギヤの軸方向に関して前記外歯ギヤと隣接し、該外歯ギヤが前記第１内歯ギヤ上で転動する場合に該外歯ギヤと共に回転する回転部材と、前記第１内歯ギヤ、前記外歯ギヤ、前記モータ機構、及び前記回転部材を収容するケースと、前記回転部材と一体に回転し、前記ケースの外部に駆動力を出力する出力部材と、を備える減速機付きモータにおいて、前記回転部材は、前記第１内歯ギヤの径方向に関して、前記ケースの内壁と空間を隔てて対向し、該空間には、前記第１内歯ギヤを前記ケースに対して保持又は解放する電磁クラッチが設けられる構成としたことである。

好ましくは、請求項２に記載の様に、前記回転部材には、前記第１内歯ギヤより小径の第２内歯ギヤが設けられ、前記外歯ギヤには、前記第１内歯ギヤと噛み合う第１噛み合い部と、前記第２内歯ギヤと噛み合う第２噛み合い部とが設けられると良い。

請求項１に記載の発明によれば、外歯ギヤが第１内歯ギヤと偏心して配置され、第１内歯ギヤの軸方向に関して、回転部材が外歯ギヤに隣接している。回転部材とケースの内壁との間には、第１内歯ギヤの径方向に関して空間が設けられ、この空間には、第１内歯ギヤをケースに対して保持又は解放する電磁クラッチが設けられる。以上の構造によれば、電磁クラッチを収容するケースの軸方向寸法が拡大しないため、減速機付きモータにおいては、軸方向寸法を拡大することなく電磁クラッチの追加が可能となる。その結果、第１内歯ギヤ、外歯ギヤからなる減速機構のメリットである軸方向寸法の小ささを活かしつつ、電磁クラッチを備えた減速機付きモータを構成できる。

請求項２に記載の発明によれば、回転部材の第２内歯ギヤによって外歯ギヤの回転数がさらに落とされるので、回転部材のトルクが外歯ギヤのトルクよりも大きくなる。外歯ギヤと噛み合う第１内歯ギヤは、外歯ギヤから反力を受けるため、電磁クラッチが第１内歯ギヤをケースに対して保持する場合、電磁クラッチにおいては、外歯ギヤのトルクより大きなトルク容量を確保する必要がある。請求項２の構造によれば、回転部材のトルクを電磁クラッチで断続する場合に比べて、電磁クラッチにて必要なトルク容量がより小さくてすみ、電磁クラッチの構造を簡略化できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図１を参照して説明する。図１は、本発明に係る減速機付きモータ１の構造を示す図である。

ケース１０は、共に略椀状をなす第１のケース１１と第２のケース１２とからなる。第１のケース１１の中央部にはボール軸受１３が設けられると共に、第２のケース１２の中央部にはボール軸受１４が設けられ、両ボール軸受１３，１４により減速機の出力軸１５の両端部が回転可能に軸支されている。

第１のケース１１内には、固定子を構成する永久磁石１６と、回転子を構成するロータコア１７及び巻線１８と、ブラシ及び整流子よりなる整流機構１９とを備えるモータ機構Ｍが構成されている。永久磁石１６は、第１のケース１１の内周面に複数個固着されている。永久磁石１６の内側には、巻線１８が巻装された環状のロータコア１７がボール軸受２０を介して出力軸１５に回転可能に軸支されている。ロータコア１７の軸方向一側（ボール軸受１３側）には、巻線１８に対して外部電源を供給するための整流機構１９が配置されている。

ロータコア１７の軸方向他側（整流機構１９と反対側）には、巻線１８が巻装される部位より内側において、軸方向に凹設される偏心部１７ａが設けられている。偏心部１７ａは、出力軸１５の中心軸線Ｌ１に対して偏心させた偏心軸線Ｌ２をその中心軸線としている。この偏心部１７ａにはボール軸受２１が嵌め込まれ、ボール軸受２１により遊星ギヤ２５が回転可能に支持されている。つまり、この偏心部１７ａにより、遊星ギヤ２５は出力軸１５に対して偏心して配置される。

遊星ギヤ２５は、中心部から軸方向一方に円筒状に突出する装着部２５ｃが設けられている。装着部２５ｃは、ボール軸受２１の内側に嵌め込まれ、出力軸１５を挿通させている。遊星ギヤ２５は、第１のギヤ部（外歯車）２５ａと、軸方向他側において第１のギヤ部２５ａより小径の第２のギヤ部（外歯車）２５ｂとを有している。これら第１及び第２のギヤ部２５ａ，２５ｂは同軸線上に設けられ、偏心軸線Ｌ２と一致している。

第１のギヤ部２５ａは、第２のケース１２の内部に収容されるリングギヤ（内歯車）２６と噛合されている。リングギヤ２６は、その中心軸線が出力軸１５の中心軸線Ｌ１と一致するように設けられている。リングギヤ２６は、第１のギヤ部２５ａより大径（この場合、リングギヤ２６の半径は第１のギヤ部２５ａの半径にギヤ部２５ａの偏心距離を加えた値）に設定されている。

第２のギヤ部２５ｂは、出力軸１５に設けられる出力盤１５ａのリングギヤ部（内歯車）１５ｂと噛合されている。リングギヤ部１５ｂは、その中心軸線が出力軸１５の中心軸線Ｌ１と一致するように設けられている。リングギヤ部１５ｂは、第２のギヤ部２５ｂより大径（この場合、リングギヤ部１５ｂの半径は第２のギヤ部２５ｂの半径に該ギヤ部２５ｂの偏心距離を加えた値）に設定されている。そして、このリングギヤ部１５ｂに加え、遊星ギヤ２５及びリングギヤ２６により、ハイポサイクロイド減速機構Ｇが構成されている。

出力軸１５は、軸方向他側に出力盤１５ａが一体に設けられており、軸方向一側が第１のケース１１から外部に突出している。なお、出力軸１５と出力盤１５ａとが一体に回転する構造であれば、出力軸１５と出力盤１５ａとが別体でも良い。出力軸１５は、ケース１０の外部に設けられた被駆動装置４０に連結されている。

出力軸１５の出力盤１５ａは、リングギヤ２６の径方向に関して、第２のケース１２の内壁１２ａと空間Ｓを隔てて対向している。この空間Ｓには、リングギヤ２６をケース１０に対して保持又は解放する電磁クラッチ３０が設けられている。電磁クラッチ３０は、ケース１０（第２のケース１２）に固定されている。

電磁クラッチ３０がＯＮ状態にある場合、電磁クラッチ３０とリングギヤ２６との間に吸引力が作用し、リングギヤ２６が電磁クラッチ３０に圧接する。これにより、リングギヤ２６の電磁クラッチ３０に対する回転が摩擦力によって規制され、リングギヤ２６が電磁クラッチ３０に対して保持される。つまり、電磁クラッチ３０は、ＯＮ状態において、リングギヤ２６をケース１０に対して保持する。

一方、電磁クラッチ３０がＯＦＦ状態にある場合、電磁クラッチ３０とリングギヤ２６との間には吸引力が作用しない。これにより、リングギヤ２６の電磁クラッチ３０に対する回転が規制されず、リングギヤ２６が電磁クラッチ３０に対して解放される。つまり、電磁クラッチ３０は、ＯＦＦ状態において、リングギヤ２６をケース１０に対して解放する。

以下、減速機付きモータ１の作動について説明する。

電磁クラッチ３０をＯＮ状態とし、モータ機構Ｍに通電を行うと、整流機構１９を介して巻線１８に回転位置に応じた電流が流れてロータコア１７が磁化され、永久磁石１６に対して吸引又は反発力を受け、ロータコア１７（回転子）が出力軸１５を中心にして回転する。

この際、偏心部１７ａにボール軸受２１を介して支持される遊星ギヤ２５は、出力軸１５の中心軸線Ｌ１をその中心として公転する。また、遊星ギヤ２５の第１のギヤ部２５ａはリングギヤ２６と噛み合うので、遊星ギヤ２５は公転しながら自転し、遊星ギヤ２５の軌跡はハイポサイクロイドとなる。遊星ギヤ２５の第２のギヤ部２５ｂも同様にハイポサイクロイドの軌跡を描く。第２のギヤ部２５ｂは出力軸１５（出力盤１５ａ）のリングギヤ部１５ｂと噛み合うので、出力軸１５は第２のギヤ部２５ｂの回転につれて回転する。このときの出力軸１５の回転は、第２のギヤ部２５ｂの径が第１のギヤ部２５ａの径よりも小さいことから、ロータコア１７（回転子）の回転に対して減速された回転となる。つまり、モータ機構Ｍにて発生した駆動力が減速機構Ｇによって増大され、増大された駆動力が出力軸１５に伝達されることになる。

出力軸１５は、ケース１０の外部に駆動力を出力する。出力軸１５は、ケース１０の外部に設けられた被駆動装置４０に連結され、被駆動装置４０に駆動力を伝達する。この被駆動装置４０が例えば自動車のドアである場合は、人力によるドアの操作を可能とするため、減速機付きモータ１と被駆動装置４０との間で駆動力（トルク）の断続を行う必要がある。この場合、減速機付きモータ１に設けられた電磁クラッチ３０をＯＦＦ状態とし、リングギヤ２６をケース１０に対して解放する。これにより、減速機付きモータ１と被駆動装置４０との間で駆動力（トルク）が遮断され、人力によるドアの操作が可能となる。

以上説明した様に、本発明の減速機付きモータ１によれば、遊星ギヤ２５がリングギヤ２６と偏心して配置され、リングギヤ２６の軸方向に関して、出力軸１５の出力盤１５ａが遊星ギヤ２５に隣接している。出力盤１５ａとケース１０（第２のケース１２の内壁１２ａ）との間には、リングギヤ２６の径方向に関して空間Ｓが設けられ、この空間Ｓには、リングギヤ２６をケース１０に対して保持又は解放する電磁クラッチ３０が設けられる。以上の構造によれば、電磁クラッチ３０を収容するケース１０の軸方向寸法が拡大しないため、減速機付きモータ１においては、軸方向寸法を拡大することなく電磁クラッチ３０の追加が可能となる。その結果、リングギヤ２６、遊星ギヤ２５からなる減速機構Ｇのメリットである軸方向寸法の小ささを活かしつつ、電磁クラッチ３０を備えた減速機付きモータ１を構成できる。

また、出力軸１５の出力盤１５ａに設けられるリングギヤ部１５ｂによって遊星ギヤ２５の回転数がさらに落とされるので、出力盤１５ａ（出力軸１５）のトルクが遊星ギヤ２５のトルクよりも大きくなる。遊星ギヤ２５と噛み合うリングギヤ２６は、遊星ギヤ２５から反力を受けるため、電磁クラッチ３０がリングギヤ２６をケース１０に対して保持する場合、電磁クラッチ３０においては、遊星ギヤ２５のトルクより大きなトルク容量を確保する必要がある。本発明に係る減速機付きモータ１の構造によれば、出力盤１５ａ（出力軸１５）のトルクを電磁クラッチ３０で断続する場合に比べて、電磁クラッチ３０にて必要なトルク容量がより小さくてすみ、電磁クラッチ３０の構造を簡略化できる。

本発明に係る減速機付きモータ１の構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 減速機付きモータ
１０ ケース
１２ 第２のケース
１２ａ 内壁
１５ 出力軸（出力部材）
１５ａ 出力盤（回転部材）
１５ｂ リングギヤ部（第２内歯ギヤ）
２５ 遊星ギヤ（外歯ギヤ）
２５ａ 第１のギヤ部（第１噛み合い部）
２５ｂ 第２のギヤ部（第２噛み合い部）
２６ リングギヤ（第１内歯ギヤ）
３０ 電磁クラッチ
Ｍ モータ機構
Ｓ 空間

Claims (2)

1. リング状を成す第１内歯ギヤと、
   該第１内歯ギヤと偏心して配置され、該第１内歯ギヤと噛み合う外歯ギヤと、
   該外歯ギヤを駆動し、該外歯ギヤを前記第１内歯ギヤ上で転動させるモータ機構と、
   前記第１内歯ギヤと同軸に配置され、前記第１内歯ギヤの軸方向に関して前記外歯ギヤと隣接し、該外歯ギヤが前記第１内歯ギヤ上で転動する場合に該外歯ギヤと共に回転する回転部材と、
   前記第１内歯ギヤ、前記外歯ギヤ、前記モータ機構、及び前記回転部材を収容するケースと、
   前記回転部材と一体に回転し、前記ケースの外部に駆動力を出力する出力部材と、
   を備える減速機付きモータにおいて、
   前記回転部材は、前記第１内歯ギヤの径方向に関して、前記ケースの内壁と空間を隔てて対向し、
   該空間には、前記第１内歯ギヤを前記ケースに対して保持又は解放する電磁クラッチが設けられることを特徴とする減速機付きモータ。
2. 前記回転部材には、前記第１内歯ギヤより小径の第２内歯ギヤが設けられ、
   前記外歯ギヤには、前記第１内歯ギヤと噛み合う第１噛み合い部と、前記第２内歯ギヤと噛み合う第２噛み合い部とが設けられることを特徴とする請求項１に記載の減速機付きモータ。

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