JP2018076926A - 減速装置及び減速機付きモータ並びに電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡素構造により回転力を減速する。【解決手段】 回転可能なリードスクリュー２０と、径外方向へ突出する係合部３１を有しリードスクリュー２０に螺合したナット状部材３０と、リードスクリュー２０及びナット状部材３０の周囲に同芯状に位置する第１ガイド部材４０と、第１ガイド部材４０の外周側に同芯状に位置する第２ガイド部材５０とを備え、第１ガイド部材４０には、係合部３１を回転軸に沿う前後方向へ導く第１ガイド溝４１Ａが設けられ、第２ガイド部材５０には、同係合部３１を回転軸周りの螺旋方向へ導く第２ガイド溝５１Ａが設けられ、第１ガイド部材４０と第２ガイド部材５０は、その一方が回転不能に固定されるとともに、他方が前記一方に対し回転するように支持され、前記他方には回転出力部４２Ｂが設けられている。【選択図】 図２

Description

本発明は、回転力を減速して伝達する減速装置、及び減速機付きモータ並びに電子機器に関するものである。

従来、この種の発明には、例えば特許文献１に例示するように、モータの回転軸側に遊星歯車、太陽歯車及びキャリア等を複数組多段状に配設し、この遊星歯車機構によって前記回転軸の回転を段階的に減速し、出力軸へ伝達するようにしたものがある。

特開２００７−３７３６３号公報

ところで、近年、スマートホンや精密電子機器などの駆動部分においては、内部の設置スペースが制限されること等から、より小型で小径な減速装置が求められている。
しかしながら、このような小型小径の減速装置を、前記従来の構造により構成しようとした場合、多数の遊星歯車や太陽歯車などの極小部品を多数形成し組み付ける必要があり、生産性や部品精度上の問題を生じるおそれがある。

このような課題を解決するために、本発明は以下の構成を具備するものである。
伝達される回転力により回転可能なリードスクリューと、径外方向へ突出する係合部を有し前記リードスクリューに螺合したナット状部材と、前記リードスクリュー及び前記ナット状部材の周囲に同芯状に位置する第１ガイド部材と、前記第１ガイド部材の外周側又は内周側に同芯状に位置する第２ガイド部材とを備え、前記第１ガイド部材には、前記係合部を回転軸に沿う前後方向へ導く第１ガイド溝が設けられ、前記第２ガイド部材には、同係合部を回転軸周りの螺旋方向へ導く第２ガイド溝が設けられ、前記第１ガイド部材と前記第２ガイド部材は、その一方が回転不能に固定されるとともに、他方が前記一方に対し回転するように支持され、前記他方には回転出力部が設けられていることを特徴とする減速装置。

本発明に係る減速装置を備えた減速機付きモータの一例を示す側面図である。 同減速機付きモータを示す分解斜視図である。 同減速装置の縦断面図である。 同減速装置の内部構造図であり、第２ガイド部材を二点鎖線で示し、第１ガイド部材を破線で示し、カバー部材を省略している。 同減速機付きモータを装備した電子機器の一例を示す正面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。また、以下の説明では、便宜上、減速装置の回転軸方向における出力側を「前」、その逆方向側を「後」と称する場合がある。

図１は、減速装置を備えた減速機付きモータを示す。
この減速機付きモータＡは、モータ１と、このモータ１の出力側に接続された減速装置２とを具備している。

モータ１は、例えばＤＣモータであり、回転軸１Ａと、この回転軸１Ａの外周に固定されたロータ（図示せず）と、前記ロータの周囲に設けられたステータ（図示せず）と、前記ステータを内周面に固定した筒状のモータケース１Ｂと、モータケース１Ｂの前端側に設けられた軸支部１Ｃと、モータケース１Ｂの前端部に固定されたブラケット１Ｄとを具備している。

モータケース１Ｂは、図示例によれば、略円筒状に形成され、その外周部に、給電配線を接続するための端子１Ｂ１を有する。
軸支部１Ｃは、スラストベアリングやボールベアリング等の軸受部材を内在しており、この軸受部材によって回転軸１Ａの前端側を回転自在に支持している。
ブラケット１Ｄは、回転軸１Ａの軸方向に直交する平板状に形成され、軸支部１Ｃを挿通するようにしてモータケース１Ｂの前端部に、不動に固定されている。このブラケット１Ｄは、例えば、当該減速機付きモータＡを他の機器に装着するのに用いられる。

減速装置２は、カバー部材１０内に、伝達される回転力により回転可能なリードスクリュー２０と、径外方向へ突出する係合部３１を有しリードスクリュー２０に螺合したナット状部材３０と、リードスクリュー２０及びナット状部材３０の周囲に同芯状に位置する第１ガイド部材４０と、第１ガイド部材４０の周囲に同芯状に位置する第２ガイド部材５０とを備え、モータ１の回転力によって回転出力部４２Ｂを回転させるように構成される。

カバー部材１０は、前端に壁部を有する略円筒状に形成され、その内部に、後述する第２ガイド部材５０を不動に嵌め合わせている。
このカバー部材１０の前端壁には、前後に貫通する被係合孔１１と、この被係合孔１１の内周面を部分的に凹ませた被係合部１２とが設けられる。これら被係合孔１１及び被係合部１２は、第２ガイド部材５０前端の係合筒部５２に嵌り合う。
そして、このカバー部材１０は、回転軸１Ａの周囲に同芯状に設けられ、その後端部が、モータケース１Ｂ（詳細にはブラケット１Ｄの前端面）に対し、例えば溶接等の固定手段によって不動に固定される。

リードスクリュー２０は、略円筒状に形成され、その外周面に、例えば台形ネジ等からなる送りねじ部２１を有する。このリードスクリュー２０は、回転軸１Ａの外周面に環状に装着され、回転軸１Ａと一体的に回転するように、回転軸１Ａに対し回転不能且つ進退不能に固定されている。

ナット状部材３０は、内周面に、リードスクリュー２０の送りねじ部２１に螺合する雌ネジ部を有する略円筒状の部材である。このナット状部材３０の外周面には、径方向の両側へ突出するように係合部３１が設けられる。各係合部３１は、ナット状部材３０の径方向を軸心とした円柱状に形成されている。

第１ガイド部材４０は、図示例によれば、大径筒部４１と、この大径筒部４１の前端に同軸状に接続された小径筒部４２とから一体に形成されている。

大径筒部４１は、送りねじ部２１を全長にわたって同芯状に囲む長尺円筒状に形成される。この大径筒部４１の周壁には、ナット状部材３０の両側の係合部３１，３１を、それぞれ径方向に貫通して回転軸に沿う前後方向へ導く第１ガイド溝４１Ａ，４１Ａが設けられる。

各第１ガイド溝４１Ａは、回転軸と略平行に、前後方向へ直線状に延設されている。
この第１ガイド溝４１Ａの後端部は、係合部３１を挿入可能に開口している。また、第１ガイド溝４１Ａの前端内面は、係合部３１の前方への移動量を規制する面として機能する。

小径筒部４２は、その後部側の外周面を、後述する第２ガイド部材５０の前端側によって回転自在に受けられる円筒状の回転軸面４２Ａとし、この回転軸面４２Ａよりも前側の部分を、第２ガイド部材５０よりも前方へ突出して露出される回転出力部４２Ｂとしている。回転出力部４２Ｂは、図示例によれば、その前端に凹状の係合部４２Ｂ１を有する。

上記構成の第１ガイド部材４０は、回転軸１Ａ、リードスクリュー２０及びナット状部材３０を覆うようにして、これらの周囲に環状に装着され、その周壁の第１ガイド溝４１Ａ，４１Ａを、ナット状部材３０の係合部３１，３１に嵌め合わせる。
そして、この第１ガイド部材４０は、第２ガイド部材５０の前端側によって回転自在に支持される。

第２ガイド部材５０は、第１ガイド部材４０を同芯状に囲む円筒状の本体筒部５１と、この本体筒部５１から前方へ突出する係合筒部５２とを一体に具備した略筒状に形成される。

本体筒部５１には、ナット状部材３０の係合部３１先端側に嵌り合って、係合部３１を回転軸周りの螺旋方向へ導く第２ガイド溝５１Ａが設けられる。

第２ガイド溝５１Ａは、ナット状部材３０の両側の係合部３１にそれぞれ嵌り合うように、軸対称に二つ設けられる。
各第２ガイド溝５１Ａは、本体筒部５１の周壁を径方向へ貫通している。各第２ガイド溝５１Ａの螺旋方向は、リードスクリュー２０における送りねじ部２１の螺旋方向と同方向であり、図示例によれば、前方へゆくにしたがって右回転している。
また、各第２ガイド溝５１Ａのリード角（回転軸に直交する断面に対する角度）は、当該減速装置２の減速比に応じて、送りねじ部２１のリード角よりも大きく設定される。すなわち、前記減速比を大きくする場合には、第２ガイド溝５１Ａのリード角が大きく設定される。

各第２ガイド溝５１Ａの後端側は、係合部３１を挿入可能なように開口している。また、第２ガイド溝５１Ａの前端部は、第１ガイド部材４０の第１ガイド溝４１Ａの前端部よりも前方側に位置する（図４参照）。

また、係合筒部５２は、本体筒部５１の前端側を縮径して前方へ突出させた形状に形成され、環状突部５２Ａと、この環状突部５２Ａの外周面から径外方向へ突出する係合部５２Ｂとを有する。

環状突部５２Ａは、本体筒部５１よりも小径の円筒状に形成され、その内周面を、第１ガイド部材４０の回転軸面４２Ａに摺接して、この回転軸面４２Ａを回転自在に支持する軸受部５２Ａ１としている。
係合部５２Ｂは、環状突部５２Ａの外周の軸対称位置に複数（図示例によれば、径方向の両側に位置するように二つ）設けられる。

上記構成の第２ガイド部材５０は、環状突部５２Ａをカバー部材１０の被係合孔１１に嵌合するとともに、係合部５２Ｂを同カバー部材１０の被係合部１２に嵌合させて、カバー部材１０と一体状に構成される。すなわち、この第２ガイド部材５０は、モータケース１Ｂに対し回転不能且つ進退不能に固定される。

次に、上記構成の減速装置２及び減速機付きモータＡについて、その特徴的な作用効果を詳細に説明する。
例えば、モータ１の回転軸１Ａの一方向の回転に伴い、リードスクリュー２０が送り方向へ回転すると、ナット状部材３０は、その内周面の雌ネジ部をリードスクリュー２０の送りねじ部２１に摺接させるとともに、外周側の係合部３１を第２ガイド部材５０の第２ガイド溝５１Ａに摺接させて、同方向へ回転しながら前進する。この際、ナット状部材３０の回転速度は、送りねじ部２１と第２ガイド溝５１Ａのリード角の比率に応じて減速される。

そして、回転しながら前進するナット状部材３０について、その回転運動のみが係合部３１及び第１ガイド溝４１Ａを介して第１ガイド部材４０に伝達され、第１ガイド部材４０が、ナット状部材３０と一体的に回転する。したがって、第１ガイド部材４０前端の回転出力部４２Ｂによって回転力が出力される。
また、回転軸１Ａ及びリードスクリュー２０を逆方向へ回転させた場合には、ナット状部材３０が逆方向へ減速回転しながら後退し、その回転力が前記同様にして第１ガイド部材４０の回転出力部４２Ｂに伝達される。

よって、上記構成の減速装置２及び減速機付きモータＡによれば、従来の遊星歯車機構に比較して簡素な構造により、回転力を減速して出力することができ、ひいては、減速装置２全体の小型小径化を可能にし、生産性を向上することができる。

図５は、本発明の実施形態に係る減速機付きモータＡの出力で駆動する電動機構を備えた電子機器１００を例示している。
スマートホンなどの携帯型の電子機器１００は、カメラユニット（作動部）１０１を備えているが、このカメラユニット１０１における撮影方向調整の電動機構などに減速機付きモータＡを用いることができる。また、電子機器１００の画面を覆うカバー（作動部）を設けて、このカバーを開閉する電動機構として減速機付きモータＡを用いることもできる。減速機付きモータＡは、構造が簡素で小型小径化することができるので、電子機器１００内の設置占有スペースを最小限に抑えることができ、電子機器１００の高機能化が可能になる。
また、図示しない他例としては、腕時計や腕時計型ウェアラブルコンピュータの電動バンドの電動機構として減速機付きモータＡを用いたり、その他の電子機器の電動機構として減速機付きモータＡを用いたりすることも可能である。

なお、上記実施の形態によれば、螺旋状の第２ガイド溝５１Ａを有する第２ガイド部材５０が第１ガイド部材４０の外周側に設けられているが、他例としては、第２ガイド溝５１Ａを有する第２ガイド部材５０が第１ガイド部材４０の内周側に設けられた態様とすることも可能である。

また、上記実施の形態によれば、第２ガイド部材５０を回転不能に固定するとともにこの第２ガイド部材５０に相対して第１ガイド部材４０を回転させるようにしたが、他例としては、第１ガイド部材４０を回転不能に固定するとともにこの第１ガイド部材４０に相対して第２ガイド部材５０を回転させるように構成するとともに、第２ガイド部材５０に回転出力部を設けた態様とすることも可能である。

また、上記実施の形態によれば、ナット状部材３０に対し係合部３１を２つ設けたが、他例としては、ナット状部材３０に対し係合部３１を単数又は３以上設け、その数に応じて第１ガイド溝４１Ａ及び第２ガイド溝５１Ａを設けた態様とすることも可能である。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：モータ １Ａ：回転軸
１Ｂ：モータケース １Ｄ：ブラケット
２：減速装置 １０：カバー部材
２０：リードスクリュー ３０：ナット状部材
３１：係合部 ４０：第１ガイド部材
４１Ａ：第１ガイド溝 ４２Ｂ：回転出力部
５０：第２ガイド部材 ５１Ａ：第２ガイド溝
５２Ａ１：軸受部 １００：電子機器
Ａ：減速機付きモータ

Claims (6)

1. 伝達される回転力により回転可能なリードスクリューと、径外方向へ突出する係合部を有し前記リードスクリューに螺合したナット状部材と、前記リードスクリュー及び前記ナット状部材の周囲に同芯状に位置する第１ガイド部材と、前記第１ガイド部材の外周側又は内周側に同芯状に位置する第２ガイド部材とを備え、
   前記第１ガイド部材には、前記係合部を回転軸に沿う前後方向へ導く第１ガイド溝が設けられ、
   前記第２ガイド部材には、同係合部を回転軸周りの螺旋方向へ導く第２ガイド溝が設けられ、
   前記第１ガイド部材と前記第２ガイド部材は、その一方が回転不能に固定されるとともに、他方が前記一方に対し回転するように支持され、前記他方には回転出力部が設けられていることを特徴とする減速装置。
2. 前記第２ガイド部材は、前記第１ガイド部材の外周側に設けられ、
   前記係合部は、前記第１ガイド溝を貫通して前記第２ガイド溝に係合していることを特徴とする請求項１記載の減速装置。
3. 前記第２ガイド部材が回転不能に固定され、前記第１ガイド部材に前記回転出力部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の減速装置。
4. 前記第２ガイド部材の前端側には、前記第１ガイド部材を回転可能に支持する軸受部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載の減速装置。
5. 駆動回転する回転軸に前記リードスクリューが接続されていることを特徴とする請求項１乃至４何れか１項記載の減速装置を備えた減速機付きモータ
6. 請求項５記載の減速機付きモータを装備した電子機器。

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