JP2023064941A - Drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動装置に関し、特に回転駆動力を出力する駆動装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a driving device, and more particularly to a driving device that outputs rotational driving force.
動力源から出力される回転駆動力の回転速度を減じ、回転力を増大させて出力する駆動装置が知られている。例えば、特許文献1には、動力源としてのモータと、減速機構としての遊星ギヤ列と、を備えた駆動ユニットが記載されている。
2. Description of the Related Art A drive device is known that reduces the rotational speed of a rotational driving force output from a power source and increases the rotational force for output. For example,
上記のような駆動装置には、耐久性や動力伝達効率を向上させつつ、騒音の低減を図ることが求められる。 Driving devices such as those described above are required to reduce noise while improving durability and power transmission efficiency.
本発明の目的は、駆動装置の耐久性や動力伝達効率を向上させつつ、騒音の低減を実現することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to reduce noise while improving the durability and power transmission efficiency of a driving device.
一実施形態の駆動装置は、モータと、前記モータから出力される回転駆動力が入力される第1遊星歯車機構と、前記第1遊星歯車機構から出力される回転駆動力が入力される第2遊星歯車機構と、を有する。 A driving device of one embodiment includes a motor, a first planetary gear mechanism to which rotational driving force output from the motor is input, and a second planetary gear mechanism to which rotational driving force output from the first planetary gear mechanism is input. and a planetary gear mechanism.
前記第1遊星歯車機構は、前記モータの回転シャフトに装着された第1太陽歯車と、前記第1太陽歯車の周囲に配置された複数の第1遊星歯車と、複数の前記第1遊星歯車の周囲に配置された第1内歯車と、複数の前記第1遊星歯車を互いに連結するとともに、それぞれの前記第1遊星歯車を回転自在に支持する第1遊星キャリアと、内周面に前記第1内歯車を構成するギヤ歯が形成されるとともに、少なくとも前記第1太陽歯車および複数の前記第1遊星歯車を収容する第1ケースと、を含む。 The first planetary gear mechanism includes a first sun gear mounted on the rotating shaft of the motor, a plurality of first planetary gears arranged around the first sun gear, and a plurality of the first planetary gears. A first planetary carrier that connects a plurality of the first planetary gears to each other and rotatably supports each of the first planetary gears; a first case having gear teeth forming an internal gear and containing at least the first sun gear and the plurality of first planetary gears.
前記第2遊星歯車機構は、前記第1遊星キャリアに一体成形された第2太陽歯車と、前記第2太陽歯車の周囲に配置された複数の第2遊星歯車と、複数の前記第2遊星歯車の周囲に配置された第2内歯車と、複数の前記第2遊星歯車を互いに連結するとともに、それぞれの前記第2遊星歯車を回転自在に支持する第2遊星キャリアと、内周面に前記第2内歯車を構成するギヤ歯が形成されるとともに、少なくとも前記第2太陽歯車および複数の前記第2遊星歯車を収容する第2ケースと、を含む。 The second planetary gear mechanism includes a second sun gear integrally formed with the first planetary carrier, a plurality of second planetary gears arranged around the second sun gear, and a plurality of the second planetary gears. a second internal gear arranged around a second planetary gear, a second planetary carrier that connects a plurality of the second planetary gears to each other and rotatably supports each of the second planetary gears; a second case formed with gear teeth forming two internal gears and housing at least the second sun gear and the plurality of second planetary gears.
前記第1ケースは樹脂によって形成される一方、前記第2ケースは金属によって形成される。また、前記第1太陽歯車,前記第1遊星歯車および前記第1内歯車は樹脂によって形成される一方、前記第1遊星キャリアは金属によって形成される。さらに、前記第2太陽歯車,前記第2遊星歯車,前記第2内歯車および前記第2遊星キャリアは、金属によって形成される。 The first case is made of resin, while the second case is made of metal. Also, the first sun gear, the first planetary gear, and the first internal gear are made of resin, while the first planetary carrier is made of metal. Furthermore, the second sun gear, the second planetary gear, the second internal gear and the second planetary carrier are made of metal.
本発明によれば、耐久性および動力伝達効率が向上した低騒音の駆動装置が実現される。 According to the present invention, a low-noise driving device with improved durability and power transmission efficiency is realized.
以下、一実施形態に係る駆動装置の詳細について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明中で参照する全ての図面において、同一または実質的に同一の要素には原則として同一の符号を用いる。また、一度説明した要素と同一または実質的に同一の要素については、原則として繰り返しの説明は行わない。 Hereinafter, details of the drive device according to one embodiment will be described with reference to the drawings. In principle, the same reference numerals are used for the same or substantially the same elements in all the drawings referred to in the following description. Also, elements that are the same or substantially the same as the elements that have been described once will not be described repeatedly in principle.
<駆動装置の全体構成>
図1,図2に示されるように、駆動装置1Aは、モータ10,第1遊星歯車機構20,第2遊星歯車機構30,第3遊星歯車機構40および出力シャフト50を有する。
<Overall Configuration of Driving Device>
As shown in FIGS. 1 and 2, the
モータ10は、ブラシレスモータである。より特定的には、モータ10は、ドライバを介して入力される直流パルス電圧によって駆動されるステッピングモータである。別の見方をすると、モータ10は、パルスモータである。モータ10は、円筒形状のモータハウジング11や回転シャフト12等を備えている。
モータ10から出力される回転駆動力は、第1遊星歯車機構20に入力される。第1遊星歯車機構20は、入力された回転駆動力の回転速度を減じて出力する。第1遊星歯車機構20から出力される回転駆動力は、第2遊星歯車機構30に入力される。第2遊星歯車機構30は、入力された回転駆動力の回転速度をさらに減じて出力する。第2遊星歯車機構30から出力される回転駆動力は、第3遊星歯車機構40に入力される。第3遊星歯車機構40は、入力された回転駆動力の回転速度をさらに減じて出力シャフト50に出力する。
A rotational driving force output from the
上記のように、駆動装置1Aは、動力伝達可能に連結された三段の遊星歯車機構を備えている。別の見方をすると、第1遊星歯車機構20は初段の減速機構であり、第2遊星歯車機構30は中段の減速機構であり、第3遊星歯車機構40は最終段の減速機構である。つまり、駆動装置1Aは、動力源および多段減速機構を備えている。
As described above, the
<第1遊星歯車機構(初段減速機構)>
第1遊星歯車機構20は、図2に示される第1太陽歯車21,複数の第1遊星歯車22,第1内歯車23,第1遊星キャリア24および第1ケース25を含んでいる。
<First Planetary Gear Mechanism (First Stage Reduction Mechanism)>
The first
≪第1太陽歯車≫
第1太陽歯車21は、モータ10の回転シャフト12の先端に装着されている。別の見方をすると、第1太陽歯車21は、回転シャフト12の先端に装着されたピニオンギヤである。
≪First sun gear≫
The
第1太陽歯車21は、図3に示される二重構造を有している。具体的には、第1太陽歯車21は、内側部材21aと、内側部材21aの周囲に設けられた外側部材21bと、からなる二重構造を有している。
The
上記二重構造を有する第1太陽歯車21は、内側部材21aが配置された金型内に外側部材21bの材料を充填して形成したものである。つまり、第1太陽歯車21は、インサート成形品(二色成形品)であって、内側部材21aと外側部材21bとは一体化している。
The
内側部材21aの中央には、モータ10の回転シャフト12の先端が嵌合される軸穴26が設けられている。一方、外側部材21bの外周面には、第1太陽歯車21を構成する複数のギヤ歯が設けられている。内側部材21aと外側部材21bとは異なる材料によって形成されている。より特定的には、内側部材21aは、外側部材21bの材料とは異なる、外側部材21bの材料よりも弾性率が小さい材料によって形成されている。具体的には、本実施形態の内側部材21aはゴムによって形成されており、外側部材21bは樹脂によって形成されている。
At the center of the
≪第1遊星歯車および第1遊星キャリア≫
図4Aに示されるように、複数の第1遊星歯車22が第1太陽歯車21の周囲に配置されている。より特定的には、3つの第1遊星歯車22が第1太陽歯車21の周囲に等間隔(120°間隔)で配置されている。
<<First Planetary Gear and First Planetary Carrier>>
A plurality of first
それぞれの第1遊星歯車22は、樹脂によって形成されている。また、3つの第1遊星歯車22は、第1遊星キャリア24によって互いに連結されているとともに、それぞれが回転自在に支持されている。
Each first
第1遊星キャリア24は、金属によって形成されている。さらに、第1遊星キャリア24の一側には3本の支持軸27が一体形成されており、それぞれの支持軸27は、対応する第1遊星歯車22の中心に挿通されている。この結果、それぞれの第1遊星歯車22は、支持軸27を回転軸として回転可能である。また、3つの第1遊星歯車22は、第1遊星キャリア24と一体的に回転可能である。
The first
≪第1内歯車≫
第1内歯車23は、3つの第1遊星歯車22の周囲に配置され、それら3つの第1遊星歯車22を取り囲んでいる。別の見方をすると、3つの第1遊星歯車22は、第1太陽歯車21と第1内歯車23との間に配置されている。また、それぞれの第1遊星歯車22は、第1太陽歯車21および第1内歯車23と噛み合っている。
≪First internal gear≫
The first
この結果、モータ10から出力される回転駆動力によって第1太陽歯車21が回転すると、それぞれの第1遊星歯車22は、支持軸27を回転軸として回転(自転)しながら、第1太陽歯車21の周りを回転(公転)する。さらに、第1遊星歯車22の回転(公転)に伴って、第1遊星キャリア24が回転(自転)する。
As a result, when the
第1内歯車23は、第1ケース25の内周面に形成されている複数のギヤ歯23aによって構成されている。別の見方をすると、第1ケース25の内側に第1内歯車23が一体成形されている。言い換えれば、第1内歯車23は第1ケース25の一部である。
The first
第1ケース25は、樹脂によって形成されている。第1内歯車23を構成している複数のギヤ歯23aは、第1ケース25の他の部分と同時に形成されたものである。つまり、第1内歯車23は、樹脂によって形成されている。以下の説明では、第1ケース25を“樹脂ケース25”と呼ぶ場合がある。
The
図1,図2に示されるように、樹脂ケース25は、外径がモータハウジング11と略同一の円筒形状を有しており、その長手方向両端は開口している。樹脂ケース25は、少なくとも第1太陽歯車21および複数の第1遊星歯車22を収容している。より特定的には、第1太陽歯車21および複数の第1遊星歯車22の全てと、第1遊星キャリア24の一部とが樹脂ケース25に収容されている。別の見方をすると、第1遊星キャリア24の一部は、樹脂ケース25の外に突出している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
<第2遊星歯車機構(中段減速機構)>
第2遊星歯車機構30は、図2に示される第2太陽歯車31,複数の第2遊星歯車32,第2内歯車33,第2遊星キャリア34および第2ケース35を含んでいる。
<Second planetary gear mechanism (middle speed reduction mechanism)>
The second
≪第2太陽歯車≫
第2太陽歯車31は、金属製の第1遊星キャリア24に一体成形されている。つまり、第2太陽歯車31は、金属によって形成されている。より特定的には、第2太陽歯車31は、支持軸27が一体成形されている第1遊星キャリア24の一側と反対側の第1遊星キャリア24の他側に一体成形されている。
≪Second sun gear≫
The
別の見方をすると、樹脂ケース25内に配置されている第1遊星キャリア24の一部によって支持軸27が形成され、樹脂ケース25の外に突出している第1遊星キャリア24の他の一部によって第2太陽歯車31が形成されている。第1遊星キャリア24の一部である第2太陽歯車31は、第1ケース25から突出して第2ケース35内に進入している。この結果、第1遊星キャリア24は、第1ケース25と第2ケース35とに跨っている。
From another point of view, the
≪第2遊星歯車および第2遊星キャリア≫
図4Bに示されるように、複数の第2遊星歯車32が第2太陽歯車31の周囲に配置されている。より特定的には、3つの第2遊星歯車32が第2太陽歯車31の周囲に等間隔(120°間隔)で配置されている。
<<Second Planetary Gear and Second Planetary Carrier>>
A plurality of second
それぞれの第2遊星歯車32は、金属によって形成されている。また、3つの第2遊星歯車32は、第2遊星キャリア34によって互いに連結されているとともに、それぞれが回転自在に支持されている。
Each second
第2遊星キャリア34は、金属によって形成されている。さらに、第2遊星キャリア34の一側には3本の支持軸37が一体形成されており、それぞれの支持軸37は、対応する第2遊星歯車32の中心に挿通されている。この結果、それぞれの第2遊星歯車32は、支持軸37を回転軸として回転可能である。また、3つの第2遊星歯車32は、第2遊星キャリア34と一体的に回転可能である。
The second
≪第2内歯車≫
第2内歯車33は、3つの第2遊星歯車32の周囲に配置され、それら3つの第2遊星歯車32を取り囲んでいる。別の見方をすると、3つの第2遊星歯車32は、第2太陽歯車31と第2内歯車33との間に配置されている。また、それぞれの第2遊星歯車32は、第2太陽歯車31および第2内歯車33と噛み合っている。
≪Second internal gear≫
The second
この結果、第2太陽歯車31(第1遊星キャリア24)が回転すると、それぞれの第2遊星歯車32は、支持軸37を回転軸として回転(自転)しながら、第2太陽歯車31の周りを回転(公転)する。さらに、第2遊星歯車32の回転(公転)に伴って、第2遊星キャリア34が回転(自転)する。
As a result, when the second sun gear 31 (the first planetary carrier 24) rotates, each of the second
第2内歯車33は、第2ケース35の内周面に形成されている複数のギヤ歯33aによって構成されている。別の見方をすると、第2ケース35の内側に第2内歯車33が一体成形されている。言い換えれば、第2内歯車33は第2ケース35の一部である。
The second
第2ケース35は、金属によって形成されている。第2内歯車33を構成する複数のギヤ歯33aは、第2ケース35の他の部分と同時に形成してもよく、別々に形成してもよい。例えば、金属射出成形によってギヤ歯33aと第2ケース35の他の部分と同時に形成することができる。また、円筒形状のケース本体の内周面を切削してギヤ歯33aを形成することもできる。いずれにしても、第2内歯車33は、金属によって形成される。以下の説明では、第2ケース35を“金属ケース35”と呼ぶ場合がある。
The
図1,図2に示されるように、金属ケース35は、外径がモータハウジング11および樹脂ケース25と略同一の円筒形状を有しており、その長手方向両端は開口している。金属ケース35は、第2太陽歯車31,複数の第2遊星歯車32および第2遊星キャリア34を収容している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
なお、樹脂ケース25の端部と金属ケース35の端部とは、互いに突き合われている。突き合わされている樹脂ケース25および金属ケース35の端部には、互いに嵌合可能な凹凸がそれぞれ形成されている。
The end of the
<第3遊星歯車機構(最終段減速機構)>
第3遊星歯車機構40は、図2に示される第3太陽歯車41,複数の第3遊星歯車42,第3内歯車43,第3遊星キャリア44および第2ケース(金属ケース)35を含んでいる。
<Third Planetary Gear Mechanism (Final Stage Reduction Mechanism)>
The third
≪第3太陽歯車≫
第3太陽歯車41は、金属製の第2遊星キャリア34に一体成形されている。つまり、第3太陽歯車41は、金属によって形成されている。より特定的には、第3太陽歯車41は、支持軸37が一体成形されている第2遊星キャリア34の一側と反対側の第2遊星キャリア34の他側に一体成形されている。別の見方をすると、第2遊星キャリア34の一部によって支持軸37が形成され、第2遊星キャリア34の他の一部によって第3太陽歯車41が形成されている。
≪Third sun gear≫
The
≪第3遊星歯車および第3遊星キャリア≫
図4Cに示されるように、複数の第3遊星歯車42が第3太陽歯車41の周囲に配置されている。より特定的には、3つの第3遊星歯車42が第3太陽歯車41の周囲に等間隔(120°間隔)で配置されている。
<<Third Planetary Gear and Third Planetary Carrier>>
A plurality of third
それぞれの第3遊星歯車42は、金属によって形成されている。また、3つの第3遊星歯車42は、第3遊星キャリア44によって互いに連結されているとともに、それぞれが回転自在に支持されている。
Each third
第3遊星キャリア44は、金属によって形成されている。さらに、第3遊星キャリア44の一側には3本の支持軸47が一体形成されており、それぞれの支持軸47は、対応する第3遊星歯車42の中心に挿通されている。この結果、それぞれの第3遊星歯車42は、支持軸47を回転軸として回転可能である。また、3つの第3遊星歯車42は、第3遊星キャリア44と一体的に回転可能である。
The third
≪第3内歯車≫
第3内歯車43は、3つの第3遊星歯車42の周囲に配置され、それら3つの第3遊星歯車42を取り囲んでいる。別の見方をすると、3つの第3遊星歯車42は、第3太陽歯車41と第3内歯車43との間に配置されている。また、それぞれの第3遊星歯車42は、第3太陽歯車41および第3内歯車43と噛み合っている。
≪Third internal gear≫
The third
この結果、第3太陽歯車41(第2遊星キャリア34)が回転すると、それぞれの第3遊星歯車42は、支持軸47を回転軸として回転(自転)しながら、第3太陽歯車41の周りを回転(公転)する。さらに、第3遊星歯車42の回転(公転)に伴って、第3遊星キャリア44が回転(自転)する。
As a result, when the third sun gear 41 (the second planetary carrier 34) rotates, each of the third
第3内歯車43は、金属ケース35の内周面に形成されている複数のギヤ歯43aによって構成されている。別の見方をすると、金属ケース35の内側に第3内歯車43が一体成形されている。より特定的には、金属ケース35の内周面に形成されているギヤ歯の長手方向の一部によって第2内歯車33が構成され、金属ケース35の内周面に設けられているギヤ歯の長手方向の他の一部によって第3内歯車43が構成されている。つまり、金属ケース35の内周面に形成されているギヤ歯の長手方向の一部がギヤ歯33a(図4B)に相当し、金属ケース35の内周面に形成されているギヤ歯の長手方向の残部がギヤ歯43a(図4C)に相当する。
The third
上記のように、第3内歯車43は、第2内歯車33とともに金属ケース35の内側に一体成形されている。言い換えれば、第2内歯車33および第3内歯車43は、金属ケース35の一部である。
As described above, the third
図2に示されるように、出力シャフト50の一端は第3遊星キャリア44に嵌合され、第3遊星キャリア44と相対回転不能に連結されている。よって、出力シャフト50は、第3遊星キャリア44と一体的に回転する。
As shown in FIG. 2, one end of the
<フレーム>
図1に示されるように、駆動装置1Aは、モータ10,樹脂ケース25および金属ケース35を包囲し、これらを一体化させるフレーム60を有している。別の見方をすると、モータ10,第1遊星歯車機構20,第2遊星歯車機構30および第3遊星歯車機構40は、フレーム60によって一体化されている。
<Frame>
As shown in FIG. 1, the
フレーム60は、モータ10,樹脂ケース25および金属ケース35を内包する本体61と、本体61の長手方向一端側に接合された蓋部材62と、から構成されている。蓋部材62は、本体61の長手方向一端側に溶接され、フレーム60の側壁63aと対向する他の側壁63bを形成している。
The
なお、フレーム60は、側壁63a,63bに加えて、背面壁64,底面壁65および天面壁66を備えている。側壁63a,背面壁64,底面壁65および天面壁66は、本体61の各部によって形成されている。以下の説明では、側壁63aを“左側壁63a”と呼び、側壁63bを“右側壁63b”と呼ぶ場合がある。
The
つまり、フレーム60は、本体61によって形成される左側壁63a,背面壁64,底面壁65および天面壁66と、蓋部材62によって形成される右側壁63bと、を有する。なお、背面壁64と対向するフレーム60の一面(正面)は開口している。
That is, the
モータ10,樹脂ケース25および金属ケース35は、互いに同一または実質的に同一の外径を有し、フレーム60の内側にこの順で一列に並べられている。別の見方をすると、モータ10,第1遊星歯車機構20,第2遊星歯車機構30および第3遊星歯車機構40は、フレーム60の内側にこの順で一列に並べられている。
The
モータ10の一端側(左端側/後端側)は、フレーム60の左側壁63aの内面に当接している。樹脂ケース25の一端側(左端側/後端側)は、フレーム60の左側壁63aに当接しているモータ10の一端側(左端側/後端側)と反対側のモータ10の他端側(右端側/先端側)に当接している。
One end side (left end side/rear end side) of the
金属ケース35の一端側(左端側/後端側)は、モータ10に当接している樹脂ケース25の一端側(左端側/後端側)と反対側の樹脂ケース25の他端側(右端側/先端側)に当接している。
One end (left end/rear end) of the
樹脂ケース25に当接している金属ケース35の一端側(左端側/後端側)と反対側の金属ケース35の他端側(右端側/先端側)は、フレーム60の右側壁63bの内面に当接している。
One end (left end/rear end) of the
別の見方をすると、モータ10,樹脂ケース25および金属ケース35は、対向するフレーム60の左側壁63aと右側壁63bとの間に挟まれ、分離不能に一体化されている。もっとも、モータ10,樹脂ケース25および金属ケース35は互いに固定されていない。また、モータ10,樹脂ケース25および金属ケース35は、フレーム60にも固定されていない。したがって、本体61から蓋部材62を取り外せば、モータ10,樹脂ケース25,金属ケース35をフレーム60から取り出すことも、互いに分離させることもできる。この結果、駆動装置1Aは、組み立てが容易であり、減速段数や減速比の変更も容易である。
From another point of view, the
以上の構造を有する駆動装置1Aでは、モータ10から出力された回転駆動力は、第1遊星歯車機構20⇒第2遊星歯車機構30⇒第3遊星歯車機構40⇒出力シャフト50の順で伝達される。言い換えれば、モータ10から出力された回転駆動力は、初段減速機構⇒中段減速機構⇒最終段減速機構の順で伝達され、減速される。
In the
したがって、第1遊星歯車機構20に掛かる負荷は、第2遊星歯車機構30や第3遊星歯車機構40に掛かる負荷に比べて小さい。一方、第1遊星歯車機構20を構成している歯車は、第2遊星歯車機構30や第3遊星歯車機構40を構成している歯車よりも高速で回転する。
Therefore, the load applied to the first
また、第3遊星歯車機構40に掛かる負荷は、第1遊星歯車機構20や第2遊星歯車機構30に掛かる負荷に比べて大きい。一方、第3遊星歯車機構40を構成している歯車は、第1遊星歯車機構20や第2遊星歯車機構30を構成している歯車よりも低速で回転する。
Also, the load applied to the third
そこで、本実施形態では、第1遊星歯車機構20については、耐久性の向上よりも動力伝達効率の向上や騒音の低減を優先し、これを樹脂製とした。より特定的には、第1太陽歯車21,第1遊星歯車22,第1内歯車23(第1ケース25)を樹脂製とした。
Therefore, in the present embodiment, the first
なお、第1太陽歯車21等の材料として用いられる樹脂材料の一例としては、ポリアセタール樹脂,ポリイミド樹脂,ポリエステル樹脂,ポリカーボネート樹脂,アクリル樹脂,フッ素樹脂などの単一樹脂材料や、これらに炭素繊維やガラス繊維などを混合させた複合樹脂材料が挙げられる。
Examples of resin materials used as materials for the
一方、第2遊星歯車機構30および第3遊星歯車機構40については、動力伝達効率の向上や騒音の低減よりも耐久性の向上を優先し、これらを金属製とした。より特定的には、第2太陽歯車31,第2遊星歯車32,第2内歯車33(第2ケース35),第2遊星キャリア34を金属製とした。また、第3太陽歯車41,第3遊星歯車42,第3内歯車43(第2ケース35)および第3遊星キャリア44を金属製とした。
On the other hand, the second
なお、第2太陽歯車31等の材料として用いられる金属材料には、炭素合金,ステンレス鋼,モリブデン鋼などが挙げられる。また、金属材料によって第2太陽歯車31等を製作する方法の一例としては、金属射出成形法や圧粉成形法などが挙げられる。
Metal materials used for the
つまり、本実施形態に係る駆動装置1Aでは、動力伝達効率や騒音の面で金属ギヤよりも優れている樹脂ギヤと、耐久性の面で樹脂ギヤよりも優れている金属ギヤと、が適材適所で用いられている。この結果、駆動装置1Aでは、耐久性および動力伝達効率の向上と低騒音化とが両立されている。
In other words, in the
さらに、第1内歯車23(ギヤ歯23a)が形成されている第1ケース25と、第2内歯車33(ギヤ歯33a)および第3内歯車43(ギヤ歯43a)が形成されている第2ケース35と、が別体とされている。別の見方をすると、ギヤケースが2以上に分割されている。この結果、第1ケース25の内周面に形成するギヤ歯23aの数と第2ケース35の内周面に形成するギヤ歯33a,43aの数とを異ならせることができる。つまり、第1内歯車23の歯数と第2内歯車33,第3内歯車43の歯数とを異ならせることができる。つまり、本実施形態に係る駆動装置1Aは、ギヤ比(減速比)の設定や変更の自由度が高い。
Furthermore, a
なお、本実施形態では、第1内歯車23の歯数を第2内歯車33,第3内歯車43の歯数よりも少なくしてある。具体的には、第2内歯車33,第3内歯車43の歯数は「43」であるのに対し、第1内歯車23の歯数は「40」である。これにより、第2遊星歯車機構30や第3遊星歯車機構40に比べて回転量が多い第1遊星歯車機構20の摩耗が抑制され、第1遊星歯車機構20から発せられる騒音が低減される。
In addition, in this embodiment, the number of teeth of the first
さらに、本実施形態に係る駆動装置1Aの第1太陽歯車21は二重構造を有している。具体的には、モータ10の回転シャフト12が嵌合される軸穴26が設けられている内側部材21aが、第1太陽歯車21を構成するギヤ歯が設けられている外側部材21bよりも弾性率が小さい材料によって形成されている。要するに、本実施形態では、モータ10の回転シャフト12と接触する内側部材21aが第1遊星歯車22と接触する外側部材21bよりも柔軟である。
Furthermore, the
したがって、モータ起動時に、駆動装置1A(出力シャフト50)が接続されている負荷の全てがモータ10に直接的に掛かることがない。別の見方をすると、駆動装置1Aが接続されている負荷が内側部材21aの弾性変形によって一時的に吸収される。この結果、駆動装置1Aが接続されている負荷がモータ10の起動トルクよりも大きい場合であっても、モータ10を始動させることが可能となる。
Therefore, when the motor is started, all of the load connected to the
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、第3遊星歯車機構の後に第4,第5の遊星歯車機構を追加してもよい。また、それぞれの遊星歯車機構が備える歯車の数や大きさ、それぞれの歯車を構成するギヤ歯の数は適宜変更することができる。 The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified in various ways without departing from the scope of the invention. For example, fourth and fifth planetary gear mechanisms may be added after the third planetary gear mechanism. Further, the number and size of gears provided in each planetary gear mechanism and the number of gear teeth constituting each gear can be changed as appropriate.
本発明が適用された駆動装置は、小型カメラや携帯型情報端末での利用に適している。もっとも、本発明が適用された駆動装置の用途に制限はなく、様々な装置や機器に用いることができる。 A driving device to which the present invention is applied is suitable for use in compact cameras and portable information terminals. However, the use of the driving device to which the present invention is applied is not limited, and it can be used in various devices and equipment.
1A…駆動装置、10…モータ、11…モータハウジング、12…回転シャフト、20…第1遊星歯車機構、21…第1太陽歯車、21a…内側部材、21b…外側部材、22…第1遊星歯車、23…第1内歯車、23a…ギヤ歯、24…第1遊星キャリア、25…第1ケース(樹脂ケース)、26…軸穴、27…支持軸、30…第2遊星歯車機構、31…第2太陽歯車、32…第2遊星歯車、33…第2内歯車、33a…ギヤ歯、34…第2遊星キャリア、35…第2ケース(金属ケース)、37…支持軸、40…第3遊星歯車機構、41…第3太陽歯車、42…第3遊星歯車、43…第3内歯車、43a…ギヤ歯、44…第3遊星キャリア、47…支持軸、50…出力シャフト、60…フレーム、61…本体、62…蓋部材、63a…側壁(左側壁)、63b…側壁(右側壁)、64…背面壁、65…底面壁、66…天面壁
1A... Drive device, 10... Motor, 11... Motor housing, 12... Rotating shaft, 20... First planetary gear mechanism, 21... First sun gear, 21a... Inner member, 21b... Outer member, 22... First planetary gear , 23... First
Claims (8)
前記第1遊星歯車機構は、
前記モータの回転シャフトに装着された第1太陽歯車と、
前記第1太陽歯車の周囲に配置された複数の第1遊星歯車と、
複数の前記第1遊星歯車の周囲に配置された第1内歯車と、
複数の前記第1遊星歯車を互いに連結するとともに、それぞれの前記第1遊星歯車を回転自在に支持する第1遊星キャリアと、
内周面に前記第1内歯車を構成するギヤ歯が形成されるとともに、少なくとも前記第1太陽歯車および複数の前記第1遊星歯車を収容する第1ケースと、を含み、
前記第2遊星歯車機構は、
前記第1遊星キャリアに一体成形された第2太陽歯車と、
前記第2太陽歯車の周囲に配置された複数の第2遊星歯車と、
複数の前記第2遊星歯車の周囲に配置された第2内歯車と、
複数の前記第2遊星歯車を互いに連結するとともに、それぞれの前記第2遊星歯車を回転自在に支持する第2遊星キャリアと、
内周面に前記第2内歯車を構成するギヤ歯が形成されるとともに、少なくとも前記第2太陽歯車および複数の前記第2遊星歯車を収容する第2ケースと、を含み、
前記第1ケースは樹脂によって形成されている一方、前記第2ケースは金属によって形成され、
前記第1太陽歯車,前記第1遊星歯車および前記第1内歯車は樹脂によって形成されている一方、前記第1遊星キャリアは金属によって形成され、
前記第2太陽歯車,前記第2遊星歯車,前記第2内歯車および前記第2遊星キャリアは、金属によって形成されている、駆動装置。 A drive having a motor, a first planetary gear mechanism to which rotational driving force output from the motor is input, and a second planetary gear mechanism to which rotational driving force output from the first planetary gear mechanism is input a device,
The first planetary gear mechanism is
a first sun gear mounted on the rotating shaft of the motor;
a plurality of first planetary gears arranged around the first sun gear;
a first internal gear arranged around the plurality of first planetary gears;
a first planetary carrier that couples the plurality of first planetary gears to each other and rotatably supports each of the first planetary gears;
a first case having gear teeth forming the first internal gear formed on an inner peripheral surface and housing at least the first sun gear and the plurality of first planetary gears;
The second planetary gear mechanism is
a second sun gear integrally formed with the first planetary carrier;
a plurality of second planetary gears arranged around the second sun gear;
a second internal gear arranged around the plurality of second planetary gears;
a second planetary carrier that couples the plurality of second planetary gears to each other and rotatably supports each of the second planetary gears;
a second case having gear teeth forming the second internal gear formed on an inner peripheral surface, and housing at least the second sun gear and the plurality of second planetary gears;
The first case is made of resin, while the second case is made of metal,
The first sun gear, the first planetary gear, and the first internal gear are made of resin, while the first planetary carrier is made of metal,
The driving device, wherein the second sun gear, the second planetary gear, the second internal gear and the second planetary carrier are made of metal.
前記第3遊星歯車機構は、
前記第2遊星キャリアに一体成形された第3太陽歯車と、
前記第3太陽歯車の周囲に配置された複数の第3遊星歯車と、
複数の前記第3遊星歯車の周囲に配置された第3内歯車と、
複数の前記第3遊星歯車を互いに連結するとともに、それぞれの前記第3遊星歯車を回転自在に支持する第3遊星キャリアと、を含み、
前記第2ケースの内周面に設けられている前記ギヤ歯の一部によって前記第2内歯車が構成され、前記第2ケースの内周面に設けられている前記ギヤ歯の他の一部によって前記第3内歯車が構成され、
前記第3太陽歯車,前記第3遊星歯車,前記第3内歯車および前記第3遊星キャリアは、金属によって形成されている、請求項1に記載の駆動装置。 further comprising a third planetary gear mechanism that is housed in the second case and receives the rotational driving force output from the second planetary gear mechanism;
The third planetary gear mechanism is
a third sun gear integrally formed with the second planetary carrier;
a plurality of third planetary gears arranged around the third sun gear;
a third internal gear arranged around the plurality of third planetary gears;
a third planetary carrier that couples the plurality of third planetary gears to each other and rotatably supports each of the third planetary gears;
A part of the gear teeth provided on the inner peripheral surface of the second case constitutes the second internal gear, and another part of the gear teeth provided on the inner peripheral surface of the second case. The third internal gear is configured by
2. The driving device according to claim 1, wherein said third sun gear, said third planetary gear, said third internal gear and said third planetary carrier are made of metal.
前記モータ,前記第1ケースおよび前記第2ケースは、前記フレームの内側にこの順で一列に並べられ、
前記モータの一端側は、前記フレームの側壁に当接し、
前記第1ケースの一端側は、前記フレームの前記側壁に当接している前記モータの一端側と反対側の前記モータの他端側に当接し、
前記第2ケースの一端側は、前記モータに当接している前記第1ケースの一端側と反対側の前記第1ケースの他端側に当接し、
前記第1ケースに当接している前記第2ケースの一端側と反対側の前記第2ケースの他端側は、前記側壁と対向する前記フレームの他の側壁に当接している、請求項1又は2に記載の駆動装置。 a frame surrounding the motor, the first case and the second case;
the motor, the first case and the second case are arranged in a line in this order inside the frame;
one end of the motor abuts against a side wall of the frame;
one end side of the first case contacts the other end side of the motor opposite to the one end side of the motor contacting the side wall of the frame;
one end side of the second case contacts the other end side of the first case opposite to the one end side of the first case contacting the motor;
2. The other end side of said second case opposite to the one end side of said second case that is in contact with said first case is in contact with another side wall of said frame that faces said side wall. Or the driving device according to 2.
前記内側部材に、前記モータの前記回転シャフトが嵌合される軸穴が設けられ、
前記外側部材の外周面に、前記第1太陽歯車を構成するギヤ歯が設けられ、
前記内側部材は、前記外側部材の材料とは異なる、前記外側部材の材料よりも弾性率が小さい材料によって形成されている、請求項1~6のいずれか一項に記載の駆動装置。 the first sun gear has a dual structure consisting of integrated inner and outer members,
The inner member is provided with a shaft hole into which the rotating shaft of the motor is fitted,
Gear teeth forming the first sun gear are provided on the outer peripheral surface of the outer member,
The driving device according to any one of claims 1 to 6, wherein the inner member is made of a material different from the material of the outer member and having a lower elastic modulus than the material of the outer member.
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