JP3329325B2 - 小型減速機およびカメラのフィルム巻上げ装置 - Google Patents

小型減速機およびカメラのフィルム巻上げ装置

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JP3329325B2 JP36782199A JP36782199A JP3329325B2 JP 3329325 B2 JP3329325 B2 JP 3329325B2 JP 36782199 A JP36782199 A JP 36782199A JP 36782199 A JP36782199 A JP 36782199A JP 3329325 B2 JP3329325 B2 JP 3329325B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】近年、様々な製品は小型化を
強いられることにより、モーター等の動力源や減速機等
の機構部品の小型化の要求が高まっている。本発明は、
この様な要求に応えるものであり小型モーター等の動力
源に直結する小型減速機およびこれを用いたカメラのフ
ィルム巻上げ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の遊星歯車機構を用いた小
型減速機の一例を図５に示す。図５において、小型モー
ター１０１の中心にあるモーター軸１０２に、太陽歯車
１０３が打込まれている。モーター軸１０２を中心軸に
下ケース１０４が小型モーター１０１にネジ結合により
取付いている。下ケース１０４には内歯歯車１０５が付
与されており、太陽歯車１０３との間に２〜４個の遊星
歯車１０６がある。複数個の遊星歯車１０６の内側には
太陽歯車１０３が噛み合い、外周には内歯歯車１０５が
噛合っている。複数個の遊星歯車１０６の中心はホルダ
ー体１０７によって接続され、ホルダー体１０７中心に
は出力軸歯車１０９がある。中間受台１０８は、下ケー
ス１０４に接続し、出力軸歯車１０９の軸受となってい
る。出力軸歯車１０９は遊星歯車１０６と噛合い、又、
遊星歯車１０６は内歯歯車１０５と噛合っている。この
ように、中心にある歯車が原動力となり、遊星歯車１０
６を介してホルダー体１０７を回転させるまでを１セッ
トとすると、減速比の大きい場合はこのセットを何段も
重ねる機構となっている。このセットを重ねた最終段に
おいて、ホルダー体１０７の回転中心部に出力軸１１０
がある。
【０００３】さらに、改良されたものとして我々の発明
による特開平１−３１６５４５及び特開平１−３１６５
４６にあるような遊星歯車機構を用いた小型減速機があ
る。
【０００４】
【発明の解決しようとする課題】かかる従来の構成によ
る遊星歯車機構を用いた小型減速機では、太陽歯車１０
３から遊星歯車１０６を介してホルダー体１０７と減速
してゆくが、太陽歯車１０３からホルダー体１０７まで
一組の減速比は小さく、大きな減速比を得るためには何
組もの輪列を必要とする。このように、多数の歯車を組
み合わせて減速を行なうために、多数歯車部品を使用す
る。このため、コストアップ、騒音が大、又、多数の歯
車が噛み合うため伝達効率が悪くバックラッシュが大き
いといった間題を有していた。又、特開平１−３１６５
４５及び特開平１−３１６５４６での小型減速機は外力
による破壊強度が低い、外力による変形のため正常の機
能を果たさない等の問題点を有していた。
【０００５】本発明は、かかる従来の問題点を解決する
もので、その目的とするところは、部品点数の削減とコ
ストダウンを図り、小型、軽量、低騒音で、減速比が大
きく、伝達効率が高く、小型でありながら破壊強度の高
い高強度の小型減速機およびこれを用いたカメラのフィ
ルム巻上げ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の小型減速機は、
入力軸に固定した太陽歯車と、太陽歯車に噛み合う遊星
歯車と、遊星歯車を自転自在に且つ太陽歯車廻りに公転
自在に支持するホルダーと、遊星歯車に噛み合う固定内
歯歯車と、遊星歯車に噛み合うと共に基端部に出力軸を
形成した可動内歯歯車とから成る遊星歯車機構をケース
内に備えた小型減速機において、ケースは、その中心軸
を入力軸と同軸上に位置させていると共に可動内歯歯車
を支持しており、ホルダーは、一方の端部を可動内歯歯
車に支持されていると共に、他方の端部をケースにより
支持され、遊星歯車は、ホルダーにより両端支持されて
おり、固定内歯歯車の遊星歯車に噛み合う側の端部内周
部位をリング状に突出させてケースとの間に凹部を形成
し、可動内歯歯車の遊星歯車に噛み合う側の端部外周部
位をリング状に突出させて凹部に嵌め合わせることで、
可動内歯歯車の回転がガイドされていることを特徴とす
る。
【０００７】
【０００８】本発明のカメラのフィルム巻上げ装置は、
請求項１に記載の小型減速機と、小型減速機に接続され
た駆動モータとを有し、小型減速機の出力軸を出力端と
し、駆動モータを駆動源としたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を図
１、図２、図３に基づき説明する。図２は、本発明の小
型減速機の平面図、図１は図２のＸＹ断面図、図３は遊
星ユニットの一部断面詳細図を示す断面図である。
【００１０】まず本発明の小型減速機の基本構成を説明
する。図１の小型モーター１の中心軸上にモーターボス
２とモーター軸３があり、モーター軸３に打ち込まれた
太陽歯車４がある。モーター軸３の中心軸と同じ中心軸
を取る部品として、太陽歯車４、下ケース６、固定内歯
歯車１０、ホルダー体１５、ホルダー押え１９、可動内
歯歯車２０、上ケース２５があり、他の部品として遊星
歯車１２、固定ネジ９がある。モーターボス２に案内位
置決めされた下ケース６は固定ネジ９で小型モーター１
に締結されている。固定内歯歯車１０は回転止め歯形部
８により、下ケース６に固定されている。回転止め歯形
部８は歯形形状をしており、下ケース６側がオス歯形形
状ならば、固定内歯歯車１０側がメス歯形形状となっ
て、お互いに嵌め込まれ固定されている。
【００１１】遊星歯車１２は太陽歯車４を点対称に２〜
４個配列され噛み合い、さらに、固定内歯歯車１０と可
動内歯歯車２０とも噛み合っている。遊星歯車１２は中
心軸が太陽歯車４の中心軸と常に平行が保たれるよう
に、ホルダー体１５とホルダー押え１９に保持され遊星
歯車ユニットとなる。遊星歯車ユニットの詳細図を図３
に示す。遊星歯車１２は遊星歯車軸１２ａと遊星歯車軸
受け穴１２ｂを持ちホルダー体１５及びホルダー押え１
９のそれぞれの軸受穴または軸により両端支持されてい
る。ホルダー体１５は遊星歯車１２の一端の軸受部とし
て遊星歯車支持台１５ａ及び遊星歯車支持軸１５ｂと、
ホルダー押え１９の上下方向を位置決め保持する支柱１
５ｃと、ホルダー押え１９が位置決め固定される案内軸
１５ｄ及びホルダー体軸受け１５ｅで成り立ち、ホルダ
ー押え１９は遊星歯車１２の軸受け穴１９ａとホルダー
体１５との結合穴１９ｂ及びホルダー押え軸受け１９ｃ
で成り立っている。このようなホルダー体１５及びホル
ダー押え１９により遊星歯車１２が組み込まれ固定され
たユニットを遊星歯車ユニットとする。本実施形態では
組み込み上の間違いをなくすため遊星歯車１２に軸と軸
受け穴をそれぞれ設けたが、軸のみでも軸受け穴のみで
もかまわない。
【００１２】前記遊星歯車ユニットは、下端はホルダー
体１５のホルダー体軸受１５ｅと下ケース６のホルダー
体支持台６ａ、又、上端はホルダー押え１９のホルダー
押え軸受け１９ｃと可動内歯歯車２０のホルダー押え受
部２０ａで軸受部とする両端支持がされ、太陽歯車４を
中心軸として回転する。この時、可動内歯歯車２０は内
歯歯形部の外側を外周部２０ｂと、中心部分の出力軸部
２０ｃで作られ、下端に外周部２０ｂは下ケース６と、
上端の出力軸部２０ｃは上ケース２５とそれぞれ両端支
持の軸受部を構成し、太陽歯車４の中心軸を中心に回転
する。上ケース２５は引っかけ爪２５ａを有し、引っか
け爪２５ａで下ケース６に爪で引っかけ固定されて、出
力軸部２０ｃの軸受の働きもしながら、小型減速機全体
のカバーをしている。このように可動内歯歯車２０が下
ケース６により保持され、かつ遊星歯車ユニットが可動
内歯歯車２０と下ケース６によって両端支持されること
により、遊星歯車ユニットは太陽歯車４の中心軸と常に
平行を保てるようになり結果として歯車の伝達効率を向
上させるものである。
【００１３】遊星歯車１２の歯形部は、遊星歯車１２の
歯形部Ａ１２ｃと、遊星歯車１２の歯形部Ｂ１２ｄとか
ら成り立っている。遊星歯車１２の歯形部Ａ１２ｃは、
太陽歯車４の歯形部と、固定内歯歯車１０の歯形部の双
方に噛み合っている。遊星歯車１２の歯形部Ｂ１２ｄは
可動内歯歯車２０の歯形部に噛み合っている。
【００１４】遊星歯車１２の歯形部Ａ１２ｃと遊星歯車
１２の歯形部Ｂ１２ｄは歯数が等しいＺであり、モジュ
ールは多少異なっており、歯形の位相は合っている。従
って、遊星歯車１２は、歯数ｅの太陽歯車４が回転する
と、固定内歯歯車１０が動かないため、自転と公転を始
める。固定内歯歯車１０の歯数はｎであり、可動内歯歯
車２０の歯数はｎ±１〜４である。このため、遊星歯車
１２が自転及び公転することで、固定内歯歯車１０と可
動内歯歯車２０の歯形部はズレを生ずる。これにより、
可動内歯歯車２０は減速された回転が行なわれる。これ
を数式で表わすと以下となる。
【００１５】
【数１】
【００１６】上記の数式で数字の１〜４の使われ方は分
子分母共に等しい整数である。
【００１７】このようにして、太陽歯車４の回転は、可
動内歯歯車２０に減速した回転と増大したトルクを伝
え、出力軸部２０ｃに出力される。
【００１８】図２に示すように遊星歯車１２は２個であ
り、したがって可動内歯歯車２０と固定内歯歯車１０の
歯数差は２枚になる。理論的には１個でも良いが、力の
バランスから２個から４個までで、３個が最も望まし
い。しかし、前述の数式より、減速比により遊星歯車の
数も限定される。
【００１９】このように、大きな減速比が小数の歯車の
噛み合わせで達成されるので、噛み合わせによる伝達効
率の低下が小さく、入力から出力までの伝達効率が高
い。結果的に、出力軸部２０ｃには大きなトルクを発生
させることが出来る。
【００２０】このことは、出力軸部２０ｃの周辺部は大
きなトルクに耐える強度を持たねばならないが、この機
構は原理的に大トルクに耐える構造となっている。先
ず、出力軸トルクは可動内歯歯車２０の歯形部に置き換
えると、中心からの半径が大きいので歯形部に受ける力
は小さい。又、遊星歯車１２は複数個ある。更に可動内
歯歯車２０の歯形部と遊星歯車１２の歯形部Ｂ１２ｄと
の噛み合い率が大きい。以上により、可動内歯歯車２０
の歯形部、遊星歯車１２の歯形部Ｂ１２ｄ、遊星歯車１
２の歯形部Ａ１２ｃ、固定内歯歯車１０の歯形部の１歯
当りが受ける荷重が小さくてよく、結果的に出力軸部２
０ｃの高トルク化が達成される。
【００２１】更に、高い減速比が小数の歯車の組合せで
達成できるため、バックラッシュが小さく、又、部品点
数が少ないため低コストの小型減速機となる。その上減
速機構は下ケース６と上ケース２５に密閉されるため、
騒音が小さく、塵埃の入りにくい小型減速機となってい
る。
【００２２】図３に示すように、ホルダー体１５の支柱
１５ｃに支柱はり１８を設けることにより、ホルダー体
１５の全体の剛性を大巾に向上させている。支柱はり１
８が無いと、出力軸部２０ｃに負荷が加わると遊星歯車
１２の歯形部Ａ１２ｃに作用力、又、遊星歯車１２の歯
形部Ｂ１２ｄに反作用力が加わり、ホルダー体１５の支
柱１５ｃは曲げ力が働き変形が起こる。支柱１５ｃが曲
げられると、遊星歯車１２の中心軸が傾き、結果とし
て、この減速機構の輪列効率を極めて低下させる。この
支柱はり１８は、支柱１５ｃ同士を結合する真っ直ぐな
はりでも効果はあるが本実施形態では遊星歯車１２に干
渉しないよう遊星歯車１２の支持位置中心を中心として
遊星歯車１２を避けるべく遊星歯車最外径より大きなＲ
により構成した。これにより支柱１５ｃとの結合根元は
太くなり剛性が更に向上する。結果的に、ホルダー体１
５は曲げ力が加わっても変形が小さくなり、高負荷時に
於いてもこの減速機構の輪列効率を低下させることはな
くなる。
【００２３】また、図１に示すように可動内歯歯車２０
と固定内歯歯車１０は互いに接する部分に互いにガイド
する保持部を有している。可動内歯歯車２０は外周部下
端にリング状の可動内歯歯車凸部２１を有し、固定内歯
歯車１０は上端にリング状の固定内歯歯車凸部１１を有
している。この可動内歯歯車凸部２１の内周面と固定内
歯歯車凸部１１の外周面がはめあうことにより、可動内
歯歯車２０は固定内歯歯車１０にガイドされる。下ケー
ス６を介し可動内歯歯車２０と固定内歯歯車１０の位置
決めを行なう前述の実施形態では、各部品の精度により
ガイドが適正に行なわれない状況が起こりやすいが、可
動内歯歯車２０と固定内歯歯車１０が直接ガイドするた
めガイドを適正に行え、その結果歯車の伝達効率を向上
させることが出来る。又、減速機の歯形強度を見た場
合、前述の実施形態では約５ｋｇｆ、本実施形態では約
６ｋｇｆと２０％の強度アップが図れるものである。こ
のガイド方法としては、どちらか一方に凸、一方に凹を
付与する等他のガイド方法でも同様な効果が得られる。
【００２４】更に、本発明による小型減速機を構成する
部品の一部または全部をガラスやウィスカー等の強化繊
維で補強した合成樹脂や、ポリオレフィン、弗素樹脂、
オイル等の潤滑剤を含有した合成樹脂や、強化繊維と潤
滑剤双方を含有した合成樹脂で構成することにより、合
成樹脂の摩擦係数が低いことにより歯車の伝達効率が向
上し、強化繊維による高剛性材料により高破壊強度の歯
車とすることができ、合成樹脂で構成されることにより
低騒音の小型減速機とすることができる。さらには、振
動吸収性のよい液晶ポリマー等を用いればさらに低騒音
化が図れる。
【００２５】ここで合成樹脂材料の例をあげる。ポリア
セタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂がベ
ースポリマーで炭素繊維、ウィスカ、ガラス繊維、マイ
カ等が適当量ブレンドされているもの等は強度も十分に
あり、摩擦係数が０．２以下と低いので使用に適してい
るし、ポリアセタール樹脂かポリアミド樹脂に炭素繊維
かウィスカが適当量ブレンドされたもの等は曲げ強度が
２０００キログラム毎平方センチメートル以上と大きい
ため使用に適している。
【００２６】フィラーまたはウィスカおよび潤滑剤を含
むポリアミド系の合成樹脂は強度が高く、また摩擦係数
が低いため、特に使用に適しており、フィラーまたはウ
ィスカの含有量が２０〜４０％、潤滑剤の含有量が５〜
２０％の場合、曲げ強度が２８００キログラム毎平方セ
ンチメートル、摩擦係数が０．１程度であるため歯車部
品およびホルダーに使用することにより、特に高トルク
に耐え、高効率の小型減速機が得られる。又、合成樹脂
の使用により小型減速機の軽量化も図れる。
【００２７】このような小型、軽量、低騒音の小型減速
機は、例えばスチルカメラやＶＴＲカメラ等のレンズ移
動やＶＴＲテープやオーディオテープ等のローディング
や駆動に使用することにより製品の小型化、軽量化がで
きるものである。又、玩具に使用しても小型化や軽量
化、スペースの効率化が図れるものである。例えば子供
向けの自動車やロボット等の駆動部等である。このよう
に本発明の小型減速機は幅広い分野に使用できるもので
ある。又、動力源としては、モーターを使うことが一番
適しているが、ゼンマイ等の他の動力源でもかまわな
い。
【００２８】本発明の小型減速機を用いた応用例の断面
図を図４に示す。本発明の小型減速機は円筒３０の内部
に挿入されている。前記小型減速機の出力軸部２０ｃは
円筒３０の結合部３１に結合され、前記小型減速機の出
力軸部２０ｃの回転力が円筒３０に伝達され円筒３０は
回転する。このように回転をさせたい筒の内部にモータ
ーと減速機を一緒に挿入でき、回転させたい筒の外部に
歯車を置いて回転させるより遥かに小さくでき省スペー
ス化が図れるものである。さらに、筒の内部にモーター
と減速機が納められるため、外部に出る音もさらに小さ
くなり低騒音化が図れる。その一例としては、前述の円
筒３０をスチルカメラのフィルムを巻き上げる筒として
用い、フィルムのケースよりフィルムを引き出し円筒３
０に巻き付ける。このようにスチルカメラのフィルム巻
き上げに使用すればスチルカメラ本体内のスペース高率
を良くすることができ、製品としてのスチルカメラでは
小型化、低騒音化、軽量化、というような品質を向上さ
せる効果が得られる。又、図４のように減速機の出力軸
部２０ｃと外周の筒３０は直接結合されていなくても同
様の効果は得られる。出力軸部２０ｃの回転出力をさら
に歯車やカム等を介して外周の筒３０に連結されてもか
まわない。このような場合は、出力軸部２０ｃは、歯車
やカム等の形状となる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来の
小型減速機に比較して、非常に少ない部品点数で大きな
減速比の得られる小型の減速機が可能となる。さらに
は、伝達効率が高く、バックラッシュが小さく、騒音が
小さく、防塵性が優れ、低コストの小型減速機が提供で
きる。
【００３０】本発明の小型減速機を用いれば回転をさせ
たい筒の内部にモーターと減速機を一緒に挿入でき、回
転させたい筒の外部に歯車を置いて回転させるより遥か
に小さくでき省スペース化が図れるものである。さら
に、筒の内部にモーターと減速機が納められるため、外
部に出る音も非常に小さくなり低騒音化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】 本発明の一実施形態を示す平面図である。
【図３】 遊星歯車ユニットの分解斜視図である。
【図４】 本発明の小型減速機を用いた一実施形態の断
面図である。
【図５】 従来構造を示す断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭47−35561（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−316547（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−22635（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−56531（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−66365（ＪＰ，Ａ) 米国特許5366423（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 1/28 G03B 17/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力軸に固定した太陽歯車と、前記太陽
    歯車に噛み合う遊星歯車と、前記遊星歯車を自転自在に
    且つ前記太陽歯車廻りに公転自在に支持するホルダー
    と、前記遊星歯車に噛み合う固定内歯歯車と、前記遊星
    歯車に噛み合うと共に基端部に出力軸を形成した可動内
    歯歯車とから成る遊星歯車機構をケース内に備えた小型
    減速機において、前記ケースは、その中心軸を前記入力軸と同軸上に位置
    させていると共に前記可動内歯歯車を支持しており、 前記ホルダーは、一方の端部を前記可動内歯歯車に支持
    されていると共に、他方の端部を前記ケースにより支持
    され、 前記遊星歯車は、前記ホルダーにより両端支持されてお
    り、 前記固定内歯歯車の前記遊星歯車に噛み合う側の端部内
    周部位をリング状に突出させて前記ケースとの間に凹部
    を形成し、前記可動内歯歯車の前記遊星歯車に噛み合う
    側の端部外周部位をリング状に突出させて前記凹部に嵌
    め合わせることで、前記可動内歯歯車の回転がガイドさ
    れていることを特徴とする小型減速機。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の小型減速機と、当該小
    型減速機に接続された駆動モータとを有し、 前記小型減速機の前記出力軸を出力端とし、前記駆動モ
    ータを駆動源としたことを特徴とするカメラのフィルム
    巻上げ装置。
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