JP3431173B2 - フィルム巻き上げ機構用小型減速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、小型モーターに直結す
る小型減速機の減速機構に関するものである。 【０００２】 【発明の概要】本発明は、小型モーターに直結する小型
減速機の減速機構に特殊な遊星歯車機構を用いて、少な
い部品点数で大巾な減速比と高トルクを達成し、安価で
ある小型減速機を実現し提供する。 【０００３】 【従来の技術】従来のこの種の遊星歯車機構を用いた小
型減速機の一例を第３図に示す。 【０００４】図３において、小型モーター３１の中心に
あるモーター軸３２に、モーター軸歯車３３が打ち込ま
れている。モーター軸３２を中心軸に下ケース部３４が
小型モーター３１にネジ結合で取付いている。下ケース
部３４は支持軸３５を２〜４個を有しており、支持軸３
５にそれぞれ遊星歯車３６が嵌め込まれている。複数個
の遊星歯車３６の内周にはモーター軸歯車３３が噛合
い、外周には内歯歯車３７が噛合っている。内歯歯車３
７の中心部には出力軸歯車部３９がある。中間受台３８
は、下ケース部３４に接続し、出力軸歯車部３９の軸受
けとなり、支持軸３５を有している。出力軸歯車部３９
は遊星歯車３６と噛合い、又、遊星歯車３６は内歯歯車
３７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３６を介して内歯歯車３７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、内歯歯車３７の回転中心部
に出力軸４０がある。 【０００５】 【発明が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、モーター軸歯
車３３から遊星歯車３６を介して内歯歯車３７と噛合い
減速してゆくが、モーター軸歯車３３から内歯歯車３７
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、バッ
クラッシュが大、更に、ギャロックの発生といった問題
を有していた。 【０００６】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、軽量で、減速比が大きく、バ
ックラッシュが小さく、伝達効率が高く、ギャロックの
発生を解決する小型減速機の提供を目的としている。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明のフィルム巻き上
げ機構用小型減速機は、モーターと、前記モーターのモ
ーター軸に勘合される太陽歯車と、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、前記モー
ターに固定され、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一端に出力軸を形成
した可動内歯歯車とから成る小型減速機において、前記
モーター軸の前記太陽歯車が嵌め込まれる部分にＤカッ
ト形状が形成されて前記モーター軸に対する前記太陽歯
車の周方向の位置決めがされてなると共に前記太陽歯車
は前記モーター軸に対してその軸方向に傾斜可能なクリ
アランスを有してなり、前記出力軸に対する負荷変動に
より前記遊星歯車の中心軸が前記モーター軸に対して傾
斜した場合、前記遊星歯車の中心軸の傾斜に追従して前
記太陽歯車の回転軸が傾斜して前記遊星歯車の中心軸と
前記太陽歯車の回転軸とが略平行を保ち、前記遊星歯車
と前記太陽歯車との間のギアロックを防止することを特
徴とする。 【０００８】 【０００９】 【００１０】 【実施例】以上に本発明の実施例を図面にもとずいて説
明する。 【００１１】図１は本発明の一実施例を示すもので、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とる部品とし
て、太陽歯車４、下ケース部材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２
０、上ケース部材２５がある。モーターボス２に案内位
置決めされた下ケース部材６は固定ネジ９でモーター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により下ケース部材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、下ケース部材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。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に保持される。遊星歯車１２の上下に
は回転支点が構成され、例えば図１に示すように、遊星
歯車１２の下方にはホルダー体１５に設けた遊星歯車支
持台１６の軸部に回転可能に嵌合する凹部を設け、上方
にはホルダー押え１９に設けた軸受部としての貫通穴と
回転可能に嵌合する軸部を設け、上下各々の回転支点の
回転軸を同軸上に配置することによって遊星歯車１２の
回転軸を構成している。ホルダー体１５は遊星歯車１２
の一方の軸受部としての遊星歯車支持台１６と、ホルダ
ー押え１９を支持する支柱１７と、ホルダー押え１９が
位置決め固定される案内軸１８で成り立っている。ホル
ダー体１５に遊星歯車１２が組み込まれ、ホルダー押え
１９で固定されるユニットを遊星歯車ユニットとする。
遊星歯車ユニットの下端はホルダー体軸受１５ａとホル
ダー体支持台７、又、上端はホルダー押え１９とホルダ
ー押え受部２３とによって軸受部が構成されて両端支持
され、太陽歯車４を中心軸として回転する。可動内歯歯
車２０は内歯歯形部２１の外側の外周部２４と中心部分
の出力軸部２２とから構成され、外周部２４の下端部と
下ケース部材６とで軸受部を構成し、また、出力軸部２
２と上ケース部材２５とで軸受部を構成して両端支持さ
れ、太陽歯車４の中心軸を中心に回転する。上ケース部
材２５は引っかけ爪２６を有し、引っかけ爪２６で下ケ
ース部材６に爪で引っかけ固定されて、出力軸部２２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。 【００１２】遊星歯車１２の歯形部は、遊星歯車の歯形
部ａ１３と、遊星歯車の歯形部ｂ１４とから成り立って
いる。遊星歯車の歯形部ａ１３は、太陽歯車の歯形部５
と、固定内歯歯車の歯形部１１の双方に噛み合ってい
る。遊星歯車の歯形部ｂ１４は可動内歯歯車の歯形部２
１に噛み合っている。 【００１３】遊星歯車の歯形部ａ１３と遊星歯車の歯形
部ｂ１４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、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１
０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
部はズレてゆく。これで、可動内歯歯車２０は減速され
た回転を行う。これを数式で表すと以下になる。 【数１】 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。 【００１４】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２２に出力される。 【００１５】図２は本実施例の平面図を示す。図２に示
すよう遊星歯車は２個を示すが、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。 【００１６】図４は前記遊星歯車ユニットの詳細図であ
る。遊星歯車１２はホルダー体１５とホルダー押え１９
で上下に押え込む構造である。前記遊星歯車ユニットは
太陽歯車４の中心軸を中心に回転するため、遊星歯車１
２は自転と公転を行なう。 【００１７】従って、可動内歯歯車２０は回転するが、
出力軸部２２に負荷が加わると遊星歯車の歯形部ａ１３
に作用力、又、遊星歯車の歯形部ｂ１４に反作用力が加
わり、ホルダー体１５の支柱１７は曲げ力が働き曲げら
れる。支柱１７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落と
す。そこで、ホルダー体１５の支柱１７に支柱はり１７
ａを設けることにより、ホルダー体１５の全体の剛性を
大巾に向上させることができる。結果的に、ホルダー体
１５は曲げ力が加わっても変形が小さく、この減速機構
の輪列効率を落とすことはない。 【００１８】図５において、本発明の小型減速機の応用
例を示すが、カメラのフィルム巻上機構に使われるギヤ
ヘッドである。カメラフレーム４３のフィルム巻上機構
において、スプール４４の内に巻上用モーター１とギヤ
ヘッド（このギヤヘッドが本発明の小型減速機）が収納
されている。 【００１９】フィルム巻上げについて説明する。モータ
ー１が回転すると、小型減速機にて減速され大トルクと
なって出力軸部２２に回転が伝わる。よって、出力軸部
２２に連結されたスプール４４は低速、高トルクで回転
する。スプール４４の回転でスプール爪４５はフィルム
のスプロケット穴を引掛けてフィルム巻上げを行なう。
次に、フィルムの巻戻しについて説明する。フィルム巻
上げが終了すると、モーター１は逆転し、スプール４４
が逆回転を行なうとスプール歯車４６と巻戻歯車部４７
が連結され、パトローネの中心軸が回転し、フィルムは
パトローネに巻取られる。 【００２０】ここで、遊星歯車機構を使用したギヤヘッ
ドにはギヤロックが発生しやすい。ギヤロックとは、フ
ィルム巻上機構を例に説明すると、フィルム巻上げが終
了し、巻戻しに移行するが、ギヤヘッド内の歯車が回転
しないため、巻戻しが行なわれない現象である。これ
は、フィルム巻上げ終了時には太陽歯車の歯形部５から
スプール４４へ回転トルクが伝達されるが、伝達部材全
てに大きな衝撃力が加わる。そのため、歯車の中心軸が
傾き歯車の歯と歯に突っ張りを生じ逆転できなくなる現
象と考えられる。特に太陽歯車の歯形部５と遊星歯車の
歯形部１３の突っ張りは、太陽歯車４の回転トルクが小
さいためにギヤロックが生じやすい。そこで以下のこと
を行なうことでギヤロックの発生を防ぐことができる。
Ｄカット形状のモーター軸３と、Ｄカット形状の太陽歯
車４の軸受部を適切なクリアランスを有して嵌め合わせ
ることにより、太陽歯車４の中心軸はモーター軸３の中
心軸に対して傾くことができる。従って、遊星歯車１２
の中心軸が傾いて、遊星歯車の歯形部１３と太陽歯車の
歯形部５と間で突っ張りを生じようとしても、遊星歯車
１２の中心軸の傾きに追従して太陽歯車４の中心軸が傾
いて遊星歯車１２の中心軸と平行が保たれる。その結
果、ギヤロックは発生しない。 【００２１】このように、大巾な減速比が少数の歯車の
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２２の周辺部は大きなトルクを
発生させることができる。 【００２２】このことは、出力軸部２２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
は原理的に大きなトルクに耐える構造となっている。ま
ず、出力軸トルクは可動内歯歯車の歯形部２１に置きか
えると、中心からの半径が大きいので、歯形部が受ける
力は小さい。また遊星歯車１２は複数個ある。さらに、
可動内歯歯車の歯形部２１と遊星歯車の歯形部ｂ１４と
の噛み合い率が大きい。以上により、可動内歯歯車の歯
形部２１、遊星歯車の歯形部ｂ１４、遊星歯車の歯形部
ａ１３、固定内歯歯車の歯形部１１の１歯当たりが受け
る荷重が小さくて良く、結果的に出力軸部２２の高トル
ク化が達成される。 【００２３】さらに、高い減速比が少数の歯車の組合せ
で達成できるため、バックラッシュが小さく、また、部
品点数が少ないため、低コストの小型減速機となる。 【００２４】さらなる上に、減速機構は下ケース部材６
と上ケース部材２５に密閉されるため、騒音が小さく、
塵挨の入りにくい小型減速機となっている。 【００２５】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、小型
減速機の出力軸に加わる負荷が変動した際の遊星歯車の
中心軸の傾きに追従して太陽歯車の中心軸が傾いて遊星
歯車の中心軸と太陽歯車の中心軸とが略平行を保つよう
に、モーター軸のＤカット形状と太陽歯車のＤカット形
状との間に所定のクリアランスを設けてモーター軸と太
陽歯車を嵌め合わせるようにしたので、ギヤロックの発
生を防止でき、安定性に優れた小型減速機を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例を示す断面図。 【図２】本発明の一実施例を示す平面図。 【図３】従来構造を示す断面図。 【図４】遊星歯車ユニットの詳細図。 【図５】本発明の小型減速機の応用例を示す図。 【符号の説明】 １ 小型モーター ２ モーターボス ３ モーター軸 ４ 太陽歯車 ５ 太陽歯車の歯形部 ６ 下ケース部材 ７ ホルダー体支持台 ８ 回転止め歯形部 ９ 固定ネジ １０ 固定内歯歯車 １１ 固定内歯歯車の歯形部 １２ 遊星歯車 １３ 遊星歯車の歯形部ａ １４ 遊星歯車の歯形部ｂ １５ ホルダー体 １６ 遊星歯車支持台 １７ 支柱 １７ａ 支柱はり １８ 案内軸 １９ ホルダー押え ２０ 可動内歯歯車 ２１ 可動内歯歯車の歯形部 ２２ 出力軸部 ２３ ホルダー押え受部 ２４ 外周部 ２５ 上ケース部材 ２６ 引っかけ爪 ３１ 小型モーター ３２ モーター軸 ３３ モーター軸歯車 ３４ 下ケース部 ３５ 支持軸 ３６ 遊星歯車 ３７ 内歯歯車 ３８ 中間受け台 ３９ 出力軸歯車部 ４０ 出力軸 ４３ カメラフレーム ４４ スプール ４５ スプール爪 ４６ スプール歯車 ４７ 巻戻し歯車部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−316548（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−83747（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−16053（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−60068（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭57−12276（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 1/28 F16H 1/48

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 モーターと、 前記モーターのモーター軸に勘合される太陽歯車と、 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、 前記モーターに固定され、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一端に出力軸を形成した
   可動内歯歯車とから成る小型減速機において、 前記モーター軸の前記太陽歯車が嵌め込まれる部分にＤ
   カット形状が形成されて前記モーター軸に対する前記太
   陽歯車の周方向の位置決めがされてなると共に前記太陽
   歯車は前記モーター軸に対してその軸方向に傾斜可能な
   クリアランスを有してなり、前記出力軸に対する負荷変
   動により前記遊星歯車の中心軸が前記モーター軸に対し
   て傾斜した場合、前記遊星歯車の中心軸の傾斜に追従し
   て前記太陽歯車の回転軸が傾斜して前記遊星歯車の中心
   軸と前記太陽歯車の回転軸とが略平行を保ち、前記遊星
   歯車と前記太陽歯車との間のギアロックを防止すること
   を特徴とするフィルム巻き上げ機構用小型減速機。