JP3616804B2 - Roller with built-in motor with reduction gear, and reduction gear - Google Patents

Roller with built-in motor with reduction gear, and reduction gear Download PDF

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/32Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
    • F16H1/321Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear the orbital gear being nutating

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、減速機付きモータ内蔵ローラ、並びに、モータ内蔵ローラその他の駆動装置に用いることができる減速機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ギヤモータ(ギヤードモータユニット)をローラ本体内に内蔵してなるモータ内蔵ローラが、例えば特開平11−79358号公報に開示されている。この従来のモータ内蔵ローラに内蔵される減速機としては、太陽歯車並びに複数の遊星歯車を含む遊星歯車列が採用されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記遊星歯車列を内蔵するためには所定の径が必要となって小径化に限界があり、小径のモータ内蔵ローラを構成することが困難である。
【0004】
小径のスペースに内蔵でき、かつ、高減速比を得ることができる減速機として、例えば特開平6−241286号公報や特開平7−248047号公報等に開示された斜板歯車式減速機が知られている。これら従来の斜板歯車式減速機では、入力軸に対して傾斜する支持面を有する傾斜円盤を入力軸に一体的に設け、入力側歯車(斜板歯車)を傾斜円盤の支持面に支持させ、傾斜円盤の回転にともなって入力側歯車が揺動するように構成している。
【0005】
しかし、かかる従来の構成では、部品形状が複雑であるとともに、入力側歯車を支持する支持面が傾斜面であり、かかる傾斜面の加工精度が機能面に大きく影響するものとなっている。また、さらに大きな減速比が要求される場合には、複数段の減速機を設けることが必要となり、大きな内蔵スペースが必要となる。
【0006】
そこで、本発明は、小径小型化を図りつつも大減速比が得られ、かつ、部品の加工容易で低コスト化を図り得る減速機、並びに、減速機を有するモータ内蔵ローラを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、次の技術的手段を講じた。
【0008】
即ち、本発明は、固定軸に対して回転自在に支持されたローラ本体内にモータと減速機が内蔵され、モータの回転力が減速機によって減速されてローラ本体に伝達され、ローラ本体が固定軸に対して回転駆動するモータ内蔵ローラにおいて、前記減速機は、モータの回転力により回転駆動される円盤状の入力部材と、該入力部材に対して軸方向に対向配置されるとともに回転が阻止された入力側歯車と、該入力側歯車に対して軸方向に対向配置されるとともにローラ本体に連結された出力側歯車とを備え、入力側歯車と出力側歯車とは所定の歯数差を有し、入力部材と入力側歯車の間には径の異なる複数のボールが配置され、当該複数のボールは、入力部材及び入力側歯車の双方に対してころがり接触し、入力側歯車が前記複数のボールに当接することで入力側歯車が出力側歯車に対して傾斜してこれら歯車が周方向一部において噛み合っており、入力部材の回転に伴う複数のボールの周方向移動に応じて入力側歯車が揺動し、該入力側歯車と出力側歯車との噛み合い部分が周方向に移行することを特徴とするものである。
【0009】
かかる本発明のモータ内蔵ローラによれば、いわゆる斜板歯車式減速機を採用して高減速比と小型化とを図りつつも、斜板歯車として機能する入力側歯車の揺動を大小のボールによって生じさせているため、入力部材の入力側歯車に対する対向面(斜板対向面)を軸方向に直交する平面とすることができ、この対向面に複数の大小のボールをころがり接触させればよいから、部品の製作・加工が容易となり、低コスト化を図ることができる。特に、複数のボールを入力部材に対してころがり接触させれば、入力部材の回転力を入力側歯車の揺動力に変換する際に1/2の減速比を得ることができ、小径スペースにおいても複数段の減速機を設けずとも大減速比を得ることが可能となる。
【0010】
上記本発明の減速機付きモータ内蔵ローラにおいて、モータ、入力部材、入力側歯車並びに出力側歯車が筒状ハウジング内に軸方向に直列的に配設されてギヤモータを構成しており、出力側歯車には、筒状ハウジングの軸方向端部から軸外方に突出する出力軸が連動連結され、該ギヤモータがローラ本体に内蔵され、前記出力軸がローラ本体に連動連結されているものとすることができる。
【0011】
かかる構成によれば、上記した新規な構造の揺動歯車式減速機を内蔵する所定のギヤモータの製造ラインを設け、該ラインで製造されたギヤモータを、所望の径のローラ本体に組み込むことによってモータ内蔵ローラを製造でき、複数の径のモータ内蔵ローラ間でギヤモータの共通化を図ることができるので、部品管理の容易化、コスト低減を図ることが可能となる。
【0012】
さらに、上記本発明の減速機付きモータ内蔵ローラにおいては、さらに、複数のボールの相互の位置関係を保持するリテーナを備えることができ、これにより、複数のボールが入力部材に保持されていなくとも、複数のボールの相互の位置関係がずれてしまうことを防止できる。上記リテーナは入力部材並びに入力側歯車に対して相対回転自在とすることが可能である。即ち、リテーナは、入力部材やギヤモータのハウジング等に軸支させてもよく、リテーナの支持軸がなくとも良い。また、複数のボールを、入力部材及び入力側歯車の双方に対してころがり接触させれば、入力部材の回転速度に対する複数のボールの周方向の移動速度は半分となり、この部位で1/2の減速比が得られ、従来の斜板歯車式減速機に比して2倍程度の大きな減速比を得ることが可能となる。
【0013】
また、本発明は、駆動源の回転力により回転駆動される円盤状の入力部材と、該入力部材に対して軸方向に対向配置されるとともに回転が阻止された入力側歯車と、該入力側歯車に対して軸方向に対向配置された出力側歯車とを備え、入力側歯車と出力側歯車とは所定の歯数差を有し、入力部材と入力側歯車の間には径の異なる複数のボールが配置され、当該複数のボールは、入力部材及び入力側歯車の双方に対してころがり接触し、入力側歯車が前記複数のボールに当接することで入力側歯車が出力側歯車に対して傾斜してこれら歯車が周方向一部において噛み合っており、入力部材の回転に伴う複数のボールの周方向移動に応じて入力側歯車が揺動し、該入力側歯車と出力側歯車との噛み合い部分が周方向に移行することを特徴とするものである。
【0014】
上記本発明の減速機において、複数のボールの相互の位置関係を保持するリテーナを備え、該リテーナは入力部材並びに入力側歯車に対して相対回転自在であり、複数のボールを、入力部材及び入力側歯車の双方に対してころがり接触させることが可能である。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0016】
図1〜図5は本発明の一実施形態に係るモータ内蔵ローラ1並びにその構成部品を示しており、該モータ内蔵ローラ1は、ローラ本体2内に、モータ3と減速機4とを筒状ハウジング5内に内蔵するギヤモータ6(ギヤードモータユニットとも称する)が内蔵されたものであり、ローラ本体2と筒状ハウジング5とによる二重筒構造となっている。
【0017】
上記ローラ本体2は、図2に示すように、筒状の部材であり、両端部から固定軸7,8が突出している。固定軸7,8は、いずれもローラ本体2の内外を連通するものであり、それぞれ軸受け10,11を介してローラ本体2を固定軸7,8に対して相対回転自在に支持している。上記ギヤモータ6は、一方の固定軸7に固定されている。この固定構造は適宜のものとすることができるが、好ましくは、ハウジング5の端部をゴムや樹脂を素材とする緩衝部材を介して固定軸7に固定することで、ギヤモータ6内で生じる振動や騒音等が固定軸7に伝達されないようにするのが好ましい。
【0018】
ギヤモータ6のハウジング5は、その外径がローラ本体2の内周面に接しない程度の大きさの筒状体である。このハウジング5は、ローラ本体2内に宙吊り状に内挿されるものであり、その内部には、図1に示すようにモータ3と減速機4とがユニット化されて内蔵されている。
【0019】
モータ3は、適宜の構成のものを採用することができ、例えば、公知のモータ内蔵ローラと同様に固定子と回転子により主構成することができ、好ましくはブラシレスDCモータを採用できる。このモータ3は、ハウジング5の端部から軸方向に突出する出力軸12を備えており、この出力軸12はモータ3の回転子に連結され、モータ3の回転力が伝達される。
【0020】
減速機4は、図1に示すように、円盤状の入力板13と、該入力板13に対して軸方向に対向配置されるとともに斜板歯車として機能する入力側歯車14と、該入力側歯車14に対して軸方向に対向配置された出力側歯車15と、入力板13と入力側歯車14との間に介装された複数のボール16a,16bとを備えている。
【0021】
入力板13は円盤部13aとボス部13bとを一体に備え、ボス部13bが軸受け17を介してハウジング5に対して回転自在に支持されているとともに、モータ3の出力軸12がボス部13bに連結固定されており、モータ3の回転力が、出力軸12を介して入力板13に伝達されるようになっている。この入力板13の入力側歯車14に対する対向面、即ち、円盤部13aの外表面は、出力軸12の軸心に対して直交する平面状に形成されている。
【0022】
なお、複数のボール16a,16bの当接部分に凹部や凸部を形成してもよい。即ち、図示例のようにボール16a,16bが入力板13にころがり接触するような場合には、その軌道に沿って延びる凹溝を入力板13の入力側歯車14に対する対向面に形成することができ、また、ボール16a,16bを入力板13に回転自在に保持させる場合には、この保持部に球面状の凹部を形成することができる。
【0023】
入力側歯車14(斜板歯車)は、入力板13の円盤部13aとほぼ同径であり、ハウジング5内に軸方向への移動や軸心上の所定の位置を揺動中心とする揺動は許容されるが、回転は阻止された状態で収容されている。図示例では、図1並びに図5に示すように、ハウジング5の内周面の周方向所定部位に径内方向に突出する突起18が設けられ、一方、入力側歯車14の外周部には、突起18に対応する位置に軸方向に延びるガイド溝19が設けられており、このガイド溝19に突起18が係合している。図示例では、突起18並びにガイド溝19は、周方向4箇所にそれぞれ設けられている。なお、突起を入力側歯車14に設け、ガイド溝をハウジング5側に設けることもできる。その他、適宜の構造によって、入力側歯車14を揺動自在に保持することが可能である。
【0024】
入力板13と入力側歯車14との間には、一つの大径ボール16aと、2つの小径ボール16bとが配置されている。これら複数のボール16a,16bは、円盤状のリテーナ20に回転自在に保持されており、各ボール同士の相互の位置関係が保持されている。各ボール16a,16bは、リテーナ20の表面並びに裏面の双方から突出しており、ボール16a,16bは入力板13並びに入力側歯車14のそれぞれの対向面にころがり接触するが、リテーナ20はそれらに接触しないようにしてある。また、リテーナ20は、入力板13に対しても、入力側歯車14に対しても、ハウジング5に対しても、相対回転自在となされている。図示例では、リテーナ20は、ボール16a,16bによって保持されるようになっているが、このリテーナ20を回転自在に保持する支軸を入力板13に設けてもよく、また、入力板13とリテーナ20との間に適宜の支持部材を設けることも可能である。
【0025】
かかる構成により、入力側歯車14は入力板13の回転に伴って、傾斜方向が周方向に移行するように揺動する一方、突起18とガイド溝19との係合によって入力側歯車14の回転は阻止される。また、リテーナ20は、ボール16a,16bの周方向移動にともなってこれに同期して回転する。ボール16a,16bは、入力板13及び入力側歯車14の双方に対してころがり接触するので、入力板13が1回転するとボール16a,16bは1/2回転分だけ周方向に転動し、この段階で1/2の減速比を得ることが可能となる。
【0026】
なお、ボール16a,16bの材質は適宜のものとすることができ、例えば、金属、硬質樹脂、硬質ゴム等であってよい。また、ボール16a,16bは完全な球体に限らず、ころがり方向(即ち、円周方向)に正円であれば他方向の断面形状が扁平形状であってもよい。また、入力板13及び/又は入力側歯車14におけるボール16a,16bの接触面には、摩擦抵抗を大きくするための適宜の表面加工や表面処理を行うことができ、例えばゴムシートを貼り付けることが可能である。
【0027】
出力側歯車15は、入力側歯車14とほぼ同径であって入力板13と同心状に配置されるとともに、入力板13とは反対側において入力側歯車14に対して軸方向に対向配置されている。これら入力側歯車14と出力側歯車15の外周部には、互いに噛合する歯部14a,15aがそれぞれ対向状に設けられている。この歯部14a,15aの形状は、トロコイド曲線状などの適宜の形状とすることができる。また、図4に示すように、入力側歯車14は、軸中心部に配置された揺動支持ボール21を介して出力側歯車15に揺動自在に支持されている。また、このボール21が設けられていることにより、入力側歯車14と出力側歯車15とが全周にわたって噛合してしまうことが阻止されるとともに、入力側歯車14の周方向一部が出力側歯車15に噛合するとき、図に示すように、噛合部分の反対側では両歯車の歯部14a,15a同士が完全に離反するようになっている。
【0028】
入力側歯車14は、大小の複数のボール16a,16bに当接支持されることによって出力側歯車15に対して傾斜してこれら歯車が周方向一部において噛み合っている。したがって、入力板13がモータ3の回転力によって回転すると、上記したようにその半分の速度で複数のボール16a,16bが周方向に移動し、これに応じてボールに支持される入力側歯車14が揺動して、該入力側歯車14と出力側歯車15との噛み合い部分が周方向に移行するようになっている。
【0029】
上記入力側歯車14と出力側歯車15とは所定の歯数差を有している。歯数差は、1であってもよく、2以上であってもよい。また、入力側歯車14の歯数が、出力側歯車15の歯数よりも多くてもよく、少なくてもよい。かかる歯数差が設けられていることにより、入力側歯車14が、出力側歯車15との噛み合い部分を周方向に移行させつつ1周分揺動すると、入力側歯車14の回転は阻止されているので、歯数差分だけ出力側歯車15が回転する。モータ3の出力軸12からみれば、該出力軸12が2回転すると入力側歯車14が1周期分揺動して、上記歯数差分だけ出力側歯車15が回転することとなる。
【0030】
両歯車14,15の周方向一部における噛合、並びに、ボール16a,16bの入力板13及び入力側歯車14に対するころがり接触を確実ならしめるようにするために、出力側歯車15を入力側歯車14並びに入力板13側に向けて軸方向に付勢する付勢手段22が設けられている。この付勢手段22は、出力側歯車15の背面側(入力側歯車14とは反対側)に設けられた断面波形状のリング状のバネ板からなる。ハウジング5の端部には筒状のキャップ23が装着されており、このキャップ23と出力側歯車15との間に上記付勢手段22が配設されている。
【0031】
上記出力側歯車15には同心状に出力軸24が、スプライン結合によって連動連結されている。この出力軸24は、ハウジング5の端部のキャップ23から軸方向外方に突出されており、軸受け25を介してキャップ23に回転自在に支持されている。
【0032】
出力軸24には、図2に示すように円筒体状の連結部材26が固定されており、該連結部材26は、固定ピン27等の固定手段によってローラ本体2に固定され、而して、出力側歯車15に連動してローラ本体2が回転駆動されるようになっている。
【0033】
本実施形態に係る減速機4によれば、駆動源であるモータ3の回転力が入力側歯車14の揺動力に変換される際に1/2に減速され、該入力側歯車14の揺動力が出力側歯車15の回転力に変換される際に、(両歯車の歯数差/入力側歯車の歯数)の減速比が得られるため、従来の斜板歯車式減速機構に比しても倍の減速比を得ることができ、かかる大減速比が簡単な構成で部品点数が少ないにもかかわらず得られるため、低コスト化を図り得るとともに、大減速比の小径のギヤードモータユニットを容易に構成可能である。
【0034】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更できる。例えば、各歯車14,15は、傘歯車によって構成することもできる。また、ボール16a,16bの数は適宜のものであってよく、大径ボールを2個とし、小径ボールを1個とすることも可能である。
【0035】
【発明の効果】
本発明によれば、大小のボールを介して入力部材に入力側歯車を支持することでこの入力側歯車を斜板歯車として機能させているので、入力部材に傾斜面加工をせずともよく、各構成部品の加工の容易化を図ることができる。さらに、大小のボールを入力部材に対してころがり接触させることにより、入力側歯車を揺動させる時点で1/2の減速比を得ることができ、小径小型化を図りつつも大減速比を容易に得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る減速機を内蔵するギヤモータの要部拡大断面図である。
【図2】同ギヤモータを内蔵するモータ内蔵ローラの全体断面図である。
【図3】複数のボール並びにリテーナの簡略拡大斜視図である。
【図4】入力側歯車並びに出力側歯車の拡大断面図である。
【図5】図4のA−A線矢視図である。
【符号の説明】
1 モータ内蔵ローラ
2 ローラ本体
3 モータ
4 減速機
5 ギヤモータハウジング
6 ギヤモータ
7 固定軸
8 固定軸
13 入力部材
14 入力側歯車
15 出力側歯車
16a 大径ボール
16b 小径ボール
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a motor built-in roller with a speed reducer, and a speed reducer that can be used for a motor built-in roller and other driving devices.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a motor built-in roller in which a gear motor (geared motor unit) is built in a roller body is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-79358. As a speed reducer built in the conventional motor built-in roller, a planetary gear train including a sun gear and a plurality of planetary gears has been adopted.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In order to incorporate the planetary gear train, a predetermined diameter is required, and there is a limit to the reduction in diameter, and it is difficult to construct a motor-integrated roller with a small diameter.
[0004]
As a reduction gear that can be built in a small-diameter space and that can obtain a high reduction ratio, for example, swash plate gear type reduction gears disclosed in JP-A-6-241286 and JP-A-7-248047 are known. It has been. In these conventional swash plate gear type reduction gears, an inclined disk having a support surface that is inclined with respect to the input shaft is provided integrally with the input shaft, and the input side gear (swash plate gear) is supported on the support surface of the inclined disk. The input side gear is configured to swing with the rotation of the inclined disk.
[0005]
However, in such a conventional configuration, the part shape is complicated, and the support surface that supports the input side gear is an inclined surface, and the processing accuracy of the inclined surface greatly affects the functional surface. Further, when a larger reduction ratio is required, it is necessary to provide a plurality of reduction gears, and a large built-in space is required.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a speed reducer that can achieve a large reduction ratio while achieving a small diameter and a small size, can easily process parts, and can reduce costs, and a roller with a built-in motor having the speed reducer. Objective.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means.
[0008]
That is, according to the present invention, a motor and a speed reducer are incorporated in a roller body that is rotatably supported with respect to a fixed shaft, and the rotational force of the motor is decelerated by the speed reducer and transmitted to the roller body, so that the roller body is fixed. In the motor built-in roller that is driven to rotate with respect to the shaft, the speed reducer is disposed so as to be opposed to the disk-shaped input member that is rotationally driven by the rotational force of the motor in the axial direction and is prevented from rotating. An input side gear and an output side gear that is axially opposed to the input side gear and coupled to the roller body, and the input side gear and the output side gear have a predetermined difference in the number of teeth. A plurality of balls having different diameters are disposed between the input member and the input side gear, the plurality of balls being in rolling contact with both the input member and the input side gear, Win the ball As a result, the input side gear is inclined with respect to the output side gear, and these gears are meshed in part in the circumferential direction, and the input side gear swings according to the circumferential movement of a plurality of balls as the input member rotates. The meshing portion of the input side gear and the output side gear is shifted in the circumferential direction.
[0009]
According to the roller with a built-in motor of the present invention, a so-called swash plate gear type reduction gear is used to achieve a high reduction ratio and downsizing, while the input side gear functioning as a swash plate gear swings a large and small ball. Therefore, the surface facing the input side gear of the input member (the swash plate facing surface) can be a plane orthogonal to the axial direction, and a plurality of large and small balls can be brought into rolling contact with the facing surface. Since it is good, it becomes easy to manufacture and process parts, and cost can be reduced. In particular, if a plurality of balls are brought into rolling contact with the input member, a reduction ratio of 1/2 can be obtained when converting the rotational force of the input member into the swinging force of the input side gear, and even in a small-diameter space. It is possible to obtain a large reduction ratio without providing a plurality of speed reducers.
[0010]
In the motor built-in roller with a reduction gear according to the present invention, the motor, the input member, the input side gear, and the output side gear are arranged in series in the axial direction in the cylindrical housing to constitute a gear motor. The output shaft projecting outward from the axial end of the cylindrical housing is linked and connected, the gear motor is built in the roller body, and the output shaft is linked and connected to the roller body. Can do.
[0011]
According to such a configuration, a production line for a predetermined gear motor that incorporates the swing gear type reduction gear having the above-described novel structure is provided, and the gear motor produced by the line is incorporated into a roller body having a desired diameter. Since the built-in roller can be manufactured and the gear motor can be shared among the plurality of built-in motors having a plurality of diameters, it is possible to facilitate parts management and reduce costs.
[0012]
Further, the motor built-in roller with a reduction gear according to the present invention may further include a retainer that holds the mutual positional relationship of the plurality of balls, so that even if the plurality of balls are not held by the input member. It is possible to prevent the positional relationship between the plurality of balls from deviating. The retainer can be rotatable relative to the input member and the input side gear. That is, the retainer may be pivotally supported on the input member, the gear motor housing, or the like, or may not have the retainer support shaft. Further, if the plurality of balls are brought into rolling contact with both the input member and the input side gear, the moving speed in the circumferential direction of the plurality of balls with respect to the rotational speed of the input member is halved, and at this portion, ½ A reduction ratio can be obtained, and it is possible to obtain a reduction ratio that is about twice as large as that of a conventional swash plate gear type reduction gear.
[0013]
The present invention also includes a disk-shaped input member that is rotationally driven by the rotational force of a drive source, an input side gear that is disposed to face the input member in the axial direction and is prevented from rotating, and the input side An output-side gear disposed opposite to the gear in the axial direction, the input-side gear and the output-side gear have a predetermined tooth number difference, and the input member and the input-side gear have a plurality of different diameters. The balls are in rolling contact with both the input member and the input side gear, and the input side gear is in contact with the plurality of balls so that the input side gear is in contact with the output side gear. These gears are inclined and meshed in part in the circumferential direction, and the input side gears oscillate according to the circumferential movement of the plurality of balls as the input member rotates, and the input side gear and the output side gear mesh. Also characterized by the part moving in the circumferential direction It is.
[0014]
The speed reducer according to the present invention includes a retainer that maintains a mutual positional relationship between a plurality of balls, the retainer is rotatable relative to the input member and the input side gear, and the plurality of balls are connected to the input member and the input. It is possible to make rolling contact with both side gears.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
1 to 5 show a roller with a built-in motor 1 and its components according to an embodiment of the present invention. The roller with a built-in motor 1 has a roller body 2 and a motor 3 and a speed reducer 4 that are cylindrical. A gear motor 6 (also referred to as a geared motor unit) incorporated in the housing 5 is incorporated, and has a double cylinder structure composed of the roller body 2 and the cylindrical housing 5.
[0017]
As shown in FIG. 2, the roller body 2 is a cylindrical member, and fixed shafts 7 and 8 protrude from both ends. The fixed shafts 7 and 8 both communicate with the inside and outside of the roller body 2, and support the roller body 2 with respect to the fixed shafts 7 and 8 via bearings 10 and 11, respectively. The gear motor 6 is fixed to one fixed shaft 7. This fixing structure can be made as appropriate, but preferably the vibration generated in the gear motor 6 by fixing the end of the housing 5 to the fixed shaft 7 via a buffer member made of rubber or resin. It is preferable that noise and noise are not transmitted to the fixed shaft 7.
[0018]
The housing 5 of the gear motor 6 is a cylindrical body having an outer diameter that does not contact the inner peripheral surface of the roller body 2. The housing 5 is inserted into the roller body 2 in a suspended manner, and a motor 3 and a speed reducer 4 are unitized and housed therein as shown in FIG.
[0019]
The motor 3 can be of any appropriate configuration, for example, it can be mainly composed of a stator and a rotor as well as a known motor built-in roller, preferably a brushless DC motor. The motor 3 includes an output shaft 12 that protrudes in the axial direction from the end of the housing 5, and the output shaft 12 is connected to the rotor of the motor 3, and the rotational force of the motor 3 is transmitted.
[0020]
As shown in FIG. 1, the speed reducer 4 includes a disk-shaped input plate 13, an input side gear 14 that is disposed so as to face the input plate 13 in the axial direction and functions as a swash plate gear, and the input side An output side gear 15 that is disposed opposite to the gear 14 in the axial direction, and a plurality of balls 16 a and 16 b interposed between the input plate 13 and the input side gear 14 are provided.
[0021]
The input plate 13 is integrally provided with a disk portion 13a and a boss portion 13b. The boss portion 13b is rotatably supported with respect to the housing 5 via a bearing 17, and the output shaft 12 of the motor 3 is connected to the boss portion 13b. The rotational force of the motor 3 is transmitted to the input plate 13 via the output shaft 12. The surface of the input plate 13 facing the input side gear 14, that is, the outer surface of the disk portion 13 a is formed in a planar shape orthogonal to the axis of the output shaft 12.
[0022]
In addition, you may form a recessed part and a convex part in the contact part of the some ball | bowl 16a, 16b. That is, when the balls 16a and 16b are in rolling contact with the input plate 13 as in the illustrated example, a concave groove extending along the track may be formed on the surface of the input plate 13 facing the input side gear 14. In addition, when the balls 16a and 16b are rotatably held on the input plate 13, a spherical concave portion can be formed in the holding portion.
[0023]
The input side gear 14 (swash plate gear) has substantially the same diameter as the disk portion 13a of the input plate 13, and moves in the housing 5 in the axial direction or swings about a predetermined position on the shaft center as a swing center. Is allowed, but rotation is prevented. In the illustrated example, as shown in FIG. 1 and FIG. 5, a protrusion 18 projecting radially inward is provided at a predetermined circumferential position on the inner peripheral surface of the housing 5, while the outer peripheral portion of the input side gear 14 is A guide groove 19 extending in the axial direction is provided at a position corresponding to the protrusion 18, and the protrusion 18 is engaged with the guide groove 19. In the illustrated example, the protrusion 18 and the guide groove 19 are provided at four locations in the circumferential direction, respectively. It is also possible to provide a protrusion on the input side gear 14 and a guide groove on the housing 5 side. In addition, the input-side gear 14 can be swingably held by an appropriate structure.
[0024]
Between the input plate 13 and the input side gear 14, one large-diameter ball 16a and two small-diameter balls 16b are arranged. The plurality of balls 16a and 16b are rotatably held by a disk-shaped retainer 20, and the mutual positional relationship between the balls is held. Each ball 16a, 16b protrudes from both the front surface and the back surface of the retainer 20, and the balls 16a, 16b are in rolling contact with the opposing surfaces of the input plate 13 and the input side gear 14, but the retainer 20 is in contact with them. I'm not going to do that. The retainer 20 is rotatable relative to the input plate 13, the input side gear 14, and the housing 5. In the illustrated example, the retainer 20 is held by the balls 16a and 16b. However, a support shaft that rotatably holds the retainer 20 may be provided on the input plate 13. An appropriate support member may be provided between the retainer 20 and the retainer 20.
[0025]
With this configuration, the input side gear 14 swings so that the inclination direction changes in the circumferential direction as the input plate 13 rotates, while the input side gear 14 rotates due to the engagement between the protrusion 18 and the guide groove 19. Is blocked. The retainer 20 rotates in synchronization with the circumferential movement of the balls 16a and 16b. Since the balls 16a and 16b are in rolling contact with both the input plate 13 and the input side gear 14, when the input plate 13 makes one rotation, the balls 16a and 16b roll in the circumferential direction by 1/2 rotation. It becomes possible to obtain a reduction ratio of ½ in stages.
[0026]
The material of the balls 16a and 16b can be appropriate, and may be, for example, metal, hard resin, hard rubber, or the like. Further, the balls 16a and 16b are not limited to perfect spheres, and the cross-sectional shape in the other direction may be a flat shape as long as it is a perfect circle in the rolling direction (that is, the circumferential direction). Further, the surface of the input plate 13 and / or the input side gear 14 where the balls 16a and 16b are contacted can be subjected to appropriate surface processing or surface treatment for increasing the frictional resistance, for example, a rubber sheet is pasted. Is possible.
[0027]
The output side gear 15 has substantially the same diameter as the input side gear 14 and is disposed concentrically with the input plate 13, and is disposed opposite to the input side gear 14 in the axial direction on the side opposite to the input plate 13. ing. On the outer peripheral portions of the input side gear 14 and the output side gear 15, tooth portions 14 a and 15 a that mesh with each other are provided to face each other. The shape of the tooth portions 14a and 15a can be an appropriate shape such as a trochoidal curve. As shown in FIG. 4, the input side gear 14 is swingably supported by the output side gear 15 via a swing support ball 21 disposed at the center of the shaft. Further, the provision of the ball 21 prevents the input side gear 14 and the output side gear 15 from meshing over the entire circumference, and a part of the circumferential direction of the input side gear 14 is on the output side. When meshing with the gear 15, as shown in the figure, the tooth portions 14a, 15a of both gears are completely separated from each other on the opposite side of the meshing portion.
[0028]
The input side gear 14 is inclined with respect to the output side gear 15 by being in contact with and supported by a plurality of large and small balls 16a and 16b, and these gears mesh with each other in a part in the circumferential direction. Therefore, when the input plate 13 is rotated by the rotational force of the motor 3, the plurality of balls 16a and 16b move in the circumferential direction at half the speed as described above, and the input side gear 14 supported by the balls in accordance with this movement. Oscillates so that the meshing portion of the input side gear 14 and the output side gear 15 shifts in the circumferential direction.
[0029]
The input side gear 14 and the output side gear 15 have a predetermined difference in the number of teeth. The difference in the number of teeth may be 1 or 2 or more. Further, the number of teeth of the input side gear 14 may be larger or smaller than the number of teeth of the output side gear 15. By providing such a difference in the number of teeth, when the input side gear 14 swings one turn while shifting the meshing portion with the output side gear 15 in the circumferential direction, the rotation of the input side gear 14 is prevented. Therefore, the output side gear 15 rotates by the difference in the number of teeth. When viewed from the output shaft 12 of the motor 3, when the output shaft 12 rotates twice, the input side gear 14 swings by one cycle, and the output side gear 15 rotates by the difference in the number of teeth.
[0030]
In order to ensure meshing of the gears 14 and 15 in a part of the circumferential direction and rolling contact of the balls 16a and 16b with the input plate 13 and the input side gear 14, the output side gear 15 is changed to the input side gear 14. In addition, biasing means 22 for biasing in the axial direction toward the input plate 13 is provided. The urging means 22 is composed of a ring-shaped spring plate having a corrugated cross section provided on the back side of the output side gear 15 (the side opposite to the input side gear 14). A cylindrical cap 23 is attached to the end of the housing 5, and the urging means 22 is disposed between the cap 23 and the output side gear 15.
[0031]
An output shaft 24 is concentrically connected to the output side gear 15 by spline coupling. The output shaft 24 protrudes outward in the axial direction from the cap 23 at the end of the housing 5 and is rotatably supported by the cap 23 via a bearing 25.
[0032]
A cylindrical connecting member 26 is fixed to the output shaft 24 as shown in FIG. 2, and the connecting member 26 is fixed to the roller body 2 by fixing means such as a fixing pin 27. The roller body 2 is driven to rotate in conjunction with the output side gear 15.
[0033]
According to the speed reducer 4 according to the present embodiment, when the rotational force of the motor 3 that is a driving source is converted into the swinging force of the input side gear 14, the speed is reduced to 1/2, and the swinging force of the input side gear 14 is reduced. Is converted to the rotational force of the output side gear 15, a reduction ratio of (the number of teeth of both gears / the number of teeth of the input side gear) is obtained, so that compared with the conventional swash plate gear type reduction mechanism The reduction ratio can be doubled, and this large reduction ratio is obtained with a simple configuration and a small number of parts. Therefore, the cost can be reduced, and a small-diameter geared motor unit with a large reduction ratio can be obtained. It can be easily configured.
[0034]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the design can be changed as appropriate. For example, each of the gears 14 and 15 can be constituted by a bevel gear. Further, the number of balls 16a and 16b may be appropriate, and it is possible to use two large diameter balls and one small diameter ball.
[0035]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the input side gear is functioned as a swash plate gear by supporting the input side gear on the input member via large and small balls, it is not necessary to subject the input member to inclined surface processing. It is possible to facilitate the processing of each component. Furthermore, by bringing the large and small balls into rolling contact with the input member, it is possible to obtain a reduction ratio of 1/2 when the input side gear is swung, and it is easy to achieve a large reduction ratio while reducing the diameter and size. Can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a gear motor incorporating a speed reducer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an overall cross-sectional view of a motor built-in roller incorporating the gear motor.
FIG. 3 is a simplified enlarged perspective view of a plurality of balls and a retainer.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of an input side gear and an output side gear.
5 is a view taken along the line AA in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor built-in roller 2 Roller body 3 Motor 4 Reduction gear 5 Gear motor housing 6 Gear motor 7 Fixed shaft 8 Fixed shaft 13 Input member 14 Input side gear 15 Output side gear 16a Large diameter ball 16b Small diameter ball

Claims (5)

固定軸に対して回転自在に支持されたローラ本体内にモータと減速機が内蔵され、モータの回転力が減速機によって減速されてローラ本体に伝達され、ローラ本体が固定軸に対して回転駆動するモータ内蔵ローラにおいて、前記減速機は、モータの回転力により回転駆動される円盤状の入力部材と、該入力部材に対して軸方向に対向配置されるとともに回転が阻止された入力側歯車と、該入力側歯車に対して軸方向に対向配置されるとともにローラ本体に連結された出力側歯車とを備え、入力側歯車と出力側歯車とは所定の歯数差を有し、入力部材と入力側歯車の間には径の異なる複数のボールが配置され、当該複数のボールは、入力部材及び入力側歯車の双方に対してころがり接触し、入力側歯車が前記複数のボールに当接することで入力側歯車が出力側歯車に対して傾斜してこれら歯車が周方向一部において噛み合っており、入力部材の回転に伴う複数のボールの周方向移動に応じて入力側歯車が揺動し、該入力側歯車と出力側歯車との噛み合い部分が周方向に移行することを特徴とする減速機付きモータ内蔵ローラ。A motor and a speed reducer are incorporated in a roller main body that is rotatably supported with respect to the fixed shaft. The rotational force of the motor is decelerated by the speed reducer and transmitted to the roller main body, and the roller main body is driven to rotate with respect to the fixed shaft. In the motor built-in roller, the speed reducer includes a disk-shaped input member that is rotationally driven by the rotational force of the motor, and an input side gear that is disposed to face the input member in the axial direction and is prevented from rotating. And an output side gear disposed axially opposed to the input side gear and coupled to the roller body, the input side gear and the output side gear having a predetermined number of teeth difference, and an input member A plurality of balls having different diameters are arranged between the input side gears, and the plurality of balls are in rolling contact with both the input member and the input side gear, and the input side gear is in contact with the plurality of balls. Enter in The gears are inclined with respect to the output side gears, and these gears are meshed in part in the circumferential direction, and the input side gears oscillate according to the circumferential movement of a plurality of balls as the input member rotates, and the input side gears A motor-equipped roller with a reduction gear, wherein a meshing portion between a gear and an output side gear moves in a circumferential direction. 請求項1に記載の減速機付きモータ内蔵ローラにおいて、モータ、入力部材、入力側歯車並びに出力側歯車が筒状ハウジング内に軸方向に直列的に配設されてギヤモータを構成しており、出力側歯車には、筒状ハウジングの軸方向端部から軸外方に突出する出力軸が連動連結され、該ギヤモータがローラ本体に内蔵され、前記出力軸がローラ本体に連動連結されていることを特徴とする減速機付きモータ内蔵ローラ。The roller with a built-in motor according to claim 1, wherein the motor, the input member, the input side gear, and the output side gear are arranged in series in the axial direction in the cylindrical housing to constitute a gear motor. The side gear is linked to an output shaft that projects outward from the axial end of the cylindrical housing, the gear motor is built in the roller body, and the output shaft is linked to the roller body. A motor built-in roller with a reduction gear. 請求項1又は2に記載の減速機付きモータ内蔵ローラにおいて、複数のボールの相互の位置関係を保持するリテーナを備えることを特徴とする減速機付きモータ内蔵ローラ。The roller with a built-in motor with a reduction gear according to claim 1 or 2, further comprising a retainer for maintaining a mutual positional relationship between a plurality of balls. 駆動源の回転力により回転駆動される円盤状の入力部材と、該入力部材に対して軸方向に対向配置されるとともに回転が阻止された入力側歯車と、該入力側歯車に対して軸方向に対向配置された出力側歯車とを備え、入力側歯車と出力側歯車とは所定の歯数差を有し、入力部材と入力側歯車の間には径の異なる複数のボールが配置され、当該複数のボールは、入力部材及び入力側歯車の双方に対してころがり接触し、入力側歯車が前記複数のボールに当接することで入力側歯車が出力側歯車に対して傾斜してこれら歯車が周方向一部において噛み合っており、入力部材の回転に伴う複数のボールの周方向移動に応じて入力側歯車が揺動し、該入力側歯車と出力側歯車との噛み合い部分が周方向に移行することを特徴とする減速機。A disk-shaped input member that is rotationally driven by the rotational force of the drive source, an input side gear that is disposed opposite to the input member in the axial direction and is prevented from rotating, and an axial direction relative to the input side gear The input side gear and the output side gear have a predetermined number of teeth difference, and a plurality of balls having different diameters are arranged between the input member and the input side gear, The plurality of balls are in rolling contact with both the input member and the input side gear, and the input side gear is in contact with the plurality of balls so that the input side gear is inclined with respect to the output side gear. Engaged in part in the circumferential direction, the input side gear swings according to the circumferential movement of multiple balls as the input member rotates, and the meshed part of the input side gear and output side gear shifts in the circumferential direction A speed reducer characterized by 請求項4に記載の減速機において、複数のボールの相互の位置関係を保持するリテーナを備え、該リテーナは入力部材並びに入力側歯車に対して相対回転自在であことを特徴とする減速機。In the speed reducer according to claim 4, comprising a retainer for holding a plurality of mutual positional relationship of the ball, the retainer reduction gear, characterized in that Ru rotatable relative der relative to the input member and the input side gear .
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