JP4099971B2 - 小型減速機およびこれを備えたギヤードモータ - Google Patents
小型減速機およびこれを備えたギヤードモータ Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカメラや携帯電話等の小型電子機器に搭載される小型減速機およびこれを備えたギヤードモータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の小型減速機およびギヤードモータとして、例えば特開平1−316546号公報に記載のものが知られている。この小型減速機は、主体を為す遊星歯車機構と、遊星歯車機構を収容する2分割構造のケースとから成り、モータ側のケース(入力側ケース)を介してモータに一体的に取り付けられている(ギヤードモータ)。遊星歯車機構は、モータの主軸に固定した太陽歯車と、太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車と、複数の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キャリアと、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出力軸を一体に形成した可動内歯歯車とで構成されている。また、これら構成部品のそれぞれは、樹脂一体成形により形成されている。
この場合、可動内歯歯車は、出力軸部を有して有底筒状に一体成形され、出力軸部で出力側ケースの開口部に回転自在に支持され、筒状端部の外周面で入力側ケースの内面に回転自在に係合している。また、固定内歯歯車は、入力側ケースの内面にスプライン係合により廻止め固定され、端面同士を突き合せるようにして可動内歯歯車に対峙している。さらに、入力側ケースは、その底面に形成した座ぐり溝に着座する小ねじにより、モータの主軸側端面にねじ止め固定されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
構成部品のそれぞれが樹脂一体成形される従来の小型減速機を、更に小型化しようとする場合、金型に対する各構成部品の微小部分における型抜きの問題が生ずると共に、ケース内や構成部品の相互間におけるデットスペースをいかに少なくするかの問題が生ずる。また、動力の伝達効率を左右する各構成部品の部品精度およびこれらの組立精度も問題となる。
【0004】
本発明は、各部の精度を維持しつつ、更なる小型化を達成し得る小型減速機およびこれを備えたギヤードモータを提供することをその課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の小型減速機は、入力側の太陽歯車と、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キャリアと、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出力側の可動内歯歯車と、から成る遊星歯車機構を備えると共に、遊星歯車機構を収容し且つモータの主軸側端面にねじ止め固定されるケースを備えた小型減速機において、固定内歯歯車のモータ側端面には、当該固定内歯歯車をケースに回止め状態で固定するための嵌合突起が形成され、ケースの固定内歯歯車側内面には、嵌合突起が嵌合する嵌合溝およびねじ止め用の座ぐり溝が形成され、嵌合溝と座ぐり溝とは、周方向において重複して配設されていることを特徴とする。
【0006】
この構成によれば、固定内歯歯車のモータ側端面に形成した嵌合突起を、ケースの固定内歯歯車側内面に形成した嵌合溝に嵌合することで、固定内歯歯車がケースに回止め状態で固定される。この場合、上記の嵌合溝とケースをモータにねじ止めするための座ぐり溝とが、周方向において重複して配設されているため、溝を一部または全部、重複して形成することができる、このため、嵌合突起とねじとが重複して軸方向の寸法は幾分長くなるが、周方向におけるケース内のスペース効率を高め得ることができる。
【0007】
本発明の他の小型減速機は、入力側の太陽歯車と、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キャリアと、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出力側の可動内歯歯車と、から成る遊星歯車機構を備えると共に、遊星歯車機構を収容し且つモータの主軸側端面にねじ止め固定されるケースを備えた小型減速機において、固定内歯歯車の端面には、当該固定内歯歯車をケースに回止め状態で固定するための嵌合突起が形成され、ケースの固定内歯歯車側内面には、嵌合突起が嵌合する嵌合溝およびねじ止め用の座ぐり溝が形成され、嵌合溝と座ぐり溝とは、周方向において位置ずれして配設されていることを特徴とする。
【0008】
この構成によれば、上記とは逆に。嵌合溝と座ぐり溝とが、周方向に位置ずれして配設されているため、ケースの軸方向の寸法を短くすることができる。
【0009】
この場合、固定内歯歯車に対し可動内歯歯車は、それぞれ段部を介して薄肉に一体成形した相互の環状摺接部で回転自在に係合し、固定内歯歯車および/または可動内歯歯車の環状摺接部には、各歯車自身の型抜き用突出しピンが当接する複数の切欠き部位が形成されていることが、好ましい。
【0010】
この構成によれば、固定内歯歯車に対し可動内歯歯車は、相互の環状摺接部で回転自在に係合しているため、可動内歯歯車を、回転ぶれを生ずることなく精度良く回転させることができる。また、相互の環状摺接部が、薄肉に一体成形されているため、一方の歯車の径を大きくすることなく、両歯車を摺接させることができ、且つ相互の突当て面の面積を比較的小さくして、回転ロス(摩擦ロス)を抑制することができる。さらに、固定内歯歯車および/または可動内歯歯車の環状摺接部に、型抜き用突出しピンが当接する複数の切欠き部位が形成しているため、これら内歯歯車が超小型で且つ環状摺接部が極端に薄肉であっても、環状摺接部を損傷させることなく、これら内歯歯車を金型から適切に型抜きすることができる。
【0011】
これらの場合、可動内歯歯車は、有底筒状の歯車本体と、同軸上において歯車本体の底部背面側に連なる出力軸とで一体に成形されると共に、歯車本体の肩部で、ケースの出力軸側の開口部に回転自在に支持されていることが、好ましい。
【0012】
この構成によれば、可動内歯歯車が、これに連なる出力軸ではなく、歯車本体の肩部で、ケースの開口部に回転自在に支持されているため、ケース自体の軸方向の長さ(丈)を短くすることができ、全体としてコンパクトに形成することができる。
【0017】
本発明のギヤードモータは、上記した小型減速機と、小型減速機を主軸に直結したモータと、から成ることを特徴とする。
【0018】
この構成によれば、小型減速機を、より小型に形成することができ、ギヤードモータ全体として、コンパクトに形成することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る小型減速機およびこれを備えたギヤードモータについて説明する。図1はギヤードモータの外観斜視図、図2はその分解斜視図、図3はその断面図である。これらの図に示すように、このギヤードモータ1は、超小型のモータ2と、このモータ2に直結した小型減速機3とで構成され、またモータ2は、例えば呼び径6mm程度のDCモータで構成されている。
【0020】
小型減速機3は、略円筒状のケース4に、主体を為す遊星歯車機構5を内蔵して、構成されている。ケース4は、モータ2に固定した入力側ケース7と、入力側ケース7にスナップイン形式で接合する出力側ケース8とで、2分割に構成されている。一方、遊星歯車機構5は、モータ2に直結した入力側の太陽歯車10と、太陽歯車10に噛み合う3個の遊星歯車11,11,11と、各遊星歯車11を自転自在に且つ太陽歯車10廻りに公転自在に支持するキャリア12と、遊星歯車11に噛み合う固定内歯歯車13と、遊星歯車11に噛み合うと共に出力軸15を一体に形成した可動内歯歯車14とで、構成されている。
【0021】
図3および図4に示すように、入力側ケース7は、内側に平面視略十字状の十字溝21を有して、ブロック状に一体に成形されており、その中心部分には、モータ2の主軸2a廻りに形成したボス2bに嵌合する嵌合開口22が形成されている。十字溝21には、小ねじ23,23用の一対の座ぐり溝24,24と、固定内歯歯車13を固定するための一対の嵌合溝25,25とが、周方向に交互に形成されている。すなわち、一対の座ぐり溝24,24と一対の嵌合溝25,25とは、周方向に90°ずつ位相をずらして交互に配設されている。入力側ケース7は、一対の座ぐり溝24,24を介してモータ2の端面2cに螺合した2本の小ねじ23,23により、モータ2の出力側の端面2cにねじ止め固定されている。
【0022】
このように、一対の座ぐり溝24,24および一対の嵌合溝25,25を十字状に配設することにより、入力側ケース7の内部にデットスペースが生ずることがなく、入力側ケース7内のスペース効率を向上させることができる。また、これにより、入力側ケース7を高さ(丈)的にコンパクトに構成することができる。
【0023】
一方、入力側ケース7の外周面には、スナップイン用の4つの係止突起26と、上記の一対の座ぐり溝24,24および一対の嵌合溝25,25に面する4つの方形凸部27とが、周方向に交互に形成されている。各係止突起26は、ガイド斜面26aを有して角形尖塔状に形成されており、後述する出力側ケース8の係止孔34がスナップイン形式で係止されるようになっている。また、4つの方形凸部27には、出力側ケース8の4つの切欠き部32が嵌り込み、出力側ケース8が軸方向および周方向に位置決めされるようになっている。
【0024】
図3および図5に示すように、出力側ケース8は、周壁部8aと先端側の覆い壁部8bとで略円筒状に一体に成形されており、覆い壁部8bの中心部には、可動内歯歯車14を回転自在に支持する円形の摺接開口31が形成されている(詳細は後述する)。周壁部8aにおける出力側ケース8の接合部分には、周方向に均等配置した4つの切欠き部32により4つの突片33が形成され、この各突片22に、入力側ケース7の係止突起26が係止される係止孔34が形成されている。
【0025】
モータ2にねじ止めされた入力側ケース7に対し、4つの切欠き部32を4つの方形凸部27に位置合わせした後、軸方向から出力側ケース8を押し込むと、出力側ケース8の各突片33が入力側ケースの係止突起(ガイド斜面26a)26を乗り越えて、係止孔34にスナップイン形式で係止される。また、この状態で、出力側ケース8の4つの切欠き部32が入力側ケース7の4つの方形凸部27に嵌り込み、出力側ケース8が入力側ケース7に不動に且つ抜止め状態に接合される。
【0026】
図2および図3に示すように、太陽歯車10は、太陽歯車形成部37と、太陽歯車形成部37のモータ2側に連なる軸穴形成部38とから成り、樹脂等で一体に成形されている。軸穴形成部38は、太陽歯車形成部を支持すべくこれより幾分太径に形成され、略半円形断面の軸穴39を介して、モータ2の主軸(入力軸)2aに打ち込むようにして軸着されている。また、太陽歯車形成部37は、後述する各遊星歯車11の大歯車形成部44に噛み合っている。
【0027】
図3、図6および図7に示すように、各遊星歯車11は、歯車本体41と、同軸上において歯車本体41の軸方向の両端部に突設した一対の支軸部42a,42bとから成り、樹脂等で一体に成形されている。歯車本体41は、可動内歯歯車14に噛み合う小歯車形成部43と、小歯車形成部43のモータ2側に連なる大歯車形成部44とで一体に形成され、大歯車形成部44には、太陽歯車10が噛み合うと共に固定内歯歯車13が噛み合っている。
【0028】
小歯車形成部43と大歯車形成部44とは、歯数および各歯の位相が同一で、モジュールが異なる構成になっている。したがって、小歯車形成部43は、大歯車形成部44よりそのピッチ円直径が小さく、且つその輪郭線が大歯車形成部44の輪郭線内に納まっている。これにより、所望の減速比を得ることが可能となると共に、金型の型抜きを単純化することができる。
【0029】
そして、このように構成された3個の遊星歯車11,11,11は、相互に120°点対称位置に且つその軸線が相互に平行に配設され、それぞれ一対の支軸部42a,42bにより、キャリア12に両持ちで回転自在に支持されている。これにより、各遊星歯車11は、キャリア12を介して太陽歯車10廻りに公転しつつ、自転する。なお、本実施形態では、遊星歯車11の図示上側の部位をピッチ円直径の小さい小歯車形成部43とし、下側の部位をピッチ円直径の大きい大歯車形成部44としたが、この両者は、出力軸15の正逆回転方向および減速比等により、その形態(ピッチ円直径の差や歯数の差や相互の位相)が適宜決定されるものであり、この点に関し本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【0030】
キャリア12は、軸方向の略中間位置で2分割された入力側ピース12aと出力側ピース12bとを相互に接合して、構成されている。より具体的には、キャリア12は、遊星歯車11における大歯車形成部44と小歯車形成部43との境界部分に対応する位置で2分割され、入力側ピース12aが大歯車形成部44に面し、出力側ピース12bが小歯車形成部43に面している。
【0031】
入力側ピース12aは、厚肉円板状の軸受け部51と、軸受け部51から出力側ピース12bに向かって延びる3つの柱状連結部52,52,52とから成り、樹脂等で一体に成形されている。軸受け部51の中心部には、太陽歯車10が遊挿される円形の逃げ開口53が形成されている。3つの柱状連結部52は、周方向に3つの遊星歯車11を交互に挟んで均等に配置され(120°点対称)、また軸受け部51には、各柱状連結部52,52間に位置して、遊星歯車(支軸部42a)11を回転自在に支持する3つの軸受け孔54,54,54が形成されている。
【0032】
各柱状連結部52の先端には、出力側ピース12bに接合するための円柱状の接合ピン55が突設されている。また、各柱状連結部52は、断面略三角形に形成されており、遊星歯車11に面する2辺は、遊星歯車11を逃げるべく円弧状に窪入形成され、外側に位置する他の1辺は、軸受け部51の外周面と面一になるように円弧状に突出形成されている。そして、軸受け部51のモータ2側の端部は、薄肉に形成された環状突起56となっており、キャリア12は、この環状突起56の部分で固定内歯歯車13の環状段部76に回転自在に支持され、且つ軸方向に位置決めされている(詳細は後述する)。
【0033】
同様に、出力側ピース12bは、厚肉円板状の軸受け部61と、軸受け部61から入力側ピース12aに向かって延びる3つの柱状連結部62,62,62とから成り、樹脂等で一体に成形されている。軸受け部61の中心部には、後述する可動内歯歯車14の軸突起84に回転自在に係合する円形軸孔63が形成されている(詳細は後述する)。また、円形軸孔63の周囲には、可動内歯歯車14に向かって軸方向に僅かに突出する環状凸部64が形成されている。これにより、キャリア12の軸方向の位置決めが為され、且つ出力側ピース12bに可動内歯歯車14が回転接触する場合に、これが小さい面積で為されるようになっている。
【0034】
出力側ピース12bの3つの柱状連結部62は、周方向に3つの遊星歯車11を交互に挟んで均等に配置され(120°点対称)、また軸受け部61には、各柱状連結部62,62間に位置して、遊星歯車(支軸部42b)11を回転自在に支持する3つの軸受け孔65,65,65が形成されている。各柱状連結部62の軸心には、入力側ピース12aの接合ピン55が接合される接合孔66が形成され、この接合孔66は、柱状連結部62および軸受け部61を貫通している。これにより、出力側ピース12bの軸受け部61には、3つの軸受け孔65と3つの接合孔66とが交互に且つ周方向に等ピッチで形成されている。
【0035】
上記と同様に各柱状連結部62は、断面略三角形に形成されており、遊星歯車11に面する2辺は円弧状に窪入形成され、外側に位置する他の1辺は円弧状に突出形成されている。なお、出力側ピース12bの柱状連結部62には、遊星歯車11の小歯車形成部43に面し、入力側ピース12aの柱状連結部52には、遊星歯車11の大歯車形成部44に面している。このため、出力側ピース12bの柱状連結部62の断面は、入力側ピース12aの柱状連結部52の断面より一回り大きく形成されている。これにより、入力側ピース12bの柱状連結部52には接合ピン55を、出力側ピース12bの柱状連結部62には接合孔66を、それぞれ無理なく形成(成形)できるようになっている。
【0036】
そして、3個の遊星歯車11を組み込んだ後、入力側ピース12aと出力側ピース12bとを相互接合することにより、同径に形成され軸受け部51,61同士が相互に平行に対面し、これに各遊星歯車11が回転自在に支持された状態となる。また、この状態でキャリア12は、上述したように、出力側を同軸上において可動内歯歯車14の軸突起84に回転自在に支持され、入力側を同軸上において固定内歯歯車13の環状段部76に回転自在に支持されている。
【0037】
これにより、回転するキャリア12を、両持ちで支持することができると共に、ケース4などに比して部品精度が要求される固定内歯歯車13および可動内歯歯車14に支持することができる。したがって、回転部分を含めキャリア12および遊星歯車11を精度良く組み付けることができ、動力伝達における損失(摩擦ロス)を少なくすることができる。また、キャリア12と可動内歯歯車13とが同方向に回転する場合には、相対的な回転差を小さくすることができ、この両者間の摩擦ロスをより少なくすることができる。
【0038】
図3および図8に示すように、固定内歯歯車13は、各遊星歯車11の大歯車形成部44に噛み合う固定歯車形成部71と、固定歯車形成部71のモータ2側に連なる歯車支持部72とから成り、樹脂等で一体に成形されている。固定歯車形成部71の軸方向の丈(歯幅)は、これに噛み合う遊星歯車11の大歯車形成部44の丈より十分に大きく形成されている。また、固定歯車形成部71の可動内歯歯車14側には、段部を介して、可動内歯歯車14が回転自在に係合する薄肉の固定側環状摺接部73が形成されている。この場合、後述する可動内歯歯車14の可動側環状摺接部86が内側に、この固定側環状摺接部73が外側に配設されている。
【0039】
ところで、図8に示すように、固定側環状摺接部73には、周方向に均等配置した3つの切欠き部位74,74,74が形成されている。上述したように、固定内歯歯車13は樹脂等の一体成形品であり、且つ極めて小さなものである。このため、成形の際の型抜きにおいて、突出しピンP(図示の仮想線参照)の突き当て部位として、3つの切欠き部位74を形成するようにしている。すなわち、固定内歯歯車13を金型から抜くときに、3本の突出しピンPを3つの切欠き部位74に均等に突き当てて、これを抜くようにしている。
【0040】
これにより、突出しピンPを比較的太径に形成することができると共に、これを固定内歯歯車13の厚肉部分(固定歯車形成部71の端面)に突き当てることが可能となる。したがって、型抜きを円滑に行うことができると共に、その際に、固定内歯歯車13が損傷するのを有効に防止することができる。なお、切欠き部位74は、可動内歯歯車14の円滑な回転に支障が生じない限り、その大きさおよび個数(複数)は任意である。
【0041】
歯車支持部72は、固定歯車形成部71に連なる端面壁様の形態を有しており、その中心部には、太陽歯車10の軸穴形成部38を逃げる円形開口75が形成されている。また、歯車支持部72の内周面には環状段部76が形成されており、この環状段部76に上記のキャリア(の環状突起56)12が、軸方向に位置決めされた状態で回転自在に支持されている。
【0042】
一方、歯車支持部72のモータ2側には、一対の嵌合突起77,77が180°点対称となるように突出形成されている。上述したように、入力側ケース7には一対の嵌合溝25,25が形成されており、一対の嵌合突起77,77をこの一対の嵌合溝25,25に嵌合し、固定内歯歯車13を入力側ケース7に着座させることにより、固定内歯歯車13が入力側ケース7に対し、回止め状態で固定される。
【0043】
図3、図5および図7に示すように、可動内歯歯車14は、有底円筒状の歯車本体81と、歯車本体81から軸方向先方に突出する出力軸15とから成り、樹脂等で一体に成形されている。歯車本体81は、円筒状の可動歯車形成部82と、可動歯車形成部82に連なる端面壁部83と、端面壁部83の内側に形成した軸突起84とから成り、この軸突起84に上記のキャリア12が回転自在に支持されている。また、出力軸15は、環状の一対のずれ止め部85,85を有し、軸突起84と同軸上において端面壁部83の外側に延設されている。
【0044】
可動歯車形成部82は、上記の固定歯車形成部71と同様に、その軸方向の丈(歯幅)は、これに噛み合う遊星歯車11の小歯車形成部43の丈より十分に大きく形成されている。また、可動歯車形成部82の固定内歯歯車13側には、段部を介して、上記の固定側環状摺接部73が回転自在に係合する薄肉の可動側環状摺接部86が形成されている。
【0045】
一方、端面壁部83の出力軸15側の肩部は、一方のずれ止め部85に連なる環状の段部となっており、この端面壁段部87が、上記の出力側ケース8の摺接開口31に回転自在に係合している。すなわち、可動内歯歯車14は、その可動側環状摺接部86が固定内歯歯車13の固定側環状摺接部73に回転自在に摺接すると共に、この端面壁段部87が出力側ケース8の摺接開口31に回転自在に摺接し、軸方向の2個所で回転自在に支持されている。これにより、可動内歯歯車14の回転支持精度を高めることができ、可動内歯歯車14を太陽歯車10と同軸上において、精度良く回転させることができる。また、可動内歯歯車14の出力側ケース8に対する回転支持部分を、出力軸15ではなく端面壁段部87とすることで、出力側ケース8自体を、長さ(丈)的にコンパクトに構成することができる。
【0046】
一方、軸突起84は、キャリア12に向かって僅かにテーパー形状を為しており、キャリア12の円形軸孔63が回転自在に係合している。上述したように、可動内歯歯車14は樹脂等の一体成形品であり、成形の際の型抜きにおいて、軸突起84が突出しピンPの突き当て部位となる(図7の仮想線参照)。このため、軸突起63をテーパー形状とすることで、可動内歯歯車14の型抜きが円滑に行われ、突出しピンPによる可動内歯歯車14の損傷を有効に防止することができる。なお、可動内歯歯車14に軸突起84を形成しない場合には、固定内歯歯車13と同様に、その可動側環状摺接部86に突出しピンP用の切欠き部位を設けることが好ましい。
【0047】
上述したように、各構成部品は、樹脂等の成形品である。この場合の樹脂材料としては、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂およびこれらをベースポリマーとしてこれに炭素繊維、ウィスカ、ガラス繊維、マイカ等をブレンドしたものが、好ましい。
【0048】
次に、各部の他の実施形態について説明する。図9は、入力側ケース7廻りの他の実施形態(第2実施形態)を表している。この実施形態では、入力側ケース7の内側に平面視略一文字状の一文字溝91が形成され、この一文字溝91の両端部に、上記の一対の座ぐり溝24,24と一対の嵌合溝25,25とを兼用する一対の深溝92,92が形成されている。すなわち、この実施形態では、一対の座ぐり溝24,24と一対の嵌合溝25,25が重複して配設されている。この場合、各深溝92は、固定内歯歯車13の嵌合突起77が嵌合する形状を優先した断面形状となっている。
【0049】
このように、座ぐり溝24と嵌合溝25とを兼用させているため、入力側ケース7に形成する溝の数を少なくすることができ、入力側ケース7の構造を単純化することができる。このことはまた、一体成形のための金型の構造や型抜きを容易にするため、入力側ケース7を簡単に形成することができる。なお、両溝24,25を兼用させることで余ったスペースを、他の部品の収容スペースとして活用することも可能である。
【0050】
図10ないし図13は、キャリア廻りの他の実施形態(第3実施形態)を表している。この実施形態は、各構成部品が超小型であることを考慮し、各遊星歯車11のキャリア12の組み付けを容易にするものである。なお、キャリア12は、上記のような2分割構造であってもよいが、この実施形態では一体構造のものが用いられている。
【0051】
図10および図11に示すように、この実施形態では、キャリア12が、入力側軸受け部101と、出力側軸受け部102と、両軸受け部101,102を連結する3つの柱状連結部103,103,103とから成り、樹脂等で一体に成形されている。また、各軸受け部101,102の3つの軸受け孔(54,65)に相当する部分が、軸受け部101,102の外周面から径方向に切り込むように形成した「U」字状の3つの外向き軸受け溝104a,104bとなっている。すなわち、キャリア12に対し各遊星歯車11が、径方向の外側(軸方向に略直交する方向)から装着されるようになっている。
【0052】
これにより、キャリア12に対し遊星歯車11を簡単に組み付けることができると共に、キャリア12自体を一体成形で形成することが可能となる。しかし、このように構成すると、遊星歯車11は、これに噛み合う太陽歯車10、固定内歯歯車13および可動内歯歯車14との間で、噛み合いの交差分がたつくことになる。もっとも、安定な回転状態になれば、各歯車の回転バランスによりがたつきが問題となるこはない。そこで、の実施形態では、各遊星歯車11の少なくとも一方の支軸部105a,105bを位置決めすることができるようになっている。
【0053】
すなわち、各遊星歯車11の出力側軸受け部102に軸支される一方の支軸部105bは、出力側軸受け部102から突出するように延在する一方、可動内歯歯車14の端面壁部83の内面には、上記支軸部105bの突出部位106が挿入される凹状の環状ガイド溝(環状ガイド部)107が形成されている。この場合、環状ガイド溝107を浅溝で構成することも可能であるが、太陽歯車(或いはキャリッジ12)10の軸線と遊星歯車11の軸線とを平行に維持できる(片持ち支持)ように、一方の支軸部105bを位置規制可能な深溝とすることが好ましい。
【0054】
キャリア12の回転に伴って、遊星歯車11が太陽歯車10を中心として円運動(公転)すると、支軸部105bの突出部位106は、環状ガイド溝107に案内されて円運動する。これにより、各遊星歯車11は位置規制され、且つ太陽歯車10、固定内歯歯車13および可動内歯歯車14との良好な噛み合いを維持する。なお、特に図示しないが、各遊星歯車11の他方の支軸部105aも入力側軸受け部101から突出させ、その突出部位を、固定内歯歯車13に形成した段部或いは溝部等の環状ガイド部に、摺動自在に係合させるようにしてもよい。
【0055】
図12は第3実施形態の第1変形例を表しており、この変形例では、入力側軸受け部101に、その外周面から径方向に延びる「U」字状の3つの外向き軸受け溝104aが形成される一方、出力側軸受け部102に、その内周面(円形開口109)から径方向に延びる「U」字状の3つの内向き軸受け溝108が形成されている。また、この円形開口109には、内向き軸受け溝108に装着した支軸部105bの離脱を阻止するリング(内側に円形軸穴63を形成)110が嵌合している。この場合、この一方の支軸部105bは、リング110により位置決めされ、且つこれにより太陽歯車(或いはキャリッジ12)10の軸線と遊星歯車の軸線が平行に維持される(片持ち支持)ことが、好ましい。
【0056】
この構成では、斜めに傾けて遊星歯車11を保持し、両支軸部105a,105bを外向き軸受け溝104aおよび内向き軸受け溝108の開放部分にあてがっておいて、遊星歯車11の傾きを戻すようにして、両支軸部105a,105bを両軸受け溝104a,108に装着する。その後、円形開口109にリング110を装着して、各遊星歯車11のキャリア12への装着を完了する。なお、入力側軸受け部101の外向き軸受け溝104aを内向き軸受け溝とすることも可能である。また、上記のように、他方の支軸部105aを延長し、その突出部位を固定内歯歯車13にガイドさせる構成としてもよい。
【0057】
図13は第3実施形態の第2変形例を表しており、この変形例では、入力側軸受け部101に、傾斜ガイド部112aを有する3つの軸受け孔112が形成される一方、出力側軸受け部102に、その外周面から径方向に延びる「U」字状の3つの外向き軸受け溝104bが形成されている。傾斜ガイド部112aは、軸受け孔112の遊星歯車11側の略半部を径方向外向きに幾分傾斜させて、形成されている。この場合も、一方の支軸部105aは、軸受け孔112により位置決めされ、且つこれにより太陽歯車(或いはキャリッジ12)10の軸線と遊星歯車11の軸線が平行に維持される(片持ち支持)ことが、好ましい。
【0058】
この構成では、斜めに傾けて遊星歯車11を保持し、傾斜ガイド部112aに案内して軸受け孔112に一方の支軸部105aを差し込みながら、遊星歯車11の傾きを戻すようにして、他方の支軸部105bを外向き軸受け溝104bに側方から装着する。なお、上記のように、他方の支軸部104bを延長し、その突出部位を可動内歯歯車14にガイドさせる構成としてもよい。また、入力側軸受け部101に外向き軸受け溝を、出力側軸受け部102に軸受け孔を形成することも可能である。さらに、変形例1と変形例2を組み合わせた構成とすることも可能である。
【0059】
次に、図14および図18は、固定内歯歯車13廻りの他の実施形態(第4実施形態)を表している。この実施形態は、出力側に外力が作用したときに、特にモータ2が過負荷となるのを防止するものであり、構成部品の一部がスリップ回転するようになっている。
【0060】
図14および図15に示すように、この実施形態では、固定内歯歯車13に上記のような嵌合突起77が設けられておらず、出力側ケース(ケース2)8と固定内歯歯車13との間に、トルクリミッタとなるOリング121が介設されている。固定内歯歯車13の外周面には、入力側ケース7寄りに位置して「コ」字状断面の環状装着溝122が形成されており、この環状装着溝122にOリング121が装着されている。固定内歯歯車13にOリング121を装着した状態で、出力側ケース8をスナップインすると、円形断面のOリング121が幾分押し潰される。
【0061】
この構成では、出力側に外力が作用して固定内歯歯車13に一定のトルク(高負荷状態)が作用すると、Oリング121の摩擦力に抗して固定内歯歯車13がスリップ回転し、過負荷状態を回避できるようになっている。これにより、各構成歯車の破損や、モータ2の焼付きを有効に防止することができる。なお、Oリング121が装着される環状装着溝122を、出力側ケース8の内周面に形成してもよい。また、特に図示しないが、入力側ケース7が固定内歯歯車13を収容する構造のものにあっては、Oリング121が、入力側ケース7と固定内歯歯車13との間に介設されることは、いうまでもない。
【0062】
図16は、第4実施形態の第1変形例を表している。この変形例では、上記のOリング121に代えて、固定内歯歯車13の外周面にばね性を発揮する環状突起部124が、一体に形成されている。この場合も、出力側に外力が作用して固定内歯歯車13に一定のトルク(高負荷状態)が作用すると、環状突起部124の摩擦力に抗して固定内歯歯車13がスリップ回転し、過負荷状態を回避できるようになっている。また、上記と同様に、環状突起部124を出力側ケース8の内面に形成してもよい。
【0063】
図17は、第4実施形態の第2変形例を表している。この変形例では、上記のOリング121に代えて、固定内歯歯車13の外周面にコイル状のばね126が巻き締められている。この場合、ばね126はその両端部を出力側ケース8に形成したスリット127に回止め状態で係止されている。また、スリップ回転の方向が、ばね126を巻き締める方向となるようにばね126が配設されている。この場合、出力側に外力が作用して固定内歯歯車13に一定のトルク(高負荷状態)が作用すると、巻き締めたばね126の摩擦力に抗して固定内歯歯車13がスリップ回転し、過負荷状態を回避できるようになっている。
【0064】
図18は、第4実施形態の第3変形例を表している。この変形例では、可動内歯歯車14の可動歯車形成部82に代えてこの部分が可動摩擦車128で構成され、各遊星歯車11の小歯車形成部43に代えてこの部分が小摩擦車129で構成されており、いわゆる機構学上の摩擦車同士が転接する構成(摩擦伝動機構)になっている。この場合も、出力側に外力が作用して固定内歯歯車13に一定のトルク(高負荷状態)が作用すると、両摩擦車128,129同士がスリップ回転し、過負荷状態を回避できるようになっている。なお、相互に噛み合う他の歯車同士、例えば固定内歯歯車13と遊星歯車11とを摩擦車で構成してもよいことは、いうまでもない。
【0067】
【発明の効果】
以上のように、本発明の他の小型減速機およびギヤードモータによれば、嵌合溝と座ぐり溝とを周方向において重複させ、或いは周方向に位置ずれして配設しているので、他の構成部材の配置を考慮していずれかの構成を採用することで、ケース内のスペース効率を高め得ることができ、結局、各部の精度に影響を与えることなく、更なる小型化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るギヤードモータの外観斜視図である。
【図2】実施形態に係るギヤードモータの分解斜視図である。
【図3】実施形態に係る小型減速機の縦断面図である。
【図4】実施形態に係る小型減速機の入力側ケースおよび固定内歯歯車の分解斜視図である。
【図5】実施形態に係る小型減速機の出力側ケースおよび可動内歯歯車の分解斜視図である。
【図6】実施形態に係る小型減速機のキャリアおよび遊星歯車の分解斜視図である。
【図7】実施形態に係る小型減速機のキャリア、遊星歯車および可動内歯歯車の分解斜視図である。
【図8】実施形態に係る小型減速機の固定内歯歯車の分解斜視図である。
【図9】第2実施形態に係る小型減速機の入力側ケースおよび固定内歯歯車の分解斜視図である。
【図10】第3実施形態に係る小型減速機の縦断面図である。
【図11】第3実施形態に係る小型減速機のキャリア廻りの分解斜視図である。
【図12】第3実施形態の第1変形例に係る小型減速機のキャリア廻りの分解斜視図である。
【図13】第3実施形態の第2変形例に係る小型減速機のキャリア廻りの分解斜視図である。
【図14】第4実施形態に係る小型減速機の縦断面図である。
【図15】第4実施形態に係る小型減速機の入力側ケースおよび固定内歯歯車の分解斜視図である。
【図16】第4実施形態の第1変形例に係る小型減速機の縦断面図である。
【図17】第4実施形態の第2変形例に係る小型減速機の縦断面図である。
【図18】第4実施形態の第3変形例に係る小型減速機の縦断面図である。
【符号の説明】
1 ギヤードモータ 2 モータ
2a 主軸 2c 端面
3 小型減速機 4 ケース
5 遊星歯車機構 7 入力側ケース
8 出力側ケース 10 太陽歯車
11 遊星歯車 12 キャリア
12a 入力側ピース 12b 出力側ピース
13 固定内歯歯車 14 可動内歯歯車
15 出力軸 24 座ぐり溝
25 嵌合溝 31 摺動開口
41 歯車本体 42a 支軸部
42b 支軸部 51 軸受け部
52 柱状連結部 54 軸受け孔
56 環状突起 61 軸受け部
62 柱状連結部 63 円形軸孔
64 環状凸部 65 軸受け孔
71 固定歯車形成部 73 固定側環状摺接部
74 切欠き部位 76 環状段部
77 嵌合突起 81 歯車本体
82 可動歯車形成部 83 端面壁部
84 軸突起 86 可動側環状摺接部
87 端面壁段部 92 深溝
101 入力側軸受け部 102 出力側軸受け部
104a 外向き軸受け溝 104b 外向き軸受け溝
105a 支軸部 105b 支軸部
106 突出部位 107 環状ガイド溝
108 内向き軸受け溝 109 円形開口
110 リング 112 軸受け孔
112a 傾斜ガイド部 121 Oリング
122 環状装着溝 124 環状突起
126 ばね 128 可動摩擦車
129 小摩擦車 P 突出しピン
Claims (5)
- 入力側の太陽歯車と、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キャリアと、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出力側の可動内歯歯車と、から成る遊星歯車機構を備えると共に、
前記遊星歯車機構を収容し且つモータの主軸側端面にねじ止め固定されるケースを備えた小型減速機において、
前記固定内歯歯車のモータ側端面には、当該固定内歯歯車を前記ケースに回止め状態で固定するための嵌合突起が形成され、前記ケースの固定内歯歯車側内面には、前記嵌合突起が嵌合する嵌合溝および前記ねじ止め用の座ぐり溝が形成され、
前記嵌合溝と前記座ぐり溝とは、周方向において重複して配設されていることを特徴とする小型減速機。 - 入力側の太陽歯車と、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キャリアと、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出力側の可動内歯歯車と、から成る遊星歯車機構を備えると共に、
前記遊星歯車機構を収容し且つモータの主軸側端面にねじ止め固定されるケースを備えた小型減速機において、
前記固定内歯歯車の端面には、当該固定内歯歯車を前記ケースに回止め状態で固定するための嵌合突起が形成され、前記ケースの固定内歯歯車側内面には、前記嵌合突起が嵌合する嵌合溝および前記ねじ止め用の座ぐり溝が形成され、
前記嵌合溝と前記座ぐり溝とは、周方向において位置ずれして配設されていることを特徴とする小型減速機。 - 前記固定内歯歯車に対し前記可動内歯歯車は、それぞれ段部を介して薄肉に一体成形した相互の環状摺接部で回転自在に係合し、
前記固定内歯歯車および/または前記可動内歯歯車の前記環状摺接部には、前記各歯車自身の型抜き用突出しピンが当接する複数の切欠き部位が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の小型減速機。 - 前記可動内歯歯車は、有底筒状の歯車本体と、同軸上において前記歯車本体の底部背面側に連なる出力軸とで一体に成形されると共に、
前記歯車本体の肩部で、前記ケースの出力軸側の開口部に回転自在に支持されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の小型減速機。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の小型減速機と、
前記小型減速機を主軸に直結したモータと、から成ることを特徴とするギヤードモータ。
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