JP4191989B2

JP4191989B2 - 減速装置

Info

Publication number: JP4191989B2
Application number: JP2002357660A
Authority: JP
Inventors: 圭二片野; 孝田村; 琢磨照井; 明岩渕; 友治清水
Original assignee: Alps Electric Co Ltd; Icomes Lab Co Ltd
Current assignee: Icomes Lab Co Ltd; Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2022-12-10
Also published as: JP2004190742A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は減速装置の構成に係り、特に、モジュール０．２ｍｍ以下の小型に形成した場合にも、十分な回転伝達精度が得られる減速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の小型減速装置の一例としては、後面が開放された筐体構造のケーシング内に、それぞれ大小の歯車が形成された初段歯車ならびに後段歯車と、１つの歯車が形成された出力歯車とを配設し、前記ケーシングの開放部に、後壁を遮蔽する後部地板と、この後部地板および前記ケーシングの前壁間に位置する中間地板とがスペーサを介してピンまたはねじ等により固定され配設されている。
【０００３】
さらに、前記ケーシングの前壁には、前記初段歯車の回転軸と前記後段歯車の回転軸とをそれぞれ回転自在に支持する前部軸受と、前記出力歯車の出力軸を外部に突出させ、回転自在に支持する他の軸受が配設されている。
【０００４】
また、前記中間地板には、前記ケーシングの後壁に配設された前記出力歯車および前記後段歯車の回転軸を回転自在に支持する後部軸受と、前記初段歯車の回転軸を挿通させる貫通孔とが形成されており、前記後部地板には、前記後壁に配設された前記初段歯車の回転軸を回転自在に支持する後部軸受と、モータのギアを前記ケーシング内に導入させる導入口とが形成されている。
【０００５】
このような構成からなる従来の小型減速装置においては、初段歯車の回転軸を支持する後部軸受が配設された後部地板が、後段歯車および出力歯車の回転軸を支持する後部軸受が配設された中間地板に対し、スペーサによって軸方向にずらされており、各回転軸の軸間距離が接近しても夫々の軸受どうしが重なることがなく、また、初段歯車と噛合するモータの出力軸を挿通する貫通孔と、出力歯車の後部軸受とが交差しなかった。このため、出力歯車の後部軸受を貫通孔の位置とは無関係に任意の大きさに選定することができ、出力歯車に作用する荷重の大きな用途にも耐え得る減速装置を、軸受の強度を犠牲とせずに小型にできるというものであった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−２１５１９号公報（第３頁、第２図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の主な小型減速装置は、モジュール０．２５ｍｍ以上の歯車列により構成されており、前述した従来の小型減速装置は、初段歯車、後段歯車、および出力歯車の後部軸受が形成された中間地板および後部地板を接合するためのねじ等の取付部を必要としており、さらに、軸間距離を確保するためにスペーサが配設されているため、これらが小型化を阻害する要因となっていた。
【０００８】
また、ケーシングに対し、中間地板および後部地板の寸法精度および位置合わせが難しく、ねじ留めを行なうためのねじ取付部に間隙を設けることにより累積誤差が発生し、軸間精度誤差として±０．０２ｍｍ以下を満たすように組み立てることが非常に困難であった。
【０００９】
モジュール０．２ｍｍ以下の歯車列を有する小型減速装置において、回転伝達誤差を５％以下にするためには、歯車の軸間精度誤差を±０．０２ｍｍ以下にする必要がある。
【００１０】
本発明は、このような従来のものにおける問題点を克服し、歯車の軸間寸法精度管理が容易で回転伝達精度を向上することができる減速装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため本発明の減速装置の特徴は、上ケーシングおよび下ケーシングに分割され、接着、超音波溶着、または熱圧着のいずれかの手段により固着されるケーシングと、このケーシング内に回転自在に収納されている少なくとも１つの減速歯車と、中央に出力軸が形成され、前記ケーシング内で前記減速歯車と噛合し、前記出力軸を回転させる出力歯車と、前記減速歯車と噛合するモータ歯車が配設されたモータと、このモータを保持するモータ保持フレームとを有する、モジュール０．２ｍｍ以下の歯車列を備えた減速装置であって、前記下ケーシングの対向する一対の側壁には、前記減速歯車の少なくとも片側の回転軸と前記出力歯車の少なくとも片側の出力軸を回転自在に保持する軸受が、当該軸受に回転自在に支持される前記回転軸および前記出力軸の頂線を前記下ケーシングの上端と同一平面に位置させるように配設されており、前記回転軸および出力軸は、上方を前記上ケーシングの下端により平面的に支持されている点にある。
【００１２】
このような構成を採用したことにより、各歯車の回転軸および出力軸を下ケーシングに形成された軸受により支持するとともに、上ケーシングにより上方への移動を拘束することにより、上ケーシングの寸法精度には依存せず、下ケーシングに形成された軸受の寸法精度のみで軸間寸法精度を容易に管理することができ、また、各回転軸および出力軸の頂線を、下ケーシングの上端と同一平面にすることにより、回転伝達精度を向上することができる。
【００１３】
また、本発明の他の減速装置の特徴は、前記減速歯車の歯車および回転軸は同一材料により一体に形成されている点にある。
【００１４】
このような構成を採用したことにより、歯車と回転軸とが別部品であるものと比べ、中心軸の不一致が起こりにくくなり、歯車の振れ精度を５μｍ以下にすることが可能になり、回転伝達精度を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明の他の減速装置の特徴は、前記下フレームの前記モータ保持フレームと固着される面に、前記モータ保持フレームに形成された複数の孔と嵌合される複数の突起が形成されており、前記上下ケーシングはおよび前記モータ保持フレームは、接着、超音波溶着、または熱圧着のいずれかの手段により固着されている点にある。
【００１８】
このような構成を採用したことにより、従来のねじ等の結合部品およびねじ取付部を必要とせず、部品点数を減らすとともに、小型に形成することができ、さらに、超音波溶着により強固に結合させることができる。
【００１９】
また、本発明の他の減速装置の特徴は、前記軸受の表面に磁性材料からなる磁性被膜が形成され、この磁性被膜の上には磁性流体が塗布されている点にある。
【００２０】
このような構成を採用したことにより、軸受と回転軸は流体潤滑となり摩擦係数を大幅に低減することができ、耐磨耗性能を向上させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る減速装置を図１ないし図３に示す実施形態により説明する。
【００２２】
図１は本発明に係る減速装置の実施形態を示す分解斜視構成図、図２は本発明に係る減速装置の実施形態を示す横断面図、図３は図１の下ケーシングの拡大図である。
【００２３】
図に示すように、本発明に係る減速装置１は、上下方向に貫通する開口２ａが形成された平面視長方形状の上ケーシング２と、上下方向に貫通する開口３ａが形成され平面視前記上ケーシング２と同形の長方形状の下ケーシング３と、この上ケーシング２、および下ケーシング３内に回転自在にそれぞれ収納される第１減速歯車４、第２減速歯車５および出力歯車６と、モータ軸７ａに歯車７ｂが配設されたモータ７と、このモータ７を保持し、前記下ケーシング３に固着される縦断面Ｌ字状をなすモータ保持フレーム８とを有している。
【００２４】
前記第１減速歯車４と第２減速歯車５には、それぞれ大歯車４ａ，５ａと、小歯車４ｂ，５ｂとがそれぞれ回転軸４ｃ，５ｃに交接されるようにして配設されており、前記出力歯車６には、歯車本体６ａが、出力軸６ｂに交接されるようにして配設されている。
【００２５】
また、前記第１減速歯車４および前記第２減速歯車５の大歯車４ａ，５ａ、小歯車４ｂ，５ｂおよび回転軸４ｃ，５ｃは、それぞれ同一材料により一体的に形成されている。
【００２６】
前記上ケーシング２の一方の長辺の両端部における下端にはそれぞれ突出片２ｂ，２ｂが形成されている。一方、前記下ケーシング３の一方の長辺の両端部における上端には、それぞれ対応する前記突出片２ｂと嵌合する溝３ｂが形成されており、対応する前記各突出片２ｂと前記各溝３ｂを嵌合させることにより、上下ケーシング２、３の位置合わせを行なうようになっている。そして、これらの上ケーシング２と下ケーシング３とは、両者の接合面を超音波溶着することにより接合される。
【００２７】
前記下ケーシング３の対向する１対の側壁３ｃ，３ｄには、前記第１減速歯車４、第２減速歯車５の回転軸４ｃ，５ｃおよび前記出力歯車６の出力軸６ｂを回転自在に支持し、前記下ケーシング３に一体形成された各１対のＵ字形状の軸受１０，１０がそれぞれ同軸配置されている。なお、この軸受１０，１０は、前記下ケーシング３と同一材料により別部品として形成してもよい。また、前記下ケーシング３の前記側壁３ｃには、前記モータ７のモータ軸７ａを挿通させる開口１１が形成されている。前記軸受１０には、それぞれ鉄のような磁性材料からなる磁性被膜１２がインサート成形または２色成形等により被覆され、表面が磁化されている。
【００２８】
また、前記モータ保持フレーム８が固着される前記下ケーシング３の前記側壁３ｃの外側面３ｅには、横方向に間隔を隔てて複数の円板状突起１３，１３．．．が形成されており、各突起１３に対応する前記モータ保持フレーム８の側壁８ａの側面８ｂには、各突起１３と密に嵌合し、熱圧着により、前記下フレーム３に前記モータ保持フレーム８を固着させるための複数の円形孔１４が形成されている。また、前記側壁８ａには、前記出力歯車６の出力軸６ｂを挿通させる貫通孔１５が形成されている。
【００２９】
つぎに、前述した構成からなる本発明の実施形態の作用について説明する。
【００３０】
まず、モータ保持フレーム８に保持されたモータ７のモータ軸７ａを、下ケーシング３の開口１１に遊嵌し、出力歯車６の出力軸６ｂを前記下ケーシング３の軸受１０内の磁性被膜１２上に設置するとともに、この出力軸６ｂを前記モータ保持フレーム８の貫通孔１５に挿通させた後、前記下ケーシング３の各突起１３を前記モータ保持フレーム８の対応する各円形孔１４に嵌合したうえで熱圧着して固着させる。
【００３１】
そして、前記下ケーシング３において、前記モータ歯車７ｂに第１減速歯車４の大歯車４ａが噛合するように第１減速歯車４の回転軸４ｃを前記軸受１０内の磁性被膜１２上に設置し、この第１減速歯車４の小歯車４ｂと大歯車５ａが噛合し、小歯車５ｂが前記出力歯車６の歯車６ａと噛合するように、第２減速歯車５を他の軸受１０内の磁性被膜１２上に設置する。
【００３２】
このとき、各軸受１０内の磁性被膜１２上に支持された各回転軸４ｃ，５ｃおよび出力軸６ｂの頂線は、前記下ケーシング３の上端面と同一平面に位置するように配設される。
【００３３】
そして、各歯車４，５が配設された後、上ケーシング２の各突出片２ｂが前記下ケーシング３の対応する各溝３ｂに嵌合するようにして上ケーシング２および下ケーシング３を組立てた状態において、これらの上ケーシング２および下ケーシング３が超音波溶着されて一体化され、前記下ケーシング３の前記軸受１０に回転自在に支持された各回転軸４ｃ，５ｃおよび出力軸６ｂは、上方を前記上ケーシング２の下端により平面的に支持される。
【００３４】
このようにして本実施形態の減速装置１が完成する。
【００３５】
本実施形態の減速装置１は、収納された各歯車４，５，６およびモータ歯車７ｂに対し、上ケーシング２および下ケーシング３の大きさを最小限にすることができ、また、各歯車４，５，６の回転軸４ａ，５ａおよび出力軸６ｂを、下ケーシング３に形成された軸受１０のみにより支持することにより、軸間距離が前記上ケーシング２の寸法精度に依存せずに、この軸受１０の寸法精度のみに依存し、十分な歯車軸間精度を得ることができ、回転伝達精度を向上させることができる。
【００３６】
さらに、各軸受１０の表面に磁性被膜１２を配設し、磁性流体を塗布することにより、各軸受１０と各軸４ｃ，５ｃ，６ｂは流体潤滑となり、摩擦係数を大幅に低減することができ、耐磨耗性能を向上させることができる。
【００３７】
そして、本実施形態の減速装置は、このような構成から、モバイルコンピュータ用の小型プリンタやスキャナの駆動、さらには、小型の走行装置などに採用した場合にも、高い性能を発揮することができる。
【００３８】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００３９】
例えば、前述した実施形態において、軸受は下ケーシングと同一材料により形成され、配設されているが、直接下ケーシングを加工し、軸受を形成してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る減速装置によれば、歯車の軸間寸法精度管理が容易で回転伝達精度を向上することができる。
【００４１】
すなわち、上ケーシングおよび下ケーシングに分割されたケーシングと、このケーシング内に回転自在に収納されている少なくとも１つの減速歯車と、中央に出力軸が形成され、前記ケーシング内で前記減速歯車と噛合し、前記出力軸を回転させる出力歯車と、前記減速歯車と噛合するモータ歯車が配設されたモータと、このモータを保持するモータ保持フレームとを有する減速装置であって、前記下ケーシングの対向する一対の側壁には、前記減速歯車の少なくとも片側の回転軸と前記出力歯車の少なくとも片側の出力軸を回転自在に保持する、前記下ケーシングに一体形成または前記下ケーシングと同一材料により形成される軸受が配設されているので、各歯車の回転軸および出力軸を下ケーシングに形成された軸受により支持するとともに、上ケーシングにより上方への移動を拘束することにより、上ケーシングの寸法精度には依存せず、下ケーシングに形成された軸受の寸法精度のみで各軸と軸受を容易に管理することができ、回転伝達精度を向上することができる。
【００４２】
また、前記減速歯車の歯車および回転軸が同一材料により一体に形成されているので、歯車と回転軸とが別部品であるものと比べ、中心軸の不一致が起こりにくくなり、歯車の振れ精度を５μｍ以下にすることが可能になり、回転伝達精度を向上させることができる。
【００４３】
さらに、前記下ケーシングの軸受に回転自在に支持された前記回転軸および前記出力軸の頂線が、前記下ケーシングの上端と同一平面に位置し、これら回転軸および出力軸が、上方を前記上ケーシングの下端により平面的に支持されているので、軸間の寸法精度管理が容易となり、回転伝達精度を向上することができる。
【００４４】
さらにまた、前記上ケーシングの上面、前記下ケーシングの底面、および前記上下ケーシングの側面に収納された各歯車との干渉を防ぐための開口を形成することにより、前記減速歯車および前記出力歯車が回転自在にされているように構成すれば、収納される歯車に対し、ケーシングの大きさを最小限にすることができる。
【００４５】
また、前記下フレームの前記モータ保持フレームと固着される面に、前記モータ保持フレームに形成された複数の孔と嵌合される複数の突起が形成されており、前記上下ケーシングおよび前記モータ保持フレームは、接着、超音波溶着、または熱圧着のいずれかの手段により固着されているので、従来のねじ等の結合部品およびねじ取付部を必要とせず、部品点数を減らすとともに、小型に形成することができ、さらに、強固に結合させることができる。
【００４６】
さらに、前記軸受の表面に磁性材料からなる磁性被膜が形成され、この磁性被膜の上には磁性流体が塗布されているので、軸受と回転軸は流体潤滑となり、摩擦係数を大幅に低減することができ、耐磨耗性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る減速装置の実施形態を示す分解斜視図
【図２】本発明に係る減速装置の実施形態を示す横断面図
【図３】図１の下ケーシングの拡大図
【符号の説明】
１減速装置
２上ケーシング
３下ケーシング
４第１減速歯車
５第２減速歯車
６出力歯車
７モータ
８モータ保持フレーム
１０軸受
１１開口
１２磁性被膜
１３突起
１４円形孔
１５貫通孔

Claims

上ケーシングおよび下ケーシングに分割され、接着、超音波溶着、または熱圧着のいずれかの手段により固着されるケーシングと、このケーシング内に回転自在に収納されている少なくとも１つの減速歯車と、中央に出力軸が形成され、前記ケーシング内で前記減速歯車と噛合し、前記出力軸を回転させる出力歯車と、前記減速歯車と噛合するモータ歯車が配設されたモータと、このモータを保持するモータ保持フレームとを有する、モジュール０．２ｍｍ以下の歯車列を備えた減速装置であって、
前記下ケーシングの対向する一対の側壁には、前記減速歯車の少なくとも片側の回転軸と前記出力歯車の少なくとも片側の出力軸を回転自在に保持する軸受が、当該軸受に回転自在に支持される前記回転軸および前記出力軸の頂線を前記下ケーシングの上端と同一平面に位置させるように配設されており、
前記回転軸および出力軸は、上方を前記上ケーシングの下端により平面的に支持されていることを特徴とする減速装置。
前記減速歯車の歯車および回転軸は同一材料により一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の減速装置。
前記下ケーシングの前記モータ保持フレームと固着される面には、前記モータ保持フレームに形成された複数の孔と嵌合される複数の突起が形成されており、前記上下ケーシングおよび前記モータ保持フレームは、接着、超音波溶着、または熱圧着のいずれかの手段により固着されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の小型減速装置。
前記軸受の表面に磁性材料からなる磁性被膜が形成され、この磁性被膜の上には磁性流体が塗布されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の減速装置。