JP5064849B2

JP5064849B2 - 減速機

Info

Publication number: JP5064849B2
Application number: JP2007067861A
Authority: JP
Inventors: 健一前野
Original assignee: シチズンマイクロ株式会社
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2027-03-16
Also published as: JP2008224016A

Description

本発明は、モータ駆動軸の回転速度を減速する減速機であって、遊星歯車機構を有する減速機に関する。

従来の遊星歯車式減速機については、特許文献１に開示されている構成が周知である。この文献に記載されている減速機５０の構成は、図５に示すように、複数の遊星歯車５１と太陽板５２との組み合せ（最上段の太陽板は出力板５３と称する）からなる３段の減速段Ａ、Ａ、Ｂを軸方向に連結した状態で内歯ケース５４内に収納され、最終減速段及び前段減速段の各遊星歯車５１が内歯ケース５４の内周に設けられた内歯歯車（不図示）に噛合されて自転運動しつつ公転運動することにより、モータ５５の駆動軸５６の先端の入力歯車５７の回転が減速されて出力軸５８の回転として伝達されるものである。

上記の減速機５０は、モータ５５の駆動軸５６の延長箇所に設けられているため、モータ５５の軸延長箇所に減速機５０を設けるスペースを必要とする。なお、上記文献の減速機は３段の減速段を有するものであるが、同文献における従来技術の欄に１段の減速段による減速機の構成が示されている。この１段の減速段を有する減速機においても、減速機構はモータの出力軸の延長箇所に設けられるため、モータの軸延長箇所に減速機を設けるためのスペースを必要とすることは同様である。
特開平６−３３７０４３号公報

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、減速機付きモータの軸方向への寸法を最小限にして、コンパクト且つ省スペースに構成した遊星歯車機構付き減速機を提供することを目的とする。

上記の問題を解決するために、本発明の請求項１の減速機は、減速機のケース内に設けられたモータの外周に該モータを囲繞した状態で回転する回転体が設けられ、該回転体の外周部には回転内歯車が圧入され、前記モータの駆動軸に並設された二段歯車は大径歯車と小径歯車とが同軸に形成され、該二段歯車の大径歯車が前記モータの駆動軸に設けられた入力歯車に歯合されると共に、該二段歯車の小径歯車が前記回転体の下部外周に軸受を介して結合された太陽歯車に歯合され、該太陽歯車の上方側には複数の遊星歯車が歯合されると共に、各遊星歯車の下半分が各遊星歯車の自転運動及び公転運動を案内するようにケース内に固定された固定内歯車に歯合され、各遊星歯車の上半分が前記固定内歯車の歯数と異なる歯数を有する回転内歯車に歯合されたことにより、各遊星歯車が太陽歯車の周りを自転運動しつつ公転運動するに伴い、前記固定内歯車と前記回転内歯車との歯数の差に応じて該回転内歯車が前記太陽歯車の回転数に対して減速した回転数で回転する差動遊星歯車機構を構成し、さらに前記回転体の上部外周に固定された連結歯車に歯合する出力歯車が設けられた構成としたことにより、前記モータの縦寸法内に収めた減速機の構成で所定の減速比を得るようにしたことを特徴とする。

また、本発明における請求項２の減速機は、請求項１において、前記減速機の前記ケースをケース本体と支持蓋とから構成し、前記回転体の外周部に回転内歯車を圧入すると共に、前記回転体の上部外周に前記連結歯車を固定し、該連結歯車に歯合した前記出力歯車の軸の下部を前記ケース本体に設けた軸穴に圧入すると共に、前記出力歯車の軸の外周に設けたベアリングを介して出力歯車が回転自在に設けられ、前記支持蓋に、前記モータを固定したモータ取付台と、前記二段歯車と、前記複数の遊星歯車を上下方向から支持する保持板と、前記太陽歯車とを順次収納した状態で、前記回転体を前記モータの外周に収納し、前記ケース本体に前記支持蓋を嵌合して固定するようにしたことを特徴とする。

本発明の減速機は、減速機のケース内に設けられたモータの駆動により回転する太陽歯車に複数の遊星歯車が歯合され、各遊星歯車が太陽歯車の周りを自転運動しつつ公転運動する遊星歯車機構を有する減速機であって、太陽歯車は中空に形成されると共にモータの外周を囲繞する構成により、本発明の減速機を構成する要素はモータの外周であって、モータの縦寸法内に収められた構成となる。

従って、本発明による減速機は、従来のように減速機がモータの駆動軸の延長箇所に設けられるのではなく、モータの縦寸法の範囲内に収納された構成となり、非常にコンパクトな構成とすることができ、減速機付きモータの省スペース化を実現することが可能となる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

本実施例の減速機は、図１に示すように、減速機１のケース２内に設けられたモータ３の外周を該モータ３の駆動軸３ａと同軸に形成された太陽歯車５が囲繞すると共に該太陽歯車５に複数の遊星歯車６（図１又は図２には１個の遊星歯車６が現れているが、本実施例においては例えば３個の遊星歯車が使用されている）が歯合され、各遊星歯車６が太陽歯車５の周りを自転運動しつつ公転運動する構成であって、モータ３の入力歯車４に歯合する大径歯車７ａと太陽歯車５に歯合する小径歯車７ｂとからなる二段歯車７がモータ３の入力歯車４に並設された状態でモータ３の縦寸法内に収められ、各遊星歯車６の自転運動及び公転運動を案内する固定内歯車８と、各遊星歯車６と歯合し固定内歯車８の歯数と僅かに異なる（例えば３）歯数を有した回転内歯車９と、該回転内歯車９と一体で回転する連結歯車１０とが、モータ３の外周に配設されると共にモータ３の縦寸法内に収められ、且つ連結歯車１０に歯合された出力歯車１１がモータ３の縦寸法内であって減速機１のケース２内に設けられた凹部１２に収められてなるものである。

このような減速機１について詳細に述べると、図１又は図２に示すように、減速機１のケース２はケース本体１３と支持蓋１４とからなり、ケース本体１３の内部には、図２のように上下に分けられた上部収容室１３ａと下部の大径収容室１３ｂとが形成され、上部収容室１３ａの並設位置には後述する出力歯車１１を収容する凹部１２が設けられている。

また、支持蓋１４にはモータ取付台１５の四方をネジ１６、１６…（図４参照）で止めることによってモータ取付台１５が固定される。また、図１に示すように、モータ取付台１５にはモータ３の下端側（入力歯車４側）がネジ１７、１７（図４参照）で固定され、この状態でモータ３の入力歯車４は支持蓋１４の中心孔１４ａに収容され、入力歯車４に二段歯車７の大径歯車７ａが歯合された構成とされている。

この二段歯車７は、後述するようにモータ３の入力歯車４に歯合する大径歯車７ａと太陽歯車５に歯合する小径歯車７ｂとが同軸に形成されてなり、二段歯車７の軸下端部７ｃが支持蓋１４の上記の中心孔１４ａに並設された軸受１８に回動自在に軸支されることによって、二段歯車７はモータ３の駆動軸３ａに平行であって入力歯車４に並設された状態でモータ３の縦寸法内に収められた構成とされている。

また、図１に示すようにケース本体１３の中空部にモータ３の本体を縦方向に収納した状態で支持蓋１４を嵌合してネジ１９（図４参照）で止めた状態とされたことにより、モータ３はその本体がケース本体１３と支持蓋１４とを結合してなるケース２内の略中央に納まる構成とされている。

また、図２に示すケース本体１３の大径収容室１３ｂと上部収容室１３ａとからなる中空内において、図１に示すように、該中空部に収容されたモータ３の外周には僅かに隙間をあけて該モータ３を囲繞した状態で回転する回転体２０が設けられている。図２に示すように、この回転体２０の縦方向の略中央外周部には回転内歯車９が圧入され、図１に示すように、回転体２０の上部外周２０ａがケース本体１３の上部収容室１３ａの下段内周に設けられたベアリング式軸受２２を介して回転自在に設けられ、また回転内歯車９の外周がケース本体１３の大径収容室１３ｂの内周に設けられた軸受２８を介して回動自在に支持された構成により、モータ３の外周を囲繞する回転体２０が回転内歯車９と共に回転することができる構成とされている。

また、図１において、回転体２０の下部外周２０ｂ（図２参照）に軸受２７を介して結合された太陽歯車５はモータ３の本体における下方側の略半分の幅を占めて設けられ、この太陽歯車５の下方端付近に上記の二段歯車７の小径歯車７ｂが歯合されている。また、太陽歯車５の外周に設けられると共に大径収容室１３ｂ（図２参照）の内周に接する固定内歯車８がネジ２４で固定されている。

また、上記の太陽歯車５の上方側には上下の保持板２３、２３に等間隔にベアリング６ａ（図２参照）を介して回転自在に軸支された複数（例えば３個）の遊星歯車６が歯合されると共に、各遊星歯車６の下半分が上記の固定内歯車８の歯部８ａに歯合することによって、各遊星歯車６が太陽歯車５の周りを自転運動しつつ公転運動する運動を安定して案内するように歯合されている。そして、各遊星歯車６の上半分が固定内歯車８の歯数と僅かに異なる歯数を有した回転内歯車９の歯部９ａに歯合され、各遊星歯車６が太陽歯車５の周りを自転運動しつつ公転運動すると、固定内歯車８と回転内歯車９との歯数の差に応じて回転内歯車９が太陽歯車５の回転数に対し減速された回転数で回転体２０と共に回転する。

一方、回転体２０の上部外周２０ａにネジ２９で固定された連結歯車１０はモータ３の外周に設けられた減速機構の最上端に位置する構成要素であり、この連結歯車１０もまたモータ３の縦寸法内に収容され、連結歯車１０の外周に形成された歯車には出力歯車１１が歯合されている。この出力歯車１１は、上記のようにケース本体１３の上部収容室１３ａの並設位置に設けられた凹部１２内に収容され、出力歯車１１の軸１１ａの下部はケース本体１３に設けられた軸穴１３ｃに圧入され、軸１１ａの外周に設けられたベアリング２６を介して出力歯車１１が回転自在に設けられた構成とされている。

上記の構成においては、回転内歯車９の歯数が固定内歯車８の歯数と僅かに異なることによって、各遊星歯車６が太陽歯車５の周りを自転運動しつつ公転運動すると、固定内歯車８と回転内歯車９との歯数の差に応じて回転内歯車９が太陽歯車５の回転数に対し減速された回転数で回転する差動遊星歯車機構を形成し、この差動遊星歯車機構によってコンパクトな構成で大きい減速比を得ることを可能としている。

また、上記の構成によれば、モータ３が減速機１の略中央に設けられた構成となるため、減速機付きモータ３の重心が中央に集中し、例えば本実施例の減速機付きモータ３が取り付けられた装置内で、減速機付きモータ３自体が回転する場合でも、振動の発生が少ない構成となる。

本実施例の減速機１は上記のように構成されているため、図１において、モータ３を駆動すると入力歯車４が回転し、該入力歯車４に歯合している二段歯車７の大径歯車７ｂが回転することによって二段歯車７の小径歯車７ａが回転し、これによって太陽歯車５がモータ３の周りを回転する。この減速機１においては、二段歯車７の大径歯車７ｂと小径歯車７ａとの歯数の差によって第１段の減速が行われる。

次いで、太陽歯車５に歯合している各遊星歯車６が、固定内歯車８に案内された状態で、太陽歯車５の周囲を自転運動しつつ公転運動しながら回り、各遊星歯車６に歯合し固定内歯車８の歯数と異なる歯数を有した回転内歯車９を回転する。そして、この回転内歯車９の回転に伴って回転体２０が回転し、この回転体２０の回転に従って連結歯車１０が回転すると、連結歯車１０に歯合している出力歯車１１が回転する。

本発明の減速機は、減速機付きモータの軸方向への寸法を最小限にして、コンパクト且つ省スペースに構成した遊星歯車機構付きの減速機として利用することが可能である。

本発明に係る減速機のケース内にモータを収容した状態を示す断面図である。本発明に係る減速機の分解図である。本発明に係る減速機のケースの上面図である。本発明に係る減速機のケースの下面図である。従来の遊星歯車式減速機の分解斜視図である。

符号の説明

１減速機
２ケース
３モータ
３ａ駆動軸
４入力歯車
５太陽歯車
６遊星歯車
７二段歯車
７ａ大径歯車
７ｂ小径歯車
７ｃ軸下端部
７ｄ軸上端部
８固定内歯車
８ａ歯部
９回転内歯車
９ａ歯部
１０連結歯車
１１出力歯車
１１ａ出力歯車の軸
１２凹部
１３ケース本体
１３ａ上部収容室
１３ｂ大径収容室
１３ｃ軸穴
１４支持蓋
１４ａ中心孔
１５モータ取付台
１６ネジ
１７ネジ
１８軸受
１９ネジ
２０回転体
２２ベアリング軸受
２３保持板
２４ネジ
２６ベアリング
２７軸受
２８軸受
２９ネジ

Claims

減速機のケース内に設けられたモータの外周に該モータを囲繞した状態で回転する回転体が設けられ、該回転体の外周部には回転内歯車が圧入され、前記モータの駆動軸に並設された二段歯車は大径歯車と小径歯車とが同軸に形成され、該二段歯車の大径歯車が前記モータの駆動軸に設けられた入力歯車に歯合されると共に、該二段歯車の小径歯車が前記回転体の下部外周に軸受を介して結合された太陽歯車に歯合され、該太陽歯車の上方側には複数の遊星歯車が歯合されると共に、各遊星歯車の下半分が各遊星歯車の自転運動及び公転運動を案内するようにケース内に固定された固定内歯車に歯合され、各遊星歯車の上半分が前記固定内歯車の歯数と異なる歯数を有する回転内歯車に歯合されたことにより、各遊星歯車が太陽歯車の周りを自転運動しつつ公転運動するに伴い、前記固定内歯車と前記回転内歯車との歯数の差に応じて該回転内歯車が前記太陽歯車の回転数に対して減速した回転数で回転する差動遊星歯車機構を構成し、さらに前記回転体の上部外周に固定された連結歯車に歯合する出力歯車が設けられた構成としたことにより、前記モータの縦寸法内に収めた減速機の構成で所定の減速比を得るようにしたことを特徴とする減速機。
前記減速機の前記ケースをケース本体と支持蓋とから構成し、前記回転体の外周部に回転内歯車を圧入すると共に、前記回転体の上部外周に前記連結歯車を固定し、該連結歯車に歯合した前記出力歯車の軸の下部を前記ケース本体に設けた軸穴に圧入すると共に、前記出力歯車の軸の外周に設けたベアリングを介して出力歯車が回転自在に設けられ、前記支持蓋に、前記モータを固定したモータ取付台と、前記二段歯車と、前記複数の遊星歯車を上下方向から支持する保持板と、前記太陽歯車とを順次収納した状態で、前記回転体を前記モータの外周に収納し、前記ケース本体に前記支持蓋を嵌合して固定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の減速機。