JPH04351352A - 小型減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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３７
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３
７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】本発明の小型減速機は、
歯数ｎの内歯歯車を持つ固定内歯歯車１０と、歯数ｎ±
１〜４までの内歯歯車を持つ可動内歯歯車２０と、固定
内歯歯車１０及び可動内歯歯車２０に噛合う歯数Ｚの外
歯である１〜４個の遊星歯車１２と、遊星歯車１２に噛
合う歯数ｅのモーター軸３に直結する太陽歯車４より構
成される。

【０００８】又、遊星歯車１２とホルダー体１５とホル
ダー押え１９より遊星歯車ユニットを構成し、前記遊星
歯車ユニットは太陽歯車４の中心軸上に下ケース部材６
と上ケース部材２５により両端支持の軸受が構成される
。

【０００９】更に、ホルダー体１５に立脚する支柱１７
に支柱ばり１７ａを有しており、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の軸受部にクリアラ
ンスを有している。

【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取る部品とし
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２０
、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は回転決め歯車部８
により下ケース部材６に固定されている。回転止め歯車
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１
２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。遊星歯車の上下の軸はホル
ダー体１５及びホルダー押え１９の軸受に収まり、両端
支持されている。ホルダー体１５は遊星歯車１２の一端
の軸受部として遊星歯車支持台１６と、ホルダー押え１
９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１
５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で軸受部とする両端支持がされ、太陽歯車４を中
心軸として回転する。可動内歯歯車２０は内歯歯形部の
外側を外周部２４と、中心部分の出力軸部２２で作られ
、下端に外周部２４は下ケース部材６と、上端の出力軸
部２２は上ケース部材２５とそれぞれ両端支持の軸受部
を構成し、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２１
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、固体内歯歯車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
た回転を行なう。これを数式で表わすと以下になる。

【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１７ａ
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１
５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の軸受部は適切なクリアランスを有して
嵌め合うことにより、太陽歯車４の中心軸はモーター軸
３の中心軸に対し０．８〜１．６°の範囲で傾くことが
できる。従って、遊星歯車１２の中心軸が傾いて太陽歯
車の歯形部５と突っ張りを生じようとしても、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に置き換
えると、中心からの半径が大きいので、歯形部に受ける
力は小さい。また遊星歯車２１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
２１、遊星歯車の歯形部ｂ１４、遊星歯車の歯形部ａ１
３、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】上記のように、この発明によれば、公知
の同種の小型減速機に比較して、十分に小さく、少ない
部品で大きな減速比が取れ、伝達効率が高く、バックラ
ッシュが小さく、ギヤロックの発生がなく、騒音が小さ
く、防塵性が優れ、低コストの小型減速機が提供される
。

【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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】歯数ｎの内歯歯車を持つ固定内歯歯車と、
   歯数ｎ±１〜４までの内歯歯車を持つ可動内歯歯車と、
   前記固定内歯歯車及び前記可動内歯歯車に噛み合う歯数
   Ｚの外歯である１〜４個の遊星歯車と、前記遊星歯車に
   噛み合う歯数ｅのモーター軸に直結する太陽歯車より構
   成される遊星歯車機構を特徴とする小型減速機。
2. 【請求項２】遊星歯車はホルダー体とホルダー押えによ
   り遊星歯車ユニットを構成し、前記遊星歯車ユニットは
   太陽歯車の中心軸上に下ケース部材と、上ケース部材に
   より両端支持の軸受けが構成されることを特徴とする請
   求項１記載の小型減速機。
3. 【請求項３】ホルダー体に立脚する支柱に支柱ばりを構
   成することを特徴とする請求項１記載の小型減速機。
4. 【請求項４】Ｄカット形状のモーター軸とＤカット形状
   の太陽歯車の軸受部はクリアランスを有して嵌め合うこ
   とにより、前記太陽歯車の中心軸は前記モーター軸の中
   心軸に対して傾くことができることを特徴とする請求項
   １記載の小型減速機。