JPH0510411A - 伝動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カムの小径化、ついては機構部全体の小型化
を可能とする伝動装置を提供する。 【構成】 カム体１６に対向する側のフェースギア２３
の一側面に係止部２５を設け、この係止部２５と係合
し、フェースギア２３の回転によりカム体１６を長穴２
０に沿って移動させると共にカム体１６をギア軸２４を
中心にしてフェースギア２３と同方向へ回転させ、且つ
モータ２９の正逆転によりカム体１６の長穴２０内での
移動方向が異なるカム機構（第３カム１９）を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、回転運動を直線往復
運動或は回転往復運動に変換することができる伝動装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転運動を直線往復運動と回転往
復運動とに選択的に変換することができる装置が知られ
ている（特開昭６２−１９６４６３号参照）。

【０００３】この装置は、図９に示すように、駆動源の
正転に伴って偏心回転する直線往復運動用の第１偏心カ
ム１と、駆動源の逆転に伴って偏心回転する回転往復運
動用の第２偏心カム２と、第１偏心カム１又は第２偏心
カム２に従動して直線往復運動又は回転往復運動するカ
ムフォロア３とを備えており、駆動源の正逆転の切り換
えにより回転運動が直線往復運動（図１０参照）或は回
転往復運動（図１１参照）に変換される。

【０００４】第１偏心カム１と第２偏心カム２は、各中
心軸線をずらした状態で軸方向に連結されて外側偏心カ
ム４を形成している。この外側偏心カム４を軸線方向に
貫通する貫通孔４ａに挿入された内側偏心カム５の回転
運動により、駆動源の回転が外側偏心カム４に伝達され
る。

【０００５】内側偏心カム５は、駆動源の回転を伝達す
るギア軸５ａが偏心状態に配置された円柱体により形成
されており、貫通孔４ａ内の内側偏心カム５の位置によ
り、第１偏心カム１と第２偏心カム２は、一方が偏心状
態のときは他方が同軸状態となり、一方が同軸状態のと
きは他方が偏心状態となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな偏心状態或は同軸状態を形成するためには、内側偏
心カム５はギア軸５ａよりも径が大きいことが必要であ
り、更に、内側偏心カム５の移動を許容する貫通孔４ａ
は内側偏心カム５よりも径が大きくなければならないこ
とから、第１偏心カム１と第２偏心カム２の小径化には
限界があり、外側偏心カム４及び内側偏心カム５を有す
る機構部全体の小型化が困難であるという問題点があっ
た。

【０００７】また、貫通孔４ａを設けた外側偏心カム４
の小径化に限界があるのは、物理的強度の点からも同様
である。

【０００８】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、カムの小径化つ
いては機構部全体の小型化を可能とする伝動装置を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る伝動装置は、駆動源によって回転す
るギアのギア軸をカム体の中央部に設けた長穴へ挿入し
て、該カム体を前記ギア軸に対して回転自在に且つ前記
長穴に沿って移動可能に前記ギア軸に取り付け、前記カ
ム体を、前記ギア軸に沿って連結した互いに中心軸線が
異なる円柱状の第１偏心カムと第２偏心カムとにより形
成し、第１係合部と第２係合部を有するカムフォロア
を、その第１係合部を前記第１偏心カムに係合させ第２
係合部を前記第２偏心カムに係合させて、前記カム体に
取り付け、前記カム体を長穴に沿って一方へ移動させて
前記ギア軸を前記長穴の一端へ位置させると、第１偏心
カムの中心軸線と前記ギア軸とが同軸とされ、前記カム
体を長穴に沿って他方へ移動させて前記ギア軸を前記長
穴の他端へ位置させると、第２偏心カムの中心軸線と前
記ギア軸とが同軸とされ、前記第１偏心カムと前記ギア
軸とを同軸にして前記カム体を前記ギア軸を中心にして
回転させると、前記カムフォロアが回転往復運動し、前
記第２偏心カムと前記ギア軸とを同軸にして前記カム体
を前記ギア軸を中心にして回転させると、前記カムフォ
ロアが直線往復運動する伝動装置であって、前記カム体
に対向する側の前記ギアの一側面に係止部を設け、この
係止部と係合し、前記ギアの回転により前記カム体を前
記長穴に沿って移動させた後前記カム体を前記ギア軸を
中心にして前記ギアと同方向へ回転させ、且つ前記駆動
源の正逆転により前記カム体の前記長穴内での移動方向
が異なるカム機構を設けたことを特徴としている。

【００１０】

【作用】この発明に係る伝動装置は、ギアの回転により
係止部がカム機構に係止されカム体を回転させることに
より、第１偏心カムの回転軸がギア軸に対して同軸状
態、即ち第１偏心カムが軸に対して同心状態になったと
き、カム体を第１偏心カムは同心状態、第２偏心カムは
偏心状態に固定し、また、ギアの回転により係止部がカ
ム機構に係止されカム体を回転させることにより、第２
偏心カムの回転軸がギア軸に対して同軸状態、即ち第２
偏心カムが軸に対して同心状態になったとき、カム体を
第１偏心カムは偏心状態、第２偏心カムは同心状態に固
定する。そして、第１偏心カムとギア軸とを同軸にして
カム体をギア軸を中心にして回転させると、カムフォロ
アが回転往復運動し、第２偏心カムとギア軸とを同軸に
してカム体をギア軸を中心にして回転させると、カムフ
ォロアが直線往復運動する。

【００１１】

【実施例】以下、この発明に係る伝動装置の実施例を図
面を参照しつつ説明する。

【００１２】図１（ａ）において、１０は伝動装置、１
１はカムフォロアであり、このカムフォロア１１は、略
円筒状のカムフォロア本体１２と、カムフォロア本体１
２の上面から突設された出力軸１３とを備えている。

【００１３】カムフォロア本体１２には、後述する第２
偏心カム１８のテーパ面１８ａに当接する垂直方向の回
転往復運動用接触面（第２係合部）１４と、図１（ｂ）
に示す如く後述の第１偏心カム１７の外周面に当接する
水平方向の直線往復運動用接触面（第１係合部）１５と
が形成されている。

【００１４】また、１６はカム体であり、カムフォロア
本体１２の内側に配設されるものである。

【００１５】このカム体１６は、後述するギア軸２３に
沿って連結した互いに中心軸線が異なる円柱状の第１偏
心カム１７と第２偏心カム１８、及び第１偏心カム１７
の下端の第３カム１９が、一体的に設けられて形成され
ている。第１偏心カム１７は直線往復運動用であり、第
２偏心カム１８は回転往復運動用である。

【００１６】カム体１６の中央部には、縦軸方向に貫通
する長穴２０が設けられている。

【００１７】第３カム１９には、第１偏心カム１７との
間に湾曲した長孔２１（図３（ｂ）参照）を形成する略
半周に亙るリング状のガイド部２２が設けられており、
ガイド部２２には、直径方向位置に、後述する係止部２
５のストッパーとしての段差２２ａ，２２ｂが形成され
ている。この第３カム１９はカム機構として機能する。

【００１８】なお、第２偏心カム１８の外周面にはテー
パ面１８ａが形成されており、図中、ａは第１偏心カム
１７の中心軸、ｂは第２偏心カム１８の中心軸を示す。

【００１９】また、２３はフェースギア（ギア）であ
り、フェースギア２３の中心には孔２３ａが設けられて
いる。孔２３ａには、ギア軸２４が挿入されており、フ
ェースギア２３はギア軸２４に対して回動自在となって
いる。図２に示すように、ギア軸２４には、カム体１６
が長穴２０にギア軸２４を挿入して、回転自在に且つ長
穴２０に沿って移動可能に取り付けられている。

【００２０】また、フェースギア２３には、長孔２１に
挿入してガイド部２２に係止するＬ字状の係止部２５が
突設されている。

【００２１】これらカム体１６、フェースギア２３及び
ギア軸２４との位置関係を図３〜図５に示す。

【００２２】第１偏心カム１７及び第２偏心カム１８の
中心軸ａ，ｂは、図３（ａ）に示すように、第３カム１
９の中心１９ａに対してｒ1ずれている。そして、第３
カム１９の長孔２１は、図３（ｂ）に示すように、第１
偏心カム１７の中心軸ａ及び第２偏心カム１８の中心軸
ｂから、ｒ3−ｒ1及びｒ4−ｒ1それぞれ離れた位置と、
第３カム１９の中心１９ａからｒ2離れた位置を通るよ
うに形成されている。

【００２３】また、係止部２５は、図４及び図５に示す
ように、フェースギア２３の中心からｒ5ずれて配置さ
れている。これらの位置関係は、ｒ2＝ｒ3＝ｒ4＝ｒ5と
なっている。

【００２４】これらの部材を組み合わせて構成された伝
動装置１０を用いた電動歯ブラシ２６の内部構造を、図
６に示す。

【００２５】２７は駆動機構を内蔵する本体ケースであ
り、２８はモータ（駆動源）２９を駆動する充電用電池
である。３０はスイッチ機構であり、３１はスイッチ機
構３０を操作するツマミである。このツマミ３１を操作
することにより、図７に示すように、スイッチ機構３０
を介してモータ２９を正転或は逆転させることができ
る。

【００２６】モータ２９の軸にはピニオン３２が圧入さ
れており、モータ２９はネジ３３によってフレーム３４
に固定されている。フレーム３４には、フェースギア２
３、カム体１６及びカムフォロア１１がギア軸２４によ
って装着されており、フェースギア２３、カム体１６は
回転可能に取り付けられている。３６はギア軸２４を固
着している固定片である。３７は受台であり、中に軸受
３８が封入されており、３９は受台であり、中に軸受４
０が封入されている。

【００２７】そして、受台３７及び受台３９の各軸受３
８，４０に出力軸１３を通して、受台３７及び受台３９
をフレーム３４にネジ４２にて取り付けてある（図６
（ａ）参照）。

【００２８】次に、この伝動装置１０により、回転運動
を回転往復運動に変換する動作と、回転運動を直線往復
運動に変換する動作を説明する。

【００２９】先ず、ツマミ３１を操作して、スイッチ機
構３０をモータ２９が正回転するＯＮ状態とする。スイ
ッチ機構３０がＯＮ状態となることにより、電池２８よ
り電力が供給されモータ２９が正回転し、モータ２９の
正回転によるピニオン３２の回転がフェースギア２３を
回転させる。

【００３０】フェースギア２３の回転により、フェース
ギア２３の係止部２５が、図８（ｂ）に示すように、第
３カム１９の溝２１の一端２１ａに当接して固定されカ
ム体１６を回転させる。カム体１６の回転により、第１
偏心カム１７の回転軸がギア軸２４に対して同軸状態、
即ち第１偏心カム１７とギア軸２４とが同心状態にな
る。

【００３１】この際、ギア軸２４は、長穴２０内の一端
２１ａとは反対側の端部に位置してｒ5＝ｒ3となるの
で、カム体１６は、第１偏心カム１７が同心状態、第２
偏心カム１８が偏心状態に固定され、カムフォロア１１
が回転往復運動をする。

【００３２】そして、カムフォロア１１の回転往復運動
は、各軸受３８，４０に回動可能に軸支された出力軸１
３に回転往復運動を伝え、出力軸１３の先端に取り付け
た歯ブラシ４３を回転往復運動させる。

【００３３】なお、この際、第１偏心カム１７は同心状
態にあるので、常に同じ位置で回転運動を行う。

【００３４】一方、ツマミ３１を操作して、スイッチ機
構３０をモータ２９が逆回転するＯＮ状態とする。スイ
ッチ機構３０がＯＮ状態となることにより、電池２８よ
り電力が供給されモータ２９が逆回転し、モータ２９の
逆回転によるピニオン３２の回転がフェースギア２３を
回転させる。

【００３５】フェースギア２３の回転により、フェース
ギア２３の係止部２５が、図８（ａ）に示す状態を経て
図８（ｃ）に示す状態となり、第３カム１９の溝２１の
他端２１ｂに当接して固定されカム体１６を回転させ
る。カム体１６の回転により、第２偏心カム１８の回転
軸がギア軸２４に対して同軸状態、即ち第２偏心カム１
８とギア軸２４とが同心状態になる。

【００３６】この際、ギア軸２４は、長穴２０内の他端
２１ｂとは反対側の端部に位置してｒ5＝ｒ4となるの
で、カム体１６は、第１偏心カム１７が偏心状態、第２
偏心カム１８が同心状態となり、カムフォロア１１が直
線往復運動をする。

【００３７】そして、カムフォロア１１の直線往復運動
は、各軸受３８，４０に回動可能に軸支された出力軸１
３に直線往復運動を伝え、出力軸１３の先端に取り付け
た歯ブラシ４３を直線往復運動させる。

【００３８】なお、この際、第２偏心カム１８は同心状
態にあるので、カムフォロア１１の回転力を拘束し回転
運動のない直線往復運動が得られる。

【００３９】ところで、ギア軸２４は、フェースギア２
３の回転によるカム体１６の回転に際して長穴２０内を
直線移動するが、このギア軸２４の移動を許容するため
に要する長穴２０の長さは、ギア軸２４の移動距離にギ
ア軸２４の直径を加えたものである。

【００４０】これに対して、例えば従来例に示す装置に
おいては、駆動源の回転を伝達するギア軸５ａが偏心状
態に配置された円柱体により形成された内側偏心カム５
が、貫通孔４ａ内を回転移動することから、このギア軸
５ａの移動を許容するために要する貫通孔４ａは、ギア
軸５ａの移動距離にギア軸５ａの直径と円柱体の肉厚を
加えた径を有する円形状に形成しなければならない。

【００４１】従って、この発明に係る伝動装置１０で
は、従来例に示す装置と比較して、ギア軸２４の移動を
許容するための構成を、少なくとも円柱体の肉厚分小さ
い長径を有する長穴２０とすることができることから、
第１偏心カム１７と第２偏心カム１８の小径化が可能と
なり、ついてはカム体１６を有する機構部全体の小型化
が可能となる。

【００４２】この機構部全体の小型化は、とりわけスペ
ース的に条件が厳しい電動歯ブラシ等においては有効で
あり、大きなメリットをもたらす。

【００４３】

【発明の効果】この発明に係る伝動装置は、駆動源によ
って回転するギアのギア軸をカム体の中央部に設けた長
穴へ挿入して、該カム体を前記ギア軸に対して回転自在
に且つ前記長穴に沿って移動可能に前記ギア軸に取り付
け、前記カム体を、前記ギア軸に沿って連結した互いに
中心軸線が異なる円柱状の第１偏心カムと第２偏心カム
とにより形成し、第１係合部と第２係合部を有するカム
フォロアを、その第１係合部を前記第１偏心カムに係合
させ第２係合部を前記第２偏心カムに係合させて、前記
カム体に取り付け、前記カム体を長穴に沿って一方へ移
動させて前記ギア軸を前記長穴の一端へ位置させると、
第１偏心カムの中心軸線と前記ギア軸とが同軸とされ、
前記カム体を長穴に沿って他方へ移動させて前記ギア軸
を前記長穴の他端へ位置させると、第２偏心カムの中心
軸線と前記ギア軸とが同軸とされ、前記第１偏心カムと
前記ギア軸とを同軸にして前記カム体を前記ギア軸を中
心にして回転させると、前記カムフォロアが回転往復運
動し、前記第２偏心カムと前記ギア軸とを同軸にして前
記カム体を前記ギア軸を中心にして回転させると、前記
カムフォロアが直線往復運動する伝動装置であって、前
記カム体に対向する側の前記ギアの一側面に係止部を設
け、この係止部と係合し、前記ギアの回転により前記カ
ム体を前記長穴に沿って移動させた後前記カム体を前記
ギア軸を中心にして前記ギアと同方向へ回転させ、且つ
前記駆動源の正逆転により前記カム体の前記長穴内での
移動方向が異なるカム機構を設けたことを特徴としてい
る。

【００４４】このため、駆動源の正逆転によって、回転
・直線往復運動が得られる伝動装置におけるカムの小径
化、ついては機構部全体の小型化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る伝動装置の要部を示しており、
（ａ）は分解斜視図、（ｂ）はカムフォロアの斜視図で
ある。

【図２】カム体及びフェースギアの斜視図である。

【図３】カム体を示しており、（ａ）は第１偏心カム及
び第２偏心カムと長穴との関係を示す説明図、（ｂ）は
第３カムの説明図である。

【図４】フェースギアにおける係止部とギア軸との関係
を示す平面図である。

【図５】カム体とギア軸との関係を示す断面説明図であ
る。

【図６】電動歯ブラシを示しており、（ａ）は縦断面
図、（ｂ）は歯ブラシ未装着状態の他の縦断面による断
面図、（ｃ）はスイッチ機構部の横断面図、（ｄ）は他
の横断面による断面図である。

【図７】スイッチ機構の回路図である。

【図８】長穴内を移動するギア軸とカム体との位置関係
を示しており、（ａ）はギア軸が中央に位置した状態の
説明図、（ｂ）はギア軸が一端に位置した回転往復運動
状態の説明図、（ｃ）はギア軸が他端に位置した直線往
復運動状態の説明図である。

【図９】従来の伝動装置の要部を示しており、（ａ）は
分解斜視図、（ｂ）はカムフォロアの斜視図である。

【図１０】図９に示す伝動装置の直線往復運動状態の説
明図である。

【図１１】図９に示す伝動装置の回転往復運動状態の説
明図である。

【符号の説明】

１０ 伝動装置 １１ カムフォロア １４ 回転往復運動用接触面（第２係合部） １５ 直線往復運動用接触面（第１係合部） １６ カム体 １７ 第１偏心カム １８ 第２偏心カム １９ 第３カム（カム機構） ２０ 長穴 ２３ フェースギア（ギア） ２４ ギア軸 ２５ 係止部 ２９ モータ（駆動源）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 駆動源によって回転するギアのギア軸を
   カム体の中央部に設けた長穴へ挿入して、該カム体を前
   記ギア軸に対して回転自在に且つ前記長穴に沿って移動
   可能に前記ギア軸に取り付け、 前記カム体を、前記ギア軸に沿って連結した互いに中心
   軸線が異なる円柱状の第１偏心カムと第２偏心カムとに
   より形成し、 第１係合部と第２係合部を有するカムフォロアを、その
   第１係合部を前記第１偏心カムに係合させ第２係合部を
   前記第２偏心カムに係合させて、前記カム体に取り付
   け、 前記カム体を長穴に沿って一方へ移動させて前記ギア軸
   を前記長穴の一端へ位置させると、第１偏心カムの中心
   軸線と前記ギア軸とが同軸とされ、前記カム体を長穴に
   沿って他方へ移動させて前記ギア軸を前記長穴の他端へ
   位置させると、第２偏心カムの中心軸線と前記ギア軸と
   が同軸とされ、 前記第１偏心カムと前記ギア軸とを同軸にして前記カム
   体を前記ギア軸を中心にして回転させると、前記カムフ
   ォロアが回転往復運動し、前記第２偏心カムと前記ギア
   軸とを同軸にして前記カム体を前記ギア軸を中心にして
   回転させると、前記カムフォロアが直線往復運動する伝
   動装置であって、 前記カム体に対向する側の前記ギアの一側面に係止部を
   設け、 この係止部と係合し、前記ギアの回転により前記カム体
   を前記長穴に沿って移動させた後前記カム体を前記ギア
   軸を中心にして前記ギアと同方向へ回転させ、且つ前記
   駆動源の正逆転により前記カム体の前記長穴内での移動
   方向が異なるカム機構を設けたことを特徴とする伝動装
   置。