JPH07194056A - 遊星歯車機構付きモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 遊星歯車機構付きモータにおいて、過負荷等
による歯車の欠歯やシャフトの損傷等の発生を防止し、
出力軸の強制的な逆回転あるいは回転の停止を可能にす
る。 【構成】 遊星歯車機構付きモータ１において、太陽歯
車５、遊星キャリア６、リング歯車７、遊星歯車８、可
動鉄心９、固定鉄心１０、復帰用ばね１１および励磁コ
イル１２を具備し、前記可動鉄心９と前記固定鉄心１０
との間にフリクション機構１３を設けた構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば出力軸に過負
荷がかかったとき、出力軸への回転力の伝達を切断し、
歯車等を保護するフリクション機構を備えた遊星歯車機
構付きモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の遊星歯車機構付きモータ（例えば
特願平５−１１２２５５号の遊星歯車機構付きモータ）
は、減速機構として遊星歯車機構を用い、遊星歯車機構
に可動鉄心を組み込み、この可動鉄心に対向する固定鉄
心および励磁コイルをモータ軸や出力軸と同軸状に組み
込むことにより、モータの軸方向長さを短縮化したもの
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記遊星歯車
機構付モータでは、使用上、出力軸を逆回転させ、ある
いは出力軸の回転を停止し、あるいは出力軸に過負荷を
かけた場合、歯車の欠歯やシャフトの損傷等が発生する
という問題があった。このため、出力軸を強制的に逆回
転できず、あるいは出力軸の回転を強制的に停止できな
いという問題があった。

【０００４】

【発明の目的】本発明の目的は、過負荷等による歯車の
欠歯やシャフトの損傷等の発生を防止し、出力軸の強制
的な逆回転あるいは回転の停止を可能にすることにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、第１の発明は、太陽歯車、遊星キャリア、リング歯
車、遊星歯車、可動鉄心、固定鉄心、復帰用ばねおよび
励磁コイルを具備し、前記可動鉄心と前記固定鉄心との
間にフリクション機構を設けた構成とした。また第２の
発明は、太陽歯車、遊星キャリア、リング歯車、遊星歯
車、可動鉄心、固定鉄心、復帰用ばねおよび励磁コイル
を具備し、モータ軸と前記太陽歯車との間に減速歯車機
構を介在させ、この減速歯車機構にフリクション機構を
設けた構成としたものである。

【０００６】

【実施例１】図１および図２に示すように、本実施例１
に係る遊星歯車機構付きモータ１はモータ２と遊星歯車
機構３とから構成し、遊星歯車機構３を太陽歯車５、遊
星キャリア６、リング歯車７、遊星歯車８、可動鉄心
９、固定鉄心１０、復帰用ばね１１および励磁コイル１
２から構成し、可動鉄心９と固定鉄心１０との間にフリ
クション機構１３を設けたものである。

【０００７】前記モータ２は、減速輪列４を内蔵してい
る。減速輪列４は、モータ軸１４に設けた小径歯１５ａ
を複合ギヤ２５の大径歯１６ａに、複合ギヤ２５の小径
歯１５ｂをモータ軸１４と同一軸線上の太陽歯車５と一
体の大径歯１６ｂにそれぞれ噛み合わせてなる。

【０００８】モータ軸１４と同一軸線上の軸受け部１７
を介して出力軸部１８が回転自在に設けられ、出力軸部
１８と一体の遊星キャリア６は、太陽歯車５と噛み合う
遊星歯車８を回転自在に支持する。出力軸部１８に出力
軸１９がスプライン結合されており、出力軸部１８の外
周面にリング歯車７が回転自在に支持され、リング歯車
７は、遊星歯車８と噛み合う内歯２０を有する。

【０００９】前記リング歯車７は、同一円周上に複数等
配された突出部２１を備え、突出部２１は、可動鉄心９
を軸方向に移動可能に支持し、先端に復帰用ばね１１を
かしめにより保持する。復帰用ばね１１は、突部２２に
当り、ケース２３内に固定された固定鉄心１０から可動
鉄心９を引き離す方向に付勢する。ケース２３、軸受け
部１７、可動鉄心９および固定鉄心１０は、磁性体で形
成され、この磁性体を介して励磁コイル１２は、通電に
より可動鉄心９を固定鉄心１０に磁気的に吸着する。

【００１０】前記フリクション機構１３は、可動鉄心９
と固定鉄心１０との対向面に互いに面接触の吸着面２４
ａ、２４ｂを利用し、吸着面２４ａ、２４ｂのすべり摩
擦により、出力軸１９への回転力の伝達を断続する。可
動鉄心９と固定鉄心１０との直接衝突をなくし、打音の
発生を防止するために、可動鉄心９は、必要に応じてイ
ンサート成形により樹脂中にインサートされ、その表裏
面は樹脂で覆われている。

【００１１】なお上記モータ軸１４は、ロータ４０と一
体であり、固定軸４１に対し回転自在に支持され、ステ
ータ４２の内部に回転可能な状態で組み合わせられてい
る。固定軸４１は、一端でモータケース４３に圧入など
によって固定されており、また他端部分でプレート板４
４に固定された軸受け４５に対して圧入などの手段によ
って固定されている。また上記複合歯車２５は、仕切り
板４６およびプレート板４４の一部で形成された軸受け
部４７とによって回転自在に支持されている。出力軸１
９と一体の小径軸部は、前記軸受け部４７に対して回転
自在に支持されており、モータ軸１４と同一軸線上に配
置されている。

【００１２】次に、本実施例１の作用を説明する。ま
ず、励磁コイル１２が通電励磁の状態にされていないと
き、可動鉄心９と固定鉄心１０とは、互いに離れてい
る。この状態で、モータ２が通電によって回転すると、
モータ軸１４の回転は、複合ギヤ２５、太陽歯車５を介
して遊星歯車９に伝達され、さらにこれに噛み合ってい
るリング歯車７まで伝達される。

【００１３】ここで、励磁コイル１２が非通電状態のま
まであるので、リング歯車７は、自由に回転できる状態
にある。一方、出力軸１９は、通常、回転負荷に連結さ
れている。このため遊星キャリア６は回転せず、したが
って太陽歯車５の回転は、遊星歯車８を介してリング歯
車７のみを回転させる。この結果、遊星歯車８が公転し
ないため、遊星歯車８の公転すなわち遊星キャリア６の
回転は、遊星歯車機構３の出力として外部に出力されな
いことになる。

【００１４】次に、励磁コイル２６が通電励磁の状態に
設定されたとき、ケース２３、固定鉄心１０、可動鉄心
９、軸受け部１７によって形成される磁路に励磁コイル
１２の磁束が通るため、可動鉄心９は、復帰用ばね１１
を撓ませながら、突出部２１に案内されて、リング歯車
７とともに回転しながら固定鉄心１０に磁気的に吸着さ
れる。可動鉄心９は固定鉄心１０との磁気的吸着により
回転できず、このためリング歯車７の回転は拘束され
る。その結果、遊星歯車８は、リング歯車７に対する噛
み合い位置を変え、太陽歯車５の回りを公転する。この
公転は、遊星キャリア６、つまり出力軸１９の回転とな
る。

【００１５】この回転中に出力軸１９に過負荷がかかっ
た場合、出力軸１９、つまり遊星歯車８の公転が阻止さ
れるので、これに代わってリング歯車７が回転しようと
し、可動鉄心９の回転トルクが増大する。このため、可
動鉄心９と固定鉄心１０との吸着面２４ａ、２４ｂにス
リップが発生し、このスリップにより可動鉄心９、これ
と一体のリング歯車７が回転し、モータ軸１４と出力軸
１９との間で、回転力の伝達はしゃ断される。その結
果、過負荷等による歯車の欠損やシャフトの損傷等の発
生を防止しながら、出力軸１９を強制的に逆回転させ、
あるいは出力軸１９の回転を強制的に停止させることが
できる。この場合、励磁コイル１２の電流の増減によっ
てフリクショントルクを調整することができる。

【００１６】

【実施例２】図３および図４に示すように、本実施例２
に係るフリクション機構１３は、固定鉄心１０に切欠穴
２６を形成し、切欠穴２６に着脱係合する突起部２７を
可動鉄心９の固定鉄心１０側対向面に形成し、突起部２
７を円柱状に形成したものである。励磁コイル１２の通
電励磁の状態では、可動鉄心９が磁気的に吸着され、切
欠穴２６に突起部２７が係合すると、可動鉄心９の回転
が阻止され、リング歯車７の回転が拘束されるので、遊
星歯車８は公転し、遊星キャリア６を介して出力軸１９
は回転する。

【００１７】この回転中に出力軸１９に過負荷がかかっ
た場合、切欠穴２６から突起部２７が抜け出し、可動鉄
心９、つまりリング歯車７の回転が可能となるので、出
力軸１９への回転力の伝達はしゃ断される。その結果、
前記実施例１と同様の効果が得られる。この実施例で
は、突起部２７が斜面となり、この斜面部に摩擦力が働
くので、磁気吸引力が小さくても、大きなトルク伝達に
有効である。また、突起部２７の形状を半球状あるいは
円錐台状に変えることによって、フリクショントルクを
調整することができる。また、可動鉄心９に切欠穴２６
を形成し、固定鉄心１０に突起部２７を形成し、突起部
２７の形状を必要に応じて変えてもよい。

【００１８】

【実施例３】図５および図６に示すように、本実施例３
に係るフリクション機構１３は、モータ軸１４と太陽歯
車５との間に介在する減速歯車機構２８の部分に設けた
ものである。前記減速歯車機構２８は、入力ギヤ２９と
出力ギヤ２８とからなる。入力ギヤ２９は、軸孔部３１
とフランジ部３２とを備え、フランジ部３２の外周面に
大径歯１６ａが形成され、大径歯１６ａは、モータ軸１
４の先端に設けた小径歯１５ａに噛み合う。

【００１９】フランジ部３２の内周面に扇状の切欠穴３
９が複数等配され、切欠穴３９の内周面にフック部３５
が一体に片持ち支持されている。また、切欠穴３９と連
なる割り溝３３は軸孔部３１に軸方向に沿って形成さ
れ、軸孔部３１の外周面に嵌め込まれるコイル状のスプ
リング３４は、軸孔部３１を半径方向に弾性変形させ、
内径を縮小させる方向に付勢する。

【００２０】前記出力ギヤ３０は、軸部３６と小径歯１
５ｂとを備え、小径歯１５ｂは太陽歯車５と一体の大径
歯１６ｂに噛み合う。軸部３６は小径軸３６ａ、中径軸
３６ｂおよび大径軸３６ｃからなる。小径軸３６ａおよ
び大径軸３６ｃは支持フレーム３７ａ、３７ｂに回転自
在に支持され、中径軸３６ｂは、入力ギヤ２９の軸孔部
３１に嵌め込まれている。

【００２１】大径軸３６ｃの端部にフランジ部３８が形
成され、フランジ部３８に入力ギヤ２９のフック部３５
が係止することにより、出力ギヤ２８は、入力ギア２９
に対して抜け止めされている。フリクション機構１３
は、入力ギア２９の軸孔部３１の内周面と出力ギア３０
の中径軸３６ｂの外周面との摩擦部分のすべり摩擦によ
り、出力軸１９への回転力の伝達を断続する。

【００２２】図５は、励磁コイル１２の非通電状態を示
す。この状態で、励磁コイル１２をオンにすると、減速
歯車機構２８において、モータ軸１４側の小径歯１５ａ
と入力ギヤ２９の大径歯１６ａとの噛み合いにより、第
１段階の減速が行われ、出力ギヤ３０の小径歯１５ｂと
太陽歯車５側の大径歯１６ｂとの噛み合いにより、第２
段階の減速が行われる。さらに遊星歯車機構３におい
て、第３段階の減速が行われ、出力軸１９は所定の減速
比で回転する。

【００２３】この回転中に出力軸１９に過負荷がかかっ
た場合、入力ギヤ２９の軸孔部３１の内周面と出力ギヤ
３０の中径軸３６ｂの外周面との間にスリップが発生
し、このスリップにより入力ギヤ２９から出力ギヤ３０
への回転力の伝達はしゃ断される。その結果、前記実施
例１と同様の効果が得られる。また、モータ軸１４と太
陽歯車５との間に減速歯車機構２８を介在させ、減速歯
車機構２８にフリクション機構１３を設けたので、フリ
クショントルクを小さく設定することができる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、以下の効果が得られる。すなわち、第１の発
明によれば、可動鉄心と固定鉄心との間にフリクション
機構を設けたので、過負荷等による歯車の欠歯やシャフ
トの損傷等の発生を防止し、出力軸を強制的に逆回転さ
せ、あるいは出力軸の回転を強制的に停止させることが
できる。また、励磁コイルの電流によって、または可動
鉄心あるいは固定鉄心に形成される突起部の形状を変え
ることによって、フリクショントルクを調整することが
できる。第２の発明によれば、モータ軸と太陽歯車との
間に減速歯車機構を介在させ、減速歯車機構にフリクシ
ョン機構を設けたので、前記第１の発明の効果に加え
て、フリクショントルクを小さく設定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係る遊星歯車機構付きモータを示す
断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】実施例２に係る遊星歯車機構付モータを示す断
面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】実施例３に係る遊星歯車機構付モータを示す断
面図である。

【図６】図５のフリクション機構を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 遊星歯車機構付きモータ ２ モータ ３ 遊星歯車機構 ４ 減速輪列 ５ 太陽歯車 ６ 遊星キャリア ７ リング歯車 ８ 遊星歯車 ９ 可動鉄心 １０ 固定鉄心 １１ 復帰用ばね １２ 励磁コイル １３ フリクション機構 １４ モータ軸 １５ａ、１５ｂ 小径歯 １６ａ、１６ｂ 大径歯 １７ 軸受け部 １８ 出力軸部 １９ 出力軸 ２０ 内歯 ２１ 突出部 ２２ 突部 ２３ ケース ２４ａ、２４ｂ 吸着面 ２５ 複合ギヤ ２６ 切欠穴 ２７ 突起部 ２８ 減速歯車機構 ２９ 入力ギア ３０ 出力ギア ３１ 軸孔部 ３２ フランジ部 ３３ 割り溝 ３４ スプリング ３５ フック部 ３６ 軸部 ３６ａ 小径軸 ３６ｂ 中径軸 ３６ｃ 大径軸 ３７ａ、３７ｂ 支持フレーム ３８ フランジ部 ３９ 切欠穴 ４０ ロータ ４１ 固定軸 ４２ ステータ ４３ モータケース ４４ プレート板 ４５ 軸受け ４６ 仕切り板 ４７ 軸受け部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ（２）により回転駆動される太陽
   歯車（５）と、出力軸（１９）により回転自在に支持さ
   れた遊星キャリア（６）と、出力軸（１９）と同軸線上
   で回転自在に支持されたリング歯車（７）と、遊星キャ
   リア（６）に回転自在に支持され、太陽歯車（５）およ
   びリング歯車（７）に噛み合う遊星歯車（８）と、リン
   グ歯車（７）に対して回転方向に回り止め状態で軸線方
   向に変移自在に支持された可動鉄心（９）と、可動鉄心
   （９）と対向する位置で固定された固定鉄心（１０）
   と、可動鉄心（９）を固定鉄心（１０）から離す方向に
   付勢する復帰用ばね（１１）と、可動鉄心（９）を磁力
   により固定鉄心（１０）に引き付ける励磁コイル（１
   ２）とを具備し、上記可動鉄心（９）と上記固定鉄心
   （１０）との間にフリクション機構（１３）を設けたこ
   とを特徴とする遊星歯車機構付きモータ（１）。
2. 【請求項２】 モータ（２）により回転駆動される太陽
   歯車（５）と、出力軸（１９）により回転自在に支持さ
   れた遊星キャリア（６）と、出力軸（１９）と同軸線上
   で回転自在に支持されたリング歯車（７）と、遊星キャ
   リア（６）に回転自在に支持され、太陽歯車（５）およ
   びリング歯車（７）に噛み合う遊星歯車（８）と、リン
   グ歯車（７）に対して回転方向に回り止め状態で軸線方
   向に変移自在に支持された可動鉄心（９）と、可動鉄心
   （９）と対向する位置で固定された固定鉄心（１０）
   と、可動鉄心（９）を固定鉄心（１０）から離す方向に
   付勢する復帰用ばね（１１）と、可動鉄心（９）を磁力
   により固定鉄心（１０）に引き付ける励磁コイル（１
   ２）とを具備し、モータ（２）のモータ軸（１４）と上
   記太陽歯車（５）との間に減速歯車機構（２８）を介在
   させ、この減速歯車機構（２８）にフリクション機構
   （１３）を設けたことを特徴とする遊星歯車機構付きモ
   ータ（１）。