(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定軸に対して回転自在に支持されたローラ本体内にモータと減速機が内蔵され、モータの回転力が減速機によって減速されてローラ本体に伝達され、ローラ本体が固定軸に対して回転駆動し、前記減速機はモータにより回転駆動される軸体と、該軸体の回転軸心に対して偏心する偏心軸心周りに回転自在に前記軸体に支持された外歯歯車と、該外歯歯車と歯数差を有し、該外歯歯車に対して周方向一部で噛合する内歯歯車と、ローラ本体に連動する出力軸と、前記外歯歯車と出力軸を連結して外歯歯車の回転成分を出力軸に伝達する回転動力伝達部材を備えたモータ内蔵ローラにおいて、前記回転動力伝達部材は回転軸心周りに揺動する外歯歯車に追従するように軸方向略全長にわたって変形する筒状体であり、且つ前記回転動力伝達部材は網状部材であることを特徴とするモータ内蔵ローラ。
【請求項２】
駆動装置により回転駆動される軸体と、該軸体の回転軸心に対して偏心する偏心軸心周りに回転自在に前記軸体に支持された外歯歯車と、該外歯歯車と歯数差を有し、該外歯歯車に対して周方向一部で噛合する内歯歯車と、前記外歯歯車の回転成分が伝達される出力軸と、前記外歯歯車と出力軸を連結して外歯歯車の回転成分を出力軸に伝達する回転動力伝達部材を備えた減速機において、前記回転動力伝達部材の回転軸心周りに揺動する外歯歯車に追従するように軸方向略全長にわたって変形する筒状体であり、且つ前記回転動力伝達部材は網状部材であることを特徴とする減速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は減速機を内蔵するモータ内蔵ローラおよび、モータ内蔵ローラ等の駆動装置に用いることができる減速機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ギヤモータ（ギヤードモータユニット）をローラ本体内に内蔵してなるモータ内蔵ローラが、例えば特開平１１−２３０２７５号公報に開示されている。この従来のモータ内蔵ローラに内蔵される減速機は、外歯歯車および内歯歯車を備え、前記外歯歯車の揺動成分を吸収する揺動シャフトを介して、外歯歯車の回転成分をローラ本体に連動する出力軸に伝達するものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記モータ内蔵ローラに内蔵される減速機において、前記出力軸に外歯歯車の回転成分のみを伝達するためには、外歯歯車と出力軸を連結する揺動シャフトに外歯歯車の揺動成分を吸収する必要がある。前記揺動シャフトは剛体であるため、外歯歯車の揺動成分を吸収するためには揺動シャフトを十分長いものとせざるを得ない。よって、上記した減速機を内蔵するモータ内蔵ローラは、内部空間の大部分を前記減速機が占拠してしまい、前記モータ内蔵ローラの小型化が困難であるという問題を有する。
そこで、本発明は小型で大きな減速比が得られる減速機および該減速機を内蔵するモータ内蔵ローラを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は次の技術的手段を講じた。
本発明は、固定軸に対して回転自在に支持されたローラ本体内にモータと減速機が内蔵され、モータの回転力が減速機によって減速されてローラ本体に伝達され、ローラ本体が固定軸に対して回転駆動し、前記減速機はモータにより回転駆動される軸体と、該軸体の回転軸心に対して偏心する偏心軸心周りに回転自在に前記軸体に支持された外歯歯車と、該外歯歯車と歯数差を有し、該外歯歯車に対して周方向一部で噛合する内歯歯車と、ローラ本体に連動する出力軸と、前記外歯歯車と出力軸を連結して外歯歯車の回転成分を出力軸に伝達する回転動力伝達部材を備えたモータ内蔵ローラにおいて、前記回転動力伝達部材は回転軸心周りに揺動する外歯歯車に追従するように軸方向略全長にわたって変形する筒状体であり、且つ前記回転動力伝達部材は網状部材であることを特徴とするものである。
【０００５】
上記モータ内蔵ローラによれば、軸体がモータの回転に伴い回転軸心を中心として回転し、該回転に伴い内歯歯車に噛合している外歯歯車が噛合位置を順次移動しながら揺動する。軸体が１回転すると外歯歯車は内歯歯車に対してその歯数差分だけ回転し、モータの回転速度は、外歯歯車において（歯数差Ｎ）／（外歯歯車の歯数）という大きな減速比で減速される。
【０００６】
さらに、回転動力伝達部材は、回転軸心周りに揺動する外歯歯車に追従するように変形するため、前記外歯歯車の揺動成分が前記変形により消耗され、前記回転動力伝達部材に吸収される。また、前記回転動力伝達部材の変形は軸方向全長にわたるため、外歯歯車の揺動成分は前記回転動力伝達部材の略全体で吸収される。それ故、前記回転動力伝達部材の軸方向の長さを短くでき、外歯歯車と出力軸の間隔を短く設計しても前記外歯歯車の揺動成分を充分に吸収できる。よって、本発明によれば減速機をコンパクトに設計でき、モータ内蔵ローラの小型化が可能である。
【０００７】
また前記回転動力伝達手段は網状部材である。
【０００８】
網状部材により回転動力伝達部材を成形すると、軸方向略全長にわたる変形をより一層スムーズに行える。さらにモータ内蔵ローラの駆動開始時並びに停止時に所定量のねじり変形が生じるような網状部材によって回転動力伝達部材を構成すれば、モータ内蔵ローラの起動時および停止時に該モータ内蔵ローラに生じる衝撃は、前記網状部材に吸収されるため、モータ内蔵ローラの起動、停止がスムーズに行える。
【０００９】
また、本発明は、駆動装置により回転駆動される軸体と、該軸体の回転軸心に対して偏心する偏心軸心周りに回転自在に前記軸体に支持された外歯歯車と、該外歯歯車と歯数差を有し、該外歯歯車に対して周方向一部で噛合する内歯歯車と、前記外歯歯車の回転成分が伝達される出力軸と、前記外歯歯車と出力軸を連結して外歯歯車の回転成分を出力軸に伝達する回転動力伝達部材を備えた減速機において、前記回転動力伝達部材の回転軸心周りに揺動する外歯歯車に追従するように軸方向略全長にわたって変形する筒状体であり、且つ前記回転動力伝達部材は網状部材であることを特徴とする減速機である。
【００１０】
上記減速機によれば、軸体がモータの回転に伴い回転軸心を中心として回転し、該回転に伴い内歯歯車に噛合している外歯歯車が噛合位置を順次移動しながら揺動する。軸体が１回転すると外歯歯車は内歯歯車に対してその歯数差分だけ回転し、モータの回転速度は、外歯歯車において（歯数差Ｎ）／（外歯歯車の歯数）という大きな減速比で減速される。
【００１１】
さらに、回転動力伝達部材は、回転軸心周りに揺動する外歯歯車に追従するように変形するため、前記外歯歯車の揺動成分が前記変形により消耗され、前記回転動力伝達部材に吸収される。また、前記回転動力伝達部材の変形は軸方向全長にわたるため、外歯歯車の揺動成分は前記回転動力伝達部材の略全体で吸収される。それ故、前記回転動力伝達部材の軸方向の長さを短くでき、外歯歯車と出力軸の間隔を短く設計しても前記外歯歯車の揺動成分を充分に吸収でき、減速機をコンパクトに設計できる。
【００１２】
また、上記減速機において動力伝達手段は網状部材である。
そのため動力伝達手段は軸方向略全長にわたる変形がスムーズである。また、駆動開始時並びに停止時に所定量のねじり変形が生じるような網状部材によって回転動力伝達部材を構成すれば、本発明の減速機を具備する装置の起動時および停止時に該モータ内蔵ローラに生じる衝撃は、前記網状部材に吸収され前記装置の起動、停止がスムーズに行える。
【００１３】
また、上記減速機において、軸体の先端部を回転動力伝達部材の内側で出力軸に回転自在に支持させれば、外歯歯車を揺動させる軸体の回転安定性を向上し得ると共に、この軸体の支持構造を回転動力伝達部材の内側に配置することで、軸体が長尺であっても減速機全体の軸長を小さくしつつ軸体を支持でき、減速機をコンパクトに設計できる
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１〜図３は本発明の一実施形態に係るモータ内蔵ローラ１並びにその構成部品を示しており、該モータ内蔵ローラ１は、図２に示すようにローラ本体２内に、モータ３と減速機４とを筒状ハウジング５内に内蔵するギヤモータ６（ギヤードモータユニットとも称する）が内蔵されたものであり、ローラ本体２と筒状ハウジング５とによる二重筒構造となっている。
【００１５】
上記ローラ本体２は、図２に示すように、筒状の部材であり、両端部から固定軸７，８が突出している。固定軸７，８は、いずれもローラ本体２の内外を連通するものであり、それぞれ軸受け１０，１１を介してローラ本体２を固定軸７，８に対して相対回転自在に支持している。上記ギヤモータ６は、一方の固定軸７に固定されている。この固定構造は適宜のものとすることができるが、好ましくは、ハウジング５の端部をゴムや樹脂を素材とする緩衝部材を介して固定軸７に固定することで、ギヤモータ６内で生じる振動や騒音等が固定軸７に伝達されないようにするのが好ましい。
【００１６】
ギヤモータ６のハウジング５は、その外径がローラ本体２の内周面に接しない程度の大きさの筒状体である。このハウジング５は、ローラ本体２内に宙吊り状に内挿されるものであり、その内部には、図１（ａ）に示すようにモータ３と減速機４とがユニット化されて内蔵されている。
【００１７】
モータ３は、適宜の構成のものを採用することができ、例えば、公知のモータ内蔵ローラと同様に固定子と回転子により主構成することができ、好ましくはブラシレスＤＣモータを採用できる。このモータ３は、ハウジング５の端部から軸方向に突出する回転軸１２を備えており、この回転軸１２はモータ３の回転子に連結され、モータ３の回転力が伝達される。
【００１８】
減速機４は図１（ａ）に示すように、モータ３の回転軸１２に固定された軸体１３と、軸体１３に回転自在に支持された外歯歯車１４と、外歯歯車１４に対して周方向一部で噛合する内歯歯車１５と、ローラ本体２に連動する出力軸１６と、外歯歯車１４と出力軸１６を連結する回転動力伝達部材１７を備えている。なお、外歯歯車１４は内歯歯車１５より歯数がＮだけ少ない。歯数差Ｎは１であっても、２以上であっても良く、適宜変更することで所望の減速比が得られる。
【００１９】
軸体１３は、回転軸１２と一体的に回転するものであって、回転軸１２の回転軸心が軸体１３の回転軸心Ｏとなる。また、軸体１３は軸方向中途部に偏心軸部１８を有し、偏心軸部１８の軸心Ｑ（偏心軸心）は上記回転軸心Ｏに対して偏心している。
【００２０】
外歯歯車１４は、例えばサイクロイド歯車である。外歯歯車１４の軸心は軸体１３の偏心軸部１８と同心であり、軸体１３の偏心軸部１８に軸受け２３を介して外歯歯車１４が回転自在に支持されている。したがって、モータ３の回転軸１２が回転すると、偏心軸部１８の軸心Ｑが回転軸心Ｏの周りを回転し、外歯歯車１４が揺動する。また、外歯歯車１４のモータ３側とは逆側に、軸方向に突出した筒部２４を有し、筒部２４に後述する回転動力伝達部材１７の一端が固定される。
【００２１】
内歯歯車１５は外歯歯車１４と噛合可能なサイクロイド歯車であり、外歯歯車１４より径が大きく歯数がＮ（Ｎは１以上の整数）だけ多い。また、内歯歯車１５は筒状ハウジング５の内部に回転軸心Ｏと軸心が一致するように固定されており、図１（ｂ）に示すように周方向の一部で外歯歯車１４と噛み合っている。内歯歯車１５のモータ３側の端部には軸心方向に延伸したフランジ部２１が設けられており、フランジ部２１に軸体１３の一端部１９が軸受け２２を介して回転自在に支持されている。なお、本実施形態においては内歯歯車１５の歯数が、外歯歯車１４の歯数よりもＮだけ多い。
【００２２】
出力軸１６は軸部２５と連結部２６により構成されており、連結部２６は円盤部２７とボス部２８が一体成形されたものである。軸部２５の一端側に軸部２５と同心で軸部２５より径が小さな係合部２５ａが設けられている。軸部２５と円盤部２７は円盤部２７の中心に設けられた貫通孔２７ａに軸部２５の係合部２５ａを嵌合することで一体化されている。また、軸部２５は、筒状ハウジング５の軸方向の端部に固定されているブラケット３０に、軸受け３１を介してモータ３の回転軸１２と軸心が一致するように回転自在に支持されている。さらに、軸部２５の他端部２５ｂは、筒状ハウジング５から軸方向外部側に突出している。また、円盤部２７の外周側には回転動力伝達部材１７の端部が固定されている。出力軸１６のボス部２８内には、軸体１３の他端部２０が軸受け２９を介して回転自在に支持されている。さらに軸体１３は、上記したように一端部１９が内歯歯車１５のフランジ部２１に回転自在に支持されているため、出力軸１６の軸心は回転軸心Ｏと常に一致している。なお、本実施形態においては、出力部１６は別個に成形された軸部２５と連結部２６を一体化したものであるが、軸部２５と連結部２６を一体成形してもよい。
【００２３】
回転動力伝達部材１７は、図３に示すように両端が開口した略円筒形でワイヤー製の網状部材であり、所定量のねじり変形が可能である。回転動力伝達部材１７は、一方の開口端が外歯歯車１４の筒部２４に接続固定されており、他方の開口端が、出力軸１６の円盤部２７の外周に接続固定されている。なお、回転動力伝達部材１７は本目網、蛙又網、無結節網、ラッセル網、綟子網、織網等いかなる編み方で編まれたものであってもよい。また、回転動力伝達部材１７は軸方向の略全長にわたって変形可能で、外歯歯車１４の回転力を出力軸１６に伝達可能なものであれば、ワイヤーに限らず、ゴムや樹脂等いかなる材質で形成されても良く、網状に限らず螺旋状等いかなる形状であっても良い。
【００２４】
出力軸１６には、図２に示すように円筒体状の連結部材３２が固定されており、該連結部材３２は、固定ピン３３などの固定手段によってローラ本体２に固定されている。出力軸１６に伝達された外歯歯車１４の回転成分は、連結部材３２を介してローラ本体２に伝達され、ローラ本体２が回転駆動する。
【００２５】
続いて減速機４の作用について順次説明する。
筒状ハウジング５内に配置されたモータ３が駆動し、回転軸１２が回転すると、それに連動して軸体１３が回転する。軸体１３が回転すると、軸受け２３により回転自在に外歯歯車１４に支持されている偏心軸部１９の軸心Ｑが回転軸心Ｏ周りに回転し、それに連動して外歯歯車１４が内歯歯車１５の内側で順次噛合位置を変えながら揺動する。外歯歯車１４は内歯歯車１５に比べて歯数がＮだけ少ないため、軸体１３が１回転すると外歯歯車１４が歯数差Ｎ分だけ回転する。よって、モータ３の回転軸１２の回転は、外歯歯車１４において、（歯数差Ｎ）／（外歯歯車の歯数）という大きな減速比で減速される。ここで、歯数差Ｎは整数値であり１であっても２以上であっても良い。
【００２６】
外歯歯車１４は回転動力伝達部材１７により出力軸１６と連結されているため、外歯歯車１４の揺動および回転が回転動力伝達部材１７に伝達される。回転動力伝達部材１７は上記の通り網状部材であり、軸方向全長にわたって変形が可能である。よって、外歯歯車１４の揺動成分は、回転動力伝達部材１７が外歯歯車１４の揺動に追従して変形することにより吸収され、出力軸１６には伝達されない。一方、外歯歯車１４において減速された回転力は、回転動力伝達部材１７を介して出力軸１６へと伝達される。それ故、回転動力伝達手段１７は外歯歯車１４の回転成分のみを出力軸１６に伝達し、揺動成分を出力軸に伝達しない。
【００２７】
本実施形態の減速機４によれば、駆動装置であるモータ３の回転軸１２の回転が、外歯歯車１４と内歯歯車１５の歯数差に起因し、（歯数差Ｎ）／（外歯歯車の歯数）という非常に大きな減速比で減速される。よって、減速機４は外歯歯車１４と内歯歯車１５の歯数差を適宜決定することで大きな減速比を得ることが可能であり、所望の減速比を得るために減速機を多段構成とする必要がなく、減速機４を小型化できる。
【００２８】
またさらに、外歯歯車１４と出力軸１６は、回転動力伝達部材１７により連結されており、外歯歯車１４の揺動成分が回転動力伝達部材１７に吸収される。よって出力軸１６は揺動せず軸心周りにスムーズに回転する。回転動力伝達部材１７は網状部材であり、軸方向略全長にわたり変形するため、外歯歯車１４と出力軸１６の間隔が狭い場合でも外歯歯車１４の揺動を充分に吸収できる。よって、減速機４はコンパクトな構成に設計可能であり、該減速機４を内蔵するモータ内蔵ローラ１は小型化できる。また、回転動力伝達部材１７を構成する網状部材は、ねじり変形を生じることが可能なため、モータ内蔵ローラの起動時および停止時に該モータ内蔵ローラに生じる衝撃は、前記網状部材に吸収され、モータ内蔵ローラの起動、停止がスムーズに行える。
【００２９】
なお、本実施形態のモータ内蔵ローラは、モータ３と減速機４を筒状ハウジング５内に内蔵したギヤモータ６をローラ本体２内に収納したものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ローラ本体２内にモータ３と減速機４を直接内蔵させても良い。
【００３０】
また、上記実施形態において減速機４は、モータ内蔵ローラ１内に内蔵されるものであるが、減速機４はモータ内蔵ローラ１に限らず、あらゆる駆動装置の減速機として用いることが可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、駆動装置の回転駆動に伴い揺動する外歯歯車と出力軸が、回転動力伝達部材により接続されているため、外歯歯車の揺動は回転動力伝達部材に吸収され、回転成分のみが大減速比で減速され出力軸に伝達される。回転動力伝達部材は軸方向略全長にわたって変形するため、回転動力伝達部材は軸方向に短くても外歯歯車の揺動を充分に吸収できる。よって、本発明の減速機は外歯歯車と出力軸の間隔を短距離とすることができ、減速機をコンパクトに設計でき、該減速機をモータ内蔵ローラに組み込めば該モータ内蔵ローラの小型化が可能である。さらに、回転動力伝達部材が網状部材であり、駆動装置の回転駆動の起動時及び停止時の衝撃を前記網状部材に吸収し、緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る減速機を内蔵するギヤモータを示す図であり（ａ）は要部拡大断面図であり、（ｂ）は同（ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。
【図２】同ギヤモータを内蔵するモータ内蔵ローラの全体断面図である。
【図３】外歯歯車並びに回転動力伝達部材の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  モータ内蔵ローラ
２  ローラ本体
３  モータ
４  減速機
５  筒状ハウジング
６  ギヤモータ
７，８  固定軸
１２  回転軸
１３  軸体
１４  外歯歯車
１５  内歯歯車
１６  出力軸
１７  回転動力伝達部材
Ｏ  回転軸心
Ｑ  偏心軸心
【図１】
0003616805.tif 000002
【図２】
0003616805.tif 000003
【図３】
0003616805.tif 000004