(57)【要約】【課題】駆動部からの回転駆動力を効率的に出力軸へと伝達することができると共に、電気信号が停止された際に出力軸を初期位置と終端位置との間に回転変位した状態で保持し、小型化及び耐久性の向上を図る。【解決手段】回転シャフト３６が回転駆動することにより第１ギア５２が一体的に回転し、前記第１ギア５２の小径ギア部７２と固定ギア５４とが噛合すると共に、前記第１ギア５２の大径ギア部７４と第２ギア５６の第２内歯８４とが噛合している。このサイクロイド歯車からなる第１ギア５２及び第２ギア５６を通じて回転駆動力が減速された後に、前記第２ギア５６の軸部１４より外部へと出力される。また、駆動部１２への電気信号が停止した際に、前記軸部１４を所定回転量だけ回転した位置で保持するデフォルト機構１８と、前記軸部１４側からの駆動力が駆動部１２側へ伝達されることを阻止するセルフロック機能を備える。【選択図】図１
2006097883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号によって回転駆動する駆動部と、
前記駆動部からの回転駆動力が付勢される駆動軸と、
前記駆動軸から前記回転駆動力が伝達され、前記回転駆動力を減速させるサイクロイド歯車を有する減速機構と、
前記駆動軸と同軸上に設けられ、前記減速機構によって減速された回転駆動力を出力する出力軸と、
前記駆動部への電気信号の供給が停止された際に、前記出力軸が所定角度回転変位した初期位置と終端位置との間で該出力軸の回転変位を規制する回転保持機構と、
を備えることを特徴とする歯車減速装置。
【請求項２】
請求項１記載の歯車減速装置において、
前記歯車減速装置には、前記出力軸から付勢される駆動力が前記駆動軸へ伝達されることを防止するセルフロック機構を備えることを特徴とする歯車減速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号によって回転駆動する駆動部からの回転を減速させて出力するための歯車減速装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータ等の電気信号によって回転駆動する駆動源からの回転を減速させて出力側へと伝達するための減速装置が用いられている。
【０００３】
例えば、このような減速装置が適用されるスロットルバルブでは、電動モータからの出力が平歯車からなる駆動ギアを介して中間ギアへと伝達され、前記駆動ギアの回転が中間ギアとの噛合によって減速された後、前記中間ギアに噛合される従動ギアを通じて前記回転が弁軸に対して伝達される。そして、互いに噛合した駆動ギア、中間ギア、従動ギアによって電動モータからの回転が所定量だけ減速された状態で前記弁軸に伝達して回転変位させる構成が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、駆動源からの回転の伝達を行う際にウォームギアを採用することにより電動モータからの回転を減速させて出力側に伝達させる減速装置がある。このような減速装置では、電動モータのモータ軸にウォームが装着され、前記ウォームには前記モータ軸と略直交する軸部に支持されたヘリカルギアが噛合わされている。そして、電動モータからの駆動トルクが、モータ軸からウォームに伝達され、前記ウォームからヘリカルギアへと伝達されることにより所定量だけ減速されて出力軸から出力する構成となっている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２０６７６２号公報
【特許文献２】特開２００３−１７２４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に係る従来技術においては、電動モータの出力を伝達する駆動ギア、前記駆動ギアに噛合される中間ギア及び前記中間ギアに噛合され、弁軸へと回転を伝達する従動ギアにそれぞれ平歯車を採用している。しかしながら、前記電動モータからの回転力を大きく減速させて出力側へと出力させる場合に、ギアの歯数を増やす必要が生じるが、平歯車では歯数を増やすのに伴ってギアの外周径が大きくなり、且つ、前記駆動ギア、中間ギア、従動ギアは、それぞれの支持軸が互いに略平行となるように設けられているため、前記駆動ギア等を含む減速装置が大型化してしまうという問題がある。
【０００７】
一方、特許文献２に係る従来技術においては、電動モータからの回転を減速するための減速機構としてウォーム及びヘリカルギアとからなるウォームギアを採用しているが、前記ウォームギアは伝達効率が悪いため、前記電動モータから出力された回転を出力側に効率的に伝達することが困難であると共に、前記ウォームギアは耐久性が悪いという問題がある。
【０００８】
また、ウォームギアでは入力側となるモータ軸と、前記モータ軸に設けられたウォームと噛合するヘリカルギアの出力軸とが略直交した構成となるため、前記モータ軸と出力軸のスペースを確保するために減速装置が大型化し、大きな設置スペースを要するという問題がある。
【０００９】
本発明は、前記の種々の問題を考慮してなされたものであり、駆動部からの回転駆動力を効率的に出力軸へと伝達することができると共に、電気信号の供給が停止された際に出力軸が初期位置と終端位置との間に回転変位した状態で規制することが可能で、しかも、小型化に適し、且つ、耐久性に富む歯車減速装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明は、電気信号によって回転駆動する駆動部と、
前記駆動部からの回転駆動力が付勢される駆動軸と、
前記駆動軸から前記回転駆動力が伝達され、前記回転駆動力を減速させるサイクロイド歯車を有する減速機構と、
前記駆動軸と同軸上に設けられ、前記減速機構によって減速された回転駆動力を出力する出力軸と、
前記駆動部への電気信号の供給が停止された際に、前記出力軸が所定角度回転変位した初期位置と終端位置との間で該出力軸の回転変位を規制する回転保持機構と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、減速機構によって駆動部からの回転駆動力を減速して出力させる際に、前記減速機構にはサイクロイド歯車を採用している。これによって、従来の平歯車やウォームギアが採用された減速装置と比較して噛合率が向上するため、駆動軸から出力軸への回転駆動力の伝達効率を向上させることができると共に、減速機構の耐久性を向上させることができる。
【００１２】
また、駆動部からの回転駆動力が付勢される駆動軸と、減速機構を通じて回転駆動力が出力される出力軸とを同軸上に設けることができるため、前記駆動軸と出力軸との間に配置される減速機構が半径方向に大型化することがなく、同時に、減速機構において減速比を大きく設定する場合においても、従来の平歯車やウォームギアを採用している減速装置と比較して装置の大型化を抑制することができる。そのため、減速機構の占有スペースを小さくすることができ、歯車減速装置の小型化を図ることが可能となる。
【００１３】
さらに、駆動部への電気信号の供給が停止された際、前記出力軸を、回転保持機構によって初期位置又は終端位置から所定角度だけ回転変位させて前記初期位置と終端位置との間に回転変位した状態で規制することができる。これにより、何らかの原因で電気信号の供給が停止した場合にも、出力軸の回転変位が初期位置又は終端位置で保持されたままとなることがなく、例えば、この歯車減速装置を弁機構に適用した際に、前記出力軸を初期位置又は終端位置に保持された状態から回転変位させることにより、前記弁機構における全閉状態より若干だけ流体が流通した状態とすることができる。
【００１４】
従って、このような回転保持機構を歯車減速装置に対して簡便に設けることができ、前記回転保持機構を有する歯車減速装置を弁機構等に適用することが可能となる。
【００１５】
さらにまた、歯車減速装置には、出力軸から付勢される駆動力が駆動軸へ伝達されることを防止するロック機構を備えるようにするとよい。これにより、出力軸に接続された被駆動部材に駆動力が付勢された場合でも、歯車減速装置に備えられたロック機能によって前記駆動力が駆動部まで伝達されることがなく、同時に、前記被駆動部材が駆動部からの回転駆動力以外の駆動力によって回転変位することを防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１７】
すなわち、駆動部からの回転駆動力を減速して出力させる減速機構にサイクロイド歯車が採用することにより、従来の平歯車やウォームギアが採用された減速装置と比較して噛合率を向上させることができるため、前記駆動軸からの回転駆動力を効率的に出力軸に伝達することができ、且つ、減速機構の耐久性を向上させることができる。
【００１８】
また、駆動軸と出力軸とを同軸上に設けることができるため、前記駆動軸と出力軸に接続される減速機構を小型化することができ、減速機構で減速比を大きく設定する場合に、従来の平歯車やウォームギアを採用している減速装置と比較して装置の小型化を図ることができる。
【００１９】
さらに、駆動部への電気信号の供給が停止された際、出力軸の回転変位が初期位置又は終端位置で保持されることないため、歯車減速装置を弁機構に適用した場合に、前記出力軸を初期位置又は終端位置に保持された状態から回転変位させることにより、前記弁機構における全閉状態より若干だけ流体が流通した状態とすることができる。すなわち、回転保持機構を歯車減速装置に対して簡便に設けることができると共に、前記回転保持機構を有する歯車減速装置を弁機構等に好適に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る歯車減速装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２１】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る歯車減速装置を示す。
【００２２】
この歯車減速装置１０は、電気信号によって回転駆動する駆動部１２と、前記駆動部１２からの回転駆動力を所定量だけ減速させて出力側の軸部（出力軸）１４へと伝達する減速機構１６と、前記駆動部１２への電気信号が停止された際に、前記軸部１４を所定回転量（又は回転角度）だけ回転させた位置で保持するデフォルト機構（回転保持機構）１８と、前記減速機構１６における軸部１４の回転量（例えば、回転角度）を検出する検出部２０を備える。なお、この歯車減速装置１０には、前記軸部１４より駆動力が入力された際に、その駆動力が駆動部１２側へ伝達されることを阻止するセルフロック機能が備えられている。
【００２３】
駆動部１２は、例えば、ＤＣモータ等からなり、有底状のハウジング２２が、減速機構１６のボディ２４（後述する）にボルト２６を介して連結されると共に、前記ハウジング２２とボディ２４との間には円筒状のヨーク２８が設けられている。すなわち、ハウジング２２とヨーク２８とによって駆動部１２の内部が中空状に形成されている。そして、ヨーク２８が当接するハウジング２２の外周面と前記ボディ２４の内周面にはそれぞれ環状溝を介してシール部材３０が設けられているため、ハウジング２２及びヨーク２８の内部の気密が保持される。
【００２４】
また、ヨーク２８の内周面には、円筒状に形成される磁石３２が装着されている。この磁石３２は、例えば、ネオジボンド磁石、ネオジ焼結磁石等からなり、このようにネオジ系磁石を採用することにより、小型で高出力化を図ることができると共に、径方向及び高さ方向にも着磁可能であるため電磁効率を向上させることができる。
【００２５】
さらに、ハウジング２２の内部には、減速機構１６より離間する方向に凹状に窪んだ装着穴に軸受３４が保持され、前記ハウジング２２及びヨーク２８の内部に設けられる回転シャフト（駆動軸）３６の一端部が回転自在に保持されている。
【００２６】
この回転シャフト３６の一端部側には整流子３８が設けられ、前記回転シャフト３６と一体的に回転変位する。そして、前記整流子３８と対向するハウジング２２の内周面には環状のブラシホルダ４０が装着され、前記ブラシホルダ４０の内周面から整流子３８側に向かって突出したブラシ４２が前記整流子３８の外周面に接触している。
【００２７】
前記回転シャフト３６は軸線方向に沿って長尺に形成され、その他端部側が減速機構１６の第２ギア５６（後述する）に内装された軸受４４によって回転自在に保持されている。すなわち、回転シャフト３６は、ハウジング２２に設けられた軸受３４と、第２ギア５６に設けられた軸受４４によって回転自在に支持されている状態となる。
【００２８】
また、回転シャフト３６の他端部側には、該回転シャフト３６の軸心３６ａより半径外方向に所定距離だけ軸心４６ａがオフセットしたオフセット部４６が形成される。このオフセット部４６には、減速機構１６の第１ギア５２（後述する）が軸受３４、４４を介して回転自在に保持されている。
【００２９】
一方、回転シャフト３６の略中央部には、アマーチュア４８が一体的に設けられ、前記アマーチュア４８の外周面と対向する位置に設けられる磁石３２との間には若干のクリアランスが確保されている。
【００３０】
なお、駆動部１２の実施例としては、ＤＣモータを用いるようにしたが、他に、ＳＲモータ、ブラシレスモータ等を用いるようにしてもよい。
【００３１】
減速機構１６は、駆動部１２のハウジング２２と連結されるボディ２４と、前記ボディ２４の端部をボルト２６を介して閉塞する円盤状のカバープレート５０と、回転シャフト３６のオフセット部４６に装着される第１ギア５２と、前記第１ギア５２の外周面に対向して前記ボディ２４の内周面に固定されるリング状の固定ギア５４と、前記第１ギア５２と噛合して前記駆動部１２からの回転駆動力を外部へと出力する軸部１４を有する第２ギア５６とを備えている。
【００３２】
ボディ２４の一端部側には、駆動部１２のヨーク２８が挿入されてハウジング２２が連結されると共に、他端部側は前記一端部より半径外方向に拡径して形成されている。そして、ボディ２４の内部には、軸線方向に沿って略同一の内周径となる円筒壁部５８が形成され、前記ボディ２４の他端部側における前記円筒壁部５８の外周側には空間部６０が形成されている。この空間部６０には、第１ギア５２及び第２ギア５６やデフォルト機構１８が配設されている。
【００３３】
また、ボディ２４には、図３に示されるように、デフォルト機構１８の第１回転ディスク８６（後述する）の回転変位を規制し、第２ギア５６から出力される回転駆動力を規制する第１及び第２ストッパ６２、６４が設けられている。
【００３４】
この第１及び第２ストッパ６２、６４は、それぞれ棒状に形成されてボディ２４の底壁より空間部６０側に向かって所定長だけ突出するように設けられ、前記第１ストッパ６２と第２ストッパ６４のボディ２４からの突出量は略同等となるように設定されている。第１ストッパ６２と第２ストッパ６４とは、ボディ２４の軸線を中心として略対称となる位置に設けられ、且つ、第１回転ディスク８６の外周面より半径外方向となる位置にそれぞれ設けられている。なお、第１及び第２ストッパ６２、６４の突出量を、図示しない調整機構によってそれぞれ調整可能としてもよい。
【００３５】
なお、上記の説明においては、第１及び第２ストッパ６２、６４を別体で形成しているが、これに限定されるものではなく、前記第１及び第２ストッパ６２、６４をボディ２４と一体に形成するようにしてもよい。
【００３６】
また、カバープレート５０の略中央部には、ボディ２４から離間する方向に向かって所定長だけ突出した軸保持部６６が形成され、前記軸保持部６６の内部には、ブッシュ等の摺動部材６８を介して第２ギア５６の軸部１４が回転自在に保持されている。この軸部１４の外周面には、環状溝を介してシール部材３０が装着されている。
【００３７】
第１ギア５２は円盤状に形成され、駆動部１２側に形成されて固定ギア５４に噛合される小径ギア部７２と、前記小径ギア部７２より半径外方向に拡径されて第２ギア５６に噛合される大径ギア部７４とからなる。なお、大径ギア部７４は、第１ギア５２のカバープレート５０側に形成されている。
【００３８】
そして、小径ギア部７２が噛合される固定ギア５４の内周面に沿って形成される第１内歯７６と前記小径ギア部７２とは、図３に示されるように、サイクロイド歯車によって形成されている。すなわち、このサイクロイド歯車からなる第１ギア５２と第１内歯７６とは、固定ギア５４の内周面に対して周方向に沿った小径ギア部７２の一部のみが第１内歯７６に噛合し、その噛合した部位を周方向に沿って移動しながら噛合している。
【００３９】
一方、大径ギア部７４の側面には、図５に示されるように、周方向に沿って等角度毎に離間した複数（例えば、８個）の連結孔７８が形成され、前記連結孔７８は、第１ギア５２の中心に対して同一半径上に形成されている。
【００４０】
第２ギア５６は、図１及び図２に示されるように、カバープレート５０の軸保持部６６に挿通される軸部１４と、前記軸部１４から半径外方向に拡径した拡径部８０と、前記拡径部８０の外周部位から駆動部１２側に向かって略直角に折曲して延在する折曲部８２と、前記折曲部８２の内周面に沿って形成される第２内歯８４とからなる。
【００４１】
軸部１４は、軸保持部６６との間に設けられるブッシュ等の摺動部材６８を介して回転自在に保持され、前記軸保持部６６の端部より所定長だけ外部に突出するように配設されている。この軸部１４の内部には、一組の軸受４４が並列に配設され、前記一組の軸受４４によって回転シャフト３６の他端部が回転自在に保持されている。この軸部１４には、例えば、図示しないエンジンの吸気マニホールドに連結されるスロットルバルブ２００のバルブシャフト２０６が連結され（図６参照）、前記軸部１４を介してバルブシャフト２０６を所定角度だけ回転変位させることにより、前記吸気マニホールド内を流通する吸入空気の流量をバルブシャフト２０６に連結された弁体２０８によって制御することができる。
【００４２】
拡径部８０は、カバープレート５０と略平行に形成されると共に、折曲部８２は軸部１４の軸線と略平行となるように形成されている。この折曲部８２は、第１ギア５２の大径ギア部７４の外周面と対向する位置まで延在して形成され、前記大径ギア部７４と第２内歯８４とが噛合する。
【００４３】
そして、第１ギア５２の大径ギア部７４と、該大径ギア部７４が噛合される第２ギア５６の内周面に沿って形成される第２内歯８４は、サイクロイド歯車によって形成されている。すなわち、このサイクロイド歯車からなる第１ギア５２の大径ギア部７４と第２内歯８４とは、第２ギア５６の内周面に対して周方向に沿った大径ギア部７４の一部のみが第２内歯８４に噛合し、その噛合した部位を周方向に沿って移動しながら噛合している。
【００４４】
このように減速機構１６では、駆動部１２からの回転駆動力によって軸受３４、４４に支持された回転シャフト３６が回転し、該回転シャフト３６のオフセット部４６に設けられた第１ギア５２の小径ギア部７２が、固定ギア５４の第１内歯７６との噛合作用下に該固定ギア５４の内周方向に沿って移動しながら回転する。そして、前記第１ギア５２における大径ギア部７４に噛合された第２ギア５６が、前記第１ギア５２との噛合作用下に回転することにより、前記駆動部１２からの回転駆動力が第１及び第２ギア５２、５６によって減速された後に軸部１４より外部へと出力される。すなわち、この減速機構１６では、駆動部１２からの回転駆動力を２段階で減速させて出力している。
【００４５】
デフォルト機構１８は、ボディ２４の空間部６０に配設され、減速機構１６の第１ギア５２に連結されて一体的に回転する第１回転ディスク８６と、前記第１回転ディスク８６の駆動部１２側に配設され、前記第１回転ディスク８６に係合される第２回転ディスク８８と、前記第１回転ディスク８６の外周面に介装される第１スプリング９０と、前記第２回転ディスク８８の外周面に介装される第２スプリング９２とを備える。
【００４６】
第１回転ディスク８６は、ボディ２４の円筒壁部５８に挿通されるように配設され、前記第１ギア５２の側面に対向するように形成される第１大径部９４と、前記第１大径部９４より駆動部１２側に形成され、前記第１大径部９４より縮径した第１小径部９６とからなる。
【００４７】
そして、第１大径部９４には、図５に示されるように、第１ギア５２と対向する側面に複数（例えば、８本）の連結ピン９８が周方向に沿って等間隔離間して形成され、前記複数の連結ピン９８が第１ギア５２の連結孔７８にそれぞれ挿入される。なお、連結孔７８は、連結ピン９８の直径より大きく形成されている。すなわち、第１回転ディスク８６は、第１ギア５２に対して若干だけ前記連結孔７８の半径方向に変位可能な状態で係合されている。
【００４８】
また、第１大径部９４の外周面には、図３に示されるように、半径外方向に突出した第１レバー部１００が周方向に沿った所定幅で形成され、前記第１レバー部１００には、前記第１大径部９４の周方向に沿って所定長さだけ延在する長孔状の第１係合孔１０２が形成されている。この第１係合孔１０２の内部には、第２回転ディスク８８の係合ピン１０４（後述する）が挿入されている。
【００４９】
さらに、第１回転ディスク８６が第１ギア５２の回転作用下に一体的に回転変位した際、前記第１レバー部１００の一端面がボディ２４に設けられた第１ストッパ６２の端面に当接することにより係止されて前記第１回転ディスク８６の時計回り方向（矢印Ｂ方向）への回転変位が規制される。
【００５０】
一方、第１回転ディスク８６が第１ギア５２の回転作用下に前記とは反対方向（矢印Ａ方向）に回転変位した際には、前記第１レバー部１００の他端面がボディ２４に設けられた第２ストッパ６４の端面に当接することにより係止されて前記第１回転ディスク８６の回転変位が同様に規制される。
【００５１】
すなわち、第１回転ディスク８６は、第１レバー部１００の一端面が第１ストッパ６２に当接する位置と、前記第１レバー部１００の他端面が第２ストッパ６４に当接する位置と間となる所定角度範囲内のみで回転可能に設けられている。
【００５２】
また、第１大径部９４には、周方向に沿った２本の連結ピン９８の間となる位置に長孔状の第２係合孔１０６が形成されている。前記第２係合孔１０６は、連結ピン９８が形成される直径円上より若干だけ半径外方向となる位置に形成され、前記第１大径部９４の周方向に沿って所定長さだけ延在するように形成されている。そして、第２係合孔１０６には、第１スプリング９０における一方の係止端１０８ａが挿入されている。この第１スプリング９０は、螺旋状に巻回されて筒状に形成され、前記第１回転ディスク８６における第１小径部９６の外周面に挿通されている（図２参照）。
【００５３】
第２回転ディスク８８は、前記第１回転ディスク８６より駆動部１２側となる位置にボディ２４の円筒壁部５８に挿通されるように配設され、前記第１回転ディスク８６の第１大径部９４に対向するように形成される第２大径部１１０と、前記第２大径部１１０より駆動部１２側に形成され、前記第２大径部１１０より半径内方向に縮径した第２小径部１１２と、前記第２小径部１１２の内部に形成されるスプリング装着孔１１４とからなる。
【００５４】
スプリング装着孔１１４は、第２小径部１１２の外周面より半径内方向に縮径して環状に形成され、前記スプリング装着孔１１４の内周面は第１回転ディスク８６の第１小径部９６の外周面と略同一直径で形成されている。そして、スプリング装着孔１１４には、第１回転ディスク８６の第１小径部９６に介装された第１スプリング９０が、前記第１小径部９６と前記スプリング装着孔１１４とに跨るように介装されている。この第１スプリング９０における他方の係止端１０８ｂが、スプリング装着孔１１４に形成された係止溝１１６に係合されている。
【００５５】
これにより、第１スプリング９０は、一方の係止端１０８ａが第１回転ディスク８６に係合され、他方の係止端１０８ｂが第２回転ディスク８８に係合されているため、前記第１スプリング９０の弾発力が、前記第１回転ディスク８６と第２回転ディスク８８とを相対的に相反する方向に回転させるように付勢している。換言すると、第１スプリング９０の弾発力は、第１回転ディスク８６を反時計回り（矢印Ａ方向）に回転させる方向に付勢すると共に、第２回転ディスク８８を時計回り（矢印Ｂ方向）に回転させる方向に付勢されている。
【００５６】
一方、図４及び図５に示されるように、第２大径部１１０の外周面には、半径外方向に突出した第２レバー部１１８が周方向に沿った所定幅で形成され、前記第２レバー部１１８には第１回転ディスク８６側に向かって突出した係合ピン１０４が装着されている。この係合ピン１０４は、第２回転ディスク８８の第２大径部１１０を第１回転ディスク８６の第１大径部９４に当接するように組み付けた際に、前記第１回転ディスク８６における第１レバー部１００の第１係合孔１０２に挿入される。すなわち、第２回転ディスク８８は、第１係合孔１０２に係合された係合ピン１０４を介して第１回転ディスク８６に対して若干だけ周方向に変位可能な状態で係合されている。
【００５７】
また、第２レバー部１１８には、駆動部１２側に向かって突出した係止段部１２２が形成され、前記係止段部１２２には第２スプリング９２の一方の係止端１２４ａが係止され、他方の係止端１２４ｂが第２スプリング９２と対向するボディ２４の側壁に形成された係止部材１２６に係合されている。このため、第２スプリング９２の弾発力は、第２回転ディスク８８を時計回り（矢印Ｂ方向）に回転させる方向に付勢している。
【００５８】
さらに、第２回転ディスク８８が第１回転ディスク８６の回転作用下に一体的に回転変位した際、前記第２レバー部１１８の一端面がボディ２４に設けられたデフォルトストッパ１２８の端面に当接することにより係止され、前記第２回転ディスク８８の時計回り方向（矢印Ｂ方向）回転変位が規制される。このデフォルトストッパ１２８は、ボディ２４に内部において第１ストッパ６２と略並列に設けられると共に、前記デフォルトストッパ１２８の端面と第１ストッパ６２の端面とは、略同一の高さ寸法で形成されている。
【００５９】
検出部２０は、図１及び図２に示されるように、第２ギア５６における折曲部８２の外周面と対向する位置に設けられた回転角度センサからなり、前記第２ギア５６の回転角度を検出することにより、前記回転角度（又は回転数）に基づいて駆動部１２からの回転駆動力が減速されて第２ギア５６へと伝達される際の減速量等を確認することができる。なお、この検出部２０に採用される回転角度センサは、発光部と受光部とを有し、発光光を受光することにより検出可能な光学式、磁気センサであるホール素子を有するホール式、磁気抵抗素子を有するＭＲ式等のいずれを採用するようにしてもよい。
【００６０】
次に、本発明の実施の形態に係る歯車減速装置１０に備えられるセルフロック機能について説明する。
【００６１】
この歯車減速装置１０では、駆動部１２からの出力を減速機構１６を介して出力側より出力する構成としているが、前記出力側となる第２ギア５６の軸部１４から入力側となる駆動部１２側へと駆動力が作用することがある。このように出力側から入力される駆動力が入力側の駆動部１２に伝達されると、前記出力側の軸部１４に接続される被駆動部材（例えば、スロットルバルブ２００のバルブシャフト２０６）を固定することができないという不具合があるため、前記減速機構１６にセルフロック機能を設けることによって前記駆動力が第２ギア５６から第１ギア５２を通じて駆動部１２への伝達されることを阻止している。
【００６２】
このようなセルフロック機能を有する減速機構１６では、回転シャフト３６の回転を停止し、第２ギア５６の軸部１４へ外部より駆動力が付勢された際に、オフセット部４６の軸心４６ａを支点とした第１ギア５２の小径ギア部７２と固定ギア５４の第１内歯７６との噛合作用力線と、前記第１ギア５２の大径ギア部７４と第２ギア５６の第２内歯８４との噛合作用力線とから構成される合成作用力線を、前記回転シャフト３６の中心に向かうように作用させる。
【００６３】
これにより、第２ギア５６の軸部１４に外部（例えば、スロットルバルブ２００のバルブシャフト２０６）より駆動力が付勢された場合において、前記駆動力によって第１ギア５２が保持されるオフセット部４６に回転駆動力を付与することができないため、前記駆動力が駆動部１２へと伝達されないロック状態とすることができる。
【００６４】
例えば、図６に示されるように、本実施の形態に係る歯車減速装置１０をスロットルバルブ２００に適用し、減速機構１６の軸部１４にスロットルバルブ２００のバルブシャフト２０６を接続した場合には、吸気通路２０４内を流通する吸入空気によって弁体２０８を介してバルブシャフト２０６が回転変位することがない。そのため、弁体２０８が所定角度だけ回動変位した状態から前記吸入空気の圧力下に弁開度が変化することがなく、駆動部１２からの回転駆動力が軸部１４及びバルブシャフト２０６に対して伝達されていない場合においても、弁体２０８の好適に弁開度を固定して維持することができる。
【００６５】
また、歯車減速装置１０にセルフロック機能を設けない場合には、２段で減速を行うように構成されている減速機構１６を１段のギアから構成するようにしてもよい。
【００６６】
本発明の実施の形態に係る歯車減速装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、図３に示す第１回転ディスク８６の第１レバー部１００が、第２スプリング９２の弾発力によって第１ストッパ６２に当接した状態を初期位置とし、第１ギア５２の小径ギア部７２の歯数をｎ１、大径ギア部７４の歯数をｎ２、固定ギア５４の第１内歯７６の歯数をｎ３、第２ギア５６の第２内歯８４の歯数をｎ４として説明する。
【００６７】
先ず、駆動部１２に図示しない電源より電流が通電されることにより、その励磁作用下に回転シャフト３６が反時計回り（矢印Ａ方向）に回転駆動し、前記回転シャフト３６のオフセット部４６を介して第１ギア５２が固定ギア５４の第１内歯７６に沿って回転変位する。その際、連結孔７８を介して連結された第１回転ディスク８６が第２スプリング９２の弾発力に抗して一体的に回転すると共に、該第１回転ディスク８６と共に第２回転ディスク８８が反時計回り（矢印Ａ方向）に回転変位する。
【００６８】
これにより、回転シャフト３６から第１ギア５２へと伝達された回転駆動力が、該第１ギア５２の小径ギア部７２と固定ギア５４の第１内歯７６との噛合作用下に前記小径ギア部７２の歯数ｎ１を第１内歯７６の歯数ｎ２で除した減速比ｎ１／ｎ２で減速され、大径ギア部７４に噛合された第２ギア５６へと伝達される。
【００６９】
次に、第２ギア５６に伝達された回転駆動力が、第１ギア５２の大径ギア部７４と前記第２ギア５６の第２内歯８４の噛合作用下に前記大径ギア部７４の歯数ｎ３を第２内歯８４の歯数ｎ４で除した減速比ｎ３／ｎ４で減速され、第２ギア５６の軸部１４より外部へと出力される。その際、第２ギア５６に伝達される回転駆動力は、第１ギア５２が固定ギア５４によって予め減速されているため、駆動部１２から回転シャフト３６に付勢された回転駆動力に対してｎ２×ｎ３／（ｎ１×ｎ４）だけ減速されて軸部１４より出力される。すなわち、前記軸部１４から出力される回転駆動力は、回転シャフト３６の回転駆動力に対して１／｛ｎ２×ｎ３／（ｎ１×ｎ４）｝に減速された状態となる。
【００７０】
そして、第１回転ディスク８６の第１レバー部１００の端面が第２ストッパ６４に当接することにより、該第１回転ディスク８６の回転変位が規制される。それに伴って、第２回転ディスク８８、第１及び第２ギア５２、５６の回転変位が停止することにより軸部１４からの回転駆動力の出力が停止した状態となる。
【００７１】
このように、駆動部１２による回転駆動力が、第２スプリング９２の弾発力に打ち勝つことにより前記第２スプリング９２の係止端１２４ａが係合された第２回転ディスク８８と共に第１回転ディスク８６、第１及び第２ギア５２、５６が一体的に回転変位する。
【００７２】
一方、このように第１回転ディスク８６が第２ストッパ６４に当接した変位終端位置から初期位置へと復帰させる場合には、駆動部１２に通電されていた電流を一旦停止することにより、第２回転ディスク８８が第２スプリング９２の弾発力によって時計回り（矢印Ｂ方向）に回転変位し、それに伴って第１回転ディスク８６、第１及び第２ギア５２、５６が一体的に時計回り（矢印Ｂ方向）に回転変位する。
【００７３】
そして、第２回転ディスク８８の第２レバー部１１８の端面がデフォルトストッパ１２８の端面に当接することにより、時計回り方向（矢印Ｂ方向）への回転変位が規制され、同時に、駆動部１２に対して通電される電流の極性を前記とは逆転させて再び通電することにより、回転シャフト３６が前記とは反対の時計回り方向（矢印Ｂ方向）に回転し、その回転駆動力が第１ギア５２を通じて第１及び第２回転ディスク８６、８８へと伝達される。
【００７４】
これにより、第１回転ディスク８６が、第１スプリング９０の弾発力に抗して時計回り（矢印Ｂ方向）に回転し、該第１回転ディスク８６の第１レバー部１００の一端面が第１ストッパ６２の端面に当接することにより、前記第１回転ディスク８６の時計回り方向（矢印Ｂ方向）への回転変位が規制される。すなわち、第１及び第２回転ディスク８６、８８は、前記第１回転ディスク８６が第２ストッパ６４によって係止された変位終端位置から第２スプリング９２の弾発力と駆動部１２の回転駆動力とによって初期位置へと復帰する。
【００７５】
なお、この際、第１回転ディスク８６を第１ストッパ６２によって係止させておくために、第１スプリング９０の弾発力に打ち勝つように駆動部１２からの回転駆動力が常に伝達されている状態にある。
【００７６】
また、このように第１回転ディスク８６が第１ストッパ６２によって係止された初期位置で駆動部１２への電流の通電が停止された場合には、前記第１回転ディスク８６に付与されていた時計回り方向（矢印Ｂ方向）への回転駆動力の伝達が遮断されるため、前記第１回転ディスク８６は第２係合孔１０６に係合された第１スプリング９０の弾発力によって反時計回り（矢印Ａ方向）に若干だけ回転変位する（図３参照）。そして、第１回転ディスク８６は、第１係合孔１０２に係合された係合ピン１０４の係合作用下に前記第１係合孔１０２の周方向に沿った長さ分だけ回転変位した後に、前記係合ピン１０４が第１係合孔１０２の端部に係止されることにより回転変位が停止する。
【００７７】
これにより、第１回転ディスク８６に連結ピン９８を介して連結された第１ギア５２を介して第２ギア５６が若干だけ矢印Ａ方向へと回転変位する。すなわち、第１ギア５２が第１ストッパ６２によって係止された初期位置からデフォルト機構１８によって所定量だけ軸部１４を有する第２ギア５６を反時計回り（矢印Ａ方向）に回転変位させた状態で保持することができる。
【００７８】
なお、第２係合孔１０６の周方向に沿った長さを変更することにより、第１回転ディスク８６の回転量を変更することが可能となるため、軸部１４の反時計回り方向の回転量を任意に調整することができる。
【００７９】
以上のように、本実施の形態では、減速機構１６において第１ギア５２における大径ギア部７４、小径ギア部７２、固定ギア５４の第１内歯７６及び第２ギア５６の第２内歯８４にサイクロイド歯車を採用することにより、前記大径ギア部７４と第１内歯７６との噛合率、小径ギア部７２と第２内歯８４の噛合率をそれぞれ向上させることができるため前記駆動部１２からの回転駆動力を第１及び第２ギア５２、５６を介して効率的に減速させて軸部１４より出力することができる。また、サイクロイド歯車を採用することにより耐久性を向上させることができ、減速機構１６の高寿命化を図ることができる。
【００８０】
また、減速機構１６における第１及び第２ギア５２、５６を、駆動部１２からの回転駆動力が付勢される回転シャフト３６と略同軸上に設けることができ、且つ、前記減速機構１６において減速比を大きく設定する場合においても、前記減速機構１６の半径方向への大きさが大型化することがない。そのため、従来の平歯車やウォームギアを採用している歯車減速装置と比較して装置の小型化を図ることが可能である。
【００８１】
次に、このような本実施の形態に係る歯車減速装置１０を、エンジンの吸気マニホールドに装着されるスロットルバルブ２００に適用した場合について説明する。
【００８２】
このスロットルバルブ２００は、図６に示されるように、バルブボディ２０２の内部に図示しない吸気マニホールドを通じて吸入空気が流通する吸気通路２０４が形成され、前記吸気通路２０４を貫通するようにバルブシャフト２０６が回転自在に保持されている。このバルブシャフト２０６には円盤状の弁体２０８が装着され、前記バルブシャフト２０６が回転変位することにより弁体２０８によって吸気通路２０４を開閉し、前記吸気通路２０４を流通する吸入空気の流量を制御している。
【００８３】
このバルブボディ２０２の端面にボディ２４の軸保持部６６を挿入し、前記バルブシャフト２０６に対して第２ギア５６の軸部１４が連結される。そして、駆動部１２からの回転駆動力が第１及び第２ギア５２、５６によって減速された後に前記軸部１４からバルブシャフト２０６へと伝達され、前記バルブシャフト２０６の回転作用下に弁体２０８によって吸気通路２０４の開閉動作が行われる。なお、ここでは、駆動部１２から付勢される回転駆動力によって第１回転ディスク８６の第１レバー部１００が第２ストッパ６４に当接した状態をスロットルバルブ２００の全開状態とし、反対に、第２スプリング９２の弾発力によって第２回転ディスク８８がデフォルトストッパ１２８に当接し、且つ、第１回転ディスク８６が前記第２スプリング９２の弾発力と駆動部１２からの前記とは反対方向への回転駆動力によって第１ストッパ６２に当接した状態をスロットルバルブ２００の全閉状態と設定している。
【００８４】
このように全開・全閉状態が設定されたスロットルバルブ２００において、駆動部１２への電流の通電が停止された場合には、デフォルト機構１８によって第１回転ディスク８６を若干だけ全開方向（矢印Ａ方向）に向かって回転変位させることができる。換言すると、第２ギア５６における軸部１４の回転位置を、第１回転ディスク８６が第１ストッパ６２に当接した初期位置と前記第１回転ディスク８６が第２ストッパ６４に当接した変位終端位置との間の中間位置で保持することができる。そのため、第１回転ディスク８６に連結ピン９８を介して連結された第１ギア５２を介して第２ギア５６を若干だけ回転変位させることにより、バルブシャフト２０６に装着された弁体２０８によって閉塞されていた吸気通路２０４が若干だけ連通した状態となり、前記吸気通路２０４の内部を吸入空気を若干だけ流通させることが可能となる。
【００８５】
これにより、スロットルバルブ２００に適用される歯車減速装置１０にデフォルト機構１８を設けることにより、何らかの理由で電源からの通電が停止してしまった場合においても、スロットルバルブ２００を通じてエンジンに吸入される吸入空気の流通を遮断することなく確保できる。
【００８６】
また、吸気通路２０４を流通する吸入空気による圧力によって弁体２０８からバルブシャフト２０６を通じて歯車減速装置１０の軸部１４に駆動力が付与される場合がある。このような場合においても、歯車減速装置１０に備えられたセルフロック機能によってバルブシャフト２０６側から付与される駆動力によって軸部１４が回転駆動することがない。そのため、スロットルバルブ２００側からの駆動力によって駆動部１２等に駆動力が付与されることがないと共に、前記軸部１４が回転変位することがないため軸部１４に接続されたバルブシャフト２０６が回転変位することも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本実施の形態に係る歯車減速装置の縦断面図である。
【図２】図１の歯車減速装置における減速機構近傍の拡大縦断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図である。
【図５】図１の歯車減速装置における減速機構及びデフォルト機構の分解斜視図である。
【図６】図１の歯車減速装置がスロットルバルブに適用された場合を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１０…歯車減速装置                  １２…駆動部
１４…軸部                          １６…減速機構
１８…デフォルト機構                ２０…検出部
２２…ハウジング                    ２４…ボディ
３２…磁石                          ３６…回転シャフト
４６…オフセット部                  ４８…アマーチュア
５０…カバープレート                ５２…第１ギア
５４…固定ギア                      ５６…第２ギア
６２…第１ストッパ                  ６４…第２ストッパ
７２…小径ギア部                    ７４…大径ギア部
７６…第１内歯                      ７８…連結孔
８４…第２内歯                      ８６…第１回転ディスク
８８…第２回転ディスク              ９０…第１スプリング
９２…第２スプリング                ９４…第１大径部
９６…第１小径部                    ９８…連結ピン
１００…第１レバー部                １０２…第１係合孔
１０４…係合ピン                    １０６…第２係合孔
１１０…第２大径部                  １１２…第２小径部
１１４…スプリング装着孔            １１８…第２レバー部
１２８…デフォルトストッパ          ２００…スロットルバルブ
２０６…バルブシャフト              ２０８…弁体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006097883.tif 000007
【図６】
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