(57)【要約】【課題】外部からの荷重に対する耐荷重性が低下したり、必要強度を得るために小型化への弊害となっている時に、外部からの荷重に対して荷重を分散させ、必要噛み合い幅を確保し、もって小型・高強度で信頼性を向上させる。【解決手段】２段以上の多段遊星歯車で構成し、その各１段の歯車の構成は内歯歯車５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、遊星歯車４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、太陽歯車８、キャリア３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅで構成された遊星歯車減速機であって、前記キャリアは内歯歯車と軸方向にて摺動するよう構成して小型・高強度で耐荷重性を向上させ、組み込みを容易にした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２段以上の多段遊星歯車で構成され、その各１段の歯車の構成は内歯歯車、遊星歯車、太陽歯車、キャリアで構成された遊星歯車減速機であって、前記内歯歯車の内径部の一部に段部を形成し、前記キャリアが前記内歯歯車の段部と軸方向に当接して摺動するよう構成してなる、遊星歯車減速機。
【請求項２】
２段以上の多段遊星歯車で構成され、その各１段の歯車の構成は内歯歯車、遊星歯車、太陽歯車、キャリア、前記内歯歯車を外周から固定するための円筒状のパイプで構成された遊星歯車減速機であって、前記円筒状のパイプには、撥油剤を塗布し、前記歯車の一部あるいは、キャリアを含むすべての歯車にグリースを塗布してなる請求項１記載の遊星歯車減速機。
【請求項３】
２段以上の多段遊星歯車で構成され、その各１段の歯車の構成は内歯歯車、遊星歯車、太陽歯車、キャリアで構成された遊星歯車減速機であって、前記歯車の一部あるいは、キャリアを含むすべての歯車にフッ素系乾燥皮膜潤滑剤を塗布してなる請求項１記載の遊星歯車減速機。
【請求項４】
２段以上の多段遊星歯車で構成され、その各１段の歯車の構成は内歯歯車、遊星歯車、太陽歯車、キャリアで構成された遊星歯車減速機であって、前記歯車の一部あるいは、キャリアを含むすべての歯車にＤＬＣをコーティングしてなる請求項１記載の遊星歯車減速機。
【請求項５】
２段以上の多段遊星歯車で構成され、その各１段の歯車の構成は内歯歯車、遊星歯車、太陽歯車、キャリアで構成し、前記内歯歯車を外周から固定するための円筒状のパイプおよび回り止めプレートで構成された遊星歯車減速機であって、前記内歯歯車の外周に１箇所以上の溝を設け、前記回り止めプレートを前記内歯歯車の外周溝に挿入し、さらに前記回り止めプレートの外周に前記円筒状のパイプを挿入することによって前記内歯歯車を安定して保持してなる遊星歯車減速機。
【請求項６】
２段以上の多段遊星歯車で構成され、その各１段の歯車の構成は内歯歯車、遊星歯車、太陽歯車、キャリアで構成し、前記内歯歯車を外周から固定するための円筒状のパイプで構成された遊星歯車減速機であって、前記内歯歯車の外周に１箇所以上の凸形状を設け、前記円筒状の外周を一部切り欠いたパイプをその凸形状に挿入することによって前記内歯歯車を安定して保持してなる遊星歯車減速機。
【請求項７】
２段以上の多段遊星歯車で構成され、その各１段の歯車の構成は内歯歯車、遊星歯車、太陽歯車、キャリアで構成し、前記内歯歯車を外周から固定するための円筒状のパイプで構成された遊星歯車減速機であって、前記内歯歯車の外周に１箇所以上のパイプ外径より高い凸形状を設け、前記円筒状の外周を一部切り欠いたパイプからその凸形状を外周方向に飛び出させて、その凸形状を遊星歯車減速機の回り止めに利用してなる遊星歯車減速機。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の遊星歯車減速機を備えた電池駆動機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として携帯用機器に用いられる多段式遊星歯車減速機およびそれを備える電池駆動機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯用機器は小型、軽量化が求められ、それに内蔵されるモータも小型高出力が求められる。高出力を得るために遊星歯車減速機が使用される。本発明は、その遊星歯車の構造に関するものである。その一例として特開平１０−３１１３８４号公報に開示されたものを図７に引用図示する。図７において、４組の遊星歯車ユニットＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が一列に同心状に収納され、これに対応し内歯車は、各遊星歯車ユニットＰ１〜Ｐ４の各ギヤ段に応じた段数に分割されたリング状ハウジングケースＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４から形成され、一連が円筒外周部分Ｄで隙間嵌めに嵌合され、出力軸側フランジ２２と入力側エンドキャップ２３を通し、ボルト２８により一体に固定されて構成されている。また、４段に分割されたハウジングケースの内歯車同士の連結境目部分は、互いの各段遊星歯車２５が噛み合わない空間隙間部分を有し、各ハウジングケース同士の連結組み込みは、キー溝による位置決め手段により回転方向の位置が決められている。
【０００３】
ところでこの遊星歯車の構成では、外部より出力軸に軸方向荷重が加わった時に荷重を１カ所で受けることになる。例えば、出力軸に軸方向に荷重が加わった時に、出力軸→遊星歯車→キャリア→遊星歯車→キャリア→・・・と荷重が伝わり、ＡまたはＢの１ヶ所で荷重を受けることになる。さらに、各遊星歯車ユニットの軸方向の累積公差を吸収するために各段遊星歯車が噛み合わない空間隙間部分を設けなければならず、必要強度に耐えうる内歯車と遊星歯車の必要噛み合い幅を確保するために、軸方向長さを長くとる必要があり、小型化の障害になっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決するものである。すなわち、外部からの荷重に対して荷重を分散させ、必要噛み合い幅を確保し、もって小型・高強度で信頼性の優れた多段式遊星歯車減速機およびこれを備える電池駆動機器を提供することを目的とする。
【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本発明の請求項１に記載の多段式遊星歯車は、内歯歯車の内径部分にキャリアの外形より小さな径の段部を構成し、キャリアと接触し摺動するように構成してなるものである。
【０００６】
このように、内歯歯車はその内径部分の段部がキャリアの外形より大きい。これによれば、キャリアは内歯歯車の内径部分の段差部と軸方向に接触し摺動することとなる。したがって各段のキャリアと内歯車を摺動させる構造をとることによって、外部より出力軸に軸方向荷重が加わった時に軸方向荷重を各段に分散させ、荷重を１カ所に集中させず許容荷重を向上させる。また、前記構造をとることによって、内歯歯車、遊星歯車、太陽歯車、キャリアの軸方向の位置関係は各段にて完結しているため遊星歯車ユニットの累積公差は発生せず、各段空間隙間部分を設けること無く必要強度に耐えうる内歯歯車と遊星歯車の必要噛み合い幅を確保でき、小型化を実現することができる。すなわち本発明によれば、小型・高強度で信頼性の優れた多段式遊星歯車減速機および電池駆動機器を提供することができる。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の多段式遊星歯車は、内歯歯車、遊星歯車、太陽歯車、キャリア、前記内歯歯車を外周から固定するための円筒状のパイプで構成された遊星歯車減速機であって、前記円筒状のパイプに撥油剤を塗布し、前記歯車の一部あるいは、キャリアを含むすべての歯車にグリースを塗布してなるものである。
【０００８】
これによれば、各歯車同士の噛み合いおよび摺動時の摩擦係数を下げることができる。また、グリースの流動および飛散を撥油剤で抑えて潤滑作用を維持でき、信頼性の優れた多段遊星歯車減速機および電池駆動機器を提供することができる。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の多段式遊星歯車は、内歯歯車、遊星歯車、太陽歯車、キャリアで構成された遊星歯車減速機であって、前記歯車の一部あるいは、キャリアを含むすべての歯車にフッ素系乾燥皮膜潤滑剤を塗布してなるものである。
【００１０】
これによれば、各歯車同士の噛み合いおよび摺動時の摩擦係数を下げることができる。また、グリースなどの流動しやすい潤滑剤を使用するよりも安定して潤滑作用を維持でき、信頼性の優れた多段遊星歯車減速機および電池駆動機器を提供することができる。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の多段遊星歯車は、内歯歯車、遊星歯車、太陽歯車、キャリアで構成された遊星歯車減速機であって、前記歯車の一部あるいは、キャリアを含むすべての歯車にＤＬＣ（ダイヤモンド・ライク・カーボン）をコーティングしてなるものである。
【００１２】
これによれば、各歯車同士の噛み合いおよび摺動時の摩擦係数を下げることができる。また、グリースなどの流動しやすい潤滑剤を使用するよりも安定して潤滑作用を維持でき、信頼性の優れた多段遊星歯車減速機および電池駆動機器を提供することができる。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の多段遊星歯車は、内歯歯車、遊星歯車、太陽歯車、キャリアで構成され、前記内歯歯車を外周から固定するための円筒状のパイプおよび回り止めプレートで構成された遊星歯車減速機であって、前記内歯歯車の外周に１箇所以上の溝を設け、前記回り止めプレートを前記内歯歯車の外周溝に挿入し、さらに前記回り止めプレートの外周に前記円筒状のパイプを挿入してなるものである。
【００１４】
これによれば、内歯歯車の回転方向に荷重が加わっても、回り止めプレートにより回転方向の位置決めを行うことができる。また、あらかじめ回り止めプレートを挿入した状態で各歯車を組み立てると組立治具を使用することなく、容易に組み立てることができる。さらに、各歯車を組み込んだ後円筒状のパイプを挿入することによって、径方向の位置決めも可能になり、組立性を損なうこと無く遊星歯車ユニットを安定して保持することができる多段遊星歯車減速機および電池駆動機器を提供することができる。
【００１５】
本発明の請求項６に記載の多段遊星歯車は、内歯歯車、遊星歯車、太陽歯車、キャリアで構成され、前記内歯歯車を外周から固定するための円筒状のパイプで構成された遊星歯車減速機であって、前記内歯歯車の外周に１箇所以上の凸形状を設け、前記円筒状の外周を一部切り欠いたパイプをその凸形状に挿入してなるものである。
【００１６】
これによれば、内歯歯車の回転方向、径方向の位置決めを同時に行うことができ、組立性を損なうことなく遊星歯車ユニットを安定して保持することができる多段遊星歯車減速機および電池駆動機器を提供することができる。
【００１７】
本発明の請求項７に記載の多段遊星歯車は、構成は請求項６と同一だが内歯歯車の外周に設けた１ヶ所以上の凸形状高さをパイプ外径より高く構成してなるものである。
【００１８】
これによれば、円筒状の外周を一部切り欠いたパイプからその凸形状を径方向へ飛び出させることによって、電池駆動機器との回転方向の位置決めとして利用することができる多段遊星歯車減速機および電池駆動機器を提供することができる。
【００１９】
本発明の請求項８に記載の電池駆動機器は、２段以上の多段遊星歯車で構成され、その各１段の歯車の構成は内歯歯車、遊星歯車、太陽歯車、キャリアで構成し、前記内歯歯車を外周から固定するための円筒状のパイプで構成した多段遊星歯車減速機を電池駆動機器に用いたものである。本発明の多段遊星歯車減速機を用いることにより、小型、高出力を実現し、機器組込み作業性を向上させ、もって信頼性に優れた電池駆動機器を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における５段遊星歯車減速機の分解断面図を示す。また、図２は歯車部の断面拡大図を示す。
【００２２】
図１において、出力カバー２に出力軸を兼ねるキャリア３Ａを固定し、このキャリア３Ａの出力軸に遊星歯車４Ａを回転自在となるように挿入し、内歯歯車５Ａを遊星歯車４Ａと噛み合うように外周に組み込み、さらに太陽歯車と一体になったキャリア３Ｂを遊星歯車４Ａに噛み合うように組み込み、同様に内歯歯車５Ｅまで積み上げて組み立てていく。
【００２３】
そしてこのように組み立てられた５段遊星歯車減速機は円筒状のパイプ６およびモータカバー７を介してモータ９に取り付けられる。モータ９の出力軸には太陽歯車８が固定されていて、モータの回転駆動力を遊星歯車ユニットへ伝達し、各遊星歯車ユニットでそれぞれ減速され、最終的にキャリア３Ａの出力軸へ目的の減速出力を伝達する。
【００２４】
内歯歯車５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅの一部あるいはすべての内径部にはそれぞれのキャリア３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅと軸方向荷重を受けることができ、摺動可能となるよう歯車の内径部分に段差を設ける。目的を達成するためにキャリア３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅの外径は内歯歯車５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅの歯先径より大きく、段差外径より小さく設定する。また、段差高さはキャリア３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅの厚みより高く設定する。内歯歯車５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅの内径部に段差を持つことが本発明の１つの特徴である。
【００２５】
このように本実施形態においては、内歯歯車５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅはその内径部に段差を有する。これによれば、キャリア３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅの出力軸に軸方向荷重が加わった時に遊星歯車ユニットの各段それぞれにその荷重が分散され、一点に集中することがなく許容荷重を向上させ、衝撃に対しても強い。また、このような構造とすることにより、内歯歯車、遊星歯車、太陽歯車、キャリアの軸方向の位置関係は各段にて完結しているため、組立による累積公差が発生することがない。そのため各段空間隙間部分を設けること無く必要強度に耐えうる内歯歯車と遊星歯車の必要噛み合い幅を確保でき、小型化を実現することができる。
【００２６】
（実施の形態２）
構成部品、組立順は実施の形態１で記載したものと同様である。実施の形態１と異なる点は各遊星歯車ユニットを組み立てる過程でグリースを各摺動部に塗布し、円筒状のパイプ６の内径部に撥油剤を塗布したことである。
【００２７】
このように本実施形態においては、グリースと撥油剤を同時に使用する。これによれば、グリースにより各摺動部の噛み合いおよび摺動時の摩擦係数を下げることができ、グリースの流動、飛散による信頼性劣化を防止し、信頼性の優れた遊星歯車減速機を提供することができる。
【００２８】
（実施の形態３）
構成部品、組立順は実施の形態１で記載したものと同様である。実施の形態１と異なる点は、遊星歯車ユニットの摺動する各部品を、組み立てる前にフッ素系乾燥皮膜潤滑剤を塗布したことである。
【００２９】
このように本実施形態においては、摺動する各部品に組立前にフッ素系乾燥皮膜潤滑剤を塗布する。これによれば、各歯車同士の噛み合いおよび摺動時の摩擦係数を下げることができ、グリ−スなどの流動・飛散しやすい潤滑剤を使用しないため、安定した潤滑を維持することができ、高信頼性を得ることができる。また、乾燥皮膜潤滑剤を使用するため、グリースのようにベタベタ吸着すること無く、組立性も向上する。
【００３０】
（実施の形態４）
構成部品、組立順は実施の形態１で記載したものと同様である。実施の形態１と異なる点は、遊星歯車ユニットの摺動する各部品を、組み立てる前にＤＬＣを塗布したことである。
【００３１】
このように本実施形態においては、摺動する各部品に組立前にＤＬＣを塗布する。これによれば、各歯車同士の噛み合いおよび摺動時の摩擦係数を下げることができ、グリ−スなどの流動・飛散しやすい潤滑剤を使用しないため、安定した潤滑を維持することができ、高信頼性を得ることができる。また、乾燥皮膜潤滑剤を使用するため、グリースのようにベタベタ吸着すること無く、組立性も向上する。
【００３２】
（実施の形態５）
図３は本発明の実施の形態５における回り止め構造部分の斜視図を示す。構成部品、組立順は実施の形態１で記載したものと同様である。実施の形態１と異なる点は、内歯歯車５Ａを組み立てる前に、出力カバー２の外周に設けた溝に回り止めプレート１を固定し、前記内歯歯車５の外周に溝を設け、前記回り止めプレート１にその溝を合わせて組み付け、さらに前記回り止めプレート１の外周に前記円筒状のパイプを挿入してなるものである。
【００３３】
このように本実施形態においては、内歯歯車の外周に溝を設け、この溝と回り止めプレートを噛み合わせて組み立てる。これによれば、内歯歯車の回転方向に荷重が加わっても、回り止めプレートにより回転方向の位置決めを行うことができる。また、あらかじめ回り止めプレートを挿入した状態で各歯車を組み立てると組立治具を使用することなく、容易に組み立てることができる。さらに、各歯車を組み込んだ後円筒状のパイプを挿入することによって、径方向の位置決めも可能になり、組立性も向上することができる。
【００３４】
（実施の形態６）
図４は本発明の実施の形態６における回り止め構造部分の斜視図を示す。構成部品、組立順は実施の形態１で記載したものと同様である。実施の形態１と異なる点は、内歯歯車５の外周に凸形状を設け、パイプ６を一部切り欠いてその切り欠き部分を前記内歯歯車の外周の凸形状に挿入して組み立てる点である。
【００３５】
このように本実施形態においては、内歯歯車の外周に凸形状を設け、パイプを切り欠いてその凸形状へ挿入しながら組み立てる。これによれば、内歯歯車の回転方向径方向の位置決めを同時に行うことができ、組立性を向上させることができる。
【００３６】
（実施の形態７）
図５は本発明の実施の形態７における回り止め構造部分の斜視図を示す。構成部品、組立順は実施の形態６で記載したものと同様である。実施の形態６と異なる点は、内歯歯車５の外周に設けた凸形状をパイプ６の外形より高く構成し、前記パイプ６の外周方向に飛び出させて、その凸形状を遊星歯車減速機の回り止めに使用する点である。
【００３７】
このように本実施形態においては、内歯歯車の外周にパイプの外径より高い凸形状を設ける。これによれば、外周を一部切り欠いたパイプから、内歯歯車の外周に設けた凸形状の高さをパイプ外径より高く構成することによって、電池駆動機器との回転方向の位置決めとして利用することができる。
【００３８】
（実施の形態８）
図６に電池駆動機器の例として、折り畳み携帯電話のヒンジの電動開閉に応用した例を示した。図において、多段遊星歯車減速機は２段以上の多段遊星歯車で構成され、その各１段の歯車の構成は内歯歯車、遊星歯車、太陽歯車、キャリアで構成し、前記内歯歯車を外周から固定するための円筒状のパイプで構成した多段遊星歯車減速機１０を用いたものである。本発明の多段遊星歯車減速機をヒンジ部に設けられたヒンジケース１１に配置し、筐体１２外部に設けられたスイッチ１３を押された場合や、着信があったときに多段遊星歯車減速機１０が折り畳み携帯電話を自動で開閉するよう設定されている。１４、１５は、多段遊星歯車減速機１０の駆動を折り畳み携帯電話を自動開閉する伝達機構を有するクラッチ機構である。本発明の多段遊星歯車減速機を用いることにより、小型、高出力を実現し、機器の機器組込み作業性を向上させ、もって信頼性に優れた電池駆動機器を得ることができる。
【００３９】
以上本発明についていくつかの実施形態を示したが、いうまでもなく本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨の範囲でさまざまに応用展開が可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上の記載から明らかなように本発明によれば、外部より出力軸に軸方向荷重が加わった時の耐荷重性が劣るときおよび組立時に部品の組立累積公差を吸収するために小型化の障害になっている時に、外部からの荷重に対して荷重を分散させ、必要噛み合い幅を確保し、もって小型・高強度で信頼性の優れた多段遊星歯車減速機および電池駆動機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における多段遊星歯車減速機の分解断面図
【図２】本発明の実施の形態１における歯車部の断面拡大図
【図３】本発明の実施の形態５における回り止め構造の斜視図
【図４】本発明の実施の形態６における回り止め構造の斜視図
【図５】本発明の実施の形態７における回り止め構造の斜視図
【図６】本発明の実施の形態８における折り畳み携帯電話への応用使用例を示す図
【図７】従来の多段遊星歯車減速機の断面図
【符号の説明】
１　回り止めプレート
２　出力カバー
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ　キャリア
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、２５　遊星歯車
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ　内歯歯車
６　パイプ
７　モータカバー
８、２９　太陽歯車
９　モータ
１０　多段遊星歯車減速機
１１　ヒンジケース
１２　筐体
１３　スイッチ
１４、１５　クラッチ
２２　フランジ
２３　エンドキャップ
２４　遊星キャリア
２６　出力軸
２７　軸受
２８　通しボルト
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４　遊星歯車ユニット
Ａ、Ｂ　軸方向過重が集中する部分
Ｄ　円筒外周部分
【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】
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【図６】
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【図７】
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