(57)【要約】      （修正有）【課題】回転効率が高く、スムーズに回転可能であり、組み立てが容易である歯車アセンブリを有するサーボ装置を提供する。【解決手段】一つのハウジング３０、ハウジングの頂部に設けられている一つの上蓋４０、ハウジング内に設けられている一つのモータ、上蓋内に設けられている一つの出力軸６０、一つの歯車アセンブリ７０、一つの転がり軸受８０、および、二つのシャフト９２，９４を備える。ハウジングは、頂面３２、頂面を突出する二つの装着部３４、３６を有する。モータはハウジングレス電動機である。歯車アセンブリ７０は、第一歯車７１〜第六歯車７６を含む。転がり軸受８０は、一つの外環、一つの内環、および外環と内環の間に設けられている複数のボールを有する。第三歯車７３および第四歯車７４は、転がり軸受を介して間接に回転可能にハウジングの装着部３４に設けられており、回転時に発生する摩擦力が小さくなる。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
装着部を有するハウジングと、
前記ハウジング内に設けられており、前記装着部内に位置する出力歯車を有するモータと、
前記装着部内に固設されている内環および当該内環に対して相対回転可能な外環を有する転がり軸受と、
前記出力歯車と噛合う第一歯車、当該第一歯車に同軸に固設されている第二歯車、前記転がり軸受の前記外環に固設されており前記第二歯車と噛合う第三歯車、および前記第三歯車に同軸に固設されている第四歯車を有する歯車アセンブリと、を備えることを特徴とするサーボ装置。
【請求項２】
前記ハウジングに固定されている異方性軸受をさらに備え、
前記モータは、前記異方性軸受を貫通するシャフトを有し、
前記出力歯車は、前記シャフトに設けられていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ装置。
【請求項３】
前記転がり軸受の前記外環は、前記第三歯車に固定されている外周面を有し、当該外周面に圧紋が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ装置。
【請求項４】
前記転がり軸受の前記内環は、前記装着部に固定されている内周面を有し、当該内周面に圧紋が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ装置。
【請求項５】
前記モータは、ハウジングレスモータであることを特徴とする請求項１に記載のサーボ装置。
【請求項６】
前記ハウジングの前記装着部は、大径部および小径部を有し、前記大径部の外径が前記小径部の外径より大きくなるよう形成されており、
前記転がり軸受は前記小径部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ装置。
【請求項７】
前記第三歯車は、前記第二歯車と噛み合う歯部、および前記歯部に同軸に一体形成されているソケット部を有し、前記ソケット部が前記転がり軸受に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のサーボ装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、サーボ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、従来のサーボ装置１０は、ハウジング１１、ハウジング１１の頂部に固設されている上蓋１２、ハウジング１１内に設けられているモータ１３、角度検出装置（図示せず）、および回路基板（図示せず）を備える。上蓋１２内には、歯車アセンブリ１４、および出力軸１５が設けられている。歯車アセンブリ１４はモータ１３の回転運動エネルギーを出力軸１５に伝達する。角度検出装置は、出力軸１５の角度を検出し、検出された信号を回路基板に伝送する。角度検出装置により検出された信号は、モータ１３を制御するのに用いられる。    
【０００３】
詳しく説明すると、ハウジング１１は、モータ１３の上側に位置し、一つの開口が形成されている装着部１１２を有する。モータ１３は、装着部１１２内に位置する出力歯車１３２を有する。モータ１３の回転運動エネルギーは、出力歯車１３２により、歯車アセンブリ１４の第一歯車１４１?第六歯車１４６を経由して出力軸１５に伝達される。第三歯車１４３は第四歯車１４４に同軸に固定されている。第四歯車１４４は、ハウジング１１および上蓋１２に固定されているシャフト１６に設けられている。回転するとき、第四歯車１４４とシャフト１６との間の摩擦力は、モータ１３の回転運動エネルギーを消耗する。また、歯車アセンブリ１４のスムーズな回転に影響を及ぼす恐れがある。さらに、歯車アセンブリ１４を組み立てするのに時間がかかる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案の目的は、回転効率が高く、スムーズに回転可能であり、組み立てが容易である歯車アセンブリを有するサーボ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案によるサーボ装置は、ハウジング、モータ、転がり軸受、および歯車アセンブリを備える。ハウジングは、装着部を有する。モータは、ハウジング内に設けられており、装着部内に位置する出力歯車を有する。転がり軸受は、装着部内に固設されている内環および当該内環に対して相対回転可能な外環を有する。歯車アセンブリは、出力歯車と噛合う第一歯車、当該第一歯車に同軸に固設されている第二歯車、転がり軸受の外環に固設されており第二歯車と噛合う第三歯車、および第三歯車に同軸に固設されている第四歯車を有する。
【０００６】
第三歯車および第四歯車は、転がり軸受を介して間接に回転可能にハウジングの装着部に設けられており、回転時に発生する摩擦力が小さい。このため、スムーズに回転可能であり、回転運動エネルギーの損失も小さくなる。よって、歯車アセンブリはより高い伝動効率を有する。また、転がり軸受と第三歯車および第四歯車を、先に組み付けてから、一体に装着部に設置することができるため、組み立てが容易であり、組み立てにかかる時間を節約することができる。よって、サーボ装置の組み立て時間および組み立て工程を減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】従来のサーボ装置を示す断面図である。
【図２】本考案の一実施形態によるサーボ装置を示す斜視図である。
【図３】本考案の一実施形態によるサーボ装置を示す斜視図である。
【図４】本考案の一実施形態によるサーボ装置を示す断面図である。
【考案を実施するための形態】
【０００８】
本考案によるサーボ装置の構造、特徴、組み立て、または使用方法について、後述する実施形態で詳細に説明する。本考案の技術領域の通常知識を有する者は、これらの詳細の説明及び本考案の実施形態が本考案を説明するためのものであり本考案を限定するものではないということを理解するべきである。
【０００９】
図２〜図４に示すように、本考案の一実施形態によるサーボ装置２０は、一つのハウジング３０、ハウジング３０の頂部に設けられている一つの上蓋４０、ハウジング３０内に設けられている一つのモータ５０、上蓋４０内に設けられている一つの出力軸６０、一つの歯車アセンブリ７０、一つの転がり軸受８０、および、二つのシャフト９２、９４を備える。ハウジング３０内に角度検出装置および回路基板が設けられている。角度検出装置および回路基板は、本考案の技術特徴に関わっていないため図に示されていない。
【００１０】
ハウジング３０は、頂面３２、頂面３２を突出する装着部３４および収容部３６を有する。モータ５０は、ハウジング３０内に設置されており、装着部３４の下側の収容空間に位置している。出力軸６０は、伝動可能に収容部３６に設けられており、上蓋４０を突出する。角度検出装置は、ハウジング３０内に設置されており、収容部３６の下側の収容空間に位置している。角度検出装置は、出力軸６０の角度を検出する。検出された角度情報は、回路基板に伝送され、モータ５０を制御するのに用いられる。
【００１１】
本実施形態では、装着部３４は、頂面３２に接続されている大径部３４２、および大径部３４２に接続されており外径が大径部３４２の外径より小さい小径部３４４を有する。大径部３４２には、収容部３６に向いている開口３４６が形成されている。装着部３４は、大径部３４２および小径部３４４を有する設計に限らず、転がり軸受８０の位置を決めることができる設計であればよい。
【００１２】
本実施形態では、モータ５０はハウジングレス電動機である。モータ５０は、固定子５２（複数の環状の珪素鋼片５２２および巻線５２４を含む）および回転子５４（磁石５４２、回転軸５４４、および出力歯車５４６を含む）のみを備え、固定子５２および回転子５４を収容するハウジングを備えない。固定子５２および回転子５４は、ハウジング３０に収容され位置が決められる。モータ５０はハウジングレス電動機に限らない。ただし、サーボ装置２０は、モータ５０がハウジングレス電動機であるとき、より高い出力を有する。
【００１３】
モータ５０の出力歯車５４６は、回転軸５４４に固定されており、装着部３４内に位置している。よって、装着部３４の開口３４６により、出力歯車５４６と歯車アセンブリ７０とが接続する。本実施形態では、モータ５０の回転軸５４４は、ハウジング３０に固定されている異方性軸受(anisotropic bearing)９６を貫通する。これにより、ハウジング３０の加工困難度を低減することができ、回転軸５４４の安定性を高めることができる。ただし、サーボ装置２０は、異方性軸受９６を設ける構成に限らない。
【００１４】
歯車アセンブリ７０は、第一歯車７１〜第六歯車７６を含む。第一歯車７１、第二歯車７２、第六歯車７６は、シャフト９２により同軸に設けられている。第一歯車７１は出力歯車５４６と噛合い、第二歯車７２は第一歯車７１に固定されている。第三歯車７３は第二歯車７２と噛合い、第四歯車７４は第三歯車７３に同軸に固定されている。第五歯車７５は第四歯車７４と噛合い、第六歯車７６は第五歯車７５に同軸に固定されている。よって、モータ５０の回転運動エネルギーは、出力歯車５４６から歯車アセンブリ７０に伝達され、第六歯車７６から出力軸６０に伝達される。
【００１５】
本実施形態では、転がり軸受（rolling bearing）８０はボールベアリングであり、一つの外環８２、一つの内環８４、および外環８２と内環８４の間に設けられている複数のボール８６を有する。外環８２と内環８４は相対回転可能である。外環８２および内環８４と複数のボール８６は、点接触するため摩擦力が小さい。転がり軸受８０は、ボールベアリングに限らっておらず、他の点接触または線接触特性を有することで摩擦力が小さい軸受であってもよい。例えば、円筒ころ軸受（cylindrical roller bearing）、針状ころ軸受（needle roller bearing）があげられる。
【００１６】
歯車アセンブリ７０では、第三歯車７３は転がり軸受８０を介して間接に回転可能に装着部３４に設けられている。詳しく説明すると、第三歯車７３は、通常の歯車の歯と同じ形状を有する歯部７３２、外径が歯部７３２の外径より小さく形成されている空心円筒状のソケット部７３４を有し、歯部７３２とソケット部７３４は一体に連結されている。転がり軸受８０の内環８４はハウジング３０の装着部３４の小径部３４４に固設されており、第三歯車７３のソケット部７３４は転がり軸受８０の外環８２に固設されている。外環８２において、第三歯車７３に固設されている外周面８２２に圧紋を形成してもよい。これにより、外環８２と第三歯車７３の接続強度を高めることができる。内環８４において、装着部３４に固設されている内周面８４２に圧紋を形成してもよい。これにより、内環８４と装着部３４の接続強度を高めることができる。シャフト９４は、上蓋４０に固定されており、第四歯車７４と同軸に接続されている。これにより、第三歯車７３、第四歯車７４の安定性を高めることができる。
【００１７】
本考案のサーボ装置２０は、従来のサーボ装置１０に比べ、以下の特徴を有する。第三歯車７３および第四歯車７４は、転がり軸受８０を介して間接に回転可能にハウジング３０に設けられている。その回転により発生する摩擦は点摩擦である。これに対し、従来のサーボ装置１０の第三歯車１４３および第四歯車１４４の回転により面摩擦が発生する。よって、本考案のサーボ装置２０の第三歯車７３および第四歯車７４の回転により発生する摩擦力が小さい。このため、スムーズに回転可能であり、回転運動エネルギーの損失が少なくなり、伝動効率を高めることができる。また、転がり軸受８０と、シャフト９４と、第三歯車７３および第四歯車７４とを組み立ててから装着部３４に設置することができるため、組み立て時間を短縮することができ、サーボ装置２０の組み立て時間および組み立て工程を減少することができる。言い換えると、本考案のサーボ装置２０の歯車アセンブリ７０は、より高い伝動効率を有し、スムーズに回転可能であり、容易に組み立て可能な特性を有する。
【００１８】
前述の本考案の実施形態での構成部材は説明のために使用したものであり本考案を限定するためのものではない。ほかの同じ効果を有する部材による代用または変化はいずれも本考案の特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００１９】
２０  サーボ装置、
３０  ハウジング、
３２  頂面、
３４  装着部、
３４２  大径部、
３４４  小径部、
３４６  開口、
３６  収容部、
４０  上蓋、
５０  モータ、
５２  固定子、
５２２  硅素鋼片、
５２４  巻線、
５４  回転子、
５４２  磁石、
５４４  回転軸、
５４６  出力歯車、
６０  出力軸、
７０  歯車アセンブリ、
７１  第一歯車、
７２  第二歯車、
７３  第三歯車、
７４  第四歯車、
７５  第五歯車、
７６  第六歯車、
７３２  歯部、
７３４  ソケット部、
８０  転がり軸受、
８２  外環、
８２２  外周面、
８４  内環、
８４２  内周面、
８６  ボール、
９２、９４  シャフト、
９６  異方性軸受。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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