(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前減速段および後減速段の２段の減速段を有する遊星歯車機構を含む小型遊星歯車装置であって、
出力軸と、
遊星歯車機構を収容し、両端に開口を有する大径円筒部と、大径円筒部の一端に、その前記開口を塞ぐように結合され、かつ軸受を介して出力軸を支持する小径円筒部と、を含むハウジングと、
大径円筒部の他端に、その前記開口に嵌るように固定された台座であって、前減速段の太陽歯車となる入力歯車とこの入力歯車に結合している入力軸とを受け入れるための穴が設けられた台座と、
を有し、
遊星歯車機構は、前記出力軸と一体に回動する後減速段の遊星軸と、後減速段の遊星軸に回動自在に支持される後減速段の遊星歯車と、後減速段の遊星歯車とかみ合う後減速段の太陽歯車と、後減速段の太陽歯車と一体に回動する前減速段の遊星軸と、前減速段の遊星軸に支持される前減速段の遊星歯車と、大径円筒部の内周面に形成され、前減速段および後減速段のそれぞれの遊星歯車とかみ合う内歯歯車と、を含み、
小径円筒部は、その外周面にネジが形成されて、当該小型遊星歯車装置を他の装置に取り付けるためのネジ軸を含み、
台座に設けられた前記穴は、その内周面にネジが形成されて、前記入力軸となる駆動軸を有するモータをネジ込んで取り付けるためのネジ穴となっている、
小型遊星歯車装置。
【請求項２】
請求項１に記載の小型遊星歯車装置であって、
出力軸を支持する前記軸受は軸方向に２個配置され、小径円筒部内周面のこれらの軸受の間の位置に、これらの軸受の外輪側面が接する環状突出部が設けられ、
出力軸には、２個の軸受のうち遊星歯車機構側に位置する軸受の内輪側面に、遊星歯車機構側から当接する、径が大きくされた径大部が設けられ、
さらに、他の１個の軸受の内輪側面に、遊星歯車機構側とは反対側から当接し、出力軸に圧入固定される円筒形状の固定ブッシュを有する、
小型遊星歯車装置。
【請求項３】
請求項２に記載の小型遊星歯車装置であって、
後減速段の遊星軸と出力軸とを結合し、これらを一体とする出力板を有し、
出力板は、出力軸の径大部に当接するまで出力軸に圧入されて固定される、
小型遊星歯車装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の小型遊星歯車装置であって、
遊星歯車機構は、後減速段の太陽歯車と一体に回動し、前減速段の遊星軸が固定される太陽板を含み、
前減速段の遊星軸に、前減速段の遊星歯車と太陽板との間の部分に、径が大きくされた環状段部を設けて、前減速段の遊星歯車が台座に隣接するようにし、
前減速段の遊星軸は周方向に複数設けられ、各々の遊星軸の環状段部に囲まれた内側には、台座に前記モータが取り付けられたとき、前減速段の遊星歯車より軸方向寸法が長い前記入力歯車を受け入れるための空間が形成され、
台座のネジ穴部分の軸方向寸法が、前記入力歯車の軸方向寸法より短い、
小型遊星歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は小型遊星歯車装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロマシンなどに用いられる従来の小型遊星歯車装置は、図３のように構成されている。
【０００３】
この図３の小型遊星歯車装置は減速段が２段の例を示している。
即ち、従来の小型遊星歯車装置１は、遊星歯車機構を収容する大径円筒部２ａと出力軸及び軸受を収容する小径円筒部２ｂから成るハウジング２を備えている。そして、この大径円筒部２ａの内周面には内歯歯車３が設けられている。
【０００４】
また、小径円筒部２ｂの外周には、この小型遊星歯車装置１をマイクロマシンなどの装置に取付けるための取付穴２ｄ′を有する複数の突体２ｄが設けられている。
【０００５】
ハウジング２の大径円筒部２ａの開口面には、円板状の台座４が取付けられ、台座４の中央の穴４ａから内方へ入力軸（モータＭの駆動軸）５が挿入され、入力軸５の内側先端には、入力歯車６が固定されている。
【０００６】
また、台座４側において、モータＭを固定するために、例えばハウジング２の大径円筒部２ｄの先端近傍に複数のネジ穴４ｂが設けられている。
【０００７】
ハウジング２の小径円筒部２ｂ内には、複数（例えば２個）の軸受７によって出力軸８の基部が回動自在に収容されている。
【０００８】
２個の軸受７、７は小径円筒部２ｂの環状突出部２ｃを挟むように収容され、出力軸８が軸方向に移動しないように、２個の軸受７、７の各外側部分に接するように、２個のＥリング８ａ、８ａが出力軸８に設けられた環状溝８ｂ、８ｂに嵌着されている。
【０００９】
出力軸８の内側先端には、中央に嵌合穴９ａを有する出力板９が圧入固定されている。出力板９には、円周方向に等間隔で複数（例えば３個）の遊星軸１０が固定され、各遊星軸１０には、それぞれ同一歯数の遊星歯車１１が回動自在に嵌合されている。
【００１０】
各遊星歯車１１はハウジング２の大径円筒部２ａの内周の内歯歯車３に噛合すると共に、中央の太陽歯車１２に噛合していて、内歯歯車３内を自転運動しつつ太陽歯車の周りを公転運動する。
【００１１】
太陽歯車１２は、入力軸５の内側先端と出力軸８の内側先端との間に位置し、太陽板１３の中央の嵌合穴１３ａに固定されている。
【００１２】
太陽板１３には、円周方向に等間隔で複数（例えば３個）の遊星軸１４が固定され、各遊星軸１４にはそれぞれ同一歯数の遊星歯車１５が回動自在に嵌合されている。
【００１３】
各遊星歯車１５は内歯歯車３に噛合すると共に、中央の入力歯車６に噛合していて、内歯歯車３内を自転運動しつつ入力歯車６の周りを公転運動する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造の従来の小型遊星歯車装置では、
（１）ハウジング２の大径円筒部２ａの内周に内歯歯車３が成形加工されているが、段状になったハウジング２の一部分である大径円筒部２ａに、片側の開口部側からしか加工作業ができないため、高精度の内歯加工が著しく困難である。このため歯車の成形精度が悪く、遊星歯車１１、１５との噛合の精度も悪くなって、遊星歯車１１、１５への伝達効率が悪くなり、また騒音を生じるなどの不都合があった。
【００１５】
（２）出力軸８の軸方向の移動をＥリング８ａによって防ぐ構造となっているが、この方法では出力軸８の軸方向のガタツキをゼロにするのは不可能であり、このため、Ｅリング８ａと軸受７との間にワッシャー（図示せず）を介在させることによってガタツキを防ぐようにしているが、このようにワッシャーを介在させつつ調整する方法では、多大な時間と労力がかかり、コスト高の要因ともなっていた。
【００１６】
（３）遊星歯車装置は超小型化が要求され、このため出力軸８も極めて細いが、従来では出力軸８がストレート形状であって、前記したように出力板９を圧入する際の力を出力軸８の先端で受けていたため、出力軸８が長いと曲がるおそれがあり、出力軸８をあまり長くできなかった。
【００１７】
（４）内歯歯車３、太陽歯車１２、入力歯車６と噛合する遊星歯車１１、１５の厚みは各遊星軸１０、１４の出力板９、太陽板１３からの突出長さにほぼ等しいだけの厚みとなっているが、このように遊星歯車１１、１５に厚みがあると、軸方向の少しでもゆがみがあると、内歯歯車３、太陽歯車１２、入力歯車６との噛み合いの精度を上げるのが難しくなり、回転不良を生じるおそれもあった。
【００１８】
（５）モータを取付けるために、また、遊星歯車装置１を取付けるためにネジ穴などの取付け構造を必要とするため、その分だけ外形が大きくなり、また寸法も長くなり、小型化の妨げとなっていた。
【００１９】
本発明はこれらの問題を解決した小型遊星歯車装置を提供することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る小型遊星歯車装置は、前減速段および後減速段の２段の減速段を有する遊星歯車機構を含む小型遊星歯車装置であって、出力軸と、両端に開口を有する大径円筒部、および大径円筒部の一端にその開口を塞ぐように結合された小径円筒部を含むハウジングと、大径円筒部の他端に、その開口に嵌るように固定された台座とを含む。大径円筒部は遊星歯車を収容し、小径円筒部は軸受を介して出力軸を支持する。台座には、前減速段の太陽歯車となる入力歯車とこの入力歯車に結合している入力軸とを受け入れるための穴が設けられている。遊星歯車機構は、前記出力軸と一体に回動する後減速段の遊星軸と、後減速段の遊星軸に回動自在に支持される後減速段の遊星歯車と、後減速段の遊星歯車とかみ合う後減速段の太陽歯車と、後減速段の太陽歯車と一体に回動する前減速段の遊星軸と、前減速段の遊星軸に支持される前減速段の遊星歯車と、大径円筒部の内周面に形成され、前減速段および後減速段のそれぞれの遊星歯車とかみ合う内歯歯車と、を含む。ハウジングの小径円筒部は、その外周面にネジが形成されて、当該小型遊星歯車装置を他の装置に取り付けるためのネジ軸を含む。台座に設けられた前記穴は、その内周面にネジが形成されて、前記入力軸となるモータ軸を有するモータをネジ込んで取り付けるためのネジ穴となっている。
【００２１】
さらに、出力軸を支持する軸受は軸方向に２個配置することができ、小径円筒部内周面のこれらの軸受の間の位置に、これらの軸受の外輪側面が接する環状突出部を設けることができる。また、２個の軸受のうち遊星歯車機構側に位置する軸受の内輪側面に、遊星歯車機構側から当接する径大部を出力軸に設けることができる。さらに、他の１個の軸受の内輪側面に、遊星歯車機構側とは反対側から当接し、出力軸に圧入固定される円筒形状の固定ブッシュを有するようにできる。
【００２２】
さらに、後減速段の遊星軸と出力軸とを結合し、これらを一体とする出力板を有するようにでき、この出力板は、出力軸の前記径大部に当接するまで出力軸に圧入されて固定されるようにできる。
【００２３】
さらに、遊星歯車機構は、後減速段の太陽歯車と一体に回転し、前減速段の遊星軸が固定された太陽板を含むようにできる。また、前減速段の遊星軸が、この遊星軸に回動自在に支持される前減速段の遊星歯車と前記太陽板との間の部分に、径が大きくされた環状段部を設けて、前減速段の遊星歯車を台座に隣接するようにできる。前減速段の遊星軸は周方向に複数設けられ、各々の遊星軸の環状段部に囲まれた内側には、台座に前記モータが取り付けられたとき、前減速段の遊星歯車より軸方向寸法が長い前記入力歯車を受け入れるための空間が形成されるようにでき、台座に設けられた前記ネジ穴の軸方向寸法が、前記入力歯車の軸方向寸法より短いようにできる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１はマイクロマシンなどに用いられる本発明の小型遊星歯車装置の一実施形態を示している。
【００３４】
この図１の小型遊星歯車装置２０は減速段が２段の例を示している。
この小型遊星歯車装置２０は、遊星歯車機構を収容する大径円筒部２１ａと出力軸及び軸受を収容する小径円筒部２１ｂから成るハウジング２２を備えている。そして、この大径円筒部２１ａの内周面には内歯歯車２３が形成されている。
【００３５】
しかして、このハウジング２２は、前記内歯歯車２３が内周に形成された両端が開口した円筒状の内歯ケース２４と、出力軸を収容する出力軸ハウジング２５の２つの部分に、分割して構成されている。
【００３６】
即ち、内歯ケース２４は、前記したように軸方向の両端が開口した円筒状で、その内周面に内歯歯車２３が形成され、軸方向の両端の開口部には、薄肉の環状縁板２４ａ、２４ｂが軸方向に突設されている。
【００３７】
出力軸ハウジング２５は、内歯ケース２４の前記環状縁板２４ａ内に適合する外形の円形の皿板状部２６と、皿板状部２６より小径の円筒部２７とから成り、皿板状部２６を内歯ケース２４の環状縁板２４ａで覆い、この環状縁板２４ａを複数箇所でカシメ加工することによって、出力軸ハウジング２５と内歯ケース２４とが一体的に固定される。
【００３８】
このように内歯ケース２４と出力軸ハウジング２５とに分割して作成するようにしたので、内歯ケース２４は軸方向の両側に開口しているため、内歯ケース２４の内周の内歯歯車２３を例えばブローチ加工、金属成形などを初めとする種々の高精度の加工方法が可能となり、この結果、遊星歯車への回転伝達も高精度となり減速効率も高くなり、また騒音も生じにくくなる。
【００３９】
出力軸ハウジング２５の円筒部２７の外周には、マイクロマシンなどの装置のネジ穴にネジ込んで取付けるためのネジ部２８が設けられている。
【００４０】
このように出力軸ハウジング２５そのものをネジとしたので、そのまま小型遊星歯車装置をネジ込んで取付けることができ、特別の取付け用の突出部などが不要となり、その分だけ小型化を実現できる。
【００４１】
円筒部２７の内周面の軸方向のほぼ中央には環状突出部２９が設けられている。
内歯ケース２４の他端側の環状縁板２４ｂ内には、円板状の台座３２が嵌入固定され、そのフランジ３２ａが環状縁板２４ｂの先端に当接した状態にされている。
【００４２】
台座３２の中央には円筒状の穴３３が設けてあり、この穴３３の内周にはモータをネジ込んで取付けるためのネジ部３３ａが設けられている。
【００４３】
このため、モータを台座３２に直接固定でき、特別のネジ止め用の突起及び取付部品が不要なので、その分だけ小型化を実現できる。
【００４４】
モータをこの穴３３にネジ込んで固定すれば、モータの駆動軸（入力軸３５）が内歯ケース２４の中心軸に一致して挿入された状態になる。
【００４５】
入力軸３５には入力歯車３６が固定されている。
出力軸ハウジング２５の円筒部２７内には、環状突出部２９を挟む２個の軸受３７、３７を介して出力軸３８の基部が回動自在に収容されている。
【００４６】
出力軸３８の内側先端には、中央に嵌合穴３９ａを有する出力板３９が圧入固定されている。この出力板３９と内側の軸受３７との間において、出力軸３８には径大部３８ａが設けられている。
【００４７】
このようにしたので、出力軸３８に出力板３９を圧入固定する際に加わる力を径大部３８ａで受け止めることができ、出力軸３８が細く長くても、その圧入の際の曲がりを防ぐことができる。
【００４８】
また、この径大部３８ａは出力板３９及び内側の軸受３７のストッパーとなっている。
なお、前記出力板３９と出力軸３８を一体形成してもよい。
【００４９】
出力軸３８には外側端部から円筒状の固定ブッシュ４２を圧入して出力軸３８の前記径大部３８ａと内側の軸受３７が接し、外側の軸受３７の内輪に固定ブッシュ４２が接した状態にする。
【００５０】
このようにしたので、出力軸３８の軸方向へのガタツキがほとんど生じなくなる。
なお、固定ブッシュ４２と外側の軸受３７との間にリング状の板バネ（図示せず）を介在させてもよい。
また、固定ブッシュ４２は、出力軸３８にネジ止めによって固定してもよい。
【００５１】
前記出力板３９は出力軸ハウジング２５の皿板状部２６の皿穴２６ａ内に収容された状態となっている。
【００５２】
この出力板３９には、円周方向に等間隔で複数（例えば３個）の第１の遊星軸４４が固定され、各第１の遊星軸４４には、それぞれ同一歯数の第１の遊星歯車４５が回動自在に嵌合されている。
【００５３】
各第１の遊星歯車４５は内歯ケース２４の内周の内歯歯車２３に噛合すると共に、中央の太陽歯車４８に噛合していて、内歯歯車２３内を自転運動しつつ太陽歯車４８の周りを公転運動する。
【００５４】
太陽歯車４８は、入力歯車３６と出力軸３８の内側先端との間に位置し、円板状の太陽板４９の中央の嵌合穴４９ａに圧入固定されている。
【００５５】
太陽板４９には、円周方向に当間隔で複数（例えば３個）の第２の遊星軸５０が固定され、各第２の遊星軸５０にはそれぞれ同一歯数の第２の遊星歯車５１が回動自在に嵌合されている。
【００５６】
各第２の遊星歯車５１は内歯ケース２４の内周の内歯歯車２３に噛合すると共に、中央の入力歯車３６に噛合していて、内歯歯車２３内を自転運動しつつ入力歯車３６の周りを公転運動する。
【００５７】
前記第２の遊星軸５０には、その中間部が大径となった環状段部５０ａを設けて、第２の遊星軸５０に取付けられる第２の遊星歯車５１の厚さが前記環状段部５０ａの厚さ分だけ減じた薄型にされていると共に、この環状段部５０ａの厚さ分だけ第２の遊星歯車５１の位置を前記台座３２側にしている。
【００５８】
厚みが大きい遊星歯車の場合には、軸方向のゆがみが少しでもあると、内歯歯車２３との噛み合い精度を上げるのが困難であり、回転不良を生じることもあるが、このように厚みを減じると、軸方向のゆがみによる影響が小さくなり、噛み合いの精度を上げることができる。また、厚みが小でも前記環状段部５０ａによって横倒れ方向に傾くのを防ぐことができる。
【００５９】
また、前記環状段部５０ａの厚さ分だけ台座３２側に第２の遊星歯車５１が位置するので、モータの入力軸３５に固定された入力歯車３６のできるだけモータ側の根元部分で第２の遊星歯車５１が噛合することとなるから、モータを台座３２に取付ける際に、入力歯車３６と第２の遊星歯車５１との噛合を完了した状態でモータ取付けを行うことができる。
【００６０】
また、入力歯車３６がモータ本体にほぼ隙間のない状態で固定されている場合、台座３２の厚さ（少なくとも穴３３の部分の厚さ）を入力歯車３６の厚さより薄くすることで、モータを台座３２に取付ける際に、モータ自体が穴３３のネジ部３３ａに接触する前に、入力歯車３６の先端を第２の遊星歯車５１に噛合させることができ、その噛合作業をモータとネジ部３３ａとの接触に妨げられることなく容易に行うことができる。
【００６１】
ただし、台座３２を薄くし過ぎると、ネジ部３３ａの長さが不足してモータの取り付けが困難になったり、強度が低下する恐れがあるので、台座３２の厚さ（少なくとも穴３３の部分の厚さ）を第２の遊星歯車５１の厚さより僅かに薄くする程度でよく、例えば、台座３２の厚さを第２の遊星歯車５１の厚さの０．８倍程度にするのが適当である。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態の構成に限定されるものではなく、各部において種々の変形が可能なことは勿論であり、例えばハウジング２２を構成する内歯ケース２４の外周に取付け用のネジ面を形成してもよい。
【００６３】
また、出力軸３８に図２に示すようにリードスクリュー５２を設けて、このリードスクリュー５２にピニオン（図示せず）を噛合させるものでもよい。
また、前記固定ブッシュ４２を圧入しやすいように、出力軸３８の固定ブッシュ４２が固定される部分より先端側を僅かに径を細くしてもよい。
また、軸受３７としてベアリングを例示したが含油軸受を用いてもよい。
【００６４】
【発明の効果】
ハウジングの小径円筒部をネジ軸を含むものとしたことにより、この小型遊星歯車装置を、取り付け対象部分にそのままネジ込んで取り付けることができ、また、モータをそのまま台座のネジ穴にネジ込んで取り付けることができるので、特別の取付部品などが不要となり、その分だけ小形化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図
【図２】本発明の他の実施形態を示す断面図
【図３】従来の小型遊星歯車装置を示す断面図
【符号の説明】
２０  小型遊星歯車装置
２２  ハウジング
２３  内歯歯車
２４  内歯ケース
２５  出力軸ハウジング
２８  ネジ面
３２  台座
３５  入力軸
３６  入力歯車
３７  軸受
３８  出力軸
３９  出力板
４２  固定ブッシュ
４４  第１の遊星軸
４５  第１の遊星歯車
４６  環状スペーサ
４８  太陽歯車
４９  太陽板
５０  第２の遊星軸
５０ａ  環状段部
５１  第２の遊星歯車
【図１】
0004524012.tif 000002
【図２】
0004524012.tif 000003
【図３】
0004524012.tif 000004