(57)【要約】      （修正有）【課題】装置の小型化、駆動時の静音化と低振動駆動、低価格化を可能とする変速装置を提供する。【解決手段】駆動源に接続されて動力を入力する入力部１１と、入力部１１と同軸上に配置され動力を外部に変速して出力する出力部２１と、入力部１１と出力部２１との間の軸心に配置される軸心中間歯車軸５０と、軸心の周囲に配置される周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄと、平歯車６１a〜６７aとピニオン６１b〜６７bを組とする複数の歯車組部品６１〜６７とを含み、複数の歯車組部品６１〜６７は、入力部11と出力部21との間に変速可能に噛み合わされ、周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄ及び軸心中間歯車軸５０に回動可能に支持される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源に接続されて動力を入力する入力部と、
前記入力部と同軸上に配置され動力を外部に変速して出力する出力部と、
前記入力部と前記出力部との間の軸心に配置される軸心中間歯車軸と、
前記軸心の周囲に配置される周辺中間歯車軸と、
平歯車とピニオンを組とする複数の歯車組部品と、
を含み、
前記複数の歯車組部品は、前記入力部と前記出力部との間に変速可能に噛み合わされ、前記周辺中間歯車軸及び前記軸心中間歯車軸に回動可能に支持されることを特徴とする変速装置。
【請求項２】
前記入力部は、前記駆動源の駆動歯車を有し、
前記駆動源の駆動歯車が入力側の前記歯車組部品と噛み合うことを特徴とする請求項１に記載の変速装置。
【請求項３】
前記出力部は、出力軸を有し、
前記出力軸の歯車が出力側の前記歯車組部品と噛み合うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の変速装置。
【請求項４】
前記周辺中間歯車軸は、軸心を中心に同芯円周上、かつＸ字状の４箇所の位置に配置し、
前記周辺中間歯車軸上に配置される前記歯車組部品の回転範囲外で、かつ軸心に略対称形となる位置に駆動源取付孔を配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の変速装置。
【請求項５】
前記入力部を支持する入力支持筒と、
前記出力部を支持する出力支持筒と、
前記入力支持筒と出力支持筒の間に配置される中間支持筒と、
を有し、
前記周辺中間歯車軸を、前記入力支持筒と、前記中間支持筒と、前記出力支持筒とで支持し、
前記軸心中間歯車軸を、前記入力支持筒と、前記中間支持筒とで支持した多段ユニット構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の変速装置。
【請求項６】
前記入力支持筒と、前記出力支持筒と、前記中間支持筒とを、樹脂で形成し、
前記入力支持筒と、前記中間支持筒との間に金属製地板を配置し、
前記出力支持筒と、前記中間支持筒との間に金属製地板を配置した構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の変速装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの金属製地板の一部を、前記多段ユニットの外形外まで延長し、
前記延長した部分を取付部としたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の変速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、デジタル撮影機器等に使用できる小型の変速装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型の変速装置として、例えば最終減速比を決定する各段ギヤの遊星歯車ユニットをそれぞれ選択することができるように部品を共通化し、ボルトを用いない円筒小径で目的の減速比に合わせた各段の減速歯車ユニットを連結して構成することにより、低コストで多種多様な目的に対する仕様の小型減速装置が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−３７２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、デジタル撮影機器等に使われているモータを駆動源とする小型の変速装置は、さらに装置の小型化、駆動時の静音化と低振動駆動、低価格化が求められている。特に、デジタル撮影機器等に使われているモータなどを駆動源とする小型駆動ユニットには商品のレイアウトからくる制約から、またロボット等の駆動源もその内蔵する形状から小径の形状が要求されている。更に、ユニットを内蔵する機器が高性能、多機能化するに従い変速装置の駆動音の静音化、低振動化が要求されてきている。
【０００４】
この発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、装置の小型化、駆動時の静音化と低振動駆動、低価格化を可能とする変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】
【０００５】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成されている。
【０００６】
請求項１に記載の発明は、
駆動源に接続されて動力を入力する入力部と、
前記入力部と同軸上に配置され動力を外部に変速して出力する出力部と、
前記入力部と前記出力部との間の軸心に配置される軸心中間歯車軸と、
前記軸心の周囲に配置される周辺中間歯車軸と、
平歯車とピニオンを組とする複数の歯車組部品と、
を含み、
前記複数の歯車組部品は、前記入力部と前記出力部との間に変速可能に噛み合わされ、前記周辺中間歯車軸及び前記軸心中間歯車軸に回動可能に支持されることを特徴とする変速装置である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、
前記入力部は、前記駆動源の駆動歯車を有し、
前記駆動源の駆動歯車が入力側の前記歯車組部品と噛み合うことを特徴とする請求項１に記載の変速装置である。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、
前記出力部は、出力軸を有し、
前記出力軸の歯車が出力側の前記歯車組部品と噛み合うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の変速装置である。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、  
前記周辺中間歯車軸は、軸心を中心に同芯円周上、かつＸ字状の４箇所の位置に配置し、
前記周辺中間歯車軸上に配置される前記歯車組部品の回転範囲外で、かつ軸心に略対称形となる位置に駆動源取付孔を配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の変速装置である。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、
前記入力部を支持する入力支持筒と、
前記出力部を支持する出力支持筒と、
前記入力支持筒と出力支持筒の間に配置される中間支持筒と、
を有し、
前記周辺中間歯車軸を、前記入力支持筒と、前記中間支持筒と、前記出力支持筒とで支持し、
前記軸心中間歯車軸を、前記入力支持筒と、前記中間支持筒とで支持した多段ユニット構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の変速装置である。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、
前記入力支持筒と、前記出力支持筒と、前記中間支持筒とを、樹脂で形成し、
前記入力支持筒と、前記中間支持筒との間に金属製地板を配置し、
前記出力支持筒と、前記中間支持筒との間に金属製地板を配置した構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の変速装置である。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、
前記少なくとも１つの金属製地板の一部を、前記多段ユニットの外形外まで延長し、
前記延長した部分を取付部としたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の変速装置である。
【発明の効果】
【００１３】
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
【００１４】
請求項１に記載の発明では、入力部と出力部が同軸上に配置され、入力部と出力部との間の軸心に軸心中間歯車軸が配置され、平歯車とピニオンを組とする複数の歯車組部品が、入力部と出力部との間に変速可能に噛み合わされ、周辺中間歯車軸及び軸心中間歯車軸に回動可能に支持された構成であり、歯車組部品、周辺中間歯車軸の共通化ができ、組立が容易であり、部品生産、組立時等特別な設備、組立上の調整が不必要で実現可能である。また、平歯車とピニオンを組とする複数の歯車組部品を使用することで、精度確保して量産でき、装置の小型化、駆動時の静音化と低振動駆動、低価格化を可能とすることができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明では、入力部は、駆動源の駆動歯車を有し、駆動源の駆動歯車が入力側の歯車組部品と噛み合うことで、簡単な構造で駆動源に接続することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明では、出力部は、出力軸を有し、出力軸の出力歯車が出力側の歯車組部品と噛み合うことで、簡単な構造で外部装置など接続することができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明では、周辺中間歯車軸は、軸心を中心に同芯円周上、かつＸ字状の４箇所の位置に配置したことで、必要な変速比を確保できる。また、周辺中間歯車軸上に配置される歯車組部品の回転範囲外で、かつ軸心に略対称形となる位置が空間となり、この空間に駆動源取付孔を配置することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、周辺中間歯車軸を、入力支持筒と、中間支持筒と、出力支持筒とで支持し、軸心中間歯車軸を、入力支持筒と、中間支持筒とで支持した多段ユニット構成であり、密封構造にできるため、作動時のゴミ混入防止が可能である。
【００１９】
請求項６に記載の発明では、入力支持筒と、出力支持筒と、中間支持筒とを、樹脂で形成し、入力支持筒と、中間支持筒との間に金属製地板を配置し、出力支持筒と、中間支持筒との間に金属製地板を配置した構成であり、金属製地板で周辺中間歯車軸にかかる荷重を受けることが可能である。そのため、強度があり、歯車組部品の歯車間隔が確保でき、振動を軽減し、かつ動力伝達の効率向上が可能である。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、少なくとも１つの金属製地板の一部を、多段ユニットの外形外まで延長し、延長した部分を取付部としたことで、簡単かつ確実に外部機器などに取り付けて固定することができる。特に、金属製地板の一部を取付部としたことで、駆動源と切り離し可能であり、かつ取り付けスペースの確保が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の変速装置の実施の形態について説明するが、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
【００２２】
まず、変速装置を図１乃至図４に基づいて説明する。図１は変速装置の平面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図、図３は変速装置の展開図、図４は変速装置の歯車組部品、周辺中間歯車軸及び駆動源取付孔の配置を示す図である。
【００２３】
この変速装置は、入力部１１を支持する入力支持筒１０と、出力部２１を支持する出力支持筒２０と、入力支持筒１０と出力支持筒２０の間に配置される中間支持筒３０と、を有する。この入力支持筒１０と、出力支持筒２０と、中間支持筒３０とを樹脂で形成し、入力支持筒１０と、中間支持筒３０との間に金属製地板４０を配置し、出力支持筒２０と、中間支持筒３０との間に金属製地板４１を配置した構成である。入力支持筒１０、中間支持筒３０及び出力支持筒２０は、円筒形状に形成されているが、これに限定されず四角筒形状、楕円形状などでもよく、金属製地板４０,４１も円筒形状に形成されているが、同様にこれに限定されない。
【００２４】
入力部１１と出力部２１とは、同軸上に配置され、この入力部１１と出力部２１の間の軸心に軸心中間歯車軸５０が配置されている。軸心の周囲には、周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄが配置され、金属で形成されている。この実施の形態では、周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄが入力部１１と出力部２１の入出力軸と平行、かつ軸心に対して同芯円弧の軌跡上の４箇所に配置され、入力支持筒１０、金属製地板４０、中間支持筒３０、金属製地板４１及び出力支持筒２０とで支持している。また、軸心中間歯車軸５０は、入力支持筒１０と、中間支持筒３０とで支持した多段ユニット構成である。
【００２５】
入力部１１と出力部２１との間には、複数の歯車組部品６１〜６７が変速可能に噛み合わされて配置されている。この歯車組部品６１〜６７は、平歯車６１a〜６７bとピニオン６１ｂ〜６７ｂを組とし、この実施の形態では平歯車６１a〜６７bとピニオン６１ｂ〜６７ｂが一体に形成されているが、それぞれ別体に形成して組み付け、あるいは接合して固定してもよい。また、歯車組部品６１〜６７は、歯車組部品６１〜６３が樹脂で形成され、歯車組部品６４〜６７が金属で形成され、樹脂部品と金属部品とを組み合わせているが、全部を樹脂で形成し、また全部を金属で形成してもよい。歯車組部品６１,６３は、周辺中間歯車軸５１aに回動可能に支持され、歯車組部品６２は、周辺中間歯車軸５１ｂに回動可能に支持され、歯車組部品６４は、軸心中間歯車軸５０に回動可能に支持され、歯車組部品６５,６７は、周辺中間歯車軸５１ｃに回動可能に支持され、歯車組部品６６は、周辺中間歯車軸５１ｄに回動可能に支持されている。
【００２６】
この実施の形態では、歯車組部品６１のピニオン６１ｂが歯車組部品６２の平歯車６２aと噛み合い、歯車組部品６２のピニオン６２ｂが歯車組部品６３の平歯車６３aと噛み合い、歯車組部品６３のピニオン６３ｂが歯車組部品６４の平歯車６４aと噛み合い、歯車組部６５のピニオン６５ｂが歯車組部品６６の平歯車６６aと噛み合い、歯車組部品６６のピニオン６６ｂが歯車組部品６７の平歯車６７aと噛み合っており、減速機構である。この実施の形態では、複数の同一構成の歯車組部品６１〜６７が減速するように噛み合っているが、これに限定されず増速するように噛み合わせてもよい。
【００２７】
入力部１１は、駆動源に接続されて動力を入力する構成であり、この実施の形態では、駆動源としてモータ７０が用いられる。モータ７０の駆動軸７１には、ピニオン７２が設けられ、このピニオン７２が歯車組部品６１の平歯車６１aと噛み合う。このように、入力部１１は、駆動源の駆動歯車としてピニオン７２を有し、このピニオン７２が入力側の歯車組部品６１の平歯車６１aと噛み合うようになっている。このように、入力部２１は、駆動源の駆動歯車としてのピニオン７２を有し、駆動源の駆動歯車が入力側の歯車組部品６１と噛み合うことで、簡単な構造で駆動源に接続することができる。
【００２８】
出力部２１は、入力部１１と同軸上に配置され動力を外部に変速して出力する構成であり、この実施の形態では、出力部２１が出力軸８０を有する。出力軸８０は、軸受８１を介して出力支持筒２０に支持され、この出力軸８０は、出力歯車８０aを有する。この出力歯車８０aが出力側の歯車組部品６７のピニオン６７ｂと噛み合っている。このように、出力部２１は、出力軸８０を有し、出力軸８０の出力歯車８０aが出力側の歯車組部品６７と噛み合うことで、簡単な構造で外部装置など接続することができる。
【００２９】
周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄは、図４に示すように、軸心を中心に同芯円周上、かつＸ字状の４箇所の位置に配置されている。この周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄ上に配置される歯車組部品６１〜６７の回転範囲外で、かつ軸心に略対称形となる位置に駆動源取付孔９０,９１が、図２に示すように、出力支持筒２０、出力支持筒地板４５、金属製地板４１、中間支持筒３０、金属製地板４０、入力支持筒１０を貫通して形成されている。この駆動源取付孔９０,９１には、図２に示すように、取付ネジ９２,９３が挿入され、この取付ネジ９２,９３をモータ７０に締め付け固定され、この取付ネジ９２,９３は出力支持筒２０、中間支持筒３０、入力支持筒１０の各筒を固定する効果も持っている。
【００３０】
以下、図３に基づいて、この実施の形態の変速装置の組立方法を説明する。
【００３１】
まず、軸受８１、周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄを圧入した出力支持筒２０に、出力支持筒地板４５を挿入する。出力歯車８０a、歯車組部品６７、スラスト調整用座金６７ｃ,６７ｄを挿入し、金属製地板４１を、出力軸８０の端部、周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄのガイドに組み込む。次に、歯車組部品６６、スラスト調整用座金６６cを周辺中間歯車軸５１ｄに、歯車組部品６５、スラスト調整座金６５ｃを周辺中間歯車軸５１ｃに挿入し、中間支持筒３０を、周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄのガイドに挿入する。
【００３２】
中間支持筒３０に、入力部１１と出力部２１と同軸の軸心中間歯車軸５０が、挿入される位置に、歯車組部品６７を置き、軸心中間歯車軸５０が挿入された金属製地板４０を、周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄのガイドに挿入する。
【００３３】
次に、歯車組部品６３を周辺中間歯車軸５１aに、歯車組部品６２を周辺中間歯車軸５１ｂに、歯車組部品６１を周辺中間歯車軸５１aに挿入し、入力支持筒１０を周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄのガイドに挿入する。最後に、ピニオン７２が打ち込まれたモータ７０を駆動源取付孔９０,９１に合わせ２本の取付ネジ９２,９３で固定する。
【００３４】
次に、組み込まれた変速装置の回転伝達を説明する。図３でモータ７０のピニオン７２の回転は、周辺中間歯車軸５１aに挿入された歯車組部品６１、周辺中間歯車軸５１ｂに挿入された歯車組部品６２に伝えられ、周辺中間歯車軸５１aに挿入された歯車組部品６３に伝わる。更に、金属製地板４０に圧入された軸心中間歯車軸５０に挿入された歯車組部品６４に伝わる。更に、周辺中間歯車軸５１ｃに挿入された歯車組部品６５、周辺中間歯車軸５１ｄに挿入された歯車組部品６６、周辺中間歯車軸５１ｃに挿入された歯車組部品６７に伝達され、更に出力歯車８０aに伝達される。
【００３５】
図５及び図６は、変速装置の他の実施の形態を示し、図５は変速装置の平面図、図６は図５のVI−VI線に沿う断面図である。この実施の形態は、図１乃至図４に示す実施の形態と同様に構成されるが、少なくとも１つの金属製地板の一部を、この実施の形態では金属製地板４１の１２０度の３箇所を多段ユニットの外形外まで延長し、延長した部分を取付部４１aとしている。この実施の形態の変速装置は、多段ユニットの外形外まで延長し、延長した部分を取付部４１aとしたことで、簡単かつ確実に外部機器などに取り付けて固定することができる。特に、金属製地板４１の一部を取付部４１aとしたことで、駆動源と切り離し可能であり、かつ取り付けスペースの確保が容易である。
【００３６】
また、変速装置の他機器への取り付は、装置と一体的な金属板４１を変形して取付部４１aに使用できる利点を有している。金属製地板４１の取付部４１aは、３箇所に限定されず、１箇所でも、２箇所などの複数箇所でもよく、位置や形状も限定されない。また、金属製地板４０に同様に取付部を設けてもよい。
【００３７】
このように、この発明では、入力部１１と出力部２１が同軸上に配置され、入力部１１と出力部２１との間の軸心に軸心中間歯車軸３０が配置され、複数の同一構成の歯車組部品６１〜６７が周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄ及び軸心中間歯車軸３０に回動可能に支持され、入力部１１と出力部２１との間に変速可能に噛み合わされた構成であり、歯車組部品６１〜６７、周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄの共通化ができ、組立が容易であり、部品生産、組立時等特別な設備、組立上の調整が不必要で実現可能である。また、平歯車６１a〜６７bとピニオン６１ｂ〜６７ｂを組とする歯車組部品６１〜６７を使用することで、精度確保して量産でき、装置の小型化、駆動時の静音化と低振動駆動、低価格化を可能とすることができる。
【００３８】
また、周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄは、軸心を中心に同芯円周上、かつＸ字状の４箇所の位置に配置したことで、必要な変速比を確保できる。また、周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄ上に配置される歯車組部品６１〜６７の回転範囲外で、かつ軸心に略対称形となる位置が空間となり、この空間に駆動源取付孔９０,９１を配置することができる。
【００３９】
また、周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄを、入力支持筒１０、金属製地板４０、中間支持筒３０、金属製地板４１及び出力支持筒２０とで支持し、軸心中間歯車軸５０を、入力支持筒１０と、中間支持筒３０とで支持した多段ユニット構成であり、密封構造にできるため、作動時のゴミ混入防止が可能である。
【００４０】
また、入力支持筒１０と、出力支持筒２０と、中間支持筒３０とを、樹脂で形成し、入力支持筒１０と、中間支持筒３０との間に金属製地板４０を配置し、出力支持筒２０と、中間支持筒３０との間に金属製地板４１を配置した構成であり、金属製地板４０,４１で周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄにかかる荷重を受けることが可能である。そのため、金属製地板４０,４１を用いることで強度があり、歯車組部品６１〜６７の歯車間隔が確保でき、振動を軽減し、かつ動力伝達の効率向上が可能である。
【００４１】
また、この実施の形態では、周辺中間歯車軸５１a〜５１ｄが4軸で、歯車組部品６１〜６７が７個で構成されているが、必要な変速比が達成できるように周辺中間歯車軸の軸数、歯車組部品の個数を自由に設定できる。また、歯車組部品は、平歯車とピニオンを組とする同一歯車緒元であればよく、それぞれの歯車組部品は平歯車やピニオンの歯数も自由に設定でき、また平歯車やピニオンの軸方向の長さも自由に設定できる。
【００４２】
また、この変速装置は、デジタル撮影機器等に使われ、駆動源としてモータに限定されず、ロボット等の駆動源も使用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
この発明は、デジタル撮影機器等に使用できる小型の変速装置に適用でき、装置の小型化、駆動時の静音化と低振動駆動、低価格化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】変速装置の平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】変速装置の展開図である。
【図４】変速装置の歯車組部品、周辺中間歯車軸及び駆動源取付孔の配置を示す図である。
【図５】変速装置の平面図である。
【図６】図５のVI−VI線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  入力支持筒
１１  入力部
２０  出力支持筒
２１  出力部
３０  中間支持筒
４０,４１ 金属製地板
５０  軸心中間歯車軸
５１a〜５１ｄ 周辺中間歯車軸
６１〜６７  歯車組部品
６１a〜６７ｂ  平歯車
６１ｂ〜６７ｂ ピニオン
７０  モータ
７１  駆動軸
７２  ピニオン
８０  出力軸
８０ａ 出力歯車
８１  軸受
９０,９１ 駆動源取付孔
９２,９３ 取付ネジ
【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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