(57)【要約】【課題】磁気式太陽歯車と磁気式遊星歯車とを備える磁気式の遊星歯車減速機において、磁気式太陽歯車と磁気式遊星歯車との間の動力の伝達効率を高めることが可能な遊星歯車減速機を提供する。【解決手段】遊星歯車減速機１は、磁気式太陽歯車１１と、磁気式太陽歯車１１の周囲を自転しながら公転する複数の磁気式遊星歯車１２と、複数の磁気式遊星歯車１２を外周側から囲むように配置される磁気式内歯車１３とを備えている。この遊星歯車減速機１では、磁気式太陽歯車１１の外径と磁気式遊星歯車１２の外径とが等しくなっている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気式太陽歯車と、前記磁気式太陽歯車の周囲を自転しながら公転する複数の磁気式遊星歯車と、複数の前記磁気式遊星歯車を外周側から囲むように配置される磁気式内歯車とを備え、
前記磁気式太陽歯車の外径と前記磁気式遊星歯車の外径とが等しいことを特徴とする遊星歯車減速機。
【請求項２】
１個の前記磁気式太陽歯車と、前記磁気式太陽歯車を中心に９０°ピッチで配置される４個の前記磁気式遊星歯車とを備えることを特徴とする請求項１記載の遊星歯車減速機。
【請求項３】
前記磁気式太陽歯車と前記磁気式遊星歯車とは同形状に形成され、
前記磁気式太陽歯車の外周面の磁極の数と、前記磁気式遊星歯車の外周面の磁極の数とが等しいことを特徴とする請求項２記載の遊星歯車減速機。
【請求項４】
減速比が１／４であることを特徴とする請求項３記載の遊星歯車減速機。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の遊星歯車減速機と、前記遊星歯車減速機の入力側に連結されるとともに前記磁気式太陽歯車に出力軸が連結されるモータと、前記遊星歯車減速機の出力側に連結される減速機とを備えることを特徴とする駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気式の遊星歯車減速機に関する。また、本発明は、かかる遊星歯車減速機を備える駆動機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気式の遊星歯車減速機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の遊星歯車減速機は、磁気式歯車であるサンギアと、磁気式歯車である４個のプラネタリギアとを備えている。サンギアおよびプラネタリギアは、円筒状に形成されており、４個のプラネタリギアは、サンギアを外周側から囲むように配置されている。４個のプラネタリギアの外周側には、円筒状のハウジングヨークが配置されている。この遊星歯車減速機では、サンギアの外径は、プラネタリギアの外径よりも小さくなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６３１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の遊星歯車減速機では、サンギアの外径がプラネタリギアの外径よりも小さくなっており、サンギアの外周側で隣接配置されるプラネタリギア同士の距離が近い。そのため、この遊星歯車減速機では、隣接配置されるプラネタリギアの間で磁気干渉が生じて、サンギアからプラネタリギアへ伝達される動力の伝達効率が低下するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、磁気式太陽歯車と磁気式遊星歯車とを備える磁気式の遊星歯車減速機において、磁気式太陽歯車と磁気式遊星歯車との間の動力の伝達効率を高めることが可能な遊星歯車減速機を提供することにある。また、本発明の課題は、かかる遊星歯車減速機を備える駆動機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明の遊星歯車減速機は、磁気式太陽歯車と、磁気式太陽歯車の周囲を自転しながら公転する複数の磁気式遊星歯車と、複数の磁気式遊星歯車を外周側から囲むように配置される磁気式内歯車とを備え、磁気式太陽歯車の外径と磁気式遊星歯車の外径とが等しいことを特徴とする。
【０００７】
本発明の遊星歯車減速機では、磁気式太陽歯車の外径と磁気式遊星歯車の外径とが等しくなっている。そのため、本発明では、磁気式太陽歯車の外周側で隣接配置される磁気式遊星歯車同士の距離を遠ざけることが可能になり、隣接配置される磁気式遊星歯車間での磁気干渉を抑制することが可能になる。したがって、本発明では、磁気式太陽歯車と磁気式遊星歯車との間の動力の伝達効率を高めることが可能になる。
【０００８】
本発明において、遊星歯車減速機は、たとえば、１個の磁気式太陽歯車と、磁気式太陽歯車を中心に９０°ピッチで配置される４個の磁気式遊星歯車とを備えている。この場合には、磁気式太陽歯車と磁気式遊星歯車とは同形状に形成され、磁気式太陽歯車の外周面の磁極の数と、磁気式遊星歯車の外周面の磁極の数とが等しいことが好ましい。また、この場合には、遊星歯車減速機の減速比は１／４であることが好ましい。このように構成すると、磁気式太陽歯車と磁気式遊星歯車とを共通化できるため、遊星歯車減速機を構成する部品の種類を減らすことが可能になる。
【０００９】
本発明の遊星歯車減速機は、遊星歯車減速機の入力側に連結されるとともに磁気式太陽歯車に出力軸が連結されるモータと、遊星歯車減速機の出力側に連結される減速機とを備える駆動機構に用いることができる。この駆動機構では、遊星歯車減速機の磁気式太陽歯車にモータの出力軸が連結されており、回転速度が比較的速い位置に磁気式の遊星歯車減速機が配置されているため、駆動機構を静音化することが可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明では、磁気式太陽歯車と磁気式遊星歯車とを備える磁気式の遊星歯車減速機において、磁気式太陽歯車と磁気式遊星歯車との間の動力の伝達効率を高めることが可能になる。また、本発明の駆動機構では、駆動機構を静音化することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態にかかる遊星歯車減速機を備える駆動ユニットの側面図である。
【図２】図１に示す遊星歯車減速機の断面図である。
【図３】図２に示す遊星歯車減速機の一部の分解斜視図である。
【図４】図２のＥ−Ｅ断面の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
（駆動ユニットの構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかる遊星歯車減速機１を備える駆動ユニット２の側面図である。図２は、図１に示す遊星歯車減速機１の断面図である。図３は、図２に示す遊星歯車減速機１の一部の分解斜視図である。図４は、図２のＥ−Ｅ断面の断面図である。
【００１４】
本形態の遊星歯車減速機１（以下、「減速機１」とする）は、所定の動作対象物（図示省略）を動作させる駆動ユニット２の一部を構成している。駆動ユニット２は、減速機１の入力側に連結されるモータ３と、減速機１の出力側に連結される減速機４とを備えている。本形態では、減速機１とモータ３と減速機４とによって駆動機構５が構成されている。また、駆動ユニット２は、減速機４の出力軸に連結されるネジ部材６と、ネジ部材６に係合するナット部材７と、ナット部材７および動作対象物が固定されるスライド部材８と、スライド部材８を案内するガイド軸９とを備えている。
【００１５】
なお、以下の説明では、図１等のＺ１方向側を「前」側とし、図１等のＺ２方向側を「後（後ろ）」側とする。本形態では、モータ３と減速機１と減速機４とが後ろ側から前側に向かってこの順番で配置されている。また、ネジ部材６、ナット部材７、スライド部材８およびガイド軸９は、減速機４よりも前側に配置されている。
【００１６】
減速機１は、磁気式の遊星歯車減速機であり、円筒状の永久磁石である磁気式太陽歯車１１（以下、「太陽歯車１１」とする）と、円筒状の永久磁石である複数の磁気式遊星歯車１２（以下、「遊星歯車１２」とする）と、円筒状の永久磁石である磁気式内歯車１３（以下、「内歯車１３」とする）とを備えている。また、減速機１は、遊星歯車１２が固定される回転軸１４と、回転軸１４を回転可能に保持する遊星キャリア１５と、遊星キャリア１５を回転可能に保持するとともに内歯車１３が固定される本体フレーム１６とを備えている。本形態の減速機１は、４個の遊星歯車１２と、４本の回転軸１４とを備えており、４本の回転軸１４が遊星キャリア１５に回転可能に保持されている。
【００１７】
太陽歯車１１は、略円筒状に形成される保持部材１７の外周面に固定されている。保持部材１７は、略円筒状に形成される保持部材１７の軸方向と前後方向とが一致するように配置されており、保持部材１７の前端側が太陽歯車１１の内周側に挿入された状態で保持部材１７に太陽歯車１１が固定されている。保持部材１７には、モータ３の出力軸３ａが固定されている。具体的には、保持部材１７の内周側に出力軸３ａが後ろから挿入された状態で保持部材１７の内周面に出力軸３ａが固定されている。すなわち、太陽歯車１１には、保持部材１７を介してモータ３の出力軸３ａが連結されている。
【００１８】
遊星歯車１２は、回転軸１４の外周面に固定されている。すなわち、回転軸１４が遊星歯車１２の内周側に挿通された状態で回転軸１４に遊星歯車１２が固定されている。回転軸１４は、回転軸１４の軸方向と前後方向とが一致するように配置されている。図４に示すように、４個の遊星歯車１２は、太陽歯車１１を中心に９０°ピッチで配置されている。また、４個の遊星歯車１２は、太陽歯車１１に対して同心円状に配置されており、太陽歯車１１の外周面と４個の遊星歯車１２のそれぞれの外周面との間には、等しい隙間が形成されている。
【００１９】
本形態では、太陽歯車１１の外径と遊星歯車１２の外径とが等しくなっている。また、本形態では、太陽歯車１１と遊星歯車１２とが同形状に形成されている。すなわち、太陽歯車１１の前後方向の長さと遊星歯車１２の前後方向の長さとが等しくなっている。また、太陽歯車１１の内径と遊星歯車１２の内径とが等しくなっており、保持部材１７の、太陽歯車１１の内周側に挿入される部分の外径と、回転軸１４の、遊星歯車１２の内周側に挿入される部分の外径とが等しくなっている。さらに、本形態では、太陽歯車１１の外周面に着磁される磁極の数と、遊星歯車１２の外周面に着磁される磁極の数とが等しくなっている。
【００２０】
内歯車１３は、４個の遊星歯車１２を外周側から囲むように配置されている。また、内歯車１３は、太陽歯車１１と同軸上に配置されており、内歯車１３の内周面と４個の遊星歯車１２のそれぞれの外周面との間には、等しい隙間が形成されている。上述のように、内歯車１３は、本体フレーム１６に固定されている。そのため、太陽歯車１１が回転すると、４個の遊星歯車１２は、太陽歯車１１の周囲を自転しながら公転する。本形態では、内歯車１３の内周面に着磁される磁極の数は、太陽歯車１１の外周面の磁極の数の３倍となっている。そのため、本形態では、減速機１の減速比は、１／４となっている。
【００２１】
遊星キャリア１５は、回転軸１４の前端側を保持する保持部材２０と、回転軸１４の後端側を保持する保持部材２１と、保持部材２０に固定される出力軸２２とを備えている。保持部材２０は、略円板状に形成される端板部２０ａと、端板部２０ａから後ろ側へ突出する４個の突出部２０ｂとから構成されている。保持部材２１は、略円板状に形成されている。出力軸２２は、保持部材２０に固定される円板状の被固定部２２ａと、被固定部２２ａから前側へ突出する軸部２２ｂとから構成されている。
【００２２】
端板部２０ａは、端板部２０ａの厚さ方向と前後方向とが一致するように配置されている。端板部２０ａには、回転軸１４の前端側が挿通される４個の貫通孔２０ｃと、出力軸２２の軸部２２ｂが挿通される貫通孔２０ｄとが形成されている。貫通孔２０ｄは、端板部２０ａの中心に形成されている。４個の貫通孔２０ｃは、端板部２０ａの中心に対して９０°ピッチで形成されている。図４に示すように、４個の突出部２０ｂは、端板部２０ａの中心に対して９０°ピッチで配置されている。また、突出部２０ｂは、端板部２０ａの外周側部分に繋がるように配置されている。端板部２０ａの周方向において、突出部２０ｂは、貫通孔２０ｃの間に配置されている。
【００２３】
保持部材２１は、保持部材２１の厚さ方向と前後方向とが一致するように配置されている。この保持部材２１は、突出部２０ｂの後端面に当接した状態で、突出部２０ｂに固定されている。保持部材２１には、回転軸１４の後端側が挿通される４個の貫通孔２１ａが形成されている。４個の貫通孔２１ａは、保持部材２１の中心に対して９０°ピッチで形成されている。また、保持部材２１の中心には、前後方向に貫通する貫通孔２１ｂが形成されている。
【００２４】
出力軸２２は、軸部２２ｂが後ろ側から貫通孔２０ｄに挿通された状態で、かつ、被固定部２２ａの前面が端板部２０ａの後面に当接した状態で、保持部材２０に固定されている。軸部２２ｂの前端側部分は、本体フレーム１６よりも前側へ突出している。軸部２２ｂの前端側には、歯車２３が固定されている。歯車２３は、外周面に複数の歯が形成された機械式歯車である。具体的には、歯車２３は、平歯車である。
【００２５】
本体フレーム１６は、図２に示すように、本体フレーム１６の前端側部分を構成する第１フレーム２６と、本体フレーム１６の後端側部分を構成する第２フレーム２７と、第１フレーム２６と第２フレーム２７とを繋ぐカバー部材２８とを備えている。第１フレーム２６の中心には、前後方向に貫通する貫通孔２６ａが形成されている。貫通孔２６ａには、円筒状に形成される軸受２９の外周面が固定されている。軸受２９の内周側には、出力軸２２の軸部２２ｂが挿通されており、軸部２２ｂは、軸受２９に回転可能に保持されている。
【００２６】
第２フレーム２７の中心には、前側に向かって突出する略円筒状の突出部２７ａが形成されている。突出部２７ａの内周側には、保持部材１７が配置されている。突出部２７ａの前端側の外周面には、円筒状に形成される軸受３０の内周面が固定されている。軸受３０は、保持部材２１の貫通孔２１ｂに挿通されており、保持部材２１は、軸受３０に回転可能に保持されている。カバー部材２８は、円筒状に形成されており、第１フレーム２６の外周面および第２フレーム２７の外周面を覆うように、第１フレーム２６および第２フレーム２７に固定されている。内歯車１３の前端面は、第１フレーム２６の後端面に当接しており、内歯車１３は、カバー部材２８の内周側に配置されている。
【００２７】
減速機４は、歯車２３が係合する入力歯車を含む歯車列（図示省略）を備えている。歯車列を構成する各歯車は、外周面に複数の歯が形成された機械式歯車であり、減速機４は、機械式の減速機である。具体的には、歯車列を構成する各歯車は、平歯車であり、減速機４は、平行軸歯車減速機である。なお、減速機４は、遊星歯車減速機であっても良い。
【００２８】
ネジ部材６は、たとえば、台形ネジであり、ネジ部材６の外周面には、オネジが形成されている。このネジ部材６は、ネジ部材６の軸方向と前後方向とが一致するように配置されている。また、ネジ部材６は、駆動ユニット２のフレームに回転可能に保持されている。ネジ部材６の後端側は、減速機４の出力歯車に係合する歯車（図示省略）が固定されている。ナット部材７は、円筒状に形成されており、ナット部材７の内周面には、ネジ部材６のオネジに係合するメネジが形成されている。
【００２９】
ガイド軸９は、ネジ部材６と平行になるように、駆動ユニット２のフレームに固定されている。すなわち、ガイド軸９は、ガイド軸９の軸方向と前後方向とが一致するように駆動ユニット２のフレームに固定されている。スライド部材８には、ガイド軸９が挿通される貫通孔が形成されている。ネジ部材６が回転すると、スライド部材８は、ナット部材７と一緒にガイド軸９に沿って前後方向へ直線的に移動する。すなわち、ネジ部材６が回転すると、スライド部材８に固定される動作対象物がガイド軸９に沿って前後方向へ直線的に移動する。
【００３０】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、太陽歯車１１の外径と遊星歯車１２の外径とが等しくなっている。そのため、本形態では、太陽歯車１１の外周側において太陽歯車１１の周方向（円周方向）で隣接配置される遊星歯車１２同士の距離を遠ざけることが可能になり、周方向で隣接配置される遊星歯車１２の間での磁気干渉を抑制することが可能になる。したがって、本形態では、太陽歯車１１と遊星歯車１２との間の動力の伝達効率を高めることが可能になる。
【００３１】
本形態では、太陽歯車１１と遊星歯車１２とが同形状に形成されている。また、本形態では、太陽歯車１１の外周面に着磁される磁極の数と、遊星歯車１２の外周面に着磁される磁極の数とが等しくなっている。さらに、本形態では、減速機１の減速比は、１／４となっている。そのため、本形態では、太陽歯車１１と遊星歯車１２とを共通化できる。したがって、本形態では、減速機１を構成する部品の種類を減らすことが可能になる。また、本形態では、太陽歯車１１にモータ３の出力軸３ａが連結されており、回転速度が比較的速い位置に減速機１が配置されているため、駆動ユニット２を静音化することが可能になる。
【００３２】
（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
【００３３】
上述した形態では、減速機１が備える遊星歯車１２の数は４個であるが、減速機１が備える遊星歯車１２の数は、４個以外の数であっても良い。また、上述した形態では、太陽歯車１１と遊星歯車１２とが同形状に形成されているが、太陽歯車１１の外径と遊星歯車１２の外径とが等しいのであれば、太陽歯車１１の形状と遊星歯車１２の形状とが異なっていても良い。
【００３４】
上述した形態では、減速機４は機械式の減速機であるが、減速機４は磁気式の減速機であっても良い。また、上述した形態では、駆動ユニット２は、減速機４を備えているが、駆動ユニット２は、減速機４を備えていなくても良い。この場合には、ネジ部材６は、減速機１の出力軸に連結される。さらに、上述した形態では、駆動ユニット２が備える減速機１の数は１個であるが、駆動ユニット２は、直列に接続される２個以上の減速機１を備えていても良い。また、上述した形態では、駆動ユニット２は、動作対象物を直線的に移動させるが、駆動ユニット２は、動作対象物を回転させても良い。
【符号の説明】
【００３５】
１  減速機（遊星歯車減速機）
３  モータ
４  減速機
５  駆動機構
１１  太陽歯車（磁気式太陽歯車）
１２  遊星歯車（磁気式遊星歯車）
１３  内歯車（磁気式内歯車）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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