特開 2022-181132 出力装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022181132

(43)【公開日】2022-12-07

(54)【発明の名称】出力装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/46 20060101AFI20221130BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20221130BHJP

【ＦＩ】

F16H1/46

H02K7/116

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021087994

(22)【出願日】2021-05-25

(71)【出願人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】日本電産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】廣川 剛士

【テーマコード（参考）】

3J027

5H607

【Ｆターム（参考）】

3J027FB40

3J027GC24

3J027GD04

3J027GD08

3J027GD14

5H607BB01

5H607BB07

5H607BB14

5H607BB26

5H607CC03

5H607DD19

5H607EE33

(57)【要約】      （修正有）

【課題】複数段の遊星歯車機構を有するとともに、円滑な回転力を出力する出力装置を提供する。
【解決手段】上下に延びる中心軸Ｊ１に沿って延びるモータシャフト２１を有するモータ部２０と、モータ部の上部に配置されてモータシャフトにつながる減速機構３０と、を有する。減速機構は、中心軸に沿って上下に並んで配置される複数の遊星歯車機構を有する。上下に隣り合う前記遊星歯車機構において、上側の遊星歯車機構７０の太陽歯車７１を有するシャフト７６は、下端面に軸方向に凹む凹部７６３を有する。下側の遊星歯車機構６０の太陽歯車６１を有するシャフトの上端は、軸受７７を介して凹部に配置される。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下に延びる中心軸に沿って延びるモータシャフトを有するモータ部と、
前記モータ部の上部に配置されて前記モータシャフトにつながる減速機構と、
を有し、
前記減速機構は、前記中心軸に沿って上下に並んで配置される複数の遊星歯車機構を有し、
上下に隣り合う前記遊星歯車機構において、
上側の遊星歯車機構の太陽歯車を有するシャフトは、下端面に軸方向に凹む凹部を有し、下側の遊星歯車機構の太陽歯車を有するシャフトの上端は、軸受部材を介して前記凹部に配置される出力装置。

【請求項2】

前記減速機構の最上部の前記遊星歯車機構は、軸方向の上方に配置されるとともに中心が前記中心軸と重なる最終キャリアを有し、
前記最終キャリアは、下端面に軸方向に凹む最終凹部を有し、
最上部に配置される前記太陽歯車を有する前記シャフトの上端は、最終軸受部材を介して前記最終凹部に配置される請求項１に記載の出力装置。

【請求項3】

少なくとも１つの前記遊星歯車機構において、
前記シャフトは
前記太陽歯車を有する上柱部と、
前記上柱部の軸方向下端から軸方向下方に延びる下柱部と、を有し、
前記下柱部は、前記上柱部よりも外径が大きい請求項１又は請求項２に記載の出力装置。

【請求項4】

上下に並んだ前記遊星歯車機構において、
下側の前記遊星歯車機構は遊星歯車を支持するキャリアを有し、
下側の前記キャリアの径方向中央には、前記中心軸に沿う方向に貫通し、上側の前記遊星歯車機構の前記下柱部が配置されるキャリア貫通孔が形成され、
前記下柱部の径方向外面が前記キャリア貫通孔の径方向内面と接触し、
前記キャリアの前記遊星歯車を支持する接触面の軸方向の長さよりも、前記貫通孔の径方向内面と前記下柱部の径方向外面との接触面の軸方向の長さが長い請求項３に記載の出力装置。

【請求項5】

前記下柱部の径方向外面から前記凹部の径方向内面までの径方向の長さは、前記凹部の径方向内面の半径よりも大きい請求項３又は請求項４に記載の出力装置。

【請求項6】

前記下柱部の径方向外面から前記凹部の径方向内面までの径方向の長さは、前記凹部の径方向内面の半径よりも小さい請求項３又は請求項４に記載の出力装置。

【請求項7】

前記下柱部の軸方向の長さは、前記上柱部の長さよりも短い請求項４から請求項６のいずれかに記載の出力装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、出力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電動モータを用いた駆動装置が知られている。この種の駆動装置は、モータと、ギヤボックスを有する。このギヤボックスは、第１遊星歯車を有する第１遊星歯車列と、第２遊星歯車を有する第２遊星歯車列を有する、２段のギヤボックスである。第１遊星歯車列の太陽歯車と、第２遊星歯車列の太陽歯車とは、同軸的に配置される（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－２０３５４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した駆動装置では、第２段の太陽歯車が第１段の太陽歯車と離れて形成されている。そのため、伝達されるトルクによって、第２段の太陽歯車の中心が中心軸からずれる虞がある。これにより、出力される回転の振動及び出力されるトルクのむらが発生する恐れがある。

【0005】

本発明は、複数段の遊星歯車機構を有するとともに、円滑な回転力を出力する出力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】

【0006】

本発明の例示的な出力装置は、上下に延びる中心軸に沿って延びるモータシャフトを有するモータ部と、モータ部の上部に配置されてモータシャフトにつながる減速機構と、を有する。減速機構は、中心軸に沿って上下に並んで配置される複数の遊星歯車機構を有する。上下に隣り合う前記遊星歯車機構において、上側の遊星歯車機構の太陽歯車を有するシャフトは、下端面に軸方向に凹む凹部を有する。下側の遊星歯車機構の太陽歯車を有するシャフトの上端は、軸受を介して凹部に配置される。

【発明の効果】

【0007】

例示的な本発明によれば、複数段の遊星歯車機構を有するとともに、円滑な回転力を出力する出力装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、出力装置の斜視図である。

【図2】図２は、図１に示す、出力装置の分解斜視図である。

【図3】図３は、図１に示す、出力装置の断面図である。

【図4】図４は、下側の遊星歯車機構を中心軸と直交する面で切断した断面図である。

【図5】図５は、上側の遊星歯車機構を中心軸と直交する面で切断した断面図である。

【図6】図６は、下側の遊星歯車機構の拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本明細書では、出力装置１０の説明に際して、図２に示す出力装置１０の状態を基準として説明する。出力装置１０において、中心軸Ｊ１が上下方向に延びる。そして、中心軸Ｊ１が延びる方向を「軸方向」と称する。中心軸Ｊ１に直交する方向を「径方向」、中心軸Ｊ１を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」とそれぞれ称する。なお、上述の方向は、説明を容易にするために定義したものであり、実際に使用される出力装置１０の方向と一致しない場合もある。

【0010】

図１は、本発明にかかる出力装置１０の斜視図である。図２は、図１に示す出力装置１０の分解斜視図である。図３は、図１に示す出力装置１０の断面図である。図１から図３に示すように、出力装置１０は、モータ部２０と、減速機構３０と、を有する。

【0011】

＜モータ部２０＞
モータ部２０は、直流のブラシレスモータである。モータ部２０は、モータシャフト２１と、ロータ２２と、ステータ２５と、を有する。モータシャフト２１の一部、ロータ２２及びステータ２５は、ベース部４０の下部に配置される。さらに詳しく説明すると、モータ部２０は、ベース部４０の後述する軸受保持部４３に固定される。モータ部２０は、ステータ２５の径方向外方に、ロータ２２が配置されたアウターロータ型モータである。なお、モータ部２０は、アウターロータ型モータに限定されず、インナーロータ型モータであってもよい。

【0012】

＜モータシャフト２１＞
モータシャフト２１は、略円柱状である。図１～図３に示すように、モータシャフト２１は、上下方向に延びる中心軸Ｊ１に沿って延びる。すなわち、モータ部２０は、上下に延びる中心軸Ｊ１に沿って延びるモータシャフト２１を有する。モータシャフト２１は、中心軸Ｊ１周りに回転可能である。図３に示すように、モータシャフト２１の上端は、ベース部４０の上方に突出する。

【0013】

モータシャフト２１は、ベース部４０の後述する軸受保持部４３の径方向内面に、シャフト軸受２１１を介して回転可能に支持される。シャフト軸受２１１は、軸方向に離れた２か所に配置され、モータシャフト２１の軸方向に離れた２か所を回転可能に支持する。シャフト軸受２１１は、ここでは、玉軸受であるが、それに限定されない。モータシャフト２１を円滑かつ正確に支持できる軸受構造を広く採用することができる。

【0014】

＜ロータ２２＞
ロータ２２は、モータシャフト２１の外周に固定される。ロータ２２は、ロータヨーク２３と、ロータマグネット２４と、を有する。ロータ２２は、上下方向に延びる中心軸Ｊ１を中心として回転する。

【0015】

ロータヨーク２３は、鋼板等の磁性材料で形成される。ロータヨーク２３は、ロータ蓋部２３１と、ロータ筒部２３２とを有する。ロータ蓋部２３１は、円環状であり、中心軸Ｊ１と直交する方向に広がる。ロータ蓋部２３１の中央には、中心軸Ｊ１に沿って貫通する貫通孔２３０が形成される。貫通孔２３０には、モータシャフト２１が固定される。つまり、ロータヨーク２３は、モータシャフト２１と一体的に回転する。

【0016】

ロータ筒部２３２は、ロータ蓋部２３１の径方向外縁から上方に延びる筒体である。ロータ筒部２３２の内面にロータマグネット２４が固定される。ロータマグネット２４は、筒状である。ロータマグネット２４の径方向内面は、周方向に異なる磁極が交互に並ぶ。なお、ロータマグネット２４として、筒状の構成を採用しているがこれに限定されない。例えば、平板状又は曲面状のマグネットを、ロータ筒部２３２の径方向内面に周方向に並んで固定してもよい。

【0017】

＜ステータ２５＞
ステータ２５は、ステータコア２６と、コイル２７と、インシュレータ２８とを有する。ステータ２５は、ベース部４０の軸受保持部４３の径方向外面に保持される。ステータコア２６は、コアバック２６１と、複数のティース２６２とを有する。コアバック２６１は、円環状である。コアバック２６１の径方向内側面は、ベース部４０の保持部筒部４３１に固定される。ティース２６２は、コアバック２６１の径方向外側面から中心軸Ｊ１から遠ざかる方向に突出する。複数のティース２６２は、周方向に等間隔で配置される。コイル２７は、ティース２６２に導線を巻きつけることで形成される。

【0018】

＜ベース部４０＞
図２、図３に示すように、ベース部４０は、ベースプレート４１と、軸受保持部４３と、を有する。ベースプレート４１は、中心軸Ｊ１と直交する方向に広がる環状である。ベースプレート４１の中央には軸方向に貫通するベース貫通孔４２が形成される。モータシャフト２１は、ベース貫通孔４２を貫通する。

【0019】

軸受保持部４３は、保持部筒部４３１と、保持部フランジ部４３２とを有する。保持部筒部４３１は、中心軸Ｊ１に沿って延びる円筒状である。保持部フランジ部４３２は、円環状である。保持部フランジ部４３２は、保持部筒部４３１の軸方向上端から径方向外方に広がる。保持部フランジ部４３２は、ベースプレート４１の下面に固定される。このとき、ベースプレート４１の中心線と、保持部フランジ部４３２の中心線とは中心軸Ｊ１と重なる。

【0020】

なお、軸受保持部４３の保持部フランジ部４３２と、ベースプレート４１とは、例えば、ねじ等の締結具で固定される。締結具はねじに限定されず、保持部フランジ部４３２とベースプレート４１とを強固に固定できる構成を広く採用することができる。保持部フランジ部４３２がベースプレート４１に対して、分離可能に固定できる固定具を用いることが好ましい。

【0021】

保持部筒部４３１の径方向内面には、シャフト軸受２１１が軸方向に間隔をあけて配置される。つまり、保持部筒部４３１には、シャフト軸受２１１が取り付けられる。シャフト軸受２１１は、モータシャフト２１を回転可能に支持する。また、保持部筒部４３１の径方向外面には、ステータ２５のステータコア２６が固定される。

【0022】

＜モータ部２０のその他の構成＞
図３等に示すように、保持部フランジ部４３２の下面には、回路基板Ｂｄが配置される。回路基板Ｂｄには、コイル２７に供給される電流を制御する制御回路が実装される。

【0023】

モータ部２０は、不図示の電源から供給される電力によって駆動される。つまり、電源から供給される電流が、コイル２７に供給されることで、コイル２７は、励磁される。コイル２７が励磁されることで、ロータ２２のロータマグネット２４との間に磁力が発生する。複数のコイル２７を適切なタイミングで励磁することで、ロータ２２に中心軸Ｊ１を中心とする周方向のトルクが発生する。このトルクによってモータシャフト２１が中心軸Ｊ１周りに回転する。

【0024】

＜減速機構３０＞
図２、図３に示すように、減速機構３０は、中心軸Ｊ１に沿って配置される。さらに詳しく説明すると、減速機構３０は、モータ部２０の上部に配置され、モータシャフト２１につながる。なお、ここで、モータシャフト２１と、減速機構３０とが「つながる」とは、モータシャフト２１と減速機構３０とが機械的に「接続」又は「連結」されることを意味し、モータシャフト２１と減速機構３０とが電気的に接続されることを意味するものではない。以下、「つながる」と記載する場合、同様である。

【0025】

減速機構３０は、中心軸Ｊ１に沿って上下に並んで配置される複数の遊星歯車機構６０、７０を有する。さらに詳しく述べると、減速機構３０は、上下二段に配置される遊星歯車機構６０、７０を有する。なお、本実施形態における減速機構３０において、遊星歯車機構６０と、遊星歯車機構７０とを区別するため、下側の遊星歯車機構６０、上側の遊星歯車機構７０として区別する。また、上側の遊星歯車機構７０は、最上部の遊星歯車機構である。

【0026】

＜下側の遊星歯車機構６０＞
図４は、下側の遊星歯車機構６０を中心軸Ｊ１と直交する面で切断した断面図である。図５は、上側の遊星歯車機構７０を中心軸Ｊ１と直交する面で切断した断面図である。図６は、下側の遊星歯車機構６０の拡大断面図である。図２、図３に示すように、下側の遊星歯車機構６０は、下側の太陽歯車６１と、下側の遊星歯車６２と、下側の内歯歯車６３と、下側のキャリア６４と、下側のケース６５と、を有する。

【0027】

＜下側の太陽歯車６１＞
図２、図３に示すように、下側の太陽歯車６１は、モータシャフト２１の上端に配置される。下側の太陽歯車６１は、モータシャフト２１の径方向外面に配置される。下側の太陽歯車６１は、モータシャフト２１と一体的に回転する。そのため、下側の太陽歯車６１は、モータシャフト２１と単一の部材で形成されてもよいし、モータシャフト２１に装着し、接着、溶接、ねじ止め、かしめ、圧入等の固定方法で固定してもよい。また、このような固定方法以外にも、下側の太陽歯車６１をモータシャフト２１と一体的に回転可能に固定できる固定方法を広く採用することができる。

【0028】

下側の太陽歯車６１は、モータシャフト２１に固定されている。そのため、下側の遊星歯車機構６０において、モータシャフト２１は、下側の太陽歯車６１が取り付けられるシャフトである。

【0029】

＜下側の遊星歯車６２＞
図４に示すように、下側の遊星歯車機構６０は、３つの下側の遊星歯車６２を有する。３つの下側の遊星歯車６２は、周方向に等間隔で並んで配置される。なお、下側の遊星歯車６２の周方向の配列は、等間隔に限定されない。そして、下側の遊星歯車６２は、下側の太陽歯車６１と噛み合う。なお、本実施形態の下側の遊星歯車機構６０では、３つの下側の遊星歯車６２を有するが、３つに限定されない。２つ以上の下側の遊星歯車６２を有していればよい。しかしながら、安定した動作を行うため、下側の遊星歯車６２は、３つ以上であることが好ましい。

【0030】

下側の遊星歯車６２は、下側の遊星シャフト６２１に回転可能に支持される。そして、下側の遊星シャフト６２１の上端部は、下側のキャリア６４に設けられた遊星貫通孔６４２に挿入される。なお、下側の遊星歯車６２は、下側の遊星シャフト６２１に回転可能に支持されて、下側の遊星シャフト６２１が下側のキャリア６４に固定される構成であるが、これに限定されない。例えば、下側の遊星歯車６２が下側の遊星シャフト６２１に固定されて、下側の遊星シャフト６２１が下側のキャリア６４の遊星貫通孔６４２に回転可能に支持されてもよい。すなわち、上下に並んだ遊星歯車機構６０、７０において、下側の遊星歯車機構６０は遊星歯車６２を支持するキャリア６４を有する。

【0031】

＜下側の内歯歯車６３＞
図４に示すように、下側の内歯歯車６３は、環状の歯車である。下側の内歯歯車６３は、径方向内面に形成された内歯を有する。下側の内歯歯車６３は、下側の遊星歯車６２と噛み合う。下側の内歯歯車６３は、下側のケース６５に固定される。後述するとおり、下側のケース６５は、ベース部４０に固定される。下側のケース６５に固定される下側の内歯歯車６３は、固定である。このことから、下側の遊星歯車機構６０は、キャリアが出力となる、いわゆる、プラネタリ型の遊星歯車機構である。なお、下側のケース６５の詳細については、後述する。

【0032】

＜下側のキャリア６４＞
下側のキャリア６４は、下側の遊星歯車機構６０の上部に配置される。下側のキャリア６４は、中央筒部６４０と、支持翼部６４１と、遊星貫通孔６４２と、キャリア貫通孔６４３と、を有する。

【0033】

中央筒部６４０は、中心軸Ｊ１に沿って延びる。中央筒部６４０は、ここでは、円筒状である。しかしながら、円筒状に限定されない。中央筒部６４０は、径方向中央にキャリア貫通孔６４３を有する。キャリア貫通孔６４３は、中心軸Ｊ１に沿って延びる円筒状の貫通孔である。すなわち、下側のキャリア６４の径方向中央には、中心軸Ｊ１に沿う方向に貫通するキャリア貫通孔６４３が形成される。キャリア貫通孔６４３には、下側の遊星歯車機構６０の上方に配置される上側の遊星歯車機構７０の後述する上側のシャフト７６が固定される。

【0034】

なお、上側のシャフト７６は、キャリア貫通孔６４３に圧入することで固定される。しかしながら、固定方向は圧入に限定されず、ねじ止め、接着、溶接等の固定方法を採用してもよい。上側のシャフト７６を下側のキャリア６４に強固に固定できる固定方法を広く採用することができる。

【0035】

支持翼部６４１は、中央筒部６４０の径方向外面から径方向外方に延びる。下側のキャリア６４では、３つの支持翼部６４１を有する。各支持翼部６４１には、それぞれ、遊星貫通孔６４２が設けられる。遊星貫通孔６４２は、支持翼部６４１を中心軸Ｊ１に沿う方向に貫通する。上述したとおり、遊星貫通孔６４２には、下側の遊星シャフト６２１が固定される。なお、遊星貫通孔６４２には、下側の遊星シャフト６２１が固定されればよく、貫通していない形状であってもよい。

【0036】

＜下側のケース６５＞
下側のケース６５は、円環部６５１と、下筒部６５２と、上筒部６５３とを有する。円環部６５１は、中心軸Ｊ１と交差する。円環部６５１は中央に円環貫通孔６５４を有する。円環貫通孔６５４には、下側のキャリア６４が配置される。さらに説明すると、下側のキャリア６４は、円環貫通孔６５４を貫通して配置される。

【0037】

下筒部６５２は、円環部６５１の径方向外縁から下方に延びる円筒状である。下筒部６５２は、ベース部４０のベースプレート４１に固定される。上筒部６５３は、円環部の上面から中心軸Ｊ１に沿って上方に突出する。上筒部６５３の径方向外面は、円筒状である。上筒部６５３の径方向外面には、後述の出力軸受Ｂｒの内輪が固定される。出力軸受Ｂｒの外輪には上側の遊星歯車機構７０に設けた後述の出力部７５が固定される。つまり、上筒部６５３には、出力部７５が出力軸受Ｂｒを介して回転可能に取付られる。

【0038】

＜上側の遊星歯車機構７０＞
図２、図３に示すように、上側の遊星歯車機構７０は、上側の太陽歯車７１と、上側の遊星歯車７２と、上側の内歯歯車７３と、上側のキャリア７４と、出力部７５と、上側のシャフト７６と、を有する。減速機構３０は，二段の遊星歯車機構を有する。そのため、上側の遊星歯車機構７０は、最上部の遊星歯車機構である。

【0039】

＜上側の太陽歯車７１及び上側のシャフト７６＞
図２、図３に示すように、上側の太陽歯車７１は、上側のシャフト７６の上部に配置される。上側の太陽歯車７１は、上側のシャフト７６と一体的に回転する。上側の太陽歯車７１は、最上部に配置される太陽歯車である。上側の太陽歯車７１は、上側のシャフト７６と単一の部材で形成されてもよいし、上側のシャフト７６に装着し、接着、溶接、ねじ止め、かしめ、圧入等の固定方法で固定してもよい。また、このような固定方法以外にも、上側の太陽歯車７１を上側のシャフト７６と一体的に回転可能に固定できる固定方法を広く採用することができる。

【0040】

上側のシャフト７６は、上柱部７６１と、下柱部７６２と、凹部７６３とを有する。上柱部７６１は、中心軸Ｊ１を中心とする円柱である。少なくとも１つの遊星歯車機構７０において、上側のシャフト７６は、上側の太陽歯車７１を有する上柱部７６１を有する。

【0041】

下柱部７６２は、上柱部７６１の下端部とつながる。上柱部７６１と下柱部７６２とは、一体成型体である。図３等に示すように、下柱部７６２の外径は、上柱部７６１の外径よりも大きい。上柱部７６１には、上側の太陽歯車７１が配置される。

【0042】

すなわち、少なくとも１つの遊星歯車機構７０において、上側のシャフト７６は、上側の太陽歯車７１を有する上柱部７６１と、上柱部７６１の軸方向下端から軸方向下方に延びる下柱部７６２と、を有する。そして、下柱部７６２は、上柱部７６１よりも外径が大きい。

【0043】

このように構成することで、上側のシャフト７６の剛性を保ちつつ、上側の太陽歯車７１の有効径を小さくすることができ、上側の太陽歯車７１の歯数を減らすことが可能である。これにより、上側の遊星歯車機構７０においてギヤ比を維持する場合、有効径の小さい上側の遊星歯車７２を使用することができる。これにより、減速機構３０を小型化できる。また、上側の遊星歯車７２の有効径を大きくすることもできる。これにより、減速機構３０の大きさを変化することなく、ギヤ比を大きくすることができる。

【0044】

下側の遊星歯車機構６０のキャリア６４のキャリア貫通孔６４３には、上側の遊星歯車機構７０のシャフト７６の下柱部７６２が配置される。下柱部７６２の径方向外面がキャリア貫通孔６４３の径方向内面と接触する。

【0045】

これにより、下側のキャリア６４が回転することで、上側のシャフト７６が回転する。

【0046】

図６に示すように、キャリア貫通孔６４３の径方向内面と下柱部７６２の径方向外面との接触面の軸方向の長さを長さＬ１とする。また、下側のキャリア６４の下側の遊星歯車６２を支持する接触面の軸方向の長さを長さＬ２とする。長さＬ１と長さＬ２戸には、Ｌ１＞Ｌ２の関係が成り立つ。すなわち、下側のキャリア６４の下側の遊星歯車６２を支持する接触面の軸方向の長さＬ２よりも、キャリア貫通孔６４３の径方向内面と下柱部７６２の径方向外面との接触面の軸方向の長さＬ１が長い。

【0047】

このように構成することで、下側のキャリア６４と、上側の太陽歯車７１が取り付けられるシャフト７６の接触面積を大きくすることができる。これにより、より大きなトルクを伝達することができる。

【0048】

凹部７６３は、上側のシャフト７６の下端面に形成される。凹部７６３は、上側のシャフト７６の下端面から軸方向上方に凹む。すなわち、上下に隣り合う遊星歯車機構６０、７０において、上側の遊星歯車機構７０の太陽歯車７１を有するシャフト７６は、下端面に軸方向に凹む凹部７６３を有する。

【0049】

そして、凹部７６３には、下側の遊星歯車機構の太陽歯車を有するシャフト、つまり、モータシャフト２１の上端が、軸受部材７７を介して配置される。すなわち、上下に隣り合う遊星歯車機構６０、７０において、下側の遊星歯車機構６０の太陽歯車６１を有するモータシャフト２１の上端は、軸受部材７７を介して凹部７６３に配置される。なお、軸受部材７７は、すべり軸受であるが、これに限定されない。例えば、流体動圧軸受、ボールベアリング等を採用することができる。また、軸受部材７７を用いずに、潤滑剤のみで摩擦を抑制してもよい。

【0050】

図６に示すように、下柱部７６２の径方向外面から凹部７６３の径方向内面までの径方向の長さを長さｗ１とする。また、凹部７６３の径方向内面の半径を半径ｒ１とする。このとき、長さｗ１と半径ｒ１との間には、ｗ１＞ｒ１の関係が成り立つ。すなわち、下柱部７６２の径方向外面から凹部７６３の径方向内面までの径方向の長さｗ１は、凹部７６３の径方向内面の半径ｒ１よりも大きい。

【0051】

このように構成することで、下柱部７６２の剛性を高めることができる。これにより、上側のシャフト７６のずれを抑制する効果をより高めることができ、上側の太陽歯車７１の回転を安定させることができる。

【0052】

また、長さｗ１と半径ｒ１とは、ｗ１＜ｒ１であってもよい。すなわち、下柱部７６２の径方向外面から凹部７６３の径方向内面までの径方向の長さｗ１は、凹部７６３の径方向内面の半径ｒ１よりも小さくてもよい。

【0053】

このように構成することで、下柱部７６２の径方向外端の位置を中心軸に近づけることができるため、下側のキャリア６４を大きくできる。これにより、下側の遊星歯車６２を支持する遊星シャフト６２１の径を大きくすることができる。そのため、下側の遊星歯車６２の傾きを抑制できる。

【0054】

さらに、図６に示すように、上柱部７６１の軸方向の長さを長さＬ３とし、下柱部７６２の軸方向の長さを長さＬ４とする。このとき、長さＬ３と長さＬ４とは、Ｌ３＞Ｌ４である。すなわち、上下に並んだ遊星歯車機構６０、７０において、下柱部７６２の軸方向の長さＬ４は、上柱部７６１の長さＬ１よりも短い。

【0055】

このように構成することで、上側のシャフト７６の上端と最終凹部７４５との隙間によって、上側のシャフト７６の中心が中心軸Ｊ１に対して振れた場合でも、振れを小さくすることができる。これにより、上側のシャフト７６の回転精度を高めることができ、より円滑にトルクを伝達することができる。

【0056】

＜上側の遊星歯車７２＞
図５に示すように、上側の遊星歯車機構７０は、３つの上側の遊星歯車７２を有する。３つの上側の遊星歯車７２は、周方向に等間隔で並んで配置される。なお、上側の遊星歯車７２の周方向の配列は、等間隔に限定されない。そして、上側の遊星歯車７２は、上側の太陽歯車７１と噛み合う。なお、本実施形態の上側の遊星歯車機構７０では、３つの上側の遊星歯車７２を有するが、３つに限定されない。２つ以上の上側の遊星歯車７２を有していればよい。しかしながら、安定した動作を行うため、上側の遊星歯車７２は、３つ以上であることが好ましい。

【0057】

上側の遊星歯車７２は、上側の遊星シャフト７２１に回転可能に支持される。そして、上側の遊星シャフト７２１の上端部は、上側のキャリア７４に設けられた遊星貫通孔７４３に挿入される。なお、上側の遊星歯車７２は、上側の遊星シャフト７２１に回転可能に支持されて、上側の遊星シャフト７２１が上側のキャリア７４に固定される構成であるが、これに限定されない。例えば、上側の遊星歯車７２が上側の遊星シャフト７２１に固定されて、上側の遊星シャフト７２１が上側のキャリア７４の遊星貫通孔７４３に回転可能に支持されてもよい。

【0058】

＜上側のキャリア７４＞
上側のキャリア７４は、上側の遊星歯車機構７０の上部に配置される。上側のキャリア７４は、支持部７４１と、３つの脚部７４２と、キャリアシャフト部７４４と、最終凹部７４５と、を有する。

【0059】

上側のキャリア７４は、最終キャリア７４である。すなわち、減速機構３０の最上部の遊星歯車機構７０は、軸方向の上方に配置されるとともに中心が中心軸Ｊ１と重なる最終キャリア７４を有する。

【0060】

支持部７４１は、中心軸Ｊ１と直交する方向に広がる円板状である。３つの脚部７４２は、支持部７４１の径方向外縁に接続する。３つの脚部７４２は、軸方向下方に延びる。そして、３つの脚部７４２は、周方向に等間隔に配置される。３つの脚部７４２は、下側のケース６５に固定される。なお、固定方法は、ねじ止めを採用するが、これに限定されない。例えば、溶接、接着等の固定方法を採用してもよい。脚部７４２を下側のケース６５に強固に固定できる固定方法を広く採用できる。つまり、上側の遊星歯車機構７０は、キャリア７４が固定された、いわゆる、スター型の遊星歯車機構である。

【0061】

キャリアシャフト部７４４は、支持部７４１の上面の中央部から軸方向上方に延びる。キャリアシャフト部７４４は、中心軸Ｊ１を中心とする円柱状である。キャリアシャフト部７４４の径方向外面には、出力部７５を回転可能に支持する出力軸受Ｂｒの内輪が固定される。つまり、キャリアシャフト部７４４には、出力部７５が出力軸受Ｂｒを介して回転可能に取付られる。

【0062】

最終凹部７４５は、上側のキャリア７４の支持部７４１の下端面から軸方向上方に凹む。すなわち、最終キャリア７４は、下端面に軸方向に凹む最終凹部７４５を有する。最終凹部７４５には、最終軸受部材７８を介して上側のシャフト７６の上端部が配置される。すなわち、最上部に配置される太陽歯車７１を有するシャフト７６の上端は、最終軸受部材７８を介して最終凹部７４５に配置される。

【0063】

さらに説明すると、上側のシャフト７６の上端部は、最終軸受部材７８を介して上側のキャリア７４に回転可能に支持される。なお、最終軸受部材７８は、すべり軸受であるが、これに限定されない。例えば、流体動圧軸受、ボールベアリング等を採用することができる。また、最終軸受部材７８を用いずに、潤滑剤のみで摩擦を抑制してもよい。

【0064】

＜上側の内歯歯車７３及び出力部７５＞
図５に示すように、上側の内歯歯車７３は、環状の歯車である。上側の内歯歯車７３は、径方向内面に形成された内歯を有する。上側の内歯歯車７３は、上側の遊星歯車７２と噛み合う。上側の内歯歯車７３は、出力部７５の径方向内面に固定される。

【0065】

出力部７５は、有蓋筒状である。出力部７５は、蓋部７５１と、筒部７５２とを有する。蓋部７５１は、中心軸Ｊ１と直交する方向に広がる円板状である。蓋部７５１は、中央に中心軸Ｊ１に沿って貫通する貫通孔７５３を有する。上側のキャリア７４のキャリアシャフト部７４４は貫通孔７５３を貫通している。貫通孔７５３には、出力軸受Ｂｒの外輪が固定される。つまり、出力部７５は、上側のキャリア７４のキャリアシャフト部７４４に出力軸受Ｂｒを介して回転可能に支持される。

【0066】

＜出力装置１０の動作＞
上述のとおり、出力装置１０のモータ部２０には、不図示の電源からの電流が供給される。つまり、詳しくは、モータ部２０のコイル２７に電流が供給される。これにより、コイル２７は、励磁され、ロータ２２及びロータ２２に固定されたモータシャフト２１が中心軸Ｊ１周りに回転する。

【0067】

モータシャフト２１が回転することで、モータシャフト２１に配置された下側の太陽歯車６１も回転する。モータシャフト２１のトルクは、下側の太陽歯車６１から下側の遊星歯車６２に伝達される。これにより、下側の遊星歯車６２は下側の遊星シャフト６２１に支持されて回転する。そして、下側の遊星歯車６２は、下側の内歯歯車６３とも噛み合っている。下側の内歯歯車６３は下側のケース６５に固定されている。そのため、下側の遊星歯車６２が回転することで、下側のキャリア６４が、中心軸Ｊ１周りに回転する。

【0068】

下側のキャリア６４には、上側のシャフト７６が固定されている。そのため、下側のキャリア６４が回転することで、上側のシャフト７６が回転する。モータシャフト２１に対する上側のシャフト７６の減速比は、下側の太陽歯車６１及び下側の内歯歯車６３の歯数比によって決定される。

【0069】

上側のシャフト７６には、上側の太陽歯車７１が固定されている。そして、上側の太陽歯車７１は、上側の遊星歯車７２と噛み合っている。そのため、上側の太陽歯車７１から上側の遊星歯車７２にトルクが伝達される。これにより、上側の遊星歯車７２が回転する。そして、上側の遊星歯車７２は上側の内歯歯車７３とも噛み合っている。上側のキャリア７４は、固定されているため、上側の遊星歯車７２が回転することで、上側の内歯歯車７３が回転する。これにより、上側の内歯歯車７３が固定されている出力部７５が回転する。上側の遊星歯車機構７０において、上側のシャフト７６に対する出力部７５の減速比は、上側の太陽歯車７１及び上側の内歯歯車７３の歯数比によって決定される。

【0070】

上側のシャフト７６に形成された凹部７６３には、軸受部材７７を介してモータシャフト２１の上端が配置される。これにより、上側のシャフト７６の下端部が、シャフト軸受２１１に支持されたモータシャフト２１に支持される。これにより、上側の遊星歯車機構７０の太陽歯車７１が取り付けられる上側のシャフト７６の芯ずれを抑制できる。また、下側の太陽歯車６１を有するモータシャフト２１の一部を、上側のシャフト７６の凹部７６３に挿入するため、出力装置１０の軸方向の長さを短くすることができる。つまり、出力装置１０を小型化することができる。

【0071】

最上部に配置される遊星歯車機構７０のシャフト７６の上端部が、出力部７５に回転可能に支持されるため、上側の遊星歯車機構７０において、上側の太陽歯車７１が取り付けられるシャフト７６の上下端部が、回転可能に支持される。これにより、上側の太陽歯車７１が取り付けられる上側のシャフト７６のずれを抑制できる。

【0072】

上側のシャフト７６の下端及び上端が、それぞれ、中心軸Ｊ１に対する位置ずれが抑制された、モータシャフト２１及び上側のキャリア７４に支持される。そのため、上側のシャフト７６が回転するときに、上側のシャフト７６の中心がずれにくい。そのため、歯車同士が正確に噛み合うため、出力装置１０の出力部７５から滑らかな回転を出力することが可能である。

【0073】

本実施形態にかかる出力装置１０では、２つの遊星歯車機構６０、７０を軸方向に並べ、多段化している。これにより、出力装置１０の外径を大きくすることなく、大きな減速比を得ることができる。

【0074】

本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、本明細書中に示される複数の実施形態および変形例は可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本発明は、例えば電動ジャッキ等の電力によって作業を行う装置の動力源として利用することができる。

【符号の説明】

【0076】

１０ 出力装置
２０ モータ部
２１ モータシャフト
２１１ シャフト軸受
２２ ロータ
２３ ロータヨーク
２３０ 貫通孔
２３１ ロータ蓋部
２３２ ロータ筒部
２４ ロータマグネット
２５ ステータ
２６ ステータコア
２６１ コアバック
２６２ ティース
２７ コイル
２８ インシュレータ
３０ 減速機構
４０ ベース部
４１ ベースプレート
４２ ベース貫通孔
４３ 軸受保持部
４３１ 保持部筒部
４３２ 保持部フランジ部
６０ 下側の遊星歯車機構
６１ 下側の太陽歯車
６２ 下側の遊星歯車
６２１ 下側の遊星シャフト
６３ 下側の内歯歯車
６４ キャリア
６４０ 中央筒部
６４１ 支持翼部
６４２ 遊星貫通孔
６４３ キャリア貫通孔
６５ 下側のケース
６５１ 円環部
６５２ 下筒部
６５３ 上筒部
６５４ 円環貫通孔
７０ 上側の遊星歯車機構
７１ 上側の太陽歯車
７２ 上側の遊星歯車
７２１ 上側の遊星シャフト
７３ 上側の内歯歯車
７４ キャリア
７４１ 支持部
７４２ 脚部
７４３ 遊星貫通孔
７４４ キャリアシャフト部
７４５ 最終凹部
７５ 出力部
７５１ 蓋部
７５２ 筒部
７５３ 貫通孔
７６ 上側のシャフト
７６０ 上端部
７６１ 上柱部
７６２ 下柱部
７６３ 凹部
７７ 軸受部材
７８ 最終軸受部材
Ｂｄ 回路基板
Ｂｒ１、Ｂｒ２ 出力軸受
Ｊ１ 中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】