JP6604820B2 - 遊星歯車減速機および駆動機構 - Google Patents

Description

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。

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。サンギアは、入力軸の外周面に固定され、サンギアは、回転軸の外周面に固定されている。サンギアが固定される回転軸は、プラネタリキャリアに回転可能に保持されている。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。

特開２０１２−１６３１８６号公報

特許文献１に記載の遊星歯車減速機において、動力の伝達効率を高めるためには、プラネタリギアが固定される回転軸の軸方向（すなわち、サンギアが固定される入力軸の軸方向）における遊星歯車減速機の摩擦損失が小さいことが好ましい。

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、磁気式遊星歯車が固定される回転軸の軸方向における摩擦損失を低減す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。

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、複数の磁気式遊星歯車のそれぞれが固定される複数の回転軸と、複数の回転軸を回転可能に保持する遊星キャリアと、遊星キャリアを回転可能に保持するとともに磁気式内歯車が固定される本体部とを備え、複数の回転軸は、遊星キャリアに対して回転軸の軸方向への移動が可能となるように遊星キャリアに保持され、遊星キャリアは、本体部に対して軸方向への移動が可能となるように本体部に保持され、複数の回転軸のうちの１本の回転軸を第１回転軸とし、第１回転軸を除いた残りの回転軸のそれぞれを第２回転軸とすると、軸方向の一端側における第１回転軸と遊星キャリアとの軸方向の隙間と軸方向の他端側における第１回転軸と遊星キャリアとの軸方向の隙間との和は、軸方向の一端側における第２回転軸と遊星キャリアとの軸方向の隙間と軸方向の他端側における第２回転軸と遊星キャリアとの軸方向の隙間との和、および、軸方向の一端側における遊星キャリアと本体部との軸方向の隙間と軸方向の他端側における遊星キャリアと本体部との軸方向の隙間との和よりも小さくなっており、軸方向において第１回転軸と遊星キャリアとが接触しているときに、軸方向における両端側で、第２回転軸と遊星キャリアとの間および遊星キャリアと本体部との間に軸方向の隙間が形成されていることを特徴とする。

本発明において、たとえば、軸方向における磁気式太陽歯車および磁気式内歯車の磁気中心と、軸方向における磁気式遊星歯車の磁気中心とが軸方向において一致しており、遊星キャリアに作用する軸方向の外力は、磁気式太陽歯車および磁気式内歯車と、第１回転軸に固定される磁気式遊星歯車との間に作用する軸方向の磁気的吸引力以下となっている。

本発明の遊星歯車減速機では、軸方向の一端側における第１回転軸と遊星キャリアとの軸方向の隙間と軸方向の他端側における第１回転軸と遊星キャリアとの軸方向の隙間との和は、軸方向の一端側における第２回転軸と遊星キャリアとの軸方向の隙間と軸方向の他端側における第２回転軸と遊星キャリアとの軸方向の隙間との和、および、軸方向の一端側における遊星キャリアと本体部との軸方向の隙間と軸方向の他端側における遊星キャリアと本体部との軸方向の隙間との和よりも小さくなっている。また、本発明では、軸方向において第１回転軸と遊星キャリアとが接触しているときに、軸方向における両端側で、第２回転軸と遊星キャリアとの間に軸方向の隙間が形成されている。そのため、本発明では、たとえば、軸方向における磁気式太陽歯車および磁気式内歯車の磁気中心と、軸方向における磁気式遊星歯車の磁気中心とが軸方向において一致していれば、１本の回転軸（第１回転軸）と遊星キャリアとの間で軸方向における摩擦損失が生じたとしても、残りの回転軸と遊星キャリアとの間では、軸方向における摩擦損失が生じない。したがって、本発明では、回転軸の軸方向における遊星歯車減速機の摩擦損失を低減することが可能になる。

また、本発明では、軸方向において第１回転軸と遊星キャリアとが接触しているときに、軸方向における両端側で、遊星キャリアと本体部との間に軸方向の隙間が形成されている。そのため、本発明では、たとえば、軸方向における磁気式太陽歯車および磁気式内歯車の磁気中心と、軸方向における磁気式遊星歯車の磁気中心とが軸方向において一致しており、かつ、遊星キャリアに作用する軸方向の外力が、磁気式太陽歯車および磁気式内歯車と、第１回転軸に固定される磁気式遊星歯車との間に作用する軸方向の磁気的吸引力以下となっていれば、遊星キャリアと本体部とが軸方向で接触せず、遊星キャリアと本体部との間で軸方向における摩擦損失が生じない。したがって、本発明では、回転軸の軸方向における遊星歯車減速機の摩擦損失を低減することが可能になる。

また、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、複数の磁気式遊星歯車のそれぞれが固定される複数の回転軸と、複数の回転軸を回転可能に保持する遊星キャリアと、遊星キャリアを回転可能に保持するとともに磁気式内歯車が固定される本体部とを備え、複数の回転軸は、遊星キャリアに対して回転軸の軸方向への移動が可能となるように遊星キャリアに保持され、遊星キャリアは、本体部に対して軸方向への移動が可能となるように本体部に保持され、軸方向の一端側における遊星キャリアと本体部との軸方向の隙間と軸方向の他端側における遊星キャリアと本体部との軸方向の隙間との和は、軸方向の一端側における回転軸と遊星キャリアとの軸方向の隙間と軸方向の他端側における回転軸と遊星キャリアとの軸方向の隙間との和よりも小さくなっており、軸方向において遊星キャリアと本体部とが接触しているときに、軸方向における両端側で、回転軸と遊星キャリアとの間に軸方向の隙間が形成され、軸方向における磁気式太陽歯車および磁気式内歯車の磁気中心と、軸方向における磁気式遊星歯車の磁気中心とが軸方向において一致しており、遊星キャリアに作用する軸方向の外力は、磁気式太陽歯車および磁気式内歯車と、１個の磁気式遊星歯車との間に作用する軸方向の磁気的吸引力よりも大きくなっていることを特徴とする。

本発明の遊星歯車減速機では、軸方向の一端側における遊星キャリアと本体部との軸方向の隙間と軸方向の他端側における遊星キャリアと本体部との軸方向の隙間との和は、軸方向の一端側における回転軸と遊星キャリアとの軸方向の隙間と軸方向の他端側における回転軸と遊星キャリアとの軸方向の隙間との和よりも小さくなっており、軸方向において遊星キャリアと本体部とが接触しているときに、軸方向における両端側で、回転軸と遊星キャリアとの間に軸方向の隙間が形成されている。そのため、本発明では、たとえば、軸方向における磁気式太陽歯車および磁気式内歯車の磁気中心と、軸方向における磁気式遊星歯車の磁気中心とが軸方向において一致していれば、本体部と遊星キャリアとの間では軸方向の摩擦損失が生じるが、複数の回転軸と遊星キャリアとの間では軸方向の摩擦損失が生じない。したがって、本発明では、回転軸の軸方向における摩擦損失を低減することが可能になる。

本発明において、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が好ましい。このように構成すると、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、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。

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。

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、遊星歯車減速機の回転軸の軸方向における摩擦損失を低減することが可能になる。また、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。

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、磁気式遊星歯車が固定される回転軸の軸方向における摩擦損失を低減す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。

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１に示す遊星歯車減速機の断面図である。 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２のＥ−Ｅ断面の断面図である。 （Ａ）は、図２のＦ部の拡大図であり、（Ｂ）は、図２のＧ部の拡大図である。 本発明の他の実施の形態にかかる遊星歯車減速機の構成を説明するための図であり、（Ａ）は、図２のＦ部に相当する部分の拡大図、（Ｂ）は、図２のＧ部に相当する部分の拡大図である。

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。

（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。

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。

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。

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、複数の遊星歯車１２のそれぞれが固定される複数の回転軸１４と、複数の回転軸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が固定される本体部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。

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。

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。この回転軸１４は、回転軸１４の前端側部分および後端側部分の外径が回転軸１４の前後方向の中間部分の外径よりも小さい段付きの細長い円柱状に形成されている。そのため、回転軸１４の前端側には、前側を向く段差面１４ａが形成され、回転軸１４の後端側には、後ろ側を向く段差面１４ｂが形成されている。段差面１４ａ、１４ｂは、前後方向に直交する平面状に形成されるとともに円環状に形成されている。

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。４個の遊星歯車１２は、前後方向において同じ位置に配置されており、４個の遊星歯車１２の前後方向における磁気中心は、前後方向において一致している。以下、遊星歯車１２の前後方向の磁気中心を「磁気中心ＣＬ１」とする。

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。

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。前後方向における内歯車１３の長さは、前後方向における太陽歯車１１の長さと等しくなっている。太陽歯車１１と内歯車１３とは、前後方向において同じ位置に配置されている。また、本形態では、前後方向における太陽歯車１１の磁気中心と前後方向における内歯車１３の磁気中心とが前後方向において一致している。以下、前後方向における太陽歯車１１および内歯車１３の磁気中心を「磁気中心ＣＬ２」とする。

上述のように、内歯車１３は、本体部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が遊星キャリア１５に対して回転するとともに、本体部１６に対して遊星キャリア１５が回転する。すなわち、太陽歯車１１が回転すると、４個の遊星歯車１２が、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。

遊星キャリア１５は、遊星キャリア１５に対して前後方向への移動が可能となるように４本の回転軸１４を保持している。この遊星キャリア１５は、回転軸１４の前端側の小径部分を保持する保持部材２０と、回転軸１４の後端側の小径部分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。

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の前端側の小径部分が挿通される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。また、端板部２０ａの中心には、前側へ突出する円筒状の突出部２０ｅ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おり、突出部２０ｅの内周面が貫通孔２０ｄとなっている。

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。

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の後端側の小径部分が挿通される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、後ろ側へ突出する円筒状の突出部２１ｃが形成されており、突出部２１ｃの内周面は、前後方向に貫通する貫通孔２１ｂとなっている。

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、本体部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。

本体部１６は、本体部１６に対して前後方向への移動が可能となるように遊星キャリア１５を保持している。この本体部１６は、本体フレーム２４と軸受２９、３０とを備えている。本体フレーム２４は、図２に示すように、本体フレーム２４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２４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。軸受２９は、円筒状に形成されており、貫通孔２６ａに軸受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。

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の後端側が配置されている。軸受３０は、円筒状に形成されており、突出部２７ａの前端側の外周面に軸受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。突出部２７ａの前端側には、軸受３０の後端面が当接する当接面２７ｂが形成されている。当接面２７ｂは、前後方向に直交する平面状に形成されるとともに円環状に形成されている。当接面２７ｂの外径は、軸受３０の外径よりも大きくなっており、当接面２７ｂには、保持部材２１の突出部２１ｃの後端面が当接可能となっている。

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。

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。たとえば、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。

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。

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。

（軸方向における回転軸と遊星キャリアと本体部との配置関係）
図５（Ａ）は、図２のＦ部の拡大図であり、図５（Ｂ）は、図２のＧ部の拡大図である。

本形態では、遊星キャリア１５に作用する前後方向の外力は、太陽歯車１１および内歯車１３と、１個の遊星歯車１２との間に作用する前後方向の磁気的吸引力以下となっている。すなわち、遊星キャリア１５に作用する前後方向の外力は、後述の第１回転軸１４Ａに固定される１個の遊星歯車１２と、太陽歯車１１および内歯車１３との間に作用する前後方向の磁気的吸引力以下となっている。また、本形態では、図２に示すように、遊星歯車１２の磁気中心ＣＬ１と、太陽歯車１１および内歯車１３の磁気中心ＣＬ２とが前後方向において一致している。

なお、本形態の歯車２３は、たとえば、平歯車であり、歯車２３には、前後方向の外力がほとんど作用しないため、前後方向と水平方向とが一致するように駆動ユニット２が設置されている場合、遊星キャリア１５には、前後方向の外力がほとんど作用しない。また、前後方向が水平方向に対して傾くように駆動ユニット２が設置されている場合であっても、遊星キャリア１５に作用する前後方向の外力は、遊星キャリア１５および歯車２３の重力に起因する外力である。そのため、上述のように、本形態では、遊星キャリア１５に作用する前後方向の外力は、太陽歯車１１および内歯車１３と、１個の遊星歯車１２との間に作用する前後方向の磁気的吸引力以下となっている。

４本の回転軸１４のうちの１本の回転軸１４を第１回転軸１４Ａとし、第１回転軸１４Ａを除いた残りの３本の回転軸１４のそれぞれを第２回転軸１４Ｂとすると、第１回転軸１４Ａの、段差面１４ａと段差面１４ｂとの間の大径部分の長さは、第２回転軸１４Ｂの、段差面１４ａと段差面１４ｂとの間の大径部分の長さよりも長くなっている。本形態では、前後方向の両側で第１回転軸１４Ａと遊星キャリア１５との間に前後方向の隙間が形成されている場合、減速機１の前側では、図５（Ａ）に示すように、第１回転軸１４Ａの段差面１４ａと端板部２０ａの後面との前後方向の隙間Ｃ１は、第２回転軸１４Ｂの段差面１４ａと端板部２０ａの後面との前後方向の隙間Ｃ２よりも小さくなっており、減速機１の後ろ側では、図５（Ｂ）に示すように、第１回転軸１４Ａの段差面１４ｂと保持部材２１の前面との前後方向の隙間Ｃ３は、第２回転軸１４Ｂの段差面１４ｂと保持部材２１の前面との前後方向の隙間Ｃ４よりも小さくなっている。

すなわち、本形態では、前側における第１回転軸１４Ａと遊星キャリア１５との前後方向の隙間Ｃ１と後ろ側における第１回転軸１４Ａと遊星キャリア１５との前後方向の隙間Ｃ３との和は、前側における第２回転軸１４Ｂと遊星キャリア１５との前後方向の隙間Ｃ２と後ろ側における第２回転軸１４Ｂと遊星キャリア１５との前後方向の隙間Ｃ４との和よりも小さくなっている。

また、前後方向の両側で第１回転軸１４Ａと遊星キャリア１５との間に前後方向の隙間が形成されている場合、隙間Ｃ１は、突出部２１ｃの後端面と当接面２７ｂとの前後方向の隙間Ｃ５（図５（Ｂ）参照）よりも小さくなっており、隙間Ｃ３は、突出部２０ｅの前端面と軸受２９の後端面との前後方向の隙間Ｃ６（図５（Ａ）参照）よりも小さくなっている。すなわち、前側における第１回転軸１４Ａと遊星キャリア１５との前後方向の隙間Ｃ１と後ろ側における第１回転軸１４Ａと遊星キャリア１５との前後方向の隙間Ｃ３との和は、前側における遊星キャリア１５と本体部１６との前後方向の隙間Ｃ６と後ろ側における遊星キャリア１５と本体部１６との前後方向の隙間Ｃ５との和よりも小さくなっている。

そのため、第１回転軸１４Ａの段差面１４ａと端板部２０ａの後面とが接触しているとき、あるいは、第１回転軸１４Ａの段差面１４ｂと保持部材２１の前面とが接触しているときには、第２回転軸１４Ｂの段差面１４ａと端板部２０ａの後面との間に隙間が形成され、第２回転軸１４Ｂの段差面１４ｂと保持部材２１の前面との間に隙間が形成されるとともに、突出部２１ｃの後端面と当接面２７ｂとの間に隙間が形成され、突出部２０ｅの前端面と軸受２９の後端面との間に隙間が形成されている。すなわち、前後方向において第１回転軸１４Ａと遊星キャリア１５とが接触しているときには、前後方向における減速機１の両端側で、第２回転軸１４Ｂと遊星キャリア１５との間および遊星キャリア１５と本体部１６との間に前後方向の隙間が形成されている。

上述のように、本形態では、遊星キャリア１５に作用する前後方向の外力は、太陽歯車１１および内歯車１３と、第１回転軸１４Ａに固定される遊星歯車１２との間に作用する前後方向の磁気的吸引力以下となっている。そのため、第１回転軸１４Ａの段差面１４ａと端板部２０ａの後面とが接触している状態から遊星キャリア１５がさらに後ろ側に動くことはない。また、第１回転軸１４Ａの段差面１４ｂと保持部材２１の前面とが接触している状態から遊星キャリア１５がさらに前側へ動くことはない。したがって、突出部２１ｃの後端面と当接面２７ｂとが接触することはなく、また、突出部２０ｅの前端面と軸受２９の後端面とが接触することもない。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、前後方向において第１回転軸１４Ａと遊星キャリア１５とが接触しているときに、前後方向における減速機１の両端側で、第２回転軸１４Ｂと遊星キャリア１５との間に前後方向の隙間が形成されている。また、本形態では、遊星歯車１２の磁気中心ＣＬ１と、太陽歯車１１および内歯車１３の磁気中心ＣＬ２とが前後方向において一致している。そのため、本形態では、１本の回転軸１４（具体的には、第１回転軸１４Ａ）と遊星キャリア１５との間で前後方向における摩擦損失が生じたとしても、残りの３本の第２回転軸１４Ｂと遊星キャリア１５との間では、前後方向における摩擦損失が生じない。したがって、本形態では、前後方向（すなわち、回転軸１４の軸方向）における減速機１の摩擦損失を低減することが可能になる。

また、本形態では、遊星キャリア１５に作用する前後方向の外力は、太陽歯車１１および内歯車１３と、第１回転軸１４Ａに固定される遊星歯車１２との間に作用する前後方向の磁気的吸引力以下となっており、上述のように、突出部２１ｃの後端面と当接面２７ｂとが接触することはなく、また、突出部２０ｅの前端面と軸受２９の後端面とが接触することもない。したがって、本形態では、遊星キャリア１５と本体部１６との間で前後方向における摩擦損失が生じない。その結果、本形態では、前後方向における減速機１の摩擦損失を低減することが可能になる。

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。

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。

（遊星歯車減速機の変形例）
図６は、本発明の他の実施の形態にかかる減速機１の構成を説明するための図であり、（Ａ）は、図２のＦ部に相当する部分の拡大図、（Ｂ）は、図２のＧ部に相当する部分の拡大図である。

上述した形態では、前後方向において第１回転軸１４Ａと遊星キャリア１５とが接触しているときに、前後方向における減速機１の両端側で、第２回転軸１４Ｂと遊星キャリア１５との間および遊星キャリア１５と本体部１６との間に前後方向の隙間が形成されている。この他にもたとえば、前後方向において遊星キャリア１５と本体部１６とが接触しているときに、前後方向における減速機１の両端側で、４本の回転軸１４と遊星キャリア１５との間に前後方向の隙間が形成されても良い。

この場合には、たとえば、４本の回転軸１４の、段差面１４ａと段差面１４ｂとの間の大径部分の長さが等しくなっており、４本の回転軸１４の、段差面１４ａと端板部２０ａの後面との前後方向の隙間Ｃ１１（図６（Ａ）参照）が互いに等しくなるとともに、４本の回転軸１４の、段差面１４ｂと保持部材２１の前面との前後方向の隙間Ｃ１２（図６（Ｂ）参照）が互いに等しくなっている。また、この場合には、突出部２１ｃの後端面と当接面２７ｂとの前後方向の隙間Ｃ１３（図６（Ｂ）参照）は、隙間Ｃ１１よりも小さくなっており、突出部２０ｅの前端面と軸受２９の後端面との前後方向の隙間Ｃ１４（図６（Ａ）参照）は、隙間Ｃ１２よりも小さくなっている。

すなわち、前側における遊星キャリア１５と本体部１６との前後方向の隙間Ｃ１４と後ろ側における遊星キャリア１５と本体部１６との前後方向の隙間Ｃ１３との和は、前側における回転軸１４と遊星キャリア１５との前後方向の隙間Ｃ１１と後ろ側における回転軸１４と遊星キャリア１５との前後方向の隙間Ｃ１２との和よりも小さくなっている。また、この場合には、遊星キャリア１５が前後方向へ移動しても遊星キャリア１５と回転軸１４とが接触しないため、図２に示すように、遊星歯車１２の磁気中心ＣＬ１と、太陽歯車１１および内歯車１３の磁気中心ＣＬ２とは前後方向において一致している。

この場合には、遊星キャリア１５と本体部１６との間では前後方向の摩擦損失が生じるが、４本の回転軸１４と遊星キャリア１５との間では、前後方向の摩擦損失が生じない。したがって、この場合であっても、前後方向における減速機１の摩擦損失を低減することが可能になる。ただし、遊星キャリア１５と本体部１６との前後方向の接触面積は、第１回転軸１４Ａと遊星キャリア１５との前後方向の接触面積よりも大きくなるため、上述した形態の方が、前後方向における減速機１の摩擦損失を効果的に低減することが可能になる。

なお、上述した形態において、遊星キャリア１５に作用する前後方向の外力が、太陽歯車１１および内歯車１３と、１個の遊星歯車１２との間に作用する前後方向の磁気的吸引力よりも大きくなっている場合には、第１回転軸１４Ａの段差面１４ａと端板部２０ａの後面とが接触している状態から遊星キャリア１５がさらに後ろ側に動いたり、第１回転軸１４Ａの段差面１４ｂと保持部材２１の前面とが接触している状態から遊星キャリア１５がさらに前側へ動いたりするおそれがある。そのため、この場合には、第１回転軸１４Ａの段差面１４ａと端板部２０ａの後面とが接触し、かつ、突出部２１ｃの後端面と当接面２７ｂとが接触するおそれがあるとともに、第１回転軸１４Ａの段差面１４ｂと保持部材２１の前面とが接触し、かつ、突出部２０ｅの前端面と軸受２９の後端面とが接触するおそれがある。すなわち、この場合には、前後方向において第１回転軸１４Ａと遊星キャリア１５とが接触し、かつ、前後方向において遊星キャリア１５と本体部１６とが接触するおそれがある。

これに対して、遊星キャリア１５に作用する前後方向の外力が、太陽歯車１１および内歯車１３と、１個の遊星歯車１２との間に作用する前後方向の磁気的吸引力よりも大きくなっている場合であっても、図６に示す変形例のように、前後方向において遊星キャリア１５と本体部１６とが接触しているときに、前後方向における減速機１の両端側で、４本の回転軸１４と遊星キャリア１５との間に前後方向の隙間が形成されていれば、前後方向において、４本の回転軸１４と遊星キャリア１５とが接触せず、前後方向における減速機１の摩擦損失をより低減することが可能になる。したがって、遊星キャリア１５に作用する前後方向の外力が、太陽歯車１１および内歯車１３と、１個の遊星歯車１２との間に作用する前後方向の磁気的吸引力よりも大きくなっている場合には、前後方向において遊星キャリア１５と本体部１６とが接触しているときに、前後方向における減速機１の両端側で、４本の回転軸１４と遊星キャリア１５との間に前後方向の隙間が形成されている方が好ましい。

なお、遊星キャリア１５に作用する前後方向の外力が、太陽歯車１１および内歯車１３と、１個の遊星歯車１２との間に作用する前後方向の磁気的吸引力よりも大きくなっている場合は、たとえば、歯車２３がはすば歯車の場合、歯車２３に代えて、ウォーム（ネジ歯車）やかさ歯車が軸部２２ｂの前端側に固定される場合、あるいは、歯車２３に代えて、羽根車が軸部２２ｂの前端側に固定される場合等である。

（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。

上述した形態では、３本の第２回転軸１４Ｂの形状が同形状となっているが、３本の第２回転軸１４Ｂの中に形状の異なるものがあっても良い。また、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。すなわち、減速機１が備える回転軸１４の数は、４本以外であっても良い。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の形状と遊星歯車１２の形状とが異なっていても良い。たとえば、太陽歯車１１の外径と遊星歯車１２の外径とが異なっていても良い。

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。

１ 減速機（遊星歯車減速機）
３ モータ
３ａ 出力軸
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）
１４ 回転軸
１４Ａ 第１回転軸
１４Ｂ 第２回転軸
１５ 遊星キャリア
１６ 本体部
ＣＬ１ 磁気式太陽歯車および磁気式内歯車の磁気中心
ＣＬ２ 磁気式遊星歯車の磁気中心

Claims (8)

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、複数の前記磁気式遊星歯車のそれぞれが固定される複数の回転軸と、複数の前記回転軸を回転可能に保持する遊星キャリアと、前記遊星キャリアを回転可能に保持するとともに前記磁気式内歯車が固定される本体部とを備え、
   複数の前記回転軸は、前記遊星キャリアに対して前記回転軸の軸方向への移動が可能となるように前記遊星キャリアに保持され、
   前記遊星キャリアは、前記本体部に対して前記軸方向への移動が可能となるように前記本体部に保持され、
   複数の前記回転軸のうちの１本の前記回転軸を第１回転軸とし、前記第１回転軸を除いた残りの前記回転軸のそれぞれを第２回転軸とすると、
   前記軸方向の一端側における前記第１回転軸と前記遊星キャリアとの前記軸方向の隙間と前記軸方向の他端側における前記第１回転軸と前記遊星キャリアとの前記軸方向の隙間との和は、前記軸方向の一端側における前記第２回転軸と前記遊星キャリアとの前記軸方向の隙間と前記軸方向の他端側における前記第２回転軸と前記遊星キャリアとの前記軸方向の隙間との和、および、前記軸方向の一端側における前記遊星キャリアと前記本体部との前記軸方向の隙間と前記軸方向の他端側における前記遊星キャリアと前記本体部との前記軸方向の隙間との和よりも小さくなっており、
   前記軸方向において前記第１回転軸と前記遊星キャリアとが接触しているときに、前記軸方向における両端側で、前記第２回転軸と前記遊星キャリアとの間および前記遊星キャリアと前記本体部との間に前記軸方向の隙間が形成されていることを特徴とする遊星歯車減速機。
2. 前記軸方向における前記磁気式太陽歯車および前記磁気式内歯車の磁気中心と、前記軸方向における前記磁気式遊星歯車の磁気中心とが前記軸方向において一致しており、
   前記遊星キャリアに作用する前記軸方向の外力は、前記磁気式太陽歯車および前記磁気式内歯車と、前記第１回転軸に固定される前記磁気式遊星歯車との間に作用する前記軸方向の磁気的吸引力以下となっていることを特徴とする請求項１記載の遊星歯車減速機。
3. 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、複数の前記磁気式遊星歯車のそれぞれが固定される複数の回転軸と、複数の前記回転軸を回転可能に保持する遊星キャリアと、前記遊星キャリアを回転可能に保持するとともに前記磁気式内歯車が固定される本体部とを備え、
   複数の前記回転軸は、前記遊星キャリアに対して前記回転軸の軸方向への移動が可能となるように前記遊星キャリアに保持され、
   前記遊星キャリアは、前記本体部に対して前記軸方向への移動が可能となるように前記本体部に保持され、
   前記軸方向の一端側における前記遊星キャリアと前記本体部との前記軸方向の隙間と前記軸方向の他端側における前記遊星キャリアと前記本体部との前記軸方向の隙間との和は、前記軸方向の一端側における前記回転軸と前記遊星キャリアとの前記軸方向の隙間と前記軸方向の他端側における前記回転軸と前記遊星キャリアとの前記軸方向の隙間との和よりも小さくなっており、
   前記軸方向において前記遊星キャリアと前記本体部とが接触しているときに、前記軸方向における両端側で、前記回転軸と前記遊星キャリアとの間に前記軸方向の隙間が形成され、
   前記軸方向における前記磁気式太陽歯車および前記磁気式内歯車の磁気中心と、前記軸方向における前記磁気式遊星歯車の磁気中心とが前記軸方向において一致しており、
   前記遊星キャリアに作用する前記軸方向の外力は、前記磁気式太陽歯車および前記磁気式内歯車と、１個の前記磁気式遊星歯車との間に作用する前記軸方向の磁気的吸引力よりも大きくなっていることを特徴とする遊星歯車減速機。
4. 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請求項１から３のいずれかに記載の遊星歯車減速機。
5. 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４記載の遊星歯車減速機。
6. 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５記載の遊星歯車減速機。
7. 減速比が１／４であることを特徴とする請求項６記載の遊星歯車減速機。
8. 請求項１から７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。

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