JPH06280965A - 減速機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、所望の減速比が自在に得られる安価
でコンパクトな減速機構の提供を目的とする。 【構成】本発明は、モータ４０を支持点４２に揺動自在
に支持し、該モータ４０のモータ軸４１の表面又は該モ
ータ軸４１と一体回転する軸体の表面におねじを形成
し、該おねじに噛合するめねじを有するナット部材４３
をアーム４４の一端に連結し、且つ、該アーム４４の他
端を所定の出力軸４５に剛的に連結したことを特徴とす
る。または、前記モータを固定体に固定し、且つ、前記
アームに長穴を形成するとともに、該長穴に遊動自在に
前記ナット部材を係合させたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少ない部品点数でコン
パクトに構成できる減速機構に関し、例えば狭いスペー
スへの搭載を要求される小型ロケットや模型飛行機等の
飛翔体に適用して好適な減速機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、小型ロケットや模型飛行機等の
飛翔体の軌道修正は、図５に示すように、飛翔体（図で
は便宜的に小型ロケット）１の外壁に取り付けられたフ
ィン２（翼）の舵角を電気モータで調節することによっ
て行われるが、充分に大きな操舵力を得るには、モータ
の回転数を高い減速比（１／１００以上）で減速してフ
ィン２に伝える必要がある。また、かかる飛翔体の内部
には、推進部等の主構成品３が搭載されるため、減速機
構は、飛翔体１の外壁と主構成品３との間の狭隘なスペ
ースに支障なく収めることが求められる。

【０００３】図６は第１の従来例である。この例では、
モータ軸１１の平歯車１２と、このモータ軸１１に平行
する第１の軸１３の平歯車１４とを噛合させ、第１の軸
１３のベベルギヤ１５を介して第１の軸１３と直交する
第２の軸１６のベベルギヤ１７に、電気モータ１８の回
転運動を伝達するようにしている。なお、Ｂ₁ 〜Ｂ₅は
ベアリング等の軸受である。

【０００４】図７は第２の従来例である。この例では、
モータ軸２１に取り付けたウォームギヤ２２と、このウ
ォームギヤ２２に噛合するウォームホイール２３とを備
え、ウォームホイール２３の軸２３ａに電気モータ２４
の回転運動を伝えるようにしている。なお、２５は軸連
結部材、２６、２７は軸受である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来例にあっては、何れもその減速比がギヤの歯形と歯
数の関係で決まり、自在に選ぶことが困難であった。ま
た、ギヤの噛み合せ点が多く、充分な組立精度（軸間精
度）が必要であり、しかも、部品点数が多くなって製造
コストがかさむといった問題点がある。 ［目的］そこで、本発明は、所望の減速比が自在に得ら
れる安価でコンパクトな減速機構の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、その原理構成
を図１に示すように、モータ４０を支持点４２に揺動自
在に支持し、該モータ４０のモータ軸４１の表面又は該
モータ軸４１と一体回転する軸体の表面におねじを形成
し、該おねじに噛合するめねじを有するナット部材４３
をアーム４４の一端に連結し、且つ、該アーム４４の他
端を所定の出力軸４５に剛的に連結したことを特徴とす
る。

【０００７】または、前記モータを固定体に固定し、且
つ、前記アームに長穴を形成するとともに、該長穴に遊
動自在に前記ナット部材を係合させたことを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】本発明では、モータ４０に通電してモータ軸４
１を矢印Ａ方向に正逆回転させると、ナット部材４１が
矢印Ｂ方向（モータ軸４１の軸線方向）に移動し、アー
ム４４が矢印Ｃ方向に揺動（正確にはアーム４４の軸長
を半径として行われる旋回運動）して出力軸４５に回転
運動が伝えられる。ここに、モータ軸４１の回転数と出
力軸４５の回転数の比、すなわち減速比は、おねじ（お
よびめねじ）のピッチやアーム４４の長さに従って無段
階に決められる。従って、出力軸４５に例えばフィンを
取り付けておけば、モータ軸４１の回転運動が減速して
フィンに伝えられ、充分な駆動力でフィンの角度が変え
られる（矢印Ｄ参照）。

【０００９】また、モータ軸４１およびモータ４０が支
持点４２を中心に揺動（矢印Ｅ参照）するため、冒頭の
第１又は第２の従来例のような軸間精度が不要となり、
しかも、同従来例に比べて部品点数が少なく、コンパク
トに構成できるから、例えば、狭いスペースへの搭載を
要求される小型ロケット等や模型飛行機の飛翔体に適用
して好適な減速機構を提供できる。

【００１０】なお、図１では、アーム４４の揺動に伴っ
て発生するアーム４４の軸線とモータ軸４１との交差角
の変化を吸収するために、ナット部材４３とアーム４４
の一端間に関節を設けているが、この位置は一例であ
り、例えばアーム４４の他端側（すなわち出力軸４５
側）に設けてもよい。要は、上記交差角の変化を吸収可
能な位置であればよい。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２は本発明に係る減速機構の第１実施例を示す
概念構成図であり、例えば、小型ロケットの飛翔体のフ
ィン（翼）駆動部に適用した例である。減速機構は、他
の構成品と共に飛翔体の内部に搭載されるフィン駆動ア
ッセンブリ（図示略）に組み込まれ、このアッセンブリ
は、例えば、筒状に形成されたベース部の周囲にフィン
の数と同数の減速機構を組み付けて構成される。

【００１２】減速機構は、図２に示すように、モータ
（例えばサーボモータ）６０、おねじを形成したモータ
軸６１、そのおねじに噛合するめねじを有するナット部
材６２、および、同ナット部材６２を一端側の突出部６
３ａに回動自在に支持するアーム６３を備え、アーム６
３の他端側である本体部６３ｂを、例えばフィン駆動ア
ッセンブリのベース部の外周面に回動自在に取り付けて
構成されている。

【００１３】アーム６３の本体部６３ａの回動中心には
出力軸６５が取り付けられており、この出力軸６５にフ
ィン（図示略）が装着されるようになっている。従っ
て、モータ軸６１が矢印Ｆで示すように正逆回転する
と、ナット部材６２が図中の上下方向（矢印Ｇの方向）
に移動し、アーム６３が矢印Ｈ方向に回動して出力軸６
５の回転角度、すなわちフィンの角度が変化することに
なる。

【００１４】なお、６４はモータ６０のモータ軸６１を
揺動自在に図示しないフィン駆動アッセンブリのベース
部に支持する支持点であり、この支持点６４はアーム６
３の旋回時に生じるモータ軸６１およびモータ６０の揺
動運動（図１の矢印Ｅ参照）を許容するためのものであ
る。ここで、図２の減速機構の減速比は、モータ軸６１
のおねじ（またはナット部材６２のめねじ）のピッチＰ
とアーム６３の長さＬで無段階に決まる。Ｐが小さいほ
ど、またはＬが長いほど高い減速比（例えば１／１００
以上）が得られる。

【００１５】従って、以上の実施例によれば、少なくと
も、モータ軸６１を含むモータ６０、ナット部材６２お
よびアーム６３といった少ない部品点数で、所望の減速
比を無段階に実現できるコンパクトな減速機構を構成で
きる。しかも、噛合部分がモータ軸６１とナット部材６
２の１箇所に限定され、かつモータ軸６１およびモータ
６０の揺動が支持点６４を中心に許容されて軸間精度も
要求されないから、特に、狭いスペースへの搭載を要求
される小型ロケットや模型飛行機等の飛翔体に適用して
好適な低コストの減速機構を提供することができる。

【００１６】なお、本実施例では、モータ軸６１の表面
におねじを形成しているが、モータ軸６１と一体回転す
る他の軸体におねじを形成しても構わない。また、おね
じ又はめねじの一方を低摩擦係数の樹脂（例えばテフロ
ンやナイロン等）で形成することは望ましい。無潤滑の
減速機構を実現でき、メンテナンスフリーとすることが
できる。

【００１７】さらに、おねじおよびめねじをアクメ（Ａ
ＣＭＥ；台形）ねじとすれば、高荷重、且つ高効率の減
速機構を実現できる。さらにまた、アーム６３に、ナッ
ト部材６２を固定するための長穴６３ｃを形成し、その
固定位置を調整可能にしておけば、出力軸６５とナット
部材６２との距離（Ｌ）を容易に変更できるようにな
り、減速比を可変とすることができるから好ましい。

【００１８】図３、図４は本発明に係る減速機構の第２
実施例を示す概念構成図である。図３において、７０は
ボディを固定体（例えばフィン駆動アッセンブリのベー
ス部）７１に固定したモータ、７２は表面におねじを形
成したモータ軸、７３はモータ軸７２のおねじに螺合す
るめねじを有するナット部材、７４はナット部材７３と
所定の出力軸（例えばフィン軸）Ｐ_F との間を連結する
アームである。

【００１９】ここで、アーム７４の長手方向に沿って長
穴７４ａが形成されており、この長穴７４ａにナット部
材７３が遊動自在に係合している。なお、Ｐ_S はアーム
７４とモータ軸７２の交差角が９０度のときのナット部
材７３の中心点、Ｐ_E はアーム７４とモータ軸７２の交
差角がθ度（θ＜９０度）のときのナット部材７３の中
心点である。

【００２０】このような構成において、モータ軸７２が
Ａ方向に正逆回転すると、ナット部材７３がモータ軸７
２の軸方向（矢印Ａ方向）に移動し、アーム７４がＣ方
向に揺動運動する結果、出力軸に回転トルクが伝えられ
る。本実施例では、この伝達トルクの大きさをアーム７
４とモータ軸７２の交差角にかかわらず常に一定に保つ
ことができる。

【００２１】すなわち、交差角が９０度のときの伝達ト
ルクＴ_S は、次式で与えられる。 Ｔ_S ＝Ｆ_S ×Ｌ_S …… 但し、Ｆ_S ：ナット部材７３の移動力（図４参照） Ｌ_S ：Ｐ_S −Ｐ_F 間の腕の長さ（図４参照） これに対して、交差角θ（θ＜９０度）のときの伝達ト
ルクＴ_E は、次式で与えられる。

【００２２】Ｔ_E ＝Ｆ_E ×Ｌ_E …… 但し、Ｆ_E ：ナット部材７３の移動力Ｆ_S の分力（図４
参照） Ｆ_E ＝Ｆ_S ×ｃｏｓθ Ｌ_E ：Ｐ_E −Ｐ_F 間の腕の長さ（図４参照） Ｌ_E ＝Ｌ_S ／ｃｏｓθ 従って、式において、Ｆ_E 及びＬ_E のｃｏｓθ項は互
いに打ち消されるから、式＝式となり、結局、交差
角にかかわらず常に伝達トルクを一定に保つ（Ｔ_S ＝Ｔ
_E ）ことができる。

【００２３】これは、アーム７４に長穴７４ａを形成す
るとともに、この長穴７４ａに遊動自在にナット部材７
３を係合させたからで、アーム７４とモータ軸７２の交
差角の変化に追随して、ナット部材７３から出力軸Ｐ_F
までの腕の長さが変化（Ｌ_S〜Ｌ_E ）するからである。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、所望の減速比が自在に
得られる安価でコンパクトな減速機構を提供でき、例え
ば狭いスペースへの搭載を要求される小型ロケットや模
型飛行機等の飛翔体に適用して好適な減速機構を実現で
きる。または、モータを固定体に固定し、且つ、アーム
に長穴を形成するとともに、該長穴に遊動自在に前記ナ
ット部材を係合させれば、出力軸へ伝達するトルクの大
きさをアームとモータ軸の交差角にかかわらず一定に保
つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】第１実施例の減速機構の概念図である。

【図３】第２実施例の減速機構の概念図である。

【図４】第２実施例の減速機構の作用説明図である。

【図５】ロケット等飛翔体のフィン取り付け状態図であ
る。

【図６】第１従来例の概念構成図である。

【図７】第２従来例の概念構成図である。

【符号の説明】

４０、６０、７０：モータ ４１、６１、７２：モータ軸 ４２、６４：支持点 ４３、６２、７３：ナット部材 ４４、６３、７４：アーム ４５、６５、Ｐ_F ：出力軸 ７１：固定体 ７４ａ：長穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータ（４０）を支持点（４２）に揺動自
   在に支持し、 該モータ（４０）のモータ軸（４１）の表面又は該モー
   タ軸（４１）と一体回転する軸体の表面におねじを形成
   し、 該おねじに噛合するめねじを有するナット部材（４３）
   をアーム（４４）の一端に連結し、 且つ、該アーム（４４）の他端を所定の出力軸（４５）
   に剛的に連結したことを特徴とする減速機構。
2. 【請求項２】前記モータを固定体に固定し、且つ、前記
   アームに長穴を形成するとともに、該長穴に遊動自在に
   前記ナット部材を係合させたことを特徴とする請求項１
   記載の減速機構。