JP5148940B2 - 減速装置 - Google Patents

Description

本発明は、減速装置に関し、特に減速装置におけるギヤの回転作動範囲を制限するストッパ機構を備えた減速装置に関する。

特許文献１には、モータの駆動力を、ウォーム、該ウォームに噛合するウォームホイール、該ウォームホイールと同軸一体のピニオンに噛合するラック、該ラックの移動によって進退移動される出力レバー（被駆動部材）の順で伝達する減速装置が記載されている。この特許文献１の減速装置では、ウォームホイールの裏面に弾性体からなる当接部が設けられていて、ギヤボックスのハウジングに設けた突部に対して弾性体当接部が当て付くことによってウォームホイールの回動が規制されるようになっている。

特許文献２には、モータの駆動力を、ウォーム、該ウォームに噛合するウォームホイール、該ウォームホイールと同軸一体に構成されたピニオンギヤ、該ピニオンギヤに噛合するギヤの順で伝達する減速装置が記載されている。この特許文献２の減速装置では、ウォームホイールとピニオンギヤからなる第１段目のギヤと同軸一体にストッパカラーを設け、ピニオンギヤに噛合する第２段目のギヤにストッパプレートを設け、ストッパカラーとストッパプレートにそれぞれ周方向に間欠的に凸部を設けている。このストッパカラーとストッパプレートの凸部が互いに係合する特定の回転位相で、第１段目のギヤと第２段目のギヤの相対回転が規制され、結果として減速装置による回転伝達が規制される。
特開２００２−８１２３７号公報 特開２００１−３４０１５３号公報

特許文献１の減速装置では、ストッパ機構の一方（突部）を固定されたハウジングに設け、他方（弾性体）をウォームホイールの裏面に配している構造上、ストッパ機構によって回転規制されるまでのウォームホイールの回転作動範囲を多く（大きく）することができない。具体的には、ウォームホイールの回転作動範囲は１回転以下に制限され、例えば数回転から数十回転を要するタイプの減速装置には適用することができない。

特許文献２の減速装置では、ピニオンギヤ等の回転作動範囲を多く設定することが可能であるが、高いトルクで回転駆動される従動側のギヤ（２段目のギヤ）と一体に回動するストッパプレートをストッパ機構として用いているため、回転規制する際の衝撃が大きいという問題がある。また、特許文献１と特許文献２のいずれにおいても、モータ駆動力を伝達する減速装置の主経路上にストッパ機構が設けられた構造であるため、ストッパ機構による回転規制が働く際に減速装置を構成するギヤの噛合部分にかかる負荷も大きくなりがちである。その結果、ストッパ機構や減速装置に高い強度が要求され、製造コストが高くなるおそれがあった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、回転規制を行うギヤに対する回転作動範囲の設定自由度が高く、安価に製造可能な減速装置を提供することを目的とする。

本発明は、アクチュエータの回転を減速しながら被駆動部材へと伝達する減速装置であって、原動ギヤと、該原動ギヤの回転が伝達されて被駆動部材へ駆動力を伝達する従動ギヤと、原動ギヤの回転作動範囲を予め設定された範囲に規制するストッパ機構とを有し、ストッパ機構が、アクチュエータを起点として原動ギヤから従動ギヤを経て被駆動部材へ続く動力伝達の主経路とは別の動力伝達経路に設けられ、該原動ギヤの正逆回転が減速されながら伝達されて正逆方向に移動される移動体と、該移動体に当接してその移動を規制する移動規制部とを有することを特徴としている。

本発明の減速装置のストッパ機構は様々な態様で構成することが可能である。例えば、原動ギヤから移動体への動力伝達を間欠的に行うようにすることにより、原動ギヤの単位回転あたりの移動体の移動量を小さくして、装置の小型化を図ることができる。具体的には、移動体をラックとし、原動ギヤには、従動ギヤに噛合する回転伝達ギヤ部と、該回転伝達ギヤ部と同軸上に設けられラックに間欠的に噛合するギヤ突起が形成された間欠ギヤ部とを設け、ラックを収納するハウジングに形成した移動規制面によってラックの移動を規制するような構成にすることができる。

原動ギヤから移動体への動力伝達を間欠的に行う別の態様として、原動ギヤの回転軸と平行な回転軸を中心として正逆に回転する回動部材によって移動体を構成してもよい。この態様では、回動部材の周縁部に複数の回転伝達凹部と円弧状凹部とを交互に備える一方、原動ギヤの回転軸には、回動部材の円弧状凹部に係合して回動部材への回転伝達を規制する円弧状外面の回動規制部と、回転伝達凹部に係合して回動部材を回動させる回動部とを設ける。

本発明のまた別の態様として、原動ギヤの回転が伝達されて該原動ギヤの回転軸の軸線方向に移動される軸線方向移動部材を移動体とし、この軸線方向移動部材を収納するハウジングと原動ギヤの互いの対向面によって、軸線方向移動部材の移動を規制する移動規制部を構成してもよい。より具体的には、原動ギヤの回転軸の外周面に送りねじを備え、原動ギヤには、この送りねじの周囲に、回転軸の軸線方向へ一様断面をなす非円形ガイド穴を形成し、軸線方向移動部材は、回転軸の送りねじに螺合されつつ、非円形ガイド穴に対して相対回転が規制された状態で軸線方向へ移動可能に支持される。あるいは、原動ギヤの回転軸に軸線方向へ一様断面をなす非円形断面部を備え、原動ギヤには、この非円形断面部を囲むねじ穴を設け、軸線方向移動部材は、原動ギヤのねじ穴に螺合されつつ、回転軸の非円形断面部に対して相対回転が規制された状態で軸線方向に移動可能に支持される。

本発明の減速装置のさらに別の態様として、原動ギヤの回転軸を中心とする半径方向に往復移動可能な半径方向移動部材を移動体とすることもできる。この態様では、半径方向移動部材を収納するハウジングを備え、原動ギヤの端面と該端面に対向するハウジング対向面のいずれか一方に、半径方向移動部材が相対移動可能に嵌まる螺旋溝を備え、他方に、半径方向移動部材を原動ギヤの半径方向に移動可能に支持する長溝を備え、この長溝の両端部が半径方向移動部材に対する移動規制部を構成する。

以上の本発明の減速装置では、原動ギヤから従動ギヤへの動力伝達経路（主経路）とは別の動力伝達経路として、原動ギヤから移動体への動力伝達経路を設け、この別経路上の移動体が移動規制部に当接することで原動ギヤの回転規制がなされる。この構成によれば、減速装置の主経路を構成するギヤとは独立して設けた移動体をストッパとして用いるため、主経路に影響を与えることなく、該移動体が移動規制部に当接するまでの原動ギヤの回転作動範囲を自在に設定することができる。また、動力伝達の主経路上の部材を低強度材で作ることができる。よって、原動ギヤに関する回転作動範囲の設定自由度が高く、安価に製造可能な減速装置を得ることができる。

図１ないし図４を参照して、本発明を適用した減速装置の第１の実施形態を説明する。この減速装置は、ハウジング蓋１６によって閉じられる開口部を有するハウジング１１に対して、アクチュエータ（モータ）１２、第１ギヤ（原動ギヤ）１３、第２ギヤ（従動ギヤ）１４、ラック（移動体）１５を組み付けることで、ユニット状のギヤボックスとして構成される。

アクチュエータ１２は、ハウジング１１に対して固定される取付ヨーク１２ａと、該取付ヨーク１２ａから突出して回転駆動される回転軸１２ｂとを有している。回転軸１２ｂにはウォーム２０が取り付けられる。ウォーム２０は、ハウジング１１の側壁部１１ａに形成した貫通穴１１ｂを通してハウジング１１内に挿入され、その基端部が貫通穴１１ｂに回転可能に支持され、先端部がハウジング１１内のウォーム支持突部１１ｃに回転可能に支持されている。

第１ギヤ１３は中心部に円形の軸穴１３ａを有し、この軸穴１３ａに対して第１ギヤ軸２１が挿通される。第１ギヤ軸２１は円形断面をなし、その一端部と他端部は、ハウジング１１の底面部に形成した軸支持穴１１ｄと、ハウジング蓋１６に形成した軸支持穴１６ａとに挿入され固定されている。これにより、第１ギヤ１３はハウジング１１内で第１ギヤ軸２１を中心として回転自在に支持される。第２ギヤ軸２２は第２ギヤ１４と一体に形成された円筒状をなし、第２ギヤ軸２２はハウジング１１の軸受穴１１ｅとハウジング蓋１６の軸受穴１６ｂに対して回転自在に支持されている。すなわち、第２ギヤ１４は、ハウジング１１内で第２ギヤ軸２２の軸線を中心として回転自在に支持される。第１ギヤ軸２１と第２ギヤ軸２２の軸線は略平行である。

第１ギヤ１３は、ハスバギヤ（回転伝達ギヤ部）２３、ウォームホイール２４及び間欠ギヤ２５が同軸上に一体形成された構造になっている。ウォームホイール２４はウォーム２０に噛み合い、アクチュエータ１２によってウォーム２０が回転駆動されたときに該ウォームホイール２４を介して回転力が伝えられ、ハスバギヤ２３、ウォームホイール２４及び間欠ギヤ２５を含む第１ギヤ１３全体が第１ギヤ軸２１を中心とする回転を行う。第２ギヤ１４は、ハスバギヤ２３に噛み合うハスバギヤとして形成されている。第１ギヤ軸２１を中心として第１ギヤ１３が回転するとき、ハスバギヤ２３との噛合関係によって回転力が伝達されて第２ギヤ１４が回転する。第２ギヤ１４を支持する第２ギヤ軸２２の一端部は、軸支持穴１６ｂを通してハウジング蓋１６から突出されている。第２ギヤ軸２２は内周面にセレーションを有する中空筒状体であり、この第２ギヤ軸２２内のセレーションに対して図示しない被駆動部材の一部が回転規制された状態で嵌合し、被駆動部材に対して回転力が伝達される。

ハウジング１１の内側における底面部と側壁部に一対のガイド突条１１ｆが設けられ、このガイド突条１１ｆに対してラック１５に形成した一対のガイド溝１５ｂ（図４）が摺動可能に嵌まっている。ラック１５は、ガイド突条１１ｆとガイド溝１５ｂの摺動関係によって、ウォーム２０（回転軸１２ｂ）の回転軸線と略平行な方向、すなわち第１ギヤ軸２１及び第２ギヤ軸２２の軸線と略直交する方向へ直進移動可能に支持される。このラック１５の歯１５ａに対して間欠ギヤ２５のギヤ突起２５ａが噛合可能である。間欠ギヤ２５はその周面にギヤ突起２５ａを一つのみ有するギヤであり、ラック１５の歯１５ａに対してギヤ突起２５ａが噛み合うときには間欠ギヤ２５を有する第１ギヤ１３の回転に応じてラック１５が直進移動され、ギヤ突起２５ａがラック１５の歯１５ａと噛合していない間欠ギヤ２５の回転位相では、ハウジング１１に対する摩擦などによりラック１５には移動力が付与されない。すなわち、第１ギヤ１３を回転させたとき、ラック１５は間欠的に直進移動される。

ラック１５の正逆の直進移動方向の延長上には、ハウジング１１の側壁部（移動規制部）１１ａと、ハウジング１１内に突設された移動規制突起（移動規制部）１１ｇが位置している。側壁部１１ａはウォーム２０挿通用の貫通穴１１ｂが形成された立壁部であり、この側壁部１１ａに当て付くことによって、アクチュエータ１２に接近する方向へのラック１５の直進移動が規制される（一方の移動端が決まる）。また、移動規制突起１１ｇは側壁部１１ａに対向する平面を有しており、この移動規制突起１１ｇの平面部に当て付くことによって、アクチュエータ１２から離間する方向へのラック１５の直進移動が規制される（他方の移動端が決まる）。ラック１５は、第１ギヤ１３の正逆の回転に応じて、側壁部１１ａ側の移動端と移動規制突起１１ｇ側の移動端との間で正逆に直進移動される。そして、ラック１５が側壁部１１ａまたは移動規制突起１１ｇに当接する移動端に達したとき、当該移動端方向へさらにラック１５を移動させるような回転を第１ギヤ１３に与えると、所定の回転位相でギヤ突起２５ａが歯１５ｂに当て付き、第１ギヤ１３のそれ以上の回転が規制される。

前述の通り、間欠ギヤ２５は第１ギヤ１３の回転に応じてラック１５を間欠的に少量ずつ直進移動させるため、ラック１５を介して回転規制されるまでの第１ギヤ１３の回転作動範囲を多く設定することができる。言い換えれば、第１ギヤ１３に所定の回転作動範囲を与えるためのラック１５の移動範囲が少なくて済み、ストッパ機構をコンパクトに構成することができる。なお、間欠ギヤ２５におけるギヤピッチ（ギヤ突起２５ａの数）等の条件を変えることにより、第１ギヤ１３の単位回転あたりのラック１５の移動量を変えることが可能である。

また、ハウジング１１の側壁部１１ａにおいて貫通穴１１ｂより大きい穴部を形成し、側壁部１１ａに代えてアクチュエータ１２の取付ヨーク１２ａに当て付くことでラック１５が移動規制されるように構成することも可能である。この構成によれば、側壁部１１ａの厚み分だけラック１５の移動量を大きくすることができる。

図５ないし図７は本発明の第２の実施形態を示している。本実施形態の減速装置は、先の実施形態の第１ギヤ１３に相当する第１ギヤ１１３と、第２ギヤ１４に相当する第２ギヤ１１４を備える。第１ギヤ１１３には、第１ギヤ軸１２１の軸線上にハスバギヤ１２３とウォームホイール１２４が一体に形成されており、第１ギヤ軸１２１の一端部と他端部はハウジング１１１の軸支持穴１１１ｄとハウジング蓋１１６の軸受穴１１６ａに対して回転自在に支持されている。ウォームホイール１２４はウォーム２０に噛み合っており、アクチュエータの回転軸１２ｂの回転が直交変換されて第１ギヤ１１３に伝えられる。すなわち第１ギヤ１１３は、先の実施形態の第１ギヤ１３と同様に減速装置における原動ギヤを構成している。

第２ギヤ１１４は第２ギヤ軸１２２と一体に形成されており、第２ギヤ軸１２２の一端部と他端部は、ハウジング１１１の軸支持穴１１１ｅとハウジング蓋１１６の軸受穴１１６ｂに対して回転自在に支持されている。第１ギヤ軸１２１と第２ギヤ軸１２２の軸線は略平行な関係にある。第２ギヤ１１４はハスバギヤ１２３に噛み合うハスバギヤであり、第１ギヤ１１３が正逆に回転すると、ハスバギヤ１２３との噛合関係によって第２ギヤ１１４も正逆に回転される。

ハウジング１１１内には、第２ギヤ軸１２２に対して相対回転自在に嵌まる回転規制ホイール（移動体、回動部材）３０が支持されている。回転規制ホイール３０は、その周縁部に円弧状凹部３０ａと外径突出部３０ｂが交互に形成されており、外径突出部３０ｂから第２ギヤ軸１２２に接近する内径方向に向けて径方向溝（回転伝達凹部）３０ｃが形成されている。回転規制ホイール３０は下面側に回転規制凸部３０ｄを有する。ハウジング１１１には、回転規制凸部３０ｄの移動軌跡上に位置する回転規制凸部（移動規制部）３１が形成されており、回転規制凸部３０ｄが回転規制凸部３１の周方向の一端部と他端部に当て付くまでの範囲内で、回転規制ホイール３０は第２ギヤ軸１２２を中心として往復回動することができる。なお、回転規制ホイール３０の往復回動端を決める手段として、回転規制凸部３０ｄと回転規制凸部３１のような凸部同士の当接以外にも、ハウジング１１１側に回転規制凸部３０ｄを進入させる凹部（周方向溝）を形成したり、回転規制ホイール３０側に回転規制凸部３１を進入させる凹部（周方向溝）を形成したりすることも可能である。

第１ギヤ１１３には、第１ギヤ軸１２１の軸線から偏心した位置に、該第１ギヤ軸１２１と略平行な偏心ピン（回動部）３２を備えている。偏心ピン３２は、第１ギヤ１１３の特定の回転位相において回転規制ホイール３０の径方向溝３０ｃに係合することができる。第１ギヤ１１３にはさらに、偏心ピン３２近傍の一部領域に、回転規制ホイール３０の外径突出部３０ｂの進入を許す（干渉しない）切り欠き部３３が形成され、第１ギヤ軸１２１の軸線を挟んでこの切り欠き部３３と反対側の領域には、回転規制ホイール３０の円弧状凹部３０ａの内面形状に対応する円筒状の外面形状を有する部分円形部（回動規制部）３４が形成されている。

第１ギヤ１１３が回転すると、該第１ギヤ１１３と回転規制ホイール３０の間で、偏心ピン３２が径方向溝３０ｃに係合する状態と、部分円形部３４の外周面が円弧状凹部３０ａに接する状態とが交互に生じる。偏心ピン３２と径方向溝３０ｃが係合するときには、第１ギヤ１１３の回転力が伝達されて回転規制ホイール３０が回転される。一方、部分円形部３４と円弧状凹部３０ａの摺接状態では、互いの円弧面部が摺接するのみで、第１ギヤ１１３の回転力が回転規制ホイール３０を回転させるようには伝達されない。すなわち、第１ギヤ１１３を連続的に回転させたときに、回転規制ホイール３０は間欠的に回転される。そして、回転規制ホイール３０が回転規制凸部３０ｄを回転規制凸部３１の一端部または他端部に当接させる回動端に達したとき、当該回動端方向へさらに回転規制ホイール３０を回転させるような回転を第１ギヤ１１３に与えると、径方向溝３０ｃの内壁面によって偏心ピン３２の回転方向移動が規制され、第１ギヤ１１３のそれ以上の回転が規制される。

先の実施形態のラック１５と同じく、第１ギヤ１１３の回転に応じて回転規制ホイール３０が間欠的に少量ずつ回転されるため、回転規制ホイール３０を介して回転規制されるまでの第１ギヤ１１３の回転作動範囲を多く設定することができる。特に回転規制ホイール３０は第２ギヤ１１４と同軸上に支持されているため、ハウジング１１内に広い移動スペースを設ける必要がなく、ストッパ機構をコンパクトに構成することができる。なお、第１ギヤ１１３における偏心ピン３２の数や位置、回転規制ホイール３０における径方向溝３０ｃや円弧状凹部３０ａの数や位置等の条件を変えることにより、第１ギヤ１１３の単位回転あたりの回転規制ホイール３０の回転角度を変えることが可能である。あるいは回転規制凸部３１の周方向長さを変えることによって、回転規制ホイール３０の最大往復回動角を変えることができる。すなわち、これらの諸条件を調整することによって、ストッパ機構による第１ギヤ１１３の回転作動範囲を任意に設定することができる。

図８及び図９は第３の実施形態を示している。先に説明した第１と第２の実施形態は、第１ギヤ１３、１１３の外部に設けたラック１５や回転規制ホイール３０を用いて第１ギヤ１３、１１３の回転規制を行うものである。これに対し、この第３の実施形態では、第１ギヤ２１３の内部に回転規制用の移動体を内蔵した構造となっている。

第１ギヤ２１３は、先の各実施形態の第１ギヤ１３及び１１３に相当する原動側のギヤであり、アクチュエータにより回転駆動される不図示のウォームに噛合するウォームホイール２２４と、図示しない従動側の第２ギヤに噛合するハスバギヤ２２３とが同軸上に一体に形成されている。第１ギヤ２１３には、ハウジングに固定された第１ギヤ軸２２１に対して回転自在に嵌まる円形の軸穴２１３ａが形成され、軸穴２１３ａに続けて該軸穴２１３ａよりも幅広の角穴（非円形ガイド穴）４０が形成されている。角穴４０は、第１ギヤ２１３（第１ギヤ軸２２１）の軸線方向に向けて一様に六角形状の断面を有している。角穴４０は、軸穴２１３ａとの境界部である一端部に穴端部４０ａを有する有底穴であり、この穴端部４０ａと反対側の端部は、ハウジング２１１（第１実施形態のハウジング１１に相当する）の底面部２１１ａに臨む開口部となっている。

第１ギヤ軸２２１は、軸穴２１３ａへの挿通領域においては第１ギヤ２１３の回転を妨げることのない平滑な円筒面部として形成されているが、角穴４０内の領域では、第１ギヤ軸２２１の外周面に送りねじ４１が形成されている。この送りねじ４１に対し、六角ナット（移動体、軸線方向移動部材）４２の内周面に形成したねじ部が螺合している。六角ナット４２は、六角形状断面の角穴４０に対して嵌まる六角形状の外面形状をなしており、これら非円形（六角形）断面部の係合関係により六角ナット４２は第１ギヤ２１３に対する相対回転が規制されている。その一方で六角ナット４２は、角穴４０に対する第１ギヤ軸２２１の軸線方向移動は許容されている。

第１ギヤ２１３が回転されると、角穴４０の内壁面との係合関係によって六角ナット４２も第１ギヤ２１３と一体に回転される。一方、第１ギヤ軸２２１は回転しないようにハウジングに固定されているため、第１ギヤ２１３と共に回転する六角ナット４２は、送りねじ４１との螺合関係によって角穴４０内を第１ギヤ軸２２１の軸線方向に移動される。第１ギヤ２１３を正逆に回転させると、六角ナット４２は角穴４０内を上下に昇降移動する。六角ナット４２は、角穴４０の穴端部（移動規制部）４０ａに当て付くことで一方の移動端が決まり、ハウジング２１１の底面部（移動規制部）２１１ａに当て付くことで他方の移動端が決まり、それぞれの移動端より先への移動が規制される。そして、六角ナット４２がこれらの移動端に達したとき、当該移動端方向へさらに六角ナット４２を移動させる回転を第１ギヤ２１３に与えようとしても、移動規制された六角ナット４２はそれ以上回転することができず、該六角ナット４２と回転方向に一体化された第１ギヤ２１３の回転も規制される。

なお、第３の実施形態では第１ギヤ２１３内に角穴４０が形成されているが、角穴４０相当の非円形断面穴をハウジング２１１側に設けることも可能である。この変形例を、第３の実施形態と区別するために符号の最後に「′」をつけて説明すると、第１ギヤ軸２２１′は、ハウジング２１１′側に形成した軸穴に対して回動自在に支持され、第１ギヤ２１３′と共に回転するタイプの回転軸である。ハウジング２１１′には、その底面部に形成した有底穴として、もしくはその底面部から突出させた筒状部の内周面として、六角形内面形状の角穴４０′が形成されていて、この角穴４０′内に第１ギヤ軸２２１′の送りねじ４１′が通されている。送りねじ４１′には、角穴４０′に係合して回転規制された六角ナット４２′が螺合している。そして第１ギヤ２１３′が回転したときには、六角ナット４２′が第１ギヤ軸２２１′の軸線方向に移動され、六角ナット４２′が角穴４０′の端部に当接したときに第１ギヤ２１３′の回転が規制される。すなわち、第３の実施形態と同様の効果が得られる。

図１０及び図１１は第４の実施形態を示している。この実施形態は、第３の実施形態と同様に、第１ギヤ３１３の内部に回転規制用の移動体を内蔵したタイプである。第１ギヤ３１３は、先の各実施形態の第１ギヤ１３、１１３及び２１３に相当する原動側のギヤであり、アクチュエータにより回転駆動される不図示のウォームに噛合するウォームホイール３２４と、図示しない従動側の第２ギヤに噛合するハスバギヤ３２３とが同軸上に一体に形成されている。第１ギヤ３１３には、ハウジングに固定された第１ギヤ軸３２１に対して回転自在に嵌まる円形の軸穴３１３ａが形成され、軸穴３１３ａに続けて、該軸穴３１３ａよりも幅広で内周面にねじが形成されたねじ穴５０が形成されている。ねじ穴５０は、軸穴３１３ａとの境界部である一端部に穴端部５０ａを有する有底穴であり、この穴端部５０ａと反対側の端部は、ハウジング３１１（第１実施形態のハウジング１１に相当する）の底面部３１１ａに臨む開口部となっている。

第１ギヤ軸３２１は、軸穴３１３ａへの挿通領域においては第１ギヤ２１３の回転を妨げることのない平滑な円筒面部として形成されているが、ねじ穴５０内の領域では、軸線方向に長い回り止め突起５１を有する非円形断面形状となっている。ねじ穴５０内には、該ねじ穴５０の内面ねじに螺合するねじ部を外周面に有する外面ねじ部材（移動体、軸線方向移動部材）５２が配されている。外面ねじ部材５２の中心には第１ギヤ軸３２１が挿通されており、当該挿通部分において回り止め突起５１に回り止め溝５２ａを係合させることによって、第１ギヤ軸３２１に対する外面ねじ部材５２の相対回転が規制されている。

第１ギヤ３１３が回転されると、回り止め突起５１と回り止め溝５２ａの係合によって回転規制された外面ねじ部材５２が、ねじ穴５０の内面ねじとの螺合関係によって、該ねじ穴５０内を軸線方向に移動される。第１ギヤ３１３を正逆に回転させると、外面ねじ部材５２はねじ穴５０内を上下に昇降移動する。外面ねじ部材５２は、ねじ穴５０の穴端部（移動規制部）５０ａに当て付くことで一方の移動端が決まり、ハウジング３１１の底面部（移動規制部）３１１ａに当て付くことで他方の移動端が決まり、それぞれの移動端より先への移動が規制される。そして、外面ねじ部材５２がこれらの移動端に達したとき、当該移動端方向へさらに外面ねじ部材５２を移動させる回転を第１ギヤ３１３に与えようとしても、移動規制された外面ねじ部材５２との螺合関係によって第１ギヤ３１３のそれ以上の回転が規制される。

なお、第４の実施形態では第１ギヤ３１３内にねじ穴５０が形成されているが、ねじ穴５０相当の部位をハウジング３１１側に設けることも可能である。この変形例を、第４の実施形態と区別するために符号の最後に「′」をつけて説明すると、第１ギヤ軸３２１′は、ハウジング３１１′側に形成した軸穴に対して回動自在に支持され、第１ギヤ３１３′と共に回転するタイプの回転軸である。ハウジング３１１′には、その底面部に形成した有底穴として、もしくはその底面部から突出させた筒状部の内周面として、ねじ穴５０′が形成されていて、このねじ穴５０′内に回り止め突起５１′を有する第１ギヤ軸３２１′が通されている。ねじ穴５０′内に螺合支持された外面ねじ部材５２′は、回り止め突起５１′との係合関係によって、第１ギヤ軸３２１′（第１ギヤ３１３′）に対する相対回転を規制されつつ、該第１ギヤ軸３２１′の軸線方向に移動可能に支持されている。そして第１ギヤ３１３′が回転したときには、外面ねじ部材５２′が第１ギヤ軸３２１′の軸線方向に移動され、外面ねじ部材５２′がねじ穴５０′の端部に当接したときに第１ギヤ３１３′の回転が規制される。すなわち、第４の実施形態と同様の効果が得られる。

以上の第３、第４の実施形態では、第１ギヤ２１３、３１３の回転を規制する移動体である六角ナット４２や外面ねじ部材５２が第１ギヤ２１３、３１３の軸部に内蔵された構造であるため、ストッパ機構をより一層コンパクトに構成することができる。そして、送りねじ４１やねじ穴５０のねじピッチの設定を変えることにより、第１ギヤ２１３、３１３の単位回転あたりの六角ナット４２や外面ねじ部材５２の移動量を変えることが可能であり、ストッパ機構による第１ギヤ２１３、３１３の回転作動範囲を高い自由度で設定することができる。

図１２及び図１３は第５の実施形態を示している。第１ギヤ４１３は、上記各実施形態の第１ギヤ１３、１１３、２１３及び３１３に相当する原動側のギヤであり、アクチュエータにより回転駆動される不図示のウォームに噛合するウォームホイール４２４と、図示しない従動側の第２ギヤに噛合するハスバギヤ４２３とが同軸上に一体に形成されている。第１ギヤ４１３は、ハウジング４１１に固定した第１ギヤ軸４２１に対して相対回転自在に嵌まる軸穴４１３ａを有し、ウォームの正逆の回転に応じて第１ギヤ軸４２１を中心として正逆に回転駆動される。ハウジング４１１の底面部には、第１ギヤ軸４２１を中心とした第１ギヤ４１３の半径方向に向けて長溝（移動規制部）６０が形成されていて、この長溝６０の長手方向（第１ギヤ４１３の半径方向）へ移動可能に回転規制ピン（移動体、半径方向移動部材）６１が嵌まっている。第１ギヤ４１３におけるハウジング４１１の底面部との対向面には、第１ギヤ軸４２１を中心とする周方向（回転方向）に進むにつれて半径方向位置を変化させる螺旋状（渦巻き状）溝６２が形成されており、回転規制ピン６１は、長溝６０と同時に該螺旋状溝６２に対しても摺動可能に嵌まっている。

第１ギヤ４１３が回転されると、回転規制ピン６１は螺旋状溝６２の軌跡に従って長溝６０内をギヤ半径方向に移動する。回転規制ピン６１は、長溝６０の一端部と他端部に当て付くことで移動端が決まり、それぞれの移動端より先への移動が規制される。そして、回転規制ピン６１がこれらの移動端に達したとき、当該移動端方向へさらに回転規制ピン６１を移動させる回転を第１ギヤ４１３に与えようとしても、回転規制ピン６１と長溝６０、回転規制ピン６１と螺旋状溝６２の係合関係によって第１ギヤ４１３のそれ以上の回転が規制される。

この実施形態では、第１ギヤ４１３の回転を規制する回転規制ピン６１が、ハウジング４１１と第１ギヤ４１３の対向面間に形成した長溝６０と螺旋状溝６２内に配されているため、コンパクトで簡単な構造のストッパ機構が得られる。また、長溝６０の長さや螺旋状溝６２の軌跡を変えることにより、ストッパ機構による第１ギヤ４１３の回転作動範囲を任意に変化させることができる。なお、図１２及び図１３の実施形態では、回転規制ピン６１が長溝６０の両端部に当接することで回転規制ピン６１の移動が規制されるが、これに代えて、回転規制ピン６１が螺旋状溝６２の端部に当接することで回転規制ピン６１の移動を規制して、第１ギヤ４１３のそれ以上の回転を規制することも可能である。

以上説明した第１ないし第５の実施形態の減速装置ではいずれも、減速ギヤ列の原動側（アクチュエータによって直接駆動される側）に位置する第１ギヤ（１３、１１３、２１３、３１３及び４１３）に対して、回転伝達される従動側のギヤとは別に設けた回転規制用の移動体（ラック１５、回転規制ホイール３０、六角ナット４２、外面ねじ部材５２、回転規制ピン６１）を介して回転規制を行うようにしている。言い換えれば、原動ギヤから従動ギヤへと続く本来の動力伝達経路（主経路）とは別に原動ギヤから移動体への動力伝達経路を独立して設け、この別系統の経路の終端部（移動体）にギヤ回転規制の機能を持たせている。この構成によれば、ストッパ機構による回転規制がなされるまでの第１ギヤの回転作動範囲を、主経路を阻害することなく高い自由度で設定することができる。具体的には、第１ギヤ（１３、１１３、２１３、３１３及び４１３）の回転規制が生じるまでの回転作動範囲を数回転から数十回転（あるいはそれ以上）といった任意の値に容易に設定することができる。

また、第１と第２の実施形態においては、回転規制用の移動体であるラック１５や回転規制ホイール３０が、第１ギヤ１３、１１３の回転に応じて間欠的に移動されるため、これら移動体の移動スペースが小さくて済み、コンパクトなストッパ機構とすることができる。また、第３及び第４の実施形態においては、回転規制用の移動体である六角ナット４２や外面ねじ部材５２が第１ギヤ２１３、３１１３の軸部内に内蔵されているため、ストッパ機構のより一層のコンパクト化が可能になる。また、第５の実施形態においても、回転規制ピン６１はハウジング４１１の長溝６０及び第１ギヤ４１３の螺旋状溝６２内に収納されているので、ストッパ機構はコンパクトに構成されている。

また、以上の各実施形態の構造では、回転規制を受けるギヤを、従動側ギヤに比べて高回転低トルクの態様で回転駆動される原動側のギヤとしている。そして原動側のギヤに対する回転規制を行うのは、高トルクで回転される従動側ギヤとは独立して移動される移動体である。よって、ギヤの回転規制を行う際にストッパ機構にかかる負担を小さくでき、強度アップのための特別な構成や機構の大型化が不要になる。特に、動力伝達の主経路上の部材を低強度材で作ることが可能になる。その結果、製造コストを抑えることができる。また、ストッパ機構による回転規制を行う際に動力伝達の主経路に余分な負荷がかからないため、高精度な回転伝達を行うことができ、駆動精度や耐久性に優れた減速装置が得られる。

以上のように、本発明によれば、減速装置における回転作動範囲の設定自由度が高く、回転規制時に負荷がかかりにくく安価に製造可能な減速装置を得ることができる。但し、本発明は図示実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態においてはアクチュエータと第１のギヤの動力伝達部分をウォームとウォームホイールとし、第１のギヤと第２のギヤの噛合部分をハスバギヤとしているが、減速ギヤ列を構成するギヤはこれらのタイプに限定されず、単純な平歯車や別種のギヤを用いることができる。

また、本発明によるストッパ機構を備えた減速装置は、例えば車両用シートのリクライニング装置に好適であるが、これ以外の様々な機器に搭載可能である。

本発明を適用した減速装置の分解斜視図である。 図１の減速装置をハウジングの蓋を除いて示した状態の平面図である。 図２のＡ−Ａ断面線に沿う断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面線に沿う断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る減速装置をハウジングの蓋を除いて示した状態の平面図である。 図５のＣ−Ｃ断面線に沿う断面図である。 図５のＤ−Ｄ断面線に沿う断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る減速装置を構成する第１ギヤを軸線方向の断面で示した断面図である。 図８の第１ギヤを底面側から見た図である。 本発明の第４の実施形態に係る減速装置を構成する第１ギヤを軸線方向の断面で示した断面図である。 図１０の第１ギヤを底面側から見た図である。 本発明の第５の実施形態に係る減速装置を構成する第１ギヤを軸線方向の断面で示した断面図である。 図１２の第１ギヤを底面側から見た図である。

符号の説明

１１ １１１ ２１１ ３１１ ４１１ ハウジング
１１ａ 側壁部（移動規制部）
１１ｇ 移動規制突起（移動規制部）
１２ アクチュエータ（モータ）
１３ １１３ ２１３ ３１３ ４１３ 第１ギヤ（原動ギヤ）
１４ １１４ 第２ギヤ（従動ギヤ）
１５ ラック（移動体）
２１ １２１ ２２１ ３２１ ４２１ 第１ギヤ軸
２２ 第２ギヤ軸
２５ 間欠ギヤ
３０ 回転規制ホイール（移動体、回動部材）
３０ａ 円弧状凹部
３０ｂ 外径突出部
３０ｃ 径方向溝（回転伝達凹部）
３０ｄ 回転規制凸部
３１ 回転規制凸部（移動規制部）
３２ 偏心ピン（回動部）
３４ 部分円形部（回動規制部）
４０ 角穴（非円形ガイド穴）
４０ａ 角穴の穴端部（移動規制部）
４１ 送りねじ
４２ 六角ナット（移動体、軸線方向移動部材）
５０ ねじ穴
５０ａ ねじ穴の穴端部（移動規制部）
５１ 回り止め突起
５２ 外面ねじ部材（移動体、軸線方向移動部材）
５２ａ 回り止め溝
６０ 長溝（移動規制部）
６１ 回転規制ピン（移動体、半径方向移動部材）
６２ 螺旋状溝
２１１ａ ３１１ａ ハウジングの底面部（移動規制部）

Claims (8)

1. アクチュエータの回転を減速しながら被駆動部材へと伝達する減速装置であって、
   原動ギヤと、該原動ギヤの回転が伝達されて被駆動部材へ駆動力を伝達する従動ギヤと、原動ギヤの回転作動範囲を予め設定された範囲に規制するストッパ機構とを有し、
   上記ストッパ機構は、
   上記アクチュエータを起点として上記原動ギヤから上記従動ギヤを経て上記被駆動部材へ続く動力伝達の主経路とは別の動力伝達経路に設けられ、該原動ギヤの正逆回転が減速されながら伝達されて正逆方向に移動される移動体と、
   該移動体に当接してその移動を規制する移動規制部とを有することを特徴とする減速装置。
2. 請求項１記載の減速装置において、上記原動ギヤから移動体への動力伝達が間欠的に行われることを特徴とする減速装置。
3. 請求項２記載の減速装置において、上記移動体はラックからなり、
   原動ギヤは、従動ギヤに噛合する回転伝達ギヤ部と、該回転伝達ギヤ部と同軸上に設けられ、上記ラックに間欠的に噛合するギヤ突起が形成された間欠ギヤ部とを有し、
   ラックを収納するハウジングを備え、上記移動規制部は該ハウジング内に形成した移動規制面よりなることを特徴とする減速装置。
4. 請求項２記載の減速装置において、上記移動体は原動ギヤの回転軸と平行な回転軸を中心として正逆に回転する回動部材よりなり、該回動部材はその周縁部に複数の回転伝達凹部と円弧状凹部とを交互に備え、
   原動ギヤの回転軸には、上記回動部材の円弧状凹部に係合して回動部材への回転伝達を規制する円弧状外面の回動規制部と、回転伝達凹部に係合して回動部材を回動させる回動部とが設けられていることを特徴とする減速装置。
5. 請求項１記載の減速装置において、上記移動体は、原動ギヤの回転が伝達されて該原動ギヤの回転軸の軸線方向に移動される軸線方向移動部材よりなり、
   軸線方向移動部材を収納するハウジングを備え、上記移動規制部は、上記軸線方向に離間して位置される、該ハウジングと原動ギヤの互いの対向面よりなることを特徴とする減速装置。
6. 請求項５記載の減速装置において、原動ギヤの回転軸の外周面に送りねじを備え、原動ギヤは、この送りねじの周囲に、回転軸の軸線方向へ一様断面をなす非円形ガイド穴を備え、
   上記軸線方向移動部材は、上記非円形ガイド穴に対して相対回転が規制された状態で上記軸線方向へ移動可能に支持され、かつ上記送りねじに螺合していることを特徴とする減速装置。
7. 請求項５記載の減速装置において、原動ギヤの回転軸に、その軸線方向へ一様断面をなす非円形断面部を備え、原動ギヤは、この回転軸の非円形断面部を囲むねじ穴を備え、
   上記軸線方向移動部材は、回転軸の非円形断面部に対して相対回転が規制された状態で上記軸線方向に移動可能に支持され、かつ原動ギヤの上記ねじ穴に螺合していることを特徴とする減速装置。
8. 請求項１記載の減速装置において、上記移動体は原動ギヤの回転軸を中心とする半径方向に往復移動可能な半径方向移動部材からなり、
   上記半径方向移動部材を収納するハウジングを備え、
   原動ギヤの端面または該端面に対向するハウジング対向面の一方に、上記半径方向移動部材が相対移動可能に嵌まる螺旋溝を備え、
   原動ギヤの端面または該端面に対向するハウジング対向面の他方に形成され、上記半径方向移動部材を上記半径方向に移動可能に支持する長溝を備え、上記移動規制部は、該長溝の両端部よりなることを特徴とする減速装置。

Images