JP6678043B2

JP6678043B2 - ギヤドモータ

Info

Publication number: JP6678043B2
Application number: JP2016039215A
Authority: JP
Inventors: 力横塚
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2016-03-01
Filing date: 2016-03-01
Publication date: 2020-04-08
Anticipated expiration: 2036-03-01
Also published as: CN108702060A; CN108702060B; JP2017158298A; WO2017150206A1

Description

本発明は、モータの回転を歯車伝動機構を介して出力するギヤドモータに関するものである。

各種装置（或いは機器）の電動機構には、モータの回転出力を歯車伝動機構により減速して出力するギヤドモータが用いられている。ギヤドモータは、モータ本体とギヤ機構部によって構成されるが、省スペース化が可能で、高い減速比が得られるものとして、出力軸をモータ本体の回転軸と同軸にして、ギヤ機構部を複数段の遊星歯車機構としたものが知られている（下記特許得文献１参照）。

特開２０１６−１５７９４号公報

前述した従来のギヤドモータは、動作音の発生が問題となっている。特に、細かい塵や水分がギヤ機構部に侵入し易い環境で使用する場合には、ギヤ接触面の腐食や異物付着などの外的要因により、大きな動作音（異音）が発生し易くなる。また、機構的にギヤの片当たりが存在する場合などにも、動作音が大きくなる問題が生じる。

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、防塵・防水を行うことができるだけでなく、ギヤの片当たりの発生を防ぐことができ、簡単な構造で、効果的に動作音の発生を抑えることができるギヤドモータを提供することを課題とする。

このような課題を解決するために、本発明によるギヤドモータは、以下の構成を具備するものである。

モータ本体と、該モータ本体の回転軸の回転を当該回転軸と同軸の出力軸に遊星歯車伝動機構を介して伝動するギヤ機構部とを備え、前記モータ本体の端面には、前記回転軸が貫通する開口を有するフランジが固定され、前記ギヤ機構部は、一端側の開口に前記フランジの外周が固定され、他端側から前記出力軸を突出させ、内面に前記遊星歯車伝動機構の固定内歯を有するギヤケースを備え、前記フランジの外周部には弾性リング収容部が設けられ、前記弾性リング収容部は、前記回転軸に対して一定角度で傾斜して、前記モータ本体の端面に対面する弾性リング圧接面を有することを特徴とするギヤドモータ。

本発明の実施形態に係るギヤドモータの分解斜視図である。本発明の実施形態に係るギヤドモータの断面図である。本発明の実施形態に係るギヤドモータの弾性リング収容部を示す断面図である。本発明の実施形態の適用例を示した説明図である（（ａ）が携帯情報端末に適用した例、（ｂ）がロボット関節に適用した例）。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係るギヤドモータ１は、モータ本体１０とギヤ機構部２０とを備えている。

モータ本体１０は、回転軸１１を備える各種のモータが、回転軸１１が突出される端面１２を有するモータケースに収容されたものである。モータとしては、例えば、コアードモータなどのＤＣモータを用いることができる。回転軸１１には、駆動ギヤ（入力ギヤ）１３が固定されている。

モータ本体１０のギヤ機構部２０側の端面（モータケースの端面）１２には、フランジ１４が固定されている。フランジ１４は、モータ本体１０にギヤ機構部２０のギヤケース２１を固定するための中間部材である。フランジ１４は、中央に開口１４Ａを有しており、この開口１４Ａにモータ本体１０の端面１２に設けられた凸部１２Ａが嵌合して、モータ本体１０との位置決め（軸合わせ）がなされており、その開口１４Ａ内を貫通して回転軸１１が配置されている。フランジ１４は、ねじ結合又は溶接によって端面１２に固定される。

ギヤ機構部２０は、ギヤケース２１内に遊星歯車伝動機構を内蔵したものであり、モータ本体１０の回転軸１１と同軸の出力軸２０Ａを備えている。遊星歯車伝動機構は、各種の機構形態を採用することができるが、図示の例では、ギヤケース２１の内面に設けた固定内歯２１Ｇ、固定内歯２１Ｇに噛合する遊星ギヤ２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０、遊星ギヤ２２〜３０を軸支する３段に重ねて配置されたキャリヤ（第１キャリア３１，第２キャリア３２，第３キャリヤ３３）、キャリア軸（キャリアの回転軸）に固定されたサンギヤ３４，３５によって構成されている。第１キャリア３１と第２キャリア３２と第３キャリア３３のキャリア軸は回転軸１１と同軸になっている。

図示の遊星歯車伝動機構を更に詳細に説明すると、先ず、モータ本体１０の回転軸１１に固定された駆動ギヤ１３をサンギヤとして、これに遊星ギヤ２２，２３，２４が噛み合い、駆動ギヤ１３の回転による遊星ギヤ２２，２３，２４の公転を、遊星ギヤ２２，２３，２４を軸支する第１キャリア３１に伝動している。第１キャリア３１のキャリア軸３１Ａには、サンギヤ３４が固定されており、このサンギヤ３４に遊星ギヤ２５，２６，２７が噛み合い、サンギヤ３４の回転による遊星ギヤ２５，２６，２７の公転を、遊星ギヤ２５，２６，２７を軸支する第２キャリア３２に伝動している。第２キャリア３２のキャリア軸３２Ａには、サンギヤ３５が固定されており、このサンギヤ３５に遊星ギヤ２８，２９，３０が噛み合い、サンギヤ３５の回転による遊星ギヤ２８，２９，３０の公転を、遊星ギヤ２８，２９，３０を軸支する第３キャリア３３に伝動している。そして、第３キャリア３３には、出力軸２０Ａが固定されている。

ギヤケース２１は、一端側に開口２１Ａを有し、他端側に軸孔２１Ｂを有している。出力軸２０Ａは、軸受４０に軸支され、Ｏリング４１を介して、軸孔２１Ｂから突出しており、軸孔２１Ｂの外側では、ワッシャ４２を介してＥリング４３が係合されることで、抜け止めがなされている。

ギヤケース２１の開口２１Ａには、フランジ１４の外周が固定される。フランジ１４の外周面は、開口２１Ａ付近で、ギヤケース２１の内面にネジ止め或いは溶接などで固定される。

フランジ１４の外周部には、弾性リング収容部５０が設けられている。弾性リング収容部５０は、角部を切り欠き状にしたフランジ１４の側面とギヤケース２１の開口２１Ａ付近の内面によって囲まれている。この弾性リング収容部５０に、ギヤケース２１内の防塵・防水を得るための弾性リング２が圧入されている。弾性リング２としては、Ｏリング、角リング、Ｘリング、Ｔリング、Ｄリングなどを用いることができる。

ギヤドモータ１の組み付け工程を説明すると、ギヤ機構部２０側は、開口２１Ａからギヤケース２１内に、Ｏリング４１と軸受４０を順に組み込み、更に、出力軸２０Ａが固定された第３キャリア３３を組み込み、その後は、遊星ギヤ２８，２９，３０、サンギヤ３５がキャリア軸３２Ａに固定された第２キャリア３２、遊星ギヤ２５，２６，２７、サンギヤ３４がキャリア軸３１Ａに固定された第１キャリア３１、遊星ギヤ２２，２３，２４の順に組み込んでいく。

これに対して、モータ本体１０側は、回転軸１１に駆動ギヤ１３を固定して、端面１２にフランジ１４を固定し、フランジ１４の外周部における弾性リング収容部５０に弾性リング２を挿入する。その後、ギヤケース２１の開口２１Ａに駆動ギヤ１３とフランジ１４を挿入して、開口２１Ａ付近のギヤケース２１をフランジ１４の外周面に溶接などで固定する。

図３は、弾性リング収容部５０の断面図を示している。弾性リング収容部５０は、回転軸１１に対して一定角度で傾斜して、モータ本体１０の端面１２に対面する弾性リング圧接面５１を有している。弾性リング圧接面５１は、回転軸１１の周りに軸対称に設けられており、弾性リング収容部５０内に弾性リング２を押し込むと、弾性リング２は、押し潰された状態になり、弾性リング２の弾性反発力で弾性リング圧接面５１を押圧する。

フランジ１４とギヤケース２１とを固定する前に、図３に示すように弾性リング収容部５０内に弾性リング２を押し込むと、回転軸１１に対して傾斜した弾性リング圧接面５１の反力で、弾性リング２を介してギヤケース２１がモータ本体１０側に引き寄せられることになり、回転軸１１に対してギヤケース２１の姿勢が適正に規制されて、ギヤケース２１の中心軸と回転軸１１の軸合わせがなされることになる。弾性リング２として、Ｏリングを用いることで、モータ本体１０とギヤケース２１に対して均一に圧力を掛けることができる。この状態で、ギヤケース２１をフランジ１４に固定すると、ギヤケース２１内面の固定内歯２１Ｂと回転軸１１に固定されている駆動ギヤ１３の軸合わせが適正になされることになるので、ギヤケース２１内の遊星歯車伝動機構は、片当たりの少ない回転駆動が可能になり、動作音の発生を抑制することができる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係るギヤドモータ１は、フランジ１４とギヤケース２１との間に弾性リング２を介在させることで、ギヤケース２１内の防塵・防水が可能になり、動作音が大きくなる外的な要因を排除することができる。そして、弾性リング２を収容する弾性リング収容部５０において、回転軸１１に対して一定角度で傾斜して、モータ本体１０の端面１２に対面する弾性リング圧接面５１を設けることで、弾性リング２による防塵・防水効果に加えて、ギヤケース２１と駆動ギヤ１３の適正な軸合わせによる動作音低減効果を得ることができる。これによって、動作音が大きくなる機構的な要因も合わせて排除することが可能になる。

図４は、本発明の実施形態に係るギヤドモータ１の適用例を示している。ギヤドモータ１は、図４（ａ）に示すように、スマートフォンなどの携帯情報端末１００の駆動部（カメラユニットや開閉カバーユニットなど）に組み込むことができ、また、図４（ｂ）に示すように、ロボット２００の関節駆動部などに組み込むことができる。本発明の実施形態に係るギヤドモータ１を備える携帯情報端末１００やロボット２００は、細かい塵や水分が存在する環境下で使用する場合であっても、動作音の少ない静穏な駆動部の動作を実現することができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。なお、前述した例では、弾性リング圧接面５１をフランジ１４側に設けているが、ギヤケース２１の内面側に、回転軸１１に対して一定角度で傾斜して、モータ本体１０の端面に対面する弾性リング圧接面を設けてもよい。

１：ギヤドモータ，２：弾性リング（一例として、Ｏリング），
１０：モータ本体，１１：回転軸，１２：端面，１２Ａ：凸部，
１３：駆動ギヤ，
１４：フランジ，１４Ａ：開口，２０：ギヤ機構部，２０Ａ：出力軸，
２１：ギヤケース，２１Ａ：開口，２１Ｂ：軸孔，２１Ｇ：固定内歯，
２２〜３０：遊星ギヤ，
３１：第１キャリア，３１Ａ：キャリア軸，
３２：第２キャリア，３２Ａ：キャリア軸，
３３：第３キャリア，３４，３５：サンギヤ，
４０：軸受，４１：Ｏリング，４２：ワッシャ，４３：Ｃリング，
５０：弾性リング収容部，５１：弾性リング圧接面，
１００：携帯情報端末，２００：ロボット

Claims

モータ本体と、該モータ本体の回転軸の回転を当該回転軸と同軸の出力軸に遊星歯車伝動機構を介して伝動するギヤ機構部とを備え、
前記モータ本体の端面には、前記回転軸が貫通する開口を有するフランジが固定され、
前記ギヤ機構部は、一端側の開口に前記フランジの外周が固定され、他端側から前記出力軸を突出させ、内面に前記遊星歯車伝動機構の固定内歯を有するギヤケースを備え、
前記フランジの外周部には弾性リング収容部が設けられ、
前記弾性リング収容部は、前記回転軸に対して一定角度で傾斜して、前記モータ本体の端面に対面する弾性リング圧接面を有することを特徴とするギヤドモータ。
前記遊星歯車伝動機構は、前記回転軸と同軸のキャリア軸を備えることを特徴とする請求項１記載のギヤドモータ。
請求項１又は２に記載されたギヤドモータを備えた携帯情報端末。
請求項１又は２に記載されたギヤドモータを備えたロボット。