JP2018204665A - ギヤボックス、駆動装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】仕切部61を有する筐体10と、仕切部61に固定された支持軸100と、仕切部61に対して+Z方向に配置されるとともに、支持軸100回りに回転可能に支持され、ピニオンギヤ150が固定される出力軸120と、を備え、筐体10は、仕切部61に対して−Z方向に位置し、Z方向に延在するとともに、支持軸100に当接可能な区画壁33を有し、区画壁33は、モータを収容するモータ収容部の一部を構成している。
【選択図】図5
Description
上述したギヤードモータでは、モータの動力が減速歯車で減速された後、出力歯車に伝達される。これにより、出力歯車の動力がピニオンギヤを介して出力機器に伝達されることで、出力機器が駆動する。
しかしながら、ギヤードモータから出力されるトルクを増加させると、ピニオンギヤ等の出力部材と駆動歯車との間に作用する負荷が大きくなる。そのため、仮に出力軸とピニオンギヤとの間に作用する圧入荷重が不十分の場合は、出力軸に対してピニオンギヤが空転するおそれがある。
一方で、圧入荷重を確保するために、ピニオンギヤの圧入時における圧入力を大きくすると、筐体のうち出力軸を支持している部分が撓み、筐体の破損等に繋がるおそれがある。特に、ピニオンギヤが納品先で取り付けられる場合には、ピニオンギヤの種類や圧入力等を管理することが難しく、上述した課題が生じ易くなる。
また、ピニオンギヤを出力軸に固定する時の意図しない負荷により筐体のうち出力軸を支持している部分が撓み、筐体の破損等に繋がるおそれがある。
このように、ピニオンギヤ及び出力軸に加わる負荷により筐体が破損したり、筐体が撓んた状態でピニオンギヤが出力軸に取り付けられてギヤボックスが正常に作動しなくなったりする場合がある。
本態様によれば、規制部の外形を区画壁の外形よりも小さくすることができるので、規制部における支持軸との当接面(軸方向の第1側端面)を高精度に形成することができる。そのため、区画壁自体を支持軸に当接可能に構成する場合に比べて、軸支持壁が撓み変形した際に規制部の当接面に支持軸を安定して当接させることができる。
本態様によれば、支持軸が筐体と別部材で形成されているため、設計自由度の向上を図ることができる。
本態様によれば、例えば支持軸を樹脂材料により形成する場合に比べて、出力部材に作用する負荷によって支持軸が撓むのを抑制できる。これにより、出力部材と出力機器との動力伝達を長期に亘って良好に維持できる。
本態様によれば、回転軸に対して出力部材を固定する際の意図しない外力によって軸支持壁が軸方向の第2側に撓み変形した場合に、回転軸が区画壁に軸方向で当接することで、軸支持壁の撓み変形を規制できる。したがって出力部材を回転軸に固定する際に意図しない負荷が回転軸に加わった場合であっても、筐体の破損等に繋がるのを抑制できる。
本態様によれば、回転軸に対して出力部材を圧入する際の圧入力によって軸支持壁が軸方向の第2側に撓み変形した場合に、支持軸が区画壁に軸方向で当接する。これにより、筐体に対する支持軸の軸方向の第2側への変位を規制することで、軸支持壁の撓み変形を規制できる。したがって、支持軸方向の圧入力を増加させた場合であっても、筐体の破損等に繋がるのを抑制できるため、歯車と回転軸との間に作用する圧入荷重を確保することができ、出力部材と回転軸とを確実に圧入することができる。その結果、出力部材に作用するトルクを増加させた場合であっても出力機器に対して所望のトルクを伝達できる。
本態様によれば、上記態様の歯車を備えているため、歯車の噛み合いを長期に亘って良好に維持されて伝達されたトルクを出力機器に出力できる。
本態様によれば、上記態様のギヤボックスを備えているため、出力機器に対して長期に亘って所望のトルクを伝達できる。
本態様によれば、既存の第3ケースに区画壁を形成することで、例えば第2ケースにおいて軸支持壁に対して軸方向の第2側に規制部を形成する場合に比べて構成の簡素化を図ることができる。
しかも、上述したように規制部が区画壁から軸方向の第1側に突出して形成されている場合には、軸支持壁と区画壁との間に形成される隙間のスペーサとして規制部を利用できる。そのため、軸支持壁と区画壁との間の隙間に配線等を配索した場合であっても、軸支持壁と区画壁との間に配線等が挟み込まれるのを抑制できる。
本態様によれば、上記態様の駆動装置を備えているため、駆動装置に搭載された出力機器のサイズや重量が増加した場合であっても、出力機器を長期に亘ってスムーズに駆動することができる。
[撮像装置]
図1は、撮像装置1のブロック図である。
図1に示すように、本実施形態の撮像装置1は、例えば監視カメラである。撮像装置1は、制御部2や撮像部3、ギヤードモータ4等を備えている。
撮像部3は、撮像素子やレンズ、フィルタ、絞り(何れも不図示)等を備えている。撮像部3は、レンズやフィルタ、絞り等を通過した光を、撮像素子において光電変換作用により電気信号に変換した後、変換した電気信号を画像データとして制御部2に出力する。なお、撮像素子は、例えばCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary MOS)イメージセンサ等である。
図2は、ギヤードモータ4の斜視図である。図3、図4は、ギヤードモータ4の分解斜視図である。
図2〜図4に示すように、ギヤードモータ4は、筐体10と、モータ11と、輪列機構12と、を主に備えている。
筐体10は、直方体形状に形成されている。具体的に、筐体10は、第1ケース21、第2ケース22及び第3ケース23が厚さ方向に重ね合わされて構成されている。以下の説明では、各ケース21〜23の厚さ方向(重ね合わせ方向)をZ方向とし、Z方向に直交する2方向をそれぞれX方向、Y方向とする。各方向において矢印の向く方向を+方向とし、矢印とは反対側を向く方向を−方向とする。
第3側壁部32は、底壁部31の外周縁のうち、+X方向に位置する部分、及びY方向の両側に位置する部分から+Z方向に立設されている。第3側壁部32のうち、Y方向の両側に位置する部分は、底壁部31に対して−X方向に突出する突出壁35を有している。
図3、図5に示すように、各突出壁35における+Z方向に位置する部分には、段差部36が形成されている。段差部36は、各突出壁35がY方向で互いに離間する方向に窪んで形成されている。突出壁35のうち、段差部36内に位置する部分には、係止爪37(図3参照)が形成されている。係止爪37は、突出壁35における−X方向端部からY方向で互いに接近する方向に膨出している。
ロータ42は、底壁部31から+Z方向に立設されたロータピン46(図3参照)回りに回転可能に支持されている。本実施形態のロータ42は、例えばベース部材47に対して磁石48がインサート成形されて構成されている。なお、ベース部材47は、例えば樹脂材料等により形成されている。
ベース部材47のうち、磁石48よりも+Z方向に突出した部分には、入力歯車49が形成されている。
コイル44は、ステータ43のうち、中央部の磁極部51と、両端部の磁極部51と、の間に位置する部分にそれぞれ巻回されている。
第2側壁部62は、仕切部61に対してZ方向の両側に突設されている。第2ケース22のY方向の両側には、第1、第3ケースとの溶着のための溶着溝63が設けられている。第2ケース22における第2側壁部62の−Z方向(第2側)を向く面は、第3ケース23における第3側壁部32の+Z方向を向く面に、溶着溝63に塗布される溶剤(例えば、THF(テトラヒドロフラン)等)を介して溶着されている。
図6に示すように、第2側壁部62のうち、−X方向に位置する部分には、−Z方向に突出する抜け止め壁部65が形成されている。抜け止め壁部65は、回路基板52に対して−X方向に配置されるとともに、X方向から見た側面視で回路基板52に重なり合っている。
図3に示すように、仕切部61のうち、平面視でロータ42の入力歯車49と重なり合う部分には、仕切部61をZ方向に貫通する通過孔69が形成されている。入力歯車49は、通過孔69を通して仕切部61よりも+Z方向に突出している。
輪列機構12は、第1ケース21と第2ケース22とで画成されたギヤ収納部80内に収納されている。なお、筐体10及び輪列機構12により、本実施形態のギヤボックスを構成している。但し、ギヤボックスを構成する筐体は、少なくとも輪列機構12を収納する第1ケース21及び第2ケース22を含んでいれば構わない。
減速機構81は、複数の減速歯車(第1減速歯車83〜第4減速歯車86)を有している。各減速歯車83〜86は、仕切部61を間に挟んでモータ収容部40に対して+Z方向に位置する部分において、上述した通過孔69の周囲を取り囲むように配列されている。但し、減速機構81を構成する歯車の数やレイアウト等は、適宜変更が可能である。
図5に示すように、出力歯車82は、仕切部61から+Z方向に立設された支持軸100に回転可能に支持されている。支持軸100は、Z方向を軸方向として延在している。本実施形態において、支持軸100は、例えば金属材料により形成されている。但し、支持軸100は、出力歯車82よりも剛性が高くなっていれば、例えば樹脂材料等によって形成されていてもよい。また、支持軸100は、第2ケース22に一体(異種材料の場合はインサート成形)で形成しても構わない。
大径部101は、小径部102及び嵌合部103に対して径方向(Z方向に直交する方向)に張り出している。大径部101のZ方向を向く面は、Z方向に直交する平坦面に形成されている。
嵌合部103の外周面には、複数の係止部105がZ方向に間隔をあけて形成されている。各係止部105は、嵌合部103の全周に亘って形成されている。各係止部105は、+Z方向に向かうに従い支持軸100の径方向の外側への膨出量が漸次増大した後、膨出量が一様な状態で+Z方向に延在して形成されている。各係止部105における+Z方向を向く面は、Z方向に直交する返し面として機能する。
小径部126は、出力歯車82のうち、フランジ部121の+Z方向に位置する部分、及び出力軸120の−Z方向に位置する部分に亘って形成されている。
図7に示すように、出力軸120は、+Z方向に向かうに従い段々と縮径する段付き形状に形成されている。具体的に、出力軸120は、突当部141と、貫通部142と、退避部143と、取付部144と、が−Z方向から+Z方向にかけて連なって形成されている。
突当部141は、フランジ部121の内周部分から+Z方向に立ち上がっている。突当部141は、上述した突出壁部140に周囲が取り囲まれている。
退避部143は、貫通部142から+Z方向に連なるとともに、貫通部142に対して縮径している。
本実施形態のギヤードモータ4では、ロータ42が回転すると、ロータ42の動力が入力歯車49を介して減速機構81の第1減速歯車83に伝達される。第1減速歯車83に伝達された動力は、減速機構81を伝達する過程で減速された後、第4減速歯車86を介して出力歯車82に伝達される。第4減速歯車86の動力により出力歯車82が回転することで、ピニオンギヤ150を介して出力機器に動力が伝達される。これにより、出力機器が駆動する。
この構成によれば、出力軸120に対してピニオンギヤ150を固定する際の意図しない外力によって仕切部61が−Z方向に撓み変形した場合に、支持軸100が区画壁33にZ方向で当接する。これにより、筐体10に対する支持軸100の−Z方向への変位を規制することで、仕切部61の撓み変形を規制できる。したがって、固定する際の意図しない負荷が支持軸100に加わった場合であっても、筐体10の破損等に繋がるのを抑制できる。
この構成によれば、規制突起113の外形を区画壁33の外形よりも小さくすることができるので、規制突起113における支持軸100との当接面(+Z方向端面)を高精度に形成することができる。そのため、区画壁33自体を出力軸120に当接可能に構成する場合に比べて、仕切部61が撓み変形した際に規制突起113の+Z方向端面に支持軸100を安定して当接させることができる。
この構成によれば、例えば支持軸100を樹脂材料により形成する場合に比べて、ピニオンギヤ150と駆動歯車との間に作用する負荷による支持軸100の撓みを抑制できる。これにより、ピニオンギヤ150と駆動歯車との噛み合いを長期に亘って良好に維持できる。
この構成によれば、出力軸120に対してピニオンギヤ150を固定する組立時に、意図しない負荷が支持軸100に加わり、仕切部61が−Z方向に撓み変形した場合に、支持軸100が区画壁33にZ方向で当接する。これにより、筐体10に対する支持軸100の−Z方向への変位を規制することで、仕切部61の撓み変形を規制できる。したがって、固定する際の意図しない負荷が支持軸100に加わった場合であっても、筐体10の破損等に繋がるのを抑制できる。
この構成によれば、出力軸120に対してピニオンギヤ150を圧入固定する組立時に、出力軸120及びピニオンギヤ150に加わる圧入荷重により仕切部61が−Z方向に撓み変形した場合に、支持軸100が区画壁33にZ方向で当接する。これにより、筐体10に対する支持軸100の−Z方向への変位を規制することで、仕切部61の撓み変形を規制できる。したがって、Z方向の圧入力を増加させた場合であっても、筐体10の破損等に繋がるのを抑制できるため、ピニオンギヤ150と出力軸120との間に作用する圧入荷重を確保することができる。その結果、ギヤードモータ4から出力されるトルクを増加させた場合であっても、ピニオンギヤ150が出力軸120に対して空転するのを抑制し、出力機器に対して所望のトルクを伝達できる。
この構成によれば、既存の第3ケース23に区画壁33を形成することで、例えば第2ケース22において仕切部61に対して−Z方向に区画壁33を形成する場合に比べて構成の簡素化を図ることができる。
しかも、本実施形態では、上述したように規制突起113が区画壁33から+Z方向に突出して形成されているため、仕切部61と区画壁33との間に形成されるコイル引き出し部67のスペーサとして規制突起113を利用できる。そのため、コイル引き出し部67におけるZ方向の高さを確保することができるので、コイル引き出し部67に配索されたコイル44の端末部が第2ケース22と第3ケース23との間に挟み込まれるのを抑制できる。
上述した実施形態では、本発明に係る電子機器として撮像装置1を例にした場合について説明したが、この構成のみに限らず、例えば医療機器や車載機器、位置決め装置(XYテーブル)、電子錠等、種々の電子機器に本発明の構成を適用できる。
上述した実施形態では、カラー151が出力軸120及び筐体10の双方に対して回転可能に構成された場合について説明したが、出力軸120及び筐体10の何れか一方の部材にカラーが固定されていても構わない。この場合、カラーは、一方の部材にインサート成形されていても構わない。
また、上述した実施形態では、モータ11をアクチュエータとして用いた場合について説明したが、この構成のみに限らず、モータ11以外のアクチュエータをギヤボックスに連結しても構わない。
このような構成においても、回転軸に対して歯車を圧入する際の圧入力によって仕切部61が−Z方向に撓み変形した場合に、回転軸が規制部にZ方向で当接することで、仕切部61の撓み変形を規制できる。したがって、歯車と回転軸との間に作用する圧入荷重を確保できるので、上述した実施形態と同様、出力機器に対して所望のトルクを伝達できる。
4…ギヤードモータ(駆動装置)
10…筐体
11…モータ(アクチュエータ)
21…第1ケース
22…第2ケース
23…第3ケース
33…区画壁
61…仕切部(軸支持壁)
100…支持軸
113…規制突起(規制部)
120…出力軸(回転軸)
150…ピニオンギヤ(出力部材)
Claims (10)
- 軸支持壁を有する筐体と、
前記軸支持壁に固定された支持軸と、
前記軸支持壁に対して前記支持軸の軸方向の第1側に配置されるとともに、前記支持軸回りに回転可能に支持され、出力部材が固定される回転軸と、を備え、
前記筐体は、前記軸支持壁に対して前記軸方向の第2側に位置し、前記軸方向に延在するとともに、前記支持軸に当接可能な区画壁を有し、
前記区画壁は、動力が伝達されるアクチュエータが収容される収容壁の一部を構成していることを特徴とするギヤボックス。 - 前記区画壁は、前記軸支持壁に対して前記軸方向の第2側で、前記軸支持壁に対向して配置され、前記軸方向から見た平面視において前記支持軸と重なり合う部分から前記軸方向の第1側に突出する規制部を備える、ことを特徴とする請求項1に記載のギヤボックス。
- 前記支持軸は、前記筐体と別部材で形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のギヤボックス。
- 前記支持軸は、金属材料により形成されていることを特徴とする請求項3に記載のギヤボックス。
- 軸支持壁を有する筐体と、
前記軸支持壁に回転可能に支持され、出力部材が固定される回転軸と、を備え、
前記筐体は、前記軸支持壁に対して前記出力部材側とは反対側に位置し、前記回転軸の軸方向に延在するとともに、前記回転軸に当接可能な区画壁を有していることを特徴とするギヤボックス。 - 前記出力部材は、前記回転軸に対して圧入固定されることを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1項に記載のギヤボックス。
- 前記出力部材は、歯車であることを特徴とする請求項1から請求項6の何れか1項に記載のギヤボックス。
- 請求項1から請求項7の何れか1項に記載のギヤボックスと、
前記ギヤボックスに接続されたアクチュエータと、を備えていることを特徴とする駆動装置。 - 前記筐体は、
前記軸支持壁に対して前記支持軸の軸方向の第1側に位置する第1ケースと、
前記軸支持壁を有するとともに、前記第1ケースとの間にギヤ収納部を画成する第2ケースと、
前記軸支持壁に対して前記軸方向の第2側に位置するとともに、前記アクチュエータを収容する第3ケースと、を備え、
前記区画壁は、前記第3ケースに形成されていることを特徴とする請求項8に記載の駆動装置。 - 請求項8又は請求項9に記載の駆動装置と、
前記駆動装置に接続され、前記駆動装置により駆動される出力機器と、を備えていることを特徴とする電子機器。
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