JP5976914B1

JP5976914B1 - モータユニット

Info

Publication number: JP5976914B1
Application number: JP2015203326A
Authority: JP
Inventors: 陽亮米田
Original assignee: Tomy Co Ltd
Current assignee: Tomy Co Ltd
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2016-08-24
Anticipated expiration: 2035-10-15
Also published as: JP2017077088A

Abstract

【課題】低コストかつ簡便な構造でギア部材の軸受部の変形を抑制する。【解決手段】モータユニット１は、モータ２と、出力軸３と、モータ２の回転を出力軸３に伝達させる複数のギア部材４とが、ケーシング５内に収容されて構成されている。複数のギア部材４は、出力軸３と互いに平行であって当該出力軸３の軸方向と直交する方向に並設された回転軸４５ａを有する第五ギア部材４５を含む。ケーシング５よりも高硬度の材料で構成されて当該ケーシング５のうちの前段ケース５４に支持された軸受部材６が、出力軸３と回転軸４５ａとを共に軸支している。【選択図】図３

Description

本発明は、モータの回転をギア部材を介して出力軸から出力させるモータユニットに関する。

モータの回転をギア部材を介して出力軸から出力させるモータユニットにおいては、ギア部材をケーシングに軸支させる構造が一般的である（例えば、特許文献１〜３参照）。

特許第４０７２３３６号公報特開２００３−２７８８４５号公報特開２０１２−２３７３２８号公報

しかしながら、ギア部材を単純にケーシングに軸支させた場合、ギア部材の回転軸からの負荷によりケーシングが変形してしまうおそれがあった。特に出力軸と直接連結されるギア部材の軸受部には高い負荷が掛かるため、この軸受部をケーシングに設けると大きな変形が生じやすい。

この問題に対しては、ケーシングを硬質なものとしたり、ギア部材の回転軸専用の軸受部材を出力軸用のものとは別に設けてケーシングに支持させる対策が考えられるが、前者では高コスト化を招来し、後者では部品点数が増加して構造の複雑化や組立性の悪化を招来してしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、低コストかつ簡便な構造でギア部材の軸受部の変形を抑制することができるモータユニットの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、モータと、出力軸と、前記モータの回転を出力軸に伝達させる複数のギア部材とが、ケーシング内に収容されてなるモータユニットであって、
前記複数のギア部材は、前記出力軸と互いに平行であって当該出力軸の軸方向と直交する方向に並設された回転軸を有する一のギア部材を含み、
前記ケーシングよりも高硬度の材料で構成されて当該ケーシングに支持されるとともに、前記出力軸と前記回転軸とを共に軸支する一の軸受部材を備え、
前記出力軸は、前記一のギア部材と噛合する出力歯車を有するとともに、当該出力歯車よりも出力端側の部分を前記一の軸受部材に支持されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータユニットにおいて、
前記一のギア部材が前記出力軸と直接連結されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のモータユニットにおいて、
前記軸受部材がすべり軸受であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータユニットにおいて、
前記軸受部材が前記ケーシングに圧入されていることを特徴とする。

本発明によれば、モータの回転を出力する出力軸と、この出力軸と互いに平行に並設されたギア部材の回転軸とが、ケーシングよりも高硬度であって当該ケーシングに支持された一の軸受部材に共に軸支されている。
これにより、ギア部材の回転軸を単純にケーシングで軸支させる場合に比べ、この回転軸を軸支する軸受部の変形を抑制することができる。また、ケーシング全体を硬質なものにして回転軸を軸支させる場合よりもコストを抑えることができるとともに、出力軸と回転軸とを個別のベアリングで軸支する場合よりも部品点数を抑えて簡便な構造とすることができる。
したがって、低コストかつ簡便な構造でギア部材の軸受部の変形を抑制することができる。

モータユニットの斜視図である。ケーシングの一部を取り外した状態でのモータユニットの斜視図である。モータユニットの分解斜視図である。モータユニットのうち、クラッチ機構を備える第五ギア部材の分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態におけるモータユニット１の斜視図であり、図２は、ケーシング５の一部を取り外した状態でのモータユニット１の斜視図であり、図３は、モータユニット１の分解斜視図である。

図１〜図３に示すように、モータユニット１は、モータ２の回転を複数のギア部材４を介して出力軸３に伝達させて当該出力軸３から外部へ取り出すものであり、これらモータ２，出力軸３及び複数のギア部材４がケーシング５内に収容されて構成されている。
なお、以下の説明では、出力軸３に沿った方向のうち、当該出力軸３がケーシング５から露出した側を「前側」（及びその方向を「前方」）といい、その反対側を「後側」（及びその方向を「後方」）ということとする。

ケーシング５は、モータユニット１の各部品を支持・収容する樹脂製のものであり、前後に４段に分割されて構成されている。具体的に、ケーシング５は、後側から順番に、後板部材５１、後段ケース５２、中段ケース５３及び前段ケース５４の４つから構成されている。

モータ２は、ケーシング５内の側端部に配置されており、先端（後端）に駆動歯車２２を有する駆動軸２１が前後方向に沿って後方向きに延出するように設けられている。

複数のギア部材４は、モータ２の駆動歯車２２と、後述する出力軸３の出力歯車３１とを連結しており、本実施形態においては、モータ２側から順に第一ギア部材４１から第五ギア部材４５までの５つが順次連結（噛合）されて構成されている。これら複数のギア部材４は、ケーシング５内において、後部側端に位置するモータ２の駆動歯車２２から、前部中央に位置する出力軸３の出力歯車３１に至るまで、略らせん状に配列されている。

各ギア部材４は、前後方向に沿った回転軸４ａに、大径の大歯車４ｂと、その前側に配置された小径の小歯車４ｃとが同軸状に固定されて構成されている。そして、各ギア部材４の大歯車４ｂがモータ２側に隣接するギア部材４の小歯車４ｃと噛合するとともに、第一ギア部材４１の大歯車４１ｂがモータ２の駆動歯車２２と噛合しつつ第五ギア部材４５の小歯車４５ｃが出力軸３の出力歯車３１と噛合することにより、複数のギア部材４は、モータ２の回転を減速させつつ出力軸３に伝達するようになっている。
各ギア部材４の回転軸４ａは、後述する第五ギア部材４５の回転軸４５ａの前端部を除き、ケーシング５に軸支されている。また、第五ギア部材４５の回転軸４５ａのみが金属製であり、他の回転軸４ａは樹脂製となっている。

複数のギア部材４のうちの第四ギア部材４４は、回転力の伝達を遮断するためのクラッチ機構を備えている。
図４は、この第四ギア部材４４の分解斜視図である。
この図に示すように、第四ギア部材４４では、大歯車４４ｂの前面が平面状に形成され、当該大歯車４４ｂの内周側には内輪部材４４ｄが嵌合されている。また、小歯車４４ｃ（図４では非図示）が円板部材４４ｅの前面に設けられるとともに、当該円板部材４４ｅの後面にはボス４４ｆが設けられている。そして、大歯車４４ｂと円板部材４４ｅとが、平板を波状に撓ませたクラッチ板４４ｇを間に挟みつつ、内輪部材４４ｄに対してボス４４ｆが相対回転可能に前側から嵌合され、これらに回転軸４４ａが挿通されている。また、クラッチ板４４ｇは、円板部材４４ｅに対する相対回転が規制されるようにボス４４ｆと嵌合している。
このような構成により、第四ギア部材４４では、大歯車４４ｂと小歯車４４ｃとの間に過大な回転力（トルク）が作用した場合に、大歯車４４ｂの前面とクラッチ板４４ｇの後面とがスリップして回転力が伝達されなくなるようになっている。

出力軸３は、図２及び図３に示すように、各ギア部材４の回転軸４ａよりも大径に形成された金属製のものであり、第五ギア部材４５と噛合する出力歯車３１を後部に有するとともに、前半部が前段ケース５４の軸孔５４ａから露出している。また、出力軸３は、出力歯車３１から後方に延出する小径部３２を有するとともに、この小径部３２が回転位置検出用のエンコーダ７と連結されている。このエンコーダ７は、後段ケース５２に支持された基板８に電気的に接続されている。

出力軸３と、これに直接連結された第五ギア部材４５の回転軸４５ａ（の前端部）とは、共通する金属製の軸受部材６によって軸支されている。
軸受部材６は、出力軸３と回転軸４５ａとを個別に軸支する２つのリング状部分が互いの外周部で一体的に構成されてなる正面視８の字状に形成されている。この軸受部材６は、本実施形態においては、多孔質の金属材料に潤滑油を含浸させた含油軸受（すべり軸受）である。前段ケース５４の前板には、軸受部材６の外形形状と対応する形状の凹部５４ｂが後方へ開口しており、軸受部材６は、この凹部５４ｂ内に圧入されている。

以上のように、本実施形態のモータユニット１によれば、モータ２の回転を出力する出力軸３と、この出力軸３と互いに平行に並設された第五ギア部材４５の回転軸４５ａとが、前段ケース５４に支持された金属製の軸受部材６に共に軸支されている。
これにより、第五ギア部材４５の回転軸４５ａを単純にケーシング５で軸支させる場合に比べ、この回転軸４５ａを軸支する軸受部の変形を抑制することができる。また、ケーシング５（前段ケース５４）全体を硬質なものにして回転軸４５ａを軸支させる場合よりもコストを抑えることができるとともに、出力軸３と回転軸４５ａとを個別のベアリングで軸支する場合よりも部品点数を抑えて簡便な構造とすることができる。
したがって、従来に比べて、低コストかつ簡便な構造でギア部材４の軸受部の変形を抑制することができる。

なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、軸受部材６が金属製であることとしたが、この軸受部材６はケーシング５よりも高硬度の材料で構成されていれば、金属製でなく樹脂製であってもよい。
また、軸受部材６がすべり軸受であることとしたが、この軸受種別は特に限定されない。

また、軸受部材６は、出力軸３と、これに直接連結された第五ギア部材４５の回転軸４５ａとを共に軸支することとしたが、当該軸受部材６が軸支する回転軸４ａは、出力軸３と互いに平行であって当該出力軸３の軸方向と直交する方向に並設されたものであればよく、出力軸３と直接連結されたギア部材４のものでなくともよい。

また、第五ギア部材４５は、回転軸４５ａと大歯車４５ｂ及び小歯車４５ｃとが相対回転するように構成されていてもよい。

また、本発明は、モータを含まないギアボックスにも好適に適用可能である。

１モータユニット
２モータ
２２駆動歯車
３出力軸
３１出力歯車
４ギア部材
４１第一ギア部材
４２第二ギア部材
４３第三ギア部材
４４第四ギア部材
４５第五ギア部材（一のギア部材）
４５ａ回転軸
４５ｂ大歯車
４５ｃ小歯車
５ケーシング
５１後板部材
５２後段ケース
５３中段ケース
５４前段ケース
５４ａ軸孔
５４ｂ凹部
６軸受部材

Claims

モータと、出力軸と、前記モータの回転を出力軸に伝達させる複数のギア部材とが、ケーシング内に収容されてなるモータユニットであって、
前記複数のギア部材は、前記出力軸と互いに平行であって当該出力軸の軸方向と直交する方向に並設された回転軸を有する一のギア部材を含み、
前記ケーシングよりも高硬度の材料で構成されて当該ケーシングに支持されるとともに、前記出力軸と前記回転軸とを共に軸支する一の軸受部材を備え、
前記出力軸は、前記一のギア部材と噛合する出力歯車を有するとともに、当該出力歯車よりも出力端側の部分を前記一の軸受部材に支持されていることを特徴とするモータユニット。
前記一のギア部材が前記出力軸と直接連結されていることを特徴とする請求項１に記載のモータユニット。
前記軸受部材がすべり軸受であることを特徴とする請求項１または２に記載のモータユニット。
前記軸受部材が前記ケーシングに圧入されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータユニット。