JP7091207B2 - 減速機付きモータ - Google Patents

Description

本発明は、減速機付きモータに関する。

従来、ギヤケーシングにモータが接合された減速機付きモータが知られている。
例えば、特許文献１に開示された減速機付きモータでは、ギヤケーシング（ケース）のモータ取付け部に雌ネジ溝が形成されている。一方で、モータのモータケーシング外周面に雄ネジ溝が形成されている。ギヤケーシングの雌ネジ溝とモータケーシングの雄ネジ溝とを嵌め込むことにより、ギヤケーシングとモータとが接続される。

一方で、特許文献２に開示された減速機付きモータでは、ヘリカルギヤを収容する円形の開口部を有するギヤケーシングと、ギヤケーシングの開口部を塞ぐ蓋と、を備えている。モータには嵌合部が設けられ、ギヤケーシングには被嵌合部が設けられている。ギヤケーシングの被嵌合部にモータの嵌合部を嵌め込むと、ギヤケーシングにモータが組み込まれる。そして、ギヤケーシングにモータを組み込んだときに、被嵌合部のギヤケーシング側非係合部と、嵌合部のモータ側被嵌合部とで形成される空間に、蓋に設けた係合突起を挿入する。これにより、モータ側被嵌合部とギヤケーシング側非係合部とが固定され、ギヤケーシングにモータが固定される。

特開２００６－２１８９２２号公報 特許第５２６７３７２号公報

モータを駆動するとき等には、モータが備えるシャフトに、シャフトに沿う方向（スラスト方向）の両側の荷重が作用する。このスラスト方向の荷重のうち、シャフトの先端側の荷重はケース等で支持するが、シャフトの基端側の荷重は、モータが備えるモータケーシングで支持する。このため、ギヤケーシングとモータのモータケーシングとを強固に接続する必要がある。
この場合、ギヤケーシングとモータとの接続構造が複雑になり、減速機付きモータの製造に要するコストが高くなる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、シャフトに作用するスラスト方向の両側の荷重を簡単な構成でケースに支持させて、ケースとモータとの接続を簡素化することができる減速機付きモータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の減速機付きモータは、シャフトを有するモータと、前記シャフトの外周面に固定された第１ギヤと、前記モータの少なくとも一部及び前記第１ギヤをそれぞれ収容し、前記シャフトの先端を支持する支持面を有するケースと、前記ケース内に配置され、前記第１ギヤを前記シャフトの基端側から支持する支持部材と、前記ケース及び前記支持部材内にそれぞれ配置された軸部材と、を備えることを特徴としている。

この発明によれば、軸部材により、ケースに対して支持部材が固定されている。従って、ケースに対して支持部材を確実に固定することができる。そしてこの支持部材により、ケースに対して第１ギヤ及びシャフトがシャフトの基端側に移動するのが規制され、ケースの支持面により、ケースに対してシャフトがシャフトの先端側に移動するのが規制されている。このように、支持部材、軸部材、及びケースの支持面という簡単な構成で、シャフトにスラスト方向の両側に作用する荷重をケースにより支持することができる。
そして、モータはシャフトの基端側に向かって作用する荷重を支持する必要が無いため、ケースとモータとの接続を簡素化することができる。

また、上記の減速機付きモータにおいて、前記ケースには、前記ケースの内部に連通し、内部に前記軸部材が配置された穴部が形成されていてもよい。
この発明によれば、ケースの内部の圧力を調節するための穴部を用いて、ケースに軸部材を介して支持部材を支持させることができる。

また、上記の減速機付きモータにおいて、前記支持部材における前記第１ギヤを支持する外面には、潤滑材を保持する保持部が形成されていてもよい。
この発明によれば、支持部材に対して第１ギヤを滑りやすくする潤滑材を、保持部により保持することができる。

また、上記の減速機付きモータにおいて、前記支持部材には、内部に前記軸部材が配置された貫通孔が形成され、前記支持部材における前記貫通孔の端部には、前記貫通孔の端に向かうに従い漸次、内径が大きくなる案内部が形成されていてもよい。
この発明によれば、減速機付きモータの製造時において、案内部により軸部材を貫通孔内に案内し、軸部材を貫通孔内に挿入しやすくすることができる。

また、上記の減速機付きモータにおいて、前記支持部材には、前記シャフトを前記シャフトの軸線に交差する方向に付勢する付勢部が設けられていてもよい。
この発明によれば、前記交差する方向に付勢された状態でシャフトが回転するため、シャフトが回転するときにシャフトが振動したりシャフトから異音が発生するのを抑制することができる。

また、上記の減速機付きモータにおいて、前記支持部材の外面から突出し、前記ケースの内面に接触する突出部を備えてもよい。
この発明によれば、第１ギヤにより荷重を受けた支持部材が軸部材周りに回転するのを抑えることができる。

また、上記の減速機付きモータにおいて、前記第１ギヤは、ウォームであり、前記ケースに対して、前記シャフトの軸線に交差する方向に沿う支持軸周りに回転可能に支持され、前記ウォームに噛み合うウォームホイールを備え、前記ウォームと前記ウォームホイールとが噛み合う位置は、前記シャフトを挟んで前記軸部材とは反対側であって、前記軸部材よりも前記シャフトの先端側に位置していてもよい。
この発明によれば、ウォームホイールから入力される荷重の向きが、前記位置から軸部材に向かう向きにほぼ等しいため、ウォームホイールから入力される荷重を軸部材により効果的に支持することができる。

本発明の減速機付きモータによれば、シャフトに作用するスラスト方向の両側の荷重を簡単な構成でケースに支持させて、ケースとモータとの接続を簡素化することができる。

本発明の一実施形態の減速機付きモータの正面図である。 同減速機付きモータの平面図である。 同減速機付きモータの縦断面図である。 同減速機付きモータの軸穴周辺の斜視図である。 同減速機付きモータのスラスト受け及び固定軸の斜視図である。 同スラスト受けの側面図である。

以下、本発明に係る減速機付きモータの一実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態の減速機付きモータ１は、モータ１１と、減速機２１と、を備えている。

図３に示すように、モータ１１は、シャフト１２と、モータケース１３と、図示しないマグネットと、ロータと、を備えている。
シャフト１２は、軸線が第１方向Ｘ（スラスト方向）に延びる棒状に形成されている。シャフト１２の第１方向Ｘの第１の側（一方側）Ｘ１（先端側）の端部の外周面には、ウォーム（第１ギヤ）１５が固定されている。ウォーム１５の歯部は、第１方向Ｘに平行な軸を中心とする螺線状に形成されている。
モータケース１３は、有底の円筒状に形成されている。モータケース１３の外周面には、この外周面のうちの他の部分よりも外径が大きい係合部１３ａが形成されている。モータケース１３内には、シャフト１２の第１方向Ｘにおける第１の側とは反対の第２の側（他方側）Ｘ２（基端側）の端部が収容されている。
マグネットは、モータケース１３の内周面に固定されている。ロータは、シャフト１２の第２の側Ｘ２の端部に固定され、マグネットに対向している。
モータ１１では、ロータに電流を流すと、マグネットに対してロータが回転することにより、モータケース１３に対してシャフト１２が軸線周りに回転する。

図３に示すように、減速機２１は、ギヤケーシング（ケース）２２と、スラスト受け２３と、固定軸（軸部材）２４と、ウォームホイールユニット２５と、カバー２６（図１参照）と、を備えている。
ギヤケーシング２２には、シャフト穴２９、軸穴（穴部）３０、及びギヤ穴３１がそれぞれ形成されている。
シャフト穴２９は、ギヤケーシング２２の第２の側Ｘ２の外面に形成されている。シャフト穴２９は、この外面から、第１方向Ｘの第１の側Ｘ１に延びている。シャフト穴２９は、ギヤケーシング２２を第１方向Ｘに貫通していない。シャフト穴２９の底面（支持面）２９ａには、弾性、耐摩耗性、及び自己潤滑性を有する樹脂で形成された軸受け３３が配置されている。

ギヤケーシング２２におけるシャフト穴２９の開口周縁部には、モータ１１の係合部１３ａに対して第１方向Ｘに係合する被係合部３４が一対形成されている。被係合部３４は、ギヤケーシング２２に形成された爪である。なお、被係合部３４は、ギヤケーシング２２におけるシャフト穴２９の開口周縁部に３つ以上形成されていてもよい。
一対の被係合部３４は、第１方向Ｘに直交する第３方向Ｚにシャフト穴２９を挟んで対向するように配置されている。モータ１１は、前記開口周縁部との間に防水パッキン３５を介在させた状態で（図１参照）、一対の被係合部３４が係合部１３ａに係合することにより、ギヤケーシング２２に取付けられている。モータ１１の一部は、ギヤケーシング２２に収容されている。なお、モータ１１の全体がギヤケーシング２２に収容されているとしてもよい。

ギヤケーシング２２のシャフト穴２９内には、シャフト１２の第１の側Ｘ１の端部及びウォーム１５が収容されている。シャフト穴２９の底面２９ａは、軸受け３３を介してシャフト１２の第１の側Ｘ１の端を支持している。

なお、第１収容部であるシャフト穴２９はギヤケーシング２２を第１方向Ｘに貫通していないとしたが、第１収容部の内面にシャフト１２を支持可能な支持面が形成されていれば、第１収容部はギヤケーシング２２を貫通していてもよい。

軸穴３０は、ギヤケーシング２２の外面から、第１方向Ｘ及び第３方向Ｚにそれぞれ直交（交差）する第２方向Ｙに延びるように形成されている。図１に示すように、この例では、軸穴３０はギヤケーシング２２を貫通していない。
図４に示すように、軸穴３０は、軸穴３０の内周面に形成された連通孔３６を介して、ギヤ穴３１内等のギヤケーシング２２の内部に連通している。連通孔３６は、軸穴３０における第２方向Ｙの中間部に開口している。軸穴３０及び連通孔３６は、ギヤケーシング２２の内部の圧力を調節するための穴である。
なお、軸穴３０はギヤケーシング２２を貫通していないとしたが、軸穴はギヤケーシング２２を第２方向Ｙに貫通していてもよい。軸穴３０に、空気は透過させるが水は透過させない半透膜を取付けてもよい。

図３に示すように、ギヤ穴３１は、ウォームホイールユニット２５を収容するための凹部である。ギヤ穴３１は、シャフト穴２９の中心軸に対して軸穴３０とは反対側に形成されている。ギヤ穴３１は、シャフト穴２９の第１の側Ｘ１の端部において、シャフト穴２９に連通している。
ギヤ穴３１の底面における中央部には、ウォームホイールユニット２５を支持するための支持軸３８が固定されている。支持軸３８は、ギヤ穴３１の底面から第２方向Ｙに延びている。

図５及び図６に示すように、スラスト受け２３は、支持部材４１と、グリース溝（保持部）４２と、付勢部４３と、突出部４４と、を備えている。
支持部材４１は、直方体状に形成されている。図６に示す第２方向Ｙに見たときに、支持部材４１の第３方向Ｚの第１の側は半円状を呈している。
図５及び図６に示すように、支持部材４１の第３方向Ｚの第１の側には、切欠き４１ａが形成されている。切欠き４１ａは、支持部材４１を第１方向Ｘに貫通している。切欠き４１ａは、支持部材４１の第３方向Ｚの第１の側に開口している。
図５に示すように、支持部材４１の第３方向Ｚの第２の側の端部には、貫通孔４１ｂが形成されている。貫通孔４１ｂは、第２方向Ｙに延び、支持部材４１を第２方向Ｙに貫通する。
支持部材４１における貫通孔４１ｂの第２方向Ｙの端部には、案内部４１ｃが形成されている。案内部４１ｃは、貫通孔４１ｂの前記端部における第２方向Ｙの端に向かうに従い漸次、内径が大きくなるように形成されている。

図５及び図６に示すように、グリース溝４２は、支持部材４１の第１方向Ｘの第１の側Ｘ１を向く外面に形成されている。グリース溝４２は、支持部材４１の外面における貫通孔４１ｂの縁部に配置されている。グリース溝４２は、貫通孔４１ｂよりも第３方向Ｚの第１の側に配置されている。グリース溝４２内には、グリース等の潤滑材（不図示）が保持されている。なお、保持部は、潤滑材を吸着すること等により潤滑材を保持してもよい。
図６に示すように、付勢部４３は支持部材４１の切欠き４１ａ内に、互いに第２方向Ｙに離間して一対配置されている。なお、図６中にシャフト１２を二点鎖線で示している。
一対の付勢部４３は、支持部材４１の切欠き４１ａ内の第３方向Ｚの第２の側の端に固定されている。一対の付勢部４３は、第３方向Ｚの第１の側に向かうに従い漸次、互いに離間するように配置されている。
なお、スラスト受け２３が備える付勢部４３の数は特に限定されず、１つでもよいし、３つ以上でもよい。

図５に示すように、突出部４４は、第３方向Ｚを厚さ方向とする板状に形成されている。突出部４４は、支持部材４１の第１方向Ｘの第２の側Ｘ２を向く外面から第２の側Ｘ２に向かって突出している。突出部４４及び支持部材４１は、第３方向Ｚの第２の側において互いに面一である。
スラスト受け２３を構成する支持部材４１、グリース溝４２、付勢部４３、及び一対の突出部４４は、軸受け３３と同一の材料で一体に形成されている。
図３に示すように、スラスト受け２３は、ギヤケーシング２２のシャフト穴２９内に配置されている。

図５に示すように、固定軸２４は、ステンレス鋼等の金属により円柱状に形成されている。図６に示すように、シャフト１２の外径、及びスラスト受け２３の切欠き４１ａの第２方向Ｙの幅は、互いに同程度である。
図３に示すように、固定軸２４は、ギヤケーシング２２及びスラスト受け２３の支持部材４１内にそれぞれ配置されている。より具体的には、固定軸２４は、ギヤケーシング２２の軸穴３０内、及び支持部材４１の貫通孔４１ｂ内にそれぞれ配置されている。このため、スラスト受け２３は、軸部材２４によりギヤケーシング２２に対して第１方向Ｘに固定されている。
図４に示すように、ギヤケーシング２２の軸穴３０内に配置された固定軸２４が、ギヤケーシング２２の連通孔３６を塞がないように、固定軸２４の長さが決められている。

図３に示すように、スラスト受け２３の支持部材４１における第１の側Ｘ１を向く外面は、グリース溝４２を介してウォーム１５の第１方向Ｘの第２の側Ｘ２の端面に接触して、この端面を第２の側Ｘ２側から支持している。軸部材２４によりギヤケーシング２２に固定されたスラスト受け２３の支持部材４１は、ギヤケーシング２２に対してウォーム１５が第２の側Ｘ２に移動するのを規制している。突出部４４は、シャフト穴２９の第３方向Ｚの第２の側の内面（ギヤケーシング２２の内面）に接触している。
支持部材４１の切欠き４１ａ内には、モータ１１のシャフト１２が配置されている（図６も参照）。一対の付勢部４３は、シャフト１２を第３方向Ｚの第１の側に付勢する。

ウォームホイールユニット２５では、大径ギヤ２５ａと小径ギヤ２５ｂとが同軸に形成されている。大径ギヤ２５ａは、ウォームホイールである。小径ギヤ２５ｂの種類は、特に限定されない。
ウォームホイールユニット２５は、ギヤ穴３１内に配置され、支持軸３８によりギヤケーシング２２に対して支持軸３８周りに回転可能に支持されている。大径ギヤ２５ａの歯部は、支持軸３８周りに複数形成されている。大径ギヤ２５ａの歯部は、ウォーム１５の歯部に、位置Ｐ１で噛み合っている。位置Ｐ１は、シャフト１２を挟んで固定軸２４とは反対側であって、固定軸２４よりも第１方向Ｘの第１の側Ｘ１に位置している。
なお、大径ギヤ２５ａとウォーム１５とが噛み合う位置Ｐ１と、固定軸２４と、の位置関係は、これに限定されない。

図１に示すように、カバー２６は円環状に形成されている。カバー２６は、ギヤケーシング２２におけるギヤ穴３１の開口周縁部を覆っている。図１及び図２に示すように、カバー２６の中心に形成された孔から、ウォームホイールユニット２５の小径ギヤ２５ｂが外部に突出している。

なお、以上のように構成された減速機付きモータ１を製造する際に、スラスト受け２３に固定軸２４を挿入する工程について説明する。
ギヤケーシング２２を第１方向Ｘの第１の側Ｘ１が下方となるように保持する。ギヤケーシング２２のシャフト穴２９内に、スラスト受け２３を挿入する。この際に、シャフト穴２９に対してスラスト受け２３が下方に落ちていく。
ギヤケーシング２２の軸穴３０の位置まで、スラスト受け２３の貫通孔４１ｂが充分に落ち切らない場合がある。この場合であっても、貫通孔４１ｂに案内部４１ｃが形成されているため、案内部４１ｃにより固定軸２４が貫通孔４１ｂ内に案内される。

次に、以上のように構成された減速機付きモータ１の動作について説明する。
モータ１１を駆動してシャフト１２を所定の向きに回転させると、シャフト１２とともにウォーム１５が回転する。ウォーム１５に噛み合うウォームホイールユニット２５の大径ギヤ２５ａが支持軸３８周りに回転し、カバー２６から外部に突出する小径ギヤ２５ｂからトルクが出力される。この際に、大径ギヤ２５ａから入力される荷重の向きが、図３に示すように、位置Ｐ１から固定軸２４に向かう向きＡにほぼ等しい。

ウォーム１５により支持部材４１が第１方向Ｘの第２の側Ｘ２の荷重を受けると、グリース溝４２は、貫通孔４１ｂよりも第３方向Ｚの第１の側に配置されているため、突出部４４は固定軸２４周りに第３方向Ｚの第２の側に移動するように回転しようとする。しかし、突出部４４は、シャフト穴２９の第３方向Ｚの第２の側の内面に接触しているため、この内面により回転するのが規制される。
スラスト受け２３が弾性を有する材料で形成されているため、スラスト受け２３が荷重を受けたときに、荷重による衝撃を吸収することができる。

以上説明したように、本実施形態の減速機付きモータ１によれば、固定軸２４により、ギヤケーシング２２に対して支持部材４１が固定されている。従って、ギヤケーシング２２に対して支持部材４１を確実に固定することができる。そしてこの支持部材４１により、ギヤケーシング２２に対してウォーム１５及びシャフト１２が第２の側Ｘ２に移動するのが規制され、ギヤケーシング２２のシャフト穴２９の底面２９ａにより、ギヤケーシング２２に対してシャフト１２が第１の側Ｘ１に移動するのが規制されている。このように、支持部材４１、固定軸２４、及びギヤケーシング２２のシャフト穴２９の底面２９ａという簡単な構成で、シャフト１２に第１の側Ｘの両側に作用する荷重をギヤケーシング２２により支持することができる。
そして、モータ１１はシャフト１２の第２の側Ｘ２に向かって作用する荷重を支持する必要が無いため、ギヤケーシング２２とモータ１１との接続を簡素化することができる。そして、減速機付きモータ１の製造コストを低減させ、減速機付きモータ１を軽量化することができる。

ギヤケーシング２２には、軸穴３０が形成されている。このため、ギヤケーシング２２の内部の圧力を調節するための軸穴３０を用いて、ギヤケーシング２２に固定軸２４を介して支持部材４１を支持させることができる。
支持部材４１の第１の側Ｘ１を向く外面には、グリース溝４２が形成されている。これにより、支持部材４１に対してウォーム１５を滑りやすくする潤滑材を、グリース溝４２により保持することができる。

支持部材４１における貫通孔４１ｂの端部には、案内部４１ｃが形成されている。従って、減速機付きモータ１の製造時において、案内部４１ｃにより固定軸２４を貫通孔４１ｂ内に案内し、固定軸２４を貫通孔４１ｂ内に挿入しやすくすることができる。
支持部材４１には、一対の付勢部４３が設けられている。第３方向Ｚの第１の側に付勢された状態でシャフト１２が回転するため、シャフト１２が回転するときにシャフト１２が振動したりシャフト１２から異音が発生するのを抑制することができる。

スラスト受け２３は、突出部４４を備えている。従って、ウォーム１５により荷重を受けた支持部材４１が固定軸２４周りに回転するのを抑えることができる。
大径ギヤ２５ａとウォーム１５とが噛み合う位置Ｐ１は、シャフト１２を挟んで固定軸２４とは反対側であって、固定軸２４よりも第１の側Ｘ１に位置している。大径ギヤ２５ａから入力される荷重の向きが、位置Ｐ１から固定軸２４に向かう向きにほぼ等しいため、大径ギヤ２５ａから入力される荷重を固定軸２４により効果的に支持することができる。

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施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構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。
例えば、前記実施形態では、スラスト受け２３は、グリース溝４２、付勢部４３、及び突出部４４を備えなくてもよい。スラスト受け２３の貫通孔４１ｂに案内部４１ｃが形成されなくてもよい。

１ 減速機付きモータ
１１ モータ
１２ シャフト
１５ ウォーム（第１ギヤ）
２２ ギヤケーシング（ケース）
２４ 固定軸（軸部材）
２５ａ 大径ギヤ（ウォームホイール）
２９ａ 底面（支持面）
３０ 軸穴（収容部）
３８ 支持軸
４１ 支持部材
４１ｂ 貫通孔
４１ｃ 案内部
４３ 付勢部
４４ 突出部
Ｐ１ 位置

Claims (7)

1. シャフトを有するモータと、
   前記シャフトの外周面に固定された第１ギヤと、
   前記モータの少なくとも一部及び前記第１ギヤをそれぞれ収容し、前記シャフトの先端を支持する支持面を有するケースと、
   前記ケース内に配置され、前記第１ギヤを前記シャフトの基端側から支持する支持部材と、
   前ケース及び前記支持部材内にそれぞれ配置された軸部材と、
   を備える減速機付きモータ。
2. 前記ケースには、前記ケースの内部に連通し、内部に前記軸部材が配置された穴部が形成されている請求項１に記載の減速機付きモータ。
3. 前記支持部材における前記第１ギヤを支持する外面には、潤滑材を保持する保持部が形成されている請求項１又は２に記載の減速機付きモータ。
4. 前記支持部材には、内部に前記軸部材が配置された貫通孔が形成され、
   前記支持部材における前記貫通孔の端部には、前記貫通孔の端に向かうに従い漸次、内径が大きくなる案内部が形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の減速機付きモータ。
5. 前記支持部材には、前記シャフトを前記シャフトの軸線に交差する方向に付勢する付勢部が設けられている請求項１から４のいずれか一項に記載の減速機付きモータ。
6. 前記支持部材の外面から突出し、前記ケースの内面に接触する突出部を備える請求項１から５のいずれか一項に記載の減速機付きモータ。
7. 前記第１ギヤは、ウォームであり、
   前記ケースに対して、前記シャフトの軸線に交差する方向に沿う支持軸周りに回転可能に支持され、前記ウォームに噛み合うウォームホイールを備え、
   前記ウォームと前記ウォームホイールとが噛み合う位置は、前記シャフトを挟んで前記軸部材とは反対側であって、前記軸部材よりも前記シャフトの先端側に位置している請求項１から６のいずれか一項に記載の減速機付きモータ。

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