JP2001153189A - 減速機構付モータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ出力軸が減速機の出力軸と干渉しない
ようにすること、並びに、小型化が可能なモータ装置を
提供すること。 【解決手段】 モータの出力を得るロータ１ａと、ロー
タ１ａと一体回転を行うモータ出力軸５と、減速機構１
ｂとを備えた減速機付モータ装置１において、モータ出
力軸５の構造を中空形状とし、その内部にモータ出力軸
５と同軸で減速機構１ｂからの出力を受ける出力シャフ
ト６を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はモータの出力となる
モータ出力軸の回転を、減速機構により減速を行う減速
機構を備えた減速機構付モータ装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置は、モータの出力を
入力軸（モータ出力軸と同じ位置）で受け、入力軸の回
転を入力軸上に設けられたピニオンを回転させ、ピニオ
ンに噛合するギヤへと伝達させる。このことにより、モ
ータ回転を減速させ、減速後の出力を入力軸とは異なっ
た場所に設けられる出力軸に伝達する内接噛合遊星歯車
構造が、特開平３−２６０４３６号公報に開示されてい
る。

【０００３】

【本発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
に示した構造では減速ギヤに別のギヤを噛合させて、減
速機構を形成しており、出力軸は入力軸とオフセットさ
れ、異なる軸となる。このため、モータ入力軸に取り付
けられるモータの外径が大きくなった場合には出力軸と
干渉することが起こり得る。

【０００４】また、この構造においては、モータは入力
軸に取り付けられた場合には、径方向に大きくなってし
まい、小型化に対応できなくなる。

【０００５】よって、本発明は上記の問題点に鑑みてな
されたものであり、モータ出力軸が減速機構を介した後
の出力軸と干渉しないようにすること、小型化が可能な
モータ装置を提供すること、を技術的課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに講じた第１の技術的手段は、ロータ（１ａ）と、該
ロータと一体回転を行うモータ出力軸（５）と、該モー
タ出力軸の回転を減速する減速機構（１ｂ）を備えた減
速機構付モータ装置（１）において、前記モータ出力軸
を中空形状とし、前記モータ出力軸の内部に前記モータ
出力軸と同軸で設けられ、前記減速機構の出力を伝達す
る出力シャフト（６）を備えたことである。

【０００７】第１の技術的手段によれば、モータ出力軸
を中空形状とし、その中に減速機構からの出力を伝達す
る出力シャフトを配設して、この出力シャフトをモータ
出力軸と同軸で設けたので、モータ出力軸および減速機
構の出力となる出力シャフトは同軸となり、このことか
ら、従来のようなモータの大きさによる干渉はなくな
る。

【０００８】また、モータ出力軸と減速機構を介した出
力シャフトは互いに同軸となるため、従来に比べ、外径
が大きくならず、小型化が可能な減速機構付モータ装置
が提供される。

【０００９】更に、上記の課題を解決するために講じた
第２の技術的手段は、モータの出力（１ａ）となるモー
タ出力軸（５）の回転を、減速機構（１ｂ）により減速
を行う減速機構付モータ装置（１）において、前記モー
タの出力となるモータ出力軸（５）と、該モータ出力軸
と一体回転を行う偏心カム（１３，１４）と、非回転側
（ハウジング２ｂ側）に固定される内歯ギヤ（１２）
と、動力伝達部（１ｂａ）を有すると共に外周に外歯
（２０ａ）が形成され、該外歯は前記内歯ギヤと歯数が
異なって、前記内歯ギヤと互いに噛合する外歯ギヤ（２
０）と、前記モータ出力軸が回転すると、前記動力伝達
部から前記外歯ギヤの回転を取り出す出力部材（１７）
と、を備えたものとした。

【００１０】第２の技術的手段によれば、モータ出力軸
の回転は偏心カムを介して外歯ギヤに伝達される。この
場合、内歯ギヤは非回転側に固定され、内歯の歯数と外
歯の歯数は互いに異なることから、非回転となる内歯ギ
ヤに対し、異なった歯数分だけずれる。この外歯ギヤに
は、例えば、孔が設けられ、この孔には出力部材に設け
られた突起部が入り、孔と突起部により動力伝達部を構
成して、動力伝達部から外歯ギヤの回転を出力部材で取
り出す構成をとることが可能である。よって、このよう
な構成をとれば、出力部材の出力をモータ出力軸と同軸
とすることが可能となるので、従来のようなモータの大
きさによる干渉はなくなる。また、このように同軸とで
きれば、小型化が可能な減速機構付モータ装置が提供さ
れる。

【００１１】この場合、動力伝達部に関し、動力を伝達
するための孔が出力部材に設けられ、孔に嵌まる突起部
が外歯ギヤに設けられていても良い。

【００１２】更に、モータ出力軸を中空形状として、出
力部材と一体回転を行う出力シャフト（６）を更に備
え、出力シャフトがモータ出力軸に挿通されるようにす
れば、この装置の両側から出力を取り出せる構成とする
ことが可能となる。

【００１３】尚、上記に示す括弧内の番号は、理解を容
易にするために、以下に示す本実施形態の対応番号を参
考までに付記した。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。図１では、減速機構付モータ装置
（以下、モータ装置と称する）１の構成を示す断面図を
示す。

【００１５】このモータ装置１は、ロータ１ａと、ロー
タ１ａの回転を減速する減速機構１ｂをハウジング２
（２ａ，２ｂ），３内部に備え、構成されている。

【００１６】モータ出力となるロータ１ａは、主に、モ
ータ出力軸５、コア８、巻線９、コンミュテータ１０か
ら成り立っている。この中でコア８は、図３に示すよう
に略Ｔ字形状した複数のティース部８ａを有している。
このコア８はモータ出力軸５に対して軸方向に形成され
た突起または溝（図示せず）によりスプライン結合して
周方向には回動せず、モータ出力軸５の回転と一体回転
を行う。このコア８は中央にモータ出力軸５が圧入され
挿通される孔８ｂを有し、軸方向に同形状且つ同材料
（例えば、鉄等）でできた複数の板状部材が重合して重
なっている。

【００１７】また、ロータ１ａを構成する巻線９は、コ
ア８のティース部８ａの周方向細くなった腹部に巻か
れ、コンミュテータ１０は、モータ出力軸５に取り付け
られる樹脂部１０ａおよび樹脂外周で複数に分かれたセ
グメント１０ｂから成り立っている。コア８のティース
部８ａに巻かれた巻線９は公知の巻き方（スター巻線）
により巻かれ、各セグメント１０ｂの軸方向端部に設け
られた爪部に引っかけられ、その部位で溶接等が施さ
れ、電気的に固定されている。

【００１８】各セグメント１０ｂはハウジング２ａの内
部に設けられた２つのブラシ１１によりプラス／マイナ
ス（図１では、１つのみを示す）の給電がなされるよう
になっている。ブラシ１１はブラシ１１を保持する直方
体部位を有するブラシホルダ１５に収められ、ハウジン
グ２ａに対し、ゴム２２を介してネジ１６等の固定手段
により固定されている。

【００１９】図１でベースとなるハウジング２ａには、
中央にモータ出力軸５を支持する軸受４が嵌まり、軸方
向に断面略Ｌ字形状の円柱形状を成すハウジング２ｂが
ネジ等の固定手段により固定されている。このハウジン
グ２ｂの図１に示す上部の内壁には磁石７が接着剤等の
強固な固定手段により固定されている。磁石７は図３に
示すように周方向にＮ極とＳ極が交互に４極設けられて
いる。尚、本実施形態では一例として４極のモータを示
すが、これには限定されないものとする。

【００２０】ロータ１ａのコンミュテータ１０が設けら
れるコア８の反対側には、モータ出力軸５と軸方向のス
プライン結合により環状のスペーサ２３が軸方向から挿
嵌されている。

【００２１】巻線９が巻かれたコア８を備えたモータ出
力軸５をハウジング２ａ，２ｂ内に収められた状態にお
いては、ティース部８ａの外周８ａｂは、磁束が飛び易
くなるように磁石７の内壁７ａとわずかではあるが、一
定の空隙が形成される。一方、ハウジング２ｂのもう一
方の開口は、ハウジング３および後述する出力部材１７
により閉塞される構成をとる。

【００２２】このように形成されたモータ部は外部から
ブラシ１１に図示しないハーネスを介して、給電を行
う。２つのブラシ１１に給電されると、ブラシ１１から
セグメント１０ｂを介し、巻線９に電流が流れるように
なっており、巻線９に電流が流れると、コア８、Ｎ極／
Ｓ極の磁石７、および、金属部材から成るハウジング２
ｂに磁力線が発生し、磁石７との吸引／反発力により、
ロータ１ａのテーィス部８ａは周方向に並んで設けられ
た磁石７に順次吸引／反発されることから、ロータ１ａ
は回転する。

【００２３】以上、モータ部について説明したが、次
に、減速機構１ｂについて説明を行う。

【００２４】ハウジング２ａ，２ｂ，３は非回転部材に
直接ないしは図示しないブラケット等を介して間接的に
取り付けられる。円柱形状を成すハウジング２ｂの内側
には段部２ｂｂが形成され、段部２ｂｂに軸方向の移動
が規制され、ｎ＋１（例えば、５２）個の内歯を有する
内歯ギヤ１２が嵌まっている。ハウジング２ｂの周方向
には３カ所に内歯ギヤ１２の突起部１２ａが嵌まる切欠
きが設けられており、この切欠きにより、内歯ギヤ１２
の周方向の移動が不可となっている。

【００２５】一方、モータ出力軸５の軸方向にはスペー
サ２３を介して、偏心カム１４が配設されている。偏心
カム１４と同形状且つ同材料から成る偏心カム１３はモ
ータ出力軸５に対して、１８０度ずれた位置関係で配設
されている。２つの偏心カム１３，１４には、接触抵抗
を小さくするメタル軸受（軸受）２４，２５を介して、
同じ形状且つ同材料から成る外歯ギヤ２０，２１が嵌め
られている。

【００２６】偏心カム１３，１４に対し、軸受２４，２
５を介して外歯ギヤ２０，２１が共にモータ出力軸５に
対して組み付けられた状態では、外歯ギヤ２１は図１に
示す左側で内歯ギヤ１２と噛合し、右側では内歯ギヤ１
２と噛合しない状態となる。また、これとは逆に、外歯
ギヤ２０は図１に示す右側で内歯ギヤ１２と噛合し、左
側では内歯ギヤ１２と噛合しない状態となる。つまり、
２つの外歯ギヤ２０，２１は偏心カム１３，１４が互い
に１８０度ずれた位置関係で取り付けられることから、
内歯ギヤ１２と噛合する外歯ギヤ２０，２１は互いに１
８０度だけずれた位置関係で噛合する。

【００２７】外歯ギヤ２０，２１は、内歯ギヤ１２と歯
数が異となるよう、外周にｎ(例えば、５１)個の外歯２
０ａを有すると共に、互いに周方向内部に６つの孔１９
を有している。この場合、外歯ギヤ２０，２１に設けら
れる外歯と内歯ギヤ１２の歯数はこれに限定されない。
一方、図１に示す偏心カム１３、軸受２４の上部には軸
方向断面が凸形状を成し、内歯ギヤ１２に対する外歯ギ
ヤ２０，２１の偏心カム１３，１４の偏心回転に伴う偏
心運動を、回転運動に変換して動力が取り出すことが可
能な出力部材１７が配設される。具体的には、この出力
部材１７には２つの外歯ギヤ２０，２１に設けられた孔
１９に入り込む突起部１７ａが設けられ、突起部１７ａ
は孔１９の径より幾分小さくなっている。また、突起部
１７ａの外周には樹脂コーティングが施されており、孔
１９との接触抵抗が小さくなっている。また、出力部材
１７の中央内側にはロータ回転軸と同軸となるギヤ面１
７ｂが設けられ、このギヤ面１７ｂに対し、図１に示す
下側から中空のモータ出力軸５を貫通した状態で一方の
側がギヤ面１７ｂと噛合する出力シャフト６が配設され
る。この出力シャフト６により、ロータ１ａの回転によ
り得られる出力を同軸でモータ装置１の軸方向両側から
取り出すことができる。

【００２８】次に、減速機構１ｂの動作について説明す
る。減速機構１ｂは、ロータ１ａがブラシ１１への給電
により回転すると、モータ出力軸５にスプライン結合す
る偏心カム１３，１４が共に一体回転する。この偏心カ
ム１３，１４は最大径と最小径とが互いに１８０度だけ
ずれた位置関係で配設されるので、偏心カム１３，１４
にメタル軸受２４，２５および外歯ギヤ２０，２１が配
設された状態でにおいて、内歯ギヤ１２に対して、互い
に１８０度ずれた位置で噛合するものとなる。例えば、
偏心カム１４が図１に示す左側で最大径となっている場
合には、外歯ギヤ２１の外歯２１ａは図１に示す左側の
みで噛合し、右側では最小径となるため外歯２１ａとは
噛合しない。この状態において、偏心カム１３は図１に
示す右側で最大径となり、外歯ギヤ２０の外歯２０ａは
図１に示す右側のみで噛合するが、左側では最小径とな
り外歯２０ａは噛合しないものとなる（図２参照）。こ
のような構成により、非回転側に固定される内歯ギヤ１
２に対し、外歯ギヤ２０，２１は互いに回転を行うので
あるが、内歯ギヤ１２と外歯ギヤ２０，２１は、歯数が
ｎとｎ＋１という関係で１歯ずれていることから相対回
転が生じるものとなる。つまり、外歯ギヤ２０，２１は
内歯ギヤ１２に対して偏心運動を行いながらモータ出力
軸５のまわりを公転しながら回転する。この外歯ギヤ２
０，２１の偏心回転を、孔１９と孔１９の中に入って動
力伝達を行う突起部１７ａとで構成される動力伝達部１
ｂａから動力を取り出すのであるが、この場合、外歯ギ
ヤ２０，２１の偏心運動を突起部１７ａより大径の孔１
９により吸収して、出力部材１７によりその偏心運動は
回転運動に変換されるようになっている。つまり、モー
タ出力軸５が１回転することで、内歯ギヤ１２の内歯１
２ｂと外歯２０ａとの噛合位置が回転に伴い１歯ずれる
ことによって、モータ出力軸５が５２回転すると、減速
機構１ｂにより減速されて、出力シャフト６は１回転す
るものとなる。

【００２９】尚、上記の構成では、動力伝達部１ｂａを
孔１９と突起１７ａにより動力伝達を行うようにした
が、外歯ギヤ２０，２１ｎの偏心運動を回転運動に変換
できる部位を備えている構成であれば、これに限定され
ない。

【００３０】

【効果】本発明によれば、モータ出力軸を中空形状と
し、その中に減速機構からの出力を伝達する出力シャフ
トを配設して、この出力シャフトをモータ出力軸と同軸
で設けたので、モータ出力軸および減速機構の出力とな
る出力シャフトは同軸上に設けられるため、従来のよう
なモータの大きさによる干渉はなくなり、装置の両側か
らモータ出力を取り出すことができる。

【００３１】また、モータ出力軸と出力シャフトは互い
に同じハウジング内で同軸となるため、従来に比べ、外
径が大きくならず、小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態における減速機構付モー
タ装置の構成を示す軸方向断面図である。

【図２】 図１に示す減速機構のＡ−Ａ断面図である。

【図３】 図１に示すモータ部のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１ 減速機構付モータ装置（モータ装置） １ａ ロータ １ｂ 減速機構 １ｂａ 動力伝達部 ５ モータ出力軸（モータの出力） ６ 出力シャフト １２ 内歯ギヤ １３，１４ 偏心カム １７ 出力部材 １７ａ 突起部 １９ 孔 ２０，２１ 外歯ギヤ ２０ａ，２１ａ 外歯

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータと、該ロータと一体回転を行うモ
   ータ出力軸と、該モータ出力軸の回転を減速する減速機
   構を備えた減速機構付モータ装置において、 前記モータ出力軸を中空形状とし、前記モータ出力軸の
   内部に前記モータ出力軸と同軸で設けられ、前記減速機
   構の出力を伝達する出力シャフトを備えたことを特徴と
   する減速機構付モータ装置。
2. 【請求項２】 モータの出力となるモータ出力軸の回転
   を、減速機構により減速を行う減速機構付モータ装置に
   おいて、 前記モータの出力となるモータ出力軸と、 該モータ出力軸と一体回転を行う偏心カムと、 非回転側に固定される内歯ギヤと、 動力伝達部を有すると共に外周に外歯が形成され、該外
   歯は前記内歯ギヤと歯数が異なって、前記内歯ギヤと互
   いに噛合する外歯ギヤと、 前記モータ出力軸が回転すると、前記動力伝達部から前
   記外歯ギヤの回転を取り出す出力部材と、を備えたこと
   を特徴とする減速機構付モータ装置。
3. 【請求項３】 前記モータ出力軸を中空形状とし、該出
   力部材と一体回転を行う出力シャフトを更に備え、該出
   力シャフトが前記モータ出力軸に挿通されることを特徴
   とする請求項２に記載の減速機構付モータ装置。