JP2004129374A

JP2004129374A - 減速機付きモータ

Info

Publication number: JP2004129374A
Application number: JP2002289704A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Maruyama; 丸山　高裕
Original assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Current assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】モータの外周側への張り出しを小さくし、且つ回転軸の軸線方向の厚さも薄型化できる減速機付きモータを提供する。
【解決手段】アウターロータ型のモータ３２から入力された回転力を、減速機３４を介して出力軸３８から出力するように設けられた減速機付きモータ３０において、減速機３４は、出力軸３８に連結された太陽歯車５４と、太陽歯車５４に噛合して太陽歯車５４の外周または内周を公転しつつ自転する１または複数の遊星歯車４０と、各遊星歯車４０に噛合して遊星歯車４０の公転周囲を囲む内歯歯車であって各遊星歯車に対して相対的に停止しているリング状の固定歯車５６と、遊星歯車４０が装着されたキャリア４２とを備えた遊星歯車装置３０であり、キャリア４２がモータ３２のロータヨーク４２であり、遊星歯車４０は、ロータヨーク４２を挟んでモータ３２内の固定子４６と対向する位置に配置されている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータに減速機を一体に設けた減速機付きモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の窓ガラスを開閉するための駆動機構として、モータの回転軸にウォームギアを取り付けて減速機とし、モータからの入力軸と窓ガラスへの出力軸とが直交する方向に配置されているものが、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような駆動機構は、ウォームギアによって窓ガラス側から入力された力がモータ側へ回転力として伝達されないような構造になっている点については、優れているといえる。
しかし、ウォームギアを用いると、モータの回転軸と窓ガラス側への出力軸とが直交する構造にならざるえないため、窓ガラス側への出力軸に対して直交する方向へモータの回転軸の軸線方向への寸法が張り出してしまい、窓ガラス側への出力軸に対して直交する方向への省スペース化が図れなかった。
したがって、モータの回転軸と窓ガラス側への出力軸が同一方向に配置されているような構造の駆動機構が望まれていた。
【０００４】
なお、減速機としてウォームギアを用いずに、遊星歯車を減速機としてモータに取り付けた駆動機構が従来より考えられている（例えば、特許文献２参照）。このような構造とすることで、モータの回転軸と窓ガラス側への出力軸が同一方向に配置され、しかもモータの回転軸方向の長さを極めて短くすることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２１１７４４号公報（第１図、第２図等）
【特許文献２】
特開平７−３３６９４３号公報（第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、特許文献１に示されたようなウォームギアを用いた構造では、作動対象物（窓ガラス等）への出力軸に直交する方向であるモータの回転軸の軸線方向への寸法の張り出しを小さくしたいという課題があった。
また、特許文献２に示されたように遊星歯車を用いた場合では、遊星歯車がモータの外周に配置されていたので、モータの回転軸の軸線方向への長さを短くすることはできるが、モータの外周側（回転軸の径方向）への寸法が張り出してしまうという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、モータの外周側への張り出しを小さくし、且つ回転軸の軸線方向の厚さも薄型化できる減速機付きモータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明にかかる減速機付きモータによれば、ロータヨークを有するアウターロータ型のモータから入力された回転力を、減速機を介して出力するように設けられた減速機付きモータにおいて、前記減速機は、出力軸に連結された太陽歯車と、該太陽歯車に噛合して太陽歯車の外周または内周を公転しつつ自転する１または複数の遊星歯車と、遊星歯車に噛合して遊星歯車の公転周囲を囲む内歯歯車であって遊星歯車に対して相対的に停止しているリング状の固定歯車と、遊星歯車が装着されたキャリアとを備えた遊星歯車装置であり、前記キャリアが前記モータのロータヨークであり、前記遊星歯車は、前記ロータヨークを挟んでモータ内の固定子と対向する位置に配置されていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、モータのロータヨークと減速機のキャリアとを別個に設ける場合よりも減速機付きモータ全体のモータの回転軸の軸線方向の薄型化を図ることができ、また部品点数の削減によるコストダウンも図れる。さらに、遊星歯車が、ロータヨークを挟んでモータ内の固定子と対向する位置に配置されることで、モータの外周側には何らの構成部品を設けなくともよく、モータの外周側への張り出しを無くし、減速機付きモータ全体を小径とすることができる。
【０００９】
また、前記モータと前記遊星歯車装置とを覆うケースが設けられ、前記固定歯車は、ケースに固定されて設けられ、前記太陽歯車は、前記遊星歯車に噛合して遊星歯車の公転周囲を囲む内歯歯車であって、前記ケースに対して回転自在となるように設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、モータの回転によって回転するキャリアに配置された遊星歯車は、固定歯車と太陽歯車の両歯車に噛合して公転および自転する。減速機としての出力は太陽歯車である回転歯車から取り出されるので、回転歯車と固定歯車の歯数の比によって減速比を調整することができる。
【００１０】
さらに、モータの回転軸と減速機の出力軸が同一軸線上に配置されていてもよい。
【００１１】
また、前記固定歯車の周方向に対しての衝撃を緩衝する緩衝用ダンパを具備することを特徴とする。
これによると、減速機の出力軸からモータ側へ衝撃が入ってきた場合であっても、遊星歯車からの衝撃を受けた固定歯車が緩衝用ダンパでその衝撃を受けるので、固定歯車からケースに衝撃を伝達されず、遊星歯車装置の破損を防止できる。
【００１２】
なお、前記固定歯車には外方に突出する突出部が設けられ、前記緩衝用ダンパには前記固定歯車の突出部の周方向の両端部を挟んで保持する保持部が設けられていることによれば、固定歯車の衝撃（回転方向への衝撃）を確実に吸収できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は減速機付きモータの側面からの断面図を示し、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図を示す。
なお、本実施形態で説明するモータとしては、アウターロータ型のＤＣブラシレスモータであるとする。
【００１４】
まず、減速機付きモータ３０の全体構造について説明する。
減速機付きモータ３０は、モータの外周側に回転子ヨーク（本明細書中ではロータヨークと称している）が配置されたアウターロータ型のＤＣブラシレスモータ３２（以下、単にモータという）に、遊星歯車装置からなる減速機３４が一体に取り付けられて構成されている。
【００１５】
本実施形態における減速機付きモータ３０においては、減速機３４がモータ３２の回転軸３６の軸線の延出方向に配置され、且つモータ３２の外径と減速機３４の外形とがほぼ同一の径ａとなっている。
このため、モータ３２の外周側には減速機３４の出力軸等が配置されず、減速機付きモータ３０の径はモータ３２の径とほぼ同一の径となり、回転軸３６に直交する方向への省スペース化を図れる。
また、本実施形態では、モータ３２の回転軸３６と、減速機３４の回転軸３８（特許請求の範囲の出力軸）とは同一軸線ｂ上に位置するように設けられている。
【００１６】
また、本実施形態では、減速機３４の遊星歯車４０が取り付けられているキャリア４２がモータ３２のロータヨーク４２である。つまり、減速機３４のキャリア４２とロータヨーク４２とは兼用されているのである。
遊星歯車４０の自転軸５２はカシメ等によりキャリア４２に取り付けられる。遊星歯車４０は、キャリア４２を挟んで固定子４６（後述する）と対向する位置であって、回転軸３６の軸線方向に向かった位置に設けられる。
このような構成であるので、モータ３２のロータヨークと減速機３４のキャリアとを別個に設ける場合よりも減速機付きモータ３０全体の薄型化を図ることができ、また部品点数の削減によるコストダウンも図れる。また、モータ３２の外周側には減速機関係の何らの構成部材も設けなくともよい。
【００１７】
減速機付きモータ３０を構成するモータ３２と減速機３４とは、ケース６０内に収納されている。ケース６０は、減速機３４側を覆う上ケース６１とモータ３２側を覆う下ケース６２とから構成されている。
上ケース６１には、減速機３４の回転軸３８（出力軸）を回転自在に支持する支持部６４が形成されている。上ケース６１は単なる筒状の支持部６４により、上ケース６１の弾性力で回転軸３８を支持しているが、回転軸３８は軸受（図示せず）によって回転可能となるよう、上ケース６１に支持されていてもよい。
【００１８】
次に、モータ３２について説明する。
モータ３２は、下ケース６２内に、平面視円形の回路（配線）基板４４と、固定子４６と、固定子４６に対して回転する回転子であるロータヨーク４２とが収納されるようにして設けられている。
固定子４６は、鉄心５１とコイル５５とから構成されている。また、ロータヨーク４２の内壁にはマグネット５０が取り付けられている。
固定子４６の中心には、軸受４８を介して回転軸３６が回転自在に装着されている。回転軸３６の先端は、ロータヨーク４２に固定されている。
【００１９】
次に、減速機３４について説明する。
減速機３４は、遊星歯車装置を採用している。
減速機３４は、複数個の遊星歯車４０、４０・・と、各遊星歯車４０の自転軸５２を取り付けているキャリア４２と、各遊星歯車４０に噛み合う（噛合する）ように配置されており回転軸３８に接続された太陽歯車５４と、遊星歯車４０および太陽歯車５４に対して相対的に停止している固定歯車５６とを具備している。
【００２０】
固定歯車５６は、各遊星歯車４０の公転する軌道の周囲に設けられ、遊星歯車４０と噛み合う内歯歯車である。固定歯車５６は、上ケース６１に固定して取り付けられている。
また、固定歯車５６の上方には、回転する内歯歯車であって各遊星歯車４０と噛み合う太陽歯車５４が配置されている。太陽歯車５４も固定歯車５６と同様に、各遊星歯車４０の公転する軌道の周囲に設けられている。太陽歯車５４は、回転自在となるように上ケース６１には接触しないように設けられている。
図１では、固定歯車５６と太陽歯車５４は接触して摺動するように図示されているが、固定歯車５６と太陽歯車５４は接触していなくともよい。
【００２１】
固定歯車５６と太陽歯車５４は、共に遊星歯車４０と噛み合っているが、歯数は固定歯車５６と太陽歯車５４とでは異なっている。通常は太陽歯車５４の方が歯数が少なく、歯数および歯数差により減速比が設定できる。
太陽歯車５４は、回転軸３８から外周方向へ延びるフランジ６５に固定されており、遊星歯車４０の回転力を受けて回転軸３８を回転させる。
【００２２】
また、上述してきた実施形態の遊星歯車４０は、固定歯車５６に噛み合う部分と太陽歯車５４に噛み合う部分とが同一の歯数で形成されているものであった。しかし、遊星歯車４０の構造としてはこのようなものに限定されることはなく、固定歯車５６と噛み合う部分と、太陽歯車５４と噛み合う部分とで異なる歯数となるように一体の構造で２種類の歯が形成されるような構造であってもよい。例えば、遊星歯車４０の側面下部は、固定歯車５６に噛み合う部分であるので固定歯車５６の歯数に合わせた歯数が形成され、側面上部が太陽歯車５４に噛み合う部分であるので太陽歯車５６の歯数に合わせた歯数が形成され、異なる歯を有して一体の歯車として回転する遊星歯車４０であってもよい。
このような構成とすることで、太陽歯車５４と固定歯車５６のそれぞれに噛み合うよう遊星歯車４０の歯数の設定をしなくともよいので、減速比の設定の自由度が広がり、好適である。
【００２３】
図２に示すように、固定歯車５６は、平面視すると基本的には中心部分が開口して遊星歯車４０が配置されたリング状であり、リングの一部が外方に向けて突出した突出部６７が複数箇所にわたって形成されている。
上ケース６１には、固定歯車５６の回転方向への衝撃を緩衝するため、ゴムやゲル等の弾力を有する弾性材からなる緩衝用ダンパ６６が設けられている。緩衝用ダンパ６６は、リング状の本体７１と、固定歯車５６の突出部６７の周方向の端部６７ａ，６７ａを挟んで保持する保持部７０とから形成されている。
保持部７０は、固定歯車５６の突出部６７を周方向の両側から挟み込むように、突出部６７の両側に配置されている。
【００２４】
保持部７０は、本体７１から内方へ突出した後、本体７１の内周に沿って延出されて形成されている。このように、保持部７０は先端がフリー端部となった舌片状に形成されている。したがって、保持部７０の先端側と本体７１との間には隙間７２が形成され、保持部７０は基端側の連結部７４のみで本体７１と連結される。
【００２５】
緩衝用ダンパ６６の作用について説明する。
回転軸３８から出力された回転力で動作している作動対象物（例えば自動車の窓ガラス等）が停止箇所で急激に停止すると、回転力の反作用が大きな衝撃となって回転軸３８からモータ３２側へ入力されてしまう。
かかる場合、この衝撃は回転歯車５４を介して遊星歯車４０に伝達される。
すると、衝撃は遊星歯車４０から固定歯車５６にも周方向（矢印Ｂで示す）への回転力として伝達される。
ここで、固定歯車５６が衝撃によって回転しようとする力は、突出部６７が保持部７０に当接しているので、突出部６７に押圧された保持部７０が連結部７４を支点として変形して吸収される。
このように、回転軸３８からモータ３２側へ衝撃が入ってしまっても固定歯車５６においてその回転力を緩衝することができ、減速機３４の破損を防止できる。
【００２６】
また、キャリア（ロータヨーク）４２に、リブ４３を設けるとキャリア４２の強度を維持できるので好適である。
ここで示すリブ４３は、複数本同心円状に形成され、モータ３２内部方向に突出するように設けられている。
なお、リブ４３は、同心円状に形成しなくとも、放射状の直線として複数本形成してもよい。
【００２７】
以下、本実施形態の減速機付きモータの動作を説明する。
モータ３２はアウターロータ型であるのでコイル５５に励磁電流を流すことにより、マグネット５０を備えたロータヨーク４２が回転する。なお、ここでモータ３２自体の詳細な動作原理については省略する。
ロータヨーク（キャリア）４２の回転によって、各遊星歯車４０は、固定歯車５６と噛み合いつつ自転軸５２を中心に自転し、且つ回転軸３８の周囲を公転する。
太陽歯車５４は、遊星歯車４０の自転および公転によって回転する。このときの減速比は、上記のように固定歯車５６と太陽歯車５４との歯数差およびそれぞれの歯数により設定される。太陽歯車５４は、減速された回転力により回転軸３８を回転させる。回転軸３８が出力軸となって回転力が出力される。
【００２８】
なお、上述してきた遊星歯車装置としては、太陽歯車が遊星歯車の外周に配置された内歯歯車であった。
しかし、太陽歯車としては、各遊星歯車に噛合するように中心に位置して回転軸と連結された外歯歯車であってもよい。太陽歯車として、内歯歯車または外歯歯車のどちらを採用するかを選択することによって、設定し得る減速比の範囲を広げることができる。
【００２９】
また、上述してきた実施形態では、モータとしてはＤＣブラシレスモータについて説明したが、アウターロータ型またはアキシャルギャップ型であればＤＣブラシレスモータに限定されることはない。
また、遊星歯車の数は３つの場合を図示したが、遊星歯車の数はこれに限定されることはなく、単数でも複数でもよい。
【００３０】
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係る減速機付きモータによれば、モータの回転軸方向の薄型化を図ることができ、また部品点数の削減によるコストダウンも図れる。さらに、モータの外周側には何らの構成部品を設けなくともよく、モータの外周側への張り出しを無くし、減速機付きモータ全体を小径とすることができる。
【００３２】
請求項２記載の減速機付きモータによれば、減速機としての出力は太陽歯車である回転歯車から取り出されるので、太陽歯車と固定歯車の歯数の比によって減速比を調整することができる。
【００３３】
請求項３記載の減速機付きモータによれば、モータの回転軸方向への薄型化を図りつつも、モータの回転軸に直交する方向への張り出しも小さくできる。
【００３４】
請求項４記載の減速機付きモータによれば、減速機の出力軸からモータ側へ衝撃が入ってきた場合であっても、遊星歯車からの衝撃を受けた固定歯車が緩衝用ダンパでその衝撃を受けるので、固定内歯歯車がケースに衝撃を伝達したりせずに、遊星歯車装置の破損を防止できる。
【００３５】
請求項５記載の減速機付きモータによれば、固定歯車に伝達された衝撃を確実に吸収できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる減速機付きモータを側面から見た断面図である。
【図２】図１の減速機付きモータのＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
３０　　減速機付きモータ
３２　　モータ
３４　　減速機
３６　　回転軸
３８　　回転軸（出力軸）
４０　　遊星歯車
４２　　キャリア（ロータヨーク）
４３　　リブ
４４　　回路（配線）基板
４６　　固定子
４８　　軸受
５０　　マグネット
５１　　鉄心
５２　　自転軸
５４　　太陽歯車
５５　　コイル
５６　　固定歯車
６０　　ケース
６１　　上ケース
６２　　下ケース
６４　　支持部
６５　　フランジ
６６　　緩衝用ダンパ
６７　　突出部
７０　　保持部
７１　　本体
７２　　隙間
７４　　連結部
ａ　　　　径
ｂ　　　　同一軸線

Claims

ロータヨークを有するアウターロータ型のモータの回転軸から入力された回転力を、減速機を介して出力軸から出力するように設けられた減速機付きモータにおいて、
前記減速機は、出力軸に連結された太陽歯車と、該太陽歯車に噛合して太陽歯車の外周または内周を公転しつつ自転する１または複数の遊星歯車と、遊星歯車に噛合して遊星歯車の公転周囲を囲む内歯歯車であって遊星歯車に対して相対的に停止しているリング状の固定歯車と、遊星歯車が装着されたキャリアとを備えた遊星歯車装置であり、
前記キャリアが前記モータのロータヨークであり、
前記遊星歯車は、前記ロータヨークを挟んでモータ内の固定子と対向する位置に配置されていることを特徴とする減速機付きモータ。
前記モータと前記遊星歯車装置とを覆うケースが設けられ、
前記固定歯車は、ケースに固定されて設けられ、
前記太陽歯車は、前記遊星歯車に噛合して遊星歯車の公転周囲を囲む内歯歯車であって、前記ケースに対して回転自在となるように設けられていることを特徴とする請求項１記載の減速機付きモータ。
前記モータの回転軸と前記減速機の出力軸とは同一軸線上に配置されていることを特徴とする請求項２記載の減速機付きモータ。
前記固定歯車の周方向に対しての衝撃を緩衝する緩衝用ダンパを具備することを特徴とする請求項３記載の減速機付きモータ。
前記固定歯車には外方に突出する突出部が設けられ、
前記緩衝用ダンパには前記固定歯車の突出部の周方向の両端部を挟んで保持する保持部が設けられていることを特徴とする請求項４記載の減速機付きモータ。