JP2006180656A - 光学式検出器を備えたギアドモータ - Google Patents

Abstract

【課題】光学式検出器の容易な取付けが可能の光学式検出器を備えたギアドモータの提供。
【解決手段】モータ軸の回転を減速する減速歯車列を収納するギアケース２１と、これを閉蓋する中蓋２５と、中蓋２５の上に取着し、中蓋２５から突出した出力軸２０ａの回転を検出するためのフォトインターラプタ３３を実装して成る基板３４を収納する検出部２３０を備え、検出部２３０は中蓋２５に対向する端板３５に対して基板３４を起立姿勢で保持する基板ホルダ部２３１〜２３３を一体的に有し、基板ホルダ部２３１〜２３３は差し込み案内溝部を有し、その差し込み案内溝部が端板３５に対し起立姿勢の基板３４をその板厚方向に挟持する。基板ホルダ部２３２の一面がフォトインターラプタ３３を位置決めしている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、ステッピングモータ等を用いたギアドモータに関し、特に、その出力軸の回転を検出する光学式検出器を備えたギアドモータに関する。

ステッピングモータの脱調等による回転検出の誤差を是正するため、特開平６―３８４９６においては、図８に示す構成が採用されている。この図８に示す車両用計器はギアドモータとして、ステッピングモータ１と、そのモータ軸１ａの回転を減速する減速歯車列２と、この減速歯車列２の出力軸２ａに取着し小開口３ａを穿ったスリット円板３と、スリット円板３を厚み方向に挟みその回転に伴う小開口３ａの通過毎の光量変化を検出するフォトインターラプタ４とを有する。減速歯車列２は軸受板５と上ケース６との中に収納され、フォトインターラプタ４は支柱４ａを以って上ケース６に支持されている。
特開平６―３８４９６（図４）

上記の車両用計器においては、スリット円板３及びフォトインターラプタ４を保護するために、上ケース６には端蓋（エンドキャップ）を取着する必要があるが、スリット円板３を用いているため、フォトインターラプタ４は上ケース６の面に沿って径方向内側へスライドさせてから支柱４ａを上ケース６に固定することになる。しかしながら、別体の支柱４ａを上ケース６に固定する場合、支柱４ａの位置決めが難しく、また車両の振動等により支柱４ａに撓み振動が生じるので、回転検出に狂いが生じ易い。

そこで上記問題点に鑑み、本発明の第１の課題は、光学式検出器の容易な取付けが可能の光学式検出器を備えたギアドモータを提供することにある。

本発明の第２の課題は、回転検出の狂いを抑制できる光学式検出器を備えたギアドモータを提供することにある。

本発明に係る光学式検出器を備えたギアドモータは、モータ軸の回転を減速する減速歯車列を収納する第１ケースと、この第１ケースを閉蓋する第２ケースと、この第２ケースの上に取着し、第２ケースから突出した出力軸の回転を検出するための光学式検出器を実装して成る基板を収納する第３ケースとを備え、第３ケースは、第２ケースに対向する端板に対して基板を起立姿勢で保持する基板ホルダ部を一体的に有することを特徴とする。

予め光学式検出器を実装して成る基板を第３ケースの基板ホルダ部に組込んでから、第３ケースを第２ケースに取着することで、組み付け操作を容易に済ませることができる。基板ホルダ部が第３ケースに一体的に形成されているので、基板の組み込みにおいては締着部品を用いずに済む。また、基板にはコネクタを予め実装できるので、ギアドモータの機器搭載時に適宜配線長の電気接続を簡単に行うことができる。

この基板ホルダ部が差し込み案内溝部を有し、その差し込み案内溝部が第３ケースの端板に対し起立姿勢の基板をその板厚方向に挟持する構造にあっては、基板が差し込み案内溝部で板厚方向に挟持されるので、基板のブレが起こり難くなり、回転検出の狂いを抑制できる。

基板ホルダ部が基板を保持するばかりか、少なくともその一所が光学式検出器を位置決めして成る場合は、光学式検出器の被検出部に対する位置決めを規定できるので、ギアドモータに衝撃・振動が加わっても、回転検出の狂いを抑制できる。

基板ホルダ部として、第２ケースに対向する端板側から一体的に起立した少なくとも３本の柱状突起を有し、これら柱状突起が端板に対し起立姿勢の基板の表裏面を押圧して当該基板をその板厚方向に挟持して成る構造にあっては、基板が板厚方向に挟持されるので、基板のブレが起こり難くなり、回転検出の狂いを抑制できる。しかも、柱状突起は弾性を持ち、また基板が僅少な反りを以って弾力的に挟み込まれるので、振動等によっても基板のブレは生じ難い。

これら柱状突起のうち少なくとも１本が光学式検出器を位置決めして成る場合は、光学式検出器の被検出部に対する位置決めを規定できるので、ギアドモータに振動等が加わっても、回転検出の狂いを抑制できる。また、柱状突起のうち２本が光学式検出器を挟み込んで成る場合は、光学式検出器の位置決めが万全となる。

なお、基板の基板ホルダ部からの万が一の抜けを阻止するためには、第２ケースは基板の反端板側の縁端を押え込んで成ることが望ましい。

本発明によれば、光学式検出器の容易な取付けが可能となる。また回転検出の狂いを防止できる。

次に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施例１に係る光学式検出器を備えたギアドモータを示す縦断面図、図２は同ギアドモータにおける減速部を示す分解斜視図、図３は同ギアドモータにおける検出部を示す斜視図、図４（Ａ）は同検出部を示す底面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）中のＢ―Ｂ′に沿って切断した状態を示す断面図である。

本例の光学式検出器を備えたギアドモータは、ステッピングモータ１０と、そのモータ軸１０ａの回転を減速する減速部２０と、その出力軸２０ａの回転を検出するための検出部３０とを有する。

減速部２０は、減速歯車列２２（ギア２２ａ〜２２ｆ）を収納するギアケース（第１ケース）２１と、このギアケース２１の底面軸受部２１ａで一端が軸支された出力軸２０ａを支承するラジアル軸受部２５ａを持ち、ギアケース２１を閉蓋する中蓋（第２ケース）２５とを有する。

検出部３０は、中蓋２５に冠着する端蓋（第３ケース）３１と、軸受部２５ａから突出する出力軸２０ａに取着した回転体３２と、フォトインターラプタ３３を実装した基板３４とを有する。端蓋３１は出力軸２０ａをケース外へと突出させるための軸貫通孔３１ａを有する。ラジアル軸受部２５ａから突出する出力軸２０ａはＤ形カットとして形成されている。なお、減速部２０のギアケース２１と減速部２０の中蓋２５と検出部３０の端蓋３１とは一対のネジ孔（取付孔）ｈ_１，ｈ_２，ｈ_３を用いて積み重ね状態で螺着される。また、中蓋２５の張出片の取付孔２６と端蓋３０の張出片の取付孔３８とを重ね合わせ、取り付けボルト（図示せず）を用いて当該ギアドモータが所定箇所に取り付けられる。

この回転体３２は、出力軸２０ａに嵌るボス部３２ａと、このボス部３２ａからラジアル軸受部２５ａ側へ突出した筒状油除け部３２ｂと、ボス部３２ａから筒状油除け部３２ｂの位置よりも径外方へ張り出た被検出部としての遮光突片部３２ｃとを一体的に有する。ラジアル軸受部２５ａは隙間を空けて筒状油除け部３２ｂ内に嵌っている。

端蓋３１は、図４に示す如く、基板ホルダ部として、中蓋２５に対向する端板３５から起立して非直線状に並んだ４本の円柱状突起３５ａ〜３５ｄを一体的に有する。これら円柱状突起３５ａ〜３５ｄの周面間においては端板３５に対し起立姿勢の基板３４がその板厚方向で挟持されている。基板３４の表側（フォトインターラプタ側）を押圧する３本の円柱状突起３５ｂ〜３５ｄは略直線状に配列されているが、基板３４の裏側を押圧する円柱状突起３５ａはそれらより端蓋３１の縁側に位置し、基板３４は弾力性のある円柱状突起３５ａ〜３５ｃの間で僅少な反りを以って固定されている。フォトインターラプタ３３は円柱状突起３５ｃ，３５ｄの間に挟まれて位置決めされている。基板３４の縁端は中蓋２５で押え込まれている。基板３４の裏面側にはコネクタ３６が実装されており、端蓋３１の縁に形成された切欠きＳを介してリード線（図示せず）が接続されるようになっている。

減速歯車列２２にはグリースが塗布されているが、歯車転写や遠心力によって出力軸２０ａの周面に徐々に滲み出し、出力軸２０ａの反減速歯車列側の周面へ伝わることになる。しかしながら、回転体３２はボス部３２ａから減速歯車列側へ突出した筒状油除け部３２ｂを有しているため、出力軸２０ａの周面から飛び散るグリースを筒状油除け部３２ｂが遮る。このため、遮光突片部３２ｃ及びフォトインターラプタ３３へのグリース付着を防止できる。また、グリースが出力軸２０ａの周面から筒状油除け部３２ｂの内周面における減速歯車列寄りの先端にまで達した場合でも、そこから飛び散るグリースはもはやフォトインターラプタ３３の発光窓及び受光窓には付着しない。従って、フォトインターラプタ３３の回転検出のグリース付着による狂いを防止できる。更に、回転体３２が筒状油除け部３２ｂを一体的に有するため、従来と同様に、回転体３２の１部品だけで済ませることができる。

本例におけるフォトインターラプタ３３を実装した基板３４の固定方法は、基板３４の厚さバラツキや円柱状突起３５ａ〜３５ｃの成形バラツキがあっても、基板３４を円柱状突起３５ａ〜３５ｃの間で幾分の反りを持たせて挟み込むものであるから、フォトインターラプタ３３の容易な取付けが可能となり、フォトインターラプタ３３の回転体３２に対する位置決め精度を高めることができ、回転検出の狂いを抑制できる。特に、フォトインターラプタ３３が円柱状突起３５ｃ，３５ｄに挟まれているので、フォトインターラプタ３３の位置決めが万全となる。

図５は本発明の実施例２に係る検出部を示す斜視図、図６は同検出部を示す縦断面図である。
本例の検出部１３０の実施例１に係る検出部３０と異なる点は、回転体４２とＯリング４３の点にあり、その余の構成は検出部３０と同じであるので、その説明は割愛する。

回転体４２は、出力軸２０ａに嵌るボス部４２ａと、このボス部４２ａからラジアル軸受部２５ａ（図１参照）側へ突出した周壁部４２ｂと、ボス部４２ａから周壁部４２ｂの位置よりも径外方へ張り出た被検出部としての遮光突片部４２ｃとを一体的に有し、周壁部４２ｂ内で出力軸２０ａにＯリング４３が密着状態で外嵌している。また、Ｏリング４３は、ラジアル軸受部２５ａとも密着状態となっている。

本例においても、減速歯車列２２に塗布されたグリースは、歯車転写や遠心力によって出力軸２０ａの周面に徐々に滲み出し、出力軸２０ａの反減速歯車列側の周面へ伝わることになる。しかしながら、回転体４２はボス部４２ａから減速歯車列側へ突出した周壁部４２ｂを有し、この周壁部４２ｂ内で出力軸２０ａに外嵌してラジアル軸受部２５ａに密着したＯリング４３によって、グリースの出力軸２０ａの周面及びＯリング４３表面に沿う伝わりを阻止できるので、遮光突片部４２ｃ及びフォトインターラプタ３３へのグリース付着を防止できる。

図７は本発明の実施例３に係る検出部を示す斜視図である。本例の検出部２３０の実施例１に係る検出部３０及び第２実施例に係る検出部１３０と異なるところは、基板ホルダ部の点にある。

即ち、検出部２３０は、中蓋２５に対向する端板３５に対して基板３４を起立姿勢で保持する角形の基板ホルダ部２３１〜２３３を一体的に有し、各基板ホルダ部２３１〜２３３には差し込み案内溝部（図示せず）が形成されており、その差し込み案内溝部が端板３５に対し起立姿勢の基板３４をその板厚方向に挟持している。真中の基板ホルダ部２３２の一面がフォトインターラプタ３３を位置決めしている。基板３４の抜け止めのため、実施例１と同様に、基板３４の縁端は中蓋２５で押え込まれている（図示せず）。

斯かる基板固定構造でも、フォトインターラプタ３３の容易な取付けが可能となり、フォトインターラプタ３３の回転体３２に対する位置決め精度を高めることができ、回転検出の狂いを抑制できる。特に、基板ホルダ部２３２の一面がフォトインターラプタ３３を位置決めしているので、回転検出の狂いを抑制できる。また、基板ホルダ部２３３の一面も加えて、二所でフォトインターラプタ３３を位置決めすることも可能である。

なお、上記ギアドモータにおいてはステッピングモータ１０を用いてあるが、ブラシ付きモータ等を用いることができる。

本発明の実施例１に係る光学式検出器を備えたギアドモータを示す縦断面図である。 同ギアドモータにおける減速部を示す分解斜視図である。 同ギアドモータにおける検出部を示す斜視図である。 （Ａ）は同検出部を示す底面図、（Ｂ）は（Ａ）中のＢ―Ｂ′に沿って切断した状態を示す断面図である。 本発明の実施例２に係る検出部を示す斜視図である。 同端蓋を示す縦断面図である。 本発明の実施例３に係る検出部を示す斜視図である。 （ａ）は従来の光学式検出器を備えるギアドモータを示す縦断面図、（ｂ）はその光学式検出器を示す斜視図である。

符号の説明

１，１０…ステッピングモータ
１ａ，１０ａ…モータ軸
２，２２…減速歯車列
２ａ，２０ａ…出力軸
３…スリット円板
３ａ…小開口
４，３３…フォトインターラプタ
４ａ…支柱
２０…減速部
２２ａ〜２２ｆ…ギア
２１…ギアケース
２１ａ…底面軸受部
２５ａ…ラジアル軸受部
２５…中蓋
３０，１３０，２３０…検出部
３１…端蓋
３２、４２…回転体
３４…基板
３１ａ…軸貫通孔
３２ａ，４２ａ…ボス部
３２ｂ…筒状油除け部
３２ｃ，４２ｃ…遮光突片部
３３ａ…端子
３５…端板
３５ａ〜３５ｄ…円柱状突起
３６…コネクタ
４２ｂ…周壁部
４３…Ｏリング
２３１〜２３３…基板ホルダ部
２６，２８，ｈ_１，ｈ_２，ｈ_３…取付孔
Ｓ…切欠き

Claims (7)

1. モータ軸の回転を減速する減速歯車列を収納する第１ケースと、この第１ケースを閉蓋する第２ケースと、この第２ケースの上に取着し、前記第２ケースから突出した出力軸の回転を検出するための光学式検出器を実装して成る基板を収納する第３ケースとを備え、前記第３ケースは、前記第２ケースに対向する端板に対して前記基板を起立姿勢で保持する基板ホルダ部を一体的に有することを特徴とする光学式検出器を備えたギアドモータ。
2. 請求項１において、前記基板ホルダ部は、差し込み案内溝部を有し、前記差し込み案内溝部が前記端板に対し起立姿勢の前記基板をその板厚方向に挟持することを特徴とする光学式検出器を備えたギアドモータ。
3. 請求項１又は請求項２において、前記基板ホルダ部の少なくとも一所が前記光学式検出器を位置決めして成ることを特徴とする光学式検出器を備えたギアドモータ。
4. 請求項１において、前記基板ホルダ部は、前記第２ケースに対向する端板側から一体的に起立した少なくとも３本の柱状突起を有し、これら柱状突起が前記端板に対し起立姿勢の前記基板の表裏面を押圧して当該基板をその板厚方向に挟持して成ることを特徴とする光学式検出器を備えたギアドモータ。
5. 請求項４において、前記柱状突起のうち少なくとも１本は、前記光学式検出器を位置決めして成ることを特徴とする光学式検出器を備えたギアドモータ。
6. 請求項５において、前記柱状突起のうち２本は、前記光学式検出器を挟み込んで成ることを特徴とする光学式検出器を備えたギアドモータ。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、前記第２ケースが前記基板の反端板側の縁端を押え込んで成ることを特徴とする光学式検出器を備えたギアドモータ。

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