JP2010233446A - Geared motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ギヤードモータに関し、さらに詳しくは、モータによって駆動される出力部材の回転位置を検出するための磁気検出素子およびこの磁気検出素子が感知する磁性体を備えたギヤードモータに関するものである。 The present invention relates to a geared motor, and more particularly, to a magnetic detection element for detecting the rotational position of an output member driven by the motor and a geared motor including a magnetic material sensed by the magnetic detection element.
例えば、特許文献1に記載されるように、モータの回転動力を複数の歯車を介して出力するギヤードモータが知られている。特許文献1に記載されるギヤードモータは、出力軸(出力部材)と一体成形された従動歯車にマグネットが埋設され、これと対向する位置に、基板上に実装された磁気検出素子を配置することで、出力軸の回転位置が検出可能となっている。
For example, as described in
この引用文献1の従動歯車は、動力伝達の入力部となる歯部の強度低下を防止するため、マグネットを歯部から離間させて従動歯車の内側に配設している。また、マグネットを歯部から離間させているので、歯部にかかる応力によって歯部近傍が変形してマグネット位置がずれてしまうことがない。
In the driven gear of this cited
特許文献1のように、出力軸と従動歯車が一体成形された伝達部材として構成されている場合、歯部から入力したモータ側からの動力は、出力軸から出力される。そのため、特許文献1のようにマグネットが、歯部から出力軸までの途中位置、すなわち、動力の伝達経路の途中位置に配設されている場合、図示されない被駆動体に大きな応力がかかると、従動歯車の歯部と出力軸との間にも大きな応力がかかり、マグネットが配設されている出力軸と歯部との途中位置が変形して、マグネットの位置が変化し、検出精度が低下してしまうという第一の問題がある。
When the output shaft and the driven gear are configured as a transmission member integrally formed as in
さらに、特許文献1のギヤードモータの場合、マグネットが従動歯車の外側に配設されている場合に比較し、回転方向によって検出誤差が大きくなってしまうという第二の問題がある。この問題について図10を用いて説明する。なお、図10は、特許文献1のギヤードモータの問題点を説明するため、出力軸(出力部材)を時計回り、反時計回りに回転させた場合の磁気検出素子におけるマグネットの検出位置の違いを説明するための説明図である。
Furthermore, in the case of the geared motor of
例えば、マグネット72から発生する磁界が図10に示すような磁界MFである場合(この形状はあくまで例示である。)において、磁気検出素子70によるマグネット72の検出可能な位置が、図10に示した磁界MFの最も外側の磁力線と、検出点Pとが重なった位置であるとする。図10の点Cを中心として図示されない出力軸が時計回りに回転すると、マグネット72が時計回りに回転する。この場合、磁界MFの最も外側の磁力線と、検出点Pとが図10の左側(中心軸Aより左)で重なった位置でマグネット72が検出される。一方、図示されない出力軸が反時計回りに回転すると、マグネット72が反時計回りに回転する。この場合には、磁界MFの最も外側の磁力線と、検出点Pとが図10の右側(中心軸Aより右)で重なった位置でマグネット72は検出される。つまり、磁気検出素子70によるマグネット72の検出位置は、出力軸(マグネット72)の回転方向によって中心軸Aの左側であったり右側であったりする。その結果、出力軸を時計回り、反時計回りに回転させた場合の磁気検出素子におけるマグネットの検出位置は、大きく異なることになる。
For example, when the magnetic field generated from the
この出力軸(マグネット72)の回転方向におけるマグネットの検出位置のずれ量(以下、単に検出誤差という。)は、相対的にマグネット72を内側に配設した場合(図10(a))と、相対的に外側に配設した場合(図10(b))とを比較すれば分かるように、マグネット72を外側に配設した場合よりも内側に配設した場合の方が大きくなる。すなわち、図10(a)の場合、点Cと検出点Pとを結ぶ直線と点Cと検出体72とを結ぶ直線とが交わる角度は比較的大きくなり、図10(b)の場合、点Cと検出点Pとを結ぶ直線と点Cと検出体72とを結ぶ直線とが交わる角度は比較的小さくなるため、出力軸(マグネット72)の回転方向の違いによる検出誤差は、マグネット72を外側に配設した場合よりも内側に配設した場合の方が大きくなる。
The amount of deviation of the detection position of the magnet in the rotation direction of the output shaft (magnet 72) (hereinafter simply referred to as detection error) is relative to the case where the
上記問題に鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、伝達された駆動力を出力する伝達部材としての出力部材において、回転方向の違いによる出力部材の回転位置の検出誤差を小さく抑えることにより、出力部材の回転位置の検出精度を高めたギヤードモータを提供することにある。 In view of the above problems, the problem to be solved by the present invention is to suppress the detection error of the rotation position of the output member due to the difference in the rotation direction in the output member as the transmission member that outputs the transmitted driving force. An object of the present invention is to provide a geared motor with improved detection accuracy of the rotational position of the output member.
上記課題を解決するために本発明に係るギヤードモータは、モータと、該モータの駆動力が歯車輪列を介して伝達されるとともに、伝達された前記モータの駆動力を出力する出力部材と、該出力部材の回転位置を検出するための磁気検出素子および該磁気検出素子と対をなす磁性体とを備えるギヤードモータにおいて、前記出力部材には、前記歯車輪列に伝達された前記モータの駆動力が入力される入力部と、該入力部に入力された前記モータの駆動力が出力される出力部と、前記入力部および前記出力部より径方向の外側に突出した延設部とが一体成形により設けられ、該延設部の径方向の外壁近傍に前記磁気検出素子または前記磁性体のいずれか一方が固定されていることを要旨とするものである。 In order to solve the above problems, a geared motor according to the present invention includes a motor, and an output member that transmits the driving force of the motor through the gear train, and outputs the transmitted driving force of the motor. In a geared motor comprising a magnetic detection element for detecting the rotational position of the output member and a magnetic body that forms a pair with the magnetic detection element, the output member is driven by the motor transmitted to the tooth wheel train. An input part to which force is input, an output part from which the driving force of the motor input to the input part is output, and an extending part projecting radially outward from the input part and the output part are integrated. It is provided by molding, and the gist is that either the magnetic detection element or the magnetic body is fixed in the vicinity of the outer wall in the radial direction of the extending portion.
本発明に係るギヤードモータによれば、出力部材には、モータの駆動力が入力される入力部および被駆動体に伝達するための出力部が形成され、この入力部および出力部より径方向の外側に突出した延設部が一体成形により設けられている。そのため、出力部材の回転位置を検出するための磁気検出素子または磁性体のいずれか一方をこの外側に突出した延設部の径方向の外壁近傍に固定することができ、これにより、出力部材の回転方向の違いによる出力部材の回転位置の検出誤差を小さく抑えることができる。また、磁性体は、入力部と出力部の途中位置ではなく、出力部材に大きな力が掛かった場合でも変形量が比較的小さい入力部および出力部の外側に位置する延設部に配設されるため、磁性体の位置の変化を小さく抑えることができる。したがって、従来技術のように、出力部材の外周側に歯車の歯部のような動力伝達部を設けた場合と比較して、出力部材の回転位置の検出精度を高めることができる。さらに、出力部材には、入力部、出力部、および延設部が一体成形により設けられているので、部品点数を削減することができる。 According to the geared motor according to the present invention, the output member is formed with an input portion to which the driving force of the motor is input and an output portion for transmitting to the driven body, and the radial direction from the input portion and the output portion. An extending portion protruding outward is provided by integral molding. Therefore, either the magnetic detection element or the magnetic body for detecting the rotation position of the output member can be fixed in the vicinity of the outer wall in the radial direction of the extending portion that protrudes outward. The detection error of the rotation position of the output member due to the difference in rotation direction can be suppressed to a small level. In addition, the magnetic body is not disposed at the midway position between the input unit and the output unit, but at the extended portion positioned outside the input unit and the output unit with a relatively small amount of deformation even when a large force is applied to the output member. Therefore, the change in the position of the magnetic body can be suppressed to a small level. Therefore, the detection accuracy of the rotational position of the output member can be increased as compared with the case where a power transmission portion such as a gear tooth portion is provided on the outer peripheral side of the output member as in the prior art. Furthermore, since the output member is provided with the input portion, the output portion, and the extending portion by integral molding, the number of parts can be reduced.
また、本発明において、前記入力部と前記出力部とは前記出力部材の径方向において互いに重なる位置に配設されていることが好ましい。このように構成すると、入力部と出力部とが径方向に重なった分だけ出力部材を径方向に小型にすることができる。特に、前記入力部の軸線上(回転軸上)に前記出力部を配設するように構成すれば、入力部と出力部とを径方向に近接配置させることが可能となり出力部材を径方向に小型にすることができる。 Moreover, in this invention, it is preferable that the said input part and the said output part are arrange | positioned in the position which mutually overlaps in the radial direction of the said output member. If comprised in this way, an output member can be made small in a radial direction by the part which the input part and the output part overlapped in the radial direction. In particular, if the output unit is arranged on the axis of the input unit (on the rotation axis), the input unit and the output unit can be arranged close to each other in the radial direction, and the output member is arranged in the radial direction. It can be made small.
さらに、本発明において、前記延設部は、前記出力部材の軸線方向において前記入力部または前記出力部と重なる位置に設けられていることが好ましい。このように、磁気検出素子または磁性体のいずれか一方が固定される延設部を、出力部材の軸線方向において入力部または前記出力部と重なるように設けると、出力部材の軸線方向への大きさが小さくなるため、ギヤードモータの大きさをよりコンパクトにすることができる。特に、前記磁気検出素子または前記磁性体を、前記出力部材の軸線方向において前記入力部または前記出力部と重なる位置に設けるようにすれば、出力部材の軸線方向の大きさをさらに小さくすることができる。 Furthermore, in this invention, it is preferable that the said extension part is provided in the position which overlaps with the said input part or the said output part in the axial direction of the said output member. As described above, when the extending portion to which either the magnetic detection element or the magnetic body is fixed is provided so as to overlap the input portion or the output portion in the axial direction of the output member, the size of the output member in the axial direction is increased. Therefore, the size of the geared motor can be made more compact. In particular, if the magnetic detection element or the magnetic body is provided at a position overlapping the input portion or the output portion in the axial direction of the output member, the size of the output member in the axial direction can be further reduced. it can.
さらにまた、本発明において、前記出力部材の軸線方向には、一方に開口する穴部および他方に開口する穴部を有し、前記一方に開口する穴部に前記入力部が形成されるとともに前記他方に開口する穴部に前記出力部が形成され、前記一方に開口する穴部または前記他方に開口する穴部の径方向の外側に延設部が形成され、前記磁気検出素子または前記磁性体は、前記出力部材の軸線方向において前記一方の穴部または前記他方の穴部と重なる位置に設けられていることが好ましい。このように、磁気検出素子または磁性体が固定される延設部の径方向の内側に入力部または出力部が形成される穴部を形成することにより、磁気検出素子または磁性体を出力部材の軸方向において入力部または出力部と重なるように設けることが可能になるため、出力部材の軸線方向への大きさを小さくすることができる。 Furthermore, in the present invention, in the axial direction of the output member, the output member has a hole portion opened to one side and a hole portion opened to the other, and the input portion is formed in the hole portion opened to the one side. The output portion is formed in the hole opening in the other, and the extending portion is formed in the outer side in the radial direction of the hole opening in the one or the hole opening in the other, and the magnetic detection element or the magnetic body Is preferably provided at a position overlapping the one hole or the other hole in the axial direction of the output member. In this way, by forming the hole portion in which the input portion or the output portion is formed in the radial direction of the extending portion to which the magnetic detection element or the magnetic body is fixed, the magnetic detection element or the magnetic body is attached to the output member. Since it can be provided so as to overlap the input portion or the output portion in the axial direction, the size of the output member in the axial direction can be reduced.
また、本発明において、前記一方に開口する穴部および前記他方に開口する穴部は、互いに連結され前記出力部材を軸線方向に貫通する貫通孔であることが好ましい。このように構成すると、入力部と出力部とを軸線方向に近接配置することができる。すなわち、入力部と出力部との間に肉厚の壁部を形成させないことにより入力部としての穴部に係合される入力側部材と、出力部としての穴部に係合される出力側部材とを軸線方向に近接配置させることができ、壁部分だけギヤードモータの大きさをコンパクトにすることができる。 In the present invention, it is preferable that the hole portion opened to the one side and the hole portion opened to the other side are through holes that are connected to each other and penetrate the output member in the axial direction. If comprised in this way, an input part and an output part can be closely arranged in an axial direction. That is, the input side member engaged with the hole portion as the input portion by not forming a thick wall portion between the input portion and the output portion, and the output side engaged with the hole portion as the output portion The members can be arranged close to each other in the axial direction, and the size of the geared motor can be made compact only in the wall portion.
また、前記磁気検出素子および前記磁性体が前記軸線方向において対向するように配置される場合、前記延設部には、前記磁気検出素子または前記磁性体のいずれか一方が当接する前記軸線に対して垂直な当接面を有する凹部が形成されていれば好適である。 In addition, when the magnetic detection element and the magnetic body are arranged so as to face each other in the axial direction, the extension portion is in contact with the axial line with which either the magnetic detection element or the magnetic body abuts. It is preferable that a recess having a vertical contact surface is formed.
磁気検出素子と磁性体とが軸線方向に対向した構成の場合、磁気検出素子による磁性体の検出感度は、軸線方向における両者の間隔に依存するが、上記構成により、磁気検出素子または磁性体のいずれか一方は、凹部の当接面により位置決めされた状態で他方と対向するため、製品毎における両者の間隔のばらつきが抑えられ、製品毎における検出精度のばらつきが小さいギヤードモータとすることができる。 In the configuration in which the magnetic detection element and the magnetic body face each other in the axial direction, the detection sensitivity of the magnetic body by the magnetic detection element depends on the distance between the two in the axial direction. Since either one faces the other in a state of being positioned by the contact surface of the recess, variation in the distance between the two products is suppressed, and a geared motor with small variation in detection accuracy between products can be obtained. .
またこの場合、前記延設部は樹脂により形成され、前記凹部の開口部が熱融着により封止されていればよい。 Further, in this case, the extending portion may be formed of resin, and the opening of the concave portion may be sealed by heat sealing.
このように、熱融着を用いて凹部の開口を封止するようにすれば、簡単に磁気検出素子または磁性体のいずれか一方を延設部に固定することができる。 Thus, if the opening of the concave portion is sealed using heat fusion, either the magnetic detection element or the magnetic body can be easily fixed to the extending portion.
また、前記延設部には、その外壁面から外側に向かって突出した前記磁気検出素子または前記磁性体のいずれか一方が挾持される一対の舌片が形成されていれば好適である。 In addition, it is preferable that the extending portion is formed with a pair of tongue pieces on which either the magnetic detection element or the magnetic body protruding outward from the outer wall surface is held.
このような舌片を設けることにより、磁気検出素子または磁性体のいずれか一方をより出力部材の径方向の外側に配設することができる。したがって、出力部材の回転方向の違いによる出力部材の回転位置の検出誤差をさらに小さく抑えることができる。また、磁性体の径方向最外部を一対の舌片の先端が互いに離間した部分に相当するようにして磁性体を固定した場合には、磁性体の径方向最外部の外周には肉厚の壁部を形成させずにすむ。この構成によって、磁性体が延設部に埋設される構成に比較して、延設部の径方向の大きさを小さくすることができる。 By providing such a tongue piece, either the magnetic detection element or the magnetic body can be disposed more radially outside the output member. Therefore, the detection error of the rotation position of the output member due to the difference in the rotation direction of the output member can be further reduced. In addition, when the magnetic body is fixed so that the radial outermost portion of the magnetic body corresponds to the portion where the tips of the pair of tongue pieces are separated from each other, the outer periphery of the magnetic body in the radial outermost direction is thick. No need to form walls. With this configuration, the size of the extending portion in the radial direction can be reduced as compared with the configuration in which the magnetic body is embedded in the extending portion.
本発明に係るギヤードモータによれば、出力部材には、モータの駆動力が入力される入力部および被駆動体に伝達するための出力部が形成され、この入力部および出力部より径方向の外側に突出した延設部が一体成形により設けられている。そのため、出力部材の回転位置を検出するための磁気検出素子または磁性体のいずれか一方をこの外側に突出した延設部の径方向の外壁近傍に固定することができ、これにより、出力部材の回転方向の違いによる出力部材の回転位置の検出誤差を小さく抑えることができる。また、磁性体は、入力部と出力部の途中位置ではなく、出力部材に大きな力が掛かった場合でも変形量が比較的小さい入力部および出力部の外側に位置する延設部に配設されるため、磁性体の位置の変化を小さく抑えることができる。したがって、従来技術のように、出力部材の外周側に歯車の歯部のような動力伝達部を設けた場合と比較して、出力部材の回転位置の検出精度を高めることができる。さらに、出力部材には、入力部、出力部、および延設部が一体成形により設けられているので、部品点数を削減することができる。 According to the geared motor according to the present invention, the output member is formed with an input portion to which the driving force of the motor is input and an output portion for transmitting to the driven body, and the radial direction from the input portion and the output portion. An extending portion protruding outward is provided by integral molding. Therefore, either the magnetic detection element or the magnetic body for detecting the rotation position of the output member can be fixed in the vicinity of the outer wall in the radial direction of the extending portion that protrudes outward. The detection error of the rotation position of the output member due to the difference in rotation direction can be suppressed to a small level. In addition, the magnetic body is not disposed at the midway position between the input unit and the output unit, but at the extended portion positioned outside the input unit and the output unit with a relatively small amount of deformation even when a large force is applied to the output member. Therefore, the change in the position of the magnetic body can be suppressed to a small level. Therefore, the detection accuracy of the rotational position of the output member can be increased as compared with the case where a power transmission portion such as a gear tooth portion is provided on the outer peripheral side of the output member as in the prior art. Furthermore, since the output member is provided with the input portion, the output portion, and the extending portion by integral molding, the number of parts can be reduced.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、本実施形態に係るギヤードモータ1の外観図(上ケース91を取り外した状態)であり、図2は、ギヤードモータ1を側面から見た外観図(上ケース91および下ケース92を取り外した状態)である。図3は、ギヤードモータ1の分解斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an external view of the geared
本実施形態に係るギヤードモータ1は、駆動源であるモータ10と、モータ10の回転を所定の減速比で減速して出力部材14に伝達する歯車輪列12と、歯車輪列12を介して伝達されたモータ10の回転を被駆動体に対して出力する出力部材14と、出力部材14の回転位置を検出するための磁気検出素子16と、この磁気検出素子16と対をなし、出力部材14に固定された磁性体(マグネット)18とを備える。
The geared
モータ10は、公知のDCモータであり、動力を伝達するシャフト101を有している。シャフト101の先端には、第一の歯車121が圧入により固定されている。歯車輪列12は、シャフト101に圧入された第一の歯車121と、第一の歯車121に噛合する第二の歯車(複合歯車)122と、第二の歯車122に噛合する第三の歯車(複合歯車)123と、第三の歯車(複合歯車)123に噛合する第四の歯車(複合歯車)124と、キャリア125に支持された複数の遊星歯車126と、下ケース92に固定された固定歯車127とを備える。第二の歯車122、第三の歯車123、および第四の歯車124は、下ケース92に設けられた軸にそれぞれ回転可能に支持されている。
The
この歯車輪列12について具体的に説明すると、第一の歯車121は、第二の歯車122の大径歯車122aに噛合している。第二の歯車122の小径歯車122bは、第三の歯車123の大径歯車123aに噛合している。第三の歯車123の小径歯車123bは、第四の歯車124の大径歯車124aと噛合している。また、第四の歯車124には、大径歯車124aと同軸上に太陽歯車124bが形成されており、遊星歯車126と噛合している。固定歯車127は、内周面に内歯車127aが形成されており、遊星歯車126と噛合している。また、固定歯車127は、モータ10の側面を支持するモータ支持部127b、基板20を固定するための図示されない突起、および基板20を支持して基板20が撓むことを抑制する基板支持部127cを有する。そして、太陽歯車124b、キャリア125、遊星歯車126、および内歯車127aによって遊星歯車機構を構成している。
The
モータ10の動力は、歯車輪列12を介して回転伝達部材13に伝達される。回転伝達部材13は、本体部131と、本体部131から下方へ突出した軸132およびこの軸132とは逆に上方へ突出したスプライン軸133を有している。軸132は、第四の歯車124に形成された貫通孔124cおよびキャリア125に形成された貫通孔125aに挿通されている。また、本体部131の内周面には、図示されない内歯が形成されており、この内歯が遊星歯車126に噛合されることでモータ10の動力が回転伝達部材13に伝達される。
The power of the
このように構成される回転伝達部材13には、スプライン軸133によって出力部材14が係合されている。図4は出力部材14を拡大して示す拡大図である。ここで、図4(a)は出力部材14を出力部142側から見た外観図であり、図4(b)は出力部材14を入力部141側から見た外観図である。なお、図4(a)は、出力部材14に未だ磁性体18が固定されていない状態を示している。
An
出力部材14は、回転伝達部材13のスプライン軸133が嵌合され、モータ10の駆動力が入力される入力部(スプライン穴)141と、図示されない被駆動体が連結され、モータ10の駆動力が外部に出力される出力部(連結用穴)142と、入力部141および出力部142より径方向の外側に突出した鍔状の延設部143とを備えている。出力部材14は、回転部材13から伝達されたモータ10の駆動力を図示されない被駆動体に伝達させる伝達部材として構成されている。
The
ここで、本実施形態は、入力部141および出力部142は、出力部材14の軸線方向の一方に開口する穴部および他方に開口する穴部にそれぞれ形成されている。したがって、入力部141と出力部142とは出力部材14の径方向において互いに重なった位置に配設されているので、入力部141と出力部142とが径方向に重なった分だけは出力部材14を径方向に小型にすることができる。さらに、本実施形態は、入力部141の軸線上(回転軸上)に出力部142が配設されている。そのため、入力部141と出力部142とを径方向に近接配置させることが可能となり、出力部材14をさらに径方向に小型にすることができる。
Here, in this embodiment, the
この延設部143には、円周上略等間隔に四つの円筒状の磁性体固定穴(本発明における凹部に相当する。)144が形成され、この磁性体固定穴144のいずれかに円柱形状の磁性体18が固定される。磁性体18は最大で四つ固定することが可能であり、具体的説明は後述する。磁性体固定穴144は、出力部材14の軸線方向に延設されており、軸線方向の一方が開口した開口部144a、および出力部材14の軸線に対して垂直な底面144b(本発明における当接面に相当する。)が形成された凹部になっている。なお、開口部144aは出力部材14の軸線方向において出力部142側に開口している。
The extending
本実施形態の磁性体18は、円筒状に形成された磁性体固定穴144に遊嵌される円柱状に形成されており、軸方向にN極およびS極が二極着磁されている。また、磁性体18は、開口部144aから磁性体固定穴144に挿入され、N極およびS極のいずれかが底面144bに当接した状態で固定される。
The
また、延設部143は、径方向に磁性体18の直径の2倍以上の大きさ(幅)で形成されている。この延設部143に形成された磁性体固定穴144は、入力部(スプライン穴)141および出力部(連結用穴)142より径方向の外側に位置する。故に、磁性体固定穴144は、動力の伝達経路の途中位置に配設されていないため、不図示の被駆動体に大きな応力がかかった場合でも、磁性体固定穴144には、大きな応力がかからない。したがって、磁性体18の位置の変化を小さく抑えることができる。なお、出力部(連結用穴)142の円筒部142bの内径と入力部(スプライン穴)141の大径部141aの内径とは、略同径に形成されている。
Further, the extending
さらに、本実施形態の場合、図4に示すように延設部143の外壁143aの近傍に磁性体18が固定されるようにして、磁性体18の全てが延設部143に内設されている。具体的には、磁性体18の径方向最外部の外壁18cが延設部143の外壁143aに近接配置されている。一方、磁性体18の径方向最内部の外壁18dは、円筒部142bの内壁から延設部143の外壁143aまでの径方向長さの1/2より延設部143の外壁143a側に配置されている。故に、磁性体18は、出力部(連結用穴)142の円筒部142bの内壁から延設部143の外壁143aまでの径方向長さの1/2より外壁143a側の領域内に配置されている。
Furthermore, in the case of this embodiment, as shown in FIG. 4, the
磁性体18の固定方法としては、開口部144aを熱融着によって封止する方法であれば確実かつ容易に磁性体18を磁性体固定穴144に封止することができるため好適である。磁性体18挿入後、溶融樹脂を流し込んで開口部144aを封止するといった方法等を採用してもよい。
As a method for fixing the
なお、本実施形態において、出力部142は、図4に示すような円筒部142bの一部に径方向外方に向かって形成した溝部142aを利用して被駆動体に動力が伝達されるよう構成されているが、この構成は例示である。例えば、セレーションやDカット等によって動力が伝達されるような構成であってもよい。また、入力部141もセレーション穴であってもよい。
In the present embodiment, the
本実施形態において、延設部143は、出力部材14の軸線方向において、入力部(スプライン穴)141および出力部(連結用穴)142と重なる位置に形成されている。特に、本実施形態の場合、入力部141としてのスプライン穴と出力部142としての連結用穴とが互いに連結され、出力部材14を軸線方向に貫通させた貫通孔になっており、入力部(スプライン穴)141および出力部(連結用穴)142の連結位置の径方向外方に磁性体18が配設されている。したがって、磁性体18は、入力部(スプライン穴)141および出力部(連結用穴)142の双方と軸線方向に重なる位置に配設されている。このように、磁性体18を、出力部材14の軸方向において入力部(スプライン穴)141および出力部(連結用穴)142と重なるように設けることができるので、出力部材14の軸線方向への大きさを小さくすることができる。
In the present embodiment, the extending
また、本実施形態において、出力部材14に固定された磁性体18を感知する磁気検出素子16は、回転伝達部材13と出力部材14との間に取り付けられる基板20に設けられている。図5は、ギヤードモータ1から上ケース91および出力部材14を取り外した状態を示した上面図である。図5に示すように、基板20の中央には、回転伝達部材13のスプライン軸133が挿通される貫通穴201が形成され、端部には、図示されない制御手段等と接続するための端子部202が形成されている。本実施形態では、出力部材14の延設部143と軸線方向に対向するように二つの磁気検出素子16が基板20上に配設され、端子部202と電気的に接続されている。
In the present embodiment, the
このようなギヤードモータ1の構成部材は、上ケース91および下ケース92とからなるケース体に収納される。下ケース92には、モータ10を支持する突起や、第二の歯車122、第三の歯車123、第四の歯車124を回転可能に支持する軸が形成されている。上ケース91には、出力部材14の出力部142が形成された筒状部が挿通される挿通穴91bが形成されている。そして、上ケース91に形成された係止片91aが下ケース92に形成された係止孔92aに係止されることで上記各構成部材は、ケース体に収容される。
Such components of the geared
このように構成されるギヤードモータ1は次のように動作する。モータ10に電力が供給されると、モータ10のシャフト101が回転する。シャフト101の回転は、シャフト101と一体的に回転する第一の歯車121から、第二の歯車122および第三の歯車123を介して減速されて第四の歯車124に伝達される。第四の歯車の回転は、太陽歯車124b、キャリア125、遊星歯車126、および内歯車127aによって構成される遊星歯車機構を介して減速されて回転伝達部材13に伝達される。回転伝達部材13が回転すると、そのスプライン軸133が嵌合されている入力部41に回転が伝達され、出力部材14が回転する。そして、出力部材14の回転は、その出力部142を介して係合している被駆動体に伝達される。このように、モータ10の回転が、歯車輪列12によって所定の減速比で減速されて、被駆動体に伝達される。
The geared
このようなギヤードモータ1の動作中、磁気検出素子16によって出力部材14に固定された磁性体18が感知される。ギヤードモータ1と電気的に接続された図示されない制御手段は、磁気検出素子16が磁性体18を感知したことによって発生する信号に基づき、出力部材14の回転位置を認識する。
During the operation of the geared
以下に具体的な出力部材14の回転位置の検出形態について説明する。図7は、四つの磁性体固定穴から一つの磁性体固定穴を選択して磁性体18を固定した場合における基板20上での出力部材14の停止位置を模式的に示した図である。図8は、四つの磁性体固定穴から直径上の二つの磁性体固定穴を選択して磁性体18を固定した場合における基板20上での出力部材14の停止位置を模式的に示した図である。図9は、四つの磁性体固定穴から円周上で隣接する二つの磁性体固定穴を選択して、N極が磁気検出素子16a’及び16b’と対向する磁性体18aとS極が磁気検出素子16a’及び16b’と対向する磁性体18bとを固定した場合における基板20上での出力部材14の停止位置を模式的に示した図である。なお、図7〜9では、出力部材14の原位置の角度を0度(基準角度)としている。
Hereinafter, a specific detection mode of the rotation position of the
まず初めに図7に示した第一の実施例について説明すると、図示されるように、基板20には、0度の位置及び180度の位置に磁気検出素子16aと16bがそれぞれ配設され、出力部材14の延設部143には1つの磁性体18が取り付けられている。そして図7(a)に示す位置に出力部材14が位置した場合には、磁気検出素子16aが信号を発信し、出力部材14の回転角は0度と検出され、図7(c)に示す位置に出力部材14が位置した場合には、磁気検出素子16bが信号を発信し、出力部材14の回転角は180度と検出され、180度ごとに出力部材14の回転位置が検出されることになる。
First, the first embodiment shown in FIG. 7 will be described. As shown in the figure,
次に図8に示した第二の実施例について説明すると、図示されるように、基板20には、0度の位置及び90度の位置に磁気検出素子16a、16bがそれぞれ配設され、出力部材14の延設部143には、二つの磁性体18が直径上に取りつけられている。そして図8(a)及び図8(c)に示す位置に出力部材14が位置した場合には、磁気検出素子16aが磁性体を感知した信号と、磁気検出素子16bが無信号であることをもって、出力部材14の回転角は0度または180度と検出される。一方、図8(b)及び図8(d)に示す位置に出力部材14が位置した場合には、磁気検出素子16aが無信号と、磁気検出素子16bが磁性体を感知した信号であることをもって、出力部材14の回転角は90度または270度と検出される。したがって、0度と180度の判別及び90度と270度の判別を制御側で行うと、90度ごとに出力部材14の回転位置を検出することが可能となる。判別は、例えば、磁性体の初期取り付け位置と出力部材14の回転方向を考慮して行う。
Next, the second embodiment shown in FIG. 8 will be described. As shown in the figure,
そして最後に図9に示した第三の実施例について説明すると、図示されるように、基板20には、0度の位置及び180度の位置にマグネットの極性を判別することが可能な磁気検出素子16a’と16b’がそれぞれ配設され、出力部材14の延設部143には、N極が磁気検出素子16a’及び16b’と対向する磁性体18aと、磁性体18aの取付位置から周方向に90度回転された位置にS極が磁気検出素子16a’及び16b’と対向する磁性体18bとが取り付けられ、90度ごとに出力部材14の回転位置が検出されることとなる。
Finally, the third embodiment shown in FIG. 9 will be described. As shown in the figure, the
具体的には、図9(a)に示す位置に出力部材14が位置した場合には、磁気検出素子16a’がN極磁性体を感知した信号と、磁気検出素子16b’が無信号であることをもって、出力部材14の回転角は0度と検出される。図9(b)に示す位置に出力部材14が位置した場合には、磁気検出素子16a’が無信号と、磁気検出素子16b’がS極磁性体を感知した信号であることをもって、出力部材14の回転角は90度と検出される。図9(c)に示す位置に出力部材14が位置した場合には、磁気検出素子16a’が無信号と、磁気検出素子16b’がN極磁性体を感知した信号であることをもって、出力部材14の回転角は180度と検出される。そして図9(d)が示す位置に出力部材14が位置した場合には、磁気検出素子16a’がS極磁性体を感知した信号と、磁気検出素子16b’が無信号であることをもって、出力部材14の回転角は270度と検出される。
Specifically, when the
なお、磁性体18の取付個数及び取付位置は、図7〜図9の実施例1乃至3に示した以外にも、延設部143の円周上略等間隔に形成された四つの磁性体固定穴から、自在に選択可能である。この出力部材14の回転位置に基づき、被駆動体が所定位置に位置するように制御手段によってモータ10の回転が制御される。
The number and position of the
このような実施例に係るギヤードモータ1は、例えば流路を開閉するバルブを駆動させる場合に適用できる。図7に示した実施例1の場合には、出力部材14に連結されたバルブが0度では閉状態、180度では開状態となるように設定することで、モータ10の回転を制御することにより流路の開閉を自在に制御できる。この場合、2つの磁気検出素子16a、16bの位置が出力部材14の駆動範囲の両端になっている。また、図8に示した実施例2及び図9に示した実施例3の場合には、上記のように90度ごとに回転位置を検出することができる出力部材14に連結されたバルブを駆動し、バルブの開きを出力部材14の回転位置、0度、90度、180度、270度のそれぞれに対応させて閉状態、小、中、大(全開状態)とすると、モータ10の回転を制御することによりバルブを通る流量の調整を行うことが可能となる。
The geared
このように制御されるギヤードモータ1において、図4を用いて説明したように、磁性体18は、入力部141および出力部142より径方向の外側に突出した出力部材14の延設部143に固定されている。これにより、出力部材14の回転位置を検出するため磁気検出素子16に感知される磁性体18は、従来(特許文献1)に比して出力部材14の径方向外側に配設されることになる。したがって、回転方向の違いによる出力部材14の回転位置の検出誤差を小さく抑えることができ、磁性体18による出力部材14の回転位置の検出精度を高めることができる。また、磁性体18は、入力部141と出力部142の途中位置ではなく、出力部材14に大きな力が掛かった場合でも変形量が比較的小さい入力部141および出力部142の外側に位置する延設部143に配設されるため、出力部材14の変形による磁性体18の位置の変化を小さく抑えることができ、出力部材14の回転位置の検出精度が向上する。
In the geared
さらに、本実施形態では、磁性体18は、磁性体固定穴144の底面144bに当接した状態で出力部材14の延設部143に固定されている。つまり、出力部材14の軸線に垂直な底面144bによって、当該軸線方向において位置決めされた状態で磁気検出素子16と対向する。そのため、磁気検出素子16と磁性体18との間隔のばらつきが抑えられ、製品毎の検出精度のばらつきが小さいギヤードモータ1とすることができる。
Further, in the present embodiment, the
このような出力部材14の回転位置の検出精度を高めるために設けられる延設部143は、出力部材14の軸線方向において入力部141および出力部142と重なる位置に設けられている。このようにすれば、延設部143を設けることによって、出力部材14の軸線方向長さが大きくなってしまうことがない。すなわち、当該軸線方向におけるギヤードモータ1の大きさを維持しつつ、出力部材14の回転方向における位置検出精度を高めることができる。
The extending
また、出力部材14の回転位置の検出精度をさらに高めるため、次のように磁性体18を出力部材14に固定する構成が変形例として考えられる。すなわち、図6(a)に示すように、出力部材14に延設部143の外壁面から外側に向かって突出した一対の舌片145を設け、この舌片145の間に磁性体18が挟み込まれて固定されるように構成してもよい。このように構成すれば、磁性体18が延設部143の外壁から突出した状態で保持されるため、磁性体18をさらに出力部材14の径方向の外側に位置させることができる。よって、出力部材14の回転方向の違いによる検出誤差がより小さくなり、出力部材14の回転位置の検出精度をさらに向上させることができる。また、かかる構成では、磁性体18は、径方向最外部が、一対の舌片145の先端が互いに離間した部分に位置するように固定されている。故に、磁性体18の径方向最外部の外壁には肉厚の壁部が形成されないので、当該径方向最外部が露出する。したがって、磁性体18が延設部143に埋設される構成(図4に示した構成)より、延設部143の径方向の大きさを小さくすることができる。
In order to further improve the detection accuracy of the rotational position of the
さらに、図6(a)に示すように、磁性体18は、その一部が延設部143に形成された窪み146に入り込むように固定されている。具体的には、出力部材14から磁性体18を取り外した状態を図6(b)に示すように、延設部143の外周面には、窪み146を跨ぐようにして突出部147が形成されており、磁性体18は、その端面が窪み146の底面146aと突出部147との間に挟まれるようにして固定されている。このようにすることで、磁性体18の不用意な脱落が防止されるだけでなく、出力部材14の軸線方向における位置ずれが防止されるため、磁気検出素子16と磁性体18との間隔のばらつきが抑えられる。
Further, as shown in FIG. 6A, the
ここで、図6(b)から分かるように、突出部147における窪み146の底面146aと対向する面の略中央には、所定の大きさの突起147aが形成されている。磁性体18は、端面でこの突起147aを押しつぶすようにして装着されるため、突起147aがばねのように働き、窪み146の底面146aと突出部147による磁性体18の挟み込み強度が高められる。これにより、磁性体18の脱落防止性能がさらに高まる。
Here, as can be seen from FIG. 6B, a
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態では、出力部材14に磁性体18が固定されていることを説明したが、その逆、すなわち、出力部材14に磁気検出素子16が固定され、これと対向する位置に磁性体18が設けられている構成であってもよい。
For example, in the above-described embodiment, it has been described that the
また、これらの実施形態では、出力部材14の外周面に四箇所の磁性体固定穴144が設けられ、これらのうちの一箇所または二箇所に選択的に磁性体18が取り付けられるものについて説明したが、例えば、出力部材の外周面三箇所(周方向0°(360°)、120°、240°)に磁性体固定穴が設けられ、そのうちの一箇所または二箇所に選択的に磁性体が取り付けられるものであってもよい。いずれにしても、出力部材そのものが、その外周面に複数箇所の磁性体固定穴あるいは磁気検出素子取付部が設けられ、そのうちの一箇所または複数に選択的に磁性体あるいは磁気検出素子を取り付け得る構成とすれば、出力部材をバルブの使用態様に応じて何種類も生産する必要もなく、互換性を持って使用できるため、品数を少なくできるという利点もある。
Moreover, in these embodiments, four magnetic
1 ギヤードモータ
10 モータ
12 歯車輪列
14 出力部材
141 入力部
142 出力部
143 延設部
144 磁性体固定穴(凹部)
144b 底面(当接面)
16 磁気検出素子
18 磁性体
DESCRIPTION OF
144b Bottom surface (contact surface)
16
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