JP2017163724A - モータユニット - Google Patents

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友宏 榎嶋
Tomohiro Enoshima
友宏 榎嶋
貢 谷口
Mitsugi Taniguchi
貢 谷口
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Abstract

【課題】分割ケース内に、モータと、そのモータによって駆動されるギヤ機構とを収納支持するモータユニットにおいて、遮音性が高く、高剛性で、ギヤ機構を高精度で保持することができるモータユニットを得る。【解決手段】分割ケース内に、モータと、そのモータによって駆動されるギヤ機構とを支持するモータユニットにおいて、上記分割ケースが、モータ本体の外周面を覆う筒状部を有しモータを収納する筒状ケース本体を含み、該筒状ケース本体に、モータによって駆動されるギヤ機構を保持するギヤ保持部が一体に形成されたモータユニット。【選択図】図2

Description

本発明は、分割ケース(ハウジング)内に、モータとそのモータによって駆動されるギヤ機構とを収納するモータユニットに関する。
従来より、モータとそのモータによって駆動されるギヤ機構を、複数に分割したケース内に収納することが行われている。そのうち、特許文献1の分割組立型モータは、ケースをモータ(回転軸)軸線と平行な分割面で分割された上ケースと下ケースに分割し、内部にモータとギヤ機構を収納した後、上ケースと下ケースの突当面(合わせ面)を突き合わせて固定している。
実開平7-9054号公報
しかしながら、特許文献1のモータユニットでは、上ケースと下ケースの突当面がモータ軸線方向に広面積で延びており、遮音性が犠牲にされていた。また、モータ回転軸も、上下ケースの間に挟まれて支持されるため、軸ズレが発生しやすく、ギヤ機構の噛合に不具合が発生する可能性があった。
本発明は、分割ケース内に、モータと、そのモータによって駆動されるギヤ機構とを収納支持するモータユニットにおいて、遮音性が高く、高剛性で、ギヤ機構を高精度で保持することができるモータユニットを得ることを目的とする。
本発明のモータユニットは、分割ケース内に、モータと、そのモータによって駆動されるギヤ機構とを支持するモータユニットにおいて、上記分割ケースが、モータ本体の外周面を覆う筒状部を有しモータを収納する筒状ケース本体を含み、該筒状ケース本体に、モータによって駆動されるギヤ機構を保持するギヤ保持部が一体に形成されたことを特徴とする。
上記筒状ケース本体は、収容したモータの回転軸と直交する断面が非円形形状であってもよい。
上記筒状ケース本体には、上記モータの回転軸を支持する軸受孔が形成されていてもよい。
上記分割ケースは、上記筒状ケース本体の上記軸受孔とは反対側に位置し、該筒状ケース本体に被着される蓋体を含み、該筒状ケース本体と蓋体との間に弾性部材が介在することが実際的である。
上記弾性部材は、上記モータ本体の外周面と、上記筒状ケース本体の内周面との間に位置することができる。
上記ギヤ保持部は、ギヤ機構を覆うギヤ部蓋体を含んでいてもよい。
上記ギヤ部蓋体は、上記回転軸に固定されたギヤ部材と噛み合うギヤ部材を保持することができる。
本発明によれば、分割ケース内に、モータと、そのモータによって駆動されるギヤ機構とを収納支持するモータユニットにおいて、分割ケースが、モータ本体の外周を囲む筒状ケース本体を含み、該筒状ケース本体に、モータによって駆動されるギヤ機構のギヤ保持部を一体に形成したので、遮音性が高く、高剛性で、ギヤ機構を高精度で保持することができるモータユニットを得ることができる。
本発明によるモータユニットの一実施形態を示す分解斜視図である。 本発明によるモータユニットの一実施形態を示す、図1とは反対方向から見た分解斜視図である。 本発明によるモータユニットの一実施形態を示す組立状態の平面図である。 図1ないし図3のモータユニットの組立状態における図1、図2のIV-IV線に沿う断面図である。 図1ないし図3のモータユニットの組立状態における図1ないし図3のV-V線に沿う断面図である。 図4のモータ本体前端部をスラスト方向に支持するスラスト弾性部材及びその周辺構造を拡大して示す断面図である。 同モータユニットの回転軸先端部をスラスト方向に軸受する軸端押圧部材の構造の実施例を示す拡大断面図である。
図は本発明によるモータユニット100の一実施形態を示している。図1、図2は、モータユニット100の全要素を分解状態で示し、図3ないし図5は、ケース20内にモータ10を収納した状態を示すもので、モータ10と、該モータ10によって回転駆動される送りねじ軸11を含む減速機構を収納するケース20と、スラスト弾性部材30と、複合弾性部材40とを備えている。モータ10は、モータ本体(ハウジング兼ヨーク)10aの一端部に回転軸(出力軸)10bを突出させたもので、以下、「軸(スラスト)方向」とは回転軸10bの軸線方向を言い、「径方向(ラジアル)方向」とは回転軸10bからの放射方向を言う。モータ本体10aの回転軸10bの先端部側を前方とし、前後上下を図に示した方向とする。
モータ本体10aは、軸線直交断面(軸直交断面)における外形が非円形(四隅を四半円筒状とした角筒状)である。モータ本体10aには、その軸方向の一方の端部と他方の端部の両端部(前端部(フロントブラケット)10a1と後端部(エンドブラケット)10a2)に、同一軸線上に位置させて、軸受ボス(円形凸部)10c(図4、図5)と10dが形成されており、回転軸10bは軸受ボス10cと10dを貫通してその軸線上に突出している。回転軸10bの軸受ボス10cから突出した先端部分にはウォーム13が固定されている。モータ本体10aは、回転軸10bの後端部を軸支する軸受ボス10d側の端部から突出した給電端子10eを備えている。モータ10は、給電端子10eを介して通電することで、回転軸10bを正逆に回転駆動するものであり、その構成は問わない。なお、図4及び図5は、モータ10の内部構造を省略してある。
ケース20は、筒状本体21と、蓋体22と、ギヤ部蓋体23とを備えている。筒状本体21は、筒状部21aの後端部を開放部21bとし、前端部にギヤ保持部21cを備えている。筒状部21aは、収容したモータ10の回転軸10bと直交する断面(横断面)が非円形の閉曲線形状、つまり継ぎ目や割れ目が無い一体形状からなる。筒状部21aの内形は、モータ本体10aに対応する非円形(四隅を四半円筒状とした角筒状)をなしており、開放部21bの端面には、3個のねじ座21b1が形成されている。
筒状部21aには、開放部21b側の端部内周に、ギヤ保持部21c側に向かって、蓋用段部21b2と、弾性部材用段部21b3が順番に形成されている。但し、弾性部材用段部21b3は、図1のIV-IV断面(図4)には表れず、V-V断面(図5)において表れる段部である。
ギヤ保持部21cには、モータ10のウォーム13と、ウォーム13に噛み合うウォームホイル14を収納するギヤ収納室(減速機構収納室)21c1が形成されている。ギヤ収納室21c1は、ウォーム13を収納するウォーム収納室21c2と、ウォームホイル14を収納するウォームホイル収納室21c3を有しており、ウォームホイル収納室21c3は、一方の端部(図1、図2の上方)が開放され、他端部(同下方)に他のブラケットに連結するための連結筒部21c4が連設されている。また、ギヤ収納室21c1には筒状部21aと反対側に、軸支持壁21c5と、軸端押圧室21c6が形成されており、軸支持壁21c5には、モータ10の回転軸10bの先端部を回転自在に受け入れる軸受孔21c7が形成されている。軸受孔21c7は、モータ10(回転軸10b)のラジアル方向位置を定める。
軸端押圧室21c6には、軸端押圧部材24が挿入される。軸端押圧部材24は、回転軸10bの先端部に接触するコ字状の軸受板24aと、軸受板24aを回転軸10b側に押圧するゴム部材24bとからなる。軸受板24aは、樹脂板24a1と金属板24a3を焼結シート24a2により接着した三層構造である(図7)。軸受板24aは、樹脂板24a1が金属製の回転軸10bの先端部に当接するので金属音が発生せず、金属板24a3がゴム部材24bに当接するので強度が得られる。軸端押圧部材24は、ウォーム13が回転する際に回転軸10bが突出方向に移動しようとするのを阻止する。例えば、図4においてウォーム13がウォームホイル14を左右のいずれかの方向に回転させようとして、回転軸10bが左方向(前方)に移動しようとする力を受けたとしても、回転軸10bは先端部10b1(その先端面)が軸端押圧部材24に当接して左方向移動が阻止される。
送りねじ軸11には、被支持軸14aとウォームホイル14がインサート成形により一体形成されている。ギヤ部蓋体23は、ギヤ保持部21cのウォームホイル収納室21c3を塞ぐと同時に、被支持軸14a(ウォームホイル14)を回転自在に保持する遊嵌孔23aと、軸端押圧室21c6を塞ぐ蓋部23dを有している。送りねじ軸11は、連結筒部21c4に挿通され、送りねじ軸11の外周に遊嵌された環状ブッシュ25がウォームホイル収納室21c3の底部に圧入されている。ギヤ部蓋体23は、ギヤ保持部21cにねじ止めされ、ウォームホイル収納室21c3を塞いでいる。
筒状本体21の筒状部21aとギヤ保持部21cとの連通部には、スラスト弾性部材30を収納する収納段部21a1が形成されている。スラスト弾性部材30は、弾性材料からなる環状部材であり、その軸線と内側筒状面30a及び外側筒状面30bは平行であり、前後の端面である環状前面30cと環状後面30dと直交する(図6)。スラスト弾性部材30は自由状態から拡径した状態で軸受ボス10cの外周面に嵌められ、弾性縮径力によって内側筒状面30aが軸受ボス10cの外周面に接触する。一方、内側筒状面30aと平行な外側筒状面30bは、モータ10を正しくケース20に収納した状態では、収納段部21a1の内側筒状面21a2と非接触である。また、環状前面30cと環状後面30dは、収納段部21a1とモータ本体10aの軸方向の前端面(一方の端部)10a1に弾性接触する。
複合弾性部材40は、モータ10の軸受ボス10dの外周に嵌められる環状のスラスト弾性部(スラスト弾性部材)40aと、モータ本体10aの後端部外周に嵌められる、モータ本体10aに対応する非円形(四隅を四半円筒状とした角筒状)のラジアル弾性部(ラジアル弾性部材)40bと、スラスト弾性部40aとラジアル弾性部40bの後端部間を接続する接続部40cとを有している。スラスト弾性部40aとラジアル弾性部40bの間には、変形空間40dが形成されている。スラスト弾性部40aとラジアル弾性部40bは、これらの間に変形空間40dがあることにより、装着された部位の形状に沿って変形することが可能になり、製造誤差等を吸収できる。接続部40cの軸方向の厚さは、スラスト弾性部40a及びラジアル弾性部40bの軸方向の厚さに比して十分小さく、接続部40cはスラスト弾性部40aとラジアル弾性部40bを接続できる厚さ、形状であればよい。また、複合弾性部材40には、接続部40cと面一でラジアル弾性部40bの外周側に突出する外周圧縮リブ40eが形成されている。外周圧縮リブ40eは、接続部40cと面一でなくてもよい。
スラスト弾性部40aは自由状態から拡径した状態で軸受ボス10dの外周面に嵌められ、弾性縮径力により、軸線と平行な内側筒状面40a1がモータ10の軸受ボス10dの外周面と接触する。一方、内側筒状面40a1と平行な外側筒状面40a2は、変形空間40dが存在するため、他の部材に拘束されない。
ラジアル弾性部40bは、モータ10のモータ本体10aの後端部外周面と筒状本体21の筒状部21aの内周面との間の筒状空間に圧縮状態で挿入されている。その際、ラジアル弾性部40bは、その軸線と平行な内側筒状面40b1がモータ10のモータ本体10aの後端部外周面と接触し、同じく軸線と平行な外側筒状面40b2が筒状本体21の筒状部21aの内周面と接触する。すなわち、ラジアル弾性部40bは、モータ10(モータ本体10a)の筒状部21a内におけるラジアル方向の位置を定める働きをする。
蓋体22は、開放部21bの蓋用段部21b2に嵌まる、モータ本体10aに対応する非円形(四隅を四半円筒状とした角筒状)の嵌合リブ22aと、複合弾性部材40のスラスト弾性部40aを軸方向から押圧する押圧リブ22bと、筒状本体21の3個のねじ座21b1に対応する3個のねじ座22cと、プラグ挿入部22dとを有している。プラグ挿入部22dは、内部に、モータ10の給電端子10eに接続される中継端子26を臨ませるものであり、押圧リブ22bは、中継端子26の通過経路22f(図2)によって分断されている。
以上の蓋体22は、後端部に複合弾性部材40を装着したモータ10を開放部21bから筒状部21aに嵌めた状態で、その嵌合リブ22aを蓋用段部21b2に嵌め、3個のねじ座22cを3個のねじ座21b1に合致させて固定ねじ22gを締めることにより、筒状本体21に締付固定される。この固定状態では、スラスト弾性部材30が、筒状部21aとモータ本体10aの軸方向の前端面(一方の端部)10a1との間でスラスト方向に圧縮され、スラスト弾性部40aが押圧リブ22bとモータ本体10aのスラスト方向の後端面(他方の端部)10a2との間でスラスト方向に圧縮される。またラジアル弾性部40bは、モータ本体10aの外周面と筒状本体21の内周面との間にラジアル方向に圧縮されている。弾性部材用段部21b3はラジアル弾性部40bに非接触状態であり、スラスト方向の力は発生しない。また、外周圧縮リブ40eは、蓋用段部21b2と蓋体22の嵌合リブ22aの前端面との間で密着圧縮される。
すなわち、以上のモータユニット100は、モータ本体10aの前後端部がスラスト弾性部材30と複合弾性部材40のスラスト弾性部40aによってスラスト方向に弾性的に押圧支持され、モータ本体10aの後端部がラジアル弾性部40bによってラジアル方向に弾性的に押圧支持されるので、モータ10の振動がケース20に伝わり難く、振動や異音の発生が抑制される。
ケース20のモータ10を収容する部分が筒で覆われた筒状本体21なので、遮音性に優れ、さらにケース20の剛性がアップする。
ウォーム13とウォームホイル14が、単一のギヤ保持部21cに形成されたギヤ収納室21c1の筒状のウォーム収納室21c2(図2、図4)と円形のウォームホイル収納室21c3(図2、図4)に収納され、軸支されているので、ウォーム13とウォームホイル14の軸ズレが生じ難い。
筒状本体21には、モータ10の回転軸10bを支持する軸受孔21c7が形成されているので、回転軸10bが軸ズレし難い。
筒状本体21とモータ本体10aは、回転軸10bと直交する断面が非円形形状からなるので、筒状本体21に対するモータ本体10aの回転止めが容易である。
ケース20は、筒状本体21の軸受孔21c7とは反対側に位置し、該筒状本体21に被着される分割ケースとしての蓋体22を含むので、モータ10全体がケース20と蓋体22とにより覆われ、ケース20の内部が密閉され、ケース20内のモータ10によって発生する音が外部に漏れ難く、遮音性に優れる。さらに筒状本体21と蓋体22とが複合弾性部材40の外周圧縮リブ40eを挟んで結合されているので、より遮音性が向上する。
複合弾性部材40は、モータ本体10aの外周面と筒状本体21の内周面との間に位置するラジアル弾性部40bを備えているので、モータ本体10aの振動が筒状本体21に伝わり難く振動の減衰性に優れ、異音の発生が抑えられる。
ギヤ保持部21cは、収容されたギヤ機構であるウォーム13とウォームホイル14を覆うギヤ部蓋体23によって閉鎖されているので、ウォーム13とウォームホイル14の噛合音が漏れるのを防止できる。
ギヤ部蓋体23は、回転軸10bに固定されたウォーム13と噛み合うウォームホイル14の脱落を防止し、軸端押圧室21c6に収納された軸端押圧部材24の脱落を防止することができる。
以上のモータユニット100は、モータ本体10a及びモータ回転軸10bがケース20に対してラジアル方向に、モータ本体10aの後端部がラジアル軸受部40bを介して筒状本体21に支持され、かつモータ本体10aの前方に突出したモータ回転軸10bが軸受孔21c7により支持されているので、前後のラジアル方向支持位置の軸方向間隔がモータ本体10aの軸方向長より長くなり、前後のラジアル方向支持位置がラジアル方向にずれたとしても、モータ本体10a及び回転軸10bの傾きが小さく、高精度に位置決めされ、軸ズレし難い。
スラスト方向弾性部材30は、モータ本体10aの前端面10a1に形成された軸受ボス10cに嵌められているので、回転軸10bの振れを回転軸10bに近い位置で吸収可能になり、モータ本体10aの振動や異音の発生を抑制することができる。
モータユニット100は、モータ本体10aの前端面10a1に装着されたスラスト方向弾性部材30と内側筒状面21a2との間にラジアル方向の隙間があるので、回転軸10bの先端部10b1を軸受孔21c7に挿通する組立作業においてスラスト方向弾性部材30の挿入が阻害されず先端部10b1の挿通がスムーズであり、組立性に優れる。
スラスト方向弾性部材30とスラスト弾性部40aは、ラジアル方向のケース20との間に隙間があるのでモータ本体10aのスラスト方向の位置のみ規制し、ラジアル方向の位置を規制しないので、軸受孔21c7とラジアル弾性部材40bが確実にラジアル方向の位置規制を行うことができる。
スラスト弾性部材30とスラスト弾性部40aは、図示実施形態では、軸方向に見て全体が重なり合っている。スラスト弾性部材30とスラスト弾性部40aの少なくとも一部が軸方向に重なり合うことで、スラスト弾性部材30とスラスト弾性部40aの間に作用する力は軸方向と平行な対向位置にそのまま伝達されるので、で、モータ本体10a、ケース20にねじれが生じ難く、回転軸10bに作用する倒れ、振れ等を効果的に防止することができる。
スラスト弾性部材30とスラスト弾性部40aは、回動軸10bを中心とした円形であることが好ましいが、矩形であってもよく、複数の突起であってもよい。
スラスト弾性部材30の軸方向長aと、複合弾性部材40のスラスト弾性部40aの軸方向長bの長さは、同一でもよく、一方が短くてもよい。スラスト弾性部材30の軸方向長aと、複合弾性部材40のスラスト弾性部40aの軸方向長bの長さを異ならせれば、モータ10等に発生する異なる周期の振動を減衰することができる。
スラスト弾性部材30と複合弾性部材40は、同一材料でも、異なる材料で形成してもよく、ラジアル方向の断面積を異ならせてもよい。異なる材料、異なる断面積とすることで、圧縮量、振動等の減衰量、減衰周波数等を調整することができる。
モータユニット100は、複合弾性部材40にスラスト弾性部40aとラジアル弾性部40bを一体に設けたので、部品点数が削減され、組立性に優れる。スラスト弾性部40aとラジアル弾性部40bは別部材として設けてもよい。
以上の実施形態では、筒状本体21の筒状部21a内にモータ10のモータ本体10aの全体が入る。蓋体22の押圧リブ22bは、筒状部21aの端部に嵌合する短い形状である。しかし、筒状部21aの長さをモータ本体10aの後部の一部が筒状部21aから突出する長さとし、押圧リブ22bの長さをモータ本体10aの後部の一部を覆う筒状にしてもよい。
以上の実施形態では、スラスト弾性部材30は、筒状部21aとモータ本体10aの軸方向の前端面10a1との間でスラスト方向に圧縮され、スラスト弾性部40aは押圧リブ22bとモータ本体10aのスラスト方向の後端面10a2との間でスラスト方向に圧縮されている。しかしスラスト弾性部材30とスラスト弾性部40aは、筒状部21aと前端面10a1との間(回転軸と平行な方向)、押圧リブ22bとスラスト方向の後端面10a2との間(回転軸と平行な方向)に(隙間なく)介在していれば、圧縮されていなくてもよい。
以上の実施形態では、ラジアル弾性部40bは、モータ10のモータ本体10aの後端部外周面と筒状本体21の筒状部21aの内周面との間の筒状空間に圧縮状態で挿入されている。しかし、ラジアル弾性部40bは、モータ本体10aの後端部外周面と筒状本体21の筒状部21aの内周面との間の筒状空間(回転軸の径方向)に(隙間なく)介在していれば、圧縮されていなくてもよい。
以上の実施形態では、モータ10の回転軸10bによって駆動されるギヤ機構が、回転軸10bに固定されたウォーム13と、ウォーム13に噛み合うウォームホイール14を有する減速機構であるが、本発明は減速機構に限らず適用可能である。例えば、減速しないギヤ機構でもよいし、傘歯車機構のような運動方向変換機構であってもよい。
10 モータ
10a モータ本体
10a1 前端面(一方の端部)
10a2 後端面(他方の端部)
10b 回転軸(出力軸)
10b1 先端部
10c 10d 軸受ボス
10e 給電端子
11 送りねじ軸
13 ウォーム
14 ウォームホイル
14a 被支持軸
20 ケース(分割ケース)
21 筒状本体(筒状ケース本体、分割ケース)
21a 筒状部
21a1 収納段部
21a2 内側筒状面
21b 開放部
21b1 ねじ座
21b2 蓋用段部
21b3 弾性部材用段部
21c ギヤ保持部
21c1 ギヤ収納室
21c2 ウォーム収納室
21c3 ウォームホイル収納室
21c4 連結筒部
21c5 軸支持壁
21c6 軸端押圧室
21c7 軸受孔(ラジアル軸受部)
22 蓋体(分割ケース)
22a 嵌合リブ
22b 押圧リブ
22c ねじ座
22d プラグ挿入部
22f 通過経路
22g 固定ねじ
23 ギヤ部蓋体(分割ケース)
23a 遊嵌孔
23d 蓋部
24 軸端押圧部材(スラスト軸受部)
24a 軸受板
24a1 樹脂板
24a2 焼結シート
24a3 金属板
24b ゴム部材
25 環状ブッシュ
30 スラスト弾性部材
30a 内側筒状面
30b 外側筒状面
40 複合弾性部材
40a スラスト弾性部(スラスト弾性部材)
40a1 内側筒状面
40a2 外側筒状面
40b ラジアル弾性部(ラジアル弾性部材)
40b1 内側筒状面
40b2 外側筒状面
40c 接続部
40d 変形空間
40e 外周圧縮リブ

Claims (7)

  1. 分割ケース内に、モータと、そのモータによって駆動されるギヤ機構とを支持するモータユニットにおいて、
    上記分割ケースが、モータ本体の外周面を覆う筒状部を有しモータを収納する筒状ケース本体を含み、該筒状ケース本体に、モータによって駆動されるギヤ機構を保持するギヤ保持部が一体に形成されたことを特徴とするモータユニット。
  2. 請求項1記載のモータユニットにおいて、上記筒状ケース本体は、収容したモータの回転軸と直交する断面が非円形形状からなるモータユニット。
  3. 請求項1または2記載のモータユニットにおいて、上記筒状ケース本体には、上記モータの回転軸を支持する軸受孔が形成されているモータユニット。
  4. 請求項3記載のモータユニットにおいて、上記分割ケースは、上記筒状ケース本体の上記軸受孔とは反対側に位置し、該筒状ケース本体に被着される蓋体を含み、該筒状ケース本体と蓋体との間に弾性部材が介在しているモータユニット。
  5. 請求項4記載のモータユニットにおいて、上記弾性部材は、上記モータ本体の外周面と、上記筒状ケース本体の内周面との間に位置するラジアル弾性部を備えているモータユニット。
  6. 請求項1ないし5のいずれか1項記載のモータユニットにおいて、上記ギヤ保持部は、ギヤ機構を覆うギヤ部蓋体を含んでいるモータユニット。
  7. 請求項6記載のモータユニットにおいて、上記ギヤ部蓋体は、上記回転軸に固定されたギヤ部材と噛み合うギヤ部材を保持するモータユニット。
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