JP2020067168A - 過負荷保護機構およびこれを備えるギヤードモータ - Google Patents

Abstract

【課題】摩擦抵抗を利用した過負荷保護機構の閾値トルクのばらつきを抑制すること、および、その過負荷保護機構を備えるギヤードモータを提供する。【解決手段】回転軸と、軸穴を有する回転部材と、円環形状の金属板である第１環状板および第２環状板とを備え、第１環状板は第２環状板よりも剛性が高く、回転軸の軸線方向における一方側を上、他方側を下としたときに、第１環状板は回転部材の上面と回転軸の拡径部との間に挟まれ、第２環状板は回転部材の下面と、回転軸の一部が第２環状板に対して上方に押し潰されて塑性変形した変形部との間に挟まれ、第２環状板の内周側は変形部に押圧されて上方に弾性変形している過負荷保護機構、およびこれを備えるギヤードモータにより解決する。【選択図】図３

Description

本発明は過負荷保護機構に関し、特に、摩擦抵抗を利用した過負荷保護機構に関する。

従来、通常動作時には駆動源の駆動力を出力部に伝達し、何らかの理由により過大な負荷が加えられたときには動力の伝達を遮断して駆動対象や動力伝達機構を保護する過負荷保護機構が知られている。このような過負荷保護機構としては、例えば以下の特許文献１に示されるような摩擦抵抗を利用したフリクションドライブ装置が知られている。以下の特許文献１には、フリクションドライブ装置１を備えたギヤードモータ１００が開示されている。

特許文献１に示すフリクションドライブ装置１は、回転軸２と、回転軸２が挿通される穴４０を有する筒状回転部材４と、回転軸２が挿通される円環形状の金属板である環状部材３および板状付勢部材５と、を有している。そして、環状部材３は、筒状回転部材４の他方面４８（より具体的には一方側凸部４７）と、回転軸２に設けられた大径部２１と、の間に挟まれ、板状付勢部材５は、筒状回転部材４の一方面４６（より具体的には他方側凸部４９）と、回転軸２の一部が板状付勢部材５に対して他方側Ｌ２に押し潰されて塑性変形した変形部分２３ａと、の間に挟まれている。筒状回転部材４の一方面４６のうち軸穴の周辺部は板状付勢部材５に接する一方側凸部４７よりも窪んでおり、板状付勢部材５の内周部分５６は、変形部分２３ａに押圧されて他方側Ｌ２に弾性変形している。

特開２０１４−５８９９３号公報

フリクションドライブ装置１では、プレス成形した変形部分２３ａで板状付勢部材５を他端側Ｌ２に弾性変形させる。変形した板状付勢部材５は筒状回転部材４を環状部材３に押しつけるように付勢する。これにより筒状回転部材４は、板状付勢部材５および環状部材３との間に生じる摩擦抵抗で回転軸２と一体に回転する。その摩擦抵抗を超える外力が回転軸２に加えられたときには、筒状回転部材４に対して回転軸２が滑動（空転）することで外力が逃がされる。

フリクションドライブ装置１の環状部材３は、その一方側Ｌ１の面３１の外周側に筒状回転部材４の他方側凸部４９が接しており、他方側Ｌ２の面３２の内周側に大径部２１が接している。そのため、変形部分２３ａをプレス成形する力が大きすぎると、筒状回転部材４に押圧されて環状部材３が歪み、回転軸２が滑動し始める閾値トルクが乱れるおそれがある。

上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、摩擦抵抗を利用した過負荷保護機構の閾値トルクのばらつきを抑制すること、および、その過負荷保護機構を備えるギヤードモータを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の過負荷保護機構は、回転軸と、前記回転軸が挿通される軸穴を有する回転部材と、前記回転軸が挿通される円環形状の金属板である第１環状板および第２環状板と、を備え、前記第１環状板は前記第２環状板よりも剛性が高く、前記回転軸の軸線方向における一方側を上、他方側を下としたときに、前記第１環状板は、前記回転部材の上面と、前記回転軸に設けられた拡径部と、の間に挟まれ、前記第２環状板は、前記回転部材の下面と、前記回転軸の一部が前記第２環状板に対して上方に押し潰されて塑性変形した変形部と、の間に挟まれ、前記回転部材の下面のうち前記軸穴の周辺部は前記第２環状板に接する部分よりも窪んでおり、前記第２環状板の内周側は、前記変形部に押圧されて上方に弾性変形していることを要旨とする。

第２環状板よりも剛性の高い金属板を第１環状板に採用することにより、変形部を成形するときに加えた力で第１環状板が歪むことを防止することができる。一方、本発明では第２環状板を皿ばねとして利用するため、第２環状板は変形させて組み付ける必要がある。回転軸と回転部材とが滑動を開始する閾値トルクは、第２環状板の弾性変形に伴う付勢力により定められる。本発明では、これら環状板に剛性の異なる別々の金属板を用いて第１環状板の変形を防止することにより閾値トルクのばらつきが抑制される。

また、前記第１環状板は、表面処理が施されることでその剛性が高められていることが好ましい。第１環状板に例えば窒化処理等の表面処理を施して剛性を高めることにより、第１環状板の厚みを増大させることなく、すなわち過負荷保護機構の小型化を妨げることなく、第１環状板の歪みを防止することが可能となる。

その他、前記第１環状板を前記第２環状板よりも厚くすることで第１環状板の剛性を高めることも可能である。過負荷保護機構の寸法要件や設計上の要件が許すならば、第１環状板を厚くすることで表面処理等を施すことなく剛性を高めることができる。

本発明の過負荷保護機構は、前記回転部材の上面が平坦面であることが好ましい。

第１環状板と回転部材とを点や線で接触させるのではなく、第１環状板の回転部材側の面の全面を回転部材の平坦面で支持することにより、第１環状板の変形をより確実に防ぐことができる。

本発明の過負荷保護機構は、前記回転軸が金属製であり、前記回転軸における前記第１環状板よりも上の部分である接続部には、樹脂製の動力伝達部材が装着されていることが好ましい。

他装置や他部材との連結部として樹脂製の動力伝達部材が用いられることにより、例えば装置間での絶縁が求められるような用途においても本発明の過負荷保護機構を使用することが可能となる。

またこのとき、前記回転軸の前記接続部には平面視非真円形状の回り止め部が形成され、前記動力伝達部材は、前記回り止め部に嵌合される前記回り止め部と同形状の凹部を有することが好ましい。また、前記回転軸の前記接続部は、前記動力伝達部材が有する凹部に押し込まれることが好ましい。動力伝達部材のガタツキやバックラッシによる動作精度の低下を防ぐためである。

また、上記課題を解決するため、本発明のギヤードモータは、ロータおよびステータと、本発明の過負荷保護機構と、前記ロータ、前記ステータ、および前記過負荷保護機構を保持するケース体の一部を構成する板状部材であるカバープレートと、を備え、前記カバープレートには、前記過負荷保護機構の前記動力伝達部材をケース外に露出させる開口部が形成されており、前記動力伝達部材は、前記開口部の口径よりも大径の抜け止め部を有することを要旨とする。

動力伝達部材がカバープレートの開口部よりも大径の抜け止め部を有することにより、ギヤードモータの組み付け時やギヤードモータの稼働時に動力伝達部材が意図せず抜け落ちることが防止される。

また、前記カバープレートの前記開口部は、その開口縁から上方に立ち上がるフランジ部を有しており、前記フランジ部の内周面には前記動力伝達部材の外面が対向していることが好ましい。

カバープレートのフランジ部に動力伝達部材の外面が対向していることにより、動力伝達部材に外力が加えられた場合でもフランジ部で動力伝達部材の傾倒を阻止することができ、動力伝達部材の軸倒れが防止される。

このように、本発明の過負荷保護機構およびこれを備えるギヤードモータによれば、回転軸と回転部材とが空転を開始する閾値トルクのばらつきを抑制することが可能になる。

実施形態にかかる軸部材の平面図および側面図である。 軸部材の分解斜視図である。 軸部材の側面視断面図である。 樹脂キャップをその下面側から見たときの斜視図である。 軸部材の変形例を示す側面視断面図である。 軸部材の変形例を示す側面視断面図である。 実施形態にかかるギヤードモータの外観を示す斜視図である。 ギヤードモータの内部構造を示す側面視断面図である。 ギヤードモータの減速歯車機構を示す平面透視図である。

［構成概要］
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。以下に説明する軸部材Ｓは、２つの動力伝達部材が摩擦抵抗により一体的に回転する過負荷保護機構である。軸部材Ｓは、通常動作時には駆動源の駆動力を出力部に伝達し、何らかの理由により過大な負荷が加えられたときには動力の伝達を遮断して駆動対象や動力伝達機構を保護するトルクリミッタ機能を有している。

図１は軸部材Ｓの平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。図２は軸部材Ｓの分解斜視図である。図３は軸部材Ｓの側面視断面図である。以下の説明において「上」および「下」とは、図１−３に示される軸線Ｌに平行な方向をいい、図１（ｂ）に示される軸部材Ｓの上端側を「上」、下端側を「下」とする。また、軸部材Ｓについて「先端」とは「上端」と同義であり、「基端」は「下端」と同義である。

本形態の軸部材Ｓは、回転軸である軸芯部５０、歯車部材である歯車部６０、歯車部６０の上下面を挟むように配置された上側ワッシャ７１（第１環状板）および下側ワッシャ７２（第２環状板）、並びに、樹脂製の軸体である樹脂キャップ８０により構成されている。歯車部６０および樹脂キャップ８０は、それぞれ他の装置や部材に連結されて動力を伝達する動力伝達部材であり、これらは軸芯部５０に装着されている。

［軸芯部］
軸芯部５０は略円柱形状の金属製の回転軸である。軸芯部５０は、その軸線Ｌ方向における中ほどに、直径寸法が部分的に大きい拡径部５２が形成されている。軸芯部５０の基端部５５およびその近傍部は、階段状に先細るように形成されている。

軸芯部５０の先端部５１および拡径部５２は、樹脂キャップ８０が装着される接続部５０ａを構成している。先端部５１は、その周方向における対称位置に、周面が平面状に切り欠かれた一対の係合部５１ａを有している。係合部５１ａは樹脂キャップ８０の空転を阻止する回り止め部である。軸芯部５０における拡径部５２と基端部５５との間には、歯車部６０が装着される車軸部５３が設けられている。車軸部５３も先端部５１と同様に、その周方向における対称位置に、周面が平面状に切り欠かれた一対の係合部５３ａを有している。

［歯車部］
歯車部６０は、軸芯部５０の車軸部５３が挿通される軸穴６３を有する樹脂製の回転部材である。歯車部６０の外周面には平歯車を構成する歯部６４が形成されている。歯車部６０の上面６０ａおよび下面６０ｂは、歯車部６０の径方向外側から内側に向かって面位置が階段状に低くなるように形成されている。上面６０ａにおいて、歯部６４に隣接する中段部６１の上面には平坦面部分６１ａが設けられている。同様に、下面６０ｂにおいて、歯部６４に隣接する中段部６２の下面には平坦面部分６２ａが設けられている。

［ワッシャ］
軸部材Ｓの歯車部６０は、その上下面６０ａ,６０ｂに上側ワッシャ７１および下側ワッシャ７２が配置されている。上側ワッシャ７１は、軸芯部５０の拡径部５２と、歯車部６０の上面６０ａとの間に配置されている。下側ワッシャ７２は、歯車部６０の下面６０ｂと、後述する変形部５４との間に配置されている。これら上側ワッシャ７１および下側ワッシャ７２は、軸芯部５０と歯車部６０とを摩擦力で連結する部材である。

上側ワッシャ７１は、軸芯部５０の車軸部５３が挿通される円環形状の金属板である。本形態の上側ワッシャ７１および下側ワッシャ７２は同じ厚さである。上側ワッシャ７１には塩浴軟窒化処理が施されることで、その剛性が高められている。上側ワッシャ７１の穴には、その周方向における対象位置に、直線状に形成された一対の係合部７１ａが設けられている。上側ワッシャ７１の係合部７１ａが車軸部５３の係合部５３ａに係合することにより、上側ワッシャ７１は軸芯部５０と一体的に回転する。上側ワッシャ７１は、その下面の外側の周縁が、中段部６１の平坦面部分６１ａに接している。上側ワッシャ７１の上面は、その内側の周縁が拡径部５２に接しており、外側の周縁は樹脂キャップ８０の下面に接している。

下側ワッシャ７２は、その穴に軸芯部５０の車軸部５３が挿通される円環形状の金属板である。上でも述べたように、下側ワッシャ７２と上側ワッシャ７１とは同じ厚みである。なお、上側ワッシャ７２には、塩浴軟窒化処理などの表面処理は施されていない。下側ワッシャ７２の穴には、その周方向における対象位置に、直線状に形成された一対の係合部７２ａが設けられている。下側ワッシャ７２の係合部７２ａが車軸部５３の係合部５３ａに係合することにより、下側ワッシャ７２は軸芯部５０と一体的に回転する。下側ワッシャ７２は、その上面の外側の周縁が、中段部６２の平坦面部分６２ａに接している。そして、下側ワッシャ７２の下面の内側の周縁は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、軸芯部５０の一部がプレス加工により下側ワッシャ７２に対して上方に押し潰されて塑性変形した変形部５４に接している。

［樹脂キャップ］
樹脂キャップ８０は略円柱形状の樹脂製の軸体である。より具体的には、樹脂キャップ８０は、例えば、ＰＯＭ（ポリアセタール）樹脂、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂、またはガラス繊維入りのＰＢＴ樹脂等の電気絶縁性の樹脂材料で形成されている。樹脂キャップ８０の材料はこれらに限定されるものではなく、電気絶縁性の材料であれ他の材料を用いることもできる。樹脂キャップ８０は、上から下に向かって順に、連結部８１、大径部８２、およびフランジ部８２１により構成されており、これらは上から下に向かって階段状に拡径されるように連続している。

連結部８１は他の装置や部材に連結される出力軸または入力軸である。連結部８１は、その周方向における対称位置に、外周面が平面状に切り欠かれた一対の係合部８１ａを有している。なお、本形態の連結部８１の形状、ひいては本形態の樹脂キャップ８０の形状は一例にすぎず、これに連結される他の装置や部材の形状に応じて適宜変更可能である。

図４は、樹脂キャップ８０をその下面側から見たときの斜視図である。図３および図４に示すように、樹脂キャップ８０はその内部に空洞が設けられている。樹脂キャップ８０の下面には、軸芯部５０の拡径部５２が嵌合される開口部である嵌合凹部８４が形成されている。嵌合凹部８４の底面にはさらに、軸芯部５０の先端部５１が押し込まれる凹部である圧入凹部８３が形成されている。圧入凹部８３の形状は、軸芯部５０の先端部５１と同形状であり、その内周面には、先端部５１の係合部５１ａに対応する平面部である係合部８３ａが設けられている。圧入凹部８３の係合部８３ａと先端部５１の係合部５１ａとが係合することにより、軸芯部５０および樹脂キャップ８０は周方向に一体的に回転する。本形態では、先端部５１が、この先端部５１と同形状の圧入凹部８３に押し込まれることにより、樹脂キャップ８０のガタツキやバックラッシによる動作精度の低下が防止されている。なお、これら係合部５１ａ，係合部８３ａの形状は本形態のものには限られず、軸芯部５０の先端部５１が平面視非真円形状であり、圧入凹部８３がこれに対応する形状であれば、本形態と同様の空転防止効果を得ることができる。

また、本形態の軸部材Ｓでは、他の装置や部材と連結される動力伝達部材（樹脂キャップ８０，歯車部６０）が樹脂製の電気絶縁材料で形成されていることにより、例えば装置間での絶縁が求められるような用途においても軸部材Ｓを使用することが可能とされている。

［フリクション構造］
以下、図３を参照して、軸部材Ｓを構成する歯車部６０と樹脂キャップ８０とを摩擦抵抗で一体的に回転させるフリクション構造について説明する。

軸部材Ｓの歯車部６０はその上下面６０ａ,６０ｂが上側ワッシャ７１および下側ワッシャ７２に挟まれている。上側ワッシャ７１は、歯車部６０の上面６０ａと、軸芯部５０の拡径部５２との間に挟まれている。下側ワッシャ７２は、歯車部６０の下面６０ｂと変形部５４との間に挟まれている。本形態に示す過負荷保護機構は、主に、図１に示す軸部材Ｓに設けられた歯車部６０の上下面を挟むように配置された上側ワッシャ７１（第１環状板）および下側ワッシャ７２（第２環状板）により構成されている。

変形部５４は、図３（ｂ）の状態から、プレス加工により下側ワッシャ７２に対して上方に押し潰される。このとき、歯車部６０の下面６０ｂのうち軸穴６３の周辺部は下側ワッシャ７２に接する中段部６２よりも窪んでいるため、下側ワッシャ７２は、その内周縁が変形部５４に押し上げられ、内周縁が上方に反るように弾性変形する。これにより下側ワッシャ７２は皿ばねとして作用し、歯車部６０を上方に付勢する。そして、付勢された歯車部６０は、上側ワッシャ７１に押し付けられる。上側ワッシャ７１は、下側ワッシャ７２よりも剛性が高いので、下側ワッシャ７２の付勢力を受けても変形しない。これにより歯車部６０は、上側ワッシャ７１および下側ワッシャ７２との間に生じる摩擦抵抗で軸芯部５０と一体に回転する。そして、その摩擦抵抗を超える外力が軸部材Ｓに加えられたときには、上側ワッシャ７１および下側ワッシャ７２と歯車部６０とが滑り、軸芯部５０または歯車部６０が空転することで外力が受け流される。

ここで、本形態の軸部材Ｓでは、上側ワッシャ７１には下側ワッシャ７２よりも剛性の高い金属板が用いられている。これにより、変形部５４をプレス成形するときに加えた力で上側ワッシャ７１が歪むことが防止されている。

本形態の上側ワッシャ７１および下側ワッシャ７２は同じ厚さである。上側ワッシャ７１には塩浴軟窒化処理が施されることで、その剛性が高められている。上側ワッシャ７１に表面処理を施してその剛性を高めることにより、上側ワッシャ７１の厚みを増大させることなく、すなわち軸部材Ｓの小型化を妨げることなく、上側ワッシャ７１の歪みを防止することが可能とされている。

なお、軸部材Ｓでは下側ワッシャ７２を皿ばねとして利用するため、下側ワッシャ７２は変形させて組み付けられる必要がある。本形態の軸部材Ｓでは、上側ワッシャ７１に下側ワッシャ７２よりも剛性の高いワッシャを用いることで上側ワッシャ７１の変形を強固に防止しており、またこれにより、下側ワッシャ７２をより大きく弾性変形させて閾値トルクを高めることを可能としている。なお、ここでいう「閾値トルク」とは、軸芯部５０または歯車部６０の一方が固定され、他方に外力が加えられたときに、その他方が空転し始めるトルクをいう。

このように、本形態の軸部材Ｓによれば、上側ワッシャ７１の変形が防止されることで軸芯部５０と歯車部６０とが空転を開始する閾値トルクのばらつきが抑制される。また、同閾値トルクを大きく設定することが容易となる。

［軸部材の変形例］
図５および図６は、軸部材Ｓの変形例を示す側面視断面図である。図５および図６は、上記実施形態の上側ワッシャ７１の歪みを防止する他の構成を示すものである。以下の説明では、上記実施形態と同一または同様の構成については、上記実施形態と同じ符号を付すことでその詳細な説明を省略する。

上記実施形態では、上側ワッシャ７１に表面処理を施すことでその剛性を高めている。図５の変形例では、上記実施形態の上側ワッシャ７１に相当する部材として、下側ワッシャ７２よりも厚い金属板である上側ワッシャ７１ｔが用いられている。軸部材Ｓの寸法要件や設計上の要件が許すならば、このような構成により上側ワッシャ７１の剛性を高めることも可能である。

図６の変形例では、上記実施形態の歯車部上面６０ａが階段状に窪んでおらず、同上面６０ａはその全面が平坦面とされている。上側ワッシャ７１と歯車部６０とを点や線で接触させるのではなく、上側ワッシャ７１の下面の全面を歯車部６０の平坦面（上面６０ａ）で支持することにより、上側ワッシャ７１の歪みをより確実に防ぐことが可能とされている。

［ギヤードモータ］
図７は、上記実施形態の軸部材Ｓが実装されたギヤードモータ１の外観を示す斜視図である。以下の説明において、「上」および「下」とは、図７に描かれた座標軸表示のｚ軸に平行な方向をいい、ｚ１側を「上」、ｚ２側を「下」とする。「前」および「後ろ」とは、同座標軸表示のｘ軸に平行な方向をいい、ｘ１側を「前」、ｘ２側を「後ろ」とする。同様に、「左右」とは同座標軸表示のｙ軸に平行な方向をいう。

ギヤードモータ１は、有底筒状のモータケース１１、モータケース１１上端の開口に被せられた板状部材であるカバープレート１２、および、モータケース１１の前側に装着された端子カバー１５を有している。

カバープレート１２には、軸部材Ｓの樹脂キャップ８０をケース外に露出させる開口が設けられており、その開口縁には、上方に立ち上がる平面視円形のフランジ部であるバーリング部１２ｂが形成されている。樹脂キャップ８０は、その大径部８２の外周面がバーリング部１２ｂの内周面に対向している。また、カバープレート１２には、左右に向かって舌片形状に延出した一対の取り付け片１２ａが設けられている。取り付け片１２ａはギヤードモータ１をその上位装置などに組み付ける際の連結部である。

端子カバー１５は、モータケース１１の周面の一部に設けられた開口部を覆うように取り付けられている。端子カバー１５は、モータケース１１の開口部に装着されるベース部１５１、および、ベース部１５１から前方に張り出すように設けられたコネクタハウジング１５２により構成されている。コネクタハウジング１５２の内部には左右に一列に並べられた端子２９が保持されている。

図８は、ギヤードモータ１を図７のＡ方向から見たときの内部構造を示す側面視断面図である。ギヤードモータ１の給電端子である端子２９は、その長手方向における両端が上下に折り曲げられたピン端子である。端子２９の下方に折り曲げられた部分はコネクタハウジング１５２内に配置されており、オスコネクタの端子が接続される外部接続部２９２を構成している。端子２９の上方に折り曲げられた部分は、ギヤードモータ１のステータコイル２２，２７（後述）のコイル線が絡げられる絡げ部２９１を構成している。

本形態のギヤードモータ１は２相ステッピングモータであり、そのステータ２０は、Ａ相コイルボビン２１に巻回されたＡ相ステータコイル２２と、Ｂ相コイルボビン２６に巻回されたＢ相ステータコイル２７と、を有している。Ａ相コイルボビン２１の前縁には、端子２９を保持する厚肉部である端子保持部２１ａが形成されている。Ａ相ステータコイル２２はクローポール形の突極である上側ヨーク２３ａおよび下側ヨーク２３ｂを有している。Ｂ相ステータコイル２７も同様に、上側ヨーク２８ａと下側ヨーク２８ｂとを有している。なお、Ｂ相ステータコイル２７の下側ヨーク２８ｂはモータケース１１の底面の一部がモータケース１１内に切り起こされることで形成されている。

ステータコイル２２，２７の環内には所定のエアギャップを置いてロータ３０が配置されている。ロータ３０は、永久磁石であるロータマグネット３２と、ロータマグネット３２にインサート成形された樹脂製の軸体であるロータサポート３１と、により構成されている。ロータサポート３１の径方向中心には上下に貫通した軸穴が形成されており、その軸穴には固定軸であるロータ支軸３９が挿通されている。ロータ支軸３９はモータケース１１の底面とカバープレート１２に固定されている。ロータ３０の下面は板ばねであるリーフスプリング３５に支持されており、ロータ３０はリーフスプリング３５により上方に付勢されている。

ステータ２０の上面には、平板部材であるギヤプレート１３が配置されている。ロータサポート３１の上端には歯車部であるピニオンギヤ３１ａが形成されており、ピニオンギヤ３１ａはギヤプレート１３に設けられた貫通孔から上方に突出している。ギヤプレート１３の上面とカバープレート１２の下面には複数の支軸４９が固定されており、支軸４９には後述する第１歯車４１、第２歯車４２、および第３歯車４３が回転可能に支持されている。また、軸部材Ｓは、その軸芯部５０の基端部５５が、ギヤプレート１３の上面に設けられた軸受４４ｃに回転可能に支持されている。

図９はギヤードモータ１の減速歯車機構を示す平面透視図である。減速歯車機構を構成する第１歯車４１、第２歯車４２、および第３歯車４３は、それぞれ、ピッチ円径の異なる平歯車が軸線方向に一体化された複合歯車である。ピニオンギヤ３１ａの回転はこれら第１歯車４１、第２歯車４２、および第３歯車４３を経て減速され、軸部材Ｓに伝達される。具体的には、ピニオンギヤ３１ａは第１歯車４１の大径歯車部４１ａと噛合しており、第１歯車４１の小径歯車部４１ｂは第２歯車４２の大径歯車部４２ａと噛合している。同様に、第２歯車４２の小径歯車部４２ｂは第３歯車４３の大径歯車部４３ａと噛合している。そして、第３歯車４３の小径歯車部４３ｂは軸部材Ｓの歯車部６０に噛合している。

このように、ギヤードモータ１は、上述した過負荷保護機構を備えており、ロータ２０およびステータ３０からなるモータ部から出力された回転動力を軸部材Ｓの歯車部６０に伝達する一方で、過負荷が作用した時にトルク伝達を遮断し、モータ部と歯車部６０との相対回転を許容するものである。すなわち、モータ部と歯車部６０の間のトルクが上側、下側ワッシャ７１、７２と歯車部６０の中段部６１、６２との間に作用する摩擦力以下である時は、モータ部と歯車部６０が一体に回転するため、モータ部の駆動力が上側、下側ワッシャ７１、７２を介して歯車部６０に伝達される。モータ部と歯車部６０との間に作用するトルクが上側、下側ワッシャ７１、７２と中段部６１、６２との間に作用する摩擦力を上回ると、上側、下側ワッシャ７１、７２が中段部６１、６２に対して滑るため、モータ部から歯車部６０へのトルク伝達が遮断される。これにより、歯車部６０とモータ部の相対回転を許容する事が可能になる。このため、歯車部６０の側に過大な負荷が加わったときでも、歯車の損傷を防止することが可能になる。

［軸部材保持構造］
以下、図８を参照してギヤードモータ１が軸部材Ｓを保持する構造について説明する。

軸部材Ｓは、その軸芯部５０の基端部５５が、ギヤプレート１３の上面に設けられた軸受４４ｃに回転可能に支持されている。そして、図８に示すように、樹脂キャップ８０のフランジ部８２１の直径は、カバープレート１２のバーリング部１２ｂの口径よりも大きい。すなわち、フランジ部８２１は、樹脂キャップ８０の抜け止め部として作用している。これにより、ギヤードモータ１の組み付け時や稼働時に樹脂キャップ８０が意図せず抜け落ちることが防止されている。

本形態のギヤードモータ１は、例えば装置間の絶縁が求められるような用途においても使用できるように、その出力軸として樹脂製の樹脂キャップ８０が用いられている。また樹脂は金属よりも加工性が高いため、樹脂キャップ８０の形状を適宜変更することにより、他の様々な装置との連結を容易に実現することができる。一方、樹脂キャップ８０は、歯車部６０が抜け止めとして作用する軸芯部５０よりも脱落しやすいという課題がある。そこで、樹脂キャップ８０の下端にバーリング部１２ｂの口径よりも大径のフランジ部８２１を設け、これを抜け止めとすることにより、樹脂キャップ８０の利点を活かしつつ、その脱落を防止することが可能とされている。

また、本形態のギヤードモータ１では、樹脂キャップ８０の大径部８１の外周面が、カバープレート１２のバーリング部１２ｂの内周面に所定のクリアランスを挟んで対向している。これにより、樹脂キャップ８０に対してラジアル方向に外力が加えられた場合でも、バーリング部１２ｂにより樹脂キャップ８０の傾倒が阻止され、樹脂キャップ８０の軸倒れが防止される。また、本形態のカバープレート１２は金属製であり、樹脂キャップ８０は樹脂製であるため、これらは滑り性がよく、また異種金属接触腐食も生じないという利点もある。

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。例えば、上記実施形態では樹脂キャップ８０と軸芯部５０とが別々の部材とされているが、他の装置や部材との絶縁等が求められない用途では、これら樹脂キャップ８０に相当する部分を金属製にして軸芯部５０と単一の部品にすることもできる。

１：ギヤードモータ，１１：モータケース，１２：カバープレート，１２ｂ：バーリング部（開口部），２０：ステータ，３０：ロータ，Ｓ：軸部材（過負荷保護機構），５０：軸芯部（回転軸），５０ａ：接続部，５１：先端部，５１ａ：係合部（回り止め部），５２：拡径部，５３：車軸部，５３ａ：係合部，５４：変形部，５５：基端部，６０：歯車部（回転部材，歯車部材），６０ａ：上面，６０ｂ：下面，６１：中段部，６２：中段部，６３：軸穴，６４：歯部，７１，７１ｔ：上側ワッシャ（第１環状板），７１ａ：係合部，７２：下側ワッシャ（第２環状板），７２ａ：係合部，８０：樹脂キャップ（動力伝達部材），８１：連結部，８１ａ：係合部，８２：大径部，８２１：フランジ部（抜け止め部），８３：圧入凹部（凹部），８３ａ：係合部，８４：嵌合凹部

Claims (9)

1. 回転軸と、
   前記回転軸が挿通される軸穴を有する回転部材と、
   前記回転軸が挿通される円環形状の金属板である第１環状板および第２環状板と、を備え、
   前記第１環状板は前記第２環状板よりも剛性が高く、
   前記回転軸の軸線方向における一方側を上、他方側を下としたときに、
   前記第１環状板は、前記回転部材の上面と、前記回転軸に設けられた拡径部と、の間に挟まれ、
   前記第２環状板は、前記回転部材の下面と、前記回転軸の一部が前記第２環状板に対して上方に押し潰されて塑性変形した変形部と、の間に挟まれ、
   前記回転部材の下面のうち前記軸穴の周辺部は前記第２環状板に接する部分よりも窪んでおり、
   前記第２環状板の内周側は、前記変形部に押圧されて上方に弾性変形していることを特徴とする過負荷保護機構。
2. 前記第１環状板は、表面処理が施されることでその剛性が高められていることを特徴とする請求項１に記載の過負荷保護機構。
3. 前記第１環状板は前記第２環状板よりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の過負荷保護機構。
4. 前記回転部材の上面は平坦面であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の過負荷保護機構。
5. 前記回転軸は金属製であり、
   前記回転軸における前記第１環状板よりも上の部分である接続部には、樹脂製の動力伝達部材が装着されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の過負荷保護機構。
6. 前記回転軸の前記接続部には平面視非真円形状の回り止め部が形成されており、
   前記動力伝達部材は、前記回り止め部に嵌合される前記回り止め部と同形状の凹部を有することを特徴とする請求項５に記載の過負荷保護機構。
7. 前記回転軸の前記接続部は、前記動力伝達部材が有する凹部に押し込まれることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の過負荷保護機構。
8. ロータおよびステータと、
   請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の過負荷保護機構と、
   前記ロータ、前記ステータ、および前記過負荷保護機構を保持するケース体の一部を構成する板状部材であるカバープレートと、を備え、
   前記カバープレートには、前記過負荷保護機構の前記動力伝達部材をケース外に露出させる開口部が形成されており、
   前記動力伝達部材は、前記開口部の口径よりも大径の抜け止め部を有することを特徴とするギヤードモータ。
9. 前記カバープレートの前記開口部は、その開口縁から上方に立ち上がるフランジ部を有しており、
   前記フランジ部の内周面には前記動力伝達部材の外面が対向していることを特徴とする請求項８に記載のギヤードモータ。
   
   

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