JP2020118179A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸に装着された歯車部品のガタツキを防ぎ、かつ、回転軸と歯車部品とを同心に配置可能なモータを提供する。【解決手段】回転軸と、回転軸に装着される歯車部材と、を備え、回転軸の周方向における一部には、直径が等しく、かつ直径が最大となる一対の曲面である軸体側大径部が設けられ、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、軸体側大径部は、回転軸の下から上に向かって直径が次第に小さくなるように形成され、歯車部材の軸穴には、該軸穴を深さ方向に見たときに点対称となる位置に、内面が内側に張り出した当接部と、内面が窪んだ逃げ溝と、が形成され、軸穴に挿入された回転軸は、各軸体側大径部の円弧の一端が当接部に接触し、他端は逃げ溝内に退避することを特徴とするモータにより解決する。【選択図】図５

Description

本発明はモータに関し、特に、歯車部品の位置決め技術に関する。

下記特許文献１には、出力軸１２にギヤ２０が装着されたモータ装置１が開示されている。

特開２０１８−３３３００号公報

回転軸に装着された歯車部品のガタツキはモータ駆動時の異音や出力誤差の原因となる。ガタツキを防ぐべく歯車部品の軸穴に回転軸を押し込んでこれらを密着させる場合、軸穴と回転軸とが接触する位置が偏ると、これら部品の軸心がずれ、振動を生じさせることとなる。

上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、回転軸に装着された歯車部品のガタツキを防ぎ、かつ、回転軸と歯車部品とを同心に配置可能なモータを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明のモータは、歯車部材と、前記歯車部材が嵌合される軸部を有する回転軸と、を備え、前記軸部の周方向における一部には、直径が等しく、かつ直径が最大となる一対の曲面である軸体側大径部が設けられ、前記軸部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、前記軸体側大径部は、前記軸部の下から上に向かって直径が次第に小さくなるように形成され、前記歯車部材の軸穴には、該軸穴を深さ方向に見たときに点対称となる位置に、内面が内側に張り出した当接部と、内面が窪んだ逃げ溝と、が形成され、前記軸穴に挿入された前記軸部は、前記各軸体側大径部の円弧の一端が前記当接部に接触し、他端は前記逃げ溝内に退避することを要旨とする。

歯車部材の軸穴にその内面が内側に張り出した当接部を設け、軸部の軸体側大径部の円弧の一端を意図的にその当接部に接触させることにより、軸部と歯車部材とを確実に接触させ、さらに、これらが接触する位置をコントロールすることが可能となる。そして、軸穴をその深さ方向に見たときに点対称となる位置に当接部を設け、各軸体側大径部の円弧の一端をこれら当接部にそれぞれ接触させることにより、歯車部材を偏りなく均衡に支持することが可能となる。

また、本発明の軸体側大径部は、軸部の下から上に向かって直径が次第に小さくなるように形成されている。軸体側大径部は、軸部の周面のうち直径が最大となる一対の曲面である。そのため、軸体側大径部の円弧の一端が当接部に接触し、軸体側大径部が当接部から逃げる方向に移動すると（または歯車部材が軸体側大径部の一端から逃げる方向に回転すると）、次は同円弧の他端が軸穴の内面に接触する。よって、例えば歯車部材を軸部に装着する時に歯車部材が上下に傾いていると、一方の軸体側大径部の円弧の両端が他方の軸体側大径部の両端よりも先に軸穴内で行き詰まることにより、歯車部材が上下に傾いた状態で固定されることがあり得る。そこで、軸穴内の点対称となる位置に軸穴の内面を窪ませた逃げ溝を別途設け、各軸体側大径部の円弧の他端を軸穴の内面に接触させず逃げ溝内に退避させることにより、このような組み立て不良を軽減することができる。

また、本発明のモータは、前記軸部の周面のうち前記軸体側大径部以外の部分は平面であることが好ましい。回転軸の周面の一部を平面に加工または成形することは容易であり、これにより、軸部の軸体側大径部以外の部分の直径を比較的高い精度で小さくすることができる。このとき、前記軸部の外形は、真円の略円錐台形状の軸体から前記軸体側大径部に相当する部分を残して他の周面を平面に切り欠いた形状とすることが好ましい。

また、前記軸穴の内面のうち前記軸体側大径部に対向する部分である軸穴側大径部は、前記軸穴の下から上に向かって穴径が次第に小さくなるように形成されていることが好ましい。このとき、本発明のモータは、前記軸穴は貫通穴であり、前記軸体側大径部の上端と下端との間の部分を該軸体側大径部の中間部としたときに、前記軸穴側大径部の上端の穴径は、前記軸体側大径部の上端の直径よりも大きく、かつ、前記中間部の何処かの直径と等しく、前記軸体側大径部の上下方向における単位長さあたりの直径の変化量は、同単位長さあたりの前記軸穴側大径部の穴径の変化量よりも小さいことが好ましい。

歯車部材の軸穴の下端が軸部に行き詰まることで歯車部材が固定されるのではなく、歯車部材の軸穴の上端で歯車部材を固定することにより、歯車部材のガタツキをより確実に抑えることが可能となる。

また、本発明のモータは、前記回転軸は内蔵された駆動源の出力軸であり、前記出力軸の先端を囲み該先端との間に隙間を有する軸受部をさらに備えることが好ましい。このとき、前記出力軸の外面と前記軸受部の内面との間の隙間は、前記出力軸と該出力軸を支持する他の軸受部との間の隙間よりも大きいことがより好ましい。

一般にモータの出力軸は、出力軸の回転が阻害されないよう出力軸の先端は軸受に支持されない。そのため、出力軸に対してラジアル方向に大きな力が加えられると、出力軸が軸倒れを起こしてその回転が妨げられる。そこで、歯車部材を貫通した回転軸の先端を囲むように軸受部を設けることにより、出力軸の通常時の回転を妨げることなく、出力軸に大きな側圧がかけられたときの影響を軽減することができる。

このように、本発明のモータによれば、回転軸に装着された歯車部品のガタツキを防ぎ、かつ、回転軸と歯車部品とを同心に配置することが可能となる。

実施形態にかかるギヤードモータの透視斜視図である。 ステッピング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透視平面図である。 第８歯車（過負荷保護機構）の内部構造を示す側面視断面図である。 ステッピングモータの出力歯車の平面図（ａ）、および出力軸の平面図（ｂ）である。 ステッピングモータの出力歯車の側面視断面図（ａ）、および出力軸の側面図（ｂ）である。 ステッピングモータの出力軸に出力歯車が装着された状態を示す平面図（ａ）および側面視断面図（ｂ）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。以下に説明するギヤードモータＧは、駆動源であるステッピングモータ１の回転を減速して出力するモータである。

図１はギヤードモータＧの透視斜視図である。以下の説明において、「上」および「下」とは、図１等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。

本形態のギヤードモータＧは、ケース９０の前面に設けられた開口からステッピングモータ１のコネクタハウジング１５２が露出しており、ケース９０の上面に設けられた開口から出力軸９１の先端部９１２が突き出している。ステッピングモータ１と出力軸９１との間には複数の減速歯車が配置されており、ステッピングモータ１の出力トルクは減速歯車により増幅されて出力軸９１に伝達される。なお、図１ではケース９０内の各部品を支持する支軸や軸受等の記載は省略されている。

［ステッピングモータ］
図２は、ステッピングモータ１の内部構造を示す側面視断面図である。ステッピングモータ１はステップ数を指定した回転角制御が可能であり、別途ロータリエンコーダなどによるフィードバック制御を行う必要がない。これにより、ギヤードモータＧ全体における部品点数の削減および小型化が図られている。

ステッピングモータ１の給電端子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。給電端子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、図示しない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。給電端子２９の上方に折り曲げられた部分は、ステッピングモータ１のステータコイル２２，２７のコイル線が絡げられる絡げ部２９１を構成している。

本形態のステッピングモータ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、給電端子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。ステータ２０の上面とカバープレート１２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、出力軸５０は第３歯車４３が噛合する歯車部である大径歯車部５９を有しており、出力軸５０の基端部５８は、ギヤプレート１３に形成された軸受１３１に回転可能に支持されている。

出力軸５０の先端部分である軸部５１は、カバープレート１２に設けられたバーリング部１２１から上方に突き出している。バーリング部１２１は、カバープレート１２に形成された貫通口の縁から上方に立ち上げられたフランジ状部である。軸部５１には大径歯車部５９よりも小径の歯車部材である出力歯車６０が装着されている。また、出力軸５０の軸線方向における中ほどには、軸部５１よりも大径の拡径部５５が設けられている。拡径部５５の位置はバーリング部１２１の位置に対応しており、拡径部５５はベアリング１２２を介してバーリング部１２１に回転可能に支持されている。出力軸５０の大径歯車部５９と、軸部５１に装着された出力歯車６０とは、後述する第４歯車４４を構成している。

また、軸部５１の先端は、ケース９０の内面に設けられた軸受部９１に囲まれている。軸部５１の外面と軸受部９１の内面との間には意図的に隙間が設けられている。かかる隙間は、ギヤードモータＧの正常動作時には軸部５１と軸受部９１とが接触しない程度の隙間であり、出力軸５０の拡径部５５とベアリング１２２との間のクリアランスや、出力軸５０の基端部５８と軸受１３１との間のクリアランスよりも大きく設けられている。

一般にモータの出力軸は、出力軸の回転が阻害されないよう、出力軸の先端は軸受に支持されない。そのため、出力軸に対してラジアル方向に大きな力が加えられると、出力軸が軸倒れを起こしてその回転が妨げられる。そこで本形態のギヤードモータＧでは、軸部５１の先端を所定の隙間をおいて囲む軸受部９１を設けることで、出力軸５０の通常時の回転を妨げることなく、出力軸５０に大きな側圧がかけられたときの影響のみを軽減している。

［減速歯車機構］
図３はギヤードモータＧの減速歯車機構を示す透視平面図である。以下、図３を参照してギヤードモータＧの減速歯車機構について説明する。

本形態のステッピングモータ１は、ロータ３０の回転を減速して出力軸５０に伝達する第１歯車４１、第２歯車４２、および第３歯車４３を有している。これら歯車はそれぞれ、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、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、出力軸５０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は出力軸５０の大径歯車部５９に噛合している。出力軸５０の大径歯車部５９と、軸部５１に装着された出力歯車６０とは、ギヤードモータＧの減速歯車列を構成する第４歯車４４を構成している。

ステッピングモータ１の出力歯車６０とギヤードモータＧの出力軸９１との間には、第５歯車４５、第６歯車４６、第７歯車４７、および第８歯車４８が配置されている。第５歯車４５から第７歯車４７までの歯車は減速歯車であり、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。第８歯車４８は、ピッチ円径の異なる平歯車を摩擦抵抗で一体的に回転させる過負荷保護機構を備える歯車部材である。

出力歯車６０の回転は、第５歯車４５、第６歯車４６、および第７歯車４７を経て減速され、その後、第８歯車４８で加速されて出力軸９１に伝達される。具体的には、出力歯車６０は第５歯車４５の大径歯車部４５ａと噛合しており、第５歯車４５の小径歯車部４５ｂは第６歯車４６の大径歯車部４６ａと噛合している。同様に、第６歯車４６の小径歯車部４６ｂは第７歯車４７の大径歯車部４７ａと噛合しており、第７歯車４７の小径歯車部４７ｂは第８歯車４８の小径歯車部４８ｂと噛合している。これにより出力歯車６０の回転は減速されて第８歯車４８に伝達される。そして、第８歯車４８の大径歯車部４８ａは出力軸９１の歯車部９１１に噛合している。これにより第７歯車４７の回転は第８歯車４８により加速されて出力軸９１に伝達される。ただし、第５歯車４５から第８歯車４８までの歯車列は、全体としては出力歯車６０の回転を減速して出力軸９１に伝達する。

［過負荷保護機構］
図４は第８歯車４８の内部構造を示す側面視断面図である。本形態の第８歯車４８は、大径歯車部４８ａと小径歯車部４８ｂとを摩擦抵抗で一体的に回転させ、大径歯車部４８ａに所定の閾値を超える負荷が加えられたときには大径歯車部４８ａを空転させて負荷を受け流す過負荷保護機構である。

第８歯車４８は、回転軸である軸芯部７１、大径歯車部４８ａ、大径歯車部４８ａの上下面を挟むように配置された第１環状板７２および第２環状板７３、並びに、小径歯車部４８ｂにより構成されている。

軸芯部７１は略円柱形状の回転軸である。軸芯部７１には、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く形成された拡径部７１ｂが設けられている。軸芯部７１の上端部７１ｅおよびその近傍部は、段状に先細るように形成されている。

軸芯部７１の下端付近には、小径歯車部４８ｂが装着される接続部７１ａが設けられている。接続部７１ａはその周方向における対称位置が平面状に切り欠かれており、小径歯車部４８ｂの軸穴も同形状に形成されている。軸芯部７１における拡径部７１ｂと上端部７１ｅとの間には、大径歯車部４８ａが装着される車軸部７１ｃが設けられている。車軸部７１ｃも接続部７１ａと同様に、その周方向における対称位置が平面状に切り欠かれている。

大径歯車部４８ａの下面７４および上面７５は、歯部およびその近傍部よりも内側の部分が一段低く形成されており、その低く形成された部分には環状に延びる凸部７４ａ，７５ａが形成されている。

第１環状板７２および第２環状板７３は円環形状の金属板であり、その穴は軸芯部７１の車軸部７１ｃと同形状に形成されている。第１環状板７２および第２環状板７３は車軸部７１ｃに嵌合され、車軸部７１ｃと一体的に回転する。

第１環状板７２および第２環状板７３は大径歯車部４８ａの上下面７４，７５の一段低く形成された部分に嵌められるように配置されている。第１環状板７２は、軸芯部７１の拡径部７１ｂと、大径歯車部４８ａの下面７４（凸部７４ａ）との間に挟まれている。第２環状板７３は、大径歯車部４８ａの上面７５（凸部７５ａ）と、後述する変形部７１ｄとの間に挟まれている

第２環状板７３の上面の内側の周縁は、軸芯部７１の一部がプレス加工により第２環状板７３に対して下方に押し潰されて塑性変形した変形部５４に接している。このとき、大径歯車部４８ａの上面７５の軸穴周辺部は、第２環状板７３に接する凸部７５ａよりも窪んだ位置にあり、変形部５４に押し下げられた第２環状板７３は、その内周縁が下方に反るように弾性変形している。これにより第２環状板７３は皿ばねとして作用し、大径歯車部４８ａを下方に付勢する。付勢された大径歯車部４８ａは第１環状板７２に押し付けられ、これにより大径歯車部４８ａは、第１環状板７２および第２環状板７３との間に生じる摩擦抵抗で軸芯部７１と一体に回転する。そして、その摩擦抵抗を超える外力が大径歯車部４８ａに加えられたときには、第１環状板７２および第２環状板７３と大径歯車部４８ａとが滑り、大径歯車部４８ａが空転する。

また、本形態では、過負荷保護機構を備える第８歯車４８を出力軸９１に直接噛合させ、第８歯車４８側の歯車部の径を出力軸９１側の歯車部の径よりも大径にすることにより、外部から加えられた力で出力軸９１が回転したときに、その回転を減速して第８歯車４８に伝えることが可能とされている。つまり、第８歯車４８に対して、出力軸９１に加えられたトルクよりも大きなトルクを加えることができる。これにより第８歯車４８の過負荷保護機構を作動させるトルクを大きく設定することが可能とされており、作動トルクの誤差による影響が抑えられている。

［歯車部品のガタツキ防止構造］
図５は、ステッピングモータ１の出力歯車６０の平面図（図５（ａ））、および出力軸５０の平面図（図５（ｂ））。図５（ｂ）では出力軸５０の大径歯車部５９は省略されている。図６は、出力歯車６０の側面視断面図（図６（ａ））、および出力軸５０の側面図（図６（ｂ））である。図７は、出力軸５０に出力歯車６０が装着された状態を示す平面図（図７（ａ））および側面視断面図（図７（ｂ））である。以下、図５から図７を参照して、出力歯車６０のガタツキ防止構造について説明する。

（出力軸・歯車部材の形状）
ステッピングモータ１の出力軸５０は金属製の回転軸である。出力軸５０は、その先端側の部分である軸部５１がステッピングモータ１のカバープレート１２からギヤードモータＧのケース９０内に延出している。

図５（ｂ）に示されるように、軸部５１は、直径Ｄが等しく、かつ直径Ｄが最大となる一対の曲面である軸体側大径部５２を有している。そして、軸部５１の軸体側大径部５２以外の周面は平面により構成されている。また、図６（ｂ）に示されるように、軸体側大径部５２は、軸部５１の下から上に向かって直径が次第に小さくなるように形成されている。本形態の軸部５１は、切削加工によりまず真円の略円錐台形状の軸体が作られ、同軸体の軸体側大径部５２に相当する部分を残して他の周面が平面に切り欠かれることで形成されている。

出力歯車６０は軸穴６２を有する金属製の平歯車である。出力歯車６０の軸穴６２は出力軸５０の軸部５１と略同形状に形成されている。軸穴６２の周面のうち軸体側大径部５２に対向する部分には、後述する当接部６３と逃げ溝６４を除き、穴径Ｗが最大となる一対の曲面である軸穴側大径部６５が設けられている。

（歯車部品の周方向位置の固定構造）
また、図５（ａ）に示されるように、本形態の出力歯車６０の軸穴６２には、出力歯車６０の回転中心を対称の中心として点対称となる位置に、当接部６３および逃げ溝６４がそれぞれ一対形成されている。当接部６３は軸穴６２の内面が内側に張り出した部分であり、逃げ溝６４は軸穴６２の内面が窪んだ部分である。本形態の当接部６３および逃げ溝６４は、軸穴６２の四隅に相当する位置に設けられている。なお、図５（ａ）の破線Ｒで囲んだ部分の拡大図に示されるように、本形態の当接部６３は、軸穴６２の角に設けられたアールである。

上でも述べたように、軸部５１の軸体側大径部５２は、下から上に向かって直径が次第に小さくなるように形成されている。また、図５（ｂ）の破線Ｅで囲んだ部分の拡大図に示されるように、軸体側大径部５２の円弧の一端５２１（および他端５２２）はその角が丸められていない。そのため、出力歯車６０が軸部５１に装着されるときには、軸体側大径部５２の一端５２１がまず軸穴６２の当接部６３に接触する。そして、他端５５２は軸穴６２の内面には接触せず逃げ溝６４内に退避する（図７（ａ）参照）。

ここで、軸部５１に装着された出力歯車６０にガタツキがあると、そのガタツキはモータ駆動時の異音や出力誤差の原因となる。また、出力歯車６０の軸穴６２と軸部５１とが接触する位置が偏っていると、これら部品の軸心がずれ、駆動時に振動が生じるおそれがある。本形態のステッピングモータ１では、出力歯車６０の軸穴６２にその内面が内側に張り出した当接部６３を設け、軸部５１の軸体側大径部５２の一端５２１を意図的に当接部６３に接触させることにより、軸部５１と出力歯車６０とを確実に接触させ、さらに、これらが接触する位置をコントロールすることが可能とされている。そして、軸穴６２を平面視したときに点対称となる位置に当接部６３を設け、各軸体側大径部５２の円弧の一端５２１をこれら当接部６３にそれぞれ接触させることにより、出力歯車６０を偏りなく均衡に支持することが可能とされている。

また、本形態の軸体側大径部５２は、軸部５１の下から上に向かって直径が次第に小さくなるように形成されている。そして、軸体側大径部５２は、軸部５１の周面のうち直径Ｄが最大となる一対の曲面である。そのため、軸体側大径部５２の円弧の一端５２１が当接部６３に接触し、軸体側大径部５２が当接部６３から逃げる方向に回転すると（または出力歯車６０が軸体側大径部５２の一端５２１から逃げる方向に回転すると）、次は同円弧の他端５２２が軸穴６２の内面に接触する。よって、例えば出力歯車６０を軸部５１に装着する時に出力歯車６０が上下に傾いていると、一方の軸体側大径部５２の端部５２１，５２２が他方の軸体側大径部５２の端部５２１，５２２よりも先に軸穴６２内で行き詰まり、出力歯車６０が上下に傾いた状態で固定されることがあり得る。そこで、本形態のステッピングモータ１では、軸穴６２を平面視したときに点対称となる位置に逃げ溝６４を別途設け、各軸体側大径部５２の他端５２２を逃げ溝６４内に退避させることにより、このような組み立て不良を軽減している。

このように、本形態のステッピングモータ１では、軸部５１の軸体側大径部５２の一端５２１を出力歯車６０の軸穴６２に積極的に接触させ、かつ、軸体側大径部５２の他端５２２をあえて軸穴６２に接触させない構成とすることにより、軸部５１と出力歯車６０とをガタツキや傾きなく同心に配置することが可能とされている。

なお、本形態のステッピングモータ１では、軸部５１の軸体側大径部５２以外の周面を平面部５３で構成することにより、軸体側大径部５２以外の部分の直径Ｄを小さくしているが、軸部５１の周面のうち軸体側大径部５２の直径Ｄが最大であれば、それ以外の周面の形状は特に平面には限定されない。

（歯車部材の上下位置の固定構造）
図６（ａ）に示されるように、出力歯車６０の軸穴６２の軸穴側大径部６５は、軸穴６２の下から上に向かって穴径Ｗが次第に小さくなるように形成されている。以下、図６を参照して、出力歯車６０の上下方向位置の固定構造について説明する。

本形態の出力歯車６０の軸穴６２は貫通穴である。軸穴６２の軸穴側大径部６５は、その上端の穴径φＡがφ３．９８（４．００−０．０２）、下端の穴径φＥがφ４．０６（４．００＋０．０６）である。また、出力歯車６０の上下方向の厚みＴは３．５ｍｍである。

本形態の軸部５１は、その先端に、出力歯車６０の装着位置を誘導するテーパが設けられている。軸部５１のテーパ直下（以下、同部位を「軸部５１の上端」という。）における軸体側大径部５２の直径φＢはφ３．９６（４．００−０．０４）である。軸部５１下端の軸体側大径部５２の直径φＤはφ４．０５（４．００＋０．０５）である。軸部５１の上端と下端との間である中間部の中心よりもやや上端寄りの部位の直径φＣはφ３．９８±０．０２である。そして、中間部の直径φＣとなる部位の高さＨは、軸部５１の下端から４．２ｍｍの高さにある。また、本形態の軸体５１は、上下方向における単位長さあたりの直径Ｄの変化量が、同単位長さあたりの出力歯車６０の穴径Ｗの変化量よりも小さい。

整理すると、軸部５１の直径Ｄと、出力歯車６０の軸穴６２の穴径Ｗとは以下のような関係にある。
Ｔ：出力歯車の厚み ＜ Ｈ：軸体側大径部の直径φＣとなる部位の高さ
φＡ：軸穴側大径部上端の穴径 ＞ φＢ：軸体側大径部上端の直径
φＡ：軸穴側大径部上端の穴径 ≒ φＣ：軸体側大径部中間部の直径
φＥ：軸穴側大径部下端の穴径 ＞ φＤ：軸体側大径部下端の直径

このように、本形態のステッピングモータ１では、軸穴側大径部６２の上端の穴径φＡは軸体側大径部５２の上端の直径φＢよりも大きく、中間部の中ほどの直径φＣとほぼ等しい。そのため、本形態の出力歯車６０は、その上端が軸体側大径部５２の中間部で行き詰まることにより軸部５１に固定される（図７（ｂ）参照）。また、出力歯車６０の厚みＴは軸体側大径部５２の直径φＣとなる部位の高さＨよりも小さいため、出力歯車６０は軸部５１の下端には至らず、確実に中間部で固定される。これにより、出力歯車６０の下端が軸部５１に固定される場合に比べ、出力歯車６０のガタツキがより強力に抑えられている。この効果は、本形態のように軸部５１と出力歯車６０とが金属製のときに特に顕著に現れる。

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、本形態ではステッピングモータ１を採用することでギヤードモータＧ全体における部品点数の削減および小型化を図っているが、特にそのような要求や制約がなければ他のモータを採用することも考えられる。

Ｇ：ギヤードモータ，９０：ケース，９０１：軸受部，９１：出力軸，９１１：歯車部，９１２：先端部，１：ステッピングモータ（モータ，駆動源），１１：モータケース，１２：カバープレート，１２１：バーリング部，１２２：ベアリング，１３：ギヤプレート，１３１：軸受，２０：ステータ，３０：ロータ，３１ａ：ピニオンギヤ，４１−４７：第１歯車−第７歯車（減速歯車列），４８：第８歯車（過負荷保護機構），４８ａ：大径歯車部，４８ｂ：小径歯車部，５０：出力軸（回転軸），５１：軸部，５２：軸体側大径部，５２１：軸体側大径部の円弧の一端，５２２：軸体側大径部の円弧の他端，５３：切欠き部，５５：拡径部，５９：大径歯車部，６０：出力歯車（歯車部材），６１：歯部，６２：軸穴，６３：当接部，６４：逃げ溝，６５：軸穴側大径部

Claims (7)

1. 歯車部材と、
   前記歯車部材が嵌合される軸部を有する回転軸と、を備え、
   前記軸部の周方向における一部には、直径が等しく、かつ直径が最大となる一対の曲面である軸体側大径部が設けられ、
   前記軸部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、前記軸体側大径部は、前記軸部の下から上に向かって直径が次第に小さくなるように形成され、
   前記歯車部材の軸穴には、該軸穴を深さ方向に見たときに点対称となる位置に、内面が内側に張り出した当接部と、内面が窪んだ逃げ溝と、が形成され、
   前記軸穴に挿入された前記軸部は、前記各軸体側大径部の円弧の一端が前記当接部に接触し、他端は前記逃げ溝内に退避することを特徴とするモータ。
2. 前記軸部の周面のうち前記軸体側大径部以外の部分は平面であることを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記軸部の外形は、真円の略円錐台形状の軸体から前記軸体側大径部に相当する部分を残して他の周面を平面に切り欠いた形状であることを特徴とする請求項２に記載のモータ。
4. 前記軸穴の内面のうち前記軸体側大径部に対向する部分である軸穴側大径部は、前記軸穴の下から上に向かって穴径が次第に小さくなるように形成されてい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モータ。
5. 前記軸穴は貫通穴であり、
   前記軸体側大径部の上端と下端との間の部分を該軸体側大径部の中間部としたときに、
   前記軸穴側大径部の上端の穴径は、前記軸体側大径部の上端の直径よりも大きく、かつ、前記中間部の何処かの直径と等しく、
   前記軸体側大径部の上下方向における単位長さあたりの直径の変化量は、同単位長さあたりの前記軸穴側大径部の穴径の変化量よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載のモータ。
6. 前記回転軸は内蔵された駆動源の出力軸であり、
   前記出力軸の先端を囲み該先端との間に隙間を有する軸受部をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のモータ。
7. 前記出力軸の外面と前記軸受部の内面との間の隙間は、前記出力軸と該出力軸を支持する他の軸受部との間の隙間よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載のモータ。

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