JP2021035255A - ギヤドモータ - Google Patents

Abstract

【課題】スライド動作と回転動作を行うことができるギヤドモータを提供する。【解決手段】モータ２０と、モータの動力を伝達する伝達機構２と、伝達機構に接続されるスライド機構５と、を備える。スライド機構は、伝達機構に接続されスライド軸線周りを回転するリードスクリュー５１と、リードスクリューに挿入されるスライドナット５３と、スライドナットを保持するナットフレーム１５と、ナットフレームを径方向外側から囲む筒状のガイドフレーム１５と、移動規制部と、を有する。ナットフレームの外周面には、径方向外側に突出する突起が設けられる。ガイドフレームには、突起をガイドするガイド壁７０ａが設けられる。ガイド壁は、突起が収容される隙間を介して周方向に対向し軸方向に沿って延びる一対の第１壁面７１ａと、軸方向一方側を向き、交差部において第１壁面に連なる第２壁面７２ａと、有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ギヤドモータに関する。

近年、電子機器には小型化とともに多機能化が求められており、電子機器の内部に組み込まれている部品を駆動して様々な機能を実現することが望まれている。例えば、カメラが組み込まれたスマートフォンにおいては、様々な角度からの撮影を可能とするために、カメラを回転させるギヤドモータをスマートフォンの内部に組み込んだものも開発されている（例えば、特許文献１）。最近では、電子機器の機能がますます高度化しており、電子機器の内部の部品を軸周りに回転させるだけではなく、軸方向に伸縮させる機能も必要とされることがある。

特開２０１９−４７５８９号公報

ますます小型化される電子機器においては、部品を動かすための駆動装置を設置するスペースが非常に限られている。このため、スライド動作させるためのギヤドモータと、回転動作させるためのギヤドモータとをそれぞれ電子機器に組み込むことが困難となっている。

本発明の一つの態様は、このような課題に鑑みてなされたもので、スライド動作および回転動作を行うことができるギヤドモータの提供を目的の一つとする。

本発明のギヤドモータの一つの態様は、モータ軸線に沿って延びるモータシャフトを回転させるモータと、前記モータの動力を伝達する伝達機構と、前記伝達機構に接続されるスライド機構と、を備える。前記スライド機構は、前記伝達機構に接続されスライド軸線周りを回転するリードスクリューと、前記リードスクリューに挿入されるスライドナットと、前記スライドナットを保持するナットフレームと、前記ナットフレームを径方向外側から囲む筒状のガイドフレームと、移動規制部と、を有する。前記ナットフレームの外周面には、径方向外側に突出する突起が設けられる。前記ガイドフレームには、前記突起をガイドするガイド壁が設けられる。前記ガイド壁は、前記突起が収容される隙間を介して周方向に対向し軸方向に沿って延びる一対の第１壁面と、軸方向一方側を向き、交差部において前記第１壁面に連なる第２壁面と、有する。前記移動規制部は、前記突起が前記交差部に位置する状態で、前記ガイドフレームに対する前記ナットフレームの軸方向一方側への移動を規制する。

本発明の一つの態様によれば、スライド動作および回転動作を行うことができるギヤドモータが提供される。

図１は、一実施形態のギヤドモータの断面図であり、回転移動規制状態のギヤドモータを示す。 図２は、一実施形態のギヤドモータの斜視図であり、回転移動規制状態のギヤドモータを示す。 図３は、一実施形態のギヤドモータの断面図であり、変換点状態のギヤドモータを示す。 図４は、一実施形態のギヤドモータの斜視図であり、変換点状態のギヤドモータを示す。 図５は、一実施形態のギヤドモータの断面図であり、スライド移動規制状態のギヤドモータを示す。 図６は、一実施形態のギヤドモータの斜視図であり、スライド移動規制状態のギヤドモータを示す。 図７は、変形例のスライド機構の断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るギヤドモータについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。以下の説明において特に断りのない限り、モータ軸線Ｊ１に平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」又は「上下方向」と呼び、＋Ｚ側を単に「軸方向一方側」又は「上側」と呼び、−Ｚ側を単に「軸方向他方側」又は「下側」と呼ぶ。なお、本明細書における上下方向は、説明の便宜のために設定する方向であって、ギヤドモータの使用時の姿勢を限定するものではない。

図１、図３、図５は、ギヤドモータ１の断面図であり、図２、図４、図６は、ギヤドモータ１の斜視図である。また、図１、図２は、回転移動規制状態のギヤドモータ１を示し、図３および図４は、変換点状態のギヤドモータ１を示し、図５および図６は、スライド移動規制状態のギヤドモータ１を示す。

後述するように、ギヤドモータ１は、回転移動規制状態においてモータ２０の駆動によって出力部５５ｃをスライド移動させる。ギヤドモータ１は、スライド移動規制状態においてモータ２０の駆動によって出力部５５ｃを回転させる。変換点状態のギヤドモータ１は、回転移動規制状態とスライド移動規制状態との間の移行状態である。ギヤドモータ１は、変換点状態においてモータ２０を一方向に回転駆動すると出力部５５ｃをスライド移動させ、他方向に回転駆動すると出力部５５ｃを回転させる。

図１に示すように、ギヤドモータ１は、モータ２０と、モータ２０の動力を伝達する伝達機構２と、伝達機構２に接続されるスライド機構５と、フレーム１０と、蓋部１９と、ブラケット６と、一対のコイルバネ７と、を有する。本実施形態のギヤドモータ１は、Ｙ軸方向に沿う寸法が抑制された薄型の電子機器に搭載される。

伝達機構２は、遊星歯車機構３２と、ギヤ列４と、を有する。ギヤ列４は、ドライブギヤ４１と中間ギヤ４２とカウンタギヤ４３とを有する。モータ２０、遊星歯車機構３２およびドライブギヤ４１は、モータ軸線Ｊ１に沿って配置される。中間ギヤ４２は、中間軸線Ｊ２に沿って配置される。スライド機構５およびカウンタギヤ４３は、スライド軸線Ｊ３に沿って配置される。

モータ軸線Ｊ１、中間軸線Ｊ２およびスライド軸線Ｊ３は、Ｚ軸方向に沿って、互いに平行に延びる。すなわち、中間軸線Ｊ２およびスライド軸線Ｊ３は、モータ軸線Ｊ１と平行である。モータ軸線Ｊ１、中間軸線Ｊ２およびスライド軸線Ｊ３、軸方向から見てＸ軸方向に直線状に並ぶ。
以下、ギヤドモータ１の各部について詳細に説明する。
＜フレーム＞
図２に示すように、フレーム１０は、モータ２０、伝達機構２およびスライド機構を支持するフレーム本体１１と、フレーム本体１１から上側に延びる筒状のガイドフレーム１５と、フレーム本体１１から側方に突出する一対の支持板部１３と、を有する。ガイドフレーム１５は、スライド機構５の一部として機能する。ガイドフレーム１５については、後段において詳細に説明する。

フレーム本体１１は、下側に開口する箱形状である。フレーム本体１１の内部には、伝達機構２が収容される。フレーム本体１１の上面１１ｂには、モータ２０が挿入されるモータ挿入孔１２が設けられる。フレーム本体１１は、下側に開口する。フレーム本体１１の下側の開口は、蓋部１９によって覆われる。

図１に示すように、支持板部１３は、スライド軸線Ｊ３と直交する平面に沿う板状である。一対の支持板部１３は、スライド軸線Ｊ３と直交する方向（本実施形態ではＸ軸方向）において互いに反対側に突出する。支持板部１３には、軸方向に貫通する挿通孔１３ａが設けられる。フレーム１０は、支持板部１３において、ブラケット６に支持される。

＜ブラケット＞
ブラケット６は、フレーム１０を支持する。ブラケット６は、図示略の固定部において、ギヤドモータ１が搭載される電子機器の筐体等に固定される。すなわち、ギヤドモータ１は、ブラケット６において電子機器に固定される。

ブラケット６は、ブラケット本体６ｂと一対の支持シャフト６ａとを有する。ブラケット本体６ｂは、スライド軸線Ｊ３と直交する平面に沿う板状である。ブラケット本体６ｂは、モータ２０、伝達機構２、スライド機構５、フレーム１０および蓋部１９の下側に隙間を空けて配置される。

一対の支持シャフト６ａは、ブラケット本体６ｂの上面から上側に延びる。一対の支持シャフト６ａは、スライド軸線Ｊ３と平行に延びる。支持シャフト６ａの上端には、抜け止めフランジ６ｆが設けられる。一対の支持シャフト６ａは、それぞれフレーム１０の支持板部１３に設けられた挿通孔１３ａに挿入される。また、抜け止めフランジ６ｆは、支持板部１３の上側に位置する。抜け止めフランジ６ｆの直径は、挿通孔１３ａの直径より大きい。このため、抜け止めフランジ６ｆは、支持シャフト６ａの挿通孔１３ａに対する抜け止めとして機能する。

一対のコイルバネ７は、それぞれ支持シャフト６ａに挿通される。コイルバネ７は、支持板部１３の下面とブラケット本体６ｂの上面との間に、適度に圧縮した状態で配置される。コイルバネ７は、ブラケット６に対してフレーム１０を上側に押し付けて、フレーム１０の位置を安定させる。フレーム１０またはフレーム１０に支持される各部に下方向への力が加わった場合に、コイルバネ７はこの力によって圧縮される。これにより、フレーム１０またはフレーム１０に支持される各部に下方向への過剰な力が加わることを抑制できる。

＜モータ＞
モータ２０は、フレーム１０に支持される。モータ２０は、例えばステッピングモータである。モータ２０は、モータ軸線Ｊ１を中心とする略円柱状のモータ本体２０ａと、モータ本体２０ａからモータ軸線Ｊ１に沿って下側に延び出るモータシャフト２０ｂと、を有する。

モータ本体２０ａの内部には、モータシャフト２０ｂに繋がるロータとロータを囲むステータとが設けられる。モータシャフト２０ｂは、モータ軸線Ｊ１を中心として軸方向に延びる。モータシャフト２０ｂは、モータ２０によりモータ軸線Ｊ１を中心として回転させられる。

＜遊星歯車機構＞
遊星歯車機構３２は、モータ２０の直下に位置する。遊星歯車機構３２は、モータシャフト２０ｂに接続される。遊星歯車機構３２は、モータ２０から出力された動力を減速して、ギヤ列４に伝達する。

遊星歯車機構３２は、ハウジング３５と、第１太陽ギヤ３３ａと、３つの第１遊星ギヤ３３ｂと、第１キャリア３３ｃと、第２太陽ギヤ３４ａと、３つの第２遊星ギヤ３４ｂと、第２キャリア（キャリア）３４ｃと、を有する。

ハウジング３５は、フレーム１０に固定される。すなわち、遊星歯車機構３２は、ハウジング３５においてフレーム１０に支持される。ハウジング３５は、モータ軸線Ｊ１を中心として軸方向に延びる筒状部３５ａと、筒状部３５ａの下端に位置する底部３５ｂと、を有する。筒状部３５ａの内周面には、内歯ギヤが設けられる。筒状部３５ａの内歯ギヤは、第１遊星ギヤ３３ｂおよび第２遊星ギヤ３４ｂに噛み合う。また、底部３５ｂの中央には、第５軸受部３５ｄが固定される中央孔３５ｃが設けられる。第５軸受部３５ｄとしては、滑り軸受が採用される。

第１太陽ギヤは、モータシャフト２０ｂに固定され、モータシャフト２０ｂとともにモータ軸線Ｊ１を中心として回転する。３つの第１遊星ギヤ３３ｂは、モータ軸線Ｊ１の周方向に等間隔に配置される。３つの第１遊星ギヤ３３ｂは、第１太陽ギヤ３３ａに噛み合う。３つの第１遊星ギヤ３３ｂは、第１太陽ギヤ３３ａの回転に伴い、モータ軸線Ｊ１の周方向に公転回転する。

第１キャリア３３ｃは、３つの第１遊星ギヤ３３ｂを回転可能に支持する。３つの第１遊星ギヤ３３ｂのモータ軸線Ｊ１を中心とする公転回転に伴い、第１キャリア３３ｃは、モータ軸線Ｊ１を中心として回転する。

第２太陽ギヤ３４ａは、第１キャリア３３ｃに固定される。第２太陽ギヤ３４ａは、第１キャリア３３ｃとともにモータ軸線Ｊ１を中心として回転する。

３つの第２遊星ギヤ３４ｂは、モータ軸線Ｊ１の周方向に等間隔に配置される。３つの第２遊星ギヤ３４ｂは、第２太陽ギヤ３４ａに噛み合う。３つの第２遊星ギヤ３４ｂは、第２太陽ギヤ３４ａの回転に伴い、モータ軸線Ｊ１の周方向に公転回転する。

第２キャリア３４ｃは、３つの第２遊星ギヤ３４ｂを回転可能に支持する。３つの第２遊星ギヤ３４ｂのモータ軸線Ｊ１を中心とする公転回転に伴い、第２キャリア３４ｃは、モータ軸線Ｊ１を中心として回転する。

第２キャリア３４ｃは、下側の突出する柱状部３４ｅを有する。柱状部３４ｅは、モータ軸線Ｊ１を中心とする円柱状である。柱状部３４ｅは、ハウジング３５の中央孔３５ｃを貫通する。また、柱状部３４ｅは、第５軸受部３５ｄによって回転可能に支持される。柱状部３４ｅの下面には、上下方向に延びる保持穴３４ｄが設けられる。

＜ギヤ列＞
ギヤ列４は、遊星歯車機構３２からスライド機構５に動力を伝達する。ギヤ列４は、ドライブギヤ４１と、中間ギヤ４２と、カウンタギヤ４３と、を有する。ドライブギヤ４１、中間ギヤ４２およびカウンタギヤ４３は、Ｘ軸方向に沿ってこの順で並び動力を伝達する。本実施形態において、ドライブギヤ４１の歯数とカウンタギヤ４３の歯数とは、同数である。このため、本実施形態のギヤ列４は、減速および増速を行わない。

ドライブギヤ４１は、ギヤ本体４１ｃと、ギヤ本体４１ｃの上面に設けられる連結凸部４１ａと、ギヤ本体４１ｃの下面に設けられるドライブシャフト４１ｂと、を有する。ギヤ本体４１ｃは、モータ軸線Ｊ１を中心とする歯車である。ギヤ本体４１ｃは、カウンタギヤ４３と噛み合う。ドライブシャフト４１ｂは、モータ軸線Ｊ１に沿って下側に延びる。ドライブシャフト４１ｂは、蓋部１９に固定された第４軸受部１８に回転可能に支持される。第４軸受部１８としては、潤滑油を含侵させた滑り軸受が採用可能である。

連結凸部４１ａは、モータ軸線Ｊ１に沿って上側に延びる。連結凸部４１ａは、遊星歯車機構３２の第２キャリア３４ｃに設けられた保持穴３４ｄに挿入される。連結凸部４１ａには、回り止めのためのＤカット面が設けられている。保持穴３４ｄの穴形状は、連結凸部４１ａの外径と略同形状とされている。ドライブギヤ４１は、第２キャリア３４ｃに接続されることで、第２キャリア３４ｃと一体となってモータ軸線Ｊ１周りを回転する。

本実施形態によれば、第２キャリア３４ｃとドライブギヤ４１とは、互いに別体である。第２キャリア３４ｃとドライブギヤ４１とは、モータ軸線Ｊ１周りを一体となって回転する部材であるため、単一の部材として構成することも可能である。しかしながら、第２キャリア３４ｃとドライブギヤ４１とを単一の部材とすると、ドライブギヤ４１が遊星歯車機構３２によって上側から支持されることとなる。このため、ドライブギヤ４１の位置精度が遊星歯車機構３２の内部構造の寸法精度に依存し、ギヤ列４におけるギヤ間距離がばらつきやすくなる。

本実施形態によれば、第２キャリア３４ｃとドライブギヤ４１とを互いに別体とすることで、第２キャリア３４ｃの柱状部３４ｅを第５軸受部３５ｄによって回転自在に支持できる。すなわち、軸方向においてドライブギヤ４１と第２キャリア３４ｃとの間に第５軸受部３５ｄを配置することができる。このため、第５軸受部３５ｄが、ドライブギヤ４１の直上でドライブギヤ４１の位置精度を保つことができ、ギヤ列４におけるギヤ間距離のばらつきを抑制し伝達効率を高めることができる。さらに、本実施形態では、ドライブギヤ４１は、直下に位置する第４軸受部１８において回転自在に支持される。すなわち、ドライブギヤ４１は、直上直下においてそれぞれ第４軸受部１８および第５軸受部３５ｄで回転自在に支持されるため、ギヤ列４におけるギヤ間距離をより確実に高めることができる。

また、第２キャリア３４ｃとドライブギヤ４１とを単一の部材とすると、遊星歯車機構３２の組み立て工程において、ドライブギヤ４１をハウジング３５の内部を通す必要が生じる。このため、組み立て工程が煩雑化するのみならず、ハウジング３５の中央孔３５ｃを通すためにドライブギヤ４１の設計に制限が加わる。これに対し、本実施形態によれば、第２キャリア３４ｃとドライブギヤ４１とを互いに別体とすることで、組み立て工程を簡素化できる。さらに、ドライブギヤ４１を大径とすることが可能となり、ドライブギヤ４１の設計の自由度が高まる。

中間ギヤ４２は、フレーム１０から下側に延び出る中間シャフト１１ａに回転可能に支持される。中間シャフト１１ａは、中間軸線Ｊ２に沿って延びる。したがって、中間ギヤ４２は、中間軸線Ｊ２周りに回転する。中間ギヤ４２は、ドライブギヤ４１とカウンタギヤ４３との間に配置される。中間ギヤ４２は、ドライブギヤ４１およびカウンタギヤ４３に噛み合い、ドライブギヤ４１からカウンタギヤ４３に動力を伝達する。

カウンタギヤ４３は、スライド機構５のリードスクリュー５１に固定される。ドライブギヤ４１は、リードスクリュー５１とともにスライド軸線Ｊ３周りに回転する。

＜スライド機構＞
スライド機構５は、図示略の外部装置に接続され外部装置に動力を伝える。スライド機構５は、軸方向に延びるリードスクリュー５１と、リードスクリュー５１に挿入されるスライドナット５３と、スライドナット５３を保持するナットフレーム５５と、ナットフレーム５５を径方向外側から囲む筒状のガイドフレーム１５と、を有する。

リードスクリュー５１は、スライド軸線Ｊ３に沿って延びる。リードスクリュー５１は、伝達機構２に接続され、伝達機構２を介して伝わるモータ２０の動力によってスライド軸線Ｊ３周りを回転する。

リードスクリュー５１は、外周面に雄ねじが設けられたネジ部５１ｃと、ネジ部５１ｃの上側に位置する上端部５１ａと、ネジ部５１ｃの下側に位置する下端部５１ｂと、を有する。すなわち、下端部（第２端部）５１ｂは、上端部（第１端部）５１ａの反対側に位置する端部である。上端部５１ａは、第１軸受部５９Ａに支持される。下端部５１ｂは、軸方向に沿って並ぶ第２軸受部５９Ｂおよび第３軸受部５９Ｃに支持される。また、下端部５１ｂには、カウンタギヤ４３が固定される。

スライドナット５３は、内周面にネジ溝が設けられたナット孔５３ａを有する。ナット孔５３ａには、リードスクリュー５１に挿入される。また、ナット孔５３ａのネジ溝には、リードスクリュー５１の雄ねじが噛み合う。スライドナット５３は、ナットフレーム５５に固定される。

スライドナット５３は、リードスクリュー５１から伝達された動力の方向を変換する。スライドナット５３の回転が規制され、スライドナット５３の軸方向の移動が許容された状態でリードスクリュー５１が回転することで、スライドナット５３は軸方向に移動する。

また、一方で、スライドナット５３は、リードスクリュー５１から伝達された動力の方向を変換することなく後段に伝達することもできる。スライドナット５３の回転が許容され、スライドナット５３の軸方向の移動が規制された状態でリードスクリュー５１が回転することで、スライドナット５３はリードスクリュー５１とともに回転する。

ナットフレーム５５は、スライドナット５３を支持する。ナットフレーム５５は、スライドナット５３と一体となって軸方向に移動又は回転する。

ナットフレーム５５は、筒状部５５ａと、筒状部５５ａの内周面から径方向内側に突出する内側突出部５７と、筒状部５５ａの上端に位置する固定フランジ５５ｃと、筒状部５５ａの外周面５５ｆに設けられるピン（突起）５６と、を有する。固定フランジ５５ｃには、ギヤドモータ１の駆動対象物が固定される。すなわち、固定フランジ５５ｃは、出力部として機能する。

筒状部５５ａは、スライド軸線Ｊ３を中心として軸方向に沿って延びる円筒状である。筒状部５５ａは、リードスクリュー５１を径方向外側から囲む。内側突出部５７は、筒状部５５ａの内周面の下部領域に設けられる。内側突出部５７は、上側（軸方向一方側）を向く対向面５７ａと、下側（軸方向他方側）を向く下面５７ｂと、を有する。対向面５７ａは、第１軸受部５９Ａの外輪と軸方向において互いに対向する。下面５７ｂは、スライドナット５３の上端面に接触する。

図２に示すように、ピン５６は、筒状部５５ａの外周面５５ｆから径方向外側に突出する。ピン５６は、突出する方向からみて円形である。本実施形態のピン５６は、筒状部５５ａの外周面５５ｆに一体的に設けられる。しかしながら、ピン５６は、筒状部５５ａと別部材であって、筒状部５５ａに設けられた貫通孔に挿入して固定されたものであってもよい。

ガイドフレーム１５は、軸方向からみて円形の内周面１５ａを有する筒状である。ガイドフレーム１５の内周面１５ａは、ナットフレーム５５の外周面５５ｆと径方向において対向する。ガイドフレーム１５の内径は、ナットフレーム５５の外径より若干大きい。このため、ナットフレーム５５は、ガイドフレーム１５に対して軸方向又は周方向に摺動可能である。ガイドフレーム１５は、ナットフレーム５５の軸方向の移動および回転をガイドする。

ガイドフレーム１５には、スリット７０が設けられる。スリット７０は、ガイドフレーム１５を径方向に貫通する。スリット７０は、ピン５６をガイドするガイド壁７０ａを有する。すなわち、ガイドフレーム１５には、ガイド壁７０ａが設けられる。ガイド壁７０ａは、スリット７０の内壁面である。

スリット７０には、ピン５６が挿入される。ガイドフレーム１５に対するナットフレーム５５の移動において、ピン５６がガイド壁７０ａにガイドされてスリット７０の内部を移動する。

スリット７０は、交差部７５において互いに交差する第１スリット７１および第２スリット７２を有する。

第１スリット７１は、軸方向に沿って延びる。第１スリット７１は、ガイドフレーム１５の上端部で上側に開口する。第１スリット７１の内壁面は、軸方向に沿って延びる一対の第１壁面７１ａを含む。一対の第１壁面７１ａは、ピン５６が収容される隙間を介して周方向に対向する。

図１および図２に示すように、回転移動規制状態において第１スリット７１には、ピン５６が収容される。回転移動規制状態において、第１スリット７１は、スライド軸線Ｊ３周りのピン５６の回転を一対の第１壁面７１ａによって規制する。これにより、第１スリット７１は、ナットフレーム５５の回転を規制する。また、第１スリット７１は、軸方向に延びるためスライドナット５３の軸方向の移動を許容する。したがって、回転移動規制状態でリードスクリュー５１を回転すると、スライドナット５３およびナットフレーム５５は、ガイドフレーム１５に対して軸方向に移動する。

第２スリット７２は、周方向に沿って延びる。第２スリット７２は、スライド軸線Ｊ３の周方向において半周に亘って延びる。第２スリット７２の一方の周端部は、交差部７５に位置する。すなわち、第２スリット７２は、交差部７５において第１スリット７１に繋がる。第２スリット７２の内壁面は、上側（軸方向一方側）を向く第２壁面７２ａを含む。第２壁面７２ａは、交差部７５において第１壁面７１ａに連なる。ここで、スライドナット５３を上方に移動させるためにリードスクリュー５１が回転する方向を第１回転方向Ｔ１とする。第２スリット７２が、交差部７５から延びる方向は、第１回転方向Ｔ１は、と一致する。

図５および図６に示すように、スライド移動規制状態において第２スリット７２には、ピン５６が収容される。スライド移動規制状態において、第２スリット７２は、ピン５６の下方向へのスライド移動を第２壁面７２ａによって規制する。また、ナットフレーム５５の上方向への移動は、後述する移動規制部Ｓによってなされる。したがって、第２壁面７２ａおよび移動規制部Ｓは、ナットフレーム５５の軸方向の移動を規制する。さらに、第２スリット７２は、軸方向に延びるためスライドナット５３の周方向の移動を許容する。したがって、スライド移動規制状態でリードスクリュー５１を回転すると、スライドナット５３およびナットフレーム５５は、リードスクリュー５１とともにガイドフレーム１５に対して回転する。
なお、本実施形態において、第２スリット７２において第２壁面７２ａに対向し下側を向く面は、ピン５６の上方向へのスライド移動を規制しない。

第１軸受部５９Ａは、内輪、外輪およびこれらの間に介在する転動体を有するボールベアリングである。第１軸受部５９Ａの内輪は、リードスクリュー５１の上端部５１ａに固定される。一方で、第１軸受部５９Ａの外輪は、ナットフレーム５５の筒状部５５ａの内側面に対して径方向に対向し接触する。しかしながら、第１軸受部５９Ａの外輪は、筒状部５５ａの内側面に固定されていない。ナットフレーム５５がスライドナット５３とともに軸方向に移動する場合、第１軸受部５９Ａの外輪の外周面は、筒状部５５ａの内側面に軸方向に摺動する。

第１軸受部５９Ａの外輪は、軸方向において筒状部５５ａの内側面に設けられた内側突出部５７の対向面５７ａと対向する。図１に示す回転移動規制状態で、リードスクリュー５１を第１回転方向Ｔ１に回転させると、スライドナット５３およびナットフレーム５５が上側に移動する。これに伴い、第１軸受部５９Ａの外輪と対向面５７ａとが徐々に近接し、やがて接触して図３および図４に示す変換点状態となる。また、変換点状態に達した後にさらにリードスクリュー５１を第１回転方向Ｔ１に回転させると、第１軸受部５９Ａの外輪と対向面５７ａとの接触を維持したままスライドナット５３およびナットフレーム５５が回転し図５および図６に示すスライド移動規制状態となる。

図３および図４に示すように、変換点状態において、第１軸受部５９Ａおよび対向面５７ａは、ピン５６がスリット７０の交差部７５に位置する状態で互いに接触する。第１軸受部５９Ａと対向面５７ａとが接触することで、ガイドフレーム１５に対するナットフレーム５５の上側への移動が制限される。このように、第１軸受部５９Ａおよび対向面５７ａは、移動規制部Ｓとして機能する。すなわち、スライド機構５は、ガイドフレーム１５に対するナットフレーム５５の上側への移動を規制する移動規制部Ｓを有する。

第２軸受部５９Ｂおよび第３軸受部５９Ｃは、ともにリードスクリュー５１の下端部５１ｂを回転可能に支持する。第２軸受部５９Ｂと第３軸受部５９Ｃとは、上側から下側に向かってこの順で並ぶ。すなわち、第２軸受部５９Ｂは、第３軸受部５９Ｃの上側に位置する。第２軸受部５９Ｂおよび第３軸受部５９Ｃは、ともに、内輪、外輪およびこれらの間に介在する転動体を有するボールベアリングである。

上述したように、リードスクリュー５１の上端部５１ａには、第１軸受部５９Ａが設けられる。第１軸受部５９Ａの外輪は、径方向外側に対向する筒状部５５ａの内側面に対し軸方向に摺動する。したがって、外輪と筒状部５５ａの内側面とは、摺動抵抗を低減する十分な隙間嵌めにする必要がある。結果的に、リードスクリュー５１の倒れに対して第１軸受部５９Ａによるリードスクリュー５１の上端部５１ａの支持は、不十分となりやすい。

このように、リードスクリューの回転によって部材を軸方向の一方側に移動させる場合、移動させる部材の動線上でベアリングの外輪を固定できないため、リードスクリューの両端部の回転支持を確実に行うことが困難となる。本実施形態のギヤドモータ１は、このような課題に鑑みて考案されたものであって、リードスクリュー５１の回転支持の確実性を高めることが目的の一つである。

本実施形態によれば、リードスクリュー５１の下端部５１ｂが、軸方向に並ぶ複数の軸受部（第２軸受部５９Ｂおよび第３軸受部５９Ｃ）に支持される。このため、リードスクリュー５１の倒れを効果的に抑制することができる。また、本実施形態によれば、第２軸受部５９Ｂおよび第３軸受部５９Ｃが、ボールベアリングである。したがって、リードスクリュー５１の倒れを抑制するために、第２軸受部５９Ｂおよび第３軸受部５９Ｃの内輪および外輪を保持する嵌合隙間を小さくした場合であっても、第２軸受部５９Ｂおよび第３軸受部５９Ｃの回転効率が低下し難い。

第２軸受部５９Ｂおよび第３軸受部５９Ｃの外輪は、フレーム１０に設けられたベアリング支持孔１６の内周面に保持される。ベアリング支持孔１６は、スライド軸線Ｊ３に沿って軸方向に貫通する。ベアリング支持孔１６には、リードスクリュー５１の下端部５１ｂが挿通される。

ベアリング支持孔１６の内周面には、周方向に沿って延びる環状リブ１６ｃが設けられる。環状リブ１６ｃは、第２軸受部５９Ｂと第３軸受部５９Ｃとの間に位置する。環状リブ１６ｃは、上側を向く上側段差面１６ａと、下側を向く下側段差面１６ｂと、を有する。上側段差面１６ａは、第２軸受部５９Ｂの外輪に接触する。一方で、下側段差面１６ｂは、第３軸受部５９Ｃの外輪に接触する。

第２軸受部５９Ｂの内輪は、リードスクリュー５１のネジ部５１ｃの下端に接触する。第２軸受部５９Ｂの内輪は、ネジ部５１ｃの下面に接触し外輪に対し下側に押し付けられた状態でリードスクリュー５１の下端部５１ｂを保持する。第３軸受部５９Ｃの内輪は、外輪に対し上側に押し付けられた状態でリードスクリュー５１に接着固定される。したがって、第２軸受部５９Ｂおよび第３軸受部５９Ｃは、内輪同士が近接する方向にガタを寄せた状態でリードスクリュー５１を支持する。

本実施形態によれば、第２軸受部５９Ｂと第３軸受部５９Ｃとが、互いに逆方向にガタを寄せた状態でリードスクリュー５１を保持する。このため、リードスクリュー５１のスラスト方向のガタを抑制することができる。

なお、本実施形態では、第２軸受部５９Ｂよび第３軸受部５９Ｃがともにベアリングである場合について例示した。しかしながら、第２軸受部５９Ｂおよび第３軸受部５９Ｃのうち何れか一方がベアリングであれば、リードスクリュー５１のスラスト方向のガタを抑制することができる。一例として、第２軸受部が滑り軸受であり、第３軸受部がベアリングである場合について説明する。この場合、第２軸受部の上端面をリードスクリュー５１のネジ部５１ｃの下端に接触させる。さらに、第３軸受部の内輪を、外輪に対し上側に押し付けられた状態でリードスクリュー５１の下端部５１ｂに接着固定する。

＜作用効果＞
本実施形態によれば、スリット７０の第１壁面７１ａおよび第２壁面７２ａによって、ピン５６の移動方向が規制される。これにより、ピン５６が交差部７５を通過する際に、ピン５６の移動方向を軸方向から周方向又は周方向から軸方向に変換できる。本実施形態によれば、１つのモータ２０のみを用いてリードスクリュー５１を一方向に回転させることで、スライドナット５３およびナットフレーム５５を軸方向および回転方向に順次移動させることができる。

本実施形態によれば、第１スリット７１は、交差部７５に対し軸方向両側に延び一方側（上側）で軸方向に開口する。このため、ギヤドモータ１の組み立て工程において、ピン５６を第１スリット７１の上側の開口から挿入することができ、組み立て工程を簡素化できる。なお、ガイドフレーム１５の成型時に、第１スリット７１の上端部は開口させず、後加工によって第１スリット７１を上側に開口させてもよい。このような工程を経ることで、成型時のガイドフレーム１５の反り等を抑制して、寸法精度の高いガイドフレーム１５を製造できる。

本実施形態によれば、ナットフレーム５５は、軸方向において第１軸受部５９Ａに対向する対向面５７ａを有する。第１軸受部５９Ａおよび対向面５７ａは、ピン５６が交差部７５に位置する状態で互いに接触して移動規制部Ｓとして機能する。スライド機構５に移動規制部Ｓが設けられることで、ガイドフレーム１５に対するナットフレーム５５の上側への移動が制限されてナットフレーム５５をスライド軸線Ｊ３周りに回転させることができる。

本実施形態によれば、リードスクリュー５１の上端部を支持する第１軸受部５９Ａが、移動規制部Ｓを構成する。ナットフレーム５５がスライド軸線Ｊ３周りに回転する場合、移動規制部Ｓを構成する第１軸受部５９Ａおよび対向面５７ａは、共に回転する。このため、移動規制部Ｓを機能させながらナットフレーム５５が回転する場合に、摺動抵抗の発生がなく駆動効率を高めることができる。また、移動規制部Ｓを構成する第１軸受部５９Ａと対向面５７ａとの接触面は、スライド軸線Ｊ３を中心とする円形である。このため、移動規制部Ｓを機能させることで、ナットフレーム５５をスライド軸線Ｊ３に対して安定して保持することができる。

なお、本実施形態では、リードスクリュー５１の上端部５１ａに位置する第１軸受部５９Ａを利用して移動規制部Ｓの一部とした。しかしながら、移動規制部Ｓの一部は、リードスクリュー５１の上端部５１ａから径方向外側に突出し、対向面５７ａと軸方向に対向するものであれば、必ずしも軸受部でなくてもよい。

本実施形態によれば、ガイドフレーム１５に対するナットフレーム５５の上側への移動を抑制する移動規制部Ｓが、スリット７０のガイド壁７０ａ以外の箇所に設けられる。このため、上述したように、第１スリット７１が交差部７５に対し上下方向に延びる構成を採用する場合であっても、ピン５６が交差部７５に達することでナットフレーム５５の移動方向を変換させることができる。

＜変形例＞
図７は、上述の実施形態に採用可能な変形例のスライド機構１０５の断面図である。図７は、上述の実施形態における図３に対応する変換点状態のギヤドモータ１を示す。本変形例のスライド機構１０５は、上述の実施形態と比較して、主にスライド機構１０５の内部にコイルバネ１０７が内蔵されている点が異なる。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

本変形例のスライド機構１０５は、リードスクリュー５１と、リードスクリュー５１に挿入されるスライドナット１５３と、スライドナット１５３を径方向外側から囲むナットフレーム１５５と、ナットフレーム１５５を径方向外側から囲む筒状のガイドフレーム１５と、ナットフレーム１５５の下端部に固定される保持部材１５８と、ナットフレーム１５５の内部に収容されるコイルバネ１０７と、を有する。

上述の実施形態と同様に、ナットフレーム１５５の外周面には、ピン５６が設けられる。また、ガイドフレーム１５には、ピン５６が挿入されるスリット７０が設けられる。ガイドフレーム１５に対するナットフレーム１５５の移動において、ピン５６がガイド壁７０ａにガイドされてスリット７０の内部を移動する。

スライドナット１５３は、内周にネジ溝が設けられたナット孔１５３ａを有する。ナット孔１５３ａには、リードスクリュー５１に挿入される。また、スライドナット１５３外周面には、径方向外側に突出し軸方向に沿って延びる複数の凸条部１５３ｂが設けられる。

ナットフレーム１５５は、筒状部１５５ａと、筒状部１５５ａの内周面から径方向内側に突出する内側突出部１５７と、上述したピン５６と、を有する。内側突出部１５７は、対向面１５７ａと、下面１５７ｂと、を有する。対向面１５７ａは、第１軸受部５９Ａの外輪と軸方向において互いに対向する。上述の実施形態と同様に、リードスクリュー５１の回転に伴うナットフレーム１５５の上昇に伴い、第１軸受部５９Ａの外輪と内側突出部１５７の対向面１５７ａとは接触して、ナットフレーム１５５の上側への移動を規制する。

筒状部１５５ａの内周面であって、内側突出部１５７の下側の領域には、軸方向に沿って延びる複数の凹溝１５５ｐが設けられる。凹溝１５５ｐには、スライドナット１５３の凸条部１５３ｂが挿入される。凹溝１５５ｐに凸条部１５３ｂが挿入されることで、スライドナット１５３とナットフレーム１５５との相対的な回転が抑制される一方で、相対的な軸方向の移動は許容される。

保持部材１５８は、筒状部１５５ａの下端部から径方向内側に突出する。保持部材１５８は、スライドナット１５３の下端面と接触する。保持部材１５８は、スライドナット１５３に対するナットフレーム１５５の上側への移動を規制する。

コイルバネ１０７は、ナットフレーム１５５の内部でリードスクリュー５１に挿通される。コイルバネ１０７の上端部は、内側突出部１５７の下面１５７ｂに接触する。また、コイルバネ１０７の下端部は、スライドナット１５３の上面に接触する。コイルバネ１０７は、内側突出部１５７とスライドナット１５３との間に、適度に圧縮された状態で配置される。コイルバネ１０７は、スライドナット１５３に対してナットフレーム１５５を上側に押し付ける。

本変形例によれば、コイルバネ１０７は、ナットフレーム１５５に下方向への力が加わった場合に圧縮される。これにより、ナットフレーム１５５に下方向への過剰な力が加わることを抑制し、ナットフレーム１５５、スライドナット１５３およびリードスクリュー５１に損傷が生じることを抑制することができる。

以上に、本発明の実施形態および変形例を説明したが、実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはない。

１…ギヤドモータ、２…伝達機構、４…ギヤ列、５，１０５…スライド機構、１０…フレーム、１５…ガイドフレーム、２０…モータ、２０ｂ…モータシャフト、３２…遊星歯車機構、３４ｃ…第２キャリア（キャリア）、４１…ドライブギヤ、５１…リードスクリュー、５１ａ…上端部（第１端部）、５１ｂ…下端部（第２端部）、５３，１５３…スライドナット、５５，１５５…ナットフレーム、５５ｆ…外周面、５６…ピン（突起）、５７ａ，１５７ａ…対向面、５９Ａ…第１軸受部、５９Ｂ…第２軸受部、５９Ｃ…第３軸受部、７０…スリット、７０ａ…ガイド壁、７１…第１スリット、７１ａ…第１壁面、７２…第２スリット、７２ａ…第２壁面、７５…交差部、Ｊ１…モータ軸線、Ｊ３…スライド軸線、Ｓ…移動規制部

Claims (7)

1. モータ軸線に沿って延びるモータシャフトを回転させるモータと、
   前記モータの動力を伝達する伝達機構と、
   前記伝達機構に接続されるスライド機構と、を備え、
   前記スライド機構は、
   前記伝達機構に接続されスライド軸線周りを回転するリードスクリューと、
   前記リードスクリューに挿入されるスライドナットと、
   前記スライドナットを保持するナットフレームと、
   前記ナットフレームを径方向外側から囲む筒状のガイドフレームと、
   移動規制部と、を有し、
   前記ナットフレームの外周面には、径方向外側に突出する突起が設けられ、
   前記ガイドフレームには、前記突起をガイドするガイド壁が設けられ、
   前記ガイド壁は、
   前記突起が収容される隙間を介して周方向に対向し軸方向に沿って延びる一対の第１壁面と、
   軸方向一方側を向き、交差部において前記第１壁面に連なる第２壁面と、有し、
   前記移動規制部は、前記突起が前記交差部に位置する状態で、前記ガイドフレームに対する前記ナットフレームの軸方向一方側への移動を規制する、
   ギヤドモータ。
2. 前記ガイドフレームには、スリットが設けられ、
   前記スリットは、
   軸方向に沿って延びる第１スリットと、
   前記交差部において前記第１スリットに繋がり周方向に沿って延びる第２スリットと、を含み、
   前記第１スリットの内壁面が、一対の前記第１壁面を含み、
   前記第２スリットの内壁面が、前記第２壁面を含む、
   請求項１に記載のギヤドモータ。
3. 前記第１スリットは、前記交差部に対し軸方向両側に延び一方側で軸方向に開口する、
   請求項２に記載のギヤドモータ。
4. 前記リードスクリューの第１端部は、第１軸受部に支持され、
   前記ナットフレームは、軸方向において前記第１軸受部に対向する対向面を有し、
   前記第１軸受部および前記対向面は、前記突起が前記交差部に位置する状態で互いに接触して前記移動規制部として機能する、
   請求項１〜３の何れか一項に記載のギヤドモータ。
5. 前記リードスクリューの第２端部は、軸方向に沿って並ぶ第２軸受部および第３軸受部によって支持される、
   第２軸受部および第３軸受部のうち少なくとも一方がベアリングである、
   請求項１〜４の何れか一項に記載のギヤドモータ。
6. 第２軸受部および第３軸受部は、何れもベアリングである、
   請求項５に記載のギヤドモータ。
7. 前記伝達機構は、
   前記モータシャフトに接続される遊星歯車機構と、
   前記遊星歯車機構から前記スライド機構に動力を伝達するギヤ列と、を有し、
   前記ギヤ列は、前記遊星歯車機構のキャリアに接続され前記モータ軸線周りを回転するドライブギヤを有し、
   前記キャリアと前記ドライブギヤとは、互いに別体である、
   請求項１〜６の何れか一項に記載のギヤドモータ。

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