JP2022109504A - 駆動装置および駆動装置セット - Google Patents

Abstract

【課題】安価で寸法精度が確保された駆動装置の提供。【解決手段】本発明の駆動装置の一つの態様は、モータ本体２０およびモータ本体によって第１の中心軸線J１周りに回転させられるピニオンギヤ５を有するギヤドモータ２と、ピニオンギヤに噛み合い第１方向に動作するラックギヤ３と、ギヤドモータおよびラックギヤを保持するフレーム１０と、を備え、ピニオンギヤは、ギヤドモータの軸方向一方側に配置され、ギヤドモータは、軸方向他方側の端部に、軸方向に延びる柱状の突出部７９を有し、フレームは、ギヤドモータの軸方向他方側の端面と隙間を介して対向する第１支持部１９を有し、第１支持部は、突出部を径方向から支持可能な収容部１９ａを有する。【選択図】図３

Description

本発明は、駆動装置および駆動装置セットに関する。

近年、スマートフォン等の電子機器の薄型化が進む一方で、搭載されるギヤドモータにも薄型化が求められている。特許文献１には、このような薄型の電子機器に搭載するギヤボックス装置が開示されている。

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。このような小型化された電子機器に搭載されるギヤドモータにおいては、より高度な寸法精度が求められ製造コストを圧迫するという問題があった。

本発明の一つの態様は、安価に製造できる駆動装置および駆動装置セットの提供を目的の一つとする。

本発明の駆動装置の一つの態様は、モータ本体およびモータ本体によって第１の中心軸線周りに回転させられるピニオンギヤを有するギヤドモータと、ピニオンギヤに噛み合い第１方向に動作するラックギヤと、ギヤドモータおよびラックギヤを保持するフレームと、を備え、ピニオンギヤは、ギヤドモータの軸方向一方側に配置され、ギヤドモータは、軸方向他方側の端部に、軸方向に延びる柱状の突出部を有し、フレームは、ギヤドモータの軸方向他方側の端面と隙間を介して対向する第１支持部を有し、第１支持部は、突出部を径方向から支持可能な収容部を有する。

本発明の一つの態様によると、要求される寸法精度を緩和でき安価に製造できる駆動装置および駆動装置セットが提供される。

図１は、本実施形態の駆動装置の分解斜視図である。 図２は、本実施形態の駆動装置の上面図である。 図３は、本実施形態の駆動装置の軸方向縦断面図である。 図４は、本実施形態の駆動装置の軸方向横断面図である。 図５は、本実施形態の駆動装置セットの斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る駆動装置１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、各中心軸線Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、＋Ｚ側を単に「軸方向一方側」と呼び、－Ｚ側を単に「軸方向他方側」と呼ぶ。また、各中心軸線Ｊ周りの周方向を単に「周方向」とよび、各中心軸線Ｊに対する径方向を単に「径方向」と呼ぶ。

さらに、本明細書の説明の簡易のために、Ｙ軸方向を単に上下方向と呼び、＋Ｙ軸方向を単に上側とよび、－Ｙ方向を単に下側と呼ぶ。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、駆動装置１の使用時の姿勢を限定するものではない。

図１は、本実施形態の駆動装置１の分解斜視図である。図２は、駆動装置１の上面図である。図３は、駆動装置１の軸方向縦断面図である。本実施形態の駆動装置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。

図１に示すように、駆動装置１は、ギヤドモータ２と、ラックギヤ３と、フレーム１０と、アタッチメント４０と、を備える。

ギヤドモータ２は、モータ本体２０と、モータ本体２０に接続される伝達機構３０と、伝達機構３０に接続されるピニオンギヤ５と、を有する。本実施形態においては、伝達機構３０は、モータ本体２０と第１方向（Ｘ軸方向）に並ぶ減速機構部６０と、モータ本体２０から減速機構部６０へと回転動力を伝達する軸間伝達部７０と、を有する。

図３に示すように、モータ本体２０は、第２の中心軸線Ｊ２に沿って延びる。また、減速機構部６０は、第１の中心軸線Ｊ１に沿って延びる。第１の中心軸線Ｊ１と第２の中心軸線Ｊ２とは、互いに平行に延びる。

モータ本体２０のモータシャフト２９は、第２の中心軸線Ｊ２周りを回転する。一方で、減速機構部６０およびピニオンギヤ５は、第１の中心軸線Ｊ１周りを回転する。

モータ本体２０は、全体として第２の中心軸線Ｊ２を中心とする円柱状である。モータ本体２０は、例えば、ステッピングモータである。

図３に示すように、モータ本体２０は、第２の中心軸線Ｊ２周りに回転するロータ２１と、ロータ２１を径方向外側から囲むステータ２２と、さらにステータ２２を径方向外側から囲むモータケース２３と、を有する。ロータ２１は、第２の中心軸線Ｊ２に沿って延びるモータシャフト２９を有する。

軸間伝達部７０は、モータ本体２０のモータシャフト２９に接続される。軸間伝達部７０は、モータ本体２０の動力を減速機構部６０に伝える。軸間伝達部７０は、減速機構部６０とは別に動力を減速する機能を有していてもよい。

軸間伝達部７０は、少なくとも２つの伝達歯車７０ａを有する。本実施形態では、軸間伝達部７０は、３つの伝達歯車７０ａ（入力歯車７１、中間歯車７２、および出力歯車７３）を有する。軸間伝達部７０は、さらに、中間シャフト７２ｐと、出力シャフト７３ｐと、フランジ部７４と、カバー部７５と、を有する。

入力歯車７１は、中心に貫通孔７１ｈを有する。貫通孔７１ｈには、モータシャフト２９が挿入される。入力歯車７１は、モータ本体２０によって第２の中心軸線Ｊ２周りに回転させられる。

中間歯車７２は、入力歯車７１に噛み合う。中間歯車７２は、中心に貫通孔７２ｈを有する。貫通孔７２ｈには、中間シャフト７２ｐが挿入される。中間歯車７２は、入力歯車７１によって中間シャフト７２ｐ周りに回転させられる。

中間シャフト７２ｐの位置は、第１の中心軸線Ｊ１と第２の中心軸線Ｊ２との間隔と、入力歯車７１、中間歯車７２、および出力歯車７３の寸法とによって決定される。本実施形態では、中間シャフト７２ｐは、第１の中心軸線Ｊ１および第２の中心軸線Ｊ２を含む平面よりも上側（＋Ｙ側）に配置される。

出力歯車７３は、中間歯車７２に噛み合う。出力歯車７３は、中心に孔７３ｈを有する。孔７３ｈには、出力シャフト７３ｐが挿入される。出力歯車７３は、中間歯車７２によって第１の中心軸線Ｊ１周りに回転させられる。出力歯車７３は、軸方向一方側（＋Ｚ側）に出力部７３ａを有する。出力部７３ａは、減速機構部６０の第１太陽歯車６１ａを有する。

図１に示すように、フランジ部７４は、入力歯車７１と、中間歯車７２と、出力歯車７３と、を収容する。フランジ部７４は、入力歯車７１を収容する第１円筒部７６と、中間歯車７２を収容する中間部７７と、出力歯車７３を収容する第２円筒部７８と、を有する。

第１円筒部７６は、第２の中心軸線Ｊ２を中心とする円筒状である。第１円筒部７６は、第１方向他方側（＋Ｘ側）に小径部７６ａと、第１方向一方側（－Ｘ側）に大径部７６ｂと、を有する。第１円筒部７６の大径部７６ｂの外径は、モータ本体２０のモータケース２３の外径とおよそ等しい。

第２円筒部７８は、第１の中心軸線Ｊ１を中心とする円筒状である。第２円筒部７８は、第１方向他方側（＋Ｘ側）に小径部７８ａと、第１方向一方側（－Ｘ側）に大径部７８ｂと、を有する。第２円筒部７８の大径部７８ｂの外径は、減速機構部６０のギヤケース６９の外径とおよそ等しい。

中間部７７は、ＸＹ平面に平行な天板部７７ａを有する。本実施形態では、天板部７７ａの下側（－Ｚ側）は、中間歯車と干渉しないように、円弧状の切り欠きを有する。天板部７７ａの上側面（＋Ｙ側面）は、モータケース２３およびギヤケース６９の最上面と同じＹ方向高さに位置する。

図３に示すように、フランジ部７４は、第１円筒部７６、中間部７７、および第２円筒部７８の軸方向一方側（＋Ｚ側）の端部に接続される底面部７４ａを有する。底面部７４ａは、軸方向と直交する平面に沿う板状である。底面部７４ａは、第１の中心軸線Ｊ１、第２の中心軸線Ｊ２、および中間シャフト７２ｐをそれぞれ中心とする３つの孔を有する。第１円筒部７６に位置する第１孔７６ｈには、モータ本体２０が嵌め合わされる。中間部７７に位置する中間孔７７ｈには、中間シャフト７２ｐが挿入される。第２円筒部に位置する第２孔７８ｈには、出力部７３ａが挿入される。

フランジ部７４は、出力部７３ａを径方向外側から囲む連結部７４ｂを有する。連結部７４ｂは、第２円筒部７８の軸方向一方側（＋Ｚ側）に位置する。連結部７４ｂは、軸間伝達部７０と減速機構部６０とを連結する。本実施形態では、連結部７４ｂは、減速機構部６０のギヤケース６９に挿入される。

カバー部７５は、入力歯車７１と、中間歯車７２と、出力歯車７３と、を軸方向他方側（－Ｚ側）から覆う頭頂部７５ａを有する。本実施形態においては、カバー部７５の頭頂部７５ａは、ギヤドモータ２の軸方向他方側（－Ｚ側）の端面７５ａに相当する。カバー部７５は、フランジ部７４の小径部７６ａ、７８ａを径方向外側から囲む側壁部７５ｂを有する。側壁部７５ｂの外径は、フランジ部の大径部７６ｂ、７８ｂの外径とおよそ等しい。

頭頂部７５ａは、軸方向一方側面（＋Ｚ側面）に、軸方向他方側（－Ｚ側）に窪み、中間シャフト７２ｐが挿入される中間シャフト支持部７５ｃ、軸方向他方側（－Ｚ側）に窪み、出力シャフト７３ｐが挿入される出力シャフト支持部７５ｄと、を有する。

カバー部７５は、頭頂部７５ａの軸方向他方側（－Ｚ側）の端面に突出部７９を有する。本実施形態では、突出部７９は、一様な矩形断面形状で軸方向に沿って延びる柱状である。また、突出部７９の断面形状の重心は、第１の中心軸線Ｊ１上にある。なお、ここで突出部７９の断面形状とは、軸方向と直交する平面における突出部７９の断面形状を意味する。

本実施形態では、突出部７９は、正方形断面を有する柱状である。突出部７９は、第１方向と直交する平面（ＹＺ平面）に沿う２つの突出部側面７９ａ，７９ｂを有する。突出部側面７９ａと突出部側面７９ｂとが互いに平行であることで、後述する収容部１９ａへの挿入が容易になり、かつ、後述する収容部１９ａと突出部７９との軸方向相対位置にばらつきが生じていても、互いの接触関係を維持できる。このため、突出部７９と後述する第１支持部１９とを溶接しやすい。突出部７９の角部には、Ｒが設けられる。この構成により、後述する収容部１９ａへの挿入が容易になる。

本実施形態では、突出部７９は正方形断面を有する柱状であるが、これに限られない。例えば、突出部７９は、円形断面を有する柱状であってもよい。また、本実施形態では、突出部７９の内部は中実であるが、軽量化のために内部に空洞があってもよい。

本実施形態では、減速機構部６０は、遊星歯車機構である。減速機構部６０は、軸間伝達部７０に接続される。

減速機構部６０は、それぞれ、ギヤケース６９と、第１太陽歯車６１ａと、３つの第１遊星歯車６１ｂと、第１キャリア６１ｃと、３つの第２遊星歯車６２ｂと、第２キャリア６２ｃと、３つの第３遊星歯車６３ｂと、第３キャリア６３ｃと、を有する。

ギヤケース６９は、フレーム１０に固定される。すなわち、減速機構部６０は、ギヤケース６９においてフレーム１０に支持される。ギヤケース６９は、内歯ギヤ６９ａと、軸受支持部６９ｄと、を有する。

内歯ギヤ６９ａは、第１の中心軸線Ｊ１を中心として軸方向に延びる筒状である。内歯ギヤ６９ａは、第１遊星歯車６１ｂ、第２遊星歯車６２ｂおよび第３遊星歯車６３ｂに噛み合う。

軸受支持部６９ｄは、内歯ギヤ６９ａの軸方向一方側（＋Ｚ側）の端部に位置する。軸受支持部６９ｄは、第１の中心軸線Ｊ１を中心として筒状に延びる。軸受支持部６９ｄの内周面には滑り軸受が装着される。軸受支持部６９ｄは、第２軸受７を保持する。軸受支持部６９ｄは、第２軸受７を介して後述する円柱部６４ａを回転可能に支持する。

図１に示すように、ギヤケース６９は、軸受支持部６９ｄに対応する外周面に、平面部６９ｂを有する。本実施形態では、平面部６９ｂは、第１方向両側（＋Ｘ側、－Ｘ側）および上下方向両側（＋Ｙ側、－Ｙ側）に、計４面設けられる。

図３に示すように、第１太陽歯車６１ａは、軸間伝達部７０の出力部７３ａに設けられ、第１の中心軸線Ｊ１を中心として回転する。３つの第１遊星歯車６１ｂは、第１の中心軸線Ｊ１の周方向に等間隔に配置される。３つの第１遊星歯車６１ｂは、第１太陽歯車６１ａに噛み合う。３つの第１遊星歯車６１ｂは、第１太陽歯車６１ａの回転に伴い、第１の中心軸線Ｊ１の周りを公転回転する。

第１キャリア６１ｃは、第１円盤部６１ｄと、３本の第１サブシャフト６１ｅと、第２太陽歯車６２ａと、を有する。第１円盤部６１ｄは、第１の中心軸線Ｊ１を中心として径方向に延びる。３本の第１サブシャフト６１ｅは、第１円盤部６１ｄから軸方向他方側（－Ｚ側）に延びる。第２太陽歯車６２ａは、第１の中心軸線Ｊ１を中心として第１円盤部６１ｄから軸方向一方側（＋Ｚ側）に延びる。

３本の第１サブシャフト６１ｅは、それぞれ第１遊星歯車６１ｂを回転可能に支持する。第１キャリア６１ｃは、３つの第１遊星歯車６１ｂの公転回転に伴い、第１の中心軸線Ｊ１を中心として回転する。

第２太陽歯車６２ａは、第１キャリア６１ｃの一部であるため、第１遊星歯車６１ｂの公転回転に伴い、第１の中心軸線Ｊ１を中心として回転する。

３つの第２遊星歯車６２ｂは、第１の中心軸線Ｊ１の周方向に等間隔に配置される。３つの第２遊星歯車６２ｂは、第２太陽歯車６２ａに噛み合う。３つの第２遊星歯車６２ｂは、第２太陽歯車６２ａの回転に伴い、第１の中心軸線Ｊ１の周方向に公転回転する。

第２キャリア６２ｃは、第２円盤部６２ｄと、３本の第２サブシャフト６２ｅと、第３太陽歯車６３ａと、を有する。第２円盤部６２ｄは、第１の中心軸線Ｊ１を中心として径方向に延びる。３本の第２サブシャフト６２ｅは、第２円盤部６２ｄから軸方向他方側（－Ｚ側）に延びる。第３太陽歯車６３ａは、第１の中心軸線Ｊ１を中心として第２円盤部６２ｄから軸方向一方側（＋Ｚ側）に延びる。

３本の第２サブシャフト６２ｅは、それぞれ第２遊星歯車６２ｂを回転可能に支持する。第２キャリア６２ｃは、３つの第２遊星歯車６２ｂの公転回転に伴い、第１の中心軸線Ｊ１を中心として回転する。

第３太陽歯車６３ａは、第２キャリア６２ｃの一部であるため、第２遊星歯車６２ｂの公転回転に伴い、第１の中心軸線Ｊ１を中心として回転する。

３つの第３遊星歯車６３ｂは、第１の中心軸線Ｊ１の周方向に等間隔に配置される。３つの第３遊星歯車６３ｂは、第３太陽歯車６３ａに噛み合う。３つの第３遊星歯車６３ｂは、第３太陽歯車６３ａの回転に伴い、第１の中心軸線Ｊ１の周方向に公転回転する。

第３キャリア６３ｃは、第３円盤部６３ｄと、３本の第３サブシャフト６３ｅと、出力部６４と、を有する。第３円盤部６３ｄは、第１の中心軸線Ｊ１を中心として径方向に延びる。３本の第３サブシャフト６３ｅは、第３円盤部６３ｄから軸方向他方側（－Ｚ側）に延びる。出力部６４は、第１の中心軸線Ｊ１を中心として第３円盤部６３ｄから軸方向一方側（＋Ｚ側）に延びる。

３本の第３サブシャフト６３ｅは、それぞれ第３遊星歯車６３ｂを回転可能に支持する。第３サブシャフト６３ｅは、３つの第３遊星歯車６３ｂの公転回転に伴い、第１の中心軸線Ｊ１を中心として回転する。

図３に示すように、出力部６４は、第１の中心軸線Ｊ１を中心として延びる円柱部６４ａと、円柱部６４ａの先端面から軸方向（Ｚ軸方向）に沿って延びる嵌合軸部６５と、を有する。円柱部６４ａは、第２軸受７によって回転可能に支持される。また、出力部６４の軸方向一方側（＋Ｚ側）を向く端面には、保持穴６４ｂが設けられる。保持穴６４ｂには、シャフト６４ｐが挿入される。

図１に示すように、嵌合軸部６５は、中心軸線Ｊに沿って延びる柱部６５ａを有する。柱部６５ａは、軸方向から見て十字形状を有する。本実施形態では、柱部６５ａは、径方向に突出し軸方向に延びる４つのかかり部６５ｂを有する。かかり部６５ｂは、周方向に沿っておよそ９０度間隔で並ぶ。

ピニオンギヤ５は、第１の中心軸線Ｊ１を中心として配置される。ピニオンギヤ５は、モータ本体２０によって第１の中心軸線Ｊ１周りに回転させられる。図３に示すように、ピニオンギヤ５には、軸方向に貫通する貫通孔５ｈが設けられる。貫通孔５ｈには、シャフト６４ｐが挿入される。

ピニオンギヤ５の軸方向一方側（＋Ｚ側）を向く面には、嵌合凹部５ａが設けられる。嵌合凹部５ａには、出力部６４の嵌合軸部６５が嵌合する。これにより、ピニオンギヤ５は、伝達機構３０を介して、モータ本体２０に回転させられる。

図３に示すように、シャフト６４ｐは、第１の中心軸線Ｊ１を中心として延びる。シャフト６４ｐの軸方向他方側（－Ｚ側）の端部は、出力部６４に支持され、軸方向一方側（＋Ｚ側）の端部は、第１軸受６を介してフレーム１０に支持される。シャフト６４ｐは、ピニオンギヤ５の第１の中心軸線Ｊ１周りの回転を補助する。

図１に示すように、ラックギヤ３は、上下方向を板厚方向とする板状である。ラックギヤ３は、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ、金属粉末射出成形）によって成形される。モータ本体２０と減速機構部６０とは、各中心軸線Ｊと直交する方向（本実施形態においてＸ軸方向）に隣り合って配置される。ラックギヤ３は、モータ本体２０と減速機構部６０とが並ぶ方向に沿って直線状に延びる。ラックギヤ３は、シャフト６４ｐおよびピニオンギヤ５に対して下側（－Ｙ側）に位置する。

ラックギヤ３は、Ｘ軸方向に沿って並ぶ複数の歯面を有するギヤ本体部３ｂと、ギヤ本体部３ｂのＺ軸方向の両側からそれぞれ突出する一対のレール部３ａと、を有する。レール部３ａは、ラックギヤ３の延在方向（Ｘ軸方向）に沿って延びる。

ラックギヤ３のギヤ本体部３ｂは、ピニオンギヤ５に噛み合う。ラックギヤ３は、ピニオンギヤ５から出力される動力が伝わることで一方向に動作する。ラックギヤ３は、２つの中心軸線Ｊ１、Ｊ２と直交する方向に動作する。

本明細書において、ラックギヤ３が動作する方向を第１方向と呼ぶ。本実施形態において、第１方向は、Ｘ軸と平行な方向である。ギヤ本体部３ｂにおいて複数の歯は、第１方向に沿って一定のギヤピッチで並ぶ。

図１に示すように、フレーム１０は、フレーム本体１１を有する。フレーム１０は、ギヤドモータ２およびラックギヤ３を保持する。フレーム本体１１は、例えば、ＭＩＭによって成形される。

フレーム本体１１には、複数の固定部１５が設けられる。固定部１５は、上下方向と直交する平面（ＸＺ平面）に沿う板状である。固定部１５には、板厚方向に貫通する固定孔１５ａが設けられる。固定孔１５ａには、駆動装置１を外部部材（例えば、駆動装置１が格納される電子機器）に固定するためのネジが挿入される。フレーム本体１１は、固定部１５において、外部部材にネジ固定される。

また、フレーム本体１１は、第１側壁部１３とモータ枠部１４とを有する。第１側壁部１３およびモータ枠部１４は、２つの中心軸線Ｊ１、Ｊ２に沿って互いに並行して延びる。第１側壁部１３とモータ枠部１４との間には、ギヤドモータ２が配置される。第１側壁部１３は、ラックギヤ３の動作方向である第１方向と直交する板状である。第１側壁部１３およびモータ枠部１４は、ギヤドモータ２の下側（－Ｙ側）に沿う曲面をそれぞれ有する。

フレーム本体１１は、ギア支持枠部１２を有する。図１に示すように、ギア支持枠部１２は、フレーム本体１１に対し軸方向一方側（＋Ｚ側）に配置される。ギア支持枠部１２は、ピニオンギヤ５を四方から囲む枠状である。ギア支持枠部１２に囲まれた平面視矩形状の包囲空間は、上下方向（Ｙ軸方向）に開口する。ギア支持枠部１２は、上下方向（Ｙ軸方向）を開口方向とする上側開口部（開口部）１２ａおよび下側開口部１２ｂを有する。下側開口部１２ｂは、ラックギヤ３によって覆われる。また、上側開口部１２ａには、アタッチメント４０が挿入される。

ギア支持枠部１２は、ピニオンギヤ５の軸方向一方側（＋Ｚ側）に位置する第１包囲壁１２ｃと、軸方向他方側（－Ｚ側）に位置する第２包囲壁１２ｄと、第１方向一方側（－Ｘ側）に位置する第３包囲壁１２ｅと、第１方向他方側（＋Ｘ側）に位置する第４包囲壁１２ｆと、を有する。第１～第４包囲壁１２ｃ～１２ｆは、Ｙ軸方向から見て矩形状に配置される。本実施形態では、第３包囲壁１２ｅは、第１側壁部１３の軸方向一方側（＋Ｚ側）に設けられる。

第３包囲壁１２ｅおよび第４包囲壁１２ｆは、ラックギヤ３の上側に位置する。第３包囲壁１２ｅおよび第４包囲壁１２ｆの下端面は、ラックギヤ３のレール部３ａを上側から摺動可能に支持する。これにより、フレーム本体１１は、ラックギヤ３の第１方向への移動をガイドする。なお、摺動効率の観点から、第３包囲壁１２ｅおよび第４包囲壁１２ｆの下端面とラックギヤ３のレール部３ａとの間には、若干の隙間が介在することが好ましい。

第１包囲壁１２ｃには、上側に開口する切欠１２ｇが設けられる。第１包囲壁１２ｃの切欠１２ｇには、第１軸受６が挿入される。したがって、第１包囲壁１２ｃは、第１軸受６を介してシャフト６４ｐを支持する。

第２包囲壁１２ｄには、上側に開口する切欠１２ｈが設けられる。第２包囲壁１２ｄの切欠１２ｈには、ギヤドモータ２の出力部６４が挿入される。

ギア支持枠部１２は、第２包囲壁１２ｄの軸方向他方側（－Ｚ側）に、保持枠１７を有する。保持枠１７は、第３包囲壁１２ｅおよび第４包囲壁１２ｆに軸方向に沿う位置にそれぞれ第１回転保持部１７ａおよび第２回転保持部１７ｂを有する。第１回転保持部１７ａと第２回転保持部１７ｂとは、ギヤケース６９の２つの第１方向平面部６９ｂを両側から挟み保持する。

保持枠１７は、第１回転保持部１７ａおよび第２回転保持部１７ｂよりも下側（－Ｙ側）に、第３回転保持部１７ｃを有する。第３回転保持部１７ｃは、ギヤケース６９の下側（－Ｙ側）平面部６９ｂを、下側（－Ｙ側）から支持する。

フレーム１０は、モータ本体２０の軸方向一方側（＋Ｚ側）の端部と接触する第２支持部１６を有する。第２支持部１６は、保持枠１７の第１方向他方側（＋Ｘ側）に設けられる。モータ本体２０の軸方向一方側の端部２０ａと第２支持部１６との境界には、端部２０ａと第２支持部１６とを固定する溶接部１６ａが設けられる。また、本実施形態では、第２支持部１６には、溶接部１６ａは、上側に開口する切欠１６ｂを有する。

第１包囲壁１２ｃおよび第２包囲壁１２ｄの下端部には、それぞれラックガイド部１８が設けられる。一対のラックガイド部１８は、ギア支持枠部１２の下側開口部１２ｂに位置する。一対のラックガイド部１８は、それぞれ互いに向き合う方向に突出する。また、一対のラックガイド部１８は、それぞれ一様な断面でラックギヤ３が延びる方向（Ｘ軸方向）に沿って並行に延びる。

ラックガイド部１８は、ラックギヤ３に対し下側（－Ｙ側）に位置する。ラックガイド部１８には、複数の摺動台座１８ａを有する。本実施形態において、摺動台座１８ａは２つ設けられる。複数の摺動台座１８ａは、ラックギヤ３の駆動方向（Ｘ軸方向、第１方向）に沿って並ぶ。摺動台座１８ａは、上側（＋Ｙ側）に突出する。摺動台座１８ａは、ラックギヤ３のレール部３ａを摺動可能に支持する。これにより、ギア支持枠部１２は、ラックギヤ３のＸ軸方向（第１方向）に沿う移動をガイドする。

ピニオンギヤ５からラックギヤ３への動力伝達によって、ラックギヤ３はピニオンギヤ５から下側の力を受ける。本実施形態によれば、ラックガイド部１８は、摺動台座１８ａの先端面１８ｆにおいてラックギヤ３のレール部３ａを支持する。

フレーム１０は、ギヤドモータ２の軸方向他方側（－Ｚ側）の端面と隙間を介して対向する第１支持部１９を有する。第１支持部１９は、軸方向と直交する平面に沿う板状である。第１支持部１９は、第１側壁部１３およびモータ枠部１４の軸方向他方側（－Ｚ側）の端部に接続される。本実施形態では、第１支持部１９は、カバー部７５の頭頂部７５ａの軸方向他方側（－Ｚ側）の端面と隙間を介して対向して設けられる。

第１支持部１９は、カバー部７５の突出部７９を径方向から支持可能な収容部１９ａを有する。収容部１９ａは、ラックギヤ３の垂線方向（上方向、＋Ｙ方向）に開放された形状である。

本実施形態では、収容部１９ａは、第１方向寸法が突出部７９の第１方向寸法よりもわずかに大きい矩形である。また、収容部１９ａは、第１支持部１９の厚さ方向に貫通する。収容部１９ａは、第１方向と直交する平面（ＹＺ平面）に沿う２つの対向する収容部壁面１９ｃ，１９ｄを有する。収容部壁面１９ｃと収容部壁面１９ｄとは、互いに平行である。突出部７９は、収容部１９ａに対して上側（＋Ｙ側）から平行移動させることにより、収容部１９ａへと挿入可能である。

突出部７９が収容部１９ａへと挿入された状態において、収容部壁面１９ｃと突出部７９の突出部側面７９ａとは、接触する。また同様に、収容部壁面１９ｄと突出部７９の突出部側面７９ｂとは、接触する。また、突出部７９が挿入された状態において、突出部７９の上面と第１支持部１９の上面とは、同一平面上に位置する。これにより、突出部７９と第１支持部１９とを、より容易に溶接できる。

ギヤドモータ２とフレーム１０とを、第２支持部１６側で接触させることで、第１支持部１９とカバー部７５の頭頂部７５ａとの間に隙間が設けられる寸法関係になっている。このため、ギヤドモータ２の軸方向寸法のばらつきに寄らずに、ピニオンギヤ５の軸方向の位置精度を高めることができる。

突出部７９の外周面と収容部１９ａの内側面との接触部には、突出部７９と第１支持部１９とを固定する溶接部１９ｂが設けられる。溶接部１９ｂを形成する溶接手段としては、例えばレーザ溶接が例示される。この場合の溶接部１９ｂは、上側から突出部７９と第１支持部１９との境界部にレーザ光を照射することで形成される。

アタッチメント４０は、ギア支持枠部１２の上側開口部１２ａを覆う天板部４１と、天板部４１から下側に突出しギア支持枠部１２の上側開口部１２ａに挿入される第１補強壁（挿入部）４５および第２補強壁（挿入部）４６と、を有する。これにより第１補強壁４５および第２補強壁４６は、包囲空間に配置される。アタッチメント４０は、ＭＩＭによって成形される。

天板部４１は、上下方向と直交する平面（ＸＺ平面）に沿う板状である。天板部４１には、板厚方向に貫通する窓部４１ｗが設けられる。窓部４１ｗは、ピニオンギヤ５の直上に位置し、ピニオンギヤ５を露出させる。

天板部４１は、ギア支持枠部１２に搭載される。天板部４１の下面は、ギア支持枠部１２の上端面に接触する。また、天板部４１の下面は、ギア支持枠部１２に溶接等の接合手段によって固定される。

天板部４１の軸方向他方側（－Ｚ側）の端部は、ギヤケース６９の上側（＋Ｙ側）平面部６９ｂを、上側（＋Ｙ側）から支持する。したがって、ギヤケース６９の４つの平面部６９ｂは、保持枠１７と天板部４１とによって、回転不可能に固定される。

本実施形態によれば、アタッチメント４０は、ギア支持枠部１２に固定される。より具体的には、アタッチメント４０の天板部４１が、上側開口部１２ａの縁に固定される。天板部４１とギア支持枠部１２との固定部は、第１～第４包囲壁１２ｃ～１２ｆの上端面にバランスよく配置される。

第１補強壁４５および第２補強壁４６は、軸方向と直交する平面（ＸＹ平面）に沿って延びる。第１補強壁４５と第２補強壁４６とは、軸方向に対向する。第１補強壁４５は、ピニオンギヤ５の軸方向一方側（＋Ｚ側）に位置する。

第２補強壁４６は、ピニオンギヤ５の軸方向他方側（－Ｚ側）に位置する。すなわち、アタッチメント４０をギア支持枠部１２に装着した状態で、第１補強壁４５と第２補強壁４６との間には、ピニオンギヤ５が配置される。

第１補強壁４５は、ギア支持枠部１２の第１包囲壁１２ｃに沿って延びて接触する。一方で、第２補強壁４６は、ギア支持枠部１２の第２包囲壁１２ｄに沿って延びて接触する。

第２補強壁４６には、下側に開口する切欠４６ａが設けられる。切欠４６ａは、下側に開口する。第２補強壁４６の切欠４６ａには、ギヤドモータ２の出力部６４が挿入される。

第１補強壁４５には、軸方向に貫通する保持孔４５ａが設けられる。保持孔４５ａは、第１の中心軸線Ｊ１を中心とする円形である。保持孔４５ａには、第１軸受６が挿入される。したがって、第１補強壁４５は、第１軸受６を介してシャフト６４ｐを支持する。

第１補強壁４５および第２補強壁４６は、下端部において下側を向くガイド面４７を有する。ガイド面４７は、それぞれラックギヤ３のレール部３ａの直上に位置する。第１補強壁４５および第２補強壁４６は、ラックギヤ３の動作を上側からガイドする。すなわち、第１補強壁４５および第２補強壁４６は、ラックギヤ３の動作を上側（＋Ｙ側）からガイドするガイド面４７を有する。なお、ラックギヤ３が、ピニオンギヤ５から動力を伝達されピニオンギヤ５から下向きの力を受ける際、ガイド面４７とラックギヤ３との間には、隙間が生じる。

本実施形態によれば、駆動装置１は、モータ本体２０およびモータ本体２０によって第１の中心軸線Ｊ１周りに回転させられるピニオンギヤ５を有するギヤドモータ２と、ピニオンギヤ５に噛み合い第１方向に動作するラックギヤ３と、ギヤドモータ２およびラックギヤ３を保持するフレーム１０と、を備え、ピニオンギヤ５は、ギヤドモータ２の軸方向一方側に配置され、ギヤドモータ２は、軸方向他方側の端面に、軸方向に延びる柱状の突出部７９を有し、フレーム１０は、ギヤドモータ２の軸方向他方側の端面７５ａと隙間を介して対向する第１支持部１９を有し、第１支持部１９は、突出部７９を径方向から支持可能な収容部１９ａを有する。この構成によれば、ギヤドモータ２は、端面７５ａと第１支持部１９との隙間の範囲で、フレーム１０に対して軸方向に移動可能となる。このため、要求されるギヤドモータ２とフレーム１０との軸方向精度を緩和でき、安価な駆動装置１を提供できる。また、ギヤドモータ２とフレーム１０との軸方向他方側における固定は、軸方向に平行な面に沿って行われる。ギヤドモータ２とフレーム１０とにそれぞれ突出部７９と収容部１９ａとを設けることで、少ない箇所での固定を行うことができる。

また、本実施形態によれば、突出部７９の外周面と収容部１９ａの内側面との接触部には、突出部７９と第１支持部１９とを固定する溶接部１９ｂが設けられる。固定手段として溶接を採用する場合において、少ない箇所での固定を行うことができるという効果をより有用に得られる。

また、本実施形態によれば、フレーム１０は、ギヤドモータ２の軸方向一方側の端部２０ａと接触する第２支持部１６を有し、ギヤドモータ２の軸方向一方側の端部２０ａと第２支持部１６との境界には、端部２０ａと第２支持部１６とを固定する溶接部１６ａが設けられる。この構成においては、ギヤドモータ２の軸方向一方側の端部２０ａと第２支持部１６とにおいて溶接することで、ギヤドモータ２とフレーム１０との位置決めを行うことができる。溶接部１６ａにおいてギヤドモータ２とフレーム１０との位置決めを行うため、軸方向他方側（－Ｚ側）において軸方向に自由度の高い突出部７９および収容部１９ａという構成を採用する本発明においても、ギヤドモータ２とフレーム１０との所望の相対位置を確定できる。さらに、本実施形態のように、モータ本体２０と減速機構部６０とを軸方向と直交する方向に並べた構成においては、ピニオンギヤ５などの可動部から離れた位置でギヤドモータ２とフレーム１０とを固定できる。これにより、溶接工程時に要求される作業精度を緩和することができる。

また、本実施形態によれば、突出部７９は、一様な断面形状で軸方向に沿って延びる柱状であり、突出部７９の断面形状の重心は、第１の中心軸線Ｊ１上にある。この構成においては、ギヤドモータ２にかかるトルクが大きい場合であっても、相対的にトルクの大きい第１の中心軸線Ｊ１周りの回転に対してより良好にギヤドモータ２とフレーム１０と固定できる。

また、本実施形態によれば、収容部１９ａは、ラックギヤ３の垂線方向に開放された形状である。この構成においては、ギヤドモータ２に対してフレーム１０の上側（＋Ｙ側）が解放された構成となるため、ギヤドモータ２とフレーム１０とを容易に組み立てることができる。

また、本実施形態によれば、突出部７９は、矩形柱状である。この構成においては、突出部７９の収容部１９ａへの組み立ての容易さと、突出部７９と収容部１９ａとの噛み合いによる回転に対する抵抗とを両立できる。特に、固定手段として溶接を採用する場合において、溶接するための接触部を一方向に広範囲に露出させることができ、溶接工程の作用性を高めることができる。この効果は、収容部１９ａは、ラックギヤ３の垂線方向に開放された形状である場合において、さらに有用に得られる。

また、本実施形態によれば、ギヤドモータ２は、伝達機構３０を有し、伝達機構３０は、モータ本体２０による回転動力を、第２の中心軸線Ｊ２周りから第１の中心軸線Ｊ１周りへと伝達する軸間伝達部７０と、軸間伝達部７０からの回転動力を減速してピニオンギヤ５に伝える減速機構部６０と、を有し、減速機構部６０は、モータ本体２０と第１方向に並び、軸方向一方側において、ピニオンギヤ５に連結され、軸方向他方側において、軸間伝達部７０に連結され、軸間伝達部７０は、少なくとも２つの伝達歯車７０ａと、伝達歯車７０ａを収容するフランジ部７４と、カバー部７５と、を有し、カバー部７５は、軸方向他方側の端面に突出部７９を有する。この構成においては、モータ本体２０と減速機構部６０とを軸方向と直交する方向に並べた本実施形態の構成においては、複数の部材の軸方向寸法を管理する必要があるため、本発明の軸方向寸法の要求精度を緩和する効果をより有用に得られる。

図５は、本実施形態の駆動装置セット１００の斜視図である。駆動装置セット１００は、本実施形態の第１駆動装置１と、軸方向において第１駆動装置１に並んで配置される第２駆動装置１０１と、を備える。

以下の説明において、第１駆動装置１に係る構成要素と第２駆動装置１０１に係る構成要素とを区別する場合、例えば、上述のギヤドモータ２を第１駆動装置１に係る第１ギヤドモータ２と呼称し、第２駆動装置１０１に係るギヤドモータを第２ギヤドモータ１０２と呼称する。

第２駆動装置１０１は、第２ギヤドモータ１０２と、第２ラックギヤ１０３と、第２フレーム１１０と、第２アタッチメント１４０と、を備える。

第２ギヤドモータ１０２は、第１ギヤドモータ２と同等の要素である。第２駆動装置１０１において、第２ギヤドモータ１０２は、第１ギヤドモータ２に対して軸方向に反転して配置される。第２ラックギヤ１０３は、第１ラックギヤ３と同等の要素である。第２ラックギヤ１０３は、第２ギヤドモータ１０２のピニオンギヤ１０５に噛み合い第１方向に動作する。第２フレーム１１０は、ＸＹ平面を基準として第１フレーム１０の鏡面対称形状である。第２アタッチメント１４０は、第１アタッチメント４０と同等の要素である。

本実施形態によれば、駆動装置セット１００は、第１駆動装置１と、軸方向において第１駆動装置１に並んで配置される第２駆動装置１０１と、を備え、ギヤドモータ２を第１ギヤドモータ２、ラックギヤ３を第１ラックギヤ３、フレーム１０を第１フレーム１０、として、第２駆動装置１０１は、第１ギヤドモータ２と同形状であり第１ギヤドモータ２に対して軸方向に反転して配置される第２ギヤドモータ１０２と、ラックギヤ３と同形状であり第２ギヤドモータ１０２のピニオンギヤ１０５に噛み合い第１方向に動作する第２ラックギヤ１０３と、軸方向と直交する平面を基準として第１フレーム１０の鏡面対称形状である第２フレーム１１０と、を有し、突出部７９，１７９は、第１の中心軸線Ｊ１および第１方向からなる平面に対して対称形状である。この構成においては、同一製品のギヤドモータ２を互いに反転させて第１ギヤドモータ２と第２ギヤドモータ１０２として対称形状の第１フレーム１０および第２フレーム１１０と共に採用できる。第１フレーム１０と第２フレーム１１０とを対称形状のフレームとすることで、同一のギヤドモータを採用するために異なる形状のフレームを採用する場合と比較して、解析、試験等による強度設計を簡素化できる。

さらに、本実施形態のようにモータ本体２０と減速機構部６０とを並べて配置する場合においてはギヤドモータ２の対称性が失われるため、同一製品のギヤドモータ２を互いに反転させて第１ギヤドモータ２と第２ギヤドモータ１０２として対称形状の第１フレーム１０および第２フレーム１１０と共に採用できるという効果をより有用に得られる。

以上に、本発明の実施形態を説明したが、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。

例えば、駆動装置セットは、第１および第２のギヤドモータに加えて、さらに第３のギヤドモータを備え、ラックギヤの動力をさらに高めてもよい。また、上述の実施形態では、モータ本体がステッピングモータである場合について説明したが、これに限定されない。

また、本実施形態において、モータ本体２０と並べて配置された遊星歯車機構を構成する減速機構部６０が記載されているが、これに限られない。減速機構部６０は、例えば、他の伝達機構であってもよく、さらに、駆動装置は伝達機構を有しなくてもよい。

１…駆動装置，第１駆動装置、２…ギヤドモータ，第１ギヤドモータ、３…ラックギヤ，第１ラックギヤ、５，１０５…ピニオンギヤ、１０…フレーム，第１フレーム、１６…第２支持部、１６ａ…溶接部、１９…第１支持部、１９ａ…収容部、１９ｂ…溶接部、２０…モータ本体、２０ａ…ギヤドモータの軸方向一方側の端部、３０…伝達機構、６０…減速機構部、７０…軸間伝達部、７０ａ…伝達歯車、７４…フランジ部、７５…カバー部、７５ａ…端面、７９，１７９…突出部、１００…駆動装置セット、１０１…第２駆動装置、１０２…第２ギヤドモータ、１０３…第２ラックギヤ、１１０…第２フレーム、Ｊ１…第１の中心軸線、Ｊ２…第２の中心軸線

Claims (8)

1. モータ本体および前記モータ本体によって第１の中心軸線周りに回転させられるピニオンギヤを有するギヤドモータと、
   前記ピニオンギヤに噛み合い第１方向に動作するラックギヤと、
   前記ギヤドモータおよび前記ラックギヤを保持するフレームと、を備え、
   前記ピニオンギヤは、前記ギヤドモータの軸方向一方側に配置され、
   前記ギヤドモータは、軸方向他方側の端面に、軸方向に延びる柱状の突出部を有し、
   前記フレームは、前記ギヤドモータの軸方向他方側の端面と隙間を介して対向する第１支持部を有し、
   前記第１支持部は、前記突出部を径方向から支持可能な収容部を有する、
   駆動装置。
2. 前記突出部の外周面と前記収容部の内側面との接触部には、前記突出部と前記第１支持部とを固定する溶接部が設けられる、
   請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記フレームは、前記ギヤドモータの軸方向一方側の端部と接触する第２支持部を有し、
   前記ギヤドモータの軸方向一方側の端部と前記第２支持部との境界には、前記端部と前記第２支持部とを固定する溶接部が設けられる、
   請求項１または２に記載の駆動装置。
4. 前記突出部は、一様な断面形状で軸方向に沿って延びる柱状であり、
   前記突出部の断面形状の重心は、前記第１の中心軸線上にある、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の駆動装置。
5. 前記収容部は、前記ラックギヤの垂線方向に開放された形状である、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の駆動装置。
6. 前記突出部は、矩形柱状である、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の駆動装置。
7. 前記ギヤドモータは、伝達機構を有し、
   前記モータ本体は、第２の中心軸線周りに回転し、
   前記伝達機構は、
   前記モータ本体による回転動力を、前記第２の中心軸線周りから前記第１の中心軸線周りへと伝達する軸間伝達部と、
   前記軸間伝達部からの回転動力を減速して前記ピニオンギヤに伝える減速機構部と、を有し、
   前記減速機構部は、
   前記モータ本体と前記第１方向に並び、
   軸方向一方側において、前記ピニオンギヤに連結され、
   軸方向他方側において、前記軸間伝達部に連結され、
   前記軸間伝達部は、
   少なくとも２つの伝達歯車と、
   前記伝達歯車を収容するフランジ部と、
   カバー部と、を有し、
   前記カバー部は、軸方向他方側の端部に前記突出部を有する、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の駆動装置。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の駆動装置である第１駆動装置と、
   軸方向において前記第１駆動装置に並んで配置される第２駆動装置と、を備え、
   前記ギヤドモータを第１ギヤドモータ、前記ラックギヤを第１ラックギヤ、前記フレームを第１フレームと、として、
   前記第２駆動装置は、
   前記第１ギヤドモータと同形状であり前記第１ギヤドモータに対して軸方向に反転して配置される第２ギヤドモータと、
   前記ラックギヤと同形状であり前記第２ギヤドモータの前記ピニオンギヤに噛み合い第１方向に動作する第２ラックギヤと、
   軸方向と直交する平面を基準として前記第１フレームの鏡面対称形状である第２フレームと、を有し、
   前記突出部は、前記第１の中心軸線および前記第１方向からなる平面に対して対称形状である、
   駆動装置セット。

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