JP2024000318A

JP2024000318A - 駆動装置

Info

Publication number: JP2024000318A
Application number: JP2022099041A
Authority: JP
Inventors: 貴笠原; Takashi Kasahara; 優樹齋藤; Yuki Saito
Original assignee: Nidec Precision Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2022-06-20
Filing date: 2022-06-20
Publication date: 2024-01-05
Also published as: CN117277680A

Abstract

【課題】潤滑剤の不足による摺動抵抗の増加や騒音の発生などが防止または抑制された駆動装置を提供する。【解決手段】一実施形態に係る駆動装置１は、電動モータ１０と、電動モータ１０の回転軸１２に取り付けられたウォーム２１およびウォーム２１と噛み合うウォームホイールを含む減速機構と、ウォーム２１から突出する回転軸１２の一端側の端面に当接する軸受部材８０と、軸受部材８０を収容する収容部５０と、を備える。収容部５０は、軸受部材８０が収容される収容室５１と、収容室５１に連通し、回転軸１２の端部が挿入される挿入部５２と、を有する。また、回転軸１２の外面と挿入部５２の内面との間に、潤滑剤９１が充填された空間９０が設けられる。そして、挿入部５２の前記内面は、収容室５１から回転軸１２の軸線方向に離れるに連れて回転軸１２の前記外面に近づく。【選択図】図５

Description

本発明は、駆動装置に関し、特に、電動モータを駆動源とする駆動装置に関する。

今日、電動モータを駆動源とする駆動装置が様々な装置や機器で使用されている。そのような駆動装置の幾つかは、電動モータの動力の回転速度を減じて出力する減速機構を備えている。減速機構は、例えば、電動モータの回転軸に取り付けられたウォームおよび当該ウォームと噛み合うウォームホイールを含む複数のギヤから構成される。

ウォームが取り付けられた電動モータの回転軸は、軸受によって回転自在に支持される。特許文献１には、電動モータの回転軸を支持する軸受の一例が記載されている。特許文献１に記載されている軸受は、円筒形状を有し、その内周面は、回転軸の外周面に当接してラジアル荷重を受けるラジアル荷重受を形成している。また、軸受の内部に、回転軸の端面に当接してスラスト荷重を受けるスラスト荷重受が配置されている。

特開２０００－２０５２４３号公報

摺動抵抗の低減や騒音防止のために、軸受と接する回転軸の端面に潤滑剤が塗布されることがある。しかし、回転軸の回転によって、潤滑剤が回転軸の端面の外に押し出されてしまうことがあった。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施形態の駆動装置は、電動モータと、前記電動モータの回転軸に取り付けられたウォームおよび前記ウォームと噛み合うウォームホイールを含む減速機構と、前記ウォームから突出する前記回転軸の一端側の端面に当接する軸受部材と、前記軸受部材を収容する収容部と、を備える。前記収容部は、前記軸受部材が収容される収容室と、前記収容室に連通し、前記回転軸の一端側が挿入される挿入部と、を有する。前記回転軸の外面と前記挿入部の内面との間に、潤滑剤が充填された空間が設けられる。前記挿入部の前記内面は、前記収容室から前記回転軸の軸線方向に離れるに連れて前記回転軸の前記外面に近づく。

潤滑剤の不足による摺動抵抗の増加や騒音の発生などが防止または抑制された駆動装置が実現される。

駆動装置の外観を示す斜視図である。駆動装置の構造を示す斜視図である。ハウジングの分解斜視図である。第２ハウジング部材の斜視図である。駆動装置の模式的断面図である。ハウジングの組み立て工程を示す部分断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施形態を説明するために参照する全ての図面において、同一または実質的に同一の構成には同一の符号を用いる。また、既に説明した構成については、原則として繰り返しの説明は行わない。

＜駆動装置の概要＞
図１は、本実施形態に係る駆動装置１の外観を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る駆動装置１の構造を示す斜視図である。

駆動装置１は、電動モータ１０，減速機構２０及びこれらを収容するハウジング３０を備えている。別の見方をすると、電動モータ１０および減速機構２０は、共通のハウジング３０に収容されてユニット化されている。言い換えれば、駆動装置１は、減速機構付きモータである。駆動装置１は、電動モータ１０の動力の回転速度を減じ、回転力を増大させて出力する。

＜ハウジング＞
図３は、ハウジング３０の分解斜視図である。図４は、ハウジング３０を構成する第２ハウジング部材３２の斜視図である。

ハウジング３０は、電動モータ１０や減速機構２０などを支持する第１ハウジング部材３１と、第１ハウジング部材３１の開口部を閉塞し、電動モータ１０や減速機構２０などを覆う第２ハウジング部材３２と、から構成されている。以下の説明では、第１ハウジング部材３１を“ケース３１”と呼び、第２ハウジング部材３２を“カバー３２”と呼ぶ場合がある。

ケース３１は、樹脂によって形成されており、底部３３および底部３３を取り囲む側壁部３４を有する。カバー３２も樹脂によって形成されており、天井部３５および天井部３５を取り囲む縁部３６を有する。

ケース３１には複数のねじボス３７が設けられており、カバー３２には複数のねじ穴３８が設けられている。ケース３１にカバー３２を被せると、ねじボス３７とねじ穴３８とが連通する。より特定的には、カバー３２の縁部３６の端面をケース３１の側壁部３４の端面に重ねると、ねじボス３７とねじ穴３８とが連通する。ケース３１とカバー３２とは、ねじ穴３８に挿通され、ねじボス３７にねじ結合されたねじ３９（図１）によって互いに固定される。

ケース３１の底部３３には、電動モータ１０を支持する一対の下側リブ４０が設けられている。一方、カバー３２の天井部３５には、下側リブ４０に支持されている電動モータ１０に当接する上側リブ４１が設けられている。電動モータ１０は、ハウジング３０内において、下側リブ４０と上側リブ４１とによって上下から挟まれている（図５参照）。

なお、ケース３１やカバー３２の材料は樹脂に限られず、互いに異なる材料によって形成されていてもよい。また、電動モータ１０の支持構造は、上記構造に限られない。

＜電動モータ＞
再び図２を参照する。電動モータ１０は、図示されているモータケース１１および回転軸（回転シャフト）１２に加えて、ステータ，ロータ，ブラシ，整流子などを含むＤＣブラシモータである。ブラシおよび整流子を介してコイルに電流が供給されると、回転軸１２が回転する。

モータケース１１は金属製であって、全体として概ね角筒形である。ステータは、モータケース１１の内壁面に固定された永久磁石である。ロータは、ロータコアやロータコアに巻かれたコイルを含み、ステータの内側に配置されている。

回転軸１２は、ロータの中心を貫通しており、かつ、ロータに固定されている。回転軸１２は回転自在に支持されており、その一端側は、モータケース１１の端面を貫通してモータケース１１の外に突出している。

以下の説明では、回転軸１２の軸方向を“スラスト方向”と呼び、回転軸１２の径方向を“ラジアル方向”と呼ぶ場合がある。また、電動モータ１０を“モータ１０”と略称する場合がある。

＜減速機構＞
減速機構２０は、ウォーム２１，ウォームホイール２２およびギヤ群２３などから構成されている。ウォーム２１は、モータ１０の回転軸１２に取り付けられている。より特定的には、モータケース１１から突出している回転軸１２の一端側（先端側）がウォーム２１に圧入されている。この結果、回転軸１２とウォーム２１とは相対回転不能に固定されている。

ウォームホイール２２は、回転自在に支持されており、かつ、ウォーム２１と噛み合っている。ギヤ群２３に含まれる複数のギヤもそれぞれ回転自在に支持されている。

回転軸１２の回転は、ウォーム２１，ウォームホイール２２，ギヤ群２３の順で伝達されて外部に出力される。ギヤ２３ａは、減速機構２０を構成するギヤ列の最後に位置する最終ギヤである。また、ギヤ２３ａを支持している支軸２４は、駆動装置１の出力軸であって、転がり軸受２５によって回転自在に支持されている。

＜収容部＞
図５は、駆動装置１の断面図である。もっとも、図５は模式的断面図であって、これまでに説明した構成の一部は省略されている。

ハウジング３０内に収容部５０が設けられている。収容部５０は、ケース３１に設けられている第１収容部６０と、カバー３２に設けられている第２収容部７０とから構成されている。

図３に示されるように、第１収容部６０はケース３１一体成形されている。また、図４に示されるように、第２収容部７０はカバー３２に一体成形されている。図６に示すようにケース３１とカバー３２とを突き合わせると、第１収容部６０と第２収容部７０とが突き合わされて収容部５０が形成される。つまり、ハウジング３０を組み立てると、当該ハウジング３０内に収容部５０が形成される。

再び図５を参照すると、収容部５０は、収容室５１および挿入部５２を有する。収容室５１および挿入部５２の一部は、第１収容部６０によって形成されており、収容室５１および挿入部５２の他の一部は、第２収容部７０によって形成されている。

＜収容室＞
図３に示されるように、第１収容部６０は、ケース３１の側壁部３４と対向する前壁６１と、前壁６１の両側に設けられ、互いに対向する一対の横壁６２と、を備えている。図４に示されるように、第２収容部７０は、カバー３２の縁部３６と対向する前壁７１と、前壁７１の両側に設けられ、互いに対向する一対の横壁７２と、を備えている。

ハウジング３０を組み立てると、第１収容部６０の前壁６１と第２収容部７０の前壁７１とが突き合わされる。同時に、第１収容部６０の横壁６２と第２収容部７０の横壁７２とが突き合わされる。この結果、前面が前壁６１，７１によって閉塞され、両側面が横壁６２，７２によって閉塞された収容室５１が形成される。なお、収容室５１の背面は、ケース３１の側壁部３４とカバー３２の縁部３６とによって閉塞される。

＜挿入部＞
図３に示されるように、第１収容部６０の前壁６１には、半円状の凹部６３が形成されている。図４に示されるように、第２収容部７０の前壁７１にも半円状の凹部７３が形成されている。

図５に示されるように、前壁６１と前壁７１とが突き合わされると、凹部６３と凹部７３とがラジアル方向で対向する。この結果、収容室５１に連通する断面が円形の挿入部５２が形成される。別の見方をすると、挿入部５２は、収容室５１に連通する断面が円形の貫通孔である。

上記のようにして形成される挿入部５２に、ウォーム２１から突出している回転軸１２の一端側（先端側）が挿入されている。ここで、それぞれの凹部６３，７３の内面は、収容室５１から回転軸１２の軸線方向に離れるに連れて互いに近接するように傾斜している。つまり、それぞれの凹部６３，７３の内面はテーパ面である。この結果、挿入部５２は、収容室５１から回転軸１２の軸線方向に離れるに連れて次第に縮径している。別の見方をすると、挿入部５２の内面（内周面）は、収容室５１から回転軸１２の軸線方向に離れるに連れて回転軸１２の外面（外周面）に近づいている。

＜軸受部材＞
軸受部材８０が収容室５１に収容されている。軸受部材８０は、略長方形の金属板である。本実施形態では、軸受部材８０の概ね２／３が第１収容部６０の内側に配置され、軸受部材８０の概ね１／３が第２収容部７０の内側に配置されている。

挿入部５２に挿入されている回転軸１２の先端側の端面は、軸受部材８０に当接している。つまり、回転軸１２の先端面が軸受部材８０に当接している。したがって、軸受部材８０は、回転軸１２に作用するスラスト方向の荷重を受け止める。
＜潤滑剤充填空間＞
ここで、挿入部５２の内径は、回転軸１２の外径よりも大きい。この結果、回転軸１２の周囲に、当該回転軸１２を取り囲む環状の空間９０が設けられている。別の見方をすると、空間９０は、回転軸１２の外周面と挿入部５２の内周面との間に存在する空間であって、挿入部５２の内周面によって囲まれている。

空間９０には、潤滑剤９１が充填されている。そこで、以下の説明では、空間９０を“潤滑剤充填空間９０”と呼ぶ場合がある。潤滑剤充填空間９０に充填される潤滑剤９１の種類は特に限定されない。潤滑剤９１の一例としては、潤滑剤充填空間９０の内側に留まる程度の粘性を有するグリスやオイルが挙げられる。潤滑剤９１は、回転軸１２の先端面と軸受部材８０との間に入り込んで摺動抵抗を低減させ、騒音や振動の発生を防止する。

既述のとおり、潤滑剤充填空間９０は、挿入部５２の内周面によって囲まれた環状の空間である。そして、挿入部５２の内周面は、収容室５１から回転軸１２の軸線方向に離れるに連れて回転軸１２の外周面に近づくように傾斜している。言い換えれば、挿入部５２は、収容室５１から回転軸１２の軸線方向に離れるに連れて次第に縮径する貫通孔である。この結果、潤滑剤９１の、潤滑剤充填空間９０の外への漏出が防止または抑制される。

別の見方をすると、潤滑剤９１は、挿入部５２の内周面の傾斜によって軸受部材８０の側に導かれ、回転軸１２の先端面と軸受部材８０との間に入り込む。したがって、潤滑剤９１が回転軸１２の先端面と軸受部材８０との間に長期間に亘って供給され続ける。つまり、潤滑剤９１の不足による摺動抵抗の増加や騒音・振動の発生などが長期間に亘って防止または抑制される。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、第２収容部７０が省略され、第１収容部６０のみによって収容部５０が形成される実施形態もある。かかる実施形態では、収容室５１および挿入部５２の上部が開放される。もっとも、挿入部５２の内面（凹部６３の内面）は、上記と同様の傾斜を有するテーパ面である。よって、潤滑剤９１は、挿入部５２の内面の傾斜によって軸受部材８０の側に導かれる。

第１収容部６０と第２収容部７０との少なくとも一方がハウジング３０と別体である実施形態もある。もっとも、第１収容部６０および第２収容部７０がハウジング３０と一体である上記実施形態には、部品点数が削減される利点がある。さらに、第１収容部６０がケース３１に一体成形され、第２収容部７０がカバー３２に一体成形されている上記実施形態では、ハウジング３０を組み立てると、収容部５０が同時に形成される。よって、上記実施形態には、駆動装置１の組立工数が削減される利点がある。

１…駆動装置、１０…電動モータ（モータ）、１１…モータケース、１２…回転軸、２０…減速機構、２１…ウォーム、２２…ウォームホイール、２３…ギヤ群、２３ａ…ギヤ、２４…支軸、２５…転がり軸受、３０…ハウジング、３１…第１ハウジング部材（ケース）、３２…第２ハウジング部材（カバー）、３３…底部、３４…側壁部、３５…天井部、３６…縁部、３７…ねじボス、３８…ねじ穴、３９…ねじ、４０…下側リブ、４１…上側リブ、５０…収容部、５１…収容室、５２…挿入部、６０…第１収容部、６１…前壁、６２…横壁、６３…凹部、７０…第２収容部、７１…前壁、７２…横壁、７３…凹部、８０…軸受部材、９０…空間（潤滑剤充填空間）、９１…潤滑剤

Claims

電動モータと、
前記電動モータの回転軸に取り付けられたウォームおよび前記ウォームと噛み合うウォームホイールを含む減速機構と、
前記ウォームから突出する前記回転軸の一端側の端面に当接する軸受部材と、
前記軸受部材を収容する収容部と、を備え、
前記収容部は、前記軸受部材が収容される収容室と、前記収容室に連通し、前記回転軸の一端側が挿入される挿入部と、を有し、
前記回転軸の外面と前記挿入部の内面との間に、潤滑剤が充填された空間が設けられ、
前記挿入部の前記内面は、前記収容室から前記回転軸の軸線方向に離れるに連れて前記回転軸の前記外面に近づく、駆動装置。
前記収容部は、前記収容室および前記挿入部の一部を形成する第１収容部と、前記第１収容部に突き合わされ、前記収容室および前記挿入部の他の一部を形成する第２収容部とから構成される、請求項１に記載の駆動装置。
第１ハウジング部材および第２ハウジング部材を含み、前記電動モータおよび前記減速機構を収容するハウジングを備え、
前記第１収容部が前記第１ハウジング部材に設けられ、前記第２収容部が前記第２ハウジング部材に設けられている、請求項２に記載の駆動装置。
前記第１収容部が前記第１ハウジング部材に一体成形され、前記第２収容部が前記第２ハウジング部材に一体成形されている、請求項３に記載の駆動装置。
前記電動モータが前記第１ハウジング部材によって支持されている、請求項３又は４に記載の駆動装置。