JP3361230B2 - フリクション機構付き小型モータ - Google Patents
フリクション機構付き小型モータInfo
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Description
ディショナの空気吹き出し口のルーバを駆動するギヤ付
きステッピングモータ等の歯車伝達機構に用いられるフ
リクション機構付き小型モータに関する。
ヤ輪列内の歯車を保護するため、図12に示すように、
出力軸31の部分にフリクション機構を設けている。こ
のフリクション機構は、SUS等からなる金属軸32
と、プレート33と、歯車部材34と、板バネ35と、
ブッシュ36とから構成されている。そして、金属軸3
2に係合したプレート33と板バネ35との間に歯車部
材34を挟み込み、金属軸32とフリクション係合させ
ている。これにより、人間が故意にルーバ等を操作する
ことによる外部の強い力が金属軸32に伝わっても、金
属軸32のみが回転し歯車部材34に伝わらないように
し、その歯車部材34の歯車部34aやその後のギヤ輪
列内の歯車を保護するようにしている。
出力軸31は、部品点数が多く、組み立て効率が悪くな
っている。また、出力軸31の部分は最もトルクの大き
い部分であり、板バネ35も弾性力の強いものが必要と
なり、プレート33も大型のものが必要となっている。
このため、部品が大型化となる一方、板バネ35による
フリクショントルクの調整が困難となり、フリクション
トルクのバラツキも大きくなり易くなっている。
キが大きいと、フリクション機構が正常に働かないこと
もあるため、外部から必要以上に強い力が金属軸32に
伝わったとき、その力が歯車部材34およびギヤ輪列に
も伝わり、歯車部34aやギヤ輪列内の歯車が欠けるこ
とになる。この結果、小型モータの回転力が金属軸32
に伝わらなくなり、この金属軸32の回転を受けて駆動
されるエアコンディショナーのルーバ等が動作しなくな
ることが生じている。
を押さえ、安定したフリクショントルクを得ることがで
き、しかも、フリクション作動に対する耐久性の向上を
図ることができるフリクション機構付き小型モータを提
供することを目的とする。
め、請求項1記載の発明では、フリクション機構が減速
ギヤ輪列中に配置され、ロータの回転を減速ギヤ輪列を
介して出力軸に伝達するように構成してなるフリクショ
ン機構付き小型モータにおいて、フリクション機構は、
中心軸部から外径方向に延出するとともに、中心軸部に
対し、すき間を保ちながら平行かつ軸方向に伸びた複数
の弾性軸部を有し、かつ中心軸の外周に歯車部を備えた
第1の回転部材と、弾性軸部が嵌合する嵌入孔を有し、
かつ外周に歯車部を備えた第2の回転部材と、すき間に
挿入され弾性軸部を径方向に押し広げるリング状の付勢
部材とからなり、付勢部材の押し広げ力によって、第1
の回転部材と第2の回転部材とが直接接触して両回転部
材の間に摩擦係合力が発生するように構成されている。
記載のフリクション機構付き小型モータにおいて、弾性
軸部の先端に第2の回転部材に係止する係止爪を設ける
とともに、付勢部材を金属製でかつC字形のワッシャと
している。
記載のフリクション機構付き小型モータにおいて、出力
軸を樹脂によりギヤ付き出力軸として一体成形により形
成すると共に、フリクション機構は、減速ギヤ輪列中の
出力軸を除く部位に配置されている。
記載のフリクション機構付き小型モータにおいて、出力
軸の回転をエアコンディショナーのルーバ駆動に連結し
ている。
モータは、たとえば、エアコンディショナやヒータのル
ーバ駆動系に用いられる。たとえば、ルーバを人が無理
に動作させる等をして出力軸に外部からの大きな負荷が
加わると、その負荷は出力軸を回転させ、減速ギヤ輪列
に伝わる。このとき、ロータにはステータとのリラク タ
ンストルクによる位置保持力が働くため、減速ギヤ輪列
の歯車に過負荷が加わり、歯車の欠け等が生ずる危険が
ある。しかし、出力軸を除く歯車伝達機構中にフリクシ
ョン機構を設けることにより、そのフリクション機構部
分で外部負荷の伝達は切断され、各歯車に過負荷が加わ
ることはない。
は、各請求項に記載された構造とすることにより、フリ
クショントルクのバラツキを押さえ、安定したフリクシ
ョントルクを得ることができ、しかも、フリクション作
動に対する耐久性の向上を図ることができる。そのた
め、エアコンディショナやヒータのルーバ駆動に用いた
場合、ルーバを人が必要以上の力で動作させても歯車の
欠け等の発生を未然に防止でき、駆動系の故障を少なく
することができる。
11に基づいて説明する。
モータの構成を図1により説明する。このフリクション
機構付き小型モータ1は、ステータ部2と、ロータ部3
と、減速ギヤ輪列となる歯車伝達機構4と、出力軸5
と、端子部6とから構成されるステッピングモータとな
っている。そして、ステータ部2と歯車伝達機構4と
は、軸方向に隣接して配置される。
が交互に入り組むことによって円形状に配置される極歯
7と、この極歯7と軸方向に並んで配置される同様な極
歯8と、極歯7の外周に巻回されるコイル9と、極歯8
の外周に巻回されるコイル10と、ステータを兼ねる円
筒状ケース11と、ステータを兼ねるモータ上ケース1
2とから構成されている。なお、コイル9は、コイルボ
ビン9aを介して、極歯7に巻回され、コイル10は、
コイルボビン10aを介して極歯8に巻回されている。
タ軸13に回転可能に支持されマグネット14aを有す
るロータ14とから構成される。なお、先に述べたステ
ータ部2とこのロータ部3は、共に従来公知のステッピ
ングモータのステータ部とロータ部の構成と同様となっ
ている。
に、ロータ14に形成されるピニオン14bと、このピ
ニオン14bに噛み合う1番車15と、この1番車15
と噛み合う2番車16と、この2番車16と噛み合う3
番車17と、この3番車17と噛み合う4番車18と、
この4番車18と噛み合うように出力軸5に設けられた
歯車5aとからなる。なお、この歯車伝達機構4は、減
速機構となっており、各歯車14b,15,16,1
7,18,5aは、それぞれ減速して回転を伝達する構
成となっている。
すように、1番車15、2番車16、3番車17、4番
車18が、モータ上ケース12に隣接して配設される合
成樹脂製の中地板19に固定された歯車支持軸151,
161,171,181に回転自在に支持されている。
そして、2番車16にフリクション機構を保有してい
る。この2番車16の矢示Aで示す方向から見た平面図
を図7に、分解斜視図を図8にそれぞれ示す。なお、こ
のフリクション機構については、後に詳細に説明する。
に、ロータ軸13を通すため中央に設けられた円形孔1
9aと、その円形孔19aを囲む幅が厚くなっている円
形台部19bと、2本の支柱部19c,19cと、ステ
ータとの位置決め用の嵌合突起19d,19dとを一体
に有している。
囲むステータの中央部分の円形状の孔に嵌ると共に、嵌
合突起19d,19dがステータ側に設けられた嵌合孔
(図示省略)に嵌まることにより中地板19を位置決め
保持している。この円形台部 19bは、歯車支持軸15
1,161,171,181の一部にかかり、それらの
ロータ部3側への抜けを防止していると共にその幅が厚
いことによって保持力を高めている。また、出力軸の一
端5bにも円形台部19bの一部がかかるように形成さ
れており、その一端5bがロータ部3側に抜けるのを防
止している。
樹脂製でなり、歯車5aが一体成形で形成されている。
そして、この出力軸5の一端5bは、中地板19に設け
られた出力軸支持部19eに回転自在に支持されてい
る。また、出力軸5の中央は、平板状ケース20(図1
参照)のしぼり加工により形成された支持円筒部に回転
自在に支持されている。出力軸5の他端5cは、中央に
比べ若干細径とされ、他の機器、例えば、エアコンのル
ーバ駆動機構等(図示せず)に係合している。
イル9,10の中間に配置される端子ピン21と、この
端子ピン21を挿通して固着するホルダー部材22と、
このホルダー部材22に保持される回路基板23と、こ
の回路基板23に電気的接続するコネクタハウジング2
4と、これらの部材を覆うカバー25とから構成されて
いる。
示すように、2つのコイルボビン9a,10aのピン固
定部9b,10bに各3つ挿通固定されている。このピ
ン固定部9b、10bは、互いに対向する部分を波状と
し、それぞれの出っ張り部分を相手の凹部に嵌合させる
ことにより、全体として直方体状となっている。また、
各ピン固定部9b,10bには、ホルダー部材22の位
置決め穴22aに嵌合する位置決めピン9c,10cが
それぞれ設けられている。そして、ピン固定部9b,1
0bの形状は、180度回転対称になっており、各コイ
ルボビン9a,10aは全く同一形状となっている。な
お、固定された端子ピン21が一直線上ではなく、ジグ
ザグ状に配置させたのは、端子ピン21の電気的絶縁距
離を長くするためである。
コイルボビン9a,10aの位置決めピン9c,10c
(図4参照)が嵌合する2つの位置決め穴22aと、端
子ピン21が挿通するジグザグ状に配置された挿通部2
2bと、回路基板23を当接保持する回路基板保持部2
2cと、コネクタハウジング24を取り付ける取付部2
2dとを有している。なお、回路基板保持部22は、ホ
ルダー部材22の一面と、その面側に設けられたブリッ
ジ状でかつ側面断面図でくさび状のブリッジ部22eと
で、回路基板23を保持する構造となっている。また、
取付部22dは、ピン挿入孔22fと、くさび状のブリ
ッジ部22eの上部と、コネクタハウジング24を取り
付ける際のガイドとなるガイド部22gから構成されて
いる。なお、ホルダー部材22には、中地板19の突起
19bが嵌合し、このホルダー部材22の位置決めをす
る位置決め孔22hが設けられている。
ホルダー部材22と当接しない面に回路パターン26が
形成される片面基板となっている。そして、この回路基
板23は一端側に端子ピン21が挿通されるジグザグ状
に配置された挿通孔23aを有し、他端側には、コネク
タハウジング24の接続端子27が半田付けされる回路
パターン26の接続部26aを有している。そして、回
路パターン26は、図5に示すように挿通孔23aと接
続部26aをつなぐようなパターンとなっているが、図
5で左端の挿通孔23aだけは、右端の挿通孔23aに
つながれ、電力供給の際の共通端子、すなわちグランド
となるように形成されている。なお、このグランド端子
となる部分としては、中央の2つの挿通孔23aとして
も良く、状況に合わせ適宜変更できる。
と接続する接続端子27と、ホルダー部材22のピン挿
通孔22fに入り、このコネクタハウジングの位置決め
をする係合ピン24aと、コネクタ(図示省略)の受け
入れ空間となる嵌合部24bとを有している。なお、こ
の実施の形態で示すコネクタハウジング24は、市販の
いわゆる面実装タイプのものを採用している。
端子ピン21を覆うピンカバー部25aと、コネクタハ
ウジング24を覆うと共にコネクタを挿入できる開口部
25bを有するハウジングカバー部25cとを備えてい
る。そして、円筒状ケース11の切り欠き部11aに嵌
合すると共に、平板状ケース20に係合し、フリクショ
ン機構付き小型モータ1から外れないようにされてい
る。
モータの第1の実施の形態について図3,図7および図
8を参照しながら説明する。図8は、図3におけるフリ
クション機構(2番車16の部分)を分解して示す斜視
図であり、図3,図7および図8において同一部分には
同一符号が付されている。なお、図3においては、フリ
クション機構部分が複雑になるのを防ぐため、主要な構
成物のみに符号を付すことにする。
と、第1の回転部材61、第2の回転部材62、第1の
回転部材61に装着され、第1の回転部材61を第2の
回転部材62に対して圧接力を与える付勢部材としての
C字形状をしたワッシャ63から構成される。
ら外径方向に延出した鍔部612を有し、この鍔部61
2の端部より第2の回転部材62を支持するための支持
部610を残して少し内側から中心軸部611に対し所
定のすき間613を保ちながら、中心軸部611と平行
で、かつ軸方向に伸びた複数(ここでは3つ)の弾性軸
部614、615、616を有している。そして、中心
軸部611の先端部には外形方向にわずかに突出したワ
ッシャ脱落防止用の突起部617が設けられている。ま
た、弾性軸部614、615、616の先端部には第2
の回転部材62に係止するための係止爪614a,61
5a,616aが設けられ、さらに、中心軸部611の
下端部付近には、図3で示した3番車17に噛み合う歯
車部618が設けられ、これらが一体成形された構造と
なっている。
に装着されるワッシャ63は、C字形をなしており、外
方向から内側中心方向への力を与えると、それに反発す
る(外側に押し広げる)力を有するものである。なお、
このワッシャ63を第1の回転部材61の中心軸部61
1と弾性軸部614、615、616のすき間613に
装着する際、ワッシャ63の内径は中心軸部611の突
起部617を含めた外形より大きい状態(弾性軸部61
4、615、616を押し広げるような状態)で装着さ
れるので、中心軸部611の先端に設けられた突起部6
17によって装着が阻害されることはない。
部材61の弾性軸部614、615、616が嵌合する
嵌入孔621を有するとともに、その嵌入孔621の軸
方向上端縁部には弾性軸部614、615、616の係
止爪614a,615a,616aが係止される棚状の
係止部622が設けられている。そして、さらに、第2
の回転部材62の外周部には、図3で示した1番車15
に噛み合う歯車部623が設けられ、これらが一体成形
された構造となっている。
3が装着された状態)を第2の回転部材62に装着する
際は、第1の回転部材61の弾性軸部614、615、
616を第2の回転部材62の嵌入孔621に嵌入する
が、このとき、弾性軸部614、615、616をワッ
シャ63の押し広げ力に抗して内側にすぼめるようにし
て第2の回転部材62の嵌入孔621に嵌入する。
5、616が嵌入孔621に嵌入され、弾性軸部61
4、615、616の先端に設けられた係止爪614
a、615a、616aが嵌入孔621から突出する
と、ワッシャ63の押し広げ力によって、係止爪614
a、615a、616aが第2の回転部材62の係止部
622に係止される、これにより、弾性軸部614、6
15、616をすぼめない限り、第1の回転部材61を
第2の回転部材62から軸方向に引き抜くことはできな
い。
2の回転部材62に装着されるが、両者はワッシャ63
の押し広げ力によって、弾性軸部614、615、61
6と第2の回転部材62の嵌入孔621の面とがワッシ
ャ63の押し広げ力によって圧接された状態となってお
り、両者の摩擦係合力によって、通常では第1の回転部
材61と第2の回転部材62は一体となって回転するよ
うになっている。
した2番車16を図3に示すように、歯車伝達機構4の
中に組み込むことにより、ロータ14の回転力を1番車
15を介して2番車16が受け、このとき、2番車16
を構成する第2の回転部材62がその回転力を受ける。
その際、第2の回転部材62と第1の回転部材61と
は、ワッシャ63の押し広げ力により、弾性軸部61
4、615、616と第2の回転部材62の嵌入孔62
1の面との間の摩擦係合力によって一体となって回転す
るため、第2の回転部材62の回転力はそのまま第1の
回転部材61に伝えられる。したがって、通常の状態で
はロータ14の回転力は1番車15から2番車16、3
番車17というように伝達され、出力軸5を回転させ
る。
き小型モータ1の動作は、次のとおりである。
タ(図示省略)が入れられ、電気接続がされる。そし
て、そのコネクタとコネクタハウジング24の接続端子
27を経由して電力がコイル9,10に供給されると、
ステータ部2のステータと、ロータ14のマグネット1
4aとの間に磁気的な相互作用が働き、ロータ14が回
転する。すると、その回転は、ピニオン14bを含む歯
車伝達機構4を介して減速されながら出力軸5に伝えら
れる。そして、この出力軸5の回転により外部機器、例
えばエアコンディショナやヒータのルーバの開閉動作を
行わせる。
た場合、例えばエアコンのルーバを 人が強い力で動作さ
せるような場合、出力軸5の回転は、ロータ14側へ伝
えられていく。しかし、ステータ部2とマグネット14
aとの間のリラクタンストルクによりロータ14には、
その位置を保持しようとする力が働き、ロータ14は余
程大きな力でないと回転を開始しない。このため、フリ
クション機構がないと歯車伝達機構は、そのいずれかの
歯車部分で、歯の折れ等が生じ動作不良となってしま
う。しかし、本発明では、歯車伝達機構4の内部にフリ
クション機構があるため、そのような動作不良を未然に
防止できる。
の2番車16に図3、図7および図8に示すような構造
のフリクション機構を設けているため、例えばエアコン
のルーバを人が強い力で動作させた場合、ルーバの動作
が出力軸5に伝わり、出力軸5が回転し、その回転力
は、4番車18、3番車17、2番車16というように
伝達されて行くが、ロータ14には伝わらない。すなわ
ち、3番車17の回転力は2番車16の第1の回転部材
61に設けられた歯車部618に伝達されると、第1の
回転部材61に回転力が働く。しかし、このとき、第2
の回転部材62は、ステータ部2とマグネット14aと
の間のリラクタンストルクにより殆ど動かない状態とな
っているため、第1の回転部材61に設けられた弾性部
材614、615、616が第2の回転部材62の嵌入
孔の面を摺動することで第1の回転部材61のみが回転
する。これにより、歯車伝達機構4に無理な力が加わる
のを防ぐことができ、歯の損傷を防止できる。
ション機構を構成する部材は、第1の回転部材61、第
2の回転部材62、ワッシャ63の計3点で構成される
ため、部品点数が削減され、組み立て効率がアップす
る。しかも、このフリクション機構は、第1の回転部材
61にワッシャ63を装着したのち、この第1の回転部
材61を第2の回転部材62に嵌入する構造となってい
るので組み立てが極めて簡単で、製造効率の向上が図
れ、しかも、安定したフリクショントルクが得られる。
さらに、第1の回転部材61に装着されるワッシャ63
は外側ラジアル方向に広がろうとする力を有するもので
あり、回転中心軸に対して締め付け力を与え ないので、
第1の回転部材61の回転に影響を与えることがない。
フリクション機構を持たせた例を示したが、これに限ら
れることなく、1番車15や3番車17等の他の歯車部
分に設けても良い。ただし、ロータ14に近い1番車1
5や2番車16などの回転トルクの小さい部分に設ける
ことにより、ワッシャ63の押し広げ力や弾性軸部61
4,615,616の弾性力をそれほど大きなものとす
る必要がないという利点が得られ、また、2番車16や
3番車17というように出力軸15に近い歯車に設ける
ことにより、フリクション設定範囲の余裕度が増え調整
しやすいなどの利点があるため、これらを考慮して最適
な歯車に設けるようにすればよい。
けられたモータの出力軸5は歯車5aを一体成形したも
のとなっているので、組み付けが簡単で製造効率がアッ
プすると共に低コストでかつ壊れにくく、長寿命のもの
となり、従来のSUS等の金属軸を有するものに比べ軽
量となり、この小型モータが取り付けられる機器の軽量
化に寄与する。
ン21がコイル9,10の中央に配置され、接続端子2
7が歯車伝達機構4に対してラジアル方向に隣接して配
置されるため、回路基板23の一端側に端子ピン21
を、他端側に接続端子27を配設できるようになる。こ
のため、半田付け作業は、同方向から行えるようになる
と共に、フレキシブル基板等の特殊な基板を用いる必要
がなくなる。
ング24を取り付ける部分が端子ピン21側にくるほど
厚くなるくさび状のブリッジ部22eとなっているの
で、コネクタハウジング24を取り付けると、その接続
端子27は、回路基板23に自然と当接すると共に、コ
ネクタハウジング24やコネクタを取り付ける際、端子
ピン21にぶつかったり、引っかかったりすることが生
じない。
ッピングモータの例を示したが、本発明は、AC同期モ
ータやファンモータ等他の各種の小型モータに適用でき
る。
明は、中心軸部から外径方向に延出するとともに、中心
軸部に対し、すき間を保ちながら平行かつ軸方向に伸び
た複数の弾性軸部を有する第1の回転部材と、弾性軸部
が嵌合する嵌入孔を有する第2の回転部材と、すき間に
挿入され弾性軸部を径方向に押し広げるリング状の付勢
部材とからなり、付勢部材の押し広げ力によって、第1
の回転部材と第2の回転部材との間に摩擦係合力を得る
フリクション機構を減速ギヤ輪列に配したため、フリク
ショントルクのバラツキを押さえ、安定したフリクショ
ントルクを得ることができ、しかも、フリクション作動
に対する耐久性の向上を図ることができる。
ッシャとすることで、組立を簡単なものとすることがで
き、しかもそのワッシャの押し広げ力を利用しているの
で、ワッシャが装着される第1の回転部材の中心軸を締
め付けることがないので、第1の回転部材の回転を阻害
するおそれがない。
体成形された出力軸とすることにより、出力軸の組み付
けが簡単で製造効率がアップし、しかも、SUSなどの
金属よりも軽い樹脂を使うことにより小型モータの重量
も低減でき、取り付けられる機器の軽量化に貢献できる
ものとなる。
ナのルーバ駆動に利用すると、人が度々ルーバを動かし
ても減速ギヤ輪列は破損せず故障が少ないルーバ駆動を
提供することができる。また、出力軸は樹脂により構成
しているので、ルーバを外す等して出力軸が露出し、人
が手で触ったとしても、漏電により感電するというよう
な危険もない。
き小型モータの側面断面図(コネクタハウジングを除
く)である。
伝達機構を示す平面図である。
クション機構を2番車に設けた例を示す側面展開図であ
る。
部を説明するための図で、ホルダー部材を配置する以前
の状態を示す図である。
部を説明するための図で、ホルダー部材、回路基板、コ
ネクタハウジングを取り付けた状態を示す図である。
されるホルダー部材を示す図で、(A)は平面図、
(B)は正面図、(C)は側面図、(D)は(A)のD
−D断面図である。
向から見た部分平面図である。
斜視図である。
板部分の平面図である。
出力軸(フリクション機構を含む)を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 フリクション機構が減速ギヤ輪列中に配
置され、ロータの回転を上記減速ギヤ輪列を介して出力
軸に伝達するように構成してなるフリクション機構付き
小型モータにおいて、上記フリクション機構は、中心軸
部から外径方向に延出するとともに、上記中心軸部に対
し、すき間を保ちながら平行かつ軸方向に伸びた複数の
弾性軸部を有し、かつ上記中心軸の外周に歯車部を備え
た第1の回転部材と、上記弾性軸部が嵌合する嵌入孔を
有した第2の回転部材と、上記すき間に挿入され上記弾
性軸部を径方向に押し広げるリング状の付勢部材とから
なり、上記付勢部材の押し広げ力によって、上記第1の
回転部材と上記第2の回転部材とが直接接触して両回転
部材の間に摩擦係合力が発生するように構成されたこと
を特徴とするフリクション機構付き小型モータ。 - 【請求項2】 前記弾性軸部の先端に前記第2の回転部
材に係止する係止爪を設けるとともに、前記付勢部材を
金属製でかつC字形のワッシャとしたことを特徴とする
請求項1記載のフリクション機構付き小型モータ。 - 【請求項3】 前記出力軸を樹脂によりギヤ付き出力軸
として一体成形により形成すると共に、前記フリクショ
ン機構は、前記減速ギヤ輪列中の前記出力軸を除く部位
に配置されたことを特徴とする請求項1または2記載の
フリクション機構付き小型モータ。 - 【請求項4】 前記出力軸の回転をエアコンディショナ
ーのルーバ駆動に連結したことを特徴とする請求項3記
載のフリクション機構付き小型モータ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17852696A JP3361230B2 (ja) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | フリクション機構付き小型モータ |
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