JP4575259B2 - ギヤドモータ - Google Patents

Description

本発明は、遊技機器、ＡＶ機器及び医療機器などの精密機器に内蔵される小型のギヤドモータに関する。

ギヤケース側の歯車に出力軸の歯車が噛み合うモータでは、ギヤケースに２本のねじで固定されるのが一般的である（特許文献１、２および３参照）。この種のギヤドモータでは、出力軸の心出しは非常に重要であり、また、モータをギヤケースに確実に固定して出力軸の振れを防止することも非常に重要である。出力軸が傾いて出力軸の歯車とギヤケース側の歯車との間でのバックラッシが小さくなると、音がうるさくなったり、スムーズに回らなくなったりし、逆にバックラッシが大きくなると出力軸が歯車にうまく噛み合わなくなってしまうという不都合を生じるからである。そのため、従来のモータでは、出力軸を挟んで線対称となる二箇所をねじ止めしており、両方のねじをバランスよく締めることで出力軸が傾いてしまうのを防止し、また、モータを確実にギヤケースに固定していた。

特開平７−２２２３９４号公報 特開平８−２０５４６８号公報 特開平８−２０５４７１号公報

従来のモータでは、ドライバーなどで両方のねじをバランスよく止める必要があるため、ドライバーの先端を差し入れる隙間をギヤケース側に設ける必要があり、スペース的な制約を受ける関係上、ギヤの配置が複雑になり易かった。特に、小型のギヤドモータの場合、ギヤを配置するスペースが限られており、ギヤの配置に関する制約も多く、ギヤケース内にドライバーを差し入れる隙間を二箇所も設けると、スペースの有効利用が難しくなって、更なる小型化が難しいのが現実であった。

そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたもので、モータ本体部をギヤケースに確実に固定でき、また、出力軸の心出しを容易にして出力軸の歯車とギヤケース側の歯車との噛合を確実にすることができ、組立作業性が良好なギヤドモータを提供することを目的とする。

本発明は、モータ本体部の前端部から突出する出力軸を有し、その出力軸の駆動ギヤに連結するギヤ部を収容するギヤケースに、ねじによってモータ本体部が取り付けられるギヤドモータにおいて、ギヤケースは、ギヤ部を収容する収容凹部が設けられた樹脂製のギヤホルダと、ギヤホルダの開放部分を閉鎖する蓋部とを有し、ギヤホルダの外壁には、収容凹部に連通すると共に、モータ本体部から突出する出力軸の駆動ギヤが挿入される軸孔と、収容凹部に連通すると共に軸孔の近傍に配置され、ねじが挿入される一個のねじ用貫通孔と、外壁に一体成型されてねじ用貫通孔に近接して設けられ、モータ本体部の前端部に当接する樹脂製の突出部とが設けられ、モータ本体部の前端部には、ねじ用貫通孔に挿入されたねじが螺合する締結孔が設けられ、一本のねじによってギヤケースにモータ本体部が固定され、モータ本体部の前端部には、出力軸を挟むようにして締結孔と対称の位置に設けられた位置決め孔と、出力軸と同心をなす円形の首部とが設けられ、ギヤホルダの外壁には、位置決め孔に嵌合する突起部が設けられており、ギヤホルダの軸孔を形成する内壁面には、軸孔の軸線とねじ用貫通孔の軸線とを含む面に対して平行であり、且つ首部の外面に当接する一対の平面部が設けられていることを特徴とする。

このギヤドモータには、出力軸が挿入される軸孔の近傍に一個のねじ用貫通孔が設けられており、このねじ用貫通孔に挿入される一本のねじによってモータ本体部がギヤケースに固定される。そのため、従来のモータのように二本のねじで固定するよりも、組立作業性が良好になると同時に、収容凹部内でねじの取り付けに必要となるスペースの確保が容易となる。さらに、ねじ用貫通孔に近接して樹脂製の突出部が設けられているため、ねじでモータ本体部を締め付けると、モータ本体部の前端部が、突出部に当接し樹脂製の突出部を押圧する。すると、突出部が変形して前端部と密着し、モータ本体部がギヤケースに確実に固定される。さらに、突出部の変形を利用することで、前端部から突出する出力軸の傾きを容易に調整でき、出力軸の心出しが容易になる。その結果、出力軸側の駆動ギヤとギヤケース側のギヤ部との連結を確実にすることができる。さらに、突出部はギヤホルダの外壁に一体成型されているため、別体として設けるよりも、製造工程が少なくてすみ、製造コストを軽減できる。
さらに、このギヤドモータにおけるギヤケースとモータ本体部との位置決めは、ギヤホルダの外壁に設けられた突起部が、モータ本体部の前端部に設けられた位置決め孔に嵌合し、前端部の円筒状の首部が、軸孔の内壁面に設けられた一対の平行な平面部に挟まれて行われる。そのため、一対の平面部によって、モータ本体部の首部を確実に押え込むことができるので、モータ本体部をギヤケースに確実に固定することができる。

また、上記突出部は、軸孔の軸線とねじ用貫通孔の軸線とを含む面上で、軸孔から見てねじ用貫通孔よりも遠い側に設けられていると好適である。突出部が軸孔に近いほど、モータ本体部をギヤケースに組み付けるにあたって、突出部の突出量が出力軸の傾きに与える影響が大きくなる。そこで、ねじ用貫通孔よりも軸孔から離れた位置に突出部を設けると、突出部の突出量を大きくすることができ、軸孔に近い位置に設けるよりも、突出部の変形許容量を大きくすることができるので、出力軸の心出しの微調整が容易になる。

モータ本体部をギヤケースに確実に固定でき、また、出力軸の心出しを容易にして出力軸の駆動ギヤとギヤ部との連結を確実にすることができ、さらに組立作業性が良好になる。

以下、図面を参照して本発明に係るギヤドモータの実施の形態について説明をする。

図１〜図４に示すように、ギヤドモータ１は、減速機構を構成するためのギヤ部（ギヤ列）２を収容する樹脂製のギヤケース３を有し、ギヤケース３にＤＣモータ４がねじ止めされている。ギヤケース３は、ギヤ列からなるギヤ部２を収容する収容凹部５１が設けられた樹脂製のギヤホルダ５と、ギヤホルダ５の開放部分を閉鎖する樹脂製の蓋部６とを有している。

ギヤホルダ５の外壁５ａには、ＤＣモータ４を固定するための平坦なモータ取付け部５２が設けられている。ＤＣモータ４の出力軸４１の先端部分はモータ取付け部５２を貫通して収容凹部５１内に達しており、ＤＣモータ４の出力軸４１の先端部分に圧入された樹脂製のウォームギヤ（駆動ギヤ）２１がギヤ部２に連結されている。

図１及び図３に示すように、ギヤ部２の第１歯車２２には、ウォームギヤ２１に噛合するはすば歯車２２ａが設けられ、はすば歯車２２ａの上部には、平歯車２２ｂが一体成型されている。この平歯車２２ｂには、第２歯車２３の上段平歯車２３ａが噛合し、上段平歯車２３ａの下には、下段平歯車２３ｂが一体成型されている。この下段平歯車２３ｂには、第３歯車２４の平歯車２４ａが噛合し、平歯車２４ａの上には上軸部２４ｂが設けられ、平歯車２４ａの下には、筒状の下軸部２４ｄが設けられている。上軸部２４ｂにはカム部２４ｃが設けられ、下軸部２４ｄにはピン部２４ｅが一体成型されている（図２及び図４参照）。そして、第１〜第３歯車２２，２３，２４は、ギヤホルダ５の収容凹部５１内に立設された第１〜第３軸部５１ａ，５１ｂ，５１ｃによってそれぞれ軸支されている。

ギヤホルダ５のモータ取付け部５２には、ＤＣモータ４が固定されている。ＤＣモータ４は、直径６ｍｍ〜２０ｍｍ程度の金属製の筒状の筺体４０を有する小型のモータであり、金属製の筺体４０の内面に固定されたマグネット部（図示せず）と、出力軸４１に固定されたロータ部（図示せず）とを有するモータ本体部４２を備えている。出力軸４１は、モータ本体部４２の前端部４２ａから突出し、前端部４２ａにおいて、出力軸４１を挟むような位置には、バーリング加工によって一対の孔部が形成されている。一方の孔部は、ねじ７を螺合させるためのタップで切られた締結孔４２ｂとなっており、他方の孔部は、ねじ切りされていない位置決め孔４２ｃとなっている。

図５〜図８に示すように、ギヤホルダ５のモータ取付け部５２には、モータ取付け部５２を貫通して収容凹部５１に連通する軸孔５２ａが形成されている。軸孔５２ａには、出力軸４１に固定されたウォームギヤ２１が挿入される。また、モータ取付け部５２には、軸孔５２ａの近傍に一個のねじ用貫通孔５２ｂが形成されている。一個のねじ用貫通孔５２ｂは、モータ取付け部５２を貫通して収容凹部５１に連通する丸孔であり、軸孔５２ａよりも収容凹部５１の開放された上方に近い位置に形成されている。さらに、モータ取付け部５２には、ねじ用貫通孔５２ｂに近接して突出部５２ｄが設けられている。突出部５２ｄは、モータ取付け部５２に一体成型される樹脂製であり、モータ取付け部５２の上縁に沿ってモータ取付け部５２から厚さ（Ｌ）０．０５ｍｍ程度突き出した略矩形状をなし、突出部５２ｄの上縁がモータ取付け部５２の上縁に面一に連なっており、突出部５２ｄの下縁の一部が、ねじ用貫通孔５２ｂの外形に沿って湾曲している（図６参照）。そして、モータ取付け部５２には、軸孔５２ａに対してねじ用貫通孔５２ｂと対称になる位置に、ＤＣモータ４側の位置決め孔４２ｃに嵌合（圧入）する突起部５２ｆが設けられている。

図１及び図５に示すように、ＤＣモータ４をギヤホルダ５に固定する際には、ウォームギヤ２１を軸孔５２ａに挿入し、位置決め孔４２ｃ内に突起部５２ｆを圧入する。そして、一本のねじ７をギヤホルダ５の収容凹部５１側からねじ用貫通孔５２ｂに挿入し、そのねじ７を前端部４２ａの締結孔４２ｂに螺合し、ねじ７をトルクドライバ等で締め付けることによって固定する。このように、ＤＣモータ４は、一本のねじ７によってギヤホルダ５に固定されるため、二本のねじで固定するよりも、組立作業性が良好になると同時に、収容凹部５１内でねじ７の取り付けおよび締め付けに必要となるスペースの確保が容易となる。

また、図８に示すように、ねじ７を締め込むと、ＤＣモータ４の前端部４２ａは突出部５２ｄに当接しながら、突出部５２ｄを押圧する。突出部５２ｄは、樹脂製であるために、前端部４２ａの押圧によって変形しながら、前端部４２ａに強く密着する。その結果、ＤＣモータ４はギヤホルダ５に確実に固定される。さらに、突出部５２ｄが変形するに伴って、前端部４２ａから突出する出力軸４１の傾きが変化する。従って、モータ取付け部５２に突出部５２ｄが無い場合に比べ、ねじ７の締め込み量によって出力軸４１の傾きが調整しやすくなり、出力軸４１の心出しが容易になる。その結果、図３に示すように、出力軸４１に圧入されたウォームギヤ２１と第１歯車２２のはすば歯車２２ａとの間でのバックラッシを適正な値に容易に調整することができる。さらに、突出部５２ｄは、図６に示すように、ギヤホルダ５のモータ取付け部５２に一体成型されているため、別体として設けるよりも、製造工程が少なくてすみ、製造コストを軽減できる。

また、突出部５２ｄが軸孔５２ａに近いほど、ＤＣモータ４をギヤケース３に組み付けるにあたって、突出部５２ｄの突出量が出力軸４１の傾きに与える影響が大きくなる。そこで、図７及び図８に示すように、突出部５２ｄは、軸孔５２ａの軸線Ｃ１とねじ用貫通孔５２ｂの軸線Ｃ２を含む面Ａ上で、軸孔５２ａから見てねじ用貫通孔５２ｂよりも遠い側に設けられている。このように、ねじ用貫通孔５２ｂよりも軸孔５２ａから離れた位置に突出部５２ｄを設けると、突出部５２ｄの突出量Ｌ（図８参照）を大きくすることができ、突出部５２ｄを軸孔５２ａに近い位置に設けるよりも、突出部５２ｄの変形許容量を大きくすることができるので、出力軸４１の心出しの微調整を容易に行うことができる。

また、図１及び図８に示すように、モータ本体部４２の前端部４２ａには、出力軸４１と同心をなす円形の首部４２ｄが設けられている。首部４２ｄは、筺体４０の前端に一体に設けられた金属性の円筒部４２ｅと、その円筒部４２ｅの内壁に固定されて、出力軸４１を軸支するラジアル軸受け４２ｆとからなる。そして、首部４２ｄは、モータ取付け部５２の軸孔５２ａに嵌め込まれる。一方、図７に示すように、モータ取付け部５２の軸孔５２ａを形成する内壁面５２ｃには、左右一対の平面部５２ｇ，５２ｇが形成されている。平面部５２ｇ，５２ｇは、軸孔５２ａの軸線Ｃ１とねじ用貫通孔５２ｂの軸線Ｃ２とを含む面Ａに対して平行である。さらに、内壁面５２ｃにおいて、平面部５２ｇ，５２ｇの上下には、首部４２ｄの外径に対応した湾曲面５２ｅ，５２ｅが形成されている。

ＤＣモータ４をモータ取付け部５２に位置決めする際には、ＤＣモータ４の首部４２ｄを軸孔５２ａに圧入し、モータ取付け部５２の突起部５２ｆをＤＣモータ４の位置決め孔４２ｃに圧入する。このとき、首部４２ｄが一対の平面部５２ｇ，５２ｇで押さえ込まれるので、モータ本体部４２をギヤケース３に確実に固定することができる。

また、首部４２ｄが嵌め込まれる軸孔５２ａには、軸孔５２ａの軸線Ｃ１とねじ用貫通孔５２ｂの軸線Ｃ２を含む面Ａに沿った方向の公差を許容するためのクリアランスが設けられている。そのクリアランスによって、モータ取付け部５２の軸孔５２ａと突起部５２ｆとの間の寸法と、モータ本体部４２の首部４２ｄと位置決め孔４２ｃとの間の寸法の誤差を許容することができる。

図１及び図３に示すように、ギヤホルダ５には、Ｌ字状の接触端子８，９が固定されている。接触端子８，９は通電可能な金属からなり、カム部２４ｃに押圧されて互いに接触する接触片部８１，９１を有する。接触片部８１，９１の端部には脚片部８２，９２が形成されている。そして、脚片部８２，９２には、半田付けによってＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）に通電可能に接続される突出片部８３，９３が形成されている。脚片部８２，９２は、ギヤホルダ５の外壁５ａの端子取付け部５３に設けられた一対のスリット溝１１，１２に嵌め込まれて固定される。スリット溝１１，１２は、収容凹部５１と外部とを連通すると共に、互いに平行に設けられ、接触片部８１，９１を収容凹部５１内に進出させ、突出片部８３，９３を外部に進出させるように接触端子８，９を支持している。また、脚片部８１，９１の上端部は、スリット溝１１，１２から露出しており、蓋部６によって押さえつけられる。

蓋部６は、収容凹部５１内にギヤ部２を組み込んだ後、ギヤホルダ５の開放部分に装着され、ねじ１３，１４によってギヤホルダ５に固定される。図示しない蓋部６の裏面によって、ギヤ部２の第１及び第２歯車２２，２３を軸支する第１及び第２軸部５１ａ，５１ｂが固定されると共に、第３歯車２４の上軸部２４ｂが軸支される。また、蓋部６の裏面には、図示しない突条部が設けられており、ねじ止めされた際に、突条部は、スリット溝１１，１２から露出している接触端子８，９の脚片部８２，９２を上から押さえ込む。

以上のギヤドモータ１では、ＤＣモータ４にパルス電流が流れると、ＤＣモータ４は出力軸４１を回転させ、ギヤ部２を介してカム部２４ｃ及びピン部２４ｅを回転させる。カム部２４ｃは、一方の接触端子８を押圧して撓ませ、他方の接触端子９に接触させる。すると、接触端子８，９間が通電し、ＤＣモータ４に継続して電流が流れ、出力軸４１は回転を続け、カム部２４ｃを継続して回転させる。回転中においてカム部２４ｃが一方の接触端子８から外れると、一方の接触端子８は、元に戻り、他方の接触端子９から離れて通電状態が解消される。すると、出力軸４１の回転が停止し、カム部２４ｃは所定の位置に停止する。なお、以上のカム部２４ｃの回転、停止に同期してピン部２４ｅも回転、停止し、図示しないレバーなどを押圧する。

本発明に係るギヤドモータの一実施形態を示す分解斜視図である。 本発明に係るギヤドモータの斜視図であり、蓋部を取り外した状態を示す。 本発明に係るギヤドモータの平面図であり、蓋部を取り外した状態を示す。 本発明に係るギヤドモータの背面図である。 ギヤホルダとモータ本体部とを示す斜視図である。 ギヤホルダの外壁のうち、突出部が設けられた箇所を拡大して示す斜視図である。 ギヤホルダの外壁をモータ本体部側から見た正面図である。 図７のVIII−VIII線に沿った断面図である。

符号の説明

１…ギヤドモータ、２…ギヤ部、３…ギヤケース、５…ギヤホルダ、６…蓋部、７…ねじ、４１…出力軸、４２…モータ本体部、４２ａ…前端部、４２ｂ…締結孔、４２ｃ…位置決め孔、５１…収容凹部、５２…モータ取付け部、５２ａ…軸孔、５２ｂ…ねじ用貫通孔、５２ｄ…突出部、５２ｆ…突起部、５２ｇ…平面部、Ｃ１…軸孔の軸線、Ｃ２…ねじ用貫通孔の軸線、Ａ…軸孔の軸線とねじ用貫通孔の軸線とを含む面。

Claims (2)

1. モータ本体部の前端部から突出する出力軸を有し、その出力軸の駆動ギヤに連結するギヤ部を収容するギヤケースに、ねじによって前記モータ本体部が取り付けられるギヤドモータにおいて、
   前記ギヤケースは、前記ギヤ部を収容する収容凹部が設けられた樹脂製のギヤホルダと、前記ギヤホルダの開放部分を閉鎖する蓋部とを有し、
   前記ギヤホルダの外壁には、
   前記収容凹部に連通すると共に、前記モータ本体部から突出する前記出力軸の前記駆動ギヤが挿入される軸孔と、
   前記収容凹部に連通すると共に前記軸孔の近傍に配置され、前記ねじが挿入される一個のねじ用貫通孔と、
   前記外壁に一体成型されて前記ねじ用貫通孔に近接して設けられ、前記モータ本体部の前記前端部に当接する樹脂製の突出部とが設けられ、
   前記モータ本体部の前記前端部には、前記ねじ用貫通孔に挿入された前記ねじが螺合する締結孔が設けられ、一本の前記ねじによって前記ギヤケースに前記モータ本体部が固定され、
   前記モータ本体部の前記前端部には、前記出力軸を挟むようにして前記締結孔と対称の位置に設けられた位置決め孔と、前記出力軸と同心をなす円形の首部とが設けられ、
   前記ギヤホルダの前記外壁には、前記位置決め孔に嵌合する突起部が設けられており、
   前記ギヤホルダの前記軸孔を形成する内壁面には、前記軸孔の軸線と前記ねじ用貫通孔の軸線とを含む面に対して平行であり、且つ前記首部の外面に当接する一対の平面部が設けられていることを特徴とするギヤドモータ。
2. 前記突出部は、前記軸孔の軸線と前記ねじ用貫通孔の軸線とを含む面上で、前記軸孔から見て前記ねじ用貫通孔よりも遠い側に設けられていることを特徴とする請求項１記載のギヤドモータ。

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