JP5976914B1 - Motor unit - Google Patents

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【課題】低コストかつ簡便な構造でギア部材の軸受部の変形を抑制する。【解決手段】モータユニット１は、モータ２と、出力軸３と、モータ２の回転を出力軸３に伝達させる複数のギア部材４とが、ケーシング５内に収容されて構成されている。複数のギア部材４は、出力軸３と互いに平行であって当該出力軸３の軸方向と直交する方向に並設された回転軸４５ａを有する第五ギア部材４５を含む。ケーシング５よりも高硬度の材料で構成されて当該ケーシング５のうちの前段ケース５４に支持された軸受部材６が、出力軸３と回転軸４５ａとを共に軸支している。【選択図】図３An object of the present invention is to suppress deformation of a bearing portion of a gear member with a low-cost and simple structure. A motor unit includes a motor, an output shaft, and a plurality of gear members that transmit the rotation of the motor to the output shaft. The plurality of gear members 4 include a fifth gear member 45 having a rotation shaft 45 a that is parallel to the output shaft 3 and arranged in parallel in a direction orthogonal to the axial direction of the output shaft 3. A bearing member 6 that is made of a material harder than the casing 5 and supported by the front case 54 of the casing 5 supports the output shaft 3 and the rotating shaft 45a together. [Selection] Figure 3

Description

本発明は、モータの回転をギア部材を介して出力軸から出力させるモータユニットに関する。   The present invention relates to a motor unit that outputs rotation of a motor from an output shaft through a gear member.

モータの回転をギア部材を介して出力軸から出力させるモータユニットにおいては、ギア部材をケーシングに軸支させる構造が一般的である（例えば、特許文献１〜３参照）。   In a motor unit that outputs the rotation of a motor from an output shaft via a gear member, a structure in which the gear member is pivotally supported on a casing is generally used (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

特許第４０７２３３６号公報Japanese Patent No. 4072336 特開２００３−２７８８４５号公報JP 2003-278845 A 特開２０１２−２３７３２８号公報JP 2012-237328 A

しかしながら、ギア部材を単純にケーシングに軸支させた場合、ギア部材の回転軸からの負荷によりケーシングが変形してしまうおそれがあった。特に出力軸と直接連結されるギア部材の軸受部には高い負荷が掛かるため、この軸受部をケーシングに設けると大きな変形が生じやすい。   However, when the gear member is simply pivotally supported on the casing, the casing may be deformed by a load from the rotation shaft of the gear member. In particular, since a high load is applied to the bearing portion of the gear member directly connected to the output shaft, if this bearing portion is provided in the casing, a large deformation is likely to occur.

この問題に対しては、ケーシングを硬質なものとしたり、ギア部材の回転軸専用の軸受部材を出力軸用のものとは別に設けてケーシングに支持させる対策が考えられるが、前者では高コスト化を招来し、後者では部品点数が増加して構造の複雑化や組立性の悪化を招来してしまう。   For this problem, measures can be taken to make the casing harder or to provide a bearing member dedicated to the rotating shaft of the gear member separately from that for the output shaft to support the casing, but the former is costly In the latter case, the number of parts increases, resulting in a complicated structure and deterioration in assemblability.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、低コストかつ簡便な構造でギア部材の軸受部の変形を抑制することができるモータユニットの提供を目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a motor unit that can suppress deformation of a bearing portion of a gear member with a low-cost and simple structure.

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、モータと、出力軸と、前記モータの回転を出力軸に伝達させる複数のギア部材とが、ケーシング内に収容されてなるモータユニットであって、
前記複数のギア部材は、前記出力軸と互いに平行であって当該出力軸の軸方向と直交する方向に並設された回転軸を有する一のギア部材を含み、
前記ケーシングよりも高硬度の材料で構成されて当該ケーシングに支持されるとともに、前記出力軸と前記回転軸とを共に軸支する一の軸受部材を備え、
前記出力軸は、前記一のギア部材と噛合する出力歯車を有するとともに、当該出力歯車よりも出力端側の部分を前記一の軸受部材に支持されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a motor unit in which a motor, an output shaft, and a plurality of gear members for transmitting rotation of the motor to the output shaft are accommodated in a casing. Because
The plurality of gear members include one gear member having a rotation shaft that is parallel to the output shaft and arranged in parallel in a direction perpendicular to the axial direction of the output shaft,
It is composed of a material having a hardness higher than that of the casing and is supported by the casing, and includes one bearing member that supports both the output shaft and the rotary shaft .
The output shaft has an output gear that meshes with the one gear member, and a portion closer to the output end than the output gear is supported by the one bearing member .

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータユニットにおいて、
前記一のギア部材が前記出力軸と直接連結されていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the motor unit according to claim 1,
The one gear member is directly connected to the output shaft.

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のモータユニットにおいて、
前記軸受部材がすべり軸受であることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the motor unit according to claim 1 or 2,
The bearing member is a slide bearing.

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータユニットにおいて、
前記軸受部材が前記ケーシングに圧入されていることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the motor unit according to any one of claims 1 to 3,
The bearing member is press-fitted into the casing.

本発明によれば、モータの回転を出力する出力軸と、この出力軸と互いに平行に並設されたギア部材の回転軸とが、ケーシングよりも高硬度であって当該ケーシングに支持された一の軸受部材に共に軸支されている。
これにより、ギア部材の回転軸を単純にケーシングで軸支させる場合に比べ、この回転軸を軸支する軸受部の変形を抑制することができる。また、ケーシング全体を硬質なものにして回転軸を軸支させる場合よりもコストを抑えることができるとともに、出力軸と回転軸とを個別のベアリングで軸支する場合よりも部品点数を抑えて簡便な構造とすることができる。
したがって、低コストかつ簡便な構造でギア部材の軸受部の変形を抑制することができる。 According to the present invention, the output shaft that outputs the rotation of the motor and the rotation shaft of the gear member that is arranged in parallel with the output shaft are higher in hardness than the casing and supported by the casing. Both bearing members are pivotally supported.
Thereby, compared with the case where the rotating shaft of a gear member is simply supported by a casing, the deformation of the bearing portion that supports the rotating shaft can be suppressed. In addition, the cost can be reduced compared to the case where the entire casing is hard and the rotating shaft is pivotally supported, and the number of parts is reduced and the number of parts is reduced compared to the case where the output shaft and the rotating shaft are pivotally supported by individual bearings. Structure.
Therefore, the deformation of the bearing portion of the gear member can be suppressed with a low cost and simple structure.

モータユニットの斜視図である。It is a perspective view of a motor unit. ケーシングの一部を取り外した状態でのモータユニットの斜視図である。It is a perspective view of a motor unit in the state where a part of casing was removed. モータユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a motor unit. モータユニットのうち、クラッチ機構を備える第五ギア部材の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a 5th gear member provided with a clutch mechanism among motor units.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態におけるモータユニット１の斜視図であり、図２は、ケーシング５の一部を取り外した状態でのモータユニット１の斜視図であり、図３は、モータユニット１の分解斜視図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of the motor unit 1 in the present embodiment, FIG. 2 is a perspective view of the motor unit 1 with a part of the casing 5 removed, and FIG. 3 is an exploded view of the motor unit 1. It is a perspective view.

図１〜図３に示すように、モータユニット１は、モータ２の回転を複数のギア部材４を介して出力軸３に伝達させて当該出力軸３から外部へ取り出すものであり、これらモータ２，出力軸３及び複数のギア部材４がケーシング５内に収容されて構成されている。
なお、以下の説明では、出力軸３に沿った方向のうち、当該出力軸３がケーシング５から露出した側を「前側」（及びその方向を「前方」）といい、その反対側を「後側」（及びその方向を「後方」）ということとする。 As shown in FIGS. 1 to 3, the motor unit 1 is configured to transmit the rotation of the motor 2 to the output shaft 3 through a plurality of gear members 4 and to take out from the output shaft 3. The output shaft 3 and the plurality of gear members 4 are accommodated in a casing 5.
In the following description, of the directions along the output shaft 3, the side where the output shaft 3 is exposed from the casing 5 is referred to as “front side” (and the direction is “front”), and the opposite side is referred to as “rear”. "Side" (and its direction is "backward").

ケーシング５は、モータユニット１の各部品を支持・収容する樹脂製のものであり、前後に４段に分割されて構成されている。具体的に、ケーシング５は、後側から順番に、後板部材５１、後段ケース５２、中段ケース５３及び前段ケース５４の４つから構成されている。   The casing 5 is made of a resin that supports and accommodates each component of the motor unit 1, and is configured to be divided into four stages in the front-rear direction. Specifically, the casing 5 includes four components, a rear plate member 51, a rear case 52, a middle case 53, and a front case 54 in order from the rear side.

モータ２は、ケーシング５内の側端部に配置されており、先端（後端）に駆動歯車２２を有する駆動軸２１が前後方向に沿って後方向きに延出するように設けられている。   The motor 2 is disposed at a side end in the casing 5 and is provided such that a drive shaft 21 having a drive gear 22 at the front end (rear end) extends rearward along the front-rear direction.

複数のギア部材４は、モータ２の駆動歯車２２と、後述する出力軸３の出力歯車３１とを連結しており、本実施形態においては、モータ２側から順に第一ギア部材４１から第五ギア部材４５までの５つが順次連結（噛合）されて構成されている。これら複数のギア部材４は、ケーシング５内において、後部側端に位置するモータ２の駆動歯車２２から、前部中央に位置する出力軸３の出力歯車３１に至るまで、略らせん状に配列されている。   The plurality of gear members 4 connect the drive gear 22 of the motor 2 and an output gear 31 of the output shaft 3 to be described later. In the present embodiment, the first gear member 41 to the fifth in order from the motor 2 side. The five gear members 45 are sequentially connected (engaged). The plurality of gear members 4 are arranged in a substantially spiral shape in the casing 5 from the drive gear 22 of the motor 2 positioned at the rear side end to the output gear 31 of the output shaft 3 positioned at the front center. ing.

各ギア部材４は、前後方向に沿った回転軸４ａに、大径の大歯車４ｂと、その前側に配置された小径の小歯車４ｃとが同軸状に固定されて構成されている。そして、各ギア部材４の大歯車４ｂがモータ２側に隣接するギア部材４の小歯車４ｃと噛合するとともに、第一ギア部材４１の大歯車４１ｂがモータ２の駆動歯車２２と噛合しつつ第五ギア部材４５の小歯車４５ｃが出力軸３の出力歯車３１と噛合することにより、複数のギア部材４は、モータ２の回転を減速させつつ出力軸３に伝達するようになっている。
各ギア部材４の回転軸４ａは、後述する第五ギア部材４５の回転軸４５ａの前端部を除き、ケーシング５に軸支されている。また、第五ギア部材４５の回転軸４５ａのみが金属製であり、他の回転軸４ａは樹脂製となっている。 Each gear member 4 is configured such that a large-diameter large gear 4b and a small-diameter small gear 4c arranged on the front side thereof are coaxially fixed to a rotating shaft 4a along the front-rear direction. The large gear 4b of each gear member 4 is meshed with the small gear 4c of the gear member 4 adjacent to the motor 2 side, and the large gear 41b of the first gear member 41 is meshed with the drive gear 22 of the motor 2. When the small gear 45 c of the five gear member 45 is engaged with the output gear 31 of the output shaft 3, the plurality of gear members 4 are transmitted to the output shaft 3 while decelerating the rotation of the motor 2.
The rotating shaft 4a of each gear member 4 is pivotally supported by the casing 5 except for the front end portion of the rotating shaft 45a of the fifth gear member 45 described later. Further, only the rotation shaft 45a of the fifth gear member 45 is made of metal, and the other rotation shaft 4a is made of resin.

複数のギア部材４のうちの第四ギア部材４４は、回転力の伝達を遮断するためのクラッチ機構を備えている。
図４は、この第四ギア部材４４の分解斜視図である。
この図に示すように、第四ギア部材４４では、大歯車４４ｂの前面が平面状に形成され、当該大歯車４４ｂの内周側には内輪部材４４ｄが嵌合されている。また、小歯車４４ｃ（図４では非図示）が円板部材４４ｅの前面に設けられるとともに、当該円板部材４４ｅの後面にはボス４４ｆが設けられている。そして、大歯車４４ｂと円板部材４４ｅとが、平板を波状に撓ませたクラッチ板４４ｇを間に挟みつつ、内輪部材４４ｄに対してボス４４ｆが相対回転可能に前側から嵌合され、これらに回転軸４４ａが挿通されている。また、クラッチ板４４ｇは、円板部材４４ｅに対する相対回転が規制されるようにボス４４ｆと嵌合している。
このような構成により、第四ギア部材４４では、大歯車４４ｂと小歯車４４ｃとの間に過大な回転力（トルク）が作用した場合に、大歯車４４ｂの前面とクラッチ板４４ｇの後面とがスリップして回転力が伝達されなくなるようになっている。 The fourth gear member 44 of the plurality of gear members 4 includes a clutch mechanism for blocking transmission of rotational force.
FIG. 4 is an exploded perspective view of the fourth gear member 44.
As shown in this figure, in the fourth gear member 44, the front surface of the large gear 44b is formed in a flat shape, and an inner ring member 44d is fitted to the inner peripheral side of the large gear 44b. A small gear 44c (not shown in FIG. 4) is provided on the front surface of the disk member 44e, and a boss 44f is provided on the rear surface of the disk member 44e. Then, the large gear 44b and the disc member 44e are fitted from the front side so that the boss 44f is relatively rotatable with respect to the inner ring member 44d while sandwiching the clutch plate 44g having a flat plate bent in a wave shape. The rotating shaft 44a is inserted. The clutch plate 44g is fitted with the boss 44f so that relative rotation with respect to the disc member 44e is restricted.
With this configuration, in the fourth gear member 44, when an excessive rotational force (torque) acts between the large gear 44b and the small gear 44c, the front surface of the large gear 44b and the rear surface of the clutch plate 44g It slips and no torque is transmitted.

出力軸３は、図２及び図３に示すように、各ギア部材４の回転軸４ａよりも大径に形成された金属製のものであり、第五ギア部材４５と噛合する出力歯車３１を後部に有するとともに、前半部が前段ケース５４の軸孔５４ａから露出している。また、出力軸３は、出力歯車３１から後方に延出する小径部３２を有するとともに、この小径部３２が回転位置検出用のエンコーダ７と連結されている。このエンコーダ７は、後段ケース５２に支持された基板８に電気的に接続されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the output shaft 3 is made of a metal having a larger diameter than the rotation shaft 4 a of each gear member 4, and the output gear 31 that meshes with the fifth gear member 45 is provided. The front half is exposed from the shaft hole 54 a of the front case 54 while having the rear portion. The output shaft 3 has a small-diameter portion 32 extending rearward from the output gear 31, and the small-diameter portion 32 is connected to the rotational position detecting encoder 7. The encoder 7 is electrically connected to the substrate 8 supported by the rear case 52.

出力軸３と、これに直接連結された第五ギア部材４５の回転軸４５ａ（の前端部）とは、共通する金属製の軸受部材６によって軸支されている。
軸受部材６は、出力軸３と回転軸４５ａとを個別に軸支する２つのリング状部分が互いの外周部で一体的に構成されてなる正面視８の字状に形成されている。この軸受部材６は、本実施形態においては、多孔質の金属材料に潤滑油を含浸させた含油軸受（すべり軸受）である。前段ケース５４の前板には、軸受部材６の外形形状と対応する形状の凹部５４ｂが後方へ開口しており、軸受部材６は、この凹部５４ｂ内に圧入されている。 The output shaft 3 and the rotation shaft 45a (the front end portion) of the fifth gear member 45 directly connected to the output shaft 3 are pivotally supported by a common metal bearing member 6.
The bearing member 6 is formed in a shape of a front view 8 in which two ring-shaped portions that individually support the output shaft 3 and the rotating shaft 45a are integrally formed on the outer peripheral portions of each other. In the present embodiment, the bearing member 6 is an oil-impregnated bearing (slide bearing) in which a porous metal material is impregnated with a lubricating oil. In the front plate of the front case 54, a recess 54b having a shape corresponding to the outer shape of the bearing member 6 is opened rearward, and the bearing member 6 is press-fitted into the recess 54b.

以上のように、本実施形態のモータユニット１によれば、モータ２の回転を出力する出力軸３と、この出力軸３と互いに平行に並設された第五ギア部材４５の回転軸４５ａとが、前段ケース５４に支持された金属製の軸受部材６に共に軸支されている。
これにより、第五ギア部材４５の回転軸４５ａを単純にケーシング５で軸支させる場合に比べ、この回転軸４５ａを軸支する軸受部の変形を抑制することができる。また、ケーシング５（前段ケース５４）全体を硬質なものにして回転軸４５ａを軸支させる場合よりもコストを抑えることができるとともに、出力軸３と回転軸４５ａとを個別のベアリングで軸支する場合よりも部品点数を抑えて簡便な構造とすることができる。
したがって、従来に比べて、低コストかつ簡便な構造でギア部材４の軸受部の変形を抑制することができる。 As described above, according to the motor unit 1 of the present embodiment, the output shaft 3 that outputs the rotation of the motor 2, and the rotation shaft 45 a of the fifth gear member 45 that is arranged in parallel with the output shaft 3. Are supported on the metal bearing member 6 supported by the front case 54.
Thereby, compared with the case where the rotating shaft 45a of the 5th gear member 45 is simply supported by the casing 5, the deformation | transformation of the bearing part which supports this rotating shaft 45a can be suppressed. Further, the cost can be reduced as compared with the case where the entire casing 5 (the front case 54) is hard and the rotary shaft 45a is pivotally supported, and the output shaft 3 and the rotary shaft 45a are pivotally supported by separate bearings. A simple structure can be obtained by reducing the number of parts as compared with the case.
Therefore, the deformation of the bearing portion of the gear member 4 can be suppressed with a low cost and simple structure as compared with the conventional case.

なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。   The embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上記実施形態では、軸受部材６が金属製であることとしたが、この軸受部材６はケーシング５よりも高硬度の材料で構成されていれば、金属製でなく樹脂製であってもよい。
また、軸受部材６がすべり軸受であることとしたが、この軸受種別は特に限定されない。 For example, in the above embodiment, the bearing member 6 is made of metal. However, if the bearing member 6 is made of a material having a hardness higher than that of the casing 5, it may be made of resin instead of metal. Good.
Further, although the bearing member 6 is a sliding bearing, the type of bearing is not particularly limited.

また、軸受部材６は、出力軸３と、これに直接連結された第五ギア部材４５の回転軸４５ａとを共に軸支することとしたが、当該軸受部材６が軸支する回転軸４ａは、出力軸３と互いに平行であって当該出力軸３の軸方向と直交する方向に並設されたものであればよく、出力軸３と直接連結されたギア部材４のものでなくともよい。   Further, the bearing member 6 supports both the output shaft 3 and the rotation shaft 45a of the fifth gear member 45 directly connected thereto, but the rotation shaft 4a on which the bearing member 6 supports As long as it is parallel to the output shaft 3 and arranged in parallel in the direction perpendicular to the axial direction of the output shaft 3, the gear member 4 may not be directly connected to the output shaft 3.

また、第五ギア部材４５は、回転軸４５ａと大歯車４５ｂ及び小歯車４５ｃとが相対回転するように構成されていてもよい。   The fifth gear member 45 may be configured such that the rotation shaft 45a, the large gear 45b, and the small gear 45c rotate relative to each other.

また、本発明は、モータを含まないギアボックスにも好適に適用可能である。   The present invention can also be suitably applied to a gear box that does not include a motor.

１ モータユニット
２ モータ
２２ 駆動歯車
３ 出力軸
３１ 出力歯車
４ ギア部材
４１ 第一ギア部材
４２ 第二ギア部材
４３ 第三ギア部材
４４ 第四ギア部材
４５ 第五ギア部材（一のギア部材）
４５ａ 回転軸
４５ｂ 大歯車
４５ｃ 小歯車
５ ケーシング
５１ 後板部材
５２ 後段ケース
５３ 中段ケース
５４ 前段ケース
５４ａ 軸孔
５４ｂ 凹部
６ 軸受部材 Reference Signs List 1 motor unit 2 motor 22 drive gear 3 output shaft 31 output gear 4 gear member 41 first gear member 42 second gear member 43 third gear member 44 fourth gear member 45 fifth gear member (one gear member)
45a Rotating shaft 45b Large gear 45c Small gear 5 Casing 51 Rear plate member 52 Rear case 53 Middle case 54 Front case 54a Shaft hole 54b Recess 6 Bearing member

Claims (4)

モータと、出力軸と、前記モータの回転を出力軸に伝達させる複数のギア部材とが、ケーシング内に収容されてなるモータユニットであって、
前記複数のギア部材は、前記出力軸と互いに平行であって当該出力軸の軸方向と直交する方向に並設された回転軸を有する一のギア部材を含み、
前記ケーシングよりも高硬度の材料で構成されて当該ケーシングに支持されるとともに、前記出力軸と前記回転軸とを共に軸支する一の軸受部材を備え、
前記出力軸は、前記一のギア部材と噛合する出力歯車を有するとともに、当該出力歯車よりも出力端側の部分を前記一の軸受部材に支持されていることを特徴とするモータユニット。 A motor, an output shaft, and a plurality of gear members that transmit rotation of the motor to the output shaft are housed in a casing,
The plurality of gear members include one gear member having a rotation shaft that is parallel to the output shaft and arranged in parallel in a direction perpendicular to the axial direction of the output shaft,
It is composed of a material having a hardness higher than that of the casing and is supported by the casing, and includes one bearing member that supports both the output shaft and the rotary shaft .
The output shaft has an output gear that meshes with the one gear member, and a portion closer to the output end than the output gear is supported by the one bearing member . 前記一のギア部材が前記出力軸と直接連結されていることを特徴とする請求項１に記載のモータユニット。   The motor unit according to claim 1, wherein the one gear member is directly connected to the output shaft. 前記軸受部材がすべり軸受であることを特徴とする請求項１または２に記載のモータユニット。   The motor unit according to claim 1, wherein the bearing member is a slide bearing. 前記軸受部材が前記ケーシングに圧入されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータユニット。   The motor unit according to claim 1, wherein the bearing member is press-fitted into the casing.
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