JP6126065B2 - モータケース及びそれを用いたアシスト用モータ - Google Patents

Description

本発明は、例えばアシスト装置などに用いられるモータ或いは減速機付モータを収納するモータケース及びそれを用いたアシスト用モータに関する。

例えば老人、婦人、障害者などの社会的弱者にとって、日常生活に支障をきたす過度の負荷が作用する場面ではロボット装置が用いられ、該ロボット装置にはモータの駆動力を補助的に用いるアシスト装置が用いられている（特許文献１参照）。

一般にモータは、回転子及び固定子が組み合わさってモータケースに収納されて取付けられる。回転子には、減速機が一体に組み付けられて収納される場合もある。例えば、図８及び図９に示すようにモータケース５１は、上下のケース（例えば減速機ケースとモータケース、或いはモータケースと軸受けカバー等）どうしが組み合わされてねじ５２によって複数箇所で固定されている（特許文献１，２参照）。

実用新案登録第３０２１５８８号公報（図６） 実公平７−５０８５２号公報（第３図）

しかしながら、上述したアシスト装置に設けられるアクチュエータは、使用者が装着して使用するものであるため、駆動源であるモータやモータケースも可能な限り小型で軽量化を図ることが望ましい。また、一旦組み立てられたら外れ難いという信頼性を確保することが望ましい。

また、上述した特許文献１，２に示すように、モータケース５１の固定にねじ５２を用いると、ねじ締めのスペースを確保するため、出力軸５３を中心とするモータケースの外径が大きくなり、小型化し難い。しかしながら、モータケース５１にねじ５２を用いないで固定するとすれば、モータケース５１の軸方向への抜けや周方向への緩みが発生し易くなり、モータケース５１のがたつきによる騒音の発生などが懸念される。

本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、ねじ止めを省略して小型化しつつ、一旦組み立てられるとがたつきが発生し難くかつ組立性がよいモータケース及びそれを用いて信頼性が高く使い勝手の良いアシスト用モータを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
底部上方が開口した容器である第１ケース体と第２ケース体とを、開口部どうしを対向させて嵌め合わせることで、モータが出力軸をいずれか一方のケース体外に突出させて収納されるモータケースであって、前記第１ケース体及び第２ケース体のいずれか一方の開口端に複数箇所に突設され、先端側内面に周方向に凹溝が各々形成された係止爪と、前記第１ケース体及び第２ケース体のいずれか他方の外周面に複数箇所に形成され、前記係止爪を受け入れるガイドとしての爪ガイド部と、前記爪ガイド部に近接して周方向に形成され前記凹溝と嵌め合う突条部と、当該突条部に近接して前記係止爪の側面を当接させて回り止めするストッパ部が各々形成された係止部と、前記第１ケース体及び第２ケース体のうちいずれかの軸方向端面に弾性体本体を重ね合わせて組み付けられ、前記弾性体本体の周縁部から複数起立形成された弾性アームを前記第１ケース体と前記第２ケース体とが嵌合する側面に重ね合せて係止させて装着される弾性体と、を備え、前記第１ケース体と前記第２ケース体は、前記係止爪を前記爪ガイド部に沿って受け入れるとともに相対的に所定方向に回転させることで、前記凹溝と前記突条部が嵌め合うことで前記係止爪が軸方向に抜け止めされかつ前記係止爪の側面が前記ストッパ部に当接して周方向に回り止めされて一体に組み付けられることを特徴とする。

上記構成によれば、第１ケース体と第２ケース体とを係止爪が爪ガイド部に沿って進入するように嵌め合わせるとともに第１ケース体と第２ケース体を相対的に所定方向に回転させると、係止爪の凹溝が突条部に嵌合したまま回転することで軸方向に抜け止めされ、係止爪の側面がストッパ部に当接すると周方向に回り止めされて第１ケース体と第２ケース体が一体に組み付けられる。よって、モータケースがねじ止めすることなく組み付けられるので、出力軸を中心とした径方向に可能な限り小型化することができかつ組立作業性がよい。また、モータケースの組み立てが容易に行えるうえに、一旦組み立てられると外れ難く信頼性が向上する。

前記第１ケース体及び第２ケース体の外周面に軸方向に倣って複数箇所に前記弾性アームを案内する外溝が各々形成され、前記第１ケース体と第２ケース体を嵌合させて前記係止爪が前記係止部に係止すると、前記外溝どうしが連通することが好ましい。
これにより、第１ケース体と第２ケース体を係止爪が係止部に回り止めかつ抜け止めして組み付けられると外周面に形成された外溝どうしが連通するので、この連通した外溝がモータケースの組み付け完了の目安となるうえに、弾性体本体の周縁部から複数起立形成された弾性アームを外溝に嵌め合わせて組み付けることができる。

前記第１ケース体及び第２ケース体のいずれかの外溝端部に深溝状の段付き溝が形成されており、前記第１ケース体と前記第２ケース体とが嵌合する側面に複数箇所で連通する前記外溝に沿って前記弾性アームを各々挿入して当該弾性アーム先端を前記段付き溝に係止させて前記弾性体が装着されることが好ましい。
これにより、第１ケース体と第２ケース体とを回転して装着するために必要な機械的ながたつきを弾性体により吸収し、かつ弾性アーム先端が外溝の段付き溝と係止することで第１ケース体と第２ケース体が軸方向に抜けたり周方向に緩んだりするのを防止して組み付け信頼性を高めることができる。

前記第１ケース体及び前記第２ケース体の軸方向端面部には、被駆動部が取り付けられる取付用のナットが複数箇所に埋設されていることが好ましい。
これにより、モータケースを埋設されたナットを利用してねじ止めすることで被駆動部に取り付けて使用することができる。

前記第１ケース体及び第２ケース体の外周面に軸方向に倣って複数箇所に各々形成され、前記各係止爪が前記係止部に係止すると互いに連通するねじ溝が形成されていてもよい。
これにより、連通するねじ溝がモータケースの組み付け完了の目安となるうえに、被駆動部側とワッシャをかませてねじ止めすることでモータケースの外周面のねじ溝を利用して被駆動部に対してねじ止めにより組み付けることができる。

上述したいずれかのモータケース内にモータが収納されたアシスト用モータを用いれば、小型で組立性や装着性がよいアシスト用モータを提供することができる。

上述したようにねじ止めを省略して小型化しつつ、一旦組み立てられるとがたつきが発生し難くかつ組立性がよいモータケースを提供することができ、それを用いて信頼性が高く使い勝手の良いアシスト用モータを提供することができる。

モータケースを組み立てる工程を説明する斜視図である。 図１に続いてモータケースを組み立てる工程を説明する斜視図である。 図２に続いてモータケースを組み立てる工程を説明する斜視図である。 図３の係止爪と凸条部の嵌合状態を示す部分断面図である。 モータケースの平面図である。 モータケースに弾性体を装着した状態の斜視図である。 図６の弾性アーム部と外溝との係止状態を示す部分断面図である。 従来のモータケースの平面図である。 従来のモータケースの平面図である。

以下、本発明に係るモータケース及びアシスト用モータの一実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。先ず、アシスト装置にアクチュエータとして用いられるモータの概略について説明する。モータケースには、モータとともに減速機も収納されている。

モータはロータ及びステータを備えている。ロータは、モータケースに回転可能に軸支されるモータ軸と該モータ軸を中心に組み付けられるロータヨークとその外周面に環状のロータマグネットを備えている。ロータマグネットは周方向にＮ極とＳ極が交互に着磁されている。ロータの外周にはステータが配置されている。ステータコアにはコイルは巻かれており、極歯はロータマグネットと配向配置されている。また、ステータコアとモータケースの内底部との隙間には、センサ基板が設けられている。センサ基板にはホールＩＣなどのロータの磁極位置を検出する検出素子が搭載されている。ロータヨークの内部空間には、例えばモータ軸に形成された太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車、各遊星歯車を軸支するキャリヤ及び出力軸と各遊星歯車と噛み合う内歯車を備えた遊星歯車機構が組み付けられる。

次にモータケースの構成について図１乃至図７を参照して説明する。
図１において、モータケース１は、底部上方が開口した容器である第１ケース体２と第２ケース体３とを、開口部どうしを対向させて嵌め合うことで組み付けられる。モータケース１には、図示しないモータが出力軸４を、例えば第１ケース体２の外に突出させて収納される。

第１ケース体２に構成について説明する。第１ケース体２の中心部には、出力軸４を被駆動側へ挿通するための中心孔２ａが設けられている。また、中心孔２ａの近傍には、減速機（内歯車）を固定するためのねじ５が設けられている。
また、ねじ５の外周側には、被駆動部が取り付けられる取付用のナット６が複数箇所（たとえが４か所）に埋設されている。これにより、モータケース１をナット６を利用してねじ止めすることで被駆動部に取り付けて使用することができる。

第１ケース体２の開口端部には係止爪２ｂが複数箇所（例えば４か所）に突設されている。各係止爪２ｂの先端側内面に周方向に凹溝２ｃが各々形成されている。また、第１ケース体２の外周面には、軸方向に倣って複数箇所（例えば４か所）に後述する弾性アームを案内する外溝２ｄが各々形成されている。また、第１ケース体２の外周面には軸方向に倣って複数箇所（例えば４か所）にねじ溝２ｅが各々形成されている。更には、第１ケース体２の開口端部には、モータに配線する口出し線の通路となる口出し線カバー２ｆが突設されている。尚、口出し線カバー２ｆは、第１ケース体２より外側に突設されていなくてもよい。

次に第２ケース体３の構成について説明する。第２ケース体３の外周面には、係止爪２ｂと係止する係止部３Ａが複数箇所（例えば４か所）に各々形成されている。具体的には、第２ケース体３の外周面に、係止爪２ｂを受け入れるためのガイドとして爪ガイド部３ａが複数箇所（例えば４か所）に各々形成されている。各爪ガイド部３ａに近接して周方向に形成され、係止爪２ｂの凹溝２ｃと嵌め合う突条部３ｂが複数箇所（例えば４か所）に各々形成されている。また、各突条部３ｂに近接して係止爪２ｂの側面を当接させて回り止めするストッパ部３ｃが突条部３ｂと交差するように複数箇所（例えば４か所）に各々形成されている。これにより、係止爪２ｂを爪ガイド部３ａに沿って進入させて第１ケース体２と第２ケース体３を所定方向に相対的に回転させると、係止爪２ｂの凹溝２ｃが突条部３ｂに嵌合したまま回転することで軸方向に抜け止めされ、係止爪２ｂの側面がストッパ部３ｃに当接すると周方向に回り止めされて第１ケース体２と第２ケース体３が一体に組み付けられる。

また、第２ケース体３の外周面には、軸方向に倣って複数箇所（例えば４か所）に後述する弾性アームを案内する外溝３ｄが複数箇所（例えば４か所）に各々形成されている。各外溝３ｄの端部には深溝状の段付き溝３ｅが各々形成されている。後述するように、第１ケース体２と第２ケース体３を嵌合させて係止爪２ｂが係止部３Ａに回り止めかつ抜け止めして係止すると、外溝２ｄと外溝３ｄが連通するようになっている（図３参照）。また、第２ケース体３の外周面には、口出し線収納部３ｆが突設されている。口出し線収納部３ｆにはグロメット７が嵌め込まれており、口出し線がグロメット７を介してケース外に引き出されるようになっている。グロメット７はモータケース１に防滴効果を高めるために設けられる。口出し線収納部３ｆは口出し線カバー２ｆと重ね合わせて組み付けられる（図３参照）。尚、口出し線収納部３ｆは、第２ケース体３より外側に突設されていなくてもよい。

また、第２ケース体３の外周面には軸方向に倣って複数箇所（例えば４か所）にねじ溝３ｇが爪ガイド部３ａに隣接して各々形成されている。係止爪２ｂが係止部３Ａに抜け止めかつ回り止めされて嵌合するとねじ溝２ｅとねじ溝３ｇが互いに連通するようになっている。これにより、連通するねじ溝２ｅ，３ｇがモータケース１の組み付け完了の目安となるうえに、被駆動部側とワッシャをかませてねじ止めすることでモータケース１の外周面のねじ溝を利用して被駆動部に対してねじ止めして組み付けることができる。

モータケース１は、第１ケース体２の係止爪２ｂを第２ケース体３の爪ガイド部３ａに沿って進入させて嵌め合わせ、第１ケース体２と第２ケース体３を相対的に所定方向に回転させることで、係止爪２ｂを係止部３Ａによって軸方向に抜け止めかつ周方向に回り止めして係止する。よって、モータケース１がねじ止めすることなく組み立てられるので、出力軸４を中心として径方向に可能な限り小型化することができ、かつ組立作業性がよい。

また、図６に示すように、第１ケース体２の軸方向端面（出力軸４側の端面）には弾性体８（例えば板ばね）が重ね合わせて装着される。弾性体８は、環状に形成された弾性体本体８ａとその周縁部から複数箇所（例えば４か所）で軸方向に起立形成される弾性アーム８ｂを備えている。各弾性アーム８ｂの先端部には径方向内側に折り曲げられた溝係止部８ｃが各々形成されている。また、弾性体本体８ａには、第１ケース体２に埋設されるナット７を露出させるための貫通孔８ｄが複数箇所（例えば４か所）に形成されている。 また、弾性体本体８ａの外周縁部には、ねじ溝２ｅ，３ｇに対応する位置に切欠き８ｅが各々形成されている。
弾性体８は、弾性体本体８ａを第１ケース体２に重ね合わせて組み付けられ、弾性体本体８ａから複数起立形成された弾性アーム８ｂを第１ケース体２と第２ケース体３の側面に形成された連通する外溝２ｄ，３ｄに重ね合せて先端部の溝係止部８ｃを段付き溝３ｅに係止させて装着される。

これにより、第１ケース体２と第２ケース体３とを相対的に回転させて装着するために必要ながたつきを弾性体８により吸収し、かつ弾性アーム８ｂの先端部の溝係止部８ｃが外溝３ｄの段付き溝３ｅと係止することで、第１ケース体２と第２ケース体３が軸方向に抜けたり周方向に緩んだりするのを防止して組み付け信頼性を高めることができる。

ここで、モータケース１の組立作業の一例について図１乃至図７を参照して説明する。図１において、第２ケース体３にモータ及び減速機を収納し、口出し線収納部３ｆにグロメット７を収納した状態で、第１ケース体２を第２ケース体３と開口部どうしを対向させて嵌め合わせる。このとき、第１ケース体２の中心孔２ａに出力軸４を挿通させ、係止爪２ｂを爪ガイド部３ａに位置合わせして嵌め込まれる。

図２は、第１ケース体２を第２ケース体３と軸方向に嵌め合わせた状態を示す。係止爪２ｂは爪ガイド部３ａに沿って係合部３Ａに進入した状態にある。このとき、第１ケース体２と第２ケース体の外周面に形成された外溝２ｄ，３ｄ、ねじ溝２ｅ，３ｇは互いに周方向にシフトした位置にあり、口出し線カバー２ｆと口出し線収納部３ｆも周方向にシフトした位置にある。

図２の状態から、例えば第１ケース体２を時計回り方向（或いは第２ケース体３を反時計回り方向）に所定量回転させると図３の状態となる。図４は係止爪２ｂの部分断面図である。図４に示すように、係止爪２ｂは周方向に形成された凹溝２ｃが突条部３ｂと嵌合したまま時計回り方向に回転し、係止爪２ｂの側面がストッパ部３ｃに突き当たって回転停止する。このように、係止爪２ｂの凹溝２ｃが突条部３ｂに嵌合したまま回転することで軸方向に抜け止めされ、係止爪２ｂの側面がストッパ部３ｃに当接すると周方向に回り止めされて第１ケース体２と第２ケース体３が一体に組み付けられる。よって、モータケース１の組み立てが容易に行えるうえに、一旦組み立てられると外れ難く信頼性が向上する。

また、第１ケース体２と第２ケース体の外周面に形成された外溝２ｄ，３ｄどうしが連通し、ねじ溝２ｅ，３ｇどうしが互いに連通し、口出し線カバー２ｆと口出し線収納部３ｆが重なり合った状態となるため、モータケース１の組み付け完了の目安となる。モータケース１の組み立て後の平面図を図５に示す。モータケース１には、ねじ止め用のスペースは不要であるため、出力軸４を中心とするモータ外径を可能な限り縮小して小型化することができる。

次に、図６に示すように、モータケース２に弾性体８を組み付ける。弾性体本体８ａは貫通孔８ｄをナット７に位置合わせして第１ケース体２の端面に重ね合せ、弾性アーム８ｂを外溝２ｄ，３ｄに沿って嵌め合わせる。図７は、弾性アーム８ｂの部分断面図である。弾性アーム８ｂの先端部に形成した溝係止部８ｃは、外溝３ｄより深溝状の段付き溝３ｅで弾発して係止して弾性体８がモータケース１に装着される。

これにより、第１ケース体２と第２ケース体３とを回転して装着するために必要ながたつきを弾性体８により吸収し、かつ弾性アーム８ｂの先端に設けた溝係止部８ｃが外溝３ｄの段付き溝３ｅと係止することで第１ケース体２と第２ケース体３が軸方向に抜けたり周方向に緩んだりするのを防止して組み付け信頼性を高めることができる。よって一旦組み立てられるとがたつきが発生し難くかつ組立性がよいモータケース１を提供することができ、それを用いて信頼性が高く使い勝手の良いアシスト用モータを提供することができる。

尚、モータケース１に形成される係止爪２ｂと係止部３Ａ、外溝２ｄ，３ｄの数は、４か所に限らず増減してもよい。
また、上述したモータケース１には、モータの他に減速機（遊星歯車機構）も一体に収納されたが、モータのみ収納されていてもよい。

１ モータケース ２ 第１ケース体 ２ａ 中心孔 ２ｂ 係止爪 ２ｃ 凹溝 ２ｄ，３ｄ 外溝 ２ｅ，３ｇ ねじ溝 ２ｆ 口出し線カバー ３ 第２ケース体 ３Ａ 係止部 ３ａ 爪ガイド部 ３ｂ 突条部 ３ｃ ストッパ部 ３ｅ 段付き溝 ３ｆ 口出し線収納部 ４ 出力軸 ５ ねじ ６ ナット ７ グロメット ８ 弾性体 ８ａ 弾性体本体 ８ｂ 弾性アーム ８ｃ 溝係止部 ８ｄ 貫通孔 ８ｅ 切欠き

Claims (6)

1. 底部上方が開口した容器である第１ケース体と第２ケース体とを、開口部どうしを対向させて嵌め合わせることで、モータが出力軸をいずれか一方のケース体外に突出させて収納されるモータケースであって、
   前記第１ケース体及び第２ケース体のいずれか一方の開口端に複数箇所に突設され、先端側内面に周方向に凹溝が各々形成された係止爪と、
   前記第１ケース体及び第２ケース体のいずれか他方の外周面に複数箇所に形成され、前記係止爪を受け入れるガイドとしての爪ガイド部と、前記爪ガイド部に近接して周方向に形成され前記凹溝と嵌め合う突条部と、当該突条部に近接して前記係止爪の側面を当接させて回り止めするストッパ部が各々形成された係止部と、
   前記第１ケース体及び第２ケース体のうちいずれかの軸方向端面に弾性体本体を重ね合わせて組み付けられ、前記弾性体本体の周縁部から複数起立形成された弾性アームを前記第１ケース体と前記第２ケース体とが嵌合する側面に重ね合せて係止させて装着される弾性体と、を備え、
   前記第１ケース体と前記第２ケース体は、前記係止爪を前記爪ガイド部に沿って受け入れるとともに相対的に所定方向に回転させることで、前記凹溝と前記突条部が嵌め合うことで前記係止爪が軸方向に抜け止めされかつ前記係止爪の側面が前記ストッパ部に当接して周方向に回り止めされて一体に組み付けられることを特徴とするモータケース。
2. 前記第１ケース体及び第２ケース体の外周面に軸方向に倣って複数箇所に前記弾性アームを案内する外溝が各々形成され、前記第１ケース体と第２ケース体を嵌合させて前記係止爪が前記係止部に係止すると、前記外溝どうしが連通する請求項１記載のモータケース。
3. 前記第１ケース体及び第２ケース体のいずれかの外溝端部に深溝状の段付き溝が形成されており、前記第１ケース体と前記第２ケース体とが嵌合する側面に複数箇所で連通する前記外溝に沿って前記弾性アームを各々挿入して当該弾性アーム先端を前記段付き溝に係止させて前記弾性体が装着される請求項２記載のモータケース。
4. 前記第１ケース体及び前記第２ケース体の軸方向端面部には、被駆動部が取り付けられる取付用のナットが複数箇所に埋設されている請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のモータケース。
5. 前記第１ケース体及び第２ケース体の外周面に軸方向に倣って複数箇所に各々形成され、前記各係止爪が前記係止部に係止すると互いに連通するねじ溝が形成されている請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のモータケース。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の前記モータケース内にモータが収納されたアシスト用モータ。