JP6216742B2

JP6216742B2 - ギヤドモータ

Info

Publication number: JP6216742B2
Application number: JP2015128520A
Authority: JP
Inventors: 陽介百瀬
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2035-06-26
Also published as: JP2017011976A

Description

本発明は、モータの回転を歯車伝動機構を介して出力するギヤドモータに関するものである。

各種装置（或いは機器）の電動機構には、モータの回転出力を歯車伝動機構により減速して出力するギヤドモータが用いられている。ギヤドモータは、モータの回転軸と同軸の出力軸を有するものがあり、このようなギヤドモータは、モータの外径と同径のギヤケース内に遊星歯車減速機構を配備している（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２００７−３７３６３号公報

ギヤドモータは、機器内の限られたスペースに配備されることから、高い省スペース化の要求があり、これを満足するために、ギヤケースの外径をモータの外径と略同径にすることが一般的になされている。これに対して、携帯電子機器の電動機構に用いられるような小型のギヤドモータは、更なる省スペース化のために、軸方向の全長を短くすることが求められている。

前述した従来のギヤドモータは、ギヤケースがモータに対してネジ止めなどで固定されているが、モータとギヤケースの間にネジ止めを行うための結合構造が必要になり、これによって軸方向の全長が長くなってしまう問題があった。また、ギヤドモータは、ギヤケースをモータに取り付ける際に、バックラッシュなどを考慮して、ギヤケース内のギヤの中心軸とモータの回転軸との軸間調整を行いながら、ギヤケースをモータにネジ止めすることが必要になり、組み付け作業が繁雑になる問題があった。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、ギヤドモータにおいて、軸方向に沿った全長をより短くすることで、省スペース化を可能にすること、モータの回転軸とギヤケース内のギヤの中心軸との軸間調整を不要にして、簡単な組み付け作業でギヤの噛み合いの適正化を図ること、などが本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明によるギヤドモータは、以下の構成を具備するものである。
回転軸を有するモータ部と、出力軸を有する遊星歯車伝動機構を備えたギヤ伝動部とを備え、前記モータ部は、前記回転軸における前記ギヤ伝動部側の端部を軸支する軸受部材と、前記軸受部材を前記モータ部の枠体に固定する固定部材とを備え、前記軸受部材は、前記回転軸の軸対象位置に複数設けた係合部を備え、前記ギヤ伝動部は、遊星歯車伝動機構を内包するギヤケースを備え、前記ギヤケースは、前記係合部に係合される被係合部を前記固定内歯車の中心軸周りに備えることを特徴とするギヤドモータ。

このような特徴を有する本発明のギヤドモータは、モータ部の軸受部材が、ギヤ伝動部のギヤケースを係合する係合部を備えるので、モータ部にギヤ伝動部を取り付ける際のネジ止めが不要になる。これによって、簡易な組み付けが可能になると共に、ネジ止めを行うために必要であった結合構造を省くことができ、軸方向に沿った全長を短くすることができる。

また、軸受部材に設けられる係合部は、回転軸の軸対象位置に設けられ、ギヤケースに設けられる被係合部は、ギヤケースの固定内歯車の中心軸周りに設けられるので、係合部に被係合部を係合するだけで、モータ部の回転軸とギヤケース内のギヤの中心軸との同軸出しが可能になる。これによって、煩雑な軸間調整を排除でき、簡単な組み付け作業でギヤの噛み合いの適正化を図ることができる。

本発明の実施形態に係るギヤドモータの外観図である。本発明の実施形態に係るギヤドモータの分解斜視図である。本発明の実施形態に係るギヤドモータの部分断面図である。本発明の実施形態に係るギヤドモータのモータ部を示した説明図（（ａ）が軸受部材を装着した状態を示す図、（ｂ）が固定部材を装着した状態を示す図）である。本発明の実施形態に係るギヤドモータの出力で駆動する電動機構を備えた携帯電子機器を示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１〜図３は、本発明の実施形態に係るギヤドモータの全体構成を示している。ギヤドモータ１は、モータ部１０とギヤ伝動部２０を備えており、モータ部１０の回転軸１１とギヤ伝動部２０の出力軸２１とが同軸になっている。

モータ部１０は、回転軸１１を含むロータ１１Ａと、その周囲に配置される枠体１２を含むステータからなるステッピングモータであるが、回転軸１１のギヤ伝動部２０側端部が軸受部材１３によって軸支されている。軸受部材１３は、中心部に軸受摺動面１３Ａを有すると共に、外向きに突出する係合部１３Ｂを有している。この軸受部材３は、樹脂成形部品として一体成形することができる。また、モータ部１０は、固定部材１４を備えている。固定部材１４は、軸受部材１３を枠体１２に固定する部材である。

図４は、モータ部１０における軸受部材１３と固定部材１４の取り付け状態を示している。軸受部材１３は、図４（ａ）に示すように、モータ部１０のギヤ伝動部２０側端部に装着される。軸受部材１３は、回転軸１１と同軸に装着される入力太陽歯車２２の軸支部２２Ａを軸支することで、回転軸１１を軸支しており、軸受部材１３の軸受摺動面１３Ａに沿って軸支部２２Ａの外周面が摺動するようになっている。

軸受部材１３には、その外周から放射方向外側に向けて係合部１３Ｂが延設されている。また、係合部１３Ｂは回転軸１１（入力太陽歯車２２の中心）の軸対象位置に複数設けられている。各々の係合部１３Ｂは、片持ち状に張り出し、弾性変形による乗り越え嵌合で後述する被係合部に嵌合するもので、テーパ状の摺動面１３Ｂ１と係合突起１３Ｂ２を有している。この係合部１３Ｂは、モータ部１０の枠体１２と固定部材１４から露出して配置されている。

また、軸受部材１３は、複数の突起１３Ｃを備えている。突起１３Ｃは、回転軸１１（入力太陽歯車２２の中心）の軸対象位置に複数設けられ、回転軸１１の軸方向に沿って（スラスト方向に）突出している。

図４（ｂ）に示すように、固定部材１４は、放射方向外側に延設される複数の脚部１４Ａを備えている。脚部１４Ａは、複数の係合部１３Ｂの間に配置され、その先端が枠体１２に溶接等で固着されている。これによって、固定部材１４の脚部１４Ａと脚部１４Ａの間から係合部１３Ｂが露出している。固定部材１４は、軸受部材１３のスラスト方向の移動を止めており、軸受部材１３は、スラスト方向に突出する突起１３Ｃを介して固定部材１４に接している。突起１３Ｃは、軸受部材１３のがたつきを防止しており、突起１３Ｃのそれぞれが所定量潰された状態で固定部材１４に接することで、軸受部材１３の軸方向に沿った厚みの誤差を吸収している。

固定部材１４は、軸受部材１３の突起１３Ｃの上に、摺動面１４Ｂを備えている。摺動面１４Ｂは、回転軸１１（或いは入力太陽歯車２２）の周りに環状に形成され、且つ回転軸１１に直交してギヤ伝動部側に向いた面である。摺動面１４Ｂは、後述するように、ギヤ伝動部２０のギヤの支持面になっている。なお、図示の例では、モータ部１０は、枠体１２の側面に入力端子１５を備えている。

ギヤ伝動部２０は、図２及び図３に示すように、遊星歯車伝動機構を備えている。図示の例では、遊星歯車伝動機構は、モータ部１０の回転軸１１に装着される入力太陽歯車２２、第１遊星歯車２３、第１キャリア２４、中間太陽歯車２５、第２遊星歯車２６、第２キャリア２７、ギヤケース２８に設けられる固定内歯車２８Ａを備えており、ギヤケース２８に内包されている。

そして、第１遊星歯車２３と第１キャリア２４と中間太陽歯車２５で第１遊星歯車ユニット２０Ａが構成され、第１キャリア２４のキャリアピン２４Ａに第１遊星歯車２３が軸支され、第１キャリヤ２４の中心と同軸になるように第１キャリヤ２４と中間太陽歯車２５が一体になっている。また、第２遊星歯車２６と第２キャリア２７と出力軸２１が第２遊星歯車ユニット２０Ｂを構成し、第２キャリア２７のキャリアピン２７Ａに第２遊星歯車２６が軸支され、第２キャリア２７の中心と同軸になるように第２キャリア２７と出力軸２１が一体になっている。

入力太陽歯車２２は、モータ部１０の回転軸１１と同軸であり、中心が回転軸１１に圧入されると共に外周面が軸受部材１３に軸支される軸支部２２Ａを備えている。入力太陽歯車２２には、第１遊星歯車２３が噛み合い、第１遊星歯車２３が固定内歯車２８Ａに噛み合うことで、回転軸１１の回転によって第１遊星歯車２３が入力太陽歯車２２の周りを公転し、その公転によって第１キャリア２４が回転軸１１と同軸に回転する。第１キャリア２４と一体に回転する中間太陽歯車２５には、第２遊星歯車２６が噛み合い、第２遊星歯車２６が固定内歯車２８Ａに噛み合うことで、第１キャリア２４と一体の中間太陽歯車２５の回転によって、第２遊星歯車２６が中間太陽歯車２５の周りを公転し、その公転によって第２キャリア２７が回転軸１１と同軸に回転する。これによって、回転軸１１の回転が減速されて第２キャリア２７と一体の出力軸２１に伝動される。

モータ部１０にギヤ伝動部２０を組み付けた状態では、回転軸１１に入力太陽歯車２２の軸支部２２Ａを圧入して、軸支部２２Ａの外周面を軸受部材１３の軸受摺動面１３Ａに摺動自在に軸支させている。また、第１遊星歯車２３は、固定部材１４の摺動面１４Ｂ上に載せられ、第１遊星歯車２３と入力太陽歯車２２が噛み合うように、第１遊星歯車ユニット２０Ａが組み付けられる。また、第２遊星歯車２６は第１キャリア２４上に載せられ、第２遊星歯車２６と中間太陽歯車２５が噛み合うように、第２遊星歯車ユニット２０Ｂが組み付けられる。

モータ部１０にギヤ伝動部２０を組み付ける手順は、例えば、ギヤケース２８を逆さにして、その内部に、第２キャリア２７、第２遊星歯車２６、第１キャリア２４、第１遊星歯車２３を順次入れ込み、最後に、入力太陽歯車２２を装着したモータ部１０を挿入する。そして、ギヤケース２８に設けた被係合部２８Ｂを軸受部材１３の係合部１３Ｂに係合する。

ギヤケース２８に設けた被係合部２８Ｂは、軸受部材１３が備える複数の係合部１３Ｂに対応するように、固定内歯車２８Ａの中心軸周りに複数設けられる。被係合部２８Ｂは、係合部１３Ｂの係合突起１３Ｂ２が嵌合する係合孔であり、係合突起１３Ｂ２を係合孔に乗り越え嵌合させることで、ネジなどの結合部材や工具を用いることなく、簡易に組み付けることができる。ギヤケース２８は、固定内歯車２８Ａと同軸の開口部２８Ｃを備えており、開口部２８Ｃから出力軸２１を突出させ、出力軸２１外周の止め部２１Ａにリング２９を嵌めて、ギヤーケース２８の抜け止めを行う。

このようなギヤドモータ１は、モータ部１０にギヤ伝動部２０を取り付ける際の結合が、モータ部１０の軸受部材１３に設けた係合部１３Ｂとギヤケース２８に設けた被係合部２８Ｂとの係合によってなされるので、ネジ止めなどの結合構造が排除でき、軸受部材１３にギヤケース２８の端部を重ねて結合することができるので、ギヤドモータ１の軸方向に沿った全長を短くすることができる。

また、モータ部１０の固定部材１４が回転軸１１に直交する摺動面１４Ｂを備えており、その上をギヤ伝動部２０の第１遊星歯車２３が摺動する構造になっているので、モータ部１０に対して軸方向に隙間無くギヤ伝動部２０の遊星歯車機構を配備することができ、これによっても、ギヤドモータ１の軸方向に沿った全長を短くすることができる。

また、モータ部１０の軸受部材１３に設けられる係合部１３Ｂは、回転軸１１の軸対象位置に設けられ、ギヤケース２８に設けられる被係合部２８Ｂは、ギヤケース２８の固定内歯車２８Ａの中心軸周りに設けられるので、係合部１３Ｂに被係合部２８Ｂを係合するだけで、モータ部１０の回転軸１１とギヤケース２８内のギヤの中心軸との同軸出しが可能になる。これによって、煩雑な軸間調整を排除でき、簡単な組み付け作業でギアの噛み合いの適正化を図ることができる。

図５は、本発明の実施形態に係るギヤドモータ１の出力で駆動する電動機構を備えた携帯電子機器１００を示している。スマートホンなどの携帯電子機器１００は、カメラユニット（作動部）１０１を備えているが、このカメラユニット１０１における撮影方向調整の電動機構などにギヤドモータ１を用いることができる。また、携帯電子機器１００の画面を覆うカバー（作動部）を設けて、このカバーを開閉する電動機構としてギヤドモータ１を用いることもできる。ギヤドモータ１は、全長を短くできるので、携帯電子機器１００内の設置占有スペースを最小限に抑えることができ、携帯電子機器１００の高機能化が可能になる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１：ギヤドモータ，
１０：モータ部，１１：回転軸，１１Ａ：ロータ，１２：枠体，
１３：軸受部材，１３Ａ：軸受摺動面，
１３Ｂ：係合部，１３Ｂ１：摺動面，１３Ｂ２：係合突起，１３Ｃ：突起，
１４：固定部材，１４Ａ：脚部，１４Ｂ：摺動面，１５：入力端子，
２０：ギヤ伝動部，
２０Ａ：第１遊星歯車ユニット，２０Ｂ：第２遊星歯車ユニット，
２１：出力軸，２１Ａ：止め部，２２：入力太陽歯車，２２Ａ：軸支部，
２３：第１遊星歯車，２４：第１キャリア，２４Ａ：キャリアピン，
２５：中間太陽歯車，２６：第２遊星歯車，
２７：第２キャリア，２７Ａ：キャリアピン，
２８：ギヤケース，２８Ａ：固定内歯車，２８Ｂ：被係合部，２８Ｃ：開口部，
２９：リング，１００：携帯電子機器，１０１：カメラユニット

Claims

回転軸を有するモータ部と、出力軸を有する遊星歯車伝動機構を備えたギヤ伝動部とを備え、
前記モータ部は、前記回転軸における前記ギヤ伝動部側の端部を軸支する軸受部材と、前記軸受部材を前記モータ部の枠体に固定する固定部材とを備え、
前記軸受部材は、前記回転軸の軸対象位置に複数設けた係合部を備え、
前記ギヤ伝動部は、遊星歯車伝動機構を内包するギヤケースを備え、
前記ギヤケースは、前記係合部に係合される被係合部を備えることを特徴とするギヤドモータ。
前記ギヤ伝動部は、前記回転軸と同軸の入力太陽歯車を備え、
前記入力太陽歯車は、中心が前記回転軸に圧入されると共に外周面が前記軸受部材に軸支される軸支部を備えることを特徴とする請求項１記載のギヤドモータ。
前記固定部材は、前記ギヤ伝動部側に向いて前記回転軸に直交する摺動面を備え、
前記ギヤ伝動部は、前記摺動面上を摺動する遊星歯車を備えることを特徴とする請求項１又は２記載のギヤドモータ。
前記固定部材は、複数の前記係合部間に配置される脚部を備え、該脚部が前記枠体に固着されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のギヤドモータ。
前記軸受部材は、前記回転軸の軸対象位置に複数設けられ、前記回転軸の軸方向に沿って突出する突起を備え、該突起を介して前記固定部材に接することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のギヤドモータ。
請求項１〜５のいずれか１項に記載されたギヤドモータの出力で駆動する電動機構を備えた携帯電子機器。