JP6833618B2 - Housing structure and transmission - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、例えばモータの回転数を減速する変速機等に適用される筐体構造及び変速機に関する。 An embodiment of the present invention relates to a housing structure and a transmission applied to, for example, a transmission for reducing the rotation speed of a motor.
この種の変速機は、筐体に例えば複数の歯車と、複数の歯車を回転可能に支持する複数の軸と、モータを具備し、モータの回転が複数の歯車により減速され、最終段の歯車に伝達される(例えば、特許文献1参照)。 This type of transmission includes, for example, a plurality of gears, a plurality of shafts rotatably supporting the plurality of gears, and a motor in a housing, and the rotation of the motor is decelerated by the plurality of gears to reduce the rotation of the motor to the final stage gear. (See, for example, Patent Document 1).
変速機において、複数の歯車は、必要な強度を得るため金属により形成され、筐体はコストを低減するため樹脂により形成される。複数の歯車をそれぞれ支持する軸は、樹脂製の筐体に回転可能に保持される。このため、環境温度により筐体が熱膨張した場合、各歯車を支持する軸の相互間距離が変化し、複数の歯車の噛み合いが変化する。したがって、歯車から騒音が発生し、動力の伝達効率が低下する。 In the transmission, the plurality of gears are made of metal to obtain the required strength, and the housing is made of resin to reduce costs. The shafts that support the plurality of gears are rotatably held in the resin housing. Therefore, when the housing is thermally expanded due to the environmental temperature, the distance between the shafts supporting each gear changes, and the meshing of the plurality of gears changes. Therefore, noise is generated from the gears, and the power transmission efficiency is lowered.
そこで、樹脂製の筐体内に、複数の軸を保持する金属製の基板を設け、基板を筐体に固定することが考えられる。しかし、この場合、金属製の基板と樹脂製の筐体との間の熱膨張差により、基板と筐体との間に寸法差が生じ、筐体に歪が生じる可能性がある。筐体に歪が生じた場合、例えば筐体を貫通する軸と、筐体との間に摩擦が発生し、十分な性能を得ることが困難となる。 Therefore, it is conceivable to provide a metal substrate for holding a plurality of shafts in the resin housing and fix the substrate to the housing. However, in this case, due to the difference in thermal expansion between the metal substrate and the resin housing, a dimensional difference may occur between the substrate and the housing, and the housing may be distorted. When the housing is distorted, for example, friction is generated between the shaft penetrating the housing and the housing, and it becomes difficult to obtain sufficient performance.
本実施形態は、熱による筐体の歪みを防止することが可能な筐体構造及び変速機を提供する。 The present embodiment provides a housing structure and a transmission capable of preventing distortion of the housing due to heat.
本実施形態の筐体構造は、周囲に複数の突起を有する金属製の基板と、前記基板に設けられた軸と、前記基板を収容するケース本体と、前記ケース本体に取着され、前記複数の突起がそれぞれ挿入される複数の第1開口部、及び前記軸が係合される係合部を有する樹脂製のカバーと、を具備し、前記複数の第1開口部の開口面積は、前記複数の突起の端部の面積より大きく、前記複数の突起と前記複数の第1開口部との間に間隙を有する。 The housing structure of the present embodiment is attached to a metal substrate having a plurality of protrusions around it, a shaft provided on the substrate, a case body accommodating the substrate, and the plurality of cases. A plurality of first openings into which the protrusions of the above are inserted, and a resin cover having an engaging portion with which the shaft is engaged, and the opening area of the plurality of first openings is the said. It is larger than the area of the end portion of the plurality of protrusions and has a gap between the plurality of protrusions and the plurality of first openings.
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。図面において、同一部分には同一符号を付している。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same parts are designated by the same reference numerals.
図1は、本実施形態に係る変速機10を示している。変速機10は、筐体としてのケース本体11とカバー12を有している。ケース本体11は、後述するように、複数の歯車を収容する収容部を有し、カバー12は、収容部を閉塞するように、ケース本体11に取着されている。
FIG. 1 shows a
ケース本体11及びカバー12は、熱可塑性の樹脂、例えばABS樹脂、ポリアミドやポリカーボネート等により構成されている。しかし、樹脂材料はこれに限定されるものではなく、熱硬化性の樹脂、例えばフェノール樹脂等を適用することも可能である。
The
カバー12は、周囲に複数の第1開口部12a、12b、12c、12dと、出力軸(第2軸)13が挿入される第2開口部12eを有している。複数の第1開口部12a、12b、12c、12dには、複数の突起14a、14b、14c、14dが挿入される。複数の突起14a、14b、14c、14dは、ケース本体11の収容部内に収容された後述する基板に設けられている。
The
第2開口部12eに挿入された出力軸13は、複数の歯車のうち最終段の歯車に設けられている。出力軸13は、直径が大きな部分13aと、直径が小さな部分13bを有し、直径が大きな部分13aが第2開口部12eに挿入されている。出力軸13の構成は、これに限定されるものではなく、変形可能である。出力軸13の部分13aは、例えば防塵用のカバーを有していても良く。第2開口部12eは、防塵カバーによって覆われていてもよい。
The
さらに、カバー12の表面には、後述するモータの収容部12fや、モータの動作を制御する図示せぬ回路が配置された印刷基板20等が設けられている。
Further, on the surface of the
図2は、図1に示すカバー12を取り外し、ケース本体11の内部構造を示している。ケース本体11の収容部11a内には、基板14が収容されている。基板14は、金属製であり、例えばアルミニウムにより形成されている。しかし、基板14の材料はこれに限定されるものではなく、他の金属材料、例えば鉄やステンレススチール等を適用することも可能である。
FIG. 2 shows the internal structure of the
基板14の周囲には、前述したように、複数の突起14a、14b、14c、14dが設けられている。
As described above, a plurality of
基板14上には、複数の歯車15a、15b、15c、15d、15e、15f、15g、15h、及びモータ16などが配置されている。本実施形態において、歯車の構成は、本質ではないため、歯車の具体的な構成は省略する。
A plurality of
モータ16の動力は、図示せぬピニオン歯車を介して複数の歯車15a〜15gによって減速され、出力軸13に設けられた歯車15hに伝達される。このため、出力軸13は、モータ16の回転に伴い例えばほぼ180°の範囲で回転される。出力軸13は、基板14に対して回転可能に設けられている。
The power of the
歯車15f、15gは、軸(第1軸)17により基板14に対して回転可能に設けられ、軸17は、例えば基板14に固定されている。しかし、歯車15f、15gを軸17に固定し、軸17を基板14に対して回転可能に密着させてもよい。歯車15a、15b、15c、15d、15eも軸17a、17b、17c、17dにより、基板14に対して回転可能に保持されている。
The
図3は、基板14の一例を示している。基板14は、前述したように、金属製であり、複数の突起14a、14b、14c、14d、出力軸13が挿入される開口部14e、及び軸17が挿入される開口部14f、歯車15b、15c、15d、15eなどを回転可能に保持する軸17a、17b、17c、17dが挿入される開口部14g、14h、14i、14jなどを具備している。
FIG. 3 shows an example of the
図4、図5は、図1に示すカバー12を取り出して示している。カバー12は、前述したように、表面に複数の突起14a、14b、14c、14dが挿入される複数の第1開口部12a、12b、12c、12dと、出力軸13が挿入される第2開口部12eと、モータ16を収納する収納部12fなどを有している。
4 and 5 show the
さらに、図5に示すように、カバー12の裏面には、歯車15g、15fに設けられた軸17が挿入され、係合される係合部12gなどが設けられている。
Further, as shown in FIG. 5, on the back surface of the
係合部12gの直径は、軸17の直径とほぼ等しくされている。軸17は、係合部12gに挿入された状態において、係合部12gに固定されるか、回転可能に密着される。すなわち、軸17は、係合部12gに係合されればよい。
The diameter of the
係合部12gは、軸17が係合された状態において、ケース12の熱膨張や熱収縮の中心として機能する。すなわち、ケース12の熱膨張や熱収縮は、係合部12gを中心として生じる。
The
係合部12gは、例えばカバー12の周囲に設けられた第1開口部12c又は第1開口部12dと、第2開口部12eとの間に配置されている。また、第2開口部12eは、カバー12の周囲に設けられた第1開口部12a又は第1開口部12bと、係合部12gとの間に配置されている。
The
カバー12は、樹脂材により形成され、基板14は、金属により形成されている。樹脂材の熱膨張率は、金属の熱膨張率に比べて大きい。このため、カバー12の熱膨張又は熱収縮により、基板14との寸法差が生じる箇所に間隙が設けられている。具体的には、例えば第1開口部12a、12b、12c、12dと突起14a、14b、14c、14dとの間で寸法差が生じる。このため、突起14a、14b、14c、14dと第1開口部12a、12b、12c、12dとの間に間隙18が設けられる。
The
図6に示すように、第1開口部12a、12b、12c、12dの開口面積は、突起14a、14b、14c、14dの端部の面積より大きく、突起14a、14b、14c、14dと第1開口部12a、12b、12c、12dとの間に間隙18が設けられる。
As shown in FIG. 6, the opening area of the
すなわち、第1開口部12a、12c、12dの内壁は、突起14a、14c、14dの側面から所定間隔離間され、第1開口部12a、12c、12dの内壁と、突起14a、14c、14dの側面との間にそれぞれ間隙18が設けられる。図6は、第1開口部12a、12c、12dのうち、第1開口部12aと突起14aとの間の間隙18のみを拡大して示している。
That is, the inner walls of the
一方、第1開口部12bと突起14bの場合、第1開口部12bと突起14bの周囲の一部に間隙18が設けられ、残りの部分にガイド部19が設けられている。間隙18は、例えばカバー12の熱膨張方向又は熱収縮方向と交差する2つの部分に設けられ、ガイド部19は、カバー12の熱膨張又は熱収縮方向に沿った平行する2つの部分に設けられる。ガイド部19は、突起14bの側面に設けられた互いに平行する2つの面としての第1ガイド部14b−1、14b−2、及び第1開口部12bの内壁に設けられ、突起14bの面14b−1、14b−2に接する2つの面としての第2ガイド部12b−1、12b−2により構成されている。
On the other hand, in the case of the
第1開口部12bと突起14bに関して、カバー12の熱膨張方向又は熱収縮方向は、例えば係合部12g(軸17)の中心と第1開口部12b(突起14b)の中心とを結ぶ線L1に平行している。このため、ガイド部19は、線L1と平行に設けられている。
With respect to the
すなわち、突起14bの第1ガイド部14b−1、14b−2、及び第1開口部12bの第2ガイド部12b−1、12b−2は、線L1と平行に設けられている。このため、カバー12が熱膨張又は熱収縮した場合、第1開口部12bの第2ガイド部12b−1、12b−2は、突起14bの第1ガイド部14b−1、14b−2に沿って移動し、突起14bの第1ガイド部14b−1、14b−2がカバー12の移動をガイドする。
That is, the
尚、図6において、線L2、L3、L4は、それぞれ係合部12gの中心と突起14a、突起14c、突起14dの中心とを結び、カバー12の熱膨張又は熱収縮の方向の例を示している。
In FIG. 6, the lines L2, L3, and L4 connect the center of the engaging
(実施形態の効果)
上記実施形態によれば、ケース本体11及びカバー12は、樹脂により形成され、基板14は金属により形成されている。複数の歯車15a〜15hは、金属製の基板14上に配置されている。金属製の基板14は、環境温度による熱膨張又は熱収縮が樹脂材に比べて小さいため、複数の歯車の軸間距離を安定に保持することが可能である。したがって、複数の歯車15a〜15hの噛み合いを安定に保持でき、騒音の発生を防止でき、動力の伝達効率が低下することを防止できる。
(Effect of embodiment)
According to the above embodiment, the
また、カバー12は、環境温度が上昇又は低下した場合、軸17が係合された係合部12gを中心として、熱膨張又は熱収縮し、突起14a、14b、14c、14dと第1開口部12a、12b、12c、12dとの間に設けられた間隙18の距離だけ移動可能とされている。このため、カバー12の歪みや変形を防止することができ、カバー12の局所的な変形による第2開口部12eの歪みや変形を防止できる。したがって、第2開口部12eと出力軸13との接触を防止することが可能であり、出力軸13の駆動力の低下を防止することができる。
Further, when the environmental temperature rises or falls, the
また、カバー12の歪みや変形を防止することができるため、カバー12に設けられる印刷基板20への応力を軽減でき、印刷基板20に設けられた電子回路や半田付けの劣化を防止することが可能である。
Further, since the
しかも、突起14bは、係合部12g(軸17)の中心と第1開口部12b(突起14b)の中心とを結ぶ線L1と平行するガイド部19を有し、ガイド部19によりカバー12の熱膨張又は熱収縮の方向を線L1に沿った方向に規定している。このため、カバー12は熱膨張又は熱収縮を繰り返しても同じ位置に復帰することができ、カバー12の不規則な歪みや変形を防止することが可能である。
Moreover, the
仮に、軸17が係合される係合部12g及びガイド部19がない場合、カバー12は、不規則な方向に熱膨張又は熱収縮する。このため、カバー12は熱膨張又は熱収縮を繰り返すことにより、大きな開口としての第2開口部12eにおいて、歪みや変形が発生し、第2開口部12eが出力軸13に接触したり、印刷基板20への応力が増加したりする。
If there is no engaging
しかし、本実施形態の場合、第2開口部12eの歪みや変形を防止できるため、第2開口部12eが出力軸13に接触したり、印刷基板20への応力が増加したりすることを防止できる。このため、変速機10の性能を長期間維持することが可能である。
However, in the case of the present embodiment, since the distortion and deformation of the
また、ケース本体11及びカバー12は、樹脂により形成されているため、変速機10の全ての部品を金属材料により形成する場合に比べて、コストを削減することが可能である。
Further, since the
さらに、基板14は、金属材料により形成されている。このため、変速機10を別の装置に取り付ける際、変速機10の全ての部品を樹脂によって形成する場合に比べて、取付け精度を向上することが可能である。
Further, the
尚、本実施形態は、変速機に限定されるものではなく、例えば電子機器などの筐体に適用することも可能である。この場合、基板14は、例えば出力軸13に代えて、第2開口部12eに挿入される部材を具備し、歯車15f、15gに設けられた軸17に代えて、係合部12eに係合される専用の軸を具備してもよい。或いは、第2開口部12eを省略することも可能である。この場合においても、カバー12の歪みや変形を防止でき、ケース本体11内に収容された電子機器、又はカバー12に設けられる印刷基板20などの性能劣化を防止することが可能である。
The present embodiment is not limited to the transmission, and can be applied to a housing such as an electronic device. In this case, the
その他、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 In addition, the present invention is not limited to each of the above embodiments as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining the plurality of components disclosed in each of the above embodiments. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. Furthermore, components over different embodiments may be combined as appropriate.
10…変速機、11…ケース本体、12…カバー、12a〜12d…第1開口部、12e…第2開口部、12g…係合部、13…出力軸(第2軸)、14…基板、14a〜14d…突起、14b…第1突起、15a〜15h…歯車、16…モータ、17…軸(第1軸)、18…間隙、19…ガイド部、14b−1、14b−2…第1ガイド部、12b−1、12b−2…第2ガイド部。 10 ... Transmission, 11 ... Case body, 12 ... Cover, 12a-12d ... First opening, 12e ... Second opening, 12g ... Engaging part, 13 ... Output shaft (second shaft), 14 ... Board, 14a to 14d ... protrusions, 14b ... first protrusions, 15a to 15h ... gears, 16 ... motors, 17 ... shafts (first shaft), 18 ... gaps, 19 ... guides, 14b-1, 14b-2 ... first Guide unit, 12b-1, 12b-2 ... Second guide unit.
Claims (7)
前記基板に設けられた第1軸と、
前記基板を収容するケース本体と、
前記ケース本体に取着され、前記複数の突起がそれぞれ挿入される複数の第1開口部、及び前記第1軸が係合される係合部を有する樹脂製のカバーと、
を具備し、
前記複数の第1開口部の開口面積は、前記複数の突起の端部の面積より大きく、前記複数の突起と前記複数の第1開口部との間に間隙を有することを特徴とする筐体構造。 A metal substrate with multiple protrusions around it,
The first axis provided on the substrate and
The case body that houses the substrate and
A resin cover having a plurality of first openings attached to the case body and into which the plurality of protrusions are inserted, and an engaging portion with which the first shaft is engaged.
Equipped with
The housing characterized in that the opening area of the plurality of first openings is larger than the area of the end portions of the plurality of protrusions, and a gap is provided between the plurality of protrusions and the plurality of first openings. Construction.
前記複数の第1開口部の1つは、前記第1ガイド部に接触する第2ガイド部を有し、前記第2ガイド部は、前記係合部の中心と前記複数の突起の1つの中心を結ぶ線と平行であることを特徴とする請求項1記載の筐体構造。 One of the plurality of protrusions has a first guide portion, and the first guide portion is parallel to a line connecting the center of the engaging portion and the center of one of the plurality of protrusions.
One of the plurality of first openings has a second guide portion that contacts the first guide portion, and the second guide portion is the center of the engaging portion and the center of one of the plurality of protrusions. The housing structure according to claim 1, wherein the housing structure is parallel to a line connecting the two.
前記基板に設けられた第1軸と、
前記基板を収容するケース本体と、
前記ケース本体に取着され、前記複数の突起がそれぞれ挿入される複数の第1開口部、及び前記第1軸が係合される係合部を有する樹脂製のカバーと、
を具備し、
前記複数の第1開口部の開口面積は、前記複数の突起の端部の面積より大きく、前記複数の突起と前記複数の第1開口部との間に間隙を有することを特徴とする変速機。 A metal substrate that has multiple protrusions around it and holds multiple gears rotatably.
The first axis provided on the substrate and
The case body that houses the substrate and
A resin cover having a plurality of first openings attached to the case body and into which the plurality of protrusions are inserted, and an engaging portion with which the first shaft is engaged.
Equipped with
The opening area of the plurality of first openings is larger than the area of the end portions of the plurality of protrusions, and the transmission is characterized by having a gap between the plurality of protrusions and the plurality of first openings. ..
前記複数の第1開口部の1つは、前記第1ガイド部に接触する第2ガイド部を有し、前記第2ガイド部は、前記係合部の中心と前記複数の突起の1つの中心を結ぶ線と平行であることを特徴とする請求項5記載の変速機。 One of the plurality of protrusions has a first guide portion, and the first guide portion is parallel to a line connecting the center of the engaging portion and the center of one of the plurality of protrusions.
One of the plurality of first openings has a second guide portion that contacts the first guide portion, and the second guide portion is the center of the engaging portion and the center of one of the plurality of protrusions. The transmission according to claim 5, wherein the transmission is parallel to a line connecting the two.
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