JP7292053B2

JP7292053B2 - ギヤドモータ及び電子機器

Info

Publication number: JP7292053B2
Application number: JP2019031944A
Authority: JP
Inventors: 陽介百瀬
Original assignee: ニデックプレシジョン株式会社
Priority date: 2019-02-25
Filing date: 2019-02-25
Publication date: 2023-06-16
Anticipated expiration: 2039-02-25
Also published as: JP2020137363A; CN211530928U

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ることがある。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する構成とすることがある。このようなギヤドモータにおいて、軸方向の長さを短くして省スペース化した構成のものがある（特許文献１）。

特開２０１７－１１９７６号公報

上記従来のギヤドモータでは、作動時に、歯車伝達機構と、歯車伝動機構に対向する部分との摺動により、歯車伝動機構及び対向部分が摩耗したり、摩擦による音が発生したりする課題があった。

本発明は、上記の課題などを解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

本発明の一の手段は、
回転軸を有するモータ部（１０）と、
出力軸を有する遊星歯車機構（２０Ａ）を備えたギヤ部（２０）と、を備え、
前記モータ部（１０）は、
前記回転軸における前記ギヤ部側の端部を軸支する軸受部材（１３）と、
前記軸受部材（１３）を前記モータ部の枠体（１２）に固定する固定部材（１４）と、を備え、
前記軸受部材（１３）は、前記回転軸の軸対象位置に複数設けられた係合部（１３Ｃ）を備え、
前記ギヤ部は、遊星歯車機構を内包するギヤケース（２８）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（２８Ａ）を備え、
前記軸受部材（１３）は、前記遊星歯車機構と対向する摺動面（１３Ｄ）が湾曲している、
ギヤドモータである。

上記構成のギヤドモータによれば、遊星歯車機構が軸受部材の湾曲した摺動面と点接触で摺動する構成となるため、摺動時の摩擦抵抗を軽減し、摩擦時の騒音を軽減することなどが可能となる。また、当該摺動部分における潤滑油の使用量を減少させることなどが可能となる。

上記ギヤドモータにおいて、好ましくは、
前記ギヤ部（２０）は、前記摺動面上を線摺動する遊星歯車（２３）を備える。

上記構成のギヤドモータによれば、遊星歯車機構と軸受部材とが面接触ではなく線接触しながら摺動するため、摺動時の摩擦抵抗を効果的に軽減する構成にすることができる。

上記ギヤドモータにおいて、好ましくは、
前記軸受部材（１３）は樹脂で形成されている。

上記構成のギヤドモータによれば、遊星歯車機構の摩耗を効果的に軽減させるとともに、軸受部材を加工しやすい形状で構成することなどが可能となる。

本発明は、上記いずれかのギヤドモータを備える電子機器を含む。

このような電子機器によれば、遊星歯車機構と軸受部材との間の摩擦を軽減可能な構成となり、摩擦により摩耗、振動、及び騒音を軽減した構成にすることなどが可能となる。これにより、静音、高耐久の、ギヤドモータを備える電子機器を構成することができる。

実施形態のギヤドモータの外観斜視図である。実施形態のギヤドモータの分解斜視図である。実施形態のギヤドモータの断面図である。実施形態のギヤドモータのモータ部の外観斜視図である。固定部材を取り除いた状態のモータ部の外観斜視図である。

本発明のギヤドモータは、遊星歯車機構を有する構成において、軸受部材の遊星歯車機構と対向する摺動面を、遊星歯車機構の遊星歯車との摺動を線接触とする腕曲面とし、摩擦を低減する構成としている点を特徴のひとつとする。

本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
２．本発明の特徴
３．補足事項

＜１．実施形態＞
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５は、本実施形態に係るギヤドモータ１の全体構成を示している。図１はギヤドモータ１の全体の外観斜視図である。図２はギヤドモータ１の全体の分解斜視図である。図３はギヤドモータ１の全体の断面図である。図４はモータ部１０の外観斜視図である。図５は、固定部材１４を取り外した状態のモータ部１０の外観斜視図である。

ギヤドモータ１は、モータ部１０とギヤ部２０とを含んで構成される。ギヤ部２０は、遊星歯車機構２０Ａを含む。モータ部１０の回転軸１１と、ギヤ部２０の出力軸２１とは同軸になっている。

＜モータ部１０＞
モータ部１０は、回転軸１１を含むロータ（図示省略）と、当該ロータの周囲に配置されるステータ（図示省略）及び枠体１２と、軸受部材１３と、固定部材１４とを含むステッピングモータである。モータ部１０の回転軸１１のギヤ部２０側端部近傍は、軸受部材１３によって軸支されている。モータ部１０は、枠体１２の側面に、外側に向かって突出した入力端子１５を備えている。入力端子１５に電圧が印加されると、モータ部１０の回転軸１１が回転する。モータ部１０の回転軸１１の軸方向におけるギヤ部２０側端部１１Ａは、遊星歯車機構２０Ａの入力太陽歯車２２と同軸に連結している。

＜枠体１２＞
枠体１２は金属で形成され、モータ部１０の外周を形成する。

＜軸受部材１３＞
軸受部材１３は、樹脂で形成され、回転軸１１を軸支する。軸受部材１３は、回転軸１１を中心として軸方向に円筒状に延びるよう形成された円筒部１３Ａを有する。円筒部１３Ａの遊星歯車機構２０Ａ側には、摺動面１３Ｄが形成される（図３参照）。摺動面１３Ｄは、断面が円弧状に湾曲しており、対向する遊星歯車２３と点接触で摺動する。

軸受部材１３は、円筒部１３Ａの外側に位置する２つの壁部１３Ｂを有する。壁部１３Ｂは、それぞれ回転軸１１の軸心を中心とする円弧状に形成され、軸方向に延びた壁状に形成される。２つの壁部１３Ｂの外周には、それぞれ径方向外側に突出した２つの係合部１３Ｃが形成される。すなわち、軸受部材１３は４つの係合部１３Ｃを有する。軸受部材１３は樹脂で形成されているため、係合部１３Ｃは弾性的に変形する。係合部１３Ｃは、弾性変形により被係合部２８Ａに嵌合し、これによってギヤケース２８とモータ部１０とが連結される。つまり、係合部１３Ｃと被係合部２８Ａとはスナップフィット構造で係合する。

＜固定部材１４＞
固定部材１４は、金属で形成され、軸受部材１３を枠体１２に固定する。固定部材１４は、回転軸１１の軸心を中心とする円環状に形成された円環部１４Ｂと、円環部１４Ｂの径方向の端部から枠体１２側に向かって延び、端部が径方向外側に広がるよう軸対称に形成された２つの脚部１４Ａを有する。脚部１４Ａは、軸受部材１３の壁部１３Ｂの間に配置され、その先端が枠体１２に溶着等で固着される。これにより、枠体１２と固定部材１４との間に配置された軸受部材１３が固定される。

固定部材１４の円環部１４Ｂは、軸受部材１３の円筒部１３Ａの摺動面１３Ｄよりも枠体１２側に位置しており、遊星歯車機構２０Ａの構成とは摺動しない。

＜ギヤ部２０＞
ギヤ部２０は、図２及び図３に示されるように、遊星歯車機構２０Ａと、ギヤケース２８をと含む。

＜遊星歯車機構２０Ａ＞
遊星歯車機構２０Ａは、入力太陽歯車（サンギヤ）２２、遊星歯車（プラネタリギヤ）２３、キャリア（プラネタリキャリア）２４、及びギヤケース２８の内周に設けられる固定内歯車２８Ｃ（図３参照）を含んで構成される。遊星歯車機構２０Ａは、ギヤケース２８に内包される。

入力太陽歯車２２は、モータ部１０の回転軸１１に連結されており、回転軸１１と同軸である。入力太陽歯車２２の枠体１２側には凹部が形成されており、この凹部に回転軸１１の端部１１Ａが挿入されることで入力太陽歯車２２と回転軸１１とが連結する。入力太陽歯車２２は、３つの遊星歯車２３と噛み合う。遊星歯車２３は、それぞれ固定内歯車２８Ｃに噛み合う。遊星歯車２３のそれぞれの軸部分には、キャリア２４から枠体１２側に向かって軸方向に円筒状に延びるキャリアピン２４Ａが挿入される。キャリアピン２４Ａに対して、遊星歯車２３は回転自在である。キャリア２４は、出力軸２１の端部近傍に形成された出力歯車２１Ａから動力を出力する。

モータ部１０の回転軸１１が回転すると、入力太陽歯車２２が回転し、これに伴って遊星歯車２３が入力太陽歯車２２の周りを公転し、その公転によってキャリア２４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出力軸２１の出力歯車２１Ａに伝動される。

＜ギヤケース２８＞
ギヤケース２８は、回転軸１１を軸心とする円筒状に形成され、モータ部１０側の面が開放され、その逆側の面には円状の開口部２８Ｂを有する。開口部２８Ｂには、遊星歯車機構２０Ａの出力軸２１が挿入され、ギヤケース２８から出力歯車２１Ａが露出した状態となる。ギヤケース２８は、遊星歯車機構２０Ａを内包するよう形成される。ギヤケース２８は、モータ部１０の枠体１２の外形と略同径である。ギヤケース２８は、軸受部材１３の係合部１３Ｃに対応する位置に、貫通孔である被係合部２８Ａを有する。被係合部２８Ａは、係合部１３Ｃとスナップフィット構造で係合する。

＜２．本発明の特徴＞
以上、一実施形態を例示して説明した本発明は、以下のような特徴を有する。

上記実施形態のギヤドモータ１では、遊星歯車機構２０Ａと摺動する軸受部材１３の摺動面１３Ｄが、湾曲した構成としている。この構成により、遊星歯車機構２０Ａが軸受部材１３の湾曲した摺動面と点接触で摺動する構成となるため、摺動時の摩擦抵抗を軽減し、摩擦時の騒音を軽減することなどが可能となる。また、当該摺動部分における潤滑油の使用量を減少させることなどが可能となる。

上記実施形態のギヤドモータ１では、軸受部材１３が樹脂で形成された構成としている。この構成により、遊星歯車機構２０Ａの摩耗を効果的に軽減させるとともに、軸受部材１３を加工しやすい形状で構成することなどが可能となる。

本発明のギヤドモータ１は、スマートフォン、タブレット機器、またはノートＰＣなどの携帯型電子機器に特に有用に適用される。このような電子機器では、ギヤドモータ１の遊星歯車機構２０Ａと軸受部材１３との間の摩擦を軽減可能な構成となり、摩擦により摩耗、振動、及び騒音を軽減した構成にすることなどが可能となる。これにより、静音、高耐久の、ギヤドモータ１を備える電子機器を構成することができる。

＜３．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。

実施形態のギヤドモータ１では、モータ部１０がステッピングモータである構成例について説明したが、モータ部１０はステッピングモータ以外のモータであってもよい。

実施形態のギヤドモータ１では、遊星歯車機構２０Ａが１段で構成されていたが、２段以上の遊星歯車機構を有する構成としてもよい。

１…ギヤドモータ
１０…モータ部
１１…回転軸
１２…枠体
１３…軸受部材
１３Ａ…円筒部
１３Ｂ…壁部
１３Ｃ…係合部
１３Ｄ…摺動面
１４…固定部材
１４Ａ…脚部
１４Ｂ…円環部
１５…入力端子
２０…ギヤ部
２０Ａ…遊星歯車機構
２１…出力軸
２１Ａ…出力歯車
２２…入力太陽歯車
２３…遊星歯車
２４…キャリア
２４Ａ…キャリアピン
２８…ギヤケース
２８Ａ…被係合部
２８Ｂ…開口部
２８Ｃ…固定内歯車

Claims

回転軸を有するモータ部と、
出力軸を有する遊星歯車機構を備えたギヤ部と、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、前記回転軸の軸対称位置に複数設けられた係合部を備え、
前記ギヤ部は、遊星歯車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、
前記軸受部材は、前記遊星歯車機構と対向し、前記遊星歯車機構を支持する摺動面が湾曲している、
ギヤドモータ。
前記ギヤ部は、前記摺動面上を線摺動する遊星歯車を備える、
請求項１に記載のギヤドモータ。
前記軸受部材は樹脂で形成されている、
請求項１または請求項２に記載のギヤドモータ。
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のギヤドモータを備える電子機器。