JP7640289B2 - ギヤモータ - Google Patents

Description

本開示は、ギヤモータに関する。

特許文献１は、モータと減速機を備えるギヤモータを開示する。このギヤモータは、モータによって回転させられるロータ軸と減速機の入力軸とが一体化された軸体を備えている。

特開２０１９－９７３６４号公報

特許文献１の軸体は、入力軸とロータ軸の両方が金属によって一体成形されている。本願発明者は、軸体の軽量化を図るうえで、特許文献１の開示技術に関して改良の余地があるとの認識を得た。

本開示の目的の１つは、軸体の軽量化を図ることができるギヤモータを提供することにある。

本開示のギヤモータは、モータと減速機を備えるギヤモータであって、前記モータによって回転させられるロータ軸と減速機の入力軸とが一体化された軸体を備え、前記軸体は、樹脂系素材により構成された樹脂部分と、金属系素材により構成された金属部分とが一体化された構成である。

本開示によれば、軸体の軽量化を図ることができる。

第１実施形態のギヤモータの側面断面図である。 第１実施形態の軸体を周辺構造とともに示す斜視図である。 第１実施形態の軸体を周辺構造とともに示す側面断面図である。 図３のＡ－Ａ端面図である。 図３の矢視Ｂから軸体を見た図である。 第１実施形態の軸体の成形方法を説明するための図である。

以下、実施形態を説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各図面では、説明の便宜のため、適宜、構成要素を省略、拡大、縮小する。図面は符号の向きに合わせて見るものとする。

図１を参照する。ギヤモータ１０は、第１相手部材１２と第２相手部材１４を連結する。ギヤモータ１０は、第１相手部材１２に対して第２相手部材１４を相対回転させることができる。本実施形態のギヤモータ１０は、産業用ロボットの関節部に組み込まれる。本実施形態の第１、第２相手部材１２、１４は、多関節アームのベース部材及びアーム部材の何れかによって構成される。

ギヤモータ１０は、モータ１６と、モータ１６によって回転させられるロータ軸１８と、ロータ軸１８の回転を減速する減速機２０と、ロータ軸１８と減速機２０の入力軸４２とが一体化された軸体２２と、を備える。この他に、ギヤモータ１０は、減速機２０の減速機構４４及びモータ１６を収容するハウジング２４と、軸体２２の回転を検出する検出器２６と、軸体２２を制動するブレーキ２８と、軸体２２の外周部に配置される複数の軸受３０、３２、３４と、を備える。第１相手部材１２は、ねじ等を用いてハウジング２４に一体化され、第２相手部材１４は、ねじ等を用いて減速機２０のキャリヤ４６に一体化される。

以下、軸体２２の回転中心線ＣＬに沿った方向を軸方向Ｘといい、その回転中心線ＣＬを中心とする円の円周方向、半径方向をそれぞれ「周方向」、「径方向」という。また、軸方向Ｘにおいてモータ１６から減速機２０に向かう側（図１の左側）を負荷側といい、それとは軸方向Ｘの反対側（図１の右側）を反負荷側という。

モータ１６は、ハウジング２４のモータハウジング６０に固定されるステータ３６と、ロータ軸１８と一体的に回転するロータ３８と、を備える。本実施形態のロータ３８は、永久磁石ロータである。このロータ３８は、複数の金属板４０ａ（例えば、電磁鋼板等）を積層した積層体からなるロータコア４０と、ロータコア４０のスロット内に配置される永久磁石（不図示）とを備える。ロータ軸１８は、モータ１６を軸方向Ｘに貫通している。

減速機２０は、ロータ軸１８の回転が入力される入力軸４２と、入力軸４２の回転を減速する減速機構４４と、を備える。この他に、減速機２０は、減速機構４４に対して軸方向負荷側に配置されるキャリヤ４６と、減速機構４４を収容する減速機ハウジング４８と、減速機構４４から減速された回転を取り出す出力部材５０と、を備える。

本実施形態の減速機構４４は、入力軸４２によって外歯歯車５２を撓み変形させることで外歯歯車５２及び内歯歯車５６の一方を自転させ、その自転成分を出力部材５０によって取り出す撓み噛み合い型歯車機構である。本実施形態の減速機構４４は、減速機ハウジング４８に対する相対回転が拘束された第１内歯歯車５４と、減速機ハウジング４８に対して相対回転可能な第２内歯歯車５６を用いた、筒型の撓み噛み合い型歯車機構である。

入力軸４２は、入力軸４２が回転したときに、減速機構４４の歯車（外歯歯車５２）を駆動する歯車駆動部５８を備える。撓み噛み合い型歯車機構に用いられる入力軸４２の歯車駆動部５８は、軸方向Ｘに直交する断面において、楕円状をなす。歯車駆動部５８は、駆動対象となる減速機構４４の歯車５２と径方向に重なる位置に設けられる。

減速機構４４は、入力軸４２の外周側に配置される外歯歯車５２と、外歯歯車５２と噛み合う第１、第２内歯歯車５４、５６とを備える。外歯歯車５２は、入力軸４２の歯車駆動部５８と外歯歯車５２との間に配置される歯車軸受３０を介して、入力軸４２に回転自在に支持される。本実施形態の外歯歯車５２は可撓性を持ち、入力軸４２が回転したとき、その歯車駆動部５８に合わせた楕円状をなすように撓み変形させられる。

第１内歯歯車５４は、反負荷側に配置される。第２内歯歯車５６は、負荷側に配置される。第１内歯歯車５４は、外歯歯車５２の外歯数とは異なる内歯数を持ち、第２内歯歯車５６は、外歯歯車５２の外歯数と同数の内歯数を持つ。本実施形態の減速機構４４は、入力軸４２が一回転する毎に、外歯歯車５２と第１内歯歯車５４との歯数差に応じた速度で、第２内歯歯車５６とともに外歯歯車５２が自転する。

本実施形態の減速機ハウジング４８は、第１内歯歯車５４を兼ねる第１ハウジング部材４８Ａと、第２内歯歯車５６に対して径方向外側に配置される第２ハウジング部材４８Ｂと、を備える。第１ハウジング部材４８Ａと第２ハウジング部材４８Ｂはねじ等によって互いに一体化される。減速機ハウジング４８と第２内歯歯車５６との間には主軸受５９が配置される。

本実施形態の出力部材５０はキャリヤ４６であり、減速機構４４から取り出した回転を第２相手部材１４に出力する。この他にも、出力部材５０は、減速機ハウジング４８としてもよい。

ハウジング２４は、減速機構４４を収容する前述の減速機ハウジング４８と、モータ１６を収容するモータハウジング６０と、を備える。減速機ハウジング４８は、ボルト等を用いてモータハウジング６０と一体化される。

本実施形態の検出器２６は、ロータリーエンコーダである。検出器２６は、軸体２２と一体的に回転可能な被検出部材６２と、被検出部材６２を検出可能なセンサ６４とを備える。被検出部材６２はエンコーダディスクであり、センサ６４は、例えば、光学センサ又は磁気センサである。検出器２６は、センサ６４によって被検出部材６２を検出することで、軸体２２の回転を検出可能である。本実施形態の被検出部材６２は、軸体２２の反負荷側端部２２ａに配置される。センサ６４は、被検出部材６２に対して軸方向Ｘに対向する位置に配置される。本実施形態のセンサ６４は、モータ１６の制御に用いられる回路基板６６に搭載される。回路基板６６は、基板ホルダ６８を介してモータハウジング６０に取り付けられる。

ブレーキ２８は、モータ１６に対して負荷側に設けられる。ブレーキ２８は、モータ１６と減速機２０との間に設けられる。ブレーキ２８は、軸体２２に取り付けられるブレーキロータ７０と、ブレーキロータ７０を制動するブレーキ機構７２と、ブレーキ機構７２を搭載するブレーキ本体７４とを備える。本実施形態のブレーキ２８はディスクブレーキである。ブレーキ機構７２は、例えば、コイルとばねとの組み合わせである。ブレーキ機構７２は、複数の摩擦部材７６の間にブレーキロータ７０を挟み込むことによって、摩擦部材７６の摩擦によって、ブレーキロータ７０とともに軸体２２を制動可能である。

複数の軸受３０、３２、３４は、軸体２２の歯車駆動部５８によって駆動される減速機構４４の歯車（外歯歯車５２）と軸体２２との間に配置される歯車軸受３０を含む。この他に、複数の軸受３０、３２、３４は、歯車軸受３０に対して軸方向Ｘに間を空けて設けられる入力軸受３２、３４とを含む。本実施形態の歯車軸受３０は、複数の内歯歯車５４、５６に対応して個別に設けられ、その対応する内歯歯車５４、５６の内側に配置される。本実施形態の入力軸受３２、３４は、歯車軸受３０に対して軸方向反負荷側に設けられる第１入力軸受３２と、歯車軸受３０に対して軸方向負荷側に設けられる第２入力軸受３４とを含む。

本実施形態の歯車軸受３０は、いわゆる起振体軸受である。歯車軸受３０は、ころ軸受等の転がり軸受である。歯車軸受３０は、ころ等の複数の転動体７８と、複数の転動体７８を保持するリテーナ８０と、を備える。本実施形態の歯車軸受３０は、専用の内輪を備えていない。この代わりに、軸体２２の外周部（後述する歯車軸受配置部９０）が内輪の機能を果たす。歯車軸受３０は、内輪と同様、専用の外輪を備えておらず、外歯歯車５２の内周部が外輪の機能を果たす。この他にも、歯車軸受３０は、専用の外輪、内輪を備えていてもよい。

第１入力軸受３２は、ハウジング２４と軸体２２との間に配置される。第２入力軸受３４は、キャリヤ４６と軸体２２との間に配置される。第１、第２入力軸受３４は、玉軸受等の転がり軸受である。

図２、図３を参照する。図２ではロータ３８を模式的に示す。また、図２では、説明の便宜から、後述する金属部分１０６にドットパターンを付す。軸体２２は、軸体２２を軸方向Ｘに貫通するホロー部８２を備える。軸体２２は、検出器２６の構成部品となる被検出部材６２を配置する検出器配置部８４と、ロータ３８を配置するロータ配置部８６とを備える。この他に、軸体２２は、ブレーキ２８の構成部品となるブレーキロータ７０を配置するブレーキ配置部８８と、軸受３０、３２、３４を配置する複数の軸受配置部９０、９２、９４と、を備える。

本実施形態の検出器配置部８４は、軸体２２の反負荷側端部２２ａに設けられる。ロータ配置部８６、ブレーキ配置部８８は、軸体２２においてロータ軸１８となる箇所の外周部に設けられる。軸受配置部９０、９２、９４は、軸体２２において入力軸４２となる箇所の外周部に設けられる。

ブレーキ配置部８８は、周方向に間隔を空けて設けられる複数の凸部８８ａを備える。複数の凸部８８ａは雄スプラインを構成する。ブレーキロータ７０は、ブレーキロータ７０の内周部に設けられる雌スプライン７０ａを備える。ブレーキロータ７０は、複数の凸部８８ａがなす雄スプラインに対する雌スプライン７０ａの嵌め合いによって、軸方向Ｘに移動可能にブレーキ配置部８８に固定される。ブレーキ配置部８８に対するブレーキロータ７０の固定手段は、特に限定されず、例えば、スプラインを用いない圧入を伴う嵌め合いを用いてもよい。

軸受配置部９０、９２、９４は、歯車軸受３０に対応する歯車軸受配置部９０と、第１入力軸受３２に対応する第１入力軸受配置部９２と、第２入力軸受３４に対応する第２入力軸受配置部９４とを含む。軸受配置部９０、９２、９４には、軸受配置部９０、９２、９４に対応する軸受３０、３２、３４が配置される。

歯車軸受配置部９０は、軸体２２の歯車駆動部５８の外周部に設けられる。本実施形態の歯車軸受配置部９０は、歯車軸受３０の転動体７８が転動する転動面９１を備える。入力軸受配置部９２，９４は、歯車軸受３０に対して軸方向Ｘにずれた位置に設けられる。第１入力軸受配置部９２には、第１入力軸受３２の内輪が配置される。第１入力軸受３２の内輪は、圧入を伴う嵌め合い等を用いて、第１入力軸受配置部９２に固定される。第２入力軸受配置部９４には、第２入力軸受３４の内輪が配置される。第２入力軸受３４の内輪は、圧入を伴う嵌め合い等を用いて、第２入力軸受配置部９４に固定される。

なお、軸体２２は、止め輪９６を配置する溝状の止め輪配置部９８を備える。止め輪９６は、第１入力軸受３２の内輪の軸方向移動を規制する。止め輪配置部９８は、第１入力軸受配置部９２に対して軸方向負荷側に設けられる。

軸体２２は、モータ１６内から減速機２０内に至る軸本体部１００と、減速機２０内において軸本体部１００の外周部分に配置される入力軸構成部１０２とを備える。軸本体部１００は、軸体２２の反負荷側端部２２ａから負荷側端部２２ｂまでの範囲で連続している。軸本体部１００には、検出器配置部８４、ロータ配置部８６、ブレーキ配置部８８が設けられる。入力軸構成部１０２は、入力軸４２の外周部分を構成している。入力軸構成部１０２には、複数の軸受配置部９０、９２、９４が設けられる。

軸体２２は、樹脂系素材により構成された樹脂部分１０４と、金属系素材により構成された金属部分１０６とが一体化された構成である。ここでの樹脂系素材は、樹脂を主材とする素材をいう。ここで用いられる樹脂は、例えば、汎用エンジニアプラスチック、特殊エンジニアプラスチック等である。汎用エンジニアプラスチックの場合、例えば、ポリアミド（例えば、ＰＡ４６）、ポリアセタール等が用いられる。樹脂系素材には、主材となる樹脂と他素材との複合材料も含まれる。この複合材料とは、例えば、炭素繊維強化樹脂、ガラス繊維強化樹脂等である。ここでの金属系素材は、金属を主材とする素材をいう。ここで用いられる金属は、例えば、鋳鉄、鋼等の鉄系材料、アルミニウム合金等のアルミニウム系材料である。

一般に、樹脂の密度は金属の密度と比べて小さくなる。樹脂部分１０４を構成する樹脂系素材の密度［ｋｇ／ｍ^３］は、金属部分１０６を構成する金属系素材の密度［ｋｇ／ｍ^３］よりも小さくなるともいえる。

また、一般に、金属の耐摩耗性は樹脂の耐摩耗性と比べて小さくなる。金属部分１０６を構成する金属系素材の比摩耗量は、樹脂部分１０４を構成する樹脂系素材の比摩耗量よりも小さいともいえる。ここでの比摩耗量は、言及している対象部分に対して別の相手部材を摺動させる摩耗試験によって得ることができる。この摩耗試験は、言及している対象部分から切り出したサンプルの被摺動面上で相手部材を摺動させたときの摩耗量を測定することで行われる。比摩耗量［ｍｍ^２／ｋｇｆ］は、被摺動面に垂直に付与される荷重［ｋｇｆ］、その荷重を被摺動面に付与した状態で相手部材を摺動させたときの摺動距離［ｍｍ］、その摺動によるサンプルの摩耗量［ｍｍ^３］を用いて、次の式（１）により表される。金属部分１０６の比摩耗量と樹脂部分１０４の比摩耗量とは同じ摺動条件のもとで行った摩耗試験によって得る。この「同じ摺動条件」とは、サンプルの被摺動面や相手部材の表面粗さ、相手部材の材料が同じで、かつ、潤滑剤の有無、組成等の潤滑条件が同じことを意味する。
比摩耗量＝摩耗量／（摺動距離×荷重） ・・・ （１）

樹脂部分１０４は、射出成形によって得ることができる射出成形品である。詳しくは、樹脂部分１０４は、後述のように、金属部分１０６をインサート品としてインサート成形によって得ることができるインサート成形品の一部となる。金属部分１０６は、切削加工、鋳造加工等の金属加工によって得ることができる金属加工品である。

樹脂部分１０４は、軸体２２の軸本体部１００を構成する。樹脂部分１０４は、軸本体部１００と同様、検出器配置部８４、ロータ配置部８６、ブレーキ配置部８８を構成する。樹脂部分１０４は、軸体２２において金属部分１０６以外の箇所を構成する。

金属部分１０６は、減速機２０内において軸体２２の外周部分を構成する。金属部分１０６は、軸体２２の入力軸構成部１０２を構成するともいえる。金属部分１０６は、少なくとも歯車駆動部５８の外周部分、つまり、歯車軸受配置部９０を構成する。歯車軸受配置部９０の転動面９１は、金属部分１０６によって構成されることになる。本実施形態の金属部分１０６は、この他に、一対の入力軸受配置部９２、９４も構成する。金属部分１０６は、減速機２０に使用される軸受３０、３２、３４を配置する軸受配置部９０、９２、９４を構成することになる。金属部分１０６は、第１入力軸受配置部９２から第２入力軸受配置部９４までの軸方向範囲において軸体２２の外周部を構成する。

金属部分１０６、ロータ３８、検出器２６の構成部品１０８である被検出部材６２は、樹脂部分１０４にインサート成形により一体化されている。軸体２２は、金属部分１０６、ロータ３８、構成部品１０８をインサート品として、インサート成形により樹脂部分１０４と一体化した一体成形品であるともいえる。

インサート成形によりロータ３８を樹脂部分１０４に一体化する場合、樹脂部分１０４の一部を複数の金属板４０ａの間の微少な隙間に入り込ませることができる。この隙間は、ロータコア４０の内周部において複数の金属板４０ａの間に形成される。これにより、ロータコア４０と樹脂部分１０４の軸方向Ｘでの接合強度の向上を図ることができる。

図２～図４を参照する。金属部分１０６は、入力軸４２の外周部分を構成する外側筒状部１１０を備える。外側筒状部１１０の外周部には前述の軸受配置部９０、９２、９４が設けられる

樹脂部分１０４は、外側筒状部１１０の内側に配置される内側筒状部１１２を備える。内側筒状部１１２は全体として筒状をなす。外側筒状部１１０と内側筒状部１１２は、軸体２２において径方向に厚みを持った単数の筒状部位を構成する。

外側筒状部１１０は、外側筒状部１１０の内周部分に設けられ、径方向内側に突き出る金属凸部１１４を備える。本実施形態の金属凸部１１４は周方向に間隔を空けて複数設けられる。本実施形態の金属凸部１１４は軸方向Ｘに延びる突条である。

内側筒状部１１２は、金属凸部１１４が嵌まり込む樹脂凹部１１８を備える。樹脂凹部１１８は、内側筒状部１１２の外周部分から径方向内側に向けて窪む凹状をなす。樹脂凹部１１８は、金属凸部１１４のそれぞれに対応して個別に設けられ、周方向に間隔を空けて複数設けられる。本実施形態の樹脂凹部１１８は、軸方向に延びる溝状であり、突条である金属凸部１１４が軸方向の全範囲で嵌まり込んでいる。

本実施形態の樹脂凹部１１８は内側筒状部１１２を径方向に貫通する貫通孔を構成し、金属凸部１１４は樹脂凹部１１８を径方向に貫通している。これにより、金属凸部１１４の内周側部分は軸体２２のホロー部８２に露出し、ホロー部８２の内周部分を構成する。本実施形態の金属凸部１１４の内周面と内側筒状部１１２の内周面とは面一となるように設けられる。これにより、金属凸部１１４と内側筒状部１１２は、滑らかに連続するホロー部８２の内周面を形成する。

図５を参照する。本実施形態の樹脂部分１０４は、検出器２６の構成部品１０８と当たることでずれを規制するずれ規制部１２０を備える。本実施形態のずれ規制部１２０は、検出器配置部８４に設けられた凸部である。本実施形態のずれ規制部１２０は、構成部品１０８と周方向に当たることで周方向でのずれを規制可能である。この他にも、ずれ規制部１２０は、構成部品１０８に対して軸方向反負荷側に当たることで軸方向Ｘでのずれを規制してもよい。

図６（ａ）を参照する。成形装置１３０を用いた軸体２２のインサート成形方法の一例を説明する。

まず、成形装置１３０を説明する。成形装置１３０は、軸体２２に対応した形状のキャビティ１３２を形成する複数の成形型１３４Ａ、１３４Ｂを備える。複数の成形型１３４Ａ、１３４Ｂは、樹脂部分１０４における外周部分を成形する第１成形型１３４Ａと、樹脂部分１０４における内周部分を成形可能な第２成形型１３４Ｂとを含む。なお、成形型１３４Ａ、１３４Ｂの数は特に限定されず、三つ以上でもよい。

次に、インサート成形方法を説明する。まず、図６（ａ）に示すように、複数の成形型１３４Ａ、１３４Ｂを型閉じすることで、軸体２２を成形するためのキャビティ１３２を形成する。このとき、インサート品となる金属部分１０６、ロータ３８、検出器２６の構成部品１０８を予め成形型１３４Ａ、１３４Ｂ内に配置しておく。

次に、図６（ｂ）に示すように、キャビティ１３２内に溶融状態の樹脂１３６を流し込み、その樹脂１３６を硬化させる。これにより、樹脂部分１０４とインサート品（金属部分１０６等）が一体化された軸体２２を得ることができる。

次に、図６（ｃ）に示すように、複数の成形型１３４Ａ、１３４Ｂを型開きして、成形品としての軸体２２を脱型する。このとき、例えば、第１成形型１３４Ａを負荷側（図中上側）に向かう方向Ｐａに動かすことで型開きし、軸体２２を方向Ｐａに動かすことで第２成形型１３４Ｂから脱型する。

以上のギヤモータ１０の効果を説明する。

軸体２２は、樹脂部分１０４と金属部分１０６とが一体化されている。よって、金属部分１０６のみによって軸体２２を構成する場合と比べ、軸体２２を軽量化できる。

一般に、射出成形等の樹脂成形は、切削加工等の金属加工と比べて、製造コスト、製造時間において有利である。軸体２２の一部は樹脂部分１０４によって構成される。よって、本実施形態によれば、金属部分１０６のみによって軸体２２を構成する場合と比べ、製造コストの削減、製造時間の短縮を図ることができる。

旋盤等の切削機械において金属加工をする場合、チャックによりチャッキングした状態でワークを切削する。この場合、加工プロセス毎に加工条件が変化するプロセスばらつきが生じる。ここでの加工条件とは、例えば、ワークの寸法や、チャッキングの仕方（ワークに対するチャッキングの位置等）である。この金属加工時のプロセスばらつきに起因して、成形品の寸法精度のばらつきが大きくなってしまう。

これに対して、樹脂部分１０４を射出成形によって得る場合、成形型の形状が樹脂部分１０４に転写される。このため、成形型の寸法精度を確保しておけば、樹脂部分１０４の寸法精度は成形型の寸法精度と同程度となり、金属加工のようなプロセスばらつきが生じない。よって、本実施形態によれば、金属部分１０６のみによって軸体２２を構成する場合と比べ、軸体２２の一部（樹脂部分１０４）の寸法精度を容易に確保することができる。

減速機構４４が作動するとき、減速機２０内において軸体２２の外周部分には大荷重が作用する。詳しくは、軸体２２の外周部分（歯車軸受配置部９０）に減速機構４４から曲げ力が大荷重として入力される。これと同時に、曲げ力の反力が軸体２２の入力軸受配置部９２、９４に入力軸受３２、３４から作用する。このように、減速機２０内において軸体２２の外周部分（軸受配置部９０、９２、９４）には大荷重が作用するため、大荷重に耐えるための強度が要求される。

金属部分１０６は、減速機２０内において軸本体部１００の外周部分に配置される。よって、前述の大荷重を金属部分１０６によって受けることができる。このため、金属部分１０６によって強度を要求される箇所での耐久性を確保しつつ、樹脂部分１０４によって軸体２２の軽量化を図ることができる。

軸体２２は、大荷重が入力される軸受配置部９０、９２、９４を金属部分１０６によって構成している。よって、金属部分１０６によって、特に強度を要求される箇所での耐久性を確保しつつ、樹脂部分１０４によって軸体２２の軽量化を図ることができる。

転動体７８が転動する転動面９１では耐摩耗性を要求される。軸体２２は、このような耐摩耗性を要求される箇所を金属部分１０６によって構成している。よって、金属部分１０６によって転動面９１での耐摩耗性を確保しつつ、樹脂部分１０４によって軸体２２の軽量化を図ることができる。

樹脂部分１０４は、検出器配置部８４、ロータ配置部８６、ブレーキ配置部８８を構成する。これらは、減速機２０の入力軸４２となる部分と比べて大荷重が付与され難い。このような大荷重が付与され難い箇所を樹脂部分１０４によって構成することで、合理的に軽量化を図ることができる。

樹脂部分１０４は複数の凸部８８ａを備えるブレーキ配置部８８を構成する。よって、複数の凸部８８ａを切削加工等によって金属部分１０６に成形する場合と比べ、その加工費を抑えることができる。

金属部分１０６の外側筒状部１１０は金属凸部１１４を有し、樹脂部分１０４の内側筒状部１１２は、金属凸部１１４が嵌まり込む樹脂凹部１１８を有する。金属凸部１１４と樹脂凹部１１８とによって、金属部分１０６と樹脂部分１０４の周方向及び軸方向での接触面積を増やすことができる。ひいては、金属部分１０６と樹脂部分１０４の間で接合強度の向上を図ることができる。

金属部分１０６、ロータ３８、検出器２６の構成部品１０８は、樹脂部分１０４にインサート成形により一体化されている。よって、これらと樹脂部分１０４を一体化するうえで、これらと樹脂部分１０４の組み立て作業を不要にできる。ひいては、組み立て時に生じる組み立てばらつきの影響を排除でき、これらと樹脂部分１０４の相対位置に関して位置精度を確保し易くなる。

軸体２２とロータ３８の組み立て作業が必要となる場合、ロータ３８の位置精度を確保するために、ロータ３８の内周部に関して高い寸法精度を確保するための加工が必要となる。これに対して、インサート成形を用いる場合、組み立て作業が不要となるため、ロータ３８の寸法精度を確保するための加工を不要にできる利点もある。

各構成要素の他の変形形態を説明する。

ギヤモータ１０の用途は特に限定されない。ギヤモータ１０は、例えば、産業用ロボット以外にも、ＡＧＶ等の自動搬送台車に用いられてもよい。

モータ１６の種類は特に限定されない。モータ１６は、例えば、実施形態のように、永久磁石を用いた永久磁石モータの他に、誘導モータ、リラクタンスモータ等でもよい。ロータ３８は、かご形ロータ、巻線ロータ等でもよい。いずれの場合もロータ３８は積層体からなるロータコア４０を備えていてもよい。この他にも、ロータコア４０は、金属製ブッシュによって構成されてもよい。この他にも、ロータ３８は、ロータコア４０のないコアレスロータでもよい。

減速機構４４の具体例は特に限定されない。減速機構４４は、撓み噛み合い型歯車機構の他にも、例えば、偏心揺動型歯車機構、遊星歯車機構、直交軸歯車機構、平行軸歯車機構等でもよい。撓み噛み合い型歯車機構の場合、その具体例は特に限定されない。筒型の他にも、例えば、カップ型、シルクハット型でもよい。減速機構４４を偏心揺動型歯車機構とする場合、軸体２２の歯車駆動部５８は回転中心線に対して偏心する偏心部によって構成される。

ギヤモータ１０は、検出器２６を備えなくともよい。検出器２６は、回転検出器に限定されず、例えば、圧力検出器、温度検出器等でもよい。検出器２６は、回転検出器を構成する場合、その具体例は特に限定されず、ホールＩＣ等でもよい。軸体２２の検出器配置部８４に配置される検出器２６の構成部品１０８も特に限定されない。

ギヤモータ１０は、ブレーキ２８を備えなくともよい。ブレーキ２８の具体例は、ディスクブレーキに限定されず、例えば、ドラムブレーキ等でもよい。ブレーキ２８の配置位置は特に限定されない。たとえば、ブレーキ２８は、モータ１６に対して反負荷側に配置されてもよい。

樹脂部分１０４は、軸本体部１００を構成し、金属部分１０６は、減速機２０内において軸本体部１００の外周部分に配置される例を説明した。この他にも、金属部分１０６は軸本体部１００を構成し、樹脂部分１０４は減速機２０内において軸本体部１００の外周部分に配置されてもよい。この他にも、樹脂部分１０４及び金属部分１０６の一方によってロータ軸１８を構成し、それらの他方によって入力軸４２を構成してもよい。いずれにしても、軸体２２は、樹脂部分１０４と金属部分１０６とが一体化された構成であればよく、各部分１０４、１０６の具体的な位置は特に限定されない。

金属部分１０６は、複数の軸受配置部９０、９２、９４の全てを構成する例を説明した。この他にも、金属部分１０６は、このうちの一つのみを構成していてもよい。この他にも、金属部分１０６は、軸受配置部９０、９２、９４以外の箇所で、減速機２０内において軸本体部１００の外周部分に配置されていてもよい。

歯車軸受配置部９０は転動面９１を構成していなくともよい。これは、例えば、歯車軸受３０が専用の内輪を備え、歯車軸受配置部９０に歯車軸受３０の内輪が配置される場合を想定している。この他にも、入力軸受配置部９２、９４は、入力軸受３２、３４の転動体が転動する転動面を構成していてもよい。

軸体２２の検出器配置部８４、ロータ配置部８６、ブレーキ配置部８８は樹脂部分１０４によって構成される例を説明した。これらのうちの一つ又は全部を金属部分１０６によって構成してもよい。

外側筒状部１１０は金属凸部１１４を備えず、内側筒状部１１２は樹脂凹部１１８を備えなくともよい。金属凸部１１４と樹脂凹部１１８の数は特に限定されない。例えば、金属凸部１１４と樹脂凹部１１８とは一つずつのみであってもよい。

金属部分１０６の外側筒状部１１０は入力軸４２の外周部分を構成する例を説明したが、その軸体２２での位置は特に限定されない。外側筒状部１１０は、例えば、ロータ軸１８の外周部分を構成してもよい。

樹脂凹部１１８は、内側筒状部１１２を径方向に貫通しない有底孔を構成してもよい。これは、例えば、径方向内側に底部を持つ有底孔によって樹脂凹部１１８を構成する場合を想定している。

金属部分１０６は、樹脂部分１０４にインサート成形されることで一体化される例を説明した。金属部分１０６と樹脂部分１０４を一体化する手段は特に限定されない。金属部分１０６と樹脂部分１０４は、例えば、嵌め合い、接着、スナップフィット等によって一体化されてもよい。ロータ３８と樹脂部分１０４の間でも同様のことがいえる。検出器２６の構成部品１０８と樹脂部分１０４の間でも同様のことがいえる。金属部分１０６、ロータ３８、構成部品１０８のうちの一部を樹脂部分１０４にインサート成形により一体化し、残りをインサート成形以外の手段により樹脂部分１０４に一体化してもよい。

以上の実施形態及び変形形態は例示に過ぎない。これらを抽象化した技術的思想は、実施形態及び変形形態の内容に限定的に解釈されるべきではない。実施形態及び変形形態の内容は、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。前述の実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態」との表記を付して強調している。しかしながら、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

１０…ギヤモータ、１６…モータ、１８…ロータ軸、２０…減速機、２２…軸体、２６…検出器、２８…ブレーキ、３０、３２、３４…軸受、３８…ロータ、４２…入力軸、７８…転動体、８４…検出器配置部、８６…ロータ配置部、８８…ブレーキ配置部、８８ａ…凸部、９０、９２、９４…軸受配置部、９１…転動面、１００…軸本体部、１０２…入力軸構成部、１０４…樹脂部分、１０６…金属部分、１１０…外側筒状部、１１２…内側筒状部、１１４…金属凸部、１１８…樹脂凹部。

Claims (9)

1. モータと減速機を備えるギヤモータであって、
   前記モータによって回転させられるロータ軸と前記減速機の入力軸とが一体化された軸体を備え、
   前記軸体は、樹脂系素材により構成された樹脂部分と、金属系素材により構成された金属部分とが一体化された構成であり、
   前記樹脂部分は、前記モータ内から前記減速機内に至る軸本体部を構成し、
   前記金属部分は、前記減速機内において前記軸本体部の外周部分に配置され、
   前記樹脂部分は、その外周部分において前記モータのロータが配置されるロータ配置部を構成し、
   前記ロータは、前記樹脂部分にインサート成形により一体化されているギヤモータ。
2. 前記金属部分は、前記減速機に使用される軸受が配置される軸受配置部を構成する請求項１に記載のギヤモータ。
3. 前記金属部分は、前記軸受の転動体が転動する転動面を構成する請求項２に記載のギヤモータ。
4. 前記金属部分は、前記軸受の内輪が配置される前記軸受配置部を構成する請求項２に記載のギヤモータ。
5. 前記樹脂部分は、ブレーキを配置するブレーキ配置部を構成する請求項１から４のいずれか１項に記載のギヤモータ。
6. 前記ブレーキ配置部は、周方向に間隔を空けて設けられる複数の凸部を備える請求項５に記載のギヤモータ。
7. 前記樹脂部分は、検出器の構成部品を配置する検出器配置部を構成し、
   前記構成部品は、前記樹脂部分にインサート成形により一体化されている請求項１から６のいずれか１項に記載のギヤモータ。
8. 前記金属部分は、外側筒状部を備え、
   前記樹脂部分は、前記外側筒状部の内側に配置される内側筒状部を備え、
   前記外側筒状部は、径方向内側に突き出る金属凸部を備え、
   前記内側筒状部は、前記金属凸部が嵌まり込む樹脂凹部を備える請求項７に記載のギヤモータ。
9. 前記金属部分は、前記樹脂部分にインサート成形により一体化されている請求項１から８のいずれか１項に記載のギヤモータ。

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