JPH09107658A

JPH09107658A - ギヤ付き小型モータ

Info

Publication number: JPH09107658A
Application number: JP28673795A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nagai; 敦永井; Ryuhei Wada; 隆平和田
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 1997-04-22
Anticipated expiration: 2015-10-06
Also published as: JP3558311B2

Abstract

(57)【要約】【課題】組み立て易くし、故障を少なくする。【解決手段】ロータ１４の回転を減速ギヤ輪列４を介
して出力軸５に伝達するように構成し、その出力軸５を
樹脂によりギヤ付き出力軸として一体成型により形成す
ると共に、出力軸５を除く減速ギヤ輪列４中にフリクシ
ョン機構を設けている。なお、このギヤ付き小型モータ
は、エアコンディショナーのルーバー駆動等に利用され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ギヤ付きの小型モ
ータに関し、例えばエアコンディショナーの空気吹き出
し口のルーバーを駆動するために用いられるギヤ付きス
テッピングモータ等の小型モータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ギヤ付き小型モータでは、ギ
ヤ輪列内の歯車を保護するため、図８に示すように、出
力軸３１の部分にフリクション機構を設けている。この
フリクション機構は、ＳＵＳ等からなる金属軸３２と、
プレート３３と、歯車部材３４と、板バネ３５と、ブッ
シュ３６とから構成されている。そして、金属軸３２に
係合したプレート３３と板バネ３５との間に歯車部材３
４を挟み込み、金属軸３２とフリクション係合させてい
る。これにより、ルーバー等を操作することによる外部
の強い力が金属軸３２に伝わっても、金属軸３２のみが
回転し歯車部材３４に伝わらないようにし、その歯車部
材３４の歯車部３４ａやその後のギヤ輪列内の歯車を保
護するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
出力軸３１は、部品点数が多く、組み立て効率が悪くな
っている。また、出力軸３１の部分は最もトルクの大き
い部分であり、板バネ３５も弾性力の強いものが必要と
なり、プレート３３も大型のものが必要となっている。
このため、部品が大型化となる一方、板バネ３５による
フリクショントルクの調整が困難となり、フリクション
トルクのバラツキも大きくなり易くなっている。

【０００４】このため、外部の強い力が金属軸３２に伝
わったとき、その力が歯車部材３４およびギヤ輪列にも
伝わり、歯車部３４ａやギヤ輪列内の歯車が欠けること
が生じている。この結果、小型モータの回転力が金属軸
３２に伝わらなくなり、この金属軸３２の回転を受けて
駆動されるエアコンディショナーのルーバー等が動作し
なくなることが生じている。

【０００５】本発明は、組み立て易く、故障が少ないギ
ヤ付き小型モータを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、ロータの回転を減速ギヤ
輪列を介して出力軸に伝達するように構成してなるギヤ
付き小型モータにおいて、出力軸を樹脂によりギヤ付き
出力軸として一体成型により形成すると共に、出力軸を
除く減速ギヤ輪列中にフリクション機構を設けている。

【０００７】また、請求項２記載の発明では、請求項１
記載のギヤ付き小型モータにおいて、出力軸の回転をエ
アコンディショナーのルーバー駆動に連結している。

【０００８】本発明におけるギヤ付き小型モータでは、
ロータの回転は、減速ギヤ輪列を介して出力軸に伝えら
れる。そして、出力軸の回転は、エアコンディショナー
やヒーターのルーバー駆動等に利用される。

【０００９】一方、ルーバーを人が動作させる等をして
出力軸に外部の負荷が加わると、その負荷は出力軸を回
転させ、減速ギヤ輪列に伝わる。このとき、ロータには
ステータとのリラクタンストルクによる位置保持力が働
くため、減速ギヤ輪列の歯車に過負荷が加わり、歯車の
欠け等が生ずる危険がある。しかし、出力軸を除く減速
ギヤ輪列中にフリクション機構があるため、そのフリク
ション機構部分で外部負荷の伝達は切断され、各歯車に
過負荷が加わることはない。また、出力軸は樹脂により
構成しているので、ルーバーを外す等して出力軸が露出
し、人が手で触ったとしても、漏電により感電するとい
うような危険もない。

【００１０】しかも、出力軸を樹脂によりギヤ付きの一
体成型された出力軸としているので、出力軸の組み付け
が簡単で製造効率がアップする。しかも、ＳＵＳなどの
金属よりも軽い樹脂を使うことにより小型モータの重量
も低減でき、取り付けられる機器の軽量化に貢献できる
ものとなる。また、フリクション機構を、外部負荷を直
接受ける出力軸の部分ではなく、その後の減速ギヤ輪列
中に設けているので、フリクション機構を小型化でき、
モータが小型化する。加えて、外部負荷は、増速されて
伝わるため、そのトルクは小さくなり、制御しやすいも
のとなる。このため、フリクショントルクのバラツキを
押さえ易いものとなる結果、歯車の欠け等の発生が減少
し、故障が生じにくい小型モータとなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１から図
６に基づいて説明する。

【００１２】このギヤ付き小型モータ１は、ステータ部
２と、ロータ部３と、減速ギヤ輪列となる歯車伝達機構
４と、出力軸５と、端子部６とから構成されステッピン
グモータである。そして、ステータ部２と歯車伝達機構
４とは、軸方向に隣接して配置される。

【００１３】ステータ部２は、２つのステータの先端部
が交互に入り組むことによって円形状に配置される極歯
７と、この極歯７と軸方向に並んで配置される同様な極
歯８と、極歯７の外周に巻回されるコイル９と、極歯８
の外周に巻回されるコイル１０と、ステータを兼ねる円
筒状ケース１１と、ステータを兼ねるモータ上ケース１
２とから構成されている。なお、コイル９は、コイルボ
ビン９ａを介して、極歯７に巻回され、コイル１０は、
コイルボビン１０ａを介して極歯８に巻回されている。

【００１４】ロータ部３は、ロータ軸１３と、このロー
タ軸１３に回転可能に支持されマグネット１４ａを有す
るロータ１４とから構成される。なお、先に述べたステ
ータ部２とこのロータ部３は、共に従来公知のステッピ
ングモータのステータ部とロータ部の構成と同様となっ
ている。

【００１５】歯車伝達機構４は、ロータ軸１４に形成さ
れるピニオン１４ｂと、このピニオン１４ｂに噛み合う
１番車１５と、この１番車１５と噛み合う２番車１６
と、この２番車１６と噛み合う３番車１７と、この３番
車１７と噛み合う４番車１８と、この４番車１８と噛み
合うように出力軸５に設けられた歯車５ａとからなる。
なお、この歯車伝達機構４は、減速機構となっており、
各歯車１４ｂ，１５，１６，１７，１８，５ａは、それ
ぞれ減速して回転を伝達する構成となっている。

【００１６】また、歯車伝達機構４は、図３の展開図に
示すように、ピニオン１４ｂに噛み合う１番車１５にフ
リクション機構を保有している。このフリクション機構
は、１番車１５を、ピニオン１４ｂと噛み合う歯車部材
１５ａと、２番車１６に噛み合うピニオン部材１５ｂ
と、その両者１５ａ，１５ｂの間に介在するフェルトか
らなる摩擦部材１５ｃと、ピニオン部材１５ｂを歯車部
材１５ａ側に押圧するコイルバネ１５ｄとから構成して
いる。なお、このフリクション機構は２番車や３番車等
の他の歯車部分に設けても良い。この実施の形態では１
番車に設けることにより、すなわち、回転トルクが小さ
い部分に設けることにより摩擦部材１５ｃやコイルバネ
１５ｄを小型のものとできる。

【００１７】出力軸５は、ＳＵＳ等の鉄より軽い樹脂製
で、歯車５ａが一体成型で形成されている。そして、こ
の出力軸５の一端５ｂは、モータ上ケース１２に隣接し
て配設される中地板１９のしぼり加工による円筒部１９
ａに回転可能に支持されている。また、出力軸５の中央
は、平板状ケース２０のしぼり加工により形成された支
持円筒部に同様に回転可能に支持されている。出力軸５
の他端５ｃは、中央に比べ若干細径とされ、他の機器、
例えば、エアコンのルーバー駆動機構等に係合してい
る。

【００１８】端子部６は、２つのコイル９，１０の中間
に配置される端子ピン２１と、この端子ピン２１を挿通
して固着するホルダー部材２２と、このホルダー部材２
２に保持される回路基板２３と、この回路基板２３に電
気的接続するコネクタハウジング２４と、これらの部材
を覆うカバー２５とから構成されている。

【００１９】ここで端子ピン２１は、図１および図４に
示すように、２つのコイルボビン９ａ，１０ａのピン固
定部９ｂ，１０ｂに各３つ挿通固定されている。このピ
ン固定部９ｂ、１０ｂは、互いに対向する部分を波状と
し、それぞれの出っ張り部分を相手の凹部に嵌合させる
ことにより、全体として直方体状となっている。また、
各ピン固定部９ｂ，１０ｂには、ホルダー部材２２の位
置決め穴２２ａに嵌合する位置決めピン９ｃ，１０ｃが
それぞれ設けられている。そして、ピン固定部９ｂ，１
０ｂの形状は、１８０度回転対称になっており、各コイ
ルボビン９ａ，１０ａは全く同一形状となっている。な
お、固定された端子ピン２１が一直線上ではなく、ジグ
ザグ状に配置させたのは、端子ピン２１の電気的絶縁距
離を長くするためである。

【００２０】ホルダー部材２２は、コイルボビン９ａ、
１０ａの位置決めピン９ｃ，１０ｃが嵌合する２つの位
置決め穴２２ａと、端子ピン２１が挿通するジグザグ状
に配置された挿通部２２ｂと、回路基板２３を当接保持
する回路基板保持部２２ｃと、コネクタハウジング２４
を取り付ける取付部２２ｄとを有している。なお、回路
基板保持部２２は、ホルダー部材２２の一面と、その面
側に設けられたブリッジ状でかつ側面断面図でくさび状
のブリッジ部２２ｅとで、回路基板２３を保持する構造
となっている。また、取付部２２ｄは、ピン挿入孔２２
ｆと、くさび状のブリッジ部２２ｅの上部と、コネクタ
ハウジング２４を取り付ける際のガイドとなるガイド部
２２ｇから構成されている。なお、ホルダー部材２２に
は、中地板１９の突起１９ｂが嵌合し、このホルダー部
材２２の位置決めをする位置決め孔２２ｈが設けられて
いる。

【００２１】回路基板２３は、長方形状の平板とされ、
ホルダー部材２２と当接しない面に回路パターン２６が
形成される片面基板となっている。そして、この回路基
板２３は一端側に端子ピン２１が挿通されるジグザグ状
に配置された挿通孔２３ａを有し、他端側には、コネク
タハウジング２４の接続端子２７が半田付けされる回路
パターン２６の接続部２６ａを有している。そして、回
路パターン２６は、図５に示すように挿通孔２３ａと接
続部２６ａをつなぐようなパターンとなっているが、図
５で左端の挿通孔２３ａだけは、右端の挿通孔２３ａに
つながれ、電力供給の際の共通端子、すなわちグランド
となるように形成されている。なお、このグランド端子
となる部分としては、中央の２つの挿通孔２３ａとして
も良く、状況に合わせ適宜変更できる。

【００２２】コネクタハウジング２４は、回路基板２３
と接続する接続端子２７と、ホルダー部材２２のピン挿
通孔２２ｆに入り、このコネクタハウジングの位置決め
をする係合ピン２４ａと、コネクタ（図示省略）の受け
入れ空間となる嵌合部２４ｂとを有している。なお、こ
の実施の形態で示すコネクタハウジング２４は、市販の
いわゆる面実装タイプのものを採用している。

【００２３】カバー２５は、回路基板２３から突出した
端子ピン２１を覆うピンカバー部２５ａと、コネクタハ
ウジング２４を覆うと共にコネクタを挿入できる開口部
２５ｂを有するハウジングカバー部２５ｃとを備えてい
る。そして、円筒状ケース１１の切り欠き部１１ａに嵌
合すると共に、平板状ケース２０に係合し、ステッピン
グモータ１から外れないようにされている。

【００２４】ここで、端子部６の組立について説明す
る。

【００２５】まず、ホルダー部材２２に回路基板２３を
回路基板挿入孔２２ｉに挿入し、ホルダー部材２２に一
面を当接させる。次にコイルボビン９ａ，１０ａに固着
された端子ピン２１がホルダー部材２２の挿通部２２ｂ
と回路基板２３の挿通孔２３ａを貫通するように、ホル
ダー部材２２と回路基板２３とをコイルボビン９ａ，１
０ａに対して組み付ける。このとき、ホルダー部材２２
は、コイルボビン９ａ，１０ａの位置決めピン９ｃ，１
０ｃおよび中地板１９の突起１９ｂにより位置決めがさ
れる。その後、コネクタハウジング２４をホルダー部材
２２に組み付け、接続端子２７を回路基板２３に接着さ
せる。そして、回路基板２３と端子ピン２１との半田付
けを行い、最後にカバー２５を取り付ける。

【００２６】このように構成されるステッピングモータ
１の動作は、次のとおりである。

【００２７】コネクタハウジング２４に外部よりコネク
タ（図示省略）が入れられ、電気接続がされる。そし
て、そのコネクタとコネクタハウジング２４の接続端子
２７を経由して電力がコイル９，１０に供給されると、
ステータ部２のステータと、ロータ１４のマグネット１
４ａとの間に磁気的な相互作用が働き、ロータ１４が回
転する。すると、その回転は、ピニオン１４ｂを含む歯
車伝達機構４を介して減速されながら出力軸５に伝えら
れる。そして、この出力軸５の回転により外部機器、例
えばエアコンディショナーやヒーターのルーバーの開閉
動作を行わせる。

【００２８】なお、外部から出力軸５に強い力が加わっ
た場合、例えばエアコンのルーバーを人が強い力で動作
させるような場合、出力軸５の回転は、ロータ１４側へ
伝えられていく。しかし、ステータ部２とマグネット１
４ａとの間のリラクタンストルクによりロータ１４に
は、その位置を保持しようとする力が働き、ロータ１４
は余程大きな力でないと回転を開始しない。このため、
フリクション機構がないと歯車伝達機構は、そのいずれ
かの歯車部分で、歯の折れ等が生じ動作不良となってし
まう。しかし、この実施の形態では、歯車伝達機構４の
内部にフリクション機構があるため、そのような不良が
生じない。しかも、出力軸５は歯車５ａを一体成型した
ものとなっているので、組み付けが簡単で製造効率がア
ップすると共に低コストでかつ壊れにくく、長寿命のも
のとなっている。

【００２９】以上のような実施の形態では、出力軸５
は、従来のＳＵＳ等の金属軸を有するものに比べ軽量と
なり、この小型モータが取り付けられる機器の軽量化に
寄与する。加えて、摩擦部材１５ｃとしてフェルトを利
用し、ピニオン部材１５ｂをコイルバネ１５ｄで押圧す
る構成としたので、フリクショントルクが一層安定し、
故障が一層生じにくいギヤ付き小型モータとなる。

【００３０】また、フリクション機構を構成する部材
は、ピニオン部材１５ｂを含め計４点で構成されるた
め、部品点数が削減され、組み立て効率がアップする。
しかも、このフリクション機構は、固定軸にコイルバネ
１５ｄやピニオン部材１５ｂ等が単純に挿入される構造
となっているので組み立てが極めて簡単で製造効率がア
ップする。

【００３１】また、この実施の形態では、端子ピン２１
がコイル９，１０の中央に配置され、接続端子２７が歯
車伝達機構４に対してラジアル方向に隣接して配置され
るため、回路基板２３の一端側に端子ピン２１を、他端
側に接続端子２７を配設できるようになる。このため、
半田付け作業は、同方向から行えるようになると共に、
フレキシブル基板等の特殊な基板を用いる必要がなくな
る。

【００３２】また、ホルダー部材２２のコネクタハウジ
ング２４を取り付ける部分が端子ピン２１側にくるほど
厚くなるくさび状のブリッジ部２２ｅとなっているの
で、コネクタハウジング２４を取り付けると、その接続
端子２７は、回路基板２３に自然と当接すると共に、コ
ネクタハウジング２４やコネクタを取り付ける際、端子
ピン２１にぶつかったり、引っかかったりすることが生
じない。

【００３３】なお、上述の実施の形態は、本発明の好適
な実施の形態の例であるが、これに限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変
形実施可能である。例えば、歯車伝達機構４内のフリク
ション機構としては、図７に示すように、２番車１６に
設けても良い。このフリクション機構は、２番車１６
を、１番車１５のピニオン部と噛み合う歯車部材１６ａ
と、この歯車部材１６ａと摩擦係合する摩擦部材１６ｂ
と、この摩擦部材１６ｂと当接する押さえ材１６ｃと、
この押さえ材１６ｃをその先端部で押圧すると共にその
押さえ材１６ｃと一体回転するピニオン部材１６ｄと、
このピニオン部材１６ｄと歯車１６ａとの間におかれ、
両者を弾性付勢する円錐状のコイルバネ１６ｅとから構
成しているものである。なお、歯車部材１６ａは、３ヶ
所の係合部１６ｆを有しており、その係合部１６ｆで摩
擦部材１６ｂと押さえ材１６ｃを係合保持している。こ
のように、２番車１６の部分にフリクション機構を取り
付けると、トルクがある程度小さいことから小型の材料
が使えることおよび１番車の部分に比べ、フリクション
設定範囲の余裕度が増え、調整しやすい等のメリットが
ある。

【００３４】また、上述の実施の形態では、ステッピン
グモータの例を示したが、本発明は、ＡＣ同期モータや
ファンモータ等他の各種の小型モータに適用できる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載のギ
ヤ付き小型モータでは、出力軸を樹脂によりギヤも付い
た一体成型された出力軸としているので、出力軸の組み
付けが簡単で製造効率がアップする。しかも、ＳＵＳな
どの金属よりも軽い樹脂を使うことにより小型モータの
重量も低減でき、取り付けられる機器の軽量化に貢献で
きるものとなる。また、フリクション機構を、外部負荷
を直接受ける出力軸の部分ではなく、その後の減速ギヤ
輪列中に設けているので、フリクション機構を小型化で
き、モータを小型化できる。加えて、外部負荷は、増速
されて伝わるため、ロータに近い程、そのトルクは小さ
くなり、制御しやすいものとなる。このため、フリクシ
ョントルクのバラツキを押さえ易いものとなる結果、歯
車の欠け等の発生が減少し、故障が生じにくい小型モー
タとなる。

【００３６】加えて、請求項２記載の発明では、請求項
１記載のギヤ付き小型モータの出力軸の回転をエアコン
ディショナーのルーバー駆動に利用しているので、人が
度々ルーバーを動かしても減速ギヤ輪列は破損せず故障
が少ないルーバー駆動を提供することができる。また、
出力軸は樹脂により構成しているので、ルーバーを外す
等して出力軸が露出し、人が手で触ったとしても、漏電
により感電するというような危険もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態であるギヤ付き小型モータ
の側面断面図（コネクタハウジングを除く）である。

【図２】図１のギヤ付き小型モータの歯車伝達機構を示
す平面図である。

【図３】図２の歯車伝達機構の側面展開図である。

【図４】図１のギヤ付き小型モータの端子部を説明する
ための図で、ホルダー部材を配置する以前の状態を示す
図である。

【図５】図１のギヤ付き小型モータの端子部を説明する
ための図で、ホルダー部材、回路基板、コネクタハウジ
ングを取り付けた状態を示す図である。

【図６】図１のギヤ付き小型モータに使用されるホルダ
ー部材を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、
（Ｃ）は側面図、（Ｄ）は（Ａ）のＤ−Ｄ断面図であ
る。

【図７】本発明のギヤ付き小型モータに使用される歯車
伝達機構の他の例の側面展開図と、フリクション機構を
矢示Ａ方向から見た部分平面図である。

【図８】従来のギヤ付き小型モータに使用されている出
力軸を示す図である。

【符号の説明】

１ギヤ付き小型モータ２ステータ部３ロータ部４歯車伝達機構（減速ギヤ輪列）５出力軸６端子部７，８極歯９，１０コイル１４ロータ１５１番車１５ａ歯車部材（フリクション機構）１５ｂピニオン部材（フリクション機構）１５ｃ摩擦部材（フリクション機構）１５ｄコイルバネ（フリクション機構）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータの回転を減速ギヤ輪列を介して出
力軸に伝達するように構成してなるギヤ付き小型モータ
において、上記出力軸を樹脂によりギヤ付き出力軸として一体成型
により形成すると共に、上記出力軸を除く上記減速ギヤ
輪列中にフリクション機構を設けたことを特徴とするギ
ヤ付き小型モータ。
【請求項２】上記出力軸の回転をエアコンディショナ
ーのルーバー駆動に連結したことを特徴とする請求項１
記載のギヤ付き小型モータ。