JPH11308807A - 歯車付き電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】歯車付電動機の軸線方向寸法の縮小を図り、そ
の組み立てを容易にすること。 【解決手段】歯車付電動機の出力軸３及び歯車４にそれ
ぞれ位置決め部１７及び１８を設けて、これらの位置決
め部を軸線方向から当接させることにより歯車４の軸線
方向の位置を定める。出力軸３及び歯車４の軸嵌合孔１
２にそれぞれ輪郭形状がＤ字形を呈する回り止め部１９
を形成し、これらの回り止め部により歯車４と出力軸３
との間の回り止めを図る。歯車４のボス部１３の内側に
止輪１６を鋳込み、この止輪１６の爪を出力軸３に食い
込ませることにより歯車４の抜け止めを図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機の出力軸に
合成樹脂製の歯車を取り付けた歯車付き電動機に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】歯車機構を介して機器を駆動する歯車付
き電動機として、回転子から導出された出力軸に合成樹
脂製の歯車を取り付けたものがある。歯車は、内側に軸
嵌合孔を有するボス部と該ボス部の外周に形成された歯
部とを備えていて、ボス部の軸線方向の一端を回転子側
に向け、軸嵌合孔に出力軸を嵌合させた状態で出力軸に
取り付けられる。

【０００３】従来のこの種の電動機では、合成樹脂製の
歯車を電動機の出力軸に固定するために、図９（Ａ），
（Ｂ）に示したように、歯車４のボス部１３の回転子側
の一端に、歯部１４を有しない止め金具取付部１５を形
成して、該止め金具取付部１５と出力軸３とを径方向に
貫通した同径の貫通孔２０にスプリングピン２１を挿入
することにより、歯車４を出力軸３に固定するか、また
は、図１０（Ａ），（Ｂ）に示したように、歯車４の止
め金具取付部１５を径方向に貫通したねじ孔２２に止め
ねじ２３をねじ込んで締め付けることにより歯車４を出
力軸３に固定していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の歯車付き電動機
では、歯車４を電動機の出力軸３に固定するために、歯
車のボス部１３の電動機回転子側の一端側に歯部を有し
ない止め金具取付部１５を形成して、該止め金具取付部
１５に止め金具（スプリングピン２１または止めねじ２
３）を取り付けるための貫通孔２０またはねじ孔２２を
形成していたため、止め金具取付部１５の軸線方向の幅
ｗが大きくならざるを得なかった。そのため、電動機の
固定子１の端面から歯車４の有効歯部までの距離ｌが長
くなって、電動機全体の軸線方向寸法が長くなるという
問題があった。

【０００５】また図９に示したようにスプリングピン２
１を用いて歯車を固定するようにした場合には、スプリ
ングピンを取り付ける際に、歯車４に形成された貫通孔
と出力軸３に形成された貫通孔とを整合させる必要があ
るため、歯車の取付け作業が面倒になるのを避けられな
かった。

【０００６】更に図１０に示したように、止めネジ２３
を用いて歯車４を固定するようにした場合には、歯車４
を出力軸３に固定する際に、歯車４の軸線方向の位置を
出す作業を必要とするため、歯車の取付け作業が面倒に
なるという問題があった。

【０００７】本発明の目的は、電動機の出力軸に取り付
けられた樹脂製の歯車のボス部の一端側に設ける止め金
具取付部の幅寸法を小さくして、全体の軸線方向寸法の
縮小を図ることができるようにした歯車付き電動機を提
供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、歯車の取付け作業を
簡単に行うことができる歯車付き電動機を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、固定子及び回
転子と、回転子から導出された出力軸と、内側に軸嵌合
孔を有するボス部と該ボス部の外周に形成された歯部と
を備えてボス部の軸線方向の一端を回転子側に向け、前
記軸嵌合孔に出力軸を嵌合させた状態で出力軸に取り付
けられた合成樹脂製の歯車とを備えた歯車付き電動機に
係わるものである。

【００１０】本発明においては、環状部と該環状部の内
周から径方向の内側に突出した複数の爪とを有する止輪
を歯車のボス部の内側に配置して、止輪の環状部をボス
部に対して固定する。出力軸及び歯車にはそれぞれ、軸
線方向から互いに当接して該出力軸及び歯車の軸線方向
の相対位置を定める軸側位置決め部及び歯車側位置決め
部を一体に形成しておく。出力軸及び軸嵌合孔は、歯車
が出力軸に取り付けられた際に互いに嵌合した状態にな
る部分の少なくとも一部に断面の輪郭形状が非円形を呈
する回り止め部を有する形状とする。また止輪の爪は、
歯車のボス部の他端側に傾斜した状態で一部が出力軸に
食い込むように設けて、該止輪の爪を出力軸に食い込ま
せることにより、歯車の出力軸からの抜け止めを図る。

【００１１】上記のように構成すると、歯車を出力軸に
固定する手段と、歯車の軸線方向の位置決めを図る手段
と、歯車と出力軸との間の回り止めを図る手段とが歯車
のボス部の内側または該ボス部の軸線方向の端部側に配
置される。

【００１２】また上記のように歯車の抜け止めを図る手
段として止輪を用いると、歯車の歯部が形成されない部
分の幅寸法（軸線方向寸法）を小さくするか、または歯
部が形成されない部分を無くす（歯車の軸線方向の全長
に亘って歯部を設ける）ことができる。

【００１３】従って、上記のように構成すると、電動機
の固定子の出力軸側の端面から歯車の有効歯部までの距
離を短くして、歯車付き電動機の軸線方向寸法の短縮を
図ることができる。

【００１４】また本発明においては、出力軸を、その先
端から中間部に至る第１の軸部と、該中間部よりも回転
子側にあって第１の軸部よりも大きい断面積を有する第
２の軸部とにより構成して、該第１の軸部と第２の軸部
との間に出力軸の先端側に向いた端面を有する軸側段差
部を形成するとともに、歯車の軸嵌合孔には、第１の軸
部及び第２の軸部をそれぞれ嵌合させる第１の孔部及び
第２の孔部を有して該第１の孔部と第２の孔部との間に
上記軸側段差部の端面に当接する当接面を有する孔側段
差部を形成して、軸側段差部に孔側段差部を当接させる
ことにより、歯車の軸線方向の位置決めを図るようにす
ることもできる。この場合、止輪は、ボス部の一端付近
の内側に配置して、該止輪の環状部をボス部に対して固
定する。また第１の軸部及び第１の孔部の互いに嵌合す
る部分及び（または）第２の軸部及び第２の孔部の互い
に嵌合する部分の少なくとも一部に断面の輪郭が非円形
を呈する部分を形成し、該軸部及び孔部の断面の輪郭が
非円形を呈する部分により回り止め部を形成する。止輪
の爪は、歯車のボス部の軸線方向の他端側に傾斜した状
態で一部が出力軸に食い込んで歯車の出力軸からの抜け
止めを図るように設けておく。

【００１５】なお、本明細書において、出力軸の「中間
部」とは、出力軸の一端と他端との間の部分を意味し、
必ずしも出力軸の軸線方向の中央部を意味しない。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係わる歯車付き電
動機の構成例を示したもので、同図において、１は電動
機の固定子、２は電動機の回転子、３は回転子２から導
出された出力軸で、該出力軸３には歯車４が取り付けら
れている。

【００１７】固定子１は、固定子台５に固定された電機
子鉄心６と、該電機子鉄心に巻回された電機子コイル７
とからなっている。

【００１８】回転子２は、カップ状に形成されたヨーク
８と、該ヨークの周壁部８ａの内周に固定されて電機子
鉄心６の外周に対向する磁極を有する永久磁石９とを備
え、ヨーク８の底壁部８ｂの中央部が回転軸１０の一端
側に固定されている。回転軸１０は、軸受１１，１１に
より固定子台５に支持されている。この例では、固定子
１と回転子２とにより、アウタロータ型の電動機本体が
構成されているが、本発明において電動機本体の構造は
任意である。

【００１９】歯車４は樹脂の成型品からなっていて内側
に軸嵌合孔１２を有するボス部１３と、該ボス部の外周
に形成された歯部１４とを備えたもので、この歯車は、
ボス部１３の軸線方向の一端を回転子２側に向け、かつ
軸嵌合孔１２に電動機の出力軸３を嵌合させた状態で出
力軸３に取り付けられている。

【００２０】歯車４を出力軸３に位置決め固定する手段
は、種々の構成をとることができる。図２（Ａ），
（Ｂ）及び図３は、歯車４を出力軸３に位置決め固定す
る手段の一構成例を示したもので、図２（Ａ），（Ｂ）
は出力軸に歯車を取り付けた状態を示す断面図、図３は
出力軸３の斜視図である。図２（Ａ），（Ｂ）及び図３
に示した例では、出力軸３が、その先端から中間部に至
る第１の軸部３ａと、該中間部よりも回転子側にあって
第１の軸部３ａの外径よりも大きい外径を有する第２の
軸部３ｂとからなっていて、該第１の軸部３ａと第２の
軸部３ｂとの間に出力軸３の先端側に向いた端面を有す
る軸側段差部３ｃが形成されている。

【００２１】歯車４は、内側に軸嵌合孔１２を有するボ
ス部１３と該ボス部の外周に形成された歯部１４とを有
し、ボス部１３の軸線方向の一端部（回転子側の端部）
には、外周に歯部が形成されていない止め金具取付部１
５が形成されている。軸嵌合孔１２は、出力軸の第１の
軸部３ａ及び第２の軸部３ｂをそれぞれ嵌合させる第１
の孔部１２ａ及び第２の孔部１２ｂを有していて、該第
１の孔部と第２の孔部との間に軸側段差部３ｃの端面に
当接する端面を有する孔側段差部１２ｃが形成されてい
る。

【００２２】軸側段差部３ｃ及び孔側段差部１２ｃによ
りそれぞれ軸側位置決め部１７及び歯車側位置決め部１
８が形成され、歯車４の軸嵌合孔１２に出力軸３が嵌合
された状態で、軸側段差部３ｃ及び孔側段差部１２ｃの
それぞれの端面が互いに当接して出力軸３と歯車４との
軸線方向の相対位置が定められるようになっている。出
力軸の第１の軸部３ａ及び歯車の軸嵌合孔の第１の孔部
１２ａには、図２（Ａ），（Ｂ）及び図３に示したよう
に、それぞれの断面の輪郭形状が非円形（この例ではＤ
字形）を呈する部分が形成されていて、該非円形を呈す
る部分により出力軸３と歯車４との間の回り止めを図る
回り止め部１９が形成されている。

【００２３】ボス部１３の一端側に形成されている止め
金具取付部１５の内側には、止輪１６が配置されてい
る。止輪１６はばね鋼板からなっていて、図４に示すよ
うに、環状部１６ａと該環状部の内周から径方向内側に
突出した複数（図示の例では６個）の爪１６ｂとを有
し、環状部１６ａがボス部１３に対して固定されてい
る。図示の例では、環状部１６ａが止め金具取付部１５
の内周側に鋳込まれた状態でボス部に対して固定されて
いる。複数の爪１６ｂは、歯車４の軸線方向の他端側
（出力軸３の先端側）に傾斜した状態で設けられてい
て、各爪の先端が出力軸の第２の軸部３ｂに食い込むこ
とにより、歯車４の出力軸３からの抜け止めが図られる
ようになっている。

【００２４】図５（Ａ），（Ｂ）及び図６は、出力軸３
に歯車４を位置決め固定する手段の他の構成例を示した
もので、この例では、出力軸３及び軸嵌合孔１２にそれ
ぞれ形成される断面非円形（図示の例ではＤ字形）の回
り止め部１９が、出力軸３の第２の軸部３ｂ及び軸嵌合
孔の第２の孔部１２ｂにそれぞれ形成されている。その
他の構成は、図２（Ａ），（Ｂ）に示した例と同様であ
る。

【００２５】図７（Ａ），（Ｂ）は、出力軸３に歯車４
を位置決め固定する手段の更に他の構成例を示したもの
で、この例では、出力軸３と歯車の軸嵌合孔１２の互い
に嵌合している部分の中間部から出力軸の先端方向に向
かう部分に回り止め部１９が形成されている。この回り
止め部１９は、断面の輪郭形状がＤ字形を呈するように
形成されている。また出力軸３及び軸嵌合孔１２のそれ
ぞれの断面の輪郭形状が円形からＤ字形に移行する部分
に、軸線方向から互いに当接する軸側位置決め部１７及
び歯車側位置決め部１８が形成され、該軸側位置決め部
及び歯車側位置決め部の当接により出力軸３及び歯車４
の軸線方向の相対位置が定められるようになっている。
歯車４の出力軸３からの抜け止めを図る手段は、図１、
図２及び図５に示した各例と同様である。

【００２６】上記の各例において、歯車のボス部１３の
回転子側の一端側に形成されていて外周に歯部が設けら
れない止め金具取付部１５は、その内側にばね鋼板から
なる止輪１６を配置し得るだけの軸線方向寸法を有して
いればよいので、該止め金具取付部１５の軸線方向寸法
ｗは従来例のそれよりも小さくすることができる。従っ
て、電動機の固定子の軸線方向の端面から歯車４の有効
歯部までの距離ｌの短縮を図ることができる。

【００２７】図８（Ａ），（Ｂ）は、出力軸３に歯車４
を位置決め固定する手段の更に他の構成例を示したもの
で、この例では、歯車のボス部１３の外周の軸線方向の
全域に歯部１４を形成し、ボス部１３の出力軸の先端側
の端部の内側に止輪１６を鋳込んで配置している。この
例で用いている出力軸３は、その先端から中間部に至る
第１の軸部３ａと、該中間部よりも回転子側にあって第
１の軸部３ａよりも大きい外径を有するように形成され
た第２の軸部３ｂとを有している。また歯車４の軸嵌合
孔１２は、第１の軸部３ａ及び第２の軸部３ｂをそれぞ
れ嵌合させる第１の孔部１２ａ及び第２の孔部１２ｂを
有している。第２の軸部３ｂ及び第２の孔部１２ｂは、
それぞれの断面の輪郭形状が非円形（この例ではＤ字
形）を呈するように形成されて、該第２の軸部３ｂ及び
第２の孔部１２ｂにより回り止め部１９が形成されてい
る。

【００２８】第２の軸部３ｂのＤ字形の断面形状を有す
る部分の回転子側の端部から円形断面部に移行する境界
部には、出力軸３の先端方向に向いたほぼかまぼこ形の
端面が形成され、該端面により軸側位置決め部１７が形
成されている。また、歯車のボス部１３の回転子側の軸
線方向端面により歯車側位置決め部１８が形成されて、
該軸側位置決め部１７と歯車側位置決め部１８とのそれ
ぞれの端面の当接により、出力軸３と歯車４との軸線方
向の相対位置が定められるようになっている。止輪１６
が取り付けられる止め金具取付部１５は、歯車のボス部
１３の軸線方向の他端側（出力軸先端側）の端部に設け
られ、その内側に、図４に示した止輪１６が、その環状
部１６ａをボス部１３に鋳込んだ状態で固定されてい
る。止輪の爪１６ｂは、歯車４の軸線方向の他端側（出
力軸先端側）に傾斜した状態で設けられていて、各爪１
６ｂの先端が出力軸３に食い込むことにより、歯車４の
出力軸３からの抜け止めが図られるようになっている。

【００２９】図８に示した例のように、歯車４の歯部１
４をボス部１３の外周の軸線方向の全域に亘って形成し
て、ボス部１３の出力軸の端部の内側に止輪１６を配置
するようにすると、電動機の固定子の軸線方向の歯車側
端面から歯車４の有効歯部までの距離ｌを図１ないし図
６に示した各例よりも更に短くすることができる。

【００３０】上記の説明では、出力軸３及び歯車の軸嵌
合孔１２の回り止め部１９を構成する部分の断面の輪郭
形状をＤ字形としたが、回り止め部を構成する部分の断
面の輪郭形状は非円形であればよく、必ずしもＤ字形で
なくてもよい。例えば円形の直径方向の両側の円弧状部
を互いに平行する弦の形に切除した形状や、ほぼ正方形
または矩形の形状にしたりしてもよい。

【００３１】上記の各例において、歯車４を電動機の出
力軸３に組み付けるには、歯車の軸嵌合孔１２に出力軸
３を嵌合させた際に止輪１６の爪１６ｂが出力軸３の先
端側に傾斜した状態になるような向きに軸嵌合孔１２を
向けた状態で、出力軸３を軸嵌合孔１２に嵌合させ、歯
車側位置決め部１８と軸側位置決め部１７とが当接する
位置まで歯車４を回転子側に押し込めばよい。このと
き、歯車４の回転子側の軸線方向位置は位置決め部１７
及び１８により規定され、また歯車４の出力軸先端側へ
の移動は止輪の爪１６ｂが出力軸３に食い込むことによ
り阻止される。

【００３２】上記の各例では、止輪１６の環状部１６ａ
をボス部１３に鋳込んで固定するようにしたが、止輪１
６の環状部１６ａはボス部１３に対して固定されていれ
ばよく、止輪の環状部１６ａは必ずしもボス部１３に鋳
込む必要はない。例えば止輪１６の環状部１６ａをボス
部１３に接着により固定するようにしてもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、樹脂製
の歯車を電動機の出力軸に位置決めして固定する手段を
すべて歯車のボス部の内側に設けたので、ボス部の外周
の歯部を形成しない部分の軸線方向の幅を小さくする
か、またはボス部の外周の軸線方向の全域に歯部を形成
することができる。従って、電動機の固定子の歯車側の
軸線方向端面から歯車の有効歯部までの距離を短くし
て、歯車付き電動機の小形化を図ることができる。

【００３４】また本発明によれば、従来の歯車付き電動
機と比べて部品点数が増えることがなく、しかも歯車の
軸嵌合孔を電動機の出力軸に嵌合させて歯車を軸線方向
に押し込むだけの簡単な操作で歯車を出力軸に位置決め
固定して組み付けることができるので、歯車の組み付け
作業を容易にして、歯車付き電動機のコストの低減を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる歯車付き電動機の構成例を示し
た縦断面図である。

【図２】本発明に係わる電動機において、歯車を出力軸
に位置決め固定する手段の構成例を示したもので、
（Ａ）は要部の縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ線断
面端面図である。

【図３】図２に示した例で用いられている電動機の出力
軸の斜視図である。

【図４】本発明で用いる止輪の好ましい構成例を示した
もので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ線断
面図である。

【図５】本発明に係わる電動機において、歯車を出力軸
に位置決め固定する手段の他の構成例を示したもので、
（Ａ）は要部の縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ線断
面端面図である。

【図６】図５に示した例で用いている電動機の出力軸の
斜視図である。

【図７】本発明に係わる電動機において、歯車を出力軸
に位置決め固定する手段の更に他の構成例を示したもの
で、（Ａ）は要部の縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ
線断面端面図である。

【図８】本発明に係わる電動機において、歯車を出力軸
に位置決め固定する手段の更に他の構成例を示したもの
で、（Ａ）は要部の縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ
線断面端面図である。

【図９】従来例の要部を示したもので、（Ａ）は縦断面
図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。

【図１０】他の従来例の要部を示したもので、（Ａ）は
縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。

【符号の説明】

１ 固定子 ２ 回転子 ３ 出力軸 ３ａ 第１の軸部 ３ｂ 第２の軸部 ３ｃ 軸側段差部 ４ 歯車 １２ 軸嵌合孔 １３ ボス部 １４ 歯部 １５ 止め金具取付部 １６ 止輪 １６ａ 環状部 １６ｂ 爪 １７ 軸側位置決め部 １８ 歯車側位置決め部 １９ 回り止め部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定子及び回転子と、前記回転子から導
   出された出力軸と、内側に軸嵌合孔を有するボス部と該
   ボス部の外周に形成された歯部とを備えて前記ボス部の
   軸線方向の一端を前記回転子側に向け、前記軸嵌合孔に
   前記出力軸を嵌合させた状態で前記出力軸に取り付けら
   れた合成樹脂製の歯車とを備えた歯車付き電動機におい
   て、 環状部と該環状部の内周から径方向の内側に突出した複
   数の爪とを有する止輪が前記歯車のボス部の内側に配置
   されて、該止輪の環状部が前記ボス部に対して固定さ
   れ、 前記出力軸及び歯車にはそれぞれ、軸線方向から互いに
   当接して該出力軸及び歯車の軸線方向の相対位置を定め
   る軸側位置決め部及び歯車側位置決め部が一体に形成さ
   れ、 前記出力軸及び軸嵌合孔は、前記歯車が出力軸に取り付
   けられた際に互いに嵌合した状態になる部分の少なくと
   も一部に断面の輪郭形状が非円形を呈する回り止め部を
   有し、 前記止輪の爪は、前記歯車のボス部の他端側に傾斜した
   状態で一部が前記出力軸に食い込んで前記歯車の出力軸
   からの抜け止めを図るように設けられている歯車付き電
   動機。
2. 【請求項２】 固定子及び回転子と、前記回転子から導
   出された出力軸と、内側に軸嵌合孔を有するボス部と該
   ボス部の外周に形成された歯部とを備えて前記ボス部の
   軸線方向の一端を前記回転子側に向け、前記軸嵌合孔に
   前記出力軸を嵌合させた状態で前記出力軸に取り付けら
   れた合成樹脂製の歯車とを備えた歯車付き電動機におい
   て、 前記出力軸は、その先端から中間部に至る第１の軸部
   と、該中間部よりも回転子側にあって前記第１の軸部よ
   りも大きい断面積を有するように形成された第２の軸部
   とを有して、該第１の軸部と第２の軸部との間に前記出
   力軸の先端側に向いた端面を有する軸側段差部が形成さ
   れ、 前記歯車の軸嵌合孔は、前記第１の軸部及び第２の軸部
   をそれぞれ嵌合させる第１の孔部及び第２の孔部とを有
   して該第１の孔部と第２の孔部との間に前記軸側段差部
   の端面に当接する当接面を有する孔側段差部が形成さ
   れ、 環状部と該環状部の内周から径方向の内側に突出した複
   数の爪とを有する止輪が、前記ボス部の一端付近の内側
   に配置されて、該止輪の環状部が前記ボス部に対して固
   定され、 前記第１の軸部及び第１の孔部の互いに嵌合する部分及
   び（または）前記第２の軸部及び第２の孔部の互いに嵌
   合する部分の少なくとも一部に断面の輪郭が非円形を呈
   する部分が形成されて、該軸部及び孔部の断面の輪郭が
   非円形を呈する部分により回り止め部が形成され、 前記止輪の爪は、前記歯車のボス部の軸線方向の他端側
   に傾斜した状態で一部が前記出力軸に食い込んで前記歯
   車の出力軸からの抜け止めを図るように設けられている
   歯車付き電動機。