JPWO2017082097A1 - ギアードモータ - Google Patents

Abstract

大型化しなくても、大きなトルクを得ることのできるギアードモータを提供するために、ギアードモータ（１）では、外周部分に螺旋溝（８３）が形成された出力部材（８）をフレーム（３）の第１板部（３１）と第２板部（３２）との間に設け、回転軸（５０）に固定されたモータピニオン（５５）の回転を、減速歯車機構（９）の伝達歯車を介して減速して出力部材（８）の歯車部（８５）に伝達する。このため、出力部材（８）の歯車部（８５）を螺旋溝（８３）が設けられている部分（８４）の外径より小さくしても、大きなトルクを出力することができる。また、歯車カバー（７）を設けた場合でも、出力部材（８）の歯車部（８５）の外周部分を覆う歯車カバー（７）の側板部（７２）は、出力部材（８）の回転中心軸線から近い位置にある。このため、歯車カバー（７）によって、ギアードモータ（１）が大型化することを回避することができる。

Description

本発明は、モータピニオンの回転が伝達歯車を介して出力部材に伝達されるギアードモータに関するものである。

モータから大きなトルクを出力する技術として、外周部分に螺旋溝が形成された出力部材をフレームの第１板部と第２板部との間に設け、回転軸に固定されたモータピニオンを出力部材の歯車部に伝達するギアードモータが提案されている（特許文献１参照）。ここで、出力部材の歯車部については、出力部材において螺旋溝が設けられている部分より外径を大きくして、大きな減速比を確保している。

特開２００９−１２４８６７号公報

しかしながら、特許文献１に記載のギアードモータでは、出力部材において螺旋溝が設けられている部分より外径を大きくしたため、歯車部が第１板部から大きく張り出している。このため、ギアードモータが大型化するという問題点がある。また、ここで、出力部材の歯車部とモータピニオンとの噛み合い部には異物が付着すると好ましくないため、出力部材の歯車部やモータピニオンを覆う歯車カバーを設けることが好ましいが、歯車カバーが出力部材の歯車部を覆うと、歯車カバーの側板部がさらに第１板部から大きく張り出することになってギアードモータが大型化する。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、大型化しなくても、大きなトルクを得ることのできるギアードモータを提供することにある。

上記課題を解消するため、本発明に係るギアードモータは、モータ本体と、前記モータ本体のモータ軸線方向の一方側の端部に固定された第１板部、前記第１板部に前記モータ本体と反対側で対向する第２板部、および前記第１板部と前記第２板部とを連結する第３板部を備えたフレームと、前記第１板部と前記第２板部との間に配置された第１固定軸と、前記第１固定軸が貫通する軸穴が設けられ、外周部分にモータ軸線方向の他方側から前記一方側に向かって歯車部および螺旋溝が順に設けられている出力部材と、前記第１板部に前記他方側の軸端部が保持された第２固定軸と、前記第２固定軸に回転可能に支持され、前記モータ本体の回転軸に固定されたモータピニオンの回転を減速して前記歯車部に伝達する伝達歯車と、前記第１板部と前記第２板部との間で前記フレームに固定された歯車カバーと、を有し、前記歯車カバーは、前記モータピニオン、前記伝達歯車および前記歯車部を前記一方側で覆う端板部と、前記歯車部の外周部分を前記伝達歯車とは反対側から覆う側板部と、を備え、前記端板部に、前記出力部材において前記螺旋溝が設けられている部分を前記一方側に突出させる開口部が設けられており、前記歯車部の外径は、前記螺旋溝が設けられている部分の外径より小さいことを特徴とする。

本発明では、外周部分に螺旋溝が設けられた出力部材をフレームの第１板部と第２板部との間に設け、回転軸に固定されたモータピニオンの回転を、伝達歯車を介して減速して出力部材に伝達する。このため、歯車部の外径を螺旋溝が設けられている部分の外径より小さくしても大きなトルクを出力することができる。それ故、出力部材の歯車部の影響でギアードモータが大型化することを回避することができる。また、モータピニオン、伝達歯車および歯車部を覆う歯車カバーを設けた場合でも、出力部材の歯車部の外周部分を覆う歯車カバーの側板部は、出力部材の回転中心軸線から近い位置にある。このため、歯車カバーによって、ギアードモータが大型化することを回避することができる。また、第１板部と第２板部との間に第１固定軸を設けたため、第１板部に軸受を設ける必要がない。従って、第１板部を大型化する必要がないので、ギアードモータを小型化することができる。

本発明において、前記側板部は、前記第１板部にモータ軸線方向で重なっていることが好ましい。かかる構成によれば、歯車カバーを設けた場合でも、歯車カバーの側板部によって、ギアードモータが大型化することを回避することができる。

本発明において、前記端板部には、前記一方側の軸端部を支持する第２固定軸支持穴が設けられていることが好ましい。

本発明において、前記歯車カバーには、前記歯車カバーを前記第１板部と前記第２板部との間に配置したときに前記フレームと係合する係合部が設けられていることが好ましい。

本発明において、前記歯車カバーは、第１カバー部材と、前記第１カバー部材に隣接する第２カバー部材と、を備えている態様を採用することができる。かかる態様によれば、第１カバー部材および第２カバー部材の一方を組み込んだ状態では、内部が開放状態にあるため、伝達歯車にグリス等を塗布することができる。

本発明において、前記第１カバー部材は、前記端板部の一部を構成する第１端板部を備え、前記第１端板部に前記第２固定軸支持穴が設けられていることが好ましい。かかる態様によれば、第１カバー部材を組み込んだ状態で伝達歯車を支持することができる。このため、第１カバー部材によって支持された状態の伝達歯車にグリス等を塗布することができる。

本発明において、少なくとも前記第１カバー部材には、前記フレームと係合する係合部が設けられていることが好ましい。かかる態様によれば、第１カバー部材を適正な位置に設けることができるので、伝達歯車を適正に支持することができる。

本発明において、前記第２カバー部材は、前記端板部の前記第１端板部と隣接する部分を構成する第２端板部を備え、前記開口部は、前記第１端板部の前記第２端板部側の端部に形成された第１切り欠きと、前記第２端板部の前記第１端板部側の端部に形成された第２切り欠きとによって構成されていることが好ましい。かかる態様によれば、第１カバー部材を組み込んだ後、出力部材を第１切り欠きの内側に位置するように組み込み、その後、第２カバー部材を組み込むことができる。従って、出力部材をカバー全体と一緒に組み込む場合よりも、出力部材が傾く等の不具合が発生しにくい。また、第２カバー部材を組み込む前に出力部材を組み込むことができるので、伝達歯車が見える状態で出力部材を組み込むことができる。それ故、伝達歯車と出力部材との噛み合いを確実に行うことができる。また、伝達歯車と出力部材との噛み合い部分にグリスを塗布するのも容易である。

本発明において、前記歯車カバーは、前記端板部の一部を構成する第１端板部を備えた第１カバー部材と、前記端板部の前記第１端板部と隣接する部分を構成する第２端板部を備えた第２カバー部材と、を備え、前記開口部は、前記第１端板部に形成された第１切り欠きと、前記第２端板部に形成された第２切り欠きとによって構成されている態様を採用してもよい。かかる態様によれば、第１カバー部材を組み込んだ後、出力部材を第１切り欠きの内側に位置するように組み込み、その後、第２カバー部材を組み込むことができる。従って、出力部材をカバー全体と一緒に組み込む場合よりも、出力部材が傾く等の不具合が発生しにくい。

本発明において、前記開口部は、円形であり、前記第１切り欠きおよび前記第２切り欠きは、いずれも半円形であることが好ましい。かかる態様によれば、第１カバー部材を組み込んだ後、第１切り欠きの開放端側から出力部材を第１切り欠きの内側に配置することができるので、出力部材の組み込みが容易である。

本発明を適用したギアードモータの説明図である。 本発明を適用したギアードモータの断面図である。 本発明を適用したギアードモータの内部を出力側からみた分解斜視図である。 本発明を適用したギアードモータの減速歯車機構等の説明図である。 本発明を適用したギアードモータの歯車カバーを反出力側からみた斜視図である。 本発明を適用したギアードモータの製造工程のうち、出力部材および歯車カバーを組み込む際の説明図である。 本発明を適用したギアードモータにおいて歯車カバーの改良例を用いた場合の説明図である。 図７に示すギアードモータの製造工程のうち、歯車カバーを組み込む際の説明図である。

図面を参照して、本発明を適用したギアードモータの一例を説明する。なお、以下の説明するギアードモータ１では、モータ本体１０の回転軸５０の回転中心軸線、および出力部材８の回転中心軸線は平行であり、いずれをもモータ軸線とみなすことができる。以下の説明では、出力部材８の回転中心軸線をモータ軸線Ｌとして説明する。また、以下の説明では、モータ軸線Ｌが延在している方向（モータ軸線Ｌ方向）のうち、回転軸５０がステータ４から突出している一方側を出力側Ｌ１とし、回転軸５０がステータ４から突出している側とは反対側（他方側）を反出力側Ｌ２として説明する。また、モータ軸線Ｌに交差する方向のうち、フレーム３において、第３板部３３に直交する方向を第１方向Ｘとし、第１方向Ｘおよびモータ軸線Ｌと直交する方向を第２方向Ｙとする。また、第１方向Ｘのうち、第１板部３１および第２板部３２が第３板部３３から突出している側を一方側Ｘ１とし、第３板部３３が位置する側を他方側Ｘ２とする。また、以下に参照する図面において、螺旋溝８３については、その形成範囲を一点鎖線で模式的に示してある。

（全体構成）
図１は、本発明を適用したギアードモータ１の説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は、ギアードモータ１を出力側Ｌ１からみた斜視図、およびギアードモータ１から歯車カバー７を外した状態をモータ軸線Ｌに対して直交する方向（第２方向Ｙ）からみた側面図である。図２は、本発明を適用したギアードモータ１の断面図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、ギアードモータ１をモータ軸線Ｌに沿って切断した断面図、モータ本体１０を回転軸５０の回転中心軸線に沿って切断した断面図、フレーム３の第２板部３２を貫通穴３７を通る位置で切断したときの断面図、およびフレーム３の第１板部３１を第１固定軸支持穴３６を通る位置で切断したときの断面図である。図３は、本発明を適用したギアードモータ１の内部を出力側Ｌ１からみた分解斜視図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、ギアードモータ１から出力部材８を外した状態の分解斜視図、およびギアードモータ１から歯車カバー７を外した状態の分解斜視図である。図４は、本発明を適用したギアードモータ１の減速歯車機構９等の説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、減速歯車機構９等の斜視図、および減速歯車機構９等の分解斜視図である。

図１、図２、図３および図４に示すように、ギアードモータ１は、モータ本体１０と、モータ本体１０のモータ軸線Ｌ方向の一方側（出力側Ｌ１）の端部１１に固定されたフレーム３とを有している。フレーム３は、モータ本体１０の出力側Ｌ１の端部１１に溶接等の方法で固定された第１板部３１と、第１板部３１に出力側Ｌ１で対向する第２板部３２と、第１板部３１と第２板部３２とを連結する第３板部３３とを備えている。従って、第１板部３１および第２板部３２は、第３板部３３から第１方向Ｘの一方側Ｘ１に向けて屈曲した構造になっている。第１板部３１は略矩形である。モータ本体１０の側面には給電部２が設けられている。

第１板部３１には、段付の穴３０が形成されており、モータ本体１０の回転軸５０は、穴３０を介して第１板部３１より出力側Ｌ１に突出している。回転軸５０において、第１板部３１より出力側Ｌ１に突出している部分にはモータピニオン５５が固定されている。

第１板部３１と第２板部３２との間には、減速歯車機構９が設けられており、モータピニオン５５の回転（回転軸５０の回転）は、減速歯車機構９を介して出力部材８に伝達される。第１板部３１と第２板部３２との間に、モータピニオン５５や減速歯車機構９を出力側Ｌ１で覆う歯車カバー７が配置されており、歯車カバー７は、フレーム３に固定されている。

（第１固定軸３５の固定構造）
第１板部３１と第２板部３２との間には、第１固定軸３５が設けられており、出力部材８をモータ軸線Ｌ回りに回転可能に支持している。第１固定軸３５において、反出力側Ｌ２の第１軸端部３５１は、第１板部３１に形成された第１固定軸支持穴３６に嵌っている（図２（ｄ）参照）。第１固定軸３５の出力側Ｌ１の第２軸端部３５２は、第２板部３２に形成された貫通穴３７に嵌った状態で第２板部３２に固定されている（図２（ｃ）参照）。かかる固定には、溶接、カシメ、接着等の方法を採用することができる。本形態では、フレーム３はＳＵＣＣ（低炭素ステンレス鋼）からなり、第１固定軸３５はＳＵＳ（ステンレス鋼）からなる。従って、第２軸端部３５２と第２板部３２とは、溶接により固定されている。それ故、第１固定軸３５をフレーム３に確実に固定することができる。また、溶接であれば、カシメや接着等に比してバリ等が発生しにくいという利点がある。なお、フレーム３および第１固定軸３５は同一の金属から形成されていてもよい。

第１板部３１において、第１固定軸支持穴３６は貫通穴であるが、第１固定軸支持穴３６を形成する際、第１固定軸支持穴３６の内部には、反出力側Ｌ２の端部に円環状の凸部３６１が残されている（図２（ｄ）参照）。凸部３６１の内径は、第１軸端部３５１の外径より小さい。このため、第１軸端部３５１は、第１固定軸支持穴３６の内部で凸部３６１に出力側Ｌ１から当接し、モータ軸線Ｌ方向の位置が規定されている。第１固定軸支持穴３６については底部を残してもよく、この場合、第１軸端部３５１は、第１固定軸支持穴３６の底部に当接し、モータ軸線Ｌ方向の位置が規定される。本形態において、第１固定軸３５は、モータ本体１０に対してモータ軸線Ｌ方向で重なる位置に設けられている。

（出力部材８の構成）
出力部材８は、第１固定軸３５が貫通する軸穴８１が形成された軸状部材であり、外周部分には、反出力側Ｌ２から出力側Ｌ１に向かって歯車部８５および螺旋溝８３が順に形成されている。本形態において、出力部材８は、螺旋溝８３によってウォームとして構成されている。出力部材８には、歯車部８５と螺旋溝８３との間に歯等が形成されていない軸部８６１が設けられ、歯車部８５からモータ軸線Ｌ方向の反出力側Ｌ２に向けて歯等が形成されていない軸部８６２が設けられている。

出力部材８は、螺旋溝８３が設けられている部分８４の外径が最も大きく、歯車部８５および軸部８６１の外径は、螺旋溝８３が設けられている部分８４の外径より小さい。また、軸部８６２の外径は、歯車部８５および軸部８６１の外径より小さい。

出力部材８は、樹脂製であり、歯車部８５および螺旋溝８３が一体に形成されている。従って、出力部材８を安価に製作することができる。ここで、出力部材８の内部には、出力部材８を樹脂成形する際のヒケを防止するための空洞８２が設けられている。出力部材８の出力側Ｌ１の端部において、軸穴８１が形成された筒部８１０には、出力部材８と第２板部３２との間の摺動抵抗を低減するためのスラスト軸受用のワッシャ８９が配置されている。

（モータ本体１０の構成）
図２（ｂ）に示すように、モータ本体１０は、ステッピングモータであり、円筒状のステータ４を有している。ステータ４では、Ａ相用のステータとＢ相用のステータとがモータ軸線Ｌ方向に重ねて配置された構造を有している。このため、ステータ４では、コイル線４６が巻回された２つのコイルボビン（第１コイルボビン４２Ａと第２コイルボビン４２Ｂ）がモータ軸線Ｌ方向に重ねて配置されており、かかるコイルボビンには各々、以下に説明するステータコアが重ねて配置されている。第１コイルボビン４２Ａにおいてモータ軸線Ｌ方向の両側には、環状の内ステータコア４３Ａ、および断面Ｕ字形状の外ステータコア４４Ａが重ねて配置され、第２コイルボビン４２Ｂにおいてモータ軸線Ｌ方向の両側には、環状の内ステータコア４３Ｂ、および断面Ｕ字形状の外ステータコア４４Ｂが重ねて配置されている。第１コイルボビン４２Ａおよび第２コイルボビン４２Ｂの内周面では、内ステータコア４３Ａ、４３Ｂおよび外ステータコア４４Ａ、４４Ｂの複数の極歯４５が周方向に並んだ構成となっている。このようにして、円筒状のステータ４が構成され、ステータ４の径方向内側にはロータ５が同軸状に配置されている。本形態では、外ステータコア４４Ａ、４４Ｂが各々、第１コイルボビン４２Ａおよび第２コイルボビン４２Ｂの径方向外側まで延在してモータケースを構成している。従って、モータ本体１０の出力側Ｌ１の端部１１は、外ステータコア４４Ａの環状部分４７からなる。モータ本体１０の外周面１３は、外ステータコア４４Ａ、４４Ｂの外側に形成された円筒部分４９からなる。外ステータコア４４Ｂの環状部分４８には端板６５が固定されており、モータ本体１０の反出力側Ｌ２の端部１２は、端板６５からなる。

ロータ５では回転軸５０がモータ軸線Ｌに沿って延在し、回転軸５０は、モータ本体１０の出力側Ｌ１の端部１１から突出している。回転軸５０の反出力側Ｌ２寄りの位置には円筒状の永久磁石５９が接着剤等によって固着されている。永久磁石５９は、ステータ４の内側において、外周面が径方向の内側でステータ４の極歯４５と所定の間隔を介して対向している。

モータ本体１０の出力側Ｌ１において、回転軸５０は、フレーム３の第１板部３１の穴３０に配置された軸受６２によって支持されている。軸受６２と永久磁石５９との間には、回転軸５０が貫通するワッシャ６６が配置されている。モータ本体１０の反出力側Ｌ２において、端板６５には、回転軸５０の反出力側Ｌ２の端部を反出力側Ｌ２に突出させる穴６５０が形成されている。穴６５０には、回転軸５０を反出力側Ｌ２で支持する軸受６１が配置されており、軸受６１によって、モータ本体１０には、反出力側Ｌ２の端部１２から反出力側Ｌ２に突出した凸部１７が形成されている。

軸受６１と永久磁石５９との間には、回転軸５０が貫通するワッシャ６７が配置されており、永久磁石５９の凹部５９５の底部とワッシャ６７との間には、ロータ５を出力側Ｌ１に付勢するコイルバネ６３が回転軸５０の周りに配置されている。永久磁石５９の凹部５９５の底部とコイルバネ６３との間には、回転軸５０が貫通するワッシャ６９が配置されている。

（減速歯車機構９の構成）
減速歯車機構９は、複数の伝達歯車を有している。本形態において、減速歯車機構９は、３つの伝達歯車（第１伝達歯車９１、第２伝達歯車９２、および第３伝達歯車９３）を有している。図４に示すように、第１伝達歯車９１は、複合歯車であり、モータピニオン５５と噛み合う大径歯車９１１と、大径歯車９１１の出力側Ｌ１に大径歯車９１１と同軸状に一体に形成された小径歯車９１２と、小径歯車９１２の出力側Ｌ１に小径歯車９１２と同軸状に一体に形成された円筒部９１５とを備えている。第２伝達歯車９２は、複合歯車であり、第１伝達歯車９１の小径歯車９１２と噛み合う大径歯車９２１と、大径歯車９２１の出力側Ｌ１に大径歯車９２１と同軸状に一体に形成された小径歯車９２２とを備えている。第３伝達歯車９３は、複合歯車であり、第２伝達歯車９２の小径歯車９２２と噛み合う大径歯車９３１と、大径歯車９３１の出力側Ｌ１に大径歯車９２３と同軸状に一体に形成された小径歯車９３２とを備えている。小径歯車９３２は、出力部材８の歯車部８５と噛み合っている。

第１伝達歯車９１、第２伝達歯車９２、および第３伝達歯車９３は各々、第１板部３１に支持された３本の第２固定軸９６、９７、９８に回転可能に支持されている。より具体的には、第１伝達歯車９１の軸穴９１０には第２固定軸９６が嵌っており、第２固定軸９６の反出力側Ｌ２の軸端部９６１は、第１板部３１の穴３１７に圧入固定されている。第２伝達歯車９２の軸穴９２０には第２固定軸９７が嵌っており、第２固定軸９７の反出力側Ｌ２の軸端部９７１は、第１板部３１の穴３１８に圧入固定されている。第３伝達歯車９３の軸穴９３０には第２固定軸９８が嵌っており、第２固定軸９８の反出力側Ｌ２の軸端部９８１は、第１板部３１の穴３１９に圧入固定されている。本形態では、第２方向Ｙからみたとき、第２固定軸９６、９７、９８は、第１固定軸３５を支持する第１固定軸支持穴３６と第３板部３３との間に設けられ、穴３０は、第１固定軸支持穴３６より第３板部３３の側に設けられている。このため、第２方向Ｙからみたとき、第１伝達歯車９１、第２伝達歯車９２、および第３伝達歯車９３は、出力部材８の歯車部８５と第３板部３３との間に設けられ、モータピニオン５５は、出力部材８の歯車部８５より第３板部３３の側に設けられている。

（歯車カバー７の構成）
図５は、本発明を適用したギアードモータ１の歯車カバー７を反出力側Ｌ２からみた斜視図である。

図１、図３および図５に示すように、歯車カバー７は、モータピニオン５５、第１伝達歯車９１、第２伝達歯車９２、第３伝達歯車９３、および出力部材８の歯車部８５を出力側Ｌ１で覆う端板部７１と、歯車部８５の外周部分を第３板部３３、第１伝達歯車９１および第２伝達歯車９２とは反対側（第１方向Ｘの一方側Ｘ１）で覆う側板部７２とを備えている。側板部７２は、第１板部３１と重なっている。本形態において、側板部７２は、歯車部８５に対して第１伝達歯車９１、第２伝達歯車９２、および第３伝達歯車９３とは反対側から第３板部３３の側（第１方向Ｘの他方側Ｘ２）に向けて延在し、第３板部３３が位置する側が開放端７２０になっている。

端板部７１には、出力部材８において螺旋溝８３が設けられている部分８４を第１板部３１の側（出力側Ｌ１）に突出させる開口部７１０が形成されている。また、端板部７１には、第２固定軸９６、９７、９８の他方側（出力側Ｌ１）の軸端部９６２、９７２、９８２に各々、嵌って支持する第２固定軸支持穴７７、７８、７９が形成されている。従って、第２固定軸９６、９７、９８は、フレーム３の第１板部３１と歯車カバー７の端板部７１に両端が支持されている。このため、第２固定軸９６、９７、９８を安定した姿勢に維持することができる。

端板部７１の反出力側Ｌ２の面には、第２固定軸支持穴７７、７８、７９から第１方向Ｘの他方側Ｘ２（開放端７２０の側）に延在する凹部７７０、７８０、７９０が形成されている。本形態において、凹部７８０は、第２固定軸支持穴７７の周りで第１伝達歯車９１の円筒部９１５と重なる大きさに形成され、第２固定軸支持穴７７の周りから開放端７２０の側（第１方向Ｘの他方側Ｘ２）に延在している。凹部７８０は、第２固定軸支持穴７８の周りで第２伝達歯車９２の小径歯車９２２と重なる大きさに形成され、第２固定軸支持穴７８の周りから開放端７２０の側（第１方向Ｘの他方側Ｘ２）に延在している。凹部７９０は、第２固定軸支持穴７９の周りで第３伝達歯車９３の小径歯車９３２と重なる大きさに形成され、第２固定軸支持穴７９の周りから開放端７２０の側（第１方向Ｘの他方側Ｘ２）に延在している。

このように構成した歯車カバー７には、フレーム３と係合する係合部が形成されている。まず、第３板部３３には、第１方向Ｘの一方側Ｘ１に向けて突出した係合凸部３３５が形成され、歯車カバー７の端板部７１の開放端７２０側の端部には、係合穴７５０（係合部）が形成されている。従って、開放端７２０を第３板部３３の側に向けて歯車カバー７を第１板部３１と第２板部３２との間に第１方向Ｘの一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向けて差し込むと、係合凸部３３５が係合穴７５０に嵌って係合する。

第１板部３１の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の端部付近には係合穴３１４が形成され、側板部７２の反出力側Ｌ２の端部には係合凸部７４（係合部）が形成されている。従って、開放端７２０を第３板部３３の側に向けて歯車カバー７を第１板部３１と第２板部３２との間に第１方向Ｘの一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向けて差し込んだ後、歯車カバー７を反出力側Ｌ２に押圧すると、係合凸部７４が係合穴３１４に嵌る。

それ故、開放端７２０を第３板部３３の側に向けて歯車カバー７を第１板部３１と第２板部３２との間に第１方向Ｘの一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向けて差し込んで、歯車カバー７をフレーム３に固定することができる。

なお、第１板部３１には係合穴３１４と隣り合う位置に穴３１３が形成されている。かかる穴３１３は、フレーム３をモータ本体１０に固定する際の位置合わせ用の穴である。

（製造方法）
図６は、本発明を適用したギアードモータ１の製造工程のうち、出力部材８および歯車カバー７を組み込む際の説明図である。本形態のギアードモータ１の製造工程では、図６に示すように、フレーム固定工程において、モータ本体１０にフレーム３を固定する、また、歯車取り付け工程では、フレーム固定工程の前あるいは後に、第１伝達歯車９１、第２伝達歯車９２、および第３伝達歯車９３を第２固定軸９６、９７、９８を介して第１板部３１に取り付ける。

次に、配置工程では、第１板部３１と第２板部３２との間に向けて、モータ軸線Ｌ方向と交差する第１方向Ｘの一方側Ｘ１から出力部材８を差し込む。その際、出力部材８を歯車カバー７の開口部７１０に出力部材８を通し、第１板部３１と第２板部３２との間に向けて、モータ軸線Ｌ方向と交差する第１方向Ｘの一方側Ｘ１から出力部材８および歯車カバー７を一緒に差し込む。その際、開放端７２０を第３板部３３の側に向けて歯車カバー７を第１板部３１と第２板部３２との間に差し込んだ後、歯車カバー７を反出力側Ｌ２に押圧する。その結果、フレーム３の係合凸部３３５が歯車カバー７の係合穴７５０に嵌って係合する。また、係合凸部７４が第１板部３１と係合する。それ故、歯車カバー７がフレーム３に固定されるので、歯車カバー７の固定が容易である。また、第２固定軸９６、９７、９８の軸端部９６２、９７２、９８２が歯車カバー７の凹部７７０、７８０、７９０内を通って第２固定軸支持穴７７、７８、７９に自動的に嵌まるので、歯車カバー７の取り付けが容易である。

次に、第１固定軸挿入工程では、第２板部３２の貫通穴３７から出力部材８の軸穴８１に第１固定軸３５を差し込んで第１軸端部３５１を第１板部３１の第１固定軸支持穴３６に嵌める。その際、第１軸端部３５１は、第１固定軸支持穴３６内の凸部３６１に当接してモータ軸線Ｌ方向で位置決めされる。従って、第１軸端部３５１の端部が第１板部３１から反出力側Ｌ２に突出することがない。それ故、第１固定軸３５をモータ本体１０に対してモータ軸線Ｌ方向で重なる位置に設けても、第１固定軸３５とモータ本体１０とが干渉しない。

次に、第１固定軸固定工程では、第２軸端部３５２と第２板部３２とを溶接により固定する。その結果、ギアードモータ１が完成する。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のギアードモータ１では、外周部分に螺旋溝８３が形成された出力部材８をフレーム３の第１板部３１と第２板部３２との間に設け、回転軸５０に固定されたモータピニオン５５の回転を、減速歯車機構９の伝達歯車（第１伝達歯車９１および第２伝達歯車９２）を介して減速して出力部材８に伝達する。このため、出力部材８の歯車部８５を大径化しなくても、出力部材８から大きなトルクを出力することができる。

また、第１板部３１と第２板部３２との間に第１固定軸３５を設け、第１固定軸３５によって出力部材８を回転可能に支持する。このため、出力部材８の位置精度が高いので、螺旋溝８３や歯車部８５での噛み合いの位置精度が高い。このため、広い使用温度範囲で高いトルク伝達効率を維持し、高トルクを出力することができる。また、第１板部３１に軸受を設ける必要がないので、第１板部３１を大型化する必要がない。また、第１板部３１に軸受を設ける必要がないので、第１板部３１を大型化しなくても、第１固定軸３５をモータ本体１０に対してモータ軸線Ｌ方向で重なる位置に設けることができる。それ故、ギアードモータ１の小型化を図ることができる。

また、第１板部３１に第１固定軸３５の第１軸端部３５１が嵌まる第１固定軸支持穴３６を設け、第２板部３２に第１固定軸３５の第２軸端部３５２が嵌まる貫通穴３７を設けてある。このため、第１板部３１と第２板部３２との間に出力部材８を配置した後、第２板部３２の貫通穴３７から出力部材８の軸穴８１に第１固定軸３５を差し込んで第１軸端部３５１を第１固定軸支持穴３６に嵌め、その後、第２軸端部３５２と第２板部３２とを固定することができる。従って、出力部材８を通す大きな開口部を第１板部３１に設けなくても、出力部材８を第１板部３１と第２板部３２との間で回転可能に支持することができる。特に本形態では、出力部材８が樹脂製であるため、強度を確保するために、出力部材８の外径を大きくする必要あるが、出力部材８を通す大きな開口部を第１板部３１に設けなくてもよい。従って、第１板部３１を大型化する必要がない。それ故、ギアードモータ１を小型化することができる。

また、大きな開口部を第１板部３１に設けなくてもよいので、第１板部３１を大型化しなくても、伝達歯車（第１伝達歯車９１、第２伝達歯車９２および第３伝達歯車９３）を支持する第２固定軸９６、９７、９８を適正な位置に設けることができる。それ故、ギアードモータ１を小型化することができる。また、大きな開口部を第１板部３１に設けなくてもよいので、第２伝達歯車９２の回転中心軸線と出力部材８の回転中心軸線とを大きく離間させる必要がない。それ故、最終歯車（第３伝達歯車９３）の外径および出力部材８の歯車部８５の外径を大きくしなくても、十分な減速比を得ることができる。従って、ギアードモータ１を小型化することができる。

また、第１板部３１において、出力部材８および伝達歯車（第１伝達歯車９１、第２伝達歯車９２、および第３伝達歯車９３）の座標位置を設定することができるので、減速歯車機構９の噛み合いの位置精度が高い。従って、広い使用温度範囲で高いトルク伝達効率を維持し、高トルクを出力することができる。

また、モータピニオン５５、伝達歯車（第１伝達歯車９１、第２伝達歯車９２、および第３伝達歯車９３）および出力部材８の歯車部８５が歯車カバー７で覆われている。従って、モータピニオン５５、伝達歯車（第１伝達歯車９１、第２伝達歯車９２、および第３伝達歯車９３）および出力部材８の歯車部８５に異物が付着しにくい。また、モータピニオンと伝達歯車との間や、モータピニオン５５、伝達歯車（第１伝達歯車９１、第２伝達歯車９２、および第３伝達歯車９３）および出力部材８の歯車部８５にグリスを塗布した場合でも、グリスに異物が付着しにくい。

また、本形態では、モータピニオン５５の回転を減速歯車機構９の伝達歯車（第１伝達歯車９１、第２伝達歯車９２、および第３伝達歯車９３）を介して減速して出力部材８に伝達するため、出力部材８の歯車部８５を螺旋溝８３が設けられている部分８４の外径より小さくしても、大きなトルクを出力することができる。従って、出力部材８の歯車部８５の影響でギアードモータ１が大型化することを回避することができる。また、歯車カバー７を設けた場合でも、出力部材８の歯車部８５の外周部分を覆う歯車カバー７の側板部７２は、出力部材８の回転中心軸線から近い位置にある。このため、歯車カバー７によって、ギアードモータ１が大型化することを回避することができる。特に本形態では、側板部７２が第１板部３１にモータ軸線Ｌ方向で重なっているため、歯車カバー７の側板部７２によって、ギアードモータが大型化することを回避することができる。

（歯車カバー７の改良例）
図７は、本発明を適用したギアードモータ１において歯車カバー７の改良例を用いた場合の説明図である。図８は、図７に示すギアードモータ１の製造工程のうち、歯車カバー７を組み込む際の説明図である。なお、図７および図８に示す形態の基本的な構成は、図１から図６を参照して説明した実施の形態と同様であるため、共通する部分については、同一の符号を付して図示し、説明を省略する。

図７および図８に示すように、ギアードモータ１は、モータ本体１０と、モータ本体１０のモータ軸線Ｌ方向の一方側（出力側Ｌ１）の端部に固定されたフレーム３とを有している。フレーム３の第１板部３１と第２板部３２との間には、出力部材８とフレーム３の第３板部３３との間に減速歯車機構９が設けられており、モータピニオン５５の回転は、減速歯車機構９を介して出力部材８に伝達される。第１板部３１と第２板部３２との間には、減速歯車機構９を出力側Ｌ１で覆う端板部７１を備えた歯車カバー７が配置されており、歯車カバー７は、フレーム３に固定されている。歯車カバー７の端板部７１には、出力部材８を突出させる開口部７１０が形成されている。

ここで、歯車カバー７は、複数のカバー部材に分割されている。本形態において、歯車カバー７は、２つのカバー部材（第１カバー部材７Ａおよび第２カバー部材７Ｂ）に分割されており、第２カバー部材７Ｂは、第１カバー部材７Ａに対して第１方向Ｘの一方側Ｘ１で隣接している。第１カバー部材７Ａは、端板部７１の一部を構成する第１端板部７１ａを備えている。第２カバー部材７Ｂは、端板部７１の第１端板部７１ａと第１方向Ｘの一方側Ｘ１で隣接する部分を構成する第２端板部７１ｂを備えている。従って、歯車カバー７では、第１カバー部材７Ａの第１端板部７１ａと第２カバー部材７Ｂの第２端板部７１ｂとの境界７０が第２方向Ｙに延在している。

第１カバー部材７Ａおよび第２カバー部材７Ｂのうち、第３板部３３の側で減速歯車機構９を覆う第１カバー部材７Ａの第１端板部７１ａには、減速歯車機構９の第２固定軸９６、９７、９８の他方側（出力側Ｌ１）の軸端部９６２、９７２、９８２に各々、嵌って支持する第２固定軸支持穴７７、７８、７９が形成されている（図４および図５参照）。

また、歯車カバー７の端板部７１には、出力部材８を突出させる開口部７１０が形成されているが、本形態において、開口部７１０は、第１端板部７１ａの第２端板部７１ｂ側の端部に形成された第１切り欠き７１０ａと、第２端板部７１ｂの第１端板部７１ａ側の端部に形成された第２切り欠き７１０ｂとによって構成されている。本形態において、開口部７１０は円形であり、第１切り欠き７１０ａおよび第２切り欠き７１０ｂは、いずれも半円形である。

第１カバー部材７Ａには、フレーム３と係合する係合部が形成されている。より具体的には、第３板部３３には、第１方向Ｘの一方側Ｘ１に向けて突出した係合凸部３３５が形成され、第１カバー部材７Ａの第１端板部７１ａの開放端７２０側の端部には、係合穴７５０（係合部）が形成されている（図５参照）。従って、開放端７２０を第３板部３３の側に向けて第１カバー部材７Ａを第１方向Ｘの一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向けて差し込むと、係合凸部３３５が係合穴７５０に嵌って係合する。

本形態では、第２カバー部材７Ｂにも、フレーム３と係合する係合部が形成されている。より具体的には、第１板部３１の第１方向Ｘの一方Ｘ１の端部付近には係合穴３１４が形成され、第２カバー部材７Ｂの側板部７２の反出力側Ｌ２の端部には係合凸部７４（係合部）が形成されている（図５参照）。従って、第２端板部７１ｂの端部を第３板部３３の側に向けて第２カバー部材７Ｂを第１方向Ｘの一方側Ｘ１から他方側Ｘ２に向けて差し込んだ後、第２カバー部材７Ｂを反出力側Ｌ２に押圧すると、係合凸部７４が係合穴３１４に嵌る。

なお、図示を省略するが、第１カバー部材７Ａおよび第２カバー部材７Ｂの一方側に凸部を設ける一方、他方側に凸部が嵌る凹部を設ければ、第１カバー部材７Ａと第２カバー部材７Ｂとの位置決めを確実に行うことができる。

このように構成したギアードモータ１を製造するには、図８に示すように、まず、減速歯車機構９（図４に示す第１伝達歯車９１、第２伝達歯車９２、および第３伝達歯車９３）および第１カバー部材７Ａをフレーム３に組み込み、第１カバー部材７Ａをフレーム３に固定する。

次に、第１板部３１と第２板部３２との間に出力部材８を配置した後、出力部材８の内側に第１固定軸３５を通す。その際、第１カバー部材７Ａの第１切り欠き７１０ａの開放端側から出力部材８を第１切り欠き７１０ａの内側に配置する。

次に、第１カバー部材７Ａに隣接するように第２カバー部材７Ｂを配置し、フレーム３に固定する。その際、第２カバー部材７Ｂの第２切り欠き７１０ｂの開放端側から出力部材８を第２切り欠き７１０ｂの内側に配置する。

このように、本形態によれば、第１カバー部材７Ａを組み込んだ後、出力部材８を第１カバー部材７Ａの第１切り欠き７１０ａの内側に位置するように組み込み、その後、第２カバー部材７Ｂを組み込むことができる。従って、出力部材８を歯車カバー７全体と一緒に組み込む場合よりも、確実な作業を行いやすいので、出力部材８が傾く等の不具合が発生しにくい。また、第２カバー部材７Ｂを組み込む前に出力部材８を組み込むことができるので、減速歯車機構９が見える状態で出力部材８を組み込むことができる。それ故、減速歯車機構９と出力部材８との噛み合いを確実に行うことができる。また、第２カバー部材７Ｂを組み込む前であれば、減速歯車機構９が見えるので、減速歯車機構９と出力部材８との噛み合い部分にグリスを塗布するのが容易である。

また、開口部７１０は円形であり、第１切り欠き７１０ａおよび第２切り欠き７１０ｂは、いずれも半円形である。このため、第１切り欠き７１０ａの開放端側から出力部材８を第１切り欠き７１０ａの内側に配置することができるとともに、第２切り欠き７１０ｂの開放端側から出力部材８を第２切り欠き７１０ｂの内側に配置することができる。従って、第１カバー部材７Ａを組み込んだ後、出力部材８を組み込み、その後、第２カバー部材７Ｂを組み込む方法を採用することができ、出力部材８および第２カバー部材７Ｂを各々、容易に組み込むことができる。

また、第１カバー部材７Ａを組み込んだ後、出力部材８および第２カバー部材７Ｂを組み込む前であれば、減速歯車機構９の全体が見えるので、減速歯車機構９の歯車同士の噛み合い部分にグリス等を塗布するのが容易である。また、少なくとも第１カバー部材７Ａとフレーム３との間に係合機構が設けられているため、第１カバー部材７Ａを適正な位置に設けることができる。従って、減速歯車機構９を適正に支持することができる。

本発明では、外周部分に螺旋溝が設けられた出力部材をフレームの第１板部と第２板部との間に設け、回転軸に固定されたモータピニオンの回転を、伝達歯車を介して減速して出力部材に伝達する。このため、歯車部の外径を螺旋溝が設けられている部分の外径より小さくしても大きなトルクを出力することができる。それ故、出力部材の歯車部の影響でギアードモータが大型化することを回避することができる。また、モータピニオン、伝達歯車および歯車部を覆う歯車カバーを設けた場合でも、出力部材の歯車部の外周部分を覆う歯車カバーの側板部は、出力部材の回転中心軸線から近い位置にある。このため、歯車カバーによって、ギアードモータが大型化することを回避することができる。また、第１板部と第２板部との間に第１固定軸を設けたため、第１板部に軸受を設ける必要がない。従って、第１板部を大型化する必要がないので、ギアードモータを小型化することができる。

Claims (13)

1. モータ本体と、
   前記モータ本体のモータ軸線方向の一方側の端部に固定された第１板部、前記第１板部に前記モータ本体と反対側で対向する第２板部、および前記第１板部と前記第２板部とを連結する第３板部を備えたフレームと、
   前記第１板部と前記第２板部との間に配置された第１固定軸と、
   前記第１固定軸が貫通する軸穴が設けられ、外周部分にモータ軸線方向の他方側から前記一方側に向かって歯車部および螺旋溝が順に設けられている出力部材と、
   前記第１板部に前記他方側の軸端部が保持された第２固定軸と、
   前記第２固定軸に回転可能に支持され、前記モータ本体の回転軸に固定されたモータピニオンの回転を減速して前記歯車部に伝達する伝達歯車と、
   前記第１板部と前記第２板部との間で前記フレームに固定された歯車カバーと、
   を有し、
   前記歯車カバーは、前記モータピニオン、前記伝達歯車および前記歯車部を前記一方側で覆う端板部と、前記歯車部の外周部分を前記伝達歯車とは反対側から覆う側板部と、を備え、前記端板部に、前記出力部材において前記螺旋溝が設けられている部分を前記一方側に突出させる開口部が設けられており、
   前記歯車部の外径は、前記螺旋溝が設けられている部分の外径より小さいことを特徴とするギアードモータ。
2. 前記側板部は、前記第１板部にモータ軸線方向で重なっていることを特徴とする請求項１に記載のギアードモータ。
3. 前記端板部には、前記第２固定軸の前記一方側の軸端部を支持する第２固定軸支持穴が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のギアードモータ。
4. 前記端板部には、前記第２固定軸の前記一方側の軸端部を支持する第２固定軸支持穴が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のギアードモータ。
5. 前記歯車カバーには、前記歯車カバーを前記第１板部と前記第２板部との間に配置したときに前記フレームと係合する係合部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のギアードモータ。
6. 前記歯車カバーには、前記歯車カバーを前記第１板部と前記第２板部との間に配置したときに前記フレームと係合する係合部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のギアードモータ。
7. 前記歯車カバーは、第１カバー部材と、前記第１カバー部材に隣接する第２カバー部材と、を備えていることを特徴とする請求項３または４に記載のギアードモータ。
8. 前記第１カバー部材は、前記端板部の一部を構成する第１端板部を備え、
   前記第１端板部に前記第２固定軸支持穴が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のギアードモータ。
9. 少なくとも前記第１カバー部材には、前記フレームと係合する係合部が設けられていることを特徴とする請求項８に記載のギアードモータ。
10. 前記第２カバー部材は、前記端板部の前記第１端板部と隣接する部分を構成する第２端板部を備え、
    前記開口部は、前記第１端板部の前記第２端板部側の端部に形成された第１切り欠きと、前記第２端板部の前記第１端板部側の端部に形成された第２切り欠きとによって構成されていることを特徴とする請求項８に記載のギアードモータ。
11. 前記開口部は、円形であり、
    前記第１切り欠きおよび前記第２切り欠きは、いずれも半円形であることを特徴とする請求項１０に記載のギアードモータ。
12. 前記歯車カバーは、前記端板部の一部を構成する第１端板部を備えた第１カバー部材と、前記端板部の前記第１端板部と隣接する部分を構成する第２端板部を備えた第２カバー部材と、を備え、
    前記開口部は、前記第１端板部に形成された第１切り欠きと、前記第２端板部に形成された第２切り欠きとによって構成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のギアードモータ。
13. 前記開口部は、円形であり、
    前記第１切り欠きおよび前記第２切り欠きは、いずれも半円形であることを特徴とする請求項１２に記載のギアードモータ。

Images