KR20220022450A - 구동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 하나의 양태의 구동 장치는, 상면측에 치면이 마련되고 구동 방향을 따라 연장되는 랙 기어와, 모터 본체, 상기 모터 본체에 접속되는 전달 기구 및 상기 전달 기구에 접속되어 중심 축선 주위로 회전하고 상기 랙 기어에 맞물리는 피니언 기어를 갖는 기어드 모터와, 상기 랙 기어를 미끄럼 이동 가능하게 지지하는 프레임을 구비한다. 상기 프레임은, 상기 랙 기어를 상하 방향 일방측으로부터 가이드하고 상기 랙 기어의 상하 방향 일방측으로의 이동을 제한하는 가이드면을 갖는다. 상기 랙 기어는, 상기 가이드면과 대향하고 상기 구동 방향을 따라 연장되는 대향면을 갖는다. 상기 대향면에는, 상기 구동 방향을 따라 연장되는 오목 홈, 또는 폭 방향 양 가장자리부에 위치하고 상기 구동 방향을 따라 연장되는 오목형의 단차부가 마련된다.

Description

구동 장치{DRIVING DEVICE}

본 발명은, 구동 장치에 관한 것이다.

근년, 스마트폰 등의 전자 기기의 박형화가 진행되는 한편, 탑재되는 기어드 모터에는 고출력화가 요구되고 있다. 특허문헌 1에는, 이와 같은 박형의 전자 기기에 탑재하는 고출력의 기어 박스 장치가 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2019-47589호 공보

구동 장치로서 구동 대상물을 평행 이동시키는 경우, 출력 부분을 랙 기어로서 모터의 회전을 평행 운동으로 변환하는 구조가 채용된다. 랙 기어는 예를 들어 프레임에 의해 미끄럼 이동 가능하게 지지된다. 또한, 랙 기어에는, 프레임측의 가이드면에 대향하여 미끄럼 이동하는 대향면이 마련된다. 대향면의 성형 정밀도가 낮은 경우, 랙 기어의 미끄럼 이동 효율이 저하될 우려가 있다.

본 발명의 하나의 양태는, 랙 기어의 미끄럼 이동 효율을 높일 수 있는 구동 장치의 제공을 목적의 하나로 한다.

본 발명의 하나의 양태의 구동 장치는, 상면측에 치면(齒面)이 마련되고 구동 방향을 따라 연장되는 랙 기어와, 모터 본체, 상기 모터 본체에 접속되는 전달 기구 및 상기 전달 기구에 접속되어 중심 축선 주위로 회전하고 상기 랙 기어에 맞물리는 피니언 기어를 갖는 기어드 모터와, 상기 랙 기어를 미끄럼 이동 가능하게 지지하는 프레임을 구비한다. 상기 프레임은, 상기 랙 기어를 상하 방향 일방측으로부터 가이드하고 상기 랙 기어의 상하 방향 일방측으로의 이동을 제한하는 가이드면을 갖는다. 상기 랙 기어는, 상기 가이드면과 대향하고 상기 구동 방향을 따라 연장되는 대향면을 갖는다. 상기 대향면에는, 상기 구동 방향을 따라 연장되는 오목 홈, 또는 폭 방향 양 가장자리부에 위치하고 상기 구동 방향을 따라 연장되는 오목형의 단차부가 마련된다.

본 발명의 하나의 양태에 의하면, 랙 기어의 미끄럼 이동 효율을 높일 수 있는 구동 장치가 제공된다.

도 1은, 일 실시 형태의 구동 장치의 사시도이다.
도 2는, 일 실시 형태의 구동 장치의 단면도이다.
도 3은, 일 실시 형태의 구동 장치의 분해도이다.
도 4는, 일 실시 형태의 프레임을 비스듬히 아래쪽으로부터 본 사시도이다.
도 5는, 일 실시 형태의 구동 장치의 단면도이다.
도 6은, 일 실시 형태의 구동 장치의 단면도이다.
도 7은, 변형예 1의 랙 기어의 사시도이다.
도 8은, 변형예 2의 랙 기어의 사시도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 따른 구동 장치(1)에 대하여 설명한다. 또한, 본 발명의 범위는, 이하의 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 임의로 변경 가능하다.

도면에 있어서는, 적절히 3차원 직교 좌표계로서 XYZ 좌표계를 나타낸다. 이하의 설명에 있어서 특별히 언급하지 않는 한, 각 중심 축선 J1, J2에 평행한 방향(Z축 방향)을 단순히 「축방향」이라고 칭하고, +Z측을 단순히 「축방향 일방측」이라고 칭하며, -Z측을 단순히 「축방향 타방측」이라고 칭한다. 또한, 각 중심 축선 J1, J2 주위의 둘레 방향을 단순히 「둘레 방향」이라고 칭하고, 각 중심 축선 J1, J2에 대한 직경 방향을 단순히 「직경 방향」이라고 칭한다.

또한, 본 명세서의 설명의 간이화를 위해서, Y축 방향을 단순히 상하 방향이라고 칭하고, +Y축 방향을 단순히 상측이라고 칭하며, -Y 방향을 단순히 하측이라고 칭한다. 또한, 본 명세서에 있어서의 상하 방향은, 설명의 편의를 위해서 설정하는 방향이며, 구동 장치(1)의 사용 시의 자세를 한정하는 것은 아니다.

도 1은, 일 실시 형태의 구동 장치(1)의 사시도이다. 도 2는, 구동 장치(1)의 단면도이다. 본 실시 형태의 구동 장치(1)는, Y축 방향을 따르는 치수가 억제된 박형의 전자 기기에 탑재된다.

도 1에 도시한 같이, 구동 장치(1)는, 제1 기어드 모터(2A)와, 제2 기어드 모터(2B)와, 랙 기어(3)와, 프레임(10)과, 어태치먼트(40)를 구비한다.

제1 및 제2 기어드 모터(2A, 2B)는, Z축 방향을 따라 연장되는 원기둥형이다. 제1 및 제2 기어드 모터(2A, 2B)는, X축 방향에 인접하여 배치된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 제1 기어드 모터(2A)는, 제1 중심 축선 J1을 따라 연장된다. 또한, 제2 기어드 모터(2B)는, 제2 중심 축선 J2를 따라 연장된다. 제1 중심 축선 J1과 제2 중심 축선 J2는, 서로 평행하게 연장된다.

제1 기어드 모터(2A)는, 제1 모터 본체(20A)와, 제1 모터 본체(20A)에 접속되는 제1 유성 기어 기구(제1 전달 기구)(30A)와, 제1 유성 기어 기구(30A)에 접속되는 제1 피니언 기어(5A)를 갖는다. 제1 모터 본체(20A)의 모터 샤프트(29), 제1 유성 기어 기구(30A) 및 제1 피니언 기어(5A)는, 제1 중심 축선 J1 주위를 회전한다.

마찬가지로, 제2 기어드 모터(2B)는, 제2 모터 본체(20B)와, 제2 모터 본체(20B)에 접속되는 제2 유성 기어 기구(제2 전달 기구)(30B)와, 제2 유성 기어 기구(30B)에 접속되는 제2 피니언 기어(5B)를 갖는다. 제2 모터 본체(20B)의 모터 샤프트(29), 제2 유성 기어 기구(30B) 및 제2 피니언 기어(5B)는, 제2 중심 축선 J2 주위를 회전한다.

제1 및 제2 모터 본체(20A, 20B)는, 각 중심 축선(즉 제1 중심 축선 J1 또는 제2 중심 축선 J2)을 따라 연장된다. 제1 및 제2 모터 본체(20A, 20B)는, 전체적으로 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하는 원기둥형이다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 모터 본체(20A, 20B)는, 스테핑 모터이다.

제1 및 제2 모터 본체(20A, 20B)는, 각 중심 축선 J1, J2 주위로 회전하는 로터(21)와, 로터(21)를 직경 방향 외측으로부터 둘러싸는 스테이터(22)와, 스테이터(22)를 직경 방향 외측으로부터 둘러싸는 모터 케이스(23)를 더 갖는다. 로터(21)는, 각 중심 축선 J1, J2를 따라 연장되는 모터 샤프트(29)를 갖는다.

제1 및 제2 유성 기어 기구(30A, 30B)는, 각각 제1 및 제2 모터 본체(20A, 20B)의 모터 샤프트(29)에 접속된다. 제1 및 제2 유성 기어 기구(30A, 30B)는, 각각 제1 및 제2 모터 본체(20A, 20B)로부터 출력된 동력을 감속시켜 제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)에 전달하는 감속 기구이다. 본 실시 형태에 있어서, 제1 유성 기어 기구(30A)의 감속비와, 제2 유성 기어 기구(30B)의 감속비는, 서로 동등하다.

제1 및 제2 유성 기어 기구(30A, 30B)는, 각각, 기어 하우징(39)과, 제1 태양 기어(33a)와, 3개의 제1 유성 기어(33b)와, 제1 캐리어(31)와, 3개의 제2 유성 기어(34b)와, 제2 캐리어(32)와, 3개의 제3 유성 기어(35b)와, 제3 캐리어(36)를 갖는다.

기어 하우징(39)은, 프레임(10)에 고정된다. 즉, 제1 및 제2 유성 기어 기구(30A, 30B)는, 기어 하우징(39)에 있어서 프레임(10)에 지지된다. 기어 하우징(39)은, 내치 기어(39a)와, 베어링부(39d)를 갖는다.

내치 기어(39a)는, 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 축방향으로 연장되는 통형이다. 내치 기어(39a)는, 제1 유성 기어(33b), 제2 유성 기어(34b) 및 제3 유성 기어(35b)에 맞물린다. 베어링부(39d)는, 내치 기어(39a)의 축방향 타방측의 단부에 위치한다. 베어링부(39d)는, 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 통형으로 연장된다. 베어링부(39d)의 내주면에는 미끄럼 베어링이 장착된다. 베어링부(39d)는, 후술하는 원주부(36f)를 회전 가능하게 지지한다.

제1 태양 기어(33a)는, 모터 샤프트(29)에 고정되고, 모터 샤프트(29)와 함께 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 회전한다. 3개의 제1 유성 기어(33b)는, 각 중심 축선 J1, J2의 둘레 방향으로 등간격으로 배치된다. 3개의 제1 유성 기어(33b)는, 제1 태양 기어(33a)에 맞물린다. 3개의 제1 유성 기어(33b)는, 제1 태양 기어(33a)의 회전에 수반하여, 각 중심 축선 J1, J2의 주위를 공전 회전한다.

제1 캐리어(31)는, 제1 원반부(31b)와, 3개의 제1 서브 샤프트(31a)와, 제2 태양 기어(31c)를 갖는다. 제1 원반부(31b)는, 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 직경 방향으로 연장된다. 3개의 제1 서브 샤프트(31a)는, 제1 원반부(31b)로부터 축방향 일방측으로 연장된다. 제2 태양 기어(31c)는, 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 제1 원반부(31b)로부터 축방향 타방측으로 연장된다.

3개의 제1 서브 샤프트(31a)는, 각각 제1 유성 기어(33b)를 회전 가능하게 지지한다. 제1 캐리어(31)는, 3개의 제1 유성 기어(33b)의 공전 회전에 수반하여, 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 회전한다.

제2 태양 기어(31c)는, 제1 캐리어(31)의 일부이기 때문에, 제1 유성 기어(33b)의 공전 회전에 수반하여, 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 회전한다.

3개의 제2 유성 기어(34b)는, 각 중심 축선 J1, J2의 둘레 방향으로 등간격으로 배치된다. 3개의 제2 유성 기어(34b)는, 제2 태양 기어(31c)에 맞물린다. 3개의 제2 유성 기어(34b)는, 제2 태양 기어(31c)의 회전에 수반하여, 각 중심 축선 J1, J2의 둘레 방향으로 공전 회전한다.

제2 캐리어(32)는, 제2 원반부(32b)와, 3개의 제2 서브 샤프트(32a)와, 제3 태양 기어(32c)를 갖는다. 제2 원반부(32b)는, 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 직경 방향으로 연장된다. 3개의 제2 서브 샤프트(32a)는, 제2 원반부(32b)로부터 축방향 일방측으로 연장된다. 제3 태양 기어(32c)는, 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 제2 원반부(32b)로부터 축방향 타방측으로 연장된다.

3개의 제2 서브 샤프트(32a)는, 각각 제2 유성 기어(34b)를 회전 가능하게 지지한다. 제2 캐리어(32)는, 3개의 제2 유성 기어(34b)의 공전 회전에 수반하여, 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 회전한다.

제3 태양 기어(32c)는, 제2 캐리어(32)의 일부이기 때문에, 제2 유성 기어(34b)의 공전 회전에 수반하여, 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 회전한다.

3개의 제3 유성 기어(35b)는, 각 중심 축선 J1, J2의 둘레 방향으로 등간격으로 배치된다. 3개의 제3 유성 기어(35b)는, 제3 태양 기어(32c)에 맞물린다. 3개의 제3 유성 기어(35b)는, 제3 태양 기어(32c)의 회전에 수반하여, 각 중심 축선 J1, J2의 둘레 방향으로 공전 회전한다.

제3 캐리어(36)는, 제3 원반부(36b)와, 3개의 제3 서브 샤프트(36a)와, 출력부(36c)를 갖는다. 제3 원반부(36b)는, 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 직경 방향으로 연장된다. 3개의 제3 서브 샤프트(36a)는, 제3 원반부(36b)로부터 축방향 일방측으로 연장된다. 출력부(36c)는, 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 제3 원반부(36b)로부터 축방향 타방측으로 연장된다.

3개의 제3 서브 샤프트(36a)는, 각각 제3 유성 기어(35b)를 회전 가능하게 지지한다. 제3 서브 샤프트(36a)는, 3개의 제3 유성 기어(35b)의 공전 회전에 수반하여, 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 회전한다.

출력부(36c)는, 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 연장되는 원주부(36f)와, 원주부(36f)의 선단부면으로부터 축방향을 따라 연장되는 끼워 맞춤 축부(볼록부)(37)를 갖는다. 원주부(36f)는, 기어 하우징(39)의 베어링부(39d)에 의해 회전 가능하게 지지된다. 또한, 출력부(36c)의 축방향 타방측(-Z측)을 향하는 단부면에는, 보유 지지 구멍(36d)이 마련된다. 보유 지지 구멍(36d)에는, 샤프트(36p)가 삽입된다.

제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)는, 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 배치된다. 제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)에는, 축방향으로 관통하는 관통 구멍(5h)이 마련된다. 관통 구멍(5h)에는, 샤프트(36p)가 삽입된다.

샤프트(36p)는, 각 중심 축선 J1, J2를 중심으로 하여 연장한다. 샤프트(36p)의 축방향 일방측의 단부는, 출력부(36c)에 지지되고, 축방향 타방측의 단부는, 베어링(6)을 통해 어태치먼트(40)에 지지된다. 샤프트(36p)는, 제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)의 각 중심 축선 J1, J2 주위의 회전을 보조한다.

제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)의 축방향 일방측(+Z측)을 향하는 면에는, 끼워 맞춤 오목부(38)가 마련된다. 끼워 맞춤 오목부(38)에는, 끼워 맞춤 축부(37)가 삽입된다. 이에 의해, 제1 피니언 기어(5A)는, 제1 유성 기어 기구(30A)를 통해 제1 모터 본체(20A)로 회전된다. 마찬가지로, 제2 피니언 기어(5B)는, 제2 유성 기어 기구(30B)를 통해 제2 모터 본체(20B)로 회전된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 랙 기어(3)는, 상하 방향을 판 두께 방향으로 하는 판형이다. 랙 기어(3)는, MIM(Metal Injection Molding, 금속 분말 사출 성형)에 의해 성형된다.

제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)는, 각 중심 축선 J1, J2와 직교하는 방향(본 실시 형태에 있어서 X축 방향)에 인접하여 배치된다. 랙 기어(3)는, 제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)가 배열되는 방향(X축 방향)을 따라 직선형으로 연장된다.

랙 기어(3)는, 제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)에 대하여 하측에 위치한다. 랙 기어(3)는, 상면(3a) 측에 치면(3k)이 마련된다. 제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)는, 상하 방향에 있어서 랙 기어(3)에 대향하여 맞물린다.

랙 기어(3)는, 제1 피니언 기어(5A) 및 제2 피니언 기어(5B)에 맞물린다. 랙 기어(3)는, 제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)로부터 출력되는 동력이 전달됨으로써, X축 방향을 따라 이동한다.

이하의 설명에 있어서, 랙 기어(3)가 구동하는 방향을 구동 방향이라고 칭한다. 즉, 랙 기어(3)는, 구동 방향을 따라 연장된다. 본 실시 형태에 있어서, 구동 방향은, X축 방향에 일치한다. 또한, Z축 방향에 대하여, 랙 기어(3)의 폭 방향이라고 칭하는 경우가 있다.

본 실시 형태의 구동 장치(1)에 의하면, 제1 및 제2 기어드 모터(2A, 2B)에 의해 하나의 구동 대상인 랙 기어(3)를 구동한다. 이 때문에, 구동 장치(1)는, 랙 기어(3)를 고출력으로 구동할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 기어드 모터(2A, 2B)의 회전을 평행 운동으로 변환할 수 있다.

본 실시 형태의 구동 장치(1)에 의하면, 제1 및 제2 기어드 모터(2A, 2B)는, X축 방향을 따라 배열하여 배치되는 원기둥형이다. 이 때문에, 구동 장치(1)의 높이 방향(Y축 방향)의 치수를 억제할 수 있어, 구동 장치(1)를 Y축 방향으로 박형의 전자 기기에 탑재하기 쉬워진다. 즉, 본 실시 형태에 따르면, 제1 및 제2 모터 본체(20A, 20B)를 사용함으로써 구동 장치(1)의 출력을 확보하면서, Y축 방향의 치수를 억제할 수 있다. 또한, 스테이터를 축방향으로 적층하는 경우와 비교하여, 로터 마그네트를 축방향을 따라 길게 할 필요가 없어, 충격 등이 가해진 경우라도, 로터 마그네트의 손상을 억제할 수 있다.

랙 기어(3)는, 상측을 향하는 상면(3a)과 하측을 향하는 하면(3b)을 갖는다. 상면(3a) 측에 마련되는 치면(3k)은, 랙 기어(3)의 구동 방향을 따라 배열된다.

랙 기어의 상면(3a)에는, 치면(3k)의 폭 방향 양측에 배치되는 대향면(3f)이 마련된다. 대향면(3f)은, 상측을 향하는 면이다. 즉, 프레임(10)은, 치면(3k)의 폭 방향 양측에 각각 배치되는 한 쌍의 대향면(3f)을 갖는다. 대향면(3f)은, 랙 기어(3)의 구동 방향을 따라 연장된다.

대향면(3f)에는, 구동 방향을 따라 연장되는 오목 홈(3g)이 마련된다. 본 실시 형태에 있어서, 한 쌍의 대향면(3f)에는, 각각 오목 홈(3g)이 1개씩 마련된다. 오목 홈(3g)은, 상측으로 개구된다. 오목 홈(3g)은, 대향면(3f)의 폭 방향 중앙에 위치한다. 오목 홈(3g)은, 대향면(3f)의 구동 방향의 전역에 균일하게 연장된다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 랙 기어(3)는, MIM에 의해 성형되는 성형품이다. 이 때문에, 랙 기어(3)에는, 성형 시에 발생하는 이젝터 핀의 흔적(3t)이 잔류한다.

본 실시 형태에 있어서, 이젝터 핀의 흔적(3t)은, 대향면(3f)에 마련된다. 본 실시 형태에 있어서, 이젝터 핀의 흔적(3t)은, 오목 홈(3g)에 마련된다. 흔적(3t)은, 오목 홈(3g)의 저면에 있어서 오목형으로 성형된다. 또한, 흔적(3t)은, 오목 홈(3g)의 측면에 있어서 줄무늬형으로 형성된다. 복수의 흔적(3t)은, 랙 기어(3)의 구동 방향을 따라 등간격으로 배열된다. 이젝터 핀을, 랙 기어(3)의 치면(3k)이 마련되는 상측에 배치함으로써, 랙 기어(3)를 금형으로부터 원활하게 이탈시킬 수 있다.

하면(3b)의 폭 방향 양 가장자리부에는, 오목형의 단차부(4)가 각각 마련된다. 단차부(4)는, 구동 방향을 따라 연장된다. 단차부(4)는, 하측을 향하는 제1 단차면(4a)과, 랙 기어(3)의 폭 방향 외측을 향하는 제2 단차면(4b)을 갖는다. 제1 단차면(4a)은, 랙 기어(3)의 하면(3b)보다 상측에 위치한다. 랙 기어(3)의 폭 방향 일방측 및 타방측의 제1 단차면(4a)은, 서로 동일 평면 상에 위치한다.

도 3은, 구동 장치(1)의 분해도이다.

프레임(10)은, 제1 기어드 모터(2A) 및 제2 기어드 모터(2B)를 지지한다. 프레임(10)에는, 어태치먼트(40)가 고정된다. 프레임(10)은, 랙 기어(3)를 미끄럼 이동 가능하게 지지한다.

프레임(10)은, 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 하우징부(11)와, 지지 프레임부(12)와, 복수의 고정부(15)를 갖는다. 프레임(10)은, MIM에 의해 성형된다.

2개의 하우징부(11)는, 각각 제1 및 제2 기어드 모터(2A, 2B)를 지지한다. 하우징부(11)는, 상측으로 개구된다. 하우징부(11)는, 개구 내에 제1 또는 제2 기어드 모터(2A, 2B)를 수용하여 고정된다. 본 실시 형태에 있어서, 2개의 하우징부(11)는, X축 방향으로 배열하여 배치된다.

고정부(15)는, 상하 방향과 직교하는 평면(XZ 평면)을 따르는 판형이다. 고정부(15)에는, 판 두께 방향으로 관통하는 고정 구멍(15a)이 마련된다. 고정 구멍(15a)에는, 구동 장치(1)를 외부 부재(예를 들어, 구동 장치(1)가 저장되는 전자 기기의 하우징)에 고정시키기 위한 나사가 삽입된다. 프레임(10)은, 고정부(15)에 있어서, 외부 부재에 고정된다.

지지 프레임부(12)는, 2개의 하우징부(11)에 대하여 축방향 타방측(-Z측)에 배치된다. 지지 프레임부(12)는, 제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)를 사방으로 둘러싸는 프레임형이다. 지지 프레임부(12)에 둘러싸인 평면으로 보아 직사각형의 포위 공간은, 상하 방향으로 개구된다. 지지 프레임부(12)는, 상하 방향을 개구 방향으로 하는 상측 개구부 및 하측 개구를 갖는다. 하측 개구부는, 랙 기어(3)에 의해 덮인다. 또한, 상측 개구부에는, 어태치먼트(40)가 삽입된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 어태치먼트(40)는, 지지 프레임부(12)의 내부에 삽입되어 지지 프레임부(12)에 고정된다. 이에 의해, 어태치먼트(40)는, 제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)의 주위에 있어서 프레임(10)을 보강한다. 어태치먼트(40)는, 베어링(6)을 보유 지지한다. 즉, 어태치먼트(40)는, 베어링(6)을 통해 샤프트(36p)를 회전 가능하게 지지한다. 본 실시 형태의 어태치먼트(40)는, MIM에 의해 성형된다.

지지 프레임부(12)는, 제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)의 축방향 일방측(+Z측)에 위치하는 제1 포위 벽(가이드 벽)(13a)과, 축방향 타방측(-Z측)에 위치하는 제2 포위 벽(가이드 벽)(13b)과, 랙 기어(3)의 구동 방향 일방측(-X측)에 위치하는 제3 포위 벽(접속 벽부)(13c)과, 랙 기어(3)의 구동 방향 타방측(+X측)에 위치하는 제4 포위 벽(접속 벽부)(13d)을 갖는다. 즉, 프레임(10)은, 상하 방향으로 보아 직사각형으로 배치되는 제1 내지 제4 포위 벽(13a 내지 13d)을 갖는다.

제1 포위 벽(13a)과 제2 포위 벽(13b)은, 랙 기어(3)의 구동 방향을 따라 연장된다. 제1 포위 벽(13a)과 제2 포위 벽(13b)은, 랙 기어(3)의 폭 방향에 있어서 서로 대향한다. 제1 포위 벽(13a)에는, 상측에 개구되는 한 쌍의 절결(16)이 마련된다. 한 쌍의 절결(16)에는, 각각 제1 및 제2 기어드 모터(2A, 2B)의 베어링부(39d)가 삽입된다.

도 4는, 프레임(10)을 비스듬히 아래쪽으로부터 본 사시도이다.

제1 포위 벽(13a) 및 제2 포위 벽(13b)은, 랙 기어(3)의 폭 방향 양측에 위치한다. 즉, 랙 기어(3)는, 폭 방향 양측으로부터 제1 포위 벽(13a) 및 제2 포위 벽(13b)의 사이에 끼워 넣어진다.

제1 포위 벽(13a) 및 제2 포위 벽(13b)은, 하단부로부터 각각 랙 기어(3)의 폭 방향 내측으로 돌출되는 랙 가이드부(14)를 갖는다. 즉, 프레임(10)은, 한 쌍의 랙 가이드부(14)를 갖는다. 랙 가이드부(14)는, 랙 기어(3)의 구동 방향을 따라 연장된다. 한 쌍의 랙 가이드부(14)는, 랙 기어(3)의 각각 다른 단차부(4)의 제1 단차면(4a)의 일부를 덮는다.

랙 가이드부(14)는, 돌출 방향 선단에 위치하는 제2 가이드면(14b)을 갖는다. 제2 가이드면(14b)은, 랙 기어(3)의 구동 방향을 따라 연장되는 평탄면이다. 한 쌍의 랙 가이드부(14)의 제2 가이드면(14b)끼리는, 랙 기어(3)의 폭 방향에 있어서 서로 대향한다.

한 쌍의 랙 가이드부(14)는, 지지 프레임부(12)의 하측 개구부에 위치한다. 한 쌍의 랙 가이드부(14)는, 각각 서로 마주 보는 방향으로 돌출된다. 또한, 한 쌍의 랙 가이드부(14)는, 각각 균일한 단면으로 랙 기어(3)가 연장되는 방향(X축 방향)을 따라 나란히 연장된다.

도 5 및 도 6은, 랙 기어(3)의 단차부(4)를 포함하는 구동 장치(1)의 단면도이다. 도 5는, 제1 중심 축선 J1을 따르는 구동 장치(1)의 단면도이며, 도 6은, 구동 방향을 따르는 구동 장치(1)의 단면도이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 랙 가이드부(14)는, 랙 기어(3)에 대하여 하측에 위치한다. 랙 가이드부(14)는, 복수(본 실시 형태에 있어서 2개)의 미끄럼 이동 시트(14a)를 갖는다. 복수의 미끄럼 이동 시트(14a)는, 랙 기어(3)의 구동 방향을 따라 배열된다. 미끄럼 이동 시트(14a)는, 상측으로 돌출된다.

미끄럼 이동 시트(14a)의 상단에는 상측을 향하는 미끄럼 이동면(14f)이 마련된다. 복수의 미끄럼 이동 시트(14a)의 미끄럼 이동면(14f)은, 동일 평면 상에 배치된다. 미끄럼 이동면(14f)은, 상하 방향에 있어서 랙 기어(3)의 제1 단차면(4a)과 대향하여 접촉한다. 랙 가이드부(14)는, 미끄럼 이동면(14f)에 있어서 랙 기어(3)를 하측으로부터 미끄럼 이동 가능하게 지지한다. 이에 의해, 지지 프레임부(12)는, 랙 기어(3)의 X축 방향을 따르는 이동을 가이드한다.

제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)로부터 랙 기어(3)로의 동력 전달에 의해, 랙 기어(3)는 제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)로부터 하측의 힘을 받는다. 본 실시 형태에 따르면, 랙 가이드부(14)는, 미끄럼 이동 시트(14a)의 미끄럼 이동면(14f)에 있어서 랙 기어(3)의 제1 단차면(4a)을 지지한다. 이에 의해, 랙 기어(3)와 랙 가이드부(14)의 미끄럼 이동부의 면적을 제한하여, 마찰 저항을 저감시킬 수 있다. 또한, 미끄럼 이동면(14f)의 면적을 제한함으로써, 치수 관리 및 표면 조도의 관리를 행하는 영역을 제한할 수 있다. 이 때문에, 절삭 등에 의한 추가 가공을 행하여, 미끄럼 이동면(14f)의 치수 정밀도를 높임과 함께 표면 성상을 개선하여, 랙 기어(3)와 랙 가이드부(14)와 마찰 저항을 저감시킬 수 있다.

본 실시 형태에 있어서, 복수의 미끄럼 이동면(14f) 중 일부는, 제1 중심 축선 J1의 바로 아래에 위치한다. 마찬가지로, 복수의 미끄럼 이동면(14f) 중 일부는, 제2 중심 축선 J2의 바로 아래에 위치한다. 미끄럼 이동면(14f)은, 제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)로부터 랙 기어(3)에 전달되는 하측의 힘을 받는다. 미끄럼 이동면(14f)이, 제1 및 제2 중심 축선 J1, J2의 바로 아래에 배치됨으로써, 랙 기어(3)의 휨을 억제할 수 있어, 랙 기어(3)의 미끄럼 이동 효율을 높일 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 랙 가이드부(14)의 제2 가이드면(14b)은, 랙 기어(3)의 폭 방향에 있어서, 랙 기어(3)의 제2 단차면(4b)과 대향하여 제2 단차면(4b)을 가이드한다. 랙 가이드부(14)는, 랙 기어(3)의 폭 방향의 이동을 제한한다. 이에 의해, 랙 가이드부(14)는, 랙 기어(3)를 효율적으로 평행 이동시킬 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 제3 포위 벽(13c)과 제4 포위 벽(13d)은, 랙 기어(3)의 폭 방향을 따라 연장된다. 제3 포위 벽(13c)과 제4 포위 벽(13d)은, 랙 기어(3)의 구동 방향에 있어서 서로 대향한다. 즉, 제3 포위 벽(13c) 및 제4 포위 벽(13d)은, 구동 방향으로 배열된다. 제3 포위 벽(13c) 및 제4 포위 벽(13d)은, 랙 기어(3)의 상측에 위치한다. 제3 포위 벽(13c) 및 제4 포위 벽(13d)은, 제1 포위 벽(13a)과 제2 포위 벽(13b)을 서로 연결한다. 이에 의해, 제1 내지 제4 포위 벽(13a 내지 13d)은, 서로 강성이 높아진다.

제3 포위 벽(13c) 및 제4 포위 벽(13d)의 하면에는, 각각 랙 기어(3)를 상측으로부터 가이드하는 한 쌍의 제1 가이드면(가이드면)(13f)이 마련된다. 한 쌍의 제1 가이드면(13f)끼리는, 랙 기어(3)의 폭 방향으로 배열된다. 제1 가이드면(13f)은, 평탄면이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 제1 가이드면(13f)은, 랙 기어(3)의 대향면(3f)의 바로 위에 위치한다. 제3 포위 벽(13c) 및 제4 포위 벽(13d)은, 랙 기어(3)의 동작을 상측으로부터 가이드한다. 즉, 제3 포위 벽(13c) 및 제4 포위 벽(13d)의 제1 가이드면(13f)은, 랙 기어(3)의 동작을 상측으로부터 가이드한다. 또한, 랙 기어(3)가, 제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)로부터 동력을 전달하고 제1 및 제2 피니언 기어(5A, 5B)로부터 하향의 힘을 받을 때, 제1 가이드면(13f)과 대향면(3f)의 사이에는, 약간의 간극이 발생한다. 또한, 랙 기어(3)가 구동 대상으로부터 힘을 받는 경우 등에는, 제1 가이드면(13f)과 대향면(3f)은, 서로 미끄럼 이동한다.

상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 대향면(3f)에는, 오목 홈(3g)이 마련된다. 본 실시 형태의 랙 기어(3)에는, 각각 1개의 오목 홈(3g)이 마련되는 한 쌍의 대향면(3f)이 마련된다. 이 때문에, 랙 기어(3)와 제1 가이드면(13f)의 접촉부는, 합계 4개의 줄무늬형으로 구동 방향으로 연장된다.

대향면(3f)에 오목 홈(3g)이 마련되지 않는 경우, 랙 기어(3)의 폭 방향에 있어서, 대향면(3f)의 성형 정밀도의 저하가, 제1 가이드면(13f)과 대향면(3f)의 마찰 저항의 증대를 초래하기 쉽다. 본 실시 형태에 따르면, 대향면(3f)에, 랙 기어(3)의 구동 방향을 따라 연장되는 오목 홈(3g)을 마련함으로써, 대향면(3f)의 폭 방향 치수를 작게 할 수 있다. 이 때문에, 랙 기어(3)의 성형 정밀도가 낮은 경우라도, 제1 가이드면(13f)과 대향면(3f)의 접촉 면적이 제한됨으로써 마찰 저항을 저감시킬 수 있다. 따라서, 대향면(3f)에 연마 등을 행하지 않고, 미끄럼 이동 효율을 높일 수 있어, 구동 장치(1)를 저렴하게 제조할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 오목 홈(3g)이 마련되는 면은, 상측을 향하는 대향면(3f)이다. 그러나 오목 홈(3g)이 마련되는 면이, 하측을 향하는 면이라도, 상술한 효과를 얻을 수 있다. 즉, 오목 홈(3g)이 마련되는 면은, 본 실시 형태에서는, 제1 가이드면(13f)과 대향하는 면이지만, 랙 기어를 상하 방향 일방측으로부터 가이드하여 랙 기어의 상하 방향 일방측으로의 이동을 제한하는 면(본 실시 형태의 제1 가이드면(13f))과 대향하는 면이면 된다. 따라서, 오목 홈(3g)은, 예를 들어 제1 단차면(4a)에 마련되어 있어도 된다.

본 실시 형태에 따르면, 오목 홈(3g)에는, 이젝터 핀의 흔적(3t)이 마련된다. 이젝터 핀은, 치면(3k)측에 마련함으로써 금형으로부터의 치면(3k)의 이형을 원활하게 행하게 하는 것이다. 이 때문에, 이젝터 핀의 흔적(3t)은, 랙 기어(3)의 치면(3k)이 마련되는 면(상면)측에 배치하는 것이 바람직하고, 폭 방향 치수의 범위 내에서는, 대향면(3f) 이외의 장소에 배치되기 어렵다. 이젝터 핀의 흔적(3t)은, 그 주위에 비하여 약간 오목하게 성형된다. 이젝터 핀의 흔적(3t)을 대향면(3f)에 배치하면, 흔적(3t)에서 유래하는 단차가 미끄럼 이동 시의 저항이 될 우려가 있다. 본 실시 형태에 따르면, 흔적(3t)을 오목 홈(3g)에 배치함으로써, 흔적(3t)이 대향면(3f)에 표출되는 일이 없다. 이에 의해, 이젝터 핀에 의해 랙 기어(3)의 성형을 원활하게 행함과 함께, 이젝터 핀의 흔적(3t)이 미끄럼 이동 시의 저항이 되는 것을 억제할 수 있다.

본 실시 형태에 따르면, 대향면(3f)이 치면(3k)의 폭 방향 양측에 각각 배치되고, 오목 홈(3g)이 각각의 대향면(3f)에 마련된다. 이 때문에, 치면(3k)의 폭 방향 양측에서, 랙 기어(3)를 프레임(10)에 대하여 안정적으로 미끄럼 이동시킬 수 있다. 또한, 오목 홈(3g)에 이젝터 핀의 흔적(3t)을 배치하는 경우에는, 랙 기어(3)를 금형으로부터 원활하게 이탈시킬 수 있다.

본 실시 형태에 따르면, 오목 홈(3g)은, 랙 기어(3)의 가동 영역의 전역으로 연장된다. 이 때문에, 오목 홈(3g)의 가장자리부가, 제1 가이드면(13f)과의 미끄럼 이동 시의 저항이 되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 여기서, 랙 기어(3)의 가동 영역의 전역이란, 대향면(3f)에 대하여 제1 가이드면(13f)이 미끄럼 이동할 수 있는 미끄럼 이동 방향의 전체 영역을 의미한다.

본 실시 형태에 따르면, 프레임(10)은, 랙 기어(3)를, 하측으로부터 미끄럼 이동면(14f)에서 지지하고, 상측으로부터 제1 가이드면(13f)에서 가이드한다. 이 때문에, 랙 기어(3)가, 프레임(10)으로부터 이탈되는 것을 억제할 수 있다. 특히 본 실시 형태에 있어서, 미끄럼 이동면(14f) 및 제1 가이드면(13f)은, 하나의 부재(프레임(10))에 마련된다. 이 때문에, 미끄럼 이동면(14f)과 제1 가이드면(13f)의 상대적인 치수 정밀도를 높이기 쉬어, 랙 기어(3)의 미끄럼 이동 효율을 높일 수 있다.

(변형예 1)

도 7은, 상술한 실시 형태의 랙 기어로서 채용 가능한 변형예 1의 랙 기어(103)의 사시도이다. 본 변형예의 랙 기어(103)는, 상술한 실시 형태와 비교하여 오목 홈(3g) 대신에 단차부(103g)가 마련되는 점이 다르다.

또한, 상술한 실시 형태와 동일 양태의 구성 요소에 대해서는, 동일 부호를 붙여, 그 설명을 생략한다.

상술한 실시 형태와 마찬가지로, 랙 기어(103)의 대향면(103f)은, 제1 가이드면(13f)(도 6등 참조)과 대향하여 구동 방향을 따라 연장된다. 또한, 본 변형예에 있어서, 대향면(103f)에는, 랙 기어(103)의 폭 방향 양 가장자리부에 위치하고 구동 방향을 따라 연장되는 오목형의 단차부(103g)가 마련된다. 이에 의해, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 대향면(103f)의 폭 방향 치수가 작아지게 되어, 랙 기어(103)의 평면도가 낮은 경우라도 미끄럼 이동 효율을 높일 수 있다. 또한, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 단차부(103g)에 이젝터 핀의 흔적(103t)을 마련함으로써, 이젝터 핀의 흔적(103t)이 미끄럼 이동 시의 저항이 되는 것을 억제할 수 있다.

(변형예 2)

도 8은, 상술한 실시 형태의 랙 기어로서 채용 가능한 변형예 2의 랙 기어(203)의 사시도이다. 본 변형예의 랙 기어(203)는, 상술한 실시 형태와 비교하여 오목 홈(3g)이 복수 마련되는 점이 주로 다르다.

또한, 상술한 실시 형태와 동일 양태의 구성 요소에 대해서는, 동일 부호를 붙여, 그 설명을 생략한다.

상술한 실시 형태와 마찬가지로, 랙 기어(203)의 대향면(203f)은, 제1 가이드면(13f)(도 6 등 참조)과 대향하여 구동 방향을 따라 연장된다. 또한, 본 변형예의 대향면(203f)에 있어서, 오목 홈(203g)은, 랙 기어(203)의 구동 방향을 따라 이산적으로 복수 배열된다. 본 변형예에 있어서도, 대향면(203f)과 제1 가이드면(13f)의 접촉 면적을 제한할 수 있기 때문에, 랙 기어(203)의 구동 효율을 높이는 일정 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 복수의 오목 홈(203g) 중 적어도 일부에 이젝터 핀의 흔적(203t)을 마련함으로써, 이젝터 핀의 흔적(203t)이 미끄럼 이동 시의 저항이 되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 본 변형예에서는, 복수의 오목 홈(203g)이 마련되는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 변형예 1로서 설명한 단차부(103g)가, 랙 기어의 구동 방향을 따라 이산적으로 배열되어 있어도 된다.

이상으로, 본 발명의 실시 형태를 설명하였지만, 실시 형태에 있어서의 각 구성 및 그것들의 조합 등은 일례이며, 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 범위 내에서 구성의 부가, 생략, 치환 및 기타 변경이 가능하다. 또한, 본 발명은 실시 형태에 의해 한정되지는 않는다.

1: 구동 장치
2A, 2B: 기어드 모터
3, 103, 203: 랙 기어
3a: 상면
3f, 103f, 203f: 대향면
3g, 203g: 오목 홈
3k: 치면
3t, 103t, 203t: 흔적
103g: 단차부
10: 프레임
13f: 제1 가이드면
20A, 20B: 모터 본체
30A, 30B: 유성 기어 기구(전달 기구)
J1, J2: 중심 축선

Claims (6)

1. 상면측에 치면이 마련되고 구동 방향을 따라 연장되는 랙 기어와,
   모터 본체, 상기 모터 본체에 접속되는 전달 기구 및 상기 전달 기구에 접속되어 중심 축선 주위로 회전하고 상기 랙 기어에 맞물리는 피니언 기어를 갖는 기어드 모터와,
   상기 랙 기어를 미끄럼 이동 가능하게 지지하는 프레임을 구비하고,
   상기 프레임은, 상기 랙 기어를 상하 방향 일방측으로부터 가이드하고 상기 랙 기어의 상하 방향 일방측으로의 이동을 제한하는 가이드면을 갖고,
   상기 랙 기어는, 상기 가이드면과 대향하여 상기 구동 방향을 따라 연장되는 대향면을 갖고,
   상기 대향면에는, 상기 구동 방향을 따라 연장되는 오목 홈, 또는 폭 방향 양 가장자리부에 위치하고 상기 구동 방향을 따라 연장되는 오목형의 단차부가 마련되는,
   구동 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 랙 기어는 성형품이고,
   상기 대향면은 상측을 향하는 면이며,
   상기 오목 홈 또는 단차부에는, 이젝터 핀의 흔적이 마련되는,
   구동 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 대향면은, 상기 치면의 폭 방향 양측에 각각 배치되고,
   상기 오목 홈 또는 단차부는, 각각의 상기 대향면에 마련되는,
   구동 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 오목 홈 또는 단차부는, 상기 대향면에 대하여 상기 가이드면이 미끄럼 이동할 수 있는 전체 영역으로 연장되는,
   구동 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 오목 홈 또는 단차부는, 상기 구동 방향을 따라 이산적으로 복수 배열되는,
   구동 장치.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   복수의 상기 기어드 모터를 갖고, 각각의 상기 기어드 모터의 상기 피니언 기어가, 상기 랙 기어에 맞물리는,
   구동 장치.

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