WO2025263302A1 - 回転機器 - Google Patents

回転機器

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WO2025263302A1
WO2025263302A1 PCT/JP2025/020079 JP2025020079W WO2025263302A1 WO 2025263302 A1 WO2025263302 A1 WO 2025263302A1 JP 2025020079 W JP2025020079 W JP 2025020079W WO 2025263302 A1 WO2025263302 A1 WO 2025263302A1
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WO
WIPO (PCT)
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gear
bearing
stopper
rotating device
axial direction
Prior art date
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Pending
Application number
PCT/JP2025/020079
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
行真 松村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MinebeaMitsumi Inc
Original Assignee
MinebeaMitsumi Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MinebeaMitsumi Inc filed Critical MinebeaMitsumi Inc
Publication of WO2025263302A1 publication Critical patent/WO2025263302A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/06—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with parallel axes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H35/00—Gearings or mechanisms with other special functional features
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears

Definitions

  • the present invention relates to rotating equipment.
  • a rotating device (actuator) that includes a motor, gear, output shaft, and a case that houses these components, and transmits the rotational force of the motor to various devices (e.g., in-vehicle devices) via the gear and output shaft (see, for example, Patent Document 1).
  • various devices e.g., in-vehicle devices
  • the rotating devices described in Patent Document 1 and elsewhere are provided with a rotation restriction means that restricts the rotation range of the gear.
  • the rotation restriction means described in Patent Document 1 includes a stopper formed on the case. The rotation range of the gear is restricted when rubber attached to an upright wall on the gear comes into contact with the stopper.
  • a convex portion resembling an upright wall is formed on the gear to form the rotation restriction means described above. Therefore, during the process of forming this convex portion on the gear, sink marks may occur in the gear at or near the portion where the convex portion is provided, reducing the precision of the gear. In this case, the portion of the gear with the sink mark may mesh with another gear, causing abnormal noise.
  • one of the objectives of the present invention is to provide a rotating device that is less likely to generate abnormal noise.
  • the rotating device of the present invention comprises a housing having a first bearing, a second bearing, and a stopper formed on its inner surface; a first gear, a second gear that meshes with the first gear; and a motor that transmits rotational force to the second gear directly or via another member; the first bearing supports the rotational shaft of the first gear, the second bearing supports the rotational shaft of the second gear, the first gear has a convex portion that contacts the stopper in the circumferential direction of the first gear, the first bearing, the second bearing, and the stopper are aligned in the radial direction of the first gear, and the stopper is located between the first bearing and the second bearing in the radial direction of the first gear.
  • the first gear may have an outer circumferential surface having a plurality of teeth, an inner circumferential surface, and the convex portion located between the inner circumferential surface and the rotation axis of the first gear.
  • the first gear may be an output gear.
  • the first gear may be molded from resin.
  • the outer peripheral surface of the first gear may have an engagement region that can mesh with the second gear and a non-engagement region, and the non-engagement region may be adjacent to the protrusion in the radial direction of the first gear.
  • FIG. 2 is a perspective view of the rotating device according to the embodiment of the present invention, as viewed from one side in the longitudinal direction of the rotation shaft of the first gear.
  • 2 is a perspective view of the rotating device shown in FIG. 1 as viewed from the other side in the longitudinal direction of the rotation shaft of the first gear.
  • FIG. FIG. 2 is a side view of the rotating device shown in FIG. 1 .
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the rotating device shown in FIG. 1 .
  • 5 is a view of the first portion of the housing shown in FIG. 4 as seen from the other side in the longitudinal direction of the rotation shaft of the first gear.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the rotating device shown in FIG. 1 with a second part of the housing removed.
  • FIG. 5 is a perspective view of the first gear shown in FIG. 4 as viewed from one side in the longitudinal direction of the rotation shaft of the first gear.
  • FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3.
  • Figure 1 is a perspective view of the rotating device in the embodiment, seen from one side in the longitudinal direction of the rotation shaft of a first gear (described later).
  • Figure 2 is a perspective view of the rotating device in the embodiment, seen from the other side in the longitudinal direction.
  • Figure 3 is a side view of the rotating device in the embodiment.
  • the rotating device 1 shown in Figures 1 to 3 may be, for example, an actuator that constitutes an in-vehicle HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning).
  • the rotating device 1 has a rotating shaft 211 that rotates due to the rotation of a first gear 21, which will be described later, and the rotational force of the rotating device 1 is output to the outside via this rotating shaft 211.
  • the rotating shaft 211 will be referred to as the "output shaft 211”
  • the longitudinal direction of the output shaft 211 will be referred to as the "axial direction X.”
  • Figure 1 is a perspective view of the rotating device 1 as seen from one side in the axial direction X
  • Figure 2 is a perspective view of the rotating device 1 as seen from the other side in the axial direction X.
  • the output shaft 211 of the rotating device 1 may be fitted with a transmission member (not shown) such as a lever that transmits driving force to various doors (not shown), including a door for switching between inside and outside air introduced into the vehicle by the HVAC.
  • a transmission member such as a lever that transmits driving force to various doors (not shown), including a door for switching between inside and outside air introduced into the vehicle by the HVAC.
  • the various doors may operate to switch between inside and outside air, switch the operating mode of the air conditioner, adjust the temperature, etc.
  • FIG 4 is an exploded perspective view of the rotating device 1.
  • the rotating device 1 mainly comprises a housing 10, a gear mechanism 20, a motor 30, a circuit board 40, a connector 50, and a rotation angle sensor 70.
  • the housing 10 is a hollow rectangular parallelepiped member perpendicular to the axial direction X.
  • the housing 10 extends in both the first direction Y and the second direction Z perpendicular to the first direction Y, and has a thickness in the axial direction X that is shorter than its length in the first direction Y and its length in the second direction Z.
  • the housing 10 includes a first portion 11 on one side in the axial direction X and a second portion 12 on the other side in the axial direction X.
  • the housing 10 is formed by joining the first portion 11 and the second portion 12 in the axial direction X. For example, in this embodiment, as shown in FIG.
  • each of the four side surfaces forming the outer edge of the first portion 11 is provided with an elastic protrusion 119 (one of the engaging portion and the engaged portion) that protrudes toward the other side in the axial direction X (the second portion 12 side). Meanwhile, each of the four side surfaces forming the outer edge of the second portion 12 is provided with a protrusion 129 (the other of the engaging portion and the engaged portion).
  • the first part 11 and the second part 12 may be coupled together by one-to-one engagement between the four protrusions 119 and the four projections 129.
  • the housing 10 has a motor accommodating portion 130 that protrudes to both one side and the other side in the axial direction X, in an area on one side of the housing 10 in the first direction Y and one side in the second direction Z.
  • the portion of the motor accommodating portion 130 that protrudes to one side in the axial direction X is provided in the first portion 11, and the portion that protrudes to the other side in the axial direction X is provided in the second portion 12.
  • the motor 30 is accommodated inside this motor accommodating portion 130.
  • the housing 10 also has a connector accommodating portion 150 that protrudes toward one side in the first direction Y, in an area on one side of the housing 10 in the first direction Y and the other side in the second direction Z.
  • a plurality of connection terminals 51 are arranged inside this connector accommodating portion 150, and a connector 50 of an external device that is electrically connected to these plurality of connection terminals 51 is accommodated inside this connector accommodating portion 150.
  • Figure 5 shows the first part 11 of the housing 10, looking from the other side to the other side in the axial direction X. That is, from Figure 5, the inner surface 11A of the first part 11 (the surface that forms the internal space of the housing 10) can be seen.
  • an annular groove 110, a first bearing 111, a bearing 112, a bearing 113, a stopper 160, and the like are formed on the inner surface 11A of the first part 11 of the housing 10.
  • the groove 110 is formed on the other side in the second direction Z with the motor accommodating section 130 as the reference.
  • the first bearing 111 protrudes from the inner edge of the groove 110 toward the other side in the axial direction X, is formed in a cylindrical shape, and the inside of the first bearing 111 is open.
  • the first bearing 111 has a cylindrical inner surface 111A and a cylindrical outer surface 111B.
  • the bearing 112 is provided in an area on the other side of the groove 110 in the first direction Y and slightly to one side of the center in the second direction Z.
  • the bearing 112 protrudes toward the other side in the axial direction X and is formed in a cylindrical shape.
  • the bearing 112 has a cylindrical inner circumferential surface 112A.
  • a single straight line L1 extending from the center C1 of the first bearing 111 in the radial direction of the first bearing 111 is shown by a dashed line.
  • the bearing 112 and the first bearing 111 are located on the straight line L1. In other words, the bearing 112 and the first bearing 111 are aligned in the radial direction of the first bearing 111.
  • the bearing 113 is located in a generally central region of the inner surface 11A of the first portion 11 in the second direction Z, on one side of the bearing 112, and is aligned generally in a straight line with the bearing 112.
  • the bearing 113 protrudes toward the other side in the axial direction X and is cylindrical.
  • the bearing 113 has a cylindrical inner circumferential surface 113A.
  • the stopper 160 is provided in the groove 110 and protrudes toward the other side in the axial direction X.
  • the stopper 160 is connected to the outer peripheral surface 111B of the first bearing 111.
  • the stopper 160 may be provided at a position a predetermined distance away from the outer peripheral surface 111B in the radial direction of the first bearing 111.
  • the stopper 160 is on the line L1 and is located between the first bearing 111 and the bearing 112. In other words, the stopper 160, the first bearing 111, and the bearing 112 are aligned in the radial direction of the first bearing 111, and the stopper 160 is located between the first bearing 111 and the bearing 112.
  • the line L1 passes through approximately the center of the stopper 160, and in this embodiment, the stopper 160 has a shape that is approximately symmetrical with respect to the line L1.
  • the stopper 160 has a first portion 161 having a rectangular parallelepiped shape, and a second portion 162 connected to one end of the first portion 161 in the axial direction X and wider than the first portion 161.
  • the first portion 161 includes a surface 161A on the other side in the axial direction X (i.e., the surface on the other side of the stopper 160 in the axial direction X), and a pair of side surfaces 161S, 161S extending from both ends of the surface 161A in the circumferential direction of the first bearing 111 to one side in the axial direction X.
  • the second portion 162 protrudes from each of the side surfaces 161S, 161S along the circumferential direction of the first bearing 111.
  • the shape of the stopper 160 is not limited to the above-described shape.
  • the stopper 160 may be formed only from the first portion 161.
  • the base of the stopper 160 is formed as a wider second portion 162, which increases the strength of the base portion of the stopper 160.
  • the first bearing 111, bearing 112, bearing 113, and stopper 160 may be integrally molded when forming the first part 11.
  • a bearing 122 is provided on the surface (inner surface) on the other side (first part 11 side) of the second part 12 of the housing 10 in the axial direction X, at a position corresponding to the bearing 112, into which the other end of the rotating shaft 223 can be fitted.
  • the rotating shaft 223 is supported by the bearing 112 and the bearing 122.
  • the second bearing 102 is configured, having the bearing 112 and the bearing 122.
  • the second bearing 102 and the first bearing 111 are aligned radially of the first bearing 111.
  • the other end of the rotating shaft 233 is fitted into the space enclosed by the inner peripheral surface 113A of the bearing 113 (see Figure 4).
  • a bearing 123 into which the other end of the rotating shaft 233 can be fitted, is provided at a position corresponding to the bearing 113 on the surface (inner surface) on the other side (first part 11 side) in the axial direction X of the second part 12 of the housing 10.
  • the rotating shaft 233 is supported by the bearing 113 and the bearing 123.
  • the third bearing 103 having the bearing 113 and the bearing 123 is configured.
  • the motor 30 is housed in the motor housing 130 of the housing 10.
  • the motor 30 is configured as an inner rotor type DC motor.
  • the shaft 31 of the motor 30 rotates.
  • the shaft 31 of the motor 30 extends in the first direction Y. More specifically, the shaft 31 protrudes from the motor housing 130 to the other side in the first direction Y, and is on one side in the second direction Z of the rotating shaft 233 supported by the third bearing 103.
  • Figure 6 shows the rotating device 1 with the second part 12 of the housing 10 removed.
  • the gear mechanism 20 includes a plurality of gears.
  • the gear mechanism 20 includes a first gear 21, a second gear 22, a third gear 23, and a fourth gear 24.
  • One or more of the first gear 21, the second gear 22, the third gear 23, and the fourth gear 24 may be molded from resin; for example, the first gear 21 may be molded from resin.
  • These multiple gears that make up the gear mechanism 20 are held between the first part 11 and the second part 12 of the housing 10 by connecting the first part 11 and the second part 12, and are positioned in the axial direction X.
  • the configuration of each of the first gear 21, the second gear 22, the third gear 23, and the fourth gear 24 is not particularly limited, but in this embodiment, they are configured as follows.
  • the fourth gear 24 is attached to the shaft 31 of the motor 30 and is configured as a worm extending in the longitudinal direction of the shaft 31 (i.e., the first direction Y). When the motor 30 is driven, the fourth gear 24 rotates together with the shaft 31.
  • the third gear 23 has a configuration in which a worm wheel 231 that meshes with the fourth gear 24 and a gear 232 that is smaller in size than the worm wheel 231 (in this embodiment, its diameter is smaller) are molded as a single unit.
  • the gear 232 and the worm wheel 231 are formed concentrically.
  • the gear 232 protrudes from the worm wheel 231 to the other side in the axial direction X (the side toward the second part 12 of the housing 10).
  • a hole 23h is formed in the center of the third gear 23, into which the rotation shaft 233 can be inserted along the axial direction X.
  • the rotation shaft 233 supported by the third bearing 103 is inserted into this hole 23h.
  • the third gear 23 is attached to the housing 10 so as to be rotatable around the rotation shaft 233, with the worm wheel 231 on one side and the gear 232 on the other side in the axial direction X.
  • the second gear 22 has a configuration in which a gear 221 that meshes with a gear 232 of the third gear 23 and a gear 222 that is smaller in size than gear 221 (in this embodiment, has a smaller diameter) are molded as a single unit.
  • Gears 221 and 222 are formed concentrically.
  • Gear 222 protrudes from gear 221 to one side in the axial direction X (the side toward the first part 11 of the housing 10).
  • a hole 22h is formed in the center of this second gear 22, into which the rotation shaft 223 can be inserted along the axial direction X.
  • the rotation shaft 223 supported by the second bearing 102 is inserted into this hole 22h.
  • the second gear 22 is attached to the housing 10 so as to be rotatable around the rotation shaft 223, with gear 222 on one side and gear 221 on the other side in the axial direction X.
  • Figure 7 is a perspective view of the first gear 21 as viewed from one side in the axial direction X.
  • Figures 4 and 6 show the first gear 21 as viewed from the other side in the axial direction X.
  • the first gear 21 includes a cylindrical gear portion 212 that meshes with another gear, an output shaft 211 (the rotation shaft of the first gear 21), a connecting portion 214, and a convex portion 215.
  • the gear portion 212, output shaft 211, and connecting portion 214 are formed concentrically with the center C2 of the first gear 21.
  • the gear portion 212 includes cylindrical external teeth 212A, which form the outer peripheral surface of the first gear 21, and a cylindrical inner peripheral surface 212B. That is, the first gear 21 has an outer peripheral surface (external teeth 212A) with multiple teeth, an inner peripheral surface 212B, and a convex portion 215. In the radial direction of the first gear 21, the convex portion 215 is located between the inner peripheral surface 212B and the output shaft 211 (the rotation axis of the first gear 21). In this embodiment, the convex portion 215 is connected to the inner peripheral surface 212B in the radial direction of the first gear 21.
  • the convex portion 215 may be spaced a predetermined distance from the inner peripheral surface 212B in the radial direction of the first gear 21.
  • the external teeth 212A mesh with the gear 222 of the second gear 22 (see Figure 6).
  • the output shaft 211 is located toward the center of the first gear 21 and extends in the axial direction X.
  • the connecting portion 214 is formed in a ring-like, plate-like shape and connects the gear portion 212 and the output shaft 211. Furthermore, the connecting portion 214 is connected to both the gear portion 212 at a roughly central portion in the axial direction X and the output shaft 211 at a roughly central portion in the axial direction X.
  • the output shaft 211 includes a cylindrical first portion 211A (see Figures 4 and 6) located on the other side of the connecting portion 214 in the axial direction X, and a cylindrical second portion 211B located on one side of the connecting portion 214 in the axial direction X.
  • the size of the second portion 211B (in this embodiment, the outer diameter of the second portion 211B) is larger than the size of the first portion 211A (in this embodiment, the outer diameter of the first portion 211A).
  • the size of the second portion 211B may be the same as the size of the first portion 211A.
  • a polygonal prism-shaped hole 211Bh (a regular octagonal prism in the example of Figure 7) extending in the axial direction X is formed in the center of the second portion 211B.
  • the convex portion 215 protrudes from the surface 214A on one side of the connecting portion 214 in the axial direction X to one side in the axial direction X. More specifically, the convex portion 215 is provided in a ring-shaped groove 213 formed by the surface 214A of the connecting portion 214, the outer peripheral surface 211Ba of the second portion 211B of the output shaft 211, and the inner peripheral surface 212B of the gear portion 212. In this embodiment, the convex portion 215 has a shape that is approximately linearly symmetrical with respect to a line L2 that passes through the center C2 of the first gear 21 and extends along the radial direction of the first gear 21.
  • the convex portion 215 also has a first portion 216 having a rectangular parallelepiped shape and a second portion 217 that is connected to the other end of the first portion 216 in the axial direction X and is wider than the first portion 216.
  • the first portion 216 includes a surface 216A on one side in the axial direction X (i.e., the surface on one side in the axial direction of the protrusion 215) and a pair of side surfaces 216S, 216S extending from both ends of the surface 216A in the circumferential direction of the first gear 21 to the other side in the axial direction X.
  • the second portion 217 protrudes from each of the side surfaces 216S, 216S along the circumferential direction of the first gear 21.
  • the shape of the protrusion 215 is not limited to the above-described shape.
  • the protrusion 215 may be formed only from the first portion 216.
  • the base of the protrusion 215 is formed as the wide second portion 217, thereby increasing the strength of the base portion of the protrusion 215.
  • the convex portion 215 is connected to the inner peripheral surface 212B of the gear portion 212 (i.e., the inner peripheral surface of the first gear 21) in the radial direction of the first gear 21, and is formed integrally with the gear portion 212.
  • One side surface 216A of the convex portion 215 in the axial direction X is formed flush with one side surface 212C of the gear portion 212 in the axial direction X.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 3.
  • the first gear 21 is rotatably mounted on the first part 11 with the second part 211B of the output shaft 211 shown in FIG. 7 fitted into a hole 111h surrounded by the inner circumferential surface 111A of the first bearing 111 shown in FIG. 5.
  • This causes the external teeth 212A of the first gear 21 to mesh with the toothed wheel 222 of the second gear, as shown in FIG. 8, and one end of the second part 211B in the axial direction X and a portion nearby protrude from the first part 11 of the housing 10, as shown in FIGS. 1 and 3.
  • a polygonal columnar hole 211Bh is formed in the second part 211B.
  • a transmission member (not shown), such as the lever described above, may be fitted into this hole 211Bh.
  • the center C2 of the first gear 21 coincides with the center C1 of the first bearing 111.
  • the radial direction of the first gear 21 coincides with the radial direction of the first bearing 111.
  • the first bearing 111, the second bearing 102, and the stopper 160 are aligned in the radial direction of the first gear 21, and the stopper 160 is located between the first bearing 111 and the second bearing 102 in the radial direction of the first gear 21.
  • the first portion 211A of the output shaft 211 is located within the housing 10 and protrudes to the other side in the axial direction X (toward the second portion 12 of the housing 10).
  • a rotation angle sensor 70 is arranged to surround the first portion 211A of the output shaft 211.
  • the rotation angle sensor 70 may be a potentiometer having a brush that rotates around the first portion 211A of the output shaft 211.
  • the rotation angle sensor 70 detects the rotation angle or rotation position (phase) of the first gear 21.
  • the substrate 40 may be flexible and may, for example, be a flexible substrate having multiple conductors (wiring) or a flexible circuit board (FPC) on which electronic components are mounted.
  • a control circuit for controlling the motor 30 may be mounted on the substrate 40.
  • the substrate 40 is connected to the above-mentioned connector 50, motor 30, rotation angle sensor 70, etc. Therefore, power is supplied to the motor 30, rotation angle sensor 70, the control circuitry mounted on the board 40, and other components via the connector 50 and board 40.
  • the motor 30 When power is supplied to the motor 30, the motor 30 operates in a predetermined manner based on data from the rotation angle sensor 70 and control from the control circuit described above, causing the motor shaft 31 and fourth gear 24 to rotate.
  • the rotation of the fourth gear 24 then rotates the worm wheel 231 of the third gear 23, which is meshed with the fourth gear 24, causing the third gear 23 to rotate.
  • the rotation of the third gear 23 then rotates the gear 221 of the second gear 22, which is meshed with the gear 232 of the third gear, causing the second gear 22 to rotate.
  • the motor 30 transmits rotational force to the second gear 22 via the fourth gear 24 and the third gear 23.
  • the rotation of the second gear 22 then rotates the first gear 21, which is meshed with the gear 222 of the second gear 22.
  • the output shaft 211 of the first gear 21 rotates, and a transmission member such as a lever attached to the hole 211Bh of the second portion 211B of the output shaft 211 operates in accordance with the specified drive of the motor 30.
  • the first gear 21 functions as an output gear that outputs the rotational force of the motor 30 from the rotating device 1.
  • the transmission member such as a lever operates in accordance with the specified drive of the motor 30, causing various doors of the HVAC to operate in a specified manner, switching the operating mode of the air conditioner, adjusting the temperature, etc.
  • a stopper 160 is provided on the first portion 11 of the housing 10 (see FIG. 5), and a protrusion 215 is provided on the first gear 21 (see FIG. 7). Therefore, as shown in FIG. 8, when the first gear 21 rotates, the protrusion 215 of the first gear 21 eventually contacts the stopper 160 in the circumferential direction of the first gear 21.
  • one of the pair of side surfaces 216S, 216S of the protrusion 215 contacts one of the pair of side surfaces 161S, 161S of the stopper 160. Therefore, the rotating device 1 prevents the first gear 21 from rotating more than necessary.
  • a transmission member such as a lever attached to the output shaft 211 is prevented from operating beyond a predetermined range of motion, thereby suppressing damage to the transmission member, door, etc.
  • the convex portion region 212Aa of the external tooth 212A is the region between a straight line L3 that passes through the center C2 of the first gear 21 and one side surface 216S of the convex portion 215, and a straight line L4 that passes through the center C2 and the other side surface 216S of the convex portion 215, when the first gear 21 is viewed from one side in the axial direction X (the region in which the lines L3 and L4 form an angle ⁇ with respect to the center C2 that is less than 180°).
  • the convex portion region 212Aa is adjacent to the convex portion 215 in the radial direction of the first gear 21.
  • the convex region 212Aa is separated from the convex portion 215 in the radial direction of the first gear 21 by the thickness of the gear portion 212. Due to the presence of the convex portion 215, the radial thickness of the first gear 21 is locally thicker in this convex region 212Aa than in other regions 212Ab of the external teeth 212A excluding the convex region 212Aa. For this reason, the gear precision in the convex region 212Aa may be worse than the gear precision in other regions 212Ab due to reasons such as sink marks occurring in the convex region 212Aa when molding the first gear 21.
  • the first bearing 111, the second bearing 102, and the stopper 160 are aligned radially of the first gear 21, and the stopper 160 is located between the first bearing 111 and the second bearing 102 radially of the first gear 21.
  • the convex portion 215 of the first gear 21 contacts the stopper 160 in the circumferential direction of the first gear 21, thereby preventing further rotation of the first gear 21 and preventing the convex region 212Aa from meshing with the second gear 22.
  • the external teeth 212A on the outer circumferential surface of the first gear 21 include the convex region 212Aa as a non-engagement region that does not mesh with the second gear 22, and another region 212Ab as an engagement region that can mesh with the second gear 22.
  • This configuration prevents the convex region 212Aa (non-engagement region), which has poor gear precision, from meshing with the second gear 22, thereby suppressing the generation of abnormal noise caused by the poor gear precision meshing with another gear.
  • the rotating device 1 includes a housing 10 having a first bearing 111, a second bearing 102, and a stopper 160 formed on the inner surface 11A, a first gear 21, a second gear 22 that meshes with the first gear 21, and a motor 30 that transmits rotational force to the second gear 22.
  • the output shaft 211 of the first gear 21 is supported by the first bearing 111
  • the rotation shaft 223 of the second gear 22 is supported by the second bearing 102
  • the first gear 21 has a protrusion 215 that contacts the stopper 160 in the circumferential direction of the first gear 21
  • the first bearing 111, the second bearing 102, and the stopper 160 are aligned in the radial direction of the first gear 21, and the stopper 160 is located between the first bearing 111 and the second bearing 102 in the radial direction of the first gear 21.
  • such a rotating device 1 is less likely to generate abnormal noise.
  • the rotational force of the motor 30 is transmitted to the second gear 22 via the third gear 23 and the fourth gear 24.
  • the rotational force of the motor 30 may also be transmitted directly to the second gear 22 (e.g., without passing through other gears).
  • the convex portion 215 of the first gear 21 is connected to the inner circumferential surface 212B of the gear portion 212 (the inner circumferential surface of the first gear 21) in the radial direction of the first gear 21.
  • the convex portion 215 may be spaced apart from the inner circumferential surface 212B of the first gear 21 in the radial direction of the first gear 21.
  • the convex portion 215 of the first gear 21 is connected to the inner circumferential surface 212B of the gear portion 212 (the inner circumferential surface of the first gear 21) in the radial direction of the first gear 21, the strength of the convex portion 215 is increased by the convex portion 215 and the gear portion 212 being connected (integrated). This further reduces the possibility of the convex portion 215 breaking.
  • the rotating device 1 is used for HVAC, but the use of the rotating device 1 is not limited to HVAC, and it can also be used for toilet seat opening/closing devices and other actuators.
  • 1...rotating device 10...casing, 11A...inner surface, 21...first gear, 22...second gear, 30...motor, 102...second bearing, 111...first bearing, 160...stopper, 211...rotating shaft (rotating shaft of first gear), 212A...external teeth (outer surface), 212Aa...convex region (non-engagement region), 212Ab...other region (engagement region), 212B...inner surface, 215...convex region, 223...rotating shaft (rotating shaft of second gear)

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Abstract

異音が発生し難い回転機器を提供する。　回転機器（１）は、第１軸受（１１１）、第２軸受（１０２）、及び内面（１１Ａ）に形成されたストッパ（１６０）を有する筐体（１０）と、第１ギア（２１）と、第１ギア（２１）に噛み合う第２ギア（２２）と、第２ギア（２２）に回転力を伝達するモータ（３０）と、を備えている。第１軸受（１１１）には第１ギア（２１）の出力軸（２１１）が支持されており、第２軸受（１０２）には第２ギア（２２）の回転軸（２２３）が支持されており、第１ギア（２１）は、第１ギア（２１）の周方向においてストッパ（１６０）に接触する凸部（２１５）を有し、第１ギア（２１）の径方向において、第１軸受（１１１）、第２軸受（１０２）、及びストッパ（１６０）は並んでおり、第１ギア（２１）の径方向において、ストッパ（１６０）が第１軸受（１１１）と第２軸受（１０２）との間にある。

Description

回転機器
　本発明は、回転機器に関する。
　モータと、ギアと、出力軸と、これらを収容するケースとを備え、モータの回転力をギア及び出力軸を介して種々の機器（例えば、車載機器）に伝達する回転機器（アクチュエータ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　上記種々の機器に所定の動作をさせるために、特許文献１等に記載された回転機器には、ギアの回動範囲を規制する回動規制手段が設けられている。特許文献１に記載された回動規制手段は、ケースに形成されたストッパを含んでいる。そして、ギアに設けられた直立壁に取り付けられたゴムがストッパに接触することによって、ギアの回動範囲が規制される。
特開平１０－２８５８７１号公報
　上記特許文献１に記載されたような回転機器では、上述の回転規制手段を構成するために、直立壁のような凸部をギアに形成する。このため、この凸部をギアに形成する過程で、凸部が設けられる部分やその近傍においてギアにヒケが発生してギアの精度が低下する場合がある。この場合、ギアにおけるヒケが発生している部分が他のギアに噛み合うことによって異音が発生することがある。
　そこで、本発明は、異音が発生し難い回転機器を提供することを課題の一つとする。
　（１）：本発明に係る回転機器は、第１軸受、第２軸受、及び内面に形成されたストッパを有する筐体と、第１ギアと、前記第１ギアに噛合う第２ギアと、前記第２ギアに直接又は他の部材を介して回転力を伝達するモータと、を備え、前記第１軸受に前記第１ギアの回転軸が支持されており、前記第２軸受に前記第２ギアの回転軸が支持されており、前記第１ギアは、前記第１ギアの周方向において前記ストッパに接触する凸部を有し、前記第１ギアの径方向において、前記第１軸受、前記第２軸受、及び前記ストッパは並んでおり、前記第１ギアの径方向において、前記ストッパが前記第１軸受と前記第２軸受との間にある。
　（２）：（１）の回転機器において、前記第１ギアは、複数の歯を有する外周面と、内周面と、当該内周面と前記第１ギアの回転軸との間にある前記凸部と、を備えていてもよい。
　（３）：（１）又は（２）の回転機器において、前記第１ギアは出力ギアであってもよい。
　（４）：（１）から（３）のいずれかの回転機器において、前記第１ギアは樹脂で成形されていてもよい。
　（５）：（１）から（４）のいずれかの回転機器において、前記第１ギアの外周面は、前記第２ギアに噛み合い可能な係合領域と、非係合領域を備え、前記非係合領域は、前記第１ギアの径方向において前記凸部に隣接していてもよい。
本発明の実施形態における回転機器を、第１ギアの回転軸の長手方向における一方側から見た斜視図である。 図１に示す回転機器を、第１ギアの回転軸の長手方向における他方側から見た斜視図である。 図１に示す回転機器の側面図である。 図１に示す回転機器の分解斜視図である。 図４に示す筐体の第１部分を、第１ギアの回転軸の長手方向における他方側から見た図である。 図１に示す回転機器を、筐体の第２部分を取り外して示す斜視図である。 図４に示す第１ギアを、第１ギアの回転軸の長手方向における一方側から見た斜視図である。 図３のＡ－Ａ線における断面図である。
　以下、本発明に係る回転機器を実施するための形態が添付図面とともに例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、以下の実施形態から変更、改良することができる。また、上記添付図面では、理解を容易にするために各部材の寸法が誇張又は縮小して示されていたり、ハッチングが省略されて示されていたりする場合がある。
　図１は、実施形態における回転機器を、後述する第１ギアの回転軸の長手方向における一方側から見た斜視図である。図２は、実施形態における回転機器を上記長手方向における他方側から見た斜視図である。図３は、実施形態における回転機器の側面図である。
　図１～図３に示す回転機器１は、例えば、車載用のＨＶＡＣ（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）を構成するアクチュエータであってもよい。回転機器１は、後述する第１ギア２１の回転によって回転する回転軸２１１を有しており、この回転軸２１１を介して、回転機器１の回転力が外部に出力される。以下、回転軸２１１を「出力軸２１１」と呼称し、出力軸２１１の長手方向を「軸方向Ｘ」と呼称する。図１は回転機器１を軸方向Ｘにおける一方側から見た斜視図、図２は回転機器１を軸方向Ｘにおける他方側から見た斜視図である。
　回転機器１の出力軸２１１には、例えば、ＨＶＡＣによって車内に導入される内外気を切り替えるためのドアを含む各種ドア（図示せず）に駆動力を伝達するレバー等の伝達部材（図示せず）が取り付けられてもよい。そして、出力軸２１１の回転方向や回転角度に応じて、上記各種ドアが動作して、内外気の切り替え、エアコンの動作モードの切り替え、及び温度調節等が行われてもよい。
　図４は、回転機器１の分解斜視図である。図１～図４に示すように、回転機器１は、筐体１０と、ギア機構２０と、モータ３０と、基板４０と、コネクタ５０と、回転角センサ７０とを主な構成として備えている。
　筐体１０は、軸方向Ｘに垂直な中空の直方体状の部材である。筐体１０は、第１方向Ｙ及び第１方向Ｙに垂直な第２方向Ｚの双方に延在しており、第１方向Ｙにおける長さ及び第２方向Ｚにおける長さに比べて短い軸方向Ｘにおける厚みを有している。筐体１０は、軸方向Ｘにおける一方側にある第１部分１１と、軸方向Ｘにおける他方側にある第２部分１２とを含んでいる。筐体１０は、第１部分１１と第２部分１２とが軸方向Ｘにおいて結合することによって構成される。例えば、本実施形態では、図４に示すように、第１部分１１の外縁を形成する４つの側面のそれぞれに、軸方向Ｘにおける他方側（第２部分１２側）に突出する弾性を有する突出部１１９（係合部及び被係合部の一方）が設けられている。一方、第２部分１２の外縁を形成する４つの側面のそれぞれに、突起１２９（係合部及び被係合部の他方）が設けられている。そして、４つの突出部１１９と４つの突起１２９とが１対１対応で係合することによって、第１部分１１と第２部分１２とが結合してもよい。第１部分１１と第２部分１２とが結合することによって、筐体１０の内部には、第１部分１１と第２部分１２とによって囲われる空間が形成されている。この筐体１０の内部の空間に、ギア機構２０、モータ３０、基板４０、及び回転角センサ７０等が収容されている。
　筐体１０は、筐体１０の第１方向Ｙにおける一方側かつ第２方向Ｚにおける一方側の領域に、軸方向Ｘにおける一方側及び他方側の双方に突出するモータ収容部１３０を有している。モータ収容部１３０のうち軸方向Ｘにおける一方側に突出する部分は第１部分１１に設けられており、軸方向Ｘにおける他方側に突出する部分は第２部分１２に設けられている。このモータ収容部１３０の内部に、モータ３０が収容されている。また、筐体１０は、筐体１０の第１方向Ｙにおける一方側かつ第２方向Ｚにおける他方側の領域に、第１方向Ｙにおける一方側に向かって突出するコネクタ収容部１５０を有している。このコネクタ収容部１５０の内部に複数の接続端子５１が配置され、これら複数の接続端子５１に電気的に接続される外部装置のコネクタ５０が収容されている。
　図５は、筐体１０の第１部分１１を示す図であり、第１部分１１を軸方向Ｘにおける他方側から一方側に向かって見た図である。すなわち、図５からは、第１部分１１の内面１１Ａ（筐体１０の内部の空間を形成する面）を視認することができる。
　図５に示すように、筐体１０の第１部分１１の内面１１Ａには、円環状の溝１１０、第１軸受１１１、軸受１１２、軸受１１３、及びストッパ１６０等が形成されている。溝１１０は、モータ収容部１３０を基準として第２方向Ｚにおける他方側に形成されている。第１軸受１１１は、溝１１０の内縁から軸方向Ｘにおける他方側に向かって突出しており、円筒状に形成され、第１軸受１１１の内側は開口している。第１軸受１１１は、円筒状の内周面１１１Ａと、円筒状の外周面１１１Ｂとを有する。
　軸受１１２は、溝１１０の第１方向Ｙにおける他方側であって第２方向Ｚにおける中央よりもやや一方側の領域に設けられている。軸受１１２は、軸方向Ｘにおける他方側に向かって突出しており、円筒状に形成されている。軸受１１２は、円筒状の内周面１１２Ａを有する。図５には、第１軸受１１１の中心Ｃ１から第１軸受１１１の径方向に延びる１つの直線Ｌ１が破線で示されている。軸受１１２と第１軸受１１１とは、直線Ｌ１上に位置している。すなわち、第１軸受１１１の径方向において、軸受１１２と第１軸受１１１とは並んでいる。
　軸受１１３は、第２方向Ｚにおいて、第１部分１１の内面１１Ａの概ね中央の領域であって軸受１１２に対して一方側の領域にあり、軸受１１２と概ね一直線上に並んでいる。軸受１１３は、軸方向Ｘにおける他方側に向かって突出しており、円筒状に形成されている。軸受１１３は円筒状の内周面１１３Ａを有する。
　ストッパ１６０は、溝１１０に設けられており、軸方向Ｘにおける他方側に向かって突出している。本実施形態では、ストッパ１６０は、第１軸受１１１の外周面１１１Ｂにつながっている。ただし、第１軸受１１１の径方向において、ストッパ１６０を外周面１１１Ｂから所定の距離だけ離れた位置に設けても構わない。ストッパ１６０は、直線Ｌ１上にあり、第１軸受１１１と軸受１１２との間にある。すなわち、第１軸受１１１の径方向において、ストッパ１６０、第１軸受１１１、及び軸受１１２は並んでおり、ストッパ１６０は、第１軸受１１１と軸受１１２との間にある。直線Ｌ１は、ストッパ１６０の概ね中央を通っており、本実施形態において、ストッパ１６０は、直線Ｌ１に対して概ね線対称の形状を有している。
　また、本実施形態において、ストッパ１６０は、直方体状の形状を有する第１部分１６１と、第１部分１６１の軸方向Ｘにおける一方側の端部に接続され、第１部分１６１よりも幅広な第２部分１６２とを有している。第１部分１６１は、軸方向Ｘにおける他方側の面１６１Ａ（すなわち、ストッパ１６０の軸方向Ｘにおける他方側の面）と、面１６１Ａの第１軸受１１１の周方向における両端部から軸方向Ｘにおける一方側に延びる１対の側面１６１Ｓ，１６１Ｓとを含んでいる。第２部分１６２は、側面１６１Ｓ，１６１Ｓのそれぞれから、第１軸受１１１の周方向に沿って突出している。なお、ストッパ１６０の形状は上記の形状に限られるものではない。例えば、ストッパ１６０を第１部分１６１のみから形成しても構わない。ただし、本実施形態では、ストッパ１６０の根元が、幅広な第２部分１６２として形成されているため、ストッパ１６０の根元部分の強度が強化されている。
　第１軸受１１１、軸受１１２、軸受１１３、及びストッパ１６０は、第１部分１１を形成する際に一体成型されても構わない。
　軸受１１２の内周面１１２Ａによって囲われる空間には、回転軸２２３の一方側の端部が嵌め入れられている（図４参照）。図４に示すように、筐体１０の第２部分１２の軸方向Ｘにおける他方側（第１部分１１側）の面（内面）には、軸受１１２に対応する位置に回転軸２２３の他方側の端部を嵌め入れることが可能な軸受１２２が設けられている。すなわち、回転軸２２３は、軸受１１２と軸受１２２とによって支持されている。こうして、軸受１１２と軸受１２２とを有する第２軸受１０２が構成されている。すなわち、第１軸受１１１の径方向において、第２軸受１０２と第１軸受１１１とは並んでいる。
　軸受１１３の内周面１１３Ａによって囲われる空間には、回転軸２３３の他方側の端部が嵌め入れられている（図４参照）。図４に示すように、筐体１０の第２部分１２の軸方向Ｘにおける他方側（第１部分１１側）の面（内面）には、軸受１１３に対応する位置に、回転軸２３３の他方側の端部を嵌め入れることが可能な軸受１２３が設けられている。すなわち、回転軸２３３は、軸受１１３と軸受１２３とによって支持されている。こうして、軸受１１３と軸受１２３とを有する第３軸受１０３が構成されている。
　上述のように及び図４に示すように、モータ３０は、筐体１０のモータ収容部１３０に収容されている。モータ３０としては特に限定されないが、本実施形態では、インナーロータ型のＤＣモータとして構成されている。モータ３０が駆動することによって、モータ３０の軸３１が回転する。モータ３０の軸３１は、第１方向Ｙに延在している。さらに言えば、軸３１は、モータ収容部１３０から第１方向Ｙにおける他方側に突出しており、第３軸受１０３によって支持された回転軸２３３に対して第２方向Ｚにおける一方側にある。
　次に、ギア機構２０について説明する。図６は、筐体１０の第２部分１２が取り外された回転機器１を示す図である。
　図４及び図６に示すように、ギア機構２０は、複数のギアを含んでいる。本実施形態において、ギア機構２０は、第１ギア２１と、第２ギア２２と、第３ギア２３と、第４ギア２４とを含んでいる。第１ギア２１、第２ギア２２、第３ギア２３、及び第４ギア２４の１つ以上が樹脂で成形されてもよく、例えば、第１ギア２１が樹脂で成形されてもよい。ギア機構２０を構成するこれら複数のギアは、筐体１０の第１部分１１と第２部分１２とが結合することによって、第１部分１１と第２部分１２との間に保持され、かつ、軸方向Ｘにおいて位置決めされている。第１ギア２１、第２ギア２２、第３ギア２３、及び第４ギア２４のそれぞれの構成は特に限定されないが、本実施形態では、以下のように構成されている。
　第４ギア２４は、モータ３０の軸３１に取り付けられており、軸３１の長手方向（すなわち、第１方向Ｙ）に延在するウォームとして構成されている。第４ギア２４は、モータ３０が駆動すると、軸３１とともに回転する。
　第３ギア２３は、第４ギア２４に噛み合うウォームホイール２３１と、ウォームホイール２３１よりもサイズが小さい（本実施形態では、直径が小さい）歯車２３２とが一体成型された構成を有している。歯車２３２とウォームホイール２３１とは同心円状に形成されている。歯車２３２は、ウォームホイール２３１から軸方向Ｘにおける他方側（筐体１０の第２部分１２の側）に突出している。この第３ギア２３の中央には、回転軸２３３を軸方向Ｘに沿って挿入可能な孔２３ｈが形成されている。この孔２３ｈに、第３軸受１０３に支持された回転軸２３３が挿通されている。このようにして、第３ギア２３は、軸方向Ｘにおいてウォームホイール２３１が一方側にあり、歯車２３２が他方側にある状態で、回転軸２３３周りに回転可能に筐体１０に取り付けられている。
　第２ギア２２は、第３ギア２３の歯車２３２に噛み合う歯車２２１と、歯車２２１よりもサイズが小さい（本実施形態では、直径が小さい）歯車２２２とが一体成型された構成を有している。歯車２２１と歯車２２２とは同心円状に形成されている。歯車２２２は、歯車２２１から軸方向Ｘにおける一方側（筐体１０の第１部分１１の側）に突出している。この第２ギア２２の中央には、回転軸２２３を軸方向Ｘに沿って挿入可能な孔２２ｈが形成されている。この孔２２ｈに、第２軸受１０２に支持された回転軸２２３が挿通されている。このようにして、第２ギア２２は、軸方向Ｘにおいて歯車２２２が一方側にあり、歯車２２１が他方側にある状態で、回転軸２２３周りに回転可能に筐体１０に取り付けられている。
　図７は、第１ギア２１を軸方向Ｘにおける一方側から見た斜視図である。これに対し、図４及び図６には、第１ギア２１を軸方向Ｘにおける他方側から見た様子が示されている。図４、図６、及び図７に示すように、第１ギア２１は、他のギアと噛み合う円筒状のギア部２１２と、出力軸２１１（第１ギア２１の回転軸）と、連結部２１４と、凸部２１５とを含んでいる。ギア部２１２、出力軸２１１、及び連結部２１４は、第１ギア２１の中心Ｃ２に対して同心円状に形成されている。
　ギア部２１２は、第１ギア２１の外周面である円柱状の外歯２１２Ａと、円柱状の内周面２１２Ｂとを含んでいる。すなわち、第１ギア２１は、複数の歯を有する外周面（外歯２１２Ａ）と、内周面２１２Ｂと、凸部２１５とを有している。第１ギア２１の径方向において、凸部２１５は、内周面２１２Ｂと出力軸２１１（第１ギア２１の回転軸）との間にある。本実施形態では、凸部２１５は、第１ギア２１の径方向において内周面２１２Ｂにつながっている。ただし、第１ギア２１の径方向において、凸部２１５が内周面２１２Ｂから所定の距離だけ離れていても構わない。外歯２１２Ａは、第２ギア２２の歯車２２２に噛み合っている（図６参照）。出力軸２１１は、第１ギア２１の中央側にあって軸方向Ｘに延在している。連結部２１４は、リング状かつ板状に形成されており、ギア部２１２と出力軸２１１とを連結している。さらに言えば、連結部２１４は、ギア部２１２の軸方向Ｘにおける概ね中央の部分及び出力軸２１１の軸方向Ｘにおける概ね中央の部分のそれぞれに接続している。
　出力軸２１１は、連結部２１４に対して軸方向Ｘにおける他方側にある円柱状の第１部分２１１Ａ（図４及び図６参照）と、連結部２１４に対して軸方向Ｘにおける一方側にある円柱状の第２部分２１１Ｂとを含んでいる。本実施形態において、第２部分２１１Ｂのサイズ（本実施形態では、第２部分２１１Ｂの外径）は、第１部分２１１Ａのサイズ（本実施形態では、第１部分２１１Ａの外径）よりも大きい。ただし、第２部分２１１Ｂのサイズは、第１部分２１１Ａのサイズと同じであってもよい。第２部分２１１Ｂの中央には軸方向Ｘに延在する多角柱状（図７の例では、正八角柱状）の孔２１１Ｂｈが形成されている。
　図７に示すように、凸部２１５は、連結部２１４の軸方向Ｘにおける一方側の面２１４Ａから軸方向Ｘにおける一方側に突出している。さらに言えば、凸部２１５は、連結部２１４の面２１４Ａと、出力軸２１１の第２部分２１１Ｂの外周面２１１Ｂａと、ギア部２１２の内周面２１２Ｂとによって形成されるリング状の溝２１３内に設けられている。本実施形態において、凸部２１５は、第１ギア２１の中心Ｃ２を通って第１ギア２１の径方向に沿って延びる直線Ｌ２に対して概ね線対称の形状を有している。また、凸部２１５は、直方体状の形状を有する第１部分２１６と、第１部分２１６の軸方向Ｘにおける他方側の端部に接続され、第１部分２１６よりも幅広な第２部分２１７とを有している。第１部分２１６は、軸方向Ｘにおける一方側の面２１６Ａ（すなわち、凸部２１５の軸方向Ｘにおける一方側の面）と、面２１６Ａの第１ギア２１の周方向における両端部から軸方向Ｘにおける他方側に延びる１対の側面２１６Ｓ，２１６Ｓとを含んでいる。第２部分２１７は、側面２１６Ｓ，２１６Ｓのそれぞれから、第１ギア２１の周方向に沿って突出している。なお、凸部２１５の形状は上記の形状に限られるものではない。例えば、凸部２１５を第１部分２１６のみから形成しても構わない。ただし、本実施形態では、凸部２１５の根元が、幅広な第２部分２１７として形成されているため、凸部２１５の根元部分の強度が強化されている。
　また、本実施形態において、凸部２１５は、上述のように、ギア部２１２の内周面２１２Ｂ（すなわち、第１ギア２１の内周面）と第１ギア２１の径方向においてつながっており、ギア部２１２と一体的に形成されている。凸部２１５の軸方向Ｘにおける一方側の面２１６Ａは、ギア部２１２の軸方向Ｘにおける一方側の面２１２Ｃと面一に形成されている。
　図８は、図３のＡ－Ａ線における断面図である。図８に示すように、第１ギア２１は、図７に示す出力軸２１１の第２部分２１１Ｂが図５に示す第１軸受１１１の内周面１１１Ａによって囲われる孔１１１ｈに嵌め入れられることによって、第２部分２１１Ｂを回転軸として回転可能に第１部分１１に装着される。そして、これにより、図８に示すように、第１ギア２１の外歯２１２Ａと第２ギアの歯車２２２とが噛み合うとともに、図１及び図３に示すように、第２部分２１１Ｂの軸方向Ｘにおける一方側の端部及びその近傍の部分が筐体１０の第１部分１１から突出する。上述のように、第２部分２１１Ｂには、多角柱状の孔２１１Ｂｈが形成されている。この孔２１１Ｂｈに、上述したレバー等の伝達部材（図示せず）を嵌め入れてもよい。
　図８に示すように、筐体１０の第１部分１１に装着された第１ギア２１において、凸部２１５及び外歯２１２Ａのそれぞれの軸方向Ｘにおける一方側の部分は、筐体１０の第１部分１１の溝１１０内に収容されている。また、第１部分１１に装着された第１ギア２１において、第１ギア２１の中心Ｃ２は、第１軸受１１１の中心Ｃ１と一致している。すなわち、第１ギア２１の径方向は、第１軸受１１１の径方向と一致する。したがって、回転機器１では、第１ギア２１の径方向において、第１軸受１１１、第２軸受１０２、及びストッパ１６０は並んでおり、第１ギア２１の径方向において、ストッパ１６０が第１軸受１１１と第２軸受１０２との間にある。
　図４及び図６に示すように、第１軸受１１１に装着された第１ギア２１において、出力軸２１１の第１部分２１１Ａは、筐体１０内にあり、軸方向Ｘにおける他方側（筐体１０の第２部分１２側）に突出している。この出力軸２１１の第１部分２１１Ａを囲うように、回転角センサ７０が配置されている。回転角センサ７０は、出力軸２１１の第１部分２１１Ａ周りに回転するブラシを有するポテンショメータであってもよい。回転角センサ７０は、第１ギア２１の回転角又は回転位置（位相）を検知する。基板４０は、可撓性を有してもよく、例えば、複数の導体（配線）を有するフレキシブル基板、又は電子部品が載せられたフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）であってもよい。基板４０には、モータ３０を制御する制御回路が実装されてもよい。基板４０は、上述のコネクタ５０、モータ３０、及び回転角センサ７０等に接続されている。したがって、コネクタ５０及び基板４０を介して、モータ３０、回転角センサ７０、基板４０に実装された上述の制御回路等に電力が供給される。
　モータ３０に電力が供給されると、回転角センサ７０からのデータや上述の制御回路の制御等により、モータ３０が所定の駆動をして、モータ３０の軸３１及び第４ギア２４が回転する。そして、第４ギア２４の回転によって、第４ギア２４に噛み合っている第３ギア２３のウォームホイール２３１が回転して、第３ギア２３が回転する。そして、第３ギア２３の回転によって、第３ギアの歯車２３２に噛み合っている第２ギア２２の歯車２２１が回転して、第２ギア２２が回転する。すなわち、本実施形態において、モータ３０は、第４ギア２４及び第３ギア２３を介して、第２ギア２２に回転力を伝達している。そして、さらに、第２ギア２２の回転によって、第２ギア２２の歯車２２２に噛み合っている第１ギア２１が回転する。その結果、第１ギア２１の出力軸２１１が回転して、例えば、出力軸２１１の第２部分２１１Ｂの孔２１１Ｂｈに取り付けられたレバー等の伝達部材が、モータ３０の所定の駆動に応じて動作する。このように、第１ギア２１は、モータ３０の回転力を回転機器１から出力する出力ギアとして機能する。例えば、回転機器１がＨＶＡＣに取り付られている場合には、モータ３０の所定の駆動に応じてレバー等の伝達部材が動作することによって、ＨＶＡＣの各種ドアが所定の動作をし、エアコンの動作モードの切り替えや温度調節等が行われる。
　ここで、筐体１０の第１部分１１にはストッパ１６０が設けられており（図５参照）、第１ギア２１には凸部２１５が設けられている（図７参照）。そのため、図８に示すように、第１ギア２１が回転すると、やがて、第１ギア２１の凸部２１５が、第１ギア２１の周方向においてストッパ１６０に接触する。本実施形態では、凸部２１５の１対の側面２１６Ｓ，２１６Ｓのいずれかが、ストッパ１６０の１対の側面１６１Ｓ，１６１Ｓのいずれかに接触する。そのため、回転機器１によれば、第１ギア２１が必要以上に回転することが防止される。これにより、回転機器１が例えばＨＶＡＣに取り付けられている場合には、出力軸２１１に取り付けられたレバー等の伝達部材が所定の可動範囲を超えて動作することが防止され、その結果、伝達部材やドア等がダメージを受けることが抑制される。
　ところで、外歯２１２Ａの周方向における領域のうち、凸部２１５を通って第１ギア２１の径方向に延びる直線上にある領域（以下、便宜上、「凸部領域２１２Ａａ」と記載する。）に着目する。図７及び図８に示すように、本実施形態では、外歯２１２Ａの凸部領域２１２Ａａは、第１ギア２１を軸方向Ｘにおける一方側から見た場合に、第１ギア２１の中心Ｃ２及び凸部２１５の一方の側面２１６Ｓを通る直線Ｌ３と、中心Ｃ２及び凸部２１５の他方の側面２１６Ｓを通る直線Ｌ４との間の領域（中心Ｃ２に対して直線Ｌ３と直線Ｌ４とが１８０°よりも小さい角θをなす領域）である。凸部領域２１２Ａａは、第１ギア２１の径方向において、凸部２１５に隣接している。換言すると、凸部領域２１２Ａａは、第１ギア２１の径方向において、ギア部２１２の肉厚の分、凸部２１５から離れている。この凸部領域２１２Ａａでは、凸部２１５が設けられていることにより、外歯２１２Ａの凸部領域２１２Ａａを除く他の領域２１２Ａｂに比べて、第１ギア２１の径方向における肉厚が局所的に厚くなっている。このため、第１ギア２１を成型する際に凸部領域２１２Ａａにヒケが発生する等の理由により、凸部領域２１２Ａａにおけるギアの精度が他の領域２１２Ａｂのギアの精度に比べて悪くなる場合がある。
　しかし、本実施形態によれば、上述のように及び図８に示すように、第１ギア２１の径方向において第１軸受１１１、第２軸受１０２、及びストッパ１６０が並んでいるとともに、第１ギア２１の径方向においてストッパ１６０が第１軸受１１１と第２軸受１０２との間にある。このような構成によれば、第１ギア２１の凸部２１５が第１ギア２１の周方向においてストッパ１６０に接触することによって、それ以上の第１ギア２１の回転が防止されるため、凸部領域２１２Ａａが第２ギア２２と噛み合うことが防止される。すなわち、第１ギア２１の外周面である外歯２１２Ａは、第２ギア２２に噛み合わない非係合領域としての凸部領域２１２Ａａと、第２ギア２２に噛み合い可能な係合領域としての他の領域２１２Ａｂとを含んでいる。このような構成によれば、ギアの精度に劣る凸部領域２１２Ａａ（非係合領域）が第２ギア２２と噛み合うことが防止されるため、ギアの精度に劣る部分が他のギアに噛み合うことに起因して異音が発生することが抑制される。
　以上のように、実施形態に係る回転機器１は、第１軸受１１１、第２軸受１０２、及び内面１１Ａに形成されたストッパ１６０を有する筐体１０と、第１ギア２１と、第１ギア２１に噛み合う第２ギア２２と、第２ギア２２に回転力を伝達するモータ３０と、を備えている。そして、この回転機器１では、第１軸受１１１に第１ギア２１の出力軸２１１が支持されており、第２軸受１０２に第２ギア２２の回転軸２２３が支持されており、第１ギア２１は、第１ギア２１の周方向においてストッパ１６０に接触する凸部２１５を有し、第１ギア２１の径方向において、第１軸受１１１、第２軸受１０２、及びストッパ１６０は並んでおり、第１ギア２１の径方向において、ストッパ１６０が第１軸受１１１と第２軸受１０２との間にある。
　このような回転機器１によれば、上述のように、異音が発生し難い。
　以上、本発明について上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、上記実施形態では、モータ３０の回転力が第３ギア２３及び第４ギア２４を介して第２ギア２２に伝達される例を説明した。しかし、モータ３０の回転力が第２ギア２２に直接（例えば、他のギアを介さずに）伝達されるようにしても構わない。
　また、上記実施形態では、第１ギア２１の凸部２１５が、第１ギア２１の径方向においてギア部２１２の内周面２１２Ｂ（第１ギア２１の内周面）につながっている例を説明した。しかし、上述のように、第１ギア２１の径方向において、凸部２１５が第１ギア２１の内周面２１２Ｂから離れていても構わない。凸部２１５が第１ギア２１の内周面２１２Ｂから離れている場合でも、凸部領域２１２Ａａ（非係合領域）では、凸部２１５が設けられていることにより、他の領域２１２Ａｂ（係合領域）に比べて第１ギア２１の径方向における肉厚が局所的に厚くなっている。このため、第１ギア２１を成型する際に凸部領域２１２Ａａにヒケが発生する等の理由により、凸部領域２１２Ａａにおけるギアの精度が他の領域２１２Ａｂのギアの精度に比べて悪くなる場合がある。したがって、上述の理由により、ギアの精度に劣る部分が噛み合うことに起因して異音が発生することが抑制される。ただし、第１ギア２１の凸部２１５が、第１ギア２１の径方向においてギア部２１２の内周面２１２Ｂ（第１ギア２１の内周面）につながっている場合、凸部２１５とギア部２１２とがつながっている（一体化している）ことにより、凸部２１５の強度が強化される。そのため、凸部２１５が破断する可能性をより小さくすることができる。
　また、上記実施形態では、回転機器１がＨＶＡＣに使用される例を挙げているが、回転機器１の使用用途はＨＶＡＣに限定されるものではなく、便座開閉装置や他のアクチュエータに用いることができる。
　当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の回転機器を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
１…回転機器、１０…筐体、１１Ａ…内面、２１…第１ギア、２２…第２ギア、３０…モータ、１０２…第２軸受、１１１…第１軸受、１６０…ストッパ、２１１…回転軸（第１ギアの回転軸）、２１２Ａ…外歯（外周面）、２１２Ａａ…凸部領域（非係合領域）、２１２Ａｂ…他の領域（係合領域）、２１２Ｂ…内周面、２１５…凸部、２２３…回転軸（第２ギアの回転軸）

Claims (5)

  1. 　第１軸受、第２軸受、及び内面に形成されたストッパを有する筐体と、
    　第１ギアと、
    　前記第１ギアに噛み合う第２ギアと、
    　前記第２ギアに直接又は他の部材を介して回転力を伝達するモータと、
    を備え、
    　前記筐体の前記第１軸受に前記第１ギアの回転軸が支持されており、
    　前記筐体の前記第２軸受に前記第２ギアの回転軸が支持されており、
    　前記第１ギアは、前記第１ギアの周方向において前記ストッパに接触する凸部を有し、
    　前記第１ギアの径方向において、前記第１軸受、前記第２軸受、及び前記ストッパは並んでおり、
    　前記第１ギアの径方向において、前記ストッパが前記第１軸受と前記第２軸受との間にある、回転機器。
  2. 　前記第１ギアは、複数の歯を有する外周面と、内周面と、当該内周面と前記第１ギアの回転軸との間にある前記凸部と、を備える、請求項１に記載の回転機器。
  3. 　前記第１ギアは出力ギアである、請求項１又は２に記載の回転機器。
  4. 　前記第１ギアは樹脂で成形されている、請求項１から３のいずれかに記載の回転機器。
  5. 　前記第１ギアの外周面は、前記第２ギアに噛み合い可能な係合領域と、非係合領域を備え、
    　前記非係合領域は、前記第１ギアの径方向において、前記凸部に隣接している、請求項１から４のいずれかに記載の回転機器。
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