JP2004060865A

JP2004060865A - ギアドモータ

Info

Publication number: JP2004060865A
Application number: JP2002223656A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Tanabe; 田部　一夫
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】簡単な構造をもってトルクリミッタ機能を達成させ、しかもコストの低減をも可能にしたギアドモータを提供する。
【解決手段】このギアドモータ１においては、ギア機構部Ｂ内に衝撃吸収歯車３０を設け、この衝撃吸収歯車３０には、軸線Ｌ方向に並設した第１の歯車３２と第２の歯車３３とをバネ部３４を介して連結した構成が採用されている。従って、外部からの力によって、ギア機構部Ｂ内の各歯車の回転が強制的に停止させられるような事態が発生した場合、それぞれの歯車には、軸トルクに比例して瞬間的に大きな衝撃力が加わることになる。しかしながら、このとき、上段側の第２の歯車３３は停止しようとし、下段側の第１の歯車３２は、回転軸３の回転に追従して回転しようとするが、バネ部３４が設けられているので、第２の歯車３３が停止する際に発生する衝撃エネルギがバネ部３４によって瞬間的に吸収されることになる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、遊技機器、ＡＶ機器などで小型の精密モータが要求される分野に適合させるためのギアドモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術として、特開平６−２００９８８号公報がある。この公報に記載されたギアドモータは、モータ本体にギアボックスをネジ止めしたものであり、このギア収容部内には遊星歯車機構が設けられ、遊星歯車機構によって、出力軸では、大きな減速比と大きな出力トルクとを発生させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のギアドモータには、次のような課題が存在している。すなわち、出力軸の回転が何らかの原因によって、強制的に止められた場合は、遊星歯車機構内の各ギアには、停止の際に瞬間的な衝撃力が発生し、これによって、ギアなどが変形したり、ギアの歯部が破壊したりする虞がある。そして、これを防止するために、ギアドモータには、スリップトルク機構を内蔵させたものがあるが、構造が複雑であり、コスト低減を図り難いといった問題点がある。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、簡単な構造をもってトルクリミッタ機能を達成させ、しかもコストの低減をも可能にしたギアドモータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るギアドモータは、モータ本体に設けられた回転軸に噛合するギア機構部を有するギアドモータにおいて、ギア機構部には、回転軸の軸線方向において並設した下段側の第１の歯車と上段側の第２の歯車とを有する衝撃吸収歯車が設けられ、この衝撃吸収歯車は、第１の歯車と第２の歯車とをバネ部を介して連結したことを特徴とする。
【０００６】
このギアドモータにおいては、ギア機構部内に衝撃吸収歯車を設け、この衝撃吸収歯車には、軸線方向に並設した第１の歯車と第２の歯車とをバネ部を介して連結した構成が採用されている。従って、回転軸が常に一定速度で回転し続ける限りにおいては、第１の歯車と第２の歯車とはバネ部を介して一定の連結状態を維持しながら連動し続けるので、回転軸の駆動力は、ギア機構部を介して外部に伝達される。そして、外部からの力によって、ギア機構部内の各歯車の回転が強制的に停止させられるような事態が発生した場合、それぞれの歯車には、軸トルクに比例して瞬間的に大きな衝撃力が加わることになる。しかしながら、このとき、上段側の第２の歯車は停止しようとし、下段側の第１の歯車は、回転軸の回転に追従して回転しようとするが、バネ部が設けられているので、第２の歯車が停止する際に発生する衝撃エネルギがバネ部によって瞬間的に吸収されることになる。これにより、ギア機構部内に配置した各歯車の歯部が破損する事態が抑制される。よって、このような衝撃吸収歯車を採用すると、簡単な構造をもってトルクリミッタ機能を達成させ、しかもコストの低減をも可能にしている。
【０００７】
また、バネ部は螺旋状に形成されると好適である。螺旋状のバネを利用することで、第１及び第２の歯車の回転方向に沿った衝撃吸収を達成させることができる。
【０００８】
また、回転軸に設けられた駆動歯車に第１の歯車を噛合させると好適である。このように、回転軸側に衝撃吸収歯車を配置させることで、出力から離れた部分でトルクリミッタ機能を達成させることができる。すなわち、回転速度は大きいがトルクが比較的小さな部分でトルクリミッタ機能を発揮させることができるので、バネ部が破損し難くなる。
【０００９】
また、ギア機構部内の遊星歯車機構部は、回転軸の軸線上に配置された太陽軸を有し、この太陽軸には、遊星歯車に噛合する太陽歯車と、この太陽歯車に並設する連結ギアとが設けられ、この連結ギアに第２の歯車を噛合させると好適である。このような構成は、減速を目的として、ギア機構部内に遊星歯車機構部を採用する場合に最適である。
【００１０】
また、衝撃吸収歯車は、樹脂で一体形成されると好適である。このような構成は、軽量化を図りつつ、第１の歯車と第２の歯車とバネ部との一体成形を容易にするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るギアドモータの好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
図１に示すように、ギアドモータ１は、コアードモータからなると共に、筒形状の金属製モータケース（胴部）２をもったモータ本体Ａを備え、小型化が図られている。モータケース２の内壁面には、Ｎ，Ｓ極をもった永久磁石からなる固定子が固定され、モータケース２の内部には、鉄芯にコイルが巻かれた回転子が収容されている。この回転子の中心には、軸受で支持された回転軸３が固定され、この回転軸３の先端部は、モータケース２の前端部分を貫通するように延在する。更に、モータケース２内において、回転軸３の後端には整流子が固定され、この整流子には一対のブラシが摺動接触している。各ブラシの基端には、板状の端子４が接続され、各端子４の後端側は、モータケース２の後端に固定されたブラケット５から突出させる。
【００１３】
さらに、モータ本体Ａのモータケース２には、金属製のギアボックス６がネジ７を介して固定されている。このギアボックス６内には回転軸３が突出し、この回転軸３に設けられた駆動歯車８は、ギアボックス６内のギア機構部Ｂに噛合する。このギア機構部Ｂは、所望の減速を目的とした遊星歯車機構部Ｃを有し、この遊星歯車機構部Ｃは、回転軸３の軸線Ｌ上に配置された第１段目の太陽軸９を有している。この太陽軸９は、回転軸３の軸線Ｌ上に延在する支軸１１によって回転自在に軸支され、この支軸１１は、ギアボックス６の内面に固定したベース部１０に立設されている。
【００１４】
この第１段目の太陽軸９には太陽歯車１２が一体に形成され、この太陽歯車１２には、３個数の遊星歯車１３が噛合する。各遊星歯車１３は、キャリア１４に回転自在に取付けられると共に、ギアボックス６の内面に固定した下段側の固定リングギア１５に噛合されている。このキャリア１４は、太陽軸９の先端に設けられた軸部９ａによって回転自在に軸支されている。キャリア１４には、軸線Ｌ上に位置する第２段目の太陽軸１６が一体に形成され、この第２段目の太陽軸１６には、太陽歯車１７が一体に形成され、この太陽歯車１７には、３個数の遊星歯車１８が噛合する。各遊星歯車１８は、キャリア１９に回転自在に取付けられると共に、ギアボックス６の内面に固定した上段側の固定リングギア２０に噛合されている。
【００１５】
このキャリア１９には、軸線Ｌ方向に延在する軸装着部２２が一体に設けられ、この軸装着部２２には、ギアボックス６から先端側を露出させた出力軸２３の基端が固定され、この出力軸２３は、太陽軸１６の先端に設けられた軸部１６ａによって回転自在に軸支されている。さらに、この出力軸２３は、ギアボックス６の蓋部６ａに固定されたラジアル軸受２４によって軸支されている。
【００１６】
さらに、遊星歯車機構部Ｃにおいて、第１段目の太陽軸９には、太陽歯車１２に並設して下段側に位置する連結ギア２５が一体に形成され、この連結ギア２５と回転軸３の駆動歯車８とは、衝撃吸収歯車３０を介して連結されている。この衝撃吸収歯車３０は、ベース部１０に立設させた軸部３１によって回転自在に支持されている。さらに、衝撃吸収歯車３０は、回転軸３の駆動歯車８に噛合する下段側（回転軸３に近い側）の第１の歯車３２と、第１の歯車３２に対して並設した上段側（回転軸３から遠い側）の第２の歯車３３と、第１の歯車３２と第２の歯車３３とを連結する螺旋状のバネ部３４とからなる。
【００１７】
図２に示すように、第１の歯車３２と第２の歯車３３とは、軸線Ｌ方向に並設され、第１及び第２の歯車３２，３３は、減速を目的として所定の歯数に形成された平歯車であると共に、軸部３１を挿入するための軸孔３２ａ，３３ａを有している。また、バネ部３４の巻き数は、駆動力の伝達と衝撃力の吸収と材質とを勘案して適宜決定されるものである。さらに、衝撃吸収歯車３０を樹脂で成形することで、軽量化を図りつつ、第１の歯車３２と第２の歯車３３とバネ部３４との一体成形を容易にする。
【００１８】
前述したギアドモータ１において、回転軸３が常に一定速度で回り続ける限りにおいては、バネ部３４を介して第１の歯車３２と第２の歯車３３とは一定の連結状態を維持しながら連動し続けるので、回転軸３の駆動力は、ギア機構部Ｂを介して出力軸２３から外部に伝達される。しかしながら、外部からの力によって、出力軸２３に負荷がかかり、ギア機構部Ｂ内の遊星歯車１３，１８等の回転が強制的に停止させられるような事態が発生した場合、それぞれの歯車には、軸トルクに比例した瞬間的な大きな衝撃力が加わることになる。
【００１９】
このとき、上段側の第２の歯車３３は停止しようとし、下段側の第１の歯車３２は、回転軸３の回転に追従して回転しようとするが、螺旋状のバネ部３４が設けられているので、第２の歯車３３が停止する際に発生する衝撃エネルギがバネ部３４によって瞬間的に吸収されることになる。これにより、ギア機構部Ｂ内に配置した各歯車の歯部が破損する事態が抑制されることになる。このような衝撃吸収歯車３０を採用することは、簡単な構造をもってトルクリミッタ機能を達成させ、しかもコストの低減をも可能にする。
【００２０】
この場合、回転軸３の駆動歯車８に第１の歯車３２を噛合させると好ましい。このように、回転軸３側に衝撃吸収歯車３０を配置させることで、出力から離れた部分でトルクリミッタ機能を発生させることができ、回転速度は大きいがトルクが比較的小さな部分でトルクリミッタ機能を発揮させることができるので、バネ部３４が破損し難くなる。
【００２１】
本発明は、前述した実施形態に限定されない。例えば、螺旋状のバネ部３４は、１回転未満の巻き数であってもよい。また、バネ部３４の巻き方向は、特に限定されるものではない。また、衝撃吸収歯車３０における歯車の段数は２段以上であればよい。第１及び第２の歯車３２，３３は、平歯車に限定されるものではなく、それ以外の例えば傘歯歯車であってもよい。モータ本体Ａは、ブラシ付きモータであってもブラシレスモータであっても構わない。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によるギアドモータは、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、モータ本体に設けられた回転軸に噛合するギア機構部を有するギアドモータにおいて、ギア機構部には、回転軸の軸線方向において並設した下段側の第１の歯車と上段側の第２の歯車とを有する衝撃吸収歯車が設けられ、この衝撃吸収歯車は、第１の歯車と第２の歯車とをバネ部を介して連結したことにより、簡単な構造をもってトルクリミッタ機能を達成させ、しかもコストの低減をも可能にする。また、この構成は、第１及び第２の歯車とバネ部とを樹脂により容易に一体成形することができ、更なる軽量化及びコスト低減を可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るギアドモータの一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示したギアドモータに適用する衝撃吸収歯車を示す正面図である。
【符号の説明】
１…ギアドモータ、３…回転軸、８…駆動歯車、９…太陽軸、１２…太陽歯車、１３…遊星歯車、２５…連結ギア、３０…衝撃吸収歯車、３２…第１の歯車、３３…第２の歯車、３４…バネ部、Ａ…モータ本体、Ｂ…ギア機構部、Ｃ…遊星歯車機構部、Ｌ…軸線。

Claims

モータ本体に設けられた回転軸に噛合するギア機構部を有するギアドモータにおいて、
前記ギア機構部には、前記回転軸の軸線方向において並設した下段側の第１の歯車と上段側の第２の歯車とを有する衝撃吸収歯車が設けられ、この衝撃吸収歯車は、前記第１の歯車と前記第２の歯車とをバネ部を介して連結したことを特徴とするギアドモータ。
前記バネ部は螺旋状に形成されたことを特徴とする請求項１記載のギアドモータ。
前記回転軸に設けられた駆動歯車に前記第１の歯車を噛合させたことを特徴とする請求項１又は２記載のギアドモータ。
前記ギア機構部内の遊星歯車機構部は、前記回転軸の軸線上に配置された太陽軸を有し、この太陽軸には、遊星歯車に噛合する太陽歯車と、この太陽歯車に並設する連結ギアとが設けられ、この連結ギアに前記第２の歯車を噛合させたことを特徴とする請求項１〜３記載のギアドモータ。
前記衝撃吸収歯車は、樹脂で一体形成されたことを特徴とする請求項１〜４記載のギアドモータ。