(57)【要約】【課題】  軸方向への与圧を付与する。【解決手段】  モータケース１０と、コイル２２を一体に有してモータケース１０内に固定された固定子２０と、マグネット３２を一体に有する回転子３０と、回転子３０の中心側に固定されるとともに一端側をモータケース１０の前端部から外部へ突出させてモータケース１０に回転自在に支持された回転軸３６と、回転軸３６における突出部分に固定された出力歯車３８と、出力歯車３８とモータケース１０との間で出力歯車３８を前方へ付勢する弾発部材４１とを具備した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータケースと、コイルを一体に有して前記モータケース内に固定された固定子と、マグネットを一体に有する回転子と、前記回転子の中心側に固定されるとともに一端側を前記モータケースの前端部から外部へ突出させて前記モータケースに回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸における突出部分に固定された出力歯車と、前記出力歯車と前記モータケースとの間で前記出力歯車を前方へ付勢する弾発部材とを具備したことを特徴とするモータ。
【請求項２】
前記回転子の磁気中心を前記固定子の磁気中心よりも後方側へずらした状態で、前記出力歯車を前記弾発部材によって前方へ付勢していることを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項３】
前記回転子の磁気中心を前記固定子の磁気中心と略一致させた状態で、前記出力歯車を前記弾発部材によって前方へ付勢していることを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項４】
前記出力歯車によって回転力が入力される遊星歯車機構を前記モータケースに接続したことを特徴とする請求項１〜３何れか１項記載のモータ。
【請求項５】
前記遊星歯車機構は、前記出力歯車を太陽歯車としてその外周部に噛み合う複数の遊星歯車と、前記各遊星歯車をその前方側から回転自在に支持するキャリアと、前記複数の遊星歯車に噛み合う内歯車を内在するギヤケースと、これらの歯車により伝達される回転力を出力する出力軸とを備え、
前記弾発部材の弾発力により、前記回転軸又は前記太陽歯車の前端面を前記キャリアの後端面に接触又は近接させて、前記遊星歯車の後端面と該後端面に対向する部材との間に間隙を確保していることを特徴とする請求項１〜４何れか１項記載のモータ。
【請求項６】
請求項１〜５何れか１項記載のモータを備えた携帯情報端末。
【請求項７】
請求項１〜５何れか１項記載のモータを備えたロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネットを有するロータを回転させるようにしたモータ及びこのモータを備えた携帯情報端末並びにロボットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種装置（或いは機器）の電動機構には、モータの回転出力を歯車伝動機構により減速して出力するギヤドモータが用いられている。ギヤドモータは、モータ本体部とギヤ機構部によって構成されるが、省スペース化が可能で、高い減速比が得られるものとして、出力軸をモータ本体部の回転軸と同軸にして、ギヤ機構部を複数段の遊星歯車機構としたものが知られている（特許文献１参照）。
また、このようなギヤドモータに用いられるモータ本体部としては、回転子の磁気中心を固定子の磁気中心に対し軸方向後方へずらして、これらの間の磁気的作用により、回転子に軸方向前方へ移動する力を付与し、この力によって回転子をその前側の軸受端面に緩圧接させ、回転時における軸方向の振動を防ぐようにしたものがある（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１５７９４号公報
【特許文献２】特開２０１６−１９７９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、後者従来技術によれば、通電初期の磁気的作用により回転子及び回転軸が前方へ強く移動して振動を発生したり、前記移動等に起因して始動トルクや回転トルク等のモータ特性が不安定になったり低下したりするおそれがある。
また、モータの使用態様によっては、非通電時に回転軸が安易に回ったり、軸方向へ移動したりしないような保持力が必要な場合があるが、前述した従来構造のモータでは実現し難い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような課題を解決するために、本発明は以下の構成を具備するものである。
モータケースと、コイルを一体に有して前記モータケース内に固定された固定子と、マグネットを一体に有する回転子と、前記回転子の中心側に固定されるとともに一端側を前記モータケースの前端部から外部へ突出させて前記モータケースに回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸における突出部分に固定された出力歯車と、前記出力歯車と前記モータケースとの間で前記出力歯車を前方へ付勢する弾発部材とを具備したことを特徴とするモータ。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明に係るモータの一例を示す断面図である。
【図２】同モータについて、モータ本体部の内部構造を示す分解斜視図である。
【図３】同モータについて、遊星歯車機構の内部構造を示す分解斜視図である。
【図４】同モータの適用例であり、（ａ）は携帯情報端末に適用した例、（ｂ）はロボットの関節部分に適用した例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
【０００８】
図１〜図３に示すように、ギヤドモータＡは、モータ本体部１と、このモータ本体部１の出力側に接続された遊星歯車機構２とを備え、モータ本体部１の回転を遊星歯車機構２により減速して出力軸６１の前端側から出力する。
【０００９】
モータ本体部１は、図１及び図２に示すように、モータケース１０と、コイル２２を一体に有してモータケース１０内の中心部寄りに不動に固定された固定子２０と、マグネット３２を一体に有し固定子２０の周囲に所定のクリアランスを置いて配置された回転子３０と、回転子３０の中心側に固定されるとともに一端側をモータケース１０の前端部から外部へ突出させてモータケース１０に回転自在に支持された回転軸３６と、回転軸３６における突出部分の前端寄りに固定された出力歯車３８と、出力歯車３８とモータケース１０との間で出力歯車３８を前方へ付勢する弾発部材４１とを具備し、アウターロータ型モータを構成している。
【００１０】
モータケース１０は、円筒状の周壁部１１と、この周壁部１１の前端に接続された円板状の前壁部１２とを一体に具備している（図１及び図２参照）。
前壁部１２には、その中心寄りに貫通孔１２ａが設けられ、この貫通孔１２ａには、前側軸受部材１３が嵌合され進退不能かつ回転不能に固定されている。
前側軸受部材１３は、円筒状のすべり軸受であり、その内周面に回転軸３６を回転自在に挿通し支持している。
【００１１】
固定子２０は、多数の磁性体鋼板を重ね合わせてなり、その外周側に断面Ｔ字状の突起を放射状に配設しているコア２１と、このコア２１の前記各Ｔ字状突起に巻かれたコイル２２とから構成され、その中心部に前後方向へ延びる貫通孔２１ａを有する。
この固定子２０は、中心部の貫通孔２１ａに挿通される支持部材２３によって不動に固定されている。
【００１２】
支持部材２３は、固定子２０の貫通孔２１ａに挿通される筒部２３ａと、この筒部２３ａの後端側から径外方向へ延設され、その外周部をモータケース１０の後端部に接続している支持板部２３ｂとから一体に形成される。
【００１３】
筒部２３ａは、その内周側に、回転軸３６を遊挿するとともに、外周部には固定子２０のコア２１を不動に嵌合している。
支持板部２３ｂは、その内周側に、後側軸受部材２４を固定している。後側軸受部材２４は、例えばすべり軸受であり、その内周面に回転軸３６を回転自在に支持している。
【００１４】
回転子３０は、磁性材からなる略有底筒状の回転子本体３１と、この回転子本体３１の内周面に固定されたマグネット３２とから一体に構成されている。
【００１５】
回転子本体３１は、円筒状の周壁部３１ａと、この周壁部の前端を塞ぐ円板状の前壁部３１ｂとを一体に具備し、前壁部３１ｂの中央側に、回転軸３６を接続するための接続部材３３を挿通し不動に固定している。
【００１６】
マグネット３２は、円筒状に形成され、通電時に固定子２０から受ける磁気作用によって周方向の回転力を発生するように、磁極を適宜に配設している。
【００１７】
接続部材３３は、中心部に貫通孔３３ａを有する略薄肉円筒状の部材である。
この接続部材３３は、その内周側の貫通孔３３ａに回転軸３６を挿通し不動に固定している。
すなわち、回転子３０、接続部材３３及び回転軸３６は、一体的に回転するようになっている。
【００１８】
回転軸３６は、固定子２０及び回転子３０等の中心部を貫通する長尺円柱状に形成され、その前後端部側が、前側軸受部材１３と後側軸受部材２４によって回転自在に支持されている。
【００１９】
この回転軸３６における接続部材３３と前側軸受部材１３の間には、単数もしくは複数のスラストワッシャー３７が、環状に嵌め合わせられている（図２参照）。
このスラストワッシャー３７は、耐摩耗性を有する材料から円環状に形成され、接続部材３３前端面と前側軸受部材１３後端面の間の摩擦抵抗を軽減する。
【００２０】
また、出力歯車３８は、回転軸３６の前端側に環状に装着され不動に固定されている（図１参照）。この出力歯車３８は、外周部に多数の歯部を有する平歯車である。
【００２１】
弾発部材４１は、モータケース１０と一体の前側軸受部材１３と出力歯車３８の間で回転軸３６の周囲に環状に装着された圧縮コイルスプリングである。この弾発部材４１は、前側軸受部材１３と出力歯車３８の間を拡げる方向へ弾発している。
すなわち、モータケース１０に対し、出力歯車３８、回転軸３６、接続部材３３及び回転子３０等が、弾発部材４１によって前方へ付勢されている。
なお、弾発部材４１の軸方向の一方側又は両側には、摩擦抵抗を軽減するために、必要に応じてワッシャを設けるようにしてもよい。
【００２２】
そして、接続部材３３が弾発部材４１の弾発力によりスラストワッシャー３７を挟んで前側軸受部材１３に圧接された状態において、回転子３０の磁気中心は、固定子２０の磁気中心に対し、後方側へずれている。このずれＷは、通電時の磁気的作用により、回転子３０に前方への力が作用するように適宜に設定されている。
【００２３】
上記構成のモータ本体部１には、出力歯車３８によって回転力が入力されるように遊星歯車機構２が接続されている。
遊星歯車機構２は、モータケース１０の前端面に接続される環状の接続部材５１と、この接続部材５１の外周部に接続されて前方へ延設されるとともに内歯車を内在するギヤケース５２と、出力歯車３８を太陽歯車としてその外周部に噛み合う複数の遊星歯車５３と、各遊星歯車５３をその前方側から回転自在に支持するとともに前端面に２段目の太陽歯車を有するキャリア５４と、同様にして前方側に段階的に順次に接続された遊星歯車５５及びキャリア５６、そして遊星歯車５７及びキャリア５８と、これらの歯車により伝達される回転力を出力する出力軸６１とを備えている。
【００２４】
接続部材５１は、前端に平坦面を有する薄肉円筒状に形成され、その中心部に、貫通孔５１ａを有する。この接続部材５１は、貫通孔５１ａに回転軸３６及び弾発部材４１を遊挿して、モータケース１０の前端面に止着されている。この止着は、図示例によれば、モータケース１０の前壁部１２に内側から挿通された止着具１４（例えば、ネジやボルト等）による。
【００２５】
また、この接続部材５１の外周部には、ギヤケース５２の後端部分が環状に嵌め合せられる。このギヤケース５２は、その径外方向側から挿通された止着具５１ｂ（例えば、ネジやボルト等）によって接続部材５１に止着される。
【００２６】
ギヤケース５２は、円筒状の周壁部５２ａと、この周壁部５２ａの前端に接続された前壁部５２ｂとを一体に具備している。
【００２７】
周壁部５２ａの内周面には、全周にわたって内歯車５２ａ１が形成されている。
【００２８】
前壁部５２ｂには、その中心部に貫通孔５２ｂ１が形成される。そして、この貫通孔５２ｂ１内には、前後に間隔を置いて、二つの軸受部材５２ｃ，５２ｃが嵌め合せられている。
これら軸受部材５２ｃ，５２ｃは、図示例によればボールベアリングであり、挿通される出力軸６１を回転自在に支持している。
【００２９】
遊星歯車５３は、出力歯車３８の周囲に等間隔に複数（図示例にれば３つ）配設される。各遊星歯車５３は、平歯車状に形成され、出力歯車３８に噛合うとともに、ギヤケース５２の内歯車５２ａ１にも噛み合っている。
【００３０】
キャリア５４は、円盤状の本体部５４ａと、この本体部５４ａの後面から後方へ突出する複数の軸部５４ｂと、同本体部５４ａの前面の中央部から前方へ突出する単数の太陽歯車５４ｃとを一体に有する。
【００３１】
各軸部５４ｂには、遊星歯車５３が回転自在に支持されている。
太陽歯車５４ｃは、平歯車状に形成され、本体部５４ａに対し不動に一体化されている。
【００３２】
キャリア５４の後面の中央側には、弾発部材４１によって前方へ弾発された回転軸３６の前端部が、接触又は近接するように配置される（図１参照）。
なお、他例としては、出力歯車３８の前端部をキャリア５４の後面に接触又は近接させるようにしてもよい。
【００３３】
この配置により、各遊星歯車５３の後端面と、接続部材５１の前端面との間には、間隙Ｓ１が確保される（図１参照）。
【００３４】
同様にして、太陽歯車５４ｃの周囲には、複数の遊星歯車５５が配設され、これら遊星歯車５５は、前側のキャリア５６の後向きの軸部５６ｂによって回転自在に支持されるとともに、太陽歯車５４ｃ及び内歯車５２ａ１に噛み合っている。
そして、キャリア５６における円盤状の本体部５６ａの中央側には、前方へ突出するように太陽歯車５６ｃが固定されている。
【００３５】
また、太陽歯車５４ｃは、前側のキャリア５６の中央側の後端面に近接又は接触するように配置され、この配置より、遊星歯車５５とその後側のキャリア５４の外周側前端面との間に、間隙Ｓ２を確保している（図１参照）。
【００３６】
さらに同様にして、太陽歯車５６ｃの周囲には、複数の遊星歯車５７が配設され、これら遊星歯車５７は、前側のキャリア５８の後向きの軸部５８ｂによって回転自在に支持されるとともに、太陽歯車５６ｃ及び内歯車５２ａ１に噛み合っている。
【００３７】
そして、太陽歯車５６ｃは、前側のキャリア５８の中央側の後端面に近接又は接触するように配置され、この配置より、遊星歯車５７とその後側のキャリア５６の外周側前端面との間に、間隙Ｓ３を確保している（図１参照）。
【００３８】
キャリア５６における円盤状の本体部５８ａの中央側には貫通孔５８ｃが形成され、この貫通孔５８ｃには出力軸６１の後端側が嵌合固定されている。
【００３９】
出力軸６１は、キャリア５８の中央部から前方へ延設され、その前端側の平行面部６１ａを、ギヤケース５２前端よりも前方へ突出している。
【００４０】
なお、図中、符号７１は電力供給や制御等のための電気配線、符号７２は電気配線７１の負荷側に接続された基板、符号７３はホール素子又はホールＩＣ、符号７４はモータケース１０内を密閉するＯリング、符号７５，７６は回転軸３６後端部周りを密閉するＯリングと閉鎖板、符号７６ａは閉鎖版７６を支持部材２３に止着する止着具、符号５９は接続部材５１とモータケース１０の間を密閉するＯリング、符号６２は前端の軸受部材５２ｃを覆い押さえるワッシャー、符号６３はワッシャー６２の前側で出力軸６１に係止された止め環、符号３３ｂは接続部材３３後方側に設けられたワッシャーである。
【００４１】
次に、上記構成のギヤドモータＡについて、その特徴的な作用効果を詳細に説明する。
非通電時は、弾発部材４１の弾発力によって、出力歯車３８、回転軸３６、接続部材３３及び回転子３０が前方へ付勢される。
また、通電時には、弾発部材４１による前記付勢力に加えて、磁気中心のずれＷを有する固定子２０と回転子３０間の磁気的作用により、出力歯車３８、回転軸３６、接続部材３３及び回転子３０に前方への力が加わる。
【００４２】
したがって、通電時に、回転中の回転子３０を、スラストワッシャー３７等を介して前側軸受部材１３後端面に押し付けることができ、ひいては、回転中の回転子３０が軸方向へ振動するのを抑制することができる。
【００４３】
しかも、回転子３０弾発部材４１により常時前方へ押し付けられているため、非通電状態から通電状態になる際に、回転子３０が急に前方へ移動して急振動を発生するようなことを防ぐことができる。その上、回転子３０の軸方向の移動が抑制されるので、前記移動に起因してモータ特性（始動トルクや回転トルク等）が不安定になったり低下したりするのを防ぐことができる。
【００４４】
さらに、非通電中においても、回転子３０を前方へ押し付けるようにしているため、回転軸が安易に回ったり、軸方向へ移動したりしないような保持力を得ることができる。
【００４５】
また、前述した前方への力により、回転軸３６や太陽歯車５４ｃ，５６ｃの前端部を、その前側のキャリアの中央寄りに近接又は接触させるとともに、このキャリアに支持された遊星歯車の後方側に、比較的広い間隙Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を確保するようにしているため、各キャリア周辺で発生する摩擦抵抗を小さくすることができる。
【００４６】
次に、上記構成のギヤドモータＡを備えた携帯情報端末、及びロボットについて説明する。
図４は、ギヤドモータＡの適用例を示している。ギヤドモータＡは、図４（ａ）に示すように、スマートフォンなどの携帯情報端末１００の駆動部（カメラユニットや開閉カバーユニットなど）に組み込むことができ、また、図４（ｂ）に示すように、ロボット２００の関節駆動部などに組み込むことができる。
【００４７】
このギヤドモータＡを備えた携帯情報端末１００やロボット２００によれば、通電初期の磁気的作用により急激な振動が発生したり、通電中に軸方向振動が生じたりするのを防ぐことができる。その上、非通電時には、回転軸３６の軸方向のがたつきに起因して各部の静止状態が損なわれるようなことを防ぐことができる。したがって、良好な動作性及び静止性を得ることができる。
【００４８】
なお、上記実施態様によれば、固定子２０と回転子３０の磁気中心をずらすようにしたが、他例としては、この磁気中心を一致させて（すなわち、ずれＷを略ゼロにして）、弾発部材４１の弾発力のみによって回転子３０を前方へ付勢する構成とすることも可能である。
【００４９】
また、上記実施態様によれば、遊星歯車機構２を３段に構成したが、他例としては、この遊星歯車機構２を２段以下又は４段以上の構成とすることが可能である。
【００５０】
また、上記実施態様によれば、モータ本体部１の出力側に遊星歯車機構２を連結する構成としたが、他例としては、モータ本体部１の出力側に遊星歯車機構２以外の歯車機構やその他の動力伝達機構を連結した態様とすることも可能である。
さらに他例としては、モータ本体部１を単独で用いる態様とすることも可能である。
【００５１】
また、上記実施態様によれば、モータ本体部１をアウターロータ型のモータとして構成したが、モータ本体部１の他例としては、インナーロータ型のモータとして構成することも可能である。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更や、各部の組み合わせの変更等があっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００５３】
１：モータ本体部            ２：遊星歯車機構
１０：モータケース          ２０：固定子
２１：コア                  ２２：コイル
３０：回転子                ３１：回転子本体
３２：マグネット            ３６：回転軸
３８：出力歯車              ４１：弾発部材
５１：接続部材              ５２：ギヤケース
５２ａ１：内歯車            ５３，５５，５７：遊星歯車
５４，５６，５８：キャリア  ６１：出力軸
Ａ：ギヤドモータ            Ｗ：ずれ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３：間隙  
【図１】
2018139466.tif 000003
【図２】
2018139466.tif 000004
【図３】
2018139466.tif 000005
【図４】
2018139466.tif 000006