(57)【要約】 【課題】  熱による筐体の歪みを防止することが可能な筐体構造及び変速機を提供する。【解決手段】  金属製の基板１４は、周囲に複数の突起１４ａ〜１４ｄを有する。第１軸１７は、基板１４に設けられる。ケース本体１１は、基板１４を収容する。樹脂製のカバー１２は、ケース本体１１に取着され、複数の突起１４ａ〜１４ｄがそれぞれ挿入される複数の第１開口部１２ａ〜１２ｄと、第１軸１７が係合される係合部１２ｇを有する。第１開口部１２ａ〜１２ｄの開口面積は、突起１４ａ〜１４ｄの端部の面積より大きく、突起１４ａ〜１４ｄと第１開口部１２ａ〜１２ｄとの間に間隙１８を有する。【選択図】図１
2018200087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲に複数の突起を有する金属製の基板と、
前記基板に設けられた第１軸と、
前記基板を収容するケース本体と、
前記ケース本体に取着され、前記複数の突起がそれぞれ挿入される複数の第１開口部、及び前記第１軸が係合される係合部を有する樹脂製のカバーと、
を具備し、
前記複数の第１開口部の開口面積は、前記複数の突起の端部の面積より大きく、前記複数の突起と前記複数の第１開口部との間に間隙を有することを特徴とする筐体構造。
【請求項２】
前記複数の突起の１つは、第１ガイド部を有し、前記第１ガイド部は、前記係合部の中心と前記複数の突起の１つの中心を結ぶ線と平行であり、
前記複数の第１開口部の１つは、前記第１ガイド部に接触する第２ガイド部を有し、前記第２ガイド部は、前記係合部の中心と前記複数の突起の１つの中心を結ぶ線と平行であることを特徴とする請求項１記載の筐体構造。
【請求項３】
前記カバーは、第２開口部をさらに具備し、前記第２開口部は、前記複数の突起の１つと前記係合部との間に位置することを特徴とする請求項２記載の筐体構造。
【請求項４】
前記基板は、複数の歯車と、前記複数の歯車の１つに設けられ、前記第２開口部に挿入される第２軸を具備することを特徴とする請求項３記載の筐体構造。
【請求項５】
周囲に複数の突起を有し、複数の歯車を回転可能に保持する金属製の基板と、
前記基板に設けられた第１軸と、
前記基板を収容するケース本体と、
前記ケース本体に取着され、前記複数の突起がそれぞれ挿入される複数の第１開口部、及び前記第１軸が係合される係合部を有する樹脂製のカバーと、
を具備し、
前記複数の第１開口部の開口面積は、前記複数の突起の端部の面積より大きく、前記複数の突起と前記複数の第１開口部との間に間隙を有することを特徴とする変速機。
【請求項６】
前記複数の突起の１つは、第１ガイド部を有し、前記第１ガイド部は、前記係合部の中心と前記複数の突起の１つの中心を結ぶ線と平行であり、
前記複数の第１開口部の１つは、前記第１ガイド部に接触する第２ガイド部を有し、前記第２ガイド部は、前記係合部の中心と前記複数の突起の１つの中心を結ぶ線と平行であることを特徴とする請求項５記載の変速機。
【請求項７】
前記基板は前記複数の歯車の１つに設けられた第２軸を有し、前記カバーは、前記第２軸が挿入される第２開口部を具備し、前記第２開口部は、前記複数の突起の１つと前記係合部との間に位置することを特徴とする請求項６記載の変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、例えばモータの回転数を減速する変速機等に適用される筐体構造及び変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の変速機は、筐体に例えば複数の歯車と、複数の歯車を回転可能に支持する複数の軸と、モータを具備し、モータの回転が複数の歯車により減速され、最終段の歯車に伝達される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
変速機において、複数の歯車は、必要な強度を得るため金属により形成され、筐体はコストを低減するため樹脂により形成される。複数の歯車をそれぞれ支持する軸は、樹脂製の筐体に回転可能に保持される。このため、環境温度により筐体が熱膨張した場合、各歯車を支持する軸の相互間距離が変化し、複数の歯車の噛み合いが変化する。したがって、歯車から騒音が発生し、動力の伝達効率が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１８４８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、樹脂製の筐体内に、複数の軸を保持する金属製の基板を設け、基板を筐体に固定することが考えられる。しかし、この場合、金属製の基板と樹脂製の筐体との間の熱膨張差により、基板と筐体との間に寸法差が生じ、筐体に歪が生じる可能性がある。筐体に歪が生じた場合、例えば筐体を貫通する軸と、筐体との間に摩擦が発生し、十分な性能を得ることが困難となる。
【０００６】
本実施形態は、熱による筐体の歪みを防止することが可能な筐体構造及び変速機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態の筐体構造は、周囲に複数の突起を有する金属製の基板と、前記基板に設けられた軸と、前記基板を収容するケース本体と、前記ケース本体に取着され、前記複数の突起がそれぞれ挿入される複数の第１開口部、及び前記軸が係合される係合部を有する樹脂製のカバーと、を具備し、前記複数の第１開口部の開口面積は、前記複数の突起の端部の面積より大きく、前記複数の突起と前記複数の第１開口部との間に間隙を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る変速機を示す斜視図。
【図２】図１の内部構造を示す上面図。
【図３】図１に示す基板を取り出して示す斜視図。
【図４】図１に示すカバーを取り出して示す斜視図。
【図５】図４に示すカバーの裏面を示す斜視図。
【図６】本実施形態の作用を説明するために示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。図面において、同一部分には同一符号を付している。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る変速機１０を示している。変速機１０は、筐体としてのケース本体１１とカバー１２を有している。ケース本体１１は、後述するように、複数の歯車を収容する収容部を有し、カバー１２は、収容部を閉塞するように、ケース本体１１に取着されている。
【００１１】
ケース本体１１及びカバー１２は、熱可塑性の樹脂、例えばＡＢＳ樹脂、ポリアミドやポリカーボネート等により構成されている。しかし、樹脂材料はこれに限定されるものではなく、熱硬化性の樹脂、例えばフェノール樹脂等を適用することも可能である。
【００１２】
カバー１２は、周囲に複数の第１開口部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、出力軸（第２軸）１３が挿入される第２開口部１２ｅを有している。複数の第１開口部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄには、複数の突起１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが挿入される。複数の突起１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、ケース本体１１の収容部内に収容された後述する基板に設けられている。
【００１３】
第２開口部１２ｅに挿入された出力軸１３は、複数の歯車のうち最終段の歯車に設けられている。出力軸１３は、直径が大きな部分１３ａと、直径が小さな部分１３ｂを有し、直径が大きな部分１３ａが第２開口部１２ｅに挿入されている。出力軸１３の構成は、これに限定されるものではなく、変形可能である。出力軸１３の部分１３ａは、例えば防塵用のカバーを有していても良く。第２開口部１２ｅは、防塵カバーによって覆われていてもよい。
【００１４】
さらに、カバー１２の表面には、後述するモータの収容部１２ｆや、モータの動作を制御する図示せぬ回路が配置された印刷基板２０等が設けられている。
【００１５】
図２は、図１に示すカバー１２を取り外し、ケース本体１１の内部構造を示している。ケース本体１１の収容部１１ａ内には、基板１４が収容されている。基板１４は、金属製であり、例えばアルミニウムにより形成されている。しかし、基板１４の材料はこれに限定されるものではなく、他の金属材料、例えば鉄やステンレススチール等を適用することも可能である。
【００１６】
基板１４の周囲には、前述したように、複数の突起１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが設けられている。
【００１７】
基板１４上には、複数の歯車１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、１５ｈ、及びモータ１６などが配置されている。本実施形態において、歯車の構成は、本質ではないため、歯車の具体的な構成は省略する。
【００１８】
モータ１６の動力は、図示せぬピニオン歯車を介して複数の歯車１５ａ〜１５ｇによって減速され、出力軸１３に設けられた歯車１５ｈに伝達される。このため、出力軸１３は、モータ１６の回転に伴い例えばほぼ１８０°の範囲で回転される。出力軸１３は、基板１４に対して回転可能に設けられている。
【００１９】
歯車１５ｆ、１５ｇは、軸（第１軸）１７により基板１４に対して回転可能に設けられ、軸１７は、例えば基板１４に固定されている。しかし、歯車１５ｆ、１５ｇを軸１７に固定し、軸１７を基板１４に対して回転可能に密着させてもよい。歯車１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅも軸１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄにより、基板１４に対して回転可能に保持されている。
【００２０】
図３は、基板１４の一例を示している。基板１４は、前述したように、金属製であり、複数の突起１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、出力軸１３が挿入される開口部１４ｅ、及び軸１７が挿入される開口部１４ｆ、歯車１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅなどを回転可能に保持する軸１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが挿入される開口部１４ｇ、１４ｈ、１４ｉ、１４ｊなどを具備している。
【００２１】
図４、図５は、図１に示すカバー１２を取り出して示している。カバー１２は、前述したように、表面に複数の突起１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが挿入される複数の第１開口部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、出力軸１３が挿入される第２開口部１２ｅと、モータ１６を収納する収納部１２ｆなどを有している。
【００２２】
さらに、図５に示すように、カバー１２の裏面には、歯車１５ｇ、１５ｆに設けられた軸１７が挿入され、係合される係合部１２ｇなどが設けられている。
【００２３】
係合部１２ｇの直径は、軸１７の直径とほぼ等しくされている。軸１７は、係合部１２ｇに挿入された状態において、係合部１２ｇに固定されるか、回転可能に密着される。すなわち、軸１７は、係合部１２ｇに係合されればよい。
【００２４】
係合部１２ｇは、軸１７が係合された状態において、ケース１２の熱膨張や熱収縮の中心として機能する。すなわち、ケース１２の熱膨張や熱収縮は、係合部１２ｇを中心として生じる。
【００２５】
係合部１２ｇは、例えばカバー１２の周囲に設けられた第１開口部１２ｃ又は第１開口部１２ｄと、第２開口部１２ｅとの間に配置されている。また、第２開口部１２ｅは、カバー１２の周囲に設けられた第１開口部１２ａ又は第１開口部１２ｂと、係合部１２ｇとの間に配置されている。
【００２６】
カバー１２は、樹脂材により形成され、基板１４は、金属により形成されている。樹脂材の熱膨張率は、金属の熱膨張率に比べて大きい。このため、カバー１２の熱膨張又は熱収縮により、基板１４との寸法差が生じる箇所に間隙が設けられている。具体的には、例えば第１開口部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと突起１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄとの間で寸法差が生じる。このため、突起１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと第１開口部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとの間に間隙１８が設けられる。
【００２７】
図６に示すように、第１開口部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの開口面積は、突起１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの端部の面積より大きく、突起１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと第１開口部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとの間に間隙１８が設けられる。
【００２８】
すなわち、第１開口部１２ａ、１２ｃ、１２ｄの内壁は、突起１４ａ、１４ｃ、１４ｄの側面から所定間隔離間され、第１開口部１２ａ、１２ｃ、１２ｄの内壁と、突起１４ａ、１４ｃ、１４ｄの側面との間にそれぞれ間隙１８が設けられる。図６は、第１開口部１２ａ、１２ｃ、１２ｄのうち、第１開口部１２ａと突起１４ａとの間の間隙１８のみを拡大して示している。
【００２９】
一方、第１開口部１２ｂと突起１４ｂの場合、第１開口部１２ｂと突起１４ｂの周囲の一部に間隙１８が設けられ、残りの部分にガイド部１９が設けられている。間隙１８は、例えばカバー１２の熱膨張方向又は熱収縮方向と交差する２つの部分に設けられ、ガイド部１９は、カバー１２の熱膨張又は熱収縮方向に沿った平行する２つの部分に設けられる。ガイド部１９は、突起１４ｂの側面に設けられた互いに平行する２つの面としての第１ガイド部１４ｂ−１、１４ｂ−２、及び第１開口部１２ｂの内壁に設けられ、突起１４ｂの面１４ｂ−１、１４ｂ−２に接する２つの面としての第２ガイド部１２ｂ−１、１２ｂ−２により構成されている。
【００３０】
第１開口部１２ｂと突起１４ｂに関して、カバー１２の熱膨張方向又は熱収縮方向は、例えば係合部１２ｇ（軸１７）の中心と第１開口部１２ｂ（突起１４ｂ）の中心とを結ぶ線Ｌ１に平行している。このため、ガイド部１９は、線Ｌ１と平行に設けられている。
【００３１】
すなわち、突起１４ｂの第１ガイド部１４ｂ−１、１４ｂ−２、及び第１開口部１２ｂの第２ガイド部１２ｂ−１、１２ｂ−２は、線Ｌ１と平行に設けられている。このため、カバー１２が熱膨張又は熱収縮した場合、第１開口部１２ｂの第２ガイド部１２ｂ−１、１２ｂ−２は、突起１４ｂの第１ガイド部１４ｂ−１、１４ｂ−２に沿って移動し、突起１４ｂの第１ガイド部１４ｂ−１、１４ｂ−２がカバー１２の移動をガイドする。
【００３２】
尚、図６において、線Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４は、それぞれ係合部１２ｇの中心と突起１４ａ、突起１４ｃ、突起１４ｄの中心とを結び、カバー１２の熱膨張又は熱収縮の方向の例を示している。
【００３３】
（実施形態の効果）
上記実施形態によれば、ケース本体１１及びカバー１２は、樹脂により形成され、基板１４は金属により形成されている。複数の歯車１５ａ〜１５ｈは、金属製の基板１４上に配置されている。金属製の基板１４は、環境温度による熱膨張又は熱収縮が樹脂材に比べて小さいため、複数の歯車の軸間距離を安定に保持することが可能である。したがって、複数の歯車１５ａ〜１５ｈの噛み合いを安定に保持でき、騒音の発生を防止でき、動力の伝達効率が低下することを防止できる。
【００３４】
また、カバー１２は、環境温度が上昇又は低下した場合、軸１７が係合された係合部１２ｇを中心として、熱膨張又は熱収縮し、突起１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと第１開口部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄとの間に設けられた間隙１８の距離だけ移動可能とされている。このため、カバー１２の歪みや変形を防止することができ、カバー１２の局所的な変形による第２開口部１２ｅの歪みや変形を防止できる。したがって、第２開口部１２ｅと出力軸１３との接触を防止することが可能であり、出力軸１３の駆動力の低下を防止することができる。
【００３５】
また、カバー１２の歪みや変形を防止することができるため、カバー１２に設けられる印刷基板２０への応力を軽減でき、印刷基板２０に設けられた電子回路や半田付けの劣化を防止することが可能である。
【００３６】
しかも、突起１４ｂは、係合部１２ｇ（軸１７）の中心と第１開口部１２ｂ（突起１４ｂ）の中心とを結ぶ線Ｌ１と平行するガイド部１９を有し、ガイド部１９によりカバー１２の熱膨張又は熱収縮の方向を線Ｌ１に沿った方向に規定している。このため、カバー１２は熱膨張又は熱収縮を繰り返しても同じ位置に復帰することができ、カバー１２の不規則な歪みや変形を防止することが可能である。
【００３７】
仮に、軸１７が係合される係合部１２ｇ及びガイド部１９がない場合、カバー１２は、不規則な方向に熱膨張又は熱収縮する。このため、カバー１２は熱膨張又は熱収縮を繰り返すことにより、大きな開口としての第２開口部１２ｅにおいて、歪みや変形が発生し、第２開口部１２ｅが出力軸１３に接触したり、印刷基板２０への応力が増加したりする。
【００３８】
しかし、本実施形態の場合、第２開口部１２ｅの歪みや変形を防止できるため、第２開口部１２ｅが出力軸１３に接触したり、印刷基板２０への応力が増加したりすることを防止できる。このため、変速機１０の性能を長期間維持することが可能である。
【００３９】
また、ケース本体１１及びカバー１２は、樹脂により形成されているため、変速機１０の全ての部品を金属材料により形成する場合に比べて、コストを削減することが可能である。
【００４０】
さらに、基板１４は、金属材料により形成されている。このため、変速機１０を別の装置に取り付ける際、変速機１０の全ての部品を樹脂によって形成する場合に比べて、取付け精度を向上することが可能である。
【００４１】
尚、本実施形態は、変速機に限定されるものではなく、例えば電子機器などの筐体に適用することも可能である。この場合、基板１４は、例えば出力軸１３に代えて、第２開口部１２ｅに挿入される部材を具備し、歯車１５ｆ、１５ｇに設けられた軸１７に代えて、係合部１２ｅに係合される専用の軸を具備してもよい。或いは、第２開口部１２ｅを省略することも可能である。この場合においても、カバー１２の歪みや変形を防止でき、ケース本体１１内に収容された電子機器、又はカバー１２に設けられる印刷基板２０などの性能劣化を防止することが可能である。
【００４２】
その他、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０…変速機、１１…ケース本体、１２…カバー、１２ａ〜１２ｄ…第１開口部、１２ｅ…第２開口部、１２ｇ…係合部、１３…出力軸（第２軸）、１４…基板、１４ａ〜１４ｄ…突起、１４ｂ…第１突起、１５ａ〜１５ｈ…歯車、１６…モータ、１７…軸（第１軸）、１８…間隙、１９…ガイド部、１４ｂ−１、１４ｂ−２…第１ガイド部、１２ｂ−１、１２ｂ−２…第２ガイド部。
【図１】
2018200087.tif 000003
【図２】
2018200087.tif 000004
【図３】
2018200087.tif 000005
【図４】
2018200087.tif 000006
【図５】
2018200087.tif 000007
【図６】
2018200087.tif 000008