(57)【要約】【課題】破損などを招くことなく軸方向の全長を短くすることができるギアボックスを提供する。【解決手段】ギアボックス１０は、モータ２の上端面２Ａに固定されるマウントプレート８０と、ネジ９０によりマウントプレート８０に固定されるフランジ７０と、ギアケース１１とを備える。フランジ７０は、半径方向外側に向かって突出する係合爪７５，７６を有する。ギアケース１１は、内部に歯車機構１１０を収容した円筒部１２と、フランジ７０の外周面を覆うように円筒部１２からモータ２の上端面２Ａに向かって延びる延出部１３，１４とを含む。ギアケース１１の延出部１３，１４には、延出部１３，１４が弾性変形することによって係合爪７５，７６が嵌まり込む係合孔１５，１６が形成されている。マウントプレート８０は、ギアケース１１の延出部１３、１４がマウントプレート８０の半径方向外側に位置するように小径部８２を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに取り付けられるギアボックスであって、
前記モータの端面に固定されるマウントプレートと、
外周面から半径方向外側に向かって突出する係合爪を有し、固定具により前記マウントプレートに固定されるフランジと、
内部に歯車機構を収容した円筒部と、前記フランジの前記外周面を覆うように前記円筒部から前記モータの前記端面に向かって軸方向に延びる少なくとも１つの延出部とを含むギアケースと
を備え、
前記ギアケースの前記少なくとも１つの延出部には、該少なくとも１つの延出部が弾性変形することによって前記フランジの前記係合爪が嵌まり込む係合孔が形成され、
前記マウントプレートは、前記ギアケースの前記少なくとも１つの延出部が前記マウントプレートの半径方向外側に位置するように少なくとも部分的に径の小さい小径部を有する、
ギアボックス。
【請求項２】
前記マウントプレートは、前記小径部よりも径の大きな大径部を有し、
前記固定具は、前記マウントプレートの前記大径部に取り付けられる、
請求項１に記載のギアボックス。
【請求項３】
前記固定具はネジである、請求項２に記載のギアボックス。
【請求項４】
前記少なくとも１つの延出部は、周方向に沿って配置された複数の延出部を含み、
前記マウントプレートの前記大径部の外縁部は、前記複数の延出部の間に位置する、
請求項２又は３のギアボックス。
【請求項５】
前記複数の延出部は、軸に対して対称な位置に配置される、請求項４に記載のギアボックス。
【請求項６】
前記歯車機構は、複数段の遊星歯車減速機構を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のギアボックス。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のギアボックスと、
前記ギアボックスの前記マウントプレートが端面に固定されたモータと
を備える、ギアドモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギアボックスに係り、特に内部に歯車機構を収容するギアボックスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直流（ＤＣ）モータなどのモータにギアボックスを取り付ける場合、例えば図４に示すように、モータ４００に対してフランジ３３０を固定し、このフランジ３３０にギアケース３１０を取り付けることにより、ギアボックス３００をモータ４００に固定することが行われている。より具体的には、ギアケース３１０の周壁３１１を弾性変形させることにより、フランジ３３０に形成された係合爪３４０をギアケース３１０の周壁３１１に形成された係合孔に嵌め込む（スナップフィット）ことで、ギアケース３１０をフランジ３３０に取り付けることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、モータ径がある程度大きい場合には、モータ４００の端面にネジ孔を形成してフランジ３３０をモータ４００に直接固定することができるが、モータ径を小さくする場合には、モータ４００の端面にこのようなネジ孔を形成するスペースを確保することが難しくなる。そこで、図４に示すように、モータ４００の端面に、ネジ孔が形成された金属製マウントプレート３２０を固定（溶接）し、ネジ５００を使ってフランジ３３０をマウントプレート３２０に固定することが行われている。
【０００４】
しかしながら、近年、このようなモータに取り付けられるギアボックス３００に対して、小型化の要請から軸方向の全長を短くすることが求められているところ、図４に示す従来の構造では、どうしてもマウントプレート３２０の厚さの分だけギアボックス３００の全長が長くなってしまい、ギアボックス３００の大型化を招いてしまう。一方、ギアケース３１０の周壁３１１を短くすると、周壁３１１の弾性が不足し、ギアケース３１０をフランジ３３０に固定する際に、ギアケース３１０が破損などしてしまうおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３０１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、破損などを招くことなく軸方向の全長を短くすることができるギアボックスを提供することを第１の目的とする。
【０００７】
また、本発明は、小型化されたギアドモータを提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様によれば、破損などを招くことなく軸方向の全長を短くすることができるギアボックスギアボックスが提供される。このギアボックスは、モータに取り付けられるものである。このギアボックスは、上記モータの端面に固定されるマウントプレートと、外周面から半径方向外側に向かって突出する係合爪を有するフランジと、ギアケースとを備える。上記フランジは、固定具により上記マウントプレートに固定される。また、上記ギアケースは、内部に歯車機構を収容した円筒部と、上記フランジの上記外周面を覆うように上記円筒部から上記モータの上記端面に向かって軸方向に延びる少なくとも１つの延出部とを含む。そして、上記ギアケースの上記少なくとも１つの延出部には、該少なくとも１つの延出部が弾性変形することによって上記フランジの上記係合爪が嵌まり込む係合孔が形成される。また、上記マウントプレートは、上記ギアケースの上記少なくとも１つの延出部が上記マウントプレートの半径方向外側に位置するように少なくとも部分的に径の小さい小径部を有する。
【０００９】
このようなギアボックスによれば、少なくとも部分的に径の小さい小径部が形成されたマウントプレートを備えたことにより、ギアケースの延出部をマウントプレートの半径方向外側に位置させることができるため、延出部の全長を短くすることなく（すなわち、延出部の弾性を低減させることなく）、マウントプレートの厚さ分ギアボックスの全長を短くすることができる。したがって、スナップフィットによりギアケースをフランジに固定する際にギアボックスの破損を招くことなく、ギアボックスの軸方向の全長を短くすることができる。
【００１０】
また、マウントプレートを介してフランジをモータに固定することができるため、モータに固定具（ネジ）を取り付けるためのスペースを確保する必要がない。したがって、モータを小型化したり、あるいはモータの出力を増大させたりすることができる。
【００１１】
上記マウントプレートは、上記小径部よりも径の大きな大径部を有してもよい。この場合において、上記固定具は、上記マウントプレートの上記大径部に取り付けられることが好ましい。このような構成により、固定具を取り付けるためのスペースをマウントプレートに十分に確保することができる。ここで、上記固定具としてネジを適用してもよい。
【００１２】
上記少なくとも１つの延出部は、周方向に沿って配置された複数の延出部を含んでもよい。この場合において、上記マウントプレートの上記大径部の外縁部は、上記複数の延出部の間に位置することが好ましい。これにより、ギアケースの位置決めが容易になる。また、上記複数の延出部は、軸に対して対称な位置に配置されることがさらに好ましい。このような構成により、ギアボックスをモータにしっかりと固定することができる。
【００１３】
ここで、上記歯車機構は、複数段の遊星歯車減速機構を含んでもよい。ギアボックスが複数段の遊星歯車減速機構を含む場合、ギアボックスの軸方向の全長が長くなるが、本発明によれば、上述のようにマウントプレートの厚さ分ギアボックスの軸方向の全長を短くすることができるため、複数段の遊星歯車減速機構を含むギアドモータの大型化を効果的に抑制することができる。
【００１４】
本発明の態様によれば、小型化されたギアドモータを提供することができる。このギアドモータは、上述のギアボックスと、上記ギアボックスの上記マウントプレートが端面に固定されたモータとを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のギアボックスによれば、小径部を有するマウントプレートを備えたことにより、延出部の弾性を低減させることなく、マウントプレートの厚さ分ギアボックスの全長を短くすることができるため、スナップフィットによりギアケースをフランジに固定する際にギアボックスの破損を招くことなく、ギアボックスの軸方向の全長を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態におけるギアドモータを示す正面図である。
【図２】図２は、図１に示されるギアドモータの分解斜視図である。
【図３】図３は、図１に示されるギアドモータの軸線に沿った縦断面図である。
【図４】図４は、従来のギアドモータを示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るギアドモータの実施形態について図１から図３を参照して詳細に説明する。なお、図１から図３において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、図１から図３においては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や一部の構成要素が省略されている場合がある。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態におけるギアドモータ１を示す正面図、図２はギアドモータ１を示す分解斜視図、図３はギアドモータ１の軸線Ｌに沿ったギアドモータ１の縦断面図である。なお、本明細書において、＋Ｚ方向側（モータ２から遠い側）を「上」，「上方」，「上側」などといい、−Ｚ方向側（モータ２に近い側）を「下」，「下方」，「下側」などということがある。
【００１９】
図１から図３に示すように、ギアドモータ１は、Ｚ方向（軸方向）に延びる軸線Ｌを中心軸とする略円筒形の外形を有している。このギアドモータ１は、下側に位置するモータ２と、上側に位置するギアボックス１０とを備えている。モータ２は、その上端面２Ａの中央から軸線Ｌに沿って上方に突出するモータ軸２Ｂを有している。一方、ギアボックス１０は、内部に歯車機構１１０を収容している。そして、ギアボックス１０の上面からは、歯車機構１１０の出力軸２２が軸線Ｌに沿って突出している。
【００２０】
ギアボックス１０は、モータ２の上端面２Ａに固定されたマウントプレート８０と、マウントプレート８０の上面に載置されたフランジ７０と、フランジ７０の上方に位置する歯車機構１１０と、歯車機構１１０を内部に収容するギアケース１１とを含んでいる。マウントプレート８０の中央部及びフランジ７０の中央部には、軸線Ｌを中心とする貫通孔が形成されており、これらの貫通孔の中央をモータ軸２Ｂが貫通している。
【００２１】
本実施形態において、マウントプレート８０は金属から形成されており、溶接によりモータ２の上端面２Ａに固定されている。図２に示すように、このマウントプレート８０は、軸線Ｌを中心とする径の小さい小径部８２と、軸線Ｌを中心とする径の大きい２つの大径部８３，８３とを含んでいる。大径部８３，８３は、小径部８２の外周面８２Ａから、Ｚ方向に垂直なＸ方向に互いに反対側に張り出している。すなわち、大径部８３，８３の一方は＋Ｘ方向側に、他方は−Ｘ方向側に張り出している。これら大径部８３，８３のそれぞれには、固定具としてのネジ９０が螺合可能なネジ孔８４が形成されている。
【００２２】
図２に示すように、フランジ７０は、マウントプレート８０よりもやや大きな寸法を有している。すなわち、フランジ７０は、マウントプレート８０の小径部８２に対応する小径部７７と、大径部８３，８３に対応する大径部７３，７３とを有している。大径部７３，７３のそれぞれには、ネジ９０が挿通可能な挿通孔７４が形成されている。
【００２３】
図２に示すように、フランジ７０において、大径部７３，７３の間、すなわち、小径部７７の外周縁に沿って、２つの円筒壁７１，７２が立設している。これらの円筒壁７１，７２は、Ｚ方向及びＸ方向に垂直なＹ方向において互いに対向しており、軸線Ｌに対して−Ｙ方向側に円筒壁７１が位置し、＋Ｙ方向側に円筒壁７２が位置している。
【００２４】
図２及び図３に示すように、マウントプレート８０の小径部８２とフランジ７０の小径部７７とは接触しており、小径部８２の外周面８２Ａの外側に円筒壁７１，７２が位置している。また、図１に示すように、マウントプレート８０の大径部８３，８３とフランジ７０の大径部７３，７３とは接触しており、図２に示すように、マウントプレート８０のネジ孔８４，８４とフランジ７０の挿通孔７４，７４とが連通している。
【００２５】
本実施形態によれば、図１及び図２に示すように、フランジ７０の挿通孔７４に固定具としてのネジ９０が挿通され、このネジ９０がマウントプレート８０のネジ孔８４に螺合されることにより、フランジ７０がマウントプレート８０に固定されている。
【００２６】
図２及び図３に示すように、フランジ７０の円筒壁７１の外周面には、円筒壁７１の径方向外側に向かって突出する２つの係合爪７５，７５が設けられており、円筒壁７２の外周面には、円筒壁７２の径方向外側に向かって突出する２つの係合爪７６，７６が設けられている。なお、係合爪７５，７６のそれぞれの数は２つに限られず、任意の数だけ設けることができる。
【００２７】
図１から図３に示すように、ギアケース１１は、歯車機構１１０を内部に収容する円筒部１２と、円筒部１２の下端から下方に所定の長さだけ延出する２つの延出部１３，１４とを含んでいる。これらの延出部１３，１４は、Ｙ方向において対向しており、延出部１３は軸線Ｌに対して−Ｙ方向側に位置し、延出部１４は＋Ｙ方向側に位置している。本実施形態においては、このようなギアケース１１は弾性を有する樹脂から形成される。
【００２８】
図２及び図３に示すように、延出部１３，１４は、円筒部１２に比べて薄く形成されている。すなわち、延出部１３，１４は、弾性を有する樹脂から形成されていること、及び、所定の長さだけＺ方向に延びていることに加えて、円筒部１２に比べて薄く形成されていることにより、弾性変形できるようになっている。このような延出部１３には、フランジ７０の２つの係合爪７５，７５が嵌合可能な２つの係合孔１５，１５が形成されており、延出部１４には、フランジ７０の２つの係合爪７６，７６が嵌合可能な２つの係合孔１６，１６が形成されている。なお、係合孔１５，１６の数は、係合爪７５，７６の数に対応して任意の数だけ設けることができる。
【００２９】
このように、本実施形態におけるギアボックス１０によれば、ギアケース１１の延出部１３，１４に係合爪７５，７６が嵌り込むことができる係合孔１５，１６が形成されていることに加えて、延出部１３，１４が弾性変形可能に形成されているため、ギアケース１１をフランジ７０に取り付ける際に、延出部１３，１４が弾性変形することによってフランジ７０の係合爪７５，７６がギアケース１１の係合孔１５，１６にそれぞれ嵌まり込み、いわゆるスナップフィットによりギアケース１１がフランジ７０に取り付けられる。より具体的には、フランジ７０の円筒壁７１の径方向外側で延出部１３がフランジ７０にしっかりと固定されており、円筒壁７２の径方向外側で延出部１４がフランジ７０にしっかりと固定されている。さらに言えば、延出部１３，１４のそれぞれが、フランジ７０の大径部７３，７３の間（及びマウントプレート８０の大径部８３，８３の間）の位置でフランジ７０にしっかりと固定されている。このように、本実施形態におけるギアボックス１０によれば、スナップフィットによりギアケース１１がフランジ７０にしっかりと固定されている。
【００３０】
また、図３に示すように、本実施形態におけるギアボックス１０によれば、マウントプレート８０の小径部８２は、フランジ７０の円筒壁７１，７２の間に位置しており、フランジ７０の内側に収容されている。そして、円筒壁７１，７２の半径方向外側にはギアケース１１の延出部１３，１４が位置しており、これらの下端１３Ａ，１４Ａがモータ２の上端面２Ａに近接した状態になっている。
【００３１】
次に、本実施形態における歯車機構１１０について説明する。図２及び図３に示すように、歯車機構１１０は、２つの遊星歯車減速機構から構成されている。すなわち、本実施形態における歯車機構１１０によれば、ギアケース１１の円筒部１２の内面に全周にわたって形成された内歯１７に対して、１段目（下方）の遊星歯車減速機構の３つの遊星歯車３１，３１，３１と、２段目（上方）の遊星歯車減速機構の３つの遊星歯車３０，３０，３０とが噛合するように構成されている。
【００３２】
図２及び図３に示すように、１段目の遊星歯車減速機構は、モータ軸２Ｂに固定されてモータ軸２Ｂとともに回転する第１のピニオン６０（太陽歯車）と、第１のピニオン６０の周囲に配置されて第１のピニオン６０に噛合する３つの遊星歯車３１，３１，３１と、第１のピニオン６０の反対側で３つの遊星歯車３１，３１，３１のそれぞれと噛合する上述の内歯１７と、遊星歯車３１を回転可能に保持する第１のキャリア４０とを含んでいる。なお、遊星歯車３１，３１，３１のそれぞれは、ワッシャ５０を介してフランジ７０に載置されている。
【００３３】
第１のキャリア４０は、円板部４１と、円板部４１から下方に延びる３つの遊星歯車軸４３，４３，４３とを有している。これらの遊星歯車軸４３，４３，４３により、遊星歯車３１，３１，３１が第１のキャリア４０に対して回転可能に支持されている。第１のキャリア４０の円板部４１の上面には、軸線Ｌを中心軸とする第２のピニオン４２が固定されている。
【００３４】
図２及び図３に示すように、２段目の遊星歯車減速機構は、上述の第２のピニオン４２（太陽歯車）と、第２のピニオン４２の周囲に配置されて第２のピニオン４２に噛合する３つの遊星歯車３０，３０，３０と、第２のピニオン４２の反対側で３つの遊星歯車３０，３０，３０のそれぞれと噛合する内歯１７と、遊星歯車３０を回転可能に保持する第２のキャリア２０とを含んでいる。
【００３５】
第２のキャリア２０は、円板部２１と、円板部２１の上面中央から上方に延びる上述の出力軸２２と、円板部２１の下面から下方に延びる３つの遊星歯車軸２３，２３，２３とを有している。これらの遊星歯車軸２３，２３，２３により、遊星歯車３０，３０，３０が第２のキャリア２０に対して回転可能に支持されている。
【００３６】
以上の構成により、歯車機構１１０は以下のように動作する。すなわち、モータ軸２Ｂの回転により第１のピニオン６０が回転すると、第１のピニオン６０に噛合している３つの遊星歯車３１，３１，３１が遊星歯車軸４３，４３，４３を軸として回転（自転）する。また、遊星歯車３１，３１，３１のそれぞれは、第１のピニオン６０の反対側で内歯１７に噛合しているため、内歯１７に沿って第１のピニオン６０の周りを公転する。そして、これら遊星歯車３１，３１，３１の公転に伴い、第１のキャリア４０、すなわち、第２のピニオン４２が回転する。
【００３７】
第２のピニオン４２が回転すると、第２のピニオンに噛合している３つの遊星歯車３０，３０，３０が遊星歯車軸２３，２３，２３を軸として回転（自転）する。また、遊星歯車３０，３０，３０のそれぞれは、第２のピニオン４２の反対側で内歯１７に噛合しているため、内歯１７に沿って第２のピニオン４２の周りを公転する。そして、これら遊星歯車３０，３０，３０の公転に伴い、第２のキャリア２０、すなわち、出力軸２２が回転する。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、歯車機構１１０が２つの遊星歯車減速機構から構成されているため、モータ軸２Ｂの回転速度が効果的に減速され、出力軸２２のトルクが増大する。
【００３９】
ところで、ギアドモータ１のような複数の遊星歯車減速機構を備えるギアドモータでは、遊星歯車減速機構が１つである場合と比較して、ギアボックスの軸方向の全長が長くなってしまうため、ギアドモータが大型化してしまう。また、ギアボックスの全長を短くするために延出部の軸方向の長さを短くすると、延出部の弾性が不足してしまう。しかしながら、本実施形態におけるギアボックス１０によれば、上述のように、マウントプレート８０の小径部８２がフランジ７０の内側に収容されており、このフランジ７０の外側にギアケース１１の延出部１３，１４が位置することにより、延出部１３，１４の下端１３Ａ，１４Ａ（すなわち、ギアボックス１０の下端）がモータ２の上端面２Ａに近接した状態になっている。すなわち、ギアボックス１０の位置がマウントプレート８０の厚さ分だけ下がった状態になっている。より具体的には、延出部１３，１４の軸方向の全長を維持しつつ（すなわち、延出部の弾性を維持しつつ）、マウントプレート８０の厚さ分ギアボックスの全長を短くすることができる（図１及び図４参照）。したがって、本実施形態によれば、ギアケース１１を取り付ける際のギアケース１１の破損等が抑制され、ギアケース１１がしっかりとフランジ７０に固定されるとともに、ギアドモータの小型化が実現される（図１及び図４参照）。
【００４０】
以上のように、本実施形態によれば、複数の遊星歯車減速機構を備えたことにより、大きな減速比を得ることができる。また、マウントプレート８０に小径部８２を形成したことにより、ギアボックス１０をモータ２にしっかりと固定することができるとともに、ギアドモータ１を小型化することができる。
【００４１】
また、本実施形態によれば、マウントプレート８０を介してフランジ７０をモータ２に固定することができるため、モータ２にフランジ７０を固定するためのネジ孔を形成する必要がない。したがって、モータ２を小さくすることができ、ギアドモータ１をさらに小型化することができる。あるいは、モータ２にネジ孔を形成する必要がないため、ネジ孔を形成するスペースにコイルを設けることができ、この場合には、モータ２の出力を増大させることができる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、大径部８３が間に位置するように２つの延出部１３，１４がギアケース１１の周方向に沿って設けられている。より具体的には、軸線Ｌに対して対称に配置されるように２つの延出部１３，１４がギアケース１１の周方向に沿って設けられている。したがって、軸線Ｌを挟んで両側からスナップフィットが作用し、ギアケース１１がよりしっかりとフランジ７０に固定される。
【００４３】
さらに、本実施形態によれば、マウントプレート８０の大径部８３，８３の間（及びフランジ７０の大径部７３，７３の間）に延出部１３，１４が位置しているため、ギアケース１１がしっかりと位置決めされ、ギアケース１１が周方向にずれてしまうことが抑制される。
【００４４】
加えて、本実施形態によれば、マウントプレート８０は小径部８２の外側に拡径する大径部８３を含んでおり、同様に、フランジ７０は小径部７７の外側に拡径する大径部７３を含んでいるため、ネジ孔を形成するためのスペースを十分に確保することができる。
【００４５】
なお、上述の実施形態では、２つの延出部１３，１４を含むギアケース１１を備えるギアボックスの例を説明したが、ギアケースがフランジにしっかりと固定されるのであれば、このような延出部の数は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【００４６】
また、上述の実施形態では、小径部８２の外側に拡径する大径部８３を含むマウントプレート８０を備えるギアボックス１０の例を説明したが、マウントプレート８０にネジ孔を形成することができるのであれば、必ずしもマウントプレート８０に大径部７３を形成する必要はない。
【００４７】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【００４８】
なお、本明細書において使用した用語「下」、「上」、「上方」、「下方」、「上側」、「下側」、その他の位置関係を示す用語は、図示した実施形態との関連において使用されているのであり、装置の相対的な位置関係によって変化するものである。
【符号の説明】
【００４９】
１      ギアドモータ
２      モータ
２Ａ    モータの上端面
１０      ギアボックス
１１      ギアケース
１２      円筒部
１３，１４      延出部
１５，１６      係合孔
１７      内歯
２０      第２のキャリア
２１，４１      円板部
２２      出力軸
２３，４３      遊星歯車軸
３０，３１      遊星歯車
４０      第１のキャリア
４２      第２のピニオン
５０      ワッシャ
６０      第１のピニオン
７０      フランジ
７１，７２      円筒壁
７３      大径部
７４      挿通孔
７５，７６      係合爪
７７      小径部
８０      マウントプレート
８２      小径部
８３      大径部
８４      ネジ孔
９０      ネジ
１１０      歯車機構
Ｌ      軸線
【図１】
2019049325.tif 000003
【図２】
2019049325.tif 000004
【図３】
2019049325.tif 000005
【図４】
2019049325.tif 000006