(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車構造体を備えたサーボモータであって、
上記歯車構造体は、
第１筐体に収容されている、上記第１筐体に収容されているモータ本体が備えるシャフトに取り付けられた第１金属歯車と、
上記第１筐体内で上記第１金属歯車と噛み合う第２金属歯車と、
上記シャフトと導通している第１金属部材と、
上記第２金属歯車の回転軸となる軸部である第２金属部材と、
上記第１金属歯車と導通している上記第１金属部材と、上記第２金属歯車と導通している上記第２金属部材とを電気的に接続する電気的接続体とを備え、
上記電気的接続体は、第１電気的接続体と第２電気的接続体とを含み、
上記第１筐体は、上記第２金属歯車と噛み合う第３金属歯車をさらに収容するものであり、
上記第１電気的接続体は、上記第１金属部材と上記軸部とを電気的に接続するものであり、
上記第２電気的接続体は、上記第３金属歯車と導通している第３金属部材と上記軸部とを電気的に接続していることを特徴とするサーボモータ。
【請求項２】
上記第１筐体の材料には、樹脂が含まれていることを特徴とする請求項１に記載のサーボモータ。
【請求項３】
歯車構造体を備えたサーボモータであって、
上記歯車構造体は、
第１筐体に収容されている第１金属歯車と、
上記第１筐体内で上記第１金属歯車と噛み合う第２金属歯車と、
上記第１金属歯車と導通している第１金属部材と、上記第２金属歯車と導通している第２金属部材とを電気的に接続する電気的接続体とを備え、
上記第１金属部材および上記第２金属部材と接する上記第１筐体の面は、導電性を有し、
上記電気的接続体は、上記導電性を有する第１筐体の面であり、
上記第１筐体は、上記第２金属歯車と噛み合う第３金属歯車をさらに収容するものであり、
上記導電性を有する第１筐体の面は、さらに、上記第３金属歯車と導通している第３金属部材と接するものであり、
上記導電性を有する第１筐体の面は、さらに、上記第３金属部材と上記第２金属部材とを電気的に接続していることを特徴とするサーボモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波の電磁ノイズの発生を解消させる歯車構造体および該歯車構造体を備えたサーボモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、サーボモータから発生する電磁ノイズを抑制するための技術が研究されている。例えば、特許文献１には、電磁ノイズによる影響を抑制するための電磁シールドが設けられている電動モータと、該電動モータの回転軸に連結される減速機構とを備えた減速機付モータが開示されている。この減速機付モータは、電動モータから発生する電磁ノイズを抑制することを実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２０１１−２３４４８９号公報（２０１１年１１月１７日公開）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された減速機付モータは、減速機構、具体的には、ウォームとウォームホイールとの接触箇所付近、減速用の金属歯車同士の接触箇所付近において発生する電磁ノイズを解消するための対策については、何ら講じられていない。上記接触箇所付近で発生する電磁ノイズは、互いに噛み合っている歯車の歯同士の摩擦、衝突によって繰り返し発生する。また、この電磁ノイズは、特定の周波数成分を持たず、非常に広帯域で計測される。そのため、特に、通信機器の送信アンテナが上記接触箇所付近に近接している場合、上記電磁ノイズのうち、高周波成分が受信帯域に落ち込みやすくなってしまい、受信帯域ノイズが発生しやすくなるという問題点があった。【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、高周波の電磁ノイズの発生源、すなわち、金属歯車同士の接触箇所付近に対して直接対策を打つことにより、高周波の電磁ノイズの発生を安定的に解消させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る歯車構造体は、第１筐体に収容されている第１金属歯車と、上記第１筐体内で上記第１金属歯車と連動して回転する第２金属歯車と、を備え、さらに、上記第１金属歯車と導通している第１金属部材と、上記第２金属歯車と導通している第２金属部材とを電気的に接続する電気的接続体とを備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、２つの金属歯車の歯同士の接触箇所付近において発生する高周波の電磁ノイズを、安定的に解消させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に係るサーボモータの概略構成を示す断面図である。
【図２】上記サーボモータが通信機器の送信アンテナに近接している場合における、高周波の電磁ノイズを測定するための実験例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る歯車構造体を備えていないサーボモータを用いた場合における、通信波のスペクトラム線を示すグラフである。
【図４】上記歯車構造体を備えている本発明の実施形態１に係るサーボモータを用いた場合における、通信波のスペクトラム線を示すグラフである。
【図５】上記サーボモータの変形例の概略構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態２に係るサーボモータの概略構成を示す断面図である。
【図７】上記サーボモータの変形例の概略構成を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態３に係るサーボモータの概略構成を示す断面図である。
【図９】上記サーボモータの変形例の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔実施形態１〕
以下、本発明に係る一実施形態について、図１〜図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００１０】
＜サーボモータ１００の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るサーボモータ１００の概略構成を示す断面図である。サーボモータ１００は、２足歩行ロボットにおける可動部位（図示せず）を駆動するものである。なお、サーボモータ１００の適用対象は、本実施形態のような２足歩行ロボットに限定される訳ではない。例えば、ラジコン、白物家電等に適用されてもよい。
【００１１】
図１に示すように、サーボモータ１００は、第１金属歯車１、第２金属歯車２、軸部２ａ、第３金属歯車３、軸部３ａ、軸受部３ｂおよび３ｃ、サーボホーン３ｄ、ポテンションメータ５ａ、モータ本体４、第１筐体８並びに導電性ガスケット（電気的接続体）９を備えている。そして、第１筐体８内には、第１金属歯車１、第２金属歯車２、第３金属歯車３、モータ本体４および導電性ガスケット９が収容配置されている。また、第１筐体８は樹脂製である。このように、第１筐体８を樹脂製とすることにより、該第１筐体８の材料に金属が含まれる場合に比して、サーボモータ１００の軽量化および低コスト化を図ることができる。ただし、第１筐体８の材料は樹脂に限定される訳ではなく、例えば、金属が含まれていてもよいし、全て金属であってもよい。なお、導電性ガスケット９の詳細については後述する。
【００１２】
第１金属歯車１は、モータ本体４が備えるシャフト４ａの一端に取り付けられており、第２金属歯車２と噛み合う。第２金属歯車２は、第１筐体８の内側面に固定されている軸部（第２金属部材）２ａを回転軸として回転する。軸部２ａ自体は回転しないが、前記回転軸に沿って第２金属歯車２内部に圧入、固定された軸受部２ｂの存在によって、第２金属歯車２は回転可能となっている。また、第２金属歯車２は、第３金属歯車３とも噛み合っている。第３金属歯車３は、軸部３ａに取り付けられており、該軸部３ａが、第１筐体８の側面内に圧入、固定された軸受部３ｂおよび３ｃに回転自在に支持されることによって、該軸部３ａを回転軸として回転する。なお、軸受部３ｂおよび３ｃのうち、軸受部３ｃの方が後述するドライバー５により近接するように配置され、かつ、軸受部３ｃの一部は、第１筐体８内部に突出している。第１金属歯車１と第２金属歯車２と第３金属歯車３とは、モータ本体４の回転を減速して伝達する減速機構としての役割を果たし、軸部３ａは、最終的な回転を外部に出力する出力軸としての役割を果たす。
【００１３】
軸部３ａにおける、軸受部３ｂ側の一端にはサーボホーン３ｄが取り付けられ、他端には、磁石３ｅが取り付けられている。サーボホーン３ｄは、ロボットの可動部位にサーボモータ１００の回転を伝えるためのパーツである。ポテンションメータ５ａは、軸部３ａと一体となって回転する磁石３ｅの磁気を検出することで回転角度を割り出し、ドライバー５に伝送する。
【００１４】
モータ本体４は、シャフト４ａ、第２筐体（第１金属部材）４ｂ、モータ軸受部４ｃおよび４ｄ、巻線４ｅ並びにロータ４ｆを備えている。そして、第２筐体４ｂ内部には、モータ軸受部４ｄ、巻線４ｅおよびロータ４ｆが収容配置されている。シャフト４ａは、その一端が第２筐体４ｂの外部に突出しており、ロータ４ｆと一体となって回転する。モータ軸受部４ｃは、第２筐体４ｂにおけるシャフト４ａの一端が突出している側の側面に、その一部が第２筐体４ｂの外部に突出するように取り付けられている。また、第２筐体４ｂにおける、シャフト４ａの軸心Ｃに平行な２つの外側面は、それぞれ第１筐体８の内側面と接触しているものの、このような配置に限定される訳ではない。例えば、上記２つの外側面の少なくとも一方が、第１筐体８の内側面と離間していてもよい。
【００１５】
また、図１に示すように、サーボモータ１００は、配線５ｂを介してドライバー５と接続している（配線５ｂの他端は、巻線４ｅと接続している）。配線５ｂは、ドライバー５から送信された、後述する制御信号をモータ本体４に伝達するためのものである。ドライバー５は、ポテンションメータ５ａを備えており、コントロール線６を介してロボットコントローラ７と接続している。ドライバー５には、ロボットコントローラ７から送信された、サーボホーン３ｄの回転角度および回転速度に関する入力信号が、コントロール線６を介して入力される。また、ポテンションメータ５ａから送信された上記出力信号も入力される。そして、ドライバー５は、入力信号の入力値と出力信号の出力値とを比較した上で、出力値が入力値と一致するように制御信号をモータ本体４に送信することで、サーボホーン３ｄの回転角度等を制御する。
【００１６】
（歯車構造体１０の構成）
歯車構造体１０は、第１金属歯車１と第２金属歯車２とを同電位にすることで、第１金属歯車１と第２金属歯車２との接触により発生、放射する高周波の電磁ノイズを安定的に解消させるために、サーボモータ１００に備えられた構造体である。
【００１７】
歯車構造体１０は、第１金属歯車１と導通している第２筐体（第１金属部材）４ｂと、第２金属歯車２と導通している軸部（第２金属部材）２ａとが、導電性ガスケット（電気的接続体）９によって電気的に接続された構成となっている。具体的には、図１に示すように、歯車構造体１０は、第１金属歯車１、第２金属歯車２、軸部２ａ、軸受部２ｂ、シャフト４ａ、第２筐体４ｂ、モータ軸受部４ｃおよび導電性ガスケット９を備えている。
【００１８】
導電性ガスケット９は、第１金属歯車１の電位と第２金属歯車２の電位とを同電位にするための軟式電気結合体である。具体的には、図１に示すように、第１金属歯車１と導通している第２筐体４ｂと、第２金属歯車２と導通している軸部２ａとを、導電性ガスケット９によって電気的に接続させることで、第１金属歯車１と第２金属歯車２とが同電位になる。
【００１９】
導電性ガスケット９としては、軸部２ａと第２筐体４ｂとが電気的に接続されるように、ベリリウムまたは銅等のばね性を持つ金属材料を適切な形状に成形したものが用いられる。ただし、歯車構造体１０が備える導電性ガスケット９は、上記のような金属材料を用いた場合に限定されない。例えば、スポンジ状またはゴム状の芯の外側を、金属メッシュ等の導電性の材料で覆ったものを用いてもよいし、導電性エストラマー（樹脂に導電性の粒子または繊維を分散させたもの）を適切な形状に成形したものを用いてもよい。
【００２０】
なお、第２筐体４ｂと軸部２ａとが電気的に接続される部材であれば、導電性ガスケット９以外のものを電気的接続体としても用いてよい。例えば、軸部２ａと第２筐体４ｂとを、板金による当てによって電気的に接続させてもよい。
【００２１】
ここで、シャフト４ａは回転し、モータ軸受部４ｃは第２筐体４ｂに取り付けられていることから、シャフト４ａとモータ軸受部４ｃとは、完全な電気的ＤＣ接続になっていない。しかし、モータ軸受部４ｃにおけるシャフト４ａの挿入部（図示せず）と該シャフト４ａとの隙間は微小であるため、該隙間に高周波的な容量結合が形成される。したがって、シャフト４ａとモータ軸受部４ｃの間は、高周波的には安定した電気的接続となっている。それゆえ、第１金属歯車１、シャフト４ａ、モータ軸受部４ｃおよび第２筐体４ｂは導通することとなる。軸部２ａと軸受部２ｂとの間においても、上記と同様の理由から、高周波的に安定した電気的接続が実現されている。それゆえ、第２金属歯車２、軸受部２ｂおよび軸部２ａは導通することとなる。
【００２２】
以上から、軸部２ａと第２筐体４ｂとを導電性ガスケット９によって電気的に接続させることで、歯車構造体１０を構成する全ての部材が導通し、第１金属歯車１の電位と第２金属歯車２の電位とが同電位になる。そのため、シャフト４ａの回転によって第１金属歯車１の歯と第２金属歯車２の歯との摩擦、衝突が繰り返し生じる場合においても、両歯車間に電流が流れるのを無くすことができ、高周波の電磁ノイズを安定的に解消させることができる。
【００２３】
＜歯車構造体１０の意義＞
次に、図２〜図４を用いて、サーボモータ１００が歯車構造体１０を備えることの意義について説明する。図２は、サーボモータが通信機器９００の送信アンテナ９００ａに近接している場合における、高周波の電磁ノイズを測定するための実験例を示す概略図である。図３は、歯車構造体１０を備えていないサーボモータ１００ａ（図示せず）を用いた場合における、通信波８００のスペクトラム線を示すグラフである。図４は、歯車構造体１０を備えているサーボモータ１００を用いた場合における、通信波８００のスペクトラム線を示すグラフである。なお、図３および図４のグラフは、いずれも後述するスペクトラムアナライザ７００の表示画面に表示されたものであり、縦軸は電力（単位；ｄＢｍ）、横軸は周波数（単位；ＭＨｚ）を表している。
【００２４】
図２に示すように、通信機器９００の送信アンテナ９００ａに近接する位置にサーボモータ１００または１００ａを配置した状態で、送信アンテナ９００ａを含む通信機器９００から通信波８００を送信する。そして、送信された通信波８００を測定アンテナ５００で受信し、受信帯ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）６００によって測定に必要な範囲の周波数を持つ電波のみを取り出す。そして、スペクトラムアナライザ７００によって、測定アンテナ５００における受信帯域ノイズの程度を計測する。なお、送信アンテナ９００ａに近接する位置にサーボモータ１００または１００ａを配置したのは、高周波の電磁ノイズが測定アンテナ５００の受信帯域への落ち込む現象は、ノイズ源が送信アンテナ９００ａに近接する場合に顕著に発生するからである。
【００２５】
なお、上記実験では、通信機器９００として、ＬＴＥ（９１２．５ＭＨｚ）、送信出力＋２３ｄＢｍで送信しているセルラー端末を用いている。また、測定アンテナ５００は、５ＭＨｚ程度の帯域幅で−１００ｄＢｍ程度の電波を受信可能な受信感度レベルのものを用いている。さらに、歯車構造体１０を備えていないサーボモータ１００ａ、サーボモータ１００ともに、モータ回転数３００００ｒｐｍ、ギヤ比４００：１のものが用いられている。
【００２６】
まず、上記実験に本発明の歯車構造体１０を備えていないサーボモータ１００ａを用いた場合、図３に示すように、周波数の高い測定アンテナ５００の受信帯域において、スペクトラム線が示す電力は大きくなっている。電力がこのように大きくなったのは、上記サーボモータ内の金属歯車同士の接触によって発生、輻射した高周波の電磁ノイズが、上記受信帯域に落ち込んだためである。このような状況下での実通信の場合、通信波の受信帯域が高周波の電磁ノイズによって妨害され、受信帯域ノイズが発生する。そして、高周波の電磁ノイズによる受信妨害が長時間続くと、通信自体が遮断されてしまう。
【００２７】
一方、上記実験に本発明の歯車構造体１０を備えているサーボモータ１００を用いた場合、図４に示すように、周波数の高い測定アンテナ５００の受信帯域において、スペクトラム線が示す電力は非常に小さくなっている。電力がこのように小さくなったのは、歯車構造体１０によって、高周波の電磁ノイズの主要な発生源（すなわち、第１金属歯車１の歯と第２金属歯車２の歯との接触箇所付近）に適切な対策が講じられ、高周波の電磁ノイズの発生が解消されたからである。この場合、実通信では、受信帯域ノイズはほとんど発生しない。
【００２８】
以上より、２つの通信機器間で通信を行っている場合において、サーボモータ１００が送信側の通信機器のアンテナに近接していたとしても、受信側の通信機器のアンテナは、歯車構造体１０の存在によって、高周波の電磁ノイズの影響をほとんど受けない。そのため、歯車構造体１０は、通信機器における受信帯域ノイズの発生を安定的に解消させるという意義を有する。
【００２９】
＜歯車構造体１０の効果＞
第１金属歯車１と第２金属歯車２とは互いに噛み合っており、かつ、第１金属歯車１は高速回転することから、第１金属歯車１の歯と第２金属歯車２の歯との間で摩擦、衝突が頻繁に生じる。それゆえ、第１金属歯車１の歯と第２金属歯車２の歯との接触箇所付近が高周波の電磁ノイズの主要な発生源となる。
【００３０】
その点、本実施形態によれば、導電性ガスケット９によって、第２筐体４ｂと軸部２ａとが電気的に接続される。したがって、第１金属歯車１と第２金属歯車２とが同電位となり、第１金属歯車１の歯と第２金属歯車２の歯との接触箇所付近に電流が流れるのを無くすことができる。そのため、高周波の電磁ノイズの主要な発生源に対して適切な対策を打つことができ、高周波の電磁ノイズの発生をより安定的に解消させることができる。
【００３１】
＜歯車構造体１０の変形例＞
なお、歯車構造体１０を構成する導電性ガスケット９の配置は、本実施形態の場合に限定されない。具体的には、導電性ガスケット９によって軸部２ａと電気的に接続される第１金属部材は、本実施形態で説明した第２筐体４ｂに限定されない。例えば、図５に示すように、モータ軸受部４ｃが第１金属部材となるように、導電性ガスケット９を配置してもよい。具体的には、モータ軸受部４ｃ（モータ軸受部４ｃにおけるシャフト４ａ側の突出部分）と軸部２ａとを導電性ガスケット９によって電気的に接続させるようにしてもよい。導電性ガスケット９の配置を上記のようにしても、第１金属部材が第２筐体４ｂである場合と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
さらには、導電性ガスケット９によって第２金属歯車２と第３金属歯車３とを同電位にしてもよい。具体的には、例えば、軸部２ａと軸受部３ｃとを導電性ガスケット９によって電気的に接続させてもよい（図６、図７参照）。同電位にする金属歯車の組み合わせを上記のようにした場合であっても、高周波の電磁ノイズの発生を一定程度解消させることができる。
【００３３】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図６および図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００３４】
本実施形態に係るサーボモータ２００は、歯車構造体１０に代えて歯車構造体２０を備えている点で、実施形態１に係るサーボモータ１００と異なる。歯車構造体２０は、導電性ガスケット９に代えて、第１導電性ガスケット（第１電気的接続体）９ａおよび第２導電性ガスケット（第２電気的接続体）９ｂを備えている点で、実施形態１に係る歯車構造体１０と異なる。また、歯車構造体２０は、第３金属歯車３、軸部３ａおよび軸受部３ｃをさらに備えている点でも、上記歯車構造体１０と異なる。なお、サーボモータ２００の構成については、導電性ガスケット９に代えて、第１導電性ガスケット９ａおよび第２導電性ガスケット９ｂを備えている点以外は上記サーボモータ１００と同様であるため、その説明を省略する。また、歯車構造体２０の意義についても、上記歯車構造体１０と同様であるため、その説明を省略する。
【００３５】
＜歯車構造体２０の構成＞
図６は、本発明の一実施形態に係るサーボモータ２００の概略構成を示す断面図である。図６に示すように、歯車構造体２０は、第１金属歯車１、第２金属歯車２、軸部２ａ、軸受部２ｂ、第３金属歯車３、軸部３ａ、軸受部３ｃ、シャフト４ａ、第２筐体４ｂ、モータ軸受部４ｃ、第１導電性ガスケット９ａおよび第２導電性ガスケット９ｂを備えている。
【００３６】
第１導電性ガスケット９ａは、実施形態１に係る導電性ガスケット９と同様、第１金属歯車１の電位と第２金属歯車２の電位とを同電位にするための軟式電気結合体である。具体的には、第１導電性ガスケット９ａは、第１金属歯車１と導通している第２筐体４ｂと、第２金属歯車２と導通している軸部２ａとを電気的に接続させる。第２導電性ガスケット９ｂは、第２金属歯車２の電位と第３金属歯車３の電位とを同電位にするための軟式電気結合体である。具体的には、第２金属歯車２と導通している軸部２ａと、第３金属歯車３と導通している軸受部３ｃ（第３金属部材）における第１筐体８の内側面からの突出部分とを、第２導電性ガスケット９ｂによって電気的に接続させる。そして、この電気的接続によって、第２金属歯車２と第３金属歯車３とが同電位になる。
【００３７】
ここで、軸部３ａは第３金属歯車３と一体となって回転し、軸受部３ｃは第１筐体８に取り付けられていることから、軸部３ａと軸受部３ｃとは、完全な電気的ＤＣ接続になっていない。しかし、軸受部３ｃにおける軸部３ａの挿入部（図示せず）と該軸部３ａとの隙間は微小であるため、軸部３ａの回転時に、該隙間に高周波的な容量結合が形成される。したがって、軸部３ａと軸受部３ｃの間は、高周波的には安定した電気的接続となっている。それゆえ、第３金属歯車３、軸部３ａおよび軸受部３ｃは導通することとなる。
【００３８】
以上から、軸部２ａと第２筐体４ｂとを第１導電性ガスケット９ａによって、軸部２ａとモータ軸受部４ｃとを第２導電性ガスケット９ｂによって、それぞれ電気的に接続させることで、歯車構造体２０を構成する全ての部材が導通する。それゆえ、第１金属歯車１の電位と第２金属歯車２の電位と第３金属歯車３の電位とが全て同電位になる。
【００３９】
なお、第１導電性ガスケット９ａおよび第２導電性ガスケット９ｂの種類、材料は、実施形態１に係る導電性ガスケット９と同様であるため、その説明を省略する。また、第１導電性ガスケット９ａ以外のものを第１電気的接続体にしてよい点、第２導電性ガスケット９ｂ以外のものを第２電気的接続体にしてよい点についても、実施形態１に係る導電性ガスケット９と同様である。
【００４０】
＜歯車構造体２０の効果＞
第１金属歯車１の歯と第２金属歯車２の歯との接触動作に比して頻度は少ないものの、第２金属歯車２の歯と第３金属歯車３の歯との接触動作によっても、歯同士の摩擦、衝突が一定程度生じる。それゆえ、第２金属歯車２と第３金属歯車３との間で電位差が生じた場合でも、第２金属歯車２の歯と第３金属歯車３の歯との接触箇所付近に一定程度の高周波の電磁ノイズが発生する。
【００４１】
その点、本実施形態によれば、第１導電性ガスケット９ａは、第２筐体４ｂと軸部２ａとを電気的に接続する。また、第２導電性ガスケット９ｂは、軸受部３ｃと軸部２ａとを電気的に接続する。したがって、第２導電性ガスケット９ｂを用いて第２金属歯車２と第３金属歯車３とを同電位とすることで、第１金属歯車１と第２金属歯車２のみを同電位とする場合に比して、より効果的な高周波の電磁ノイズ対策を打つことができる。そのため、高周波の電磁ノイズの発生をより安定的に解消させることができる。
【００４２】
＜歯車構造体２０の変形例＞
なお、歯車構造体２０を構成する第１導電性ガスケット９ａの配置は、本実施形態の場合に限定されない。具体的には、第１導電性ガスケット９ａによって軸部２ａと電気的に接続される第１金属部材は、本実施形態で説明した第２筐体４ｂに限定されない。例えば、図７に示すように、モータ軸受部４ｃが第１金属部材となるように、第１導電性ガスケット９ａを配置してもよい。具体的には、モータ軸受部４ｃ（モータ軸受部４ｃにおけるシャフト４ａ側の突出部分）と軸部２ａとを第１導電性ガスケット９ａによって電気的に接続させるようにしてもよい。
【００４３】
また、歯車構造体２０を構成する第２導電性ガスケット９ｂの配置も、本実施形態の場合に限定されない。具体的には、第２導電性ガスケット９ｂによって軸部２ａと電気的に接続される第３金属部材は、本実施形態で説明した軸受部３ｃに限定されない。例えば、図示しないものの、軸受部３ｂが第３金属部材となるように、第２導電性ガスケット９ｂを配置してもよい。具体的には、軸受部３ｂにおいて第１筐体８の内側面側に突出する部分を設け、該突出部分と軸部２ａとを第２導電性ガスケット９ｂによって電気的に接続させるようにしてもよい。
【００４４】
第１導電性ガスケット９ａの配置を上記のようにしても、第１金属部材が第２筐体４ｂである場合と同様の効果を得ることができる。また、第２導電性ガスケット９ｂの配置を上記のようにしても、第３金属部材が軸受部３ｃである場合と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００４６】
本実施形態に係るサーボモータ３００は、歯車構造体１０および２０に代えて歯車構造体３０を備えている点で、実施形態１および２に係るサーボモータ１００および２００と異なる。歯車構造体３０は、導電性ガスケット９、第１導電性ガスケット９ａおよび第２導電性ガスケット９ｂに代えて、金属メッキが施された第１筐体８の内側面（導電性を有する第１筐体の面）８ａおよび８ｂを電気的接続体としている点で、実施形態１および２に係る歯車構造体１０および２０と異なる。また、歯車構造体３０は、第３金属歯車３、軸部３ａおよび軸受部３ｃをさらに備えている点で、上記歯車構造体１０と異なる。なお、サーボモータ３００の構成については、導電性ガスケット９、第１導電性ガスケット９ａおよび第２導電性ガスケット９ｂを備えていない点以外は上記サーボモータ１００および２００と同様であるため、その説明を省略する。また、歯車構造体３０の意義についても、上記歯車構造体１０および２０と同様であるため、その説明を省略する。
【００４７】
＜歯車構造体３０の構成＞
図８は、本発明の一実施形態に係るサーボモータ３００の概略構成を示す断面図である。図８に示すように、歯車構造体３０は、第１金属歯車１、第２金属歯車２、軸部２ａ、軸受部２ｂ、第３金属歯車３、軸部３ａ、軸受部３ｃ、シャフト４ａ、第２筐体４ｂ、モータ軸受部４ｃおよび第１筐体８を備えている。
【００４８】
歯車構造体３０においては、金属メッキが施された第１筐体８の内側面８ａおよび８ｂ（導電性を有する第１筐体の面）が電気的接続体（導電性ガスケット９、第１導電性ガスケット９ａおよび第２導電性ガスケット９ｂ）と同様の役割を果たす。すなわち、上記内側面８ａおよび８ｂには軸部２ａが固定され、かつ、上記内側面８ａおよび８ｂ内に軸受部３ｂおよび３ｃが圧入、固定されている。また、第２筐体４ｂにおける、シャフト４ａの軸心Ｃに平行な２つの外側面は、それぞれ上記内側面８ａおよび８ｂと接触している。したがって、導電性を有する第１筐体の内側面（電気的接続体）８ａおよび８ｂ、第２筐体（第１金属部材）４ｂ、シャフト４ａ、第１金属歯車１、第２金属歯車２、軸部（第２金属部材）２ａ、軸受部（第３金属部材）３ｃおよび第３金属歯車３は全て導通することとなる。そのため、第１金属歯車１と第２金属歯車２と第３金属歯車３とを全て同電位にすることができる。
【００４９】
なお、軸部２ａおよび３ａの支持方法は、本実施形態の場合に限定されない。例えば、図示しないものの、軸部２ａが第２金属歯車２と一体となって回転する場合、第１筐体８の内側面８ａおよび８ｂ内に金属製の軸受部を圧入、固定することで、回転する軸部２ａを支持してもよい。また、図示しないものの、軸部３ａを第１筐体８の内側面８ａおよび８ｂに固定してもよい（この場合、第３金属歯車３内に金属製の軸受部を設けることによって第３金属歯車３を回動可能とする）。これらの方法を採用しても、第１金属歯車１と第２金属歯車２と第３金属歯車３とを、全て同電位にすることができる。
【００５０】
また、第１筐体８の形状についても、本実施形態の場合に限定されない。ただし、第１筐体８の形状に応じて、第１金属歯車１と第２金属歯車２と第３金属歯車３とが全て同電位になるような軸部２ａおよび３ａの支持方法、第２筐体４ｂの配置を採用する必要がある。
【００５１】
＜歯車構造体３０の効果＞
以上のように、本実施形態によれば、第１筐体８の内側面の一部に金属メッキを施すことにより、電気的接続体として別途部材を設けることなく、第１金属歯車１と第２金属歯車２と第３金属歯車３とを全て同電位にすることができる。そのため、簡易な構成で、効果的な高周波の電磁ノイズ対策を打つことができ、高周波の電磁ノイズの発生をより安定的に解消させることができる。
【００５２】
＜歯車構造体３０の変形例＞
なお、金属メッキを施す第１筐体８の内側面は、内側面８ａおよび８ｂの両面である必要はなく、少なくともいずれか一方の内側面に金属メッキが施されていればよい。また、第２筐体（第１金属部材）４ｂと軸部（第２金属部材）２ａとが電気的に接続されるように、上記内側面８ａまたは８ｂの少なくともいずれか一方の内側面の一部（第２筐体４ｂおよび軸部２ａとの接触部付近）にのみ、金属メッキを施してもよい（図示せず）。第２筐体４ｂと軸受部（第３金属部材）３ｃとを電気的に接続する場合、軸部２ａと軸受部３ｃとを電気的に接続する場合についても前記と同様である。
【００５３】
また、第１筐体８の内側面の一部に導通性を持たせる方法は、本実施形態の場合に限定されない。例えば、図９に示すように、第１筐体８の代わりに第１筐体８０を備えたサーボモータ４００を用いてもよい。ここで、第１筐体８０は、樹脂部８０ｃと金属部８０ａと金属部８０ｂとを備える。そして、第２筐体４ｂ、軸部２ａおよび軸受部３ｃの全てと、金属部８０ａの内側面８０ａ´および金属部８０ｂの内側面８０ｂ´の少なくともいずれか一方とが接触するようにしてもよい。この場合、上記内側面８０ａ´および８０ｂ´（導電性を有する第１筐体の面）の少なくともいずれか一方が、電気的接続体となる。さらには、第１筐体８０には、第２筐体４ｂと軸部２ａとが電気的に接続されるような形状の、金属部８０ａおよび８０ｂが備えられてもよい（図示せず）。この場合、第２筐体４ｂおよび軸部２ａと軸受部３ｃとは電気的に接続されず、樹脂部８０ｃは、軸受部３ｃと接触するような形状となっている（図示せず）。
【００５４】
また、この場合も、第２筐体（第１金属部材）４ｂと軸部（第２金属部材）２ａとが電気的に接続されるように、上記金属部８０ａまたは８０ｂの少なくともいずれか一方のみが、金属であってもよい（図示せず）。第２筐体４ｂと軸受部（第３金属部材）３ｃとを電気的に接続する場合、軸部２ａと軸受部３ｃとを電気的に接続する場合についても前記と同様である。
【００５５】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る歯車構造体（１０、２０）は、第１筐体（８）に収容されている第１金属歯車（１）と、上記第１筐体内で上記第１金属歯車と連動して回転する第２金属歯車（２）と、を備え、さらに、上記第１金属歯車と導通している第１金属部材（第２筐体４ｂ、モータ軸受部４ｃ）と、上記第２金属歯車と導通している第２金属部材（軸部２ａ）とを電気的に接続する電気的接続体（導電性ガスケット９、第１導電性ガスケット９ａ、第２導電性ガスケット９ｂ）とを備えている。
【００５６】
上記構成によれば、電気的接続体が、第１金属歯車と導通する第１金属部材と、第２金属歯車と導通する第２金属部材とを電気的に接続させる。したがって、第１金属歯車および第２金属歯車の電位は同電位となる。
そのため、第１金属歯車と第２金属歯車とが互いに連動して回転することによって、互いに噛み合っている歯車同士の摩擦、衝突が繰り返し生じる場合においても、両歯車間に電流が流れるのを無くすことができる。そのため、歯車同士の接触によって発生、放射する高周波の電磁ノイズを、安定的に解消させることができる。
【００５７】
本発明の態様２に係る歯車構造体（１０、２０）は、上記態様１において、上記第１金属歯車は、上記第１筐体に収容されているモータ本体（４）が備えるシャフト（４ａ）に取り付けられて、上記第２金属歯車と噛み合うものであり、上記第１金属部材は、上記シャフトと導通するものであり、上記第２金属部材は、上記第２金属歯車の回転軸となる軸部（２ａ）であってもよい。
【００５８】
第１金属歯車と第２金属歯車とは互いに噛み合っており、かつ、第１金属歯車はモータ本体によって高速回転することから、第１金属歯車の歯と第２金属歯車の歯との間で摩擦、衝突が頻繁に生じる。それゆえ、第１金属歯車の歯と第２金属歯車の歯との接触箇所付近が高周波の電磁ノイズの主要な発生源となる。
【００５９】
その点、上記構成によれば、電気的接続体によって、シャフトと導通している第１金属部材と、第２金属歯車の回転軸となる軸部とが電気的に接続される。したがって、第１金属歯車と第２金属歯車とが同電位となり、第１金属歯車の歯と第２金属歯車の歯との接触箇所付近に電流が流れるのを無くすことができる。そのため、高周波の電磁ノイズの主要な発生源に対して適切な対策を打つことができ、高周波の電磁ノイズの発生をより安定的に解消させることができる。
【００６０】
本発明の態様３に係る歯車構造体（２０）は、上記態様２において、上記電気的接続体（第１導電性ガスケット９ａ、第２導電性ガスケット９ｂ）は、第１電気的接続体（第１導電性ガスケット９ａ）と第２電気的接続体（第２導電性ガスケット９ｂ）とを含み、上記第１筐体は、上記第２金属歯車と噛み合う第３金属歯車（３）をさらに収容するものであり、上記第１電気的接続体は、上記シャフトと導通している第１金属部材と上記軸部とを電気的に接続するものであり、上記第２電気的接続体は、上記第３金属歯車と導通している第３金属部材（軸受部３ｃ）と上記軸部とを電気的に接続してもよい。
【００６１】
第１金属歯車の歯と第２金属歯車の歯との接触動作に比して頻度は少ないものの、第２金属歯車の歯と第３金属歯車の歯との接触動作によっても、歯同士の摩擦、衝突が一定程度生じる。それゆえ、第２金属歯車と第３金属歯車との間で電位差が生じた場合でも、第２金属歯車の歯と第３金属歯車の歯との接触箇所付近に一定程度の高周波の電磁ノイズが発生する。
【００６２】
その点、上記構成によれば、第１電気的接続体は、シャフトと導通している第１金属部材と、第２金属歯車が取り付けられている軸部とを電気的に接続する。また、第２電気的接続体は、第３金属歯車と導通している第３金属部材と、上記軸部とを電気的に接続する。したがって、第２電気的接続体を用いて第２金属歯車と第３金属歯車とを同電位とすることで、第１金属歯車と第２金属歯車のみを同電位とする場合に比して、より効果的な高周波の電磁ノイズ対策を打つことができる。そのため、高周波の電磁ノイズの発生をより安定的に解消させることができる。
【００６３】
本発明の態様４に係る歯車構造体（１０、２０）は、上記態様１から３のいずれかにおいて、上記第１筐体の材料には、樹脂が含まれていてもよい。
【００６４】
上記構成によれば、第１筐体の材料が全て金属の場合に比して、サーボモータの軽量化および低コスト化を図ることができる。そのため、歯車構造体は、サーボモータの軽量化および低コスト化を図りつつ、高周波の電磁ノイズの発生を安定的に解消させることができる。
【００６５】
本発明の態様５に係る歯車構造体（３０）は、上記態様１において、上記第１金属部材および上記第２金属部材と接する上記第１筐体の面（８ａ、８ｂ、８０ａ´、８０ｂ´）は、導電性を有し、上記電気的接続体（８ａ、８ｂ、８０ａ´、８０ｂ´）は、上記第１筐体の面であってもよい。
【００６６】
上記構成によれば、導電性を有する第１筐体の面（電気的接続体）によって、該導電性を有する第１筐体の面、金属製の第２筐体（第１金属部材）、シャフト、第１金属歯車、第２金属歯車および金属製の軸部（第２金属部材）は全て導通することになる。そのため、第１金属歯車と第２金属歯車とを同電位とすることができ、第１金属歯車の歯と第２金属歯車の歯との接触箇所付近において発生する高周波の電磁ノイズを、安定的に解消させることができる。
【００６７】
本発明の態様６に係る歯車構造体は、上記態様５において、上記第１筐体は、上記第２金属歯車と噛み合う第３金属歯車（３）をさらに収容するものであり、上記導電性を有する第１筐体の面は、さらに、上記第３金属歯車と導通している第３金属部材（軸受部３ｃ）と接するものであり、上記導電性を有する第１筐体の面は、さらに、上記第３金属部材と上記第２金属部材とを電気的に接続してもよい。
【００６８】
上記構成によれば、導電性を有する第１筐体の面（電気的接続体）によって、さらに、第３金属部材および第３金属歯車が導通することになる。そのため、第１金属歯車と第２金属歯車とに加えて、第２金属歯車と第３金属歯車とを同電位とすることができ、高周波の電磁ノイズをより安定的に解消させることができる。
【００６９】
本発明の態様７に係るサーボモータ（１００、２００、３００）は、上記態様１から６のいずれか一の態様に係る歯車構造体（１０、２０、３０）を備えていてもよい。
【００７０】
上記構成によれば、高周波の電磁ノイズの発生源に対して適切な対策を打つことができ、それゆえ、高周波の電磁ノイズを安定的に解消させることができるサーボモータを実現することができる。
【００７１】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、金属歯車を備えるサーボモータ全般に利用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１  第１金属歯車
２  第２金属歯車
２ａ  軸部（第２金属部材）
３  第３金属歯車
３ｃ  軸受部（第３金属部材）
４  モータ本体
４ａ  シャフト
４ｂ  第２筐体（第１金属部材）
４ｃ  モータ軸受部（第１金属部材）
８、８０  第１筐体
８ａ、８ｂ、８０ａ´、８０ｂ´  内側面（導電性を有する第１筐体の面、電気的接続体）
９  導電性ガスケット（電気的接続体）
９ａ  第１導電性ガスケット（第１電気的接続体）
９ｂ  第２導電性ガスケット（第２電気的接続体）
１０、２０、３０  歯車構造体
１００、２００、３００、４００  サーボモータ
【図１】
0006495336.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006495336.tif 000008
【図８】
0006495336.tif 000009
【図９】
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