(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、前記モータの回転に応じて軸部を中心として回転する駆動歯車と、前記駆動歯車と噛合して前記駆動歯車の回転に応じて回転する従動歯車とを備え、前記駆動歯車が前記従動歯車に動力を伝達する際に前記従動歯車から前記駆動歯車へ軸方向の荷重が加わるギヤードモータにおいて、前記駆動歯車の軸部の表面に周方向に沿って凹溝を形成するとともに、弾性材料から形成され前記凹溝と係止して前記軸部を軸方向において支持する断面円形のばね材を設け、当該ばね材は、前記軸部の軸方向と略直交する面内において前記軸部を挟んで対向する位置にそれぞれ配置されたことを特徴とするギヤードモータ。
【請求項２】
前記軸部を挟んで対向する位置にそれぞれ配置された前記ばね材が連続一体に形成されたことを特徴とする請求項１記載のギヤードモータ。
【請求項３】
前記凹溝の溝深さが前記ばね材の外径寸法の半分よりも深いことを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載のギヤードモータ。
【請求項４】
前記凹溝の底面を前記軸部の周面と同心の円周面としたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のギヤードモータ。
【請求項５】
前記凹溝の隅にテーパ面を設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のギヤードモータ。
【請求項６】
前記駆動歯車を、前記モータの出力軸に対し、軸方向において移動自在としたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のギヤードモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車列からなる動力伝達機構を用いてモータの回転を変速して伝達するギヤードモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のギヤードモータとしては、図９に示すように、モータ１０のモータ軸１０ａに連結されたウォームギヤ１２と、ウォームギヤ１２に噛合するはすば歯車のようなウォームホイール１３とを備え、モータ１０の回転をウォームギヤ１２及びウォームホイール１３を介して出力軸１４に伝達するものが従来より提供されており、ウォームギヤ１２とウォームホイール１３とでモータ１０の回転を減速することによって、より大きなトルクを発生させることができる。
【０００３】
ウォームギヤ１２の軸部１２ａの両端部はそれぞれ軸受１６，１６によって回転自在に支持されている。また、ウォームギヤ１２の軸部１２ａにおけるモータ１０と反対側の端部は鋼球１７を介してボディ２に支持されるとともに、モータ１０のモータ軸１０ａにおけるウォームギヤ１２と反対側の端部は鋼球１８を介してボディ２に支持されており、ウォームホイール１３からウォームギヤ１２に加わる軸方向の荷重（スラスト荷重）を鋼球１７，１８で受けるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成のギヤードモータでは、モータ１０の回転方向が正転から逆転、或いは、逆転から正転へと反転する場合、ウォームホイール１３からウォームギヤ１２に加わるスラスト荷重の荷重方向も反転するため、ウォームギヤ１２の軸部１２ａ又はモータ１０のモータ軸１０ａが鋼球１７，１８にそれぞれ衝突して、衝撃音が発生する。
【０００５】
このような衝撃音をなくすためには、軸部１２ａと鋼球１７との間の隙間、モータ軸１０ａと鋼球１８との間の隙間をそれぞれ小さくする必要があり、従来のギヤードモータでは鋼球１７，１８とボディ２との間にゴム板１９，１９を介装し、ゴム板１９，１９の弾性で鋼球１７，１８を軸部１２ａ及びモータ軸１０ａにそれぞれ押し付けることによって、軸部１２ａと鋼球１７との間の隙間、及び、モータ軸１０ａと鋼球１８との間の隙間をそれぞれ小さくしていた。そのため、ギヤードモータの部品点数が多くなって、組み立ての手間も増えるため、コスト高を招くという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、衝撃音の発生を抑制した安価なギヤードモータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、モータと、モータの回転に応じて軸部を中心として回転する駆動歯車と、駆動歯車と噛合して駆動歯車の回転に応じて回転する従動歯車とを備え、駆動歯車が従動歯車に動力を伝達する際に従動歯車から駆動歯車へ軸方向の荷重が加わるギヤードモータにおいて、駆動歯車の軸部の表面に凹溝を周方向に沿って形成するとともに、弾性材料から形成され凹溝と係止して軸部を軸方向において支持する断面円形のばね材を設け、当該ばね材は、前記軸部の軸方向と略直交する面内において前記軸部を挟んで対向する位置にそれぞれ配置されたことを特徴とし、ばね材を軸部に設けた凹溝と係止させているので、従動歯車から加わった軸方向の荷重により軸部が軸方向に移動しようとすると、凹溝に係止したばね材が撓められるから、ばね材によって軸方向の荷重を受けることができる。したがって、従来のギヤードモータのように駆動歯車の軸部が他の部材と衝突して衝撃音を発することはなく、軸方向の荷重が加わることによって発生する衝撃音を少ない部品で防止できる。しかも、軸部の両側にばね材を配置しているので、両ばね材の略中間の位置で軸部を支持することができる。
【０００９】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、両ばね材が連続一体に形成されたことを特徴とし、請求項１の発明の作用に加え、部品数を少なくでき、組立の手間を減らすことができる。
【００１０】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、凹溝の溝深さがばね材の外径寸法の半分よりも深いことを特徴とし、請求項１又は２の発明の作用に加え、凹溝とばね材とを確実に係止させることができる。
【００１１】
請求項４の発明では、請求項１乃至３の何れか１項の発明において、凹溝の底面を軸部の周面と同心の円周面としたことを特徴とし、請求項１乃至３の発明と同様の作用を奏する。
【００１２】
請求項５の発明では、請求項１乃至３の何れか１項の発明において、凹溝の隅にテーパ面を設けたことを特徴とし、駆動歯車が軸方向に移動すると、ばね材は、テーパ面に当たって径方向に撓み、弾性復帰力によってテーパ面に押し付けられるため、ばね材を凹溝の内面に接触させた状態で軸部を移動させることができる。ばね材と凹溝との間に隙間があると、ばね材が凹溝の内面に衝突して衝撃音が発生するが、ばね材を凹溝の内面に接触させた状態で軸部を移動させているので、衝撃音の発生を防止できる。
【００１３】
請求項６の発明では、請求項１乃至５の何れか１項の発明において、駆動歯車を、モータの出力軸に対し、軸方向において移動自在としたことを特徴とし、駆動歯車が軸方向において移動自在となっているので、駆動歯車が軸方向に移動することによって、モータの出力軸に軸方向の荷重が加わることはなく、モータの軸受部の寿命を延ばすことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係るギヤードモータの１実施形態を図１乃至図５を参照して説明する。このギヤードモータのケース１は、一面が開口した箱形のボディ２と、ボディ２の開口を覆う略箱形のカバー３とを結合して形成される。ケース１の内部にはモータ１０と、モータ１０の回転を変速して出力軸１４に伝達するための歯車列からなる伝達機構１１とが収納されている。
【００１５】
伝達機構１１は、モータ１０のモータ軸（出力軸）１０ａに連結されたウォームギヤ１２（駆動歯車）と、ウォームギヤ１２に噛合するはすば歯車のようなウォームホイール１３（従動歯車）と、ウォームホイール１３と同心に出力軸１４を介して一体的に取り付けられた歯車１５とで構成される。なお、出力軸１４の一端はボディ２の内底面に設けた軸受穴２ａに挿入されるとともに、他端はカバー３に設けた貫通孔３ａ内に挿入されており、ケース１に対して回動自在に支持されている。そして、出力軸１４における軸受穴２ａ側の端部にはウォームホイール１３が結合され、反対側の端部は貫通孔３ａからケース１の外側に突出し、その先端部に歯車１５が結合されている。
【００１６】
ウォームギヤ１２の軸部１２ａは、両端部が軸受１６，１６によって回転自在に軸支されるとともに、支持ばね２０（支持部材）を介し軸方向において移動自在に支持されている。ここで、ウォームギヤ１２におけるウォームホイール１３と噛合する部位以外の部位、例えば軸部１２ａのモータ１０側の端部には円周方向（径方向）に沿って凹溝１２ｂが全周に亘り形成されている（図２参照）。一方、支持ばね２０は弾性材料の丸棒を屈曲することによって、曲がり部２０ｂの両側に支持部２０ａ，２０ａ（ばね材）が連続一体に形成され、両支持部２０ａ，２０ａと曲がり部２０ｂとで略Ｕ字形に形成されており、両支持部２０ａ，２０ａを軸部１２ａの凹溝１２ｂ内に挿入して、両支持部２０ａ，２０ａを凹溝１２ｂと係止させた状態で、両支持部２０ａ，２０ａの先端がボディ２の内底面に固定されている（図１（ａ），（ｃ）参照）。また、カバー３の内面には、軸部１２ａの軸方向において曲がり部２０ｂの両側に一対のリブ３ｂを突設しており、曲がり部２０ｂの両側がリブ３ｂと当接することによって、軸部１２ａの軸方向において屈がり部２０ｂの移動が規制されている（図８参照）。
【００１７】
而して、ウォームギヤ１２の軸部１２ａが軸方向に移動しようとすると、凹溝１２ｂの端面が支持ばね２０の支持部２０ａに当接して、支持部２０ａが撓められるので、支持ばね２０の弾性力によってウォームギヤ１２の軸方向への移動が規制される。ところで、支持ばね２０の支持部２０ａが軸部１２ａの片側のみに配置されている場合、軸部１２ａの移動に伴って支持部２０ａが凹溝１２ｂの内面に当接して撓められた際に、支持部２０ａの弾性復帰力が軸部１２ａの片側に加わるので、軸部１２ａを傾けようとする力が発生するが、本実施形態では、軸部１２ａの軸方向と略直交する面内において軸部１２ａを挟んで対向する位置にそれぞれ支持部２０ａ，２０ａを配置しているから、両支持部２０ａ，２０ａの弾性復帰力が軸部１２ａの両側から加わることになり、軸部１２ａを傾けようとする力が発生するのを防止できる。また、両支持部２０ａ，２０ａは曲がり部２０ｂを介して連続一体に形成されているので、部品数を少なくでき、組立の手間を少なくできる。
【００１８】
ここで、モータ１０のモータ軸１０ａが回転すると、ウォームギヤ１２がモータ軸１０ａとともに回転し、ウォームギヤ１２と噛合するウォームホイール１３が回転して、ウォームホイール１３の回転が出力軸１４を介して歯車１５に伝達されるので、モータ１０の回転が伝達機構１１により変速されて歯車１５に伝達される。
【００１９】
ところで、モータ１０のモータ軸１０ａが図１（ｂ）中の矢印Ａの方向に回転すると、ウォームギヤ１２とウォームホイール１３との噛み合いによって、ウォームホイール１３は図１（ａ）中の矢印Ａ’の方向に回転する。この時、外部の負荷によってウォームホイール１３に反力が加わると、ウォームギヤ１２には同図中の矢印Ａ″の方向のスラスト荷重がかかることになるが、ウォームギヤ１２の軸部１２ａは軸方向において支持ばね２０を介してボディ２に支持されているので、支持ばね２０のばね力によって軸方向への移動が規制される。
【００２０】
一方、モータ１０のモータ軸１０ａが図１（ｂ）中の矢印Ｂの方向に回転すると、ウォームギヤ１２とウォームホイール１３との噛み合いによって、ウォームホイール１３は図１（ａ）中の矢印Ｂ’の方向に回転する。この時、外部の負荷によってウォームホイール１３に反力が加わると、ウォームギヤ１２には同図中の矢印Ｂ″の方向のスラスト荷重がかかることになるが、ウォームギヤ１２の軸部１２ａは軸方向において支持ばね２０を介してボディ２に支持されているので、支持ばね２０によって軸方向への移動が規制される。
【００２１】
ここで、支持ばね２０がウォームギヤ１２の軸方向への移動を規制する際に、支持ばね２０の支持部２０ａと軸部１２ａの凹溝１２ｂとの間に隙間があると、凹溝１２ｂの内面が支持部２０ａに衝突することによって衝撃音が発生するが、この隙間は支持部２０ａ（支持ばね２０）の径寸法と凹溝１２ｂの幅寸法とで決まるので、支持部２０ａの径寸法と凹溝１２ｂの幅寸法とを適宜設定することによって、隙間を小さくすることができ、また支持部２０ａの弾性で衝撃力を吸収することによって衝撃音を小さくできる。
【００２２】
尚、本実施形態では軸部１２ａの表面を凹設することによって、凹溝１２ｂを形成しているので、凹溝１２ｂの底面の径ｄ２は軸部１２ａの外径ｄ１よりも小さくなっているが、図３に示すように、軸部１２ａに軸部１２ａよりも大径のフランジ部１２ｃを設け、このフランジ部１２ｃの周面に円周方向に沿って凹溝１２ｂを形成することにより、凹溝１２ｂの底面の径ｄ２’を軸部１２ａの外径ｄ１よりも大きくしても良く、支持部２０ａ，２０ａの間隔を広げることによって軸部１２ａを安定に支持することができる。また、凹溝１２ｂの溝深さは支持部２０ａの外径寸法の半分よりも深くなっているので、支持部２０ａと凹溝１２ｂとを確実に係止させ、支持部２０ａが凹溝１２ｂから外れるのを防止できる。
【００２３】
また、本実施形態では凹溝１２ｂの底面を軸部１２ａの周面と同心の円周面としているが、図４及び図５（ａ）（ｂ）に示すように凹溝１２ｂの隅にテーパ面１２ｄを形成し、支持ばね２０の支持部２０ａをテーパ面１２ｄ，１２ｄと当接させるようにしても良い。
【００２４】
ここで、図５（ａ）に示すように、外部負荷からの反力によってウォームギヤ１２の軸部１２ａに矢印Ｃ方向（左方向）のスラスト荷重が加わり、軸部１２ａが図中左方向へ移動した場合、支持ばね２０の支持部２０ａは凹溝１２ｂの右隅に設けたテーパ面１２ｄに当たって、支持部２０ａに図中Ｄ方向の力が加わり、支持部２０ａがＤ方向に撓められる。この時、支持部２０ａの弾性復帰力によって図５（ｂ）中のＤ’方向の反力が発生するので、支持ばね２０の支持部２０ａは凹溝１２ｂに常に押し付けられた状態で移動する。
【００２５】
そして、軸部１２ａの移動に伴って図５（ｂ）に示す状態になると、支持ばね２０の支持部２０ａが凹溝１２ｂの内側面と当接し、支持部２０ａがそれ以上径方向Ｄへの力を受けないので、支持部２０ａが凹溝１２ｂを乗り越えて広がることはなく、支持ばね２０が凹溝１２ｂから外れることはない。
【００２６】
一方、図５（ｂ）に示す状態でＣ方向へのスラスト荷重が取り除かれた場合、支持部２０ａの弾性復帰力によってテーパ面１２ｄがＤ’方向へ押されるため、軸部１２ａを右方向に押す力が発生し、支持ばね２０の支持部２０ａが凹溝１２ｂに常に押し付けられた状態で軸部１２ａが右方向へ移動し、図５（ａ）に示す状態に戻る。
【００２７】
外部負荷からの反力によってウォームギヤ１２の軸部１２ａに右方向のスラスト荷重が加わった場合も同様であり、支持ばね２０の支持部２０ａが凹溝１２ｂに常に押し付けられた状態で軸部１２ａが移動するので、軸部１２ａと支持部２０ａとの間に隙間ができることはなく、軸部１２ａと支持部２０ａとの間の隙間が原因で発生する衝撃音を防止することができる。
【００２８】
尚、上述の実施形態ではモータ１０のモータ軸１０ａにウォームギヤ１２の軸部１２ａを直接連結しているが、図６乃至図８に示すように、モータ軸１０ａと一体に設けたプーリ２１と、ウォームギヤ１２の軸部１２ａと一体に設けたプーリ２２との間にベルト（図示せず）をかけて、ウォームギヤ１２をベルト駆動するようにしても良い。
【００２９】
この場合、ウォームギヤ１２の軸部１２ａは、モータ１０のモータ軸１０ａに対し、回転方向においてはベルト機構を介して間接的に係止されるが、軸方向においてはモータ軸１０ａに係止しておらず、モータ軸１０ａに対し軸方向において移動自在となっているので、ウォームギヤ１２の軸部１２ａにかかるスラスト荷重がモータ軸１０ａに直接かかることはなく、モータ１０の軸受部の長寿命化が図れるという利点がある。
【００３０】
【発明の効果】
上述のように、請求項１の発明は、モータと、モータの回転に応じて軸部を中心として回転する駆動歯車と、駆動歯車と噛合して駆動歯車の回転に応じて回転する従動歯車とを備え、駆動歯車が従動歯車に動力を伝達する際に従動歯車から駆動歯車へ軸方向の荷重が加わるギヤードモータにおいて、駆動歯車の軸部の表面に凹溝を周方向に沿って形成するとともに、弾性材料から形成され凹溝と係止して軸部を軸方向において支持する断面円形のばね材を設け、当該ばね材は、前記軸部の軸方向と略直交する面内において前記軸部を挟んで対向する位置にそれぞれ配置されたことを特徴とし、ばね材を軸部に設けた凹溝と係止させているので、従動歯車から加わった軸方向の荷重により軸部が軸方向に移動しようとすると、凹溝に係止したばね材が撓められるから、ばね材によって軸方向の荷重を受けることができる。したがって、従来のギヤードモータのように駆動歯車の軸部が他の部材と衝突して衝撃音を発することはなく、軸方向の荷重が加わることによって発生する衝撃音を少ない部品で防止できるという効果がある。しかも、軸部の両側にばね材を配置しているので、両ばね材の略中間の位置で軸部を支持することができるという効果がある。
【００３２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、両ばね材が連続一体に形成されたことを特徴とし、請求項１の発明の効果に加え、部品数を少なくでき、組立の手間を減らすことができるという効果がある。
【００３３】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、凹溝の溝深さがばね材の外径寸法の半分よりも深いことを特徴とし、請求項１又は２の発明の効果に加え、凹溝とばね材とを確実に係止させることができるという効果がある。
【００３４】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れか１項の発明において、凹溝の底面を軸部の周面と同心の円周面としたことを特徴とし、請求項１乃至３の発明と同様の効果を奏する。
【００３５】
請求項５の発明は、請求項１乃至３の何れか１項の発明において、凹溝の隅にテーパ面を設けたことを特徴とし、請求項１乃至３の発明の効果に加え、駆動歯車が軸方向に移動すると、ばね材は、テーパ面に当たって径方向に撓み、弾性復帰力によってテーパ面に押し付けられるため、ばね材を凹溝の内面に接触させた状態で軸部を移動させることができる。ばね材と凹溝との間に隙間があると、ばね材が凹溝の内面に衝突して衝撃音が発生するが、ばね材を凹溝の内面に接触させた状態で軸部を移動させているので、衝撃音の発生を防止できるという効果がある。
【００３６】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか１項の発明において、駆動歯車を、モータの出力軸に対し、軸方向において移動自在としたことを特徴とし、請求項１乃至５の発明の効果に加え、駆動歯車が軸方向において移動自在となっているので、駆動歯車が軸方向に移動することによって、モータの出力軸に軸方向の荷重が加わることはなく、モータの軸受部の寿命を延ばすことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のギヤードモータを示し、（ａ）は平面断面図、（ｂ）は側断面図、（ｃ）は支持ばねによる軸部の支持状態を説明する要部断面図である。
【図２】同上の支持ばねによる支持状態を説明する要部拡大断面図である。
【図３】同上の凹溝をフランジ部に設けた場合を示し、支持ばねによる支持状態を説明する要部拡大断面図である。
【図４】同上の凹溝の隅にテーパ面を設けた場合を示し、支持ばねによる支持状態を説明する要部拡大断面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は同上の動きを説明する説明図である。
【図６】別のギヤードモータの分解斜視図である。
【図７】同上のカバーを外した状態の斜視図である。
【図８】同上の支持ばねの取付状態を説明する説明図である。
【図９】従来のギヤードモータの平面断面図である。
【符号の説明】
１０  モータ
１２  ウォームギヤ
１２ａ  軸部
１２ｂ  凹溝
１３  ウォームホイール
２０  支持ばね
【図１】
0003890964.tif 000002
【図２】
0003890964.tif 000003
【図３】
0003890964.tif 000004
【図４】
0003890964.tif 000005
【図５】
0003890964.tif 000006
【図６】
0003890964.tif 000007
【図７】
0003890964.tif 000008
【図８】
0003890964.tif 000009
【図９】
0003890964.tif 000010