(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル部を有するステータと、永久磁石が取付けられた状態で回転軸に固定されたロータとを筐体内に収容して、前記ステータと前記ロータとの間に発生する励磁力によって、前記ロータが回転するブラシレスモータにおいて、
前記筐体内に収容されると共に、前記ロータに固定された太陽ギアと、
前記筐体内に収容されると共に、前記太陽ギアに噛合する複数の遊星ギアとを備え、
前記遊星ギアは、支軸を介して並設させて上下２段からなる第１のギア部と第２のギア部とを有し、前記第１のギア部は前記太陽ギアに噛合させ、前記第２のギア部は、前記筐体に固定した固定側太陽ギアに噛合させ、前記支軸は、前記回転軸の軸線の延長上に配置された出力軸に固定したキャリアと連結したことを特徴とするギアドブラシレスモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、遊技機器、ＡＶ機器及び医療機器などで小型の精密モータが要求される分野に適合させるためのギアドブラシレスモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような分野の技術として、特開２００１−５４２５５号公報がある。この公報には、ブラシレスモータに遊星歯車機構が取り付けられた構造が開示されている。すなわち、この遊星歯車機構は、ＤＣブラシレスモータの出力軸の端部に固定した太陽歯車と、筐体の内周面に設けられた内歯車と、太陽歯車と内歯車との間において遊星キャリア上に１２０度毎に設けられた３つの軸部と、各軸部に取り付けられて、太陽歯車と内歯車とに相互に噛合させる遊星歯車とにより構成されている。そして、このような遊星歯車機構は、ブラシレスモータの筐体にネジなどを介して固定したハウジング内に収容させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した遊星歯車機構は、ブラシレスモータの筐体とは別のハウジング内に収容され、遊星歯車機構は、ブラシレスモータに対して後付けにより取り付けられている。また、ブラシレスモータと遊星歯車機構との連結は、ブラシレスモータの出力軸に遊星歯車機構の太陽歯車を固定させることで達成させている。このような構成は、ブラシレスモータと遊星歯車機構との一体化を目的にしたものではなく、当然に小型化を意図したものでもない。
【０００４】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、特に、小型化を促進させるようにしたギアドブラシレスモータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るギアドブラシレスモータは、コイル部を有するステータと、永久磁石が取付けられた状態で回転軸に固定されたロータとを筐体内に収容して、ステータとロータとの間に発生する励磁力によって、ロータが回転するブラシレスモータにおいて、
筐体内に収容されると共に、ロータに固定された太陽ギアと、
筐体内に収容されると共に、太陽ギアに噛合する複数の遊星ギアとを備え、
遊星ギアは、支軸を介して並設させて上下２段からなる第１のギア部と第２のギア部とを有し、第１のギア部は太陽ギアに噛合させ、第２のギア部は、筐体に固定した固定側太陽ギアに噛合させ、支軸は、回転軸の軸線の延長上に配置された出力軸に固定したキャリアと連結したことを特徴とする。
【０００６】
このギアドブラシレスモータにおいては、ロータの安定した高精度回転に着目して、遊星歯車機構を駆動させるようにした発明である。ブラシレスモータは、そもそもブラシを採用しないので、火花による雑音がなく、ブラシの摺動音がなく低騒音であり、消耗部品が少なく寿命が長く信頼性が高い。このようなブラシレスモータには、高精度で回転するロータが存在する。そこで、発明者らは、小型化するにあたって、このロータを利用したギアドブラシレスモータを創作した。そこで、本発明に係るギアドブラシレスモータは、ステータやロータを収容しているのと同じ筐体内に複数の遊星ギアを配置させ、各遊星ギアを、ロータに固定した太陽ギアに噛合させている。このような構成を採ることは、遊星歯車機構を利用しつつ、ギアドブラシレスモータの更なる小型化を促進させる上で最適である。すなわち、太陽ギアの取り付けにあたって、高精度に回転するカップ状のロータが利用され、このロータに太陽ギアを直接設けることにより、ロータと太陽ギアとの一体化を容易にして、簡素化された構造をもって、長さ方向（軸線方向）の短縮化や軽量化を図り、ギア付きのブラシレスモータの小型化を促進させている。しかも、ロータがカップ状ゆえに太陽ギアを固定するための載置面の確保が容易となり、太陽ギアを確実に固定することができる。特に、小型のブラシレスモータにおいては、最大限の効果を上げることができる。
【０００９】
さらに、遊星ギアは、支軸を介して並設させて上下２段からなる第１のギア部と第２のギア部とを有し、第１のギア部は太陽ギアに噛合させ、第２のギア部は、筐体に固定した固定側太陽ギアに噛合させ、支軸は、回転軸の軸線の延長上に配置された出力軸に固定したキャリアと連結する。このような構成は、大きな減速比が得られるという効果を有する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るギアドブラシレスモータの好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
［実施形態１］
図１に示すように、ギアドブラシレスモータ１は、特に、遊技機器、ＡＶ機器及び医療機器などで小型の精密モータが要求される分野に適合させ、直径１０〜３０ｍｍ程度の一つの金属製筐体２を有する小型のアウタロータ型ブラシレスモータに属するものである。この筐体２には、軸受３，４で支持された回転軸６が取り付けられ、筐体２内には、ブラケット７に固定されたステータ８が設けられている。このステータ８は、複数個（例えば３〜１２個）の積層コア（鉄心）のそれぞれに巻かれたコイル部９を有している。また、各コイル部９は、スイッチング制御等を行う回路基板（図示せず）に接続されている。
【００１５】
さらに、筐体２内にはカップ状のロータ１０が配置されている。このロータ１０は、中心を回転軸６の先端に固定したカップ状のロータヨーク１１と、このロータヨーク１１の内面に固定した永久磁石１２とからなり、この永久磁石１２は、各コイル部９に対向させるように環状に配置されている。従って、各コイル部に適切な交番電流を流すことで、ステータ８とロータ１０との間に発生する励磁力により、カップ状のロータ１０は、回転軸６を中心に所定速度で回転することなる。
【００１６】
さらに、この筐体２内には、所望の減速を目的とした遊星歯車機構部２０が収容されている。この遊星歯車機構部２０は、等間隔で環状に配列した複数個（例えば２〜４個）の遊星ギア２１を有している。各遊星ギア２１は、筐体２に固定した固定リングギア２２に噛合されている。さらに、各遊星ギア２１は太陽ギア２３に噛合され、この太陽ギア２３の底面２３ａは、カップ状のロータヨーク１１の円板状平面部１１ａ上に当接載置されるようにして固定されている。
【００１７】
また、各遊星ギア２１は、軸線方向に延在する支軸２４に回転自在に取り付けられ、各支軸２４は、キャリア２６の外端に例えば圧入により固定されている。このキャリア２６の内端は、回転軸６の軸線の延長上に配置した出力軸２５の下端に固定され、この出力軸２５は、筐体２に固定した軸受部２５ａによって支持されている。よって、コイル部７に所定の交番電流を流すことで、ロータ１０は所定の速度で回転し、これに伴って太陽ギア２３が回転する。そして、各遊星ギア２１は固定リングギア２２に沿って回転し、キャリア２６を介して出力軸２５が減速回転する。
【００１８】
このように、前述したギアドブラシレスモータ１は、ステータ８やロータ１０を収容しているのと同じ筐体２内に所定個数の遊星ギア２１を配置させ、各遊星ギア２１を、ロータ１０に固定した太陽ギア２３に噛合させているので、遊星歯車機構部２０を利用しつつ、ギア付きブラシレスモータの更なる小型化を促進させることが可能になっている。すなわち、太陽ギア２３の取り付けにあたって、高精度に回転するカップ状のロータ１０が利用され、このロータ１０に太陽ギア２３を直接設けることにより、ロータ１０と太陽ギア２３との一体化を容易にして、簡素化された構造をもって、長さ方向（軸線方向）の短縮化や軽量化を図り、ギア付きのブラシレスモータの小型化を促進させる。しかも、ロータ１０がカップ状ゆえに太陽ギア２３を固定するための載置面の確保が容易となり、太陽ギア２３を確実に固定することができる。特に、筐体の直径が１０〜３０ｍｍ程度の小型のブラシレスモータ１においては、最大限の効果を上げることができる。
【００１９】
［実施形態２］
図２に示すように、ギアドブラシレスモータ２９は、実施形態１と同等のモータ部を有しているので、同一符号を付してその説明は省略する。このギアドブラシレスモータ２９の筐体２内には、所望の減速を目的とした遊星歯車機構部３０が収容されている。この遊星歯車機構部３０は、等間隔で環状に配列した複数個（例えば２〜４個）の遊星ギア３１を有している。各遊星ギア３１は、軸線方向に延在する支軸３２に回転自在に取り付けられ、各支軸３２は、筐体２に固定したホルダ３５の遊端に設けられた軸受部３４に例えば圧入により固定され、各遊星ギア３１は、位置が固定された状態を維持しながら回転する。
【００２０】
さらに、各遊星ギア３１は太陽ギア３３に噛合され、この太陽ギア３３の底面３３ａは、カップ状のロータヨーク１１の円板状平面部１１ａ上に当接載置されるようにして固定されている。これに対し、各遊星ギア３１は、出力側リングギア３６に噛合されている。この出力側リングギア３６は、円板状の支持板３７を介して、回転軸６の軸線の延長上に配置した出力軸３８の下端に固定され、この出力軸３８は、筐体２に固定した軸受３８ａによって支持されている。よって、コイル部７に所定の交番電流を流すことで、ロータ１０は所定の速度で回転し、これに伴って太陽ギア３３が回転する。このとき、各遊星ギア３１は、位置が固定された状態を維持しながら回転する。そして、各遊星ギア３１の回転によって出力側リングギア３６が回転し、支持板３７の回転によって出力軸３８が減速回転する。
【００２１】
［実施形態３］
図３に示すように、ギアドブラシレスモータ３９は、実施形態１と同等のモータ部を有しているので、同一符号を付してその説明は省略する。このギアドブラシレスモータ３９の筐体２内には、所望の減速を目的とした遊星歯車機構部４０が収容されている。この遊星歯車機構部４０は、等間隔で環状に配列した複数個（例えば２〜４個）の遊星ギア４１を有している。各遊星ギア４１は、軸線方向に並設して上下２段からなる下段の第１のギア部４３と上段の第２のギア部４４からなり、第１のギア部４３と第２のギア部４４は、軸線方向に延在する支軸４２に例えば圧入により固定されている。
【００２２】
第１のギア部４３は太陽ギア４５に噛合され、この太陽ギア４５の底面４５ａは、カップ状のロータヨーク１１の円板状平面部１１ａ上に当接載置されるようにして固定されている。これに対し、第２のギア部４４は、筐体２の内壁面に固定した固定側太陽ギア４６に噛合されている。そして、各支軸４２は、キャリア４７の外端に回転自在に取り付けられている。このキャリア４７の内端は、回転軸６の軸線の延長上に配置した出力軸４８の下端に固定され、この出力軸４８は、筐体２に固定した軸受部４８ａによって支持されている。
【００２３】
よって、コイル部７に所定の交番電流を流すことで、ロータ１０は所定の速度で回転し、これに伴って太陽ギア４５が回転する。そして、各遊星ギア４１は固定側太陽ギア４６に沿って回転し、キャリア４７を介して出力軸４８が減速回転する。
【００２４】
［実施形態４］
図４に示すように、ギアドブラシレスモータ４９は、実施形態１と同等のモータ部を有しているので、同一符号を付してその説明は省略する。このギアドブラシレスモータ４９の筐体２内には、所望の減速を目的とした遊星歯車機構部５０が収容されている。この遊星歯車機構部５０は、等間隔で環状に配列した複数個（例えば２〜４個）の遊星ギア５１を有している。各遊星ギア５１は、軸線方向に並設して一体化した下段の第１のギア部５３と上段の第２のギア部５４からなり、第１のギア部５３と第２のギア部５４は、軸線方向に延在する支軸５２に回転自在に取り付けられている。各支軸５２は、筐体２に固定した軸受部５５に例えば圧入により固定され、各遊星ギア５１は、位置が固定された状態を維持しながら回転する。
【００２５】
さらに、第１のギア部５３は太陽ギア５６に噛合され、この太陽ギア５６の底面５６ａは、カップ状のロータヨーク１１の円板状平面部１１ａ上に当接載置されるようにして固定されている。これに対し、第２のギア部５４は、出力側太陽ギア５７に噛合されている。そして、出力側太陽ギア５７は、回転軸６の軸線の延長上に配置した出力軸５８の下端に固定され、この出力軸５８は、筐体２に固定した軸受部５８ａによって支持されている。
【００２６】
よって、コイル部７に所定の交番電流を流すことで、ロータ１０は所定の速度で回転し、これに伴って太陽ギア５７が回転する。このとき、各遊星ギア５１は、位置が固定された状態を維持しながら回転する。そして、各遊星ギア５１の回転によって出力側太陽ギア５７が回転し、出力軸５８が減速回転する。
【００２７】
［実施形態５］
図５に示すように、ギアドブラシレスモータ５９は、実施形態１と同等のモータ部を有しているので、同一符号を付してその説明は省略する。このギアドブラシレスモータ５９の筐体２内には、所望の減速を目的とした遊星歯車機構部６０が収容されている。この遊星歯車機構部６０は、等間隔で環状に配列した複数個（例えば２〜４個）の遊星ギア６１を有している。各遊星ギア６１は、軸線方向に並設して上下２段からなる下段の第１のギア部６３と上段の第２のギア部６４からなり、第１のギア部６３と第２のギア部６４は、軸線方向に延在する支軸６２に例えば圧入により固定されている。
【００２８】
第１のギア部６３は太陽ギア６５に噛合され、この太陽ギア６５の底面６５ａは、カップ状のロータヨーク１１の円板状平面部１１ａ上に当接載置されるようにして固定されている。これに対し、第２のギア部６４は、筐体２の内壁面に固定した固定リングギア６６に噛合されている。そして、各支軸６２は、キャリア６７の外端に回転自在に取り付けられている。このキャリア６７の内端は、回転軸６の軸線の延長上に配置した出力軸６８の下端に固定され、この出力軸６８は、筐体２に固定した軸受部６８ａによって支持されている。
【００２９】
よって、コイル部７に所定の交番電流を流すことで、ロータ１０は所定の速度で回転し、これに伴って太陽ギア６５が回転する。そして、各遊星ギア６１は固定リングギア６６に沿って回転し、キャリア６７を介して出力軸６８が減速回転する。
【００３０】
［実施形態６］
図６に示すように、ギアドブラシレスモータ６９は、実施形態１と同等のモータ部を有しているので、同一符号を付してその説明は省略する。このギアドブラシレスモータ６９の筐体２内には、所望の減速を目的とした遊星歯車機構部７０が収容されている。この遊星歯車機構部７０は、等間隔で環状に配列した複数個（例えば２〜４個）の遊星ギア７１を有している。各遊星ギア７１は、軸線方向に並設して一体化した下段の第１のギア部７３と上段の第２のギア部７４からなり、第１のギア部７３と第２のギア部７４は、軸線方向に延在する支軸７２に回転自在に取り付けられている。また、各支軸７２は、筐体２に固定したホルダ７５の遊端に設けられた軸受部７６に例えば圧入により固定され、各遊星ギア７１は、位置が固定された状態を維持しながら回転する。
【００３１】
第１のギア部７３は太陽ギア７７に噛合され、この太陽ギア７７の底面７７ａは、カップ状のロータヨーク１１の円板状平面部１１ａ上に当接載置されるようにして固定されている。これに対し、第２のギア部７４は、出力側リングギア７８に噛合されている。この出力側リングギア７８は、円板状の支持板７９を介して、回転軸６の軸線の延長上に配置した出力軸８０の下端に固定され、この出力軸８０は、筐体２に固定した軸受８０ａによって支持されている。よって、コイル部７に所定の交番電流を流すことで、ロータ１０は所定の速度で回転し、これに伴って太陽ギア７７が回転する。このとき、各遊星ギア７１は、位置が固定された状態を維持しながら回転する。そして、各遊星ギア７１の回転によって出力側リングギア７８が回転し、支持板７９の回転によって出力軸８０が減速回転する。
【００３２】
本発明は、前述した種々の実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明に係るギアドブラシレスモータ１，２９，３９，４９，５９，６９は、アウタロータ型として説明したが、インナロータ型であっても適用可能である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によるギアドブラシレスモータは、以上のように構成されているため、次のような効果を得る。すなわち、コイル部を有するステータと、永久磁石が取付けられた状態で回転軸に固定されたロータとを筐体内に収容して、ステータとロータとの間に発生する励磁力によって、ロータが回転するブラシレスモータにおいて、筐体内に収容されると共に、ロータに固定された太陽ギアと、筐体内に収容されると共に、太陽ギアに噛合する複数の遊星ギアとを備え、遊星ギアは、支軸を介して並設させて上下２段からなる第１のギア部と第２のギア部とを有し、第１のギア部は太陽ギアに噛合させ、第２のギア部は、筐体に固定した固定側太陽ギアに噛合させ、支軸は、回転軸の軸線の延長上に配置された出力軸に固定したキャリアと連結したことにより、小型化を促進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るギアドブラシレスモータの第１の実施形態を示す部分断面図である。
【図２】本発明に係るギアドブラシレスモータの第２の実施形態を示す部分断面図である。
【図３】本発明に係るギアドブラシレスモータの第３の実施形態を示す部分断面図である。
【図４】本発明に係るギアドブラシレスモータの第４の実施形態を示す部分断面図である。
【図５】本発明に係るギアドブラシレスモータの第５の実施形態を示す部分断面図である。
【図６】本発明に係るギアドブラシレスモータの第６の実施形態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１，２９，３９，４９，５９，６９…ギアドブラシレスモータ、２…筐体、６…回転軸、８…ステータ、９…コイル部、１０…ロータ、１２…永久磁石、２１，３１，４１，５１，６１，７１…遊星ギア、２２…固定リングギア、２３，３３，４５，５６，６５，７７…太陽ギア、２４，３２，４２，５２，６２，７２…支軸、２５，３８，４８，５８，６８，８０…出力軸、２６，４７，６７…キャリア、３４，５５，７６…軸受部、３６、７８…出力側リングギア、４３，５３，６３，７３…第１のギア部、４４，５４，６４，７４…第２のギア部、４６…固定側太陽ギア、５７…出力側太陽ギア。
【図１】
0004163892.tif 000002
【図２】
0004163892.tif 000003
【図３】
0004163892.tif 000004
【図４】
0004163892.tif 000005
【図５】
0004163892.tif 000006
【図６】
0004163892.tif 000007