| 【発明の名称】 |
ギヤードモータ |
| 【発明者】 |
【氏名】泉阪 佳邦
【氏名】樋口 素弘
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| 【要約】 |
【課題】ギヤードモータにおいてウォームとウォームホィールの適切な噛合状態を維持するためにモータ軸をケースに設けたガイド部によって支持すると、モータの回転振動がケースに直接伝わり、振動および騒音が問題となる。
【解決手段】ダミー歯車４をウォームホィール３とは反対側からウォーム２に噛合するように設け、ウォームホィール３およびダミー歯車４によってウォーム２を支持する。このような構成により、ウォームホィール３に負荷が加わった場合等においても、ウォーム２とウォームホィール３との適切な噛合状態が維持される。しかもモータ軸はケースに直接接しないのでケースに伝わる振動が低減され、より低振動で低騒音のギヤードモータを実現することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 歯車機構によってモータの回転動力を変速して発生させるギヤードモータであって、回転軸を有するモータと、前記モータの回転軸に環装されるウォームと、前記ウォームに噛合するウォームホィールと、前記ウォームのみに噛合し、かつ当該ウォームの回転軸線に対して前記ウォームホィールと反対方向から噛合する小歯車とを備えるギヤードモータ。
【請求項２】 前記小歯車が前記ウォームに噛接する点は、前記ウォールホィールが前記ウォームに噛接する点よりも、前記モータの回転軸の先端側であることを特徴とする、請求項１に記載のギヤードモータ。
【請求項３】 前記ウォームの両側面の少なくとも一方に隣接して前記モータの回転軸上に固着されるウォーム支持部を備える、請求項１に記載のギヤードモータ。
【請求項４】 前記ウォーム支持部は、前記ウォームの側面に設けられた凹部に嵌合されることを特徴とする、請求項３に記載のギヤードモータ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ギヤードモータに関し、より特定的には、歯車機構によってモータの回転動力を変速して発生させるギヤードモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車の座席の腰当部やヘッドレスト等のランバーサポートの調整を電動で行う際などに利用される駆動装置に、ギヤードモータがある。ギヤードモータは、主に、回転動力を発生するモータと複数の歯車とによって構成されており、モータで発生した回転動力を複数の歯車を介して順次低速に変速することにより、より大きなトルクを発生させることができる。
【０００３】ギヤードモータにおいて、モータ軸に発生した回転動力はまず、モータ軸に固着されている１条または複数条のねじ山をもった円筒形のねじ状の歯車であるウォームを介してウォームホィールに伝えられる。ウォームホィールは、モータ軸に対して直角の回転軸を有し、ウォームと噛合する歯面を有する歯車である。このようにしてウォームホィールに与えられる回転動力は、必要に応じて他の歯車を介して順次減速され、ギヤードモータの回転出力となる。
【０００４】図４は、ガイド部を設けた従来のギヤードモータにおける部分断面概略図である。従来のギヤードモータは、モータ１と、ウォーム２と、ウォームホィール３と、歯車５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、下ケース７と、上ケース８とを備えている。なお歯車５ｄおよび上ケース８は図４には図示されない。下ケース７は、ガイド部９ａ、９ｂを有している。モータ１の本体部は下ケース７に固着されており、モータ軸にはウォーム２が環装されており、モータ軸の両端は、ガイド部９ａ、９ｂによってそれぞれ回転可能に支持されている。ウォームホィール３、および歯車５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、下ケース７および上ケース８によってそれぞれ回転可能に支持されている。
【０００５】上記のように構成された従来のギヤードモータの動作について説明する。
【０００６】モータ１を駆動すると、モータ軸に回転動力が与えられる。モータ軸が回転することにより、モータ軸に環装されているウォーム２が回転し、ウォーム２と噛合して配置されているウォームホィール３が回転する。歯車５ａはウォームホィール３と同軸上に配置されており、ウォームホィール３と連動して回転する。歯車５ｂ〜５ｃのそれぞれは重ね歯車であり、歯車５ｂは歯車５ａと噛合するようにして配置されており、歯車５ｃは歯車５ｂと噛合するようにして配置されており、歯車５ｄは歯車５ｃと噛合するようにして配置されている。このようにして配置することにより、モータ１の回転動力は、複数の歯車を経て順次減速されて最終的に歯車５ｄに伝わる。このような歯車機構によってギヤードモータは減速された回転動力を得ることができる。
【０００７】ここで、図４において、ウォーム２とウォームホィール３の噛合において、ウォームホィール３に何らかの負荷がかかった場合、ウォーム２は、ウォームホィール３から、ウォームホィール３に押される方向の力を受ける。したがって、モータ軸は、モータ本体との接点を支点として、図上において時計回りのモーメントを受けることになる。一方、この従来のギヤードモータには、下ケース７にガイド部９ａ、９ｂが設けられており、それぞれ、モータ軸が、軸方向に対して直角方向にずれないように支持している。したがって、モータの回転軸は、ガイド部９ａから上記時計回りのモーメントをうち消すような反力を受ける。このようにして、従来のギヤードモータでは、ウォーム２とウォームホィール３の適切な噛合状態を維持していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のギヤードモータでは、モータ軸を下ケース７に設けられたガイド部９ａ、９ｂによって支持することによって、ウォーム２とウォームホィール３の適切な噛合状態を維持することができたものの、モータ軸がケースに直接接するため、モータの回転振動が、モータ軸からケースに伝わり、ランバーサポートが振動し、騒音も大きくなるという問題点があった。
【０００９】それ故に、本発明は、ウォームとウォームホィールの適切な噛合状態を維持でき、かつ低振動・低騒音のギヤードモータを提供することを目的とする。
【００１０】
【発明を解決するための手段】第１の発明は、歯車機構によってモータの回転動力を変速して発生させるギヤードモータであって、回転軸を有するモータと、モータの回転軸に環装されるウォームと、ウォームに噛合するウォームホィールと、ウォームのみに噛合し、かつウォームの回転軸線に対してウォームホィールと反対方向から噛合する小歯車とを備える。
【００１１】第２の発明は、第１の発明において、小歯車がウォームに噛接する点は、ウォールホィールがウォームに噛接する点よりも、モータの回転軸の先端側であることを特徴とする。
【００１２】第３の発明は、第１の発明において、ウォームの両側面の少なくとも一方に隣接してモータの回転軸上に固着されるウォーム支持部を備える。
【００１３】第４の発明は、第３の発明において、ウォーム支持部は、ウォームの側面に設けられた凹部に嵌合されることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係るギヤードモータの構成を示す部分断面概略図である。そして、図２は、本発明の実施形態に係るギヤードモータにおける歯車の噛合関係を示すための図である。
【００１５】図１および図２において、ギヤードモータは、モータ１と、ウォーム２と、ウォームホィール３と、ダミー歯車４と、ウォーム止め６ａ、６ｂと、歯車５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、下ケース７と、上ケース８とを備えている。モータ１の本体部は下ケース７および上ケース８によって固定支持されており、モータ軸にはウォーム２がウォーム止め６ａ、６ｂによって固定支持されている。なお、ウォーム２は、図３に示すように、モータ本体側の側面にウォーム止め６ｂと同形状の凹部を有しており、この凹部にはめ込まれたウォーム止め６ｂと、ウォーム止め６ａとによって両端を支持される形でモータ軸に固着される。ウォームホィール３、ダミー歯車４、および歯車５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、それぞれ下ケース７および上ケース８によって回転可能に支持されている。
【００１６】以下に、本実施形態を実施する際の具体的な各構成要素の構成部材、形状、および設置方法の一例を示す。
【００１７】モータ１は、回転軸直径２ｍｍで、回転数が約７０００ｒｐｍのＤＣブラシモータとする。ウォーム２は、進み角７度、モジュール０．５、外径５．５６ｍｍのポリアセタール樹脂製ウォームとする。ウォームホィール３はポリアセタール樹脂製とする。ウォーム止め６ａ、６ｂは黄銅製で、板厚１．２ｍｍとする。ダミー歯車４は、ポリアセタール樹脂製で、歯数８、外径５．４ｍｍとする。下ケース７および上ケース８は共にＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）を材料とし、両者をねじで固定することによって、モータ１の外郭および複数の歯車軸を固定支持する。ダミー歯車４の歯車軸は、ステンレス製で、直径２ｍｍとし、下ケースに圧入後、上ケースに遊合して設置される。
【００１８】以下、上記のように構成された本発明の実施形態に係るギヤードモータの動作について説明する。
【００１９】モータ１を駆動すると、モータ軸に回転動力が与えられる。モータ軸が回転することにより、モータ軸に固着されているウォーム２が回転し、ウォーム２と噛合するように配置されているウォームホィール３およびダミー歯車４がそれに伴いそれぞれ回転する。歯車５ａは、ウォームホィール３と同軸上に配置されておりウォームホィール３と連動して回転する。歯車５ｂは歯車５ａと噛合して配置されており、歯車５ｃは歯車５ｂと噛合して配置されており、歯車５ｄは歯車５ｃと噛合して配置されている。このようにして配置することにより、モータ１の回転動力は、最終的に歯車５ｄに伝わり、その回転動力がギヤードモータの回転出力となる。このようにして、約７０００ｒｐｍだったモータの回転数を、最終的に約７ｒｐｍにまで減速することができる。なお、ダミー歯車４は、他の歯車と噛合することことなく独立して配置され、ウォーム２より与えられた回転動力を他の歯車には伝えない。
【００２０】以下、ダミー歯車４を設けることによる効果について説明する。
【００２１】図１において、ウォーム２とウォームホィール３の噛合において、ウォームホィール３に何らかの負荷がかかった場合、ウォーム２は、ウォームホィール３から、モータ軸の回転中心軸に対してウォームホィール３と反対方向の力を受ける。したがって、モータ軸は、モータ本体との接点を支点として、図１において時計回りのモーメントを受けることになる。一方、本実施形態のギヤードモータには、ウォーム２から見てウォームホィール３とは反対方向の位置にダミー歯車４が設けられている。したがって、モータ軸は、ダミー歯車４から、ウォーム２を介して上記時計回りのモーメントをうち消すような反力を受ける。このようにして、本実施形態のギヤードモータでは、ウォーム２とウォームホィール３の適切な噛合状態を維持することが可能となる。
【００２２】このように、ダミー歯車４を用いることによって、図４に示す従来のギヤードモータのようにモータ軸が下ケース７に直接接することがなくなり、モータ軸の振動はダミー歯車４および歯車軸を介して下ケース７に伝わるので、ケースに伝わる振動および騒音が低減される。また、ダミー歯車４は、ウォーム１１と噛合するように配置されれば良く、その他の歯車と独立して配置することができるので組立てが容易であり設計の自由度も高い。さらに歯車の大きさも小さいものでよいのでギヤードモータの小型化にも有効である。
【００２３】ダミー歯車４の配置場所としては、ウォーム２に対して、ウォームホィール３の逆側から噛合できる任意の位置に配置することが可能である。ただし、ダミー歯車４によって、前述した時計回りのモーメントと等しい大きさの反時計回りのモーメントを作り出す必要がある。したがって、支点（モータ本体とモータ軸との接点）からより離れた位置、すなわちモータ軸の先端側に配置する方がダミー歯車４にかかる負荷が小さくてよいので、ダミー歯車４の信頼性や小規模化の面で好ましい。
【００２４】続いて、ウォーム止め６ａ、６ｂを設けることによる効果について説明する。一般に、ウォーム２には樹脂製のものが使われるが、この樹脂製のウォームはモータ軸に対する保持力が小さいため、ウォームホィール３から受ける反力等により、スラスト方向ないし回転方向にずれてしまう可能性があった。すると、ウォーム２とウォームホィール３との適切な噛合状態が失われたり、ウォーム２がモータ軸の先端方向に移動してウォーム２とケースとが接触してケースに大きな振動が生じるといった問題が生じる。よって、ウォーム２がモータ軸に対してスラスト方向および回転方向にずれないように固定支持する必要がある。
【００２５】本実施形態では、２つのウォーム止め６ａ、６ｂが、ウォーム２を両側面から挟み込む形でモータ軸に固着される。ウォーム止め６ａ、６ｂは共に金属であるからモータ軸に対する保持力が大きい。したがって、２つのウォーム止め６ａ、６ｂをこのように配置することで、ウォーム２がスラスト方向にずれるのを防いでいる。さらに、図３に示すように、ウォーム２のモータ軸本体側の側面にはウォーム止め６ｂと同形状の凹部が設けられており、ウォーム止め６ｂを、この凹部にはめ込む形でモータ軸に固着することで、ウォーム２がモータ軸に対して回転方向にずれるのを防いでいる。
【００２６】以上のように、本実施形態によれば、ウォームホィールおよびダミー歯車によってモータ回転軸を支持することによってウォームとウォームホィールとの適切な噛合状態を維持できる。さらに、モータ軸がケースに直接接することがないのでケースに伝わるモータの回転振動が低減され、より低振動・低騒音のギヤードモータを実現することが可能である。
【００２７】
【発明の効果】第１の発明によれば、モータの回転軸をウォームホィールおよび小歯車によって両側から支持することにより、ウォームとウォームホィールの適切な噛合状態を維持でき、さらに、モータの回転軸はギヤードモータの外郭に直接接しないので、モータの回転軸の振動がギヤードモータの外郭に直接伝わるのを防ぐことができ、より低振動・低騒音のギヤードモータが実現できる。
【００２８】第２の発明によれば、小歯車をウォームホィールよりもモータ回転軸先端側でウォームに噛み合わせることによって、モータの回転軸がウォームホィールから受けるモーメントを、より小さな力でうち消すことができるため、小歯車にかかる負荷が軽減され、信頼性が向上すると同時に小歯車をより簡易な構成とすることが可能である。
【００２９】第３の発明によれば、ウォームの側面に接するように支持部を設けることで、ウォームがウォームホィールからの反力等によってスラスト方向にずれることを防ぐことができる。
【００３０】第４の発明によれば、ウォーム側面の凹部にウォーム支持部を嵌合させることによって、ウォームがウォームホィールからの反力等によってモータの回転軸に対して回転方向にずれることも防ぐことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８３２
【氏名又は名称】松下電工株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月２８日（１９９９．１２．２８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１１１５５６
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 淳二 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１８２７８４（Ｐ２００１−１８２７８４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月６日（２００１．７．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３７２５０３ |
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