JP2018011393A - ギアードモータ - Google Patents

Abstract

【課題】大きな減速比を得ることができ、且つ、軸線方向の小型化を図ることができるギアードモータを提案すること。
【解決手段】ギアードモータ１は、ステータ６と、ステータ６の内周側に配置されるロータ５と、を備えるモータ部９と、モータ部９の回転が入力される減速機構部８と、減速機構部８を介してモータ部９の回転が伝達される出力軸３と、を有し、モータ部９は、ロータ５の内周側に配置される不思議遊星歯車機構７を備え、減速機構部８は、２段の遊星歯車機構（第１遊星歯車機構４０、第２遊星歯車機構５０）を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロータの回転を出力軸に伝達する減速機構を内蔵するギアードモータに関する。

被駆動部材を駆動するアクチュエータとして、ロータと出力軸の間に減速機構を組み込んだギアードモータが用いられている。ロータ径を大きくすることができない場合、トルクの大きなギアードモータを得るために、遊星歯車機構などの減速比が大きい減速機構を用いることができる。特許文献１には、複数段の遊星歯車機構を用いてモータの回転を減速して出力軸に伝達する遊星ギヤ装置が開示されている。

特許２０１４−１７３７０８号公報

特許文献１の遊星ギヤ装置は、遊星歯車機構をモータの軸線方向に複数段重ねることによって必要な減速比を得るものである。従って、減速比を大きくする場合、ギアードモータの軸線方向の寸法が増大する。よって、大きな減速比とギアードモータの軸線方向の寸法の小型化を両立することは困難である。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、大きな減速比を得ることができ、且つ、軸線方向の小型化を図ることができるギアードモータを提案することにある。

上記課題を解決するために、本発明のギアードモータは、ステータと、前記ステータの内周側に配置されるロータと、を備えるモータ部と、前記モータ部の回転が入力される減速機構部と、前記減速機構部を介して前記モータ部の回転が伝達される出力軸と、を有し、前記モータ部は、前記ロータの内周側に配置される不思議遊星歯車機構を備え、前記減速機構部は、少なくとも１段の遊星歯車機構を備えることを特徴とする。

本発明によれば、遊星歯車機構を用いた減速機構部の前段に、遊星歯車機構よりも減速比の大きい不思議遊星歯車機構を設け、この不思議遊星歯車機構をロータの内周側へ組み込んでいる。従って、ギアードモータの軸線方向の寸法を大きくすることなく、大きな減速比を得ることができる。

本発明において、前記モータ部、前記減速機構部、および前記出力軸は、同軸に配置されることが望ましい。このようにすると、ケースにロータ、ステータ、および不思議遊星歯車機構を同軸に落とし込み、しかる後に減速機構部の部品および出力軸をモータ部と同軸に落とし込んでギアードモータを組み立てることができる。従って、ギアードモータの組立作業が容易である。

本発明において、前記モータ部、前記減速機構部、および前記出力軸の中心を通る軸体を備え、前記ロータ、前記減速機構部、および前記出力軸は、前記軸体の外周面を回転の基準とすることが望ましい。このようにすると、同一の軸体を基準としてギアードモータの各部を組み付ける構造となるため、モータ部から出力軸への回転の伝達を効率良く行う
ことができる。

本発明において、前記モータ部は、前記不思議遊星歯車機構の出力要素と一体に回転する出力部材を備え、前記減速機構部は、前記遊星歯車機構の入力要素である太陽歯車を備え、前記出力部材および前記太陽歯車は、前記軸体の外周面を回転の基準とすることが望ましい。このようにすると、同一の軸体を基準としてモータ部の出力部材と減速機構部の太陽歯車を組み付ける構造となるため、出力部材と太陽歯車の中心のずれを抑制できる。よって、モータ部から減速機構部への回転の伝達を効率良く行うことができる。

本発明において、前記太陽歯車は、前記出力部材と一体に回転することが望ましい。このようにすると、モータ部の出力段と、減速機構部の入力段とが一体に回転する部材によって構成されるので、モータ部から減速機構部への回転の伝達を効率良く行うことができる。

本発明において、前記遊星歯車機構は遊星キャリアを備え、前記遊星キャリアに形成されたリブを介して、前記遊星キャリアが前記出力軸の軸線方向に位置決めされることが望ましい。このようにすると、減速機構部の組み付け精度を高めることができる。

本発明において、前記減速機構部は、トルクリミッターを備えることが望ましい。このようにすると、出力軸から入力される意図しない外力の伝達を減速機構部で遮断できる。従って、ギアードモータの破損を回避できる。

本発明において、前記減速機構部は、前記モータ部と前記出力軸との間で複数段重なる遊星歯車機構を備えることが望ましい。このようにすると、モータ部および出力軸の軸線方向と交差する方向で、ギアードモータの寸法が大型化することを回避できる。

本発明において、前記トルクリミッターは、前記減速機構部における入力段の遊星歯車機構に設けられることが望ましい。このようにすると、減速機構部においてトルクが最も小さい箇所にトルクリミッターが設けられるので、トルクリミッターのリミットトルク値を小さく設定できる。従って、トルクリミッターを小型化でき、ギアードモータを径方向で小型化できる。

本発明において、前記トルクリミッターは、前記減速機構部における最終段の遊星歯車機構に設けられることが望ましい。このようにすると、減速機構部における出力軸に近い箇所にトルクリミッターが設けられるので、出力軸とトルクリミッターとの間に介在する部品が少ない。よって、部品の寸法誤差などに起因する動作のばらつきや誤動作が少ない。

本発明において、前記モータ部および前記減速機構部が収容されるケースを有し、前記トルクリミッターは、前記遊星歯車機構の固定要素と前記ケースとの間に予め設定した摩擦力を発生させるフリクション機構であることが望ましい。このようなフリクション機構は構造が単純であるため、小型に構成できる。よって、トルクリミッターを組み込んだことによるギアードモータの寸法の増大を抑制できる。

本発明において、前記複数段の遊星歯車機構のそれぞれが、互いに別体の固定部材を備え、前記固定部材は内歯歯車を備え、前記ケースの内周側に組み付けられていることが望ましい。このようにすると、減速機構部にトルクリミッターを組み込む場合に、入力段から最終段までの所望の位置にフリクション機構を設けることができる。

本発明において、前記フリクション機構は、前記固定部材の外周面を構成する外側円筒
部と、前記内歯歯車が形成された内側円筒部との間に配置されるワイヤースプリングを備え、前記ワイヤースプリングは前記外側円筒部を外周側に付勢することが望ましい。このようなフリクション機構は、小型で組み付けが容易である。

本発明において、前記外側円筒部は、前記外側円筒部を周方向に分割するスリットを少なくとも１箇所に備えることが望ましい。このようにすると、ワイヤースプリングの付勢力によって外側円筒部を拡径させて摩擦力を発生させることができる。

本発明において、前記固定部材は、前記外側円筒部の軸線方向の端部に繋がる環状板部を備え、前記スリットは、前記環状板部の外周縁まで延在することが望ましい。このようにすると、外側円筒部を拡径させるためのワイヤースプリングの付勢力を小さくすることができるので、ワイヤースプリングを小型化できる。

本発明において、前記外側円筒部は、内周側に突出する爪部を備えることが望ましい。このようにすると、爪部と環状板部との間にワイヤースプリングを保持できるので、ワイヤースプリングが固定部材から外れることを防止できる。

前記ケースは、前記出力軸の軸線方向の一方側に配置される第１ケースと、他方側に配置される第２ケースを備え、前記第１ケースは、前記出力軸を回転可能に支持する端板部と、前記端板部から前記第２ケース側に延びる円筒部と、を備え、前記減速機構部および前記モータ部は、前記円筒部の内周面を基準として前記第１ケースに対して位置決めされていることが望ましい。このようにすると、第１ケースの内周面を基準としてモータ部および減速機構部を同軸に組み付けることができ、さらに、第１ケースによって回転可能に支持される出力軸をモータ部および減速機構部と同軸に組み付けることができる。

本発明によれば、遊星歯車機構を用いた減速機構部の前段に、遊星歯車機構よりも減速比の大きい不思議遊星歯車機構を設け、この不思議遊星歯車機構をロータの内周側へ組み込んでいる。従って、ギアードモータの軸線方向の寸法を大きくすることなく、大きな減速比を得ることができる。

本発明を適用したギアードモータの分解斜視図である。 本発明を適用したギアードモータの断面図である。 減速機構部および不思議遊星歯車機構を出力軸の側から見た分解斜視図である。 減速機構部および不思議遊星歯車機構をモータ部の側から見た分解斜視図である。

以下に、図面を参照して、本発明を適用したギアードモータの実施形態を説明する。

（全体構成）
図１は本発明を適用したギアードモータ１の斜視図であり、図２は本発明を適用したギアードモータ１の断面図である。ギアードモータ１は、全体として略円柱状のケース２と、ケース２の一方の端面の中央から突出する出力軸３を備える。出力軸３は、ケース２と同軸に配置される。本明細書において、出力軸３の軸線方向Ｌの一方側と他方側のうち、ケース２から出力軸３が突出する方向を第１方向Ｌ１とし、第１方向Ｌ１と逆の方向を第２方向Ｌ２とする。

ケース２は、出力軸３が突出する第１ケース２１と、第１ケース２１に対して第２方向Ｌ２側に位置する第２ケース２２を備える。第１ケース２１は、円形の端板部２１１と、端板部２１１の外周縁に繋がる円筒部２１２を備える。円筒部２１２は、端板部２１１から第２方向Ｌ２に延びている。端板部２１１の中央には円形の開口２１３が形成されている。第２ケース２２は、第１ケース２１の端板部２１１と軸線方向Ｌに対向する端板部２２１と、端板部２２１の外周縁に繋がる円筒部２２２を備える。円筒部２２２は、端板部２２１から第１方向Ｌ１に延びている。図２に示すように、第１ケース２１と第２ケース２２は同軸に組み付けられる。第１ケース２１と第２ケース２２を組み付けると、第１ケース２１の円筒部２１２の内周側に第２ケース２２の円筒部２２２の先端部分が嵌合する。

ギアードモータ１は、ケース２内で出力軸３と同軸に配置される軸体４と、軸体４と同軸に配置されるロータ５と、ロータ５の外周側において軸体４およびロータ５と同軸に配置されるステータ６と、ロータ５の内周側に配置される不思議遊星歯車機構７と、ロータ５、ステータ６、および不思議遊星歯車機構７に対して第１方向Ｌ１側に位置する減速機構部８を備える。不思議遊星歯車機構７および減速機構部８は、全体として軸体４と同軸に構成される。

ロータ５、ステータ６、および不思議遊星歯車機構７は、ロータ５の内周側に不思議遊星歯車機構７を組み込んだモータ部９を構成する。モータ部９、減速機構部８、および出力軸３はこの順で軸線方向Ｌに重なって配置される。ギアードモータ１は、モータ部９、減速機構部８、および出力軸３の中心を通るように軸体４が配置され、軸体４の外周面が、ロータ５、減速機構部８、および出力軸３の回転の基準となるように構成されている。

モータ部９は、ロータ５の回転を不思議遊星歯車機構７によって減速して出力する。モータ部９の出力回転は、減速機構部８に入力される。減速機構部８の第１方向Ｌ１の端部には、減速機構部８の出力部材である遊星キャリア５３が設けられている。出力軸３は、遊星キャリア５３と一体に回転する。本形態では、出力軸３は遊星キャリア５３と一体に形成されているが、遊星キャリア５３と別体の出力軸３を遊星キャリア５３に固定した構造としてもよい。減速機構部８は、モータ部９の回転を減速して出力軸３に伝達する。

軸体４の第２方向Ｌ２の端部は、第２ケース２２の端板部２２１の中央に形成された凹部２２３に圧入される。一方、軸体４の第１方向Ｌ１の端部は、減速機構部８の出力部材である遊星キャリア５３および出力軸３の中心に形成された軸穴３１に組み付けられる。従って、出力軸３は、軸体４の外周面を基準として回転する。

（モータ部）
ステータ６は、軸線方向Ｌに重ねて配置されたＡ相のステータ組１０ＡおよびＢ相のステータ組１０Ｂを備える。Ａ相のステータ組１０Ａは、ボビン１１Ａと、ボビン１１Ａに巻回されるＡ相のコイル１２Ａと、ボビン１１Ａの第１方向Ｌ１に配置された外ステータコア１３Ａと、ボビン１１Ａの第２方向Ｌ２に配置された内ステータコア１４Ａを備える。ボビン１１Ａおよびコイル１２Ａは、外ステータコア１３Ａと内ステータコア１４Ａの間に収容される。Ｂ相のステータ組１０Ｂは、Ａ相のステータ組１０Ａを軸線方向Ｌに逆向きにした形態をしており、ボビン１１Ｂと、ボビン１１Ｂに巻回されるＢ相のコイル１２Ｂと、ボビン１１Ｂの第１方向Ｌ１に配置された内ステータコア１４Ｂと、ボビン１１Ｂの第２方向Ｌ２に配置された外ステータコア１３Ｂを備える。ボビン１１Ｂおよびコイル１２Ｂは、外ステータコア１３Ｂと内ステータコア１４Ｂの間に収容される。

Ａ相のステータ組１０ＡとＢ相のステータ組１０Ｂは、内ステータコア１４Ａ、１４Ｂが接合されることによって、全体として一体のステータ６を構成する。ボビン１１Ａ、１
１Ｂには端子台１５が設けられ、外ステータコア１３Ａ、１３Ｂは端子台１５を覆うカバー１６を備える。端子台１５およびカバー１６は、第２ケース２２の円筒部２２２に形成された切り欠き部２２４からケース２の外部に突出する。

ロータ５は、ステータ６の内周側に配置された円筒部１７と、円筒部１７の外周面に固定されたマグネット１８を備える。マグネット１８は、Ｓ極とＮ極が周方向に交互に並ぶように着磁されている。マグネット１８の外周面は、Ａ相のステータ組１０ＡとＢ相のステータ組１０Ｂの内周面に形成された極歯と隙間を隔てて対向する。

（不思議遊星歯車機構）
図３は減速機構部８および不思議遊星歯車機構７を出力軸３の側から見た分解斜視図であり、図４は減速機構部８および不思議遊星歯車機構７をモータ部９の側から見た分解斜視図である。不思議遊星歯車機構７は、ロータ５の内周側でロータ５と一体に回転する遊星キャリア７１と、遊星キャリア７１に自転可能に保持される２個の遊星歯車７２と、遊星キャリア７１の第２方向Ｌ２側で２個の遊星歯車７２と噛み合う内歯歯車７３と、遊星キャリア７１の第１方向Ｌ１側で２個の遊星歯車７２と噛み合う内歯歯車７４を備える。遊星キャリア７１、内歯歯車７３、および内歯歯車７４は、軸体４と同軸に配置される。また、２個の遊星歯車７２は、軸体４を中心として１８０°離れた角度位置に配置される。

遊星キャリア７１は、遊星歯車７２の中心を通る２本の支軸７１１と、遊星歯車７２を保持する保持穴が２箇所に形成された遊星歯車保持部７１２を備える。遊星歯車保持部７１２はその外周部がロータ５の内周面と繋がっているため、遊星キャリア７１はロータ５と一体に回転する。ロータ５および遊星キャリア７１は、遊星歯車保持部７１２の中心に組み付けられた軸体４によって回転可能に支持される。従って、ロータ５および遊星キャリア７１は、軸体４の外周面を基準として回転する。

内歯歯車７３は、ロータ５の内周側で第２ケース２２の端板部２２１から第１方向Ｌ１に突出する円筒部２２５の内周面に形成される。端板部２２１には、円筒部２２５の外周側に環状凹部２２６が形成されている。環状凹部２２６には、ロータ５の第２方向Ｌ２の端部が配置される。

内歯歯車７４は、遊星キャリア７１の第１方向Ｌ１側に配置された出力部材７５に形成される。出力部材７５は、内周面に内歯歯車７４が形成された円筒部７５１と、円筒部７５１の第１方向Ｌ１の端部を塞ぐ端板部７５２を備えたカップ状の部材である。出力部材７５は、減速機構部８の入力段の歯車である太陽歯車４１と一体に回転する。太陽歯車４１は、端板部７５２の第１方向Ｌ１の面に固定もしくは一体に形成されている。出力部材７５および太陽歯車４１は、端板部７５２および太陽歯車４１の中心に組み付けられた軸体４によって回転可能に支持される。従って、出力部材７５および太陽歯車４１は、軸体４の外周面を基準として回転する。

内歯歯車７３は不思議遊星歯車機構７の固定要素であり、遊星キャリア７１は不思議遊星歯車機構７の入力要素であり、内歯歯車７４は不思議遊星歯車機構７の出力要素である。上述したように、内歯歯車７４は出力部材７５の円筒部７５１に形成されているので、不思議遊星歯車機構７の出力要素はモータ部９の出力部材７５と一体に回転する。ロータ５が回転すると、遊星キャリア７１がロータ５と一体に回転するので、内歯歯車７３と噛み合う遊星歯車７２は自転しながら軸体４を中心として公転する。内歯歯車７３の歯数は、内歯歯車７４の歯数よりも多いので、内歯歯車７４が形成された出力部材７５は、内歯歯車７３の歯数と内歯歯車７４の歯数の差に対応する減速比で減速されて回転する。

（減速機構部）
減速機構部８は、第１遊星歯車機構４０と第２遊星歯車機構５０を備える。第１遊星歯車機構４０と第２遊星歯車機構５０は減速機構であり、この順で第１方向Ｌ１に重なって配置される。第１遊星歯車機構４０は、減速機構部８の入力段の減速機構であり、モータ部９の第１方向Ｌ１側に重なって配置される。上述したように、モータ部９の中心部には不思議遊星歯車機構７が組み込まれているので、減速機構部８をモータ部９の第１方向Ｌ１側に配置すると、不思議遊星歯車機構７、第１遊星歯車機構４０、第２遊星歯車機構５０の順で、３段に減速機構が重なって配置される。第１遊星歯車機構４０には、不思議遊星歯車機構７の出力回転が伝達される。第２遊星歯車機構５０は、減速機構部８の最終段の減速機構であり、第１遊星歯車機構４０の出力回転を減速して出力軸３に伝達する。

（第１遊星歯車機構４０）
第１遊星歯車機構４０は、不思議遊星歯車機構７の出力部材７５と一体に回転する太陽歯車４１と、太陽歯車４１と噛み合う３個の金属製の遊星歯車４２と、３個の遊星歯車４２を保持する遊星キャリア４３と、３個の遊星歯車４２と噛み合う内歯歯車４４を備える。太陽歯車４１、遊星キャリア４３、および内歯歯車４４は、軸体４と同軸に配置される。また、３個の遊星歯車４２は、軸体４を中心として等角度間隔で配置される。

遊星キャリア４３は、出力軸３と同軸に配置された円板部４３１と、円板部４３１の第２方向Ｌ２側に所定寸法離れて位置する環状板部４３２と、環状板部４３２から第１方向Ｌ１に突出する３本の支軸４３３を備える。３本の支軸４３３は、周方向に等角度間隔で配置される。３本の支軸４３３の先端は、それぞれ、円板部４３１から第２方向Ｌ２に突出する３つの凸部４３４と嵌合する。３本の支軸４３３のそれぞれには、遊星歯車４２が回転可能に取り付けられる。

遊星キャリア４３は、第２遊星歯車機構５０の入力段の歯車である太陽歯車５１と一体に回転する。太陽歯車５１は、円板部４３１から第１方向Ｌ１に突出しており、円板部４３１に固定もしくは一体に形成される。遊星キャリア４３には、太陽歯車５１および円板部４３１の中心を貫通する軸孔４３５が形成されている。軸孔４３５には、第２遊星歯車機構５０の出力要素である遊星キャリア５３に設けられた円形凸部５３６が配置される。遊星キャリア４３および太陽歯車５１は、円形凸部５３６を介して、遊星キャリア５３の中心を通る軸穴３１に組み付けられた軸体４を中心として回転可能に支持される。つまり、遊星キャリア４３および太陽歯車５１は、軸体４の外周面を基準として回転する。

第１遊星歯車機構４０は、遊星キャリア４３の外周側および第２方向Ｌ２側を囲む固定部材４５を備える。固定部材４５は、遊星キャリア４３の外周側で軸体４と同軸に配置される内側円筒部４５１および外側円筒部４５２と、内側円筒部４５１および外側円筒部４５２の軸線方向Ｌの端部（すなわち、第２方向Ｌ２の端部）に繋がる環状板部４５３を備える。内歯歯車４４は内側円筒部４５１の内周面に形成されている。

太陽歯車４１は第１遊星歯車機構４０の入力要素であり、内歯歯車４４は第１遊星歯車機構４０の固定要素であり、遊星キャリア４３は第１遊星歯車機構４０の出力要素である。第１遊星歯車機構４０の前段に設けられた不思議遊星歯車機構７の出力部材７５が回転すると、太陽歯車４１が出力部材７５と一体に回転する。その結果、太陽歯車４１と噛み合う遊星歯車４２は自転しながら軸体４を中心として公転する。そして、遊星歯車４２の公転に伴い、遊星キャリア４３が軸体４を中心として回転する。遊星キャリア４３は、太陽歯車４１の歯数と内歯歯車４４の歯数に対応する減速比で減速されて回転する。

（第２遊星歯車機構５０）
第２遊星歯車機構５０は、第１遊星歯車機構４０の遊星キャリア４３と一体に回転する
太陽歯車５１と、太陽歯車５１と噛み合う３個の金属製の遊星歯車５２と、３個の遊星歯車５２を保持する遊星キャリア５３と、３個の遊星歯車５２と噛み合う内歯歯車５４を備える。太陽歯車５１、遊星キャリア５３、および内歯歯車５４は、軸体４と同軸に配置される。また、３個の遊星歯車５２は、軸体４を中心として等角度間隔で配置される。

遊星キャリア５３は、軸体４と同軸に配置される円板部５３１と、円板部５３１の第２方向Ｌ２側に所定寸法離れて位置する環状板部５３２と、環状板部５３２から第１方向Ｌ１に突出する３本の支軸５３３を備える。３本の支軸５３３の先端は、それぞれ、円板部５３１から第２方向Ｌ２に突出する３つの凸部５３４と嵌合する。３本の支軸５３３は、周方向に等角度間隔で配置される。３本の支軸５３３のそれぞれには、遊星歯車５２が回転可能に取り付けられる。

上述したように、遊星キャリア５３には、出力軸３が一体に形成されている。遊星キャリア５３は、円板部５３１の中央から第１方向Ｌ１に突出する円形凸部５３５を備えており、円形凸部５３５の中央から第１方向Ｌ１に出力軸３が突出する。また、遊星キャリア５３は、円板部５３１の中央から第２方向Ｌ２に突出する円形凸部５３６を備える。上述したように、円形凸部５３６は第１遊星歯車機構４０の構成部材である遊星キャリア４３の軸孔４３５に組み付けられる。遊星キャリア５３には、円形凸部５３６、円板部５３１、出力軸３の中心を通る軸穴３１が形成され、この軸穴３１に軸体４の第１方向Ｌ１の端部が挿入される。

内歯歯車５４は、遊星キャリア５３の外周側に配置された円筒部材５５の内周面に形成される。太陽歯車５１は第２遊星歯車機構５０の入力要素であり、内歯歯車５４は第２遊星歯車機構５０の固定要素であり、遊星キャリア５３は第２遊星歯車機構５０の出力要素である。第２遊星歯車機構５０の前段に設けられた第１遊星歯車機構４０の出力要素である遊星キャリア４３が回転すると、太陽歯車５１が遊星キャリア４３と一体に回転する。その結果、太陽歯車５１と噛み合う遊星歯車５２は自転しながら軸体４を中心として公転する。そして、遊星歯車５２の公転に伴い、遊星キャリア５３が軸体４を中心として回転する。遊星キャリア５３は、太陽歯車５１の歯数と内歯歯車５４の歯数に対応する減速比で減速されて回転する。出力軸３は、遊星キャリア５３と一体に回転する。

（減速機構部８の軸線方向Ｌの位置決め）
第１遊星歯車機構４０の固定要素である固定部材４５は、環状板部４５３がステータ６に対して第２方向Ｌ２に当接するように組み付けられる。また、遊星歯車４２を保持した遊星キャリア４３は、環状板部４３２が固定部材４５の環状板部４５３に当接するように組み付けられる。

第２遊星歯車機構５０の固定要素である円筒部材５５は、第１遊星歯車機構４０の固定部材４５に対して第２方向Ｌ２に当接するように組み付けられる。また、遊星歯車５２を保持した遊星キャリア５３の環状板部５３２は、遊星キャリア４３の円板部４３１に対して第２方向Ｌ２に当接する。すなわち、第１遊星歯車機構４０は、固定部材４５がステータ６に対して軸線方向Ｌに当接することによって軸線方向Ｌに位置決めされる。また、遊星キャリア４３が固定部材４５と遊星キャリア５３によって軸線方向Ｌに挟まれることによって軸線方向Ｌに位置決めされる。

遊星キャリア４３には、円板部４３１の第１方向Ｌ１の面に、軸体４を中心として環状に延在するリブ４３７が形成されている。リブ４３７は、径方向に切断した場合の断面形状が湾曲状である。遊星キャリア５３の円板部５３１は、リブ４３７の頂点で遊星キャリア４３の円板部４３１に当接する。つまり、遊星キャリア４３の軸線方向Ｌの位置は、リブ４３７と円板部５３１が当接することによって定まる。

減速機構部８は、第２ケース２２に収容されたモータ部９と第１ケース２１との間の空間に配置される。第１ケース２１を減速機構部８に被せると、遊星キャリア５３の円形凸部５３５が端板部２１１に形成された円形の開口２１３に嵌合する。そして、第２遊星歯車機構５０の円筒部材５５に第１ケース２１の端板部２１１が当接するとともに、遊星キャリア５３の円板部５３１に端板部２１１が当接する。すなわち、第２遊星歯車機構５０は、円筒部材５５が第１ケース２１の端板部２１１と第１遊星歯車機構４０の固定部材４５によって軸線方向Ｌに挟まれることによって軸線方向Ｌに位置決めされる。また、遊星キャリア５３が第１ケース２１の端板部２１１と遊星キャリア４３によって軸線方向Ｌに挟まれることによって軸線方向Ｌに位置決めされる。このように、減速機構部８は、モータ部９と第１ケース２１の端板部２１１との間に挟まれて、軸線方向Ｌで位置決めされる。また、減速機構部８の外周側は、第１ケース２１の円筒部２１２によって覆われる。

遊星キャリア５３には、円板部５３１の第１方向Ｌ１の面に、軸体４を中心として環状に延在するリブ５３７が形成されている。リブ５３７は、径方向に切断した場合の断面形状が湾曲状である。円板部５３１は、リブ５３７の頂点で端板部２１１に当接する。つまり、遊星キャリア５３の軸線方向Ｌの位置は、リブ５３７と端板部２１１が当接することによって定まる。環状のリブを用いて軸線方向Ｌの位置決めを行うことによって、遊星キャリア４３、５３が軸線方向Ｌに対して傾くことが抑制される。

（トルクリミッター）
減速機構部８の入力段の遊星歯車機構である第１遊星歯車機構４０には、トルクリミッター６０が組み込まれている。本形態では、トルクリミッター６０として、フリクション機構６０Ａを用いる。本形態の減速機構部８は、第１遊星歯車機構４０の固定要素である内歯歯車４４を備える固定部材４５と、第２遊星歯車機構５０の固定要素である内歯歯車５４を備える円筒部材５５とを互いに別体の部材で構成している。そして、これらの部材を第１ケース２１と別体の部材にして第１ケース２１の内周側に組み付けている。このような構成にすることで、第１ケース２１と第１遊星歯車機構４０の間、あるいは第１ケース２１と第２遊星歯車機構５０との間にフリクション機構を設けることが可能である。

フリクション機構６０Ａは、固定部材４５の外側円筒部４５２と、外側円筒部４５２と内側円筒部４５１の間に設けられた環状の溝部４６に配置されたワイヤースプリング４７を備える。外側円筒部４５２には、周方向に等角度間隔の４箇所にスリット４８が形成されている。外側円筒部４５２は、これらのスリット４８によって周方向に４分割されている。スリット４８は、外側円筒部４５２の第１方向Ｌ１の端縁から環状板部４５３の外周縁まで延在する。

外側円筒部４５２の第１方向Ｌ１の端縁の内周面には、内周側に突出する爪部４９が形成されている。溝部４６の開口は第１方向Ｌ１側を向いており、この開口の外周側の部分を爪部４９が塞いでいる。また、溝部４６の開口の内周側の部分は、内側円筒部４５１の第１方向Ｌ１側の端面に当接する円筒部材５５によって塞がれている。爪部４９および円筒部材５５は、ワイヤースプリング４７が溝部４６から第１方向Ｌ１に外れることを防止する抜け止めとして機能する。ワイヤースプリング４７は、爪部４９および固定部材４５と、環状板部４５３との間に保持される。なお、本形態では、爪部４９は全周にわたって形成されているが、周方向の一部にのみ爪部４９を設けていてもよい。

ワイヤースプリング４７は、１本の環状のコイルバネであり、外側円筒部４５２を外周側に付勢する。外側円筒部４５２には上述したスリット４８が形成されており、スリット４８は環状板部４５３の外周縁で内周側に切り込んだ形状となっている。このようなスリット４８を設けたことにより、ワイヤースプリング４７の付勢力によって外側円筒部４５
２が外周側に倒れ、外側円筒部４５２の第１方向Ｌ１の端部が外周側に拡径する。フリクション機構６０Ａは、ワイヤースプリング４７の付勢力によって外側円筒部４５２を拡径させ、外側円筒部４５２の外周面を第１ケース２１の円筒部２１２の内周面に押し付けることによって摩擦力を発生させる。ワイヤースプリング４７の付勢力は、円筒部２１２の内周面と外側円筒部４５２の外周面との間に予め設定した静止摩擦力を発生させるように設定されている。

すなわち、フリクション機構６０Ａは、円筒部２１２の内周面と外側円筒部４５２の外周面との間に働く静止摩擦力よりも大きいトルクが第１遊星歯車機構４０の固定要素である内歯歯車４４に作用したとき、内歯歯車４４が形成された固定部材４５が円筒部２１２に対して空転するように構成されている。固定部材４５が空転しない最大値のトルクがフリクション機構６０Ａのリミットトルク値である。

ギアードモータ１の出力軸３に意図しない外力が入力されたとき、出力軸３から減速機構部８の最終段の第２遊星歯車機構５０に入力されたトルクは、遊星キャリア５３、遊星歯車５２を介して太陽歯車５１および遊星キャリア４３に伝達されて第１遊星歯車機構４０に入力され、遊星キャリア４３、遊星歯車４２を介して太陽歯車４１もしくは内歯歯車４４にトルクが伝達される。

ここで、太陽歯車４１は、不思議遊星歯車機構７の出力部材７５と一体に形成されている。不思議遊星歯車機構７は出力要素に力を加えて回転させることはできないため、太陽歯車４１は、出力軸３側から伝達されるトルクによって回転することはできない。従って、内歯歯車４４を介して固定部材４５にトルクが伝達される。出力軸３側から伝達されるトルクがフリクション機構６０Ａのリミットトルク値よりも大きい場合、固定部材４５が円筒部２１２に対して空転する。

（作用効果）
以上のように、本形態のギアードモータ１は、ステータ６と、ステータ６の内周側に配置されるロータ５と、を備えるモータ部９と、モータ部９の回転が入力される減速機構部８と、減速機構部８を介してモータ部９の回転が伝達される出力軸３と、を有し、モータ部９は、ロータ５の内周側に配置される不思議遊星歯車機構７を備え、減速機構部８は、２段の遊星歯車機構（第１遊星歯車機構４０、第２遊星歯車機構５０）を備える。このように、本形態では、遊星歯車機構を用いた減速機構部８の前段に、遊星歯車機構よりも減速比の大きい不思議遊星歯車機構７を設け、不思議遊星歯車機構７をロータ５の内周側へ組み込んでいる。従って、ギアードモータ１の軸線方向Ｌの寸法を大きくすることなく、大きな減速比を得ることができる。

本形態の減速機構部８は、モータ部９と出力軸３との間で複数段積み重ねられる遊星歯車機構を備えている。このように、すると、出力軸３の軸線方向Ｌと交差する方向で、ギアードモータ１の寸法が大型化することを回避できる。

本形態の減速機構部８は、トルクリミッター６０を備えている。従って、出力軸３から入力される意図しない外力の伝達を減速機構部８で遮断できる。従って、ギアードモータ１の破損を回避できる。本形態では、トルクリミッターとして、減速機構部８に含まれる第１遊星歯車機構４０の固定要素である固定部材４５と第１ケース２１の円筒部２１２との間に予め設定した摩擦力を発生させるフリクション機構６０Ａを用いる。このようなフリクション機構６０Ａは構造が単純であるため、小型に構成できる。よって、トルクリミッター６０を組み込んだことによるギアードモータ１の寸法の増大を抑制できる。

本形態では、第１遊星歯車機構４０の内歯歯車４４の外周側に外側円筒部４５２を設け
て、ワイヤースプリング４７によって外側円筒部４５２を第１ケース２１の内周面に押し付けることによってフリクション機構６０Ａを構成する。このように、第１ケース２１の内周面を摩擦面として利用し、第１ケース２１の内周側に外側円筒部４５２とワイヤースプリング４７を設ける単純な構造であれば、小型であり、組み付けが容易である。また、外側円筒部４５２にスリット４８を設けることによって外側円筒部４５２を拡径可能としており、特に、スリット４８が環状板部４５３の外周縁まで延在しているので、外側円筒部４５２が小さな付勢力で容易に拡径する。従って、小型のワイヤースプリング４７で必要な摩擦力を発生させることが可能である。

本形態では、トルクリミッター６０としてのフリクション機構６０Ａは、減速機構部８における入力段の遊星歯車機構（第１遊星歯車機構４０）に設けられている。このようにすると、減速機構部８において最終段から入力段に伝達される際に回転が増速されてトルクは小さくなるため、減速機構部８においてトルクが最も小さい箇所にフリクション機構６０Ａが設けられることになる。従って、フリクション機構６０Ａ（トルクリミッター６０）のリミットトルク値を小さく設定できる。よって、フリクション機構６０Ａ（トルクリミッター６０）を小型化でき、ギアードモータ１を径方向で小型化できる。

本形態では、複数段の遊星歯車機構（第１遊星歯車機構４０、第２遊星歯車機構５０）のそれぞれが、互いに別体の固定部材（固定部材４５、円筒部材５５）を備え、これらの固定部材を、第１ケース２１の内周側に組み付けている。このように、複数段の遊星歯車機構のそれぞれが固定部材を互いに独立した部材として備えているので、これらの固定部材のうちの１つを利用して、複数段のうちのいずれか１つの遊星歯車機構にフリクション機構を構成することが可能となっている。

本形態では、モータ部９、減速機構部８、および出力軸３は、同軸に配置されている。従って、軸体４を組み付けた第１ケース２１にロータ５、ステータ６、および不思議遊星歯車機構７の構成部品を軸体４と同軸に落とし込み、しかる後に減速機構部８の構成部品および出力軸３を同軸に落とし込んでギアードモータ１を組み立てることができる。従って、ギアードモータ１の組立作業が容易である。

本形態では、モータ部９、減速機構部８、および出力軸３の中心を通る軸体４を備え、ロータ５、減速機構部８、および出力軸３は、軸体４の外周面を回転の基準とする。また、モータ部９は、不思議遊星歯車機構７の出力要素と一体に回転する出力部材７５を備え、減速機構部８は、第１遊星歯車機構４０の入力要素である太陽歯車４１を備え、出力部材７５および太陽歯車４１は、軸体４の外周面を回転の基準として一体に回転する。このように、本形態は、ギアードモータ１の各部を同一の軸体４を基準として組み付け、同一の軸体４の外周面を基準として回転させる構造であるため、軸ずれを抑制でき、モータ部９から減速機構部８への回転の伝達を効率良く行うことができる。

本形態では、遊星キャリア４３、５３の第１方向Ｌ１を向く面に形成された環状のリブ４３７、５３７を介して、遊星キャリア４３、５３が軸線方向Ｌに位置決めされる。従って、減速機構部８の組み付け精度が高い。

本形態では、ギアードモータ１のケース２が、出力軸３の軸線方向Ｌの一方側に配置される第１ケース２１と、他方側に配置される第２ケース２２を備えており、第１ケース２１は、出力軸３が突出する開口２１３が形成された端板部２１１と、端板部２１１から第２ケース２２側に延びる円筒部２１２と、を備える。出力軸３は、端板部２１１の開口２１３に嵌合して径方向に位置決めされる。また、減速機構部８は、フリクション機構６０Ａが円筒部２１２の内周面に当接することによって、円筒部２１２の内周面を基準として径方向に位置決めされる。さらに、モータ部９を収容する第２ケース２２が円筒部２１２
の内周面を基準として第１ケース２１に組み付けられるので、モータ部９は、第２ケース２２を介して、第１ケース２１の円筒部の内周面を基準として径方向に位置決めされる。

つまり、本形態は、第１ケース２１の内周側を基準として、出力軸３、減速機構部８、モータ部９を同軸に組み付けることができる。従って、第２ケース２２に軸体４およびモータ部９を組み付け、軸体４を中心として減速機構部８および出力軸３を落とし込んで最後に第１ケース２１を組み付けることによって、ギアードモータ１の機構全体を第１ケース２１の内周面および軸体４を基準として同軸に組み付けることができる。そして、第１ケース２１の組み付けによって、機構全体の軸線方向Ｌの位置決めも行うことができる。よって、組み付け精度が高く、且つ、組み付け作業が容易である。

ここで、モータ部９の構成部材のうち、複数の遊星歯車７２は軸体４を中心として等角度間隔で配置された状態で遊星キャリア７１に保持されているため、他の構成部材と同様に、軸体４と同軸に組み付ける作業が容易である。また、減速機構部８の構成部材のうち、複数の遊星歯車４２、５２はそれぞれ、軸体４を中心として等角度間隔で配置された状態で遊星キャリア４３、５３に保持されているため、他の構成部材と同様に、軸体４に同軸に組み付ける作業が容易である。

本形態では、遊星歯車４２、５２が金属製であるため、第１遊星歯車機構４０と第２遊星歯車機構５０の薄型化を図ることができ、減速機構部８の薄型化を図ることができる。従って、ギアードモータ１を軸線方向Ｌで薄型化できる。

（変形例）
（１）上記形態では、減速機構部８における入力段の遊星歯車機構（第１遊星歯車機構４０）にトルクリミッター６０としてのフリクション機構６０Ａを設けていたが、減速機構部８における最終段の遊星歯車機構（第２遊星歯車機構５０）にフリクション機構６０Ａを設けてもよい。このようにすると、減速機構部８における出力軸３に近い箇所にフリクション機構６０Ａ（トルクリミッター６０）が設けられるので、出力軸３とフリクション機構６０Ａ（トルクリミッター６０）との間に介在する部品が少ない。よって、部品の寸法誤差などに起因する動作のばらつきや誤動作が少ない。また、フリクション機構６０Ａ（トルクリミッター６０）を基準としてモータ部９の側に設けられた部材が多いので、多くの部材を意図しない外力から保護できる。

（２）上記形態では、減速機構部８を２段の遊星歯車機構によって構成していたが、１段もしくは、３段以上の複数段の遊星歯車機構によって遊星歯車機構を構成してもよい。

（３）上記形態では、１本の環状のコイルバネからなるワイヤースプリング４７の付勢力によって円筒部２１２の内周面と外側円筒部４５２の外周面との間に摩擦力を発生させていたが、付勢部材の形状、本数、バネ力は適宜変更可能である。

（４）上記形態では、遊星歯車４２、５２は金属製であったが、遊星歯車４２と遊星歯車５２のどちらか一方もしくは両方が樹脂製であってもよい。

（５）上記形態では、外側円筒部４５２において等角度間隔の４箇所にスリット４８を形成していたが、スリット４８を設ける位置および数はこれと異なっていても良い。例えば、スリット４８は１箇所でもよい。あるいは、１８０度離れた２箇所にスリット４８を設けても良い。

１…ギアードモータ、２…ケース、３…出力軸、４…軸体、５…ロータ、６…ステータ、
７…不思議遊星歯車機構、８…減速機構部、９…モータ部、１０Ａ、１０Ｂ…ステータ組、１１Ａ、１１Ｂ…ボビン、１２Ａ、１２Ｂ…コイル、１３Ａ、１３Ｂ…外ステータコア、１４Ａ、１４Ｂ…内ステータコア、１５…端子台、１６…カバー、１７…円筒部、１８…マグネット、２１…第１ケース、２２…第２ケース、３１…軸穴、４０…第１遊星歯車機構、４１…太陽歯車、４２…遊星歯車、４３…遊星キャリア、４４…内歯歯車、４５…固定部材、４６…溝部、４７…ワイヤースプリング、４８…スリット、４９…爪部、５０…遊星歯車機構、５１…太陽歯車、５２…遊星歯車、５３…遊星キャリア、５４…内歯歯車、５５…円筒部材、６０…トルクリミッター、６０Ａ…フリクション機構、７１…遊星キャリア、７２…遊星歯車、７３…内歯歯車、７４…内歯歯車、７５…出力部材、２１１…端板部、２１２…円筒部、２１３…開口、２２１…端板部、２２２…円筒部、２２３…凹部、２２４…切り欠き部、２２５…円筒部、２２６…環状凹部、４３１…円板部、４３２…環状板部、４３３…支軸、４３４…凸部、４３５…軸孔、４３７…リブ、４５１…内側円筒部、４５２…外側円筒部、４５３…環状板部、５３１…円板部、５３２…環状板部、５３３…支軸、５３４…凸部、５３５…円形凸部、５３６…円形凸部、５３７…リブ、７１１…支軸、７１２…遊星歯車保持部、７５１…円筒部、７５２…端板部、Ｌ…軸線方向、Ｌ１…第１方向、Ｌ２…第２方向

Claims (17)

1. ステータと、前記ステータの内周側に配置されるロータと、を備えるモータ部と、
   前記モータ部の回転が入力される減速機構部と、
   前記減速機構部を介して前記モータ部の回転が伝達される出力軸と、を有し、
   前記モータ部は、前記ロータの内周側に配置される不思議遊星歯車機構を備え、
   前記減速機構部は、少なくとも１段の遊星歯車機構を備えることを特徴とするギアードモータ。
2. 前記モータ部、前記減速機構部、および前記出力軸は、同軸に配置されることを特徴とする請求項１に記載のギアードモータ。
3. 前記モータ部、前記減速機構部、および前記出力軸の中心を通る軸体を備え、
   前記ロータ、前記減速機構部、および前記出力軸は、前記軸体の外周面を回転の基準とすることを特徴とする請求項２に記載のギアードモータ。
4. 前記モータ部は、前記不思議遊星歯車機構の出力要素と一体に回転する出力部材を備え、
   前記減速機構部は、前記遊星歯車機構の入力要素である太陽歯車を備え、
   前記出力部材および前記太陽歯車は、前記軸体の外周面を回転の基準とすることを特徴とする請求項３に記載のギアードモータ。
5. 前記太陽歯車は、前記出力部材と一体に回転することを特徴とする請求項４に記載のギアードモータ。
6. 前記遊星歯車機構は遊星キャリアを備え、
   前記遊星キャリアに形成されたリブを介して、前記遊星キャリアが前記出力軸の軸線方向に位置決めされることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のギアードモータ。
7. 前記減速機構部は、トルクリミッターを備えることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載のギアードモータ。
8. 前記減速機構部は、前記モータ部と前記出力軸との間で複数段重なる遊星歯車機構を備えることを特徴とする請求項７に記載のギアードモータ。
9. 前記トルクリミッターは、前記減速機構部における入力段の遊星歯車機構に設けられることを特徴とする請求項８に記載のギアードモータ。
10. 前記トルクリミッターは、前記減速機構部における最終段の遊星歯車機構に設けられることを特徴とする請求項８に記載のギアードモータ。
11. 前記モータ部および前記減速機構部が収容されるケースを有し、
    前記トルクリミッターは、前記遊星歯車機構の固定要素と前記ケースとの間に予め設定した摩擦力を発生させるフリクション機構であることを特徴とする請求項８から１０の何れか一項に記載のギアードモータ。
12. 前記複数段の遊星歯車機構のそれぞれが、互いに別体の固定部材を備え、
    前記固定部材は内歯歯車を備え、前記ケースの内周側に組み付けられていることを特徴とする請求項１１に記載のギアードモータ。
13. 前記フリクション機構は、前記固定部材の外周面を構成する外側円筒部と、前記内歯歯車が形成された内側円筒部との間に配置されるワイヤースプリングを備え、
    前記ワイヤースプリングは前記外側円筒部を外周側に付勢することを特徴とする請求項１２に記載のギアードモータ。
14. 前記外側円筒部は、前記外側円筒部を周方向に分割するスリットを少なくとも１箇所に備えることを特徴とする請求項１３に記載のギアードモータ。
15. 前記固定部材は、前記外側円筒部の軸線方向の端部に繋がる環状板部を備え、
    前記スリットは、前記環状板部の外周縁まで延在することを特徴とする請求項１４に記載のギアードモータ。
16. 前記外側円筒部は、内周側に突出する爪部を備えることを特徴とする請求項１３から１５の何れか一項に記載のギアードモータ。
17. 前記ケースは、前記出力軸の軸線方向の一方側に配置される第１ケースと、他方側に配置される第２ケースを備え、
    前記第１ケースは、前記出力軸が突出する端板部と、前記端板部から前記第２ケース側に延びる円筒部と、を備え、
    前記減速機構部および前記モータ部は、前記円筒部の内周面を基準として前記第１ケースに対して位置決めされていることを特徴とする請求項１１から１６の何れか一項に記載のギアードモータ。

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