JPH04308440A - ギヤードモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は復帰力を有する負荷の駆
動の為に用いることのできるギヤードモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３に示す如く、モータ７１と、復帰
力を持った負荷７２を駆動する為の出力部材７３と、そ
れらの間に介設した伝動機構７４とから成り、上記伝動
機構７４は、出力部材７３が作動位置に至ったときに切
断状態となるクラッチ７５をその中間に有すると共に、
伝動機構７４において上記クラッチ７５よりも出力部材
７３側の位置にはラチェット機構７６と遊星歯車機構７
７を有しており、更に上記遊星歯車機構７７における内
歯車７８に連繋させた回転部材７９を、モータ７１と一
緒に通電、非通電される電磁石８０により係止及びその
解除をすることによって、上記モータ７１の非回動時に
は遊星歯車機構７７によって出力部材７３とラチェット
機構７６とが切り離されるようにしたギヤードモータが
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来のギヤードモ
ータでは、モータ７１への通電によってそれが作動する
と伝動機構７４を介して出力部材７３が作動し、負荷７
２をそれの復帰力に抗して作動させることができる。負
荷７２が作動した状態ではクラッチ７５が切れて出力部
材７３が動きを停止し、負荷７２を過度に動かしてそれ
を破損させてしまうような事故を防止できる。またその
状態ではクラッチ７５が切れていても、ラチェット機構
７６によって負荷７２の復帰力による出力部材７３の戻
りを阻止し、負荷を作動状態に保持できる。そしてその
ようなラチェット機構７６があっても、モータ７１への
通電を停止したときには、電磁石８０も切れて回転部材
７９の係止が解け、遊星歯車機構７７における内歯車７
８の自由回動が可能となって出力部材７３は負荷７２の
復帰力によって戻り、負荷７２を元の状態に戻すことが
できる。

【０００４】しかしこのような構成のギヤードモータで
は上記ラチェット機構７６がある為、上記モータ７１の
作動によって出力部材７３を作動させる場合、ラチェッ
ト歯車７６ａに対してラチェット爪７６ｂがカチカチと
当り騒音を発する問題点があった。またクラッチ７５が
切れた場合においてラチェット歯車７６ａに対するラチ
ェット爪７６ｂの掛かりが失敗し、負荷７２が誤って戻
ってしまったりする問題点もあった。

【０００５】本願発明は上記従来技術の問題点（技術的
課題）を解決する為になされたもので、従来のギヤード
モータと同様に負荷の駆動用に用いることができるは勿
論のこと、前述の如きラチェット機構を不要化すること
ができて、ラチェット機構の使用に伴なう前記の問題点
を解決して、負荷駆動時の動作音を静かにでき、負荷を
作動状態に確実に保持できるようにしたギヤードモータ
を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為に
、本願発明におけるギヤードモータは、モータと、復帰
力を持った負荷を駆動する為の出力部材と、それらの間
に介設した伝動機構とから成り、上記伝動機構は、出力
部材が作動位置に至ったときに切断状態となるクラッチ
をその中間に有すると共に、該クラッチよりも出力部材
側の位置に逆止機構を有しており、更に上記逆止機構に
はその解除機構を付設しているギヤードモータにおいて
、上記逆止機構は、相互に同軸かつ縦列状に配列された
相対回動自在の第１内歯車及び第２内歯車と、第１内歯
車に噛み合う第１遊星歯車と第２内歯車に噛み合いかつ
第１遊星歯車とは一体に連結してある第２遊星歯車とが
回動自在に装着されしかも上記第１内歯車及び第２内歯
車とは相対回動自在のキャリアとから成ると共に、上記
第１内歯車と第２内歯車とは、夫々の歯数が相違しかつ
夫々の噛合ピッチ円の直径を実質的に一致させた構成と
なっており、しかも該逆止機構は、上記キャリアが伝動
機構におけるクラッチ側に、上記第２内歯車が出力部材
側に夫々連なっており、上記解除機構は、上記第１内歯
車に連繋させた回転部材と、上記モータの回動中は上記
回転部材を係止し、非回動時にその係止を解除する係脱
機構とから成るものである。

【０００７】

【作用】モータが回ると伝動機構を介して出力部材が作
動する。出力部材が作動位置まで至るとクラッチが切れ
る。この状態では、出力部材に戻し力が加わりそれが逆
止機構の第２内歯車に加わってもキャリアには戻し力は
現われない。従って、キャリアを係止せずとも出力部材
の戻りは阻止される。モータが停止し係脱機構による回
転部材の係止が解かれると、逆止機構の第１内歯車が回
動自在となり、その結果第２内歯車の回動も自在となっ
て出力部材の戻りが可能となる。

【０００８】

【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。図１において、Ａはモータ、Ｂは負荷駆動用の出力
部材、ＣはモータＡと出力部材Ｂとの間を繋ぐ伝動機構
である。Ｄは伝動機構Ｃの中間に備えられたクラッチ、
Ｅはそれよりも出力部材側に備えられた逆止機構である
。Ｆは上記クラッチＤの操作機構、Ｇは逆止機構Ｅに付
設した解除機構である。尚Ｈは解除機構Ｇに付設した制
動機構である。

【０００９】上記モータＡとしてはタイマモータとして
知られている小型モータが用いてある。１はその回動軸
に取付けたピニオンである。２は電源スイッチ、３は電
源プラグを夫々示す。

【００１０】次に出力部材Ｂとしては長手方向への進退
作動が自在のラックが用いてある。５はその歯を示す。 ６は負荷との連結部材である。出力部材Ｂとしてはラッ
クに代えて回転作動を行う歯車或いはプーリ等を用いて
も良い。

【００１１】次に伝動機構Ｃは多数の連繋用及び減速用
の歯車７ａ・・・７ｅを連結すると共にその途中に前記
クラッチＤ及び逆止機構Ｅを介設して構成してある。

【００１２】次にクラッチＤとしては遊星歯車機構が用
いてあるが、他の構造のクラッチを用いても良い。上記
遊星歯車機構について図１、６を参照して説明する。８
は太陽歯車で、一体に取付けた歯車７ａをピニオン１と
噛み合わせてある。１０は内歯車で、太陽歯車８と同軸
状で回動自在に設けられている。１１は遊星歯車で、太
陽歯車８と内歯車１０との間に介設してあり、キャリア
１２に対し軸１３を用いて回動自在に取付けてある。キ
ャリア１２は内歯車１０に設けられた受部１４に回動自
在に装着してある。 １５は内歯車１０の外周の一部に設けた係合部で、クラ
ッチ操作機構Ｆとの係合用の部分である。

【００１３】次に逆止機構Ｅについて図１、５を参照し
て説明する。該機構Ｅは差動歯車機構或いは複式遊星歯
車機構とも呼ばれるものである。１７は第１内歯車、１
８は第２内歯車で、相互に同軸の縦列状に設けてある。 これら第１内歯車１７と第２内歯車１８の夫々の歯数は
相互に異ならしめてあり（例えば本例では夫々３６と３
４）、かつ両内歯車の夫々の噛合ピッチ円の直径は一致
（例えば１８ｍｍ）させてある。１９は第１内歯車１７
と噛み合わせた第１遊星歯車、２０は第２内歯車１８と
噛み合わせた第２遊星歯車で、両者は一体に連結してあ
り、前記遊星歯車機構におけるキャリア１２を共通に利
用してそのキャリア１２に軸２１でもって回動自在に取
付けてある。上記第１遊星歯車１９及び第２遊星歯車２
０の歯数は例えば夫々１２となっている。相互に異なら
しめられる場合もある。２２は第１内歯車１７の外周に
設けた連繋用の歯、２３は第２内歯車１８の外周に設け
た連繋用の歯で、歯車７ｂと噛み合わせてある。 尚該逆止機構Ｅにおける第１及び第２内歯車１７，　１
８は前記クラッチＤにおける内歯車１０と同軸状に設け
てあり、又、共通利用のキャリア１２が逆止機構Ｅとク
ラッチＤとの間の回転伝達部材となっている。

【００１４】次にクラッチ操作機構Ｆについて図１、７
を参照して説明する。２６はカムで、前記伝動機構Ｃに
おいて出力部材Ｂと噛み合う出力歯車７ｅに溝カムとし
て形成してある。このカムは出力部材Ｂの作動状態を検
知する為ものである。２８は従動レバーで、中間部を枢
支されており、一端に取付けた従動子２９を上記カム２
６に嵌合させてある。３０は従動レバー２８の他端に備
えた係止部で、前記クラッチＤにおける係合部１５を係
止する為のものである。

【００１５】次に解除機構Ｇは逆止機構Ｅに連繋させた
回転部材３２とそれの回転を係止及び解除する為の係脱
機構３３とから構成される。回転部材３２は磁性材料で
形成され、連動歯車機構３４を介して逆止機構Ｅにおけ
る第１内歯車１７に連繋させてある。連動歯車機構３４
は第１内歯車１７の回転を増速して回転部材３２に伝え
る為のものである。３５は回転部材３２の一部に備えさ
せた係合体である。

【００１６】次に係脱機構３３について図１、９、１０
、１１を参照して説明する。４０は太陽歯車、４１はキ
ャリアで、２枚のアームディスク４２，　４２を連結片
４３でもって連結した構造になっており、太陽歯車４０
とは同軸状で、かつ相対回動可能に設けられている。４
４は遊星歯車で、キャリア４１に対して軸４５でもって
回動自在に装着してあり、上記太陽歯車４０及び歯車７
ａと噛み合っている。４６はレバーで、軸体４７を中心
とする回動が自在となっており、上記キャリア４１とは
アームディスク４２に設けた連結孔４８にレバー４６に
設けた連結片４９を嵌合させることによって連結してあ
る。尚連結孔４８はアームディスク４２の半径方向に長
い長孔に形成されて、キャリア４１及びレバー４６が図
１０に実線と二点鎖線で示される夫々の位置の間の僅か
な範囲内で回動できるようになっている。５０はレバー
４６と一体化された係止体で、前記回転部材３２の係合
体３５を係止する為のものである。

【００１７】次に制動機構Ｈについて図１、８に基づき
説明する。５１は回転部材３２の内周面に取付けた誘導
リングで、導電性の良好な材料例えば銅で形成してある
。５２は永久磁石で、回転部材３２とは同軸状で回動自
在に設けてあり、外周面には多数の磁極を有してそれが
誘導リング５１と対峙している。該永久磁石５２は前記
太陽歯車４０と一体化されている。

【００１８】次に上記構成のギヤードモータの動作を図
１乃至図４に基づいて説明する。尚これらの図において
各部材に付された実線の矢印は、力が加わって動作して
いる部材における動作方向を示すものであり、又破線の
矢印は、力は加わっているが静止している部材において
、それに加わっている力の方向を示すものである。

【００１９】先ず非作動の状態即ち待機状態では各部材
は図１の状態にある。この状態ではスイッチ２は開かれ
ており、モータＡは停止している。又出力部材Ｂはそれ
に連結された負荷の復帰力によって原位置に位置させら
れた状態にある。

【００２０】スイッチ２が投入されるとモータＡのピニ
オン１が回り、各部材は以下の説明のように動作して図
２のような状態となる。即ちモータＡのピニオン１の回
動により歯車７ａが回り始める。この場合、永久磁石５
２は大きい慣性を有しており、一方キャリア４１はそれ
よりも軽く回動できるようになっている為、遊星歯車４
４は太陽歯車４０を中心に図１０において二点鎖線で示
される動作前の位置から実線で示される動作状態の位置
までキャリア４１と共に移動する。この移動によりレバ
ー４６が二点鎖線で示される動作前の位置から実線で示
される動作状態の位置まで回動する。上記のようにレバ
ー４６が回動すると係止体５０が図１１のように係合体
３５の回動軌跡内に位置する。キャリア４１が上記のよ
うに移動した後は連結片４９が連結孔４８の端に引っか
かる為、キャリア４１はそれ以上移動することが出来な
い。その結果、歯車７ａの回動は遊星歯車４４を介して
太陽歯車４０に伝えられ、永久磁石５２が回動を行う。 永久磁石５２が回動すると永久磁石５２から誘導リング
５１にそれを回動させようとする電磁誘導力が及ぶ。し
かし係合体３５が係止体５０に係止されて誘導リング５
１の回動が阻止される為、永久磁石５２にその反力が及
ぶ。その反力は遊星歯車４４にそれを太陽歯車４０を中
心に図１０の左回り方向に回動させようとする力として
加わり、キャリア４１及びレバー４６は図１０の実線の
状態に保持され続ける。

【００２１】一方上記ピニオン１の回動は歯車７ａを介
して太陽歯車８に伝えられる。太陽歯車８の回動の初期
においては遊星歯車１１を介して内歯車１０が図２の左
回り方向に回動され、係合部１５が図示の如く係止部３
０に係止されて内歯車１０の回動が阻止される。この状
態においては太陽歯車８の回動によってその回りを遊星
歯車１１が公転し、キャリア１２が回動する。その回動
により第１及び第２遊星歯車１９，　２０が公転を行う
。この場合逆止機構Ｅにおける第１内歯車１７には連動
歯車機構３４を介して回転部材３２が連なっており、し
かもその回転部材３２における係合体３５が前述のよう
に係止体５０により係止されている為、第１内歯車１７
は回動が不能である。この為上記のように第１及び第２
遊星歯車１９，　２０が公転を行うと、第２内歯車１８
が回動する。第２内歯車１８の回動は歯車７ｂ〜７ｅを
介して出力部材Ｂに伝えられ、出力部材Ｂが矢印方向に
作動位置に向けて移動する。その結果、それに連結され
た負荷が同方向に向けその復帰力に抗して作動される。

【００２２】出力部材Ｂが上記のような作動によって作
動位置まで至ると図３の如き状態となる。この状態では
カム２６により従動レバー２８が作動されて、係止部３
０が係合部１５の回動軌跡から退避している。その結果
、内歯車１０は自由回動自在の状態となる。従って太陽
歯車８の回動は最早キャリア１２には伝わらなくなり、
その結果出力部材Ｂは作動位置で停止する。

【００２３】上記の場合出力部材Ｂに負荷による復帰方
向（原位置へ戻す方向）の力が加わっていても出力部材
Ｂは次のような理由によって作動位置に保持される。即
ち、上記負荷からの復帰方向の力は出力部材Ｂに破線矢
印で示されるような力となって加わる。この力は歯車７
ｅ〜７ｂを介して第２内歯車１８に破線矢印で示される
ような力となって加わる。逆止機構Ｅにおいては第１内
歯車１７と第２内歯車１８の噛合ピッチ円の直径が等し
く構成され、しかもそれらには相互に一体の遊星歯車１
９，２０が噛み合っている為、第２内歯車１８に加わる
力によってはキャリア１２には回動力が現れず、第１内
歯車１７のみにそれを回動させようとする力が加わる。 しかしながら、前述のように係合体３５が係止体５０に
よって係止されている為、第１内歯車１７は回動が不能
である。この為第２内歯車１８も回動することができず
、出力部材Ｂは作動位置において保持される。

【００２４】次にスイッチ２を開くと各部材は図４のよ
うに作動して図１の状態に戻る。即ちスイッチ２が開か
れるとモータＡのピニオン１は回動を停止する。その結
果係脱機構３３におけるキャリア４１を前述の如く図１
０に実線で示される位置に保持する力が消失する。する
と前述のように負荷からの復帰力によって逆止機構Ｅに
おける第１内歯車１７に加わっている力により、連動歯
車機構３４を介して回転部材３２が回動され、係合体３
５は係止体５０を蹴って係合体３５の回動軌跡から退避
させる。その結果、第１内歯車１７の回動が自在となる
。従って出力部材Ｂは原位置に向けて復帰する。この場
合、モータＡの停止により永久磁石５２は停止している
為、その永久磁石５２に対し回転部材３２が回動すると
誘導リング５１に電磁誘導による制動力が加わる。従っ
て上記第１内歯車１７の回動は比較的ゆっくりとした速
度に保たれ、出力部材Ｂはゆっくりと原位置に向けて復
帰する。尚上記のように出力部材Ｂの復帰が行われる過
程の初期においては、逆止機構Ｅにおける第２内歯車１
８及び第１内歯車１７と共に、それらに遊星歯車１９，
　２０を介して連なっているキャリア１２が第２内歯車
１８と一体に回動を行う。その結果、遊星歯車１１を介
して内歯車１０が図４の右回り方向に回動される。そし
て出力部材Ｂが作動位置から僅かに離れるとカム２６に
よって従動レバー２８が動作され、係止部３０が係合部
１５の回動軌跡に位置して内歯車１０の回動を係止する
状態となる。その後はキャリア１２の回動は停止し、第
２内歯車１８の回動力は第２遊星歯車２０、第１遊星歯
車１９を介して第１内歯車１７に伝えられる。

【００２５】次に上記逆止機構Ｅにおける第１内歯車と
第２内歯車の夫々の噛合ピッチ円の直径は、完全に一致
していなくても実質的に一致しておれば良いものである
。その実質的に一致とは、それらのピッチ円の直径の相
違によってキャリア１２に生ずる回動トルクが、第１内
歯車１７と第１遊星歯車１９との噛合摩擦、第２内歯車
１８と第２遊星歯車２０との噛合摩擦、それらの遊星歯
車１９、２０と軸２１との摩擦、キャリア１２と内歯車
１０における受部１４との摩擦等によってキャリア１２
の回動に対して及ぼされる摩擦トルクよりも小さくなっ
ておればよいものである。

【００２６】次に図１２は本願の異なる実施例を示すも
ので、第２内歯車１８ｆの歯２３ｆを出力部材Ｂｆの歯
５ｆと直接に噛み合わせた例を示すものである。クラッ
チＤｆとして用いた遊星歯車機構及び逆止機構Ｅｆでの
減速比が充分で、それ以上の減速が不要の場合にはこの
ような構成にすると良い。尚この場合カム２６ｆは出力
部材Ｂｆに形成すると良い。なお、機能上前図のものと
同一又は均等構成と考えられる部分には、前図と同一の
符号にアルファベットのｆを付して重複する説明を省略
した。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、モー
タＡへの通電時には負荷をその復帰力に抗して作動させ
、負荷が作動した状態では負荷の駆動を終了して過度の
駆動による負荷の破損を防止すると共に負荷を作動状態
に保持し、更に、モータＡへの通電の停止によって負荷
を元に復帰させることができて、従来のギヤードモータ
と同様に利用することができるは勿論のこと、

【００２
８】負荷の駆動を終了した場合に負荷を作動状態に保持
するようにしたものでも、その保持の為に出力部材Ｂの
戻りを阻止する逆止機構Ｅは、相互に同軸かつ縦列状に
配列された相対回動自在の第１内歯車１７及び第２内歯
車１８と、第１内歯車１７に噛み合う第１遊星歯車１９
と第２内歯車１８に噛み合いかつ第１遊星歯車１９とは
一体に連結してある第２遊星歯車２０とが回動自在に装
着されしかも上記第１内歯車１７及び第２内歯車１８と
は相対回動自在のキャリア１２とから成ると共に、上記
第１内歯車１７と第２内歯車１８とは、夫々の歯数が相
違しかつ夫々の噛合ピッチ円の直径を実質的に一致させ
た構成にし、しかも上記キャリア１２を伝動機構Ｃにお
けるクラッチＤ側に、上記第２内歯車１８を出力部材側
に夫々連ねているから、負荷から出力部材Ｂに加わる戻
し力が第２内歯車１８に加わっても、キャリア１２には
実質的に何等の戻し力も現れない特長がある。このこと
は前記従来技術の如きラチェット機構７６を不要化でき
ることであり、ラチェット機構７６の使用に伴なう前記
の問題点を解決して、負荷駆動時の動作音を静かにでき
、負荷を作動状態に確実に保持できる有用性がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ギヤードモータの非作動の状態を示す分解斜視
図。

【図２】出力部材が作動位置に至る途中の状態を示す図
１と同様の図。

【図３】出力部材が作動位置に至った状態を示す図１と
同様の図。

【図４】出力部材が原位置に向けて復帰する途中の状態
を示す図１と同様の図。

【図５】逆止機構の一部破断斜視図。

【図６】クラッチの一部破断斜視図。

【図７】クラッチ操作機構の平面図（出力歯車は水平断
面を示した）。

【図８】制動機構の一部破断斜視図。

【図９】係脱機構の一部破断斜視図。

【図１０】係脱機構の動作説明用平面図。

【図１１】回転部材の係合体と係脱機構の係止体との関
係を示す断面図。

【図１２】異なる実施例を示す一部破断分解斜視図。

【図１３】従来技術を示す分解斜視図。

【符号の説明】

Ａ　　モータ Ｂ　　出力部材 Ｃ　　伝動機構 Ｄ　　クラッチ Ｅ　　逆止機構 Ｇ　　解除機構 １２　　キャリア １７　　第１内歯車 １８　　第２内歯車 １９　　第１遊星歯車 ２０　　第２遊星歯車

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　モータと、復帰力を持った負荷を駆動
   する為の出力部材と、それらの間に介設した伝動機構と
   から成り、上記伝動機構は、出力部材が作動位置に至っ
   たときに切断状態となるクラッチをその中間に有すると
   共に、該クラッチよりも出力部材側の位置に逆止機構を
   有しており、更に上記逆止機構にはその解除機構を付設
   しているギヤードモータにおいて、上記逆止機構は、相
   互に同軸かつ縦列状に配列された相対回動自在の第１内
   歯車及び第２内歯車と、第１内歯車に噛み合う第１遊星
   歯車と第２内歯車に噛み合いかつ第１遊星歯車とは一体
   に連結してある第２遊星歯車とが回動自在に装着されし
   かも上記第１内歯車及び第２内歯車とは相対回動自在の
   キャリアとから成ると共に、上記第１内歯車と第２内歯
   車とは、夫々の歯数が相違しかつ夫々の噛合ピッチ円の
   直径を実質的に一致させた構成となっており、しかも該
   逆止機構は、上記キャリアが伝動機構におけるクラッチ
   側に、上記第２内歯車が出力部材側に夫々連なっており
   、上記解除機構は、上記第１内歯車に連繋させた回転部
   材と、上記モータの回動中は上記回転部材を係止し、非
   回動時にその係止を解除する係脱機構とから成ることを
   特徴とするギヤードモータ。
2. 【請求項２】　　回転部材に誘導リングが付設され、該
   誘導リングにはそれに電磁誘導による制動力を及ぼす為
   の永久磁石が添設してあることを特徴とする請求項１記
   載のギヤードモータ。