JPH04347557A - 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】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
ときにスリップが生ずる摩擦伝動機構をその中間に備え
、しかも上記摩擦伝動機構は、モータ側に連繋された摩
擦板と、出力部材側に連繋されかつ上記摩擦板が弾力的
に圧接された従動部材とから成り、更に該摩擦伝動機構
は摩擦板と従動部材との間の摩擦力を調整する為の調整
機構を備えているギヤードモータがある（例えば実開昭
６２−１２４４２９号公報に示されたものと同様のもの
）。

【０００３】このようなものでは、通電によりモータが
回動しそれが伝動機構に伝わると、上記摩擦伝動機構に
おいては摩擦板から従動部材に回動が伝達され、出力部
材が作動して負荷がその復帰力に抗して駆動される。負
荷が作動状態となった後は例えば従動部材に付された係
合片がストッパに当接し、上記摩擦板と従動部材との間
でスリップが生じて、それ以上に負荷を動かすことが防
止されると共に、負荷をその復帰力に抗して作動状態に
保持する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のギヤードモ
ータでは上記負荷の駆動が可能でかつ上記保持中での上
記スリップに伴なうエネルギーのロスを低くする為には
、上記摩擦板と従動部材との間の摩擦を負荷の復帰力よ
りも僅かに勝るよう微妙に調整する必要があり、その為
には熟練者の手間を要する問題点があった。また上記の
ように調節しても、夏冬のような温度変化によって、上
記摩擦が増大すると上記保持中の発熱が大きくなり、逆
に減少して負荷の復帰力を下回ると負荷の駆動が不能に
なる等の故障を生じ易い問題点もあった。また上記駆動
不能となる故障を防ぐ為には上記摩擦力をやや高く調整
しておくことが行なわれるが、その調整の為にもやはり
熟練が必要であり、しかもそのようにすると上記保持中
の発熱が増大したりエネルギーロスが増大するという問
題点があった。

【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、前述の如き面倒な調整作業が不要で、かつ故
障少なく安定な動作を継続させることができ、その上、
発熱やエネルギーロス等も最少に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スリップが生ずる摩擦伝
動機構をその中間に備えているギヤードモータにおいて
、上記摩擦伝動機構は、駆動方向及びそれとは反対の復
帰方向に回動自在でしかも上記伝動機構におけるモータ
側に連ねられた丸棒状の主動部材と、上記主動部材に対
し同一軸線上で相対回動自在に配設されしかも上記伝動
機構における出力部材側に連ねられた従動部材と、上記
主動部材に対し相対回動可能に周設されしかも一端を上
記従動部材に止着し他端には係合部材を備えるコイルば
ねと、上記係合部材の回動軌跡に配設された係合部材係
止用のストッパとから成り、上記コイルばねは、その内
周を主動部材の外周に弾力的に接触させてあると共に、
その巻方向を上記一端に対し他端が上記駆動方向に回さ
れた場合にコイルばねが減径する向きにしたものである
。

【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係合部材がスト
ッパに当接する。その当接状態では、主動部材とコイル
ばねとの間でスリップが生じ、出力部材が過度に動くこ
とが防止されると共に、スリップ状態での力の伝達によ
り、負荷の復帰力によって出力部材が戻ることが防止さ
れる。

【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との間に介設した伝動
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。例えばロータに
永久磁石を用いたインダクタ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としては矢印で示す如く長
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、ここには復帰
力を持った負荷が接続される。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は連繋及び減速を行う為の
多数の歯車７ａ・・・７ｅ及びそれらの途中に介設した
クラッチＤ及び摩擦伝動機構Ｅから成る。図において歯
車の歯相互を結ぶ一点鎖線は歯相互の噛合を示す。Ｆは
上記クラッチＤの操作機構、Ｇは出力部材Ｂの戻り速度
を制限するための制動機構である。

【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説明する。９は太陽歯車で、歯車
７ａと一体に形成してある。１０は内歯歯車で、太陽歯
車９と同軸状で相対回動自在に設けられ、外周には操作
機構Ｆとの連繋用の歯１０ａが形成してある。１１は遊
星歯車で、太陽歯車９と内歯歯車１０との間に介設して
あり、太陽歯車９と同軸状で相対回動自在なキャリア１
２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は歯車７ｂと一体に形成してある。

【００１３】次に摩擦伝動機構Ｅについて図２をも参照
して説明する。１５は回動自在の主動部材で、丸棒状に
形成され、上記伝動機構Ｃにおけるモータ側に連ねてあ
る。本例では硬質の合成樹脂材料例えばポリアセタール
樹脂を用いて歯車７ｃと一体に形成してある。別体のも
のを歯車７ｃに対して連動回動可能に連繋させてもよい
。材質は耐摩耗性の高い金属が良い。１６は従動部材で
上記主動部材１５に対し同一軸線上で相対回動自在に配
設してある。本例では主動部材１５の外周側に遊嵌させ
てある。同一軸線上に並置してもよい。該従動部材１６
は伝動機構Ｃにおける出力部材側に連ねてある。本例で
は外周に形成した歯１７を歯車７ｄと噛み合せてある。 １８は従動部材１６に備えたばね掛けを示す。１９はコ
イルばねで、主動部材１５に対し相対回動可能に周設し
てある。コイルばね１９の自由状態での内径は主動部材
１５の外径よりも僅かに小さく形成され、上記周設状態
においてコイルばね１９の内周は主動部材１５の外周に
弾力的に接触している。該コイルばね１９としては例え
ば断面円形のステンレス線で作ったコイルばねが用いら
れる。主動部材１５との接触面積が増大するよう断面形
状が矩形の線材を用いてもよい。材質はピアノ線でもよ
い。２０はコイルばね１９の一端を示し、上記従動部材
１６に止着してある。例えばばね掛１８に掛合させてあ
る。そこに固着してもよい。２１はコイルばね１９の他
端に備えさせた係合部材で、他端を延出することにより
コイルばね１９と一体に形成してある。上記のようなコ
イルばね１９の巻き方向は、上記一端２０に対し他端が
後述の駆動方向に回された場合にコイルばね１９が減径
する向きにしてある。２３は係合部材２２の回動軌跡に
配設したストッパである。このストッパ２３は図３に示
される如く例えばギヤードモータのベース４１の一部を
切り起こすことによって形成される。

【００１４】次にクラッチ操作機構Ｆについて説明する
。該機構ＦはモータＡの回動、非回動と連動して上記ク
ラッチＤを夫々接続状態及び切断状態にする為のもので
あり、一例として遠心力クラッチ機構が用いてある。 しかしモータＡと例えば並列的に通電されるようにした
電磁石により上記クラッチＤの内歯歯車１０を係止する
ようにしたものでもよい。上記遠心力クラッチ機構につ
いて説明する。２５は原動軸で一体形成の連繋用の歯車
２６を歯車７ａと噛み合わすことによりモータＡと連繋
させてある。２７は一方のクラッチ要素で、原動軸２５
に一体回動可能に嵌合させた回転体２８と、一端を回転
体２８に連結（例えば一体形成）した弾力的な復元性を
有する腕２９と、腕２９の他端に連結（例えば一体形成
）した重り３０とから成り、重り３０の外周面が他方の
クラッチ要素に対する摺接部となっている。該クラッチ
要素２７は例えばゴム材で形成される。３１はもう一方
のクラッチ要素である外箱で、上記クラッチ要素２７の
周囲に同軸状でかつ相対回動自在に設けてある。該外箱
３１の外周にはクラッチＤとの連繋用の歯３２が形成さ
れ、前記内歯歯車１０の外周の歯１０ａと噛み合せてあ
る。

【００１５】次に制動機構Ｇについて説明する。この機
構は遠心力を利用した公知のものと同様のものである。 ３４は回転部材で前記外箱３１に一体回動可能に連結し
てある。３５は回転部材３４と一体形成の腕で、弾力性
を有しており、外周端は摺擦部３６となっている。３７
は腕３５の外周端に近い部分に付設した重りである。３
８は外箱で、図３に示される如く摺擦部３６の外周側に
位置している。

【００１６】上記の各機構及び部材は図３に示される如
く符号４１〜４４で示される部材から成る基枠Ｈに後に
述べる動作が可能なように装着してある。尚４１，４２
はベース、４３はケース、４４はカバーである。４５〜
４７は各部材の支持用の軸である。又図３に示されてい
るモータＡの構造において、４８，４９はステータで、
上記ベース４１はステータ４８を共通に利用して構成し
てある。５０はコイルボビン、５１はコイル、５２はロ
ーターマグネットを夫々示す。

【００１７】次に上記構成のギヤードモータの動作を説
明する。図１の如き非作動の状態においては、出力部材
Ｂはそれに連結された負荷の復帰力によって復帰位置に
位置させられた状態にある。この状態においてスイッチ
２が投入されるとモータＡのピニオン１が回り、歯車７
ａが矢印方向に回る。するとクラッチＤにおける太陽歯
車９が回動する。この場合遊星歯車１１は負荷に連なっ
ている為、太陽歯車９の回動の反力が内歯歯車１０に加
わる。 一方上記ピニオン１の回動により、クラッチ操作機構Ｆ
におけるクラッチ要素２７が矢印方向に回動する。その
回動による遠心力により重り３０は腕２９の弾力性に抗
して外方向に広がって摺接部が外箱３１の内周面に摺接
し、外箱３１にクラッチ要素２７の回動方向と同方向の
回動力が加わる。その回動力は、上記クラッチＤにおけ
る内歯歯車１０に上記反力に応える力として加わる。そ
の結果、上記のような太陽歯車９の回動により遊星歯車
１１を介してキャリア１２が矢印方向に回動する。尚上
記クラッチ要素２７による外箱３１の回動力が大きい場
合には、内歯歯車１０は太陽歯車９と同方向に回動する
。上記キャリア１２の回動により、歯車７ｂ，７ｃを介
して摩擦伝動機構Ｅにおける主動部材１５が図１に矢印
で示される駆動方向に回動する。主動部材１５が回動を
始めるとその外周面に接触しているコイルばね１９は主
動部材１５と共に回動を始める。この場合、コイルばね
１９の一端２０は従動部材１６に止着され、しかもその
従動部材１６は負荷が接続されている出力部材Ｂに連な
って回動に対する抵抗力が及んでいる為、コイルばね１
９はその一端２０に対し他端が駆動方向に回されること
となり、減径により主動部材１５の外周面に強く巻き締
められる。その結果、コイルばね１９と主動部材１５と
の間の摩擦力は非常に大きくなり、両者は一体状となっ
て図４の（Ａ）、（Ｂ）の如く駆動方向Ｘに回動する。 そしてコイルばね１９の回動により従動部材１６も一体
に回動する。従動部材１６の回動は歯車７ｄ及びそれと
一体化されている歯車７ｅを介して出力部材Ｂに伝えら
れ、出力部材Ｂが図１の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。

【００１８】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、コイルばね１９は図４の（Ｃ）に示
される如く係合部材２１がストッパ２３に当接する状態
まで回動する。このような状態となると、主動部材１５
とコイルばね１９との間でスリップが生じ、出力部材Ｂ
が過度に動くことが防止されると共に、スリップ状態で
の力の伝達により、負荷の復帰力によって出力部材Ｂが
戻ることが阻止される。その場合、主動部材１５とコイ
ルばね１９との間の摩擦力は、その摩擦力によってコイ
ルばね１９が駆動方向Ｘに回される力と、上記負荷の復
帰力によって上記コイルばね１９が駆動方向Ｘとは反対
の復帰方向Ｙに回される力とが実質的に等しくなる状態
に自己調整される。 即ち、摩擦力が大きくて、コイルばね１９が主動部材１
５により駆動方向Ｘに回される力が、コイルばね１９が
従動部材１６により復帰方向Ｙに回される力よりも大き
いと、コイルばね１９は主動部材１５と共に駆動方向Ｘ
に回ろうとする。しかしコイルばね１９がその方向に回
りかけると、係合部材２１はストッパ２３に当接してい
る為、コイルばね１９は一端２０に対し他端が駆動方向
Ｘとは反対方向に回されることになり、主動部材１５に
対するコイルばね１９の巻き締めが緩む。すると上記摩
擦力が減少する。一方上記摩擦力が小さくて、コイルば
ね１９が主動部材１５により駆動方向Ｘに回される力よ
りも、コイルばね１９が従動部材１６によって復帰方向
Ｙに回される力が大きいと、コイルばね１９は従動部材
１６と共に復帰方向に回ろうとする。しかしコイルばね
１９がその方向に回りかけると、係合部材２１はストッ
パ２３から離れる為、コイルばね１９は一端２０に対し
他端が駆動方向Ｘに回されることになり、主動部材１５
に対するコイルばね１９の巻き締めが強くなる。すると
上記摩擦力が増大する。このような動作により、上記摩
擦力は、その摩擦力によってコイルばね１９が駆動方向
Ｘに回される力と、コイルばね１９が負荷の復帰力によ
って復帰方向Ｙに回される力とが実質的に等しくなる状
態に自己調整される。その結果、出力部材Ｂは作動位置
を越えて駆動されることも、又負荷の復帰力によって戻
されることも無く、作動位置に保持される。従って負荷
は作動状態に保持される。

【００１９】次に負荷を元の状態に復帰させたい場合に
はスイッチ２を開く。するとモータＡのピニオン１は回
動を停止する。その結果、主動部材１５は駆動方向への
回動力を失う。又クラッチ操作機構Ｆのクラッチ要素２
７が回動を停止して外箱３１から離反し、クラッチＤに
おける内歯歯車１０は外箱３１と共に自由回動自在の状
態となる。 即ちクラッチＤは切れた状態となる。このような状態と
なると、負荷はそれ自信の復帰力によって元の状態に復
帰する。この場合、負荷の復帰に伴って従動部材１６は
図４の（Ｄ）の如く復帰方向Ｙに回動し、コイルばね１
９及び主動部材１５も同方向に一体に回動する。主動部
材１５の復帰方向への回動により、歯車７ｃ，７ｂ、ク
ラッチＤにおけるキャリア１２，遊星歯車１１及びクラ
ッチ操作機構Ｆの外箱３１を介して制動機構Ｇの回転部
材３４が回動し、その回動による遠心力で腕３５が広が
って摺擦部３６が外箱３８の内周面に摺擦し、制動が加
えられる。従って、上記負荷の復帰はゆっくりとした速
度でなされる。

【００２０】次に図５及び図６は本願の異なる実施例を
示すものである。この例ではモータＡｆとしては非通電
時にはロータの自由回動が可能なモータ例えばインダク
ションモータあるいはヒステリシスモータが用いられ、
その為、伝動機構Ｃｆは減速用の歯輪列５３と摩擦伝動
機構Ｅｆとから構成されて前実施例の如きクラッチは省
かれている。出力部材Ｂｆはレバーの形態に形成され、
負荷Ｉ例えば排水弁の可動部５４が紐５５で連結されて
いる。上記可動部５４は排水弁Ｉの本体５６内のばねに
よって本体５６内への引込方向の付勢力（復帰力）が与
えられている。摩擦伝動機構Ｅｆにおける従動部材１６
ｆは上記出力部材Ｂｆと一体に形成してある。またスト
ッパ２３ｆはベース４１ｆに対し回転調整可能なストッ
パ位置可変板５７に備えられ、可変板５７を回転させる
ことによって係合部材２１ｆの回動軌跡に沿って位置替
できるようになっている。５８は位置替調節した係合部
材２１ｆの位置を固定する為の固定具で、可変板５７を
ベース４１ｆに締め付けるようにしたビスをもって構成
してある。

【００２１】上記のようにストッパ２３ｆの位置替が可
能なものでは、その位置替によって出力部材Ｂｆの復帰
位置から作動位置までの移動量を変更することができる
。このような変更は、例えばギヤードモータのメーカー
において、ギヤードモータの用途に応じ負荷を動かす距
離を設定する場合に利用される。また上記のようなモー
タＡｆを用いたギヤードモータではモータのロータが逆
転可能な為、伝動機構Ｃｆ中にクラッチが用いられてな
くても負荷の復帰が可能である。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。

【００２２】

【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駆動し、
負荷が作動状態となった後は、摩擦伝動機構Ｅにおける
主動部材１５とコイルばね１９との間でスリップが生じ
て、負荷を過度に動かしてしまってそれを破損させてし
まうことを防止できると共に、スリップ状態での力の伝
達により負荷をその復帰力に抗して作動状態に保持でき
て、従来のギヤードモータと同様に利用できるは勿論の
こと、

【００２３】上記負荷をその復帰力に抗して作動状態に
保持している場合においては、上記主動部材１５とコイ
ルばね１９との間の摩擦力は、その摩擦力によってコイ
ルばね１９が駆動方向に回される力と上記負荷の復帰力
によって上記コイルばね１９が復帰方向に回される力と
が実質的に等しくなる状態に前述の如く自己調整される
特長がある。このことは、第１に、前記従来技術の如き
組立後の人手による摩擦力の調整を不要化できる利点が
あり、第２に、夏冬のような温度変化に対しても故障な
く常に安定な動作を継続させられる利点があり、第３に
、保持中における発熱、エネルギーロスも最少にできる
有用性がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ギヤードモータの分解斜視図。

【図２】摩擦伝動機構の一部破断斜視図。

【図３】基枠に対する各部材の装着状態を示す縦断面図
。

【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は摩擦伝動機構の動作説明図。

【図５】異なる実施例を示す分解斜視図。

【図６】（Ａ）は図５の例においてベースに対するスト
ッパの取付状態を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）における
Ｂ−Ｂ線断面図。

【符号の説明】

Ａ　　モータ Ｂ　　出力部材 Ｃ　　伝動機構 Ｅ　　摩擦伝動機構 １５　　主動部材 １６　　従動部材 １９　　コイルばね ２１　　係合部材 ２３　　ストッパ

Claims (1)

【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
   たときにスリップが生ずる摩擦伝動機構をその中間に備
   えているギヤードモータにおいて、上記摩擦伝動機構は
   、駆動方向及びそれとは反対の復帰方向に回動自在でし
   かも上記伝動機構におけるモータ側に連ねられた丸棒状
   の主動部材と、上記主動部材に対し同一軸線上で相対回
   動自在に配設されしかも上記伝動機構における出力部材
   側に連ねられた従動部材と、上記主動部材に対し相対回
   動可能に周設されしかも一端を上記従動部材に止着し他
   端には係合部材を備えるコイルばねと、上記係合部材の
   回動軌跡に配設された係合部材係止用のストッパとから
   成り、上記コイルばねは、その内周を主動部材の外周に
   弾力的に接触させてあると共に、その巻方向を上記一端
   に対し他端が上記駆動方向に回された場合にコイルばね
   が減径する向きにしてあることを特徴とするギヤードモ
   ータ