JPH04355643A - 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し、詳
しくはモータの回動及び非回動を利用して夫々繋状態及
び断状態となるクラッチを備えてい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、上記伝動機構の中間には、遠心力によって半径
方向に変位可能なクラッチ部材とそのクラッチ部材の変
位時にそれと摩擦接触するようにした被クラッチ部材と
から成る遠心力クラッチを備えさせた構成のギヤードモ
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、上記遠心力クラッチ
においては、上記クラッチ部材が回動してそれが遠心力
によって被クラッチ部材に接触し、その接触部での摩擦
によって被クラッチ部材が回動し、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。一方上記モータ
を停止させると、上記クラッチ部材は停止して上記遠心
力が無くなる為遠心力クラッチは断状態となり、負荷は
その復帰力によって出力部材と共に復帰することが出来
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
ータでは上記遠心力による摩擦によって回動力の伝達を
行うからクラッチ部材と被クラッチ部材との間で滑りが
生じ易く、特に負荷が重い場合はその滑りが大きくなり
、効率が低いという問題点があった。そのような効率の
低さを解決すべくクラッチ部材と被クラッチ部材との接
触部分に凹凸を付けてそこでの摩擦を大きくすると、上
記モータが停止した場合において両者が離れなくなり、
負荷の復帰が不可能となる故障を生ずるようになる問題
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、モータが回動す
るときにはその回動力を効率高く負荷に与えることが出
来、一方モータが停止したときには出力部材を完全にフ
リーの状態にすることが出来て、負荷を確実に復帰させ
ることが出来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、上記
モータの回動及び停止に対応して夫々繋状態及び断状態
となるクラッチをその中間に備えているギヤードモータ
において、上記クラッチは、上記伝動機構におけるモー
タ側に連ねられた回動自在の主動部材と、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丸棒状の従動
部材と、上記従動部材に対し相対回動可能に周設されし
かも一端を上記主動部材に止着し他端には回動に対する
抵抗部材が付設されているコイルばねとから成り、上記
コイルばねの巻方向は、上記他端に対し上記一端が上記
モータによる主動部材の回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】モータが回動すると、それに伴う主動部材の回
動によりコイルばねが巻き上げられて、該コイルばねは
従動部材の外周面に巻締められ、コイルばねと従動部材
とが一体化する。その結果、主動部材の回動はコイルば
ねを介して従動部材に伝えられる。そしてその回動は出
力部材に伝えられ、出力部材が作動する。一方上記モー
タが停止すると、上記巻締めが解かれ、コイルばねと従
動部材とは回動方向に別体となる。その結果、出力部材
はフリーとなる。

【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
そのロータに連結したピニオンである。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はラックに代
えて回転作動を行う歯車或いはプーリ等であっても良い
。

【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。

【００１２】上記クラッチＤはモータＡの回動及び停止
に対応して夫々繋状態及び断状態となるようにしたもの
であり、以下これについて図２をも参照して説明する。 ８は回動自在の主動部材で、上記伝動機構Ｃにおけるモ
ータ側に連ねてある。本例では歯車７ａと一体に形成し
てある。この主動部材８はモータＡのロータと一体に形
成してもよい。９は主動部材８に備えたばね嵌合孔であ
る。１０は丸棒状に形成された従動部材で、上記主動部
材８に対し同一軸線上で相対回動自在に配設してある。 この従動部材１０は上記伝動機構Ｃにおける出力部材側
に連ねてある。本例では歯車７ｂと一体に形成してある
。従動部材１０は例えばポリアセタール樹脂で形成され
るが耐摩耗性の高い金属材料で形成してもよい。１１は
コイルばねで、従動部材１０に周設してある。コイルば
ね１１の自由状態での内径は従動部材１０の外径よりも
僅かに大きく形成され、上記周設状態においてコイルば
ね１１と従動部材１０とは自由に相対回動できるように
なっている。該コイルばね１１の一端１１ａは上記主動
部材８に止着してある。例えば上記嵌合孔９に嵌合させ
てある。該コイルばね１１の巻方向は、その他端１１ｂ
に対し上記一端１１ａが上記モータＡによる主動部材８
の後述の如き回動方向に回された場合にコイルばね１１
が減径する向きにしてある。コイルばね１１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。減径時に従動部材１０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。

【００１３】次に２５は上記コイルばね１１の他端１１
ｂに対してコイルばね１１の回動に対する抵抗力を付与
するようにした抵抗付与機構を示す。該機構２５は上記
コイルばね１１の他端１１ｂに付設した抵抗部材２６と
上記従動部材１０に付設した制動部材２７とから成る。 先ず抵抗部材２６について説明する。該部材２６は上記
従動部材１０に対して相対回動自在に装着してある。２
８は該部材における回転体、２９は摺動部材で、上記回
転体２８に対し半径方向への変位を可能に付設してある
。この例では細幅に形成した腕３０を介して回転体２８
に連結してあり、その腕３０のばね性でもって摺動部材
２９は回転体２８側即ち内周側への付勢力が与えられて
いる。又上記摺動部材２９は図示の如く比較的広幅に形
成されて、回転体２８と共に回動した時に比較的大きい
遠心力が生ずるようにしてある。尚上記遠心力付与の為
には別体形成の重りを付してもよい。３１は回転体２８
に穿設した嵌合孔で、上記コイルばね１１の他端１１ｂ
が嵌合させてある。次に上記制動部材２７は平面形状が
円形のカップ状に形成されて、その周壁部を上記摺動部
材２９の外周側に僅かな隙間を隔てて位置させてある。

【００１４】次に摩擦伝動機構Ｅについて図１、３を参
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１
６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。

【００１５】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。これに伴い主動部材８、コイルば
ね１１、抵抗部材２６も同方向に回る。抵抗部材２６が
上記のように回動すると摺動部材２９はそれに働く遠心
力によって腕３０による付勢力に抗して半径方向に広が
る。そして制動部材２７と接触し、そこに接触抵抗が生
ずる。この接触抵抗はコイルばね１１の他端１１ｂに対
しその回動に対する抵抗力として加わる為、コイルばね
１１は他端１１ｂに対し一端１１ａが主動部材８の回動
方向に巻き上げられることとなる。この為コイルばね１
１は減径し、その内周面は従動部材１０の外周面に圧接
する。両者の圧接によりそこに摩擦が一旦生ずると、そ
の摩擦と上記一端１１ａが主動部材８によって回される
力とによりコイルばね１１は従動部材１０の外周面に対
してより一層しっかりと巻締められる。その結果コイル
ばね１１と従動部材１０とは一体化し、主動部材８の回
動はコイルばね１１を介してその全てが従動部材１０に
伝えられる。尚上記抵抗部材２６は、例えば従動部材１
０に対し回動自在に装着した慣性体例えば重りを以て構
成し、コイルばね１１が回動を開始したときに該慣性体
の慣性によってコイルばね１１の他端１１ｂに対し回動
に対する抵抗を与えるようにしても良い。その場合当然
のことながら制動部材２７は不要である。

【００１６】上記のようにして従動部材１０が回動する
と、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１９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１
５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）の初期状態から
（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及びそれに一体に連結されて
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。

【００１７】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。 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。

【００１８】上記自己調整について説明する。主動部材
１５とコイルばね１９との摩擦力が大きくて、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１
５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１
６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１
９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。

【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
動を停止し、クラッチＤにおける主動部材８が回動を停
止し、コイルばね１１にはそれを巻き締める力が加わら
なくなる。このようになるとコイルばね１１は自体の弾
性によって復元し、従動部材１０の外周面に対する巻締
めが解ける。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摩
擦伝動機構Ｅにおける従動部材１６は図４の（Ｄ）の如
く復帰方向Ｙに回動し、コイルばね１９及び主動部材１
５も同方向に一体に回動して図４の（Ａ）の初期状態ま
で戻る。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、モー
タＡを回動させることによりクラッチＤが繋がって出力
部材Ｂが作動し、負荷をその復帰力に抗して駆動でき、
一方、上記モータＡを停止させることにより上記クラッ
チＤが断となって出力部材Ｂがフリーとなり、負荷の復
帰を可能にできるは勿論のこと、

【００２１】上記のように負荷を駆動する場合のクラッ
チＤにおける回動力の伝達状態は、主動部材８の回動に
よりコイルばね１１が従動部材１０に巻き締まってコイ
ルばね１１と従動部材１０が一体化し、しかも負荷が重
くて従動部材１０の回動に対する抵抗が大きいとそれに
伴ない上記コイルばね１１の巻締がきつくなって上記コ
イルばね１１と従動部材１０との一体性がより高まる為
、コイルばね１１と従動部材１０間でのスリップに伴な
うロスなく、即ち極めて高い効率で回動力を伝達できる
効果がある。

【００２２】しかも上記の如く回動力の伝達時にはコイ
ルばね１１と従動部材１０とが一体化するようにしたも
のであっても、上記負荷の復帰の為にクラッチＤを断と
するときには、モータＡの停止により主動部材８が停止
することによって上記巻締の力が消失する為、上記コイ
ルばね１１は自身の弾性により内径が元に戻って従動部
材１０との一体性がなくなり、従動部材１０は確実にフ
リーとなって負荷の復帰を確実化できる効果がある。

【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】クラッチの縦断面図（図１のＩＩ−ＩＩ線位置
の断面図）。

【図３】摩擦伝動機構の一部破断斜視図。

【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は摩擦伝動機構の動作説明図。

【符号の説明】

Ａ　　モータ Ｂ　　出力部材 Ｃ　　伝動機構 Ｄ　　クラッチ ８　　主動部材 １０　　従動部材 １１　　コイルばね

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、上記モータの回動及び停止
   に対応して夫々繋状態及び断状態となるクラッチをその
   中間に備えているギヤードモータにおいて、上記クラッ
   チは、上記伝動機構におけるモータ側に連ねられた回動
   自在の主動部材と、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丸棒状の従動部材と、上記従動部材
   に対し相対回動可能に周設されしかも一端を上記主動部
   材に止着し他端には回動に対する抵抗部材が付設されて
   いるコイルばねとから成り、上記コイルばねの巻方向は
   、上記他端に対し上記一端が上記モータによる主動部材
   の回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