JP2001074116A - 歯車とラックとの噛み合い構造及び動作補助装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラックと歯車との噛み合い時にずれた位置同
士の歯が互いに干渉せず、しかも正規位置でのラック及
び歯車の噛み合い強度をある程度確保し、さらに部品加
工や組み立ても容易となる歯車とラックとの噛み合い構
造及びこの構造を備えた動作補助装置を提供する。 【解決手段】 駆動源の駆動力により回転する歯車３６
と、この歯車３６に係合離脱可能に配置され、歯車３６
の係合状態時の回転により所定方向に直線移動するラッ
ク５１との噛み合い構造において、歯車３６とラック５
１とが噛合するときの最初の歯をそれぞれ１番目の歯３
６ａ１，５１ａ１としたとき、歯車３６の回転方向にお
ける１番目の歯３６ａ１が、ラックの２番目以降のラッ
ク歯５１ａと軸方向に重なる位置を通過可能とし、この
通過後にラック５１の１番目のラック歯５１ａ１と係合
することにより、歯車３６とラック５１との噛み合いが
始まるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、係脱自在な歯車と
ラックとの噛み合い構造、及び冷蔵庫等に設置された旋
回式の扉や引き出しの前面等の開動作を補助するための
動作補助装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】旋回式の扉や引き出し等のついた家電製
品や家具などにおいて、扉や引き出しの前面を筐体本体
側にマグネットなどの磁気的作用を利用して保持させる
ものがある。このような扉や引き出し（以下、開閉部材
という）は、閉じる寸前にマグネットの磁気吸引力によ
り筐体本体側に吸引されるため、小さな力で確実に閉め
ることができ、また、閉まった状態では一定の閉じ力で
閉じ状態が保持される。したがって、多少の振動などが
あっても自然に扉や引き出しが開いてしまうというよう
な不都合も解消できることから多くの製品に適用されて
いる。

【０００３】このような一定の閉じ力により閉じられて
いる開閉部材は、通常では、それほど苦にならずに開け
られるが、たとえば、両手に物を持っていて、僅かな力
で開閉部材を開けようとするような場合、簡単には開か
ないことが生じる。また、腕力や握力等の落ちた高齢者
にとっては操作性が良いとはいえない。

【０００４】この種の開閉部材は、閉じ状態を確実に保
持するという要素と、容易な開操作が可能という両方の
要素を満たす必要があるが、確実な閉じ状態の保持とい
う観点から考えると、或る程度の閉じ力を持たせる必要
性は否めない。したがって、一定以上の閉じ力を持ちな
がら、容易に開けられるような開閉機構とすることが望
まれる。

【０００５】そこで、操作を少しでも容易なものとする
ための装置として、本出願人は、特開平４−１７５４８
号公報記載のモータアクチュエーターを開発した（図６
参照）。このモータアクチュエーターは、モータ１０１
と、モータ１０１の駆動力を減速して伝達する減速機構
１０２と、この減速機構１０２の最終段のピニオン１０
３に噛合するラック１０４を有するロッド１０５と、ロ
ッド１０５の位置を検出するための位置検出手段１０６
と、これらの部材を収納するケース１０７と、を有して
いる。

【０００６】このモータアクチュエーターは、扉（図示
省略）に設けたスイッチ機構にユーザーが触れると、モ
ータ１０１が通電され、モータ１０１の駆動力によりロ
ッド１０５を前方へスライド移動させるようになってお
り、このロッド１０５の前方へのスライド移動を利用し
て、前方に配置される扉の開動作を補助するようになっ
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな図６に示したモータアクチュエーターでは、扉の開
動作を補助した後、前方にロッドが残ったままになって
いると、ユーザーが扉を閉めた際に、扉に押されてロッ
ドがケース内に戻ってくる。そのため、ロッドの戻り方
向へのスライド移動によって、減速輪列が無理に回転し
ようとし、減速輪列の各歯車を破損してしまうおそれが
生じる。

【０００８】そのため、このような装置では、減速輪列
にスリップ機構を備えたり、あるいは駆動力が一方向
（ロッドを前進させる方向）にのみ伝達されるクラッチ
機構を備えたりすることが考えられる。これらを組み込
めば、前方へ残っているロッドがケース内へ押し戻され
たとしても、組み込んだスリップ機構部分等で歯車等が
空回り等することにより、押し込まれた力が逃げて、減
速輪列やモータ等の内部機構を傷めないものとなる。

【０００９】しかしながら、スリップ機構やクラッチ機
構を設けることにより、ロッドの戻り方向のスライド移
動時の歯車損傷問題に対応するようにしたとしても、扉
を閉める度に扉とロッドが衝突し、ロッドもしくは扉の
内側を損傷する危険性は避けることができない。

【００１０】上述のモータアクチュエーターでは、この
ような問題に対処すべく、モータを逆回転させてロッド
を元の位置へ戻す制御をおこなっている。すなわち、ロ
ッド１０５が所定位置まで前方へスライド移動すると、
これを位置検出手段１０６で検知する。そして、この検
知に基づいて制御回路（図示省略）の駆動制御によりモ
ータ１０１を停止させる。その後、モータ１０１を逆回
転させることにより、ロッド１０５を逆方向にスライド
移動させ、ロッド１０５が元の位置まで戻す。

【００１１】しかしながら、このような制御を行うた
め、上述のモータアクチュエーターは、ロッド１０５の
位置を検出するための位置検出手段１０６と、この位置
検出手段１０６による位置検出の結果に基づきモータ１
０１を双方向回転させるための駆動回路（図示省略）を
備えている。そのため、部品点数が多くなると共に、構
造が複雑化してしまい、装置全体が大型化してしまう。
これらの問題は、高級品や大型装置に組み込む場合は大
きな問題とはならないが、低価格商品や小型の商品に組
み込む場合は、大きな欠点となってしまう。

【００１２】さらに、上述のモータアクチュエーター
は、ロッド１０５を原点位置に戻す際には、必ずモータ
１０１の駆動力を必要とする。そのため、ロッド１０５
が飛び出してしまっている状態で停電になったり、その
状態で回路的損傷が生じた場合は、手動等によりロッド
１０５をケース１０７内に押し戻すこととなるが、モー
タ１０１のロータへ伝わる力は増速関係となるため、モ
ータ１０１への負荷が極めて大きくなり、簡単には押し
戻すことができない。仮に、強引に押し戻すとすると、
上述のように歯車輪列中の歯車を破損してしまう。これ
を避けるためスリップ機構やクラッチ機構を設けると、
やはり部品点数の増大、構造の複雑化、装置の大型化を
招いてしまう。

【００１３】なお、上述の欠点、すなわちロッド１０５
を元の位置に戻すためにモータ１０１を逆回転させる構
成とした際の種々の欠点を回避するために、モータ１０
１を一方向へ所定量駆動した後、ピニオン１０３とラッ
ク１０４との噛み合いを外すような構成とすることも考
えられる。このような構成とする場合は、上述のピニオ
ン１０３のように外周全周に歯が設けられた歯車を最終
段に備えるのではなく、歯を外周の一部にのみ設ける、
いわゆる切り欠き歯車１１３をラック１１４との噛み合
い部分に備えるようにする（図７参照）。これにより、
切り欠き歯車１１３が所定角度回転すると、ラック１１
４との噛み合いが外れる。このため、噛み合いが外れた
後は、ロッド１１５が外力により元の位置に戻されて
も、ラック１１４が切り欠き歯車１１３の歯１１３ａと
干渉せず、その力がモータ側に伝達されないため、手動
等で容易にロッド１１５を元の位置へ戻すことができ
る。

【００１４】しかしながら、このような構成とする場
合、噛み合いを外した後、再噛み合いをする際に、１つ
ずれた位置同士の歯となる、切り欠き歯車１１３の先頭
（一番目）の歯１１３ａ１とラック１１４の先頭から２
番目の歯１１４ａ２とが干渉してしまい、噛み合い位置
がずれたりあるいはスムーズに動作しないという問題が
生じる。そのため、図７に示すように、ラック１１４の
先頭から２番目の歯１１４ａ２を先端部分を斜めにカッ
トした特殊形状の歯とし、上述したずれた位置同士の歯
の干渉が起こらない構造とする必要が生じる。

【００１５】その結果、正規の噛み合い歯となる、切り
欠き歯車１１３とラック１１４との２番目の歯１１３ａ
２，１１４ａ２同士の歯丈方向の噛み合い寸法が少なく
なり、噛み合い強度が低下するという問題が生じる。加
えて、ラック１１４の歯１１４ａ２の先端形状及び寸
法、及びラック１１４に対する切り欠き歯車１１３の位
置精度等の各精度を非常に高くする必要が生じる。この
ため、部品加工や組み立て等のコストが高騰するという
問題が生じる。

【００１６】本発明の目的は、ラックと歯車との噛み合
い時にずれた位置同士の歯が互いに干渉せず、しかも正
規位置でのラック及び歯車の噛み合い強度をある程度確
保し、さらに部品加工や組み立ても容易となる歯車とラ
ックとの噛み合い構造及びこの構造を備えた動作補助装
置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明は、駆動源の駆動力により回転する歯車と、
この歯車に係合離脱可能に配置され、歯車の係合状態時
の回転により所定方向に直線移動するラックとの噛み合
い構造において、歯車とラックとが噛合するときの最初
の歯をそれぞれ１番目の歯としたとき、歯車の回転方向
における１番目の歯が、ラックの２番目以降のラック歯
と軸方向に重なる位置を通過可能とし、この通過後にラ
ックの１番目のラック歯と係合することにより、歯車と
ラックとの噛み合いが始まるようにしている。

【００１８】そのため、図７に示すように２番目のラッ
ク歯の先端形状を特殊な形状とする必要がなく、歯幅方
向における寸法を他の歯と同寸法に構成することが可能
となる。この結果、２番目のラック歯と歯車の２番目の
歯との噛み合い強度がある程度確保されることとなる。
加えて、ラック歯の部品加工が容易なものとなると共
に、歯車のラックに対する位置精度もそれ程高くする必
要がなくなり組み立ても容易なものとなる。

【００１９】また、他の発明は、上述の歯車とラックと
の噛み合い構造に加えて、歯車を円周方向の一部のみに
歯を有する切り欠き歯車とし、この切り欠き歯車の１番
目の歯を、２番目以降の歯より軸方向に短く形成し、ラ
ックの１番目のラック歯を、２番目以降のラック歯より
軸方向に長く形成している。そのため、ラックと切り欠
き歯車との噛合を解除でき、ラックを元の位置へ手動等
で容易に戻すことができる。しかも、切り欠き歯車の１
番目の歯が、ラックの１番目のラック歯と確実に係合し
始める。その結果、他の歯同士もそれぞれ精度良く噛み
合うこととなる。

【００２０】また、他の発明は、上述の歯車とラックと
の噛み合い構造に加えて、歯車の同軸上には、歯車より
も外径の大きい平歯車が歯車と一体的に形成されている
と共に、この平歯車で駆動源側の駆動力を受けるように
し、かつラックが平歯車の一部に重なる位置に配置され
ている。そのため、制御上、ラックと歯車との位置検出
が必要となる場合は、歯車と一体的に回転する平歯車と
ラックとが重なって配置されているため、容易に位置検
出を行わせることが可能な位置関係となっている。

【００２１】また、本発明の動作補助装置は、駆動源の
駆動力によってスライド移動して、開閉部材に直接また
は間接的に当接可能な突き出し部材を有し、突き出し部
材のスライド動作により開閉部材の動作を補助する動作
補助装置であって、突き出し部材にはラックが形成さ
れ、このラックと駆動源側に配置された最終歯車との噛
み合い構造が、請求項１から３のうちのいずれか１項記
載の噛み合い構造となっている。そのため、モータの逆
回転駆動等の動作回路が不要で、しかも手動等により突
き出し部材を元の位置に戻す動作後の再噛み合い時にお
いて上述の各作用を備えた動作補助装置となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態にお
ける歯車とラックとの噛み合い構造及び動作補助装置に
ついて図１から図５を用いて説明する。なお、本実施の
形態では、本発明の歯車とラックとの噛み合い構造を動
作補助装置に用いた例について説明するが、本発明は動
作補助装置だけでなく、他の装置に用いてもよい。

【００２３】動作補助装置１は、図１及び図２に示すよ
うに、ＤＣモータ（以下、単にモータという）２と、モ
ータ２の駆動力を伝達する歯車輪列３と、歯車輪列３を
介して入力されるモータ２の駆動力によってスライド移
動して扉等の開閉部材４に当接可能な突き出し部材５
と、スライド移動後の突き出し部材５を原点位置に復帰
させる復帰手段としてのコイルバネ６と、突き出し部材
５を所定量移動させた後モータ２の駆動停止を行うため
のスイッチ信号を発生させるスイッチ部７と、これらの
各部を内部に収納するケース８と、を有している。

【００２４】モータ２は、ケース８内に形成されたモー
タ保持部２１内に保持されている。このモータ保持部２
１は、モータ２を取り囲むように形成されており、モー
タ２の入力端子接続用の端板２１ａと、モータ２の側方
に沿うように設けられたモータ２の振動を抑えるための
緩衝材２１ｂと、モータ２の出力軸２２側の端板２１ｃ
とを備えている。モータ２の出力軸２２は、モータ保持
部２１の端板２１ｃに形成された穴からケース８の内部
空間内に突出している。なお、モータ２は、ケース８外
に設けられた制御装置（図示省略）によって一方向にの
み回転駆動されるように制御されており、歯車輪列３を
介して突き出し部材５を開方向のみに動作させるものと
なっている。そのため、本実施の形態の制御装置は、モ
ータ２を反対方向へ駆動するための回路を必要としない
ものとなっている。

【００２５】モータ２の出力軸２２のモータ保持部２１
から突出している部分には、歯車輪列３の一部を構成す
るウォーム３４が連結板３４ａを介して一体回転可能に
取り付けられている。そのため、モータ２の駆動力は、
ウォーム３４を介して歯車輪列３側に減速されて伝わる
ようになっている。なお、ウォーム３４の先端部分は、
ケース８の側壁内側に形成された軸受け部２３に回転自
在に支承されている。歯車輪列３は、このウォーム３４
と、ウォーム３４に噛合する第１歯車部３１と、この第
１歯車部３１に噛合する第２歯車部３２と、この第２歯
車部３２に噛合する第３歯車部３３から構成されてい
る。

【００２６】第１歯車部３１は、ケース８に両端を支持
された金属製の軸２４に回転自在に支持されており、ウ
ォーム３４と噛合する大径の受け歯車３１ａと、第２歯
車部３２の受け歯車３２ａと噛合する小径の送り歯車３
１ｂから構成されている。これらの受け歯車３１ａと送
り歯車３１ｂとは、一体的に形成されている。

【００２７】第２歯車部３２は、突き出し部材５の動作
中に、万が一、突き出し部材５に対してケース８内に押
し込む方向、あるいはケース８から引き出される方向に
無理な力が働いた場合、その力を逃がす働きをするため
の構成を有している。すなわち、第２歯車部３２は、第
１歯車部３１の送り歯車３１ｂと噛合する受け歯車３２
ａと、第３歯車部３３の受け歯車となる平歯車３５と係
合する送り歯車３２ｂと、受け歯車３２ａと送り歯車３
２ｂとの間に挟まれたＳＵＳ製のプレート３２ｃと、受
け歯車３２ａと送り歯車３２ｂとをプレート３２ｃを挟
んだ状態で一体化すると共に過負荷対策のためのクラッ
チバネ３２ｄとから構成されている。

【００２８】受け歯車３２ａは、送り歯車３２ｂと同軸
上に重ねて配置されている。受け歯車３２ａは、ケース
８に両端を回転自在に支承された回転軸２５と送り歯車
３２ｂとの間で、クラッチバネ３２ｄによって送り歯車
３２ｂ方向に付勢されている。また、送り歯車３２ｂ
は、回転軸２５と一体的に設けられている。

【００２９】このように構成された第２歯車部３２は、
通常の動作においては、受け歯車３２ａがクラッチバネ
３２ｄの付勢力によって送り歯車３２ｂ側へ押し付けら
れ、受け歯車３２ａと送り歯車３２ｂとがプレート３２
ｃを挟んだ状態で一体的に回転するようになっている。
そして、受け歯車３２ａが第１歯車部３１の回転を受け
ると、この回転が送り歯車３２ｂから第３歯車部３３に
減速しながら伝達される。

【００３０】なお、受け歯車３２ａと送り歯車３２ｂと
は、上述したようにクラッチバネ３２ｄの付勢力によっ
て一体化されている。このため、所定のトルク以下の回
転力が伝達されてきた場合は、受け歯車３２ａと送り歯
車３２ｂとが一体的に回転する。しかしながら、伝達さ
れてきた回転力が所定のトルク以上の場合、クラッチバ
ネ３２ｄが滑ってその回転力が伝達されず、受け歯車３
２ａと送り歯車３２ｂとは一体的には回転しないように
なっている。

【００３１】この構成によって、開閉部材４が手動等に
よって閉方向（図１において矢示Ｂ方向）に動作され、
突き出し部材５が図１における矢示Ｃ方向、すなわちケ
ース８の内方に動作した場合、この突き出し部材５の動
作によって第３歯車部３３の平歯車３５が矢示Ｅ方向に
回転し、その力が送り歯車３２ｂに伝わり送り歯車３２
ｂが逆回転したとしても、この回転力が所定トルク以上
のものの場合は受け歯車３２ａに伝達されないものとな
る。

【００３２】また、突き出し部材５を手前側に引っ張る
等して、突き出し部材５が無理な力で図１における矢示
Ｄ方向、すなわちケース８の外方に動作した場合、この
突き出し部材５の動作によって第３歯車部３３の平歯車
３５が矢示Ｆ方向に回転し、その力が送り歯車３２ｂに
伝わり送り歯車３２ｂが回転したとしても、この回転力
が所定のトルク以上のものの場合は受け歯車３２ａに伝
達されないものとなる。すなわち、開閉部材４が強い力
で閉じられたり、突き出し部材５を手前側に無理な力で
引っ張ったとしても、送り歯車３２ｂが空回りし、各歯
車の歯先等が損傷してしまうことが防止される。なお、
このような第２歯車部３２の過負荷防止機構は、制御装
置の故障により突き出し部材５の駆動制御が不能になっ
た際に、飛び出し位置で停止してしまった突き出し部材
５を、原位置に戻す場合にも効果を発揮するものとな
る。

【００３３】第３歯車部３３は、ケースに形成された軸
支持部に回転中心軸の両端が回転自在に支持されてお
り、第２歯車部３２の送り歯車３２ｂと噛合する大径の
平歯車３５と、この平歯車３５と同軸上に設けられた本
発明の歯車となる小径の切り欠き歯車３６から構成され
ている。これらの平歯車３５と切り欠き歯車３６とは、
一体的に形成されている。

【００３４】平歯車３５は、第２歯車部３２の送り歯車
３２ｂからモータ２の駆動力を受ける第３歯車部３３の
受け歯車となっており、第２歯車部３２の回転を受けて
切り欠き歯車３６と一体的に回転するものとなってい
る。この平歯車３５の切り欠き歯車３６が設けられた側
の面には、モータ２への電力の供給を停止させるための
スイッチ信号をスイッチ部７に出力させるため、スイッ
チ部７を動作させるカム溝３５ａが形成されている。な
お、スイッチ部７の構成に関しては、後述する。

【００３５】切り欠き歯車３６は、歯車輪列３の最終段
となっており、モータ２の駆動力によって一方向にのみ
回転するようになっている。この切り欠き歯車３６は、
突き出し部材５に形成されたラック５１のラック歯５１
ａに係合離脱可能となっている。以下に、この切り欠き
歯車３６とラック５１との噛み合い構造について詳細に
説明する。

【００３６】切り欠き歯車３６は、外周の一部にのみラ
ック歯５１ａと係合する歯３６ａが形成されており、他
の部分には歯が形成されていない。そのため、切り欠き
歯車３６は、歯３６ａが形成されている部分がラック５
１に対向している際には、歯３６ａがラック歯５１ａと
係合するが、歯３６ａが形成されていない部分がラック
５１に対向している際には、ラック歯５１ａとの係合関
係が絶たれるようになっている。

【００３７】なお、切り欠き歯車３６の歯３６ａとラッ
ク５１のラック歯５１ａとの噛み合いは、常に同じ歯同
士が噛み合うようになっている。すなわち、図３に示す
ように、切り欠き歯車３６の回転方向における１番目の
歯３６ａ１は、ラック５１のスライド移動方向における
１番目のラック歯５１ａ１と噛み合うようになってい
る。

【００３８】図３及び図４に示すように、切り欠き歯車
３６の１番目の歯３６ａ１は、２番目以降の他の歯３６
ａより軸方向に短く形成されている。このため、切り欠
き歯車３６とラック５１との噛み合いが始まる際、１番
目の歯３６ａ１は２番目のラック歯５１ａ２にぶつから
ずにラック歯５１ａ２の軸方向に重なる位置を通過し、
この通過後、１番目のラック歯５１ａ１と当接すると共
に、続く２番目の歯３６ａ２が２番目のラック歯５１ａ
２に当接することができるようになっている。

【００３９】すなわち、円形状の切り欠き歯車３６と直
線状のラック５１とを噛み合わせる際、各歯同士を深く
確実に噛み合わせようとすると、円形の切り欠き歯車３
６の歯３６ａの回転軌道Ｌ内にラック５１の移動方向に
おける先頭から２番目のラック歯５１ａ２が配置されて
しまう。そのため、切り欠き歯車３６の１番目の歯３６
ａ１がラック５１の１番目のラック歯５１ａ１にぶつか
る前に、２番目のラック歯５１ａ２にぶつかってしま
い、スムーズに噛み合わないという問題が生じる。その
ため、従来は、図７に示すように、２番目のラック歯５
１ａ２の先端を削り、切り欠き歯車３６の１番目の歯３
６ａ１がぶつからないようにしているが、このようにす
ると２番目同士の歯の噛み合い効率が良くない。

【００４０】したがって、本発明の噛み合い構造では、
切り欠き歯車３６及びラック５１の各歯の歯丈寸法を他
の歯と同じものとし、切り欠き歯車３６の１番目の歯３
６ａ１がラック５１の２番目のラック歯５１ａ２の軸方
向に重なる位置を通過できるようにし、さらに通過後に
ラック５１の１番目のラック歯５１ａ１と係合すること
によって、切り欠き歯車３６とラック５１との噛み合い
位置を調節するようにしている。

【００４１】一方、突き出し部材５に形成されたラック
５１は、上述の切り欠き歯車３６と係合離脱自在に配置
されており、切り欠き歯車３６の歯３６ａと同数のラッ
ク歯５１ａを有している。このラック５１のスライド移
動方向における１番目のラック歯５１ａ１は、２番目以
降のラック歯５１ａより軸方向に長く形成されている。
そのため、１番目のラック歯５１ａ１は、他の歯３６ａ
より短く形成され、２番目のラック歯５１ａ２の軸方向
に重なる位置を通過してきた切り欠き歯車３６の１番目
の歯３６ａ１が当接できるようになっている。そして、
この１番目のラック歯５１ａ１は、２番目のラック歯５
１ａ２の図２における下側を通過した切り欠き歯車３６
の１番目の歯３６ａ１を突き当てることにより、切り欠
き歯車３６とラック５１との噛み合い位置を決めるため
のものとなっている。

【００４２】そして、このように１番目の歯３６ａ１，
５１ａ１同士が突き当たった後、切り欠き歯車３６がさ
らに図１において矢示Ｆ方向に回転すると、歯３６ａと
ラック歯５１ａとが順に噛み合いながら、ラック５１が
徐々に前方（図１において矢示Ｄ方向）へ直線移動させ
られる。なお、このとき、同時に噛み合う歯数は、この
スライド移動に必要な数、例えば３つとなっている。

【００４３】このようなラック５１が形成された突き出
し部材５は、ラック５１が歯車輪列３の最終段の切り欠
き歯車３６の歯部と係合し、モータ２の駆動力を受ける
ことにより、ケース８内に形成されたガイドレール１０
（図２参照）に案内されて、図１において矢示Ｄ方向に
スライド移動するようになっている。この突き出し部材
５は、長尺状部材で形成されており、後端近傍に上述の
ラック５１が形成されている。そして、このラック５１
が形成されている部分は、切り欠き歯車３６と一体的に
形成された平歯車３５の一部と重なるように配置されて
いる。なお、このラック５１を平歯車３５の一部と重な
る構成とすると、例えば、磁石等を用いてラック５１と
第３歯車部３３との位置検出手段を構成する場合に、そ
の磁石等を配置し易いものとなる。

【００４４】また、図１に示すように、突き出し部材５
の後端近傍部分には、凹部５２ａを備えた係止部５２が
設けられており、凹部５２ａに板状バネ１５の先端が係
合するようになっている。これにより、突き出し部材５
がケース８内で確実に保持される。さらに、突き出し部
材５の後端とケース８との間には、突き出し部材５がコ
イルバネ６の付勢力によって原点位置に復帰する際のケ
ース８に対する衝撃を和らげるための緩衝材８３が配置
されている。

【００４５】突き出し部材５は、モータ２の駆動力を受
けて係止部５２の板状バネ１５への係止を乗り越え、矢
示Ｄ方向にスライド移動することによって、先端部分が
ケース８から外部へ突出するようになっている。このケ
ース８から突出する部分には、上述した開閉部材４が配
置されている。すなわち、この突き出し部材５は、モー
タ２の駆動力で外方（図１において矢示Ｄ方向）へスラ
イド移動することにより、開閉部材４に当接し開閉部材
４を開方向（図１において矢示Ａ方向）に突き出すもの
となっている。

【００４６】なお、突き出し部材５の途中部分から先端
部分にかけての部位は、ケース８に形成されたガイド筒
１１内に収納されており、上述のモータ２の駆動によっ
て先端部分がガイド筒１１から外部へ突出するようにな
っている。この突き出し部材５の配置に関しては、突き
出し部材５と開閉部材４との配置関係、及びモータ２の
始動時から突き出し部材５を開閉部材４へ当接させるま
での時間制御の関係等、種々の関係により適宜変更可能
である。

【００４７】また、動作補助装置１は、突き出し部材５
と切り欠き歯車３６との係合が外れた際、突き出し部材
５をスライド移動前の位置（原点位置）に復帰させるた
めの圧縮型のコイルバネ６をケース８内に備えている。
このコイルバネ６は、突き出し部材５の動作により圧縮
され、その圧縮状態で突き出し部材５のラック５１と切
り欠き歯車３６との係合が外れると、弾性エネルギーを
発揮して突き出し部材５を原点位置に復帰させる。な
お、原点位置まで戻された突き出し部材５は、係止部５
２が板状バネ１５に係止され、ケース８内の原点位置で
保持されることとなる。

【００４８】さらに、ケース８内には、突き出し部材５
と切り欠き歯車３６との係合が外れ、モータ２の駆動力
が突き出し部材５へ伝達されない状況となった際に、モ
ータ２への電力の供給を断つためのスイッチ信号を出力
するスイッチ部７が備えられている。このスイッチ部７
は、平歯車３５に形成されたカム溝３５ａに係合するガ
イドピン７１ｅを備えたガイド片７１ｃを有するスイッ
チ片部７１と、スイッチ片部７１を全体的に図１におい
て矢示Ｈ方向へ回動させるためのバネ７２と、スイッチ
片部７１のスイッチ片７１ａと接触するタクトスイッチ
７３と、から構成されている。そして、突き出し部材５
と切り欠き歯車３６との係合が外れたタイミングで、ガ
イドピン７１ｅがカム溝３５ａの広幅部３５ｃの外側
に、バネ７２の図１における矢示Ｇ方向への付勢力によ
り移動すると、これによりスイッチ片７１ａが矢示Ｈ方
向に回動しタクトスイッチ７３に接触する。この動作に
より、モータ２を駆動停止させるための停止信号を出力
する。

【００４９】平歯車３５のカム溝３５ａは、溝幅の狭い
狭幅部３５ｂと、溝幅の広い広幅部３５ｃから構成され
ており、ガイド片７１ｃの嵌まり込んでいる位置が狭幅
部３５ｂから広幅部３５ｃに切り換わる際に上述のタク
トスイッチ７３の入力がなされる。なお、この駆動停止
用にスイッチ信号が出力されるタイミングは、切り欠き
歯車３６とラック５１との係合が外れた後、この切り欠
き歯車３６が再びラック５１に係合してしまうほど回転
する前であればいつでもよい。

【００５０】なお、このように駆動停止した後、再び動
作補助装置１に駆動開始の信号が入力され、モータ２の
駆動が開始されると、この駆動途中でガイド片７１ｃの
嵌まり込んでいる位置が逆に広幅部３５ｃから狭幅部３
５ｂに切り換わることとなる。この場合は、タクトスイ
ッチ７３に接触した状態のスイッチ片７１ａがタクトス
イッチ７３から引っ張りバネ７２の付勢力に抗して引き
離されるが、この際特に信号が出力される訳ではなく、
この動作は次の信号出力に備える準備動作となってい
る。

【００５１】なお、引っ張りバネ７２は、圧縮方向に付
勢力を有し、一端がケース８に立設された支持軸１７に
係止され他端が上述のスイッチ片部７１の係合片７１ｂ
に係止されている。そのため、引っ張りバネ７２は、係
合片７１ｂを常時矢示Ｇ方向に引っ張ることによって、
スイッチ片部７１を矢示Ｈ方向へ回動させる力を備えて
いる。また、タクトスイッチ７３は、スイッチ片部７１
が矢示Ｈ方向へ回動することによってスイッチ片７１ａ
が接触可能な位置に配置されている。このタクトスイッ
チ７３は、回路基板７４上に配置されており、モータ２
を停止させる駆動停止信号を生成するものとなってい
る。

【００５２】上述したように構成された動作補助装置１
は、例えば、図５に示すような筐体としての冷蔵庫９２
のフレーム９３の扉９４と対向する位置に取り付けられ
る。すなわち、この動作補助装置１は、冷蔵庫９２の扉
９４の開放を補助するための装置となっている。なお、
扉９４は、冷蔵庫９２に形成された冷蔵室９５の開放端
部分を開放／閉塞するためのものとなっており、冷蔵室
９５の開放端の一部に一端が回動自在に支持されてい
る。すなわち、上述した実施の形態における開閉部材４
に相当するものが、扉９４となっている。この扉９４の
他端には、吸着マグネット９６が備えられており、閉塞
時に冷蔵庫９２本体の冷蔵室９５の開放端の一部に磁気
的作用を利用して扉９４を吸着保持させるためのものと
なっている。動作補助装置１は、この吸着保持に抗して
扉９４を前方へ押し出すために冷蔵庫９２に取り付けら
れる。

【００５３】このように冷蔵庫９２に取り付けられた動
作補助装置１は、例えば、冷蔵庫９２の扉９４の前面に
設けられた把手９７に、ユーザーが手を触れると駆動ス
イッチが入力するようになっている。そのため、ユーザ
ーが把手に手を触れると、扉９４が吸着保持されない位
置まで前方へ押し出され、その後軽い力で扉９４を開放
することができるようになっている。

【００５４】なお、コイルバネ６がケース８に引っ掛か
る等して、突き出し部材５が原点位置に復帰せず途中位
置で停止してしまったとしても、突き出し部材５のラッ
ク５１が切り欠き歯車３６と係合していないため、扉９
４を閉めたり手動等によって容易に突き出し部材５を原
点位置に復帰させることができる。

【００５５】また、突き出し部材５の前方への駆動が終
了し切り欠き歯車３６とラック５１との係合が外れた
後、さらに若干切り欠き歯車３６を同方向に回転させる
と、スイッチ部７のガイド片７１ｃが平歯車３５のカム
溝３５ａに案内されて図１における矢示Ｈ方向に回動す
る。すなわち、ガイド片７１ｃの嵌まり込んでいる位置
が、カム溝３５ａの狭幅部３５ｂから広幅部３５ｃに切
り換わることによって、スイッチ部７のスイッチ片部７
１が引っ張りバネ７２の引っ張り方向（矢示Ｇ方向）へ
の付勢力により矢示Ｈ方向に回動する。これにより、ス
イッチ片部７１のスイッチ片７１ａが、タクトスイッチ
７３に接触する。このため、タクトスイッチ７３からモ
ータ２を駆動停止するためのスイッチ信号が出力され、
制御装置の制御によりモータ２への電力の供給が停止さ
れる。この結果、モータ２の駆動による第１、第２及び
第３歯車部３１，３２，３３の回転は停止する。

【００５６】なお、上述の実施の形態は、本発明の好適
な実施の形態の例であるが、これに限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形
実施可能である。例えば、上述の実施の形態では、動作
補助装置１を冷蔵庫９２に取り付けたが、特にこれに限
定されるものではなく、他の筐体、例えば、箪笥や机等
のスライド式の引き出しを有するものや、金庫等の旋回
式の扉を有するものに取り付けても良い。

【００５７】また、本実施の形態では、突き出し部材５
を、開閉部材４に直接当接可能なものとしているが、突
き出し部材５は、何らかの部材を介し間接的に開閉部材
４に当接可能なものとしてもよい。

【００５８】また、上述の実施の形態の動作補助装置１
では、切り欠き歯車３６とラック５１との係合が外れた
後、スイッチ片７１ａをタクトスイッチ７３に接触させ
ることによりモータ２を駆動停止させる信号を出力さ
せ、切り欠き歯車３６の回転を停止させるようにした
が、他の方法により係合が外れた後のタイミングでモー
タ２を停止させるようにしてもよい。

【００５９】例えば、モータ２に流れる電流値の変化を
利用して、係合が外れた後のタイミングでモータ２を停
止させるようにしてもよい。すなわち、モータ２に流れ
る電流値は、起動時電流が一番高い。次いで、突き出し
部材５が扉９４を押している間も高い。なお、突き出し
部材５を扉９４方向へ突き出させている間は、コイルバ
ネ６の付勢力に抗してモータ２を駆動させているため、
モータ２への負荷は徐々に高まることとなり、モータ２
へ流れる電流値もこれに伴って徐々に上昇することとな
る。そして、扉９４を押し切った後、切り欠き歯車３６
とラック５１との係合が外れると、モータ２にかかる負
荷は一気に小さくなるため、モータ２に流れる電流値も
一気に小さくなる。この電流値の変化を利用することに
より、係合が外れたタイミングでモータ２への電力の供
給を停止するようにしてもよい。

【００６０】また、さらには、このように電流値の変化
を利用するのではなく、例えば、把手９７への接触によ
り入力された動作補助装置１のオン時を測定基準時とし
て、その後のモータ２の駆動時間を制御する等、他の制
御方法によってモータ２の停止時を設定して、切り欠き
歯車３６を所定位置で停止させるようにしても良い。

【００６１】また、さらに本実施の形態では、円周の一
部に歯を有する切り欠き歯車３６と後端にラック歯５１
ａを有するラック５１との噛合について説明したが、全
周に歯を有する歯車や全長に渡ってラック歯を有するラ
ックとしても良い。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の歯車とラ
ックとの噛み合い構造によれば、歯車の１番目の歯が、
ラックの２番目以降のラック歯と軸方向に重なる位置を
通過可能とし、この通過後にラックの１番目のラック歯
と係合することにより、歯車とラックとの噛み合いが始
まるようにしているため、歯車及びラック歯をそれぞれ
同じ歯丈とすることが可能となり、互いの噛み合いを確
実なものとすることができる。その結果、係合状態を解
いた後のラックと歯車との再噛み合い時にずれた位置同
士の歯が互いに干渉せず、しかも正規位置でのラック及
び歯車の噛み合い強度をある程度確保することが可能と
なる。また、ラック歯の先端部分を特殊な形状とする必
要がなく、部品加工や組み立ても容易なものとすること
が可能となる。

【００６３】また、本発明の動作補助装置によれば、上
述の噛み合い構造を備えており、係合が外れた後の再噛
み合いがスムーズに行われることとなる。そのため、モ
ータの逆回転して突き出し部材を元の位置に戻しておく
ための動作回路やそれに付随する構成が不要となるた
め、低コストでしかも動作の安定性の良い動作補助装置
とすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における切り欠き歯車とラ
ックとの噛み合い構造を備えた動作補助装置の内部機構
を示す平面図である。

【図２】図１に示した動作補助装置の内部機構から突き
出し部材復帰手段及びスイッチ部とその各周辺を除いた
状態を示す断面展開図である。

【図３】図１と同方向からの図で、第３歯車部の切り欠
き歯車と突き出し部材に形成されたラックとの噛み合い
構造を説明するための図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。

【図５】本発明の実施の形態における動作補助装置を取
り付けた冷蔵庫の外観を示す縦断面図である。

【図６】従来の動作補助装置としてのモータアクチュエ
ーターを示した断面図である。

【図７】従来の切り欠き歯車とラックとの噛み合い構造
を示した平面図である。

【符号の説明】

１ 動作補助装置 ２ モータ（駆動源） ４ 開閉部材 ５ 突き出し部材 ３５ 平歯車 ３６ 切り欠き歯車 ３６ａ１ １番目の歯 ５１ ラック ５１ａ１ １番目のラック歯 ５１ａ２ ２番目のラック歯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 隆平 長野県諏訪郡下諏訪町5329番地 株式会社 三協精機製作所内 Ｆターム(参考） 5H607 AA00 BB01 BB04 CC01 CC03 CC05 DD18 EE31 EE36 EE54 FF01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源の駆動力により回転する歯車と、
   この歯車に係合離脱可能に配置され、上記歯車の係合状
   態時の回転により所定方向に直線移動するラックとの噛
   み合い構造において、上記歯車と上記ラックとが噛合す
   るときの最初の歯をそれぞれ１番目の歯としたとき、上
   記歯車の回転方向における１番目の歯が、上記ラックの
   ２番目以降のラック歯と軸方向に重なる位置を通過可能
   とし、この通過後に上記ラックの１番目のラック歯と係
   合することにより、上記歯車と上記ラックとの噛み合い
   が始まることを特徴とする歯車とラックとの噛み合い構
   造。
2. 【請求項２】 前記歯車を円周方向の一部のみに歯を有
   する切り欠き歯車とし、この切り欠き歯車の１番目の歯
   を、２番目以降の歯より軸方向に短く形成し、前記ラッ
   クの１番目のラック歯を、２番目以降のラック歯より軸
   方向に長く形成したことを特徴とする請求項１記載の歯
   車とラックとの噛み合い構造。
3. 【請求項３】 前記歯車の同軸上には、前記歯車よりも
   外径の大きい平歯車が前記歯車と一体的に形成されてい
   ると共に、この平歯車で前記駆動源側の駆動力を受ける
   ようにし、かつ前記ラックが上記平歯車の一部に重なる
   位置に配置されることを特徴としている請求項１または
   ２記載の歯車とラックとの噛み合い構造。
4. 【請求項４】 駆動源の駆動力によってスライド移動し
   て、開閉部材に直接または間接的に当接可能な突き出し
   部材を有し、上記突き出し部材のスライド動作により上
   記開閉部材の動作を補助する動作補助装置であって、上
   記突き出し部材にはラックが形成され、このラックと上
   記駆動源側に配置された最終歯車との噛み合い構造が、
   請求項１から３のうちのいずれか１項記載の噛み合い構
   造となっていることを特徴とする動作補助装置。