JP2005065371A

JP2005065371A - ギアードモータ

Info

Publication number: JP2005065371A
Application number: JP2003289743A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Hoshi; 和希星
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-03-10
Also published as: CN1581645A; US20050064980A1; KR20050016164A; KR100591800B1

Abstract

【課題】部品点数を減少する。
【解決手段】駆動源１４と、この駆動源１４に連結されて駆動源１４の回転出力を減速して出力部２８に伝達する減速伝達機構４０と、駆動源１４を固定する第１ケース３２と、第１ケース３２と協働し駆動源１４を収納する空間を形成すると共に減速伝達機構４０を支持する第２ケース３３と、減速伝達機構４０をカバーする第３ケース３４とを有するギアードモータ１４において、減速伝達機構４０の一部が第２ケース３３に一体化して形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動源であるモータに減速伝達機構を付加したギアードモータに関する。さらに詳述すると、本発明は、駆動源や減速伝達機構を収納するケースを改良したギアードモータに関する。

この種のギアードモータとしては、上ケースと下ケースとの中にモータや減速伝達機構を収容するとともに、内部に別部材として中仕切板を備えたものが知られている（特開平８−１２６２５１号公報参照）。中仕切板はモータや減速伝達機構の軸を支持している。これにより、上下のケースの内部を仕切って内部機構を効率良く収容することができる。

また、近年では減速伝達機構の一部に内歯歯車が使用されることがある。この内歯歯車は上下のケースまたは中仕切板に固定される。

特開平８−１２６２５１号

しかしながら、上述した中仕切板を備えたギアードモータでは、ギアの軸や内歯歯車と中仕切板とは別部材であるために部品点数が多くなってしまう。特に内歯歯車を中仕切板に固定するときは固定用の別部材を要することもある。そして、部品点数が多いため、ギアの軸心間距離の調整が困難になってしまう。また、中仕切板、内歯歯車、上下ケースの各嵌合部分の強度を計算する必要があり、部品点数が多いことから強度計算が複雑になってしまう。

そこで、本発明は、部品点数を減少できるギアードモータを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明は、駆動源と、この駆動源に連結されて駆動源の回転出力を減速して出力部に伝達する減速伝達機構と、駆動源を固定する第１ケースと、第１ケースと協働し駆動源を収納する空間を形成すると共に減速伝達機構を支持する第２ケースと、減速伝達機構をカバーする第３ケースとを有するギアードモータにおいて、減速伝達機構の一部が第２ケースに一体化して形成されるようにしている。

したがって、減速伝達機構の一部と第２ケースとを一体化しているので部品点数を減らすことができる。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のギアードモータにおいて、減速伝達機構は、駆動源からの回転出力を伝達する太陽歯車と、この太陽歯車の周囲を自転しながら公転する遊星歯車と、この遊星歯車と噛み合う内歯歯車とを有する遊星歯車機構を有し、内歯歯車が第２ケースに一体形成されてなるようにしている。

したがって、従来のように別部材の内歯歯車を第２ケースに取り付ける必要が無いので、部品点数を減らすことができる。

さらに、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のギアードモータにおいて、減速伝達機構と出力部との間にはトルクリミッタを備えると共に、入力トルクが設定トルク以下である場合に入力トルクと同じトルクを出力するとともに、入力トルクが設定トルクを超える場合にトルクを出力しないようにしている。したがって、トルクリミッタとしての機能を備えることができる。

そして、請求項４記載の発明は、請求項１から３までのいずれか記載のギアードモータにおいて、第２ケースは駆動源を支持するようにしている。したがって、駆動源を支持するための別部材を用いる必要が無いので、部品点数の増加を抑えることができる。

以上説明したように、請求項１記載のギアードモータによれば、減速伝達機構の一部と第２ケースとを一体化しているので部品点数を減らすことができる。これにより、駆動源やギアの軸を固定することができるので、歯車の中心間距離の確保を容易にすることができる。しかも、減速伝達機構の一部と第２ケースとの一体化により強度計算を容易にできると共に強度を高めることができる。

また、請求項２記載のギアードモータによれば、内歯歯車やその固定部材の分の部品点数を減らすことができる。

さらに、請求項３記載のギアードモータによれば、トルクリミッタとしての機能を備えることができる。

そして、請求項４記載のギアードモータによれば、駆動源を支持するための別部材を用いる必要が無いので、部品点数の増加を抑えることができる。

以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。

図１から図３に、本発明のギアードモータ１３の実施形態の一例を示す。このギアードモータ１３は、駆動源１４と、この駆動源１４に連結されて駆動源１４の回転出力を減速して出力部２８に伝達する減速伝達機構４０と、駆動源１４を固定する第１ケース３２と、第１ケース３２と協働し駆動源１４を収納する空間を形成すると共に減速伝達機構４０を支持する第２ケース３３と、減速伝達機構４０をカバーする第３ケース３４とを有するものである。そして、減速伝達機構４０の一部が第２ケース３３に一体化して形成されている。

減速伝達機構４０は、駆動源１４からの回転出力を伝達する太陽歯車２１と、この太陽歯車２１の周囲を自転しながら公転する遊星歯車２３と、この遊星歯車２３と噛み合う内歯歯車２５とを有する遊星歯車機構を有している。そして、内歯歯車２５が第２ケース３３に一体形成されてなるようにしている。これにより、部品点数を減らすことができる。内歯歯車２５は一周に亘り形成されている。

また、減速伝達機構４０と出力部２８との間にはトルクリミッタ１を備えている。これにより、入力トルクが設定トルク以下である場合に入力トルクと同じトルクを出力するとともに、入力トルクが設定トルクを超える場合にトルクを出力しないようにしている。

本実施形態ではギアードモータ１３を便座および便蓋の自動開閉ユニットに使用している。この自動開閉ユニットは、駆動源１４の動力を便座および便蓋に伝達して開閉させるものである。

減速伝達機構４０は、駆動源１４のシャフトに設けられたピニオン１５と、該ピニオン１５に噛み合う第１ギア１６と、第１ギア１６と同軸に一体化された第１ピニオン１７と、該第１ピニオン１７に噛み合う第２ギア１８と、第２ギア１８と同軸に一体化された第２ピニオン１９と、該第２ピニオン１９に噛み合う第３ギア２０と、第３ギア２０と同軸に一体化された太陽歯車２１と、トルクリミッタ１の外輪３に形成された３本の支持軸２２と、太陽歯車２１に噛み合うと共に各支持軸２２に回転可能に設けられた遊星歯車２３と、遊星歯車２３を支持軸２２に止め付ける蓋２４と、遊星歯車２３の周囲に設けられた内歯歯車２５と、トルクリミッタ１の内輪２のボス部８に形成されたスプライン状の取付孔２６と、この取付孔２６に挿入されて固定されると共に便座あるいは便蓋のヒンジピンの受け孔２７を有する出力部２８であるヒンジピン受けとを備えている。

このギアードモータ１３には便蓋あるいは便座の一方のみを取り付ける。よって、便蓋および便座の両方を自動開閉するには２つのギアードモータ１３を利用するようにする。

第１ケース３２、第２ケース３３、第３ケース３４はボルト３５によりねじ止めされている。第２ケース３３は、第１ギア１６の支持軸４１や第２ギア１８の支持軸４２が圧入されて一体化されていると共に駆動源１４の支持孔４３が形成されている。よって、部品点数を大幅に減らすことができる。しかも、第２ケース３３は駆動源１４を支持するので、駆動源１４を支持するための別部材を用いる必要が無く、部品点数の増加を抑えることができる。

トルクリミッタ１は、図４および図５に示すように内輪２と外輪３とを備え、これら内輪２または外輪３のいずれかに与えられる入力トルクが設定トルク以下である場合に内輪２および外輪３が連動する。このトルクリミッタ１は、内輪２または外輪３のいずれか一方に係止溝４が形成され、内輪２または外輪３のいずれか他方に係合部５が形成されると共に、係止溝４および係合部５に係止されるローラピン６と、該ローラピン６を係止溝４に押圧する係合する板ばね７とを備えている。そして、入力トルクが設定トルクを超えるとローラピン６が板ばね７を弾性変形させて係止溝４から外れ、内輪２と外輪３とが非連動状態になるようにしている。

内輪２はボス部８と外周壁部９とを備えている。外輪３は、内輪２のボス部８の周囲に回転可能に嵌合する嵌合周壁部１０を備えている。外輪３の嵌合周壁部１０が内輪２のボス部８に嵌合することにより、内輪２と外輪３とは回転可能に組み合わされる。係合部５は嵌合周壁部１０の２箇所に１８０度間隔で形成されている。係止溝４は内輪２のボス部８の外周面の２箇所に１８０度間隔で形成されている。よって、内輪２と外輪３とは１８０度ごとに固定されるよう位置決めされる。

板ばね７は１８０度を越える円弧形状としている。この板ばね７は外輪３の嵌合周壁部の外側に各係合部５を覆うように嵌合されている。板ばね７は１８０度を越えているので、２箇所の係合部５を同時に覆うことができる。嵌合周壁部１０の板ばね７が嵌合しない部位には板ばね７が回転することを防止するストッパ１１が形成されている。

ローラピン６は各係合部５の内部に設けられると共に、板ばね７によって内側に向けて付勢されている。なお、図５中、符号１２はローラピン６を内輪２の外部から内部に挿入するための貫通孔である。

また、ギアードモータ１３は、外輪３側の回転数を検出する外輪側センサ基板２９と、内輪２側の回転角度を検出する内輪側センサ基板３０とを備えている。各センサ基板２９，３０は、回転側部材に設けられたマグネットの通過をホールＩＣ３６の利用により検出して回転側部材の回転角度を検出するものである。外輪側センサ基板２９は、中ケース３３にボルト３７により固定されると共に、第１ギア１６の第１ピニオン１７側に設けられたマグネット３９の通過を検知して第１ギア１６の回転数を検出する。このマグネット３９は例えば８極の扇形状としている。また、内輪側センサ基板３０は、下ケース３４にボルト３８により固定されると共に、内輪２に設けられたマグネットの通過を検知して内輪２、即ち便座あるいは便蓋の回転角度を検出する。

上述したギアードモータ１３の動作の一例を説明する。

ギアードモータ１３を便器側に設置する。そして、便座あるいは便蓋のヒンジピンを出力部２８に固定する。駆動源１４を回転させることにより、第１ギア１６→第１ピニオン１７→第２ギア１８→第２ピニオン１９→第３ギア２０→太陽歯車２１→遊星歯車２３という経路を経てトルクリミッタ１の外輪３が回転される。ローラピン６が係止溝４に係止していると、内輪２のボス部８と外輪３の嵌合周壁部１０とがローラピン６で連結されて内輪２と外輪３とが位置決めされており連動して回転する。

よって、外輪３の回転は内輪２に伝わり、内輪２から出力部２８を経て便座あるいは便蓋に伝達される。これにより、便座あるいは便蓋が自動で開閉される。

内輪２と外輪３との間に大きなトルクが加わると、係止溝４の縁がローラピン６を外側に押圧し板ばね７に抗して係止溝４から押し出す。これにより、内輪２と外輪３とは連動せずに空転する。また、トルクが小さくなると、ローラピン６が係止溝４に達したときに板ばね７の付勢力によって入れ込まれる。これにより、内輪２と外輪３とが再び位置決めされて連動して回転可能になる。

さらに、一連の動作中に外輪側センサ基板２９により第１ギア１６の回転数が検出されるので駆動源１４が正常に駆動しているか否かを検出することができる。そして、内輪側センサ基板３０により内輪２の回転角度が検出されるので便座あるいは便蓋の開閉状態を把握することができる。

本実施形態によれば、第２ケース３３と内歯歯車２５とを一体形成して強度を高めているので、減速伝達機構４０の後に設けたトルクリミッタ１を機能させることができる。そして、便蓋あるいは便座と駆動源１４との間にトルクリミッタ１を設けているので、これらの間で過大なトルクが作用した場合でもギアが欠け歯することを防止できる。

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例では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、本実施形態では内歯歯車２５と第２ケース３３とを一体化しているが、これには限られず他のギアと第２ケース３３とを一体化するようにしても良い。

また、本実施形態では内歯歯車２５は一周に亘り形成されているが、これには限られずギアードモータ１３の用途によっては内歯歯車２５が一部分のみ形成されるようにしても良い。

さらに、本実施形態では第２ケース３３は第１ケース３２および第３ケース３４にねじ止めしているが、これには限られず第２ケース３３が第１ケース３２および第３ケース３４に対して可動であっても良い。

また、本実施形態ではギアードモータを便座および便蓋の自動開閉ユニットに使用しているが、これには限られないのは勿論である。

本発明のギアードモータを示す斜め上方から見た分解組立図である。ギアードモータを斜め下方から見た分解組立図である。ギアードモータの縦断面正面図である。トルクリミッタを示す図であり、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線で切断した状態を示す横断面平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線で切断した状態を示す縦断面正面図である。トルクリミッタを示す分解組立図であり、（Ａ）は斜め上方から見た状態、（Ｂ）は斜め下方から見た状態を示す。

符号の説明

１トルクリミッタ
１３ギアードモータ
１４駆動源
２１太陽歯車
２３遊星歯車
２５内歯歯車
２８出力部
３２第１ケース
３３第２ケース
３４第３ケース
４０減速伝達機構

Claims

駆動源と、この駆動源に連結されて前記駆動源の回転出力を減速して出力部に伝達する減速伝達機構と、前記駆動源を固定する第１ケースと、前記第１ケースと協働し前記駆動源を収納する空間を形成すると共に前記減速伝達機構を支持する第２ケースと、前記減速伝達機構をカバーする第３ケースとを有するギアードモータにおいて、前記減速伝達機構の一部が前記第２ケースに一体化して形成されていることを特徴とするギアードモータ。
前記減速伝達機構は、前記駆動源からの回転出力を伝達する太陽歯車と、この太陽歯車の周囲を自転しながら公転する遊星歯車と、この遊星歯車と噛み合う内歯歯車とを有する遊星歯車機構を有し、前記内歯歯車が前記第２ケースに一体形成されてなることを特徴とする請求項１記載のギアードモータ。
前記減速伝達機構と前記出力部との間にはトルクリミッタを備えると共に、入力トルクが設定トルク以下である場合に前記入力トルクと同じトルクを出力するとともに、前記入力トルクが前記設定トルクを超える場合にトルクを出力しないようにしたことを特徴とする請求項１または２記載のギアードモータ。
前記第２ケースは、前記駆動源を支持することを特徴とする請求項１から３までのいずれか記載のギアードモータ。