JP2014149013A - Geared motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、開閉体の開閉駆動等に用いられるギアードモータに関する。 The present invention relates to a geared motor used for opening / closing driving of an opening / closing body.
近時、便座や便蓋あるいは洗濯機の蓋などには、その開閉にかかる使用者の労力を極力減じ、使い勝手を向上させるため、ギアードモータを備えたものが求められてきている。
このようなギアードモータでは減速歯車列を有してモータの出力を増大させるようにしているが、全体をコンパクトなものとするため、減速歯車列には樹脂製で小形の歯車を使用するものが多い。
ここで、使用者がモータの停止状態で便座等を急に開閉したり、モータによる駆動方向と逆方向に便座等を開閉した場合には、モータや各ギア、その支持軸あるいは支持ボス等に過大な力がかかり、破損が生じるおそれがある。この対策として、所定以上のトルクが加わったときに相対回転するトルクリミッタが減速歯車列内に組み込まれる。
このようなトルクリミッタを備えるギアードモータとしては、例えば特開２００６−９５１２０号公報に開示されたようなものがある。
Recently, toilet seats, toilet lids, and washing machine lids have been required to have geared motors in order to reduce the user's labor for opening and closing them as much as possible and improve usability.
In such a geared motor, a reduction gear train is provided to increase the output of the motor. However, in order to make the whole compact, a reduction gear train using a small gear made of resin is used. Many.
Here, if the user suddenly opens and closes the toilet seat, etc. while the motor is stopped, or opens / closes the toilet seat, etc. in the direction opposite to the direction driven by the motor, the motor, each gear, its support shaft or support boss, etc. Excessive force may be applied and damage may occur. As a countermeasure, a torque limiter that rotates relatively when a predetermined torque or more is applied is incorporated in the reduction gear train.
As a geared motor provided with such a torque limiter, there exists a thing as disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-95120, for example.
上記特開２００６−９５１２０号公報に示されたギアードモータのトルクリミッタは波板状ばねを２部材の間に配置し、摩擦力でトルクを伝達し、大きなトルクが加わったときに滑って相対回転させる構成である。
しかしながら、単なる摩擦力ではトルク伝達限界が明確でなく変動しやすいため、作動の安定性、信頼性が低い。
このため、弾性アームとカムを組み合わせたラチェットでトルクリミッタを構成することが考えられる。これによれば、弾性アームの変形特性とカムの傾斜に基づいて精度良くトルク伝達限界を設定でき安定した作動が期待できる。
したがって本発明は、ラチェットを用いて安定したトルクリミッタを備え、信頼性の高いギアードモータを提供することを目的とする。
The geared motor torque limiter disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-95120 has a corrugated spring disposed between two members, transmits torque by frictional force, and slides and rotates relatively when large torque is applied. It is the structure to make.
However, since the torque transmission limit is not clear and easily fluctuates with a simple frictional force, the stability and reliability of the operation are low.
For this reason, it is conceivable to form a torque limiter with a ratchet that combines an elastic arm and a cam. According to this, the torque transmission limit can be accurately set based on the deformation characteristics of the elastic arm and the inclination of the cam, and stable operation can be expected.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a highly reliable geared motor including a stable torque limiter using a ratchet.
本発明のギアードモータは、ケース内にモータと、該モータの回転を出力ギアに伝達する減速ギア列とを収納して構成されたギアードモータにおいて、減速ギア列内の１のギアが前段のギアと噛み合う大径歯車と後段のギアと噛み合う小径歯車とを備え、大径歯車は、端壁から外筒を延ばしたドラム状をなして、該外筒の外周に歯を備えるとともに内周にカム面を備え、端壁の中央には軸孔を有する軸受け部を備え、小径歯車は、基部と歯部とを軸方向に並べるとともに軸孔を有し、基部からは先端に爪を備える弾性のアームを周方向に延ばし、アームを大径歯車の外筒内に配置して爪をカム面に係合させることにより、１のギアにトルクリミッタが形成され、大径歯車と小径歯車はそれぞれの軸孔において共通の支持軸に直接支持されているものとした。 The geared motor of the present invention is a geared motor configured by housing a motor and a reduction gear train for transmitting the rotation of the motor to an output gear in a case, wherein one gear in the reduction gear train is a preceding gear. A large-diameter gear that meshes with a small-diameter gear that meshes with a rear-stage gear, and the large-diameter gear has a drum shape in which an outer cylinder is extended from an end wall, and has teeth on the outer periphery of the outer cylinder and a cam on the inner periphery. A small-diameter gear is provided with a shaft hole in the center of the end wall, and has a shaft hole and a claw at the tip from the base. By extending the arm in the circumferential direction, disposing the arm in the outer cylinder of the large-diameter gear and engaging the claw with the cam surface, a torque limiter is formed in one gear, and the large-diameter gear and the small-diameter gear are respectively It is directly supported by a common support shaft in the shaft hole. It was the thing.
本発明によれば、内部にラチェット機構を形成したギアの大径歯車と小径歯車がそれぞれ支持軸に直接支持されているので、両歯車の一方が他方を介して支持軸に支持される場合に比較して相互の傾きが低減される結果、傾きによるアームの爪とカム面の不整な係合に起因する伝達トルクの変動が抑えられてラチェット機構によるトルクリミッタ本来の安定作動が得られるとともに、当該ギアと前段や後段のギアとの噛み合いも正常姿勢で滑らかに保持される。 According to the present invention, since the large-diameter gear and the small-diameter gear of the gear having the ratchet mechanism formed therein are directly supported by the support shaft, respectively, when one of the two gears is supported by the support shaft via the other As a result of reducing the mutual inclination in comparison, fluctuation of the transmission torque due to the irregular engagement of the arm claw and the cam surface due to the inclination is suppressed, and the original stable operation of the torque limiter by the ratchet mechanism is obtained. The meshing between the gear and the front and rear gears is also maintained smoothly in a normal posture.
次に本発明を便座や便蓋等の開閉駆動用のギアードモータに適用した実施の形態について説明する。
図１は実施の形態の外観を示し、（ａ）は前方斜め上からの斜視図、（ｂ）は前方斜め下からの斜視図、そして（ｃ）は後方斜め下からの斜視図である。
すなわち、以下の実施の形態の説明においては、図１の（ａ）における左手前側を前方、右奥側を後方、左奥側を右方、右手前側を左方、そして上側を上方とする。
ギアードモータ１は、それぞれ樹脂製のアッパカバー１０、ミドルカバー３０、アッパハウジング４０、ロアハウジング７０およびロアカバー１１０からなるケース７内に後述するＤＣモータ２と減速ギア列６と角度センサ１８０を収容して構成される。ケース７の平面形は前辺が丸みを帯びた略矩形である。
Next, an embodiment in which the present invention is applied to a geared motor for opening and closing such as a toilet seat and a toilet lid will be described.
1A and 1B show the appearance of the embodiment, in which FIG. 1A is a perspective view from the upper front side, FIG. 1B is a perspective view from the lower front side, and FIG.
That is, in the following description of the embodiment, the left front side in FIG. 1A is the front, the right back side is the rear, the left back side is the right, the right front side is the left, and the upper side is the top.
The geared
アッパハウジング４０はロアハウジング７０上に重ねられ、アッパカバー１０はアッパハウジング４０の上に重ねられている。ミドルカバー３０はアッパハウジング４０の所定部位に重ねられている。
ロアハウジング７０の底壁７１には、便蓋等のヒンジ軸と接続する不図示の出力軸部材を挿通させる出力孔８４が開口する。
ロアカバー１１０はロアハウジング７０の底壁７１の出力孔８４まわりを除く一部を覆っている。
The
An
The
アッパカバー１０の下端には前壁１２ａの略中央、および右壁１２ｃ（図４参照））と後壁１２ｄとの角部に取り付け部１４ａが設けられ、左壁１２ｂと後壁１２ｄとの角部、および左壁１２ｂの前部に取り付け部１４ｂが設けられている。
取り付け部１４ａ、１４ｂは周壁（前壁１２ａ、左壁１２ｂ、右壁１２ｃ、後壁１２ｄ）が形成する略矩形の輪郭内にフランジ状に設定されている。
アッパカバー１０とアッパハウジング４０（およびミドルカバー３０）は取り付け部１４ａ、１４ｂにおいてネジ８ａ、８ｂにより共締めでロアハウジング７０と結合される。
アッパカバー１０の周壁における取り付け部１４ａ、１４ｂの上方部分は、ネジ８ａ、８ｂを締め付けるドライバの通過スペースとして、天壁１１まで延びる凹部２３となっている。
At the lower end of the
The
The
Upper portions of the
ロアハウジング７０の前壁７２ａの幅方向中央には底壁７１の底面から直線溝７３が１／２強の高さまで延びている。
ロアハウジング７０の後壁７２ｄは幅（左右）方向中間部が上下にわたって膨出した堤部７４を有する。
ケース７内部のＤＣモータ２および角度センサ１８０からの外部配線１０７が堤部７４の下端側部から引き出される。
At the center in the width direction of the
The
The
減速ギア列６は、後述するように、ＤＣモータ２のピニオンギア１２０と噛み合う第１ギア１２１から順次連なる第２ギア１２６、第３ギア１３０、第４ギア１５０および出力ギア１５５で構成される。第３ギア１３０を除く各ギアは樹脂製で、とくに第１、第２および第４ギア１２１、１２６、１５０はそれぞれ大径歯車と小径歯車を一体に備えている。第３ギア１３０については別途説明する。
As will be described later, the
図２はアッパカバー１０を取り外して減速ギア列６の一部を右後方斜め上から見た斜視図である。
アッパハウジング４０の後部には、ネジ２９で下面側に取り付けられたＤＣモータ２のピニオンギア１２０が上面側に突出し、左寄りに配置され支持軸１２４に支持された第１ギア１２１の大径歯車１２１ａがピニオンギア１２０と噛み合っている。
第１ギア１２１の小径歯車１２１ｂとアッパハウジング４０の前部に配置され支持軸１２７に支持された第２ギア１２６の大径歯車１２６ａが噛み合い、第２ギア１２６の小径歯車１２６ｂと右寄りに配置され支持軸１４９に支持された第３ギア１３０の大径歯車１３０ａが噛み合っている。
FIG. 2 is a perspective view in which the
At the rear of the
The small-
図３は第１ギア１２１の拡大断面図である。
第１ギア１２１は大径歯車１２１ａから上方に小径歯車１２１ｂが延びて、大径歯車１２１ａから小径歯車１２１ｂまでを軸孔１２２が貫通している。
大径歯車１２１ａの下端面には軸孔１２２の開口を囲む細幅のリング突起１２３が形成され、小径歯車１２１ｂの上端面にも同様に軸孔１２２の開口を囲むリング突起１２３が形成されている。
とくに詳細図示はしないが、後述する第２ギア１２６の小径歯車１２６ｂの下端面、第３ギア１３０の小径歯車１３０ｂの下端面、そして第４ギア１５０の大径歯車１５０ａの上端面および小径歯車１５０ｂの下端面にも、それぞれの軸孔の開口を囲む同様のリング突起が形成されている。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the
In the
A
Although not shown in detail, a lower end surface of a small-
図４はアッパカバー１０の下面図である。
周壁下端の取り付け部１４ａにはネジ８ａを貫通させる取付け孔１５ａが貫通し、取り付け部１４ｂにはネジ８ｂを貫通させる取付け孔１５ｂが貫通している。取付け孔１５ａの径は取付け孔１５ｂよりも大きい。
アッパカバー１０の天壁１１には、第１ギア１２１の支持軸１２４を支持するための支持ボス１６、第２ギア１２６の支持軸１２７を支持するための支持ボス１８、および第３ギア１３０の支持軸１４９を支持するための支持ボス２０が設けられている。
支持ボス１６、１８、２０の下端面には支持軸１２４、１２７、１４９の上端が挿入される軸穴１７、１９、２１が開口している。
支持ボス２０の下部は第２ギア１２６の大径歯車１２６ａとの干渉を避けるため、一部切り欠かれている。
FIG. 4 is a bottom view of the
An
The
Shaft holes 17, 19, and 21 into which the upper ends of the
The lower portion of the
なお、上述した支持ボス１６等はアッパカバー１０の樹脂成型の際に一体に形成される。アッパハウジング４０、ミドルカバー３０およびロアハウジング７０における後述の各支持ボスについても同様である。
また、ケース７を構成する各部材には、剛性確保のため、それぞれ複数のリブが形成されているが、これについては説明を省く。
The above-described
Further, each member constituting the case 7 is formed with a plurality of ribs for securing rigidity, but the description thereof will be omitted.
図５はミドルカバー３０を取り付けたアッパハウジング４０の上面図である。
ミドルカバー３０はアッパハウジング４０の左前部に重ねられている。
ミドルカバー３０の前端部にはアッパカバー１０の取付け孔１５ａに対応する取付け孔３２ａを有する取り付け部３１ａが設けられ、左端部にはアッパカバー１０の取付け孔１５ｂに対応する取付け孔３２ｂを有する取り付け部３１ｂが設けられている。
アッパハウジング４０にはアッパカバー１０の取付け孔１５ａに対応する取付け孔４２ａを有する取り付け部４１ａと、取付け孔１５ｂに対応する取付け孔４２ｂを有する取り付け部４１ｂとが設けられている。
FIG. 5 is a top view of the
The
An
The
アッパカバー１０を重ねたときミドルカバー３０の取り付け部３１ａ、３１ｂおよびアッパハウジング４０の取り付け部４１ａ、４１ｂの各上面に、アッパカバー１０の対応する取り付け部１４ａ、１４ｂが着座するように設定してある。
ミドルカバー３０の取り付け部３１ａから取り付け部３１ｂに至る区間の周縁は所定量切り欠かれ、これに対応するアッパハウジング４０の周縁も同様に切り欠かれている。
ミドルカバー３０の当該区間にはアッパカバー１０の周壁下端が延び、アッパハウジング４０の当該区間にはロアハウジング７０の周壁上端が延びてカバーする。
The
The peripheral edge of the section from the
A lower end of the peripheral wall of the
アッパハウジング４０の後部には、モータ軸貫通孔４４とこれを挟んだ点対称位置に取付け孔４５が設けてある。ＤＣモータ２の上端壁に設けられたネジ孔５（図９参照）に取付け孔４５を通してネジ２９を締め付けることによりＤＣモータ２がアッパハウジング４０の下面に固定される。
アッパハウジング４０にはさらにモータ軸貫通孔４４の前方左寄りに第１ギア１２１の支持軸１２４を支持するための支持ボス４６が立ち上がり、支持ボス４６の上端面には支持軸の下端が挿入される軸穴４７が開口している。
アッパハウジング４０の前後方向中央の右寄りには第３ギア１３０を貫通させるギア貫通孔４８が設けられている。
In the rear part of the
A
A gear through
ミドルカバー３０には第２ギア１２６の支持軸１２７を支持するための支持ボス３３が立ち上がっている。支持ボス３３の上端面には支持軸１２７の下端が挿入される軸穴３４が開口している。
支持ボス４６とギア貫通孔４８の中間位置に位置決めピン４９が形成され、ミドルカバー３０の後端部にはこれに整合する位置決め孔３５が形成されている。これにより、アッパハウジング４０に形成された第１ギア１２１の支持ボス４６（軸穴４７）とミドルカバー３０に形成された第２ギア１２６の支持ボス３３（軸穴３４）間の位置精度が確保される。
A
A
図６はミドルカバー３０を取り外したアッパハウジング４０単体の上面を左前方斜め上から見た斜視図、図７はアッパハウジング４０の下面を左前方斜め下から見た斜視図、図８はミドルカバー３０を裏返してその下面を示す斜視図である。
図６に示すように、アッパハウジング４０の上面側の前部には略円形の凹部５０が形成され、凹部５０の底壁５１からは円筒部５２が立ち上がっている。
円筒部５２の略前後方向で対向する２箇所には、上端から底壁５１近傍まで延びる所定幅の切込み５３（５３ａ、５３ｂ）が形成されている。
円筒部５２は下方に延びて、アッパハウジング４０の下面から所定長さ突出する。円筒部５２における切込み５３の下端より下部は上部よりも小径とされ、出力ギア１５５の上部軸受け部５５となっている。
6 is a perspective view of the upper surface of the
As shown in FIG. 6, a substantially circular
Cut portions 53 (53a, 53b) having a predetermined width extending from the upper end to the vicinity of the
The
アッパハウジング４０におけるミドルカバー３０が重なる部位には、アッパカバー１０の取付け孔１５ａに対応する取付け孔４２ａを有する取り付け部４１ａと、取付け孔１５ｂに対応する取付け孔４２ｂを有する取り付け部４１ｂとが設けられている。取付け孔４２ａと取付け孔４２ｂはそれぞれミドルカバー３０の取付け孔３２ａと取付け孔３２ｂと整合する。
In the
図８に示すように、ミドルカバー３０の下面にはアッパハウジング４０の円筒部５２の上端を収容するリング溝３６が設けられている。
リング溝３６には径方向にブリッジが横切っている。すなわち、円筒部５２の一方の切込み５３ａに対応する位置に当該切込み５３ａに受入可能な小幅のブリッジ３７ａが設けられ、他方の切込み５３ｂに対応する位置には当該切込み５３ｂの幅よりも大きい大幅のブリッジ３７ｂが設けられている。大幅のブリッジ３７ｂは上面側の支持ボス３３の下面に相当する位置に設定してある。
先の図６に示すように、アッパハウジング４０の円筒部５２上端には切込み５３ｂを中央にしてミドルカバー３０の大幅のブリッジ３７ｂを受け入れる幅の切り欠き５４が形成されている。
アッパハウジング４０の下面については後述する。
As shown in FIG. 8, the lower surface of the
A bridge crosses the
As shown in FIG. 6, a
The lower surface of the
図９はロアハウジング７０内の減速ギア列６の配置を示す上面図、図１０はロアハウジング７０を取り外してアッパハウジング４０下の減速ギア列６を下方から見た下面図である。図９にはアッパハウジング４０のギア貫通孔４８を上下に貫通した第３ギア１３０も示している。
アッパハウジング４０の下側において、第３ギア１３０の小径歯車１３０ｂとケース７の前部右寄りに配置され支持軸１５１に支持された第４ギア１５０の大径歯車１５０ａが噛み合い、第４ギア１５０の小径歯車１５０bと前部左寄りに配置された出力ギア１５５が噛み合っている。
9 is a top view showing the arrangement of the
On the lower side of the
アッパハウジング４０の下面からは、図７に示すように、前部右寄りに第４ギア１５０の支持軸１５１の上端を支持する支持ボス５８が設けられ、その下端面には軸穴５９が開口している。また、前部左寄りには、出力ギア１５５に対する円筒状の上部軸受け部５５が支持ボス５８の下端面と略同レベルからさらに下方に延びている。上部軸受け部５５の支持ボス５８に対向する部位には根元から下端まで周方向所定幅の切り欠き５６が形成されている。
アッパハウジング４０下面の後部はＤＣモータ２を収容するモータ上部収容部６０となっている。
From the lower surface of the
A rear portion of the lower surface of the
図１１はロアハウジング７０を前方斜め上から見た斜視図である。
ロアハウジング７０の周壁には、その内面から内側に膨出してアッパカバー１０の各取付け孔１５ａ、１５ｂに対応するネジ穴７８ａ、７８ｂを上端面に開口させた取り付け部７７ａ、７７ｂが設けられている。
なお、各取り付け部７７ａ、７７ｂの上端面は周壁の上端に位置し、アッパハウジング４０を重ねたときアッパハウジング４０の取り付け部４１ａ、４１ｂの下面が着座するように設定してある。
取り付け部７７ａのネジ穴７８ａの開口は突出リング７９で囲まれており、アッパカバー１０の取付け孔１５ａ、ミドルカバー３０の取付け孔３２ａおよびアッパハウジング４０の取付け孔４２ａの各内径はこの突出リング７９の外経と整合するように設定してあり、各取付け孔が突出リング７９に嵌ることにより、アッパカバー１０、ミドルカバー３０、アッパハウジング４０およびロアハウジング７０が互いに位置決めされる。
FIG. 11 is a perspective view of the
On the peripheral wall of the
The upper end surfaces of the
The opening of the
ロアハウジング７０の底壁７１の後部にはＤＣモータ２の外周を囲むモータ下部収容部８０が設けられ、モータ下部収容部８０は大経の貫通孔を呈している。
底壁７１の前左寄りには出力ギア１５５に対する円形凹部状の下部軸受け部８２が設けられ、下部軸受け部８２の下端壁８３の中央は出力孔８４が貫通している。出力孔８４は、出力ギア１５５の後述する連結穴１６１へ出力軸部材を挿入可能とするように、連結穴１６１よりわずかに大きい径を有している（図１６、図１９参照）。
下部軸受け部８２に隣接して、底壁７１の前右寄りには第４ギア１５０の支持軸１５１を支持する支持ボス９０が設けられ、その上端面に軸穴９１が開口している。
A motor
A circular bearing-shaped
A
さらに、支持ボス８５の後方には第３ギア１３０の支持軸１４９を支持する支持ボス８５が設けられ、その上端面に軸穴８６が開口している。
支持ボス８５が立ち上がっている第１領域Ｓ１は、下部軸受け部８２が開口し支持ボス９０が形成されている第２領域Ｓ２よりも上方にオフセットして、その下側に空間を形成している。このオフセットによる段差部は、支持ボス８５と支持ボス９０間に挟まれた所定範囲にわたって切り欠き窓８８とされて、上下空間を連通させている。
なお、参考のため、図１１には切り欠き窓８８に臨む後述のセンサ歯車１８７を示している。
第１領域Ｓ１の所定範囲に対応する下面側には回転センサの取付座９２が設けられ、取付座９２の角部がモータ下部収容部８０の下端に突出している。
Further, a
The first region S1 where the
For reference, FIG. 11 shows a
A rotation
図１２はロアハウジング７０を左方斜め下から見た斜視図である。
底壁７１は、前部から左部にかけての出力孔８４を含む所定範囲を除いた領域を、外面（底面）より上方にオフセットさせてロアカバー取り付け面９７としている。ロアカバー取り付け面９７にはアクセス窓９８が開口し、ロアカバー取り付け面９７より所定距離上方に位置する取付座９２が覗かれる。
取付座９２からはピン９３ａ、９３ｂが下方に延びている。ピン９３ａとピン９３ｂとは径を異ならせてある。
また、取付座９２には上方への凹部９４が形成され、凹部９４の天壁９５は上面における第１領域Ｓ１の一部を形成し、この天壁９５にセンサ歯車１８７の軸１８８ａ（図１８参照）を支持する軸穴９６が設けられている。切り欠き窓８８は凹部９４の側壁から天壁９５の軸穴９６近傍に及んでいる。
FIG. 12 is a perspective view of the
In the
From the mounting
Further, the mounting
ロアカバー取り付け面９７におけるアクセス窓９８の周縁は所定量下方にオフセットさせたシール面９７ａとなっている。シール面９７ａにはシールリング１１９（図１９参照）が配置される。
ロアカバー取り付け面９７の角部４箇所にはネジ穴９９ａ、９９ｂが開口している。そのうち、右前と左後のネジ穴９９ａは開口端に大径凹部１００を有している。
ロアカバー取り付け面９７には後壁７２ｄ（堤部７４）に沿って外部配線１０７を案内するガイド溝１０２が形成され、その一端は左右方向略中間位置でシール面９７ａを横切ってアクセス窓９８に連なり、他端が左後部のネジ穴９９ａの近傍で後壁７２ｄの下端に設けた切り欠き１０３から外部に開口している。
The peripheral edge of the
Screw holes 99a and 99b are opened at four corners of the lower
The lower
図１３はロアカバー１１０の上面を示す斜視図である。
ロアカバー１１０はロアハウジング７０のロアカバー取り付け面９７の輪郭に合わせた外形を有して、角部にはロアハウジング７０のネジ穴９９ａ、９９ｂに対応させて、ネジ２５を貫通させる取付け孔１１２ａ、１１２ｂを有する取り付け部１１１ａ、１１１ｂが設けられている。
右前と左後の取付け孔１１２ａは、その開口端に、ロアハウジング７０のネジ穴９９ａの大径凹部１００に対応する突出リング１１３を備えており、突出リング１１３と大径凹部１００の嵌め合いにより、ロアカバー１１０がロアハウジング７０に対して正確に位置決めされる。
FIG. 13 is a perspective view showing the upper surface of the
The
The right front and left
ロアカバー１１０の外周縁より内側には所定高さのフランジ１１４が形成され、フランジ１１４の外周面はロアハウジング７０のアクセス窓９８の穴縁に沿うように設定してあり、フランジ１１４に沿った外側をシール面１１８として、ロアハウジング７０のシール面９７ａとの間にシールリング１１９が配置される。
フランジ１１４の内側には、ロアハウジング７０のピン９３ａ、９３ｂに対応する位置に押さえボス１１５ａ、１１５ｂを設けてある。押さえボス１１５ａ、１１５ｂの高さは、ロアハウジング７０の取付座９２に角度センサ１８０の後述する基板１８１が取り付けられた状態で、ロアカバー１１０をロアカバー取り付け面９７に取り付けたとき、上端面が基板１８１の下面に当接するように設定してある。押さえボス１１５ａ、１１５ｂの上端面にはピン９３ａ、９３ｂを受容する穴１１６ａ、１１６ｂが開口している。
なお、図中１１７はリブが角度センサ１８０のセンサ歯車１８７の軸１８８ｂ（図１８参照）との干渉を避ける逃げ部である。
A
On the inner side of the
In the figure, reference numeral 117 denotes an escape portion for avoiding interference between the rib and the
図１４は第３ギア１３０の詳細を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ部断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ部断面図である。
第３ギア１３０は、例えばポリアセタール樹脂製の大径歯車１３０ａと、これとは別体の小径歯車１３０ｂとからなり、小径歯車１３０ｂはさらに大径歯車１３０ａと同一樹脂製のラチェット部材１３７と焼結金属製のピニオン１４６からなっている。
大径歯車１３０ａは、環状の端壁１３２と、端壁１３２の外周縁から下方に延びるドラム状の外筒１３１を備え、下方が開口したカップ状である。その外筒１３１の外周に歯を備えるとともに、端壁１３２の中央からは中心に軸孔１３４を有する軸受け部１３３が下方に延びて内筒１３３ａを形成している。すなわち、軸孔１３４は端壁１３２の上端から内筒１３３ａの下端まで連続して形成され、ラジアル方向の軸受として機能する。大径歯車１３０ａは軸孔１３４に挿通される支持軸１４９に直接支持されて回転可能である。
端壁１３２の壁厚限りの軸孔と比較して、内筒１３３ａの分だけ軸孔１３４が格段に長くなるので、軸心精度が高く、支持軸１４９に対して倒れ（傾き）が生じない。
14A and 14B show details of the
The
The large-
Compared with the shaft hole of the wall thickness of the
また、内筒１３３ａは、後述するアーム１３９および爪１４０と径方向で重なるまで軸方向に延びているので、第３ギア１３０全体の軸方向サイズを大きくすることなく、軸孔１３４を長くすることができる。つまり、アーム１３９および爪１４０の内周側の一部を用いて内筒１３３ａを配置している。なお、内筒１３３ａをアーム１３９および爪１４０と径方向で重なるまで軸方向に延ばしたため、ラチェット部材１３７の上端面中央から下方に筒状の大経部１４２を有する凹部が設けられる。大経部１４２は内筒１３３ａの軸方向長さより長いため、内筒１３３ａの下端がラチェット部材１３７の大径部１４２で構成される凹部の底部に当接しない。
Further, since the
なお、大経部１４２もアーム１３９および爪１４０と径方向で重なるまで軸方向に延びている。つまり、大径部１４２で構成される凹部は基部１３８の内周まで延びている。このため、基部１３８の上方部分の径方向の厚みが基部１３８の下方部分の径方向の厚みよりも小さい。しかし、大経部１４２がアーム１３９および爪１４０の内周側まで延びる長さはアーム１３９および爪１４０の軸方向厚みの半分未満であるとともに、大径部１４２で構成される凹部はアーム１３８を基準として後述する接続部１４３側（下方）と逆方向（上方）に位置するため、接続部１４３側からアーム１３８までの強度は確保され、アーム１３９および爪１４０の傾きを低減できる。
端壁１３２の上面は軸孔１３４の開口を囲む所定範囲がわずかに突出し、リング突起１３２ａを構成している。なお、第２ギア１２６の大径歯車１２６ａの径方向端部はリング突起１３２ａの上方まで延びる。
外筒１３１の内面すなわち大径歯車１３０ａの内周には開口端すなわち外筒１３１の下端から端壁１３２の下面までカム面１３５が形成されている。
Note that the
A predetermined range surrounding the opening of the shaft hole 134 slightly protrudes from the upper surface of the
A
ラチェット部材１３７は、基部１３８と、基部１３８の下端から下方に延びて内面にピニオン１４６の歯と同断面形状のスプライン１４４（図１４の（ｃ））を形成した筒状の接続部１４３とからなる。ピニオン１４６の歯およびスプライン１４４は軸方向に延びる。
基部１３８の外周からは、とくに図１４の（ｂ）に示すように、それぞれ先端に大径歯車１３０ａのカム面１３５と係合する爪１４０を備える３本のアーム１３９が周方向等間隔に同一の周方向に延びている。
アーム１３９の軸方向位置は基部１３８の上端と接続部１４３との間にそれぞれ所定の間隙をもつように設定してある。
The
From the outer periphery of the
The axial position of the
基部１３８の軸心には支持軸１４９を貫通させる貫通孔１４１が形成される貫通孔１４１の上方に位置する大経部１４２は、大径歯車１３０ａの端壁１３２から突出する内筒１３３ａの外周と隙間を有して対向する。本実施例では、大経部１４２と内筒１３３ａ間の間隙は後述するピニオン１４６の軸孔１４７と支持軸１４９間の間隙より２倍以上広くしている。
なお、大経部１４２を設けたにもかかわらず基部１３８の外周は端壁１３２に達するまで軸方向に延びているので、アーム１３９は爪１４０の軸方向の厚みと同じ厚みのまま基部１３８に連なっている。このため、爪１４０がカム面１３５から受ける径方向の力によってアーム１３９が傾くことによる、基部１３８に対する爪１４０の傾きを低減できる。
A
In addition, since the outer periphery of the
こうして、内周側から、支持軸１４９、貫通孔１４１、基部１３８、アーム１３９、爪１４０が径方向に重なる。
大経部１４２の上端面と端壁１３２の下面が軸方向に対向して大径歯車１３０ａと小径歯車１３０ｂの軸方向の位置を規制するスラスト軸受として機能する。
また、大径歯車１３０ａのリング突起１３２ａとアッパカバー１０の支持ボス２０が軸方向に対向して第３ギア１３０の軸方向上方への位置を規制するスラスト軸受として機能し、ピニオン１４６の下側のリング突起１４８とロアハウジング７０の支持ボス８５が軸方向に対向して第３ギア１３０の軸方向下方への位置を規制するスラスト軸受として機能する。
Thus, the
The upper end surface of the
In addition, the
大径歯車１３０ａのリング突起１３２ａとアッパカバー１０の支持ボス２０が軸方向に当接するとともに、ピニオン１４６の下側のリング突起１４８とロアハウジング７０の支持ボス８５が当接すると、大経部１４２の上端面と端壁１３２の下面は軸方向に隙間を有して対向する。この状態で、爪１４０の下端はカム面１３５の下端より上側に位置する。このため、大径歯車１３０ａと小径歯車１３０ｂの軸方向の相対的位置がずれても、爪１４０は軸方向の厚み（上端から下端まで）の全域がカム面１３５と係合する。
大経部１４２の上端は爪１４０およびアーム１３９の上端より上方まで延びるため、大経部１４２の上端面が端壁１３２の下面に当接しても爪１４０およびアーム１３９の上端が端壁１３２の下面に接触しない。
When the
Since the upper end of the
ピニオン１４６は外周に歯を備え、軸心が軸受として機能する。ピニオン１４６は軸心を貫通する筒状の軸孔１４７を有して、軸孔１４７に挿通される支持軸１４９に回転可能に支持される。ピニオン１４６の下端面には、軸孔１４７の開口を囲むリング突起１４８が形成されている。
ピニオン１４６はその上部をラチェット部材１３７の接続部１４３に圧入されて、スプライン結合により回り止め部を構成して一体回転可能となっており、小径歯車１３０ｂはこのピニオン１４６が第４ギア１５０の大径歯車１５０ａと噛み合う。このとき、ピニオン１４６の歯面のみがスプライン１４４に圧入され、歯先と歯底はスプライン１４４と径方向に隙間を有している。
なお、ピニオン１４６の上端面にもリング突起１４８を形成し、軸方向対称形としてあるので、ラチェット部材１３７と結合する際にピニオン１４６の向きを確認する手間が不要となる。
The
An upper portion of the
Since the
なお、ラチェット部材１３７とピニオン１４６が一体となった小径歯車１３０ｂは、ピニオン１４６の軸孔１４７において支持軸１４９に支持されるので、ラチェット部材１３７の貫通孔１４１が支持軸１４９に支持される（ラジアル軸受として機能する）必要はない。逆に貫通孔１４１と支持軸１４９間に間隙を設けて、貫通孔１４１と支持軸１４９が当接することにより、支持軸１４９に対して小径歯車１３０ｂ（ラチェット部材１３７）が傾くことを避けている。本実施例では、貫通孔１４１と支持軸１４９間の間隙はピニオン１４６の軸孔１４７と支持軸１４９間の間隙より２倍以上広くしている。これは、基部１３８の外周からアーム１３９が延びるため樹脂成型による基部１３８のヒケが不均一になる場合があり、貫通孔１４１の真円度が低下するので貫通孔１４１と支持軸１４９が接触しない程度の大きな間隙が求められることによる。
The
一方、ピニオン１４６は金属製のため、その軸孔１４７の内面は容易に高い精度が得られる。ピニオン１４６の軸孔１４７の内面と支持軸１４９間の隙間は、小径歯車１３０ｂ（ラチェット部材１３７）の傾きを抑えるために、貫通孔１４１と支持軸１４９間の隙間より狭くしている。つまり、ラチェット部材１３７の貫通孔１４１の精度を高めることが困難な場合でも、支持軸１４９間との隙間が小さいピニオン１４６の軸孔１４７によってピニオン１４６の傾きが低減されるため、ピニオン１４６と一体に構成されるラチェット部材１３７の傾きも低減される。 ピニオン１４６は大径歯車１５０ａと係合するラチェット部材１３７を上端に支持することになるので、全長が長いほど軸心精度が高くなる。また、ピニオン１４６は、歯が軸線から放射状に等間隔で構成された平歯車であるため、焼結成型による変形が生じにくく、寸法精度を高くすることができる。なお、ピニオン１４６を樹脂成型で構成した場合でも同様の効果が得られる。
On the other hand, since the
なお、ラチェット部材１３７とピニオン１４６を樹脂で一体成型して第３ギア１３０を構成した場合は、例えば基部１３８の外周からアーム１３９が構成されるなど、第３ギア１３０が複雑な形状であるため、支持軸１４９との当接部（軸受）などにヒケによる変形が生じやすい。
本実施例では、ラチェット部材１３７とピニオン１４６を別体としているので、ピニオン１４６の特に支持軸１４９との当接部（軸孔１４７）を精度よく形成できる。
When the
In the present embodiment, since the
小径歯車１３０ｂは、ラチェット部材１３７の基部１３８の上端を大径歯車１３０ａの端壁１３２の下面に当接させて軸方向の位置決めがなされ、アーム１３９をカム面１３５に対向させる。
これにより、通常はロック状態となって小径歯車１３０ｂと大径歯車１３０ａが一体に回転するが、大径歯車１３０ａと小径歯車１３０ｂ間に所定以上の相対回転トルクが加わったときにはアーム１３９が弾性変形して爪１４０がカム面１３５を滑って相対回転するトルクリミッタＴＬが形成されている。
The small-
As a result, the
なお、大径歯車１３０ａのカム面１３５は、アーム１３９が基部１３８から延びる方向（図１４の（ｂ）における時計方向）に小径歯車１３０ｂが回転した場合に爪１４０と係合する面の（小径歯車１３０ｂの回転中心を中心とする円周との）傾きが小さく、アーム１３９が基部１３８から延びる方向と逆の方向（図１４の（ｂ）における反時計方向）に小径歯車１３０ｂが回転した場合に爪１４０と係合する面の傾きが大きい。これにより、アーム１３９が弾性変形して爪１４０がカム面１３５を滑り相対回転するトルクは小径歯車１３０ｂの回転方向によらず同じになっている。このため、便座や便蓋を急に開けた場合と急に閉めた場合のどちらでも、大径歯車１３０ａと小径歯車１３０ｂ間に所定以上の相対回転トルクが加わったときにはアーム１３９が弾性変形して爪１４０がカム面１３５を滑って相対回転する。
上記の所定以上の相対回転トルクとしては、便座や便蓋を持ち上げることが可能なトルクより大きなトルクに設定される。
The
The relative rotational torque above the predetermined value is set to a torque larger than the torque that can lift the toilet seat and the toilet lid.
つぎに、出力ギア１５５の詳細について説明する。
出力ギア１５５は、それぞれ樹脂製の歯車本体１５６とアダプタ１６５とからなる。
図１５は出力ギア１５５を示し、（ａ）は外観図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は上面図、（ｄ）は下面図、（ｅ）はアダプタ１６５の斜視図である。
歯車本体１５６は外周に歯を備える基部１５７から軸心を一致させて軸方向上方に上部軸１５８を延ばし、軸方向下方に下部軸１６０を延ばしている。
上部軸１５８は筒状で、その内面にスプライン歯１５９を備えており、また外周の根元には当該上部軸１５８よりも大径の大径部１５８ａが設けられている。
下部軸１６０の下端外周は段差を設けてシールリング１７５を保持するシール保持部１６０ｂとなっている。
下部軸１６０の下端中心には出力軸部材を挿し込むための連結穴１６１が開口している。とくに図１５の（ｄ）に示すように、連結穴１６１は２面幅部１６２を有し、２面幅部１６２の中央には軸方向にキー溝１６３が形成されている。連結穴１６１は基部１５７内にまで延びている。
Next, details of the
The
15A and 15B show the
The
The
The outer periphery of the lower end of the
A
とくに図１５の（ｂ）、（ｅ）に示すように、アダプタ１６５は、上部軸１５８と略同径のヘッド１６６から当該ヘッド１６６より小径の接続部１６７を軸方向下方に延ばして構成され、接続部１６７の外周に上部軸１５８のスプライン歯１５９に対応するスプライン歯１６８を備えている。
ヘッド１６６には、直径線上の外周面にそれぞれ軸方向に延びるピン保持溝１６９が形成されている。ピン保持溝１６９は半円断面を有している。
なお、アダプタ１６５は全長にわたって肉抜き孔１７０を有している。
アダプタ１６５は、ヘッド１６６の下端面が上部軸１５８の上端面に当接するまで、その接続部１６７を上部軸１５８に挿通して、スプライン結合により歯車本体１５６と一体になる。
In particular, as shown in FIGS. 15B and 15E, the
In the
The
The
図１６はケース７内に形成された減速ギア列６の展開図である。
ＤＣモータ２は、その上端壁にモータ出力軸３と同軸の円形外周を有する突出部４を備え、突出部４をアッパハウジング４０のモータ軸貫通孔４４に嵌め込むことにより、モータ出力軸３に嵌め込んだピニオンギア１２０を位置決めする。
大径歯車１２１ａがピニオンギア１２０と噛み合う第１ギア１２１は、アッパカバー１０の支持ボス１６とアッパハウジング４０の支持ボス４６とに上下両端を支持された支持軸１２４まわりに回転可能である。
FIG. 16 is a development view of the
The
The
以下、第１ギア１２１に順次噛み合う第２ギア１２６は、アッパカバー１０の支持ボス１８とミドルカバー３０の支持ボス３３とに上下両端を支持された支持軸１２７まわりに回転可能、第３ギア１３０はアッパカバー１０の支持ボス２０とロアハウジング７０の支持ボス８５とに上下両端を支持された支持軸１４９まわりに回転可能である。
すなわち、第１、第２、第３ギアの支持軸１２４、１２７、１４９の各上端は共通のケース部材であるアッパカバー１０に形成された支持ボスに支持されている。
第４ギア１５０はアッパハウジング４０の支持ボス５８とロアハウジング７０の支持ボス９０とに上下両端を支持された支持軸１５１まわりに回転可能となっている。
Hereinafter, the
That is, the upper ends of the
The
支持ボス４６の上端面と対向する第１ギア１２１の軸端（ここでは大径歯車１２１ａの下端面）には、図３に示したように、支持軸１２４が貫通する軸孔１２２の開口を囲む細幅のリング突起１２３が形成され、支持ボス１６の下端面と対向する軸端（小径歯車１２１ｂの上端面）にも軸孔１２２の開口を囲むリング突起１２３が形成されているので、回転時の摩擦が低減する。
同様に、支持ボス３３の上端面と対向する第２ギア１２６の小径歯車１２６ｂの下端面、支持ボス８５の上端面と対向する第３ギア１３０の小径歯車１３０ｂ（ピニオン１４６）の下端面、そして第４ギア１５０の支持ボス９０の上端面と対向する小径歯車１５０ｂの下端面および支持ボス５８の下端面と対向する大径歯車１５０ａの上端面にも、それぞれリング突起が形成されているので、回転時の摩擦が低減する。
At the shaft end of the first gear 121 (here, the lower end surface of the
Similarly, the lower end surface of the
そして、第１ギア１２１から第４ギア１５０は、それぞれの上下両軸端の一方が対応する支持ボスの端面に当接するとき他方の軸端が対応する支持ボスの端面に直近で対向するように設定され、これにより、それぞれの軸方向（上下方向）位置がその支持軸の上下を支持する支持ボスで規制されている。
すなわち、第３ギア１３０の場合には、小径歯車１３０ｂを構成するピニオン１４６の下端（リング突起１４８）がロアハウジング７０の支持ボス８５の上端面に対向し、大径歯車１３０ａの上端がアッパカバー１０の支持ボス２０の下端面に対向して軸方向が位置決めされる。
The
That is, in the case of the
最後に、第４ギア１５０の小径歯車１５０ｂと噛み合う出力ギア１５５は、シール保持部１６０ｂに弾性体のシールリング１７５を保持して下部軸１６０をロアハウジング７０の下部軸受け部８２に支持され、上部軸１５８をアッパハウジング４０の上部軸受け部５５に支持されて回転可能となっている。
出力ギア１５５は、下部軸１６０の下端面が下部軸受け部８２の下端壁８３に着座し、上部軸１５８根元の大経部１５８ａの上端面が上部軸受け部５５を形成する円筒の下端面と直近で対向して、軸方向位置が規制されている。
出力ギア１５５の連結穴１６１には不図示の出力軸部材が挿入され、出力軸部材と出力ギア１５５は一体的に回転可能となる。
減速ギア列６の各ギアはその回転中心および各支持軸がすべて平行に構成されている。
なお、第１ギア１２１から第４ギア１５０を支持する各支持軸１２４、１２７、１４９、１５１はＳＵＳなどの金属（鋼）製である。
Finally, the
In the
An output shaft member (not shown) is inserted into the
Each gear of the
The
つぎに、出力ギア１５５のアダプタ１６５はそのヘッド１６６が上部軸受け部５５を貫通してアッパハウジング４０上面側の円筒部５２内に延びて、出力ギア１５５の回動角度範囲を規制する回転規制機構ＲＬの一部を構成している。
図１７はミドルカバー３０を外してアダプタ１６５（ヘッド１６６）まわりの回転規制機構ＲＬを示す部分上面図である。
ヘッド１６６とアッパハウジング４０の円筒部５２間には所定幅Ｗのリング状間隙が設けられており、円筒部５２の外周には金属製の円筒１７４が嵌め込まれている。
ヘッド１６６のピン保持溝１６９にはローラピン１７２が配置され、円筒部５２の切込み５３ａ、５３ｂにもローラピン１７３が配置されている。半円断面のピン保持溝１６９に配置されたローラピン１７２は断面半部がヘッド１６６の外周面からリング状間隙内に張り出すが、リング状間隙の所定幅Ｗはローラピン１７２の略半径相当に設定されており、ローラピン１７２はピン保持溝１６９に保持されて脱落することなく出力ギア１５５の軸心まわりにヘッド１６６とともに回転する。
Next, the
FIG. 17 is a partial top view showing the rotation restricting mechanism RL around the adapter 165 (head 166) with the
A ring-shaped gap having a predetermined width W is provided between the
A
円筒部５２の壁厚はローラピン１７３の径より小さく設定されており、円筒１７４により外方への移動を規制されたローラピン１３３は円筒部５２の内面からリング状間隙内に張り出している。これにより、出力ギア１５５は、ピン保持溝１６９に保持されたローラピン１７２が円筒部５２の２つの切込み５３ａ、５３ｂの一方に配置されたローラピン１７３に当接した位置から他方に配置されたローラピン１７３に当接する位置までの１８０°弱の角度に、最大回転可能範囲が規制される。
ローラピン１７２と１７３は径および長さとも同サイズで、軸方向に対称な形状とすれば、管理も容易となり、組み付けミスの心配もない。
なお、図１６に示すように、アッパハウジング４０の円筒部５２はその上端がミドルカバー３０下面のリング溝３６に収容されて、薄肉でも倒れが生じないようになっている。
The wall thickness of the
If the roller pins 172 and 173 have the same size and the same length and are symmetrical in the axial direction, management becomes easy and there is no fear of assembly errors.
As shown in FIG. 16, the upper end of the
以上の構成になる減速ギア列６により、ＤＣモータ２の回転は減速して出力ギア１５５に伝達され、出力軸部材を介して出力ギア１５５に連結される便座または便蓋を、回転規制機構ＲＬによる最大回転可能範囲内で、略水平位置から９０°を越える所定角度位置まで駆動することができる。
また第３ギア１３０に所定以上のトルクが加わったとき大径歯車１３０ａと小径歯車１３０ｂ間が相対回転するトルクリミッタＴＬが形成されているので、ＤＣモータ２の停止状態で便座等を急に開閉したり、ＤＣモータ２による駆動方向と逆方向に便座等を開閉した場合でも、ＤＣモータ２や各ギア、その支持軸あるいは支持ボス等に過大な力がかかることによる破損が防止される。
The rotation of the
In addition, since a torque limiter TL is formed that rotates relatively between the large-
角度センサ１８０は、第４ギア１５０に関連させて配置してある。
図１８に示すように、角度センサ１８０は、配線をプリントした剛性の基板１８１の下にポテンショメータ１８５を備えるとともに、上下の軸１８８ａ、１８８ｂを有するセンサ歯車１８７を備え、下側の軸１８８ｂを上方から基板１８１とポテンショメータ１８５に貫通させている。
基板１８１にはロアハウジング７０のピン９３ａ、９３ｂに対応するピン孔１８２ａ、１８２ｂ（図１９参照）が設けられており、ピン９３ａ、９３ｂにピン孔１８２ａ、１８２ｂを嵌め込むことにより、第４ギア１５０に対して角度センサ１８０が位置決めされる。この際、ピン９３ａとピン９３ｂは径が異なるので、誤組み付けされることはない。
また、ロアカバー１１０の押さえボス１１５ａ、１１５ｂがピン９３ａ、９３ｂを受容して基板１８１を取付座９２に押し付けるので、上下方向にも角度センサ１８０が位置決めされる。
The
As shown in FIG. 18, the
The
Further, since the
センサ歯車１８７の上側の軸１８８ａはロアハウジング７０における凹部９４の天壁９５に形成された軸穴９６に回転可能に支持されている。
ロアハウジング７０に形成された切り欠き窓８８に第４ギア１５０（小径歯車１５０ｂ）の下端部が臨んでおり、これにセンサ歯車１８７が噛み合う。
センサ歯車１８７の回転中心および軸１８８ａ、１８８ｂは減速ギア列６の各ギアと平行である。
ポテンショメータ１８５は内部の不図示のロータリー部がセンサ歯車１８７の下側の軸１８８ｂと一体に回転するようになっており、その回転角度を検出、出力する。具体的にはポテンショメータ１８５は可変抵抗器であり、センサ歯車１８７の回転角度、つまり出力ギア１５５の回転角度に応じた抵抗値となる。
The
The lower end portion of the fourth gear 150 (small-
The rotation center of the
The
なお、ポテンショメータ１８５は検出可能な絶対角度範囲が１回転（３６０°）内に限定されているので、出力ギア１５５がその最大回転可能範囲の角度まで回転したとき出力ギア１５５から第４ギア１５０を経てセンサ歯車１８７に至る間の増速比によるセンサ歯車１８７の回転角度が３６０°未満となるように、それぞれの歯数が設定される。
また、減速ギア列６はトルクリミッタＴＬを含んでいるが、このトルクリミッタＴＬはセンサ歯車１８７が噛み合う第４ギア１５０よりＤＣモータ２側の第３ギア１３０に形成されているので、出力ギア１５５と第４ギア１５０間に滑りを発生させることはなく、出力ギア１５５の回転位置を角度センサ１８０によって常に高精度で検出することができる。
Since the
The
図１９はロアカバー１１０を取り外して示すギアードモータ１の下面（底面）図である。
出力孔８４には出力ギア１５５の下部軸１６０の連結穴１６１が臨んでいる。
アクセス窓９８からは、モータ下部収容部８０に保持されたＤＣモータ２の下端と、基板１８１をピン９３ａ、９３ｂに取り付けられた角度センサ１８０とが覗かれる。
なお、図中１１９はアクセス窓９８の周縁に沿ってシール面９７ａ（図１２参照）に配置されたシールリングである。
外部配線１０７は図示省略している。
FIG. 19 is a bottom (bottom) view of the geared
A
From the
In the figure,
The
ギアードモータ１の組み立ては、まずロアハウジング７０内に配置される出力ギア１５５（下部軸１６０）、支持軸１５１、支持軸１４９を下部軸受け部８２、支持ボス９０、支持ボス８５に挿入して支持させる。
下部軸１６０のシール保持部１６０ｂにはシールリング１７５を嵌め込んでおく。
支持軸１５１、１４９は圧入でもよい。
そして、支持軸１５１に第４ギア１５０を挿通したあと、予めＤＣモータ２を取り付けたアッパハウジング４０を重ねて、その下面側の上部軸受け部５５と支持ボス５８に出力ギア１５５の上部軸１５８と支持軸１５１の上端を挿入する。非視認作業となるので支持軸１５１の挿入は非圧入に設定するのが好ましい。支持軸１４９はアッパハウジング４０の上面側に突き出る。
The geared
A
The
Then, after the
アッパハウジング４０の上面側では、円筒部５２内にアダプタ１６５（ヘッド１６６）が臨んでいるので、そのピン保持溝１６９にローラピン１７２を差し込み、円筒部５２の外周に円筒１７４を嵌めるとともに、円筒部５２の切り込み５３ａ、５３ｂにローラピン１７３を差し込む。その後、ミドルカバー３０をアッパハウジング４０に重ねる。
支持軸１２７、支持軸１２４をミドルカバー３０の支持ボス３３、アッパハウジング４０の支持ボス４６に挿入して支持させる。支持軸１２４、１２７は圧入でもよい。
Since the adapter 165 (head 166) faces the
The
そして、第３ギア１３０を支持軸１４９に挿通してその小径歯車１３０ｂをアッパハウジング４０のギア貫通穴４８からロアハウジング７０内へ延ばして第４ギア１５０と噛み合わせる。また、モータ出力軸３にはピニオンギア１２０を圧入する。
それから、第１ギア１２１、第２ギア１２６を支持軸１２４、支持軸１２７に順次に挿通して互いに噛み合わせる。
Then, the
Then, the
つぎに、アッパカバー１０をアッパハウジング４０（およびミドルカバー３０）に重ねて、その支持ボス１６、１８、２０の軸穴１７、１９、２１に第１ギア１２１、第２ギア１２６、第３ギア１３０の支持軸１２４、１２７、１４９の上端を挿入して支持させる。この場合も非視認作業となるので支持軸１２４、１２７、１４９の上端の挿入は非圧入に設定するのが好ましい。
Next, the
アッパカバー１０、ミドルカバー３０、アッパハウジング４０およびロアハウジング７０は、互いに重ねられた状態において、ロアハウジング７０のネジ穴７８ａの突出リング７９がアッパカバー１０、ミドルカバー３０およびアッパハウジング４０の各取付け孔１５ａ、３２ａ、４２ａと嵌合して位置決めされている。これにより、アッパカバー１０の取付け孔１５ａ、１５ｂからロアハウジング７０のネジ穴７８ａ、７８ｂにネジ８ａ、８ｂを締め込んで共締めすれば、精度良く結合される。
When the
このあとは、出力ギア１５５の連結穴１６１に出力軸部材を挿し込んで回転させ、出力ギア１５５を初期角度位置、例えばローラピン１７２と１７３が当接する最大回転可能範囲の一端に位置させた上で、ポテンショメータ１８５を初期位置とした角度センサ１８０をロアハウジング７０底面のアクセス窓９８から取付座９２に取り付けて、切り欠き窓８８から凹部９４に臨んでいる第４ギア１５０の小径歯車１５０ｂにセンサ歯車１８７を噛み合わせる。
Thereafter, the output shaft member is inserted into the
最後に、角度センサ１８０およびＤＣモータ２からの外部配線１０７をガイド溝１０２を通して外部に引き出してから、フランジ１１４の外周にシールリング１１９を嵌めたロアカバー１１０をロアハウジング７０のロアカバー取り付け面９７にネジ２５で取り付ける。
ロアカバー１１０はネジ２５を貫通させる取付け孔１１２ａの突出リング１１３がロアカバー取り付け面９７のネジ穴９９ａの大径凹部１００と嵌合して位置決めされる。これにより、押さえボス１１５ａ、１１５ｂが容易に取付座９２のピン９３ａ、９３ｂを受容して、角度センサ１８０の基板１８１を押さえる。
Finally, after the
The
本実施の形態では、ＤＣモータ２が発明におけるモータに該当し、第３ギア１３０が１のギアに、第２ギア１２６が前段のギアに、そして第４ギア１５０が後段のギアに該当する。
ピニオン１４６が歯部に該当し、支持軸１４９が共通の支持軸に該当する。
接続部１４３のスプライン１４４とピニオン１４６とで回り止め部を構成している。
In the present embodiment, the
The
The
本実施例は以上のように構成され、ギアードモータ１の減速ギア列６内において、第３ギア１３０が前段の第２ギア１２６と噛み合う大径歯車１３０ａと後段の第４ギア１５０と噛み合う小径歯車１３０ｂとを備え、
大径歯車１３０ａは端壁１３２から外筒１３１を延ばしたドラム状をなして、外筒１３１の外周に歯を備えるとともに内周にカム面１３５を備え、端壁１３２の中央には軸孔１３４を有する軸受け部１３３を備え、
小径歯車１３０ｂは、基部１３８とピニオン１４６とを軸方向に並べるとともに軸孔１４７を有し、基部１３８からは先端に爪１４０を備える弾性のアーム１３９を周方向に延ばし、
アーム１３９を大径歯車１３０ａの外筒１３１内に配置して爪１４０をカム１３５に係合させることにより、第３ギア１３０にラチェット式のトルクリミッタＴＬが形成され、
大径歯車１３０ａと小径歯車１３０ｂはそれぞれの軸孔１３４、１４７において共通の支持軸１４９に直接支持されて、
ピニオン１４６の歯が第４ギア１５０と噛み合うものとした。
これにより、大径歯車１３０ａも小径歯車１３０ｂもそれぞれ支持軸１４９に直接支持されているので、相互の傾きが低減される結果、ラチェット式の採用にもかかわらず、アーム１３９の爪１４０とカム面１３５の不整な係合による伝達トルクの変動が抑えられるとともに、前後の第２ギア１２６や第４ギア１５０との噛み合いも正常姿勢で滑らかに保持される。（請求項１に対応する効果）
The present embodiment is configured as described above, and in the
The large-
The small-
A ratchet torque limiter TL is formed on the
The
It is assumed that the teeth of the
As a result, since both the large-
そしてとくに、大径歯車１３０ａの軸受け部１３３が外筒１３１内に延びて内筒１３３ａを形成して、支持軸１４９に支持される軸孔１３４を長くしている分だけ、大径歯車１３０ａ傾きの防止効果が大きい。（請求項２に対応する効果）
さらに、軸受け部１３３が、爪１４０と径方向で重なるまで軸方向に延ばして内筒１３３ａを形成しているので、とくに第３ギア１３０（１のギア）の軸方向サイズを大きくすることなく軸孔１３４を長くすることができる。（請求項３に対応する効果）
また、アーム１３９は爪１４０の軸方向両端まで延びるので、基部１３８に対する爪１４０の傾きを小さくできる。（請求項４に対応する効果）
In particular, the bearing
Furthermore, since the bearing
Further, since the
とくに、大径歯車１３０ａが樹脂製で、小径歯車１３０ｂは樹脂製のラチェット部材１３７と金属製のピニオン１４６とからなり、
ラチェット部材１３７は、アーム１３９を備えた基部１３８と、基部１３８から軸方向に延びて内面にピニオン１４６の歯に対応するスプライン１４４を形成した筒状の接続部１４３とからなり、基部１３８は支持軸１４９を貫通させる貫通孔１４１を有し、
ピニオン１４６は、軸孔１４７を有するとともに外周に歯を備え、ラチェット部材１３７と一体回転可能に回り止めされ、
ピニオン１４６の軸孔１４７が前述のように支持軸１４９に直接支持される構成となっているので、ラチェット部材１３７は容易に弾性のアーム１３９を実現できる一方、大径歯車１３０ａよりも減速側（出力側）に位置するピニオン１４６は強度の高い歯を持たせることができるとともに、軸孔１４７の内面を高精度にできて支持軸１４９による支持剛性が高められる。このため、支持軸１４９と軸孔１４７の内面の間隔を小さくでき、支持軸１４９に対する小径歯車１３０ｂの傾きが低減される。よって、共通の支持軸１４９に直接支持された、支軸大径歯車１３０ａと小径歯車１３０ｂの相互の傾きが低減される。（請求項５、６に対応する効果）
In particular, the large-
The
The
Since the
接続部１４３とピニオン１４６は回り止め部で圧入固定され、ラチェット部材１３７の基部１３８の貫通孔１４１は支持軸１４９との間に所定の間隙を有しているので、支持軸１４９（共通の支持軸）とピニオン１４３の軸孔１４７の隙間を小さくしてピニオン１４６（小径歯車１３０ｂ）の傾きを低減させた場合でも、支持軸１４９が基部１３８の貫通孔１４１と干渉することを防止できる。（請求項７に対応する効果）
Since the
また、基部１３８とアーム１３９が径方向で重なり、基部１３８とアーム１３９を樹脂で一体成型すると、基部１３８にアーム１３９が構成される部分と基部１３８にアーム１３９が構成されない部分とで、樹脂が基部１３８の貫通孔１４１に及ぼすヒケの量が異なる。このような場合でも、ラチェット部材１３７の基部１３８の貫通孔１４１は支持軸１４９との間に所定の間隙を有しているので、支持軸１４９が基部１３８の貫通孔１４１と干渉することを防止できる。（請求項８に対応する効果）
Further, when the
また、接続部１４３は内面にピニオン１４６の歯に対応するスプライン１４４を形成し、スプライン１４４にピニオン１４６が係合して回り止め部を構成することにより、ピニオン１４６とラチェット部材１３７の接続部１４３の多くの係合箇所が周方向の等間隔に構成されるため、ピニオン１４６に対するラチェット部材１３７の傾きを小さくできる。（請求項９に対応する効果）
またピニオン１４６は全長にわたる外周面に歯を有するとともに、両端にリング突起１４８を有して軸方向対称形とすることにより、ラチェット部材１３７に圧入する際にピニオン１４６の向きを確認する手間が不要となり、作業性が向上する。（請求項１０に対応する効果）
In addition, the connecting
Further, the
さらに出力ギア１５５の回転角度を検出する角度センサ１８０のセンサ歯車１８７は減速ギア列６におけるトルクリミッタＴＬが形成された第３ギア１３０よりも後段の第４ギア１５０と噛み合うように配置されているので、トルクリミッタＴＬが作動して第３ギア１３０の大径歯車１３０ａと小径歯車１３０ｂの間に滑りが発生しても出力ギア１５５の回転角度を常に正確に検出することができる。（請求項１１に対応する効果）
Further, the
なお、実施の形態ではモータをＤＣモータとしたが、これに限らず、制御目的に応じてステッピングモータやその他適宜に選択することができる。
また、減速ギア列６はＤＣモータ２のピニオンギア１２０と出力ギア１５５との間に第１ギア１２１から第４ギア１５０を備えて５段の減速機構を形成するものとしたが、これに限定されず、任意の段数を選択可能である。
トルクリミッタＴＬを第３ギア１３０内に形成したが、これも任意のギアに形成することができる。
In the embodiment, the motor is a DC motor. However, the present invention is not limited to this, and a stepping motor or other appropriate one can be selected according to the control purpose.
The
Although the torque limiter TL is formed in the
角度センサ１８０のセンサ歯車１８７は出力ギア１５５より１段前の第４ギア１５０と噛み合うものとしたが、トルクリミッタＴＬを形成したギアよりも出力ギア側であれば適宜のギアと噛み合わせてもよい。ただし、出力ギア１５５からセンサ歯車１８７までの累積バックラッシュがより小さい点で、出力ギア１５５と噛み合う最終段のギアと噛み合せるのが有利である。
The
また、実施の形態では減速ギア列６の各ギアを支持する支持軸を固定軸として、ギアは支持軸に対して回転するものとしたが、支持軸は固定軸であるか回転軸であるかを問わない。したがって、ギアが支持軸に固定されたものでもよい。
また、第３ギア１３０のピニオン１４６は金属粉末を成型して焼結して形成したが、切削加工で形成することや樹脂で構成することもできる。
また、第３ギア１３０の小径歯車１３０ｂは、互いに別体のラチェット部材１３７とピニオン１４６とからなるものとしたが、必要に応じて例えば樹脂製の一体物とすることもできる。
In the embodiment, the support shaft that supports each gear of the
In addition, the
Further, although the small-
また、回転規制機構ＲＬは、出力ギア１５５に結合したアダプタ１６５のヘッド１６６に保持させたローラピン１７２とケース７側の円筒部５２に金属製の円筒１７４を嵌めて保持したローラピン１７３との当接により出力ギア１５５の最大回転可能範囲を規制するものとしたが、これに限定されず、例えば出力ギアに突起部を一体形成し、ケース側に突起部と当接可能なストッパを一体形成して部品点数の削減とコスト低減を図ることもできる。
Further, the rotation restricting mechanism RL is in contact with the
また、実施の形態では回り止め部をスプライン１４４にピニオン１４６を係合させて構成したが、回り止め部としてはこれに限定されず、ピニオン１４６とラチェット部材１３７を一体に回転されるものであれば他の構成でもよい。ただし、ピニオン１４６とラチェット部材１３７の接続部１４３の係合箇所が周方向の等間隔に構成されるスプライン継手を用いると、各係合箇所にかかる負荷が互いに打ち消し合うので、負荷によるピニオン１４６に対するラチェット部材１３７の傾きを小さくできる。
また、ピニオン１４６の上部をラチェット部材１３７の接続部１４３に圧入してラチェット部材１３７とピニオン１４６を一体回転可能としたが、ピニオン１４６とスプライン１４４間に微小な隙間が生じてもよい。ただし、ピニオン１４６とスプライン１４４を圧入で固定することでピニオン１４６に対するラチェット部材１３７の傾きを更に小さくできる。
In the embodiment, the anti-rotation portion is configured by engaging the
Further, although the upper portion of the
実施の形態は便座や便蓋等の開閉駆動用ギアードモータとして説明したが、本発明は洗濯機のカバーや冷蔵庫の扉、その他の用途のギアードモータにも適用可能である。 Although the embodiment has been described as a geared motor for opening / closing driving such as a toilet seat and a toilet lid, the present invention can also be applied to a cover of a washing machine, a door of a refrigerator, and a geared motor for other uses.
１ ギアードモータ
２ ＤＣモータ（モータ）
６ 減速ギア列
７ ケース
１２６ 第２ギア（前段のギア）
１３０ 第３ギア（１のギア）
１３０ａ 大径歯車
１３０ｂ 小径歯車
１３１ 外筒
１３２ 端壁
１３３ 軸受け部
１３３ａ 内筒
１３４ 軸孔
１３５ カム面
１３７ ラチェット部材
１３８ 基部
１３９ アーム
１４０ 爪
１４１ 貫通孔
１４３ 接続部
１４４ スプライン
１４６ ピニオン（歯部）
１４７ 軸孔
１４９ 支持軸（共通の支持軸）
１５０ 第４ギア（後段のギア）
１５５ 出力ギア
１８０ 角度センサ
１８７ センサ歯車
ＴＬ トルクリミッタ
1
6 Reduction gear train 7
130 3rd gear (1 gear)
130a Large-
147
150 4th gear (back gear)
155
Claims (11)
前記減速ギア列内の１のギアが前段のギアと噛み合う大径歯車と後段のギアと噛み合う小径歯車とを備え、
前記大径歯車は、端壁から外筒を延ばしたドラム状をなして、該外筒の外周に歯を備えるとともに内周にカム面を備え、前記端壁の中央には軸孔を有する軸受け部を備え、
前記小径歯車は、基部と歯部とを軸方向に並べるとともに軸孔を有し、基部からは先端に爪を備える弾性のアームを周方向に延ばし、
該アームを前記大径歯車の外筒内に配置して前記爪を前記カム面に係合させることにより、前記１のギアにトルクリミッタが形成され、
前記大径歯車と前記小径歯車はそれぞれの前記軸孔において共通の支持軸に直接支持されていることを特徴とするギアードモータ。 In a geared motor configured to house a motor and a reduction gear train that transmits rotation of the motor to an output gear in a case,
A large-diameter gear in which one gear in the reduction gear train meshes with a front gear and a small-diameter gear meshed with a rear gear;
The large-diameter gear has a drum shape in which an outer cylinder is extended from an end wall, has teeth on the outer periphery of the outer cylinder, has a cam surface on the inner periphery, and has a shaft hole in the center of the end wall. Part
The small-diameter gear has an axial hole with the base portion and the tooth portion arranged in the axial direction, and extends an elastic arm with a claw at the tip from the base portion in the circumferential direction.
A torque limiter is formed on the first gear by disposing the arm in the outer cylinder of the large gear and engaging the claw with the cam surface.
The geared motor, wherein the large-diameter gear and the small-diameter gear are directly supported by a common support shaft in each of the shaft holes.
前記ラチェット部材は、前記基部と、該基部から軸方向に延びる接続部とからなり、前記基部は前記支持軸を貫通させる貫通孔を有し、
前記ラチェット部材と前記ピニオンは、前記接続部と前記ピニオンの間に構成された回り止め部によって一体回転可能に構成され、
前記ピニオンは、軸孔を有するとともに外周に歯を備え、
前記ピニオンの軸孔が前記小径歯車の前記軸孔として前記支持軸に直接支持され、
前記ピニオンの歯が前記後段のギアと噛み合うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載のギアードモータ。 The large-diameter gear is made of resin, and the small-diameter gear is composed of a ratchet member and a pinion made of different materials,
The ratchet member includes the base and a connecting portion extending in the axial direction from the base, and the base has a through hole that penetrates the support shaft,
The ratchet member and the pinion are configured to be integrally rotatable by a detent formed between the connection portion and the pinion,
The pinion has a shaft hole and has teeth on the outer periphery,
The shaft hole of the pinion is directly supported by the support shaft as the shaft hole of the small diameter gear,
The geared motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the teeth of the pinion mesh with the rear gear.
該角度センサのセンサ歯車は前記減速ギア列における前記トルクリミッタが形成された前記１のギアよりも後段のギアと噛み合うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１に記載のギアードモータ。 An angle sensor for detecting a rotation angle of the output gear;
The geared motor according to any one of claims 1 to 10, wherein a sensor gear of the angle sensor meshes with a gear subsequent to the one gear in which the torque limiter is formed in the reduction gear train.
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