JP2018162848A - ギアードモータおよび開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクリミッタ機構が組み込まれる歯車伝達機構の強度を低下させずにリミットトルクを大きくすること。
【解決手段】ギアードモータ３において、モータ本体８０の回転を出力車５に伝達する歯車伝達機構４０は、ウォーム８５と噛み合う第１ギア部４１の第１歯車９１と第２歯車９２の間に組み込まれたトルクリミッタ機構部９０を備える。トルクリミッタ機構部９０は、第２歯車９２と一体に回転するラチェット９４と、第１歯車９１と一体に回転する筒部９３の内周面に形成された係合部９６とが係合してトルクを伝達する。第１部材４１１において、係合部９６が形成される位置は、第１歯車９１とＺ方向（すなわち、第１ギア部４１の軸線方向）に重なりを持たない位置となっている。また、係合部９６が形成される筒部９３の外径は、第１歯車９１の歯先円Ｃ２と同一径である。
【選択図】図６

Description

本発明は、モータ本体の回転を伝達する歯車伝達機構を備えたギアードモータおよびギアードモータを備えた開閉装置に関する。

洋式トイレの便座や便蓋を開閉する開閉装置においては、ステッピングモータ等のモータ本体の回転を、歯車伝達機構を介して出力車に伝達するギアードモータが用いられる。特許文献１には、この種のギアードモータが開示される。特許文献１のギアードモータには、便座等が急に開閉された場合にモータや歯車伝達機構に過大な負荷がかかって破損することを防止するため、トルクリミッタが組み込まれている。

特開２０１４−１４９０１３号公報

特許文献１に記載のギアードモータでは、同軸に配置される大径歯車と小径歯車の間にトルクリミッタが組み込まれている。トルクリミッタは、大径歯車に形成された凹部の内側に小径歯車と一体に回転するラチェットを収容し、凹部の内周面に形成された係合歯とラチェットのアームとを係合させる構成となっている。しかしながら、このように、大径歯車の内周側にラチェットおよび係合歯を設ける場合、ラチェットの外径を大径歯車の歯底円よりも小さくしなければならない。そのため、ラチェットを大型化することができず、リミットトルクを大きくすることができない。また、ラチェットの外径を大きくするために大径歯車に形成する凹部の内径を大きくすると、凹部に設けられた係合歯の外周側で大径歯車の肉厚が薄くなり、強度が低下するため、破断のおそれがある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、トルクリミッタ機構が組み込まれる歯車伝達機構の強度を低下させずにリミットトルクを大きくすることにある。

上記課題を解決するために、本発明のギアードモータは、モータ本体と、出力車と、前記モータ本体から出力された回転を前記出力車に伝達する歯車伝達機構と、を有し、前記歯車伝達機構は、同軸に配置される第１歯車および第２歯車と、前記第１歯車と前記第２歯車の間に設けられたトルクリミッタ機構部と、を備え、前記トルクリミッタ機構部は、前記第２歯車と一体に回転するラチェットと、前記第１歯車と一体に回転する係合部とを備え、前記係合部の内周側に前記ラチェットが配置され、前記係合部は、前記第１歯車と軸線方向に重なりを持たないことを特徴とする。

本発明によれば、第２歯車と一体に回転するラチェットの外周側に、第１歯車と一体に回転する係合部を配置してトルクリミッタ機構部を構成する場合に、第１歯車と軸線方向に重なりを持たない位置に係合部を設けている。このようにすると、係合部の径方向の位置が第１歯車の形状によって制限を受けることがないので、ラチェットを大型化して係合部を外周側に配置した場合に、係合部を設けた部位の肉厚が薄くなることを回避できる。従って、係合部を設けた部位の強度を低下させることなく、ラチェットを大型化してリミットトルクを大きくすることができる。

本発明において、前記係合部を、前記第１歯車と同軸に形成される筒部の内周面に設けることができる。このようにすると、第１歯車の形状に影響を及ぼすことなく、筒部の外径を大きくして係合部を設けた部位の肉厚を確保することができる。従って、係合部を設けた部位の強度を低下させることなく、ラチェットを大型化してリミットトルクを大きくすることができる。

本発明において、前記筒部は、前記第１歯車と一体に形成されていることが望ましい。筒部と第１歯車とを一体化することにより、確実にトルクを伝達することができる。また、組み付け作業の手間を少なくすることができる。

本発明において、前記筒部の外径は、前記第１歯車の歯底円より大きいことが望ましい。このようにすると、係合部が第１歯車の歯部と軸線方向に重なりを持つ場合と比較して、係合部が形成される部位の肉厚を大きくすることができる。従って、係合部を設けた部位の強度を低下させずに、ラチェットを大型化することができる。

本発明において、前記筒部の外径を、前記第１歯車の歯先円と同一径にすることができる。このようにすると、第１歯車の外径の範囲内で、最も筒部の外径を大きくすることができる。従って、ラチェットを大型化することができる。

本発明において、前記第１歯車は、前記モータ本体から出力された回転に基づいて回転するウォームと噛み合うウォームホイールである構成を採用することができる。このようにすると、モータから出力車までの伝達経路において、伝達するトルクが小さい箇所にトルクリミッタ機構部を組み込むことができる。従って、リミットトルクを増大させた場合の負荷保持効果を高めることができる。

次に、本発明のギアードモータは開閉装置に用いることができ、この場合、前記出力車には開閉部材が連結される。

本発明によれば、第２歯車と一体に回転するラチェットの外周側に、第１歯車と一体に回転する係合部を配置してトルクリミッタ機構部を構成する場合に、第１歯車と軸線方向に重なりを持たない位置に係合部を設けている。従って、係合部の径方向の位置が第１歯車の形状によって制限を受けることがないので、ラチェットを大型化して係合部を外周側に配置した場合に、係合部を設けた部位の肉厚が薄くなることを回避できる。よって、第１歯車の強度を低下させることなく、ラチェットを大型化してリミットトルクを大きくすることができる。

本発明を適用したギアードモータを備えた開閉装置の斜視図である。 図１に示すギアードモータから第３ケース部材を外した状態の分解斜視図である。 図１に示すギアードモータから第２ケース部材、第３ケース部材および出力車等を外した状態の分解斜視図である。 図１に示すギアードモータの歯車伝達機構等の平面図である。 図４に示す歯車伝達機構等の分解斜視図である。 トルクリミッタ機構部の断面図（図５のＡ−Ａ位置で第１ギア部を切断した断面図）である。 トルクリミッタ機構部の断面図（図５のＢ−Ｂ位置で第１ギア部を切断した断面図）である。 第１部材を筒部の側から見た平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明において、互いに交差する３つの方向を各々、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向として説明する。本形態において、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は互いに直交する方向であり、Ｚ方向は、出力車５の回転中心軸線（軸線Ｌ５）が延在している方向である。Ｙ方向は、モータ本体８０（図３参照）のモータ軸８１が延在している方向である。また、Ｘ方向の一方側にＸ１を付し、Ｘ方向の他方側にＸ２を付し、Ｙ方向の一方側にＹ１を付し、Ｙ方向の他方側にＹ２を付し、Ｚ方向の一方側にＺ１を付し、Ｚ方向の他方側にＺ２を付して説明する。また、以下に参照する図面において、各歯車に形成されている歯の図示を省略してある。

（全体構成およびケースの構成）
図１は、本発明を適用したギアードモータ３を備える開閉装置１の斜視図である。図２は、図１に示すギアードモータ３から第３ケース部材３０を外した状態の分解斜視図である。図３は、図１に示すギアードモータ３から第２ケース部材２０、第３ケース部材３０および出力車５等を外した状態の分解斜視図である。

図１に示す開閉装置１は、ギアードモータ３を有しており、ギアードモータ３においてケース４から突出する出力車５の連結軸５１に開閉部材２が連結されている。従って、出力車５が軸線Ｌ５（回転中心軸線）周りに回転した際、開閉部材２は、軸線Ｌ５周りに開方向および閉方向に回転する。開閉部材２は、例えば、洋式トイレの便座や便蓋等であり、この場合、ギアードモータ３は、出力車５の軸線Ｌ５が水平となるように配置される。

図１、図２および図３に示すように、ギアードモータ３は、略直方体形状のケース４を有しており、ケース４は、Ｚ方向の一方側Ｚ１から他方側Ｚ２に向けて順に重ねて配置された第１ケース部材１０、第２ケース部材２０、および第３ケース部材３０を有している。第１ケース部材１０、第２ケース部材２０、および第３ケース部材３０はいずれも、樹脂製である。第１ケース部材１０は、四角形の第１端板部１１と、第１端板部１１の縁からＺ方向の他方側に屈曲した４つの第１側板部１２とを有しており、図４等を参照して後述する歯車伝達機構４０等が内側に収容される。

図２および図３に示すように、第２ケース部材２０は、第１ケース部材１０の第１端板部１１（図３参照）と対向する第２端板部２１と、第２端板部２１の縁から第１ケース部材１０に向けて屈曲した第２側板部２２とを有している。第２ケース部材２０において、第２端板部２１は、Ｘ方向の一方側Ｘ１かつＹ方向の一方側Ｙ１に位置するケース４の角部４ａに相当する部分が、第１ケース部材１０に向けて凹んだ四角形の凹部２８になっており、凹部２８の底板部２８０の縁と第２端板部２１の縁とは第２側板部２３によって繋がっている。第２側板部２３において第２端板部２１と接続するＺ方向の他方側Ｚ２の端部は、第２端板部２１の縁から張り出して段部２３０を構成している。

このように構成した第２ケース部材２０をＺ方向の他方側Ｚ２から第１ケース部材１０に被せると、第２ケース部材２０は、底板部２８０の縁および第２側板部２２、２３が第１ケース部材１０の第１側板部１２と当接する。この状態で、第１ケース部材１０と第２ケース部材２０とはねじ（図示せず）等によって固定される。

第２ケース部材２０において、底板部２８０には、Ｘ方向の途中位置にＹ方向に延在する段部２８３が形成されており、底板部２８０において、段部２８３よりＸ方向の一方側Ｘ１に位置する第１底板部２８１は、段部２８３よりＸ方向の他方側Ｘ２に位置する第２底板部２８２より第１ケース部材１０の側（Ｚ方向の一方側）に位置する。かかる形状に対応して、第１ケース部材１０の第１側板部１２には段部１２０が形成されている。

底板部２８０において、段部２８３のＹ方向の他方側Ｙ２の端部が位置する部分には第１底板部２８１と第２底板部２８２とに跨るように開口部２４が形成されており、第２側板部２３において開口部２４と繋がる部分には切り欠き２４１、２４２が形成されている。また、底板部２８０には、段部２８３に沿うようにＹ方向に延在する板状の仕切り壁２８５が形成されており、第１底板部２８１と第２底板部２８２とは、仕切り壁２８５によって仕切られている。仕切り壁２８５は、開口部２４の縁に到達する位置までＹ方向の他方側Ｙ２に向けて延在している。第２側板部２３のＺ方向の他方側Ｚ２の端部からは開口部２４の一部にＺ方向の他方側Ｚ２から被さるようにＹ方向の一方側Ｙ１に突出した略三角形状の支持板部２５が形成されており、支持板部２５は仕切り壁２８５と繋がっている。

第３ケース部材３０は、第２ケース部材２０の凹部２８をＺ方向の他方側Ｚ２から覆う第３端板部３１と、第３端板部３１の縁から第２ケース部材２０の底板部２８０の外縁に当接するように屈曲した第３側板部３２とを備えており、第３側板部３２の先端部には底板部２８０の段部２８３に対応する段部３２１が形成されている。第３ケース部材３０は、第３端板部３１の縁が第２ケース部材２０の第２側板部２３に形成された段部２３０に当接する状態で第２ケース部材２０に重なり、第２ケース部材２０と第３ケース部材３０とはねじ（図示せず）等によって固定される。この状態で、第３ケース部材３０の第３端板部３１は、第２ケース部材２０の支持板部２５および仕切り壁２８５と重なる。

（出力車５等の支持構造）
出力車５は、ケース４において、Ｘ方向の一方側Ｘ１かつＹ方向の一方側Ｙ１に位置する角部４ａに配置されており、出力車５の歯部５２は、第２ケース部材２０の第１底板部２８１と第３ケース部材３０の第３端板部３１とに挟まれた空間内に位置する。

第２ケース部材２０の第１底板部２８１には、Ｚ方向の他方側Ｚ２に突出する円柱状の軸受部分２７が形成されている一方、出力車５において歯部５２が形成されている大径部には、Ｚ方向の一方側Ｚ１に向けて開口する円形の穴５２０（図３参照）が形成されている。従って、軸受部分２７は、出力車５の穴５２０に嵌って出力車５を回転可能に支持する。また、第３ケース部材３０の第３端板部３１には、第２ケース部材２０の軸受部分２７とＺ方向の他方側Ｚ２で重なる円形の穴３１５が形成されており、穴３１５からは、出力車５の連結軸５１がＺ方向の他方側Ｚ２に向けて突出している。

第２ケース部材２０の第２底板部２８２と第３ケース部材３０の第３端板部３１とに挟まれた空間内には、センサ歯車６１が配置されている。センサ歯車６１においてＺ方向の一方側Ｚ１に突出する軸部６１１は、第２底板部２８２に形成された軸穴２８６に回転可能に支持され、センサ歯車６１のＺ方向の他方側Ｚ２に突出する軸部６１２は、第３ケース部材３０の第３端板部３１に形成された軸穴（図示せず）に回転可能に支持されている。センサ歯車６１の軸部６１２には、センサ基板６２に実装された回転検出器６３が接続されている。本形態において、回転検出器６３はポテンショメータである。センサ基板６２は、第２ケース部材２０の第２側板部２３に固定されている。

（歯車伝達機構）
図４は、図１に示すギアードモータ３の歯車伝達機構４０等の平面図である。図５は、図４に示す歯車伝達機構４０等の分解斜視図である。図４および図５に示すように、第１ケース部材１０と第２ケース部材２０との間（第２ケース部材２０の内側）には、駆動源としてのモータ本体８０と、モータ本体８０の回転を出力車５に伝達する歯車伝達機構４０とが配置されている。本形態において、モータ本体８０はステッピングモータである。モータ本体８０は、第１ケース部材１０のＸ方向の他方側Ｘ２でＹ方向の他方側Ｙ２にモ
ータ軸８１を向けた状態で固定板１６によってモータ胴部８１０の端部が固定されている。モータ軸８１には、外周面に螺旋溝が形成されたウォーム８５と、回転検出用の円環状のマグネット８３とが固定されており、ウォーム８５の先端部は、軸受部材１７によって回転可能に支持されている。マグネット８３の側方には、基板７１に実装された磁気センサ７２が配置されており、磁気センサ７２とマグネット８３とは対向している。本形態において、磁気センサ７２はホール素子であり、磁気センサ７２が実装された基板７１は、モータ軸８１を回転中心にして９０°の角度範囲を隔てた２個所に配置されている。

歯車伝達機構４０は、ウォーム８５と、ウォーム８５と噛み合う第１ギア部４１と、第１ギア部４１と噛み合う第２ギア部４２と、第２ギア部４２と噛み合う第３ギア部４３と、第３ギア部４３と噛み合う第４ギア部４４とを備えており、第４ギア部４４は、出力車５と噛み合う最終段の歯車である。

第１ギア部４１は、ウォーム８５と噛み合うウォームホイールである第１歯車９１を備える第１部材４１１と、第１歯車９１と同軸に配置された第２歯車９２を備える第２部材４１２と、第１部材４１１と第２部材４１２との間に構成されるトルクリミッタ機構部９０を備える。

第１部材４１１は、第２部材４１２に対してＺ方向の他方側Ｚ２に設けられている。図５に示すように、第１部材４１１は、外周面に歯部が形成されたウォームホイールである第１歯車９１と、第１歯車９１に対してＺ方向の一方側Ｚ１に設けられて第２部材４１２の他方側Ｚ２の端部の外周側を囲む筒部９３とを備えている。筒部９３は第１歯車９１と同軸に形成され、第１歯車９１と一体に形成されている。

第２部材４１２は、第１歯車９１および筒部９３より小径の第２歯車９２と、第２歯車９２のＺ方向の他方側Ｚ２に突出して筒部９３の内周側に配置される連結軸９５（図４参照）を備える。連結軸９５には、トルクリミッタ機構部９０を構成するラチェット９４が相対回転不能に連結される。従って、第２部材４１２はラチェット９４と一体に回転する。トルクリミッタ機構部９０の詳細は後述する。

図５に示すように、第２ギア部４２は、第１ギア部４１の第２歯車９２と噛み合う大径歯車４２１と、大径歯車４２１より小径の小径歯車４２２とを備えた複合歯車であり、小径歯車４２２は、大径歯車４２１に対してＺ方向の他方側Ｚ２に設けられている。第３ギア部４３は、第２ギア部４２の小径歯車４２２と噛み合う大径歯車４３１と、大径歯車４３１より小径の小径歯車４３２とを備えた複合歯車であり、小径歯車４３２は、大径歯車４３１に対してＺ方向の一方側Ｚ１に設けられている。第４ギア部４４は、第３ギア部４３の小径歯車４３２と噛み合う大径歯車４４１と、大径歯車４４１より小径の小径歯車４４２とを備えた複合歯車であり、小径歯車４４２は、大径歯車４４１に対してＺ方向の他方側Ｚ２に設けられている。第４ギア部４４の小径歯車４４２は、出力車５の歯部５２およびセンサ歯車６１の歯部６１０と噛み合っており、大径歯車４４１は、出力車５の歯部５２およびセンサ歯車６１の歯部６１０よりＺ方向の一方側に位置する。

図４に示すように、出力車５は、歯車伝達機構４０に用いた第１ギア部４１、第２ギア部４２、第３ギア部４３および第４ギア部４４よりケース４の側板部（第１ケース部材１０の第１端板部１１および第３ケース部材３０の第３側板部３２）との間隔が狭い。このため、出力車５の歯部５２についてはそれ以上、大径化して最終段の第４ギア部４４から出力車５への減速比を大きくすることが困難である。

歯車伝達機構４０において、第１ギア部４１、第２ギア部４２、第３ギア部４３、および第４ギア部４４は各々、支軸４１０、４２０、４３０、４４０によって回転可能に支持
されている。ここで、第１ギア部４１、第２ギア部４２、および第３ギア部４３を支持する支軸４１０、４２０、４３０は、両端が第１ケース部材１０の第１端板部１１と第２ケース部材２０の第２端板部２１とに保持されている。

これに対して、第４ギア部４４を支持する支軸４４０は、一方端（Ｚ方向の一方側Ｚ１の端部）が第１ケース部材１０の第１端板部１１の軸穴（図示せず）に保持され、他方端４４０ｂ（Ｚ方向の他方側Ｚ２の端部）が第２ケース部材２０の支持板部２５と第３ケース部材３０の第３端板部３１との重なり部分に保持されている。本形態において、支持板部２５には支軸４４０が嵌る軸穴２５８が貫通穴として形成されている。また、第３ケース部材３０の第３端板部３１には、軸穴２５８と重なる軸穴（図示せず）が形成されており、支軸４４０の他方端４４０ｂは、支持板部２５に形成された軸穴２５８と、第３ケース部材３０の第３端板部３１に形成された軸穴とに嵌ることにより保持されている。

このため、第１ケース部材１０、第２ケース部材２０および第３ケース部材３０は、支軸４４０によって精度よく位置決めされる。従って、歯車伝達機構４０の複数の歯車は、第４ギア部４４を支持する支軸４４０を基準にして適正に位置決めされるので、歯車同士が適正に噛み合う。また、支軸４４０の他方端が保持されている部分では、第２ケース部材２０の支持板部２５、および第３ケース部材３０の第３端板部３１を補強することができる。特に本形態では、第２ケース部材２０に切り欠き２４１を形成したため、支持板部２５を十分に支持する構造になっていないが、その場合でも、支持板部２５は、第３ケース部材３０の第３端板部３１に補強された状態にある。それ故、支軸４４０に大きな力が加わった場合でも、かかる力に支持板部２５が耐えることができる。

第４ギア部４４では、大径歯車４４１の半径が小径歯車４４２の半径と出力車５の歯部５２の半径との和より大である。このため、Ｚ方向からみたとき、出力車５に対する軸受部分２７は、第４ギア部４４の大径歯車４４１と重なることになる。このような場合でも、本形態では、第４ギア部４４が第１ケース部材１０と第２ケース部材２０との間に配置されている一方、出力車５は、第２ケース部材２０と第３ケース部材３０との間に配置されている。また、第４ギア部４４を第２ケース部材２０の開口部２４の内側に配置すると、第４ギア部４４の大径歯車４４１は、第１ケース部材１０の第１端板部１１と第２ケース部材２０の底板部２８０との間に位置する。また、第４ギア部４４の小径歯車４４２の一部は、切り欠き２４２を介して第１底板部２８１と第３ケース部材３０の第３端板部３１とに挟まれた空間に位置する。従って、第４ギア部４４の小径歯車４４２と出力車５の歯部５２と噛み合せることができる。

また、第４ギア部４４の小径歯車４４２の一部は、切り欠き２４１を介して第２底板部２８２と第３ケース部材３０の第３端板部３１とに挟まれた空間に位置するので、第４ギア部４４の小径歯車４４２とセンサ歯車６１の歯部６１０とを噛み合せることができる。この場合でも、最終段の第４ギア部４４と噛み合うセンサ歯車６１と出力車５との間に仕切り壁２８５が設けられているので、出力車５の歯部５２にグリス等の潤滑材を塗布した場合でも、潤滑材がセンサ歯車６１に付着しにくい。また、最終段の第４ギア部４４を支持する第２ケース部材２０の支持板部２５が仕切り壁２８５と繋がっているため、支持板部２５を仕切り壁２８５によって補強することができる。

（動作）
このように構成したギアードモータ３および開閉装置１において、モータ本体８０に給電してモータ軸８１を回転させると、かかる回転は、歯車伝達機構４０によって減速されて出力車５に伝達される、従って、開閉部材２は、開方向および閉方向に回転する。その際、回転検出器６３は、第４ギア部４４の回転を検出し、出力車５の回転位置を検出する。

（トルクリミッタ機構部）
図６、図７はトルクリミッタ機構部９０の断面図であり、図６は図４のＡ−Ａ位置で第１ギア部４１を切断した断面図、図７は図５のＢ−Ｂ位置で第１ギア部４１を切断した断面図である。トルクリミッタ機構部９０は、第１部材４１１の筒部９３の内周側に構成されている。すなわち、トルクリミッタ機構部９０は、筒部９３の内周側に配置されるラチェット９４と、筒部９３の内周面に形成される係合部９６とを備える。係合部９６は、筒部９３の内周面に形成された係合溝であり、周方向に一定ピッチで全周に形成されている。

図４、図７に示すように、第２部材４１２の連結軸９５は断面がＩカット形状である。ラチェット９４の径方向の中心には、連結軸９５に対応する形状の貫通孔９７が形成されている。ラチェット９４は、貫通孔９７に連結軸９５が嵌合しているため、第２部材４１２と一体に回転する。ラチェット９４の外周縁には、複数のアーム９８が形成されている。各アーム９８は周方向に延在し、周方向の一端はラチェット９４の中央部分と繋がっており、周方向の他端には爪部９９が形成されている。ラチェット９４を筒部９３の内周側に組み付けたとき、各アーム９８の爪部９９が係合部９６と係合する。なお、第２部材４１２とラチェット９４を相対回転不能に連結するための構造は、上記の構造に限定されるものではない。例えば、ラチェット９４と連結軸９５とを一体に形成することもできる。この場合、第２部材４１２を連結軸９５と別体とし、第２部材４１２に連結軸９５を相対回転不能に連結するための穴あるいは凹部を設ければよい。

トルクリミッタ機構部９０は、通常時には、ラチェット９４の爪部９９が筒部９３に形成された係合部９６と係合しているため、第１部材４１１と第２部材４１２とは一体に回転する。第１部材４１１と第２部材４１２との間に過大な負荷（トルク）が加わった際には、ラチェット９４に設けられたアーム９８が内周側に弾性変形して爪部９９と係合部９６との係合が外れる。従って、第１部材４１１は、第２部材４１２に対して空回りする。

図６に示すように、第１部材４１１において、第１歯車９１は、筒部９３の内周面に形成された係合部９６よりもＺ方向の他方側Ｚ２に位置する。つまり、第１部材４１１は、トルクリミッタ機構部９０の係合部９６と、第１歯車９１とが、Ｚ方向（すなわち、第１歯車９１および第２歯車９２の軸線方向）に重なりを持たない形状となっている。

図８は第１部材４１１を筒部９３の側から見た平面図である。図６、図８に示すように、筒部９３の外径は、第１歯車９１の歯先円Ｃ２と同一径である。筒部９３において、ラチェット９４のアーム９８と係合する係合部９６を設けた部位の肉厚を確保し、且つ、係合部９６を外周側に配置してラチェット９４を大型化するためには、筒部９３の外径を大きくする必要がある。本形態では、係合部９６と第１歯車９１とがＺ方向に重なりを持たないため、係合部９６が形成される筒部９３の外径を、第１歯車９１の歯底円Ｃ１よりも大きくすることができる。本形態では、第１歯車９１の外径を超えない範囲で最も筒部９３の外径を大きくするため、筒部９３の外径と第１歯車９１の歯先円Ｃ２とが同一径となる形態を採用している。

なお、筒部９３の外径を、第１歯車９１の歯先円Ｃ２よりも小さくしてもよい。筒部９３の外径が歯先円Ｃ２よりも小さかったとしても、歯底円Ｃ１よりも大きければ、第１歯車９１の内周側に係合部９６を設ける場合と比較して、係合部９６を外周側に配置することができる。従って、ラチェット９４を大型化することができる。あるいは、第１ギア部４１の外周側に空きスペースがあれば、筒部９３の外径を第１歯車９１の歯先円Ｃ２よりも大きくして、更にラチェット９４を大型化することも可能である。

係合部９６と第１歯車９１とがＺ方向に重なりを持つ場合、係合部９６を第１歯車９１の歯底円Ｃ１よりも内周側に設けなければならず、更に、強度を確保するために必要な肉厚の分だけ内周側に設けなければならない。しかしながら、本形態では係合部９６と第１歯車９１とがＺ方向に重なりを持たないため、係合部９６を第１歯車９１の歯底円Ｃ１よりも外周側に設けることができる。なお、本形態では、係合部９６を第１歯車９１の歯底円Ｃ１よりも外周側に設けているが、内周側に設けてもよい。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のギアードモータ３において、モータ本体８０の回転を出力車５に伝達する歯車伝達機構４０は、ウォーム８５と噛み合う第１ギア部４１の第１歯車９１と第２歯車９２の間に組み込まれたトルクリミッタ機構部９０を備える。つまり、モータ本体８０から出力車５までの伝達経路において、伝達するトルクが小さい箇所にトルクリミッタ機構部９０を組み込んでいる。従って、リミットトルクを増大させた場合の負荷保持効果を高めることができる。

本形態のトルクリミッタ機構部９０は、第２歯車９２と一体に回転するラチェット９４と、第１歯車９１と一体に回転する筒部９３の内周面に形成された係合部９６とが係合してトルクを伝達する構成となっているが、第１歯車９１を備える第１部材４１１において、係合部９６が形成される部位は、第１歯車９１とＺ方向（すなわち、第１ギア部４１の軸線方向）に重なりを持たない部位である。従って、係合部９６の径方向の位置が第１歯車９１の歯底円Ｃ１によって制限を受けることがないので、ラチェット９４を大型化して係合部９６を外周側に配置した場合に、第１歯車９１の形状に影響を及ぼさずに、係合部９６を設けた部位の外径を大きくして肉厚が薄くなることを回避できる。よって、係合部９６を設けた部位の強度を維持しつつ、ラチェット９４を大型化することができる。ラチェット９４は、径が大きいほど強度およびトルク性能の面で有利である。従って、ラチェットを大型化することにより、強度を確保し、且つ、トルクリミッタ機構部９０のリミットトルクを大きくすることができる。

具体的には、本形態の第１部材４１１は、第１歯車９１とＺ方向に重なりを持たない筒部９３を備えており、係合部９６は筒部９３に形成されている。従って、第１歯車９１の形状に影響を及ぼすことなく、筒部９３の外径を大きくすることができる。これにより、係合部９６を径方向外側にシフトさせても筒部９３の肉厚を確保できるので、筒部９３の強度を低下させることなく、ラチェット９４を大型化してトルクリミッタ機構部９０のリミットトルクを大きくすることができる。また、第１部材４１１は第１歯車９１と筒部９３とを一体に形成した部材であるため、確実にトルクを伝達でき、組み付け作業の手間も少ない。

本形態では、筒部９３の外径を第１歯車９１の歯底円Ｃ１より大きくしている。従って、第１歯車９１の内周側に係合部９６を形成する場合と比較して、より外周側に係合部９６を設けることができる。よって、ラチェット９４を大型化することができる。また、筒部９３の外径が第１歯車９１の歯先円Ｃ２と同一径であり、第１歯車９１の外径の範囲内で、最も筒部９３の外径を大きくした形態を採用しているため、筒部９３が第１歯車９１の外周側にはみ出して周囲の部材と干渉することを回避できる。

（他の実施形態）
ラチェット９４および係合部９６の形状は図７等に図示した形態に限定されるものではなく、適宜変更可能である。また、筒部９３は円筒形でなくてもよい。例えば、断面８角形や断面６角形などであってもよい。また、トルクリミッタ機構部９０を組み込む位置は、第１ギア部４１以外のギア部であってもよい。

１…開閉装置、２…開閉部材、３…ギアードモータ、４…ケース、４ａ…角部、５…出力車、１０…第１ケース部材、１１…第１端板部、１２…第１側板部、１６…固定板、１７…軸受部材、２０…第２ケース部材、２１…第２端板部、２２、２３…第２側板部、２４…開口部、２５…支持板部、２７…軸受部分、２８…凹部、３０…第３ケース部材、３１…第３端板部、３２…第３側板部、４０…歯車伝達機構、４１…第１ギア部、４２…第２ギア部、４３…第３ギア部、４４…第４ギア部、５１…連結軸、５２…歯部、６１…センサ歯車、６２…センサ基板、６３…回転検出器、７１…基板、７２…磁気センサ、８０…モータ本体、８１…モータ軸、８３…マグネット、８５…ウォーム、９０…トルクリミッタ機構部、９１…第１歯車、９２…第２歯車、９３…筒部、９４…ラチェット、９５…連結軸、９６…係合部、９７…貫通孔、９８…アーム、９９…爪部、１２０…段部、２３０…段部、２５８…軸穴、２８０…底板部、２８１…第１底板部、２８２…第２底板部、２８３…段部、２８５…仕切り壁、２８６…軸穴、３１５…穴、３２１…段部、４１０…支軸、４１１…第１部材、４１２…第２部材、４２１…大径歯車、４２２…小径歯車、４３１…大径歯車、４３２…小径歯車、４４０…支軸、４４０ｂ…他方端、４４１…大径歯車、４４２…小径歯車、５２０…穴、６１０…歯部、６１１…軸部、６１２…軸部、８１０…モータ胴部、Ｃ１…第１歯車の歯底円、Ｃ２…第１歯車の歯先円、Ｌ５…軸線

Claims (7)

1. モータ本体と、出力車と、前記モータ本体から出力された回転を前記出力車に伝達する歯車伝達機構と、を有し、
   前記歯車伝達機構は、同軸に配置される第１歯車および第２歯車と、前記第１歯車と前記第２歯車の間に設けられたトルクリミッタ機構部と、を備え、
   前記トルクリミッタ機構部は、
   前記第２歯車と一体に回転するラチェットと、前記第１歯車と一体に回転する係合部とを備え、前記係合部の内周側に前記ラチェットが配置され、
   前記係合部は、前記第１歯車と軸線方向に重なりを持たないことを特徴とするギアードモータ。
2. 前記係合部は、前記第１歯車と同軸に形成される筒部の内周面に設けられることを特徴とする請求項１に記載のギアードモータ。
3. 前記筒部は、前記第１歯車と一体に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のギアードモータ。
4. 前記筒部の外径は、前記第１歯車の歯底円より大きいことを特徴とする請求項２または３に記載のギアードモータ。
5. 前記筒部の外径は、前記第１歯車の歯先円と同一径であることを特徴とする請求項２から４の何れか一項に記載のギアードモータ。
6. 前記第１歯車は、前記モータ本体から出力された回転に基づいて回転するウォームと噛み合うウォームホイールであることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のギアードモータ。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載のギアードモータを備えた開閉装置であって、
   前記出力車には開閉部材が連結されることを特徴とする開閉装置。

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