JP2023125401A - 開閉部材駆動装置および便蓋開閉ユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】ポテンショメータのポテンショギアと、ポテンショギアに噛合する歯車とを、決められた位置で噛合させることが容易な開閉部材駆動装置を提供すること。【解決手段】開閉部材駆動装置3では、ポテンショメータ15のポテンショギア39は、出力軸11の回転角度検出用は歯車部24に噛合する。回転角度位置検出用歯車部24は、第1寸法Q1の第1歯部91と、第2寸法Q2の第2歯部92と、第1歯部91の周方向かつ第2歯部92の軸線方向Xの一方側に第3寸法Q3の高さを有する第1空間93を備える。ポテンショギア39の歯車本体部52は、周方向に、第1歯部91と噛合する有歯部97と、第1空間93に進入可能な無歯部98とを備える。ポテンショギア39と回転角度位置検出用歯車部24とを噛合させる際には、ポテンショギア39の無歯部98を第1空間93部に進入させて、有歯部97を第1歯部91に噛合させる。【選択図】図12
Description
本発明は、開閉部材を駆動する開閉部材駆動装置、および開閉部材としてトイレユニットの便蓋を開閉する便蓋開閉ユニットに関する。
便蓋などの開閉部材を開閉する開閉部材駆動装置は特許文献1に記載されている。同文献の開閉部材駆動装置は、モータと、開閉部材が接続される出力軸と、モータの駆動力を出力軸に伝達する輪列機構と、を有する。また、開閉部材駆動装置は、出力軸の回転角度位置を検出するためのポテンショメータを備える。ポテンショメータは、検出部と、検出部に接続されるポテンショギアと、を備える。ポテンショギアは、輪列機構を構成する複数の歯車のうちの一つの歯車に噛合して回転する。ポテンショギアは、180°未満の角度範囲で出力軸の回転角度位置を検出する。
ポテンショメータによって回転角度位置を正確に取得するためには、ポテンショギアと噛合対象の歯車とを、互いに決められた位置で噛合させる必要がある。ここで、従来は、ポテンショギアの端面の周方向の一部分に凹部などを形成し、この凹部を目印として、作業者がポテンショギアを噛合対象の歯車に組み込んでいた。しかし、かかる方法では、目印が小さくて見難く、ポテンショギアと噛合対象の歯車とが周方向でずれて組み込まれるなどのミスが発生していた。
本発明の課題は、かかる点に鑑みて、ポテンショメータのポテンショギアと、ポテンショギアに噛合する歯車とを、決められた位置で噛合させることが容易な開閉部材駆動装置を提供することになる。また、かかる開閉装置駆動装置を備える便蓋開閉ユニットを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の開閉部材駆動装置は、開閉部材が接続される接続部、歯車部および前記歯車部と同軸の回転角度位置検出用歯車部を備える出力軸と、モータと、前記モータの回転を前記歯車部に伝達する輪列機構と、前記出力軸の回転角度位置を検出するポテンショメータと、を有し、前記ポテンショメータは、検出部と、前記検出部のギア接続部に接続されるポテンショギアと、を備え、前記ポテンショギアは、前記回転角度位置検出用歯車部よりも外径寸法が小さい歯車本体部と、前記ギア接続部に嵌合する嵌合部と、を備え、前記回転角度位置検出用歯車部は、その周方向の隣り合う位置に、前記出力軸の軸線に沿った軸線方向の長さが第1寸法の第1歯部と、前記軸線方向の長さが前記第1寸法よりも短い第2寸法の第2歯部と、を備えるとともに、前記第1歯部の周方向かつ前記第2歯部の前記軸線方向の一方側に前記第1寸法と前記第2寸法との差分である第3寸法の高さを有する第1空間を備え、前記歯車本体部は、その周方向の隣り合う位置に、前記軸線方向の長さが前記第3寸法よりも長い有歯部と、前記有歯部における前記軸線方向の一方側の端部分から周方向に延びる無歯部と、を備え、
前記無歯部は、前記有歯部の周方向の一方端の歯の歯先と、周方向の他方端の歯の歯先と、を前記有歯部の歯先円に沿って接続する円弧の外周面を備え、前記無歯部の前記軸線
方向の厚みは、前記第3寸法よりも短く、前記ポテンショギアと前記回転角度位置検出用歯車部とを噛合させる際には、前記ポテンショギアの無歯部を前記第1空間に進入させて前記有歯部を前記第1歯部に噛合させることを特徴とする。
前記無歯部は、前記有歯部の周方向の一方端の歯の歯先と、周方向の他方端の歯の歯先と、を前記有歯部の歯先円に沿って接続する円弧の外周面を備え、前記無歯部の前記軸線
方向の厚みは、前記第3寸法よりも短く、前記ポテンショギアと前記回転角度位置検出用歯車部とを噛合させる際には、前記ポテンショギアの無歯部を前記第1空間に進入させて前記有歯部を前記第1歯部に噛合させることを特徴とする。
本発明によれば、ポテンショギアと回転角度位置検出用歯車部とを噛合させる際には、ポテンショギアの無歯部を出力軸の回転角度位置検出用歯車部の第1空間に挿入して、ポテンショギアの有歯部を回転角度位置検出用歯車部の第1歯部に噛合させる。これにより、ポテンショギアに設けられた凹部などの目印を目視で確認することなく、ポテンショメータのポテンショギアと、出力軸の回転角度位置検出用歯車部とを、決められた位置で噛合させることができる。従って、ポテンショギアと回転角度位置検出用歯車部とが決められた位置からズレてしまうことを防止或いは抑制できる。
本発明において、前記回転角度位置検出用歯車部は、周方向における前記第1歯部の前記第2歯部とは反対側に隣り合う位置に、前記軸線方向の長さが前記第2寸法の第3歯部と、前記第3歯部の前記軸線方向の一方側に前記第3寸法の高さを有する第2空間と、を備え、前記ポテンショギアの無歯部を前記第1空間に進入させて前記有歯部を前記第1歯部に噛合させた後に前記出力軸を第1回転方向に所定角度回転させると、前記有歯部が前記第1歯部に噛合した状態で前記無歯部が前記第2空間に進入するものとすることができる。このようにすれば、出力軸が所定角度だけ回転する間だけ、ポテンショメータの有歯部と回転角度位置検出用の第1歯部と噛合する。また、出力軸が所定角度だけ回転する間に、ポテンショメータの無歯部が回転角度位置検出用の第1歯部と干渉することがない。
本発明において、前記回転角度位置検出用歯車部と前記有歯部とを最初に噛合させる噛合状態が、前記ポテンショギアの無歯部を前記第1空間に進入させて前記有歯部を前記第1歯部に噛合させた基準噛合状態に対して、前記第1歯部の歯が周方向に一つズレている場合には、前記出力軸を第1回転方向に所定角度回転させた後に前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に前記所定角度回転させると、前記回転角度位置検出用歯車部と前記有歯部との噛合状態が前記基準噛合状態となるものとすることができる。従って、回転角度位置検出用歯車と有歯部とを最初に噛合させるときに、その噛合状態が基準噛合状態か第1歯部の1枚分ズレてしまった場合でも、出力軸を所定角度だけ往復回転させれば、その噛合状態を基準噛合状態とすることができる。
本発明において、前記回転角度位置検出用歯車部と前記有歯部とを最初に噛合させる噛合状態が、前記基準噛合状態に対して、前記有歯部の歯が周方向にズレている場合には、前記出力軸を前記第1回転方向に回転させると、前記出力軸が前記所定角度回転する前に前記第1歯部と前記無歯部とが干渉するものとすることができる。従って、回転角度位置検出用歯車と有歯部とを最初に噛合させた後に、出力軸を所定角度だけ回転させれば、回転角度位置検出用歯車と有歯部との噛合状態が基準噛合状態であるのか、誤った噛合状態であるのか、判断できる。
本発明において、前記回転角度位置検出用歯車部は、周方向における前記第2歯部と前記第3歯部との間に、前記第1歯部と同一の第4歯部を備え、前記第1歯部および前記第2歯部と、前記第3歯部および前記第4歯部とは、回転対称に設けられているものとすることができる。
本発明において、前記軸線方向の一方側を第1方向、他方側を第2方向とした場合に、前記ポテンショメータは、前記出力軸の第1方向に位置し、前記回転角度位置検出用歯車部の前記第1空間は、前記第2歯部の前記第1方向に位置し、前記無歯部は、前記有歯部の前記第1方向の側の端部分に連続するものとすることができる。このようにすれば、ポテンショギアと出力軸の回転角度位置検出用歯車とを、軸線方向から噛合させることがで
きる。
きる。
本発明において、厚み方向を前記軸線方向に向ける基板を有し、前記モータは、前記出力軸の前記第1方向に位置し、前記モータは、モータ本体、前記モータ本体から前記第1方向に突出するモータ出力軸、および前記モータ本体から前記第2方向に突出する一対のモータ端子を備え、前記基板は、前記モータ本体と前記出力軸との間に配置され、前記検出部は、前記基板の前記第2方向を向く基板表面に取り付けられ、前記基板は、一対のモータ端子用貫通孔と、前記モータに電力を供給するための第1配線パターンと、前記検出部に電力を供給するとともに当該ポテンショメータからの信号を外部に取り出すための第2配線パターンと、を備え、一対の前記モータ端子は、一対の前記モータ端子用貫通孔を貫通した状態で前記第1配線パターンに接続されるものとすることができる。このようにすれば、ポテンショメータの検出部が取り付けられた基板を、モータに給電を行うための基板と共用できる。
本発明において、前記出力軸は、前記回転角度位置検出用歯車部、歯車部、および前記接続部を前記第1方向の側から第2方向に向かってこの順に備え、前記輪列機構は、前記モータ本体の側方を前記軸線方向に平行に延びる第1シャフトおよび第2シャフトと、前記第1シャフトに回転可能に支持された第1歯車と、前記第1歯車の前記第2方向において前記第1シャフトに回転可能に支持された第2歯車と、前記第2シャフトに回転可能に支持された第3歯車と、前記第3歯車の前記第2方向において前記第2シャフトに回転可能に支持された最終歯車と、を備え、前記第1歯車、前記第2歯車、前記第3歯車、および前記最終歯車は、それぞれ大径歯車部分と、前記大径歯車部分よりも外径寸法の小さい小径歯車部分と、を備える複合歯車であり、前記第1歯車の小径歯車部分は、前記第3歯車の大径歯車部分に噛合し、前記第3歯車の小径歯車部分は、前記第2歯車の大径歯車部分に噛合し、前記第2歯車の小径歯車部分は、前記最終歯車の大径歯車部分に噛合し、前記最終歯車の小径歯車部分は、前記歯車部に噛合し、前記モータ出力軸の回転は、前記第1歯車、前記第3歯車、前記第2歯車、前記最終歯車の順に伝達されるものとすることができる。このようにすれば、モータ出力軸の回転を、輪列機構により、出力軸の歯車部に伝達できる。
本発明において、前記第1歯車、前記第2歯車の大径歯車部分、および前記第3歯車は、前記基板の第1方向に位置し、前記最終歯車は、前記基板の前記第2方向に位置し、前記基板は、前記第1シャフトおよび前記第2歯車の前記小径歯車部分を貫通させる第1貫通孔と、前記第2シャフトを貫通させる第2貫通孔と、を備え、前記第2歯車の小径歯車部分は、前記基板の前記第2方向で前記最終歯車の大径歯車部分に噛合するものとすることができる。このようにすれば、輪列機構により、基板の第1方向に位置するモータ出力軸の回転を、基板の第2方向に位置する出力軸の歯車部に伝達できる。
本発明において、前記モータ、前記輪列機構、前記基板、並びに前記出力軸の前記歯車部および回転角度位置検出用歯車部を収容するとともに、前記出力軸を貫通させて前記接続部を外部に露出させる開口部を有するケースを有し、前記出力軸の歯車部には、グリスが塗布されており、記ケースは、前記ケース内を前記軸線方向と交差する方向に延びる隔壁部を備え、前記基板は、前記隔壁部の前記第1方向で当該隔壁部と隙間を開けて対向し、前記検出部は、前記軸線方向で前記隔壁部と前記基板との間に位置し、前記ポテンショギアは、前記歯車本体部と嵌合部を接続する軸部を備え、前記隔壁部は、前記第1シャフトおよび前記第2歯車の前記小径歯車部分を貫通させる隔壁部第1貫通孔、前記第2シャフトを貫通させる隔壁部第2貫通孔、および前記軸部が貫通するポテンショキア用貫通孔を備え、前記第2歯車の小径歯車部分は、前記隔壁部の前記第2方向で前記最終歯車の大径歯車部分に噛合するものとすることができる。このようにすれば、出力軸および輪列機構の最終歯車と、ポテンショメータの検出部との間に、ケースの隔壁部を介在させること
ができる。従って、出力軸の歯車部に塗布されたグリスが検出部に付着することを防止或いは抑制できる。
ができる。従って、出力軸の歯車部に塗布されたグリスが検出部に付着することを防止或いは抑制できる。
本発明において、前記モータは、DCモータとすることができる。
次に、本発明の便蓋開閉ユニットは、上記の開閉部材駆動装置を有し、前記開閉部材は、便蓋であることを特徴とする。
本発明では、ポテンショメータのポテンショギアと出力軸の回転角度位置検出用歯車部とを噛合させる際に、ポテンショギアの無歯部を出力軸の回転角度位置検出用歯車部の第1空間に挿入して、ポテンショギアの有歯部を回転角度位置検出用歯車部の第1歯部に噛合させる。これにより、ポテンショギアに設けられた凹部などの目印を目視で確認することなく、ポテンショギアと出力軸の回転角度位置検出用歯車部とを決められた位置で噛合させることができる。従って、ポテンショギアと回転角度位置検出用歯車部とが決められた位置からズレてしまうことを防止或いは抑制できる。
以下、図面を参照して、本発明の便蓋開閉ユニットの実施の形態を説明する。
(全体構成)
図1は、便蓋開閉ユニットの説明図である。図2は、開閉部材駆動装置の外観斜視図である。図3は、ケースを外した開閉部材駆動装置を出力軸の側から見た場合の斜視図であ
る。図4は、ケースを外した開閉部材駆動装置を出力軸とは反対側から見た場合の斜視図である。図5は、ケースを外した開閉部材駆動装置を出力軸とは反対側から見た場合の平面図である。図6は、図2のA-A線断面図である。図7は、図2のB-B線断面図である。
図1は、便蓋開閉ユニットの説明図である。図2は、開閉部材駆動装置の外観斜視図である。図3は、ケースを外した開閉部材駆動装置を出力軸の側から見た場合の斜視図であ
る。図4は、ケースを外した開閉部材駆動装置を出力軸とは反対側から見た場合の斜視図である。図5は、ケースを外した開閉部材駆動装置を出力軸とは反対側から見た場合の平面図である。図6は、図2のA-A線断面図である。図7は、図2のB-B線断面図である。
図1に示すように、便蓋開閉ユニット1は、便蓋2と、便蓋2を駆動する開閉部材駆動装置3と、を有する。便蓋開閉ユニット1は、便器本体4および便座5を備えるトイレユニット6に取り付けられて、便蓋2を回転させる。便蓋開閉ユニット1がトイレユニット6に取り付けられた状態で、便蓋2の回転軸Hは、水平方向に延びる。便蓋2は、開閉部材駆動装置3の駆動により、便器本体4および便座5に上方から被さる閉位置2Aと、便器本体4から立ち上がる開位置2Bとの間を移動する。
図2に示すように、開閉部材駆動装置3は、ケース10と、ケース10に設けられた開口部10aからケース10の外側に突出する出力軸11と、備える。ケース10は、柱形状であり、出力軸11の軸線L1に沿って延びる。図3、図4に示すように、ケース10内には、モータ12と、モータ12の駆動力を出力軸11に伝達する輪列機構13と、が収容されている。また、ケース10内には、基板14と、出力軸11の回転角度位置を検出するためのポテンショメータ15と、が収容されている。
開閉部材駆動装置3は、出力軸11の軸線L1を便蓋2の回転軸Hと一致させた姿勢でトイレユニット6に取り付けられる。すなわち、出力軸11を水平方向に向けてトイレユニット6に取り付けられる。開閉部材駆動装置3が出力軸11を所定角度で回転駆動することにより、便蓋2は、閉位置2Aと開位置2Bとの間を移動する。本例において、所定角度は、130°以下である。ここで、開閉部材駆動装置3は、図1に実線で示すように、回転軸Hに沿った方向で便蓋2の一方側に設置される場合がある。また、開閉部材駆動装置3は、図1に鎖線で示すように、回転軸Hに沿った方向で便蓋2の他方側に設置される場合がある。
(モータ)
モータ12は、DCモータである。図3、図6、図7に示すように、モータ12は、モータ本体17と、モータ本体17から一方側に突出するモータ出力軸18と、モータ本体17からモータ出力軸18とは反対方向に突出する一対のモータ端子19と、を備える。モータ出力軸18は、出力軸11の位置する側とは反対方向に突出し、一対のモータ端子19は、出力軸11が位置する側に突出する。モータ出力軸18には、モータピニオン20が取り付けられている。
モータ12は、DCモータである。図3、図6、図7に示すように、モータ12は、モータ本体17と、モータ本体17から一方側に突出するモータ出力軸18と、モータ本体17からモータ出力軸18とは反対方向に突出する一対のモータ端子19と、を備える。モータ出力軸18は、出力軸11の位置する側とは反対方向に突出し、一対のモータ端子19は、出力軸11が位置する側に突出する。モータ出力軸18には、モータピニオン20が取り付けられている。
モータ出力軸18の軸線L2と開閉部材駆動装置3の出力軸11の軸線L1とは、平行である。図5から分かるように、出力軸11の軸線L1に沿った方向から見た場合に、モータ本体17は出力軸11と部分的に重なる。また、出力軸11の軸線L1に沿った方向から見た場合に、モータ出力軸18は出力軸11と重なる。すなわち、モータ出力軸18は、出力軸11の内側に位置する。以下の説明では、モータ出力軸18の軸線L1および出力軸11の軸線L1に沿った方向を軸線方向Xとする。また、モータ出力軸18がモータ本体17から突出する方向を軸線方向Xの第1方向X1とし、その反対方向を第2方向X2とする。従って、一対のモータ端子19は、モータ本体17から第2方向X2に突出する。出力軸11は、ケース10から第2方向X2に突出する。モータ12は、出力軸11の第1方向X1に位置する。
(出力軸)
図3、図4に示すように、出力軸11は、便蓋2(開閉部材)が接続される接続部22と、モータ12の駆動力が伝達される歯車部23と、回転角度位置検出用歯車部24とを
備える。接続部22、歯車部23、および回転角度位置検出用歯車部24は、同軸である。歯車部23は、接続部22の第1方向X1に設けられている。回転角度位置検出用歯車部24は、歯車部23の第1方向X1に設けられている。歯車部23は、出力軸11の周方向において180°以下の角度範囲に設けられている。出力軸11の歯車部23および回転角度位置検出用歯車部24は、ケース10内に収容されている。接続部22は、開口部10aを介して、ケース10の外側に位置する。
図3、図4に示すように、出力軸11は、便蓋2(開閉部材)が接続される接続部22と、モータ12の駆動力が伝達される歯車部23と、回転角度位置検出用歯車部24とを
備える。接続部22、歯車部23、および回転角度位置検出用歯車部24は、同軸である。歯車部23は、接続部22の第1方向X1に設けられている。回転角度位置検出用歯車部24は、歯車部23の第1方向X1に設けられている。歯車部23は、出力軸11の周方向において180°以下の角度範囲に設けられている。出力軸11の歯車部23および回転角度位置検出用歯車部24は、ケース10内に収容されている。接続部22は、開口部10aを介して、ケース10の外側に位置する。
(輪列機構)
輪列機構13は、大径歯車部分と大径歯車部分よりも小径の小径歯車部分を備える複数の複合歯車を備える。各複合歯車は、小径歯車部分を第1方向に向けて配置される。各複合歯車が噛み合う部分には、グリスが塗布されている。輪列機構13は、減速輪列である。また、輪列機構13は、これら複数の複合歯車を回転可能に支持する3本のシャフトを備える。
輪列機構13は、大径歯車部分と大径歯車部分よりも小径の小径歯車部分を備える複数の複合歯車を備える。各複合歯車は、小径歯車部分を第1方向に向けて配置される。各複合歯車が噛み合う部分には、グリスが塗布されている。輪列機構13は、減速輪列である。また、輪列機構13は、これら複数の複合歯車を回転可能に支持する3本のシャフトを備える。
具体的には、輪列機構13は、モータピニオン20に噛合する第1複合歯車26と、第1複合歯車26を回転可能に支持する第1複合歯車用シャフト27と、を備える。第1複合歯車用シャフト27は、モータ本体17の第1方向X1で軸線方向Xに延びる。
また、輪列機構13は、モータ本体17の側方を軸線方向Xに平行に延びる第1シャフト28および第2シャフト29を備える。さらに、輪列機構13は、第1シャフト28に回転可能に支持された第2複合歯車31(第1歯車)、第2複合歯車31の第2方向X2において第1シャフト28に回転可能に支持された第3複合歯車32(第2歯車)を備える。また、輪列機構13は、第2シャフト29に回転可能に支持された第4複合歯車33、第4複合歯車33の第2方向X2において第2シャフト29に回転可能に支持された第5複合歯車34(第3歯車)、および第5複合歯車34の第2方向X2において第2シャフト29に回転可能に支持された第6複合歯車35(第4歯車)を備える。図5に一点鎖線で示すように、第1シャフト28と第2シャフト29が配列された配列方向Mおよび軸線方向Xと直交する直交方向Nから見た場合に、第1シャフト28および第2シャフト29は、モータ本体17と重なる。従って、第1シャフト28と第2シャフト29との間隔は、直交方向Nから見た場合のモータ12の幅よりも、狭い。
図3、図4に示すように、第1複合歯車26は、その大径歯車部分26aがモータピニオン20に噛合し、その小径歯車部分26bが第2シャフト29の最も第1方向X1に位置する第4複合歯車33の大径歯車部分33aに噛合する。第4複合歯車33は、その小径歯車部分33bが第1シャフト28の最も第1方向X1に支持された第2複合歯車31の大径歯車部分31aに噛合する。第2複合歯車31は、小径歯車部分31bが第2シャフト29に支持された第5複合歯車34の大径歯車部分34aに噛合する。第5複合歯車34は、その小径歯車部分34bが、第1シャフト28に支持された第3複合歯車32の大径歯車部分32aに噛合する。第3複合歯車32は、その小径歯車部分32bが、第2シャフト29に支持された第6複合歯車35の大径歯車部分35aに噛合する。第6複合歯車35は、その小径歯車部分35bが、出力軸11の歯車部23に噛合する。第6複合歯車35は、輪列機構13の最終歯車である。モータ出力軸18(モータピニオン20)の回転は、駆動力伝達方向の上流側から下流側に向かって、第1複合歯車26、第4複合歯車33、第2複合歯車31、第5複合歯車34、第3複合歯車32、第6複合歯車35の順に伝達させて出力軸11に達する。ここで、図4に示すように、第3複合歯車32の小径歯車部分32bは、第1方向X1の端部分であって大径歯車部分32aに隣り合う部分に、歯を有さない円柱部32cを備える。円柱部32cは、所定の高さ寸法を備える。なお、円柱部32cには、グリスは塗布されていない。また、図6に示すように、第5複合歯車34は、その大径歯車部分34aと小径歯車部分34bとの間に、駆動力の伝達を継断するトルクリミッタ37が設けられている。
ここで、図3、図4、図6、図7から分かるように、第1シャフト28に支持された第2複合歯車31および第3複合歯車32、および第2シャフト29に支持された第5複合歯車34は、モータ本体17の側方に位置する。また、図5から分かるように、直交方向Nから見た場合に、第2複合歯車31および第3複合歯車32、および第2シャフト29に支持された第5複合歯車34は、モータ本体17と重なる。
(基板、およびポテンショメータ)
図8は、第3ケースを外した開閉部材駆動装置3の分解斜視図である。図9は、隔壁部よりも第2方向X2に位置する部材を外した開閉部材駆動装置3の分解斜視図である。図10は、基板14よりも第2方向X2に位置する部材と第2ケースを外した開閉部材駆動装置の分解斜視図である。図11は、基板14と基板14よりも第1方向X1に位置する部材の分解斜視図である。
図8は、第3ケースを外した開閉部材駆動装置3の分解斜視図である。図9は、隔壁部よりも第2方向X2に位置する部材を外した開閉部材駆動装置3の分解斜視図である。図10は、基板14よりも第2方向X2に位置する部材と第2ケースを外した開閉部材駆動装置の分解斜視図である。図11は、基板14と基板14よりも第1方向X1に位置する部材の分解斜視図である。
図3、図4に示すように、基板14は、厚み方向を前記軸線方向Xに向けてモータ本体17と出力軸11との間に配置されている。図3に示しように、ポテンショメータ15は、基板14の第2方向X2を向く基板表面14aに取り付けられた検出部38と、検出部38のギア接続部38aに接続されるポテンショギア39と、を備える。
基板14は、図3および図11に示すように、一対のモータ端子用貫通孔41と、モータ12に電力を供給するための第1配線パターン42と、検出部38に電力を供給するとともにポテンショメータ15からの回転角度位置信号(信号)を外部に取り出すための第2配線パターン43と、を備える。一対のモータ端子19は、一対のモータ端子用貫通孔41を貫通した状態で第1配線パターン42に接続される。図4に示すように、基板14において、第1方向X1を向く基板裏面14bには、コネクタ45が取り付けられている。コネクタ45は、第1配線パターン42および第2配線パターン43に電気的に接続されている。コネクタ45には、外部の機器から延びるケーブルに設けられた外部コネクタが、第1方向X1の側から着脱可能に接続される。モータ12および検出部38には、コネクタ45から基板14を介して、外部の機器から電力が供給される。
ここで、図6、図7、図11に示すように、基板14には、第1シャフト28および第3複合歯車32の小径歯車部分32bを貫通させる基板側第1貫通孔47と、第2シャフト29を貫通させる基板側第2貫通孔48と、が設けられている。ここで、図4に示すように、基板側第1貫通孔47を貫通した第3複合歯車32の小径歯車部分32bは、基板14の第2方向X2で第6複合歯車35の大径歯車部分35aに噛合する。この一方で、第3複合歯車32の大径歯車部分32aは、基板14の第1方向X1で第5複合歯車34の小径歯車部分34bと噛合している。すなわち、基板14の第1方向X1には、第1複合歯車26、第2複合歯車31、第3複合歯車32の大径歯車部分32a、第4複合歯車33、および第5複合歯車34が位置する。基板14の第2方向X2には、第6複合歯車35および出力軸11が位置する。輪列機構13は、基板14の第1方向X1の側から第2方向X2にモータ12の駆動量を伝達している。なお、第5複合歯車34の小径歯車部分34bには、第2方向に突出する小径の円柱部34cが設けられており、図10に示すように、基板側第2貫通孔48には、円柱部34cが挿入されている。
図3、図6に示すように、ポテンショギア39は、検出部38のギア接続部38aに嵌合する嵌合部51、歯部を備える歯車本体部52、および軸線方向Xに延びて歯車本体部52と嵌合部51とを接続する軸部53を備える。歯車本体部52は、出力軸11の回転角度位置検出用歯車部24に噛合する。これにより、ポテンショメータ15は、出力軸11の回転角度位置を、直接的に、検出する。
(ケース)
図1に示すように、ケース10は、第2方向X2の端面に、出力軸11を貫通させて接続部22を外部に露出させる開口部10aを備える。また、図6、図7に示すように、ケース10は、内部に、軸線方向Xと交差する方向に延びてケース10内を2つの領域に仕切る隔壁部55を備える。さらにケース10は、隔壁部55の第1方向X1に、コネクタ45を外部に露出させるコネクタ用開口部10bを備える。
図1に示すように、ケース10は、第2方向X2の端面に、出力軸11を貫通させて接続部22を外部に露出させる開口部10aを備える。また、図6、図7に示すように、ケース10は、内部に、軸線方向Xと交差する方向に延びてケース10内を2つの領域に仕切る隔壁部55を備える。さらにケース10は、隔壁部55の第1方向X1に、コネクタ45を外部に露出させるコネクタ用開口部10bを備える。
より具体的には、ケース10は、図1に示すように、軸線方向Xの第1方向X1の側から第2方向X2に向かって積層された第1ケース61、第2ケース62および第3ケース63を備える。隔壁部55は、第2ケース62に設けられている。コネクタ用開口部10bは、第1ケース61と第2ケース62との間に形成される。図6に示すように、第3ケース63は、開口部10aを備え、出力軸11の歯車部23および回転角度位置検出用歯車部24を内部に収容する。
図2、図6、図7、図11に示すように、第1ケース61は、第1方向X1の端面を規定する第1板部65と、第1板部65の外周縁から第2方向X2の延びる筒状の第1周壁部66と、を備える。図6、図7に示すように、第1板部65は、第2方向X2を向く端面に、第1シャフト28の第1方向X1の端部を保持する第1シャフト第1保持部67と、第2シャフト29の第1方向X1の端部を保持する第2シャフト第1保持部68と、第1複合歯車用シャフト27の第1方向X1の端部分を保持する第3保持部69と、を備える。第1周壁部66の第2方向X2の端部には基板14が載置される。第1周壁部66の第2方向X2の端部に載置された基板14は、隔壁部55の第1方向X1で、ケース10内を2つに仕切る。第1周壁部66の第2方向X2の端縁の周方向の一部分には、径方向内側に窪む凹部70が設けられている。基板14に取り付けられたコネクタ45は、第1ケース61の径方向外側で、凹部70の内側に配置される。
第1ケース61には、モータ12のモータ出力軸18およびモータ本体17が収容される。また、第1ケース61には、輪列機構13において基板14の第1方向X1に位置する第1複合歯車26、第2複合歯車31、第3複合歯車32の大径歯車部分32a、第4複合歯車33、および第5複合歯車34が収容される。ここで、図3に示すように、第1複合歯車用シャフト27の第2方向X2の端部分は、第1ケース61内において、モータ本体17の第1方向X1の端面に取り付けられた支持部材71により支持される。
図2、図10に示すように、第2ケース62は、筒状の第2周壁部74と、第2周壁部74の軸線方向Xの途中から軸線L1と直交する方向に延びる隔壁部55と、を備える。図6、図7に示すように、第2周壁部74の下端部分の内周面には段部75が設けられている。第2ケース62が第1ケース61に重ねられたときに、段部75において第1方向X1を向く端面は、基板14の外周縁に当接する。これにより、段部75の端面は、第1周壁部66の端部との間に、基板14を挟む。第2周壁部74の下端部分において、段部75の端面の外周側で段部75よりも第1方向に延びる壁部分は、基板14の外周側に位置して当該基板14を径方向内側に収容する。隔壁部55には、第2方向X2を向く面に、出力軸11を回転可能に支持する出力軸支持部77が設けられている。
ここで、隔壁部55は、基板14の第2方向X2で、基板14と隙間を開けて対応する。図6に示すように、隔壁部55の第1方向X1で基板14との間に設けられた隙間Cには、基板14に取り付けられたポテンショメータ15の検出部38が位置する。また、第2ケース62が第1ケース61に重ねられたときに、第2周壁部74と第1ケース61の第1周壁部66に設けられた凹部70との間には、第1方向X1を向くコネクタ用開口部10bが形成される。コネクタ45は、コネクタ用開口部10bからケース10の外部に露出して、第1方向X1に延びる。隔壁部55には、第2方向X2を向く面に、出力軸1
1を回転可能に支持する出力軸支持部77が設けられている。また、
1を回転可能に支持する出力軸支持部77が設けられている。また、
図9に示すように、隔壁部55は、隔壁部側第1貫通孔78と、隔壁部側第2貫通孔79と、を備える。隔壁部側第1貫通孔78は、基板14の基板側第1貫通孔47を貫通した第1シャフト28および第3複合歯車32の小径歯車部分32bを貫通させる。隔壁部側第2貫通孔79は、基板14の基板側第2貫通孔48を貫通した第2シャフト29を貫通させる。図7に示すように、隔壁部側第1貫通孔78を第3複合歯車32の小径歯車部分32bが貫通したときに、小径歯車部分32bに設けられた円柱部32cは、隔壁部55と基板14との間に位置する。隔壁部側第1貫通孔78を貫通した第3複合歯車32の小径歯車部分32bは、隔壁部55の第2方向X2で第6複合歯車35の大径歯車部分35aに噛合する。第6複合歯車35の小径歯車部分35bは、隔壁部55の第2方向X2で出力軸11の歯車部23に噛合する。一方、第3複合歯車32の大径歯車部分32aは、隔壁部55の第1方向X1、且つ、基板の第1方向X1で第5複合歯車34の小径歯車部分34bと噛合する。従って、輪列機構13は、隔壁部55の第1方向X1の側から第2方向X2にモータ12の駆動量を伝達できる。
また、隔壁部55は、図6、図9に示すように、ポテンショギア39の軸部53を軸線方向Xに貫通させるポテンショギア用貫通孔80を備える。これにより、ポテンショギア39は、歯車本体部52が隔壁部55の第2方向X2で出力軸11の回転角度位置検出用歯車部24に噛合し、嵌合部51が隔壁部55の第1方向X1で検出部38のギア接続部38aに嵌合する。
ここで、図9、図10に示すように、第2ケース62は、隔壁部55から第2方向X2に突出してポテンショメータ15の軸部53を回転可能に支持するポテンショギア支持部81を備える。ポテンショギア支持部81は、ポテンショギア用貫通孔80の開口縁に沿って湾曲する支持面81aを備える。図6に示すように、隔壁部55におけるポテンショギア用貫通孔80の内周面および支持面は、軸部53に摺接する。また、第2ケース62は、隔壁部55における隔壁部側第1貫通孔78の開口縁から第2方向X2に突出して、第2歯車の小径歯車部分32bの隔壁部55よりも第2方向X2に突出する先端部分を覆うカバー部84を備える。図9に示すように、カバー部84は、周方向で第6複合歯車35と対向する位置に、突出部と第6複合歯車35との噛合を許容する開口84aを備える。第1シャフト28は、カバー部84を軸線方向Xに貫通する。
図6、図7、図8に示すように、第3ケース63は、第2方向X2の端面を規定する第3板部86と、第3板部86の外周縁から第1方向X1に延びる筒状の第3周壁部87と、備える。第3板部86には、開口部10aが設けられている。第3板部86における開口部10aの開口縁は、出力軸11を径方向外側から回転可能に支持する支持部となっている。図7、図8に示すように、第3板部86は、第1方向X1を向く面に、第1シャフト28の第2方向X2の端部を保持する第1シャフト第2保持部88と、第2シャフト29の第2方向X2の端部を保持する第2シャフト第2保持部89と、を備える。第3ケース63は、第2ケース62の隔壁部55を第2方向X2から覆いう。隔壁部55と第3ケース63との間には、第6複合歯車35、出力軸11の歯車部23および回転角度位置検出用歯車部24、並びに、ポテンショギア39の歯車本体部52が収容される。
(ポテンショギア39および出力軸の回転角度位置検出用歯車部の詳細)
図12は、ポテンショギア39と出力軸との分解斜視図である。図13は、ポテンショギア39と出力軸11の回転角度位置検出用歯車部24とが決められた位置で噛合する第1基準噛合状態を軸線方向から見た場合の平面図である。図14は、図13に示す状態から出力軸11が所定角度回転した第2基準噛合状態を軸線方向Xから見た場合の平面図である。図15は、ポテンショギア39と噛合する回転角度位置検出用歯車部24の第1歯
部の歯が、第1基準噛合状態から周方向に1つズレた場合の平面図である。図16は、図15の噛合状態が第1基準状態に戻る動作の説明図である。図17は、第1基準噛合状態Sに対して、ポテンショギア39の有歯部97の歯が周方向にズレた場合の動作の説明図である。
図12は、ポテンショギア39と出力軸との分解斜視図である。図13は、ポテンショギア39と出力軸11の回転角度位置検出用歯車部24とが決められた位置で噛合する第1基準噛合状態を軸線方向から見た場合の平面図である。図14は、図13に示す状態から出力軸11が所定角度回転した第2基準噛合状態を軸線方向Xから見た場合の平面図である。図15は、ポテンショギア39と噛合する回転角度位置検出用歯車部24の第1歯
部の歯が、第1基準噛合状態から周方向に1つズレた場合の平面図である。図16は、図15の噛合状態が第1基準状態に戻る動作の説明図である。図17は、第1基準噛合状態Sに対して、ポテンショギア39の有歯部97の歯が周方向にズレた場合の動作の説明図である。
図12に示すように、回転角度位置検出用歯車部24は、その周方向の隣り合う位置に、出力軸11の軸線L1に沿った軸線方向Xの長さが第1寸法Q1の第1歯部91と、軸線方向Xの長さが第1寸法Q1よりも短い第2寸法Q2の第2歯部92と、を備える。また、回転角度位置検出用歯車部24は、第1歯部91の周方向かつ第2歯部92の軸線方向Xの一方側に第1寸法Q1と第2寸法Q2との差分である第3寸法Q3の高さを有する第1空間93を備える。さらに、回転角度位置検出用歯車部24は、周方向における第1歯部91の第2歯部92とは反対側に隣り合う位置に、軸線方向Xの長さが第2寸法Q2の第3歯部94を備える。また、回転角度位置検出用歯車部24は、第1歯部91の周方向かつ第3歯部94の軸線方向Xの一方側に第3寸法Q3の高さを有する第2空間95を備える。さらに、回転角度位置検出用歯車部24は、周方向における第2歯部92と、第3歯部94との間に、第1歯部91と同一の第4歯部96を備える。第1歯部91および第2歯部92と、第3歯部94および第4歯部96とは、回転対称に設けられている。
第1空間93は、第2歯部92の第1方向X1に位置する。第2空間95は、第3歯部94の第1方向X1に位置する。第2歯部92、第1歯部91および第4歯部96は、180°以下の角度範囲に設けられている。本例では、第1歯部91の歯数は5である。第2歯部92および第3歯部94の歯数はそれぞれ2である。
図12、図13に示すように、ポテンショギア39の歯車本体部52は、回転角度位置検出用歯車部24よりも外径寸法が小さい。歯車本体部52は、その周方向の隣り合う位置に、軸線方向Xの長さが第3寸法Q3よりも長く第1寸法Q1以下の第4寸法Q4の有歯部97と、有歯部97における軸線方向Xの一方側の端部分から周方向に延びる無歯部98と、を備える。無歯部98は、有歯部97の周方向の一方端の歯の歯先と、周方向の他方端の歯の歯先とを有歯部97の歯先円に沿って接続する円弧の外周面98aを備える。無歯部98の軸線方向Xの厚みは、第3寸法Q3よりも短い第5寸法Q5である。
有歯部97は、第1歯部91と噛合可能な歯数を備える。本例では、無歯部が連続する周方向の一方端の歯および他方端の歯を合わせて6つの歯を備える。従って、有歯部97において、回転角度位置検出用歯車部24の第1歯部91が噛合する凹部は5つである。無歯部98は、有歯部97の第1方向X1の側の端部分から周方向に延びる。
ポテンショギア39と回転角度位置検出用歯車部24とを噛合させる際には、図13に示すように、ポテンショギア39の無歯部98を出力軸11の回転角度位置検出用歯車部24の第1空間93に挿入し、ポテンショギア39の有歯部97を回転角度位置検出用歯車部24の第1歯部91に噛合させる。すなわち、ポテンショギア39の有歯部97において第1空間93に進入させた無歯部98の隣に位置する歯を回転角度位置検出用歯車部24の第1歯部91において、最も第1空間93に近い歯に噛合させる。かかる噛合状態を第1基準噛合状態Sとする。これにより、ポテンショメータ15のポテンショギア39と、出力軸11の回転角度位置検出用歯車部24とを、決められた位置で噛合させることができる。
ここで、ポテンショギア39を回転角度位置検出用歯車部24に組み込んで第1基準噛合状態Sとした後に、出力軸11を第1回転方向R1に所定角度だけ回転させると、図14に示すように、ポテンショギア39の有歯部97が回転角度位置検出用歯車部24の第1歯部91に噛合した状態で、無歯部98が第2空間95に進入する。この状態では、ポ
テンショギア39の有歯部97において第2空間95に進入した無歯部98の隣に位置する歯が回転角度位置検出用歯車部24の第1歯部91において最も第2空間95に近い歯に噛合している。かかる噛合状態は、第2基準噛合状態Tである。
テンショギア39の有歯部97において第2空間95に進入した無歯部98の隣に位置する歯が回転角度位置検出用歯車部24の第1歯部91において最も第2空間95に近い歯に噛合している。かかる噛合状態は、第2基準噛合状態Tである。
このように、ポテンショギア39が回転角度位置検出用歯車部24の決められた位置に組み込まれる場合には、出力軸11が所定角度だけ回転する間に、回転角度位置検出用歯車部24の第1歯部91とポテンショギア39の有歯部97の噛合状態は、第1基準噛合状態Sと第2基準噛合状態Tとの間で変化する。よって、出力軸11が所定角度だけ回転する間に、回転角度位置検出用歯車部24の第1歯部91とポテンショギア39の無歯部98とが干渉することがない。
次に、出力軸11の回転角度位置検出用歯車部24にポテンショギア39を組み込む際には、作業ミスなどに起因して、ポテンショギア39と噛合する回転角度位置検出用歯車部24の第1歯部91の歯が、第1基準噛合状態Sの状態から周方向に1つズレてしまう場合がある。この場合の噛合状態を図15に示す。この場合には、出力軸11を第1回転方向R1に所定角度回転させた後に第1回転方向R1とは反対の第2回転方向R2に所定角度回転させると、回転角度位置検出用歯車部24と有歯部97との噛合状態を第1基準噛合状態Sに戻すことができる。
すなわち、回転角度位置検出用歯車部24の第1歯部91の歯が、第1基準噛合状態Sの状態から周方向に一つズレている場合には、図16(a)に示すように、出力軸11が所定角度回転する前に、ポテンショギア39の有歯部97と、第1歯部91との噛合が終了する。その後、出力軸11が所定角度だけ回転すると、図16(b)に示すように、有歯部97が第1歯部91に噛み合わない状態、すなわち、有歯部97が第1歯部91の歯先円から外周側に外れた状態で、ポテンショギア39の無歯部98が第2空間95に進入する。
しかる後に、出力軸11を第2回転方向R2に回転させると、図16(c)に示すように、ポテンショギア39の無歯部98が回転角度位置検出用歯車部24の第2空間95に進入した状態で、ポテンショギア39の有歯部97が第1歯部91に噛合する。すなわち、噛合状態が図14に示す状態と同一の第2基準噛合状態Tとなる。従って、その後、出力軸11が所定角度回転すると、ポテンショギア39と回転角度位置検出用歯車部24との噛合状態は、図13に示す第1基準噛合状態Sとなる。
また、出力軸11の回転角度位置検出用歯車部24にポテンショギア39を組み込む際には、作業ミスなどに起因して、第1基準噛合状態Sに対して、有歯部97の歯が周方向にズレてしまう場合がある。この場合の噛合状態を図17(a)に示す。図17(a)は、第1基準噛合状態Sに対して、有歯部97の歯が周方向に1つズレている状態である。
この場合には、出力軸11を第1回転方向R1に回転させると、図17(b)に示すように、出力軸11が所定角度回転する前に回転角度位置検出用歯車部24の第1歯部91とポテンショギア39の無歯部98とが干渉する。これにより、出力軸11が回転しなくなる。従って、回転角度位置検出用歯車部24と有歯部97とを最初に噛合させた後に、出力軸11を所定角度だけ第1回転方向R1に回転させれば、回転角度位置検出用歯車部24と有歯部97との噛合状態が基準噛合状態であるのか、誤った噛合状態であるのか、判断できる。
(動作)
外部の機器からコネクタ45および基板14を介してモータ12に電力が供給されると、モータ出力軸18は、正方向、または、逆方向に回転する。モータ出力軸18の回転は
、輪列機構13を介して出力軸11に伝達される。出力軸11が回転すると、ポテンショメータ15からは、出力軸11の回転角度位置に対応する回転角度位置信号が出力される。回転角度位置信号は、コネクタ45を介して外部の機器に入力される。外部の機器は、回転角度位置信号に基づいて、モータ12を駆動制御して出力軸11を所定角度で回転させる。これにより、出力軸11の接続部22に接続された便蓋2は、出力軸11の軸線L1回りを閉位置2Aから開位置2B、または、開位置2Bから閉位置2Aに移動する。
外部の機器からコネクタ45および基板14を介してモータ12に電力が供給されると、モータ出力軸18は、正方向、または、逆方向に回転する。モータ出力軸18の回転は
、輪列機構13を介して出力軸11に伝達される。出力軸11が回転すると、ポテンショメータ15からは、出力軸11の回転角度位置に対応する回転角度位置信号が出力される。回転角度位置信号は、コネクタ45を介して外部の機器に入力される。外部の機器は、回転角度位置信号に基づいて、モータ12を駆動制御して出力軸11を所定角度で回転させる。これにより、出力軸11の接続部22に接続された便蓋2は、出力軸11の軸線L1回りを閉位置2Aから開位置2B、または、開位置2Bから閉位置2Aに移動する。
(作用効果)
本例によれば、ポテンショギア39と回転角度位置検出用歯車部24とを噛合させる際には、ポテンショギア39の無歯部98を出力軸11の回転角度位置検出用歯車部24の第1空間93に挿入して、ポテンショギア39の有歯部97を回転角度位置検出用歯車部24の第1歯部91に噛合させる。これにより、ポテンショギア39に設けられた凹部70などの目印を目視で確認することなく、ポテンショメータ15のポテンショギア39と、出力軸11の回転角度位置検出用歯車部24とを、決められた位置で噛合させることができる。従って、ポテンショギア39と回転角度位置検出用歯車部24とが決められた位置からズレてしまうことを防止或いは抑制できる。
本例によれば、ポテンショギア39と回転角度位置検出用歯車部24とを噛合させる際には、ポテンショギア39の無歯部98を出力軸11の回転角度位置検出用歯車部24の第1空間93に挿入して、ポテンショギア39の有歯部97を回転角度位置検出用歯車部24の第1歯部91に噛合させる。これにより、ポテンショギア39に設けられた凹部70などの目印を目視で確認することなく、ポテンショメータ15のポテンショギア39と、出力軸11の回転角度位置検出用歯車部24とを、決められた位置で噛合させることができる。従って、ポテンショギア39と回転角度位置検出用歯車部24とが決められた位置からズレてしまうことを防止或いは抑制できる。
また、本例では、出力軸11の回転角度位置検出用歯車部24にポテンショギア39を組み込む際に、ポテンショギア39と噛合する回転角度位置検出用歯車部24の第1歯部91の歯が、第1基準噛合状態Sの状態から周方向に1つズレた場合でも、出力軸11を第1回転方向R1に所定角度回転させた後に第2回転方向R2に所定角度回転させると、回転角度位置検出用歯車部24と有歯部97との噛合状態を第1基準噛合状態Sに戻すことができる。
さらに、本例では、ポテンショギア39と回転角度位置検出用歯車部24とが決められた位置で噛合すると、出力軸11が所定角度だけ回転する間、ポテンショメータ15の有歯部97が、回転角度位置検出用の第1歯部91と噛合する。従って、出力軸11が所定角度だけ回転する間に、ポテンショメータ15の無歯部98が回転角度位置検出用の第1歯部91と干渉することがない。一方、出力軸11の回転角度位置検出用歯車部24にポテンショギア39を組み込む際には、第1基準噛合状態Sに対して、有歯部97の歯が周方向にズレた場合には、出力軸11が所定角度回転する前に回転角度位置検出用歯車部24の第1歯部91とポテンショギア39の無歯部98とが干渉する。従って、回転角度位置検出用歯車部24と有歯部97とを最初に噛合させた後に、出力軸11を所定角度だけ第1回転方向R1に回転させれば、回転角度位置検出用歯車部24と有歯部97との噛合状態が基準噛合状態であるのか、誤った噛合状態であるのか、判断できる。
また、ポテンショメータ15は、出力軸11の第1方向X1に位置する。回転角度位置検出用歯車部24の第1空間93は第2歯部92の第1方向X1に位置し、第2空間95は、第3歯部94の第1方向X1に位置する。ポテンショメータ15の無歯部98は、有歯部97の第1方向X1の側の端部分に連続する。従って、ポテンショギア39と出力軸11の回転角度位置検出用歯車部24とを、軸線方向Xから噛合させることができる。
さらに、回転角度位置検出用歯車部24では、周方向における第2歯部92と、第3歯部94との間に、第1歯部91と同一の第4歯部96を備える。第1歯部91および第2歯部92と、第3歯部94および第4歯部96とは、回転対称に設けられている。従って、図1に鎖線で示すように、便蓋2を開閉する開閉部材駆動装置3を回転軸Hの他方側に設置して、便蓋2を開閉するための出力軸11の回転方向が反対となった場合には、ポテンショギア39の有歯部97を回転角度位置検出用歯車部24の第4歯部96に組み込むことにより、ポテンショメータ15により出力軸11の回転角度位置を検出できる。
また、本例では、モータ12は、出力軸11の第1方向X1に位置する。モータ12は、モータ本体17、モータ本体17から第1方向X1に突出するモータ出力軸18、およびモータ本体17から第2方向X2に突出する一対のモータ端子19を備える。基板14は、厚み方向を軸線方向Xに向けて、モータ本体17と出力軸11との間に配置される。ポテンショメータ15の検出部38は、基板14の第2方向X2を向く基板表面14aに取り付けられ、基板14は、一対のモータ端子用貫通孔41と、モータ12に電力を供給するための第1配線パターン42と、検出部38に電力を供給するとともに当該ポテンショメータ15からの信号を外部に取り出すための第2配線パターン43と、を備える。一対のモータ端子19は、一対のモータ端子用貫通孔41を貫通した状態で第1配線パターン42に接続される。従って、ポテンショメータ15の検出部38が取り付けられた基板14を、モータ12に給電を行うための基板14と共用できる。
さらに、出力軸11は、回転角度位置検出用歯車部24、歯車部23、および接続部22を第1方向X1の側から第2方向X2に向かってこの順に備える。輪列機構13は、モータ本体17の側方を軸線方向Xに平行に延びる第1シャフト28および第2シャフト29と、第1シャフト28に回転可能に支持された第2複合歯車31(第1歯車)と、第2複合歯車31(第1歯車)の第2方向X2において第1シャフト28に回転可能に支持された第3複合歯車32(第2歯車)と、第2シャフト29に回転可能に支持された第5複合歯車34(第3歯車)と、第5複合歯車34(第3歯車)の第2方向X2において第2シャフト29に回転可能に支持された第6複合歯車35(最終歯車)と、を備える。第2複合歯車31の小径歯車部分31bは、第5複合歯車34の大径歯車部分34aに噛合する。第5複合歯車34の小径歯車部分34bは、第3複合歯車32の大径歯車部分32aに噛合する。第3複合歯車32の小径歯車部分32bは、第6複合歯車35の大径歯車部分35aに噛合する。第6複合歯車35の小径歯車部分35bは、出力軸11の歯車部23に噛合する。これにより、モータ出力軸18の回転は、第2複合歯車31、第5複合歯車34、第3複合歯車、第6複合歯車35の順に伝達される。従って、モータ出力軸18の回転を、輪列機構13により、出力軸11の歯車部23に伝達できる。
本例において、第2複合歯車31、第3複合歯車32の大径歯車部分32a、および第5複合歯車34は、基板14の第1方向X1に位置する。第6複合歯車35は、基板14の第2方向X2に位置する。基板14は、第1シャフト28および第3複合歯車32の小径歯車部分32bを貫通させる基板側第1貫通孔47と、第2シャフト29を貫通させる基板側第2貫通孔48と、を備える。第3複合歯車32の小径歯車部分32bは、基板14の第2方向X2で第6複合歯車35の大径歯車部分35aに噛合する。従って、輪列機構13により、基板14の第1方向X1に位置するモータ出力軸18の回転を、基板14の第2方向X2に位置する出力軸11の歯車部23に伝達できる。
また、本例は、モータ12、輪列機構13、基板14、並びに出力軸11の歯車部23および回転角度位置検出用歯車部24を収容するケース10を有する。ケース10は、出力軸11を貫通させて接続部22を外部に露出させる開口部10aを有する。また、ケース10は、ケース10内を軸線方向Xと交差する方向に延びる隔壁部55を備える。基板14は、隔壁部55の第1方向X1で隔壁部55と隙間Cを開けて対向する。ポテンショメータ15の検出部38は、軸線方向Xで隔壁部55と基板14との間に位置する。ポテンショギア39は、歯車本体部52と嵌合部51を接続する軸部53を備える。隔壁部55は、第1シャフト28および第3複合歯車32の小径歯車部分32bを貫通させる隔壁部側第1貫通孔78、第2シャフト29を貫通させる隔壁部側第2貫通孔79、および軸部53が貫通するポテンショギア用貫通孔80を備える。第3複合歯車32の小径歯車部分32bは、隔壁部55の第2方向X2で第6複合歯車35の大径歯車部分35aに噛合する。これにより、出力軸11および輪列機構13の第6複合歯車35と、ポテンショメータ15の検出部38との間に、ケース10の隔壁部55を介在させることができる。従
って、出力軸11および輪列機構13の第6複合歯車35に塗布されたグリスが、検出部38に付着することを防止、或いは、抑制できる。
って、出力軸11および輪列機構13の第6複合歯車35に塗布されたグリスが、検出部38に付着することを防止、或いは、抑制できる。
1…便蓋開閉ユニット、2…便蓋、2A…閉位置、2B…開位置、3…開閉部材駆動装置、4…便器本体、5…便座、6…トイレユニット、10…ケース、10a…開口部、10b…コネクタ用開口部、11…出力軸、12…モータ、13…輪列機構、14…基板、14a…基板表面、14b…基板裏面、15…ポテンショメータ、17…モータ本体、18…モータ出力軸、19…モータ端子、20…モータピニオン、22…接続部、23…歯車部、24…回転角度位置検出用歯車部、26…第1複合歯車、27…第1複合歯車用シャフト、28…第1シャフト、29…第2シャフト、31…第2複合歯車(第1歯車)、32…第3複合歯車(第2歯車)、32c…円柱部、33…第4複合歯車、34…第5複合歯車(第3歯車)、35…第6複合歯車(第4歯車)、37…トルクリミッタ、38…検出部、38a…ギア接続部、39…ポテンショギア、41…モータ端子用貫通孔、42…第1配線パターン、43…第2配線パターン、45…コネクタ、47…基板側第1貫通孔、48…基板側第2貫通孔、51…嵌合部、52…歯車本体部、53…軸部、55…隔壁部、61…第1ケース、62…第2ケース、63…第3ケース、65…第1板部、66…第1周壁部、68…第2シャフト第1保持部、69…第3保持部、70…凹部、71…支持部材、74…第2周壁部、75…段部、77…出力軸支持部、78…隔壁部側第1貫通孔、79…隔壁部側第2貫通孔、80…ポテンショギア用貫通孔、81…ポテンショギア支持部、81a…支持面、84…カバー部、84a…開口、86…第3板部、87…第3周壁部、88…第1シャフト第2保持部、89…第2シャフト第2保持部、91…第1歯部、92…第2歯部、93…第1空間、94…第3歯車、94…第3歯部、95…第2空間、96…第4歯部、97…有歯部、98…無歯部、98a…円弧の外周面、L1…軸線、L2…軸線、X…軸線方向
Claims (12)
- 開閉部材が接続される接続部、歯車部および前記歯車部と同軸の回転角度位置検出用歯車部を備える出力軸と、
モータと、
前記モータの回転を前記歯車部に伝達する輪列機構と、
前記出力軸の回転角度位置を検出するポテンショメータと、を有し、
前記ポテンショメータは、検出部と、前記検出部のギア接続部に接続されるポテンショギアと、を備え、
前記ポテンショギアは、前記回転角度位置検出用歯車部よりも外径寸法が小さい歯車本体部と、前記ギア接続部に嵌合する嵌合部と、を備え、
前記回転角度位置検出用歯車部は、その周方向の隣り合う位置に、前記出力軸の軸線に沿った軸線方向の長さが第1寸法の第1歯部と、前記軸線方向の長さが前記第1寸法よりも短い第2寸法の第2歯部と、を備えるとともに、前記第1歯部の周方向かつ前記第2歯部の前記軸線方向の一方側に前記第1寸法と前記第2寸法との差分である第3寸法の高さを有する第1空間を備え、
前記歯車本体部は、その周方向の隣り合う位置に、前記軸線方向の長さが前記第3寸法よりも長い有歯部と、前記有歯部における前記軸線方向の一方側の端部分から周方向に延びる無歯部と、を備え、
前記無歯部は、前記有歯部の周方向の一方端の歯の歯先と、周方向の他方端の歯の歯先と、を前記有歯部の歯先円に沿って接続する円弧の外周面を備え、
前記無歯部の前記軸線方向の厚みは、前記第3寸法よりも短く、前記ポテンショギアと前記回転角度位置検出用歯車部とを噛合させる際には、前記ポテンショギアの無歯部を前記第1空間に進入させて前記有歯部を前記第1歯部に噛合させることを特徴とする開閉部材駆動装置。 - 前記回転角度位置検出用歯車部は、周方向における前記第1歯部の前記第2歯部とは反対側に隣り合う位置に、前記軸線方向の長さが前記第2寸法の第3歯部と、前記第3歯部の前記軸線方向の一方側に前記第3寸法の高さを有する第2空間と、を備え、
前記ポテンショギアの無歯部を前記第1空間に進入させて前記有歯部を前記第1歯部に噛合させた後に前記出力軸を第1回転方向に所定角度回転させると、前記有歯部が前記第1歯部に噛合した状態で前記無歯部が前記第2空間に進入することを特徴とする請求項1に記載の開閉部材駆動装置。 - 前記回転角度位置検出用歯車部と前記有歯部とを最初に噛合させる噛合状態が、前記ポテンショギアの無歯部を前記第1空間に進入させて前記有歯部を前記第1歯部に噛合させた基準噛合状態に対して、前記第1歯部の歯が周方向に一つズレている場合には、前記出力軸を第1回転方向に所定角度回転させた後に前記第1回転方向とは反対の第2回転方向に前記所定角度回転させると、前記回転角度位置検出用歯車部と前記有歯部との噛合状態が前記基準噛合状態となることを特徴とする請求項2に記載の開閉部材駆動装置。
- 前記回転角度位置検出用歯車部と前記有歯部とを最初に噛合させる噛合状態が、前記基準噛合状態に対して、前記有歯部の歯が周方向にズレている場合には、前記出力軸を前記第1回転方向に回転させると、前記出力軸が前記所定角度回転する前に前記第1歯部と前記無歯部とが干渉することを特徴とする請求項3に記載の開閉部材駆動装置。
- 前記回転角度位置検出用歯車部は、周方向における前記第2歯部と前記第3歯部との間に、前記第1歯部と同一の第4歯部を備え、
前記第1歯部および前記第2歯部と、前記第3歯部および前記第4歯部とは、回転対称に設けられていることを特徴とする請求項2から4のうちのいずれか一項に記載の開閉部
材駆動装置。 - 前記軸線方向の一方側を第1方向、他方側を第2方向とした場合に、
前記ポテンショメータは、前記出力軸の第1方向に位置し、
前記回転角度位置検出用歯車部の前記第1空間は、前記第2歯部の前記第1方向に位置し、
前記無歯部は、前記有歯部の前記第1方向の側の端部分に連続することを特徴とする請求項1から5のうちのいずれか一項に記載の開閉部材駆動装置。 - 厚み方向を前記軸線方向に向ける基板を有し、
前記モータは、前記出力軸の前記第1方向に位置し、
前記モータは、モータ本体、前記モータ本体から前記第1方向に突出するモータ出力軸、および前記モータ本体から前記第2方向に突出する一対のモータ端子を備え、
前記基板は、前記モータ本体と前記出力軸との間に配置され、
前記検出部は、前記基板の前記第2方向を向く基板表面に取り付けられ、
前記基板は、一対のモータ端子用貫通孔と、前記モータに電力を供給するための第1配線パターンと、前記検出部に電力を供給するとともに当該ポテンショメータからの信号を外部に取り出すための第2配線パターンと、を備え、
一対の前記モータ端子は、一対の前記モータ端子用貫通孔を貫通した状態で前記第1配線パターンに接続されることを特徴とする請求項6に記載の開閉部材駆動装置。 - 前記出力軸は、前記回転角度位置検出用歯車部、歯車部、および前記接続部を前記第1方向の側から第2方向に向かってこの順に備え、
前記輪列機構は、前記モータ本体の側方を前記軸線方向に平行に延びる第1シャフトおよび第2シャフトと、前記第1シャフトに回転可能に支持された第1歯車と、前記第1歯車の前記第2方向において前記第1シャフトに回転可能に支持された第2歯車と、前記第2シャフトに回転可能に支持された第3歯車と、前記第3歯車の前記第2方向において前記第2シャフトに回転可能に支持された最終歯車と、を備え、
前記第1歯車、前記第2歯車、前記第3歯車、および前記最終歯車は、それぞれ大径歯車部分と、前記大径歯車部分よりも外径寸法の小さい小径歯車部分と、を備える複合歯車であり、
前記第1歯車の小径歯車部分は、前記第3歯車の大径歯車部分に噛合し、
前記第3歯車の小径歯車部分は、前記第2歯車の大径歯車部分に噛合し、
前記第2歯車の小径歯車部分は、前記最終歯車の大径歯車部分に噛合し、
前記最終歯車の小径歯車部分は、前記歯車部に噛合し、
前記モータ出力軸の回転は、前記第1歯車、前記第3歯車、前記第2歯車、前記最終歯車の順に伝達されることを特徴とする請求項7に記載の開閉部材駆動装置。 - 前記第1歯車、前記第2歯車の大径歯車部分、および前記第3歯車は、前記基板の第1方向に位置し、
前記最終歯車は、前記基板の前記第2方向に位置し、
前記基板は、前記第1シャフトおよび前記第2歯車の前記小径歯車部分を貫通させる基板側第1貫通孔と、前記第2シャフトを貫通させる基板側第2貫通孔と、を備え、
前記第2歯車の小径歯車部分は、前記基板の前記第2方向で前記最終歯車の大径歯車部分に噛合することを特徴とする請求項8に記載の開閉部材駆動装置。 - 前記モータ、前記輪列機構、前記基板、並びに前記出力軸の前記歯車部および回転角度位置検出用歯車部を収容するとともに、前記出力軸を貫通させて前記接続部を外部に露出させる開口部を有するケースを有し、
前記出力軸の歯車部には、グリスが塗布されており、
前記ケースは、前記ケース内を前記軸線方向と交差する方向に延びる隔壁部を備え、
前記基板は、前記隔壁部の前記第1方向で当該隔壁部と隙間を開けて対向し、
前記検出部は、前記軸線方向で前記隔壁部と前記基板との間に位置し、
前記ポテンショギアは、前記歯車本体部と嵌合部を接続する軸部を備え、
前記隔壁部は、前記第1シャフトおよび前記第2歯車の前記小径歯車部分を貫通させる隔壁部側第1貫通孔、前記第2シャフトを貫通させる隔壁部側第2貫通孔、および前記軸部が貫通するポテンショキア用貫通孔を備え、
前記第2歯車の小径歯車部分は、前記隔壁部の前記第2方向で前記最終歯車の大径歯車部分に噛合することを特徴とする請求項9に記載の開閉部材駆動装置。 - 前記モータは、DCモータであることを特徴とする請求項1から10のうちのいずれか一項に記載の開閉部材駆動装置。
- 請求項1から11のうちのいずれか一項に記載の開閉部材駆動装置を有し、
前記開閉部材は、便蓋であることを特徴とする便蓋開閉ユニット。
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JP2022029461A JP2023125401A (ja) | 2022-02-28 | 2022-02-28 | 開閉部材駆動装置および便蓋開閉ユニット |
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