JP2932218B2

JP2932218B2 - ギヤードモータ

Info

Publication number: JP2932218B2
Application number: JP9942191A
Authority: JP
Inventors: 義一吉川
Original assignee: Nakagawa Electric Ind Co Ltd
Current assignee: Nakagawa Electric Ind Co Ltd
Priority date: 1991-04-04
Filing date: 1991-04-04
Publication date: 1999-08-09
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: JPH04308440A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は復帰力を有する負荷の駆
動の為に用いることのできるギヤードモータに関する。

【０００２】

【従来の技術】図13に示す如く、モータ71と、復帰力を
持った負荷72を駆動する為の出力部材73と、それらの間
に介設した伝動機構74とから成り、上記伝動機構74は、
出力部材73が作動位置に至ったときに切断状態となるク
ラッチ75をその中間に有すると共に、伝動機構74におい
て上記クラッチ75よりも出力部材73側の位置にはラチェ
ット機構76と遊星歯車機構77を有しており、更に上記遊
星歯車機構77における内歯車78に連繋させた回転部材79
を、モータ71と一緒に通電、非通電される電磁石80によ
り係止及びその解除をすることによって、上記モータ71
の非回動時には遊星歯車機構77によって出力部材73とラ
チェット機構76とが切り離されるようにしたギヤードモ
ータがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来のギヤードモ
ータでは、モータ71への通電によってそれが作動すると
伝動機構74を介して出力部材73が作動し、負荷72をそれ
の復帰力に抗して作動させることができる。負荷72が作
動した状態ではクラッチ75が切れて出力部材73が動きを
停止し、負荷72を過度に動かしてそれを破損させてしま
うような事故を防止できる。またその状態ではクラッチ
75が切れていても、ラチェット機構76によって負荷72の
復帰力による出力部材73の戻りを阻止し、負荷を作動状
態に保持できる。そしてそのようなラチェット機構76が
あっても、モータ71への通電を停止したときには、電磁
石80も切れて回転部材79の係止が解け、遊星歯車機構77
における内歯車78の自由回動が可能となって出力部材73
は負荷72の復帰力によって戻り、負荷72を元の状態に戻
すことができる。

【０００４】しかしこのような構成のギヤードモータで
は上記ラチェット機構76がある為、上記モータ71の作動
によって出力部材73を作動させる場合、ラチェット歯車
76ａに対してラチェット爪76ｂがカチカチと当り騒音を
発する問題点があった。またクラッチ75が切れた場合に
おいてラチェット歯車76ａに対するラチェット爪76ｂの
掛かりが失敗し、負荷72が誤って戻ってしまったりする
問題点もあった。

【０００５】本願発明は上記従来技術の問題点（技術的
課題）を解決する為になされたもので、従来のギヤード
モータと同様に負荷の駆動用に用いることができるは勿
論のこと、前述の如きラチェット機構を不要化すること
ができて、ラチェット機構の使用に伴なう前記の問題点
を解決して、負荷駆動時の動作音を静かにでき、負荷を
作動状態に確実に保持できるようにしたギヤードモータ
を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本願発明におけるギヤードモータは、モータと、復
帰力を持った負荷を駆動する為の出力部材と、それらの
間に介設した伝動機構とから成り、上記伝動機構は、出
力部材が作動位置に至ったときに切断状態となるクラッ
チをその中間に有すると共に、該クラッチよりも出力部
材側の位置に逆止機構を有しており、更に上記逆止機構
にはその解除機構を付設しているギヤードモータにおい
て、上記逆止機構は、相互に同軸かつ縦列状に配列され
た相対回動自在の第１内歯車及び第２内歯車と、第１内
歯車に噛み合う第１遊星歯車と第２内歯車に噛み合いか
つ第１遊星歯車とは一体に連結してある第２遊星歯車と
が回動自在に装着されしかも上記第１内歯車及び第２内
歯車とは相対回動自在のキャリアとから成ると共に、上
記第１内歯車と第２内歯車とは、夫々の歯数が相違しか
つ夫々の噛合ピッチ円の直径を実質的に一致させた構成
となっており、しかも該逆止機構は、上記キャリアが伝
動機構におけるクラッチ側に、上記第２内歯車が出力部
材側に夫々連なっており、上記解除機構は、上記第１内
歯車に連繋させた回転部材と、上記モータの回動中は上
記回転部材を係止し、非回動時にその係止を解除する係
脱機構とから成るものである。

【０００７】

【作用】モータが回ると伝動機構を介して出力部材が作
動する。出力部材が作動位置まで至るとクラッチが切れ
る。この状態では、出力部材に戻し力が加わりそれが逆
止機構の第２内歯車に加わってもキャリアには戻し力は
現われない。従って、キャリアを係止せずとも出力部材
の戻りは阻止される。モータが停止し係脱機構による回
転部材の係止が解かれると、逆止機構の第１内歯車が回
動自在となり、その結果第２内歯車の回動も自在となっ
て出力部材の戻りが可能となる。

【０００８】

【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。図１において、Ａはモータ、Ｂは負荷駆動用の出力
部材、ＣはモータＡと出力部材Ｂとの間を繋ぐ伝動機構
である。Ｄは伝動機構Ｃの中間に備えられたクラッチ、
Ｅはそれよりも出力部材側に備えられた逆止機構であ
る。Ｆは上記クラッチＤの操作機構、Ｇは逆止機構Ｅに
付設した解除機構である。尚Ｈは解除機構Ｇに付設した
制動機構である。

【０００９】上記モータＡとしてはタイマモータとして
知られている小型モータが用いてある。１はその回動軸
に取付けたピニオンである。２は電源スイッチ、３は電
源プラグを夫々示す。

【００１０】次に出力部材Ｂとしては長手方向への進退
作動が自在のラックが用いてある。５はその歯を示す。
６は負荷との連結部材である。出力部材Ｂとしてはラッ
クに代えて回転作動を行う歯車或いはプーリ等を用いて
も良い。

【００１１】次に伝動機構Ｃは多数の連繋用及び減速用
の歯車7a・・・7eを連結すると共にその途中に前記クラ
ッチＤ及び逆止機構Ｅを介設して構成してある。

【００１２】次にクラッチＤとしては遊星歯車機構が用
いてあるが、他の構造のクラッチを用いても良い。上記
遊星歯車機構について図１、６を参照して説明する。８
は太陽歯車で、一体に取付けた歯車7aをピニオン１と噛
み合わせてある。10は内歯車で、太陽歯車８と同軸状で
回動自在に設けられている。11は遊星歯車で、太陽歯車
８と内歯車10との間に介設してあり、キャリア12に対し
軸13を用いて回動自在に取付けてある。キャリア12は内
歯車10に設けられた受部14に回動自在に装着してある。
15は内歯車10の外周の一部に設けた係合部で、クラッチ
操作機構Ｆとの係合用の部分である。

【００１３】次に逆止機構Ｅについて図１、５を参照し
て説明する。該機構Ｅは差動歯車機構或いは複式遊星歯
車機構とも呼ばれるものである。17は第１内歯車、18は
第２内歯車で、相互に同軸の縦列状に設けてある。これ
ら第１内歯車17と第２内歯車18の夫々の歯数は相互に異
ならしめてあり（例えば本例では夫々36と34）、かつ両
内歯車の夫々の噛合ピッチ円の直径は一致（例えば18m
m）させてある。19は第１内歯車17と噛み合わせた第１
遊星歯車、20は第２内歯車18と噛み合わせた第２遊星歯
車で、両者は一体に連結してあり、前記遊星歯車機構に
おけるキャリア12を共通に利用してそのキャリア12に軸
21でもって回動自在に取付けてある。上記第１遊星歯車
19及び第２遊星歯車20の歯数は例えば夫々12となってい
る。相互に異ならしめられる場合もある。22は第１内歯
車17の外周に設けた連繋用の歯、23は第２内歯車18の外
周に設けた連繋用の歯で、歯車7bと噛み合わせてある。
尚該逆止機構Ｅにおける第１及び第２内歯車17, 18は前
記クラッチＤにおける内歯車10と同軸状に設けてあり、
又、共通利用のキャリア12が逆止機構ＥとクラッチＤと
の間の回転伝達部材となっている。

【００１４】次にクラッチ操作機構Ｆについて図１、７
を参照して説明する。26はカムで、前記伝動機構Ｃにお
いて出力部材Ｂと噛み合う出力歯車7eに溝カムとして形
成してある。このカムは出力部材Ｂの作動状態を検知す
る為ものである。28は従動レバーで、中間部を枢支され
ており、一端に取付けた従動子29を上記カム26に嵌合さ
せてある。30は従動レバー28の他端に備えた係止部で、
前記クラッチＤにおける係合部15を係止する為のもので
ある。

【００１５】次に解除機構Ｇは逆止機構Ｅに連繋させた
回転部材32とそれの回転を係止及び解除する為の係脱機
構33とから構成される。回転部材32は磁性材料で形成さ
れ、連動歯車機構34を介して逆止機構Ｅにおける第１内
歯車17に連繋させてある。連動歯車機構34は第１内歯車
17の回転を増速して回転部材32に伝える為のものであ
る。35は回転部材32の一部に備えさせた係合体である。

【００１６】次に係脱機構33について図１、９、10、11
を参照して説明する。40は太陽歯車、41はキャリアで、
２枚のアームディスク42, 42を連結片43でもって連結し
た構造になっており、太陽歯車40とは同軸状で、かつ相
対回動可能に設けられている。44は遊星歯車で、キャリ
ア41に対して軸45でもって回動自在に装着してあり、上
記太陽歯車40及び歯車7aと噛み合っている。46はレバー
で、軸体47を中心とする回動が自在となっており、上記
キャリア41とはアームディスク42に設けた連結孔48にレ
バー46に設けた連結片49を嵌合させることによって連結
してある。尚連結孔48はアームディスク42の半径方向に
長い長孔に形成されて、キャリア41及びレバー46が図10
に実線と二点鎖線で示される夫々の位置の間の僅かな範
囲内で回動できるようになっている。50はレバー46と一
体化された係止体で、前記回転部材32の係合体35を係止
する為のものである。

【００１７】次に制動機構Ｈについて図１、８に基づき
説明する。51は回転部材32の内周面に取付けた誘導リン
グで、導電性の良好な材料例えば銅で形成してある。52
は永久磁石で、回転部材32とは同軸状で回動自在に設け
てあり、外周面には多数の磁極を有してそれが誘導リン
グ51と対峙している。該永久磁石52は前記太陽歯車40と
一体化されている。

【００１８】次に上記構成のギヤードモータの動作を図
１乃至図４に基づいて説明する。尚これらの図において
各部材に付された実線の矢印は、力が加わって動作して
いる部材における動作方向を示すものであり、又破線の
矢印は、力は加わっているが静止している部材におい
て、それに加わっている力の方向を示すものである。

【００１９】先ず非作動の状態即ち待機状態では各部材
は図１の状態にある。この状態ではスイッチ２は開かれ
ており、モータＡは停止している。又出力部材Ｂはそれ
に連結された負荷の復帰力によって原位置に位置させら
れた状態にある。

【００２０】スイッチ２が投入されるとモータＡのピニ
オン１が回り、各部材は以下の説明のように動作して図
２のような状態となる。即ちモータＡのピニオン１の回
動により歯車7aが回り始める。この場合、永久磁石52は
大きい慣性を有しており、一方キャリア41はそれよりも
軽く回動できるようになっている為、遊星歯車44は太陽
歯車40を中心に図10において二点鎖線で示される動作前
の位置から実線で示される動作状態の位置までキャリア
41と共に移動する。この移動によりレバー46が二点鎖線
で示される動作前の位置から実線で示される動作状態の
位置まで回動する。上記のようにレバー46が回動すると
係止体50が図11のように係合体35の回動軌跡内に位置す
る。キャリア41が上記のように移動した後は連結片49が
連結孔48の端に引っかかる為、キャリア41はそれ以上移
動することが出来ない。その結果、歯車7aの回動は遊星
歯車44を介して太陽歯車40に伝えられ、永久磁石52が回
動を行う。永久磁石52が回動すると永久磁石52から誘導
リング51にそれを回動させようとする電磁誘導力が及
ぶ。しかし係合体35が係止体50に係止されて誘導リング
51の回動が阻止される為、永久磁石52にその反力が及
ぶ。その反力は遊星歯車44にそれを太陽歯車40を中心に
図10の左回り方向に回動させようとする力として加わ
り、キャリア41及びレバー46は図10の実線の状態に保持
され続ける。

【００２１】一方上記ピニオン１の回動は歯車7aを介し
て太陽歯車８に伝えられる。太陽歯車８の回動の初期に
おいては遊星歯車11を介して内歯車10が図２の左回り方
向に回動され、係合部15が図示の如く係止部30に係止さ
れて内歯車10の回動が阻止される。この状態においては
太陽歯車８の回動によってその回りを遊星歯車11が公転
し、キャリア12が回動する。その回動により第１及び第
２遊星歯車19, 20が公転を行う。この場合逆止機構Ｅに
おける第１内歯車17には連動歯車機構34を介して回転部
材32が連なっており、しかもその回転部材32における係
合体35が前述のように係止体50により係止されている
為、第１内歯車17は回動が不能である。この為上記のよ
うに第１及び第２遊星歯車19, 20が公転を行うと、第２
内歯車18が回動する。第２内歯車18の回動は歯車7b〜7e
を介して出力部材Ｂに伝えられ、出力部材Ｂが矢印方向
に作動位置に向けて移動する。その結果、それに連結さ
れた負荷が同方向に向けその復帰力に抗して作動され
る。

【００２２】出力部材Ｂが上記のような作動によって作
動位置まで至ると図３の如き状態となる。この状態では
カム26により従動レバー28が作動されて、係止部30が係
合部15の回動軌跡から退避している。その結果、内歯車
10は自由回動自在の状態となる。従って太陽歯車８の回
動は最早キャリア12には伝わらなくなり、その結果出力
部材Ｂは作動位置で停止する。

【００２３】上記の場合出力部材Ｂに負荷による復帰方
向（原位置へ戻す方向）の力が加わっていても出力部材
Ｂは次のような理由によって作動位置に保持される。即
ち、上記負荷からの復帰方向の力は出力部材Ｂに破線矢
印で示されるような力となって加わる。この力は歯車7e
〜7bを介して第２内歯車18に破線矢印で示されるような
力となって加わる。逆止機構Ｅにおいては第１内歯車17
と第２内歯車18の噛合ピッチ円の直径が等しく構成さ
れ、しかもそれらには相互に一体の遊星歯車19，20が噛
み合っている為、第２内歯車18に加わる力によってはキ
ャリア12には回動力が現れず、第１内歯車17のみにそれ
を回動させようとする力が加わる。しかしながら、前述
のように係合体35が係止体50によって係止されている
為、第１内歯車17は回動が不能である。この為第２内歯
車18も回動することができず、出力部材Ｂは作動位置に
おいて保持される。

【００２４】次にスイッチ２を開くと各部材は図４のよ
うに作動して図１の状態に戻る。即ちスイッチ２が開か
れるとモータＡのピニオン１は回動を停止する。その結
果係脱機構33におけるキャリア41を前述の如く図10に実
線で示される位置に保持する力が消失する。すると前述
のように負荷からの復帰力によって逆止機構Ｅにおける
第１内歯車17に加わっている力により、連動歯車機構34
を介して回転部材32が回動され、係合体35は係止体50を
蹴って係合体35の回動軌跡から退避させる。その結果、
第１内歯車17の回動が自在となる。従って出力部材Ｂは
原位置に向けて復帰する。この場合、モータＡの停止に
より永久磁石52は停止している為、その永久磁石52に対
し回転部材32が回動すると誘導リング51に電磁誘導によ
る制動力が加わる。従って上記第１内歯車17の回動は比
較的ゆっくりとした速度に保たれ、出力部材Ｂはゆっく
りと原位置に向けて復帰する。尚上記のように出力部材
Ｂの復帰が行われる過程の初期においては、逆止機構Ｅ
における第２内歯車18及び第１内歯車17と共に、それら
に遊星歯車19, 20を介して連なっているキャリア12が第
２内歯車18と一体に回動を行う。その結果、遊星歯車11
を介して内歯車10が図４の右回り方向に回動される。そ
して出力部材Ｂが作動位置から僅かに離れるとカム26に
よって従動レバー28が動作され、係止部30が係合部15の
回動軌跡に位置して内歯車10の回動を係止する状態とな
る。その後はキャリア12の回動は停止し、第２内歯車18
の回動力は第２遊星歯車20、第１遊星歯車19を介して第
１内歯車17に伝えられる。

【００２５】次に上記逆止機構Ｅにおける第１内歯車と
第２内歯車の夫々の噛合ピッチ円の直径は、完全に一致
していなくても実質的に一致しておれば良いものであ
る。その実質的に一致とは、それらのピッチ円の直径の
相違によってキャリア12に生ずる回動トルクが、第１内
歯車17と第１遊星歯車19との噛合摩擦、第２内歯車18と
第２遊星歯車20との噛合摩擦、それらの遊星歯車19、20
と軸21との摩擦、キャリア12と内歯車10における受部14
との摩擦等によってキャリア12の回動に対して及ぼされ
る摩擦トルクよりも小さくなっておればよいものであ
る。

【００２６】次に図１２は本願の異なる実施例を示すも
ので、第２内歯車18ｆの歯23ｆを出力部材Bfの歯5fと直
接に噛み合わせた例を示すものである。クラッチDfとし
て用いた遊星歯車機構及び逆止機構Efでの減速比が充分
で、それ以上の減速が不要の場合にはこのような構成に
すると良い。尚この場合カム26ｆは出力部材Bfに形成す
ると良い。なお、機能上前図のものと同一又は均等構成
と考えられる部分には、前図と同一の符号にアルファベ
ットのｆを付して重複する説明を省略した。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、モー
タＡへの通電時には負荷をその復帰力に抗して作動さ
せ、負荷が作動した状態では負荷の駆動を終了して過度
の駆動による負荷の破損を防止すると共に負荷を作動状
態に保持し、更に、モータＡへの通電の停止によって負
荷を元に復帰させることができて、従来のギヤードモー
タと同様に利用することができるは勿論のこと、

【００２８】負荷の駆動を終了した場合に負荷を作動状
態に保持するようにしたものでも、その保持の為に出力
部材Ｂの戻りを阻止する逆止機構Ｅは、相互に同軸かつ
縦列状に配列された相対回動自在の第１内歯車17及び第
２内歯車18と、第１内歯車17に噛み合う第１遊星歯車19
と第２内歯車18に噛み合いかつ第１遊星歯車19とは一体
に連結してある第２遊星歯車20とが回動自在に装着され
しかも上記第１内歯車17及び第２内歯車18とは相対回動
自在のキャリア12とから成ると共に、上記第１内歯車17
と第２内歯車18とは、夫々の歯数が相違しかつ夫々の噛
合ピッチ円の直径を実質的に一致させた構成にし、しか
も上記キャリア12を伝動機構ＣにおけるクラッチＤ側
に、上記第２内歯車18を出力部材側に夫々連ねているか
ら、負荷から出力部材Ｂに加わる戻し力が第２内歯車18
に加わっても、キャリア12には実質的に何等の戻し力も
現れない特長がある。このことは前記従来技術の如きラ
チェット機構76を不要化できることであり、ラチェット
機構76の使用に伴なう前記の問題点を解決して、負荷駆
動時の動作音を静かにでき、負荷を作動状態に確実に保
持できる有用性がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ギヤードモータの非作動の状態を示す分解斜視
図。

【図２】出力部材が作動位置に至る途中の状態を示す図
１と同様の図。

【図３】出力部材が作動位置に至った状態を示す図１と
同様の図。

【図４】出力部材が原位置に向けて復帰する途中の状態
を示す図１と同様の図。

【図５】逆止機構の一部破断斜視図。

【図６】クラッチの一部破断斜視図。

【図７】クラッチ操作機構の平面図（出力歯車は水平断
面を示した）。

【図８】制動機構の一部破断斜視図。

【図９】係脱機構の一部破断斜視図。

【図１０】係脱機構の動作説明用平面図。

【図１１】回転部材の係合体と係脱機構の係止体との関
係を示す断面図。

【図１２】異なる実施例を示す一部破断分解斜視図。

【図１３】従来技術を示す分解斜視図。

【符号の説明】

ＡモータＢ出力部材Ｃ伝動機構ＤクラッチＥ逆止機構Ｇ解除機構 12 キャリア 17 第１内歯車 18 第２内歯車 19 第１遊星歯車 20 第２遊星歯車

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】モータと、復帰力を持った負荷を駆動す
る為の出力部材と、それらの間に介設した伝動機構とか
ら成り、上記伝動機構は、出力部材が作動位置に至った
ときに切断状態となるクラッチをその中間に有すると共
に、該クラッチよりも出力部材側の位置に逆止機構を有
しており、更に上記逆止機構にはその解除機構を付設し
ているギヤードモータにおいて、上記逆止機構は、相互
に同軸かつ縦列状に配列された相対回動自在の第１内歯
車及び第２内歯車と、第１内歯車に噛み合う第１遊星歯
車と第２内歯車に噛み合いかつ第１遊星歯車とは一体に
連結してある第２遊星歯車とが回動自在に装着されしか
も上記第１内歯車及び第２内歯車とは相対回動自在のキ
ャリアとから成ると共に、上記第１内歯車と第２内歯車
とは、夫々の歯数が相違しかつ夫々の噛合ピッチ円の直
径を実質的に一致させた構成となっており、しかも該逆
止機構は、上記キャリアが伝動機構におけるクラッチ側
に、上記第２内歯車が出力部材側に夫々連なっており、
上記解除機構は、上記第１内歯車に連繋させた回転部材
と、上記モータの回動中は上記回転部材を係止し、非回
動時にその係止を解除する係脱機構とから成ることを特
徴とするギヤードモータ。
【請求項２】回転部材に誘導リングが付設され、該誘
導リングにはそれに電磁誘導による制動力を及ぼす為の
永久磁石が添設してあることを特徴とする請求項１記載
のギヤードモータ。