JPH0729727Y2 - 住復駆動機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、始動時の回転方向が不定のモータを駆動源と
する往復駆動機構に関する。

（従来の技術） 往復運動をするアクチュエータの駆動源として、従来
は、直流モータやコンデンサモータ等が使用されてい
る。しかし、直流モータは直流電源を必要とするし、コ
ンデンサモータはコストが高いという難点があることか
ら、近年では、交流インダクタモータの採用が多くなっ
ている。

（考案が解決しようとする課題） 上記インダクタモータには、極を等角配置した場合、デ
ッドポイントと称して起動トルクが全く発生しないポイ
ントがあり、このデッドポイントで停止すると起動でき
ないという問題がある。そこで、主極に対し位相をずら
した補極を設け、励磁トルクがゼロとなるポイントで
は、ロータとステータが最小磁気抵抗の位置に止まろう
とするために発生するトルク、即ちレラクタンストルク
が常に所望の回転方向に作用するようにしている。

しかし、補極のずれ方向によりレラクタンストルクの作
用する方向が異なり、これによって回転方向も決まるた
め、モータの回転方向ごとに補極のずれ方向の異なる２
種類のステータケースを用意し、これを使いわける必要
がある。また、インダクタモータには機械的な一方向回
転規制レバーを備えているものもあり、これらによって
インダクタモータは回転方向が一方向に決まっているた
め、これを往復移動するアクチュエータの駆動源として
用いる場合は、カム機構などを用いて往復運動させるよ
うにしている。

このように、往復移動するアクチュエータの駆動源とし
てインダクタモータを用いる場合は、一方向の回転運動
を往復運動に変換する機構を必要とすることから、近
年、始動時の回転方向が不定のモータを駆動源として用
い、被駆動部材の往復範囲の両端にストッパを設け、被
駆動部材をストッパに当接させて移動方向を反転させる
ようにした往復駆動機構が検討され始めている。

しかし、上記始動時の回転方向が不定のモータを駆動源
として用いた場合、モータは正逆回転可能な構造になっ
ているため、回転方向と補極のずらし方向を合わせるこ
とができず、被駆動部材が何れかのストッパに当接して
反転する際に、モータの回転タイミングによってはレラ
クタンストルクの作用方向がストッパへの当接方向とな
ってしまい、停止してしまう可能性がある。

本考案は、かかる従来技術の問題点を解消するためにな
されたもので、始動時の回転方向が不定のモータを駆動
源として用いならがら、被駆動部材がストッパに当接し
て反転する際に停止してしまうことのないようにした往
復駆動機構を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本考案は、永久磁石を有するロータおよびこのロータに
対向配置されかつ単相の巻線が施されたステータを有し
てなるモータと、上記ロータに設けられたピニオンと、
ピニオンに連繋された歯車列と、歯車列に連繋された伝
達軸と、伝達軸によって駆動され所定の範囲内を往復動
する被駆動部材と、突起ストッパーからなり被駆動部材
の往復範囲を規制する動作範囲制限機構と、ロータから
上記被駆動部材に至るまでの間の伝達駆動経路中に設け
られ、上記モータの回転方向を所定方向に回転させるた
めの動力を蓄勢する弾性体を有する動力蓄勢機構とを有
することを特徴とする。

（作用） 永久磁石を有するモータと単相の巻線が施されたステー
タを有するモータは始動時の回転方向が不定のモータで
ある。被駆動部材が往復範囲の一方の端部にある状態で
始動させられたとき、被駆動部材が動作範囲制限機構か
ら離れる向きにモータが回転すると、そのまま回転を続
ける。一方、モータ始動時の回転方向が、被駆動部材が
動作範囲制限機構に当接する向きである場合には、モー
タの回転力によって動力範囲機構が蓄勢され、その蓄勢
力で被駆動部材およびモータの回転方向が反転させら
れ、それ以後は、被駆動部材が動作範囲制限機構から離
れる向きにモータが回転する。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本考案にかかる往復駆動機構
の実施例について説明する。

第１図ないし第３図に示す実施例は、例えばマグネット
吸着式開閉扉機構を有する冷蔵庫の扉開放用アクチュエ
ータとして利用可能なものである。第１図ないし第３図
において、ケース７にはモータ２が取り付けられてい
る。図面上明示されていないが、モータ２はインダクタ
モータであって、永久磁石を有するロータとこのロータ
に対向配置されかつ単相の巻線が施されたステータを有
する回転方向不定の、構成の簡単なモータである。ま
た、モータ２は減速歯車付きのモータであり、その減速
歯車列の最終端の伝達軸８にピニオン11が一体に設けら
れている。上記ケース７内には、上記ピニオン11に連繋
された減速歯車列12,13と、この歯車列12,13に連繋され
た回転軸９と、回転軸９によって駆動され所定の範囲内
を往復動する被駆動部材６が配置されてなる。

第３図に示すように、回転軸９には小径の歯車13が一体
に設けられるとともに、大径歯車12が相対回転可能に設
けられている。歯車12と歯車13との対向面には摩擦材15
が介装され、歯車12の他方の端面側に設けられた板ばね
16の弾力によって、歯車12が摩擦材15の介在のもとに歯
車13側に押しつけられている。従って、歯車12の回転力
が、摩擦材15と歯車12および歯車13との摩擦力により歯
車13に伝達され、この摩擦力以上に負荷がかかると、摩
擦材15と歯車12および歯車13との間で滑りを生じるよう
になっている。

前記被駆動部材６は、第１図、第２図において左右方向
に移動可能なロッドでなり、その右上縁部に形成された
ラック５に上記歯車13が噛み合っている。従って、歯車
13の往復回転により被駆動部材６が左右方向に往復動
し、被駆動部材６の左端部がケース７の側面から進退す
るようになっている。被駆動部材６は左右方向中間部に
動作範囲制限機構の一部をなす突起４を有する。一方、
ケース７には、被駆動部材６の往復移動範囲の両端にお
いて上記突起４が当接するストッパ7a,7bが固定されて
いる。ストッパ7a,7bは、上記突起４とともに被駆動部
材６の動作範囲を規制する動作範囲制限機構の一部を構
成している。また、上記ストッパ7a,7bはゴム等の弾性
体で作られているて、突起４が当接したとき、その当接
力で弾性変形して動力を蓄勢する動力蓄勢機構としての
機能も兼ね備えている。

いま、第１図に示すように被駆動部材６がケース７内に
退避するとともに、被駆動部材６の突起４がストッパ7b
に当接しているものとする。この状態から被駆動部材６
の左端部をケース７から突出させるべくモータ２に通電
してモータ２を始動すると、モータ２の回転力はその伝
達軸８のピニオン11,歯車12,回転軸9,歯車13,ラック５
を介して被駆動部材６に伝達され、被駆動部材６を左右
方向に駆動しようとする。しかし、モータ２は回転方向
が不定であるため、被駆動部材６を左側に移動させる向
きに回転しようとする場合と、被駆動部材６を右側に移
動させる向きに回転しようとする場合とがある。モータ
２が被駆動部材６を左側に移動させる向きに回転する場
合は、突起４がストッパ7bに当接することなくそのまま
回転を続ける。一方、モータ２が被駆動部材６を右側に
移動させる向きに回転する場合は、突起４がストッパ7b
に押しつけられる。ストッパ7bはゴム等の弾性体で作ら
れて動力蓄勢機構の一部を構成しているため、突起４の
当接により弾性変形して動力が蓄勢され、この蓄勢力に
より突起４が押し戻され、この押し戻そうとする力によ
ってモータ２の回転方向が反転させられ、以後、被駆動
部材６が左側に移動させられる。

被駆動部材６が左側に移動することにより、第２図に示
すようにその左端部がケース７の側面から突出し、例え
ば冷蔵庫の開閉扉が押し開かれる。被駆動部材６の移動
により冷蔵庫の開閉扉が押し開かれる途中で扉が強制的
に閉じる方向に押されたりすると、第３図に示す摩擦伝
達機構に滑りを生じ、モータ２に過負荷がかかるのを防
止する。

こうして被駆動部材６が左側の限界位置まで移動する
と、被駆動部材６の突起４がストッパ7aに当接するとと
もに、適宜の位置検出スイッチが限界位置を検出してモ
ータ２への通電を停止し、被駆動部材６の突出動作を停
止する。

突出した被駆動部材６をケース７内に退避させるとき
は、再びモータ２に通電すればよい。通電によるモータ
２の回転方向は不定であり、被駆動部材６を右側に移動
させる向きに回転しようとする場合と、被駆動部材６を
左側に移動させる向きに回転しようとする場合とがある
が、この場合も、動力蓄勢機構をなす突起４とストッパ
7aとが協働することによって被駆動部材６は必ず右側に
向かって移動することになり、最終的には第１図に示す
ようにケース７内に退避する。

このように、上記実施例によれば、被駆動部材６の往復
範囲を規制する動作範囲制限機構としてのストッパ7a,7
b自体を弾性部材で形成して動力蓄勢機構として機能さ
せるようにしたため、始動時の回転方向が不定のモータ
２を駆動源として用いても、被駆動部材６が往復移動範
囲の一端側にあるときモータ２を始動させた際に、被駆
動部材６がストッパ7aまたはストッパ7bに当接する向き
にモータ２が回転しようとすると、ストッパ7aまたはス
トッパ7bは被駆動部材６の移動力によって蓄勢され、こ
の蓄勢力が反転力となって被駆動部材６は逆向きに押し
戻され、モータ２は上記戻し力で反転させられ、デッド
ポイントで停止することはなくなる。従って、被駆動部
材６がストッパ7aまたはストッパ7bに当接したまま停止
してしまうというようなことはなくなり、被駆動部材６
は確実に往復移動範囲の他端側に向かって移動させられ
ることになる。

次に、本考案の別の実施例について説明する。第４図な
いし第７図において、カップ状のケース21とその蓋20で
形成される空間内にはモータ120が配置されている。モ
ータ120は、リング状の永久磁石30を有するロータ29
と、このロータ29に対向配置され、かつ単相の巻線33が
施されたステータを有してなる。ロータ29は、ケース21
と蓋20との間に回転可能に支持された軸34に一体に設け
られており、軸34にはピニオン23が一体に設けられてい
る。上記巻線33は、比較的大きな鍔部を有するボビン31
に巻回されている。ケース21の一部は上方に向かって切
り起こされて複数の極歯21aとなっている。各極歯21aは
ボビン31の内周面に沿っている。上記ボビン31の上面に
はコア板22が固定されている。コア板22の一部は下方に
向かって切り起こされて複数の極歯22aとなっている。
各極歯22aは上記極歯21a間においてボビン31の内周面に
沿っている。モータ120は回転方向が不定のモータであ
り、巻線33に交流電源を供給すると、極歯21aと極歯22a
がＮ極とＳ極に互いに逆極に交互に励磁され、これに伴
って永久磁石30が時計方向または反時計方向に回転駆動
され、永久磁石30を有するロータ29およびピニオン23が
回転するようになっている。

上記コア板22と蓋20との間には軸35と軸36が支持され、
ケース21と蓋20との間で軸37と伝達軸28が支持されてい
る。軸35には上記ピニオン23と噛み合う減速歯車24が回
転可能に設けられ、軸36には上記歯車24と噛み合う減速
歯車25が回転可能に設けられ、軸37には上記歯車25と噛
み合う減速歯車26が回転可能に設けられている。上記伝
達軸28はケース21および蓋20を貫いて回転可能に設けら
れるとともに、一端が適宜のスラスト受け部材42に当接
している。

第５図、第６図に示すように、伝達軸28には上記減速歯
車26と噛み合う歯車27が相対回転可能かつ軸28方向に相
対移動可能に設けられている。伝達軸28にはこれを直径
方向に貫通してピン38が打ち込まれており、このピン38
の両端部には動力蓄勢機構の一部を構成するパイプ状の
弾性体39,39が差し込まれている。上記歯車27には十字
状の溝40が形成され、この溝40に上記弾性体39,39が嵌
まってる。伝達軸28は、図示されない被駆動部材に連繋
されている。この被駆動部材は、第１図ないし第３図に
示す実施例の被駆動部材６のように直線方向に往復移動
するものであってもよいし、回転方向に往復移動するも
のであってもよい。そして、この場合も、被駆動部材
は、動作範囲制限機構によって往復範囲が規制されるよ
うになっている。

以上説明したように、モータ120は減速歯車付きモータ
として構成されている。

いま、被駆動部材が往復移動範囲の一端にあるとき、巻
線33に交流電源を供給してモータ120を始動したとす
る。モータ120のロータ29の回転力は、ピニオン23,減速
歯車列24,25,26を介して歯車27に伝達され、歯車27の回
転力は弾性体39,39,ピン38を介して伝達軸28に伝達さ
れ、さらに、伝達軸28から被駆動部材に伝達されて被駆
動部材を往復駆動する。ここで、モータ120は回転方向
が不定であるため、上記被駆動部材を動作範囲制限機構
に当接させる向きに回転しようとする場合と、被駆動部
材を動作範囲制限機構から離間させる向きに回転しよう
とする場合とがある。モータ120が被駆動部材を動作範
囲制限機構から離間させる向きに回転する場合はそのま
ま回転を続ける。一方、モータ120が被駆動部材を動作
範囲制限機構に当接させる向きに回転する場合は、被駆
動部材はそれ以上回転することができないにもかかわら
ず、モータ120は被駆動部材をさらに回転させようとす
るため、弾性体39,39が歯車27の溝40の側壁に押されて
弾性変形し、動力が蓄勢される。この蓄勢力により歯車
27が押し戻され、この押し戻そうとする力によってモー
タ120の回転方向が反転させられ、以後、被駆動部材が
反対の向きに移動させられる。

このようにして、この実施例の場合も、モータ120から
被駆動部材に至るまでの伝達駆動経路中に動力蓄勢機構
として弾性体39,39を介在させたため、始動時の回転方
向が不定のモータ120を駆動源として用いても、被駆動
部材が往復移動範囲の一端側にあるときモータ120を始
動させた際に、被駆動部材が動作範囲制限機構に当接す
る向きにモータ120が回転しようとすると、弾性体39,39
が蓄勢され、この蓄勢力が反転力となって被駆動部材は
逆に押し戻され、モータ120は上記戻し力で反転させら
れ、デッドポイントで停止することはなくなる。従っ
て、被駆動部材が動作範囲制限機構に当接したまま停止
してしまうというようなことはなくなり、被駆動部材は
確実に往復移動範囲の他端側に向かって移動させられる
ことになる。

なお、モータのロータから被駆動部材に至るまでの伝達
経路中に設ける動力蓄勢機構の態様としては、第８図な
いし第10図に示すような各種の変形例が考えられる。

第８図の例は、歯車27の十字状の溝40の壁面に動力蓄勢
機構としての弾性体43を固着し、伝達軸28を直径方向に
貫通したピン38の両端部を上記弾性体43に押し当てて動
力を蓄勢し、この蓄勢力で反転力を得るようにしたもの
である。また、鎖線38Aで示すように、ピンを１本追加
して十字状に配置し、各ピンの両端部を弾性体43に押し
当てるようにしてもよい。

第９図の例は、大径歯車45に軸孔46を設けるとともに、
この軸孔46に一対の溝47,47を設け、小径歯車48を一体
に有する軸49を上記軸孔46に相対回転可能に嵌め、軸49
を貫通して設けたピン50の両端に動力蓄勢機構としての
パイプ状の弾性体51,51を嵌め、この弾性体51,51を歯車
45の溝47,47に嵌めたものである。往復移動する被駆動
部材は、歯車45側に連繋される場合もあり得るし、歯車
48側に連繋される場合もある得る。

第10図の例は、大径歯車55に軸孔56を設けるとともに、
この軸孔56に一対の溝57,57を設け、小径歯車58を一体
に有する軸59を上記軸孔56に相対回転可能に嵌め、軸59
の外周には上記溝57,57に対応する位置に溝60,60を設
け、それぞれ対をなす溝57,60にまたがって動力蓄勢機
構を構成するブロック状の弾性体61,61を介在させたも
のである。この例によれば、被駆動部材が動作範囲制限
機構によって移動を制限する一方でモータが被駆動部材
を動作範囲制限機構に押し当てる向きに駆動すると、歯
車55と歯車58の一方は回転することができないのに対し
他方は回転しようとして弾性体61,61が捻じられ、被駆
動部材および駆動源のモータを反転させようとする力が
蓄勢される。

被駆動部材およびモータを反転させるための動力蓄勢機
構としては、以上説明した各種の例のほか、例えば、被
駆動部材が動作範囲制限機構に当接するまでばねを引っ
張るようにすることによって動力を蓄勢するようにして
もよいし、モータの出力軸または伝達駆動経路中の軸を
弾性を有する樹脂で形成し、この軸を捻じり力で動力を
蓄勢するようにしてもよい。また、図示の各種実施例で
は、動力蓄勢機構を構成する弾性体はパイプ状のものが
ブロック状のものであったが、これらに代えて板ばね状
のものを用いても差し支えない。

（考案の効果） 本考案によれば、モータから被駆動部材に至るまでの伝
達駆動経路中または動作範囲制限機構中に動力蓄勢機構
を介在させたため、始動時の回転方向が不定のモータを
駆動源として用いても、被駆動部材が往復移動範囲の一
端側になるときモータを始動させた際に、被駆動部材が
動作範囲制限機構に当接する向きにモータが回転しよう
とすると、動力蓄勢機構が蓄勢され、この蓄勢力でモー
タは反転させられるから、デッドポイントで停止するこ
とはなくなる。従って、被駆動部材が動作範囲制限機構
に当接したまま停止してしまうというようなことはなく
なり、被駆動部材は確実に往復移動範囲の他端側に向か
って移動させられることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる往復駆動機構の一実施例を示す
一部断面平面図、第２図は同上実施例の別の動作多様を
示す一部断面平面図、第３図は同上実施例中の摩擦伝達
機構部分の断面正面図、第４図は本考案にかかる往復駆
動機構の別の実施例を示す断面正面図、第５図は同上実
施例中の動力蓄勢機構部分の分解斜視図、第６図は同上
断面正面図、第７図は上記実施例の平面図、第８図は本
考案に適用可能な動力蓄勢機構の変形例を示す平面図、
第９図は本考案に適用可能な動力蓄勢機構の別の変形例
を示す分解斜視図、第10図は本考案に適用可能な動力蓄
勢機構のさらに別の変形例を示す分解斜視図である。 2,120…モータ、４…動作範囲制限機構を構成する突
起、６…被駆動部材、7a,7b…動作範囲制限機構を構成
するストッパ、8,28,49,59…伝達軸、11,23…ピニオ
ン、12,13,24,25,26,27…歯車列、29…ロータ、30…永
久磁石、33…巻線、39,43,51,61…動力蓄勢機構を構成
する弾性体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】永久磁石を有するロータおよびこのロータ
   に対向配置されかつ単相の巻線が施されたステータを有
   してなるモータと、 上記ロータに設けられたピニオンと、 上記ピニオンに連繋された歯車列と、 上記歯車列に連繋された伝達軸と、 上記伝達軸によって駆動され所定の範囲内を往復動する
   被駆動部材と、 突起とストッパからなり上記被駆動部材の往復範囲を規
   制する動作範囲制限機構と、 上記ロータから上記被駆動部材に至るまでの間の伝達駆
   動経路中に設けられ、上記モータの回転方向を所定方向
   に回転させるための動力を蓄勢する弾性体を有する動力
   蓄勢機構とを有することを特徴とする往復駆動機構。