JP2018009655A - Driving force transmission mechanism and opening/closing member driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転位置検出器を備える駆動力伝達機構および蓋や扉などの開閉部材を駆動する開閉部材駆動装置に関する。 The present invention relates to a driving force transmission mechanism including a rotational position detector and an opening / closing member driving device for driving an opening / closing member such as a lid or a door.
蓋や扉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、モータの駆動力を開閉部材が連結された出力軸に伝達する歯車機構と、出力軸の回転角度位置を検出するための回転角度位置検出器を備える。回転角度位置検出器は、ポテンショ歯車を備えるポテンショメータであり、ポテンショ歯車は、歯車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いる。開閉部材駆動装置は、ポテンショメータからの出力に基づいて出力軸の回転角度位置を把握してモータを駆動制御する。これにより、開閉部材駆動装置は、開閉部材を所定の開位置と閉位置との間で移動させる。
An open / close member driving device for opening / closing an open / close member such as a lid or a door is described in
駆動力を伝達する歯車機構の各歯車には、通常、摩耗を防止するためにグリスなどの潤滑剤が塗布されている。ここで、各歯車に塗布された潤滑剤が電子部品である回転角度位置検出器の検出部に付着した場合には、回転角度位置検出器に誤動作を発生させる場合がある。例えば、回転角度位置検出器がポテンショメータの場合には、ポテンショ歯車が噛合する歯車に塗布された潤滑剤がポテンショ歯車を伝わって、その検出部の回路基板に付着してしまうと、検出部に誤動作が発生することがある。 A lubricant such as grease is usually applied to each gear of the gear mechanism for transmitting the driving force in order to prevent wear. Here, when the lubricant applied to each gear adheres to the detection unit of the rotation angle position detector that is an electronic component, a malfunction may occur in the rotation angle position detector. For example, when the rotational angle position detector is a potentiometer, if the lubricant applied to the gear meshed with the potentiometer gear is transmitted through the potentiometer gear and adheres to the circuit board of the detector, the detector malfunctions. May occur.
本発明の課題は、かかる点に鑑みて、回転角度位置検出器の回転角度位置検出用歯車に潤滑剤が付着することを抑制できる駆動力伝達機構および開閉部材駆動装置を提供することにある。 In view of this point, an object of the present invention is to provide a driving force transmission mechanism and an opening / closing member driving device capable of suppressing the adhesion of lubricant to a rotation angle position detection gear of a rotation angle position detector.
上記課題を解決するために、本発明の駆動力伝達機構は、回転角度位置検出用歯車および当該回転角度位置検出用歯車の回転角度位置を検出する検出部を備える回転角度位置検出器と、駆動力を伝達するための第1歯部、軸線方向で前記第1歯部と離間する第2歯部、および前記第1歯部と前記第2歯部との間に設けられた歯欠損部を備える駆動力伝達歯車と、潤滑剤と、を有し、前記潤滑剤は、前記第1歯部に塗布され、前記回転角度位置検出用歯車は、前記第2歯部に噛合していることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a driving force transmission mechanism of the present invention includes a rotation angle position detector including a rotation angle position detection gear and a detection unit that detects a rotation angle position of the rotation angle position detection gear, and a drive. A first tooth portion for transmitting force, a second tooth portion spaced apart from the first tooth portion in the axial direction, and a tooth loss portion provided between the first tooth portion and the second tooth portion. A driving force transmission gear provided, and a lubricant, wherein the lubricant is applied to the first tooth portion, and the rotational angle position detecting gear meshes with the second tooth portion. Features.
本発明では、駆動力伝達歯車は、軸線方向に離間する位置に第1歯部と第2歯部を備え、第1歯部が駆動力を伝達するために他の歯車と噛合する歯部とされ、第2歯部が回転角度位置検出用歯車と噛合する歯部とされている。ここで、他の歯車と噛合する第1歯部には、歯の摩耗を抑制するために潤滑剤が塗布されているが、第1歯部と第2歯部との間には歯欠損部が設けられているので、潤滑剤は、第1歯部から第2歯部の側に伝わりにくい。これにより、潤滑剤が第2歯部に噛合する回転角度位置検出用歯車に付着することを抑制できるので、潤滑剤が検出部に付着して検出し回転角度位置検出器に誤動作を発生させることを防止或いは抑制できる。 In the present invention, the driving force transmission gear includes a first tooth portion and a second tooth portion at positions spaced apart in the axial direction, and the first tooth portion engages with another gear in order to transmit the driving force; The second tooth portion is a tooth portion that meshes with the rotation angle position detecting gear. Here, a lubricant is applied to the first tooth portion meshing with another gear in order to suppress tooth wear, but a tooth missing portion is provided between the first tooth portion and the second tooth portion. Therefore, the lubricant is difficult to be transmitted from the first tooth portion to the second tooth portion side. As a result, it is possible to suppress the lubricant from adhering to the rotation angle position detection gear meshing with the second tooth portion, and therefore, the lubricant adheres to the detection portion and is detected to cause the rotation angle position detector to malfunction. Can be prevented or suppressed.
本発明において、前記歯欠損部は、径方向で前記第1歯部の歯底および前記第2歯部の歯底とは異なる高さにある外周面を備えることが望ましい。このようにすれば、第1歯部の歯底と第2歯部の歯底の間に段差が設けられるので、第1歯部に塗布された潤滑剤が第2歯部の側に伝わることを、より、抑制できる。 In the present invention, it is desirable that the tooth defect portion has an outer peripheral surface at a height different from the tooth bottom of the first tooth portion and the tooth bottom of the second tooth portion in the radial direction. In this way, a step is provided between the tooth bottom of the first tooth portion and the tooth bottom of the second tooth portion, so that the lubricant applied to the first tooth portion is transmitted to the second tooth side. Can be suppressed more.
この場合において、前記外周面は、前記第1歯部の歯底および前記第2歯部の歯底よりも径方向の内側に位置するものとすることができる。このようにすれば、第1歯部に他の歯車を噛合させる場合に、歯欠損部と他の歯車とが干渉することを回避できる。 In this case, the said outer peripheral surface shall be located inside a radial direction rather than the tooth bottom of a said 1st tooth part, and the tooth bottom of a said 2nd tooth part. If it does in this way, when meshing another gear with the 1st tooth part, it can avoid that a tooth missing part and other gears interfere.
この場合において、前記外周面は、前記第1歯部の歯底および前記第2歯部の歯底よりも径方向の外側に位置するものとすることができる。このようにすれば、第1歯部の側から第2歯部の側に流れようとする潤滑剤を、歯欠損部によって堰き止めることができる。 In this case, the said outer peripheral surface shall be located in the outer side of radial direction rather than the tooth bottom of the said 1st tooth part, and the tooth bottom of the said 2nd tooth part. If it does in this way, the lubricant which is going to flow from the 1st tooth part side to the 2nd tooth part side can be dammed up by a tooth loss part.
本発明において、前記駆動力伝達歯車は、同軸に連結された第1歯車部材と第2歯車部材とを有し、前記第1歯車部材は、前記第1歯部を備え、前記第2歯車部材は、前記第2歯部および前記歯欠損部を備えるものとすることができる。このようにすれば、第1歯部が第2歯部とは異なる部材に設けられているので、第1歯部と第2歯部との歯数などを異なるものとすることが容易である。これにより、駆動力伝達歯車の回転数と第2歯部に噛合する回転位置検出用歯車の回転数の比率を所望のものとすることができるので、回転角度位置の検出精度を変更することが容易となる。 In the present invention, the driving force transmission gear includes a first gear member and a second gear member that are coaxially connected, and the first gear member includes the first tooth portion, and the second gear member. May comprise the second tooth part and the tooth defect part. If it does in this way, since the 1st tooth part is provided in the member different from the 2nd tooth part, it is easy to make the number of teeth etc. of the 1st tooth part and the 2nd tooth part different. . As a result, the ratio between the rotational speed of the driving force transmission gear and the rotational speed of the rotational position detecting gear meshing with the second tooth portion can be set to a desired value, so that the detection accuracy of the rotational angle position can be changed. It becomes easy.
本発明において、前記第1歯車部材は、金属製であり、前記第2歯車部材は、樹脂製とすることができる。このようにすれば、駆動力を伝達するために他の歯車と噛合する第1歯部の強度を向上させることができる。また、第1歯部の強度を向上させたときに、駆動力伝達歯車の全体を金属製とした場合と比較して、駆動力伝達歯車の製造コストを抑制できる。 In the present invention, the first gear member may be made of metal, and the second gear member may be made of resin. If it does in this way, in order to transmit driving force, the intensity of the 1st tooth part which meshes with other gears can be raised. Further, when the strength of the first tooth portion is improved, the manufacturing cost of the driving force transmission gear can be suppressed as compared with the case where the entire driving force transmission gear is made of metal.
本発明において、前記第1歯車部材と前記第2歯車部材とは、前記軸線方向に配列されており、前記第2歯車部材は、前記第1歯車部材の側の端面の周方向に離間する2か所に前記軸線方向に突出する第1突起と第2突起とを備え、前記第1歯車部材は、前記第2歯車部材の側の端面に前記第1突起を受け入れ可能な第1凹部と、前記軸線方向から前記第2突起を受け入れ可能な第2凹部と、を備え、前記第1突起と前記第2突起とは、大きさが相違し、前記第1突起を前記第1凹部に挿入したときに、前記第1突起は前記第1凹部に周方向で隙間なく嵌合することが望ましい。このようにすれば、第1突起を第1凹部に挿入し、第2突起を第2凹部に挿入することにより、第1歯部の位相と第2歯部の位相とを予め定めた関係に設定できる。 In the present invention, the first gear member and the second gear member are arranged in the axial direction, and the second gear member is spaced apart in the circumferential direction of the end face on the first gear member side. A first protrusion and a second protrusion protruding in the axial direction at a location, wherein the first gear member has a first recess capable of receiving the first protrusion on an end surface of the second gear member; A second recess capable of receiving the second protrusion from the axial direction, the first protrusion and the second protrusion have different sizes, and the first protrusion is inserted into the first recess. In some cases, it is desirable that the first protrusion is fitted in the first recess without a gap in the circumferential direction. If it does in this way, the 1st projection will be inserted in the 1st crevice, and the 2nd projection will be inserted in the 2nd crevice, and the phase of the 1st tooth part and the phase of the 2nd tooth part will be in a predetermined relation. Can be set.
本発明において、前記回転角度位置検出器は、前記回転角度位置検出用歯車としてポテンショ歯車を備えるポテンショメータとすることができる。ポテンショメータでは、検出部を構成する抵抗体やブラシに潤滑剤が付着すると、誤動作の発生や、検出精度の低下を招く場合があるが、本発明によれば、このような誤動作を防止或いは抑制できる。 In the present invention, the rotation angle position detector may be a potentiometer including a potentiometer gear as the rotation angle position detection gear. In a potentiometer, if a lubricant adheres to a resistor or a brush constituting a detection unit, it may cause a malfunction or a decrease in detection accuracy. According to the present invention, such a malfunction can be prevented or suppressed. .
次に、本発明の開閉部材駆動装置は、上記の駆動力伝達機構と、モータと、前記モータの駆動力を開閉部材が連結される出力軸に伝達する歯車機構と、を有し、前記輪列を構成する複数の歯車のうちの一つの歯車が前記駆動力伝達歯車であることを特徴とする。 Next, an opening / closing member driving device of the present invention includes the above-described driving force transmission mechanism, a motor, and a gear mechanism that transmits the driving force of the motor to an output shaft connected to the opening / closing member. One gear of the plurality of gears constituting the row is the driving force transmission gear.
本発明によれば、駆動力伝達機構の回転角度位置検出器に誤動作が発生することを防止或いは抑制できる。従って、回転角度位置検出器からの出力に基づいてモータを駆動制御することにより、開閉部材を所望の閉位置や開位置に配置することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can prevent or suppress that a malfunctioning generate | occur | produces in the rotation angle position detector of a driving force transmission mechanism. Therefore, by controlling the drive of the motor based on the output from the rotation angle position detector, the opening / closing member can be disposed at a desired closed position or open position.
本発明によれば、駆動力伝達歯車において駆動力を伝達する第1歯部に潤滑剤が塗布されていても、その潤滑剤が、駆動力伝達歯車の回転角度位置を検出する回転角度位置検出器の検出部に付着することが防止或いは抑制される。従って、回転角度位置検出器に誤動作が発生することを防止あるいは抑制できる。 According to the present invention, even if the lubricant is applied to the first tooth portion that transmits the driving force in the driving force transmission gear, the lubricant detects the rotational angle position of the driving force transmission gear. It is prevented or suppressed from adhering to the detector. Therefore, it is possible to prevent or suppress the malfunction of the rotation angle position detector.
以下、図面を参照して、本発明の実施の一形態である開閉部材駆動装置を説明する。 Hereinafter, an opening / closing member driving apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(全体構成)
図1(a)は開閉部材駆動装置の説明図であり、図1(b)は開閉部材駆動装置による蓋体の閉動作の説明図である。図1(a)に示すように、開閉部材駆動装置1は、開閉部材2が連結される自動閉装置4、スイッチ5、検出器6、および、制御部7を備える。図1(b)に示すように、開閉部材2は、箱体3に対して起立する開位置2Bと箱体3に沿って平伏する閉位置2Aとの間を90°の角度範囲に渡って両方向に回転する。開閉部材駆動装置1は、開状態とされた蓋や扉などの開閉部材2を回動させて所定の閉位置2Aに配置する。開閉部材2が閉位置2Aに配置されると、箱体3に設けた収納部が開閉部材2により封鎖された状態となる。なお、開閉部材2の閉位置2Aと開位置2Bの位置及び角度範囲は、実施例に限定されるものではなく、用途に応じて設定される。
(overall structure)
FIG. 1A is an explanatory diagram of the opening / closing member driving device, and FIG. 1B is an explanatory diagram of the closing operation of the lid by the opening / closing member driving device. As shown in FIG. 1A, the opening / closing
自動閉装置4は、ケース10と、開閉部材2が連結される出力軸11を備える。出力軸11における開閉部材2との連結部12はケース10の軸受孔13から外側に露出する。開閉部材2はその回転中心軸が出力軸11に同軸に連結される。以下の説明では、出力軸11の軸線をL0とし、自動閉装置4において軸線L0に沿う方向をX方向とする。また、X方向の第1方向を第1方向X1とし、第1方向X1とは反対側を第2方向X2とする。
The
図2はケースを取り除いた自動閉装置4を第2方向X2から見た場合の斜視図である。図3はケースを取り除いた自動閉装置4を第1方向X1から見た場合の斜視図である。図3および図4に示すように、ケース10内には自動閉装置4の駆動源となるモータ15と、開閉部材2が連結される出力軸11と、モータ15の駆動力を出力軸11に伝達する歯車機構(駆動力伝達機構)16と、ポテンショメータ(回転角度位置検出器)17が収納されている。歯車機構16は減速機構である。ポテンショメータ17は、ポテンショ歯車(回転角度位置検出用歯車)18と、ポテンショ歯車18の回転角度位置を検出する検出
部19を備える。
FIG. 2 is a perspective view when the
図3に示すように、モータ15は、ケース10内において、第1方向X1にモータ出力軸15aが突出する姿勢で配置されている。歯車機構16は、モータ出力軸15aに取り付けられたピニオン22と、ピニオン22と噛合する第1複合歯車23と、第1複合歯車23と噛合する第2複合歯車(トルクリミッタ)24と、第2複合歯車24と噛合する第3複合歯車25と、第3複合歯車25と噛合する第4複合歯車26と、第4複合歯車26と噛合する第5複合歯車(駆動力伝達歯車)27と、第5複合歯車27と噛合する出力歯車28を備える。
As shown in FIG. 3, the
第1複合歯車23は、図3に示すように、ピニオン22と噛合する第1大径歯車部分23aと、第1大径歯車部分23aの第2方向X2の側に同軸に設けられた第1小径歯車部分23bを備える。第2複合歯車24は、第1小径歯車部分23bと噛合する第2大径歯車部分24aと、第2大径歯車部分24aの第2方向X2の側に同軸に設けられた第2小径歯車部分24bを備える。第3複合歯車25は、第2小径歯車部分24bと噛合する第3大径歯車部分25aと、第3大径歯車部分25aの第1方向X1の側に同軸に設けられた第3小径歯車部分25bを備える。第4複合歯車26は、第3小径歯車部分25bと噛合する第4大径歯車部分26aと、第4大径歯車部分26aの第1方向X1の側に同軸に設けられた第4小径歯車部分26bを備える。第5複合歯車27は、第4小径歯車部分26bと噛合する第5大径歯車部分27aと、第5大径歯車部分27aの第2方向X2の側に同軸に設けられた第5小径歯車部分27bを備える。第5小径歯車部分27bは、X方向(第5小径歯車部分27bの軸線方向)で離間する位置に設けられた第1歯部27cと第2歯部27dを備える。第1歯部27cは第2歯部27dの第1方向X1の側に位置する。出力歯車28は第5小径歯車部分27bの第1歯部27cと噛合する。第5小径歯車部分27bの第2歯部27dには、ポテンショメータ17のポテンショ歯車18が噛合する。
As shown in FIG. 3, the
図2に示すように、第1複合歯車23は、X方向に延びる第1支軸31に回転可能に支持されている。第2複合歯車24は、X方向に延びる第2支軸32に回転可能に支持される。第3複合歯車25は、X方向に延びる第3支軸33に回転可能に支持される。第4複合歯車26は、X方向に延びる第4支軸34に回転可能に支持される。第5複合歯車27は、X方向に延びる第5支軸35に回転可能に支持される。第1支軸31、第2支軸32、第3支軸33、第4支軸34および第5支軸35のX方向の両端部分は、それぞれケース10に設けられた支持部(不図示)に支持されている。
As shown in FIG. 2, the
出力歯車28は扇形歯車である。出力歯車28と出力軸11は同軸に配置されている。すなわち、出力軸11と出力歯車28の軸線L0は一致している。出力歯車28(扇形歯車)の要(回転中心)にはX方向に貫通する軸受孔29が設けられている。
The
図3に示すように、出力軸11は、軸線L0に沿ってX方向に延びる出力軸本体部37と、出力軸本体部37から軸線L0と直交する方向に突出する腕部38を備える。出力軸本体部37と腕部38とは一体に回転する。出力軸本体部37には、開閉部材2を連結するための連結部12が設けられている。連結部12は出力軸本体部37をX方向に貫通する貫通孔である。連結部12(貫通孔)をX方向から見た場合の開口形状はD字形状である。出力軸11は、出力軸本体部37が出力歯車28の軸受孔29に回転可能に支持されている。また、出力軸11はケース10に回転可能に支持されている。
As shown in FIG. 3, the
ここで、各歯車(ピニオン22、第1複合歯車23、第2複合歯車24と、第3複合歯車25、第4複合歯車26、第5複合歯車27および出力歯車28)において、他の歯車が噛合する歯部には、ポテンショ歯車18と噛合する第2歯部27dを除き、グリス(潤
滑剤)が塗布されている。
Here, in each gear (the
(第2複合歯車)
図4から図6を参照して第2複合歯車24を詳細に説明する。図4(a)は第2方向X2から見た場合の第2複合歯車24の斜視図であり、図4(b)は第2複合歯車24をその軸線に沿って切断した断面図であり、図4(c)は図4(a)のA−A線における断面図である。図5は第2複合歯車24の分解斜視図である。図6(a)は第2複合歯車24を構成する大径歯車を第2方向X2から見た場合の斜視図であり、図6(b)は第2複合歯車24を構成する小径歯車を第1方向X1から見た場合の斜視図である。図4に示すように、第2複合歯車24は、第2支軸32に回転可能に支持された大径歯車(第2歯車)41および小径歯車(第1歯車)42と、大径歯車41と小径歯車42との間で回転を伝達する回転伝達機構43を備える。
(2nd compound gear)
The
図4および図5に示すように、大径歯車41は外周面に第1複合歯車23と噛合する大径歯部(第2歯部)41aを備える筒部45と、筒部45の内周面のX方向の途中位置(第1方向X1の開口に近い位置)から径方向を内周側に突出する環状の板部46と、板部46から筒部45の内周側を第2方向X2に突出する環状壁部47とを備える。板部46の中心には第2支軸32が貫通する貫通孔48が設けられている。筒部45と環状壁部47とは径方向に隙間を開けて同軸に設けられている。環状壁部の第2方向X2の端は筒部45の内周側に位置する。
As shown in FIGS. 4 and 5, the large-
図6(a)に示すように、環状壁部47は、第2方向X2の端部分に外径寸法が小さい小径部49を備える。また、環状壁部47は、第2方向X2の端に、第2方向X2に向かって内周側に傾斜するテーパー形状の面取り面49aを備える。環状壁部47と板部46との境界部分にはアール50が設けられている。換言すれば、環状壁部47は、板部46の側の端部分に、板部46の側に向かって、厚さ寸法が増加する肉厚部分(アール50)を備える。
As shown in FIG. 6A, the
図4(b)および図6(b)に示すように、小径歯車42は、第3複合歯車25と噛合する小径歯部(第1歯部)53aを備える軸部53と、大径歯車41の環状壁部47の内周側に挿入される挿入部54と、軸部53と挿入部54の間から径方向に広がる環状板部55と、環状板部55の外周縁から第1方向X1に延びる環状筒部56を備える。また、小径歯車42は軸部53および挿入部54をX方向に貫通する貫通孔42aを備える。貫通孔42aには第2支軸32が貫通する。
As shown in FIGS. 4B and 6B, the small-
挿入部54は軸部53の第1方向X1の側に位置する。挿入部54は第2支軸32と同軸の環状の外周面54aを備える。環状筒部56は、軸部53および挿入部54と同軸であり、挿入部54における第2方向X2の端部分の外周側に位置する。環状筒部56の第1方向X1の先端部分の内周側には、先端側から切り欠かれた環状段部57が設けられている。環状段部57は、内周側を向く環状周壁面57aと、第1方向X1を向く環状端面57bを備える。
The
小径歯車42の挿入部54を大径歯車41の環状壁部47に挿入して第2複合歯車24を構成した状態では、環状筒部56の第1方向X1の先端部分は大径歯車41の筒部45と環状壁部47との間に挿入され、環状板部55の第2方向X2の端面が大径歯車41の筒部45の第2方向X2の端面とが同一平面上に位置する。
In a state where the
ここで、図4(b)および図5に示すように、小径歯車42は、X方向に同軸に連結された第1部材58および第2部材59を備える。第1部材58は軸部53、環状板部55および環状筒部56を備える。また、第1部材58は軸部53の第1方向X1の端面に矩
形の凹部60を備える。第2部材59は挿入部54を備える。また、第2部材59は挿入部54の第2方向X2の端面に矩形の凸部61を備える。第1部材58と第2部材59とを連結する際には、第1部材58の凹部60に第2部材59の凸部61が挿入される。第1部材58は樹脂製であり、第2部材59は焼結金属からなる。
Here, as illustrated in FIGS. 4B and 5, the small-
回転伝達機構43は、図5に示すように、大径歯車41の環状壁部47に設けられた4本のスリット63と、各スリット63にそれぞれ挿入された金属製の4本のシャフト64を備える。図6に示すように、各スリット63は、環状壁部47の第2方向X2の端から板部46に向かって当該環状壁部47を切り欠いて設けられている。各スリット63はX方向に延びて板部46に達する。4本のスリット63は第2支軸32の軸線L1回り(第2複合歯車24の軸線L1回り)で等角度間隔に設けられている。従って、環状壁部47は、周方向に等間隔で配列された4枚の円弧壁65から構成されている。
As shown in FIG. 5, the
図5に示すように、各シャフト64は円柱形状であり、X方向に延びる。各シャフト64は金属製である。4本のシャフト64はそれぞれスリット63に挿入されている。ここで、図4(b)、図4(c)に示すように、各シャフト64の直径は、各スリット63の周方向の幅よりも短い。また、各シャフト64の直径は、環状壁部47(円弧壁65)の径方向の厚みよりも長い。各シャフト64の長さ寸法は、板部46から環状壁部47の小径部49までの高さ寸法よりも短い。
As shown in FIG. 5, each
また、回転伝達機構43は、図4(c)および図5に示すように、小径歯車42の挿入部54の外周面54aに設けられた4本の溝部66と、大径歯車41の筒部45と環状壁部47との間に挿入されたコイルバネ67と、を備える。4本の溝部66は第2複合歯車24の軸線L1回りで等角度間隔に設けられている。図4(c)に示すように、各溝部66には、各スリット63に挿入された各シャフト64の内周側部分が挿入される。コイルバネ67は、その内周側が環状壁部47の外周面54aに接触する状態で筒部45と環状壁部47との間に挿入されている。コイルバネ67は、シャフト64が環状壁部47から外周側へ突出したときに当該シャフト64を内周側に付勢する付勢力を発揮する。
Further, as shown in FIGS. 4C and 5, the
さらに、回転伝達機構43は、図4(b)および図6(b)に示すように、環状壁部47における第2方向X2の端の外周側への変位を規制する規制部68(規制部材)、シャフト64のX方向への移動範囲を規定するシャフト移動規制部69、および、コイルバネ67のX方向への移動範囲を規定するコイルバネ移動規制部70を備える。規制部68、シャフト移動規制部69、および、コイルバネ移動規制部70は、小径歯車42の環状筒部56に設けられている。
Further, as shown in FIGS. 4B and 6B, the
規制部68は、環状筒部56において環状段部57の第2方向X2に隣り合う部分である。規制部68は、環状筒部56の小径部49の半径方向の外側に、極僅かな隙間を開けて対向する。これにより、規制部68は、環状壁部47の第2方向X2の端部分が外周側に変位しようとしたときに、当該環状壁部47の第2方向X2の端部分に外周側から当接して、その変位を規制する。シャフト移動規制部69は、環状筒部56の環状段部57において第1方向X1を向く環状端面57bである。シャフト移動規制部69は小径部49の半径方向の外側に位置する。これにより、シャフト移動規制部69はスリット63に挿入された状態のシャフト64とX方向で隙間を開けて対向する。なお、環状段部57の環状周壁面57aは、後述するようにシャフト64が外周側に移動した場合でも、シャフト64と干渉することがない位置に設けられている。
The restricting
第2複合歯車24を構成する際には、まず、大径歯車41の環状壁部47の4つのスリット63の間に各シャフト64を挿入する。次に、環状壁部47と筒部45との間にコイルバネ67を配置する。その後、第1部材58の挿入部54の溝部66とスリット63と
の角度位置に位置合わせして、第1部材58(挿入部54)を環状壁部47の内周側に挿入する。これにより、4本のシャフト64のそれぞれは、その内周側の一部分が挿入部54の各溝部66に嵌り込んだ状態となる。また、環状壁部47の外周側に位置するコイルバネ67は、各シャフト64を内周側に向って付勢する付勢力を発揮するものとなる。その後、第2部材59を第1部材58と連結する。これにより第2複合歯車24の組み立てが完了する。第2複合歯車24が組み立てられると、大径歯車41は第2大径歯車部分24aを構成し、小径歯車42は第2小径歯車部分24bを構成する。
When configuring the
ここで、第2複合歯車24は、通常は、コイルバネ67の付勢力によって、4本のシャフト64のそれぞれが挿入部54の各溝部66に嵌り込んだ状態に維持される。従って、大径歯車41と小径歯車42は一体に回転する。
Here, the
一方、例えば、出力軸11の側から歯車機構16に過大な力が入力された場合には、この力によって大径歯車41と小径歯車42が相対回転する。すなわち、出力軸11の側から歯車機構16に過大な力が入力されると、小径歯車42と大径歯車41との角度位置が位置合わせした角度位置からずれる。これにより、小径歯車42の挿入部54の溝部66の位置は、大径歯車41のスリット63から周方向にずれるので、シャフト64はコイルバネ67の付勢力に抗して溝部66から外周側に外れて、挿入部54の外周面54aに乗り上げる。これにより、小径歯車42と大径歯車41の相対回転が許容される。従って、出力軸11の側から入力された過大な力は第2複合歯車24で減衰され、駆動力伝達方向の上流側(モータ15側)に過大な力が伝達されることがない。このように、第2複合歯車24はトルクリミッタとして機能する。
On the other hand, for example, when an excessive force is input to the
(第5複合歯車およびポテンショメータ)
次に、図7および図8を参照して第5複合歯車27およびポテンショメータ17を説明する。図7は第5複合歯車27およびポテンショメータ17を取り出して示す斜視図である。図7では第5複合歯車27およびポテンショメータ17を第1方向X1から見ている。図8(a)は第5複合歯車27の分解斜視図であり、図8(b)は第5複合歯車27を構成する第2歯車を第2方向X2から見た場合の斜視図である。図7に示すように、第5複合歯車27は、第5大径歯車部分27aを構成する大径歯車75と第5小径歯車部分27bを構成する小径歯車(駆動力伝達歯車)76を備える。大径歯車75と小径歯車76とは同軸に連結されている。大径歯車75は、筒状であり、第4複合歯車26と噛合する大径歯部75aを備える。
(Fifth compound gear and potentiometer)
Next, the
図8に示すように、小径歯車76は、出力歯車28が噛合する第1歯部77aを有する第1歯車部材77と、ポテンショ歯車18が噛合する第2歯部78aを有する第2歯車部材78を備える。第1歯車部材77と第2歯車部材78は第5複合歯車27の軸線L2上に配列されて同軸に連結されている。第1歯部77aと第2歯部78aとは同一の歯を備える。すなわち、第1歯部77aと第2歯部78aとは、歯底円、歯先円、歯数および歯の形成ピッチが同一である。
As shown in FIG. 8, the small-
第1歯車部材77は、外周面に第1歯部77aを備える軸部79と、軸部79から第1方向X1に同軸に突出する突出部80を備える。突出部80は、軸線L2を挟んだ両側に互いに平行に延びる平面を備える。大径歯車75の中心孔75bは凸部80と嵌合する形状を備える。第1歯車部材77の突出部80が大径歯車75の中心孔75bに挿入されることにより、大径歯車75と小径歯車76は連結されて一体に回転する。
The
第2歯車部材78は第2歯部78aの第1方向X1の側の隣に筒状の歯欠損部81を備える。従って、第1歯車部材77と第2歯車部材78を連結して小径歯車76を構成すると、小径歯車76は、第1歯部77a、X方向で第1歯部77aと離間する第2歯部78
a、および、第1歯部77aと第2歯部78aとの間に設けられた歯欠損部81を備えるものとなる。歯欠損部81は、径方向で第1歯部77aの歯底77bおよび第2歯部78aの歯底78bとは異なる高さに位置する外周面81aを備える。本例では、外周面81aは、第1歯部77aの歯底77bおよび第2歯部78aの歯底77bよりも径方向の内周側に位置する。ここで、大径歯車75は樹脂製であり、第1歯車部材77は金属製であり、第2歯車部材78は樹脂製である。
The
a and a
図8(b)に示すように、第2歯車部材78は、第1歯車部材77の側の端面の周方向に離間する2か所にX方向に突出する第1突起82aと第2突起82bとを備える。一方、図8(a)に示すように、第1歯車部材77は、第2歯車部材78の側の端面に第1突起82aを受け入れ可能な第1凹部83aと、軸線方向から第2突起82bを受け入れ可能な第2凹部83bとを備える。ここで、第1突起82aと第2突起82bとは大きさが相違しており、第2突起82bは第1突起82aよりも大きい。また、第2突起82bは第1凹部83aに挿入不能な大きさである。第1突起82aを第1凹部83aに挿入した場合には、第1突起82aは第1凹部83aに周方向で隙間なく嵌合する。これにより、第1歯車部材77と第2歯車部材78とを連結したときに、第1歯部77aの位相と第2歯部78bの位相とを予め定めた関係に設定できる。
As shown in FIG. 8B, the
(出力歯車および出力軸)
図9および図10は出力歯車28、出力軸11、および、第5複合歯車27を第1方向X1から見た場合の斜視図である。図9(a)は開閉部材2が開位置2Bに配置された場合の出力歯車28および出力軸11の状態を示し、図9(b)は開閉部材2が閉位置2Aに配置された場合の出力歯車28および出力軸11の状態を示す。図10は、開閉部材駆動装置1によって開閉部材2が開位置2Bと閉位置2Aの途中まで移動したときに、開閉部材2が人により操作されて閉位置2Aに配置された場合の出力歯車28および出力軸11の状態を示す。
(Output gear and output shaft)
9 and 10 are perspective views of the
図2、図3および図9に示すように、出力歯車28は扇形歯車である。出力歯車28は開閉部材2が回動する角度範囲に対応する角度範囲の歯部28aを備える。出力歯車28は、自動閉装置4が開閉部材2を閉位置2Aに向って駆動する際に第1回転方向S1(図9におけるCW方向)に回転する。なお、出力歯車28の第1回転方向S1(CW方向)は、当該出力歯車28と噛合する第5複合歯車27の第1回転方向R1(CCW方向)とは反対方向である。
As shown in FIGS. 2, 3 and 9, the
図9に示すように、出力歯車28は、第1方向X1の端面28bに、第1回転方向S1の前端面28cから第1回転方向S1とは反対の第2回転方向S2に向って切り欠かれた切り欠き凹部88を備える。切り欠き凹部88において第1回転方向S1とは反対の第2回転方向S2の端を規定している内壁面は、腕部38に当接可能な当接部88aである。出力歯車28は、開閉部材2が開位置2Bと閉位置2Aとの間を移動する間に、図9(a)に示す出力歯車開位置28Bと、図9(b)に示す出力歯車閉位置28Aの間を回転する。
As shown in FIG. 9, the
出力軸11は、軸線L0に沿ってX方向に延びる出力軸本体部37と、軸線L0と直交する径方向に延びる腕部38を備える。腕部38をX方向から見た場合の形状は、出力軸本体部37から離れるのに伴って先細りとなっている。図9に示すように、腕部38は第1回転方向S1の前方から切り欠き凹部88に収容可能である。腕部38における第1回転方向S1の後側面は出力歯車28に設けられた当接部88aが第1回転方向S1の後方から当接する被当接部38aである。
The
自動閉装置4が開閉部材2を閉方向Cに移動させる際には、図9(a)に示すように、
モータ15の正方向への駆動により第5複合歯車27が第1回転方向R1に回転する。出力歯車28が第1回転方向S1に回転すると、出力歯車28の当接部88a(切り欠き凹部88の内壁面)が第1回転方向S1の後方から出力軸11の腕部38に当接して、出力軸11を出力歯車28に供回りさせる。これにより、開閉部材2が閉位置2Aに到達すると、図9(b)に示す状態となる。
When the
By driving the
(制御系)
次に、開閉部材駆動装置1の制御系は、図1(a)に示すように、CPUなどを備える制御部7を備える。制御部7の入力側には、自動閉装置4に閉動作を開始させるスイッチ5と、開閉部材2が箱体3と当接する閉位置2Aに配置されたことを検出する検出器6が接続されている。また、制御部7の入力側にはポテンショメータ17の検出部19が接続されている。制御部7の出力側にはモータ15が接続されている。
(Control system)
Next, as shown in FIG. 1A, the control system of the opening / closing
(開閉部材の閉動作)
制御部7は、スイッチ5が操作されると、モータ15を正方向に駆動して開閉部材2を閉位置2Aに向って駆動する。また、制御部7は、ポテンショメータ17の検出部19からの出力に基づいて開閉部材2の位置を監視して、モータ15の回転を制御する。さらに、制御部7は、モータ15を駆動した後に、検出器6によって開閉部材2が閉位置2Aに達したことが検出されると、モータ15を停止させる。その後、制御部7は、モータ15を逆方向に駆動して出力歯車28を出力歯車開位置28Bに戻す。
(Opening / closing member closing operation)
When the
自動閉装置4が開閉部材2を閉方向Cに移動させる際には、図9(a)に示すように、モータ15の正方向への駆動により第5複合歯車27が第1回転方向R1に回転する。これにより、出力軸11が出力歯車28に供回する。そして、開閉部材2が閉位置2Aに到達すると、図9(b)に示す状態となる。
When the
ここで、出力軸11は出力歯車28に噛合して回転するのではなく、出力歯車28の当接部88aが出力軸11の腕部38に当接することにより、出力歯車28と共に第1回転方向S1に回転する。従って、モータ15の駆動により出力歯車28が第1回転方向S1に回転して出力軸11が出力歯車28と供回りしているときに(開閉部材2が閉方向Cに駆動されているときに)、開閉部材2が人力によって操作されて閉方向Cに移動した場合には、図10に示すように、開閉部材2に連結された出力軸11と、出力軸11と一体に回転する腕部38のみが第1回転方向S1に回転して、腕部38の被当接部38aが出力歯車28の当接部88aから第1回転方向S1の前方に離間する。従って、人が開閉部材2を閉方向Cに移動させたときに、歯車機構16において出力軸11よりも駆動力伝達方向の上流側に位置する歯車機構16やモータ15が負荷として作用することがない。よって、開閉部材2を弱い力で閉方向Cに移動させることができる。
Here, the
また、本例では、開閉部材2が閉位置2Aに配置されたことが検出されると、制御部7はモータ15を逆方向に駆動して出力歯車28を出力歯車開位置27Bに戻す。従って、閉位置2Aに配置された開閉部材2が人によって開方向に移動させられる場合などに、開閉部材2に連結された出力軸11の回転が出力歯車28に伝達されることを回避できる。よって、閉位置2Aに配置された開閉部材2を、人による弱い力で開方向に移動させることができる。
In this example, when it is detected that the opening / closing
さらに、本例では、歯車機構16がトルクリミッタ(第2複合歯車24)を備える。従って、モータ15の駆動により出力歯車28が第1回転方向S1に回転して出力軸11が出力歯車28と供回りしているときに開閉部材2が駆動方向とは反対方向に操作された場合などに、開閉部材2の側から出力軸11を介して歯車機構16に入力される過度な負荷は、トルクリミッタ24(第2複合歯車24)により減衰される。すなわち、トルクリミ
ッタ24に出力歯車28の側から過度な負荷が入力されると、小径歯車42と大径歯車41との相対回転が許容され、小径歯車42に伝達された過度な負荷が、大径歯車41に伝達されることを防止できる。よって、外部からの過度の負荷により歯車機構16を構成する歯車やモータ15などを破損させることがない。
Furthermore, in this example, the
また、本例では、第5複合歯車27は、出力歯車28と噛合する第1歯部77aと、ポテンショ歯車18が噛合する第2歯部78aとをX方向(第5複合歯車27の軸線L2方向)で離間する位置に備える。さらに、第1歯部77aと第2歯部78aとの間には歯欠損部81が設けられている。従って、出力歯車28および第1歯部77に塗布されたグリスが、第2歯部78aに付着することが抑制される。これにより、グリスが、第2歯部78aからポテンショ歯車18を伝わって、検出部19に達することを防止できるので、ポテンショメータ17に誤動作が発生することを防止できる。
Further, in this example, the
また、歯欠損部81は、第1歯部77aの歯底77bおよび第2歯部78aの歯底78bよりも径方向で内周側に位置する外周面81aを備える。これにより、第1歯部77aの歯底77bと第2歯部78aの歯底78bの間に段差が設けられるので、第1歯部77aに塗布されたグリスが第2歯部78aの側に伝わることを、より、抑制できる。この結果、グリスが、第2歯部78aからポテンショ歯車18を伝わって、検出部19に達することを防止できるので、ポテンショメータ17に誤動作が発生することを防止できる。従って、検出部19からの出力により開閉部材2の回転角度位置を精度よく把握できる。
In addition, the
さらに、本例では、歯欠損部81の外周面81aが第1歯部77aの歯底77bおよび第2歯部78aの歯底78bよりも径方向で内周側に位置するので、第1歯部77aに噛合させた出力歯車28が歯欠損部81と干渉することがない。また、第5複合歯車27において、出力歯車28に噛合する第1歯部77aを備える第1歯車部材77は金属製であり、ポテンショ歯車18と噛合する第2歯部78aを備える第2歯車部材78は樹脂製である。従って、第1歯部77aについて、駆動力を伝達するための強度を向上させることができる。また、第1歯部77aの強度を向上させたときに、第5複合歯車27の全体を金属製とした場合と比較して、第5複合歯車27の製造コストを抑制できる。
Furthermore, in this example, since the outer
(変形例)
図11は変形例の第5複合歯車およびポテンショメータ17の斜視図である。変形例の第5複合歯車27Aは、小径歯車76において、歯欠損部81の外周面81aが、第1歯部77aの歯底77bおよび第2歯部78aの歯底77bよりも径方向の外側に位置する。他の構成は第5複合歯車27と同一である。このようにすれば、第1歯部77aの側から第2歯部78aの側に流れようとするグリスを、歯欠損部81によって堰き止めることができる。
(Modification)
FIG. 11 is a perspective view of a modified fifth compound gear and
また、小径歯車76において、第1歯部77aと第2歯部78aとの歯数などを異なるものとしてもよい。すなわち、本例では、小径歯車76は、同軸に連結された第1歯車部材77と第2歯車部材78の2つの部材から構成されているので、第1歯部77aと第2歯部78aとの歯数などを異なるものとすることが容易である。これにより、駆動力伝達歯車76の回転数と第2歯部78aに噛合するポテンショ歯車18の回転数の比率を所望のものとすることができるので、回転角度位置の検出精度を変更することが容易となる。
In the small-
また、上記の例では、第2歯車部材78に歯欠損部81を備えるが、第1歯車部材77に歯欠損部81を備えてもよい。
In the above example, the
なお、上記の例では、歯車の摩耗を防止するための潤滑剤としてグリスが用いられているが、潤滑剤としてオイルやコーティング剤を用いることができる。すなわち、各歯車(
ピニオン22、第1複合歯車23、第2複合歯車24と、第3複合歯車25、第4複合歯車26、第5複合歯車27および出力歯車28)において、他の歯車が噛合する歯部には、ポテンショ歯車18と噛合する第2歯部27dを除き、オイルやコーティング剤が塗布されていてもよい。この場合でも、これらの潤滑剤が、第2歯部78aからポテンショ歯車18を伝わって、検出部19に達することを防止できるので、ポテンショメータ17に誤動作が発生することを防止できる。
In the above example, grease is used as a lubricant for preventing gear wear, but oil or a coating agent can be used as the lubricant. That is, each gear (
In the
(その他の実施の形態)
上記の例は、本発明を自動閉装置4に適用したものであるが、開閉部材2を開位置2Bに配置する自動開装置に適用することもできる。また、上記の例では、開閉部材駆動装置1(自動閉装置4)は開閉部材2を上下方向に回動させているが、開閉部材2を水平方向に回動させてもよい。
(Other embodiments)
In the above example, the present invention is applied to the
1・・・開閉部材駆動装置
2・・・開閉部材
11・・・出力軸
15・・・モータ
16・・・歯車機構(駆動力伝達機構)
17・・・ポテンショメータ(回転角度位置検出器)
18・・・ポテンショ歯車(転角度位置検出用歯車)
19・・・検出部
76・・・第5複合歯車の小径歯車(駆動力伝達歯車)
77・・・第1歯車部材
77a・・・第1歯部
78・・・第2歯車部材
78a・・・第2歯部
81・・・歯欠損部
82a・・・第1突起
82b・・・第2突起
83a・・・第1凹部
83b・・・第2凹部
L2・・・第5複合歯車の軸線(軸線)
X・・・軸線方向
DESCRIPTION OF
17 ... Potentiometer (rotational angle position detector)
18... Potentio gear (rolling angle position detection gear)
19: Detection unit 76: Small gear of the fifth compound gear (driving force transmission gear)
77 ...
X ... Axial direction
Claims (9)
駆動力を伝達するための第1歯部、軸線方向で前記第1歯部と離間する第2歯部、および前記第1歯部と前記第2歯部との間に設けられた歯欠損部を備える駆動力伝達歯車と、
潤滑剤と、を有し、
前記潤滑剤は、前記第1歯部に塗布され、
前記回転角度位置検出用歯車は、前記第2歯部に噛合していることを特徴とする駆動力伝達機構。 A rotation angle position detector comprising a rotation angle position detection gear and a detection unit for detecting the rotation angle position of the rotation angle position detection gear;
A first tooth portion for transmitting a driving force, a second tooth portion spaced apart from the first tooth portion in the axial direction, and a tooth missing portion provided between the first tooth portion and the second tooth portion A driving force transmission gear comprising:
A lubricant, and
The lubricant is applied to the first tooth;
The driving force transmission mechanism, wherein the rotational angle position detecting gear meshes with the second tooth portion.
前記歯欠損部は、径方向で前記第1歯部の歯底および前記第2歯部の歯底とは異なる高さにある外周面を備えることを特徴とする駆動力伝達機構。 In claim 1,
The driving force transmission mechanism according to claim 1, wherein the tooth loss part includes an outer peripheral surface at a height different from a tooth bottom of the first tooth part and a tooth bottom of the second tooth part in a radial direction.
前記外周面は、前記第1歯部の歯底および前記第2歯部の歯底よりも径方向の内側に位置することを特徴とする駆動力伝達機構。 In claim 2,
The driving force transmission mechanism according to claim 1, wherein the outer peripheral surface is located radially inward from the bottom of the first tooth portion and the bottom of the second tooth portion.
前記外周面は、前記第1歯部の歯底および前記第2歯部の歯底よりも径方向の外側に位置することを特徴とする駆動力伝達機構。 In claim 2,
The driving force transmission mechanism, wherein the outer peripheral surface is located radially outside the tooth bottom of the first tooth portion and the tooth bottom of the second tooth portion.
前記駆動力伝達歯車は、同軸に連結された第1歯車部材と第2歯車部材とを有し、
前記第1歯車部材は、前記第1歯部を備え、
前記第2歯車部材は、前記第2歯部および前記歯欠損部を備えることを特徴とする駆動力伝達機構。 In any one of claims 1 to 4,
The driving force transmission gear has a first gear member and a second gear member connected coaxially,
The first gear member includes the first tooth portion,
The driving force transmission mechanism, wherein the second gear member includes the second tooth portion and the tooth missing portion.
前記第1歯車部材は、金属製であり、
前記第2歯車部材は、樹脂製であることを特徴とする駆動力伝達機構。 In claim 5,
The first gear member is made of metal,
The driving force transmission mechanism, wherein the second gear member is made of resin.
前記第1歯車部材と前記第2歯車部材とは、前記軸線方向に配列されており、
前記第2歯車部材は、前記第1歯車部材の側の端面の周方向に離間する2か所に前記軸線方向に突出する第1突起と第2突起とを備え、
前記第1歯車部材は、前記第2歯車部材の側の端面に前記第1突起を受け入れ可能な第1凹部と、前記軸線方向から前記第2突起を受け入れ可能な第2凹部と、を備え、
前記第1突起と前記第2突起とは、大きさが相違し、
前記第1突起を前記第1凹部に挿入したときに、前記第1突起は前記第1凹部に周方向で隙間なく嵌合することを特徴とする駆動力伝達機構。 In claim 5 or 6,
The first gear member and the second gear member are arranged in the axial direction,
The second gear member includes a first protrusion and a second protrusion protruding in the axial direction at two locations spaced apart in the circumferential direction of the end surface on the first gear member side,
The first gear member includes a first recess capable of receiving the first protrusion on an end surface of the second gear member, and a second recess capable of receiving the second protrusion from the axial direction.
The first protrusion and the second protrusion are different in size,
The driving force transmission mechanism according to claim 1, wherein when the first protrusion is inserted into the first recess, the first protrusion is fitted in the first recess with no gap in the circumferential direction.
前記回転角度位置検出器は、前記回転角度位置検出用歯車としてポテンショ歯車を備えるポテンショメータであることを特徴とする駆動力伝達機構。 In any one of Claims 1-7,
The rotational angle position detector is a potentiometer provided with a potentiometer gear as the rotational angle position detection gear.
モータと、
前記モータの駆動力を開閉部材が連結される出力軸に伝達する歯車機構と、を有し、
前記歯車機構を構成する複数の歯車のうちの一つの歯車が前記駆動力伝達歯車であることを特徴とする開閉部材駆動装置。 The driving force transmission mechanism according to any one of claims 1 to 8,
A motor,
A gear mechanism that transmits the driving force of the motor to an output shaft to which an opening / closing member is coupled,
One of the plurality of gears constituting the gear mechanism is the driving force transmission gear, and the opening / closing member driving device.
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