(57)【要約】【課題】扇形歯車の小型化を図ることのできる回転駆動装置、およびこの回転駆動装置を備えた扉駆動装置を提供することにある。【解決手段】回転駆動装置１において、モータの回転出力が、入力歯車２および駆動歯車３ａ、３ｂを介して扇形歯車５に伝達されると、扇形歯車５は、中心Ｏ周りに回転する。扇形歯車５における複数の歯５０の形成角度範囲θ3は、扇形歯車５の移動角度範囲θ2より狭いが、周方向で隣接する２つの駆動歯車３ａ、３ｂの離間角度範囲θ1よりも広いため、扇形歯車５は、駆動歯車３ａのみと噛合した状態、２つの駆動歯車３ａ、３ｂと噛合した状態、別の駆動歯車３ｂのみと噛合した状態に移行しながら回転していく。このため、扇形歯車５の移動角度範囲θ2が大きい割りには、扇形歯車５における歯の形成角度範囲θ3が狭くてよい。【選択図】図１
2009092216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の歯が円弧に沿って形成された扇形歯車と、該扇形歯車に噛合して当該扇形歯車を回転させるための駆動歯車とを有する回転駆動装置において、
前記駆動歯車は、前記歯の回転軌跡に沿って複数、配置され、
前記扇形歯車の回転中心からみて、前記扇歯車における前記複数の歯の形成角度範囲は、当該扇歯車の移動角度範囲より狭く、かつ、前記複数の駆動歯車において周方向で隣接する２つの駆動歯車の離間角度範囲よりも広いことを特徴とする回転駆動装置。
【請求項２】
前記駆動歯車の数は２つであることを特徴とする請求項１に記載の回転駆動装置。
【請求項３】
前記複数の駆動歯車を回転駆動するための入力歯車は、前記扇形歯車の回転中心からみて前記複数の駆動歯車より半径方向外側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転駆動装置。
【請求項４】
前記扇形歯車は、前記歯を下方に向けて配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の回転駆動装置。
【請求項５】
前記扇形歯車は、前記円弧の内側に前記歯を向ける内歯歯車であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の回転駆動装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の回転駆動装置を備えた扉駆動装置であって、
前記扇形歯車は、開口の開度を調整するための扉を駆動することを特徴とする扉駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扇形歯車を備えた回転駆動装置、および回転駆動装置によって扉が駆動される扉駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転駆動装置において、１回転未満の回転を行なう歯車については、複数の歯が円弧に沿って形成された扇形歯車が用いられることが多い（特許文献１参照）。
【０００３】
このような扇形歯車を用いる場合には、例えば、図３（ａ）に示すように、扇形歯車５Ａに噛合するように１つの駆動歯車３を配置し、駆動歯車３を回転させて、扇形歯車５Ａを図３（ａ）に示す位置から図３（ｂ）に示す位置を経て、図３（ｃ）に示す位置まで駆動する。なお、図３に示す回転駆動装置は、本願発明を説明するために、本願発明者が開示した参考例である。
【特許文献１】特開平０６−１４０４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図３を参照して説明した回転駆動装置において、扇形歯車５Ａを図３（ａ）に示す位置から図３（ｃ）に示す位置まで駆動するには、扇形歯車５Ａと駆動歯車３とが常に噛合している必要がある。このため、扇形歯車５には、その移動角度範囲θ20以上にわたって歯５０Ａを形成する必要があり、扇形歯車５Ａを小型化することができないという問題点がある。
【０００５】
以上の問題的に鑑みて、本発明の課題は、扇形歯車の小型化を図ることのできる回転駆動装置、およびこの回転駆動装置を備えた扉駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では、複数の歯が円弧に沿って形成された扇形歯車と、該扇形歯車に噛合して当該扇形歯車を回転させるための駆動歯車とを有する回転駆動装置において、前記駆動歯車は、前記歯の回転軌跡に沿って複数、配置され、前記扇形歯車の回転中心からみて、前記扇歯車における前記複数の歯の形成角度範囲は、当該扇歯車の移動角度範囲より狭く、かつ、前記複数の駆動歯車において周方向で隣接する２つの駆動歯車の離間角度範囲よりも広いことを特徴とする。
【０００７】
本発明における「扇形歯車」とは、真円の一部を構成する円弧のみに複数の歯が形成されている歯車のことを意味し、その平面形状が必ず扇形である必要はない。
【０００８】
本発明では、駆動歯車が複数、配置され、扇歯車における複数の歯の形成角度範囲は、当該扇歯車の移動角度範囲より狭いが、周方向で隣接する２つの駆動歯車の離間角度範囲よりも広いため、扇形歯車は、例えば、複数の駆動歯車のうちの１つの駆動歯車のみと噛合した状態、２つの駆動歯車と噛合した状態、および前記１つの駆動歯車とは別の１つの駆動歯車のみと噛合した状態に移行しながら回転する。このため、扇歯車の移動角度範囲の割りには、扇歯車における歯の形成角度範囲が狭くてよいので、扇歯車の小型化を図ることができ、扇歯車の無駄な移動スペースを削減することができるなどの効果を奏する。
【０００９】
本発明において、前記駆動歯車の数は２つであることが好ましい。前記駆動歯車の数が２つであれば、駆動歯車を回転駆動するための入力歯車を２つの駆動歯車の間で共通化でき、かつ、共通の入力歯車を、扇形歯車の回転中心からみて駆動歯車より半径方向外側および半径方向内側のいずれに配置することもできる。
【００１０】
本発明において、前記複数の駆動歯車を回転駆動するための入力歯車は、前記扇形歯車の回転中心からみて前記複数の駆動歯車より半径方向外側に配置されていることが好ましい。このように構成すると、半径方向内側に比して、周長の長い半径方向外側に入力歯車を配置することになるので、入力歯車を扇形歯車の移動角度範囲内に容易に配置することができる。
【００１１】
本発明において、前記扇形歯車は、前記歯を下方に向けて配置されていることが好ましい。このように構成すると、扇形歯車の歯に異物が付着しにくいという利点がある。
【００１２】
本発明において、前記扇形歯車は、前記円弧の内側に前記歯を向ける内歯歯車であることが好ましい。このように構成すると、扇形歯車の半径方向内側に比較してスペース的な余裕のある半径方向外側を有効に利用することができる。例えば、扇形歯車の外周面側を扉に利用した構成や、扇形歯車の半径方向外側に回転を伝達する構成などを採用することができる。
【００１３】
本発明を適用した回転駆動装置は、例えば、扉駆動装置に適用でき、この場合、前記扇形歯車は、開口の開度を調整するための扉を駆動する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、駆動歯車が複数、配置され、扇歯車における複数の歯の形成角度範囲は、当該扇歯車の移動角度範囲より狭いが、周方向で隣接する２つの駆動歯車の離間角度範囲よりも広いため、扇形歯車は、例えば、複数の駆動歯車のうちの１つの駆動歯車のみと噛合した状態、２つの駆動歯車と噛合した状態、および前記１つの駆動歯車とは別の１つの駆動歯車のみと噛合した状態に移行しながら回転する。このため、扇歯車の移動角度範囲の割りには、扇歯車における歯の形成角度範囲が狭くてよいので、扇歯車の小型化を図ることができ、扇歯車の無駄な移動スペースを削減することができるなどの効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る回転駆動装置、およびこの回転駆動装置の利用例の一例としての扉駆動装置の説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）には扇形歯車が移動していく様子を示してある。
【００１７】
図１（ａ）に示す回転駆動装置１は、駆動源としてのモータ（図示せず）と、モータにより回転駆動される入力歯車２と、この入力歯車２に噛合する２つの駆動歯車３ａ、３ｂと、２つの駆動歯車３ａ、３ｂによって駆動される扇形歯車５とを有しており、２つの駆動歯車３は、扇形歯車５の歯５０の回転軌跡に沿って配置されている。このため、モータの回転出力が、入力歯車２および駆動歯車３ａ、３ｂを介して扇形歯車５に伝達されると、扇形歯車５は、中心Ｏ周りに回転して、図３（ａ）に示す位置から図３（ｂ）に示す位置を経て、図３（ｃ）に示す位置まで移動する。また、図３（ｃ）に示す位置から図３（ｂ）に示す位置を経て、図３（ａ）に示す位置まで移動する。
【００１８】
ここで、扇形歯車５は、円弧の内側に歯５０を向ける内歯歯車であり、歯５０を下方に向けて配置されている。従って、２つの駆動歯車３ａ、３ｂは、扇形歯車５の回転中心Ｏからみて、扇形歯車５の歯５０よりも半径方向内側に配置されている。入力歯車２については、２つの駆動歯車３ａ、３ｂに対して共通の歯車が用いられている。入力歯車２は、扇形歯車５の回転中心Ｏからみて、２つの駆動歯車３ａ、３ｂに対して半径方向内側に配置した構成、および２つの駆動歯車３ａ、３ｂに対して半径方向外側に配置した構成を採用できるが、本形態では、後者の構成が採用されている。なお、扇形歯車５と入力歯車２とは、回転軸線方向にずれた位置に配置され、互いに干渉することはない。
【００１９】
このように構成した回転駆動装置１において、２つの駆動歯車３ａ、３ｂは、扇形歯車５の回転中心Ｏからみて角度θ1（駆動歯車３ａ、３ｂの離間角度範囲）をなす位置に配置されている。一方、扇形歯車５は、移動角度範囲がθ2であるが、複数の歯５０は、中心Ｏからみて角度θ3の角度範囲（歯５０の形成角度範囲）にわたって形成されており、歯５０の形成角度範囲θ3は、扇形歯車５の移動角度範囲θ2より小さい。それでも、扇形歯車５における歯５０の形成角度範囲θ3は、２つの駆動歯車３ａ、３ｂの離間角度範囲θ1よりやや大きい。
【００２０】
このため、扇形歯車５は、図１（ａ）に示すように、２つの駆動歯車３ａ、３ｂのうちの１つの駆動歯車３ａのみと噛合した状態、図１（ｂ）に示すように、２つの駆動歯車３ａ、３ｂと噛合した状態、および図１（ｃ）に示すように、駆動歯車３ａとは別の１つの駆動歯車３ｂのみと噛合した状態に移行しながら回転していく。
【００２１】
本形態の回転駆動装置１は、例えば、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、扉駆動装置１０に用いられる。ここに示す例の場合、湾曲した壁面１１に開口１２が形成されており、扇形歯車５の外周面自身に、開口１２の開度を調整するための扉が構成されている。このため、モータの回転出力が、入力歯車２および駆動歯車３ａ、３ｂを介して扇形歯車５に伝達されると、扇形歯車５は、図１（ａ）に示すように開口１２を全閉とした状態、図１（ｂ）に示すように開口１２を半開とした状態、および図１（ｃ）に示すように開口１２を全開とした状態に扉を駆動する。なお、壁面１１と入力歯車２とは、回転軸線方向にずれた位置に配置され、互いに干渉することはない。
【００２２】
以上説明したように、本形態の回転駆動装置１においては、２つの駆動歯車３ａ、３ｂが配置され、扇形歯車５における複数の歯５０の形成角度範囲θ3は、扇形歯車５の移動角度範囲θ2より狭いが、周方向で隣接する２つの駆動歯車３ａ、３ｂの離間角度範囲θ1よりも広いため、扇形歯車５は、駆動歯車３ａのみと噛合した状態（図１（ａ）参照）、２つの駆動歯車３ａ、３ｂと噛合した状態（図１（ｂ）参照）、別の駆動歯車３ｂのみと噛合した状態（図１（ｃ）参照）に移行しながら回転していく。このため、扇形歯車５の移動角度範囲θ2が大きい割りには、扇形歯車５における歯の形成角度範囲θ3が狭くてよいので、扇形歯車５の小型化を図ることができ、扇歯車５の無駄な移動スペースを削減することができる。
【００２３】
また、本形態において、扇形歯車５は、歯５０を下方に向けて配置されているため、扇形歯車５の歯５０に異物が付着しにくいという利点がある。
【００２４】
さらに、本形態において、駆動歯車３ａ、３ｂの数が２つであるため、駆動歯車３ａ、３ｂを回転駆動するための入力歯車２を２つの駆動歯車３ａ、３ｂの間で共通化でき、回転駆動装置１の小型化を図ることができる。また、駆動歯車の数が３つである場合には、共通の入力歯車を用いることができないが、本形態では、駆動歯車３ａ、３ｂの数が２つであるため、共通の入力歯車２を、扇形歯車５の回転中心Ｏからみて駆動歯車３ａ、３ｂより半径方向外側および半径方向内側のいずれに配置することもできる。ここで、本形態では、入力歯車２が駆動歯車３ａ、３ｂより半径方向外側に配置され、かかる領域は内側に比して周長が長いので、入力歯車２を扇形歯車５の移動角度範囲θ2内に容易に配置することができる。
【００２５】
さらにまた、扇形歯車５は内歯歯車であるため、扇形歯車５の半径方向内側に比較してスペース的な余裕のある半径方向外側を有効に利用することができる。従って、扇形歯車５の外周面側に、湾曲した壁面１１で開口する開口１２に対する扉を構成することができる。言い換えれば、扇形歯車５を備えた回転駆動装置１を扉の内側に容易に形成することができる。
【００２６】
［実施の形態２］
図２は、本発明の実施の形態２に係る回転駆動装置の説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００２７】
図２に示す回転駆動装置１は、モータ（図示せず）と、モータにより回転駆動される入力歯車２と、この入力歯車２に噛合する３つの駆動歯車３ａ、３ｂ、３ｃと、３つの駆動歯車３ａ、３ｂ、３ｃによって駆動される扇形歯車５とを有しており、３つの駆動歯車３ａ、３ｂ、３ｃは、扇形歯車５の歯５０の回転軌跡に沿って配置されている。本形態でも、扇形歯車５は、円弧の内側に歯５０を向ける内歯歯車であり、歯５０を下方に向けて配置されている。
【００２８】
このように構成した回転駆動装置１において、３つの駆動歯車３ａ、３ｂ、３ｃのうち、隣接する２つの駆動歯車３ａ、３ｂは、扇形歯車５の回転中心Ｏからみて角度θ11（駆動歯車３ａ、３ｂの離間角度範囲）をなす位置に配置され、隣接する他の２つの駆動歯車３ｂ、３ｃは、扇形歯車５の回転中心Ｏからみて角度θ12（駆動歯車３ｂ、３ｃの離間角度範囲）をなす位置に配置されている。一方、扇形歯車５は、移動角度範囲がθ2であるが、複数の歯５０は、中心Ｏからみて角度θ3の角度範囲（歯５０の形成角度範囲）にわたって形成されており、歯５０の形成角度範囲θ3は、扇形歯車５の移動角度範囲θ2より小さい。
【００２９】
それでも、扇形歯車５における歯５０の形成角度範囲θ3は、２つの駆動歯車３の配置位置角度θ11、θ12よりやや大きい。
【００３０】
このため、扇形歯車５は、３つの駆動歯車３ａ、３ｂ、３ｃのうちの１つの駆動歯車３ａのみと噛合した状態、２つの駆動歯車３ａ、３ｂと噛合した状態、別の２つの駆動歯車３ｂ、３ｃと噛合した状態、駆動歯車３ｃのみと噛合した状態に移行しながら回転していく。このため、扇形歯車５の移動角度範囲θ2が大きい割りには、扇形歯車５における歯５０の形成角度範囲が狭くてよいので、扇形歯車５の小型化を図ることができる。
【００３１】
［その他の実施の形態］
上記実施の形態１、２では、駆動歯車が２つの場合、３つの場合を説明したが、駆動歯車が４つ以上であってもよい。この場合、扇形歯車が回転する途中において、２つ以上の駆動歯車と扇歯車が噛合する状態があってもよい。また、上記実施の形態１では、駆動歯車３ａ、３ｂが共通の入力歯車２により直接、駆動される場合であったが、複数の入力歯車によって駆動歯車が直接、駆動される構成を採用してもよく。さらに、駆動歯車が入力歯車以外により駆動される構成、例えば、駆動歯車に直接、入力歯車が噛合していないが、駆動歯車の回転中心軸に歯車やプーリが固着されていることにより、駆動歯車が駆動される構成を採用してもよい。
【００３２】
また、上記実施の形態１、２では、扇形歯車５が全体として扇形形状を有していたが、種々の形状の部材において、その一部に歯５０が円弧状に形成されて扇形歯車５が構成されている場合に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る回転駆動装置、およびこの回転駆動装置の利用例の一例としての扉駆動装置の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る回転駆動装置の説明図である。
【図３】従来の回転駆動装置の説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  回転駆動装置
２  入力歯車
３ａ、３ｂ、３ｃ  駆動歯車
５  扇形歯車
５０  扇形歯車の歯
【図１】
2009092216.tif 000003
【図２】
2009092216.tif 000004
【図３】
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