走査駆動装置
【課題】監視装置等のための走査駆動装置を小型化するとともに異音発生のおそれのないものとする。
【解決手段】ステッピングモータ２とセンサホルダ１４５との間にプラネタリギア機構４を設ける。ケースの直径線上を横切る軸支持板３５とステータの端板８１に主軸３の両端を支持し、先端をサンギアＳとしたロータ９０を主軸３に支持させる。リングギア部材１１０を不図示部分でステータ８０に押し付けて位置決めする。周方向等分に３個のピニオンギアを支持するピニオンキャリア１２０を主軸３に回転可能に支持するとともにコイルスプリング１１６によりロータ９０の先端に押し付ける。軸支持板脇を通る不図示の連結片でセンサホルダをピニオンキャリアに連結する。ロータ９０もピニオンキャリア１２０も主軸３に支持され、各ギア軸の倒れなどによる抉れがなく異音が発生しない。
【解決手段】ステッピングモータ２とセンサホルダ１４５との間にプラネタリギア機構４を設ける。ケースの直径線上を横切る軸支持板３５とステータの端板８１に主軸３の両端を支持し、先端をサンギアＳとしたロータ９０を主軸３に支持させる。リングギア部材１１０を不図示部分でステータ８０に押し付けて位置決めする。周方向等分に３個のピニオンギアを支持するピニオンキャリア１２０を主軸３に回転可能に支持するとともにコイルスプリング１１６によりロータ９０の先端に押し付ける。軸支持板脇を通る不図示の連結片でセンサホルダをピニオンキャリアに連結する。ロータ９０もピニオンキャリア１２０も主軸３に支持され、各ギア軸の倒れなどによる抉れがなく異音が発生しない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば赤外線センサやカメラなどの検出方向や撮影方向など指向方向を変化させる走査駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外線センサやカメラなどのセンサをモータで首振り回転させて周辺の状況を監視する監視装置が普及している。
最近ではテレビや空調装置などの家電品においても、例えば人の存在を検知して自動的にスイッチオンしたり、運転モードの切り替えを行ったりするためにも監視装置が採用されつつある。
このような監視装置では、比較的に高速回転するモータに対してセンサの首振り速度は緩やかにする必要から、モータとセンサの間に減速機構を設けることになる。
【０００３】
ところで、とくに家電品などに用いられる監視装置としては組み込みスペースの観点から小型に構成されることが必須である。しかしながら、従来多く採用されてきた複数の歯車軸を平行に並べて順次に減速するような減速機構では、モータのロータ軸とセンサ側の回転軸とが離間することになるので、サイズが大きくならざるを得ず、実用性が低いという問題が生じる。
そこで、特開平０５−１７２６４６号公報には赤外線センサの回転軸をモータのロータの延長線上に配置したものが提案されている。
これによれば、モータのロータ軸とセンサ側の回転軸の軸線同士が離間していることによるサイズの増大は解消される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１７２６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開平０５−１７２６４６号公報に開示されたものでは、モータのロータ軸とセンサの回転軸は分離しているため、外力によっては互いに傾斜可能であり、その状態で歯車が噛み合うと互いに歯車の噛み合いが深くなって異音が発生したり、浅くなることで歯の先端が欠けるなどの問題が発生する。
近時の家電品などの静粛性に対する使用者の要求は厳しく、それが作動中であってもわずかな異音の発生も許容されなくなっている。
【０００６】
したがって本発明は、サイズを小型化するとともに異音発生のおそれのない監視装置等のための走査駆動装置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】
【０００７】
このため本発明は、センサの指向方向をモータで変化させる走査駆動装置において、両端をそれぞれ固定側に支持した主軸でモータのロータを回転可能に支持し、ロータと一体に回転するサンギアと、固定側に支持したリングギアと、ピニオンキャリアに回転可能に支持されてサンギアおよびリングギアと噛み合い、周方向等間隔に配置した複数のピニオンギアとからなるプラネタリギア機構を有し、センサがピニオンキャリアに連結されているものとした。
主軸の両端が固定側に支持されているためにロータの剛性が片持ち支持に比較して高く、したがってサンギアの位置精度が高い。そしてリングギアも固定側に支持されているのでサンギアとリングギアの相対的な位置精度も高いから、これらと噛み合うピニオンギアとの間で抉られることなく、ピニオンキャリアの滑らかな回転が得られる。そして、ピニオンギアの配置が周方向等間隔であるため、サンギアに加わる径方向の力が互いに相殺されて低減し、ノイズや異音等の発生が抑えられる。
【０００８】
さらに、ピニオンキャリアをモータのロータと同じく上記の主軸に回転可能に支持させれば、同一の軸に支持されることによりロータとピニオンキャリア間の相対的な位置精度も高くなり、一層静粛性が向上する。
そして、サンギアをロータと一体に成型するとともに、主軸によるロータの支持部をそのサンギアを貫通する部位とすることにより、サンギアがピニオンギアから変動する径方向の力を受けてもガタが発生しないから、サンギア原因のノイズ発生が抑えられる。
また、主軸を支持する一端の固定側をモータのステータとし、リングギアを支持する固定側もステータとすることにより、サンギアとリングギア間の相対的な位置精度がとくに高くなり、静粛性向上に寄与する。
【０００９】
また、ロータを軸方向に付勢する付勢手段を有するものとすることにより、モータに例えばステッピングモータを用いた場合に生じ得る軸方向の振動も抑制される。
このような付勢手段としては、ピニオンキャリアと固定側の間に軸方向に配置したスプリングを備え、ピニオンキャリアとロータを軸方向に当接させることにより、ロータとともにピニオンキャリアの振動も同時に抑えられる。
【００１０】
さらに、ピニオンキャリアはピニオンギアを回転可能に支持するピニオン軸を備えるとともに、該ピニオン軸と同方向に延びる連結部材を有して、その連結部材にピニオン軸からのピニオンギアの抜けを阻止する抜け止め部材を結合するのが好ましく、抜けを阻止しながらピニオン軸の精度を損なうことがない。
【００１１】
さらに、モータがケースに収納されて、ステータがケースに位置決めされるとともに、主軸を支持する他端の固定側がケースを横切って延びて両端がケースの側壁と一体につながる軸支持板とすれば、サンギア、ピニオンキャリアおよびリングギア間の最高度の相対的な位置精度が得られる。
また、ピニオンキャリアが軸支持板を避けて軸方向に延びる連結片を備え、軸支持板を挟んでプラネタリギア機構と軸方向反対側に配置したセンサホルダと連結して、該センサホルダにセンサが取り付けられるものとすることにより、簡単な構成でセンサと連結しセンサの指向方向を遥動往復させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、プラネタリギア機構によりまず小型に構成されながら大きな減速比が得られる。そして、ピニオンギアＰの配置が周方向等間隔であるため、サンギアに加わる径方向の力が互いに相殺されて低減するとともに、センサが連結されるピニオンキャリアがギアの噛み合いによって抉られることもないから、ノイズや異音等の発生が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態を下方から見た外観斜視図である。
【図２】実施の形態を上方から見た外観斜視図である。
【図３】ベースボディを下方から見た斜視図である。
【図４】軸支持ボディを上方から見た斜視図である。
【図５】軸支持ボディを下方から見た斜視図である。
【図６】リングキャップを上方から見た斜視図である。
【図７】実施の形態の縦断面図である。
【図８】図７の断面に対して垂直方向の縦断面図である。
【図９】プラネタリギア機構の上面図である。
【図１０】サブキャリアを取り外したプラネタリギア機構の上面図である。
【図１１】プラネタリギア機構を下方から見た斜視図である。
【図１２】プラネタリギア機構回りの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を監視装置のためのセンサ駆動装置に適用した実施の形態について説明する。
図１は実施の形態にかかるセンサ駆動装置を下方から見た外観斜視図、図２は上方から見た他の外観斜視図である。
センサ駆動装置１は、外観的には、駆動源として後述するステッピングモータ２を内部に収容したベースボディ１０と、軸支持ボディ３０と、リングキャップ６０とでケース５を構成し、ケース５に対して回転可能のセンサホルダ１４５を備えている。ベースボディ１０、軸支持ボディ３０、リングキャップ６０およびセンサホルダ１４５はいずれも樹脂製である。
ステッピングモータ２は不図示の制御装置によりその正転、逆転、回転角度が任意に制御される。
【００１５】
センサホルダ１４５はケース５内に位置させた円盤部１５０と、円盤部１５０から下方に延びるセンサ取付け部１５５とからなり、センサ取付け部１５５に赤外線センサ１５７を取り付けられる。
センサホルダ１４５には赤外線センサ１５７の検知窓１６１を備えたカバー１６０を取り付けることができる。このために、円盤部１５０の中心を挟んだ対称位置から２本の脚１５８を下方へ延ばしており、その先端に設けた爪１５９をカバー１６０に形成した対応する不図示の孔縁に係止させることにより、当該カバー１６０を保持する。
以下の説明では、センサ駆動装置１を構成する部材相互の配置関係は図１に示すようにケース５を上方、センサホルダ１４５を下方に位置させた姿勢におけるものとする。
【００１６】
ケース５は基本形状が円筒形で、上半部側面に角型のコネクタ部７を備えている。
コネクタ部７はベースボディ１０から延びたコネクタ上部構成部７ａと軸支持ボディから延びたコネクタ下部構成部７ｂとで形成され、ステッピングモータ２の電気配線を外部と接続するコネクタ端子を収容する。
コネクタ部７の根元両側には円筒面から外方へ膨出してベースボディ１０からリングキャップまで延びる半円柱状の結合ボス部８が形成され、軸支持ボディ３０とリングキャップ６０がベースボディ１０に対してネジ５５で共締めされている。結合ボス部８は、ベースボディ１０のボス部８ａ、軸支持ボディのボス部８ｂおよびリングキャップのボス部８ｃからなる。
【００１７】
また、ケース５の円筒中心に関してコネクタ部７と反対側にはファスナ６が設けられている。ファスナ６は、ベースボディ１０の側壁に形成された爪１９と、リングキャップ６０から延びて爪１９と係合するフック６７とからなっている。
爪１９は側壁の外面に形成された軸方向（上下方向）に延びる溝１８の溝底に設けられ、フック６７は係合状態で一部溝１８に沈む。
このファスナ６によっても、軸支持ボディ３０を挟んでベースボディ１０とリングキャップ６０間が一体に結合される。
さらにコネクタ部７においても、コネクタ上部構成部７ａの側壁に形成された爪２８とコネクタ下部構成部７ｂから延びて爪２８と係合するフック５１とからなるファスナ９が設けられて、コネクタ上部構成部７ａとコネクタ下部構成部７ｂを結合している。
【００１８】
図３はベースボディ１０を下方から見た斜視図である。
ベースボディ１０は本体部１１が有底円筒形で、その底を上壁１２とし、軸方向全長に渡って側壁１３の一部を切り欠き、その外側にコネクタ上部構成部７ａを張り出させている。コネクタ上部構成部７ａは箱枠形状をなし、左右の切り欠き縁１４の近傍から略上半部の高さで側壁１６を外方へ延ばしている。両側壁１６の上端をつなぐ上壁１５は本体部１１の上壁１２を延ばしたものである。上壁１５および側壁１６につながって外端壁１７を有している。外端壁１７は後述するコネクタ下部構成部７ｂの外端壁５０と共同でコネクタ端子にアクセス可能な端子口を形成する。
【００１９】
側壁１６の外面には上下方向に一定幅の溝２７が形成され、その溝底に爪２８が設けてある。
ボス部８ａは本体部１１の側壁１３の上端から下端まで延びており、下端面にネジ５５用のねじ込み孔２９を形成してある。
上壁１２の内面には、ステッピングモータ２の回転方向位置決め用の丸形状突起２２が中央の中心孔２１を挟んだ対称位置に設けてある。
【００２０】
本体部１１の下端部、すなわち側壁１３の開口端には、軸支持ボディ３０との間にインロー構造を形成するため、段部２３を介して内径を拡大した拡径部２４を設けてある。
拡径部２４の円筒中心に関してコネクタ上部構成部７ａと反対側には段部２３に達するまでの切り欠き２５を設けてある。切り欠き２５は側壁外面に形成された溝１８と同幅に整合させてある。
また、側壁１３の内面には、円筒中心に関して対称位置に、拡径部２４を軸方向に延長させて段部２３から上方へ延びるスロット２６を設けてある。両スロット２６の切り欠き２５からの周方向位置は異なっており、すなわち両スロット２６を結ぶ直線は軸方向から見て円筒中心と切り欠き２５を結ぶ線に垂直な線に対して傾斜している。なお、図３には一方のスロット２６は表れていない。
【００２１】
図４は軸支持ボディ３０を上方から見た斜視図、図５は軸支持ボディ３０を下方から見た斜視図である。
軸支持ボディ３０は本体部３１がベースボディ１０の本体部１１と同一の外径を有し、内径は本体部１１の内径よりも小さいリング状で、側壁３２の一部を軸方向上方に延長させた接続壁４８を介して外側にコネクタ下部構成部７ｂを張り出させている。
コネクタ下部構成部７ｂは接続壁４８の上端から下壁４９を外方へ延ばし、下壁４９の側辺から上方へフック５１を延ばすとともに、下壁の先端に外端壁５０を有している。
フック５１はコネクタ上部構成部７ａにおける側壁１６の溝２７に対応する幅を有する薄板状で、爪２８と係合するための矩形の係合穴５２を備える。係合穴５２は成型時の型抜きを容易にするため、下壁４９の下面から延びる長穴となっている。
【００２２】
本体部３１の上端には、段部３３を境にしてベースボディ１０の拡径部２４の内径と整合するように外径を縮径した縮径部３４を設けて、拡径部２４に縮径部３４を嵌め込んだときインロー構造を形成する。段部３３の径方向幅は拡径部２４の肉厚と同等である。
縮径部３４の段部３３からの軸方向高さは拡径部２４の高さよりも小さく設定してある。
接続壁４８は本体部３１の側壁３２外面から縮径部３４の上端面の一部に及ぶ板厚で外面に沿った円弧状となっており、周方向の幅はベースボディ１０の左右の切り欠き縁１４間の間隙に整合するように設定してある。
【００２３】
本体部３１の上端面（縮径部３４の上端面）には、ベースボディ１０のスロット２６に対応させた押さえ突起４３が設けてあり、縮径部３４の外径面にも押さえ突起４３の周方向幅と同幅の膨出部４４を設けてある。
本体部３１の下端部には段部３７を境にして内径を拡大した拡径部３８を設けてある。段部３７の径方向幅は縮径部３４の肉厚と同等程度に大きく、このため拡径部３８の肉厚は段部３３の径方向幅と同程度に薄くなっている。
【００２４】
本体部３１の直径線上には、側壁３２内面に一体につながる所定幅の軸支持板３５が設けられている。なお、軸支持ボディ３０は側壁３２および軸支持板３５を含めて樹脂成型で構成される。軸支持板３５はその下面を段部３７と同一面にして、軸方向に所定の板厚を有している。軸支持板３５の中央にはリング中心となる中心孔３６を設けてある。
軸支持板３５は後述する主軸３を中心孔３６に圧入して支持するとともに、後述するピニオンキャリア１２０を軸方向に付勢するコイルスプリング１１６の受け部となる。
軸支持板３５の幅方向両側には、当該軸支持板３５を挟んだ軸方向両空間をつなぐ連通穴５３が残り、後述するピニオンキャリア１２０の回転によるその連結片１２６の移動スペースとなる。ピニオンキャリア１２０の回転角度を大きくするには軸支持板３５の幅を細くして連通穴５３を広くするのが好ましく、この場合、板厚を大きくすれば軸支持板３５の剛性を保持できる。
【００２５】
ボス部８ｂは上端を段部３３に一致させ、下端は段部３７に一致させてあり、ネジ５５用の貫通孔４５を有している。拡径部３８にはボス部８ｂが張り出す部分において下端から段部３７に達する切り欠き３９を形成してある。リングキャップ６０のボス部８ｃを受け入れるためである。
本体部３１の側壁３２にはリング中心に関してコネクタ下部構成部７ｂと反対側には下端から段部３３に達するまでの溝４０を形成してある。溝４０はその幅と深さがベースボディ１０の溝１８と同じに設定してある。そして、拡径部３８には段部３７に達するまでの切り欠き４１を設けてある。切り欠き４１は側壁外面に形成された溝４０と同幅に整合させてある。
本体部３１の上端面には、溝４０と対応する位置に、縮径部３４の外径面から所定距離だけ内径側に離間させてバックアップ板４６を立ち上げてある。
【００２６】
図６はリングキャップ６０を上方から見た斜視図である。
リングキャップ６０は軸支持ボディ３０の本体部３１と同一の外径を有し、内径は本体部３１の内径と同等としたリング状をなしている。上半部は段部６２を境にして軸支持ボディ３０の拡径部３８の内径と整合するように外径を縮径した縮径部６３として、拡径部３８に縮径部６３を嵌め込んだときインロー構造を形成する。
縮径部６３の段部６２からの軸方向高さは、軸支持ボディ３０における段部３７からの拡径部３８の高さと同一に設定されている。
【００２７】
さらに内側には、上端から軸方向略２／３の高さで内径を拡径した内径拡大部６５を有しており、段部６４の内縁にそって断面山形の突条６６を有している。
ボス部８ｃは側壁６１から張り出してリングキャップ６０の軸方向全長にわたっており、上端は縮径部６３の上端と面一になっている。ボス部８ｃはネジ５５用の貫通孔６９を有している。拡径部３８に縮径部６３を嵌め込んだとき段部６２と段部３７が当接し、ボス部８ｃの上端面がボス部８ｂの下端面に当接する。
側壁６１からは軸支持ボディ３０の溝４０に対応させてフック６７が上方へ延びている。フック６７は溝４０に対応する幅を有する薄板状で、ベースボディ１０の爪１９と係合するための矩形の係合穴６８を備える。係合穴６８は成型時の型抜きを容易にするため、リングキャップ６０の下端面から延びる長穴となっている。
【００２８】
以上のように、ケース５はベースボディ１０と、軸支持ボディ３０と、リングキャップ６０とからなっている。そしてとくに、ベースボディ１０と軸支持ボディ３０の組み付けについては、ベースボディ１０の拡径部２４に軸支持ボディ３０の縮径部３４を嵌め込み、拡径部２４の下端面に段部３３が当接するまで軸支持ボディ３０を押し込むことにより、ベースボディ１０と軸支持ボディ３０が軸方向に重ねられて結合する。
拡径部２４と縮径部３４によるインロー構造により、ベースボディ１０の上壁１２の中心孔２１と軸支持ボディ３０の軸支持板３５の中心孔３６の各軸心が一直線上に一致する。
【００２９】
図７はファスナ６とコネクタ部７を通る平面で切断したセンサ駆動装置１の縦断面図であり、図８は図７の断面に対して垂直方向の縦断面図である。
ステッピングモータ２は、円環状のステータ８０とロータ９０とからなっている。ロータ９０はロータコア９１にマグネット１０５を固定して構成され、ステータ８０は軸方向一端に端板８１を一体に備えている。ロータ９０は主軸３に支持されて、ステータ８０の内側に配置され、マグネット１０５を微小間隙でステータ８０の内周面に対向させている。
ロータコア９１は樹脂製で、外周にマグネット１０５を保持する断面コ字形のボビン部９２と、ボビン部９２から延びる延長軸部９４を有している。ボビン部９２は軸方向下端側の半部を凹部９３としており、延長軸部９４は凹部９３の底壁から下方に延びている。
ロータコア９１はボビン部９２および延長軸部９４を軸方向に貫通する貫通穴９５を有し樹脂成型で一体に成型される。
【００３０】
延長軸部９４はステッピングモータ２の出力軸となる。延長軸部９４の先端部外周には歯が形成されて後述するプラネタリギア機構４のサンギアＳとなっており、後掲の図１２に符号を付して示すように、先端面にはサンギアＳの歯の谷径より内径側にリング突起９９が形成してある。
延長軸部９４における貫通穴９５のうち、サンギアＳに略対応する部分が軸支持部９６として主軸３と整合する内径を有し、ロータコア９１が主軸３に対してガタなく回転するようになっている。
ロータコア９１のボビン部９２側端部には、軸受け１００を保持するため、貫通孔９５を拡径した軸受け保持穴９７を有する。
軸受け１００は、図８に符号を付して示すように、中央に主軸３が貫通してガタなく回転可能な軸孔１０２を備える円板部１０１と、軸孔１０２を中心として円板部１０１の下面から延びて軸受け保持穴９７に圧入される円筒部１０３と、円板部１０１の上面に形成された断面山型で軸孔１０２を中心とするリング突条１０４を有する。
以上により、ロータ９０は延長軸部９４先端の軸支持部９６と軸受け１００との長手方向両端で主軸３に支持されることになる。
【００３１】
図７に示すように、軸受け保持穴９７はボビン部９２上端に円板部１０１を収容する拡径部９８を有する。拡径部９８の深さは、円板部１０１を拡径部９８の底壁に着座させたとき、リング突条１０４の先端がボビン部９２の上端より突出して端板８１に接触可能に設定してある。
主軸３は端板８１の中心孔８２に圧入され、端板８１を貫通して突出した主軸３の上端はベースボディ１０の上壁１２の中央に形成された中心孔２１に圧入されている。なお、主軸３の端板８１への圧入および上壁１２への圧入はそれぞれガタが生じない条件を満たせばよい。
ステッピングモータ２はステータ８０の少なくとも端板８１に形成した位置決め孔８４をベースボディ１０の上壁１２の丸形状突起２２に係合させて回転方向が位置決めされる。
なお、ステータ８０は端板８１と下側コア８６と上側コア８８を有し、下側コア８６の下端壁には位置決め孔８７（図１２参照）が形成され、上側コア８８の上端壁には位置決め孔８９が形成される。
端板８１の位置決め孔８４と上側コア８８の位置決め孔８９は同一の径であり、それぞれが重なるように複数形成され、端板８１の位置決め孔８４と上側コア８８の位置決め孔８９に組立治具としての位置決めピンを挿入した状態で、端板８１と上側コア８８が溶接され、端板８１と上側コア８８の径方向の位置決めがされる。
下側コア８６と上側コア８８の外周径は同一であり、下側コア８６の外周と上側コア８８の外周を合わせた状態で下側コア８６と上側コア８８が溶接され、下側コア８６と上側コア８８の径方向の位置決めがされる。
これにより、端板８１と下側コア８６の径方向の位置決めがされる。
【００３２】
ベースボディ１０内の下部には、プラネタリギア機構４が形成されている。図９はサブアセンブリされたプラネタリギア機構４の拡大上面図、図１０はサブキャリアを取り外した拡大上面図、図１１はプラネタリギア機構４を下方から見た拡大斜視図である。
プラネタリギア機構４はサンギアＳ、ピニオンキャリア１２０に支持されたピニオンギアＰ、およびリングギアＲからなる。
サンギアＳは、前述のように、ロータ９０の延長軸部９４の先端に形成されている。
樹脂製のリングギア部材１１０がリング部１１１の内径面に内歯としてリングギアＲを形成し、リング部１１１の外形面からは直径方向に支持片１１２が延びている。リングギアＲは、先の図８に示すように、サンギアＳの下半部に所定間隙をおいて対向する。
【００３３】
図７、図１１に示すように、リングギア部材１１０の下側に、下方に開口したカップ形状のピニオンキャリア１２０が配置されている。ピニオンキャリア１２０は樹脂製で、底壁１２１の中央に下方へ延びるボス１２２を有し、中心に主軸３を貫通させる貫通孔１２３を備えている。
図７、図１０に示すように、底壁１２１の上面側には、貫通孔１２３を中心とする周方向３等分位置に上方へ延びるピニオン軸１３４を備えるとともに、ピニオン軸１３４と同一半径上のピニオン軸間中間位置に同じく上方に延びる円柱状の連結コラム１３５を備えている。
ピニオン軸１３４には樹脂製のピニオンギアＰが支持され、各ピニオンギアＰがサンギアＳとリングギアＲの間に位置して両ギアと噛み合うように設定してある。ピニオンギアＰは歯の谷径よりも小径の突出部１３８を上端に有している。
【００３４】
連結コラム１３５はサンギアＳとリングギアＲ間の間隙よりも小径で、両ギアと干渉することなく両ギア間を通過するように設定してある。連結コラム１３５は上端に小径部１３６を有しており、この小径部１３６はピニオン軸１３４よりも太い。
図７、図９に示すように、連結コラム１３５にはサブキャリア１４０が結合される。サブキャリア１４０はロータコアのサンギアＳを間隙を持って囲むリング状で、周方向に沿ってピニオン軸１３４と連結コラム１３５の小径部１３６に対応する孔１４１と孔１４３を有している。
ピニオンギアＰの突出部１３８に対応する孔１４１まわりには、後掲の図１２に符号を付して示すように、突出部１３８と同等径の突出部１４２を設けてある。
【００３５】
サブキャリア１４０は、図７および図１２に示すように、連結コラム１３５の小径部１３６をその根元の段差がサブキャリア１４０当接するまで孔１４３に圧入して連結コラム１３５に結合され、さらに熱カシメを施してもよい。この結合状態においてピニオンギアＰの突出部１３８とサブキャリア１４０の突出部１４２とは若干の間隙で対向するように設定され、作動中当接する場合があっても接触面積を小さくして摩擦を低減し、またピニオンギアＰの歯がサブキャリア１４０に接触しないようになっている。参照符号はとくに付さないが、図１２に図示されるように、ピニオンギアＰとピニオンキャリアの底壁１２１の対向部にも互いに突出部を設けて、ピニオンギアＰの歯が底壁１２１に接触しないようになっている。
ピニオン軸１３４とサブキャリア１４０の孔１４１とは圧入関係にある必要はなく、整合していればよい。
サブキャリア１４０はピニオン軸１３４の先端を支持してその倒れを防止するとともに、ピニオンギアＰの抜け止めとして機能する。
【００３６】
図１２はプラネタリギア機構回りの拡大断面図である。
リングギア部材１１０の支持片１１２はベースボディ１０の側壁の内径面を越えて延びるが拡径部２４の内径よりは短い。
図９、図１１も参照して、支持片１１２のリング部１１１を挟んだ対称位置からそれぞれ軸方向上方へ円柱コラム１１３が延び、円柱コラム１１３の上端面中心には丸形状突起１１４が設けてある。丸形状突起１１４をステッピングモータ２におけるステータ８０の下側コア８６に形成した位置決め孔８７に係合させ、これによってリングギアＲの軸心がステータ８０により位置決めされた形となる。
上述したように、ステータ８０の下側コア８６と端板８１は径方向の位置決めがされた状態で溶接固定されている。このため、主軸３が圧入される端板８１の中心孔８２と、リングギアＲが形成される支持片１１２の丸形状突起１１４が係合する位置決め孔８７の径方向の位置決めがされる。
よって、主軸３に支持されるロータ９０に形成されたサンギアＳと、同様に主軸３に支持されるピニオンキャリア１２０と、支持片１１２に形成されるリングギアＲの径方向の位置精度が高くなり静穏性がより向上する。
【００３７】
とくに図１２に示すように、リングギア部材１１０の支持片１１２の先端はベースボディ１０のスロット２６に収容されるように設定してある。なお、図７、図８には煩雑を避けるため、リングギア部材１１０はそのリング部１１１のみを示し、支持片１１２は図示省略している。
支持片１１２はベースボディ１０と軸支持ボディ３０が結合されたとき、軸支持ボディ３０の押さえ突起４３に押さえられ、これにより、円柱コラム１１３を介してステータ８０をベースボディ１０の上壁１２に押し付けるから、ステータ８０およびリングギアＲの軸方向における位置決めとなる。なお、軸支持ボディ３０の押さえ突起４３は、円柱コラム１１３より外周側の支持片１１２を押し付ける。支持片１１２を構成するリングギア部材１１０は樹脂で構成されるため、支持片１１２は軸支持ボディ３０の押さえ突起４３に押し付けられると弾性変形する。このため、リングギア部材１１０はステータ８０の下側コア８６の下端壁と軸支持ボディ３０の押さえ突起４３の間に隙間なく押し付けられる。リング部１１１および支持片１１２の下端面はベースボディの段部２３近傍の高さ位置となる。
リングギア部材１１０がステータ８０の下側コア８６と軸支持ボディ３０の押さえ突起４３に軸方向に挟まれて保持されるため、後述するように、ベースボディ１０とリングキャップ６０の間にリングギア部材１１０を軸方向に重ね、リングキャップ６０のフック６７の係合穴６８をベースボディ１０の爪２８に係合させることで、リンギギア部材１１０を簡単に保持することができる。
【００３８】
ピニオンキャリア１２０の底壁１２１の上面には貫通孔１２３まわりにロータコア９１の延長軸部９４先端のリング突起９９と当接する膨出端面１２４が設けてある。
底壁１２１と軸支持板３５の間にはボス１２２を囲むコイルスプリング１１６が配置され、ピニオンキャリア１２０をリングギア部材１１０側へ付勢している。これにより、ピニオンキャリア１２０の膨出端面１２４が延長軸部９４先端のリング突起９９を押し、ロータコア９１が軸受け１００を挟んで端板８１に押圧されるので、ステッピングモータ２の駆動時に発生する軸方向振動が抑制される。この際、膨出端面１２４とリング突起９９は線接触であり、軸受け１００と端板８１の間もリング突条１０４（図８参照）による線接触であるから、押圧されても滑らかな回転に影響を受けない。
【００３９】
このプラネタリギア機構４ではリングギアＲが固定されているため、サンギアＳに入力されたステッピングモータ２の回転は大きく減速されて同方向のピニオンキャリア１２０の回転として出力される。
ロータコア９１の軸支持部９６とピニオンキャリア１２０とを貫通した主軸３の下端は、ベースボディ１０にインロー関係で重ねられた軸支持ボディ３０における軸支持板３５の中心孔３６に圧入される。
リングギア部材１１０はステッピングモータ２（ステータ８０）に係合するので、これにより径方向が位置決めされる結果、主軸３に対する位置精度が高く、リングギアＲと主軸３に支持されたサンギアＳ間の軸心の一致度が高い。
【００４０】
図８、図１１に示すように、ピニオンキャリア１２０の周壁１２５の開口端面からは、センサホルダ１４５と連結するための連結片１２６が下方に延びている。連結片１２６は中心を通る直径線上に対称に設けられている。連結片１２６は先端に外方に向いた連結爪１２７を備えるとともに、開口端面から所定位置の外面にストッパ１３０を備えている。連結爪１２７は傾斜面１２８を有する。
【００４１】
図８に示すように、センサホルダ１４５の円盤部１５０は、リングキャップ６０の下部内径よりもわずかに小さい小径部１５１と、リングキャップ６０の内径拡大部６５の内径よりも小さいが下部内径より大きい大径部１５３とからなり、大径部１５３を内径拡大部６５内に位置させるとともに、下面をリングキャップ６０の下端面に略一致させている。
円盤部１５０にはピニオンキャリア１２０の連結片１２６に対応させて矩形の係合穴１５４が設けてある。円盤部１５０は、連結片１２６の連結爪１２７をこの係合穴１５４に挿通して円盤部１５０の上面と下面を連結片１２６のストッパ１３０と連結爪１２７に係止させることにより、ピニオンキャリア１２０に結合されている。これにより、センサホルダ１４５はピニオンキャリア１２０と一体に回転する。
【００４２】
なお、円盤部１５０の上面は軸支持ボディ３０の段部３７および軸支持板３５との間にわずかな間隙を設けて接触せず、また大径部１５３の下面（すなわち小径部１５１と大径部１５３間の段部１５２）もリングキャップ６０の段部６４と接触しないように設定されるが、万一センサホルダ１４５が下方に変位したときでも、段部６４には断面山形の突条６６を設けてあるので、段部６４とは線接触となり滑らかな回転が確保される。また、センサホルダ１４５の下方への変位がリングキャップ６０の段部６４で規制されるため、ピニオンキャリア１２０のピニオン軸１３４に支持されたピニオンギアＰが下方に変位して、ピニオンギアＰとサンギアＳおよびリングギアＲとの噛合が外れることを防止できる。
センサ取付け部１５５は円盤部１５０の下面から下方に延び、所定位置に赤外線センサ１５７を取り付けている。
【００４３】
センサ駆動装置１の組立は以下の要領で行う。組立はケース５の上下を逆にして行うと作業が容易である。
まず、ステータ８０の端板８１の中心孔８２に主軸３を圧入し、あらかじめロータコア９１の軸受け保持穴９７に軸受け１００を圧入したロータ９０を主軸３に挿入、支持させてステッピングモータ２とする。
つぎにベースボディ１０にステッピングモータ２を挿入して、端板８１から突出した主軸の先端を上壁１２の中心孔２１に挿し込むとともに、端板８１の位置決め孔８４を上壁１２の丸形状突起２２に係合させて、位置決めする。
【００４４】
それから、リングギア部材１１０をベースボディ１０に組み込む。支持片１１２の両端をベースボディ１０のスロット２６に落とし込むと、円柱コラム１１３がステータ８０の位置決め孔８７に対応するように設定されており、リングギア部材１１０をわずかに回動させると円柱コラム１１３先端の丸形状突起１１４が位置決め孔８７に係合するから、その後支持片１１２を押し込んで円柱コラム１１３の先端をステータ８０に当接させる。
続いて、あらかじめピニオンギアＰとサブキャリア１４０を取り付けたピニオンキャリア１２０を主軸３に挿し込み、ピニオンギアＰをサンギアＳおよびリングギアＲと噛み合い状態にしてリングギア部材１１０に重ねる。ここでは、実際にはピニオンキャリア１２０の膨出端面１２４とロータのリング突起９９とが当接する。
【００４５】
そして、ボス１２２を囲むようにコイルスプリング１１６をピニオンキャリア１２０に乗せ、次いで、ボス１２２から突出している主軸３の先端を軸支持板３５の中心孔３６に挿し込んで、軸支持ボディ３０をベースボディ１０に重ねる。この際、ピニオンキャリア１２０から延びる連結片１２６は、側壁と軸支持板３５間の連通穴５３を通過させる。
ボス部８ａと８ｂを位置合わせしながら、軸支持ボディ３０の縮径部３４を段部３３がベースボディ１０の拡径部２４の端面に当接するまで当該拡径部２４に押し込むと、軸支持ボディ３０の押さえ突起４３がリングギア部材１１０の支持片１１２に当接して、円柱コラム１１３とステータ８０の当接状態を保持することになる。同時にステッピングモータ２からのコネクタ端子を間に挟んでコネクタ上部構成部７ａとコネクタ下部構成部７ｂも重ねられ、ファスナ９のフック５１と爪２８が係合する。
そして、軸支持ボディ３０の側壁外面に設けた溝４０がベースボディ１０の溝１８と一直線に整合する。
主軸３の先端も位置決めされたことになる。また、コイルスプリング１１６はピニオンキャリア１２０と軸支持板３５の間で圧縮状態となる。
【００４６】
このあと、円盤部１５０の係合穴１５４に連通穴５３から突出した連結片１２６を挿し込んで、センサホルダ１４５をピニオンキャリア１２０に連結する。
次に、リングキャップ６０を軸支持ボディ３０に重ねる。ボス部８ｂと８ｃを位置合わせすると、リングキャップ６０のフック６７がベースボディ１０および軸支持ボディ３０の溝１８、４０と整合してこれらの溝に嵌る。そして、リングキャップ６０の縮径部６３を段部６２が軸支持ボディ３０の拡径部３８の端面に当接するまで当該拡径部３８に押し込むと、フック６７の係合穴６８がベースボディ１０の爪２８に係合する。もしフック６７が爪２８に乗り上げたままである場合には、フック６７を斜め上（ベースボディ１０側）方向に押し上げれば爪２８と係合させることができる。爪２８が設けられた溝１８は板厚が薄くなっているが、軸支持ボディ３０のバックアップ板４６が裏支えしているので、係合の際に爪２８まわりの側壁が損傷を受けることはない。
最後にボス部８ｃの貫通孔６９から挿し込んだネジ５５をボス部８ｂの貫通孔４５を通してボス部８ａのねじ込み孔２９にねじ込んで、ベースボディ１０、軸支持ボディ３０およびリングキャップ６０の結合を固定する。
選択によりセンサホルダ１４５にカバー１６０を取り付ける。
【００４７】
以上の構成になるセンサ駆動装置１では、ステッピングモータ２を駆動することによりサンギアＳが回転し、ピニオンキャリア１２０が減速されて回転する。そしてピニオンキャリア１２０に連結されたセンサホルダ１４５がピニオンキャリア１２０と一体に回転して、センサホルダ１４５に取り付けられた赤外線センサ１５７の指向方向が変化する。したがって、ステッピングモータ２を往復回転するよう制御することにより、赤外線センサ１５７の指向方向が所定の角度範囲で遥動して、人の存在などを検知することができる。
【００４８】
本実施の形態では、赤外線センサ１５７が発明におけるセンサに該当し、ステッピングモータ２がモータに該当する。
軸支持板３５とステッピングモータのステータ８０、とくにその端板８１とが、主軸を支持した固定側に該当し、ステータ８０はさらにリングギアを支持した固定側にも該当する。軸支持部９６がサンギアを貫通する部位に相当する。
ピニオンキャリアの膨出端面１２４とロータのリング突起９９を当接させている構成が軸方向当接構造に該当し、この軸方向当接構造とコイルスプリング１１６とで付勢手段を構成している。なお、コイルスプリング１１６がスプリングに該当する。
また、連結コラム１３５が連結部材に該当し、サブキャリア１４０が抜け止め部材に該当する。
【００４９】
実施の形態は以上のように構成され、一端を固定側であるステータ８０の端板８１に支持させ、他端を同じく固定側であるケース５の軸支持板３５に支持させた主軸３を備え、この主軸３でステッピングモータ２のロータ９０を回転可能に支持し、ロータの先端に形成したサンギアＳと、ステータ８０に係合させたリングギア部材１１０のリングギアＲと、ピニオンキャリア１２０に回転可能に支持されてサンギアＳおよびリングギアＲと噛み合い、周方向等間隔に配置した３個のピニオンギアＰとからなるプラネタリギア機構４を有し、赤外線センサ１５７がピニオンキャリア１２０に連結されているものとした。
プラネタリギア機構によりまず小型に構成されながら大きな減速比が得られる。
主軸３の両端が固定側に支持されているためにロータ９０の剛性が高く、したがってサンギアＳの位置精度が高い。さらにリングギアＲも固定側に支持されているのでサンギアとリングギアの相対的な位置精度も高いから、これらと噛み合うピニオンギアとの間で抉られることがない。そして、ピニオンギアＰの配置が周方向等間隔であるため、サンギアＳに加わる径方向の力が互いに相殺されて低減するので、ノイズや異音等の発生が抑えられる。
【００５０】
軸支持板３５はケースの直径線上を延びて側壁に一体につながって両持ちとなっているので、主軸３の支持位置をとくに高い剛性で保持することができる。
さらに、ピニオンキャリア１２０もロータ９０と同じ主軸３に回転可能に支持されているので、ロータ９０とピニオンキャリア１２０間の相対的な位置精度が高く、一層静粛性が向上する。
とくに、主軸３によるロータ９０の支持部が延長軸部９４のサンギアＳを貫通する部位としているので、サンギアＳとピニオンキャリア１２０間の軸心の一致度がきわめて高い。
また、ピニオンキャリア１２０とロータコア９１とを軸方向に当接させるとともに、ピニオンキャリア１２０と軸支持板３５の間にはコイルスプリング１１６を配置して、ピニオンキャリア１２０を軸方向に付勢する構成としたので、当該ピニオンキャリア１２０だけでなくロータ９０も同時に軸方向に付勢されてガタが除去される。これにより、ステッピングモータ２で生じる軸方向の振動も効果的に抑制される。
【００５１】
ピニオンキャリア１２０はピニオンギアＰを回転可能に支持するピニオン軸１３４と同方向に延びる連結コラム１３５を有し、連結コラム１３５にサブキャリア１４０を結合して、ピニオン軸１３４からのピニオンギアＰの抜けを阻止するようにしているので、ピニオン軸１３４に精度を損なうような施工が不要でピニオンギアＰの滑らかな回転が確保される。
【００５２】
ピニオンキャリア１２０は軸支持板３５を避けて軸方向に延びる連結片１２６を備え、この軸支持板３５を挟んでプラネタリギア機構４と反対側に配置したセンサホルダ１４５と連結するものとしたので、連結片１２６が軸支持板３５に当接しない範囲でセンサホルダ１４５を回転可能で、赤外線センサ１５７の指向方向を滑らかに遥動往復させることができる。
【００５３】
なお、実施の形態ではケース５やプラネタリギア機構４の構成部材を樹脂製としたが、これに限定されず、金属製としてもよい。
主軸の一端を支持する軸支持板３５はケースの直径線上を延びて側壁につながる両持ちとしたので、ピニオンキャリア１２０とセンサホルダを連結する連結片１２６は軸支持板３５の両側の連通穴５３を通過するため、センサホルダの回転範囲が１８０°より小さくなるが、軸支持板をケースの側壁につながる部分が大きい扇形状として両持ちの場合と同等の剛性を確保すれば、片持ち構成とすることによりセンサホルダの回転範囲を１８０°以上に拡大することができる。
さらに実施の形態では、赤外線センサの指向方向を変化させるセンサ駆動装置に適用した例を示したが、本発明はカメラその他種々のセンサの走査駆動に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ センサ駆動装置
２ ステッピングモータ
３ 主軸
４ プラネタリギア機構
５ ケース
６、９ ファスナ
７ コネクタ部
７ａ コネクタ上部構成部
７ｂ コネクタ下部構成部
８ ボス部
８ａ、８ｂ、８ｃ ボス部
１０ ベースボディ
１１ 本体部
１２、１５ 上壁
１３、１６ 側壁
１４ 切り欠き縁
１７、５０ 外端壁
１８、２７ 溝
１９、２８ 爪
２１ 中心孔
２２ 丸形状突起
２３ 段部
２４ 拡径部
２５ 切り欠き
２６ スロット
２９ ねじ込み孔
３０ 軸支持ボディ
３１ 本体部
３２ 側壁
３３、３７ 段部
３４ 縮径部
３５ 軸支持板
３６ 中心孔
３８ 拡径部
３９ 切り欠き
４０ 溝
４１ 切り欠き
４３ 押さえ突起
４４ 膨出部
４５、６９ 貫通孔
４６ バックアップ板
４８ 接続壁
４９ 下壁
５１、６７ フック
５２、６８ 係合穴
５３ 連通穴
５５ ネジ
６０ リングキャップ
６１ 側壁
６２ 段部
６３ 縮径部
６４ 段部
６５ 内径拡大部
６６ 突条
８０ ステータ
８１ 端板
８２ 中心孔
８４ 位置決め孔
８６ 下側コア
８７、８９ 位置決め孔
８８ 上側コア
９０ ロータ
９１ ロータコア
９２ ボビン部
９３ 凹部
９４ 延長軸部
９５ 貫通穴
９６ 軸支持部
９７ 軸受け保持穴
９８ 拡径部
９９ リング突起
１００ 軸受け
１０１ 円板部
１０２ 軸孔
１０３ 円筒部
１０４ リング突条
１０５ マグネット
１１０ リングギア部材
１１１ リング部
１１２ 支持片
１１３ 円柱コラム
１１４ 丸形状突起
１１６ コイルスプリング
１２０ ピニオンキャリア
１２１ 底壁
１２２ ボス
１２３ 貫通孔
１２４ 膨出端面
１２５ 周壁
１２６ 連結片
１２７ 連結爪
１２８ 傾斜面
１３０ ストッパ
１３４ ピニオン軸
１３５ 連結コラム
１３６ 小径部
１３８ 突出部
１４０ サブキャリア
１４１、１４３ 孔
１４２ 突出部
１４５ センサホルダ
１５０ 円盤部
１５１ 小径部
１５２ 段部
１５３ 大径部
１５４ 係合穴
１５５ センサ取付け部
１５７ 赤外線センサ
１５８ 脚
１５９ 爪
１６０ カバー
１６１ 検知窓
Ｓ サンギア
Ｐ ピニオンギア
Ｒ リングギア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば赤外線センサやカメラなどの検出方向や撮影方向など指向方向を変化させる走査駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外線センサやカメラなどのセンサをモータで首振り回転させて周辺の状況を監視する監視装置が普及している。
最近ではテレビや空調装置などの家電品においても、例えば人の存在を検知して自動的にスイッチオンしたり、運転モードの切り替えを行ったりするためにも監視装置が採用されつつある。
このような監視装置では、比較的に高速回転するモータに対してセンサの首振り速度は緩やかにする必要から、モータとセンサの間に減速機構を設けることになる。
【０００３】
ところで、とくに家電品などに用いられる監視装置としては組み込みスペースの観点から小型に構成されることが必須である。しかしながら、従来多く採用されてきた複数の歯車軸を平行に並べて順次に減速するような減速機構では、モータのロータ軸とセンサ側の回転軸とが離間することになるので、サイズが大きくならざるを得ず、実用性が低いという問題が生じる。
そこで、特開平０５−１７２６４６号公報には赤外線センサの回転軸をモータのロータの延長線上に配置したものが提案されている。
これによれば、モータのロータ軸とセンサ側の回転軸の軸線同士が離間していることによるサイズの増大は解消される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−１７２６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開平０５−１７２６４６号公報に開示されたものでは、モータのロータ軸とセンサの回転軸は分離しているため、外力によっては互いに傾斜可能であり、その状態で歯車が噛み合うと互いに歯車の噛み合いが深くなって異音が発生したり、浅くなることで歯の先端が欠けるなどの問題が発生する。
近時の家電品などの静粛性に対する使用者の要求は厳しく、それが作動中であってもわずかな異音の発生も許容されなくなっている。
【０００６】
したがって本発明は、サイズを小型化するとともに異音発生のおそれのない監視装置等のための走査駆動装置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】
【０００７】
このため本発明は、センサの指向方向をモータで変化させる走査駆動装置において、両端をそれぞれ固定側に支持した主軸でモータのロータを回転可能に支持し、ロータと一体に回転するサンギアと、固定側に支持したリングギアと、ピニオンキャリアに回転可能に支持されてサンギアおよびリングギアと噛み合い、周方向等間隔に配置した複数のピニオンギアとからなるプラネタリギア機構を有し、センサがピニオンキャリアに連結されているものとした。
主軸の両端が固定側に支持されているためにロータの剛性が片持ち支持に比較して高く、したがってサンギアの位置精度が高い。そしてリングギアも固定側に支持されているのでサンギアとリングギアの相対的な位置精度も高いから、これらと噛み合うピニオンギアとの間で抉られることなく、ピニオンキャリアの滑らかな回転が得られる。そして、ピニオンギアの配置が周方向等間隔であるため、サンギアに加わる径方向の力が互いに相殺されて低減し、ノイズや異音等の発生が抑えられる。
【０００８】
さらに、ピニオンキャリアをモータのロータと同じく上記の主軸に回転可能に支持させれば、同一の軸に支持されることによりロータとピニオンキャリア間の相対的な位置精度も高くなり、一層静粛性が向上する。
そして、サンギアをロータと一体に成型するとともに、主軸によるロータの支持部をそのサンギアを貫通する部位とすることにより、サンギアがピニオンギアから変動する径方向の力を受けてもガタが発生しないから、サンギア原因のノイズ発生が抑えられる。
また、主軸を支持する一端の固定側をモータのステータとし、リングギアを支持する固定側もステータとすることにより、サンギアとリングギア間の相対的な位置精度がとくに高くなり、静粛性向上に寄与する。
【０００９】
また、ロータを軸方向に付勢する付勢手段を有するものとすることにより、モータに例えばステッピングモータを用いた場合に生じ得る軸方向の振動も抑制される。
このような付勢手段としては、ピニオンキャリアと固定側の間に軸方向に配置したスプリングを備え、ピニオンキャリアとロータを軸方向に当接させることにより、ロータとともにピニオンキャリアの振動も同時に抑えられる。
【００１０】
さらに、ピニオンキャリアはピニオンギアを回転可能に支持するピニオン軸を備えるとともに、該ピニオン軸と同方向に延びる連結部材を有して、その連結部材にピニオン軸からのピニオンギアの抜けを阻止する抜け止め部材を結合するのが好ましく、抜けを阻止しながらピニオン軸の精度を損なうことがない。
【００１１】
さらに、モータがケースに収納されて、ステータがケースに位置決めされるとともに、主軸を支持する他端の固定側がケースを横切って延びて両端がケースの側壁と一体につながる軸支持板とすれば、サンギア、ピニオンキャリアおよびリングギア間の最高度の相対的な位置精度が得られる。
また、ピニオンキャリアが軸支持板を避けて軸方向に延びる連結片を備え、軸支持板を挟んでプラネタリギア機構と軸方向反対側に配置したセンサホルダと連結して、該センサホルダにセンサが取り付けられるものとすることにより、簡単な構成でセンサと連結しセンサの指向方向を遥動往復させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、プラネタリギア機構によりまず小型に構成されながら大きな減速比が得られる。そして、ピニオンギアＰの配置が周方向等間隔であるため、サンギアに加わる径方向の力が互いに相殺されて低減するとともに、センサが連結されるピニオンキャリアがギアの噛み合いによって抉られることもないから、ノイズや異音等の発生が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態を下方から見た外観斜視図である。
【図２】実施の形態を上方から見た外観斜視図である。
【図３】ベースボディを下方から見た斜視図である。
【図４】軸支持ボディを上方から見た斜視図である。
【図５】軸支持ボディを下方から見た斜視図である。
【図６】リングキャップを上方から見た斜視図である。
【図７】実施の形態の縦断面図である。
【図８】図７の断面に対して垂直方向の縦断面図である。
【図９】プラネタリギア機構の上面図である。
【図１０】サブキャリアを取り外したプラネタリギア機構の上面図である。
【図１１】プラネタリギア機構を下方から見た斜視図である。
【図１２】プラネタリギア機構回りの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を監視装置のためのセンサ駆動装置に適用した実施の形態について説明する。
図１は実施の形態にかかるセンサ駆動装置を下方から見た外観斜視図、図２は上方から見た他の外観斜視図である。
センサ駆動装置１は、外観的には、駆動源として後述するステッピングモータ２を内部に収容したベースボディ１０と、軸支持ボディ３０と、リングキャップ６０とでケース５を構成し、ケース５に対して回転可能のセンサホルダ１４５を備えている。ベースボディ１０、軸支持ボディ３０、リングキャップ６０およびセンサホルダ１４５はいずれも樹脂製である。
ステッピングモータ２は不図示の制御装置によりその正転、逆転、回転角度が任意に制御される。
【００１５】
センサホルダ１４５はケース５内に位置させた円盤部１５０と、円盤部１５０から下方に延びるセンサ取付け部１５５とからなり、センサ取付け部１５５に赤外線センサ１５７を取り付けられる。
センサホルダ１４５には赤外線センサ１５７の検知窓１６１を備えたカバー１６０を取り付けることができる。このために、円盤部１５０の中心を挟んだ対称位置から２本の脚１５８を下方へ延ばしており、その先端に設けた爪１５９をカバー１６０に形成した対応する不図示の孔縁に係止させることにより、当該カバー１６０を保持する。
以下の説明では、センサ駆動装置１を構成する部材相互の配置関係は図１に示すようにケース５を上方、センサホルダ１４５を下方に位置させた姿勢におけるものとする。
【００１６】
ケース５は基本形状が円筒形で、上半部側面に角型のコネクタ部７を備えている。
コネクタ部７はベースボディ１０から延びたコネクタ上部構成部７ａと軸支持ボディから延びたコネクタ下部構成部７ｂとで形成され、ステッピングモータ２の電気配線を外部と接続するコネクタ端子を収容する。
コネクタ部７の根元両側には円筒面から外方へ膨出してベースボディ１０からリングキャップまで延びる半円柱状の結合ボス部８が形成され、軸支持ボディ３０とリングキャップ６０がベースボディ１０に対してネジ５５で共締めされている。結合ボス部８は、ベースボディ１０のボス部８ａ、軸支持ボディのボス部８ｂおよびリングキャップのボス部８ｃからなる。
【００１７】
また、ケース５の円筒中心に関してコネクタ部７と反対側にはファスナ６が設けられている。ファスナ６は、ベースボディ１０の側壁に形成された爪１９と、リングキャップ６０から延びて爪１９と係合するフック６７とからなっている。
爪１９は側壁の外面に形成された軸方向（上下方向）に延びる溝１８の溝底に設けられ、フック６７は係合状態で一部溝１８に沈む。
このファスナ６によっても、軸支持ボディ３０を挟んでベースボディ１０とリングキャップ６０間が一体に結合される。
さらにコネクタ部７においても、コネクタ上部構成部７ａの側壁に形成された爪２８とコネクタ下部構成部７ｂから延びて爪２８と係合するフック５１とからなるファスナ９が設けられて、コネクタ上部構成部７ａとコネクタ下部構成部７ｂを結合している。
【００１８】
図３はベースボディ１０を下方から見た斜視図である。
ベースボディ１０は本体部１１が有底円筒形で、その底を上壁１２とし、軸方向全長に渡って側壁１３の一部を切り欠き、その外側にコネクタ上部構成部７ａを張り出させている。コネクタ上部構成部７ａは箱枠形状をなし、左右の切り欠き縁１４の近傍から略上半部の高さで側壁１６を外方へ延ばしている。両側壁１６の上端をつなぐ上壁１５は本体部１１の上壁１２を延ばしたものである。上壁１５および側壁１６につながって外端壁１７を有している。外端壁１７は後述するコネクタ下部構成部７ｂの外端壁５０と共同でコネクタ端子にアクセス可能な端子口を形成する。
【００１９】
側壁１６の外面には上下方向に一定幅の溝２７が形成され、その溝底に爪２８が設けてある。
ボス部８ａは本体部１１の側壁１３の上端から下端まで延びており、下端面にネジ５５用のねじ込み孔２９を形成してある。
上壁１２の内面には、ステッピングモータ２の回転方向位置決め用の丸形状突起２２が中央の中心孔２１を挟んだ対称位置に設けてある。
【００２０】
本体部１１の下端部、すなわち側壁１３の開口端には、軸支持ボディ３０との間にインロー構造を形成するため、段部２３を介して内径を拡大した拡径部２４を設けてある。
拡径部２４の円筒中心に関してコネクタ上部構成部７ａと反対側には段部２３に達するまでの切り欠き２５を設けてある。切り欠き２５は側壁外面に形成された溝１８と同幅に整合させてある。
また、側壁１３の内面には、円筒中心に関して対称位置に、拡径部２４を軸方向に延長させて段部２３から上方へ延びるスロット２６を設けてある。両スロット２６の切り欠き２５からの周方向位置は異なっており、すなわち両スロット２６を結ぶ直線は軸方向から見て円筒中心と切り欠き２５を結ぶ線に垂直な線に対して傾斜している。なお、図３には一方のスロット２６は表れていない。
【００２１】
図４は軸支持ボディ３０を上方から見た斜視図、図５は軸支持ボディ３０を下方から見た斜視図である。
軸支持ボディ３０は本体部３１がベースボディ１０の本体部１１と同一の外径を有し、内径は本体部１１の内径よりも小さいリング状で、側壁３２の一部を軸方向上方に延長させた接続壁４８を介して外側にコネクタ下部構成部７ｂを張り出させている。
コネクタ下部構成部７ｂは接続壁４８の上端から下壁４９を外方へ延ばし、下壁４９の側辺から上方へフック５１を延ばすとともに、下壁の先端に外端壁５０を有している。
フック５１はコネクタ上部構成部７ａにおける側壁１６の溝２７に対応する幅を有する薄板状で、爪２８と係合するための矩形の係合穴５２を備える。係合穴５２は成型時の型抜きを容易にするため、下壁４９の下面から延びる長穴となっている。
【００２２】
本体部３１の上端には、段部３３を境にしてベースボディ１０の拡径部２４の内径と整合するように外径を縮径した縮径部３４を設けて、拡径部２４に縮径部３４を嵌め込んだときインロー構造を形成する。段部３３の径方向幅は拡径部２４の肉厚と同等である。
縮径部３４の段部３３からの軸方向高さは拡径部２４の高さよりも小さく設定してある。
接続壁４８は本体部３１の側壁３２外面から縮径部３４の上端面の一部に及ぶ板厚で外面に沿った円弧状となっており、周方向の幅はベースボディ１０の左右の切り欠き縁１４間の間隙に整合するように設定してある。
【００２３】
本体部３１の上端面（縮径部３４の上端面）には、ベースボディ１０のスロット２６に対応させた押さえ突起４３が設けてあり、縮径部３４の外径面にも押さえ突起４３の周方向幅と同幅の膨出部４４を設けてある。
本体部３１の下端部には段部３７を境にして内径を拡大した拡径部３８を設けてある。段部３７の径方向幅は縮径部３４の肉厚と同等程度に大きく、このため拡径部３８の肉厚は段部３３の径方向幅と同程度に薄くなっている。
【００２４】
本体部３１の直径線上には、側壁３２内面に一体につながる所定幅の軸支持板３５が設けられている。なお、軸支持ボディ３０は側壁３２および軸支持板３５を含めて樹脂成型で構成される。軸支持板３５はその下面を段部３７と同一面にして、軸方向に所定の板厚を有している。軸支持板３５の中央にはリング中心となる中心孔３６を設けてある。
軸支持板３５は後述する主軸３を中心孔３６に圧入して支持するとともに、後述するピニオンキャリア１２０を軸方向に付勢するコイルスプリング１１６の受け部となる。
軸支持板３５の幅方向両側には、当該軸支持板３５を挟んだ軸方向両空間をつなぐ連通穴５３が残り、後述するピニオンキャリア１２０の回転によるその連結片１２６の移動スペースとなる。ピニオンキャリア１２０の回転角度を大きくするには軸支持板３５の幅を細くして連通穴５３を広くするのが好ましく、この場合、板厚を大きくすれば軸支持板３５の剛性を保持できる。
【００２５】
ボス部８ｂは上端を段部３３に一致させ、下端は段部３７に一致させてあり、ネジ５５用の貫通孔４５を有している。拡径部３８にはボス部８ｂが張り出す部分において下端から段部３７に達する切り欠き３９を形成してある。リングキャップ６０のボス部８ｃを受け入れるためである。
本体部３１の側壁３２にはリング中心に関してコネクタ下部構成部７ｂと反対側には下端から段部３３に達するまでの溝４０を形成してある。溝４０はその幅と深さがベースボディ１０の溝１８と同じに設定してある。そして、拡径部３８には段部３７に達するまでの切り欠き４１を設けてある。切り欠き４１は側壁外面に形成された溝４０と同幅に整合させてある。
本体部３１の上端面には、溝４０と対応する位置に、縮径部３４の外径面から所定距離だけ内径側に離間させてバックアップ板４６を立ち上げてある。
【００２６】
図６はリングキャップ６０を上方から見た斜視図である。
リングキャップ６０は軸支持ボディ３０の本体部３１と同一の外径を有し、内径は本体部３１の内径と同等としたリング状をなしている。上半部は段部６２を境にして軸支持ボディ３０の拡径部３８の内径と整合するように外径を縮径した縮径部６３として、拡径部３８に縮径部６３を嵌め込んだときインロー構造を形成する。
縮径部６３の段部６２からの軸方向高さは、軸支持ボディ３０における段部３７からの拡径部３８の高さと同一に設定されている。
【００２７】
さらに内側には、上端から軸方向略２／３の高さで内径を拡径した内径拡大部６５を有しており、段部６４の内縁にそって断面山形の突条６６を有している。
ボス部８ｃは側壁６１から張り出してリングキャップ６０の軸方向全長にわたっており、上端は縮径部６３の上端と面一になっている。ボス部８ｃはネジ５５用の貫通孔６９を有している。拡径部３８に縮径部６３を嵌め込んだとき段部６２と段部３７が当接し、ボス部８ｃの上端面がボス部８ｂの下端面に当接する。
側壁６１からは軸支持ボディ３０の溝４０に対応させてフック６７が上方へ延びている。フック６７は溝４０に対応する幅を有する薄板状で、ベースボディ１０の爪１９と係合するための矩形の係合穴６８を備える。係合穴６８は成型時の型抜きを容易にするため、リングキャップ６０の下端面から延びる長穴となっている。
【００２８】
以上のように、ケース５はベースボディ１０と、軸支持ボディ３０と、リングキャップ６０とからなっている。そしてとくに、ベースボディ１０と軸支持ボディ３０の組み付けについては、ベースボディ１０の拡径部２４に軸支持ボディ３０の縮径部３４を嵌め込み、拡径部２４の下端面に段部３３が当接するまで軸支持ボディ３０を押し込むことにより、ベースボディ１０と軸支持ボディ３０が軸方向に重ねられて結合する。
拡径部２４と縮径部３４によるインロー構造により、ベースボディ１０の上壁１２の中心孔２１と軸支持ボディ３０の軸支持板３５の中心孔３６の各軸心が一直線上に一致する。
【００２９】
図７はファスナ６とコネクタ部７を通る平面で切断したセンサ駆動装置１の縦断面図であり、図８は図７の断面に対して垂直方向の縦断面図である。
ステッピングモータ２は、円環状のステータ８０とロータ９０とからなっている。ロータ９０はロータコア９１にマグネット１０５を固定して構成され、ステータ８０は軸方向一端に端板８１を一体に備えている。ロータ９０は主軸３に支持されて、ステータ８０の内側に配置され、マグネット１０５を微小間隙でステータ８０の内周面に対向させている。
ロータコア９１は樹脂製で、外周にマグネット１０５を保持する断面コ字形のボビン部９２と、ボビン部９２から延びる延長軸部９４を有している。ボビン部９２は軸方向下端側の半部を凹部９３としており、延長軸部９４は凹部９３の底壁から下方に延びている。
ロータコア９１はボビン部９２および延長軸部９４を軸方向に貫通する貫通穴９５を有し樹脂成型で一体に成型される。
【００３０】
延長軸部９４はステッピングモータ２の出力軸となる。延長軸部９４の先端部外周には歯が形成されて後述するプラネタリギア機構４のサンギアＳとなっており、後掲の図１２に符号を付して示すように、先端面にはサンギアＳの歯の谷径より内径側にリング突起９９が形成してある。
延長軸部９４における貫通穴９５のうち、サンギアＳに略対応する部分が軸支持部９６として主軸３と整合する内径を有し、ロータコア９１が主軸３に対してガタなく回転するようになっている。
ロータコア９１のボビン部９２側端部には、軸受け１００を保持するため、貫通孔９５を拡径した軸受け保持穴９７を有する。
軸受け１００は、図８に符号を付して示すように、中央に主軸３が貫通してガタなく回転可能な軸孔１０２を備える円板部１０１と、軸孔１０２を中心として円板部１０１の下面から延びて軸受け保持穴９７に圧入される円筒部１０３と、円板部１０１の上面に形成された断面山型で軸孔１０２を中心とするリング突条１０４を有する。
以上により、ロータ９０は延長軸部９４先端の軸支持部９６と軸受け１００との長手方向両端で主軸３に支持されることになる。
【００３１】
図７に示すように、軸受け保持穴９７はボビン部９２上端に円板部１０１を収容する拡径部９８を有する。拡径部９８の深さは、円板部１０１を拡径部９８の底壁に着座させたとき、リング突条１０４の先端がボビン部９２の上端より突出して端板８１に接触可能に設定してある。
主軸３は端板８１の中心孔８２に圧入され、端板８１を貫通して突出した主軸３の上端はベースボディ１０の上壁１２の中央に形成された中心孔２１に圧入されている。なお、主軸３の端板８１への圧入および上壁１２への圧入はそれぞれガタが生じない条件を満たせばよい。
ステッピングモータ２はステータ８０の少なくとも端板８１に形成した位置決め孔８４をベースボディ１０の上壁１２の丸形状突起２２に係合させて回転方向が位置決めされる。
なお、ステータ８０は端板８１と下側コア８６と上側コア８８を有し、下側コア８６の下端壁には位置決め孔８７（図１２参照）が形成され、上側コア８８の上端壁には位置決め孔８９が形成される。
端板８１の位置決め孔８４と上側コア８８の位置決め孔８９は同一の径であり、それぞれが重なるように複数形成され、端板８１の位置決め孔８４と上側コア８８の位置決め孔８９に組立治具としての位置決めピンを挿入した状態で、端板８１と上側コア８８が溶接され、端板８１と上側コア８８の径方向の位置決めがされる。
下側コア８６と上側コア８８の外周径は同一であり、下側コア８６の外周と上側コア８８の外周を合わせた状態で下側コア８６と上側コア８８が溶接され、下側コア８６と上側コア８８の径方向の位置決めがされる。
これにより、端板８１と下側コア８６の径方向の位置決めがされる。
【００３２】
ベースボディ１０内の下部には、プラネタリギア機構４が形成されている。図９はサブアセンブリされたプラネタリギア機構４の拡大上面図、図１０はサブキャリアを取り外した拡大上面図、図１１はプラネタリギア機構４を下方から見た拡大斜視図である。
プラネタリギア機構４はサンギアＳ、ピニオンキャリア１２０に支持されたピニオンギアＰ、およびリングギアＲからなる。
サンギアＳは、前述のように、ロータ９０の延長軸部９４の先端に形成されている。
樹脂製のリングギア部材１１０がリング部１１１の内径面に内歯としてリングギアＲを形成し、リング部１１１の外形面からは直径方向に支持片１１２が延びている。リングギアＲは、先の図８に示すように、サンギアＳの下半部に所定間隙をおいて対向する。
【００３３】
図７、図１１に示すように、リングギア部材１１０の下側に、下方に開口したカップ形状のピニオンキャリア１２０が配置されている。ピニオンキャリア１２０は樹脂製で、底壁１２１の中央に下方へ延びるボス１２２を有し、中心に主軸３を貫通させる貫通孔１２３を備えている。
図７、図１０に示すように、底壁１２１の上面側には、貫通孔１２３を中心とする周方向３等分位置に上方へ延びるピニオン軸１３４を備えるとともに、ピニオン軸１３４と同一半径上のピニオン軸間中間位置に同じく上方に延びる円柱状の連結コラム１３５を備えている。
ピニオン軸１３４には樹脂製のピニオンギアＰが支持され、各ピニオンギアＰがサンギアＳとリングギアＲの間に位置して両ギアと噛み合うように設定してある。ピニオンギアＰは歯の谷径よりも小径の突出部１３８を上端に有している。
【００３４】
連結コラム１３５はサンギアＳとリングギアＲ間の間隙よりも小径で、両ギアと干渉することなく両ギア間を通過するように設定してある。連結コラム１３５は上端に小径部１３６を有しており、この小径部１３６はピニオン軸１３４よりも太い。
図７、図９に示すように、連結コラム１３５にはサブキャリア１４０が結合される。サブキャリア１４０はロータコアのサンギアＳを間隙を持って囲むリング状で、周方向に沿ってピニオン軸１３４と連結コラム１３５の小径部１３６に対応する孔１４１と孔１４３を有している。
ピニオンギアＰの突出部１３８に対応する孔１４１まわりには、後掲の図１２に符号を付して示すように、突出部１３８と同等径の突出部１４２を設けてある。
【００３５】
サブキャリア１４０は、図７および図１２に示すように、連結コラム１３５の小径部１３６をその根元の段差がサブキャリア１４０当接するまで孔１４３に圧入して連結コラム１３５に結合され、さらに熱カシメを施してもよい。この結合状態においてピニオンギアＰの突出部１３８とサブキャリア１４０の突出部１４２とは若干の間隙で対向するように設定され、作動中当接する場合があっても接触面積を小さくして摩擦を低減し、またピニオンギアＰの歯がサブキャリア１４０に接触しないようになっている。参照符号はとくに付さないが、図１２に図示されるように、ピニオンギアＰとピニオンキャリアの底壁１２１の対向部にも互いに突出部を設けて、ピニオンギアＰの歯が底壁１２１に接触しないようになっている。
ピニオン軸１３４とサブキャリア１４０の孔１４１とは圧入関係にある必要はなく、整合していればよい。
サブキャリア１４０はピニオン軸１３４の先端を支持してその倒れを防止するとともに、ピニオンギアＰの抜け止めとして機能する。
【００３６】
図１２はプラネタリギア機構回りの拡大断面図である。
リングギア部材１１０の支持片１１２はベースボディ１０の側壁の内径面を越えて延びるが拡径部２４の内径よりは短い。
図９、図１１も参照して、支持片１１２のリング部１１１を挟んだ対称位置からそれぞれ軸方向上方へ円柱コラム１１３が延び、円柱コラム１１３の上端面中心には丸形状突起１１４が設けてある。丸形状突起１１４をステッピングモータ２におけるステータ８０の下側コア８６に形成した位置決め孔８７に係合させ、これによってリングギアＲの軸心がステータ８０により位置決めされた形となる。
上述したように、ステータ８０の下側コア８６と端板８１は径方向の位置決めがされた状態で溶接固定されている。このため、主軸３が圧入される端板８１の中心孔８２と、リングギアＲが形成される支持片１１２の丸形状突起１１４が係合する位置決め孔８７の径方向の位置決めがされる。
よって、主軸３に支持されるロータ９０に形成されたサンギアＳと、同様に主軸３に支持されるピニオンキャリア１２０と、支持片１１２に形成されるリングギアＲの径方向の位置精度が高くなり静穏性がより向上する。
【００３７】
とくに図１２に示すように、リングギア部材１１０の支持片１１２の先端はベースボディ１０のスロット２６に収容されるように設定してある。なお、図７、図８には煩雑を避けるため、リングギア部材１１０はそのリング部１１１のみを示し、支持片１１２は図示省略している。
支持片１１２はベースボディ１０と軸支持ボディ３０が結合されたとき、軸支持ボディ３０の押さえ突起４３に押さえられ、これにより、円柱コラム１１３を介してステータ８０をベースボディ１０の上壁１２に押し付けるから、ステータ８０およびリングギアＲの軸方向における位置決めとなる。なお、軸支持ボディ３０の押さえ突起４３は、円柱コラム１１３より外周側の支持片１１２を押し付ける。支持片１１２を構成するリングギア部材１１０は樹脂で構成されるため、支持片１１２は軸支持ボディ３０の押さえ突起４３に押し付けられると弾性変形する。このため、リングギア部材１１０はステータ８０の下側コア８６の下端壁と軸支持ボディ３０の押さえ突起４３の間に隙間なく押し付けられる。リング部１１１および支持片１１２の下端面はベースボディの段部２３近傍の高さ位置となる。
リングギア部材１１０がステータ８０の下側コア８６と軸支持ボディ３０の押さえ突起４３に軸方向に挟まれて保持されるため、後述するように、ベースボディ１０とリングキャップ６０の間にリングギア部材１１０を軸方向に重ね、リングキャップ６０のフック６７の係合穴６８をベースボディ１０の爪２８に係合させることで、リンギギア部材１１０を簡単に保持することができる。
【００３８】
ピニオンキャリア１２０の底壁１２１の上面には貫通孔１２３まわりにロータコア９１の延長軸部９４先端のリング突起９９と当接する膨出端面１２４が設けてある。
底壁１２１と軸支持板３５の間にはボス１２２を囲むコイルスプリング１１６が配置され、ピニオンキャリア１２０をリングギア部材１１０側へ付勢している。これにより、ピニオンキャリア１２０の膨出端面１２４が延長軸部９４先端のリング突起９９を押し、ロータコア９１が軸受け１００を挟んで端板８１に押圧されるので、ステッピングモータ２の駆動時に発生する軸方向振動が抑制される。この際、膨出端面１２４とリング突起９９は線接触であり、軸受け１００と端板８１の間もリング突条１０４（図８参照）による線接触であるから、押圧されても滑らかな回転に影響を受けない。
【００３９】
このプラネタリギア機構４ではリングギアＲが固定されているため、サンギアＳに入力されたステッピングモータ２の回転は大きく減速されて同方向のピニオンキャリア１２０の回転として出力される。
ロータコア９１の軸支持部９６とピニオンキャリア１２０とを貫通した主軸３の下端は、ベースボディ１０にインロー関係で重ねられた軸支持ボディ３０における軸支持板３５の中心孔３６に圧入される。
リングギア部材１１０はステッピングモータ２（ステータ８０）に係合するので、これにより径方向が位置決めされる結果、主軸３に対する位置精度が高く、リングギアＲと主軸３に支持されたサンギアＳ間の軸心の一致度が高い。
【００４０】
図８、図１１に示すように、ピニオンキャリア１２０の周壁１２５の開口端面からは、センサホルダ１４５と連結するための連結片１２６が下方に延びている。連結片１２６は中心を通る直径線上に対称に設けられている。連結片１２６は先端に外方に向いた連結爪１２７を備えるとともに、開口端面から所定位置の外面にストッパ１３０を備えている。連結爪１２７は傾斜面１２８を有する。
【００４１】
図８に示すように、センサホルダ１４５の円盤部１５０は、リングキャップ６０の下部内径よりもわずかに小さい小径部１５１と、リングキャップ６０の内径拡大部６５の内径よりも小さいが下部内径より大きい大径部１５３とからなり、大径部１５３を内径拡大部６５内に位置させるとともに、下面をリングキャップ６０の下端面に略一致させている。
円盤部１５０にはピニオンキャリア１２０の連結片１２６に対応させて矩形の係合穴１５４が設けてある。円盤部１５０は、連結片１２６の連結爪１２７をこの係合穴１５４に挿通して円盤部１５０の上面と下面を連結片１２６のストッパ１３０と連結爪１２７に係止させることにより、ピニオンキャリア１２０に結合されている。これにより、センサホルダ１４５はピニオンキャリア１２０と一体に回転する。
【００４２】
なお、円盤部１５０の上面は軸支持ボディ３０の段部３７および軸支持板３５との間にわずかな間隙を設けて接触せず、また大径部１５３の下面（すなわち小径部１５１と大径部１５３間の段部１５２）もリングキャップ６０の段部６４と接触しないように設定されるが、万一センサホルダ１４５が下方に変位したときでも、段部６４には断面山形の突条６６を設けてあるので、段部６４とは線接触となり滑らかな回転が確保される。また、センサホルダ１４５の下方への変位がリングキャップ６０の段部６４で規制されるため、ピニオンキャリア１２０のピニオン軸１３４に支持されたピニオンギアＰが下方に変位して、ピニオンギアＰとサンギアＳおよびリングギアＲとの噛合が外れることを防止できる。
センサ取付け部１５５は円盤部１５０の下面から下方に延び、所定位置に赤外線センサ１５７を取り付けている。
【００４３】
センサ駆動装置１の組立は以下の要領で行う。組立はケース５の上下を逆にして行うと作業が容易である。
まず、ステータ８０の端板８１の中心孔８２に主軸３を圧入し、あらかじめロータコア９１の軸受け保持穴９７に軸受け１００を圧入したロータ９０を主軸３に挿入、支持させてステッピングモータ２とする。
つぎにベースボディ１０にステッピングモータ２を挿入して、端板８１から突出した主軸の先端を上壁１２の中心孔２１に挿し込むとともに、端板８１の位置決め孔８４を上壁１２の丸形状突起２２に係合させて、位置決めする。
【００４４】
それから、リングギア部材１１０をベースボディ１０に組み込む。支持片１１２の両端をベースボディ１０のスロット２６に落とし込むと、円柱コラム１１３がステータ８０の位置決め孔８７に対応するように設定されており、リングギア部材１１０をわずかに回動させると円柱コラム１１３先端の丸形状突起１１４が位置決め孔８７に係合するから、その後支持片１１２を押し込んで円柱コラム１１３の先端をステータ８０に当接させる。
続いて、あらかじめピニオンギアＰとサブキャリア１４０を取り付けたピニオンキャリア１２０を主軸３に挿し込み、ピニオンギアＰをサンギアＳおよびリングギアＲと噛み合い状態にしてリングギア部材１１０に重ねる。ここでは、実際にはピニオンキャリア１２０の膨出端面１２４とロータのリング突起９９とが当接する。
【００４５】
そして、ボス１２２を囲むようにコイルスプリング１１６をピニオンキャリア１２０に乗せ、次いで、ボス１２２から突出している主軸３の先端を軸支持板３５の中心孔３６に挿し込んで、軸支持ボディ３０をベースボディ１０に重ねる。この際、ピニオンキャリア１２０から延びる連結片１２６は、側壁と軸支持板３５間の連通穴５３を通過させる。
ボス部８ａと８ｂを位置合わせしながら、軸支持ボディ３０の縮径部３４を段部３３がベースボディ１０の拡径部２４の端面に当接するまで当該拡径部２４に押し込むと、軸支持ボディ３０の押さえ突起４３がリングギア部材１１０の支持片１１２に当接して、円柱コラム１１３とステータ８０の当接状態を保持することになる。同時にステッピングモータ２からのコネクタ端子を間に挟んでコネクタ上部構成部７ａとコネクタ下部構成部７ｂも重ねられ、ファスナ９のフック５１と爪２８が係合する。
そして、軸支持ボディ３０の側壁外面に設けた溝４０がベースボディ１０の溝１８と一直線に整合する。
主軸３の先端も位置決めされたことになる。また、コイルスプリング１１６はピニオンキャリア１２０と軸支持板３５の間で圧縮状態となる。
【００４６】
このあと、円盤部１５０の係合穴１５４に連通穴５３から突出した連結片１２６を挿し込んで、センサホルダ１４５をピニオンキャリア１２０に連結する。
次に、リングキャップ６０を軸支持ボディ３０に重ねる。ボス部８ｂと８ｃを位置合わせすると、リングキャップ６０のフック６７がベースボディ１０および軸支持ボディ３０の溝１８、４０と整合してこれらの溝に嵌る。そして、リングキャップ６０の縮径部６３を段部６２が軸支持ボディ３０の拡径部３８の端面に当接するまで当該拡径部３８に押し込むと、フック６７の係合穴６８がベースボディ１０の爪２８に係合する。もしフック６７が爪２８に乗り上げたままである場合には、フック６７を斜め上（ベースボディ１０側）方向に押し上げれば爪２８と係合させることができる。爪２８が設けられた溝１８は板厚が薄くなっているが、軸支持ボディ３０のバックアップ板４６が裏支えしているので、係合の際に爪２８まわりの側壁が損傷を受けることはない。
最後にボス部８ｃの貫通孔６９から挿し込んだネジ５５をボス部８ｂの貫通孔４５を通してボス部８ａのねじ込み孔２９にねじ込んで、ベースボディ１０、軸支持ボディ３０およびリングキャップ６０の結合を固定する。
選択によりセンサホルダ１４５にカバー１６０を取り付ける。
【００４７】
以上の構成になるセンサ駆動装置１では、ステッピングモータ２を駆動することによりサンギアＳが回転し、ピニオンキャリア１２０が減速されて回転する。そしてピニオンキャリア１２０に連結されたセンサホルダ１４５がピニオンキャリア１２０と一体に回転して、センサホルダ１４５に取り付けられた赤外線センサ１５７の指向方向が変化する。したがって、ステッピングモータ２を往復回転するよう制御することにより、赤外線センサ１５７の指向方向が所定の角度範囲で遥動して、人の存在などを検知することができる。
【００４８】
本実施の形態では、赤外線センサ１５７が発明におけるセンサに該当し、ステッピングモータ２がモータに該当する。
軸支持板３５とステッピングモータのステータ８０、とくにその端板８１とが、主軸を支持した固定側に該当し、ステータ８０はさらにリングギアを支持した固定側にも該当する。軸支持部９６がサンギアを貫通する部位に相当する。
ピニオンキャリアの膨出端面１２４とロータのリング突起９９を当接させている構成が軸方向当接構造に該当し、この軸方向当接構造とコイルスプリング１１６とで付勢手段を構成している。なお、コイルスプリング１１６がスプリングに該当する。
また、連結コラム１３５が連結部材に該当し、サブキャリア１４０が抜け止め部材に該当する。
【００４９】
実施の形態は以上のように構成され、一端を固定側であるステータ８０の端板８１に支持させ、他端を同じく固定側であるケース５の軸支持板３５に支持させた主軸３を備え、この主軸３でステッピングモータ２のロータ９０を回転可能に支持し、ロータの先端に形成したサンギアＳと、ステータ８０に係合させたリングギア部材１１０のリングギアＲと、ピニオンキャリア１２０に回転可能に支持されてサンギアＳおよびリングギアＲと噛み合い、周方向等間隔に配置した３個のピニオンギアＰとからなるプラネタリギア機構４を有し、赤外線センサ１５７がピニオンキャリア１２０に連結されているものとした。
プラネタリギア機構によりまず小型に構成されながら大きな減速比が得られる。
主軸３の両端が固定側に支持されているためにロータ９０の剛性が高く、したがってサンギアＳの位置精度が高い。さらにリングギアＲも固定側に支持されているのでサンギアとリングギアの相対的な位置精度も高いから、これらと噛み合うピニオンギアとの間で抉られることがない。そして、ピニオンギアＰの配置が周方向等間隔であるため、サンギアＳに加わる径方向の力が互いに相殺されて低減するので、ノイズや異音等の発生が抑えられる。
【００５０】
軸支持板３５はケースの直径線上を延びて側壁に一体につながって両持ちとなっているので、主軸３の支持位置をとくに高い剛性で保持することができる。
さらに、ピニオンキャリア１２０もロータ９０と同じ主軸３に回転可能に支持されているので、ロータ９０とピニオンキャリア１２０間の相対的な位置精度が高く、一層静粛性が向上する。
とくに、主軸３によるロータ９０の支持部が延長軸部９４のサンギアＳを貫通する部位としているので、サンギアＳとピニオンキャリア１２０間の軸心の一致度がきわめて高い。
また、ピニオンキャリア１２０とロータコア９１とを軸方向に当接させるとともに、ピニオンキャリア１２０と軸支持板３５の間にはコイルスプリング１１６を配置して、ピニオンキャリア１２０を軸方向に付勢する構成としたので、当該ピニオンキャリア１２０だけでなくロータ９０も同時に軸方向に付勢されてガタが除去される。これにより、ステッピングモータ２で生じる軸方向の振動も効果的に抑制される。
【００５１】
ピニオンキャリア１２０はピニオンギアＰを回転可能に支持するピニオン軸１３４と同方向に延びる連結コラム１３５を有し、連結コラム１３５にサブキャリア１４０を結合して、ピニオン軸１３４からのピニオンギアＰの抜けを阻止するようにしているので、ピニオン軸１３４に精度を損なうような施工が不要でピニオンギアＰの滑らかな回転が確保される。
【００５２】
ピニオンキャリア１２０は軸支持板３５を避けて軸方向に延びる連結片１２６を備え、この軸支持板３５を挟んでプラネタリギア機構４と反対側に配置したセンサホルダ１４５と連結するものとしたので、連結片１２６が軸支持板３５に当接しない範囲でセンサホルダ１４５を回転可能で、赤外線センサ１５７の指向方向を滑らかに遥動往復させることができる。
【００５３】
なお、実施の形態ではケース５やプラネタリギア機構４の構成部材を樹脂製としたが、これに限定されず、金属製としてもよい。
主軸の一端を支持する軸支持板３５はケースの直径線上を延びて側壁につながる両持ちとしたので、ピニオンキャリア１２０とセンサホルダを連結する連結片１２６は軸支持板３５の両側の連通穴５３を通過するため、センサホルダの回転範囲が１８０°より小さくなるが、軸支持板をケースの側壁につながる部分が大きい扇形状として両持ちの場合と同等の剛性を確保すれば、片持ち構成とすることによりセンサホルダの回転範囲を１８０°以上に拡大することができる。
さらに実施の形態では、赤外線センサの指向方向を変化させるセンサ駆動装置に適用した例を示したが、本発明はカメラその他種々のセンサの走査駆動に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ センサ駆動装置
２ ステッピングモータ
３ 主軸
４ プラネタリギア機構
５ ケース
６、９ ファスナ
７ コネクタ部
７ａ コネクタ上部構成部
７ｂ コネクタ下部構成部
８ ボス部
８ａ、８ｂ、８ｃ ボス部
１０ ベースボディ
１１ 本体部
１２、１５ 上壁
１３、１６ 側壁
１４ 切り欠き縁
１７、５０ 外端壁
１８、２７ 溝
１９、２８ 爪
２１ 中心孔
２２ 丸形状突起
２３ 段部
２４ 拡径部
２５ 切り欠き
２６ スロット
２９ ねじ込み孔
３０ 軸支持ボディ
３１ 本体部
３２ 側壁
３３、３７ 段部
３４ 縮径部
３５ 軸支持板
３６ 中心孔
３８ 拡径部
３９ 切り欠き
４０ 溝
４１ 切り欠き
４３ 押さえ突起
４４ 膨出部
４５、６９ 貫通孔
４６ バックアップ板
４８ 接続壁
４９ 下壁
５１、６７ フック
５２、６８ 係合穴
５３ 連通穴
５５ ネジ
６０ リングキャップ
６１ 側壁
６２ 段部
６３ 縮径部
６４ 段部
６５ 内径拡大部
６６ 突条
８０ ステータ
８１ 端板
８２ 中心孔
８４ 位置決め孔
８６ 下側コア
８７、８９ 位置決め孔
８８ 上側コア
９０ ロータ
９１ ロータコア
９２ ボビン部
９３ 凹部
９４ 延長軸部
９５ 貫通穴
９６ 軸支持部
９７ 軸受け保持穴
９８ 拡径部
９９ リング突起
１００ 軸受け
１０１ 円板部
１０２ 軸孔
１０３ 円筒部
１０４ リング突条
１０５ マグネット
１１０ リングギア部材
１１１ リング部
１１２ 支持片
１１３ 円柱コラム
１１４ 丸形状突起
１１６ コイルスプリング
１２０ ピニオンキャリア
１２１ 底壁
１２２ ボス
１２３ 貫通孔
１２４ 膨出端面
１２５ 周壁
１２６ 連結片
１２７ 連結爪
１２８ 傾斜面
１３０ ストッパ
１３４ ピニオン軸
１３５ 連結コラム
１３６ 小径部
１３８ 突出部
１４０ サブキャリア
１４１、１４３ 孔
１４２ 突出部
１４５ センサホルダ
１５０ 円盤部
１５１ 小径部
１５２ 段部
１５３ 大径部
１５４ 係合穴
１５５ センサ取付け部
１５７ 赤外線センサ
１５８ 脚
１５９ 爪
１６０ カバー
１６１ 検知窓
Ｓ サンギア
Ｐ ピニオンギア
Ｒ リングギア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサの指向方向をモータで変化させる走査駆動装置において、
両端をそれぞれ固定側に支持した主軸で前記モータのロータを回転可能に支持し、
前記ロータと一体に回転するサンギアと、固定側に支持したリングギアと、ピニオンキャリアに回転可能に支持されて前記サンギアおよびリングギアと噛み合い、周方向等間隔に配置した複数のピニオンギアとからなるプラネタリギア機構を有し、
センサが前記ピニオンキャリアに連結されていることを特徴とする走査駆動装置。
【請求項２】
前記ピニオンキャリアが前記主軸に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の走査駆動装置。
【請求項３】
前記ロータを軸方向に付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の走査駆動装置。
【請求項４】
前記付勢手段が、前記ピニオンキャリアと固定側の間に軸方向に配置したスプリングを備え、前記ピニオンキャリアと前記ロータの軸方向当接構造を含んで、前記ピニオンキャリアを介して前記ロータを付勢するものであることを特徴とする請求項３に記載の走査駆動装置。
【請求項５】
前記主軸を支持する一端の固定側がモータのステータであり、前記リングギアを支持する固定側も前記ステータであり、前記主軸を支持する一端の固定側と、前記リングギアを支持する固定側が一体に構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の走査駆動装置。
【請求項６】
前記モータがケースに収納され、前記ステータが前記ケースに位置決めされるとともに、前記主軸を支持する他端の固定側が前記ケースを横切って延びて両端が前記ケースの側壁と一体につながる軸支持板であることを特徴とする請求項５に記載の走査駆動装置。
【請求項７】
前記ピニオンキャリアが前記軸支持板を避けて軸方向に延びる連結片を備え、前記軸支持板を挟んで前記プラネタリギア機構と反対側に配置したセンサホルダと連結して、該センサホルダに前記センサが取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の走査駆動装置。
【請求項８】
前記サンギアが前記ロータと一体に成型され、前記主軸による前記ロータの支持部が前記サンギアを貫通する部位であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１に記載の走査駆動装置。
【請求項９】
前記ピニオンキャリアは前記ピニオンギアを回転可能に支持するピニオン軸を備えるとともに、該ピニオン軸と同方向に延びる連結部材を有して、
前記プラネタリギア機構は、前記ピニオン軸からの前記ピニオンギアの抜けを阻止する抜け止め部材を前記連結部材に結合していることを特徴とする請求項１から８のいずれか１に記載の走査駆動装置。
【請求項１】
センサの指向方向をモータで変化させる走査駆動装置において、
両端をそれぞれ固定側に支持した主軸で前記モータのロータを回転可能に支持し、
前記ロータと一体に回転するサンギアと、固定側に支持したリングギアと、ピニオンキャリアに回転可能に支持されて前記サンギアおよびリングギアと噛み合い、周方向等間隔に配置した複数のピニオンギアとからなるプラネタリギア機構を有し、
センサが前記ピニオンキャリアに連結されていることを特徴とする走査駆動装置。
【請求項２】
前記ピニオンキャリアが前記主軸に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の走査駆動装置。
【請求項３】
前記ロータを軸方向に付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載の走査駆動装置。
【請求項４】
前記付勢手段が、前記ピニオンキャリアと固定側の間に軸方向に配置したスプリングを備え、前記ピニオンキャリアと前記ロータの軸方向当接構造を含んで、前記ピニオンキャリアを介して前記ロータを付勢するものであることを特徴とする請求項３に記載の走査駆動装置。
【請求項５】
前記主軸を支持する一端の固定側がモータのステータであり、前記リングギアを支持する固定側も前記ステータであり、前記主軸を支持する一端の固定側と、前記リングギアを支持する固定側が一体に構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の走査駆動装置。
【請求項６】
前記モータがケースに収納され、前記ステータが前記ケースに位置決めされるとともに、前記主軸を支持する他端の固定側が前記ケースを横切って延びて両端が前記ケースの側壁と一体につながる軸支持板であることを特徴とする請求項５に記載の走査駆動装置。
【請求項７】
前記ピニオンキャリアが前記軸支持板を避けて軸方向に延びる連結片を備え、前記軸支持板を挟んで前記プラネタリギア機構と反対側に配置したセンサホルダと連結して、該センサホルダに前記センサが取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の走査駆動装置。
【請求項８】
前記サンギアが前記ロータと一体に成型され、前記主軸による前記ロータの支持部が前記サンギアを貫通する部位であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１に記載の走査駆動装置。
【請求項９】
前記ピニオンキャリアは前記ピニオンギアを回転可能に支持するピニオン軸を備えるとともに、該ピニオン軸と同方向に延びる連結部材を有して、
前記プラネタリギア機構は、前記ピニオン軸からの前記ピニオンギアの抜けを阻止する抜け止め部材を前記連結部材に結合していることを特徴とする請求項１から８のいずれか１に記載の走査駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１５１６７（Ｐ２０１３−１５１６７Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４６９７５（Ｐ２０１１−１４６９７５）
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（０００００２２３３）日本電産サンキョー株式会社 (1,337)
【Ｆターム（参考）】
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