JP2016005411A - Actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば洗濯機や食洗機等の排水弁等を開閉するためのアクチュエータに関する。 The present invention relates to an actuator for opening and closing a drain valve or the like of, for example, a washing machine or a dishwasher.
従来、例えば家庭用の自動洗濯機の排水弁を開閉作動させる駆動手段としては、一般に、電気モータにより歯車列を介して駆動せしめられる出力部材を備えたモータ式アクチュエータが採用されている。具体的には、閉状態の初期位置に戻る付勢力を有する排水弁を、モータ式アクチュエータの出力部材で付勢力に抗して駆動させることで開状態とするようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a driving means for opening and closing a drain valve of a household automatic washing machine, for example, a motor type actuator having an output member that is driven through a gear train by an electric motor is generally employed. Specifically, the drainage valve having a biasing force that returns to the initial position in the closed state is driven against the biasing force by the output member of the motor type actuator so as to be opened.
ところで、自動洗濯機においては、洗濯や濯ぎの完了後に排水弁を閉状態から開状態に駆動するだけでなく、洗濯槽の排水が完了するまでの間、排水弁を開状態に保持すると共に、排水完了後には、排水弁を初期位置に戻して閉状態とする必要がある。 By the way, in the automatic washing machine, not only driving the drain valve from the closed state to the open state after completion of washing and rinsing, but also holding the drain valve in the open state until draining of the washing tub is completed, After draining is completed, it is necessary to return the drain valve to the initial position and close it.
このような排水弁の作動制御を実現するために、従来では、図20,図21に示すようなモータ式アクチュエータ201が用いられている。すなわち、モータ式アクチュエータ201は、排水弁220を回転力によって開閉作動させるワイヤ巻上プーリ202と、ワイヤ巻上プーリ202を巻取方向A(一方向)に回転させるモータ203と、モータ203の回転駆動力をワイヤ巻上プーリ202に伝達する駆動力伝達経路204と、駆動力伝達経路204上に設けられた遊星歯車機構205と、遊星歯車機構205に備えられた回転自在なケース206を回転許容状態および回転規制状態の2種類の異なる切換状態に切り換える切換機構207と、ワイヤ巻上プーリ202の送出方向B(他方向)への回転速度を調節する調速機構208とを有している。
In order to realize such operation control of the drain valve, conventionally, a
ワイヤ巻上プーリ202に巻き取られるワイヤ209は、ばね(図示省略)の付勢力によって、巻取方向Aとは逆の送出方向Bに付勢されている。また、調速機構208は遊星歯車機構205のケース206に連動して回転自在である。
The
切換機構207は磁気誘導式伝動機構211と揺動体212とを有している。磁気誘導式伝動機構211は、磁石からなる誘導ロータ213と、磁性材からなる誘導リング214とを有している。誘導ロータ213は、誘導リング214内に収容されて、モータ203のロータ215と一体に回転可能である。
The
モータ203が駆動すると、モータ203の回転駆動力が誘導ロータ213に伝達され、誘導ロータ213が回転し、電磁誘導によって誘導ロータ213の回転力が誘導リング214に伝達され、誘導リング214が誘導ロータ213と同方向に回転する。これにより、揺動体212が一方向に揺動し、揺動体212の係止部216が調速機構208のストッパ突起217に係合し、調速機構208の回転が阻止される。このため、遊星歯車機構205のケース206が回転規制状態に切り換えられて、ケース206の回転が阻止され、モータ203の回転駆動力が遊星歯車機構205を介してワイヤ巻上プーリ202に伝達され、ワイヤ巻上プーリ202がばねの付勢力に抗して巻取方向Aに回転するため、ワイヤ209がワイヤ巻上プーリ202に巻き取られて、排水弁220が開く。
When the
また、モータ203が停止すると、誘導ロータ213と誘導リング214との間で磁気誘導作用に基づくトルクの伝達が行われなくなり、揺動体212がスプリング218の付勢力により他方向に揺動し、揺動体212の係止部216が調速機構208のストッパ突起217から離脱し、調速機構208の回転が許容される。これにより、遊星歯車機構205のケース206が回転許容状態に切り換えられて、ケース206の回転が許容され、ワイヤ巻上プーリ202がばねの付勢力により送出方向Bに回転し、ワイヤ209がワイヤ巻上プーリ202から送り出されて、排水弁220が閉じる。この際、ワイヤ巻上プーリ202の送出方向Bへの回転によって遊星歯車機構205のケース206が回転し、ケース206の回転に連動して調速機構208が回転するため、ワイヤ巻上プーリ202の送出方向Bへの回転速度が調節される。
Further, when the
尚、上記のようなモータ式アクチュエータ201は下記特許文献1に記載されている。
The
しかしながら上記の従来形式では、切換機構207に用いている磁気誘導式伝動機構211は誘導ロータ213を誘導リング214内に収容した構成を有しているため、磁気誘導式伝動機構211を製作する際、誘導ロータ213および誘導リング214を高精度で加工して、誘導ロータ213と誘導リング214との隙間を微調整する必要があり、切換機構207のコストが高くなるといった問題がある。
However, in the above-described conventional type, the magnetic
本発明は、切換機構のコストダウンを図ることができるアクチュエータを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the actuator which can aim at the cost reduction of a switching mechanism.
上記目的を達成するために、本第1発明は、対象物を回転力によって作動させる作動輪体と、作動輪体を一方向に回転させるモータと、モータの回転駆動力を作動輪体に伝達する駆動力伝達経路と、駆動力伝達経路上に設けられた遊星歯車機構と、遊星歯車機構に備えられた第1回転体を回転許容状態および回転規制状態の2種類の異なる切換状態に切り換える切換機構とを有し、
作動輪体が他方向へ回転するように付勢されているアクチュエータであって、
モータは、複数の磁極を有するロータと、ステータとを有し、
ロータは、ステータに対して、ロータの極数に応じた所定角度おきに停止可能であり、
モータが駆動し、遊星歯車機構の第1回転体が切換機構によりいずれか一方の切換状態に切り換えられた場合、モータの回転駆動力が遊星歯車機構を介して作動輪体に伝達され、作動輪体が一方向に回転し、
モータが停止し、遊星歯車機構の第1回転体が切換機構によりいずれか他方の切換状態に切り換えられた場合、作動輪体が付勢力により他方向に回転し、
切換機構は、ロータに連動して回転自在な第1部材と、回転軸心方向において第1部材に対向する第2部材とを有し、
第2部材は、回転せずに、第1部材に対して回転軸心方向に接近離間自在であり、
第1部材と第2部材とにはそれぞれ、異なる磁極が周方向に交互に配置されており、
ロータが所定角度おきに停止すると、停止した第1部材の磁極と第2部材の磁極とが異なる極同士で対向して吸引されることで、第2部材が第1部材に接近して第1切換位置に切り換えられ、
ロータが回転すると、第1部材の磁極と第2部材の磁極との反発および吸引の繰り返しによって、第2部材が第1切換位置よりも第1部材から離間した第2切換位置に切り換えられ、
第2部材が第2切換位置に切り換えられることによって、遊星歯車機構の第1回転体の回転が許容される回転許容状態と回転が規制される回転規制状態とのいずれか一方の切換状態に切り換えられ、
第2部材が第1切換位置に切り換えられることによって、遊星歯車機構の第1回転体が回転許容状態と回転規制状態とのいずれか他方の切換状態に切り換えられるものである。
To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided an operating wheel body that operates an object by a rotational force, a motor that rotates the operating wheel body in one direction, and a rotational driving force of the motor transmitted to the operating wheel body. Switching for switching the driving force transmission path, the planetary gear mechanism provided on the driving force transmission path, and the first rotating body provided in the planetary gear mechanism to two different switching states of a rotation permission state and a rotation restriction state A mechanism,
An actuator biased so that the working wheel rotates in the other direction,
The motor has a rotor having a plurality of magnetic poles and a stator,
The rotor can be stopped at a predetermined angle according to the number of poles of the rotor with respect to the stator,
When the motor is driven and the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to one of the switching states by the switching mechanism, the rotational driving force of the motor is transmitted to the working wheel body via the planetary gear mechanism, and the working wheel The body rotates in one direction,
When the motor stops and the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to one of the other switching states by the switching mechanism, the working wheel is rotated in the other direction by the biasing force,
The switching mechanism includes a first member that is rotatable in conjunction with the rotor, and a second member that faces the first member in the direction of the rotation axis.
The second member does not rotate and can be moved toward and away from the first member in the direction of the rotation axis,
Different magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction on the first member and the second member,
When the rotor stops at a predetermined angle, the magnetic poles of the stopped first member and the magnetic poles of the second member are attracted opposite to each other so that the second member approaches the first member and is first Switched to the switching position,
When the rotor rotates, the second member is switched from the first switching position to the second switching position separated from the first member by repetitive repulsion and suction between the magnetic poles of the first member and the second member,
When the second member is switched to the second switching position, switching is made between a rotation permission state in which rotation of the first rotating body of the planetary gear mechanism is allowed and a rotation restriction state in which rotation is restricted. And
When the second member is switched to the first switching position, the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the other switching state between the rotation permission state and the rotation restriction state.
これによると、モータが駆動すると、第2部材が第2切換位置に切り換えられ、遊星歯車機構の第1回転体の回転が許容される回転許容状態と回転が規制される回転規制状態とのいずれか一方の切換状態に切り換えられ、モータの回転駆動力が遊星歯車機構を介して作動輪体に伝達され、作動輪体が一方向に回転し、対象物が一方向に作動される。 According to this, when the motor is driven, the second member is switched to the second switching position, and either the rotation permission state in which the rotation of the first rotating body of the planetary gear mechanism is allowed or the rotation restriction state in which the rotation is restricted. It is switched to one of these switching states, the rotational driving force of the motor is transmitted to the working wheel body via the planetary gear mechanism, the working wheel body rotates in one direction, and the object is actuated in one direction.
また、モータが停止すると、第2部材が第1切換位置に切り換えられ、遊星歯車機構の第1回転体が回転許容状態と回転規制状態とのいずれか他方の切換状態に切り換えられ、作動輪体が付勢力により他方向に回転し、対象物が他方向に作動される。 When the motor is stopped, the second member is switched to the first switching position, the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to either the rotation-permitted state or the rotation-restricted state, and the working wheel body. Is rotated in the other direction by the biasing force, and the object is actuated in the other direction.
尚、切換機構は、ロータに連動して回転自在な第1部材と、第1部材に対して回転軸心方向に接近離間自在な非回転の第2部材とを有し、第1部材と第2部材とはそれぞれ、周方向に交互に配置された異なる磁極を有しているため、切換機構を製作する際、高精度の加工は必要無い。また、切換機構の構成もシンプルであるため、切換機構のコストダウンを図ることができる。 The switching mechanism includes a first member that is rotatable in conjunction with the rotor, and a non-rotating second member that is movable toward and away from the first member in the rotational axis direction. Since each of the two members has different magnetic poles alternately arranged in the circumferential direction, high-precision machining is not necessary when manufacturing the switching mechanism. Moreover, since the structure of the switching mechanism is simple, the cost of the switching mechanism can be reduced.
本第2発明におけるアクチュエータは、モータが駆動し、遊星歯車機構の第1回転体が切換機構により回転規制状態に切り換えられた場合、モータの回転駆動力が遊星歯車機構を介して作動輪体に伝達され、作動輪体が一方向に回転し、
モータが停止し、遊星歯車機構の第1回転体が切換機構により回転許容状態に切り換えられた場合、作動輪体が付勢力により他方向に回転し、
第2部材が第2切換位置に切り換えられることによって、遊星歯車機構の第1回転体が回転規制状態に切り換えられ、
第2部材が第1切換位置に切り換えられることによって、遊星歯車機構の第1回転体が回転許容状態に切り換えられるものである。
In the actuator according to the second aspect of the invention, when the motor is driven and the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation restricted state by the switching mechanism, the rotational driving force of the motor is applied to the working wheel body via the planetary gear mechanism. Is transmitted, the working wheel rotates in one direction,
When the motor stops and the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation-permitted state by the switching mechanism, the working wheel is rotated in the other direction by the biasing force,
By switching the second member to the second switching position, the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation restricted state,
When the second member is switched to the first switching position, the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation allowable state.
これによると、モータが駆動すると、第2部材が第2切換位置に切り換えられ、遊星歯車機構の第1回転体が回転規制状態に切り換えられ、モータの回転駆動力が遊星歯車機構を介して作動輪体に伝達され、作動輪体が一方向に回転し、対象物が一方向に作動される。 According to this, when the motor is driven, the second member is switched to the second switching position, the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation restricted state, and the rotational driving force of the motor is operated via the planetary gear mechanism. It is transmitted to the ring body, the working wheel body rotates in one direction, and the object is operated in one direction.
また、モータが停止すると、第2部材が第1切換位置に切り換えられ、遊星歯車機構の第1回転体が回転許容状態に切り換えられ、作動輪体が付勢力により他方向に回転し、対象物が他方向に作動される。 When the motor is stopped, the second member is switched to the first switching position, the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation-permitted state, and the operating wheel is rotated in the other direction by the biasing force. Is actuated in the other direction.
本第3発明におけるアクチュエータは、作動輪体の他方向への回転速度を調節する調速部材が設けられ、
調速部材は遊星歯車機構の第1回転体に連動して回転自在であり、
切換機構は調速部材に係脱自在な停止部材を有し、
第2部材が第2切換位置に切り換えられることにより、停止部材が調速部材に係合して調速部材の回転を規制し、遊星歯車機構の第1回転体が回転規制状態に切り換えられ、
第2部材が第1切換位置に切り換えられることにより、停止部材が調速部材から離脱して調速部材の回転を許容し、遊星歯車機構の第1回転体が回転許容状態に切り換えられるものである。
The actuator according to the third aspect of the present invention is provided with a speed regulating member that adjusts the rotational speed in the other direction of the working wheel,
The speed control member is rotatable in conjunction with the first rotating body of the planetary gear mechanism,
The switching mechanism has a stop member that can be freely engaged and disengaged with the speed control member,
When the second member is switched to the second switching position, the stop member engages the speed adjusting member to restrict the rotation of the speed adjusting member, and the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation restricted state.
When the second member is switched to the first switching position, the stop member is disengaged from the speed control member to allow the speed control member to rotate, and the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation allowable state. is there.
これによると、モータが駆動すると、第2部材が第2切換位置に切り換えられ、停止部材が調速部材に係合して調速部材の回転を規制し、遊星歯車機構の第1回転体が回転規制状態に切り換えられ、モータの回転駆動力が遊星歯車機構を介して作動輪体に伝達され、作動輪体が一方向に回転し、対象物が一方向に作動される。 According to this, when the motor is driven, the second member is switched to the second switching position, the stop member is engaged with the speed control member to restrict the rotation of the speed control member, and the first rotating body of the planetary gear mechanism is The rotation control state is switched, the rotational driving force of the motor is transmitted to the working wheel body via the planetary gear mechanism, the working wheel body rotates in one direction, and the object is actuated in one direction.
また、モータが停止すると、第2部材が第1切換位置に切り換えられ、停止部材が調速部材から離脱して調速部材の回転を許容し、遊星歯車機構の第1回転体が回転許容状態に切り換えられ、作動輪体が付勢力により他方向に回転し、対象物が他方向に作動される。 When the motor is stopped, the second member is switched to the first switching position, the stop member is detached from the speed control member, and the speed control member is allowed to rotate, and the first rotating body of the planetary gear mechanism is allowed to rotate. The operating wheel is rotated in the other direction by the urging force, and the object is operated in the other direction.
この際、遊星歯車機構の第1回転体が回転許容状態に切り換えられているため、作動輪体が他方向に回転することによって遊星歯車機構の第1回転体が回転し、第1回転体に連動して調速部材が回転するため、作動輪体の他方向への回転速度が調節される。 At this time, since the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation-permitted state, the first rotating body of the planetary gear mechanism is rotated by rotating the working wheel body in the other direction, and the first rotating body is moved to the first rotating body. Since the speed governing member rotates in conjunction with it, the rotational speed of the working wheel body in the other direction is adjusted.
本第4発明におけるアクチュエータは、モータと遊星歯車機構との間の駆動力伝達経路を断続する断続機構が設けられ、
遊星歯車機構は、互いに回転自在な第1および第2回転体と、断続機構に設けられた太陽歯車と、第1回転体に設けられた内歯歯車と、第2回転体に設けられて太陽歯車と内歯歯車とに歯合する遊星歯車とを有し、
遊星歯車機構の第2回転体の回転と作動輪体の回転とが連動し、
断続機構により駆動力伝達経路が接続された状態でモータが駆動し、遊星歯車機構の第1回転体が切換機構により回転規制状態に切り換えられた場合、第1回転体の回転が規制され、モータの回転駆動力が遊星歯車機構を介して作動輪体に伝達され、
モータが停止し、遊星歯車機構の第1回転体が切換機構により回転許容状態に切り換えられた場合、作動輪体が付勢力により他方向に回転し、作動輪体の回転によって遊星歯車機構の第1回転体が回転し、第1回転体に連動して調速部材が回転するものである。
The actuator according to the fourth aspect of the invention is provided with an interrupting mechanism for interrupting a driving force transmission path between the motor and the planetary gear mechanism,
The planetary gear mechanism includes first and second rotating bodies that are rotatable relative to each other, a sun gear that is provided in the intermittent mechanism, an internal gear that is provided in the first rotating body, and a sun gear that is provided in the second rotating body. A planetary gear meshing with the gear and the internal gear,
The rotation of the second rotating body of the planetary gear mechanism and the rotation of the working wheel body are linked,
When the motor is driven with the driving force transmission path connected by the intermittent mechanism and the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation restricted state by the switching mechanism, the rotation of the first rotating body is restricted, and the motor Is transmitted to the working wheel body through the planetary gear mechanism,
When the motor is stopped and the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation-permitted state by the switching mechanism, the working wheel body is rotated in the other direction by the urging force, and the rotation of the working wheel body causes the planetary gear mechanism to One rotating body rotates, and the speed regulating member rotates in conjunction with the first rotating body.
以上のように本発明によると、切換機構は、ロータに連動して回転自在な第1部材と、第1部材に対して回転軸心方向に接近離間自在な非回転の第2部材とを有し、第1部材と第2部材とはそれぞれ、周方向に交互に配置された異なる磁極を有しているため、切換機構を製作する際、高精度の加工は必要無い。また、切換機構の構成もシンプルであるため、切換機構のコストダウンを図ることができる。 As described above, according to the present invention, the switching mechanism has the first member that can rotate in conjunction with the rotor, and the non-rotating second member that can move toward and away from the first member in the direction of the rotation axis. In addition, since the first member and the second member have different magnetic poles alternately arranged in the circumferential direction, high-precision machining is not necessary when the switching mechanism is manufactured. Moreover, since the structure of the switching mechanism is simple, the cost of the switching mechanism can be reduced.
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態では、図1〜図3に示すように、10は家庭用の自動洗濯機等の排水弁1(対象物の一例)を開閉作動させるアクチュエータである。アクチュエータ10は洗濯機等の本体に取り付けられる中空箱体構造のハウジング11を有している。ハウジング11内には、排水弁1を回転力によって開閉作動させるワイヤ巻上プーリ12(作動輪体の一例)と、ワイヤ巻上プーリ12を巻取方向A(一方向の一例)に回転させるモータ13と、モータ13の回転駆動力をワイヤ巻上プーリ12に伝達する駆動力伝達経路14と、駆動力伝達経路14上に設けられた遊星歯車機構15と、ワイヤ巻上プーリ12の送出方向B(他方向の一例)への回転速度を調節する調速部材16と、断続機構17と、切換機構18と、出力車19とが備えられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3,
ワイヤ巻上プーリ12と排水弁1とはワイヤ21を介して連動連結されており、ワイヤ21がワイヤ巻上プーリ12に巻き取られることにより、排水弁1が開き、ワイヤ21がワイヤ巻上プーリ12から送り出されることにより、排水弁1が閉じる。ワイヤ21はばね等の付勢具(図示省略)によりワイヤ巻上プーリ12から送り出される送出方向Bに付勢されており、これにより、ワイヤ巻上プーリ12が送出方向Bに付勢されている。
The
モータ13は、8極のインダクターシンクロナスモータであり、8極の磁極を有するロータ22とステータ23とを有している。モータ13を停止させた際、ロータ22は、ステータ23に対して、モータ13の極数に応じた所定角度Cおきに停止する。尚、8極の場合、所定角度Cは45°になる。
The
ロータ22は、円環ブロック形状の永久磁石24に回転駆動軸25が設けられた構造とされている。ステータ23に固定されたロータ支軸26がロータ22の回転中心に挿通され、ロータ22はロータ支軸26に対して回転自在である。
The
永久磁石24の周方向に着磁された複数のN,S磁極と、ステータ23のコイル27への交番電流の通電で発現せしめられる複数のN,S磁極との相互作用に基づいて、回転駆動軸25において回転トルクやディテントトルクが発揮されるようになっている。
Rotation drive based on the interaction between the plurality of N and S magnetic poles magnetized in the circumferential direction of the
図1,図4に示すように、回転駆動軸25には、モータピニオン37と複数の係止爪28とが形成されている。係止爪28の近くには、係止爪28に対してロータ22の回転方向の一方向で係止される逆転防止部材29が一軸回りで揺動可能に配されている。そして、係止爪28と逆転防止部材29によって、ロータ22の回転方向を規定する逆転防止機構が構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
図1,図5,図6に示すように、断続機構17は、モータ13と遊星歯車機構15との間における駆動力伝達経路14を断続するものであり、上側断続部材31と下側断続部材32と圧縮コイルスプリング33とを有している。
As shown in FIGS. 1, 5, and 6, the interrupting
上側断続部材31は、外周面に係止爪34が形成された円板状部分を備えており、円板状部分には、その上面において太陽歯車35が突出形成され、その下面において複数の係止凹所36が形成されている。
The upper
下側断続部材32は、回転駆動軸25のモータピニオン37に噛合可能な断続歯車38を備えている。また、下側断続部材32の上下両面には、それぞれ、軸方向外方に突出するボス部39,40が形成されている。下側断続部材32には、上側ボス部39の周りにおいて複数の係止片41が形成され、これら係止片41は上側断続部材31の係止凹所36に係合可能である。
The lower
このような構造とされた上側断続部材31および下側断続部材32は、圧縮コイルスプリング33を挟んで互いに軸方向に重ね合わせられるように配されており、このように上側断続部材31と下側断続部材32が配された状態下において、上側断続部材31および下側断続部材32は、圧縮コイルスプリング33の付勢力によって弾性的に離隔して対向している。
The upper
図5に示されているように、上側断続部材31と下側断続部材32が、圧縮コイルスプリング33の付勢力に抗して軸方向に接近せしめられて、上側断続部材31の係止凹所36と下側断続部材32の係止片41とが係合せしめられた状態では、上側断続部材31と下側断続部材32が一体的に回転せしめられるようになっている。これにより、モータ13の回転駆動力が上側断続部材31の太陽歯車35に伝達されるようになっている。尚、上側断続部材31の係止凹所36と下側断続部材32の係止片41との係合は、モータ13の正回転方向では維持されるようになっている一方、逆回転方向では解除されるラチェット構造とされている。上側断続部材31の係止凹所36と下側断続部材32の係止片41とによって係止機構が構成されている。
As shown in FIG. 5, the upper
遊星歯車機構15は、互いに回転自在なケース45(第1回転体の一例)および従動体46(第2回転体の一例)と、断続機構17に設けられた太陽歯車35と、ケース45に設けられた内歯歯車47および外歯歯車48と、従動体46に設けられて太陽歯車38と内歯歯車47とに歯合する回転自在な複数の遊星歯車49とを有している。
The
ケース45は有底円筒形状の部材であり、内歯歯車47および外歯歯車48はケース45の筒壁部の内周面と外周面に形成されている。従動体46は円板51を備えており、円板51には複数本の支軸52が設けられ、支軸52は遊星歯車49の軸孔に挿入されている。また、円板51には、上方に突出する連結歯車53が形成されている。
The
従動体46はケース45に嵌め込まれることでケース45に組み付けられ、遊星歯車49は支軸52に回転可能に装着されている。尚、従動体46がケース45に組み付けられた状態で、ケース45は上側断続部材31に重ね合わせられるようにして組み付けられるようになっている。上側断続部材31の太陽歯車35は、ケース45の底壁部分に形成された貫通孔に挿通されて、ケース45内に位置せしめられるようになっている。また、太陽歯車35と連結歯車53とは同軸上に位置せしめられている。
The driven
図1,図2に示すように、出力車19は出力歯車55と出力ピニオン56とが同軸上に一体形成された構造とされており、出力歯車55が連結歯車53に歯合されている。
図1に示すように、ワイヤ巻上プーリ12は、その外周面において、周方向に連続して延びる溝57を備えており、ワイヤ21が溝57に巻きつけられている。また、ワイヤ巻上プーリ12は、出力車19の出力ピニオン56に噛合される係止歯58を備えている。これにより、ワイヤ巻上プーリ12の回転と遊星歯車機構15の従動体46の回転とが出力車19を介して連動し、モータ13の回転駆動力が、断続機構17,遊星歯車機構15,出力車19およびワイヤ巻上プーリ12を介してワイヤ21に伝達され、排水弁1の開閉が切り換えられるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
As shown in FIG. 1, the
図1,図6に示すように、ワイヤ巻上プーリ12の下面には、円弧状に湾曲した摺動壁60が立設されていると共に、摺動壁60の周方向一方の端部付近には、摺動壁60との間に隙間を形成するようにして突起61が立設されている。突起61は摺動壁60よりも径方向外方に位置せしめられている。
As shown in FIGS. 1 and 6, a sliding
出力車19の軸方向下方には、カムレバー63が支軸64の回りで揺動可能に配されている。カムレバー63は、揺動中心となる支軸64に直交する方向に突出せしめられた摺接片65を備えている。摺接片65の先端部はワイヤ巻上プーリ12の摺動壁60に対して摺動自在である。
A
図1,図5,図6に示すように、カムレバー63には、摺接片65とは異なる方向に突出せしめられた操作片66が形成されており、操作片66の先端部には、カムレバー63の支軸64の周方向に沿って円弧状に延びる誘導孔67が形成されている。操作片66の先端部(即ち誘導孔67が形成されている部分)は、周方向中央部分において周方向一方の側から他方の側に行くに従って次第に厚さ寸法が大きくなっている一方、周方向両端部分において厚さ寸法が略一定とされている。これにより、操作片66の先端部は、周方向一方の側が周方向他方の側よりも下方に位置せしめられている。
As shown in FIGS. 1, 5, and 6, the
遊星歯車機構15および断続機構17の支軸69が操作片66の誘導孔67に遊挿され、操作片66の上面に下側断続部材32の下側ボス部40が摺動可能に当接されるようになっている。
The
また、カムレバー63には、上側断続部材31に形成された係止爪34に係止される係止片70が、摺接片65および操作片66とは異なる方向に突出形成されている。
図6に示されているように、カムレバー63の摺接片65がワイヤ巻上プーリ12の摺動壁60に摺接されている場合、下側断続部材32の下側ボス部40が操作片66の突出先端部分における周方向他方の側に当接せしめられて、下側断続部材32が上方に持ち上げられる。これにより、断続歯車38と太陽歯車35との間に軸方向で接近方向の相対変位力が及ぼされることとなり、その結果、図5に示すように、下側断続部材32の係止片41と上側断続部材31の係止凹所36とが係止されて、モータ13の回転駆動力が太陽歯車35に伝達されるようになっている。このように下側断続部材32の係止片41と上側断続部材31の係止凹所36とが係止された状態では、図6に示すように、カムレバー63の係止片70が上側断続部材31の係止爪34に係止されておらず、これにより、上側断続部材31の回転が許容される。
Further, the
As shown in FIG. 6, when the sliding
図7に示されているように、カムレバー63の摺接片65がワイヤ巻上プーリ12の突起61に当接した状態では、下側断続部材32の下側ボス部40が操作片66の突出先端部分における周方向一方の側に当接せしめられて、図8に示すように、下側断続部材32が圧縮コイルスプリング33の付勢力によって上側断続部材31から離隔して下方に位置せしめられる。これにより、断続歯車38と太陽歯車35との間に及ぼされていた、軸方向で接近方向の相対変位力が解除されることとなり、その結果、下側断続部材32の係止片41と上側断続部材31の係止凹所36との係止が解除されて、モータ13の回転駆動力が太陽歯車35に伝達されないようになっている。このように係止片41と係止凹所36との係止が解除された状態では、図7に示すように、カムレバー63の係止片70が上側断続部材31の係止爪34に係止されるようになっており、これにより、上側断続部材31の回転が阻止される。
As shown in FIG. 7, when the sliding
図1,図2,図9,図12に示すように、調速部材16にはピン72(支軸)が挿通されている。調速部材16は、ピン72に回転自在に支持された回転軸部73と、回転軸部73に設けられた調速用ピニオン74と、回転軸部73の先端部に設けられた一対(複数)の摺動体75と、回転軸部73から径方向外方に突出する複数のストッパ突起76とを備えており、遠心クラッチ構造のブレーキ式の構成を有している。尚、ストッパ突起76は軸方向において調速用ピニオン74と摺動体75との間に設けられている。
As shown in FIGS. 1, 2, 9, and 12, a pin 72 (support shaft) is inserted through the
ハウジング11には円筒部78が形成され、摺動体75は円筒部78内に収容されている。調速部材16の回転速度が許容値を超えようとすると、摺動体75が、遠心力により拡径方向へ移動し、円筒部78の内周面に摺接することにより、調速部材16に制動力が発生する。
A
図1,図2,図5に示すように、調速部材16と遊星歯車機構15との間には回転自在な伝達輪体79が設けられている。伝達輪体79は、調速部材16の調速用ピニオン74に歯合する伝達歯車80と、遊星歯車機構15のケース45の外歯歯車48に歯合する伝達ピニオン81とを有している。これにより、調速部材16は、伝達輪体79を介して、遊星歯車機構15のケース45に連動して回転自在である。
As shown in FIGS. 1, 2, and 5, a rotatable
切換機構18は、調速部材16の回転を許容および規制することにより、遊星歯車機構15のケース45を回転許容状態および回転規制状態の2種類の異なる切換状態に切り換えるものである。
The
図1,図2,図9〜図13に示すように、切換機構18は、モータ13のロータ22と一体に回転自在な第1円盤85(第1部材の一例)と、回転駆動軸25の回転軸心方向Dにおいて第1円盤85に対向する第2円盤86(第2部材の一例)と、調速部材16のストッパ突起76に係脱自在な停止レバー87(停止部材の一例)とを有している。
As shown in FIGS. 1, 2, and 9 to 13, the
第1円盤85はロータ22の回転駆動軸25の先端部に設けられている。第1円盤85と第2円盤86とはロータ支軸26に外嵌されている。第2円盤86は、周方向において固定されて回転せず、ロータ支軸26に案内されて第1円盤85に対し回転軸心方向Dに接近離間自在である。
The
図13に示すように、第1円盤85と第2円盤86との相対向する面にはそれぞれ、異なる磁極(N極、S極)が周方向において交互に複数配置されている。これらの磁極は、複数の磁石を第1円盤85と第2円盤86とにそれぞれ配列することにより、形成されている。尚、第1円盤85と第2円盤86との各々の極数はそれぞれ、モータ13のロータ22の極数の偶数倍に設定されている。この場合、一例として、第1円盤85と第2円盤86との各々の極数はそれぞれ、ロータ22の極数の2倍、すなわち16極に設定されている。これにより、第1円盤85のN極とS極とは周方向において22.5°の角度(一定角度の一例)ごとに交互に配置されており、第2円盤86についても同様である。尚、上記角度22.5°は所定角度Cの2分の1の角度であるが、2以外の偶数分の1の角度であってもよい。
As shown in FIG. 13, a plurality of different magnetic poles (N poles and S poles) are alternately arranged in the circumferential direction on the opposing surfaces of the
第1円盤85の回転が停止すると、第1円盤85の磁極と第2円盤86の磁極とが異なる極同士で対向して吸引されることで、図9,図10に示すように、第2円盤86が第1円盤85に接近して第1切換位置P1に切り換えられる。また、第1円盤85が回転すると、第1円盤85の磁極と第2円盤86の磁極との反発および吸引の繰り返しによって、図11に示すように、第2円盤86が第1切換位置P1よりも第1円盤85から離間した第2切換位置P2に切り換えられる。
When the rotation of the
尚、第2円盤86を第2切換位置P2から第1切換位置P1に向かって付勢するコイルバネ88(付勢部材の一例)が、ロータ支軸26に外嵌されて、第2円盤86とハウジング11の内面との間に配置されている。
A coil spring 88 (an example of a biasing member) that biases the
停止レバー87は第2円盤86と一体に回転軸心方向Dへ往復移動自在であり、停止レバー87の基端部が第2円盤86に取り付けられ、停止レバー87の先端部にはガイド軸89が挿通されている。尚、ガイド軸89は、ハウジング11内に固定され、ロータ支軸26と平行に立設されている。停止レバー87は、先端部に、係合突部90を有している。
The
図9,図10に示すように、第2円盤86が第1切換位置P1に切り換えられた場合、停止レバー87がガイド軸89に案内されて一方向へ移動し、係合突部90が調速部材16のストッパ突起76から離脱する。また、図11に示すように、第2円盤86が第2切換位置P2に切り換えられた場合、停止レバー87がガイド軸89に案内されて他方向へ移動し、係合突部90が調速部材16のストッパ突起76に係合する。
As shown in FIGS. 9 and 10, when the
以下、上記構成における作用を説明する。
(1)モータ13に電源が供給されていない初期状態では、ワイヤ21がワイヤ巻上プーリ12から送り出されて排水弁1が閉じており、このような初期状態下においては、モータ13のロータ22が所定角度Cおきに停止しており、これに伴って、第1円盤85が停止し、第1円盤85の磁極と第2円盤86の磁極とが異なる極同士で対向して吸引され、図9,図10に示すように、第2円盤86が第1切換位置P1に切り換えられている。これにより、停止レバー87の係合突部90が調速部材16のストッパ突起76から離脱し、調速部材16の回転が許容されるため、遊星歯車機構15のケース45が回転許容状態に切り換えられている。
(2)その後、モータ13に電源が供給されてモータ13が駆動すると、ロータ22が一方向へ回転する。これにより、ロータ22と共に第1円盤85が一方向へ回転し、第1円盤85の磁極と第2円盤86の磁極との反発および吸引の繰り返しによって、図11に示すように、第2円盤86がコイルバネ88の付勢力に抗して第1切換位置P1から第2切換位置P2に切り換えられ、停止レバー87の係合突部90が調速部材16のストッパ突起76に係合し、調速部材16の回転が規制されるため、遊星歯車機構15のケース45が回転許容状態から回転規制状態に切り換えられ、ケース45の回転が伝達輪体79を介して規制される。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
(1) In an initial state in which no power is supplied to the
(2) Thereafter, when power is supplied to the
また、ロータ22の回転作動時には、図6に示すように、カムレバー63の摺接片65が、ワイヤ巻上プーリ12の摺動壁60に摺接された状態となっており、カムレバー63における操作片66の先端部の周方向他方の側によって下側断続部材32が圧縮コイルスプリング33の復帰力に抗して軸方向上方に押し上げられるようになっている。
Further, when the
これにより、図5に示すように、下側断続部材32の係止片41が上側断続部材31の係止凹所36に係止されて、断続機構17が接続状態となる。この際、図6に示すように、カムレバー63の係止片70は、上側断続部材31の係止爪34に係止されておらず、これにより、上側断続部材31の回転が許容される。
As a result, as shown in FIG. 5, the locking
この状態で上記のようにロータ22が一方向へ回転すると、モータピニオン37が一方向に回転し、モータピニオン37に歯合した下側断続部材32と共に上側断続部材31が回転し、上側断続部材31の太陽歯車35が回転する。この際、遊星歯車機構15のケース45の回転が規制(阻止)されているため、遊星歯車49が自転しながら公転し、従動体46の連結歯車53が回転し、出力車19が回転し、図2に示すように、ワイヤ巻上プーリ12が付勢具の付勢力に抗して巻取方向Aへ回転する。これにより、ワイヤ21がワイヤ巻上プーリ12に巻き取られ、排水弁1が開き、排水が開始される。
(3)排水弁1が全開すると、図7に示すように、カムレバー63の摺接片65がワイヤ巻上プーリ12の突起61によりワイヤ巻上プーリ12の回転方向(巻取方向A)に押されることとなり、カムレバー63が支軸64の周りで回動される。これにより、カムレバー63における操作片66の先端部の周方向一方の側が下側ボス部40に当接せしめられることとなり、その結果、圧縮コイルスプリング33の付勢力に抗して軸方向上方に押し上げられていた下側断続部材32が圧縮コイルスプリング33の付勢力により、軸方向下方に押し下げられて、図8に示すように、上側断続部材31の係止凹所36と下側断続部材32の係止片41との係合状態が解除されることとなり、断続機構17が切断状態となって、モータ13の回転駆動力が上側断続部材31に伝達されない。
When the
(3) When the
この状態において、排水弁1は付勢具の付勢力によって開状態から閉状態に向かって返戻作動を開始しようとするが、上記のように遊星歯車機構15のケース45の回転が阻止された状態が維持されると共に、図7に示すように、カムレバー63の係止片70が上側断続部材31の係止爪34に係止されて、上側断続部材31の逆方向への回転が阻止されるようになっている。これにより、遊星歯車機構15の従動体46の逆方向への回転が阻止されて、排水弁1を開状態に保つことができる。
(4)上記のように排水弁1を開状態にして所定時間が経過すると、タイマー等によりモータ13が停止する。これにより、ロータ22が所定角度Cおきに停止し、これに伴って、第1円盤85が停止し、第1円盤85の磁極と第2円盤86の磁極とが異なる極同士で対向して吸引され、図9,図10に示すように、第2円盤86が第2切換位置P2から第1切換位置P1に切り換えられる。
In this state, the
(4) When the
これにより、停止レバー87の係合突部90が調速部材16のストッパ突起76から離脱し、調速部材16の回転が許容されるため、遊星歯車機構15のケース45が回転規制状態から回転許容状態に切り換えられる。これにより、図7に示したカムレバー63の係止片70が上側断続部材31の係止爪34に係止されることによって得られた上側断続部材31の逆回転阻止力がワイヤ巻上プーリ12に伝達されなくなり、付勢具の付勢力によってワイヤ巻上プーリ12が送出方向Bへ回転し、ワイヤ21がワイヤ巻上プーリ12から送り出され、排水弁1が閉じられて初期状態に返戻作動する。
As a result, the engaging
この際、カムレバー63の摺接片65がワイヤ巻上プーリ12の突起61への当接状態から解除されて、図6に示すように、摺動壁60に摺接されるようになっており、これにより、操作片66の先端部における周方向他方の側が下側ボス部40に当接されることとなり、図5に示すように、下側断続部材32が圧縮コイルスプリング33の復帰力に抗して軸方向上方に押し上げられ、上側断続部材31の係止凹所36と下側断続部材32の係止片41とが係合された状態となる。これにより、排水弁1の開状態から閉状態への返戻作動時には、係止凹所39と係止片45とが係合して、モータ13の磁力によるロータ22の位置決め力(ディテントトルク)が上側断続部材31に伝達されることとなり、これにより、上側断続部材31の逆方向への回転が阻止される。
At this time, the sliding
さらに、図1,図2に示すように、上記排水弁1の開状態から閉状態への返戻作動時においては、ワイヤ巻上プーリ12が送出方向Bへ回転するため、ワイヤ巻上プーリ12の回転に連動して、出力車19および遊星歯車機構15の従動体46がワイヤ巻取時とは逆方向に回転せしめられるようになっているが、ケース45の回転が許容されていると共に、上側断続部材31の太陽歯車35の逆方向への回転が阻止されるようになっていることから、従動体46に連動して遊星歯車49が自転するとともに公転し、ケース45が回転し、ケース45の回転が伝達輪体79を介して調速部材16に伝達され、調速部材16が回転する。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, when the
これにより、図1,図2,図9に示すように、調速部材16の各摺動体75が遠心力により径方向外方に広がって円筒部78の内周面に摺接し、調速部材16に制動力が作用し、ケース45の回転速度が調節されるため、ワイヤ巻上プーリ12の送出方向Bへの回転速度が調節され、排水弁1の開状態から閉状態への返戻作動時のスピードが調節される。
As a result, as shown in FIGS. 1, 2, and 9, each sliding
尚、モータ13が停止した際、図3に示すようにロータ22はステータ23に対して角度45°(所定角度C)おきに停止するのに対し、図13に示すように第1円盤85および第2円盤86のN極とS極とはそれぞれ周方向において角度22.5°ごとに交互に配置されており、角度45°は角度22.5°の2倍の関係にある。このため、モータ13が停止してロータ22と共に第1円盤85が停止した場合、ロータ22の停止位置が回転方向にずれたとしても、ロータ22の停止位置は45°おきにずれるため、第1円盤85の停止位置も45°(すなわち22.5°の2倍)おきにずれることになり、第1円盤85のN極の位置がその隣のS極の位置をとばしてその隣のN極の位置へずれることになるとともに、第1円盤85のS極の位置がその隣のN極の位置をとばしてその隣のS極の位置へずれることになる。これにより、ロータ22の回転が停止した場合、常に、第1円盤85のN極と第2円盤86のS極とが対向するとともに第1円盤85のS極と第2円盤86のN極とが対向して吸引され、図9に示すように、第2円盤86が第2切換位置P2から第1切換位置P1に切り換えられる。
When the
また、モータ13が駆動してロータ22と共に第1円盤85が回転した際、第1円盤85の磁極(N極、S極)と第2円盤86の磁極(N極、S極)との反発および吸引の繰り返しによって、図11に示すように、第2円盤86が第1切換位置P1から第2切換位置P2に切り換えられる。この際、第1円盤85の磁極と第2円盤86の磁極との反発力は、第1円盤85と第2円盤86との間隔が狭いほど増大するため、図9で示した第2円盤86が第1切換位置P1に切り換えられた状態で最大になる。
When the
このため、第2円盤86が第1切換位置P1に切り換えられた状態からロータ22と共に第1円盤85が回転し始めた際、第1円盤85のN極が第2円盤86のN極に対向するとともに第1円盤85のS極が第2円盤86のS極に対向した時の反発力が最大になり、これにより、第2円盤86が第1切換位置P1から第2切換位置P2に向かって移動し、第1円盤85と第2円盤86との間隔が拡大する。その直後、第1円盤85のN極が第2円盤86のS極に対向するとともに第1円盤85のS極が第2円盤86のN極に対向して吸引力が発生するが、この時の第1円盤85と第2円盤86との間隔はすでに拡大しているため、この間隔が拡大している分に応じて、第2円盤86に作用する吸引力は弱くなる。これにより、ロータ22と共に第1円盤85が回転した際、第1円盤85の磁極と第2円盤86の磁極との反発および吸引の繰り返しによって、図11に示すように、第2円盤86が、第1切換位置P1から第2切換位置P2に切り換えられ、第2切換位置P2に保たれる。
Therefore, when the
また、切換機構18は、モータ13のロータ22と一体に回転自在な第1円盤85と、第1円盤85に対して回転軸心方向Dに接近離間自在な非回転の第2円盤86とを有し、第1円盤85と第2円盤86とはそれぞれ、周方向に交互に配置された異なる複数の磁極を有しているため、切換機構18を製作する際、高精度の加工は必要無い。また、切換機構18の構成がシンプルであるため、切換機構18のコストダウンを図ることができる。
The
上記第1の実施の形態では、一例としてモータ13を8極としているが、8極以外の複数極であってもよい。また、第1円盤85と第2円盤86との極数(磁極の数)をそれぞれ16極に設定しているが、16極に限定されるものではなく、モータ13の極数の偶数倍(例えば2倍)の極数であってもよい。
In the first embodiment, the
上記第1の実施の形態では、図9〜図11に示すように、コイルバネ88を設けたが、設けなくてもよい。
(第2の実施の形態)
第2の実施の形態では、図15〜図17に示すように、調速部材16は、ピン72に回転自在に支持された回転軸部73と、回転軸部73に設けられた調速用ピニオン74と、回転軸部73の先端部に設けられた一対(複数)の摺動体75と、回転軸部73の外周部に設けられた調速用歯車101とを備えており、遠心クラッチ構造のブレーキ式の構成を有している。調速用ピニオン74は遊星歯車機構15のケース45の外歯歯車48に歯合している。
In the first embodiment, the
(Second Embodiment)
In the second embodiment, as shown in FIGS. 15 to 17, the
調速部材16の隣には、調速部材16に連動して回転自在な連動輪体103が設けられている。連動輪体103は、径方向外方に突出するストッパ突起104と、連動ピニオン105とを、同軸上に一体に有している。連動ピニオン105は調速部材16の調速用歯車101に歯合している。
Next to the
切換機構18は、ロータ22に連動して回転自在な第1円盤85(第1部材の一例)と、回転軸心方向Dにおいて第1円盤85に対向する第2円盤86(第2部材の一例)と、連動輪体103のストッパ突起104に係脱自在な停止レバー87(停止部材の一例)と、第2円盤86を第1切換位置P1へ付勢する第1コイルスプリング114(第1付勢部材の一例)と、第2円盤86を第2切換位置P2へ付勢する第2コイルスプリング115(第2付勢部材の一例)とを有している。第1円盤85と第2円盤86とは、ハウジング11内に固定された支軸106に外嵌されている。
The
第1円盤85は下部にピニオン107を有している。第1円盤85とロータ22との間には回転自在な中間輪体109が設けられている。ハウジング11内に固定された支軸110が中間輪体109に挿通されており、中間輪体109は、支軸110を中心に回転自在な歯車であり、ロータ22のモータピニオン37と第1円盤85のピニオン107とに歯合している。第2円盤86は、周方向において固定されて回転せず、支軸106に案内されて第1円盤85に対し回転軸心方向Dに接近離間自在である。
The
停止レバー87の一端部がストッパ突起104に係脱自在であり、停止レバー87の他端部に支軸110が挿通されており、停止レバー87は、支軸110に案内されて、第2円盤86と一体に回転軸心方向Dへ往復移動自在である。
One end of the
図14に示すように、第2円盤86が第1切換位置P1に切り換えられた場合、停止レバー87が支軸110に案内されて一方向へ移動し、停止レバー87の一端部が連動輪体103のストッパ突起104から離脱する。また、図15に示すように、第2円盤86が第2切換位置P2に切り換えられた場合、停止レバー87が支軸110に案内されて他方向へ移動し、停止レバー87の一端部がストッパ突起104に係合する。
As shown in FIG. 14, when the
図19に示すように、第1円盤85と第2円盤86との相対向する面にはそれぞれ、異なる磁極(N極、S極)が周方向において交互に複数配置されている。尚、第1円盤85と第2円盤86との各々の極数はそれぞれ、モータ13のロータ22の極数と同数に設定されている。この場合、一例として、第1円盤85と第2円盤86との各々の極数はそれぞれ、ロータ22の極数と同じ、すなわち8極に設定されている。
As shown in FIG. 19, a plurality of different magnetic poles (N poles and S poles) are alternately arranged in the circumferential direction on the mutually opposing surfaces of the
尚、ロータ22が1回転するのに対して第1円盤85が2回転するように、モータピニオン37とピニオン107と中間輪体109との各歯数等が設定されている。
以下、上記構成における作用を説明する。
(1)モータ13に電源が供給されていない初期状態では、停止している第1円盤85の磁極と第2円盤86の磁極とが異なる極同士で対向して吸引され、図14に示すように、第2円盤86が第1切換位置P1に切り換えられている。これにより、停止レバー87の一端部が連動輪体103のストッパ突起104から離脱し、連動輪体103と調速部材16との回転が許容されるため、遊星歯車機構15のケース45が回転許容状態に切り換えられている。
(2)その後、モータ13に電源が供給されてモータ13が駆動すると、ロータ22が一方向へ回転し、中間輪体109を介して第1円盤85が一方向へ回転し、第1円盤85の磁極と第2円盤86の磁極との反発および吸引の繰り返しによって、図15に示すように、第2円盤86が第1切換位置P1から第2切換位置P2に切り換えられ、停止レバー87の一端部が連動輪体103のストッパ突起104に係合し、連動輪体103と調速部材16との回転が規制されるため、遊星歯車機構15のケース45が回転許容状態から回転規制状態に切り換えられ、ケース45の回転が規制される。
The number of teeth of the
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
(1) In an initial state in which power is not supplied to the
(2) After that, when power is supplied to the
この状態で上記のようにロータ22が一方向へ回転すると、モータピニオン37が一方向に回転し、モータピニオン37に歯合した下側断続部材32と共に上側断続部材31が回転し、上側断続部材31の太陽歯車35が回転する。この際、遊星歯車機構15のケース45の回転が規制(阻止)されているため、遊星歯車49が自転しながら公転し、従動体46の連結歯車53が回転し、出力車19が回転し、ワイヤ巻上プーリ12が付勢具の付勢力に抗して巻取方向Aへ回転する。これにより、ワイヤ21がワイヤ巻上プーリ12に巻き取られ、排水弁1が開き、排水が開始される。
(3)排水弁1が全開すると、断続機構17の上側断続部材31の係止凹所36と下側断続部材32の係止片41との係合状態が解除され、モータ13の回転駆動力が上側断続部材31に伝達されない。
When the
(3) When the
この状態において、排水弁1は付勢具の付勢力によって開状態から閉状態に向かって返戻作動を開始しようとするが、上記のように遊星歯車機構15のケース45の回転が阻止された状態が維持されると共に、上側断続部材31の逆方向への回転が阻止されるため、遊星歯車機構15の従動体46の逆方向への回転が阻止されて、排水弁1を開状態に保つことができる。
(4)上記のように排水弁1を開状態にして所定時間が経過すると、タイマー等によりモータ13が停止し、図3に示すように、ロータ22が所定角度Cおきに停止し、第1円盤85が停止し、第1円盤85の磁極と第2円盤86の磁極とが異なる極同士で対向して吸引され、図14に示すように、第2円盤86が第2切換位置P2から第1切換位置P1に切り換えられる。
In this state, the
(4) When the
これにより、停止レバー87の一端部が連動輪体103のストッパ突起104から離脱し、連動輪体103と調速部材16との回転が許容されるため、遊星歯車機構15のケース45が回転規制状態から回転許容状態に切り換えられる。これにより、付勢具の付勢力によってワイヤ巻上プーリ12が送出方向Bへ回転し、ワイヤ21がワイヤ巻上プーリ12から送り出され、排水弁1が閉じられて初期状態に返戻作動する。
As a result, one end portion of the
上記返戻作動時には、図14に示すように、断続機構17の係止凹所36と係止片41とが係合して、モータ13の磁力によるロータ22の位置決め力(ディテントトルク)が上側断続部材31に伝達されることとなり、上側断続部材31の逆方向への回転が阻止される。この状態で、ワイヤ巻上プーリ12が送出方向Bへ回転することにより、ワイヤ巻上プーリ12の回転に連動して、出力車19および遊星歯車機構15の従動体46がワイヤ巻取時とは逆方向に回転せしめられるようになっているが、ケース45の回転が許容されていると共に、上側断続部材31の太陽歯車35の逆方向への回転が阻止されるようになっていることから、従動体46に連動して遊星歯車49が自転するとともに公転し、ケース45が回転し、ケース45の回転が調速部材16に伝達され、調速部材16が回転する。これにより、ケース45の回転速度が調節されるため、ワイヤ巻上プーリ12の送出方向Bへの回転速度が調節される。
At the time of the returning operation, as shown in FIG. 14, the locking
尚、図19に示すように、第1円盤85と第2円盤86との極数はそれぞれロータ22の極数(図3参照)と同じ8極に設定されているため、第1円盤85と第2円盤86との磁極はそれぞれ、45°の角度おきにN極とS極とが周方向に交互に配置されている。さらに、ロータ22が1回転するのに対して第1円盤85が2回転するような回転比率となるように設定されているため、モータ13が停止した際、図3に示すように、ロータ22がステータ23に対して45°おきに停止するのに対し、図19(a)に示すように、第1円盤85は90°(すなわち45°の2倍の角度)おきに停止することになる。これにより、第1円盤85のN極の位置がその隣のS極の位置をとばしてその隣のN極の位置へずれることになるとともに、第1円盤85のS極の位置がその隣のN極の位置をとばしてその隣のS極の位置へずれることになり、ロータ22の回転が停止した場合、常に、第1円盤85のN極と第2円盤86のS極とが対向するとともに第1円盤85のS極と第2円盤86のN極とが対向して吸引され、図14に示すように、第2円盤86が第2切換位置P2から第1切換位置P1に切り換えられる。
As shown in FIG. 19, since the number of poles of the
また、切換機構18は、モータ13のロータ22に連動して回転自在な第1円盤85と、第1円盤85に対して回転軸心方向Dに接近離間自在な非回転の第2円盤86とを有し、第1円盤85と第2円盤86とはそれぞれ、周方向に交互に配置された異なる複数の磁極を有しているため、切換機構18を製作する際、高精度の加工は必要無い。また、切換機構18の構成がシンプルであるため、切換機構18のコストダウンを図ることができる。
Further, the
上記第2の実施の形態では、一例としてモータ13と第1円盤85と第2円盤86との各々の極数を8極に設定したが、8極以外の複数極であってもよい。また、ロータ22が1回転するのに対して第1円盤85が2回転するような回転比率となるように設定したが、このような1対2の回転比率に限定されるものではなく、ロータ22が1回転するのに対して第1円盤85が偶数回転するような回転比率となるように設定してもよい。
In the second embodiment, the number of poles of the
上記第2の実施の形態では、図14,図15に示すように、第1コイルスプリング114と第2コイルスプリング115を設けたが、設けなくてもよい。
上記各々の実施の形態では、第1円盤85又は第2円盤86の極数(磁石の個数)を間引いて磁力の強さを調節することも可能である。
In the second embodiment, as shown in FIGS. 14 and 15, the
In each of the above embodiments, the strength of the magnetic force can be adjusted by thinning out the number of poles (the number of magnets) of the
上記各々の実施の形態では、対象物の一例として洗濯機の排水弁1を挙げたが、排水弁1に限定されるものではない。
In each said embodiment, although the
1 排水弁(対象物)
10 アクチュエータ
12 ワイヤ巻上プーリ(作動輪体)
13 モータ
14 駆動力伝達経路
15 遊星歯車機構
16 調速部材
17 断続機構
18 切換機構
22 ロータ
23 ステータ
35 太陽歯車
45 ケース(第1回転体)
46 従動体(第2回転体)
47 内歯歯車
49 遊星歯車
85 第1円盤(第1部材)
86 第2円盤(第2部材)
87 停止レバー(停止部材)
A 巻取方向(一方向)
B 送出方向(他方向)
C 所定角度
D 回転軸心方向
P1 第1切換位置
P2 第2切換位置
1 Drain valve (object)
10
13
46 Follower (second rotating body)
47
86 Second disk (second member)
87 Stop lever (stop member)
A Winding direction (one direction)
B Sending direction (other direction)
C predetermined angle D rotation axis direction P1 first switching position P2 second switching position
Claims (4)
作動輪体が他方向へ回転するように付勢されているアクチュエータであって、
モータは、複数の磁極を有するロータと、ステータとを有し、
ロータは、ステータに対して、モータの極数に応じた所定角度おきに停止可能であり、
モータが駆動し、遊星歯車機構の第1回転体が切換機構によりいずれか一方の切換状態に切り換えられた場合、モータの回転駆動力が遊星歯車機構を介して作動輪体に伝達され、作動輪体が一方向に回転し、
モータが停止し、遊星歯車機構の第1回転体が切換機構によりいずれか他方の切換状態に切り換えられた場合、作動輪体が付勢力により他方向に回転し、
切換機構は、ロータに連動して回転自在な第1部材と、回転軸心方向において第1部材に対向する第2部材とを有し、
第2部材は、回転せずに、第1部材に対して回転軸心方向に接近離間自在であり、
第1部材と第2部材とにはそれぞれ、異なる磁極が周方向に交互に配置されており、
ロータが所定角度おきに停止すると、停止した第1部材の磁極と第2部材の磁極とが異なる極同士で対向して吸引されることで、第2部材が第1部材に接近して第1切換位置に切り換えられ、
ロータが回転すると、第1部材の磁極と第2部材の磁極との反発および吸引の繰り返しによって、第2部材が第1切換位置よりも第1部材から離間した第2切換位置に切り換えられ、
第2部材が第2切換位置に切り換えられることによって、遊星歯車機構の第1回転体の回転が許容される回転許容状態と回転が規制される回転規制状態とのいずれか一方の切換状態に切り換えられ、
第2部材が第1切換位置に切り換えられることによって、遊星歯車機構の第1回転体が回転許容状態と回転規制状態とのいずれか他方の切換状態に切り換えられることを特徴とするアクチュエータ。 Provided on the operating wheel body that operates the object by rotational force, a motor that rotates the operating wheel body in one direction, a driving force transmission path that transmits the rotational driving force of the motor to the operating wheel body, and a driving force transmission path A planetary gear mechanism, and a switching mechanism for switching the first rotating body provided in the planetary gear mechanism to two different switching states of a rotation permission state and a rotation restriction state,
An actuator biased so that the working wheel rotates in the other direction,
The motor has a rotor having a plurality of magnetic poles and a stator,
The rotor can be stopped at a predetermined angle according to the number of poles of the motor with respect to the stator,
When the motor is driven and the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to one of the switching states by the switching mechanism, the rotational driving force of the motor is transmitted to the working wheel body via the planetary gear mechanism, and the working wheel The body rotates in one direction,
When the motor stops and the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to one of the other switching states by the switching mechanism, the working wheel is rotated in the other direction by the biasing force,
The switching mechanism includes a first member that is rotatable in conjunction with the rotor, and a second member that faces the first member in the direction of the rotation axis.
The second member does not rotate and can be moved toward and away from the first member in the direction of the rotation axis,
Different magnetic poles are alternately arranged in the circumferential direction on the first member and the second member,
When the rotor stops at a predetermined angle, the magnetic poles of the stopped first member and the magnetic poles of the second member are attracted opposite to each other so that the second member approaches the first member and is first Switched to the switching position,
When the rotor rotates, the second member is switched from the first switching position to the second switching position separated from the first member by repetitive repulsion and suction between the magnetic poles of the first member and the second member,
When the second member is switched to the second switching position, switching is made between a rotation permission state in which rotation of the first rotating body of the planetary gear mechanism is allowed and a rotation restriction state in which rotation is restricted. And
An actuator characterized in that, when the second member is switched to the first switching position, the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to a switching state between the rotation permission state and the rotation restriction state.
モータが停止し、遊星歯車機構の第1回転体が切換機構により回転許容状態に切り換えられた場合、作動輪体が付勢力により他方向に回転し、
第2部材が第2切換位置に切り換えられることによって、遊星歯車機構の第1回転体が回転規制状態に切り換えられ、
第2部材が第1切換位置に切り換えられることによって、遊星歯車機構の第1回転体が回転許容状態に切り換えられることを特徴とする請求項1記載のアクチュエータ。 When the motor is driven and the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation restricted state by the switching mechanism, the rotational driving force of the motor is transmitted to the working wheel body through the planetary gear mechanism, and the working wheel body is integrated. Rotate in the direction
When the motor stops and the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation-permitted state by the switching mechanism, the working wheel is rotated in the other direction by the biasing force,
By switching the second member to the second switching position, the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation restricted state,
2. The actuator according to claim 1, wherein the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to a rotation-permitted state by switching the second member to the first switching position.
調速部材は遊星歯車機構の第1回転体に連動して回転自在であり、
切換機構は調速部材に係脱自在な停止部材を有し、
第2部材が第2切換位置に切り換えられることにより、停止部材が調速部材に係合して調速部材の回転を規制し、遊星歯車機構の第1回転体が回転規制状態に切り換えられ、
第2部材が第1切換位置に切り換えられることにより、停止部材が調速部材から離脱して調速部材の回転を許容し、遊星歯車機構の第1回転体が回転許容状態に切り換えられることを特徴とする請求項2記載のアクチュエータ。 A speed adjusting member for adjusting the rotational speed of the working wheel body in the other direction is provided,
The speed control member is rotatable in conjunction with the first rotating body of the planetary gear mechanism,
The switching mechanism has a stop member that can be freely engaged and disengaged with the speed control member,
When the second member is switched to the second switching position, the stop member engages the speed adjusting member to restrict the rotation of the speed adjusting member, and the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation restricted state.
When the second member is switched to the first switching position, the stop member is detached from the speed control member to allow the speed control member to rotate, and the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation allowable state. The actuator according to claim 2, wherein:
遊星歯車機構は、互いに回転自在な第1および第2回転体と、断続機構に設けられた太陽歯車と、第1回転体に設けられた内歯歯車と、第2回転体に設けられて太陽歯車と内歯歯車とに歯合する遊星歯車とを有し、
遊星歯車機構の第2回転体の回転と作動輪体の回転とが連動し、
断続機構により駆動力伝達経路が接続された状態でモータが駆動し、遊星歯車機構の第1回転体が切換機構により回転規制状態に切り換えられた場合、第1回転体の回転が規制され、モータの回転駆動力が遊星歯車機構を介して作動輪体に伝達され、
モータが停止し、遊星歯車機構の第1回転体が切換機構により回転許容状態に切り換えられた場合、作動輪体が付勢力により他方向に回転し、作動輪体の回転によって遊星歯車機構の第1回転体が回転し、第1回転体に連動して調速部材が回転することを特徴とする請求項3記載のアクチュエータ。 An intermittent mechanism for interrupting the driving force transmission path between the motor and the planetary gear mechanism is provided,
The planetary gear mechanism includes first and second rotating bodies that are rotatable relative to each other, a sun gear that is provided in the intermittent mechanism, an internal gear that is provided in the first rotating body, and a sun gear that is provided in the second rotating body. A planetary gear meshing with the gear and the internal gear,
The rotation of the second rotating body of the planetary gear mechanism and the rotation of the working wheel body are linked,
When the motor is driven with the driving force transmission path connected by the intermittent mechanism and the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation restricted state by the switching mechanism, the rotation of the first rotating body is restricted, and the motor Is transmitted to the working wheel body through the planetary gear mechanism,
When the motor is stopped and the first rotating body of the planetary gear mechanism is switched to the rotation-permitted state by the switching mechanism, the working wheel body is rotated in the other direction by the urging force, and the rotation of the working wheel body causes the planetary gear mechanism to 4. The actuator according to claim 3, wherein the one rotating body rotates and the speed regulating member rotates in conjunction with the first rotating body.
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