JP4034510B2

JP4034510B2 - Geared motor

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Publication number: JP4034510B2
Application number: JP2000341097A
Authority: JP
Inventors: 淳司大和; 芳明寺田; 徳行赤羽; 俊治松島
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2000-11-08
Filing date: 2000-11-08
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2020-11-08
Also published as: JP2002153016A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、洗濯機の排水弁や換気扇のシャッター等を駆動する駆動機構として利用されるギアードモータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より洗濯機の排水弁や換気扇のシャッター等の駆動源となるギアードモータは、モータ駆動によって負荷部材（ワイヤーやレバー等）を巻き上げ、その巻き上げ位置で所定時間負荷部材を保持し、かつこの保持状態から負荷部材を元の位置まで戻すことが可能なように構成されている。このようなギアードモータは、駆動源となるモータのロータと負荷部材が連結された出力軸との間にクラッチを備えている。そして、このクラッチを連結した状態で上述した巻き上げ及び保持を行い、クラッチを切断することにより負荷部材の負荷力によって負荷部材が元の位置まで戻るようになっている。
【０００３】
なお、上述したクラッチとして、磁気誘導方式を利用したものが提案されている（特開平３−１９８６３８号参照）。この装置では、ロータと出力軸間を連結する減速輪列内に永久磁石と誘導リングを対向配置させ、誘導リングが磁気誘導によって永久磁石に追従して回動する動作を利用してクラッチ切り換えを行う操作片を動作させるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したギアードモータでは、非接触で構成された磁気誘導力をクラッチのオンオフを行う操作機構の駆動源として利用してため、その駆動力がそれ程強くなく、クラッチ操作機構を十分に動作させられないという問題が生じる。なお、磁石や誘導リングを強力なもので構成すれば動作させられないという問題は解消できるが、装置全体が大型化してしまったりあるいは材料コストが高騰化してしまう等の問題が生じる。
【０００５】
本発明は、クラッチ手段のオンオフを行うクラッチ操作機構として磁気誘導方式を用い、かつ磁石や誘導リングを大型化せずに磁気誘導力を強化し、これによってクラッチのオンオフを確実とすることが可能なギアードモータを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のギアードモータは、ロータに連結されて回転駆動される出力軸と、この出力軸とロータとの連結を継断するクラッチ手段と、このクラッチ手段を継断操作するクラッチ操作機構を有し、クラッチ操作機構は、ロータに連動回転するリング状マグネットもしくは非磁性導電リングのいずれか一方と、磁気誘導によって当該一方に追随して回転する他方と、非磁性導電リングをリング状マグネットとで挟む位置に配置された磁性体のバックヨークリングを備え、追随回転する他方に連動してクラッチ手段を継することを特徴としている。
【０００７】
上述した発明は、バックヨークリングとリング状マグネットとで非磁性導電リングを挟むように構成されているため、リング状マグネットの磁束をバックヨークリングまで導きやすくなり、バックヨークリングと交差する磁束量の増加によってロータから見て輪列の後方に位置する非磁性導電リングもしくはリング状マグネットの他方を追従回転させるための磁気誘導力が強力なものとなる。このため、非磁性導電リングもしくはリング状マグネットの他方が取り付けられる回転体が一方が取り付けられた回転体に対して確実に追従回転するようになり、これによってクラッチ手段の継断を行うクラッチ操作機構の動作が確実なものとなり、クラッチ手段の継を確実に行える。
【０００８】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、バックヨークリングは、非磁性導電リングが取り付けられた回転体に取り付けられ、非磁性導電リングと一体的に回転するように構成されたことを特徴としている。
【０００９】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、リング状マグネットのスラスト方向における磁気的中心と、バックヨークリングのスラスト方向における磁気的中心とを、所定位置に一致もしくは不一致させるように設定したことを特徴としている。
【００１０】
上述の各発明では、バックヨークリングを非磁性導電リング側に取り付け、リング状マグネットとは別々に動作するように配置している。加えて、バックヨークリングとリング状マグネットの磁気的中心を一致させたり、あるいは意図的にずらしたりしている。
【００１１】
このように、バックヨークリングとリング状マグネットの互いの磁気的中心を所定位置に設定することにより、非磁性導電リング及びバックヨークリングが取り付けられた回転体の回転位置を所定位置に設定することが可能となる。すなわち、磁気的中心のズレを利用してスラスト受けに対して強めに当接させてスラスト方向への位置決めとしたり、あるいはスラスト受けから浮かせるように設定してスラスト方向への荷重（負荷）を低減したり、あるいは磁気的中心を一致させて適度なスラスト圧としたり等、種々の設定が行える。
【００１２】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、バックヨークリングは、リング状マグネットが取り付けられた回転体に取り付けられ、リング状マグネットと一体的に回転するように構成されたことを特徴としている。そのため、リング状マグネットとバックヨークリングとの位置関係が、バックヨークリングの回転体への取り付けによって一義的に決まり、当然ながら取り付け後は、両者の相対的な移動が生じない。このため、両者の磁気的中心を設定したり等の位置合わせが不要となる。また、両者をそれぞれ別部材に取り付けた場合は両者が相対的に移動し易く、取り付け部材が摩耗等によって損傷する場合もあるが、相対的な移動がないためこのような問題が生じない。
【００１３】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、非磁性導電リングとバックヨークリングとの間もしくは非磁性導電リングとリング状マグネットとの間に隙間部を形成し、この隙間部に粘性体を配置させたことを特徴としている。そのため、粘性体の粘りにより非磁性導電リングのリング状マグネットへの追従回転をさらに確実なものとすることができる。
【００１４】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、クラッチ操作機構は、クラッチ手段を断から継へ切り換える動作と、クラッチ手段を継から断へ切り換えた際の動作において、隙間部を介して対向する非磁性導電リングとバックヨークリングもしくは非磁性導電リングとリング状マグネットの相対速度が異なるように構成され、断から継とする場合にその回転速度が速く粘性体の粘性力がより強く働くように構成されたことを特徴としている。
【００１５】
上述の発明において、粘性体として用いられるグリスは、当該粘性体を介して相対回転する部材同士の相対回転速度がある速度以下の場合はそれ程粘性による力が強くなく、ある速度以上の場合は粘性による力が強くなる。すなわち、高速回転によって磁気誘導力が発生し、これによって追従回転となっている場合はグリスの粘性が効果的に発揮され、逆に低速回転もしくは回転停止により磁気誘導力が小さく（殆どなく）追従回転となっていない場合はグリスの粘性が効かない。このため、磁気誘導力を利用してクラッチ操作機構を動作させる場合にはグリスが効果的に磁気誘導力を補助し、かつ磁気誘導力による追従動作をさせない場合にはグリスが効かずにバックヨークリングがリング状マグネットに対してフリーに回転動作できるようになる。
【００１６】
また、他の発明は、上述の各ギアードモータにおいて、リング状マグネットは、ロータに取り付けられると共に、ロータのロータマグネットとは別体となるマグネットで構成されたことを特徴としている。このように、リング状マグネットをロータに取り付けることにより、装置全体がコンパクトなものとなる。加えて、リング状マグネットをロータマグネットと別体とすることにより、非磁性導電リングを磁気誘導するリング状マグネットの磁気誘導力を、ロータマグネットのステータに対する磁気力と関係なく設定できる。
【００１７】
また、他の発明は、上述の各ギアードモータにおいて、非磁性導電リングを取り付けた回転体がロータと半径方向に重なる位置に配置されると共に、当該非磁性導電リングを取り付けた回転体の軸受け部をロータに設け、かつ当該軸受け部に粘性体を付着させたことを特徴としている。このため、上述の粘性体の粘性による力により、非磁性導電リングを取り付けた回転体のロータに対する追従回転力をより確実なものとすることができ、これによってクラッチ操作機構のクラッチ手段を継する動作を確実なものとすることができる。加えて、ロータの半径方向内側もしくは外側に非磁性導電リングを取り付けた回転体を配置させることができるため、装置全体をコンパクトなものとすることができる。
【００１８】
また、他の発明は、上述の各ギアードモータにおいて、クラッチ操作機構内に、バネ部材によって一方の回転方向に付勢された回動部材を備えると共に、当該回動部材は、ロータの駆動力を受けてリング状マグネット及び非磁性導電リングの一方が高速で回転し他方がその一方に追随することによりバネ部材の付勢力に抗して他方の回転方向に回動すると共に、リング状マグネット及び非磁性導電リングの一方が低速で回転もしくは停止してしまうことにより他方の追随回転が低速もしくは停止した場合にバネ部材の付勢力によって一方の回転方向に回動するように構成され、回動部材をバネ部材の付勢力に抗して他方の回転方向に回動させる際あるいはバネ部材の付勢力により一方の回転方向に回動させる際に発熱するように設定された発熱部材をバネ部材の近傍に配置し、バネ部材を発熱部材の発熱時と非発熱時とでそのバネ力が変化し、そのバネ力が当該バネ部材のバネ力に抗して回動部材を回動させる際に弱くなるように設定された形状記憶バネで構成したことを特徴としている。
【００１９】
そのため、磁気誘導力によりロータの回動力を回動部材に伝達しない場合は、バネ部材のバネ力によってクラッチ操作機構を強制的かつ確実に初期状態に戻すことができる。しかも、バネ部材のバネ力が、磁気誘導力を利用してクラッチ操作機構を動作させる際に弱い力でしかこの動作に反作用せず、磁気誘導力による回動力の伝達を停止し初期状態に戻したい場合には逆に強く作用するように変化する形状記憶バネを用いているため、相反する動作（バネ力に抗して磁気誘導力で回動部材を回動させる動作と、磁気誘導力による回動力の伝達を停止しバネ力による回動部材の回動動作）を両方とも確実に行える。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のギアードモータの第１の実施の形態の例を、図１から図４に基づき説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態のギアードモータの内部機構を説明するための図で、特に駆動輪列及びクラッチ操作機構を構成する各部材同士の関係を詳細に示すための展開断面図である。図２は、本発明の主要部分となるバックヨークリング及びその周辺部を説明するための部分拡大断面図である。図３は、図２を上面から見た平面図である。図４は、レバーを覆うためのカバー及び駆動機構部を覆うためのケース上蓋を取り外して示した平面図である。
【００２２】
本発明の第１の実施の形態のギアードモータは、図１に示すように、駆動源となるＡＣモータ１と、ＡＣモータ１のロータ１１に駆動輪列２を介して連結されて回転駆動される出力軸３と、出力軸３とロータ１１との連結を継断する第１のクラッチ手段となる遊星歯車機構２２と、第１のクラッチ手段を継断操作するクラッチ操作機構５と、出力軸３とロータ１１との連結を継断する第２のクラッチ手段４と、この第２のクラッチ手段４を継断するクラッチレバー４１とを有している。そして、これらの各機構は、ケース本体１２ａ及びケース上蓋１２ｂからなるケース体１２内に収納されている。
【００２３】
このギアードモータは、第２のクラッチ手段４を継（繋がっているの意味＝オン）とすることによりＡＣモータ１の駆動力を出力軸３側へ伝達し、出力軸３の先端に圧入固定されたスライダピニオン７を回動させることにより、所定の負荷が課されたレバー８を引っぱるようになっている。そして、上述の第２のクラッチ手段４を断（切れているの意味＝オフ）してロータ１１と出力軸３との間の連結を断ち、かつロータ１１に対してフリーとなったクラッチピニオン２１をクラッチレバー４１でロックすることにより、駆動輪列２の各部が逆方向（レバー８を引き上げるのと反対方向の意味）へ回転するのを阻止し、レバー８を所定位置まで引き上げた後の位置でレバー８を保持するようになっている。なお、この状態は、すべてＡＣモータ１への通電を維持することによりなされる。また、この状態からさらにＡＣモータ１への通電を停止することにより、第１のクラッチ手段２２が断となりレバー８を保持するための保持力が解除されるため、レバー８自身に課された負荷に伴いレバー８を引き上げ前の位置まで戻すようになっている。
【００２４】
以下、その動作を実現するための構成について詳述する。
【００２５】
ケース本体１２ａ内の底面側には、レバー８を動作させるための駆動源となるＡＣモータ１が配置されている。ＡＣモータ１は、カップ状に形成されたモータケース１３内に配置されたステータ部１４と、このステータ部１４のさらに内周にステータ部１４に対して対向配置されたロータ１１と、このロータ１１を回転自在に支承するロータ軸１５を備えている。なお、ロータ軸１５は、その一端がモータケース１３の底面を貫いてケース本体１２ａの底面に当接していると共に、他端がＡＣモータ１の上方に突き出てケース上蓋１２ｂに形成された軸受け孔１２ｅ内にはまり込んでいる。
【００２６】
以下に、ロータ１１及びロータ１１の内側に配置された誘導回転体１６について、図２及び図３を用いて説明する。
【００２７】
図２に示すように、ロータ１１は、ロータ軸１５（図１参照）を挿通する孔を備えた回転支承部１１ａと、この回転支承部１１ａの外周側に上端側が上方へ突出するように固定された略リング状のロータマグネット１１ｂを有している。なお、本実施の形態では、このロータマグネット１１ｂの内周空間部側の面にロータ１１と連動回転するリング状マグネット１１ｃがはめ込まれている。
【００２８】
すなわち、図３に示すように、ロータマグネット１１ｂの内周面には、４つの小さな凹部１１ｍが等間隔に形成され、リング状マグネット１１の内周面に形成された４つの小さな凸部１１ｎをこれら４つの凹部１１ｍに位置合わせしながら軸方向に圧入する。これにより、ステータ部１４に対向配置されるロータマグネットとなるロータマグネット１１ｂと誘導回転体１６を磁気誘導により回転させる磁気誘導用のリング状マグネット１１ｃとが一体的となり、ロータ１１を構成するようになっている。
【００２９】
そして、図２に示すように、リング状マグネット１１ｃのさらに内側には、当該リング状マグネット１１ｃに対向配置された非磁性導電リング１６ａ及びバックヨークリング１６ｂが取り付けられかつピニオン部１６ｄを有する誘導回転体１６が、回転自在に配置されている。なお、この誘導回転体１６は、ロータ１１の回転によりリング状マグネット１１ｃが回転すると、このリング状マグネット１１ｃの回転に磁気誘導によって非磁性導電リング１６ａが追従回転することにより当該誘導回転体１６が全体として一体的にロータ１１に追従回転するものとなっている。なお、リング状マグネット１１ｃ及び非磁性導電リング１６ａは、後で詳述するクラッチ操作機構５を動作させるための駆動源部となっており、誘導回転体１６のピニオン部１６ｄが後述する扇歯車２５に噛合している。誘導回転体１６の構成については、後で詳述する。
【００３０】
なお、本実施の形態では、リング状マグネット１１ｃをネオジマグネットで構成し、フェライトマグネットで構成されたロータマグネット１１ｂと別体としたが、このリング状マグネット１１ｃとロータマグネット１１ｂとは一体であっても良い。しかしながら、リング状マグネット１１ｃをロータマグネット１１ｂと別体で構成することにより、各マグネットの性質、具体的には磁力や着磁方向を両マグネット１１ｂ，１１ｃで異ならせることができる。そのため、リング状マグネット１１ｃに磁力の大きいマグネットを使用して非磁性導電リング１６ａを追従回転させるための磁気誘導力を強化すると共に、ステータ部１４に対向配置されるロータマグネット１１ｂにはＡＣモータ１を駆動させるために最低限の機能を有する廉価なマグネットを使用することが可能となる。
【００３１】
ロータ１１の回転支承部１１ａの上端部分には、爪１１ｄが形成されている。この爪１１ｄは、後述するように駆動輪列２の一部を構成しかつ第２のクラッチ手段４の一部となるクラッチピニオン２１の下端に形成された爪２１ｄと係合し、ロータ１１の回転力をクラッチピニオン２１に伝達するためのものとなっている。そして、これらの爪１１ｄ，２１ｄが係合し、ロータ１１の回転力がクラッチピニオン２１を介して出力軸３側に伝達された状態を第２のクラッチ手段４が継の状態とする。一方、これらの爪１１ｄ，２１ｄが非係合でロータ１１の回転力が出力軸３側へ伝達されない状態を、第２のクラッチ手段４が断の状態とする。すなわち、ロータ１１の上端部の爪１１ｄとクラッチピニオン２１の下端の爪２１ｄと、これら両爪１１ｄ，２１ｄを係脱させる機構が、第２のクラッチ手段４となっている。
【００３２】
回転支承部１１ａの上端内周側部分には、図２に示すように、ロータ１１とクラッチピニオン２１とを係脱させるための第２のクラッチ手段４の一部となる圧縮コイルバネ１８をはめ込むための溝１１ｆが形成されている。また、回転支承部１１ａの上端近傍部分の外周面は、誘導回転体１６のピニオン部１６ｄの内周面を支承するラジアル軸受け部１１ｇとなっている。さらに、回転支承部１１ａの下端近傍の外周側部分には、誘導回転体１６の筒状部１６ｃの下端部分をスラスト方向に受けると共に誘導回転体１６のラジアル方向の軸受けを兼ねているスラスト軸受け部１１ｅが設けられている。
【００３３】
なお、誘導回転体１６を軸受けするラジアル軸受け部１１ｇ及びスラスト軸受け部１１ｅに粘性体（具体的には、グリスのようなもの等）を付着させるように構成しても良い。粘性体を付着させることにより、誘導回転体１６のロータ１１への追従回転を補助的に助ける作用が生じる。
【００３４】
すなわち、本実施の形態のギアードモータは、誘導回転体１６がロータ１１に磁気誘導によって追従回転する際のロータ１１の回転速度は非常に速く、誘導回転体１６はこの速い回転速度のロータ１１に追従しようとするがそのスピード差は大きく、両者１１，１６の相対速度は速い状態となる。一方、ＡＣモータ１への通電を断ちロータ１１を停止させた後、誘導回転体１６は後述するバネ部材３９（図４参照）のバネ力によって戻され、停止した状態のロータ１１に対して相対回転するが、このときの回転速度自体は非常に遅い。従って、両者１１，１６の相対回転の速い追従回転時においては、粘性体の粘りが誘導回転体１６のロータ１１に対する追従回転を補助する。逆に、誘導回転体１６がバネ部材３９のバネ力によって戻され、停止状態のロータ１１に対して相対回転する場合は、低速回転であるため粘性体の粘りが効かず、誘導回転体１６は粘りに邪魔されず回転することができる。
【００３５】
なお、上述した粘性体は、ラジアル軸受け部１１ｇ及びスラスト軸受け部１１ｅの双方に付着させるのではなく、どちらか一方に付着させるようにしても良い。構造上、スラスト軸受け部１１ｇのみに粘性体となるグリスを付着させた構成とすると、ロータ１１及び誘導回転体１６により外部と仕切られた空間内から外部にグリスが飛散しにくいという効果がある。
【００３６】
また、図３に示すように、ロータ１１のロータマグネット１１ｂの軸端面には、凹部１１ｋが周方向に均等に４箇所設けられている。これらの凹部１１ｋは、起動時にロータ１１が逆回転をし始めた場合、この逆回転を阻止するために扇歯車２５に形成された突起２５ｃ（図４参照）がはまり込むものとなっている。この構成により、ロータ１１が逆回転すると、ロータ１１に追随する誘導回転体１６が正規の方向と逆になる逆回転し、扇歯車２５が正規の方向と逆方向に回転した場合に、突起２５ｃが凹部１１ｋ内にはまり込む。これにより、ロータ１１は、一時的にロック状態となり、その直後に衝突時の反動によって正方向回転に変換される。
【００３７】
誘導回転体１６は、その最外周に銅製等で構成された非磁性導電リング１６ａが配置され、非磁性導電リング１６ａの内側に磁性体（具体的には、鉄製等）で構成されたバックヨークリング１６ｂが圧入され、樹脂によるインサート成形で構成される。
【００３８】
このように構成された誘導回転体１６の最外周に配置される非磁性導電リング１６ａは、上述したロータ１１に取り付けられたリング状マグネット１１ｃの半径方向内側に対向配置されることとなる。非磁性導電リング１６ａは、上述したようにリング状マグネット１１ｃに追従回転する部材となっており、非磁性でかつ導電性を有する非磁性誘導部材、具体的には銅やアルミ等の金属で形成された部材で構成されている。
【００３９】
これにより、リング状マグネット１１ｃに非磁性導電リング１６ａを従動回転させる磁気誘導力が発生し、非磁性導電リング１６ａが外周面に固定された誘導回転体１６がロータ１１の回転に追随してロータ１１と同方向に回転する。すなわち、上述のリング状マグネット１１ｃと誘導リング１６ａとは、磁気誘導によってロータ１１に対して誘導回転体１６を従動回転させるための磁気誘導回転手段となっており、誘導回転体１６は磁気誘導によってロータ１１に従動回転する回転体となっている。
【００４０】
一方、非磁性導電リング１６ａの内側に配置された磁性体のバックヨークリング１６ｂは、リング状マグネット１１ｃとで非磁性導電リング１６ａを挟むように配置されることとなる。この構成により、リング状マグネット１１ｃとバックヨークリング１６ｂとの間には、多くの磁束が通過し磁路を形成する。そのため、リング状マグネット１１ｃによる非磁性導電リング１６ａの磁気誘導力が強化される。このことにより、誘導回転体１６の動作の確実性が向上し、後で詳述するクラッチ操作機構５の動作の確実性が向上する。
【００４１】
なお、図２に示すように、本実施の形態では、誘導回転体１６がロータ１１のスラスト軸受け部１１ｅにスラスト受けされた状態において、バックヨークリング１６ｂのスラスト方向における磁気的中心Ｃ２がリング状マグネット１１ｃのスラスト方向における磁気的中心Ｃ１より若干上側にずれるように構成されている。このため、バックヨークリング１６ｂが取り付けられた誘導回転体１６が、リング状マグネット１１ｃの磁力に引きつけられてスラスト軸受け部１１ｅ側に引っ張られる。これによって、誘導回転体１６は、スラスト軸受け部１１ｅ側に若干付勢されながら位置精度良く回転することとなる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、バックヨークリング１６ｂの磁気的中心Ｃ２とリング状マグネット１１ｃの磁気的中心Ｃ１とを不一致とする（ずらす）ことにより、誘導回転体１６をスラスト軸受け部１１ｅ側に若干付製して、誘導回転体１６の回転位置精度を向上させるようにしたが、両者の磁気的中心Ｃ１,Ｃ２を一致させても良い。これにより、位置精度をある程度良好としながらスラスト軸受け部１１ｅへのスラスト圧を軽減することができる。
【００４３】
なお、本実施の形態では、磁気誘導回転手段の一方となるロータ１１側にリング状マグネット１１ｃを取り付け、磁気誘導回転手段の他方となる誘導回転体１６側に非磁性導電リング１６ａを取り付けたが、リング状マグネット１１ｃと非磁性導電リング１６ａを逆の配置としてもよい。すなわち、ロータ側に非磁性導電リングを取り付け、誘導回転体側にリング状マグネットを取り付けても良い。その場合においても、ロータ側に取り付けた非磁性導電リングをリング状マグネットとバックヨークリングとで挟むような配置とする。具体的にいうと、図２におけるリング状マグネット１１ｃの位置に非磁性導電リング１６ａを取り付けるとすると、この非磁性導電リング１６ａの図２における外側にバックヨークリング１６ｂを取り付ける。
【００４４】
次に、ＡＣモータ１の駆動力を出力軸３に伝達する駆動輪列２及びこの駆動輪列２中に配置された第１のクラッチ手段の切り替えを行うためのクラッチ操作機構５について、図１及び図４を用いて説明する。
【００４５】
駆動輪列２は、展開断面図である図１の右側半分に記載されており、クラッチピニオン２１と、このクラッチピニオン２１と係合する受け歯車３２ｂを備えた遊星歯車機構２２と、この遊星歯車機構２２の回転力を受ける伝達歯車２３と、伝達歯車２３と噛合する出力歯車部３ａを備えた出力軸３から構成されている。この駆動輪列２は、ロータ１１の回転を減速して出力軸３に伝達する減速輪列となっている。
【００４６】
駆動輪列２を構成する各部についてさらに詳述する。駆動輪列２の第１段目の歯車となるクラッチピニオン２１は、上述したように、ロータ１１と同軸に配置されている。すなわち、クラッチピニオン２１は、ロータ軸１５に回動自在に遊嵌されており、その下面がロータ１１の上端面に対向配置されている。このクラッチピニオン２１の下端面には、ロータ１１の上端に形成された爪１１ｄに係脱自在な爪２１ｄが形成されている。また、クラッチピニオン２１は、圧縮コイルバネ１８を挟んでロータ１１上に載置されるようになっており、圧縮コイルバネ１８のバネ付勢力によって図１における上方に付勢されている。
【００４７】
このクラッチピニオン２１の上端部分には、クラッチレバー４１のカム面４１ａが臨んでいる。このため、クラッチピニオン２１は、常時、圧縮コイルバネ１８の付勢力によってカム面４１ａに押し付けられている。このカム面４１ａは、山となる押し下げ部４１ｃと谷となる部分とから構成されている。クラッチレバー４１は、一端側が伝達歯車２３を支承している軸に回動自在に支承されている。また、クラッチレバー４１の他端側、すなわちカム面４１ａを備えた側は、長孔４１ｂ（図４参照）を有し、この長孔４１ｂにロータ軸１５が嵌まり、所定範囲のみ揺動するように構成されている。
【００４８】
また、さらに、クラッチレバー４１は、出力歯車部３ａの対向面側に形成されたクラッチレバー操作溝３ｂ内に入り込む操作用突起４１ｅ（図１参照）を備えている。このため、ロータ１１の回転力が出力歯車部３ａに伝達されるか負荷によって出力軸３がいずれかの方向に回転すると、操作用突起４１ｅがクラッチ操作溝３ｂに案内され、これによってクラッチレバー４１が回動するようになっている。すなわち、クラッチレバー４１は、出力軸３の回動角度に対応して、上述のカム面４１ａの山と谷とが切り換わることにより第２のクラッチ手段４の継断切り換え動作を行うように構成されている。
【００４９】
なお、押し下げ部４１ｃは、通電がなされていない初期状態から通電がなされてレバー８を所定の位置に引き上げるまでの間においてクラッチピニオン２１をロータ１１側に押し下げる。これにより、クラッチピニオン２１の爪２１ｄとロータ１１の爪１１ｄが係合し、ロータ１１とクラッチピニオン２１とが一体的に回動する。すなわち、第２のクラッチ手段４が継状態となる。
【００５０】
そして、出力歯車部３ａが所定の回転を終えると、クラッチレバー操作溝３ｂの案内によりクラッチレバー４１が回動してカム面４１ａの山と谷が切り換わる。これにより、クラッチピニオン２１は圧縮コイルバネ１８のバネ付勢力により上方へ移動し、クラッチピニオン２１とロータ１１との連結が外れるようになっている。すなわち、第２のクラッチ手段４が断状態に切り換わる。
【００５１】
これにより、ロータ１１と出力軸３間の連結は断たれる。このため、駆動輪列２を構成する各歯車は、レバー８の負荷力を受けて逆方向に回転しようとする。しかし、上述したようにクラッチレバー４１が回動することによって、クラッチピニオン２１の上部に設けた係合突起（図示省略）の回転軌跡内に、クラッチレバー４１の下面部に設けた阻止部材が入り込み、クラッチピニオン２１をロックする。このため、クラッチピニオン２１に噛合している遊星歯車２２の太陽歯車３２がロックされる。さらに、この状態に加え、磁気誘導力によってリング歯車３３もロックされる。この結果、駆動輪列２の各歯車はロックされ、レバー８の負荷力を受けても逆方向に回転しない。
【００５２】
そして、ＡＣモータ１への通電を断つと、誘導回転体１６への誘導力が無くなり、バネ部材３９の付勢力によって扇歯車２５が戻され、クラッチ歯車２７と扇歯車２５の回転規制部２６との係合が外れる。これによって、クラッチ歯車２７がフリーとなり、この結果、遊星歯車機構２２のリング歯車３３がフリーとなる。これによって、駆動輪列２を構成する各歯車が、レバー８の負荷力によってレバー８を引き出す方向、すなわちモータ駆動時とは逆方向に回転される。逆回転の途中で、駆動輪列２中の出力歯車部３ａの逆回転に追従して上述のクラッチレバー４１がレバー８を引き上げる前の位置側へ回動する。これにより、クラッチレバー４１のカム面４１ａの山と谷とが切り換わる。この結果、クラッチレバー４１の押し下げ部４１ｃがクラッチピニオン２１をロータ１１側へ押し下げ、第２のクラッチ手段４が継となるが、第１のクラッチ手段が断となっているため、レバー８を引き上げる前の位置へ移動できる。
【００５３】
また、遊星歯車機構２２は、クラッチピニオン２１に噛合しロータ１１側からの駆動力を受ける受け歯車３２ｂ及び遊星歯車３６に駆動力を伝達する伝達歯車３２ａを備えた太陽歯車３２と、遊星歯車３６に噛合する内周歯車部３３ａ及びクラッチ操作機構５の最終部の増速歯車２８に噛合する外周歯車部３３ｂを備えたリング歯車３３と、遊星歯車３６をそれぞれ回転自在に支承する支承板３４ａ及び伝達歯車２３と噛合するピニオン部３４ｂを備えた遊星歯車支持歯車３４から構成されている。
【００５４】
このため、扇歯車２５の回転規制部２６とクラッチ歯車２７との間を係合させてクラッチ操作機構５の各部材の動作を停止させることにより、増速歯車２８に噛合するリング歯車３３の回転を止めると、太陽歯車３２と遊星歯車支持歯車３４との間が継状態となり、クラッチピニオン２１を介して太陽歯車３２に伝達されたロータ１１の回転力が、遊星歯車支持歯車３４に噛合している伝達歯車２３を介して出力歯車部３ａに伝達され、出力軸３がスライダピニオン７と共に回転するようになっている。この結果、スライダピニオン７と噛合するスライダ歯車（図示省略）を備えたレバー８が、レバー８自身に課された負荷に抗してＡＣモータ１の駆動力によって引き上げられる。
【００５５】
一方、クラッチ操作機構５は、上述した駆動輪列２中に配置された第１のクラッチ手段の継断を行うためのものとなっている。すなわち、クラッチ操作機構５は、展開断面図である図１の左側半分に記載されており、上述したリング状マグネット１１ｃにより誘導回転される誘導回転体１６と、誘導回転体１６に噛合すると共にバネ部材３９によってクラッチ歯車２７との係合を外す方向に付勢されている回動部材となる扇歯車２５と、この扇歯車２５に形成された回転規制部２６と係脱自在な係合突起２７ａを外周面に備えたクラッチ歯車２７と、このクラッチ歯車２７の小径歯車２７ｂと噛合すると共に遊星歯車機構２２のリング歯車３３に噛合する増速歯車２８から構成されている。遊星歯車機構２２は、上述したように、駆動輪列２における減速輪列の一部であって、しかもクラッチ操作機構５の最終部となる増速歯車２８に噛合し、クラッチ操作機構５の所定の動作によって切り替えがなされる第１のクラッチ手段となっている。
【００５６】
このクラッチ操作機構５は、ＡＣモータ１の通電時には磁気誘導を利用して扇歯車２５をバネ部材３９の付勢力に抗して回転させることにより回転規制部２６を所定位置まで移動させ、この回転規制部２６とクラッチ歯車２７とを係合させるように構成されている。そして、この係合により、クラッチ操作機構５を構成する各部材は、それまでの動作がロックされる。すると、第１のクラッチ手段となる遊星歯車機構２２では、リング歯車３３の回転にロックがかかり、太陽歯車３２と遊星歯車支持歯車３４との間が継となる。
【００５７】
なお、このように太陽歯車３２と遊星歯車支持歯車３４との間を継とした状態において、上述した第２のクラッチ手段４も継となっている場合は、ロータ１１の回転が遊星歯車機構２２の太陽歯車３２及び遊星歯車３４を介して出力軸３側に伝達される。これによって、レバー８の巻き上げ動作をすると共に、上述のクラッチレバー４１がこの動作に連動して回動する。巻き上げ動作終了後、第２のクラッチ手段４だけが断となり第１のクラッチ手段が継状態を維持する。これにより、磁気誘導力によってクラッチ操作機構５を構成する各歯車がロックされたままの状態を維持する。この結果、上述したように回動されたクラッチレバー４１が、クラッチピニオン２１をロックする位置に回動された状態でロックされる。このため、上述したようにレバー８は、巻き上げ位置で保持される。
【００５８】
そして、この状態からさらに、ＡＣモータ１への通電を断ち、ロータ１１と誘導回転体１６間の磁気誘導力が殆ど消滅すると、扇歯車２５がバネ部材３９のバネ力によって先ほど説明した方向とは反対方向に回動し、回転規制部２６とクラッチ歯車２７との係合が外れる。これによって、クラッチ操作機構５の各部のロック状態が解除となる。このため、リング歯車３３と遊星歯車支持歯車３４とが断となり、外部負荷により逆回転しようとする出力軸３の回転力が、駆動輪列２を逆行するように伝達されて遊星歯車機構２２及び増速歯車２８を介してクラッチ歯車２７と伝達され、クラッチ歯車２７がフリーに回転することとなる。この結果、太陽歯車３２側がロックされているのにかかわらず、レバー８の保持状態が解除される。
【００５９】
クラッチ操作機構５を構成する各部についてさらに詳述する。
【００６０】
扇歯車２５の支点部２５ａを中心として扇の１つの辺の反対側に延出された回動力付与部２５ｂの先端部分には、モータケース１３に立設されたピン３８に一端が固定されたバネ部材３９の他端が固定されている。扇歯車２５は、バネ部材３９の付勢力によってＡＣモータ１の正回転による回動と反対方向（図４において矢示Ａ方向）へ回動する回動力を与えられている。しかしながら、ＡＣモータ１のロータ１１に追従回動する誘導回転体１６の回転トルクが、バネ部材３９の駆動トルクに勝るため、誘導回転体１６がロータ１１に追従して回動する場合はバネ部材３９のバネ力に抗して扇歯車２５は上述の矢示Ａ方向と反対方向へ回動するようになっている。
【００６１】
上述したように、回転規制部２６とクラッチ歯車２７との係合はＡＣモータ１への通電を断つとバネ部材３９の付勢力によって外れるが、その際、上述したクラッチレバー４１の阻止部材（図示省略）が依然としてクラッチピニオン２１の回転阻止を継続し、これによってクラッチピニオン２１に噛合している太陽歯車３２の回転を阻止している。しかし、回転規制部２６とクラッチ歯車２７との係合状態が解除されたことにより、太陽歯車３２の回転を阻止しても、レバー８の負荷力による回転力が遊星歯車機構２２を介して増速歯車２８側に伝達され、クラッチ歯車２７を空回りさせることとなる。その結果、レバー８はケースの外側へ引き出されていき、これに伴って駆動輪列２を構成する各歯車は逆方向へ回転する。
【００６２】
なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。例えば、上述したように第１の実施の形態では、ロータ１１にリング状マグネット１１ｃを取り付け、誘導回転体１６側に非磁性導電リング１６ａ及びバックヨークリング１６ｂを取り付けたが、バックヨークリング１６ｂはロータ側に取り付け、このバックヨークリングがロータと一体的に回転する構成としても良い。
【００６３】
この例について、第２の実施の形態として図５を用いて説明する。なお、ロータ及び回転誘導体の構成以外は、上述の第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。なお、以下の説明中、ロータ及び回転誘導体以外の構成部分を説明する場合は、上述した第１の実施の形態で使用した符号を使用するものとする。
【００６４】
図５に示すように、ロータ５１は、ロータ軸１５を挿通する孔を備えた回転支承部５１ａと、この回転支承部５１ａの外周側に上端側が上方へ突出するように固定された略リング状のロータマグネット５１ｂと、回転支承部５１ａの外側でかつロータマグネット５１ｂの内側となる位置に取り付けられたバックヨークリング５１ｇを有している。また、ロータマグネット５１ｂの内周空間部側の面には、ロータ５１と連動回転するリング状マグネット５１ｃがはめ込まれている。なお、このリング状マグネット５１ｃは、上述した第１の実施の形態と同様、ロータマグネット５１ｂと一体でも良い。
【００６５】
そして、ロータマグネット５１ｂの内側には、誘導回転体５６が回転自在に配置されている。この誘導回転体５６は、回転中心となる筒状部５６ｃの上端近傍にフランジ部分が取り付けられた非磁性誘導リング５６ａを有している。この非磁性誘導リング５６ａは、リング状マグネット５１ｃの内側でかつバックヨークリング５１ｇの外側となる隙間部分に配置されるようになっている。
【００６６】
なお、非磁性導電リング５６ａとバックヨークリング５１ｇとの間には隙間部が設けられ（図５の符号Ｇ参照）、この隙間部Ｇには上述の第１の実施の形態と同様の作用を有する粘性体が配置されている。このため、クラッチ操作機構５の動作をさらに安定させることができる。加えて、この第２の実施の形態では非磁性導電リング５６ａとリング状マグネット５１ｃとの間にも隙間が形成されている（図５の符号Ｇ１参照）が、この隙間部Ｇ１に粘性体を配置するようにしても良い。しかし、粘性体は隙間部Ｇのみに配置すれば、粘性体がロータ５１及び誘導回転体５６によって外部と仕切られた空間内から外部へ粘性体が飛散しにくいという効果がある。
【００６７】
上述の各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。例えば、上述の各実施の形態では、リング状マグネット１１ｃ，５１ｃをロータ１１，５１に一体的に設け、当該リング状マグネット１１ｃ，５１ｃと非磁性導電リング１６ａ，５６ａからなる磁気誘導回転手段をロータ１１，５１と同軸上に配置したが、磁気誘導回転手段はロータ１１，５１と同軸上ではなく、例えばクラッチ操作機構５を構成する輪列の他の位置に配置しても良い。
【００６８】
また、上述の各実施の形態では、バネ部材３９の付勢力により、磁気誘導を利用した駆動方向とは反対方向に扇歯車２５を付勢する構成としたが、扇歯車２５を付勢する構成としなくても良い。加えて、付勢する手段としてバネ部材３９を用いるのではなくゴムのような弾性のある材質を用いても良い。
【００６９】
さらに、バネ部材３９を発熱によってバネ定数が低下するように構成した形状記憶バネで構成し、この形状記憶バネの近傍に、磁気誘導によりロータ１１，５１の回動力を扇歯車２５に伝達する際に発熱する発熱部材を配置するようにしても良い。このように構成すると、形状記憶バネの付勢力に抗して扇歯車２５を回動させる際、発熱部材の発熱作用によりバネ力が低下するため、磁気誘導を利用した扇歯車２５の回動を軽い力で行える。一方、ロータ１１の回転を停止させ、バネ部材３９によって扇歯車２５を戻す際は、発熱をしないことによりバネ力を元に戻し、強い力で扇歯車２５の元位置への復帰動作を行える。これにより、磁気力の弱い誘導マグネットを使用したとしてもバネ部材３９のバネ力が磁気誘導による回動動作の妨げとなりにくく、しかも両方向への動作をいずれもスムーズかつ確実に行え、これによってクラッチ操作機構５の動作を確実なものとすることができる。
【００７０】
なお、形状記憶バネを発熱作用のない時のバネ定数が低く、発熱作用によってバネ定数を向上させるように構成しても良い。このようなバネを使用する場合は、バネ力によって扇歯車２５を回動させる時に発熱するようにし、逆にバネ力に抗して扇歯車２５を磁気誘導力を介して回動させる場合は発熱しないように構成することによって軽い力で磁気誘導できるので、やはり磁気力の弱い誘導マグネットを使用することが可能となる。
【００７１】
また、上述の各実施の形態では、ロータ１１，５１と出力軸３との間に２つのクラッチ手段を備え、負荷部材となるレバー８を引き上げる第１の動作及び引き上げ位置で保持する第２の動作ならびにこの状態から初期位置に戻す第３の動作を行うギアードモータとなっているが、クラッチ手段は１つでも良い。また、クラッチ手段は、遊星歯車機構を利用するものとしなくても良い。本発明は、クラッチ手段の継断を行うクラッチ操作機構にバックヨークリングを備えた磁気誘導回転手段を備えたギアードモータ全般に適用可能である。
【００７２】
また、上述の各実施の形態では、リング歯車３３の回転を停止させ太陽歯車３２と遊星歯車支持歯車３４とを継とし、ＡＣモータ１の回転力を出力歯車部３ａ側へ伝達するように構成している。しかし、遊星歯車支持歯車３４の回転を停止させ、太陽歯車３２とリング歯車３３とを継とし、ＡＣモータ１の回転力を出力歯車部３ａ側へ伝達するように構成しても良い。
【００７３】
また、上述の各実施の形態では、出力軸３に連結されたスライダピニオン７の回転をレバー８に伝達し、レバー８をスライド移動させる構成としたが、出力軸３にレバー部材を直結し、このレバー部材を回動させることによりワイヤーを引っ張るような構成にする等、他の構成としても良い。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バックヨークリングとリング状マグネットとで非磁性導電リングを挟むように構成されているため、非磁性導電リングを追従回転させるための磁気誘導力が強力なものとなる。このため、非磁性導電リングが取り付けられる回転体がリング状マグネットが取り付けられた回転体に対して確実に追従回転するようになり、これによってクラッチ手段の継断を行うクラッチ操作機構の動作が確実なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のギアードモータの内部機構を説明するための展開縦断面図である。
【図２】図１のギアードモータの主要部となるリング状マグネットが取り付けられたロータ及び非磁性導電リングが取り付けられた誘導回転体を示した断面図である。
【図３】図２を矢示ＩＩＩ方向から見た平面図である。
【図４】図１のギアードモータからカバー及びケース上蓋を外した状態の平面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態のギアードモータの主要部となるリング状マグネットが取り付けられたロータ及び非磁性導電リングが取り付けられた誘導回転体を示した断面図である。
【符号の説明】
３出力軸
５クラッチ操作機構
１１ロータ（回転体）
１１ｂロータマグネット
１１ｃリング状マグネット
１１ｅスラスト受け部
１６誘導回転体
１６ａ非磁性導電リング
１６ｂバックヨークリング
２２遊星歯車機構（クラッチ手段）
２５扇歯車（回動部材）
３９バネ部材
Ｃ１，Ｃ２磁気的中心
Ｇ隙間部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly relates to an improvement of a geared motor used as a drive mechanism for driving a drain valve of a washing machine, a shutter of a ventilation fan, or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a geared motor, which is a driving source for a washing machine drain valve, a ventilating fan shutter, etc., winds up a load member (wire, lever, etc.) by driving the motor, and holds the load member for a predetermined time at the winding position. It is comprised so that a load member can be returned to an original position from a state. Such a geared motor includes a clutch between a rotor of a motor serving as a driving source and an output shaft to which a load member is connected. Then, the above-described winding and holding are performed in a state where the clutch is connected, and the load member is returned to the original position by the load force of the load member by disconnecting the clutch.
[0003]
Note that a clutch using a magnetic induction system has been proposed as the above-described clutch (see Japanese Patent Laid-Open No. 3-198638). In this device, a permanent magnet and a guide ring are arranged opposite to each other in a reduction gear train that connects between a rotor and an output shaft, and clutch switching is performed using an operation in which the guide ring rotates following the permanent magnet by magnetic induction. It is comprised so that the operation piece to perform may be operated.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described geared motor, the magnetic induction force that is configured in a non-contact manner is used as a drive source for the operation mechanism that turns the clutch on and off, so that the drive force is not so strong and the clutch operation mechanism operates sufficiently. The problem of not being able to occur. Although the problem that the magnet and the guide ring cannot be operated can be solved if they are made of a powerful material, there arises a problem that the whole apparatus becomes large or the material cost increases.
[0005]
The present invention uses a magnetic induction system as a clutch operating mechanism for turning on and off the clutch means, and strengthens the magnetic induction force without increasing the size of the magnet and the induction ring, thereby ensuring on / off of the clutch. An object of the present invention is to provide a geared motor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A geared motor according to the present invention has an output shaft connected to a rotor and driven to rotate, clutch means for connecting / disconnecting the output shaft and the rotor, and a clutch operating mechanism for connecting / disconnecting the clutch means. The clutch operating mechanism includes either a ring magnet or a nonmagnetic conductive ring that rotates in conjunction with the rotor, the other that rotates following the one by magnetic induction, and a nonmagnetic conductive ring sandwiched between the ring magnets. A magnetic back yoke ring arranged at a position is provided, and the clutch means is relayed in conjunction with the other rotating member.
[0007]
Since the above-described invention is configured such that the non-magnetic conductive ring is sandwiched between the back yoke ring and the ring-shaped magnet, it is easy to guide the magnetic flux of the ring-shaped magnet to the back yoke ring, and the amount of magnetic flux intersecting the back yoke ring This increases the magnetic induction force for following and rotating the other of the non-magnetic conductive ring or the ring-shaped magnet located behind the train wheel as viewed from the rotor. For this reason, the rotating body to which the other of the non-magnetic conductive ring or the ring-shaped magnet is attached reliably rotates following the rotating body to which the other is attached, whereby the clutch operating mechanism for connecting / disconnecting the clutch means This ensures the operation of the clutch means and the clutch means can be reliably engaged.
[0008]
According to another aspect of the present invention, in the above geared motor, the back yoke ring is attached to a rotating body to which the nonmagnetic conductive ring is attached, and is configured to rotate integrally with the nonmagnetic conductive ring. It is said.
[0009]
In another aspect of the invention, in the geared motor described above, the magnetic center in the thrust direction of the ring-shaped magnet and the magnetic center in the thrust direction of the back yoke ring are set to coincide with or do not coincide with a predetermined position. It is characterized by.
[0010]
In each of the above-described inventions, the back yoke ring is attached to the non-magnetic conductive ring side and arranged so as to operate separately from the ring-shaped magnet. In addition, the magnetic centers of the back yoke ring and the ring-shaped magnet are matched or intentionally shifted.
[0011]
Thus, by setting the magnetic center of the back yoke ring and the ring-shaped magnet to a predetermined position, the rotational position of the rotating body to which the nonmagnetic conductive ring and the back yoke ring are attached is set to a predetermined position. Is possible. In other words, using a magnetic center shift, the thrust receiver is placed in a strong contact with the thrust receiver for positioning in the thrust direction, or set to float from the thrust receiver to reduce the load in the thrust direction. Various settings can be made such as adjusting the magnetic centers to an appropriate thrust pressure.
[0012]
Another invention is characterized in that, in the above-mentioned geared motor, the back yoke ring is attached to a rotating body to which the ring-shaped magnet is attached, and is configured to rotate integrally with the ring-shaped magnet. . For this reason, the positional relationship between the ring-shaped magnet and the back yoke ring is uniquely determined by the attachment of the back yoke ring to the rotating body, and of course, the relative movement of the two does not occur after the attachment. For this reason, it is not necessary to set the magnetic centers of the two or to align them. Further, when both are attached to different members, both of them are relatively easy to move and the attachment member may be damaged due to wear or the like, but such a problem does not occur because there is no relative movement.
[0013]
In another aspect of the present invention, in the above geared motor, a gap is formed between the non-magnetic conductive ring and the back yoke ring or between the non-magnetic conductive ring and the ring-shaped magnet, and a viscous material is formed in the gap. It is characterized by being arranged. Therefore, the follow-up rotation of the nonmagnetic conductive ring to the ring-shaped magnet can be further ensured by the stickiness of the viscous body.
[0014]
According to another invention, in the above-described geared motor, the clutch operating mechanism opposes through the gap portion in the operation of switching the clutch means from disengagement to joint and the operation when the clutch means is switched from joint to disengagement. The relative speed of the non-magnetic conductive ring and the back yoke ring or the non-magnetic conductive ring and the ring-shaped magnet is configured to be different so that the rotation speed is fast and the viscous force of the viscous body works more strongly when it is connected from the disconnection. It is characterized by being composed.
[0015]
In the above-mentioned invention, the grease used as the viscous body is not so strong when the relative rotational speed between the members that rotate relative to each other through the viscous body is equal to or less than a certain speed. The power by becomes stronger. That is, when a magnetic induction force is generated by high-speed rotation and this is followed by rotation, the viscosity of the grease is effectively exhibited, and conversely, the magnetic induction force is small (substantially) following by low-speed rotation or rotation stoppage. If it is not rotating, the viscosity of grease will not work. Therefore, when the clutch operating mechanism is operated using the magnetic induction force, the grease effectively assists the magnetic induction force, and when the tracking operation by the magnetic induction force is not performed, the grease does not work and the back yoke is not effective. The ring can rotate freely with respect to the ring-shaped magnet.
[0016]
Another invention is characterized in that in each of the above-mentioned geared motors, the ring-shaped magnet is attached to the rotor and is composed of a magnet separate from the rotor magnet of the rotor. Thus, by attaching the ring-shaped magnet to the rotor, the entire apparatus becomes compact. In addition, by making the ring magnet separate from the rotor magnet, the magnetic induction force of the ring magnet that magnetically induces the nonmagnetic conductive ring can be set regardless of the magnetic force of the rotor magnet with respect to the stator.
[0017]
According to another aspect of the present invention, in each of the above geared motors, the rotating body to which the nonmagnetic conductive ring is attached is disposed at a position overlapping the rotor in the radial direction, and the bearing portion of the rotating body to which the nonmagnetic conductive ring is attached Is provided on the rotor, and a viscous body is attached to the bearing portion. For this reason, the follow-up rotational force with respect to the rotor of the rotating body to which the non-magnetic conductive ring is attached can be made more reliable by the force due to the viscosity of the viscous body described above. The operation can be ensured. In addition, since the rotating body to which the nonmagnetic conductive ring is attached can be arranged inside or outside in the radial direction of the rotor, the entire apparatus can be made compact.
[0018]
According to another invention, in each of the above-described geared motors, the clutch operating mechanism includes a rotating member biased in one rotational direction by a spring member, and the rotating member is configured to generate a driving force of the rotor. In response, one of the ring-shaped magnet and the non-magnetic conductive ring rotates at a high speed and the other follows one of them, thereby rotating in the other rotation direction against the biasing force of the spring member. When one of the magnetic conductive rings rotates or stops at a low speed, and the other following rotation rotates at a low speed or stops, it is configured to rotate in one rotation direction by the biasing force of the spring member. The generator is set to generate heat when rotating in the other rotation direction against the biasing force of the spring member or when rotating in the one rotation direction by the biasing force of the spring member. The member is arranged in the vicinity of the spring member, and the spring force of the spring member changes between when the heat generating member generates heat and when it does not generate heat, and the spring force rotates against the spring force of the spring member. It is characterized by comprising a shape memory spring set so as to weaken when moved.
[0019]
Therefore, when the rotational force of the rotor is not transmitted to the rotating member by the magnetic induction force, the clutch operating mechanism can be forcibly and reliably returned to the initial state by the spring force of the spring member. Moreover, when the clutch operating mechanism is operated using the magnetic induction force, the spring force of the spring member reacts only with a weak force, and the transmission of the rotational force by the magnetic induction force is stopped and returned to the initial state. If you want to use a shape memory spring that changes so as to act strongly, on the other hand, there are conflicting actions (the action of turning the rotating member with the magnetic induction force against the spring force and the magnetic induction force) The transmission of the rotational force is stopped and the rotational movement of the rotational member by the spring force) can be reliably performed.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of the first embodiment of the geared motor of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0021]
FIG. 1 is a diagram for explaining an internal mechanism of the geared motor according to the present embodiment, and is a developed sectional view for specifically showing a relationship between members constituting the drive wheel train and the clutch operation mechanism. FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining a back yoke ring and its peripheral part, which are main parts of the present invention. FIG. 3 is a plan view of FIG. 2 viewed from above. FIG. 4 is a plan view showing a cover for covering the lever and a case upper cover for covering the drive mechanism.
[0022]
As shown in FIG. 1, the geared motor according to the first embodiment of the present invention is connected to an AC motor 1 as a driving source and a rotor 11 of the AC motor 1 via a driving wheel train 2 and is rotationally driven. Output shaft 3, a planetary gear mechanism 22 serving as a first clutch means for connecting / disconnecting the output shaft 3 and the rotor 11, a clutch operating mechanism 5 for connecting / disconnecting the first clutch means, and an output shaft 3 and the second clutch means 4 for connecting / disconnecting the rotor 11 and the clutch lever 41 for connecting / disconnecting the second clutch means 4. Each of these mechanisms is housed in a case body 12 including a case main body 12a and a case upper lid 12b.
[0023]
This geared motor transmits the driving force of the AC motor 1 to the output shaft 3 side by connecting the second clutch means 4 (meaning connected = on), and is press-fitted and fixed to the tip of the output shaft 3. By rotating the slider pinion 7, the lever 8 to which a predetermined load is applied is pulled. Then, the above-described second clutch means 4 is disconnected (meaning that it is disconnected = off), the connection between the rotor 11 and the output shaft 3 is disconnected, and the clutch pinion 21 that is free with respect to the rotor 11 is used. Is locked by the clutch lever 41 to prevent the respective parts of the drive wheel train 2 from rotating in the reverse direction (meaning opposite to the direction in which the lever 8 is lifted), and the position after the lever 8 is lifted to a predetermined position. In this way, the lever 8 is held. This state is all achieved by maintaining the energization of the AC motor 1. Further, when the energization to the AC motor 1 is further stopped from this state, the first clutch means 22 is disconnected and the holding force for holding the lever 8 is released, so the load imposed on the lever 8 itself Accordingly, the lever 8 is returned to the position before being pulled up.
[0024]
Hereinafter, a configuration for realizing the operation will be described in detail.
[0025]
An AC motor 1 serving as a drive source for operating the lever 8 is disposed on the bottom side in the case body 12a. The AC motor 1 includes a stator portion 14 disposed in a motor case 13 formed in a cup shape, a rotor 11 disposed on the inner periphery of the stator portion 14 so as to face the stator portion 14, and the rotor 11. Is provided with a rotor shaft 15 that rotatably supports the rotor shaft 15. The rotor shaft 15 has one end passing through the bottom surface of the motor case 13 and contacting the bottom surface of the case body 12a, and the other end protruding above the AC motor 1 and formed in the case upper lid 12b. 12e.
[0026]
Below, the rotor 11 and the induction | guidance | derivation rotary body 16 arrange | positioned inside the rotor 11 are demonstrated using FIG.2 and FIG.3.
[0027]
As shown in FIG. 2, the rotor 11 is fixed so that the rotation support portion 11 a having a hole through which the rotor shaft 15 (see FIG. 1) is inserted and the upper end side protrudes upward on the outer peripheral side of the rotation support portion 11 a. And a substantially ring-shaped rotor magnet 11b. In the present embodiment, a ring-shaped magnet 11c that rotates in conjunction with the rotor 11 is fitted on the surface of the rotor magnet 11b on the inner circumferential space portion side.
[0028]
That is, as shown in FIG. 3, four small concave portions 11m are formed at equal intervals on the inner peripheral surface of the rotor magnet 11b, and four small convex portions 11n formed on the inner peripheral surface of the ring-shaped magnet 11 are formed. It press-fits in the axial direction while aligning with these four concave portions 11m. As a result, the rotor magnet 11b serving as a rotor magnet arranged to face the stator portion 14 and the ring-shaped magnet 11c for magnetic induction for rotating the induction rotating body 16 by magnetic induction are integrated to constitute the rotor 11. It has become.
[0029]
As shown in FIG. 2, a non-magnetic conductive ring 16a and a back yoke ring 16b disposed opposite to the ring-shaped magnet 11c are attached to the inner side of the ring-shaped magnet 11c and have a pinion portion 16d. The body 16 is rotatably arranged. When the ring-shaped magnet 11c is rotated by the rotation of the rotor 11, the induction rotating body 16 is rotated by the non-magnetic conductive ring 16a following the rotation of the ring-shaped magnet 11c by magnetic induction. The whole rotates integrally with the rotor 11. The ring-shaped magnet 11c and the nonmagnetic conductive ring 16a serve as a drive source unit for operating a clutch operation mechanism 5 described in detail later, and the pinion portion 16d of the induction rotating body 16 is a sector gear 25 described later. Is engaged. The configuration of the induction rotating body 16 will be described in detail later.
[0030]
In this embodiment, the ring magnet 11c is made of neodymium magnet and is separated from the rotor magnet 11b made of ferrite magnet. However, the ring magnet 11c and the rotor magnet 11b are integrated. Also good. However, by configuring the ring-shaped magnet 11c separately from the rotor magnet 11b, the properties of each magnet, specifically, the magnetic force and the magnetization direction can be made different between the two magnets 11b and 11c. For this reason, a magnet having a large magnetic force is used as the ring-shaped magnet 11c to enhance the magnetic induction force for following and rotating the nonmagnetic conductive ring 16a, and the rotor magnet 11b disposed opposite to the stator portion 14 includes the AC motor 1. It is possible to use an inexpensive magnet having a minimum function for driving the motor.
[0031]
A claw 11d is formed at the upper end portion of the rotation support portion 11a of the rotor 11. As will be described later, this claw 11d is engaged with a claw 21d that forms a part of the drive wheel train 2 and is formed at the lower end of the clutch pinion 21 that is a part of the second clutch means 4, and The rotational force is transmitted to the clutch pinion 21. Then, the state in which the claws 11d and 21d are engaged and the rotational force of the rotor 11 is transmitted to the output shaft 3 side via the clutch pinion 21 is set to the second clutch means 4 in the connected state. On the other hand, the state in which the second clutch means 4 is disengaged is a state in which the claws 11d and 21d are not engaged and the rotational force of the rotor 11 is not transmitted to the output shaft 3 side. That is, the claw 11 d at the upper end of the rotor 11, the claw 21 d at the lower end of the clutch pinion 21, and a mechanism for engaging and disengaging these claws 11 d, 21 d are the second clutch means 4.
[0032]
As shown in FIG. 2, a compression coil spring 18 serving as a part of the second clutch means 4 for engaging / disengaging the rotor 11 and the clutch pinion 21 is fitted into the inner peripheral side portion of the upper end of the rotary support portion 11a. Grooves 11f are formed. Further, the outer peripheral surface in the vicinity of the upper end of the rotation support portion 11 a is a radial bearing portion 11 g that supports the inner peripheral surface of the pinion portion 16 d of the induction rotating body 16. Further, a thrust bearing portion that receives the lower end portion of the cylindrical portion 16c of the induction rotating body 16 in the thrust direction and also serves as a radial bearing of the induction rotating body 16 is provided on the outer peripheral side portion in the vicinity of the lower end of the rotation support portion 11a. 11e is provided.
[0033]
In addition, you may comprise so that a viscous body (specifically something like grease) may adhere to the radial bearing part 11g and the thrust bearing part 11e which bear the induction | guidance | derivation rotary body 16. FIG. By attaching the viscous body, an effect of assisting the follow-up rotation of the induction rotating body 16 to the rotor 11 occurs.
[0034]
That is, in the geared motor according to the present embodiment, the rotation speed of the rotor 11 when the induction rotating body 16 rotates following the rotor 11 by magnetic induction is very high, and the induction rotating body 16 is moved to the rotor 11 having this high rotation speed. Attempts to follow, but the speed difference is large, and the relative speed of both 11 and 16 is high. On the other hand, after the energization of the AC motor 1 is cut off and the rotor 11 is stopped, the induction rotating body 16 is returned by the spring force of a spring member 39 (see FIG. 4) described later, and is relative to the stopped rotor 11. It rotates, but the rotation speed itself is very slow. Therefore, at the time of follow-up rotation in which the relative rotation of both the members 11 and 16 is fast, the viscosity of the viscous body assists the follow-up rotation of the induction rotor 16 with respect to the rotor 11. On the contrary, when the induction rotator 16 is returned by the spring force of the spring member 39 and rotates relative to the stopped rotor 11, the viscous rotator 16 does not work because of the low-speed rotation. It can rotate without being disturbed by stickiness.
[0035]
In addition, you may make it adhere the viscous body mentioned above not to both the radial bearing part 11g and the thrust bearing part 11e, but to either one. If the structure is such that the viscous grease is attached only to the thrust bearing portion 11g, there is an effect that the grease is hardly scattered from the space partitioned by the rotor 11 and the induction rotating body 16 to the outside.
[0036]
Moreover, as shown in FIG. 3, the recessed part 11k is provided in the axial end surface of the rotor magnet 11b of the rotor 11 equally four places in the circumferential direction. In these recesses 11k, when the rotor 11 starts to reversely rotate at the time of start-up, a protrusion 25c (see FIG. 4) formed on the sector gear 25 is inserted to prevent the reverse rotation. With this configuration, when the rotor 11 rotates in the reverse direction, the guide rotating body 16 that follows the rotor 11 rotates in the reverse direction to the normal direction, and the fan gear 25 rotates in the reverse direction to the normal direction. Fits into the recess 11k. As a result, the rotor 11 is temporarily locked, and immediately after that, the rotor 11 is converted into forward rotation by a reaction at the time of collision.
[0037]
The induction rotating body 16 has a non-magnetic conductive ring 16a made of copper or the like disposed on the outermost periphery thereof, and a back yoke made of a magnetic body (specifically, iron or the like) inside the non-magnetic conductive ring 16a. The ring 16b is press-fitted and configured by resin insert molding.
[0038]
The nonmagnetic conductive ring 16a disposed on the outermost periphery of the induction rotating body 16 configured as described above is disposed to face the inner side in the radial direction of the ring-shaped magnet 11c attached to the rotor 11 described above. The non-magnetic conductive ring 16a is a member that rotates following the ring-shaped magnet 11c as described above, and is formed of a non-magnetic and conductive non-magnetic induction member, specifically, a metal such as copper or aluminum. It is comprised by the member made.
[0039]
As a result, a magnetic induction force that causes the non-magnetic conductive ring 16a to be driven and rotated by the ring-shaped magnet 11c is generated, and the induction rotating body 16 having the non-magnetic conductive ring 16a fixed to the outer peripheral surface follows the rotation of the rotor 11 and the rotor. 11 in the same direction. In other words, the ring-shaped magnet 11c and the induction ring 16a described above serve as magnetic induction rotating means for rotating the induction rotating body 16 with respect to the rotor 11 by magnetic induction. The induction rotating body 16 is magnetically induced. It is a rotating body that rotates following the rotor 11.
[0040]
On the other hand, the magnetic back yoke ring 16b arranged inside the nonmagnetic conductive ring 16a is arranged so as to sandwich the nonmagnetic conductive ring 16a with the ring-shaped magnet 11c. With this configuration, a large amount of magnetic flux passes between the ring-shaped magnet 11c and the back yoke ring 16b to form a magnetic path. Therefore, the magnetic induction force of the nonmagnetic conductive ring 16a by the ring-shaped magnet 11c is strengthened. As a result, the reliability of the operation of the induction rotating body 16 is improved, and the reliability of the operation of the clutch operating mechanism 5 described in detail later is improved.
[0041]
As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the magnetic center C2 in the thrust direction of the back yoke ring 16b is ring-shaped when the induction rotating body 16 is thrust-received by the thrust bearing portion 11e of the rotor 11. The magnet 11c is configured to be slightly shifted upward from the magnetic center C1 in the thrust direction. For this reason, the induction rotating body 16 to which the back yoke ring 16b is attached is attracted to the magnetic force of the ring-shaped magnet 11c and pulled toward the thrust bearing portion 11e. As a result, the induction rotating body 16 rotates with high positional accuracy while being slightly urged toward the thrust bearing portion 11e.
[0042]
In the present embodiment, the magnetic center C2 of the back yoke ring 16b and the magnetic center C1 of the ring-shaped magnet 11c are mismatched (shifted), so that the induction rotator 16 is moved to the thrust bearing portion. 11e Although the rotational position accuracy of the induction rotator 16 is improved slightly on the side, the magnetic centers C1 and C2 may be made coincident. Thereby, the thrust pressure to the thrust bearing portion 11e can be reduced while the positional accuracy is improved to some extent.
[0043]
In this embodiment, the ring-shaped magnet 11c is attached to the rotor 11 side that is one of the magnetic induction rotating means, and the nonmagnetic conductive ring 16a is attached to the induction rotating body 16 that is the other of the magnetic induction rotating means. The ring-shaped magnet 11c and the non-magnetic conductive ring 16a may be arranged in reverse. That is, a nonmagnetic conductive ring may be attached to the rotor side and a ring-shaped magnet may be attached to the induction rotating body side. Even in this case, the non-magnetic conductive ring attached to the rotor side is arranged so as to be sandwiched between the ring-shaped magnet and the back yoke ring. More specifically, if the nonmagnetic conductive ring 16a is attached to the position of the ring-shaped magnet 11c in FIG. 2, the back yoke ring 16b is attached to the outside of the nonmagnetic conductive ring 16a in FIG.
[0044]
Next, a driving wheel train 2 that transmits the driving force of the AC motor 1 to the output shaft 3 and a clutch operation mechanism 5 for switching the first clutch means disposed in the driving wheel train 2 will be described with reference to FIG. And it demonstrates using FIG.
[0045]
The drive wheel train 2 is described in the right half of FIG. 1 which is a developed sectional view, and includes a clutch pinion 21, a planetary gear mechanism 22 including a receiving gear 32 b that engages with the clutch pinion 21, and the planetary gear. A transmission gear 23 that receives the rotational force of the mechanism 22 and an output shaft 3 that includes an output gear portion 3 a that meshes with the transmission gear 23. This drive wheel train 2 is a reduction train wheel that decelerates the rotation of the rotor 11 and transmits it to the output shaft 3.
[0046]
Each part constituting the drive wheel train 2 will be further described in detail. As described above, the clutch pinion 21 serving as the first stage gear of the drive wheel train 2 is disposed coaxially with the rotor 11. That is, the clutch pinion 21 is loosely fitted to the rotor shaft 15 so that the lower surface thereof is opposed to the upper end surface of the rotor 11. On the lower end surface of the clutch pinion 21, there is formed a claw 21d that can be engaged with and disengaged from the claw 11d formed on the upper end of the rotor 11. The clutch pinion 21 is placed on the rotor 11 with the compression coil spring 18 interposed therebetween, and is biased upward in FIG. 1 by the spring biasing force of the compression coil spring 18.
[0047]
A cam surface 41 a of the clutch lever 41 faces the upper end portion of the clutch pinion 21. For this reason, the clutch pinion 21 is always pressed against the cam surface 41 a by the urging force of the compression coil spring 18. The cam surface 41a is composed of a push-down portion 41c that becomes a peak and a portion that becomes a valley. The clutch lever 41 is rotatably supported on a shaft whose one end supports the transmission gear 23. Further, the other end side of the clutch lever 41, that is, the side provided with the cam surface 41a has a long hole 41b (see FIG. 4), and the rotor shaft 15 is fitted into the long hole 41b and swings only within a predetermined range. It is configured as follows.
[0048]
Furthermore, the clutch lever 41 includes an operation protrusion 41e (see FIG. 1) that enters into the clutch lever operation groove 3b formed on the opposite surface side of the output gear portion 3a. Therefore, when the rotational force of the rotor 11 is transmitted to the output gear portion 3a or the output shaft 3 rotates in any direction by a load, the operation protrusion 41e is guided to the clutch operation groove 3b, and thereby the clutch lever 41 Is designed to rotate. That is, the clutch lever 41 is configured to perform the switching operation of the second clutch means 4 by switching the crest and trough of the cam surface 41a in accordance with the rotation angle of the output shaft 3. Has been.
[0049]
The push-down portion 41c pushes down the clutch pinion 21 toward the rotor 11 until the lever 8 is pulled up to a predetermined position after being energized from the initial state where no energization is performed. Thereby, the claw 21d of the clutch pinion 21 and the claw 11d of the rotor 11 are engaged, and the rotor 11 and the clutch pinion 21 rotate integrally. That is, the 2nd clutch means 4 will be in a joint state.
[0050]
And when the output gear part 3a complete | finishes predetermined | prescribed rotation, the clutch lever 41 will rotate by guidance of the clutch lever operation groove | channel 3b, and the peak and trough of the cam surface 41a will switch. As a result, the clutch pinion 21 is moved upward by the spring biasing force of the compression coil spring 18 so that the clutch pinion 21 and the rotor 11 are disconnected. That is, the second clutch means 4 is switched to the disengaged state.
[0051]
As a result, the connection between the rotor 11 and the output shaft 3 is broken. For this reason, each gear constituting the drive wheel train 2 tends to rotate in the reverse direction under the load force of the lever 8. However, as described above, when the clutch lever 41 rotates, the blocking member provided on the lower surface of the clutch lever 41 enters the rotation locus of the engagement protrusion (not shown) provided on the upper portion of the clutch pinion 21. The clutch pinion 21 is locked. For this reason, the sun gear 32 of the planetary gear 22 meshed with the clutch pinion 21 is locked. In addition to this state, the ring gear 33 is also locked by the magnetic induction force. As a result, the gears of the drive wheel train 2 are locked and do not rotate in the reverse direction even when the load force of the lever 8 is received.
[0052]
When the AC motor 1 is de-energized, the induction force to the induction rotating body 16 is lost, the sector gear 25 is returned by the biasing force of the spring member 39, and the clutch gear 27 and the rotation restricting portion 26 of the sector gear 25 are connected. Is disengaged. As a result, the clutch gear 27 becomes free, and as a result, the ring gear 33 of the planetary gear mechanism 22 becomes free. As a result, the gears constituting the drive wheel train 2 are rotated in the direction in which the lever 8 is pulled out by the load force of the lever 8, that is, in the direction opposite to that during motor driving. In the middle of the reverse rotation, following the reverse rotation of the output gear portion 3 a in the drive wheel train 2, the clutch lever 41 rotates to the position before the lever 8 is lifted. Thereby, the crest and trough of the cam surface 41a of the clutch lever 41 are switched. As a result, the push-down portion 41c of the clutch lever 41 pushes down the clutch pinion 21 toward the rotor 11 and the second clutch means 4 is connected, but the first clutch means is disconnected, so the lever 8 is pulled up. Move to the previous position.
[0053]
The planetary gear mechanism 22 includes a receiving gear 32b that meshes with the clutch pinion 21 and receives a driving force from the rotor 11 side, a sun gear 32 that includes a transmission gear 32a that transmits the driving force to the planetary gear 36, and the planetary gear 36. The ring gear 33 provided with the inner peripheral gear portion 33a meshing with the outer peripheral gear portion 33b and the outer peripheral gear portion 33b meshing with the final speed increasing gear 28 of the clutch operating mechanism 5, and the support plate 34a for rotatably supporting the planetary gear 36, respectively. The planetary gear support gear 34 includes a pinion portion 34 b that meshes with the transmission gear 23.
[0054]
Therefore, the rotation of the ring gear 33 that meshes with the speed increasing gear 28 by engaging the rotation restricting portion 26 of the sector gear 25 and the clutch gear 27 to stop the operation of each member of the clutch operating mechanism 5. Is stopped, the sun gear 32 and the planetary gear support gear 34 are connected to each other, and the rotational force of the rotor 11 transmitted to the sun gear 32 via the clutch pinion 21 meshes with the planetary gear support gear 34. Is transmitted to the output gear portion 3 a via the transmission gear 23, and the output shaft 3 rotates together with the slider pinion 7. As a result, the lever 8 having a slider gear (not shown) that meshes with the slider pinion 7 is pulled up by the driving force of the AC motor 1 against the load imposed on the lever 8 itself.
[0055]
On the other hand, the clutch operating mechanism 5 serves to connect and disconnect the first clutch means disposed in the drive wheel train 2 described above. That is, the clutch operating mechanism 5 is described in the left half of FIG. 1 which is a developed cross-sectional view. The clutch operating mechanism 5 is engaged with the induction rotating body 16 that is induced to rotate by the ring-shaped magnet 11c described above, and engages with the induction rotating body 16 and springs. A fan gear 25 that is a rotating member that is biased in a direction to disengage the clutch gear 27 by a member 39, and an engagement protrusion 27a that can be engaged with and disengaged from the rotation restricting portion 26 formed on the fan gear 25. And a speed-up gear 28 that meshes with the ring gear 33 of the planetary gear mechanism 22 and meshes with the small-diameter gear 27b of the clutch gear 27. As described above, the planetary gear mechanism 22 is a part of the reduction gear train in the drive wheel train 2 and meshes with the speed increasing gear 28 that is the final portion of the clutch operation mechanism 5. The first clutch means is switched by the operation.
[0056]
The clutch operating mechanism 5 moves the rotation restricting portion 26 to a predetermined position by rotating the sector gear 25 against the urging force of the spring member 39 using magnetic induction when the AC motor 1 is energized. The restriction portion 26 and the clutch gear 27 are configured to engage with each other. And by this engagement, each member which comprises the clutch operation mechanism 5 is locked operation | movement until then. Then, in the planetary gear mechanism 22 serving as the first clutch means, the rotation of the ring gear 33 is locked, and the sun gear 32 and the planetary gear support gear 34 are connected.
[0057]
In the state where the sun gear 32 and the planetary gear support gear 34 are connected as described above, when the second clutch means 4 described above is also connected, the rotation of the rotor 11 is caused by the planetary gear mechanism 22. Is transmitted to the output shaft 3 side through the sun gear 32 and the planetary gear 34. As a result, the lever 8 is wound up, and the clutch lever 41 is rotated in conjunction with this operation. After the end of the hoisting operation, only the second clutch means 4 is disengaged and the first clutch means maintains the connected state. Thereby, the gears constituting the clutch operating mechanism 5 are kept locked by the magnetic induction force. As a result, the clutch lever 41 rotated as described above is locked in a state where it is rotated to a position where the clutch pinion 21 is locked. For this reason, the lever 8 is held in the winding position as described above.
[0058]
When the AC motor 1 is further de-energized from this state and the magnetic induction force between the rotor 11 and the induction rotating body 16 is almost extinguished, the direction in which the fan gear 25 is explained above by the spring force of the spring member 39 is the same as that described above. By rotating in the opposite direction, the engagement between the rotation restricting portion 26 and the clutch gear 27 is released. Thereby, the locked state of each part of the clutch operation mechanism 5 is released. For this reason, the ring gear 33 and the planetary gear support gear 34 are disconnected, and the rotational force of the output shaft 3 that is going to reversely rotate due to an external load is transmitted so as to reverse the drive wheel train 2 and the planetary gear mechanism 22 and It is transmitted to the clutch gear 27 via the speed increasing gear 28, and the clutch gear 27 rotates freely. As a result, regardless of whether the sun gear 32 side is locked, the holding state of the lever 8 is released.
[0059]
Each part constituting the clutch operating mechanism 5 will be further described in detail.
[0060]
One end is fixed to a pin 38 erected on the motor case 13 at the distal end portion of the rotational force imparting portion 25b extending from the fulcrum portion 25a of the fan gear 25 to the opposite side of one side of the fan. The other end of the spring member 39 is fixed. The sector gear 25 is given a rotational force that rotates in the opposite direction (in the direction of arrow A in FIG. 4) to the rotation due to the forward rotation of the AC motor 1 by the biasing force of the spring member 39. However, since the rotational torque of the induction rotator 16 that rotates following the rotor 11 of the AC motor 1 is superior to the drive torque of the spring member 39, the spring member is used when the induction rotator 16 rotates following the rotor 11. The sector gear 25 rotates in the direction opposite to the arrow A direction described above against the spring force 39.
[0061]
As described above, the engagement between the rotation restricting portion 26 and the clutch gear 27 is disengaged by the biasing force of the spring member 39 when the AC motor 1 is de-energized. (Not shown) continues to prevent rotation of the clutch pinion 21, thereby preventing rotation of the sun gear 32 meshed with the clutch pinion 21. However, since the engagement state between the rotation restricting portion 26 and the clutch gear 27 is released, the rotational force due to the load force of the lever 8 increases via the planetary gear mechanism 22 even if the rotation of the sun gear 32 is prevented. It is transmitted to the speed gear 28 side, and the clutch gear 27 is idled. As a result, the lever 8 is pulled out to the outside of the case, and accordingly, each gear constituting the drive wheel train 2 rotates in the reverse direction.
[0062]
The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, as described above, in the first embodiment, the ring-shaped magnet 11c is attached to the rotor 11, and the nonmagnetic conductive ring 16a and the back yoke ring 16b are attached to the induction rotating body 16, but the back yoke ring 16b is It is good also as a structure which attaches to a rotor side and this back yoke ring rotates integrally with a rotor.
[0063]
This example will be described with reference to FIG. 5 as a second embodiment. Except for the configuration of the rotor and the rotary derivative, the configuration is the same as that of the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted. In the following description, when components other than the rotor and the rotary derivative are described, the reference numerals used in the first embodiment described above are used.
[0064]
As shown in FIG. 5, the rotor 51 includes a rotation support portion 51 a having a hole through which the rotor shaft 15 is inserted, and a substantially ring shape fixed to the outer peripheral side of the rotation support portion 51 a so that the upper end side protrudes upward. Rotor magnet 51b and a back yoke ring 51g attached to a position outside the rotation support portion 51a and inside the rotor magnet 51b. Further, a ring-shaped magnet 51c that rotates in conjunction with the rotor 51 is fitted on the surface of the rotor magnet 51b on the inner circumferential space side. The ring-shaped magnet 51c may be integrated with the rotor magnet 51b as in the first embodiment described above.
[0065]
And the induction | guidance | derivation rotary body 56 is rotatably arrange | positioned inside the rotor magnet 51b. The induction rotating body 56 has a nonmagnetic induction ring 56a having a flange portion attached in the vicinity of the upper end of the cylindrical portion 56c serving as a rotation center. This non-magnetic induction ring 56a Are arranged in a gap portion inside the ring-shaped magnet 51c and outside the back yoke ring 51g.
[0066]
A gap is provided between the nonmagnetic conductive ring 56a and the back yoke ring 51g (see symbol G in FIG. 5), and the gap G has the same function as that of the first embodiment. The viscous body which has is arrange | positioned. For this reason, the operation of the clutch operating mechanism 5 can be further stabilized. In addition, in the second embodiment, a gap is also formed between the nonmagnetic conductive ring 56a and the ring-shaped magnet 51c (see symbol G1 in FIG. 5). It may be arranged. However, if the viscous body is disposed only in the gap portion G, there is an effect that the viscous body does not easily scatter from the space where the viscous body is partitioned from the outside by the rotor 51 and the induction rotating body 56.
[0067]
Each of the above-described embodiments is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in each of the above-described embodiments, the ring-shaped magnets 11c and 51c are provided integrally with the rotors 11 and 51, and the magnetic induction rotating means including the ring-shaped magnets 11c and 51c and the nonmagnetic conductive rings 16a and 56a is used as the rotor. However, the magnetic induction rotating means may be arranged not at the same axis as the rotors 11 and 51 but at other positions of the train wheel constituting the clutch operating mechanism 5, for example.
[0068]
Further, in each of the above-described embodiments, the fan gear 25 is biased in the direction opposite to the driving direction using magnetic induction by the biasing force of the spring member 39. However, the fan gear 25 is biased. You don't have to. In addition, instead of using the spring member 39 as an urging means, an elastic material such as rubber may be used.
[0069]
Further, the spring member 39 is formed of a shape memory spring configured such that the spring constant decreases due to heat generation, and when the rotational force of the rotors 11 and 51 is transmitted to the fan gear 25 by magnetic induction in the vicinity of the shape memory spring. A heat generating member that generates heat may be disposed. With this configuration, when the fan gear 25 is rotated against the urging force of the shape memory spring, the spring force is reduced due to the heat generating action of the heat generating member. Therefore, the fan gear 25 is rotated using magnetic induction. It can be done with light force. On the other hand, when the rotation of the rotor 11 is stopped and the sector gear 25 is returned by the spring member 39, the spring force is restored by not generating heat, and the return operation of the sector gear 25 to the original position can be performed with a strong force. As a result, even if an induction magnet having a weak magnetic force is used, the spring force of the spring member 39 is unlikely to hinder the rotating operation by the magnetic induction, and both the operations in both directions can be performed smoothly and reliably, thereby enabling the clutch operation. The operation of the mechanism 5 can be ensured.
[0070]
The shape memory spring may have a low spring constant when there is no heat generating action, and the spring constant may be improved by the heat generating action. When such a spring is used, heat is generated when the fan gear 25 is rotated by the spring force, and conversely, heat is generated when the fan gear 25 is rotated via the magnetic induction force against the spring force. Since the magnetic induction can be performed with a light force by making such a configuration, it is possible to use an induction magnet having a weak magnetic force.
[0071]
Further, in each of the above-described embodiments, two clutch means are provided between the rotors 11 and 51 and the output shaft 3, and the first operation for pulling up the lever 8 serving as a load member and the second operation for holding the lever 8 in the pulling position Although the geared motor performs the operation and the third operation to return to the initial position from this state, the number of clutch means may be one. The clutch means may not use a planetary gear mechanism. The present invention can be applied to all geared motors including a magnetic induction rotating means including a back yoke ring in a clutch operating mechanism for connecting and disconnecting clutch means.
[0072]
In the above-described embodiments, the rotation of the ring gear 33 is stopped, the sun gear 32 and the planetary gear support gear 34 are connected, and the rotational force of the AC motor 1 is transmitted to the output gear portion 3a side. is doing. However, the rotation of the planetary gear support gear 34 may be stopped, the sun gear 32 and the ring gear 33 may be connected, and the rotational force of the AC motor 1 may be transmitted to the output gear portion 3a side.
[0073]
Further, in each of the above-described embodiments, the rotation of the slider pinion 7 connected to the output shaft 3 is transmitted to the lever 8, and the lever 8 is slid. However, the lever member is directly connected to the output shaft 3, Other configurations such as a configuration in which the wire is pulled by rotating the lever member may be used.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the non-magnetic conductive ring is sandwiched between the back yoke ring and the ring-shaped magnet, the magnetic induction force for following and rotating the non-magnetic conductive ring is strong. It will be something. For this reason, the rotating body to which the nonmagnetic conductive ring is attached surely follows and rotates with respect to the rotating body to which the ring-shaped magnet is attached, and thereby the operation of the clutch operating mechanism for connecting / disconnecting the clutch means is ensured. It will be something.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a developed longitudinal sectional view for explaining an internal mechanism of a geared motor according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a rotor to which a ring-shaped magnet as a main part of the geared motor of FIG. 1 is attached and an induction rotating body to which a nonmagnetic conductive ring is attached. FIG.
FIG. 3 is a plan view of FIG. 2 viewed from the direction of arrow III.
4 is a plan view showing a state where a cover and a case upper cover are removed from the geared motor of FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a rotor to which a ring-shaped magnet as a main part of a geared motor according to a second embodiment of the present invention is attached and an induction rotating body to which a nonmagnetic conductive ring is attached.
[Explanation of symbols]
3 Output shaft
5 Clutch operating mechanism
11 Rotor (Rotating body)
11b Rotor magnet
11c Ring magnet
11e Thrust receiving part
16 Induction rotating body
16a Non-magnetic conductive ring
16b Back yoke ring
22 Planetary gear mechanism (clutch means)
25 Fan gear (rotating member)
39 Spring member
C1, C2 magnetic center
G Gap

Claims

ロータに連結されて回転駆動される出力軸と、この出力軸と上記ロータとの連結を継断するクラッチ手段と、このクラッチ手段を継断操作するクラッチ操作機構を有し、上記クラッチ操作機構は、上記ロータに連動回転するリング状マグネットもしくは非磁性導電リングのいずれか一方と、磁気誘導によって当該一方に追随して回転する他方と、上記非磁性導電リングを上記リング状マグネットとで挟む位置に配置された磁性体のバックヨークリングを備え、追随回転する上記他方に連動して上記クラッチ手段を継することを特徴とするギアードモータ。An output shaft connected to the rotor and driven to rotate; clutch means for connecting / disconnecting the output shaft to the rotor; and a clutch operating mechanism for connecting / disconnecting the clutch means. The ring magnet or the non-magnetic conductive ring that rotates in conjunction with the rotor, the other that rotates following the one by magnetic induction, and the non-magnetic conductive ring at a position sandwiched by the ring magnet. A geared motor comprising a magnetic back yoke ring disposed and relaying the clutch means in conjunction with the other rotating member.

前記バックヨークリングは、前記非磁性導電リングが取り付けられた回転体に取り付けられ、前記非磁性導電リングと一体的に回転するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のギアードモータ。The geared motor according to claim 1, wherein the back yoke ring is attached to a rotating body to which the nonmagnetic conductive ring is attached, and is configured to rotate integrally with the nonmagnetic conductive ring.

前記リング状マグネットのスラスト方向における磁気的中心と、前記バックヨークリングのスラスト方向における磁気的中心とを、所定位置に一致もしくは不一致させるように設定したことを特徴とする請求項２記載のギアードモータ。3. The geared motor according to claim 2, wherein a magnetic center in the thrust direction of the ring magnet and a magnetic center in the thrust direction of the back yoke ring are set to coincide with or do not coincide with a predetermined position. .

前記バックヨークリングは、前記リング状マグネットが取り付けられた回転体に取り付けられ、前記リング状マグネットと一体的に回転するように構成されたことを特徴とする請求項１記載のギアードモータ。The geared motor according to claim 1, wherein the back yoke ring is attached to a rotating body to which the ring magnet is attached, and is configured to rotate integrally with the ring magnet.

前記非磁性導電リングと前記バックヨークリングとの間もしくは前記非磁性導電リングと前記リング状マグネットとの間に隙間部を形成し、この隙間部に粘性体を配置させたことを特徴とする請求項４記載のギアードモータ。A gap is formed between the nonmagnetic conductive ring and the back yoke ring or between the nonmagnetic conductive ring and the ring magnet, and a viscous material is disposed in the gap. Item 5. A geared motor according to item 4.

前記クラッチ操作機構は、前記クラッチ手段を断から継へ切り換える動作と、前記クラッチ手段を継から断へ切り換えた際の動作において、前記隙間部を介して対向する前記非磁性導電リングと前記バックヨークリングもしくは前記非磁性導電リングと前記リング状マグネットの相対速度が異なるように構成され、上記断から継とする場合にその回転速度が速く前記粘性体の粘性力がより強く働くように構成されたことを特徴とする請求項５記載のギアードモータ。The clutch operating mechanism includes a non-magnetic conductive ring and a back yoke that are opposed to each other through the gap portion in an operation of switching the clutch means from disengagement to disengagement and an operation when the clutch means is switched from disengagement to disengagement. The ring or the non-magnetic conductive ring and the ring-shaped magnet are configured so that the relative speed is different, and the rotation speed is high when the connection is made from the above-mentioned disconnection, and the viscous force of the viscous body works more strongly. 6. A geared motor according to claim 5, wherein

前記リング状マグネットは、前記ロータに取り付けられると共に、前記ロータのロータマグネットとは別体となるマグネットで構成されたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のギアードモータ。The geared motor according to any one of claims 1 to 6, wherein the ring-shaped magnet is a magnet that is attached to the rotor and is separate from the rotor magnet of the rotor.

前記非磁性導電リングを取り付けた回転体が前記ロータと半径方向に重なる位置に配置されると共に、当該非磁性導電リングを取り付けた回転体の軸受け部を前記ロータに設け、かつ当該軸受け部に粘性体を付着させたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載のギアードモータ。The rotating body to which the nonmagnetic conductive ring is attached is disposed at a position overlapping the rotor in the radial direction, and a bearing portion of the rotating body to which the nonmagnetic conductive ring is attached is provided in the rotor, and the bearing portion is viscous. The geared motor according to any one of claims 1 to 7, wherein a body is attached.

前記クラッチ操作機構内に、バネ部材によって一方の回転方向に付勢された回動部材を備えると共に、当該回動部材は、前記ロータの駆動力を受けて前記リング状マグネット及び前記非磁性導電リングの一方が高速で回転し他方がその一方に追随することにより上記バネ部材の付勢力に抗して他方の回転方向に回動すると共に、前記リング状マグネット及び前記非磁性導電リングの一方が低速で回転もしくは停止してしまうことにより他方の追随回転が低速もしくは停止した場合に上記バネ部材の付勢力によって一方の回転方向に回動するように構成され、上記回動部材を上記バネ部材の付勢力に抗して他方の回転方向に回動させる際あるいは上記バネ部材の付勢力により一方の回転方向に回動させる際に発熱するように設定された発熱部材を上記バネ部材の近傍に配置し、上記バネ部材を上記発熱部材の発熱時と非発熱時とでそのバネ力が変化し、そのバネ力が当該バネ部材のバネ力に抗して上記回動部材を回動させる際に弱くなるように設定された形状記憶バネで構成したことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載のギアードモータ。The clutch operating mechanism includes a rotating member biased in one rotation direction by a spring member, and the rotating member receives the driving force of the rotor and receives the driving force of the rotor and the ring-shaped magnet and the nonmagnetic conductive ring. One of the ring magnet rotates at a high speed and the other follows the other, thereby rotating in the other rotation direction against the biasing force of the spring member, and one of the ring-shaped magnet and the non-magnetic conductive ring at a low speed. When the other following rotation is slowed down or stopped by rotating or stopping at the position, the biasing force of the spring member is configured to rotate in one rotation direction, and the rotating member is attached to the spring member. A heat generating member set to generate heat when rotating in the other rotation direction against the force or when rotating in the one rotation direction by the biasing force of the spring member The spring member is arranged in the vicinity of the spring member, and the spring force of the spring member changes between when the heat generating member generates heat and when it does not generate heat, and the spring force resists the spring force of the spring member. The geared motor according to any one of claims 1 to 8, wherein the geared motor is configured by a shape memory spring set so as to be weakened when the motor is rotated.