JPH0865953A

JPH0865953A - クラッチ付き駆動装置

Info

Publication number: JPH0865953A
Application number: JP20112294A
Authority: JP
Inventors: Mikio Hashimoto; 橋本　　幹夫
Original assignee: Higashifuji Mfg Co Ltd
Current assignee: Nidec Material Corp
Priority date: 1994-08-25
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】作動軸の原点復帰を確実に行い得るクラッチ
付き駆動装置を提供する。【構成】リバーシブルモータ１６の出力軸１６ａと作
動軸１８の間には、通電時に接続状態となる電磁クラッ
チ２０が設けられ、前記作動軸１８には機械的な原点復
帰機構が設けられたクラッチ付き駆動装置であって、前
記機械的な原点復帰機構として、前記作動軸１８の外周
部に位置する突出片１８ｄと作動軸１８から半径方向外
方に離間した突起２６との間に架け渡されたスプリング
２７を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば水洗トイレの電
動水洗機構に適用されるクラッチ付き駆動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、消費者の高級化指向に伴い、水洗
トイレの水洗機構を電動式にするという要求がなされて
いる。電動化の説明に先立ち、まず従来の手動式の水洗
トイレの水洗機構について説明する。図６は、手動式の
水洗トイレの水洗機構の一例を示した図であり、図にお
いて符号１は貯水タンクである。貯水タンク１の底部に
は、大きさの異なる２個の蓋２、３が取り付けられてい
る。大径の蓋３は貯水タンク１底部の穴１ａを開閉し、
小径の蓋２は大径の蓋３に設けた穴３ａを開閉するもの
で、いずれかの蓋２、３を開くことにより水洗用の水を
その量を変えて流すことができるようになっている。各
蓋２、３はそれぞれ一方の端部４、５を回転の中心とし
て回転自在に取り付けられていると共に蓋２、３の他方
の端部６、７には、それぞれ玉鎖８、９の一端が固定さ
れており、玉鎖８、９の他端は、回動自在に設けられた
作動軸１０にそれぞれ逆向きに巻き付けられている。そ
して、この作動軸１０に取り付けた操作レバー１１をど
ちらか一方の向きに回転させることにより、玉鎖８ある
いは９が作動軸１０に巻き付けられ、蓋２あるいは３が
開くこととなる。また、作動軸１０上には突起１２が、
貯水タンク１の内壁面１３にはストッパ１４がそれぞれ
取り付けられており、作動軸１０がある角度以上に回転
しようとしても、突起１２がストッパ１４に当接し、作
動軸１０が過度に回転しないようになっている。

【０００３】さて、上記水洗機構を電動化するには、図
６において、操作レバー１１に代えて、作動軸１０にモ
ータ１５を接続することが考えられる。水洗トイレにお
いては、上述の如く、２段階の水量制御を行う必要があ
るため、モータ１５としては、リバーシブルモータ、ス
テップモータ等の適用が考えられる。モータ１５として
リバーシブルモータを用いた場合には、回転方向として
双方向を選択できるため、上記のような２個の大小の蓋
２、３を回転方向により選択する２段階の水量制御方式
となり、ステップモータを用いた場合には、玉鎖８、９
の巻き方向を同じとし、大径の蓋３に対応する玉鎖９の
巻き量を玉鎖８よりも多くすることで、単方向の回転で
あっても２段階の回転角度を設定することにより、いず
れかの蓋２、３を選択して２段階の水量制御方式とする
ことができると考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記水
洗トイレの水洗機構の電動化においては、モータ１５を
所定角度回転させ、水を流した後、同一角度逆向きに回
転させ作動軸１０を原点に戻すわけであるが、この一連
の動作の中でモータ１５が脱調を起こしたような場合に
は、作動軸１０が正確に原点に復帰しない事態となる。
また、モータ１５の動作中に停電が起こった場合にも、
モータ１５の静止トルクのため、作動軸１０が原点に戻
らないという問題が生じる。そして、作動軸１０が原点
に復帰しない時には、蓋２あるいは３が開いたままの状
態であり、水が流れたままの状態になるという問題点が
あった。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、作動軸の原点復帰を確実に行い得るクラッチ付き駆
動装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
課題を解決するため、以下の構成を採用した。すなわ
ち、請求項１記載のクラッチ付き駆動装置においては、
モータの出力軸と作動軸の間にクラッチが設けられ、前
記作動軸に、クラッチが切り離された時に作動軸を原点
に復帰させる機械的な原点復帰機構が設けられているこ
とを特徴としている。

【０００７】また、請求項２記載のクラッチ付き駆動装
置においては、請求項１記載のクラッチ付き駆動装置に
おいて、前記機械的な原点復帰機構は、前記作動軸の外
周部と該作動軸から半径方向外方に離間した定点との間
に架け渡されたスプリングにより構成されていることを
特徴としている。

【０００８】また、請求項３記載のクラッチ付き駆動装
置においては、請求項１または２記載のクラッチ付き駆
動装置において、前記クラッチは、通電時に接続状態と
なる電磁クラッチであることを特徴としている。

【０００９】

【作用】請求項１記載のクラッチ付き駆動装置において
は、動作終了に伴いクラッチを切り離すと、作動軸はモ
ータの出力軸から切り離され、それと共に作動軸に取り
付けられた機械的な原点復帰機構が動作し、作動軸は強
制的に原点に復帰される。

【００１０】また、請求項２記載のクラッチ付き駆動装
置においては、作動軸が回転すると、スプリングには作
動軸の原点からの変位角に対応した復原力が発生する。
この復原力は、作動軸の軸線回りに作動軸が原点に戻る
向きのモーメントとして作用する。したがって、クラッ
チを切り離すと、作動軸は原点に復帰する。

【００１１】また、請求項３記載のクラッチ付き駆動装
置においては、通電時に接続状態となる電磁クラッチを
使用していることから、モータの動作中に停電となった
際、電磁クラッチが切り離される。したがって作動軸は
モータの出力軸から切り離され、それと共に作動軸に取
り付けられた機械的な原点復帰機構が動作し、作動軸は
強制的に原点に復帰される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図５に
基づいて説明する。図２、３は、本発明のクラッチ付き
駆動装置の一実施例の外観を示す図である。図におい
て、符号１６はリバーシブルモータ、１７は後述する電
磁クラッチおよびギヤ群が配設されたケーシング、１８
は作動軸、１９は後述の手動レバーである。リバーシブ
ルモータ１６の動力は、ケーシング１７内の電磁クラッ
チおよびギヤ群を介して作動軸１８に伝達されるように
なっている。

【００１３】ケーシング１７内の電磁クラッチおよびギ
ヤ群の構成を図１を用いて説明する。図において、リバ
ーシブルモータ１６の出力軸１６ａの回転は、電磁クラ
ッチ２０、ギヤ群２１を介して作動軸１８に伝達され
る。電磁クラッチ２０は、ソレノイド２２、ソレノイド
の可動体２２ａ、上クラッチ体２３、下クラッチ体２
４、スプリング２５から構成されている。上クラッチ体
２３は、下クラッチ体２４に対する係合部２３ａと、ギ
ヤ群２１のうちの初段のギヤ２１ａと噛合するギヤ部２
３ｂとを備えたものであり、ケーシング１７に直立した
軸２０ａに回転自在かつ軸方向移動可能に支持されてい
る。下クラッチ体２４は、上クラッチ体２３に対する係
合部２４ａと、リバーシブルモータ１６の出力軸１６ａ
に設けられたギヤ部１６ｂに噛合するギヤ部２４ｂとを
備えたものであり、前記軸２０ａに回転自在に支持され
ている。これら上、下クラッチ体２３、２４は、互いの
係合部２３ａ、２４ａを対向して同軸２０ａ上に配置さ
れ、前記スプリング２５により互いに離間するように付
勢されている。ソレノイド２２の可動体２２ａは、上ク
ラッチ体２３に当接して配置され、ソレノイド２２に通
電されると磁力で下方に吸い付けられ、スプリング２５
の付勢力に抗して上クラッチ体２３を押下げるようにな
っている。

【００１４】また、ギヤ群２１は、複数の減速ギヤから
構成され、初段のギヤ２１ａは上クラッチ体２３と噛合
し、最終段のギヤ２１ｂは作動軸１８の第１ギヤ１８ａ
と噛合している。作動軸１８は、前述の第１ギヤ１８ａ
の他にケーシング１７の表面上に配置される第２ギヤ１
８ｂを備えている。この第２ギヤ１８ｂは、外周部の一
部を残して例えば３分の２周に歯１８ｃが形成されてお
り、この歯１８ｃが形成されていない部分には突出片１
８ｄが一体に取り付けられている。一方、第２ギヤ１８
ｂから半径方向外方に離間したケーシング１７の表面に
は突起２６が形成されている。これら突出片１８ｄと突
起２６との間にスプリング２７が架け渡されている。

【００１５】そして、ソレノイド２２に通電されると、
電磁力が発生し、可動体２２ａが押下げられ、前述の如
く上クラッチ体２３がスプリング２５の付勢力に抗して
押下げられる。すると、上、下クラッチ体２３、２４の
係合部２３ａ、２４ａが係合し、回転が伝達される。一
方、ソレノイド２２への通電が停止されると、スプリン
グ２５の復原力により、上クラッチ体２３および可動体
２２ａは押上げられ、上クラッチ体２３と下クラッチ体
２４の係合は切り離される。つまり、電磁クラッチ２０
は、ソレノイド２２への通電時に接続状態となるクラッ
チであり、ソレノイド２２への通電により、作動軸１８
への動力伝達あるいは伝達遮断を行うことができる。

【００１６】図４は、本実施例における電気回路の概略
を示した図であり、図において符号２８は電源、２９は
主スイッチ、３０は副スイッチを示している。主スイッ
チ２９の開閉により、ソレノイド２２への通電が制御で
き、副スイッチ３０の位置により、リバーシブルモータ
１６の回転方向を選択することができる。また、主スイ
ッチ２９には、サージ吸収用素子３１が並列に接続され
ている。また、主スイッチ２９は、オン状態となってか
ら、作動軸１８の所定角度の回転後にオフ状態となるよ
うになっている。これは、リレーにより所定時間後にオ
フ状態としても良いし、あるいは、作動軸１８に連動す
るカムと、このカムにより離接される接点とを設け、こ
の接点の離接により所定角度の回転後にオフ状態となる
ようにしても良い。

【００１７】また、図２、３において、作動軸１８の第
２ギヤ１８ｂには、前記手動レバー１９の支持軸に取り
付けられた外部ギヤ１９ａが噛合しており、手動レバー
１９を回転させることにより、直接作動軸１８を回転さ
せることができるようになっている。また、手動レバー
１９の支持軸にはスライド筒１９ｂが移動自在に取り付
けられており、スライド筒１９ｂおよびケーシング１７
には、それぞれ爪１９ｃおよび孔部１７ａが設けられて
おり、手動レバー１９を回転させた状態で、スライド筒
１９ｂを押し込み、爪１９ｃを孔部１７ａに掛止するこ
とで、回転した状態のままロックすることができるよう
になっている。

【００１８】図５は、本実施例のクラッチ付き駆動装置
を水洗トイレの水洗機構に適用した例を示す図である。
図５が図６と異なる点は、玉鎖８、９を巻き付ける作動
軸１８にクラッチ付き駆動装置が取り付けられている点
のみであり、同一部分については同一符号を付し、その
説明を省略する。図において、符号３２は自動復帰する
押しボタンスイッチであり、Ａ、Ｂがそれぞれ小量、大
量の水洗動作を行うスイッチとなっている。押しボタン
スイッチ３２において、ＡあるいはＢが押下されると、
副スイッチ３０の片方が選択されると共に主スイッチ２
９がオン状態となるようになっている。

【００１９】さて、押しボタンスイッチ３２のＡ側が押
下されると、主スイッチ２９がオン状態となるのに伴
い、電磁クラッチ２０が接続されると共にリバーシブル
モータ１６が回転する。この回転は、電磁クラッチ２０
が接続されているので作動軸１８に伝達される。作動軸
１８が回転すると前述の如く、玉鎖８が作動軸１８に巻
き付けられて蓋２の端部６側が持ち上げられ、所定水量
を放出する。作動軸１８が所定角度だけ回転すると、前
記リレーあるいは接点により主スイッチ２９はオフ状態
となる。すると電磁クラッチ２０が切り離されると共に
リバーシブルモータ１６が回転を停止する。電磁クラッ
チ２０が切り離されると前記スプリング２７の復原力に
より、作動軸１８は原点に復帰する。一方、押しボタン
スイッチ３２のＢ側が押下された時は、副スイッチ３０
の接点が逆となり、リバーシブルモータ１６の回転方向
が逆となって、玉鎖９が巻き付けられて蓋３の端部７側
が持ち上げられる点が相違点であり、電磁クラッチ２０
等の動作機構は同様であるので、その説明を省略する。

【００２０】さて、リバーシブルモータ１６の動作中に
停電となった時などは、停電に伴い、電磁クラッチ２０
が切り離される。それと共にスプリング２７の復原力に
より作動軸１８は確実に原点に復帰する。したがって、
水が流れたままとなることがなく、必ず止水することが
できる。

【００２１】また、図２、３においては、手動レバー１
９およびそのロック機構が設けられている。これは寒冷
地等において、長期間水洗トイレを使用しない場合、貯
水タンク１中の水が凍り、貯水タンク１を傷めるのを防
止するための水抜きであり、水の元栓を閉めた状態で、
手動レバー１９を回転させ、ロックすることで、貯水タ
ンク１内の水をすべて放出することができる。

【００２２】なお、上記の実施例においては、本発明の
クラッチ付き駆動装置を水洗トイレの電動水洗機構に適
用する例を取り上げたが、本発明のクラッチ付き駆動装
置はこれ以外にも、例えばファンヒータの燃料供給量調
整バルブの駆動等種々の機構に適用することができる。
ファンヒータの燃料供給量調整バルブの駆動機構に適用
した場合には、停電時において燃料供給が確実に停止さ
れるため、高い安全性が得られることとなる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１記載のクラッチ付き駆動装置に
よれば、クラッチを切り離せば、作動軸に取り付けられ
た原点復帰機構が機能し、作動軸は確実に原点に復帰す
る。したがって、モータの脱調等の影響を受けることな
く、繰り返し正確な作動を行わせることができる。

【００２４】また、請求項２記載のクラッチ付き駆動装
置によれば、スプリングによって強制的に原点に復帰さ
せる構成であり、構造が簡単である。

【００２５】また、請求項３記載のクラッチ付き駆動装
置によれば、通電時に接続状態となる電磁クラッチを使
用していることから、モータの動作中に停電となった際
でも、電磁クラッチが切り離されると共に機械的な原点
復帰機構が動作し、作動軸は原点に復帰する。したがっ
て、例えば水洗トイレの電動水洗機構に使用した場合に
は、停電等が起こった場合でも水が流れたままとなるこ
とがなく、必ず止水することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクラッチ付き駆動装置の一実施例の要
部を示す縦断面図である。

【図２】図１に示すクラッチ付き駆動装置の外観を示す
側面図である。

【図３】同クラッチ付き駆動装置の外観を示す正面図で
ある。

【図４】図１に示すクラッチ付き駆動装置の電気回路の
概略を示す回路図である。

【図５】図１に示すクラッチ付き駆動装置の一実施例を
水洗トイレの電動水洗機構に適用した例を示す説明図で
ある。

【図６】従来の水洗トイレの水洗機構を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１６モータ１６ａ出力軸１８作動軸１８ｄ突出片２０電磁クラッチ２６突起２７スプリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの出力軸と作動軸の間にクラッチ
が設けられ、前記作動軸に、クラッチが切り離された時
に作動軸を原点に復帰させる機械的な原点復帰機構が設
けられていることを特徴とするクラッチ付き駆動装置。
【請求項２】前記機械的な原点復帰機構は、前記作動
軸の外周部と該作動軸から半径方向外方に離間した定点
との間に架け渡されたスプリングにより構成されている
ことを特徴とする請求項１記載のクラッチ付き駆動装
置。
【請求項３】前記クラッチは、通電時に接続状態とな
る電磁クラッチであることを特徴とする請求項１または
２記載のクラッチ付き駆動装置。