CN108691911B - 离合机构及排水阀驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供离合机构及排水阀驱动装置,适当地进行也被用作旋转限制部件的离合器切换部件的动作。本排水阀驱动装置(1)具备连接或断开旋转转矩向传递齿轮组(50)的传递的第一离合机构(60)。第一离合机构(60)具备推压转子小齿轮(51)而使离合爪彼此啮合的离合器切换杆(64)。离合器切换杆(64)在离合器切断时限制第一旋转体(522)的旋转而形成负载保持状态。离合器切换杆(64)在第一离合爪(61)和第二离合爪(62)的啮合脱离之前,开始旋转限制部(74)与设于第一旋转体(522)的旋转锁定部(71)卡合的锁定动作,在该锁定动作结束之前的期间,第一离合爪(61)和所述第二离合爪(62)的啮合脱离。
Description
技术领域
本发明涉及连接或断开旋转转矩从转子向传递齿轮组的传递的离合机构及排水阀驱动装置。
背景技术
作为驱动洗衣机等的排水阀的排水阀驱动装置,有在作为驱动源的电动机和与排水阀连结的排水阀驱动部件之间具备传递齿轮组及离合机构的装置。在专利文献1中公开有这种排水阀驱动装置。专利文献1的排水阀驱动装置具备将电动机的驱动力向输出轴传递的传递齿轮组(驱动齿轮组)和连接或断开旋转转矩从电动机向传递齿轮组的传递的离合机构(第一离合单元)。离合机构具备形成于转子的离合爪、形成有与该离合爪对置的离合爪的小齿轮(离合器小齿轮)、配置于小齿轮和转子之间的压缩螺旋弹簧、离合器切换部件(离合器杆)。当小齿轮被离合器杆向转子侧推压时,离合爪彼此卡合,形成离合器连接状态。当离合器杆从小齿轮上退避时,通过压缩螺旋弹簧的作用力,离合爪分离,形成离合器切断状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-242951号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1中,形成离合器切断状态时,设于离合器杆的卡合部与小齿轮的轴线方向的端部卡合,限制小齿轮的旋转。由此,由于与小齿轮啮合的传递齿轮组的旋转被限制,因此形成排水阀驱动部件不会因外力而移动的负载保持状态。即,离合器杆也被用作用于形成负载保持状态的旋转限制部件。但是,在使离合器杆与小型的小齿轮卡合时,卡合容易脱离。于是,提出了一种技术,使设于与小齿轮啮合的大型的齿轮上的卡合部和离合器杆卡合,形成负载保持状态。
在离合器杆也被用作限制齿轮的旋转的旋转限制部件的情况下,若离合器杆没有在适当的时机与齿轮卡合,则有可能产生不良情况。例如,在从离合器连接状态向负载保持状态转换时,如果不能使离合器杆限制齿轮的旋转的时机和离合爪的啮合脱离的时机充分地一致,在离合机构切换为切断状态之前,离合器杆就与齿轮卡合而将齿轮锁定。其结果是,由于在向小齿轮传递转子的旋转的状态下,小齿轮的旋转经由齿轮锁定,因此转子的旋转被锁定,并且不适当的负载施加到传递齿轮组。另外,在即使离合器切换为切断状态,离合器杆也不与齿轮卡合而不能锁定齿轮的情况下,齿轮及小齿轮因外部负载而空转,不能形成负载保持状态。
伴随离合机构的使用,离合爪的前端磨损,当离合爪的前端磨损时,离合爪的啮合脱离的时机不能维持初始设定的时机。因此,在不能容许离合器杆限制齿轮的旋转的时机和离合爪的啮合脱离的时机错开的结构中,离合爪的前端的磨损可能导致动作不良。另外,除非提高离合爪或离合器杆和齿轮的卡合部位的零件精度,否则可能产生动作不良。即,在不能使离合器杆的动作时机的适当范围具有余量的情况下,不能适当地进行离合器连接状态和负载保持状态的转换,可能导致动作不良。
鉴于这一点,本发明的课题在于,通过使离合器切换部件的动作时机的适当范围具有余量而适当地进行离合器连接状态和负载保持状态的转换。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述课题,本发明提供一种离合机构,其连接或断开旋转转矩从转子向传递齿轮组的传递,其特征为,所述离合机构具有:第一离合部件,其形成于转子小齿轮;第二离合部件,其形成于所述转子;施力部件,其对所述转子小齿轮朝向所述第一离合部件和所述第二离合部件不啮合的分开位置施力;离合器切换部件,其使所述转子小齿轮从所述分开位置向所述第一离合部件和所述第二离合部件啮合的连结位置移动,所述离合器切换部件具备限制旋转体的旋转的旋转限制部,所述离合器切换部件在从将所述转子小齿轮保持于所述连结位置的离合器连接位置向将所述转子小齿轮保持于所述分开位置的离合器切断位置移动的中途,在所述第一离合部件和所述第二离合部件的啮合脱离之前,开始所述旋转限制部与设于所述旋转体的旋转锁定部卡合的锁定动作,在所述锁定动作结束之前的期间,所述第一离合部件和所述第二离合部件的啮合脱离。
根据本发明,离合器切换部件在第一离合部件和第二离合部件的啮合脱离之前,开始旋转限制部与设于旋转体的旋转锁定部卡合的锁定动作,使得在该锁定动作结束之前的期间,第一离合部件和所述第二离合部件的啮合脱离。这样,只要构成为在锁定动作的中途,离合部件的啮合脱离,即使离合部件的啮合脱离的时机因离合部件的磨损或部件的尺寸公差等而稍微偏移,也能够避免在锁定动作开始前离合部件的啮合脱离,或即使锁定动作结束,离合部件的啮合也不会脱离等事态。因此,能够使离合器杆的动作时机的适当范围具有余量,能够适当地进行离合器连接状态和负载保持状态的转换。
在本发明中,所述锁定动作是所述旋转限制部从所述旋转锁定部的径向外侧进入到与所述旋转锁定部在周向上对置的旋转限制位置的进入动作。只要进行这样的进入动作,则即使离合部件的啮合脱离的时机因离合部件的磨损或部件的尺寸公差等而稍微偏移,在进入动作的期间也可以维持离合部件的啮合脱离的动作状况。因此,能够适当地进行离合器连接状态和负载保持状态的转换。
在本发明中,可以如下构成:在所述旋转限制部从径向外侧与所述旋转锁定部的外周面抵接的情况下,在所述旋转限制部与所述外周面抵接的状态下进行所述旋转体旋转的避免干扰动作,接着所述避免干扰动作,进行所述旋转限制部从与所述外周面抵接的抵接位置进入到所述旋转限制位置的所述锁定动作。这样,即使在锁定动作时旋转体的旋转位置不匹配使得旋转锁定部和旋转限制部发生冲突(干扰),也能够通过旋转体的旋转(避免干扰动作)而消除干扰状态。因此,即使离合器切换部件的动作时机或旋转体的旋转稍微偏移,也能够使旋转限制部与旋转锁定部卡合。另外,离合部件只要其啮合在进行锁定动作的期间脱离即可。因此,能够适当地进行离合器连接状态和负载保持状态的转换。
在本发明中,理想的是,所述离合器切换部件在从将所述转子小齿轮保持于所述分开位置的离合器切断位置向将所述转子小齿轮保持于所述连结位置的离合器连接位置移动的中途,在所述旋转限制部和旋转锁定部的卡合脱离之前,所述第一离合部件和所述第二离合部件啮合。这样,可以避免在离合部件啮合前旋转体的锁定脱离,转子小齿轮的旋转位置偏移,不能使离合部件啮合的事态。
在本发明中,理想的是,所述转子小齿轮具备用于将所述转子小齿轮定位在所述第一离合部件和所述第二离合部件啮合的旋转位置的小齿轮侧定位部,所述旋转体具备与所述小齿轮侧定位部卡合的旋转体侧定位部。这样,只要具备定位转子小齿轮的单元,就可以容易地进行适当地组装转子小齿轮的作业。另外,通过适当地组装转子小齿轮,能够避免在从离合器切断状态向离合器连接状态转换时,转子小齿轮的旋转位置偏移而不能使离合部件啮合的事态。
在本发明中,理想的是,所述旋转体具备形成有所述旋转体侧定位部的旋转体侧缘部,所述转子小齿轮具备形成有所述小齿轮侧定位部的小齿轮侧缘部,所述旋转体是与所述转子小齿轮啮合的齿轮,在所述转子小齿轮位于所述连结位置的状态下,所述旋转体侧缘部处于不与所述转子小齿轮的齿部发生干扰的位置,且所述小齿轮侧缘部处于不与所述旋转体的齿部发生干扰的位置。这样,在设置有转子小齿轮和啮合的齿轮之间的转子小齿轮的定位构造的情况下,能够使用于设置定位构造的缘部在离合器连接状态下不妨碍两齿轮的旋转。
例如,可以采用下述构造:所述小齿轮侧定位部为形成于所述小齿轮侧缘部的缺口,所述旋转体侧定位部为形成于旋转体侧缘部的缺口。即,通过与用于形成离合器连接状态的转子小齿轮的旋转位置匹配而形成缺口,能够以简单的构造进行定位。
在本发明中,理想的是,所述传递齿轮组具备与所述转子小齿轮啮合的第一齿轮,所述第一齿轮为所述旋转体。如果在第一齿轮上设置旋转限制构造,则能够将旋转限制构造设置在旋转速度大且转矩小的部位。另外,即使在锁定动作时,因离合器切换部件的动作时机的偏移,旋转体的旋转位置不匹配,旋转锁定部和旋转限制部发生冲突(干扰),由于旋转体的旋转速度快,因此也能够立即消除干扰状态。因此,能够抑制由于离合器切换部件的动作时机的偏移而引起的动作不良。
为了解决上述课题,本发明提供一种排水阀驱动装置,其特征在于,具有:所述的离合机构、具备所述转子的电动机、所述传递齿轮组以及基于所述传递齿轮组的输出齿轮的旋转来驱动的排水阀驱动部件,所述离合器切换部件通过限制所述旋转体的旋转而限制所述传递齿轮组的旋转。
根据本发明,通过离合器切换部件进行离合机构的连接或断开,并且,通过离合器切换部件限制传递齿轮组的旋转。因此,能够形成排水阀驱动部件不会因外力而动作的负载保持状态。另外,能够使切换离合器连接状态和负载保持状态时的、离合器杆的动作时机的适当范围具有余量。因此,能够适当地进行离合器连接状态和负载保持状态的转换。从而,可以可靠地形成负载保持状态,能够使离合机构可靠地动作。
发明效果
根据本发明,使得离合器切换部件在第一离合部件和所述第二离合部件的啮合脱离之前,开始旋转限制部与设于旋转体的旋转锁定部卡合的锁定动作,在该锁定动作结束之前的期间,第一离合部件和所述第二离合部件的啮合脱离。因此,即使离合部件的啮合脱离的时机因离合部件的磨损或部件的尺寸公差等稍微偏移,也能够避免在锁定动作开始前离合部件的啮合脱离,或即使锁定动作结束,离合部件的啮合也不会脱离等事态。即,能够使离合器杆的动作时机的适当范围具有余量,能够适当地进行离合器连接状态和负载保持状态的转换。
附图说明
图1是应用了本发明的排水阀驱动装置的立体图。
图2是应用了本发明的排水阀驱动装置的分解立体图。
图3是将第二壳体、第三壳体、滑块及输出小齿轮拆下后的排水阀驱动装置的俯视图。
图4是表示连接齿轮单元的齿轮的轴的截面的齿轮组展开图。
图5是电动机及齿轮单元的说明图。
图6是转子、转子小齿轮及行星齿轮机构的说明图。
图7是第一离合机构及旋转限制机构的动作说明图(俯视图)。
图8是第一离合机构及旋转限制机构的动作说明图(表示连接固定轴和第一旋转体的轴的截面的齿轮组展开图)。
符号说明
1…排水阀驱动装置、2…齿轮单元、10…滑块、10A…拉入位置、12…输出小齿轮、13…细齿部、20…壳体、21…第一壳体、22…第二壳体、23…第三壳体、24…开口部、40…电动机、41…电动机壳体、42…支承板、43…绕线管、44…定子线圈、45…转子、46…感应旋转体、47…转子齿轮、48…端子台、49…端子、50…传递齿轮组、51…转子小齿轮、51A…分开位置、51B…连结位置、52…行星齿轮机构、53…减速齿轮、54…输出齿轮、55…突起、58、59…缘部、60…第一离合机构、60A…定位机构、61…第一离合爪(第一离合部件)、62…第二离合爪(第二离合部件)、63…螺旋弹簧、64…离合器切换杆、64A…离合器切断位置、64B…离合器连接位置、65…凸轮销、66…凸轮槽、67…倾斜凸轮、68…缺口(定位形状)、69…缺口(定位形状)、70…旋转限制机构、71…旋转锁定部、72…旋转限制面、73…外周面、74…旋转限制部、74A…旋转限制位置、80…第二离合机构、81…旋转部件、82…扇齿轮、83…锁定杆、84…锁定齿轮、85…增速齿轮、86…扭转螺旋弹簧、87…制动橡胶、451…磁体、452…轴部、453…固定轴、512…轴部、521…太阳齿轮、522…第一旋转体、523…内齿齿轮、524…第二旋转体、525…行星齿轮、526…第三旋转体、527…大径齿轮部、528…大径齿轮部、529…小径齿轮部、531…大径齿轮部、532…小径齿轮部、533…固定轴、671…倾斜面、672…凸轮面、673…防脱面、841…突起部、842…大径部、843…小径齿轮部、851…大径齿轮部、852…小径齿轮部、X…第一方向、Y…第二方向、Z…第三方向
具体实施方式
(整体结构)
以下,参照附图,说明本发明实施方式的排水阀驱动装置。图1是应用了本发明的排水阀驱动装置的立体图,图2是应用了本发明的排水阀驱动装置的分解立体图。排水阀驱动装置1具备用于驱动未图示的排水阀的作为排水阀驱动部件的滑块10、可滑动地保持滑块10的壳体20、与设于滑块10的齿条11啮合的输出小齿轮12、使输出小齿轮12旋转的齿轮单元2及电动机40(参照图4)。齿轮单元2被收容于第一壳体21和第三壳体23之间。
滑块10在除前端以外被拉入壳体20内的拉入位置10A(参照图1、图2)和从拉入位置10A向+X方向移动而从壳体20突出的突出位置移动。排水阀驱动装置1经由滑块10驱动未图示的排水阀。滑块10位于突出位置时,通过排水阀关闭排水口。另一方面,当滑块10被拉入壳体20侧时,排水阀从排水口离开,开始排水。排水阀驱动装置1在滑块10被拉入到拉入位置10A的状态下,持续对作为驱动源的电动机40(参照图4)的通电,将滑块10保持在拉入位置10A。另外,排水阀驱动装置1停止对电动机40的通电,解除滑块10的保持状态。由此,能够通过外力使滑块10返回突出位置。例如,通过与排水阀的阀芯连结的弹力等作用力,滑块10返回突出位置,通过排水阀关闭排水口。
在本说明书中,将滑块10移动的方向设为第一方向X,将与第一方向X正交的两个方向设为第二方向Y、第三方向Z。第二方向Y和第三方向Z相互正交。第三方向Z是与设于滑块10的齿条11啮合的输出小齿轮12的旋转轴线方向。另外,将第一方向X的一侧设为+X方向,将另一侧设为-X方向,将第二方向Y的一侧设为+Y方向,将另一侧设为-Y方向,将第三方向Z的一侧设为+Z方向,将另一侧设于-Z方向。另外,在本说明书中,CW方向、CCW方向为从+Z方向侧观察齿轮单元2时的CW方向、CCW方向。
(壳体)
壳体20具备第一壳体21、第二壳体22、第三壳体23。由第一壳体21和第二壳体22构成排水阀驱动装置1的外部壳体。第一壳体21和第二壳体22之间的空间被第三壳体23在第三方向Z上隔开。在第一壳体21和第三壳体23之间配置齿轮单元2,在第二壳体22和第三壳体23之间配置滑块10和输出小齿轮12。在壳体20的+X方向的侧面形成有使滑块10的一端向外部突出的开口部24。
图3是将第二壳体22、第三壳体23、滑块10及输出小齿轮12拆下后的排水阀驱动装置1的俯视图。另外,图4是表示连接齿轮单元2的齿轮的轴的截面的齿轮组展开图。在图3、图4中,用符号C、D、E、F、G、H、O表示齿轮单元2的齿轮的轴(旋转中心轴线)。这些轴朝向第三方向Z。齿轮单元2具备将电动机40的旋转传递至输出小齿轮12的传递齿轮组50、连接或断开从电动机40向传递齿轮组50的旋转转矩的传递的第一离合机构60(参照图4)、在对滑块10施加了外部负载时限制传递齿轮组50的旋转而保持滑块10的旋转限制机构70、切换传递齿轮组50传递旋转转矩的状态和不传递旋转转矩的状态的第二离合机构80。
(电动机)
如图4所示,作为排水阀驱动装置1的驱动源的电动机40配置于第一壳体21的底部。电动机40为AC同步电动机。电动机40具备杯状的电动机壳体41、安装于电动机壳体41的+Z方向侧的端部的支承板42、配置于电动机壳体41的内侧的绕线管43、卷绕于绕线管43的定子线圈44、配置于绕线管43的内周侧的转子45。转子45的旋转中心轴线为O轴。在支承板42上形成有配置转子45的贯通孔。另外,可旋转地支承构成传递齿轮组50的齿轮的固定轴的-Z方向的端部被压入支承板42。固定轴的+Z方向的端部通过压入等而固定于第三壳体23。
转子45具备大致圆筒状的磁体451和配置于磁体451的内周侧的轴部452。转子45通过将由铁氧体磁铁等构成的磁体451嵌件成形于轴部452的-Z方向的端部而形成。在磁体451和轴部452之间配置感应旋转体46。感应旋转体46是在作为树脂部件的轴部嵌件成形由铝或铜等非磁性金属构成的感应环而形成的部件。当电动机40进行驱动而转子45旋转时,在磁体451和感应旋转体46的感应环之间产生涡电流,通过涡电流而产生磁通,产生妨碍感应旋转体46相对于磁体451的相对旋转的制动力。感应旋转体46和转子45以通过该制动力(涡电流产生的制动力)共同旋转的方式结合。
感应旋转体46的上端部向磁体451的+Z方向侧突出,在该突出部的外周面形成有转子齿轮47(参照图4、图6)。如后述,转子齿轮47为将转子45的旋转传递至第二离合机构80的齿轮。在转子45的中央,配置有可旋转地支承转子45的固定轴453。
电动机壳体41及支承板42由磁性板构成。在支承板42上形成有从配置转子45的贯通孔的边缘向-Z方向弯曲延伸的极齿。另外,在电动机壳体41上形成有将电动机壳体41的底部切起并使其向+Z方向弯曲的极齿。设于支承板42的极齿和从电动机壳体41切起的极齿在周向上交替排列,与磁体451的外周面在径向上对置。即,电动机壳体41及支承板42也兼作定子铁芯。
(传递齿轮组)
传递齿轮组50向驱动滑块10的齿条-小齿轮机构的输出小齿轮12传递电动机40的驱动力。如图3、图4所示,传递齿轮组50具备转子小齿轮51、行星齿轮机构52、减速齿轮53、输出齿轮54。转子小齿轮51的旋转中心轴线为O轴,行星齿轮机构52的旋转中心轴线为E轴,减速齿轮53的旋转中心轴线为D轴,输出齿轮54的旋转中心轴线为C轴。传递齿轮组50按顺序传递电动机40的驱动力。输出小齿轮12安装在设于输出齿轮54的+Z方向的端部的细齿部13,与输出齿轮54一体地旋转。因此,基于输出齿轮54的旋转来驱动作为排水阀驱动部件的滑块10。
转子小齿轮51由树脂形成,由转子45的固定轴453支承,且被支承为能够旋转且沿轴线方向(即第三方向Z)能够移动。在转子小齿轮51和转子45之间设有第一离合机构60。通过切换第一离合机构60的连接或断开状态,被切换为转子小齿轮51与转子45一体旋转的状态(离合器连接状态)和转子小齿轮51不与转子45一体旋转的状态(离合器切断状态)。
如图4所示,行星齿轮机构52具备形成有太阳齿轮521的第一旋转体522、形成有内齿齿轮523的第二旋转体524、与太阳齿轮521及内齿齿轮523啮合的多个行星齿轮525、可旋转地保持多个行星齿轮525的第三旋转体526。第一旋转体522具备与转子小齿轮51啮合的大径齿轮部527。即,大径齿轮部527成为供转子小齿轮51的旋转输入的输入齿轮。另外,在第二旋转体524的外周面形成有与第二离合机构80的增速齿轮85啮合的大径齿轮部528。如后述,第二离合机构80被切换为限制增速齿轮85的旋转的锁定状态和增速齿轮85空转的空转状态。在排水阀驱动装置1启动时,第二离合机构80形成锁定状态,第二旋转体524的旋转被增速齿轮85限制。
当第二旋转体524的旋转被限制时,基于太阳齿轮521的旋转,行星齿轮架即第三旋转体526旋转。在第三旋转体526的-Z方向的端部形成有与减速齿轮53的大径齿轮部531啮合的小径齿轮部529。即,行星齿轮机构52构成为在经由第二离合机构80的增速齿轮85限制了第二旋转体524的旋转时,向减速齿轮53传递旋转转矩。另一方面,当切换为第二离合机构80的增速齿轮85空转的状态时,即使行星齿轮525公转,由于形成有内齿齿轮523的第二旋转体524空转,因此作为行星齿轮架的第三旋转体526也不旋转。因此,形成旋转转矩不向减速齿轮53传递的状态。
减速齿轮53具备与第三旋转体526的小径齿轮部529啮合的大径齿轮部531及与输出齿轮54啮合的小径齿轮部532,被固定轴533可旋转地支承。减速齿轮53将从行星齿轮机构52输出的旋转减速并传递至输出齿轮54。
(第一离合机构)
图5是电动机40及齿轮单元2的说明图,图5(a)是从+Z方向侧观察的分解立体图,图5(b)是从-Z方向侧观察离合器切换杆64的立体图。另外,图6是转子45、转子小齿轮51及行星齿轮机构52的说明图,图6(a)是从+Z方向侧观察的分解立体图,图6(b)是从-Z方向侧观察转子小齿轮51的立体图。
第一离合机构60具备形成于转子小齿轮51的-Z方向的端面的作为第一离合部件的第一离合爪61、形成于转子45的轴部452的作为第二离合部件的第二离合爪62、对转子小齿轮51向从轴部452分开的方向(本方式中为+Z方向)施力的螺旋弹簧63(参照图6(a))、将转子小齿轮51向转子45侧(-Z方向)推压而切换第一离合机构60的连接或断开的作为离合器切换部件的扇型的离合器切换杆64。离合器切换杆64配置于减速齿轮53的+Z方向侧,被固定轴533可旋转地支承。转子小齿轮51在第一离合爪61与第二离合爪62卡合的连结位置51B(参照图8(a))和解除第一离合爪61与第二离合爪62的卡合的分开位置51A(参照图8(f)参照)移动。此外,在本方式中,使用前端尖细的爪形状的离合爪作为离合部件,但离合部件的形状不限定于这种形状,只要是具备在周向上卡合的卡合面的部件即可。
如图5(b)所示,在离合器切换杆64上形成有向-Z方向突出的凸轮销65及倾斜凸轮67。凸轮销65形成于离合器切换杆64的输出齿轮54侧的边缘,且被插入到形成于输出齿轮54的+Z方向的端面的凸轮槽66。倾斜凸轮67是使转子小齿轮51向-Z方向移动的凸轮部,具备沿周向延伸的倾斜面671、在倾斜面671的反输出侧CCW沿周向延伸的凸轮面672、设于倾斜面671和凸轮面672之间的角部的防脱面673。防脱面673是向与倾斜面671的倾斜方向相反的方向倾斜的面。另外,凸轮面672是相对于离合器切换杆64的旋转轴线方向(Z方向)垂直的水平面。
当离合器切换杆64向输出齿轮54侧(CCW方向)旋转时,通过倾斜凸轮67的倾斜面671将转子小齿轮51向轴部452侧(-Z方向侧)推压。由此,第一离合爪61和第二离合爪62卡合,第一离合机构60将转子小齿轮51切换为与轴部452一体旋转的离合器连接状态。在离合器连接状态下,转子小齿轮51被保持在由倾斜凸轮67的凸轮面672向-Z方向推压的连结位置51B。在本方式中,由于在凸轮面672和倾斜面671之间设有防脱面673,因此在转子小齿轮51被保持于连结位置51B的状态下施加了振动等时,转子小齿轮51向倾斜面671侧的移动由防脱面673限制。因此,防止了因振动程度导致的第一离合机构60的啮合脱离。另一方面,在离合器切换杆64向行星齿轮机构52侧(CW方向)旋转,移动到图3所示的离合器切断位置64A的状态下,因为倾斜凸轮67从与转子小齿轮51重叠的位置退避,所以,成为通过螺旋弹簧63的作用力将转子小齿轮51向+Z方向推上去的状态。由此,第一离合爪61和第二离合爪62的卡合被解除,第一离合机构60切换为离合器切断状态。
离合器切换杆64随着输出齿轮54的旋转而旋转。即,离合器切换杆64经由凸轮销65及凸轮槽66随着输出齿轮54的CW方向的旋转而向输出齿轮54侧旋转。由此,进行离合器连接动作。另外,在输出齿轮54向CCW方向旋转时,从输出齿轮54向+Z方向突出的突起55按压离合器切换杆64,使其向行星齿轮机构52侧旋转。由此,开始离合器切断动作。
排水阀驱动装置1使输出齿轮54向将滑块10拉入壳体20侧时的旋转方向(即CCW方向)旋转而开始排水,但输出齿轮54的突起55的位置被设定为:当输出齿轮54到达规定的旋转位置时,按压离合器切换杆64使其向行星齿轮机构52侧(CW方向)旋转。因此,当滑块10被拉入到拉入位置10A的附近时,进行上述的离合器切断动作。由此,形成电动机40的驱动力不被传递至转子小齿轮51的状态,传递齿轮组50的动作停止。因此,能够使得不会将滑块10拉入超过规定的拉入位置10A,从而可以防止滑块10的过度的拉入。
(第二离合机构)
第二离合机构80具备形成于在转子45旋转时与转子45共同旋转的感应旋转体46上的转子齿轮47、形成有与转子齿轮47啮合的扇齿轮82及锁定杆83的旋转部件81、锁定齿轮84、增速齿轮85、扭转螺旋弹簧86。第二离合机构80基于电动机40的旋转而驱动锁定杆83,切换限制锁定齿轮84及增速齿轮85的旋转的状态和不限制锁定齿轮84及增速齿轮85的旋转的状态。由此,切换从与增速齿轮85啮合的行星齿轮机构52向减速齿轮53传递旋转转矩的状态和不从与增速齿轮85啮合的行星齿轮机构52向减速齿轮53传递旋转转矩的状态。因此,能够切换传递齿轮组50传递驱动力的状态和不传递驱动力的状态。
如图3、图4所示,旋转部件81的旋转中心轴线为H轴,锁定齿轮84的旋转中心轴线为G轴,增速齿轮85的旋转中心轴线为F轴。当转子45向正转方向(CW方向)旋转时,转子45的旋转被输入与转子齿轮47啮合的扇齿轮82。扇齿轮82向与转子45的旋转方向相反的方向(CCW方向)旋转。如图5所示,扇齿轮82通过作为施力部件的扭转螺旋弹簧86被向与转子45的旋转方向相同的方向(CW方向)施力。因此,扇齿轮82对抗扭转螺旋弹簧86的作用力而向CCW方向旋转。
锁定杆83向与扇齿轮82相同的方向(CCW方向)旋转。如图5所示,锁定齿轮84具备在外周面以等角度间隔形成有多个突起部841的大径部842和比大径部842小径的小径齿轮部843。当扇齿轮82向CCW方向旋转时,锁定杆83向CCW方向旋转,与锁定齿轮84的大径部842的外周面接触。其结果是,锁定杆83和突起部841卡合,限制锁定齿轮84的旋转。在进行旋转限制时,锁定杆83的前端和突起部841在锁定齿轮84的外周面的切线方向上抵接(参照图3)。
第二离合机构80通过锁定杆83限制锁定齿轮84的旋转而限制增速齿轮85的旋转。如图4所示,增速齿轮85具备大径齿轮部851及小径齿轮部852,大径齿轮部851与锁定齿轮84的小径齿轮部843啮合。另一方面,增速齿轮85的小径齿轮部852与形成于第二旋转体524的大径齿轮部528啮合。如上所述,经由增速齿轮85限制了第二旋转体524的旋转时,传递齿轮组50形成从行星齿轮机构52向减速齿轮53传递旋转转矩的状态。即,通过将锁定齿轮84设为锁定状态,传递齿轮组50被切换为传递驱动力的状态。
另外,当锁定杆83与锁定齿轮84的突起部841卡合时,第二离合机构80限制锁定杆83及扇齿轮82的旋转,从而限制具备与扇齿轮82啮合的转子齿轮47的感应旋转体46的旋转。其结果是,转子45和感应旋转体46的相对旋转速度增大。第二离合机构80通过在感应旋转体46和磁体451之间产生的涡电流形成的制动力,保持为在因外力等而从增速齿轮85侧向锁定齿轮84施加了旋转力的情况下,锁定齿轮84和锁定杆83的卡合不会因该旋转力而脱离。因此,可以保持限制锁定杆83的旋转的锁定状态。
当利用锁定杆83将锁定齿轮84锁定的状态下停止对电动机40的通电时,第二离合机构80解除锁定齿轮84的锁定状态而切换为可空转的状态。即,当转子45的旋转停止时,作用于感应旋转体46和磁体451之间的制动力消失。因此,转子齿轮47不能抵抗扭转螺旋弹簧86的作用力而保持扇齿轮82,扇齿轮82向扭转螺旋弹簧86产生的施力方向旋转。由于锁定杆83因扇齿轮82的旋转而从锁定齿轮84分开,因此锁定齿轮84的锁定状态被解除。由此,第二离合机构80切换为锁定齿轮84及增速齿轮85空转的状态。
当切换为第二离合机构80的增速齿轮85空转的状态时,在传递齿轮组50中,切换为行星齿轮机构52的第二旋转体524空转的状态。当在该状态下将施加于滑块10的外部负载从输出齿轮54侧传递至传递齿轮组50时,第二旋转体524伴随与减速齿轮53啮合的第三旋转体526的旋转而空转。因此,滑块10的负载保持状态被解除,能够通过外部负载将滑块10拉出。
(定位机构)
为了避免在离合器连接动作时第一离合爪61和第二离合爪62的爪前端彼此发生干扰,第一离合机构60以第一离合爪61和第二离合爪62成为在周向上交替配置的位置关系的方式进行转子小齿轮51的旋转方向的定位并组装。第二离合爪62形成于转子45的轴部452。转子45配置于在电动机40为无励磁状态时磁稳定的位置。在本方式中,在组装转子小齿轮51时,通过将转子45配置于磁稳定的位置而进行第二离合爪62的定位。这样,无需利用机械的定位装置进行第二离合爪62的定位。当转子45被定位在磁稳定的位置时,第二离合爪62被定位在与磁体451的磁化模式对应的位置。
在本方式中,具备定位机构60A,其用于在转子45被定位于磁稳定的位置的状态下,将转子小齿轮51定位在第二离合爪62和第一离合爪61沿周向交替配置的旋转位置(参照图6)。只要像这样进行转子小齿轮51的定位,就能够避免在组装转子小齿轮51时,第二离合爪62因第一离合爪61而移动,转子45从磁稳定的位置移动的情况。因此,能够避免在从磁稳定的位置偏移的状态下进行第一离合机构60的组装。
定位机构60A使用形成有与转子小齿轮51啮合的大径齿轮部527的第一旋转体522进行转子小齿轮51的定位。定位机构60A具备形成于转子小齿轮51的定位形状的缺口68和形成于第一旋转体522的定位形状的缺口69。
如图6(b)所示,在转子小齿轮51上形成有构成转子小齿轮51的-Z方向的端面的圆盘状的缘部58。缘部58的外径与转子小齿轮51的齿顶圆大致一致。第一离合爪61从缘部58的-Z方向的面突出。在缘部58的外周缘形成有一处缺口68。缺口68是将转子小齿轮51的齿槽跨四个齿槽的角度范围延伸到缘部58的-Z方向的端面的形状。缺口68的周向的中央的角度位置以第一离合爪61的角度位置为基准来确定。
另一方面,在行星齿轮机构52的第一旋转体522上形成有构成第一旋转体522的+Z方向的端面的圆盘状的缘部59。缘部59的外径与形成于第一旋转体522的大径齿轮部527的齿顶圆大致一致。如图5、图6所示,在第一旋转体522的外周面,除形成有缘部59的上端部以外,形成有大径齿轮部527的齿部。在缘部59的外周缘形成有一处与转子小齿轮51的缺口68卡合的缺口69。缺口69是将大径齿轮部527的齿槽横跨三个齿槽的角度范围延伸到第一旋转体522的+Z方向的端面的形状。
转子小齿轮51和第一旋转体522以成为缺口68、69卡合的位置关系的方式被组装。缺口68、69卡合的位置关系是缺口69的周向的中央朝向转子小齿轮51的旋转中心的方向、且缺口68的周向的中央朝向第一旋转体522的旋转中心的方向的方向。如上所述,缺口68在四个齿槽的范围形成,缺口69在三个齿槽的范围形成,所以,当使缺口68、69的周向的中央一致时,缺口68侧的突起形状和缺口69侧的凹下形状在径向上对置。因此,能够使缺口68、69卡合。当使缺口68、69卡合时,在转子45被定位于磁稳定的位置的状态下,转子小齿轮51被定位在第二离合爪62和第一离合爪61沿周向交替配置的位置。
当转子小齿轮51的组装结束,且离合器切换杆64及第三壳体23被组装在转子小齿轮51的+Z方向侧时,转子小齿轮51的第三方向Z的位置由离合器切换杆64来限制。转子小齿轮51在向离合器连接状态和离合器切断状态切换时,在连结位置51B和分开位置51A之间移动,但此时,形成有缺口68的缘部58总是位于比第一旋转体522的大径齿轮部527靠-Z方向侧的位置(参照图8(a)、图8(f))。另外,设于第一旋转体522的缘部59总是位于比转子小齿轮51的齿部靠+Z方向侧的位置(参照图8(a)、图8(f))。即,形成有构成定位机构60A的缺口68、69的缘部58、59构成为不与转子小齿轮51的齿部及大径齿轮部527的齿部发生干扰。
在此,设有缺口69的第一旋转体522的旋转由后述的旋转限制机构70来限制。旋转限制机构70通过使形成于离合器切换杆64的旋转限制部74和形成于第一旋转体522的旋转限制面72在周向上抵接而限制第一旋转体522的旋转。在此,旋转限制机构70构成为:具备两处旋转限制面72,在两处旋转限制面72中的一处和旋转限制部74抵接的状态下,形成于第一旋转体522的缺口69的周向的中央朝向转子小齿轮51的旋转中心的方向。
因此,在离合器连接动作时,如果通过旋转限制机构70将第一旋转体522定位,则与形成于第一旋转体522的大径齿轮部527啮合的转子小齿轮51被定位在第二离合爪62和第一离合爪61沿周向交替配置的旋转位置。因此,在第一离合爪61和第二离合爪62的爪前端彼此不发生干扰的状态下进行离合器连接动作。
此外,在本方式中,两处的旋转限制面72形成于在周向上分开180°的两个部位。另外,在转子小齿轮51上以90°的角度间隔在四个部位形成有第一离合爪61。因此,如果构成为在两处旋转限制面72中的一处和旋转限制部74抵接的状态下,形成于第一旋转体522的缺口69的周向的中央朝向转子小齿轮51的旋转中心的方向,则即使在另一旋转限制面72和离合器切换杆64的旋转限制部74抵接的状态下,也能够避免第一离合爪61和第二离合爪62的爪前端彼此的干扰。
另外,在本方式中,在转子小齿轮51和第一旋转体522各设有一处作为定位机构的缺口68、69,但由于存在多组第一离合爪61和第二离合爪62,因此存在多个第一离合爪61和第二离合爪62啮合的转子小齿轮51的旋转位置。另外,由于在两个部位设有旋转限制面72,因此存在多个进行第一旋转体522的旋转限制的旋转位置。因此,也可以对应这些多个旋转位置而形成多个转子小齿轮51的缺口68。另外,也可以形成多个第一旋转体522的缺口69。
(旋转限制机构)
如图5(a)所示,在行星齿轮机构52的第一旋转体522上,形成有从作为输入齿轮的大径齿轮部527的+Z方向的端面向+Z方向突出的旋转锁定部71。旋转锁定部71在周向上以等角度间隔配置。在各旋转锁定部71形成有朝向周向的一侧(CW方向)的旋转限制面72。另外,各旋转锁定部71是沿周向呈圆弧状延伸的形状,具备朝向径向外侧的外周面73。
如图5(b)所示,在离合器切换杆64的行星齿轮机构52侧(CCW方向)的边缘形成有台阶部,形成接近作为离合器切换杆64的旋转中心的固定轴533的一侧的部分向行星齿轮机构52侧(CCW方向)突出的形状。该突出形状是作为旋转限制部74起作用的部分。旋转限制部74具备以固定轴533为中心朝向径向外侧的圆弧状的缘部。
旋转限制部74通过离合器切换杆64的旋转而向能够与形成于第一旋转体522的旋转锁定部71的旋转限制面72抵接的位置和退避到比旋转限制面72靠径向外侧的位置移动。如上所述,进行滑块10的拉入动作、离合器切换杆64向行星齿轮机构52侧(CW方向)旋转而使转子小齿轮51向离合器切断方向(+Z方向)移动时,形成于离合器切换杆64的旋转限制部74进入在周向上相邻的旋转锁定部71之间。由此,形成旋转限制部74和设于旋转锁定部71的旋转限制面72在周向上对置的状态,第一旋转体522的旋转被旋转限制部74限制。
如上所述,由于在排水阀驱动装置1启动时,第二旋转体524的旋转被增速齿轮85限制,因此,当第一旋转体522的旋转被旋转限制机构70限制时,与减速齿轮53啮合的第三旋转体526的旋转也被限制,行星齿轮机构52成为锁定状态。因此,成为即使对滑块10施加外力,从输出小齿轮12侧对传递齿轮组50施加旋转转矩,也不能传递旋转转矩的状态,从而形成将滑块10保持在拉入位置10A的负载保持状态。具体而言,当在滑块10被拉入到拉入位置10A的状态下施加将滑块10向+X方向拉出的外力时,对第一旋转体522施加CW方向的旋转转矩。此时,旋转限制部74与旋转限制面72抵接,限制第一旋转体522的CW方向的旋转。
旋转限制机构70在切换为可通过外力将滑块10拉出的负载开放状态而拉出滑块10时,如果伴随输出齿轮54的旋转,离合器切换杆64向输出齿轮54侧(CCW方向)旋转,则旋转限制部74从旋转锁定部71之间退避。由此,旋转限制机构70对第一旋转体522的旋转限制被解除。另外,此时,通过离合器切换杆64的旋转而进行第一离合机构60的离合器连接动作。
(离合器切换杆的动作)
在本方式中,离合器切换杆64在旋转限制机构70中被用作锁定第一旋转体522的旋转的旋转锁定部件,且在第一离合机构60中也用作用于切换离合器的连接或断开的离合器切换部件。于是,对离合器切换杆64的动作引起的离合爪的啮合脱离的时机及第一旋转体522切换为旋转锁定状态的时机详细地进行说明。
图7、图8是第一离合机构60及旋转限制机构70的动作说明图,图7是俯视图,图8是表示连接固定轴453和第一旋转体522的轴的截面的齿轮组展开图。图7(a)、图8(a)表示第一离合爪61和第二离合爪62卡合的离合器连接状态。图7(b)、图8(b)表示离合器切换杆64旋转到转子小齿轮51开始上升的位置的状态。图7(c)、图8(c)表示离合器切换杆64旋转到与旋转锁定部71发生干扰的位置的状态。图7(d)、图8(d)表示消除了离合器切换杆64和旋转锁定部71的干扰的状态。图7(e)、图8(e)表示第一离合爪61和第二离合爪62的卡合脱离之后的状态。图7(f)、图8(f)表示离合器切换杆64移动到离合器切断位置64A,限制了第一旋转体522的旋转的状态。
如图7(a)、图8(a)所示,在离合器连接状态下,离合器切换杆64移动至图7(a)所示的离合器连接位置64B。另外,如图8(a)所示,在离合器连接状态下,转子小齿轮51经由向+Z方向突出的轴部512被倾斜凸轮67的凸轮面672推压,移动至第一离合爪61和第二离合爪62卡合的连结位置51B。如以上说明的那样,在该状态下,因为在凸轮面672和倾斜面671之间设有防脱面673,所以,在振动程度下,转子小齿轮51不会越过防脱面673向倾斜面671转换,而是被保持在连结位置51B。另一方面,如图7(f)、图8(f)所示,在离合器切断状态下,离合器切换杆64移动至图7(f)所示的离合器切断位置64A。另外,如图8(f)所示,在离合器切断状态下,转子小齿轮51通过螺旋弹簧63的作用力而上升,移动至第一离合爪61和第二离合爪62不啮合的分开位置51A。
(离合器切断时的动作)
在第一离合机构60从离合器连接状态(图7(a)、图8(a))切换为离合器切断状态(图7(f)、图8(f))时,如图7(b)所示,离合器切换杆64通过来自输出齿轮54的突起55的按压力而向第一旋转体522侧(CCW方向)旋转。当离合器切换杆64旋转到图7(b)所示的位置时,如图8(b)所示,转子小齿轮51的轴部512越过设于倾斜凸轮67的倾斜面671和凸轮面672连接的角部的防脱面673。因此,从图7(b)、图8(b)的位置起,通过螺旋弹簧63的作用力,转子小齿轮51上升,并且,倾斜凸轮67的倾斜面671被上升的转子小齿轮51按压,离合器切换杆64向第一旋转体522侧(CCW方向)旋转。即,从图7(b)、图8(b)的位置起,作为使离合器切换杆64旋转的力,作用有转子小齿轮51通过螺旋弹簧63的作用力而按压倾斜凸轮67的倾斜面671的力。
如图7(b)所示,在转子小齿轮51开始上升的时机,离合器切换杆64位于比第一旋转体522的旋转锁定部71靠径向外侧的位置。即,离合器切换杆64的旋转限制部74和第一旋转体522的旋转锁定部71的卡合动作(以下称作锁定动作)尚未开始。如图7(c)所示,离合器切换杆64的旋转限制部74从图7(b)所示的位置进一步向CCW方向旋转,到达旋转锁定部71的外周面73的旋转轨迹上。此时,根据旋转锁定部71的旋转位置,如图7(c)所示,有时离合器切换杆64的旋转限制部74会与旋转锁定部71的外周面73接触。
在图7(c)的旋转位置,如图8(c)所示,虽然转子小齿轮51从图8(a)的连结位置51B向上方上升,但第一离合爪61和第二离合爪62的卡合状态仍被维持。因此,转子45的旋转被传递至转子小齿轮51,且旋转经由转子小齿轮51传递至第一旋转体522。因此,如图7(c)所示,当离合器切换杆64的旋转限制部74与旋转锁定部71的外周面73接触时,虽然离合器切换杆64被夹在第一旋转体522的旋转锁定部71和输出齿轮54的突起部55之间,但由于第一旋转体522是传递齿轮组50的第一齿轮、输出齿轮54是传递齿轮组50的输出齿轮,因此在离合器切换杆64通过来自输出齿轮54侧的按压而被夹在旋转锁定部71和突起部55之间进行锁定之前,通过第一旋转体522的高速旋转可避免旋转锁定部71和旋转限制部74的干扰。
这样,在维持离合器切换杆64的旋转限制部74与旋转锁定部71的外周面73接触的状态不变而进行第一旋转体522旋转的动作(以下称为避免干扰动作)的结果是,如图7(d)所示,因为旋转锁定部71的外周面73和离合器切换杆64的旋转限制部74在周向上错开,所以离合器切换杆64未锁定,旋转限制部74可以进入旋转锁定部71的径向内侧。此外,不会因第一旋转体522的旋转位置而形成图7(c)所示的干扰状态。该情况下,旋转限制部74不与旋转锁定部71接触而是进入旋转锁定部71之间。即,旋转限制部74与旋转锁定部71不接触,开始锁定动作。
如图7(d)所示,旋转限制部74可以进入旋转锁定部71的径向内侧时,如图8(d)所示,转子小齿轮51处于维持第一离合爪61和第二离合爪62的卡合状态的位置。从图7(d)、图8(d)的状态起,离合器切换杆64的旋转限制部74开始从第一旋转体522的旋转锁定部71进入径向内侧的锁定动作。在锁定动作开始后,离合器切换杆64旋转到图7(e)所示的位置时,如图8(e)所示,第一离合爪61和第二离合爪62的卡合完全脱离。即,在锁定动作开始时,第一离合爪61和第二离合爪62的卡合不脱离,在锁定动作的中途,第一离合爪61和第二离合爪62的卡合完全脱离。
如图8(e)所示,第一离合爪61和第二离合爪62的卡合完全脱离时,转子小齿轮51的轴部512与倾斜凸轮67的倾斜面671的中途抵接。因此,在第一离合爪61和第二离合爪62的卡合完全脱离,旋转转矩向转子小齿轮51的传递被断开后,离合器切换杆64也会仅通过转子小齿轮51利用螺旋弹簧63的作用力而按压倾斜凸轮67的倾斜面671的力而继续旋转。而且,当离合器切换杆64旋转到图7(f)所示的离合器切断位置64A时,如图8(f)所示,转子小齿轮51的轴部512从倾斜凸轮67的倾斜面671脱离。因此,离合器切换杆64的旋转停止。由此,锁定动作结束。
如图8(e)所示,第一离合爪61和第二离合爪62的卡合在锁定动作的中途完全脱离时,第一旋转体522通过外部负载向CW方向旋转,但在第一离合爪61和第二离合爪62的卡合完全脱离时已经开始锁定动作,旋转限制部74进入到旋转锁定部71的中途。因此,第一旋转体522的旋转被锁定,能够进行负载保持。当离合器切换杆64旋转到图7(f)所示的离合器切断位置64A时,旋转限制部74进入到与旋转锁定部71完全卡合的旋转限制位置74A。由此,完成锁定状态。
这样,在本方式中,在第一离合机构60从离合器连接状态(图7(a)、图8(a))切换为离合器切断状态(图7(f)、图8(f))时,离合器切换杆64动作,以使第一离合爪61和第二离合爪62的啮合完全脱离的时机在离合器切换杆64的旋转限制部74开始从第一旋转体522的旋转锁定部71进入径向内侧后(即,在图7(d)、图8(d)所示的锁定动作的开始时机之后)。因此,在旋转限制部74和旋转锁定部71未完全卡合的状态下,第一离合爪61和第二离合爪62的啮合不会完全脱离,所以,能够形成锁定状态。
(离合器连接时的动作)
第一离合机构60从离合器切断状态(图7(f)、图8(f))切换为离合器连接状态(图7(a)、图8(a))时,进行与上述的离合器切断时的动作相反的动作。即,在离合器连接时,进行解除离合器切换杆64的旋转限制部74和第一旋转体522的旋转锁定部71的卡合的动作(以下称为锁定解除动作)。此时,如图7(d)、图8(d)所示,在形成旋转限制部74和旋转锁定部71的卡合脱离的状态之前,如图7(e)、图8(e)所示,上述第一离合爪和上述第二离合爪啮合。因此,在第一离合爪61和第二离合爪62啮合之前,旋转限制部74对第一旋转体522的锁定不会脱离,所以,能够避免在第一离合爪61和第二离合爪62啮合之前,转子小齿轮51的旋转位置偏移,第一离合爪61和第二离合爪62的前端干扰之类的事态。
(启动時的动作)
对排水阀驱动装置1启动时的动作进行说明。在启动时,滑块10被拉出到关闭排水阀的位置。当在该状态下开始对电动机40的通电时,转子45开始旋转。此时,因为转子45向倒转方向的旋转被未图示的防倒转机构限制,所以转子45向正转方向旋转。
接着,通过转子45的正转方向的旋转,第二离合机构80切换为将锁定齿轮84锁定的状态。首先,通过转子45的输出旋转,扇齿轮82抵抗扭转螺旋弹簧86的作用力而旋转,锁定杆83与锁定齿轮84抵接并与突起部841卡合,将锁定齿轮84锁定。由此,传递齿轮组50切换为传递旋转转矩的状态。即,在传递齿轮组50中,行星齿轮机构52的第二旋转体524的旋转被第二离合机构80的增速齿轮85限制,切换为转子小齿轮51的旋转从行星齿轮机构52向减速齿轮53传递的状态。因此,通过转子45的正转方向的旋转,进行滑块10的卷取动作。
(滑块拉入结束时的动作)
在排水阀驱动装置1中,当滑块10拉入结束时,第一离合机构60的离合器切换杆64旋转,进行离合器切断动作,转子45的旋转不会被输入传递齿轮组50。因此,滑块10不会进一步被拉入而超过规定的拉入位置10A。另外,通过离合器切换杆64的旋转,旋转限制机构70的旋转限制部74限制行星齿轮机构52的第一旋转体522的旋转,因此,行星齿轮机构52形成锁定状态,传递齿轮组50不能传递旋转转矩。因此,成为即使施加将滑块10向+X方向拉出的外力,滑块10也不移动的负载保持状态。由此,排水阀被保持在打开状态。
(负载释放时的动作)
在排水阀驱动装置1中,在负载保持状态下切断对电动机40的通电时,转换到可通过外力将滑块10拉出的负载释放状态。当切断对电动机40的通电时,转子45的旋转停止。在第二离合机构80中,由于扇齿轮82因转子45的旋转停止而向扭转螺旋弹簧86的施力方向返回,因此,锁定杆83和锁定齿轮84的卡合被解除,锁定齿轮84的旋转限制被解除。由此,传递齿轮组50切换为不传递旋转转矩的状态。即,在传递齿轮组50的行星齿轮机构52中,因为第二旋转体524的旋转限制被解除,所以行星齿轮机构52的锁定被解除。由此,成为传递齿轮组50可空转的负载释放状态。在该状态下施加将滑块10拉出的方向的外力时,传递齿轮组50空转,滑块10被拉出。在锁定齿轮84中组装有制动橡胶87。在滑块10通过外力被拉出时,制动橡胶87因离心力而扩展,在其与锁定齿轮84之间产生摩擦力。由此,滑块10被拉出时的拉出速度降低。因此,能够减少滑块10被急剧拉出导致的破损的可能性。
当滑块10被拉出至到达最大拉出位置跟前的规定位置时,基于输出齿轮54的CW方向的旋转,开始离合器连接动作。即,通过形成于输出齿轮54的凸轮槽66和设于离合器切换杆64的凸轮销65,离合器切换杆64向输出齿轮54侧旋转,进行离合器连接动作。由此,返回转子45的旋转被输入传递齿轮组50的状态。另外,通过该离合器切换杆64的旋转,解除旋转限制机构70对行星齿轮机构52的第一旋转体522的锁定。因此,传递齿轮组50返回可传递旋转转矩的状态。
(本发明的主要的作用效果)
如上所述,本方式的排水阀驱动装置1具备连接或断开旋转转矩从电动机40向传递齿轮组50的传递的第一离合机构60。而且,第一离合机构60具备扇型的离合器切换杆64,该扇型的离合器切换杆64是将转子小齿轮51向-Z方向(离合器连接方向)推压而使离合爪彼此啮合的离合器切换部件,离合器切换杆64被用作限制第一旋转体522的旋转的部件。即,通过形成于离合器切换杆64的旋转限制部74限制第一旋转体522的旋转。只要限制了第一旋转体522的旋转,就可以形成即使对传递齿轮组50施加将滑块10拉出的外力,滑块10也不移动的负载保持状态。
在本方式中,离合器切换杆64在第一离合爪61和第二离合爪62的啮合脱离之前,开始旋转限制部74与设于第一旋转体522的旋转锁定部71卡合的锁定动作,在该锁定动作结束之前的期间,第一离合爪61和上述第二离合爪62的啮合脱离。这样,只要以离合爪的啮合在锁定动作的中途脱离的方式构成,即使离合爪的啮合脱离的时机因离合爪的磨损或部件的尺寸公差等而稍微偏移,也能够避免在锁定动作开始前离合爪的啮合脱离或即使锁定动作结束离合爪的啮合也不脱离等的事态。因此,能够使离合器杆的动作时机的适当范围具有余量,从而能够适当地进行离合器连接状态和负载保持状态的转换。
在本方式中,作为锁定动作,进行离合器切换杆64的旋转限制部74从第一旋转体522的旋转锁定部71的径向外侧进入到与旋转锁定部71在周向上对置的旋转限制位置74A的进入动作。因此,即使离合爪的啮合脱离的时机因离合爪的磨损或部件的尺寸公差等而稍微偏移,也能够维持离合爪的啮合在进入动作的期间脱离的动作状况。因此,能够适当地进行离合器连接状态和负载保持状态的转换。
在本方式中,离合器切换杆64的旋转限制部74从径向外侧与第一旋转体522的旋转锁定部71的外周面73抵接的情况下,在旋转限制部74与旋转锁定部71的外周面73抵接的状态下,进行第一旋转体522旋转的避免干扰动作。因此,即使在锁定动作时第一旋转体522的旋转位置不匹配,旋转锁定部71和旋转限制部74发生冲突(干扰),也能够通过第一旋转体522的高速旋转(避免干扰动作)而消除干扰状态。因此,即使离合器切换杆64的动作时机或第一旋转体522的旋转稍微偏移,也能够使旋转限制部74与旋转锁定部71卡合。
在本方式中,在离合器连接动作时,在离合器切换杆64的旋转限制部74和第一旋转体522的旋转锁定部71的卡合脱离之前,进行第一离合爪61和第二离合爪62啮合的动作。因此,可以避免在离合爪彼此啮合之前,第一旋转体522的锁定脱离,转子小齿轮51的旋转位置偏移,不能使第一离合爪61和第二离合爪62啮合的事态。
在本方式中,转子小齿轮51具备用于将转子小齿轮51定位在第一离合爪61和第二离合爪62啮合的旋转位置的小齿轮侧定位部即缺口68,第一旋转体522具备与转子小齿轮51的缺口68卡合的旋转体侧定位部即缺口69。因此,适当地组装转子小齿轮51的作业变得容易。另外,通过适当地组装转子小齿轮51,可以避免从离合器切断状态向离合器连接状态转换时转子小齿轮51的旋转位置偏移而不能使第一离合爪61和第二离合爪62啮合的事态。
在本方式中,第一旋转体522具备形成有作为旋转体侧定位部的缺口69的缘部59(旋转体侧缘部),转子小齿轮51具备形成有作为小齿轮侧定位部的缺口68的缘部58(小齿轮侧缘部)。而且,在转子小齿轮51位于连结位置51B及分开位置51A的状态下,缘部59(旋转体侧缘部)处于不与转子小齿轮51的齿部发生干扰的位置,且缘部58(小齿轮侧缘部)处于不与第一旋转体522的齿部发生干扰的位置。因此,能够使用于设置定位构造的缘部58、59在离合器连接状态下不妨碍两齿轮的旋转。
在本方式中,在传递齿轮组50中,通过离合器切换杆64限制具备与转子小齿轮51啮合的第一齿轮即大径齿轮部527的第一旋转体522的旋转。这样,只要在与转子小齿轮51啮合的第一齿轮(第一旋转体522)上设置旋转限制构造,就能够将旋转限制构造设置在旋转速度大且转矩小的部位。另外,即使在锁定动作时因离合器切换杆64的动作时机的偏移,第一旋转体522的旋转位置不匹配,旋转锁定部71和旋转限制部74发生冲突(干扰),由于第一旋转体522的旋转速度快,因此也能够立即消除干扰状态。因此,可以抑制由于离合器切换杆64的动作时机的偏移而引起的动作不良。
Claims (9)
1.一种离合机构,其连接或断开旋转转矩从转子向传递齿轮组的传递,其特征在于,
所述离合机构具有:第一离合部件,其形成于转子小齿轮;第二离合部件,其形成于所述转子;施力部件,其对所述转子小齿轮朝向所述第一离合部件和所述第二离合部件不啮合的分开位置施力;离合器切换部件,其使所述转子小齿轮从所述分开位置向所述第一离合部件和所述第二离合部件啮合的连结位置移动,
所述离合器切换部件具备限制旋转体的旋转的旋转限制部,
所述离合器切换部件在从将所述转子小齿轮保持于所述连结位置的离合器连接位置向将所述转子小齿轮保持于所述分开位置的离合器切断位置移动的中途,在所述第一离合部件和所述第二离合部件的啮合脱离之前,开始所述旋转限制部与设于所述旋转体的旋转锁定部卡合的锁定动作,
在所述锁定动作结束之前的期间,所述第一离合部件和所述第二离合部件的啮合脱离。
2.根据权利要求1所述的离合机构,其特征在于,
所述锁定动作是所述旋转限制部从所述旋转锁定部的径向外侧进入到与所述旋转锁定部在周向上对置的旋转限制位置的进入动作。
3.根据权利要求2所述的离合机构,其特征在于,
在所述旋转限制部从径向外侧与所述旋转锁定部的外周面抵接的情况下,在所述旋转限制部与所述外周面抵接的状态下进行所述旋转体旋转的避免干扰动作,
接着所述避免干扰动作,进行所述旋转限制部从与所述外周面抵接的抵接位置进入到所述旋转限制位置的所述锁定动作。
4.根据权利要求2或3所述的离合机构,其特征在于,
所述离合器切换部件在从将所述转子小齿轮保持于所述分开位置的离合器切断位置向将所述转子小齿轮保持于所述连结位置的离合器连接位置移动的中途,在所述旋转限制部和旋转锁定部的卡合脱离之前,所述第一离合部件和所述第二离合部件啮合。
5.根据权利要求1所述的离合机构,其特征在于,
所述转子小齿轮具备用于将所述转子小齿轮定位在所述第一离合部件和所述第二离合部件啮合的旋转位置的小齿轮侧定位部,
所述旋转体具备与所述小齿轮侧定位部卡合的旋转体侧定位部。
6.根据权利要求5所述的离合机构,其特征在于,
所述旋转体具备形成有所述旋转体侧定位部的旋转体侧缘部,
所述转子小齿轮具备形成有所述小齿轮侧定位部的小齿轮侧缘部,
所述旋转体是与所述转子小齿轮啮合的齿轮,
在所述转子小齿轮位于所述连结位置的状态下,所述旋转体侧缘部处于不与所述转子小齿轮的齿部发生干扰的位置,且所述小齿轮侧缘部处于不与所述旋转体的齿部发生干扰的位置。
7.根据权利要求5所述的离合机构,其特征在于,
所述小齿轮侧定位部为形成于所述小齿轮侧缘部的缺口,
所述旋转体侧定位部为形成于旋转体侧缘部的缺口。
8.根据权利要求1所述的离合机构,其特征在于,
所述传递齿轮组具备与所述转子小齿轮啮合的第一齿轮,
所述第一齿轮为所述旋转体。
9.一种排水阀驱动装置,其特征在于,具有:
权利要求1~8中任一项所述的离合机构;
具备所述转子的电动机;
所述传递齿轮组;以及
基于所述传递齿轮组的输出齿轮的旋转来驱动的排水阀驱动部件,
所述离合器切换部件通过限制所述旋转体的旋转而限制所述传递齿轮组的旋转。
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