CN110784064A - 电动机单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动机单元，其使反转的转子与其他部件碰撞并将其校正为正转，减轻转子碰撞时发生的碰撞声。一种电动机单元，其特征在于，具备：作为驱动源的交流电动机；以及将所述交流电动机的反转校正为正转的防反转机构，所述防反转机构具有：卡合部，其是设置于所述交流电动机的转子的外表面的凹部或凸部；以及止动部件，在所述转子反转时，所述止动部件进入所述卡合部的旋转轨道并与所述卡合部碰撞，所述止动部件具有主体部和比该主体部更容易弹性变形的缓冲部，所述卡合部与所述缓冲部碰撞。

Description

电动机单元

技术领域

本发明涉及一种电动机单元。

背景技术

目前，已知有一种齿轮传动电动机(例如专利文献1)，其具备将电动机的旋转传递给输出轴的齿轮系。专利文献1所示的齿轮传动电动机1使用交流同步电动机作为驱动源，并且具备将转子11的反转校正为正转的防反转机构(转子11的抵接面11h，扇形齿轮25的突起25c)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002－10572号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

单相交流同步电动机在起动时旋转的方向不确定，因此需要用于防止电动机的反转的机构。像专利文献1那样，在使用使反转的转子11的抵接面11h与扇形齿轮25碰撞，通过其反作用力将转子11校正为正转的机构的情况下，存在当转子11与扇形齿轮25碰撞时发生的碰撞声大的技术问题。

鉴于上述问题，本发明所要解决的技术问题在于，在使反转的转子与其他部件碰撞并将其校正为正转的电动机单元中，减轻转子碰撞时发生的碰撞声。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明的电动机单元的特征在于，具备：作为驱动源的交流电动机和将所述交流电动机的反转校正为正转的防反转机构，所述防反转机构具有：卡合部，所述卡合部是设置于所述交流电动机的转子的外表面或与该转子一体旋转的部件的外表面的凹部或凸部；以及止动部件，在所述转子反转时，所述止动部件进入所述卡合部的旋转轨道并与所述卡合部碰撞，所述止动部件具有主体部和比该主体部更容易弹性变形的缓冲部，所述卡合部与所述缓冲部碰撞。

通过在止动部件上设置比主体部更容易弹性变形的缓冲部，并且使反转的转子的卡合部与该缓冲部碰撞，可以减轻卡合部碰撞时发生的碰撞声。

此时，理想的是，所述缓冲部是从所述主体部延伸出的悬臂式臂部，所述卡合部与所述臂部的自由端即前端部碰撞。

通过将缓冲部设计为其基端固定于主体部、前端为自由端的悬臂结构，可以使缓冲部比缓冲部的两端固定于主体部的结构更容易变形。而且，通过使卡合部与缓冲部(臂部)中特别容易变形的自由端碰撞，能够减轻碰撞时发生的碰撞声。

此时，理想的是，所述臂部的所述前端部是以点或线与所述卡合部接触的形状。

通过缩小臂部的前端部和卡合部碰撞时的接触面积，可以将它们碰撞时的碰撞声抑制得更小。

另外，理想的是，所述臂部从所述主体部以コ字型或U字型延伸。

通过将臂部形成为コ字型或U字型，可以延长臂部从固定端到自由端的长度，臂部的前端(自由端)变得更容易变形。由此，可以减轻卡合部碰撞时发生的碰撞声。

另外，理想的是，所述臂部以弯曲成抛物线形的方式从所述主体部延伸，所述臂部的自由端侧长于固定端侧，所述自由端侧是包含所述前端部的前端侧的部分，所述固定端侧是以所述臂部的抛物线形的顶部为边界的根部侧的部分。

通过使臂部弯曲成抛物线形且将其自由端侧设定为比固定端侧长，可以使臂部的自由端侧更容易弯曲。由此，卡合部与臂部碰撞时的冲击通过臂部的自由端侧的变形而缓和，碰撞声减轻。

另外，理想的是，所述臂部的所述固定端侧及所述自由端侧在与延伸方向正交的方向上的横截面积大致相同。

通过不仅将臂部的自由端侧，而且还将固定端侧设计为与自由端侧同样地能变形的厚度，可以使臂部在其全长范围内弯曲以吸收碰撞时的冲击。由此，与仅自由端侧弯曲的结构相比，可以将碰撞声抑制到更小。

另外，理想的是，在所述前端部与所述卡合部碰撞时，所述臂部的所述自由端侧以接近所述主体部的方式弹性变形，在所述自由端侧和所述主体部之间设置有间隙，所述间隙比在所述前端部与所述卡合部碰撞时，所述自由端侧因变形而移动的平均移动宽度宽。

当卡合部与臂部的前端部碰撞，由此变形的臂部进一步与主体部碰撞时，因时间差而会发生两次碰撞声。通过采用在臂部的自由端侧和主体部之间设置足够宽的间隙，使得在普通碰撞中臂部不会到达主体部的结构，可以减少碰撞声的发生源。另外，即使在臂部和卡合部偶然地剧烈碰撞，臂部变形到碰上主体部的位置的情况下，由于臂部经过间隙被减速之后与主体部接触，因此与主体部的碰撞声也被抑制得很小。

另外，理想的是，所述止动部件或所述转子具有变形限制部，该变形限制部通过碰触弹性变形的所述臂部而确定该臂部的能变形的极限位置。

本发明的臂部的特征在于，比止动部件的主体部更容易弹性变形。由此，减轻卡合部碰撞时发生的碰撞声，另一方面，在卡合部剧烈地碰撞时或转子的转矩较大时，存在卡合部推开缓冲部继续反转的风险。在止动部件或转子上设置变形限制部，所述变形限制部通过撞击已变形预定量的缓冲部而阻止缓冲部的进一步变形，由此，能够预先防止此类动作异常的发生。

此时，理想的是，所述变形限制部设置于所述止动部件的所述主体部，所述臂部及所述变形限制部中的任一方的与另一方的接触部是以点或线与该另一方接触的形状。

通过减小臂部和变形限制部碰撞时的接触面积，可以将它们碰撞时的碰撞声抑制得更小。

另外，理想的是，所述变形限制部设置于所述止动部件的所述主体部，所述臂部的比所述前端部靠根部侧的部分与所述变形限制部接触。

当臂部通过与卡合部碰撞而弹性变形时，其前端部以最高速度移动。通过使比前端部更靠根部侧的部分而非臂部的前端部与主体部的变形限制部接触，可以减轻臂部与主体部碰撞时的力。

另外，理想的是，在本发明的电动机单元中，所述交流电动机是单相交流同步电动机，所述卡合部配置为在避开所述转子的死点的位置与所述缓冲部碰撞。

通过采用结构简单的单相交流同步电动机作为驱动源，可以抑制零件成本。另一方面，在反转被止动部件阻止时的转子的配置角度与转子的死点(所谓的死锁点)重合的情况下，存在转子无法起动的风险。通过使卡止部在避开转子的死点的位置与止动部件碰撞，可以防止此类动作异常的发生。

(发明效果)

这样，根据本发明的电动机单元，能够减轻使反转的转子与其他部件碰撞时发生的碰撞声。

附图说明

图1是表示实施方式的排水阀驱动装置的内部结构的俯视图。

图2是排水阀驱动装置的展开剖视图。

图3是表示电动机的结构的侧视剖视图。

图4是表示行星齿轮机构的结构的侧视剖视图。

图5是表示电动机反转时的过滤机构的动作的俯视图。

图6是表示电动机正转时的过滤机构的动作的俯视图。

图7是表示驱动排水阀时的离合机构的动作状态的俯视图。

图8是表示驱动排水阀时的离合机构的动作状态的侧视图。

图9是表示维持排水阀的打开状态时的离合机构的动作状态的俯视图。

图10是表示维持排水阀的打开状态时的离合机构的动作状态的侧视图。

图11是表示扇形齿轮的结构的俯视图及立体图。

图12是表示变形例的扇形齿轮的结构的俯视图及立体图。

图13是表示臂部因与转子磁铁的卡合部的碰撞而弹性变形的样子的局部放大俯视图。

图14是表示臂部的其他变形例的俯视图。

附图标记说明

900：排水阀驱动装置(电动机单元)，P₁：第一路径(动力传递路径)，S：防反转机构，V：排水阀(外部部件)，100：电动机(交流电动机)，120：转子，121a：卡合部，150：感应旋转体，153a：齿轮部，600、800：扇形齿轮(止动部件)，610、810：主体部，611、811：齿轮部，620、820：臂部(缓冲部)，620a、820a：臂部的前端部(自由端)，635、835：正转时卡止片(卡止片)，L：变形限制部，710：第二路径第三齿轮(与止动部件相邻的齿轮部件)，821：自由端侧，822：固定端侧，850：肋，T：顶部，G：间隙

具体实施方式

(结构概要)

以下，使用附图对本发明的电动机单元的实施方式进行说明。图1是表示在其一部分具备本发明的电动机单元的排水阀驱动装置900的内部结构的俯视图。图2是排水阀驱动装置900的展开剖视图。此外，以下的说明中的“上”及“下”是指图2中的上下方向。

排水阀驱动装置900是通过电动机100的驱动力打开作为外部部件的排水阀V的装置。本实施方式的排水阀V在其初始状态下被关闭，而且，通过未图示的施力单元始终在使排水阀V关闭的方向上对排水阀V施力。排水阀驱动装置900克服该施力并牵引排水阀V而使其打开，并维持其打开状态。

排水阀驱动装置900具备：作为驱动源的电动机100；第一路径P₁，其是将电动机100的驱动力传递给作为被驱动体的排水阀V的动力传递路径；离合机构C，其将经由第一路径P₁的驱动力的传递切换为“接通”状态或“断开”状态；过滤机构F，其将电动机100正转时的驱动力传递给第一路径P₁；以及第二路径P₂，其是将电动机100的驱动力传递给过滤机构F的动力传递路径。

(电动机)

图3是表示电动机100的结构的侧视剖视图。电动机100是单相交流同步电动机，其旋转方向由作为后述的过滤机构F的一部分的防反转机构S控制成一个方向。在本例中，这些电动机100及防反转机构S构成本发明的电动机单元。

电动机100由上部开口的大致杯形的金属制电动机壳体190、沿着电动机壳体190的内周面配置的圆环形状的定子110、配置于定子110的内侧的转子120、及配置于转子120内并且作为具有与转子120相同的旋转中心的旋转体的感应旋转体150构成。

电动机壳体190具有能旋转地支承转子120的转子支承轴131。转子支承轴131是由不锈钢等金属形成的固定轴，其基端部被压入固定在电动机壳体190的底部中央。此外，在定子110的上表面立设有构成排水阀驱动装置900的其他旋转部件或支承旋转部件的支承轴和轴承。

转子120由转子磁铁121、转子轴套122及磁感应磁铁123构成。

转子磁铁121是由永磁体构成的大致圆筒形状的部件。转子磁铁121配置为使其外周面与定子110的内周面对置，通过定子110产生的磁场进行旋转。

在转子磁铁121的上端，在其外周面侧的缘部上设置有卡合部121a，该卡合部121a是构成后述的防反转机构S(过滤机构F)的一部分的缺口状的凹部。卡合部121a沿着转子磁铁121的周向以等间隔设置在4个部位。

转子轴套122是与转子磁铁121一起嵌件成形的树脂制轴体，是电动机100的输出轴。转子轴套122具有在其径向中心沿轴线方向贯通的轴孔122b，转子支承轴131插入轴孔122b中。转子轴套122及转子磁铁121的从它们的下端部彼此朝向另一部件侧沿径向延伸的部分被结合，该结合部构成转子120的底部120a。由此，在转子120的内部形成有上部开口的大致圆柱形状的空间。另外，在转子轴套122的上表面形成有驱动侧卡合爪122a，该驱动侧卡合爪122a是将电动机100的驱动力传递给与转子轴套122相邻的齿轮部件即离合器齿轮200的多个凸部。

磁感应磁铁123是粘贴在转子磁铁121的内周面上的环状的永磁体。

在磁感应磁铁123的内侧配置有感应旋转体150。感应旋转体150由感应环部R及与感应环部R一起嵌件成形的树脂制轴体即轴套部153构成。感应旋转体150通过磁感应磁铁123的旋转所产生的涡流的电磁感应作用而与转子120共转。

感应环部R由大致圆筒形状的铜管151及压入铜管151的筒内的大致圆筒形状的铁管152构成。铜管151是由非磁性导体即铜构成的感应体。铁管152是强磁性体即铁制的部件，并且是磁感应磁铁123的磁吸引力作用的后轭部。

轴套部153具有沿着其径向中心贯通的轴孔153b，转子轴套122插入轴孔153b中。轴套部153被转子轴套122在推力方向及径向上支承。此外，轴套部153未固定在转子轴套122上。因此，在对感应旋转体150的电磁感应作用力大于施加在感应旋转体150上的旋转阻力时，感应旋转体150与转子120共转。另外，在轴套部153的上端设置有齿轮部153a，该齿轮部153a是构成防反转机构S(过滤机构F)的一部分的正齿轮。

(第一路径)

以下，参照图1及图2对第一路径P₁的结构进行说明。第一路径P₁是通过电动机100正转时的驱动力用线材450拉动排水阀V的输出路径。

第一路径P₁从驱动源侧向排水阀V侧，由电动机100的转子120、离合器齿轮200、行星齿轮机构300、第一路径第四齿轮410(以下简称“齿轮410”)、第一路径第五齿轮420(以下简称“齿轮420”)、绞车部件430及线材450构成。此外，在线材450的前端部固定有安装于排水阀V侧的金属卡子451。

通过将设置于转子120的转子轴套122上表面的驱动侧卡合爪122a和从离合器齿轮200的下表面向下方突出的多个凸部即从动侧卡合爪210卡合，电动机100的驱动力传递给离合器齿轮200。

作为形成于离合器齿轮200的外周面的正齿轮的齿轮部220与作为行星齿轮机构300的输入部的输入齿轮311啮合。输入齿轮311是直径比离合器齿轮200的直径大的齿轮，由此，电动机100的旋转被减速并输入行星齿轮机构300。然后，在行星齿轮机构300内，电动机100的旋转被进一步减速后输出。

齿轮410的大径齿轮部411与作为行星齿轮机构300的输出部的输出齿轮333啮合，齿轮420的大径齿轮部421与齿轮410的小径齿轮部412啮合。齿轮420的锯齿部422与形成于绞车部件430的贯通孔431嵌合，齿轮420和绞车部件430朝周向一体旋转。由此，电动机100的旋转进一步被减速，并经由线材450传递给排水阀V。

(行星齿轮机构)

行星齿轮机构300构成第一路径P₁的一部分，并且，利用其差动齿轮结构，构成后述的过滤机构F的一部分。图4是表示行星齿轮机构300的结构的侧视剖视图。行星齿轮机构300由恒星齿轮部件310、内齿轮部件320、3个行星齿轮331及行星齿轮架部件330构成。

恒星齿轮部件310是双层筒结构的齿轮部件，所述双层筒结构是由形成有恒星齿轮312的内筒310a和在外周面形成有作为行星齿轮机构300的输入部的输入齿轮311的外筒310b在它们的上端部一体化而形成的。外筒310b的输入齿轮311与离合器齿轮200的齿轮部220啮合，内筒310a的恒星齿轮312在恒星齿轮部件310的内部与3个行星齿轮331啮合。由此，离合器齿轮200的旋转从输入齿轮311经由恒星齿轮312传递给这些行星齿轮331。

内齿轮部件320是内周面形成有内齿轮322的大致帽形状的齿轮部件。内齿轮部件320的上部嵌合于恒星齿轮部件310的外筒310b内，在从恒星齿轮部件310露出的下端部形成有过滤器齿轮321。过滤器齿轮321是从内齿轮部件320的下端部向径向外侧以圆环状延伸的凸缘状的正齿轮。内齿轮部件320的内齿轮322与行星齿轮331啮合，过滤器齿轮321与后述的构成第二路径P₂的第二路径第四齿轮720(以下简称“齿轮720”)的小径齿轮部722啮合。

行星轮架部件330是作为能旋转地支承行星齿轮331的框体的行星支承部332和从行星支承部332向下方延伸的作为行星齿轮机构300的输出部的输出齿轮333一体化而成的部件。行星齿轮架部件330的输出齿轮333与构成第一路径P₁的齿轮410的大径齿轮部411啮合。

在行星齿轮机构300中，输入齿轮311的旋转、即恒星齿轮312的旋转能否传递给输出齿轮333，由过滤器齿轮321的角度位置是否固定决定。当过滤器齿轮321的旋转被齿轮720的小径齿轮部722卡止时，内齿轮部件320的内齿轮322的角度位置与过滤器齿轮321一起被固定。当过滤器齿轮321被固定时，恒星齿轮312旋转，该旋转被传递给行星齿轮331，行星齿轮331沿着被固定的内齿轮322公转，使输出齿轮333与行星支承部332一起旋转。另一方面，在过滤器齿轮321未固定时，恒星齿轮312的旋转经由行星齿轮331的自转被内齿轮322的空转消耗，无法传递给输出齿轮333。

即，通过在电动机100正转时固定过滤器齿轮321，可以将电动机100正转时的驱动力传递到第一路径P₁，并且可以通过内齿轮322的空转使电动机100逆旋转时的驱动力消失。

(第二路径及过滤机构)

以下，参照图5、图6、图2及图11对第二路径P₂及过滤机构F的具体结构进行说明。过滤机构F是将电动机100正转时的驱动力传递到第一路径P₁的机构。第二路径P₂是使该过滤机构F工作的输出路径。

过滤机构F及第二路径P₂从驱动源侧朝向行星齿轮机构300侧，由感应旋转体150、扇形齿轮600、与扇形齿轮600相邻的齿轮部件即第二路径第三齿轮710(以下简称“齿轮710”)、齿轮720(第二路径第四齿轮720)、及行星齿轮机构300的内齿轮部件320构成。

图5的(a)是表示电动机100反转时的过滤机构F的动作的俯视图。图5的(b)是将构成作为过滤机构F的一部分的防反转机构S的部件放大的局部放大图。本例的防反转机构S主要由转子120的卡合部121a、扇形齿轮600的齿轮部611和臂部620及感应旋转体150构成。此外，本实施方式的电动机100的正转是指转子120沿图5所示的顺时针方向旋转，电动机100的反转是指转子120沿图5所示的逆时针方向旋转。

当电动机100反转时，感应旋转体150与之共转沿逆时针方向旋转。然后，与感应旋转体150的齿轮部153a啮合的扇形齿轮600沿顺时针旋转。当扇形齿轮600旋转到设置于扇形齿轮600侧面的圆弧形状的缺口612(参照图11)与齿轮710的基端部抵接的位置时，扇形齿轮600变得无法进一步旋转。而且，与扇形齿轮600啮合的感应旋转体150的随后的旋转也被扇形齿轮600卡止。

如上所述，感应旋转体150的轴套部153未固定在转子轴套122上，在对感应旋转体150的电磁感应作用超过施加在感应旋转体150上的旋转阻力时，感应旋转体150与转子120共转。因此，即使感应旋转体150的旋转被扇形齿轮600卡止后，转子120也继续反转。

当转子120以旋转到扇形齿轮600与齿轮710的基端部抵接的位置的状态反转时，转子120的卡合部121a与扇形齿轮600的臂部620的前端部620a碰撞。通过该冲击，转子120的旋转方向被校正为正转。此外，本例的卡合部121a是设置在转子120的外表面的凹部，但本发明的卡合部也可以是与转子120一体旋转的凸部。

图11是表示扇形齿轮600的结构的俯视图(图11的(a))及立体图(图11的(b))。扇形齿轮600是止动部件，在电动机100起动时进行反转后，进入卡合部121a的旋转轨道并与卡合部121a碰撞。以下，参照图11及图5，更详细地说明扇形齿轮600的结构。

扇形齿轮600具有俯视为大致扇形的主体部610和从主体部610延伸出的臂部620。臂部620从构成主体部610的扇形的一半径部分的侧面以コ字型延伸，在俯视主体部610时，臂部620的前端绕到主体部610的圆弧部分的一端部的外侧。

臂部620是比主体部610更容易弹性变形的缓冲部。另外，臂部620是基端部620b被固定在主体部610上的悬臂，前端部620a成为自由端。在电动机100反转时，臂部620的自由端即前端部620a与转子120的卡合部121a接触。

这样，在本例中，比主体部610更容易弹性变形的臂部620设置在扇形齿轮600上，通过反转的电动机100(转子120)的卡合部121a与该臂部620碰撞，减轻碰撞时发生的碰撞声。另外，本例的臂部620被设计为其基端固定在主体部610上的悬臂结构，由此，包含前端部620a的自由端侧变得更容易变形。而且，通过使卡合部121a与该前端部620a碰撞，减轻碰撞时发生的碰撞声。除此之外，臂部620形成コ字型，由此，从臂部620的基端部620b到前端部620a的长度延长。由此，也使得臂部620变得容易变形。此外，即使臂部620的形状为U字型也可以获得同样的效果。

此外，本例的臂部620从扇形齿轮600的侧面向侧方(水平方向)突出，但例如当排水阀驱动装置900内的上下方向的空间有富余时，也可考虑从扇形齿轮600的下表面向上方突出而形成コ字型、U字型的臂部。

在此，本例的卡合部121a被配置为在避开转子120的死点(所谓的死锁点)的位置与臂部620碰撞。在本例的排水阀驱动装置900中，通过采用结构简单的单相电动机作为驱动源，零件成本降低。另一方面，在反转被臂部620阻止时的转子120的配置角度与转子120的死点位置重合的情况下，存在转子120无法起动的风险。在本例中，通过以避开转子120的死点的方式配置卡合部121a，能够预先防止这样的动作异常的发生。

另外，在卡合部121a设置有变形限制部L，所述变形限制部L通过与弹性变形的臂部620碰触而确定臂部620的能变形的极限位置。

如上所述，臂部620设计为容易弹性变形，由此，减轻卡合部121a碰撞时发生的碰撞声。与之相反，在卡合部121a与前端部620a剧烈地碰撞时或转子120的转矩较大时，存在卡合部121a推开前端部620a继续反转的风险。变形限制部L通过与变形预定量的臂部620碰触，阻止臂部620的进一步变形。由此，实现减轻碰撞声和可靠地校正反转的并存。此外，变形限制部L无需始终设置在转子120上，例如也可以设置在扇形齿轮600的主体部610。

在扇形齿轮600的与主体部610的圆弧相应的部分，形成有与感应旋转体150的齿轮部153a啮合的齿轮部611。而且，在卡合部121a与臂部620碰撞时，扇形齿轮600在齿轮部611中齿长比其他齿部长的部分即长长度部611a与感应旋转体150啮合。由此，防止扇形齿轮600和感应旋转体150的啮合因碰撞的冲击而解除。

另外，圆筒形状的轴体630从扇形齿轮600的旋转中心部向上方延伸。在轴体630的上部形成有向轴体630的径向外侧突出的卡止片即正转时卡止片635。另外，从扇形齿轮600的旋转中心部朝向感应旋转体150侧的大致相反的方向还延伸出棒状的杆部640。在杆部640的前端设置有安装螺旋弹簧690的一端的弹簧柱641，螺旋弹簧690的另一端安装于设置在定子110上的销135。

齿轮710在其上部的外周面形成有多个卡合突起711，卡合突起711能够与扇形齿轮600的正转时卡止片635卡合。另外，在齿轮710的下部设置有作为正齿轮的齿轮部712。

齿轮720是在同轴上叠置的大径齿轮721及小径齿轮722一体成形的复合齿轮。齿轮720的大径齿轮721与齿轮710的齿轮部712啮合，齿轮720的小径齿轮722与内齿轮部件320的过滤器齿轮321啮合。

图6是表示电动机100正转时的过滤机构F的动作的俯视图。当电动机100正转时，感应旋转体150与之共转并沿顺时针方向旋转。然后，与感应旋转体150的齿轮部153a啮合的扇形齿轮600沿逆时针旋转。此外，此时，螺旋弹簧690被扇形齿轮600拉伸，对扇形齿轮600施力，以使扇形齿轮600返回原位置。

当扇形齿轮600旋转到扇形齿轮600的正转时卡止片635与齿轮710的外周面抵接的位置时，扇形齿轮600变得无法进一步旋转。然后，与扇形齿轮600啮合的感应旋转体150随后的旋转也被扇形齿轮600卡止。此外，即使在这种情况下，转子120也继续正转。

当扇形齿轮600的正转时卡止片635与齿轮710的外周面抵接时，通过齿轮710的卡合突起711与正转时卡止片635卡合，齿轮710的旋转被卡止。此外，在电动机100正转时，齿轮710通过从过滤器齿轮321反向传来的驱动力而欲沿顺时针方向旋转。

当齿轮710的顺时针的旋转被卡止时，与之联动，齿轮720和过滤器齿轮321(内齿轮部件320)的旋转也被卡止。由此，电动机100的驱动力被传递到第一路径P₁。

(离合机构)

以下，参照图7～图10对排水阀驱动装置900的离合机构C进行说明。图7是表示驱动排水阀V时的离合机构C的动作状态的俯视图(从箭头B方向观察图8的图)，图8是表示离合机构C的同一动作状态的侧视图(从箭头A方向观察图7的图)。此外，停止排水阀驱动装置900时，离合机构C也处于图7及图8所示的状态。图9是表示维持排水阀V的打开状态时的离合机构C的动作状态的俯视图(从箭头B方向观察图10的图)，图10是表示离合机构C的同一动作状态的侧视图(从箭头A方向观察图9的图)。此外，在图8及图10中，省略齿轮420的记载。

离合机构C是将第一路径P₁中的电动机100的驱动力的传递切换为“接通”状态或“断开”状态的机构。离合机构C主要由电动机100的转子轴套122、在第一路径P₁中与转子轴套122的从动侧相邻的齿轮部件即离合器齿轮200、大致扇形的板状部件即离合杆500构成。离合杆500是根据排水阀V的开闭状态，以其基端部的支承轴136为旋转中心在规定的角度范围内沿水平方向往复移动的部件。

转子轴套122及离合器齿轮200由转子支承轴131在同一轴线上支承。离合器齿轮200的轴向位置未固定，离合器齿轮200在转子支承轴131上沿上下方向能移动。在转子轴套122的离合器齿轮200侧的端面即上表面122s和离合器齿轮200的转子轴套122侧的端面即下表面200s之间配置有螺旋弹簧250，该螺旋弹簧250是沿分离方向对上表面122s和下表面200s施力的施力部件。

在转子轴套122的上表面122s形成有驱动侧卡合爪122a，该驱动侧卡合爪122a是向离合器齿轮200侧突出的多个凸部。而且，在离合器齿轮200的下表面200s形成有从动侧卡合爪210，该从动侧卡合爪210是向转子轴套122侧突出的多个凸部。通过将从动侧卡合爪210与驱动侧卡合爪122a卡合，电动机100的驱动力传递给离合器齿轮200。即，第一路径P₁成为“接通”状态。另外，通过解除这些从动侧卡合爪210及驱动侧卡合爪122a的卡合，第一路径P₁成为“断开”状态。

离合器齿轮200具有从其齿轮部220向上方突出的筒状的从动轴240。离合杆500在其下表面具有控制转子轴套122和离合器齿轮200的间隔的凸轮即倾斜部510。倾斜部510具有与离合器齿轮200的从动轴240接触的锥面511。倾斜部510通过以锥面511按压离合器齿轮200的从动轴240，控制离合器齿轮200的轴向位置。更具体地说，在排水阀V打开时，通过按压离合器齿轮200降低其轴向位置，使从动侧卡合爪210与驱动侧卡合爪122a卡合，在排水阀V的打开完成并且维持其打开状态时，解除按压，使从动侧卡合爪210从驱动侧卡合爪122a分离。

另外，如图10所示，倾斜部510的锥面511从转子轴套122和离合器齿轮200分离时的从动轴240的位置(从图10中看，为左侧)向它们卡合时的从动轴240的位置(从图10中看，为右侧)，按顺序具有表面位置逐渐增高的第一锥面511a和表面位置经由顶部逐渐降低的第二锥面511b。此外，第二锥面511b的表面位置的降低量D小于第一锥面511a的表面位置的上升量U。例如，如图8所示，在使转子轴套122和离合器齿轮200卡合时，由向与第一锥面511a相反的方向倾斜的第二锥面511b支承从动轴240，由此，能够抑制离合器齿轮200因装置的振动等弹跳而沿第一锥面511a下降的现象。

如图7及图9所示，在齿轮420的上表面420a设置有凸轮槽423，该凸轮槽423是通过根据其周向位置改变槽宽而形成的大致圆弧形状的槽部。另一方面，在离合杆500的下表面，在其水平方向上的位置与齿轮420重叠的部分，形成有向下方突出的轴部即从动轴530。离合杆500的从动轴530嵌合于齿轮420的凸轮槽423中。即，齿轮420及离合杆500构成表面凸轮。离合杆500是齿轮420的凸轮从动件，追随齿轮420的旋转在水平方向上的规定的角度范围内往复移动。

另外，在离合杆500上形成有供转子支承轴131插通的长孔即导向孔540。导向孔540遍及在离合杆500的可动范围内位置与转子支承轴131重叠的部分的全长而形成。另外，导向孔540延伸至倾斜部510，因此，倾斜部510俯视时形成为大致U字形。

另外，在离合杆500的下表面形成有向下方突出的凸部即卡止片520。而且，在离合器齿轮200上设置有从其从动轴240向径向外侧延伸的凸部即被卡止片230。通过离合器齿轮200的被卡止片230与离合杆500的卡止片520在周向上卡合，离合器齿轮200的旋转被卡止。此外，离合器齿轮200的被卡止片230俯视时形成点对称。离合器齿轮200的反转被离合杆500阻止，由此，在排水阀V打开后，能够克服排水阀V自身的作用力，维持排水阀V的打开状态。

如图7及图8所示，在排水阀V打开时，通过用离合杆500的倾斜部510向下方按压离合器齿轮200，从动侧卡合爪210与驱动侧卡合爪122a卡合。由此，第一路径P₁成为“接通”状态，排水阀V通过电动机100的驱动力打开。

如图9及图10所示，在排水阀V打开后，在维持其打开状态时，离合杆500对离合器齿轮200的按压被解除，从动侧卡合爪210从驱动侧卡合爪122a分离。由此，第一路径P₁成为“断开”状态，转子轴套122空转。而且，离合器齿轮200的被卡止片230与离合杆500的卡止片520在周向上卡合，离合器齿轮200的反转被阻止。由此，克服排水阀V自身的作用力，维持排水阀V的打开状态。

(排水阀驱动装置的动作)

以下，对排水阀驱动装置900的动作进行说明。在以下的说明中，将排水阀驱动装置900的动作分为打开处于初始状态(关闭位置)的排水阀V时的动作及关闭处于打开状态的排水阀V时的动作进行说明。

(1)排水阀打开动作

排水阀V在初始状态(线材450未卷绕在绞车部件430上的状态)下处于关闭位置。此时，离合杆500用其倾斜部510向下推离合器齿轮200，离合器齿轮200的从动侧卡合爪210处于与转子轴套122的驱动侧卡合爪122a卡合的状态。即，离合机构C处于图7及图8所示的状态，第一路径P₁处于“接通”状态。

当电动机100从该状态反转时，配置于其转子120内的感应旋转体150也与转子120共转并向反转方向旋转。当感应旋转体150反转时，与其齿轮部153a啮合的扇形齿轮600向使臂部620进入转子120的卡合部121a的旋转轨道的方向旋转。通过卡合部121a与臂部620碰撞，电动机100的反转被校正为正转。

当电动机100向正转方向驱动时，离合器齿轮200与转子轴套122一起旋转。而且，配置于转子120内的感应旋转体150也与转子120共转旋转。当感应旋转体150旋转时，与其齿轮部153a啮合的扇形齿轮600也旋转。此时，扇形齿轮600克服螺旋弹簧690的作用力，向正转时卡止片635靠近齿轮710(卡合突起711)的方向旋转。

当正转时卡止片635与卡合突起711卡合时，齿轮710的旋转被卡止。当齿轮710的旋转被卡止时，与齿轮710啮合的齿轮720的旋转也被卡止。当齿轮720的旋转被卡止时，与齿轮720啮合的过滤器齿轮321即内齿轮部件320的旋转也被卡止。即，内齿轮部件320的角度位置由过滤机构F固定，第一路径P₁成为能传递电动机100的正转驱动力的状态。此外，通过扇形齿轮600和齿轮710卡合而使感应旋转体150变得不能旋转后，转子120也与感应旋转体150异步地继续正转。

离合器齿轮200的齿轮部220与行星齿轮机构300的输入齿轮部311啮合。离合器齿轮200的旋转经由输入齿轮部311传递到恒星齿轮312，恒星齿轮部件312旋转。

恒星齿轮312在行星齿轮机构300的内部与3个行星齿轮331啮合。另外，这些行星齿轮331也与内齿轮部件320的内齿轮322啮合。如上所述，内齿轮部件320处于其角度位置由过滤机构F固定的状态。因此，当恒星齿轮312旋转时，行星齿轮331沿着内齿轮部件320的内齿轮322围绕恒星齿轮312公转。当行星齿轮331公转时，行星齿轮机构300的输出齿轮333与支承行星齿轮331的行星轮架330一起旋转。

此外，在电动机100反转时，过滤机构F不会卡止内齿轮部件320的旋转，因此，即使假设恒星齿轮312旋转，该恒星齿轮312的旋转也会经由行星齿轮331的自转而通过内齿轮部件320的空转被消耗。其原因在于，排水阀V自身的作用力经由第一路径P₁作用在行星齿轮机构300的输出齿轮333上，并且传递到输入齿轮部311的驱动力传向旋转阻力低的内齿轮部件320侧。

齿轮410与输出齿轮333啮合，齿轮420与齿轮410啮合。在齿轮420的上表面，安装有沿周向与齿轮420一体旋转的绞车部件430。当绞车部件430旋转时，连接在绞车部件430上的线材450被卷起。排水阀V固定在线材450的前端，由此，排水阀V被打开。

当齿轮420旋转到规定位置时(当线材450被卷起规定量时)，齿轮420的凸轮从动件即离合杆500向远离齿轮420的方向移动。即，离合机构C成为图9及图10所示的状态。

通过离合杆500的移动，离合器齿轮200的按压被解除，离合器齿轮200通过螺旋弹簧250的作用力向上方移动。由此，离合器齿轮200的从动侧卡合爪210和转子轴套122的驱动侧卡合爪122a的卡合被解除，成为电动机100的驱动力不传递到离合器齿轮200的状态。即，第一路径P₁成为“断开”状态。

另外，通过离合杆500的上述移动，离合器齿轮200的被卡止片230沿周向与设置于离合杆500上的卡止片520抵接。即，成为离合器齿轮200的旋转被离合杆500卡止的状态。当离合器齿轮200的旋转被卡止时，构成第一路径P₁的离合器齿轮200以后的部件的角度位置也被固定。此外，此时，过滤机构F卡止内齿轮部件320的旋转，排水阀V自身的作用力作用在第一路径P₁上。但是，离合器齿轮200的旋转被离合杆500卡止，因此离合器齿轮200不会反转。由此，克服排水阀V自身的作用力，维持排水阀V的打开状态。

(2)排水阀关闭动作

在排水完成后关闭排水阀V时，停止对电动机100的供电。通过停止对电动机100的供电，电动机100对感应旋转体150的电磁感应力消失。由此，扇形齿轮600屈服于螺旋弹簧690的作用力而返回原位置，从扇形齿轮600到齿轮710、齿轮720而后过滤器齿轮321的卡止关系被解除。即过滤机构F失效，内齿轮部件320成为能空转的状态。

作用力总是在使排水阀V关闭的方向上作用在排水阀V上。因此，当过滤机构F失效，内齿轮部件320变得能空转时，维持排水阀V的打开状态的拉动力因内齿轮部件320的空转而消失。由此，排水阀V被排水阀V自身的作用力关闭。

另外，当齿轮420沿排水阀V的关闭方向旋转时，离合杆500向靠近齿轮420的方向移动。即，离合机构C成为图7及图8所示的状态。由此，离合器齿轮200的从动侧卡合爪210与转子轴套122的驱动侧卡合爪122a卡合，成为电动机100的驱动力被传递到离合器齿轮200的状态。即，第一路径P₁成为“接通”状态。

(扇形齿轮的变形例)

图12是表示扇形齿轮600的变形例即扇形齿轮800的结构的俯视图(图12的(a))及立体图(图12的(b))。扇形齿轮800的作用或基本结构与上述实施方式的扇形齿轮600相同。以下，参照图12更详细地说明变形例的扇形齿轮800的结构。

扇形齿轮800具有俯视时为大致扇形的主体部810和从主体部810延伸出的臂部820。臂部820以从构成主体部810的扇形的一半径部分的肋850弯曲成抛物线形的方式延伸，在俯视扇形齿轮800时，其前端部820a绕到肋850的前端的顶端。

臂部820是比主体部810更容易弹性变形的缓冲部。另外，臂部820是其基端部820b固定于主体部810的悬臂，前端部820a成为自由端。当电动机100反转时，臂部820的自由端即前端部820a与转子120的卡合部121a接触。

臂部820的自由端侧821长于固定端侧822，其中，该固定端侧822是以臂部820的抛物线形的顶部T为边界的根部侧的部分，该自由端侧821是包含前端部820a的前端侧的部分。在本例的扇形齿轮800中，通过使臂部820弯曲成抛物线形，并将其自由端侧821设置得比固定端侧822长，自由端侧821变得更容易弯曲。由此，卡合部121a与臂部820碰撞时的冲击被臂部820的自由端侧821的变形缓和，碰撞声被减轻。

另外，上述实施方式的扇形齿轮600形成为相当于固定端侧822的部分的壁厚比相当于自由端侧821的部分的壁厚厚，因与卡合部121a的碰撞而弯曲的部位主要是自由端侧相当部。另一方面，本例的臂部820除了设置有防止应力集中的圆弧的基端部820b以外，在臂部820的全长上，与其延伸方向正交的方向上的横截面积大致相同。在扇形齿轮800中，不仅臂部820的自由端侧821，而且固定端侧822也是能够与自由端侧821同样地变形的厚度，由此，可以使臂部820在其全长范围内弯曲以吸收碰撞时的冲击。由此，与仅自由端侧821弯曲的结构相比，扇形齿轮800能够将碰撞声抑制到更小的水平。

此外，如图14所示，通过将臂部820的固定端侧822形成得更长，也可以使臂部820更容易弯曲。

另外，本例的臂部820从主体部810的肋850向侧方(水平方向)延伸，但例如当排水阀驱动装置900内的上下方向的空间有富余时，也可以考虑使臂部820从扇形齿轮800的上表面向上方延伸。

在主体部810的肋850的前端设置有变形限制部L，通过该变形限制部L碰触弹性变形的臂部820而确定臂部820的能变形的极限位置。在前端部820a与卡合部121a碰撞时，臂部820的自由端侧821以靠近变形限制部L的方式弹性变形。在扇形齿轮800上，臂部820的自由端侧821和变形限制部L之间设置有间隙G。间隙G是比前端部820a与卡合部121a碰撞时，自由端侧821因变形而移动的平均移动宽度宽的间隙。即，本例的扇形齿轮800中，在臂部820与卡合部121a碰撞时，弹性变形的臂部820到达变形限制部L的频率为1/2以下。当卡合部121a与臂部820的前端部820a碰撞，由此变形的臂部820进一步与变形限制部L碰撞时，因时间差而会发出两次碰撞声。通过采用在臂部820的自由端侧821和变形限制部L之间设置有足够宽的间隙，在普通碰撞中臂部821不会到达变形限制部L的结构，可以减少碰撞声的发生源。另外，即使在臂部820和卡合部121a偶然地剧烈碰撞，臂部820变形到碰上变形限制部L的位置的情况下，臂部820经由间隙G减速后与变形限制部L接触，因此，与变形限制部L的碰撞声被抑制得很小。

图13是表示臂部820因与转子磁铁121的卡合部121a的碰撞而弹性变形时的样子的局部放大俯视图。

如图13的(a)所示，当电动机100在其起动时反转，臂部820的前端部820a进入卡合部121a的旋转轨道时，设置在前端部820a的拐角处的曲面与卡合部121a的表面线接触。由此，臂部820的前端部820a与卡合部121a碰撞的面积被抑制得很小，它们碰撞时的碰撞声被减轻。此外，例如在前端部820a或卡合部121a设置突起，使前端部820a和卡合部121a点接触，也可以获得同样的效果。

而且，如图13的(b)所示，当与卡合部121a接触之后，卡合部121a进一步旋转并推开臂部820的前端部820a时，臂部820的自由端侧821被卡合部121a按压并向变形限制部L侧弯曲。在与卡合部121a碰撞的力很大，间隙G不能吸收其冲击的情况下，自由端侧821与变形限制部L接触。在此，变形限制部L以其前端的曲面与臂部820的自由端侧821线接触。由此，臂部820的自由端侧821和变形限制部L接触的面积被抑制得很小，它们接触时的碰撞声被进一步减轻。此外，例如在自由端侧821或变形限制部L设置突起，使自由端侧821和变形限制部L点接触也可以获得同样的效果。

另外，此时，臂部820的前端部820a退避到设置在主体部810的缺口813中，比前端部820a靠根部侧的部分与变形限制部L接触。在臂部820因与卡合部121a的碰撞而弹性变形时，其前端部820a以最高速度移动。通过使比前端部820a靠根部侧的部分而非臂部820的前端部820a与变形限制部L接触，减轻臂部820与变形限制部L碰撞时的力。

另外，在相当于扇形齿轮800的主体部810的圆弧的部分形成有与感应旋转体150的齿轮部153a啮合的齿轮部811。而且，当卡合部121a与臂部820碰撞时，扇形齿轮800以齿轮部811中齿长比其他齿部长的部分即长长度部811a与感应旋转体150啮合。由此，防止扇形齿轮800和感应旋转体150的啮合因碰撞的冲击而解除。

另外，圆筒形状的轴体830从扇形齿轮800的旋转中心部向上方延伸。在轴体830的上部形成有向轴体830的径向外侧突出的卡止片即正转时卡止片835。另外，棒状的杆部840从扇形齿轮800的旋转中心部向与感应旋转体150侧大致相反的方向延伸。在杆部840的前端设置有安装螺旋弹簧690的一端的弹簧柱841，螺旋弹簧690的另一端安装于设置在定子110上的销135。

以上，详细说明了本发明的实施方式，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以进行各种改变。

Claims (11)

1.一种电动机单元，其特征在于，具备：

作为驱动源的交流电动机；以及

将所述交流电动机的反转校正为正转的防反转机构，

所述防反转机构具有：

卡合部，所述卡合部是设置于所述交流电动机的转子的外表面或与该转子一体旋转的部件的外表面的凹部或凸部；以及

止动部件，在所述转子反转时，所述止动部件进入所述卡合部的旋转轨道并与所述卡合部碰撞，

所述止动部件具有主体部和比该主体部更容易弹性变形的缓冲部，

所述卡合部与所述缓冲部碰撞。

2.根据权利要求1所述的电动机单元，其特征在于，

所述缓冲部是从所述主体部延伸出的悬臂式臂部，

所述卡合部与所述臂部的自由端即前端部碰撞。

3.根据权利要求2所述的电动机单元，其特征在于，

所述臂部的所述前端部是以点或线与所述卡合部接触的形状。

4.根据权利要求2或3所述的电动机单元，其特征在于，

所述臂部从所述主体部以コ字型或U字型延伸。

5.根据权利要求2或3所述的电动机单元，其特征在于，

所述臂部以弯曲成抛物线形的方式从所述主体部延伸，

所述臂部的自由端侧长于固定端侧，所述自由端侧是包含所述前端部的前端侧的部分，所述固定端侧是以所述臂部的抛物线形的顶部为边界的根部侧的部分。

6.根据权利要求5所述的电动机单元，其特征在于，

所述臂部的所述固定端侧及所述自由端侧在与延伸方向正交的方向上的横截面积大致相同。

7.根据权利要求5或6所述的电动机单元，其特征在于，

在所述前端部与所述卡合部碰撞时，所述臂部的所述自由端侧以接近所述主体部的方式弹性变形，

在所述自由端侧和所述主体部之间设置有间隙，所述间隙比在所述前端部与所述卡合部碰撞时，所述自由端侧因变形而移动的平均移动宽度宽。

8.根据权利要求2～7中任一项所述的电动机单元，其特征在于，

所述止动部件或所述转子具有变形限制部，该变形限制部通过碰触弹性变形的所述臂部而确定该臂部的能变形的极限位置。

9.根据权利要求8所述的电动机单元，其特征在于，

所述变形限制部设置于所述止动部件的所述主体部，

所述臂部及所述变形限制部中的任一方的与另一方的接触部是以点或线与该另一方接触的形状。

10.根据权利要求8或9所述的电动机单元，其特征在于，

所述变形限制部设置于所述止动部件的所述主体部，

所述臂部的比所述前端部靠根部侧的部分与所述变形限制部接触。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的电动机单元，其特征在于，

所述交流电动机是单相交流同步电动机，

所述卡合部配置为在避开所述转子的死点的位置与所述缓冲部碰撞。

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