JP2002242951A - ギアードモータ - Google Patents
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- H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
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Abstract
手段の継断動作を確実に行うことが可能なギアードモー
タを提供する。 【解決手段】クラッチ手段4は、ロータ11側に配置さ
れた第1のクラッチ部材(この図の例ではロータ11が
相当する)と出力軸3側に配置された第2のクラッチ部
材21とからなる。両クラッチ部材11,21の各対向
面には、それぞれ当該クラッチ部材11,21が接近す
ることにより噛み合ってクラッチ手段4を継とする爪1
1d,21dがそれぞれ設けられている。本発明は、こ
れらの爪11d,21dが噛み合う際に頂点同士が接触
して両クラッチ部材11,21がロックしてしまうのを
防止するため、第1のクラッチ部材11側の爪11dを
ディテントトルクによって所定位置に位置決めすると共
に、第2のクラッチ部材21側の爪21をクラッチ切り
換え手段41を利用して所定位置に位置決めしている。
Description
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。
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。
モータと出力軸との間に配置されるクラッチ手段の継断
を、2部材からなるクラッチ部材の爪の係合/離脱で行
うようなタイプがある。すなわち、両クラッチ部材の各
対向面には、それぞれ複数もしくは1つの爪が設けられ
ている。そして、両クラッチ部材は、これらの爪同士が
ぶつからないように接近し、その後一方のクラッチ部材
が周方向に回転することにより両クラッチ部材の爪同士
が噛み合いながら一体的に回転するように構成される。
また、一方のクラッチ部材が他方のクラッチ部材から軸
方向に離れることにより、両クラッチ部材の爪同士の噛
み合いが外れるようになっている。
のクラッチ部材を用いる場合、図8(A)に示すよう
に、両クラッチ部材の爪11d,21d同士が噛み合う
際に、全ての爪11d,21dの対応する先端部分同士
が同時に当接してしまうことがある。すなわち、両クラ
ッチ部材11,21が接近する際に、各対応位置にある
爪11dと爪21dとがスムーズに噛み合わずその先端
同士がぶつかって、両クラッチ部材11,21のそれ以
上の接近を阻止してしまうことがある。構成上、両クラ
ッチ部材11,21は、爪11d,21d同士が噛み合
う位置まで一方が他方へ接近しようとするようになって
いる。そのため、全爪11d,21dの各先端同士が当
接した状態でロックされてしまう。
d,21dの先端同士がぶつかった状態で両クラッチ部
材11,21がさらに接近する方向に力が加えられるた
め、各爪11dと対応する爪21dのうちのいずれかが
正規の噛み合い位置Pからずれた位置P1にはまってし
まう危険性がある。より具体的には、ある爪11dが、
回転方向手前である正規の噛み合い位置Pではなく回転
方向後方の位置P1にはまってしまう危険性がある。こ
れによって、両クラッチ部材11,21との噛み合いが
不自然な状態となってしまい、クラッチとして機能しな
くなる。
当接によるロックや誤位置へのはまり込みが生じると、
クラッチ手段の継断動作が正常に行われなくなってしま
うという問題が生じる。
れるクラッチ手段の継断を、2部材からなるクラッチ部
材の爪の係合/離脱で行う場合において、爪の先端部分
同士の当接や誤位置へのはまり込みによる両クラッチ部
材のロック等を防止し、クラッチ手段の継断動作を確実
に行う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。
は、ロータに連結されて負荷に抗し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、このクラッチ手段の継断を切り換えるク
ラッチ切り換え手段とを有し、上記クラッチ手段は、上
記ロータ側に配置された第1のクラッチ部材と上記出力
軸側に配置された第2のクラッチ部材とを備え、両クラ
ッチ部材の対向面にはそれぞれ当該クラッチ部材が接近
することにより噛み合って当該クラッチ手段を継とする
爪がそれぞれ設けられ、これらの爪同士を噛み合わせる
際に当該爪同士の頂点同士が接触して両クラッチ部材が
ロックしてしまうのを防止するための、上記第1のクラ
ッチ部材側の爪を所定位置に位置決めする第1の位置決
め手段と、上記第2のクラッチ部材側の爪を所定位置に
位置決めする第2の位置決め手段とを有し、上記第1の
位置決め手段を上記ロータに対向配置されるステータと
当該ロータとの間のディテントトルクを利用して形成す
ると共に、上記第2の位置決め手段を上記クラッチ切り
換え手段を利用して形成したことを特徴としている。
する爪の頂点同士の接触による両クラッチ部材のロック
を防止するために、第1のクラッチ部材側の爪をディテ
ントトルクを利用して位置決めし、第2のクラッチ部材
側の爪をクラッチ切り換え手段を利用して位置決めして
いる。そのため、爪の先端部分の当接による両クラッチ
部材のロックが生じず、クラッチ手段の継断を確実に行
うことができる。
において、第2の位置決め手段は、クラッチ切り換え手
段に形成された一方の係合部と、この一方の係合部に係
合して第2のクラッチ部材を所定位置に位置決めさせる
当該第2のクラッチ部材に形成された他方の係合部と、
クラッチ手段が継の時、第2のクラッチ部材の回転力を
出力軸に伝達しこの出力軸を所定の方向へ回転させる輪
列と、を有し、クラッチ手段が断状態から継状態へ切り
換えられる際、負荷によって所定の方向と反対方向へ出
力軸が回転させられることにより他方の係合部が一方の
係合部に付勢状態で当接し、これによって位置決めを行
うことを特徴としている。
チ切り換え手段に設けた一方の係合部と第2のクラッチ
部材に形成された他方の係合部とで構成することによ
り、クラッチ手段の継断を確実に行え、かつ部品点数が
少なくなり組立が容易となると共に、装置全体がコンパ
クトとなる。
において、クラッチ切り換え手段は、負荷によって所定
の方向と反対方向へ出力軸が回転する際に輪列に連動し
て動作し、クラッチ手段を断状態から継状態へ切り換え
ることを特徴としている。このように、ロータ側からの
回転力を出力軸側へ伝達するための輪列の回転動作を利
用して、クラッチ手段が断から継への切り換わり動作を
行う構成となっているため、ソレノイド等によりクラッ
チを動作させる構成となっている場合に比べて、制御回
路が不要となり、かつスペース的にもコンパクト化を図
ることができる。
において、両クラッチ部材の爪同士が噛合した後に、ク
ラッチ切り換え手段及び第2のクラッチ部材にそれぞれ
形成された係合部同士の係合が外れるように構成されて
いる。そのため、爪同士の噛合後は、爪同士の噛み合い
のみによって両クラッチ部材の動作がなされることとな
る。
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
チ手段の継断を切り換えるクラッチ切り換え手段とを有
し、クラッチ手段は、ロータに連動回転する第1のクラ
ッチ部材と、クラッチ手段が継となると、第1のクラッ
チ部材に係合して従動回転し出力軸側にその回転を伝達
する第2のクラッチ部材とを備え、両クラッチ部材の対
向面には当該両クラッチ部材がクラッチ切り換え手段の
継動作により接近係合し当該クラッチ手段を継とする爪
がそれぞれ複数設けられ、この継の時に複数の爪同士が
少なくとも2箇所同時に係合するように構成され、かつ
両クラッチ部材のいずれか一方の複数の爪のうちのいず
れか1つの爪の丈のみを他の爪の丈より近接方向に長く
形成し、上記近接係合時において長い丈の爪をガイドに
して他の爪がそれぞれ正規の係合位置に導かれることに
より少なくとも2箇所同時に係合することを特徴として
いる。
する爪の噛み合い時の誤位置へのはまり込みを防止する
ために、両クラッチ部材のいずれか一方に最初に他方の
爪と噛み合う丈の長い爪を1つだけ設け、この長い爪の
噛み合いをガイドとして他の丈の短い爪がそれぞれ正規
の噛み合い位置に導かれるようにしている。このため、
両クラッチ部材がロックして動作不能に陥ることが一切
なく、クラッチ手段が正常に機能することができる。
実施の形態を、図1から図7に基づき説明する。
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
なる第1のクラッチ手段の噛み合い状態及び噛み合いの
外れ状態を説明するための部分拡大図である。図3は、
本発明の主要部分となる第1のクラッチ手段の噛み合い
時及び非噛み合い時における爪の状態を説明するための
部分拡大図である。図4は、第1のクラッチ手段と第2
のクラッチ手段の各爪の正規の噛み合い位置を説明する
ための図で、第1のクラッチ手段を平面的に示した平面
図である。図5は、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6は、図5
を上面から見た平面図である。図7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。
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4と、ロー
タ11と出力軸3との間に配置される減速輪列に連動し
て動作し第1のクラッチ手段4の継断を切り換えるクラ
ッチ切り換え手段となるクラッチレバー41とを有して
いる。また、本実施の形態のギアードモータは、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
となる遊星歯車機構22と、第2のクラッチ手段を継断
操作するクラッチ操作機構5を備えている。そして、こ
れらの各機構は、ケース本体12a及びケース上蓋12
bからなるケース体12内に収納されている。
のクラッチ手段4は、第1のクラッチ部材となるロータ
11及びこのロータ11の上面に形成された複数(この
実施の形態では4つ)の爪11dと、出力軸3側に配置
される第2のクラッチ部材となるクラッチピニオン21
及びこのクラッチピニオン21の下面に形成された複数
(この実施の形態では4つ)の爪21dから構成され
る。
クラッチ手段4は、クラッチレバー41に形成されたカ
ム41aの山の部分によってクラッチピニオン21が押
し下げられるように構成されている。このように押し下
げられると、クラッチピニオン21がロータ11に接近
し各爪21dと各爪11dとが噛み合って継(繋がって
いるの意味=オン)となる。
ラッチ手段4は、クラッチレバー41のカム41aの山
から谷への切り換わりに応じてクラッチピニオン21が
圧縮コイルバネ18の付勢力によって上方へ移動してロ
ータ11から離れることにより、各爪21dと各爪11
dとの噛み合いが外れて断(切れているの意味=オフ)
となる。
たロータ11は、その周囲を取り囲まれたステータ部1
4との間に発生するディテントトルクによって噛み合い
動作直前に回転方向において位置決めされる。すなわ
ち、ロータ11は、ロータマグネット11bの着磁位置
によって当該ロータ11の停止時の回転方向における位
置決めがなされる。このように、通電が断たれた際のロ
ータ11とステータ部14間に発生するディテントトル
クが、第1のクラッチ部材となるロータ11の噛み合い
時の位置決めを行う第1の位置決め手段となっている。
(A)の上方に上昇しロータ11との噛み合いが外れる
際に、クラッチレバー41に設けられた一方の係合部
(図示省略)がクラッチピニオン21の上面に形成され
た他方の係合部(図示省略)に当接し、これによってク
ラッチピニオン21の回転が阻止されることによって回
転方向において位置決めされる。すなわち、第2のクラ
ッチ部材となるクラッチピニオン21は、後述するよう
に駆動輪列2の各部材の回転を受けて慣性力で回転しよ
うとするが、この回転をクラッチレバー41に設けられ
た係合部によって阻止される。言い換えると、所定の回
転方向に付勢された状態でクラッチピニオン21の係合
部がクラッチレバー41の係合部に当接することとな
る。
ッチピニオン21とロータ11との噛み合い時まで継続
される。そして、クラッチピニオン21とロータ11と
が噛み合うと、クラッチレバー41の係合部とクラッチ
ピニオン21の係合部との係合が外れて位置決めは解消
される。このように、クラッチ切り換え手段となってい
るクラッチレバー41に設けられた係合部と第2のクラ
ッチ部材となっているクラッチピニオン21に設けられ
た係合部とが、クラッチピニオン21の噛み合い時の位
置決めを行う第2の位置決め手段となっている。
びロータ11は、噛み合い時において位置決めされてい
る。この位置決めは、両者11,21が噛み合う際に、
各爪11d,21d同士の先端が接触せず、正しい噛み
合い位置に各爪11d,21dが噛合し合うためのもの
となっている。しかしながら、部品の公差や組み立て公
差等の種々の理由により、どうしても各爪11d,21
dの先端(頂点)が接触してしまう構成となってしまう
場合も生じる。しかし、本実施の形態は、以下に説明す
る構成となっているため、そのような場合でも各爪11
d,21dの先端部分が接触してクラッチピニオン21
とロータ11とがロックしてしまったり、あるいは正規
の噛み合い位置からずれた状態で爪同士がはまり合って
しまうということが防止される。
ラッチピニオン21と対向する面、すなわち上面には、
上述したようにクラッチピニオン21の各爪21dと噛
合可能な爪11dが4本形成されている。そして、これ
ら4本の爪11dのうちの1本の爪11d1は、唯一、
他の爪11d2より向かい合う爪21dと近接する方向
に若干丈の長いもので構成されている(図3(A)中の
符号h参照)。この丈の長い爪11d1は、先端部分
(頂点)が他の丈の短い爪11d2の先端部分(頂点)
に比べて鋭利に尖っているが、若干Rが形成され丸みを
有している。
ッチレバー41のカム41aの押し下げによりクラッチ
ピニオン21がロータ11に近接係合する継動作時に、
クラッチピニオン21の爪21dの先端部分が当該爪1
1d1の先端部分に当接した場合、クラッチピニオン2
1の爪21dが図2における下方(ロータ11側)へ逃
げられるようにするためのものである。
端部分が平面で形成されており、爪形状全体が台形形状
となっている。なお、この丈の短い爪11d2の先端の
角の部分にも、Rが形成されており、若干丸みがつけら
れている。この構成は、クラッチピニオン21の爪21
dの先端部分が当該爪11d2に当接した場合に、クラ
ッチピニオン21の爪21dが図2における下方(ロー
タ11側)へ逃げ易くし、正しい噛み合い位置に爪21
dを導くためのものである。
い(正規の)噛み合い位置とは、ロータ11の回転方向
においてロータ11の各爪11dがクラッチピニオン2
1の爪21dの手前側に入り込む位置を言う。このよう
な噛み合い位置に入り込むことにより、ロータ11の各
爪11dがクラッチピニオン21の爪21dを押しなが
ら回転し、ロータ11の回転をクラッチピニオン21に
伝達する。
ニオン21が押し下げられてロータ11に近接係合する
継動作時に、各爪11d,21dの先端部分(頂点)同
士が接触した状態でさらに押し下げ方向への力をクラッ
チレバー41からクラッチピニオン21が受け、クラッ
チピニオン21の爪21dがロータ11の爪11dに噛
み合う際に正規の位置ではなく、ずれた位置に入り込む
ことを防止するためのものとなっている。
の先端部分同士が当接しそうな状態で接近してきた場
合、本実施の形態のギアードモータでは、以下のような
現象が生じる。
4本の各爪11dがクラッチピニオン21側の4本の各
爪21dとそれぞれ噛合する際、まず最初に丈の長い爪
11d1がクラッチピニオン21側のいずれかの爪21
dの先端部分に当接する。丈の長い爪11d1の先端部
分は、上述したように、やや丸みのある鋭利な先端部と
なっているため、この部分と接触したクラッチピニオン
21側の爪21dは滑ってさらに下方へ移動する。な
お、この実施の形態では、より接触時に滑りやすくする
ために爪11d1の先端部に丸みを付けたが、この丸み
はなくても良い。
1d2と各爪21dとの接触に先行して、丈の長い爪1
1d1のみが最初にクラッチピニオン21側の爪21d
の1本に接触する構成となっている。そして、この接触
がガイドとなり、他の爪21dが丈の低い爪11d2に
それぞれ正規の位置で噛み合うように構成されている。
ピニオン21が下方へ押し下げられると、図3(B)に
示すような状態となる。この結果、クラッチピニオン2
1の他の爪21dが、下降してきてロータ11側の丈の
短い爪11d2にそれぞれ当接する。このとき、上述し
たように丈の長い爪11d1とクラッチピニオン21の
いずれかの爪21dとの最初の接触がガイドとなってい
るため、その他の爪の噛合は正規の位置に導かれる。な
お、丈の短い爪11d2の先端部分は、上述したように
台形形状でかつ角にやや丸みが付けられているため、こ
の丸みのある角部分と接触したクラッチピニオン21側
の爪21dは滑ってさらに下方の、上述した正しい噛み
合い位置へよりスムーズに移動する。これにより、爪2
1dは、それぞれロータ11側の丈の短い爪11d2と
それぞれ正規の噛合をする。すなわち、長い丈の爪11
d1のクラッチピニオン21側のいずれかの爪21dと
の噛合がガイドとなって、他の丈の短い爪11d2とク
ラッチピニオン21側の他の各爪21dとの噛合が始ま
るようになっている。
爪11d及びクラッチピニオン21側の爪21d共に4
本ずつとし、ロータ11側に丈の長い爪11d1を備え
たが、爪11d,21dの本数は、特に4本に限定され
るものではなく、4本より少なくてもまた多くても良
い。また、ロータ11側とクラッチピニオン21側とで
爪の本数が異なるように構成しても良い。さらに、丈の
長い爪をロータ11側ではなくクラッチピニオン21側
に設けるようにしても良い。
ラッチ手段4を継とすることにより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、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、第
1のクラッチ手段4を断とすることによりロータ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、後述する第2のク
ラッチ手段も断となりレバー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。
いて詳述する。
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。
に配置された誘導回転体16について、図5及び図6を
用いて説明する。
軸15(図1参照)を挿通する孔を備えた回転支承部1
1a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。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。
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1
6a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1
6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。
部11aの上端内周側部分には、溝11fが形成されて
いる。この溝11fには、ロータ11とクラッチピニオ
ン21との噛み合いを外すための圧縮コイルバネ18が
はめ込まれる。
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2
5c(図7参照)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。
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。
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。
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1
1と共に同じ方向に回転する。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。
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2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7を用いて説明する。
側半分に記載されており、上述の第1のクラッチ手段4
の一部を構成するクラッチピニオン21と、このクラッ
チピニオン21と係合する受け歯車32bを備えた第2
のクラッチ手段を構成する遊星歯車機構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。
詳述する。駆動輪列2の第1段目の歯車であると共に第
1のクラッチ部材の一部を構成するクラッチピニオン2
1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1
5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。そして、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。
は、第1のクラッチ手段4の継断を切り換えを行うクラ
ッチ切り換え手段を構成するクラッチレバー41のカム
面41aが臨んでいる。このため、クラッチピニオン2
1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2
3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41
aを備えた側は、長孔41b(図7参照)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。
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、駆動輪列2の回転に連動して動作し、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1のクラッチ手段4の継断
を切り換え動作を行うように構成されている。
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2
1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が噛合
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1のクラッチ手段4が継状態とな
る。
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する。この上方
への移動が完全に終了する前に、クラッチピニオン21
は回転しながらその上面に形成された係合部(図示省
略)を、揺動してきたクラッチレバー41の下面の所定
位置に形成された係合部(図示省略)に当接させる。こ
れにより、クラッチピニオン21は、回転方向において
位置決めされ保持される。この位置決め後、クラッチピ
ニオン21は、圧縮コイルバネ18の付勢力によりさら
に上方へ移動する。このため、クラッチピニオン21
は、回転方向において所定位置に位置決めされた状態で
ロータ11との連結が外れる。すなわち、第1のクラッ
チ手段4が断状態に切り換わる。
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ピニオン21がク
ラッチレバー41によって回転方向に位置決めされた状
態で保持されているため、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、通電状態を維持しているた
め、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。
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。
部41cがクラッチピニオン21をロータ11側へ押し
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とが噛合する。なお、クラッチ
ピニオン21は、上述したように回転方向において位置
決めされている。一方、ロータ11も、上述したよう
に、当該ロータ11とステータ部14間に発生するディ
テントトルクにより回転方向に位置決めされている。
タ11の位置決めは、各部材のそれぞれ対向する爪21
d,11dがスムーズに噛み合うように配慮して設定さ
れる。すなわち、各爪21d,11dの先端部分同士が
当接した状態でクラッチピニオン21がロータ11側に
押し込まれて両者21,11がロックしてしまわないよ
うに、両者21,11の位置決めがなされる。
差等の積み重なり等により、各爪21d,11dの先端
部分同士が、噛み合い時に当接してしまう場合も想定さ
れる。このような場合、クラッチピニオン21とロータ
11とがロックしてしまう危険性があると共に、上述し
たように正規の位置からずれた状態ではまってしまう場
合も考えられる。そのため、本実施の形態では、上述し
たように、ロータ11側の爪11dの1つを丈の長い爪
11d1で構成し、噛み合い時に爪21dと爪11dの
先端が当接しても、クラッチピニオン21の各爪21d
を正規の噛み合い位置へ導き、ずれた状態ではまってし
まったりクラッチピニオン21とロータ11とがロック
しないようにしている。
11側へ押し下げられると、クラッチピニオン21の爪
21dとロータ11の爪11dとが正規の位置で噛合
し、第1のクラッチ手段4が継となる。なお、爪11
d,21dの噛合後、クラッチレバー41によるクラッ
チピニオン21の位置決め保持は解除される。加えて、
このとき、通電が断たれており、上述の第2のクラッチ
手段が断となっているため、レバー8は引き上げる前の
位置へ移動できる。
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3
6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。
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2
8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。
動輪列2中に配置された第2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2
7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。
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2
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。
支持歯車34との間を継とした状態において、上述した
第1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1のクラッチ手段4だけが断となり第
2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。
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2
7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。
てさらに詳述する。
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7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2
5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。
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の係合部(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。
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、上述の実施の形態では、第
1のクラッチ手段4の継断を切り換えるクラッチ切り換
え手段となるクラッチレバー41を、出力歯車3aに形
成されたクラッチレバー操作溝3bによりガイドして動
作させるようにしたが、特にこのガイド部材は出力歯車
3aに設けられるものに限定されない。すなわち、クラ
ッチ切り換え手段を動作させるための部材を、ロータ1
1と出力軸3との間に配置される減速輪列中の他の歯車
に設けても良い。
ラッチ手段4を構成する第1のクラッチ部材をロータ1
1自体としたが、ロータ11に連動する他の部材で構成
しても良い。さらに、上述の各実施の形態では、2つの
クラッチ部材をディテントトルク及びクラッチレバー4
1を利用して各々位置決めして両クラッチ部材がロック
してしまうことを防止すると共に、ロータ11側に丈の
長い爪11d1を備えることにより両クラッチ部材が正
規の位置からずれた位置ではまり合ってしまうことを防
止する構成とした。しかし、これら2つの方法は、それ
ぞれ独立して効果を奏するものとなっており、いずれか
1つの方法のみを利用するようにしても良い。
側に丈の長い爪11d1を備える方法を採用すると、爪
11d,21dの先端部分の当接によるロックおよび正
規位置からずれた状態でのはまり込みの双方を防止でき
る。しかし、上述した位置決めを行うことによりロータ
11の回転を利用せずに直接的に、爪21dを爪11d
との正規の噛み合い位置へ移動させることができる。
1,51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。
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。
クラッチ手段を継断する爪の頂点同士の接触による両ク
ラッチ部材のロックを防止するために、第1のクラッチ
部材側の爪をディテントトルクを利用して位置決めし、
第2のクラッチ部材側の爪をクラッチ切り換え手段を利
用して位置決めしている。そのため、爪の先端部分の当
接による両クラッチ部材のロックが生じず、クラッチ手
段の継断を確実に行うことができる。
材のいずれか一方に最初に他方の爪と噛み合う丈の長い
爪を1つだけ設け、この長い爪の噛み合いをガイドとし
て他の丈の短い爪を正規の噛み合い位置へ導くことがで
きるようにしている。そのため、確実に正規の噛み合い
位置で両クラッチ部材の各爪が噛み合うようになる。こ
れによって、ロータの回転を確実に出力軸側へ伝達可能
なクラッチ部材とすることができ、この結果、クラッチ
手段の継断を確実に行うことができる。
構を説明するための展開縦断面図である。
継断の切り換えを説明するための部分拡大図で、(A)
は継状態、(B)は断状態をそれぞれ表した図である。
の噛合時を各状態を説明するための部分拡大図で、
(A)は噛合開始時における、(B)は噛合開始から完
全に噛合状態となる途中段階における、各状態をそれぞ
れ表した図である。
2のクラッチ手段の各爪の正規の噛み合い位置を説明す
るための図であって、第1のクラッチ手段の平面図であ
る。
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。
蓋を外した状態の平面図である。
ッチ手段の継断を2部材からなるクラッチ部材の爪の係
合/離脱で行うようなタイプのギアードモータにおける
問題点を説明するための図で、(A)は正規の噛み合い
位置に両クラッチ部材の爪が噛み合った状態を、(B)
は正規の噛み合い位置からずれた位置に両クラッチ部材
の爪がはまってしまった状態を、それぞれ示す模式図で
ある。
Claims (5)
- 【請求項1】 ロータに連結されて負荷に抗して回転駆
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、このクラッチ手段の継断を切
り換えるクラッチ切り換え手段とを有し、上記クラッチ
手段は、上記ロータ側に配置された第1のクラッチ部材
と上記出力軸側に配置された第2のクラッチ部材とを備
え、両クラッチ部材の対向面にはそれぞれ当該クラッチ
部材が接近することにより噛み合って当該クラッチ手段
を継とする爪がそれぞれ設けられ、これらの爪同士を噛
み合わせる際に当該爪同士の頂点同士が接触して両クラ
ッチ部材がロックしてしまうのを防止するための、上記
第1のクラッチ部材側の爪を所定位置に位置決めする第
1の位置決め手段と、上記第2のクラッチ部材側の爪を
所定位置に位置決めする第2の位置決め手段とを有し、
上記第1の位置決め手段を上記ロータに対向配置される
ステータと当該ロータとの間のディテントトルクを利用
して形成すると共に、上記第2の位置決め手段を上記ク
ラッチ切り換え手段を利用して形成したことを特徴とす
るギアードモータ。 - 【請求項2】 前記第2の位置決め手段は、前記クラッ
チ切り換え手段に形成された一方の係合部と、この一方
の係合部に係合して前記第2のクラッチ部材を前記所定
位置に位置決めさせる当該第2のクラッチ部材に形成さ
れた他方の係合部と、前記クラッチ手段が継の時、前記
第2のクラッチ部材の回転力を前記出力軸に伝達しこの
出力軸を所定の方向へ回転させる輪列と、を有し、前記
クラッチ手段が断状態から継状態へ切り換えられる際、
前記負荷によって上記所定の方向と反対方向へ前記出力
軸が回転させられることにより上記他方の係合部が上記
一方の係合部に付勢状態で当接し、これによって位置決
めを行うことを特徴とする請求項1記載のギアードモー
タ。 - 【請求項3】 前記クラッチ切り換え手段は、前記負荷
によって上記所定の方向と反対方向へ前記出力軸が回転
する際に前記輪列に連動して動作し、前記クラッチ手段
を断状態から継状態へ切り換えることを特徴とする請求
項2記載のギアードモータ。 - 【請求項4】 前記両クラッチ部材の爪同士が噛合した
後に、前記クラッチ切り換え手段及び前記第2のクラッ
チ部材にそれぞれ形成された前記係合部同士の係合が外
れるように構成されたことを特徴とする請求項2または
3記載のギアードモータ。 - 【請求項5】 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、このクラッチ手段の継断を切り換えるクラ
ッチ切り換え手段とを有し、上記クラッチ手段は、上記
ロータに連動回転する第1のクラッチ部材と、上記クラ
ッチ手段が継となると、上記第1のクラッチ部材に係合
して従動回転し上記出力軸側にその回転を伝達する第2
のクラッチ部材とを備え、両クラッチ部材の対向面には
当該両クラッチ部材が上記クラッチ切り換え手段の継動
作により接近係合し当該クラッチ手段を継とする爪がそ
れぞれ複数設けられ、この継の時に上記複数の爪同士が
少なくとも2箇所同時に係合するように構成され、かつ
両クラッチ部材のいずれか一方の複数の爪のうちのいず
れか1つの爪の丈のみを他の爪の丈より近接方向に長く
形成し、上記近接係合時において上記長い丈の爪をガイ
ドにして他の爪がそれぞれ正規の係合位置に導かれるこ
とにより少なくとも2箇所同時に係合することを特徴と
するギアードモータ。
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