JP2006322498A - クラッチ付き駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 作動中の停電等による駆動源停止によってもクラッチが外れることが無く、よって出力軸をそのままの状態に保持しておくことができるクラッチ付き駆動装置を提供する。
【解決手段】 モータの回転子と出力軸との間にクラッチが介装されたクラッチ付き駆動装置において、クラッチ２０は、モータの回転子側に回転連結された第１のクラッチ体９と、出力軸側に回転連結されるとともに、第１のクラッチ体９に対して接離自在に設けられ、第１のクラッチ体と接した状態で第１のクラッチ体の回転を出力軸側に伝達する第２のクラッチ体１１と、第２のクラッチ体１１を第１のクラッチ体９側に付勢する付勢手段２８と、駆動源が供給された際に付勢手段２８による付勢力に抗して第２のクラッチ体１１を第１のクラッチ体９から離間する方向に移動させる駆動手段２１とを備えてなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば洗濯機の排水弁を開閉するための駆動源として用いて好適なクラッチ付き駆動装置に関するものである。

例えば、自動化が進んだ近年の電気洗濯機においては、一連の洗濯工程が終了した後に、内部の洗浄水を自動的に排水するための排水弁およびこれを開閉するためのモータ駆動によるクラッチ付き駆動装置が設けられている。

図３および図４は、従来のこの種のクラッチ付き駆動装置を示すもので、図中符号１は、有底円筒状の本体１ａとこの本体１ａの上部開口を塞ぐ上蓋１ｂとから成るケーシングであり、ケーシング１の底部に、モータ２が配設されている。
このモータ２の回転子３は、クラッチ４を介して、一連の減速ギヤ列５からこの駆動装置の出力軸６に伝達されるようになっている。

ここで、クラッチ４は、モータ２の回転子３と歯合する大径のギヤ部７を備えるとともに下面に逆回転ストッパ８を有する下クラッチ体９と、この下クラッチ体９の上方に同軸的に対向配置されて減速ギヤ列５の初段のギヤと歯合するギヤ部１０を備えた小径の上クラッチ体１１とから概略構成されている。

上記下クラッチ体９は、中心部に穿設された孔部９ａにケーシング１の本体１ａに立設された軸１２が挿通されることにより、当該軸１２に回転自在に設けられており、他方、上クラッチ体１１は、同様に中心部に穿設された孔部１１ａに軸１２が挿入されることにより、当該軸１２に回転自在かつ下クラッチ体９に対して接離自在に配設されている。

そして、これら下クラッチ体９と上クラッチ体１１の内周部間には、上クラッチ体１１を下クラッチ体９から離間する方向に付勢するスプリング１３が介装されている。
また、上クラッチ体１１の図中上端部には、クラッチ接続用のソレノイド１４が設けられている。

このソレノイド１４は、固定ヨーク１４ａの内部に可動鉄芯１４ｂが移動自在に設けられるとともに、この可動鉄芯１４ｂの上蓋１ｂ側に端部に可動ヨーク１４ｃが一体に形成されたものである。この結果、ソレノイド１４は、通電時に可動ヨーク１４ｃが固定ヨーク１４ａ側に磁気的吸引されることにより、可動鉄芯１４ｂの他端部が上クラッチ体１１をスプリング１３の付勢力に抗して下クラッチ体９側に押圧するようになっている。

そして、これら下クラッチ体９および上クラッチ体１１の内周部対向面に、上クラッチ体１１がソレノイド１４によって下方に押圧された際に、互いに係合するクラッチ歯１５、１６が形成されている。

さらに、ケーシング１から突出する出力軸６の上端部にプーリ１７が固定されており、このプーリ１７の外周に図示されない排水弁を開閉するためのワイヤ１８の一端部が固定されるとともに、プーリ１７を引き戻すためのスプリング１９が連結されている。

上記構成からなるクラッチ付き駆動装置を、例えば自動化された洗濯機における排水弁開閉用の駆動源として用いた場合には、先ず当該洗濯機における洗濯開始ボタンが押されると、給水、洗濯、すすぎ洗い等の各工程が順次行われ、脱水の際あるいは洗濯が終了した際に、上記クラッチ付き駆動装置の電源が入り、モータ２が回転するとともに、ソレノイド１４による励磁により上クラッチ体９が下クラッチ体１１側に押圧されてクラッチ歯１５、１６が歯合する。

これにより、モータ２の回転がクラッチ４から減速ギヤ列５に伝達され、出力軸６が回転することにより、上記排水弁が開いて排水が行われる。そして、排水が完了すると、クラッチ付き駆動装置への電源が切られ、モータ２が停止するとともに、スプリング１３によって下クラッチ体９と上クラッチ体１１との係合が解かれる。この結果、スプリング１９の付勢力により出力軸６が元位置に復帰する。

ちなみに、この種のクラッチ付き駆動装置の構成は、例えば本出願人等が先に提案した下記特許文献１にも開示されている。
特開２００２−２７６７０５号公報

ところで、上記従来のクラッチ付き駆動装置においては、上述した洗濯機の排水弁を開閉するための駆動源として用いた場合に、上記脱水時や洗濯終了時に電源が供給されている状態で停電が発生したり、あるいは何等かの理由で電線が抜けたり、さらには誤ってリセットボタンを押したりすると、ソレノイド１４への電源がＯＦＦになってクラッチ４が外れてしまい、この結果スプリング１９によって出力軸６が元位置に復帰することにより、排水弁が閉じて排水が中断されてしまうという問題点があった。

また、特に、脱水中は洗濯機本体が高速で回転しているために、排水弁が急激に閉まることにより、排水系に損傷を与える虞もあった。
そこで、上記停電時等にクラッチ４における係合を保持するためには、別途、非常時にソレノイド１４に電源を供給するためのコンデンサー等を組み込んでおく必要があり、部品点数が増加するとともに、製品単価の上昇を招くという問題点もあった。

さらに、製造時の誤差等によって、ソレノイド１４における吸着力にバラツキが生じ、吸着時にビビリ音が発生したり、クラッチ４を外す際に可動ヨーク１４ｃがケーシング１の上蓋１ｂに当接して衝突音が発生したりするという問題点もあった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、作動中の停電等による電源停止によってもクラッチが外れることが無く、よって出力軸をそのままの状態に保持しておくことができるとともに、騒音の発生も抑制することができるクラッチ付き駆動装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、モータの回転子と出力軸との間にクラッチが介装されたクラッチ付き駆動装置において、上記クラッチは、上記モータの回転子側に回転連結された第１のクラッチ体と、上記出力軸側に回転連結されるとともに、上記第１のクラッチ体に対して接離自在に設けられ、上記第１のクラッチ体と接した状態で当該第１のクラッチ体の回転を上記出力軸側に伝達する第２のクラッチ体と、この第２のクラッチ体を上記第１のクラッチ体側に付勢する付勢手段と、駆動源が供給された際に上記付勢手段による付勢力に抗して上記第２のクラッチ体を上記第１のクラッチ体から離間する方向に移動させる駆動手段とを備えてなることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記駆動手段が、固定ヨークに対して可動ヨークが出没自在に設けられたソレノイドであり、かつ上記可動ヨークが上記第２のクラッチ体側に設けられるとともに、上記付勢手段が当該可動ヨークを介して上記第２のクラッチ体を上記第１のクラッチ体側へ押圧することを特徴とするものである。

さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の出力軸側に、当該出力軸を原点復帰させるための第２の付勢手段が設けられていることを特徴とするものである。

請求項１〜３のいずれかに記載の発明においては、付勢手段によって第２のクラッチ体を第１のクラッチ体側に付勢するとともに、上記第２のクラッチ体を、駆動源が供給された際に上記付勢手段による付勢力に抗して上記第１のクラッチ体から離間する方向に移動させる駆動手段を設けているので、上記駆動源が供給されない状態においては、上記付勢手段により常時クラッチが係合した状態にある。そして、上記クラッチを外す必要がある場合にのみ、上記駆動源を供給して駆動手段を作動させればよい。

このため、例えば上記クラッチ付き駆動装置を洗濯機の排水弁の開閉用駆動源として用いた場合においても、上記駆動源となる電気が供給されない状態においては、クラッチが係合しているために、仮に停電等によって電源の供給が途絶えた際にも、排水弁が閉じて排水が中断されたり、あるいは排水弁が急激に閉まることにより、排水系に損傷を与えたりする虞がない。

また、常時クラッチが係合状態にある結果、製造時の誤差等によって、クラッチや駆動手段における作動にバラツキが生じないために、駆動手段の作動によるビビリ音の発生を抑制することができる。

さらに、請求項２に記載の発明によれば、上記駆動手段としてソレノイドを用いた場合に、その可動ヨークが第２のクラッチ体側に設けられているために、従来のもののように、クラッチを外す際に可動ヨークがケーシングに当接して衝突音が発生することがない。

また、請求項３に記載の発明によれば、上記出力軸を原点復帰させるための第２の付勢手段を設けているために、一連の作動が完了した後に、上記駆動手段に駆動源を供給してクラッチを外すことにより、上記出力軸を上記第２の付勢手段によってその元位置に復帰させることができる。

図１および図２は、本発明に係るクラッチ付き駆動装置を洗濯機における排水弁開閉用の駆動源として用いた一実施形態の要部を示すもので、他の構成については、図３および図４に示したものと同一であるために、同一符号を用いてその説明を簡略化する。

図１に示すように、このクラッチ付き駆動装置が従来のものと相違する点は、クラッチの構造にある。
すなわち、このクラッチ付き駆動装置においても、図３に示してものと同様に、モータ２の回転子３に歯合される下クラッチ体（第１のクラッチ体）９と、減速ギヤ列５に歯合されるとともに軸１２に回転自在かつ下クラッチ体９に対して接離自在に配設された上クラッチ体（第２のクラッチ体）１１との間に、スプリング１３が設けられている。

そして、このクラッチ付き駆動装置のクラッチ２０においては、上クラッチ体１１の上部に、ソレノイド（駆動手段）２１が設けられている。
この上記ソレノイド２１は、内部にコイル２２が巻回された固定ヨーク２３と、この固定ヨーク２３の中心部に軸線方向に移動自在に設けられた可動鉄芯２４と、この可動鉄芯２４の端部に一体に形成された可動ヨーク２５とから概略構成されている。

ここで、このソレノイド２１は、可動ヨーク２５を上クラッチ体１１側に位置させるとともに、固定ヨーク２３をケーシング１の蓋体１ｂ側に位置させて、当該固定ヨーク２３がケーシング１内に設けられたモータ２と減速ギヤ列５との仕切板２６に固定されている。そして、可動ヨーク２５には、上クラッチ体１１の図中上面に当接する押え部材２７が一体に設けられている。

他方、固定ヨーク２３の図中上面の中央部には、開口部２３ａが穿設されている。そして、上記蓋体１ｂと可動鉄芯２４の端面との間に、上記スプリング１３よりも付勢力の大きいスプリング（付勢手段）２８が上記開口部２３ａを通して介装されている。
これにより、上クラッチ体１１は、スプリング２８により、可動鉄芯２４、可動ヨーク２５および押え部材２７を介して、常時下クラッチ体９側に付勢されている。

なお、上記仕切板２６には、スプリング２８の付勢力によって上クラッチ体１１と下クラッチ体９とのクラッチ歯１５、１６同士が歯合した位置において、可動ヨーク２５の上クラッチ体１１側への移動を係止する段部２９が形成されている。
また、図３に示されない出力軸６には、同様にプーリ１７が固定されており、このプーリ１７の外周に排水弁を開閉するためのワイヤ１８の一端部が固定されるとともに、プーリ１７を引き戻すためのスプリング（第２の付勢手段）１９が連結されている。

以上の構成からなるクラッチ付き駆動装置においては、可動ヨーク２５を上クラッチ体１１側に配置するとともに、スプリング２８によって上クラッチ体１１を上記可動ヨーク２５および押え部材２７を介して下クラッチ体９側に付勢しているので、ソレノイド２１に電源が供給されない状態においては、常時クラッチ２０が係合した状態にある。

このため、洗濯が開始されて、給水、洗濯およびすすぎ洗い工程が順次行われ、脱水の際あるいは洗濯が終了した際に、このクラッチ付き駆動装置のモータ電源が入ると、モータ２が回転し、クラッチ２０および減速ギヤ列５を介して出力軸６が回転することにより、上記排水弁が開いて排水が行われる。

そして、排水が完了すると、モータ２への電源が切られるとともに、ソレノイド２１へ電源が供給される。すると、図２に示すように、可動ヨーク２５がスプリング２８の付勢力に抗して固定ヨーク２３側に磁気的に吸引され図中上方に移動する。この結果、スプリング１３の付勢力によって上クラッチ体１１が下クラッチ体９から離れ、両クラッチ歯１５，１６の係合が解かれる。これにより、スプリング１９により出力軸６が回転して元位置に戻る。

したがって、万一排水中に脱水中停電等によって電源の供給が途絶えた際にも、クラッチ２０は係合した状態にあるために、排水弁は開いた状態をそのまま保持することになり、よって出力軸６が回転して排水弁が閉じることにより排水が中断されたり、あるいは排水弁が急激に閉まることにより、排水系に損傷を与えたりする虞がない。

また、常時クラッチ２０が係合状態にあるために、製造時におけるクラッチ２０やソレノイド２１の取付部分に誤差等が生じている場合にも、従来のもののように、排水切り替え時にビビリ音を発生することがない。しかも、可動ヨーク２５が上クラッチ体１１側に設けられているために、クラッチ２０を外す際に可動ヨーク２５がケーシング１に当接して衝突音が発生することもない。

さらに、上記仕切板２６に、上クラッチ体１１と下クラッチ体９とのクラッチ歯１５、１６同士が歯合した位置において、可動ヨーク２５の上クラッチ体１１側への移動を係止する段部２９を形成するとともに、上クラッチ体１１と下クラッチ体９との間にスプリング１３を介装しているために、スプリング２８の付勢力によってクラッチ歯１５、１６に過大な力が作用することを防止することができる。

加えて、ソレノイド２１の通電時間が短くなるために、消費電力を大幅に削減することが可能になり、しかも当該ソレノイド２１の作動不良に起因する不具合の発生を低減化することも可能になる。また、ケーシング１の外観形状も従来のものと比較して大型化することがない。

なお、上記実施形態においては、本発明に係るクラッチ付き駆動装置を洗濯機における排水弁開閉用の駆動源として用いた場合についてのみ説明したが、これに限るものではなく、例えば空気調整機のダンパ開閉用や、換気扇のダンパ開閉用等の各種の駆動装置として適用することができる。

本発明のクラッチ付き駆動装置の一実施形態を示す要部の断面図である。 図１のクラッチが作動した状態を示す断面図である。 従来のクラッチ付き駆動装置を示す断面図である。 図３のクラッチ部分を示す断面図である。

符号の説明

１ ケーシング
２ モータ
３ 回転子
６ 出力軸
９ 下クラッチ体（第１のクラッチ体）
１１ 上クラッチ体（第２のクラッチ体）
１９ スプリング（第２の付勢手段）
２０ ソレノイド（駆動手段）
２３ 固定ヨーク
２４ 可動鉄芯
２５ 可動ヨーク
２８ スプリング（付勢手段）

Claims (3)

1. モータの回転子と出力軸との間にクラッチが介装されたクラッチ付き駆動装置において、
   上記クラッチは、上記モータの回転子側に回転連結された第１のクラッチ体と、上記出力軸側に回転連結されるとともに、上記第１のクラッチ体に対して接離自在に設けられ、上記第１のクラッチ体と接した状態で当該第１のクラッチ体の回転を上記出力軸側に伝達する第２のクラッチ体と、この第２のクラッチ体を上記第１のクラッチ体側に付勢する付勢手段と、駆動源が供給された際に上記付勢手段による付勢力に抗して上記第２のクラッチ体を上記第１のクラッチ体から離間する方向に移動させる駆動手段とを備えてなることを特徴とするクラッチ付き駆動装置。
2. 上記駆動手段は、固定ヨークに対して可動ヨークが出没自在に設けられたソレノイドであり、かつ上記可動ヨークが上記第２のクラッチ体側に設けられるとともに、上記付勢手段が当該可動ヨークを介して上記第２のクラッチ体を上記第１のクラッチ体側へ押圧することを特徴とする請求項１に記載のクラッチ付き駆動装置。
3. 上記出力軸側には、当該出力軸を原点復帰させるための第２の付勢手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチ付き駆動装置。

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