JP2015195637A - Drain valve driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は排水弁駆動装置に関し、さらに詳しくは、誘導モータ機構を備える排水弁駆動装置に関する。 The present invention relates to a drain valve driving device, and more particularly to a drain valve driving device including an induction motor mechanism.
下記特許文献1には、磁気誘導を用いたクラッチ手段によってモータから被駆動体への駆動力の伝達を継断するギヤードモータが記載されている。
特許文献1の誘導モータ機構を構成している、磁気誘導回転体13の非磁性導電リング13bおよびバックヨークリング13c、磁気誘導マグネット112などの部材の軸方向長さや配置位置は、一般に、これらの軸方向の磁気中心が径方向に一致するように設計される。
The axial lengths and arrangement positions of members such as the non-magnetic conductive ring 13b and the back yoke ring 13c of the magnetic induction rotating body 13 and the magnetic induction magnet 112, which constitute the induction motor mechanism of
しかし、製造時や組み立て時の累積公差により、これら部材の磁気中心が常に計算通りに一致するとは限らず、特に磁気誘導回転体13の磁気中心が磁気誘導マグネット112の磁気中心よりも特許文献1の図3視(以下、「同図」という。)下側となった場合、磁気誘導回転体13と磁気誘導マグネット112との間に磁気中心を径方向に一致させようとする力が働くことで、磁気誘導回転体13が同図上方に僅かに浮かんだ状態となるおそれがある。 However, due to the accumulated tolerance at the time of manufacture and assembly, the magnetic centers of these members do not always match as calculated. In particular, the magnetic center of the magnetic induction rotating body 13 is more than the magnetic center of the magnetic induction magnet 112. 3 (hereinafter referred to as “the same figure”) below, a force is exerted between the magnetic induction rotating body 13 and the magnetic induction magnet 112 to make the magnetic center coincide with the radial direction. Thus, there is a possibility that the magnetic induction rotating body 13 is slightly lifted upward in the figure.
磁気誘導回転体13が本来の位置から同図上方に浮かぶことにより、磁気誘導回転体13と回転支持部11aとの摺接面積が小さくなり、磁気誘導回転体13の回転時における振れが大きくなる。磁気誘導回転体13の振れが大きくなると、磁気誘導回転体13と磁気誘導マグネット112とのエアギャップが狭小となってる部分の位置や、磁気誘導マグネット112の着磁量が他よりも大きい部分の位置などとの複合要因により、磁気誘導回転体13が特定の方向に吸い寄せられ傾いた状態で回転することがあり、回転支持部11aとの摺動面に偏摩耗を生ずるおそれがある。 When the magnetic induction rotator 13 floats upward from the original position in the figure, the sliding contact area between the magnetic induction rotator 13 and the rotation support portion 11a is reduced, and the vibration during rotation of the magnetic induction rotator 13 is increased. . When the deflection of the magnetic induction rotator 13 increases, the position of the portion where the air gap between the magnetic induction rotator 13 and the magnetic induction magnet 112 becomes narrower, or the portion where the magnetization amount of the magnetic induction magnet 112 is larger than the others. The magnetic induction rotating body 13 may be sucked in a specific direction and rotate in a tilted state due to a combined factor with the position and the like, and there is a risk of causing uneven wear on the sliding surface with the rotation support portion 11a.
回転支持部11aに偏摩耗が生じると、磁気誘導回転体13の回転に抵抗が生じ、かかる回転負荷は制動ピニオン13aを介して扇型歯車28にも伝達される。回転負荷が扇型歯車28の復帰ばね27の付勢力よりも大きくなると、ステータ15への給電が断たれても扇形歯車28が原位置に戻らなくなり、その結果、レバー30が回動後の位置から原位置に戻らなくなるという不具合を生ずるおそれがある。
When uneven wear occurs in the rotation support portion 11a, resistance is generated in the rotation of the magnetic induction rotating body 13, and the rotation load is transmitted to the sector gear 28 via the brake pinion 13a. When the rotational load becomes larger than the urging force of the
上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、誘導モータ機構を構成する部材の磁気中心に多少の誤差が生じた場合でも、誘導体の軸方向位置のずれを防止することができ、ひいては、誘導体の回転時の振れを抑え、誘導体の軸受部の偏摩耗による装置寿命の低下を防止することができる排水弁駆動装置を提供することにある。 In view of the above problems, the problem to be solved by the present invention is to prevent the displacement of the axial position of the derivative even if a slight error occurs in the magnetic center of the member constituting the induction motor mechanism, and thus Another object of the present invention is to provide a drain valve driving device capable of suppressing a vibration during rotation of a derivative and preventing a decrease in device life due to uneven wear of a bearing portion of the derivative.
上記課題を解決するため、本発明の排水弁駆動装置は、一方向に回転するモータと、前記モータの駆動力を被駆動体である排水弁に伝達する歯車列である第一の伝達列と、を備える排水弁駆動装置であって、前記モータは、固定軸に回転可能に支持されるロータボス部と、軸方向の一方の端部が該ロータボス部に固定されることにより該ロータボス部と一体に回転し、他方の端部には開口部が形成される円筒状のロータ胴部と、を備えるロータを有し、前記ロータ胴部の内周面には周方向に沿って永久磁石が固定され、前記永久磁石の内周側には、前記ロータボス部に回転可能に支持される誘導体軸部と、該誘導体軸部に固定されることにより該誘導体軸部と一体に回転する誘導リング部と、を備える誘導回転体が配置され、前記誘導リング部は、非磁性導体からなる円筒状の誘導体と、強磁性体からなる被吸引部と、を備え、前記誘導リング部の前記被吸引部は、前記誘導回転体の軸方向の磁気中心が、前記永久磁石の軸方向の磁気中心よりも前記開口部側となる位置に配されることを要旨とする。 In order to solve the above problems, a drain valve driving device of the present invention includes a motor that rotates in one direction, and a first transmission train that is a gear train that transmits a driving force of the motor to a drain valve that is a driven body. The motor includes a rotor boss portion that is rotatably supported by a fixed shaft, and one end portion in the axial direction is fixed to the rotor boss portion so as to be integrated with the rotor boss portion. A rotor having a cylindrical rotor body having an opening formed at the other end, and a permanent magnet is fixed to the inner peripheral surface of the rotor body along the circumferential direction. And a derivative shaft portion rotatably supported by the rotor boss portion on the inner peripheral side of the permanent magnet, and a guide ring portion that rotates integrally with the derivative shaft portion by being fixed to the derivative shaft portion. An induction rotator comprising: the induction ring Comprises a cylindrical derivative made of a non-magnetic conductor and a sucked part made of a ferromagnetic material, and the sucked part of the guide ring part has a magnetic center in the axial direction of the induction rotating body, The gist is that the permanent magnet is disposed at a position closer to the opening than the magnetic center in the axial direction of the permanent magnet.
誘導回転体の軸方向の磁気中心を、予め永久磁石の軸方向の磁気中心よりも開口部側に置くよう設計することにより、累積公差による磁気中心の誤差が生じた場合でも誘導回転体は開口部側の反対側に引っ張られるため、誘導回転体が開口部側に浮いてしまう事象を防止することができ、誘導回転体の回転時の振れが抑えられ、誘導回転体の軸受部の偏摩耗による装置寿命の低下を防止することができる。 By designing the magnetic center in the axial direction of the induction rotator in advance to be closer to the opening than the magnetic center in the axial direction of the permanent magnet, the induction rotator can be opened even if an error in the magnetic center due to cumulative tolerance occurs. Since the induction rotating body is lifted to the opening side, the phenomenon that the induction rotating body floats to the opening side can be prevented, the vibration during rotation of the induction rotating body is suppressed, and uneven wear of the bearing portion of the induction rotating body is suppressed. It is possible to prevent the device life from being reduced.
前記被吸引部が、前記誘導体の内周側に固定された円筒状のバックヨーク部である場合、前記バックヨーク部の軸方向中心を、前記永久磁石の軸方向中心よりも前記開口部側にすることにより、誘導回転体の軸方向の磁気中心を、永久磁石の軸方向の磁気中心よりも開口部側に置くことができる。また、誘導体が永久磁石とバックヨーク部に挟まれることにより、誘導体を通過する磁力線が増大され、永久磁石に連れ回って回転する誘導回転体の回転トルクが高められる。 When the attracted portion is a cylindrical back yoke portion fixed to the inner peripheral side of the derivative, the axial center of the back yoke portion is closer to the opening than the axial center of the permanent magnet. By doing so, the magnetic center in the axial direction of the induction rotating body can be placed closer to the opening than the magnetic center in the axial direction of the permanent magnet. Further, when the derivative is sandwiched between the permanent magnet and the back yoke portion, the lines of magnetic force passing through the derivative are increased, and the rotational torque of the induction rotating body that rotates with the permanent magnet is increased.
また、前記誘導体軸部は、その内周面の軸方向の一部が前記ロータボス部に摺接することにより前記ロータボス部に回転可能に支持されることが望ましい。 In addition, it is desirable that the derivative shaft portion is rotatably supported by the rotor boss portion when a part of the inner peripheral surface in the axial direction is in sliding contact with the rotor boss portion.
誘導回転体は、永久磁石が回転することにより生じる渦電流の電磁誘導作用により永久磁石に連れ回って回転する誘導モータ機構であるため、同期モータと比較してそのトルクが小さい。よって、誘導体軸部とロータボス部との摺接面積を限定することにより、誘導回転体の摺動抵抗を低減し、誘導回転体のトルクを効果的に利用することが可能となる。本発明にかかるモータによれば、誘導回転体が開口部側に浮いてしまう事象が防止されるため、誘導体軸部とロータボス部との摺接面積を最小化しても製品としての信頼性が損なわれない。 Since the induction rotating body is an induction motor mechanism that rotates with the permanent magnet due to the electromagnetic induction effect of eddy current generated by the rotation of the permanent magnet, its torque is smaller than that of the synchronous motor. Therefore, by limiting the sliding contact area between the dielectric shaft portion and the rotor boss portion, it is possible to reduce the sliding resistance of the induction rotating body and to effectively use the torque of the induction rotating body. According to the motor of the present invention, since the phenomenon that the induction rotating body floats to the opening side is prevented, the reliability as a product is impaired even if the sliding contact area between the dielectric shaft portion and the rotor boss portion is minimized. I can't.
この場合、前記誘導体軸部は、その内周面の軸方向両端部が前記ロータボスにラジアル方向に摺接し、前記誘導体軸部の軸方向端部のうち前記開口部側の反対側端部が前記ロータボス部にスラスト方向に摺接することにより、前記ロータボス部に回転可能に支持される構成とすることが考えられる。本発明にかかるモータによれば、誘導回転体と永久磁石との間の磁気吸引力の作用により、誘導回転体がロータ開口部側の反対側に引っ張られ、誘導体軸部がロータボス部に対してスラスト方向に確実に摺接することから、誘導回転体の傾きがさらに抑えられる。 In this case, both ends of the axial direction of the inner peripheral surface of the derivative shaft portion are in sliding contact with the rotor boss in the radial direction, and the opposite end portion of the derivative shaft portion on the opening side is the end portion in the axial direction of the derivative shaft portion. It can be considered that the rotor boss portion is configured to be rotatably supported by the rotor boss portion by slidingly contacting the rotor boss portion in the thrust direction. According to the motor of the present invention, the induction rotating body is pulled to the opposite side of the rotor opening by the action of the magnetic attraction force between the induction rotating body and the permanent magnet, and the derivative shaft portion is against the rotor boss portion. Since the sliding contact is ensured in the thrust direction, the inclination of the induction rotating body is further suppressed.
また、前記第一の伝達列による駆動力の伝達を「継」状態または「断」状態に切り替えるクラッチ手段と、前記モータの駆動力を前記クラッチ手段に伝達する歯車列である第二の伝達列と、をさらに備え、前記誘導体軸部の前記開口部側端部には、前記誘導リング部の半径よりも小さな半径を有する歯車部であるピニオン部が形成され、前記第二の伝達列は、前記ピニオン部に噛合し、前記ピニオン部の回転により回動する歯車部材を有し、前記歯車部材には、前記歯車部材を原位置方向に付勢する付勢部材が連結されている構成としても良い。 In addition, a clutch means for switching the transmission of the driving force by the first transmission train to the “engaged” state or the “disconnected” state, and a second transmission train which is a gear train for transmitting the driving force of the motor to the clutch means. A pinion portion that is a gear portion having a radius smaller than the radius of the guide ring portion is formed at the opening side end portion of the derivative shaft portion, and the second transmission train is It has a gear member that meshes with the pinion part and rotates by the rotation of the pinion part, and the gear member is connected to a biasing member that biases the gear member in the original position direction. good.
本発明にかかるモータによれば、誘導回転体が開口部側に浮いてしまう事象が防止され、誘導回転体の回転時の振れが抑えられることから、誘導回転体の軸受部の偏摩耗も防止される。よって、付勢部材で原位置に戻る歯車部材を誘導回転体のピニオン部に噛合させる構成とした場合でも、誘導回転体の回転負荷により歯車部材の回帰動作が阻害されることがない。 According to the motor of the present invention, the phenomenon that the induction rotator floats to the opening side is prevented, and vibration during rotation of the induction rotator is suppressed, so that uneven wear of the bearing portion of the induction rotator is also prevented. Is done. Therefore, even when the gear member that returns to the original position by the biasing member is engaged with the pinion portion of the induction rotating body, the return operation of the gear member is not hindered by the rotational load of the induction rotating body.
本発明にかかる排水弁駆動装置によれば、誘導モータ機構を構成する部材の磁気中心に誤差が生じた場合でも、誘導体の軸方向位置のずれを防止することができ、誘導体の回転時の振れを抑え、誘導体の軸受部の偏摩耗による装置寿命の低下を防止することが可能となる。 According to the drain valve driving device according to the present invention, even when an error occurs in the magnetic center of the member constituting the induction motor mechanism, the displacement of the derivative in the axial direction can be prevented, and the deflection during rotation of the derivative can be prevented. Thus, it is possible to prevent a decrease in the device life due to uneven wear of the bearing portion of the derivative.
(全体構成)
以下、本発明にかかる排水弁駆動装置1の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明における上下とは、図1における上下(上ケース91側を上、下ケース92側を下とする)をいうものとする。また、「原位置」とは、排水弁駆動装置1の停止時における各構成部材の位置をいう。
(overall structure)
Hereinafter, embodiments of a drain
本実施形態にかかる排水弁駆動装置1は、駆動源であるモータ10と、モータ10の動力を被駆動体である排水弁95に伝達する歯車列である第一の伝達列と、第一の伝達列による駆動力の伝達を「継」状態または「断」状態に切り替えるクラッチ手段と、クラッチ手段にモータ10の駆動力を伝達する歯車列である第二の伝達列と、を備え、これらの部材(後述するプーリ26およびワイヤ27を除く)が上ケース91および下ケース92から構成されるケース90に収容されてなる。
The drain
(モータ構成)
図2は排水弁駆動装置1の備えるモータ10の構成を示す断面図である。モータ10は後述の逆転防止機構により一方向にのみ回転するACモータである。モータ10は、上面が開口した略カップ状の磁性体金属からなるモータケース11と、モータケース11の内周面に沿って配置されたステータ12と、ステータ12の内周側に配置されたロータ51と、ロータ51の内周側に固定された内マグネット54および誘導回転体55と、からなる。
(Motor configuration)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of the
モータケース11の底部中央にはステンレス等の金属で形成された固定軸であるロータ支軸130が圧入固定され、上方へ延出している。ステータ12の上面は、ロータ51が配置される範囲が開口された磁性体金属からなる支持プレート121で覆われている。支持プレート121には、第一の伝達列(上モータ歯車21、プーリ26、およびワイヤ27を除く)および第二の伝達列を構成する部材を支持する支持軸の下端部が圧入される貫通孔が形成されている。
A
ロータ51は、永久磁石からなる円筒状のロータ胴部である外マグネット53と、外マグネット53にインサート成形されてなる樹脂部材であって、ロータ支軸130に回転可能に支持されるロータボス部52と、からなる。外マグネット53はロータボス部52に固定されることにより、ロータボス部52と一体に回転する。ロータ51は、外マグネット53がステータ12と対向するようにステータ12の内周側に配置される。
The
外マグネット53は、下端部近傍部の内周面から径方向中心に向かって延出する被固定部531を有し、上端部は開口部となっている。開口部には、後述するモータ10の逆回転防止機構を構成するロータ側逆回転防止部532が形成されている。ロータ側逆回転防止部532は、支持プレート121の上面よりも上方に延在する。
The
ロータボス部52は、ロータ支軸130が挿通される貫通孔を備える軸部521と、軸部521の下端部が径方向外側に延出したフランジ部522と、からなる。より詳細には、軸部521のフランジ部522近傍部には、フランジ部522側に向かって階段状に拡径される第一の階段部523および第二の階段部524が形成されており、フランジ部522は第二の階段部524からさらに径方向外側に延出した部分である。フランジ部522は外マグネット53の被固定部531の上面と下面を挟持するように成形され、ロータボス部52と外マグネット53とを連結している。軸部521の上面には、周方向に等間隔で配置された四つの突起部である下係合部525が形成されている。
The
ロータ51の外マグネット53の内周面には周方向に沿って永久磁石である内マグネット54が固定されている。
An
内マグネット54の内周側には誘導回転体55が配置されている。誘導回転体55は、誘導リング部57と、誘導リング部57にインサート成形されてなる樹脂部材であって、ロータボス部52に回転可能に支持される誘導体軸部56と、からなる。誘導リング部57は誘導体軸部56に固定されることにより、誘導体軸部56と一体に回転する。
An
誘導リング部57は、非磁性導体である銅からなる円筒状の誘導体である銅管571と、強磁性体である鉄からなり、内マグネット54の磁気吸引力が作用する被吸引体であって、銅管571の内周側に圧入される円筒状のバックヨーク部である鉄管572と、からなる。銅管571および鉄管572はそれぞれ、上端部の内周面から径方向中心側に延出する被固定部5711と5721とを有する。
The
誘導体軸部56は、ロータボス部52の軸部521が挿通される筒状部561と、銅管571の被固定部5711および鉄管572の被固定部5721を誘導体軸部56に連結する誘導リング結合部562と、からなる。
The
筒状部561の上端部には、誘導リング部57の半径よりも小さな半径を有する歯車部であるピニオン部563が形成されている。ピニオン部563は、支持プレート121の上面よりも上方に延在する。ピニオン部563には、後述する第二の伝達列を構成する歯車部材である扇形歯車42の歯部が噛合されている。扇形歯車42には扇形歯車42を原位置の方向に付勢する付勢部材である引張コイルバネ435が連結されている。
A
筒状部561は、その内周面のうち上端部と下端部のみがロータボス部52に摺接している。より詳細には、筒状部561の上端部、つまりピニオン部563の内周面が軸部521にラジアル方向に摺接し、筒状部561の下端部の内周面が第一の階段部523の側面にラジアル方向に摺接し、同下端部の底面が第二の階段部524の上面にスラスト方向に摺接している。
The
誘導回転体55は、内マグネット54が回転することにより生じる渦電流の電磁誘導作用により内マグネット54に連れ回って回転する誘導モータ機構であるため、同期モータ機構であるロータ51のトルクと比較してそのトルクが小さい。よって、筒状部561とロータボス部52との摺接面積を必要最小限とすることにより摺動抵抗を抑え、トルクを効果的に利用する構成となっている。
The
誘導リング結合部562は被固定部5711と5721の上面と、被固定部5721の下面を挟持し、鉄管572の内周面を支持するよう成形されている。被固定部5711の下面は被固定部5721の上面により支持され、銅管571の内周面は銅管571の外周面により支持されている。
The guide
ここで、鉄管572の軸方向長さの中心は、内マグネット54の軸方向長さの中心よりも上側となっている。かかる構成により、誘導リング部57の、つまり誘導回転体55の軸方向の磁気中心は、予め内マグネット54の軸方向の磁気中心よりも上側に置かれることとなる。よって、累積公差により磁気中心に多少の誤差が生じたとしても、誘導回転体55が下方向に引っ張られる力が増減するのみで、誘導回転体55がロータ51の開口部側に浮いてしまうことはない。誘導回転体55とロータボス部52との本来の摺動面積が確保されることにより、誘導回転体55の回転時の振れが抑えられ、ロータボス部52の偏摩耗による装置寿命の低下を防止することができる。
Here, the center of the axial length of the
(第一の伝達列)
以下に図3から図8を用いて排水弁駆動装置1の他の構成について詳細に説明する。第一の伝達列は、モータ10の駆動力を排水弁95まで伝達する出力系統を構成する。かかる第一の伝達列は、複数の動力伝達部材を有する。詳しくは、上モータ歯車21と、上モータ歯車21に噛合する入力側歯車22と、クラッチ手段が「継」の状態のとき入力側歯車22の回転に伴って回転する出力側歯車23と、出力側歯車23に噛合する複合歯車24と、複合歯車24に噛合するカム歯車25と、カム歯車25と一体的に回転するプーリ26と、プーリ26の回転によって巻き上げられるワイヤ27と、を有する。このうち、入力側歯車22と、出力側歯車23、複合歯車24は、ケース90内部に収容され、支持プレート121に圧入固定されたステンレス等の金属で形成された各支持軸に回転自在に支持されている。なお、入力側歯車22および出力側歯車23は、詳細を後述するクラッチ手段(遊星歯車列に基づく差動歯車機構)を構成する歯車でもある。
(First transmission line)
Hereinafter, another configuration of the drain
上モータ歯車21は、ロータ支軸130に回転可能かつ軸線方向に移動可能に支持された平歯車で、ロータボス部52の上に支持されている。上モータ歯車21の上面には、被ロック突起211が一体に成形されている。かかる被ロック突起211には、後述する扇形レバー60の上モータ歯車ロック突起62が作用する。また、上モータ歯車21の下面には、下係合部525と係合する上係合部2111が形成されており、上モータ歯車21は、下係合部525と上係合部2111の間にロータ支軸130と同軸上に配置された圧縮コイルバネ48で軸線方向上向きに付勢され、下係合部525が形成されたロータ51は圧縮コイルバネ48により軸線方向下向きに付勢されている。
The
上モータ歯車21には、入力側歯車22が噛合している。入力側歯車22は、遊星歯車列を構成する一の歯車であっていわゆる太陽歯車である。入力側歯車22は、相対的に大径の大歯部221と相対的に小径の小歯部222とを有する。上モータ歯車21は入力側歯車22の大歯部221と噛合しており、上モータ歯車21の回転に伴って入力側歯車22が回転する。
An
詳細は後述するが、クラッチ手段が「継」状態にある場合、モータ10の駆動力は上モータ歯車21を介して、出力側歯車23に伝達される。出力側歯車23は、遊星歯車列を構成する歯車である、三つの遊星歯車231および遊星支持歯車232によって構成される。遊星歯車231は、遊星支持歯車232の上端面から突出して周方向等間隔に設けられた三つの遊星歯車支持軸にそれぞれが回転自在に支持されている。遊星歯車支持軸の上端には、抜け止めリング233が固定され、遊星歯車231の脱落が防止されている。遊星支持歯車232は、遊星歯車231が取り付けられた面とは反対側に歯車部2321を有する。遊星歯車231は、入力側歯車22の小歯部222と噛合している。
Although details will be described later, when the clutch means is in the “joining” state, the driving force of the
遊星支持歯車232には、複合歯車24が噛合している。詳しくは、複合歯車24は、上側に相対的に小径の小歯部241および下側に相対的に大径の大歯部242を同軸上に有し、この大歯部242が遊星支持歯車232の歯車部2321と噛合している。これにより、遊星支持歯車232の回転に伴って複合歯車24が回転する。
The
複合歯車24には、カム歯車25が噛合している。詳しくは、カム歯車25の歯車部251が、複合歯車24の小歯部241に噛合している。これにより、複合歯車24の回転に伴ってカム歯車25が回転する。カム歯車25の外周に歯車部251が形成された部分の上端面には、カム溝252が形成されている。かかるカム溝252には扇形レバー60の下端面に形成された係合突起61が係合している。この扇形レバー60の構成およびその作用については後述する。
A
カム歯車25には、プーリ26が固定されている。カム歯車25と一体的にプーリ26が回転するものであれば、その固定方法は特に限定されない。これにより、カム歯車25の回転に伴ってプーリ26が回転する。また、プーリ26は、ケース90外側に露出している。また、プーリ26の外周には、ワイヤ溝261が形成されている。
A
プーリ26には、ワイヤ27の一端が固定されている。その固定方法は、ワイヤ27の脱落を確実に防止することができるものであれば特に限定されない。プーリ26がワイヤ27を引き込む方向に回転すると、ワイヤ27はプーリ26のワイヤ溝261にはまり込むように巻き上げられる。ワイヤ27の他端側には、排水弁95が固定されており、排水弁95には、常に原位置(弁体が閉となる位置)に戻ろうとする方向のばねによる付勢力や磁気力等の負荷が作用している。ワイヤ27がプーリ26に巻き上げられることによって、排水弁95が開弁する。
One end of a
(クラッチ手段)
クラッチ手段は、第一の伝達列による駆動力の伝達(出力系統)を「継」状態または「断」状態に切り替える役割を果たす。本実施形態におけるクラッチ手段の動作は、入力側歯車22(太陽歯車)、出力側歯車23(遊星歯車231および遊星支持歯車232)、および、固定歯車31(リング歯車)を有する遊星歯車列に基づく差動歯車機構を利用したものである。
(Clutch means)
The clutch means plays a role of switching the transmission (output system) of the driving force by the first transmission train to the “joined” state or the “disconnected” state. The operation of the clutch means in this embodiment is based on a planetary gear train having an input side gear 22 (sun gear), an output side gear 23 (
リング歯車である固定歯車31の中央には太陽歯車である入力側歯車22の小歯部222が貫通する穴が設けられる。固定歯車31は、外歯部311および内歯部312を有する。固定歯車31の外歯部311は、入力側歯車22の大歯部221の下側に位置し、後述する第二の伝達列を構成する一の歯車である第二ロック歯車33と噛合している。つまり、第二ロック歯車33の回転が阻止されている場合、固定歯車31の回転は阻止される。固定歯車31の内歯部312は、三つの遊星歯車231と噛合している。
In the center of the fixed
かかる構成を備えるクラッチ手段において、遊星歯車231が公転し、遊星支持歯車232が回転するか否かは、固定歯車31の回転が阻止されているか否かによって決まる。固定歯車31の回転が阻止されている場合、入力側歯車22が回転すると、固定歯車31の内歯部312が動くことはないから、かかる内歯部312に沿って入力側歯車22の小歯部222に噛合する遊星歯車231が公転し、遊星支持歯車232が回転する。一方、固定歯車31の回転が阻止されていない場合、入力側歯車22が回転し、遊星歯車231が公転しようとしても、固定歯車31が空転するため、遊星支持歯車232が回転することはない。
In the clutch means having such a configuration, whether or not the
つまり、固定歯車31の回転が阻止されていれば、第一の伝達列が「継」状態となり、固定歯車31の回転が阻止されていなければ、第一の伝達列が「断」状態となる。クラッチ手段によって第一の伝達列が「継」状態、すなわち出力系統が「継」状態にあれば、モータ10の駆動力は、第一の伝達列を介して排水弁95まで伝達される。一方、クラッチ手段によって第一の伝達列が「断」状態、すなわち出力系統が「断」状態にあれば、モータ10の駆動力はクラッチ手段で切断(入力側歯車22と出力側歯車23との間で切断)され、排水弁95まで伝達されることはない。
That is, if the rotation of the fixed
本実施形態におけるクラッチ手段は、固定歯車31に作用する部材として、さらに第一ロック歯車32および第二ロック歯車33を備える。第一ロック歯車32は、外面に径方向外向きに突出した突起(爪)である被ロック部321が形成された円板状の部分および円板状の部分より下側に、円板状の部分の外径より小径な第一ロック歯部322を有する。第二ロック歯車33は、相対的に大径の大径第二ロック歯部331および相対的に小径の小径第二ロック歯部332を有する。大径第二ロック歯部331は、第一ロック歯部322に噛合している。小径第二ロック歯部332は、遊星歯車列を構成する固定歯車31の外歯部311に噛合している。扇形歯車42のロックレバー432(後述)が第一ロック歯車32の被ロック部321に引っ掛かった状態となると第一ロック歯車32の回転が阻止される。第一ロック歯車32の回転が阻止された状態となると、それに噛合する第二ロック歯車33、およびそれに噛合する固定歯車31の回転が阻止され、第一の伝達列が「継」状態となる。
The clutch means in this embodiment further includes a
(第二の伝達列)
第二の伝達列は、モータ10の駆動力をクラッチ手段まで伝達するクラッチ作動系統を構成する。第二の伝達列は、ピニオン部563と、ピニオン部563に噛合する扇形歯車42と、を備える。
(Second transmission line)
The second transmission train constitutes a clutch operating system that transmits the driving force of the
扇形歯車42はピニオン部563と噛合する歯部422を有し、ピニオン部563の回転に伴って回動する。
The
また、扇形歯車42には、歯部422の一端側から下方に向けて突出した逆回転防止部423が形成されている。原位置にあるロータ51が逆転した場合、ロータ側逆回転防止部532と、扇形歯車42の逆回転防止部423が衝突する。この衝突したときの衝撃によって、逆転したロータ51の回転は正転に修正される。
Further, the
扇形歯車42には、扇形歯車支持軸430が挿通される軸状部分から径方向外向きに突出するロックレバー432が一体に成形されている。ロックレバー432が第一ロック歯車32に近づく方向に扇形歯車42が回動すると、ロックレバー432が第一ロック歯車32の外面に形成された被ロック部321に引っ掛かった状態となる。これにより第一ロック歯車32の回転が阻止される。
The
(付勢手段)
付勢手段は、クラッチ手段を「断」状態とする方向に第二の伝達列を付勢するものである。本実施形態では引張コイルバネ435を用いている。引張コイルバネ435は、一端が扇形歯車42に形成された第一コイルバネ引掛部433に引っ掛けられ、他端が支持プレート121に圧入固定された第二コイルバネ引掛部434に引っ掛けられている。かかる引張コイルバネ435により、扇形歯車42はロックレバー432が第一ロック歯車32(被ロック部321)から離れる方向に付勢されている。
(Biasing means)
The urging means urges the second transmission train in a direction to place the clutch means in the “disengaged” state. In this embodiment, a
(その他の構成)
複合歯車24の上には、扇形レバー60が配されている。扇形レバー60の下面には、係合突起61(図1参照)が形成されている。かかる係合突起61は、カム歯車25の上面に形成されたカム溝252(図1参照)に係合している。また、同じく扇形レバー60の下面からは、上モータ歯車ロック突起62と図示されない傾斜カムが形成されている。これらの機能は次の通りである。カム溝252に係合する係合突起61によってカム歯車25の動作に連動して扇形レバー60が動く。扇形レバー60が所定位置まで動く(ワイヤ27を所定位置まで巻き上げる)と、上モータ歯車ロック突起62が上モータ歯車21の被ロック突起211に作用し、上モータ歯車21の回転を阻止する。これと同時に傾斜カムによって軸線方向下向きに押さえつけられていた上モータ歯車21が解放され、圧縮コイルバネ48によって軸線方向上向きに移動する。これにより、上モータ歯車21の上係合部2111と、ロータボス部52の下係合部525の係合が解かれる。つまり、モータ10の動力が上モータ歯車21に伝達されない状態となる(詳細は後述の動作説明参照)。
(Other configurations)
A
(排水弁駆動装置の動作)
以上の構成を備える排水弁駆動装置1の動作について説明する。以下の説明では、原位置にある排水弁95に対しモータ10の動力を伝達する1)動力伝達動作と、モータ10の動力の伝達を遮断し排水弁95を原位置に戻す2)動力遮断動作に分けて説明する。
(Operation of drain valve drive device)
Operation | movement of the drain
1)動力伝達動作
排水弁95が原位置にある状態(ワイヤ27がプーリ26に巻き上げられていない状態)では、扇形レバー60の傾斜カムによって、上モータ歯車21が圧縮コイルバネ48の付勢力に抗して下側に押さえつけられ、上係合部2111と下係合部525が係合している。この状態からモータ10を一方向に駆動させ、ロータ51が回転すると、ロータ51のロータボス部52に形成された下係合部525に係合する上係合部2111を有する上モータ歯車21が回転する。また、ロータ51の内側に固定された内マグネット54に誘導されて、誘導回転体55が回転する。誘導回転体55が回転することにより、ピニオン部563も回転する。銅管571が内マグネット54とバックヨークとして作用する鉄管572とに挟まれていることにより、銅管571を通過する磁力線が増大され、内マグネット54に連れ回って回転する誘導回転体55の回転トルクが高められている。
1) Power transmission operation When the
ピニオン部563が回転すると、それに噛合する歯部422を有する扇形歯車42が回動する。扇形歯車42は、引張コイルバネ435の付勢力に抗してロックレバー432が第一ロック歯車32(被ロック部321)に近づく方向に回動する。
When the
ロックレバー432が被ロック部321の移動軌跡内に入り込み、被ロック部321に引っ掛かった状態となると、第一ロック歯車32の回転が阻止された状態となる。第一ロック歯車32の回転が阻止された状態となると、第一ロック歯車32の第一ロック歯部322に噛合する大径第二ロック歯部331を有する第二ロック歯車33の回転が阻止された状態となるとともに、第二ロック歯車33の小径第二ロック歯部332に噛合する外歯部311を有する固定歯車31の回転が阻止された状態となる。
When the
上述したように、固定歯車31は、クラッチ手段の遊星歯車列を構成する。したがって、固定歯車31の回転が阻止された状態となると、クラッチ手段によって第一の伝達列による動力の伝達が「継」状態となり、モータ10の駆動力が第一の伝達列を介して排水弁95まで伝達可能な状態となる。
As described above, the fixed
一方、モータ10の駆動によってロータボス部52とともに回転する上モータ歯車21は、遊星歯車列を構成する入力側歯車22(太陽歯車)の大歯部221と噛合している。したがって、上モータ歯車21の回転に伴い、入力側歯車22が回転する。
On the other hand, the
入力側歯車22の小歯部222の外側には、出力側歯車23を構成する三つの遊星歯車231が噛合している。周方向に等間隔に並んだ遊星歯車231の外側には、固定歯車31の内歯部312が噛合している。上述のように、固定歯車31は、第二ロック歯車33によって回転が阻止された状態にある。したがって、入力側歯車22が回転すると、その小歯部222の周りを遊星歯車231が公転する。遊星歯車231が公転すると、遊星歯車231を支持する遊星支持歯車232が回転する。つまり、入力側歯車22の回転動力が、全て出力側歯車23に伝達される。
Three
なお、仮に、第一ロック部材32の回転が阻止された状態にない場合、つまり固定歯車31の回転が阻止された状態にない場合に入力側歯車22が回転すると、遊星歯車231を介して固定歯車31が空転する。遊星支持歯車232以降の動力伝達列には、伝達列自体の負荷や、排水弁95にかかる負荷が存在するため、入力側歯車22の回転動力が全て固定歯車31側に伝達されてしまうからである。
If the
遊星支持歯車232の歯車部2321には、複合歯車24の大歯部242が噛合している。したがって、遊星支持歯車232の回転に伴い、複合歯車24が回転する。
The
複合歯車24の小歯部241には、カム歯車25の歯車部251が噛合している。したがって、複合歯車24の回転に伴い、カム歯車25が回転する。
The
カム歯車25が回転すると、カム歯車25の上端に固定されたプーリ26が回転する。プーリ26が回転すると、プーリ26に固定されたワイヤ27がワイヤ溝261に沿って巻き上げられる。ワイヤ27の先端には、排水弁95が固定されており、排水弁95が引き上げられることで排水口が開放され、排水が開始される。
When the
なお、プーリ26によるワイヤ27の巻き上げは次のように停止する。カム歯車25が所定位置まで回転すると(ワイヤ27が所定量巻き上げられると)、カム溝252に係合する係合突起61を有する扇形レバー60がカム歯車25から離れる方向に回動する。このように扇形レバー60が回動すると、扇形レバー60が有する上モータ歯車ロック突起62が、上モータ歯車21の被ロック突起211に周方向から当接する。これにより、上モータ歯車21の回転が阻止された状態となる。また、扇形レバー60の傾斜カムによって軸線方向下向きに押さえつけられていた上モータ歯車21が解放され、圧縮コイルバネ48によって軸線方向上向きに移動する。これにより、上モータ歯車21の上係合部2111と、ロータボス部52の下係合部525の係合が解かれ、モータ10の動力が上モータ歯車21に伝達されない状態となる。上モータ歯車21の回転が阻止されると、第一の伝達列を構成する各部材の動作も停止する。すなわち、プーリ26によるワイヤ27の巻き上げが停止し、当該巻き上げ位置でプーリ26が保持された状態(排水口の開放が維持される状態)となる。
The winding of the
このようにして、排水弁95に対しモータ10の動力を伝達する動力伝達動作が完了する。
In this way, the power transmission operation for transmitting the power of the
2)動力遮断動作
上記動力伝達動作が完了した状態から排水弁95を原位置に戻す場合、モータ10の駆動を停止(モータ10への給電を停止)する。そうすると、ロータ51の内側に設けられた内マグネット54と誘導回転体55との間の磁気誘導力が消滅する。つまり、引張コイルバネ435の付勢力に抗して第一の伝達列を「継」状態とする方向にクラッチ手段を動作させていた磁気誘導力が消滅する。よって、引張コイルバネ435の付勢力によってロックレバー432が第一ロック歯車32(被ロック部321)から離れる方向に扇形歯車42が回動する。つまり、第一ロック歯車32の回転が阻止された状態が解消され、クラッチ手段は第一の伝達列を「断」状態とする。なお、この付勢力によって扇形歯車42、およびピニオン部563(誘導回転体55)が原位置に戻る方向に回転する。
2) Power cut-off operation When the
本発明においては、誘導回転体55がロータ51の開口部側に浮いてしまう事象が防止され、誘導回転体55の回転時の振れが抑えられることから、ロータボス部52の偏摩耗も防止される。よって、引張コイルバネ435で原位置に戻る扇形歯車42を誘導回転体55のピニオン部563に噛合させる構成とした場合でも、誘導回転体55の回転負荷により扇形歯車42の回帰動作が阻害されることがない。
In the present invention, the phenomenon that the
排水弁95は、自身に作用する外部負荷により、常に原位置に戻ろうとしている。したがって、クラッチ手段が「断」状態となり、固定歯車31が自在に回転することができるようになると、排水弁95にかかる負荷は、第一の伝達列を逆行するようにして出力側歯車23(遊星支持歯車232)まで伝達される。このようにして伝達された排水弁95にかかる負荷に基づくエネルギーは、固定歯車31の空転によって出力(消費)される。これにより、排水弁95は原位置に戻る。
The
さらに、カム歯車25が原位置に戻ると、カム溝252に係合する係合突起61を有する扇形レバー60がカム歯車25に近づく方向に回動する。このように扇形レバー60が回動すると、扇形レバー60が有する上モータ歯車ロック突起62が、上モータ歯車21の被ロック突起211から離れる。これにより、上モータ歯車21の回転が許容された状態となる。また、圧縮コイルバネ48で軸線方向上向きに付勢されていた上モータ歯車21は、傾斜カムに押さえつけられ、軸線方向下向き移動する。これにより、上モータ歯車21の上係合部2111と、ロータボス部52の下係合部525が係合し、モータ10の駆動力が上モータ歯車21にも伝達される状態となる。
Further, when the
このように、モータ10を停止すれば、引張コイルバネ435の作用によって遊星歯車列を構成する固定歯車31のロックが解除され、クラッチ手段が第一の伝達列を「断」状態とする。これにより、排水弁95は原位置に戻る。
Thus, when the
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら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で種々の改変が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
10 モータ
11 モータケース
12 ステータ
121 支持プレート
130 ロータ支軸
52 ロータボス部
521 軸部
522 フランジ部
523 第一の階段部
524 第二の階段部
525 下係合部
531 被固定部
53 外マグネット
54 内マグネット
55 誘導回転体
56 誘導体軸部
561 筒状部
562 誘導リング結合部
563 ピニオン部
57 誘導リング部
571 銅管
5711 被固定部
572 鉄管
5721 被固定部
21 上モータ歯車
22 入力側歯車
23 出力側歯車
24 複合歯車
25 カム歯車
31 固定歯車
32 第一ロック歯車
33 第二ロック歯車
42 扇形歯車
432 ロックレバー
435 引張コイルバネ
60 扇形レバー
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記モータの駆動力を被駆動体である排水弁に伝達する歯車列である第一の伝達列と、を備える排水弁駆動装置であって、
前記モータは、固定軸に回転可能に支持されるロータボス部と、軸方向の一方の端部が該ロータボス部に固定されることにより該ロータボス部と一体に回転し、他方の端部には開口部が形成される円筒状のロータ胴部と、を備えるロータを有し、
前記ロータ胴部の内周面には周方向に沿って永久磁石が固定され、
前記永久磁石の内周側には、前記ロータボス部に回転可能に支持される誘導体軸部と、該誘導体軸部に固定されることにより該誘導体軸部と一体に回転する誘導リング部と、を備える誘導回転体が配置され、
前記誘導リング部は、非磁性導体からなる円筒状の誘導体と、強磁性体からなる被吸引部と、を備え、
前記誘導リング部の前記被吸引部は、前記誘導回転体の軸方向の磁気中心が、前記永久磁石の軸方向の磁気中心よりも前記開口部側となる位置に配されることを特徴とする排水弁駆動装置。 A motor that rotates in one direction;
A drainage valve driving device comprising: a first transmission train that is a gear train that transmits the driving force of the motor to a drainage valve that is a driven body;
The motor has a rotor boss portion that is rotatably supported by a fixed shaft, and one end portion in the axial direction rotates integrally with the rotor boss portion, and the other end portion has an opening. And a rotor having a cylindrical rotor body part formed with,
A permanent magnet is fixed along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the rotor body,
On the inner peripheral side of the permanent magnet, a derivative shaft portion rotatably supported by the rotor boss portion, and a guide ring portion that rotates integrally with the derivative shaft portion by being fixed to the derivative shaft portion, An induction rotating body is provided,
The induction ring portion includes a cylindrical derivative made of a nonmagnetic conductor, and a sucked portion made of a ferromagnetic material,
The attracted portion of the guide ring portion is arranged such that the magnetic center in the axial direction of the induction rotating body is closer to the opening than the magnetic center in the axial direction of the permanent magnet. Drain valve drive device.
前記バックヨーク部の軸方向長さの中心は、前記永久磁石の軸方向長さの中心よりも前記開口部側にあることを特徴とする請求項1に記載の排水弁駆動装置。 The suctioned portion is a cylindrical back yoke portion fixed to the inner peripheral side of the derivative,
2. The drain valve driving device according to claim 1, wherein a center of an axial length of the back yoke portion is closer to the opening than a center of an axial length of the permanent magnet.
前記モータの駆動力を前記クラッチ手段に伝達する歯車列である第二の伝達列と、をさらに備え、
前記誘導体軸部の前記開口部側端部には、前記誘導リング部の半径よりも小さな半径を有する歯車部であるピニオン部が形成され、
前記第二の伝達列は、前記ピニオン部に噛合し、前記ピニオン部の回転により回動する歯車部材を有し、
前記歯車部材には、前記歯車部材を原位置の方向に付勢する付勢部材が連結されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の排水弁駆動装置。
Clutch means for switching the transmission of the driving force by the first transmission train to a "joining" state or a "disconnecting"state;
A second transmission train that is a gear train that transmits the driving force of the motor to the clutch means;
A pinion part that is a gear part having a radius smaller than the radius of the guide ring part is formed at the opening side end of the derivative shaft part,
The second transmission row has a gear member that meshes with the pinion portion and rotates by rotation of the pinion portion,
The drain valve driving device according to any one of claims 1 to 4, wherein a biasing member that biases the gear member in a direction toward an original position is coupled to the gear member. .
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