JP2671019B2 - スプリングリターン形コントロールモータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はスプリングリターン形コントロールモータに
関するものである。

（従来技術） 第５図は従来のスプリングリターン形コントロールモ
ータの説明図であって１はリバーシブルモータ、２はモ
ータ軸、３は例えば空調用バルブやダンパー等を駆動す
る出力軸、４は出力軸３に固定した駆動歯車、５はこの
駆動歯車４と前記モータ軸２間に介挿した減速歯車、６
は前記出力軸３が正方向に駆動されたとき、出力軸３に
よって巻かれる渦巻き形のスプリングを示す。

このようなスプリングリターン形コントロールモータ
においてはモータ１はブレーキを内蔵しており、このブ
レーキを解除しステータコイルを励磁してモータ１を正
方向に回転すれば歯車5,4を介して出力軸３が正方向に
回転し、例えば空調用バルブやダンパーを開き、このと
き同時にスプリング６が巻かれるようになる。

又通常の作動で空調バルブやダンパーを閉じる場合に
はモータ１を逆方向に回転して出力軸３を逆転せしめ
る。

尚この場合にはスプリング６が出力軸３を高速で逆方
向に回転するように作動するがその回転数はモータ１の
逆方向回転により抑制され大きくなることはない。

又空調用バルブやダンパーが開いている状態で停電等
の事故が生じた場合にはモータ１のブレーキが解除され
この際スプリング６の力によって出力軸３が直ちに逆方
向に高速回転して前記空調用バルブやダンパーを速やか
に閉じるようになる。

（発明が解決しようとする課題） 然しながらこのような従来のスプリングリターン形コ
ントロールモータでは歯車4,5による減速比が通常1:300
0程度と大きく、モータ１を駆動しながらの回転中は問
題はないがモータ２の駆動によって制限を受けなくなる
停電時にスプリング６に蓄えられた力によって空調用バ
ルブやダンパーを閉じるよう逆回転された時には空調用
バルブやダンパーが完全に閉位置となる迄にモータ１の
ロータの回転数が例えば約10000r.p.m.程度に上昇しモ
ータ１を破損する危険を生ずると共に空調用バルブやダ
ンパーが完全閉位置となって出力軸３の回転が突然停止
した場合にはモータ１のロータ及び歯車4,5に蓄えられ
た極めて大きな慣性エネルギーによって空調用バルブ，
ダンパー又は歯車５等が破損する等のおそれがあった。

本発明の目的はこのような欠点を除去したスプリング
リターン形コントロールモータを得るにある。

第６図はスプリング用ブレーキの従来における回転速
度抑制機構７を示し、この機構は平板状の羽根８をブレ
ーキ軸９の両側に突出したものであるためブレーキ軸９
が回転した際軸方向に上方に浮力を受け、この結果ブレ
ーキ板ギャップが例えば0.35mm程度大きくなりブレーキ
を作動できなくなるおそれがあった。

本発明の目的はこのような欠点を除去したスプリング
用ブレーキの回転速度抑制機構を得るにある。

（課題を解決するための手段） 本発明のスプリングリターン形コントロールモータは
リバーシブルモータと、出力軸と、スプリング軸によっ
て巻かれるスプリングと、前記モータと出力軸とスプリ
ング軸間を相互に連結する連結機構より成り、前記連結
機構は前記出力軸によって回転自在に支承され前記モー
タによって回転される内歯歯車と、前記出力軸によって
回転自在に支承された太陽歯車と、この太陽歯車の外周
と前記内歯歯車の内歯間に介挿、噛合せしめた遊星歯車
と、この遊星歯車の軸と前記出力軸間を連結するアーム
と、前記太陽歯車と同心状にこれと一体に固定された大
歯車と、この大歯車に噛合せしめた前記スプリング軸に
固定されたスプリング用歯車と、このスプリング用歯車
の一方向の回転を抑制するブレーキ機構とより成る。

本発明のスプリングリターン形コントロールモータに
よればスプリングによる急速逆転時の回転が減速機構や
モータに伝達されずモータ等の破損を防止できる利点が
ある。

又本発明のスプリング用ブレーキの回転速度抑制機構
はブレーキ軸と、このブレーキ軸に係合されるブレーキ
と、前記ブレーキ軸の回転を増速せしめる増速機構と、
前記ブレーキ軸と前記スプリング用歯車間に介挿した前
記ブレーキ軸が逆転方向に回転したとき係合される一方
向クラッチとより成る。

本発明のスプリング用ブレーキの回転速度抑制機構に
よればブレーキ板相互間のギャップを極めて小さい値に
維持出来ブレーキを確実に加え得るようになる利点があ
る。

（実施例） 以下図面によって本発明の実施例を説明する。

本発明においては第１図に示すように駆動歯車４と出
力軸３間に正回転の際駆動歯車４から出力軸３の方向に
回転を伝達するが逆回転の場合には出力軸３から駆動歯
車４の方向には回転が伝達しないよう第１の連結機構を
介挿せしめ、又出力軸３とスプリング６間に第２の連結
機構を介挿し、更にスプリング６の回転を抑制するスプ
リング用ブレーキ機構21を設ける。

前記第１の連結機構は駆動歯車４の軸に固定した小歯
車10と、前記出力軸３によって回転自在に支承され前記
小歯車10にその外歯を噛合せしめた環状歯車11と、前記
出力軸３から軸と直角方向に延び更に出力軸３と平行に
同一方向に延びる２本のアーム12と、このアーム12によ
って夫々回動自在に支承され前記環状歯車11の内歯に噛
合する遊星歯車13と、前記出力軸３により回転自在に支
承され前記遊星歯車13がその外周に噛合されるようにし
た太陽歯車14とにより構成する。

又前記第２の連結機構は前記スプリング６を巻くよう
にしたスプリング軸15と、このスプリング軸15に固定し
たスプリング用歯車16と、前記出力軸３によって回転自
在に支承され前記スプリング用歯車16に噛合する、前記
太陽歯車14と同心状で一体の大歯車17とにより構成す
る。

更に前記ブレーキ機構21は前記スプリング用歯車16に
中間歯車18、スプリング６が巻かれる方向の回転では遮
断状態とされる一方向クラッチ19及び増速機20を介して
連結したスプリング用ブレーキ軸９と、励磁作動形スプ
リング用ブレーキ22とにより構成する。

本発明のスプリングリターン形コントロールモータは
上記のような構成であるからモータ１のブレーキを解除
しスプリング用ブレーキ22およびステータコイルを励磁
してモータ１を正方向に回転すればこの回転は歯車5,4,
10,11,13,14,17,16を介してスプリング軸15に伝達さ
れ、スプリング６が巻かれるようになる。尚このときは
一方向クラッチ19によってスプリング用ブレーキ22によ
るブレーキはスプリング軸15には加わらない。

スプリング６が完全に巻かれた後は歯車16,17を介し
て太陽歯車14が固定された状態となるためモータ１の回
転は遊星歯車13、アーム12を介して出力軸３に伝達さ
れ、例えば空調用バルブやダンパーを開くようになる。

又通常の作動で空調用バルブやダンパーを閉じる場合
にはスプリング用ブレーキ22を作動した状態でモータ１
を逆方向に回転すれば一方向クラッチ19を介してスプリ
ング用ブレーキ22が働いて歯車18,16,17及び14を逆転方
向には固定するようになるから前記正転の場合と同様モ
ータ１によって定められる回転速度で出力軸３が逆転
し、空調バルブやダンパーを閉じるようになる。

然しながらこれらが開いている状態で停電等の事故が
生じた場合にはスプリング用ブレーキ22が解除されモー
タ１が逆方向に回転しなくてもスプリング６の弾撥力が
歯車16,17,14,13,アーム12を介して出力軸３に伝達さ
れ、出力軸３を急速に逆転するようになる。なおこの時
は太陽歯車14と共に遊星歯車が公転するため、スプリン
グ軸15の回転はモータ１には伝達されない。

又前記実施例における増速機20はスプリング軸15に連
結されるスプリング用ブレーキ軸９の回転を増大せし
め、この増速回転されたスプリング用ブレーキ軸９にス
プリング用ブレーキ22を作動せしめることによってブレ
ーキ作用を効果的ならしめるためのものである。

尚上記実施例においてはスプリング用ブレーキ22とし
て励磁作動形電磁ブレーキを用いているためスプリング
用ブレーキ22には常時電流を流しておくことになり、ガ
スバルブ等の開閉に使用する場合には保安基準に反する
ようになるおそれがある。

又上記実施例では停電の時のみスプリング用ブレーキ
22が解除されスプリング６の作用により空調バルブやダ
ンパーを閉じるものであり、任意の時期に、例えば火災
時に人為的にスプリング用ブレーキ22を解除することは
できない。

従って本発明の他の実施例においてはスプリング用ブ
レーキ22として電流遮断時にブレーキ作用を行う無励磁
作動形電磁ブレーキを用い、非常スイッチを押したとき
この電磁ブレーキが直流電流によって解除されるように
する。

本発明の更に他の実施例においては前記第２の実施例
における電磁ブレーキとして永久磁石によって常時ブレ
ーキ作用を行う永久磁石作動形電磁ブレーキを用い、非
常スイッチを押したとき直流電源により永久磁石形電磁
ブレーキに逆磁界が作用しブレーキが解除されるように
する。

尚前記第２、第３の実施例において用いる直流電源は
電磁ブレーキをスプリング６の復帰に要する約１秒程度
解除するだけのエネルギーがあれば十分であり、市販の
小型の乾電池で良く、従ってこれを上記コントロールモ
ータを囲むケース（図示せず）の中に内蔵せしめること
により、非常操作用のスイッチを１個ケース外部に設け
るのみで、他の電源等とは全く関係なく非常操作の回路
を構成できるから、安全度の高いバルブ開閉用のコント
ロールモータを構成できる。

第２図〜第４図はスプリング用ブレーキ22に用いる本
発明の回転速度抑制機構７を示し、この機構７は第４図
に示すような平板状の羽根８の両端23をその中心線に対
して対称な下方に向かって内側に傾斜する斜線24部分で
互いに上下に反対方向に折り曲げて形成しその中心部を
スプリング用ブレーキ軸９に固定して設けたものであ
る。

このような構成の回転速度抑制機構７はスプリング用
ブレーキ軸９が回転した際スプリング用ブレーキ軸９を
常時軸方向に下方に押圧する力を発生するため、その回
転時でもブレーキ板相互間のギャップを例えば0.15mm程
度と小さい一定の値に維持し得る効果がある。

（発明の効果） 上記のように本発明によれば停電等の事故に際しモー
タの過回転を防ぎ、又回転伝達部分の慣性エネルギーに
よる各部の破損を防止でき更に好ましい回転速度抑制機
構を得ることができる大きな利益がある。

又スプリング用電磁ブレーキを無励磁作動形又は永久
磁石形とすることにより、電磁ブレーキに通電してスプ
リングをリターンさせ、バルブを閉じることができるこ
とゝ、更に電磁ブレーキ解除用の電源を小型の電池とし
ケース内に内蔵することにより安全度の高いスプリング
リターン型コントロールモータを構成できる利益があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明スプリングリターン形コントロールモー
タの説明図、第２図〜第４図は夫々スプリング用ブレー
キの回転速度抑制機構の正面図、一部の平面図及び展開
図、第５図は従来のスプリングリターン形コントロール
モータの説明図、第６図は従来の回転速度抑制機構の説
明図である。 １……リバーシブルモータ、２……モータ軸、３……出
力軸、４……駆動歯車、５……減速歯車、６……スプリ
ング、７……回転速度抑制機構、８……羽根、９……ブ
レーキ軸、10……小歯車、11……環状歯車、12……アー
ム、13……遊星歯車、14……太陽歯車、15……スプリン
グ軸、16……スプリング用歯車、17……大歯車、18……
中間歯車、19……一方向クラッチ、20……増速機、21…
…ブレーキ機構、22……スプリング用ブレーキ、23……
羽根の両端。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リバーシブルモータと、出力軸と、スプリ
   ング軸によって巻かれるスプリングと、前記モータと出
   力軸とスプリング軸間を相互に連結する連結機構より成
   り、前記連結機構は前記出力軸によって回転自在に支承
   され前記モータによって回転される内歯歯車と、前記出
   力軸によって回転自在に支承された太陽歯車と、この太
   陽歯車の外周と前記内歯歯車の内歯間に介挿、噛合せし
   めた遊星歯車と、この遊星歯車の軸と前記出力軸間を連
   結するアームと、前記太陽歯車と同心状にこれと一体に
   固定された大歯車と、この大歯車に噛合せしめた前記ス
   プリング軸に固定されたスプリング用歯車と、このスプ
   リング用歯車の一方向の回転を抑制するブレーキ機構と
   より成ることを特徴とするスプリングリターン形コント
   ロールモータ。
2. 【請求項２】前記ブレーキ機構はブレーキ軸と、このブ
   レーキ軸に係合されるブレーキと、前記ブレーキ軸の回
   転を増速せしめる増速機構と、前記ブレーキ軸と前記ス
   プリング用歯車間に介挿した前記ブレーキ軸が逆転方向
   に回転したとき係合される一方向クラッチとより成る請
   求項１記載のスプリングリターン形コントロールモー
   タ。
3. 【請求項３】前記ブレーキが励磁作動形電磁ブレーキで
   ある請求項２記載のスプリングリターン形コントロール
   モータ。
4. 【請求項４】前記ブレーキが無励磁作動形電磁ブレーキ
   であり、電源印加によりブレーキを解除する機構を有す
   る請求項２記載のスプリングリターン形コントロールモ
   ータ。
5. 【請求項５】前記ブレーキが永久磁石形電磁ブレーキで
   あり、電源印加によりブレーキに逆磁界を作用してブレ
   ーキを解除する機構を有する請求項２記載のスプリング
   リターン形コントロールモータ。
6. 【請求項６】前記電磁ブレーキの電磁コイルに電流を流
   す電池を更に有することを特徴とする請求項４又は５記
   載のスプリングリターン形コントロールモータ。
7. 【請求項７】前記ブレーキ軸が回転速度制御機構を有
   し、この回転速度制御機構が前記ブレーキ軸の両側から
   延びるその両端縁を斜線に沿って夫々上向及び下方に折
   り曲げた平板状の羽根より成る請求項2,3,4,5又は６記
   載のスプリングリターン形コントロールモータ。