JP3364071B2

JP3364071B2 - モータアクチュエータ

Info

Publication number: JP3364071B2
Application number: JP31007495A
Authority: JP
Inventors: 誠一朗則武
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 1995-11-02
Filing date: 1995-11-02
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2015-11-02
Also published as: KR100257464B1; CN1101492C; CN1151454A; JPH09131021A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗濯機の排水弁や
換気扇のシャッター等を駆動するモータアクチュエータ
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、洗濯機の排水弁や換気扇のシャッ
ター等は、単純なバネ機構を採用して開閉動作を行って
いたが、最近ではモータを使用したモータアクチュエー
タを利用して行われるようになっている。この種のモー
タアクチュエータ、例えば、従来の洗濯機の排水弁駆動
用のモータアクチュエータは、実開平１−１２１５９１
号に示されるように巻き始め位置と巻き終わり位置の２
モードとなっている。一方、この２モードの動作の中
で、洗濯機の脱水工程およびその前後の作業までを行わ
せている。すなわち、モータアクチュエータが動作を開
始すると、まず洗濯槽を固定していた固定用クラッチを
切り、その後、洗濯槽をその位置に保持していたブレー
キを外し、最後に排水弁をその閉じ力に抗して開ける。
この３機能を行うと、モータアクチュエータは巻き終わ
り位置にもたらされ、モータはオフされる。しかし、モ
ータ内のデイテントトルクまたはモータの逆転防止機構
の作用により、排水弁に閉じ力が働いても排水弁は開位
置に保持される。この状態で脱水が行われる。

【０００３】脱水が完了すると、モータアクチュエータ
の歯車輪列機構内に組み込まれた輪列用クラッチが切ら
れる。すると、排水弁に働く復帰力によりモータアクチ
ュエータは巻き始め位置へ戻っていく。そして、排水弁
が閉じられ、次の動作、例えば、すすぎ動作が行われ
る。

【０００４】このようなモータアクチュエータの詳細な
構造、動作の例は、実開平１−１２１５９１に示されて
いる。この技術の概要を図７から図１１に基づいて簡単
に説明する。

【０００５】図７から図９において、ケース３１とこの
ケース３１に被せられかつタッピングねじ３３でケース
３１に締め付けられたカバー３２によってアクチュエー
タの箱体が形成されている。ケース３１の底部にはカッ
プ状のモータケース５１（図８参照）が固定されてい
る。モータケース５１の底部内周部にはモータボビン５
３が嵌められている。モータボビン５３にはモータ巻線
５５が施されている。モータボビン５３の内周側にはロ
ータ６１が配置されている。ロータ６１は、モータ軸５
７と、このモータ軸５７にブッシュ６３および保持体７
９を介して固着されたロータマグネット６２とを有して
なる。

【０００６】このようなロータ６１やモータ巻線５５等
を有してなるモータは、周知の単相同期モータを構成し
ており、単巻の巻線５５に単相交流を供給することによ
りロータマグネット６２を取り囲む櫛歯状の極歯が一つ
おきにＮ極とＳ極に交互に磁化されて交番磁界が発生
し、この交番磁界に同期してロータ６１が回転する。ロ
ータ６１とモータケース５１との間にはばね６０が介装
され、ばね６０がロータ６１をスラスト方向に付勢して
いる。ロータ６１には半径方向に突出した係合突起８０
が一体に形成されると共に歯車７８が一体に形成されて
いる。

【０００７】図９に示すように、ケース３１の内底面に
は地板５２が固着され、また、ケース３１の上方にはケ
ース３１に対し一定の間隔をおいて、中間板９５が配置
されている。上記地板５２と中間板９５の間には上記モ
ータの歯車７８の近傍において軸５８が支架されてお
り、さらに軸７６，７７，５９が支架されると共に出力
軸７４が支架されている。出力軸７４はそれ自体回転可
能とされている。

【０００８】上記軸５８には歯車７８とかみ合う歯車６
４が回転可能に嵌められると共にその下に一方向規制レ
バー６５が回動可能に嵌められている。レバー６５は歯
車７４の回転に伴い摩擦力により歯車６４の回転方向に
回動することができるが、ストッパ（図示省略）によっ
て回動が規制されている。すなわち、突起８０のボス部
に当接して時計方向への回動が規制され、レバー６５の
ピン６５ａがストッパに当接して反時計方向への回動が
規制される。このレバー６５は同期モータのロータ６１
の回転方向を一方向に規制するためのもので、ロータ６
１が所定の向きとは反対の向きに回転しようとすると係
合突起８０がレバー６５の一端部に当接し、その反動で
ロータ６１の回転の向きが反転し、所定の向きに回転す
る。ロータ６１が所定の向きに回転すると、歯車６４の
回転に伴いレバー６５が歯車６４と同方向に回動し、そ
の一端部が係合突起８０の回転範囲から逃げ、ロータ６
１の所定の向きへの回転を許容する。

【０００９】前記軸５８には、また歯車６４の上方にお
いてかつ反発ばね６６を介して歯車６７が回転自在かつ
軸５８に沿って摺動可能に嵌められている。歯車６７の
下端部には歯車６４の係合孔６４ａと係合可能な係合突
部６７ａが形成されているが、通常は、ばね６６の弾力
により係合突部６７は係合孔６４ａから離間している。
歯車６７の上端には軸５８に沿いかつ適宜のガイド孔に
沿って摺動可能な作業片６９が乗っている。作動片６９
は、例えば円板状の下部と摺接室７７を貫通する複数本
の伝達部からなる。作動片６９の上端には、さらにソレ
ノイドを構成するプランジャ３７が乗っている。このプ
ランジャ３７は、ソレノイド巻線４０が施されたボビン
３８の中心孔をガイドとして上下に摺動することができ
る。ボビン７８は、二つの鉄芯３５，３６により上下両
端部が磁気的に連結されている。巻線４０に通電される
とプランジャ３７が下方に吸引され、作動片６９を介し
歯車６７が付勢力に抗して下方に押され、その係合突部
６７ａが歯車６４の係合孔６４ａに係合して歯車６４と
一体的に歯車６７が回転駆動される。この歯車６７，歯
車６４およびばね６６は、プランジャー３７によって動
作するクラッチを構成している。

【００１０】歯車６７は、軸７６に回転自在に設けられ
た大径歯車７０ａと常時かみ合い、歯車７０ａと一体に
形成された小径歯車７０ｂが軸７７に回転自在に設けら
れた大径歯車７１ａにかみ合い、歯車７１ａと一体に形
成された小径歯車７１ｂが軸５９に回転自在に設けられ
た大径歯車７２ａとかみ合い、歯車７２ａと一体に形成
された小径歯車７２ｂは出力軸７４に一体に設けられた
歯車７３にかみ合っている。以上述べた歯車列７８−７
４−７７−７０ａ−７０ｂ−７１ａ−７１ｂ−７２ａ−
７２ｂ−７３は、ロータ６１の回転力を出力軸７４に伝
達するための減速歯車輪列機構を構成している。

【００１１】出力軸７４は、前記中間板９５の上方に突
出し、さらにカバー３２の上方に突出している。出力軸
７４には中間板９５とカバー３２との間においてカム４
１が一体に嵌められ、その上にアクチュエータ作動体と
なるプーリ４８が一体に嵌められている。プーリ４８
は、そのボス部がカバー３２の軸孔に嵌められると共
に、止めばね５０によって抜け止めがなされている。

【００１２】図７に示すように、カム４１のカム縁をな
す外周部には段差部となる凹部４１ａが形成されてい
る。カム４１のカム縁には接点板４２の折曲部４２ａが
摺接し、接点板４２の先端部に固着された接点４４に接
点板４３の先端部が対向している。２つの接点板４２，
４３により前記モータへの通電を制御するスイッチを構
成しており、接点板４２の折曲部４２ａがカム４１の凹
部４１ａに落ち込んだとき上記スイッチがオフとなって
モータへの通電を遮断する。このように二つの接点板４
２，４３が離間してスイッチがオフとなるのは、被駆動
機構を所定の位置まで駆動したときである。

【００１３】図７において、上記接点板４３と今一つの
接点板４５との間に外部から単相交流電源が供給され
る。そして、この交流電源はダイオード４６で整流さ
れ、コンデンサ４７で平滑されて前記巻線４０を励磁す
るための直流電源として供される（図１１参照）。

【００１４】プーリ４８に一端部が連結されたワイヤ４
９の他端部は、図１０に示すように仲介板８１および連
結帯８８を介して被駆動機構としての洗濯機の排水弁機
構９３のロッド８７に連結されている。排水弁機構９３
は、ケーシング８３と、その蓋体８６と、ケーシング８
３内に配置されたベローズ８５と、ロッド８７を付勢し
てベローズ８５の円錐状の端部８５ａをケーシング８５
の傾斜壁８３ａに押圧するためのばね８９とを有してな
る。ケーシング８５には入水口８２と排水口８４が形成
され、ばね８９の付勢力でベローズ８５の端部８５ａが
ケーシング８３の傾斜壁８３ａに押圧された状態では入
水口８２と排水口８４との間が閉鎖される。

【００１５】一方、プーリ４８の回転駆動によりワイヤ
４９がプーリ４８に巻き取られると、ロッド８７がばね
８９の付勢力に抗し引っ張られてベローズ８５の端部８
５ａがケーシング８３の傾斜壁８３ａから離間させら
れ、入水口８２から導入される水が排水口８４を通じて
排水される。なお、この排水弁機構９３は、弾性部とし
てばね８９の１個のみを使用しているが、ばね材を２個
使用するようにしても良い。例えば、仲介体８１を二つ
に分割し、その間を弱いばねと係合軸で結び、ワイヤ４
９の巻き取られ始めは、その弱いばねが伸び、二つに分
割された仲介体が所定間隔に引き離されると、係合軸で
その二つの仲介体が一体化し、その後強いばね８９を圧
縮させ、ベローズ８５を傾斜壁８３ａから離間させるよ
うにすることができる。

【００１６】図９において、軸５８上の歯車６７の上側
のボス部にはゴムなどによって作られた摩擦制動体６８
の中心孔が嵌合固着されている。軸５８と共に摩擦制動
体６８が回転すると、そのウェート部に作用する遠心力
によりアーム部が上方に向かって反り返り、摺接部６８
ａが摺接室７７に摺接して制動力を生じる。ただし、歯
車６７が下降して歯車６４と係合しているときは摺接室
７７から遠ざかっているため摩擦制動力は生ぜず、歯車
６７が上昇しているときにのみ摺接部６８ａが摺接室７
７に摺接して摩擦制動力を生じる。

【００１７】このように、構成されるモータアクチュエ
ータの動作は次のとおりである。すなわち、２つの接点
板４３，４５間に交流電源が供給されない初期の状態で
は、カム４１は図７に示す位置から回転した状態となっ
ており、カム４１の大径カム縁により接点板４２の折曲
部４２ａが外方に押されて接点板４２，４３が導通して
いる。そこで今、脱水作業を開始しようとするときは、
所定のスイッチ操作により接点板４３，４５間に交流電
源を供給し、接点板４２，４３でなるスイッチを通じて
同期モータのコイル巻線５５に単相交流電源を供給し、
ロータ６１を回転させる。このときロータ６１が所定の
向きとは逆向きに回転しようとすると、係合突起８０が
レバー６５の一端部６５ａに当接し、その反動でロータ
６１は正規の回転の向きに反転し、以後正規の向きに回
転し続ける。

【００１８】また、交流電源の供給と同時にダイオード
４６で整流され、コンデンサ４７で平滑された直流電源
がソレノイド巻線４０に供給され、プランジャ３７が鉄
心３５，３６に吸引され、ばね６６の付勢力に抗して歯
車６７が作動片６９を介し下方に移動させられる。これ
により歯車６７の係合部６７ａと歯車６４の係合孔６４
ａが係合して歯車６４，６７が一体的に回転し、ロータ
６１の回転力が前記減速歯車輪列機構を介して出力軸７
４に伝達され、出力軸７４が回転駆動される。このとき
摩擦制動体６８も回転するが、このときの摩擦制動体６
８の回転速度は比較的遅く、そのウェート部に作用する
遠心力は小さく、摺接室７７との摩擦負荷は極小さい。

【００１９】出力軸７４の回転駆動によりカム４１およ
びプーリ４８も回転駆動される。プーリ４８の回転駆動
によりその巻き取り溝にワイヤ４９が巻き取られ、図１
０に示す排水弁機構９３のロッド８７がばね８９の付勢
力に抗して引っ張られ、ベローズ８５の端部８５ａがケ
ーシング８３の傾斜壁８３ａから離間して入水口８２と
排水口８４とを連通させ、入水口８２から導入される水
を排水口８４から排出する。

【００２０】また、上記カム４１の回転により、図７に
示すように接点板４２の折曲部４２ａの摺接位置がカム
４１の凹部４１ａに達すると、接点板４２が接点板４３
から離間して同期モータへの電源の供給が遮断され、ロ
ータ６１の回転が停止する。しかし、ソレノイド巻線４
０への通電は継続されるため歯車６４と歯車６７は一体
的に連結されている。上記モータが停止することにより
排水弁機構９３のばね８９の付勢力でワイヤ４９が原位
置の方に向かって引き戻され、これに伴ってプーリ４８
が逆転しようとし、前記歯車列を介してモータのロータ
６１が逆向きに回転駆動されようとするが、上記歯車列
は出力軸７４側から見れば増速歯車列となるため、歯車
７８を回転させようとするトルクは極小さく、しかもロ
ータ６１を回転させるためには一定のトルクが必要であ
り、さらに、歯車６４が逆転しようとするとこの歯車６
４に摩擦係合しているレバー６５が回動してその一端部
６５ａがロータ６１の逆転を阻止するため、上記歯車列
およびプーリ４８は回転することができず、排水弁機構
９３も原位置に復帰することはできず、排水弁を開いた
状態に保持され、この状態で脱水作業が行われる。

【００２１】脱水作業が終了すると、端子４３，４５間
への電源の供給を停止し、ソレノイド巻線４０への通電
を停止する。巻線４０への給電の停止によりプランジャ
３７，作動片６９および歯車６７はばね６６の付勢力に
より図９に示す原位置に復帰し、歯車６４と歯車６７と
の係合が解除され、モータ負荷による歯車列の回転停止
およびレバー６５と係合突起８０との係合による歯車列
の回転停止が解除され、排水弁機構９３のばね８９の付
勢力によりプーリ４８，出力軸７４を介して歯車列７３
−７２ｂ−７２ａ−７１ｂ−７１ａ−７０ｂ−７０ａ−
６７が逆向きに空転する。

【００２２】上記歯車列は、出力軸７４側から見れば増
速歯車列を構成しているため、歯車６７が高速で回転駆
動されようとする。しかし、歯車６７の回転により摩擦
制動体６８のウェート部に遠心力を生じ、摺接部６８ａ
が摺接室７７に摺接し、制動力を生じる。こうして、歯
車６７が高速で回転しようとすると制動力が作用して歯
車６７が略一定の速度に制御され、排水弁機構９３の復
帰動作がゆるやかに行われる。一方、歯車６７の速度が
低下すると摩擦制動体６８に生ずる遠心力が小さくなり
摺接部６８ａが摺接室７７から離間し制動力を解除する
ので、排水弁機構９３の復帰が途中で停止することはな
い。

【００２３】出力軸７４が逆転するのに伴いカム４１も
原位置に向かって回転し、そのカム縁の大径部に接点板
４２の折曲部４２ａが摺接して二つの接点板４２，４３
でなるスイッチをオンにし、排水弁機構９３が原位置に
戻ってワイヤ４９にかかる引っ張り力が零になる位置で
停止する。なお、二つの接点板４２，４３でなるスイッ
チがオンになっても、接点板４２と接点板４５との間に
は電源が供給されないように、他の手段、例えば、ＣＰ
Ｕにて制御しているので、再度カム４１がモータによっ
て回転し始めるということはない。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のモータアクチュエータは、モータがオンされると巻
き始めから巻き終わりまで一気に動くため、動作開始す
れば、必ずベローズ等から構成される排水弁が開くこと
となる。すなわち、脱水時しか使用できないものとなっ
ている。

【００２５】一方、洗濯機の分野では、より少ない水量
で、より効率よく洗えるようにするため、パルセータの
回転方向を各種制御する工夫がなされている。しかし、
このパルセータの回転方向を制御することによる洗い効
率の向上は限界にきつつある。

【００２６】本発明は、洗濯機や換気扇等の動作態様を
変更または増加させ、その機能をアップさせ得るモータ
アクチュエータを提供することを目的とする。特に、洗
濯機においては、従来にない新規でかつ洗い効率の良い
洗い方ができるようになるモータアクチュエータを提供
することを目的とする。

【００２７】かかる目的を達成するため、請求項１記
載の発明では、モータ巻線への通電により回転するロー
タと、このロータに減速輪列を介して連結されると共に
被駆動機構を駆動操作するための出力軸と、減速輪列中
に設けられたロータと出力軸との間で回転を伝達可能に
し、また、伝達を遮断するためのクラッチ手段と、この
クラッチ手段を動作させるソレノイドとを備えたモータ
アクチュエータにおいて、モータ巻線の一方側およびソ
レノイドの一方側に接続される電流通路を１系統とし、
他方側に接続される電流通路を複数系統とし、他方側に
接続される電流通路は、出力軸と連動回転する１つのカ
ムによって制御される少なくとも３枚のスイッチ接片を
有しており、このスイッチ接片の内の１枚がモータ巻線
の他方側の端子に接続されると共に残りのスイッチ接片
の複数が電源側に接続され、かつこの残りのスイッチ接
片のうちの１枚が上記ソレノイドの他方側に接続され、
電源側に接続された複数のスイッチ接片は電源との間に
配置される制御部にそれぞれ接続され、この制御部によ
り電源側と当該複数のスイッチ接片との間の通電のオン
オフが制御されるようになっている。

【００２８】また、請求項２記載の発明では、モータ
と、このモータによって駆動されるカムと、モータの回
転をカムに伝達する歯車輪列機構と、この歯車輪列機構
に入れられ回転の伝達を切断可能とするクラッチと、こ
のクラッチを動作させるソレノイドと、カムに接触し、
モータへの通電をオンオフするスイッチ接片と、モータ
の回転が歯車輪列機構を介して伝えられるアクチュエー
タ作動体とを備えてなるモータアクチュエータにおい
て、スイッチ接片を動作させる少なくとも２つ以上の段
差部をカムに設けると共に、スイッチ接片を３個以上設
け、その１つのスイッチ接片と電源の一端およびソレノ
イドの一方側と電源の一端とを常時通電可能に接続し、
他の複数のスイッチ接片をその各接片への通電状態を変
更、選択できる制御部を介して電源の他端と接続し、か
つこれらの他の複数のスイッチ接片のうちの１つを、ソ
レノイドの他方側に接続して、制御部によって他の複数
のスイッチ接片と電源の他端との間の通電のオンオフお
よびソレノイドの他方側と電源の他端との間の通電のオ
ンオフを選択可能にしている。

【００２９】このモータアクチュエータは、モータの
コイル巻線に電力が供給されると、そのモータのロータ
が回転する。

【００３０】そして、そのロータの回転は歯車輪列機
構を介してアクチュエータ作動体に伝えられ、たとえば
洗濯機の排水弁を開かせる。その時、カムによりスイッ
チ接片が動作し、モータの回転が停止すると共にカムの
回転が停止する。その後、所定の動作が完了するとソレ
ノイドが動作し、係合状態が解かれ、排水弁を閉じる。
一方、カムも元の状態に復帰する。

【００３１】このような動作の中で、このモータアクチ
ュエータは、モータのコイル巻線の一方側およびソレノ
イドの一方側の双方に接続された端子に接続される電流
通路を１系統とし、他方側に接続される電流通路を複数
系統している。加えて、複数系統とされた電流通路のう
ちの１つには、ソレノイドの他方側が接続されている。
すなわち、電源の他端が複数のスイッチ接片とその通電
状態を選択可能に接続してあるので、その通電状態を変
えることにより各種のモードが可能となる。例えば、ス
イッチ接片が３個でカムの段差部が２つの場合、３個の
スイッチ接片がすべて当接している状態と、最外周のス
イッチ接片のみが離れる状態と、３個のスイッチ接片が
すべて離れる状態の３状態をとらせることが可能とな
る。そして、この３状態のうち、第２番目の状態のとき
にモータへの電力供給を断つようにしたり、第３番目の
状態のときにモータへの電力供給を断つようにすること
ができる。加えて、制御部に接続された各スイッチ接片
と電源との間の通電のオンオフを制御することにより、
カム位置とは関係なく、またはカム位置に関係付けてモ
ータやソレノイドのオン／オフを切り換えることができ
る。このため、このモータアクチュエータを使用する機
器の動作態様を増加させることが可能となる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図１から図６に基づき説明する。

【００３３】このモータアクチュエータ１は、洗濯機の
排水弁駆動用であり、モータ、歯車輪列機構、この歯車
輪列機構内の輪列用クラッチ、その輪列用クラッチを動
作させるソレノイド、排水弁を動作させる巻き上げ機構
等のカムおよびスイッチを除いた部分は、図７から図１
１に示した従来のものと同様であり、その構造の説明は
省略する。なお、今後、これらの部材を引用するとき
は、図７から図１１に示した符号を利用して説明するこ
ととする。

【００３４】このモータアクチュエータ１のカム２は、
図７から図９に示す従来のカム４１と異なり、図１に示
すように最外周部２ａと、第１の段差部となる中間部２
ｂと、第２の段差部となる最内周部２ｃの３部分を有し
ている。なお、このカム２は、従来と同様にモータのロ
ータ６１の回転が歯車輪列機構を介して伝達される構造
となっている。一方、スイッチ部分は、従来のものと異
なっている。すなわち、従来は接点板４２，４３の２つ
の接点板でスイッチ部分を構成していたが、このカム２
により動作するスイッチ部分は、３つのスイッチ接片
３，４，５で構成され、それらがカム２の側方に配置さ
れている。また、端子６がケース７から外部に突出する
ように設けられていると共に、コイルボビンの接続端子
８，９が端子６とスイッチ接片３にそれぞれ接する形で
モータ部側から突出している。

【００３５】なお、スイッチ接片３は、カム２に当接す
る曲げ部３ａと、スイッチ接片４と接触する接点部３ｂ
と、コイルボビンの接続端子９と半田付けされる接続部
３ｃとを有している。また、スイッチ接片４は、スイッ
チ接片３，スイッチ接片５と接触する接片部４ａと、端
子機能を有する端子部４ｂとから構成されている。さら
に、スイッチ接片５は、スイッチ接片４と接触する接点
部５ａと、端子機能を有する端子部５ｂとから構成され
ている。

【００３６】スイッチ接片３，４，５と端子６とモータ
巻線５５との接続関係は、図２に示すとおりとなってい
る。すなわち端子６とモータ巻線５５の一方の接続端子
８とが接続され、他方の接続端子９とスイッチ接片３と
が接続される。一方、図２に示すように、端子６とスイ
ッチ接片５との間には、ソレノイド巻線４０が入れられ
ている。そして、このソレノイド巻線４０と並列にコン
デンサ１０が接続される一方、このコンデンサ１０と直
列にダイオード１１が接続されている。なお、ダイオー
ド１１は、スイッチ接片４の曲がり部４ｃの図１で見て
紙面と垂直方向奥部に配設されている。そして、このダ
イオード１１の一端は、スイッチ接片５と舌片部１４で
接続され、他端は舌片部１５でコンデンサ１０やソレノ
イド巻線４０と接続されている。

【００３７】また、スイッチ接片４，５はともに、ＣＰ
Ｕ１２に接続され、このＣＰＵ１２を介して電源１３の
一端と接続される。一方、端子６は、電源１３の他端に
接続される。なお、ＣＰＵ１２は、洗濯機側のスイッチ
周辺の制御回路を簡略化して示した制御部を意味し、洗
濯機のモードスイッチ（図面省略）によって、スイッチ
接片４，５への通電状態を変更、選択できるような制御
を行うものである。

【００３８】このように構成されるモータアクチュエー
タ１の動作は次のとおりである。なお、動作説明にあた
っては、洗濯機の動作モードが、自動選択モードになっ
ている場合を例にして説明することとする。

【００３９】まず、洗濯工程Ａが行われるが、その場
合、その工程Ａの開始に先立ちＣＰＵ１２は、電源１３
とスイッチ接片５を通電可能状態にする一方、スイッチ
接片４に対しては不導通状態にする。一方、スイッチの
メカ側はスイッチ接片２の曲げ部３ａがカム２の最外周
部２ａに乗り上げており、スイッチ接片３，４，５は互
いに接触状態となっている。この結果、モータ巻線５５
に電力が供給されると、ロータ６１が回転し、カム２が
回転し始める。すなわち、電源１３、端子６、接続端子
８、モータ巻線５５、接続端子９、スイッチ接片３，
４，５、ＣＰＵ１２および電源１３の回路が構成され、
モータが駆動される結果、図３の状態にあるカム２が回
転し始める。そして、スイッチ接片３の曲げ部３ａがカ
ム２の中間部２ｂに落ち込むと、図４のようにスイッチ
接片５は、スイッチ接片３，４から離れる。このため、
モータへの電力供給は止まる。

【００４０】このとき、ソレノイド巻線４０への電力供
給は、継続されるため、プランジャ３７はオン状態を継
続する。すなわち、図９で示すように歯車６４と歯車６
７は一体的に連結されている。このため、排水弁機構９
３側から戻り力がモータのロータ６１に加わるが、ロー
タ６１とステータとの間のデイテントトルクにより、ロ
ータ６１は現状位置を維持するため、カム２も現状位置
を保持する。なお、図９に示すレバー６５等の逆転防止
機構で逆転を防止し、排水弁側からの戻り力に対抗させ
るようにしても良い。

【００４１】なお、排水弁機構９３側には強いばねと弱
いばねが配置され、この強いばねの力が排水弁を閉じる
力となっている。ここで弱いばねは、排水弁機構９３の
ベローズ８５を開けようとする際の初期から作用し、強
いばねはベローズ８５を開けようとする際の後期のみに
作用する。すなわち、カム２が回転し始め、スイッチ接
片３の曲げ部３ａがカム２の中間部２ｂに落ち込むまで
は、弱いばねのみが働いており、ベローズ８５を開くま
でには至らない。カム２がさらに回転し、強いばねの作
用領域に入ると、そのばねの弾性力に抗して排水弁機構
９３のベローズ８５は開き始め、スイッチ接片３の曲げ
部３ａがカム２の最内周部２ｃに落ち込んだとき、ベロ
ーズ８５は完全に開いた状態となる。

【００４２】このようにスイッチ接片３の曲げ部３ａが
中間部２ｂにある状態のときは、排水弁機構９３のベロ
ーズ８５は開かれていない。一方、カム２がこの位置ま
で回転する間に，洗濯機内の固定用クラッチは切られ、
ブレーキを外す制御が行われる。この結果、洗濯槽は、
自由回転可能となる。そして、パルセータの回転とは逆
方向に、洗濯槽を回転させる。このため、水の流れに乱
流が生じ、洗浄力を増すこととなる。なお洗濯槽の回転
は、パルセータの回転と同方向にさせたり、その回転数
をパルセータの回転数と同じにしたりしても良い。ま
た、ＣＰＵ１２等の制御回路により、洗濯槽の駆動源を
制御してそれらの動きを組み合わせることもできる。ま
た、洗濯槽の回転のための駆動力は、パルセータの駆動
源と同一にしても良いし、別にしても良い。

【００４３】この洗濯工程Ａが終了すると、ＣＰＵ１２
は、スイッチ接片５への通電を止める。このため、ソレ
ノイド巻線４０への通電がオフとなり、歯車輪列機構の
中のクラッチ機構が切れる。カム２は、排水弁機構９３
側の弱いバネの力により元に戻され図３の状態に復帰す
る。この復帰によって、洗濯槽を固定するための固定用
クラッチが入ると共にブレーキをかける制御が行われ
る。

【００４４】その後、洗濯水を排水すると共に洗濯物を
脱水するための脱水工程Ｂに入る。この脱水工程Ｂに先
立ち、ＣＰＵ１２は、電源１３とスイッチ接片４，５を
通電可能状態とする。このため、モータ巻線５５に電力
が供給され、カム２が回転し始める。そして、スイッチ
接片３の曲げ部３ａがカム２の中間部２ｂに落ち込み、
スイッチ接片５がスイッチ接片３，４から離れるが、電
源１３はスイッチ接片４にも接続される状態となってい
るため、ロータ６１の回転は停止しない。この結果、カ
ム２は回転を継続し、スイッチ接片３の曲げ部３ａは、
その後、カム２の最内周部２ｃに落ち込む（図５参
照）。この落ち込みにより、スイッチ接片３はスイッチ
接片４から離れるため、ロータ６１の回転は停止し、カ
ム２の回転も止まる。

【００４５】なお、スイッチ接片３の曲げ部３ａが中間
部２ｂに落ち、その後、最内周部２ｃに落ち込むまでの
間で、ベローズ８５は開かれる。ベローズ８５が開かれ
ると、洗濯槽の水は、排水される。一方、モータがオン
されカム２が回転し始め、スイッチ接片３の曲げ部３ａ
のカム中間部２ｂに落ち込むまでの間で、洗濯機内の固
定用クラッチが切られブレーキを外す制御が行われる。

【００４６】ベローズ８５が開かれ、排水が完了する
と、洗濯機は脱水工程Ｂに入る。脱水工程Ｂでは、洗濯
槽がパルセータと共に一体回転し洗濯物の脱水を行う。
この脱水は、パルセータと洗濯槽が同時に一体回転する
ことによりなされるが、前述したように、洗濯槽は排水
弁が開く前に固定用クラッチが切られかつブレーキが外
されているので、洗濯時と異なり回転可能となっている
ので問題なく行われる。

【００４７】この脱水工程Ｂが終了すると、ＣＰＵ１２
は、スイッチ接片５への通電を止める。このため、ソレ
ノイド巻線４０への通電がオフとなり、歯車輪列機構の
中のクラッチ機構が切れ、カム２は排水弁機構９５側の
強いバネおよび弱いバネの力により戻され、図３の状態
に復帰する。この復帰の間に、洗濯槽のための固定用ク
ラッチが入ると共にブレーキをかける制御が行われる。

【００４８】その後、すすぎを行うすすぎ工程Ｃに入
る。なお、このすすぎ工程Ｃに先立ち、ＣＰＵ１２は、
電源１３とスイッチ接片５を通電可能状態にする一方、
スイッチ接片４に対しては不導通状態とする。このた
め、モータアクチュエータ１は、洗濯工程Ａに入る前と
同じ動作を行い、スイッチ接片３の曲げ部３ａがカム２
の中間部２ｂに落ち込んだ状態で止まる。この結果、洗
濯槽は洗濯工程Ａと同様に回転自由な状態となり、洗濯
工程Ａでの動きと同様な動作を行うことが可能となる。
なお、この時の洗濯槽の動きを洗濯工程Ａと同様にはせ
ず、すすぎに最適な他の動きとしても良い。

【００４９】すすぎ工程Ｃが終了すると、ＣＰＵ１２
は、スイッチ接片５への通電を止める。このため、洗濯
工程Ａの終了時と同様に、カム２は図３の状態に復帰す
る。この後、最後の工程となる脱水工程Ｄに入る。この
脱水工程Ｄに先立つモータアクチュエータ１の動作およ
び洗濯機の動作は、先に述べた脱水工程Ｂと同様となっ
ている。また脱水工程Ｄの終了時の動きも脱水工程Ｂと
同様である。なお、すすぎ工程Ｃや脱水工程Ｄが終了す
る際のカム２の復帰動作時間において、洗濯槽が再固定
される制御、すなわち固定用クラッチが入れられると共
にブレーキをかける制御が行われる。

【００５０】以上のような実施の形態では、中間部２ｂ
にスイッチ接片３が落ち込むまでに、洗濯機の洗濯槽の
固定用クラッチを切り、ブレーキを外しているので、洗
濯槽が自由に回転可能となる。このため、洗濯機におけ
る洗濯工程が従来の洗濯方法と異なる洗濯方法とするこ
とができ、洗濯機の機能を向上させることができる。な
お、中間部２ｂにスイッチ接片３が落ち込むまでの間
に、固定用クラッチを切るだけの動作をさせるようにし
ても良い。その場合、ブレーキはまだ効いているが、Ｃ
ＰＵ１２等の制御回路を働かせ、ブレーキを解除させる
ようにして、同様な機能を持たせることができる。但
し、ブレーキが効いている状態の時でも、従来と異なる
洗濯方法をすることができる。すなわち、洗濯槽をゆら
す等して新たな洗濯方法を提供できる。

【００５１】なお、上述の各実施の形態は、本発明の好
適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、ソレノイド巻線４０への
通電のための回路の一部としてスイッチ接片５を利用す
るのではなく、端子をもう１個設け、その端子に電源１
３の他端を接続するようにしても良い。また、プランジ
ャ３７と輪列用のクラッチ機構との関係は、ソレノイド
巻線４０が通電されたとき輪列用のクラッチ機構を係合
状態とし回転伝達可能にするのではなく、ソレノイド巻
線４０の通電がオフされたときに輪列用のクラッチ機構
を係合状態とする構成としても良い。

【００５２】また、スイッチ接片を４個以上の複数と
し、それに合わせ段差部を３個以上の複数としても良
い。さらに、カム２の両側部の２箇所にスイッチ接片を
設けたり、複数のスイッチ接片の一部を他の機能用に使
用するようにしても良い。

【００５３】さらに、カム２の復帰は、排水弁機構９３
のばね８９のようなバネ力を利用するのではなく、正逆
転可能なモータを使用し、そのモータに再度通電し反転
させるようにしても良い。このような場合、プランジャ
３７等の機構および輪列用のクラッチ機構は不要とな
る。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１および
２記載のモータアクチュエータでは、モータの通電状態
を変更でき、その変更によりカムの停止位置を複数に設
定できる。その結果、このモータアクチュエータを使用
する洗濯機や換気扇等の動作態様を変更または増加さ
せ、その機能をアップさせることができる。

【００５５】加えて、少なくとも３枚のスイッチ接片
を利用して、モータの通電状態を２通り以上に変更でき
るので、小型で高機能なモータアクチュエータとなる。
また、このモータアクチュエータを使用した洗濯機等の
電気機器は、その機能の向上にかかわらず大型化するこ
とがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモータアクチュエータの実施の形態を
示すケースを取り除いた一部平面図である。

【図２】本発明のモータアクチュエータを含むスイッチ
周辺の回路図である。

【図３】図１の接片部分を示す平面図で、カムが回転す
る前の状態を示す図である。

【図４】図１の接片部分を示す平面図で、カムが回転
し、スイッチ接片が中間部に落ち込んだ状態を示す図で
ある。

【図５】図１の接片部分を示す平面図で、カムがさらに
回転し、スイッチ接片が最内周部に落ち込んだ状態を示
す図である。

【図６】洗濯機の行程とカム移動量の関係を示す図で、
（Ａ）は、洗濯機の自動洗濯モードを示しており、
（Ｂ）は、（Ａ）に対するカム移動量を示している図で
ある。

【図７】従来のモータアクチュエータの一部断面平面図
である。

【図８】図７の一部断面側面図である。

【図９】図７の各点ＯＡＢＣＤＥを結ぶ線に沿う断面展
開図である。

【図１０】図７のモータアクチュエータで駆動される被
駆動機構の一部断面平面図である。

【図１１】図７のモータアクチュエータの回路図であ
る。

【符号の説明】

１モータアクチュエータ２カム２ａ最外周部２ｂ中間部（段差部）２ｃ最内周部（段差部）３、４、５スイッチ接片６端子７ケース８、９接続端子１２ＣＰＵ４０ソレノイド巻線４８プーリ（アクチュエータ作動体）５５モータ巻線６１ロータ７４出力軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 11/00 H01H 43/10 H02K 7/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】モータ巻線への通電により回転するロー
タと、このロータに減速輪列を介して連結されると共に
被駆動機構を駆動操作するための出力軸と、上記減速輪
列中に設けられた上記ロータと上記出力軸との間で回転
を伝達可能にし、また、伝達を遮断するためのクラッチ
手段と、このクラッチ手段を動作させるソレノイドとを
備えたモータアクチュエータにおいて、上記モータ巻線
の一方側および上記ソレノイドの一方側に接続される電
流通路を１系統とし、他方側に接続される電流通路を複
数系統とし、他方側に接続される電流通路は、上記出力
軸と連動回転する１つのカムによって制御される少なく
とも３枚のスイッチ接片を有しており、このスイッチ接
片の内の１枚が上記モータ巻線の他方側の端子に接続さ
れると共に残りのスイッチ接片の複数が電源側に接続さ
れ、かつこの残りのスイッチ接片のうちの１枚が上記ソ
レノイドの他方側に接続され、上記電源側に接続された複数のスイッチ接片は上記電源
との間に配置される制御部にそれぞれ接続され、この制
御部により上記電源と当該複数のスイッチ接片との間の
通電のオンオフが制御されることを特徴とするモータア
クチュエータ。
【請求項２】モータと、このモータによって駆動され
るカムと、上記モータの回転を上記カムに伝達する歯車
輪列機構と、この歯車輪列機構に入れられ上記回転の伝
達を切断可能とするクラッチと、このクラッチを動作さ
せるソレノイドと、上記カムに接触し、上記モータへの
通電をオンオフするスイッチ接片と、上記モータの回転
が前記歯車輪列機構を介して伝えられるアクチュエータ
作動体とを備えてなるモータアクチュエータにおいて、
上記スイッチ接片を動作させる少なくとも２つ以上の段
差部を上記カムに設けると共に、上記スイッチ接片を３
個以上設け、その１つのスイッチ接片と上記電源の一端
および上記ソレノイドの一方側と上記電源の一端とを常
時通電可能に接続し、他の複数のスイッチ接片をその各
接片への通電状態を変更、選択できる制御部を介して電
源の他端と接続し、かつこれらの他の複数のスイッチ接
片のうちの１つを、上記ソレノイドの他方側に接続し
て、上記制御部によって上記他の複数のスイッチ接片と
上記電源の他端との間の通電のオンオフおよび上記ソレ
ノイドの他方側と上記電源の他端との間の通電のオンオ
フを選択可能にしたことを特徴とするモータアクチュエ
ータ。