JP3844181B2 - モータアクチュエータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗濯機などの排水弁の開閉を小型モータ等を用いて制御する排水弁開閉装置などに好適なモータアクチュエータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
洗濯機などに用いられる排水弁開閉制御装置は、従来、排水弁の開閉制御と洗濯機の様々な動作制御を１つの制御装置で行う方式が多く採用されている。たとえば、洗濯動作時における洗濯用モータ（洗濯機駆動用のモータ）の駆動やその後の排水を行うための排水弁の開閉制御、さらに、脱水時などにおいては、排水弁を開（排水）状態として洗濯槽を高速回転させ、脱水が終了すると排水弁を閉じるとともに洗濯用モータも停止させるというような制御等を１つの制御装置で行うようにしている。なお、脱水時に洗濯槽の蓋が開けられると、洗濯槽を急停止させる制御なども可能なように制御装置が構成されている。
【０００３】
このような排水弁開閉制御装置としては、実開平１−１２１５９１号公報に開示されている装置等が知られている。この装置は、脱水時に停電などが発生した場合、ユーザに対する安全性への配慮のため、停電復旧後には初期位置に確実に戻っているような制御を行う必要があり、制御全体が複雑なものとなっている。
【０００４】
このため、排水弁の開閉制御とそれ以外の様々な制御を別個に行うようにする方式が一部で採用されている（特開平６−７９０９３号公報参照）。このような方式の排水弁開閉制御装置にあっては、排水弁の開閉のみ考えた制御を行うようにすればよい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
排水弁の開閉のみを考えた排水弁開閉制御装置は、前述したような洗濯機の様々な制御を一括して行う方式に比べると、制御内容も大幅に簡略化され、その構造も単純化されたものとなっている。しかしながら、このような排水弁開閉制御装置にあっても、排水弁を閉じる際の衝撃音が大きいという問題は依然として残っている。
【０００６】
一般に、従来のこの種の排水弁開閉制御装置は、排水弁に対し、常時、全閉状態に復帰させようとする力が加えられており、開状態とするときは、この全閉状態に復帰させようとする力に抗して排水弁を開動作させ、全開状態から全閉状態に移行させる際は、前述の全閉状態に復帰させようとする力によって勢いよく瞬時に閉状態とさせるのが普通である。このように、排水弁を勢いよく瞬時に閉状態とさせるのは、排水弁の閉状態を確実にして水漏れを防ぐためである。
【０００７】
このように、従来のこの種の排水弁開閉制御装置は、排水弁を開状態から閉状態とするときの衝撃音が大きいという問題があり、改善が望まれている。また、排水弁の開閉動作の確実性や、機構のより一層の単純化、かつ、低コスト化は常に要求されるところであり、それに対応できる排水弁開閉制御装置の開発が望まれている。
【０００８】
本発明は、洗濯機の排水弁制御装置などに適用されることで効果を発揮し、排水弁の開閉動作の確実性、機構のより一層の単純化を図るとともに、排水弁の閉動作における衝撃音の問題を大幅に改善し、かつ、低コスト化をも可能としたモータアクチュエータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明のモータアクチュエータは、駆動源としてのモータと、このモータからの駆動力を減速して出力軸に伝達する減速輪列と、出力軸の回転に連動し、ある状態に復帰しようとする復帰力を有する負荷の当該復帰力に抗して動作することによって排水弁を開状態とする第１の操作をなし、この第１の操作をなした状態から所定のタイミングで負荷の復帰力を受けてモータの回転力を受けない状態で動作することによって排水弁を閉状態とする第２の操作をなす操作部と、この操作部とモータとの間に設けられ、モータの回転力を当該操作部に対し継断するクラッチ機構と、上述の減速輪列とは別経路に設けられ、操作部が第２の操作をなすための動作を回転力として受けて、その回転力を増速させる増速輪列およびこの増速輪列の出力歯車に設けられ操作部の動作に対し制動力を与える制動動作部からなる制動力発生機構とを有した構成を有したものとしている。
【００１０】
本発明は、洗濯機などの排水弁を開閉制御する排水弁開閉装置用のモータアクチュエータである。本発明のモータアクチュエータが適用される排水弁開閉装置は、モータの回転力をワンウエイクラッチ機構などのクラッチ機構によって予め定めた一方向のみの回転力として操作部に伝達するようにし、この一方向の回転力を受けているときは、操作部の第１の操作内容として、排水弁の開動作を行い（全閉状態に復帰しようとする復帰力に抗した動作）、排水弁が全開状態となったあとは、所定のタイミングで、操作部は第２の操作を行う。その第２の操作内容は、モータの回転力を受けずに全閉状態に復帰しようとする復帰力を受けて操作部を高速に動作させて排水弁を全閉状態とする。
【００１１】
この弁の閉動作時には、瞬時に全閉状態となるのではなく、制動力発生機構の動作によって、一定の制動力が働き、制動力を受けた状態で回転しながら全閉状態とするので、大きな衝撃音が発生することはなく、しかも、確実な全閉状態を得るには十分な力で閉動作が行われるので、排水弁が不完全な状態で閉じられることはない。すなわち、排水弁の開閉動作の確実性、機構のより一層の単純化を図ることができるとともに、排水弁の閉動作における衝撃音の問題を大幅に改善し、かつ、低コスト化をも可能とすることができる。
【００１２】
このようなモータアクチュエータにあって、本発明は、さらに、そのクラッチ機構は、出力軸が予め定めた一方向に回転したときはその回転力を継状態とし、出力軸が予め定めた一方向とは反対方向に回転したときはその回転力を断とする動力伝達部材を有するワンウエイクラッチとし、制動力発生機構は、操作部の第２の操作が一定以上の動作速度でなされると、操作部の動作に対し制動力を与えるようにしている。
【００１３】
クラッチ機構がワンウエイクラッチとされているので、回転方向による力の継断を確実かつ安価に達成できる。また、ワンウエイクラッチとすることによって、本発明を排水弁開閉装置に適用することにより、弁開閉操作部が１回転する間に、排水弁を全閉状態から全開状態、さらに再び全閉状態とするといった排水弁の開閉サイクルを簡単な構造で実現できる。また、操作部の第２の操作が一定以上の動作速度でなされると、操作部の動作に対し制動力を与えるようにすることで、ゆっくりした動きのときに制動を効かせ、止めてしまうことが無くなると共に、動作速度が速いと制動が効き、衝撃音を確実に低下させることができる。
【００１４】
さらに、本発明のワンウエイクラッチは、出力軸と操作部とを同軸上に構成し、両者の間に動力伝達部材としてのコイルバネを介在させてなり、第１の操作をなす際は、このコイルバネの径方向に働く弾性力によって生じる摩擦力により、出力軸の回転力を操作部に伝達し、第２の操作をなす際は、コイルバネの上述の径の変化とは逆方向の変化による摩擦力の減少によって、操作部を滑り回転可能とするようにしている。
【００１５】
このように、ワンウエイクラッチをコイルバネの径方向に働く弾性力によって生じる摩擦力や逆方向の変化による摩擦力の減少によって、操作部を滑り回転可能とした構成としたので、簡単な構成で確実な動作を行わせることができる。また、これを排水弁開閉装置に適用することにより、弁開閉操作部が１回転する間に、排水弁を全閉状態から全開状態、さらに再び全閉状態とするといった排水弁の開閉サイクルを確実に実現できる。
【００１６】
また、他の発明は、上述の発明のモータアクチュエータに加え、操作部は、出力軸の回転力を受けて回転する回転体とし、その回転力を直線的な往復運動に変換する機構を有し、往路で前記第１の操作をなし、復路で第２の操作をなす構成とし、自身が下死点から上死点まで回転する間においては、前記負荷の復帰力に抗して動作することによって第１の操作をなし、自身が上死点から下死点まで回転する間においては、負荷の復帰力を受けてモータの回転力を受けない状態で動作して第２の操作をなすようにしている。
【００１７】
このように構成したため、いわゆるリンク機構を効率的に利用することとなり、構成が簡単となると共に、力の伝達効率が良いものとなる。また、本発明を、たとえば排水弁開閉装置に適用することにより、弁開閉操作部が１回転する間に、排水弁を全閉状態から全開状態、さらに再び全閉状態とするといった排水弁の開閉サイクルを簡単な構造で高精度、高効率な装置とすることができる。
【００１８】
また、他の発明のモータアクチュエータは、駆動源としてのモータと、このモータからの駆動力を受けて回転するカムと、このカムに設けられた凹凸部を有するカム部によってスイッチ接片が作動することでスイッチのオンまたはオフがなされるスイッチ機構とを有するモータアクチュエータにおいて、カム部の凸部または凹部で形成されるスイッチ変位動作部と軸方向に隣接して同様形状の凸部または凹部からなる係合部をカムに設け、この係合部に係合する凹部または凸部からなる被係合部をその内周部に有しカムの回転を他に伝達するリング状歯車を、その被係合部がスイッチ変位動作部に一旦はまり合う状態を経由して係合部に係合させることで、カムとリング状歯車とをその回転方向に関して一体化させている。
【００１９】
これによって、リング状歯車を取り付ける際は、カムに設けられたカム部形成用の凹部または凸部をリング状歯車側の凸部または凹部に係合するように位置合わせを行ったのちに、両者を相対移動させて（軸方向にスライドさせて）取り付けるだけでよいので、カム部を有するカムに、リング状歯車を簡単かつ確実に取り付けことができる。
【００２０】
また、本発明のモータアクチュエータは、駆動源としてのモータと、このモータからの駆動力を減速して出力軸に伝達する減速輪列と、出力軸の回転に連動して回転し、ある状態に復帰しようとする復帰力を有する負荷の当該復帰力に抗して回転動作することによって第１の操作をなし、この第１の操作状態から所定のタイミングで当該負荷の復帰力を受けて、モータの回転力を受けない状態で回転動作することによって第２の操作をなす操作部とを構成要素として含むモータアクチュエータにおいて、操作部は、出力軸が挿入される円筒部を有し、この円筒部の側面には、モータの運転開始と停止のタイミングを制御するためのスイッチに対するオン・オフ制御を行う凹部と凸部を有するカム部が形成されるとともに、この操作部の円筒部の回転に連動するリング状の歯車がその円筒部に環装されるように設けられ、円筒部とリング状の歯車との係合状態を得るために、円筒部側にはリング状の歯車側の内周縁側に設けられた凸部または凹部に係合可能とするための凹部または凸部を有し、その凹部または凸部は前記カム部を形成する凹部または凸部の延長上に形成され、この操作部を出力軸に取り付ける際は、リング状の歯車側の凸部または凹部と円筒部側に形成されたカム部形成用の凹部または凸部とを係合させた状態で、操作部をスライドさせて取り付けを行うことで、リング状の歯車側の凸部または凹部とカム部形成用の凹部または凸部の延長上に設けられた凹部または凸部とが係合されるようにしている。
【００２１】
これによって、操作部を取り付ける際は、操作部の円筒部に設けられたカム部形成用の凹部または凸部をリング状歯車側の凸部または凹部に係合するように位置合わせを行ったのちに、操作部を出力軸の軸方向にスライドさせて取り付けるだけでよいので、操作部の取り付けを容易なものとすることができる。しかも、こうして操作部を取り付ければ自動的に操作部の円筒部とリング状歯車との係合状態を得ることができるので、出力軸に対する操作部の取り付け作業性を大幅に向上することができる。
【００２２】
【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９に基づき説明する。
【００２３】
図１は、本発明のモータアクチュエータとなる排水弁開閉制御装置の構成を示す側断面図であり、排水弁開閉駆動源としての排水弁駆動用モータ（以下、単にモータという）１のロータ１ａの回転力は、その回転軸２に取り付けられたピニオン３から１番歯車４、２番歯車５、３番歯車６、４番歯車７を介して出力歯車８に伝達される。この出力歯車８には出力軸９が取り付けられ、この出力軸９には弁開閉操作部１０が取り付けられる。ここで、モータ１とは、ロータ１ａやステータなどから構成されるモータ部と、ピニオン３や各歯車４，５，６，７，８等から構成される減速輪列とを有するいわゆるギア付きモータと呼ばれている部分を指すこととする。
【００２４】
なお、１番歯車４の図１で下方には逆転防止レバー４ａが設けられており、ロータ１ａの逆転が阻止されるようになっている。また、モータ１は、この実施の形態では、小型同期モータとされているが、ステッピングモータ等他のモータや他の駆動源としても良い。
【００２５】
また、この排水弁開閉制御装置には、制動力発生機構としての遠心力ガバナ機構６０が設けられている。この遠心力ガバナ機構６０は、弁開閉操作部１０の閉動作時において、急激な閉動作を防止するための機構であり、上述したモータ１から出力軸９までのモータ１の駆動力伝達経路とは別経路に設けられる。この遠心力ガバナ機構６０についての構成やその詳細な動作などについては後述する。
【００２６】
モータ１は、金属製のモータケース７０と、樹脂製のケース本体７１とで、その筐体が形成され、その内部に、ロータ１ａや、このモータ１の駆動力を出力軸９に伝達するための歯車群や、出力軸９などが保持されている。なお、モータケース７０とケース本体７１との間には、歯車群を支持する金属製の中地板７２が配置されている。一方、弁開閉操作部１０や遠心力ガバナ機構６０などはケース本体７１と蓋体７３との間に配置され、モータ１部分とは、ケース本体７１によって仕切られた状態で収納される。なお、ケース本体７１に蓋体７３が装着されると、弁開閉操作部１０は、それを構成する一部の部品（円筒部１７、円盤部１８、ロッド係合部１９など）が蓋体７３から外部に突出した状態となる。
【００２７】
図２は、弁開閉操作部１０とそれに直接関連する部分を取り出して示す図であり、この図２を参照しながらさらに説明する。なお、この操作部となる弁開閉操作部１０とモータ１との間に、モータ１の回転力を弁開閉操作部１０に対し継断するクラッチ機構が設けられている。
【００２８】
弁開閉操作部１０は、その下端側に出力歯車８の出力軸９よりもわずかに大径の軸受け孔１１が設けられ、その軸受け孔１１の上方には上端開口部までの間に軸受け孔１１よりも大径のコイルバネ支持孔１２が設けられる。このコイルバネ支持孔１２にはコイルバネ１３が圧入される。コイルバネ１３はその径を小さくするようにしてコイルバネ支持孔１２に圧入されることにより、コイルバネ支持孔１２の壁面に対し、その壁面を押し広げるような力を与えることで支持される。
【００２９】
このコイルバネ１３は、弁開閉操作部１０が出力軸９の回転に対しワンウエイクラッチ動作による回転を可能とするために、動力伝達部材として設けられるもので、図２からもわかるように、その上端側の先端部がコイルバネ１３の中心軸方向に向かって内側に折り曲げられて形成された突出部１３ａが設けられている。弁開閉操作部１０は、コイルバネ１３をコイルバネ支持孔１２に圧入した状態で、その軸受け孔１１に出力軸９を貫通させる。
【００３０】
このように軸受け孔１１を貫通した出力軸９の先端部には、弁開閉操作部１０の上方開口面側から、ホルダ１４が取り付けられる。このホルダ１４は円盤状をなし、その中心部には出力軸９の先端部が挿入される出力軸取付孔１５が設けられる。このホルダ１４は、出力軸９の回転と共に回転するものであり、それを可能とするために、出力軸９の先端部の横断面形状を円形でなく、たとえば、直線部分を有する長円形とし、ホルダ１４の出力軸取付孔１５側もそれに合致する形状としている。
【００３１】
また、ホルダ１４の下端側には、前述したコイルバネ１３の突出部１３ａが挿入されるスリット１４ａが設けられる。このホルダ１４を出力軸９に取り付ける際は、その出力軸取付孔１５に出力軸９の先端部を挿入するとともに、そのスリット１４ａにコイルバネ１３の突出部１３ａが入り込むように位置決めしながら取り付ける。また、出力軸９の先端部には、タッピングネジ１６が挿入されるネジ孔９ａが設けられ、このネジ孔９ａにタッピングネジ１６を挿入してねじ込むことにより、タッピングネジ１６の頭（出力軸取付孔１５よりも大きな外径を有する）によってホルダ１４が出力軸９に固定される。なお、コイルバネ１３の下端側の端部は、どこにも係合しないフリーな状態となっている。
【００３２】
このように、出力軸９、操作部としての弁開閉操作部１０、コイルバネ１３およびホルダ１４によって、ワンウエイクラッチ機構を構成している。
【００３３】
この弁開閉操作部１０は、外観的には円筒部１７とその上端側に設けられた円盤部１８と、その円盤部１８の外周から図２で上方に突出したロッド係合部１９と、このロッド係合部１９に係合しているロッド２０とを有した構成となっている。なお、円筒部１７は、図２で下方のカム部１７ａと、上方のコイルバネ保持部１７ｂと、遠心力ガバナ機構６０との係合を可能とする凹部１７ｄ（この遠心力ガバナ機構６０との係合関係については後述する）で構成されている。
【００３４】
カム部１７ａは、タイミングスイッチｓｗのオン・オフを制御をする働きをする部分で、凹部１７ｃが設けられている（この凹部１７ｃ以外の円筒部１７の側面が凸部として働く）。このカム部１７ａは、図３で示されるスイッチｓｗの可動接片ｓ１の凸部Ｑが常時接触した状態となっており、弁開閉操作部１０が回転することにより、スイッチｓｗをオンまたはオフさせるようになっている。なお、弁開閉操作部１０の回転とスイッチｓｗのオン・オフ、さらに、それによる排水弁開閉動作の関係などについては後に説明する。
【００３５】
なお、図３は、図１を矢印Ａ方向から見た平面図であり、スイッチｓｗの可動接片ｓ１に対するカム部１７ａのカムとしての働きをわかりやすくするため、弁開閉操作部１０を円筒部１７のカム部１７ａで断面として示し、図面が繁雑とならないように、遠心力ガバナ機構６０を構成する部品などの図示は省略されている。
【００３６】
このような弁開閉操作部１０は、出力軸９の回転を受けて回転することにより、ロッド係合部１９に係合しているロッド２０を直線的な往復運動とする。このロッド２０の他端側には排水弁機構（図示せず）が存在し、ロッド２０の直線的な往復運動により、排水弁を開閉可能としている。
【００３７】
なお、制御対象となる排水弁には、全閉状態に復帰しようとする力が常時加わっており、この排水弁を開動作させる際は、その全閉状態に復帰しようとする力に抗してロッド２０が排水弁を引っ張るようにして図１の矢印ｘ方向に動作し、逆に、全開状態にある排水弁を全閉状態とする際は、ロッド２０はその全閉状態に復帰しようとする力を受けて図１の矢印ｘ’方向に動作する。このような排水弁機構そのものについては、特に本発明の要旨ではないので、それらの図示および説明は省略する。
【００３８】
ところで、コイルバネ１３は、出力軸９の回転力を弁開閉操作部１０に対し継脱可能に伝達するワンウエイクラッチとしての働きをするものであり、これについて説明する。
【００３９】
コイルバネ１３の先端部に設けられた突出部１３ａは、前述したように、ホルダ１４のスリット１４ａに入り込んでおり、両者は係合状態にある。また、ホルダ１４と出力軸９は、タッピングネジ１６により固定されているため、出力軸９が図２の矢示Ｗ方向に回転することにより、ホルダ１４とコイルバネ１３も同時にＷ方向に回転する。このコイルバネ１３が回転することによって、コイルバネ１３と弁開閉操作部１０のコイルバネ支持孔１２の壁面との間の摩擦力（コイルバネ１３がその径を大きくしようとする力による摩擦力）によって、弁開閉操作部１０に対し出力軸９の回転が伝達される。これにより、弁開閉操作部１０は出力軸９の回転に伴って回転する。
【００４０】
なお、出力軸９のＷ方向の回転に対し、ロッド２０は、全閉状態に戻ろうとする復帰力が強く働いているため、コイルバネ１３は、一層その径が大きくなるように作用する。このため、弁開閉操作部１０は、出力軸９と完全に一体化し、モータ１によって確実にＷ方向に回転させられる。
【００４１】
弁開閉操作部１０は出力軸９のＷ方向の回転に対しては、出力軸９の回転力を受けてＷ方向に回転するが、停止した際に、逆方向（＝Ｗ’方向）への回転が阻止されるようになっている。すなわち、コイルバネは１３は、一端（突出部１３ａ）側がホルダ１４に係合しており、弁開閉操作１０に出力軸９のＷ方向の回転とは逆方向の力が加わったときは、コイルバネ１３にはその径を大きくするような力が働くようになっている。
【００４２】
これにより、コイルバネ１３とコイルバネ支持孔１２の壁面との間の摩擦力がより大きくなり、出力軸９と弁開閉操作部１０は、完全に一体化する。ところが、逆転防止レバー４ａによって逆転が阻止されるため、弁開閉操作部１０の逆方向の回転は阻止される。したがって、排水弁が全閉となっている状態から全開とした際、排水弁の全閉状態への復帰力に抗して弁開閉操作部１０を全開状態で停止させることができる。
【００４３】
一方、弁開閉操作部１０に出力軸９の回転と同一方向（＝Ｗ方向）に一定以上の力（排水弁の全閉状態への復帰力のように、コイルバネ１３とコイルバネ支持孔１１の壁面との間の摩擦力より大きい力）が加わったときは、その力によって弁開閉操作部１０は、コイルバネ１３の側面上を滑り回転する。
【００４４】
したがって、排水弁が全開となっている状態から全閉とする際、排水弁の全閉状態への復帰力によって、弁開閉操作部１０を出力軸９の回転方向（＝Ｗ方向）に出力軸９の回転とは無関係に素早く回転させることができ、排水弁を直ちに全閉状態とすることができる。なお、このとき、弁開閉操作部１０は、コイルバネ１３との間に存在する摩擦力および後述する遠心力ガバナ機構６０によって一定の制動力を受けながら回転する。なお、このような排水弁の開閉制御動作については後に詳細に説明する。
【００４５】
次にスイッチｓｗについて、図３を参照しながら説明する。このスイッチｓｗは可動接片ｓ１と固定接片ｓ２からなり、可動接片ｓ１の先端部には凸部Ｑが設けられ、この凸部Ｑが弁開閉操作部１０の円筒部１７のカム部１７ａを形成する凹部１７ｃに接触するように配置される。
【００４６】
そして、弁開閉操作部１０が回転することにより、可動接片ｓ１が円筒部１７に設けられたカム部１７ａを形成する凹部１７ｃに落ち込んだ状態となると、可動接片ｓ１は固定接片ｓ２から離れてスイッチｓｗはオフとなる。そして、この状態から、弁開閉操作部１０が回転して行くことにより、凹部１７ｃからカム部１７ａの側面上に徐々に登って行き、凸部Ｑがあるところにまで登った位置に到達すると、可動接片ｓ１は固定接片ｓ２に接触する状態となり、スイッチｓｗはオンとなる。
【００４７】
このスイッチｓｗは、そのオンまたはオフの信号を、回転駆動しているモータ１を停止させるタイミング信号として出力するもであるため、以下では、このスイッチｓｗをタイミングスイッチｓｗという。つまり、弁開閉操作部１０が回転動作しているときにおいて、弁開閉操作部１０がある位置から回転を開始して所定角度だけ回転した定位置に確実に停止させる制御を行うときの基準となるタイミングを発生するものである。その基準となるタイミング信号として、オンまたはオフ信号を用いる。この具体的な動作については後述する。
【００４８】
図４は、モータ１に対する電気的な制御を説明するブロック図であり、排水弁開閉駆動源制御部（以下、モータ制御部という）３１はマイコンなどからなり、モータ１に対する駆動制御を行うものであり、その駆動制御の１つとして、タイミングスイッチｓｗからのオンまたはオフ信号を受けて、そのオンまたはオフ信号の受信タイミングを基準にして、モータ１の駆動を時間制御する。
【００４９】
たとえば、排水の開始を示す信号を受けると、モータ１の回転を開始させ、排水弁を開状態とするように弁開閉操作部１０を回転させるが、このとき、排水弁が全開状態となった時点でモータ１の回転を一時停止させて、排水弁の全開状態を所定時間だけ保持する必要がある。このような制御を行う際、回転しているモータ１の回転を一時停止させるためのタイミングを、タイミングスイッチｓｗからのオン（またはオフ）信号により得るようにしている。
【００５０】
すなわち、排水弁を開状態とするためにモータ１が回転し、それによって、弁開閉操作部１０も回転し始めたとすると、その弁開閉操作部１０が回転を開始してから、まもなく、タイミングスイッチｓｗがオン（またはオフ）となるように設定し、タイミングスイッチｓｗがオン（またはオフ）となった信号を受けて、そのオン（またはオフ）となった時点から排水弁が全開となるまでの時間ｔ１を予め求めておく。そして、タイミングスイッチｓｗがオン（またはオフ）となってからｔ１時間後にモータ１の回転を停止させるように設定しておく。これにより、排水弁が全開状態となった以降の所定位置で確実に弁開閉操作部１０を停止させることができる。
【００５１】
また、本発明では、前述したように、弁開閉操作部１０の閉動作時における急激な閉動作を防止するための機構として、制動力発生機構が設けられている。一般に排水弁を閉めるときは、弁開閉操作部１０を高速で回転させ一定以上の力を加えて全閉状態とすることで、確実な全閉状態を得る必要があるが、このような閉動作を行う際に問題となるのは衝撃音の発生である。本発明では、これを防止するために、制動力発生機構としての遠心力ガバナ機構６０を設けている。
【００５２】
この遠心力ガバナ機構６０は、図１および図５からもわかるように、弁開閉動作部１０の円筒部１７に環装されて円筒部１７とともに回転するリング状歯車となる第１の増速歯車６１と、この第１の増速歯車６１に係合する第２の増速歯車６２と、この第２の増速歯車６２に係合する第３の増速歯６３と、この第３の増速歯車６３の回転力を受けて制動動作を行う制動動作部６４とから構成されている。なお、図５は、図１を矢印Ａ方向から見た平面図であり、主に第１、第２、第３の増速歯車６１，６２，６３の関係を示すものであり、制動動作部６４の具体的な構成や弁開閉操作部１０などについての図示は省略されている。
【００５３】
制動動作部６４は、図６に示されるように、円盤状の回転板６５とこの回転板６５の上端面の外周縁部に設けられた１対の腕部形状の制動部材６６ａ、６６ｂからなる。この１対の制動部材６６ａ、６６ｂは、摩擦係数の比較的大きい部材からなり半円弧状をなし、それぞれの基端６７ａ，６７ｂが回転板６５に立設されている支持柱６５ａ，６５ａに支持係止され、それぞれの他端６８ａ，６８ｂはフリー端となっている。
【００５４】
回転板６５は、第３の増速歯車６３と一体形成されており、固定軸７４を中心として回転する。各制動部材６６ａ，６６ｂの根元には切り込みが入れられて細くされている。この構成によって、遠心力が働いたとき、制動部材６６ａ，６６ｂが外周方向へ撓みやすく（移動しやすく）している。
【００５５】
この制動部材６６ａ，６６ｂは、回転板６５が高速回転することによって、基端６７ａ，６７ｂを中心に、フリー端６８ａ．６８ｂ側が外方（矢印Ｂ方向）に広がるように回動動作する。そして、この制動部材６６ａ、６６ｂの外側に配置される固定壁７５ａに制動部材６６ａ，６６ｂが接触することで、摩擦力による制動動作を行うものである。なお、この実施の形態においては、制動部材６６ａ、６６ｂの外側に配置される固定壁７５ａは、蓋体７３に設けられた制動動作部収納部７５の内壁としている。
【００５６】
すなわち、この制動動作部収納部７５は、制動動作部６４を覆うように形成されるものであるため、その形状は平たい円筒形状をなし、その円筒形状の固定壁７５ａの内側面（内壁）に制動部材６６ａ、６６ｂが接触することによって制動動作が行われる。
【００５７】
なお、この遠心力ガバナ機構６０は、弁開閉操作部１０が一定以上の速度で回転したときにのみ制動動作が行われる。すなわち、弁開閉操作部１０が一定以上の速度で回転すると、第１、第２、第３の増速歯車６１，６２，６３でさらに増速されて制動動作部６４の回転板６５を高速回転させる。これによって、１対の制動部材６６ａ、６６ｂが遠心力によって、回動自在に支持された基端６７ａ，６７ｂを中心にフリー端６８ａ，６８ｂ側が外方（図６の矢印Ｂ方向）に広がる動作を行い、１対の制動部材６６ａ、６６ｂが制動動作部収納部７５の固定壁７５ａの内側面に接触してその摩擦力で制動動作がなされる。
【００５８】
ところで、このような構成の遠心力ガナバ機構６０は、弁開閉操作部１０に対し回転駆動力を与えるための伝達機構（図１におけるロータ１ａから出力歯車８までの伝達経路）とは別系列として設けられ、しかも、図１および図２からもわかるように、ロータ１ａから出力歯車８までの伝達経路と、第１、第２、第３の増速歯車６１，６２，６３および制動動作部６４でなる遠心力ガナバ機構６０は、ケース本体７１によって仕切られた状態でケース本体７１と蓋体７３の間に取り付けられている。
【００５９】
これは、遠心力ガナバ機構６０は、摩擦による制動動作がなされるため、そのときに発生する熱を、なるべく、歯車群（ピニオン３から出力歯車８までの減速輪列）や出力軸９などの伝達系には与えないようにするための配慮からなされたものである。また、モータ１側に遠心力ガバナ機構６０を配置すると、伝達系の歯車との関係が複雑となり、故障しやすくなると共に、組立の作業性が悪くなってしまう。
【００６０】
また、この遠心力ガバナ機構６０を構成する構成要素の１つである第１の増速歯車６１と前述の円筒部１７との係合は、図７に示すように、第１の増速歯車６１の内周縁に形成された凸部６１ａと円筒部１７側に形成された凹部１７ｄとが係合することによって行われる。円筒部１７側に形成される凹部１７ｄは、図７からもわかるように、円筒部１７に形成されたタイミングスイッチｓｗ制御用のカムとしての凹部１７ｃに軸方向に隣接して、かつその延長上に形成される。
【００６１】
これによって、円筒部１７のカム部１７ａの一部としての凹部１７ｃに第１の増速歯車６１の内周縁に形成された凸部６１ａを位置合わせした状態で円筒部１７を出力軸９に取り付ければ、第１の増速歯車６１の凸部６１ａは、円筒部１７の凹部１７ｃをガイド溝として、そのまま自動的に、円筒部１７側に形成された凹部１７ｄに導かれ、第１の増速歯車６１の凸部６１ａと円筒部１７側に形成された凹部１７ｄとが係合するようになる。
【００６２】
また、円筒部１７を出力軸９に取り付ける際は、まず、第１の増速歯車６１の凸部６１ａの位置とタイミングスイッチｓｗの凸部Ｑとの位置が対応するような位置としておき、その状態で、円筒部１７を出力軸９に取り付けるようにすれば、円筒部１７の凹部１７ｃは必然的にタイミングスイッチｓｗの凸部Ｑに対応する位置となるので、タイミングスイッチｓｗの凸部Ｑに円筒部１７の側面がぶつかることなく、円滑に円筒部１７の取り付けを行うことができ、円筒部１７の出力軸９への取付が容易となる。
【００６３】
これは、弁開閉操作部１０は、ケース本体７１に蓋体７３を装着したあとに取り付けられるものであるためであり、蓋体７２が装着されると、円筒部１７のカムとしての凹部１７ｃの位置とタイミングスイッチｓｗの接点である凸部Ｑとの位置の関係が外部からではわかりにくいからである。
【００６４】
これに対処するためには、第１の増速歯車６１に形成された凸部６１ａを予めタイミングスイッチｓｗの接点部（凸部Ｑ）に対応するようにしておけば、あとは、円筒部１７を取り付ける際、円筒部１７の凹部１７ｃがタイミングスイッチｓｗの接点部に対応するように、円筒部１７を出力軸９に取り付ければ、円筒部１７の凹部１７ｃの位置とタイミングスイッチｓｗの凸部Ｑが一致し、かつ、、円筒部１７の凹部１７ｃの延長上に凹部１７ｄが存在するので、円筒部１７を一定位置まで押し込むことによって、そのまま自動的に、円筒部１７と第１の増速歯車６１との係合状態が得られる。すなわち、第１の増速歯車６１に形成された凸部６１ａと円筒部１７の凹部１７ｄがその回転方向に一体化される。
【００６５】
次に、本発明の実施の形態における排水弁制御装置の具体的な動作について説明する。
【００６６】
図８はモータ１の駆動状態に対する弁開閉操作部１０の回転角度（ロッド係合部１９の位置）と排水弁の開閉状態の関係を説明するために弁開閉操作部１０の動作を模式化して示すものである。
【００６７】
まず、ロッド係合部１９がｐ０の位置（下死点）にある状態では、排水弁は全閉状態であるとし、このときの弁開閉操作部１０の回転角度を０度とする。このような状態において、今、排水弁を開く操作を行うと、モータ制御部３１は、モータ１に対し、駆動信号を与える。これによりモータ１は回転を開始し、弁開閉操作部１０は、図８の矢印Ｗ方向に回転し始める。そして、弁開閉操作部１０が１０度回転したところで（ロッド係合部１９がｐ１の位置）、タイミングスイッチｓｗがオン状態となるとする。
【００６８】
このタイミングスイッチｓｗからのオン信号は、モータ制御部３１に送られ、モータ制御部３１ではオン信号を受け取った時点から時間のカウントを開始する。一方、弁開閉操作１０は、さらに回転を続け、ロッド係合部１９がｐ０の位置から２０度回転したところで（ｐ２の位置）、排水弁が開き始めるとする。モータ１は、さらに回転を続け、これにより、弁開閉操作部１０もさらに回転を続ける。弁開閉操作部１０がさらに回転を続けると、排水弁は開かれて行き、やがて、排水弁は全開状態となる。
【００６９】
そして、ロッド係合部１９がｐ０の位置から１６５度回転したｐ３の位置に達すると、モータ制御部３１は、モータ１の駆動を停止させる。つまり、モータ制御部３１は、タイミングスイッチｓｗからのオン信号を受け取った時点から時間のカウントを開始し、予め定められた一定時間（ｔ１時間とする）をカウントすると、モータ１の駆動を停止させる。この時、ロッド係合部１９は、ｐ３の位置となる。
【００７０】
この一定時間ｔ１は、タイミングスイッチｓｗからのオン信号を受け取った時点から排水弁が全開状態となるに十分な時間を予め計測しておいて、それに基づいて設定する。なお、排水弁は実際にはもっと早い時点で全開状態となるが十分な余裕を持たせてモータ１の駆動を停止させる。また、モータ１の回転が停止するｐ３の位置は、上死点の手前であり、排水弁の全閉状態への復帰力により弁開閉操作部１０には矢印Ｗと反対方向に引き戻される力が働く。しかし、このとき、弁開閉操作部１０は、矢印Ｗ方向と逆方向への回転が阻止されるようになっているので、モータ１は、ロッド係合部１９をｐ３の位置としたままで停止状態を保持する。
【００７１】
この状態で、排水が終了し排水弁を再び閉じるような指令がモータ制御部３１に出されると、モータ制御部３１は、モータ１を駆動する信号を出力する。これにより、モータ１は回転を再開し、弁開閉操作部１０はロッド係合部１９がｐ３の位置から回転し始める。そして、ロッド係合１９が上死点（ｐ０から１８０度回転したｐ４の位置）に達し、その上死点をわずかに過ぎた位置（ｐ０から２００度程度回転したｐ５の位置）に達すると、排水弁の全閉状態への復帰力が十分働き始める。そして、弁開閉操作部１０は、その復帰力で引っ張られ、かなりの速度で回転し、ロッド係合部１９がｐ７の位置（ｐ０から３４０度の位置）に達する。
【００７２】
ロッド係合部がこのｐ７の位置に達すると排水弁が全閉状態となる。このように、排水弁を閉めるときは、弁開閉操作部１０を高速で回転させ一定以上の力を加えて全閉状態とする。これは、排水弁を閉めるときは、一定以上の力を加えて瞬時に閉じた方が確実な全閉状態が得られるからである。ただし、この実施の形態では、このような弁の閉動作時おいては、コイルバネ１３による摩擦力や遠心力ガバナ機構６０により制動力が生ずるため、従来のような衝撃音は発生しない。なお、コイルバネ１３の摩擦力のみでは、閉速度が速くなりすぎるため、衝撃音が発生する。しかし、用途や他の機構との関係によっては、衝撃音がある程度生じても良い場合があり、そのような場合には遠心力ガバナ機構６０を設けないようにしても良い。
【００７３】
なお、ロッド係合部１９が上死点をわずかに過ぎた位置（ｐ５の位置）から、排水弁の全閉状態への復帰力によって引っ張られて、ｐ７の位置に達する前のｐ６の位置（ｐ０から３２０度の位置）に達したときに、タイミングスイッチｓｗがオフする。
【００７４】
このタイミングスイッチｓｗからのオフ信号は、モータ制御部３１に送られ、モータ制御部３１ではオフ信号を受け取った時点から時間のカウントを開始する。一方、弁開閉操作部１０はさらに回転を続け、ロッド係合部１９がｐ０の位置から３６０度回転（１回転）したところで、モータ制御部３１はモータ１の駆動を停止させる。つまり、モータ制御部３１は、タイミングスイッチｓｗからのオフ信号を受け取った時点から時間のカウントを開始し、予め定められた一定時間（ｔ２時間とする）をカウントすると、モータ１の駆動を停止させる。この位置は、ロッド係合部１９がｐ０の位置、つまり、下死点となる。
【００７５】
この一定時間ｔ２は、タイミングスイッチｓｗからのオフ信号を受け取った時点からロッド係合部１９がｐ０の位置（下死点）に達する時間を予め計測しておいてそれに基づいて設定する。なお、排水弁は、下死点よりも早い位置で全閉状態とし、さらに排水弁を押し込むような動作を行うことで確実な全閉状態を得るようにしている。
【００７６】
ところで、上死点をわずかに過ぎたｐ５の位置から排水弁が全閉となるｐ７の位置までは、前述したように、排水弁の全閉状態への復帰力によって引っ張られ、弁開閉操作部１０は高速で回転するが、これは、コイルバネ１３によるワンウエイクラッチ機構により可能となるものである。
【００７７】
すなわち、弁開閉操作部１０は、前述したように、出力軸９の回転力がコイルバネ１３によるワンウエイクラッチにより継脱可能に伝達されるようになっている。図８において、ｐ０からｐ４までは、出力軸９の回転力が弁開閉操作部部１０に対しコイルバネ１３を介して伝達され、一方向回転を行って矢印Ｗ方向に回転する。しかし、ｐ４の位置を過ぎてからは、ロッド係合部１９に対し排水弁の全閉状態への復帰力が加わると、弁開閉操作部１０のコイルバネ支持孔１２の壁面がコイルバネ１３の側面上を滑って回転するようになる。
【００７８】
このように、弁開閉操作部１０の回転方向に一定以上の大きな力（コイルバネ１３とコイルバネ支持孔１２の壁面との間の摩擦力以上の力）が働くと、出力軸９の回転力が解除された状態で、弁開閉操作部１０の回転方向に働く一定以上の大きな力（排水弁の全閉状態への復帰力）によって弁開閉操作部１０が回転し始める。
【００７９】
これにより、弁開閉操作１０が高速で回転して排水弁を即座に全閉状態とすることができる。なお、この弁開閉操作１０が高速で回転することによる排水弁の全閉動作時において、確かに、弁開閉操作部１０は、高速で回転して排水弁を全閉とする位置にまで回転するが、弁開閉操作部１０のコイルバネ支持孔１２の壁面がコイルバネ１３の側面上を摺動して回転する。したがって、弁開閉操作部１０は、コイルバネ支持孔１１の壁面とコイルバネ１３との間に存在するある程度の摩擦力によって一定の制動力を受けながら回転する。しかも、本発明では、遠心力ガバナ機構６０が設けられていて、この遠心力ガバナ機構６０による制動動作が行われ、それによる制動力を受けながら回転して弁を閉動作させる。
【００８０】
この遠心力ガバナ機構６０の動作について説明する。遠心力ガバナ機構６０は、前述したように、弁開閉動作部１０の円筒部１７が回転すると、この円筒部１７に係合している第１の増速歯車６１が回転し、さらに、第２の増速歯車６２、第３の増速歯車６３によって増速されて制動動作部６４の回転板６５が高速回転する。
【００８１】
このように、この制動動作部６４の回転板６５は、第１，第２，第３の増速歯車車６１，６２，６３を介してその回転力を受けているため、弁開閉動作部１０における円筒部１７の回転速度に対し、より大きな回転速度で回転するようになっている。したがって、弁開閉動作部１０の回転が一定以上の速度（たとえば、図８のｐ５以降の復帰力による回転時の回転速度）で回転すると、制動動作部６４の回転板６５が高速回転を行い、その回転板６５に設けられた制動部材６６ａ，６６ｂが回転板６５の回転による遠心力で外側に広がり、蓋体７３に形成された制動動作部収納部７５の固定壁７５ａの内側面に接触し、固定壁７５ａとの間の摩擦力によって制動力が働く。
【００８２】
これによって、排水弁の全閉状態への復帰力のみによる引っ張り力で、フリーな状態で排水弁が一気に閉じられるときのように、大きな衝撃音が発生することはない。しかも、排水弁の全閉状態への復帰力により、ロッド２０は一定以上の移動速度が得られるので、確実な全閉状態を得ることが可能となる。
【００８３】
また、遠心力ガバナ機構６０による制動力は、制動部材６６ａ，６６ｂと蓋体７３に設けられる制動動作部収納部７５の固定壁７５ａに働く摩擦力によって得られ、この摩擦力は回転が速くなるほど大きくなるので、弁開閉制御部１０の回転速度は安定したものとなる。このため、弁開閉操作に要する時間も安定し、これによって、タイミングスイッチｓｗをオフさせるタイミングのバラツキを殆どなくすことができる。これによって、信号制御系の動作に安定性を持たせることができ、高精度な制御が可能となる。
【００８４】
なお、この遠心力ガバナ機構６０による制動動作は、円筒部１７が一定以上の速度で回転したときにのみ行われる。すなわち、弁開閉操作部１０が排水弁の全閉状態への復帰力により、一気に回転する動作（図８におけるｐ５以降の動作）を行う際は、円筒部１７は一定以上の速度で回転し、円筒部１７がモータ１の回転力を受けて回転している間（ｐ０からｐ５まで）は、一定以上の速度とはならない。したがって、円筒部１７がモータ１の回転力を受けて回転している間（ｐ０からｐ５まで）は、第１、第２、第３の増速歯車６１，６２，６３による増速回転が行われたとしても、円筒部１７が一定以上の速度となるほどの増速はなされず、制動部材６６ａ，６６ｂには大きな遠心力は働かない。このため、制動部材６６ａ，６６ｂは、固定壁７５ａに摺接することはなく、制動動作は行われない。
【００８５】
すなわち、この遠心力ガバナ機構６０は、一定以上の遠心力が生じたときにのみ、その制動部材６６ａ，６６ｂが固定壁７５ａに摺接することとなるので、その一定以上の遠心力が生じるまでは制動力は働かないこととなる。しかも、制動力が効き始めると、遠心力が大きくなればなるほど摩擦力が大きくなり、大きな制動力を発生する。このため、速い速度のときは強い制動を効かすことができ、ゆっくり移動するときは弱い制動力となる。この結果、ロッド２０の移動速度を安定化させると共に、確実な全閉が可能となる。
【００８６】
図９は、以上説明した動作をダイヤグラムとして示すものである。初期状態では、ロッド係合部は、下死点（ｐ０の位置）にあり、この状態から、モータ１が駆動を開始すると、タイミングスイッチｓｗの可動接片ｓ１の凸部Ｑは、弁開閉操作部１０におけるカム部１７ａの凹部１７ｃにあり、タイミングスイッチｓｗはオフ状態にある。モータ１の回転により弁開閉操作部１０が回転を開始すると、タイミングスイッチｓｗの可動接片ｓ１の凸部Ｑは、弁開閉操作部１０におけるカム部１７ａの凹部１７ｃから側面部に徐々に登って行くようになり、弁開閉操作部１０が１０度回転したところで（ロッド係合部１９がｐ１の位置）、タイミングスイッチｓｗがオン状態となる。
【００８７】
弁開閉操作部１０は、さらに回転を続け、ロッド係合部がｐ０の位置から２０度回転したところで（ｐ２の位置）排水弁が開き始め、モータ１がさらに回転を続け、弁開閉操作部１０も回転を続けると、排水弁は全開状態となる。その後、ロッド係合部１９がｐ３の位置に達すると、モータ制御部３１によってモータ１の駆動が停止される。つまり、モータ１はタイミングスイッチｓｗがオンとなってからｔ１時間後に停止する。
【００８８】
そして、しばらくの間、ロッド係合部１９はｐ３の位置のまま停止状態を保持し（排水弁全開状態）、排水が終了し排水弁を再び閉じるような指令がモータ制御部３１に出されると、モータ制御部３１は、モータ１を駆動する信号を出力する。これにより、モータ１は回転を再開し、弁開閉操作部１０も回転を再開し、ロッド係合部１９がｐ３の位置から動き始める。そして、ロッド係合部１９が上死点（ｐ４の位置）をわずかに過ぎたｐ５の位置に達すると、排水弁の全閉状態への復帰力によって引っ張られ、弁開閉操作部１０は高速回転し、ロッド係合部１９が直ちにｐ７の位置に達する。ロッド係合部１９がこのｐ７の位置に達すると、排水弁が全閉状態となる。なお、タイミングスイッチｓｗは、ｐ７の位置に達する前のｐ６の位置（ｐ０から３２０度の位置）に達したときにすでにオフしている。
【００８９】
ロッド係合部１９がｐ７の位置に達すると、ロッド係合部１９に加わる排水弁の全閉状態への復帰力は無くなり、その後は、モータ１の回転によって弁開閉操作部１０はさらに回転を続け、ロッド係合部１９がｐ０の位置から３６０度回転（１回転）したところで、モータ制御部３１の制御によってモータ１の駆動が停止する。つまり、モータ１はタイミングスイッチｓｗがオフとなった時点からｔ２時間後に停止するような制御が行われる。
【００９０】
なお、ロッド係合部１９がｐ５の位置に達した以降は、遠心力ガバナ機構６０による制動動作が行われた状態で閉動作が行われる。すなわち、ロッド係合部１９がｐ５の位置に達した以降は、弁開閉操作部１０は高速で回転し、それによって、遠心力ガバナ機構６０における制動動作部６４の制動部材６６ａ，６６ｂが遠心力を受けて外側に広がり、蓋体７３の制動動作部７５の固定壁７５ａと接触することによる摩擦力によって制動力が生じる。その制動力は、ｐ６の手前付近で最大となり、それ以降は円筒部１７の回転動作の終了とともに制動動作も終了する。
【００９１】
以上が弁開閉操作部１０が１回転することによる排水停止状態から排水状態となって再び排水停止となる１サイクル分の動作である。
【００９２】
以上のような実施の形態では、モータ１の回転を出力する出力軸９と排水弁の開閉制御を行う弁開閉操作部１０との間にコイルバネ１３を介在し、このコイルバネ１３と弁開閉操作部１０との間の摩擦力を利用してワンウエイクラッチ機構を持たせるようにしている。これにより、きわめて簡単な構造ながら確実な排水弁の開閉制御が可能となる。また、排水弁を全閉とする際、弁開閉操作部１０は、コイルバネ１３の側面上を摺動するようにして回転するとともに、遠心力ガバナ機構６０による制動力を受けて回転を行うので、排水弁の全閉状態への復帰力によって、何の抵抗もなくフリーな状態で勢いよく一気に閉じられることがなく、閉じられる際に衝撃音を発生することがなく、静かに排水弁を全閉状態とすることができる。
【００９３】
また、前述したように、遠心力ガバナ機構６０による制動力は、制動部材６６ａ，６６ｂと蓋体７３に設けられる制動動作部収納部７５の固定壁７５ａに働く摩擦力によって得られ、この摩擦力は、遠心力が大きくなるほどおおきくなるため、弁開閉制御部１０の回転速度は安定したものとなり、弁開閉操作に要する時間も安定し、これによって、タイミングスイッチｓｗをオフさせるタイミングのバラツキを殆どなくすことができる。これによって、信号制御系の動作に安定性を持たせることができ、高精度な制御が可能となる。
【００９４】
さらに、モータ１の停止制御をタイミングスイッチｓｗのオンとオフ信号を用いてオンまたはオフとなった時点からの時間制御によってモータ１の回転を停止するようにしている。したがって、１つのスイッチから得られるオンまたはオフの信号を用いるだけで、弁開閉操作部１０の停止位置制御を行うことができるので、タイミングスイッチはオンとオフの状態を得ることのできる単純なオン・オフスイッチを用いるだけでよく、低コスト化を図ることができ、かつ、信号処理も単純なものとすることができる。
【００９５】
なお、タイミングスイッチｓｗのオンとオフは、時間制御を行うための開始点を決定するために用いるだけであるので、オンとオフを前述の例とは逆にしてもよい。つまり、前述の例では、ｐ１の位置でタイミングスイッチｓｗをオンさせそのオン信号からｔ１時間後にモータ１を停止させ、ｐ６の位置でタイミングスイッチｓｗをオフさせて、このオフ信号を用いてｔ２時間後にモータ１を停止させるようにしたが、ｐ１の位置でオフさせ、このオフ信号からｔ１時間後にモータ１を停止させ、ｐ６の位置でタイミングスイッチｓｗをオンさせ、このオン信号を用いてｔ２時間後にモータ１を停止させるようにしてもよい。
【００９６】
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。たとえば、弁開閉操作部１０に対してワンウエイクラッチの動作を可能とする機構としては、動作音に多少難があるがラチェット式としてもよく、さらには、１８０度以上の遊びを持ったカップリング式としてもよい。また、コイルバネ利用のワンウエイクラッチとしては、出力軸９と弁開閉操作部１０の一体化をバネの拡開方向で行うのではなく、巻き締め方向で行うものにしてもよい。
【００９７】
また、前述の実施の形態では、排水弁を閉じる動作の際、タイミングスイッチｓｗのオフ信号を用いて、このオフ信号から一定時間後（ロッド係合部１９が下死点に到達する時間）に、モータ１の駆動を停止するというような制御を行うようにしたが、オフ信号を用いた時間制御を行わなくても、たとえば、排水弁が完全な閉状態となる位置を予め調べておき、ロッド係合部１９がその位置を通過したとき、タイミングスイッチｓｗをオフさせ、そのタイミングスイッチｓｗのオフ信号をそのまま用いてタイミングスイッチｓｗがオフとなったと同時にモータ１を停止させるようにしてもよい。
【００９８】
さらには、全閉状態での停止は、タイミングスイッチｓｗの信号を全く利用せず、排水弁の復帰力によって停止した位置で停止させるようにしても良い。このとき、モータ１は、駆動開始後、Ｐ５の位置を過ぎた直後に停止させるようにするのが好ましい。
【００９９】
また、遠心力ガバナ機構６０は、前述の実施の形態で示したような形式のものに限られるものではなく、種々の形式の遠心力ガバナ機構、たとえば腕部を両端で支持し、その中央が外方に拡がる構造や、腕部に重りを入れて遠心力を働かせ易くした構造の遠心力ガバナ機構などを使用できることは勿論である。
【０１００】
また、前述の実施の形態においては、遠心力ガバナ機構６０を構成する第１の増速歯車６１と排水弁開閉部１０の円筒部１７とを係合させるために、第１の増速歯車６１側に凸部を設け、円筒部１７側に凹部を設けるようにしたが、これは逆でもよい。すなわち、第１の増速歯車６１側に凹部を設け、円筒部１７側に第１の増速歯車６１側の凹部に係合する凸部を設けるようにしてもよい。その場合、円筒部１７に設けられたカムとしての凹部と凸部の関係を逆に形成（図２における凹部１７ｃ部分を凸部とする）し、それに伴って、タイミングスイッチｓｗのオンとオフを、円筒部１７の凸部でオフ、凹部（円筒部１７側面における凸部以外の側面）においてオンとなるような設定とすればよい。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のモータアクチュエータでは、第２の操作をなすための動作を行う際、一気に動作が行われることなく一定の制動力を受けながら動作するので、簡単な機構で衝撃音の発生を防止でき動作音を殆どなくすことができる。すなわち、排水弁の開閉動作の確実性、機構のより一層の単純化を図ることができるとともに、排水弁の閉動作における衝撃音の問題を大幅に改善し、かつ、低コスト化も可能となる。
【０１０２】
したがって、本発明を洗濯機などの排水弁に適用することにより、排水制御時の運転を静かなものとすることができる。また、本発明によれば、制動力発生機による制動力は、制動部材と固定側の部材との間に働く摩擦力によって得られ、この摩擦力は殆ど一定に保たれるため、弁開閉制御部の動作速度は安定したものとなり、弁開閉操作に要する時間も安定し、これによって、信号制御系の動作に安定性を持たせることができ、高精度な制御が可能となる。
【０１０３】
また、他の発明では、リング状歯車を取り付ける際、カムに設けられたカム部形成用の凹部または凸部をリング状歯車側の凸部または凹部に係合するように位置合わせを行ったのちに、両者を相対移動させて（軸方向にスライドさせて）取り付けるだけでよいので、カム部を有するカムに、リング状歯車を簡単かつ確実に取り付けことができる。
【０１０４】
さらに、他の発明では、操作部を取り付ける際、操作部の円筒部に設けられたカム部形成用の凹部または凸部をリング状歯車側の凸部または凹部に係合するように位置合わせを行ったのちに、操作部を出力軸の軸方向にスライドさせて取り付けるだけでよいので、操作部の取り付けを容易なものとすることができる。しかも、こうして操作部を取り付ければ自動的に操作部の円筒部とリング状歯車との係合状態を得ることができるので、出力軸に対する操作部の取り付け作業性を大幅に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態である排水弁開閉制御装置の構成を説明する側断面図である。
【図２】図１で示した排水弁制御装置における弁開閉操作部およびそれに関連する部分の構成を示す分解斜視図である。
【図３】図１で示した排水弁制御装置の平面図であり、弁開閉操作部についてはそのカム部のみを断面で示した図である。
【図４】図１で示した排水弁開閉制御装置におけるモータ駆動制御を説明する電気的な構成図である。
【図５】図１で示した排水弁制御装置の平面図であり、遠心力ガバナ機構における第１から第３の増速歯車の関係を主に示した図である。
【図６】図１で示した排水弁制御装置に用いられる遠心力ガバナ機構の制動動作部を示す平面図である。
【図７】図１で示した排水弁制御装置中の遠心力ガバナ機構の第１の増速歯車と円筒部との関係を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態である排水弁開閉制御装置の動作を説明するために弁開閉操作部の動きを模式的に示す図である。
【図９】本発明の実施の形態である排水弁開閉制御装置の動作を説明するためのダイヤグラムである。
【符号の説明】
１ モータ（排水弁開閉のための駆動源）
９ 出力軸（クラッチ機構の一部）
１０ 弁開閉操作部（クラッチ機構の一部）
１２ コイルバネ支持孔（クラッチ機構の一部）
１３ コイルバネ（クラッチ機構の一部）
１４ ホルダ（クラッチ機構の一部）
１７ 円筒部
１７ａ カム部
１７ｂ コイルバネ保持部
１７ｃ 凹部
１７ｄ リング状歯車（第１の増速歯車）が係合する凹部
１９ ロッド係合部
２０ ロッド
６０ 遠心力ガバナ機構（制動力発生機構）
６１ 第１の増速歯車（増速輪列の一部）
６２ 第２の増速歯車（増速輪列の一部）
６３ 第３の増速歯車（増速輪列の一部）
６４ 制動動作部
６５ 回転板
６６ａ，６６ｂ 制動部材
７３ 蓋体
７５ 制動動作部収納部

Claims (4)

1. 駆動源としてのモータと、
   このモータからの駆動力を減速して出力軸に伝達する減速輪列と、
   上記出力軸の回転に連動し、ある状態に復帰しようとする復帰力を有する負荷の当該復帰力に抗して動作することによって排水弁を開状態とする第１の操作をなし、この第１の操作をなした状態から所定のタイミングで上記負荷の復帰力を受けて上記モータの回転力を受けない状態で動作することによって上記排水弁を閉状態とする第２の操作をなす操作部と、
   この操作部と上記モータとの間に設けられ、上記出力軸が予め定めた一方向に回転したときはその回転力を継状態とし、上記出力軸が上記予め定めた一方向とは反対方向に回転したときはその回転力を断とする動力伝達部材を有するワンウエイクラッチからなり、上記モータの回転力を当該操作部に対し継断するクラッチ機構と、を有するモータアクチュエータにおいて、
   上記減速輪列とは別経路に設けられ、上記操作部が上記第２の操作をなすための動作を回転力として受けて、その回転力を増速させる増速輪列およびこの増速輪列の出力歯車に設けられ上記操作部の動作に対し制動力を与える制動動作部からなる制動力発生機構を有し、
   上記ワンウエイクラッチは、上記出力軸と上記操作部とを同軸上に構成し、両者の間に上記動力伝達部材としてのコイルバネを介在させてなり、上記第１の操作をなす際は、このコイルバネの径方向に働く弾性力によって生じる摩擦力により、上記出力軸の回転力を上記操作部に伝達し、上記第２の操作をなす際は、上記コイルバネの上記径の変化とは逆方向の変化による摩擦力の減少によって、上記操作部を滑り回転可能とし、上記制動力発生機構は、上記操作部の上記第２の操作が一定以上の動作速度でなされると、上記操作部の動作に対し制動力を与えるようにしたことを特徴とするモータアクチュエータ。
2. 前記操作部は、前記出力軸の回転力を受けて回転する回転体とし、その回転力を直線的な往復運動に変換する機構を有し、往路で前記第１の操作をなし、復路で第２の操作をなす構成とし、自身が下死点から上死点まで回転する間においては、前記負荷の復帰力に抗して動作することによって前記第１の操作をなし、自身が上死点から下死点まで回転する間においては、前記負荷の復帰力を受けて前記モータの回転力を受けない状態で動作して前記第２の操作をなすことを特徴とする請求項１記載のモータアクチュエータ。
3. 駆動源としてのモータと、このモータからの駆動力を受けて回転するカムと、このカムに設けられた凹凸部を有するカム部によってスイッチ接片が作動することでスイッチのオンまたはオフがなされるスイッチ機構とを有するモータアクチュエータにおいて、上記カム部の凸部または凹部で形成されるスイッチ変位動作部と軸方向に隣接して同様形状の凸部または凹部からなる係合部を上記カムに設け、この係合部に係合する凹部または凸部からなる被係合部をその内周部に有し上記カムの回転を他に伝達するリング状歯車を、その被係合部が上記スイッチ変位動作部に一旦はまり合う状態を経由して上記係合部に係合させることで、上記カムと上記リング状歯車とをその回転方向に関して一体化させたことを特徴とするモータアクチュエータ。
4. 駆動源としてのモータと、このモータからの駆動力を減速して出力軸に伝達する減速輪列と、上記出力軸の回転に連動して回転し、ある状態に復帰しようとする復帰力を有する負荷の当該復帰力に抗して回転動作することによって第１の操作をなし、この第１の操作状態から所定のタイミングで当該負荷の復帰力を受けて上記モータの回転力を受けない状態で回転動作することによって第２の操作をなす操作部とを構成要素として含むモータアクチュエータにおいて、上記操作部は、上記出力軸が挿入される円筒部を有し、この円筒部の側面には、上記モータの運転開始と停止のタイミングを制御するためのスイッチに対 するオン・オフ制御を行う凹部と凸部を有するカム部が形成されるとともに、この操作部の円筒部の回転に連動して回転するリング状の歯車がその円筒部に環装されるように設けられ、上記円筒部と上記リング状の歯車との係合状態を得るために、上記円筒部側には上記リング状の歯車側の内周縁側に設けられた凸部または凹部に係合可能とするための凹部または凸部を有し、その凹部または凸部は前記カム部を形成する凹部または凸部の延長上に形成され、この操作部を上記出力軸に取り付ける際は、上記リング状の歯車側の凸部または凹部と上記円筒部側に形成されたカム部形成用の凹部または凸部とを係合させた状態で、上記操作部をスライドさせて取り付けを行うことで、上記リング状の歯車側の凸部または凹部と上記カム部形成用の凹部または凸部の延長上に設けられた上記凹部または凸部とが係合されることを特徴とするモータアクチュエータ。

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