JP4034512B2

JP4034512B2 - ギアードモータ

Info

Publication number: JP4034512B2
Application number: JP2000379431A
Authority: JP
Inventors: 淳司大和; 芳明寺田; 徳行赤羽; 俊治松島
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2020-12-13
Also published as: JP2002186219A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、洗濯機の排水弁や換気扇のシャッター等を駆動する駆動機構として利用されるギアードモータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より洗濯機の排水弁や換気扇のシャッター等の駆動源となるギアードモータは、モータ駆動によって負荷部材（ワイヤーやレバー等）を巻き上げ、その巻き上げ位置で所定時間負荷部材を保持し、かつこの保持状態から負荷部材を元の位置まで戻すことが可能なように構成されている。このようなギアードモータは、駆動源となるモータのロータと負荷部材が連結された出力軸との間にクラッチを備えている。そして、このクラッチを連結した状態で上述した巻き上げ及び保持を行い、クラッチを切断することにより負荷部材の負荷力によって負荷部材が元の位置まで戻るようになっている。
【０００３】
なお、上述したクラッチとして、磁気誘導方式を利用したものが提案されている（特開平３−１９８６３８号参照）。この装置では、ロータと出力軸間を連結する減速輪列内に永久磁石と誘導部材を対向配置させ、誘導部材が磁気誘導によって永久磁石に追従して回動する動作を利用してクラッチ切り換えを行う操作片を動作させるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したギアードモータでは、非接触で構成された磁気誘導力をクラッチのオンオフを行う操作機構の駆動源として利用しているため、その駆動力がそれ程強くなく、クラッチ操作機構を十分に動作させられないという問題が生じる。なお、磁石や誘導部材を強力なもので構成すれば動作させられないという問題は解消できるが、装置全体が大型化してしまったりあるいは材料コストが高騰化してしまう等の問題が生じる。
【０００５】
本発明は、クラッチ手段のオンオフを行うクラッチ操作機構として磁気誘導方式を用い、かつ磁石や誘導部材を大型化せずに磁気誘導力を強化し、これによってクラッチのオンオフを確実とすることが可能なギアードモータを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のギアードモータは、ロータに連結されて回転駆動される出力軸と、この出力軸とロータとの連結を継断するクラッチ手段と、このクラッチ手段を継断操作するクラッチ操作機構を有し、クラッチ操作機構は、ロータに連動回転する磁気誘導用のマグネットもしくは非磁性導電部材のいずれか一方と、磁気誘導によって当該一方に追随して回転する他方とを備え、追随回転する他方に連動してクラッチ手段を継するように構成されると共に、マグネットはロータを構成するロータマグネットと別体で、かつロータに対して同心円上に固定配置されたことを特徴としている。
【０００７】
上述した発明によれば、磁気誘導用のマグネットをロータに対して同心円上に固定配置したため、従来の減速輪列中に磁気誘導機構を配置するものに比べて装置全体が非常にコンパクトなものとなる。加えて、磁気誘導用のマグネットをロータマグネットと兼用させずに、独立して別体のマグネットで構成しているため、ロータマグネットにはモータ駆動用としての最良の（あるいは最低限の）特性を持たせると同時に、磁気誘導用のマグネットには非磁性導電部材を磁気誘導するための最良の特性を持たせることができる。
【０００８】
すなわち、ロータマグネットを磁気誘導マグネットと兼用させる構成も考えられるが、そうした場合、磁気誘導力を強化して磁気誘導によるトルクを向上し、クラッチの継断を確実な動作とする必要がでてくる。その場合、ロータマグネットの磁力を単に強化すると、例えば、脱調を起こしたり等の不具合が生じる危険がある。上述の発明によれば、磁気誘導用マグネットとロータマグネットとを別体で構成したため、両マグネットをその用途に応じてそれぞれ最良のマグネットで構成することができる。したがって、マグネットの磁力を強力なものとし磁気誘導力を強化しても、それがモータ特性には影響しないように構成することができる。これによって、クラッチ手段の継断を行うクラッチ操作機構の動作の確実性を向上させることが可能となり、クラッチ手段の継を確実に行える。
【０００９】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、マグネットをロータマグネットに直接固定し、かつ両マグネットの周方向への着磁幅を一致させると共に、両マグネットの隣接する磁極同士が異なるように構成されたことを特徴としている。そのため、装置全体がさらにコンパクトな構成となると共に、両マグネットから出力される各磁束が、相手方のマグネットに対してより影響を与えないものとなる。
【００１０】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、マグネットをロータマグネットから離間させて配置し、その離間部分に非磁性導電部材を配置したことを特徴としている。そのため、両マグネットから出力される各磁束が、さらに確実に、相手方のマグネットに対して影響を与えないものとなる。
【００１１】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、ロータマグネットの着磁を極異方性に配向して当該ロータマグネットから当該ロータマグネットに対向配置されるステータ部側に正弦波の磁束を出力すると共に、マグネットの着磁を等方性に配向して当該マグネットから非磁性導電部材側に矩形波の磁束を出力するように構成したことを特徴としている。そのため、ロータマグネットがよりモータ特性を向上させるような構成となると共に、マグネットはより磁気誘導力を発揮するものとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のギアードモータの実施の形態の例を、図１から図５に基づき説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態のギアードモータの内部機構を説明するための図で、特に駆動輪列及びクラッチ操作機構を構成する各部材同士の関係を詳細に示すための展開断面図である。図２は、本発明の主要部分となる磁気誘導用のマグネット、ロータマグネット及びその周辺部を説明するための部分拡大断面図である。図３は、図２を上面から見た平面図である。図４は、磁気誘導用のマグネットとロータマグネットのそれぞれの着磁に関して説明するための模式図である。図５は、レバーを覆うためのカバー及び駆動機構部を覆うためのケース上蓋を取り外して示した平面図である。
【００１４】
本発明の実施の形態のギアードモータは、図１に示すように、駆動源となるＡＣモータ１と、ＡＣモータ１のロータ１１に駆動輪列２を介して連結されて回転駆動される出力軸３と、出力軸３とロータ１１との連結を継断する第１のクラッチ手段となる遊星歯車機構２２と、第１のクラッチ手段を継断操作するクラッチ操作機構５と、出力軸３とロータ１１との連結を継断する第２のクラッチ手段４と、この第２のクラッチ手段４を継断するクラッチレバー４１とを有している。そして、これらの各機構は、ケース本体１２ａ及びケース上蓋１２ｂからなるケース体１２内に収納されている。
【００１５】
このギアードモータは、第２のクラッチ手段４を継（繋がっているの意味＝オン）とすることによりＡＣモータ１の駆動力を出力軸３側へ伝達し、出力軸３の先端に圧入固定されたスライダピニオン７を回動させることにより、所定の負荷が課されたレバー８を引っぱるようになっている。そして、上述の第２のクラッチ手段４を断（切れているの意味＝オフ）してロータ１１と出力軸３との間の連結を断ち、かつロータ１１に対してフリーとなったクラッチピニオン２１をクラッチレバー４１でロックすることにより、駆動輪列２の各部が逆方向（レバー８を引き上げるのと反対方向の意味）へ回転するのを阻止し、レバー８を所定位置まで引き上げた後の位置でレバー８を保持するようになっている。なお、この状態は、すべてＡＣモータ１への通電を維持することによりなされる。また、この状態からさらにＡＣモータ１への通電を停止することにより、第１のクラッチ手段が断となりレバー８を保持するための保持力が解除されるため、レバー８自身に課された負荷に伴いレバー８を引き上げ前の位置まで戻すようになっている。
【００１６】
以下、その動作を実現するための構成について詳述する。
【００１７】
ケース本体１２ａ内の底面側には、レバー８を動作させるための駆動源となるＡＣモータ１が配置されている。ＡＣモータ１は、カップ状に形成されたモータケース１３内に配置されたステータ部１４と、このステータ部１４のさらに内周にステータ部１４に対して対向配置されたロータ１１と、このロータ１１を回転自在に支承するロータ軸１５を備えている。なお、ロータ軸１５は、その一端がモータケース１３の底面を貫いてケース本体１２ａの底面に当接していると共に、他端がＡＣモータ１の上方に突き出てケース上蓋１２ｂに形成された軸受け孔１２ｅ内にはまり込んでいる。
【００１８】
以下に、ロータ１１及びロータ１１の内側に配置された誘導回転体１６について、図２及び図３を用いて説明する。
【００１９】
図２に示すように、ロータ１１は、ロータ軸１５（図１参照）を挿通する孔を備えた回転支承部１１ａと、この回転支承部１１ａの外周側に上端側が上方へ突出するように固定された略リング状のロータマグネット１１ｂを有している。このロータマグネット１１ｂは、フェライトマグネットで構成されている。そして、このロータマグネット１１ｂの内周面には、当該ロータマグネット１１ｂの磁力よりも強力な磁力を備えるネオジウム−鉄−ボロン（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）系マグネットで構成された磁気誘導用のリング状マグネット１１ｃがはめ込まれている。このリング状マグネット１１ｃの軸方向端部は、回転支承部１１ａに形成されたフランジ部１１ａ１に当接している。これによって、リング状マグネット１１ｃは、軸方向に位置決めされている。
【００２０】
このように、リング状マグネット１１ｃは、別体で構成されたロータマグネット１１ｂの同心円上となる内側部分に直接的に接着固定され、ロータマグネット１１ｂと一体的に回転するように構成されている。さらに詳しく述べると、図３に示すように、ロータマグネット１１ｂの内周面には、４つの小さな凹部１１ｍが等間隔に形成され、リング状マグネット１１ｃの外周面に形成された４つの小さな凸部１１ｎをこれら４つの凹部１１ｍに位置合わせしながらリング状マグネット１１ｃがロータマグネット１１ｂに対して軸方向にはめ込まれる。
【００２１】
なお、ロータマグネット１１ｂの内周面には、熱硬化性の接着剤が予め塗布されている。そして、両マグネット１１ｂ，１１ｃは、熱にかけられることによりその位置で上述の接着剤が硬化し一体化する。この位置決めは、両マグネット１１ｂ，１１ｃが互いの磁束の影響を最も受けない角度となるように決められることとなる。
【００２２】
なお、本実施の形態では、熱硬化性の接着剤としたが、接着剤は紫外線硬化タイプや嫌気性の接着剤等、他の種類のものでも良い。また、本実施の形態では、ロータマグネット１１ｂに対してリング状マグネット１１ｃをはめ込むようにしたが、逆とし、リング状マグネット１１ｃにロータマグネット１１ｂをはめ込むようにしても良い。
【００２３】
なお、図４に示すように、上述したように一体化されたロータ１１は、両マグネット１１ｂ，１１ｃの周方向への着磁幅を一致させると共に、隣接する磁極同士が異なるように構成されている。そして、外周側に配置されたロータマグネット１１ｂは、極異方性に配向されている（図４中の点線参照）。そのため、このロータマグネット１１ｂは、当該ロータマグネット１１ｂの外側に対向配置されるステータ部１４（図１参照）側に対して、内側に隣接配置されたリング状マグネット１１ｃ側に対するより強い正弦波の磁束を出力するように構成されている。この結果、ロータマグネット１１ｂは、内側に隣接するリング状マグネット１１ｃの磁気の影響を受けずに効率よく磁束をステータ部１４側に出力することができ、ＡＣモータ１の駆動特性を引き出すことができる。
【００２４】
一方、ロータマグネット１１ｂの内側に配置されたリング状マグネット１１ｃは、等方性に配向されている（図４中の矢印ｘ，ｙ参照）。そのため、当該リング状マグネット１１ｃの内側に対向配置される非磁性導電部材（以下、非磁性導電リングという）１６ａ（図２参照）側に対して外側に隣接配置されたロータマグネット１１ｂ側に対するよりも強い矩形波の磁束を出力するように構成されている。このため、リング状マグネット１１ｃは、外側に隣接するロータマグネット１１ｂの磁気の影響を受けずに効率よく磁束を非磁性導電リング１６ａ側に出力することができ、磁気誘導力をより強固なものとしている。
【００２５】
上述したように本発明は、リング状マグネット１１ｃをロータマグネット１１ｂと別体で構成することにより、各マグネットの性質、具体的には磁力や着磁方向を両マグネット１１ｂ，１１ｃで異ならせることができる。そのため、ロータマグネット１１ｂへの影響を考えずに、リング状マグネット１１ｃに磁力の大きいマグネットを使用して非磁性導電リング１６ａを追従回転させるための磁気誘導力を強化することができる。このことにより、リング状マグネット１１ｃの磁気誘導力によって回転動作する誘導回転体１６の動作の確実性が向上する。その結果、後で詳述するクラッチ操作機構５の動作の確実性が向上する。
【００２６】
また、リング状マグネット１１ｃの構成に関係なく、ステータ部１４に対向配置されるロータマグネット１１ｂには、ＡＣモータ１を駆動させるために最低限の機能を有する廉価なマグネット、もしくは反対にモータ特性を向上させるために最良の機能を有するマグネットを使用することが可能となる。
【００２７】
図２に示すように、上述したリング状マグネット１１ｃのさらに内側には、当該リング状マグネット１１ｃに対向配置された非磁性導電リング１６ａ及びバックヨークリング１６ｂが取り付けられかつピニオン部１６ｄを有する誘導回転体１６が、回転自在に配置されている。なお、この誘導回転体１６は、ロータ１１の回転によりリング状マグネット１１ｃが回転すると、このリング状マグネット１１ｃの回転に磁気誘導によって非磁性導電リング１６ａが追従回転することにより当該誘導回転体１６が全体として一体的にロータ１１に追従回転するものとなっている。なお、リング状マグネット１１ｃ及び非磁性導電リング１６ａは、後で詳述するクラッチ操作機構５を動作させるための駆動源部となっており、誘導回転体１６のピニオン部１６ｄが後述する扇歯車２５に噛合している。誘導回転体１６の構成については、後で詳述する。
【００２８】
ロータ１１の回転支承部１１ａの上端部分には、爪１１ｄが形成されている。この爪１１ｄは、後述するように駆動輪列２の一部を構成しかつ第２のクラッチ手段４の一部となるクラッチピニオン２１の下端に形成された爪２１ｄと係合し、ロータ１１の回転力をクラッチピニオン２１に伝達するためのものとなっている。そして、これらの爪１１ｄ，２１ｄが係合し、ロータ１１の回転力がクラッチピニオン２１を介して出力軸３側に伝達された状態を第２のクラッチ手段４が継の状態とする。一方、これらの爪１１ｄ，２１ｄが非係合でロータ１１の回転力が出力軸３側へ伝達されない状態を、第２のクラッチ手段４が断の状態とする。すなわち、ロータ１１の上端部の爪１１ｄとクラッチピニオン２１の下端の爪２１ｄと、これら両爪１１ｄ，２１ｄを係脱させる機構が、第２のクラッチ手段４となっている。
【００２９】
回転支承部１１ａの上端内周側部分には、図２に示すように、ロータ１１とクラッチピニオン２１とを係脱させるための第２のクラッチ手段４の一部となる圧縮コイルバネ１８をはめ込むための溝１１ｆが形成されている。また、回転支承部１１ａの上端近傍部分の外周面は、誘導回転体１６のピニオン部１６ｄの内周面を支承するラジアル軸受け部１１ｇとなっている。さらに、回転支承部１１ａの下端近傍の外周側部分には、誘導回転体１６の筒状部１６ｃの下端部分をスラスト方向に受けると共に誘導回転体１６のラジアル方向の軸受けを兼ねているスラスト軸受け部１１ｅが設けられている。
【００３０】
また、図３に示すように、ロータ１１のロータマグネット１１ｂの軸端面には、凹部１１ｋが周方向に均等に４箇所設けられている。これらの凹部１１ｋは、起動時にロータ１１が逆回転をし始めた場合、この逆回転を阻止するために扇歯車２５に形成された突起２５ｃ（図５参照）がはまり込むものとなっている。この構成により、ロータ１１が逆回転すると、ロータ１１に追随する誘導回転体１６が正規の方向と逆になる逆回転し、扇歯車２５が正規の方向と逆方向に回転した場合に、突起２５ｃが凹部１１ｋ内にはまり込む。これにより、ロータ１１は、一時的にロック状態となり、その直後に衝突時の反動によって正方向回転に変換される。
【００３１】
誘導回転体１６は、その最外周に銅製等で構成された非磁性導電リング１６ａが配置され、非磁性導電リング１６ａの内側に磁性体（具体的には、鉄製等）で構成されたバックヨークリング１６ｂが圧入され、樹脂によるインサート成形で構成される。
【００３２】
このように構成された誘導回転体１６の最外周に配置される非磁性導電リング１６ａは、上述したロータ１１に取り付けられたリング状マグネット１１ｃの半径方向内側に対向配置されることとなる。非磁性導電リング１６ａは、上述したようにリング状マグネット１１ｃに追従回転する部材となっており、非磁性でかつ導電性を有する非磁性誘導部材、具体的には銅やアルミ等の金属で形成された部材で構成されている。
【００３３】
これにより、リング状マグネット１１ｃに非磁性導電リング１６ａを従動回転させる磁気誘導力が発生し、非磁性導電リング１６ａが外周面に固定された誘導回転体１６がロータ１１の回転に追随してロータ１１と同方向に回転する。すなわち、上述のリング状マグネット１１ｃと誘導リング１６ａとは、磁気誘導によってロータ１１に対して誘導回転体１６を従動回転させるための磁気誘導回転手段となっており、誘導回転体１６は磁気誘導によってロータ１１に従動回転する回転体となっている。
【００３４】
なお、本実施の形態では、磁気誘導回転手段の一方となるロータ１１側にリング状マグネット１１ｃを取り付け、磁気誘導回転手段の他方となる誘導回転体１６側に非磁性導電リング１６ａを取り付けたが、リング状マグネット１１ｃと非磁性導電リング１６ａを逆の配置としてもよい。すなわち、ロータ側に非磁性導電リングを取り付け、誘導回転体側にリング状マグネットを取り付けても良い。
【００３５】
次に、ＡＣモータ１の駆動力を出力軸３に伝達する駆動輪列２及びこの駆動輪列２中に配置された第１のクラッチ手段の切り替えを行うためのクラッチ操作機構５について、図１及び図５を用いて説明する。
【００３６】
駆動輪列２は、展開断面図である図１の右側半分に記載されており、クラッチピニオン２１と、このクラッチピニオン２１と係合する受け歯車３２ｂを備えた遊星歯車機構２２と、この遊星歯車機構２２の回転力を受ける伝達歯車２３と、伝達歯車２３と噛合する出力歯車部３ａを備えた出力軸３から構成されている。この駆動輪列２は、ロータ１１の回転を減速して出力軸３に伝達する減速輪列となっている。
【００３７】
駆動輪列２を構成する各部についてさらに詳述する。駆動輪列２の第１段目の歯車となるクラッチピニオン２１は、上述したように、ロータ１１と同軸に配置されている。すなわち、クラッチピニオン２１は、ロータ軸１５に回動自在に遊嵌されており、その下面がロータ１１の上端面に対向配置されている。このクラッチピニオン２１の下端面には、ロータ１１の上端に形成された爪１１ｄに係脱自在な爪２１ｄが形成されている。また、クラッチピニオン２１は、圧縮コイルバネ１８を挟んでロータ１１上に載置されるようになっており、圧縮コイルバネ１８のバネ付勢力によって図１における上方に付勢されている。
【００３８】
このクラッチピニオン２１の上端部分には、クラッチレバー４１のカム面４１ａが臨んでいる。このため、クラッチピニオン２１は、常時、圧縮コイルバネ１８の付勢力によってカム面４１ａに押し付けられている。このカム面４１ａは、山となる押し下げ部４１ｃと谷となる部分とから構成されている。クラッチレバー４１は、一端側が伝達歯車２３を支承している軸に回動自在に支承されている。また、クラッチレバー４１の他端側、すなわちカム面４１ａを備えた側は、長孔４１ｂ（図５参照）を有し、この長孔４１ｂにロータ軸１５が嵌まり、所定範囲のみ揺動するように構成されている。
【００３９】
また、さらに、クラッチレバー４１は、出力歯車部３ａの対向面側に形成されたクラッチレバー操作溝３ｂ内に入り込む操作用突起４１ｅ（図１参照）を備えている。このため、ロータ１１の回転力が出力歯車部３ａに伝達されるか負荷によって出力軸３がいずれかの方向に回転すると、操作用突起４１ｅがクラッチ操作溝３ｂに案内され、これによってクラッチレバー４１が回動するようになっている。すなわち、クラッチレバー４１は、出力軸３の回動角度に対応して、上述のカム面４１ａの山と谷とが切り換わることにより第２のクラッチ手段４の継断切り換え動作を行うように構成されている。
【００４０】
なお、押し下げ部４１ｃは、通電がなされていない初期状態から通電がなされてレバー８を所定の位置に引き上げるまでの間においてクラッチピニオン２１をロータ１１側に押し下げる。これにより、クラッチピニオン２１の爪２１ｄとロータ１１の爪１１ｄが係合し、ロータ１１とクラッチピニオン２１とが一体的に回動する。すなわち、第２のクラッチ手段４が継状態となる。
【００４１】
そして、出力歯車部３ａが所定の回転を終えると、クラッチレバー操作溝３ｂの案内によりクラッチレバー４１が回動してカム面４１ａの山と谷が切り換わる。これにより、クラッチピニオン２１は圧縮コイルバネ１８のバネ付勢力により上方へ移動し、クラッチピニオン２１とロータ１１との連結が外れるようになっている。すなわち、第２のクラッチ手段４が断状態に切り換わる。
【００４２】
これにより、ロータ１１と出力軸３間の連結は断たれる。このため、駆動輪列２を構成する各歯車は、レバー８の負荷力を受けて逆方向に回転しようとする。しかし、上述したようにクラッチレバー４１が回動することによって、クラッチピニオン２１の上部に設けた係合突起（図示省略）の回転軌跡内に、クラッチレバー４１の下面部に設けた阻止部材が入り込み、クラッチピニオン２１をロックする。このため、クラッチピニオン２１に噛合している遊星歯車２２の太陽歯車３２がロックされる。さらに、この状態に加え、ＡＣモータ１への通電は継続しているため、磁気誘導力によってリング歯車３３もロックされる。この結果、駆動輪列２の各歯車はロックされ、レバー８の負荷力を受けても逆方向に回転しない。
【００４３】
そして、ＡＣモータ１への通電を断つと、誘導回転体１６への誘導力が無くなり、バネ部材３９の付勢力によって扇歯車２５が戻され、クラッチ歯車２７と扇歯車２５の回転規制部２６との係合が外れる。これによって、クラッチ歯車２７がフリーとなり、この結果、遊星歯車機構２２のリング歯車３３がフリーとなる。これによって、駆動輪列２を構成する各歯車が、レバー８の負荷力によってレバー８を引き出す方向、すなわちモータ駆動時とは逆方向に回転される。逆回転の途中で、駆動輪列２中の出力歯車部３ａの逆回転に追従して上述のクラッチレバー４１がレバー８を引き上げる前の位置側へ回動する。これにより、クラッチレバー４１のカム面４１ａの山と谷とが切り換わる。この結果、クラッチレバー４１の押し下げ部４１ｃがクラッチピニオン２１をロータ１１側へ押し下げ、第２のクラッチ手段４が継となるが、第１のクラッチ手段が断となっているため、レバー８を引き上げる前の位置へ移動できる。
【００４４】
また、遊星歯車機構２２は、クラッチピニオン２１に噛合しロータ１１側からの駆動力を受ける受け歯車３２ｂ及び遊星歯車３６に駆動力を伝達する伝達歯車３２ａを備えた太陽歯車３２と、遊星歯車３６に噛合する内周歯車部３３ａ及びクラッチ操作機構５の最終部の増速歯車２８に噛合する外周歯車部３３ｂを備えたリング歯車３３と、遊星歯車３６をそれぞれ回転自在に支承する支承板３４ａ及び伝達歯車２３と噛合するピニオン部３４ｂを備えた遊星歯車支持歯車３４から構成されている。
【００４５】
このため、扇歯車２５の回転規制部２６とクラッチ歯車２７との間を係合させてクラッチ操作機構５の各部材の動作を停止させることにより、増速歯車２８に噛合するリング歯車３３の回転を止めると、太陽歯車３２と遊星歯車支持歯車３４との間が継状態となり、クラッチピニオン２１を介して太陽歯車３２に伝達されたロータ１１の回転力が、遊星歯車支持歯車３４に噛合している伝達歯車２３を介して出力歯車部３ａに伝達され、出力軸３がスライダピニオン７と共に回転するようになっている。この結果、スライダピニオン７と噛合するスライダ歯車（図示省略）を備えたレバー８が、レバー８自身に課された負荷に抗してＡＣモータ１の駆動力によって引き上げられる。
【００４６】
一方、クラッチ操作機構５は、上述した駆動輪列２中に配置された第１のクラッチ手段の継断を行うためのものとなっている。すなわち、クラッチ操作機構５は、展開断面図である図１の左側半分に記載されており、上述したリング状マグネット１１ｃにより誘導回転される誘導回転体１６と、誘導回転体１６に噛合すると共にバネ部材３９によってクラッチ歯車２７との係合を外す方向に付勢されている回動部材となる扇歯車２５と、この扇歯車２５に形成された回転規制部２６と係脱自在な係合突起２７ａを外周面に備えたクラッチ歯車２７と、このクラッチ歯車２７の小径歯車２７ｂと噛合すると共に遊星歯車機構２２のリング歯車３３に噛合する増速歯車２８から構成されている。遊星歯車機構２２は、上述したように、駆動輪列２における減速輪列の一部であって、しかもクラッチ操作機構５の最終部となる増速歯車２８に噛合し、クラッチ操作機構５の所定の動作によって切り替えがなされる第１のクラッチ手段となっている。
【００４７】
このクラッチ操作機構５は、ＡＣモータ１の通電時には磁気誘導を利用して扇歯車２５をバネ部材３９の付勢力に抗して回転させることにより回転規制部２６を所定位置まで移動させ、この回転規制部２６とクラッチ歯車２７とを係合させるように構成されている。そして、この係合により、クラッチ操作機構５を構成する各部材は、それまでの動作がロックされる。すると、第１のクラッチ手段となる遊星歯車機構２２では、リング歯車３３の回転にロックがかかり、太陽歯車３２と遊星歯車支持歯車３４との間が継となる。
【００４８】
なお、このように太陽歯車３２と遊星歯車支持歯車３４との間を継とした状態において、上述した第２のクラッチ手段４も継となっている場合は、ロータ１１の回転が遊星歯車機構２２の太陽歯車３２及び遊星歯車３４を介して出力軸３側に伝達される。これによって、レバー８の巻き上げ動作をすると共に、上述のクラッチレバー４１がこの動作に連動して回動する。巻き上げ動作終了後、第２のクラッチ手段４だけが断となり第１のクラッチ手段が継状態を維持する。これにより、磁気誘導力によってクラッチ操作機構５を構成する各歯車がロックされたままの状態を維持する。この結果、上述したように回動されたクラッチレバー４１が、クラッチピニオン２１をロックする位置に回動された状態でロックされる。このため、上述したようにレバー８は、巻き上げ位置で保持される。
【００４９】
そして、この状態からさらに、ＡＣモータ１への通電を断ち、ロータ１１と誘導回転体１６間の磁気誘導力が殆ど消滅すると、扇歯車２５がバネ部材３９のバネ力によって先ほど説明した方向とは反対方向に回動し、回転規制部２６とクラッチ歯車２７との係合が外れる。これによって、クラッチ操作機構５の各部のロック状態が解除となる。このため、リング歯車３３と遊星歯車支持歯車３４とが断となり、外部負荷により逆回転しようとする出力軸３の回転力が、駆動輪列２を逆行するように伝達されて遊星歯車機構２２及び増速歯車２８を介してクラッチ歯車２７と伝達され、クラッチ歯車２７がフリーに回転することとなる。この結果、太陽歯車３２側がロックされているのにかかわらず、レバー８の保持状態が解除される。
【００５０】
クラッチ操作機構５を構成する各部についてさらに詳述する。
【００５１】
扇歯車２５の支点部２５ａを中心として扇の１つの辺の反対側に延出された回動力付与部２５ｂの先端部分には、モータケース１３に立設されたピン３８に一端が固定されたバネ部材３９の他端が固定されている。扇歯車２５は、バネ部材３９の付勢力によってＡＣモータ１の正回転による回動と反対方向（図５において矢示Ａ方向）へ回動する回動力を与えられている。しかしながら、ＡＣモータ１のロータ１１に追従回動する誘導回転体１６の回転トルクが、バネ部材３９の駆動トルクに勝るため、誘導回転体１６がロータ１１に追従して回動する場合はバネ部材３９のバネ力に抗して扇歯車２５は上述の矢示Ａ方向と反対方向へ回動するようになっている。
【００５２】
上述したように、回転規制部２６とクラッチ歯車２７との係合はＡＣモータ１への通電を断つとバネ部材３９の付勢力によって外れるが、その際、上述したクラッチレバー４１の阻止部材（図示省略）が依然としてクラッチピニオン２１の回転阻止を継続し、これによってクラッチピニオン２１に噛合している太陽歯車３２の回転を阻止している。しかし、回転規制部２６とクラッチ歯車２７との係合状態が解除されたことにより、太陽歯車３２の回転を阻止しても、レバー８の負荷力による回転力が遊星歯車機構２２を介して増速歯車２８側に伝達され、クラッチ歯車２７を空回りさせることとなる。その結果、レバー８はケースの外側へ引き出されていき、これに伴って駆動輪列２を構成する各歯車は逆方向へ回転する。
【００５３】
なお、上述の実施の形態は、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、上述したように本実施の形態では、ロータマグネット１１ｂの内周面にリング状マグネット１１ｃを直接的に接着固定し、リング状マグネット１１ｃのされに径方向内側に非磁性導電リング１６ａを配置する構成とした。しかし、図６に示すように、リング状マグネット１１ｃをロータマグネット１１ｂから径方向内側に離間させて配置するようにし、この離間部分（図６中のＧ部分参照）に非磁性導電リング１６ａを配置するようにしても良い。このようにすると、両マグネット１１ｂ、１１ｃが離れているため、互いに磁力が影響し合わないものとなる。したがって、磁力の影響を考慮しての位置決めの必要も無くなる。
【００５４】
また、上述の実施の形態では、リング状マグネット１１ｃとロータマグネット１１ｂの周方向における着磁幅を合わせるように構成したが、特に着磁幅を合わせなくても良い。
【００５５】
また、上述の実施の形態では、ロータマグネット１１ｂと磁気誘導用のリング状マグネット１１ｃとを別体としたため、例えば、モータトルクをそれ程大きくする必要がない用途に使用する場合、ロータマグネット１１ｂのサイズを小さくして装置のコンパクト化を図ることもできる。
【００５６】
また、上述の実施の形態では、ロータマグネット１１ｂとリング状マグネット１１ｃとを接着により固定している。しかし、図７に示すように、リング状マグネット１１ｃの外周部上端に複数の突出部５１を設け、この突出部５１に形成された孔にロータマグネット１１ｂの上端部分に形成された複数のボス５２をはめ込んだ後、熱カシメを行うことにより両マグネット１１ｂ，１１ｃを固定するようにしても良い。
【００５７】
また、上述の実施の形態では、ロータマグネット１１ｂとリング状マグネット１１ｃとをはめ合わせると共に接着固定する際、凹部１１ｍと凸部１１ｎを利用するようにした。しかし、このような凹部１１ｍと凸部１１ｎとのはめ合わせを利用するのではなく、両マグネット１１ｂ，１１ｃを治具で位置決めしながら固定しておき、その状態で接着固定するようにしても良い。
【００５８】
また、上述の実施の形態では、ロータマグネット１１ｂをフェライトマグネット、リング状マグネット１１ｃをＮｄ−鉄−ボロン系のマグネットで構成したが、各マグネット１１ｂ，１１ｃの材料はこれらに限定されるものではない。またさらに、上述の実施の形態では、誘導磁気力を高めるためにバックヨークリング１６ｂを設けたが、これを無くしても良い。しかし、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系のマグネットを磁気誘導用として用いると共に、このバックヨークリング１６ｂを設けることにより、さらに誘導磁気力を高め、クラッチ操作を確実なものとすることができる。
【００５９】
また、上述の各実施の形態では、バネ部材３９の付勢力により、磁気誘導を利用した駆動方向とは反対方向に扇歯車２５を付勢する構成としたが、扇歯車２５を付勢する構成としなくても良い。加えて、付勢する手段としてバネ部材３９を用いるのではなくゴムのような弾性のある材質を用いても良い。
【００６０】
また、上述の各実施の形態では、クラッチ手段を遊星歯車機構を利用するものとしたが、特にこのような構成としなくても良い。本発明は、クラッチ手段の継断を行うクラッチ操作機構に、ロータマグネットと同心円上に別体で構成された磁気誘導用のマグネットを有する磁気誘導回転手段を備えたギアードモータ全般に適用可能である。
【００６１】
また、上述の各実施の形態では、リング歯車３３の回転を停止させ太陽歯車３２と遊星歯車支持歯車３４とを継とし、ＡＣモータ１の回転力を出力歯車部３ａ側へ伝達するように構成している。しかし、遊星歯車支持歯車３４の回転を停止させ、太陽歯車３２とリング歯車３３とを継とし、ＡＣモータ１の回転力を出力歯車部３ａ側へ伝達するように構成しても良い。
【００６２】
また、上述の各実施の形態では、出力軸３に連結されたスライダピニオン７の回転をレバー８に伝達し、レバー８をスライド移動させる構成としたが、出力軸３にレバー部材を直結し、このレバー部材を回動させることによりワイヤーを引っ張るような構成にする等、他の構成としても良い。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ロータマグネットとは別体の磁気誘導用のマグネットをロータに対して同心円上に固定配置したため、装置全体が非常にコンパクトで、かつロータマグネットにはモータ駆動用としての最良の（あるいは最低限の）特性を持たせると同時に、磁気誘導用のマグネットには非磁性導電部材を磁気誘導するための最良の特性を持たせることができる。すなわち、ロータマグネットの特性に関係なく磁気誘導用のマグネットの磁気力だけを強化することができ、クラッチ手段の継断を行うクラッチ操作機構の動作の確実性を向上させることが可能となるため、クラッチ手段の継を確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のギアードモータの内部機構を説明するための展開縦断面図である。
【図２】図１のギアードモータの主要部となる磁気誘導用のマグネットが取り付けられたロータ及び非磁性導電部材が取り付けられた誘導回転体を示した断面図である。
【図３】図２を矢示ＩＩＩ方向から見た平面図である。
【図４】ロータマグネット及び磁気誘導用のマグネットのそれぞれの着磁に関して説明するための模式図である。
【図５】図１のギアードモータからカバー及びケース上蓋を外した状態の平面図である。
【図６】本発明の実施の形態の変形例となるギアードモータの主要部となる磁気誘導用のマグネットが取り付けられたロータ及び非磁性導電部材が取り付けられた誘導回転体を示した断面図である。
【図７】本発明の実施の形態の他の変形例となるギアードモータの主要部となる磁気誘導用のマグネットが取り付けられたロータ及び非磁性導電部材が取り付けられた誘導回転体を示した平面図である。
【符号の説明】
３出力軸
５クラッチ操作機構
１１ロータ
１１ｂロータマグネット
１１ｃリング状マグネット（磁気誘導用のマグネット）
１１ｅスラスト受け部
１６誘導回転体
１６ａ非磁性導電リング（非磁性導電部材）
２２遊星歯車機構（クラッチ手段）

Claims

ロータに連結されて回転駆動される出力軸と、この出力軸と上記ロータとの連結を継断するクラッチ手段と、このクラッチ手段を継断操作するクラッチ操作機構を有し、上記クラッチ操作機構は、上記ロータに連動回転する磁気誘導用のマグネットもしくは非磁性導電部材のいずれか一方と、磁気誘導によって当該一方に追随して回転する他方とを備え、追随回転する上記他方に連動して上記クラッチ手段を継するように構成されると共に、上記マグネットは上記ロータを構成するロータマグネットと別体で、かつ上記ロータに対して同心円上に固定配置されたことを特徴とするギアードモータ。
前記マグネットを前記ロータマグネットに直接固定し、かつ前記両マグネットの周方向への着磁幅を一致させると共に、前記両マグネットの隣接する磁極同士が異なるように構成されたことを特徴とする請求項１記載のギアードモータ。
前記マグネットを前記ロータマグネットから離間させて配置し、その離間部分に前記非磁性導電部材を配置したことを特徴とする請求項１記載のギアードモータ。
前記ロータマグネットの着磁を極異方性に配向して当該ロータマグネットから当該ロータマグネットに対向配置されるステータ部側に正弦波の磁束を出力すると共に、前記マグネットの着磁を等方性に配向して当該マグネットから前記非磁性導電部材側に矩形波の磁束を出力するように構成したことを特徴とする請求項１，２または３記載のギアードモータ。