JP4617221B2 - 水抜き栓駆動ユニット - Google Patents

Description

本発明は、水道配管に設けた水抜き栓を開閉するための水抜き栓駆動ユニットに関する。

従来より、例えば、寒冷地における水道配管の凍結を防止するため、家庭側の水道配管内の水を排出するための水抜き栓がある。このような水抜き栓としては、例えば、内部の水抜き弁体を進退させることにより、家庭側の水道配管と排出口との流路を開閉するものがある。そして、この水抜き弁体を駆動するための機器として水抜き栓駆動ユニットがある。このような水抜き栓駆動ユニットとしては、例えば、電動モータによる動作と、手動による操作とを両立して実現したものがある（特許文献１参照。）。

しかしながら、上記従来の水抜き栓駆動ユニットでは、次のような問題がある。すなわち、上記水抜き栓駆動ユニットでは、上記電動モータの動力伝達経路の他に、手動による操作力を伝達する経路が必要であり、その構造が複雑化していたという問題がある。

特開平０７−１３８９９９号公報

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、電動による動作と手動による操作とを両立した水抜き栓駆動ユニットにおいて、シンプルな構造の水抜き栓駆動ユニットを提供しようとするものである。

本発明は、水抜き栓の水抜き弁体を駆動するための水抜き栓駆動ユニットであって、
回転シャフトを有する電動モータと、
上記水抜き弁体を駆動するために変位するロッド部と、
上記電動モータの本体に相対して回転しないように該電動モータ側に係止されたリングギア、該リングギアの内周側に配置されたサンギア、リングギア及びサンギアの径方向の間隙に配置されたプラネタリギア、該プラネタリギアを軸支すると共にプラネタリギアの回動に応じて回転するキャリアを含む遊星歯車を略同軸上に複数、配設してなり、上記回転シャフト側から取り込んだ回転運動を減速して出力する減速機と、
該減速機が出力する回転運動により回転する回転部材を含み、該回転部材の回転運動に応じて上記ロッド部を変位させる運動伝達機構と、
該運動伝達機構の回転部材の回転軸を中心として相対的に回転可能な状態で上記電動モータ及び上記減速機を収容するユニットハウジングと、
該ユニットハウジングの内部で、上記回転軸を中心として上記電動モータ及び上記減速機の本体を回転させるための手動操作部と、を有しており、
上記減速機は、上記略同軸上の一方の端部である入力端の遊星歯車のサンギアを介して上記回転シャフト側の回転運動を取り込み、他方の端部である出力端の遊星歯車のキャリアを介して上記運動伝達機構の回転部材を回転させると共に、
上記略同軸上で隣り合う２基の遊星歯車のうち上記入力端側に位置する遊星歯車のキャリアと上記出力端側に位置する遊星歯車のサンギアとが一体的に回転するように構成され、
上記手動操作部は、上記ユニットハウジングとの間の相対回転が規制された状態及び該相対回転が許容された状態を選択的に設定するためのクラッチ機構を含み、該クラッチ機構により上記ユニットハウジングとの間の相対回転が規制された状態においては、手動による回転操作が不可能である一方、
上記クラッチ機構により上記ユニットハウジングとの間の相対回転が許容された状態においては、手動による回転操作に応じて上記電動モータ及び上記減速機の本体を上記ユニットハウジングの内部で回転させ得ることを特徴とする水抜き栓駆動ユニットにある（請求項１）。

本発明の水抜き栓駆動ユニットにおける上記手動操作部は、上記電動モータとの相対回転を規制してある。また、上記手動操作部は、上記ユニットハウジングとの間に相対回転を規制又は許容するように構成した上記クラッチ機構を有している。

このクラッチ機構を用いて上記ユニットハウジングと上記手動操作部との相対回転を規制したときは、上記手動操作部を介して、上記ユニットハウジングと上記電動モータとの相対回転が規制された状態となる。この状態では、上記ユニットハウジングに対して上記手動操作部を回転操作することができない。一方、上記電動モータを駆動して上記回転シャフトを回転させれば、上記減速機を介してその回転運動を上記運動伝達機構に入力できる。そして、上記電動モータの回転駆動力により上記ロッド部を電動により駆動させることができる。ここで、上記のごとく上記電動モータと上記ユニットハウジングとの相対回転を規制した状態にあるため、上記運動伝達機構に入力する回転運動の反作用により、上記ユニットハウジングの内部で上記減速機及び上記電動モータ自体が回転することなく、上記ロッド部を駆動できる。

一方、上記クラッチ機構を用いて上記ユニットハウジングと上記手動操作部との相対回転を許容したときは、上記ユニットハウジングに対して、上記電動モータ及び上記手動操作部を相対的に回転させることが可能になる。この状態では、上記ユニットハウジングに対して上記手動操作部を回転操作すれば、上記電動モータを介して上記各リングギアを回転でき、上記減速機自体を回転させることができる。そして、上記減速機自体を回転させて上記運動伝達機構に回転運動を入力することにより、上記ロッド部を駆動することができる。

上記水抜き栓駆動ユニットでは、上記減速機及び上記電動モータ自体が、上記手動操作部から上記運動伝達機構に向けて手動による操作力を伝達させる経路となっている。そのため、上記水抜き栓駆動ユニットでは、手動による操作力を伝達する経路を別途、独立して確保する必要がない。さらに、上記水抜き栓駆動ユニットでは、上記手動操作部の上記クラッチ機構を利用して、上記減速機及び上記電動モータ自体と、上記ユニットハウジングとの相対回転を規制するか許容するかにより、電動駆動と手動操作との切換を実現している。すなわち、手動操作力の伝達経路における最上流に位置する上記手動操作部において操作力の断続を行っている。そのため、例えば、上記手動操作部と上記クラッチ機構とを独立して配置した場合のように、上記手動操作部と上記クラッチ機構との間の動力伝達経路を確保する必要がない。

以上のように、本発明の水抜き栓駆動ユニットは、極めてシンプルな構成により、電動による動作と手動による操作とを両立して実現できる。したがって、本発明の水抜き栓駆動ユニットでは、部品点数を少なくでき、それに応じて組み付けに要する組み付け工数を少なくすることができる。
本発明の水抜き栓駆動ユニットは、シンプルな構造を有する優れた製品である。このようなシンプルな構造の水抜き栓駆動ユニットによれば、高い信頼性を実現でき、長期間に渡ってその優れた特性を発揮し得る。

本発明の水抜き栓駆動ユニットの上記運動伝達機構は、上記回転シャフトの回転運動を上記ロッド部の進退運動に変換するように構成するのが良い（請求項２）。
この場合には、水抜き弁体を進退させることにより動作させるタイプの水抜き栓に対して上記水抜き栓駆動ユニットを適用することができる。

この場合の上記運動伝達機構としては、例えば、内周面に多条ねじを設けた略円筒状を呈する外挿部材と、外周面に多条ねじを設けた略円柱状の内挿部材とを組み合わせた構造により実現できる。さらに、例えば、内周面にら旋状のガイド溝を設けた略円筒状の外挿部材と、該ガイド溝を摺動するガイドピンを外周面に設けた略円柱状の内挿部材との組み合わせ構造により、上記運動伝達機構を構成することもできる。このような運動伝達機構によれば、上記外挿部材の回転運動を上記内挿部材の進退運動に変換することができる。また、上記の挿入構造を逆にして、回転運動を行う部材に対して進退運動を行う部材を外挿する構造を採用することもできる。

また、上記運動伝達機構は、上記回転シャフトの回転運動を上記ロッド部の回転運動として伝達するように構成するのも良い（請求項３）。
この場合には、水抜き弁体を回転させることにより動作させるタイプの水抜き栓に対して適用することができる。

また、上記減速機を構成する上記各遊星歯車は、同一の歯車仕様のものであり、上記各リングギアは、略円筒状を呈する一体部品として構成してあることが好ましい（請求項４）。
上記各リングギアを一体部品として構成する場合には、当該リングギアの内周側にプラネタリギアやサンギア等を組み込むことにより上記減速機を一体的、かつ、コンパクトに構成することができる。そして、このように一体的に構成した減速機を用いれば、極めて作業効率良く上記水抜き栓駆動ユニットを組み立てることができる。さらに、上記のように一体化したコンパクトな減速機を用いれば、上記水抜き栓駆動ユニット全体をコンパクトに構成することができる。

また、上記減速機と上記回転モータとは、略同軸上に配置してあり、上記手動操作部は、上記減速機及び上記回転モータの配置した軸を中心にして回転する回転ハンドルを含むことが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記回転ハンドル、上記減速機及び上記回転モータを略同軸上に配置することで、上記水抜き栓駆動ユニットの構造をシンプルにできる。さらに、上記減速機、上記回転モータ及び上記回転ハンドルを略同軸上で順番に組み付けでき、その組み付け作業性を向上できる。

（実施例１）
本例は、水道配管に設けた水抜き栓７を開閉するための水抜き栓駆動ユニット１に関する例である。この内容について、図１〜図８を用いて説明する。
本例の水抜き栓駆動ユニット１は、図１及び図２に示すごとく、水抜き栓７の水抜き弁体７１を駆動するためのものである。
この水抜き栓駆動ユニット１は、回転シャフト２１を有する電動モータ２と、水抜き弁体７１を駆動するための略棒状のロッド部５と、回転シャフト２１から伝達された回転運動をロッド部５に伝達するように構成した運動伝達機構３と、略同軸上に配設された複数組の遊星歯車４１〜４３を有してなり、隣り合う遊星歯車のうちの一方のキャリアと他方のサンギアとが一体的に回転し、かつ、各リングギア４０３が一体的に回転するように構成した減速機４と、電動モータ２及び減速機４の全体を回転可能な状態で収容するユニットハウジング１１と、電動モータ２との相対回転を規制した手動操作部６とを有している。

上記減速機４では、一方の端部に位置する遊星歯車４１のサンギア４１１が回転シャフト２１に連結され、他方の端部に位置する遊星歯車４３のキャリア４３４が運動伝達機構３に連結されている。さらに、この減速機４では、リングギア４０３が、電動モータ２との相対的な回転を規制されている。
さらに、手動操作部６は、ユニットハウジング１１との間の相対回転を規制または許容するクラッチ機構６５を有している。
以下に、この内容について詳しく説明する。

本例の水抜き栓駆動ユニット１は、図２に示すごとく、全体として略円柱形状を呈するものである。この水抜き栓駆動ユニット１は、軸方向に長い略円柱状の中間ユニット８を介して、例えば、地中に埋設される水抜き栓７に接続するように構成してある。この中間ユニット８は、略円筒状の接続管８１と、該接続管８１に内挿される伝達シャフト８２とよりなる。

まず、本例の水抜き栓７の構造及び作動について簡単に説明しておく。
本例の水抜き栓７は、図２及び図７に示すごとく、水道配管の１次配管７２１と、家庭内の水道蛇口７３に連結される２次配管７２２との間に介設する三方弁である。水抜き栓７は、筐体をなす栓ハウジング７０と、軸方向に進退するように収容した水抜き弁体７１とよりなる。栓ハウジング７０は、水抜き弁体７１の軸方向の２カ所に弁座７０１、７０２を有している。水抜き弁体７１は、栓ハウジング７０の弁座７０１、７０２にそれぞれ対応して、Ｏリングを備えた環状凸部７１１、７１２を有している。環状凸部７１１が弁座７０１を閉止するとき弁座７０２が開放され（図２に示す状態。）、環状凸部７１２が弁座７０２を閉止するとき弁座７０１が開放される（図７に示す状態。）ように構成してある。前者の場合には、１次配管７２１から２次配管７２２に至る流路が連通されると共に、排出口７２３に至る流路が閉止される。また、後者の場合には、１次配管７２１が閉止されると共に、２次配管７２２から排水口７２３に至る流路が連通され、２次配管７２２内の水道水を排出できる。

水抜き栓駆動ユニット１は、図１に示すごとく、モータハウジング２０に収容した電動モータ２と、歯車ハウジング４０に収容した減速機４と、モータハウジング２０及び歯車ハウジング４０を収容する有底略円筒状のユニットハウジング１１と、該ユニットハウジング１１の底側の端部に配設された手動操作部６と、ユニットハウジング１１の開放端側を封止する封止ブロック３０と、封止ブロック３０の内周側に配置された運動伝達機構３と、電動モータ２と減速機４との間に配設されたギア機構２２とを有している。

ユニットハウジング１１の開放側の端部は、その内周側に封止ブロック３０を嵌合するように構成してある。一方、ユニットハウジング１１の有底端部側の略円形状の端面には、その略中心に貫通穴１１０を穿孔してある。この貫通穴１１０は、上記手動操作部６を介して入力された手動操作力を伝達するための部材（本例ではジョイント部６２。）を貫通して配置するための穴である。さらに、この貫通穴１１０の外周には、内部側に向けて軸方向に突出する凸部１１９を周方向に複数、設けてある。

封止ブロック３０は、図１及び図２に示すごとく、ユニットハウジング１１の内周に嵌合する封止部３１と、軸方向の外方に向けて突出する継手部３２とを有する。継手部３２は、略円筒状を呈する部分であり、中間ユニット８の接続管８１の外周にねじ係合する連結ナット３２９を保持している。本例の水抜き栓駆動ユニット１は、この連結ナット３２９により中間ユニット８に連結される。そして、継手部３２の内周側には、ロッド部５を配置してある。このロッド部５は、その先端に、中間ユニット８の伝達シャフト８２に連結するための連結部５８を設けてなる。

なお、本例では、回転止め用のピン部材を用いて封止ブロック３０の封止部３１とユニットハウジング１１との間の相対回転を規制してある。また、封止ブロック３０の封止部３１は、軸回りの回転を許容した状態で減速機４及び電動モータ２を保持するように構成してある。特に、本例の封止部３１は、電動モータ２側に設けたコイルばね６５１の付勢力によって押し当てられる減速機４を支持するという保持構造を有している。

上記封止部３１は、図１及び図３に示すごとく、３本１組の電極ピン３１１ｐを収容するソケット部３１１を外部側に設けてなると共に、２重円状の電極パターン３１１ｒを設けた略円形状の基板３１２を内部側に保持している。さらに、封止部３１は、略円柱形状を呈する上記運動伝達機構３を収容する略円筒状の中空部３１０を設けてなる。

本例の封止部３１では、図１，図３及び図４に示すごとく、電極ピン３１１ｐと電極パターン３１１ｒとの間に、電気的な接続を断続するリミットスイッチ３１１ｓを設けてある。本例では、基板３１２と封止部３１との間のすき間にリミットスイッチ３１１ｓを２個、配置した。各リミットスイッチ３１１ｓは、運動伝達機構３を構成する回転部材３５の外周面に設けた凸部３５１によって動作するように構成してある。

継手部３２は、図１及び図５に示すごとく、ロッド部５の回転を規制し、かつ、その軸方向の進退を許容した状態で、ロッド部５を収容する構造を備えている。本例では、略円形状から相互に対向する２カ所を切り欠いたロッド部５の断面形状と、該断面形状に対してわずかに大きく穿孔した継手部３２の貫通穴３２０の断面形状との組み合わせにより、上記の収容構造を実現している。

運動伝達機構３は、図１に示すごとく、内周面に多条ねじを形成してなる略円筒状の外挿部材である回転部材３５と、多条ねじを外周面に設けた内挿部材であるスプール３６とを組み合わせてなる。回転部材３５は、遊星歯車４３のキャリア４３４と一体的に回転する部材である。スプール３６は、同軸上に配置された上記ロッド部５の端面に固定してあり、該ロッド部５により回転を規制されている。運動伝達機構３は、多条ねじ同士の係合により、回転部材３５の回転に応じて、その内周側でスプール３６を軸方向に進退させるように構成してある。

さらに、本例の回転部材３５は、図１及び図４に示すごとく、上記のごとく、その外周面に、リミットスイッチ３１１ｓを動作させるための凸部３５１を有している。本例では、スプール３６の進退ストロークの両端に対応して２カ所の凸部３５１を設けてある。一方の凸部３５１はスプール３６が突出しきったときに一方のリミットスイッチ３１１ｓに当接し、他方の凸部３５１はスプール３６が最大限に引き込まれたときに他方のリミットスイッチ３１１ｓに当接するように配設してある。そして、凸部３５１がリミットスイッチ３１１ｓに当接すると電気的な経路が切断され、電動モータ２への電力供給が停止されるように構成してある。

本例の減速機４は、図１に示すごとく、同一歯車仕様の３基の遊星歯車４１〜４３を略同軸上に配設してなる。各遊星歯車４１〜４３は、中心に配置した略円柱状のサンギア４１１、４２１、４３１と、外周をなす略円環状のリングギア４０３と、サンギア４１１、４２１、４３１とリングギア４０３との間隙に配置された４個のプラネタリギア４１２、４２２、４３２と、４個のプラネタリギア４１２、４２２、４３２を保持するキャリア４１４、４２４、４３４とを組み合わせてなる。

本例では、上記のように、電動モータ２側の端部をなす第１遊星歯車４１のサンギア４１１は、ギア機構２２を介して電動モータ２の回転シャフト２１に連結してある。また、運動伝達機構３側の端部をなす第３遊星歯車４３のキャリア４３４は、運動伝達機構３を構成する回転部材３５に連結してある。さらに、中間に位置する第２遊星歯車４２では、サンギア４２１が上記第１遊星歯車４１のキャリア４１４に連結してあると共に、キャリア４２４が上記第３遊星歯車４３のサンギア４３１に連結してある。特に、本例では、第１遊星歯車４１のキャリア４１４と第２遊星歯車４２のサンギア４２１とを一体部品として構成し、第２遊星歯車４２のキャリア４２４と第３遊星歯車４３のサンギア４３１とを一体部品として構成してある。そして、本例の減速機４では、各遊星歯車４１〜４３のリングギア４０３を略円筒状を呈する一体部品として形成してある。

上記歯車ハウジング４０は、図１及び図３に示すごとく、減速機４を収容する有底略円筒状（コップ状）の部材である。歯車ハウジング４０は、内周側にリングギア４０３を固定した状態で減速機４を収容しており、かつ、軸回りに回転可能な状態で封止ブロック３０に保持されている。歯車ハウジング４０の底側の端面には、貫通穴４００を設けてあり、該貫通穴４００を貫通して第１遊星歯車４１のサンギア４１１を軸方向に延長してある。さらに、歯車ハウジング４０は、電動モータ２に電力供給する２本１対のリード（図示略）を有しており、封止ブロック３０側の端面には、径方向の位置が異なる２本１組の電極ブラシ４０２を配設してある。本例では、これらの電極ブラシ４０２と基板３１２に設けた２重円状の電極パターン３１１ｒとの電気的な接触により、電動モータ２に電力を供給している。

電動モータ２は、図１に示すごとく、略円柱外形状を呈するＤＣブラシモータである。この電動モータ２は、直流電源の供給を受けて中心軸に沿って保持した回転シャフト２１を回転させるように構成してある。

本例では、有底略円筒状のモータハウジング２０の内側に電動モータ２を固定してある。このモータハウジング２０における開放側の端部には、電動モータの回転シャフト２１が突出している。一方、底側の略円形状を呈する端面には、軸方向に突出する凸部２０１を同心円上の数カ所に設けてある。さらに、モータハウジング２０は、内部に固定した電動モータ２の端子から電気的に延設されたリード（図示略）を有している。このリードにおける他方の端部は、減速機４側の端部に位置している。

モータハウジング２０は、図１に示すごとく、上記歯車ハウジング４０に対して軸方向に略一定の間隙を空けた状態で固定してある。本例では、モータハウジング２０と歯車ハウジング４０とを、周方向の４カ所に配設した柱状を呈する連結部材１５を介して連結してある。モータハウジング２０と歯車ハウジング４０とは、これら連結部材１５を介して、相対的な回転が規制された状態で同軸上で連結してある。

モータハウジング２０と歯車ハウジング４０との間隙には、図１に示すごとく、３個のギアを組み合わせたギア機構２２を配設してある。各ギアは、外径が異なる２つの平歯車を同軸上に連結した略２重円柱状のものである。ギア機構２２は、電動モータ２の回転シャフト２１の回転を減速して減速機４に伝達するように構成してある。具体的には、上流側のギアが、電動モータ２の回転シャフト２１にギア係合しており、かつ、下流側のギアが、第１遊星歯車４１のサンギア４１１にギア係合している。

手動操作部６は、図１に示すごとく、操作のための回転ハンドル６１と、モータハウジング２０に係合するジョイント部６２と、ユニットハウジング１１との間の相対回転を規制又は許容するためのクラッチ機構６５とを含む。
回転ハンドル６１は、ユニットハウジング１１の端部を被うようなカップ形状を呈している。ジョイント部６２は、ユニットハウジング１１の貫通穴１１０を貫通する軸部６２１と、該軸部６２１の端部をなすフランジ部６２２とよりなる。軸部６２１の端部は、回転ハンドル６１の内周側の略中心に固定される。フランジ部６２２は、略円板状をなし、その周方向の数カ所に係合穴６２０を穿孔してなる。フランジ部６２２の各係合穴６２０は、上記モータハウジング２０の端面に設けた凸部２０１及び、ユニットハウジング１１の上記凸部１１９を収容（係合）し得るように形成してある。

本例のクラッチ機構６５は、フランジ部６２２に設けた係合穴６２０を有してなり、この係合穴６２０と凸部２０１との係合状態を維持しながら、係合穴６２０と凸部１１９との係合、非係合を切り換えるように構成してある。手動操作部６は、軸方向に沿って進退することで、クラッチ機構６５を機能させるように構成してある。

水抜き栓駆動ユニット１におけるジョイント部６２とモータハウジング２０との間隙には、軸方向に伸縮するコイルばね６５１を配設してある。このコイルばね６５１は、圧縮した状態で配設してあり、それ故、コイルばね６５１は、手動操作部６に対して軸方向外方に向かう付勢力を作用する。手動操作部６に対して軸方向の押し込み力が作用しないとき、図１に示すごとく、コイルばね６５１の付勢力によってジョイント部６２とモータハウジング２０との間隙が拡大した状態となる。このときには、ジョイント部６２の係合穴６２０が、モータハウジング２０の凸部２０１及び、ユニットハウジング１１の凸部１１９を収容する状態となる。すなわち、手動操作部６が、ユニットハウジング１１及びモータハウジング２０と一体的に回転する状態が実現される。

一方、手動操作部６に対する軸方向の押し込み力としてコイルばね６５１をさらに圧縮する方向の力を作用すると、図８に示すごとく、ユニットハウジング１１の凸部１１９がフランジ部６２２の係合穴６２０から引き抜かれる。このときには、クラッチ機構６５の作用により、手動操作部６及びモータハウジング２０に対するユニットハウジング１１の相対回転が可能になる。すなわち、手動操作部６の回転操作により、ユニットハウジング１１とは独立して、モータハウジング２０を回転し得る状態となる。

次に、上記のように構成した水抜き栓駆動ユニット１の動作について説明する。
手動操作部６を押し込まない状態で電動モータ２に動作電流を供給すると回転シャフト２１が回転し、その回転運動がギア機構２２を介して減速機４に入力される（図１に示す動作状態。）。減速機４では、まず、第１遊星歯車４１のサンギア４１１が回転し、それに伴って、サンギア４１１の外周に配置したプラネタリギア４１２が回動する。プラネタリギア４１２が回動するに応じてキャリア４１４が回転し、該キャリア４１４と一体の部品をなす第２遊星歯車４２のサンギア４２１が回転する。さらに、上記のような第１遊星歯車４１と第２遊星歯車４２との間の回転運動の伝達と同様、第２遊星歯車４２から第３遊星歯車４３に向けて回転運動が伝達され、該第３遊星歯車４３のキャリア４３４の回転として出力される。

運動伝達機構３の回転部材３５は、減速機４を構成する第３遊星歯車４３のキャリア４３４と一体的に回転する。ここで、運動伝達機構３のスプール３６は、ロッド部５と連結され、軸回りの回転が規制された状態にある。それ故、回転部材３５が回転すると、回転部材３５の内周に設けた多条ねじと、スプール３６の外周に設けた多条ねじとの係合により、スプール３６が軸方向に進退する。

回転部材３５が回転していくと、その外周に設けた凸部３５１がリミットスイッチ３１１ｓに当接する。そうすると、電極ピン３１１ｐから電動モータ２に至る電気的な接続が切断されて、電動モータ２への電力供給が停止される。これにより、スプール３６の進退が停止する。なお、本例では、上記のようにスプール３６の進退ストロークの両端に対応して、２基のリミットスイッチ３１１ｓを配設してある。

スプール３６の軸方向の進退は、中間ユニット８の伝達シャフト８２を介して水抜き弁体７１に伝達される。スプール３６の進退により水抜き弁体７１が図２に示すごとく位置すると、１次配管７２１と２次配管７２２とが連通され、水道蛇口７３から水道水が出る状態となる。一方、スプール３６の進退により水抜き弁体７１が図７に示すごとく位置すると、１次配管７２１が閉止されると共に、２次配管７２２から排水口７２３に至る流路が連通する。この状態では、家庭側の水道配管である２次配管７２２内の水道水を排出でき、凍結等による水道管の破損を未然に防止することができる。

一方、手動操作部６を軸方向に押し込んで回転ハンドル６１を回転させた場合（図８に示す動作状態。）には、ユニットハウジング１１の内部で、モータハウジング２０及び歯車ハウジング４０を一体的に回転させることができる。歯車ハウジング４０を回転させると、その内周に固定したリングギア４０３が回転する。このとき、回転部材３５と一体的に回転する第３遊星歯車４３のキャリア４３４に対しては、リングギア４０３から作用する回転させようとする回転トルクと、運動伝達機構３の回転部材３５から作用する回転させまいとする保持トルクが作用する。

例えば、キャリア４３４が、リングギア４０３と一体的に回転する場合、すなわち、減速機４全体が回転する場合には、リングギア４０３と一体回転する電動モータ２について回転シャフト２１の回転が生じない。
一方、例えば、キャリア４３４がそのまま静止する場合、すなわち、回転するリングギア４０３に対して相対的にキャリア４３４が回転する場合には、リングギア４０３と一体回転する電動モータ２について回転シャフト２１の回転が生じることになる。

ここで、回転シャフト２１を回転させるためには、減速機４側から電動モータ２に向けて、本来とは逆方向に力を伝達させる必要がある。このように逆方向の力で回転シャフト２１を回転させるためには、非常に大きな回転トルクを必要とする。それに比べると、回転部材３５を回転させるために必要なトルクは小さく設定してある。そのため、リングギア４０３に回転トルクを入力した場合には、回転に要するトルクが小さい回転部材３５が回転されることになる。すなわち、リングギア４０３に従動してキャリア４３４が回転する状態、すなわち、減速機４全体が回転し、その回転力が回転部材３５に入力される状態になる。

したがって、上記のごとくリングギア４０３を回転させれば、回転シャフト２１を回転させることなく、減速機４及び電動モータ２を一体的に回転して回転部材３５を回転させることができる。そして、この回転部材３５の回転に応じてロッド部５を進退させて水抜き弁体７１を駆動し、上記のごとく水抜き栓７を開閉できる。

以上のように、本例の水抜き栓駆動ユニット１によれば、極めてシンプルな構造により、手動による操作と電動による動作とを両立して実現できる。さらに、シンプルな構造の水抜き栓駆動ユニット１は、長期間の使用期間に渡って、その優れた特性を維持し得る。また、シンプルな構造の水抜き栓駆動ユニット１は、部品点数を抑えると共に、その組み付け工数を低減した低コストのものである。

特に、本例の水抜き栓駆動ユニット１では、封止ブロック３０に対して減速機４及び電動モータ２が回転可能な状態で配置してある。特に、本例の水抜き栓駆動ユニット１では、コイルばね６５１の付勢力を利用して、封止ブロック３０に対して減速機４及び電動モータ２を当接させるという保持構造を採用している。それ故、水抜き栓駆動ユニット１を組み立てるに当たっては、連結部材１５を介して連結した減速機４及び電動モータ２をユニットハウジング１１に収容した後、封止ブロック３０を減速機４側の端部に押し当てていくだけで良い。すなわち、コイルばね６５１の付勢力が作用した状態で減速機４側と封止ブロック３０とを当接させるだけで良く、極めて簡単に組み立て作業を実施していくことができる。
なお、本例では、３段の遊星歯車４１〜４３よりなる減速機４を用いたが、これに代えて、２基の遊星歯車を本例と同様に組み合わせた２段の遊星歯車よりなる減速機を採用することもできる。

（実施例２）
本例は、実施例１の水抜き栓駆動ユニットを基にして、運動伝達機構３の構成を変更した例である。この内容について、図９〜図１１を用いて説明する。
本例の運動伝達機構３は、図９に示すごとく、第３遊星歯車４３のキャリア４３４と一体回転する回転部材３５よりなる。そして、この回転部材３５に対しては、ロッド部５を一体的に形成してある。また、図９におけるＣ−Ｃ断面は、図１０に示すごとく、実施例１とは相違しており、略円形状を呈する継手部３２の内周形状と、略円形状を呈する回転部材３５の断面形状とを組み合わせてある。

ロッド部５の連結部５８は、断面略矩形状を呈している。そして、この連結部５８に外挿する伝達シャフト８２は、内周矩形状を呈する管状の角パイプである。本例では、図１１に示すごとく、伝達シャフト８２の内周形状と、連結部５８の断面形状との嵌め合いにより、ロッド部５の回転運動を伝達シャフト８２に伝達した。なお、本例では、ロッド部５の連結部５８と伝達シャフト８２との間には、軸方向に略直行する方向に貫通するピン８２０を配設してある。

水抜き栓７は、同図に示すごとく、水抜き栓駆動ユニット１側の端部に外周ねじ部７１７を設けた水抜き弁体７１と、外周ねじ部７１７にねじ係合する内周ねじ部７７を設けた栓ハウジング７０とを有している。水抜き弁体７１は、環状凸部７１１、７１２の反対側の端部に、断面略矩形状を呈する連結部７１８を有する。この連結部７１８に対しては、上記角パイプである伝達シャフト８２の他方の端部を外挿してある。本例では、水抜き弁体７１の連結部７１８と伝達シャフト８２との連結構造を上記の挿入構造のみにより実現してある。この挿入構造のみによる連結構造によれば、伝達シャフト８２から連結部７１８とに向けて回転運動を伝達する一方、水抜き弁体７１の回転によって生じる進退運動を吸収することができる。

本例の水抜き栓駆動ユニット１においては、キャリア４３４の回転は、運動伝達機構３である回転部材３５、ロッド部５及び伝達シャフト８２を介して、水抜き弁体７１の回転運動として伝達される。そして、水抜き弁体７１が回転すると、その外周ねじ部７１７と内周ねじ部７７とのねじ係合により、水抜き弁体７１自体が軸方向に進退する。本例では、この水抜き弁体７１の進退により、水抜き栓７１が実施例１と同様に動作する。
なお、その他の構成及び作用効果については実施例１と同様である。

実施例１における、水抜き栓駆動ユニットの断面構造を示す断面図。 実施例１における、水抜き栓駆動ユニットの使用状態を示す説明図。 実施例１における、水抜き栓駆動ユニットの断面構造を示す断面図（図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図） 実施例１における、水抜き栓駆動ユニットの断面構造を示す断面図（図１におけるＢ−Ｂ線矢視断面図）。 実施例１における、水抜き栓駆動ユニットの断面構造を示す断面図（図１におけるＣ−Ｃ線矢視断面図）。 実施例１における、水抜き栓駆動ユニットの断面構造を示す断面図（図１におけるＤ−Ｄ線矢視断面図）。 実施例１における、水抜き栓駆動ユニットの使用状態を示す説明図。 実施例１における、水抜き栓駆動ユニットの断面構造を示す断面図（手動操作部を軸方向に押し込みした状態の断面図。）。 実施例２における、水抜き栓駆動ユニットの断面構造を示す断面図。 実施例２における、水抜き栓駆動ユニットの断面構造を示す断面図（図９におけるＣ−Ｃ線矢視断面図）。 実施例２における、水抜き栓駆動ユニットの使用状態を示す説明図。

符号の説明

１ 水抜き栓駆動ユニット
１１ ユニットハウジング
２ 電動モータ
２０ モータハウジング
３ 運動伝達機構
４ 減速機
４１ 第１遊星歯車
４２ 第２遊星歯車
４３ 第３遊星歯車
５ ロッド部
６ 手動操作部
６５ クラッチ機構

Claims (5)

1. 水抜き栓の水抜き弁体を駆動するための水抜き栓駆動ユニットであって、
   回転シャフトを有する電動モータと、
   上記水抜き弁体を駆動するために変位するロッド部と、
   上記電動モータの本体に相対して回転しないように該電動モータ側に係止されたリングギア、該リングギアの内周側に配置されたサンギア、リングギア及びサンギアの径方向の間隙に配置されたプラネタリギア、該プラネタリギアを軸支すると共にプラネタリギアの回動に応じて回転するキャリアを含む遊星歯車を略同軸上に複数、配設してなり、上記回転シャフト側から取り込んだ回転運動を減速して出力する減速機と、
   該減速機が出力する回転運動により回転する回転部材を含み、該回転部材の回転運動に応じて上記ロッド部を変位させる運動伝達機構と、
   該運動伝達機構の回転部材の回転軸を中心として相対的に回転可能な状態で上記電動モータ及び上記減速機を収容するユニットハウジングと、
   該ユニットハウジングの内部で、上記回転軸を中心として上記電動モータ及び上記減速機の本体を回転させるための手動操作部と、を有しており、
   上記減速機は、上記略同軸上の一方の端部である入力端の遊星歯車のサンギアを介して上記回転シャフト側の回転運動を取り込み、他方の端部である出力端の遊星歯車のキャリアを介して上記運動伝達機構の回転部材を回転させると共に、
   上記略同軸上で隣り合う２基の遊星歯車のうち上記入力端側に位置する遊星歯車のキャリアと上記出力端側に位置する遊星歯車のサンギアとが一体的に回転するように構成され、
   上記手動操作部は、上記ユニットハウジングとの間の相対回転が規制された状態及び該相対回転が許容された状態を選択的に設定するためのクラッチ機構を含み、該クラッチ機構により上記ユニットハウジングとの間の相対回転が規制された状態においては、手動による回転操作が不可能である一方、
   上記クラッチ機構により上記ユニットハウジングとの間の相対回転が許容された状態においては、手動による回転操作に応じて上記電動モータ及び上記減速機の本体を上記ユニットハウジングの内部で回転させ得るように構成されていることを特徴とする水抜き栓駆動ユニット。
2. 請求項１において、上記運動伝達機構は、上記回転シャフトの回転運動を上記ロッド部の進退運動に変換するように構成してあることを特徴とする水抜き栓駆動ユニット。
3. 請求項１において、上記運動伝達機構は、上記回転シャフトの回転運動を上記ロッド部の回転運動として伝達するように構成してあることを特徴とする水抜き栓駆動ユニット。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、上記減速機を構成する上記各遊星歯車は、同一の歯車仕様のものであり、上記各リングギアは、略円筒状を呈する一体部品として構成してあることを特徴とする水抜き栓駆動ユニット。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、上記減速機と上記回転モータとは、略同軸上に配置してあり、上記手動操作部は、上記減速機及び上記回転モータを配置した軸を中心にして回転する回転ハンドルを含むことを特徴とする水抜き栓駆動ユニット。
   
   

Images