JP5331576B2 - ギヤードモータ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば家庭用洗濯機や食洗機等の排水弁を開閉作動するための駆動手段等として用いられるギヤードモータに関するものである。

家庭用の自動洗濯機等の排水弁等を作動させる駆動手段として、特開平９−１９１０６号公報（特許文献１）に記載されているように、クラッチ機構を内蔵することで、排水弁等の作動対象を作動位置に保持可能としたものがある。一般に、モータと作動対象との間に設けたクラッチを連結した状態で作動対象を変位及び保持させる一方、クラッチを切断することで作動対象がその復元力で返戻されるようになっている。

そして、上記特許文献１に記載されているように、かかるクラッチの操作力を磁気誘導方式で取り出すようにしたものが知られている。モータ駆動される歯車列内に永久磁石と誘導リングによる非接触式の駆動力取出機構を設けたものであり、永久磁石と誘導リングが非接触で追従回転するのを利用して、クラッチ操作力を取り出すものである。

ところが、従来構造の磁気誘導方式を利用したものは、電気モータの駆動力を伝達する歯車列内に永久磁石と誘導リングを設置するスペースを確保しなければならず、ギヤードモータ全体の大型化が避け難いという問題があった。

なお、この問題に対処するために、電気モータのロータマグネットを利用して、電気モータに誘導リングを組み込むことも考えられる。しかし、誘導リングへの駆動力伝達に必要な磁力を得るために、ロータマグネットの磁力を強化すると、脱調を起こしたりして電気モータ作動に不具合が生ずるおそれがある。

また、このような電気モータの作動不具合を回避しつつ電気モータに誘導リングを組み込むために、特開２００２−１８６２１９号公報（特許文献２）には、別体磁石の採用構造が提案されている。すなわち、電気モータにおいて、フェライトマグネット製のロータマグネットとは別途に、ネオジム−鉄−ボロン系磁石製の誘導用磁石を用い、この誘導用磁石を、ロータマグネットの磁力への影響を抑えつつ、電気モータに組み込む構造が提案されている。しかし、２種類の異なる磁石を各別に製造し、更に組み込むことは、構造の複雑化と製造作業の煩雑化が避けられず、有効な方策ではない。

特開平９−１９１０６号公報 特開２００２−１８６２１９号公報

本発明の解決課題とするところは、（１）電気モータに脱調を生ずることなく、且つ、（２）電気モータにロータマグネットとは別体のネオジム−鉄−ボロン系磁石の組み付けを必要とすることなく、電気モータに磁気誘導方式のクラッチ操作力取出機構を組み込んだ、新規な構造のギヤードモータ及びその製造方法を提供することにある。

以下、本発明の態様を記載するが、以下に記載の各構成は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。

本発明は、電気モータの回転駆動力を出力部材に伝達／遮断するクラッチ手段を備えており、磁気誘導によって回転力が伝達されるように対向配置された誘導用磁石と誘導リングの一方を該電気モータで回転駆動させると共に、それら誘導用磁石と誘導リングの他方により、該クラッチ手段を継断する係止部材を駆動させるギヤードモータにおいて、前記電気モータのロータにプラスチック磁石が設けられて、該プラスチック磁石に回転中心軸と同心的に環状凹溝が形成されており、該環状凹溝の外周側壁部が該電気モータの駆動用のロータマグネットとされている一方、該環状凹溝の内周側壁部が前記誘導用磁石とされており、これらロータマグネットと誘導用磁石が何れも径方向に着磁されて且つ周方向で異なる磁極が交互に設定されていると共に、該環状凹溝を挟んで径方向に対向位置する該ロータマグネットの内周面と該誘導用磁石の外周面には互いに異なる磁極が同じ周方向位置となるように設定されており、前記誘導リングが該環状凹溝内に配設されて、該環状凹溝を挟んで径方向に対向位置する該ロータマグネットの内周面と該誘導用磁石の外周面との間に該誘導リングが位置されることにより、該誘導リングの外周面と内周面が該ロータマグネットと該誘導用磁石における互いに異なる磁極面に対してそれぞれ隙間を隔てて且つ直接に径方向で対向配置されていることを、特徴とする。

本発明のギヤードモータでは、誘導リングが、誘導用磁石とロータマグネットの両方の磁極に対してそれぞれ径方向で対向配置される。しかも、誘導リングが径方向で対向位置する誘導用磁石の磁極とロータマグネットの磁極は、互いに対応する部分で対を為すように反対磁極が形成されている。これにより、誘導用磁石とロータマグネットの両方の磁極が、相乗的に磁束密度を高め合って、誘導リングに対して磁力を及ぼし得る。

従って、電気モータのステータと協働して回転駆動力を発生するロータマグネットの磁力を必要以上に強くすることなく、誘導用磁石の磁力とロータマグネットの磁力の両方を巧く活用して誘導リングに対して充分な磁束密度を作用させることが出来る。しかも、ロータマグネットと誘導用磁石が何れもプラスチック磁石で形成されることから、高価で着磁の面倒な別体のネオジム−鉄−ボロン系磁石をロータマグネットと別体に準備して電気モータに組み込む必要もない。

それ故、本発明に従えば、電気モータの脱調等の不具合を回避しつつ、且つ、ロータマグネットと別体のネオジム−鉄−ボロン系磁石を組み付ける必要もなく、クラッチや開閉扉等の作動切換に必要な力を取り出す誘導リングを電気モータに組み込んだギヤードモータが実現可能となるのである。即ち、誘導リングを電気モータに組み込んだギヤードモータが、安定した電気モータ作動性能を確保しつつ、簡単な構造と少ない部品点数で容易に製造可能に実現され得るのである。

また、本発明では、前記ロータマグネット及び前記誘導用磁石のうち少なくとも該誘導用磁石が異方性とされており、その磁化容易軸が径方向に向けられて内周面及び外周面にそれぞれ磁極が形成されている態様が採用可能である。これにより、誘導リングに対してより強い磁界を効率的に及ぼすことが可能となる。特に、ロータマグネットと誘導用磁石を何れもプラスチック磁石とした本発明では、それらロータマグネットと誘導用磁石の両方を径方向に磁化容易軸をもって配向させた異方性とすることで、両方の磁石によって誘導リングに及ぼされる磁界の相乗的作用が一層効率的に向上され得る。しかも、電気モータのステータ側磁極に作用するのはロータマグネット側の磁極だけであることから、電気モータの磁力が過剰に大きくなって脱調等の不具合が発生するようなことも回避され得る。特に、脱調等の不具合が問題になり易い場合には、誘導用磁石だけを異方性とし、ロータマグネットを等方性とすることで、電気モータのステータ側磁極に及ぼされる磁力の増大を抑えつつ、誘導リングに及ぼされる磁力の増大を効率的に図ることが可能となる。

更にまた、本発明では、前記ロータマグネットの内周面と前記誘導リングの外周面との径方向対向面間距離に比して、前記誘導用磁石の外周面と該誘導リングの内周面との径方向対向面間距離が小さくされている態様が、好適に採用される。本態様においては、誘導リングに対して、誘導用磁石の磁力の方が、ロータマグネットの磁力よりも効率的に及ぼされ得る。これにより、誘導リングに対して誘導用磁石による支配率を大きくすることで、ロータマグネットによる電気モータへの悪影響を抑えつつ、誘導用磁石による誘導リングの作動効率の向上等の設計変更が容易に実現可能となる。

また、本発明に従う構造とされたギヤードモータにおいては、前記ロータマグネットの外周側に、前記電気モータを構成するステータ側の磁極部が配されて、該ロータマグネットの外周面の前記磁極に対して対向配置されている構成が、採用され得る。これにより、誘導用磁石による磁力の影響を可及的に回避しつつ、ロータマグネットによる磁力を効率的にステータ側の磁極部に及ぼして、電気モータを構成することが出来る。その結果、誘導用磁石を設けたことによる脱調等の不具合が一層効果的に回避されて、電気モータの作動安定性の更なる向上が図られ得る。

さらに、本発明のギヤードモータでは、前記ロータの中心部分には、他部材へ係合されて回転出力を伝達する電気モータの出力軸が形成されていると共に、該出力軸に対して回転可能に外挿されるスリーブが、前記誘導リングに設けられた構造が、採用され得る。この出力軸は、例えばプラスチック磁石で一体成形されても良いし、別体形成された軸部材を、プラスチック磁石の成形型にセットしてインサート成形することで、或いは接着剤や圧入等で後固定することで、一体化しても良い。また、スリーブは、非磁性で且つ導電性の誘導リングに一体形成される他、合成樹脂材料等で別体形成されて誘導リングに固着されていても良いし、誘導リングをインサートしてスリーブを成形する等しても良い。誘導リングのスリーブを電気モータの出力軸に外挿装着することにより、ロータマグネットや誘導用磁石に対して誘導リングを同一中心軸上に一層安定して保持することが可能となる。

ギヤードモータの製造方法に関する本発明の特徴とするところは、前述の如き本発明に従う構造とされたギヤードモータを製造するに際して、前記ロータマグネットと前記誘導用磁石の何れか一方を成形時に着磁して半成形品を得た後、該ロータマグネットと該誘導用磁石の他方の成形型に該半成形品をセットして、該ロータマグネットと該誘導用磁石の他方を成形すると共に、該他方の成形時には、既に着磁された該半成形品の磁力を利用して該他方に対して着磁するギヤードモータの製造方法にある。

本発明方法に従えば、互いに径方向で環状凹溝の僅かな隙間を隔てて対向形成されたロータマグネットと誘導用磁石を、順次に着磁して、先に着磁した一方の磁力を利用して他方を着磁することで、効率的に着磁することが可能となる。特に、ロータマグネットと誘導用磁石を別工程で着磁することにより、それらロータマグネットと誘導用磁石に対して各別に着磁する磁力を調節することも容易となる。なお、本発明において、ロータマグネットと誘導用磁石の他方を成形する際に、既に着磁された半成形品の磁力を利用する場合には、当該半成形品の磁力だけで他方を着磁する態様に限定されるものでなく、当該半成形品の磁力を利用して、当該半成形品に加えて別の磁力発生手段を併せて用いて、他方を着磁することも、勿論可能である。

本発明方法において、ロータマグネットと誘導用磁石のうち何れを先に着磁するかの設定は限定されないが、好適には、誘導用磁石を先に成形して半成形品とすることにより、誘導用磁石の磁力を利用して、ロータマグネットを着磁する。これにより、誘導用磁石に設定した磁力を、ロータマグネットの着磁に際して効率的に利用することが可能となる。

また、ギヤードモータの製造方法に関する本発明は、前述の如き本発明に従う構造とされたギヤードモータを製造するに際して、前記ロータマグネット及び前記誘導用磁石を、それぞれ、成形時に着磁することにより、径方向に向けて磁化容易軸を配向させた異方性とするギヤードモータの製造方法も、特徴とする。

本発明方法に従えば、ロータマグネットと誘導用磁石を、何れも、異方性として効率的に製造することが可能となる。それによって、磁力の大きなプラスチック磁石として、ロータマグネットと誘導用磁石を、一層優れた製造効率をもって製造することが可能となる。なお、本発明方法においては、ロータマグネットと誘導用磁石を同時に成形しても良いし、一方を成形してからその成形品を他方の成形型にセットしてインサート成形することで順次に成形しても良いし、各別に成形したものと後固着しても良い。

本発明に従う構造とされたギヤードモータでは、プラスチック磁石からなるロータマグネットと誘導用磁石を径方向で対向配置させて両者の径方向での磁極対向面間に誘導リングを配設したこと等により、電気モータのロータマグネットの磁力を必要以上に強力にすることなく、誘導リングに作用する磁界強度を効率的に確保することが可能となる。その結果、脱調の不具合や製造の困難化等の問題を回避しつつ、誘導リングを電気モータに組み込んだギヤードモータが実現可能となる。

また、本発明方法に従えば、本発明に従う構造とされたギヤードモータにおいて特徴的なプラスチック磁石からなるロータマグネット及び誘導用磁石を効率的に着磁等して製造することが可能となる。それによって、前述の如き優れた性能のギヤードモータを一層容易に製造することが可能となって、本発明に従う構造とされたギヤードモータの実用性の更なる向上が達成され得る。

本発明の一実施形態としてのギヤードモータの内部構造を示す平面図。 図１に示されたギヤードモータの内部構造を示す展開縦断面図。 図１に示されたギヤードモータの内部構造を示す展開縦断面図。 ロータを示す縦断面図。 誘導用磁石の磁極と駆動用磁石の磁極の位置関係を示す平面図。 本発明で採用可能なロータの他の態様を示す縦断面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜３には、本発明の一実施形態としてのギヤードモータ１０が示されている。ギヤードモータ１０は、中空箱体構造のハウジング１２に電気モータ１４や減速歯車列１６等が収容状態で組み込まれた構造とされている。そして、電気モータ１４の回転駆動力が、減速歯車列１６を介して、出力部材１８に伝達されることにより、出力部材１８に連結された操作対象としての排水弁（図示せず）が開閉作動される。なお、以下の説明において、上下方向とは、原則として、図２及び図３中の上下方向をいうものとする。

より詳細には、ハウジング１２は、全体として多角形の開口箱体形状を有するハウジング本体２０の開口が蓋２２で覆蓋された構造とされている。ハウジング本体２０の底に形成された凹所には、電気モータ１４が収容配置されている。

電気モータ１４は、従来から公知の交流同期モータであって、ロータ２４と、円環形状のコイル２６が巻き回されたステータ２８を備えている。ロータ２４は、図４にも示されているように、プラスチック磁石３０と出力軸３２が一体的に設けられた構造とされている。

プラスチック磁石３０は、ポリアミド系プラスチック磁性材料等の従来から公知の材料で形成されており、全体として中心孔３４を備えた厚肉円環ブロック形状とされている。プラスチック磁石３０には、軸方向一方の端面に開口して略一定の矩形断面形状で全周に亘って延びる環状凹溝３６が中心孔３４と同心的に設けられている。この環状凹溝３６の内周側壁部によって誘導用磁石３８が構成されており、外周側壁部によってロータマグネット４０が構成されている。なお、環状凹溝３６の溝幅寸法は、誘導用磁石３８やロータマグネット４０の磁力の大きさ等を考慮して設定される。

誘導用磁石３８とロータマグネット４０は、それぞれ、径方向に磁化容易軸をもって配向させた異方性とされており、図５に示されているように、径方向に着磁されて且つＮ極とＳ極が周方向に交互に設定されている。ロータマグネット４０の内周面と誘導用磁石３８の外周面には、互いに異なる磁極が同じ周方向位置となるように設定されている。

このように誘導用磁石３８の磁極とロータマグネット４０の磁極が設定されていることにより、誘導用磁石３８とロータマグネット４０の径方向対向面間を同じ方向に横切る磁束の数を増やすことが出来る。

一方、出力軸３２は、プラスチック磁石３０よりも大きな軸方向寸法を有する厚肉円筒形状を呈している。出力軸３２の外周面には、軸方向中間部分に円環状の段差面４２が形成されており、段差面４２よりも上側が小径部４４とされている一方、下側が大径部４６とされている。小径部４４の突出端には、周方向に適当な間隔をあけて複数の係止突起４８が設けられている。小径部４４の内周面には、軸直角方向に広がる円環状の段差面５０が形成されており、この段差面５０によって底面が構成された凹所が小径部４４の中央部分において軸方向上方に向かって開口している。

出力軸３２は、大径部４６がプラスチック磁石３０の中心孔３４に挿通された状態で、プラスチック磁石３０に固定される。その際、出力軸３２の大径部４６の外周面に形成された係止凹部にプラスチック磁石３０の内周面に突設された係止凸部が入り込んでおり、出力軸３２のプラスチック磁石３０からの抜け出しが防止されている。このように出力軸３２がプラスチック磁石３０に固定されることで、小径部４４がプラスチック磁石３０の軸方向一方の端面から軸方向外方へ突出したロータ２４が形成される。

出力軸３２の段差面４２は、プラスチック磁石３０の中心孔３４内で軸直角方向に広がっている。これにより、小径部４４の基端側が誘導用磁石３８の内側に位置している。

ロータ２４は、ステータ２８の底壁に突設された回転中心軸としてのロータ支軸５２に外挿配置されて、ロータ支軸５２回りに回転可能とされている。ロータ支軸５２回りに回転可能に配されたロータ２４の径方向外方には、ステータ２８の磁極部５４，５６が位置している。

ステータ２８は、上側ステータ部材５５と下側ステータ部材５７から構成されている。上側ステータ部材５５は、全体として薄肉円環板形状を呈しており、その内周縁部には、複数の突出片が周方向に適当な間隔で形成されている。複数の突出片は、それぞれ、軸方向下方へ屈曲されている。下側ステータ部材５７は、全体として有底円筒形状を呈しており、底壁から切り起こされた複数の突出片が、同心円上で周方向に適当な間隔で立設されている。

これら上側ステータ部材５５と下側ステータ部材５７が、コイル２６を上下に挟むようにして固定的に組み付けられることで、ステータ２８がコイル２６に固定されている。この状態で、上側ステータ部材５５の複数の突出片と下側ステータ部材５７の複数の突出片は、コイル２６の内周面上において、周方向で相互に離隔して同一円周上に位置している。

そして、上側ステータ部材５５の複数の突出片と下側ステータ部材５７の複数の突出片によって、コイル２６の内周面上において、周方向に所定距離を隔てて位置する複数の磁極部５４，５６が形成されている。複数の磁極部５４，５６には、コイル２６への通電により、互いに異なる磁極が形成される。複数の磁極部５４，５６は、ロータマグネット４０の外周面の磁極に対して径方向で対向位置している。そして、コイル２６へ交番電流を通電すると、ステータ２８とロータマグネット４０の両磁極間に作用する磁力に基づいて、ロータ２４に回転駆動力が及ぼされて、ロータ２４が回転する。

このようなロータ２４は、以下に説明する製造方法で製造することが望ましい。先ず、誘導用磁石３８を射出成形する。誘導用磁石３８の射出成形は磁場中で行う。これにより、誘導用磁石３８が成形と同時に着磁される。着磁の際、径方向に向けて磁化容易軸を配向させて異方性としている。成形が終わると、半成形品としての誘導用磁石３８を成形型から取り出す。

続いて、成形型から取り出した誘導用磁石３８を、ロータマグネット４０の成形型にセットして、ロータマグネット４０を射出成形する。ロータマグネット４０の着磁は、誘導用磁石３８の磁力を利用して、ロータマグネット４０の成形と同時に行う。着磁の際、径方向に向けて磁化容易軸を配向させて異方性としている。このようにロータマグネット４０を着磁しながら射出成形することで、誘導用磁石３８とロータマグネット４０が同心軸上で一体的に設けられた構造のプラスチック磁石３０が製造される。なお、ロータマグネット４０は、環状凹溝３６の底壁に相当する部分も備えた形状とされているが、環状凹溝３６の底壁に相当する部分は、誘導用磁石３８が備えていても良い。

このように製造されたプラスチック磁石３０を出力軸３２の成形型にセットし、出力軸３２を射出成形する。これにより、出力軸３２とプラスチック磁石３０が一体的に設けられた構造のロータ２４が製造される。

ロータ２４の出力軸３２の上方には、駆動ピニオン５８が配設されている。駆動ピニオン５８には、径方向外方へ突出する係止爪６０が設けられている。また、駆動ピニオン５８の軸方向下端面には、周方向に適当な間隔をあけて複数の係止突起６２が形成されている。

駆動ピニオン５８は、ロータ支軸５２に挿通配置されて、出力軸３２の上方に配設される。駆動ピニオン５８と出力軸３２の軸方向間には、ロータ支軸５２に外挿配置された圧縮コイルスプリング６４が位置している。圧縮コイルスプリング６４は、軸方向上端部分が駆動ピニオン５８の軸方向下端面に開口形成された凹所６６内に位置した状態で、出力軸３２の内周面に形成された段差面５０に載置されている。

駆動ピニオン５８の近くには、伝達車６８が支軸７０回りで回転可能に配されている。この伝達車６８は、伝達歯車７２と伝達ピニオン７４が同一中心軸線上に一体形成された構造とされており、伝達歯車７２が駆動ピニオン５８と噛合わされている。

伝達車６８の上方には、クラッチ手段としての遊星歯車機構７６が配されている。遊星歯車機構７６は、ケース７８と従動体８０を含んで構成されている。ケース７８は、全体として浅底の有底円筒形状を呈しており、その筒壁部には、内歯歯車８２と外歯歯車８４が形成されている。

一方、従動体８０は、円板状のキャリア８６を備えている。キャリア８６の下面には、複数本の歯車ピン８８が周方向に適当な間隔をあけて突設されている。キャリア８６の上面中央には、連結ピニオン９０が突設されている。

従動体８０は、ケース７８に嵌め込まれて組み付けられる。キャリア８６に突設された歯車ピン８８には、遊星歯車９２が回転可能に装着される。遊星歯車９２は、内歯歯車８２に噛合わされている。

ケース７８は、伝達車６８に重ね合わされて、支軸７０回りで回転可能に配される。伝達ピニオン７４は、ケース７８の底壁部分に形成された貫通孔を通じてケース７８内に位置する。伝達ピニオン７４は遊星歯車９２に噛合わされている。即ち、遊星歯車機構７６の太陽歯車が伝達ピニオン７４によって構成されている。

遊星歯車機構７６の近くには、中間車９４が支軸９６回りに回動可能な状態で配設されている。中間車９４は、中間歯車９８と中間ピニオン１００が同一中心軸線上に一体形成された構造とされており、中間歯車９８が連結ピニオン９０に噛合わされている。

中間車９４の近くには、出力歯車１０２が一軸回りに回動可能に配設されている。出力歯車１０２は中間ピニオン１００に噛合わされている。出力歯車１０２の中心軸には、出力部材１８がねじ止めされている。

出力部材１８には、軸方向下方へ突出する摺動壁１０４が設けられている。また、出力部材１８には、摺動壁１０４よりも径方向外方に位置して、操作突起１０６が立設されている。

この出力部材１８に対して、排水弁が連結されている。なお、排水弁には、初期位置に戻る方向への復帰力が常時及ぼされている。

中間車９４の上方には、切換部材１０８が支軸９６回りで揺動可能に配されている。この切換部材１０８は、揺動中心軸から径方向外方に突出する操作突起１１０を備えている。また、切換部材１０８には、操作突起１１０の突出方向とは異なる方向に延び出す延出板状部１１２が形成されている。延出板状部１１２の突出先端部分には、切換部材１０８の揺動中心軸回りの周方向に延びる操作片１１４が設けられている。操作片１１４には、切換部材１０８の揺動中心軸線回りの周方向に延びるガイド孔１１６が形成されている。また、操作片１１４は、周方向中央部分において基端側から延出端へ行くに従って次第に厚さ寸法が小さくなっている。これにより、操作片１１４の下面は、延出端側となる周方向一端側が基端側となる周方向他端側よりも上方に位置している。

このような切換部材１０８は、支軸９６回りに揺動可能に配された状態で、操作片１１４のガイド孔１１６がロータ支軸５２に遊挿される。これにより、操作片１１４の下面が駆動ピニオン５８の上面に摺動可能に当接されている。

切換部材１０８が一方の揺動端に位置している状態では、駆動ピニオン５８が操作片１１４の基端部に当接して、駆動ピニオン５８が圧縮コイルスプリング６４の付勢力に抗して下方に押されている。これにより、駆動ピニオン５８が出力軸３２に接近変位して、駆動ピニオン５８の係止突起６２と出力軸３２の係止突起４８がロータ２４の回転方向で係止されることにより、駆動ピニオン５８と出力軸３２が一体的に回転可能となる。その結果、電気モータ１４の回転駆動力が駆動ピニオン５８に伝達される。なお、駆動ピニオン５８と出力軸３２が一体的に回転可能な状態では、蓋２２に設けられた係合突起１１８が、駆動ピニオン５８の係止爪６０に干渉しない。

一方、切換部材１０８が他方の揺動端に位置している状態では、駆動ピニオン５８が操作片１１４の延出端部に当接して、駆動ピニオン５８が圧縮コイルスプリング６４の付勢力によって出力軸３２から上方へ離隔変位する。これにより、駆動ピニオン５８の係止突起６２と出力軸３２の係止突起４８の係止状態が解除されて、電気モータ１４の回転駆動力が駆動ピニオン５８に伝達されない。また、駆動ピニオン５８の係止爪６０が蓋２２の係合突起１１８に対して駆動ピニオン５８の逆回転方向で係止される。その結果、駆動ピニオン５８の逆回転が阻止される。

また、ハウジング１２内には、調速機構１２０が配設されている。調速機構１２０は、支軸１２１回りに回転可能に配された調速車１２２を備えている。調速車１２２は、調速ピニオン１２４と調速歯車１２６が同一中心軸線上で一体形成された構造とされており、調速ピニオン１２４が遊星歯車機構７６の外歯歯車８４に噛合わされている。

調速車１２２の中心軸の上端部分には、摺動体１２８が弾性支持片１３０により周方向一方に向かって延びるように片持ち支持された支持部材１３２が、調速車１２２と一体的に回転可能に組み付けられている。これにより、調速車１２２が弾性支持片１３０の延び出している周方向の一方とは反対の方向に回転した場合、その遠心力で、摺動体１２８が弾性支持片１３０の付勢力に抗して調速車１２２の軸直角方向外方（径方向外方）に変位する。

また、調速車１２２の径方向外方に位置するようにして、摺動体１２８が摺動可能な筒状部１３４が蓋２２に一体形成されている。そして、摺動体１２８が筒状部１３４の内周面に摺動することにより、調速車１２２の回転速度が調節される。

調速機構１２０の近くには、ストッパ歯車１３６が支軸１３８回りで回転可能に配されている。ストッパ歯車１３６は調速歯車１２６に噛合わされている。ストッパ歯車１３６には、ストッパ突起１４０が設けられている。

また、ロータ２４の上方には、誘導リング１４２が配設されている。誘導リング１４２は、従来から公知の磁性材によって形成されており、全体として逆カップ形状を呈している。誘導リング１４２には、誘導リング１４２の上底部分１４４の中央を中心軸方向に貫通した状態で、スリーブ１４６が一体的に設けられている。スリーブ１４６における誘導リング１４２の上底よりも上方に突出している部分には、誘導ピニオン１４８が形成されている。

このような誘導リング１４２は、スリーブ１４６の中心孔がロータ２４の出力軸３２の小径部４４に外挿されて、スリーブ１４６が出力軸３２に形成された段差面５０に載置された状態で、且つ、ロータ２４の出力軸３２回りに回転可能な状態で、ロータ２４の上方に配設される。出力軸３２の小径部４４の突出端は、スリーブ１４６の軸方向上端面よりも上方に突出している。

誘導リング１４２がロータ２４の上方に配設された状態で、誘導リング１４２の筒壁部分１５０は、環状凹溝３６内に位置しており、誘導リング１４２の上底部分１４４は、誘導用磁石３８の上方に位置している。即ち、スリーブ１４６が出力軸３２の段差面５０に載置された状態で、誘導リング１４２は誘導用磁石３８に覆い被さっており、筒壁部分１５０が誘導用磁石３８とロータマグネット４０の径方向対向面間に位置している。この状態で、誘導用磁石３８の外周面と誘導リング１４２の筒壁部分１５０の内周面との径方向対向面間距離が、ロータマグネット４０の内周面と誘導リング１４２の筒壁部分１５０の外周面との径方向対向面間距離よりも小さくされている。

誘導リング１４２の近くには、伝動車１５２が支軸１５４回りに回転可能な状態で配されている。伝動車１５２は、伝動ピニオン１５６と伝動歯車１５８が同一中心軸線上で一体形成された構造とされており、伝動歯車１５８が誘導ピニオン１４８に噛合わされている。

伝動車１５２の近くには、支軸１６０回りに揺動可能な状態で係止部材１６２が配されている。係止部材１６２には、揺動中心軸の中心軸線回りに広がる略扇形形状とされた扇状突出片１６４が設けられている。扇状突出片１６４の円弧状外周面には、噛合歯１６６が形成されており、この噛合歯１６６が伝動ピニオン１５６に噛合わされている。

扇状突出片１６４には、係止片１６８が設けられており、この係止片１６８には、コイルスプリング１７０の一端が係止されている。コイルスプリング１７０の他端は、ハウジング本体２０に設けられた係止片１７２に係止されている。これにより、係止部材１６２に対して、コイルスプリング１７０の付勢力が揺動方向一方に常時及ぼされている。

係止部材１６２には、扇状突出片１６４とは異なる方向に突出する係止突起１７４が設けられている。係止部材１６２がコイルスプリング１７０の付勢力に抗して回動された場合、係止突起１７４がストッパ歯車１３６のストッパ突起１４０に係合する。これにより、調速車１２２の回転作動が阻止されて、ケース７８の回転が阻止される。なお、係止部材１６２が初期位置にある状態では、係止突起１７４は、ストッパ歯車１３６のストッパ突起１４０に係合しない。

また、係止部材１６２には、扇状突出片１６４や係止突起１７４とは異なる方向に突出するストッパ片１７６が設けられている。このストッパ片１７６は、係止部材１６２が初期位置に位置する状態で、ハウジング本体２０に設けられたストッパ突起１７８に当接する。

上述の如きギヤードモータ１０は、電気モータ１４に電源が供給されると、ロータ２４が回転し始める。なお、電気モータ１４に電源が供給されていない初期状態では、排水弁は初期位置にある。

初期状態からのロータ２４の回転作動時には、切換部材１０８の操作突起１１０が出力部材１８の摺動壁１０４に摺動しており、切換部材１０８の操作片１１４の基端部において駆動ピニオン５８が圧縮コイルスプリング６４の付勢力に抗して軸方向下方に押し下げられている。これにより、駆動ピニオン５８の係止突起６２が出力軸３２の係止突起４８に係止される。

電気モータ１４の回転駆動力は、ロータ２４の誘導用磁石３８と誘導リング１４２の間での磁気誘導と、ロータ２４の出力軸３２とスリーブ１４６との間での摩擦によって、誘導リング１４２に伝達されて、係止部材１６２がコイルスプリング１７０の付勢力に抗して回動する。これにより、係止部材１６２の係止突起１７４がストッパ歯車１３６のストッパ突起１４０に係合して、調速車１２２の回転が阻止される。その結果、ケース７８の回転が阻止される。

ケース７８の回転が阻止されることにより、電気モータ１４の回転駆動力が、駆動ピニオン５８，遊星歯車機構７６，中間車９４及び出力歯車１０２を介して、出力部材１８に伝達される。これにより、出力部材１８に連結された排水弁が初期位置から作動位置に向かって駆動変位する。このことから明らかなように、駆動ピニオン５８，遊星歯車機構７６，中間車９４及び出力歯車１０２によって、減速歯車列１６が構成されている。

排水弁が作動位置まで駆動変位すると、切換部材１０８の操作突起１１０が出力部材１８の操作突起１０６により、出力部材１８の回転方向に押される。これにより、切換部材１０８が支軸９６回りで揺動して、切換部材１０８の操作片１１４の延出端部が駆動ピニオン５８に当接し、駆動ピニオン５８が、圧縮コイルスプリング６４の付勢力によって、軸方向上方に押し上げられる。その結果、駆動ピニオン５８の係止突起６２と出力軸３２の係止突起４８の係合状態が解除されて、電気モータ１４の回転駆動力が駆動ピニオン５８に伝達されなくなる。

排水弁は、それ自身が有する復帰力によって、初期位置に向かって返戻作動を開始しようとする。しかしながら、誘導用磁石３８と誘導リング１４２の間での磁気誘導作用と、ロータ２４の出力軸３２とスリーブ１４６との間での摩擦作用とに基づくトルクの伝達により、係止部材１６２の係止突起１７４がストッパ歯車１３６のストッパ突起１４０に係合された状態が維持される。また、駆動ピニオン５８の係止爪６０が蓋２２の係合突起１１８に係止されることにより、駆動ピニオン５８の逆方向への回転が阻止される。その結果、出力歯車１０２の逆方向への回転が阻止されて、排水弁の作動位置への保持が可能となる。

所定の保持時間が経過した後、電気モータ１４への電源の供給が停止されると、ロータマグネット４０の磁極と、ステータ２８の磁極を形成する磁極部５４，５６との間での磁力がロータ２４の回転に対する制動力として作用する。その結果、ロータ２４は、ロータ２４自身の有する慣性力と、ロータマグネット４０の磁極とステータ２８の磁極部５４，５６の間に及ぼされる磁力との釣り合いがとれた位置まで回転して、一旦停止する。その後、ロータ２４は、慣性力がなくなっていることにより、ロータマグネット４０とステータ２８の磁気吸引作用に基づいて逆方向に回転し、ロータマグネット４０とステータ２８の磁気吸引作用に基づく安定した位置まで戻って停止する。

ロータ２４が正方向で制動されて、一旦停止するまでの正方向への回転時には、誘導用磁石３８と誘導リング１４２の間における磁気誘導作用に基づいて係止部材１６２の係止突起１７４がストッパ歯車１３６のストッパ突起１４０に係合した状態が維持される。

一方、ロータ２４が一旦停止すると、誘導用磁石３８と誘導リング１４２の間での磁気誘導作用に基づくトルクの伝達が行われなくなり、コイルスプリング１７０の付勢力によって、係止部材１６２が初期位置に向かって移動する。なお、ロータ２４の逆回転方向と係止部材１６２が初期位置に向かって揺動する際の誘導リング１４２の回転方向は同じとされている。

係止部材１６２が初期位置に向かって揺動すると、係止部材１６２の係止突起１７４がストッパ歯車１３６のストッパ突起１４０に係合されていない状態となり、調速車１２２の回転が許容されて、ケース７８の回転も許容される。これにより、駆動ピニオン５８の係止爪６０が蓋２２の係合突起１１８に係止されることで得られた駆動ピニオン５８の逆回転阻止力が、出力部材１８に伝達されなくなる。その結果、排水弁が、それ自身が有する復帰力によって、作動位置から初期位置に返戻作動する。

排水弁の返戻作動の開始時には、切換部材１０８の操作突起１１０が、出力部材１８の操作突起１０６への当接状態から解除されて、摺動壁１０４に摺動される。これにより、切換部材１０８の操作片１１４の基端部が駆動ピニオン５８に当接される。その結果、駆動ピニオン５８が圧縮コイルスプリング６４の付勢力に抗して軸方向下方に押し下げられて、駆動ピニオン５８の係止突起６２が出力軸３２の係止突起４８に係合される。

係止部材１６２が初期位置に位置すると、係止部材１６２のストッパ片１７６がハウジング本体２０のストッパ突起１７８に当接する。これにより、伝動車１５２の回転、延いては、誘導ピニオン１４８の回転が阻止される。

排水弁の作動位置から初期位置への返戻作動時には、出力部材１８，出力歯車１０２，中間車９４及び連結ピニオン９０が逆方向に回転する。しかし、ケース７８の回転が許容されていると共に、伝達ピニオン７４（太陽歯車）の逆方向への回転が阻止されていることから、ケース７８の回転が調速ピニオン１２４に伝達されて、調速車１２２が回転する。調速車１２２が回転すると、摺動体１２８が遠心力によって調速車１２２の径方向外方に広がって筒状部１３４の内周面に摺動する。その結果、排水弁の返戻作動時のスピードが調節される。

このような構造とされたギヤードモータ１０においては、誘導用磁石３８の外周面と、誘導用磁石３８と一体的に設けられたロータマグネット４０の内周面には、同じ周方向位置で対を為すように反対磁極が形成されている。これにより、誘導リング１４２の筒壁部分１５０を径方向に貫く磁束の数を増やして、誘導リング１４２に十分な大きさの磁束密度を作用させることが出来る。その結果、誘導リング１４２を電気モータ１４に組み込んだギヤードモータ１０を、安定した電気モータ１４の作動性能を確保しつつ、簡単な構造と少ない部品点数でもって容易に実現することが出来る。

また、誘導用磁石３８とロータマグネット４０の何れもが、異方性とされており、磁化容易軸が径方向に向けられて内周面及び外周面にそれぞれ磁極が形成されている。これにより、誘導リング１４２に対してより強い磁界を効率的に及ぼすことが出来る。

また、誘導用磁石３８の外周面と誘導リング１４２の筒壁部分１５０の内周面との径方向対向面間距離が、ロータマグネット４０の内周面と誘導リング１４２の筒壁部分１５０の外周面との径方向対向面間距離よりも小さくされている。これにより、誘導用磁石３８の磁力を、ロータマグネット４０の磁力よりも、誘導リング１４２に対して効率的に及ぼすことが出来る。その結果、電気モータ１４の作動安定性を確保しつつ、誘導用磁石３８による誘導リング１４２の作動効率を向上させることが可能となる。

また、ロータマグネット４０の外周面に形成された磁極とステータ２８の磁極部５４，５６が径方向で対向位置している。これにより、誘導用磁石３８による磁力の影響を回避して、ロータマグネット４０による磁力を効率的にステータ２８の磁極部に及ぼすことが出来る。その結果、電気モータ１４の作動安定性を一層向上させることが可能となる。

また、スリーブ１４６が出力軸３２の段差面５０に載置された状態で、誘導リング１４２の筒壁部分１５０が誘導用磁石３８とロータマグネット４０の径方向対向面間に位置している。これにより、誘導リング１４２の回転中心軸が延びる方向とロータ２４の回転中心軸が延びる方向を一致させ易くなる。その結果、誘導リング１４２の回転中心軸がロータ２４の回転中心軸に対して傾いてしまうことを防止して、誘導リング１４２の回転作動の安定化を図ることが出来る。

また、誘導用磁石３８の磁力を利用してロータマグネット４０を着磁している。これにより、ロータマグネット４０を効率的に着磁することが出来る。

また、プラスチック磁石３０は、着磁された誘導用磁石３８がロータマグネット４０の成型型内にセットされて、ロータマグネット４０が着磁されながら誘導用磁石３８と一体成形されることで製造される。これにより、誘導用磁石３８の磁極とロータマグネット４０の磁極の位置合わせを容易にすることが出来る。

また、このように製造されたプラスチック磁石３０と出力軸３２を一体成形することでロータ２４が製造されているので、ロータの製造も容易になる。

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、例えば、前記実施形態では、先に成形された誘導用磁石３８に対してロータマグネット４０が一体成形された構造のプラスチック磁石３０を備えたロータ２４が採用されていたが、図６に示すように、ロータマグネット４０と誘導用磁石３８を同時に射出成形して、ロータマグネット４０と誘導用磁石３８を一体成形した構造のプラスチック磁石１８０を備えたロータ１８２を採用しても良い。本発明のプラスチック磁石の材質は特に限定されるものではないが、好適にはフェライト系が採用されて、製作工程の簡略化や製造コスト低減等が図られる。

また、出力部材１８として、外周面に開口して周方向に連続して延びる溝に対してワイヤが巻き付けられた構造のワイヤ巻上プーリを採用しても良い。この場合、ワイヤ巻上プーリは、出力歯車１０２に対して、一体的に回転可能に組み付けられる。なお、出力歯車１０２を採用せず、ワイヤ巻上プーリに対して、中間車９４の中間ピニオン１００に噛合わされる噛合歯を設けて、中間車９４の回転がワイヤ巻上プーリに対して直接に伝達されるようにしても良い。

また、出力部材１８や出力歯車１０２の代わりに、中間ピニオン１００に噛合わされるラックが形成されたラックレバーを採用しても良い。

１０：ギヤードモータ，１４：電気モータ，１８：出力部材，２４：ロータ，３０：プラスチック磁石，３２：出力軸，３６：環状凹溝，３８：誘導用磁石（半成形品），４０：ロータマグネット，５２：ロータ支軸（回転中心軸），７６：遊星歯車機構，１４２：誘導リング，１４６：スリーブ，１６２：係止部材

Claims (8)

1. 電気モータの回転駆動力を出力部材に伝達／遮断するクラッチ手段を備えており、磁気誘導によって回転力が伝達されるように対向配置された誘導用磁石と誘導リングの一方を該電気モータで回転駆動させると共に、それら誘導用磁石と誘導リングの他方により、該クラッチ手段を継断する係止部材を駆動させるギヤードモータにおいて、
   前記電気モータのロータにプラスチック磁石が設けられて、該プラスチック磁石に回転中心軸と同心的に環状凹溝が形成されており、該環状凹溝の外周側壁部が該電気モータの駆動用のロータマグネットとされている一方、該環状凹溝の内周側壁部が前記誘導用磁石とされており、これらロータマグネットと誘導用磁石が何れも径方向に着磁されて且つ周方向で異なる磁極が交互に設定されていると共に、該環状凹溝を挟んで径方向に対向位置する該ロータマグネットの内周面と該誘導用磁石の外周面には互いに異なる磁極が同じ周方向位置となるように設定されており、前記誘導リングが該環状凹溝内に配設されて、該環状凹溝を挟んで径方向に対向位置する該ロータマグネットの内周面と該誘導用磁石の外周面との間に誘導リングが位置されることにより、該誘導リングの外周面と内周面が該ロータマグネットと該誘導用磁石における互いに異なる磁極面に対してそれぞれ隙間を隔てて且つ直接に径方向で対向配置されていることを特徴とするギヤードモータ。
2. 前記ロータマグネット及び前記誘導用磁石のうち少なくとも該誘導用磁石が異方性とされており、その磁化容易軸が径方向に向けられて内周面及び外周面にそれぞれ磁極が形成されている請求項１に記載のギヤードモータ。
3. 前記ロータマグネットの内周面と前記誘導リングの外周面との径方向対向面間距離に比して、前記誘導用磁石の外周面と該誘導リングの内周面との径方向対向面間距離が小さくされている請求項１又は２に記載のギヤードモータ。
4. 前記ロータマグネットの外周側に、前記電気モータを構成するステータ側の磁極部が配されて、該ロータマグネットの外周面の前記磁極に対して対向配置されている請求項１乃至３の何れか１項に記載のギヤードモータ。
5. 前記ロータの中心部分には、他部材へ係合されて回転出力を伝達する電気モータの出力軸が形成されていると共に、該出力軸に対して回転可能に外挿されるスリーブが、前記誘導リングに設けられている請求項１乃至４の何れか１項に記載のギヤードモータ。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載のギヤードモータを製造するに際して、
   前記ロータマグネットと前記誘導用磁石の何れか一方を成形時に着磁して半成形品を得た後、該ロータマグネットと該誘導用磁石の他方の成形型に該半成形品をセットして、該ロータマグネットと該誘導用磁石の他方を成形すると共に、該他方の成形時には、既に着磁された該半成形品の磁力を利用して該他方に対して着磁することを特徴とするギヤードモータの製造方法。
7. 前記ロータマグネットと前記誘導用磁石のうち、前記誘導用磁石を先に成形して前記半成形品とする請求項６に記載のギヤードモータの製造方法。
8. 請求項１乃至５の何れか１項に記載のギヤードモータを製造するに際して、
   前記ロータマグネット及び前記誘導用磁石を、それぞれ、成形時に着磁することにより、径方向に向けて磁化容易軸を配向させた異方性とすることを特徴とするギヤードモータの製造方法。