JP6025704B2

JP6025704B2 - モータ式アクチュエータ

Info

Publication number: JP6025704B2
Application number: JP2013268187A
Authority: JP
Inventors: 中西　延生; 延生中西
Original assignee: 中川電化産業株式会社
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: JP2015126575A; CN104747771A

Description

本発明は、例えば洗濯機や食洗機等の排水弁等を開閉するためのモータ式アクチュエータに関する。

従来、例えば家庭用の自動洗濯機の排水弁を開閉作動させる駆動手段としては、一般に、電気モータにより歯車列を介して駆動せしめられる出力部材を備えたモータ式アクチュエータが採用されている。具体的には、閉状態の初期位置に戻る復帰力を有する排水弁を、モータ式アクチュエータの出力部材で復帰力に抗して駆動させることで開状態とするようになっている。

ところで、自動洗濯機においては、洗濯や濯ぎの完了後に排水弁を閉状態から開状態に駆動するだけでなく、洗濯槽の排水が完了するまでの間、排水弁を開状態に保持すると共に、排水完了後には、排水弁を初期位置に戻して閉状態とする必要がある。

このような排水弁の作動制御を実現するために、従来では、図１３，図１４に示すようなモータ式アクチュエータ２０１が用いられている。すなわち、図に示すように、モータ式アクチュエータ２０１はモータ２０２と減速歯車列２０３とワイヤ巻上プーリ２０４とを有し、減速歯車列２０３は、回転力継断機構２０５、遊星歯車機構２０６および出力車２０７を有している。

ワイヤ巻上プーリ２０４に巻き取られるワイヤ２０８は、ばね（図示省略）の復帰力によって、巻取方向とは逆の送出方向Ａに付勢されている。モータ２０２の駆動により、ワイヤ巻上プーリ２０４がばねの復帰力に抗して巻取方向に回転し、ワイヤ２０８がワイヤ巻上プーリ２０４に巻き取られて、排水弁が開く。また、モータ２０２の駆動停止により、ワイヤ巻上プーリ２０４の回転がフリー状態になり、ワイヤ巻上プーリ２０４がばね（図示省略）の復帰力により送出方向Ａに回転し、ワイヤ２０８がワイヤ巻上プーリ２０４から送り出されて、排水弁が閉じる。

また、ハウジング２０９内には、磁気誘導式伝動機構２１０と、揺動自在な停止用レバー２１１とが設けられている。停止用レバー２１１は、円弧状の外周面上に形成された係止歯２１２に対して磁気誘導式伝動機構２１０の誘導ピニオン２１３が噛合せしめられている。これにより、停止用レバー２１１は、磁気誘導式伝動機構２１０の誘導リング２１４の回転に基づいて、揺動せしめられるようになっている。尚、停止用レバー２１１の外周縁部における周方向一方の端部には、突起２１５が形成されており、かかる突起２１５に対して誘導ピニオン２１３が当接せしめられることで停止用レバー２１１の周方向一方への揺動が規制されるようになっている。また、停止用レバー２１１は、コイルスプリング２１６（付勢手段）によって、揺動方向一方向への復元力が付与されている。

さらに、停止用レバー２１１には第１係止部２１７が設けられている。停止用レバー２１１がコイルスプリング２１６の復元力に抗して他方向へ回動した場合、図１４に示されているように、第１係止部２１７が調速機構２１８の回転作動軸２１９に形成された第２係止部２２０に対して係合せしめられるようになっている。このように停止用レバー２１１の第１係止部２１７が回転作動軸２１９の第２係止部２２０に係合せしめられることにより、回転作動軸２１９の回転作動が阻止されて、その結果、回転作動軸２１９に形成された調速ピニオン２２１に噛合される外歯歯車２２２を備えた遊星歯車機構２０６のケース２２３の回転が阻止されるようになっている。尚、停止用レバー２１１が初期位置にある状態では、第１係止部２１７は第２係止部２２０に干渉しないようになっている。
モータ２０２が駆動すると、図１４に示すように、停止用レバー２１１がコイルスプリング２１６の引張力に抗して他方向へ揺動し、停止用レバー２１１の第１係止部２１７が回転作動軸２１９の第２係止部２２０に係止され、遊星歯車機構２０６のケース２２３の回転が阻止される。この場合、モータ２０２の回転が回転力継断機構２０５と遊星歯車機構２０６および出力車２０７を経てワイヤ巻上プーリ２０４に伝達され、ワイヤ巻上プーリ２０４が復帰力に抗して巻取方向に回転し、ワイヤ２０８がワイヤ巻上プーリ２０４に巻き取られて、排水弁が開く。

また、モータ２０２が停止すると、停止用レバー２１１がコイルスプリング２１６の引張力により一方向へ復元し、第１係止部２１７が第２係止部２２０から離脱して、遊星歯車機構２０６のケース２２３の回転が許容される。この場合、ワイヤ巻上プーリ２０４の回転がフリー状態になり、ワイヤ巻上プーリ２０４がばねの復帰力により送出方向に回転し、ワイヤ２０８がワイヤ巻上プーリ２０４から送り出されて、排水弁が閉じる。

尚、上記のようなモータ式アクチュエータ２０１は下記特許文献１に記載されている。

特開２００６−５０８５７

しかしながら上記の従来形式では、図１４に示すように、第１係止部２１７の第２係止部２２０からの離脱は、コイルスプリング２１６の引張力のみの作用によって行われる。このため、第１係止部２１７と第２係止部２２０との間に微小な異物（塵埃等）が噛み込んだりコイルスプリング２１６が劣化した場合、コイルスプリング２１６の引張力だけでは、第１係止部２１７を第２係止部２２０から確実に離脱させることができないといった問題がある。この対策として、コイルスプリング２１６の引張力を増大させることが考えられるが、この場合、コイルスプリング２１６が大型化したり、コイルスプリング２１６の引張力の増大に伴って各部品の強度を増やす必要があり、モータ式アクチュエータ２０１が大型化する虞がある。

本発明は、付勢手段の大型化を抑制するとともに、第１係止部を第２係止部から確実に離脱させることが可能なモータ式アクチュエータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明におけるモータ式アクチュエータは、対象物を作動させる作動輪体と、作動輪体に回転駆動力を付与する駆動装置と、駆動装置によって回転される駆動回転体と、駆動回転体と作動輪体との間に設けられた遊星歯車機構と、駆動回転体と遊星歯車機構との間の駆動力伝達経路を断続する断続機構と、停止用回転体と、揺動自在な停止用レバーと、伝動機構とを有し、
作動輪体は一方向に付勢されており、
遊星歯車機構は、互いに回転自在な一方および他方の回転部材と、断続機構に設けられた太陽歯車と、一方の回転部材に設けられた内歯歯車と、他方の回転部材に設けられて太陽歯車と内歯歯車とに歯合する遊星歯車とを有し、
停止用回転体と遊星歯車機構の一方の回転部材とが連動して回転自在であり、
停止用レバーに第１係止部が設けられ、
停止用回転体に第２係止部が設けられ、
停止用レバーは、第１係止部が第２係止部に係止する停止位置と、第１係止部が第２係止部から離脱する停止解除位置とに揺動自在であるとともに、付勢手段により停止解除位置へ付勢されており、
伝動機構は、太陽歯車を備えた入力側回転部材と、内歯歯車を備えた中間回転部材と、太陽歯車と内歯歯車とに歯合する遊星歯車を備えた出力側回転部材とを有し、
駆動回転体と入力側回転部材とが連動して回転自在であり、
停止用レバーは出力側回転部材に連動して揺動自在であり、
駆動回転体が回転している状態から停止した際、中間回転部材が慣性力で回転することにより、停止用レバーが停止位置から停止解除位置に揺動するように出力側回転部材が回転するものである。

これによると、駆動装置が駆動すると、駆動回転体が回転し、伝動機構の入力側回転部材が一方向に回転し、入力側回転部材に連動して中間回転部材が他方向に回転するとともに出力側回転部材が一方向へ回転する。出力側回転部材の一方向への回転に連動して、停止用レバーが付勢手段の付勢力に抗して停止位置に揺動し、第１係止部が第２係止部に係合して、停止用回転体の回転と遊星歯車機構の一方の回転部材の回転とが阻止される。これにより、駆動装置の回転駆動力が断続機構と遊星歯車機構とを介して作動輪体に伝達され、作動輪体が付勢力に抗して他方向へ回転する。

また、駆動装置が停止した際、駆動回転体の回転が停止し、伝動機構の入力側回転部材の回転が停止するのに対して、中間回転部材が慣性力により他方向に回転し、中間回転部材に連動して出力側回転部材も他方向へ追従して回転する。停止用レバーは、他方向へ回転する出力側回転部材に連動するとともに付勢手段の付勢力により、停止位置から停止解除位置に揺動して、第１係止部が第２係止部から離脱し、停止用回転体の回転と遊星歯車機構の一方の回転部材の回転とが許容される。これにより、作動輪体が付勢力により一方向へ回転する。

このように、付勢手段の付勢力に加え、中間回転部材の慣性による回転力を利用して、停止用レバーを停止位置から停止解除位置に揺動させるため、付勢手段の付勢力を増大させることなく、第１係止部を第２係止部から確実に離脱させることができる。これにより、付勢手段の大型化およびモータ式アクチュエータの大型化を抑制することができる。

本第２発明におけるモータ式アクチュエータは、駆動回転体が回転すると、入力側回転部材が一方向に回転し、入力側回転部材に連動して中間回転部材が他方向に回転するとともに出力側回転部材が一方向へ回転し、
出力側回転部材の一方向への回転に連動して、停止用レバーが付勢力に抗して停止位置に揺動し、第１係止部が第２係止部に係合して、停止用回転体の回転と遊星歯車機構の一方の回転部材の回転とが阻止されることにより、駆動装置の回転駆動力が断続機構と遊星歯車機構とを介して作動輪体に伝達されて、作動輪体が付勢力に抗して他方向へ回転し、
駆動回転体の回転が停止すると、入力側回転部材の回転が停止するのに対して、中間回転部材が慣性力により他方向に回転し、中間回転部材に連動して出力側回転部材が他方向へ回転し、
出力側回転部材に連動するとともに付勢手段の付勢力により、停止用レバーが停止位置から停止解除位置に揺動して、第１係止部が第２係止部から離脱し、停止用回転体の回転と遊星歯車機構の一方の回転部材の回転とが許容され、作動輪体が付勢力により一方向へ回転するものである。

本第３発明におけるモータ式アクチュエータは、駆動回転体と入力側回転部材とに歯合する回転自在な第１中間回転体と、
出力側回転部材と停止用レバーとに歯合する回転自在な第２中間回転体とが設けられているものである。

これによると、駆動装置が駆動すると、駆動回転体が回転し、駆動回転体の回転が第１中間回転体を介して伝動機構の入力側回転部材に伝えられ、入力側回転部材が一方向に回転し、入力側回転部材に連動して中間回転部材が他方向に回転するとともに出力側回転部材が一方向へ回転し、出力側回転部材の回転が第２中間回転体を介して停止用レバーに伝えられ、停止用レバーが付勢手段の付勢力に抗して停止位置に揺動する。

本第４発明におけるモータ式アクチュエータは、停止用回転体と遊星歯車機構の一方の回転部材とに歯合して一方の回転部材の回転速度を調節する調速用回転体が設けられているものである。

これによると、駆動装置が停止した際、第１係止部が第２係止部から離脱し、停止用回転体の回転と遊星歯車機構の一方の回転部材の回転とが許容され、これにより、作動輪体が付勢力により一方向へ回転する。この際、作動輪体の回転に連動して停止用回転体と遊星歯車機構の一方の回転部材と調速用回転体とが回転し、一方の回転部材の回転速度が調速用回転体により調節される。これにより、遊星歯車機構の一方の回転部材に連動して作動輪体の一方向への回転速度が調節される。

以上のように本発明によると、付勢手段の付勢力に加え、中間回転部材の慣性による回転力を利用して、停止用レバーを停止位置から停止解除位置に揺動させるため、付勢手段の付勢力を増大させることなく、第１係止部を第２係止部から確実に離脱させることができる。これにより、付勢手段の大型化およびモータ式アクチュエータの大型化を抑制することができる。

本発明の実施の形態におけるモータ式アクチュエータの内部の展開構造を示す断面図である。同、モータ式アクチュエータの内部の展開構造を示す断面図である。同、モータ式アクチュエータの内部構造を示す一部切欠き平面図である。同、モータ式アクチュエータの内部構造を示す一部切欠き平面図である。同、モータ式アクチュエータの断続機構と遊星歯車機構の拡大断面図である。同、モータ式アクチュエータのカムレバーの動作を示す図である。同、モータ式アクチュエータの伝動機構の拡大断面図である。同、モータ式アクチュエータの伝動機構の分解平面図であり、（ａ）は出力側回転部材、（ｂ）は遊星歯車、（ｃ）は中間回転部材、（ｄ）は入力側回転部材を示す。同、モータ式アクチュエータの初期状態における停止用レバーと各回転体との一部切欠き平面図である。同、モータ式アクチュエータのモータが駆動したときの停止用レバーと各回転体との一部切欠き平面図である。同、モータ式アクチュエータのモータが駆動しているときの停止用レバーと各回転体との一部切欠き平面図であり、第１係止爪と第２係止爪とが係合した状態を示す。同、モータ式アクチュエータのモータが停止したときの停止用レバーと各回転体との一部切欠き平面図であり、中間回転部材が慣性力によって僅かに回転する状態を示す。従来のモータ式アクチュエータの内部の展開構造を示す断面図である。同、モータ式アクチュエータの停止用レバーと調速機構と磁気誘導式伝動機構との平面図である。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１〜図４に示すように、１０は家庭用の自動洗濯機等の排水弁（図示省略）を開閉作動させるモータ式アクチュエータである。モータ式アクチュエータ１０は洗濯機等の本体に取り付けられる中空箱体構造のハウジング１１を有しており、ハウジング１１内には、排水弁（対象物の一例）を開閉作動させるワイヤ巻上プーリ１２（出力側回転部材の一例）と、ワイヤ巻上プーリ１２に回転駆動力を付与するモータ１３（駆動装置の一例）と、モータ１３の回転駆動力をワイヤ巻上プーリ１２に伝達する減速歯車列１４とを有している。

ワイヤ巻上プーリ１２と排水弁とはワイヤ１５を介して連動連結されており、ワイヤ１５がワイヤ巻上プーリ１２に巻き取られることにより、排水弁が開き、ワイヤ１５がワイヤ巻上プーリ１２から送り出されることにより、排水弁が閉じる。ワイヤ１５はばね等の付勢具（図示省略）によりワイヤ巻上プーリ１２から送り出される送出方向Ａに付勢されており、これにより、ワイヤ巻上プーリ１２が送出方向Ａ（一方向の一例）に付勢されている。

モータ１３はロータ１９とステータ２０とを有し、ロータ１９は回転駆動軸２１を有し、回転駆動軸２１の先端部にはモータピニオン２２（駆動回転体の一例）が設けられている。尚、モータ１３は、コイルへの交番電流の通電で発現せしめられるＮ，Ｓ磁極との相互作用に基づいて、回転駆動軸２１において回転トルクやディテントトルクが発揮されるようになっている。

また、回転駆動軸２１には係止爪２５が形成されており、かかる係止爪２５の近くには、係止爪２５に対してロータ１９の回転方向一方向で係止される係止レバー２６が一軸回りで揺動可能に配されている。そして、係止爪２５と係止レバー２６によって、ロータ１９の回転方向を規定する逆転防止機構が構成されている。

減速歯車列１４は、モータピニオン２２とワイヤ巻上プーリ１２との間に設けられた遊星歯車機構２９と、モータピニオン２２と遊星歯車機構２９との間の駆動力伝達経路３０を断続する断続機構３１と、出力車３２とを有している。

図５に示すように、断続機構３１は上側断続部材３４と下側断続部材３５と圧縮コイルスプリング３６とを有している。上側断続部材３４は、外周面に係止爪３７が形成された円板状部分を備えており、かかる円板状部分には、その上面において太陽歯車３８が突出形成され、その下面において複数の係止凹所３９が形成されている。

下側断続部材３５は、モータピニオン２２に噛合する断続歯車４１を備えている。また、下側断続部材３５の上下両面には、それぞれ、軸方向外方に突出するボス部４２，４３が形成されている。また、下側断続部材３５には、上側ボス部４２の周りにおいて複数の切欠溝４４が形成されており、かかる切欠溝４４内には、上側断続部材３４の係止凹所３９に係合可能な複数の係止片４５が下側断続部材３５の軸方向で弾性的に変位可能に形成されている。

このような構造とされた上側断続部材３４および下側断続部材３５は、圧縮コイルスプリング３６を挟んで互いに軸方向に重ね合わせられるように配されており、このように上側断続部材３４と下側断続部材３５とが配された状態下において、上側断続部材３４および下側断続部材３５は圧縮コイルスプリング３６の付勢力によって弾性的に離隔して対向位置せしめられている。

そして、図５に示されているように、上側断続部材３４と下側断続部材３５とが圧縮コイルスプリング３６の付勢力に抗して軸方向に接近せしめられて、上側断続部材３４の係止凹所３９と下側断続部材３５の係止片４５とが係合せしめられた状態では、上側断続部材３４と下側断続部材３５とが一体的に回転せしめられるようになっており、これにより、モータ１３の回転駆動力が上側断続部材３４の太陽歯車３８に伝達されるようになっている。上側断続部材３４の係止凹所３９と下側断続部材３５の係止片４５との係合は、モータ１３の正回転方向では維持されるようになっている一方、逆回転方向では解除されるラチェット構造とされている。

遊星歯車機構２９は、互いに回転自在なケース４８（一方の回転部材の一例）および従動体４９（他方の回転部材の一例）と、断続機構３１に設けられた太陽歯車３８と、ケース４８に設けられた内歯歯車５１および外歯歯車５２と、従動体４９に設けられて太陽歯車３８と内歯歯車５１とに歯合する回転自在な複数の遊星歯車５３とを有している。

ケース４８は有底円筒形状の部材であり、内歯歯車５１および外歯歯車５２はケース４８の筒壁部の内周面と外周面に形成されている。従動体４９は円板５５を備えており、円板５５には複数本の支軸５６が設けられ、支軸５６は遊星歯車５３の軸孔に挿入されている。また、円板５５には、上方に突出する連結歯車５７が形成されている。

従動体４９はケース４８に嵌め込まれることでケース４８に組み付けられ、遊星歯車５３は支軸５６に回転可能に装着されている。尚、従動体４９がケース４８に組み付けられた状態で、ケース４８は上側断続部材３４に重ね合わせられるようにして組み付けられるようになっている。上側断続部材３４の太陽歯車３８は、ケース４８の底壁部分に形成された貫通孔に挿通されて、ケース４８内に位置せしめられるようになっている。また、太陽歯車３８と連結歯車５７とは同軸上に位置せしめられている。

図１，図３，図５に示すように、出力車３２は出力歯車５９と出力ピニオン６０とが同軸上に一体形成された構造とされており、出力歯車５９が連結歯車５７に歯合されている。

図１に示すように、ワイヤ巻上プーリ１２は、その外周面において、周方向に連続して延びる溝６２を備えている。ワイヤ１５は溝６２に巻きつけられる。また、ワイヤ巻上プーリ１２は、出力車３２の出力ピニオン６０に噛合される係止歯６３を備えている。これにより、モータ１３の回転駆動力が、断続機構３１，遊星歯車機構２９，出力車３２およびワイヤ巻上プーリ１２を介してワイヤ１５に伝達され、排水弁の開閉が切り換えられるようになっている。

図１，図４に示すように、ワイヤ巻上プーリ１２の下面には、円弧状に湾曲した摺動壁６４が立設されていると共に、かかる摺動壁６４の周方向一方の端部付近には、摺動壁６４との間に隙間を形成するようにして突起６５が立設されている。突起６５は摺動壁６４よりも径方向外方に位置せしめられている。

図１，図４〜図６に示すように、出力車３２の軸方向下方には、カムレバー６８が支軸６９周りで揺動可能に配されている。カムレバー６８は、揺動中心となる支軸６９に直交する方向に突出せしめられた摺接片７０を備えている。摺接片７０の先端部はワイヤ巻上プーリ１２の摺動壁６４に対して摺動自在である。また、カムレバー６８には、摺接片７０とは異なる方向に突出せしめられた操作片７１が形成されており、操作片７１の先端部には、カムレバー６８の支軸６９の周方向に沿って円弧状に延びる誘導孔７２が形成されている。操作片７１の先端部（即ち誘導孔７２が形成されている部分）は、周方向中央部分において周方向一方の側から他方の側に行くに従って次第に厚さ寸法が大きくなっている一方、周方向両端部分において厚さ寸法が略一定とされている。これにより、操作片７１の先端部は、周方向一方の側が周方向他方の側よりも下方に位置せしめられている。

遊星歯車機構２９および断続機構３１の支軸７４が操作片７１の誘導孔７２に遊挿され、操作片７１の上面に下側断続部材３５の下側ボス部４３が摺動可能に当接されるようになっている。また、カムレバー６８には、上側断続部材３４の係止爪３７に係止される係止片７５が、摺接片７０および操作片７１とは異なる方向に突出して形成されている。

図４に示されているように、カムレバー６８の摺接片７０がワイヤ巻上プーリ１２の摺動壁６４に摺接されている場合、下側断続部材３５の下側ボス部４３が操作片７１の先端部における周方向他方の側に当接せしめられて、下側断続部材３５が上方に持ち上げられる。これにより、断続歯車４１と太陽歯車３８との間に軸方向で接近方向の相対変位力が及ぼされることとなり、その結果、図５に示すように、下側断続部材３５の係止片４５と上側断続部材３４の係止凹所３９とが係止されて、モータ１３の回転駆動力が太陽歯車３８に伝達される。このように係止片４５と係止凹所３９とが係止された状態では、カムレバー６８の係止片７５が上側断続部材３４の係止爪３７に係止されておらず、これにより、上側断続部材３４の回転が許容される。

また、図６に示されているように、カムレバー６８の摺接片７０がワイヤ巻上プーリ１２の突起６５に当接した状態では、下側断続部材３５の下側ボス部４３が操作片７１の先端部における周方向一方の側に当接せしめられて、下側断続部材３５が圧縮コイルスプリング３６の付勢力によって上側断続部材３４から離隔して下方に位置せしめられる。これにより、断続歯車４１と太陽歯車３８との間に及ぼされていた、軸方向で接近方向の相対変位力が解除されることとなり、その結果、下側断続部材３５の係止片４５と上側断続部材３４の係止凹所３９との係止が解除されて、モータ１３の回転駆動力が太陽歯車３８に伝達されないようになっている。このように係止片４５と係止凹所３９との係止が解除された状態では、図６に示すように、カムレバー６８の係止片７５が上側断続部材３４の係止爪３７に係止されるようになっており、これにより、上側断続部材３４の回転が阻止される。

また、図１〜図４に示すように、ハウジング１１内には、停止用回転体７８と、揺動自在な停止用レバー７９と、伝動機構８０と、第１および第２中間回転体８１，８２と、遊星歯車機構２９のケース４８の回転速度を調節する調速用回転体８３とが設けられている。

停止用回転体７８は、ピン８６に回転自在に支持されており、ピニオン８７と、外周から突出した第２係止爪８８（第２係止部の一例）とを有している。
図１，図３，図４，図９に示すように、停止用レバー７９は、扇形状の部材であり、円弧状の外周部には係止歯９１が形成されている。また、停止用レバー７９は、揺動方向Ｂにおける一端部に、突出した第１係止爪９２（第１係止部の一例）を備えている。

停止用レバー７９は、図１１に示すように第１係止爪９２が第２係止爪８８に係止する停止位置Ｃと、図９に示すように第１係止爪９２が第２係止爪８８から離脱する停止解除位置Ｄとに揺動自在であるとともに、引張コイルバネ９３（付勢手段の一例）により停止解除位置Ｄへ付勢されている。

図１，図３，図７，図８に示すように、伝動機構８０は、先端部に太陽歯車９６を備えた入力側回転部材９７と、内歯歯車９８を備えた中間回転部材９９と、太陽歯車９６と内歯歯車９８とに歯合する複数の遊星歯車１００を備えた出力側回転部材１０１とを有している。尚、これら入力側回転部材９７と中間回転部材９９と出力側回転部材１０１とには共通のピン１０２（支軸）が挿通され、入力側回転部材９７と中間回転部材９９と出力側回転部材１０１とはそれぞれピン１０２を中心にして互いに回転自在である。

入力側回転部材９７の下部には入力側ピニオン１０３が設けられている。
中間回転部材９９は、中央部に貫通孔を有し、外周部に周壁部１０５を有している。内歯歯車９８は周壁部１０５の内周に全周にわたり形成されている。尚、入力側回転部材９７の先端部は中間回転部材９９の貫通孔に挿入され、太陽歯車９６は周壁部１０５の内側に突出している。

出力側回転部材１０１は、円板部１０７と、円板部１０７から上方に突出した出力側ピニオン１０８と、円板部１０７から下向きに設けられた複数の支軸１０９とを有している。出力側回転部材１０１の円板部１０７は中間回転部材９９に嵌め込まれることで中間回転部材９９に組み付けられ、遊星歯車１００は支軸１０９に回転可能に装着されている。

図１，図９に示すように、第１および第２中間回転体８１，８２には共通のピン１１２（支軸）が挿通され、第１中間回転体８１と第２中間回転体８２とはそれぞれピン１１２を中心にして互いに回転自在である。第１中間回転体８１は、外周部に歯部を有する歯車であり、モータピニオン２２と入力側回転部材９７の入力側ピニオン１０３とに歯合している。これにより、モータピニオン２２と入力側回転部材９７とが第１中間回転体８１を介して連動する。

第２中間回転体８２は、第１中間回転体８１の上方に設けられており、中間歯車１１３と中間ピニオン１１４とを有している。尚、第２中間回転体８２の中間歯車１１３は出力側回転部材１０１の出力側ピニオン１０８に歯合し、第２中間回転体８２の中間ピニオン１１４は停止用レバー７９の係止歯９１に歯合している。これにより、停止用レバー７９は、第２中間回転体８２を介して、出力側回転部材１０１に連動して揺動自在である。

図２，図３に示すように、調速用回転体８３にはピン１１７（支軸）が挿通されている。調速用回転体８３は、ピン１１７に回転自在に支持されており、調速用歯車１１８と、調速用歯車１１８の下方に形成された調速用ピニオン１１９と、調速用歯車１１８の上方に設けられた一対の摺動体１２０とを備えており、遠心クラッチ構造のブレーキ式の構成を有している。

ハウジング１１には円筒部１２１が形成され、摺動体１２０は円筒部１２１内に収容されている。調速用回転体８３の回転速度が許容値を超えようとすると、摺動体１２０が、遠心力により拡径方向へ移動し、円筒部１２１の内周面に摺接することにより、調速用回転体８３に制動力が発生する。

図２，図５に示すように、調速用回転体８３の調速用歯車１１８が停止用回転体７８のピニオン８７に歯合し、調速用回転体８３の調速用ピニオン１１９が遊星歯車機構２９のケース４８の外歯歯車５２に歯合している。これにより、停止用回転体７８と遊星歯車機構２９のケース４８とが調速用回転体８３を介して連動している。

以下、上記構成における作用を説明する。
（１）モータ１３に電源が供給されていない初期状態では、ワイヤ１５がワイヤ巻上プーリ１２から送り出されて排水弁が閉じており、このような初期状態下において、図９に示すように、停止用レバー７９は、引張コイルバネ９３の引張力（付勢力）により、停止解除位置Ｄに切り換えられており、停止用レバー７９の第１係止爪９２が停止用回転体７８の第２係止爪８８から離脱している。

（２）その後、モータ１３に電源が供給されると、ロータ１９が一方向へ回転する。ロータ１９の回転作動時には、図４に示すように、カムレバー６８の摺接片７０が、ワイヤ巻上プーリ１２の摺動壁６４に摺接された状態となっており、カムレバー６８における操作片７１の先端部の周方向他方の側によって下側断続部材３５が圧縮コイルスプリング３６の復帰力に抗して軸方向上方に押し上げられるようになっている。これにより、図５に示すように、下側断続部材３５の係止片４５が上側断続部材３４の係止凹所３９に係止されて、断続機構３１が継続状態となる。この際、カムレバー６８の係止片７５は、上側断続部材３４の係止爪３７に係止されておらず、これにより、上側断続部材３４の回転が許容される。

また、上記のようにロータ１９が一方向へ回転すると、モータピニオン２２が一方向に回転し、下側断続部材３５と上側断続部材３４とが回転し、遊星歯車機構２９のケース４８が回転し、図１０に示すように、調速用回転体８３を介して停止用回転体７８が矢印方向に回転するとともに、第１中間回転体８１が他方向（矢印参照）へ回転し、伝動機構８０の入力側回転部材９７が一方向に回転し、入力側回転部材９７に連動して中間回転部材９９が他方向Ｅに回転するとともに出力側回転部材１０１が一方向Ｆへ回転する。

このように出力側回転部材１０１が一方向Ｆへ回転することにより、第２中間回転体８２が他方向Ｅへ回転し、停止用レバー７９が引張コイルバネ９３の引張力に抗して停止解除位置Ｄから停止位置Ｃに向かって揺動する（矢印参照）。

（３）図１１に示すように、停止用レバー７９が停止位置Ｃに達すると、第１係止爪９２が第２係止爪８８に係合して、停止用回転体７８の回転が阻止され、これにより、調速用回転体８３と遊星歯車機構２９のケース４８との回転も阻止される。

この際、停止用レバー７９は停止位置Ｃに切り換えられており、第２中間回転体８２と出力側回転部材１０１とが停止しているのに対し、モータピニオン２２と第１中間回転体８１と入力側回転部材９７と中間回転部材９９とが引き続き実線で示した各矢印方向へ回転している。このため、第２中間回転体８２と出力側回転部材１０１とには点線で示した矢印方向の付勢力Ｇが作用し、これにより、停止用レバー７９には、停止用レバー７９を停止位置Ｃに付勢する付勢力Ｇが作用する。

これにより、停止用レバー７９が停止位置Ｃに維持され、引き続きモータピニオン２２の回転により、下側断続部材３５と上側断続部材３４とが回転し、遊星歯車機構２９の回転が阻止されているケース４８に対して、太陽歯車３８が回転し、遊星歯車５３が自転しながら公転することにより、従動体４９が回転し、出力車３２が回転し、ワイヤ巻上プーリ１２が付勢具の付勢力に抗して巻取方向Ｈ（他方向の一例）へ回転する。これにより、ワイヤ１５がワイヤ巻上プーリ１２に巻き取られ、排水弁が開き、排水が開始される。

（４）排水弁が全開すると、図６に示すように、カムレバー６８の摺接片７０がワイヤ巻上プーリ１２の突起６５によりワイヤ巻上プーリ１２の回転方向（巻取方向Ｈ）に押されることとなり、カムレバー６８が支軸６９周りで回動される。これにより、カムレバー６８における操作片７１の先端部の周方向一方の側が下側ボス部４３に当接せしめられることとなり、その結果、圧縮コイルスプリング３６の付勢力に抗して軸方向上方に押し上げられていた下側断続部材３５が圧縮コイルスプリング３６の付勢力により、軸方向下方に押し下げられて、上側断続部材３４の係止凹所３９と下側断続部材３５の係止片４５との係合状態が解除されることとなり、モータ１３の回転駆動力が上側断続部材３４に伝達されないようになっている。

この状態において、排水弁は付勢具の付勢力によって開状態から閉状態に向かって返戻作動を開始しようとするが、上記のように遊星歯車機構２９のケース４８の回転が阻止された状態が維持されると共に、図６に示すように、カムレバー６８の係止片７５が上側断続部材３４の係止爪３７に係止されて、上側断続部材３４の逆方向への回転が阻止されるようになっている。その結果、従動体４９の逆方向への回転が阻止されて、排水弁を開状態に保つことができる。

上記のように排水弁を開状態にして所定時間が経過すると、タイマー等によりモータ１３が停止する。これにより、ロータ１９とモータピニオン２２とが停止し、第１中間回転体８１が停止し、伝動機構８０の入力側回転部材９７が停止するのに対して、図１２に示すように、中間回転部材９９がその自重による慣性力で他方向Ｅへ僅かに回転する。この際、入力側回転部材９７はロータ１９の位置決め力（ディテントトルク）によって回転方向にロックされるので、中間回転部材９９の慣性力による回転が遊星歯車１００の自転および公転を介して出力側回転部材１０１に伝達され、出力側回転部材１０１が中間回転部材９９に追従して他方向Ｅへ僅かに回転する。

これにより、第２中間回転体８２が一方向Ｆへ僅かに回転し、停止用レバー７９は、一方向Ｆへ僅かに回転する第２中間回転体８２に連動するとともに引張コイルバネ９３の引張力により、停止位置Ｃから停止解除位置Ｄに向かって揺動する（矢印参照）。このように、引張コイルバネ９３の引張力に加え、中間回転部材９９の慣性による回転力を利用して、停止用レバー７９を停止位置Ｃから停止解除位置Ｄに揺動させるため、引張コイルバネ９３の引張力を増大させることなく、第１係止爪９２を第２係止爪８８から確実に離脱させることができる。これにより、引張コイルバネ９３の大型化およびモータ式アクチュエータ１０の大型化を抑制することができる。

（５）これにより、図９に示すように、第１係止爪９２が第２係止爪８８から離脱し、停止用回転体７８の回転と調速用回転体８３の回転と遊星歯車機構２９のケース４８の回転とが許容される。その結果、図６に示したカムレバー６８の係止片７５が上側断続部材３４の係止爪３７に係止されることによって得られた上側断続部材３４の逆回転阻止力がワイヤ巻上プーリ１２に伝達されなくなり、付勢具の付勢力によってワイヤ巻上プーリ１２が送出方向Ａへ回転し、ワイヤ１５がワイヤ巻上プーリ１２から送り出され、排水弁が閉じられて初期状態に返戻作動する。

この際、カムレバー６８の摺接片７０がワイヤ巻上プーリ１２の突起６５への当接状態から解除されて、図４に示すように、摺動壁６４に摺接されるようになっており、これにより、操作片７１の先端部における周方向他方の側が下側ボス部４３に当接されることとなり、図５に示すように、下側断続部材３５が圧縮コイルスプリング３６の復帰力に抗して軸方向上方に押し上げられ、上側断続部材３４の係止凹所３９と下側断続部材３５の係止片４５とが係合された状態となる。その結果、排水弁の開状態から閉状態への返戻作動時には、係止凹所３９と係止片４５とが係合して、モータ１３の磁力によるロータ１９の位置決め力（ディテントトルク）が上側断続部材３４に伝達されることとなり、これにより、上側断続部材３４の逆方向への回転が阻止される。

さらに、上記排水弁の開状態から閉状態への返戻作動時においては、ワイヤ巻上プーリ１２が送出方向Ａへ回転するため、ワイヤ巻上プーリ１２の回転に連動して、出力車３２および遊星歯車機構２９の従動体４９がワイヤ巻取時とは逆方向に回転せしめられるようになっているが、ケース４８の回転が許容されていると共に、太陽歯車３８の逆方向への回転が阻止されるようになっていることから、従動体４９に連動してケース４８が回転し、ケース４８の回転が調速用回転体８３に伝達されて、調速用回転体８３が回転するとともに停止用回転体７８が回転する。これにより、図２，図３に示すように、調速用回転体８３の各摺動体１２０が遠心力により径方向外方に広がって円筒部１２１の内周面に摺接し、調速用回転体８３に制動力が作用し、ケース４８の回転速度が調節されるため、ワイヤ巻上プーリ１２の送出方向Ａへの回転速度が調節され、排水弁の開状態から閉状態への返戻作動時のスピードが調節される。

上記実施の形態では、図１に示すように、モータピニオン２２と伝動機構８０の入力側回転部材９７とに歯合する第１中間回転体８１と、出力側回転部材１０１と停止用レバー７９とに歯合する第２中間回転体８２とを設けているが、第１および第２中間回転体８１，８２を設けず、モータピニオン２２と入力側回転部材９７とが直接連動連結され、出力側回転部材１０１と停止用レバー７９とが直接連動連結されていてもよい。この場合、伝動機構８０はモータ１３の上方に設けられている。また、停止用回転体７８に摺動体１２０を設けて調速用歯車の機能を付加し、この調速機能付きの停止用回転体７８と遊星歯車機構２９のケース４８とを中継回転体で連動連結してもよい。

上記実施の形態では、対象物の一例として洗濯機の排水弁を挙げたが、排水弁に限定されるものではない。

１０モータ式アクチュエータ
１２ワイヤ巻上プーリ（作動輪体）
１３モータ（駆動装置）
２２モータピニオン（駆動回転体）
２９遊星歯車機構
３１断続機構
３８太陽歯車
４８ケース体（一方の回転部材）
４９従動体（他方の回転部材）
５１内歯歯車
５３遊星歯車
７８停止用回転体
７９停止用レバー
８０伝動機構
８１第１中間回転体
８２第２中間回転体
８３調速用回転体
８８第２係止爪（第２係止部）
９２第１係止爪（第１係止部）
９３引張コイルバネ（付勢手段）
９６太陽歯車
９７入力側回転部材
９８内歯歯車
９９中間回転部材
１００遊星歯車
１０１出力側回転部材
Ａ送出方向（一方向）
Ｃ停止位置
Ｄ停止解除位置
Ｅ他方向
Ｆ一方向
Ｈ巻取方向（他方向）

Claims

対象物を作動させる作動輪体と、作動輪体に回転駆動力を付与する駆動装置と、駆動装置によって回転される駆動回転体と、駆動回転体と作動輪体との間に設けられた遊星歯車機構と、駆動回転体と遊星歯車機構との間の駆動力伝達経路を断続する断続機構と、停止用回転体と、揺動自在な停止用レバーと、伝動機構とを有し、
作動輪体は一方向に付勢されており、
遊星歯車機構は、互いに回転自在な一方および他方の回転部材と、断続機構に設けられた太陽歯車と、一方の回転部材に設けられた内歯歯車と、他方の回転部材に設けられて太陽歯車と内歯歯車とに歯合する遊星歯車とを有し、
停止用回転体と遊星歯車機構の一方の回転部材とが連動して回転自在であり、
停止用レバーに第１係止部が設けられ、
停止用回転体に第２係止部が設けられ、
停止用レバーは、第１係止部が第２係止部に係止する停止位置と、第１係止部が第２係止部から離脱する停止解除位置とに揺動自在であるとともに、付勢手段により停止解除位置へ付勢されており、
伝動機構は、太陽歯車を備えた入力側回転部材と、内歯歯車を備えた中間回転部材と、太陽歯車と内歯歯車とに歯合する遊星歯車を備えた出力側回転部材とを有し、
駆動回転体と入力側回転部材とが連動して回転自在であり、
停止用レバーは出力側回転部材に連動して揺動自在であり、
駆動回転体が回転している状態から停止した際、中間回転部材が慣性力で回転することにより、停止用レバーが停止位置から停止解除位置に揺動するように出力側回転部材が回転することを特徴とするモータ式アクチュエータ。
駆動回転体が回転すると、入力側回転部材が一方向に回転し、入力側回転部材に連動して中間回転部材が他方向に回転するとともに出力側回転部材が一方向へ回転し、
出力側回転部材の一方向への回転に連動して、停止用レバーが付勢力に抗して停止位置に揺動し、第１係止部が第２係止部に係合して、停止用回転体の回転と遊星歯車機構の一方の回転部材の回転とが阻止されることにより、駆動装置の回転駆動力が断続機構と遊星歯車機構とを介して作動輪体に伝達されて、作動輪体が付勢力に抗して他方向へ回転し、
駆動回転体の回転が停止すると、入力側回転部材の回転が停止するのに対して、中間回転部材が慣性力により他方向に回転し、中間回転部材に連動して出力側回転部材が他方向へ回転し、
出力側回転部材に連動するとともに付勢手段の付勢力により、停止用レバーが停止位置から停止解除位置に揺動して、第１係止部が第２係止部から離脱し、停止用回転体の回転と遊星歯車機構の一方の回転部材の回転とが許容され、作動輪体が付勢力により一方向へ回転することを特徴とする請求項１記載のモータ式アクチュエータ。
駆動回転体と入力側回転部材とに歯合する回転自在な第１中間回転体と、
出力側回転部材と停止用レバーとに歯合する回転自在な第２中間回転体とが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のモータ式アクチュエータ。
停止用回転体と遊星歯車機構の一方の回転部材とに歯合して一方の回転部材の回転速度を調節する調速用回転体が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータ式アクチュエータ。