JPH0724180A - モータ式駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一方向カムとステックとによる切り換え手段
を廃止し、耐久性よく、また構成も簡単なモータ式駆動
装置を提供することである。 【構成】 切り換え手段としてのレバー３８の動きを可
動鉄心３５と同じ運動に限定し、レバー３８と一体の押
し片５４によってクラッチ９の連結状態を制御すると共
に、レバー３８と一体の弾性板５３を主歯車７の凸歯部
４６に対向させ、主歯車７の回転によってレバー３８の
動きを規制するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、モータを駆動源とし
て、電気洗濯機の排水弁などの操作対象を駆動する装置
に関する。

【０００２】

【先行技術】特許出願人は、特願平４−３６０１０７号
の特許出願でこの発明に先行するモータ式駆動装置を提
案している。その先行技術では、切り換え手段としての
レバーの運動軌跡が一方向のカム溝とステックとによっ
て規制されており、主歯車の凸歯部がどの位置で止まっ
たときでも、前記レバーが凸歯部に当たることなく、前
記レバーを開放状態に復帰するようにしている。

【０００３】ところが、上記切り換え手段としてのレバ
ーが一方向カム溝とステックとによって規制されて、ス
ライド動作と回動動作とを同時に行うので、一方向カム
溝とステックとの当接部が摩擦により長期使用時の耐久
性が悪く、また構成や動きも複雑なので、組み立ても困
難であるという欠点がある。

【０００４】

【発明の目的】したがって、本発明の目的は、一方向カ
ムとステックとによる切り換え手段を廃止し、耐久性よ
く、また構成や動きも簡単なモータ式駆動装置を提供す
ることである。

【０００５】

【発明の解決手段】上記目的のもとに、本発明は、切り
換え手段としてのレバーの動きを可動鉄心と同じ運動に
限定し、このレバーと一体の押し片によってクラッチの
連結状態を制御するとともに、レバーと一体の弾性板を
主歯車の凸歯部に対向させ、主歯車の回転によってレバ
ーの動きを規制するようにしている。

【０００６】

【実施例】図１、図２および図３は、モータ式駆動装置
１の巻き上げ完了状態、巻き上げ開始状態、開放状態、
をそれぞれ示しており、また図４は、切り換え手段の部
分の構成、さらに図５は、回転伝達系の部分をそれぞれ
示している。

【０００７】モータ式駆動装置１は、上記の図、特に図
５に見られるように、上ケース２と駆動源としてのモー
タ３のステータコア等の地板４との間に組み込まれてい
る。駆動源としてのモータ３の回転は、モータ出力軸５
と一体のピニオン６によって主歯車７に伝達される。

【０００８】主歯車７は、これと対向する従動歯車８と
ともに軸１１によって同軸で対向しながら回転自在に支
持されており、主歯車７と一体のクラッチ爪９１および
従動歯車８と一体のクラッチ爪９２によって、クラッチ
９を構成している。このクラッチ９は、一対のクラッチ
爪９１、９２のかみ合い時に連結状態となり、主歯車７
の回転力を従動歯車８に伝達できるようになっている。
なお、一対のクラッチ爪９１、９２は、図７に示すよう
に、かみ合い側で急斜面となり、１直径線上で２つ設け
られている。

【０００９】主歯車７は、軸１１に対して軸方向に移動
自在となっており、主歯車７と従動歯車８との間に設け
られたスプリング１０によって常に一対のクラッチ爪９
１、９２を引き離す方向に付勢されている。また、従動
歯車８を軸方向移動自在にしても良い。従動歯車８にブ
レーキ手段１５として回転時の遠心力によって中心から
離れる方向に変位する例えばゴム製半円弧状の２つのブ
レーキ部材が変位自在に載置されており、その外周部分
で主歯車７の内側に形成された周壁７１に摩擦的に接触
できるようになっている。なお、一対のブレーキ手段１
５は、主歯車７の上昇位置でも周壁７１に接し得る位置
にある。

【００１０】さらに、図５および図８に示すように、軸
１４の部分に逆転防止レバー１６が回動自在に支持され
ており、その軸１４に回転自在にはめ込まれた歯車５６
に面で接していて、面接触部分で歯車５６から摩擦的に
回転力を受けるようになっている。逆転防止レバー１６
の先端部分は、ピニオン６と一体に形成された逆転防止
カム１７と対応し、また歯車５６は、ピニオン６にかみ
合って、その回転を取り入れて、モータ３の回転方向に
応じて、逆転防止レバー１６にいずれかの方向の変位を
与える。

【００１１】モータ出力軸５の逆転起動時に、逆転防止
レバー１６は、歯車５６から図８で時計方向の回転を受
けて、逆転防止カム１７に当接することによって、モー
タ出力軸５の回転方向を正転方向つまり時計方向に修正
する。またモータ出力軸５が正転方向つまり時計方向に
起動するとき、逆転防止レバー１６は、歯車５６の反時
計方向の回転を受けて、逆転防止カム１７の回転域から
離れる方向に変位し、適当なストッパ３７に当たって停
止している。

【００１２】そして、従動歯車８の回転は、図５に見ら
れるように、減速歯車輪列すなわち軸１２に支持された
歯車１８、軸１３に支持された歯車１９および軸１４に
支持された歯車２０を介してこれと一体の出力車２１に
伝達される。なお、これらの軸１１、１２、１３、１４
は、地板４に圧入などにより固定され、上ケース２の孔
部により支持されている。

【００１３】出力車２１は、溝付回転体であり、これと
一体のピン２２と上ケース２の円弧孔２３とのはまり合
いによって、回転域として中心角１２０度程度に規制さ
れている。この回転域内で、出力車２１は、例えばワイ
ヤ２４を巻き込み、または巻き戻すことによって図示し
ない操作対象例えば電気洗濯機の排水弁などを弁の閉じ
る方向の付勢力に打ち勝って開閉させる。

【００１４】また上記軸１４には図５のほか図９および
図１０に示すメインカム２５が回転自在に支持されてお
り、それと一体の連動ピン２６は、後述のカムスイッチ
５０を操作するために、上記円弧孔２３よりも少し短い
円弧状の連動溝２７にはまって、出力車２１の回転と連
動するようになっている。

【００１５】なお、このメインカム２５の下方に設けら
れたカムピン２８は、地板４に形成された短い円弧状の
回転規制孔２９にはまり合っているため、メインカム２
５はばね接片３０を変位させるときに、回転規制孔２９
の範囲内で、少しだけ回転できるようになっている。

【００１６】ばね接片３０は、先端部分でＬ字形に曲げ
られており、その部分でメインカム２５に形成された斜
面３１にあたり、その高い部分に乗り上げたときに、固
定接片３２に接し、両者間で電気的にオンの状態に設定
される。ここでばね接片３０と固定接片３２とはカムス
イッチ５０を構成している。

【００１７】また、前記上ケース２の内部にソレノイド
３３が組み込まれている。ソレノイド３３は、通電時
に、中心の固定鉄心３４およびヨーク３６を介して可動
鉄心３５に磁束を作用させることにより、可動鉄心３５
を吸引する。可動鉄心３５は、先端の部分でヨーク３６
に対し、支点４４を中心として回動自在に支持されてお
り、切り換え手段としてのレバー３８の取り付け部３９
に固定されている。

【００１８】この結果、レバー３８は、可動鉄心３５と
ともに、ヨーク３６の先端の支点４４を中心として回動
できるようになっており、ばね４１により反時計方向に
付勢され、主歯車７と対応する部分で、押し片５４を一
体的に有し、また下側で弾性板５３を有している。押し
片５４は、斜面４３で主歯車７の上部の当接面４２に対
応しており、また弾性板５３は、基端部でレバー３８に
固定されており、先端の端縁部で、主歯車７の頂部に形
成された凸歯部４６のひさし５５の下側で、周面４７に
接し得る位置にある。

【００１９】なお、ひさし５５は、平面的に見てほぼＵ
字状をしており、凸歯部４６のほぼ４５度程度の回転角
内で弾性板５３の端縁部に係り合って、浮き上がれない
ようになっているが、この回転角を過ぎた時点で、弾性
板５３の端縁部から外れるようになっている。

【００２０】なおソレノイド３３の電源として交流電源
を用いると、交流電流のゼロクロス時点で可動鉄心３５
が固定鉄心３４から瞬間的に離れてしまう可能性があ
る。この対策として、図１３に示すように、可動鉄心３
５に吸盤６０が取り付けられている。可動鉄心３５が固
定鉄心３４に磁気的に吸着されているとき、この吸盤６
０は、固定鉄心３４の側面に対し空気の負圧によって吸
着している。

【００２１】したがって、交流電流がゼロクロスとなっ
た時点で、ソレノイド３３に磁気的な吸引力が瞬間的に
働かなくなったとしても、その磁気的吸引力の弱いと
き、吸盤６０が可動鉄心３５を固定鉄心３４側に引き寄
せているため、交流電流のゼロクロス時点で可動鉄心３
５が固定鉄心３４から離れず、安定な吸着状態が得られ
る。なお、この吸盤６０は、図１４や図１５に示すよう
に、吸着面の部分に通気用の切れ目６１や孔６２を有し
ている。この切れ目６１の長さや孔６２の大きさを調整
することによって、吸着時間が調節できる。

【００２２】次に図１１は、電気的な部分の回路を示し
ている。モータ３、動作指令スイッチ５２およびカムス
イッチ５０は、交流の電源５１に対して、直列に接続さ
れている。また、直列接続の電源５１と動作指令スイッ
チ５２とに対してソレノイド３３が並列に接続されてい
る。

【００２３】図１２は、電気的な部分のオンオフ状態を
各動作状態とともに示している。以下の動作説明は、こ
の図の時間経過にもとづいている。

【００２４】図３の開放状態すなわちワイヤ２４の巻き
上げ開放により洗濯機の排水弁などが閉じている状態で
は、ワイヤ２４の引っ張り力で、出力車２１が反時計方
向に回動し、ピン２２が円弧孔２３の反時計方向側端部
に当接し、停止している。このとき、メインカム２５も
反時計方向に回動していて、ばね接片３０が斜面３１の
高部に乗り上げて、固定接片３２に接しているため、カ
ムスイッチ５０は、オンの状態に設定される。しかし、
動作指令スイッチ５２がオフの状態になっているので、
モータ３やソレノイド３３は通電状態とならず、起動し
ない。

【００２５】次に、図２は、巻き上げ開始の状態を示し
ている。洗濯機が排水モードに入ると、動作指令スイッ
チ５２がオンの状態に設定される。したがって、ソレノ
イド３３が通電状態となるが、そのときの吸引力が弱い
ため、可動鉄心３５は、固定鉄心３４に吸引されず、図
３の状態すなわち固定鉄心３４から離れたままの状態と
なっている。

【００２６】一方、カムスイッチ５０もオンの状態に設
定されているため、モータ３は、通電状態となって起動
し、モータ出力軸５の時計方向の回転をピニオン６を介
して主歯車７に伝達し、それを反時計方向に回転させ
る。なお、図２で、モータ出力軸５が時計方向に回転す
ると、前記の通り、逆転防止レバー１６は、歯車５６の
回転を受けて、逆転防止カム１７から離れて、作用しな
い位置に逃げている。

【００２７】なおモータ３の起動時点で、モータ出力軸
５が逆方向つまり反時計方向に回転すると、既述の通
り、逆転防止レバー１６の先端は、歯車５６の回転を受
けて、逆転防止カム１７の回転域に入り、それに当接す
る。この当接時の反発力によって、モータ出力軸５は、
正転方向に修正される。

【００２８】図１６で、弾性板５３の高さはＢ１に設定
されている。Ｂ２はひさし５５に当接して押し下げられ
た位置である。電源オフの場合の凸歯部４６のひさし５
５の位置としてＢ３、Ｂ４を取り得る。Ｂ４の位置は、
ひさし５５の上にちょうど弾性板５３が乗った状態であ
る。この状態で電源オンになると、凸歯部４６が回転し
て、１回転以内で弾性板５３がひさし５５より高くな
る。換言すればひさし５５の本来の設定位置に戻る。

【００２９】図２で凸歯部４６が反時計方向に回転する
と、弾性板５３の端縁部は、凸歯部４６のひさし５５に
係り合ってレバー３８および可動鉄心３５とともに可動
鉄心３５の支点４４（固定鉄心３４と可動鉄心３５との
交差部分）を中心として時計方向に回動する。この回動
によって、可動鉄心３５は、固定鉄心３４の先端に近づ
き、固定鉄心３４の磁気的吸引力によって吸着され、保
持される。

【００３０】また、レバー３８は、図２で時計方向に回
転することによって、これと一体の押し片５４を軸１１
の方向に接近させ、図６のように、斜面４３で当接面４
２に接して、主歯車７を軸１１に沿って押し下げる。主
歯車７が下降する過程で、ひさし５５が弾性板５３の上
側にあるため、弾性板５３は、下方に弾性変形すること
によって、主歯車７の下降変位を許容する。

【００３１】凸歯部４６が図２の位置から４５度程度回
転すると、ひさし５５が弾性板５３から外れ、設定位置
Ｂ1 に戻る。ひさし５５が弾性板５３から外れても、既
にソレノイド３３が通電状態となって、可動鉄心３５を
磁気的に吸着しているため、レバー３８は、ばね４１に
より引き戻されない。また主歯車７が押し下げられるた
め、クラッチ９はかみ合い状態となる。この結果、モー
タ３の回転トルクは、主歯車７、クラッチ９、従動歯車
８および歯車１８、１９、２０を介して出力車２１に伝
達される。

【００３２】なお、凸歯部４６が４５度程度回転した
後、弾性板５３は、ひさし５５から外れ、弾性力によっ
て元の高さ（設定位置Ｂ１）に復帰する。したがって、
この部分で充分な隙間があり、ノイズや回転トルクのロ
スはない。電源オフの時点で、凸歯部４６がどの位置に
止まっていても、クラッチ９が離れるようになっている
ため、開放可能な状態となる。弾性板５３が凸歯部４６
に乗った場合（ひさし５５がＢ４のとき）でも問題な
い。

【００３３】前記のように、ソレノイド３３の吸着力
は、固定鉄心３４から離れた位置の可動鉄心３５を吸着
する程大きなものとなっていない。そこで上記のよう
に、可動鉄心３４に対する固定鉄心３５の初期の吸着力
は、モータ３の回転力を利用し、主歯車７の凸歯部４６
をレバー３８と一体の弾性板５３に係り合わせレバー３
８を変位させることによって得ている。このためソレノ
イド３３の吸着力は、保持力程度で足り、小さくてす
む。したがって、その分だけソレノイド３３が小型で小
さなもので足り、過励磁駆動の必要もなく、また吸引力
の強い直流ソレノイドでなくても利用できることにな
る。

【００３４】出力車２１は、時計方向に回動する過程
で、ワイヤ２４を巻き上げ、操作対象の洗濯機などの排
水弁を開放状態とする。このとき、主歯車７と従動歯車
８とが一体的に回転するので、一対のブレーキ手段１５
は遠心力で中心から離れる方向に変位し、周壁７１に接
している。しかし、主歯車７と従動歯車８との間に相対
的な回転差がないため、ブレーキ力は発生しない。

【００３５】巻き上げの終期に、出力車２１の連動溝２
７の端部がメインカム２５の連動ピン２６を押し、メイ
ンカム２５を左方向に少し回して巻き上げ状態を完了す
る。これによって、図１の状態となり、操作対象の排水
弁が開放状態となる。ここでカムスイッチ５０がオフの
状態となり、モータ３が停止する。

【００３６】このとき、動作指令スイッチ５２がオンの
状態になっているので、ソレノイド３３は、オンの状態
のままであり、固定鉄心３４は、可動鉄心３５を吸着し
続ける。したがって、これによりクラッチ９は、連結状
態のままであり、切れない。

【００３７】モータ３が停止したとき、逆転防止レバー
１６は、逆転防止カム１７の回転域から逃げているが、
ワイヤ２４の引っ張り力により、逆転防止カム１７が半
回転する間に、逆転防止レバー１６は、逆転防止カム１
７に突き当たる位置に変位する。したがって、モータ出
力軸５が回り止め状態となり、クラッチ９が連結状態と
なっている状況下で、ワイヤ２４が出力車２１を引っ張
っても、出力車２１はそれによって回らない。

【００３８】排水動作が完了し、排水弁を閉じるときに
は、動作指令スイッチ５２をオフにすると、ソレノイド
３３がオフの状態となるため、ばね４１によってレバー
３８が開放の位置に戻る。この戻りの初期に、主歯車７
がスプリング１０によって浮き上がるため、クラッチ９
が切り離し状態となって、従動歯車８とモータ３との間
の連結関係が遮断される。

【００３９】したがって、ワイヤ２４の引っ張り方向の
復帰力によって、出力車２１が反時計方向に回転し、こ
の回転力が歯車１８、１９、２０によって増速され、従
動歯車８に高速回転として伝達される。このため、従動
歯車８に取り付けられたブレーキ手段１５は、遠心力に
よって中心から離れる方向に変位し、停止状態の主歯車
７の周壁７１に摺接して、その間でブレーキ力を作用さ
せる。したがって、このときの高速回転によって、大き
なブレーキ力が作用するため、出力車２１は、急激に回
らず、低い速度で緩やかに回って、静かに復帰する。

【００４０】出力車２１の戻りの終期に、メインカム２
５の連動ピン２６が連動溝２７の端部で押されて、メイ
ンカム２５が少し右に回り、カムスイッチ５０がオンし
て、全てが停止する。これによって開放状態が設定され
る。

【００４１】

【発明の効果】本発明では、レバーの部分に位置方向カ
ム溝やそれによって規制されるステックなどが存在しな
いため、磨耗部分がなく、動作が安定化すること、また
レバーの動きが可動鉄心と同じ単純な変位となるため、
動作が安定し、信頼性が向上すること、さらに位置方向
カム溝とステックとの当接音などがなくなるため、動作
中の音の発生などがなくなること、などの効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】モータ駆動装置の巻き上げ完了状態での主要部
分の平面図である。

【図２】モータ駆動装置の巻き上げ開始状態の主要部分
の平面図である。

【図３】モータ駆動装置の開放状態の主要部分の平面図
である。

【図４】レバーの正面図である。

【図５】回転伝達系の一部破断側面図である。

【図６】主歯車、レバーおよび弾性板の当接状態での一
部の側面図である。

【図７】従動歯車、クラッチ、ブレーキ手段の平面図お
よび一部側面図である。

【図８】逆転防止レバーおよび逆転防止カムの平面図で
ある。

【図９】メインカムの平面図である。

【図１０】メインカムの側面図である。

【図１１】電気的な部分の回路図である。

【図１２】動作時のタイムチャート図である。

【図１３】吸盤の組み付け状態の平面図である。

【図１４】吸盤の平面図である。

【図１５】吸盤の平面図である。

【図１６】主歯車と弾性板との位置関係の側面図であ
る。

【符号の説明】

１ モータ式駆動装置 ３ モータ ７ 主歯車 ８ 従動歯車 ９ クラッチ １５ ブレーキ手段 １８ 減速輪列としての歯車 １９ 減速輪列としての歯車 ２０ 減速輪列としての歯車 ２１ 出力車 ２５ メインカム ３３ ソレノイド ３４ 固定鉄心 ３５ 可動鉄心 ３８ 切り換え手段としてのレバー ４３ 斜面 ４６ 凸歯部 ５０ カムスイッチ ５１ 電源 ５２ 動作指令スイッチ ５３ 弾性板 ５４ 押し片 ５５ ひさし ６０ 吸盤

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ（３）により駆動する主歯車
   （７）と、この主歯車（７）とクラッチ（９）を介して
   対向する従動歯車（８）と、上記主歯車（７）と一体回
   転する凸歯部（４６）によりソレノイド（３３）の可動
   鉄心（３５）を固定鉄心（３４）に対して変位させると
   ともに、上記凸歯部（４６）により上記主歯車（７）と
   上記従動歯車（８）とが相対的に軸方向に変位し、上記
   クラッチ（９）を切り換える手段としてのレバー（３
   ８）とを備えたモータ式駆動装置（１）において、 上記レバー（３８）は、上記クラッチ（９）の切り換え
   のための押し片（５４）および軸方向に変位できる弾性
   板（５３）を有し、 上記凸歯部（４６）は、上記弾性板（５３）を軸方向位
   置規制するひさし（５５）を設け、 上記ひさし（５５）と上記弾性板（５３）が係合し、上
   記クラッチ（９）の切り換えと上記可動鉄心（３５）の
   変位を同時に行う切り換え手段を設けたことを特徴とす
   るモータ式駆動装置（１）。
2. 【請求項２】 モータ（３）により駆動する主歯車
   （７）と、この主歯車（７）とクラッチ（９）を介して
   対向する従動歯車（８）と、上記主歯車（７）により変
   位し、上記クラッチ（９）を切り換えるとともにソレノ
   イド（３３）の可動鉄心（３５）を固定鉄心（３４）に
   対して変位させる切り換え手段としてのレバー（３８）
   と、上記従動歯車（８）側に設けられたブレーキ手段
   （１５）と、上記従動歯車（８）と減速輪列（１８、１
   ９、２０）を介して結合した出力車（２１）とを備えた
   モータ式駆動装置（１）において、 上記主歯車（７）は、従動歯車（８）と同軸で軸方向に
   移動可能であり、従動歯車（８）から離れる方向に付勢
   され、従動歯車（８）と逆側で中心に凸歯部（４６）を
   有しており、 上記凸歯部（４６）は、下記の弾性板（５３）と接する
   部分の外側にひさし（５５）を有しており、 上記切り換え手段としてのレバー（３８）は、可動鉄心
   （３５）と一体で、軸方向と垂直な面で移動可能な状態
   で支持され、クラッチ（９）の切り換えのための押し片
   （５４）および軸方向に変位できる弾性板（５３）を有
   しており、 上記押し片（５４）は、従動歯車（８）と逆側の主歯車
   （７）の上にあり、凸歯部（４６）の回転軌跡の外側で
   主歯車（７）の当接面（４２）に当接し、位置規制する
   斜面（４３）を有しており、 さらに、上記弾性板（５３）は、凸歯部（４６）に当接
   し、その回転軌跡内から回転軌跡外へ移動可能に設けら
   れていることを特徴とするモータ式駆動装置（１）。