JPS62260541A - モ−タアクチユエ−タの駆動停止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、モータの回転出力を電動式のクラッチおよび
輪列を介して被制御機器へ伝達するためのモータアクチ
ュエータに関し、特にモータの駆動後の停止方法に係る
。

従来技術 この種のモータアクチュエータは、被制御機器として、
洗濯機の排水弁、換気扇シャッター、あるいは冷蔵庫用
ダンパーの駆動源として用いられる。

例えば特開昭５５−１２９０９７号の発明は、モータア
クチュエータを洗濯機の排水弁の駆動源として用いてい
る。その発明で、モータの回転力は、クラッチおよび減
速用のギヤを介してプーリに伝達され、このプーリの巻
き上げによって、コイルスプリングにより閉じる方向に
付勢された排水弁を開く方向に駆動するようにしている
。この場合、上記クラッチは、電磁ソレノイドによって
操作される。

巻き上げが完了した時点で、モータへの通電状態が自動
的にオフになるが、電磁ソレノイドへの通電状態がその
まま継続されるため、巻き上げ状態のプーリは、モータ
の静止トルクを受けて、その巻き上げ位置で停止してい
る。その後、所定の時間の経過後に、排水弁を閉じる操
作が自動的に行われる。すなわち、排水弁の閉成時に、
！磁ソレノイドがオフの状態になると、プーリからモー
タに達するギヤ列の伝達系がクラッチによって遮断され
るため、排水弁は、コイルスプリングの復帰力によって
、自動的に閉じる。

ところが、電磁ソレノイドのオフの時点でも、モータか
らクラッチを介してプーリに至る間で、モータの静止ト
ルクが排水弁を開き続ける状態に保持するための力とし
て作用しているため、電磁ソレノイドがオフの状態にな
っても、クラッチがかみ合い状態となったまま、はずれ
ない状態になることがある。このとき、被制御機器側の
排水弁がちとに戻らないため、その後の所定の動作が行
われなくなる。

もちろん、このようなりラッチの確実な切り離しは、ク
ラッチ部分に引き離し用の強いスプリングを組み込むこ
とによって解決できる。しかし、引き離し用のスプリン
グが強くなると、これに対応して電磁ソレノイドの容量
が大きくなり、またその引き離し用スプリングによる摩
擦トルクが排水弁を自動的に閉じるときの負荷となるた
め、この場合にも排水弁の確実な閉成を害する要因とな
る。

発明の目的 したがって１、本発明の目的は、この種のモータアクチ
ュエータにおいて、クラッチの引き離しを確実化し、被
制御機器のその後の所定の動作を確保することである。

発明の解決手段 そこで、本発明は、モータの回転出力を電動式のクラッ
チおよび輪列を介して、被制御機器へ伝達するモータア
クチュエータにおいて、上記クラッチの引き離しに当た
り、まずその通電状態をオフとした後、上記モータを所
定の時間だけ回転させることにより、クラッチの一対の
クラッチ板のうち、一方のクラッチ板に引き離し状態の
まま回転力を付与し、これによって他方のクラッチ板か
らの引き離しを確実化するようにしている。したがって
、クラッチの引き離し時点で、一対のクラッチ板がその
部分に働くトルクによって食いつき状態にあったとして
も、引き離しのためにオフ状態に設定されたまま、一方
のクラッチ板が停止したまま、他方のクラッチ板にモー
タから回転力が作用するため、クラッチが確実に引き離
される。

これによって、その後の被制御機器の所定の動作が確保
できることになる。

モータアクチュエータの構成 第１図は、モータアクチュエータ１の構成を示している
。その駆動源のモータ２は、カップ状のケース３とコア
ケース４とで形成される空間内に組み込まれている。そ
して、モータ２のロータ５は、永久磁石であり、ロータ
軸６により、上記ケース３の中心と、上記コアケース４
の開口面に取り付けられた地板７とによって回転自在に
支持されている。なお、上記ケース３およびコアケース
４は、その一部の切り起こしによって、ロータ５の外周
位置で極歯８を形成し、外側の励磁コイル９によって回
転磁界を発生する。

そして、ロータ軸６と一体的なピニオン１０は、減速用
の輪列としてのギヤ１１にかみ合っている。

このギヤ１１は、コアケース４に固定された中間軸１２
に対し回転自在に支持されており、そのボスｌｌａの部
分で、逆転防止レバー１３とＦｊ擦的にはまり合ってい
る。なお、この逆転防止レバー１３は、ギヤ１１から摩
擦的な回転力を受けてロー°夕５の逆転時に、上記ビニ
オン１０と一体的に形成された逆転防止爪１４の先端部
分に衝撃的に当たることによって、ロータ５に正転方向
の衝撃力を与え、逆転の初期の段階で、ロータ５を正転
方向の回転に規制する。

そして、上記ギヤ１１は、電動・かみ合い式のクラッチ
１５の一方のクラッチ板１６を兼用しており、クラッチ
歯１６ａの部分で、他方のクラッチ板１７のクラッチ歯
１７ａと向き合っている。

この他方のクラッチ板１７は、中間軸１２に対し、回転
自在で、しかも軸線方向に摺動可能な状態で挿入されて
おり、これとクラッチ板１６との間に設けられたコイル
スプリング１８によって、常に離れる方向に付勢されて
いる。またこのクラッチ板１７と一体的な中空軸１９は
、地板７の軸受は部７ａから外部に突出し、操作プレー
ト２０の舌片２０ａに接している。この操作プレート２
０は、一端で、取り付は板２１の支持部２１ａにより回
動自在に支持されており、他端部分で取り付は板２１に
固定された電磁ソレノイド２２のプランジャ２３に対し
ビン２４によって連結されている。

さらに、上記クラッチ板１７は、ギヤ２５の内部に挿入
されている。すなわち、このギヤ２５は、複合型のギヤ
２６の大きな歯にかみ合っており、そのボス２５ａの部
分で、地板７の軸受は部７ａに対し中間軸１２と同心的
な状態で回転自在に支持されており、これと一体内な係
合爪２５ｂの部分でクラッチ板１７に形成された係合孔
１７ｂにはまり合い、クラッチ板１７と共に回転できる
ようになっている。

そして、上記複合型のギヤ２６は、小さな歯の部分で複
合型のギヤ２７の大きな歯にかみ合い、さらにこのギヤ
２７の小さな歯は、出力軸２９のギヤ２８にかみ合って
いる。なお、これらのギヤ２６．２７は、それぞれコア
ケース４と地板７との間に固定された軸３０．３１によ
り回転自在に支持されている。また上記出力軸２９は、
コアケース４および地板７にそれぞれ固定された軸受け
３２．３３によって回転自在に支持されており、先端部
で、第２図に示すような、ハート型のカム３４を支持し
ている。このカム３４は、操作部材３５のローラ３６に
接している。、そして、この操作部材３５は、被制御機
器３７の例えば、排水弁３７ａを制御するものであり、
スプリング３８によって、常にカム３４の輪郭に接する
方向に付勢されている。

給電回路の構成 次に、第３図は、モータ２および！磁ソレノイド２２の
給電回路３９を示している。モータ２、および電磁ソレ
ノイド２２は、それぞれスイッチ４０およびスイッチ４
１により、電源端子４２．４３に対し直列に接続されて
いる。したがって、これらの給電状態は、スイッチ４０
．４１によって独立に制御できるようになっている。な
おこれらのスイッチ４０．４１は、機械的なシーケンス
カムの接点、またはリレーの接点として構成され、所定
の順序でオン・オフの状態となる。

本発明の駆動方法 第４図は、本発明の駆動方法によるタイムチャートを示
している。このタイムチャートでは、上記実施例にした
がい、被制御機器３７が電気洗濯機の排水弁３７ａの開
閉制御となっている。

既に述べたように、制御対象の被制御機器３７、すなわ
ち排水弁３７ａは、スプリング３８によって常に閉じる
方向に付勢されている。このとき、ローラ３６は、第２
図にみられるようにカム３４の凹部３４ａに接している
。

排水弁３７ａの開放時には、クラッチ１５がかみ合い状
態に設定される以前に、ある時点ｔ、で、モータ２が通
電によって回転状態となる。すなわち、まず最初にスイ
ッチ４０がオンの状態に設定される。この結果、モータ
２は、無負荷の状態で、・起動トルクのもとに回転しは
じめる。この起動時に、モータ２に被制御機器３７　（
排水弁３７ａ）の負荷がかかっていないため、モータ２
にハンチング現象が起きず、また起動不能の状態もあり
得ない。またハンチング現象が起きないため、スタート
の遅れ時間がなくなり、動作開始時の安全率が向上する
。

もちろん、既に述べたように、この起動時点で、ロータ
５の回転方向が逆方向であると、ギヤ１１がその逆転方
向の回転力を逆転防止レバー１３に摩擦的に伝達し、そ
の先端を逆転防止爪１４に当たる位置へと回転させるた
め、ロータ５は、逆転防止レバー１３と、逆転防止爪１
４との衝撃力によって、正しい回転方向に規制される。

また、この逆転動作に際し、負荷側の被制御機器３７に
回転力が伝達される以前に、ロータ５の回転方向の修正
動作が既に完了しているため、カム３４が一時的に、逆
転することもなく、したがって、カム３４の停止位置の
精度が向上する。

そして、所定の時間が経過した時点ｔ２で、スイッチ４
１がオンの状態に設定されるため、クラッチ板１７は、
操作プレート２０に押されて、対向のクラッチ板１６に
接近し、クラッチ歯１６ａ、１７ａのかみ合いによって
、クラッチ１５は、ギヤ１１の回転をギヤ２５に伝達す
る。このようにして、ロータ軸６の回転は、輪列によっ
て減速されながら、出力軸２９を介しカム３４に伝達さ
れる。このとき、ローラ３６は、凹部３４ａからハート
型の輪郭に沿って、等速度運動により、頂部３４ｂの方
向に近づいてゆく。

ローラ３６が頂部３４ｂに達したとき、操作部材３５が
スプリング３８に抗して最も変位しているため、被制御
機器３７の排水弁３７ａは、開放状態となる。この時点
１．で、スイッチ４０は、オフの状態に設定される。し
かし、スイッチ４１が依然として通電状態のままとなっ
ているため、クラッチ１５のかみ合い状態によって、輪
列の入力側すなわち、ロータ軸６にロータ５の小さな静
止トルクが作用しているため、出力軸２９は、操作部材
３５およびローラ３６から逆転方向の分力゛を受けてい
るが、逆転しない状態に設定されている。したがって、
電磁ソレノイド２２が通電状態にある限り、モータ２が
非通電状態であっても、被制御機器３７すなわち排水弁
３７ａは、開放状態のままになっている。このようなモ
ータ２の通電時間（ｔ＋＝ｔｉ　は、電気的なタイマー
回路、あるいはシーケンスカムなどによって電磁ソレノ
イド２２のオンの時点ｔ２から、またはモータ２の通電
時点ｔ１から、所定の時間を規制することによって設定
される。

なお、排水弁３７ａが開放状態にあるとき、ローラ３６
は、第２図にみられるように、頂部３４ｂの頂点をやや
過ぎた状態でカム３４の輪郭部分に接している。

その後、再び排水弁３７ａを閉じる状態にするとき、電
磁ソレノイド２２に通電状態のまま、ある時点ｔ４でス
イッチ４０によってモータ２がオンの状態に設定される
。これによって、カム３４がモータ２によって再び同じ
回転方向に駆動されるため、操作部材３５のローラ３６
は、頂部３４ｂから凹部３４ａに近づく方向に移動する
。このようにして、排水弁３７ａは、スプリング３８に
付勢されながら、ハート型のカム３４の輪郭に沿って閉
じる方向にその回転と同期して動作することになる。し
たがって、この過程で、排水弁３７ａが急激に閉じるこ
ともなく、そのときの衝撃音などが発生しないことにな
る。

所定の時間が経過した時点ｔ、でスイッチ４０がオフの
状態になるため、モータ２は、自動的に停止する。

このモータ２が停止する以前に、スイッチ４１によって
、電磁ソレノイド２２がオフの状態に設定される。この
ため、その時点ｔ、で、クラッチ１５は、輸列中で、回
転力の伝達を遮断する。この時点で、モータ２は、クラ
ッチ仮１６．１７の食い付きを強制的に引き離すために
、無負荷の状態で、継続的に回転し、所定の遅れ時間（
ｔ、　−ｅｔ＆）後に停止することになる。

クラッチ１５が引き離された時点ｔ、で、ギヤ２５．２
６．２７．２８にモータ２側からの回転力が作用しなく
なり、出力軸２９の側から見て所定のトルクで回転でき
る状態になるため、こんどは、スプリング３８が原動力
となって、カム３４を同じ方向に、強制的に回転させる
ため、排水弁３７ａは、スプリング３８の力によって、
自ら閉じる方向に移動する。しかも、このときも衝撃的
な復帰でなく、カム３４をゆるやかに回転させながら、
しかも小さなストロークで行われるため、衝撃音は、は
とんど発生しない。

この動作のために、操作部材３５の軸線とこれのカム３
４に対する接触点での法線との角、つまり圧力角は、ス
プリング３８でカム３４を回転させ得る範囲に設定され
ている。換言すれば、排水弁３７ａの復帰力、つまりス
プリング３８の弾力がカム３４の輪郭部分で発生する接
線方向の力は、ギヤ２５．２６．２７．２８を増速状態
で駆動しながら、回転させ得るものでなければならない
。

排水弁３７ａの開放中に停電あるいは緊急停止の必要な
ときには、スプリング３８の力がハート−型のカム３４
をギヤ２６．２７．２８とともに強制的に回転できる力
を持っているため、カム３４は、動作開始位置、すなわ
ち凹部３４ａの位置まで自然復帰する。もちろん、この
ような自然復帰動作は、ローラ３６がカム３４の頂点に
あると、いずれの方向にもカム３４が回転できないため
、既に述べたように、ローラ３６は、頂点を過ぎた位置
に設定されるのである。なお、排水弁３７ａが閉じた状
態から開放状態に移る過程では、制御機器３７は、必要
に応じて、危険防止のために不作動の状態に設定される
。

このようにカム３４が凹部３４ａと頂部３４ｂとを有し
ており、操作部材３５を頂部３４ｂから凹部３４ａへ移
動させる途中で、電磁ソレノイド２２がオフの状態にな
り、その後、操作部材３５の自己復帰力によって操作部
材３５のローラ３６がカム３４の凹部３４ａの底に落ち
込んで、その位置で停止するため、モータ２でカム３４
を最期まで駆動した場合のカム３４の停止位置誤差が解
消できることになる。もちろん、操作部材３５が凹部３
４ａを過ぎて、次のハート型の輪郭部分に差し掛かった
としても、逆方向に強制的に戻されるから、この場合に
も位置誤差は発生しない。

なお、第４図の下方に示すように、排水弁３７ａの閉成
は、スプリング３８の復帰力を利用して、モータ２を回
転させないで、電磁ソレノイド２２をオフとし、クラッ
チ１５を切り離すだけでもできる。この場合、電磁ソレ
ノイド２２の通電をオフした後に、モータ２を瞬時だけ
通電することによって、クラッチ１５のクラッチ板１６
．１７が万−食いついていたとしても、そのモータ２の
回転によって引き離されるから、動作不良を防止するこ
とができる。

また上記クラッチ１５は、電磁ソレノイド２２によるも
のでなく、電磁クラッチであってもよい。

また被制御機器３７は、実施例のように、排水弁３７ａ
に限らず、換気扇のシャッターや冷蔵庫のダンパーであ
ってもよい。また、カム３４は、第２図に１点鎖線で示
すように、半ハート型のカムとしても構成することもで
きる。

発明の効果 本発明では、電動式のクラッチへの通電をオフの状態に
設定した後も、モータからの静止トルクがクラッチの一
方のクラッチ板に作用しており、しかも被制御機器側か
らの復帰力が輪列を介して他方のクラッチ板に作用し、
それらのクラッチ板が双方の作用力によって、食いつき
状態にあったとしても、電動式のクラッチがオフの状態
に設定された後、モータが所定の時間だけ継続的に、ま
たは一時的に通電状態となって、モータ側のクラッチ板
に強制的に回転力を付与するため、クラッチ板の相対的
な回転によって、クラッチが確実に引き離し状態となる
。したがって、制御機器の復帰不良などの所定の動作が
少なくともモータへの一時的な通電の時点で確保できる
ことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はモータアクチュエータの輪列に沿った断面図、
第２図はカムの平面図、第３図は給電回路の回路図、第
４図はタイムチャート図である。 ｌ・・モータアクチュエータ、２・・モータ、５・・ロ
ータ、１０・・ピニオン、１１・・ギヤ、１５・・クラ
ッチ、２０・・操作プレート、２２・・電磁ソレノイド
、２６．２７．２８・・ギヤ、３４・・カム、３５・・
操作部材、３７・・被制御機器、３日・・スプリング、
３９・・給電回路、４０．４１・　・スイッチ。 第３図 第４　図 ＯＮ” クラ、・ｆ２２　ｏ、−「＝］− １町７ａ′１ｌｉ）二 閉 手続ネ甫正書（自発） 昭和６１年０７月２３日 特許庁長官　　宇　　賀　　道　　部　　殿１、事件の
表示 昭和６１年特許願第０９９５６７号 ２、発明の名称　モータアクチュエータの駆動停止方法
３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　長野県諏訪郡下諏訪町５３２９番地名　称　
　（２２３）株式会社三協精機製作所代表者　　山　１
）六　− ４、代理人８１６０ ６、補正の対象　　明細書の発明の詳細な説明の欄７、
補正の内容 （１１明細書第１６頁第５行目の「できる。」の次に下
記の文を加入する。 「この技術は、第４図に示す実施例に適用してもよい。 すなわち、モータ２とクラッチ２２とを同時にオフし、
その後、モータ２を瞬時だけ通電するようにしてもよい
。」 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　モータの回転出力を電動式のクラッチを含む輪列を介
   して被制御機器へ伝えるようにしたモータアクチュエー
   タにおいて、上記クラッチへの通電をオフした後、上記
   モータを所定時間だけ回転させ、その後停止させるよう
   にしたことを特徴とするモータアクチュエータの駆動停
   止方法。