KR20040040123A

KR20040040123A - 기어드모터

Info

Publication number: KR20040040123A
Application number: KR1020020068463A
Authority: KR
Inventors: 정금두
Original assignee: 정금두
Priority date: 2002-11-06
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2004-05-12

Abstract

본 발명은 전동모터의 출력부재로의 구동력 전달경로상에 배설된 클러치수단을 안정적으로 전달/차단시켜, 복귀력을 가진 조작대상을 초기위치에서 작동위치로 구동변위 및 보전지지 시킨 후 초기위치로 반려작동시킬 수 있는 새로운 구조의 기어드모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명은 출력부재(176)에 구동력을 미치는 전동모터로서, 로터(32)에 형성된 영구자석(38)에 의한 자극과, 스테이터(36)에 형성되는 코일권선에 의한 자극을 대향배치시킨 전동모터(18)를 채용하고, 이 전동모터(18)의 출력부재(176)로의 구동력 전달경로상에 배설한 클러치수단(20)을 연결/차단 작동시키는 절환부재(22)를, 상기 전동모터(18)로의 전원공급을 중지할 때의 로테(32)의 역방향 회전과, 상기 절환부재(22)에 항상 스프링힘을 미치는 코일스프링 등의 부세수단(198)을 이용하여 클러치수단(20)을 차단하는 방향으로 작동시키도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

기어드모터{gear motor}

본 발명은 복귀력을 가진 조작대상에 대한 구동력을 연결/차단하고 이러한 조작대상을 위치제어하기 위한 클러치수단을 내장한 기어드모터에 관한 것으로, 예를 들면 세탁기의 배수밸브를 개폐하기 위한 구동원 등으로서 바람직하게 채용되는 기어드모터에 관한 것이다.

종래에 소형의 전동모터로 효율적인 출력을 얻기 위해서, 모터 구동축에 기어 등 감속수단을 부착한 기어드모터가 알려져 있으며, 민생 및 일반전기기기 등에 사용되고 있다. 이에 대한 한 종류로서, 예를 들면 특개평 1-194833호 공보나 특개평 3-198638호 공보 등에 기재된 바와 같이, 전동모터에 의해 기아열등의 감속수단을 통하여 출력부재를 구동시켜, 이 출력부재에 연결된 복귀력을 가진 조작대상을 초기위치에서 작동위치로 구동 변위시킴과 동시에 이러한 조작대상을 상기 작동위치로 유지시키고 나아가 이 조작대상의 상기 복귀력에 의한 상기 작동위치에서 상기 초기위치로의 복귀작동을 허용하는 기어드모터가 알려져있다. 그리고 이와 같은 기어드모터는, 예를 들면 가정용세탁기에서 배수밸브를 개폐 작동하기 위한 구동수단으로서 채용되기에 바람직하다.

한편 이와 같은 기어드모터에서는 조작대상을 초기위치에서 작동위치까지 구동 변위시킨 후, 조작대상을 이러한 작동위치에 고정적으로 유지시키며 그 후 조작대상에 대하여 기어드모터에 의해 구동력이나 구속력의 작용을 해제하고, 조작대상 자체가 갖는 복귀력에 의한 조작대상의 작동위치에서 초기위치로의 복귀작동을 허용하도록 되어 있기 때문에, 기어드모터의 구동력을 조작대상에 전달/차단하는 클러치 수단이 필요하게 된다.

따라서 특개평 1-194833호 공보나 특개평 4-165939호 공보등에 기재되어 있는 바와 같이, 전동모터의 작동시에 전동모터의 스테이터를 통과하는 자속(磁束)에 의해, 흡착편을 스테이터에 흡착시켜, 이러한 흡착에 의해 클러치가 연결상태가 되도록 함과 동시에 전동모터가 작동하지 않는 상태에서 스테이터를 통과한 자속이 소멸했을 때에는, 흡착편이 스테이터에서 해방되어, 클러치가 끊어진 상태가 되는 클러치수단이 채용되고 있다.

그러나 이러한 클러치수단에 있어서는, 전동모터의 스테이터를 통과한 자속에 의해 구동되는 흡착편의 조작 스토로크가 작다는 것과 더불어서 출력이 직선적인 왕복 운동되어서 증폭의 어려움으로 말미암아 클러치수단의 전달/차단 작동을 수행함에 어려움을 갖는 문제가 있었다.

또한 특개평 9-198638호 공보등에는, 자기유도에 의해서 회전력이 전달되도록 대항 배치된 영구자석과 유도링의 한 쪽을 전동모터로 회전구동시키는 한편, 이들 영구자석과 유도링의 다른 쪽에 의해, 클러치수단을 전달/차단하는 클러치 조작편을 구동시키는 유도링식 클러치수단이 채용되고 있다.

그러나 이러한 유도링식 전달/차단수단에서는 클러치조작편을 구동시키기 위하여영구자석과 특정재질의 유도링을 사용해야 하므로 제조 비용이 상승하는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 상술한 바와 같은 사정을 배경으로하여 이루어진 것으로, 그 해결 과제는 제조 비용을 낮춤과 동시에, 전동모터의 출력부재로의 구동력 전달경로 상에 배설된 클러치수단을 안정되게 전달/차단(이하, 계단(繼斷)이라고 칭함)시켜서, 조작대상의 작동을 제어 할 수 있는 새로운 구조의 기어드모터를 제공함에 있다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태로서의 기어드모터에서의 동력전달계의 구조를 설명하기 위한 조립설명도.

도 2 는 도 1 의 기어드모터의 일부를 나타낸 종단면설명도.

도 3 는 도 1 의 기어드모터의 다른 일부를 나타낸 종단면설명도.

도 4 는 도 1 의 기어드모터의 덮개가 개방된 상태를 나타낸 평면도.

도 5 는 도 1 의 기어드모터의 일작동상태를 나타낸 설명도.

도 6 는 도 1 의 기어드모터의 다른 작동상태를 나타낸 설명도.

도 7 는 도 1 의 기어드모터의 또 다른 작동상태를 나타낸 설명도.

도 8 는 도 1 의 기어드모터의 또 다른 작동상태를 나타낸 설명도이다.

<도면 내 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 기어드모터14 : 감속기어열

16 : 와이어권상프리18 : 전동모터

20 : 유성기어기구22 : 스토퍼레버

24 : 마찰기어32 : 로터(rotor)

34 : 코일36 : 스테이터(stator)

38 : 영구자석59 : 회전력계단기구

169 : 스토퍼기어177 : 전동기어

186 : 접동링

이하, 이와 같은 과제를 해결하기 위하여 이루어진 본 발명의 형태를 기재한다. 또한 이하에 기재한 각 형태에 있어서 채용되는 각 구성요소는, 가능한 한 임의로 조합하여 채용할 수 있다. 또한 본 발명의 형태 및 기술적인 특징은 이하에 기술한 것에 한정되는 것이 아니라, 명세서 전체 및 도면에 기재되거나 또는 이들의 기재한 내용에서 당업자가 파악 할 수 있는 발명사상에 의거하여 인식되는 것임을 이해하여야 한다.

즉, 본 발명의 제 1 형태는, 전동모터에 의해 기어열등의 감속수단을 통하여 출력부재를 구동시켜, 이 출력부재에 연결되는 복귀력을 가진 조작대상을 초기위치에서 작동위치로 구동변위시킴과 동시에 이러한 조작대상을 상기 작동위치로 유지시키고, 나아가 이 조작대상의 상기 복귀력에 의한 상기 작업위치에서 상기 초기위치로의 복귀작동을 허용하도록 한 기어드모터에 있어서, 상기 전동모터의 상기 출력부재로의 구동력의 전달경로상에, 상기 전동모터로부터 상기 출력부재로의 구동력을 계단하는 클러치수단을 설치함과 더불어, 왕복변위를 할 수 있도록 배설되어 일측 방향으로 이동에 의해 상기 클러치수단을 연결함과 동시에 타측 방향으로의 이동에 의해 상기 클러치수단을 끊는 절환수단을 설치하는 한편, 상기 전동모터로서, 로터에 형성된 영구자석에 의한 자극과, 스테이터에 형성된 코일권선에 의한 자극을 대향배치시킨 동기모터를 채용하고 이와 더불어 상기 전동모터에 의해 일측방향으로 회전구동 되는 회전작동축을 설치하여 상기 회전작동축에 의한 회전력을 마찰식 전동기구를 통해서 상기 절환부재에 전달함으로써, 상기 절환부재가 상기 전동모터의 회전작동에 따라서 상기 클러치수단을 연결방향으로 이동되도록 함과 동시에, 상기 전동모터로의 전력공급을 정지했을 때에 상기 전동모터의 상기 로터가 상기 스테이터에 대한 자력적인 안정위치를 넘어서 관성력으로 지나치게 회전하고 나서 상기 안정위치까지 돌아오는 역회전을 이용하여 상기 절환부재가 상기 클러치수단을 끊는 방향으로 이동되도록 하고, 또한 상기 클러치수단을 끊는 방향으로 상기 절환부재에 보조적으로 힘을 가하는 부세수단을 설치하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 형태에 따른 구조로 된 기어드모터는, 전동모터에 전원공급을 하고 있는 상태에서는, 전동모터로 회전작동축이 회전구동 되어서, 절환부재가 마찰식 전동기구를 통하여 클러치수단을 연결한 방향으로 이동유지됨으로써 전동모터의 구동력이 출력부재에 미치게 되어, 조작대상이 초기위치에서 작동위치로 구동됨과 동시에 작동위치에 보전지지되게 된다. 한편, 이러한 조작대상의 작동위치로의 보전지지상태에서 전동모터로의 급전을 정지하면, 전동모터로서 특정한 동기모터를 채용하고 있음으로 인해, 로터는 일단 정지한 후에 소정거리만큼 약간 역방향으로 회전하고 나서 완전정지하게 된다. 즉, 전동모터로의 전원공급을 중지하면, 스테이터에 형성된 코일권선에 의한 자극이 소멸되어 로터는 관성력과 영구자석에 의한 자극과 스테이터와의 사이에 미치는 자력과의 균형이 잡힌 위치에서 순간적으로 정지되는데, 이러한 정지위치에서 관성력이 소실되면, 로터는 그 후 로터에 형성된 영구자석에 의한 자극과 고정자와의 사이에 미치는 자기흡인작용에 의거하여, 자기적으로 안정되게 정지하는 것이 가능한 위치까지 소정양만큼 역회전하여 정지하게 된다. 본 형태에서는 이러한 로터의 역방향 회전을 이용한 것이며, 이에 따라 특별한 외부의 구동수단을 필요로 하지 않고, 절환부재가 클러치수단을 끊는 방향으로 이동하게 된다. 또한 이에 더하여 절환부재는 부세수단에 의해, 클러치수단에 끊는 방향으로 힘을 가하기 때문에, 전동모터 로터의 역방향으로의 회전에 따라, 이러한 절환수단이 안정되게 작동될 수 있게 되며, 전동모터로의 전원공급을 정지함에 따른 클러치수단의 절단작동이 높은 신뢰도를 가지며 확실히 수행될 수 있게 된다.

따라서 본 형태에 따른 기어드모터는, 특정구조의 전동모터로의 전원공급을 중지할 때의 로터의 역회전을 잘 이용함으로써, 또한 부세수단에 의해 작동의 안정성을 높임으로써, 클러치수단을 간단한 구조로 확실하게 작동시켜서 끊을 수 있는 것이며, 따라서 종래의 유도링식인 것에 비하면 영구자석이나 특별한 재질의 유도링을 사용할 필요도 없고 제조비용을 낮출 수 있으며, 동시에 전동모터의 출력부재로의 구동력 전달경로상에 배설된 클러치수단을 안정적으로 계단시켜 조작대상의작동을 제어할 수 있다.

또한 본 형태에 따른 구조로 된 기어드모터는, 클러치수단을 계단하는 절환부재의 절환작동이, 회전작동축으로부터 마찰식 전동기구를 통해서 전달되도록 되어 있으므로, 종래의 전자적인 힘의 전달경로에 의한 유도링을 사용한 기어드모터에 비해, 다수의 증속기어로 회전속도를 올릴 필요도 없고 절환부재로의 구동력 전달효과를 향상시켜 클러치의 계단작동을 더욱 확실히 수행할 수 있다.

또한 본 형태의 전동모터로서는 예를 들면 인덕터모터나 스테핑모터 등을 채용하는 것이 바람직하다. 또한 본 형태에서 회전작동축은 적어도 조작대상의 작동위치로의 구동변위 및 유지시에 회전 구동되도록 되어 있으면 좋다

또한 본 발명의 제 2 의 형태는 상기 제 1 의 형태에 따른 구조로 된 기어드모터로서 상기 부세수단이 인장코일스프링이고 이 인장코일스프링에 의해 상기 절환부재가 다른 방향으로의 이동단을 향해서 항상 부세되어 있는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 형태는 인장코일스프링을 채용함으로써 절환부재에 대하여 안정적인 부세력을 미치면서 절환부재의 이동 스토로크를 크게 설정하는 것이 용이해진다. 또한 절환부재에 대하여 타방향으로 이동단을 향해 항상 부세력이 미침으로 인해, 전동모터로의 전원공급을 정지했을 때에 절환부재가 보다 확실하게 타방향까지 구동되어 클러치의 절단을 보다 안정적으로 수행할 수 있게된다.

또한 본 발명의 제 3 형태는, 상기 제 1 또는 제 2 형태에 따른 구조로 된 기어드모터에 있어서, 상기 출력부재의 작동위치에 따라 상기 전동모터의 상기 출력부재로의 구동력 전달을 계단하는 모터측 클러치를, 상기 클러치수단보다도 상기전동모터측에 위치하도록 설치하여, 상기 조작대상을 초기위치에서 작동위치로 구동시킬 때 상기 모터측 클러치를 연결(繼)상태로 함과 동시에, 상기 조작대상을 작동위치로 유지할 때 상기 모터측 클러치를 차단(斷)상태로 하는 한편, 상기 모터측 클러치의 계단상태에도 불구하고 상기 전동모터에 의해 상기 회전작동축이 직결(直結)상태로 회전 작동되도록 한 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 형태에 따른 구조로 된 기어드모터는, 전동모터를 회전동작시켜 절환부재에 의해 클러치 수단을 연결한 상태에서 조작대상을 작동위치로 유지시키는 것이 용이하다.

또한 본 발명의 제 4 형태는, 상기 제 1 ∼ 제 3 중의 어느 한 형태에 따른 구조로 된 기어드모터에 있어서, 상기 클러치수단을, 상기 작동모터의 상기 출력부재로의 구동력전달경로상에 배설된 상기 감속수단의 하나로서의 유성기어구조에 의해 구성하여 상기 유성기어구조에서의 태양기어를 상기 전동모터의 출력축에 의해 회전구동시킴과 동시에 상기 태양기어에 맞물린 유성기어의 지지축이 고정설치된 캐리어의 중심축상에 출력용의 연결기어를 고정설치하고 상기 유성기어가 맞물리는 내접기어를 갖는 케이스의 회전을, 상기 절환부재에 의해 허용상태와 저지상태로 절환하도록 하는 한편, 상기 태양기어의 회전을 허용/저지하는 계지수단을 설치하여, 적어도 상기 조작대상의 작동위치로의 유지작동 시에는 상기 계지수단에 의해 상기 태양기어의 회전을 저지시키도록 한 것을 특징으로 한다. 이러한 본 형태에 따른 구조로 된 기어드모터는, 구동력의 전달경로의 구성수단의 하나로서 유성기어기구를 채용함으로써 큰 기어비(比)를 콤팩트한 사이즈로 설정할 수 있게 되며, 또한 유성기어기구를 이용하여 클러치수단을 구성함으로써 부품점수기 감소되고 구조가 간략화 될 수 있으며, 아울러 전체 사이즈의 콤팩트화 또한 비용저하도 달성할 수 있다.

또한 본 발명의 제 5 형태는 상기 제 4 형태에 따른 구조로 된 기어드모터에 있어서, 복원력을 가지고 하나의 축 주변에 습동가능하게 배설된 요동부재에, 상기 복원력에 대항한 요동방향으로의 변위에 따라 상기 케이스의 외주면에 형성된 외접기어 또는 상기 외접기어에 맞물려진 스토퍼기어(Stopper gear)에 계지되어 상기 케이스의 회전을 저지하는 계지부를 설치함으로써, 상기 절환부재를 구성시켜 상기 회전작동축에 의해 상기 마찰식 전동기구를 통해서 구동하게되는 상기 요동부재의 계지부가 상기 외접기어에 대해 계지상태는 유지되도록 한 것을 특징으로 한다. 이러한 본 형태에 따른 구조로 된 기어드모터는, 요동부재의 계지부에 의해, 유성기어기구를 구성하는 케이스의 외주면에 형성된 외접기어를 제지상태로 유지한다고 하는, 간단한 구조에 의해 클러치가 연결된 상태를 유지하는 것이 가능하며 그 결과 요동부재에 의해 클러치수단을 계단하는 절환부재가 유리하게 구성될 수 있으며, 동시에 간단한 구조로 클러치의 계단작동을 안정적으로 수행할 수 있는 기어드모터를 실현할 수 있다.

또한 본 발명의 제 6 형태는 상기 제 1 ∼ 제 5 중의 어느 한 형태에 따른 구조로 된 기어드모터에 있어서, 상기 조작대상의 초기위치에서 작동위치로의 구동 및 상기 조작대상의 작동위치로의 보전 지지(保持)시에, 상기 전동모터에 연속해서 급전 하는 한편, 상기 조작대상이 초기위치로 반려될 때, 상기 전동모터로의 전원공급을 중지하는 전원공급스위치수단을 설치한 것을 특징으로 한다. 이러한 본 형태에 따른 구조로 된 기어드모터는 전원공급스위치수단을 절환작동함으로써 조작대상의 초기위치에서 작동위치로의 구동, 조작대상의 작동위치로의 보전지지 및 조작대상의 초기위치로의 복귀를 자동적으로 수행할 수 있게 된다.

(실시예)

이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 밝히기 위해서 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

먼저 도 1 ∼ 도 4 에는 본 발명의 제 1 실시형태로서의 세탁기에서 배수밸브의 개폐구동용 기어드모터(10)가 도시되어 있다. 이러한 기어드모터(10)는 세탁기 본체에 취부(取府)되는 중공상체구조(中空箱體構造)의 하우징(12)을 구비하며, 감속수단으로서의 감속기어열(14)과 출력부재로서의 와이어권상프리(16)가 , 상기 하우징(12)내에 수용된 상태로 놓여져 있다. 그리고 전동모터(18)의 회전구동력을 감속기어열(14)을 통하여 와이어권상프리(16)에 전달하고, 와이어권상프리(16)에 감겨져있는 구동와이어(19)를 통해 배수밸브 등의 도시되지않은 조작대상을, 부세적으로 위치가 결정된 초기위치에서 작동위치까지 복귀력에 대항하여 구동변위시키도록 되어있으며, 동시에 감속기어열(14) 위에 클러치수단으로서의 유성기어기구(20)가 설치되어 있으며, 상기 유동기어기구(20)를 계단하는 요동부재로서의 스토퍼레버(22)를 마찰식 전동기구를 구성하는 마찰기어(24)로 구동시키도록 되어있다.

더욱 상세하게는 하우징(12)은 전체적으로 거의 직사각형의 개구상(開口箱)형상을 갖는 하우징 본체(26)와, 하우징 본체(26)의 개구부에 겹쳐져서 상기 개구부를 복개하는 덮개체(蓋體)(30)로 구성되어있으며, 이들 하우징 본체(26)와 덮개체(30)가 서로 고착됨으로써 중공상체구조로 형성되어 있다.

그리고 하우징(12)에 형성된 바닥 오목부에 전동모터(18)가 수용배치 되어있다. 이 전동모터(18)는 교류동기모터로 로터로서의 로터(32)와 원환형상(圓環形狀)의 코일(34)이 권회된 고정자로서의 스테이터(36)를 구비하고 있다. 로터(32)는 원환블록형상의 영구자석(38)에 출력축(40)이 고정된 구조로 되어있으며, 출력축(40)의 중심공(42)에서 스테이터(36)의 중심축상에 입설된 로터지지축(44)에 회전가능하게 외삽(外揷)되어있다. 또한 출력축(40)에는 기단부 외주면에 계지조(係止爪)46가 설치어 있으며, 상기 계지조(46)부근에는 계지조(46)에 대한 로터(32)의 회전방향 일측방향에서 계지되는 계지부재(48)가 축 주위에 요동가능하게 배설되어있다. 그리고 이들 계지조(46)와 계지부재(48)에 의해서 출력축(40)의 회전방향을 규정하는 역회전방지기구가 구성되어 있다.

또한 영구자석(38)의 외주면에는 주위방향으로 교대로 복수쌍(예를 들면 4쌍)인 N자극과 S자극이 설정되어 있다. 한편, 코일(34)은 전기절연재로 이루어진 실패형상의 보빈(50)에 코일권선으로써의 와이어가 권회된 구조로 되어있다. 또한 한편, 스테이터(36)는 각각 강자성재로 이루어진 상측 스테이터부재(52)와 하측 스테이터부재(54)에 의해 구성되어져 있다. 상측 스테이터부재(52)는 전체적으로 얇은 원환판(圓環板)형상을 가지고 있으며, 그 내주연부에는 주위방향으로 소정거리를 두고 복수(예를 들면 4개)의 돌출핀(56)이 형성되어 있으며, 각각 축에 돌출하는 상측 및 하측 보스부(76),(78)이 각각 일체로 형성되어 있음과 동시에 하측계단부재(62)의 상면에서 상측보스부(76)의 주변에는 상측계단부재(76)의 계지오목부(70)과 계합가능한 계지편(80)이 내외주의 절개구에 의해 축방향으로 탄성적으로 변위가능하게 형성되어있다.

그리고 상측계단부재(60)와 하측계단부재(62)가 코일스프링(64)을 사이에 두고 서로의 축방향으로 겹쳐져서 동일한 지축에 외삽(外揷)됨으로써 조립되어지며, 코일스프링(64)의 부세력에 의해 탄성적으로 상호격리되어 대향배치 되어있다. 또한 상측계단부재(60)와 하측계단부재(62)가 코일스프링(64)의 부세력에 대항하여 축방향에서 접근하도록 하여 상측계단부재(60)의 계지오목부(70)와 하측계단부재(62)의 계지편(80)이 계합된 상태에서, 상측계단부재(60)와 하측계단부재(62)가 일체적으로 회전하게 되어 있으며, 전동모터(18)의 출력축(40)에 고정설치된 출력피니온(74)의 회전구동력이 상측계단부재(60)의 상측피니온(66)에 전달되도록 되어있다. 또한 상측계단부재(60)의 계지오목부(70)와 하측계단부재(62)의 계지편(80)의 계합은 전동모터(18)의 정회전방향에서는 유지되도록 되어있는 한편, 역회전방향에서는 해소된 래칫(ratchet)구조라고 한다.

또한 유성기어기구(20)는 케이스(82)와 유성기어부재(84)로 구성되어 있다. 케이스(82)는 전체적으로 유저원통형상을 갖고있고, 이 통벽부의 내주면과 외주면에는 각각 내접기어(86)와 외접기어(88)가 형성되어있으며, 그 저벽부(底壁部)에는 중심 축상으로 중심구멍이 관설되어있다. 또한 유성기어부재(84)는, 서로의 축방향으로 격리되어 대항배치된 케리어로서의 상측 및 하측의 원판(92),(94)를 가지고있으며, 이들 상측 및 하측의 원판(92),(94)이, 중심축 주위에서 대항면간에 걸쳐서배설된 복수개의 기어핀(96)에 의해 상호 고정되어 있으며, 각 기어핀(96)에는 각각 유성기어(98)가 회전가능하도록 장착되어 있다. 또한 상측원판(92) 및 하측원판(94) 에는 중심축상을 관통하여 연장되는 중심공삽통공(中心孔揷通孔)이 각각 형성되어있다. 그리고 유성기어부재(84)가 케이스(82)에 회전가능하게 끼워진 상태에서 케이스(82)의 중심공에 상측계단부재(60)의 상측 피니온(66)이 삽입되어있으며, 상측 피니온(66)과 유성기어(98)가 맞물려져 있음과 동시에, 유성기어(98)와 내접기어(86)가 맞물려져 있다. 즉 본 실시형태에서는 상측 피니온(66)에 의해 유성기어기구(20)의 태양기어가 구성되어져 있다. 또한 유성기어부재(84)의 위측원판(92)의 중심축상에는 연속기어(104)가 상부로 돌출되어 일체로 형성되어 있다.

여기에서 본 실시형태에서는 유성기어기구(20)를 구성하는 케이스(82)의 회전이 저지된 상태에서 작동모터(18)의 회전구동력이 와이어권상프리(16)에 전달되도록 되어있으며, 아울러 케이스(82)의 회전이 허용된 상태에서 작동모터(18)의 회전구동력이 와이어권상프리에 전달되지 않도록 되어 있다. 즉 케이스(82)의 회전이 저지된 상태가 클러치가 연결된 상태로 됨과 함께 케이스 82의 회전이 허용된 상태가 클러치가 끊어진 상태로 되도록 되어있다.

또한 출력기어(58)는 동축상에 일체로 형성된 큰 직경의 출력기어(106)와 작은 직경의 출력피니온(108)을 가지고 있으며, 이 출력기어(106)가 유성기어기구(20)의 연속기어(104)에 맞물려져 있는 한편, 출력피니온(108)이 와이어권상프리(16)의 외주면에 일체로 형성된 구동기어(112)와 맞물려 있다. 이에 따라, 전동모터(18)의 구동력이 회전력계단기구(54), 유성기어기구(20),출력기어(58) 및 와이어권상프리(16)를 통하여 구동와이어(19)에 전달하게 되어 있다.

또한 전동기어(112)는 구동와이어(19)가 말려진 와이어프리(113)에 주위방향으로 소정길이 연장된 원호(圓弧)모양 내지는 부채꼴모양으로 일체로 형성되어 있다. 또한 구동기어(112)에는 하측으로 돌출된 캠(116)이 일체로 형성되어 있으며, 이 캠(116)에 후술하는 캠 레버(124)가 유동되게 접촉되어 있다. 또한 와이어권상프리(16)에 권부된 구동와이어(19)는 하우징(12)의 둘레벽부에 관설된 삽통공(114)을 통하여, 외부로 돌출되어있으며, 그 돌출측단부에 조작대상인 세탁기의 배수밸브가 연결되도록 되어있다.

또한 출력기어(58)의 축방향으로 하부방향에는 캠 레버(124)가 지지축(126) 주위에서 요동가능하게 배설되어있다. 이 캠 레버(124)는 원통형상의 축부의 외주면상에 축직각방향외부에 돌출한 접접부(128)와 돌출부(130)를 가지고 있으며, 유동접촉부(128)의 돌출선단부분이 와이어권상프리(16)의 캠(116)에 유동되게 접하도록 되어 있다. 또한 돌출부(130)의 돌출선단부분에는 돌출부(130)와 대략 직교하는 방향으로 연장된 조작부(132)가 일체로 형성되어 있다. 상기 조작부(132)는 전체적으로 단(段)을 갖는 긴 판모양을 하고 있으며, 길이방향으로 연장된 통공(134)이 형성되어있다. 또한 조작부(132)는 길이방향 중앙부분에서 판이 두꺼운 방향에서 단차를 이루며 굴절되어 있으며, 조작부(132)의 선단부(136)가 기단부(138) 보다도 하부방향에 위치되어 있다. 그리고 조작부(132)의 통공(134)이 유성기어기구(20) 및 회전력계단기구(59)의 지지축(126)에 대하여 유동가능하게 삽입 되어있으며, 조작부(132) 상면에 하측계단부재(62)의 하측 보스부(78)가 접동가능(silidable)하게 접촉되어 있다. 또한 캠레버(124) 축부의 외주면상에는 한 쌍의 돌출편(140),(140)이 둘레방향으로 소정의 간격을 갖도록 형성되어져있다.

그리고 유동접촉부(128)가 와이어권상프리(16)의 캠(116)의 캠홈(141)에 계합되어 있지 않은 캠레버(124)의 회동위치에서는, 하측계단부재(62)의 하측보스부(78)가 조작부(132)의 기단부(138)에 접촉되어 상부로 들려올라감으로써, 하측계단부재(62)의 계지편(80)과 상측계단부재(60)의 계지오목부(70)가 계지되어, 출력피니온(74)의 회전구동력이 유성기어기구(20)에 전달되도록 되어있다. 한편, 유동접촉부(128)가 와이어권상프리(16)의 캠홈(141)에 계합되여 도 1과 같이 우측방향으로 회동된 위치에서는, 하측보스부(78)가, 조작부(132)의 선단부(136)에 접촉되어 하측계단부재(62)가 상측계단부재(60)로부터 격리되어 하부에 위치됨으로써, 하측계단부재(60)의 계지편(80)과 상측계단부재(60)의 계지오목부(70)의 계지가 해제되어 출력피니온(74)의 회전구동력이 유성기어기구(20)에 전달되지 못하게 되어있다.

또한 캠레버(124) 부근에는 계지수단으로서의 계지레버(142)가 캠레버(124)의 요동중심축과 평행한 중심축 주위에서 요동가능하게 배설되어있다. 상기 계지레버(142)는 축직각방향에 연장된 계지조(144)를 가지고 있으며, 상기 계지조(144)가 상측계단부재(60)의 계지조(68)에 계지될 수 있도록 되어있다. 또한 계지레버(142)의 축방향 하단부에는 돌출편(146)이 일체로 형성되어 있으며, 상기 돌출편(146)이 캠레버(124)의 돌출편(140),(140)에 계합되어 캠레버(124)의 요동에 대하여 계지레버(142)가 연동하도록 되어있다. 즉, 본 실시형태는 캠레버(124)의 유동접촉부(128)가 와이어권상프리(16)의 캠홈(141)에 계합되어있지 않은 상태에서는, 계지레버(142)의 계지조(144)는 상측계단부재(60)의 계지조(68)에 계지되어 있지 않으므로, 상측계단부재(66)의 회전을 허용하도록 되어 있으며, 동시에 캠레버(124)의 접접부(128)가 와이어권상프리(16)의 캠구(141)에 계합한 상태에서는, 계지레버(142)의 계지조(144)는 상측계단부재(60)의 계지조(68)에 계지되어있어 상측계단부재(60)의 회전을 저지할 수 있도록 되어있다.

여기에서 회전력계단기구(59)와 유성기어기구(20)의 지축(126)이나, 출력기어(58) 및 캠레버(124)의 지축(148)은 둘 다 전동모터(18)의 로터지지축(44)과 평행하게 연장된 상태에서 하우징(12)에 고정설치 되어있다.

또한 하우징(12)내에는 속도조절기구(154)가 배설되어 있다. 이 속도조절기구(154)는 속도조절용 회전체(155)를 구비하고 있으며, 이 속도조절용회전체(155)가 전동모터(18)의 로터지지축(44)과 평형 상태의 중심축주변에 회전가능하게 배설되어 있고, 동시에 상기 속도조절용회동체(155)에 일체로 형성된 속도조절용피니온(156)이 유성기어기구(20)를 구성하는 케이스(82)의 외주면에 형성된 외접기어(88)에 맞물려져 있는 한편, 속도조절용피니온(156)의 축방향 상단부에는 속도조절용기어(158)가 일체 형성되어 있다. 또한 이 속도조절용기어(158)의 상면에는 상면둘레로 복수지점(본 실시예 형태에는 2지점)에서 축방향 상부로 돌출되는 지지핀(160),(160)이 고정설치 되어 있으며, 이들 각 지지 핀(160)에 유동부재(162)가 외삽되어 취부되어있다. 상기 유동부재(162)는 전체적으로 대략 초승달내지는 원호형의 블록형상을 이루고 있으며, 이 주변부의 일단부에 관설된 구멍(164)으로 지지핀(160)이 삽입됨으로써 지지핀(160)의 둘레에 요동가능하게 조립되어 있다. 그리고 각 유동부재(162)는 속도조절기어(158)가 중심축 주위로 회전될 때에 지지핀(160) 주위에서 원심력에 의해 직경방향 외부로 펼쳐지게 되어있다. 유동부재(162)의 외주면은, 주위방향으로 만곡(灣曲)된 유동접촉면으로 되어 있고, 원심력에 의해 직경방향외측으로 펼쳐졌을 때, 덮개체(蓋體)(30)에 일체로 형성된 컵을 뒤집은 모양의 유동통부(166)의 내주면에 의해 형성된 유동면에 접촉하도록 되어 있으며, 조작대상이 작동위치에서 초기위치로 복귀될 때 속도를 조절하도록 되어 있다. 또한 유동부재(162),(162)에는 원심력이 작동되지 않은 상태에서 유동부재(162),(162)를 유동통부(166)로부터 내측으로 격리된 위치에 보전지지시키는 부세부재를 장착해도 좋다.

또한 하우징(12)내에는, 클러치수단으로서의 유성기어기구(20)와 함께 회동되어 그 회전이 절환부재로서의 스토퍼레버(22)의 계탈(係脫)에 의해 허용/저지됨으로써 클러치수단으로서의 유성기어기구(20)를 계단시켜 구동력의 계단을 절환하는 스토퍼기어(169)가 배설되어 있으며, 이 스토퍼기어(169)가 상기 속도조절용회동체(155)의 속도조절기어(158)에 맞물려져 있다. 또한 스토퍼기어(169)의 하부에는 계지돌부(173)가 일체로 형성되어 있다.

또한, 하우징(12)내부에는 클러치계단기구(174)가 배설되어있다. 이 클러치 계단기구(174)는 전동기어(177)와 마찰기어(24)를 포함하여 구성되어 있으며, 이들 전동기어(177)와 마찰기어(24)가 전동모터(18)의 로터지지축(44)과 평형을 이루는중심축주위로 회동가능하게 배설되어 있다. 전동기어(177)는 계지부재(48)의 상부쪽에 배설되어 있으며, 출력피니온(74)에 맞물려져있다. 또한 전동기어(177)에는, 상면중앙부분에 계지돌부(183)가 일체로 형성되어 있으며, 이 계지돌부(183)에 외삽되는 상태로 접동링(186)이 취부된다. 이 접동링(186)은 계지돌부(183)보다도 큰 직경을 갖는 C자형상으로 만곡된 금속용수철로, 양단개구부에 일체로 형성된 계지부가 계지돌부(183)에 형성된 계지구에 계지됨으로써 둘레(周)방향 변위가 제한된 상태로 전동기어(177)에 조립된다. 또한, 전동기어(177)에는 상부로부터 마찰기어(24)가 취부된다. 이 마찰기어(24)에는 하부로 돌출하는 원통모양의 유동접촉부(184)가 일체로 형성되어 있으며, 이 유동접촉부(184)에 접동링(186)이 수용배치되어있다.

여기에서 접동링(186)은 외력이 미치지 않는 자유상태에서의 외경치수가 유동접촉부(184)의 내경치수 보다도 소정치수만큼 커지게 되어있으며, 유동첩촉통부(184)로의 배설상태에서, 항상 접동링(186)의 외주면이 유동접촉통부(184)의 주벽부(周壁部)내주면에 접동가능하게 접한다. 이에 따라 클러치계단기구(174)는, 접동링(186)의 유동접촉통부(184)에 대한 접동저항 보다도 작은 회전력이 미치는 경우에는 접동링(186)에서의 연결상태가 유지되어 전동기어(177)와 마찰기어(24)가 일체로 회전되도록 되어있으며, 접동링(186)의 유동접촉통부(184)에 대한 접동저항보다도 큰 회전력이 미치는 경우에만, 접동링(186)의 유동접촉통부(184)에 대한 접동에 의거하여, 전동기어(177)와 마찰기어(24)가 중심축 주위로 상대 회전하여 회전작동력의 전달이 제한되도록 되어 있다.

또한, 마찰기어(24)의 측방향에는 요동기어(192)가 배설되어 있다. 이 요동기어(192)는 주보공(週報孔)에 소정의 길이로 연장된 원호모양 내지는 부채꼴 모양을 이루고 있으며, 마찰기어(24)와 평형을 이루는 중심축 주위로 회전가능하게 지지되며, 마찰기어(24)에 맞물려져 있다. 그리고 이 요동기어(192)에는 축직각방형으로 펼쳐져 연장되는 스토퍼레버(22)가 일체로 형성되어 있다. 상기 스토퍼 레버(22)에는 회동방향의 일측방향으로 돌출된 계지부(200)가 일체로 형성되어있으며, 아울러 부세수단으로서의 인장코인스프링(198)이 정착되어있다. 이 인장코일스프링(198)은 인장타입인 것으로, 그 일단부가 스토퍼레버(22)에 계지되어있는 한편 타단부가 하우징본체(26)에 형성된 계지핀(193)에 계지되어있다.

즉 인장코인스프링(198)은 스토퍼레버(22)에 대하여 계지부(200)의 돌출방향과 반대인 회전방향으로 부세력을 미치도록 되어있으며, 스토퍼레버(22)가 인장코인스프링(198)의 복귀력에 대항하여 회동되었을 때에, 상기 스토퍼기어(169)에 형성된 계지돌부(173)에 계지부(200)가 계지됨으로써 이에 따라 스토퍼기어(169)에 맞물린 조속기어(158)의 회전을 저지하여, 조속피니온(156)에 맞물린 외접기어(88)를 갖는 유성기어기구(20)에서 케이스(82)의 회전을 저지하도록 되어있다. 또한 스토퍼레버(22)가 인장코인스프링(198)의 부세력 작용으로 초기위치에 위치되어있는 상태에서, 계지부(200)는 회전작동되는 스토퍼기어(169)의 계지돌부(173)에 간섭하지 않도록 탄성적으로 위치되어 보전지지 되도록 되어있다.

결국 본 실시형태에서는, 스토퍼레버(22)의 계지부(200)가 스토퍼기어(169)의 계지돌부(173)에 계지된 상태에서, 클러치수단으로서의 유성기어기구(20)를 구성하는 케이스(82)의 회전이 저지되어 클러치가 연결된 상태로 되는 한편, 스토퍼레버(22)의 계지부(200)가 스토퍼기어(169)의 계지돌부(173)에 계지되지 않은 상태에서, 유성기어기구(20)를 구성하는 케이스(82)의 회전이 허용되어 클러치가 끊어진 상태로 되어 있다.

이어서 상술한 바와 같은 구조로 된 기어드모터(10)의 작동에 대하여 설명한다.

먼저, 기어드모터(10)에 전원이 접속되어있지 않은 초기상태에서는 조작대상이 초기위치로 되어 구동와이어(19)가 케이스(12)의 인출단에 위치되어 있다. 이러한 초기상태에서 기어드모터(10)에 전원이 접속되면 전동모터(18)의 코일(34)로 전원이 공급되어 로터(32)가 회전하게 된다.

상기 초기위치에서 로터(32)의 회동작동시에는 캠레버(124)의 유동접촉부(128)가 와이어권상프리(16)의 캠구(141)에 계합된 상태로 되어 있으며, 캠레버(124)의 조작부(132)의 기단부(138)에 의해, 하측계단부재(62)가 코일스프링(64)의 복귀력에 대항하여 상부 축방향으로 들어올려지며, 하측계단부재(62)의 계지편(80)이 상측계단부재(60)의 계지오목부(70)에 계지됨으로써, 회전력계단기구(59)가 연결상태로 되어있다. 또한 한편, 계지레버(142)의 계지조(144)는 상측계단부재(60)의 계지조(68)에 계지되어 있지 않고, 상측계단부재(60)의 회전이 허용되어 있음으로 인해, 출력피니온(74)의 회전구동력이 유성기어기구(20), 출력기어(58)를 통하여 와이어권상프리(16)에 전달되어, 와이어권상프리(16)에 권부된 구동와이어(19)에 연결된 조작대상이 초기위치에서 작동위치로 구동변위 되어진다.

또한 전동모터(18)의 코일(34)에 전원공급되어 로터(32)가 회전하면 도 5에 나타난 바와 같이 출력피니온(74)에 맞물려진 전동기어(177)도 회전하게되어 마찰기어(24)가 접동저항에 의해 회전하게 된다. 이에 따라 마찰기어(24)에 맞물린 요동기어(192)가 인장코일스프링(198)의 복귀력에 대항하여 스토퍼기어(169)의 회전방향과 역방향으로 회동한다. 이것에 의해 도 6에 나타난바와 같이 요동기어(192)의 스토퍼레버(22)에 형성된 계지부(200)가 스토퍼기어(169)에 형성된 계지돌부 (173)에 계지되어 스토퍼기어(169)에 맞물려진 속도조절기어(158)의 회전이 저지되며, 속도조절피니온(156)과 맞물려진 외접기어(88)를 갖는 유성기어기구 (20)의 케이스(82)의 회전을 저지한다. 그 결과 클러치가 연결된 상태로 되어 전동모터(18)의 회전력을, 회전력계단기구(59) 유성기어기구(20)및 출력기어(58)를 통하여 와이어권상프리(16)에 전달하는 것이 가능하게 되고, 구동 와이어(19)를 권상하여 조작대상을 초기위치에서 작동위치로 구동변위하는 것이 가능해진다.

또한, 스토퍼레버(22)의 계지부(200)에 스토퍼기어(169)의 계지돌부(173)가 계지되어 마찰기어(24)의 회전이 저지된 상태에서, 전동기어(177)는 마찰기어(24)에 대하여 접동링(186)의 접동작용에 의하여 상대회전이 허용되기 때문에, 전동모터(18)의 구동력이 미치는 전동기어(177)가 마찰기어(24)에 대하여 공전(空轉)하게된다. 나아가 전동기어(177)가 마찰기어(24)에 의하여 공전(公轉)하고 있는 상태라도 전동모터(18)로부터의 토크전달은 유지되므로, 스토퍼레버(22)의 계지부(200)가스토퍼기어(169) 계지돌부(173)에 계지된 상태가 안정적으로 보전지지된다.

그리고 조작대상을 작동위치까지 구동변위시키면 캠레버(124)의 유동접촉부(128)가 와이어권상프리(16)의 캠(166)으로 회전구동되어지며, 캠레버(124)의 회동중심축 주위로(도 1 에서 우회전방향) 회동한다. 이에 따라 캠레버(124) 조작부(132)의 선단부(136)가 하측보스부(78)에 접하게 된다. 그 결과 코일스프링(64)의 부세력에 대항하여 축방향 상부쪽으로 밀어 올려진 하측계단부재(62)가 코일스프링(64)의 부세력에 의해 축방향 하부쪽으로 밀려 내려와, 상측계단부재(60)의 계지오목부(70)와 하측계단부재(62)의 계지편(80)과의 계지상태가 해제되어지며, 출력피니온(74)의 회전구동력이 연결기어(104)에 전달될 수 없게 된다. 여기서 작동대상은 그 자체가 지닌 복귀력에 의해 초기위치로 반려동작을 개시하려고 하지만, 상술한 바와 같은 접동링(186)의 접동작용에 의거한 토크전달에 의해 스토퍼레버(22)의 계지부(200)가 스토퍼기어(169)의 계지돌부(173)에 계지상태로 유지됨과 동시에 계지레버(142)의 계지조(144)가 상측계단부재(60)의 계지조(68)에 계지되어 상측계단부재(60)의 역방향 회전이 저지된 결과, 연결기어(104)의 역방향 회전이 저지되고 조작대상이 작동위치에 보전지지 된 형태로 유지된다.

그리고 소정의 보전지지 시간이 경과된 후, 전동모터(18)의 코일(34)로의 전원공급이 중지되면, 로터(32)에 형성되어진 영구자석(38)의 자극과 스테이터(36)의 자극을 형성하는 돌출편(56)(57) 사이에서의 자력이 로터(32)의 회전에 대한 제동력으로서 작용하게 되며, 그 결과 로터(32)는 로터(32)의 자체가 갖는 관성력과,로터(32)에 형성된 영구자석(38)의 자극과 스테이터(36)의 돌출편(56),(57) 사이에 미치는 자력과의 균형이 이루어진 위치에서 회전하고 일단정지 한다. 그 후 로터(32)는 관성력이 없어짐에 따라 영구자석(38)과 스테이터(36)의 자기흡인작용에 의거하여 역방향으로 회전하여 영구자석(38)과 스테이터(36)의 자기흡인작용에 의거한 안정된 위치까지 돌아와 정지하게 된다.

이와 같이 작동모터(18)로의 전원공급을 중지함에 따라, 로터(32)가 정방향회전시 제동되어 일단정지할 때까지의 정방향으로의 회전시에는, 접동링(186)의 접동작용에 의거하여 스토퍼레버(22)의 계지부(200)가 스토퍼기어(169)의 계지돌부(173)에 계지상태가 유지되는 한편, 로터(32)의 일단정지 후의 역방향회전시에는, 전동모터(18)의 회전구동력이 전동기어(177)로부터 접동링(186)과 마찰기어(24)를 통해서 스토퍼레버(22)에 대하여 역방향(도 1 중에 왼쪽주변 방향)의 회전력으로서 미치게 되어 스토퍼레버(22)가 역방향으로 요동작동된다.

그 결과 도 7 에 나타낸 바와 같이 스토퍼레버(22)의 계지부(200)가 스토퍼기어(169)의 계지돌부(173)에 계지되지 않은 상태로 되어 속도조절기어(158)의 회전이 허용되어 속도조절피니온(156)에 맞물린 외접기어(88)를 가진 케이스(82)의 회전도 허용된다. 이에 따라 클러치가 끊어진 상태가 되어, 계지레버(142)가 상측계단부재(60)의 계지조(68)에 계지됨으로써 발휘되는 상측계단부재(60)의 역회전 저지력이 와이어권상프리(16)에 전달되지 않게 되며, 조작대상이 그 자체가 가진 복귀력에 의해 구동와이어(19)의 인출과 더불어 작동위치에서 초기위치로 복귀작동을 수행하도록 되어 있다.

또한, 조작대상의 복귀작동이 개시되면 캠레버(124)의 유동접촉부(128)가 캠홈(14)에서 나와 캠(116)의 외주면에 접접되고, 조작부(132)의 기단부(138)가 하측보스부(72)에 접하게 되며, 하측계단부재(62)가 코일스프링(64)의 복귀력에 대하여 축방향으로 밀어올려져서 상측계단부재(60)의 계지오목부(70)와 하측계단부재(62)의 계지편(80)이 계지상태가 된다. 그 결과 조작대상의 작동위치에서 초기위치로의 복귀작동시에는, 상측계단부재(60)의 계지오목부(70)와 하측계단부재(62)의 계지편(80)이 계지되어, 작동모터(18)의 자력에 의한 로터(32)의 위치결정력(무여자 유지토크: Detent Torque)이 상측계단부재(60)로 전달됨에 따라, 상측계단부재(60)의 역방향 회전이 저지된 상태가 된다.

또한 조작대상의 작동위치에서 초기위치로의 복귀작동시에는, 출력기어(58)및 유성기어기구(20)를 구성하는 유성기어부재(84)에 형성된 연결기어(104)가 역방향으로 회전하지만, 케이스(82)의 회전이 허용됨과 동시에 상측피니온(66)(태양기어)의 역방향으로의 회전이 저지되기 때문에, 케이스(82)의 회전이 속도조절피니온(156)에 전달되어 속도조절피니온(156)이 회전하도록 되어 있다. 그리고 속도조절피니온(156)이 회전함으로써 속도조절피니온(156)과 일체로 형성된 속도조절기어(158)가 회전하게 되며, 각 접동부재(162)가 지지핀(160) 주위에서 원심력에 의해 직경방향 외부로 펼쳐져서 유동접촉부(166)의 유동접촉면에 유동접촉됨으로써, 조작대상의 복귀작동시의 속도가 각 유동부재(162)의 유동접촉저항에 의거하여 조절되도록 되어있다.

따라서, 이러한 구조로 된 기어드모터(10)에 있어서는, 전동모터(18)로의 전원공급을 중지했을 때에 관성력으로 안정위치보다 더욱 전방으로 지나쳐 간(정방향으로의 과회전) 로터(32)가, 이 안정위치보다 더 가서 일시 정지한 위치에서 역방향에 소정량만큼 회전하게 됨으로써, 스토퍼레버(22)를 역방향으로 요동시켜 이 스토퍼레버(22)의 계지부(200)가 스토퍼기어(169)의 계지돌부(173)에 계지되지 않은 상태, 즉 클러치가 끊긴 상태로 할 수 있으며, 이로 인해 종래의 유도 링식과 비교하면 영구자석이나 특별한 재질의 유도링을 사용할 필요가 없으며, 제조 비용도 낮출 수 있게 되고, 동시에 클러치의 계단작동을 안정적으로 수행할 수 있게 된다.

그러나 스토퍼레버(22)에는 항상 인장코일스프링(198)에 의한 부세력이, 스토퍼레버(22)를 역방향(스토퍼부재(169)의 계지돌부(173)로의 계지를 해제하는 방향)으로 회동하도록 작용함으로 인해, 전동모터(18)로의 전원공급이 정지되어 전동모터(18)의 로터(32)가 관성력으로 안정위치를 지나친 위치에서 일단 정지된 후 역회전할 때, 상기 코일스프링(198)의 부세력이, 스토퍼레버(22)가 스토퍼부재(169)에 계지된 상태에서 이탈하는 작동을 보조하는 방향으로 작용하도록 한다. 이로 인해 전동모터(18)의 반려력이 약한 경우에도 스토퍼레버(22)가 스토퍼부재(169)에 계지된 상태에서 이탈되는 작동이 안정적으로 실현될 수 있도록 되어, 작동의 신뢰도가 향상될 수 있다.

이어서 로터(32)가 역회전함으로써 스토퍼레버(22)의 계지부(200)가 스토퍼기어(169)의 계지돌부(173)에 계지되지 않는 상태가 되는 조건과, 인장코일스프링(198)작용에 대하여 추가적으로 설명한다.

도 8에 있어서, 스토퍼레버(22)의 계지부(200)가 스토퍼기어(169)의 계지돌부(173)에 계지된 상태에서, 로터(32)의 안정위치까지의 역회전작동만으로 이러한 계지를 해제하기 위해서는 로터(32)의 역회전에 의거한 스토퍼레버(22)의 요동각도 (θ1)를 스토퍼레버(22)의 계지부(200)가 스토퍼기어(169)의 계지돌부(173)에 계지된 상태를 유지할 수 있는 스토퍼레버(22)의 역방향으로의 최대요동각도(θ2)보다도 크게 해야한다. 여기에서 로터(32)의 역회전에 의거한 스토퍼레버(22)의 유동각도(θ1)는, 로터(32)의 관성력에 의한 정지위치에서 안정위치까지의 역방향 회전각도를θ3으로 하고, 출력피니온(74)의 치수를 z1로 하고, 작동기어(178)의 치수를 z2로 하고, 마찰기어(188)의 치수를 z3으로 하고, 요동기어(192)의 치수를(z4)로 하면, 이하의 식(1)과 같이 나타낼 수 있다. 또한 요동기어(192)의 치수(z4)는 요동기어(192)가 원판모양이라고 가정한 경우의 전체둘레의 기어의 개수다.

θ1 = (θ3 .z1 .z3 )/(z2.z4).....(1)

또한, 로터(32)의 역방향 회전각도(θ3)는, 예를 들면 스테이터(36)의 내경이 24mm, 로터(32)의 외경이 23.4mm, 로터(32)의 중량이 15g으로 되어 있는 8극의 인덕터모터에서는, 스테이터(36)에 설치된 복수의 돌출편(56)및 복수의 돌출편(57)의 배열을 적당하게 조절함으로써, 15도∼30도로 설정 할 수 있다.

이제 θ3을 20도로 설정함과 동시에 θ2를 8도로 설정한 경우에 대해 생각해 본다. 여기에서 z1을 20, z2를 50, z3을 40, z4를 30으로 설정하면, (1)식에 의해 θ1 = 10.67도가 되고, θ1을 θ2보다도 크게 할 수 있다. 따라서 이러한 조건으로라면 작동모터(18)로의 전원공급을 중지했을 때의 로터(32)의 역방향 회전에 따른 스토퍼레버(22)의 역방향 요동에 의해, 스토퍼레버(22)의 계지부(200)의 스토퍼기어(169)의 계지돌부(173)에의 계지상태를 해소하는 것이 가능하다.

게다가 스토퍼레버(22)에는 인장코일스프링(198)의 부세력이 역회전방향으로 미치고 있으며, 스토퍼레버(22)가 관성력에 의해 일단정지위치에서 전동모터(18)의 역회전에 따라서 조금이라도 역방향에 회동되면, 스토퍼레버(22)의 계지부(200)와 스토퍼부재(169)의 계지돌부(173)와의 사이에 작용하고 있던 최대 정지(靜止)마찰력이 동(動)마찰력이 되어 작아지며, 그 상태에서는 상기 인장코일스프링(198)에 의한 부세력이 그 정도로 크지 않아도 켜져도 스토퍼레버(22)를 역방향으로 회동시키기에 유효한 외력이 될 수 있다. 그리고 상기 인장코일스프링(198)의 부세력이 스토퍼레버(22)에 작용하게 됨으로써, 스토퍼레버(22)의 역회전 후의 최종적인 안정위치가 전동모터(18)의 로터와 고정자의 자기적인 안정위치보다도 더욱 역회전 방향으로 진행될 수 있다.

따라서 예를 들면, 전동모터(18)의 역회전량이 적고, 전동모터(18)의 자기적인 균형에 의한 안정위치까지의 역회전만을 생각한 경우에는, θ1 θ2이 되는 경우에도 인장코일스프링(198)의 부세력이 미치게 됨으로써, 실제로는 전동모터(18)의 역회전량을 θ2보다도 크게 하여 스토퍼레버(22) 계지부(200)가 스토퍼기어(169)의 계지돌부(173)에 계지된 상태를 해제하는 것이 가능해진다. 더 나아가 인장코일스프링(198)의 부세력이, 전동모터(18)의 자력에 의한 역회전력에 더해져 동적으로 미치게 됨으로써, 스토퍼레버(22)의 역회전작동은 접동링(186)의 유동접촉통부(184)에 대한 접동에 의해 전동모터(18)의 로터(32)의 역회전량 보다도 크게 허용될 수 있다. 또한 인장코일스프링(198)의 부세력이 정적(靜的)으로 미침으로써, 전동모터(18)의 로터(32)가, 자기적인 안정위치 보다도 인장코일스프링(198)의 부세력에 상당하는 정도만큼 역회전방향으로 편귀하여 최종적으로 위치하게 됨으로써 스토퍼(22)에 커다란 역회전량이 허용될수 있게 된다.

마지막으로 상술한 바와 같이 본 실시형태의 기어드모터(10)에서의 세탁기의 배수밸브의 작동제어형태를 참고적으로 정리하여 나타내었다.

정	세탁기의 동작상태	입력	기어드모터의 작동
1	정지(切),(비사용)	OFF	복귀위치, 잠금(lock), 해제위치
2	급수, 세탁	OFF	상동
3	배수 / 탈수	ON	복귀위치, 잠금 ,작동개시
4	상동	ON	잠금완료, 인입작동개시
5	상동	ON	인입완료, 보지상태
6	배수/탈수 완료	OFF	모터정지, 잠금완료 인입보지
7	상동	OFF	잠금해제동작개시, 인입보지
8	상동	OFF	잠금해제완료, 복귀동작개시
9	상동	OFF	복귀동작완료

이상 본 발명의 일실시 형태에 대하여 서술하였으나 이것은 어디까지나 예시이며, 본 발명은 이러한 실시형태의 구체적인 기재에 의하여 전혀 한정적으로 해석되는 것은 아니다.

예를 들면 상기 제 1 실시형태에서는 유성기어기구(20)를 구성하는 케이스(82)의 회전은, 속도조절기구(154) 및 스토퍼기어(169)를 통하여 저지되도록 하였지만, 스토퍼레버(22)를 이용하여 이 스토퍼레버(22)로 직접 저지하도록 할 수도 있다.

또한, 기어열의 구조나 각 기어 쌍의 감속비 외에, 기어열을 구성하는 기어의 개수 등은, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에 의한 것에 한정되는 것이 아니다. 또한 전동모터의 코일의 수와 구체적 모양은 상기 제 1 및 제 2 실시형태에 의한 것에 한정되는 것은 아니다.

또한, 출력부재로서 외주면에 와이어가 권부된 예시된 프리 이외에 랩 등을 채용하는 것도 가능하다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는 본 발명을 세탁기의 배수밸브의 개폐를 위한 구동원에 적용한 구체예를 나타내었지만, 본 발명의 적용범위는 특별히 제한된 것이 아니라, 예를 들면 특개평1-194833호 공보 등에 기재된 바와 같이 환기용 날개의 셔터의 개폐를 위한 구동원 등으로서의 각종 기어드모터에 대해 적용할 수 있다.

기타 일일이 열거하지는 않지만 본 발명은 당업자의 지식에 의거하여 다양한 변경, 수정, 개량 등을 가한 형태에서 실시될 수 잇는 것이며, 또한 이러한 실시형태가 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 모두가 본 발명의 범위에 포함되어 있음은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 구조로 된 기어드모터는, 전동모터로의 전원공급을 중지했을 때의 전동모터 자체의 특성에 의한, 로터의 소정의 역방향으로 회전을 잘 이용하면서, 또한 인장코일스프링의 상시 부세력을 이용함으로써, 전동모터의 출력부재로의 구동력 전달경로상에 배설된 클러치 수단을 연결 상태에서 차단상태로서 높은 신뢰도를 토대로 안정적으로 절환 할 수 있으며, 또한 종래의 유도링식에 비해 부품점수와 구조비용을 낮출 수 있다.

Claims

전동모터에 의해 기어열 등의 감속수단을 통하여 출력부재를 구동시켜, 상기 출력부재에 연결되는 복귀력을 가진 조작대상을 초기위치에서 작동위치로 구동변위시킴과 동시에, 상기 조작대상을 상기 작동위치로 보전지지(保持)시키며, 또한 상기 조작대상의 상기 복귀력에 의한 초기위치로의 복귀작동을 허용하도록 한 기어도모터에 있어서,

상기 전동모터의 상기 출력부재로의 전달경로상에 이 전동모터로부터 상기 출력부재로의 구동력을 계단하는 클러치수단을 설치함과 동시에, 왕복변위 가능하게 배설되어 일측방향으로 이동함으로써 상기 클러치 수단을 끊는 절환부재를 설치하는 한편, 상기 전동모터로서, 로터에 형성된 영구자석에 의한 자극과, 스테이터에 형성되는 코일권선에 의한 자극을 대향배치시킨 동기모터를 채용함과 동시에, 상기 전자모터에 의한 일측방향으로 회전구동되는 회전작동축을 설치하여, 상기 회전작동축에 의한 회전력을 마찰식 전동기구를 통해 상기 절환부재에 전달함으로써, 상기 절환부재가 상기 전동모터에 회전작동에 따라 상기 클러치수단을 연결하는 방향으로 이동되도록 함과 동시에, 상기 전동모터로의 전원공급을 정지했을 때에 상기 전동모터의 로터가 상기 스테이터에 대한 자력적인 안정위치를 넘어서 관성력으로 지나치게 회전하기 때문에 상기 안정위치 까지 복귀되는 역회전을 이용하여 상기 절환부재가 상기 클러치수단을 끊는 방향으로 이동되도록 하여, 나아가 상기 클러치수단을 끊는 방향으로 상기 절환부재에 보조적으로 힘을 가하는 부세수단을 설치한 것을 특징으로 하는 기어드모터.
제 1 항에 있어서, 상기 부세수단이 인장코일스프링으로, 상기 인장코일스프링에 의해 상기 절환부재가 타측방향으로의 이동단으로 항상 부세되고 있는 것을 특징으로 하는 기어드모터.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 출력부재의 작동위치에 따라서 상기 전동모터의 출력부재로의 구동력 전달을 계단(繼斷)하는 모터측의 클러치를, 상기 클러치수단 보다도 상기 전동모터측으로 위치하도록 설치하고, 상기 조작대상의 초기위치에서 작동위치로의 구동시에, 상기 모터측 클러치를 연결상태로 함과 동시에, 상기 조작대상의 작동위치로의 보전지지시에, 상기 모터측의 클러치를 차단상태로 하는 한편, 상기 모터측의 클러치의 계단(繼斷)상태에 구애받지 않고, 상기 전동모터에 의해 상기 회전작동축이 회전작동 되도록 하는 것을 특징으로 하는 기어드모터.
제 1 항 내지 제 2 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 클러치수단을, 상기 전동모터의 상기 출력부재로의 구동력 전달경로상에 배설된 상기 감속수단의 하나로서의 유성기어기구로 구성하여, 상기 유성기어기구의 태양기어를 상기 전동모터의 출력축에 의해 회전구동시킴과 동시에, 상기 태양기어에 맞물린 유성기어의 지축이 고정설치된 캐리어의 중심축상에 출력용 연결기어를 고정설치하여, 상기 유성기어가 맞물린 내접기어를 갖는 케이스의 회전을, 상기 절환부재에 의해 허용상태와 저지상태로 절환하도록 하는 한편, 상기 태양기어의 회전을 허용/저지하는 계지수단을 설치하여, 적어도 상기 조작대상의 작동위치로 보지작동 시에 상기 계지수단에 의해 상기 태양기어의 회전을 저지시키도록 한 것을 특징으로 하는 기어드모터.
제 4 항에 있어서, 복원력을 갖고 한 축 주위에 요동가능하게 배설된 상기 요동부재에, 복원력에 저항하는 요동방향으로의 변위에 의해 상기 케이스의 외주면에 형성된 외접기어 또는 상기 외접기어에 맞물려진 스토퍼기어에 계지되어서 상기 케이스의 회전을 저지하는 계지부를 설치함으로써, 상기 절환부재를 구성시켜, 상기 회전수단축에 의해 상기 마찰식 전동기구를 통해서 구동되는 상기 요동부재의 상기 계지부가 상기 외접기어에 대한 계지상태로 유지되도록 한 것을 특징으로 하는 기어드모터.
제 1 항 내지 제 2항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조작대상의 초기위치에서 작동위치로의 구동 및 상기 조절대상의 작동위치로의 보전지지시에, 상기 전동모터로 연속적으로 전원공급하는 한편, 상기 조작대상의 초기위치로의 복귀시에, 상기 전동모터로의 전원공급을 중지하는 전원공급스위치수단을 설치한 것을 특징으로 하는 기어드모터.