(57)【要約】【課題】誘導モータ機構を構成する部材の磁気中心に誤差が生じた場合でも、誘導体の軸方向位置のずれを防止することができ、ひいては、誘導体の回転時の振れを抑え、誘導体の軸受部の偏摩耗による装置寿命の低下を防止することができる排水弁駆動装置を提供する。【解決手段】ロータ胴部の内周面に周方向に沿って永久磁石が固定され、永久磁石の内周側に非磁性導体からなる円筒状の誘導リング部を備える誘導回転体が配置されるモータについて、誘導回転体の軸方向の磁気中心を、永久磁石の軸方向の磁気中心よりも、ロータの開口部側に置くことにより解決する。【選択図】図２
2015195637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に回転するモータと、
前記モータの駆動力を被駆動体である排水弁に伝達する歯車列である第一の伝達列と、を備える排水弁駆動装置であって、
前記モータは、固定軸に回転可能に支持されるロータボス部と、軸方向の一方の端部が該ロータボス部に固定されることにより該ロータボス部と一体に回転し、他方の端部には開口部が形成される円筒状のロータ胴部と、を備えるロータを有し、
前記ロータ胴部の内周面には周方向に沿って永久磁石が固定され、
前記永久磁石の内周側には、前記ロータボス部に回転可能に支持される誘導体軸部と、該誘導体軸部に固定されることにより該誘導体軸部と一体に回転する誘導リング部と、を備える誘導回転体が配置され、
前記誘導リング部は、非磁性導体からなる円筒状の誘導体と、強磁性体からなる被吸引部と、を備え、
前記誘導リング部の前記被吸引部は、前記誘導回転体の軸方向の磁気中心が、前記永久磁石の軸方向の磁気中心よりも前記開口部側となる位置に配されることを特徴とする排水弁駆動装置。
【請求項２】
前記被吸引部は、前記誘導体の内周側に固定された円筒状のバックヨーク部であり、
前記バックヨーク部の軸方向長さの中心は、前記永久磁石の軸方向長さの中心よりも前記開口部側にあることを特徴とする請求項１に記載の排水弁駆動装置。
【請求項３】
前記誘導体軸部は、その内周面の軸方向の一部が前記ロータボス部に摺接することにより前記ロータボス部に回転可能に支持されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排水弁駆動装置。
【請求項４】
前記誘導体軸部は、その内周面の軸方向両端部が前記ロータボスにラジアル方向に摺接し、前記誘導体軸部の軸方向端部のうち前記開口部側の反対側端部が前記ロータボス部にスラスト方向に摺接することにより、前記ロータボス部に回転可能に支持されることを特徴とする請求項３に記載の排水弁駆動装置。
【請求項５】
前記第一の伝達列による駆動力の伝達を「継」状態または「断」状態に切り替えるクラッチ手段と、
前記モータの駆動力を前記クラッチ手段に伝達する歯車列である第二の伝達列と、をさらに備え、
前記誘導体軸部の前記開口部側端部には、前記誘導リング部の半径よりも小さな半径を有する歯車部であるピニオン部が形成され、
前記第二の伝達列は、前記ピニオン部に噛合し、前記ピニオン部の回転により回動する歯車部材を有し、
前記歯車部材には、前記歯車部材を原位置の方向に付勢する付勢部材が連結されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の排水弁駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は排水弁駆動装置に関し、さらに詳しくは、誘導モータ機構を備える排水弁駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、磁気誘導を用いたクラッチ手段によってモータから被駆動体への駆動力の伝達を継断するギヤードモータが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７６０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の誘導モータ機構を構成している、磁気誘導回転体１３の非磁性導電リング１３ｂおよびバックヨークリング１３ｃ、磁気誘導マグネット１１２などの部材の軸方向長さや配置位置は、一般に、これらの軸方向の磁気中心が径方向に一致するように設計される。
【０００５】
しかし、製造時や組み立て時の累積公差により、これら部材の磁気中心が常に計算通りに一致するとは限らず、特に磁気誘導回転体１３の磁気中心が磁気誘導マグネット１１２の磁気中心よりも特許文献１の図３視（以下、「同図」という。）下側となった場合、磁気誘導回転体１３と磁気誘導マグネット１１２との間に磁気中心を径方向に一致させようとする力が働くことで、磁気誘導回転体１３が同図上方に僅かに浮かんだ状態となるおそれがある。
【０００６】
磁気誘導回転体１３が本来の位置から同図上方に浮かぶことにより、磁気誘導回転体１３と回転支持部１１ａとの摺接面積が小さくなり、磁気誘導回転体１３の回転時における振れが大きくなる。磁気誘導回転体１３の振れが大きくなると、磁気誘導回転体１３と磁気誘導マグネット１１２とのエアギャップが狭小となってる部分の位置や、磁気誘導マグネット１１２の着磁量が他よりも大きい部分の位置などとの複合要因により、磁気誘導回転体１３が特定の方向に吸い寄せられ傾いた状態で回転することがあり、回転支持部１１ａとの摺動面に偏摩耗を生ずるおそれがある。
【０００７】
回転支持部１１ａに偏摩耗が生じると、磁気誘導回転体１３の回転に抵抗が生じ、かかる回転負荷は制動ピニオン１３ａを介して扇型歯車２８にも伝達される。回転負荷が扇型歯車２８の復帰ばね２７の付勢力よりも大きくなると、ステータ１５への給電が断たれても扇形歯車２８が原位置に戻らなくなり、その結果、レバー３０が回動後の位置から原位置に戻らなくなるという不具合を生ずるおそれがある。
【０００８】
上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、誘導モータ機構を構成する部材の磁気中心に多少の誤差が生じた場合でも、誘導体の軸方向位置のずれを防止することができ、ひいては、誘導体の回転時の振れを抑え、誘導体の軸受部の偏摩耗による装置寿命の低下を防止することができる排水弁駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の排水弁駆動装置は、一方向に回転するモータと、前記モータの駆動力を被駆動体である排水弁に伝達する歯車列である第一の伝達列と、を備える排水弁駆動装置であって、前記モータは、固定軸に回転可能に支持されるロータボス部と、軸方向の一方の端部が該ロータボス部に固定されることにより該ロータボス部と一体に回転し、他方の端部には開口部が形成される円筒状のロータ胴部と、を備えるロータを有し、前記ロータ胴部の内周面には周方向に沿って永久磁石が固定され、前記永久磁石の内周側には、前記ロータボス部に回転可能に支持される誘導体軸部と、該誘導体軸部に固定されることにより該誘導体軸部と一体に回転する誘導リング部と、を備える誘導回転体が配置され、前記誘導リング部は、非磁性導体からなる円筒状の誘導体と、強磁性体からなる被吸引部と、を備え、前記誘導リング部の前記被吸引部は、前記誘導回転体の軸方向の磁気中心が、前記永久磁石の軸方向の磁気中心よりも前記開口部側となる位置に配されることを要旨とする。
【００１０】
誘導回転体の軸方向の磁気中心を、予め永久磁石の軸方向の磁気中心よりも開口部側に置くよう設計することにより、累積公差による磁気中心の誤差が生じた場合でも誘導回転体は開口部側の反対側に引っ張られるため、誘導回転体が開口部側に浮いてしまう事象を防止することができ、誘導回転体の回転時の振れが抑えられ、誘導回転体の軸受部の偏摩耗による装置寿命の低下を防止することができる。
【００１１】
前記被吸引部が、前記誘導体の内周側に固定された円筒状のバックヨーク部である場合、前記バックヨーク部の軸方向中心を、前記永久磁石の軸方向中心よりも前記開口部側にすることにより、誘導回転体の軸方向の磁気中心を、永久磁石の軸方向の磁気中心よりも開口部側に置くことができる。また、誘導体が永久磁石とバックヨーク部に挟まれることにより、誘導体を通過する磁力線が増大され、永久磁石に連れ回って回転する誘導回転体の回転トルクが高められる。
【００１２】
また、前記誘導体軸部は、その内周面の軸方向の一部が前記ロータボス部に摺接することにより前記ロータボス部に回転可能に支持されることが望ましい。
【００１３】
誘導回転体は、永久磁石が回転することにより生じる渦電流の電磁誘導作用により永久磁石に連れ回って回転する誘導モータ機構であるため、同期モータと比較してそのトルクが小さい。よって、誘導体軸部とロータボス部との摺接面積を限定することにより、誘導回転体の摺動抵抗を低減し、誘導回転体のトルクを効果的に利用することが可能となる。本発明にかかるモータによれば、誘導回転体が開口部側に浮いてしまう事象が防止されるため、誘導体軸部とロータボス部との摺接面積を最小化しても製品としての信頼性が損なわれない。
【００１４】
この場合、前記誘導体軸部は、その内周面の軸方向両端部が前記ロータボスにラジアル方向に摺接し、前記誘導体軸部の軸方向端部のうち前記開口部側の反対側端部が前記ロータボス部にスラスト方向に摺接することにより、前記ロータボス部に回転可能に支持される構成とすることが考えられる。本発明にかかるモータによれば、誘導回転体と永久磁石との間の磁気吸引力の作用により、誘導回転体がロータ開口部側の反対側に引っ張られ、誘導体軸部がロータボス部に対してスラスト方向に確実に摺接することから、誘導回転体の傾きがさらに抑えられる。
【００１５】
また、前記第一の伝達列による駆動力の伝達を「継」状態または「断」状態に切り替えるクラッチ手段と、前記モータの駆動力を前記クラッチ手段に伝達する歯車列である第二の伝達列と、をさらに備え、前記誘導体軸部の前記開口部側端部には、前記誘導リング部の半径よりも小さな半径を有する歯車部であるピニオン部が形成され、前記第二の伝達列は、前記ピニオン部に噛合し、前記ピニオン部の回転により回動する歯車部材を有し、前記歯車部材には、前記歯車部材を原位置方向に付勢する付勢部材が連結されている構成としても良い。
【００１６】
本発明にかかるモータによれば、誘導回転体が開口部側に浮いてしまう事象が防止され、誘導回転体の回転時の振れが抑えられることから、誘導回転体の軸受部の偏摩耗も防止される。よって、付勢部材で原位置に戻る歯車部材を誘導回転体のピニオン部に噛合させる構成とした場合でも、誘導回転体の回転負荷により歯車部材の回帰動作が阻害されることがない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる排水弁駆動装置によれば、誘導モータ機構を構成する部材の磁気中心に誤差が生じた場合でも、誘導体の軸方向位置のずれを防止することができ、誘導体の回転時の振れを抑え、誘導体の軸受部の偏摩耗による装置寿命の低下を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態における排水弁駆動装置の分解斜視図である。
【図２】モータの内部構成を示す断面図である。
【図３】排水弁駆動装置を伝達列に沿って展開した図である。
【図４】上ケースが取り外された状態の排水弁駆動装置の平面図である。
【図５】上ケースおよび第一の伝達列が取り外された状態の排水弁駆動装置の平面図である。
【図６】ロータ、第二の伝達列、および第一ロック歯車の外観図である。
【図７】クラッチ手段（遊星歯車機構）を分解して上方から見た図である。
【図８】クラッチ手段（遊星歯車機構）を分解して下方から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（全体構成）
以下、本発明にかかる排水弁駆動装置１の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明における上下とは、図１における上下（上ケース９１側を上、下ケース９２側を下とする）をいうものとする。また、「原位置」とは、排水弁駆動装置１の停止時における各構成部材の位置をいう。
【００２０】
本実施形態にかかる排水弁駆動装置１は、駆動源であるモータ１０と、モータ１０の動力を被駆動体である排水弁９５に伝達する歯車列である第一の伝達列と、第一の伝達列による駆動力の伝達を「継」状態または「断」状態に切り替えるクラッチ手段と、クラッチ手段にモータ１０の駆動力を伝達する歯車列である第二の伝達列と、を備え、これらの部材（後述するプーリ２６およびワイヤ２７を除く）が上ケース９１および下ケース９２から構成されるケース９０に収容されてなる。
【００２１】
（モータ構成）
図２は排水弁駆動装置１の備えるモータ１０の構成を示す断面図である。モータ１０は後述の逆転防止機構により一方向にのみ回転するＡＣモータである。モータ１０は、上面が開口した略カップ状の磁性体金属からなるモータケース１１と、モータケース１１の内周面に沿って配置されたステータ１２と、ステータ１２の内周側に配置されたロータ５１と、ロータ５１の内周側に固定された内マグネット５４および誘導回転体５５と、からなる。
【００２２】
モータケース１１の底部中央にはステンレス等の金属で形成された固定軸であるロータ支軸１３０が圧入固定され、上方へ延出している。ステータ１２の上面は、ロータ５１が配置される範囲が開口された磁性体金属からなる支持プレート１２１で覆われている。支持プレート１２１には、第一の伝達列（上モータ歯車２１、プーリ２６、およびワイヤ２７を除く）および第二の伝達列を構成する部材を支持する支持軸の下端部が圧入される貫通孔が形成されている。
【００２３】
ロータ５１は、永久磁石からなる円筒状のロータ胴部である外マグネット５３と、外マグネット５３にインサート成形されてなる樹脂部材であって、ロータ支軸１３０に回転可能に支持されるロータボス部５２と、からなる。外マグネット５３はロータボス部５２に固定されることにより、ロータボス部５２と一体に回転する。ロータ５１は、外マグネット５３がステータ１２と対向するようにステータ１２の内周側に配置される。
【００２４】
外マグネット５３は、下端部近傍部の内周面から径方向中心に向かって延出する被固定部５３１を有し、上端部は開口部となっている。開口部には、後述するモータ１０の逆回転防止機構を構成するロータ側逆回転防止部５３２が形成されている。ロータ側逆回転防止部５３２は、支持プレート１２１の上面よりも上方に延在する。
【００２５】
ロータボス部５２は、ロータ支軸１３０が挿通される貫通孔を備える軸部５２１と、軸部５２１の下端部が径方向外側に延出したフランジ部５２２と、からなる。より詳細には、軸部５２１のフランジ部５２２近傍部には、フランジ部５２２側に向かって階段状に拡径される第一の階段部５２３および第二の階段部５２４が形成されており、フランジ部５２２は第二の階段部５２４からさらに径方向外側に延出した部分である。フランジ部５２２は外マグネット５３の被固定部５３１の上面と下面を挟持するように成形され、ロータボス部５２と外マグネット５３とを連結している。軸部５２１の上面には、周方向に等間隔で配置された四つの突起部である下係合部５２５が形成されている。
【００２６】
ロータ５１の外マグネット５３の内周面には周方向に沿って永久磁石である内マグネット５４が固定されている。
【００２７】
内マグネット５４の内周側には誘導回転体５５が配置されている。誘導回転体５５は、誘導リング部５７と、誘導リング部５７にインサート成形されてなる樹脂部材であって、ロータボス部５２に回転可能に支持される誘導体軸部５６と、からなる。誘導リング部５７は誘導体軸部５６に固定されることにより、誘導体軸部５６と一体に回転する。
【００２８】
誘導リング部５７は、非磁性導体である銅からなる円筒状の誘導体である銅管５７１と、強磁性体である鉄からなり、内マグネット５４の磁気吸引力が作用する被吸引体であって、銅管５７１の内周側に圧入される円筒状のバックヨーク部である鉄管５７２と、からなる。銅管５７１および鉄管５７２はそれぞれ、上端部の内周面から径方向中心側に延出する被固定部５７１１と５７２１とを有する。
【００２９】
誘導体軸部５６は、ロータボス部５２の軸部５２１が挿通される筒状部５６１と、銅管５７１の被固定部５７１１および鉄管５７２の被固定部５７２１を誘導体軸部５６に連結する誘導リング結合部５６２と、からなる。
【００３０】
筒状部５６１の上端部には、誘導リング部５７の半径よりも小さな半径を有する歯車部であるピニオン部５６３が形成されている。ピニオン部５６３は、支持プレート１２１の上面よりも上方に延在する。ピニオン部５６３には、後述する第二の伝達列を構成する歯車部材である扇形歯車４２の歯部が噛合されている。扇形歯車４２には扇形歯車４２を原位置の方向に付勢する付勢部材である引張コイルバネ４３５が連結されている。
【００３１】
筒状部５６１は、その内周面のうち上端部と下端部のみがロータボス部５２に摺接している。より詳細には、筒状部５６１の上端部、つまりピニオン部５６３の内周面が軸部５２１にラジアル方向に摺接し、筒状部５６１の下端部の内周面が第一の階段部５２３の側面にラジアル方向に摺接し、同下端部の底面が第二の階段部５２４の上面にスラスト方向に摺接している。
【００３２】
誘導回転体５５は、内マグネット５４が回転することにより生じる渦電流の電磁誘導作用により内マグネット５４に連れ回って回転する誘導モータ機構であるため、同期モータ機構であるロータ５１のトルクと比較してそのトルクが小さい。よって、筒状部５６１とロータボス部５２との摺接面積を必要最小限とすることにより摺動抵抗を抑え、トルクを効果的に利用する構成となっている。
【００３３】
誘導リング結合部５６２は被固定部５７１１と５７２１の上面と、被固定部５７２１の下面を挟持し、鉄管５７２の内周面を支持するよう成形されている。被固定部５７１１の下面は被固定部５７２１の上面により支持され、銅管５７１の内周面は銅管５７１の外周面により支持されている。
【００３４】
ここで、鉄管５７２の軸方向長さの中心は、内マグネット５４の軸方向長さの中心よりも上側となっている。かかる構成により、誘導リング部５７の、つまり誘導回転体５５の軸方向の磁気中心は、予め内マグネット５４の軸方向の磁気中心よりも上側に置かれることとなる。よって、累積公差により磁気中心に多少の誤差が生じたとしても、誘導回転体５５が下方向に引っ張られる力が増減するのみで、誘導回転体５５がロータ５１の開口部側に浮いてしまうことはない。誘導回転体５５とロータボス部５２との本来の摺動面積が確保されることにより、誘導回転体５５の回転時の振れが抑えられ、ロータボス部５２の偏摩耗による装置寿命の低下を防止することができる。
【００３５】
（第一の伝達列）
以下に図３から図８を用いて排水弁駆動装置１の他の構成について詳細に説明する。第一の伝達列は、モータ１０の駆動力を排水弁９５まで伝達する出力系統を構成する。かかる第一の伝達列は、複数の動力伝達部材を有する。詳しくは、上モータ歯車２１と、上モータ歯車２１に噛合する入力側歯車２２と、クラッチ手段が「継」の状態のとき入力側歯車２２の回転に伴って回転する出力側歯車２３と、出力側歯車２３に噛合する複合歯車２４と、複合歯車２４に噛合するカム歯車２５と、カム歯車２５と一体的に回転するプーリ２６と、プーリ２６の回転によって巻き上げられるワイヤ２７と、を有する。このうち、入力側歯車２２と、出力側歯車２３、複合歯車２４は、ケース９０内部に収容され、支持プレート１２１に圧入固定されたステンレス等の金属で形成された各支持軸に回転自在に支持されている。なお、入力側歯車２２および出力側歯車２３は、詳細を後述するクラッチ手段（遊星歯車列に基づく差動歯車機構）を構成する歯車でもある。
【００３６】
上モータ歯車２１は、ロータ支軸１３０に回転可能かつ軸線方向に移動可能に支持された平歯車で、ロータボス部５２の上に支持されている。上モータ歯車２１の上面には、被ロック突起２１１が一体に成形されている。かかる被ロック突起２１１には、後述する扇形レバー６０の上モータ歯車ロック突起６２が作用する。また、上モータ歯車２１の下面には、下係合部５２５と係合する上係合部２１１１が形成されており、上モータ歯車２１は、下係合部５２５と上係合部２１１１の間にロータ支軸１３０と同軸上に配置された圧縮コイルバネ４８で軸線方向上向きに付勢され、下係合部５２５が形成されたロータ５１は圧縮コイルバネ４８により軸線方向下向きに付勢されている。
【００３７】
上モータ歯車２１には、入力側歯車２２が噛合している。入力側歯車２２は、遊星歯車列を構成する一の歯車であっていわゆる太陽歯車である。入力側歯車２２は、相対的に大径の大歯部２２１と相対的に小径の小歯部２２２とを有する。上モータ歯車２１は入力側歯車２２の大歯部２２１と噛合しており、上モータ歯車２１の回転に伴って入力側歯車２２が回転する。
【００３８】
詳細は後述するが、クラッチ手段が「継」状態にある場合、モータ１０の駆動力は上モータ歯車２１を介して、出力側歯車２３に伝達される。出力側歯車２３は、遊星歯車列を構成する歯車である、三つの遊星歯車２３１および遊星支持歯車２３２によって構成される。遊星歯車２３１は、遊星支持歯車２３２の上端面から突出して周方向等間隔に設けられた三つの遊星歯車支持軸にそれぞれが回転自在に支持されている。遊星歯車支持軸の上端には、抜け止めリング２３３が固定され、遊星歯車２３１の脱落が防止されている。遊星支持歯車２３２は、遊星歯車２３１が取り付けられた面とは反対側に歯車部２３２１を有する。遊星歯車２３１は、入力側歯車２２の小歯部２２２と噛合している。
【００３９】
遊星支持歯車２３２には、複合歯車２４が噛合している。詳しくは、複合歯車２４は、上側に相対的に小径の小歯部２４１および下側に相対的に大径の大歯部２４２を同軸上に有し、この大歯部２４２が遊星支持歯車２３２の歯車部２３２１と噛合している。これにより、遊星支持歯車２３２の回転に伴って複合歯車２４が回転する。
【００４０】
複合歯車２４には、カム歯車２５が噛合している。詳しくは、カム歯車２５の歯車部２５１が、複合歯車２４の小歯部２４１に噛合している。これにより、複合歯車２４の回転に伴ってカム歯車２５が回転する。カム歯車２５の外周に歯車部２５１が形成された部分の上端面には、カム溝２５２が形成されている。かかるカム溝２５２には扇形レバー６０の下端面に形成された係合突起６１が係合している。この扇形レバー６０の構成およびその作用については後述する。
【００４１】
カム歯車２５には、プーリ２６が固定されている。カム歯車２５と一体的にプーリ２６が回転するものであれば、その固定方法は特に限定されない。これにより、カム歯車２５の回転に伴ってプーリ２６が回転する。また、プーリ２６は、ケース９０外側に露出している。また、プーリ２６の外周には、ワイヤ溝２６１が形成されている。
【００４２】
プーリ２６には、ワイヤ２７の一端が固定されている。その固定方法は、ワイヤ２７の脱落を確実に防止することができるものであれば特に限定されない。プーリ２６がワイヤ２７を引き込む方向に回転すると、ワイヤ２７はプーリ２６のワイヤ溝２６１にはまり込むように巻き上げられる。ワイヤ２７の他端側には、排水弁９５が固定されており、排水弁９５には、常に原位置（弁体が閉となる位置）に戻ろうとする方向のばねによる付勢力や磁気力等の負荷が作用している。ワイヤ２７がプーリ２６に巻き上げられることによって、排水弁９５が開弁する。
【００４３】
（クラッチ手段）
クラッチ手段は、第一の伝達列による駆動力の伝達（出力系統）を「継」状態または「断」状態に切り替える役割を果たす。本実施形態におけるクラッチ手段の動作は、入力側歯車２２（太陽歯車）、出力側歯車２３（遊星歯車２３１および遊星支持歯車２３２）、および、固定歯車３１（リング歯車）を有する遊星歯車列に基づく差動歯車機構を利用したものである。
【００４４】
リング歯車である固定歯車３１の中央には太陽歯車である入力側歯車２２の小歯部２２２が貫通する穴が設けられる。固定歯車３１は、外歯部３１１および内歯部３１２を有する。固定歯車３１の外歯部３１１は、入力側歯車２２の大歯部２２１の下側に位置し、後述する第二の伝達列を構成する一の歯車である第二ロック歯車３３と噛合している。つまり、第二ロック歯車３３の回転が阻止されている場合、固定歯車３１の回転は阻止される。固定歯車３１の内歯部３１２は、三つの遊星歯車２３１と噛合している。
【００４５】
かかる構成を備えるクラッチ手段において、遊星歯車２３１が公転し、遊星支持歯車２３２が回転するか否かは、固定歯車３１の回転が阻止されているか否かによって決まる。固定歯車３１の回転が阻止されている場合、入力側歯車２２が回転すると、固定歯車３１の内歯部３１２が動くことはないから、かかる内歯部３１２に沿って入力側歯車２２の小歯部２２２に噛合する遊星歯車２３１が公転し、遊星支持歯車２３２が回転する。一方、固定歯車３１の回転が阻止されていない場合、入力側歯車２２が回転し、遊星歯車２３１が公転しようとしても、固定歯車３１が空転するため、遊星支持歯車２３２が回転することはない。
【００４６】
つまり、固定歯車３１の回転が阻止されていれば、第一の伝達列が「継」状態となり、固定歯車３１の回転が阻止されていなければ、第一の伝達列が「断」状態となる。クラッチ手段によって第一の伝達列が「継」状態、すなわち出力系統が「継」状態にあれば、モータ１０の駆動力は、第一の伝達列を介して排水弁９５まで伝達される。一方、クラッチ手段によって第一の伝達列が「断」状態、すなわち出力系統が「断」状態にあれば、モータ１０の駆動力はクラッチ手段で切断（入力側歯車２２と出力側歯車２３との間で切断）され、排水弁９５まで伝達されることはない。
【００４７】
本実施形態におけるクラッチ手段は、固定歯車３１に作用する部材として、さらに第一ロック歯車３２および第二ロック歯車３３を備える。第一ロック歯車３２は、外面に径方向外向きに突出した突起（爪）である被ロック部３２１が形成された円板状の部分および円板状の部分より下側に、円板状の部分の外径より小径な第一ロック歯部３２２を有する。第二ロック歯車３３は、相対的に大径の大径第二ロック歯部３３１および相対的に小径の小径第二ロック歯部３３２を有する。大径第二ロック歯部３３１は、第一ロック歯部３２２に噛合している。小径第二ロック歯部３３２は、遊星歯車列を構成する固定歯車３１の外歯部３１１に噛合している。扇形歯車４２のロックレバー４３２（後述）が第一ロック歯車３２の被ロック部３２１に引っ掛かった状態となると第一ロック歯車３２の回転が阻止される。第一ロック歯車３２の回転が阻止された状態となると、それに噛合する第二ロック歯車３３、およびそれに噛合する固定歯車３１の回転が阻止され、第一の伝達列が「継」状態となる。
【００４８】
（第二の伝達列）
第二の伝達列は、モータ１０の駆動力をクラッチ手段まで伝達するクラッチ作動系統を構成する。第二の伝達列は、ピニオン部５６３と、ピニオン部５６３に噛合する扇形歯車４２と、を備える。
【００４９】
扇形歯車４２はピニオン部５６３と噛合する歯部４２２を有し、ピニオン部５６３の回転に伴って回動する。
【００５０】
また、扇形歯車４２には、歯部４２２の一端側から下方に向けて突出した逆回転防止部４２３が形成されている。原位置にあるロータ５１が逆転した場合、ロータ側逆回転防止部５３２と、扇形歯車４２の逆回転防止部４２３が衝突する。この衝突したときの衝撃によって、逆転したロータ５１の回転は正転に修正される。
【００５１】
扇形歯車４２には、扇形歯車支持軸４３０が挿通される軸状部分から径方向外向きに突出するロックレバー４３２が一体に成形されている。ロックレバー４３２が第一ロック歯車３２に近づく方向に扇形歯車４２が回動すると、ロックレバー４３２が第一ロック歯車３２の外面に形成された被ロック部３２１に引っ掛かった状態となる。これにより第一ロック歯車３２の回転が阻止される。
【００５２】
（付勢手段）
付勢手段は、クラッチ手段を「断」状態とする方向に第二の伝達列を付勢するものである。本実施形態では引張コイルバネ４３５を用いている。引張コイルバネ４３５は、一端が扇形歯車４２に形成された第一コイルバネ引掛部４３３に引っ掛けられ、他端が支持プレート１２１に圧入固定された第二コイルバネ引掛部４３４に引っ掛けられている。かかる引張コイルバネ４３５により、扇形歯車４２はロックレバー４３２が第一ロック歯車３２（被ロック部３２１）から離れる方向に付勢されている。
【００５３】
（その他の構成）
複合歯車２４の上には、扇形レバー６０が配されている。扇形レバー６０の下面には、係合突起６１（図１参照）が形成されている。かかる係合突起６１は、カム歯車２５の上面に形成されたカム溝２５２（図１参照）に係合している。また、同じく扇形レバー６０の下面からは、上モータ歯車ロック突起６２と図示されない傾斜カムが形成されている。これらの機能は次の通りである。カム溝２５２に係合する係合突起６１によってカム歯車２５の動作に連動して扇形レバー６０が動く。扇形レバー６０が所定位置まで動く（ワイヤ２７を所定位置まで巻き上げる）と、上モータ歯車ロック突起６２が上モータ歯車２１の被ロック突起２１１に作用し、上モータ歯車２１の回転を阻止する。これと同時に傾斜カムによって軸線方向下向きに押さえつけられていた上モータ歯車２１が解放され、圧縮コイルバネ４８によって軸線方向上向きに移動する。これにより、上モータ歯車２１の上係合部２１１１と、ロータボス部５２の下係合部５２５の係合が解かれる。つまり、モータ１０の動力が上モータ歯車２１に伝達されない状態となる（詳細は後述の動作説明参照）。
【００５４】
（排水弁駆動装置の動作）
以上の構成を備える排水弁駆動装置１の動作について説明する。以下の説明では、原位置にある排水弁９５に対しモータ１０の動力を伝達する１）動力伝達動作と、モータ１０の動力の伝達を遮断し排水弁９５を原位置に戻す２）動力遮断動作に分けて説明する。
【００５５】
１）動力伝達動作
排水弁９５が原位置にある状態（ワイヤ２７がプーリ２６に巻き上げられていない状態）では、扇形レバー６０の傾斜カムによって、上モータ歯車２１が圧縮コイルバネ４８の付勢力に抗して下側に押さえつけられ、上係合部２１１１と下係合部５２５が係合している。この状態からモータ１０を一方向に駆動させ、ロータ５１が回転すると、ロータ５１のロータボス部５２に形成された下係合部５２５に係合する上係合部２１１１を有する上モータ歯車２１が回転する。また、ロータ５１の内側に固定された内マグネット５４に誘導されて、誘導回転体５５が回転する。誘導回転体５５が回転することにより、ピニオン部５６３も回転する。銅管５７１が内マグネット５４とバックヨークとして作用する鉄管５７２とに挟まれていることにより、銅管５７１を通過する磁力線が増大され、内マグネット５４に連れ回って回転する誘導回転体５５の回転トルクが高められている。
【００５６】
ピニオン部５６３が回転すると、それに噛合する歯部４２２を有する扇形歯車４２が回動する。扇形歯車４２は、引張コイルバネ４３５の付勢力に抗してロックレバー４３２が第一ロック歯車３２（被ロック部３２１）に近づく方向に回動する。
【００５７】
ロックレバー４３２が被ロック部３２１の移動軌跡内に入り込み、被ロック部３２１に引っ掛かった状態となると、第一ロック歯車３２の回転が阻止された状態となる。第一ロック歯車３２の回転が阻止された状態となると、第一ロック歯車３２の第一ロック歯部３２２に噛合する大径第二ロック歯部３３１を有する第二ロック歯車３３の回転が阻止された状態となるとともに、第二ロック歯車３３の小径第二ロック歯部３３２に噛合する外歯部３１１を有する固定歯車３１の回転が阻止された状態となる。
【００５８】
上述したように、固定歯車３１は、クラッチ手段の遊星歯車列を構成する。したがって、固定歯車３１の回転が阻止された状態となると、クラッチ手段によって第一の伝達列による動力の伝達が「継」状態となり、モータ１０の駆動力が第一の伝達列を介して排水弁９５まで伝達可能な状態となる。
【００５９】
一方、モータ１０の駆動によってロータボス部５２とともに回転する上モータ歯車２１は、遊星歯車列を構成する入力側歯車２２（太陽歯車）の大歯部２２１と噛合している。したがって、上モータ歯車２１の回転に伴い、入力側歯車２２が回転する。
【００６０】
入力側歯車２２の小歯部２２２の外側には、出力側歯車２３を構成する三つの遊星歯車２３１が噛合している。周方向に等間隔に並んだ遊星歯車２３１の外側には、固定歯車３１の内歯部３１２が噛合している。上述のように、固定歯車３１は、第二ロック歯車３３によって回転が阻止された状態にある。したがって、入力側歯車２２が回転すると、その小歯部２２２の周りを遊星歯車２３１が公転する。遊星歯車２３１が公転すると、遊星歯車２３１を支持する遊星支持歯車２３２が回転する。つまり、入力側歯車２２の回転動力が、全て出力側歯車２３に伝達される。
【００６１】
なお、仮に、第一ロック部材３２の回転が阻止された状態にない場合、つまり固定歯車３１の回転が阻止された状態にない場合に入力側歯車２２が回転すると、遊星歯車２３１を介して固定歯車３１が空転する。遊星支持歯車２３２以降の動力伝達列には、伝達列自体の負荷や、排水弁９５にかかる負荷が存在するため、入力側歯車２２の回転動力が全て固定歯車３１側に伝達されてしまうからである。
【００６２】
遊星支持歯車２３２の歯車部２３２１には、複合歯車２４の大歯部２４２が噛合している。したがって、遊星支持歯車２３２の回転に伴い、複合歯車２４が回転する。
【００６３】
複合歯車２４の小歯部２４１には、カム歯車２５の歯車部２５１が噛合している。したがって、複合歯車２４の回転に伴い、カム歯車２５が回転する。
【００６４】
カム歯車２５が回転すると、カム歯車２５の上端に固定されたプーリ２６が回転する。プーリ２６が回転すると、プーリ２６に固定されたワイヤ２７がワイヤ溝２６１に沿って巻き上げられる。ワイヤ２７の先端には、排水弁９５が固定されており、排水弁９５が引き上げられることで排水口が開放され、排水が開始される。
【００６５】
なお、プーリ２６によるワイヤ２７の巻き上げは次のように停止する。カム歯車２５が所定位置まで回転すると（ワイヤ２７が所定量巻き上げられると）、カム溝２５２に係合する係合突起６１を有する扇形レバー６０がカム歯車２５から離れる方向に回動する。このように扇形レバー６０が回動すると、扇形レバー６０が有する上モータ歯車ロック突起６２が、上モータ歯車２１の被ロック突起２１１に周方向から当接する。これにより、上モータ歯車２１の回転が阻止された状態となる。また、扇形レバー６０の傾斜カムによって軸線方向下向きに押さえつけられていた上モータ歯車２１が解放され、圧縮コイルバネ４８によって軸線方向上向きに移動する。これにより、上モータ歯車２１の上係合部２１１１と、ロータボス部５２の下係合部５２５の係合が解かれ、モータ１０の動力が上モータ歯車２１に伝達されない状態となる。上モータ歯車２１の回転が阻止されると、第一の伝達列を構成する各部材の動作も停止する。すなわち、プーリ２６によるワイヤ２７の巻き上げが停止し、当該巻き上げ位置でプーリ２６が保持された状態（排水口の開放が維持される状態）となる。
【００６６】
このようにして、排水弁９５に対しモータ１０の動力を伝達する動力伝達動作が完了する。
【００６７】
２）動力遮断動作
上記動力伝達動作が完了した状態から排水弁９５を原位置に戻す場合、モータ１０の駆動を停止（モータ１０への給電を停止）する。そうすると、ロータ５１の内側に設けられた内マグネット５４と誘導回転体５５との間の磁気誘導力が消滅する。つまり、引張コイルバネ４３５の付勢力に抗して第一の伝達列を「継」状態とする方向にクラッチ手段を動作させていた磁気誘導力が消滅する。よって、引張コイルバネ４３５の付勢力によってロックレバー４３２が第一ロック歯車３２（被ロック部３２１）から離れる方向に扇形歯車４２が回動する。つまり、第一ロック歯車３２の回転が阻止された状態が解消され、クラッチ手段は第一の伝達列を「断」状態とする。なお、この付勢力によって扇形歯車４２、およびピニオン部５６３（誘導回転体５５）が原位置に戻る方向に回転する。
【００６８】
本発明においては、誘導回転体５５がロータ５１の開口部側に浮いてしまう事象が防止され、誘導回転体５５の回転時の振れが抑えられることから、ロータボス部５２の偏摩耗も防止される。よって、引張コイルバネ４３５で原位置に戻る扇形歯車４２を誘導回転体５５のピニオン部５６３に噛合させる構成とした場合でも、誘導回転体５５の回転負荷により扇形歯車４２の回帰動作が阻害されることがない。
【００６９】
排水弁９５は、自身に作用する外部負荷により、常に原位置に戻ろうとしている。したがって、クラッチ手段が「断」状態となり、固定歯車３１が自在に回転することができるようになると、排水弁９５にかかる負荷は、第一の伝達列を逆行するようにして出力側歯車２３（遊星支持歯車２３２）まで伝達される。このようにして伝達された排水弁９５にかかる負荷に基づくエネルギーは、固定歯車３１の空転によって出力（消費）される。これにより、排水弁９５は原位置に戻る。
【００７０】
さらに、カム歯車２５が原位置に戻ると、カム溝２５２に係合する係合突起６１を有する扇形レバー６０がカム歯車２５に近づく方向に回動する。このように扇形レバー６０が回動すると、扇形レバー６０が有する上モータ歯車ロック突起６２が、上モータ歯車２１の被ロック突起２１１から離れる。これにより、上モータ歯車２１の回転が許容された状態となる。また、圧縮コイルバネ４８で軸線方向上向きに付勢されていた上モータ歯車２１は、傾斜カムに押さえつけられ、軸線方向下向き移動する。これにより、上モータ歯車２１の上係合部２１１１と、ロータボス部５２の下係合部５２５が係合し、モータ１０の駆動力が上モータ歯車２１にも伝達される状態となる。
【００７１】
このように、モータ１０を停止すれば、引張コイルバネ４３５の作用によって遊星歯車列を構成する固定歯車３１のロックが解除され、クラッチ手段が第一の伝達列を「断」状態とする。これにより、排水弁９５は原位置に戻る。
【００７２】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１０  モータ
１１  モータケース
１２  ステータ
１２１  支持プレート
１３０  ロータ支軸
５２  ロータボス部
５２１  軸部
５２２  フランジ部
５２３  第一の階段部
５２４  第二の階段部
５２５  下係合部
５３１  被固定部
５３  外マグネット
５４  内マグネット
５５  誘導回転体
５６  誘導体軸部
５６１  筒状部
５６２  誘導リング結合部
５６３  ピニオン部
５７  誘導リング部
５７１  銅管
５７１１  被固定部
５７２  鉄管
５７２１  被固定部
２１  上モータ歯車
２２  入力側歯車
２３  出力側歯車
２４  複合歯車
２５  カム歯車
３１  固定歯車
３２  第一ロック歯車
３３  第二ロック歯車
４２  扇形歯車
４３２  ロックレバー
４３５  引張コイルバネ
６０  扇形レバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2015195637.tif 000008
【図７】
2015195637.tif 000009
【図８】
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