(57)【要約】【課題】クラッチ手段を動作させる機構を安価に構成できるモータアクチュエータを提供する。【解決手段】モータ１０の駆動時には、回転阻止部材９２１によるロック部材４４の回転の阻止および溝カム機構によって駆動歯車４２の回転動力が軸方向の他方側への動力に変換されて中間部材４３に伝達されることにより、この中間部材４３とともにロック部材４４は付勢部材４６の付勢力に抗して軸方向の他方側に移動し、クラッチ手段を介して第一伝達列による動力の伝達を「継」状態とする一方、モータ１０が駆動状態から停止すると、付勢部材４６の付勢力により、中間部材４３とともにロック部材４４は軸方向の一方側に移動し、クラッチ手段を介して第一伝達列による動力の伝達を「断」状態とする。【選択図】図５
2013232997.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、
前記モータの動力を被駆動体に伝達する第一伝達列と、
前記第一伝達列による動力の伝達を「継」状態もしくは「断」状態に切り替えるクラッチ手段と、
前記モータの動力を前記クラッチ手段に伝達する伝達列であって、モータによって回転動作する駆動歯車、この駆動歯車に溝カム機構を介して係合する中間部材、および、付勢部材によって軸方向の一方側に付勢されるとともに回転阻止部によって回転が阻止された状態で軸方向に移動可能に支持され、前記中間部材との間に生ずる摩擦力により前記駆動歯車の回転動力が伝達されるロック部材を有する第二伝達列と、
を備え、
前記モータの駆動時には、前記回転阻止部材による前記ロック部材の回転の阻止および前記溝カム機構によって前記駆動歯車の回転動力が前記軸方向の他方側への動力に変換されて前記中間部材に伝達されることにより、この中間部材とともに前記ロック部材は前記付勢部材の付勢力に抗して前記軸方向の他方側に移動し、前記クラッチ手段を介して前記第一伝達列による動力の伝達を「継」状態とする一方、
前記モータが駆動状態から停止すると、前記付勢部材の付勢力により、前記中間部材とともに前記ロック部材は前記軸方向の一方側に移動し、前記クラッチ手段を介して前記第一伝達列による動力の伝達を「断」状態とすることを特徴とするモータアクチュエータ。
【請求項２】
前記中間部材と前記ロック部材との間には、一方の部材によって他方の部材側に付勢された球体が設けられ、この球体を介して両部材間に生ずる摩擦力により、前記駆動歯車の回転動力が前記ロック部材に伝達されることを特徴とする請求項１に記載のモータアクチュエータ。
【請求項３】
前記球体は、前記ロック部材に形成された凹部内に保持されていることを特徴とする請求項２に記載のモータアクチュエータ。
【請求項４】
前記ロック部材における前記凹部の底面を構成する部分によって、前記球体が前記中間部材側に付勢されていることを特徴とする請求項３に記載のモータアクチュエータ。
【請求項５】
前記溝カム機構は、
前記駆動歯車の軸状部分に周方向等間隔に形成された複数の傾斜溝と、
前記駆動歯車の軸状部を囲む円筒状の前記中間部材の内面に形成された、前記複数の傾斜溝のそれぞれに係合する複数の突起と、を有す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モータアクチュエータ。
【請求項６】
前記突起の外面が球面であることを特徴とする請求項５に記載のモータアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被駆動体に対してモータの駆動力を伝達するか否かを切り替えるクラッチ手段を備えるモータアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のモータアクチュエータとして下記特許文献１に記載のものが公知である。このモータアクチュエータでは、誘導回転体（１４２）の回転は、伝動車（１５２）を介してストッパ片（１７６）に伝達される。このストッパ片が動作することにより、クラッチ手段（遊星歯車機構（７６））が「継」状態となる。誘導回転体は、ロータの回転が磁気誘導力による一定の結合力で伝達されることにより回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７９１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載のような磁気誘導力を用いた構成では、高価なマグネット（ネオジウムなどを用いるため材料的なコストが嵩むとともに、外側を磁化させるなどの工法的なコストも嵩む）および非磁性誘電体を用いる必要がある。
【０００５】
上記問題に鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、クラッチ手段を動作させる機構を安価に構成することができるモータアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明にかかるモータアクチュエータは、一方向に回転するモータと、前記モータの動力を被駆動体に伝達する第一伝達列と、前記第一伝達列による動力の伝達を「継」状態もしくは「断」状態に切り替えるクラッチ手段と、前記モータの動力を前記クラッチ手段に伝達する伝達列であって、モータによって回転動作する駆動歯車、この駆動歯車に溝カム機構を介して係合する中間部材、および、軸方向の一方側に付勢されるとともに回転阻止部によって回転が阻止された状態で軸方向に移動可能に支持され、前記中間部材との間に生ずる摩擦力により前記駆動歯車の回転動力が伝達されるロック部材を有する第二伝達列と、を備え、前記モータの駆動時には、前記回転阻止部材による前記ロック部材の回転の阻止および前記溝カム機構によって前記駆動歯車の回転動力が前記軸方向の他方側への動力に変換されて前記中間部材に伝達されることにより、この中間部材とともに前記ロック部材は前記付勢部材の付勢力に抗して前記軸方向の他方側に移動し、前記クラッチ手段を介して前記第一伝達列による動力の伝達を「継」状態とする一方、前記モータが駆動状態から停止すると、前記付勢部材の付勢力により、前記中間部材とともに前記ロック部材は前記軸方向の一方側に移動し、前記クラッチ手段を介して前記第一伝達列による動力の伝達を「断」状態とすることを要旨とするものである。
【０００７】
上記構成によれば、上記特許文献１に記載されるような磁気誘導型と比較し、クラッチ手段を動作させるための機構を安価に構築することができる。
【０００８】
またこの場合、前記中間部材と前記ロック部材との間には、一方の部材によって他方の部材側に付勢された球体が設けられ、この球体を介して両部材間に生ずる摩擦力により、前記駆動歯車の回転動力が前記ロック部材に伝達されるように構成するとよい。
【０００９】
中間部材とロック部材との間に介在される部材が球体であるため、摩擦力が発生する摺動面がその都度変化する。つまり、摺動部分の摩耗等を抑制することができ、装置寿命が向上する。
【００１０】
また、前記球体は、前記ロック部材に形成された凹部に保持されていればよい。
【００１１】
このようにすれば、球体の位置ずれを防止することができる。
【００１２】
また、前記ロック部材における前記凹部の底面を構成する部分によって、前記球体が前記中間部材側に付勢されていればよい。
【００１３】
このようにすれば、球体を付勢するために別途他の部材を必要としないから、製造コストの増加を抑制できる。
【００１４】
また、前記溝カム機構は、前記駆動歯車の軸状部に周方向等間隔に形成された複数の傾斜溝と、前記駆動歯車の軸状部を囲む円筒状の前記中間部材の内面に形成された、前記複数の傾斜溝のそれぞれに係合する複数の突起と、を有していればよい。
【００１５】
このようにすれば、駆動歯車の軸状部に掛かる軸が倒れる方向への力が小さくなるため、駆動歯車の回転動力を効率よく中間部材の軸方向への力に変換できる。
【００１６】
また、前記突起の外面が球面であればよい。
【００１７】
このようにすれば、突起と傾斜溝の接触面積が小さくなるため、摩擦によるエネルギロスを抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかるモータアクチュエータによれば、従来の磁気誘導型のように高価な部材を必要とせず、安価な部材のみでクラッチ手段を動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態にかかるモータアクチュエータの全体（ケースを取り外した状態）を示した図である。
【図２】モータアクチュエータを伝達列に沿って展開した図である。
【図３】上ケースが取り外された状態のモータアクチュエータの平面図である。
【図４】モータアクチュエータの要部の分解斜視図である。
【図５】モータアクチュエータの要部を下方から見た斜視図である。
【図６】図６に示したモータアクチュエータの要部を上方から見た斜視図である
【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】
【００２０】
以下、本発明の実施形態につ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２における左右（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、モータ１０が駆動していない状態における各構成部材の位置をいう。
【００２１】
本実施形態にかかるモータアクチュエータ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９０に伝達する第一伝達列と、第一伝達列による動力の伝達を「継」状態もしくは「断」状態に切り替えるクラッチ手段と、モータ１０の動力をクラッチ手段に伝達する第二伝達列と、を備える。これらは上ケース９１および下ケース９２から構成されるケース９０内に収容されている（ただしプーリ２６およびワイヤ２７を除く）。以下、各構成について図１〜図８を参照して具体的に説明する。
【００２２】
（モータ１０）
被駆動体９５の駆動源であるモータ１０は、一方向のみ回転するモータである。本実施形態ではＡＣ同期モータを用いている。モータ１０は、磁性体金属よりなり、下側、すなわち下ケース９２側が、平坦な底部を有するカップ状に形成されたモータケース１１と、そのモータケース１１の内側に配置されたステータ１２と、このステータ１２の内側に配置されたロータ１３と、を備える。ロータ１３は、カップ状に形成されフェライト磁石等のプラスチック磁石よりなるロータマグネット部をインサート成形して形成された出力軸１３１を備える。ロータ１３の円筒状のロータマグネット部は、ステータ１２と対向して配置されている。ロータマグネット部の開口側の端部には、モータ１０の逆回転を防止するロータ側逆回転防止部４２５が形成されており、本実施形態では後述する逆回転防止部４７との当接により、モータ１０の逆回転を防止する。出力軸１３１は、出力軸１３０を通す貫通孔を備えた軸部を有している。ロータ１３を回転可能に軸支するロータ軸１３０は、ステンレス等の金属で形成された固定軸であり、モータケース１１に圧入等によって固定され、上ケース９１に形成されたロータ軸固定部に嵌合している。ステータ１２は、円筒状に形成された、ステータコイルおよびボビン、ヨークよりなる。ロータ１３のロータマグネット部との対向面には突極（極歯）が形成されている。この円筒状に形成されたステータ１２の径方向内側にカップ状に形成されたロータ１３が配置されている。ステータ１２のコイルに電力を供給することにより、その内側に配置されたロータ１３がロータ軸を回転中心として回転する。出力軸１３１は、ロータ１３ととともにロータ軸を回転中心として回転する。出力軸１３１の上面には、下係合部１３１１が形成されている。この下係合部１３１１は第一伝達列を構成する上モータ歯車２１の下面に形成された上係合部２１１１に係合する爪である。
【００２３】
（第一伝達列）
第一伝達列は、モータ１０の動力を被駆動体９５まで伝達する出力系統を構成する。第一伝達列は、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。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。
【００２４】
上モータ歯車２１は、モータ１０と同軸線上で回転可能かつ軸方向に移動可能に支持された平歯車で、樹脂により成形されており、後述する下モータ歯車４１の上（出力軸１３１の上先端側）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は、下係合部１３１１と上係合部２１１１の間にロータ軸１３０と同軸上に配置されたコイルばねよりなる付勢部材４８で軸方向上向きに付勢されている。上モータ歯車２１の下面には、下モータ歯車４１と係合する上係合部２１１１が形成されている。なお、付勢部材４８は下係合部１３１１および上係合部２１１１と、ロータ軸１３０の間に位置する。
【００２５】
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、相対的に大径の大径歯部２２１と相対的に小径の小径歯部２２２とを有し、支持プレート１２１に圧入固定された遊星ユニット支持軸２２０に支持されている。入力側歯車２２の大径歯部２２１が上モータ歯車２１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。
【００２６】
モータ１０の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、支持プレート１２１に圧入固定されたステンレス等の金属よりなる遊星ユニット支持軸２２０に支持されている。本実施形態における出力側歯車２３には、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が該当する。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の小径歯部２２２と噛合している。詳細は後述するが、クラッチ手段が「継」状態にある場合、入力側歯車２２の回転に伴って遊星歯車２３１は入力側歯車２２の小径歯部２２２の周りを公転する。かかる遊星歯車２３１の公転に伴って、遊星歯車２３１を支持している遊星支持歯車２３２が回転する。このようにして、入力側歯車２２から出力側歯車２３へ動力が伝達される。なお、出力側歯車２３、遊星歯車２３１、遊星支持歯車２３２、遊星歯車支持軸は、いずれも樹脂の成形品である。
【００２７】
遊星支持歯車２３２（出力側歯車２３）には、樹脂で成形された複合歯車２４が噛合している。複合歯車２４は、支持プレート１２１に圧入固定されたステンレス等の金属よりなる複合歯車支持軸２４０に支持されている。複合歯車２４は、上側に相対的に小径の小径歯部２４１および下側に相対的に大径の大径歯部２４２を同軸上に有し、この大径歯部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。
【００２８】
複合歯車２４には、カム歯車２５が噛合している。カム歯車２５は、支持プレート１２１に固定されたカム歯車支持軸受２５０に回転可能に支持されている。このカム歯車支持軸受２５０は、ステータ１２のステータコイルが巻かれるボビンと一体に樹脂成型で構成され、プレート１２１に設けられた孔を貫通している。カム歯車２５の歯車部２５１は、複合歯車２４の小径歯部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。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。かかる構成ならびにその作用については後述する。
【００２９】
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の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。
【００３０】
プーリ２６には、ワイヤ２７の一端が固定されている。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、その固定方法は特に限定されない。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、被駆動体９５（例えば排水口を開閉する弁体）が固定されており、被駆動体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、被駆動体９５が所定の動作を行う。つまり、ワイヤ２７がプーリ２６に巻き上げられることにより、モータ１０の動力が第一伝達列を介して被駆動体９５まで伝達されることになる。なお、被駆動体９５を正確に動作させるため、ワイヤ２７は伸縮性のない材料で形成されている。なお、プーリ２６とワイヤ２７を、カム歯車２５と同軸上に配置されたカムと、被駆動体９５に連結されたロッドに代えてもよい。カムは、円盤状であり、偏芯位置より上側に突出したロッド係合部を備え、ロッドは、カムのロッド係合部に係合する。カムが所定の方向に回転すると、ロッドは被駆動体９５を引き込む（巻き上げる）方向に動き、被駆動体９５を駆動する。
【００３１】
（クラッチ手段）
クラッチ手段は、第一伝達列による動力の伝達（出力系統）を「継」状態もしくは「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。
【００３２】
既に説明したように、入力側歯車２２は、上モータ歯車２１に噛合し、上モータ歯車２１の回転に伴って回転する。入力側歯車２２の小径歯部２２２には、周方向等間隔に配された三つの遊星歯車２３１が噛合している。遊星歯車２３１は、遊星支持歯車２３２上に支持されている。遊星支持歯車２３２は、遊星歯車２３１の公転に伴って回転する。
【００３３】
遊星歯車列を構成する入力側歯車２２および遊星歯車支持歯車２３２は、支持プレート１２１に圧入固定されたステンレス等の金属からなる遊星ユニット支持軸２２０に支持されている。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が貫通する孔が設けられる。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の大径歯部２２１の下側に位置し、後述する第二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。
【００３４】
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の小径歯部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が空回りするため、遊星支持歯車２３２が回転することはない。
【００３５】
つまり、固定歯車３１の回転が阻止されていれば、第一伝達列が「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、第一伝達列が「断」状態となる。クラッチ手段によって第一伝達列が「継」状態、すなわち出力系統が「継」状態にあれば、モータ１０の動力は、第一伝達列を介して被駆動体９５まで伝達される。一方、クラッチ手段によって第一伝達列が「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、被駆動体９５まで伝達されることはない。
【００３６】
この固定歯車３１に作用する部材として、本実施形態におけるクラッチ手段は、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、支持プレート１２１に固定された第一ロック歯車支持軸３２０に支持されている。第一ロック歯車３２は、樹脂により形成されており、下面から径方向下向きに突出した突起４３１（爪）である被ロック部３２１が周方向に並んで形成された円板状の部分および第一ロック歯部３２２を有する。第二ロック歯車３３は、樹脂により形成されており、支持プレート１２１に圧入固定されたステンレス等の金属よりなる第二ロック歯車支持軸３３０に支持されている。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。ロック部材４４のロック部４４１４（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、第一伝達列が「継」状態となる。
【００３７】
（第二伝達列）
第二伝達列は、モータ１０の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。第二伝達列は、下モータ歯車４１と、駆動歯車４２と、中間部材４３と、ロック部材４４と、球体４５と、を有する。
【００３８】
下モータ歯車４１は、モータ１０のロータ１３とインサート成形により一体的に成形された樹脂製の平歯車であり、上述した上モータ歯車２１の下（モータ１０の本体側）に設けられている。下モータ歯車４１の上面には、上述した上モータ歯車２１の下面に形成された上係合部２１１１と係合する下係合部１３１１が形成されている。後述する扇形レバー６０の傾斜カムによって上モータ歯車２１が最下に位置し、上モータ歯車２１の上係合部２１１１と下モータ歯車４１の下係合部１３１１とが係合した状態にあるとき、上モータ歯車２１と下モータ歯車４１は一体的に回転する。すなわち、モータ１０の動力が上モータ歯車２１にも伝達される。
【００３９】
この下モータ歯車４１は、駆動歯車４２が噛合している。駆動歯車４２は、駆動歯車支持軸４２０に回転自在、かつ、軸方向に移動可能に支持されている。駆動歯車４２は、下モータ歯車４１に噛合する入力歯部４２１と、入力歯部４２１の中央から上方に向かって突出した軸状部４２２と、を備える。軸状部４２２の外周面には、複数（本実施形態では三つ）の傾斜溝４２２１が形成されている。傾斜溝４２２１は、上下方向に傾斜して延びる溝であり、周方向等間隔（本実施形態では１２０度間隔）に位置する。傾斜溝４２２１の断面は半円形状である。
【００４０】
中間部材４３は、リング状（円筒状）に形成された部材である。その内壁面には、中央に向かって突出した複数の突起４３１（本実施形態では三つ）が形成されている。複数の突起４３１は周方向等間隔（本実施形態では１２０度間隔）に位置する。この突起４３１の外面は球面である。つまり、突起４３１断面は半円形状である。かかる中間部材４３は、駆動歯車４２の軸状部４２２の外側に配され、突起４３１が駆動歯車４２の傾斜溝４２２１に係合している。この傾斜溝４２２１およびこれに係合する突起４３１により、モータ１０の回転動力を直線動力に変換する溝カム機構が構築される。
【００４１】
ロック部材４４は、本体４４１およびカバー４４２を有する。本体４４１は、内側がカップ状に形成された中間部材収容部４４１１、この中間部材収容部４４１１の外面から外向きに突出した周り止め部４４１３、および中間部材収容部４４１１の外面から外向きに突出したロック部４４１４を有する。中間部材収容部４４１１は、その底面の中央に貫通孔が形成されている。この貫通孔は、上記駆動歯車４２の軸状部４２２の外径よりも大きく、かつ、上記中間部材４３の外径よりも小さく形成されている。この中間部材収容部４４１１内に中間部材４３が収容された状態で、駆動歯車４２の軸状部４２２が貫通孔および中間部材４３に挿通されている。カバー４４２は、中間部材収容部４４１１の上部開口を覆うように本体４４１に取り付けられ、本体４４１およびカバー４４２の外周に設けられた係合部が圧入固定されている。このカバー４４２により、中間部材４３は中間部材収容部４４１１内から抜け出ることはない。回り止め部４４１３は、先端が二股に分かれた部分を有する。この二股に分かれた部分は、下ケース９２の内壁面から突出して形成された回り止め突起９２１（本発明における回転阻止部材に相当する。図１、図５、図６では、説明のため回り止め突起９２１を下ケース９２と分離して表示しているが、図３に示すように回り止め突起９２１は下ケース９２と一体に成形されている）に係合しており、ロック部材４４の軸方向の移動を許容しながら回転を阻止している。ロック部４４１４は、ロック部材４４が原位置に位置しているときには、第一ロック歯車３２の被ロック部３２１の下方に位置する。一方、ロック部材４４が上方に移動することにより、ロック部４４１４が被ロック部３２１と略同じ高さとなり、被ロック部３２１の移動軌跡内に入り込んだ場合には、被ロック部３２１にロック部４４１４が引っ掛かり、第一ロック歯車３２の回転が阻止された状態となる。
【００４２】
球体４５は、中間部材４３とロック部材４４の本体４４１との間に配される部材である。具体的には、中間部材収容部４４１１の内壁面には、断面半球状の凹部４４１２が形成されており、この凹部４４１２に球体４５が収容されている。中間部材収容部４４１１内の所定位置に中間部材４３および球体４５が収容されると、球体４５が中間部材４３と中間部材収容部４４１１の内壁との間に圧入されたような状態となる。換言すれば、凹部４４１２の底面を構成する部分によって、球体４５が中間部材４３側に付勢されたような状態にある。
【００４３】
このように、ロック部材４４は、その中間部材収容部４４１１内に、中間部材４３および球体４５を収容する。このロック部材４４−中間部材４３−球体４５から構成される部組（以下、駆動ユニットと称する）は、中間部材４３の突起４３１が傾斜溝４２２１に係合した状態で駆動歯車４２の軸状部４２２に挿通されている。そのため、駆動ユニットは、中間部材４３の突起４３１が傾斜溝４２２１に係合した状態を保って移動する。また、ロック部材４４のカバー４４２上側には、コイルばね４６（本発明における付勢部材に相当する）が配される。このコイルばね４６により駆動ユニットは軸方向下向きに付勢されている。
【００４４】
（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は、複合歯車２４が回転自在に支持された軸と同じ軸に回転自在に支持されている。扇形レバー６０の下面には、係合突起６１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。かかる係合突起６１、カム溝２５２、上モータ歯車ロック突起６２、および、傾斜カムの詳細については省略するが、各部材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、付勢部材４８によって軸方向上向きに移動する。これにより、上モータ歯車２１の上係合部と、下モータ歯車４１の下係合部の係合が解かれる。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）。
【００４５】
また、駆動歯車４２の下面には、逆回転防止部４７が設けられている。逆回転防止部４７は、グリスなどの粘性のある材料を介して駆動歯車４２の下面に密着しているため、低負荷状態であれば駆動歯車４２と一体的に回転する。原位置にあるロータ１３が逆転した場合、支持プレート１２１の上端面より上側に延在して形成されたロータマグネットの上端面における周縁部に形成されたロータ側逆回転防止部４２５と、駆動歯車４２の逆回転防止部４７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１３の回転は正転に修正される。
【００４６】
（モータアクチュエータ１の動作）
以上の構成を備えるモータアクチュエータ１の動作について、一部上記説明と重複するが以下詳細に説明する。以下の説明では、原位置にある被駆動体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被駆動体９５を原位置に戻す２）動力遮断動作に分けて説明する。
【００４７】
１）動力伝達動作
被駆動体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、すなわち、モータ１０の動力が被駆動体９５に作用していない状態）では、扇形レバー６０の傾斜カムによって、上モータ歯車２１が付勢部材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１３１１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ると、上モータ歯車２１および下モータ歯車４１が回転する。下モータ歯車４１の回転により、その下モータ歯車４１に噛合する入力歯部４２１を有する駆動歯車４２が回転する。
【００４８】
駆動歯車４２が回転すると、駆動歯車４２の軸状部４２２に形成された傾斜溝４２２１に突起４３１が係合している中間部材４３が当該回転方向の力を受ける。また、中間部材４３とロック部材４４との間には球体４５を介した摩擦力が生じているから、ロック部材４４も当該回転方向の力を受ける。しかし、ロック部材４４は、その回り止め部４４１３が回り止め突起９２１に係合していることによって回転が阻止された状態にある。そのため、ロック部材４４に保持された中間部材４３は回転せず、突起４３１が傾斜溝４２２１に係合した状態を維持するためロック部材４４（駆動ユニット）はコイルばね４６の付勢力に抗して上方に移動する。つまり、溝カム機構によって、モータの回転動力は駆動ユニットの直線動力に変換される。
【００４９】
ロック部材４４が上方に移動して、ロック部材４４のロック部４４１４が第一ロック歯車３２の被ロック部３２１の移動軌跡内に入り込むと、ロック部４４１４が被ロック部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。第一ロック歯車３２の回転が阻止された状態となるということは、それに噛合する第二ロック歯車３３の回転も阻止された状態となる。なお、ロック部材４４は下ケース９２の回り止め突起９２１と本体周り止め部４４１３によって、被ロック部３２１の移動方向と直交する方向のみに移動可能となっている。このため、ロック部材４４に被ロック部３２１が衝突してロック部材４４が移動することを防止できる。
【００５０】
第二ロック歯車３３は、その小径第二ロック歯部３３２が、クラッチ手段の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。したがって、第二ロック歯車３３の回転が阻止されると、固定歯車３１の回転も阻止される。これにより、クラッチ手段によって第一伝達列による動力の伝達が「継」状態となり、モータ１０の動力が第一伝達列を介して被駆動体９５まで伝達可能な状態となる。このように、駆動ユニットは、その軸方向上向きに移動することで、クラッチ手段を介して、第一伝達列による動力の伝達を「継」状態とする。
【００５１】
一方、モータ１０の駆動によって下モータ歯車４１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）の大径歯部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。
【００５２】
入力側歯車２２の小径歯部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、ロック歯車４６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、その小径歯部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。
【００５３】
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が空回りする。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、被駆動体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。なお、固定歯車３１が空回りする回転速度は、第一ロック部材３２に設けられた摺動部材３２３と、上ケース９１に設けられた被摺動部９１１で構成される遠心ブレーキによって抑えられる。摺動部材３２３はゴム等の弾性体で構成され、第一ロック部材３２の回転による遠心力で外周部が外周方向に広がる。外周方向に広がった摺動部材３２３の外周面は被摺動部９１１に当接することで、摺動部材３２３と被摺動部９１１の摩擦力が発生し、この摩擦力によって固定歯車３１が空回りする回転速度が抑えられる。このように本実施形態では、遊星歯車列を利用した差動歯車機構により、クラッチ手段による第一伝達列の「継」状態と「断」状態を切り替えている。
【００５４】
遊星支持歯車２３２の歯車部２３２１には、複合歯車２４の大径歯部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。
【００５５】
複合歯車２４の小径歯部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。
【００５６】
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、被駆動体９５が固定されているため、被駆動体９５はワイヤ２７に引き上げられるように動作する。例えば、被駆動体９５が洗濯機の排水口を開閉する弁体である場合には、ワイヤ２７によって弁体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。
【００５７】
このように、モータ１０の回転動力は、第一伝達列を介して被駆動体９５に伝達される。第一伝達列はクラッチ手段によって「継」状態とされるが、そのクラッチ手段を「継」状態とする動力にもモータ１０の回転動力の一部が利用される。
【００５８】
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、付勢部材４８によって軸方向上向きに移動する。これにより、上モータ歯車２１の上係合部と、下モータ歯車４１の下係合部の係合が解かれ、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（被駆動体９５が洗濯機の排水口を開閉する弁体である場合には、排水口の開放が維持される状態）となる。
【００５９】
このようにして、被駆動体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。
【００６０】
上記動力伝達動作が完了した状態から被駆動体９５を原位置に戻す場合、モータ１０の駆動を停止（モータ１０への通電を停止）する。そうすると、下モータ歯車４１、駆動歯車４２の回転が停止するため、駆動歯車４２に対してモータの動力が伝達されなくなる。つまり、駆動歯車４２の傾斜溝４２２１の回転によって、傾斜溝４２２１に係合する突起４３１を有する中間部材４３を上方へ押し上げる力が消滅する。このため、中間部材４３は本体４４１に保持された球体４５との摩擦力に抗して、傾斜溝４２２１の螺旋に沿って回転しながら下方に移動する。こうして駆動ユニットはコイルばね４６の付勢力によって原位置に戻る。
【００６１】
駆動ユニットが原位置に戻る、すなわちロック部材４４が原位置に戻ると、ロック部材４４のロック部４４１４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が解消される。これにより、第一ロック歯車３２の回転が阻止された状態が解消される。第一ロック歯車３２の回転が阻止された状態が解消されるということは、それに噛合する第二ロック歯車３３の回転が阻止された状態も解消される。したがって、クラッチ手段（遊星歯車列）の固定歯車３１が自在に回転することができる状態、すなわちクラッチ手段が「断」状態となる。このように、駆動ユニットが下向きに移動することで、クラッチ手段を介して、第一伝達列による動力の伝達を「断」状態とする。
【００６２】
被駆動体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。例えば、被駆動体９５が洗濯機の排水口を開閉する弁体であって、モータアクチュエータ１の駆動により排水口を開放する方向に弁体を動作させる場合には、弁体は常に排水口を閉鎖する方向に付勢されている。したがって、固定歯車３１が自在に回転することができるクラッチ手段が「断」状態となると、被駆動体９５にかかる負荷は、第一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被駆動体９５にかかる負荷に基づくエネルギは、クラッチ手段が「断」状態となっているため、出力側歯車２３の空転によって出力（消費）される。これにより、被駆動体９５は原位置に戻る。
【００６３】
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、付勢部材４８で軸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の上係合部と、下モータ歯車４１の下係合部が係合し、モータ１０の動力が上モータ歯車２１にも伝達される状態となる。
【００６４】
このように、モータ１０を停止すれば、コイルばね４６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伝達列を「断」状態とする。これにより、被駆動体９５は原位置に戻る。
【００６５】
（本実施形態の効果）
本実施形態にかかるモータアクチュエータは、モータの動力を駆動ユニットの直線動力に変換してクラッチ手段を動作させるものであるため、従来のような磁気誘導型の機構と比較してクラッチ手段を動作させるための機構を安価に構築することができる。
【００６６】
また、本実施形態では、中間部材４３とロック部材４４との間に球体４５が介在されるため、摩擦力が発生する摺動面がその都度変化する。つまり、摺動部分の摩耗等を抑制することができ、装置寿命が向上する。
【００６７】
また、球体４５は、ロック部材４４に形成された凹部４４１２に保持されているため、球体４５の位置ずれを防止することができる。
【００６８】
また、ロック部材４４における凹部４４１２の底面を構成する部分によって、球体４５が中間部材４３側に付勢されているため、球体４５を付勢するために別途他の部材を必要とせず、製造コストの増加を抑制できる。
【００６９】
また、溝カム機構を構築する傾斜溝４２２１およびそれに係合する突起４３１は、周方向等間隔に設けられている。このようにすれば、駆動歯車４２の軸状部４２２に掛かる軸が倒れる方向への力が小さくなるため、駆動歯車４２の回転動力を効率よく中間部材４３の直線動力（軸方向への力）に変換できる。
【００７０】
また、突起４３１の外面は球面であるため、突起４３１と傾斜溝４２２１の接触面積が小さくなり、摩擦によるエネルギロスを抑制できる。
【００７１】
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】
【００７２】
１  モータアクチュエータ
１０  モータ
１３  ロータ
４２  駆動歯車
４２２  軸状部
４２２１  傾斜溝
４３  中間部材
４３１  突起
４４  ロック部材
４４１２  凹部
４４１３  回り止め部
４４１４  ロック部
４５  球体
４６  コイルばね
９２１  回り止め突起
９５  被駆動体  
【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】
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【図７】
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【図８】
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