(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータに連結され所定の負荷に抗して回転駆動される出力軸と、この出力軸と上記ロータとの間の動力の伝達を継断するクラッチ手段となる遊星歯車機構と、このクラッチ手段を継断操作するクラッチ操作機構を有し、
上記クラッチ手段は上記ロータからの動力をそれぞれ別系列の輪列へ伝達可能な２つの歯車となるリング歯車と遊星歯車支持歯車を備え、これら２つの歯車のうちの一側の歯車の回転を上記クラッチ操作機構によって停止させることにより継状態となり、他側の歯車に連結された駆動輪列を介して上記出力軸へ上記ロータからの動力の伝達を行うように構成され、
上記クラッチ操作機構は、上記一側の歯車に連結された増速輪列と、上記ロータに連動回転するマグネットもしくは非磁性導電部材のいずれか一方及び磁気誘導によって当該一方に追随して回転する、上記マグネットもしくは上記非磁性導電部材のいずれか他方からなる磁気誘導手段と、当該磁気誘導手段の他方に連動して上記増速輪列の一部を構成する係合歯車の回転を阻止することにより上記クラッチ手段を断から継へ切り換えると共に上記ロータを停止させ磁気誘導が消滅することに伴い上記係合歯車との係合が外れ上記クラッチ手段を継から断へ切り換えるクラッチ切り換え部材と、を備え、
上記増速輪列は、上記クラッチ手段が継から断へ切り換えられることにより上記負荷によって上記ロータの駆動力による上記出力軸の回転方向と反対方向に上記出力軸が回転させられた際に、上記出力軸の回転を、上記クラッチ手段を介して受け増速しながら、上記出力軸の回転速度を調節する回転速度調節部材に伝達するように構成されていることを特徴とするギアードモータ。
【請求項２】
前記磁気誘導手段を構成する前記マグネットもしくは前記非磁性導電部材のいずれか一方となる前記一方を前記ロータと一体的に形成し、さらにその同心円上に前記磁気誘導手段を構成する前記マグネットもしくは前記非磁性導電部材のいずれか他方となる前記他方を配置したことを特徴とする請求項１記載のギアードモータ。
【請求項３】
前記クラッチ手段が継から断へ切り換えられることにより前記負荷によって前記出力軸が回転させられる際、この回転に連動し前記クラッチ手段を介して前記回転速度調節部材が配置された前記増速輪列を回転させる回転トルクを前記ロータのディテントトルクより小さく設定し、これによって前記クラッチ手段が継から断へ切り換えられる際には前記出力軸の回転が前記クラッチ手段を介して前記増速輪列側へのみ伝達されることを特徴とする請求項１または２記載のギアードモータ。
【請求項４】
前記回転速度調節部材は、前記増速輪列を構成するいずれかの回転部材で構成され、その回転速度の上昇に伴って羽根部に空気抵抗を受けてその回転速度を調節するものとしたことを特徴とする請求項１，２または３記載のギアードモータ。
【請求項５】
前記回転速度調節部材は、前記増速輪列を構成するいずれかの回転部材の回転速度の上昇に伴ってその粘性により当該回転部材の回転速度を調節する粘性体で構成されたことを特徴とする請求項１，２または３記載のギアードモータ。
【請求項６】
前記回転速度調節部材を、前記増速輪列の最終段部分に配置したことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のギアードモータ。
【請求項７】
前記クラッチ手段は、前記ロータ側からの動力を受ける太陽歯車と、当該太陽歯車に噛合し当該太陽歯車の周囲を公転可能である共に自転可能な遊星歯車と、当該遊星歯車を支持すると共に当該遊星歯車の公転時に回転しその回転を前記出力軸を回転させるための駆動輪列もしくは前記増速輪列のいずれか一方の輪列へ伝達する前記遊星歯車支持歯車と、上記遊星歯車に内周面で噛合し当該遊星歯車の自転時に回転してその回転を外周面から前記出力軸を回転させるための駆動輪列もしくは前記増速輪列のいずれか他方の輪列へ伝達する前記リング歯車からなる前記遊星歯車機構で構成され、前記クラッチ切り換え部材により上記遊星歯車支持歯車もしくは上記リング歯車のいずれか一方の歯車の回転を停止させることにより、上記遊星歯車支持歯車もしくは上記リング歯車のいずれか他方の歯車経由で前記ロータの回転力を前記出力軸へ伝達する継状態となり、前記クラッチ切り換え部材により継から断状態に切り換えられ上記遊星歯車支持歯車もしくは上記リング歯車のいずれか一方の歯車の回転を停止させない状態でかつ前記ロータに対してフリー状態となっている太陽歯車の回転を停止させることにより前記出力軸の反対方向の回転を前記駆動輪列から上記遊星歯車支持歯車もしくは上記リング歯車のいずれか他方の歯車から入力し上記遊星歯車支持歯車もしくは上記リング歯車のいずれか一方の歯車経由で前記増速輪列へ伝達するようにし、かつ前記回転速度調節部材を上記遊星歯車機構内に組み込んだことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載のギアードモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、洗濯機の排水弁や換気扇のシャッター等を駆動する駆動機構として利用されるギアードモータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、洗濯機の排水弁や換気扇のシャッター等の駆動源となるギアードモータは、モータ駆動によって負荷部材（ワイヤーやレバー等）を巻き上げ、その巻き上げ位置で所定時間、その負荷部材を保持し、かつこの保持状態から負荷部材を元の位置まで戻すことが可能なように構成されている。このようなギアードモータは、駆動源となるモータのロータと負荷部材が連結された出力軸との間にクラッチ手段を備えている。そして、このクラッチ手段を連結した状態で上述した巻き上げ及び保持を行い、クラッチ手段を切断することにより負荷部材の負荷力によって負荷部材が元の位置まで戻るようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
なお、上述したギアードモータでは、クラッチ手段を切断し負荷部材の負荷力によって負荷部材が元の位置まで戻る動作が行われる際、ロータと出力軸との間の輪列が高速回転すると共に、元の位置まで負荷部材が戻ると急に停止させられることとなる。そのため、この動作が行われる際に、輪列を構成する各歯車等に甚大な力がかかり、各歯車等を破損させてしまう危険がある。従来、通常は、このような不具合を解消するために輪列内に何らかのブレーキ手段を設けている。しかし、部品点数が増加すると共に、組み立て工数も多くなり、製造コストが高くなってしまうという問題が生じる。
【０００４】
本発明は、部品点数及び組み立て工数の増加を伴わず、かつクラッチ手段の切断時における輪列の高速回転およびこの高速回転に伴う部品の破損を防止することが可能なギアードモータを提供することを目的とする。
【０００５】
本発明のギアードモータは、ロータに連結され所定の負荷に抗して回転駆動される出力軸と、この出力軸とロータとの間の動力の伝達を継断するクラッチ手段となる遊星歯車機構と、このクラッチ手段を継断操作するクラッチ操作機構を有し、クラッチ手段はロータからの動力をそれぞれ別系列の輪列へ伝達可能な２つの歯車となるリング歯車と遊星歯車支持歯車を備え、これら２つの歯車のうちの一側の歯車の回転をクラッチ操作機構によって停止させることにより継状態となり、他側の歯車に連結された駆動輪列を介して出力軸へロータからの動力の伝達を行うように構成され、クラッチ操作機構は、一側の歯車に連結された増速輪列と、ロータに連動回転するマグネットもしくは非磁性導電部材のいずれか一方及び磁気誘導によって当該一方に追随して回転する、上記マグネットもしくは上記非磁性導電部材のいずれか他方からなる磁気誘導手段と、当該磁気誘導手段の他方に連動して増速輪列の一部を構成する係合歯車の回転を阻止することによりクラッチ手段を断から継へ切り換えると共にロータを停止させ磁気誘導が消滅することに伴い係合歯車との係合が外れクラッチ手段を継から断へ切り換えるクラッチ切り換え部材と、を備え、増速輪列は、クラッチ手段が継から断へ切り換えられることにより負荷によってロータの駆動力による出力軸の回転方向と反対方向に出力軸が回転させられた際に、出力軸の回転を、クラッチ手段を介して受け増速しながら、出力軸の回転速度を調節する回転速度調節部材に伝達するように構成されていることを特徴としている。
【０００６】
上述の発明によれば、クラッチ手段が継から断へ切り換えられ負荷によって出力軸が回転する場合のその回転速度を調節する回転速度調節部材を、クラッチ操作機構の一部である増速輪列内に配置している。すなわち、ロータと出力軸間に配置される増速輪列内に回転速度調節部材を設けている。このため、特別に輪列を組み、部品点数や組み立て工数を増やすことなく、クラッチ手段の切断時における輪列の高速回転による部品の破損を防止することが可能となる。
【０００７】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、磁気誘導手段を構成するマグネットもしくは非磁性導電部材のいずれか一方となる前記一方をロータと一体的に形成し、さらにその同心円上に前記磁気誘導手段を構成するマグネットもしくは非磁性導電部材のいずれか他方となる前記他方を配置することにより、装置全体がコンパクトな形状となる。
【０００８】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、クラッチ手段が継から断へ切り換えられることにより負荷によって出力軸が回転させられる際、この回転に連動しクラッチ手段を介して回転速度調節部材が配置された増速輪列を回転させる回転トルクをロータのディテントトルクより小さく設定し、これによってクラッチ手段が継から断へ切り換えられる際には出力軸の回転がクラッチ手段を介して増速輪列側へのみ伝達されることを特徴としている。
【０００９】
このように、増速輪列側の回転トルクがロータのディテントトルクより小さく構成されているため、負荷による出力軸の回転時、ロータを回転させず増速輪列のみを効率よく回転させることができ、これによって回転速度調節部材も効率よく動作させることが可能となる。
【００１０】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、回転速度調節部材は、増速輪列を構成するいずれかの回転部材で構成され、その回転速度の上昇に伴って羽根部に空気抵抗を受けてその回転速度を調節するものとしたことを特徴としている。そのため、増速輪列を構成する回転部材のいずれかに羽根部を設けるという簡単な構成により、増速輪列が高速回転しようとすればするほど、その回転に強い制動力がかかるものとなる。
【００１１】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、回転速度調節部材は、増速輪列を構成するいずれかの回転部材の回転速度の上昇に伴ってその粘性により当該回転部材の回転速度を調節する粘性体で構成されたことを特徴としている。そのため、増速輪列を構成する回転部材のいずれかの回転速度を抑える粘性体を備えるという簡単な構成により、増速輪列が高速回転しようとすればするほど、その回転に強い制動力がかかるものとなる。
【００１２】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、羽根部を備えた回転速度調節部材を、増速輪列の最終段に配置したことを特徴としている。このように、増速輪列の最終段に回転速度調節部材を配置することにより、増速輪列にかかる制動力がより強いものとなる。そのため、回転速度調節部材をより高速で回転することができ、これによって増速輪列に対する制動の効きを高めることが可能となる。
【００１３】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、前記クラッチ手段は、前記ロータ側からの動力を受ける太陽歯車と、当該太陽歯車に噛合し当該太陽歯車の周囲を公転可能である共に自転可能な遊星歯車と、当該遊星歯車を支持すると共に当該遊星歯車の公転時に回転しその回転を前記出力軸を回転させるための駆動輪列もしくは前記増速輪列のいずれか一方の輪列へ伝達する遊星歯車支持歯車と、上記遊星歯車に内周面で噛合し当該遊星歯車の自転時に回転してその回転を外周面から前記出力軸を回転させるための駆動輪列もしくは前記増速輪列のいずれか他方の輪列へ伝達するリング歯車からなる遊星歯車機構で構成され、前記クラッチ切り換え部材により上記遊星歯車支持歯車もしくは上記リング歯車のいずれか一方の歯車の回転を停止させることにより、上記遊星歯車支持歯車もしくは上記リング歯車のいずれか他方の歯車経由で前記ロータの回転力を前記出力軸へ伝達する継状態となり、前記クラッチ切り換え部材により継から断状態に切り換えられ上記遊星歯車支持歯車もしくは上記リング歯車のいずれか一方の歯車の回転を停止させない状態でかつ前記ロータに対してフリー状態となっている太陽歯車の回転を停止させることにより前記出力軸の反対方向の回転を前記駆動輪列から上記遊星歯車支持歯車もしくは上記リング歯車のいずれか他方の歯車から入力し上記遊星歯車支持歯車もしくは上記リング歯車のいずれか一方の歯車経由で前記増速輪列へ伝達するようにし、かつ前記回転速度調節部材を上記遊星歯車機構内に組み込んだことを特徴としている。このように、クラッチ手段を構成する遊星歯車機構内に回転速度調節部材を備えることにより、部品点数および組み立て工数の低減を図ることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のギアードモータの実施の形態の例を、図１から図４に基づき説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態のギアードモータの内部機構を説明するための図で、特に駆動輪列及びクラッチ操作機構を構成する各部材同士の関係を詳細に示すための展開断面図である。図２は、ロータ及びその周辺部を説明するための部分拡大断面図である。図３は、図２を上面から見た平面図である。図４は、レバーを覆うためのカバー及び駆動機構部を覆うためのケース上蓋を取り外して示した平面図である。
【００１６】
本発明の実施の形態のギアードモータは、図１に示すように、駆動源となるＡＣモータ１と、ＡＣモータ１のロータ１１に駆動輪列２Ａを介して連結されレバー８の負荷に抗して回転駆動される出力軸３と、通電のオンオフに伴い出力軸３とロータ１１との連結を継断（具体的には連結の切り換え）する第１のクラッチ手段となる遊星歯車機構２２と、第１のクラッチ手段を継断操作するクラッチ操作機構５と、このクラッチ操作機構５内に設けられレバー８の負荷により出力軸３がロータ１１の駆動力とは反対方向に回転する際にその回転速度を調節（より、具体的には高速化の抑制）する回転速度調節部材（この実施の形態では、後述する増速輪列２Ｂ内に配置された係合歯車２７が相当）と、出力軸３とロータ１１との連結を継断する第２のクラッチ手段４と、この第２のクラッチ手段４を継断するクラッチレバー４１とを有している。そして、これらの各機構は、ケース本体１２ａ及びケース上蓋１２ｂからなるケース体１２内に収納されている。
【００１７】
このギアードモータは、第２のクラッチ手段４を継（繋がっているの意味＝オン）に切り換えることによりＡＣモータ１の駆動力を駆動輪列２Ａを介して出力軸３側へ伝達し、出力軸３の先端に圧入固定されたスライダピニオン７を回動させることにより、所定の負荷が課されたレバー８を引っぱるようになっている。そして、第２のクラッチ手段４を断（切れているの意味＝オフ）に切り換えることによりロータ１１と出力軸３との間の連結を断ち、かつロータ１１に対してフリーとなったクラッチピニオン２１をクラッチレバー４１でロックすることにより、駆動輪列２の各部が逆方向（レバー８を引き上げるのと反対方向の意味）へ回転するのを阻止し、レバー８を所定位置まで引き上げた後の位置でレバー８を保持するようになっている。なお、この状態は、すべてＡＣモータ１への通電を維持することによりなされる。
【００１８】
また、この状態からさらにＡＣモータ１への通電を停止することにより後述する磁気誘導手段の磁気誘導力を消滅させ、第１のクラッチ手段を継から断に切り換えると、レバー８を保持するための保持力が解除される。これにより、レバー８自身に課された負荷に伴いレバー８が、引き上げ前の位置まで戻る。このとき、出力軸３を含む駆動輪列２Ａは、それぞれロータ１１の駆動力による回転時とは反対方向に回転する。この反対方向への回転は、上述の第１のクラッチ手段となっている遊星歯車機構２２を介してクラッチ操作機構５内に配置された増速輪列２Ｂに伝達される。すなわち、継の時に出力軸３とロータ１１とを連結していた遊星歯車機構２２は断となると、出力軸３と増速輪列２Ｂとを連結するように切り換えらる。なお、この反対方向への回転の速度は、増速輪列２Ｂ内に配置された上述の回転速度調節部材によって調節されることとなる。
【００１９】
そのため、本発明によれば、レバー８を保持するための保持力解除による各部材の高速回転、およびレバー８が所定位置まで移動した後の急停止、ならびに急停止後の反動とそれまで回転していた方向への慣性力との衝突等を原因とする、各部材にかかる負荷による部材の損傷を避けられる。
【００２０】
すなわち、出力軸３を含む駆動輪列２Ａおよび増速輪列２Ｂの各輪列の回転動作は、上述の回転速度調節部材の働きによりそれぞれ高速になり過ぎず、ゆっくりとした動作で行われ、最終的には静かに停止することとなる。このため、レバー８を保持力の解放後、各部材は高速回転や急停止等をさせられることはないため大きな負荷を受けない。したがって、各部材が、レバー８の保持解放後の動作により破損してしまうという不具合が解消される。
【００２１】
以下、その動作を実現するための構成について詳述する。
【００２２】
ケース本体１２ａ内の底面側には、レバー８を動作させるための駆動源となるＡＣモータ１が配置されている。ＡＣモータ１は、カップ状に形成されたモータケース１３内に配置されたステータ部１４と、このステータ部１４のさらに内周にステータ部１４に対して対向配置されたロータ１１と、このロータ１１を回転自在に支承するロータ軸１５を備えている。なお、ロータ軸１５は、その一端がモータケース１３の底面を貫いてケース本体１２ａの底面に当接していると共に、他端がＡＣモータ１の上方に突き出てケース上蓋１２ｂに形成された軸受け孔１２ｅ内にはまり込んでいる。
【００２３】
以下に、クラッチ操作機構５の一部となっているロータ１１及びロータ１１の内側に配置された誘導回転体１６について、図２及び図３を用いて説明する。
【００２４】
図２に示すように、ロータ１１は、ロータ軸１５（図１参照）を挿通する孔を備えた回転支承部１１ａと、この回転支承部１１ａの外周側に上端側が上方へ突出するように固定された略リング状のロータマグネット１１ｂを有している。なお、本実施の形態では、このロータマグネット１１ｂの内周空間部側の面にロータ１１と連動回転する磁気誘導用の環状マグネット１１ｃがはめ込まれている。
【００２５】
そして、環状マグネット１１ｃのさらに内側には、円筒状の非磁性導電部材１６ａ及びバックヨークリング１６ｂが取り付けられ、かつ上端外周部分にピニオン部１６ｄを有する誘導回転体１６が回転自在に配置されている。なお、この誘導回転体１６は、ロータ１１の回転により環状マグネット１１ｃが回転すると、この環状マグネット１１ｃの回転に磁気誘導によって非磁性導電部材１６ａが追従回転することにより当該誘導回転体１６が全体として一体的にロータ１１に追従回転するものとなっている。
【００２６】
なお、環状マグネット１１ｃ及び非磁性導電部材１６ａは、クラッチ操作機構５を動作させるための駆動源部となっており、誘導回転体１６のピニオン部１６ｄが後述する扇歯車２５に噛合している。この扇歯車２５は、第１のクラッチ手段２２の継断切り換えを行うクラッチ切り換え部材となっている。誘導回転体１６および扇歯車２５の構成については、後で詳述する。
【００２７】
ロータ１１の回転支承部１１ａの上端部分には、爪１１ｄが形成されている。この爪１１ｄは、後述するように駆動輪列２Ａの一部を構成しかつ第２のクラッチ手段４の一部となるクラッチピニオン２１の下端に形成された爪２１ｄと係合し、ロータ１１の回転力をクラッチピニオン２１に伝達するためのものとなっている。そして、これらの爪１１ｄ，２１ｄが係合し、ロータ１１の回転力がクラッチピニオン２１を介して出力軸３側に伝達された状態を第２のクラッチ手段４が継の状態とする。一方、これらの爪１１ｄ，２１ｄが非係合でロータ１１の回転力が出力軸３側へ伝達されない状態を、第２のクラッチ手段４が断の状態とする。すなわち、ロータ１１の上端部の爪１１ｄとクラッチピニオン２１の下端の爪２１ｄと、これら両爪１１ｄ，２１ｄを係脱させる機構が、第２のクラッチ手段４となっている。
【００２８】
回転支承部１１ａの上端内周側部分には、図２に示すように、ロータ１１とクラッチピニオン２１とを係脱させるための第２のクラッチ手段４の一部となる圧縮コイルバネ１８をはめ込むための溝１１ｆが形成されている。また、図３に示すように、ロータ１１のロータマグネット１１ｂの軸端面には、凹部１１ｋが周方向に均等に４箇所設けられている。これらの凹部１１ｋは、起動時にロータ１１が逆回転をし始めた場合、この逆回転を阻止するために扇歯車２５に形成された突起２５ｃ（図４参照）がはまり込むものとなっている。この構成により、ロータ１１が逆回転すると、ロータ１１に追随する誘導回転体１６が正規の方向と逆になる逆回転し、扇歯車２５が正規の方向と逆方向に回転した場合に、突起２５ｃが凹部１１ｋ内にはまり込む。これにより、ロータ１１は、一時的にロック状態となり、その直後に衝突時の反動によって正方向回転に変換される。
【００２９】
誘導回転体１６は、その最外周に銅製等で構成された非磁性導電部材１６ａが配置され、非磁性導電部材１６ａの内側に磁性体（具体的には、鉄製等）で構成された磁気誘導力強化用のバックヨークリング１６ｂが圧入され、樹脂によるインサート成形で構成される。
【００３０】
このように構成された誘導回転体１６の最外周に配置される非磁性導電部材１６ａは、上述したロータ１１に取り付けられた環状マグネット１１ｃの内側に対向配置されることとなる。非磁性導電部材１６ａは、上述したように環状マグネット１１ｃに追従回転する部材となっており、非磁性でかつ導電性を有する非磁性誘導部材、具体的には銅やアルミ等の金属で形成された部材で構成されている。
【００３１】
これにより、環状マグネット１１ｃに非磁性導電部材１６ａを従動回転させる磁気誘導力が発生し、非磁性導電部材１６ａが外周面に固定された誘導回転体１６がロータ１１の回転に追随してロータ１１と同方向に回転する。すなわち、上述の環状マグネット１１ｃと誘導リング１６ａとは、磁気誘導によってロータ１１に対して誘導回転体１６を従動回転させるための磁気誘導手段となっている。
【００３２】
なお、本実施の形態では、磁気誘導手段の一方となる環状マグネット１１ｃをロータ１１側に一体的に取り付け、磁気誘導手段の他方となる非磁性導電部材１６ａを誘導回転体１６側に取り付けたが、環状マグネット１１ｃと非磁性導電部材１６ａを逆の配置としてもよい。すなわち、ロータ側に非磁性導電部材を取り付け、誘導回転体側に環状マグネットを取り付けても良い。またさらに、磁気誘導手段の一方となる部材は、ロータ１１に一体的に取り付けなくても良い。すなわち、ロータ１１から離れた位置であって、輪列のどこかに磁気誘導手段を配置する構成としても良い。
【００３３】
次に、ＡＣモータ１の駆動力を出力軸３に伝達する駆動輪列２Ａ、ＡＣモータ１への通電により動作を開始してロータ１１の動力を駆動輪列２Ａ側へ伝達するように第１のクラッチ手段２２を断から継へ切り換えたり、通電の停止に伴って始まる出力軸３の反対方向への回転を増速輪列２Ｂ側へ伝達し増速輪列２Ｂ内の回転速度調節部材を働かせるように第１のクラッチ手段を継から断へ切り換えるクラッチ切り換え部材をそなえたクラッチ操作機構５について、図１及び図４を用いて説明する。
【００３４】
駆動輪列２Ａは、展開断面図である図１の右側半分に記載されており、クラッチピニオン２１と、このクラッチピニオン２１と係合する受け歯車３２ｂを有する太陽歯車３２備えた遊星歯車機構２２と、この遊星歯車機構２２の遊星歯車支持歯車３４から当該遊星歯車機構２２の回転力を受ける伝達歯車２３と、伝達歯車２３と噛合する出力歯車部３ａを備えた出力軸３から構成されている。この駆動輪列２Ａは、ロータ１１の回転を減速して出力軸３に伝達する減速輪列となっている。
【００３５】
駆動輪列２Ａを構成する各部についてさらに詳述する。駆動輪列２Ａの第１段目の歯車となるクラッチピニオン２１は、上述したように、ロータ１１と同軸に配置されている。すなわち、クラッチピニオン２１は、ロータ軸１５に回動自在に遊嵌されており、その下面がロータ１１の上端面に対向配置されている。このクラッチピニオン２１の下端面には、ロータ１１の上端に形成された爪１１ｄに係脱自在な爪２１ｄが形成されている。また、クラッチピニオン２１は、圧縮コイルバネ１８を挟んでロータ１１上に載置されるようになっており、圧縮コイルバネ１８のバネ付勢力によって図１における上方に付勢されている。
【００３６】
このクラッチピニオン２１の上端部分には、クラッチレバー４１のカム面４１ａが臨んでいる。このため、クラッチピニオン２１は、常時、圧縮コイルバネ１８の付勢力によってカム面４１ａに押し付けられている。このカム面４１ａは、山となる押し下げ部４１ｃと谷となる部分とから構成されている。クラッチレバー４１は、一端側が伝達歯車２３を支承している軸に回動自在に支承されている。また、クラッチレバー４１の他端側、すなわちカム面４１ａを備えた側は、長孔４１ｂ（図４参照）を有し、この長孔４１ｂにロータ軸１５が嵌まり、所定範囲のみ揺動するように構成されている。
【００３７】
また、さらに、クラッチレバー４１は、出力歯車部３ａの対向面側に形成されたクラッチレバー操作溝３ｂ内に入り込む操作用突起４１ｅ（図１参照）を備えている。このため、ロータ１１の回転力が出力歯車部３ａに伝達されるか負荷によって出力軸３がいずれかの方向に回転すると、操作用突起４１ｅがクラッチ操作溝３ｂに案内され、これによってクラッチレバー４１が回動するようになっている。すなわち、クラッチレバー４１は、出力軸３の回動角度に対応して、上述のカム面４１ａの山と谷とが切り換わることにより第２のクラッチ手段４の継断切り換え動作を行うように構成されている。
【００３８】
なお、押し下げ部４１ｃは、通電がなされていない初期状態から通電がなされてレバー８を所定の位置に引き上げるまでの間においてクラッチピニオン２１をロータ１１側に押し下げる。これにより、クラッチピニオン２１の爪２１ｄとロータ１１の爪１１ｄが係合し、ロータ１１とクラッチピニオン２１とが一体的に回動する。すなわち、第２のクラッチ手段４が継状態となる。
【００３９】
そして、出力歯車部３ａが所定の回転を終えると、クラッチレバー操作溝３ｂの案内によりクラッチレバー４１が回動してカム面４１ａの山と谷が切り換わる。これにより、クラッチピニオン２１は圧縮コイルバネ１８のバネ付勢力により上方へ移動し、クラッチピニオン２１とロータ１１との連結が外れるようになっている。すなわち、第２のクラッチ手段４が断状態に切り換わる。
【００４０】
これにより、ロータ１１と出力軸３間の連結は断たれる。このため、駆動輪列２Ａを構成する各歯車は、レバー８の負荷力を受けて逆方向に回転しようとする。しかし、上述したようにクラッチレバー４１が回動することによって、クラッチピニオン２１の上部に設けた係合突起（図示省略）の回転軌跡内に、クラッチレバー４１の下面部に設けた阻止部材が入り込み、クラッチピニオン２１をロックする。このため、クラッチピニオン２１に噛合している遊星歯車２２の太陽歯車３２がロックされる。さらに、この状態に加え、通電状態が継続中となっているため、上述の磁気誘導手段の磁気誘導力によりリング歯車３３もロックされる。この結果、駆動輪列２Ａの各歯車はロックされ、レバー８の負荷力を受けても逆方向に回転しない。
【００４１】
そして、ＡＣモータ１への通電を断つと、誘導回転体１６への磁気誘導力が消滅し、バネ部材３９の付勢力によって第１のクラッチ手段２２の継断を切り換えるクラッチ切り換え手段となる扇歯車２５が継位置から断位置へ戻され、係合歯車２７と扇歯車２５の係合爪２６との係合が外れる。これによって、係合歯車２７がフリーとなり、この結果、遊星歯車機構２２のリング歯車３３がフリーとなる。これによって、出力軸３を含む駆動輪列２Ａを構成する各部材が、レバー８の負荷力によってレバー８を引き出す方向、すなわちモータ駆動時とは逆方向に回転される。
【００４２】
このとき、増速輪列で構成されたクラッチ操作機構５の最終段となる係合歯車２７は、増速されて高速回転をしようとする。しかし、この係合歯車２７の上端側には、４枚の羽根部２７ｃが設けられているため、高速回転をしようとすればするほどこれらの羽根部２７ｃが多大な空気抵抗を受ける。この結果、係合歯車２７は、それほど高速回転とはならず速度を調節された状態でゆっくりと回転することとなる。これにより、クラッチ操作機構５を構成する各部材、およびクラッチ操作機構５の一部と駆動輪列２Ａの一部とを兼用する遊星歯車機構２２、ならびに出力軸３を含む駆動輪列２Ａを構成する各部材が、それぞれにそれほど高速回転とならず速度を調節された状態でゆっくりと回転する。すなわち、羽根部２７ｃを備えた係合歯車２７は、各回転部材の回転速度を調節する回転速度調節部材となっている。
【００４３】
なお、上述の逆回転の途中で、駆動輪列２Ａ中の出力歯車部３ａの逆回転に追従して上述のクラッチレバー４１がレバー８を引き上げる前の位置側へ回動する。これにより、クラッチレバー４１のカム面４１ａの山と谷とが切り換わる。この結果、クラッチレバー４１の押し下げ部４１ｃがクラッチピニオン２１をロータ１１側へ押し下げ、第２のクラッチ手段４が継となるが、第１のクラッチ手段が断となっているため、レバー８を引き上げる前の位置へ移動できる。
【００４４】
第１のクラッチ手段となる遊星歯車機構２２について詳述する。第１のクラッチ手段となる遊星歯車機構２２は、ロータ１１からの動力をそれぞれ別系列の輪列へ伝達可能な２つの歯車を備えている。本実施の形態においてより具体的に説明すると、この２つの歯車とは、一方が駆動輪列２Ａの伝達歯車２３に噛合されたピニオン３４ｂを備える遊星歯車支持歯車３４で、他方が増速輪列２Ｂの増速歯車２８に噛合された外周歯車部３３ｂを備えるリング歯車３３となる。
【００４５】
すなわち、遊星歯車機構２２は、クラッチピニオン２１に噛合しロータ１１側からの動力を受ける受け歯車３２ｂ及び遊星歯車３６に駆動力を伝達する伝達歯車３２ａを備えた太陽歯車３２を備えている。この太陽歯車３２の回転は、遊星歯車支持歯車３４の支承板３４ａ上に太陽歯車３２の伝達歯車３２ａの周囲を取り囲むように噛合された各遊星歯車３６に伝達される。これにより、各遊星歯車３６は回転し、この回転力が当該各遊星歯車３６の支持台となっている遊星歯車支持歯車３４と、当該遊星歯車３６に噛合する内周歯車部３３ａを備えたリング歯車３３に同時に伝達される。
【００４６】
なお、ＡＣモータ１に通電が開始され、クラッチ切り換え部材となる扇歯車２５が係合歯車２７と係合するまでの間、すなわち、第１のクラッチ手段２２が断から継へ切り換えられようとしているものの、まだ切り換わっていない状態時、ロータ１１の回転力が増速輪列２Ｂ側が優先的に伝達され、増速輪列２Ｂの各部が回転する。これは、出力軸３に連結される駆動輪列２Ａ側を駆動するための回転トルクの方が、増速輪列２Ｂ側を駆動するための回転トルクに比べて大きいため、回転トルクが小さい増速輪列２Ｂ側の各部がロータ１１の回転力を受けて回転するためである。したがって、この間、増速輪列２Ｂに配置された係合歯車２７は空転し、駆動輪列２Ａ側の各部は回転せず停止している。
【００４７】
そして、扇歯車２５が係合歯車２７に係合し、第１のクラッチ手段２２が断から継に切り換わると、増速輪列２Ｂの各部はその回転を停止される。このため、増速歯車２８と噛合されたリング歯車３３の回転も停止する。この動作に伴い、ロータ１１側から動力を受け回転する太陽歯車３２の回転力が、上述の遊星歯車３６から駆動輪列２Ａ側にのみ伝達され、駆動輪列２Ａを介して出力軸３を回転させる。なお、出力軸３の回転によりレバー８を所定位置まで移動させた後であって第２のクラッチ手段４が継から断に切り換わった後においても、上述したように通電状態を維持していれば、当該第１のクラッチ手段は継状態が保持される。この保持状態においては、クラッチピニオン２１の停止により太陽歯車３２が停止状態となり、扇歯車２５が係合歯車２７と係合していることからリング歯車３３の回転が停止されている。これによって、駆動輪列２Ａおよび増速輪列２Ｂの各部は、その回転が全て停止する。
【００４８】
そして、上述の保持状態後に通電を切ると、扇歯車２５と係合歯車２７との係合が外れ、第１のクラッチ手段である遊星歯車機構２２が継から断へと切り換わる。これによって、レバー８の負荷により出力軸３がモータ駆動時とは反対方向へ回転する。また、この動作に伴い駆動輪列２Ａの各部がモータ駆動時と反対方向へ回転する。この回転力は、伝達歯車２３と噛合するピニオン部３４ｂを備えた遊星歯車支持歯車３４から遊星歯車機構２２へ入力され、遊星歯車３６を介してロータ１１側および増速輪列２Ｂ側へ伝達される。しかしながら、このとき、クラッチピニオン２１はクラッチレバー４１によって停止させられた状態となっており、このクラッチピニオン３２と噛合している太陽歯車３２は回転できない。したがって、遊星歯車３６を経由した回転力は、増速輪列２Ｂ側にのみ伝達されることとなる。
【００４９】
クラッチ操作機構５は、上述した駆動輪列２Ａ中に配置された第１のクラッチ手段の継断を行うためのものとなっている。すなわち、クラッチ操作機構５は、展開断面図である図１の左側半分に記載されており、上述した環状マグネット１１ｃにより誘導回転される誘導回転体１６と、誘導回転体１６に噛合しているクラッチ切り換え部材としての扇歯車２５と、この扇歯車２５に形成された係合爪２６と係脱自在な係合突起２７ａを外周面に備えた係合歯車２７と、この係合歯車２７の小径歯車２７ｂと噛合すると共に遊星歯車機構２２のリング歯車３３に噛合する増速歯車２８から構成されている。遊星歯車機構２２は、上述したように、ロータ１１からの駆動力を駆動輪列２Ａおよび増速輪列２Ｂの双方へ伝達しながらもトルクの大小の関係で増速輪列２Ｂ側を優先的に回転させる断から継への途中状態、増速輪列２Ｂの各部の動作を停止させ動力を駆動輪列２Ａ側へ伝達する継状態、出力軸３側からの回転力を駆動輪列２Ａから入力して増速輪列２Ｂ側へ伝達する断状態とを切り換えられるようになっているが、クラッチ操作機構５はこの切り換えを行うための手段である。
【００５０】
クラッチ操作機構５は、ＡＣモータ１の通電時には磁気誘導を利用して扇歯車２５をバネ部材３９の付勢力に抗して回転させることにより係合爪２６を所定位置まで移動させ、この係合爪２６と係合歯車２７とを係合させるように構成されている。そして、この係合により、クラッチ操作機構５を構成する各部材は、それまでの動作がロックされる。すると、第１のクラッチ手段となる遊星歯車機構２２では、リング歯車３３の回転にロックがかかり、太陽歯車３２と遊星歯車支持歯車３４との間が遊星歯車３６を介して回転伝達される。
【００５１】
なお、このように太陽歯車３２と遊星歯車支持歯車３４との間の回転伝達がなされた継状態において、上述した第２のクラッチ手段４も継となっている場合は、ロータ１１の回転が遊星歯車機構２２の太陽歯車３２及び遊星歯車支持歯車３４を介して出力軸３側に伝達される。これによって、レバー８の巻き上げ動作をすると共に、上述のクラッチレバー４１がこの動作に連動して回動する。巻き上げ動作終了後、第２のクラッチ手段４だけが断となり第１のクラッチ手段が継状態を維持する。これにより、磁気誘導力によってクラッチ操作機構５を構成する各歯車がロックされたままの状態を維持する。この結果、上述したように回動されたクラッチレバー４１が、クラッチピニオン２１をロックする位置に回動された状態でロックされる。このため、上述したようにレバー８は、巻き上げ位置で保持される。
【００５２】
そして、この状態からさらに、ＡＣモータ１への通電を断ち、ロータ１１と誘導回転体１６間の磁気誘導力が消滅すると、扇歯車２５がバネ部材３９のバネ力によって先ほど説明した方向とは反対方向に回動し、係合爪２６と係合歯車２７との係合が外れる。この状態は、第１のクラッチ手段が継から断へと切り換わる状態を示している。
【００５３】
すなわち、この切り換わり動作によって、クラッチ操作機構５の各部のロック状態が解除となる。このため、リング歯車３３と遊星歯車支持歯車３４とが断となり、外部負荷により逆回転しようとする出力軸３の回転力が、駆動輪列２Ａを逆行するように伝達されて遊星歯車機構２２及び増速歯車２８を介して係合歯車２７と伝達され、係合歯車２７がフリーに回転することとなる。この結果、太陽歯車３２側がロックされた状態で、レバー８の保持状態が解除される。なお、この第１のクラッチ手段の継から断への切り換わり動作時においては、上述したように回転速度調節部材の働きにより、各部材の動作がゆっくりと静かに行われることとなる。
【００５４】
クラッチ操作機構５を構成する各部についてさらに詳述する。
【００５５】
扇歯車２５の支点部２５ａを中心として扇の１つの辺の反対側に延出された回動力付与部２５ｂの先端部分には、モータケース１３に立設されたピン３８に一端が固定されたバネ部材３９の他端が固定されている。扇歯車２５は、バネ部材３９の付勢力によってＡＣモータ１の正回転による回動と反対方向（図４において矢示Ａ方向）、すなわち第１のクラッチ手段を継から断へ切り換える方向へ回動するための回動力を与えられている。しかしながら、ＡＣモータ１のロータ１１に追従回動する誘導回転体１６の回転トルクが、バネ部材３９の駆動トルクに勝るため、誘導回転体１６がロータ１１に追従して回動する場合はバネ部材３９のバネ力に抗して扇歯車２５は上述の矢示Ａ方向と反対方向へ回動するようになっている。
【００５６】
上述したように、クラッチ切り換え手段となる扇歯車２５に形成された係合爪２６と係合歯車２７との係合は、ＡＣモータ１への通電を断つとバネ部材３９の付勢力によって外れる。その際、上述したクラッチレバー４１の阻止部材（図示省略）が依然としてクラッチピニオン２１の回転阻止を継続し、これによってクラッチピニオン２１に噛合している太陽歯車３２の回転を阻止している。
【００５７】
しかし、係合爪２６と係合歯車２７との係合状態が解除されたことにより、太陽歯車３２の回転を阻止しても、レバー８の負荷力による回転力が遊星歯車機構２２を介して増速歯車２８側に増速されて伝達され、係合歯車２７を空回りさせることとなる。その結果、レバー８はケースの外側へ引き出されていき、これに伴って駆動輪列２Ａを構成する各歯車は逆方向へ回転する。一方、この動作の際に、係合歯車２７が回転速度調節部材として働くため、クラッチ操作機構５および駆動輪列２Ａの各部材の回転速度は調節されている。
【００５８】
なお、上述の実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、これに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において、種々変形実施可能である。例えば、上述したように実施の形態では、回転速度調節部材を４枚の羽根部２７ｃを備えた係合歯車２７で構成したが、羽根部２７ｃの数は４枚でなくても良く、もっと少なくてもあるいはもっと多くても良い。
【００５９】
また、さらに、羽根部２７ｃの上端とケース上蓋１２ｂとの間に、係合歯車２７の回転速度を調節するための粘性体を備え、上述の空気抵抗に加えて回転速度の上昇に伴いその速度を粘性により調節する（低下させる）粘性体で、係合歯車２７の回転速度を調節するようにしても良い。また、加えて、回転速度調節部材を羽根部を備えた構成とせず、単に粘性体の粘性のみを回転速度調節用の部材として備えたものとしても良い。
【００６０】
例えば、係合歯車２７の上端部分に円盤状の部材を設け、この円盤状の部材とケース上蓋１２ｂとの間の隙間に、回転速度調節用の粘性体を備えるようにしても良い。また、例えば、ケース上蓋１２ｂに係合歯車２７の外周の一部を囲むような壁を形成し、この壁の内周面と係合歯車２７の外周部との隙間部分に粘性体を備えるようにしても良い。なお、粘性体としては、回転部材の回転力が高まることに伴い、より粘性を発揮して高速化を抑えることが可能なタイプのグリスを利用することが望ましい。
【００６１】
また、上述の実施の形態では、係合歯車２７を回転速度調節部材としたが、増速輪列で構成されたクラッチ操作機構５の他の歯車を回転速度調節部材としても良い。すなわち、クラッチ操作機構５を構成する他の歯車に、回転速度調節用の羽根部を設けたり、あるいは粘性体を配置するようにしても良い。さらには、クラッチ操作機構５と駆動輪列２Ａとを兼ねる遊星歯車機構２２を構成する歯車の噛合部分に粘性体を塗布するようにしても良い。このように構成することで、負荷部材となるレバー８の保持解除後の各部材の回転速度を調節することが可能となり、各部材の破損を防止することが可能となる。
【００６２】
また、上述の実施の形態では、クラッチ切り換え手段となる扇歯車２５を第１のクラッチ手段を継から断する方向へ付勢する手段として、バネ部材３９を用いたが、バネ部材とせずゴムのような弾性のある材質を用いても良い。また、上述の実施の形態では、ロータ１１と出力軸３との間に２つのクラッチ手段を備え、負荷部材となるレバー８を引き上げる第１の動作及び引き上げ位置で保持する第２の動作ならびにこの状態から初期位置に戻す第３の動作を行うギアードモータとなっている、しかし、クラッチ手段は１つでも良い。クラッチ手段を継から断へ切り換える際に、ロータと出力軸間の輪列が高速回転をするという問題を有するタイプのギアードモータ全般、および高速回転を本発明とは異なる方法で制動しているタイプのギアードモータ全般に適用可能である。
【００６３】
また、上述の各実施の形態では、リング歯車３３の回転を停止させ太陽歯車３２と遊星歯車支持歯車３４とを継とし、ＡＣモータ１の回転力を出力歯車部３ａ側へ伝達するように構成している。しかし、遊星歯車支持歯車３４の回転を停止させ、太陽歯車３２とリング歯車３３とを継とし、ＡＣモータ１の回転力を出力歯車部３ａ側へ伝達するように構成しても良い。
【００６４】
また、上述の各実施の形態では、出力軸３に連結されたスライダピニオン７の回転をレバー８に伝達し、レバー８をスライド移動させる構成としたが、出力軸３にレバー部材を直結し、このレバー部材を回動させることによりワイヤーを引っ張るような構成にする等、他の構成としても良い。また、上述の実施の形態では、ロータ１１からの動力を駆動輪列２Ａ側と増速輪列２Ｂ側とにトルクを分割して伝達する手段として、第１のクラッチ手段となる遊星歯車機構２２を用いたが、トルクを分割して伝達することが可能な手段は、上述の遊星歯車機構２２に限定されるものではない。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、上述した本発明によれば、クラッチ手段が継から断へ切り換えられ負荷によって出力軸が回転する場合のその回転速度を調節する回転速度調節部材を、クラッチ操作機構の一部となる増速輪列中に設けている。すなわち、上述した本発明では、ロータと出力軸間に配置される増速輪列を構成する回転部材を利用して回転速度調節部材を設けることができる。このため、増速輪列を構成する回転部材や出力軸の高速回転に起因する損傷や劣化を防止するための制動手段を、特別に部品点数や組み立て工数を増やすことなく設置できる。これにより、製品の信頼性および生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のギアードモータの内部機構を説明するための展開縦断面図である。
【図２】図１のギアードモータの環状マグネットが取り付けられたロータ及び非磁性導電部材が取り付けられた誘導回転体を示した断面図である。
【図３】図２を矢示ＩＩＩ方向から見た平面図である。
【図４】図１のギアードモータからカバー及びケース上蓋を外した状態の平面図である。
【符号の説明】
２Ａ  駆動輪列
２Ｂ  増速輪列
３  出力軸
５  クラッチ操作機構
８  レバー（負荷が課された部材）
１１  ロータ
１１ｃ  環状マグネット（磁気誘導手段の一方）
１６ａ  非磁性導電部材（磁気誘導手段の他方）
２２  遊星歯車機構（クラッチ手段）
２５  扇歯車（クラッチ切り換え部材）
２７  係合歯車
２７ｃ  羽根部（回転速度調節部材）
３３  リング歯車（クラッチ手段の一部を構成し、ロータの動力を輪列へ伝達する歯車）
３４  遊星歯車支持歯車（クラッチ手段の一部を構成し、ロータの動力を輪列へ伝達する歯車）
【図１】
0004153668.tif 000002
【図２】
0004153668.tif 000003
【図３】
0004153668.tif 000004
【図４】
0004153668.tif 000005