(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータに連結され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連結を継断するクラッチ手段と、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、上記クラッチ操作機構は、上記ロータに連動回転するリング状マグネットもしくは非磁性導電リングのいずれか一方と、磁気誘導によって当該一方に追随して回転する他方と、上記非磁性導電リングを上記リング状マグネットとで挟む位置に配置された磁性体のバックヨークリングを備え、追随回転する上記他方に連動して上記クラッチ手段を継することを特徴とするギアードモータ。
【請求項２】
前記バックヨークリングは、前記非磁性導電リングが取り付けられた回転体に取り付けられ、前記非磁性導電リングと一体的に回転するように構成され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】
前記リング状マグネットのスラスト方向における磁気的中心と、前記バックヨークリングのスラスト方向における磁気的中心とを、所定位置に一致もしくは不一致させるように設定したことを特徴とする請求項２記載のギアードモータ。
【請求項４】
前記バックヨークリングは、前記リング状マグネットが取り付けられた回転体に取り付けられ、前記リング状マグネットと一体的に回転するように構成され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５】
前記非磁性導電リングと前記バックヨークリングとの間もしくは前記非磁性導電リングと前記リング状マグネットとの間に隙間部を形成し、この隙間部に粘性体を配置させたことを特徴とする請求項４記載のギアードモータ。
【請求項６】
前記クラッチ操作機構は、前記クラッチ手段を断から継へ切り換える動作と、前記クラッチ手段を継から断へ切り換えた際の動作において、前記隙間部を介して対向する前記非磁性導電リングと前記バックヨークリングもしくは前記非磁性導電リングと前記リング状マグネットの相対速度が異なるように構成され、上記断から継とする場合にその回転速度が速く前記粘性体の粘性力がより強く働くように構成されたことを特徴とする請求項５記載のギアードモータ。
【請求項７】
前記リング状マグネットは、前記ロータに取り付けられると共に、前記ロータのロータマグネットとは別体となるマグネットで構成された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。
【請求項８】
前記非磁性導電リングを取り付けた回転体が前記ロータと半径方向に重なる位置に配置されると共に、当該非磁性導電リングを取り付けた回転体の軸受け部を前記ロータに設け、かつ当該軸受け部に粘性体を付着させたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載のギアードモータ。
【請求項９】
前記クラッチ操作機構内に、バネ部材によって一方の回転方向に付勢された回動部材を備えると共に、当該回動部材は、前記ロータの駆動力を受けて前記リング状マグネット及び前記非磁性導電リングの一方が高速で回転し他方がその一方に追随することにより上記バネ部材の付勢力に抗して他方の回転方向に回動すると共に、前記リング状マグネット及び前記非磁性導電リングの一方が低速で回転もしくは停止してしまうことにより他方の追随回転が低速もしくは停止した場合に上記バネ部材の付勢力によって一方の回転方向に回動するように構成され、上記回動部材を上記バネ部材の付勢力に抗して他方の回転方向に回動させる際あるいは上記バネ部材の付勢力により一方の回転方向に回動させる際に発熱するように設定された発熱部材を上記バネ部材の近傍に配置し、上記バネ部材を上記発熱部材の発熱時と非発熱時とでそのバネ力が変化し、そのバネ力が当該バネ部材のバネ力に抗して上記回動部材を回動させる際に弱くなるように設定された形状記憶バネで構成したことを特徴とする請求項１から８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を備えている。そして、このクラッチ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】
なお、上述したクラッチとして、磁気誘導方式を利用したものが提案されている（特開平３−１９８６３８号参照）。この装置では、ロータと出力軸間を連結する減速輪列内に永久磁石と誘導リングを対向配置させ、誘導リングが磁気誘導によって永久磁石に追従して回動する動作を利用してクラッチ切り換えを行う操作片を動作させるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したギアードモータでは、非接触で構成された磁気誘導力をクラッチのオンオフを行う操作機構の駆動源として利用してため、その駆動力がそれ程強くなく、クラッチ操作機構を十分に動作させられないという問題が生じる。なお、磁石や誘導リングを強力なもので構成すれば動作させられないという問題は解消できるが、装置全体が大型化してしまったりあるいは材料コストが高騰化してしまう等の問題が生じる。
【０００５】
本発明は、クラッチ手段のオンオフを行うクラッチ操作機構として磁気誘導方式を用い、かつ磁石や誘導リングを大型化せずに磁気誘導力を強化し、これによってクラッチのオンオフを確実と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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のギアードモータは、ロータに連結されて回転駆動される出力軸と、この出力軸とロータとの連結を継断するクラッチ手段と、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、クラッチ操作機構は、ロータに連動回転するリング状マグネットもしくは非磁性導電リングのいずれか一方と、磁気誘導によって当該一方に追随して回転する他方と、非磁性導電リングをリング状マグネットとで挟む位置に配置された磁性体のバックヨークリングを備え、追随回転する他方に連動してクラッチ手段を継することを特徴としている。
【０００７】
上述した発明は、バックヨークリングとリング状マグネットとで非磁性導電リングを挟むように構成されているため、リング状マグネットの磁束をバックヨークリングまで導きやすくなり、バックヨークリングと交差する磁束量の増加によってロータから見て輪列の後方に位置する非磁性導電リングもしくはリング状マグネットの他方を追従回転させるための磁気誘導力が強力なものとなる。このため、非磁性導電リングもしくはリング状マグネットの他方が取り付けられる回転体が一方が取り付けられた回転体に対して確実に追従回転するようになり、これによってクラッチ手段の継断を行うクラッチ操作機構の動作が確実なものとなり、クラッチ手段の継を確実に行える。
【０００８】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、バックヨークリングは、非磁性導電リングが取り付けられた回転体に取り付けられ、非磁性導電リングと一体的に回転するように構成されたことを特徴としている。
【０００９】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、リング状マグネットのスラスト方向における磁気的中心と、バックヨークリングのスラスト方向における磁気的中心とを、所定位置に一致もしくは不一致させるように設定したことを特徴としている。
【００１０】
上述の各発明では、バックヨークリングを非磁性導電リング側に取り付け、リング状マグネットとは別々に動作するように配置している。加えて、バックヨークリングとリング状マグネットの磁気的中心を一致させたり、あるいは意図的にずらしたりしている。
【００１１】
このように、バックヨークリングとリング状マグネットの互いの磁気的中心を所定位置に設定することにより、非磁性導電リング及びバックヨークリングが取り付けられた回転体の回転位置を所定位置に設定することが可能となる。すなわち、磁気的中心のズレを利用してスラスト受けに対して強めに当接させてスラスト方向への位置決めとしたり、あるいはスラスト受けから浮かせるように設定してスラスト方向への荷重（負荷）を低減したり、あるいは磁気的中心を一致させて適度なスラスト圧としたり等、種々の設定が行える。
【００１２】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、バックヨークリングは、リング状マグネットが取り付けられた回転体に取り付けられ、リング状マグネットと一体的に回転するように構成されたことを特徴としている。そのため、リング状マグネットとバックヨークリングとの位置関係が、バックヨークリングの回転体への取り付けによって一義的に決まり、当然ながら取り付け後は、両者の相対的な移動が生じない。このため、両者の磁気的中心を設定したり等の位置合わせが不要となる。また、両者をそれぞれ別部材に取り付けた場合は両者が相対的に移動し易く、取り付け部材が摩耗等によって損傷する場合もあるが、相対的な移動がないためこのような問題が生じない。
【００１３】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、非磁性導電リングとバックヨークリングとの間もしくは非磁性導電リングとリング状マグネットとの間に隙間部を形成し、この隙間部に粘性体を配置させたことを特徴としている。そのため、粘性体の粘りにより非磁性導電リングのリング状マグネットへの追従回転をさらに確実なものとすることができる。
【００１４】
また、他の発明は、上述のギアードモータにおいて、クラッチ操作機構は、クラッチ手段を断から継へ切り換える動作と、クラッチ手段を継から断へ切り換えた際の動作において、隙間部を介して対向する非磁性導電リングとバックヨークリングもしくは非磁性導電リングとリング状マグネットの相対速度が異なるように構成され、断から継とする場合にその回転速度が速く粘性体の粘性力がより強く働くように構成されたことを特徴としている。
【００１５】
上述の発明において、粘性体として用いられるグリスは、当該粘性体を介して相対回転する部材同士の相対回転速度がある速度以下の場合はそれ程粘性による力が強くなく、ある速度以上の場合は粘性による力が強くなる。すなわち、高速回転によって磁気誘導力が発生し、これによって追従回転となっている場合はグリスの粘性が効果的に発揮され、逆に低速回転もしくは回転停止により磁気誘導力が小さく（殆どなく）追従回転となっていない場合はグリスの粘性が効かない。このため、磁気誘導力を利用してクラッチ操作機構を動作させる場合にはグリスが効果的に磁気誘導力を補助し、かつ磁気誘導力による追従動作をさせない場合にはグリスが効かずにバックヨークリングがリング状マグネットに対してフリーに回転動作できるようになる。
【００１６】
また、他の発明は、上述の各ギアードモータにおいて、リング状マグネットは、ロータに取り付けられると共に、ロータのロータマグネットとは別体となるマグネットで構成されたことを特徴としている。このように、リング状マグネットをロータに取り付けることにより、装置全体がコンパクトなものとなる。加えて、リング状マグネットをロータマグネットと別体とすることにより、非磁性導電リングを磁気誘導するリング状マグネットの磁気誘導力を、ロータマグネットのステータに対する磁気力と関係なく設定できる。
【００１７】
また、他の発明は、上述の各ギアードモータにおいて、非磁性導電リングを取り付けた回転体がロータと半径方向に重なる位置に配置されると共に、当該非磁性導電リングを取り付けた回転体の軸受け部をロータに設け、かつ当該軸受け部に粘性体を付着させたことを特徴としている。このため、上述の粘性体の粘性による力により、非磁性導電リングを取り付けた回転体のロータに対する追従回転力をより確実なものとすることができ、これによってクラッチ操作機構のクラッチ手段を継する動作を確実なものとすることができる。加えて、ロータの半径方向内側もしくは外側に非磁性導電リングを取り付けた回転体を配置させることができるため、装置全体をコンパクトなものとすることができる。
【００１８】
また、他の発明は、上述の各ギアードモータにおいて、クラッチ操作機構内に、バネ部材によって一方の回転方向に付勢された回動部材を備えると共に、当該回動部材は、ロータの駆動力を受けてリング状マグネット及び非磁性導電リングの一方が高速で回転し他方がその一方に追随することによりバネ部材の付勢力に抗して他方の回転方向に回動すると共に、リング状マグネット及び非磁性導電リングの一方が低速で回転もしくは停止してしまうことにより他方の追随回転が低速もしくは停止した場合にバネ部材の付勢力によって一方の回転方向に回動するように構成され、回動部材をバネ部材の付勢力に抗して他方の回転方向に回動させる際あるいはバネ部材の付勢力により一方の回転方向に回動させる際に発熱するように設定された発熱部材をバネ部材の近傍に配置し、バネ部材を発熱部材の発熱時と非発熱時とでそのバネ力が変化し、そのバネ力が当該バネ部材のバネ力に抗して回動部材を回動させる際に弱くなるように設定された形状記憶バネで構成したことを特徴としている。
【００１９】
そのため、磁気誘導力によりロータの回動力を回動部材に伝達しない場合は、バネ部材のバネ力によってクラッチ操作機構を強制的かつ確実に初期状態に戻すことができる。しかも、バネ部材のバネ力が、磁気誘導力を利用してクラッチ操作機構を動作させる際に弱い力でしかこの動作に反作用せず、磁気誘導力による回動力の伝達を停止し初期状態に戻したい場合には逆に強く作用するように変化する形状記憶バネを用いているため、相反する動作（バネ力に抗して磁気誘導力で回動部材を回動させる動作と、磁気誘導力による回動力の伝達を停止しバネ力による回動部材の回動動作）を両方とも確実に行える。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のギアードモータの第１の実施の形態の例を、図１から図４に基づき説明する。
【００２１】
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、本発明の主要部分となるバックヨークリング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。
【００２２】
本発明の第１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２を介して連結されて回転駆動される出力軸３と、出力軸３とロータ１１との連結を継断する第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、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。
【００２３】
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）とすることによりＡＣモータ１の駆動力を出力軸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、上述の第２のクラッチ手段４を断（切れているの意味＝オフ）してロータ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。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、第１のクラッチ手段２２が断となりレバー８を保持するための保持力が解除されるため、レバー８自身に課された負荷に伴いレバー８を引き上げ前の位置まで戻すようになっている。
【００２４】
以下、その動作を実現するための構成について詳述する。
【００２５】
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。
【００２６】
以下に、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。
【００２７】
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と連動回転するリング状マグネット１１ｃがはめ込まれている。
【００２８】
すなわち、図３に示すように、ロータマグネット１１ｂの内周面には、４つの小さな凹部１１ｍが等間隔に形成され、リング状マグネット１１の内周面に形成された４つの小さな凸部１１ｎをこれら４つの凹部１１ｍに位置合わせしながら軸方向に圧入する。これにより、ステータ部１４に対向配置されるロータマグネットとなるロータマグネット１１ｂと誘導回転体１６を磁気誘導により回転させる磁気誘導用のリング状マグネット１１ｃとが一体的となり、ロータ１１を構成するようになっている。
【００２９】
そして、図２に示すように、リング状マグネット１１ｃのさらに内側には、当該リング状マグネット１１ｃに対向配置された非磁性導電リング１６ａ及びバックヨークリング１６ｂが取り付けられかつピニオン部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の回転によりリング状マグネット１１ｃが回転すると、このリング状マグネット１１ｃの回転に磁気誘導によって非磁性導電リング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。なお、リング状マグネット１１ｃ及び非磁性導電リング１６ａは、後で詳述するクラッチ操作機構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。誘導回転体１６の構成については、後で詳述する。
【００３０】
なお、本実施の形態では、リング状マグネット１１ｃをネオジマグネットで構成し、フェライトマグネットで構成されたロータマグネット１１ｂと別体としたが、このリング状マグネット１１ｃとロータマグネット１１ｂとは一体であっても良い。しかしながら、リング状マグネット１１ｃをロータマグネット１１ｂと別体で構成することにより、各マグネットの性質、具体的には磁力や着磁方向を両マグネット１１ｂ，１１ｃで異ならせることができる。そのため、リング状マグネット１１ｃに磁力の大きいマグネットを使用して非磁性導電リング１６ａを追従回転させるための磁気誘導力を強化すると共に、ステータ部１４に対向配置されるロータマグネット１１ｂにはＡＣモータ１を駆動させるために最低限の機能を有する廉価なマグネットを使用することが可能となる。
【００３１】
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２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。
【００３２】
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、回転支承部１１ａの上端近傍部分の外周面は、誘導回転体１６のピニオン部１６ｄの内周面を支承するラジアル軸受け部１１ｇとなっている。さらに、回転支承部１１ａの下端近傍の外周側部分には、誘導回転体１６の筒状部１６ｃの下端部分をスラスト方向に受けると共に誘導回転体１６のラジアル方向の軸受けを兼ねているスラスト軸受け部１１ｅが設けられている。
【００３３】
なお、誘導回転体１６を軸受けするラジアル軸受け部１１ｇ及びスラスト軸受け部１１ｅに粘性体（具体的には、グリスのようなもの等）を付着させるように構成しても良い。粘性体を付着させることにより、誘導回転体１６のロータ１１への追従回転を補助的に助ける作用が生じる。
【００３４】
すなわち、本実施の形態のギアードモータは、誘導回転体１６がロータ１１に磁気誘導によって追従回転する際のロータ１１の回転速度は非常に速く、誘導回転体１６はこの速い回転速度のロータ１１に追従しようとするがそのスピード差は大きく、両者１１，１６の相対速度は速い状態となる。一方、ＡＣモータ１への通電を断ちロータ１１を停止させた後、誘導回転体１６は後述するバネ部材３９（図４参照）のバネ力によって戻され、停止した状態のロータ１１に対して相対回転するが、このときの回転速度自体は非常に遅い。従って、両者１１，１６の相対回転の速い追従回転時においては、粘性体の粘りが誘導回転体１６のロータ１１に対する追従回転を補助する。逆に、誘導回転体１６がバネ部材３９のバネ力によって戻され、停止状態のロータ１１に対して相対回転する場合は、低速回転であるため粘性体の粘りが効かず、誘導回転体１６は粘りに邪魔されず回転することができる。
【００３５】
なお、上述した粘性体は、ラジアル軸受け部１１ｇ及びスラスト軸受け部１１ｅの双方に付着させるのではなく、どちらか一方に付着させるようにしても良い。構造上、スラスト軸受け部１１ｇのみに粘性体となるグリスを付着させた構成とすると、ロータ１１及び誘導回転体１６により外部と仕切られた空間内から外部にグリスが飛散しにくいという効果がある。
【００３６】
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。
【００３７】
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リング１６ａが配置され、非磁性導電リング１６ａの内側に磁性体（具体的には、鉄製等）で構成された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。
【００３８】
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リング１６ａは、上述したロータ１１に取り付けられたリング状マグネット１１ｃの半径方向内側に対向配置されることとなる。非磁性導電リング１６ａは、上述したようにリング状マグネット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。
【００３９】
これにより、リング状マグネット１１ｃに非磁性導電リング１６ａを従動回転させる磁気誘導力が発生し、非磁性導電リング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、上述のリング状マグネット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回転手段となっており、誘導回転体１６は磁気誘導によってロータ１１に従動回転する回転体となっている。
【００４０】
一方、非磁性導電リング１６ａの内側に配置された磁性体のバックヨークリング１６ｂは、リング状マグネット１１ｃとで非磁性導電リング１６ａを挟むように配置されることとなる。この構成により、リング状マグネット１１ｃとバックヨークリング１６ｂとの間には、多くの磁束が通過し磁路を形成する。そのため、リング状マグネット１１ｃによる非磁性導電リング１６ａの磁気誘導力が強化される。このことにより、誘導回転体１６の動作の確実性が向上し、後で詳述するクラッチ操作機構５の動作の確実性が向上する。
【００４１】
なお、図２に示すように、本実施の形態では、誘導回転体１６がロータ１１のスラスト軸受け部１１ｅにスラスト受けされた状態において、バックヨークリング１６ｂのスラスト方向における磁気的中心Ｃ２がリング状マグネット１１ｃのスラスト方向における磁気的中心Ｃ１より若干上側にずれるように構成されている。このため、バックヨークリング１６ｂが取り付けられた誘導回転体１６が、リング状マグネット１１ｃの磁力に引きつけられてスラスト軸受け部１１ｅ側に引っ張られる。これによって、誘導回転体１６は、スラスト軸受け部１１ｅ側に若干付勢されながら位置精度良く回転することとなる。
【００４２】
なお、本実施の形態では、バックヨークリング１６ｂの磁気的中心Ｃ２とリング状マグネット１１ｃの磁気的中心Ｃ１とを不一致とする（ずらす）ことにより、誘導回転体１６をスラスト軸受け部１１ｅ側に若干付製して、誘導回転体１６の回転位置精度を向上させるようにしたが、両者の磁気的中心Ｃ１,Ｃ２を一致させても良い。これにより、位置精度をある程度良好としながらスラスト軸受け部１１ｅへのスラスト圧を軽減することができる。
【００４３】
なお、本実施の形態では、磁気誘導回転手段の一方となるロータ１１側にリング状マグネット１１ｃを取り付け、磁気誘導回転手段の他方となる誘導回転体１６側に非磁性導電リング１６ａを取り付けたが、リング状マグネット１１ｃと非磁性導電リング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リングを取り付け、誘導回転体側にリング状マグネットを取り付けても良い。その場合においても、ロータ側に取り付けた非磁性導電リングをリング状マグネットとバックヨークリングとで挟むような配置とする。具体的にいうと、図２におけるリング状マグネット１１ｃの位置に非磁性導電リング１６ａを取り付けるとすると、この非磁性導電リング１６ａの図２における外側にバックヨークリング１６ｂを取り付ける。
【００４４】
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２及びこの駆動輪列２中に配置された第１のクラッチ手段の切り替えを行うためのクラッチ操作機構５について、図１及び図４を用いて説明する。
【００４５】
駆動輪列２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を備えた遊星歯車機構２２と、この遊星歯車機構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２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。
【００４６】
駆動輪列２を構成する各部についてさらに詳述する。駆動輪列２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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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２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、磁気誘導力によってリング歯車３３もロックされる。この結果、駆動輪列２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。
【００５２】
そして、ＡＣモータ１への通電を断つと、誘導回転体１６への誘導力が無くなり、バネ部材３９の付勢力によって扇歯車２５が戻され、クラッチ歯車２７と扇歯車２５の回転規制部２６との係合が外れる。これによって、クラッチ歯車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、駆動輪列２を構成する各歯車が、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。逆回転の途中で、駆動輪列２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。
【００５３】
また、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側からの駆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と、遊星歯車３６に噛合する内周歯車部３３ａ及びクラッチ操作機構５の最終部の増速歯車２８に噛合する外周歯車部３３ｂを備えたリング歯車３３と、遊星歯車３６をそれぞれ回転自在に支承する支承板３４ａ及び伝達歯車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から構成されている。
【００５４】
このため、扇歯車２５の回転規制部２６とクラッチ歯車２７との間を係合させてクラッチ操作機構５の各部材の動作を停止させることにより、増速歯車２８に噛合するリング歯車３３の回転を止めると、太陽歯車３２と遊星歯車支持歯車３４との間が継状態となり、クラッチピニオン２１を介して太陽歯車３２に伝達されたロータ１１の回転力が、遊星歯車支持歯車３４に噛合している伝達歯車２３を介して出力歯車部３ａに伝達され、出力軸３がスライダピニオン７と共に回転するようになっている。この結果、スライダピニオン７と噛合するスライダ歯車（図示省略）を備えたレバー８が、レバー８自身に課された負荷に抗してＡＣモータ１の駆動力によって引き上げられる。
【００５５】
一方、クラッチ操作機構５は、上述した駆動輪列２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、上述したリング状マグネット１１ｃにより誘導回転される誘導回転体１６と、誘導回転体１６に噛合すると共にバネ部材３９によってクラッチ歯車２７との係合を外す方向に付勢されている回動部材となる扇歯車２５と、この扇歯車２５に形成された回転規制部２６と係脱自在な係合突起２７ａを外周面に備えたクラッチ歯車２７と、このクラッチ歯車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、駆動輪列２における減速輪列の一部であって、しかもクラッチ操作機構５の最終部となる増速歯車２８に噛合し、クラッチ操作機構５の所定の動作によって切り替えがなされる第１のクラッチ手段となっている。
【００５６】
このクラッチ操作機構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回転規制部２６を所定位置まで移動させ、この回転規制部２６とクラッチ歯車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との間が継となる。
【００５７】
なお、このように太陽歯車３２と遊星歯車支持歯車３４との間を継とした状態において、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。
【００５８】
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間の磁気誘導力が殆ど消滅すると、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、回転規制部２６とクラッチ歯車２７との係合が外れる。これによって、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２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を介してクラッチ歯車２７と伝達され、クラッチ歯車２７がフリーに回転することとなる。この結果、太陽歯車３２側がロックされているのにかかわらず、レバー８の保持状態が解除される。
【００５９】
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。
【００６０】
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）へ回動する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。
【００６１】
上述したように、回転規制部２６とクラッチ歯車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が、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。しかし、回転規制部２６とクラッチ歯車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側に伝達され、クラッチ歯車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２を構成する各歯車は逆方向へ回転する。
【００６２】
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、上述したように第１の実施の形態では、ロータ１１にリング状マグネット１１ｃを取り付け、誘導回転体１６側に非磁性導電リング１６ａ及びバックヨークリング１６ｂを取り付けたが、バックヨークリング１６ｂはロータ側に取り付け、このバックヨークリングがロータと一体的に回転する構成としても良い。
【００６３】
この例について、第２の実施の形態として図５を用いて説明する。なお、ロータ及び回転誘導体の構成以外は、上述の第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。なお、以下の説明中、ロータ及び回転誘導体以外の構成部分を説明する場合は、上述した第１の実施の形態で使用した符号を使用するものとする。
【００６４】
図５に示すように、ロータ５１は、ロータ軸１５を挿通する孔を備えた回転支承部５１ａと、この回転支承部５１ａ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５１ｂと、回転支承部５１ａの外側でかつロータマグネット５１ｂの内側となる位置に取り付けられたバックヨークリング５１ｇを有している。また、ロータマグネット５１ｂの内周空間部側の面には、ロータ５１と連動回転するリング状マグネット５１ｃがはめ込まれている。なお、このリング状マグネット５１ｃは、上述した第１の実施の形態と同様、ロータマグネット５１ｂと一体でも良い。
【００６５】
そして、ロータマグネット５１ｂの内側には、誘導回転体５６が回転自在に配置されている。この誘導回転体５６は、回転中心となる筒状部５６ｃの上端近傍にフランジ部分が取り付けられた非磁性誘導リング５６ａを有している。この非磁性誘導リング５６ａは、リング状マグネット５１ｃの内側でかつバックヨークリング５１ｇの外側となる隙間部分に配置されるようになっている。
【００６６】
なお、非磁性導電リング５６ａとバックヨークリング５１ｇとの間には隙間部が設けられ（図５の符号Ｇ参照）、この隙間部Ｇには上述の第１の実施の形態と同様の作用を有する粘性体が配置されている。このため、クラッチ操作機構５の動作をさらに安定させることができる。加えて、この第２の実施の形態では非磁性導電リング５６ａとリング状マグネット５１ｃとの間にも隙間が形成されている（図５の符号Ｇ１参照）が、この隙間部Ｇ１に粘性体を配置するようにしても良い。しかし、粘性体は隙間部Ｇのみに配置すれば、粘性体がロータ５１及び誘導回転体５６によって外部と仕切られた空間内から外部へ粘性体が飛散しにくいという効果がある。
【００６７】
上述の各実施の形態は、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、上述の各実施の形態では、リング状マグネット１１ｃ，５１ｃをロータ１１，５１に一体的に設け、当該リング状マグネット１１ｃ，５１ｃと非磁性導電リング１６ａ，５６ａからなる磁気誘導回転手段をロータ１１，５１と同軸上に配置したが、磁気誘導回転手段はロータ１１，５１と同軸上ではなく、例えばクラッチ操作機構５を構成する輪列の他の位置に配置しても良い。
【００６８】
また、上述の各実施の形態では、バネ部材３９の付勢力により、磁気誘導を利用した駆動方向とは反対方向に扇歯車２５を付勢する構成としたが、扇歯車２５を付勢する構成としなくても良い。加えて、付勢する手段としてバネ部材３９を用いるのではなくゴムのような弾性のある材質を用いても良い。
【００６９】
さらに、バネ部材３９を発熱によってバネ定数が低下するように構成した形状記憶バネで構成し、この形状記憶バネの近傍に、磁気誘導によりロータ１１，５１の回動力を扇歯車２５に伝達する際に発熱する発熱部材を配置するようにしても良い。このように構成すると、形状記憶バネの付勢力に抗して扇歯車２５を回動させる際、発熱部材の発熱作用によりバネ力が低下するため、磁気誘導を利用した扇歯車２５の回動を軽い力で行える。一方、ロータ１１の回転を停止させ、バネ部材３９によって扇歯車２５を戻す際は、発熱をしないことによりバネ力を元に戻し、強い力で扇歯車２５の元位置への復帰動作を行える。これにより、磁気力の弱い誘導マグネットを使用したとしてもバネ部材３９のバネ力が磁気誘導による回動動作の妨げとなりにくく、しかも両方向への動作をいずれもスムーズかつ確実に行え、これによってクラッチ操作機構５の動作を確実なものとすることができる。
【００７０】
なお、形状記憶バネを発熱作用のない時のバネ定数が低く、発熱作用によってバネ定数を向上させるように構成しても良い。このようなバネを使用する場合は、バネ力によって扇歯車２５を回動させる時に発熱するようにし、逆にバネ力に抗して扇歯車２５を磁気誘導力を介して回動させる場合は発熱しないように構成することによって軽い力で磁気誘導できるので、やはり磁気力の弱い誘導マグネットを使用することが可能となる。
【００７１】
また、上述の各実施の形態では、ロータ１１，５１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が、クラッチ手段は１つでも良い。また、クラッチ手段は、遊星歯車機構を利用するものとしなくても良い。本発明は、クラッチ手段の継断を行うクラッチ操作機構にバックヨークリングを備えた磁気誘導回転手段を備えたギアードモータ全般に適用可能である。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、バックヨークリングとリング状マグネットとで非磁性導電リングを挟むように構成されているため、非磁性導電リングを追従回転させるための磁気誘導力が強力なものとなる。このため、非磁性導電リングが取り付けられる回転体がリング状マグネットが取り付けられた回転体に対して確実に追従回転するようになり、これによってクラッチ手段の継断を行うクラッチ操作機構の動作が確実なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１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主要部となるリング状マグネットが取り付けられたロータ及び非磁性導電リング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。
【図５】本発明の第２の実施の形態のギアードモータの主要部となるリング状マグネットが取り付けられたロータ及び非磁性導電リングが取り付けられた誘導回転体を示した断面図である。
【符号の説明】
３  出力軸
５  クラッチ操作機構
１１  ロータ（回転体）
１１ｂ  ロータマグネット
１１ｃ  リング状マグネット
１１ｅ  スラスト受け部
１６  誘導回転体
１６ａ  非磁性導電リング
１６ｂ  バックヨークリング
２２  遊星歯車機構（クラッチ手段）
２５  扇歯車（回動部材）
３９  バネ部材
Ｃ１，Ｃ２  磁気的中心
Ｇ  隙間部
【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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