专利名称：齿轮马达的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及对用作驱动洗衣机的排水阀、换气扇的闸门等的驱动机构的齿轮马达所作的改良。
背景技术：
从前作为洗衣机的排水阀、换气扇的闸门等的驱动源的齿轮马达，由于马达的驱动而将负荷构件(钢丝、控制杆等)提升，在其提升位置处卡合所定时间的负荷构件，并形成可使负荷构件从该卡合状态回复至原来位置的结构。像这样的齿轮马达，在成为驱动源的马达转子和负荷构件所连接的输出轴之间具有离合器。并且，在连接该离合器的状态下进行上述提升及卡合，并通过切断离合器，在负荷构件的负荷力作用下，使负荷构件回到原来的位置。
在如上所述的齿轮马达中，有一类被配置于马达和输出轴之间、在由2构件所构成的离合器构件的卡爪的卡合/脱离来进行离合器装置接合、断开的马达。即，在两离合器构件的各对置面分别设有多个或1个卡爪。并且，两离合器构件的结构是该二构件的接近可避免这此些卡爪相碰撞，其后，藉由一侧离合器构件沿周向的回转，使两离合器构件的卡爪相互间咬合，作整体的回转。又，当一方的离合器构件沿轴方向离开另一方的离合器构件，则形成两离合器构件的卡爪相互间咬合的脱开。
当使用如上所述类型的离合器构件时，如图8(A)所示，两离合器构件的卡爪11d、21d相互间咬合，此时，有时会发生全部卡爪11d、21d相对应的前端部分相互间同时抵接。即，当两离合器构件11，21接近时，位于各对应位置的卡爪11d和卡爪21d不能平滑地咬合，而是其前端相互间碰撞，由此阻止两离合器构件11，21进一步地接近。在结构上，形成两离合器构件11，21中的一方向另一方接近，直至卡爪11d、21d相互间咬合的位置。为此，卡爪11d、21d的各前端处于相互间抵接状态时被闭锁。
另外，如图8(B)所示，由于在卡爪11d、21d的前端相互间相撞状态下两离合器构件11，21在进一步接近方向被添加了力，产生与各卡爪11d相对应的卡爪21d中的任意一个偏离正规的咬合位置P，而被嵌入位置P1的问题。更具体地说，某卡爪11d不是被嵌入在回转方向跟前的正规的咬合位置P，而是被嵌入回转方向后方的位置P1，由此，两离合器构件11，21之间的咬合形成不自然的状态，失去了作为离合器的功能。
即，有这样的问题一旦发生上述由于卡爪的前端相互间抵接而产生闭锁及错位嵌入情况时，就无法进行正常的离合器装置的接合、断开动作。
本发明的的目的在于提供一种齿轮马达，上述齿轮马达在藉由两构件构成的离合器构件的卡爪进行卡合/脱离时，可以防止因卡爪的前端部分相互间的抵接及嵌入错误位置而引起的两离合器构件的闭锁等，能保证离合器装置的接合、断开动作的可靠进行。
发明内容
本发明的齿轮马达的特征在于，上述马达包括设有连接在转子上进行抗负荷回转驱动的输出轴，离合该输出轴和上述转子之间的连接的离合器装置，对该离合器装置的离合进行切换的离合器切换装置；上述离合器装置具有配置在上述转子侧的第1离合器构件和配置在上述输出轴侧的第2离合器构件；在两离合器构件的对置面分别设有藉由各自的离合器构件的接近而咬合、使该离合器装置呈接合状态的卡爪，当这些卡爪相互咬合时，为了防止该卡爪的顶点相互接触而使两卡爪构件形成闭锁，而具有将上述第1离合器构件侧的卡爪定位于所定位置的第1定位装置，和将上述第2的离合器构件侧的卡爪定位于所定位置的第2定位装置；在利用形成于与上述转子对向配置的定子和该转子之间的制动器扭矩形成上述第1定位装置的同时，利用上述离合器切换装置形成上述第2定位装置。
根据上述发明，为了防止由于离合器装置接合、断开时卡爪的顶点相互接触而使两卡爪构件形成闭锁，利用制动器扭矩使第1的离合器构件侧的卡爪定位，利用离合器切换装置使第2离合器构件侧的卡爪定位。因此，不会由于卡爪的前端部分的抵接而产生两离合器构件的闭锁，可可靠地进行离合器装置的接合、断开。
另外，本发明其他方面的特征是上述齿轮马达包括，第2定位装置具有在形成于上述离合器切换装置上的一方的卡合部、与该方卡合部卡合，使上述第2离合器构件定位在上述所定位置、形成于该第2离合器构件上的另一方的卡合部，上述离合器装置在接合状态时，将上述第2离合器构件的回转力传送给上述输出轴、使该输出轴向所定方向回转的齿轮系；上述离合器装置从断开的状态切换成接合状态时，由于负荷而使上述输出轴朝与上述所定方向相反的方向回转，从而上述另一方的卡合部在赋予势能状态下与上述一方卡合部抵接，由此进行定位。
像这样，将设置在离合器切换装置上的一方卡合部和形成于第2离合器构件上的另一方卡合部构成第2定位装置，藉此可可靠地进行离合器装置的接合、断开，且其部件件数减少，容易组装，装置整体小型化。
另外，本发明其他方面的特征是在上述齿轮马达中，因负荷当输出轴朝与所定方向的相反方向回转时，离合器切换装置和齿轮系作连动动作，将离合器装置从断开的状态切换成接合的状态。这样，由于上述结构是利用用于将来自转子侧的回转力传送给输出轴侧的齿轮系的回转动作，使离合器装置从断开的状态向接合状态进行切换动作的，因此，同用螺线管等使离合器动作的结构相比较，不需要控制回路、并且可以实现空间的小型化。
另外，本发明其他方面的结构是，在上述齿轮马达中，两离合器构件的卡爪相互间咬合后，在分别形成于离合器切换装置及第2离合器构件上的卡合部相互间的卡合脱离。为此，卡爪相互间咬合后，仅仅因为卡爪相互间的咬合构成两离合器构件的动作。
另外，本发明其他方面的齿轮马达的特征是，上述马达包括具有被连接在转子上进行回转驱动的输出轴，接合和断开该输出轴和转子之间的连接的离合器装置，对该离合器装置的接合和断开进行切换的离合器切换装置；离合器装置具有与转子连动回转的第1离合器构件，和当离合器装置呈接合状态时，与第1离合器构件卡合、作从动回转并将其回转传送给输出轴的第2离合器构件；在两离合器构件的对置面分别设置有该两离合器构件因离合器切换装置的接合动作接近、卡合，使该离合器装置呈接合状态的多个卡爪；在该接合状态时多个卡爪相互间至少构成2处卡合，并且两离合器构件的任意一方的多个卡爪中的任意1个卡爪的长(高)度较其他卡爪的长(高)度沿接近方向形成长条，在上述接近卡合时，以上述长形卡爪为导向，分别将其他的卡爪引导至正规的卡合位置。
根据上述发明，为了防止离合器装置离合卡爪咬合时嵌入错误位置，在两离合器构件的任意一方仅设置1个最初与另外一方的卡爪咬合的尺寸长的卡爪，将此长卡爪的咬合作为将其他的尺寸短的卡爪引导至各自正规的咬合位置。为此，绝对不会使两离合器构件闭锁陷于无法动作，可以正常地起到离合器装置的功能。
图1为用于说明本发明实施形态的齿轮马达内部结构的展开纵剖示图。
图2为说明对本发明的主要部分的第1离合器构件的接合和断开进行切换的部分扩大图，(A)为接合状态、(B)为断开状态。
图3是为了说明成为本发明的主要部分的第1离合器构件的卡爪咬合时各状态的部分扩大图，(A)为咬合开始时、(B)为从咬合开始至成为完全咬合状态的当中阶段的各状态的图。
图4是为了说明成为本发明的主要部分的第1离合器构件和第2离合器构件的各卡爪的咬合位置的图，为第1离合器构件的俯视图。
图5是显示安装了图1齿轮马达的一个主要部的环状磁铁转子及安装有非磁性导电环的感应回转体的剖视图。
图6是从图5箭示VI方向所看见的平面图。
图7是从图1的齿轮马达卸去盖子及箱上盖的状态的平面图。
图8是为了说明以往的、由配置在马达和输出轴之间、2构件构成的离合器装置卡爪的卡合/脱离，进行离合器装置的接合、断开切换类型的齿轮马达中所存在的问题点的图，(A)是表示在正规的咬合位置，两离合器构件的卡爪咬合的状态、和(B)表示在脱离正规的咬合位置的位置，两离合器构件的卡爪嵌入状态的模式图。
图中，3为输出轴，4为第1离合器构件，11为转子(第1离合器构件)，11d为卡爪，11d1为尺寸长的卡爪，11d2为尺寸短的卡爪，14为定子部(决定第1定位装置的部分)，16为感应回转体，16a为非磁性导电环，21为离合器小齿轮(第2离合器构件)，21d为卡爪，41为离合器控制杆(离合器切换装置)。
具体实施例方式
以下根据图1至图7说明本发明的齿轮马达的实施形态。
图1是为了说明本实施形态的齿轮马达的内部结构图，尤其是为了详细显示驱动齿轮系及构成离合器操作结构的各部件相互间间关系的展开剖视图。图2是为了说明构成本发明主要部分的第1离合器构件的卡爪的咬合状态及脱离咬合状态的部分扩大图。图3是为了说明构成本发明的主要部分的第1离合器构件中的咬合时及非咬合时卡爪的状态部分的扩大图。图4是为了说明第1离合器构件和第2离合器构件的各卡爪处于正规的咬合位置图，系将第1离合器构件呈平面展示的平面图。图5是为了说明背面支架及其周边部的部分扩大剖视图。图6是从上面看图5的俯视图。图7显示了卸去为了覆盖控制杆的盖罩及为了覆盖驱动机构部的箱上盖的俯视图。
本发明的第1实施形态的齿轮马达如图1所示，包括成为驱动源的AC马达1，通过驱动齿轮系2与AC马达1的转子11连接、被驱动回转的输出轴3，接合、中断输出轴3和转子11的连接的第1离合器构件4，与配置在转子11和输出轴3之间的减速齿轮系连动、成为对第1离合器构件4的接合、断开进行切换的离合器切换装置的离合器控制杆41。另外，本实施形态的齿轮马达具有成为对离合输出轴3和转子11之间连接进行接合、断开的第2离合器构件的行星齿轮机构22，及对第2离合器构件进行接合、断开的离合器操作机构5。这些各机构被容纳在箱本体12a及由箱上盖12b所构成的箱体12内。
如图2(A)及(B)所示，第1离合器构件4是由成为第1离合器构件的转子11及形成于该转子11上面的多个(在本实施形态中为4个)卡爪11d、被配置在输出轴3一侧、成为第2离合器构件的离合器小齿轮21及形成于该离合器小齿轮21下面的多个(在本实施形态中为4个)卡爪所构成。
如图1及图2(A)所示，第1离合器构件4的结构是，住离合器齿轮21因形成于离合器控制杆41上的凸轮面41a的牙顶部分而被下压。一旦这样压下后，离合器齿轮21接近转子11，各爪21d和11d咬合成为接合状态(接合意即，打开)。
另一方面，如图2(B)所示，第1离合器构件4顺应从离合器控制杆41的凸轮面41a的牙顶部分至牙底部分的切换，离合器小齿轮21因压缩圈簧18的弹性力向上方移动，从转子11脱离，从而，各爪21d和各爪11d之间的咬合脱离，成为断开的状态(断开意即，关闭)。
另外，在图2(A)中，被配置在下方的转子11，藉由发生于其与包围其周围的定子部14之间的制动器扭矩，而在咬合动作前，被定位于回转方向。即，转子11因转子磁铁11b的起磁位置，构成该转子11停止时的在回转方向的定位。这样，断开通电时，发生于转子11和定子部14间的制动器扭矩成为构成第1离合器构件的转子11咬合时进行定位的第1定位装置。
另一方面，当离合器小齿轮21与向图2(A)上方上升的转子11的咬合脱离时，设置在离合器控制杆41上的一方卡合部(省略图示)与在离合器小齿轮21的上面所形成的另一方的卡合部(省略图示)相抵接，由此，离合器小齿轮21的回转被阻止，而在回转方向定位。即，成为第2离合器构件的离合器小齿轮21因接受如后述的驱动齿轮系2各部件的回转而以惯性力进行回转，但该回转因设置在离合器控制杆41上的卡合部而受阻。换言之，在向所定的回转方向加力的状态下，离合器小齿轮21的卡合部与离合器控制杆41的卡合部相抵接。
该定位持续至通电切断后的离合器小齿轮21和转子11之间的咬合时止。并且，一旦离合器小齿轮21和转子11咬合，则离合器控制杆41的卡合部和离合器小齿轮21的卡合部之间的卡合脱离而解除定位。这样，设置于成为离合器切换装置离合器控制杆41上的卡合部，和设置在成为第2离合器构件的离合器小齿轮21上的卡合部成为离合器小齿轮21咬合时进行定位的第2定位装置。
如上所述，离合器小齿轮21及转子11在咬合时被定位。当两者11，21咬合时，各卡爪11d，21d相互间的前端不接触、该定位在正规的咬合位置使各卡爪11d，21d咬合。然而，由于部件的公差及组装公差等的种种原因，有时1，会发生各卡爪11d，21d的前端(顶点)老是处于互相接触的情况。但是，本实施形态由于构成以下说明的结构，因此，即便产生上述情况，各卡爪11d，21d的前端部分相接触，离合器小齿轮21及转子11闭锁；或者，在从正规的咬合位置脱离的状态下，可防止卡爪相互间相嵌入。
在与成为第1离合器构件的转子11的离合器小齿轮21相对置的面，即，上面，如上所述，形成可与离合器小齿轮21的各卡爪21d咬合的4根卡爪11d。并且，该4根卡爪11d中的1根卡爪11d1是唯一的比其他的卡爪11d2靠近正对面的卡爪21d的方向而形成若干高度尺寸长的结构(参阅图3(A)中的符号h)。该尺寸长的卡爪11d1的前端部分(顶点)与其他的尺寸短的卡爪11d2的前端部分(顶点)相比，成锐利地突出，但也可形成若干R，具有圆角。
上述圆角的设置是为了因离合器小齿轮21藉由离合器控制杆41的凸面41a的下压，使离合器小齿轮21接近、卡合于转子11进行接合动作时，离合器小齿轮21的卡爪21d的前端部分与该卡爪11d1的前端部分抵接，此时，离合器小齿轮21的卡爪21d可向图2下方(转子11侧)退出。
一方面，高度尺寸短的卡爪11d2各自的前端部分形成平面，卡爪形状整体成为台形形状。于是，该尺寸短的卡爪11d2的前端角部分也形成R，带有若干圆角。该结构当离合器小齿轮21的卡爪21d的前端部分抵接在该卡爪11d2上时，离合器小齿轮21的卡爪21d在图2中易向下方(转子11侧)退出，可将卡爪21d引导至正确的咬合位置。
另外，如图4所示，这里所说的正规(正确)的咬合位置是指，在转子11的回转方向中，转子11的各爪11d进入靠近离合器小齿轮21的卡爪21d跟前侧的位置。藉由进入该咬合位置，转子11的各卡爪11d在推动离合器小齿轮21的卡爪21d的同时进行回转，将转子11的回转传给离合器小齿轮21。
另外，离合器小齿轮21受推压靠近、卡合于转子11，进行接合动作时，在各卡爪11d、21d的前端部分(顶点)在相互间接触的状态下，离合器小齿轮21从离合器控制杆41接受向推压方向的力，离合器小齿轮21的卡爪21d在与转子11的卡爪11d咬合时，尺寸长的卡爪11d1成为可防止进入非正规的位置、防止进入偏离的位置的部件。
即，象这样各卡爪11d、21d的前端部分相互间欲抵接的状态下接近时，在本实施形态的齿轮马达中产生以下的现象。
如图3(A)所示，转子11侧的4根卡爪11d与离合器小齿轮21侧的4根卡爪21d分别咬合时，首先最初尺寸长的卡爪11d1与离合器小齿轮21侧的任意的卡爪21d的前端部分抵接。尺寸长的卡爪11d1的前端部分，如上所述，由于成为稍带圆角的锐利前端部，因此，与该部分接触的离合器小齿轮21侧的卡爪21d下滑进一步向下方移动。另外，在该实施形态中，为了在进一步接触时的平滑，在卡爪11d1的前端部分设有圆角，但没有该圆角也行。
如上所述，在本实施形态中，其结构是，先于其他卡爪11d2和各个卡爪21d的接触，仅尺寸长的卡爪11d1首先与离合器小齿轮21侧的卡爪21d之一抵接。该接触成为导向，引导其他卡爪21d分别在正确的位置上与尺寸短的卡爪11d2咬合。
即，一旦从最初的接触进一步将离合器小齿轮21朝下方推压，则成为如图3(B)所示的状态。其结果，离合器小齿轮21的其他的卡爪21d下降，分别与转子11侧的尺寸短的卡爪11d2相抵接。此时，如上所述，由于尺寸长的卡爪11d1和离合器小齿轮21的任意的卡爪21d之间的最初的接触成为导向，因此，其他卡爪的咬合被引导至正规的咬合位置。另外，尺寸短的卡爪11d2的前端部分，如上所述，由于呈台形形状，且其角部带有稍许圆角，因此，与该有圆角的角部接触的离合器小齿轮21的卡爪21d下滑，进一步向下方的上述正规的咬合位置平滑地移动。由此，卡爪21d分别与转子11侧的尺寸短的卡爪11d2作正规的咬合。即，长尺寸卡爪11d1于离合器小齿轮21侧任意的卡爪21d之间的咬合成为导向，使其他尺寸短的卡爪11d2和离合器小齿轮21侧的其他各卡爪21d之间的咬合开始。
另外，在本实施形态中，转子11侧的卡爪11d及离合器小齿轮21侧的卡爪21d均各有4根，在转子11侧具有尺寸长的卡爪11d1，但卡爪11d，21d的根数并不仅限定于4根，即使少于或者多于4根也行。另外，在转子11侧和离合器小齿轮21侧也可构成不同的卡爪根数。也可不在转子11侧而在离合器小齿轮21侧设置尺寸长的卡爪。
该齿轮马达，由于上述第1离合器构件4为接合状态，从而将AC马达的驱动力向输出轴3传送，使被压入、卡合在输出轴3前端的滑动小齿轮7回转，拉紧被课以所定负荷的控制杆8。并且，藉由使第1离合器构件4呈断开状态，因此，断开转子11和输出轴3之间的连接，并且将相对转子11独立的离合器小齿轮21用离合器控制杆41闭锁。由此，阻止驱动齿轮系2的各部向反方向(与提升控制杆8的相反方向的意思)回转，将控制杆8提升至所定位置后的位置保持控制杆8。并且，该状态是由维持所有向AC马达1的通电而保持。另外，藉由从该状态停止向AC马达1的通电，则后述的第2离合器构件也变成断开状态，其保持控制杆8的保持力被解除，因此，伴随被加在控制杆8本身的负荷，回到控制杆8提升前的位置。
以下，详述有关实现齿轮马达动作的结构。
在箱本体12a内的底面侧，配置有为了使控制杆8动作、成为驱动源的AC马达1。AC马达1具有配置于形成杯状的马达箱13内的定子部14、在该定子部的内周相对于定子部被对向配置的转子11、回转自由地支承该转子11的转子轴15。于是，转子轴15、其一端贯穿马达箱13的底面，与箱本体12a的底面相抵接的同时，另一端被嵌入向AC马达1的上方突出、形成于箱上盖12b上的轴承孔12e内。
以下使用图5及图6就被配置在转子11及转子11内侧的感应回转体进行说明。
如图5所示，转子11包括设置了贯穿转子轴15(参照图1)孔的回转支承部11a、在该回转支承部11a的外周侧卡合有其上端侧向上方突出的大略为环状的转子磁铁11b。另外，在本实施形态中，在该转子磁铁11b的内周空间部一侧侧的面上，嵌入了与转子11连动回转的环状磁铁11c。由此，同定子部对向配置的转子磁铁11b、用磁感应使感应回转体16回转的磁感应用的环状磁铁11c构成一体，构成转子11。
在环状磁铁11c的再内侧，可回转自由地配置有与该环状磁铁11c对向配置的非磁性导电环16a、及安装了背面支架16b、且具有小齿轮部16d的感应回转体16。另外，该感应回转体16由于转子11的回转一旦环状磁铁11c回转，因磁感应，使非磁性导电环迎合该环状磁铁11c的回转而回转。藉此，该感应回转体16作为一体整体迎合转子11而回转。另外，环状磁铁11c及非磁性导电环16a成为使下述的离合器操作机构5动作的驱动源部，感应回转体16的小齿轮部16d与下述的扇形齿轮咬合。关于感应回转体16的结构，后面详述。
如图5所示，在转子11的回转支承部11a的内周侧部分，形成沟槽11f。在该沟槽11f中嵌入了为使转子11和离合器小齿轮21脱离咬合的压缩圈簧18。
另外，如图6所示，在转子11的转子磁铁11b的轴端面，在周向均等的设置有4处凹部11k。起动时转子11开始逆向回转时，为了阻止该逆向回转而形成于扇形齿轮25上的凸起25c嵌入于这些凹部11k中(参照图7)。由此结构，一旦转子11逆向回转，追随转子11的感应回转体16作与正规方向相反的逆回转，扇形齿轮25朝与正规方向相反的方向回转时，凸起25c嵌入在凹部11k内。由此，转子11暂时为闭锁状态，其后由于冲突时的反作用而变换成正向回转。
感应回转体16在其最外周配置有铜制材料等所构成的非磁性导电环16a，在非磁性导电环16a的内侧压入了由磁铁(具体地说是铁制材料等)构成的背面支架16b，由树脂插入成形构成。
被配置于这样结构的感应回转体16最外周的非磁性导电环16a，被对向配置在安装于上述转子11上的环状磁铁11c的半径方向内侧。非磁性导电环16a成为追随如上所述环状磁铁11c回转的构件，由非磁性、且具有导电性的非磁性感应部件，具体地说，是由铜及铝等金属形成的构件所构成。
由此，在环状磁铁11c发生使非磁性导电环16a从动回转的磁感应力，非磁性导电环16a被固定在外周面的感应回转体16追随转子11的回转，与转子11一起同向回转。即，上述环状磁铁11c和感应环16a成为因磁感应，而使感应回转体16相对转子11作从动回转的磁感应回转装置，感应回转体16成为因磁感应从动于转子11回转的回转体。
其次，使用图1及图7，就将AC马达1的驱动力传给输出轴3的驱动齿轮系2及对配置于该驱动齿轮系2中的第2离合器构件进行切换的离合器操作机构5，作一说明。
驱动齿轮系2被记载于展开剖视1的右侧的一半，是由构成上述第1离合器构件4的一部分的离合器小齿轮21、构成具有与该离合器小齿轮21卡合的从动齿轮32b的第2离合器构件的行星齿轮机构22、接受该行星齿轮机构22的回转力的传动齿轮23、具有与传动齿轮23咬合的输出齿轮部3a的输出轴3所构成。该驱动齿轮系2成为使转子11的回转减速传给输出轴3的减速齿轮系。
以下，进一步详述有关构成驱动齿轮系2的各部分。作为驱动齿轮系2的第1层齿轮的同时，构成第1离合器构件一部分的离合器小齿轮21，如上所述，与转子11同轴配置。即，离合器小齿轮21可转动自如地游动嵌入在转子轴15上，其下面与转子11的上端面对向配置。并且，离合器小齿轮21夹住压缩圈簧18载放在转子11上，因压缩圈簧18的弹簧弹性力，而被向图1中的上方加力。
该离合器小齿轮21的上端部分面临构成对第1离合器构件4的接合、断开进行切换的离合器切换装置的离合器控制杆41的凸轮面41a。因此，离合器小齿轮21经常因压缩圈簧18的弹性力而被推压在凸轮面41a上。该凸轮面41a是由压下部41c和成为谷部的部分所构成。离合器控制杆41，其一端可转动自由地支承在支承传动齿轮23的轴上；离合器控制杆41的另一端，即具有凸轮面41a的一侧具有长孔41b(参照图7)，在该长孔41b中嵌入了转子轴15，其构成使其仅在所定范围内摆动。
再有，离合器控制杆41具有进入形成于输出轴齿轮部3a对置面侧的离合器控制杆操作槽3b内的操作用突起41e(参阅图1)。因此，一旦转子11的回转力被传给输出齿轮部3a，或因负荷使输出轴3向任意方向回转，操作用突起41e被导至离合器操作沟3b内，由此离合器控制杆41进行转动。即，离合器控制杆41与驱动齿轮系2的回转连动动作，对应输出轴3的转动角度，对上述凸轮面41a的峰顶部和谷部进行切换，由此，构成对第1离合器构件4的接合和断开进行切换动作的结构。
压下部41c由未构成通电的初期状态至形成通电、将控制杆8拉升至所定位置的期间，将离合器小齿轮21压下至转子11侧。由此，离合器小齿轮21的卡爪21d和转子11的卡爪11d相咬合，转子11和离合器小齿轮21整体转动。即，第1离合器构件4成为接合状态。
并且，一旦输出齿轮部3a结束所定的回转，由于离合器控制杆操作沟3b的导向，使离合器控制杆41转动，切换凸轮面41a的峰顶部和谷部。由此，离合器21因压缩圈簧18的弹簧弹性力移向上方。在向上方的移动完全结束前，离合器小齿轮21在回转的同时，使在其上面形成的卡合部(省略图示)与形成于摆动的离合器控制杆41下面所定位置上的卡合部(省略图示)相抵接。由此，离合器小齿轮21在回转方向被卡合定位。该定位后，离合器小齿轮21因压缩圈簧18的弹性力进一步向上方移动。为此，离合器小齿轮21在被定位于回转方向上所定位置的状态下，脱开与转子11的连接。即，第1离合器构件4切换成断开状态。
为此，构成驱动齿轮系2的各齿轮受到控制杆8的负荷力，将向相反方向回转。但是，如上所述，由于离合器小齿轮21因离合器控制杆41而在定位于回转方向的状态下被固定，与离合器21咬合的行星齿轮22的恒星齿轮32被闭锁。进一步，加上该状态，为了维持通电状态因磁感应力环形齿轮33也被闭锁。其结果，驱动齿轮系2的各齿轮被闭锁，即使受到控制杆8的负荷力也不作逆向回转。
另外，断开了向AC马达1的通电，失去了向感应回转体16的感应力，因弹簧构件39的弹性力，使扇形齿轮25回复，离合器齿轮27和扇形齿轮25的回转限定部26之间的卡合脱离。由此，离合器齿轮27变成自由，其结果行星齿轮22的环形齿轮33也变成自由。由此，构成驱动齿轮系2的各齿轮因控制杆8的负荷力而向拉出控制杆8的方向，即向驱动马达时的相反方向回转。在逆回转过程中，跟随驱动齿轮系2的输出齿轮部3a的逆回转，上述离合器控制杆41将控制杆8向拉上前的位置侧转动。由此，离合器控制杆41的凸轮面41a的峰顶部和谷部被切换。
其结果，离合器控制杆41的压下部41c将离合器小齿轮21向转子11侧压下。由此，离合器小齿轮21的卡爪21d和转子11的卡爪11d咬合。离合器小齿轮21如上所述在回转方向被定位。一方面，转子11如上所述，由在该转子11和定子部14间发生的制动器扭矩在回转方向被定位。
离合器小齿轮21的定位及转子11的定位是在考虑使各构件各自的对置卡爪21d，11d能平滑地咬合而设定的。即，各卡爪21d，11d的前端部分相互间在抵接状态下，离合器小齿轮21被压入转子11侧、闭锁两者21，11，构成两者21，11的定位。
然而，因各部件公差及组装公差等的累积，可以推测各卡爪21d，11d的前端部分相互间咬合时抵接的情形。此时，有时在离合器小齿轮21和转子11闭锁的同时，也可以想到如上所述从脱离正规的位置被嵌入的情况。为此，在本实施形态中，如上所述，用长尺寸的卡爪11d1构成转子11侧的1个卡爪11d，即使咬合时卡爪21d和卡爪11d的前端抵接，将离合器小齿轮21的各卡爪21d导入正规的咬合位置，形成在脱离的状态下嵌入、离合器小齿轮21和转子11不会闭锁。
这样，一旦离合器小齿轮21被压下向转子11侧，离合器小齿轮21的卡爪21d和转子11的卡爪11d在正规的位置咬合，第1离合器构件成为接合状态。又，卡爪11d、21d咬合后，来自于离合器控制杆41的、对离合器小齿轮21的定位卡合被解除。而且，此时断开通电，由于上述第2离合器构件为断开状态，控制杆8可向拉离前的位置移动。
又，成为第2离合器构件的行星齿轮机构22由下述部件构成具有与离合器小齿轮21咬合、接受来自转子11侧的驱动力的接受齿轮32b及将驱动力传给行星齿轮36的传动齿轮32a的恒星齿轮32，具有咬合于行星齿轮36的咬合内周齿轮部33a及离合器操作机构5的最终部的增速齿轮28的外周齿轮部33b的齿轮33，具有分别可回转自由地支承行星齿轮36的支承板34a及与传动齿轮23咬合的小齿轮部34b的行星齿轮支承齿轮34。
为此，藉由使扇形齿轮25的回转限定部26和离合器齿轮27之间卡合、停止离合器操作机构5的各部件的动作，一旦制止咬合于增速齿轮28的环形齿轮33的回转，则恒星齿轮32和行星齿轮支承齿轮34之间为接合状态，通过离合器小齿轮21被传给恒星齿轮32的转子11的回转力，通过咬合于行星齿轮支承齿轮34的传动齿轮23，被传至输出齿轮部3a，使输出轴3与滑动小齿轮7一起回转。其结果，具有与滑动小齿轮7咬合的滑动齿轮(省略图示)的控制杆8克服加在控制杆8本身的负荷，由AC马达1的驱动力而被拉上。
另一方面，离合器操作机构5成为对配置在上述驱动齿轮系中的第2离合器构件进行接合、断开的构件。即，离合器操作机构5被记载在作为展开剖视1的左侧的一半，由下述构件构成因上述环状磁铁11c而被感应回转的感应回转体16，与感应回转体16咬合，同时成为受到弹簧构件39向着脱离与离合器齿轮27的卡合的方向上的弹性力的转动构件的扇形齿轮25，其外周面上具有可脱卸自如地与形成于扇形齿轮25上的回转限定部26卡合的卡合突起27a的离合器齿轮27，与该离合器齿轮27的小径齿轮27b咬合的同时、与行星齿轮机构22的环形齿轮33咬合的增速齿轮28。
离合器操作机构5利用在AC马达1通电时的磁感应使扇形齿轮25对抗弹簧构件39的弹性力而回转，藉此，使回转限定部26移动至所定位置，构成该回转限定部26和离合器齿轮27的卡合。并且，由于该卡合，构成离合器操作机构5的各部件闭锁至此的动作。这样，在成为第2离合器构件的行星齿轮机构22中，环行齿轮33回转被闭锁，在恒星齿轮32和行星齿轮支承齿轮34之间成为接合的状态。
这样，使恒星齿轮32和行星齿轮支承齿轮34之间为接合状态时，上述第1的离合器装置4也成为接合状态。此时，转子11的回转通过行星齿轮机构22的恒星齿轮32及行星齿轮34被传至输出轴3侧。由此，在控制杆8提升动作的同时，上述离合器控制杆41随该动作连动转动。在结束提升动作后，仅有第1离合器构件4为断开状态，而第2离合器构件维持接合状态。因此，由磁感应力构成的离合器操作机构5的各齿轮维持被闭锁的状态。其结果，如上所述，转动为此，如上所述，控制杆8被卡合在卷起的位置。
并且，从该状态进一步断开向AC马达1的通电，一旦转子11和感应回转体16之间的磁感应力几乎消失，扇形齿轮25因弹簧构件39的弹簧力，向与刚才说明的方向相反的方向转动，使回转限定部26和离合器齿轮27之间的卡合脱离。从而，解除离合器操作机构5的各部的闭锁状态。为此，环形齿轮33和行星齿轮支承齿轮34为断开状态，因外部负荷要逆向回转的输出轴3的回转力与驱动齿轮系2逆行传送，通过行星齿轮机构22及增速齿轮28和离合器齿轮27被传送，离合器齿轮27成为空回转。其结果，尽管恒星齿轮32侧被闭锁，但控制杆8的卡合状态被解除。
以下进一步详细说明构成离合器操作机构5的各部。
在以扇形齿轮25的支点部25a为中心，向扇形的1个边的相反侧延伸、转动力的授与部25b的前端部分，卡合有其一端被卡合在树立设置在马达箱13的销子38上的弹簧构件39的另一端。扇形齿轮25因弹簧构件39的弹性力而受到与AC马达1的正回转引转动的反向(图7中箭头所指A方向)转动的转动力。
如上所述，一旦断开向AC马达1的通电，回转限定部26和离合器齿轮27之间的卡合因弹簧构件39的弹性力而脱离，此时，上述离合器控制杆41的卡合部(省略图示)依然继续阻止离合器小齿轮21的回转，由此阻止与离合器小齿轮21咬合的恒星齿轮32的回转。但是，由于回转限定部26和离合器小齿轮27之间的卡合状态被解除，由此，即便恒星齿轮32的回转被阻止，由控制杆8的负荷力引起的回转力通过行星齿轮机构22被传至增速齿轮28侧，使离合器齿轮27空转。其结果，控制杆8被引向箱的外侧，构成驱动齿轮系2的各齿轮随之作逆向回转。
上述实施形态是本发明的最合适的实施形态的范例，但是，本发明并不仅限于此，在不超出本发明的宗旨的范围内，可以采取种种变形实施。例如，在上述实施形态中，以在输出齿轮3a上形成的离合器控制杆操作槽3b为导向，使对第1离合器构件4进行接合、断开切换的离合器切换装置的离合器控制杆41动作，但该导向构件并不特别限于设定在输出齿轮3a上。即，可将为使离合器切换装置动作的构件设置在转子11和输出轴3之间的减速齿轮系中的其他的齿轮上。
另外，在上述各实施形态中，将构成第1离合器构件4的第1离合器构件作为转子11本身，但也可由与转子11连动的其他的构件构成。进一步，在上述各实施形态中，利用2个离合器构件制动器扭矩及离合器控制杆41各自定位，防止两离合器构件闭锁的同时，藉由在转子11侧具有长尺寸卡爪11d1，构成防止两离合器构件在脱离正规位置的位置嵌合的结构。但是，该2种方法可分别独立奏效，因此，也可只利用其中1种方法。
采用后一种方法，即，采用在转子11侧具有长尺寸的卡爪11d1的方法，则可防止因卡爪11d、21d的前端部分的抵接而引起的闭锁，及防止在从正规的位置脱离状态下双方的嵌入。但是，藉由进行上述定位，可不利用转子11的回转，直接使卡爪21d向与卡爪11d正规咬合的位置移动。
另外，在上述各实施形态中，是采用在转子11、51和输出轴3之间具有2个离合器装置，进行拉升负荷部件的控制杆8的第1动作、保持于拉升位置的第2动作，及从上述状态返回至初始位置上的第3动作的齿轮马达，但离合器装置只设一个也可。
又，在上述各实施形态中，结构作成将连接在输出轴3的滑动小齿轮7的回转传给控制杆8，使控制杆8具有平滑移动的结构，但也可在输出轴3上直接连接控制杆构件，藉由使该控制杆构件转动而形成拉伸钢丝的结构等其他的构成。
如上所述，根据本发明，为了防止因接合和断开离合器装置的卡爪的顶点相互间的接触而引起的两离合器构件的闭锁，利用制动器扭矩使第1离合器构件侧的卡爪定位，利用离合器切换装置使第2离合器构件侧的卡爪定位。为此，因卡爪前端部分的抵接而引起的两离合器构件的闭锁，可以可靠地进行离合器装置的接合和断开。
另外，根据其他的本发明，在两离合器构件的任意一方设有1个最初与其他的卡爪相咬合的长尺寸卡爪，以该长尺寸卡爪的咬合为导向，可以将其他尺寸短的卡爪向正规的咬合位置引导。为此，可得到使转子的回转可靠地向输出轴侧传送的离合器构件，其结果，可以可靠地进行离合器装置的接合和断开。
权利要求
1.一种齿轮马达，其特征在于，上述马达包括具有被连接在转子上进行回转驱动的输出轴，对该输出轴和转子之间的连接接合、断开的离合器装置，对该离合器装置的接合和断开进行切换的离合器切换装置；离合器装置具有与转子连动回转的第1离合器构件，和当离合器装置呈接合状态时，与第1离合器构件卡合、作从动回转并将其回转传送给输出轴的第2离合器构件；在两离合器构件的对置面分别设置有该两离合器构件因离合器切换装置的接合动作接近、卡合，使该离合器装置呈接合状态的多个卡爪；在该接合状态时多个卡爪相互间至少构成2处卡合，并且两离合器构件的任意一方的多个卡爪中的任意1个卡爪的长度较其他卡爪的长度沿接近方向形成长条，在上述接近卡合时，以上述长形的卡爪为导向，分别将其他的卡爪引导至正规的卡合位置。
全文摘要
一种齿轮马达，包括具有被连接在转子上进行回转驱动的输出轴，对该输出轴和转子之间的连接进行接合、断开的离合器装置，对该接合和断开进行切换的离合器切换装置；离合器装置具有与转子连动回转的第1离合器构件，和与第1离合器构件卡合、作从动回转并将其回转传送给输出轴的第2离合器构件；在两离合器构件的对置面分别设置有该两离合器构件因离合器切换装置的接合动作接近、卡合，使该离合器装置呈接合状态的多个卡爪；接合状态时多个卡爪相互间至少构成2处卡合，并且两离合器构件的任意一方的多个卡爪中的任意1个卡爪长度较其他卡爪长度沿接近方向形成长条，在接近卡合时，以长形卡爪为导向，分别将其他卡爪引导至正规的卡合位置。
文档编号F24F7/013GK1551458SQ200410043540
公开日2004年12月1日 申请日期2002年2月11日 优先权日2001年2月14日
发明者大和淳司, 寺田芳明, 赤羽德行, 松岛俊治, 北泽富男, 明, 治, 男, 行 申请人:株式会社三协精机制作所