专利名称：电机传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对洗衣机排水阀及换气扇百叶窗等进行驱动的电机传动装置的改良。
以往用作洗衣机排水阀及换气扇百叶窗等的驱动源的电机传动装置比如在特开平9-131021号等中所记载的那样有多种技术方案。以下用图7对其中一例进行说明。
电机传动装置具有AC同步电机(图7中仅图示转子103)、机壳101及机罩102组成的箱体、将电机转子103的旋转力减速传递的减速轮列机构104、输出轴105、组装在减速轮列机构104内且通过接通、切断向螺线管106的供电而可将减速轮列机构104合上或脱开的离合器机构107。
一旦合上离合器机构107并对电机旋转驱动，则转子103的旋转力就通过减速轮列机构104而传递到输出轴105，使输出轴105旋转。这样，固定于输出轴105上的滑轮108就与输出轴105一体旋转，将钢绳109卷起。不过，用于使转子103停止的开关与输出轴105的所定旋转连动。即，通过与输出轴一体旋转的凸轮(未图示)起动开关片，使开关接通和断开。
而在将钢绳109卷到所定位置后，即使因开关起动而使电机停止驱动，由于向螺线管106的供电还在继续，故输出轴105与电机103通过减速轮列机构104连接。因而基于电机的制动力矩，使钢绳109保持在卷上位置。
在此状态下停止向螺线管106供电，使离合器107脱开，则钢绳109相对电机呈自由状态，由于自重等而松开卷绕，回到卷绕之前的位置。不过，电机传动装置中，当钢绳109返回时，安装在减速轮列机构104中的橡胶制动器110工作，可调整钢绳109的返回动作速度。
上述电机传动装置通过更改开关的结构可使钢绳109的停止位置有卷绕开始和卷绕结束位置的2个模式，或再增加一个能使其在中间位置停止的模式，成为3个模式，还可增加到更多的模式。即，只要在停止电机驱动时离合器107是合上的，则钢绳109就能保持在该位置，设置多个开关的起动位置就能使钢绳109具有多个停止位置。
不过，上述传统的电机传动装置是在减速轮列机构104中安装了利用螺线管106的接通和断开的离合器107，有关离合器机构107的结构，以下进一步详述。
离合器机构107主要由承载随螺线管106的接通和断开上下移动的柱塞111的旋转体112、将该旋转体112向柱塞111侧加力的弹簧113、配置在与旋转体112在轴向重叠且靠电机一侧的齿轮114构成。
当螺线管106通电，柱塞111及旋转体112克服弹簧113的弹力而压向图7的下侧时，旋转体112嵌入齿轮114上的沟114a，旋转体112与齿轮114能在圆周方向一体旋转。相反，当螺线管106断电时，旋转体112被弹簧113的力推向图7的上侧，旋转体112与齿轮114分离。这样，旋转体112就处于与电机侧断开连接的状态。在此状态下，上述滑轮108相对电机处于自由状态，旋转体112随滑轮108的旋转而自由旋转。其结果，设于旋转体112上的橡胶制动器110也随旋转体112的旋转而工作。
如上所述，传统的电机传动装置将利用螺线管106的接通和断开的离合器机构107安装在减速轮列机构104内。因此装置内需要设置构成螺线管106及离合器机构107的各种零件(保持螺线管106的框体和柱塞111、还有旋转体112、弹簧113及齿轮114等)，零件个数多、装置大型化及复杂化，同时装置的动作可靠性令人担心。
而且，传统的电机传动机构在离合器机构107脱离、钢绳109因其自重等作返回动作时，为了抑制该动作带来的冲击，设有可对减速轮到104的旋转调速以使钢绳109的动作低速化的橡胶制动器110。其结果是使零件数进一步增加，装置更为复杂。
本发明的目的在于提供一种可减少零件个数、使装置简单化、由此使洗衣机及换气扇等稳定工作的电机传动装置。
为达到上述目的，本发明是一种电机传动装置，具有电机、由该电机旋转驱动并与动作构件连接的输出轴，由电机驱动力带动动作构件，其特点是，设置由电机驱动的凸轮和由该凸轮带动的开关，通过切换开关切换外加于电机的电压大小，由此使动作构件的动作样式发生变化。
另一发明是一种电机传动装置，具有电机、由电机旋转驱动并与动作构件连接的输出轴，由电机驱动力带动动作构件，其特点是，在向电机供电的电机供电回路中设置开关和由该开关带动的分压电阻，在开关非工作状态时电机的外加电压增大，使动作构件动作，而当开关工作，则通过分压电阻使电机的外加电压减小，使动作构件保持在所定位置上。
另一发明是在上述各电机传动装置上添设使动作构件回归所定位置的回归装置，在开关接通时，电机的驱动力使动作构件构克服回归装置的回归力而动作，而在开关断开时则经过电阻向电机供电，以减弱电机的驱动力。
另一发明是在上述各电机传动装置上设定电阻的值，以使由经过电阻的外加电压所驱动的电机的驱动力与要使动作构件回归到所定位置的回归装置的回归力平衡。
另一发明是在上述各电机传动装置中，一旦切断向电机的供电，回归装置的回归力就使动作构件回归到所定位置。
另一发明是在上述各电机传动装置中，电机使用DC电机。
另一发明是在上述各电机传动装置中，开关由与输出轴连动的凸轮及由该凸轮控制的开关接触片组成。
采用上述各电机传动装置，一旦向电机供电，则电机的旋转力传递给动作构件，使比如洗衣机的排水打开阀。此时，开关起动，切换外加给电机的电压大小。由此而使动作构件的动作态势发生变化(比如从卷起钢绳的动作转到单纯保持的动作)。这样本发明即使不具备传统装置中利用螺线管的离合器，也能通过对供给电机的电压大小进行切换来使动作构件的动作态势发生多种变化，可用简单的结构实现与传统同样的动作。
对附图的简单说明
图1是本发明实施形态的电机传动装置的纵剖视图。
图2是将图1的电机传动装置的机罩和托架取下后的俯视图。
图3是在图1的电机传动装置上安装托架后的俯视图。
图4是图1的电机传动装置的电机供电回路图。
图5是包含由图1的电机传动装置驱动的动作构件的被驱动机构的局部剖俯视图。
图6是本发明的实施形态的电机传动装置的变形例，是取下机罩后的俯视图。
图7是传统电机传动装置一例的局部剖视展开图。
以下根据图1至图5对本发明的电机传动装置的实施例作一说明。不过该电机传动装置1是用于驱动洗衣机的排水阀。
本发明的电机传动装置1与传统的产品不同，不存在将电机和输出轴连接、断开的离合器机构。本发明的电机传动装置1通过切换后述的第1、第2开关70a、70b的接通和断开，来切换外加给DC电机力14的电压大小，使与动作构件(相当于后述的连杆87)连接的滑轮50卷上，或作将滑轮50保持在卷上位置等的各种动作。
以下详述实现该动作所需的结构。图1至图3中，电机传动装置1的箱体11由机壳11a和盖在该机壳11a上且被自攻螺钉11c固定于机壳11a上的机罩11b构成。在该箱体11内设置了DC电机14作为使后述图5中所示的连杆87动作的驱动源电机。而且在该DC电机14的电机输出轴14a上压入固定小齿轮14b。
另外，在箱体11内设有对DC电机14的旋转驱动力进行减速传递的减速轮列机构20以及通过该减速轮列机构20接受DC电机14的驱动力的输出轴30。减速轮列机构20由与电机小齿轮14b啮合的第1齿轮部21、与该第1齿轮部21啮合的第2齿轮部22、与第2齿轮部22啮合的第3齿轮部23构成。而第3齿轮部23的小直径齿轮23b与输出轴30上的输出齿轮30a啮合。
不过，如图1所示，在箱体11内机壳11a的上方，与机壳11a内底面隔开一定的间隔设置中间板15。在机壳11a的内底面与中间板15之间，设有两端各支承于机壳11a及中间板15上的轴22c、23c，在这些轴22、23c上各旋转自如地支承着第2及第3齿轮部22、23。
不过，第1齿轮部21如图1所示，是在箱体11内将大直径齿轮21a置于中间板15的上方，而将轴向呈长圆筒状的小直径齿轮21b穿过中间板15设置。该第1齿轮部21的小直径齿轮21b的在中间板15以下的部分与上述第2齿轮部22的大直径齿轮22a啮合。
该输出轴30如图1所示，其下端部分具有配置在中间板15下侧的输出齿轮30a，同时其上端侧穿过中间板15、并穿过机罩11b朝上凸出。在输出轴30上的中间板15和机罩11b之间松嵌凸轮40，其上一体嵌入带动后述的连杆87用的滑轮50。
如图2所示，凸轮40具有最外周部40a、成为第1高度部的中间部40b、成为第2高度部的最内周部40c三部分。在与该凸轮40的外周面相对的位置上设有构成对DC电机14的外加电压进行切换的第1及第2开关70a、70b的3个开关接触片71、72、73。在本实施形态中，有多个开关，以3种模式工作，当然也可1个开关2种模式、或设置多个开关以更多的模式工作。
凸轮40从开关接触片71的弯曲部71a搭在凸轮最外周部40a的中间位置稍靠中间部40b侧的部分上的状态(初期状态)大致旋转210度，一直旋转和反方向旋转到如图2所示，弯曲部71a落入最内周部40c的状态(最终状态)。
这些开关接触片71、72、73各自的根部固定于机壳11a内，前端部由凸轮40带动。开关接触片71搭在凸轮40的最外周部40a上时，开关接触片71的前端部向外周方向大大挠曲并与开关接触片72接触，与此同时，被开关接触片71推压而朝外侧挠曲的开关接触片72与更外侧的开关接触片73接触。在此状态下，由开关接触片72、73构成的第1开关70a及由开关接触片71、72构成的第2开关70b都处于接通的位置。
在开关接触片71的前端部对着凸轮40的中间部40b滑落的状态下，开关接触片71及72的前端挠曲减少，中央的开关接触片72与外侧的开关接触片73分离。这样由开关接触片72、73构成的第1开关70a处于断开的状态。而第2开关70b仍然维持接通的状态。
当第1开关70a断开时，如图4所示，经由导线16a和16b向DC电机14外加的电压是通过具有规定电阻值的成为第1分压电阻的电阻17a进行的。因此驱动DC电机14的驱动力变弱。此时电阻17a的值正好使DC电机14卷起滑轮50的驱动力与因后述排水阀机构93的作用而要将钢绳53从滑轮抽出的力相平衡。这样就可使后述动作构件保持在所定位置。
由导线16a和16b向DC电机14外加电压是通过切换至导线16a和16c使凸轮40再次旋转，开关接触片71的前端侧对着凸轮40的最内周部40c滑落，则开关接触片71与开关接触片72分离，由开关接触片71、72构成的第2开关70b断开，同时第1开关70a也呈断开状态。
一旦该第2开关70b断开，如图4所示，外加给DC电机14的电压就通过具有所规定电阻值的成为第2分压电阻的电阻17b进行。因此驱动DC电机14的驱动力再度变弱。此时电阻17b的值正好使DC电机14要卷起滑轮50的驱动力与要将钢绳53从滑轮50抽出的力相平衡。即，在本实施例中，重作构件的提升动作和在提升后的位置保持的动作复动2次。
本实施形态的电机传动装置1是在第1及第2开关70a、70b都处于断开后才通过外部控制装置的控制停止向DC电机14外加电压。通过停止供电，利用使连杆87(见图5)回归的回归装置、即弹簧89的回归力将钢绳53从滑轮50拉出。
与滑轮50驱动时的方向反向的旋转力从输出轴30反向传递给第3齿轮部23、第2齿轮部22、第1齿轮部21、电机输出轴14a。因此，在DC电机14内部，利用对与电机输出轴14a一起旋转的转子(未图示)产生的磁阻而形成的制动力发挥作用，连杆87的回归动作被转子调速而变慢。
成为向DC电机14的供电部的导线16a、16b、16c从机壳11a的内部向外穿出，这些导线16a、16b、16c与兼作外部电源的控制装置连接，可控制向DC电机14的供电和停电。而且在机壳11a内，如图4所示，具有与第1及第2开关70a、70b各自成并联配置的、成为第1及第2分压电阻的电阻17a、17b。
不过开关接触片71如图2所示，具有与凸轮和抵接的弯曲部71a、与开关接触片72接触的接点部71b、与向外部引伸出的导线16c及电阻17a、17b连接的连接部71c。另外，开关接触片72由与开关接触片71、73接触的接触片部72a、与DC电机14及电阻17b连接的连接部72b构成。而开关接触片73则由与开关接触片72接触的接点部73a、与向外引伸出的导线16b及电阻17a连接的连接部73b构成。
另外，电阻17a、17b排列立设于在中间板15上形成的开口15a内。电阻17a的上端(机罩11b侧的端部)由金属片与配置在最靠近凸轮40侧的开关接触片71的连接部71c连接，而其下端(机壳11a侧的端部)则与连接外部控制装置用的导线16b连接。而电阻17b的上端则与连接外部控制装置用的导线16c连接，其下端由金属片与DC电机14连接。
开关接触片71、72、73和电阻17a、17b和DC电机14的连接关系如图4的电机供电回路所示。DC机14的一端通过导线16a与外部电源连接。而DC电机14的另一端与开关接触片72及电阻17b连接。该电阻17b与由开关接触片72、71所构成的第2开关部70b并联连接，该第2开关部70b接通时，几乎所有的电流从第2开关部70b通过，几乎不流过电阻17b。该电阻17b的另一端与连接外部电源用的导线16c连接。
如图4所示，电阻17a的一端连接于与开关接触片72可连接、分离的开关接触片73上。该电阻17a与由开关接触片72、73构成的第1开关部70a并联连接，由导线16a和16b供电，与此同时，第1开关部70a接通时电流几乎不流动，断开时电流通过。该电阻17a的另一端与连接外部电源用的导线16b连接。
连接在输出轴30前端部分的滑轮50，其轮毂部嵌入机罩11b的轴孔内，同时由止脱弹簧51防止滑脱。兼作覆盖该滑轮50的滑轮罩的托架52安装于箱体11上。该托架52成为本装置与其他构件间的安装部。
如图2所示，滑轮50中，钢绳53的一端与制动器53a连接。而钢绳53的另一端如图5所示，通过中介板81和连接带88与作为排水阀机构93中动作构件的连杆87连接。
在壳体85上形成进水口82和排出口84，在弹簧89的推力将波纹管85的端部85a推压在壳体83的倾斜壁83a上的状态下，进水口82与排水口84之间隔断。即，弹簧89成为使作为动作构件的连杆87回归到所定位置(使进水口82与排水口84之间隔断的位置)的回归装置。
如图5所示，一旦滑轮50的旋转驱动使钢绳53卷绕到滑轮50上，连杆87被拉动而克服弹簧89的推力使波纹管85的端部85a离开壳体83的倾斜壁83，从进水口82进入的水通过排水口84排水。
上述实施形态是本发明较佳实施形态的一例，但并不限于此，可在本发明的宗旨范围内进行各种变形实施。比如，在上述实施形态中，是将作为动作构件的连杆87与钢绳53的前端侧连接，并通过用滑轮50卷上钢绳53而带动连杆87，但是带动动作构件的机构机构也可使用图6所示的结构。
即，如图6所示，将在圆周方向部分切除的切口齿轮35可一体旋转地设置在输出轴30上，该输出轴30可随着与减速轮列机构20最后级的第3齿轮部23啮合的输出齿轮30a一体旋转。也可用具有可与该切口输出齿轮35连接、脱离的齿条式齿轮36来代替上述钢绳53而与动作构件连接。不过在图6所示的结构中，凸轮40、第1和第2开关70a、70b以及其它机械机构及电机供电回路与上述实施形态相同。
采用上述图6的结构，能够不切断向DC电机14的供电，而是让切口齿轮35继续旋转驱动，以断开齿条式齿轮36a与切口齿轮35的啮合，并利用动作构件的回归力使动作构件返回原来的位置。但是，进行这样的控制时，DC电机14中的磁阻所形成的制动不起作用，故如要利用制动器减少返回噪声时，最好与上述实施形态相同，通过切断向DC电机14的供电来使动作构件返回原来的位置。
在上述实施形态中，通过DC电机14的“弱”驱动力与动作构件的回归力之间的平衡保持凸轮40的旋转位置，但也可以不平衡。即，也可使DC电机14的“弱”驱动力比回归力稍强，比使用“强”驱动力时更平缓地卷上。
还可使“弱”驱动力比回归力更弱，由此使暂时卷上的滑轮50缓慢松开。
另外，开关接触片可设4个以上，与此对应的高度部也可设3个以上。还可在凸轮40两侧部的2处设置开关接触片，也或是将多个开关接触片的一部分用于其它功能。
另外凸轮40的回归也可不利用排水阀93的弹簧89那样的弹簧力，而使用可正反向旋转的电机，向该电机再次通电使其反转。另外，也可不用DC电机14那种一般的直流电机，而是采用象步进电机那样的脉冲电机、或小型AC同步电机那样的交流电机。
如上所述，本发明的电机传动装置，通过开关的切换来切换外加给电机的电压大小，以使动作构件的动作模式发生变化。因此本发明不再需要传统的利用螺线管的离合器，可减少零部件个数使装置简化。
即，通过切换开关，可进行动作构件的提升动作、在提升后的位置上的保持、缓慢提升或缓慢放下等动作。因此，如将该电机传动装置用作洗衣机的排水阀驱动装置或换气扇百叶窗的驱动装置，可进行多种动作，成为可与多种模式对应的装置。
另外，如以DC电机为驱动源，且在轮列中不设离合器，则通过停止向DC电机的供电，并用来自于动作构件侧的外力使DC电机的转子旋转。这样可对动作构件的动作实施适度的制动，且在用于各种装置时，该装置成为安静稳定的装置，没有动作构件的动作引起的冲击噪声等。其结果，装置内不再需要传统装置的橡胶制动器，可减少零部件。再有，如开关由与输出轴连动旋转的凸轮以及受该凸轮控制的开关接触片构成，就可进一步确保开关与凸轮间的连动性。
权利要求
1.一种电机传动装置，具有电机、由该电机旋转驱动并与动作构件连接的输出轴，由上述电机的驱动力带动所述动作构件，其特征在于，设置受所述电机驱动的凸轮以及由该凸轮带动的开关，通过切换所述开关来切换外加于所述电机的电压大小，使所述动作构件的动作模式发生变化。
2.一种电机传动装置，具有电机、由该电机旋转驱动并与动作构件连接的输出轴，由上述电机的驱动力带动所述动作构件，其特征在于，在向所述电机供电的电机供电回路中设置开关及由该开关带动的分压电阻，在所述开关的不工作状态下，外加于所述电机的电压增大并使所述动作构件动作，另一方面，使所述开关工作，并经过所述分压电阻将外加于所述电机的电压减小，从而将所述动作构件保持在所定位置。
3.根据权利要求1或2所述的电机传动装置，其特征在于，具有使所述动作构件回归到所定位置的回归装置，所述开关接通时，所述电机的驱动力使所述动作构件克服所述回归装置的回归力而动作，同时当所述开关断开时，经过电阻向所述电机供电，以减弱所述电机的驱动力。
4.根据权利要求3所述的电机传动装置，其特征在于，设定所述电阻的值，使通过该电阻而受外加电压驱动的电机的驱动力与使所述动作构件回归到所述所定位置的所述回归装置的回归力平衡。
5.根据权利要求3所述的电机传动装置，其特征在于，一旦切断向所述电机的供电，所述回归装置的回归力就使所述动作构件回归到所述所定位置。
6.根据权利要求1或2所述的电机传动装置，其特征在于，所述电机为DC电机。
7.根据权利要求1或2所述的电机传动装置，其特征在于，所述开关由与所述输出轴连动旋转的凸轮以及由该凸轮控制的开关接触片构成。
全文摘要
一种电机传动装置,具有电机,由该电机旋转驱动并与动作构件连接的输出轴,并由电机的驱动力带动动作构件,设有由电机驱动的凸轮及由该凸轮带动的2个开关,通过切换这些开关可切换电机的外加电压的大小,使动作构件的动作模式发生变化。这样可减少零部件使装置简化,提供使洗衣机及换气扇等的工作稳定的。
文档编号H02K11/00GK1292595SQ0013165
公开日2001年4月25日 申请日期2000年10月5日 优先权日1999年10月7日
发明者寺田芳明, 西川和宪 申请人:株式会社三协精机制作所