專利名稱：旋轉阻止機構及齒輪傳動電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對用作驅動洗衣機的排水閥或換氣扇的百葉窗等的驅動機構的齒輪傳動電機的改良。
背景技術：
以往人們知道特開平3-198638號公開的磁感應方式離合器系統。
該特開平3-198638號公開的離合器系統，將行星齒輪機構用作離合器，來自轉子的旋轉力途中通過具有磁感應裝置的輪系傳遞到具有卡止片的操作體，該操作體的旋轉使卡止片伸入旋轉體的卡合片的旋轉軌跡內，從而阻止旋轉體的旋轉，行星齒輪機構構成的離合器被連接。該傳統技術中，盡管在旋轉體圓周方向2處形成卡合片，但卡止片的旋轉軌跡未公開。如上述那樣，在旋轉體旋轉被阻止的場合，旋轉體的卡合片就與伸入的卡止片的同一位置一直沖突，故卡合部位發(fā)生嚴重磨損，縮短產品的壽命。

發(fā)明內容
本發(fā)明的第1目的是，提供一種當旋轉構件的卡合部與旋轉阻止構件的阻止部的卡合部位長期沖突時難磨損的旋轉阻止機構及具有該旋轉阻止機構的齒輪傳動電機裝置。
另外，傳統技術中，用于將轉子朝正規(guī)的旋轉方向矯正的反轉防止機構是由內裝的反轉阻止件構成，該反轉阻止件與和轉子小齒輪嚙合的齒輪的軸外周摩擦滑動。傳統技術中，當轉子朝正規(guī)方向旋轉時，齒輪的軸外周與反轉阻止件的滑動面一直發(fā)生摩擦，該摩擦使滑動面發(fā)生磨損從而縮短產品壽命。另外要注意摩擦引起摩擦聲的問題。
本發(fā)明的第2目的是，提供一種齒輪傳動電機，為驅動反轉防止用構件而一概不使用摩擦滑動，從而實現反轉防止機構的長壽命化。
且在傳統技術中，僅靠磁鐵及引導環(huán)進行磁感應，因此僅有磁鐵及引導環(huán)的規(guī)格變更的結構上的自由度。
本發(fā)明的第3目的是，提供一種齒輪傳動電機，除磁鐵和引導環(huán)以外還配設輔助磁感應力的輔助裝置來增加結構上的自由度，適當選擇輔助裝置就可充分確保磁感應力。
本發(fā)明的旋轉阻止機構具有旋轉構件和旋轉阻止構件，旋轉構件具有旋轉軌跡不同的多種卡合部，而旋轉阻止構件具有阻止部，可在多種卡合部的各個旋轉軌跡上進退自如，進入并與卡合部的任一個卡合從而阻止旋轉構件的旋轉動作，且阻止部根據與各卡合部的卡合部位對應于多種卡合部的各旋轉軌跡而設置多個。
這樣，由于在旋轉構件上設置旋轉軌跡不同的多種卡合部，故通過旋轉阻止構件按規(guī)定驅動，阻止部就與多個卡合部中的任何一個每次在各個規(guī)定的位置卡合。即傳統的旋轉阻止機構僅有1個旋轉構件的卡合部，故阻止部的規(guī)定位置每次與卡合部的同一位置反復碰撞，而本發(fā)明具有旋轉軌跡種類數的、分散與阻止部的卡合部相抵接的位置的結構。因此，可減少旋轉阻止構件的阻止部的規(guī)定位置處的磨損。另外，在旋轉構件的卡合部中，與阻止部的相抵接次數可能因其設置的個數而分散，因而仍可減少其相抵接位置的磨損。其結果，旋轉阻止時相互碰撞的兩構件的相抵接位置的磨損減小，可防止因磨損而帶來的旋轉阻止時的卡合不良等的缺陷，成為可長期使用的結構。
其他發(fā)明的特征是，在上述旋轉阻止機構中，多種卡合部是在與旋轉構件的旋轉中心等距且在軸向不同位置上各自配置。因此，各卡合部在與旋轉阻止構件的阻止部卡合時的旋轉力矩設置成相同，無論哪個卡合部在卡合時相對阻止部都以同樣的力碰撞。因此，阻止部的多個卡合部位在卡合時都分別受到相等的力，故平衡非常好。
其他發(fā)明的特征是，在上述旋轉阻止機構中，在與各卡合部的卡合部位在半徑方向處于相同位置而在軸向處于不同位置的一系列部位上形成阻止部。這樣，通過將具有多個卡合部位的阻止部形成于一系列的部位上，可提高該阻止部的強度。
其他發(fā)明的特征是，在上述旋轉阻止機構中，阻止部受到加力構件的始終向退出旋轉軌跡方向的加力，同時受其他構件的旋轉力使旋轉阻止構件驅動，從而克服加力構件的加力而進入旋轉軌跡內，其他構件的旋轉力消失，因加力構件的加力而使其退出旋轉軌跡。
根據上述發(fā)明，在結構上，當其他構件的旋轉力消失，阻止部從旋轉構件的卡合部的旋轉軌跡中退出時，將使其退出用的加力裝置的加力設定得弱一些。其理由是，從非旋轉阻止狀態(tài)轉向旋轉阻止狀態(tài)時，有必要克服加力裝置的加力來驅動旋轉阻止構件。因此，該發(fā)明中將加力構件的加力設置＝定得弱一些，原來旋轉構件的卡合部與旋轉阻止構件的阻止部之間脫離時的摩擦卡合極大。但是，該發(fā)明如上述那樣具有多個卡合部并還設置多個阻止部的卡合部位，可分散這種極大的磨損卡合。
其他發(fā)明的特征是，在上述的旋轉阻止機構中，旋轉阻止構件利用磁感應而與成為驅動源的轉子聯動。該發(fā)明中，旋轉阻止構件是利用磁感應而從動于轉子的結構，故旋轉阻止構件為了阻止旋轉構件旋轉而受到驅動時的驅動力非常弱。由于旋轉阻止構件需以此較弱的驅動力克服加力構件的加力而轉動，故將加力構件的朝解除卡合方向的加力設定得極弱。這樣，本來旋轉構件的卡合部與旋轉阻止構件的阻止部之間脫離時的摩擦卡合更大，而該發(fā)明由于做成上述結構，故可使這種極大的摩擦卡合分散。
其他發(fā)明是，在上述旋轉阻止機構中，旋轉阻止構件和旋轉構件由同種金屬構件或同種樹脂構件構成。本來相互摩擦的構件用同種材料組成的話摩擦滑動會很嚴重，但本發(fā)明由于采用了上述將摩擦卡合分散的結構，故即使相互摩擦的構件采用同種材料，也不至于因那種摩擦而在構件上產生損傷。
本發(fā)明的齒輪傳動電機具有配置在轉子與輸出軸之間的驅動輪系內的支承行星齒輪的行星齒輪支承齒輪、由與行星齒輪嚙合的中心齒輪及環(huán)形齒輪組成的行星齒輪機構構成的離合器裝置、對該離合器裝置進行離合操作的離合器操作機構，該離合器操作機構的一部分采用權利要求1至6的任一項所述的旋轉阻止機構，通過該旋轉阻止機構中旋轉構件的阻止動作，阻止中心齒輪、環(huán)形齒輪及行星齒輪支撐齒輪的任一個的旋轉，從而借助其他2個齒輪將轉子的旋轉傳遞給輸出軸。因此，將作為離合器操作機構一部分的旋轉阻止機構部分的摩擦滑動部位適當分散，不會因摩擦而磨損規(guī)定部位，可長期使用。
另外，本發(fā)明的齒輪傳動電機具有通過驅動輪系使輸出軸旋轉的轉子；利用磁感應力而結合成跟隨該轉子的旋轉、同時不構成驅動輪系的動作構件，還具有當轉子朝正規(guī)方向和反方向旋轉時與動作構件的旋轉動作聯動而動作、進入轉子的旋轉區(qū)域以阻止轉子的反轉、同時因轉子碰撞時的反作用而強制性地將轉子朝正規(guī)方向的旋轉變換的反轉防止用構件。即，動作構件利用磁感應力而以非接觸方式與轉子連接。因此在通常旋轉時在與轉子之間不產生因接觸所引起的摩擦，可實現反轉防止機構的長壽命化。也不發(fā)生摩擦聲。
本發(fā)明的齒輪傳動電機具有通過驅動輪系而與轉子連接并受旋轉驅動的輸出軸、配置在驅動輪系中對轉子與輸出軸的驅動連接進行連接、斷開的離合器裝置、對該離合器裝置進行連接、斷開操作的離合器操作機構，該離合器操作機構具有磁感應旋轉裝置，而磁感應旋轉裝置由與轉子一體聯動旋轉的磁鐵或非磁磁性導電體的某一方和利用磁感應跟隨該一方旋轉的磁鐵或非磁性導電體的另一方所構成，還具有與磁感應旋轉裝置的另一方聯動動作、對所述離合器裝置進行連接、斷開并在轉子相正規(guī)方向和反方向旋轉時限制該反轉使其變換成正轉的反轉防止用構件。
在上述齒輪傳動電機中，由于反轉防止用構件是兼作對聯動離合器裝置進行連接操作的功能和對轉子的旋轉進行限制的功能而可削減零部件個數，并利用磁感應力以非接觸方式與轉子連接的結構，故在通常旋轉時在動作構件與轉子之間一概不產生因接觸所引起的摩擦，可提高耐用年數。另外，也不會產生摩擦聲。
其他發(fā)明是，在上述齒輪傳動電機中，離合器裝置具有支承行星齒輪的行星齒輪支承齒輪、由與行星齒輪嚙合的中心齒輪以及環(huán)形齒輪組成的行星齒輪機構，利用磁感應旋轉裝置的另一方的旋轉來阻止中心齒輪、環(huán)形齒輪及行星齒輪支承齒輪中任一個的旋轉，從而通過其余2個齒輪將轉子的旋轉傳遞到輸出軸。
其他發(fā)明是，在上述齒輪傳動電機中，將行星齒輪支承齒輪與輸出軸側連接，將行星齒輪機構用作減速機構。其他發(fā)明是，在上述齒輪傳動電機中，由離合器操作機構限制行星齒輪機構的環(huán)形齒輪的旋轉，使中心齒輪及行星齒輪支承齒輪繼續(xù)旋轉，將轉子的旋轉傳遞給所述輸出軸。
其他發(fā)明是，的上述齒輪傳動電機中，反轉防止用構件與齒輪一體形成，該齒輪與跟磁感應旋轉裝置的另一方一體旋轉的齒輪構件嚙合。因此一旦轉子開始反方向旋轉，反轉防止用構件馬上開始動作，可早期地阻止轉子的反轉。
其他發(fā)明是，在上述齒輪傳動電機中，在與所述齒輪構件嚙合的齒輪上形成對構成行星齒輪機構的各齒輪中的1個齒輪旋轉予以限制的旋轉限制部。這樣，將限制構成行星齒輪機構的各齒輪中的1個齒輪旋轉的旋轉限制部與所述齒輪一體形成，可減少零部件的個數。
本發(fā)明的齒輪傳動電機具有與轉子連接而被旋轉驅動的輸出軸、對該輸出軸與轉子的連接進行連接、斷開的離合器裝置、對該離合器裝置進行連接、斷開操作的離合器操作機構，而離合器操作機構具有與轉子聯動旋轉的環(huán)狀磁鐵或非磁性導電環(huán)的某一方、因磁感應而跟隨該一方旋轉的另一方、在用環(huán)狀磁鐵夾住非磁性導電環(huán)的位置配置的磁性體背軛環(huán)(バツクヨ一クリング)，與跟隨旋轉的另一方聯動而連接離合器裝置。
上述發(fā)明，由于背軛環(huán)和環(huán)狀磁鐵夾住非磁性導電環(huán)，故容易將環(huán)狀磁鐵的磁通引向背軛環(huán)，通過增加與背軛環(huán)交叉的磁通量，使從轉子看位于輪系后方的非磁性導電環(huán)或環(huán)狀磁鐵的另一方跟隨旋轉的磁感應力很強。因此，安裝非磁性導電環(huán)或環(huán)狀磁鐵的另一方的旋轉體相對安裝一方的旋轉體而可靠地跟隨旋轉，這樣，對離合器裝置進行連接、斷開的離合器操作機構的動作就可靠，能確切地進行離合器裝置的連接。
其他發(fā)明是，在上述齒輪傳動電機中，背軛環(huán)安裝在裝有非磁性導電環(huán)的旋轉體上，與非磁性導電環(huán)一體旋轉。
其他發(fā)明是，在上述齒輪傳動電機中，環(huán)狀磁鐵的推力方向的磁力中心和背軛環(huán)的推力方向的磁力中心設定成與規(guī)定位置一致或不一致。
通過將背軛環(huán)和環(huán)狀磁鐵的互相的磁力中心設定在規(guī)定位置，可將裝有非磁性導電環(huán)及背軛環(huán)的旋轉體的旋轉位置設定在規(guī)定位置。即利用磁力中心的偏移而與推力承接部很強力地相抵接以確定推力方向的位置，或設定成從推力承接部上浮起，減輕推力方向的負荷，或使磁力中心一致成為適宜的推壓等可進行各種設定。
其他發(fā)明是，在上述齒輪傳動電機中，背軛環(huán)安裝在裝有環(huán)狀磁鐵的旋轉體上，與環(huán)狀磁鐵一體旋轉。因此，環(huán)狀磁鐵與背軛環(huán)的位置關系唯一決定于背軛環(huán)在旋轉體上的安裝，當然，安裝后兩者之間不會產生相對移動。因此在設定兩者磁力中心等時不必對位。在將兩者分別安裝在不同構件上時兩者容易產生相對移動，安裝構件有時因摩擦等產生損傷，但無相對移動，故不會產生此類問題。
其他發(fā)明的特征是，在上述齒輪傳動電機中，在非磁性導電環(huán)與背軛環(huán)之間或非磁性導電環(huán)與環(huán)狀磁鐵之間形成間隙部，在該間隙部內配置粘性體。因此，利用該粘性體的粘性可使非磁性導電環(huán)對環(huán)狀磁鐵的跟隨旋轉更加可靠。
其他發(fā)明是，在上述齒輪傳動電機中，離合器操作機構在將離合器裝置從斷開切換到連接的動作、以及將離合器裝置從連接切換到斷開時的動作中，隔開間隙部相對的非磁性導電環(huán)和背軛環(huán)或非磁性導電環(huán)和環(huán)狀磁鐵的相對速度產生差異，從斷開切換到連接時其旋轉速度大，粘性體的粘性力的作用更強，同時將連接切換到斷開時其旋轉速度小，所述粘性體的粘性力幾乎沒有作用。
上述發(fā)明中，用作粘性體的潤滑脂在通過該粘性體使相對旋轉的構件之間的相對旋轉速度處于某一速度以下時并不呈現多強的粘性力，而在某一速度以上時則粘性力變強。即高速旋轉產生磁感應力，由此進行跟隨旋轉時能有效發(fā)揮潤滑脂的粘性，而在低速旋轉或旋轉停止時磁感應力很小(幾乎沒有)，不跟隨旋轉時潤滑脂的粘性無效。因此，在利用磁感應力使離合器操作機構動作時潤滑脂能有效地輔助磁感應力，并且在不由磁感應力進行跟隨動作時潤滑脂不起作用，背軛環(huán)相對環(huán)狀磁鐵可自由地進行旋轉動作。
其他發(fā)明是，在上述各齒輪傳動電機中，將裝有非磁性導電環(huán)的旋轉體的軸承部設置在轉子上，并且在該軸承部上粘有粘性體。利用上述粘性體的粘性力，更能確保裝有非磁性導電環(huán)的旋轉體對于轉子的跟隨旋轉力，從而能確保將離合器操作機構的離合器裝置進行連接的動作。而且，因為可在轉子的徑向內側或外側配置裝有非磁性導電環(huán)的旋轉體，故可使裝置整體小型化。
其他發(fā)明是，在上述各齒輪傳動電機中，在離合器操作機構內具有利用彈簧構件朝一方的旋轉方向加力的轉動構件，同時該轉動構件受轉子的驅動力而使環(huán)狀磁鐵及非磁性導電環(huán)中的一方高速旋轉，另一方跟隨這一方，從而克服彈簧構件的加力而朝另一方的旋轉方向轉動，同時使環(huán)狀磁鐵及非磁性導電環(huán)中的一方低速旋轉或停止，從而在另一方的跟隨旋轉也成低速或停止時，由彈簧構件的加力使其朝一方的旋轉方向轉動，為使轉動構件克服彈簧構件的加力朝另一方的旋轉方向轉動或由彈簧構件的加力而朝一方的旋轉方向轉動時發(fā)熱而設定的發(fā)熱構件配置在彈簧構件的近旁，由形狀記憶彈簧構成彈簧構件，且設定成在發(fā)熱構件發(fā)熱時和非發(fā)熱時其彈簧力發(fā)生變化，該彈簧力在克服該彈簧構件的彈簧力而使轉動構件轉動時變弱。
因此，在磁感應力不將轉子的轉動力傳遞到轉動構件時，則彈簧構件的彈簧力可使離合器機構強制而可靠地返回初期狀態(tài)。并且，在利用磁感應力對離合器操作機構動作時僅有很弱的彈簧構件的彈簧力對此動作產生反作用，在使磁感應力引起的轉動力的傳遞停止而返回初期狀態(tài)時，因使用了相反強作用的形態(tài)記憶彈簧，故相反動作(克服彈簧力，由磁感應力使轉動構件轉動的動作，以及使磁感應力的轉動力停止傳遞而靠彈簧力使轉動構件作轉動動作)兩方都能可靠地進行。
本發(fā)明的齒輪傳動電機具有與轉子連接且克服規(guī)定的負荷而旋轉驅動的輸出軸、對該輸出軸和上述轉子之間的動力傳遞進行連接、斷開的離合器裝置、對該離合器裝置進行連接、斷開操作的離合器操作機構，離合器裝置具有2個齒輪，可將上述轉子的動力分別傳遞給另外系列的輪系，由離合器操作機構使這2個齒輪中的一側的齒輪的旋轉停止就成為合的狀態(tài)，通過與另一側齒輪連接的驅動輪系將轉子的動力傳遞到輸出軸，離合器操作機構具有增速輪系、磁感應裝置、離合器切換構件，其中增速輪系與一側的齒輪連接，而磁感應裝置由與轉子聯動旋轉的磁鐵或非磁性導電構件中的某一方以及利用磁感應而跟隨該一方旋轉的另一方所組成，離合器切換構件是通過與磁感應裝置的另一方聯動而阻止構成增速輪系的一部分的卡合齒輪的旋轉而使離合器裝置從斷開切換到連接、并使轉子停止，伴隨磁感應的消失而與卡合齒輪的卡合脫離，離合器裝置從連接切換到斷開。增速輪系的結構是，離合器裝置從連接切換到斷開時，負荷使輸出軸朝轉子的驅動力帶動的輸出軸的旋轉方向相反的方向旋轉時，通過離合器裝置承受輸出軸的旋轉，并在增速輪系中的旋轉構件上設置旋轉速度調節(jié)裝置，其由利用空氣阻力進行旋轉速度調節(jié)的葉片部或利用粘性阻力進行旋轉速度調節(jié)的粘性體組成。
因此，采用在增速旋轉中的旋轉構件上設置利用空氣阻力調節(jié)旋轉速度的葉片部或利用粘性阻力調節(jié)旋轉速度的粘性體這樣簡單的結構，增速輪系越是高速旋轉，對該旋轉的制動力就越強。


圖1是本發(fā)明旋轉阻止機構的實施形態(tài)的俯視圖。
圖2是沿圖1箭頭II-II的剖視圖。
圖3是旋轉阻止機構的旋轉構件的立體圖。
圖4是本發(fā)明旋轉阻止機構的其他實施形態(tài)的俯視圖。
圖5是說明使用本發(fā)明旋轉阻止機構的齒輪傳動電機裝置的內部機構的展開縱剖視圖。
圖6是將圖5的齒輪傳動電機裝置去掉蓋子和外殼上蓋狀態(tài)下的俯視圖。
圖7是說明本發(fā)明實施形態(tài)的齒輪傳動電機的反轉防止機構部分的動作的擴大俯視圖，(A)是表示非通電的初期時反轉防止用構件與轉子的位置關系圖，(B)是表示初期時轉子開始朝正規(guī)方向旋轉狀態(tài)的反轉防止用構件與轉子的位置關系圖，(C)是表示初期時轉子開始朝與正規(guī)方向相反方向旋轉狀態(tài)的反轉防止用構件與轉子的位置關系圖。
圖8是圖1的齒輪傳動電機的主要部分的裝有環(huán)狀磁鐵的轉子及裝有非磁性導電環(huán)的引導旋轉體的剖視圖。
圖9是本發(fā)明第2實施形態(tài)的齒輪傳動電機的主要部分的裝有環(huán)狀磁鐵的轉子及裝有非磁性導電環(huán)的引導旋轉體的剖視圖。
具體實施例方式
以下首先根據圖1至圖3對本發(fā)明的旋轉阻止機構的實施形態(tài)作說明。圖1是說明本發(fā)明的旋轉阻止機構A的結構及動作的俯視圖。圖2是沿圖1中II-II剖視圖。圖3是旋轉構件的主要部分的立體圖。
如圖1及圖2所示，旋轉阻止機構A由利用后敘的電機1的驅動力而朝箭頭R1方向(參照圖1)旋轉的旋轉構件27和成為旋轉阻止構件的扇形齒輪25構成，旋轉阻止構件具有阻止部26，該阻止部26進入在該旋轉構件27的外周面形成的2種卡合部27a、27b(各卡合部27a、27b上各設置4個共計8個卡合部)的某一個旋轉軌跡X1、X2中阻止旋轉構件27的旋轉。
軸27d旋轉自如地插入旋轉構件27內，旋轉構件27具有用于承接齒輪輪系的前段齒輪(未圖示)旋轉的承接齒輪27c。旋轉構件27具有比該承接齒輪27c外徑大的卡合旋轉部27e。在該卡合旋轉部27e的外周面形成圖1及圖3所示的旋轉軌跡不同的2種卡合部27、27b。
卡合部27a在圖2所示的卡合旋轉部27e的外周面的上側一半處相隔大約90°形成4個。因此旋轉構件27朝箭頭R1方向旋轉時各卡合部27a的旋轉軌跡X1形成在卡合旋轉部27的外周面的上側一半處。不過在該卡合部27a的旋轉方向R1的前方形成有在從與阻止部26卡合的狀態(tài)解除卡合時更順利地進行解除用的傾斜面27aa。
而卡合部27b在圖2的卡合旋轉部27e的外周面下側一半處即與上述卡合部27a在軸向不同位置處相隔大約90°且在圓周方向與上述卡合部27a成交錯狀地形成4個。因此旋轉構件27朝箭頭R1方向旋轉時各卡合部27b的旋轉軌跡X2形成在卡合旋轉部27的外周面的下側一半處。而在該卡合部27b的旋轉方向R1的前方形成傾斜面27bb，以便順利地從與阻止部26卡合的狀態(tài)解除卡合。上述各4個、2種合計8個卡合部27a、27b在半徑方向距旋轉構件27的旋轉中心等距離地配置。
另外，成為阻止上述旋轉構件27的旋轉的旋轉阻止構件的扇形齒輪25由與旋轉驅動上述旋轉構件27的驅動輪系不相同的驅動輪系而轉動。即軸25d旋轉地插入扇的旋轉中心部25a內，同時具有扇形齒輪部25b。齒輪部25b與配置在驅動輪系的齒輪(未圖示)嚙合，通過上述齒輪的旋轉，扇形齒輪25按圖1中箭頭R2的方向旋轉。
扇形齒輪25的旋轉中心部25a是被軸25d貫通插入的中空軸形狀，在圖2的該旋轉中心部25a的上側形成上述阻止部26。該阻止部26從旋轉中心部25朝半徑方向外側突出形成。該阻止部26，通過所述的配置在驅動輪系中的齒輪旋轉使扇形齒輪25按箭頭R2的方向旋轉，其前端部分按圖1的箭頭R3方向轉動。即阻止部26的前端部分受配置在驅動輪系的齒輪的旋轉而被驅動成接近旋轉構件27的外周面。
阻止部26在軸方向的尺寸與上述旋轉構件27的旋轉卡合部27e在軸方向的尺寸基本相同，其與旋轉構件27的外周面相抵接移動，可同時進入形成于雙方軸向偏移位置的上述兩旋轉軌跡X1、X2內。如此構成的阻止部26，在軸向上側一半處具有與上側有旋轉軌跡X1的各卡合部27a卡合的卡合部位26a，在軸向下側一半具有與下側有旋轉軌跡X2的各卡合部27b卡合的卡合部位26b。通過旋轉中的旋轉構件27的各卡合部27a、27b的某一個(8個卡合部中的某一個)與同時進入旋轉軌跡X1、X2內的阻止部26卡合，則可阻止旋轉構件27的旋轉。
另外，扇形齒輪25具有從旋轉中心部25a向半徑方向外側突出的彈簧卡止部25e。該彈簧卡止部25上卡合并作為將扇形齒輪25朝箭頭R5方向(參照圖1)加力的加力裝置的轉動力附加用彈簧(未圖示)的一端。因此扇形齒輪25始終由轉動力附加用彈簧朝箭頭R5方向加力。即扇形齒輪25一直受到與上述驅動輪系的齒輪的驅動方向(參照箭頭R2)相反方向的加力。因此，朝上述箭頭R2方向驅動時，用能克服該轉動力附加用彈簧的加力的力使扇形齒輪25轉動。因此轉動力附加用彈簧的加力設定得比驅動輪系的齒輪的驅動力弱一些。
采用上述結構，一旦配置在驅動輪系內的齒輪的驅動力消失，扇形齒輪25就由上述轉動力附加用彈簧的弱的加力朝箭頭R5方向驅動。故與扇形齒輪25一體形成的阻止部26邊與卡合的卡合部27a、27b的傾斜面27aa、27bb滑動，邊朝離開旋轉構件27的外周面的方向(參照圖1中箭頭R4)移動。其結果，阻止部26從上述兩旋轉軌跡X1、X2中退出，旋轉構件27成為不利用該阻止部26阻止旋轉的狀態(tài)。
本實施形態(tài)的轉動阻止機構A中，在旋轉構件27的外周面的軸向不同位置處各設有4個卡合部27a、27b。而阻止旋轉構件27的旋轉阻止部26設置在與上述8個卡合部27a、27b的2個旋轉軌跡X1、X2對應的2個卡合部位26a、26b處。
因此，與傳統的一直在相同位置上與卡合部摩擦卡合的旋轉阻止機構相比，本實施形態(tài)的旋轉阻止機構A的阻止部26的各卡合部位26a、26b上與各卡合部27a、27b分別摩擦卡合的概率為1/2。通過減少摩擦卡合的概率，可減少阻止部26的磨損程度，延長零件壽命。
在旋轉構件27側，與以往僅有2個卡合部的旋轉阻止機構相比，本發(fā)明的實施形態(tài)中的卡合部的數量是其4倍，故各卡合部27a、27b的磨損程度減輕，零件壽命延長。
上述實施形態(tài)中，用扇形齒輪25構成具有阻止部26的旋轉阻止構件，但旋轉阻止構件的形狀不局限于扇形齒輪。即如圖4所示，也可是具有齒輪部25B的圓形齒輪5A，而齒輪部25B是用來承接與旋轉驅動上述旋轉構件27的驅動輪系的不同系列的驅動輪系的旋轉。
在該圓形齒輪25A的外周面的周向大約一半的部分如圖1至圖3所示未設有阻止旋轉構件27旋轉的阻止部，而在余下的圓周方向的大約一半區(qū)間內集中形成5個與各卡合部27a、27b卡合以阻止旋轉構件27旋轉的阻止部26A、26B(圖4中所示的旋轉構件27為圖1至圖3中的旋轉構件27)。即在該圓形齒輪25A的外周面余下的一半區(qū)間內，每90°設置3個與上述卡合部27a可卡合、脫離的阻止部26A，同時在兩外側的各阻止部26A與配置在中間位置的阻止部26A的各中間部分設置2個可與上述卡合部27b卡合、脫離的阻止部26B。
通過調節(jié)圓形齒輪25A的旋轉位置，使上述5個阻止部26A、26Ab的某一個進入上述卡合部27a、27b的旋轉軌跡X1、X2的某一個內，從而阻止部26A、26B的某一個與卡合部27a、27b的某一個卡合以阻止旋轉構件27的旋轉。比如將圓形齒輪25A從該狀態(tài)轉動大約180°，可使所有的阻止部26A、26B從上述的旋轉軌跡X1、X2中退出，而使旋轉構件27自由地旋轉。
上述圖1至圖3中所示的扇形齒輪25中有1個阻止部26，該1個阻止部26的不同位置分別與各卡合部27a、27b的卡合位置為26a、26b，而圖4中，阻止部本身設置了多個。這樣的結構具備本發(fā)明的效果，即不會在阻止部的特定位置產生過度的磨損。
利用圖5、圖6、圖7對將如圖1至圖3所示的旋轉阻止機構A用作離合器操作機構的一部分的齒輪傳動電機裝置的實施形態(tài)例進行說明。以下是對將上述旋轉阻止機構A作為離合器操作機構的一部分設置在齒輪傳動電機裝置內為例作的說明，上述旋轉阻止機構A并不局限利用于該齒輪傳動電機裝置。即只要上述旋轉阻止機構A是利用阻止部26來阻止旋轉構件27旋轉的結構的話，也可應用于其他各種結構的裝置。
圖5是用于說明齒輪傳動電機裝置的內部機構的圖，尤其是為詳細表示構成驅動輪系及離合器操作機構的各齒輪之間關系的展開剖視圖。圖6是將覆蓋操作桿的蓋子及覆蓋驅動機構部的外殼上的蓋取掉后的俯視圖。圖7是說明反轉防止機構部分動作的擴大俯視圖。
本發(fā)明的實施形態(tài)的齒輪傳動電機裝置如圖5所示，具有以AC為驅動源的電機1、通過驅動輪系2與電機1的轉子11連接而被旋轉驅動的輸出軸3、成為對輸出軸3與轉子11之間的連接予以連接、斷開的第1離合器裝置的行星齒輪機構22、對第1離合器裝置作連接、斷開操作的離合器操作機構5、對輸出軸3與轉子11之間的連接予以連接、斷開的第2離合器裝置4。上述旋轉阻止機構A作為離合器操作機構5的一部分組裝在該齒輪傳動電機裝置內。
齒輪傳動電機如上所述，驅動源由AC電機1構成，起動時無法確定其朝哪個方向開始旋轉。因此，設有反轉阻止用構件(相當于后敘的扇形齒輪5的突起25c)，在起動時轉子11開始反轉，進入轉子11的旋轉區(qū)域阻止轉子11的反轉，同時利用與轉子11碰撞時的反作用使轉子11強制性地朝正規(guī)方向旋轉。
本發(fā)明的齒輪傳動電機中，上述反轉防止用構件及使該反轉防止用構件動作的動作構件(相當后敘的引導小齒輪16)與驅動輪系2是獨立的結構。這些構件都配置在不作為減速輪系的離合器操作機構5中。因此驅動輪系2不必考慮反轉防止用構件和轉子11的位置關系可自由配置。
該齒輪傳動電機裝置通過與第2離合器裝置4連接軛將電機1的驅動力傳遞給輸出軸3側，輸出軸3的旋轉使桿8拉緊。切斷上述第2離合器裝置4使轉子11與輸出軸3之間的連接斷開，并且通過用離合器桿41將相對轉子11呈自由的離合器小齒輪21鎖住，這樣可防止驅動輪系2的各部反向(與提起桿8的相反方向)旋轉，將桿8往上提到規(guī)定位置后將桿8保持。這個狀態(tài)通過維持對電機1的供電來實現。從該狀態(tài)進一步對電機1停止供電，則解除離合器小齒輪21的鎖定，促使上述驅動輪系2相反方向旋轉，桿8返回到提起前的位置。
以下對實現該動作的結構進行詳細說明。由電機1、驅動輪系2及切換裝置在驅動輪系2中的第1離合器裝置的離合器操作機構5等構成的驅動機構部安放在外殼體12內。該外殼體12由外殼主體12a及外殼主體12a內的外殼上蓋12b組成，該外殼上蓋12b上設有覆蓋桿8的蓋12d。
在外殼體12內的底面?zhèn)扰渲糜凶鳛闂U8動作的驅動源的電機1。電機1包括配置在形成杯狀的電機外殼13內的定子部14、在定子部14的內周與定子部14相對配置的轉子11、旋轉自如地支承該轉子11的轉子軸15。通過向定子部14的線圈14a供電，轉子11就以轉子軸15為旋轉中心旋轉。轉子軸15的一端貫穿電機外殼13的底面而與外殼主體12a的底面相抵接，同時另一端從電機1的上方突出而嵌合在形成于外殼上蓋12b上的軸承孔12e內。
以下利用圖8對轉子11及配置在轉子11內側的引導旋轉體16作說明。
如圖8所示，轉子11由具有可貫通插入轉子軸15(參照圖6)的孔的旋轉支承部11a、在該旋轉支承部11a的外周側固定成上端側向上方突出的呈環(huán)狀的轉子磁鐵11b所構成。不過在本實施形態(tài)中，在該轉子磁鐵11b的內周空間部側的面嵌入與轉子11聯動旋轉的環(huán)狀磁鐵11c。
如圖8所示，在環(huán)狀磁鐵11c的內側旋轉自如地配置引導旋轉體16，該引導旋轉體16裝有與該環(huán)狀磁鐵11c相對配置的非磁性導電環(huán)16a及背軛環(huán)16b并且具有小齒輪部16d。一旦轉子11旋轉則環(huán)狀磁鐵11c也旋轉，磁感應使非磁性導電環(huán)16a跟隨該環(huán)狀磁鐵11c旋轉，該引導旋轉體16作為整體而一體地跟隨轉子11旋轉。
在旋轉支承部11a的上端部分形成爪11d。該爪11d如后所述，構成驅動輪系2的一部分并且用于與離合器裝置4的一部分即離合器小齒輪21的下端形成的爪21d卡合，將轉子11的旋轉力傳遞到離合器小齒輪21。這些爪11d、21d卡合，通過離合器小齒輪21將轉子11的旋轉力傳遞給輸出軸3側的狀態(tài)成為第2離合器裝置4連接狀態(tài)。而這些爪11d、12d不卡合時，轉子11的旋轉力不傳遞到離合器小齒輪21，故轉子11的旋轉力不傳遞給輸出軸3側的狀態(tài)成為第2離合器裝置4的斷開狀態(tài)。即，使轉子11的上端部的爪11d和離合器小齒輪21的下端的爪21d離合的機構為第2離合器裝置4。
在旋轉支承部11a的上端內周側部分嵌入有作為使轉子11和離合器小齒輪21離合的第2離合器裝置4的一部分的壓縮彈簧18。在旋轉支承部11a的上端外周側部分設有對引導小齒輪16的下端部分予以引導的引導用階梯部11e。引導小齒輪16通過將環(huán)狀下端部分放在引導用階梯部11e上而使其在轉子11的上方同軸配置。
另外如圖7所示，在轉子11的主體磁鐵部11b的外周面，即圖5的上端附近部分沿圓周方向均等地設置4處凹部11k，該凹部11k內嵌入用于阻止轉子11反向旋轉的反轉防止用構件的突起25c。這些凹部11k在轉子11朝正規(guī)方向相反方向旋轉時，在其圓周方向的后端分別具有與轉子11的圓周面大致垂直的抵接面11h。
該抵接面11h在通過轉子11及跟隨轉子11的引導小齒輪16朝正規(guī)方向相反方向反轉而使扇形齒輪25與正規(guī)方向反向旋轉時成為與嵌入凹部11內的突起25c相抵接的部位。一旦突起25c與凹部11k的抵接面11h抵接，就阻止轉子11的繼續(xù)反轉，經瞬間的鎖定狀態(tài)后，沖突時的反作用使其轉變?yōu)槌较蛐D。
圖7(A)表示本實施形態(tài)的齒輪傳動電機在未通電狀態(tài)下扇形齒輪25與轉子11的位置關系。在圖7(A)的未通電的原位置狀態(tài)下，突起25c處于與轉子11的外周面抵接狀態(tài)。從該狀態(tài)起，如圖7(B)所示，一旦通過扇形齒輪25朝轉子11的正規(guī)方向(參照箭頭Y1)旋轉而朝通常的方向(參照箭頭X1)轉動，則突起25c離開轉子11的外周面，轉子11不與突起25c抵接，可自動旋轉。
如圖7(C)所示，一旦扇形齒輪25因轉子11的反轉(箭頭Y2)而朝與通常相反的方向(參照箭頭X2)轉動，則突起25c對轉子11的外周面?zhèn)燃恿?，進入反旋轉的轉子11旋轉區(qū)域內并立即嵌入凹部11k內。因此，本實施形態(tài)中，即使轉子11開始反轉，到將其鎖定為止的時間非常短。
本實施形態(tài)中，如上所述，由于在轉子11的外周面設置有4個凹部11k，故轉子11反轉而使扇形齒輪25反轉，在突起25c接近轉子11的外周面時，突起25c以盡快的反應進入4個中的1個凹部11K內。這種結構可縮短鎖定轉子11的時間，同時也可縮短突起25c與轉子11的外周面的摩擦滑動時間及距離。
因此可縮短使轉子11從反轉到切換成朝正規(guī)方向旋轉、開始提起桿8的動作為止的時間，而且可減輕轉子11與突起25c的摩擦滑動，阻止兩個構件的劣化。在上述本實施形態(tài)中，轉子11的外周面形成的凹部11k數為4個，不足4個也可以，或5個以上也可以。
在引導旋轉體的最外周配置用銅制等構成的非磁性導電環(huán)16a，在非磁性導電環(huán)16a的內側壓入磁性體(具體來說是鐵制等)構成的背軛環(huán)16b，由樹脂插入成形。
在引導旋轉體16的最外周配置非磁性導電環(huán)16a與裝在上述轉子11上的環(huán)狀磁鐵11c的半徑方向內側相對配置。非磁性導電環(huán)16a是跟隨環(huán)狀磁鐵11c旋轉的構件，非磁性且具有導電性的非磁感應構件，具體來說是由銅或鋁等金屬形成的構件。
這樣，產生使非磁性導電環(huán)16a跟隨環(huán)狀磁鐵11C旋轉的磁感應力，將非磁性導電環(huán)16a固定在外周面的引導旋轉體16跟隨轉子11的旋轉而與轉子11同方向旋轉。即上述環(huán)狀磁鐵11c和引導環(huán)16a通過磁感應，成為使引導旋轉體16相對轉子11從動旋轉的磁感應轉子11裝置，引導旋轉體16是利用磁感應而跟從轉子11旋轉的旋轉體，且成為使反轉防止用構件動作的動作構件。
磁感應旋轉裝置成為離合器操作機構5的一部分。本實施形態(tài)中，是利用磁感應力使引導小齒輪16非接觸地跟從轉子11，如要強制性地停止引導小齒輪16旋轉，則引導小齒輪16與轉子11之間產生滑移。這種結構的引導小齒輪16與離合器操作機構5的扇形齒輪25嚙合。
如圖8所示，配置在非磁性導電環(huán)16a內側的磁性體的背軛環(huán)16b配置成與環(huán)狀磁鐵11c一起夾持非磁性導電環(huán)16a的狀態(tài)。這樣，在環(huán)狀磁鐵11c與背軛環(huán)16b之間形成通過許多磁通的磁路。由此可強化環(huán)狀磁鐵11c引起的非磁性導電環(huán)16a的磁感應力。這樣可提高引導旋轉體16的動作的可靠性，從而提高后敘的離合器操作機構5的動作的可靠性。
圖8中，引導旋轉體16在轉子11的推力軸承部11e受推力狀態(tài)下，背軛環(huán)16b的推力方向的磁力中心C2比環(huán)狀磁鐵11C的推力方向的磁力中心C1稍偏向上側。因此裝在背軛環(huán)16b上的引導旋轉體16被環(huán)狀磁鐵11c的磁力吸引而被拉曳到軸承部11e側。這樣，引導旋轉體16朝推力軸承部11e側稍受力，并位置精度良好地旋轉。
不過使兩者的磁力中心C1、C2一致也行。這樣既可使位置精度適當良好又能減輕對推力軸承部11e的推壓。
本實施形態(tài)中，盡管在成為磁感應旋轉裝置一方的轉子11側安裝環(huán)狀磁鐵11c，在成為磁感應旋轉裝置的另一方的引導旋轉體16側安裝非磁性導電環(huán)16a，但環(huán)狀磁鐵11c與非磁性導電環(huán)16a相反配置也可以。即可以在轉子側安裝非磁性導電環(huán)，在引導旋轉體側安裝環(huán)狀磁鐵。這時，配置成由環(huán)狀磁鐵和背軛環(huán)夾持裝在轉子側的非磁性導電環(huán)的狀態(tài)。具體來說，一旦在圖8的環(huán)狀磁鐵11c的位置安裝非磁性導電環(huán)16a，則在該非磁性導電環(huán)16a的外側安裝背軛環(huán)16b。
進一步用圖9對第2實施形態(tài)作說明。
如圖9所示，轉子51包括具有可貫通插入轉子軸15的孔的旋轉支承部51a、在該旋轉支承部51a的外周側固定成上端側向上方突出的呈環(huán)狀的轉子磁鐵51b、安裝在旋轉支承部51a的外側且在轉子磁鐵51b的內側位置的背軛環(huán)51g。在轉子磁鐵51b的內周空間部側的面內嵌入有與轉子51聯動旋轉的環(huán)狀磁鐵51c。該環(huán)狀磁鐵51c與上述第1實施形態(tài)相同，也可以是和轉子磁鐵51b為一體。
引導旋轉體56旋轉自如地配置在轉子磁鐵51b的內側。該引導旋轉體56具有在成為旋轉中心的筒狀部56c的上端附近安裝有凸緣部分的非磁性導電環(huán)56a。該非磁性導電環(huán)56a配置在環(huán)狀磁鐵51c的內側與背軛環(huán)51g的外側之間形成的間隙部分內。
在非磁性導電環(huán)56a和背軛環(huán)51g之間設有間隙部(參照圖9中符號G)，在該間隙部G中配置與上述第1實施形態(tài)同樣作用的粘性體。這樣可使離合器操作機構5的動作更穩(wěn)定。而在該第2實施形態(tài)中非磁性導電環(huán)56a和環(huán)狀磁鐵51c之間也形成間隙(參照圖9中符號G1)，也可在該間隙部G1內配置粘性體。但是，粘性體只要配置在間隙部G內，則粘性體具有不易從由轉子51及引導旋轉體56隔離的外部的空間內飛散到外部的效果。
上述各實施形態(tài)是本發(fā)明的較佳實施形態(tài)的例子，但并不局限于此，只要在本發(fā)明的宗旨范圍內可進行種種變形實施。比如，在上述各實施形態(tài)中，將環(huán)狀磁鐵11c、51c與轉子11、51一體設置，將由該環(huán)狀磁鐵11c、51c和非磁性導電環(huán)16a、56a構成的磁感應旋轉裝置與轉子11、51同軸配置，但磁感應旋轉裝置可不與轉子11、51同軸，比如也可配置在構成離合器操作機構5的輪系的其他位置。
此外，圖6所示的彈簧構件39是由發(fā)熱使其彈簧系數降低的形狀記憶彈簧構成，也可在該形狀記憶彈簧附近配置利用磁感應將轉子11、51的旋轉力傳遞到扇形齒輪25時發(fā)熱的發(fā)熱構件。采用這樣的結構，在克服形狀記憶彈簧的加力使扇形齒輪25轉動時，發(fā)熱構件的發(fā)熱作用使彈簧力下降，故可用很小的力使磁感應的扇形齒輪25轉動。而在使轉子11停止轉動、由彈簧構件39使扇形齒輪25返回時，通過不發(fā)熱使彈簧力復原，很強的力使扇形齒輪25恢復到原位置的復歸動作。因此，即使使用磁性力弱的感應磁鐵彈簧構件39的彈簧力也不會妨礙磁感應的轉動動作，并且對兩個方向的動作都能很順暢且可靠地進行，這樣，離合器操作機構5的動作也非常可靠。
也可降低形狀記憶彈簧不發(fā)熱時的彈簧系數，而利用發(fā)熱作用使其彈簧系數增大。如利用這樣的彈簧，利用彈簧力使扇形齒輪25轉動時使其發(fā)熱，相反，在克服彈簧力、通過磁感應力使扇形齒輪25轉動時不發(fā)熱，就可利用很小的力進行磁感應，仍可以使用磁力小的感應磁鐵。
以下利用圖5及圖6對將電機1的驅動力傳遞給輸出軸3的驅動輪系2及配置在該驅動輪系2中的切換第1離合器裝置的離合器操作機構5作說明。
驅動輪系2由多個齒輪構成，這些齒輪分別旋轉自如地支承在兩端支承于電機外殼13的上端部分向外方延伸形成的底板以及外殼上蓋12b的多根軸上。即，驅動輪系2表示在圖5的展開剖視圖的右側一半，其包括離合器小齒輪21、具有與該離合器小齒輪21卡合的從動齒輪32b的行星齒輪機構22、接受該行星齒輪機構22的旋轉力的傳遞齒輪23、具有與傳遞齒輪23嚙合的輸出齒輪部3a的輸出軸3。該驅動輪系2是將轉子11的旋轉減速后傳遞給輸出軸3的減速輪系，從未通電的初期狀態(tài)至將上述桿8提到規(guī)定位置為止的時間內通過上述第2離合器裝置4連接。
離合器桿41的凸輪面41a面對離合器小齒輪21的上端部分。離合器小齒輪21始終由壓縮彈簧18的加力而壓向凸輪面41a。離合器桿41旋轉自如地支承在一端側支承傳遞齒輪23的軸上，同時該部分的上側的面與內部嵌入支承傳遞齒輪23的軸的軸承抵接。離合器桿41的另一端側，即具有凸輪面41a的一側由轉子軸15擺動自如地支承，同時該部分的上側的面與內部嵌入轉子軸15的軸承抵接。而且有離合器桿41的凸輪面41a的一側內形成滑動嵌合于轉子軸15的長孔41b(參照圖6)，離合器桿41在該長孔41b的范圍內以支承傳遞齒輪23的軸為旋轉中心轉動。
離合器桿41具有操作用突起41e(參照圖5)，該操作用突起41e進入在輸出齒輪部3a的一側面上形成的離合器桿操作槽3b內。因此轉子11的旋轉力通過行星齒輪機構22及傳遞齒輪23從離合器小齒輪21傳遞到輸出齒輪部3a使輸出軸3按規(guī)定旋轉(通過該旋轉提起桿8)，則操作用突起41e被引導至離合器操作槽3b，由此離合器桿41轉動。即作為第2離合器裝置4的主要構件的離合器桿41根據輸出軸3的轉動角度進行連接、斷開切換動作。
上述凸輪面41a具有克服壓縮螺旋彈簧18的彈簧加力將離合器小齒輪21往下壓的下壓部41c。該下壓部41c在未通電的初期狀態(tài)至通電后桿8提到規(guī)定位置為止的時間內將離合器小齒輪21壓向轉子11側。一旦離合器桿41的凸輪面41a將離合器小齒輪21壓向轉子11側，則離合器小齒輪21的爪21d與轉子11的爪11d卡合，轉子11與離合器小齒輪21一體旋轉。即第2離合器裝置4成為連接的狀態(tài)。
一旦輸出齒輪部3a完成了規(guī)定的旋轉，離合器桿41的凸輪面41a的下壓部41c由離合器桿操作槽3b的引導而朝離開離合器小齒輪21的上端面部分的位置移動。這樣離合器小齒輪21由壓縮螺旋彈簧18的彈簧加力而向上方移動，使離合器小齒輪21與轉子11的連接脫開。即第2離合器裝置4切換到斷開的狀態(tài)。這樣就使轉子11與輸出軸3之間的連接被斷開。因此構成驅動輪系2的各齒輪受桿8的負荷力作用欲向反方向旋轉。
離合器桿41具有阻止構件(未圖示)，在離合器小齒輪21受彈簧加力作用而向上方移動時，在上方位置上該阻止構件可阻止離合器小齒輪21的旋轉。因此離合器小齒輪21因第2離合器裝置4呈斷開的狀態(tài)，相對轉子11成為自由后，通過離合器桿41的上述阻止構件而被阻止旋轉。這樣驅動輪系2的各齒輪被鎖定，即使受桿8的負荷力也不會反轉。即，與離合器小齒輪21嚙合的中心齒輪32被鎖定，并利用磁感應力而使離合器操作機構5動作，環(huán)形齒輪33被鎖定，輸出軸3被保持在完成其旋轉的位置。
一旦切斷對電機1的供電，第1離合器裝置就呈斷開的狀態(tài)，環(huán)形齒輪可自由旋轉。因此受桿8的負荷力作用朝抽出桿8的方向即相與電機驅動時反方向旋轉。此時，上述離合器桿41跟隨驅動輪系2中的傳遞齒輪23的反向旋轉而將桿8轉動到提升前的位置側。其結果，離合器桿41的下壓部41c將離合器小齒輪21下壓到轉子11側，第2離合器裝置4呈連接的狀態(tài)。即切斷向電機1通電，將桿8從提升保持位置放開，則第2離合器裝置4呈連接(即離合器小齒輪21的爪21d與轉子11的爪11d卡合)的狀態(tài)。
行星齒輪機構22由中心齒輪32、環(huán)形齒輪33、行星齒輪支承齒輪34構成。中心齒輪32具有與離合器小齒輪21嚙合、接受轉子11側的驅動力的從動齒輪32b以及與外周有多個行星齒輪36嚙合并對行星齒輪36傳遞驅動力的傳遞齒輪32a。環(huán)形齒輪33具有與行星齒輪36嚙合的內周齒輪部33a以及與離合器操作機構5的最終部的增速齒輪28嚙合的外周齒輪部33b。行星齒輪支承齒輪34具有分別將行星齒輪36旋轉自如地支承的支承板34a以及與傳遞齒輪23嚙合的小齒輪部34b。這樣的行星齒輪機構22承接離合器小齒輪21的旋轉而使中心齒輪32旋轉，該中心齒輪32的旋轉使多個行星齒輪36分別朝與中心齒輪32的旋轉方向相反的方向自轉，環(huán)形齒輪33受這些行星齒輪36的反方向自轉的作用而旋轉。
因此，讓配置在離合器操作機構5內的上述旋轉阻止機構A動作并阻止旋轉構件27的旋轉，使離合器操作機構5的各構件停止動作，則與增速齒輪28嚙合的環(huán)形齒輪33停止旋轉。由此，各行星齒輪36相對中心齒輪32公轉。即，旋轉自如地支承各行星齒輪36的行星齒輪支承齒輪34旋轉。這樣，通過離合器小齒輪21傳遞到行星齒輪機構22的轉子11的旋轉力通過與行星齒輪支承齒輪34嚙合的傳遞齒輪23而傳遞給輸出齒輪部3a，桿8由電機1的驅動力提起。即在本實施形態(tài)的齒輪傳動電機裝置中，上述旋轉阻止機構A是用于進行第1離合器裝置的切換動作的。
如上所述，離合器操作機構5是用作切換配置在上述驅動輪系2中的第1離合器裝置即行星齒輪機構22的。即離合器操作機構5表示在圖5的展開剖視圖的左側一半，由扇形齒輪25旋轉阻止機構A以及增速齒輪8構成。其中，扇形齒輪25具有由磁感應力使其與轉子11聯動的引導小齒輪16所驅動的阻止部26。旋轉阻止機構A由與阻止部26卡合從而阻止旋轉的旋轉構件27構成。增速齒輪28與旋轉構件27的從動齒輪27C嚙合，同時與行星齒輪機構22的環(huán)形齒輪33嚙合。
基本上用圖1至圖3對旋轉阻止機構A的結構作了說明，再用圖6作若干補充說明。如圖6所示，在扇形齒輪25的彈簧卡止部25e上固定有轉動力供給用彈簧39的另一端，而轉動結構用彈簧39的一端固定在設于電機外殼13的銷38上。扇形齒輪25受轉動力供給用彈簧39的加力而得到朝電機1的驅動力的轉動方向相反的方向(圖6中箭頭R5的方向)轉動的轉動力。但是，跟隨電機1的轉子11轉動的引導小齒輪16的旋轉力矩為了克服轉動力供給用彈簧39的驅動力矩，引導小齒輪16跟隨轉子11轉動時扇形齒輪25克服轉動力供給用彈簧39的加力而朝上述箭頭R5方向相反的方向轉動。
利用上述旋轉阻止機構A的離合器操作機構5，在電機1通電時利用磁感應使扇形齒輪25旋轉，使阻止部26與旋轉構件27的卡合部27a、27b中的某一個卡合。而且，這樣的卡合阻止旋轉構件27的旋轉，構成離合器操作機構5的各構件到此為止的動作被鎖定。這樣，作為第1離合器裝置的行星齒輪機構22中的環(huán)形齒輪33的旋轉被鎖定，第1離合器裝置處于連接的狀態(tài)。
當第1離合器裝置處于連接的狀態(tài)、上述第2離合器裝置4也處于連接的狀態(tài)時，轉子11的旋轉通過行星齒輪機構22的中心齒輪32及行星齒輪34向輸出軸3側傳遞。從該狀態(tài)起，維持僅第2離合器裝置4處于斷開而第1離合器裝置處于連接的狀態(tài)，則轉子11與輸出軸3的連接被斷開，上述桿8保持在提起的位置。
由從該狀態(tài)進一步使電機1斷電，則轉子11與引導小齒輪16之間的磁感應力消失，扇形齒輪25受后敘的轉動力供給用彈簧39的加力而轉動，阻止部26與旋轉構件27的卡合部27a或27b的卡合被解除。這樣就解除了離合器操作機構5的各部的鎖定狀態(tài)。因此，受外部負荷欲反轉的輸出軸3的轉動力傳遞給驅動輪系2使其反轉，并通過行星齒輪機構22及增速齒輪28而傳遞給旋轉構件27，旋轉構件27自由旋轉。旋轉構件27的這種狀態(tài)使桿8的保持狀態(tài)得到解除。
此時旋轉構件27增速欲高速旋轉。但在該旋轉構件27的上端側設有4個葉片部27f，故越是高速旋轉的葉片部27f，其所受的空氣阻力越大。其結果，旋轉構件27無法以很高的速度旋轉，速度得到調節(jié)而緩慢旋轉。這樣旋轉構件27及其前段的齒輪都無法高速旋轉，速度得到調節(jié)而緩慢旋轉。即具有葉片部27f的旋轉構件27成為調節(jié)各旋轉構件的旋轉速度的旋轉速度調節(jié)構件。該實施形態(tài)中，旋轉速度調節(jié)構件由具有4個葉片部27f的旋轉構件27構成，葉片部27f也可以不是4個，減少或增加都可以。
另外，進一步在葉片部27f的上端與外殼上蓋12b之間設置調節(jié)旋轉構件27的旋轉速度的粘性體，在上述空氣阻力以外，隨著旋轉速度的增加，也可利用粘性調節(jié)速度(速度降低)的粘性體而調節(jié)旋轉構件27的旋轉速度。當然旋轉速度調節(jié)構件也可以不設置葉片部，可僅用粘性體的粘性作為旋轉速度調節(jié)用構件。
比如，也可在旋轉構件27的上端部分設置圓盤狀的構件，在該圓盤狀構件與外殼上蓋12b之間的間隙內配置旋轉速度調節(jié)用粘性體。另外，比如可在外殼上蓋12b上形成圍住旋轉構件27的外周一部分的壁，在該壁的內周面與旋轉構件27的外周部之間的間隙部分配置粘性體。粘性體盡可能選用隨著旋轉構件的旋轉力的提高而能更有效地發(fā)揮其粘性，以抑制高速化的類型的潤滑脂。
上述實施形態(tài)中，該旋轉構件27作為旋轉速度調節(jié)構件，也可將由增速輪系構成的離合器操作機構5的其他齒輪用作旋轉速度調節(jié)構件。而且，也可以在構成行星齒輪機構22的齒輪嚙合部分涂上粘性體。
現對構成離合器操作機構5的各個部分進一步詳細說明。
以下對上述實施形態(tài)的齒輪傳動電機裝置的動作作說明。
該齒輪傳動電機裝置在電機1未通電的初期狀態(tài)下，上述離合器桿41的凸輪面41a的下壓部41c處于克服壓縮線圈彈簧18的彈簧力將離合器小齒輪21壓下的位置。因此，離合器小齒輪21在圖5中被壓向下方，離合器小齒輪21下端的爪21d與轉子11的上端的爪11d處于卡合狀態(tài)。即第2離合器裝置4呈連接的狀態(tài)，通過離合器小齒輪21將轉子11和輸出軸3連接的驅動輪系2處于連接的狀態(tài)。
從該狀態(tài)起，由電機1的驅動力使離合器小齒輪21隨轉子11旋轉，則該旋轉傳遞給行星齒輪機構22的中心齒輪32、多個行星齒輪36，各行星齒輪36在行星齒輪支承齒輪34上自轉。因此，具有與該行星齒輪36嚙合的內周齒輪部33a的環(huán)形齒輪33旋轉。
另一方面，在此狀態(tài)下，離合器操作機構5側的引導小齒輪16隨轉子11的旋轉而旋轉。旋轉初期，轉子11開始朝正規(guī)方向相反的方向旋轉時，上述扇形齒輪25的突起25c嵌入形成于轉子11的外周面上的4個凹部11k中的1個內，使轉子11的反轉變換成正旋轉。
轉子11剛開始正旋轉后，形成于扇形齒輪25內的阻止部26處于與旋轉構件27的各卡合部27a、27b中的任一個都不卡合的位置。即旋轉阻止機構A還未工作，阻止部處于未阻止旋轉構件27旋轉的狀態(tài)。
因此行星齒輪機構22無法阻止上述環(huán)形齒輪33的旋轉。一旦環(huán)形齒輪33的旋轉無法停止，則轉子11側的轉動力通過離合器小齒輪21輸入行星齒輪機構22后，從該行星齒輪機構22向輸出軸3側和旋轉構件27側分散傳遞。傳遞到該旋轉構件27側的旋轉力矩與驅動輪系2側的旋轉力矩相比非常小，故該驅動力無法使輸出軸3轉動。本實施形態(tài)中，將該狀態(tài)稱為第1離合器裝置的斷開狀態(tài)。
在第1離合器裝置為斷開的狀態(tài)下，桿8不進行提起動作，僅進行由轉子11的旋轉使引導小齒輪16轉動，由此成為僅使扇形齒輪25和阻止部26一體轉動的動作。與行星齒輪機構22分開并朝向旋轉構件27的傳遞線路成為增速輪系，故成為下一個動作的基點的阻止部26與旋轉構件27卡合為止的時間極短。
該動作使扇形齒輪25承接引導小齒輪16的旋轉而使阻止部26轉動規(guī)定的角度，則阻止部26移動到可與旋轉構件27的卡合部27a、27b中的某一個卡合的位置。這樣旋轉阻止機構A開始工作，旋轉構件27的旋轉被阻止。這樣構成離合器操作機構5的各部分全部連接而旋轉停止，受到成為離合器操作機構5的最終部的增速齒輪28停止的影響，行星齒輪機構22的環(huán)形齒輪33也就停止。
通過旋轉阻止機構A所產生的作用，離合器操作機構5的各部(設在轉子11內的環(huán)狀磁鐵11C除外)及成為第1離合器裝置的行星齒輪機構22的環(huán)形齒輪33的旋轉停止。其結果，與轉子11一體轉動的離合器小齒輪21的轉動力通過行星齒輪機構22僅傳遞給傳遞齒輪23，則通過輸出齒輪部3a接受傳遞齒輪23的轉動力的輸出軸3轉動、即上述第1離合器裝置呈連接的狀態(tài)，轉子11的轉動力通過驅動輪系2而高效地傳遞給輸出軸3，輸出軸3使轉動桿8提起。
輸出軸3轉動規(guī)定角度，桿8被提到規(guī)定位置，在此期間離合器桿41的凸輪面41a的下壓部41C移向離開離合器小齒輪21的上端面部分的位置。這樣離合器小齒輪21由壓縮線圈彈簧18的彈簧加力而朝圖5的上方移動，使離合器小齒輪21和轉子11的卡合斷開，第1離合器裝置4呈斷開的狀態(tài)。
該提起動作完成時若仍維持通電狀態(tài)，則當然轉子11繼續(xù)旋轉。而引導小齒輪16因磁感應力欲邊發(fā)生滑移邊跟隨轉子11的旋轉動作，故維持上述旋轉阻止構件A的旋轉阻止功能。其結果，上述第1離合器裝置維持連接的狀態(tài)。
另一方面，桿8自身受負荷力的作用而欲返回原來的位置。但該桿8的返回動作受上述離合器桿41對離合器21的鎖定而被阻止，桿8被保持在提起的位置。即設在離合器桿41內的阻止構件(未圖示)受離合器桿41的轉動而與設在上下運動的離合器小齒輪21內的抵接構件(未圖示)抵接并使離合器小齒輪21鎖定。
該離合器小齒輪21如上所述，隨離合器桿41的凸輪面41a的斜面而上下運動。一旦斷電，輸出齒輪部3a受負荷力而朝通常的驅動方向相反的方向旋轉，則離合器桿41的凸輪面41a的下壓部41c受輸出齒輪部3a的離合器桿操作槽3b的引導下而朝離開離合器小齒輪21的上端面部分的位置移動。同時，設在離合器桿41內的阻止構件(未圖示)離開設在離合器小齒輪21內的抵接構件(未圖示)。因此一旦返回到切斷通電的初期狀態(tài)，則離合器小齒輪21被離合器桿41往下壓且不被阻止旋轉，可與轉子11一體旋轉。
這樣完成提起動作后若維持通電狀態(tài)，則離合器操作機構5內的旋轉阻止機構A產生作用，行星齒輪機構22的環(huán)形齒輪33的旋轉受到阻止，而另一方的離合器小齒輪21的反轉受阻止而使與離合器小齒輪21嚙合的行星齒輪機構22的中心齒輪32的旋轉受到阻止。即在此狀態(tài)下，構成行星齒輪機構22的主要3個齒輪中的2個被停止，驅動輪系2整體根本不動作，故桿8可保持在提起位置。因此，桿8不因負荷力而被拉出外殼外側，在提起位置維持該狀態(tài)。
若從該狀態(tài)停止對電機1通電，則轉子11停止旋轉。因此引導小齒輪16與轉子11之間的磁感應力消失。失去引導小齒輪16側的驅動力的扇形齒輪25與阻止部26一起受轉動力供給用彈簧39的加力而朝與由引導小齒輪16的驅動力引起的旋轉方向相反的方向(圖6中箭頭R5方向)轉動。因此阻止部26與旋轉構件27的卡合部27a、27b中某一個的卡合被解除，旋轉構件27相對阻止部26成為自由狀態(tài)。即上述第1離合器裝置處于斷開的狀態(tài)。
一旦轉子11與環(huán)形齒輪33之間的磁感應力引起的連接被解除，則旋轉構件27獲得自由，與輸出軸3的旋轉聯動的桿8的回復力成為使環(huán)形齒輪33旋轉的力，環(huán)形齒輪33、增速齒輪28和旋轉構件27旋轉。因此桿8自身受負荷的作用被拉向外殼外側方向。因此桿8自身受負荷的作用而被拉向外殼外側方向。即桿8返回到被拉出前的位置。受此時桿8的滑動動作，輸出軸3朝與上述提起驅動時的相反方向旋轉。輸出軸3的旋轉使齒輪部3a與輸出軸3一體旋轉，通過形成于該輸出齒輪部3a的離合器桿操作槽3b的引導而使離合器桿41轉動。這樣，離合器桿41使凸輪面41a與離合器小齒輪2的上端面抵接，使離合器小齒輪21克服壓縮螺旋彈簧18的彈簧加力朝轉子11方向下壓的位置處停止。其結果，離合器小齒輪21的爪21d和轉子11的爪11d配置在可相互卡合的位置，第1離合器裝置4回復到連接的初期狀態(tài)。
上述各實施形態(tài)是本發(fā)明的較好的實施形態(tài)例，但不局限于此，在本發(fā)明的宗旨范圍內可進行種種變形實施。比如，上述各實施形態(tài)中，將與作為旋轉阻止構件的扇形齒輪25的阻止部26卡合的卡合部27a、27b在旋轉構件27的外周面交錯狀地交替各配置4個，但卡合部27a、27b的排列方法也可以不是交錯狀，隨機排列也可以。另外，不是各4個，各3個以下或各5個以上也可以，也可以與卡合部27a、27b不同數。
上述各實施形態(tài)中，旋轉構件27的卡合部的旋轉軌跡為2種，旋轉軌跡的種類為3種以上也可以。比如，在旋轉構件27的外周面的軸向不同位置配置3個卡合部，將這3種卡合部進行螺旋狀配置或隨機配置也可以。
上述各實施形態(tài)中，通過在旋轉構件27的外周而形成各卡合部27a、27b所有的卡合部27a、27b在徑向與旋轉構件27的旋轉中心等距離的位置配置，但并不局限于此。比如，從旋轉構件27以軸向一側的面的旋轉中心部起2種以上的位置上分別設置卡合部，各卡合部的旋轉軌跡為2種以上也可以。即使如此結構，因各卡合部各自與阻止部的不同部位卡合，故可防止阻止部的特定位置的極度摩擦卡合。
上述各實施形態(tài)中，沒有對構成旋轉阻止機構A的旋轉構件27和阻止部26的各材質進行說明，根據上述旋轉阻止機構A，因摩擦滑動部位分散而減少了規(guī)定部位的摩擦滑動次數，故產生摩擦滑動的兩個構件27、26可用相同的材質，而原來采用相同材質容易產生摩擦滑動劣化。采用相同材質可合理采購材料，可降低制造成本。
如上所述，本發(fā)明的旋轉阻止機構及采用該機構的齒輪傳動電機裝置，因在旋轉構件內設有多種旋轉軸軌跡不同的卡合部，故通過對旋轉阻止構件進行規(guī)定的驅動，從而使阻止部與多個卡合部中的某1個每次在各個規(guī)定的位置卡合。即本發(fā)明中以旋轉軌跡種類數來分散阻止部與卡合部的抵接位置。因此可減輕旋轉阻止構件的阻止部在規(guī)定位置的磨損。另外，旋轉構件的卡合部因其設置的個數而可分散與阻止部的抵接，故仍可降低所述抵接位置的磨損，其結果，在阻止旋轉時可降低相互碰撞的兩構件抵接位置的磨損，可防止因磨損原因引起的旋轉阻止時的卡合不良等問題，成為可長期使用的結構。
本發(fā)明的另一發(fā)明是利用磁感應力使動作構件相對轉子非接觸連接。因此通常旋轉時動作構件與轉子之間根本不產生接觸摩擦，可提高使用年數，而且沒有摩擦聲。
本發(fā)明的另一發(fā)明是除磁鐵和引導環(huán)以外，還具備輔助磁感應力的輔助裝置，從而增加了結構上的自由度，通過適當選擇輔助裝置可確保足夠的磁感應力。
權利要求
1.一種齒輪傳動電機，其特征在于，齒輪傳動電機具有與轉子連接且克服規(guī)定的負荷而旋轉驅動的輸出軸、對該輸出軸和上述轉子之間的動力傳遞進行連接、斷開的離合器裝置、對該離合器裝置進行連接、斷開操作的離合器操作機構，所述離合器裝置具有2個齒輪，可將上述轉子的動力分別傳遞給另外系列的輪系，由所述離合器操作機構使這2個齒輪中的一側的齒輪的旋轉停止就成為連接的狀態(tài)，通過與另一側齒輪連接的驅動輪系將所述轉子的動力傳遞給所述輸出軸，所述離合器操作機構具有增速輪系、磁感應裝置、離合器切換構件，其中所述增速輪系與所述一側的齒輪連接，而所述磁感應裝置由與所述轉子聯動旋轉的磁鐵或非磁性導電構件中的某一方以及利用磁感應跟隨該一方旋轉的另一方所組成，所述離合器切換構件是通過與該磁感應裝置的另一方聯動而阻止構成所述增速輪系的一部分的卡合齒輪的旋轉而使所述離合器裝置從斷開切換到連接并使所述轉子停止，伴隨磁感應的消失而與所述卡合齒輪的卡合脫離，所述離合器裝置從連接切換到斷開，所述增速輪系的結構是，所述離合器裝置從連接切換到斷開時，負荷使所述輸出軸朝所述轉子的驅動力帶動的所述輸出軸的旋轉方向相反的方向旋轉時，通過所述離合器裝置承受所述輸出軸的旋轉，并在所述增速輪系中的旋轉構件上設置旋轉速度調節(jié)裝置，其由利用空氣阻力進行旋轉速度調節(jié)的葉片部或利用粘性阻力進行旋轉速度調節(jié)的粘性體組成。
全文摘要
一種齒輪傳動電機，具有通過驅動輪系使輸出軸旋轉的轉子；利用磁感應力而結合成跟隨該轉子的旋轉、同時不構成驅動輪系的動作構件，還具有當轉子朝正規(guī)方向和反方向旋轉時與動作構件的旋轉動作聯動而動作、進入轉子的旋轉區(qū)域以阻止轉子的反轉、同時因轉子碰撞時的反作用而強制性地將轉子朝正規(guī)方向的旋轉變換的反轉防止用構件。
文檔編號H02K7/116GK1913293SQ20061011104
公開日2007年2月14日 申請日期2001年6月26日 優(yōu)先權日2000年6月26日
發(fā)明者大和淳司, 寺田芳明, 赤羽德行, 松島俊治 申請人:日本電產三協株式會社