CN204921856U - 马达单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种马达单元，即使在通过手工进行向壳体安装负荷施加机构的情况下，也能够防止蜗杆的破损和变形，其中负荷施加机构是对齿轮组的旋转施加负荷的蜗轮蜗杆机构。对于具有蜗杆部、将该蜗杆部支承为能够旋转的第一轴承以及第二轴承、连接该第一轴承与该第二轴承的框架部、以及对该蜗杆部的旋转施加阻力的制动部的负荷施加机构，在比蜗杆部的支承位置靠上方的位置，由作为框架部上端部的上部框架连接第一轴承与第二轴承，由此，作业者用手指拿住负荷施加机构时的负荷被上部框架支承，从而能够防止蜗杆部的破损和变形。

Description

马达单元

技术领域

本实用新型涉及马达单元，更详细地说，涉及具有切断以及连接向被驱动体传递马达动力的离合机构的马达单元。

背景技术

在下述专利文献一中记载了一种马达致动器，其具有：将马达的动力传递给被驱动体的齿轮机构、即第一传递组；以及将第一传递组进行的马达动力的传递切换为“连接”状态(通过传递组将马达的动力传递给被驱动体的状态。下同。)或“切断”状态(不通过传递组将马达的动力传递给被驱动体(切断)的状态。下同。)的离合机构。

专利文献一中的马达致动器1通过使从动侧齿轮43在轴线方向上移动，来切换离合机构的“切断”状态与“连接”状态。从动侧齿轮43的作为斜齿部的第二齿部431与其它齿轮的作为斜齿部的第一齿部422啮合，作为蜗轮部的第三齿轮432与作为具有离心制动机构的蜗杆的第四齿部51啮合。

从动侧齿轮43一直被向使离合机构呈“切断”状态的方向施力，且从动侧齿轮43通过所述斜齿间的啮合以及由第四齿部51施加的负荷所产生的推力而向轴线方向的另一侧移动，从而使离合机构呈“连接”状态。

[专利文献一]日本专利申请公开特开2012-80757号公报

图9是专利文献一的图11，是专利文献一的马达致动器所具有的负荷施加机构50’的立体图。图9所示的符号也是专利文献一的图11所赋予的符号。

具有离心制动机构的蜗杆、即第四齿部51构成负荷施加机构50’的一部分。第四齿部51的轴向两端被轴承支承，这些轴承通过框架部连接。在第四齿部51的一端安装有负荷部52，在负荷部52侧的轴承上形成有圆筒83。通过第四齿部51、负荷部52以及圆筒83这些部件，实现了离心制动机构。

在由手工向壳体组装这样的由蜗杆及蜗杆支承部件构成的单元的情况下，作业者用手指拿着这些轴承的与蜗杆支承面相反侧的面(以下，称作“背面”。)向壳体内压入。在这种情况下，因为作业者拿着轴承的力是不稳定的，也有可能意外地施加多余的力。因此，在蜗杆支承部件的刚性不足的情况下，若用过大的力拿着轴承，则该力被蜗杆支承，而存在引起蜗杆破损和变形的顾虑。

实用新型内容

鉴于以上问题，本实用新型要解决的课题是提供一种即使在由手工安装负荷施加机构的情况下，也能够防止蜗杆部的破损和变形的马达单元。

为了解决上述课题，本实用新型的马达单元具有：马达，其向一方向旋转；第一传递组，其具有一个或多个将所述马达的动力传递给被驱动体的动力传递部件；离合机构，其将所述第一传递组进行的动力传递切换为“连接”状态或“切断”状态；第二传递组，其是将所述马达的动力传递给所述离合机构的传递组，且所述第二传递组具有形成有第一斜齿部的第一齿轮以及形成有与该第一斜齿部啮合的第二斜齿部的第二齿轮；以及负荷施加机构，其对所述第二齿轮的旋转施加负荷，所述第二齿轮被支承为能够沿轴向移动，并一直被向使所述离合机构呈“切断”状态的所述轴向中的一侧的方向施力，且所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合并通过由所述负荷施加机构施加负荷所产生的推力克服所述施力，从而向所述轴向的另一侧移动，并使所述离合机构呈“连接”状态，所述马达单元的特征在于，在所述第二齿轮形成有蜗轮部，所述负荷施加机构具有：啮合于所述蜗轮部的蜗杆部；将所述蜗杆部支承为能够旋转的第一轴承和第二轴承；连接所述第一轴承与所述第二轴承的框架部；以及对所述蜗杆部的旋转施加阻力的制动部，将所述负荷施加机构的与壳半体接合的接合面侧作为下侧，所述框架部的上端部、即上部框架在比所述蜗杆部的支承位置靠近上方的位置连接所述第一轴承与所述第二轴承。

在将负荷施加机构组装到壳半体上的时候，为了作业上的方便，设想用手指拿着第一轴承和第二轴承(以下，称作“轴承”。)的相对靠上部的位置。因此，将作为框架部的上端部的上部框架设置在比蜗杆部靠上方的位置，通过用所述上部框架连接第一轴承与第二轴承，拿着轴承的力大部分被上部框架支承，从而能够降低施加于蜗杆部的负荷。

并且，优选所述框架部通过所述上部框架以及与所述上部框架相反侧的端部、即下部框架连接所述第一轴承与所述第二轴承。在这种情况下，所述上部框架能够以在比所述蜗杆部靠上方的位置与所述蜗杆部平行的方式形成，来连接所述第一轴承与所述第二轴承，所述下部框架能够以在比所述蜗杆部靠下方的位置与所述蜗杆部平行的方式形成，来连接所述第一轴承与所述第二轴承。通过在框架部的上下两端部支承轴承，来降低用手指拿着轴承时的不稳定，因此框架部能够稳定地支承轴承，并且，能够提高安装作业的效率性。

并且，所述第一轴承以及所述第二轴承中的至少一方与所述框架部分体形成，在所述上部框架以及所述下部框架与所述分体形成的轴承接合的接合面，形成有向所述分体形成的轴承侧突出的凸部，通过所述凸部与形成于所述分体形成的轴承的凹部嵌合，来连接所述框架部与所述分体形成的轴承，由此，能够降低轴承的不稳定，并能够容易地向轴承安装蜗杆部。具体而言，所述框架部与所述第二轴承一体成型，且在所述第一轴承形成有容纳所述制动部的圆筒，在所述上部框架以及所述下部框架的与所述第一轴承接合的接合面，分别形成有向所述第一轴承侧突出的凸部，通过使所述凸部分别嵌合于在所述第一轴承侧形成的凹部，来连接所述框架部与所述第一轴承。

并且，所述框架部在所述上部框架与所述下部框架之间具有加强部，且在所述加强部形成有凹部或贯通孔，由此，能够提高框架部的刚性，且能够防止缩痕的产生，并能够不歪斜地直线地形成框架部。具体而言，所述加强部以交叉状加强所述上部框架和所述下部框架的方式设置所述贯通孔。

并且，在所述框架部、所述第一轴承以及所述第二轴承中的至少一方的所述蜗杆部侧的面形成有肋部，所述肋部阻止所述第一轴承或所述第二轴承向所述蜗杆部侧倾倒，由此，能够进一步降低由于拿着轴承而施加于蜗杆部的负荷。

并且，在所述第一轴承以及所述第二轴承中的至少一方的支承所述蜗杆部的面的相反侧的面形成有由平面构成的把持部，由此，容易用手指把持轴承，能够用较轻的力高效地进行安装作业，因此能够进一步降低施加于蜗杆部的力。

并且，在所述第一轴承以及所述第二轴承中的至少一方的与所述壳半体接合的接合面形成有向所述壳半体侧突出的一个或多个作为凸部的嵌入部，在所述嵌入部中的至少一个末端部形成直径比根部直径小的导入部，所述导入部为与轴向呈直角地使直径变小的凸部，或所述导入部为轴向长度比所述根部长且朝向所述壳半体侧直径变小的锥形的凸部，由此，向壳半体进行定位变得容易，并能够用较小的按压力压入，因此能够进一步降低施加于蜗杆部的力。具体而言，能够在所述第一轴承以及所述第二轴承各自的与所述壳半体接合的接合面，形成有向所述壳半体侧突出的多个作为凸部的嵌入部，且能够在多个所述嵌入部的各自的末端部形成有所述导入部，在这种情况下，若设置于所述第一轴承的多个所述嵌入部与设置于所述第二轴承的多个所述嵌入部配置在与所述蜗杆部的轴线方向相正交的方向上，则向壳半体进行安装也变得稳定。

通过本实用新型所涉及的马达单元，即使在通过手工安装负荷施加机构的情况下，也能够防止蜗杆部的破损和变形。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的马达单元的整体(拆卸了壳体的状态)的图。

图2是用于说明本实施方式所涉及的马达单元的动力系统的系统图。

图3是将马达动力传递给被驱动体的齿轮机构的说明图。

图4是表示两个转子齿轮之间的卡合机构的主视图。

图5是作为离合机构的差动齿轮机构的分解立体图。

图6是表示构成移动机构的部件的平面图。

图7是表示第二齿轮以及锁合杆的施力机构的主视图。

图8是表示扇形杆的底面的立体图。

图9专利文献一的负荷施加机构的立体图。

图10(a)是本实施方式所涉及的负荷施加机构的立体图，图10(b)是本实施方式所涉及的负荷施加机构的分解图。

[符号说明]

1马达单元

10同步马达

21第二转子齿轮

41第一转子齿轮

22输入侧齿轮

23输出侧齿轮

231行星齿轮

24复合齿轮

25凸轮齿轮

42第一齿轮

44第二齿轮

45锁合杆

47锁合齿轮

50负荷施加机构

60扇形杆

具体实施方式

以下，利用附图对本实用新型的实施方式进行详细的说明。另外，以下说明中的上下是指图1中的上下。并且，所谓“原位置”是指马达10未进行驱动的状态下各构成部件的位置。

在说明本实施方式所涉及的马达单元1的各结构之前，参照图2的系统图简单地说明马达单元1的概况。如图2所示，马达单元1的动力系统由将马达10的动力传递给被驱动体90的输出系统(第一传递组)和使离合机构30动作的离合动作系统(第二传递组)构成。离合机构30将来自输出系统的动力的传递切换为“连接”状态或“切断”状态。也就是，如果离合机构30处于“连接”状态，则马达10的动力通过输出系统传递至被驱动体90。如果离合机构30处于“切断”状态，则输出系统被切断，从而马达10的动力不被传递至被驱动体90。如图示的那样，在本实施方式中，利用用于驱动被驱动体90的马达10的动力的一部分作为用于使离合机构30这样动作(将第一传递组的动力传递切换为“连接”状态)的离合动作系统的动力。

(负荷施加机构)

参照图10(a)、图10(b)对本实施方式中的负荷施加机构50的结构进行详细的说明。

本实施方式中的负荷施加机构50具有：啮合于后述的第二齿轮44的蜗轮部、即从动侧齿部442的蜗杆部51；将蜗杆部51支承为能够旋转的第一轴承53和第二轴承54；连接第一轴承53与第二轴承54的框架部55；以及对蜗杆部51的旋转施加阻力的作为离心制动器的负荷部52。

框架部55与第二轴承54一体成型，且与第一轴承53分体形成。容纳负荷部52的圆筒531形成于第一轴承53处。作为框架部55的上端部的上部框架551位于比蜗杆部51靠上方的位置，且在比蜗杆部51靠上方的位置与蜗杆部51平行地形成，从而连接第一轴承53与第二轴承54。在上部框架551的与第一轴承53接合的接合面上以及下部框架552的与第一轴承53接合的接合面上，形成有向第一轴承53侧突出的凸部5511以及凸部5521，且通过使所述凸部分别与形成于第一轴承53侧的凹部532以及凹部533嵌合，来连接框架部55与第一轴承53，下部框架552为上部框架551的相反侧端部。下部框架552以在比蜗杆部51靠下方的位置与蜗杆部51平行的方式形成，来连接第一轴承53与第二轴承54。在此，通过填充凹部532以及凹部533的间隙，来减小连接于框架部55的第一轴承53的可动区域，能够提高刚性以应对第一轴承53的向蜗杆部51侧的倾倒。在相对于蜗杆部51与配置有第二齿轮44的蜗轮部的一侧相反的一侧，上部框架551、下部框架552连接第一轴承53与第二轴承54。

框架部55在上部框架551与下部框架552之间具有加强部553，加强部553设置有贯通孔5531而形成为交叉状。通过将加强部553形成为交叉状来维持框架部55的刚性以应对从上下方向以及蜗杆部51的轴线方向施加的负荷，并防止缩痕的发生，从而能够无歪斜地直线地形成框架部55。但是，加强部553没有必要一定是交叉状，只要以能够防止缩痕的程度形成凹部或贯通孔即可。

在框架部55以及第二轴承54的蜗杆部51侧的面上，形成有阻止第二轴承54向蜗杆部51侧倾倒的肋部57。所述肋部也可以形成于阻止第一轴承53向蜗杆部51侧倾倒的位置，当然还可以这两处都形成有肋部。

在第二轴承54的背面形成有平面状的把持部541，以使作业者用比较小的力便能够稳定地拿住负荷施加部件50。另外，第一轴承53的背面的大致整个面呈平面状。

在第一轴承53的底面上以及第二轴承54的底面上，分别设置有多个作为凸部的嵌入部56，嵌入部56向作为壳半体的下壳体82侧突出，且在该嵌入部56的末端部形成有直径比根部直径小的导入部，因为这些导入部形成为沿与轴向呈直角的方向使直径变小的凸部，或形成为轴向长度长于根部且朝下壳体82侧缩小直径的锥形凸部，因此将负荷施加部件50安装到下壳体82时的定位变得容易，从而能够通过较小的按压力压入。因为在第一轴承53以及第二轴承54的底面上分别设置有多个嵌入部56，且在第一轴承53的底面上设置的多个嵌入部56和在第二轴承54的底面上设置的多个嵌入部56被配置在与蜗杆部51的轴线方向正交的方向上，因此能够与第二轴承54一同将负荷施加部件50以稳定的状态安装于下壳体82。

因为本实施方式中的负荷施加机构50具有上述各结构，因此能够防止作业者在将负荷施加机构50安装于下壳体82时的用手指拿住第一轴承53的背面以及第二轴承54的背面的负荷施加于蜗杆部51，从而防止蜗杆部51破损和变形。

(马达10)

作为被驱动体90的驱动源的马达10是交流(AC)同步马达。另外，也能够应用AC同步马达以外的马达。马达10具有从其上端面突出的旋转轴。

(第一传递组)

以下利用图3～图5对第一传递组进行详细的说明。第一传递组构成将同步马达10的动力传递至被驱动体90的输出系统。所述第一传递组具有：第二转子齿轮21；啮合于第二转子齿轮21的输入侧齿轮22；在离合机构处于“连接”状态时随着输入侧齿轮22的旋转而旋转的输出侧齿轮23；啮合于输出侧齿轮23的复合齿轮24；啮合于复合齿轮24的凸轮齿轮25；与凸轮齿轮25一体旋转的带轮26；以及由带轮26的旋转而被卷起的线材27。另外，输入侧齿轮22以及输出侧齿轮23也是构成之后详细说明的离合机构(基于行星齿轮组的差动齿轮机构)的齿轮。

第二转子齿轮21是被支承为能够与同步马达10在同一轴线上旋转，并且能够在轴线方向上移动的正齿轮，而且第二转子齿轮21被支承于与转子11一体旋转的第一转子齿轮41之上(旋转轴的末端侧)。并且，第二转子齿轮21被螺旋弹簧28沿轴线方向向上施力。在第二转子齿轮21的下表面形成有上卡合部212，上卡合部212在第二转子齿轮21位于转子11侧(下侧)时，与第一转子齿轮41的下卡合部412卡合。另外，将该下卡合部412与上卡合部212处于卡合的状态下的第二转子齿轮21的位置称作第一位置。将下卡合部412与上卡合部212不卡合的状态下的第二转子齿轮21的位置称作第二位置。

在第二转子齿轮21通过后述的扇形杆60的倾斜凸轮63(参照图8)而向转子11侧移动，且第二转子齿轮21的上卡合部212与第一转子齿轮41的下卡合部412处于卡合的状态(第二转子齿轮21处于第一位置)时，第二转子齿轮21与第一转子齿轮41一体旋转。也就是，同步马达10的动力也传递给了第二转子齿轮21。

输入侧齿轮22啮合于第二转子齿轮21。输入侧齿轮22是构成行星齿轮组的一个齿轮。输入侧齿轮22具有：直径相对大的大直径齿部221；以及直径相对小的作为所谓太阳齿轮的小直径齿部222。输入侧齿轮22的大直径齿部221与第二转子齿轮21啮合，从而输入侧齿轮22随着第二转子齿轮21的旋转而旋转。并且，在输入侧齿轮22的上表面形成有被锁合突起223。后述的扇形杆60的输入侧齿轮锁合突起62作用于所述被锁合突起223。

同步马达10的动力通过第二转子齿轮21传递给输出侧齿轮23。本实施方式中的输出侧齿轮23也就是作为构成行星齿轮组的齿轮的三个行星齿轮231以及行星支承齿轮232。行星齿轮231分别被从行星支承齿轮232的上端面突出并在周向上等间隔设置的三个行星齿轮支承轴支承为能够自由旋转。在行星齿轮支承轴的上端固定有防脱环233，从而防止行星齿轮231的脱落。行星支承齿轮232在与安装了行星齿轮231的面相反侧具有齿轮部2321。行星齿轮231与输入侧齿轮22的小直径齿部222啮合。详细情况如后面所述，在离合机构处于“连接”状态的情况下，行星齿轮231随着输入侧齿轮22的旋转而围绕输入侧齿轮22的小直径齿部222公转。支承行星齿轮231的行星支承齿轮232随着所述行星齿轮231的公转而旋转。如此，从输入侧齿轮22向输出侧齿轮23传递动力。

复合齿轮24啮合于行星支承齿轮232(输出侧齿轮23)。复合齿轮24具有：直径相对较小的小直径齿部241；以及直径相对较大的大直径齿部242，且该大直径齿部242与行星支承齿轮232的齿轮部2321啮合。由此，复合齿轮24随着行星支承齿轮232的旋转而旋转。

凸轮齿轮25啮合于复合齿轮24。凸轮齿轮25的齿轮部251啮合于复合齿轮24的小直径齿部241。由此，凸轮齿轮25随着复合齿轮24的旋转而旋转。在外周上形成有齿轮部251的部分的上端面上形成有凸轮槽252。后述的扇形杆60卡合于所述凸轮槽252。之后说明扇形杆60的结构及其作用。

在凸轮齿轮25上固定有带轮26。只要带轮26与凸轮齿轮25一体旋转，便无需特别限定其固定方法。由此，带轮26随着凸轮齿轮25的旋转而旋转。并且，带轮26露出于壳体外侧。并且，在带轮26的外周形成有线材槽261。

在带轮26上固定有线材27的一端。只要能够可靠地防止线材27的脱落，便无需特别限定其固定方法。在带轮26向将线材27拉入的方向旋转时，线材27以套入带轮26的线材槽261的方式卷起。在线材27的另一端侧固定有被驱动体90(例如开关排水口的阀芯)，始终对被驱动体90作用朝向要返回原位置(阀芯闭合的位置)的方向、也就是拉出线材27的方向的负荷。由于线材27被带轮26卷起，被驱动体90进行预定的动作。也就是，由于线材27被带轮26卷起，从而同步马达10的动力通过第一传递组被传递到被驱动体90。另外，为了使被驱动体90正确地动作，线材27由无伸缩性的材料形成。

(离合机构)

以下利用图5对离合机构进行详细的说明。离合机构发挥将由第一传递组进行的动力的传递(输出系统)切换为“连接”状态或“切断”状态的作用。本实施方式中的离合机构的动作是利用了基于行星齿轮组的差动齿轮机构进行的，行星齿轮组具有：输入侧齿轮22(作为太阳齿轮的小直径齿部222)；输出侧齿轮23(行星齿轮231以及行星支承齿轮232)；以及固定齿轮31(环状齿轮)。

如已说明的那样，输入侧齿轮22啮合于第二转子齿轮21，从而随着第二转子齿轮21的旋转而旋转。周向等间隔配置的三个行星齿轮231啮合于输入侧齿轮22的小直径齿部222。行星齿轮231被支承于行星支承齿轮232上。行星支承齿轮232随着行星齿轮231的公转而旋转。

构成行星齿轮组的环状齿轮、即固定齿轮31具有外齿部311以及内齿部312。固定齿轮31的外齿部311位于输入侧齿轮22的大直径齿部221的下侧，并与构成后述的第二传递组的一个齿轮、即锁合齿轮47啮合。也就是，在锁合齿轮47的旋转被阻止的情况下，固定齿轮31的旋转被阻止。固定齿轮31的内齿部312与三个行星齿轮231啮合。

在具有所述结构的离合机构中，行星齿轮231是否公转、行星支承齿轮232是否旋转由固定齿轮31的旋转是否被阻止来决定。在固定齿轮31的旋转被阻止的情况下，若输入侧齿轮22旋转，则由于固定齿轮31的内齿部312不动作，所以啮合于输入侧齿轮22的小直径齿部222的行星齿轮231沿所述内齿部312公转，从而行星支承齿轮232旋转。另一方面，在固定齿轮31的旋转没有被阻止的情况下，输入侧齿轮22旋转，即使行星齿轮231欲公转，也由于固定齿轮31空转，从而使行星支承齿轮232无法旋转。

也就是，如果固定齿轮31的旋转被阻止，则第一传递组呈“连接”状态，如果固定齿轮31的旋转没被阻止，则第一传递组呈“切断”状态。若通过离合机构使第一传递组呈“连接”状态、即输出系统呈“连接”状态，则同步马达10的动力通过第一传递组而被传递到被驱动体90。另一方面，若通过离合机构使第一传递组呈“切断”状态、即输出系统呈“切断”状态，则同步马达10的动力被离合机构切断(在输入侧齿轮22与输出侧齿轮23之间切断)而不能被传递到被驱动体90。

(第二传递组)

以下利用图6、图7对第二传递组进行详细的说明。第二传递组构成将同步马达10的动力传递到离合机构的离合动作系统。第二传递组具有：第一转子齿轮41；啮合于第一转子齿轮41的第一齿轮42；啮合于第一齿轮42的第二齿轮44；在第二齿轮44沿轴线方向向下移动时被按下的锁合杆45；以及被按下的锁合杆45锁合的锁合齿轮47。

第一转子齿轮41是与同步马达10的转子11一体形成的正齿轮。设置于上述第二转子齿轮21的下侧(同步马达10的主体侧)。

第一齿轮42啮合于第一转子齿轮41。具有驱动侧齿部421和比该驱动侧齿部421相对小直径的第一斜齿部422。第一斜齿部422是如上所述形成为“斜齿”的部分。第一齿轮42的驱动侧齿部421与第一转子齿轮41啮合。因此，第一齿轮42随着第一转子齿轮41的旋转而旋转。

第二齿轮44啮合于第一齿轮42。第二齿轮44具有：直径相对大的第二斜齿部441；以及直径相对小的从动侧齿部442。第二齿轮44被第二齿轮支承轴86支承为能够自由旋转且能够在轴线方向上移动。如上所述，第二斜齿部441是形成为“斜齿”的部分。从动侧齿部442是与负荷施加机构50具有的蜗杆部51啮合的所谓的蜗轮部。另外，从动侧齿部442既可以是斜齿也可以是正齿轮。

第二齿轮44的第二斜齿部441与第一齿轮42的第一斜齿部422啮合。因此，第二齿轮44随着第一齿轮42的旋转而旋转。在同步马达10正转时，因为由负荷施加机构50对第二齿轮44施加与其旋转方向相反方向的负荷，从而产生沿轴线方向向下的推力。因此，在第一齿轮42旋转时，第二齿轮44一边旋转一边沿轴线方向向下移动。

锁合杆45是平板状的部件，配置于第二齿轮44的下侧。详细而言，在能够沿轴线方向移动的状态下，与第二齿轮44相同地被第二齿轮支承轴86支承。在锁合杆45上形成有凹部452，该凹部452卡合于在下壳体82的侧壁的内侧沿轴线方向形成的未图示的凸部。通过所述凸部与凹部452的卡合，锁合杆45在旋转被阻止的同时被第二齿轮支承轴86支承为能够沿轴线方向移动的状态。在锁合杆45的一侧端部形成有锁合部451，该锁合部451形成为比其它部分厚。在锁合杆45的下侧配置有向上对锁合杆45施力的施力部件46(螺旋弹簧)。通过该施力部件46，一般情况下(同步马达10未驱动时)，锁合杆45位于比锁合齿轮47的被锁合部471靠上的位置。并且，因为在锁合杆45的上侧配置有第二齿轮44，因此第二齿轮44也呈被沿轴线方向向上施力的状态。施力部件46的作用力比第二齿轮44随着第一齿轮42的旋转而旋转时对第二齿轮44产生的沿轴线方向向下的推力小。也就是，在第二齿轮44旋转时，第二齿轮44克服施力部件46的作用力而沿轴线方向向下移动。在第二齿轮44沿轴线方向向下移动时，位于其下侧的锁合杆45也向下移动。向下移动的锁合杆45的锁合部451位于与锁合齿轮47的被锁合部471大致相同的高度。

锁合齿轮47具有：被锁合部471；以及位于形成有该被锁合部471的平板上的锁合齿部472。被锁合部471以从圆形的平板向外突出的方式形成。在锁合杆45向下移动时，由于锁合杆45的锁合部451与锁合齿轮47的被锁合部471相对而置，因此锁合齿轮47的旋转在预定位置(锁合部451与被锁合部471抵接的位置)被阻止。另一方面，锁合齿部472与构成离合机构的固定齿轮31的外齿部311啮合。因此，在锁合齿轮47的旋转被阻止时，与其啮合的固定齿轮31的旋转也被阻止。另外，在本实施方式中，锁合齿轮47具有作为离心制动器的制动部473。制动部473向阻碍锁合齿轮47旋转的方向施加负荷，从而使锁合齿轮47不以过高的速度旋转。稍后说明所述制动部473的作用。

沿与第二齿轮44的轴线方向正交的方向延伸的蜗杆部51与从动侧齿部442(蜗轮部)啮合。蜗杆部51为长条状，从动侧齿部442和蜗杆部51构成加速齿轮机构(在从动侧齿部442旋转一个齿的距离时蜗杆部51旋转一周)。因此，第二齿轮44的旋转被加速而传递给蜗杆部51。

(其它结构)

如图1、图8所示，在复合齿轮24上配置有扇形杆60。扇形杆60被与将复合齿轮24支承为能够自由旋转的轴为同一轴的轴支承为能够自由旋转。在扇形杆60的下表面形成有卡合突起61。所述卡合突起61卡合于形成于凸轮齿轮25的上表面的凸轮槽252。并且，在该扇形杆60上还形成有输入侧齿轮锁合突起62和倾斜凸轮63。省略对所述卡合突起61、凸轮槽252、输入侧齿轮锁合突起62以及倾斜凸轮63的详细说明，但各部件的功能如下。在凸轮齿轮25向卷起线材27的方向旋转时，通过卡合于凸轮槽252的卡合突起61使扇形杆60向输入侧齿轮22侧转动。在扇形杆60移动到预定位置(将线材27卷起到预定位置)时，为了停止线材27的卷收，输入侧齿轮锁合突起62作用于输入侧齿轮22的被锁合突起223，从而阻止输入侧齿轮22的旋转。与此同时，被倾斜凸轮63沿轴线方向向下按压的第二转子齿轮21被释放，并通过螺旋弹簧28沿轴线方向向上移动(第二转子齿轮21位于第二位置)(参照图4)。由此，第二转子齿轮21的上卡合部212与第一转子齿轮41的下卡合部412的卡合被解除。也就是，呈同步马达10的动力没有被传递到第二转子齿轮21的状态。

(马达单元的动作)

以下对具有以上结构的马达单元1的一般动作进行详细的说明。在以下的说明中，分别对一)动力传递动作和二)动力切断动作进行说明，其中，一)动力传递动作将同步马达10的动力传递至位于原位置的被驱动体90，二)动力切断动作切断同步马达10的动力的传递而使被驱动体90返回原位置。

一)动力传递动作

在从被驱动体90位于原位置的状态(线材27没有被卷起到带轮26的状态、即同步马达10的动力没有作用于被驱动体90的状态)向一侧驱动同步马达10(使同步马达10正转)时，第二转子齿轮21以及第一转子齿轮41旋转。这时，在同步马达10逆转的情况下，未图示的逆转防止机构动作，而立即使同步马达10正转。在同步马达10驱动时，由于第一转子齿轮41的旋转，从而具有与该第一转子齿轮41啮合的驱动侧齿部421的第一齿轮42旋转。

在第一齿轮42旋转时，具有与第一齿轮42的第一斜齿部422啮合的第二斜齿部441的第二齿轮44旋转。该第二齿轮44的从动侧齿部442(蜗轮部)与负荷施加机构50的蜗杆部51啮合，从而由于第二齿轮44的旋转，负荷施加机构50的负荷部52也旋转。在负荷部52旋转，且其速度变大时，在欲使旋转停止的方向上产生负荷(转矩)。所述负荷从蜗杆部51传递到具有从动侧齿部442的第二齿轮44以及啮合于第二齿轮44的第一齿轮42。由此，第一齿轮42以及第二齿轮44受到与其旋转方向相反的负荷。

如上所述，第一齿轮42与第二齿轮44之间的动力传递通过“斜齿”的啮合而实现。因此，受到了来自负荷施加机构50的与旋转方向相反的负荷的第二齿轮44因第一齿轮42的旋转而受到沿轴线方向向下的推力。也就是，第二齿轮44通过“斜齿”的啮合以及与旋转方向相反的负荷而边旋转边沿轴线方向向下移动。

并且，在本实施方式中，因为第二齿轮44与负荷施加机构50的啮合也是通过“斜齿”实现的，因此对第二齿轮44产生较大的沿轴线方向向下的推力。也就是，由负荷部52产生的负荷通过蜗杆部51与从动侧齿部442的啮合传递到第二齿轮44，因此也对第二齿轮44产生由该负荷的传递而产生的沿轴线方向向下的推力。

在第二齿轮44沿轴线方向向下移动时，配置于其下侧的锁合杆45克服施力部件46的作用力而沿轴线方向向下移动。在如此压下锁合杆45时，设置于锁合杆45的锁合部451在与锁合齿轮47的被锁合部471大致相同的高度，位于与锁合齿轮47在周向上对置的位置。因此，在该状态下，锁合齿轮47的旋转被锁合杆45的锁合部451阻止。也就是，呈锁合齿轮47的旋转被阻止的状态。

锁合齿轮47的锁合齿部472啮合于固定齿轮31的外齿部311，固定齿轮31构成离合机构的行星齿轮组。因此，在锁合齿轮47的旋转被阻止时，固定齿轮31的旋转也被阻止。由此，通过离合机构使来自第一传递组的动力的传递呈“连接”状态，且呈同步马达10的动力能够通过第一传递组传递到被驱动体90的状态。由此，第二齿轮44通过沿其轴线方向向下移动，而经由离合机构使来自第一传递组的动力的传递呈“连接”状态。

另一方面，通过同步马达10的驱动而与第一转子齿轮41一起旋转的第二转子齿轮21与构成行星齿轮组的输入侧齿轮22的大直径齿部221啮合。因此，输入侧齿轮22随着第二转子齿轮21的旋转而旋转。

构成输出侧齿轮23的三个行星齿轮231啮合于输入侧齿轮22的小直径齿部222的外侧。固定齿轮31的内齿部312啮合于在周向上等间隔排列的行星齿轮231的外侧。如上所述，固定齿轮31呈旋转被锁合齿轮47阻止的状态。因此，在输入侧齿轮22旋转时，行星齿轮231绕输入侧齿轮22的小直径齿部222公转。在行星齿轮231公转时，支承行星齿轮231的行星支承齿轮232旋转。也就是，输入侧齿轮22的旋转动力全部传递至输出侧齿轮23。

另外，假定在不处于固定齿轮31的旋转被阻止的状态的情况下，若输入侧齿轮22旋转，则通过行星齿轮231而使固定齿轮31空转。因为在动力传递组中的行星支承齿轮232之后存在传递组自身的负荷以及施加于被驱动体90的负荷，导致输入侧齿轮22的旋转动力全部传递到固定齿轮31侧。如此，在本实施方式中，通过利用了行星齿轮组的差动齿轮机构来切换基于离合机构的第一传递组的“连接”状态与“切断”状态。

复合齿轮24的大直径齿部242啮合于行星支承齿轮232的齿轮部2321。因此，复合齿轮24随着行星支承齿轮232的旋转而旋转。

凸轮齿轮25的齿轮部251啮合于复合齿轮24的小直径齿部241。因此，凸轮齿轮25随着复合齿轮24的旋转而旋转。

在凸轮齿轮25旋转时，固定于凸轮齿轮25上端的带轮26旋转。在带轮26旋转时，固定于带轮26的线材27被沿着线材槽261卷起。由于在线材27的末端固定有被驱动体90，因此被驱动体90以被线材27卷起的方式动作。例如，在被驱动体90作为开关洗衣机的排水口的阀芯的情况下，通过使阀芯被线材27卷起，来打开排水口开始排水。

如此，同步马达10的旋转动力通过第一传递组被传递到被驱动体90。第一传递组通过离合机构呈“连接”状态，而同步马达10的旋转动力的一部分也被利用为使该离合机构呈“连接”状态的动力。

另外，通过带轮26进行的线材27的卷起像以下说明的那样停止。在凸轮齿轮25旋转到预定位置时(线材27被卷起预定量时)，具有与凸轮槽252卡合的卡合突起61的扇形杆60向输入侧齿轮22侧转动。在扇形杆60如此转动时，扇形杆60具有的输入侧齿轮锁合突起62从周向抵接于输入侧齿轮22的被锁合突起223。由此，呈输入侧齿轮22的旋转被阻止的状态。并且，被扇形杆60的倾斜凸轮63沿轴线方向向下按压的第二转子齿轮21被释放，并通过螺旋弹簧沿轴线方向向上移动(第二转子齿轮21位于第二位置)。由此，第二转子齿轮21的上卡合部212与第一转子齿轮41的下卡合部412的卡合被解除，从而呈同步马达10的动力没有被传递到第二转子齿轮21的状态。在输入侧齿轮22的旋转停止时，构成第一传递组的各部件的动作也停止。也就是，通过带轮26进行的线材27的卷起停止，呈在该卷起位置保持带轮26的状态(在被驱动体90作为开关洗衣机的排水口的阀芯的情况下，呈维持排水口打开的状态)。如此，在维持排水口打开的状态下，虽然同步马达10继续驱动，但是呈其动力不传递到第二转子齿轮21(第一传递组)的状态。因此，施加于同步马达10的负荷变小，从而能够降低耗电量。

如此，将同步马达10的动力传递至被驱动体90的动力传递动作结束。

二)动力切断动作

在从上述动力传递动作结束状态使被驱动体90返回原位置的情况下，停止同步马达10的驱动(停止向同步马达10通电)。于是，由于第一转子齿轮41、第一齿轮42的旋转停止，因此第二齿轮44的旋转也停止。在第二齿轮44的旋转停止时，因“斜齿”的啮合以及负荷施加机构50施加的负荷而产生的对第二齿轮44的沿轴线方向向下的推力消失。因为第二齿轮44与配置于其下的锁合杆45均被施力部件46沿轴线方向向上施力，所以在该推力消失时，第二齿轮44边旋转边沿轴线方向向上移动，并返回原位置。当然，锁合杆45也向该方向移动，并返回原位置。另外，由于由施力部件46施加的使第二齿轮44返回原位置的力较小，所以第二齿轮44以及负荷部52的转速低，从而负荷部52的配重不接触圆筒531。因此，由负荷施加机构50作用于第二齿轮44的负荷大小不增大，第二齿轮44流畅地返回原位置。

在锁合杆45通过施力部件46向上移动时，锁合杆45的锁合部451的高度方向的位置变得比锁合齿轮47的被锁合部471的高度方向的位置高。具体而言，锁合部451与被锁合部471位于在周向上不重合的位置。因此，解除锁合齿轮47的旋转被阻止的状态，而呈锁合齿轮47能够自由旋转的状态。也就是，呈离合机构(行星齿轮组)的固定齿轮31能够自由旋转的状态、即呈离合机构为“切断”状态。如此，第二齿轮44通过沿其轴线方向向上移动，经由离合机构使由第一传递组进行的动力传递呈“切断”状态。

被驱动体90通过作用于自身的外部负荷总是欲返回原位置。例如，被驱动体90是开关洗衣机的排水口的阀芯，在通过马达单元1的驱动使阀芯向打开排水口的方向动作的情况下，阀芯总是向关闭排水口的方向施力。因此，在呈固定齿轮31能够自由旋转的状态、即离合机构为“切断”状态时，施加于被驱动体90的负荷以使第一传递组反向运行的方式传递到输出侧齿轮23(行星支承齿轮232)。因为离合机构呈“切断”状态，因此，如此传递而施加于被驱动体90的负荷所产生的能量因输出侧齿轮23的空转而被输出(消耗)。由此，被驱动体90返回原位置。

并且，在凸轮齿轮25返回原位置时，具有与凸轮槽252卡合的卡合突起61的扇形杆60向靠近凸轮齿轮25的方向转动。在扇形杆60如此转动时，扇形杆60具有的输入侧齿轮锁合突起62与输入侧齿轮22的被锁合突起223分开。由此，呈允许输入侧齿轮22的旋转的状态。并且，被螺旋弹簧沿轴线方向向上施力的第二转子齿轮21被按压于倾斜凸轮63，从而沿轴线方向向下移动(第二转子齿轮21位于第一位置)。由此，第二转子齿轮21的上卡合部212与第一转子齿轮41的下卡合部412卡合，呈同步马达10的动力也被传递到第二转子齿轮21的状态。

这时，锁合齿轮47的制动部473对被驱动体90欲返回原位置的动作施加制动，从而减缓施加于第一传递组的冲击。因此，能够防止构成第一传递组的各个部件、即动力传递部件的破损。并且，在被驱动体90返回原位置时，能够降低每次碰撞的撞击声(在被驱动体90作为开关洗衣机的排水口的阀芯的情况下，所述阀芯碰撞排水口的周围的撞击声)。

如此，如果停止同步马达10，则通过施力部件46的作用而解除构成行星齿轮组的固定齿轮31的锁合，离合机构使第一传递组呈“切断”状态。由此，被驱动体90返回原位置。

以上，对本实用新型的实施方式进行了详细的说明，但本实用新型并不限于上述任何实施方式，能够在不脱离本实用新型的要旨的范围内进行各种变更。

Claims (23)

1.一种马达单元，其具有：

马达，其向一方向旋转；

第一传递组，其具有一个或多个将所述马达的动力传递给被驱动体的动力传递部件；

离合机构，其将所述第一传递组进行的动力传递切换为“连接”状态或“切断”状态；

第二传递组，其是将所述马达的动力传递给所述离合机构的传递组，且所述第二传递组具有形成有第一斜齿部的第一齿轮以及形成有与所述第一斜齿部啮合的第二斜齿部的第二齿轮；以及

负荷施加机构，其对所述第二齿轮的旋转施加负荷，

所述第二齿轮被支承为能够沿轴向移动，并一直被向使所述离合机构呈“切断”状态的所述轴向中的一侧的方向施力，且所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合并通过由所述负荷施加机构施加负荷所产生的推力克服所述施力，从而向所述轴向的另一侧移动，并使所述离合机构呈“连接”状态，

所述马达单元的特征在于，

在所述第二齿轮形成有蜗轮部，

所述负荷施加机构具有：啮合于所述蜗轮部的蜗杆部；将所述蜗杆部支承为能够旋转的第一轴承和第二轴承；连接所述第一轴承与所述第二轴承的框架部；以及对所述蜗杆部的旋转施加阻力的制动部，

将所述负荷施加机构的与壳半体的接合面侧作为下侧，所述框架部的上端部、即上部框架在比所述蜗杆部的支承位置靠上方的位置连接所述第一轴承与所述第二轴承。

2.根据权利要求1所述的马达单元，其特征在于，

所述框架部通过所述上部框架以及与所述上部框架相反侧的端部、即下部框架连接所述第一轴承与所述第二轴承。

3.根据权利要求2所述的马达单元，其特征在于，

所述第一轴承以及所述第二轴承中的至少一方与所述框架部分体形成，

在所述上部框架以及所述下部框架的与所述分体形成的轴承接合的接合面，形成有向所述分体形成的轴承侧突出的凸部，通过使所述凸部与形成于所述分体形成的轴承的凹部嵌合，来连接所述框架部与所述分体形成的轴承。

4.根据权利要求3所述的马达单元，其特征在于，

所述框架部在所述上部框架与所述下部框架之间具有加强部，且在所述加强部形成有凹部或贯通孔。

5.根据权利要求4所述的马达单元，其特征在于，

在所述框架部、所述第一轴承以及所述第二轴承中的至少一方的所述蜗杆部侧的面形成有肋部，所述肋部阻止所述第一轴承或所述第二轴承向所述蜗杆部侧倾倒。

6.根据权利要求5所述的马达单元，其特征在于，

在所述第一轴承以及所述第二轴承中的至少一方的支承所述蜗杆部的面的相反侧的面形成有由平面构成的把持部。

7.根据权利要求6所述的马达单元，其特征在于，

在所述第一轴承以及所述第二轴承中的至少一方的与所述壳半体接合的接合面形成有向所述壳半体侧突出的一个或多个作为凸部的嵌入部，

在所述嵌入部中的至少一个末端部形成有直径比根部直径小的导入部，

所述导入部为与轴向呈直角地使直径变小的凸部，或所述导入部为轴向长度比所述根部长且朝向所述壳半体侧直径变小的锥形的凸部。

8.根据权利要求2所述的马达单元，其特征在于，

所述上部框架以在比所述蜗杆部靠上方的位置与所述蜗杆部平行的方式形成，来连接所述第一轴承与所述第二轴承，

所述下部框架以在比所述蜗杆部靠下方的位置与所述蜗杆部平行的方式形成，来连接所述第一轴承与所述第二轴承，

所述上部框架与所述下部框架通过在所述上部框架与所述下部框架之间具有凹部或贯通孔的加强部被连接。

9.根据权利要求8所述的马达单元，其特征在于，

所述加强部以交叉状加强所述上部框架和所述下部框架的方式设置所述贯通孔。

10.根据权利要求1所述的马达单元，其特征在于，

所述第一轴承以及所述第二轴承中的至少一方与所述框架部分体形成，

在所述上部框架以及与所述上部框架相反侧的端部、即下部框架的与所述分体形成的轴承接合的接合面，形成有向所述分体形成的轴承侧突出的凸部，通过使所述凸部与形成于所述分体形成的轴承的凹部嵌合，来连接所述框架部与所述分体形成的轴承。

11.根据权利要求10所述的马达单元，其特征在于，

所述框架部与所述第二轴承一体成型，且在所述第一轴承形成有容纳所述制动部的圆筒，

在所述上部框架以及所述下部框架的与所述第一轴承接合的接合面，分别形成有向所述第一轴承侧突出的凸部，通过使所述凸部分别嵌合于在所述第一轴承侧形成的凹部，来连接所述框架部与所述第一轴承。

12.根据权利要求11所述的马达单元，其特征在于，

在所述下部框架以及所述第二轴承的所述蜗杆部侧的面形成有肋部，所述肋部阻止所述第二轴承向所述蜗杆部侧倾倒。

13.根据权利要求1所述的马达单元，其特征在于，

在所述框架部、所述第一轴承以及所述第二轴承中的至少一方的所述蜗杆部侧的面形成有肋部，所述肋部阻止所述第一轴承或所述第二轴承向所述蜗杆部侧倾倒。

14.根据权利要求13所述的马达单元，其特征在于，

所述框架部与所述第二轴承一体成型，在所述第一轴承形成有容纳所述制动部的圆筒，

在所述框架部以及所述第二轴承的所述蜗杆部侧的面形成有肋部，所述肋部阻止所述第二轴承向所述蜗杆部侧倾倒。

15.根据权利要求14所述的马达单元，其特征在于，

所述框架部通过所述上部框架以及与所述上部框架相反侧的端部、即下部框架连接所述第一轴承与所述第二轴承，

所述上部框架以在比所述蜗杆部靠上方的位置与所述蜗杆部平行的方式形成，来连接所述第一轴承与所述第二轴承，

所述下部框架以在比所述蜗杆部靠下方的位置与所述蜗杆部平行的方式形成，来连接所述第一轴承与所述第二轴承，

所述上部框架与所述下部框架通过在所述上部框架与所述下部框架之间具有凹部或贯通孔的加强部被连接。

16.根据权利要求1所述的马达单元，其特征在于，

在所述第一轴承以及所述第二轴承中的至少一方的与支承所述蜗杆部的面相反侧的面形成有由平面形成的把持部。

17.根据权利要求16所述的马达单元，其特征在于，

所述框架部通过所述上部框架以及与所述上部框架相反侧的端部、即下部框架来连接所述第一轴承与所述第二轴承，

所述上部框架以在比所述蜗杆部靠上方的位置与所述蜗杆部平行的方式形成，来连接所述第一轴承与所述第二轴承，

所述下部框架以在比所述蜗杆部靠下方的位置与所述蜗杆部平行的方式形成，来连接所述第一轴承与所述第二轴承，

在相对于所述蜗杆部与配置有所述第二齿轮的所述蜗轮部的一侧相反的一侧，所述上部框架、所述下部框架连接所述第一轴承与所述第二轴承。

18.根据权利要求1所述的马达单元，其特征在于，

在所述第一轴承以及所述第二轴承中的至少一方的与所述壳半体接合的接合面形成有向所述壳半体侧突出的一个或多个作为凸部的嵌入部，

在所述嵌入部中的至少一个末端部形成有直径比根部直径小的导入部，

所述导入部是与轴向呈直角地使直径变小的凸部，或是轴向长度比所述根部长且朝向所述壳半体侧直径变小的锥形的凸部。

19.根据权利要求18所述的马达单元，其特征在于，

在所述第一轴承以及所述第二轴承各自的与所述壳半体接合的接合面，形成有向所述壳半体侧突出的多个作为凸部的嵌入部，

在多个所述嵌入部的各自的末端部形成有所述导入部。

20.根据权利要求19所述的马达单元，其特征在于，

设置于所述第一轴承的多个所述嵌入部与设置于所述第二轴承的多个所述嵌入部配置在与所述蜗杆部的轴线方向正交的方向上。

21.根据权利要求20所述的马达单元，其特征在于，

所述第一轴承以及所述第二轴承中的至少一方与所述框架部分体形成，

在所述上部框架以及与所述上部框架相反侧的端部、即下部框架的与所述分体形成的轴承接合的接合面，形成有向所述分体形成的轴承侧突出的凸部，通过使所述凸部与形成于所述分体形成的轴承的凹部嵌合，来连接所述框架部与所述分体形成的轴承。

22.根据权利要求18所述的马达单元，其特征在于，

所述上部框架以在比所述蜗杆部靠上方的位置与所述蜗杆部平行的方式形成，来连接所述第一轴承与所述第二轴承，

与所述上部框架相反侧的端部、即下部框架以在比所述蜗杆部靠下方的位置与所述蜗杆部平行的方式形成，来连接所述第一轴承与所述第二轴承，

所述上部框架与所述下部框架通过在所述上部框架与所述下部框架之间具有凹部或贯通孔的加强部被连接。

23.根据权利要求22所述的马达单元，其特征在于，

所述加强部以交叉状加强所述上部框架和所述下部框架的方式设置所述贯通孔。