KR20030049040A - 기어드모우터 - Google Patents

Abstract

제조비를 낮춤과 동시에, 부하구동용모우터의 출력부재에의 구동력 전달로상에 배설된 클러치수단을 안정적으로 전달/차단시켜, 조작대상을 작동제어할 수 있는 신규구조의 기어드모우터를 제공함을 목적으로 한다.

회전구동축과 플라이휠을 연결시키는 연계코일스프링을 회전구동축과 플라이휠의 동일중심축상에 배설된 연계회전축에 감아서, 이 연계회전축을 연계코일스프링을 통하여 회전구동시킴과 동시에, 연계회전축에 대하여 미끄럼움직임 가능하게 부착된 마찰기어에 의하여 클러치수단을 계단(　斷)하는 전환부재를 그 자신이 갖고 있는 가압력에 대항하여 클러치가 연결된 상태로 구동위치되게 한다. 또, 회전구동축이 정지하였을 때에는 플라이휠의 관성회전에 의거하여 연계회전축을 회전구동축으로부터 독립시킴과 동시에, 전환부재를 그 자신이 갖고 있는 가압력에 의하여 클러치가 끊긴 상태로 복귀작동시키도록 되어 있다.

Description

기어드모우터{gear motor}

본 발명은 복귀력을 가진 외부조작대상에의 구동력을 계단(　斷)하여 이 외부조작대상을 위치제어하기 위한 클러치수단을 내장한 기어드모우터에 관한 것으로서, 예를 들면 세탁기의 배수밸브의 개폐를 위한 구동원으로서 적절히 채용되는 기어드모우터에 관한 것이다.

종래부터 소형의 전동모우터에서 유효한 출력을 얻기 위하여 모우터구동축에 기어 등의 감속수단을 조립부착한 기어드모우터가 알려져 있고, 민생 및 일반적인 전기기기 등에 채용되고 있다. 그 1예로서 예를들면 일본국 특개평 1-194833호 공보나 특개평 3-198638호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 부하구동용모우터에 의하여 기어열 등의 감속수단을 통하여 출력부재를 구동시켜, 그 출력부재에 연결되는 복귀력을 가진 조작대상을 초기위치에서 작동위치로 구동변위시킴과 동시에, 이 조작대상을 그 작동위치에 유지시키고, 다시 그 조작대상의 상기 복귀력에 의한 그 작동위치에서 그 초기위치로의 복귀작동을 허용하는 기어드모우터가 알려져 있다. 그리고, 이러한 기어드모우터는 예를 들면 가정용 세탁기에 있어서 배수밸브를 개폐작동하기 위한 구동수단으로서 적절히 채용되고 있다.

그런데, 이러한 기어드모우터에서는 조작대상을 초기위치에서 작동위치까지 구동변위시킨 후, 조작대상을 이 작동위치에 고정적으로 유지시킨 다음, 조작대상에 대한 기어드모우터에 의한 구동력이나 구속력의 작용을 해제하여 조작대상자신이 갖고 있는 복귀력에 의한 조작대상의 작동위치에서 초기위치로의 복귀작동을 허용하도록 되어 있기 때문에, 기어드모우터의 구동력을 조작대상에 전달/차단하는 클러치수단이 필요하게 된다.

그래서, 일본국 특개평 1-194833호 공보에 기재되어 있는 바와같이, 부하구동용 모우터의 작동시에 부하구동용모우터의 스테이터를 지나는 자속에 의하여 흡착편을 스테이터에 흡착시켜, 이 흡착에 의하여 클러치가 연결된 상태로 되도록 함과 동시에, 부하구동용모우터가 작동하고 있지 않은 상태하에서 스테이터를 지나는 자속이 소멸하였을 때에는 흡착편이 스테이터로부터 해방되어 클러치가 끊긴 상태로 되는 계단수단이 채용되고 있다.

그러나, 이러한 계단수단에 있어서는 부하구동용모우터의 스테이터를 지나는 자속에 의하여 구동되는 흡착편의 조작스트로크가 작을 뿐만 아니라 출력이 직선적인 왕복운동으로서 증폭이 어렵기 때문에, 클러치수단의 전달/차단작동을 확실히 행하기가 어렵다는 문제점이 있었다.

또, 특개평 3-198638호 공보에는 자기유도에 의하여 회동력이 전달되도록 대향배치된 영구자석과 유도링의 한쪽을 부하구동용모우터로 회전구동시키는 한편, 그들 영구자석과 유도링의 다른쪽에 의하여 클러치수단을 계단하는 클러치조작편을 구동시키는 유도링식의 계단수단이 채용되고 있다.

그런데, 이러한 유도링식의 계단수단에 있어서는 클러치조작편을 구동하기 위하여 영구자석과 특정재질의 유도링을 사용하기 때문에, 제조비가 많이 든다는 문제점이 있었다.

여기에서, 본 발명은 상술한 바와 같은 사정을 배경으로 이루어진 것으로서, 그 해결과제로 하는 것은 제조비를 낮춤과 동시에, 부하구동용모우터의 출력부재에의 구동력전달경로상에 배설된 클러치수단을 안정적으로 전달/차단(계단이라고도 한다)시켜, 조작대상을 작동제어할 수 있는 신규구조의 기어드모우터를 제공하는데 있다.

도 1은 기어드모우터의 내부구조도이다.

도 2는 도1에 도시된 기어드모우터의 조립설명도이다.

도 3은 도 1에 도시된 기어드모우터의 조립분해도이다.

도 4는 도 1에 도시된 기어드 모우텅 채용되고 있는 캠레버의 작동상태의 설명도이다.

도 5는 도 1에 도시된 기어드 모우터에 채용되고 있는 클러치계단기구의 작동상태의 설명도이다.

도 6은 도 1에 도시된 기어드 모우터에 채용되고 있는 캠레버의 다른 작동상태의 설명도이다.

도 7은 도 1에 도시된 기어드모우터에 채용되고 있는 클러치종단기구의 다른 작동상태의 설명도이다.

도 8은 기어드모우터의 조립분해도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 기어드모우터 14 : 감속기어열

16 : 풀리 18 : 부하구동용모우터

20 : 유성기어기구 22 : 요동기어

24 : 마찰기어 112 : 회전구동축

114 : 연계코일스프링 116 : 플라이휠

118 : 연계회전축

이하, 이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 태양을 설명한다. 그리고, 이하에 기술하는 각 태양에 있어서 채용되는 각 구성요소는 가능한 한 임의의 조합으로 채용할 수 있다. 또, 본 발명의 태양 및 기술적 특징은 이하에 기술하는 것에 한정되지 않고, 명세서 전체 및 도면에 기재되거나 혹은 그 기재들로부터 당업자가 파악할 수 있는 발명사상에 의거하여 인식되는 것임을 이해하여야 할 것이다.

즉, 본 발명의 제 1의태양은 부하구동용모우터에 의하여 기어열 등의 감속수단을 통하여 출력부재를 구동시켜, 그 출력부재에 연결되는 복귀력을 가진 조작대상을 초기위치에서 작동위치로 구동변위시킴과 동시에, 이 조작대상을 그 작동위치에 유지시키고, 다시 그 조작대상의 상기 복귀력에 의한 그 작동위치에서 그 초기위치로의 복귀작동을 허용하도록 한 기어드모우터에 있어서, 상기 부하구동용모우터의 상기 출력부재로의 구동력의 전달경로상에 클러치수단을 설치함과 동시에, 그 클러치수단을 계단하는 전환부재와, 그 전환부재를 단절상태가 되는 방향으로 가압하는 가압수단을 설치하는 한편, 적어도 상기 조작대상의 상기 작동위치로의 구동변위 및 유지에 있어서 회전구동되는 소정의 회전구동축에 대하여 연계코일스프링을 통하여 플라이휠을 연결시켜, 그들 회전구동축 및 플라이휠과 동일중심축상에 배설된 연계회전축에 그 연계코일스프링을 감고, 그 플라이휠의 회전반력에 의거하여 그 연계회전축에 그 연계코일스프링을 감아서 죔으로써 그 회전구동축의 회전력을 전달하여 그 연계회동축을 회전구동시켜, 그 연계회전축에 대하여 미끄럼움직임가능하게 부착된 마찰기어에 의하여 상기 클러치수단을 계단하는 전환부재가 가압력에 대항하여 계속상태에 구동위치되도록 함과 동시에, 그 회전구동축이 정지하였을 때에 그 플라이휠의 관성회전에 의거하여 상기 연계코일스프링을 그 연계회전축에서 헐겁게 하여 그 연계회전축을 그 회전구동축으로부터 독립시킴으로써 상기 전환부재를 가압력에 의하여 단절상태로 복귀시키도록 한 것을 특징으로 한다.

이러한 본 태양에 따른 구조로 된 기어드모우터에 있어서는 회전구동축을 회전작동시킴으로써 연계회전축을 연계코일스프링을 통하여 회전구동시켜, 그 연계회전축에 부착된 마찰기어에 의하여 클러치수단을 계단하는 전환부재를 가압력에 대항하여 클러치가 연결된 상태로 구동위치되도록 되어 있다. 또, 회전구동축이 정지하였을 때에는 플라이휠의 관성회전에 의거하여 연계코일스프링을 헐겁게하여 연계회전축을 회전구동축으로부터 독립하여 회전가능하게 함으로써 전환부재를 가압력에 의하여 클러치가 끊긴 상태로 복귀작동시키도록 되어 있다.

그래서, 본 태양에 따른 구조로 된 기어드모우터에 있어서는 클러치수단을 계단하는 전환부재를 작동시킬 때에 연계코일스프링의 연계회전축에의 감기는 힘을 플라이휠을 사용하여 잘 제어하여 회전구동축에서 연계회전축으로의 회전력의 전달/차단을 행함과 동시에, 그 연계회전축의 회전력을 마찰기어를 이용하여 전환부재의 구동력으로서 잘 꺼낼 수 있는 것이며, 그것에 의하여 부하구동용모우터의 출력부재로의 구동력전달경로상에 배설된 클러치수단을 안정적으로 전달/차단시켜 조작대상을 작동제어할 수 있는 것이다.

그리고, 이러한 기어드모우터에 있어서는, 전환부재를 구동시킬 때에 종래의 유도링식의 것에 비하여 영구자석이나 특별한 재질의 유도링을 사용할 필요도 없기 때문에 제조비를 낮출 수도 있는 것이다.

또, 본 태양에 따른 구조로 된 기어드모우터에 있어서는 클러치수단을 계단하는 전환부재의 전환작동력이 연계코일스프링의 감기는 힘과 마찰기어의 마찰력에 의한 기계적인 힘의 전달경로에 의하여 전달되도록 되어 있기 때문에, 종래의 전자적인 힘의 전달경로에 의한 유도링식의 기어드모우터에 비하여 다수의 증속기어로 회전속도를 높일 필요도 없고, 전환부재에의 구동력의 전달효율을 향상시켜 클러치의 계단작동을 더욱 확실히 행할 수 있게 되는 것이다.

그리고, 본 태양의 기어드모우터에 있어서, 부하구동용모우터로서는 종래부터 공지된 각종의 전기모우터가 채용가능하나, 특히 교류동기모우터가 적절히 채용된다.

또, 본 발명의 제 2의 태양은 상기 제 1의 태양에 따른 구조로 된 기어드모우터로서, 상기 연계코일스프링에 있어서, 외력이 미치지 않는 자유상태하에서의 코일내경치수를 상기 연계회전축의 외경치수보다도 작게 하여, 그 연계코일스프링을 그 탄력에 의하여 그 연계회전축에 감긴 상태로 장착한 것을 특징으로 한다. 이러한 본 태양에 있어서는 회전구동축이 정지하고 있는 초기상태에서 연계코일스프링이 연계회전축에 감겨있으므로, 회전구동축을 회전구동시켰을 때의 회전구동축에서 연계회전축으로의 연계코일스프링을 통한 회전력의 전달을 보다 안정적으로 그리고 효율적으로 행할 수 있는 것이다.

또, 본 발명의 제 3의 태양은 상기 제 1 또는 제 2의 태양에 따른 구조로 된 기어드모우터에 있어서, 상기 부하구동용모우터에 의하여 상기 회전구동축을 회전구동시키는 한편, 상기 출력부재의 작동위치에 따라 상기 부하구동용모우터의 그 출력부재에의 구동력의 전달을 계단하는 모우터측 클러치를 상기 클러치수단보다도 그 부하구동용모우터측에 위치하도록 설치하고, 상기 조작대상의 초기위치에서 작동위치로의 구동시에 그 모우터측클러치를 계속상태로 함과 동시에, 그 조작대상의 작동위치에의 유지시에 그 모우터측클러치를 단절상태로 하도록 한 것을 특징으로 한다. 이러한 본 태양에 따른 구조로 된 기어드모우터에 있어서는 출력부재를 구동시키기 위한 부하구동용모우터를 이용하여 회전구동축이 회전구동되기 때문에, 회전구동축의 구동용모우터를 따로 설치할 필요가 없어서, 구조의 간략화와 저코스트화가 실현될 수 있다.

또, 본 발명의 제 4의 태양은 상기 제 1 또는 제 2의 태양에 따른 구조로 된 기어드모우터에 있어서, 상기 부하구동용모우터에의 급전로상에 스위치를 설치함과 동시에, 그 출력부재의 작동위치에 따라 그 스위치를 기계적으로 ON/OFF시켜, 외부로부터 그 부하구동용 모우터에의 급전을 제어함으로써, 적어도 상기 조작대상의 작동위치에의 유지시에 그 부하구동용모우터를 정지시키도록 하는 상기 회전부하구동축을 회전구동시키는 클러치동작용모우터를 상기 부하구동용모우터와는 따로 설치한 것을 특징으로 한다. 이러한 본 태양에 따른 구조로 된 기어드모우터에 있어서는 부하구동용모우터의 급전로상에 설치된 스위치를 출력부재의 작동위치에 따라 기계적으로 ON/OFF하여, 외부로부터 부하구동용모우터에의 급전을 제어함으로써 외부의 스위치수단을 필요로 하지 않고 출력부재의 작동위치에 따른 부하구동용모우터의 회전/정지를 행하게 할 수 있다. 또, 회전구동축을 회전구동시키는 클러치동작용모우터를 부하구동용모우터와는 따로 설치하였기 때문에, 클러치의 계단작동을 부하구동용모우터에 의하여 구동되는 출력부재의 작동상태에 관계없이 제어하는 것이 가능해진다. 그리고, 회전구동축을 회전구동시켜 클러치의 계단작동을 행하는 클러치동작용모우터는 부하구동용모우터에 비하여 훨씬 소형으로 할 수 있기 때문에, 부하구동용모우터의 구동력이 필요하지 않은 상태하에서 그 부하구동용모우터를 정지시킴으로써 소비전력을 절약하거나 모우터발열을 억제하는 것도 가능해진다.

또, 본 발명의 제 5의 태양은 상기 제 4의 태양에 따른 구조로 된 기어드모우터에 있어서, 상기 부하구동용모우터에의 급전로를 복수병설함과 동시에, 그들 각 급전로상에 독립한 스위치를 설치하여 상기 출력부재의 작동위치에 따라 그들 복수의 스위치를 각각 다른 타이밍으로 ON/OFF시킴으로써 상기 조작대상을 상기 초기위치에서 상기 작동위치에 구동변위시키는 도중에 적어도 1개의 중간작동위치에 구동변위 및 유지시키도록 한 것을 특징으로 한다. 이러한 본 태양에 따른 구조로 된 기어드모우터에 있어서는 조작대상을 초기위치에서 작동위치로 구동변위시키는 도중에 적어도 1개의 중간작동위치에 구동변위 및 유지시키는 복잡한 작동을 영구자석과 유도링으로 구성된 동력전달기구를 필요로 하지 않고 행할 수 있는 것이며, 그것에 의하여 3개이상의 다수위치에 조작대상을 위치결정제어할 수 있는 고성능의 기어드모우터를 제조비를 낮추면서 실현할 수 있는 것이다.

그래서, 본 태양에 따른 구조로 된 기어드모우터를 채용함으로써 예를 들면 가정용 세탁기에 있어서 배수밸브를 개폐작동시킬 때에 배수밸브의 개폐작동과 함께 본체 세탁조의 브레이크나 클러치의 작동을 제어하는 것도 가능하게 되는 것이다.

또, 본 발명의 제 6의 태양은 상기 제 4 또는 제 5의 태양에 따른 구조로 된 기어드모우터에 있어서, 상기 클러치동작용모우터로서, 판자형상의 자성체로 된 스테이터에 코일을 장착시킴과 동시에, 그 스테이터에 형성된 복수의 자극형성부로 둘러싸인 영역에 영구자석에 의하여 복수의 자극이 외주면에 설정된 로우터를 배설한 플레이트모우터를 채용한 것을 특징으로 한다. 이러한 본 태양에 따른 구조로 된 기어드모우터에 있어서는 클러치동작용모우터의 배설스페이스를 유리하게 확보할 수 있음과 동시에, 플라이휠을 사용한 회동력의 전달기구를 포함하여 기어드모우터의 사이즈를 작게 할 수 있는 것이다.

또, 본 발명의 제 7의 태양은 상기 제 1 내지 제 6의 어느 한 태양에 따른구조로 된 기어드모우터에 있어서, 상기 클러치수단을 상기 부하구동용모우터의 상기 출력부재에의 구동력의 전달경로상에 배설된 상기 감속수단의 하나로서의 유성기어기구에 의하여 구성하여, 그 유성기어기구에 있어서의 태양기어를 상기 부하구동용모우터의 출력축에 의하여 회전구동시킴과 동시에, 그 태양기어에 맞물린 유성기어의 지축이 고정설치된 캐리어의 중심축상에 출력용의 연결기어를 고정설치하고, 그 유성기어가 맞물리는 내치기어를 가진 케이스의 회전을 상기 전환부재에 의하여 허용상태와 저지상태로 전환시킬 수 있도록 하는 한편, 상기 태양기어의 회전을 허용/저지하는 걸림수단을 설치하여 적어도 상기 조작대상의 작동위치에의 유지작동시에 그 걸림수단에 의하여 그 태양기어의 회전을 저지시키도록 한 것을 특징으로 한다. 이러한 본 태양에 따른 구조로 된 기어드모우터에 있어서는 구동력의 전달경로의 구성수단의 하나로서 유성기어기구를 채용함으로써 큰 기어비를 콤팩트로 설정하는 것이 가능해지는 것이며, 더욱이 유성기어기구를 이용하여 클러치수단을 구성함으로써 부품개수의 삭감에 의한 구조의 간략화와 콤팩트화 및 코스트저감을 꾀할 수 있는 것이다.

또, 클러치수단으로서 유성기어기구를 채용하는 경우에는 이하의 제 8의 태양이 적절히 채용된다. 즉, 본 발명의 제 8의 태양은 상기 제 7의 태양에 따른 구조로 된 기어드모우터에 있어서, 복원력을 가지고 1축둘레에 요동가능하게 배설된 요동부재에 대하여 그 복원력에 대항한 요동방향으로의 변위에 의하여 상기 케이스의 외주면에 형성된 외치기어 또는 외치기어에 맞물린 기어에 걸려서 그 케이스의 회전을 저지하는 걸림부를 설치함으로써 상기 전환부재를 구성하여 상기 회전구동축으로부터 상기 연계코일스프링을 통하여 회전구동되는 상기 연계회전축에 의하여 그 요동부재의 그 걸림부가 그 외치기어에의 걸림상태로 유지되도록 한 것을 특징으로 한다. 이러한 본 태양에 따른 구조로 된 기어드모우터에 있어서는 요동부재의 걸림부에 의하여 유성기어기구를 구성하는 케이스의 외주면에 형성된 외치기어를 계지상태로 유지하는 간단한 구조에 의하여 클러치가 연결된 상태를 유지할 수 있는 것이며, 그 결과, 간단한 구조에 의하여 클러치의 계단작동을 안정적으로 행하는 것이 가능한 기어드모우터가 실현될 수 있는 것이다. 또, 이 요동부재에 의하여 클러치수단을 계단하는 전환부재가 유리하게 구성될 수 있다.

{실시예}

이하, 본 발명을 더 구체적으로 명백히 하기 위하여 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 3에는 본 발명의 제 1의 실시형태로서의 세탁기에 있어서의 배수밸브의 개폐구동용의 기어드모우터(10)가 도시되어 있다. 이러한 기어드모우터(10)는 세탁기본체에 부착되는 중공상자체구조의 하우징(1)을 가지고 있으며, 감속수단으로서의 감속기어열(14)과, 출력부재로서의 풀리(16)가 이러한 하우징(12)에 조립부착되어 있다. 그리고, 부하구동용모우터(18)의 회전구동력을 감속기어열(14)을 통하여 풀리(16)에 전달하여 풀리(16)에 걸린 도시하지 않은 조작대상을 초기위치에서 작동위치까지 복귀력에 대항하여 구동변위되도록 되어 있음과 동시에, 감속기어열(14)상에 클러치수단으로서의 유성기어기구(20)를 설치하여 이러한 유성기어기구(20)를 계단하는 요동부재로서의 요동기어(22)를 마찰차(24)로구동시키도록 되어 있다.

더 자세히 말하면, 하우징(12)은 전체적으로 대략 장방형의 개구상자형상의 하우징본체(26)와 하우징본체(26)의 개구부에 겹쳐 맞추어져서 그 개구부를 덮는 덮개체(28)로 구성되어 있고, 그들 하우징본체(26)와 덮개체(28)가 서로 나사고정됨으로써 외부공간으로부터 독립된 영역을 내부에 가진 중공상자체구조로써 형성되어 있다. 그리고, 하우징(12)을 구성하는 각 부재(26, 28)의 재질로서는 예를 들면 ABS수지 등의 경질의 합성수지가 적절히 채용된다. 또, 하우징본체(26)의 바닥부에는 단차부가 설치되어 있고, 하우징본체(26)의 일부가 심저부(30)로 되어 있음과 동시에, 이 심저부(30)에는 부하구동용모우터(18)가 수용배치되어 있다.

이 부하구동용모우터(18)는 교류동기모우터로서, 전체적으로 두꺼운 중공원판형상의 모우터하우징(32)의 내부에는 로우터(34)가 중심축상에서 회전가능하게 배설되어 있음과 동시에, 로우터(34)의 주위에는 원환형상의 코일(36)이 모우터하우징(32)에 고정된 상태로 배설되어 있다. 또, 로우터(34)는 원환블록형상의 영구자석(38)에 출력축(40)이 고정된 구조로 되어 있고, 출력축(40)을 축방향으로 관통하여 형성된 중심구멍(42)에 있어서, 모우터하우징(32)의 중심축상에 고정설치된 로우터지축(44)에 대하여 회전가능하게 밖에서 삽입되어 있다. 또한, 출력축(40)에는 걸림톱(46)이 설치되어 있고, 이 걸림톱(46)근처에는 걸림톱(46)에 대하여 로우터(34)의 회전방향의 1방향에서 걸리는 걸림핀(47)이 1축둘레에 요동가능하게 배설되어 있다. 그리고, 이들 걸림톱(46)과 걸림핀(47)에 의하여 출력축의 회전방향을 규정하는 역전방지기구가 구성되어 있다. 또, 영구자석(38)의 외주면에는 둘레방향으로 교호로 복수쌍의 N자극과 S자극이 설정되어 있다. 또 한편, 코일(36)은 전기절연재로 된 실패형상의 보빈(48)에 대하여 와이어가 감긴 구조로 되어 있음과 동시에, 이 코일(36)에 고착된 강자성재로 된 스테이터(50)에 의하여 코일(36)의 내주면상에 둘레방향으로 소정거리를 두고 위치한 복수의 자극부가 형성되어 있고, 그들의 자극부가 로우터(34)의 외주면의 자극에 대하여 직경방향에서 격리되어 대향위치되어 있음으로써 코일(36)에의 통전에 의하여 스테이터(50)와 로우터(34)의 양자극부간에 작용하는 자극에 의거하여 출력축(40)에 회전구동력이 미치도록 되어있다.

또, 감속기어열(14)은 회전력계단기구(52), 유성기어기구(20), 중간차(54) 및 출력차(56)를 포함하여 구성되고 있다. 거기에서 회전력계단기구(52)는 윗쪽 계단부재(58), 아래쪽 계단부재(60) 및 코일스프링(62)을 포함하여 구성되고 있다. 이 윗쪽 계단부재(58)는 동축상에 일체로 형성된 윗쪽 피니온(58a)과 걸림톱(58)을 가지고 있고, 그 아래면에는 걸림부(58c)가 형성되어 있다. 또, 아래쪽 계단부재(60a)는 아래쪽기어(60a)를 가지고 있고, 이 아래쪽기어(60a)가 부하구동용모우터(18)의 출력축(40)에 고정설치된 출력피니온(40a)에 맞물려있다. 또한, 아래쪽 계단부재(60)의 상하양면의 중앙부분에는 축방향 바깥쪽으로 돌출하는 윗쪽 및 아래쪽 보스부(60b, 60c)가 일체로 형성되어 있음과 동시에, 아래쪽 계단부재(60)의 윗면에서 윗쪽 보스부(60b)의 둘레에는 윗쪽 계단부재(58)의 걸림부(58c)와 걸림 가능한 걸림편(60d)이 축방향의 변위가 가능한 상태로 형성되어 있다. 그리고, 아래쪽계단부재(60)의 윗쪽 보스부(60b)에 코일스프링(62) 이 밖에서삽입된 상태로 윗쪽 계단부재(58)와 아래쪽 계단부재(60)가 서로 축방향으로 격리되어 동일 중심축상에 대향배설되어 있고, 윗쪽 계단부재(58)의 걸림부(58c)와 아래쪽 계단부재(60)의 걸림편(60d)이 걸어 맞추어진 상태에서 윗쪽 계단부재(58)와 아래쪽 계단부재(60)가 일체적으로 회전하도록 되어 있고, 부하구동용모우터(18)의 출력축(40)에 고정설치된 출력피니온(40a)의 회전구동력이 윗쪽 계단부재(58)의 윗쪽 피니온(58a)에 전달되도록 되어 있다. 그리고, 윗쪽 계단부재(58)의 걸림부(58c)와 아래쪽 계단부재(60)의 걸림편(60d)의 걸어맞춤은 부하구동용모우터(18)의 정회전방향에서는 유지되도록 되어 있음과 동시에, 역회전방향에서는 해제되도록 되어 있다.

또, 유성기어기구(20)는 케이스(64)와 유성기어부재(66)에 의하여 구성되고 있다. 케이스(64)는 전체적으로 유저원통형상으로 되어 있고, 그 통벽부의 내주면과 외주면에는 각각 내치기어(64a)와 외치기어(64b)가 형성되어 있음과 동시에, 저벽부에는 중심축상에 중심구멍(64)이 관통설치되어 있다. 또, 유성기어부재(66)는 서로 축방향으로 격리되어 대향배치된 캐리어로서의 윗쪽 및 아래쪽 원판(68, 70)을 가지고 있으며, 그들 윗쪽 및 아래쪽 원판(68, 70)이 중심축 둘레에서 대향면 사이에 걸쳐 배설된 복수개의 기어핀(72)에 의하여 서로 고정되어 있음과 동시에, 각 기어핀(72)에는 각각 유성기어(74)가 회전가능하게 장착되어 있다. 또한, 윗쪽 원판(68)과 아래쪽 원판(70)에는 중심축상을 관통하여 뻗은 중심구멍(68a)과 삽통구멍(70a)이 형성되어 있다. 그리고, 유성기어부재(66)가 케이스(64)에 대하여 회전가능하게 끼워 넣어진 상태로 케이스(64)의 중심구멍(64c)에 윗쪽 계단부재(58)의 윗쪽 피니온(58a)이 안에서 삽입되어 있고, 윗쪽 피니온(58a)과 유성기어(74)가 맞물려 있음과 동시에, 유성기어(74)와 내치기어(64a)가 맞물려 있다. 즉, 본 실시예에서는 윗쪽 피니온(58a)에 의하여 유성기어기구(20)의 태양기어가 구성되어 있다. 또, 유성기어부재(66)의 윗쪽 원판(68)의 중심축상에는 연결기어(76)가 윗쪽으로 돌출하도록 하여 일체로 형성되고 있다.

그리고, 본 실시예에서는 유성기어기구(20)를 구성하는 케이스(64)의 회전이 저지된 상태에서 부하구동용모우터(18)의 회전구동력이 풀리(16)에 전달되도록 되어 있음과 동시에, 케이스(64)의 회전이 허용된 상태에서 부하구동용모우터(18)의 회전구동력이 풀리(16)에 전달되지 않도록 되어 있다. 즉, 케이스(64)의 회전이 저지된 상태가 클러치 연결된 상태로 됨과 동시에, 케이스(64)의 회전이 허용된 상태가 클러치 단전된 상태로 되도록 되어 있는 것이다.

또, 중간차(54)는 동축상에 일체로 형성된 중간기어(54a)와 중간피니온(54b)을 가지고 있으며, 중간기어(54a)가 연결기어(76)에 맞물려있다. 또, 출력차(56)는 반원형상의 기어부(56a)를 가지고 있으며, 원호형상의 외주면에 형성된 톱니가 중간피니온(54b)에 맞물려있다. 또한, 기어부(56a)의 아래면에는 원호형상으로 굽은 미끄럼움직임벽부(56b)가 세워설치되어 있다. 또, 이 미끄럼움직임벽부(56b)의 둘레방향의 한쪽 단부부근에는 미끄럼움직임벽부(56b)와의 사이에 틈새가 형성되도록 하여 돌기(56d)가 세워설치되고 있다. 그리고, 본 실시예에서는 돌기(56d)는 미끄럼움직임벽부(56b)보다도 직경방향의 바깥쪽에 위치하고 있다. 또한, 출력차(56)의 축부(56e)의 축방향의 하단부에는 풀리(16)가 상대회전 가능하게조립부착되어 있고, 그것에 의하여 부하구동용모우터(18)의 구동력이 회전력 계단부재(52), 유성기어기구(20), 중간차(54) 및 출력차(56)를 통하여 풀리(16)에 전달되도록 되어 있다.

또, 중간차(54)의 축방향 아래쪽에는 캠레버(78)가 지축(84b)둘레에서 요동가능하게 배설되어 있다. 이 캠레버(78)는 원통형상의 축부(78a)의 외주면상에 축직각방향의 바깥쪽으로 돌출하는 미끄럼접촉부(78b)와 돌출부(78c)를 가지고 있으며, 미끄럼접촉부(78b)의 돌출선단부분이 출력차(56)의 기어부(56a)에 돌출설치된 미끄럼움직임벽부(58b)에 미끄럼움직임 가능하게 되어 있다. 또, 돌출부(78c)의 돌출선단부분에는 조작부(80)가 일체로 형성되어 있다. 이 조작부(80)는 전체적으로 장방형 평판형상으로 되어 있고, 그 판면 중앙부분에는 길이방향으로 뻗은 관통구멍(80a)이 형성되어 있다. 그리고, 돌출부(78c)의 돌출방향과 조작부(80)의 길이방향이 대략 수직으로 되도록 하여, 조작부(80)의 길이방향한쪽의 단부가 돌출부(78c)의 돌출선단부분에 일체로 형성되어 있다. 또, 조작부(80)의 선단부(80b)(길이방향 다른쪽의 단부)는 길이방향 중앙부분에 형성된 경사부(80c)에 의하여 기단부(80d)(길이방향 한쪽의 단부)보다도 아래쪽에 위치하고 있다. 그리고, 조작부(80)의 관통구멍(80a)이 후술하는 유성기어기구(20)의 지축(84a)에 대하여 이동가능하게 밖에서 삽입되어 있고, 조작부(80)의 윗면이 아래쪽 보스부(60c)의 아래면에 맞닿도록 되어 있으며, 조작부(80)의 윗면이 아래쪽 보스부(60c)의 아래면에 맞닿도록 되어 있다. 또, 축부(78a)의 외주면상에는 한쌍의 돌출편(78d, 78d)이 둘레방향으로 소정의 틈새를 갖게 하여 일체로 형성되어 있다.

여기에서, 본 실시예에서는 조작부(80)의 기단부(80c)가 아래쪽 보스부(60c)에 맞닿아 있는 상태, 즉, 미끄럼접촉부(78b)가 출력차(58)의 미끄럼움직임벽부(56b)에 맞닿아 있는 상태에서는 아래쪽 계단부재(60)가 조작부(80)로 윗쪽으로 들어올려져서 아래쪽 계단부재(60)의 걸림편(60d)과 윗쪽 계단부재(58)의 걸림부(58c)가 걸려 있고, 출력피니온(40a)의 회전구동력이 연결기어(76)에 전달되도록 되어 있음과 동시에, 조작부(80)의 선단부(80a)가 아래쪽 보스부(60c)에 맞닿아 있는 상태, 즉, 미끄럼접촉부(78b)가 출력차(56)의 돌기(56d)에 맞닿은 상태에서는 아래쪽 계단부재(60)가 윗쪽 계단부재(58)로부터 격리되어 아래쪽에 위치하고 있어서 아래쪽 계단부재(60)의 걸림편(60d)과 윗쪽 계단부재(58)의 걸림부(58c)가 걸려 있지 않아서, 출력피니온(40a)의 회전구동력이 연결기어(76)에 전달되지 않도록 되어 있다.

또, 캠레버(78)의 근처에는 걸림수단으로서의 걸림레버(82)가 캠레버(78)의 요동중심축과 평행한 중심축둘레에서 요동가능하게 배설되어 있다. 이 걸림레버(82)는 축직각방향의 바깥쪽으로 뻗은 걸림톱(82a)을 가지고 있으며, 이 걸림톱(82a)이 윗쪽 계단부재(58)의 걸림톱(58b)에 걸리도록 되어 있다. 또, 걸림레버(82)의 축방향하단부에는 돌출편(82b)이 일체로 형성되어 있고, 걸림레버(82)가 배설된 상태하에서 이 돌출편(82b)이 캠페버(78)의 한쌍의 돌출편(78d, 78d)에 의하여 형성된 틈새에 위치하고 있다. 그것에 의하여 걸림레버(82)는 켐레버(78)의 요동에 대하여 연동되도록 되어 있다. 즉, 본 실시예에서는 캠레버(78)의 미끄럼접촉부(78b)가 출력차(56)의 미끄럼움직임벽부(56b)에 맞닿아 있는 상태에서는 걸림레버(82)의 걸림톱(82a)은 윗쪽 계단부재(58)의 걸림톱(58b)에 걸려 있지 않기 때문에, 윗쪽 계단부재(58)의 회전을 허용하도록 되어 있음과 동시에, 캠레버(78)의 미끄럼접촉부(78b)가 출력차(56)의 돌기(56d)에 맞닿은 상태에서는 걸림레버(82)의 걸림톱(82a)은 윗쪽 계단부재(58)의 걸림톱(58b)에 걸려 있어서, 윗쪽 계단부재(58)의 회전을 저지할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 회전력 계단기구(52)와 유성기어기구(20)의 지축(84a)은 부하구동용모우터(18)의 스테이터(50)와 덮개체(28)의 사이에 걸쳐 배설지지되고 있다. 또, 중간차(54)의 지축(84b)은 하우징본체(26)와 덮개체(28)의 사이에 걸쳐 배설지지되어 있다. 그리고, 이들 각 지축(84a, 84b)은 모두 부하구동용모우터(18)의 로우터지축(44)과 평행으로 뻗은 상태로 하우징(12)에 고정설치되어 있다. 또, 출력차(56)의 축부(56e)의 윗면중앙부분에는 축방향으로 소정의 길이에 걸쳐 뻗은 부착구멍(56f)이 형성되어 있다. 그리고, 덮개체(28)에 일체로 형성된 돌기부(28a)가 부착구멍(56f)에 회전가능하게 안으로 삽입됨과 동시에, 하우징본체(26)의 바닥부에 형성된 관통구멍(26a)에 출력차(56)의 축부(56e)의 하단부가 회전가능하게 안으로 삽입되어 있다. 또, 돌기부(28a)는 지축(84a, 84b)과 서로 평행으로 되어 있다.

또, 풀리(16)는 전체적으로 두꺼운 원판형상으로 되어 있고, 그 윗면 중앙부근에는 윗면에 개구하는 부착구멍(86)이 형성되어 있고, 이 부착구멍(86)에 출력차(56)의 축부(56e)의 축방향하단부가 상대회전불가능하게 조립부착되어 있으며, 그것에 의하여 출력차(56)와 풀리(16)가 일체적으로 회전하도록 되어 있다. 그리고, 풀리(16)는 출력차(56)에 조립부착된 상태에서 하우징(12)의 외부에 위치하고 있다. 또, 풀리(16)의 외주면에는 둘레홈(88)이 대략 2/3둘레의 길이에 걸쳐 형성되어 있고, 이 둘레홈(88)에 와이어(90)가 감겨 있다. 또한, 이 와이어(90)의 한쪽 단부는 풀리(16)에 걸려있음과 동시에, 그 다른쪽의 단부가 도시하지 않은 조작대상에 부착되도록 되어 있다. 그리고, 풀리(16)에 부하구동용모우터(18)의 회전구동력이 전달되면 와이어(90)가 감기도록 되어 있고, 그것에 의하여 도시하지 않은 조작대상이 초기위치에서 작동위치로 구동변위되도록 되어 있다. 또, 풀리(16)의 축방향아래쪽에는 덮개(92)가 배설되어 있고, 덮개(92)가 하우징본체(26)에 고정됨으로써 풀리(16)의 외부로의 노출이 방지되고 있다.

또, 하우징(12)내에는 속도조절기구(94)가 배설되어 있다. 이 속도조절기구(94)는 속도조절피니온(96)을 가지고 있으며, 이 속도조절피니온(96)이 유성기어기구(20)를 구성하는 케이스(64)의 외주면에 형성된 외치기어(64b)에 맞물려 있음과 동시에, 속도조절피니온(96)의 축방향 상단부에는 지지판(98)이 일체로 형성되어 있다. 이 지지판(98)에는 둘레위의 복수개소(본 실시예에서는 2개소)에서 축방향 윗쪽을 향하여 돌출한 지지핀(100, 100)이 고정설치되어 있고, 이들 각 지지핀(100)에 대하여 미끄럼움직임재(102)가 밖에서 삽입되어 부착되어 있다. 이 미끄럼움직임재(102)는 전체적으로 대략 초생달형 내지는 원호형의 블록형상으로 되어 있고, 그 둘레방향 한쪽의 단부에 관통설치 된 구멍(104)에 지지핀(100)이 밖에서 삽임됨으로써 지지핀(100)둘레에 회전가능하게 조립부착되어 있다. 그리고, 각 미끄럼움직임재(102)는 지지핀(98)이 중심축 둘레에 회전될 때에지지핀(100)둘레에서 원심력에 의하여 직경방향의 바깥쪽으로 퍼지도록 되어 있다. 그리고, 미끄럼움직임재(102)의 외주면은 둘레방향으로 굽은 미끄럼접촉면으로 되어 있어서, 원심력에 의하여 직경방향 바깥쪽으로 퍼졌을 때에 덮개체(28)에 일체로 형성된 원통형상의 미끄럼움직임통부(106)의 내주면에 의하여 형성된 미끄럼움직임면에 미끄럼접촉되도록 되어 있으며, 조작대상이 작동위치에서 초기위치로 복귀할 때의 속도를 조절하도록 되어 있다. 그리고, 본 실시예에 있어서 미끄럼움직임재(102)의 윗쪽에는 원심력이 작용하지 않는 상태에서 미끄럼움직임재(102)에 직경방향 안쪽으로의 가압력을 주는 가압부재(103)가 배설되어 있다. 또, 지지판(98)의 외주면상에는 걸림편(108)이 일체로 형성되어 있다.

그리고, 속도조절피니온(96)의 지축(84c)은 하우징본체(26)의 바닥벽부와 덮개체(28)의 사이에 걸쳐 배설지지되어 있고, 부하구동용모우터(18)의 로우터지축(44)과 평행으로 되어 있다.

또, 하우징(12)내에는 클러치계단기구(110)가 배설되어 있다. 이 클러치계단기구(110)는 회전구동축(112), 연계코일스프링(114), 플라이휠(116), 연계회전축(118) 및 마찰차(24)를 포함하여 구성되고 있다. 회전구동축(112)은 구동기어(120)를 가지고 있으며, 이 구동기어(120)가 부하구동용모우터(18)의 출력피니온(40a)에 맞물리도록 되어 있다. 또, 구동기어(120)의 윗면 중앙부분에는 원통부(122)가 일체로 형성되어 있고, 이 원통부(122)에 연계회전축(118)이 상대적으로 회전가능한 상태로 동일중심상에 안으로 삽입배치되어 있다. 이 연계회전축(118)은 원통형상으로 되어 있고, 그 축방향 중앙부분에는 고리모양의 지지핀(124)이 외주면에 돌출설치되어 일체로 형성되어 있음과 동시에, 지지편(124)의 윗쪽에는 플라이휠(116)이 배설되어 있다. 플라이휠(116)은 금속 등의 고비중재에 의하여 형성된 바닥이 얕은 컵을 거꾸로 한 모양으로 되어 있고, 그 바닥벽부에 형성된 관통구멍(126)에 대하여 대략 원판형상의 부착부재(128)가 조립부착되어 고정되어 있다. 또, 부착부재(128)의 중앙부분에는 삽통구멍(130)이 형성되어 있고, 이 삽통구멍(130)에 연계회전축(118)의 축방향상단부가 삽입되어 연계회전축(118)의 지지편(124)의 위에 부착부재(128)가 겹쳐 맞추어져 있음으로써 플라이휠(116)이 연계회전축(118)에 대하여 중심축 둘레에서 회전가능하게 부착되어 있다. 그리고, 연계회전축(118)은 부착부재(128)의 삽통구멍(130)을 관통하여 축방향 윗쪽으로 돌출되어 있다.

또, 연계회전축(118)에는 스프링강철 등에 의하여 형성된 연계코일스프링(114)이 밖에서 삽입되어 있고, 지지편(124)보다도 아래쪽에 배설되어 있다. 이 연계코일스프링(114)은 외력이 미치지 않는 자유상태하에서 코일내경치수가 연계회전축(118)의 외경치수보다도 소정치수 작게 되어 있고, 연계회전축(118)에 밖에서 삽입된 상태하에서 연계코일스프링(114)자신의 탄성에 의거하여 그 연계코일스프링(114)이 대략 전길이에 걸쳐 연계회전축(118)에 감겨있다. 또, 연계코일스프링(114)은 그 한쪽 단부가 회전구동축(112)의 원통부(122)에 고정되어 있음과 동시에, 다른쪽 단부가 플라이휠(116)에 고착된 부착부재(128)에 고정되어 있다.

또한, 연계회전축(118)에는 부착부재(128)를 관통하여 윗쪽으로 돌출된 상단부에 대하여 마찰차(24)가 조립부착되어 있다. 이 마찰차(24)는 윗쪽 마찰부재(132)와 아래쪽 마찰부재(134) 및 미끄럼움직임링(136)에 의하여 구성되고 있다. 아래쪽 마찰부재(134)는 전체적으로 원판형상으로 되어 있고, 그 중심구멍에 연계회전축(118)이 고정되어 있으며, 연계회전축(118)과 일체적으로 회전하도록 되어 있다. 또, 윗쪽 마찰부재(132)는 전체적으로 컵을 거꾸로 한 형상으로 되어 있고, 그 중앙부분에는 축방향 윗쪽으로 돌출하는 마찰피니온(138)이 일체로 형성되어 있다. 그리고, 윗쪽 마찰부재(132)와 아래쪽 마찰부재(134)가 축방향으로 겹쳐 맞추어져서, 동일중심축상에서 상대회전가능하게 조립부착되어 있다. 또, 윗쪽 마찰부재(132)의 개구가 아래쪽 마찰부재(134)로 덮임으로써 상하 마찰부재(132, 134)의 겹쳐 맞춤면 사이에 구획형성된 내부 빈 곳에는 미끄럼움직임링(136)이 수용배치되어 있다. 이 미끄럼움직임링(136)은 C자형상으로 만곡된 금속판스프링으로서, 외력이 미치지 않는 자유상태하에서의 외경치수가 윗쪽 마찰부재(132)의 둘레벽부의 내경치수보다도 소정치수만큼 크게 되어 있으며, 내부빈 곳에의 배설상태하에서 항상 미끄럼링(136)의 외주면이 윗쪽 마찰부재(132)의 둘레벽부의 내주면에 대하여 미끄럼움직임 가능하게 맞닿아 있다. 또, 미끄럼움직임링(134)은 그 적어도 한쪽의 개구단 가장자리부가 아래쪽 마찰부재(134)에 대하여 둘레방향으로 상대변위 불가능하게 걸려 있다. 이에 의하여 상하 마찰부재(132, 134)는 미끄럼움직임링(136)의 윗쪽 마찰부재(132)에 대한 미끄럼움직임 저항보다도 작은 회전력이 미친 경우에는 일체적으로 회전되도록 되어 있는 한편, 미끄럼움직임링(136)의 윗쪽 마찰부재(132)에 대한 미끄럼움직임 저항보다도 큰 회전력이 미친 경우에만 미끄럼움직임링(136)의 윗쪽 마찰부재(132)에 대한 미끄럼움직임에 의거하여 중심축둘레에 상대회전하여 회전구동력의 전달을 제한할 수 있게 되어 있다.

또, 마찰피니온(138)은 요동기어(22)에 맞물려있다. 이 요동기어(22)는 전체적으로 부채꼴형상으로 되어 있고, 원호형상으로 만곡한 외주면상에 설치된 톱니(140)에 대하여 마찰피니온(138)이 맞물려 있음과 동시에, 톱니(140)의 둘레방향 한쪽의 단부에는 스토퍼(142)가 형성되어 있어서, 요동기어(22)의 소정량 이상의 회동이 저지되도록 되어 있다. 또, 요동기어(22)는 직경방향 중앙부분에서 단차가 형성되어 있고, 선단부(144)가 기단부(146)보다도 윗쪽에 위치하고 있다. 또한, 요동기어(22)의 기단부(146)의 윗면에는 걸림편(148)이 윗쪽으로 돌출하여 일체로 형성되어 있고, 이 걸림편(148)에 걸려있는 가압수단으로서의 코일스프링(150)에 의하여 요동기어(22)에 요동방향 1방향으로의 복귀력이 부여되어 있다. 또, 요동기어(22)의 기단부(146)의 둘레방향한쪽의 끝가장자리부에는 회전방향의 다른쪽을 향하여 돌출하는 걸림부(152)가 일체로 형성되어 있고, 요동기어(22)가 코일스프링(150)의 복귀력에 대항하여 회동되었을 때에 요동기어(22)의 회동방향과는 반대방향으로 회전하는 속도조절피니온(96)의 지지판(96)에 설치된 걸림편(108)에 대하여 걸림부(152)가 걸리게 되어, 그것에 의하여 속도조절피니온(96)의 회전을 저지하여 속도조절피니온(96)에 맞물린 외치기어(64)를 가진 케이스(64)의 회전을 저지하도록 되어 있다. 그리고, 요동기어(22)가 초기위치에 위치하고 있는 상태에서 걸림부(152)는 회전작동되는 속도조절피니온(96)에 간섭하지 않도록 되어 있다.

요컨대, 본 실시예에서는 요동기어(22)의 걸림부(152)가 속도조절피니온(96)의 걸림편(108)에 걸려있는 상태에서 유성기어기구(20)을 구성하는 케이스(64)의 회전이 저지되어 클러치가 연결된 상태로 됨과 동시에, 요동기어(22)의 걸림부(152)가 속도조절피니온(96)의 걸림편(108)에 걸려있지 않은 상태서 유성기어기구(20)를 구성하는 케이스(64)의 회전이 허용되어 클러치가 끊긴 상태로 되는 것이다.

그리고, 클러치 계단기구(110) 및 요동기어(22)의 지축(84d, 84e)은 모두 하우징본체(26)의 바닥벽부와 덮개체(28)의 사이에 걸쳐 배설되어 있음과 동시에, 부하구동용모우터(18)의 로우터지축(44)에 평행으로 되어 있다.

다음에, 상술한 바와 같은 구조로 된 기어드모우터(10)에 있어서의 작동을 도 4 내지 도 7에 의거하여 설명한다. 먼저, 기어드모우터(10)에 전원이 접속되지 않은 상태에서 조작대상은 초기위치에 위치하고 있다. 그리고, 기어드모우터(10)에 전원이 접속되면 부하구동요모우터(18)의 코일(36)에 급전되어 로우터(34)가 회전한다.

그때, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 캠레버(78)의 미끄럼접촉부(78b)가 출력차(56)의 미끄럼움직임벽부(56b)에 맞닿아 있으므로, 캠레버(78)에 있어서의 조작부(80)의 기단부(80d)에 의하여 아래쪽 계단부재(60)가 코일스프링(62)의 복귀력에 대항하여 축방향 윗쪽으로 밀려올라가게 된다. 그것에 의하여 아래쪽 계단부재(60)의 걸림편(60d)이 윗쪽 계단부재(58)의 걸림부(58c)에 걸리게 되어 있다.또, 아래쪽 계단부재(60)의 걸림편(60d)이 윗쪽 계단부재(58)의 걸림부(58c)에 걸린 상태에서는 걸림레버(82)의 걸림톱(82a)이 윗쪽 계단부재(58)의 걸림톱(58b)에 걸려있지 않고 윗쪽 계단부재(58)의 회전이 허용되어 있으며, 그것에 의하여 출력피니온(40a)의 회전구동력이 유성기어기구(20), 중간차(54), 출력차(56)를 통하여 풀리(16)에 전달되어 와이어(90)가 감기게 되어 와이어(90)에 부착된 조작대상이 초기위치에서 작동위치로 구동변위되는 것이다.

여기에서, 본 실시예에서는 부하구동용 모우터(18)에 있어서의 정전방향이 연계회전축(118)에 밖에서 삽입된 연계코일스프링(114)을 감는 방향으로 설정되어 있다. 그리고, 부하구동용모우터(18)의 코일(36)에 급전되어 모우터가 회전하면, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 출력피니온(40a)에 맞물린 회전구동축(112)도 회전하게 되며, 그것에 의하여 원통부(122)에 고정된 연계코일스프링(114)이 연계회전축(118)에 대하여 헐거워지지 않고 더욱 감아죄는 방향으로 회전한다. 그때, 연계코일스프링(114)에는 플라이휠(116)의 관성력이 작용하기 때문에, 가속시 뿐만 아니라 정속회전시에도 연결코일스프링(114)에는 감아죄는 방향의 힘이 미치게 된다. 그 결과, 회전구동축(112)과 연계회전축(118)이 연계코일스프링(114)을 통하여 서로 실질적으로 일체적으로 연결된 상태로 되어 마찰피니온(138)이 미끄럼움직임저항에 의하여 회전되는 것이다. 그것에 의하여 마찰피니온(138)에 맞물린 요동기어(22)가 코일스프링(150)의 복귀력에 대항하여 속도조절피니온(96)의 회전방향과는 역방향으로 회동한다. 이에 의하여 요동기어(22)에 설치된 걸림부(152)가 속도조절피니온(96)에 설치된 걸림편(108)에 걸려서 속도조절피니온(96)의 회전이 저지되게 되어, 속도조절피니온(96)과 맞물려있는 외치기어(646)를 가진 케이스(64)의 회전을 저지하게 된다. 그런 까닭에 클러치가 연결된 상태로 되어 부하구동용모우터(18)의 회전력을 회전력계단기구(52), 유성기어기구(20), 중간차(54), 출력차(56)를 통하여 풀리(16)에 전달하는 것이 가능하게 되어, 조작대상을 초기위치에서 작동위치로 구동변위시킬 수 있게 되는 것이다.

또, 요동기어(22)의 걸림부(152)에 속도조절피니온(96)의 걸림편(108)이 걸려서 마찰피니온(138)의 회전이 저지된 상태하에서 마찰차(24)를 구성하는 아래쪽 마찰부재(134)는 마찰피니온(138)이 설치된 윗쪽 마찰부재(132)에 대하여 미끄럼움직임링(136)의 미끄럼움직임작용에 의거하여 상대회전이 허용되어 있으므로, 아래쪽 마찰부재(134)가 윗쪽 마찰부재(132)에 대하여 공전하게 된다. 그리고, 아래쪽 마찰부재(134)가 윗쪽 마찰부재(132)에 대하여 공전하고 있는 상태하에서도 부하구동용모우터(18)로부터의 토크의 전달은 유지되므로, 요동기어(22)의 걸림부(152)가 속도조절피니온(96)의 걸림편(108)에 걸린 상태가 유지된다.

그리고, 조작대상을 작동위치까지 구동변위시키면, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 캠레버(78)의 미끄럼접촉부(78b)가 출력차(56)의 돌기 (56d)에 의하여 출력차(56)회전방향으로 밀리게 되어, 캠레버(78)가 회동중심축둘레에서(도 6중의 화살표 방향)으로 회동한다. 그것에 의하여 캠레버(78)의 조작부(80)에 있어서의 선단부(80b)가 아래쪽 보스부(60c)에 맞닿게 된다. 그 결과, 코일스프링(62)의 복귀력에 대항하여 축방향 윗쪽으로 밀려 올라가 있던 아래쪽 계단부재(60)가 코일스프링(62)의 복귀력에 의하여 축방향 아래쪽으로 밀려 내려가서 윗쪽 계단부재(58)의 걸림부(58c)와 아래쪽 계단부재(60)의 걸림편(60d)과의 걸림상태가 해제되게 되어, 출력피니온(40a)의 회전구동력이 연결기어(76)에 전달되지 않게 되어 있다. 여기에서 조작대상은 그 자신이 가진 복귀력에 의하여 초기위치를 향하여 복귀작동을 개시하려고 하나, 마찰차(24)를 구성하는 아래쪽 마찰부재(134)가 마찰피니온(138)이 설치된 윗쪽 마찰부재(132)에 대하여 미끄럼움직임링(136)의 미끄럼움직임작용에 의거하여 상대회전되고 있기 때문에, 요동기어(22)에 대하여 부하구동용모우터(18)의 회전력(토크)을 주는 것이 가능하게 되어, 그것에 의하여 요동기어(22)의 걸림부(152)를 속도조절피니온(96)의 걸림편(108)에 걸린 상태, 즉, 클러치가 연결된 상태를 유지할 수 있는 것이다. 또, 윗쪽 계단부재(58)의 걸림부(58c)와 아래쪽 계단부재(60)의 걸림편(60d)과의 걸림상태가 해제된 상태에 있어서는 캠래버(78)의 요동에 의하여 걸림레버(82)가 회동중심축 둘레에서 회동되어, 걸림레버(82)의 걸림톱(82a)이 윗쪽계단부재(58)의 걸림톱(58a)에 걸리게 되어 있고, 윗쪽 계단부재(58)의 역방향으로의 회전을 저지할 수 있게 되는 것이며, 그 결과, 연결기어(76)의 역방향으로의 회전을 저지하는 것이 가능하게 되어, 조작대상의 작동위치에의 유지가 가능하게 되는 것이다.

그리고, 소정시간이 경과한 후에 부하구동용모우터(18)의 코일(36)에의 급전이 정지되면, 부화구동용모우터(18)의 로우터(34)가 자력의 작용에 의하여 순간적으로 정지되게 되어, 이 정지의 순간에 있어서 클러치 계단기구(110)에 제동력이 미치게 된다. 즉, 이 제동력이 역전력이 되어 연계코일스프링(114)에 대하여 죄는 방향과는 반대방향으로 작용하게 되어, 연계코일스프링(114)이 연계회전축(118)으로부터 헐거워지게 된다. 특히, 본 실시예에서는 연계코일스프링(128)의 한쪽단부가 플라이휠(116)에 고착된 부착부재(128)에 고정되어 있으므로, 플라이휠(116)의 관성모우멘트의 작용으로 연계코일스프링(114)을 헐겁게 하는 힘이 더욱 유리하게 얻어진다. 그리고, 연계코일스프링(114)이 헐거워짐으로써, 도7에 도시되어 있는 바와 같이, 연계회전축(118)이 프리상태가 되어, 그 결과, 요동기어(22)에 미치고 있던 회동력이 해제되어 대략 0이 되기 때문에 요동기어(22)가 코일스프링(150)의 복귀력에 의하여 초기위치에 순간적으로 복귀하게 된다. 그것에 의하여 요동기어(22)의 걸림부(152)가 속도조절피니온(96)의 걸림편(108)에 걸리지 않은 상태가 되어, 속도조절피니온(96)의 회전이 허용되어 속도조절피니온(96)에 맞물린 외치기어(64b)를 가진 케이스(64)의 회전도 허용되게 되어 있다. 그 결과, 클러치가 끊긴 상태로 되어, 걸림레버(82)의 걸림톱(82d)이 윗쪽 계단부재(58)의 걸림톱(58b)에 걸리게 됨으로써 얻어진 윗쪽 계단부재(58)의 역회전저지력이 풀리(16)에 전달되지 않게 되어, 조작대상이 그 자신이 가진 복귀력에 의하여 작동위치로부터 초기위치로 복귀작동하도록 되어 있다.

여기에서, 조작대상의 복귀작동의 개시시에 캠레버(78)의 미끄럼접촉부(78b)가 출력차(56)의 돌기(56d)에의 맞닿은 상태로부터 해제되어 미끄럼움직임벽부(56b)에 맞닿게 되며, 그것에 의하여 조작부(80)의 기단부(80d)가 아래쪽 보스부(60c)에 맞닿게 되어, 아래쪽 계단부재(60)가 코일스프링(62)의 복귀력에 대항하여 축방향 윗쪽으로 밀려올라가서 윗쪽 계단부재(58)의 걸림부(58c)와 아래쪽 계단부재(60)의 걸림편(60ｄ)이 걸린 상태로 되게 된다. 그 결과, 조작대상의 작동위치로부터 초기위치로 복귀작동시에는 윗쪽 계단부재(58)의 걸림부(58c)와 아래쪽 계단부재의 걸림편(60d)이 걸린 상태로 되어 있어서, 부하구동용모우터(18)의 자력에 의한 로우터(34)의 위치결정력(디텐트 토크)이 윗쪽계단부재(58)에 전달되어, 윗쪽 계단부재(58)의 역방향으로의 회전이 저지되도록 되어 있다.

그리고, 조작대상의 작동위치로부터 초기위치로의 복귀작동시에는 출력차(56), 중간차(54) 및 유성기어기구(20)를 구성하는 유성기어부재(66)에 설치된 연결기어(76)가 역방향으로 회전되나, 케이스(64)의 회전이 허용되어 있음과 동시에, 윗쪽 피니온(58a)(태양기어)의 역방향으로의 회전이 저지되어 있으므로, 케이스(64)의 회전이 속도조절피니온(96)에 전달되어 속도조절피니온(96)이 회전하도록 되어 있다. 그리고, 속도조절피니온(96)이 회전함으로써 속도조절피니온(96)과 일체로 형성된 지지판(98)이 회전되어, 각 미끄럼움직임재(102)가 지지핀(100)둘레에서 원심력에 의하여 직경방향바깥쪽으로 퍼지도록 되어 있으며, 그것에 의하여 덮개체(28)에 일체로 형성된 미끄럼움직임 통부(106)의 미끄럼접촉면에 미끄럼접촉되어, 조작대상의 복귀작동시의 속도를 조절할 수 있게 되어 있다.

따라서, 이러한 구조로 된 기어드모우터(10)에 있어서는 클러치수단을 계단하는 요동기어(22)를 구동시킬 때에 연계코일스프링(114)의 연계회전축(118)에의 감기는 힘을 플라이휠(116)을 사용하여 제어함으로써 회전구동축(112)으로부터 연계회전축(118)의 회전력의 전달/차단을 행함과 동시에, 그 연계회전축(118)의 회전력을 마찰차(24)를 이용함으로써 요동기어(22)의 구동력으로서 꺼낼 수 있는 것이며, 그 결과, 클러치의 계단작동을 안정적으로 행할 수 있다.

또, 요동기어(22)를 구동시킬 때에 종래의 유도링식의 것에 비하여 영구자석이나 특별한 재질의 유도링을 사용할 필요도 없기 때문에, 제조비를 낮출 수도 있는 것이다.

또, 클러치를 계단하는 요동기어(22)의 전환작동력이 연계코일스프링(114)의 감기는 힘과 마찰차(22)의 마찰력에 의한 기계적인 힘의 전달경로에 의하여 전달되도록 되어 있으므로, 종래의 전자적인 힘의 전달경로에 의한 유도링식의 기어드모우터에 비하여 다수의 증속기어로 회전속도를 높일 필요도 없고, 요동기어(22)에의 구동력의 전달효율을 향상시켜, 클러치의 계단작동을 더욱 확실히 행하게 할 수 있는 것이다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 상술하였으나, 이것은 어디까지나 예시이고, 본 발명은 이러한 실시예에 있어서의 구체적인 기재에 의하여 하등 한정적으로 해석되는 것은 아니다.

예를 들면, 상기 실시예에 있어서, 유성기어기구(20)를 구성하는 케이스(64)의 회전은 속도조절피니온(96)을 통하여 저지되고 있었으나, 요동기어(22)에 의하여 직접 저지하는 것도 가능하다. 구체적으로는 도 8에 도시되어 있는 봐와 같은 구조가 적절히 채용된다. 즉, 도 8에는 본 발명의 제 2의 실시형태로서의 기어드모우터(154)가 도시되어 있다. 그리고, 이하의 설명에 있어서, 제 1의 실시형태와 똑같은 부재 및 부위에 대해서는 도면중에 제 1의 실시형태와 동일한 부호를 붙임으로써 그것들의 상세한 설명을 생략한다.

본 실시예의 기어드모우터(154)는 제 1의 실시형태의 기어드모우터(10)에비하여 요동기어(22)의 걸림부(152)가 케이스(62)의 외주면상에 일체로 형성된 걸림편(150)에 대하여 직접 걸려 있다. 이러한 구조를 채용함으로써 기어드모우터(154)의 부품개수를 줄이는 것이 가능하게 되어, 그것에 의하여 기어드모우터(154)의 구조를 간단화 할 수 있는 것이다.

또, 상기 제 1의 실시형태에서는 전환부재로서 유성기어기구(20)의 케이스(64)의 회전을 허용/저지시키는 요동기어(22)가 채용되고 있으나, 기타 예를 들면 부하구동용모우터(18)의 출력부재에 대한 회전구동력의 전달경로상에서 회전력전달축에 고정적으로 배설되는 기어 등에 걸어 맞추어 그 기어의 회전을 허용/저지하는 걸어맞춤부재를 모우터측 클러치와 조합하여 채용함으로써 전환부재를 구성하는 것도 가능하며, 그러한 경우에는 제1의 실시형태에 있어서 태양기어로서의 윗쪽 피니온(58a)을 가진 윗쪽계단부재(58)의 회전을 허용/저지하는 걸림수단으로서의 걸림레버(82)는 설치할 필요가 없다.

또, 제 1의 실시형태에서는 부하구동용모우터(18)에 의하여 회전구동축(112)이 회전구동되고 있으나, 회전구동축을 회전구동시키기 위한 클러치동작용 모우터를 설치하는 것도 가능하다. 그 경우에는 클러치동작용 모우터로서 판자형상의 자성체로 된 스테이터에 코일을 장착시킴과 동시에, 스테이터에 형성된 복수의 자극형성부로 둘러싸인 영역에 영구자석에 의하여 복수의 자극이 외주면에 설정된 로우터를 배설한 플레이트모우터를 채용하는 것이 바람직하며, 그것에 의하여 클러치동작용 모우터의 배설스페이스를 유리하게 확보할 수 있음과 동시에, 플라이휠을 사용한 회동력의 전달기구를 포함하여 기어드모우터의 사이즈를 작게 할수 있는 것이다. 또, 플레이트모우터에 있어서, 코일을 끼워 자극형성부의 반대쪽에 단락부를 형성하는 것도 가능하며, 그것에 의하여 안정적인 모우터작동과 출력이 발휘되게 된다.

또, 출력부재의 작동위치에 따라 외부로부터 부하구동용모우터에의 급전을 제어하는 스위치가 부하구동용모우터에의 급전로상에 설치된 기어드모우터에 대하여 본 발명을 적용하는 것도 물론 가능하며, 그러한 경우에는 부하구동용모우터에의 급전로상에 복수의 스위치를 설치하는 것도 가능하고, 그들 복수의 스위치를 각각 다른 타이밍으로 ON/OFF 함으로써 조작대상을 초기위치로부터 작동위치로 구동변위시키는 도중에 적어도 1개의 중간작동위치에 구동변위 및 유지하는 복잡한 작동을 행할 수 있는 것이다.

또, 세탁기용의 배수밸브 등의 조작대상이 작은 복귀방향의 복귀력 밖에 구비하고 있지 않는 경우에는 조작대상에 복귀방향의 복귀력을 보조적으로 미치는 금속스프링 등의 가압부재를 부가적으로 채용하는 것도 가능하다.

또, 기어열의 구조나 각 기어쌍의 감속비율외에 기어열을 구성하는 기어의 수 등은 상기 실시예의 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 부하구동용모우터의 코일의 수나 구체적 형상은 상기 실시예의 것에 한정되는 것은 아니다. 또, 출력부재로서 랙레버를 채용하는 것도 가능하다.

그밖에 일일이 열거는 하지 않으나, 본 발명은 당업자의 지식에 의거하여 여러 가지로 변경, 수정, 개량 등을 가한 태양으로 실시될 수 있는 것이며, 또 그러한 실시태양이 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한, 모두 본 발명의 범위내에 포함되는 것임은 말할 것도 없다

상술한 설명으로 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른 구조로 된 기어드모우터에 있어서는 클러치수단을 계단하는 전환부재에 회전구동력을 전달할 때에 코일스프링의 연계회전축에의 감기는 힘을 플라이휠을 사용하여 잘 제어하여 회전구동축으로부터 연계회전축으로의 회전력의 전달/차단을 행함과 동시에, 그 연계회전축의 회전력을 마찰기어를 이용하여 전환부재의 구동력으로서 잘 꺼낼 수 있기 때문에, 부하구동용모우터의 출력부재로의 구동력전달로상에 배설된 클러치수단을 안정적으로 전달/차단시키는 것이 가능하게 되어, 그 결과, 조작대상을 안정적으로 작동제어하는 것이 가능하게 되는 것이다.

Claims (8)

1. 부하구동용 모우터에 의하여 기어열 등의 감속수단을 통하여 출력부재를 구동시켜, 그 출력부재에 연결되는 복귀력을 가진 조작대상을 초기위치에서 작동위치로 구동변위시킴과 동시에, 이 조작대상을 그 작동위치에 유지시키고, 다시 그 조작대상의 상기 복귀력에 의한 그 작동위치에서 그 초기위치로의 복귀작동을 허용하도록 한 기어드모우터에 있어서,

   상기 부하구동용모우터의 상기출력부재로의 구동력의 전달경로상에 클러치수단을 설치함과 동시에, 그 클러치수단을 계단하는 전환부재와, 그 전환부재를 단절상태로 되는 방향으로 힘을 가하는 가압수단을 설치하는 한편, 적어도 상기 조작대상의 상기 작동위치로의 구동변위 및 유지시에 회전구동되는 소정의 회전구동축에 대하여 연계코일스프링을 통하여 플라이휠을 연결시켜 그들 회전구동축 및 플라이휠과 동일중심축상에 배설된 연계회전축에 그 연계코일스프링을 감아서,그 회전구동축의 회전력을 그 연계코일스프링을 통하여 그 연계회전축에 전달하여 그 연계회전축을 회전구동시킴으로써 그 연계회전축에 대하여 미끄럼움직임 가능하게 부착된 마찰기어에 의하여 상기 클러치수단을 계단하는 전환부재가 가압력에 대항하여 계속상태에 구동위치시키도록 함과 동시에, 그 회전구동축이 정지하였을 때에 그 플라이휠의 관성회전에 의거하여 상기 연계코일스프링을 그 연계회전축으로부터 헐거워지게 하여 그 연계회전축을 그 회전구동축으로부터 독립하여 회전가능하게 함으로써, 상기 전환부재를 가압력에 의하여 단절상태로 복귀위치시키도록 한 것을특징으로 하는 기어드모우터.
2. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 부하구동용모우터에 의하여 상기 회전구동축을 회전구동시키는 한편, 상기 출력부재의 작동위치에 따라 상기 부하구동용모우터의 그 출력부재로의 구동력의 전달을 계단하는 모우터측클러치를 상기 클러치수단보다도 그 부하구동용모우터측에 위치하도록 설치하여 상기 조작대상의 초기위치에서 작동위치로의 구동시에 그 모우터측 클러치를 계속상태로 함과 동시에, 그 조작대상의 작동위치에의 유지시에 그 모우터측 클러치를 단절상태로 하도록 한 기어드모우터.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 부하구동용모우터에 의하여 상기 회전구동축을 회전구동시키는 한편, 상기 출력부재의 작동위치에 따라 상기 부하구동용모우터의 그 출력부재로의 구동력의 전달을 계단하는 모우터측클러치를 상기 클러치수단보다도 그 부하구동용모우터측에 위치하도록 설치하여 상기 조작대상의 초기위치에서 작동위치로의 구동시에 그 모우터측 클러치를 계속상태로 함과 동시에, 그 조작대상의 작동위치에의 유지시에 그 모우터측 클러치를 단절상태로 하도록 한 기어드모우터.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 부하구동용모우터에의 급전로상에 스위치를 설치함과 동시에, 그 출력부재의 작동위치에 따라 그 스위치를 기계적으로ON/OFF 시켜서, 외부로부터 그 부하구동용모우터에의 급전을 제어함으로써, 적어도 상기 조작대상의 작동위치에의 유지시에 그 부하구동용모우터를 정지시키도록 하는 한편, 상기 회전구동축을 회전구동시키는 클러치동작용모우터를 상기 부하구동용모우터와는 따로 설치한 기어드모우터.
5. 제 4항에 있어서, 상기 부하구동요모우터에의 급전로를 복수병설함과 동시에, 그들을 각 급전로상에 독립한 스위치를 설치하여, 상기 출력부재의 작동위치에 따라 그들 복수의 스위치를 각각 다른 타이밍으로 ON/OFF 시킴으로써, 상기 조작대상을 상기 초기위치에서 상기 작동위치로 구동변위시키는 도중에 적어도 1개의 중간작동위치에 구동변위 및 유지시키도록 한 기어드모우터.
6. 제 4항 또는 제5 항에 있어서, 상기 클러치동작용모우터로서, 판자형상의 자성재로 된 스테이터에 코일을 장착시킴과 동시에, 그 스테이터에 형성된 복수의 자극형성부로 둘러싸인 영역에 영구자석에 의하여 복수의 자극이 외주면에 설정된 모우터를 배설한 플레이트 로우터를 채용한 기어드모우터.
7. 제 1항 내지 제6 항의 어느 한 항에 있어서, 상기 클러치수단을 상기 부하구동용모우터의 상기 출력부재에의 구동력의 전달경로상에 배설된 상기 감속수단의 하나로서의 유성기어기구에 의하여 구성하고, 그 유성기어기구에 있어서의 태양기어를 상기 부하구동용모우터의 출력축에 의하여 회전구동시킴과 동시에, 그 태양기어에 맞물린 유성기어의 지축이 고정설치된 캐리어의 중심축상에 출력용의 연결기어를 고정설치하고, 그 유성기어가 맞물리는 내치기어를 가진 케이스의 회전을 상기 전환부재에 의하여 허용상태와 저지상태로 전환하도록 하는 한편, 상기 태양기어의 회전을 허용/저지하는 걸림수단을 설치하여, 적어도 상기 조작대상의 작동위치에의 유지작동시에 그 걸림수단에 의하여 그 태양기어의 회전을 저지시키도록 한 기어드모우터.
8. 제 7항에 있어서, 복원력을 가지고 1축둘레에 요동가능하게 배설된 요동부재에 대하여 그 복원력에 대항한 요동방향으로의 변위에 의하여 상기 케이스의 외주면에 형성된 외치기어 또는 그 외치기어에 맞물린 기어에 대하여 걸려서 그 케이스의 회전을 저지하는 걸림부를 설치함으로써 상기 전환부재를 구성하여, 상기 회전구동축으로부터 상기 연계코일스프링을 통하여 회전구동되는 상기 연계회전축에 의하여 그 요동부재의 그 걸림부가 그 외치기어에의 걸림상태로 유지되도록 한 기어드모우터.