説明

クラッチ機構、および減速機付モータ

【課題】電動モータの出力効率を低下させることなく、外力による電動モータの回転軸の回転を防止することができるクラッチ機構、および減速機付モータを提供する。
【解決手段】ジョイントモータ102に突出部115を設け、ジョイントフレーム103にブレーキ突起133を設けると共に凸部119を設け、ジョイントブレーキ104は、突出部115に係合可能な第一開口部142が設けられていると共に、ブレーキ突起133に係合可能な第二開口部143が設けられ、突出部115、および第一開口部142がブレーキ突起133、および第二開口部143よりも先に係合すると、ジョイントブレーキ104がすべり軸受け18から離反する一方、ブレーキ突起133、および第二開口部143が突出部115、および第一開口部142よりも先に係合すると、ジョイントブレーキ104がすべり軸受け18を押圧し、ブレーキ力を発生させることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、車両等に搭載されるクラッチ機構、およびこれを用いた減速機付モータに関するものである。
【背景技術】
【0002】
車両に搭載される減速機付モータとしては、例えば、自動車のパワーウインド装置に用いられるものがある。この種の減速機付モータは、ウォーム減速機と電動モータとが連結されている。ウォーム減速機は、電動モータの回転軸に連結されるウォーム軸と、このウォーム軸に噛合されるウォームホイールとを備えている。そして、このウォームホイールをパワーウインド装置の出力軸に連結することにより、ウインドガラスの開閉動作を行うことができるようになっている。
【0003】
ところで、電動モータの回転軸にウインドガラスの自重や車両走行時の振動等の外力による回転力が作用し、ウインドガラスが開いてしまう場合がある。そこで、ウインドガラスの停止位置を保持させるため、回転軸の一端とウォーム軸の一端とにエンドスペーサを設け、このエンドスペーサに対する回転軸、およびウォーム軸の摺動抵抗により、外力による回転軸の回転を防止する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2007−232153号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、エンドスペーサに対して回転軸に摺動抵抗が生じるので、外力による回転軸の回転を防止するという点では優れているが、電動モータにより回転軸を回転させようとする場合にも同様に摺動抵抗が生じてしまう。このため、電動モータの出力効率が低下するという課題がる。
【0006】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、電動モータの出力効率を低下させることなく、外力による電動モータの回転軸の回転を防止することができるクラッチ機構、および減速機付モータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、電動モータの回転軸と、ギヤケーシングの軸受け部に回転自在に支持された出力軸とを前記軸受け部の近傍で連結するクラッチ機構であって、前記回転軸に連結される駆動回転体と、前記出力軸に連結されると共に、前記駆動回転体と同軸上に配置され、前記駆動回転体と係合して前記回転軸の回転力を前記出力軸に伝達する従動回転体と、前記駆動回転体、および前記従動回転体の周囲を取り囲むように形成されたブレーキ部材とを備え、前記駆動回転体に、径方向外側に向かって突出する複数の第一凸部を設け、前記従動回転体に、径方向外側に向かって突出する複数の第二凸部を設けると共に、軸方向に沿って突出し、前記第一凸部と係合可能な複数の第三凸部を設け、前記ブレーキ部材は、この周壁に、前記第一凸部に係合可能な第一係合部が設けられていると共に、これら第一凸部と第一係合部とが係合するタイミングとずれて前記第二凸部に係合可能な第二係合部が設けられ、前記電動モータが駆動すると、前記第一凸部、および前記第一係合部が前記第二凸部、および前記第二係合部よりも先に係合し、前記ブレーキ部材が前記電動モータ側に向かって軸方向に沿って変位するように構成されていると共に、外力により前記出力軸が回転すると、前記第二凸部、および前記第二係合部が前記第一凸部、および前記第一係合部よりも先に係合し、前記ブレーキ部材が前記軸受け部に向かって軸方向に沿って変位するように構成され、前記軸受け部に向かって前記ブレーキ部材が変位したとき、このブレーキ部材は、前記軸受け部を押圧してブレーキ力を発生させることを特徴とする。
【0008】
このように構成することで、外力によって従動回転体が駆動回転体よりも先に回転しようとすると、ブレーキ部材が軸受け部に押圧されてブレーキ力が発生するので、従動回転体の回転を阻止することができる。一方、電動モータによって駆動回転体が従動回転体よりも先に回転すると、ブレーキ部材は電動モータ側に変位して軸受け部から離反した状態になる。このため、ブレーキ部材によるブレーキ力は発生せず、駆動回転体の回転力がスムーズに従動回転体に伝達される。
よって、電動モータの出力効率を低下させることなく、外力による電動モータの回転軸の回転を防止することができる。
【0009】
請求項2に記載した発明は、前記第一係合部は、前記第一凸部が挿入可能な第一開口部であり、前記第二係合部は、前記第二凸部が挿入可能な第二開口部であり、前記第一開口部は、この周縁に前記第一凸部が当接すると、前記ブレーキ部材が前記電動モータ側に向かって軸方向に沿って変位するように形成されており、前記第二開口部は、この周縁に前記第二凸部が当接すると、前記ブレーキ部材が前記軸受け部に向かって軸方向に沿って変位するように形成されていることを特徴する。
このように構成することで、簡単な構造で外力による従動回転体の回転を阻止することができると共に、電動モータによる回転力を容易に従動回転体に伝達することができる。このため、製造コストを抑えたクラッチ機構を提供することができる。
【0010】
請求項3に記載した発明は、前記第一開口部と前記第二開口部は、互いに連通していると共に、前記第一開口部、および前記第二開口部の何れか一方は、前記周壁の軸方向端部側も開口していることを特徴とする。
このように構成することで、第一開口部と第二開口部との形成スペースを互いに共有化でき、この形成スペースを省スペース化することができる、このため、クラッチ機構の小型化を図ることが可能になる。
また、第一開口部と第二開口部が連通し、両者のうちの一方が周壁の軸方向端部側も開口しているので、一方側からブレーキ部材を駆動回転体、および従動回転体に向かって挿入するようにして組み付けることができる。このため、ブレーキ部材の組み付け作業性を向上させることができる。
【0011】
請求項4に記載した発明は、前記ブレーキ部材は、有底筒状に形成されたものであって、前記ブレーキ部材の底壁には、前記出力軸を挿通可能な挿通孔が形成され、前記底壁が前記軸受け部に当接可能に形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、単純な構造で、かつ省スペースにブレーキ部材を配置することができるので、さらにクラッチ機構の小型化を図ることが可能になる。
【0012】
請求項5に記載した発明は、請求項1〜請求項4の何れかに記載のクラッチ機構と、このクラッチ機構によって互いに連結される前記電動モータ、および前記ギヤケーシングに収納された減速機構とを備えた減速機付モータとした。
この場合、請求項6に記載した発明のように、前記減速機構は、ウォーム軸とウォームホイールとを有するウォームギヤ減速機構であって、前記出力軸を前記ウォーム軸として設定してもよい。
このように構成することで、電動モータの出力効率を低下させることなく、外力による電動モータの回転軸の回転を防止することができる減速機付モータを提供できる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、外力によって従動回転体が駆動回転体よりも先に回転しようとすると、ブレーキ部材が軸受け部に押圧されてブレーキ力が発生するので、従動回転体の回転を阻止することができる。一方、電動モータによって駆動回転体が従動回転体よりも先に回転すると、ブレーキ部材は電動モータ側に変位して軸受け部から離反した状態になる。このため、ブレーキ部材によるブレーキ力は発生せず、駆動回転体の回転力がスムーズに従動回転体に伝達される。
よって、電動モータの出力効率を低下させることなく、外力による電動モータの回転軸の回転を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施形態における減速機付モータの斜視図である。
【図2】本発明の実施形態におけるクラッチ機構の斜視図である。
【図3】本発明の実施形態におけるクラッチ機構の分解斜視図である。
【図4】本発明の実施形態におけるジョイントモータの斜視図である。
【図5】本発明の実施形態におけるジョイントフレームを示し、(a)はウォーム軸側からみた斜視図、(b)は回転軸側からみた斜視図である。
【図6】本発明の実施形態におけるジョイントブレーキを示し、(a)はウォーム軸側からみた斜視図、(b)は回転軸側からみた斜視図である。
【図7】本発明の実施形態におけるクラッチ機構を組み立てた状態における、第一開口部、第二開口部の詳細図である。
【図8】本発明の実施形態におけるクラッチ機構の挙動を示す説明図である。
【図9】本発明の実施形態におけるクラッチ機構の挙動を示す説明図である。
【図10】本発明の実施形態におけるクラッチ機構の挙動を示す説明図である。
【図11】本発明の実施形態におけるクラッチ機構の挙動を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
(減速機付モータ)
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、減速機付モータ1の斜視図である。同図に示すように、減速機付モータ1は、例えば、車両のパワーウインド装置等に用いられるものであって、ウォーム減速機2と、これに着脱可能に設けられた電動モータ3とを備え、これらウォーム減速機2と電動モータ3との間に、クラッチ機構4が内装されている。
電動モータ3としては、例えば、ブラシ付直流モータなどが用いられており、複数の永久磁石(不図示)が配設されている有底筒状のヨーク5と、ヨーク5の内側に回転自在に設けられたアーマチュア6とを備えている。
【0016】
ヨーク5は、有底筒状に形成されており、開口部側をウォーム減速機2側に向けた形で取り付けられている。
アーマチュア6は、ヨーク5に回転自在に支持された回転軸7と、回転軸7のヨーク5底面側に外嵌固定されているアーマチュアコア8と、回転軸7のヨーク5開口部側に外嵌固定されているコンミテータ9とを有している。アーマチュアコア8には、巻線を巻装するための複数のスロット(不図示)が形成されている。
【0017】
(ウォーム減速機)
ウォーム減速機2は、電動モータ3のコンミテータ9を受け入れるブラシホルダ部10と、ウォームギヤ11を収納するギヤ収納部12とが一体形成された樹脂製のギヤケーシング13を有している。
ブラシホルダ部10は、電動モータ3側に開口部を有する箱状に形成されたものであって、コンミテータ9に摺接し、電力を供給するためのブラシ(不図示)を収納するようになっている。電動モータ3のヨーク5は、ブラシホルダ部10の開口部を閉塞するように取り付けられている。
【0018】
また、ブラシホルダ部10の周壁10aには、不図示の外部電源と接続可能なコネクタ14が設けられている。コネクタ14の電源用端子15は、ブラシホルダ部10に収納されている不図示のブラシと電気的に接続されており、これによって外部電源の電力を電動モータ3のアーマチュア6に供給できるようになっている。
【0019】
ギヤケーシング13のギヤ収納部12は、ウォームギヤ11の一方を構成するウォームホイール22を収納するウォームホイール収納部17と、ウォームギヤ11の他方を構成するウォーム軸21を収納するウォーム軸収納部16とが一体成形されたものである。
ウォームホイール収納部17は有底筒状に形成されており、外周面に径方向外側に向かって突出する3つのボルト座24,24,24が設けられている。3つのボルト座24,24,24のうちの1つは、ウォーム軸収納部16側に設けられている。各ボルト座24には、それぞれ貫通孔25が形成されている。各貫通孔25には、それぞれブッシュ26が設けられている。
【0020】
ウォームホイール22は、樹脂により略円板状に形成されたものであって、ウォームホイール22内に回転自在に収納されている。ウォームホイール22には、パワーウインド装置等に電動モータ3からの回転力を伝達するための伝達軸45が設けられている。この伝達軸45の先端には、スプライン加工が施されており、ここにパワーウインド装置等に連結される歯車61が外嵌固定される。
【0021】
また、ウォームホイール収納部17には、ウォームホイール22を収納した状態で開口部を閉塞する略円環状のボトムカバー63が設けられている。ボトムカバー63は、ウォームホイール収納部17内への塵埃の浸入を防止するためのものである。
ボトムカバー63の中央からは、伝達軸45が突出した状態になっている。ボトムカバー63の内周縁には、ウォームホイール収納部17の内部の密閉性を高めるためにゴム製のシール部材64が設けられている。
【0022】
ボトムカバー63の外周縁には、複数の係止片67が周方向に等間隔に設けられている。係止片67は弾性変形可能に形成されたものであって、ウォームホイール収納部17の外周面に沿うようにして、ウォームホイール収納部17の底面に向かって延出している。
ウォームホイール収納部17の外周面には、係止片67に対応する部位に、係止突起65が形成されている。この係止突起65と係止片67とが係合することで、ボトムカバー63が固定される。
【0023】
一方、ウォーム軸収納部16は有底円筒状に形成されたものであって、この開口部を電動モータ3側に向けた形で設けられている。ウォーム軸収納部16に収納されたウォーム軸21は、この両端がウォーム軸収納部16にすべり軸受け18,19を介して回転自在に支持されている。2つのすべり軸受け18,19のうちの回転軸7側に配置されたすべり軸受け18には、外フランジ部18aが形成されている(図2、図3参照)。
【0024】
また、ウォーム軸収納部16には、回転軸7とは反対側端に、スチールボール(不図示)が設けられており、このスチールボールでウォーム軸21のスラスト荷重を受けるようになっている。さらに、ウォーム軸21の回転軸7側端は、クラッチ機構4を介して回転軸7に連結されている。
【0025】
(クラッチ機構)
図2は、クラッチ機構4の斜視図、図3は、クラッチ機構4の分解斜視図である。
図2、図3に示すように、クラッチ機構4は、回転軸7のウォーム軸21側端に固定されているジョイントモータ102と、ウォーム軸21の回転軸7側端に固定されているジョイントフレーム103と、ジョイントモータ102、およびジョイントフレーム103の周囲を取り囲むように形成されたジョイントブレーキ104とを備えている。
【0026】
図4は、ジョイントモータ102の斜視図である。
図3、図4に示すように、ジョイントモータ102は樹脂で形成されたものであって、略円板状の本体部112を有している。本体部112の径方向中央には、この大部分に角孔113が形成されている。
一方、回転軸7のウォーム軸21側端には、二方面取り部114が形成されており、この二方面取り部114が本体部112の角孔113に挿入されるようになっている。これにより、回転軸7とジョイントモータ102とが相対回転不能、かつ軸方向に移動可能に連結される。
【0027】
本体部112の外周面には、軸方向平面視略扇状の突出部115が径方向外側に向かって3箇所設けられている。そして、これら突出部115は、周方向に等間隔で配置されている。突出部115の先端側には、周方向両側にそれぞれ切り欠き部138が形成されている。切り欠き部138が形成されることにより、突出部115の周方向側面は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って徐々に末広がり状に形成された斜側面115aと、切り欠き部138とで構成された状態になっている。
【0028】
図5はジョイントフレーム103を示し、(a)はウォーム軸21側からみた斜視図、(b)は回転軸7側からみた斜視図である。
図3、図5(a)、図5(b)に示すように、ジョイントフレーム103は樹脂で形成されたものであって、略円板状に形成された本体部117を有している。本体部117の外径は、ジョイントモータ102に形成されている突出部115の斜側面115aの回転軌跡の直径と略一致するように設定されている。つまり、ジョイントフレーム103の本体部117の外径は、突出部115の径方向先端の回転軌跡よりも小さくなるように設定されている。
【0029】
本体部117の径方向中央には、この大部分にウォーム軸21の回転軸7側端を挿通可能な挿通孔118が形成されている。この挿通孔118の内周面には、スプライン加工が施されている。一方、ウォーム軸21の回転軸7側端には、外周面にスプライン加工が施されており、ジョイントフレーム103とウォーム軸21とが互いにスプライン嵌合するようになっている。
【0030】
また、挿通孔118のジョイントモータ102側には、内フランジ部121が本体部117のジョイントモータ102側の面117bと面一になるように形成されている。内フランジ部121を形成することによって、ここにウォーム軸21の回転軸7側端が当接し、ジョイントモータ102の軸方向の移動が規制される。
【0031】
本体部117の外周面117bには、径方向外側に向かって突出するブレーキ突起133が3箇所一体成形されている。これらブレーキ突起133は、ジョイントモータ102の突出部115の位置に対応するように、周方向に等間隔で配置されている。つまり、ブレーキ突起133は、軸方向でジョイントモータ102の突出部115と対向した状態になっている。
【0032】
ブレーキ突起133は、径方向断面で略長方形状となるように形成されており、この外周の回転軌跡の直径は、ジョイントモータ102に形成されている突出部115の先端の回転軌跡の直径と略一致するように設定されている。また、ブレーキ突起133は、ウォーム軸21側の端面が円弧状に形成されている。すなわち、ブレーキ突起133は、周方向の側面133a,133aとウォーム軸21側に形成された円弧面133bとを有している。ブレーキ突起133の側面133a,133a間の幅E2は、ジョイントモータ102の突出部115に形成された切り欠き部138,138間の幅E1と略一致するように設定されている。
【0033】
本体部117のジョイントモータ102側の面117bには、外周側に軸方向平面視扇状の凸部119が軸方向に沿って3箇所突設している。これら凸部119は、ジョイントモータ102に形成されている各突出部115間に対応するように、周方向に等間隔で配置されている。つまり、凸部119と、本体部117の外周面117aに形成されているブレーキ突起133は、互いに軸方向で重なる位置に存在せず、それぞれ軸方向でずれた位置に存在している。
【0034】
さらに、凸部119の軸方向の長さは、ジョイントフレーム103をセットした際、ジョイントモータ102に形成されている各突出部115間に介在可能な長さに設定されている。
ジョイントモータ102に形成されている各突出部115間に、凸部119が介在することで、ジョイントモータ102が回転すると、突出部115の斜側面115aがジョイントフレーム103の凸部119の側面119aに当接する。そして、ジョイントモータ102と、ジョイントフレーム103とが一体となって回転する。これにより、回転軸7の回転力がウォーム軸21に伝達される。
【0035】
すなわち、クラッチ機構4のうち、ジョイントモータ102は、電動モータ3の回転軸7の回転が入力される駆動回転体の役割を有している。一方、ジョイントフレーム103は、駆動回転体であるジョイントモータ102の回転をウォーム軸21に出力する従動回転体の役割を有している。
ここで、各凸部119の扇角度θ2(図5(b)参照)は、ジョイントモータ102の隣接する突出部115の斜側面115a,115a間の角度θ1(図4参照)よりもやや小さく設定されている。このようにすることで、凸部119と突出部115との間に空隙が形成され、ジョイントモータ102とジョイントフレーム103との間に、周方向でガタが生じるようにしている。
【0036】
図6はジョイントブレーキ104を示し、(a)はウォーム軸21側からみた斜視図、(b)は回転軸7側からみた斜視図である。
図2、図3、図6(a)、図6(b)に示すように、ジョイントブレーキ104は樹脂によりジョイントモータ102、およびジョイントフレーム103の周囲を取り囲むように有底筒状に形成されたものであって、底壁104aをウォーム軸21側に向けた状態で設けられている。この底壁104aには、ウォーム軸21を挿通可能な挿通孔141が形成されている。
【0037】
ジョイントブレーキ104の周壁104bは、この内径がジョイントフレーム103の本体部117の外径よりもやや大きくなるように設定されている。一方、周壁104bの外径は、ジョイントモータ102に形成されている突出部115の径方向先端の回転軌跡の直径、およびジョイントフレーム103に形成されているブレーキ突起133の径方向先端の回転軌跡の直径よりもやや大きくなるように設定されている。
【0038】
また、周壁104bには、ジョイントモータ102の突出部115に対応する部位に、この突出部115を挿入可能な第一開口部142が形成されている。さらに、周壁104bには、ジョイントフレーム103のブレーキ突起133に対応する部位に、このブレーキ突起133を挿入可能な第二開口部143が形成されている。
【0039】
ジョイントブレーキ104の周壁104bは、この内径がジョイントフレーム103の本体部117の外径よりもやや大きくなるように設定されているので、第一開口部142の周縁と、突出部115の切り欠き部138とが周方向で当接可能になっている。つまり、第一開口部142と突出部115は、互いに係合可能に形成されている。
一方、第二開口部143の周縁と、ブレーキ突起133とが周方向で当接可能になっている。つまり、第二開口部143とブレーキ突起133は、互いに係合可能に形成されている。
【0040】
また、これら第一開口部142、および第二開口部143は、互いに連通している。そして、第一開口部142は、周壁104bの先端も開口された状態になっており、ジョイントブレーキ104をウォーム軸21側からジョイントモータ102、およびジョイントフレーム103に向かって挿入できるようになっている。
【0041】
ここで、ジョイントブレーキ104は、これを組み付けた状態において、底壁104aとすべり軸受け18の外フランジ部18aとの間にクリアランスK1(図7参照)が形成されるようになっている。
また、各開口部142,143は、ジョイントモータ102がジョイントフレーム193よりも先に回転した場合、ジョイントモータ102の突出部115が第一開口部142の周縁に当接し、ジョイントブレーキ104を回転軸7側に移動させるように形成されている。さらに、ジョイントフレーム193がジョイントモータ102よりも先に回転した場合、ジョイントフレーム193のブレーキ突起133が第二開口部143の周縁に当接し、ジョイントフレーム193がすべり軸受け18に当接するまでスライド移動させるように形成されている。
【0042】
より詳しく、図6(a)、図6(b)、図7に基づいて説明する。図7は、クラッチ機構4を組み立てた状態における、ジョイントブレーキ104の各開口部142,143と、ジョイントモータ102の突出部115、およびジョイントフレーム193のブレーキ突起133との位置関係を示した詳細図である。
【0043】
図6(a)、図6(b)、図7に示すように、第一開口部142、および第二開口部143は、軸方向で連通しており、これら開口部142,143の軸方向中央側における周方向の開口幅は、略同一に設定されている。各開口部142,143の軸方向中央よりの開口幅は、ジョイントモータ102の突出部115に形成されている切り欠き部138,138間の幅E1、およびジョイントフレーム103に形成されているブレーキ突起133の側面133a,133a間の幅E2よりもやや大きくなるように設定されている。
【0044】
また、第一開口部142には、周壁104bの先端側に向かうに従って周方向の開口幅が徐々に狭くなるように、一対の傾斜部142a,142aが形成されている。さらに、第二開口部143には、周壁104bの基端側、つまり、底壁104a側に向かうに従って周方向の開口幅が徐々に狭くなるように、一対の傾斜部143a,143aが形成されている。
【0045】
ここで、回転軸7の軸線P1と第一開口部142の傾斜部142aとの間の角度をθ3とし、回転軸7の軸線P1と第二開口部143の傾斜部143aとの間の角度をθ4としたとき、それぞれ角度θ3、および角度θ4は、
θ3<θ4・・・(1)
を満たすように設定されている。
【0046】
式(1)を満たすことにより、ジョイントモータ102の突出部115とジョイントフレーム103のブレーキ突起133とが各開口部142,143の周方向中央に位置しているとき、ブレーキ突起133の円弧面133bと第二開口部143の傾斜部143aとを当接させた状態とする一方、突出部115の切り欠き部138と第一開口部142の傾斜部142aとを離反させた状態にすることができる。
【0047】
また、この状態において、ジョイントフレーム103が回転すると、このブレーキ突起133が第二開口部143の傾斜部143aを押圧し、ジョイントブレーキ104がウォーム軸21側にスライド移動する。このとき、式(1)を満たすことにより、突出部115の切り欠き部138と第一開口部142の傾斜部142aとの間にクリアランスK2が形成されるので、ジョイントブレーキ104のクリアランスK1分のスライド移動を許容することができる。
【0048】
このようなクラッチ機構4は、図2、図3に示すように、アーマチュア6の回転軸7にジョイントモータ102を取り付け、ウォーム軸21にジョイントフレーム103を取り付ける。そして、ジョイントモータ102の各突出部115間にジョイントフレーム103の凸部119を介在させた状態で、ジョイントブレーキ104をジョイントフレーム103側からジョイントモータ102、およびジョイントフレーム103を覆うように組み付ける。これにより、クラッチ機構4の組み立てが完了する。
【0049】
ここで、回転軸7の端面とウォーム軸21の端面との間には、スチールボール135が設けられている。このスチールボール135によって、回転軸7、およびウォーム軸21に生じるスラスト荷重を互いに受け合うようになっている。また、ウォーム軸21の回転軸7側端面には、断面略円錐状の凹部(不図示)が形成されており、ここにスチールボール135がセットされるようになっている。これにより、スチールボール135の移動が規制される。
【0050】
(作用)
次に、図8〜図11に基づいて、クラッチ機構4の作用について説明する。図8〜図11は、クラッチ機構4の挙動を示す説明図である。
まず、電動モータ3を駆動させてウォーム軸21を回転させる場合について説明する。
図8、図9に示すように、電動モータ3を駆動させると、これに伴って回転軸7、およびジョイントモータ102が回転する。すると、ジョイントモータ102の突出部115に形成されている切り欠き部138が第一開口部142の傾斜部142aに当接し、両者138,142が係合する。
ここで、ジョイントモータ102とジョイントフレーム103との間に、周方向でガタが生じるようになっているので、切り欠き部138が第一開口部142の傾斜部142aに当接するまで、ジョイントモータ102とジョイントフレーム103とが共回りすることがない。
【0051】
突出部115の切り欠き部138が第一開口部142の傾斜部142aに当接すると、ジョイントブレーキ104に回転軸7側へ向かう力が作用する。このため、ジョイントブレーキ104は、この底壁104aとすべり軸受け18との間にクリアランスK1が確保されたままの状態で保持される。
さらに、この状態からジョイントモータ102が僅かに回転すると、ジョイントモータ102に形成されている各突出部115の斜側面115aがジョイントフレーム103に形成されている凸部119の側面119aに当接し、ジョイントモータ102とジョイントフレーム103とが係合した状態になる。
【0052】
すなわち、ジョイントモータ102の隣接する突出部115の斜側面115a,115a間の角度θ1(図4参照)と、各凸部119の扇角度θ2(図5(b)参照)は、電動モータ3を駆動させてジョイントモータ102を回転させた際、突出部115の切り欠き部38が第一開口部142の傾斜部142aに当接した後、突出部115の斜側面115aとジョイントフレーム103の凸部119とが当接するように設定されている。このため、切り欠き部138と第一開口部142との係合タイミングと、ジョイントフレーム103のブレーキ突起133と第二開口部143との係合タイミングがずれることになる。
【0053】
ジョイントモータ102とジョイントフレーム103とが係合した状態で、引き続きジョイントモータ102が回転すると、ジョイントモータ102とジョイントフレーム103とが一体となって回転する。そして、ウォーム軸21に回転軸7の回転力がスムーズに伝達され、これに伴ってウォームホイール22が回転する。
【0054】
次に、電動モータ3を停止させ、例えば、車両のウインドガラス(不図示)を所望の位置で停止させている場合について説明する。
図10、図11に示すように、回転軸7が停止した状態であるのに対し、例えば、不図示のウインドガラスの自重や車両走行時の振動等の外力によりウォーム軸21が回転し始めると、ウォーム軸21と一体となってジョイントフレーム103が回転し始める。このとき、ジョイントモータ102は停止したままの状態になっている。そして、ジョイントフレーム103がこれに形成されているブレーキ突起133の円弧面133bをジョイントブレーキ104の第二開口部143に形成されている傾斜部143aを押圧しながら回転する。
【0055】
すると、ジョイントブレーキ104にウォーム軸21側に向かう力が作用してスライド移動する。ジョイントブレーキ104がスライド移動することによって、この底壁104aがすべり軸受け18の外フランジ部18aを押圧する。すると、ジョイントブレーキ104の底壁104aとすべり軸受け18の外フランジ部18aとの間に摩擦抵抗が生じ、これがブレーキ力となってジョイントブレーキ104の回転が阻止される。このため、ジョイントフレーム103が引き続き回転しようとしてもジョイントブレーキ104によって阻止される。
【0056】
ここで、回転軸7の軸線P1と第一開口部142の傾斜部142aとの間の角度θ3と、回転軸7の軸線P1と第二開口部143の傾斜部143aとの間の角度θ4は(図7参照)、式(1)を満たすように設定されているので、ジョイントブレーキ104の底壁104aがすべり軸受け18の外フランジ部18aを押圧した時点でジョイントモータ102の突出部115に形成されている切り欠き部138と、ジョイントブレーキ104の第一開口部142に形成されている傾斜部142aとが当接するようになっている(図11参照)。つまり、ジョイントフレーム103のブレーキ突起133と第二開口部143との係合タイミングと、切り欠き部138と第一開口部142との係合タイミングとがずれているので、外力による回転力が回転軸7に伝達されることがなく、回転軸7の逆転を防止できる。
【0057】
また、回転軸7の軸線P1と第二開口部143の傾斜部143aとの間の角度θ4(図7参照)は、ウォーム軸21の外力による回転力よりもジョイントブレーキ104の底壁104aとすべり軸受け18の外フランジ部18aとの間に生じる摩擦抵抗が大きくなるように設定されている。このため、外力によってジョイントフレーム103が回転してしまうのを確実に防止できる。
【0058】
(効果)
したがって、上述の実施形態によれば、外力によってジョイントフレーム103がジョイントモータ102よりも先に回転しようとすると、ジョイントブレーキ104がすべり軸受け18の外フランジ部18aに押圧されてブレーキ力が発生するので、ジョイントフレーム103の回転を阻止することができる。
一方、電動モータ3によってジョイントモータ102がジョイントフレーム103よりも先に回転すると、ジョイントブレーキ104は回転軸7側に変位してすべり軸受け18から離反した状態になる。
このため、ジョイントブレーキ104によるブレーキ力が発生せず、ジョイントモータ102の回転力がスムーズにジョイントフレーム103に伝達される。よって、電動モータ3の出力効率を低下させることなく、外力による回転軸7の回転を防止することができる。
【0059】
また、ジョイントブレーキ104の周壁104bに、第一開口部142、および第二開口部143を設け、これら開口部142,143にジョイントモータ102の突出部115、およびジョイントフレーム103のブレーキ突起133を挿入することで、ジョイントブレーキ104の軸方向へのスライド移動を可能にしている。このため、クラッチ機構4を簡単な構造にすることができ、製造コストを抑えたクラッチ機構4を提供することが可能になる。
【0060】
さらに、ジョイントブレーキ104の第一開口部142、および第二開口部143を互いに連通形成しているので、ジョイントブレーキ104の周壁104bに、それぞれ開口部142,143を別々に形成するよりも開口部142,143の占有スペースを省スペース化できる。この結果、ジョイントブレーキ104全体を小型化でき、クラッチ機構4の小型化を図ることが可能になる。
また、第一開口部142、および第二開口部143を互いに連通形成すると共に、第一開口部142の周壁104b先端側を開口することにより、ジョイントブレーキ104をウォーム軸21側からジョイントモータ102、およびジョイントフレーム103に向かって挿入できる。このため、ジョイントブレーキ104の組み付け作業性を向上させることができる。
【0061】
さらに、ジョイントブレーキ104を有底筒状に形成し、底壁104aにウォーム軸21を挿通可能な挿通孔141を形成して組みつけている。このため、ジョイントブレーキ104の設置スペースを最小限にすることができると共に、ジョイントブレーキ104とすべり軸受け18の外フランジ部18aとの接触面積を大きく設定することができ、両者104,18の間に確実に摩擦抵抗を発生させることができる。このため、さらに簡素な構造で、かつ小型なクラッチ機構4を提供することが可能になる。
【0062】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、減速機付モータ1は、例えば、車両のパワーウインド装置等に用いられるものである場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、さまざまな装置に用いることが可能である。
【0063】
さらに、上述の実施形態では、ギヤケーシング13のウォーム軸収納部16にウォーム軸21を回転自在に支持するためのすべり軸受け18,19を設けた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、すべり軸受け18,19を設けずに、ギヤケーシング13自体でウォーム軸21を回転自在に支持するように構成してもよい。この場合、ウォーム軸21の逆転を防止する際、ウォーム軸収納部16のすべり軸受け18が設けられる場所に相当する部位に、ジョイントブレーキ104の底壁104aを当接させるようにする。
【0064】
そして、上述の実施形態では、ウォーム軸収納部16に電動モータ3側に設けられたすべり軸受け18に外フランジ部18aを設け、ここにジョイントブレーキ104の底壁194aを当接させるように構成した場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、すべり軸受け18に外フランジ部18aを設けずに、すべり軸受け18の端部にジョイントブレーキ104の底壁194aを当接させるように構成してもよい。
【符号の説明】
【0065】
1 減速機付モータ
2 ウォーム減速機(減速機構)
3 電動モータ
4 クラッチ機構
7 回転軸
11 ウォームギヤ(ウォームギヤ減速機構)
13 ギヤケーシング
18 すべり軸受け(軸受け部)
21 ウォーム軸
22 ウォームホイール
102 ジョイントモータ(駆動回転体)
103 ジョイントフレーム(従動回転体)
104 ジョイントブレーキ(ブレーキ部材)
104a 底壁
104b 周壁
115 突出部(第一凸部)
119 凸部(第三凸部)
133 ブレーキ突起(第二凸部)
141 挿通孔
142 第一開口部
142a,143a 傾斜部
143 第二開口部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
電動モータの回転軸と、
ギヤケーシングの軸受け部に回転自在に支持された出力軸とを前記軸受け部の近傍で連結するクラッチ機構であって、
前記回転軸に連結される駆動回転体と、
前記出力軸に連結されると共に、前記駆動回転体と同軸上に配置され、前記駆動回転体と係合して前記回転軸の回転力を前記出力軸に伝達する従動回転体と、
前記駆動回転体、および前記従動回転体の周囲を取り囲むように形成されたブレーキ部材とを備え、
前記駆動回転体に、径方向外側に向かって突出する複数の第一凸部を設け、
前記従動回転体に、径方向外側に向かって突出する複数の第二凸部を設けると共に、軸方向に沿って突出し、前記第一凸部と係合可能な複数の第三凸部を設け、
前記ブレーキ部材は、
この周壁に、前記第一凸部に係合可能な第一係合部が設けられていると共に、これら第一凸部と第一係合部とが係合するタイミングとずれて前記第二凸部に係合可能な第二係合部が設けられ、
前記電動モータが駆動すると、前記第一凸部、および前記第一係合部が前記第二凸部、および前記第二係合部よりも先に係合し、前記ブレーキ部材が前記電動モータ側に向かって軸方向に沿って変位するように構成されていると共に、
外力により前記出力軸が回転すると、前記第二凸部、および前記第二係合部が前記第一凸部、および前記第一係合部よりも先に係合し、前記ブレーキ部材が前記軸受け部に向かって軸方向に沿って変位するように構成され、
前記軸受け部に向かって前記ブレーキ部材が変位したとき、このブレーキ部材は、前記軸受け部を押圧してブレーキ力を発生させることを特徴とするクラッチ機構。
【請求項2】
前記第一係合部は、前記第一凸部が挿入可能な第一開口部であり、
前記第二係合部は、前記第二凸部が挿入可能な第二開口部であり、
前記第一開口部は、この周縁に前記第一凸部が当接すると、前記ブレーキ部材が前記電動モータ側に向かって軸方向に沿って変位するように形成されており、
前記第二開口部は、この周縁に前記第二凸部が当接すると、前記ブレーキ部材が前記軸受け部に向かって軸方向に沿って変位するように形成されていることを特徴する請求項1に記載のクラッチ機構。
【請求項3】
前記第一開口部と前記第二開口部は、互いに連通していると共に、
前記第一開口部、および前記第二開口部の何れか一方は、前記周壁の軸方向端部側も開口していることを特徴とする請求項2に記載のクラッチ機構。
【請求項4】
前記ブレーキ部材は、有底筒状に形成されたものであって、
前記ブレーキ部材の底壁には、前記出力軸を挿通可能な挿通孔が形成され、
前記底壁が前記軸受け部に当接可能に形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載のクラッチ機構。
【請求項5】
請求項1〜請求項4の何れかに記載のクラッチ機構と、
このクラッチ機構によって互いに連結される前記電動モータ、および前記ギヤケーシングに収納された減速機構とを備えた減速機付モータ。
【請求項6】
前記減速機構は、ウォーム軸とウォームホイールとを有するウォームギヤ減速機構であって、
前記出力軸を前記ウォーム軸として設定したことを特徴する請求項5に記載の減速機付モータ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2010−223404(P2010−223404A)
【公開日】平成22年10月7日(2010.10.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−74152(P2009−74152)
【出願日】平成21年3月25日(2009.3.25)
【出願人】(000144027)株式会社ミツバ (2,083)
【Fターム(参考)】