JP2010223404A - Clutch mechanism, and motor with reduction gear - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a clutch mechanism mounted on a vehicle or the like, and a motor with a speed reducer using the clutch mechanism.
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。 As a motor with a reduction gear mounted on a vehicle, for example, there is one used for a power window device of an automobile. In this type of motor with a speed reducer, a worm speed reducer and an electric motor are connected. The worm speed reducer includes a worm shaft coupled to the rotating shaft of the electric motor and a worm wheel meshed with the worm shaft. By connecting this worm wheel to the output shaft of the power window device, the window glass can be opened and closed.
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）。 By the way, there is a case where a rotational force due to an external force such as the weight of the window glass or a vibration during traveling of the vehicle acts on the rotating shaft of the electric motor, and the window glass opens. Therefore, in order to maintain the stop position of the window glass, end spacers are provided at one end of the rotating shaft and one end of the worm shaft, and the rotating shaft with respect to the end spacer and the rotating resistance of the rotating shaft by external force are caused by the sliding resistance of the worm shaft. A technique for preventing this is disclosed (for example, see Patent Document 1).
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。 However, in the above-described conventional technology, sliding resistance is generated on the rotating shaft with respect to the end spacer, which is excellent in preventing rotation of the rotating shaft due to external force, but the rotating shaft is rotated by an electric motor. In the case of trying to do so, sliding resistance is similarly generated. For this reason, there exists a subject that the output efficiency of an electric motor falls.
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。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and a clutch mechanism that can prevent the rotation of the rotating shaft of the electric motor due to an external force and a deceleration without reducing the output efficiency of the electric motor A motor with a machine is provided.
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。 In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1 is a clutch that connects a rotating shaft of an electric motor and an output shaft rotatably supported by a bearing portion of a gear casing in the vicinity of the bearing portion. A drive rotator coupled to the rotary shaft; and a drive rotator coupled to the output shaft and disposed coaxially with the drive rotator; A driven rotator for transmitting a rotational force to the output shaft; a drive rotator; and a brake member formed to surround the driven rotator. The drive rotator is directed radially outward. And a plurality of second protrusions protruding outward in the radial direction are provided on the driven rotating body, and are projected along the axial direction to engage with the first protrusion. A plurality of third convex portions that can be combined, The rake member is provided with a first engagement portion that can be engaged with the first convex portion on the peripheral wall, and is shifted from a timing at which the first convex portion and the first engagement portion are engaged. When the second engaging portion engageable with the second convex portion is provided and the electric motor is driven, the first convex portion and the first engaging portion are the second convex portion and the second convex portion. The second projection is engaged when the brake member is displaced in the axial direction toward the electric motor side and the output shaft is rotated by an external force. And the second engaging portion are engaged before the first convex portion and the first engaging portion, and the brake member is displaced along the axial direction toward the bearing portion. And when the brake member is displaced toward the bearing portion, the brake portion It is characterized by generating a braking force by pressing the bearing portion.
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。
With this configuration, when the driven rotator tries to rotate before the drive rotator by an external force, the brake member is pressed against the bearing portion to generate a braking force, thereby preventing the rotation of the driven rotator. be able to. On the other hand, when the drive rotator is rotated before the driven rotator by the electric motor, the brake member is displaced toward the electric motor and is separated from the bearing portion. For this reason, the braking force by the brake member is not generated, and the rotational force of the drive rotator is smoothly transmitted to the driven rotator.
Therefore, rotation of the rotating shaft of the electric motor due to external force can be prevented without reducing the output efficiency of the electric motor.
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。
According to a second aspect of the present invention, the first engaging portion is a first opening into which the first convex portion can be inserted, and the second engaging portion can be inserted into the second convex portion. The first opening is formed so that the brake member is displaced in the axial direction toward the electric motor when the first convex portion comes into contact with the periphery. The second opening is formed so that the brake member is displaced along the axial direction toward the bearing when the second convex portion comes into contact with the periphery.
With this configuration, it is possible to prevent the driven rotor from rotating due to an external force with a simple structure, and it is possible to easily transmit the rotational force generated by the electric motor to the driven rotor. For this reason, a clutch mechanism with reduced manufacturing costs can be provided.
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。
According to a third aspect of the present invention, the first opening and the second opening communicate with each other, and any one of the first opening and the second opening is formed on the peripheral wall. The axial end portion side is also open.
With this configuration, the formation space of the first opening and the second opening can be shared with each other, and the formation space can be saved. Therefore, the clutch mechanism can be reduced in size. Is possible.
In addition, the first opening and the second opening communicate with each other, and one of the two is also open on the axial end portion side of the peripheral wall, so that the brake member is connected to the drive rotator and the driven rotator from one side. It can be assembled so that it is inserted toward the front. For this reason, the assembly workability | operativity of a brake member can be improved.
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。
According to a fourth aspect of the present invention, the brake member is formed in a bottomed cylindrical shape, and an insertion hole through which the output shaft can be inserted is formed in the bottom wall of the brake member, A bottom wall is formed so as to be able to contact the bearing portion.
With this configuration, the brake member can be arranged in a simple structure and in a space-saving manner, so that the clutch mechanism can be further downsized.
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。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the clutch mechanism according to any one of the first to fourth aspects, the electric motor coupled to the clutch mechanism by the clutch mechanism, and a speed reduction mechanism housed in the gear casing. The motor equipped with a reduction gear is provided.
In this case, as in the invention described in
By comprising in this way, the motor with a reduction gear which can prevent rotation of the rotating shaft of the electric motor by external force, without reducing the output efficiency of an electric motor can be provided.
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。
According to the present invention, when the driven rotator tries to rotate before the drive rotator due to an external force, the brake member is pressed against the bearing portion to generate a braking force, so that the rotation of the driven rotator can be prevented. it can. On the other hand, when the drive rotator is rotated before the driven rotator by the electric motor, the brake member is displaced toward the electric motor and is separated from the bearing portion. For this reason, the braking force by the brake member is not generated, and the rotational force of the drive rotator is smoothly transmitted to the driven rotator.
Therefore, rotation of the rotating shaft of the electric motor due to external force can be prevented without reducing the output efficiency of the electric motor.
（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。
(Motor with reduction gear)
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a motor 1 with a speed reducer. As shown in the figure, a motor 1 with a speed reducer is used for, for example, a power window device of a vehicle, and includes a
For example, a DC motor with a brush is used as the
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。
The
The
（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。
(Worm reducer)
The
The
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。
A
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。
The
The worm
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。
The
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。
Further, the worm
The
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。
On the outer peripheral edge of the
A locking
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）。
On the other hand, the worm
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。
Further, the worm
（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。
(Clutch mechanism)
FIG. 2 is a perspective view of the clutch mechanism 4, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the clutch mechanism 4.
As shown in FIGS. 2 and 3, the clutch mechanism 4 includes a
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。
FIG. 4 is a perspective view of the
As shown in FIGS. 3 and 4, the
On the other hand, a two-side chamfered
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。
On the outer peripheral surface of the
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。
FIG. 5 shows the
As shown in FIGS. 3, 5A, and 5B, the
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。
An
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。
Further, the
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。
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。
The
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。
On a
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。
Furthermore, the axial length of the
When the
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。
That is, in the clutch mechanism 4, the
Here, the fan angle θ2 (see FIG. 5B) of each
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。
6A and 6B show the
As shown in FIGS. 2, 3, 6 (a), and 6 (b), the
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。
The
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。
Further, a
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。
Since the inner wall of the
On the other hand, the peripheral edge of the
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。
The
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。
Here, in the state where the
In addition, when the
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。
This will be described in more detail with reference to FIGS. 6 (a), 6 (b), and 7. FIG. FIG. 7 is a detailed view showing the positional relationship between the
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。
As shown in FIG. 6A, FIG. 6B, and FIG. 7, the
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。
In addition, the
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。
Here, the angle between the axis P1 of the
θ3 <θ4 (1)
It is set to satisfy.
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。
By satisfying the expression (1), when the
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。
In this state, when the
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。
Such a clutch mechanism 4 has a
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。
Here, a
（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。
(Function)
Next, the operation of the clutch mechanism 4 will be described with reference to FIGS. 8-11 is explanatory drawing which shows the behavior of the clutch mechanism 4. FIG.
First, the case where the
As shown in FIGS. 8 and 9, when the
Here, since the play is generated in the circumferential direction between the
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。
When the
Further, when the
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。
That is, the angle θ1 (see FIG. 4) between the
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。
When the
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。
Next, the case where the
As shown in FIGS. 10 and 11, while the
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。
Then, a force toward the
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。
Here, an angle θ3 between the axis P1 of the
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。
Further, the angle θ4 (see FIG. 7) between the axis P1 of the
（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。
(effect)
Therefore, according to the above-described embodiment, when the
On the other hand, when the
Therefore, no braking force is generated by the
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。
Further, the
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。
Further, since the
In addition, the
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。
Further, the
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。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
Moreover, in the above-mentioned embodiment, the case where the motor 1 with a reduction gear was used for the power window apparatus of a vehicle etc. was demonstrated, for example. However, the present invention is not limited to this, and can be used for various devices.
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。
Further, in the above-described embodiment, the case has been described in which the
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。
In the above embodiment, the
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
1 Motor with
3 Electric motor 4
13
21
103 Joint frame (driven rotor)
104 Joint brake (brake member)
119 Convex part (third convex part)
133 Brake protrusion (second convex part)
141
Claims (6)
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。 A rotating shaft of an electric motor;
A clutch mechanism for connecting an output shaft rotatably supported by a bearing portion of a gear casing in the vicinity of the bearing portion;
A drive rotator coupled to the rotating shaft;
A driven rotator coupled to the output shaft, coaxially disposed with the drive rotator, and engaged with the drive rotator to transmit the rotational force of the rotation shaft to the output shaft;
A brake member formed so as to surround the drive rotator and the driven rotator,
The drive rotator is provided with a plurality of first protrusions projecting radially outward,
The driven rotator is provided with a plurality of second protrusions protruding outward in the radial direction, and is provided with a plurality of third protrusions protruding along the axial direction and engageable with the first protrusion.
The brake member is
A first engaging portion that can be engaged with the first convex portion is provided on the peripheral wall, and the second convex portion deviates from a timing at which the first convex portion and the first engaging portion are engaged. A second engaging portion that can be engaged with the portion is provided,
When the electric motor is driven, the first convex portion and the first engaging portion are engaged before the second convex portion and the second engaging portion, and the brake member is on the electric motor side. And is configured to be displaced along the axial direction toward
When the output shaft is rotated by an external force, the second convex portion and the second engaging portion are engaged before the first convex portion and the first engaging portion, and the brake member is the bearing. Configured to be displaced along the axial direction toward the part,
When the brake member is displaced toward the bearing portion, the brake member presses the bearing portion to generate a braking force.
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。 The first engaging portion is a first opening into which the first convex portion can be inserted,
The second engaging portion is a second opening into which the second convex portion can be inserted,
The first opening is formed so that the brake member is displaced along the axial direction toward the electric motor when the first convex portion comes into contact with the periphery.
The said 2nd opening part is formed so that the said brake member may be displaced along an axial direction toward the said bearing part, when the said 2nd convex part contact | abuts to this periphery. The clutch mechanism described in 1.
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。 The first opening and the second opening communicate with each other,
3. The clutch mechanism according to claim 2, wherein any one of the first opening and the second opening is also open on an axial end portion side of the peripheral wall.
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。 The brake member is formed in a bottomed cylindrical shape,
An insertion hole through which the output shaft can be inserted is formed in the bottom wall of the brake member,
The clutch mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein the bottom wall is formed so as to be able to contact the bearing portion.
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。 The clutch mechanism according to any one of claims 1 to 4,
A motor with a speed reducer, comprising: the electric motor coupled to each other by the clutch mechanism; and a speed reducing mechanism housed in the gear casing.
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。 The speed reduction mechanism is a worm gear speed reduction mechanism having a worm shaft and a worm wheel,
The motor with a reduction gear according to claim 5, wherein the output shaft is set as the worm shaft.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009074152A JP2010223404A (en) | 2009-03-25 | 2009-03-25 | Clutch mechanism, and motor with reduction gear |
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Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110173526A (en) * | 2019-05-16 | 2019-08-27 | 广东机电职业技术学院 | A kind of new structure brake |
| CN114458735A (en) * | 2022-04-12 | 2022-05-10 | 深圳市雅力士电机有限公司 | Self-locking mechanism of worm |
-
2009
- 2009-03-25 JP JP2009074152A patent/JP2010223404A/en active Pending
Cited By (3)
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