JP4245778B2 - クラッチ、及びモータ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチ、及びロータ回転軸にウォーム軸がクラッチを介して連結されたモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パワーウィンド装置等に用いられるモータは、回転駆動されるロータを有するモータ本体と、ロータの回転軸に連結されるウォーム軸を有する出力部とを備えている。そして、このようなモータとしては、ロータの回転軸とウォーム軸との間に、回転軸からウォーム軸に回転を伝達するとともに、ウォーム軸から回転軸への回転伝達を阻止するクラッチを備えたものがある。
【０００３】
このようなクラッチとしては、例えば図７に示すようなものが提案されている。クラッチ７１は、回転軸７２の先端に回転不能に固定される駆動側回転体７３と、ウォーム軸７４の基端に形成される従動側回転体７５と、それらの外周を囲うようにハウジング７６に固定されるカラー７７と、従動側回転体７５とカラー７７との間に配置される転動体７８とを備えている。
【０００４】
駆動側回転体７３の軸中心には２面巾凹部７３ａが形成され、該２面巾凹部７３ａに回転軸７２の先端に形成された２面巾凸部７２ａが嵌合されることで、回転軸７２と駆動側回転体７３とが固定されている。又、駆動側回転体７３の軸中心には２面巾凹部７３ａと連通するボール収容凹部７３ｂが２面巾凹部７３ａの反対側から凹設され、該ボール収容凹部７３ｂにはボール７９が収容保持されている。
【０００５】
駆動側回転体７３のウォーム軸７４側の径方向外側所定角度位置には、ウォーム軸７４側に延びる突設部７３ｃが形成されている。その突設部７３ｃの径方向内側の部分（ゴムＧが設けられる部分）は、従動側回転体７５の径方向外側所定角度位置に形成された凹部７５ａ内に、周方向に所定の隙間を有して配置されている。従動側回転体７５の凹部７５ａが形成されていない位置の径方向外側面には、カラー７７の内周面との距離が周方向に変化する制御面７５ｂが形成されている。そして、転動体７８は、制御面７５ｂとカラー７７の内周との間に配置されている。尚、ボール７９は、その一部がボール収容凹部７３ｂから突出し、従動側回転体７５に当接され、駆動側回転体７３に対する従動側回転体７５の回動を円滑にしている。
【０００６】
このクラッチ７１は、モータ本体が駆動され、回転軸７２と共に駆動側回転体７３が回転されると、突設部７３ｃの径方向外側の部分により転動体７８が押されるとともに突設部７３ｃの径方向内側の部分により従動側回転体７５の凹部７５ａの壁面が押され、従動側回転体７５及びウォーム軸７４が連れ回りする。
【０００７】
一方、モータ本体が停止している状態で、ウォーム軸７４と共に従動側回転体７５が回転すると、僅かに回転した時、転動体７８が制御面７５ｂとカラー７７の内周面とで狭持され、従動側回転体７５のそれ以上の回転が阻止される（ロック状態となる）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、クラッチ７１は、その軸線方向長さ（軸線方向寸法）Ｌ１がモータ本体と出力部との連結部位に設けられた狭いスペースに対応して設定され、該スペース内に配置されている。
【０００９】
そして、このようなクラッチ７１において、回転軸７２と駆動側回転体７３との間に大きな嵌合力を得ようとする場合、その嵌合代の長さ（２面巾凹部７３ａ及び２面巾凸部７２ａの長さ）Ｍ１を長くすればよい。しかし、配置スペースを一定として、嵌合代の長さＭ１を長くすると、その分、従動側回転体７５の軸線方向長さが短くなる。すると、制御面７５ｂと転動体７８との軸線方向接触範囲Ｎ１が短くなり、従動側回転体７５の回転を阻止するときに、十分なロック保持力が得られない虞がある。
【００１０】
又、配置スペースを一定とし、大きなロック保持力が得ようとして、従動側回転体７５及び転動体７８の軸線方向長さ（軸線方向接触範囲Ｎ１）を長くすると、逆に嵌合代の長さＭ１が短くなるため、回転軸７２と駆動側回転体７３との間に十分な嵌合力が得られず、その箇所の耐久性が低下してしまう虞がある。
【００１１】
即ち、十分なロック保持力と、十分な嵌合力を得ようとすると、クラッチ７１の軸線方向長さ（軸線方向寸法）Ｌ１が長くなるとともに、配置スペースが大きくなり、モータ全体の軸線方向長さが長くなるという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、軸線方向長さを長くすることなく、従動側回転体の回転に対する十分なロック保持力が得られ、且つ駆動側回転体に嵌合される駆動側回転軸との間に十分な嵌合力を得ることができるクラッチ、及びクラッチを備えたモータを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、駆動側回転軸が嵌合される嵌合凹部が軸中心部に形成された駆動側回転体と、環状のカラーと、前記カラーの内側で前記駆動側回転体と同軸上に配置され、前記カラーとの距離が回転方向に変化する制御面を有し、前記駆動側回転体と回転方向に係合する従動側回転体と、前記制御面と前記カラーとの間に配置され、前記駆動側回転体側が回転した時には前記従動側回転体と共に回転し、前記従動側回転体側が回転した時には前記制御面と前記カラーとに狭持されて該従動側回転体の回転を阻止する転動体とを備えたクラッチにおいて、前記制御面と前記転動体との接触範囲、及び前記嵌合凹部の少なくとも一方の軸線方向の長さを長くするように、前記駆動側回転体に延出部を形成するとともに該延出部の少なくとも一部を収容するように前記従動側回転体に凹部を形成し、軸線方向と直交する方向から見た場合、軸線方向において、前記従動側回転体の前記凹部の深さの範囲が、前記制御面と前記転動体との接触範囲に含まれることを要旨とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクラッチにおいて、前記延出部は、前記凹部の底面と当接するボールを保持するためのボール保持部の少なくとも一部を延出させてなることを要旨とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のクラッチを備えたモータであって、前記駆動側回転軸は、ロータの回転軸であり、前記従動側回転体は、ウォーム軸に一体回転可能に設けられることを要旨とする。
【００１６】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、制御面と転動体との接触範囲、及び嵌合凹部の少なくとも一方の軸線方向の長さを長くするように、駆動側回転体に延出部が形成されるとともに該延出部の少なくとも一部を収容するように従動側回転体に凹部が形成される。よって、クラッチの軸線方向の長さを長くすることなく、制御面と転動体との接触範囲、及び嵌合凹部の少なくとも一方の軸線方向の長さを長くすることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、駆動側回転体の軸中心部に形成されたボール保持部の少なくとも一部は、従動側回転体の軸中心部に形成された凹部に収容される。よって、クラッチの軸線方向の長さを長くすることなく、凹部に収容されるボール保持部の分、制御面と転動体との接触範囲、及び嵌合凹部の少なくとも一方の軸線方向の長さを長くすることができる。しかも、ボールにより駆動側回転体に対する従動側回転体の回動が円滑にされる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、ロータ及び回転軸と共に駆動側回転体側が回転した時には従動側回転体と共にウォーム軸が連れ回りし、ウォーム軸と共に従動側回転体側が回転した時には転動体が狭持されてその回転が阻止される。そして、制御面と転動体との接触範囲、及び嵌合凹部の少なくとも一方の軸線方向の長さを長くするように、駆動側回転体に延出部が形成されるとともに該延出部の少なくとも一部を収容するように従動側回転体に凹部が形成される。よって、モータの軸線方向の長さを長くすることなく、制御面と転動体との接触範囲、及び嵌合凹部の少なくとも一方の軸線方向の長さを長くすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をパワーウインド装置用のモータに具体化した一実施形態について図１〜図６を参照して説明する。図１は、本実施形態におけるモータ１の要部断面図を示す。モータ１は、モータ本体２と減速部３とクラッチＣ（図２参照）とを備えている。
【００２０】
図１に示すように、上記モータ本体２は、ヨークハウジング（以下、単にヨークという）４、複数のマグネット５、駆動側回転軸としての回転軸６、アーマチャ（電機子）７、コンミテータ（整流子）８、樹脂製のブラシホルダ９及び給電用のブラシ１０を備えている。尚、本実施の形態では回転軸６、アーマチャ７、コンミテータ８がロータを構成している。
【００２１】
ヨーク４は、略有底扁平円筒状に形成されている。そして、その内周面には、２つのマグネット５が対向して固着されている。また、ヨーク４の底部には、その中心軸に沿って上記回転軸６の基端部が回転可能に支持されている。この回転軸６の先端部には、図２に示すように、円柱形状から平行に面取りした２面巾凸部６ａが形成されている。
【００２２】
上記マグネット５の位置に対応する上記回転軸６の中間部には、前記アーマチャ７が固定されている。また、上記回転軸６の上記アーマチャ７よりも先端側には、コンミテータ８が固定されている。
【００２３】
上記ヨーク４の開口部には、径方向外側に延びるフランジ部４ａが形成されている。又、ヨーク４の開口部には、ブラシホルダ９が嵌合固定されている。このブラシホルダ９は、ヨーク４の開口部と対応し、同開口部を略覆う形状のホルダ本体９ａと、フランジ部４ａより回転軸６の径方向外側に突出したコネクタ部９ｂとを備えている。ホルダ本体９ａのヨーク４内部側にはコネクタ部９ｂと図示しない配線で接続された一対のブラシ１０が配設されている。又、ホルダ本体９ａの略中央には軸受１１が設けられ、その軸受１１によって上記回転軸６の先端側が回転可能に支持されている。
【００２４】
ホルダ本体９ａのヨーク４外部側（減速部３側）には、一対の第１係合凸部１２，１３が設けられている。第１係合凸部１２，１３は回転軸６と平行に延出している。ホルダ本体９ａのヨーク４外部側（減速部３側）には、図２に示すように、回転センサＳを構成するホールＩＣ１５が固定されている。
【００２５】
ここで、上記ブラシ１０は、上記コンミテータ８に対応した位置に配置されて同コンミテータ８と接触している。従って、コネクタ部９ｂに接続される図示しない制御装置（外部電源）からブラシ１０及びコンミテータ８を介してアーマチャ７に巻装したコイル導線に電流が供給されると、同アーマチャ７、すなわちモータ本体２の回転軸６が回転駆動される。
【００２６】
減速部３は、ギヤハウジング２１と、第１及び第２軸受２２ａ，２２ｂと、ウォーム部材２３と、ウォームホイール２４と、出力軸２５とを備える。ギヤハウジング２１は、樹脂製であって、その上端部（図１中、上側端部）が前記ヨーク４及びブラシホルダ９に対して固定される。
【００２７】
ギヤハウジング２１の上端部（図１中、上側端部）中央には、開口凹部２１ａが形成されている。
ギヤハウジング２１には、開口凹部２１ａの底部中央から凹設したクラッチ収容凹部２１ｂ（図２及び図３参照）、該クラッチ収容凹部２１ｂの底部中央から回転軸６の軸線方向に沿って延びるように凹設したウォーム軸収容凹部２１ｃが形成されている。又、ギヤハウジング２１には、ウォーム軸収容凹部２１ｃの中間部の軸線直交方向（図１中、右方向）に該ウォーム軸収容凹部２１ｃと連通するホイール収容部２１ｄが形成されている。ウォーム軸収容凹部２１ｃの開口部には、軸受収容凹部２１ｅ（図２参照）が形成されている。
【００２８】
又、開口凹部２１ａの底部には、一対の第２係合凸部２６，２７が設けられている。両第２係合凸部２６，２７は回転軸６の軸方向に平行に延出している。両第２係合凸部２６，２７は、図３に示すように、略コ字形状に形成され、前記第１係合凸部１２，１３をそれぞれ外側に囲って収容する。
【００２９】
第１軸受２２ａは、略円筒形状のすべり軸受であって、軸受収容凹部２１ｅに内嵌されている。又、第２軸受２２ｂは、ウォーム軸収容凹部２１ｃの底側（図１中、下側）に内嵌されている。
【００３０】
ウォーム部材２３は、ウォーム軸２８と、ウォーム軸２８のモータ本体２側に一体形成された従動側回転体２９とからなる（図３参照）。ウォーム軸２８は、その中間部にウォーム２８ａが形成され、その両端部で第１及び第２軸受２２ａ，２２ｂに回転可能に支持されてウォーム軸収容凹部２１ｃ内に収容されている。
【００３１】
ウォームホイール２４は、ウォーム２８ａと噛合され、ウォーム軸２８と直交する方向（図１の紙面直交方向）の軸中心で回転可能にホイール収容部２１ｄ内に収容されている。そして、出力軸２５は、ウォームホイール２４の回転に伴って同軸で回転するように該ウォームホイール２４に連結されている。この出力軸２５は、公知の図示しないレギュレータを介して図示しないウインドガラスに連結される。
【００３２】
前記回転軸６は、クラッチＣを介してウォーム軸２８に連結されている。クラッチＣは、図２〜図４に示すように、前記従動側回転体２９と、カラー３１と、複数（３つ）の転動体３２と、サポート部材３３と、プレートキャップ３４と、駆動側回転体３５と、ボール３６とを備えている。カラー３１は、円筒形状の外輪３１ａと外輪３１ａの一端（図２中、上端）から径方向外側に延びる環状のフランジ部３１ｂと、フランジ部３１ｂから１８０度間隔を有して更に径方向外側に延びる一対の延設部３１ｃとからなる。
【００３３】
カラー３１は、その外輪３１ａがクラッチ収容凹部２１ｂに嵌合されている。そして、延設部３１ｃがギヤハウジング２１に形成された嵌合部２１ｆ（図３参照）に嵌合され、その回り止めがなされている。このカラー３１の内側には、前記従動側回転体２９が配置されている。
【００３４】
前記従動側回転体２９は、図３に示すように、ウォーム軸２８の基端部から拡径された円盤部２９ａと、円盤部２９ａの軸中心からモータ本体２側（回転軸６側）に延びる軸部２９ｂと、軸部２９ｂから等角度（１２０°）間隔で径方向外側に延びる３つの係合凸部２９ｃとからなる。係合凸部２９ｃは、径方向外側に向かうほど周方向の幅が広がるように形成されている。又、係合凸部２９ｃの径方向外側面は、図４に示すように、カラー３１の外輪３１ａの内周面３１ｄとの距離が回転方向に変化するように略平面の制御面４１とされている。本実施の形態の制御面４１の軸線方向の長さは、従来技術（図７参照）のそれより長く設定されている。軸部２９ｂのモータ本体２側（回転軸６側）の軸中心部には、図２及び図３に示すように、円形の凹部２９ｄが凹設されている。
【００３５】
各転動体３２は、金属材料にて略円柱形状に形成され、図４に示すように、係合凸部２９ｃの制御面４１と外輪３１ａの内周面３１ｄとの間に配置されている。本実施の形態の転動体３２の軸線方向長さは、従来技術（図７参照）のそれより長く設定され、転動体３２と制御面４１との軸線方向接触範囲Ｎ２は、従来技術のそれＮ１より長く（Ｎ２＞Ｎ１）設定されている。
【００３６】
転動体３２の直径は、制御面４１の中央部（回転方向中央部）４１ａと外輪３１ａの内周面３１ｄの間隔の長さより小さく、制御面４１の側部（回転方向端部）４１ｂ，４１ｃと外輪３１ａの内周面３１ｄの間隔の長さより大きく設定されている。即ち、転動体３２の直径は、中央部４１ａと側部４１ｂ，４１ｃとの間の中間部４１ｄと、外輪３１ａの内周面３１ｄの間隔の長さと等しく設定されている。
【００３７】
サポート部材３３は、前記各転動体３２を回転可能にかつ略平行に等角度間隔で保持する。詳述すると、サポート部材３３は、樹脂材よりなり、図２及び図３に示すように、リングプレート３３ａと、３つの内延部３３ｂと、３対のローラサポート３３ｃと、３つの連結部３３ｄとからなる。リングプレート３３ａは、外輪３１ａより径の大きい円環状に形成されている。３つの内延部３３ｂは、リングプレート３３ａの内周から径方向内側に等角度間隔で延設されている。各ローラサポート３３ｃは内延部３３ｂの径方向内側の周方向両端部から軸線方向に延設されている。各連結部３３ｄは、隣り合うローラサポート３３ｃを連結するように円弧状に形成されている。又、１対のローラサポート３３ｃの先端には周方向に向い合う係止凸部３３ｅが形成されている。そして、各転動体３２は、１対のローラサポート３３ｃ間で、且つ内延部３３ｂと係止凸部３３ｅとの間で保持され、リングプレート３３ａに対して周方向及び軸線方向に移動不能に保持される。このように転動体３２を保持したサポート部材３３は、前述したように転動体３２が制御面４１と外輪３１ａの内周面３１ｄとの間に配置されるように、各ローラサポート３３ｃが外輪３１ａの内側に挿入され、リングプレート３３ａがフランジ部３１ｂ上に当接されて配置される。
【００３８】
プレートキャップ３４は、外形が前記第２係合凸部２６，２７間における前記開口凹部２１ａに対応した固定部３４ａと、固定部３４ａに形成された中央孔の縁から軸線方向モータ本体側（図２中、上側）に延びる円筒部３４ｂと、円筒部３４ｂの先端から径方向内側に延びる環状の円盤部３４ｃとからなる。円筒部３４ｂ（中央孔）の内径は、前記フランジ部３１ｂの外径と同径に設定されている。又、円盤部３４ｃの内径は、前記外輪３１ａの内径と同径に設定されている。そして、プレートキャップ３４は、固定部３４ａが前記カラー３１の延設部３１ｃと当接し該カラー３１の抜け止めをなすと共に、円盤部３４ｃがサポート部材３３のリングプレート３３ａと当接し該サポート部材３３の抜け止めをなすように、固定部３４ａが開口凹部２１ａの底部に固定されている。
【００３９】
前記駆動側回転体３５は、樹脂材にて形成され、軸部３５ａと、軸部３５ａよりも拡径された円盤部３５ｂと、円盤部３５ｂの軸中心から軸線方向（図２中、下方向）に延出した延出部３５ｃとを有している。延出部３５ｃは、その外形がボール３６に対応し、詳しくは、その軸直交方向の外径がボール３６の直径より大きく、その軸線方向長さがボール３６の直径の約半分に設定され、ボール保持部の一部を構成している。即ち、駆動側回転体３５には、延出部３５ｃの先端からボール収容凹部３５ｄが凹設されている。ボール収容凹部３５ｄは、軸直交方向の壁面が球をくり貫いた形状に形成されている。ボール収容凹部３５ｄは、円盤部３５ｂの途中まで形成されている。
【００４０】
このボール収容凹部３５ｄには、ボール３６が、その一部が延出部３５ｃの先端から突出した状態で保持されている。
又、駆動側回転体３５の軸中心には、軸部３５ａの基端（図２中、上端）から延び、断面に平行面を有する嵌合凹部としての２面巾凹部３５ｅが前記ボール収容凹部３５ｄと連通するように形成されている。駆動側回転体３５は、２面巾凹部３５ｅに回転軸６の２面巾凸部６ａが嵌合されることで、回転軸６に対して回転不能に連結されている。本実施の形態の２面巾凹部３５ｅ及び２面巾凸部６ａの軸線方向長さは、従来技術（図７参照）と同じに設定され、その嵌合代の長さＭ２は、従来技術のそれＭ１と同じ（Ｍ２＝Ｍ１）に設定されている。又、本実施の形態では、クラッチＣの軸線方向の長さＬ２は、従来技術のそれＬ１と同じ（Ｌ２＝Ｌ１）に設定されている。
【００４１】
延出部３５ｃは、従動側回転体２９の凹部２９ｄ内に略収容されている。即ち、前記凹部２９ｄの深さＨ及び直径は、延出部３５ｃを略収容可能に設定されている。本実施の形態では、ボール３６の約半分が凹部２９ｄ内に収容されている。そして、延出部３５ｃの先端から一部が突出するボール３６は、凹部２９ｄの底部に当接されている。
【００４２】
駆動側回転体３５の円盤部３５ｂの先端側（図２中、下側）には、図４に示すように、軸線方向に突出する略扇形状の突設部４２が等角度間隔に複数（３つ）形成されている。各突設部４２は、図４に示すように、大きい円弧の面が外輪３１ａの内周面３１ｄより若干小さな径で同内周面３１ｄに沿って形成されている。突設部４２には、径方向内側から突設部４２の中間まで径方向に延びる嵌合溝４２ａが形成されている。突設部４２は、外輪３１ａ内において、従動側回転体２９の各係合凸部２９ｃ間であって、各転動体３２（各ローラサポート３３ｃ）間に配置されている。
【００４３】
嵌合溝４２ａには、ゴムよりなる緩衝部材４３が嵌合固定されている。緩衝部材４３には、嵌合溝４２ａから突設部４２の径方向内側に突出し、周方向に広がる緩衝部４３ａが形成されている。
【００４４】
緩衝部４３ａの周方向の幅は、図４に示すように、突設部４２の内周面の周方向の幅より若干大きく設定されている。
緩衝部４３ａの一側面（反時計回り側の面）４３ｂは、駆動側回転体３５が従動側回転体２９に対して反時計回り方向（矢印Ｘ方向）に所定位置まで回転すると、係合凸部２９ｃの時計回り側の面の径方向内側に形成された第１緩衝面２９ｅと当接する。又、突設部４２の径方向内側に形成される一側面（反時計回り側の面）４２ｂは、駆動側回転体３５が前記所定位置より更に反時計回り方向（矢印Ｘ方向）に回転すると、係合凸部２９ｃの時計回り側の面の径方向外側に形成された第１当接面２９ｆと当接する。尚、駆動側回転体３５は、緩衝部４３ａが周方向に撓む（潰れる）ことにより、前記所定位置より更に反時計回り方向（矢印Ｘ方向）に回転する（図５参照）。
【００４５】
又、緩衝部４３ａの他側面（反時計回り側の面）４３ｃは、駆動側回転体３５が従動側回転体２９に対して時計回り方向（矢印Ｙ方向）に所定位置まで回転すると、係合凸部２９ｃの反時計回り側の面の径方向内側に形成された第２緩衝面２９ｇと当接する。又、突設部４２の径方向内側に形成される他側面（時計回り側の面）４２ｃは、駆動側回転体３５が前記所定位置より更に時計回り方向（矢印Ｙ方向）に回転すると、係合凸部２９ｃの反時計回り側の面の径方向外側に形成された第２当接面２９ｈと当接する。尚、駆動側回転体３５は、緩衝部４３ａが周方向に撓む（潰れる）ことにより、前記所定位置より更に時計回り方向（矢印Ｙ方向）に回転する。
【００４６】
ここで、各部材３２，４２，２９ｃ，３３ｃの形状は、図５に示すように、突設部４２の一側面４２ｂが係合凸部２９ｃの第１当接面２９ｆと当接し、突設部４２の反時計回り側の面の径方向外側に形成された第１押圧面４２ｄがローラサポート３３ｃと当接した状態で、転動体３２が制御面４１の中央部４１ａと対応した位置に配置されるように設定されている。
【００４７】
又、各部材３２，４２，２９ｃ，３３ｃの形状は、突設部４２の他側面４２ｃが係合凸部２９ｃの第２当接面２９ｈと当接し、突設部４２の時計回り側の面の径方向外側に形成された第２押圧面４２ｅがローラサポート３３ｃと当接した状態で、転動体３２が制御面４１の中央部４１ａと対応した位置に配置されるように設定されている。
【００４８】
図２に示すように、前記ホールＩＣ１５と共に回転センサＳを構成する環状のセンサマグネット５１は、前記駆動側回転体３５の軸部３５ａの外周に固定されている。そして、前記ホールＩＣ１５は、このセンサマグネット５１の外縁一部と軸線方向に対向した位置に配置され、センサマグネット５１の回転速度、即ち回転軸６の回転速度に応じたパルス信号を発生し、前記制御装置に出力する。制御装置は、パルス信号に応じて供給する電流を制御する。
【００４９】
上記のように構成されたパワーウインド装置（モータ１）は、以下のように動作する。
モータ本体２が駆動され回転軸６が図４の反時計回り方向（矢印Ｘ方向）に回転されると、回転軸６と共に駆動側回転体３５（突設部４２）が同方向（矢印Ｘ方向）に一体回転する。そして、図５に示すように、突設部４２の一側面４２ｂが係合凸部２９ｃの第１当接面２９ｆと当接し、第１押圧面４２ｄがローラサポート３３ｃと当接すると、転動体３２が制御面４１の中央部４１ａと対応した位置（以下、中立位置という）に配置される。
【００５０】
尚、突設部４２の一側面４２ｂが第１当接面２９ｆに当接する前に、緩衝部４３ａの一側面４３ｂが係合凸部２９ｃの第１緩衝面２９ｅに先に接触するため、該当接時の衝撃は小さくなる。
【００５１】
この中立状態では、転動体３２は係合凸部２９ｃの制御面４１と外輪３１ａの内周面３１ｄにて挟持されないため、従動側回転体２９はカラー３１に対して回転可能となる。従って、駆動側回転体３５が更に反時計回り方向に回転すると、その回転力が突設部４２から従動側回転体２９に伝達され、従動側回転体２９が連れ回りする。尚、このとき転動体３２には第１押圧面４２ｄから同方向（矢印Ｘ方向）の回転力が伝達され、転動体３２は同方向に移動する。
【００５２】
逆に、回転軸６が図４の時計回り方向（矢印Ｙ方向）に回転されると、上記と同様に、突設部４２により転動体３２が中立位置に配置される。この状態では、転動体３２は係合凸部２９ｃの制御面４１と外輪３１ａの内周面３１ｄにて挟持されないため、従動側回転体２９はカラー３１に対して回転可能となる。従って、駆動側回転体３５の回転力が突設部４２から従動側回転体２９に伝達され、従動側回転体２９が連れ回りする。
【００５３】
すると、従動側回転体２９と共にウォーム軸２８が回転し、その回転に応じてウォームホイール２４及び出力軸２５が回転する。従って、出力軸２５に連結されるウインドガラスが開閉される。
【００５４】
一方、モータ１が停止している状態で、出力軸２５側に負荷がかかると、その負荷は従動側回転体２９を回動させようとする。そして、従動側回転体２９が図４の時計回り方向（矢印Ｙ方向）に回転されると、転動体３２は係合凸部２９ｃの制御面４１の側部４１ｂ側（中間部４１ｄ側）に相対移動する。やがて、図６に示すように、転動体３２が中間部４１ｄまで相対移動すると、転動体３２は、制御面４１と外輪３１ａの内周面３１ｄで挟持される（ロック状態となる）。そして、外輪３１ａが固定されているため、従動側回転体２９のそれ以上の回転は阻止され、駆動側回転体３５を連れ回りさせることはない。
【００５５】
逆に、従動側回転体２９が図４の反時計回り方向（矢印Ｘ方向）に回転されると、駆動側回転体３５が停止しているため、転動体３２は係合凸部２９ｃの制御面４１の側部４１ｃ側（中間部４１ｄ側）に相対移動する。やがて、転動体３２が中間部４１ｄまで相対移動すると、転動体３２は、制御面４１と外輪３１ａの内周面３１ｄで挟持される（ロック状態となる）。そして、外輪３１ａが固定されているため、従動側回転体２９のそれ以上の回転は阻止され、駆動側回転体３５を連れ回りさせることはない。
【００５６】
このように、出力軸２５側に大きな負荷をかけても、従動側回転体２９の回転は阻止される。従って、出力軸２５に連結されるウインドガラスが自重や、外力により開閉されることは防止される。
【００５７】
次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）２面巾凹部３５ｅが形成される駆動側回転体３５の軸中心部に延出部３５ｃを形成し、径方向外側面に制御面４１が形成された従動側回転体２９の軸中心部に凹部２９ｄを形成し、該延出部３５ｃを凹部２９ｄ内に略収容した。そして、本実施の形態では、従来技術（図７参照）に比べて、クラッチＣの軸線方向の長さＬ２を長くすることなく（Ｌ２＝Ｌ１）、且つ嵌合代（２面巾凹部３５ｅ及び２面巾凸部６ａ）の長さＭ２を変更せずに（Ｍ２＝Ｍ１）、制御面４１及び転動体３２の軸線方向接触範囲Ｎ２が凹部２９ｄの深さＨ分だけ長く（Ｎ２＞Ｎ１）設定されている。
【００５８】
よって、従来技術（図７参照）に比べて、クラッチＣの軸線方向の長さＬ２（モータ１の長さ）を長くすることなく、駆動側回転体３５と回転軸６との間に同等の嵌合力を得て、従動側回転体２９の回転に対して大きなロック保持力を得ることができる。
【００５９】
（２）凹部２９ｄの底部は、延出部３５ｃの先端から一部が突出するボール３６に当接されている。よって、従動側回転体２９はボール３６と点接触となり、その回転が円滑なものとされる。
【００６０】
（３）転動体３２を略円柱形状に形成し、その外周面が制御面４１と外輪３１ａの内周面３１ｄとに対向するように配置した。よって、転動体３２は、従動側回転体２９側が回転した時に、その外周面で制御面４１と外輪３１ａの内周面３１ｄとに狭持される。その結果、転動体３２を球体等とした場合に比べて、制御面４１及び外輪３１ａの内周面３１ｄに接触する軸線方向接触範囲Ｎ２が長くなり、従動側回転体２９の回転に対する十分なロック保持力が得られる。
【００６１】
（４）駆動側回転体３５に形成される嵌合凹部を２面巾凹部３５ｅとし、回転軸６に２面巾凸部６ａを形成して嵌合させたため、回転軸６と駆動側回転体３５とが確実に回転方向に係合し一体回転する。
【００６２】
上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では、従来技術（図７参照）に比べて、クラッチＣの軸線方向の長さＬ２を長くすることなく（Ｌ２＝Ｌ１）、且つ嵌合代の長さＭ２を変更せずに（Ｍ２＝Ｍ１）、制御面４１及び転動体３２の軸線方向接触範囲Ｎ２が長く（Ｎ２＞Ｎ１）なるように設定したが、必要となる従動側回転体２９の回転に対するロック保持力、及び必要となる駆動側回転体３５と回転軸６との嵌合力に応じて、各長さを変更してもよい。例えば、従来技術（図７参照）に比べて、長さＬ２を長くすることなく、且つ軸線方向接触範囲Ｎ２を変更せずに（Ｎ２＝Ｎ１）、長さＭ２が長く（Ｍ２＞Ｍ１）なるように設定してもよい。このようにすると、従来技術（図７参照）に比べて、クラッチＣの軸線方向の長さＬ２（モータ１の長さ）を長くすることなく、従動側回転体２９の回転に対して同等のロック保持力を得て、駆動側回転体３５と回転軸６との間に大きな嵌合力を得ることができる。
【００６３】
・上記実施の形態では、延出部３５ｃはボール３６を略半分収容する程度に延出しているとしたが、例えばボール３６を全て収容する程度に延出させる等、その延出させる量を適宜変更してもよい。尚、この場合、凹部２９ｄを、延出部に対応した深さに形成する必要がある。延出部の延出させる量を長くし、凹部の深さを深くすると、クラッチＣの軸線方向の長さＬ２を長くすることなく、制御面４１と転動体３２との軸線方向接触範囲Ｎ２及び嵌合代の長さＭ２の少なくとも一方を、更に長くすることができる。
【００６４】
・上記実施の形態のクラッチＣからボール３６を除いたものに具体化してもよい。この場合、例えば２面巾凹部３５ｅを延出部３５ｃの先端まで形成し、該線端まで回転軸６の２面巾凸部６ａを嵌合させる。このようにしても、上記実施の形態の効果（１），（３），（４）と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
・上記実施の形態では、転動体３２を略円柱形状に形成したが、その形状を変更してもよい。例えば、転動体３２を球体とする。このようにすると、クラッチＣの軸線方向の長さＬ２を長くすることなく、且つ嵌合代の長さＭ２を短くすることなく、凹部２９ｄの深さＨ分、制御面４１の軸線方向長さを長くし、球体を軸線方向に複数（従来より多く）並べて設けることができる。よって、上記実施の形態の効果（１），（２），（４）と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
・上記実施の形態では、駆動側回転体３５に形成される嵌合凹部を２面巾凹部３５ｅとし、回転軸６に２面巾凸部６ａを形成して嵌合させたが、回転方向に係合する形状であれば２面巾凹部３５ｅ及び２面巾凸部６ａを他の形状に変更してもよい。例えば、２面巾凹部３５ｅを断面Ｄ字状の凹部とし、２面巾凸部６ａを断面Ｄ字状の凸部としてもよい。このようにしても回転軸６と駆動側回転体３５とが確実に回転方向に係合し一体回転する。
【００６７】
・上記実施の形態では、回転軸６とウォーム軸２８を連結するクラッチＣを備えたモータ１に具体化したが、クラッチＣを他の機器に備えて実施してもよい。・上記実施の形態では、パワーウインド装置用のモータ１に具体化したが、他の装置に使用されるモータに具体化してもよい。
【００６８】
上記実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（イ）請求項１又は２に記載のクラッチにおいて、前記転動体を、略円柱形状に形成し、その外周面が前記制御面と前記カラーとに対向するようにしたことを特徴とするクラッチ。このようにすると、転動体は、従動側回転体側が回転した時に、その外周面が制御面とカラーとに狭持される。従って、制御面及びカラーに接触する軸線方向接触範囲が長くなり、従動側回転体の回転に対する十分なロック保持力が得られる。
【００６９】
（ロ）請求項１又は２に記載のクラッチにおいて、前記嵌合凹部は２面巾凹部であり、前記駆動側回転軸の前記２面巾凹部に嵌合される部分には２面巾凸部が形成されることを特徴とするクラッチ。このようにすると、駆動側回転軸と駆動側回転体が確実に回転方向に係合し一体回転する。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、軸線方向長さを長くすることなく、従動側回転体の回転に対する十分なロック保持力が得られ、且つ駆動側回転体に嵌合される駆動側回転軸との間に十分な嵌合力を得ることができるクラッチ、及びクラッチを備えたモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態におけるモータの要部断面図。
【図２】本実施の形態におけるモータの要部拡大断面図。
【図３】本実施の形態におけるクラッチの分解斜視図。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図。
【図５】本実施の形態におけるクラッチの動作を説明するための断面図。
【図６】本実施の形態におけるクラッチの動作を説明するための断面図。
【図７】従来技術におけるクラッチを説明するための断面図。
【符号の説明】
６…回転軸、２８…ウォーム軸、２９…従動側回転体、３１…カラー、３２…転動体、３５…駆動側回転体、３６…ボール、２９ｄ…凹部、３５ｃ…延出部、３５ｅ…２面巾凹部、Ｍ２…嵌合代の長さ、Ｎ２…制御面及び転動体の軸線方向接触範囲。
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチ、及びロータ回転軸にウォーム軸がクラッチを介して連結されたモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パワーウィンド装置等に用いられるモータは、回転駆動されるロータを有するモータ本体と、ロータの回転軸に連結されるウォーム軸を有する出力部とを備えている。そして、このようなモータとしては、ロータの回転軸とウォーム軸との間に、回転軸からウォーム軸に回転を伝達するとともに、ウォーム軸から回転軸への回転伝達を阻止するクラッチを備えたものがある。
【０００３】
このようなクラッチとしては、例えば図７に示すようなものが提案されている。クラッチ７１は、回転軸７２の先端に回転不能に固定される駆動側回転体７３と、ウォーム軸７４の基端に形成される従動側回転体７５と、それらの外周を囲うようにハウジング７６に固定されるカラー７７と、従動側回転体７５とカラー７７との間に配置される転動体７８とを備えている。
【０００４】
駆動側回転体７３の軸中心には２面巾凹部７３ａが形成され、該２面巾凹部７３ａに回転軸７２の先端に形成された２面巾凸部７２ａが嵌合されることで、回転軸７２と駆動側回転体７３とが固定されている。又、駆動側回転体７３の軸中心には２面巾凹部７３ａと連通するボール収容凹部７３ｂが２面巾凹部７３ａの反対側から凹設され、該ボール収容凹部７３ｂにはボール７９が収容保持されている。
【０００５】
駆動側回転体７３のウォーム軸７４側の径方向外側所定角度位置には、ウォーム軸７４側に延びる突設部７３ｃが形成されている。その突設部７３ｃの径方向内側の部分（ゴムＧが設けられる部分）は、従動側回転体７５の径方向外側所定角度位置に形成された凹部７５ａ内に、周方向に所定の隙間を有して配置されている。従動側回転体７５の凹部７５ａが形成されていない位置の径方向外側面には、カラー７７の内周面との距離が周方向に変化する制御面７５ｂが形成されている。そして、転動体７８は、制御面７５ｂとカラー７７の内周との間に配置されている。尚、ボール７９は、その一部がボール収容凹部７３ｂから突出し、従動側回転体７５に当接され、駆動側回転体７３に対する従動側回転体７５の回動を円滑にしている。
【０００６】
このクラッチ７１は、モータ本体が駆動され、回転軸７２と共に駆動側回転体７３が回転されると、突設部７３ｃの径方向外側の部分により転動体７８が押されるとともに突設部７３ｃの径方向内側の部分により従動側回転体７５の凹部７５ａの壁面が押され、従動側回転体７５及びウォーム軸７４が連れ回りする。
【０００７】
一方、モータ本体が停止している状態で、ウォーム軸７４と共に従動側回転体７５が回転すると、僅かに回転した時、転動体７８が制御面７５ｂとカラー７７の内周面とで狭持され、従動側回転体７５のそれ以上の回転が阻止される（ロック状態となる）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、クラッチ７１は、その軸線方向長さ（軸線方向寸法）Ｌ１がモータ本体と出力部との連結部位に設けられた狭いスペースに対応して設定され、該スペース内に配置されている。
【０００９】
そして、このようなクラッチ７１において、回転軸７２と駆動側回転体７３との間に大きな嵌合力を得ようとする場合、その嵌合代の長さ（２面巾凹部７３ａ及び２面巾凸部７２ａの長さ）Ｍ１を長くすればよい。しかし、配置スペースを一定として、嵌合代の長さＭ１を長くすると、その分、従動側回転体７５の軸線方向長さが短くなる。すると、制御面７５ｂと転動体７８との軸線方向接触範囲Ｎ１が短くなり、従動側回転体７５の回転を阻止するときに、十分なロック保持力が得られない虞がある。
【００１０】
又、配置スペースを一定とし、大きなロック保持力が得ようとして、従動側回転体７５及び転動体７８の軸線方向長さ（軸線方向接触範囲Ｎ１）を長くすると、逆に嵌合代の長さＭ１が短くなるため、回転軸７２と駆動側回転体７３との間に十分な嵌合力が得られず、その箇所の耐久性が低下してしまう虞がある。
【００１１】
即ち、十分なロック保持力と、十分な嵌合力を得ようとすると、クラッチ７１の軸線方向長さ（軸線方向寸法）Ｌ１が長くなるとともに、配置スペースが大きくなり、モータ全体の軸線方向長さが長くなるという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、軸線方向長さを長くすることなく、従動側回転体の回転に対する十分なロック保持力が得られ、且つ駆動側回転体に嵌合される駆動側回転軸との間に十分な嵌合力を得ることができるクラッチ、及びクラッチを備えたモータを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、駆動側回転軸が嵌合される嵌合凹部が軸中心部に形成された駆動側回転体と、環状のカラーと、前記カラーの内側で前記駆動側回転体と同軸上に配置され、前記カラーとの距離が回転方向に変化する制御面を有し、前記駆動側回転体と回転方向に係合する従動側回転体と、前記制御面と前記カラーとの間に配置され、前記駆動側回転体側が回転した時には前記従動側回転体と共に回転し、前記従動側回転体側が回転した時には前記制御面と前記カラーとに狭持されて該従動側回転体の回転を阻止する転動体とを備えたクラッチにおいて、前記制御面と前記転動体との接触範囲、及び前記嵌合凹部の少なくとも一方の軸線方向の長さを長くするように、前記駆動側回転体に延出部を形成するとともに該延出部の少なくとも一部を収容するように前記従動側回転体に凹部を形成し、軸線方向と直交する方向から見た場合、軸線方向において、前記従動側回転体の前記凹部の深さの範囲が、前記制御面と前記転動体との接触範囲に含まれることを要旨とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクラッチにおいて、前記延出部は、前記凹部の底面と当接するボールを保持するためのボール保持部の少なくとも一部を延出させてなることを要旨とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のクラッチを備えたモータであって、前記駆動側回転軸は、ロータの回転軸であり、前記従動側回転体は、ウォーム軸に一体回転可能に設けられることを要旨とする。
【００１６】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、制御面と転動体との接触範囲、及び嵌合凹部の少なくとも一方の軸線方向の長さを長くするように、駆動側回転体に延出部が形成されるとともに該延出部の少なくとも一部を収容するように従動側回転体に凹部が形成される。よって、クラッチの軸線方向の長さを長くすることなく、制御面と転動体との接触範囲、及び嵌合凹部の少なくとも一方の軸線方向の長さを長くすることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、駆動側回転体の軸中心部に形成されたボール保持部の少なくとも一部は、従動側回転体の軸中心部に形成された凹部に収容される。よって、クラッチの軸線方向の長さを長くすることなく、凹部に収容されるボール保持部の分、制御面と転動体との接触範囲、及び嵌合凹部の少なくとも一方の軸線方向の長さを長くすることができる。しかも、ボールにより駆動側回転体に対する従動側回転体の回動が円滑にされる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、ロータ及び回転軸と共に駆動側回転体側が回転した時には従動側回転体と共にウォーム軸が連れ回りし、ウォーム軸と共に従動側回転体側が回転した時には転動体が狭持されてその回転が阻止される。そして、制御面と転動体との接触範囲、及び嵌合凹部の少なくとも一方の軸線方向の長さを長くするように、駆動側回転体に延出部が形成されるとともに該延出部の少なくとも一部を収容するように従動側回転体に凹部が形成される。よって、モータの軸線方向の長さを長くすることなく、制御面と転動体との接触範囲、及び嵌合凹部の少なくとも一方の軸線方向の長さを長くすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をパワーウインド装置用のモータに具体化した一実施形態について図１〜図６を参照して説明する。図１は、本実施形態におけるモータ１の要部断面図を示す。モータ１は、モータ本体２と減速部３とクラッチＣ（図２参照）とを備えている。
【００２０】
図１に示すように、上記モータ本体２は、ヨークハウジング（以下、単にヨークという）４、複数のマグネット５、駆動側回転軸としての回転軸６、アーマチャ（電機子）７、コンミテータ（整流子）８、樹脂製のブラシホルダ９及び給電用のブラシ１０を備えている。尚、本実施の形態では回転軸６、アーマチャ７、コンミテータ８がロータを構成している。
【００２１】
ヨーク４は、略有底扁平円筒状に形成されている。そして、その内周面には、２つのマグネット５が対向して固着されている。また、ヨーク４の底部には、その中心軸に沿って上記回転軸６の基端部が回転可能に支持されている。この回転軸６の先端部には、図２に示すように、円柱形状から平行に面取りした２面巾凸部６ａが形成されている。
【００２２】
上記マグネット５の位置に対応する上記回転軸６の中間部には、前記アーマチャ７が固定されている。また、上記回転軸６の上記アーマチャ７よりも先端側には、コンミテータ８が固定されている。
【００２３】
上記ヨーク４の開口部には、径方向外側に延びるフランジ部４ａが形成されている。又、ヨーク４の開口部には、ブラシホルダ９が嵌合固定されている。このブラシホルダ９は、ヨーク４の開口部と対応し、同開口部を略覆う形状のホルダ本体９ａと、フランジ部４ａより回転軸６の径方向外側に突出したコネクタ部９ｂとを備えている。ホルダ本体９ａのヨーク４内部側にはコネクタ部９ｂと図示しない配線で接続された一対のブラシ１０が配設されている。又、ホルダ本体９ａの略中央には軸受１１が設けられ、その軸受１１によって上記回転軸６の先端側が回転可能に支持されている。
【００２４】
ホルダ本体９ａのヨーク４外部側（減速部３側）には、一対の第１係合凸部１２，１３が設けられている。第１係合凸部１２，１３は回転軸６と平行に延出している。ホルダ本体９ａのヨーク４外部側（減速部３側）には、図２に示すように、回転センサＳを構成するホールＩＣ１５が固定されている。
【００２５】
ここで、上記ブラシ１０は、上記コンミテータ８に対応した位置に配置されて同コンミテータ８と接触している。従って、コネクタ部９ｂに接続される図示しない制御装置（外部電源）からブラシ１０及びコンミテータ８を介してアーマチャ７に巻装したコイル導線に電流が供給されると、同アーマチャ７、すなわちモータ本体２の回転軸６が回転駆動される。
【００２６】
減速部３は、ギヤハウジング２１と、第１及び第２軸受２２ａ，２２ｂと、ウォーム部材２３と、ウォームホイール２４と、出力軸２５とを備える。ギヤハウジング２１は、樹脂製であって、その上端部（図１中、上側端部）が前記ヨーク４及びブラシホルダ９に対して固定される。
【００２７】
ギヤハウジング２１の上端部（図１中、上側端部）中央には、開口凹部２１ａが形成されている。
ギヤハウジング２１には、開口凹部２１ａの底部中央から凹設したクラッチ収容凹部２１ｂ（図２及び図３参照）、該クラッチ収容凹部２１ｂの底部中央から回転軸６の軸線方向に沿って延びるように凹設したウォーム軸収容凹部２１ｃが形成されている。又、ギヤハウジング２１には、ウォーム軸収容凹部２１ｃの中間部の軸線直交方向（図１中、右方向）に該ウォーム軸収容凹部２１ｃと連通するホイール収容部２１ｄが形成されている。ウォーム軸収容凹部２１ｃの開口部には、軸受収容凹部２１ｅ（図２参照）が形成されている。
【００２８】
又、開口凹部２１ａの底部には、一対の第２係合凸部２６，２７が設けられている。両第２係合凸部２６，２７は回転軸６の軸方向に平行に延出している。両第２係合凸部２６，２７は、図３に示すように、略コ字形状に形成され、前記第１係合凸部１２，１３をそれぞれ外側に囲って収容する。
【００２９】
第１軸受２２ａは、略円筒形状のすべり軸受であって、軸受収容凹部２１ｅに内嵌されている。又、第２軸受２２ｂは、ウォーム軸収容凹部２１ｃの底側（図１中、下側）に内嵌されている。
【００３０】
ウォーム部材２３は、ウォーム軸２８と、ウォーム軸２８のモータ本体２側に一体形成された従動側回転体２９とからなる（図３参照）。ウォーム軸２８は、その中間部にウォーム２８ａが形成され、その両端部で第１及び第２軸受２２ａ，２２ｂに回転可能に支持されてウォーム軸収容凹部２１ｃ内に収容されている。
【００３１】
ウォームホイール２４は、ウォーム２８ａと噛合され、ウォーム軸２８と直交する方向（図１の紙面直交方向）の軸中心で回転可能にホイール収容部２１ｄ内に収容されている。そして、出力軸２５は、ウォームホイール２４の回転に伴って同軸で回転するように該ウォームホイール２４に連結されている。この出力軸２５は、公知の図示しないレギュレータを介して図示しないウインドガラスに連結される。
【００３２】
前記回転軸６は、クラッチＣを介してウォーム軸２８に連結されている。クラッチＣは、図２〜図４に示すように、前記従動側回転体２９と、カラー３１と、複数（３つ）の転動体３２と、サポート部材３３と、プレートキャップ３４と、駆動側回転体３５と、ボール３６とを備えている。カラー３１は、円筒形状の外輪３１ａと外輪３１ａの一端（図２中、上端）から径方向外側に延びる環状のフランジ部３１ｂと、フランジ部３１ｂから１８０度間隔を有して更に径方向外側に延びる一対の延設部３１ｃとからなる。
【００３３】
カラー３１は、その外輪３１ａがクラッチ収容凹部２１ｂに嵌合されている。そして、延設部３１ｃがギヤハウジング２１に形成された嵌合部２１ｆ（図３参照）に嵌合され、その回り止めがなされている。このカラー３１の内側には、前記従動側回転体２９が配置されている。
【００３４】
前記従動側回転体２９は、図３に示すように、ウォーム軸２８の基端部から拡径された円盤部２９ａと、円盤部２９ａの軸中心からモータ本体２側（回転軸６側）に延びる軸部２９ｂと、軸部２９ｂから等角度（１２０°）間隔で径方向外側に延びる３つの係合凸部２９ｃとからなる。係合凸部２９ｃは、径方向外側に向かうほど周方向の幅が広がるように形成されている。又、係合凸部２９ｃの径方向外側面は、図４に示すように、カラー３１の外輪３１ａの内周面３１ｄとの距離が回転方向に変化するように略平面の制御面４１とされている。本実施の形態の制御面４１の軸線方向の長さは、従来技術（図７参照）のそれより長く設定されている。軸部２９ｂのモータ本体２側（回転軸６側）の軸中心部には、図２及び図３に示すように、円形の凹部２９ｄが凹設されている。
【００３５】
各転動体３２は、金属材料にて略円柱形状に形成され、図４に示すように、係合凸部２９ｃの制御面４１と外輪３１ａの内周面３１ｄとの間に配置されている。本実施の形態の転動体３２の軸線方向長さは、従来技術（図７参照）のそれより長く設定され、転動体３２と制御面４１との軸線方向接触範囲Ｎ２は、従来技術のそれＮ１より長く（Ｎ２＞Ｎ１）設定されている。
【００３６】
転動体３２の直径は、制御面４１の中央部（回転方向中央部）４１ａと外輪３１ａの内周面３１ｄの間隔の長さより小さく、制御面４１の側部（回転方向端部）４１ｂ，４１ｃと外輪３１ａの内周面３１ｄの間隔の長さより大きく設定されている。即ち、転動体３２の直径は、中央部４１ａと側部４１ｂ，４１ｃとの間の中間部４１ｄと、外輪３１ａの内周面３１ｄの間隔の長さと等しく設定されている。
【００３７】
サポート部材３３は、前記各転動体３２を回転可能にかつ略平行に等角度間隔で保持する。詳述すると、サポート部材３３は、樹脂材よりなり、図２及び図３に示すように、リングプレート３３ａと、３つの内延部３３ｂと、３対のローラサポート３３ｃと、３つの連結部３３ｄとからなる。リングプレート３３ａは、外輪３１ａより径の大きい円環状に形成されている。３つの内延部３３ｂは、リングプレート３３ａの内周から径方向内側に等角度間隔で延設されている。各ローラサポート３３ｃは内延部３３ｂの径方向内側の周方向両端部から軸線方向に延設されている。各連結部３３ｄは、隣り合うローラサポート３３ｃを連結するように円弧状に形成されている。又、１対のローラサポート３３ｃの先端には周方向に向い合う係止凸部３３ｅが形成されている。そして、各転動体３２は、１対のローラサポート３３ｃ間で、且つ内延部３３ｂと係止凸部３３ｅとの間で保持され、リングプレート３３ａに対して周方向及び軸線方向に移動不能に保持される。このように転動体３２を保持したサポート部材３３は、前述したように転動体３２が制御面４１と外輪３１ａの内周面３１ｄとの間に配置されるように、各ローラサポート３３ｃが外輪３１ａの内側に挿入され、リングプレート３３ａがフランジ部３１ｂ上に当接されて配置される。
【００３８】
プレートキャップ３４は、外形が前記第２係合凸部２６，２７間における前記開口凹部２１ａに対応した固定部３４ａと、固定部３４ａに形成された中央孔の縁から軸線方向モータ本体側（図２中、上側）に延びる円筒部３４ｂと、円筒部３４ｂの先端から径方向内側に延びる環状の円盤部３４ｃとからなる。円筒部３４ｂ（中央孔）の内径は、前記フランジ部３１ｂの外径と同径に設定されている。又、円盤部３４ｃの内径は、前記外輪３１ａの内径と同径に設定されている。そして、プレートキャップ３４は、固定部３４ａが前記カラー３１の延設部３１ｃと当接し該カラー３１の抜け止めをなすと共に、円盤部３４ｃがサポート部材３３のリングプレート３３ａと当接し該サポート部材３３の抜け止めをなすように、固定部３４ａが開口凹部２１ａの底部に固定されている。
【００３９】
前記駆動側回転体３５は、樹脂材にて形成され、軸部３５ａと、軸部３５ａよりも拡径された円盤部３５ｂと、円盤部３５ｂの軸中心から軸線方向（図２中、下方向）に延出した延出部３５ｃとを有している。延出部３５ｃは、その外形がボール３６に対応し、詳しくは、その軸直交方向の外径がボール３６の直径より大きく、その軸線方向長さがボール３６の直径の約半分に設定され、ボール保持部の一部を構成している。即ち、駆動側回転体３５には、延出部３５ｃの先端からボール収容凹部３５ｄが凹設されている。ボール収容凹部３５ｄは、軸直交方向の壁面が球をくり貫いた形状に形成されている。ボール収容凹部３５ｄは、円盤部３５ｂの途中まで形成されている。
【００４０】
このボール収容凹部３５ｄには、ボール３６が、その一部が延出部３５ｃの先端から突出した状態で保持されている。
又、駆動側回転体３５の軸中心には、軸部３５ａの基端（図２中、上端）から延び、断面に平行面を有する嵌合凹部としての２面巾凹部３５ｅが前記ボール収容凹部３５ｄと連通するように形成されている。駆動側回転体３５は、２面巾凹部３５ｅに回転軸６の２面巾凸部６ａが嵌合されることで、回転軸６に対して回転不能に連結されている。本実施の形態の２面巾凹部３５ｅ及び２面巾凸部６ａの軸線方向長さは、従来技術（図７参照）と同じに設定され、その嵌合代の長さＭ２は、従来技術のそれＭ１と同じ（Ｍ２＝Ｍ１）に設定されている。又、本実施の形態では、クラッチＣの軸線方向の長さＬ２は、従来技術のそれＬ１と同じ（Ｌ２＝Ｌ１）に設定されている。
【００４１】
延出部３５ｃは、従動側回転体２９の凹部２９ｄ内に略収容されている。即ち、前記凹部２９ｄの深さＨ及び直径は、延出部３５ｃを略収容可能に設定されている。本実施の形態では、ボール３６の約半分が凹部２９ｄ内に収容されている。そして、延出部３５ｃの先端から一部が突出するボール３６は、凹部２９ｄの底部に当接されている。
【００４２】
駆動側回転体３５の円盤部３５ｂの先端側（図２中、下側）には、図４に示すように、軸線方向に突出する略扇形状の突設部４２が等角度間隔に複数（３つ）形成されている。各突設部４２は、図４に示すように、大きい円弧の面が外輪３１ａの内周面３１ｄより若干小さな径で同内周面３１ｄに沿って形成されている。突設部４２には、径方向内側から突設部４２の中間まで径方向に延びる嵌合溝４２ａが形成されている。突設部４２は、外輪３１ａ内において、従動側回転体２９の各係合凸部２９ｃ間であって、各転動体３２（各ローラサポート３３ｃ）間に配置されている。
【００４３】
嵌合溝４２ａには、ゴムよりなる緩衝部材４３が嵌合固定されている。緩衝部材４３には、嵌合溝４２ａから突設部４２の径方向内側に突出し、周方向に広がる緩衝部４３ａが形成されている。
【００４４】
緩衝部４３ａの周方向の幅は、図４に示すように、突設部４２の内周面の周方向の幅より若干大きく設定されている。
緩衝部４３ａの一側面（反時計回り側の面）４３ｂは、駆動側回転体３５が従動側回転体２９に対して反時計回り方向（矢印Ｘ方向）に所定位置まで回転すると、係合凸部２９ｃの時計回り側の面の径方向内側に形成された第１緩衝面２９ｅと当接する。又、突設部４２の径方向内側に形成される一側面（反時計回り側の面）４２ｂは、駆動側回転体３５が前記所定位置より更に反時計回り方向（矢印Ｘ方向）に回転すると、係合凸部２９ｃの時計回り側の面の径方向外側に形成された第１当接面２９ｆと当接する。尚、駆動側回転体３５は、緩衝部４３ａが周方向に撓む（潰れる）ことにより、前記所定位置より更に反時計回り方向（矢印Ｘ方向）に回転する（図５参照）。
【００４５】
又、緩衝部４３ａの他側面（反時計回り側の面）４３ｃは、駆動側回転体３５が従動側回転体２９に対して時計回り方向（矢印Ｙ方向）に所定位置まで回転すると、係合凸部２９ｃの反時計回り側の面の径方向内側に形成された第２緩衝面２９ｇと当接する。又、突設部４２の径方向内側に形成される他側面（時計回り側の面）４２ｃは、駆動側回転体３５が前記所定位置より更に時計回り方向（矢印Ｙ方向）に回転すると、係合凸部２９ｃの反時計回り側の面の径方向外側に形成された第２当接面２９ｈと当接する。尚、駆動側回転体３５は、緩衝部４３ａが周方向に撓む（潰れる）ことにより、前記所定位置より更に時計回り方向（矢印Ｙ方向）に回転する。
【００４６】
ここで、各部材３２，４２，２９ｃ，３３ｃの形状は、図５に示すように、突設部４２の一側面４２ｂが係合凸部２９ｃの第１当接面２９ｆと当接し、突設部４２の反時計回り側の面の径方向外側に形成された第１押圧面４２ｄがローラサポート３３ｃと当接した状態で、転動体３２が制御面４１の中央部４１ａと対応した位置に配置されるように設定されている。
【００４７】
又、各部材３２，４２，２９ｃ，３３ｃの形状は、突設部４２の他側面４２ｃが係合凸部２９ｃの第２当接面２９ｈと当接し、突設部４２の時計回り側の面の径方向外側に形成された第２押圧面４２ｅがローラサポート３３ｃと当接した状態で、転動体３２が制御面４１の中央部４１ａと対応した位置に配置されるように設定されている。
【００４８】
図２に示すように、前記ホールＩＣ１５と共に回転センサＳを構成する環状のセンサマグネット５１は、前記駆動側回転体３５の軸部３５ａの外周に固定されている。そして、前記ホールＩＣ１５は、このセンサマグネット５１の外縁一部と軸線方向に対向した位置に配置され、センサマグネット５１の回転速度、即ち回転軸６の回転速度に応じたパルス信号を発生し、前記制御装置に出力する。制御装置は、パルス信号に応じて供給する電流を制御する。
【００４９】
上記のように構成されたパワーウインド装置（モータ１）は、以下のように動作する。
モータ本体２が駆動され回転軸６が図４の反時計回り方向（矢印Ｘ方向）に回転されると、回転軸６と共に駆動側回転体３５（突設部４２）が同方向（矢印Ｘ方向）に一体回転する。そして、図５に示すように、突設部４２の一側面４２ｂが係合凸部２９ｃの第１当接面２９ｆと当接し、第１押圧面４２ｄがローラサポート３３ｃと当接すると、転動体３２が制御面４１の中央部４１ａと対応した位置（以下、中立位置という）に配置される。
【００５０】
尚、突設部４２の一側面４２ｂが第１当接面２９ｆに当接する前に、緩衝部４３ａの一側面４３ｂが係合凸部２９ｃの第１緩衝面２９ｅに先に接触するため、該当接時の衝撃は小さくなる。
【００５１】
この中立状態では、転動体３２は係合凸部２９ｃの制御面４１と外輪３１ａの内周面３１ｄにて挟持されないため、従動側回転体２９はカラー３１に対して回転可能となる。従って、駆動側回転体３５が更に反時計回り方向に回転すると、その回転力が突設部４２から従動側回転体２９に伝達され、従動側回転体２９が連れ回りする。尚、このとき転動体３２には第１押圧面４２ｄから同方向（矢印Ｘ方向）の回転力が伝達され、転動体３２は同方向に移動する。
【００５２】
逆に、回転軸６が図４の時計回り方向（矢印Ｙ方向）に回転されると、上記と同様に、突設部４２により転動体３２が中立位置に配置される。この状態では、転動体３２は係合凸部２９ｃの制御面４１と外輪３１ａの内周面３１ｄにて挟持されないため、従動側回転体２９はカラー３１に対して回転可能となる。従って、駆動側回転体３５の回転力が突設部４２から従動側回転体２９に伝達され、従動側回転体２９が連れ回りする。
【００５３】
すると、従動側回転体２９と共にウォーム軸２８が回転し、その回転に応じてウォームホイール２４及び出力軸２５が回転する。従って、出力軸２５に連結されるウインドガラスが開閉される。
【００５４】
一方、モータ１が停止している状態で、出力軸２５側に負荷がかかると、その負荷は従動側回転体２９を回動させようとする。そして、従動側回転体２９が図４の時計回り方向（矢印Ｙ方向）に回転されると、転動体３２は係合凸部２９ｃの制御面４１の側部４１ｂ側（中間部４１ｄ側）に相対移動する。やがて、図６に示すように、転動体３２が中間部４１ｄまで相対移動すると、転動体３２は、制御面４１と外輪３１ａの内周面３１ｄで挟持される（ロック状態となる）。そして、外輪３１ａが固定されているため、従動側回転体２９のそれ以上の回転は阻止され、駆動側回転体３５を連れ回りさせることはない。
【００５５】
逆に、従動側回転体２９が図４の反時計回り方向（矢印Ｘ方向）に回転されると、駆動側回転体３５が停止しているため、転動体３２は係合凸部２９ｃの制御面４１の側部４１ｃ側（中間部４１ｄ側）に相対移動する。やがて、転動体３２が中間部４１ｄまで相対移動すると、転動体３２は、制御面４１と外輪３１ａの内周面３１ｄで挟持される（ロック状態となる）。そして、外輪３１ａが固定されているため、従動側回転体２９のそれ以上の回転は阻止され、駆動側回転体３５を連れ回りさせることはない。
【００５６】
このように、出力軸２５側に大きな負荷をかけても、従動側回転体２９の回転は阻止される。従って、出力軸２５に連結されるウインドガラスが自重や、外力により開閉されることは防止される。
【００５７】
次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）２面巾凹部３５ｅが形成される駆動側回転体３５の軸中心部に延出部３５ｃを形成し、径方向外側面に制御面４１が形成された従動側回転体２９の軸中心部に凹部２９ｄを形成し、該延出部３５ｃを凹部２９ｄ内に略収容した。そして、本実施の形態では、従来技術（図７参照）に比べて、クラッチＣの軸線方向の長さＬ２を長くすることなく（Ｌ２＝Ｌ１）、且つ嵌合代（２面巾凹部３５ｅ及び２面巾凸部６ａ）の長さＭ２を変更せずに（Ｍ２＝Ｍ１）、制御面４１及び転動体３２の軸線方向接触範囲Ｎ２が凹部２９ｄの深さＨ分だけ長く（Ｎ２＞Ｎ１）設定されている。
【００５８】
よって、従来技術（図７参照）に比べて、クラッチＣの軸線方向の長さＬ２（モータ１の長さ）を長くすることなく、駆動側回転体３５と回転軸６との間に同等の嵌合力を得て、従動側回転体２９の回転に対して大きなロック保持力を得ることができる。
【００５９】
（２）凹部２９ｄの底部は、延出部３５ｃの先端から一部が突出するボール３６に当接されている。よって、従動側回転体２９はボール３６と点接触となり、その回転が円滑なものとされる。
【００６０】
（３）転動体３２を略円柱形状に形成し、その外周面が制御面４１と外輪３１ａの内周面３１ｄとに対向するように配置した。よって、転動体３２は、従動側回転体２９側が回転した時に、その外周面で制御面４１と外輪３１ａの内周面３１ｄとに狭持される。その結果、転動体３２を球体等とした場合に比べて、制御面４１及び外輪３１ａの内周面３１ｄに接触する軸線方向接触範囲Ｎ２が長くなり、従動側回転体２９の回転に対する十分なロック保持力が得られる。
【００６１】
（４）駆動側回転体３５に形成される嵌合凹部を２面巾凹部３５ｅとし、回転軸６に２面巾凸部６ａを形成して嵌合させたため、回転軸６と駆動側回転体３５とが確実に回転方向に係合し一体回転する。
【００６２】
上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では、従来技術（図７参照）に比べて、クラッチＣの軸線方向の長さＬ２を長くすることなく（Ｌ２＝Ｌ１）、且つ嵌合代の長さＭ２を変更せずに（Ｍ２＝Ｍ１）、制御面４１及び転動体３２の軸線方向接触範囲Ｎ２が長く（Ｎ２＞Ｎ１）なるように設定したが、必要となる従動側回転体２９の回転に対するロック保持力、及び必要となる駆動側回転体３５と回転軸６との嵌合力に応じて、各長さを変更してもよい。例えば、従来技術（図７参照）に比べて、長さＬ２を長くすることなく、且つ軸線方向接触範囲Ｎ２を変更せずに（Ｎ２＝Ｎ１）、長さＭ２が長く（Ｍ２＞Ｍ１）なるように設定してもよい。このようにすると、従来技術（図７参照）に比べて、クラッチＣの軸線方向の長さＬ２（モータ１の長さ）を長くすることなく、従動側回転体２９の回転に対して同等のロック保持力を得て、駆動側回転体３５と回転軸６との間に大きな嵌合力を得ることができる。
【００６３】
・上記実施の形態では、延出部３５ｃはボール３６を略半分収容する程度に延出しているとしたが、例えばボール３６を全て収容する程度に延出させる等、その延出させる量を適宜変更してもよい。尚、この場合、凹部２９ｄを、延出部に対応した深さに形成する必要がある。延出部の延出させる量を長くし、凹部の深さを深くすると、クラッチＣの軸線方向の長さＬ２を長くすることなく、制御面４１と転動体３２との軸線方向接触範囲Ｎ２及び嵌合代の長さＭ２の少なくとも一方を、更に長くすることができる。
【００６４】
・上記実施の形態のクラッチＣからボール３６を除いたものに具体化してもよい。この場合、例えば２面巾凹部３５ｅを延出部３５ｃの先端まで形成し、該線端まで回転軸６の２面巾凸部６ａを嵌合させる。このようにしても、上記実施の形態の効果（１），（３），（４）と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
・上記実施の形態では、転動体３２を略円柱形状に形成したが、その形状を変更してもよい。例えば、転動体３２を球体とする。このようにすると、クラッチＣの軸線方向の長さＬ２を長くすることなく、且つ嵌合代の長さＭ２を短くすることなく、凹部２９ｄの深さＨ分、制御面４１の軸線方向長さを長くし、球体を軸線方向に複数（従来より多く）並べて設けることができる。よって、上記実施の形態の効果（１），（２），（４）と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
・上記実施の形態では、駆動側回転体３５に形成される嵌合凹部を２面巾凹部３５ｅとし、回転軸６に２面巾凸部６ａを形成して嵌合させたが、回転方向に係合する形状であれば２面巾凹部３５ｅ及び２面巾凸部６ａを他の形状に変更してもよい。例えば、２面巾凹部３５ｅを断面Ｄ字状の凹部とし、２面巾凸部６ａを断面Ｄ字状の凸部としてもよい。このようにしても回転軸６と駆動側回転体３５とが確実に回転方向に係合し一体回転する。
【００６７】
・上記実施の形態では、回転軸６とウォーム軸２８を連結するクラッチＣを備えたモータ１に具体化したが、クラッチＣを他の機器に備えて実施してもよい。・上記実施の形態では、パワーウインド装置用のモータ１に具体化したが、他の装置に使用されるモータに具体化してもよい。
【００６８】
上記実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（イ）請求項１又は２に記載のクラッチにおいて、前記転動体を、略円柱形状に形成し、その外周面が前記制御面と前記カラーとに対向するようにしたことを特徴とするクラッチ。このようにすると、転動体は、従動側回転体側が回転した時に、その外周面が制御面とカラーとに狭持される。従って、制御面及びカラーに接触する軸線方向接触範囲が長くなり、従動側回転体の回転に対する十分なロック保持力が得られる。
【００６９】
（ロ）請求項１又は２に記載のクラッチにおいて、前記嵌合凹部は２面巾凹部であり、前記駆動側回転軸の前記２面巾凹部に嵌合される部分には２面巾凸部が形成されることを特徴とするクラッチ。このようにすると、駆動側回転軸と駆動側回転体が確実に回転方向に係合し一体回転する。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、軸線方向長さを長くすることなく、従動側回転体の回転に対する十分なロック保持力が得られ、且つ駆動側回転体に嵌合される駆動側回転軸との間に十分な嵌合力を得ることができるクラッチ、及びクラッチを備えたモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態におけるモータの要部断面図。
【図２】本実施の形態におけるモータの要部拡大断面図。
【図３】本実施の形態におけるクラッチの分解斜視図。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図。
【図５】本実施の形態におけるクラッチの動作を説明するための断面図。
【図６】本実施の形態におけるクラッチの動作を説明するための断面図。
【図７】従来技術におけるクラッチを説明するための断面図。
【符号の説明】
６…回転軸、２８…ウォーム軸、２９…従動側回転体、３１…カラー、３２…転動体、３５…駆動側回転体、３６…ボール、２９ｄ…凹部、３５ｃ…延出部、３５ｅ…２面巾凹部、Ｍ２…嵌合代の長さ、Ｎ２…制御面及び転動体の軸線方向接触範囲。
Claims (3)
- 駆動側回転軸（６）が嵌合される嵌合凹部(３５ｅ)が軸中心部に形成された駆動側回転体(３５)と、
環状のカラー(３１)と、
前記カラー(３１)の内側で前記駆動側回転体(３５)と同軸上に配置され、前記カラー(３１)との距離が回転方向に変化する制御面(４１)を有し、前記駆動側回転体(３５)と回転方向に係合する従動側回転体(２９)と、
前記制御面(４１)と前記カラー(３１)との間に配置され、前記駆動側回転体(３５)側が回転した時には前記従動側回転体(２９)と共に回転し、前記従動側回転体(２９)側が回転した時には前記制御面(４１)と前記カラー(３１)とに狭持されて該従動側回転体(２９)の回転を阻止する転動体(３２)と
を備えたクラッチにおいて、
前記制御面(４１)と前記転動体(３２)との接触範囲、及び前記嵌合凹部(３５ｅ)の少なくとも一方の軸線方向の長さ（Ｎ２，Ｍ２）を長くするように、前記駆動側回転体(３５)に延出部(３５ｃ)を形成するとともに該延出部(３５ｃ)の少なくとも一部を収容するように前記従動側回転体(２９)に凹部(２９ｄ)を形成し、
軸線方向と直交する方向から見た場合、軸線方向において、前記従動側回転体（２９）の前記凹部（２９ｄ）の深さ（Ｈ）の範囲が、前記制御面 ( ４１ ) と前記転動体 ( ３２ ) との接触範囲（Ｎ２）に含まれることを特徴とするクラッチ。 - 請求項１に記載のクラッチにおいて、
前記延出部(３５ｃ)は、前記凹部(２９ｄ)の底面と当接するボール(３６)を保持するためのボール保持部の少なくとも一部を延出させてなることを特徴とするクラッチ。 - 請求項１又は２に記載のクラッチを備えたモータであって、
前記駆動側回転軸(６)は、ロータの回転軸であり、
前記従動側回転体(２９)は、ウォーム軸(２８)に一体回転可能に設けられることを特徴とするモータ。
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