JP4245778B2 - クラッチ、及びモータ - Google Patents
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Description
【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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