KR101056175B1 - 출력샤프트 조립체, 모터장치 및 와이퍼 모터장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 모터장치(90)의 출력샤프트 조립체(10)를 형성하기 위하여 출력샤프트(12)에 입력디스크(28), 클러치디스크(38) 및 복수개의 웨이브와셔(56)가 설치된다. 상기 입력디스크(28)는, 출력샤프트(12)로부터 축방향으로 분리되지 않고, 출력샤프트(12)의 축에 대하여 회전가능하다. 상기 입력디스크(28)는 모터장치(90)의 모터본체(92)로부터 공급되는 구동력에 의해 구동된다. 상기 클러치디스크(38)는, 출력샤프트(12)에 대하여 회전가능하지 않고 상기 입력디스크(28)에 대하여 출력샤프트(12)를 따라 축방향으로 이동가능한 방식으로, 상기 출력샤프트(12)에 의해 클러치디스크(38)가 지지된다. 상기 입력디스크(28)가 클러치디스크(38)와 결합되어 함께 회전되는 결합상태로부터 클러치디스크(38)의 축방향 이동에 대하여 복수개의 웨이브와셔(56)가 저항력을 가한다.

클러치장치, 출력샤프트 조립체, 와이퍼, 와이퍼 모터장치, 모터장치,

Description

출력샤프트 조립체, 모터장치 및 와이퍼 모터장치{OUTPUT SHAFT ASSEMBLY, MOTOR APPARATUS AND WIPER MOTOR APPARATUS}

도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 클러치장치의 구성을 나타낸 분해사시도.

도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 클러치장치의 구성을 나타낸 분해사시도.

도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 클러치장치의 변형 구성을 나타낸 분해사시도.

도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 클러치장치의 구성을 나타낸 분해사시도.

도5는 본 발명의 제3실시예에 따른 와이퍼 모터장치 및 클러치장치를 나타낸 사시도.

도6은 본 발명의 제3실시예에 따른 와이퍼 모터장치 및 클러치장치의 일부를 투시한 사시도.

도7은 본 발명의 제3실시예에 따른 와이퍼 모터장치 및 클러치장치를 나타낸 분해사시도.

도8은 본 발명의 제3실시예에 따른 와이퍼 모터장치 및 클러치장치의 주요부의 구성을 나타낸 사시도.

도9는 본 발명의 제3실시예에 따른 와이퍼 모터장치 및 클러치장치의 주요부 의 구성과 클러치해제 상태에서 도8에 대응하게 나타낸 사시도.

도10은 본 발명의 제3실시예에 따른 와이퍼 모터장치의 구성을 나타낸 평면단면도.

도11는 본 발명의 제3실시예에 따른 와이퍼 모터장치의 구성으로, 도10의 ⅩⅠ-ⅩⅠ선에 따른 단면도.

도12는 본 발명의 제3실시예에 따른 와이퍼 모터장치의 구성을 나타낸 평면단면도.

도13은 본 발명의 제3실시예에 따른 와이퍼 모터장치의 구성으로, 도12의 ⅩⅢ-ⅩⅢ선에 따른 단면도.

도14는 본 발명의 제3실시예에 따른 와이퍼 모터장치의 구성과 클러치해제 상태에서 도13에 대응하게 나타낸 단면도.

도15는 본 발명의 제4실시예에 따른 모터장치의 구성을 나타낸 평면단면도.

도16은 본 발명의 제5실시예에 따른 클러치장치를 구비한 와이퍼 모터장치의 전체구성을 나타낸 단면도.

도17은 본 발명의 제5실시예에 따른 클러치장치의 구성을 나타낸 분해사시도.

도18은 본 발명의 제5실시예에 따른 클러치장치의 구성을 나타낸 분해사시도.

도19는 본 발명의 제6실시예에 따른 와이퍼 모터장치를 나타낸 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10, 11, 60, 154, 210, 304: 클러치장치

12, 310: 출력샤프트 14, 216, 344: 회전구속부

16, 218: 탈락방지부 18: 상대회전샤프트부

20: 클러치베이스 24, 26: 수 끼워맞춤부

28, 128, 228: 입력디스크 34, 36: 수 치합부

38, 64, 238: 클러치디스크 42, 68: 베이스벽

44, 70: 주연벽 46, 48: 암 끼워맞춤 가이드부

50, 52: 암 치합부 54, 82: 수용부

56: 웨이브와셔 58, 84: 고무부재

90, 300: 와이퍼 모터장치 92: 모터본체

94, 302: 스윙장치 96, 322: 하우징

110: 회전샤프트 122: 웜기어

128: 웜휠 132: 섹터기어

134, 140: 지지샤프트 142: 스토퍼돌기

144: 제1회전제한부 146: 제2회전제한부

150: 모터장치 152: 운동변환장치

220: 결합베이스 228, 312: 기어부재

본 발명은 클러치 장치를 구비한 출력샤프트 조립체에 관한 것이고, 또한 출력샤프트 조립체를 구비한 모터장치 및 와이퍼 모터장치에 관한 것이다.

예를 들어, 차량에서 차량 도어의 창유리를 구동시키기 위한 파워 윈도우 시스템(power window system) 또는 선루프커버를 구동시키기 위한 선루프 시스템(sunroof system)에서는 모터장치를 구동원으로 사용한다.

모터본체의 회전을 감속시키는 속도감속장치를 구비한 모터장치는 일본국 실개평 제5-3654호에 제안되어 있다. 상기 속도감속장치는 웜기어(worm gear); 및 웜휠(worm wheel)을 포함한다. 상기 웜기어는 모터본체의 회전샤프트의 단부에 제공되어 회전샤프트와 일체로 회전된다. 상기 모터장치는 선루프 시스템의 선루프커버를 구동시키기 위해 사용된다. 마찰식 클러치장치는 모터장치의 출력샤프트에 제공된다. 상기 마찰식 클러치장치는 마찰부재와 디스크플레이트(disk plate)를 포함한다. 상기 마찰부재는 웜휠에 일체로 형성되고, 상기 디스크플레이트는 출력샤프트에 연결되어 출력샤프트와 일체로 회전된다. 또한, 상기 디스크플레이트는 스프링에 의해 마찰부재에 대하여 가압되어 디스크플레이트와 마찰부재 사이에 마찰구속을 형성한다. 통상의 동작에서, 모터본체의 회전은 웜기어와 웜휠의 치합을 통해 마찰클러치로 공급된다. 그런 다음, 이 구동력은 웜휠의 마찰부재와 디스크플레이트 사이의 마찰구속을 통해 전달되므로, 상기 디스크플레이트에 연결되는 출력샤프 트가 웜휠과 일체로 회전되어 선루프커버를 구동시킨다. 어떤 물체가 선루프커버의 이동경로에 위치되는 경우, 선루프커버의 이동이 그 물체에 의해 멈춰져셔 상기 출력샤프트가 구속된다. 이때, 상기 마찰부재가 디스크플레이트에 대하여 슬라이딩되므로, 상기 웜휠이 출력샤프트에 대하여 회전된다.

이와 같이, 상기 웜휠 같은 각 구성부품의 손상을 방지하는 것이 가능하고, 또한 모터본체의 파손(burnout)을 방지하는 것도 가능하다.

이러한 종류의 클러치장치는, 또한 차량 와이퍼 시스템(wiper system)에 구현된다. 예를 들어, 와이퍼 시스템에서, 와이퍼의 와이퍼 블레이드(wiper blade)에 의해 차량의 창유리를 와이핑(wiping)할 때, 차량의 지붕에 쌓여 있던 많은 양의 눈이 와이퍼 블레이드 및 와이퍼 블레이드에 연결되는 와이퍼 암(wiper arm)으로 떨어지는 경우, 상기 와이퍼 블레이드 및 와이퍼 암은 떨어진 많은 양의 눈에 의해 구속되거나 또는 떨어진 많은 양의 눈로부터 과대한 외력을 받는다. 따라서, 이러한 과대한 외력이 와이퍼 시스템의 대응하는 구성부품들에 가해진다. 상기 클러치장치가 와이퍼 시스템에 제공되는 경우, 상기 와이퍼 시스템의 대응하는 구성부품들의 손상을 방지하거나 또는 모터본체의 파손을 방지하는 것도 가능하다. 또한, 각 대응하는 구성부품의 강도는 과대한 외력을 고려하면서 설정될 필요가 없다.

그러나, 일본국 실개평 제5-3654호에 제안된 종래의 클러치장치에서, 스프링은 마찰부재에 대하여 디스크플레이트를 가압하기 위하여 사용되어 마찰저항력을 발생시킨다. 상기 스프링은 디스크플레이트와 함께 회전되거나 또는 디스크플레이트에 대하여 슬라이딩된다. 전자의 경우, 상기 스프링은, 디스크플레이트와 함께 회전하고 지지구성에 대하여 슬라이딩된다. 후자의 경우, 상기 스프링은 지지구성에 대하여 슬라이딩되지 않지만, 디스크플레이트에 대하여 슬라이딩된다. 이러한 각각의 경우에서, 모터본체를 구동할 때, 모터본체의 회전이 클러치장치를 통해 출력샤프트에 전달될 경우, 상기 스프링의 슬라이딩 손실이 발생하여 회전력의 전달효율을 감소시킨다. 또한, 슬라이딩 운동으로 인해 상당한 소음이 발생될 수 있다.

상기 클러치장치에서, 출력샤프트가 록킹(locking)일 때, 상기 웜휠(구동측)은 출력샤프트(피구동측)에 대하여 회전되어 대응하는 구성부품들의 손상을 방지한다. 그러나, 이러한 동작은 회전력의 전달효율을 감소시키거나 소음발생을 일으키는 원인이 된다.

또한, 일본국 실개평 제5-3654호의 경우에서, 클러치장치의 구성부품들이 차례로 모터장치의 하우징에 설치되는 경우, 모터장치의 전체 조립공정은 연장된다. 따라서, 출력샤프트 조립체와 같은 상기 모터장치의 서브조립체(sub-assembly)의 형성에 클러치장치를 제공되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 클러치장치는 모터장치의 출력샤프트와 일체로 형성된다. 상기 클러치장치가 출력샤프트 조립체로 미리 조립되는 경우, 상기 클러치장치는 출력샤프트를 설치할 때 모터장치에 동시에 설치될 수 있다. 따라서, 모터장치의 전체 조립시간은 단축될 수 있다. 또한, 예를 들어 상기 클러치장치가 출력샤프트 조립체로서 미리 조립되는 경우, 상기 클러치장치는 단일부품 또는 단일 조립품으로 형성되기 때문에 하나의 조립공정에서 다른 조립공정으로 출력샤프트를 운송하는 동안, 상기 클러치장치의 처리는 용이해 질 수 있다.

상기의 와이퍼 모터장치와는 달리, 일본국 특개평 제9-118202호에는 다른 와이퍼 모터장치가 제안되어 있다. 이 문헌에 의하면, 와이퍼 모터장치는 웜휠; 스윙암(swing arm); 및 조인트부재(joint member)를 포함한다. 상기 웜휠은 케이스에 의해 회전가능하게 지지되는 전기자(armature)의 회전샤프트와 치합된다. 상기 스윙암은 와이퍼샤프트에 연결된다. 상기 조인트부재의 일단은 웜휠의 소정 위치에 연결되고, 상기 조인트부재의 타단은 스윙암에 연결된다. 와이퍼 모터장치에 전류가 인가됨에 따라, 상기 전기자는 회전되어 웜휠을 회전시킨다. 이에 따라, 상기 웜휠의 회전은 조인트부재를 통해 스윙암의 스윙 운동으로 변환되어 상기 와이퍼샤프트를 왕복회전시킨다. 그러므로, 상기 와이퍼샤프트에 직접 설치되는 와이퍼암이 스윙되어 차량의 창유리를 와이핑한다.

상기의 경우와 유사하게, 상기 와이퍼암에 연결되는 와이퍼 블레이드는 멈추고 이에 따라 창유리면의 하부 가장자리에 실질적으로 평행하게 유지되는 와이퍼의 동작불량상태의 경우에서, 예를 들어 많은 양의 눈에 의해 가압되는 외력이 와이퍼 블레이드 및 와이퍼암에 가해지는 경우, 상기 와이퍼 블레이드 및 와이퍼암은 하부전환점(lower turning point) 아래로 가압된다. 이때, 상기 와이퍼샤프트 및 와이퍼 모터장치의 스윙암은 통상의 왕복회전각범위를 넘어서 더 회전된다. 그러므로, 상기 스윙암에 연결되는 조인트부재 또는 상기 조인트부재에 연결되는 웜휠은 외력에 의해 손상될 수 있다.

따라서, 상기 구성부품들의 손상을 방지하고 차량의 창유리범위를 넘는 와이퍼암의 회전을 방지하기 위해서, 일본국 특개평 제9-118202호에 제안된 와이퍼 모 터장치에서, 회전범위제한부가 통상의 왕복회전각범위의 외측에서 제공되어 상기 스윙암의 왕복회전각범위를 넘는 스윙암의 회전을 방지시킨다.

그러나, 예를 들어 와이퍼 블레이드 및 와이퍼암이 소정의 왕복회전각범위의 외측에 위치하지 않는 경우이더라도, 상기 와이퍼 블레이드 및 와이퍼암에 과대한 외력이 가해질 수 있다. 다시 말해서, 예를 들면 상기 와이퍼 블레이드 및 와이퍼암이 소정의 왕복회전각범위(통상의 와이핑범위)의 내에서 동작된다 하더라도, 상기 와이퍼 블레이드 및 와이퍼암에 과대한 외력이 가해질 수 있다. 이것은 차량의 지붕에 쌓여 있던 많은 양의 눈은, 하부전환점과는 다른 통상의 와이핑범위에 위치되고 동작되는 와이퍼 블레이드 및 와이퍼암에 떨어지는 경우일 수 있다. 그와 같은 경우에서, 상기 와이퍼 블레이드 및 와이퍼암은 떨어진 많은 양의 눈에 의해 구속되거나 또는 과대한 외력을 받는다. 그러므로, 상기 와이퍼샤프트를 통해 스윙암, 조인트부재, 웜휠 및/또는 웜기어에 과대한 외력이 가해지므로, 이러한 구성부품들은 과대한 외력에 의해 손상될 수 있다. 따라서, 전술한 문제점은 여전히 존재한다.

그러므로, 일본국 특개평 제9-118202호에 제안된 와이퍼 모터장치의 경우에서, 와이퍼 모터장치의 각 대응하는 구성부품은 전술한 과대한 외력을 견딜수 있게 설계되야 할 필요가 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 출력샤프트 조립체의 출력샤프트에 과도한 부하가 가해지는 경우, 대응하는 구성부품의 손상을 방지하거나 또는 모터본체의 파손을 방지하는 클러치장치를 포함하는 출력샤프트 조립체를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 출력샤프트 조립체를 포함하는 모터장치 및 와이퍼 모터장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 출력샤프트와 클러치장치를 포함하는 출력샤프트 조립체를 제공한다. 상기 클러치장치는 출력샤프트에 설치된다. 또한, 상기 클러치장치는 제1회전부재, 제2회전부재 및 하나 이상의 탄성부재를 포함한다. 상기 제1회전부재는, 출력샤프트로부터 축방향으로 분리되지 않고 출력샤프트의 축에 대하여 회전가능한 방식으로 하나 이상의 제1측 치합부를 구비하고, 상기 출력샤프트의 일측 단부측으로 출력샤프트에 의해 지지된다. 상기 제1회전부재에 구동력이 가해질 경우, 상기 제1회전부재가 출력샤프트의 축에 대하여 회전된다. 상기 제2회전부재는, 출력샤프트에 대하여 회전가능하지 않고 상기 제1회전부재에 대하여 출력샤프트를 따라 축방향으로 이동가능한 방식으로 상기 제1회전부재에 대하여 출력샤프트의 타측 단부측에 위치되고, 상기 출력샤프트에 의해 지지된다. 상기 제2회전부재는 상기 제1회전부재와 결합되기 위하여 출력샤프트의 축방향으로 제1회전부재의 하나 이상의 제1측 치합부와 결합가능하게 되는 하나 이상의 제2측 치합부를 구비하고, 이에 따라 상기 제2회전부재가 제1회전부재와 일체로 회 전된다. 상기 하나 이상의 탄성부재는, 제2회전부재의 출력샤프트 타단측에 배치되고, 상기 하나 이상의 제1측 치합부와 하나 이상의 제2측 치합부가 서로 결합되는 결합상태로부터 출력샤프트의 타측 단부측을 향해 제2회전부재의 축방향 이동에 대하여 저항력을 가한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상기 출력샤프트 조립체, 하우징 및 모터본체를 포함하는 모터장치를 제공한다. 상기 하우징은 출력샤프트 조립체를 수용한다. 상기 모터본체는 출력샤프트 조립체에 연결되어 상기 출력샤프트 조립체의 제1회전부재에 구동력을 공급한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 와이퍼를 왕복스윙시키기 위한 와이퍼 모터장치를 제공한다. 상기 와이퍼 모터장치는 모터본체; 출력샤프트 조립체; 및 스윙장치를 포함한다. 상기 출력샤프트는 모터본체에 의해 구동되고, 출력샤프트 및 클러치장치를 포함한다. 상기 출력샤프트는 직접 또는 간접적으로 와이퍼에 연결되어 상기 와이퍼를 왕복스윙시킨다. 상기 클러치장치는 출력샤프트에 설치된다. 상기 스윙장치는 모터본체와 출력샤프트 조립체 사이를 연결하고, 상기 모터본체 회전샤프트의 회전을 변환시켜서, 상기 출력샤프트를 왕복회전시킨다. 상기 클러치장치가 출력샤프트와 스윙장치 사이에서 제공되어 스윙장치에서 출력샤프트로 구동력을 전달한다. 상기 출력샤프트에 가해지는 부하가 소정값과 같거나 그보다 큰 경우, 상기 클러치장치는 출력샤프트와 스윙장치 사이에 구동력의 전달이 불가능하므로, 상기 출력샤프트와 스윙장치 사이에 상대회전(즉, 공회전)이 발생한다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

(제1실시예)

도1 및 도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 클러치장치(본 발명의 출력샤프트 조립체로서 제공됨)(10)의 구성을 나타낸 분해사시도이다.

상기 클러치장치(10)는 출력샤프트(12)를 포함한다. 상기 출력샤프트(12)의 베이스단부(base end portion)(후방단부)는 회전구속부(rotation restraining portion)(14); 탈락방지부(removal limiting portion)(16); 및 상대회전샤프트부(relatively rotatable shaft portion)(18)를 포함한다. 상기 회전구속부(14)는 다수의 축방향 돌기(ridge)(14a)를 포함한다. 상기 탈락방지부(16)는 출력샤프트(12)의 후방단부의 후방단에 형성된다. 상기 상대회전샤프트부(18)는 회전구속부(14)와 탈락방지부(16) 사이에 배치된다.

상기 출력샤프트(12)의 회전구속부(14)에는, 예를 들면 압입끼워맞춤(press fitting)에 의하여 클러치베이스(clutch base)(베이스부재)(20)가 고정된다. 상기 클러치베이스(20)는 디스크형태의 몸체로 형성되고, 그의 중심에 지지홀(22)을 구비한다. 상기 지지홀(22)은 회전구속부(14)에 고정되어, 상기 클러치베이스(20)는 출력샤프트(12)와 일체로 회전된다. 또한, 상기 클러치베이스(20)의 주연방향으로 수 끼워맞춤부(male fitting portion)(24, 26)가 서로 대향되게 배치되고, 즉 상기 수 끼워맞춤부(24, 26)는 클러치베이스(20)의 주연방향으로 서로 180도로 떨어진 위치에 위치되고, 출력샤프트(12)의 반경방향으로 돌출시키는 방식으로 두개의 수 끼워맞춤부(24, 26)가 상기 클러치베이스(20)의 외주연부에 제공된다.

다시 말해서, 상기 수 끼워맞춤부(24, 26)는 출력샤프트(12)의 축에 대하여 대칭되게 배치된다. 하나의 수 끼워맞춤부(24)의 반경방향으로의 연장은 다른 하나의 수 끼워맞춤부(26)의 반경방향으로의 연장보다 크다. 상기 수 끼워맞춤부(24, 26)는 후술할 클러치디스크(38)에 대응한다.

상기 출력샤프트(12)의 탈락방지부(16)에 입력디스크(input disk)(제1회전부재)(28)가 설치된다. 상기 입력디스크(28)는 기어몸체 또는 기어부재로 형성되고, 그의 중심에 샤프트홀(30)을 구비한다. 상기 출력샤프트(12)의 탈락방지부(16)는 샤프트홀(30)을 통해 수용되고, 상기 탈락방지부(16)의 단부에 탈락방지클립(32)이 설치되어 상기 출력샤프트(12)로부터 입력디스크(28)의 탈락을 방지시킨다. 따라서, 상기 입력디스크(28)는, 출력샤프트(12)와 동축을 이루고, 상기 입력디스크(28)가 출력샤프트(12)의 축방향으로 출력샤프트(12)로부터 분리되지 않고 출력샤프트(12)에 대하여 회전가능하게 되는 방식으로 상기 출력샤프트(12)의 축방향 일단측(클러치베이스(20)의 대향단측)에서 출력샤프트(12)에 의하여 지지된다. 상기 입력디스크(28)에 구동력이 입력될 경우, 상기 입력디스크(28)는 출력샤프트(12)의 축에 대하여 회전된다. 상기 입력디스크(28)의 단부면(클러치베이스(20)측, 즉 출력샤프트(12)의 축방향 타단측)으로부터 클러치베이스(2)측으로 두 쌍(제1 및 제2쌍)의 수 치합부(male mating portion)(34, 36)가 돌출된다.

두 쌍의 수 치합부(34, 36) 중 한 쌍의 수 치합부(제1쌍의 수 치합부)(34)는 주연방향으로 서로 대향되게 배치된다. 즉 주연방향으로 서로 180도로 떨어진 위치에 위치된다. 또한, 두쌍의 수 치합부(34, 36) 중 다른 한 쌍의 수 치합부(제2쌍의 수 치합부)(36)는 주연방향으로 서로 대향되게 배치된다. 즉, 주연방향으로 서로 180도로 떨어진 위치에 위치된다. 또한, 하나의 수 치압부(34) 및 다른 하나의 수 치합부(36)는 동일 간격(주연방향으로 90도의 간격)으로 차례로 배치된다. 상기 두 쌍의 수 치압부(34, 36) 중의 한 쌍의 수 치합부(34)는 두 쌍의 수 치압부(34, 36) 중 다른 쌍의 수 치합부(36)를 입력디스크(28)의 반경방향으로 초과하는 외측에 위치되고, 상기 입력디스크(28)의 기어치(teeth)로 연장된다. 또한, 상기 두 쌍의 수 치합부(34, 36)는 후술할 클러치디스크(38)에 대응한다.

상기 클러치디스크(제2회전부재)(38)는 출력샤프트(12)의 상대회전샤프트부(18)에 의하여 지지된다. 상기 클러치디스크(38)는 컵형상으로 형성되며, 베이스벽(base wall)(42) 및 주연벽(peripheral wall)(44)을 포함한다. 상기 샤프트(12)에 대응하는 샤프트홀(40)은 베이스벽(42)을 관통해 형성된다. 상기 주연벽(44)은 베이스벽(42)의 외주연으로부터 출력샤프트(12)의 축방향으로 연장된다. 상기 출력샤프트(12)(보다 상세하게는, 상대회전샤프트부(18))가 샤프트홀(40)을 통해 수용되는 경우, 상기 클러치디스크(38)는, 출력샤프트(12) 및 입력디스크(12)와 동축을 이루고, 상기 입력디스크(28)에 대하여 출력샤프트(12)의 축방향 타단측(클러치베이스(20)측)에 위치되며, 상기 출력샤프트(12)에 의하여 출력샤프트(12)의 축방향으로 이동가능하게 지지된다.

상기 주연벽(44)의 개방측 주연부에 암 끼워맞춤 가이드부(female fitting guide portion)(46, 48)가 제공되어 상기 클러치베이스(20)의 수 끼워맞춤부(24, 26)와 대응한다. 상기 클러치베이스(20)의 수 끼워맞춤부(24, 26)와 암 끼워맞춤 가이드부(46, 48) 사이에서 출력샤프트(12)의 축방향으로 상대적인 이동이 가능한 방식으로, 상기 클러치베이스(20)의 수 끼워맞춤부(24, 26)는 출력샤프트(12)의 축방향으로 주연벽(44)의 암 끼워맞춤 가이드부(46, 48)에 개별적으로 끼워맞춰진다. 이에 따라, 상기 클러치디스크(38)는, 클러치베이스(20)(즉, 출력샤프트(12))와 함께 회전하고, 출력샤프트(12)의 축방향으로 클러치베이스(20)에 대하여 이동가능하다.

상기 클러치디스크(38)의 베이스벽(42)의 후면(입력디스크(28)측, 즉 출력샤프트(12)의 축방향 일단측)에 두 쌍의 암 치합부(제2측 치합부)(50, 52)가 홈 형태로 형성된다.

상기 암 치합부(50, 52)는 각각 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)에 대응한다. 상기 두 쌍의 암 치합부(50, 52) 중 한 쌍의 암 치합부(제1쌍의 암 치합부)(50)는 주연방향으로 서로 대향되게 위치된다. 즉, 주연방향으로 서로 180도 위치이동되어 위치된다. 또한, 상기 두 쌍의 암 치합부(50, 52) 중 다른 한 쌍의 암 치합부(제2쌍의 암 치합부)(52)는 주연방향으로 서로 대향되게 위치된다. 즉, 주연방향으로 서로 180도 위치이동되어 위치된다. 또한, 제1쌍의 암 치합부(50) 및 제2쌍의 암 치합부(52)는 동일간격(즉, 주연방향으로 90도의 간격)으로 배치된다. 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34)는 클러치디스크(38)의 암 치합부(50)와 결합될 수 있고, 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(36)는 클러치디스크(38)의 수 치합부(52)와 결합될 수 있다. 이와 같이 상기 입력디스크(28)가 회전될 경우, 상기 입력디스크(28)의 회전력은 클러치디스크(38)로 전달되어, 상기 클러치디스크(38)는 입력디스크(28)와 함께 회전된다.

상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)의 측벽(34a, 36a) 및 상기 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52)의 측벽(50a, 52a)은 경사면을 구비한다. 다시 말해서, 상기 각 수 치합부(34, 36)는 사다리꼴(trapezoidal) 단면을 구비하고, 상기 각 암 치합부(50, 52)는 대응하는 사다리꼴 단면을 구비한다. 이와 같이, 상기 입력디스크(28)가 회전될 경우, 상기 입력디스크(28)에서 클러치디스크(38)로 회전력이 전달되고, 이에 따라 상기 클러치디스크(38)에서 출력샤프트(12)의 축방향의 클러치베이스(20)측으로 분력(force component)이 발생된다.

상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)의 측벽(34a, 36a) 및 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52)의 측벽(50a, 52a) 모두에 전술한 경사면을 구비할 필요는 없다. 예를 들어, 각 수 치합부(34, 36)의 측벽(34a, 36a) 중 하나만이 주연방향으로 경사지거나 주연방향에 대하여 경사진 경사면으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 각 암 치합부(50, 52)의 측벽(50a, 52a) 중 하나만이 주연방향으로 경사지거나 주연방향에 대하여 경사진 경사면으로 이루어질 수 있다. 이러한 구성이라도, 상기 입력디스크(28)로부터 클러치디스크(38)로 회전력의 전달에 의하여 출력샤프트(12)의 축방향의 클러치베이스(20)측으로 상기 클러치디스크(38)에서 분력이 발생될 수 있다.

또한, 상기 클러치디스크(38)의 내측, 즉 베이스벽(42) 및 주연벽(44)에 의 하여 형성되는 내부공간은 수용부(54)를 형성한다. 상기 클러치베이스(20)가 수용부(54)를 폐쇄하는 방식으로, 상기 클러치디스크(38)의 주연벽(44)의 개방측 주연부에 클러치베이스(20)가 끼워맞춰진다.

상기 수용부(54)는 본 발명의 탄성부재로 제공되는 복수개(본 실시예에서는 두 개)의 웨이브와셔(wave washer)(56)를 수용한다. 상기 웨이브와셔(56)는 클러치디스크(38)(베이스벽(42))와 클러치베이스(20) 사이에 배치된다. 또한, 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)와 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52)가 서로 결합되어 함께 회전되는 결합상태로부터 출력샤프트(12)의 축방향 타단측(클러치베이스(20)측)으로 클러치디스크(38)의 축방향 이동에 대하여, 상기 웨이브와셔(56)가 소정의 저항력(클러치디스크(38)의 축방향 이동에 따른 웨이브와셔(56)의 탄성변형에 의해 발생되는 복원력)을 가한다.

다시 말해서, 통상의 동작에서, 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)는 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52)와 결합되고, 즉 수용되고, 상기 웨이브와셔(56)는 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)와 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52) 사이의 결합상태를 유지시킨다. 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(50, 52)가 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52)로부터 결합해제하려는 경우, 상기 클러치디스크(38)는 클러치베이스(20)측으로 축방향 이동하려 하고, 상기 웨이브와셔(56)가 클러치디스크(38)의 축방향 이동에 대하여 가압력(복원력)으로 가한다.

통상의 동작(즉, 클러치디스크(38)가 클러치베이스(20)측으로 축방향 이동하 려 하지 않는 상태)에서, 상기 웨이브와셔(56)가 클러치베이스(20)와 클러치디스크(38) 사이에 적절한 가압력으로 항상 가할 수 있다. 또한, 상기 클러치디스크(38)가 클러치베이스(20)측으로 이동하려 하는 경우, 즉 수 치합부(34, 36)가 암 치합부(50, 52)로부터 결합해제하려는 경우에만, 상기 웨이브와셔(56)가 상기 가압력(복원력)으로 가할 수 있다.

이하, 제1실시예의 동작을 설명한다.

통상의 동작상태이며 클러치장치(10)에서, 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34)는 클러치디스크(38)의 암 치합부(50)와 결합된다. 상기 수 치합부(34)와 암 치합부(50)가 서로 결합되는 결합상태로부터 출력샤프트(12)의 축방향으로 상기 클러치디스크(38)가 이동하려할 경우, 상기 웨이브와셔(56)에서 클러치디스크(38)로 소정의 저항력이 가해진다. 따라서, 상기 결합상태가 유지된다. 또한, 상기 클러치디스크(38)의 암 끼워맞춤 가이드부(46, 48)가 클러치베이스(20)의 수 끼워맞춤부(24, 26)에 대하여 출력샤프트(12)의 축방향으로 이동가능하게 되는 방식으로, 상기 클러치베이스(20)의 수 끼워맞춤부(24, 26)가 출력샤프트(12)의 축방향으로 클러치디스크(38)의 암 끼워맞춤 가이드부(46, 48)에 끼워진다. 따라서, 상기 입력디스크(28)에 구동력(특히, 모터본체의 회전력)이 공급되는 경우, 상기 입력디스크(28)는 출력샤프트(12)에 대하여 회전된다. 이때, 상기 수 끼워맞춤부(34, 36) 및 암 끼워맞춤부(50, 52)를 통해 상기 입력디스크(28)에서 클러치디스크(38)로 회전구동력이 전달된다. 상기 클러치디스크(38)가 출력샤프트(12)에 고정되는 클러치베이스(20)와 결합되기 때문에, 상기 클러치디스크(38) 에 전달되는 회전구동력이 클러치디스크(38)에서 클러치베이스(20)로 전달된다. 따라서, 상기 클러치디스크(38)와 클러치베이스(20)는 출력샤프트(12)와 함께 회전된다.

통상의 동작상태(회전상태)이며 클러치장치(10)에서, 상기 클러치장치(10)의 입력디스크(28)에서 출력샤프트(12)로 회전구동력을 전달할 때, 어떤 관련된 부품의 슬라이딩 운동을 발생시키지 않고 회전구동력은 전달될 수 있다. 다시 말해서, 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)와 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52) 사이에 결합상태를 유지하고 결합상태로부터 클러치디스크(38)의 축방향 이동을 방지하기 위해 상기 클러치디스크(38)에 가해지는 웨이브와셔(56)의 저항력은 슬라이딩 마찰력으로 소모되지 않는다. 따라서, 회전전달효율의 감소는 현저하게 방지될 수 있다. 또한, 회전구동력이 관련된 부품의 슬라이딩 운동을 발생시키지 않고 전달될 수 있기 때문에, 관련된 부품의 슬라이딩 운동에 따라 발생되는 소음발생은 방지될 수 있다.

또한 전술한 바와 같이, 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)와 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52) 사이에 결합상태를 유지하고 결합상태로부터 클러치디스크(38)의 축방향 이동을 방지하기 위해 상기 클러치디스크(38)에 가해지는 웨이브와셔(56)의 저항력은, 출력샤프트(12)에 고정되는 클러치베이스(20)에 의해 지지되고, 또한 출력샤프트(12)에서 축방향으로 탈락이 억제되는 동안에 출력샤프트(12)에 의해 지지되는 입력디스크(28)에 의해 지지된다. 즉, 결합상태를 유지하기 위한 힘은 출력샤프트(12)에 설치되는 두 구성부품, 즉 클러치베이스(20)와 입 력디스크(28)에 의해 지지된다. 다시 말하면, 상기 클러치장치(10)는 서브조립체(sub-assembly)로 제공하기 위한 하우징 같은 다른 부가적인 구성부품을 필요로 하지 않는 출력샤프트(12)의 완전한 서브조립체로서 형성된다. 따라서, 상기 클러치장치(10)는 출력샤프트(12)의 서브조립체로 형성되는 단일부품으로 취급될 수 있다.

예를 들어, 상기 와이퍼(W)를 통해 출력샤프트(12)에 소정의 값과 같거나 또는 그보다 큰 과대한 외력(부하)이 가해지는 경우, 상기 출력샤프트(12)는 역회전되거나 구속된다. 이에 따라, 상기 출력샤프트(12)와 함께 회전되는 클러치디스크(38)는 입력디스크(28)에 대하여 클러치디스크(38)의 회전을 발생시키는 방향으로 클러치베이스(20)를 통해 회전력을 받는다. 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)의 측벽(34a, 36a)과 클러치디스크(38) 암 치합부(50, 52)의 측벽(50a, 52a)은 경사면(즉, 사다리꼴 단면)을 구비하기 때문에, 상기 입력디스크(28)와 클러치디스크(38) 사이의 상대적인 회전에 의해 발생되는 상대회전력으로 인해 상기 출력샤프트(12)의 축방향의 클러치베이스(20)측으로 클러치디스크(38)에서 분력(force component)이 발생된다. 즉, 상기 입력디스크(28)와 클러치디스크(38) 사이의 상대적인 회전에 의해 발생되는 상대회전력의 일부는 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)와 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52) 사이의 결합을 해제하기 위해 출력샤프트(12)의 축방향으로 클러치디스크(38)를 이동시키는 분력으로 제공된다. 이러한 상대회전력(분력)이 소정값과 같거나 그보다 큰 경우, 상기 클러치디스크(38)는 저항력을 극복하고, 이에 따라 상기 출력샤프트(12)의 축 방향으로 강제적으로 이동되어 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)와 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52) 사이의 결합을 해제시킨다. 따라서, 상기 클러치디스크(38) 즉, 출력샤프트(12)가 입력디스크(28)에 대하여 회전된다.

이와 같이, 각 구성부품의 손상을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 상기 입력디스크(28)에 연결되는 구성부품의 손상(특히, 모터본체의 파손)을 방지하는 것도 가능하다. 또한, 그 구성부품에 과대한 외력(부하)이 가해짐을 고려하지 않고 각 대응하는 구성부품의 강도는 설정될 수 있다.

또한, 클러치장치(10)에서, 상기 돌기를 구비한 출력샤프트(12)의 회전구속부(14)에 클러치베이스(20)가 일체로 고정된다. 특히, 상기 출력샤프트(12) 축에 대하여 회전방향으로 출력샤프트(12)의 회전구속부(14)에 상기 클러치베이스(20)가 견고하게 연결된다. 상기 출력샤프트(12)로부터 축방향으로 입력디스크(28)의 제거가 출력샤프트(12)의 탈락방지부(16)에 의해 방지된다. 또한, 상기 클러치디스크(38)는 클러치베이스(20)와 입력디스크(28) 사이의 출력샤프트(12)의 상대회전샤프트부(18)에서 축방향으로 이동가능하게 지지된다. 즉, 상기 각 구성부품은 출력샤프트(12)에 설치되고, 상기 클러치디스크(38)는 클러치베이스(20)와 입력디스크(28) 사이의 소정공간(소정의 축방향 크기)에 배치된다. 따라서, 전술한 바와 같이 상기 클러치디스크(38)를 축방향으로 이동시키는데 필요한 힘(클러치를 해제하는 힘 즉, 클러치 해제력)은 용이하게 설정될 수 있다. 또한, 전술한 바와같이 이러한 경우, 상기 입력디스크(28) 수 치합부(34, 36)의 측벽(34a, 36a)과 클러치디스크(38) 암 치합부(50, 52)의 측벽(50a, 52a)은 경사면을 구비하므로, 상기 클러치 해제력은 경사면의 각도와 웨이브와셔(56)의 저항력(탄성변형력)을 바탕으로 용이하게 설정될 수 있다.

또한 클러치장치(10)에서, 상기 탄성부재는 웨이브와셔(56)로 이루어지고, 클러치디스크(38)의 축방향 이동에 대하여 가해지는 저항력은 클러치디스크(38)의 축방향 이동에 대해 탄성적으로 변형되는 웨이브와셔(56)의 복원력에 의해 실행된다. 따라서, 상기 출력샤프트(12)에 과대한 외력(부하)을 가할 때, 상기 클러치디스크(38)는 웨이브와셔(56)의 탄성변형에 의해 발생되는 복원력을 극복하고, 이에 따라 축방향으로 이동된다. 이에 의하여, 상기 클러치디스크(38)(암 치합부(50, 52))와 입력디스크(28)(수 치합부(34, 36)) 사이의 결합은 해제되고, 이에 따라 상기 클러치디스크(38)와 입력디스크(28) 사이에서 상대회전이 발생한다.

상기 웨이브와셔(56)가 탄성부재로 사용되는 경우, 상기 탄성부재는 그리스(grease) 같은 오일에 의해 악화되지 않는다. 따라서, 상기 탄성부재의 악화는 현저하게 방지될 수 있다.

또한, 상기 클러치디스크(38)의 축방향 이동에 대하여 가해지는 저항력은 탄성변형되는 웨이브와셔(56)의 복원력에 의해 실행된다. 따라서, 상기 클러치디스크(38)를 축방향으로 이동시키는데 필요한 힘(클러치 해제력)은 안정되고, 클러치성능을 향상시킨다. 또한, 상기 탄성부재가 웨이브와셔(56)로 이루어지는 경우, 상기 탄성부재를 수용하기 위한 수용공간은 감소되거나 작아질 수 있어서 장치크기가 소형화된다.

또한 클러치장치(10)에서, 상기 웨이브와셔(56)는 클러치장치(10)의 클러치 디스크(38)의 수용부(54)에 수용되고, 상기 수용부(54)는 클러치베이스(20)에 의해 폐쇄된다. 따라서, 상기 웨이브와셔(56)는 클러치베이스(20) 및 클러치디스크(38)에 대하여 위치적 편향(positional deviation) 없이 출력샤프트(12) 주위에 배치된다. 그러므로, 상기 웨이브와셔(56)가 클러치베이스(20)와 클러치디스크(38) 모두에 안정된 가압력(탄성변형력)으로 가할 수 있다.

전술한 바와 같이, 제1실시예의 클러치장치(10)에서, 구성부품의 손상 또는 모터본체의 파손은 출력샤프트가 록킹일 때 방지될 수 있다. 또한, 통상의 동작상태에서, 슬라이딩 손실은 상대적으로 작고, 회전전달효율은 상대적으로 높다. 따라서, 소음발생은 효과적으로 방지된다. 또한, 상기 클러치장치(10)는 다른 부가적인 구성부품이 필요하지 않은 완전한 출력샤프트(12)의 서브조립체로서 형성된다. 따라서, 상기 클러치장치(10)는 단일부품으로 취급될 수 있다.

제1실시예에서, 상기 웨이브와셔(56)는 클러치장치(10)의 탄성부재로 사용된다. 그러나, 상기 클러치장치(10)의 탄성부재는 웨이브와셔(56)에 제한된다.

도3에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 클러치장치(11)의 경우에서, 원형판 형상의 고무부재(58)가 탄성부재로 사용될 수 있다. 클러치디스크(38)의 축방향 이동을 방지하기 위해 클러치디스크(38)에 가해지는 저항력은 탄성압축변형되는 고무부재(58)의 복원력에 의해 실행될 수 있다. 통상의 동작(통상사용)시, 상기 고무부재(58)가 탄성부재로 사용되는 경우, 통상동작에서 탄성변형되지 않는 고무부재(58)는 클러치디스크(38)(암 치합부(50, 52))와 입력디스크(28)(수 치합부(34, 36)) 사이의 결합상태를 유지하기 위한 스페이서(spacer)로 제공한다. 예를 들어, 통상동작에서 클러치디스크(38)(암 치합부 50, 52)와 입력디스크(28)(수 치합부 34, 36) 사이의 결합을 유지하기 위해 가압력의 가함을 멈추는 것이 가능하기 때문에, 탄성부재의 변형에 의해 발생되는 장기간 스트레스(stress)의 작용이 탄성부재의 악화를 방지하게 감소될 수 있다.

또한, 상기 탄성부재(들)은 웨이브와셔(56) 또는 고무부재(58)로 제한되고, 또한 상기 탄성부재(들)가 압축코일스프링 또는 접시스프링(belleville spring)으로 되는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 이러한 경우, 통상의 상태(클러치디스크(38)가 클러치베이스(20)측으로 이동하지 않는 상태)때, 상기 고무부재(58) 같은 각 탄성부재가 클러치베이스(20)와 클러치디스크(38) 사이에 가압력으로 가할 수 있다. 또한, 상기 클러치디스크(38)가 클러치베이스(20)측으로 이동되는 경우, 즉 상기 수 치합부(34, 36)가 암 치합부(50, 52)로부터 떨어지게 이동하려 하는 경우에만, 상기 고무부재(58) 같은 각 탄성부재가 클러치디스크(38)에 대하여 가압력(복원력)으로 가할 수 있다.

이하, 다른 실시예들을 설명한다. 다른 실시예들에서, 제1실시예와 유사한 구성부품들은 동일번호로 나타내고 간결성을 위해서 다시 설명하지 않을 것이다.

(제2실시예)

도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 클러치장치(본 발명의 출력샤프트 조립체로 제공되는)(60)의 구성을 나타낸 분해사시도이다.

상기 클러치장치(60)는 기본적으로 제1실시예의 클러치장치(10)와 같은 구성 을 가지고 있다. 그러나, 상기 클러치장치(60)는 클러치베이스(20) 대신에 클러치베이스(62)를 포함하고, 또한 클러치디스크(38) 대신에 클러치디스크(제2회전부재)(64)를 포함한다.

상기 클러치베이스(62)는 컵형상으로 형성되고, 베이스벽(68) 및 주연벽(70)을 포함한다. 상기 출력샤프트(12)에 대응하는 지지홀(66)은 베이스벽(68)을 통해 형성된다. 상기 주연벽(70)은 출력샤프트(12)의 축방향으로 베이스벽(68)의 주연의 가장자리로부터 연장된다. 상기 지지홀(66)은 출력샤프트(12)의 회전구속부(14)에 고정되어, 상기 클러치베이스(62)가 출력샤프트(12)와 일체로 회전한다. 상기 암 끼워맞춤 가이드부(72, 74)는 주연벽(70)의 개방측 주연부에서 제공된다.

상기 클러치디스크(64)는 원형판 형상으로 형성되고, 출력샤프트(12)에 대응하는 샤프트홀(76)을 구비한다. 상기 출력샤프트(12)(상대회전샤프트부(18))는 클러치디스크(64)의 샤프트홀(76)에 수용된다. 상기 클러치디스크(64)는, 입력디스크(28)에 대하여 출력샤프트(12)의 축방향 타단측(클러치베이스(62)측)에 위치되고, 상기 출력샤프트(12)에 대하여 출력샤프트(12)의 축방향으로 이동가능한 방식으로 출력샤프트(12)에 의해 지지된다. 또한, 한 쌍의 수끼워맞춤부(78, 80)는 클러치디스크(64)의 외주연부에서 클러치베이스(62)의 암끼워맞춤가이드부(72, 74)에 대응하게 제공된다. 상기 수끼워맞춤부(78, 80)는 클러치디스크(64)의 주연방향으로 서로 대향되게 배치된다. 즉, 상기 수끼워맞춤부(78, 80)는 클러치디스크(64)의 주연방향으로 서로 180도 위치이동되어 위치되고, 출력샤프트(12)의 반경방향으로 돌출된다. 상기 클러치디스크(64)의 수끼워맞춤부(78, 80)는 축방향으로 이동되 고, 상기 클러치베이스(62)의 암끼워맞춤가이드부(72, 74)에 끼워맞춰진다. 이와 같이, 상기 클러치디스크(64)는 클러치베이스(62)(즉, 출력샤프트(12))와 함께 회전되고, 상기 출력샤프트(12)의 축방향으로 클러치베이스(62)에 대하여 축방향 이동이 가능하다.

또한, 제1실시예와 유사하게 두 쌍의 암 치합부(50, 52)가 클러치디스크(64)의 후면(입력디스크(28)측, 즉 출력샤프트(12)의 축방향 일단측)에 홈 형태로 형성된다.

또한, 상기 클러치베이스(62)의 내부(즉, 베이스벽(68) 및 주연벽(70)에 의해 형성되는 내부공간)는 수용부(82)를 형성한다. 상기 클러치디스크(64)가 수용부(82)를 폐쇄하는 것처럼, 상기 클러치베이스(62)의 주연벽(70)의 개방측 주연부에 상기 클러치디스크(64)가 끼워맞춰진다.

상기 수용부(82)는 탄성부재로 제공되는 고무부재(84)를 수용한다. 상기 고무부재(84)는 클러치베이스(62)(베이스벽(68))와 클러치디스크(64) 사이에 배치된다. 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)와 클러치디스크(64)의 암 치합부(50, 52)가 서로 결합되는 결합상태로부터 출력샤프트(12)의 축방향 타단측(클러치베이스(62)측으로 클러치디스크(64)의 축방향 이동에 대하여 상기 고무부재(84)가 소정의 저항력(클러치디스크(64)의 축방향 이동에 의해 발생되는 고무부재(84)의 탄성압축변형때 발생되는 복원력)을 가한다.

다른 구성부품들은 제1실시예의 클러치장치(10)의 경우와 같다.

이하, 제2실시예의 동작을 설명한다.

상기 클러치장치(60)는 제1실시예의 클러치장치(10)의 경우와 유사한 장점을 제공한다.

보다 상세하게는, 통상의 동작상태에서, 상기 입력디스크(28)에 구동력이 공급되어 상기 출력샤프트(12)에 대하여 입력디스크(28)를 회전시키는 경우, 상기 수 치합부(34, 36)와 암 치합부(50, 52)를 통해 입력디스크(28)에서 클러치디스크(64)로 회전구동력이 전달된다. 상기 클러치디스크(64)가 출력샤프트(12)에 고정되는 클러치베이스(62)와 결합되기 때문에, 상기 클러치디스크(64)에 전달되는 회전구동력이 클러치디스크(64)에서 클러치베이스(62)로 전달된다. 따라서, 상기 출력샤프트(12)는 클러치디스크(64) 및 클러치베이스(62)와 함께 회전된다.

여기에서, 통상의 동작상태(회전상태)의 클러치장치의 경우에서라도, 전술한 바와 같이 상기 입력디스크(28)에서 출력샤프트(12)로 회전구동력을 전달할 때, 관련된 구성부품들의 슬라이딩 운동을 발생시키지 않고 회전구동력이 전달될 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)와 클러치디스크(64)의 암 치합부(50, 52) 사이의 결합상태를 유지하기 위해 상기 클러치디스크(64)의 결합상태로부터 클러치디스크(64)의 축방향 이동에 대하여 가해지는 고무부재(84)의 저항력은 슬라이딩 마찰력으로 소모되지 않는다. 따라서, 회전전달효율이 감소되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 회전구동력이 관련된 부품들의 슬라이딩 운동을 발생시키지 않고 전달될 수 있다. 따라서, 관련된 부품들의 슬라이딩 운동에 의해 발생되는 소음발생은 현저하게 방지될 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 상기 수 치합부(34, 36)와 암 치합부(50, 52) 사이 의 결합을 유지하기 위해 결합상태로부터 클러치디스크(64)의 축방향 이동에 대하여 가해지는 고무부재(84)의 저항력은 출력샤프트(12)에 고정되는 클러치베이스(62)에 의해 수여되고, 또한 출력샤프트(12)로부터 입력디스크(28)의 축방향 탈락을 방지하는 방식으로 출력샤프트(12)에 의해 지지되는 입력디스크(28)에 의해 수여된다. 다시 말하면, 상기 출력샤프트(12)에 설치되는 두개의 구성부품, 즉 클러치베이스(62) 및 입력디스크(28)에 의해 결합상태를 유지하기 위한 힘이 지지된다. 다시 말해서, 상기 클러치장치(60)는 서브조립체로 제공되는 하우징 같은 다른 부가적인 구성부품을 필요로하지 않는 출력샤프트(12)의 완전한 서브조립체로 형성된다. 따라서, 상기 클러치장치(60)는 출력샤프트(12)의 완전한 서브조립체로 형성되는 단일부품으로 취급될 수 있다.

예를 들어, 상기 출력샤프트(12)에 과대한 외력(부하)이 가해지는 경우, 상기 출력샤프트(12)는 역회전되거나 구속된다. 이에 따라, 상기 입력디스크(28)에 대하여 클러치디스크(64)를 회전시키는 클러치베이스(62)를 통해 출력샤프트(12)(클러치베이스(62))와 함께 회전되는 클러치디스크(64)가 회전력을 받는다. 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)의 측벽(34a, 36a) 및 상기 클러치디스크(64)의 암 치합부(50, 52)의 측벽(50a, 52a)은 경사면(즉, 사다리꼴 단면)을 구비하기 때문에, 상기 입력디스크(28)와 클러치디스크(64) 사이의 상대회전에 의해 발생되는 상대회전력으로 인해 출력샤프트(12)의 축방향의 클러치베이스(62)측으로 클러치디스크(64)에서 분력이 발생된다. 상기 상대회전력(분력)이 소정값과 같거나 그보다 큰 경우, 상기 클러치디스크(64)는 고무부재(84)로부터 가해지는 저항력을 극복하 고, 상기 출력샤프트(12)의 축방향으로 강제적으로 이동되어 결합을 해제시킨다.(즉, 수 치합부(34, 36)를 클러치디스크(64)의 암 치합부(50, 52)로부터 떨어지게하는 이동에 의해 결합을 해제시킨다.) 따라서, 상기 클러치디스크(64), 즉 출력샤프트(12)와 입력디스크(28) 사이에서 상대회전이 발생한다.

이와 같이, 각 구성부품의 손상 또는 상기 입력디스크(28)에 연결되는 모터본체의 파손을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 그와 같은 과대한 외력(부하)이 가해짐을 고려하면서 각 대응하는 구성부품의 강도를 설정하는 것은 필요하지 않다.

전술한 바와 같이, 제2실시예의 클러치장치(60)는 제1실시예의 클러치장치(10)의 경우와 유사한 장점을 제공한다. 따라서, 구성부품의 손상 또는 모터본체의 파손은 출력샤프트(12)를 구속할 때 방지될 수 있다. 또한 통상의 동작상태에서, 슬라이딩 손실은 상대적으로 적고, 회전전달효율은 상대적으로 크다. 따라서, 소음발생이 효과적으로 방지된다. 또한, 상기 클러치장치(60)는 어떤 부가적인 구성부품을 필요로하지 않는 출력샤프트(12)의 완전한 서브조립체로 형성된다. 따라서, 상기 클러치장치(60)는 단일부품으로 취급될 수 있다.

(제3실시예)

이하, 도5 내지 도14를 참조하여 제3실시예의 와이퍼 모터장치(90)를 설명한다.

상기 와이퍼 모터장치(90)는 차량의 와이퍼시스템(와이퍼 (W))을 구동하기 위해 형성되고, 모터본체(92), 운동변환장치(motion converting mechanism)(스윙장치로도 칭함)(94) 및 클러치장치(10)를 포함한다.

제1실시예의 클러치장치(10)는 본 실시예의 클러치장치(10)로 사용된다. 상기 클러치장치(10)는 하우징(96)에 수용되고, 출력샤프트(12)는 하우징(96)의 외부로 돌출시킨다.

상기 모터본체(92)의 요크하우징(yoke housing)(98)은, 드로잉(drawing) 가공에 의해 형성되는 일측 축단부를 구비하고, 회전샤프트(110)의 축에 직교하는 방향으로 연장되는 소정의 단면을 갖는 평평한 컵형상의 원통형 하우징으로 형성된다. 상기 평평한 컵형상의 원통형 하우징의 소정 단면의 가로방향은 출력샤프트(12)의 축방향과 일치한다. 상기 요크하우징(98)의 개방부는 하우징(96)에 일체로 연결된다. 상기 요크하우징(98)의 베이스벽(100)에 베어링(102)이 배치된다. 상기 요크하우징(98)의 타단부에 절연수지제(dielectric resin)의 단부하우징(104)이 고정된다.

상기 단부하우징(104)의 중앙에 베어링(106)이 배치된다. 상기 전기자(108)의 회전샤프트(110)는 상기 단부하우징(104)의 베어링(106)과 요크하우징(98)의 베어링(102)에 의하여 지지되고, 상기 전기자(108)는 요크하우징(98)에 수용된다. 상기 요크하우징(98)의 내주연벽에 마그네트(112)가 고정되고, 상기 마그네트(112)는 전기자(108)와 대향되게 위치된다.

다수의 브러시(brush)(114)는 상기 단부하우징(104) 내의 브러시 케이스에 의하여 각각 유지된다. 상기 각 브러시(114)는 사각막대로 형성되고, 상기 전기자(108)의 정류자(commutator)(116)에 대해 가압된다. 상기 각 브러시(114)로부터 연결 피그테일(pigtail)(118)이 연장되고, 상기 피그테일(118)의 말단(distal end)은 대응하는 전력공급접속라인에 연결된다.

커플링(coupling)(120)을 통해 운동변환장치(94)의 웜기어(122)에 상기 모터본체(92)(전기자(108))의 회전샤프트(110)가 연결된다.

상기 웜기어(122)의 일단부는 베어링(124)을 통해 하우징(96)에 의하여 회전가능하게 지지된다. 상기 웜기어(122)의 타단부는 베어링(126)을 통해 하우징(96)에 의하여 회전가능하게 지지된다. 상기 웜기어(122)는 웜휠(128)과 치합된다.

상기 웜휠(128)은 웜기어(122)와 치합되고, 하우징(96)에 수용된다. 상기 웜휠(128)은 웜기어(122)(회전샤프트(110))의 축에 직교하는 방향으로 연장되는 회전샤프트(130)에 대하여 회전한다.

상기 웜휠(128)에 스윙부재로서 제공되는 섹터기어(sector gear)(132)가 연결된다. 도11 및 도12에 나타낸 바와 같이, 상기 섹터기어(132)의 일단부는 지지샤프트(134)에 의하여 회전가능하게 지지된다. 상기 지지샤프트(134)는 회전샤프트(130)의 대응지점과 다른, 즉 회전샤프트(130)로부터 반경방향으로 위치이동된 웜휠(128)의 대응지점에 제공된다. 상기 섹터기어(132)의 타단부에 기어치부(136)가 형성되고, 이 기어치부(136)는 클러치장치(10)의 입력디스크(28)와 치합된다. 상기 섹터기어(132)에 지지샤프트(140)를 통해 유지레버(holding lever)(138)의 일단부가 연결된다. 상기 유지레버(138)의 타단부는 입력디스크(28)의 회전중심, 즉 출력샤프트(12)에 회전가능하게 연결된다. 이와 같이, 상기 지지샤프트(140)와 출력샤프트(12) 사이의 샤프트간 피치(shaft-to-shaft pitch)는 유지되고, 상기 섹터기어(132)와 입력디스크(28) 사이의 치합상태는 유지된다. 그러 므로, 상기 웜휠(128)이 회전되는 경우, 상기 섹터기어(132)가 스윙되어 입력디스크(28)를 왕복회전시킨다.

전술한 바와 같이, 본 실시예의 클러치장치(10)는 제1실시예의 클러치장치(10)이다. 본 실시예에서, 수 끼워맞춤부(26)와 대응되는 하우징(96)에는 스토퍼돌기(142)가 형성되고, 상기 스토퍼돌기(142)는 클러치장치(10)의 클러치베이스(20)에서 수 끼워맞춤부(24)에 비해 반경방향으로 더 길게 돌출시킨다.

상기 스토퍼돌기(142)는 아치형(arcuate) 몸체로 형성되고, 상기 클러치베이스(20)가 회전하는 동안 상기 수 끼워맞춤부(26)가 이동하는 수 끼워맞춤부(26)의 회전이동경로에 위치된다. 상기 스토퍼돌기(142)의 일측 주연단부는 제1회전제한부(rotation limiter)(144)를 형성하고, 상기 스토퍼돌기(142)의 타측 주연단부는 제2회전제한부(146)를 형성한다. 즉, 상기 스토퍼돌기(142)의 각 회전제한부(144, 146)는 수 끼워맞춤부(26)와 결합할 수 있다. 상기 수 끼워맞춤부(26)가 스토퍼돌기(142)의 제1회전제한부(144) 또는 제2회전제한부(146)와 결합하는 경우, 상기 클러치베이스(20)의 추가적 회전은 제한된다. 따라서, 상기 클러치베이스(20)로 입력디스크(28)의 회전구동력의 전달을 통해 클러치베이스(20)(출력샤프트(12))가 클러치디스크(38)와 함께 회전할 때, 상기 수 끼워맞춤부(26)가 스토퍼돌기(142)의 제1회전제한부(144) 또는 제2회전제한부(146)와 결합하는 경우, 상기 클러치베이스(20)(출력샤프트(12))의 추가적인 회전은 강제적으로 제한된다. 따라서, 상기 입력디스크(28)와 클러치베이스(20)(출력샤프트(12)) 사이에는 상대회전이 발생한다.

또한, 전술한 바와 같이, 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)가 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52)에 수용될 경우, 즉 결합될 경우, 회전력은 입력디스크(28)로부터 클러치디스크(38)로 전달된다. 또한, 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)가 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52)와 결합해제되는 결합해제상태, 즉 결합위치(제1축방향위치)로부터 결합해제위치(제2축방향위치)로 상기 클러치디스크(38)가 클러치베이스(20)측으로 축방향 위치이동되는 상태인 경우라도, 상기 입력디스크(28)와 함께 클러치디스크(38)를 회전시키기 위한 웨이브와셔(56)의 가압력(복원력)으로 인하여 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)와 클러치디스크(38)의 베이스벽(42) 사이에서 소정의 마찰력이 발생된다. 이와 같이 회전하는 동안, 상기 입력디스크(38)의 수 치합부(34, 36)와 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52) 사이의 결합을 통해 달성되는 최대 결합력보다 작은 감소된 회전결합력에서 상기 클러치디스크(38)는 입력디스크(28)와 결합된다. 전술한 바와 같이, 상기 수 치합부(34, 36)와 암 치합부(50, 52)가 결합해제된 상태인 경우라도, 상기 웨이브와셔(56)의 마찰력은 감소된 회전결합력에서 입력디스크(28)와 함께 클러치디스크(38)의 이러한 회전이 이루어지도록 설정된다.

상기 클러치장치(10) 및 운동변환장치(94)가 수용되는 하우징(96)의 후방면측은 커버플레이트(148)에 의하여 폐쇄된다.

또한, 와이퍼(W)는 상기 입력디스크(28)에 의해 왕복회전되는 출력샤프트(12)에 직접 또는 간접적으로 연결된다. 상기 와이퍼(W)가 출력샤프트(12)에 간접적으로 연결되는 경우, 예를 들면 링크(link)나 로드(rod)를 통해 상기 와이퍼(W)가 출력샤프트(12)에 연결된다. 상기 와이퍼(W)는 출력샤프트(12)의 왕복회전을 통해 왕복회전된다.

이하, 제3실시예의 동작을 설명한다.

상기 와이퍼 모터장치(90)에서, 모터본체(92)(전기자(108))가 회전되는 경우, 상기 웜기어(122)를 통해 웜휠(128)에 회전력이 전달되어 상기 웜휠(128)은 회전된다. 상기 웜휠(128)이 회전되는 경우, 상기 웜휠(128)에 연결된 섹터기어(132)가 스윙된다. 상기 섹터기어(132)의 스윙운동은 입력디스크(28)를 왕복회전시킨다.

제1실시예에서 언급한 바와 같이, 통상의 동작상태에서, 상기 클러치장치(10)의 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)는 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52)와 결합된다. 즉, 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52)와 각각 끼워맞춰진다. 따라서, 상기 입력디스크(28)와 클러치디스크(38) 사이에서 상대회전이 발생하지 않고 입력디스크(28)를 일체로 회전시키는 최대 회전결합력에서, 상기 클러치디스크(38)가 입력디스크(28)와 결합된다. 이러한 상태에서, 상기 클러치디스크(38)가 수 치합부(34, 36)와 암 치합부(50, 52) 사이에서 결합을 해제하기 위하여 이동하려 하더라도, 상기 웨이브와셔(56)로부터 클러치디스크(38)로 소정의 저항력이 가해진다. 따라서, 상기 수 치합부(34, 36)와 암 치합부(50, 52) 사이의 결합은 유지된다. 상기 클러치베이스(20)의 수 끼워맞춤부(24, 26)와 클러치디스크(38)의 암 끼워맞춤 가이드부(46, 48) 사이에서 출력샤프트(12)의 축방향으로 상대적인 축방향 이동을 가능하게 하는 방식으로, 상기 클러치베이스(20)의 수 끼워맞춤부(24, 26)는 클러치디스크(38)의 암 끼워맞춤 가이드부(46, 48)에 각각 끼워맞춰진다. 따라서, 도8, 도11 및 도13에 나타낸 바와 같이, 상기 클러치장치(10)는 결합상태가 된다. 이러한 결합상태에서, 상기 입력디스크(28)가 왕복회전될 경우, 상기 수 치합부(34, 36) 및 암 치합부(50, 52)를 통해 입력디스크(28)에서 클러치디스크(38)로 회전구동력이 전달된다. 상기 클러치디스크(38)가 출력샤프트(12)에 고정되는 클러치베이스(20)와 결합되기 때문에, 상기 클러치디스크(38)로 전달되는 회전구동력은 클러치디스크(38)로부터 클러치베이스(20)로 전달된다. 따라서, 상기 출력샤프트(12)는 클러치디스크(38) 및 클러치베이스(20)와 함께 회전된다.

이와 같이, 상기 출력샤프트(12)에 연결된 와이퍼(W)는 그 출력샤프트(12)의 왕복회전에 따라 왕복스윙된다.

통상의 동작상태(회전상태)이며 와이퍼 모터장치(90)에서, 상기 클러치장치(10)의 입력디스크(28)로부터 출력샤프트(12)로 회전구동력이 전달될 때, 상기 회전구동력은 어떤 관련된 구성부품의 슬라이딩 운동을 발생시키키 않고 전달될 수 있다. 다시 말해서, 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)와 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52) 사이의 결합상태를 유지하고 결합상태로부터 상기 클러치디스크(38)의 축방향 이동을 제한하기 위하여 클러치디스크(38)에 가해지는 웨이브와셔(56)의 저항력은 슬라이딩 마찰력으로 소모되지 않는다. 그러므로, 상기 회전전달효율의 감소가 현저하게 방지될 수 있다. 또한, 상기 회전구동력은 관련된 구성부품의 슬라이딩 운동을 발생시키지 않고 전달될 수 있기 때문에, 관련된 구성부품의 슬라이딩 운동에 따라 발생될 수 있는 소음발생은 방지될 수 있다.

예를 들어, 상기 와이퍼(W)를 통해 출력샤프트(12)에 소정값과 같거나 그보다 큰 과대한 외력(부하)이 가해질 경우, 상기 출력샤프트(12)는 역회전되거나 구속된다. 이에 따라, 상기 출력샤프트(12)(클러치베이스(20))와 함께 회전되는 클러치디스크(38)는 상기 입력디스크(28)에 대하여 클러치디스크(38)의 회전을 일으키는 방향으로 클러치베이스(20)를 통해 회전력을 받는다. 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)의 측벽(34a, 36a) 및 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52)의 측벽(50a, 52a)은 경사면(즉, 사다리꼴 단면)을 구비하기 때문에, 상기 입력디스크(28)와 클러치디스크(38) 사이의 상대회전에 의하여 발생되는 상대회전력으로 인하여 상기 클러치디스크(38)에서 출력샤프트(12)의 축방향의 클러치베이스(20)측으로 분력이 발생된다. 즉, 상기 입력디스크(28)와 클러치디스크(38) 사이의 상대회전에 의하여 발생되는 상대회전력의 일부분은 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)와 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52) 사이의 결합을 해제하기 위하여 상기 클러치디스크(38)를 출력샤프트(12)의 축방향으로 이동시키는 분력으로 제공된다. 상기 상대회전력(분력)이 소정값과 같거나 그보다 크게 되는 경우, 상기 클러치디스크(38)는 저항력을 극복하고, 이에 따라 상기 출력샤프트(12)의 축방향으로 강제적으로 이동되어 상기 입력디스크(28)의 수 치합부(34, 36)와 클러치디스크(38)의 암 치합부(50, 52) 사이의 결합을 해제시킨다. 즉, 도9 및 도14에 나타낸 바와 같이, 상기 클러치장치(10)는 결합되지 않은 상태, 즉 클러치해제 상태(declutched state)로 된다. 따라서, 상기 클러치디스크(38), 즉 출력샤프트(12)는 입력디스크(28)에 대하여 회전된다.

이와 같이, 상기 클러치장치(10)의 각 구성부품의 손상, 상기 운동변환장치(94)의 각 구성부품(입력디스크(28)에 연결되는 섹터기어(132) 또는 유지레버(138)와 같은 구성부품)의 손상을 방지하거나 또는 모터본체(92)의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 대응하는 각 구성부품의 강도는 이들 구성부품에 가해지는 과대한 외력(부하)을 고려할 필요없이 설정될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제3실시예의 와이퍼 모터장치(90)에서, 제1실시예의 경우와 같은 유사한 장점이 달성될 수 있다. 따라서, 상기 출력샤프트(12)에 이어서 위치되는 구동력 전달 구성부품들(출력샤프트(12)와 전기자(108) 사이에 위치되는 섹터기어(132), 웜휠(128), 웜기어(122) 및 모터본체(92)같은 구성부품)을 보호하는 것이 가능하다. 또한, 모터본체(92)의 파손을 방지하는 것도 가능하다. 또한, 상기 클러치장치(10)의 클러치해제가 와이퍼(W)에 가해지는 충격을 흡수하기 때문에, 상기 출력샤프트(12)에 연결되는 와이퍼가 보호될 수 있다.

또한, 통상의 동작에서, 슬라이딩 손실은 작고, 회전전달효율은 상대적으로 크다. 따라서, 소음발생이 효과적으로 방지된다. 또한, 상기 운동변환장치(94)(웜기어(122), 웜휠(128) 및 섹터기어(132))를 통해 감속되는 속도에서 입력디스크(28)가 왕복회전된다. 따라서, 상기 출력샤프트(12)가 상대적으로 큰 토크에 의해 구동될 수 있다. 그러므로, 상기 출력샤프트(12)에 연결되는 와이퍼(W)는 적절하게 왕복회전될 수 있다.

따라서, 상기 와이퍼 모터장치(90)는, 차량의 후방 창을 와이핑하기 위한 후방 와이퍼 모터장치로 적절하고, 또는 예를 들면, 차량의 지붕에 쌓이는 많은 양의 눈이 창유리면을 따라 수직방향으로 떨어지면서 와이퍼암에 가해질 때, 와이퍼(W)를 통해 출력샤프트(12)에 과대한 외력(부하)이 가해질 것 같은 캡오버 캇피트형(cab-over type cockpit)을 구비한 트럭 또는 건설설비같은 차량의 와이퍼 모터장치로도 적절하다.

제3실시예에서, 상기 와이퍼 모터장치(90)는 제1실시예의 클러치장치(10)를 포함한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2실시예의 클러치장치(60)가 상기 와이퍼 모터장치(90)의 클러치장치로 사용될 수 있다.

이러한 경우라도, 전술한 상기 와이퍼 모터장치(90)의 유사한 장점은 달성될 수 있다. 또한, 도4에 나타낸 제2실시예의 클러치장치(60)의 경우는 와이퍼 모터장치(90)에서 사용되고, 상기 스토퍼돌기(142)의 회전제한부(144 또는 146)와 결합하는 돌기(71)는 클러치베이스(62)의 주연벽(70)에서 형성될 수 있다. 이와 같이, 상기 클러치베이스(62)(츨력샤프트(12))의 회전은 소정범위내에서 제한될 수 있다.

(제4실시예)

도15는 본 발명의 제4실시예에 따른 모터장치(150)의 구성을 나타낸 평면단면도이다.

상기 모터장치(150)는 기본적으로 제1실시예의 와이퍼 모터장치(90)와 같은 구성이다. 상기 모터장치(150)는 모터본체(92); 운동변환장치(152); 및 클러치장치(본 발명의 출력샤프트 조립체로 제공되는)(154)를 포함한다.

상기 모터본체(92)는 실질상 제3실시예의 모터본체(92)와 같은 구성이다. 제3실시예에서, 상기 모터본체(92)(전기자(108))는 단일방향(single direction)으 로 회전된다. 이와 대조적으로, 본 실시예에서 상기 모터본체(92)는 스토퍼돌기(142)의 회전제한부(144, 146) 사이에서 정방향 및 역방향으로 회전된다.

상기 운동변환장치(152)에서, 제1실시예의 섹터기어(132) 및 유지레버(138)는 제거된다. 따라서, 상기 운동변환장치(152)는 웜기어(122) 및 웜휠(128)을 포함한다.

또한, 상기 웜휠(128)은 클러치장치(154)의 입력디스크로 제공된다. 즉, 상기 웜휠(128)은 클러치장치(154)의 입력디스크(또는 제1회전부재)로서의 기능을 한다. 다시 말해서, 상기 클러치장치(154)는 제1실시예 또는 제3실시예의 클러치장치(10)와 같은 구성이다. 그러나, 제1실시예의 상기 입력디스크(28)가 웜기어(122)와치합되는 웜기어치(worm teeth)로 제공되는 방식으로 상기 클러치장치(154)가 이루어진다.

상기 모터장치(150)에서, 상기 모터본체(92)(전기자(108))가 회전되는 경우, 상기 웜기어(122)를 통해 웜휠(128)에 회전력이 전달되어 상기 웜휠(128)이 회전된다.

여기에서, 상기 웜휠(128)이 클러치장치(154)의 입력디스크(제1회전부재)로 제공된다. 즉, 상기 웜휠(128)이 클러치장치(154)의 입력디스크(또는 제1회전부재)의 기능을 한다. 따라서, 제3실시예에서 언급한 바와같이, 통상의 동작에서, 상기 출력샤프트(12)는 웜휠(128)과 일체로 회전된다.

이러한 모터장치(150)라도, 통상의 동작상태(회전상태)에서 상기 클러치장치(154)에 회전구동력을 전달할 때, 어떤 관련된 구성부품의 슬라이딩 운동을 발생시키지 않고 상기 회전구동력이 전달될 수 있다. 따라서, 회전전달효율의 감소는 제한될 수 있다. 또한, 어떤 관련된 구성부품의 슬라이딩 운동을 발생시키지 않고 상기 회전구동력이 전달될 수 있기 때문에, 어떤 관련된 구성부품의 슬라이딩 운동에 의해 발생되는 소음발생이 현저하게 방지될 수 있다.

예를 들어, 상기 출력샤프트(12)에 과대한 외력(부하)이 가해지는 경우, 상기 출력샤프트(12)가 역회전되거나 구속된다. 이에 따라, 제3실시예에서 전술한 바와 같이, 상기 출력샤프트(12)와 웜휠(128) 사이에서 상대회전이 발생한다. 따라서, 상기 클러치장치(154)의 각 구성부품의 손상, 상기 웜휠(128)에 연결되는 웜기어(122) 같은 운동변환장치(152)의 각 구성부품의 손상 및 모터본체의 파손을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 이들 구성부품에 과대한 외력(부하)이 가해짐을 고려하면서 대응하는 각 구성부품의 강도를 설정할 필요가 없다.

전술한 바와 같이, 제4실시예의 모터장치(150)에서, 제1실시예의 클러치장치(10) 또는 제3실시예의 와이퍼 모터장치(90)의 경우와 유사한 장점은 달성될 수 있다. 따라서, 상기 출력샤프트(12)의 뒤에 위치되는 구동력 전달 구성부품(출력샤프트(12)와 전기자(108) 사이에 위치되는 웜휠(128), 웜기어(122) 및 모터본체(92)같은 구성부품)을 보호하는 것이 가능하다. 또한, 모터본체(92)의 파손을 방지하는 것도 가능하다.

또한, 통상의 동작상태에서, 슬라이딩 손실은 상대적으로 작고, 회전전달효율은 상대적으로 크다. 따라서, 소음발생이 효과적으로 방지된다. 또한, 상기 출력 샤프트(12)가 상대적으로 큰 토크에 의해 구동될 수 있다. 따라서, 상기 모터장치(150)는 와이퍼시스템 또는 선루프시스템의 구동원으로 적당하다.

(제5실시예)

도16은 본 발명의 제5실시예에 따른 클러치장치(본 발명의 출력샤프트 조립체로서 제공되는)(210)를 구비한 와이퍼 모터장치(290)를 나타낸 단면도이다.

상기 와이퍼 모터장치(290)는 제3실시예의 와이퍼 모터장치(90)와 유사한 구성이고, 클러치장치(210)를 포함한다.

도17 및 도18에 나타낸 바와 같이, 상기 출력샤프트(12)에 조립되는 클러치장치(210)는 출력샤프트(12)의 말단측(도17 및 도18에서의 상부측)에 원형단면을 가진 원통부(213)를 포함한다. 상기 출력샤프트(12)의 베이스단측(도17 및 도18에서의 하부측)에는 상대회전제한부(relative rotation limiting portion)(214)를 포함한다. 상기 상대회전제한부(214)는 일반적으로 직사각형 단면(주연방향으로 180도 회전에 의해 위치가 바뀌는 두개의 평탄면 및 상기 평탄면 사이에 연결되는 두개의 아치형면을 포함하는 이중 디컷(D-cut)단면 형상)을 가진다.

도16에 나타낸 바와 같이, 상기 하우징(96)에 고정되는 베어링부재(250)에 의해 상기 출력샤프트(12)의 원통부(213)가 회전가능하게 지지된다. 상기 상대회전제한부(214)의 말단측(원통부(213)측)으로 다수의 축방향 돌기(216a)가 아치형면에 형성되어 회전구속부(216)를 형성한다. 상기 상대회전제한부(214)의 베이스단부에 탈락방지부(218)가 형성된다.

예를 들어, 상기 출력샤프트(12)의 반경방향으로 큰 직경을 가진 큰직경부로 서 제공되는 결합베이스(베이스부재)(220)가 출력샤프트(12)에 대하여 동축방식으로 압입끼워맞춤(press fitting)에 의해 상기 상대회전제한부(214)의 회전구속부(216)에 고정된다. 즉, 상기 결합베이스(220)가, 출력샤프트(12)에 대하여 축방향으로 이동불가능하고 출력샤프트(12)에 대하여 회전불가능한 방식으로, 상기 출력샤프트(12)에 의해 지지된다. 상기 결합베이스(220)가 디스크 형상의 몸체로 형성되고, 그 중심에 지지홀(222)을 구비한다. 상기 지지홀(222)은 일반적으로 출력샤프트(12)의 상대회전제한부(214)에 대응하는 직사각형 단면(이중 디컷(D-cut)단면 형상)을 가진다. 상기 지지홀(222)이 회전구속부(216)에 견고하게 연결되는 경우, 상기 출력샤프트(12)에 대하여 축방향으로 이동되지 못하는 상태 동안 상기 결합베이스(220)가 출력샤프트(12)와 함께 회전한다. 또한, 상기 결합베이스(220)의 외주연에 스토퍼부(226)가 형성되고, 상기 스토퍼부(226)는 반경방향(출력샤프트(12)의 반경방향)으로 돌출된다. 상기 스토퍼부(226)는 하우징(96)에 형성되는 스토퍼돌기(142)에 대응한다.

상기 구성이 전자에 한정되는 것은 아니고, 상기 출력샤프트(12)와 결합베이스(220)가 별개로 형성되어 그 후에 함께 견고하게 연결된다. 예를 들어, 상기 출력샤프트(12)와 결합베이스(220)가 예를 들면, 냉간단조공정(cold forging process)을 통해 일체로 형성되는 다른 구성(출력샤프트에 일체로 형성되는 큰직경부 같은 플랜지구성)를 제공하는 것이 가능하다.

상기 출력샤프트(12)에 대하여 동축방식으로 상대회전제한부(214)의 탈락방지부(218)에 입력디스크(또는 제1회전부재)로 제공되는 기어부재(228)가 설치된다. 상기 기어부재(228)는 원통형 몸체로 형성되고, 상기 기어부재(228)의 중심에는 원형의 지지홀(230)을 구비한다. 상기 출력샤프트(12)의 탈락방지부(218)가 지지홀(230)을 통해 수용되고, 상기 탈락방지부(218)의 단부에 클립(clip)(32)이 설치된다. 따라서, 상기 기어부재(228)가, 출력샤프트(12)로부터 출력샤프트(12)의 축방향으로 분리되지 않고 출력샤프트(12)의 상대회전제한부(214)에 대하여 회전가능한 방식으로, 상기 출력샤프트(12)의 축방향 일단측(결합베이스(220)의 대향측)에 의해 지지된다. 그러므로, 이러한 경우에서, 상기 출력샤프트(12)의 상대회전제한부(214)의 일부에 설치되는 기어부재(228)가 제1실시예의 상대회전샤프트부(18)와 같은 출력샤프트(12)의 상대회전샤프트부로 제공된다. 제5실시예에서, 상기 기어부재(228)는 후술할 방식의 분말야금공정(powder metallurgy process)에 의해 형성되는 소결금속재(sintered metal product)이다. 즉, 우선 몰드설비(mold unit)에 분말야금을 채운다. 그런 다음, 상기 몰드설비에서 압축몰딩에 의해 분말야금이 성형되고, 그때 소결된다. 상기 소결금속재는 윤활유를 포함한다.

상기 결합베이스(220)의 대향측에 위치되는 기어부재(228)의 축방향 일단부의 외주연부에 기어기어치(234)가 형성된다. 상기 기어기어치(234)는 스윙장치(94)의 섹터기어(132)의 기어치부(136)에 치합된다. 상기 섹터기어(132)로부터 구동력이 공급되는 경우, 상기 기어부재(228)가 출력샤프트(12)에 대하여 회전한다.

또한, 도18에 나타낸 바와 같이, 상기 기어기어치(234)의 축방향 타단부(유지레버(138)의 대향측에 위치되는 결합베이스(220)측)에 기어기어치(234)의 축방향 단부를 함께 연결하기 위하여 상기 기어부재(228)에 연결벽(connecting wall)(235) 이 형성된다. 상기 연결벽(235) 및 유지레버(138)가 섹터기어(132)의 기어치부(136)의 두꺼운방향으로 그 사이에서 섹터기어(132)의 기어치부(136)를 유지한다. 즉, 상기 연결벽(235)이 두꺼운방향으로 기어치부(136)의 일단면에 대향되고, 상기 유지레버(138)가 두꺼운방향으로 기어치부(136)의 타단면에 대향된다. 따라서, 두꺼운방향으로 상기 섹터기어(132)의 이동은 제한된다.

또한, 상기 연결벽(235)에 대하여 기어기어치(234)의 대향측에 위치되는 기어부재(228)의 외주연부에, 상기 출력샤프트(12)와 동축을 이루는 원통형의 주연면(236)이 형성된다. 상기 원통형의 주연면(236)은 하우징(96)에 고정되는 베어링부재(252)에 의해 회전가능하게 지지된다. 즉, 상기 기어기어치(234)의 축방향 타단측으로, 상기 기어부재(228)는 출력샤프트(12)와 동축을 이루는 원판형상의 플랜지를 구비하고, 상기 플랜지의 외주연면(원통형의 주연면(236))은 베어링부재(252)에 의해 지지된다.

또한, 축방향 타단측(결합베이스(220)측, 즉 출력샤프트(12)의 축방향 타단측)에 위치되는 상기 기어부재(228)의 단부면의 외주연에서 결합베이스(220)측으로 네개의 치합돌기(제1측 치합부의 수 치합부)(237)가 돌출된다. 상기 복수개의 치합돌기(237)는 기어부재(228)에 대하여 동축방식으로 배치되고, 상기 기어부재(228)의 주연방향에서 다른 간격(각 간격이 인접한 간격과는 다른 상태)으로 배치된다. 상기 치합돌기(237)는 후술할 결합플레이트(238)의 치합홈(암 치합부 또는 제2측 치합부)(242)에 대응한다.

상기 결합플레이트(238)가 출력샤프트(12)와 동축을 이루는 방식으로, 상기 결합베이스(220)와 기어부재(228) 사이에서 출력샤프트(12)의 상대회전제한부(214)에 의해 클러치디스크(또는 제2회전부재)로 제공되는 결합플레이트(238)가 지지된다. 상기 결합플레이트(238)는 원형판 형상으로 형성되고, 그 중심에 샤프트홀(240)을 구비한다. 상기 샤프트홀(240)은 일반적으로 상대회전제한부(214)에 대응하는 직사각형 단면(이중 디컷 단면형상)을 구비한다. 상기 샤프트홀(240)이 출력샤프트(12)(상대회전제한부(214))를 수용하는 경우, 상기 기어부재(228)에 대하여 출력샤프트(12)의 축방향 타단측(결합베이스(220)측)에 결합플레이트(238)가 위치된다. 상기 결합플레이트(238)는 출력샤프트(12)에 대하여 회전가능하지 않고 출력샤프트(12)에 대하여 축방향으로 이동가능한 방식으로, 상기 결합플레이트(238)가 출력샤프트(12)에 의해 지지된다. 따라서, 상기 결합플레이트(238)는 출력샤프트(12)와 일체로 회전하고, 상기 출력샤프트(12)의 축방향으로 기어부재(228)에 대하여 상대적으로 이동가능하다. 제5실시예에서, 상기 결합플레이트(238)는 전술한 분말야금공정을 통해 형성되는 소결금속재이고, 윤활유를 포함한다.

상기 결합플레이트(238)의 후방면의 외주연부(기어부재(228)측, 즉 출력샤프트(12)의 축방향 일단측)에 네개의 치합홈(242)이 홈 형태로 형성된다. 상기 치합홈(242)은 기어부재(228)의 네개의 치합돌기(237)에 대응된다. 또한, 상기 치합홈(242)은 결합플레이트(238)에 대하여 동축방식으로 배치되고, 상기 결합플레이트(238)의 주연방향에서 다른 간격(각 간격이 인접한 간격과는 다른 상태)으로 배치된다.

상기 네개의 치합홈(242)은 기어부재(228)의 네개의 치합돌기(237)와 각각 결합가능하게 된다. 즉, 상기 결합플레이트(238)가 기어부재(228)와 결합가능하게 된다. 따라서, 통상의 동작상태(회전상태)에서, 상기 기어부재(228)가 회전되는 경우, 상기 기어부재(228)의 회전력은 결합플레이트(238)에 전달된다. 따라서, 상기 결합플레이트(238)가 기어부재(228)와 함께 회전된다.

그러나, 전술한 바와 같이, 상기 복수개의 치합돌기(237)와 치합홈(242)은 기어부재(228) 및 결합플레이트(238)의 주연방향에서 다른 간격(각 간격이 인접한 간격과는 다른 상태)으로 배치된다. 따라서, 상기 결합플레이트(238)(출력샤프트(12)및 와이퍼) 및 기어부재(228)소정의 단일주연지점에서만 서로 결합된다. 즉, 소정의 단일주연지점과는 다른 주연지점에서, 상기 치합돌기들(237) 중의 하나가 치합홈(242) 중의 하나와 일치하는, 즉 정렬되는 경우도, 나머지 세개의 치합돌기(237)는 나머지 세개의 치합홈(242)과 정렬되지 않는다. 따라서, 상기 복수개의 치합돌기(237)가 치합홈(242)에서 위치이동되는 경우, 최소한 세개의 치합돌기(237)(세지지점을 제공하는)를 통해 상기 결합플레이트(238)가 기어부재(228)에 접촉한다.

또한, 상기 기어부재(228)의 치합부(237)의 측벽(237a) 및 결합플레이트(238)의 치합홈(242a)의 측벽은 경사면을 구비한다. 다시 말해서, 상기 기어부재(228)의 각 치합돌기(237)는 사다리꼴 단면을 가지고, 상기 결합플레이트(238)의 각 치합홈(242)은 대응하는 사다리꼴 단면을 가진다. 이와 같이, 상기 기어부재(228)가 회전되는 경우, 상기 기어부재(228)에서 결합플레이트(238)로 회 전력이 전달되고, 이에 따라 상기 결합플레이트(238)에서 출력샤프트(12)의 축방향의 결합베이스(220)측으로 분력이 발생된다.

상기 기어부재(228)의 치합돌기(237)의 측벽(237a) 및 결합플레이트(238)의 치합홈(242)의 측벽(242a)이 모두 전술한 경사면을 구비할 필요는 없다. 예를 들어, 상기 기어부재(228)의 각 치합돌기(237)의 측벽(237a) 중의 하나는 주연방향으로 경사지거나 또는 주연방향에 대하여 경사지는 경사면으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 결합플레이트(238)의 각 치합홈(242)의 측벽(242a) 중의 하나는 주연방향으로 경사지거나 또는 주연방향에 대하여 경사지는 경사면으로 이루어질 수 있다. 이러한 구성이라도, 상기 기어부재(228)에서 결합플레이트(238)로 회전력이 전달됨에 따라 결합플레이트(238)에서 출력샤프트(12)의 축방향으로 분력이 발생될 수 있다.

또한, 압축코일스프링(244)이 결합플레이트(238)와 결합베이스(220) 사이에 배치된다. 상기 코일스프링(244)은 출력샤프트(12) 주위에 나선형으로 감겨지고, 상기 출력샤프트(12)의 축방향으로 압축가능하게 된다. 상기 기어부재(228)의 치합돌기(237)와 결합플레이트(238)의 치합홈(242)이 서로 결합되는 결합상태로부터 출력샤프트(12)의 축방향 타단측(결합베이스(220)측)으로 결합플레이트(238)의 축방향 이동에 대하여 상기 코일스프링(244)이 소정의 저항력(결합플레이트(238)의 축방향 이동을 통해 코일스프링(244)의 탄성변형에 따라 발생되는 소정의 복원력)을 가한다.

다시 말해서, 통상적으로, 상기 결합플레이트(238)의 치합홈(242)에 기어부 재(228)의 치합돌기(237)가 결합, 즉 수용되고, 상기 코일스프링(244)은 이러한 결합상태를 유지한다. 상기 기어부재(228)의 치합돌기(237)가 결합플레이트(238)의 치합홈(242)에서 떨어지려고 이동하려할 경우, 상기 결합플레이트(238)는 결합베이스(220)측을 향해 축방향으로 이동하려한다. 상기 코일스프링(244)은 결합플레이트(238)의 이러한 축방향 이동에 대하여 저항력(복원력)을 제공한다.

또한, 전술한 바와 같이, 상기 결합플레이트(238)의 치합홈(242)에 기어부재(228)의 치합돌기(237)가 수용, 즉 결합되는 경우, 상기 기어부재(228)에서 결합플레이트(238)로 회전력이 전달된다. 그러나, 상기 기어부재(228)의 치합돌기(237)가 결합플레이트(238)의 치합홈(242)에서 결합해제되는 경우라도, 즉 상기 결합플레이트(238)가 결합베이스(220)측으로 이동되는 경우라도, 상기 코일스프링(244)에 의해 발생되는 가압력(복원력)으로 인해 상기 기어부재(228)의 치합돌기(237)와 결합플레이트(238)의 후방면 사이에 소정의 마찰력이 발생된다. 그러므로, 상기 코일스프링(244)의 마찰력 때문에 상기 결합플레이트(238)가 기어부재(228)와 함께 회전된다. 결합해제상태에서라도, 상기 기어부재(228)와 함께 결합플레이트(238)의 회전이 이루어지도록 상기 코일스프링(244)의 가압력이 설정된다.

통상의 상태, 즉 상기 결합플레이트(238)가 결합베이스(220)측으로 이동하려하지 않는 상태에서, 상기 코일스프링(244)은 결합베이스(220)와 결합플레이트(238) 사이에서 적절한 가압력으로 항상 가압한다. 또한, 상기 결합플레이트(238)가 결합베이스측으로 이동하려하는 경우만, 즉 상기 치합돌기(237)가 치합홈(242)으로부터 결합해제하려 하는 경우에만, 상기 코일스프링(244)이 상기 가압력(복원력)으로 가압한다.

도16에 나타낸 바와 같이, 전술한 스토퍼돌기(142)가 상기 결합베이스(220)의 스토퍼부(226)에 대응하도록 하우징(96)에 형성된다.

상기 스토퍼돌기(142)는 아치형 몸체로 형성되고, 상기 결합베이스(220)가 회전하는 동안 상기 스토퍼부(226)가 이동하는 스토퍼부(226)의 회전이동경로에 위치된다. 상기 스토퍼돌기(142)의 주연일단부에 제1회전제한부(144)가 형성되고, 상기 스토퍼돌기(142)의 주연타단부에 제2회전제한부(146)가 형성된다. 즉, 상기 스토퍼돌기(142)의 각 회전제한부(144, 146)는 스토퍼부(226)와 결합할 수 있다. 상기 스토퍼부(226)가 스토퍼돌기(142)의 제1회전제한부(144) 또는 제2회전제한부(146)와 결합하는 경우, 상기 결합베이스(220)(출력샤프트(12))의 추가적 회전은 제한된다. 따라서, 상기 결합베이스(220)에 기어부재(228)의 회전구동력을 가함에 따라 상기 결합플레이트(238)와 함께 결합베이스(220)(출력샤프트(12))를 회전시킬 때, 상기 스토퍼부(226)가 스토퍼돌기(142)의 제1회전제한부(144) 또는 제2회전제한부(146)와 결합하는 경우, 상기 결합베이스(220)(출력샤프트(12))의 추가적 회전은 강제적으로 제한된다. 따라서, 상기 기어부재(228)와 결합베이스(220)(출력샤프트(12)) 사이에서 상대회전이 발생한다.

상기 기어부재(228)에 의해 왕복회전되는 출력샤프트(12)에 와이퍼(미도시)가 직접 연결될 수 있다. 또한, 상기 와이퍼(미도시)는 링크 또는 로드를 통해 출 력샤프트(12)에 간접적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 와이퍼는 출력샤프트(12)의 왕복회전에 의해 왕복스윙된다.

이하, 제5실시예의 동작을 설명한다.

상기 와이퍼 모터장치(290)에서, 상기 모터본체(92)(전기자(108))가 회전되는 경우, 상기 웜기어(122)를 통해 웜휠(128)에 회전력이 전달되어 상기 웜휠(128)을 회전시킨다. 상기 웜휠(128)이 회전되는 경우, 상기 웜휠(128)에 연결되는 섹터기어(132)가 왕복스윙된다. 이에 따라, 상기 섹터기어(132)의 왕복스윙운동이 기어부재(228)의 왕복회전을 발생시킨다.

통상의 동작상태에서, 상기 기어부재(228)의 치합돌기(237)는 결합플레이트(238)의 치합홈(242)과 결합된다. 또한, 상기 치합돌기(237)가 치합홈(242)과 결합되는 결합상태로부터 출력샤프트(12)의 축방향으로 상기 결합플레이트(238)가 이동하려하는 경우라도, 상기 코일스프링(244)에서 결합플레이트(238)로 소정의 저항력이 가해진다. 따라서, 상기 결합상태가 유지된다. 또한, 상기 결합플레이트(238)가 출력샤프트(12)에 대하여 출력샤프트(12)의 축에 대해서 회전가능하지 않다. 따라서, 상기 기어부재(228)가 왕복회전되는 경우, 상기 치합돌기(237) 및 치합홈(242)을 통해 기어부재(228)에서 결합플레이트(238)로 회전구동력이 전달된다. 따라서, 상기 출력샤프트(12)가 결합플레이트(238)와 일체로 회전된다.

이와 같이, 상기 출력샤프트(12)에 연결되는 와이퍼(W)는 출력샤프트(12)의 왕복회전에 따라 왕복스윙된다.

예를 들어, 상기 와이퍼를 통해 출력샤프트(12)에 과대한 외력(부하)이 가해지는 경우, 상기 출력샤프트(12)는 역회전되거나 구속된다. 이에 따라, 상기 출력샤프트(12)와 함께 회전되는 결합플레이트(238)가 기어부재(228)에 대하여 결합플레이트(238)의 회전을 발생시키는 방향으로 회전력을 받는다. 상기 기어부재(228)의 치합돌기(237)의 측벽(237a)과 결합플레이트(238)의 치합홈(242)의 측벽(242a)은 경사면(즉, 사다리꼴 단면)을 구비하기 때문에, 상기 기어부재(228)와 결합플레이트(238) 사이의 상대회전에 의해 발생되는 상대회전력으로 인해 상기 결합플레이트(238)에 출력샤프트(12)의 축방향의 결합베이스(220)측으로 분력이 발생된다. 즉, 상기 기어부재(228)와 결합플레이트(238) 사이의 상대회전에 의해 발생되는 상대회전력의 일부가 상기 기어부재(228)의 치합돌기(237)와 결합플레이트(238)의 치합홈(242) 사이에서 결합을 해제하기 위해 출력샤프트(12)의 축방향으로 결합플레이트(238)를 이동시키는 분력으로 제공된다. 이러한 상대회전력(분력)이 소정값과 같거나 그보다 큰 경우, 상기 결합플레이트(238)는 코일스프링(244)의 저항력을 극복하고, 이에 따라, 상기 기어부재(228)의 치합돌기(237)와 결합플레이트(238)의 치합홈(242) 사이에서 상기 결합을 해제하기 위해 출력샤프트(12)의 축방향으로 강제적으로 이동된다. 이와 같이, 상기 결합플레이트(238), 즉 출력샤프트(12)는 기어부재(228)에 대하여 회전된다.

따라서, 회전각범위의 통상의 정지위치에서 와이퍼가 동결되어 창유리면의 와이핑이 되지않는 상태 또는 통상의 정지위치에서 유지되는 와이퍼에 많은 양의 눈이 쌓여서 와이퍼가 구속된 상태에서, 과대한 부하 또는 갑작스러운 부하가 가해 져서 상기 와이퍼 모터장치(290)의 모터본체(92)가 회전되는 경우, 상기 클러치장치(10)는 클러치해제된다. 또한, 상기 와이퍼의 회전각범위(통상의 와이핑범위)내에서 와이퍼가 작동하는 동안, 상기 와이퍼를 통해 출력샤프트(12)에 과대한 외력이 가해지는 경우, 예를 들면 상기 와이퍼의 와이핑 운동때 하부전환점과는 다른 지점에 위치되는 와이퍼에 차량의 지붕위에 쌓여 있던 많은 양의 눈이 창유리면을 따라 떨어지는 경우, 상기 클러치장치(10)는 클러치해제된다. 따라서, 상기 기어부재(228)와는 다른 구동력 전달 구성부품(출력샤프트(12)와 전기자(108) 사이에 위치되는 섹터기어(132), 웜휠(128), 웜기어(122) 및 모터본체(92) 같은 구성부품)에 과대한 외력이 가해지는 것을 방지하는 것이 가능하다. 이에 따라, 상기 기어부재(228)에 이어서 위치되는 각 구성부품은 보호될 수 있다. 따라서, 상기 각 구성부품의 손상 및 모터본체(92)의 파손을 방지하는 것이 가능하다.

또한, 상기 기어부재(228)와 결합플레이트(238) 사이의 회전전달력(클러치해제력)에 기초하여 기어부재(228)에 이어서 위치되는 각 구성부품의 강도를 설정하는 것만 요구된다. 따라서, 과대한 외력(부하)을 고려하면서 각 구성부품의 강도를 설정하는 것이 요구되지 않는다. 그 결과로서, 제조비용이 감소된다.

또한, 상기 클러치장치(210)의 클러치해제가 피구동부품(특히, 와이퍼)에 가해지는 충격을 흡수하기 때문에, 상기 출력샤프트(12)에 연결되는 피구동부품(특히, 와이퍼)이 보호될 수 있다.

상기 와이퍼 모터장치(290)에서, 상기 섹터기어(132)의 두꺼운 방향으로 섹터기어(132)의 일측에 배치되는 유지레버(138)를 통해 섹터기어(132)의 스윙중심축 으로 제공되는 샤프트(140)와 출력샤프트(12)가 서로 연결된다. 따라서, 상기 섹터기어(132)의 스윙중심축으로 제공되는 샤프트(140)와 출력샤프트(12) 사이의 샤프트간 거리(샤프트간 피치)는 일정하게 유지된다. 또한, 상기 섹터기어(132)의 두꺼운 방향으로 일측에 위치되는 유지레버(138)와 타측(결합플레이트(238)측)에 위치되는 기어부재(228)의 연결벽(235) 사이에서 상기 섹터기어(132)의 기어치부(136)가 유지된다. 따라서, 상기 섹터기어(132)의 두꺼운 방향으로 기어기어치(136)와 기어치부(234) 사이의 치합이 제한된다. 즉, 상기 섹터기어(132)의 두꺼운 방향으로 섹터기어(132)의 양측에 두개의 유지부재(상기 유지레버)가 필요없이 상기 섹터기어(132)의 두꺼운 방향으로 섹터기어(132)의 흔들림이 방지된다. 이에 따라, 상기 섹터기어(132)와 기어부재(228) 사이에서 적절한 치합이 유지된다.

또한, 상기 와이퍼 모터장치(290)에서, 상기 섹터기어(132)의 두꺼운 방향으로 상기 웜휠(128)과 대향되게 위치되는 섹터기어(132)의 대향측에 상기 유지레버(138)가 배치된다. 따라서, 상기 유지레버(138)가 웜휠(128)과 간섭되지 않는다. 그러므로, 상기 섹터기어(132)와 웜휠(128) 사이의 연결위치를 설계하는데 관하여 설계자유도가 향상된다. 즉, 상기 웜휠(128)에 대하여 지지샤프트(134)의 설치위치를 설계하는데 관하여 설계자유도가 향상된다.

또한, 상기 와이퍼 모터장치(290)에서, 종래에 제안된 와이퍼 모터장치와는 달리, 상기 섹터기어(132)의 두꺼운 방향으로 섹터기어(132)의 각각의 대향측에 상기 유지부재(상기 유지레버)가 제공되지 않는다. 즉, 상기 와이퍼 모터장치(290)에서, 상기 섹터기어(132)의 두꺼운 방향으로 섹터기어(132)의 일측에만 하나의 유지 레버(138)가 배치된다. 따라서, 상기 유지부재를 수용하기 위한 공간은 감소될 수 있다. 그러므로, 전체 장치구성의 크기 및 무게는 감소될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제5실시예의 와이퍼 모터장치(290)에서, 상기 섹터기어(132)와 기어부재(228) 사이의 적절한 치합은 유지되고, 상기 장치의 크기는 감소될 수 있다.

또한, 상기 섹터기어(132)의 두꺼운 방향(기어부재의 대향측)으로 섹터기어(132)의 각각의 대향측에 배치되는 유지부재를 구비한 종래에 제안된 와이퍼 모터장치의 경우에서, 상기 유지부재들 중의 하나가 기어부재에 클러치장치의 결합플레이트의 결합을 방해한다. 그러나, 상기 와이퍼 모터장치(290)에서, 상기 섹터기어(132)의 두꺼운 방향(기어부재(228)의 두꺼운 방향)으로 결합플레이트(238)와 대향되게 위치되는 섹터기어의 대향측에만 상기 유지레버(138)가 제공된다. 따라서, 상기 유지레버(138)가 결합플레이트(238)와 기어부재(228)의 결합을 방해하지 않는다. 그러므로, 상기 클러치장치(210)의 위치제한은 완화된다.

또한, 상기 와이퍼 모터장치(290)에서, 다수의 돌기가 형성되는 출력샤프트(12)의 회전구속부(216)에 결합베이스(220)(큰직경부)가 견고하게 연결된다. 특히, 축에 대하여 회전방향으로 출력샤프트(12)의 회전구속부(216)에 상기 결합베이스(220)가 견고하게 연결된다. 상기 출력샤프트(12)의 탈락방지부(218)에 의해 출력샤프트(12)로부터 기어부재(228)의 탈락이 방지된다. 상기 결합베이스(220)와 기어부재(228) 사이의 출력샤프트(12)의 상대회전제한부(214)에 의해 상기 결합플레이트(238)가 축방향으로 이동가능하게 지지된다. 따라서, 대응하는 각 구성부품이 출력샤프트(12)에 설치되고, 상기 결합베이스(220)와 기어부재(228) 사이의 소정공간(소정의 크기)에 상기 결합플레이트(238)와 코일스프링(244)이 배치된다. 그 결과로서, 전술한 바와 같이, 상기 결합플레이트(238)를 축방향으로 이동시키기 위해 요구되는 힘(클러치해제력)은 용이하게 설정될 수 있다.

또한, 상기 와이퍼 모터장치(290)에서, 상기 코일스프링(244)이 탄성부재로 형성되기 때문에, 안정된 스프링의 성능이 이루어진다. 즉, 상기 고무부재가 탄성부재로 형성되는 경우에서, 그리스 또는 클러치장치(210)에 부합되는 것이 고무부재에 부착될 수 있어 상기 고무부재의 질을 저하시킨다. 그러나, 상기 코일스프링(244)의 경우에서, 그리스 또는 코일스프링(244)에 부착되는 것에 의해 상기 코일스프링(244)의 성능이 저하되지 않으므로, 상기 코일스프링(244)의 스프링 성능이 안정화된다.

또한, 상기 코일스프링(244)이, 출력샤프트(12)의 주위에 나선형으로 감겨지고, 상기 출력샤프트(12)의 반경방향으로 큰 직경부를 구비한 결합베이스(220)와 결합플레이트(238) 사이에 배치되며, 축방향으로 이동불가능하다. 따라서, 상기 결합플레이트(238)가 안정된 방식으로 기어부재(228)에 대하여 가압될 수 있고, 안정된 저항력이 가해질 수 있다. 즉, 상기 결합플레이트(238)가 치합부에서의 코일스프링(244)의 탄성력 또는 상기 기어부재(228)와 결합플레이트(238) 사이의 연결을 균일하게 분산시킬 수 있다. 따라서, 상기 기어부재(228)와 결합플레이트(238) 사 이의 결합은 안정화되고, 상기 기어부재(228)와 결합플레이트(238) 사이에서의 회전전달력(클러치해제력)이 안정화된다. 그러므로, 안정된 클러치성능이 달성될 수 있고, 클러치해제력이 적절하게 설정될 수 있다. 그 결과로서, 상기 와이퍼 모터장치(290)의 각 구성부품은 더 확실히 보호될 수 있다.

또한, 상기 와이퍼 모터장치(290)에서, 상기 연결벽(235)에 대하여 기어기어치(234)의 대향측에 위치되는 외주연부를 구비한 출력샤프트(12)에 의해 지지되는 상기 기어부재(228)는 원통형의 주연면(236)으로 형성된다. 상기 원통형의 주연면(236)은 하우징(96)에 의해 고정되는 베어링부재(252)에 의해 회전가능하게 지지된다. 즉, 상기 와이퍼 모터장치(290)에서, 상기 하우징(96)의 베이링부재(252)에 의해 섹터기어(132)로부터 부하를 받는 기어부재(228)가 직접적으로 지지된다. 따라서, 상기 기어부재(228)의 지지구성의 강도는 향상될 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 기어부재(228)와 섹터기어(132) 사이의 치합은 안정화된다. 또한, 상기 출력샤프트(12)의 베이스단부가 기어부재(228)를 통해 하우징(96)(베어링부재(252))에 의해 지지된다. 따라서, 상기 하우징(96)에 대하여 출력샤프트(12)의 베이스단부를 지지하기 위한 전용공간은 필요하지 않다. 다시 말해서, 상기 기어부재(228)를 수용하기 위한 수용공간 및 출력샤프트(12)의 베이스단부를 지지하기 위한 지지공간은 공통이다. 또한, 상기 출력샤프트(12)의 베이스단부를 지지하는 베어링부재(252)와 출력샤프트(12)의 말단부를 지지하는 베어링부재(252) 사이에서 출력샤프트(12)의 축방향으로 측정되는 축의 거리가 상대적으로 길게 제공된다. 이와 같이, 상기 하우징(96)에 대하여 출력샤프트(12)의 지지구성의 강도는 향 상된다.

또한, 상기 와이퍼 모터장치(290)에서, 상기 기어부재(228) 및 결합플레이트(238)의 각각은 분말합금의 몰딩을 통해 제조되는 소결금속재로 이루어진다. 따라서, 상기 기어부재(228) 및 결합플레이트(238)가 분말야금공정을 통해 높은 정확성과 재료가 양호한 수율을 가지게 형성될 수 있다. 또한, 상기 기어부재(228) 및 결합플레이트(238)는 소결금속에 윤활유를 포함하는 소결금속재로 이루어진다. 따라서, 상기 기어부재(228) 및 결합플레이트(238) 사이의 치합부(특히, 치합돌기(237)와 치합홈(242))에서는 자체윤활기능(self-lubrication)이 이루어진다. 또한, 상기 섹터기어(132)의 기어치부(136)와 치합되는 기어부재(228)의 기어기어치(234)에서 자체윤활기능이 달성되어, 소음이 발생되고 오래가는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 와이퍼 모터장치(290)에서, 상기 기어부재(228)의 주연방향에 다른 간격(각 간격이 인접한 간격과는 다른 상태)으로 기어부재(228)의 치합돌기(237)가 배치되고, 상기 결합플레이트(238)의 주연방향에 다른 간격(각 간격이 인접한 간격과는 다른 상태)으로 결합플레이트(238)의 치합홈(242)이 배치된다. 상기 각 치합돌기(237)가 대응하는 치합홈(242)으로부터 탈락되는 클러치해제 상태에서, 상기 결합플레이트(238)는 최소한 세개의 치합돌기(237)(세점지지가 달성되는)를 통해 기어부재(228)와 결합한다. 따라서, 상기 결합플레이트(238)와 기어부재(228) 사이의 결합상태는 클러치해제상태에서 안정화된다.

또한, 상기 기어부재(228) 및 결합플레이트(238)(출력샤프트(12) 및 와이퍼) 는 소정의 단일주연지점에서만 서로 결합된다. 따라서, 상기 기어부재(228) 및 결합플레이트(238)가 소정의 단일지점과는 다른 지점에 위치되고, 이에 따라 각 치합돌기(237)가 대응하는 치합홈(242)으로부터 탈락되는 클러치해제상태에서, 예를 들면 차량의 보유자에 의해 와이퍼가 수동으로 회전되는 경우, 상기 기어부재(228) 및 결합플레이트(238)가 소정의 단일지점에서 항상 서로 결합된다. 따라서, 상기 결합플레이트(238)(출력샤프트(12) 및 와이퍼)가 기어부재(228)에 대하여 원래의 설정상태(초기설정상태)로 용이하고 빠르게 복귀될 수 있다. 또한, 와이퍼시스템의 손상없이 상기 와이퍼시스템은 다시 작동될 수 있다. 특히, 상기 소정의 단일지점이 스토퍼돌기(142)의 회전제한부(144, 146)에 의해 제한되는 제한된 회전각범위보다 작게 설정되는 왕복회전각범위(왕복회전 와이핑각범위)에서 소정의 단일지점에 설정되는 경우에서, 과대한 외력이 제거됨에 따라 상기 와이퍼시스템이 재개되는 경우, 상기 기어부재(228) 및 결합플레이트(238)가 와이퍼의 통상의 왕복와이핑운동내에서 서로 재결합하여 자체복구(self-recovery)가 이루어진다.

또한, 상기 와이퍼 모터장치(290)의 클러치장치(210)에서, 상기 기어부재(228)는 스윙장치(94)(웜기어(122), 웜휠(128) 및 섹터기어(132))에 의해 감속되는 속도에서 왕복회전된다. 따라서, 상기 출력샤프트(12)는 상대적으로 큰 토크에 의 해 구동될 수 있다. 그러므로, 상기 출력샤프트(12)에 연결되는 와이퍼는 적절하게 왕복구동될 수 있다.

그러므로, 예를 들면 차량의 지붕에 쌓여 있던 많은 양의 눈이 창유리면을 따라 수직방향으로 떨어지면서 와이퍼암 및 와이퍼 모터장치에 가해지는 때에 와이 퍼를 통해 출력샤프트(12)에 과대한 외력(부하)이 가해질 것 같은 캡오버 캇피트형을 구비한 트럭 또는 건설설비 같은 차량의 와이퍼 모터장치로 상기 와이퍼 모터장치(290)가 또한 적절하다.

또한, 상기 와이퍼 모터장치(290)의 클러치장치(210)에서, 상기 기어부재(228)의 치합돌기(237)가 결합플레이트(238)의 치합홈(242)에 수용되어 기어부재(228)에서 결합플레이트(238)로 회전력이 전달된다. 따라서, 상기 기어부재(228)와 결합플레이트(238) 사이에서 구동력의 전달은 확실하게 수행된다. 또한, 상기 기어부재(228)의 치합돌기(237)의 측벽(237a)과 결합플레이트(238)의 치합홈(242)의 측벽(242a)은 경사면을 구비하고, 이에 따라 상기 경사면의 각과 코일스프링(244)의 저항력(탄성변형력)을 바탕으로해서 클러치해제력이 용이하게 설정될 수 있다.

또한, 상기 와이퍼 모터장치(290)에서, 통상의 동작상태(회전상태)에서, 전술한 바와 같이, 상기 기어부재(228)에서 출력샤프트(12)로 회전구동력을 전달할 때, 상기 회전구동력이 어떤 관련부의 슬라이딩 운동을 발생시키지 않고 전달될 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 기어부재(228)의 치합돌기(237)와 결합플레이트(238)의 치합홈(242) 사이의 결합상태를 유지하기 위해 결합플레이트(238)의 결합상태로부터 결합플레이트(238)의 축방향 이동에 대하여 가해지는 코일스프링(244)의 저항력은 슬라이딩 마찰력으로 소모되지 않는다. 따라서, 회전전달효율의 저하를 방지하는 것이 가능하다. 또한, 대응하는 구성부품의 슬라이딩 운동을 발생시키지 않고 회전구동력이 전달될 수 있으므로, 대응하는 구성부품의 슬라이딩 운동에 의해 발 생되는 소음발생이 현저하게 방지될 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이, 상기 치합돌기(237)와 치합홈(242) 사이의 결합을 유지하기 위해 결합상태로부터 결합플레이트(238)의 축방향 이동에 대하여 가해지는 코일스프링(244)의 저항력이, 상기 출력샤프트(12)에 고정되는 결합베이스(220)에 의해 가해지고, 또한 상기 출력샤프트(12)에서 기어부재(228)의 축방향 탈락을 방지하는 방식으로 출력샤프트(12)에 의해 지지되는 기어부재(228)에 의해 가해진다. 다시 말해서, 두개의 구성부품, 즉 출력샤프트(12)에 설치되는 결합베이스(220)와 기어부재(228)에 의해 결합상태를 유지하기 위한 힘이 지지된다. 다시 말해서, 출력샤프트(12)의 완전한 서브조립체로서 형성되는 클러치장치(210)는 서브조립체로 제공되는 하우징(96)처럼 어떤 부가적인 구성부품이 필요하지 않다. 따라서, 상기 클러치장치(210)는 출력샤프트(12)의 서브조립체로 형성되는 단일부품으로 취급될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제5실시예의 와이퍼 모터장치(290)(클러치장치(210))에서, 상기 섹터기어(132)와 기어부재(228)의 적절한 치합을 유지하는 것이 가능하고, 장치의 크기가 감소될 수 있다.

제5실시예에서, 상기 기어부재(228) 및 결합플레이트(238)는 윤활유를 포함하는 소결금속재로 이루어진다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 기어부재(228) 및 결합플레이트(238) 중의 하나만이 윤활유를 포함하는 소결금속재로 이루어질 수 있다.

또한, 제5실시예에서, 상기 와이퍼 모터장치(290)는 스윙장치(94)와 클러치 장치(210) 모두를 포함한다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 클러치장치는 와이퍼 모터장치에서 제거될 수 있다. 이와 같은 경우, 상기 출력샤프트에 대하여 축방향으로 이동불가능한 방식으로 상기 출력샤프트에서 기어부재가 일체로 제공될 수 있다.

(제6실시예)

도19는 본 발명의 제6실시예에 따른 클러치장치(본 발명의 출력샤프트 조립체로 제공되는)(304)를 포함하는 와이퍼 모터장치(300)를 나타낸 단면도이다.

상기 와이퍼 모터장치(300)는 기본적으로 제3실시예의 와이퍼 모터장치(90)의 경우와 같은 구성이다. 상기 와이퍼 모터장치(300)는 모터본체(92); 스윙장치(302); 및 클러치장치(304)를 포함한다.

상기 모터본체(92)는 제3실시예의 모터본체와 같은 구성을 구비한다.

상기 스윙장치(302)는 기본적으로 유지레버(306)를 제외한 스윙장치(94)와 같은 구성이다. 전술한 유지레버(138)와 유사하게, 본 실시예의 유지레버(306)의 일단부가 지지샤프트(140)를 통해 섹터기어(132)에 연결된다. 상기 유지레버(306)의 타단부는 출력샤프트(310)의 베이스단부를 회전가능하게 수용하는 원형홈(308)을 구비한다. 상기 출력샤프트(310)에 대하여 동축방식으로 상기 홈(308)의 대향측에 위치되는 유지레버(306)면에 수지슬라이딩부재(resin sliding member)(311)가 연결되어 상기 출력샤프트(310)에 가압되는 추력이 가해진다.

또한, 상기 클러치장치(304)는 기어부재(입력디스크 또는 제1회전부재)(312); 결합플레이트(클러치디스크 또는 제2회전부재)(314); 및 토션 코일스프링(torsion coil spring)(316)을 포함한다. 제3실시예의 클러치베이스(20)는 제거된다.

상기 기어부재(312)는, 상기 출력샤프트(310)와 동축을 이루고, 상기 스윙장치(302)의 유지레버(306)에 대하여 출력샤프트(310)의 축방향 타단측(도19에서 상단측)으로 출력샤프트(310)에 의해 지지된다. 상기 기어부재(312)는 기어몸체로 형성되고, 그 중심에 샤프트홀(318)을 구비한다. 상기 출력샤프트(310)의 베이스단부는 기어부재(312)의 샤프트홀(318)을 통해 수용된다. 따라서, 상기 기어부재(312)가 출력샤프트(310)의 상대회전샤프트부(328)에 대하여 회전가능한 방식으로, 상기 출력샤프트(310)에 의해 기어부재(312)가 지지된다. 도19에 나타나 있지 않지만, 제1실시예의 탈락방지부(16)가 출력샤프트(310)의 베이스단부에 형성된다. 상기 탈락방지부(16)에 탈락방지클립이 설치되어 축방향 일단측(유지레버(306)측)으로 출력샤프트(310)로부터 기어부재(312)의 탈락을 방지한다.

상기 기어부재(312)의 전방면(유지레버(306)의 대향측 단부면)에 한쌍의 치합홈(제1측 치합부)(350)이 홈 형태로 형성된다. 상기 치합홈(350)은 치합홈, 즉 제1실시예의 수 치합부(50)와 유사하거나 또는 제5실시예의 치합홈(242)과 유사하다. 상기 치합홈(350)은 결합플레이트(314)에 대응한다.

상기 결합플레이트(314)가 출력샤프트(310)와 동축을 이루는 방식으로, 상기 기어부재(312)의 전방면측에 결합플레이트(314)가 위치된다. 상기 결합플레이트(314)는 스플라인(spline) 연결을 통해서 출력샤프트(310)에 연결된다. 보다 상세하게는, 상기 결합플레이트(314)에 대응하는 출력샤프트(310)의 회전 구속부(344)의 외주연면에 다수의 축방향 돌기가 형성된다. 상기 결합플레이트(314)는 그 중심에 샤프트홀(320)을 구비한다. 상기 샤프트홀(320)의 내주연면에 다수의 홈이 형성되어 출력샤프트(310)의 축방향 돌기와 결합한다. 따라서, 상기 결합플레이트(314)가 출력샤프트(310)의 축에 대하여 회전가능하지 않고 상기 출력샤프트(310)에 대하여 축방향으로 이동가능한 방식으로, 상기 출력샤프트(310)에 의해 결합플레이트(314)가 지지된다. 또한, 상기 결합플레이트(314)가 기어부재(312)와 결합가능하고, 상기 기어부재(312)의 대향측의 축방향으로 이동가능하다.

상기 결합플레이트(314)의 기어부재(312)측에 위치되는 결합플레이트(314)의 후방면으로부터 한 쌍의 치합돌기(제2측 치합부)(334)가 돌출된다. 상기 치합돌기(334)는 치합돌기, 즉 제1실시예의 치합부(34)와 유사하고 또는 제5실시예의 치합돌기(237)와 유사하다. 전술한 구성에서, 상기 기어부재(312)가 회전되는 경우, 상기 기어부재(312)의 회전력은 결합플레이트(314)에 전달된다. 따라서, 상기 결합플레이트(314)는 기어부재(312)와 함께 회전된다.

상기 토션코일스프링(316)이 출력샤프트(310)와 동축을 이루는 방식으로, 상기 결합플레이트(314)의 전방면(기어부재의 대향측)에 탄성부재로 제공되는 상기 토션코일스프링(316)이 제공된다. 제3실시예의 하우징(96)과 유사한 하우징(322)에 형성되는 환형의 요홈(324)에 상기 토션코일스프링(316)이 수용된다. 상기 토션코일스프링(316)의 축방향 일단부가 환형의 요홈(324)과 결합되고, 상기 토션코일스프링(316)의 축방향 타단부는 결합플레이트(314)와 결합된다.

상기 결합플레이트(314)의 치합돌기(334)와 기어부재(312)의 치합홈(350)이 함께 회전되도록 서로 결합되는 결합상태로부터 출력샤프트(310)의 축방향 타단측(기어부재(312)의 대향측에 위치하는 결합플레이트(314)측)으로 결합플레이트(314)의 축방향 이동에 대하여 상기 토션코일스프링(316)이 소정의 저항력(결합플레이트(314)의 축방향 이동으로 인해 토션코일스프링(316)의 탄성변형에 따라 발생되는 복원력)을 가한다.

통상의 동작상태(즉, 결합플레이트(314)가 기어부재(312)의 대향측에 축방향으로 이동하려하지 않는 상태)에서, 상기 토션코일스프링(316)이 하우징(322)과 결합플레이트(314) 사이에서 적절한 가압력으로 항상 가압할 수 있다. 또한, 상기 결합플레이트(314)가 기어부재(312)의 대향측으로 이동하는 경우, 즉 상기 치합돌기(334)가 치합홈(350)으로부터 결합해제하려는 경우에만, 상기 토션코일스프링(316)이 항상 상기 가압력(복원력)으로 가압할 수 있다.

제3실시예와 유사하게, 상기 와이퍼(W)는 직접 또는 간접적으로 출력샤프트(310)에 연결된다. 상기 와이퍼(W)가 간접적으로 출력샤프트(310)에 연결되는 경우, 상기 와이퍼(W)가, 예를 들면 링크 또는 로드를 통해 출력샤프트(310)에 연결될 수 있다. 상기 와이퍼(W)는 출력샤프트(310)의 왕복회전을 통해 왕복회전된다.

다른 구성부품들은 제3실시예의 와이퍼모터의 구성부품과 같다.

이하, 제6실시예의 동작을 설명한다.

상기 와이퍼 모터장치(300)에서, 제3실시예의 와이퍼 모터장치(90)의 유사한 장점은 달성될 것이다.

즉, 상기 와이퍼 모터장치(300)에서, 상기 모터본체(92)(전기자(108))가 회전되는 경우, 상기 웜기어(122)를 통해 웜휠(128)에 회전력이 전달되어 상기 웜휠(128)을 회전시킨다. 상기 웜휠(128)이 회전되는 경우, 상기 웜휠(128)에 연결되는 섹터기어(132)가 스윙된다. 상기 섹터기어(132)의 스윙운동은 기어부재(312)의 왕복회전을 발생시킨다.

통상의 동작상태에서, 상기 결합플레이트(314)의 치합돌기(334)가 기어부재(312)의 치합홈(350)에 각각 결합된다. 즉, 끼워맞춰진다. 따라서, 상기 결합플레이트(314)가 최대회전결합력으로 기어부재(31)와 결합되어 기어부재(312)와 결합플레이트(314) 사이에서 상대회전의 발생없이 기어부재(312)를 일체로 회전시킨다. 이러한 상태에서, 상기 치합돌기(334)와 치합홈(350) 사이의 결합을 해제하기 위해 결합플레이트(314)가 축방향으로 이동하려하는 경우라도, 상기 토션코일스프링(316)에서 결합플레이트(314)로 소정의 저항력이 가해진다. 따라서, 상기 치합돌기(334)와 치합홈(350) 사이의 결합이 유지된다. 그러므로, 상기 기어부재(312)에 구동력이 공급되어 출력샤프트(310)의 축에 대하여 기어부재(312)를 회전시키는 경우, 상기 치합홈(350) 및 치합돌기(334)를 통해 기어부재(312)에서 결합플레이트(314)로 회전구동력이 전달된다. 상기 결합플레이트(314)가 출력샤프트(310)에 대하여 회전가능하지 않은 방식으로 상기 결합플레이트(314)가 출력샤프트(310)에 연결되기 때문에, 상기 출력샤프트(310)가 결합플레이트(314)와 일체로 회전된다.

이와 같이, 상기 출력샤프트(310)에 연결되는 와이퍼(W)는 출력샤프트(310)의 왕복회전을 통해 왕복스윙된다.

예를 들어, 상기 와이퍼(W)를 통해 출력샤프트(310)에 소정값과 같거나 그보다 큰 과대한 외력(부하)이 가해지는 경우, 상기 출력샤프트(310)는 역회전되거나 구속된다. 이에 따라, 상기 출력샤프트(310)와 함께 회전되는 결합플레이트(314)가 기어부재(312)에 대하여 결합플레이트(314)의 회전을 발생시키는 방향으로 회전력을 받는다. 상기 기어부재(312)의 치합홈(350)의 측벽(제5실시예의 치합홈(242)의 측벽(242a)과 유사하지만 미도시)과 결합플레이트(314)의 치합돌기(334)의 측벽(제5실시예의 치합돌기(237)의 측벽(237a)과 유사하지만 미도시)은 경사면(즉, 사다리꼴 단면)을 구비하기 때문에, 상기 기어부재(312)와 결합플레이트(314) 사이의 상대회전에 의해 발생되는 회전력으로 인해 기어부재(312)의 대향측의 출력샤프트(310)의 축방향으로 결합플레이트(314)에서 분력이 발생된다. 이러한 상대회전력(분력)이 소정값과 같거나 그보다 큰 경우, 상기 결합플레이트(314)가 저항력을 극복하고, 이에 따라 출력샤프트(310)의 축방향으로 강제적으로 이동되어 치합돌기(334)와 치합홈(350) 사이의 결합을 해제시킨다. 따라서, 상기 결합플레이트(314), 즉 츨력샤프트(310)가 기어부재(312)에 대하여 회전된다.

따라서, 회전각범위의 통상의 정지위치에서 와이퍼가 동결되어 창유리면의 와이핑이 되지않는 상태 또는 통상의 정지위치에서 유지되는 와이퍼에 많은 양의 눈이 쌓여서 와이퍼가 구속된 상태에서, 상기 출력샤프트(310)에 과대한 부하 또는 갑작스러운 부하를 가해서 모터본체(92)가 회전되는 경우, 상기 클러치장치(304)는 클러치해제된다. 또한, 상기 와이퍼의 회전각범위(통상의 와이핑범위) 내에서 와이퍼가 동작하는 동안, 상기 와이퍼를 통해 출력샤프트(310)에 과대한 외력이 가해지는 경우, 예를 들면 상기 와이퍼의 와이핑때 하부전환점과는 다른 지점에 위치되는 와이퍼에 차량의 지붕에 쌓여 있던 많은 양의 눈이 창유리면을 따라 떨어지는 경우, 상기 클러치장치(304)는 클러치해제된다. 따라서, 상기 기어부재(312)와는 다른 구동력 전달 구성부품(출력샤프트(310)와 전기자(108) 사이에 위치되는 섹터기어(132), 웜휠(128), 웜기어(122) 및 모터본체(92) 같은 구성부품)에 과대한 외력이 가해짐을 방지하는 것이 가능하다. 이와 같이, 상기 기어부재(312)에 이어서 위치되는 각 구성부품은 보호될 수 있다. 따라서, 상기 각 구성부품의 손상 및 모터본체(92)의 파손을 방지하는 것이 가능하다.

또한, 상기 기어부재(312)와 결합플레이트(314) 사이에 회전전달력(클러치해제력)에 기초하여 기어부재(312)에 이어서 위치되는 각 구성부품의 강도를 설정하는 것만 요구된다. 따라서, 과대한 외력(부하)을 고려하여 각 구성부품의 강도를 과도하게 설정하는 것은 필요하지 않다. 그 결과로서, 제조비용은 감소될 수 있다.

또한, 상기 클러치장치(304)의 클러치장치해제가 피구동부품(특히, 와이퍼)에 가해지는 충격을 흡수하기 때문에, 상기 출력샤프트(310)에 연결되는 피구동부품(특히, 와이퍼)은 보호될 수 있다.

전술한 바와 같이, 제6실시예의 와이퍼 모터장치(300)는 제3실시예의 장치와 유사한 장점이 이루어진다. 따라서, 상기 기어부재(312)와는 다른 구동력 전달 구성부품(출력샤프트(310)와 전기자(108) 사이에 위치되는 섹터기어(132), 웜휠(128), 웜기어(122) 및 모터본체(92) 같은 구성부품)에 과대한 외력이 가해짐을 방지하는 것이 가능하다. 이와 같이, 상기 기어부재(312)에 이어서 위치되는 각 구성부품은 보호될 수 있다.

전술한 실시예들에서, 상기 입력디스크(제1회전부재), 클러치디스크(제2회전부재) 및 탄성부재(들)는 본 발명의 클러치장치를 형성한다.

제5실시예들의 첫번째에서, 상기 입력디스크(28, 128, 228)의 제1측 치합부(34, 36, 237)는 출력샤프트(12)의 축방향으로 돌출시키는 수 치합부(34, 36, 237)로 형성된다. 또한, 상기 클러치디스크(38, 64, 238)의 제2측 치합부(50, 52, 242)는 출력샤프트(12)의 축방향으로 홈 형태로 형성되는 암 치합부(50, 52, 242)로 형성된다. 그러나, 본 발명이 이러한 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 입력디스크(28, 128, 228)의 제1측 치합부(34, 36, 237)는 출력샤프트의 축방향으로 입력디스크(28, 128, 228)에서 홈 형태로 형성되는 다수의 홈으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 클러치디스크(38, 64, 238)의 제2측 치합부(50, 52, 242)는 출력샤프트의 축방향으로 클러치디스크(38, 64, 238)로부터 돌출되는 다수의 돌기로 형성될 수 있다.

제6실시예에서 유사하게, 상기 기어부재(312)의 제1측 치합부(350)는 출력샤프트의 축방향으로 홈 형태로 형성되는 다수의 홈으로 형성되고, 상기 결합플레이트(314)의 제2측 치합부(334)는 축방향으로 돌출되는 다수의 돌기로 형성된다. 또한, 상기 기어부재(312)의 제1측 치합부(350)는 출력샤프트의 축방향으로 돌출되는 다수의 돌기로 형성될 수 있고, 상기 결합플레이트(314)의 제2측 치합부(334)는 축 방향으로 홈 형태로 형성되는 다수의 홈으로 형성될 수 있다.

또한, 전술한 실시예들에서, 출력샤프트(12)에 가해지는 부하가 소정값과 같거나 그보다 큰 경우, 상기 입력디스크 및 클러치디스크가 서로 결합해제되어 상대회전이 입력디스크와 클러치디스크 사이에서 발생된다. 이러한 과도한 부하는 입력디스크의 회전때 고정된 출력샤프트에 가해지는 과도한 부하(특히, 예를 들어 겨울에 창유리가 얼어 동작되지 않는 와이퍼에 연결되는 출력샤프트에 가해지는 과도한 부하)뿐만아니라 회전샤프트에 가해지는 과도한 부하를 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 또한, 상기 실시예들의 어느 하나의 구성부품(들)은 다른 실시예들의 어느 다른 구성부품(들)과 조합되거나 또는 대체될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 출력샤프트 조립체의 출력샤프트에 과도한 부하가 가해지는 경우, 대응하는 부품의 손상을 방지하거나 또는 모터본체의 파손을 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 그 구성부품에 과대한 외력(부하)이 가해짐을 고려하지 않고 각 대응하는 구성부품의 강도가 설정될 수 있으므로, 그 결과로서 제조비용이 감소되는 효과도 있다.

Claims (25)

1. 삭제
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10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 와이퍼를 왕복스윙시키기 위한 와이퍼 모터장치에 있어서,

    모터본체;

    상기 모터본체에 의해 구동되는 출력샤프트 조립체; 및

    상기 출력샤프트 조립체는

    상기 와이퍼를 왕복스윙시키도록 와이퍼에 직접 또는 간접적으로 연결되는 출력샤프트; 및

    상기 출력샤프트에 설치되는 클러치장치를 포함하고,

    상기 모터본체와 출력샤프트 조립체 사이에서 연결되고, 상기 모터본체의 회전샤프트의 회전을 상기 출력샤프트의 왕복회전으로 변환시키는 스윙장치

    를 포함하며,

    상기 클러치 장치는 상기 출력샤프트에 의해 지지되는 제1회전부재를 포함하고, 상기 스윙장치에서 상기 출력샤프트로 구동력을 전달하도록 상기 출력샤프트와 상기 스윙장치 사이에 제공되고;

    상기 제1회전부재는,

    상기 제1회전부재의 외주연부에 형성된 복수개의 기어치; 및

    상기 기어치의 축단부를 함께 연결하는 연결벽을 포함하며,

    상기 스윙장치는,

    상기 제1회전부재에 연결되어 회전에 따라 회전력을 상기 제1회전부재에 제공하는 회전체;

    일단이 상기 회전체에 연결되고, 타단은 상기 제1회전부재의 상기 기어치와 치합되는 기어치부를 포함하며, 상기 회전체의 회전을 상기 기어치부의 왕복스윙운동으로 변환시키는 스윙부재; 및

    상기 스윙부재의 두께방향으로 상기 스윙부재의 일측에 배치되고, 상기 스윙부재의 기어치부의 스윙 중심축과 상기 출력샤프트 사이에 일정한 거리를 유지하도록 상기 스윙부재의 기어치부의 스윙 중심축과 상기 출력샤프트 사이를 연결하는 유지부재를 포함하고,

    상기 유지부재와 제1회전부재의 연결벽은 상기 스윙부재의 기어치부의 두께방향으로 상기 연결벽과 유지부재 사이에서 상기 스윙부재의 기어치부를 유지하며,

    상기 출력샤프트에 가해지는 부하가 소정값과 같거나 그보다 큰 경우, 상기 클러치장치는 상기 스윙장치와 출력샤프트 사이에서 구동력의 전달이 불가능하여, 상기 스윙장치와 출력샤프트 사이에서 상대회전이 발생하는

    와이퍼 모터장치.
14. 제13항에 있어서,

    상기 제1회전부재는 상기 출력샤프트로부터 축방향으로 분리되지 않고 출력샤프트의 축에 대하여 회전가능한 방식으로 상기 출력샤프트의 일측 단부측에서 상기 출력샤프트에 의해 지지되고, 상기 스윙장치로부터 구동력이 가해지는 경우 상기 출력샤프트의 축에 대하여 회전되며;

    상기 클러치장치는

    상기 제1회전부재에 대하여 상기 출력샤프트의 타측 단부측에 위치되고, 상기 출력샤프트에 대하여 회전가능하지 않고 상기 제1회전부재에 대하여 상기 출력샤프트를 따라 축방향으로 이동가능한 방식으로 상기 출력샤프트에 의해 지지되며, 상기 제1회전부재와 결합가능하고, 상기 제1회전부재와 결합되는 경우에 상기 제1회전부재와 일체로 회전되는 제2회전부재; 및

    상기 제2회전부재의 출력샤프트의 타측 단부측에 배치되고, 상기 제2회전부재가 상기 제1회전부재와 결합되어 함께 회전되는 결합상태로부터 상기 출력샤프트의 타측 단부측으로 상기 제2회전부재의 축방향 이동에 대하여 저항력을 가하는 하나 이상의 탄성부재를 더 포함하는

    와이퍼 모터장치.
15. 삭제
16. 제14항에 있어서,

    상기 제1회전부재 및 제2회전부재는 상기 출력샤프트와 동축으로 이루어져, 상기 하나 이상의 탄성부재의 탄성력이 상기 제1회전부재와 제2회전부재 간의 연결에 있어 균일하게 분산되는

    와이퍼 모터장치.
17. 제14항 또는 제16항에 있어서,

    상기 회전체는 상기 회전샤프트의 축에 직교하는 방향으로 연장하는 회전축에 대하여 회전하는 웜휠이고,

    상기 스윙장치는 상기 회전샤프트와 일체로 회전되도록 상기 모터본체의 회전샤프트에 제공되고, 상기 웜휠과 치합하는 웜기어를 더 포함하고,

    상기 스윙부재의 일단은 상기 웜휠의 회전축으로부터 이격된 위치에서 상기 윔휠에 연결되며,

    상기 스윙부재는 상기 제1회전부재를 왕복회전시키도록 상기 웜휠의 회전에 의해 왕복스윙되는

    와이퍼 모터장치.
18. 삭제
19. 제13항에 있어서,

    상기 제1회전부재는 하나 이상의 제1측 치합부를 더 포함하며, 상기 출력샤프트로부터 축방향으로 분리되지 않고 상기 출력샤프트의 축에 대하여 회전가능한 방식으로 상기 출력샤프트의 일측 단부측에서 상기 출력샤프트에 의해 지지되고;

    상기 클러치장치는 제2회전부재와 하나 이상의 탄성부재를 더 포함하고;

    상기 제2회전부재는 상기 제1회전부재에 대하여 출력샤프트의 타측 단부측에 위치되고, 상기 출력샤프트에 대하여 회전가능하지 않고 상기 제1회전부재에 대하여 출력샤프트를 따라 축방향으로 이동가능한 방식으로 상기 출력샤프트에 의해 지지되며, 상기 제1회전부재와 제2회전부재 사이에서 결합되어 상기 제1회전부재와 일체로 상기 제2회전부재를 회전시키기 위하여 상기 출력샤프트의 축방향으로 상기 제1회전부재의 하나 이상의 제1측 치합부와 결합가능한 하나 이상의 제2측 치합부를 구비하고;

    상기 하나 이상의 탄성부재는 상기 제2회전부재의 출력샤프트의 타측 단부측에 배치되고, 상기 하나 이상의 제1측 치합부와 하나 이상의 제2측 치합부가 서로 결합되는 결합상태로부터 상기 출력샤프트의 타측 단부측으로 상기 제2회전부재의 축방향 이동에 대하여 저항력을 가하는

    와이퍼 모터장치.
20. 제19항에 있어서,

    상기 출력샤프트에 견고하게 연결되는 플랜지 형상의 큰직경부를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 탄성부재는 상기 제2회전부재와 큰직경부 사이에서 상기 출력샤프트의 축에 대해 나선형으로 감겨지고 압축된 상태로 배치되는 압축코일스프링을 포함하는

    와이퍼 모터장치.
21. 제19항에 있어서,

    상기 하나 이상의 제1회전부재와 제2회전부재는 분말합금을 몰딩과 소결함으로써 형성되는 소결금속으로 이루어지는

    와이퍼 모터장치.
22. 제21항에 있어서,

    상기 하나 이상의 제1회전부재와 제2회전부재의 소결금속은 윤활유를 포함하는

    와이퍼 모터장치.
23. 제19항에 있어서,

    상기 하나 이상의 제1측 치합부 및 상기 하나 이상의 제2측 치합부 중의 하나는 상기 출력샤프트의 상기 축방향으로 돌출되는 돌기로 형성되고;

    상기 하나 이상의 제1측 치합부 및 상기 하나 이상의 제2측 치합부 중의 다른 하나는 상기 출력샤프트의 상기 축방향으로 리세스된 홈 형태로 형성되고;

    상기 하나 이상의 제1측 치합부 및 상기 하나 이상의 제2측 치합부 중의 하나 이상은 상기 출력샤프트의 주연방향에 대하여 경사지는 하나 이상의 경사면을 구비하고;

    상기 제1회전부재에서 상기 제2회전부재로 회전력이 전달되는 경우, 상기 하나 이상의 경사면이 출력샤프트의 축방향으로 상기 제2회전부재에서 분력을 발생시키는

    와이퍼 모터장치.
24. 제13항에 있어서,

    상기 제1회전부재는 상기 출력샤프트와 동축을 이루고 하우징에 의해 회전가능하게 지지되는 원통형의 주연면을 구비하는

    와이퍼 모터장치.
25. 제13항에 있어서,

    상기 유지부재가 상기 스윙부재의 두께방향으로 상기 회전체와 반대인 상기 스윙부재의 일측에 배치되는

    와이퍼 모터장치.

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