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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsstruktur, eine Schaltkupplung und einen Elektromotor.
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Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung
JP 2012 082 952 A beschreibt ein Beispiel für einen Elektromotor, der eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle und eine Schaltkupplung aufweist. Wenn bewirkt wird, dass die Antriebswelle sich dreht, wird die Drehung der Antriebswelle auf die Abtriebswelle übertragen. Die Schaltkupplung verbindet die Antriebswelle und die Abtriebswelle auf solche Weise, dass diese als Einheit drehbar sind. Die in der Veröffentlichung beschriebene Schaltkupplung weist eine Verbindungsstruktur auf, welche die Antriebswelle und die Abtriebswelle auf solche Weise verbindet, dass diese als Einheit drehbar sind. Die Antriebswelle weist ein distales Ende auf, das in die Verbindungsstruktur pressgepasst ist. Ferner weist die Verbindungsstruktur eine Kupplung auf. Die Abtriebswelle weist ein Basisende auf, das lose in die Kupplung gepasst ist.
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Im Elektromotor der oben beschriebenen Veröffentlichung ist das distale Ende der Antriebswelle durch Presspassung mit der Kupplung verbunden. Wenn die Antriebswelle taumelt, taumelt daher auch die Kupplung zusammen mit der Antriebswelle. Das Taumeln der Kupplung ist ein Faktor, der Geräusche aus der Schaltkupplung erzeugt. Der Begriff „Taumeln“ bezeichnet einen Zustand, in dem gleichzeitig eine Schwingung und eine Drehung stattfinden.
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Ferner ist die Abtriebswelle lose in die Kupplung eingepasst. Dadurch ist eine axiale Ausrichtungsabweichung zwischen der Abtriebswelle und der Kupplung möglich, was wiederum ein gewisses Maß an Ausrichtungsabweichung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle in der Verbindungsstruktur der oben genannten Veröffentlichung zulässt. Wenn die Kupplung gemeinsam mit der Antriebswelle taumelt, weist jedoch die Achse der Kupplung eine große Ausrichtungsabweichung von der Achse der Abtriebswelle auf. In einem solchen Fall kann es schwierig sein, eine axiale Ausrichtungsabweichung zwischen der Abtriebswelle und der Kupplung zu tolerieren.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Verbindungsstruktur, eine Schaltkupplung und einen Elektromotor zu schaffen, die ein Taumeln der Kupplung beschränken.
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Um das genannte Ziel zu erreichen, ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Verbindungsstruktur zur Verbindung einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle auf solche Weise, dass sie als Einheit drehbar sind. Die Verbindungsstruktur beinhaltet einen antriebsseitigen Einführungsabschnitt, der von einem distalen Abschnitt der Antriebswelle definiert wird, einen abtriebsseitigen Einführungsabschnitt, der von einem Basisabschnitt der Abtriebswelle definiert wird, und eine Kupplung, die eine Antriebswelleneinführbohrung, in die der antriebsseitige Einführungsabschnitt eingeführt wird, und eine Abtriebswelleneinführungsbohrung aufweist, in die der abtriebsseitige Einführungsabschnitt eingeführt wird. Die Antriebswelleneinführbohrung weist eine Wandfläche auf, die in einer Drehrichtung am antriebsseitigen Einführungsabschnitt angreift, und die Abtriebswelleneinführungsbohrung weist eine Wandfläche auf, die in einer Drehrichtung am abtriebsseitigen Einführungsabschnitt angreift. Die Antriebswelleneinführbohrung weist einen antriebsseitigen Spalt zwischen dem antriebsseitigen Einführungsabschnitt und der Wandfläche der Antriebswelleneinführbohrung auf. Der antriebsseitige Spalt ermöglicht eine Bewegung des antriebsseitigen Einführungsabschnitts in einer radialen Richtung innerhalb der Antriebswelleneinführbohrung. Die Abtriebswelleneinführbohrung weist einen abtriebsseitigen Spalt zwischen dem abtriebsseitigen Einführungsabschnitt und der Wandfläche der Abtriebswelleneinführbohrung auf. Der abtriebsseitige Spalt ermöglicht eine Bewegung des abtriebsseitigen Einführungsabschnitts in einer radialen Richtung innerhalb der Abtriebswelleneinführbohrung.
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Figurenliste
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Die Erfindung einschließlich ihrer Ziele und Vorteile kann unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen am besten verstanden werden, wenn man sie zusammen mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet, von denen:
- 1 eine Querschnittsdarstellung ist, die eine Ausführungsform eines Elektromotors zeigt;
- 2 eine vergrößerte Teil-Querschnittsdarstellung des in 1 dargestellten Elektromotors ist;
- 3 eine vergrößerte Teil-Querschnittsdarstellung des in 1 dargestellten Elektromotors ist;
- 4 eine perspektivische Ansicht einer in 3 dargestellten Kupplung ist;
- 5A eine schematische Querschnittsdarstellung ist, die eine Schaltkupplung entlang der Linie 5A-5A in 2 zeigt;
- 5B eine schematische Querschnittsdarstellung ist, welche die Schaltkupplung entlang der Linie 5B-5B in 3 zeigt, wobei die Drehwelle nicht dargestellt ist, um das Verständnis der Form einer Anstoßfläche zu erleichtern;
- 6 eine vergrößerte Teil-Querschnittsdarstellung der in 4 dargestellten Schaltkupplung ist;
- 7A eine Querschnittsdarstellung der Schaltkupplung entlang der Linie 7A-7A in 2 ist;
- 7B eine Querschnittsdarstellung der Schaltkupplung entlang der Linie 7B-7B in 2 ist;
- 8A und 8B Querschnittsdarstellungen der in 2 dargestellten Schaltkupplung sind;
- 9A und 9B Querschnittsdarstellungen der in 2 dargestellten Schaltkupplung sind;
- 10 eine vergrößerte Teil-Querschnittsdarstellung ist, die eine Schaltkupplung einer anderen Ausführungsform zeigt;
- 11 eine vergrößerte Teil-Querschnittsdarstellung ist, die eine Schaltkupplung einer anderen Ausführungsform zeigt;
- 12 eine vergrößerte Teil-Querschnittsdarstellung ist, die eine Schaltkupplung einer anderen Ausführungsform zeigt;
- 13 eine vergrößerte Teil-Querschnittsdarstellung ist, die eine Schaltkupplung einer weiteren Ausführungsform zeigt; und
- 14 eine vergrößerte Teil-Querschnittsdarstellung ist, die eine Schaltkupplung einer anderen Ausführungsform zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun wird eine Ausführungsform eines Elektromotors beschrieben, der mit einer Schaltkupplung versehen ist, die eine Verbindungsstruktur aufweist. Wie in 1 dargestellt ist, weist der Elektromotor eine Motoreinheit 1, ein Untersetzungsgetriebe 2 und eine Schaltkupplung 3 auf. Die Motoreinheit 1 weist ein röhrenförmiges Joch 4 mit einem geschlossenen Ende auf. Zwei einander gegenüber liegende Magnete 5 sind an der Innenfläche des Jochs 4 befestigt. Ein Anker 6 ist an der Innenseite der Magnete 5 angeordnet. Der Anker 6 weist eine Drehwelle 7 (Antriebswelle) auf, die im mittleren Abschnitt des Jochs 4 positioniert ist. Die Drehwelle 7 weist ein Basisende (ein oberes Ende in der Ansicht von 1) auf, das von einem Lager 8 getragen wird und das im mittleren Teil des geschlossenen Endes des Jochs 4 angeordnet ist. Ein röhrenförmiger Kommutator 9 ist am distalen Abschnitt der Drehwelle 7 befestigt.
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Wie in 2 und 3 dargestellt ist, weist der distale Abschnitt der Drehwelle 7 einen antriebsseitigen Einführungsabschnitt 11 auf. Der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 weist einen Schaft 11a und Schultern 11b auf. Der Schaft 11a wird durch Ausschneiden von zwei flachen parallelen Ebnen aus dem distalen Abschnitt der zylindrischen Drehwelle 7 gebildet. Die Schultern 11b erstrecken sich vom Basisende des Schaftes 11a zu einander in der Dickenrichtung des Schaftes 11a entgegengesetzten Seiten. Durch die Ausbildung des Schaftes 11a am distalen Ende der Drehwelle 7 erhält man die Schultern 11b. Die beiden Stirnflächen des Schaftes 11a in der lateralen Richtung definieren Drehungsübertragungsflächen 11c, die sich in der axialen Richtung und parallel zueinander erstrecken.
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Wie in 1 dargestellt ist, erstreckt sich ein Flansch 4a vom offenen Ende des Jochs 4 nach außen. Ein Bürstenhalter 12 ist in das offene Ende des Jochs 4 eingeführt. Der Bürstenhalter 12 weist einen Halterkörper 12a und einen Verbinder 12b auf, die als Einheit ausgebildet sind. Der Halterkörper 12a ist so geformt, dass er das offene Ende des Jochs 4 verschließt. Der Verbinder 12b ragt in der radialen Richtung des Jochs 4 aus dem Joch 4 vor. Der Halterkörper 12a weist zwei Bürsten 13 auf, die am Kommutator 9, der durch (nicht dargestellte) Drähte mit dem Verbinder 12b verbunden ist, entlang schleifen. Ein Lager 14, das mit dem Lager 8 ein Paar bildet, ist im mittleren Abschnitt des Halterkörpers 12a positioniert, um den Abschnitt der Drehwelle 7, der zwischen dem Kommutator 9 und dem antriebsseitigen Einführungsabschnitt 11 positioniert ist, zu tragen. Leistung von außen wird den Bürsten 13 über den Verbinder 12b zugeführt. Die Leistung wird dann über den Kommutator 9 zum Anker 6 geliefert. Dadurch wird der Anker 6 drehend angetrieben, und es wird eine Drehung mit der Motoreinheit 1 erzeugt.
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Das Untersetzungsgetriebe 2 weist ein Getriebegehäuse 21, das aus einem Harzmaterial gebildet ist, und einen Untersetzungsgetriebemechanismus 22 auf, der im Getriebegehäuse 21 aufgenommen ist. Das Getriebegehäuse 21 weist an einem Abschnitt, der auf die Motoreinheit 1 (einen oberen Abschnitt in 1) gerichtet ist, einen Befestigungsabschnitt 21a auf. Der Befestigungsabschnitt 21a weist einen Umriss auf, der genauso geformt ist wie der Flansch 4a des Jochs 4. Der Befestigungsabschnitt 21a weist eine Passvertiefung 21b auf, die sich zur Innenseite des Jochs 4 öffnet. Der Bürstenhalter 12 ist in die Passvertiefung 21b gepasst, und der Flansch 4a ist durch Schrauben 23 am Befestigungsabschnitt 21a befestigt, wobei der Flansch 4a den Befestigungsabschnitt 21a berührt. Dadurch bilden die Motoreinheit 1 und das Untersetzungsgetriebe 2 eine Einheit.
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Der mittlere untere Abschnitt der Passvertiefung 21b im Getriebegehäuse 21 weist eine erste Schaltkupplungsrückhaltevertiefung 21c auf, die sich in der axialen Richtung erstreckt. Der mittlere untere Abschnitt der ersten Schaltkupplungsrückhaltevertiefung 21c weist eine zweite Schaltkupplungsrückhaltevertiefung 21d auf, die sich in der axialen Richtung erstreckt. Die zweite Schaltkupplungsrückhaltevertiefung 21d weist einen kleineren Durchmesser auf als die erste Schaltkupplungsrückhaltevertiefung 21c. Das Getriebegehäuse 21 weist eine Schneckenrückhalteeinrichtung 21e auf, die sich vom mittleren unteren Abschnitt der zweiten Schaltkupplungsrückhaltevertiefung 21d in der axialen Richtung der Drehwelle 7 erstreckt. Die Schneckenrückhalteeinrichtung 21e nimmt eine stabförmige Schnecke 24 (Abtriebswelle) auf. Die Schnecke 24 wird von zwei Lagern 25 und 26 getragen, die jeweils an den beiden axialen Enden der Schneckenrückhalteeinrichtung 21e angeordnet sind. Die Lager 25 und 26 tragen die Schnecke 24 koaxial mit der Drehwelle 7, so dass die Achse L1 der Drehwelle 7 mit der Achse L2 der Schnecke 24 auf einer Linie liegt.
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Das Getriebegehäuse 21 weist eine Getrieberückhalteeinrichtung 21f auf, die mit der Schneckenrückhalteeinrichtung 21e in Verbindung steht und nahe dem mittleren Abschnitt der Schneckenrückhalteeinrichtung 21e in einer Richtung angeordnet ist, die orthogonal ist zur Achse (in der Richtung nach rechts in 1). Die Getrieberückhalteeinrichtung 21f nimmt ein scheibenförmiges Schneckenrad 27 auf, das mit der Schnecke 24 in Eingriff steht. Das Schneckenrad 27 und die Schnecke 24 bilden einen Untersetzungsgetriebemechanismus 22. Eine Ausgangswelle 28 erstreckt sich vom radial mittleren Abschnitt des Schneckenrads 27 in der axialen Richtung des Schneckenrads 27 (in der Richtung, die orthogonal ist zur Ebene von 1) und dreht sich als Einheit mit dem Schneckenrad 27.
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Die erste Schaltkupplungsrückhaltevertiefung 21c und die zweite Schaltkupplungsrückhaltevertiefung 21d nehmen die Schaltkupplung 3 auf, die die Drehwelle 7 und die Schnecke 24 verbindet. Wie in 2 dargestellt ist, weist die Schaltkupplung 3 ein Schaltkupplungsgehäuse 31, eine Kupplung 32, ein Trägerelement 33, Rollen 34 und einen antriebsseitigen Rotor 35 auf.
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Das Schaltkupplungsgehäuse 31 ist röhrenförmig und weist einen Befestigungsflansch 31a auf, der sich von einem axialen Ende des Schaltkupplungsgehäuses 31 aus zur radial äußeren Seite erstreckt. Das Schaltkupplungsgehäuse 31 wird in die zweite Schaltkupplungsrückhaltevertiefung 21d eingeführt, bis der Befestigungsflansch 31a mit der Bodenfläche der ersten Schaltkupplungsrückhaltevertiefung 21c in Kontakt kommt. Dann wird der Befestigungsflansch 31a am unteren Abschnitt der ersten Schaltkupplungsrückhaltevertiefung 21c befestigt. Das Schaltkupplungsgehäuse 31 ist so am Getriebegehäuse 21 befestigt, dass eine Bewegung in der axialen Richtung und eine Drehung in der Umfangsrichtung in Bezug auf das Getriebegehäuse 21 verhindert werden. Das Schaltkupplungsgehäuse 31, das am Getriebegehäuse 21 befestigt ist, ist koaxial mit der Drehwelle 7 und der Schnecke 24 angeordnet.
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Wie in 2 und 4 dargestellt ist, weist die Kupplung 32 einen Wellenkupplungsabschnitt 41 auf, der allgemein röhrenförmig ist und der einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Schaltkupplungsgehäuses 31. Der radial mittlere Teil des Wellenkupplungsabschnitts 41 weist eine Antriebswelleneinführbohrung 42 auf, die sich in der axialen Richtung erstreckt. Die Antriebswelleneinführbohrung 42 erstreckt sich vom axialen Ende des Wellenkupplungsabschnitts 41, das näher an der Motoreinheit 1 (der oberen Seite in 2) liegt, zu einem axial mittleren Teil des Wellenkupplungsabschnitts 41. In der axialen Richtung gesehen erstreckt sich die Antriebswelleneinführbohrung 42 in einer Längsrichtung und einer lateralen Richtung. Wie in 5 dargestellt ist, weist die Wandfläche der Antriebswelleneinführbohrung 42 zwei parallele flache Oberflächen 42a und zwei gekrümmte Verbindungsflächen 42b auf. Die flachen Oberflächen 42a sind in der radialen Richtung voneinander beabstandet und erstrecken sich in der axialen Richtung. Die gekrümmten Verbindungsflächen verbinden die Enden der flachen Oberflächen 42a. Auf diese Weise wird die Antriebswelleneinführbohrung 42 von den beiden parallelen flachen Ebenen definiert. Was die Antriebswelleneinführbohrung 42 betrifft, so wird, aus der axialen Richtung betrachtet, die Richtung, in der sich die flachen Oberflächen 42a erstrecken (die seitliche Richtung in 5) als Längsrichtung bezeichnet, und die Richtung, die orthogonal ist zu den flachen Oberflächen 42a (die vertikale Richtung in 5) wird als die laterale Richtung bezeichnet. Die Antriebswelleneinführbohrung 42 weist eine Länge in der lateralen Richtung auf, die etwas größer oder genauso groß ist wie die des Schaftes 11a des antriebsseitigen Einführungsabschnitts 11. Ferner weist der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 eine Länge in der Längsrichtung (der Seitenrichtung in 5) auf, die größer ist als die des Schaftes 11a.
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Wie in 2 bis 4 dargestellt ist, definiert der Abschnitt der Antriebswelleneinführbohrung 42, der in der Nähe der Motoreinheit 1 offen ist, einen Abschnitt 42c mit großem Durchmesser. Der Abschnitt 42c mit dem großen Durchmesser bildet einen Absatz 42d im zweiten Ende der Antriebswelleneinführbohrung 42 in der Nähe der Motoreinheit 1. Der Absatz 42d weist eine flache Anstoßfläche 42e auf, die der Motoreinheit 1 gegenüber liegt und die sich orthogonal zur axialen Richtung erstreckt. Die Anstoßfläche 42e dient als Begrenzung für die Antriebswelleneinführbohrung 42 und den Abschnitt 42c mit dem großen Durchmesser.
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Ein antriebsseitiges elastisches Element 43 ist an der Wandfläche des Abschnitts 42c mit dem großen Durchmesser angeordnet. Das antriebsseitige elastische Element 43 ist ringförmig und im Abschnitt 42c mit dem großen Durchmesser an der radial äußeren Seite der Wandfläche der Antriebswelleneinführbohrung 42 angeordnet. Das antriebsseitige elastische Element 43 weist zwei Schiebeabschnitte 43a auf, die in der radialen Richtung zur Innenseite vorstehen. Die Schiebeabschnitte 43a sind jeweils an der Anstoßfläche 42e auf einer der beiden lateralen Seiten der Antriebswelleneinführbohrung 42 positioniert. Jeder Schiebeabschnitt 43a ist ringförmig und erstreckt sich in der Umfangsrichtung (der Drehrichtung der Kupplung 32) .
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Wie in 3, 4, 5B und 6 dargestellt ist, sind zwei Toleranzvorsprünge 44 an der Anstoßfläche 42e an einander entgegengesetzten Seiten der Antriebswelleneinführbohrung 42 in der lateralen Richtung ausgebildet. Jeder Toleranzvorsprung 44, der in der axialen Richtung vorsteht, ist auf der radial inneren Seite von einem der Schiebeabschnitte 43a angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform weist jeder Toleranzvorsprung 44 eine kugelige Oberfläche auf.
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Wie in 2, 3 und 5 gezeigt, ist der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 der Drehwelle 7 in die Antriebswelleneinführbohrung 42 eingeführt. Genauer ist der Schaft 11a des antriebsseitigen Einführungsabschnitt 11 in die Antriebswelleneinführbohrung 42 eingeführt. Der Schaft 11a ist so in die Antriebswelleneinführbohrung 42 eingeführt, dass die laterale Richtung des Schaftes 11a mit der lateralen Richtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 zusammenfällt, und so, dass die Drehungsübertragungsflächen 11c, die auf den beiden lateralen Seiten des Schaftes 11a angeordnet sind, den flachen Oberflächen 42a gegenüber angeordnet sind und diese berühren. Die Drehungsübertragungsflächen 11c und die flachen Oberflächen 42a stehen an den beiden lateralen Enden der Antriebswelleneinführbohrung 42 in Berührung und stehen in der Drehrichtung miteinander in Eingriff. Somit sind der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 und die Kupplung 32 als Einheit drehbar. Die beiden flachen Oberflächen 42a verhindern die Bewegung des Schaftes 11a in Bezug auf die Kupplung 32 in der lateralen Richtung der Antriebswelleneinführbohrung 42. Die beiden Schultern 11b sind in den Abschnitt 42c mit dem großen Durchmesser eingeführt und stoßen an das distale Ende der entsprechenden Toleranzvorsprünge 44 im Abschnitt 42c mit dem großen Durchmesser. Die Außenfläche des Teils des antriebsseitigen Einführungsabschnitts 11, der in den Abschnitt 42c mit dem großen Durchmesser eingeführt ist, berührt die beiden Schiebeabschnitte 43a des antriebsseitigen elastischen Elements 43. Die beiden Schiebeabschnitte 43a schieben den antriebsseitigen Einführungsabschnitt 11 in der radialen Richtung von den beiden lateralen Seiten der Antriebswelleneinführbohrung 42 aus in Richtung auf die Innenseite. Das antriebsseitige elastische Element 43 schiebt den antriebsseitigen Einführungsabschnitt 11 nicht in der Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42, wenn die Drehwelle 7 und die Kupplung 32 auf einer Linie liegen.
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Wie in 5 dargestellt ist, ist die Länge der Antriebswelleneinführbohrung 42 in der Längsrichtung größer als die des Schaftes 11a des antriebsseitigen Einführungsabschnitts 11. Dies bildet antriebsseitige Spalte G1 zwischen der Wandfläche (den Verbindungsflächen 42b) der Antriebswelleneinführbohrung 42 und dem Schaft 11a, um eine radiale Bewegung des Schaftes 11a in der Antriebswelleneinführbohrung 42 zu ermöglichen. Die antriebsseitigen Spalte G1 werden an den Längsenden der Antriebswelleneinführbohrung 42 ausgebildet, um eine Längsbewegung des Schaftes 11a in der Antriebswelleneinführbohrung 42 zu ermöglichen.
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Wie in 2 dargestellt ist, weist der radial mittlere Teil des Wellenkupplungsabschnitts 41 eine Abtriebswelleneinführbohrung 45 auf, die sich in der axialen Richtung erstreckt. Die Abtriebswelleneinführbohrung 45, die mit der Antriebswelleneinführbohrung 42 in Verbindung steht, erstreckt sich von dem Ende des Wellenkupplungsabschnitts 41, das näher am Untersetzungsgetriebe 2 liegt, (in 2 betrachtet vom unteren Ende) zum axial mittleren Abschnitt des Wellenkupplungsabschnitts 41. Wie in 7B dargestellt ist, erstreckt sich die Abtriebswelleneinführbohrung 45, gesehen in der axialen Richtung, in einer Längsrichtung und einer lateralen Richtung. Die Wandfläche der Abtriebswelleneinführbohrung 45 weist zwei parallele antriebsseitige Übertragungsflächen 45a und zwei Verbindungsflächen 45b auf. Die antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a sind in der radialen Richtung voneinander beabstandet. Die Verbindungsflächen 45b verbinden die beiden Enden der antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a. Auf diese Weise wird die Abtriebswelleneinführbohrung 45 von den beiden parallelen flachen Ebenen definiert. Was die Abtriebswelleneinführbohrung 45 betrifft, so wird, aus der axialen Richtung betrachtet, die Richtung, in der sich die antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a erstrecken (die seitliche Richtung in 7B) als Längsrichtung bezeichnet, und die Richtung, die orthogonal ist zu den antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a (die vertikale Richtung in 7B) wird als die laterale Richtung bezeichnet. Die Achse der Abtriebswelleneinführbohrung 45 fällt mit der Achse der Antriebswelleneinführbohrung 42 zusammen. Die Abtriebswelleneinführbohrung 45 ist in der Drehrichtung der Kupplung 32 (der gleichen Richtung wie die Drehwelle 7) zur Antriebswelleneinführbohrung 42 um 90° versetzt. Das heißt, die Längsrichtung der Abtriebswelleneinführbohrung 45 ist in der Drehrichtung der Kupplung 32 (der gleichen Richtung wie die Drehwelle 7) zur Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 um 90° versetzt. Betrachtet aus der axialen Richtung der Kupplung 32 ist eine Mittellinie M1 der Antriebswelleneinführbohrung 42, die in der Längsrichtung durch den lateral mittleren Teil der Antriebswelleneinführbohrung 42 verläuft, orthogonal zu einer Mittellinie M2 der Abtriebswelleneinführbohrung 45, die in der Längsrichtung durch den lateral mittleren Teil des Abtriebswelleneinführbohrung 45 verläuft.
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Puffer 46, die aus einem elastischen Material wie Gummi gebildet sind, sind auf jeder antriebsseitigen Übertragungsfläche 45a angeordnet. Die Puffer 46 sind an zwei Stellen auf jeder antriebsseitigen Übertragungsfläche 45a ausgebildet und in der Richtung, in der die Mittellinie M2 der Abtriebswelleneinführbohrung 45 verläuft, voneinander beabstandet. Jeder Puffer 46 steht von der entsprechenden antriebsseitigen Übertragungsfläche 45a etwas zur Innenseite der Abtriebswelleneinführbohrung 45 vor. Die Puffer 46 sind an Stellen, die denen entsprechen, wo eine erste abtriebsseitige Übertragungsfläche 74 und eine zweite abtriebsseitige Übertragungsfläche 75 aneinander stoßen, wie weiter unten beschrieben wird, an den antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a ausgebildet.
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Ein antriebsseitiges elastisches Element 47, das aus einem elastischen Material wie Gummi gebildet ist, sind an jeder Verbindungsfläche 45b der Abtriebswelleneinführbohrung 45 angeordnet. Das abtriebsseitige elastische Element 47, das sich in der axialen Richtung erstreckt, ist im in Umfangsrichtung mittleren Teil jeder Verbindungsfläche 45b positioniert. Das abtriebsseitige elastische Element 47 steht von der entsprechenden Verbindungsfläche 45b zur Innenseite der Abtriebswelleneinführbohrung 45 vor.
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Wie in 3 dargestellt ist, ist ein axialer Puffer 48, der aus einem elastischen Material wie Gummi gebildet ist, am axialen Ende der Abtriebswelleneinführbohrung 45, das näher an der Antriebswelleneinführbohrung 42 liegt, positioniert. Der axiale Puffer 48 steht vom axialen Ende der Abtriebswelleneinführbohrung 45, das näher an der Antriebswelleneinführbohrung 42 liegt, in der axialen Richtung in die Abtriebswelleneinführbohrung 45 vor und ist auf der radial äußeren Seite der Antriebswelleneinführbohrung 42 positioniert.
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Ein ringförmiger Flansch 49 ist als Einheit mit dem Ende des Wellenkupplungsabschnitts 41, das näher an der Abtriebswelleneinführbohrung 45 liegt, ausgebildet. Der Flansch 49 erstreckt sich in der radialen Richtung vom Wellenkupplungsabschnitt 41 zur Außenseite. Der Außendurchmesser des Flansches 49 ist etwas größer als der Innendurchmesser des Schaltkupplungsgehäuses 31. Zwei Rollenentsperrungsabschnitte 51 sind als Einheit mit dem Flansch 49 ausgebildet. Die beiden Rollenentsperrungsabschnitte 51 sind jeweils auf den beiden Seiten der Abtriebswelleneinführbohrung 45 in der Längsrichtung (der Richtung, in der die Mittellinie M2 in 7B verläuft) ausgebildet. Ferner erstrecken sich die beiden Rollenentsperrungsabschnitte 51 vom Flansch 49 in der axialen Richtung weg von der Antriebswelleneinführbohrung 42. Die beiden Rollenentsperrungsabschnitte 51 sind an Positionen angeordnet, die in der Umfangsrichtung durch einen Abstand von 180° voneinander beabstandet sind. Ein Stoßdämpfer 52 bedeckt die radial innere Fläche, die radial äußere Fläche und zwei in Umfangsrichtung seitliche Flächen jedes Rollenentsperrungsabschnitts 51. Der Stoßdämpfer 52 umfasst ein Material wie Gummi, das Elastizität aufweist. Der Stoßdämpfer 52, das antriebsseitige elastische Element 43, die Puffer 36, das abtriebsseitige elastische Element 47 und der axiale Puffer 48 sind als Einheit mit einem Abschnitt der Kupplung 32 geformt, der aus einem anderen Harzmaterial als die Stoßdämpfer 52, das antriebsseitige elastische Element 43, die Puffer 36, die abtriebsseitigen elastischen Elemente 47 und die axialen Puffer 48 ausgebildet ist. Jeder Rollenentsperrungsabschnitt 51 einschließlich des entsprechenden Stoßdämpfers 52 weist die Form einer rechteckigen Platte auf, bei der die radial äußere Fläche gekrümmt ist und die radial innere Fläche flach ist.
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In der Kupplung 32 sind der Wellenkupplungsabschnitt 41 und der Flansch 49 außerhalb des Schaltkupplungsgehäuses 31 (genauer zwischen dem Schaltkupplungsgehäuse 31 und dem Bürstenhalter 12) positioniert. Ferner weisen die beiden Rollenentsperrungsabschnitte 51 distale Enden auf, die in das Schaltkupplungsgehäuse 31 eingeführt sind. Die distalen Enden der Rollenentsperrungsabschnitte 51, die innerhalb des Schaltkupplungsgehäuses 31 positioniert sind, sind in der radialen Richtung gegenüber der Wandfläche des Schaltkupplungsgehäuses positioniert.
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Das in 2 und 7A dargestellte Trägerelement 33 ist aus einem Harzmaterial gebildet. Das Trägerelement 33 weist einen Ring 61 auf, der den gleichen Außendurchmesser aufweist wie der Flansch 49 der Kupplung 32. Der Ring 61 weist Paare aus Rollenträgern 62 auf, die an zwei Positionen angeordnet sind, die in der Umfangsrichtung des Ringes 61 über einen Abstand von 180° voneinander beabstandet sind. Die Rollenträger 62 in jedem Paar erstrecken sich vom inneren Rand des Ringes 61 in der axialen Richtung und sind in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet. Die distalen Enden der Rollenträger 62 in den beiden Paaren sind durch eine gekrümmte Verstärkung 63 verbunden. Das distale Ende jedes Rollenträgers 62 in jedem Paar weist eine Halteklaue 64 auf, die in der Umfangsrichtung zum anderen Rollenträger 62 vorsteht.
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Die einander gegenüber liegenden Flächen der Rollenträger 62 in jedem Paar weisen äußere Halteabschnitte 65 und innere Halteabschnitte 66 auf. Die einander gegenüber liegenden Oberflächen der Rollenträger 62 in jedem Paar weisen die äußeren Halteabschnitte 65 an den radial äußeren Enden der einander gegenüber liegenden Oberflächen und die inneren Halteabschnitte 66 an den radial inneren Enden der einander gegenüber liegenden Oberflächen auf. Die äußeren Halteabschnitte 65 und die inneren Halteabschnitte 66 stehen zur Mitte der beiden Rollenträger 62 vor. Der äußere Halteabschnitt 65 und der innere Halteabschnitt 66 weisen in einer Richtung, die orthogonal ist zur axialen Richtung, jeweils einen dreieckigen Querschnitt auf. Die dreieckigen Querschnitte werden in der radialen Richtung zur Mitte der Rollenträger 62 in jedem Paar jeweils schmäler. Jeder Rollenträger 62 ist elastisch verformbar.
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Die Rollen 34 sind in die beiden Paare der Rollenträger 62 im Trägerelement 33 gepasst. Jede Rolle 34 ist zylindrisch. In jedem Paar der Rollenträger 62 berühren die äußeren Halteabschnitte 65 die entsprechende Rolle 34 von der in der radialen Richtung äußeren Seite her, und die inneren Halteabschnitte 66 berühren die entsprechende Rolle 34 von der in der radialen Richtung inneren Seite her. Somit wird jede Rolle 34 zwischen dem entsprechenden Paar der Rollenträger 62 gehalten. Die Rollenträger 62, die die äußeren Halteabschnitte 65 und die inneren Halteabschnitte 66 beinhalten, verhindern die Bewegung der Rollen 34 in Bezug auf das Trägerelement 33 in der radialen Richtung und der Umfangsrichtung. Jede Rolle 34 wird von dem entsprechenden Paar der Träger 33 so gehalten, dass sie sich um ihre Achse drehen kann. Die beiden Rollen 34 werden von den Paaren aus den entsprechenden Rollenträgern 62 allgemein parallel zueinander mit gleichmäßigen Abständen (in der vorliegenden Ausführungsform mit einem Abstand von 180° gehalten). Die Halteklauen 64 verhindern die Trennung der Rolle 34 vom Trägerelement 33.
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Das Trägerelement 33, das die beiden Rollen 34 hält, ist in das Schaltkupplungsgehäuse 31 eingeführt. Der Ring 61 des Trägerelements 33 berührt den Befestigungsflansch 31a des Schaltkupplungsgehäuses 31 von einer Stelle in der Nähe der Motoreinheit 1 aus. Die Rollenträger 62, in die die Rollen 34 gepasst sind, sind in das Schaltkupplungsgehäuse 31 eingeführt. Die beiden Rollenentsperrungsabschnitte 51 der Kupplung 32 sind in den Ring 61 eingeführt und zwischen den beiden Paaren der Rollenträger 62 positioniert. Das Trägerelement 33 und die Kupplung 32 sind in der Umfangsrichtung in Bezug aufeinander drehbar. Wie in 7A und 8A dargestellt ist, ermöglicht die Drehung der Kupplung 32 in Bezug auf das Trägerelement 33 jedem Rollenentsperrungsabschnitt 51 die Berührung des Rollenträgers 62, der in der Drehrichtung (der Umfangsrichtung) der Kupplung 32 vor dem Rollenentsperrungsabschnitt 51 positioniert ist. Die Rollen 34 im Schaltkupplungsgehäuse 31 können die innere Fläche des Schaltkupplungsgehäuses 31 berühren.
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Wie in 2 und 3 dargestellt ist, ist der abtriebsseitige Rotor 35 am Basisende der Schnecke 24 ausgebildet. Der abtriebsseitige Rotor 35 beinhaltet einen abtriebsseitigen Steuerabschnitt 71 und einen abtriebsseitigen Einführungsabschnitt 72, die in der axialen Richtung nebeneinander angeordnet sind.
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Der abtriebsseitige Steuerabschnitt 71 ist zylindrisch und erstreckt sich in der axialen Richtung der Schnecke 24 am Basisende der Schnecke 24. Die Achse des abtriebsseitigen Steuerabschnitts 71 fällt mit der Achse L2 der Schnecke 24 zusammen. Somit ist der abtriebsseitige Steuerabschnitt 71 koaxial mit der Schnecke 24. Der abtriebsseitige Steuerabschnitt 71 weist einen Außendurchmesser auf, der so eingestellt ist, dass er höchstens so groß ist wie der maximale Durchmesser der Schnecke 24. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Außendurchmesser des abtriebsseitigen Steuerabschnitts 71 so eingestellt, dass er an dem Abschnitt, der vom Lager 25 getragen wird, höchstens so groß ist wie der Außendurchmesser der Schnecke 24. Wie in 7A dargestellt ist, weist die Außenfläche des abtriebsseitigen Steuerabschnitts 71 zwei Steuerflächen 73 auf. Die Steuerflächen 73 sind an zwei Stellen an der Außenfläche des abtriebsseitigen Steuerabschnitts 71 ausgebildet und in der Umfangsrichtung durch einen gleichmäßigen Winkelabstand (in der vorliegenden Ausführungsform durch einen Abstand von 180°) getrennt. Ferner sind die beiden Steuerflächen 73 flach, parallel und erstrecken sich in der axialen Richtung. Jede Steuerfläche 73 ist in der axialen Richtung länger als die Rollen 34.
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Wie in 2 dargestellt ist, ist der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 als Einheit mit dem axialen Ende des abtriebsseitigen Steuerabschnitts 71 gegenüber dem axial mittleren Abschnitt der Schnecke 24 ausgebildet. Genauer ist der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 vom abtriebsseitigen Steuerabschnitt 71 aus in Richtung auf die Basisseite der Schnecke 24 ausgebildet. Der abtriebsseitige Steuerabschnitt 71 und der abtriebsseitige Steuerabschnitt 71 sind in der axialen Richtung kontinuierlich ausgebildet. Der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 ist zylindrisch, erstreckt sich in der axialen Richtung der Schnecke 24 und weist eine Achse auf, die mit der Achse L2 der Schnecke 24 zusammenfällt. Somit ist der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 koaxial mit der Schnecke 24. Der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 ist in der axialen Richtung etwas länger als die Abtriebswelleneinführbohrung 45. Der Außendurchmesser des abtriebsseitigen Einführungsabschnitts 72 ist so eingestellt, dass er höchstens so groß ist wie der maximale Durchmesser der Schnecke 24. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Außendurchmesser des abtriebsseitigen Einführungsabschnitts 72 an dem Abschnitt der Schnecke 24, der vom Lager 25 getragen wird, kleiner als der Außendurchmesser (d.h. kleiner als der Außendurchmesser des abtriebsseitigen Steuerabschnitts 71). Ferner ist der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 etwas schmäler als die Abtriebswelleneinführbohrung 45.
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Wie in 7B dargestellt ist, weist der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 in einer Richtung, die orthogonal ist zur axialen Richtung, einen elliptischen Querschnitt auf. Diese Querschnittsform ist in der axialen Richtung gleichmäßig. Wenn man den in 7A und 7B dargestellten abtriebsseitigen Einführungsabschnitt 72 aus der axialen Richtung betrachtet, so erstreckt sich die Längsrichtung des abtriebsseitigen Einführungsabschnitts 72 (die Seitenrichtung in 7B) parallel zu den Steuerflächen 73 und die laterale Richtung des abtriebsseitigen Einführungsabschnitts 72 (die vertikale Richtung in 7B) erstreckt sich orthogonal zu den Steuerflächen 73. In der axialen Richtung betrachtet ist der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 in der Längsrichtung (der Seitenrichtung in 7B) kürzer als die Abtriebswelleneinführbohrung 45. Wie in 2 dargestellt ist, ist der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 in der axialen Richtung etwas länger als die antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a.
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Wie in 7B dargestellt ist, beinhaltet die Außenfläche des abtriebsseitigen Einführungsabschnitts 72 zwei erste abtriebsseitige Übertragungsflächen 74 und zwei zweite abtriebsseitige Übertragungsflächen 75. Eine der beiden ersten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 74 ist 180° gegenüber der anderen von den ersten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 74 positioniert. Die beiden ersten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 74 sind flach, parallel zueinander und erstrecken sich in der axialen Richtung. Die Distanz zwischen den beiden ersten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 74 ist der Distanz zwischen den beiden antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a in der Abtriebswelleneinführbohrung 45 der Kupplung 32 gleich.
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Die zweiten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 75 sind zwischen den beiden ersten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 74 ausgebildet. Eine der beiden zweiten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 75 ist 180° gegenüber der anderen von den zweiten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 75 positioniert. Die beiden zweiten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 75 sind flach, parallel zueinander und erstrecken sich in der axialen Richtung. Die Distanz zwischen den beiden zweiten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 75 ist der Distanz zwischen den beiden antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a in der Abtriebswelleneinführbohrung 45 der Kupplung 32 gleich. Die ersten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 74 und die zweiten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 75 erstrecken sich in der axialen Richtung von einem Ende zum anderen Ende des abtriebsseitigen Einführungsabschnitts 72.
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Wie in 2 und 7A dargestellt ist, ist der abtriebsseitige Rotor 35 von der Seite, die der Kupplung 32 gegenüber liegt, in das Schaltkupplungsgehäuse 31 und das Trägerelement 33 eingeführt ist. Der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 ist in die Abtriebswelleneinführbohrung 45 der Kupplung 32 eingeführt. Der abtriebsseitige Steuerabschnitt 71 ist zwischen den beiden Rollen 34 angeordnet, die von den Trägerelementen 33 gehalten werden. Der abtriebsseitige Rotor 35 ist koaxial mit dem Schaltkupplungsgehäuse 31, der Kupplung 32 und dem Trägerelement 33 angeordnet.
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Wie in 3 und 7B dargestellt ist, ist der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 lose in die Abtriebswelleneinführbohrung 45 gepasst und als Einheit mit der Kupplung 32 drehbar. Die distale Stirnfläche des abtriebsseitigen Einführungsabschnitts 72 (d.h. die Basisendfläche der Schnecke 24) steht in der axialen Richtung mit der distalen Stirnfläche des antriebsseitigen Einführungsabschnitts 11 (d.h. der distalen Stirnfläche des Schaftes 11a), die in der Antriebswelleneinführbohrung 42 positioniert ist, in Berührung. Der axiale Puffer 48 steht mit der distalen Stirnfläche des abtriebsseitigen Einführungsabschnitts 72 (der Basisendfläche der Schnecke 24) in der axialen Richtung in Berührung. Die abtriebsseitigen elastischen Elemente 47 und die Puffer 46 sind zwischen der Außenfläche des abtriebsseitigen Einführungsabschnitts 72 und der Wandfläche der Abtriebswelleneinführbohrung 45, die einander in der radialen Richtung gegenüber liegen, positioniert. Die beiden abtriebsseitigen elastischen Elemente 47 berühren den abtriebsseitigen Einführungsabschnitt 72 in der Abtriebswelleneinführbohrung 45 von den beiden Längsseiten der Abtriebswelleneinführbohrung 45 her. Die vier Puffer 46 sind zwischen den antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a und den ersten und zweiten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 74 und 75 angeordnet.
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Wenn sich die Kupplung 32 um ihre Achse und relativ zum abtriebsseitigen Rotor 35 dreht, berühren die antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a die gegenüber liegende eine von den ersten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 74 und den zweiten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 75. Dadurch werden die Puffer 46, die zwischen den antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a und den ersten und zweiten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 74 und 75 positioniert sind, elastisch verformt. Gleichzeitig berühren die antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a jeweils die eine von den ersten und den zweiten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 74 und 75, die in der Drehrichtung nach vorne hin positioniert ist. Der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 ist als Einheit mit der Kupplung 32 drehbar, da die ersten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 74 oder die zweiten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 75 mit den antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a, welche die beiden lateralen Enden der Abtriebswelleneinführbohrung 45 definieren, in der lateralen Richtung in Berührung und in Eingriff stehen. Das heißt, durch den Eingriff der Kupplung 32 und des abtriebsseitigen Rotors 35 in der Drehrichtung wird die Drehantriebskraft der Kupplung 32 auf den abtriebsseitigen Rotor 35 übertragen. Der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 ist in die Kupplung 32 eingeführt. Somit verbindet die Kupplung 32 die Schnecke 24, die den abtriebsseitigen Einführungsabschnitt 72 beinhaltet, und die Drehwelle 7 so, dass sich diese als Einheit drehen können. Die Verbindungsstruktur R, welche die Drehwelle 7 und die Schnecke 24 auf solche Weise verbindet, dass sich diese als Einheit drehen können, weist den antriebsseitigen Einführungsabschnitt 11, den antriebsseitigen Einführungsabschnitt 11, die Kupplung 32 und den abtriebsseitigen Einführungsabschnitt 72 auf.
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In der axialen Richtung betrachtet, ist die Abtriebswelleneinführbohrung 45 in der Längsrichtung (der Seitenrichtung in 7B) länger als der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72. Dadurch wird ein abtriebsseitiger Spalt G2 zwischen der Wandfläche der Abtriebswelleneinführbohrung 45 (den Verbindungsflächen 45b) und dem abtriebsseitigen Einführungsabschnitt 72 gebildet. Der abtriebsseitige Spalt G2 ermöglicht eine Bewegung des abtriebsseitigen Einführungsabschnitts 72 in der radialen Richtung innerhalb der Abtriebswelleneinführbohrung 45. Der abtriebsseitige Spalt G2, der an den Längsenden der Abtriebswelleneinführbohrung 45 gebildet wird, ermöglicht eine Bewegung des abtriebsseitigen Einführungsabschnitts 72 innerhalb der Abtriebswelleneinführbohrung 45 in der Längsrichtung der Abtriebswelleneinführbohrung 45. Wenn der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 sich innerhalb der Abtriebswelleneinführbohrung 45 in der Längsrichtung der Abtriebswelleneinführbohrung 45 bewegt, bewegt sich der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72, während er das abtriebsseitige elastische Element 47 elastisch verformt. Die Lücke zwischen der Wandfläche der Abtriebswelleneinführbohrung 45 und dem abtriebsseitigen Einführungsabschnitt 72 in der Längsrichtung der Abtriebswelleneinführbohrung 45 (d.h. der abtriebsseitige Spalt G2) ist in der Breite größer als die Lücke zwischen der Wandfläche der Abtriebswelleneinführbohrung 45 und dem abtriebsseitigen Einführungsabschnitt 72 in der lateralen Richtung des abtriebsseitigen Einführungsabschnitts 72.
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Wie in 7A dargestellt ist, ist der abtriebsseitige Steuerabschnitt 71 so in das Trägerelement 33 eingeführt, dass die Rollen 34 zwischen den Steuerflächen 73 und der Innenfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31 positioniert sind. Die Distanz zwischen den einzelnen Steuerflächen 73 und der Innenfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31 in der Richtung, die orthogonal ist zur Steuerfläche 73, variiert in der Drehrichtung des abtriebsseitigen Rotors 35. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Distanz zwischen den einzelnen Steuerflächen 73 und der Innenfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31 am in Umfangsrichtung mittleren Teil der Steuerfläche 73 am längsten. Ferner nimmt die Distanz zwischen den einzelnen Steuerflächen 73 und der Innenfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31 vom in Umfangsrichtung mittleren Teil der Steuerfläche 73 zu den Umfangsenden der Steuerfläche allmählich ab. Die Distanz zwischen dem in Umfangsrichtung mittleren Teil der Steuerfläche 73 und der Innenfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31 ist länger als der Durchmessers der Rollen 34. Die Distanz zwischen dem Umfangsende der einzelnen Steuerflächen 73 und der Innenfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31 ist kürzer als der Durchmesser der Rollen 34.
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Nun wird der Betrieb des Elektromotors mit dem Schwerpunkt auf dem Betrieb der Schaltkupplung 3 beschrieben. Wenn die in 1 dargestellte Motoreinheit 1 ihren Betrieb einstellt, das heißt, wenn nicht bewirkt wird, dass sich die Drehwelle 7 oder die Schaltkupplung 32 drehen, kann eine Vorrichtung, die mit der Ausgangswelle 28 verbunden ist, eine Last an die Ausgangswelle 28 anlegen. Die Last kann so wirken, dass sich der abtriebsseitige Rotor 35 (die Schnecke 24) dreht. Infolgedessen schieben die in 7A dargestellten Steuerflächen 73 des abtriebsseitigen Rotors 35 die Rollen 34, die zwischen den Steuerflächen 73 und der Innenfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31 positioniert sind, zur in der radialen Richtung anderen Seite. Die Rollen 34, die von den Steuerflächen 73 angeschoben werden, verformen die Rollenträger 62, welche die Rollen 34 halten, elastisch und zwingen die äußeren Halteabschnitte 65 dazu, sich auseinander zu bewegen. Infolgedessen bewegen sich die Rollen 34 zur Außenseite und berühren die Innenfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31. Die Rollen 34 werden zwischen den Steuerflächen 73 und der Innenfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31 gehalten. 7A zeigt die Schaltkupplung 3, wenn der abtriebsseitige Rotor 35 so wirkt, dass er sich in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Das Schaltkupplungsgehäuse 31 ist in der Umfangsrichtung nicht drehbar. Somit verhindern das Schaltkupplungsgehäuse 31 und die Rollen 34 eine weitere Drehung des abtriebsseitigen Rotors 35. Dies verhindert eine Drehung der Schnecke 24 und beschränkt eine von der Schnecke 24 bewirkte Drehung der Drehwelle 7. Der Abschnitt der einzelnen Steuerflächen 73, der die entsprechende Rolle 34 berührt, ist vom in Umfangsrichtung mittleren Teil der Steuerfläche 73 aus zum Umfangsende der Steuerfläche 73 hin positioniert. 7A zeigt ein Beispiel, in dem der abtriebsseitige Rotor 35 so wirkt, dass er sich in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Die Drehung des abtriebsseitigen Rotors 35 wird auf die gleiche Weise verhindert, wenn der abtriebsseitige Rotor 35 so wirkt, dass er sich im Uhrzeigersinn dreht.
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Wie in 8A und 8B gezeigt ist, dreht sich die Kupplung 32 als Einheit mit der Drehwelle 7 um die Achse L1 der Drehwelle 7 gedreht wird (siehe 2), wenn die Motoreinheit 1 angetrieben wird, das heißt, wenn die Drehwelle gedreht wird. 8A, 8B, 9A und 9B zeigen die Schaltkupplung 3, wenn bewirkt wird, dass sich die Drehwelle 7 und die Schaltkupplung 32 in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn drehen. Es wird bewirkt, dass sich die Schaltkupplung 32 in Bezug auf das Trägerelement 33 dreht, welches unbeweglich bleibt. Jeder Rollenentsperrungsabschnitt 51 der Kupplung 32 berührt und schiebt den Rollenträger 62, der in der Drehrichtung vor dem Rollenentsperrungsabschnitt 51 positioniert ist. Die Rollen 34, die von den Rollenträgern 62 gehalten werden, werden dann zwischen dem Schaltkupplungsgehäuse 31 und den Steuerabschnitten 73 freigegeben. Dadurch wird der abtriebsseitige Rotor 35 entsperrt. In dieser Lage stehen die antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a der Kupplung 32 nicht in Berührung mit den ersten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 74 des abtriebsseitigen Rotors 35. Somit bleibt der abtriebsseitige Rotor 35 unbeweglich. Die Rollen 34, die zwischen den Steuerflächen 73 und der Innenfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31 freigegeben worden sind, werden von den beiden äußeren Halteabschnitten 65 in jedem von den Paaren aus Rollenträgern 62, die sich aufeinander zu bewegen, um ihre ursprünglichen Gestalten wieder zu erlangen, in der radialen Richtung zur Innenseite geschoben. Die äußeren Halteabschnitte 65 und die inneren Halteabschnitte 66 der Rollenträger 62 verhindern die Bewegung der Rollen 34 in Bezug auf das Trägerelement 33 in der radialen Richtung und der Umfangsrichtung.
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Wie in 9B dargestellt ist, verformen die antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a die Puffer 46, die zwischen den antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a und den ersten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 74 positioniert sind, elastisch, wenn die Drehwelle 7 die Kupplung 32 weiter dreht, und berühren die ersten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 74 in der Drehrichtung. Das heißt, die antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a der Kupplung 32 und die ersten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 74 des antriebsseitigen Einführungsabschnitts 72 greifen in der Drehrichtung aneinander an. Dadurch ist eine Übertragung der Drehantriebskraft von der Kupplung 32 über die antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a und die ersten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 74 auf den abtriebsseitigen Einführungsabschnitt 72 möglich. Somit wird bewirkt, dass sich der abtriebsseitige Rotor 35 zusammen mit der Kupplung 32 um seine Achse (die Achse L2 der Schnecke 24) dreht. Wie in 9A gezeigt ist, wird dadurch bewirkt, dass sich das Trägerelement 33, das von den Rollenentsperrungsabschnitten 51 angeschoben wird, als Einheit mit der Kupplung 32 dreht. Somit werden die Rollen 34 vom Trägerelement 33 zusammen mit dem abtriebsseitigen Rotor 35 gedreht und geführt. Genauer werden die Rollen 34 von den Rollenträgern 62 gehalten und sind im in Umfangsrichtung mittleren Teil der entsprechenden Steuerflächen 73 angeordnet. Es wird bewirkt, dass sich die Rollen 34, die von der Innenfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31 und den Steuerflächen 73 freigegeben werden, zusammen mit dem abtriebsseitigen Rotor 35 um die Achse des abtriebsseitigen Rotors 35 drehen, während sie vom Trägerelement 33 gehalten werden.
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Wenn sich die Schnecke 24 dreht, während sich der abtriebsseitige Rotor 35 dreht, verringern die Schnecke 24 und das Schneckenrad 27 die Drehzahl der Ausgangswelle 28 und geben die Drehung aus, wie in 1 dargestellt ist. 8A, 8B, 9A und 9B zeigen die Schaltkupplung 3, wenn bewirkt wird, dass sich die Kupplung 32 in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Die Drehantriebskraft wird auf die gleiche Weise von der Kupplung 32 auf den abtriebsseitigen Einführungsabschnitt 72 übertragen, wenn bewirkt wird, dass sich die Kupplung 32 im Uhrzeigersinn dreht. In 8A, 8B, 9A und 9B berühren die antriebsseitigen Übertragungsflächen 45a die zweiten abtriebsseitigen Übertragungsflächen 75, wenn bewirkt wird, dass sich die Kupplung 32 im Uhrzeigersinn dreht.
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Nun wird die Funktionsweise der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11, der vom distalen Abschnitt der Drehwelle 7 definiert wird, ist in die Antriebswelleneinführbohrung 42 der Kupplung 32 eingeführt. Dadurch werden die Drehwelle 7 und die Kupplung 32 auf solche Weise verbunden, dass sie als Einheit drehbar sind. Der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72, der vom Basisabschnitt der Schnecke 24 definiert wird, ist in die Abtriebswelleneinführbohrung 45 der Kupplung 32 eingeführt. Dadurch werden die Schnecke 24 und die Kupplung 32 auf solche Weise verbunden, dass sie als Einheit drehbar sind. Auf diese Weise verbindet die Schaltkupplung 3 mit der Verbindungsstruktur R, welche die Kupplung 32 aufweist, die auf solche Weise, dass sie als Einheit drehbar sind, sowohl mit der Drehwelle 7 als auch der Schnecke 24 verbunden ist, die Drehwelle 7 und die Schnecke 24 auf solche Weise, dass diese als Einheit drehbar sind.
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Jedes Längsende der Abtriebswelleneinführbohrung 45 weist den abtriebsseitigen Spalt G2 zwischen dem abtriebsseitigen Einführungsabschnitt 72 und der Wandfläche der Abtriebswelleneinführbohrung 45 auf. Somit ist der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 in der Längsrichtung der Abtriebswelleneinführbohrung 45 innerhalb des Bereichs des abtriebsseitigen Spalts G2 bewegbar. Jedes Längsende der Antriebswelleneinführbohrung 42 weist den antriebsseitigen Spalt G1 zwischen dem antriebsseitigen Einführungsabschnitt 11 und der Wandfläche der Antriebswelleneinführbohrung 42 auf. Somit ist der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 in der Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 innerhalb des Bereichs des antriebsseitigen Spalts G1 bewegbar. Demgemäß ist der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 in der radialen Richtung (in der vorliegenden Ausführungsform in der Längsrichtung der Abtriebswelleneinführbohrung 45) in der Abtriebswelleneinführbohrung 45 bewegbar. Ferner ist der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 in der radialen Richtung (in der vorliegenden Ausführungsform in der Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42) in der Antriebswelleneinführbohrung 42 bewegbar. Auch wenn die Drehwelle 7 taumelt, bewegt sich somit der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 in der Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 in der Antriebswelleneinführbohrung 42. Dadurch wird das Taumeln der Kupplung 32 beschränkt, wenn die Drehwelle 7 taumelt.
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Nun werden die Vorteile der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
- (1) Der antriebsseitige Spalt G1 ermöglicht eine Bewegung des antriebsseitigen Einführungsabschnitts 11 in der Antriebswelleneinführbohrung 42 in der radialen Richtung des antriebsseitigen Einführungsabschnitts 11 (in der vorliegenden Ausführungsform in der Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42). Auch wenn die Drehwelle 7 taumelt, bewegt sich somit der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 in der Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 in der Antriebswelleneinführbohrung 42. Dadurch wird das Taumeln der Kupplung 32 beschränkt, wenn die Drehwelle 7 taumelt. Da ein Taumeln der Kupplung 32 beschränkt wird, wird auch die Erzeugung von Geräuschen, die durch das Taumeln der Kupplung 32 erzeugt werden würden, beschränkt. Der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 ist in der Abtriebswelleneinführbohrung 45 in der Längsrichtung der Abtriebswelleneinführbohrung 45 bewegbar. Ferner ist der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 in der Antriebswelleneinführbohrung 42 in der Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 bewegbar. Dies ermöglicht eine Tolerierung einer Ausrichtungsabweichung zwischen der Drehwelle 7 und der Schnecke 24 durch die Drehwelle 7 zusätzlich zur Schnecke 24. Somit können größere Ausrichtungsabweichungen der Drehwelle 7 und der Schnecke 24 toleriert werden. Da ein Taumeln der Kupplung 32 zusammen mit der Drehwelle 7 beschränkt wird, sind Situationen beschränkt, in denen die Kupplung 32 stark von einer gemeinsamen Ausrichtung mit der Achse der Schnecke 24 abweicht.
- (2) Die flachen Oberflächen 42a, die von den Wandflächen der Antriebswelleneinführbohrung 42 definiert werden, verhindern die Bewegung des antriebsseitigen Einführungsabschnitts 11 in der lateralen Richtung der Antriebswelleneinführbohrung 42. Dadurch können die Drehwelle 7 und die Kupplung 32 in der lateralen Richtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 axial auf einer Linie ausgerichtet werden. Jedes Längsende der Antriebswelleneinführbohrung 42 beinhaltet den antriebsseitigen Spalt G1. Dadurch kann sich der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 in der Längsrichtung(4g in der Antriebswelleneinführbohrung 42 bewegen. Auch wenn die Drehwelle 7 taumelt, bewegt sich somit der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 in der Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 in der Antriebswelleneinführbohrung 42. Dadurch wird das Taumeln der Kupplung 32 zusammen mit der Drehwelle 7 beschränkt. Infolgedessen werden Geräusche beschränkt, die erzeugt werden würden, wenn die Kupplung 32 taumelt.
- (3) Die Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 ist in der Drehrichtung der Drehwelle 7 zur Längsrichtung der Abtriebswelleneinführbohrung 45 um 90° versetzt. Wenn die Drehwelle 7 und die Schnecke 24 in der Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 und der Längsrichtung der Abtriebswelleneinführbohrung 45 in ihrer axialen Ausrichtung voneinander abweichen, wird demgemäß eine axiale Ausrichtungsabweichung der Drehwelle 7 und der Schnecke 24 im breitesten Bereich zugelassen.
- (4) Wenn die Drehwelle 7 taumelt, berührt der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 das antriebsseitige elastische Element 43. Dadurch wird der Aufprall absorbiert, der produziert wird, wenn der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 auf die Wandfläche der Antriebswelleneinführbohrung 42 trifft.
- (5) Die beiden Schiebeabschnitte 43a des antriebsseitigen elastischen Elements 43 schieben den antriebsseitigen Einführungsabschnitt 11 von einander in der lateralen Richtung gegenüber liegenden Seiten der Antriebswelleneinführbohrung 42 aus zur in der radialen Richtung inneren Seite. Demgemäß verhindern die Schiebeabschnitte 43a des antriebsseitigen elastischen Elements 43 die Trennung der Kupplung 32 von der Drehwelle 7. Ferner schieben die beiden Schiebeabschnitte 43a des antriebsseitigen elastischen Elements 43 den antriebsseitigen Einführungsabschnitt 11 von einander in der lateralen Richtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 gegenüber liegenden Seiten aus in der radialen Richtung zur inneren Seite und verhindern eine Trennung der Kupplung 32 von der Drehwelle 7, obwohl das antriebsseitige elastische Element 43 den antriebsseitigen Einführungsabschnitt 11 nicht voneinander in der lateralen Richtung des antriebsseitigen elastischen Elements 43 gegenüber liegenden Seiten aus in der radialen Richtung zur inneren Seite schiebt. Dadurch kann sich der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 in der Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 ohne Weiteres in der Antriebswelleneinführbohrung 42 bewegen. Somit kann ein Taumeln der Kupplung 32 zusammen mit der Drehwelle 7 beschränkt werden, während eine Trennung der Schaltkupplung 32 von der Drehwelle 7 verhindert wird. Die Schiebeabschnitte 43a übertragen die Drehung von der Drehwelle 7 auf die Kupplung 32 und absorbieren einen Aufprall zwischen dem antriebsseitigen Einführungsabschnitt 11 und der Kupplung 32.
- (6) Die Anstoßfläche 42e der Kupplung 32 beinhaltet die Toleranzvorsprünge 44, die in der axialen Richtung vorstehen. Die Schultern 11b des antriebsseitigen Einführungsabschnitts 11 stoßen an den distalen Enden der Toleranzvorsprünge 44 an die Anstoßfläche 42e. Wenn die Drehwelle 7 taumelt, kommt demgemäß der Abschnitt, wo sich die Schultern 11b und die Anstoßfläche 42e berühren, nicht in Konflikt mit der Bewegung der Drehwelle 7. Dies ermöglicht eine weitere Tolerierung einer Ausrichtungsabweichung zwischen der Drehwelle 7 und der Schnecke 24, wenn die Drehwelle 7 taumelt. Infolgedessen kann ein Taumeln der Kupplung 32 zusammen mit der Drehwelle 7 noch leichter beschränkt werden.
- (7) Die Schnecke 24 empfängt ein Last in der radialen Richtung vom Schneckenrad 27, das mit der Schnecke 24 in Eingriff steht. In einem solchen Elektromotor ist der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 in der Abtriebswelleneinführbohrung 45 in der Längsrichtung der Abtriebswelleneinführbohrung 45 bewegbar. Ferner ist der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 in der Antriebswelleneinführbohrung 42 in der Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 bewegbar. Demgemäß kann eine Ausrichtungsabweichung zwischen der Drehwelle 7 und der Schnecke 24 auf der Drehwellenseite zusätzlich zur Schneckenseite toleriert werden. Dadurch ist die Tolerierung von größeren Ausrichtungsabweichungen der Drehwelle 7 und der Schnecke 24 möglich.
- (8) Jede Rolle 34 wird zwischen zweien von den Rollenträgern 62 gehalten, die jeweils den äußeren Halteabschnitt 65 und den inneren Halteabschnitt 66 aufweisen. Die äußeren Halteabschnitte 65 und die inneren Halteabschnitte 66 berühren die Außenfläche der Rolle 34 und verhindert die Bewegung der Rolle 34 in Bezug auf das Trägerelement 33 in der radialen Richtung und der Umfangsrichtung. Wenn der Elektromotor angetrieben wird, das heißt, wenn bewirkt wird, dass sich die Drehwelle 7 dreht und sich die Rollen 34 zusammen mit dem abtriebsseitigen Rotor 35 um die Achse des abtriebsseitigen Rotors 35 drehen, werden die Rollen 34 demgemäß so gehalten, dass sie nicht auf das Schaltkupplungsgehäuse 31 und die Steuerflächen 73 schlagen. Infolgedessen wird während der Drehung der Drehwelle 7 die Erzeugung von Geräuschen zwischen den Rollen 34 und dem Schaltkupplungsgehäuse 31 oder den Steuerflächen 73 beschränkt.
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Für den Fachmann sollte es offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung in vielen anderen konkreten Formen verkörpert werden kann, ohne vom Gedanken oder Bereich der Erfindung abzuweichen. Insbesondere sei klargestellt, dass die vorliegende Erfindung in den folgenden Formen ausgeführt werden kann.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform wird die Schaltkupplung 3 verwendet, um die Drehwelle 7 und die Schnecke 24 in einem Elektromotor zu verbinden. Die Schaltkupplung kann auch verwendet werden, um eine Antriebswelle, deren Drehung bewirkt wird, und eine Abtriebswelle, welche die Drehung der Antriebswelle aufnimmt, in einer Vorrichtung zu verbinden, die kein Elektromotor ist. Die Schaltkupplung 3 kann weggelassen werden, und der Elektromotor kann auch nur die Verbindungsstruktur R aufweisen, welche die Kupplung 32 verwendet, um die Drehwelle 7 und die Schnecke 24 auf solche Weise zu verbinden, dass diese als Einheit drehbar sind. Ferner kann die Verbindungsstruktur R in einer Vorrichtung verwendet werden, bei der es sich nicht um den oben beschriebenen Elektromotor handelt, solange sie eine Antriebswelle, deren Drehung bewirkt wird, und eine Abtriebswelle, welche die Drehung der Antriebswelle aufnimmt, verbindet.
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In der oben genannten Ausführungsform beinhaltet die Anstoßfläche 42e der Kupplung 32 die Toleranzvorsprünge 44. Jedoch können, wie in 10 dargestellt ist, anstelle der Anstoßfläche 42e die Schultern 11b die Toleranzvorsprünge 44 aufweisen. In diesem Fall stoßen die Schultern 11b am distalen Ende der einzelnen Toleranzvorsprünge 44, die in der axialen Richtung (in 10 in der vertikalen Richtung) vorstehen, gegen die Anstoßfläche 42e. Wie in 11 dargestellt ist, können die Schultern 11b und die Anstoßfläche 42e ferner jeweils die Toleranzvorsprünge 44 aufweisen. In diesem Fall sto-ßen die Schultern 11b und die Anstoßfläche 42e an den distalen Enden der Toleranzvorsprünge 44 in der axialen Richtung aneinander. Dadurch erhält man ebenfalls den Vorteil (6) der obigen Ausführungsform. Keiner der Toleranzvorsprünge 44 muss eine kugelige Form aufweisen und er muss nur in der axialen Richtung vorstehen. Zum Beispiel kann der Toleranzvorsprung 44 die Form einer dreieckigen Pyramide, eines Kegels, eines Kegelstumpfs oder eines Quaders haben.
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Die Schultern 11b und die Anstoßfläche 42e müssen nicht unbedingt mit den Toleranzvorsprüngen 44 versehen sein. In diesem Fall kann die Verbindungsstruktur R, wie in 12 dargestellt ist, eine abgerundete Ecke 81, die an der Grenze zwischen dem Schaft 11a und den einzelnen Schultern 11b positioniert ist, und einen gekrümmten Rand 82 aufweisen, der durch Abschrägen des Randes des Absatzes 42d auf abgerundete Weise erhalten wird. In dem in 12 dargestellten Beispiel steht die abgerundete Ecke 81 in Flächenkontakt mit dem gekrümmten Rand 82. Dieser Aufbau verhindert die Konzentrierung von Spannungen an der Grenze zwischen dem Schaft 11a und der Schulter 11b und am Rand des Absatzes 42d, wenn die Drehwelle 7 taumelt. Wenn die Drehwelle 7 taumelt und bewirkt, dass der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 und die Kupplung 32 aneinander schlagen, ist ferner ein Brechen an der Grenze des Schafts 11a und der Schulter 11b und am Rand des Absatzes 42d beschränkt. In dem in 12 dargestellten Beispiel weist die Verbindungsstruktur R sowohl die abgerundete Ecke 81 als auch den gekrümmten Rand 82 auf, kann aber auch nur entweder die abgerundete Ecke 81 oder den gekrümmten Rand 82 aufweisen. Dies würde ebenfalls den gleichen Vorteil erzielen.
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Das antriebsseitige elastische Element 43 muss nicht unbedingt mit den Schiebeabschnitten 43a versehen sein.
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In der obigen Ausführungsform ist das antriebsseitige elastische Element 43 am Absatz 42d in der Antriebswelleneinführbohrung 42 angeordnet. Jedoch muss das antriebsseitige elastische Element 43 nicht am Absatz 42d angeordnet sein und kann an der Wandfläche der Antriebswelleneinführbohrung 42 angeordnet sein. Zum Beispiel kann das antriebsseitige elastische Element 43 auf eine solche Weise an der flachen Oberfläche 42a angeordnet sein, dass eine Berührung mit dem antriebsseitigen Einführungsabschnitt 11 möglich ist. Dadurch erhält man den Vorteil (4) der obigen Ausführungsform. Ferner muss die Kupplung 32 nicht unbedingt das antriebsseitige elastische Element 43 aufweisen.
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Die Antriebswelleneinführbohrung 42 muss nicht unbedingt den Absatz 42d aufweisen. In diesem Fall ist nur der Schaft 11a der Drehwelle 7 in die Antriebswelleneinführbohrung 42 eingeführt, und die Schultern 11b stoßen in der Nähe der Motoreinheit 1 in der axialen Richtung an der axialen Stirnfläche des Wellenkupplungsabschnitts 41 an. Das heißt, der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 weist nur den Schaft 11a auf.
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In der obigen Ausführungsform sind die Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 und die Längsrichtung der Abtriebswelleneinführbohrung 45 in der Drehrichtung (der Umfangsrichtung) der Drehwelle 7 um 90° zueinander versetzt. Jedoch müssen die Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 und die Längsrichtung der Abtriebswelleneinführbohrung 45 in der Drehrichtung (der Umfangsrichtung) der Drehwelle 7 nicht um 90° zueinander versetzt sein. Solange die Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 und die Längsrichtung der Abtriebswelleneinführbohrung 45 über einen anderen Winkel als 90° zueinander versetzt sind, kann eine axiale Ausrichtungsabweichung der Drehwelle 7 und der Schnecke 24 in der Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 und der Längsrichtung der Abtriebswelleneinführbohrung 45 toleriert werden. In diesem Fall kann im Vergleich zu dem Fall, wo die Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 der Längsrichtung der Abtriebswelleneinführbohrung 45 gleich ist, eine größere Ausrichtungsabweichung der Drehwelle 7 und der Schnecke 24 toleriert werden. Ferner kann die Längsrichtung der Antriebswelleneinführbohrung 42 der Längsrichtung der Abtriebswelleneinführbohrung 45 gleich sein. Dadurch erhält man den Vorteil (1) der obigen Ausführungsform.
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In der obigen Ausführungsform beinhaltet der Schaft 11a des antriebsseitigen Einführungsabschnitts 11 zwei parallele flache Oberflächen. Jedoch muss der distale Abschnitt des antriebsseitigen Einführungsabschnitts 11 nicht zwei parallele flache Oberflächen aufweisen, solange er auf eine solche Weise geformt ist, dass ein Angriff an der Wandfläche der Antriebswelleneinführbohrung 42 in der Drehrichtung möglich ist. Zum Beispiel kann der antriebsseitige Einführungsabschnitt 11 einen D-förmigen Querschnitt aufweisen. Auf die gleiche Weise kann der abtriebsseitige Einführungsabschnitt 72 jede beliebige Form aufweisen, die einen Angriff an der Wandfläche der Abtriebswelleneinführbohrung in der Drehrichtung zulässt, beispielsweise einen D-förmigen Querschnitt.
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In der obigen Ausführungsform stehen die Antriebswelleneinführbohrung 42 und die Abtriebswelleneinführbohrung 45 miteinander in Verbindung. Jedoch können die Antriebswelleneinführbohrung 42 und die Abtriebswelleneinführbohrung 45 in der axialen Richtung voneinander getrennt sein.
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In der obigen Ausführungsform beinhaltet die Antriebswelleneinführbohrung 42 zwei parallele flache Oberflächen. Jedoch muss die Antriebswelleneinführbohrung 42 nicht auf solche Weise gestaltet sein. Die Antriebswelleneinführbohrung 42 muss nur eine Wandfläche aufweisen, die in der Drehrichtung am eingeführten antriebsseitigen Einführungsabschnitt 11 angreift, und so gestaltet sein, dass sie die antriebsseitigen Spalte G1 aufweist, die eine Bewegung des antriebsseitigen Einführungsabschnitts 11 in der radialen Richtung innerhalb der Antriebswelleneinführbohrung 42 zulassen. Der Begriff „radiale Richtung“ bezeichnet die Richtung, die orthogonal ist zur Drehrichtung der Drehwelle 7 (oder der Kupplung 32) und die orthogonal ist zur axialen Richtung der Drehwelle 7 (oder der Kupplung 32). Zum Beispiel kann die Antriebswelleneinführbohrung 42 eine andere Form (z.B. eine Rechteckform) aufweisen, die sich in der lateralen Richtung und der Längsrichtung erstreckt. Ferner kann die Antriebswelleneinführbohrung 42 quadratisch sein, solange sie die antriebsseitigen Spalte G1 aufweist, die eine Bewegung des antriebsseitigen Einführungsabschnitts 11 in der radialen Richtung ermöglichen. Auf die gleiche Weise kann die Abtriebswelleneinführbohrung 45 jede beliebige Gestalt aufweisen, solange sie die abtriebsseitigen Spalte G2, die eine Bewegung des abtriebsseitigen Einführungsabschnitts 72 in der radialen Richtung innerhalb der Abtriebswelleneinführbohrung 45 zulassen, zwischen dem abtriebsseitigen Einführungsabschnitt 72 und der Wandfläche der Abtriebswelleneinführbohrung 45 aufweist. Zum Beispiel kann die Abtriebswelleneinführbohrung 45 eine beliebige Gestalt (z.B. rechteckig oder quadratisch) aufweisen, die sich in der lateralen Richtung und der Längsrichtung erstreckt.
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In der obigen Ausführungsform weist die Wandfläche der Abtriebswelleneinführbohrung 45 die Puffer 45 und das abtriebsseitige elastische Element 47 auf. Jedoch müssen die Puffer 46 und das abtriebsseitige elastische Element 47 nicht unbedingt an der Wandfläche der Abtriebswelleneinführbohrung 45 angeordnet sein.
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Wie in 13 dargestellt ist, kann jede Steuerfläche 73 schräge Oberflächen 73a an den beiden Umfangsenden aufweisen. Die schrägen Oberflächen 73a sind in Bezug auf den in Umfangsrichtung mittleren Abschnitt der Steuerfläche 73 schräg. 13 zeigt eine Schaltkupplung 91, die sich von der Schaltkupplung 3 der obigen Ausführungsform nur in der Steuerfläche 73 unterscheidet. Die schrägen Oberflächen 73a verlaufen auf solche Weise schräg, dass die Umfangsenden der einzelnen Steuerflächen 73 weiter weg sind von der Wandfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31 als der in Umfangsrichtung mittlere Abschnitt der Steuerfläche 73. Jede schräge Oberfläche 73a ist flach und erstreckt sich in der axialen Richtung. Wenn die Schnecke 24 in der Schaltkupplung 91 so wirkt, dass sie sich dreht, schiebt die schräge Oberfläche 73a, die in der Drehrichtung der Schnecke 24 auf der Rückseite der einzelnen Steuerflächen positioniert ist, die Rolle 34, die zwischen der schrägen Oberfläche 73a und der Wandfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31 positioniert ist, in der radialen Richtung zur äußeren Seite, wenn die Motoreinheit 1 angehalten ist. In 13 wirkt die Schnecke 24 (der abtriebsseitige Rotor 35) so, dass sie sich in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Die Rolle 34, die von der schrägen Oberfläche 73a angeschoben wird, verformt die Rollenträger 62, welche die Rollen 34 halten, elastisch und drängt die äußeren Halteabschnitte 65 auseinander. Infolgedessen bewegt sich die Rolle 34 zur in der radialen Richtung äußeren Seite und stößt an die Innenfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31. Die Rolle 34 wird zwischen der schrägen Oberfläche 73a und der Innenfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31 gehalten. Infolgedessen verhindern das Schaltkupplungsgehäuse 31 und die Rolle 34 eine weitere Drehung des abtriebsseitigen Rotors 35.
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Wenn die einzelnen Steuerflächen 73 die schrägen Oberflächen 73a aufweisen, kann auf diese Weise ein Keilwinkel Θ, bei dem die Rolle 34 zwischen der Steuerfläche 73 und der Innenfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31 gehalten wird, auf einfache Weise geändert werden, ohne die Schaltkupplung 91 zu vergrößern oder Komponenten zur Schaltkupplung 91 hinzuzufügen. Gesehen in der axialen Richtung ist der Keilwinkel Θ der Winkel des Abschnitts der Steuerfläche 73, der die Rolle 34 berührt, von der Tangente auf der Innenfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31, die durch einen Punkt verläuft, der die Rolle 34 berührt. Der Keilwinkel 9 kann geändert werden, um eine Herauslösung der Rolle 34 zwischen der Steuerfläche 73 und der Innenfläche des Schaltkupplungsgehäuses 31 zu verhindern, so dass sich der antriebsseitige Rotor 35 nicht dreht.
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Die Rollenträger 62 sind nicht auf die Form der obigen Ausführungsform beschränkt. 14 zeigt ein Beispiel für Rollenträger 101. Die einander gegenüber liegenden Flächen der beiden Rollenträger 101 weisen jeweils den äußeren Halteabschnitt 65 und den inneren Halteabschnitt 66 auf. Die einander gegenüber liegenden Oberflächen der beiden Rollenträger 101 sind entsprechend der Oberfläche der Rolle 34 gekrümmt und berühren die Oberfläche der Rolle 34. Die beiden Rollenträger 101 verhindern eine Bewegung der Rolle 34, die zwischen den Rollenträgern 101 gehalten wird, in Bezug auf das Trägerelement 33 in der radialen Richtung und der Umfangsrichtung. Dadurch erhält man den Vorteil (8) der obigen Ausführungsform. Die beiden Rollenträger 62 müssen nicht unbedingt die Bewegung der Rolle 34 in Bezug auf das Trägerelement 33 in der Umfangsrichtung verhindern.
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Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen sollten als erläuternd, aber nicht als beschränkend betrachtet werden, und die Erfindung ist nicht auf die hierin angegebenen Einzelheiten zu beschränken, sondern kann innerhalb des Bereichs und der Äquivalenz der beigefügten Ansprüche modifiziert werden.
