JP2001012561A - クラッチ付きモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡易で部品点数の低減化を図ることが
できるとともに、組立が容易で、かつクラッチ機構を出
力軸のみならず減速歯車列内の任意の歯車に対しても設
けることが可能となるクラッチ付きモータを提供する。 【解決手段】 ケーシング内に、モータと、このモータ
のロータ歯車に歯合された複数の歯車からなる減速歯車
列と、この減速歯車列の最終段の歯車２５に歯合された
歯車２０を有し、かつ被駆動部材が連結される出力軸２
１とが組み込まれたクラッチ付きモータにおいて、上記
減速歯車および出力軸２１の歯車２０の少なくとも一の
歯車２０は、当該歯車をケーシング内に回転自在に支承
するピン６ａが挿入される孔部２２が形成された支柱部
２３と、外周部に隣接する歯車２５と歯合する歯２０が
形成された歯車部２４とが、可撓性を有する合成樹脂に
よって一体に形成されるとともに、支柱部２３と歯車部
２４との間には、円周方向に連続するとともに軸線方向
の一端側に開口する空間部２６が形成されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、出力軸に形成され
た歯車あるいは減速歯車列を構成する歯車にクラッチ機
構が設けられたモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、エアーコンディショナー
のルーバの開閉駆動装置、あるいは自動開閉弁や電子レ
ンジのターンテーブル等の各種回転装置における駆動装
置として、モータの出力軸に減速歯車列が組込まれた減
速機構付きモータが広く用いられている。

【０００３】ところで、この種の減速機構が組込まれた
モータにあっては、通常上記モータを駆動して弁軸を回
転させたり、あるいはターンテーブルを回転させたりす
るものであるが、時として操作者が、上記モータの停止
中に強制的に手動で当該弁を開閉したり、またはターン
テーブルを回転させたり等することがある。このような
際に、これら外力による回転操作が緩やかに行なわれる
場合には、上記モータの減速機構の出力軸から逆に減速
歯車列が回転してモータのロータが空回転するものの、
上記回転操作が急激に行なわれた場合には、減速歯車列
に通常駆動時における一定回転速度以上の、過度に大き
な回転速度が急激に作用して、上記減速歯車列を構成す
る歯車の損傷を招くという問題点がある。

【０００４】そこで、この種の減速機構付きモータにお
いては、通常減速歯車列の出力軸に、外部から当該出力
軸に強制的に大きな回転加速度が作用した際に、スリッ
プを生じて、モータのロータ側への回転力の伝達を遮断
するクラッチ機構を別途設る必要がある。図４および図
５は、従来のこの種のクラッチ付きモータを示すもので
ある。これらの図において、このクラッチ付きモータ
は、有底円筒状のケーシング１の底部に、コイル２が巻
回されたボビン３内に永久磁石を有するロータが回転自
在に設けられた周知のモータ５が組込まれ、このモータ
５上に配設された中蓋６上に、上記ロータの歯車４と歯
合する複数の歯車からなる減速歯車列７が組込まれたも
のである。

【０００５】ここで、上記歯車は、それぞれ中蓋６に立
設されたピン６ａに回転自在に支承されており、一方に
ピニオンが形成され、かつ他方により大径のスパーギア
が形成されている。そして、各歯車は、そのスパーギア
をモータ５側に隣接する歯車のピニオンに歯合させ、か
つそのピニオンを減速歯車列７の出力軸１１側に隣接す
る歯車のスパーギアに歯合させて配列されている。さら
に、スパーギア１２のみを有する最終段の歯車９は、そ
の出力軸１１を、ケーシング１を塞ぐ蓋（図示を略
す。）の開口部から突出させて設けられている。そし
て、この最終段の歯車９に、上述したクラッチ機構が設
けられている。

【０００６】この歯車９は、図４に示すように、金属製
の上記出力軸１１と、合成樹脂によって成形されたスパ
ーギア１２と、金属製の円板部材からなる２枚の定着板
１３および摩擦板１４との４つの部品によって構成され
たものである。この出力軸１１の一端部には、その両側
面が切り欠かれて図示されないターンテーブル等の被駆
動部材の回転軸と一体的に係合するキー部１１ａが形成
されており、多端部にその一側部が切り欠かれたギア取
付部１１ｂが形成されている。そして、このギア取付部
１１ｂに、上記スパーギア１２を間に挟んで定着板１３
および摩擦板１４が取付けられている。ここで、上記ギ
ア取付部１１ｂが挿通される定着板１３および摩擦板１
４の孔部は、当該ギア取付部１１ｂの外形と一致する非
円形に形成されており、上記定着板１３および摩擦板１
４は出力軸１１と一体的に回転するようになっている。

【０００７】他方、上記スパーギア１２の孔部は円形に
形成されており、これにより上記スパーギアは、ギア取
付部１１ｂに回転自在に外装されている。このスパーギ
ア１２の摩擦板１４に臨む端面の外周側には、円環状の
凸部１２ａが形成されている。そして、上記スパーギア
１２は、上記定着板１３と摩擦板１４とに挟持された状
態で、摩擦板１４の中央部１４ａが内方に向けて加締め
られることにより、当該摩擦板１４と凸部１２ａとの間
の摩擦力によってその自由な回転が拘束された状態で、
出力軸１１のギア取付部１１ｂに取付けられている。そ
して、上記出力軸１１における上記摩擦板１４および凸
部１２ａが形成されたスパーギア１２によって、このク
ラッチ付きモータにおけるクラッチ機構が構成されてい
る。

【０００８】上記構成からなる従来のクラッチ付きモー
タにあっては、モータ５を駆動させた際には、その回転
トルクが減速歯車列７を介して最終段の歯車９のスパー
ギア１２に伝えられ、その凸部１２ａおよび摩擦板１４
との間の摩擦力によって出力軸１１が一体に回転するこ
とにより、リンクを介したルーバの開閉駆動や、弁軸や
ターンテーブル等の回転駆動を行なうようになってい
る。また、例えばモータ５が停止状態にある時に、ルー
バ等を手動でゆっくり開閉する場合のように、外部から
出力軸１１に非常に緩やかな回転力が加わった場合に
は、出力軸１１と一体に回転する摩擦板１４とスパーギ
ア１２の凸部１２ａとの間の摩擦力によって、上記スパ
ーギア１２も一体に回転し、この回転が減速歯車列７を
介してロータの歯車４に伝えられ、上記ロータが空回転
するようになっている。

【０００９】そして、上記ルーバ等を急激に開閉した場
合のように、外部から上記出力軸１１に急激に大きな回
転速度が作用した場合には、摩擦板１４と凸部１２ａと
の間でスリップが生じ、この結果モータ５のロータ側へ
の回転が遮断されて減速歯車列７における歯車の損傷を
防止するようになっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このような、従来のク
ラッチ付きモータにあっては、摩擦板１４の加締め力が
弱いと、通常のモータ５による回転駆動時においても凸
部１２ａと摩擦板１４との間でスリップが生じるおそれ
があり、他方上記加締め力が強過ぎると、逆に外部から
大きな回転力が作用した場合にも、摩擦板１４と凸部１
２ａとの間のクラッチ機構が円滑に作用しないで歯車の
損傷を招くという問題点が生じてしまう。このため、上
記摩擦板１４に対する最適な加締め力を見出す作業に手
間を要して面倒であるとともに、その組立にも多くの手
間を要して生産性に劣るという問題点があった。

【００１１】加えて、上記クラッチ機構を構成するため
に、スパーギア１２に加えて追加的な部品である金属製
の定着板１３および摩擦板１４を必要とするために、構
造が複雑化するとともに、部品点数が増加して部品管理
の煩雑さと製造単価の上昇とを招いてしまうという問題
点があった。

【００１２】さらに、上記構成からなるクラッチ付きモ
ータにあっては、そのクラッチ機構が、スパーギア１２
を定着板１３と摩擦板１４とによって挟持した状態で、
摩擦板１４の中央部１４ａを内方に向けて加締めて出力
軸１１のギア取付部１１ｂに取付ける構成であるため、
比較的大径のギヤ取付部１１ｂに対しては容易に適用す
ることができるものの、ピニオンとスパーギアとが一体
化された減速歯車列内の歯車に対しては、スペース的に
これらピニオンとスパーギアとを分割することが難しい
うえ、しかも当該歯車は、小径のピン６ａに回転自在に
支持されているために、摩擦板１４を加締めて固定する
ことが難しい。したがって、上記減速歯車列を構成する
歯車に対しては、そのまま適用することが難しく、よっ
て当該クラッチ機構の設置位置が限定されるという欠点
もあった。

【００１３】本発明は、上記従来のクラッチ付きモータ
が有する課題を有効に解決すべくなされたもので、構造
が簡易で部品点数の低減化を図ることができるととも
に、組立が容易で、かつクラッチ機構を出力軸の歯車の
みならず減速歯車列内の任意の歯車に対しても設けるこ
とが可能となるクラッチ付きモータを提供することを目
的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係るクラッチ付きモータは、ケーシング内に、モータ
と、このモータのロータ歯車に歯合された複数の歯車か
らなる減速歯車列と、この減速歯車列の最終段の歯車に
歯合された歯車を有し、かつ被駆動部材が連結される出
力軸とが組み込まれたクラッチ付きモータにおいて、上
記減速歯車および出力軸の歯車の少なくとも一の歯車
は、当該歯車をケーシング内に回転自在に支承するピン
が挿入される孔部が形成された支柱部と、この支柱部を
囲繞するとともにその外周に隣接する歯車と歯合する歯
が形成された歯車部とが、可撓性を有する合成樹脂によ
って一体に形成されるとともに、上記支柱部と歯車部と
の間には、円周方向に連続するとともに軸線方向の一端
側に開口する空間部が形成されてなることを特徴とする
ものである。

【００１５】請求項１に記載のクラッチ付きモータにお
いては、減速歯車および出力軸の歯車の少なくとも一の
歯車が、ピンが挿入される孔部が形成された支柱部と、
外周に隣接する歯車と歯合する歯が形成された歯車部と
を、可撓性を有する合成樹脂によって一体に形成した構
成とし、かつ上記支柱部と歯車部との間に、円周方向に
連続するとともに軸線方向の一端側に開口する空間部を
形成しているので、当該歯車（以下、クラッチ歯車とい
う。）における歯車部が支柱部に対して変形可能とな
り、この結果一の部材である上記クラッチ歯車によって
クラッチ機構が構成されることになる。

【００１６】ここで、上記クラッチ歯車を構成する合成
樹脂の種類、すなわち当該クラッチ歯車の硬軟の程度や
想定される回転速度の変化等の諸条件に基づいて、空間
部の幅寸法を適宜設定することにより、一定の変形力に
対する歯車部の変化量を自由に選択することができる。
この際に、上記空間部の幅寸法は、クラッチ歯車に、モ
ータの駆動によって生じる通常の範囲の回転速度変化以
上の角加速度であって、かつ上記ロータ側に向けて連な
る上記減速歯車列に破損を生じるような回転力が作用す
る角加速度以下の角加速度が作用した際に、上記歯車部
が変形してこれと歯合する歯車との間にスリップが生じ
るように設定する。

【００１７】以上により、上記クラッチ付きモータによ
れば、モータを駆動させた場合や、外部から出力軸に非
常にゆっくりとした回転が加わった場合のように、クラ
ッチ歯車に所定量以上の大きな角加速度が作用しない場
合には、当該クラッチ歯車の歯車部が変形して隣接する
歯車との間の歯合が外れること無く、その回転が出力軸
側または逆にモータ側に隣接する歯車に伝えられる。

【００１８】そして、外部から上記減速歯車列の出力軸
に、急激に過度の回転速度が作用することにより、これ
に連なる上記クラッチ歯車に所定量以上の大きな角加速
度が作用した場合には、当該クラッチ歯車の歯車部と歯
合している隣接する歯車が減速歯車列を介してモータの
ロータ側に連結されていて上記回転力に対して抗するた
め、可撓性を有する上記歯車部が上記抵抗に追従できず
に内方に撓んで、その歯が隣接する歯車から外れる。こ
れにより、クラッチ歯車の歯と隣接する歯車との間でス
リップが生じてモータのロータ側への回転が遮断され、
減速歯車列における歯車の損傷が防止される。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明に係る
クラッチ付きモータの第一の実施形態における要部を示
すもので、その他の構造については、図４に示したもの
と同様であるために、説明中に同一符号を用いてその説
明を省略する。このクラッチ付きモータにおいては、図
４に示した減速歯車列７の出力軸１１に代えてスパーギ
ア２０が一体化された可撓性を有する合成樹脂製の出力
軸２１が配設されている。図１および図２に示すよう
に、この出力軸２１は、その中心部に形成された孔部２
２内に、ケーシング１の中蓋６に立設、固定された金属
製のピン６ａが挿入されることにより、上記ピン６ａ回
りに回転自在に設けられている。

【００２０】そして、この出力軸２１の下部には、上記
孔部２２の外周肉部となる支柱部２３と、外周部に隣接
する歯車２５と歯合する上記スパーギア２０が形成され
た歯車部２４とが一体に形成されており、これら支柱部
２３と歯車部２４との間には、円周方向に連続するとと
もに軸線方向の図中下端（一端）側に開口する空間部２
６が形成されている。これにより、上記スパーギア２０
がクラッチ歯車とされている。ここで、上記空間部２６
の幅寸法Ｗは、スパーギア２０に、モータ５駆動による
通常の回転速度の変動によって生じる角加速度以上の角
加速度であって、かつロータの歯車４と歯合する複数の
歯車からなる減速歯車列７に破損を生じるような回転ト
ルクが作用する角加速度以下の角加速度が作用した際
に、歯車部２４が空間部２６内に向けて変形することに
より、これと歯合する歯車２５との間にスリップが生じ
るように設定されている。

【００２１】以上の構成からなるクラッチ付きモータに
よれば、通常のモータ５を駆動した状態においては、歯
車部２４に大きな変形が生じること無く、スパーギア２
０と歯合した歯車２５から伝達される回転によって、出
力軸２１が一体に回転することにより、リンクを介して
ルーバを開閉駆動したり、あるいは弁軸やターンテーブ
ル等を回転駆動する。また、例えばモータ５が停止状態
にある時に、上記ルーバを手動でゆっくりと開閉する場
合のように、逆に外部から出力軸２１に非常に緩やかな
回転力が加わった場合にも、同様にして歯車部２４に大
きな変形が生じることが無く、よってスパーギア２０と
歯合した歯車２５から順次上記減速歯車列７へと回転が
伝達されることにより、上記ロータが空回転する。

【００２２】そして、外部から上記出力軸２１に、急激
に過度の回転速度が作用することにより、これと一体化
されたスパーギア２０に上述した所定量以上の大きな角
加速度が作用すると、このスパーギア２０と歯合してい
る隣接する歯車２５が減速歯車列７を介してモータのロ
ータ側に連結されている結果、上記回転力に対して抗す
るため、図２に示すように、可撓性を有する歯車部２４
が上記抵抗に追従できずに空間部２６側に撓んで、その
スパーギア２０が隣接する歯車２５から外れる。これに
より、スパーギア２０と隣接する歯車２５との間でスリ
ップが生じてモータのロータ側への回転が遮断され、減
速歯車列７における歯車の損傷が防止される。

【００２３】このように、上記構成からなるクラッチ付
きモータによれば、出力軸２１のスパーギア２０が形成
された部分を、合成樹脂によって一体成形された支柱部
２３とスパーギア２０が形成された歯車部２４とによっ
て構成し、これら支柱部２３と歯車部２４との間に幅寸
法Ｗの空間部２６を形成することにより、歯車部２４を
変形自在にしているので、従来のものと比較して、構造
が極めて簡易であるとともに、部品点数を大幅に減少さ
せて製造単価の低減化を図ることができる。加えて、上
記出力軸２１に形成された孔部２２内に、ピン６ａを挿
入するのみで組立ることができるため、組立も一層容易
で熟練を要することが無く、しかも常に一定のクラッチ
着脱力を得ることができる。

【００２４】また、空間部２６の幅寸法Ｗを適宜選択す
ることにより、クラッチの着脱力を自由に設定すること
ができ、よってモータ５自体の駆動トルクや、減速歯車
列７における歯車強さ等の各種の使用条件に応じて、外
部から出力軸２１に過度の回転力が作用した場合におけ
るスパーギア２０のスリップを自由に調整することがで
きる。

【００２５】なお、上記実施の形態においては、出力軸
２１を、ケーシング１の中蓋６に立設、固定された金属
製のピン６ａ回りに回転自在に設けた場合に付いてのみ
説明したが、これに限定されるものではなく、例えば図
３に示すように、出力軸２１の孔部２２にピン６ｂを嵌
合して一体化し、これを中蓋６上に配設した支承板３０
の支持穴３１内に取り付けることにより、上記出力軸２
１をピン６ｂと一体的に、支承板３０上に回転自在に設
けてもよい。

【００２６】また、上記実施の形態では、出力軸２１
に、空間部２６を介した支柱部２３と歯車部２４とを形
成することにより、歯車部２４に形成されたスパーギア
２０をクラッチ歯車とした場合に付いてのみ説明した
が、これに限るものではなく、他の減速歯車列７を構成
する一の歯車に、同様の空間部を介した支柱部と歯車部
とを形成することにより、上記クラッチ歯車としても同
様の作用効果を得ることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
クラッチ付きモータによれば、一の部材によってクラッ
チ効果を発揮させることができるために、従来のものと
比較して、構造が極めて簡易であるとともに、部品点数
を大幅に減少させて製造単価の低減化を図ることがで
き、しかも組立も一層容易で熟練を要することが無く、
かつ常に一定のクラッチ着脱力を得ることができる。し
かも、クラッチ機構を出力軸のみならず減速歯車列内の
任意の歯車に対しても設けることが可能になるといった
効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクラッチ付きモータの一実施形態
を示す要部の縦断面図である。

【図２】図１のクラッチ機構が作動した状態を示す縦断
面図である。

【図３】図１の変形例を示す断面図である。

【図４】従来のクラッチ付きモータを示す一部切り欠い
た斜視図である。

【図５】図４のクラッチ機構部分を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ４ ロータの歯車 ５ モータ ６ａ、６ｂ ピン ７ 減速歯車列 ２０ スパーギア ２１ 出力軸 ２２ 孔部 ２３ 支柱部 ２４ 歯車部 ２６ 空間部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J009 DA16 DA18 EA05 EA11 EA21 EA32 EB06 EB18 EC02 ED06 FA11 3J030 AC10 BA01 BB18 BC01 BC08 CA10 3J068 AA07 BA02 BB05 CB05 EE12 GA07

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング内に、モータと、このモータ
   のロータ歯車に歯合された複数の歯車からなる減速歯車
   列と、この減速歯車列の最終段の歯車に歯合された歯車
   を有し、かつ被駆動部材が連結される出力軸とが組み込
   まれたクラッチ付きモータにおいて、 上記減速歯車および上記出力軸の歯車の少なくとも一の
   歯車は、当該歯車を上記ケーシング内に回転自在に支承
   するピンが挿入される孔部が形成された支柱部と、この
   支柱部を囲繞するとともにその外周に隣接する上記歯車
   と歯合する歯が形成された歯車部とが、可撓性を有する
   合成樹脂によって一体に形成されるとともに、上記支柱
   部と上記歯車部との間には、円周方向に連続するととも
   に軸線方向の一端側に開口する空間部が形成されてなる
   ことを特徴とするクラッチ付きモータ。