JP2009281417A - クラッチ装置及びワイパモータ - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ装置の部品点数を少なくして、コストを低減すると共にクラッチ装置を小型化する。
【解決手段】クラッチ装置１８は、クラッチプレート３４と、クラッチプレート３４に対して相対回転可能とされた出力軸３６と、出力軸３６に一体回転可能に固定されると共に、クラッチプレート３４に対して相対回転可能とされた皿ばね３８と、クラッチプレート３４に形成された突起部４２と、皿ばね３８に形成され、突起部４２と皿ばね３８の回転方向に係合された係合状態と、出力軸３６に対して回転方向に所定以上の外力が作用した場合に皿ばね３８を軸方向に弾性圧縮変形させて突起部４２との係合が解除された係合解除状態とを取り得るように構成された切り欠き部４８と、を備えている。この構成によれば、出力側のクラッチプレートを備えない分、部品点数を少なくできるので、コストを低減できると共に小型化することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、クラッチ装置及びワイパモータに関する。

従来、ワイパモータに備えられたクラッチ装置としては、例えば、次のものがある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。すなわち、特許文献１、特許文献２に記載のクラッチ装置では、出力軸に係合ベース及びクラッチディスクが一体回転可能に設けられており、クラッチディスクは、係合ベースとの間に設けられた弾性部材によって入力ディスクに押圧されている。また、クラッチディスクには、係合凹部が形成され、入力ディスクには、係合凸部が形成されている。そして、このクラッチ装置では、出力軸に所定以上の外力が作用した場合には、弾性部材の弾性変形を伴ってクラッチディスクが入力ディスクから軸方向に離間し係合凸部と係合凹部との係合状態が解除されるようになっている。
特開２００６−３０８０２６号公報 特開２００５−１５５９０４号公報

しかしながら、上述の特許文献１、特許文献２に記載のクラッチ装置では、出力軸、入力ディスク、クラッチディスク、ウェーブワッシャ、クラッチベースを備えて構成されている。このため、クラッチ装置の部品点数が多くなって、コストが増加すると共にクラッチ装置が大型化するという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、クラッチ装置の部品点数を少なくして、コストを低減すると共にクラッチ装置を小型化することにある。

前記課題を解決するために、請求項１に記載のクラッチ装置は、入力回転部材と、前記入力回転部材と同軸状に配置されると共に前記入力回転部材に対して相対回転可能とされた出力回転部材と、前記入力回転部材及び前記出力回転部材の一方に一体回転可能に固定されると共に、前記入力回転部材及び前記出力回転部材の他方に対して相対回転可能とされた弾性回転部材と、前記入力回転部材及び前記出力回転部材の他方に形成された係合部と、前記弾性回転部材に形成され、前記係合部と前記弾性回転部材の回転方向に係合された係合状態と、前記出力回転部材に対して回転方向に所定以上の外力が作用した場合に前記弾性回転部材を弾性変形させて前記係合部との係合が解除された係合解除状態とを取り得るように構成された被係合部と、を備えている。

請求項１に記載のクラッチ装置では、入力回転部材及び出力回転部材の一方に弾性回転部材が一体回転可能に固定されており、この弾性回転部材は、入力回転部材及び出力回転部材の他方に対して相対回転可能とされている。そして、通常使用状態においては、入力回転部材及び出力回転部材の他方に形成された係合部と、弾性回転部材に形成された被係合部とが弾性回転部材の回転方向に係合された状態に維持される。従って、入力回転部材に回転力が入力されて入力回転部材が回転されると、入力回転部材の回転力が弾性回転部材を介して出力回転部材に伝達され、出力回転部材が回転される。

一方、例えば、入力回転部材が拘束された状態で出力回転部材に過大な荷重が作用するか、又は、出力回転部材が拘束された状態で入力回転部材が回転される等により、出力回転部材に対して回転方向に所定以上の外力が作用した場合には、弾性回転部材の弾性変形を伴って係合部と被係合部との係合状態が解除される。従って、この場合には、入力回転部材が出力回転部材に対して相対的に空転されるので、入力回転部材や、この入力回転部材に接続された減速機構等の損傷を防止することができる。

ここで、請求項１に記載のクラッチ装置では、上述のように、入力回転部材及び出力回転部材の他方に形成された係合部と係合される被係合部が弾性回転部材に形成されている。すなわち、請求項１に記載のクラッチ装置は、入力回転部材、出力回転部材、弾性回転部材で足り、例えば、係合部が形成された入力回転部材、被係合部が形成された動力伝達部材、出力回転部材、弾性回転部材を備えた構成に比して、動力伝達部材を備えない分、部品点数が少ない構成である。

このように、請求項１に記載のクラッチ装置によれば、部品点数を少なくできるので、コストを低減できると共に小型化することができる。

請求項２に記載の車両用ワイパ装置は、請求項１に記載のクラッチ装置において、前記係合部及び前記被係合部が前記弾性回転部材の回転方向に不等間隔で複数形成された構成とされている。

請求項２に記載の車両用ワイパ装置によれば、係合部及び被係合部が弾性回転部材の回転方向に不等間隔で複数形成されており、出力回転部材が入力回転部材に対して一定の回転位置にあるときのみ各係合部と各被係合部が係合状態となる。従って、出力回転部材に対して回転方向に所定以上の外力が作用して出力回転部材が入力回転部材に対して相対的に空転されても、その後、各係合部と各被係合部が係合されるように出力回転部材が入力回転部材に対して相対的に回転されることで、出力回転部材を入力回転部材に対して空転前の一定の回転位置に復帰させることができる。

請求項３に記載の車両用ワイパ装置は、請求項１又は請求項２に記載のクラッチ装置において、前記係合部が前記入力回転部材及び前記出力回転部材の他方から突出された突起部とされ、前記被係合部が前記弾性回転部材の一部が切り欠かれた切り欠き部又は前記弾性回転部材の一部に凹状に形成された凹面部とされた構成とされている。

請求項３に記載の車両用ワイパ装置によれば、被係合部が弾性回転部材の一部を切り欠かいた切り欠き部とされた場合には、弾性回転部材への切り欠き部の形成は容易であるので、コストをより低減することができる。一方、被係合部が弾性回転部材の一部に凹状に形成された凹面部とされた場合には、凹面部に傾斜面を容易に形成することができるので、これにより、係合部としての突起部と被係合部としての凹面部との係合状態を円滑に解除することができる。

また、前記課題を解決するために、請求項４に記載のワイパモータは、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のクラッチ装置と、前記入力回転部材を回転させるためのモータ本体と、を備えている。

請求項４に記載のワイパモータによれば、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のクラッチ装置を備えているので、クラッチ装置の部品点数が少なくなることで、コストを低減できると共にクラッチ装置を小型化することができる。

以下、図面に基づき、本発明の一実施形態について説明する。

図１には、本発明の一実施形態に係るワイパモータ１０が示されている。この図に示されるワイパモータ１０は、例えば、車両の払拭面を払拭するための車両用ワイパ装置の駆動源として好適に用いられるものであり、次の構成とされている。

すなわち、このワイパモータ１０は、モータ本体１２と、減速機構１４と、リンク機構１６と、クラッチ装置１８とを主要な構成として備えている。

モータ本体１２は、例えば、ブラシ付き直流モータにより構成されており、モータシャフト２０を有して構成されている。減速機構１４は、モータシャフト２０の先端側に形成されたウォーム２２と、このウォーム２２と噛合されたウォームホイール２４とにより構成されている。

リンク機構１６は、第一リンクレバー２６と第二リンクレバー２８とを有して構成されている。第一リンクレバー２６は、ウォームホイール２４と一体回転可能に固定された回転軸３０に一体回転可能に固定されており、第二リンクレバー２８は、第一リンクレバー２６の先端側に相対回転可能に連結されている。

クラッチ装置１８は、クラッチプレート３４と、出力軸３６と、皿ばね３８と、ストッパ４０とを主要な構成として備えている。ここで、図２〜図５Ｂには、このクラッチ装置１８が詳細に示されている。

図２に示されるように、出力軸３６は、その基端側が第二リンクレバー２８の基端側に相対回転可能に支持されており、その先端側には、図示しないワイパアームが固定される固定部３２が形成されている。

クラッチプレート３４とストッパ４０は、出力軸３６と同軸状に配置されると共に、出力軸３６の軸方向に互いに対向して配置されている。そして、クラッチプレート３４は、上述の第二リンクレバー２８と一体回転可能に固定されており、ストッパ４０は、上述の出力軸３６と一体回転可能に固定されている。

クラッチプレート３４におけるストッパ４０側の面には、ストッパ４０側に向けて突出する突起部４２が形成されており、この突起部４２には、クラッチプレート３４の回転方向両側に傾斜面４２Ａが形成されている。一方、ストッパ４０の外周部には、径方向外側に向けて突出する当接部４４が形成されている。この当接部４４は、図示しない車体の被当接部と当接されることで出力軸３６の回転範囲を制限するものである。

皿ばね３８は、上述のクラッチプレート３４とストッパ４０との間に介挿されており、図４に示されるように、例えば金属製とされると共に円錐台状に形成され、且つ、その中央部に孔部４６を有して構成されている。また、この皿ばね３８は、その自由長Ｌ１がクラッチプレート３４とストッパ４０との間の軸方向長さＬ２よりも長くなるように構成されている。

そして、この皿ばね３８は、例えば、次の要領により出力軸３６に一体回転可能に固定されている。つまり、図４に示されるように、孔部４６に出力軸３６が挿入された後、皿ばね３８がクラッチプレート３４とストッパ４０とによって軸方向に挟み込まれて軸方向に弾性圧縮変形される。そして、これにより孔部４６が縮径され、孔部４６の内周部が出力軸３６の外周部に密着されることで、皿ばね３８が出力軸３６に一体回転可能に固定されている。また、この皿ばね３８は、上述のように出力軸３６に一体回転可能に固定される一方で、クラッチプレート３４に対しては相対回転可能とされている。

また、この皿ばね３８には、外周部の一部が切り欠かれることで切り欠き部４８が形成されている。この切り欠き部４８は、図３に示されるように、突起部４２と整合する位置に形成されており、且つ、突起部４２と皿ばね３８の回転方向に係合されている。また、この突起部４２及び切り欠き部４８は、皿ばね３８の回転方向に不等間隔で複数形成されている。

なお、本発明の一実施形態において、クラッチプレート３４は、本発明における入力回転部材に相当し、出力軸３６及びストッパ４０は、本発明における出力回転部材に相当する。また、皿ばね３８は、本発明における弾性回転部材に相当し、突起部４２は、本発明における係合部に相当し、切り欠き部４８は、本発明における被係合部に相当する。

また、本発明の一実施形態において、本発明における入力回転部材及び出力回転部材の一方は出力回転部材であり、本発明における入力回転部材及び出力回転部材の他方は入力回転部材である。

次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。

本発明の一実施形態に係るクラッチ装置１８では、図２に示されるように、クラッチプレート３４とストッパ４０との間に皿ばね３８が介挿されており、この皿ばね３８は、出力軸３６に一体回転可能に固定されると共に、クラッチプレート３４に対して相対回転可能とされている。そして、図５Ａに示されるように、通常使用状態においては、クラッチプレート３４に形成された突起部４２と、皿ばね３８に形成された切り欠き部４８とが皿ばね３８の回転方向に係合された状態に維持される。従って、モータ本体１２が作動し、モータ本体１２の回転力が減速機構１４及びリンク機構１６を介してクラッチプレート３４に入力されてクラッチプレート３４が回転されると、クラッチプレート３４の回転力が皿ばね３８を介して出力軸３６に伝達され、出力軸３６が回転される。

一方、例えば、図示しないワイパアームを介して出力軸３６に過大な荷重が作用するか、又は、図示しないワイパアームと共に出力軸３６が拘束された状態でモータ本体１２が回転される等により、出力軸３６に対して回転方向に所定以上の外力が作用した場合には、図５Ｂに示されるように、皿ばね３８の軸方向への弾性圧縮変形を伴って突起部４２と切り欠き部４８との係合状態が解除される。従って、この場合には、クラッチプレート３４が出力軸３６に対して相対的に空転されるので、このクラッチプレート３４や、このクラッチプレート３４に接続されたリンク機構１６、減速機構１４等の損傷を防止することができる。

ここで、本発明の一実施形態に係るクラッチ装置１８では、上述のように、クラッチプレート３４に形成された突起部４２と係合される切り欠き部４８が皿ばね３８に形成されている。すなわち、本発明の一実施形態に係るクラッチ装置１８は、クラッチプレート３４、出力軸３６、皿ばね３８、ストッパ４０で足り、例えば、図１５に示される比較例のワイパモータ１１０に備えられたクラッチ装置１１８のように、係合部１４２が形成された入力側のクラッチプレート１３４、被係合部１４８が形成された出力側のクラッチプレート１３５、出力軸１３６、皿ばね１３８、ストッパ１４０を備えた構成に比して、出力側のクラッチプレート１３５を備えない分、部品点数が少ない構成である。

このように、本発明の一実施形態に係るクラッチ装置１８によれば、部品点数を少なくできるので、コストを低減できると共に小型化することができる。

しかも、本発明の一実施形態に係るクラッチ装置１８によれば、突起部４２及び切り欠き部４８が皿ばね３８の回転方向に不等間隔で複数形成されており、出力軸３６がクラッチプレート３４に対して一定の回転位置にあるときのみ各突起部４２と各切り欠き部４８が係合状態となる。従って、出力軸３６に対して回転方向に所定以上の外力が作用して出力軸３６がクラッチプレート３４に対して相対的に空転されても、その後、各突起部４２と各切り欠き部４８が係合されるように出力軸３６がクラッチプレート３４に対して相対的に回転されることで、出力軸３６をクラッチプレート３４に対して空転前の一定の回転位置に復帰させることができる。これにより、出力軸３６に固定される図示しないワイパアームの回動範囲、ひいては、このワイパアームに接続されるワイパブレードの払拭範囲が変更されることを防止することができる。

また、本発明の一実施形態に係るクラッチ装置１８によれば、例えば皿ばね３８を打ち抜き加工等により製造する際に皿ばね３８への切り欠き部４８の形成は容易であるので、コストをより低減することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

例えば、上記実施形態では、孔部４６の内周部が出力軸３６の外周部に密着されることで、皿ばね３８が出力軸３６に一体回転可能に固定されていたが、例えば、図６に示されるように、出力軸３６の外周部に係合凸部５０が形成されると共に皿ばね３８の孔部４６に係合凹部５２が形成され、この係合凸部５０と係合凹部５２が係合されることで、皿ばね３８が出力軸３６に一体回転可能に固定されていても良い。

また、上記実施形態において、皿ばね３８は、出力軸３６に一体回転可能に固定されていたが、ストッパ４０に一体回転可能に固定されていても良い。

また、上記実施形態において、突起部４２及び切り欠き部４８は、皿ばね３８の回転方向に不等間隔で複数形成されていたが、例えば、図７に示されるように、皿ばね３８の回転方向における一箇所に形成されていても良い。このように構成されていても、出力軸３６に固定される図示しないワイパアームの回動範囲、ひいては、このワイパアームに接続されるワイパブレードの払拭範囲が変更されることを防止することができる。

また、上記実施形態において、係合部としての突起部４２と係合される被係合部は、皿ばね３８の一部が切り欠かれた切り欠き部４８とされていたが、例えば、図８，図９に示されるように、皿ばね３８の一部に凹状に形成された凹面部５４とされていても良い。この場合には、例えば皿ばね３８をプレス加工等により製造する際に凹面部５４に傾斜面５４Ａを容易に形成することができるので、これにより、係合部としての突起部４２と被係合部としての凹面部５４との係合状態を円滑に解除することができる。

また、上記実施形態において、クラッチ装置１８は、皿ばね３８を一つ有する構成とされていたが、皿ばね３８を複数有する構成とされていても良い。また、この場合に、皿ばね３８は、図１０に示されるように、同じ向きで複数重ねられた配置（直列配置）とされていても良く、また、図１１に示されるように、互いに異なる向きで複数重ねられた配置（並列配置）とされていても良い。

また、上記実施形態において、クラッチ装置１８は、弾性回転部材として皿ばね３８を有する構成とされていたが、例えば、図１２に示されるように、弾性回転部材としてコイルばね５６を有する構成とされていても良く、また、図１３に示されるように、弾性回転部材として板ばね５８を有する構成とされていても良い。

なお、図１２に示されるコイルばね５６は、係止凸部６０を有し、この係止凸部６０がストッパ４０に形成された係止凹部６２に係止されることで、ストッパ４０に一体回転可能に固定されている。また、図１３に示される板ばね５８は、係止凸部６４を有し、この係止凸部６４がストッパ４０に形成された係止凹部６６に係止されることで、ストッパ４０に一体回転可能に固定されている。

また、上記実施形態において、クラッチ装置１８は、皿ばね３８が出力軸３６に一体回転可能に固定されると共にクラッチプレート３４に対して相対回転可能とされ、且つ、突起部４２がクラッチプレート３４に形成された構成とされていたが、例えば、図１４に示されるように、皿ばね３８がクラッチプレート３４に一体回転可能に固定されると共に出力軸３６に対して相対回転可能とされ、且つ、突起部４２が出力軸３６に一体回転可能に固定されたストッパ４０に形成された構成とされていても良い。

なお、図１４に示される変形例において、本発明における入力回転部材及び出力回転部材の一方は入力回転部材であり、本発明における入力回転部材及び出力回転部材の他方は出力回転部材である。

また、図１４に示される変形例において、クラッチプレート３４が省かれて皿ばね３８が第二リンクレバー２６に一体回転可能に固定されていても良い。このように構成されていると、クラッチ装置１８の部品点数をさらに少なくできるので、クラッチ装置１８のコストをより低減できると共にクラッチ装置１８をさらに小型化することができる。なお、この場合には、第二リンクレバー２６が本発明における入力回転部材に相当する。

本発明の一実施形態に係るワイパモータの斜視図である。 図１に示されるワイパモータの要部拡大図である。 図２に示される皿ばね及びクラッチプレートの平面図である。 図２に示されるクラッチ装置の組立説明図である。 図２に示されるクラッチ装置の動力伝達状態を示す側面図である。 図２に示されるクラッチ装置の動力遮断状態を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るクラッチ装置の変形例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るクラッチ装置の変形例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るクラッチ装置の変形例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る皿ばねの変形例を示す図である。 図９の９−９線断面図である。 本発明の一実施形態に係るクラッチ装置の変形例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るクラッチ装置の変形例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るクラッチ装置の変形例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るクラッチ装置の変形例を示す図である。 比較例に係るワイパモータの斜視図である。

符号の説明

１０…ワイパモータ、１２…モータ本体、１４…減速機構、１６…リンク機構、１８…クラッチ装置、２０…モータシャフト、２２…ウォーム、２４…ウォームホイール、２６…第一リンクレバー、２８…第二リンクレバー、３０…回転軸、３２…固定部、３４…クラッチプレート（入力回転部材）、３６…出力軸（出力回転部材の一部）、３８…皿ばね（弾性回転部材）、４０…ストッパ（出力回転部材の一部）、４２…突起部（係合部）、４４…当接部、４６…孔部、４８…切り欠き部（被係合部）、５０…係合凸部、５２…係合凹部、５４…凹面部、５６…コイルばね（弾性回転部材）、５８…板ばね（弾性回転部材）

Claims (4)

1. 入力回転部材と、
   前記入力回転部材と同軸状に配置されると共に前記入力回転部材に対して相対回転可能とされた出力回転部材と、
   前記入力回転部材及び前記出力回転部材の一方に一体回転可能に固定されると共に、前記入力回転部材及び前記出力回転部材の他方に対して相対回転可能とされた弾性回転部材と、
   前記入力回転部材及び前記出力回転部材の他方に形成された係合部と、
   前記弾性回転部材に形成され、前記係合部と前記弾性回転部材の回転方向に係合された係合状態と、前記出力回転部材に対して回転方向に所定以上の外力が作用した場合に前記弾性回転部材を弾性変形させて前記係合部との係合が解除された係合解除状態とを取り得るように構成された被係合部と、
   を備えたクラッチ装置。
2. 前記係合部及び前記被係合部は、前記弾性回転部材の回転方向に不等間隔で複数形成されている、
   請求項１に記載のクラッチ装置。
3. 前記係合部は、前記入力回転部材及び前記出力回転部材の他方から突出された突起部とされ、
   前記被係合部は、前記弾性回転部材の一部が切り欠かれた切り欠き部又は前記弾性回転部材の一部に凹状に形成された凹面部とされている、
   請求項１又は請求項２に記載のクラッチ装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のクラッチ装置と、
   前記入力回転部材を回転させるためのモータ本体と、
   を備えたワイパモータ。

Images