JP2012167805A - クラッチ付き駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源オフ時に出力軸に働く負荷が駆動モータに瞬間的に加わることを防止する。
【解決手段】ケース（４）に収容された支持板（３）に固定された軸（２４）に回転自在に支承され駆動モータ（１１）の回転子に連結された第１のクラッチ体（２１）と、減速歯車列（１６）を介して出力軸（３０）に連結されると共に上記軸に回転自在かつ第１のクラッチ体に対して接離自在に支承された第２のクラッチ体（２２）と、第１、第２のクラッチ体の間に介装されて第２のクラッチ体を上記軸に沿って第１のクラッチ体から離間する方向に付勢する付勢手段（２３）とからなるクラッチ（１５）と、第２のクラッチ体を付勢手段に抗して第１のクラッチ体に係合させる駆動手段（５５）と、第２のクラッチ体とケースとの間にクラッチと別体に設けられ電源オフ時に第１のクラッチ体から離間した第２のクラッチ体の回転を抑制するブレーキ機構（１７）とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、空気調整装置の空気ダクトや換気ダクトの途中に設けられたダンパを開閉するために用いられて好適な、クラッチ付き駆動装置に関する。

従来、例えば開閉式のダンパを有する空気調整装置においては、空気ダクトの途中に設けられたダンパを開閉駆動するために、クラッチ付き駆動装置が組み込まれている。クラッチ付き駆動装置としては、例えば特許第２９５５２７５号公報及び特許第３４５７７８９号公報に開示されているものがある（例えば、特許文献１及び２参照）。

このクラッチ付き駆動装置は、駆動モータの回転子と出力軸との間にクラッチが介挿され、該クラッチは、駆動モータの回転子に減速して連結された第１のクラッチ体と、減速歯車列を介して出力軸に連結されると共に、第１のクラッチ体に対して接離自在に設けられた第２のクラッチ体と、第１及び第２のクラッチ体を回転自在に支承する軸と、第１及び第２のクラッチ体の間に介装されて、第１及び第２のクラッチ体を前記軸に沿って互いに離間する方向に付勢する付勢手段と、一方のクラッチ体を他方のクラッチ体に接近させる駆動手段と、第１のクラッチ体と第２のクラッチ体との間に設けられて、電源をオフにしたときに第１のクラッチ体から離間した第２のクラッチ体の回転を抑制するブレーキ手段とを備えている。

ブレーキ手段は、第１のクラッチ体の第２のクラッチ体と対向する面に、軸と同心的に一体に形成された円筒状の円周壁部と、第２のクラッチ体の第１のクラッチ体と対向する面に軸と同心的に拡径自在に設けられ、かつ円周壁部内に収容されて円周壁部の内周面に摺動可能に設けられた環状のブレーキ部材とからなる。

クラッチ付き駆動装置の出力軸にはダンパを閉じようとしている負荷が働いているため、電源をオフにしたとき当該出力軸に急激な負荷が加わる。これに伴い減速歯車列の歯車にも急激な負荷が加わると共に高速回転となるため、騒音や振動が発生する。同時に歯車の耐久性を低下させる虞がある。

ブレーキ手段は、電源をオフにしたときに、第１のクラッチ体から離間して出力軸から減速歯車列を介して高速逆回転（空転）する第２のクラッチ体の遠心力により、環状のブレーキ部材が拡径して第１のクラッチ体に形成された円筒壁部の内周面に圧接し、回転速度に応じた摩擦力を受けて第２のクラッチ体の回転を抑制し、ダンパを緩やかに閉じる。

特許第２９５５２７５号公報（２−３頁、図１） 特許第３４５７７８９号公報（２−３頁、図５）

上述の特許文献１及び２に記載されたクラッチ付き駆動装置のブレーキ手段は、第１のクラッチ体に一体形成された円筒状の円周壁部に、第２のクラッチ体に拡径自在に設けられた環状のブレーキ部材が遠心力により圧接して、回転速度に応じた摩擦力を受けて第２のクラッチ体の回転を抑制する構造となっているために、円周壁部、すなわち第１のクラッチ体がブレーキ部材により第２のクラッチ体に連れ回りして、出力軸に加わる負荷が駆
動モータの回転子に瞬間的に加わることになる。この結果、駆動モータに悪影響を及ぼすことが懸念される。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、クラッチと別体にブレーキ機構を設け、電源をオフにしたときに出力軸に働く負荷が駆動モータに瞬間的に加わることを確実に防止して、駆動モータの耐久性の向上を図ることができる、クラッチ付き駆動装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、ケースに収容された支持板に固定された軸に回転自在に支承され駆動モータの回転子に連結された第１のクラッチ体と、減速歯車列を介して出力軸に連結されると共に軸に回転自在かつ第１のクラッチ体に対して接離自在に支承された第２のクラッチ体と、第１及び第２のクラッチ体間に介装されて第２のクラッチ体を軸に沿って第１のクラッチ体から離間する方向に付勢する付勢手段とからなるクラッチと、第２のクラッチ体を付勢手段に抗して第１のクラッチ体に係合させる駆動手段と、第２のクラッチ体とケースとの間にクラッチと別体に設けられて電源をオフにしたときに第１のクラッチ体から離間した第２のクラッチ体の回転を抑制するブレーキ機構とを備えたことにある。

本発明のクラッチ付き駆動装置は、電源をオンにすると、駆動手段が作動して第２のクラッチ体を第１のクラッチ体に係合させてクラッチを接合させる。同時に駆動モータが回転してクラッチ、減速歯車列を介して出力軸を回転させる。このときブレーキ機構は非作動状態となりブレーキ効果は得られない。

電源をオフにすると、駆動モータの回転が停止すると同時に駆動手段が非作動となり、第２のクラッチ体と第１のクラッチ体との係合が解除されて、出力軸に働いている外力により第２のクラッチ体が高速で逆方向に回転しようとする。このとき、ブレーキ部材が作動して第２のクラッチ体の回転を抑制する。

ブレーキ機構は、第２のクラッチ体とケースとの間に設けられていることで、第１のクラッチ体と機械的に完全に切り離され、従来のクラッチ付き駆動装置で見られたブレーキ機構による第１のクラッチ体の連れ回りが確実に防止される。この結果、駆動モータに瞬間的に高負荷が加わることが防止され、駆動モータの耐久性が向上する。

好ましくは、上記ブレーキ機構は、第２のクラッチ体の歯と噛合する歯車と、この歯車に回転に応じて縮径及び拡径可能に設けられたブレーキ部材と、このブレーキ部材を縮径及び拡径させるガイド機構と、上記ケースにブレーキ部材と対向して形成されブレーキ部材を収容して、このブレーキ部材が拡径したときに摩擦力を発生させるブレーキ胴とを備えている。

ブレーキ部材は、第２のクラッチ体の回転速度に応じて作用する遠心力により拡径してブレーキ胴に圧接し、その摩擦力によりブレーキ効果が得られ、第２のクラッチ体の回転速度を抑制する。これにより、出力軸の回転が抑制されて、被駆動部材が緩やかに駆動する。

好ましくは、上記ブレーキ部材は、半円弧状をなす一対のブレーキ部材からなり、上記歯車の一側面上に同心的に環状に配置され、上記ガイド機構により縮径及び拡径可能に支持されている。

ブレーキ部材は、一方向に回転するときにはガイド機構により縮径してブレーキ胴から
離隔して非作動状態となり、逆方向に回転するときにはガイド機構により回転速度に応じた遠心力を受けて拡径し、ブレーキ胴に圧接して摩擦力を受けてブレーキ効果が得られる。

好ましくは、上記ブレーキ胴は、内周壁面に上記ブレーキ部材が拡径したときにその外周面を圧接させて摩擦力を発生させる。これにより、ブレーキ効果を得る。

好ましくは、上記ガイド機構は、上記各ブレーキ部材の各両端部近傍から略周方向に沿って略円弧状に形成された各２つのカム孔と、上記歯車の一側面上に植設され各カム孔を貫通して各ブレーキ部材を歯車の回転に応じて縮径及び拡径させるピンとにより形成されている。

ガイド機構は、歯車が一方向に回転するときにはピンがカム孔を介してブレーキ部材を縮径させてブレーキ胴の内周壁面から離隔させ、歯車が逆方向に回転するときにはブレーキ部材を拡径させて内周壁面に圧接させて摩擦力を発生させる。

好ましくは、上記各ブレーキ部材の各カム孔は、各一側端が上記歯車の回転中心から遠い位置に、各他側端が回転中心に近い位置に位置している。

歯車が一方向に回転するときには、ピンがカム孔の歯車の回転中心から遠い位置側に位置してブレーキ部材を縮径させ、歯車が逆方向に回転するときには、ピンがカム孔の歯車の回転中心から近い位置側に位置して回転速度に応じた遠心力によりブレーキ部材を拡径させる。

好ましくは、上記ブレーキ機構は、上記各ピンが対応する上記各ブレーキ部材の各カム孔の各一側端側に位置しているときには前記ブレーキ部材を縮径させ、各他側端側に位置しているときには、ブレーキ部材を上記歯車の回転による遠心力に応じて拡径させて各外周面を上記内周壁面に圧接させる。

ブレーキ機構は、歯車が一方向に回転するときには各ピンが対応する各ブレーキ部材の各カム孔の各一側端側に位置してブレーキ部材を縮径させて、各外周面をブレーキ胴の内周壁面から離隔させて非作動状態とする。歯車が逆方向に回転するときには、各ピンが各カム孔の各他側端側に位置して、各ブレーキ部材を歯車の回転による遠心力に応じて拡径させ、各外周面をブレーキ胴の内周壁面に圧接させて摩擦力を受けてブレーキ効果を得る。

以上のように、本発明のクラッチ付き駆動装置は、ケースに収容された支持板に固定された軸に回転自在に支承され駆動モータの回転子に連結された第１のクラッチ体と減速歯車列を介して出力軸に連結されると共に前記軸に回転自在かつ前記第１のクラッチ体に対して接離自在に支承された第２のクラッチ体と前記第１及び第２のクラッチ体間に介装されて前記第２のクラッチ体を前記軸に沿って前記第１のクラッチ体から離間する方向に付勢する付勢手段からなるクラッチと、前記第２のクラッチ体を前記付勢手段に抗して前記第１のクラッチ体に係合させる駆動手段と、前記第２のクラッチ体と前記ケースとの間に前記クラッチと別体に設けられて電源をオフにしたときに前記第１のクラッチ体から離間した第２のクラッチ体の回転を抑制するブレーキ機構とを備える。

ブレーキ機構は、第２のクラッチ体とケースとの間にクラッチと別体に設けられていることで、電源をオフにしたときに第２のクラッチ体が第１のクラッチ体と機械的に完全に切り離されて、ブレーキの作動時に第２のクラッチ体の回転による第１のクラッチ体の連れ回りが確実に防止され、この結果、駆動モータに瞬間的に高負荷が加わることが防止さ
れて駆動モータの耐久性の向上が図られる。また、第１のクラッチ体と駆動モータとの間に発生する騒音や振動も防止される。

さらに、電源をオフにしたときに出力軸に働く急激な負荷により生じる減速歯車列の騒音や振動の低減、各歯車に加わる瞬間的な高負荷を軽減し、高速回転による磨耗を低減させ、耐久性の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るクラッチ付き駆動装置のクラッチ、減速歯車列及びブレーキ機構を示す図である。 図１に示したクラッチ付き駆動装置の減速歯車列の断面図であり、電源をオフにしたときの状態を示している。 図１に示したクラッチ付き駆動装置の減速歯車列の断面図であり、電源をオンにしたときの状態を示している。 図１に示したクラッチ付き駆動装置の、ブレーキ機構の歯車とブレーキ部材を示す組立斜視図である。 図１に示したクラッチ付き駆動装置のブレーキ機構の断面図であり、ブレーキ非作動時の状態を示す説明図である。 図５に示したブレーキ機構のブレーキ作動時の状態を示す断面図である。

本発明のクラッチ付き駆動装置の発明を実施するための形態を、図１ないし図６を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るクラッチ付き駆動装置のクラッチ、減速歯車列及びブレーキ機構を示す図である。この図１において、各歯車は、図面の煩雑を避けるために歯形を省略して描いてある。また、図２は、図１に示したクラッチ付き駆動装置の減速歯車列の断面図であり、電源をオフにしたときの状態を示している。

図１及び図２に示すように、クラッチ付き駆動装置１は、全体が上面視で円形状をなしており、モータケース２に収容された駆動モータ１１のボビン１３上に支持板３が載置され、この支持板３の上方に間隔を置いてケース４の下部を形成する下ケース５が装着され、この下ケース５にケース４の上部を形成する上ケース６が装着されている。そして、支持板３と下ケース５との間に、クラッチ１５、減速歯車列１６及びブレーキ機構１７が収容されている。

図１に示すように、駆動モータ１１は、回転子の軸１２がモータケース２の略中心位置に配置され、小径の歯車１４が装着されている。図２に示すように、クラッチ１５は、対向する第１のクラッチ体２１、第２のクラッチ体２２、及びこれらの第１、第２のクラッチ体２１，２２の間に介装された付勢手段としてのスプリング２３（図２参照）により構成されている。

図２に示すように、第１のクラッチ体２１は、大径の歯車形状をなし、外周面に駆動モータ１１の歯車１４と噛合する歯２１ａが形成され、第２のクラッチ体２２と対向する図示しない上面にクラッチ歯２１ｂが周方向に沿って所定間隔で複数形成されている。

第２のクラッチ体２２は、上下２段の歯車形状をなし、下側の歯車は第１のクラッチ体２１の歯２１ａの外径よりも僅かに小径とされ、上側の歯車は下側の歯車よりも小径とされ、各外周面に歯２２ａ、２２ｂが形成される。

また、第２のクラッチ体２２の下側の歯車の第１のクラッチ体２１と対向する下面に、当該第１のクラッチ体２１のクラッチ歯２１ｂと係合可能なクラッチ歯２２ｃが形成されている。この第２のクラッチ体２２は、下側の歯２２ａがブレーキ機構１７の歯車４０と噛合し、上側の歯２２ｂが減速歯車列１６の歯車２６と噛合する。

第１及び第２のクラッチ体２１，２２は、支持板３に垂設された軸２４に回転自在に支承されており、第２のクラッチ体２２は、軸方向に摺動自在とされて第１のクラッチ体２１と接離可能とされている。また、第１のクラッチ体２１の下側に逆回転ストッパ２５が配置されて、軸２４に支承されている。第２のクラッチ体２２は、歯２２ｂの上部及び軸孔の開口端が、下ケース５に形成された孔を遊貫して当該下ケース５内に突出している。

付勢手段としてのスプリング２３は、圧縮コイルバネで、第１及び第２のクラッチ２１，２２間に、かつ軸２４の外側に同心的に配置されており、圧縮されたときには、第２のクラッチ体２２のクラッチ歯２２ｃを第１のクラッチ体２１のクラッチ歯２１ｂに係合させてクラッチ１５を接続させ、伸張したときには、第２のクラッチ体２２を第１のクラッチ体２１から図中上方に押し上げて離隔させ、２つのクラッチ歯２１ｂ，２２ｃの係合を解除させてクラッチ１５を切り離す。

図１及び図２に示すように、クラッチ１５と出力軸３０との間に介装された減速歯車列１６は、歯車２６，２７，２８，２９からなり、駆動モータ１１の歯車１４の外側に配列され、支持板３に垂設された各軸に回転自在に支承されている。初段の歯車２６は、第２のクラッチ体２２の歯２２ｂと常時噛合し、終段の歯車２９の回転軸は、出力軸３０とされている。また、駆動モータ１１の回転子の歯車１４は、第１のクラッチ体２１の歯２１ａに常時噛合している。尚、図２において駆動モータ１１の回転子及び歯車１４は、図面の煩雑を避けるために省略してある。

駆動モータ１１の歯車１４が小径とされ、第１のクラッチ体２１が大径とされていることで、駆動モータ１１の回転が減速されて、第１のクラッチ体２１に伝達される。そして、第１のクラッチ体２１の回転は、第２のクラッチ体２２に噛合する減速歯車列１６によってさらに減速されて、出力軸３０に伝達される。出力軸３０にはプーリー３１が取り付けられており、ワイヤ３２を介して図示しない被駆動部材としてのダンパに連結されている。

図１及び図２に示すように、ブレーキ機構１７は、歯車４０、ブレーキ部材４１及び内ブレーキ胴４４からなる。歯車４０は、駆動モータ１１の歯車１４の外側に、かつ第２のクラッチ体２２に対して減速歯車列１６の歯車２６と反対側に配置されており、支持板３に垂設された軸４５に回転自在に支承されている。この歯車４０は、第２のクラッチ体２２の歯２２ｂと常時噛合している。

図１、図４及び図５に示すように、ブレーキ部材４１は、歯車４０よりも僅かに小径の半円弧状をなす一対のブレーキ部材４２，４３からなり、歯車４０の図示上面（一側面）上に同心的に環状に配置されている。これらのブレーキ部材４２，４３においては、それぞれ各両端部近傍から略周方向に沿って略円弧状をなすカム孔４２ａ，４２ｂ、及びカム孔４３ａ，４３ｂが、ブレーキ部材４２，４３の下面から上面まで貫通するように形成されている。

カム孔４２ａ，４２ｂは、各一側端４２ａａ，４２ｂａが歯車４０の回転中心から遠い位置に、各他側端４２ａｂ，４２ｂｂが回転中心から近い位置にそれぞれ位置している。カム孔４３ａ，４３ｂについてもカム孔４２ａ，４２ｂと同様である。

そして、カム孔４２ａ，４２ｂ、カム孔４３ａ，４３ｂの各一側端４２ａａ，４２ｂａ，４３ａａ，４３ｂａは、同一円周上に配置され、他側端４２ａｂ，４２ｂｂ，４３ａｂ，４３ｂｂは、一側端４２ａａ，４２ｂａ，４３ａａ，４３ｂａよりも小径の同一円周上に配置されている。これらのブレーキ部材４２，４３は、所定の摩擦係数及び質量を有する金属部材、例えば黄銅で形成されている。

歯車４０の上面上には、ピン４６，４７，４８，４９が植設されている。これらのピン４６，４７，４８，４９は、ブレーキ部材４２，４３のカム孔４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂの回転中心から近い位置に位置している上記各他側端４２ａｂ，４２ｂｂ，４３ａｂ，４３ｂｂと対応する位置に、かつ同一円周上に配置されている。ブレーキ部材４２は、ピン４６，４７がカム孔４２ａ，４２ｂに遊貫され、ブレーキ部材４３は、ピン４８，４９がカム孔４３ａ，４３ｂに遊貫されて、歯車４０の上面上にそれぞれ載置されている。

図５に示すように、ブレーキ部材４２，４３は、ピン４６，４７がカム孔４２ａ，４２ｂの一側端４２ａａ，４２ｂａに、ピン４８，４９がカム孔４３ａ，４３ｂの一側端４３ａａ，４３ｂａにそれぞれ位置しているときに歯車４０の回転中心に近い位置にあり、それぞれ縮径した状態となる。

図６に示すように、ブレーキ部材４２，４３は、ピン４６，４７がカム孔４２ａ，４２ｂの他側端４２ａｂ，４２ｂｂに、ピン４８，４９がカム孔４３ａ，４３ｂの他側端４３ａｂ，４３ｂｂにそれぞれ位置しているときには歯車４０の回転中心から遠い位置にあり、それぞれ拡径した状態となる。

そして、これらのカム孔４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂと、ピン４６，４７，４８，４９とにより、これらのブレーキ部材４２，４３を縮径及び拡径させるべく案内するガイド機構５０を形成している。

すなわち、ブレーキ部材４２，４３は、歯車４０が図１に示す矢印ＣＣ方向に回転したときには、図５に示すようにピン４６，４７がカム孔４２ａ，４２ｂの一側端４２ａａ，４２ｂａ側に、ピン４８，４９がカム孔４３ａ，４３ｂの一側端４３ａａ，４３ｂａ側にそれぞれ移動して縮径され、歯車４０が図１に示す矢印Ｃ方向に回転したときには、図６に示すようにピン４６，４７がカム孔４２ａ，４２ｂの他側端４２ａｂ，４２ｂｂ側に、ピン４８，４９がカム孔４３ａ，４３ｂの他側端４３ａｂ，４３ｂｂ側にそれぞれ移動して、歯車４０の回転速度に応じた遠心力により拡径する。

図２に示すように、下ケース５の底面には、ブレーキ部材４２，４３と対向して開口するブレーキ胴４４が形成されている。このブレーキ胴４４は、円筒形状をなして、その中にブレーキ部材４２，４３が収容されている。図５に示すように、ブレーキ部材４２，４３は、縮径した状態において外周面４２ｃ，４３ｃがブレーキ胴４４の内周壁面４４ａと僅かな間隙を設けて対向しており、拡径したときには、図６に示すように外周面４２ｃ，４３ｃが内周壁面４４ａに圧接して摩擦力を受け、これによりブレーキ効果を得る。

このようにして、本発明のブレーキ機構１７が形成されている。ブレーキ機構１７は、その歯車４０がクラッチ１５の第２のクラッチ体２２と噛合しており、第１のクラッチ体２１は第２のクラッチ体２２から機械的に完全に切り離される。また、ブレーキ部材４２，４３は、下ケース５に形成されたブレーキ胴４４の内周壁面４４ａに圧接することで、ブレーキ力を発生させる。したがって、第２のクラッチ体２２が第１のクラッチ体２１から離隔したときに、ブレーキ部材４２，４３が第１のクラッチ体２１を連れ回すようなことは発生しない。

ガイド機構５０は、ブレーキ部材４２の２つのカム孔４２ａ，４２ｂをピン４６，４７で、ブレーキ部材４３の２つのカム孔４３ａ，４３ｂをピン４８，４９で、それぞれ支持することにより、これらのブレーキ部材４２，４３を安定かつ均一に縮径及び拡径させることができる。これにより、ブレーキ部材４２，４３の外周面４２ｃ，４３ｃを安定にかつ均一に、ブレーキ胴４４の内周壁面４４ａに圧接させることが可能となる。

図２に示すように、下ケース５の第２のクラッチ体２２の上方位置に、クラッチ１５を接続及びその接続を解除するための駆動手段としての、ソレノイド５５が水平に配置されている。ソレノイド５５は、鉄心５６に巻回されたコイル５７と、Ｌ字形状をなし磁性部材、例えば鉄部材で形成された支持部材５８と、可動部材５９等とにより構成されている。支持部材５８は、その垂直部が鉄心５６の後端面に当接してコイル５７の後端と共に下ケース５に固定され、その水平部がコイル５７の下側に延出して配置されている。

可動部材５９は、その折曲部近傍が支持部材５８の先端部に揺動可能に支持され、その垂直部が鉄心５６の前端面と離隔対向して配置されて吸着可能とされ、その水平部が支持部材５８の水平部の下方に延出し、かつ第２のクラッチ体２２の軸孔の開口端に当接している。ソレノイド５５は、可動部材５９がスプリング２３と協働して第２のクラッチ体２２を図中上下動させて、クラッチ１５の接離を行う。支持部材５８は、可動部材５９と協働して閉磁路を形成する。

図２に示すように、クラッチ付き駆動装置１は、ソレノイド５５がオフのときに、スプリング２３により第２のクラッチ体２２が可動部材５９の水平部と共に図示のように押し上げられて、第１のクラッチ体２１から離隔され、クラッチ１５が切り離された状態となっている。このとき、出力軸３０には、ワイヤ３２を介して図示しないダンパを閉じようとする外力、例えばスプリング力が働いており、当該出力軸３０は、図示しないストッパ等の外力により回転が停止されている。

クラッチ付き駆動装置１は、電源をオンにすると、ソレノイド５５がオンとなり、図３に示すように可動部材５９の垂直部が鉄心５６に吸着されて回動し、水平部がクラッチ１５のスプリング２３に抗して第２のクラッチ体２２を押し下げ、クラッチ歯２２ｃを第１のクラッチ体２１のクラッチ歯２１ｂに係合させて、クラッチ１５を接続する。同時に駆動モータ１１が、図１に矢印ＣＣで示す方向に正回転してクラッチ１５及び減速歯車列１６を介して出力軸３０を図１に示す矢印Ｃ方向に正回転させ、上記ダンパをスプリング力に抗して開く。

ブレーキ機構１７の歯車４０は、第２のクラッチ体２２の回転により図１に示す矢印ＣＣ方向に正回転し、図５に示すようにピン４６，４７がブレーキ部材４２のカム孔４２ａ，４２ｂの一側端４２ａａ，４２ｂａ側に、ピン４８，４９がブレーキ部材４３のカム孔４３ａ，４３ｂの一側端４３ａａ，４３ｂａ側に移動する。これに伴いブレーキ部材４２，４３が縮径して、その外周面４２ｃ、４３ｃがブレーキ胴４４の内周壁面４４ａから離隔して回転する。この結果、ブレーキ力は発生しない。すなわち、ブレーキ機構１７は、非作動状態となり、ブレーキ効果が得られない。

電源をオフにすると、駆動モータ１１の回転が停止し、同時にソレノイド５５がオフとなる。ソレノイド５５がオフになると、可動部材５９が解放されて自由となり、図２に示すようにクラッチ１５のスプリング２３が第２のクラッチ体２２と共に可動部材５９の水平部を押し上げるから、第２のクラッチ体２２のクラッチ歯２２ｃと第１のクラッチ体２１のクラッチ歯２１ｂとの係合を解除し、クラッチ１５の接合が解除される。

クラッチ１５の第１のクラッチ体２１と第２のクラッチ体２２との係合が解除されると、出力軸３０にダンパを閉じようとするスプリング力が働いているため、当該出力軸３０が図１に示す矢印ＣＣ方向に急激に空転（逆回転）しはじめ、減速歯車列１６を介して第２のクラッチ体２２が矢印ＣＣ方向に高速回転する。

同時にブレーキ機構１７の歯車４０が矢印Ｃ方向に高速回転（逆回転）して、図６に示すように、ピン４６，４７がブレーキ部材４２のカム孔４２ａ，４２ｂの他側端４２ａｂ，４２ｂｂ側に、ピン４８，４９がブレーキ部材４３のカム孔４３ａ，４３ｂの他側端４３ａｂ，４３ｂｂ側にそれぞれ移動して、これらのブレーキ部材４２，４３が歯車４０の回転速度に応じた遠心力により拡径する。

ブレーキ部材４２，４３は、その外周面４２ｃ、４３ｃが歯車４０の回転速度に応じて作用する遠心力によりブレーキ胴４４の内周壁面４４ａに圧接して回転し、その摩擦力によりブレーキ効果が得られ、当該歯車４０を介して第２のクラッチ体２２に制動力を付与して回転速度を抑制する。

第２のクラッチ体２２に付与された制動力は、減速歯車列１６を介して出力軸３０に付与される。これにより、出力軸３０の回転が抑制されて前記ダンパが緩やかに閉じる。この結果、電源をオフにしたときに、出力軸３０に加わる急激な負荷により減速歯車列１６の各歯車間に発生する騒音や振動の低減、及び各歯車にかかる瞬間的な高負荷が軽減されて、高速回転による磨耗を低減させ、耐久性の向上に繋がる。

さらに、ブレーキ機構１７は、ブレーキ部材４２，４３が下ケース５に形成されたブレーキ胴４４の内周壁面４４ａに圧接して回転するときに受ける摩擦力により、ブレーキ効果を発生させるために、第２のクラッチ体２２と第１のクラッチ体２１とが機械的に切り離され、従来のクラッチ付き駆動装置で見られたようなブレーキ部材による第１のクラッチ体の連れ回りが確実に防止される。この結果、駆動モータに瞬間的に高負荷が加わることが防止され、当該駆動モータの耐久性の向上が図られる。

上述した実施の形態において、ブレーキ部材４２，４３を黄銅等の金属部材で形成したが、これに限るものではなく、他の部材、例えばゴム部材を使用して摩擦係数を変更したり、あるいは質量を変更したりして、仕様に応じて最適なブレーキ効果を得るようにしてもよい。

本発明は、上述した一実施の形態に係るクラッチ付き駆動装置、すなわち空気ダクトや換気ダクトの途中に設けられたダンパを開閉駆動するためのクラッチ付き駆動装置に限定されるものではなく、様々なクラッチ付き駆動装置のブレーキ機構に対して実施することができる。

１ クラッチ付き駆動装置
２ モータケース
３ 支持板
４ ケース
５ 下ケース
６ 上ケース
１１ 駆動モータ
１２ 軸
１３ ボビン
１４ 歯車
１５ クラッチ
１６ 減速歯車列
１７ ブレーキ機構
２１ 第１のクラッチ体
２１ａ 歯
２１ｂ クラッチ歯
２２ 第２のクラッチ体
２２ａ，２２ｂ 歯
２２ｃ クラッチ歯
２３ スプリング（付勢手段）
２４ 軸
２５ 逆回転ストッパ
２６，２７，２８，２９ 減速歯車
３０ 出力軸
３１ プーリー
３２ ワイヤ
４０ 歯車
４１ ブレーキ部材
４２、４３ 半円弧状のブレーキ部材
４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ カム孔
４２ａａ，４２ｂａ カム孔４２ａ，４２ｂの一側端
４２ａｂ，４２ｂｂ カム孔４２ａ，４２ｂの他側端
４３ａａ，４３ｂａ カム孔４３ａ，４３ｂの一側端
４３ａｂ，４３ｂｂ カム孔４３ａ，４３ｂの他側端
４２ｃ，４３ｃ 外周面
４４ ブレーキ胴
４４ａ 内周壁面
４５ 軸
４６，４７，４８，４９ ピン
５０ ガイド機構
５５ ソレノイド
５６ 鉄心
５７ コイル
５８ 支持部材
５９ 可動部材

Claims (7)

1. ケース（４）に収容された支持板（３）に固定された軸（２４）に回転自在に支承され駆動モータ（１１）の回転子に連結された第１のクラッチ体（２１）と、減速歯車列（１６）を介して出力軸（３０）に連結されると共に前記軸に回転自在かつ前記第１のクラッチ体に対して接離自在に支承された第２のクラッチ体（２２）と、前記第１及び第２のクラッチ体間に介装されて前記第２のクラッチ体を前記軸に沿って前記第１のクラッチ体から離間する方向に付勢する付勢手段（２３）とからなるクラッチ（１５）と、
   前記第２のクラッチ体を前記付勢手段に抗して前記第１のクラッチ体に係合させる駆動手段（５５）と、
   前記第２のクラッチ体と前記ケースとの間に前記クラッチと別体に設けられて電源をオフにしたときに前記第１のクラッチ体から離間した第２のクラッチ体の回転を抑制するブレーキ機構（１７）とを備えたことを特徴とするクラッチ付き駆動装置。
2. 前記ブレーキ機構（１７）は、前記第２のクラッチ体（２２）の歯（２２ｂ）と噛合する歯車（４０）と、前記歯車に回転に応じて縮径及び拡径可能に設けられたブレーキ部材（４１）と、前記ブレーキ部材を縮径及び拡径させるガイド機構（５０）と、前記ケースに前記ブレーキ部材と対向して形成されて前記ブレーキ部材を収容して前記ブレーキ部材が拡径したときに摩擦力を発生させるブレーキ胴（４４）とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のクラッチ付き駆動装置。
3. 前記ブレーキ部材（４１）は、半円弧状をなす一対のブレーキ部材（４２，４３）からなり、前記歯車（４０）の一側面上に同心的に環状に配置され、前記ガイド機構により縮径及び拡径可能に支持されていることを特徴とする請求項２に記載のクラッチ付き駆動装置。
4. 前記ガイド機構（５０）は、前記各ブレーキ部材（４２，４３）の各両端部近傍から略周方向に沿って略円弧状に形成された各２つのカム孔（４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ）と、前記歯車（４０）の一側面に植設されて前記各カム孔を貫通して前記各ブレーキ部材を前記歯車の回転に応じて縮径及び拡径させるピン（４６，４７，４８，４９）とにより形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のクラッチ付き駆動装置。
5. 前記ブレーキ胴（４４）は、円筒形状に形成されて内周壁面（４４ａ）に前記ブレーキ部材（４２，４３）が拡径したときに当該ブレーキ部材の外周面（４２ｃ、４３ｃ）を圧接させて摩擦力を発生させることを特徴とする請求項２又は３に記載のクラッチ付き駆動装置。
6. 前記各ブレーキ部材（４２，４３）の前記各カム孔（４２ａ，４２ｂ、４３ａ，４３ｂ）は、各一側端（４２ａａ，４２ｂａ，４３ａａ，４３ｂａ）が前記歯車（４０）の回転中心から遠い位置に、各他側端（４２ａｂ，４２ｂｂ，４３ａｂ，４３ｂｂ）が回転中心に近い位置に位置していることを特徴とする請求項５に記載のクラッチ付き駆動装置。
7. 前記ブレーキ機構（１７）は、前記各ピン（４６，４７，４８，４９）が対応する前記各ブレーキ部材（４２，４３）の前記各カム孔（４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ）の各一側端（４２ａａ，４２ｂａ，４３ａａ，４３ｂａ）側に位置しているときには前記ブレーキ部材（４２，４３）を縮径させ、各他側端（４２ａｂ，４２ｂｂ，４３ａｂ，４３ｂｂ）側に位置しているときには前記ブレーキ部材（４２，４３）を前記歯車（４０）の回転による遠心力に応じて拡径させて各外周面（４２ｃ、４３ｃ）を前記内周壁面（４４ａ）に圧接させることを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載のクラッチ付き駆動装置。

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