JP2017166639A - クラッチ、モータ及びパワーウインド装置 - Google Patents

クラッチ、モータ及びパワーウインド装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ロック解除時における異音の発生を抑制できるクラッチを提供する。
【解決手段】クラッチ40は、駆動側回転体42の非回転駆動状態では、転動体44が従動側回転体45の制御面73とカラー41との間に挟持されたロック状態とされることで従動側回転体45の回転を阻止する。そして、該ロック状態で駆動側回転体42が回転駆動されることで、該駆動側回転体42がローラサポート64を介して転動体44を回転方向に押圧して転動体44のロック状態が解除されるように構成される。そして、ローラサポート64は、ロック状態の解除の際に転動体44をカラー41の径方向内側に案内するテーパ面64aを備える。
【選択図】図7

Description

本発明は、例えば車両用パワーウインド装置の駆動源としてのモータに搭載されたクラッチに関するものである。
従来、車両に搭載されるパワーウインド装置等の駆動源に用いられるモータには、例えば特許文献1に開示されるように、回転駆動される回転軸と、該回転軸から伝達される回転駆動力を減速する減速機構のウォーム軸とをクラッチを介して連結したものがある。クラッチは、環状のカラーの内側に、回転軸と一体回転する駆動側回転体と、ウォーム軸と一体回転する従動側回転体と、例えば断面円形をなす転動体と、転動体を保持するリテーナ(特許文献1中、サポート部材)とを備えている。従動側回転体は、カラーの内周面と対向する制御面を有し、該制御面とカラーの内周面との間に転動体が配置されている。また、リテーナは、周方向において回転可能に構成され、該周方向両側で転動体を保持する一対の周方向保持部を有している。
このようなクラッチを備えたモータでは、回転軸の回転駆動により駆動側回転体が回転されると、駆動側回転体が備える転動体解除部がリテーナ(周方向保持部)を介して転動体を回転方向に押圧することで、転動体が制御面とカラーとに挟持されない状態のまま、該転動体、リテーナ、従動側回転体及びウォーム軸が一体的に回転し、該ウォーム軸の回転に基づいて車両のウインドガラスが開閉される。一方、回転軸(駆動側回転体)の非回転駆動状態では、転動体が従動側回転体の制御面とカラーの内周面とに挟持されてくさびとなり、従動側回転体の回転が阻止(ロック)されるようになっている。これにより、例えばモータ駆動力以外の外力によって車両のウインドガラスが開閉されることを抑制できる。
特開2012−82952号公報
ところで、上記のようなクラッチでは、従動側回転体のロック状態で駆動側回転体が回転駆動されると、駆動側回転体の転動体解除部が、制御面とカラーの内周面とに挟持された状態の転動体をリテーナ(周方向保持部)を介して回転方向に押し出す。これにより、転動体が制御面とカラーとに挟持された状態から解放され、従動側回転体と転動体とが一体回転可能なロック解除状態とされる。しかしながら、このように転動体が制御面とカラーとに挟持された状態から押し出される(解放される)際、転動体がカラーの内周面に対して摺動されることによって異音が生じるおそれがあった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ロック解除時における異音の発生を抑制できるクラッチ、モータ及びパワーウインド装置を提供することにある。
上記課題を解決するクラッチは、環状のカラーと、回転駆動される駆動側回転体と、前記カラーの内周面と対向する制御面を有する従動側回転体と、前記制御面と前記カラーとの間に配置された転動体と、前記カラーの周方向における前記転動体の両側を、前記制御面と前記カラーとの間で保持する一対の周方向保持部を有し、前記周方向に回転可能に構成されたリテーナとを備え、前記駆動側回転体の非回転駆動状態では、前記転動体が前記制御面と前記カラーとの間に挟持されたロック状態とされることで前記従動側回転体の回転を阻止し、該ロック状態で前記駆動側回転体が回転駆動されることで、該駆動側回転体が前記周方向保持部を介して前記転動体を回転方向に押圧して前記転動体の前記ロック状態が解除されるクラッチであって、前記周方向保持部は、前記ロック状態の解除の際に前記転動体を前記カラーの径方向内側に案内する案内部を備えている。
この構成によれば、転動体が駆動側回転体によって周方向保持部を介して回転方向に押圧されてロック状態(制御面とカラーの内周面との間に挟持された状態)から解放される際に、該転動体が周方向保持部の案内部によってカラーの径方向内側に案内される。これにより、ロック解除の際に、転動体がカラーの内周面からスムーズに離間されるため、転動体がカラーの内周面に対して摺動することによる異音の発生を抑制できる。
上記クラッチにおいて、前記案内部は、径方向外側に向かうにつれて前記周方向の前記転動体側に傾斜し、前記転動体に対して前記周方向に当接可能なテーパ面を有していることが好ましい。
この構成によれば、駆動側回転体が周方向保持部を介して転動体を回転方向に押圧する際、案内部(周方向保持部)のテーパ面が転動体に対して回転方向に当接されることで、該テーパ面から転動体に対し径方向内側への付勢力が付与される。このため、案内部によって転動体を径方向内側に案内させることができる。
上記クラッチにおいて、前記転動体は、前記一対の周方向保持部の間に配置された状態において前記カラーの軸方向に沿って延びる柱状をなし、前記ロック状態において前記転動体が前記カラーの内周面に対して軸方向に沿って接触するように構成され、前記周方向保持部は、前記ロック状態の解除の際に前記転動体を軸方向に対して傾かせるように案内する第2の案内部を備えていることが好ましい。
この構成によれば、転動体は、第2の案内部の案内によって軸方向に対して傾きながらロック状態(カラーの内周面に対して軸方向に沿って接触する状態)から解放される。これにより、ロック解除の際に、転動体がカラーの内周面に対して軸方向一端側から他端側にかけて段階的に離間されるため、転動体がカラーの内周面に対して摺動することによる異音の発生をより一層抑制できる。
上記クラッチにおいて、前記第2の案内部は、軸方向一方側に向かうにつれて前記周方向の前記転動体側に傾斜し、前記転動体に対して前記周方向に当接可能な傾斜面を有していることが好ましい。
この構成によれば、ロック解除の際、第2の案内部の傾斜面が転動体に対して回転方向に当接されることで、転動体が傾斜面に沿って傾く。これにより、ロック解除の際に転動体を軸方向に対して傾かせることができる。
上記クラッチにおいて、前記転動体及び該転動体に対応する前記一対の周方向保持部はそれぞれ2つ設けられ、前記各転動体の前記ロック状態で前記駆動側回転体が回転駆動され、一方の前記転動体に対して該転動体を保持する前記周方向保持部が回転方向に当接して該転動体の前記ロック状態が解除されたときに、他方の前記転動体に対して該転動体を保持する前記周方向保持部が回転方向に当接せずに該転動体の前記ロック状態が保たれるように構成されていることが好ましい。
この構成によれば、2つの転動体におけるロック状態からの解除タイミングを互いに異ならせることができるため、転動体を複数備えた構成において、各転動体のロック状態が同時に解除される場合と比較して、ロック解除時に生じる異音を抑制することができる。
上記課題を解決するモータは、上記記載のクラッチと、前記クラッチの前記駆動側回転体と一体回転可能に構成された回転軸を有するモータ本体と、前記クラッチの前記従動側回転体と一体回転可能に構成された従動軸を有し、前記回転軸から前記駆動側回転体及び前記従動側回転体を介して前記従動軸に伝達された回転駆動力を減速して出力する減速部とを備えている。
この構成によれば、クラッチからの異音の発生が抑制されたモータを提供できる。
上記課題を解決するパワーウインド装置は、上記記載のモータを駆動源として備え、該モータの駆動に基づいてウインドガラスを開閉可能に構成されている。
この構成によれば、モータからの異音の発生が抑制されたパワーウインド装置を提供できる。
本発明のクラッチ、モータ及びパワーウインド装置によれば、ロック解除時における異音の発生を抑制できる。
実施形態のパワーウインド装置の概略構成図。 同形態のモータの断面図。 同形態においてクラッチ付近の構成を拡大して示す断面図。 同形態のクラッチの分解斜視図。 (a)図3における5a−5a線断面図、(b)図3における5b−5b線断面図。 (a)(b)同形態におけるクラッチの動作を説明するための断面図。 同形態におけるクラッチの動作を説明するための断面図。 同形態におけるクラッチの動作を説明するための断面図。 (a)(b)変形例におけるクラッチの動作を説明するための断面図。 変形例におけるクラッチの断面図。 変形例におけるクラッチの断面図。 変形例におけるクラッチの断面図。
以下、クラッチ、モータ及びパワーウインド装置の一実施形態について説明する。
図1に示すように、本実施形態のパワーウインド装置10は、車両ドアDに取り付けられ、該車両ドアDのウインドガラスWGを開閉作動させるものである。パワーウインド装置10は、モータ11と、該モータ11の回転駆動に基づきウインドガラスWGを開閉作動させるXアーム式のウインドレギュレータ12とを備えている。モータ11の出力軸13は、ウインドレギュレータ12の一方のアーム14のセクタギヤ15と噛合されている。
[モータの構成]
図2に示すように、モータ11は、モータ本体20と減速部30とが一体に組み付けられたギヤードモータにて構成されている。また、モータ11は、モータ本体20と減速部30との間の駆動連結部分においてクラッチ40を備えている。
モータ本体20は直流モータよりなる。モータ本体20を構成する有底筒状のヨーク21(ヨークハウジング)の内周面には、一対のマグネット22が互いに対向するように固着されるとともに、マグネット22の内側には電機子23が配置されている。電機子23は、ヨーク21の中央部に配置される回転軸24(駆動軸)を備えている。回転軸24の基端部(図2において上側の端部)は、ヨーク21の底部中央に設けられた軸受25にて軸支されるとともに、同回転軸24の先端側の部位には、円筒状の整流子26が固定されている。また、回転軸24の先端部には、円柱形状から平行に面取りした二面幅形状の連結部24aが形成されるとともに、連結部24aの先端部は曲面状(球面の一部)をなしている(図3参照)。
ヨーク21の開口部には、外側に向かって延設されたフランジ部21aが形成されるとともに、同ヨーク21の開口部にはブラシホルダ27が嵌合されている。このブラシホルダ27は、ヨーク21の開口部を閉塞する形状のホルダ本体27aと、ヨーク21の径方向外側に突出するコネクタ部27bとが一体に形成されてなる。ホルダ本体27aは、図示しない配線でコネクタ部27bと接続され前記整流子26と摺接する一対のブラシ28を保持している。また、ホルダ本体27aの中央には軸受29が設けられるとともに、該軸受29は、回転軸24における整流子26と連結部24aとの間の部位を軸支している。そして、コネクタ部27bを介してブラシ28に供給された外部電源が、整流子26を介して電機子23に供給されると、これにより電機子23(回転軸24)が回転駆動、すなわちモータ本体20が回転駆動されるようになっている。
モータ11の減速部30は、樹脂製のギヤハウジング31内に減速機構32等を収容して形成されている。ギヤハウジング31は、モータ本体20と軸方向に対向する部位(図2において上側の端部)に、該ギヤハウジング31をモータ本体20に固定するための固定部31aを備えている。固定部31aは、ヨーク21のフランジ部21aの外形と同様の外形を有するとともに、同固定部31aには、ヨーク21の内側に開口する嵌合凹部31bが形成されている。そして、嵌合凹部31b内にブラシホルダ27のホルダ本体27aが嵌合された状態で、固定部31aと該固定部31aに当接したフランジ部21aとが螺子33にて固定されることにより、ギヤハウジング31にヨーク21が固定され、モータ本体20と減速部30とが一体化されている。
ギヤハウジング31には、嵌合凹部31bの底部中央にクラッチ収容凹部31cが軸方向に凹設されるとともに、該クラッチ収容凹部31cの底部中央から回転軸24の軸線方向に沿って延びるウォーム軸収容部31dが凹設されている。また、ギヤハウジング31には、ウォーム軸収容部31dの側方(図2において右側)に、ホイール収容部31eが凹設されている。このホイール収容部31eと前記ウォーム軸収容部31dとは、ウォーム軸収容部31dの軸方向(長手方向)の中央部で繋がっている。
前記ウォーム軸収容部31dには、略円柱状のウォーム軸34が収容されている。ウォーム軸34は、金属材料よりなり、その軸方向の中央部には螺子歯状のウォーム部34aが形成されている。そして、ウォーム軸34は、ウォーム軸収容部31dの軸方向の両端部にそれぞれ配置された金属製で円筒状をなす一対の軸受35,36によってその軸方向の両端部が軸支されている。ウォーム軸収容部31d内のウォーム軸34は、軸受35,36にて軸支されることにより、前記回転軸24と同軸上に配置、すなわち回転軸24の中心軸線L1とウォーム軸34の中心軸線L2とが一直線上となるように配置されている(図3参照)。
前記ホイール収容部31eには、ウォーム軸34のウォーム部34aと噛合する円板状のウォームホイール37が回転可能に収容されている。ウォームホイール37は、ウォーム軸34と共に減速機構32を構成している。また、ウォームホイール37の径方向の中央部には、同ウォームホイール37の軸方向(図2において紙面垂直方向)に延び同ウォームホイール37と一体回転する一体回転する前記出力軸13が設けられている。この出力軸13は、前述のようにウインドレギュレータ12に駆動連結される(図1参照)。
[クラッチの構成]
ギヤハウジング31のクラッチ収容凹部31c内には、モータ本体20の回転軸24と減速機構32のウォーム軸34とを連結するクラッチ40が収容されている。
図3及び図4に示すように、クラッチ40は、カラー41、駆動側回転体42、リテーナ43、転動体44及び従動側回転体45から構成されている。
カラー41は、円筒状をなすとともに、同カラー41の軸方向の一端部には、径方向外側に延びる鍔状の固定フランジ部41aが形成されている。カラー41における円筒状の部位の外径はクラッチ収容凹部31cの内径と略等しく形成されるとともに、固定フランジ部41aの外径はクラッチ収容凹部31cの内径よりも大きく形成されている。また、固定フランジ部41aには、周方向に等角度間隔となる4箇所に、固定凹部41bが形成されている。固定凹部41bは、固定フランジ部41aを軸方向に貫通して形成されるとともに、径方向外側に開口している。
図3に示すように、カラー41は、固定フランジ部41aが嵌合凹部31bの底面に当接するまでクラッチ収容凹部31c内に挿入されるとともに、固定フランジ部41aにおいてギヤハウジング31に対して固定されている。詳述すると、嵌合凹部31bの底面であってクラッチ収容凹部31cの開口部の外周縁部には、周方向に等角度間隔となる4箇所に、軸方向に突出する固定突起31fが形成されている。これら4つの固定突起31fは、固定フランジ部41aの4つの固定凹部41bに対して軸方向にそれぞれ挿入されており、各固定突起31fの先端部は熱かしめによって加工される。これにより、カラー41がギヤハウジング31に対して軸方向に移動不能且つ周方向に回転不能に固定される。なお、ギヤハウジング31に固定されたカラー41は、回転軸24及びウォーム軸34と同軸上に配置されている。
駆動側回転体42は、略円筒状の軸連結部51を有している。軸連結部51の外周面には、径方向外側に向かって延びる円盤状の鍔部52が一体に形成されている。
軸連結部51において、モータ本体20側の軸方向端部(図3において上端部)の軸中心には、軸方向に沿って延びる駆動軸挿入孔53が形成されている。駆動軸挿入孔53は、回転軸24の連結部24aの外径形状に対応した二面幅形状をなしている。そして、駆動軸挿入孔53に連結部24aが圧入されることにより、駆動側回転体42は回転軸24と一体回転可能に連結される。なお、回転軸24と、該回転軸24に連結された駆動側回転体42とは、同軸上となる(すなわち、互いに中心軸線が一致する)。
図3及び図4に示すように、軸連結部51において、減速部30側の軸方向端部(図3において下端部)の軸中心には、軸方向に沿って延びる従動軸挿入孔54が形成されている。従動軸挿入孔54の中心軸線は、駆動軸挿入孔53の中心軸線と一致している。なお、本実施形態では、駆動軸挿入孔53と従動軸挿入孔54は互いに連通している。
図5(b)に示すように、従動軸挿入孔54の内周面は、軸方向と平行な平面状をなし互いに平行な一対の駆動側伝達面54aを有している。従動軸挿入孔54は、軸方向から見た形状が、駆動側伝達面54aと平行な方向が長手方向、駆動側伝達面54aと直交する方向が短手方向となる略トラック形状(二面幅形状)をなしている。なお、各駆動側伝達面54aには、ゴム材料等の弾性を有する材料よりなる2つの第1弾性部材55が設けられている。また、従動軸挿入孔54の内周面において、軸方向視における長手方向両端部にはそれぞれ第2弾性部材56が設けられている。第1及び第2弾性部材55,56は、従動軸挿入孔54の内周面から内側に若干突出している。
また、図4に示すように、駆動側回転体42は、鍔部52から軸方向の減速部30側に延出された一対の転動体解除部57を有している。転動体解除部57は、軸方向視における従動軸挿入孔54の長手方向両側にそれぞれ設けられている。また、各転動体解除部57は、周方向において180°対向位置に設けられ、回転軸24の中心軸線L1に対して点対称に構成されている。なお、各転動体解除部57の周方向両端部は、ゴム材料等の弾性を有する材料よりなる弾性部58にて構成されている(図5(a)参照)。これら各転動体解除部57は、カラー41の内側に配置される。
[リテーナの構成]
図3及び図4に示すように、クラッチ40は、カラー41の内周側において転動体44を保持するリテーナ43を備えている。なお、リテーナ43は、樹脂材料にて形成されている。
リテーナ43は、ウォーム軸34の中心軸線L2を中心とする円環状をなすリング部61を有している。リング部61の外径は、カラー41の内径よりも大きく形成されている。リング部61は、カラー41の固定フランジ部41aに対してモータ本体20側(図3において上側)に配置され、固定フランジ部41aと軸方向に対向している。リング部61の下面(固定フランジ部41aと対向する軸方向の端面)には、軸方向に突出して固定フランジ部41aに当接する下側突条部61aが形成されている。なお、下側突条部61aは、リング部61の周方向に沿って円環状に形成されている。また、リング部61の上面(駆動側回転体42側の端面)には、軸方向に突出して駆動側回転体42の鍔部52に当接する上側突条部61bが形成されている。
リング部61の内周側における周方向に離間した2箇所(本実施形態では、180°間隔となる2箇所)には、略円柱状をなす転動体44を保持する転動体保持部62がそれぞれ形成されている。なお、各転動体保持部62は、リテーナ43の中心軸線(ウォーム軸34の中心軸線L2と一致)に対して点対称に形成されている。この各転動体保持部62に保持された転動体44は、その軸中心がウォーム軸34の中心軸線L2と平行をなすように配置されている。なお、各転動体44は、互いに同一形状をなしている。
各転動体保持部62は、リング部61から径方向内側に向かって延びる軸方向支持部63を有している。軸方向支持部63は、転動体44の軸方向上側(駆動側回転体42側)を支持している。
図4及び図5(a)に示すように、各転動体保持部62には、軸方向支持部63の周方向両縁から軸方向(軸線L2方向)に沿って下方に延出された一対のローラサポート64が形成されている。一対のローラサポート64は、中心軸線L2の周方向において転動体44の両側位置に設けられて、転動体44を該周方向両側から保持している。換言すれば、一対のローラサポート64は、転動体44をその直径方向に挟むように保持している。そして、これら一対のローラサポート64は、中心軸線L2の周方向において、転動体44の両側位置に設けられている。つまり、一対のローラサポート64は、転動体44をその直径方向に挟むように設けられている。
図5(a)に示すように、各転動体保持部62において、一対のローラサポート64は、リテーナ43の中心軸線(ウォーム軸34の中心軸線L2と一致)と直交する転動体保持部62の周方向中心線Cに対して線対称に構成されている。つまり、この転動体保持部62の周方向中心線Cは、対をなすローラサポート64間の周方向中心線となっている。
各ローラサポート64は、周方向の転動体44側の側面において、転動体44に対して周方向(回転方向)に当接可能なテーパ面64aを有している。テーパ面64aは、径方向外側に向かうにつれて周方向の転動体44側に傾斜する平面状をなすとともに、軸方向(軸線L2方向)に対して平行をなしている。換言すれば、テーパ面64aは、該テーパ面64aと直交する垂線が周方向(回転方向)に対して径方向内側に傾斜するように形成されている。また、テーパ面64aは、ローラサポート64の径方向中央付近から径方向外側端部に亘って形成されている。
また、各ローラサポート64は、内周側端部から周方向の転動体44側に突出する内側凸部64bを有している。内側凸部64bは、周方向先端ほど細くなる先細り形状(断面三角形状)をなしている。そして、周方向において互いに向かい合う内側凸部64bの先端同士の間隔は、転動体44の直径よりも小さく設定されており、各内側凸部64bは転動体44の径方向内側への移動を規制している。これにより、クラッチ40の組み付け時において、転動体44が対をなすローラサポート64間から径方向内側に脱落することが抑制されるようになっている。
また、リテーナ43には、一方の転動体保持部62のローラサポート64の下端部と他方の転動体保持部62のローラサポート64の下端部とを互いに連結する一対の連結部65が形成されている。より詳しくは、図5(a)において上側の転動体保持部62の右側のローラサポート64の下端部と、下側の転動体保持部62の右側のローラサポート64の下端部とが、一方の連結部65にて互いに連結されている。また、図5(a)において上側の転動体保持部62の左側のローラサポート64の下端部と、下側の転動体保持部62の左側のローラサポート64の下端部とが、他方の連結部65にて互いに連結されている。なお、各連結部65は、軸方向視で中心軸線L2を中心とする円弧状をなしている。また、各ローラサポート64の下端部には、該ローラサポート64間に周方向に略沿って突出する保持爪66が形成されている(図3及び図4参照)。各保持爪66は、転動体44の軸方向への脱落を防止する。
上記構成のリテーナ43は、各転動体保持部62の一対のローラサポート64間で転動体44をそれぞれ保持している。つまり、各転動体44は、中心軸線L2の周方向において等角度間隔(本実施形態では180°間隔)に配置されている。
上記構成のリテーナ43では、図3に示すように、リング部61がカラー41の固定フランジ部41aと駆動側回転体42の鍔部52との間に配置され、リング部61の下側突条部61a及び上側突条部61bは、固定フランジ部41a及び鍔部52とそれぞれ軸方向に当接している。
また、図3及び図5(a)に示すように、リテーナ43の各ローラサポート64及び転動体44は、カラー41の内周側に配置されている。リテーナ43は、カラー41に対して周方向に相対回転可能であり、転動体44は、その外周面がカラー41の内周面に当接可能となっている。
また、駆動側回転体42の各転動体解除部57は、リテーナ43のリング部61の内周側を通ってカラー41内に挿通されている。これら各転動体解除部57は、リテーナ43の各連結部65と軸方向に対向している。つまり、図5(a)に示すように、各転動体解除部57は、各転動体保持部62の周方向間に配置され、各転動体解除部57の周方向両端部(各弾性部58)は、各転動体保持部62のローラサポート64と周方向に対向するように構成されている。リテーナ43と駆動側回転体42とは周方向に相対回転可能であり、駆動側回転体42が回転すると、各転動体解除部57は、回転方向の前方側に位置するローラサポート64に当接するようになっている(図7参照)。
図3に示すように、クラッチ40の従動側回転体45は、ウォーム軸34の基端部に一体に形成されている。従動側回転体45は、軸方向に並設された制御部71及び従動側連結部72を備えている。なお、従動側連結部72は、制御部71の基端側(上側)に設けられている。
制御部71は、ウォーム軸34に一体に形成されるとともに、ウォーム軸34の軸方向に延びる柱状をなしている。そして、制御部71は、その中心軸線がウォーム軸34の中心軸線L2と一致しており、ウォーム軸34と同軸上に形成されている。図5(a)に示すように、制御部71は、ウォーム軸34の中心軸線L2に対して点対称形状をなしている。
制御部71の外周面には、一対の制御面73が形成されている。各制御面73は、制御部71の外周面において周方向に等角度間隔(本実施形態では180°間隔)となる2箇所に形成されている。また、各制御面73は、軸方向に平行、かつ、従動側回転体45の径方向に対して直交する平面状をなしている。更に、一対の制御面73は、互いに平行をなすとともに、各制御面73の軸方向の長さは、前記転動体44の軸方向の長さよりも長い。
図5(b)に示すように、従動側連結部72は、ウォーム軸34の軸方向に延びる柱状をなしている。従動側連結部72の中心軸線はウォーム軸34の中心軸線L2と一致しており、ウォーム軸34と同軸上に形成されている。また、従動側連結部72は、前記従動軸挿入孔54よりも若干細く形成されている。従動側連結部72は、軸方向と直交する断面形状が略楕円形状をなすとともに、その断面形状は軸方向に一定となっている。そして、軸方向視における従動側連結部72の長手方向は、制御面73と平行な方向であるとともに、該従動側連結部72の短手方向は、制御面73と直交する方向となっている(図5(a)も参照)。なお、従動側連結部72は、ウォーム軸34の中心軸線L2に対して点対称形状をなしている。
従動側連結部72の外周面には、一対の第1従動側伝達面74及び一対の第2従動側伝達面75が形成されている。対をなす2つの第1従動側伝達面74のうち、一方の第1従動側伝達面74は、他方の第1従動側伝達面74に対して180°反対側に形成されている。2つの第1従動側伝達面74は、それぞれ軸方向と平行な平面状をなすとともに、互いに平行をなしている。また、2つの第1従動側伝達面74の間の間隔は、駆動側回転体42の従動軸挿入孔54に設けられた一対の駆動側伝達面54aの間の間隔と等しく形成されている。
また、第2従動側伝達面75は、2つの第1従動側伝達面74の間にそれぞれ形成されるとともに、一方の第2従動側伝達面75は、他方の第2従動側伝達面75に対して180°反対側に形成されている。2つの第2従動側伝達面75は、それぞれ軸方向と平行な平面状をなすとともに、互いに平行をなしている。また、2つの第2従動側伝達面75間の間隔は、駆動側回転体42の従動軸挿入孔54に設けられた一対の駆動側伝達面54a間の間隔と等しく形成されている。そして、第1従動側伝達面74及び第2従動側伝達面75は、軸方向には、従動側連結部72の軸方向の一端から他端に亘って形成されている。
図3に示すように、上記のような従動側回転体45は、駆動側回転体42とは反対側からカラー41及びリテーナ43の内側に挿入されている。また、従動側連結部72は、駆動側回転体42の従動軸挿入孔54に挿入され、制御部71は、リテーナ43に保持された2つの転動体44の間に配置されている。更に、従動側回転体45は、カラー41、駆動側回転体42及びリテーナ43と同軸上に配置されている。
図5(b)に示すように、従動側連結部72は、駆動側回転体42と一体回転可能に従動軸挿入孔54に遊嵌されている。ここで、従動側連結部72の外周面と従動軸挿入孔54の内周面との間には、第1及び第2弾性部材55,56が介在されている。詳しくは、一対の第2弾性部材56は、従動側連結部72の軸方向視における長手方向両端部と接触している。また、4つの第1弾性部材55は、2つの第1従動側伝達面74及び2つの第2従動側伝達面75と駆動側伝達面54aとの間にそれぞれ介在されている。
そして、従動側回転体45に対して駆動側回転体42が中心軸線回りに回転すると、駆動側伝達面54aは、第1弾性部材55を弾性変形させつつ、第1及び第2従動側伝達面74,75のいずれかに対して回転方向に当接する。これにより、駆動側回転体42と従動側回転体45とが回転方向に係合されて駆動側回転体42の回転駆動力が従動側回転体45に伝達されるようになる。
また、図5(a)に示すように、従動側回転体45の制御部71は、各制御面73とカラー41の内周面との間にそれぞれ転動体44が介在されるようにリテーナ43の内側に挿入されている。すなわち、リテーナ43は、カラー41の内周面と従動側回転体45の各制御面73との間に転動体44を保持している。
各制御面73は、カラー41の内周面との間の距離(制御面73と直交する方向の間隔)が、従動側回転体45の回転方向に変化する。本実施形態では、制御面73とカラー41の内周面との間の距離は、各制御面73の周方向の中央において最も長く、各制御面73の周方向の中央から周方向の両端に向かうに連れて徐々に短くなる。また、制御面73の周方向の中央とカラー41の内周面との間の距離は、転動体44の外径(直径)よりも長く、且つ、各制御面73の周方向端部とカラー41の内周面との間の距離は、転動体44の外径(直径)よりも短くなっている。
次に、モータ11の動作(特にクラッチ40の動作)をその作用とともに説明する。
図2に示すように、モータ本体20の停止時、すなわち回転軸24の非回転駆動時であって駆動側回転体42の非回転駆動時には、負荷側(本実施形態ではウインドレギュレータ12側)から出力軸13に荷重がかかると、その荷重により従動側回転体45(ウォーム軸34)が回転しようとする。
すると、図6(a)に示すように、従動側回転体45の各制御面73が、各制御面73とカラー41の内周面との間に配置された転動体44を外周側に押圧する。そして、制御面73に押された転動体44は、対をなすローラサポート64の間で外周側に移動してカラー41の内周面に当接するとともに、制御面73の中央よりも周方向端部寄りの位置で該制御面73とカラー41の内周面との間に挟持される。これにより、転動体44がくさびとなって、従動側回転体45のそれ以上の回転が阻止(つまり、ウォーム軸34の回転がロック)される。なお、転動体44が制御面73とカラー41の内周面との間に挟持されたロック状態において、転動体44は、制御面73及びカラー41の内周面の各々に対して軸方向に沿って接触されている。
また、図6(a)には、従動側回転体45に反時計回り方向の回転力が生じた場合を図示しているが、従動側回転体45に時計回り方向の回転力が生じた場合であっても、同様にその回転が阻止される。このように、駆動側回転体42の非回転駆動時には、従動側回転体45(ウォーム軸34)の回転が転動体44のくさびによってロックされるため、モータ駆動力以外の外力によってウインドガラスWGが開閉されることが抑制されている。なお、本実施形態では、図6(a)に示すウォーム軸34のロック位置(転動体44によって回転が阻止された位置)において、図6(b)に示すように、従動側連結部72の各第2従動側伝達面75(又は各第1従動側伝達面74)は、駆動側回転体42の各駆動側伝達面54aに対して回転方向に接触しないようになっている。
次に、上記のような従動側回転体45のロック状態(転動体44が制御面73とカラー41とに挟持された状態)において、モータ本体20の回転軸24が回転駆動されたときのクラッチ40の動作について説明する。
モータ本体20の回転駆動時には、回転軸24と共に駆動側回転体42が回転する。すると、図7に示すように、駆動側回転体42の各転動体解除部57の周方向端部(弾性部58)が、リテーナ43のローラサポート64に対して回転方向に当接し、該ローラサポート64を介して転動体44を回転方向に押圧する。このとき、当該ローラサポート64は、テーパ面64aで転動体44と回転方向に当接する。なお、テーパ面64aは、クラッチ40の径方向において転動体44の軸中心よりも外側で該転動体44に対して当接する。そして、このテーパ面64aは、転動体44に対して該テーパ面64aの垂線方向、つまり、リテーナ43(転動体解除部57)の回転方向に対して径方向内側(中心軸線L2側)に傾斜する方向に押圧力Pを付与する。この押圧力Pにより、転動体44は径方向内側(中心軸線L2側)に向かいつつ、制御面73の周方向中央側に移動する。これにより、図8に示すように、転動体44が制御面73とカラー41の内周面との間に挟持された状態から解放され、該転動体44が従動側回転体45(ウォーム軸34)の回転の妨げとならないロック解除状態とされる。なお、クラッチ40の構成部材(カラー41、駆動側回転体42、リテーナ43、転動体44及び従動側回転体45)が中心軸線に対して点対称をなすため、2つの転動体44におけるロック状態からの解除タイミングは略等しくなっている。
その後、駆動側回転体42の各駆動側伝達面54aが従動側回転体45の各第1従動側伝達面74に回転方向に当接し、該駆動側回転体42の回転力が従動側回転体45に伝達されて回転軸24とウォーム軸34とが一体回転する。なお、このとき、リテーナ43及び各転動体44は、各転動体解除部57に回転方向に押圧されることで、駆動側回転体42及び従動側回転体45と共に回転する。そして、ウォーム軸34の回転がウォームホイール37を介して出力軸13に伝達されることで、該出力軸13に連結されたウインドレギュレータ12が作動し、ウインドガラスWGが開作動(又は閉作動)される。なお、上記の図7及び図8で示した動作では、駆動側回転体42が反時計回り方向に回転する場合を示しているが、駆動側回転体42が時計回り方向に回転する場合においても同様の動作が実現される。
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
ロック解除の際、転動体44がテーパ面64aにて押圧されることによって径方向内側に付勢される。つまり、転動体44がテーパ面64aによって径方向内側に案内される。これにより、ロック解除の際に、転動体44がカラー41の内周面からスムーズに離間されるため、転動体44がカラー41の内周面に対して摺動することによる異音の発生を抑制できる。なお、転動体44の制御面73に対する摺動についても考慮すれば、ロック解除時におけるテーパ面64aの垂線方向(つまり、押圧力Pの方向)が制御面73に対して平行となるように構成されることが好ましい。
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・リテーナ43の形状等の構成は上記実施形態に限定されるものではなく、構成に応じて適宜変更可能である。
・上記実施形態の各ローラサポート64から内側凸部64bを省略してもよい。
・上記実施形態のローラサポート64は、ロック解除の際に転動体44を径方向内側に案内する案内部としてテーパ面64aを有しているが、案内部の構成はテーパ面64aに限定されるものではない。例えば、ローラサポート64から周方向の転動体44側に突出し、ロック解除の際には、クラッチ40の径方向において転動体44の軸中心よりも外側で該転動体44に対して当接する突起(テーパ面64aを有しない突起)を案内部として備えてもよい。この場合、ローラサポート64において当該突起以外に転動体44と当接する部位が無ければ、ロック解除の際に当該突起によって転動体44を径方向内側に案内することが可能となる。
・上記実施形態では、各ローラサポート64のテーパ面64aは軸方向に対して平行をなしており、ロック解除の際、転動体解除部57に押圧されるローラサポート64のテーパ面64aはその軸方向全体に亘って転動体44と当接するように構成されたが、これに限らず、テーパ面64aを軸方向に対して傾斜させてもよい。
例えば、図9(a)に示すローラサポート64のテーパ面64cは、軸方向一方側(軸方向支持部63側)に向かうにつれて周方向の転動体44側に傾斜する傾斜面をなしている。つまり、テーパ面64cは、転動体44に対して軸方向に部分的に当接するように構成されている。なお、テーパ面64cの傾斜角度については、説明の便宜上、誇張して図示している。
この構成によれば、図9(b)に示すように、ロック解除の際に、転動体44は、転動体解除部57に押圧されるローラサポート64のテーパ面64cの案内により軸方向に対して傾きながら(つまり、テーパ面64cに沿って傾きながら)、ロック状態(制御面73とカラー41とに挟持された状態)から解放される。このとき、転動体44は、カラー41の内周面に対して、軸方向の上端部側から下端部側にかけて段階的に離間される。このため、転動体44がカラー41の内周面に対して摺動することによる異音の発生をより一層抑制できるようになっている。
なお、テーパ面64cは、上記実施形態のテーパ面64aと同様に、径方向外側に向かうにつれて周方向の転動体44側に傾斜している。つまり、テーパ面64cは、ロック解除の際に転動体44を径方向内側に案内し、かつ、転動体44を軸方向に対して傾かせるように案内する。しかしながら、これに限らず、ロック解除の際に転動体44を径方向内側に案内しないようにテーパ面64cを構成、つまり、テーパ面64cが径方向外側に向かうにつれて周方向の転動体44側に傾斜しないように構成してもよい。
・クラッチ40が備える転動体44の個数は、上記実施形態の2つに限定されるものではなく、1つ、又は3つ以上としてもよい。なお、勿論、設けられる転動体44の個数に応じて、制御面73の個数、リテーナ43の転動体保持部62の個数、及び転動体解除部57の個数等が変更可能である。
・上記実施形態では、2つの転動体44におけるロック状態からの解除タイミングが略等しく構成されるが、これに限らず、2つの転動体44におけるロック状態からの解除タイミングが互いに異なるように構成してもよい。
例えば、図10に示す構成では、2つの転動体44の一方(転動体44x)を保持する一対のローラサポート64xと、他方(転動体44y)を保持する一対のローラサポート64yとは、中心軸線L2に対して点対称とならないように形成されている。具体的には、各ローラサポート64xと各ローラサポート64yとで、周方向において互いに向かい合うテーパ面64a同士の間隔が異なるように形成され、各ローラサポート64yにおけるテーパ面64a同士の間隔の方が広く設定されている。これにより、一方の転動体解除部57に押圧されるローラサポート64xのテーパ面64aが転動体44xに当接してロック状態が解除されたときに、他方の転動体解除部57に押圧されるローラサポート64yのテーパ面64aは転動体44yと当接せずに該転動体44yのロック状態が保たれるようになっている。なお、同図に示す構成では、各ローラサポート64yにおける転動体44yを回転方向に押圧する押圧部(テーパ面64aを有する部位)の周方向の厚さは、各ローラサポート64xにおける転動体44xを回転方向に押圧する押圧部(テーパ面64aを有する部位)の周方向の厚さよりも薄く設定されている。
このような構成によれば、一方の転動体44xがローラサポート64xのテーパ面64aに押圧されてロック状態が解除された後、他方の転動体44yがローラサポート64yのテーパ面64aに押圧されてロック状態が解除される。これにより、転動体44x,44yのロック解除に伴う振動の発生タイミングがずれるため、各転動体44x,44yのロック状態が同時に解除される場合(振動が同時に発生する場合)と比較して、ロック解除時に生じる異音を抑制することができる。
また、例えば図11や図12に示す構成のように、各転動体44x,44yの外径を互いに異ならせることで、各転動体44x,44yにおけるロック状態からの解除タイミングが互いに異なるように構成してもよい。
図11に示す構成では、一対の制御面73を外周面に有する制御部71は、中心軸線L2に対して点対称形状をなし、駆動側回転体42の非回転駆動時での従動側回転体45の回転時において、転動体44x,44yがロック(制御面73とカラー41とに挟持)されるタイミングが互いに若干異なる。
そして、各転動体44x,44yのロック状態で、駆動側回転体42(転動体解除部57)が図11において反時計回りに回転駆動される場合には、まず、小径の転動体44yに対してローラサポート64のテーパ面64aが回転方向に当接して該転動体44yのロック状態が解除される。この解除時点では、大径の転動体44xに対してはローラサポート64のテーパ面64aが回転方向に当接せずに該転動体44xのロック状態が保たれている。その後、更に駆動側回転体42が反時計回りに回転駆動されると、大径の転動体44xに対してローラサポート64のテーパ面64aが回転方向に当接して該転動体44xのロック状態が解除される。
一方、駆動側回転体42(転動体解除部57)が図11において時計回りに回転駆動される場合には、まず、大径の転動体44xに対してローラサポート64のテーパ面64aが回転方向に当接して該転動体44xのロック状態が解除される。この解除時点では、小径の転動体44yに対してはローラサポート64のテーパ面64aが回転方向に当接せずに該転動体44yのロック状態が保たれている。その後、更に駆動側回転体42が時計回りに回転駆動されると、小径の転動体44yに対してローラサポート64のテーパ面64aが回転方向に当接して該転動体44yのロック状態が解除される。
このように、各転動体44x,44yの外径を互いに異ならせることで、各転動体44x,44yにおけるロック状態からの解除タイミングを互いに異ならせることができ、それにより、ロック解除時に生じる異音を抑制することができる。
また、図12に示す構成では、転動体44yと対向する制御面73yは、該転動体44yを外径に対応して、カラー41の内周面との間の距離が狭くなるように構成されている。つまり、制御面73yの外径(中心軸線L2からの距離)は、大径の転動体44xと対向する制御面73xの外径(中心軸線L2からの距離)よりも大きく設定されている。これにより、駆動側回転体42の非回転駆動時での従動側回転体45の回転時において、互いに外径の異なる転動体44x,44yがロック(制御面73とカラー41とに挟持)されるタイミングを合わせることが可能となる。
図12に示すような構成では、駆動側回転体42(転動体解除部57)が回転駆動されると、まず、大径の転動体44xに対してローラサポート64のテーパ面64aが回転方向に当接して該転動体44xのロック状態が解除される。この解除時点では、小径の転動体44yに対してはローラサポート64のテーパ面64aが回転方向に当接せずに該転動体44yのロック状態が保たれている。その後、更に駆動側回転体42が回転駆動されると、小径の転動体44yに対してローラサポート64のテーパ面64aが回転方向に当接して該転動体44yのロック状態が解除される。このような構成によっても、各転動体44x,44yにおけるロック状態からの解除タイミングを互いに異ならせることができ、それにより、ロック解除時に生じる異音を抑制することができる。
なお、上記の図10〜図12に示す構成において、各ローラサポート64(64x,64y)がテーパ面64aを備えない構成、つまり、各ローラサポート64(64x,64y)の周方向内側面(転動体44x,44y側の側面)が径方向外側に向かうにつれて周方向の転動体44側に傾斜しない構成としてもよい。
・上記実施形態では、転動体44はその軸中心がウォーム軸34の中心軸線L2と平行をなすように構成されたが、転動体44の軸中心がウォーム軸34の中心軸線L2に対して若干傾斜する構成であってもよい。また、上記実施形態では、転動体44は略円柱状をなしているが、これ以外に例えば、球体状であってもよい。
・回転軸24の連結部24a及び該連結部24aが嵌合される駆動軸挿入孔53の形状は、上記実施形態の形状(二面幅形状)に限らず、連結部24aと駆動軸挿入孔53とを一体回転可能に連結可能な形状であればよい。また、従動側連結部72及び従動軸挿入孔54の形状も同様に、上記実施形態の形状に限らない。
・上記実施形態では、駆動側回転体42と従動側回転体45とを一体回転可能に連結する構成として、従動側回転体45側の従動側連結部72を駆動側回転体42側の従動軸挿入孔54に挿入する構成とした。しかしながら、これに特に限定されるものではなく、例えば、従動側連結部72の先端面に軸方向に窪む挿入凹部を設け、該挿入凹部に駆動側回転体42側に設けた連結凸部を挿入する構成としてもよい。
・上記実施形態では、駆動側回転体42が回転軸24と別体で構成されたが、これらを一体に形成してもよい。また、上記実施形態では、従動側回転体45をウォーム軸34と一体に形成したが、従動側回転体45をウォーム軸34とは別体で構成してもよい。
・上記実施形態では、Xアーム式のウインドレギュレータ12を用いたパワーウインド装置10に適用したが、ワイヤ式のウインドレギュレータを用いるパワーウインド装置に適用してもよい。また、パワーウインド装置以外の、モータを駆動源とする車載装置に適用してもよい。また、上記実施形態のクラッチ40をモータ以外の装置に適用してもよい。
・上記した実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
10…パワーウインド装置、11…モータ、20…モータ本体、24…回転軸、30…減速部、34…ウォーム軸(従動軸)、40…クラッチ、41…カラー、42…駆動側回転体、43…リテーナ、44…転動体、45…従動側回転体、64…ローラサポート(周方向保持部)、64a…テーパ面(案内部)、64c…テーパ面(案内部、第2の案内部、傾斜面)、73…制御面、WG…ウインドガラス。

Claims (7)

  1. 環状のカラーと、
    回転駆動される駆動側回転体と、
    前記カラーの内周面と対向する制御面を有する従動側回転体と、
    前記制御面と前記カラーとの間に配置された転動体と、
    前記カラーの周方向における前記転動体の両側を、前記制御面と前記カラーとの間で保持する一対の周方向保持部を有し、前記周方向に回転可能に構成されたリテーナと
    を備え、
    前記駆動側回転体の非回転駆動状態では、前記転動体が前記制御面と前記カラーとの間に挟持されたロック状態とされることで前記従動側回転体の回転を阻止し、該ロック状態で前記駆動側回転体が回転駆動されることで、該駆動側回転体が前記周方向保持部を介して前記転動体を回転方向に押圧して前記転動体の前記ロック状態が解除されるクラッチであって、
    前記周方向保持部は、前記ロック状態の解除の際に前記転動体を前記カラーの径方向内側に案内する案内部を備えていることを特徴とするクラッチ。
  2. 請求項1に記載のクラッチにおいて、
    前記案内部は、径方向外側に向かうにつれて前記周方向の前記転動体側に傾斜し、前記転動体に対して前記周方向に当接可能なテーパ面を有していることを特徴とするクラッチ。
  3. 請求項1又は2に記載のクラッチにおいて、
    前記転動体は、前記一対の周方向保持部の間に配置された状態において前記カラーの軸方向に沿って延びる柱状をなし、前記ロック状態において前記転動体が前記カラーの内周面に対して軸方向に沿って接触するように構成され、
    前記周方向保持部は、前記ロック状態の解除の際に前記転動体を軸方向に対して傾かせるように案内する第2の案内部を備えていることを特徴とするクラッチ。
  4. 請求項3に記載のクラッチにおいて、
    前記第2の案内部は、軸方向一方側に向かうにつれて前記周方向の前記転動体側に傾斜し、前記転動体に対して前記周方向に当接可能な傾斜面を有していることを特徴とするクラッチ。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のクラッチにおいて、
    前記転動体及び該転動体に対応する前記一対の周方向保持部はそれぞれ2つ設けられ、
    前記各転動体の前記ロック状態で前記駆動側回転体が回転駆動され、一方の前記転動体に対して該転動体を保持する前記周方向保持部が回転方向に当接して該転動体の前記ロック状態が解除されたときに、他方の前記転動体に対して該転動体を保持する前記周方向保持部が回転方向に当接せずに該転動体の前記ロック状態が保たれるように構成されていることを特徴とするクラッチ。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のクラッチと、
    前記クラッチの前記駆動側回転体と一体回転可能に構成された回転軸を有するモータ本体と、
    前記クラッチの前記従動側回転体と一体回転可能に構成された従動軸を有し、前記回転軸から前記駆動側回転体及び前記従動側回転体を介して前記従動軸に伝達された回転駆動力を減速して出力する減速部と
    を備えていることを特徴とするモータ。
  7. 請求項6に記載のモータを駆動源として備え、該モータの駆動に基づいてウインドガラスを開閉可能に構成されていることを特徴とするパワーウインド装置。
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