JP2018105395A - クラッチ機構およびクラッチ付減速機 - Google Patents
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Abstract
Description
これに対し、駆動回転体よりも先に従動回転体が回転するとき、該従動回転体によって凸部の先端面が周方向に移動して係合部の端面に突き当たる。さらに、第1傾斜面と第2傾斜面とが干渉する。そして、第2凸部を介してロックプレートがケーシング側に向かって従動回転体の軸方向に沿って押圧される。これによって生じるロックプレートとケーシングとの間の摩擦力が、従動回転体の回転を阻止する。また、ブレーキバネの開口に介在された従動回転体の凸部がブレーキバネの先端に当接し、このブレーキバネが拡径変形される。そして、ケーシングの円筒壁にブレーキバネが押圧され、これによって生じるブレーキバネとケーシングとの間の摩擦力が、従動回転体の回転を阻止する。
このように、駆動回転体よりも先に従動回転体が回転するとき、ロックプレートとブレーキバネの両者を用いて従動回転体の回転を阻止する。このため、外力による回転力によって電動モータの回転軸が回転してしまうことを、装置を大型化させることなく、確実に防止できる。
また、駆動回転体よりも先に従動回転体が回転するとき、外側曲折部を形成することにより、ブレーキバネの開口に従動回転体の凸部を確実に当接させることができる。このため、ブレーキバネを確実に拡径変形させることができる。
(減速機付モータ)
図1は、減速機付モータ1の外観を示す斜視図、図2は、減速機付モータ1の一部の部品を取り外した状態を示す斜視図である。
図1、図2に示すように、減速機付モータ1は、例えば、車両のパワーウインドウ装置等に用いられるものであって、電動モータ2と電動モータ2に連結されたウォーム減速機(クラッチ付減速機)3と、を備え、ウォーム減速機3にクラッチ機構4が内装されている。
電動モータ2としては、例えば、ブラシ付直流モータなどが用いられる。このブラシ付直流モータは、有底筒状のヨーク5と、ヨーク5の内側に回転自在に設けられたアーマチュア6と、を備えている。ヨーク5の内周面には、複数(例えば、6つ)の永久磁石(不図示)が設けられている。一方、アーマチュア6は、ヨーク5に回転自在に支持されている回転軸7と、回転軸7に外嵌固定されているアーマチュアコア6aと、回転軸7のウォーム減速機3側に設けられるコンミテータ(不図示)と、を有している。アーマチュアコア6aには、不図示の巻線が巻回されている。この巻線に電流が供給されることにより、アーマチュアコア6aに所定の磁界が形成される。このようなアーマチュア6の回転軸7に、ウォーム減速機3が連結されている。
ウォーム減速機3は、アーマチュア6の一端側を受け入れるホルダ部8と、ウォームギア9およびクラッチ機構4を収納するギア収納部10と、が一体成形されたケーシング11と、を有している。
ホルダ部8は、電動モータ2側に開口部8aを有する箱状に形成されたものである。ホルダ部8には、アーマチュア6に設けられている不図示のコンミテータや、このコンミテータに摺接するブラシが収納される。
また、ホルダ部8の周壁8bには、不図示の外部電源と接続可能なコネクタ13が設けられている。コネクタ13の端子13aは、ホルダ部8に収納されている不図示のブラシと電気的に接続されている。これにより、電動モータ2のアーマチュア6に、外部電源の電力が供給される。
図2〜図4に示すように、ケーシング11のギア収納部10は、一面に開口部10aを有するように箱状に形成されている。また、ギア収納部10は、ウォーム軸収納部17と、クラッチ収納部18と、が一体成形されたものである。ウォーム軸収納部17には、ウォームギア9の一方を構成するウォーム軸15が収納される。クラッチ収納部18には、ウォームギア9の他方を構成するウォームホイール(駆動回転体)16が収納されると共に、クラッチ機構4が収納される。
この他、円筒部21には、ロックプレート受22の先端面22b上に、クラッチ機構4の一部を構成する後述のブレーキバネ70が内嵌される。
図3〜図5に示すように、ウォームホイール16は略円板状に形成されており、その外径は、クラッチ収納部18に形成されている円筒部21の外径よりも大きく設定されている。ウォームホイール16の外周面には、ウォーム軸15に噛合う歯部34が形成されている。また、ウォームホイール16の径方向中央には、センターシャフト28が挿通される挿通孔35が形成されている。
さらに、収納凹部39には、2つの第1係合孔36a,36bが挿通孔35を挟んで径方向で対向するように形成されている。第1係合孔36a,36bは、ウォームホイール16と後述のドライブプレート(従動回転体)41とを係合させるための孔である。各第1係合孔36a,36bは、軸方向からみた平面視で、径方向外側に向かうに従って周方向に拡がるように略扇状に形成されている。
2つのロックプレート第1解除凸部65は一方の第1係合孔36aと各第2係合孔62a,62bとの間に配置されている。ロックプレート第1解除凸部65は、ロックプレート38とウォームホイール16とを一体に回転させ、ロックプレート38が機能しないようにするためのものである(詳細は後述する)。
2つのバネ解除凸部66は、第2係合孔62a,62bの他方の第1係合孔36b側に配置されている。2つのドライブ凸部68は、他方の第1係合孔36bの周方向両側に配置されている。バネ解除凸部66は、後述のブレーキバネ70とウォームホイール16とを一体に回転させ、ブレーキバネ70が機能しないようにするためのものである(詳細は後述する)。
さらに、ドライブ凸部68の一方の側面68aとは反対側の他方の側面68bは、中央凸部64におけるバネ解除凸部66と第1係合孔36bとの間の側面64aと共に連続する平坦に形成されている。そして、これら側面68b,64aと、バネ解除凸部66の第1係合孔36b側の側面66aと、により、軸方向からみてV字状のV溝67が形成される。
また、このように構成されたウォームホイール16は、ウォームギア9の他方を構成していると共に、クラッチ機構4の一部を構成している。
クラッチ機構4は、クラッチ収納部18に設けられた円筒部21と、ウォームホイール16の他に、ウォームホイール16の収納凹部39に収納されるロックプレート38およびブレーキバネ70と、ウォームホイール16におけるギア収納部10の開口部10a側の他面16b上に配置されたドライブプレート41と、を備えている。
図3、図4、図6に示すように、ロックプレート38は、略円環状に形成されており、その外径D1は、ウォームホイール16の収納凹部39の直径よりも若干小さく設定されている。より具体的には、ロックプレート38の外径D1は、ウォームホイール16のロックプレート第1解除凸部65およびバネ解除凸部66の径方向の先端を通る仮想円S1(図4参照)の直径と、ほぼ同一に設定されている。これにより、ウォームホイール16の収納凹部39には、係合凸部63の軸方向端部上に、ロックプレート38が収納される。また、クラッチ収納部18の円筒部21に一体成形されたロックプレート受22に、ロックプレート38が収納される。すなわち、ロックプレート受22上(クラッチ収納部18のエンド部18a上)に、ロックプレート38が載置された状態になる。
これにより、ロックプレート受22の内周面22aに、ロックプレート38の斜面38aが面接触される。すなわち、ロックプレート受22の内周面22a、およびロックプレート38の斜面38aは、それぞれロックプレート受22とロックプレート38との摺動部分として設定されている。
ロックプレート第2解除凸部49は、ウォームホイール16に一体成形されているロックプレート第1解除凸部65と協働して、ロックプレート38とウォームホイール16とを一体に回転させるためのものである。これにより、ロックプレート38が機能しないようにする(詳細は後述する)。
各係合凹部46は、軸方向からみた平面視で、径方向外側に向かうに従って周方向に拡がるように略扇状に形成されている。係合凹部46の周方向の幅は、第1係合孔36a,36bの周方向の幅とほぼ同一かまたは若干大きい程度に設定されている。
係合凹部46における貫通孔47の周方向両側は、この貫通孔47から係合凹部46の周方向両端に向かうに従ってウォームホイール16側に肉厚が増加するように、傾斜面46aを有している。この傾斜面46aの傾斜角度θ1は、例えば20°〜30°に設定されていることが好ましい。
図3、図4、図7、図8に示すように、ブレーキバネ70は、クラッチ収納部18の円筒部21との間で摺動摩擦を発生させるためのものである。ブレーキバネ70は、クラッチ収納部18の円筒部21に一体成形されたロックプレート受22の先端面22b上で、且つ円筒部21の内周面21aに内嵌される略C字状のブレーキ本体71と、ブレーキ本体71の2つの先端にそれぞれ一体成形されている2つの作用部72と、が一体成形されたものである。
また、ブレーキ本体71は、円筒部21に収納された状態で、2つのバネ解除凸部66を2つのロックプレート第1解除凸部65を経て跨るように延在されている。
図3、図4、図9に示すように、ウォームホイール16の他面16b上に配置されたドライブプレート41は、略円板状に形成されたプレート本体50を有している。プレート本体50の径方向略中央には、センターシャフト28を挿通するための挿通孔51が形成されている。
さらに、各凸部52a,52bの先端面には、それぞれロックプレート38の係合凹部46の傾斜面46aに対応するように、傾斜面52cが形成されている。傾斜面52cは、各凸部52a,52bが周方向中央に向かうに従って突出高さが高くなる先細りとなるように、形成されている。
また、プレート本体50の他面50bには、径方向中央に、ピニオンギア54が一体成形されている。ピニオンギア54は、例えば、パワーウインドウ装置等に設けられているギアに噛合される部分である。ピニオンギア54の径方向中央には、プレート本体50の挿通孔51に連通される挿通孔55が形成されている。これら挿通孔51,55に、センターシャフト28が挿通される。そして、センターシャフト28に、ドライブプレート41が回転自在に支持される。
図10は、クラッチ機構4のフリー状態を示す説明図である。
同図に示すように、ケーシング11にクラッチ機構4を組み付けた状態で、且つフリー状態では、ウォームホイール16の第1係合孔36a,36bの周方向内側面とドライブプレート41の凸部52a,52bの周方向外側面との間に、所定の微小クリアランスC1が形成される。
さらに、ウォームホイール16に形成されている第2係合孔62a,62bに、ロックプレート38に形成されているロックプレート第2解除凸部49が挿入される。そして、ウォームホイール16に形成されているロックプレート第1解除凸部65の周方向外側面とロックプレート第2解除凸部49との間に、微小クリアランスC4が形成される。
さらに、ブレーキバネ70の内側曲折部72aとウォームホイール16に形成されているバネ解除凸部66の側面66aとの間に、微小クリアランスC6が形成される。
ここで、各微小クリアランスC1,C3〜C6の幅は、同一寸法に設定されている。
次に、図7、図10〜図12に基づいて、クラッチ機構4の作用について説明する。なお、以下の説明において、車両に搭載されているパワーウインドウ装置に、減速機付モータ1を用いた場合について説明する。
上述したように、ケーシング11にクラッチ機構4を組み付けた状態では、クラッチ機構4は、図7に示すように、フリー状態になっている。
図10、図11に示すように、電動モータ2を駆動させると、回転軸7、およびウォーム軸15を介してウォームホイール16が回転する(図11における矢印Y1参照)。すると、ドライブプレート41の凸部52a,52bの周方向外側面に、それぞれ対応するウォームホイール16の各第1係合孔36a,36bの周方向内側面が当接する。
また、これと同時に、ロックプレート38のロックプレート第2解除凸部49に、ウォームホイール16のロックプレート第1解除凸部65の周方向外側面が当接する。さらに、これと同時に、ドライブプレート41の他方の凸部52bの周方向外側面に、ウォームホイール16のロックプレート第1解除凸部65の周方向外側面が当接する。また、これと同時に、ブレーキバネ70の内側曲折部72aに、ウォームホイール16のバネ解除凸部66の側面66aが当接する。
同図に示すように、電動モータ2が停止状態であって、例えば、ウインドウガラスの自重や車両走行時の振動等の外力によりウインドウガラスが開こうとすると、パワーウインドウ装置を介してドライブプレート41に回転力が作用する。この場合、ウォームホイール16よりも先にドライブプレート41が回転することになる。
これに対し、ウォームホイール16よりも先にドライブプレート41が回転するとき、外側曲折部72bにより、ブレーキバネ70を確実に拡径変形させることができる。このため、クラッチ収納部18の円筒部21とブレーキバネ70との間に、大きな摩擦力を発生させることができ、ウォームホイール16が回転してしまうことを確実に防止できる。
このため、電動モータ2の回転によってウォームホイール16が回転するとき、円筒部21のロックプレート受22の内周面22aとロックプレート38の斜面38aとの間に大きな摩擦力が生じてしまうことを防止できる。よって、ウォームホイール16の回転を、より効果的にドライブプレート41に伝達することができる。
また、近年需要が高まっている、外力による回転力によって電動モータ2の回転軸が回転してしまうことを、より確実に防止できるクラッチ付減速機4を提供できる。
次に、図13に基づいて、本発明の第2実施形態について説明する。
図13は、第2実施形態におけるウォーム減速機203、およびクラッチ機構204の分解斜視図であって、前述の図3に対応している。なお、第1実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する。
同図に示すように、前述の第1実施形態と本第2実施形態との相違点は、第1実施形態のウォームホイール16、ロックプレート38、およびドライブプレート41の形状と、第2実施形態のウォームホイール216、ロックプレート238、およびドライブプレート241の形状とが異なる点にある。
また、ロックプレート238には、ウォームホイール216の第1係合孔236に対応する位置に、係合凹部246が1つ形成されている。さらに、ロックプレート238には、ウォームホイール216の第2係合孔62に対応する位置に、ロックプレート第2解除凸部49が1つ形成されている。
また、ドライブプレート241には、ウォームホイール216の第1係合孔236に対応する位置に、凸部252が1つ形成されている。
したがって、上述の第2実施形態によれば、前述の第1実施形態と同様の効果を奏する。また、第2実施形態のクラッチ機構204は、第1実施形態と比較して構造が簡素化されるので、この分、クラッチ機構204の製造コストを低減することが可能になる。
例えば、上述の実施形態では、ドライブプレート41,241に、凸部52a,52b,252を設け、ロックプレート48,248に、係合凹部46,246を設ける場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、ロックプレート48,248に凸部52a,52b,252を設け、ドライブプレート41,241に、係合凹部46,246を設けてもよい。
しかしながら、これに限られるものではなく、ブレーキバネ70は、軸方向からみて略C字状に形成され、その開口にドライブプレート41の他方の凸部52b、または凸部252が介在していればよい。また、バネ解除凸部66が当接することにより、ウォームホイール16と一体となってブレーキバネ70が回転するように形成されていればよい。
Claims (8)
- 電動モータの回転が入力され、軸方向に貫通する係合孔が形成されていると共にバネ解除凸部が形成されている駆動回転体と、
前記駆動回転体の軸方向一端面側に配置され、前記係合孔に周方向に隙間が形成されるように挿入される凸部を有して前記駆動回転体と係合し、前記電動モータの回転を出力する従動回転体と、
前記駆動回転体の軸方向他端面側に配置され、前記凸部の先端面と突き合わされる端面が形成された係合部を有して前記凸部と係合するロックプレートと、
前記駆動回転体、前記従動回転体、および前記ロックプレートの軸方向への移動を規制する移動規制部材と、
前記駆動回転体の前記他端面側と前記ロックプレートとの間に配置され、開口に前記凸部が介在するようにC字状に形成されていると共に、前記バネ解除凸部が当接することにより、前記駆動回転体と一体となって回転可能なバネ係止部を有するブレーキバネと、
前記駆動回転体、および前記従動回転体、および前記ロックプレートが収容され、さらに前記ブレーキバネを内嵌する円筒壁を有するケーシングと、
を備え、
前記凸部の先端面および前記係合部の端面の何れか一方は、周方向中央から周方向両端にかけて高さが減少する第1傾斜面を有し、前記凸部の先端面および前記係合部の端面の何れか他方は、周方向中央から両端にかけて高さが増加する第2傾斜面を有し、前記第1傾斜面と前記第2傾斜面とが、前記駆動回転体の周方向において互いに間隔を隔てており、
前記ケーシングの底部に、前記ロックプレートが載置されている
ことを特徴とするクラッチ機構。 - 前記駆動回転体の前記他端面に、前記ブレーキバネ、および前記円筒壁を収納可能な凹部が形成されており、
前記凹部の底面に、前記バネ解除凸部が設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載のクラッチ機構。 - 前記ブレーキバネは、
C字状のブレーキ本体と、
該ブレーキ本体の2つの先端にそれぞれ一体成形されている2つの作用部と、
を有し、
前記作用部は、
前記ブレーキ本体の先端から径方向内側に、且つ互いに接近する方向に向かって折り返されるように屈曲延出する内側曲折部と、
該内側曲折部の先端から径方向外側に、且つ互いに接近する方向に向かって折り返されるように屈曲延出する外側曲折部と、
を有し、
前記内側曲折部は、前記バネ係止部として機能し、
前記バネ解除凸部は、前記内側曲折部に当接可能に形成されており、
2つの前記外側曲折部の間に、前記凸部が介在されている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のクラッチ機構。 - 前記ロックプレートの前記駆動回転体側に突設されたロックプレート側凸部と、
前記駆動回転体の前記他端面に突設された駆動回転体側凸部と、
を備え、
前記従動回転体よりも先に前記駆動回転体が回転する場合において、前記第1傾斜面と前記第2傾斜面とが当接するよりも先に、前記ロックプレート側凸部と前記駆動回転体側凸部とが係合する
ことを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のクラッチ機構。 - 前記ロックプレート側凸部は、周方向で前記駆動回転体側凸部と前記バネ解除凸部との間に配置されており、
前記駆動回転体の前記他端面側と前記ロックプレートとの間に設けられ、前記ロックプレート側凸部への前記駆動回転体側凸部および前記バネ解除凸部の少なくとも何れか一方の乗り上げを防止するために前記従動回転体の回転量を規制する回転量規制部を備えた
ことを特徴とする請求項4に記載のクラッチ機構。 - 前記ブレーキバネは、前記回転量規制部として機能している
ことを特徴とする請求項5に記載のクラッチ機構。 - 請求項1〜請求項6の何れか1項に記載のクラッチ機構の前記駆動回転体は、ウォームホイールであり、
該ウォームホイールに噛合い、且つ前記電動モータに連結されるウォーム軸を備えた
ことを特徴とするクラッチ付減速機。 - パワーウインドウ駆動用に用いられる
ことを特徴とする請求項7に記載のクラッチ付減速機。
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JP2016251492A JP6776119B2 (ja) | 2016-12-26 | 2016-12-26 | クラッチ機構およびクラッチ付減速機 |
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CN113510492A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-19 | 深圳市蓝蓝科技有限公司 | 第四轴力矩电机高速数控转台 |
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2016
- 2016-12-26 JP JP2016251492A patent/JP6776119B2/ja active Active
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