JP6163327B2 - クラッチ機構、クラッチ付減速機、および減速機付モータ - Google Patents

Description

この発明は、車両等に搭載されるクラッチ機構、クラッチ付減速機、および減速機付モータに関するものである。

車両に搭載される減速機付モータとしては、例えば、自動車のパワーウインド装置に用いられるものがある。この種の減速機付モータは、ウォーム減速機と電動モータとが連結されている。ウォーム減速機は、電動モータの回転軸に連結されるウォームと、このウォームに噛合されるウォームホイールとを備えている。そして、このウォームホイールをパワーウインド装置の出力軸に連結することにより、ウインドガラスの開閉動作を行うことができるようになっている。

ところで、電動モータの回転軸にウインドガラスの自重や車両走行時の振動等の外力による回転力が作用し、ウインドガラスが開いてしまう場合がある。そこで、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防止するために、ウォーム減速機にクラッチを内装する技術が提案されている。
このようなクラッチとしては、特許文献１に示すように、例えば、電動モータの回転が入力される駆動回転体と、駆動回転体と係合し、電動モータの回転を出力する従動回転体と、これら駆動回転体と従動回転体とを収容するケーシングと、ケーシングと従動回転体との間に配置されたロックプレートとを備えた構成のクラッチ機構を本発明者らが既に提案している。

このクラッチ機構は、図１５（ａ）に示すように、従動回転体１０１とロックプレート１０２を、駆動回転体１０３を挟んでその両側に配置し、従動回転体１０１に設けた第一凸部１０４と、ロックプレート１０２に設けた第二凸部１０５とを、駆動回転体１０３の軸方向に貫通する係合孔１０６に挿入している。そして、駆動回転体１０３よりも先に従動回転体１０１が回転したときには、第一凸部１０４が第二凸部１０５に対して周方向に移動することによって、第一凸部１０４と第二凸部１０５とが互いに干渉し、第二凸部１０５がケーシング側(図１５において下方)に押圧され、ロックプレート１０２とケーシングとの間で摩擦力を生じ、従動回転体１０１の回転を阻止するようになっている。

特開２０１０−４８５７３号公報

ところで、上記したような特許文献１に記載のクラッチ機構においては、駆動回転体１０３に軸方向のガタが生じないよう、不図示のケーシング、ロックプレート１０２、駆動回転体１０３、従動回転体１０１を積層して、これらを貫通するシャフトとナットとで挟み込む構成となっている。
このような構成においては、従動回転体１０１とロックプレート１０２とにより駆動回転体１０３を挟持するよりも先に、従動回転体１０１の第一凸部１０４と、ロックプレート１０２の第二凸部１０５とが突き合わさると、従動回転体１０１とロックプレート１０２との間で駆動回転体１０３に軸方向のガタが生じてしまう。このため、従動回転体１０１とロックプレート１０２とにより駆動回転体１０３を挟持した状態で、第一凸部１０４と第二凸部１０５との間に、若干の軸方向のクリアランスＣ１を設定する必要がある。

ここで、従動回転体１０１、ロックプレート１０２、駆動回転体１０３等には、製造誤差による寸法のばらつきが生じ得る。このため、駆動回転体１０３の軸方向のガタを確実に抑えるためには、クリアランスＣ１の大きさを、各部品の製造誤差を考慮して設定する必要がある。この結果、クリアランスＣ１を所望の値よりも大きく設定しなければならない。
しかし、図１５（ｂ）に示すように、上記のクリアランスＣ１が大きくなればなるほど、第一凸部１０４と第二凸部１０５との間の周方向のクリアランスＣ２が大きくなる。すると、従動回転体１側が周方向に回転してウインドガラスが下がり得るガタが大きくなってしまうという問題がある。

また、図１５（ｃ）に示すように、ロックプレート１０２とケーシングとの間で摩擦力を高めてウインドガラスのロック性を高めるには、第二凸部１０５の傾斜面１０５ａの傾斜角度（軸方向に直交する径方向からの傾斜角度）θをなるべく小さくするのが好ましい。しかし、傾斜角度θを小さくすればするほど、上記の軸方向のクリアランスＣ１にともなう周方向のクリアランスＣ２が大きくなる。これによっても、従動回転体１０１側が周方向に回転してウインドガラスが下がり得るガタが大きくなってしまうという問題がある。

これらの問題を解決するには、各構成部品の寸法精度を高めれば良いが、これにはコストがかかる。
そこでなされた本発明の目的は、低コストで、構成部品間のガタを減らしてロック性を高めることのできるクラッチ機構、クラッチ付減速機、および減速機付モータを提供するものである。

上記の課題を解決するために、本発明は、電動モータの回転が入力され、軸方向に貫通する複数の係合孔が周方向に沿って形成された駆動回転体と、前記駆動回転体の軸方向一端面側に配置され、前記係合孔に挿入される第一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、前記係合孔に挿入される第二凸部を有したロックプレートと、前記駆動回転体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、前記従動回転体、前記ロックプレートを収容するケーシングと、を備え、前記第一凸部の第一先端面と前記第二凸部の第二先端面とが、前記駆動回転体の軸方向において互いに突き合わされるとともに、前記第一先端面および前記第二先端面のうち何れか一方は、周方向中央から周方向両端にかけて高さが減少する第一傾斜面を有し、前記第一先端面、および前記第二先端面のうち何れか他方は、周方向中央から両端にかけて高さが増加する第二傾斜面を有して、前記第一傾斜面と前記第二傾斜面とが、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、前記第一先端面および前記第二先端面の何れか一方に、前記第一先端面および前記第二先端面の何れか他方と前記軸方向において部分的に突き当たる突き当たり部が形成されていることを特徴とする。

このクラッチ機構においては、電動モータの回転によって駆動回転体が回転するとき、第一凸部および第二凸部が係合孔に挿入されているので、該駆動回転体によって従動回転体とロックプレートとが同時に回転される。また、駆動回転体よりも先に従動回転体が回転するとき、該従動回転体によって第一凸部が周方向に移動して第二凸部に突き当たって第一傾斜面と第二傾斜面とが干渉することによって、第二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、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。
このように、移動規制部材により駆動回転体の軸方向への移動を規制することで、第一凸部の第一先端面と第二凸部の第二先端面とを、駆動回転体の軸方向において互いに突き合わせた構成を実現できる。これにより、駆動体の周方向における第一傾斜面と第二傾斜面との間隔を小さくすることができ、従動回転体の回転方向のガタを小さく抑えることができる。このとき、部品精度を特に高める必要がなく、コスト上昇も抑えることができる。
また、第一先端面と第二先端面とが軸方向において部分的に突き当たるため、第一先端面と第二先端面とのフリクションロスを小さく抑えることができる。フリクションロスを小さく抑えることにより、第一凸部の第一先端面と第二凸部の第二先端面とを突き合わせた状態としても、クラッチ機構を確実に正常動作させることができる。
また、フリクションロスを抑えるという目的からして、突き当たり部は、なるべく小さく、しかも内周側に設けるのが好ましい。

また、本発明は、前記ロックプレートと前記ケーシングとの間に、前記ケーシングより摩擦係数の大きい材料からなる摩擦部材が設けられ、前記ロックプレートは、前記第二凸部よりも外周側に延びるプレート部を有し、前記ロックプレートが前記ケーシング側に向かって前記従動回転体の軸方向に沿って押圧されたときに、前記プレート部の外周部が前記摩擦部材との間で摩擦力を生じることによって、前記従動回転体の回転が阻止されるようにしてもよい。

このように、ロックプレートのプレート部の大径化を図り、プレート部と摩擦部材との間の摩擦力を増大させて、従動回転体の回転阻止力を大きくすることができる。このため、従動回転体の回転方向のガタを小さく抑えるべく、第一凸部の第一傾斜面の傾斜角度、及び第二凸部の第二傾斜面の傾斜角度をできる限り大きくすることができる。すなわち、各傾斜面の傾斜角度を大きくした結果、従動回転体によるロックプレートの押圧力が小さくなってしまっても、この分、ロックプレートのプレート部を大径化することにより、従動回転体の回転阻止力を十分維持することが可能になる。

本発明は、前記ケーシング、前記ロックプレート、前記駆動回転体、前記従動回転体を貫通し、前記ロックプレート、前記駆動回転体、前記従動回転体を回転自在に支持するシャフトと、前記シャフトの先端部に螺入され、前記ケーシングとの間で前記ロックプレート、前記駆動回転体、前記従動回転体を挟み込むナットと、前記ナットが緩む方向への前記ナットの回転を機械的に阻止する緩み止め機構と、を備えるようにしてもよい。
緩み止め機構としては、通常のダブルナットや緩み止め剤ではなく、より強固にナットの緩みを阻止できるよう、例えばキャッスルナットと割りピン等を用いる。

このように構成することで、ナットの緩みを確実に防止し、駆動回転体や従動回転体に軸方向にガタを生じるのを防ぐことができる。

本発明は、上記したようなクラッチ機構の駆動回転体をウォームホイールとし、前記ウォームホイールに噛合い、かつ前記電動モータに連結されるウォーム軸を設けたことを特徴とするクラッチ付減速機とすることもできる。

このように構成することで、駆動体の周方向における第一傾斜面と第二傾斜面との間隔を小さくして従動回転体の回転方向のガタを小さく抑えたクラッチ機構を備えたクラッチ付減速機を構成することができる。

本発明は、上記したようなクラッチ付減速機に前記電動モータを取り付け、前記電動モータの回転軸と前記ウォーム軸とを相対回転不能に連結したことを特徴とする減速機付モータとすることもできる。

このように構成することで、駆動体の周方向における第一傾斜面と第二傾斜面との間隔を小さくして従動回転体の回転方向のガタを小さく抑えたクラッチ機構を備えた減速機付モータを構成することができる。

本発明によれば、従動回転体とロックプレートとの間の周方向のガタを小さく抑えることができ、これによって、低コストでクラッチ機構のロック性を高めることが可能となる。

本発明の実施形態における減速機付モータの外観を示す平面図である。 本発明の実施形態におけるウォーム減速機の分解斜視図である。 （ａ）は本発明の実施形態におけるウォームホイールの斜視図、（ｂ）は本発明の実施形態におけるドライブプレートの斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態におけるウォームホイールの移動規制部材を示す斜視図である。 （ａ）は本発明の実施形態におけるロックプレートの斜視図、（ｂ）はロックプレートの要部拡大図である。 本発明の実施形態においてウォームホイール内で互いに突き当たるドライブプレートとロックプレートとを示す断面図である。 （ａ）は本発明の実施形態における緩み止め機構の斜視図、（ｂ）は緩み止め機構の分解斜視図である。 本発明の実施形態におけるクラッチ機構の作用説明図であって、（ａ）は電動モータ停止時を示し、（ｂ）は電動モータ駆動時を示し、（ｃ）はドライブプレート回転時を示す。 （ａ）は同じ軸方向の力を発揮させたときの、ロックプレートの外周部の半径と、傾斜面の傾斜角度との相関を示す図であり、（ｂ）は傾斜面の傾斜角度と出力軸に生じるガタとの関係を示す図である。 本発明の実施形態におけるドライブプレートの他の例を示す図である。 本発明の実施形態における緩み止め機構の他の例を示す斜視図である。 本発明の実施形態における緩み止め機構のさらに他の例を示す斜視図である。 本発明の実施形態における緩み止め機構のさらに他の例を示す斜視図である。 従来のクラッチ機構における課題について説明するための図である。

（減速機付モータ）
次に、この発明の実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。
図１は、減速機付モータ１の外観を示す平面図である。
同図に示すように、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）
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、複数（例えば、６つ）の永久磁石が配設されている有底筒状のヨーク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。アーマチュア６は、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（不図示）と、回転軸７の一端側に設けられるコンミテータ（不図示）とを有している。アーマチュアコアには、巻線を巻装するための複数（例えば、９つ）のスロット（不図示）が形成されている。回転軸７の一端には、ウォーム減速機３が連結されている。

（ウォーム減速機）
図２は、ウォーム減速機３の分解斜視図である。
図１、図２に示すように、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って、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を収納するようになっている。

電動モータ２は、ホルダ部８の開口部８ａをヨーク５で閉塞するように設けられている。ホルダ部８の周壁８ｂにはボルト座２０が３箇所突設されており、ここに図示しない雌ネジ部が刻設されている。一方、電動モータ２のヨーク５には、開口縁にホルダ部８のボルト座２０に対応するように外フランジ部２２が形成されている。この外フランジ部２２に不図示のボルトを挿通し、このボルトをボルト座２０の雌ネジ部（不図示）に螺入することによって、ホルダ部８にヨーク５が締結固定される。

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（不図示）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おり、これによって外部電源の電力を電動モータ２のアーマチュア６に供給できるようになっている。

ケーシング１１のギア収納部１０は、ウォームギア９の一方を構成するウォーム軸１５を収納するウォーム軸収納部１７と、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を収納すると共に、クラッチ機構４を収納するクラッチ収納部１８とが一体成形されたものである。ウォーム軸収納部１７は略円筒状に形成されており、外周面のクラッチ収納部１８とは反対側に、ボルト座２３が外側に向かって突設されている。
ここで、電動モータ２の回転軸７は、ホルダ部８を貫通してウォーム軸収納部１７内に突出している。そして、回転軸７は、ウォーム軸収納部１７に収納されているウォーム軸１５と相対回転不能に連結されており、回転軸７とウォーム軸１５とが一体となって回転するようになっている。

クラッチ収納部１８は有底筒状に形成されており、外周面に径方向外側に向かって突出する２つのボルト座２４，２４が設けられている。これらウォーム軸収納部１７のボルト座２３とクラッチ収納部１８のボルト座２４には、それぞれ貫通孔２５が形成されている。各貫通孔２５には、それぞれ不図示のインサートナットが設けられている。インサートナットは、減速機付モータ１を外部機器に取り付けるために用いられる。

ウォームホイール１６、およびクラッチ機構４は、クラッチ収納部１８に突設されているセンターシャフト（シャフト）２８によって回転自在に支持されている。クラッチ収納部１８のエンド部（底部）１８ａには、径方向略中央に貫通孔２９が形成されており、ここにセンターシャフト２８がＯリング５８を介して挿入されている。センターシャフト２８の基端側には、外周側に張り出した外フランジ部３０が形成されている。

この外フランジ部３０がクラッチ収納部１８のエンド部１８ａに当接することによって、センターシャフト２８の軸方向の位置決めが行われる。センターシャフト２８の先端側には、雄ネジ部３２が刻設されている。雄ネジ部３２には、ウォームホイール１６、およびクラッチ機構４のセンターシャフト２８からの抜けを規制するためのナット３３が螺入される。また、センターシャフト２８の先端側には、径方向に貫通する貫通孔２８ａが形成されている。この貫通孔２８ａ及びナット３３についての詳細は、後述する。

図３（ａ）は、ウォームホイール１６の斜視図である。
図２、図３（ａ）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たものであって、外周面にウォーム軸１５に噛合う歯部３４が形成されている。
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を挿通するための挿通孔３５が形成されている。この挿通孔３５の周囲には、軸方向平面視で略扇状に形成された３つの係合孔３６が周方向に等間隔で形成されている。

係合孔３６は段付状に形成されたものであって、ウォームホイール１６の軸方向上端側（図２における上端側）に形成された第一孔３６ａと、ウォームホイール１６の軸方向下端側、つまり、ウォームホイール１６のクラッチ収納部１８のエンド部１８ａ側に形成された第二孔３６ｂとが連通している。第二孔３６ｂは、第一孔３６ａよりも周方向に幅広に形成されている。
また、ウォームホイール１６のクラッチ収納部１８のエンド部１８ａ側には、中央の大部分に軸方向平面視で略円形状の収納凹部３９が形成されている。この収納凹部３９には、後述するロックプレート３８が収納される。

図４は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図５は、ウォーム減速機３の斜視図であって、クラッチ機構４を取り外した状態を示す。
図４、図５に示すように、このウォームホイール１６は、ウォームホイール１６に対してセンターシャフト２８の先端側でセンターシャフト２８に装着されたＣリング（移動規制部材）７１により位置決めされ、ウォームホイール１６の軸方向に沿ってセンターシャフト２８の先端側への移動が拘束されている。Ｃリング７１は、センターシャフト２８の外周面に周方向に連続して形成されたＣリング溝２８ｂに嵌め込まれ、センターシャフト２８および挿通孔３５よりも外周側に張り出している。

ここで、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。
図４に示すように、クラッチ機構４は、フェーシング材（摩擦部材）３７、ロックプレート３８、スラストプレート４０ａ、ウェイブワッシャ４０ｂ、スラストプレート４０ａ、ウォームホイール１６、およびドライブプレート（従動回転体）４１を備えている。そして、この順でクラッチ収納部１８に収納され、ロックプレート３８、ウォームホイール１６、およびドライブプレート４１がセンターシャフト２８に回転自在に支持されている。

フェーシング材３７は、リング状の周壁部３７ａと、周壁部３７ａにおけるクラッチ収納部１８のエンド部１８ａ側（以下、単に基端側といい、この基端側とは反対側端（ウォームホイール１６側端）を先端側という）の外周縁に突出形成された４つの回り止め突起３７ｂとが一体成形されたものである。４つの回り止め突起３７ｂは、周方向に等間隔に配置されている。また、周壁部３７ａの内周面には、基端側から先端側に向かうに従って徐々に拡径するように形成された斜面（テーパ面）３７ｃが形成されている。
このフェーシング材３７は、ロックプレート３８に摩擦力を付勢するための摩擦板としての役割を有する。フェーシング材３７は鉄系若しくは銅系の金属、または硬質ゴムなどで形成することが望ましい。樹脂などを用いると摩耗粉が多量に発生し、クラッチ機構４が正常に動作しなくなるおそれがある。

クラッチ収納部１８のエンド部１８ａには、フェーシング材３７の回り止め突起３７ｂに対応する部位に、この回り止め突起３７ｂを受け入れる回り止め凹部４２が形成されている。この回り止め凹部４２に回り止め突起３７ｂが嵌り込むことにより、フェーシング材３７のずれが防止される。回り止め凹部４２の深さは、フェーシング材３７の周壁部３７ａがクラッチ収納部１８のエンド部１８ａから突出可能な深さに設定されている。
また、クラッチ収納部１８のエンド部１８ａには、回り止め凹部４２を含む径方向中央の大部分に、ロックプレート３８を受け入れる凹部４９が形成されている。すなわち、回り止め凹部４２は、凹部４９上に形成されていることになる。凹部４９には、ロックプレート３８が載置されている。

図６は、ロックプレート３８を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は要部拡大図である。
図２、図６に示すように、ロックプレート３８は、略円板状に形成されたプレート本体４３を有している。プレート本体４３の外径は、ウォームホイール１６の収納凹部３９の直径よりもやや小さく設定されている。これにより、ロックプレート３８は、ウォームホイール１６の収納凹部３９に埋没した状態になっている。

また、このロックプレート３８のプレート本体４３の外径は、後述する凸部（第二凸部）４６よりも外周側に張り出すよう設定されている。そして、プレート本体４３の外周面には、フェーシング材３７の傾斜面３７ｃに対応するように、クラッチ収納部１８のエンド部１８ａ側に向かうに従って先細りに形成された斜面（テーパ面）４３ａが設けられている。すなわち、フェーシング材３７の傾斜面３７ｃ、およびロックプレート３８の傾斜面３７ｃは、ロックプレート３８とケーシング１１との摺動部分として設定されている。

プレート本体４３の径方向略中央には、ウォームホイール１６側の面に、スラストプレート４０ａ、およびウェイブワッシャ４０ｂを受け入れる平面視略円形状の凹部４５が形成されている。さらに、凹部４５の径方向中央には、センターシャフト２８を挿通するための挿通孔４４が形成されている。
また、プレート本体４３のウォームホイール１６側の面には、ウォームホイール１６の係合孔３６に対応する部位に、軸方向平面視略扇状の凸部４６が３箇所設けられている。

図７は、ウォームホイール１６内で互いに突き当たるドライブプレート４１とロックプレート３８とを示す断面図である。
同図に示すように、この凸部４６は係合孔３６の第二孔３６ｂに挿入された状態になっている。すなわち、ウォームホイール１６が回転すると係合孔３６の第二孔３６ｂと凸部４６とが係合し、ロックプレート３８とウォームホイール１６とが共回りするようになっている。

図６に示すように、各凸部４６の端面には、後述するドライブプレート４１の楔部（第一先端面）５２ａを受入れ可能な凹部（第二先端面）４７が形成されている。この凹部４７は、周方向中央から周方向両端にかけて軸方向の高さが増加するように楔状に形成され、傾斜面４７ａを有している。これは、凹部４７が形成されている凸部４６の軸方向の高さが周方向中央に向かうに従って徐々に低くなっているといえる。
凹部４７の傾斜面４７ａは、傾斜角度θが大きいほど、ロックプレート３８の凹部４７の傾斜面４７ａとドライブプレート４１の楔部（第一凸部）５２ａの傾斜面５２ａ’との間の周方向のクリアランスが小さくなる。また、傾斜角度θが小さいほど、ロックプレート３８をフェーシング材３７に押圧して摩擦力を発揮させるのに必要な軸方向の力が大きくなる。したがって、凹部４７の傾斜面４７ａの傾斜角度θは、例えば２０°〜３０°とするのが好ましい。

図６に示すように、ウォームホイール１６のロックプレート３８とは反対側の面における凹部４７の周方向中央には、径方向に延びる溝４８が形成されている。この溝４８において、ロックプレート３８の内周側には、溝４８の両側の凹部４７とほぼ同じ高さの突起（突き当たり部）７２が形成されている。この突起７２は、凹部４７に後述するドライブプレート４１の楔部５２ａを受け入れたときに、楔部５２ａの下端が突き当たるように形成されている。

図３（ｂ）は、ドライブプレート４１の斜視図である。
図２、図３（ｂ）、図４、図７に示すように、ウォームホイール１６のロックプレート３８とは反対側の面には、ドライブプレート４１が設けられている。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。

プレート本体５０のウォームホイール１６側の面には、ウォームホイール１６の係合孔３６に対応する部位に、軸方向平面視略扇状の凸部５２が３箇所設けられている。凸部５２は係合孔３６の第一孔３６ａに挿入された状態になっており、凸部５２の周方向の幅はロックプレート３８の凸部４６の周方向の幅よりもやや小さく設定されている。
ウォームホイール１６の第一孔３６ａにドライブプレート４１の凸部５２が挿入されているので、ロックプレート３８は、ウォームホイール１６とクラッチ収納部１８との間に配置された状態になると共に、ドライブプレート４１とクラッチ収納部１８との間に配置された状態になる。

ドライブプレート４１の凸部５２は、ウォームホイール１６が回転すると係合孔３６の第一孔３６ａと係合し、ドライブプレート４１とウォームホイール１６とが共回りするようになっている。各凸部５２の端面には、周方向中央から両端にかけて軸方向の高さが減少するように形成された楔部５２ａが設けられている。楔部５２ａは、傾斜面５２ａ’を有している。

プレート本体５０の凸部５２とは反対側の面には、ピニオンギア５３が一体成形されている。ピニオンギア５３は、例えば、パワーウインド装置等に設けられているギアに噛合される部分であって、中央にプレート本体５０の挿通孔５１が連通されている。
すなわち、クラッチ機構４のうち、ウォームホイール１６は、電動モータ２の回転軸７の回転がウォーム軸１５を介して入力される駆動回転体の役割を有している。一方、ドライブプレート４１は、駆動回転体であるウォームホイール１６の回転をパワーウインド装置に出力する従動回転体の役割を有している。

図２、図４に示すように、このようなクラッチ機構４のフェーシング材３７、ロックプレート３８、スラストプレート４０ａ、ウェイブワッシャ４０ｂ、ウォームホイール１６、およびドライブプレート４１を貫通しているセンターシャフト２８の先端は、ドライブプレート４１のピニオンギア５３から突出した状態になっている。このセンターシャフト２８の先端には、スラストプレート５４、およびＯリング５５が挿入される。

そして、センターシャフト２８の雄ネジ部３２にナット３３が締結固定されることによって、フェーシング材３７、ロックプレート３８、スラストプレート４０ａ、ウェイブワッシャ４０ｂ、ウォームホイール１６、およびドライブプレート４１のセンターシャフト２８からの抜けが規制されると共に、それぞれセンターシャフト２８に回転可能に軸支された状態になる。ここで、ナット３３は、緩み止め機構を備えている。

図８は、緩み止め機構を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。
図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、ナット３３には、センターシャフト２８の雄ネジ部３２に締結した状態でナット３３を拘束するための緩み止め機構として、例えば周方向に間隔を隔てて複数本のスリット３３ａが形成されたキャッスルナットが用いられる。そして、このキャッスルナットのスリット３３ａと、センターシャフト２８に形成された貫通孔２８ａに割りピン７０を貫通させることにより、ナット３３が緩んでしまうことを確実に防止できる。

また、図２に示したように、ケーシング１１のクラッチ収納部１８には、開口部を閉塞する略円環状のボトムカバー５６が設けられている。ボトムカバー５６は、クラッチ収納部１８内への塵埃の浸入を防止するためのものである。
図２、図４に示すように、ボトムカバー５６の中央からは、ドライブプレート４１のみ突出した状態になっている。

したがって、フェーシング材３７、ロックプレート３８、スラストプレート４０ａ、ウェイブワッシャ４０ｂ、およびウォームホイール１６は、それぞれケーシング１１のクラッチ収納部１８内に完全に収納された状態になる。一方、ドライブプレート４１は、プレート本体５０の軸方向略中央から先端側が、ボトムカバー５６から突出した状態になる。
ボトムカバー５６の内周縁には、クラッチ収納部１８の内部の密閉性を高めるためにゴム製のシール部材５７が設けられている。ドライブプレート４１のプレート本体５０は、シール部材５７と摺動する。

ここで、クラッチ機構４をケーシング１１に組み付けた際、図７に示すように、ウォームホイール１６の係合孔３６内においては、ロックプレート３８の凸部４６とドライブプレート４１の凸部５２は、ドライブプレート４１の凸部５２の端面に設けられている楔部５２ａが、ロックプレート３８の凸部４６に設けられた突起７２に突き当たった状態で互いに軸方向で対向配置されている。この状態で、ロックプレート３８の凹部４７の傾斜面４７ａとドライブプレート４１の楔部５２ａの傾斜面５２ａ’との間には、周方向に微小なクリアランスが形成されるようになっている。

このため、ロックプレート３８、またはドライブプレート４１の何れか一方のみが回転した場合、ロックプレート３８の凹部４７とドライブプレート４１の楔部５２ａとが当接することになる。
なお、ドライブプレート４１の楔部５２ａと、ロックプレート３８の突起７２とが突き当たっているが、突起７２は凸部４６に比較すれば十分に小さく、部分的に突き当たっているに過ぎない。しかもこの突起７２は、ロックプレート３８の内周側に形成されている。このため、ロックプレート３８の凸部４６とドライブプレート４１の凸部５２との間で生じる摩擦は小さくて済む。

ウォームホイール１６に形成されている第一孔３６ａの周方向の幅は、ドライブプレート４１の凸部５２がロックプレート３８に対して周方向に移動した際、楔部５２ａとロックプレート３８の凹部４７とが当接可能な幅に設定されている。すなわち、ドライブプレート４１は、ウォームホイール１６の第一孔３６ａ内において、楔部５２ａと凹部４７とが当接するまで回転移動することができる。
一方、ウォームホイール１６に形成されている第二孔３６ｂは、第一孔３６ａよりも段差により周方向に幅広に形成されている。このため、ウォームホイール１６が回転した際、第一孔３６ａ、および第二孔３６ｂの壁面がそれぞれドライブプレート４１の凸部５２とロックプレートの凸部４６とに同時に当接するようになっている。

（クラッチ機構の作用）
次に、図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）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、減速機付モータ１を車両に搭載されているパワーウインド装置に用いた場合について説明する。
まず、図９（ａ）に示すように、減速機付モータ１の電動モータ２を停止させた状態にあっては、ウォームホイール１６の係合孔３６内でロックプレート３８の凸部４６、およびドライブプレート４１の凸部５２がフリーな状態になっている。また、ロックプレート３８は、ウェイブワッシャ４０ｂによってややフェーシング材３７側に向かって押圧された状態になっている（図２参照）。

図９（ｂ）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９（ｂ）の矢印参照）。すると、ウォームホイール１６の係合孔３６のうち、第一孔３６ａの壁面はドライブプレート４１の凸部５２に当接する。これと同時に係合孔３６の第二孔３６ｂの壁面はロックプレート３８の凸部４６に当接する。

そして、このままの状態で、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が共回りする。ドライブプレート４１が回転すると、ドライブプレート４１のピニオンギア５３に連結されているパワーウインド装置（不図示）に電動モータ２の回転が出力される。これによってパワーウインド装置が駆動し、車両のウインドガラスの開閉動作が行われる。

一方、ウインド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ガラスが開こうとすると、パワーウインド装置を介してドライブプレート４１に回転力が作用する。
図９（ｃ）に示すように、電動モータ２が停止状態であって、かつドライブプレート４１に回転力が作用すると、ウォームホイール１６、およびロックプレート３８は停止したままの状態でドライブプレート４１のみが回転し始める（図９（ｃ）の矢印参照）。
すると、ロックプレート３８が停止したままであるので、ドライブプレート４１の凸部５２に設けられている楔部５２ａ’とロックプレート３８の凸部４６に設けられている凹部４７とが当接する。

ドライブプレート４１は、楔部５２ａ’がロックプレート３８の凹部４７に当接した後、さらに回転しようとする。ここで、楔部５２ａ’が周方向中央から両端にかけて軸方向の高さが減少するように形成されていると共に、凹部４７がこれを受入れ可能なように周方向中央から周方向両端にかけて軸方向の高さが増加するように楔状に形成されていることから、ロックプレート３８にフェーシング材３７側に向かう力が作用する。すると、ロックプレート３８の斜面４３ａがフェーシング材３７の傾斜面３７ｃを押圧することにより両者３８，３７の間の摩擦力がドライブプレート４１の回転力よりも大きくなる。これによって、ロックプレート３８の回転が阻止される。

（効果）
したがって、上述の実施形態によれば、ウォームホイール１６がＣリング７１により軸方向において拘束されているので、ロックプレート３８とドライブプレート４１とでウォームホイール１６を挟み込んで軸方向に拘束する必要がなくなる。これにより、ロックプレート３８の凸部４６とドライブプレート４１の凸部５２とを直接突き当てた状態とすることができる。
そして、ウォームホイール１６の係合孔３６内において、ロックプレート３８の凸部４６とドライブプレート４１の凸部５２とが直接突き当たった状態で、互いに軸方向で対向配置されているので、ロックプレート３８の凹部４７の傾斜面４７ａとドライブプレート４１の楔部５２ａの傾斜面５２ａ’との間の周方向のクリアランスを、安定して小さくすることができる。これによって、ドライブプレート４１の周方向の回転ガタを小さくすることができ、ウインドガラスのガタを抑えることができる。

しかも、ドライブプレート４１の凸部５２の端面に設けられている楔部５２ａが、ロックプレート３８の凸部４６に設けられた突起７２に突き当たるようになっているので、
ロックプレート３８の凸部４６とドライブプレート４１の凸部５２との間で生じる摩擦抵抗を抑えることができる。加えて、突起７２が突き当たることによって、例えばロックプレート３８の凹部４７やドライブプレート４１の楔部５２ａに製造誤差があってもその影響を受けるのを避け、ドライブプレート４１とロックプレート３８の当たり具合を一定にすることができる。

また、ロックプレート３８のプレート本体４３の外径が、凸部４６よりも外周側に張り出すよう設定され、そのプレート本体４３の外周面に斜面４３ａが形成され、この斜面４３ａとフェーシング材３７の傾斜面３７ｃとの摩擦によりドライブプレート４１の回転を阻止するようにした。このように、大径としたプレート本体４３に設けた斜面４３ａにより、ドライブプレート４１の回転を確実に阻止することができる。

ここで、ロックプレート３８を大径化させると、上記のようにドライブプレート４１の回転阻止力が向上することにより、ロックプレート３８をフェーシング材３７に押圧して摩擦力を発揮させるのに必要な軸方向の力が小さくて済むので、その分、ロックプレート３８の凹部４７の傾斜面４７ａの傾斜角度θを大きくすることが可能となる。以下、より具体的に説明する。

図１０（ａ）は、同じ軸方向の力を発揮させたときの、ロックプレート３８の外周部の半径と、傾斜面４７ａの傾斜角度θとの相関を示す図である。
この図１０（ａ）に示すように、同じ軸方向の力を発揮させるのであれば、ロックプレート３８を大径化するほど、傾斜面４７ａの傾斜角度θを大きくすることができる。

そして、凹部４７の傾斜面４７ａの傾斜角度θを大きくすると、ロックプレート３８の凹部４７の傾斜面４７ａとドライブプレート４１の楔部５２ａの傾斜面５２ａ’との間の周方向のクリアランスを小さくすることができる。
図１０（ｂ）は、傾斜面４７ａの傾斜角度θと、ロックプレート３８の凹部４７の傾斜面４７ａとドライブプレート４１の楔部５２ａの傾斜面５２ａ’との間の周方向のクリアランスと、の相関を示す図である。
このようにして、凹部４７の傾斜面４７ａの傾斜角度θを大きくすることで、ドライブプレート４１の周方向の回転ガタ（出力軸ガタ）を小さくすることができ、ウインドガラスのガタを抑えることができる。

さらに、ナット３３には、キャッスルナットを用い、割りピン７０を貫通させることによって、ナット３３の緩みを確実に防止することができる。これによって、ナット３３の緩みによって、ドライブプレート４１、ウォームホイール１６等に軸方向のガタが生じるのを防ぐことができる。これによっても、ドライブプレート４１の周方向の回転ガタを小さくすることができ、ウインドガラスのガタを抑えることができる。

（本実施形態の変形例）
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述の実施形態では、ロックプレート３８に突起７２を設けるようにした。しかしながら、これに限られるものではなく、図１１に示すように、ドライブプレート４１の凸部５２の端面に設けられている楔部５２ａの先端部に、突起（突き当たり部）７５を設けるようにしてもよい。
この突起７５は、ロックプレート３８の凹部４７の周方向中央に係背された溝４８に突き当たることで、ロックプレート３８の凸部４６とドライブプレート４１の凸部５２とを直接突き当てて、互いに軸方向で対向配置されるようにする。

また、上述の実施形態では、ウォームホイール１６をセンターシャフト２８に装着されたＣリング７１により位置決めするようにしたが、ウォームホイール１６のセンターシャフト２８の軸方向への移動を規制できるのであれば、例えばナット等、適宜他の構成を採用することができる。

さらに、上述の実施形態では、ロックプレート３８のプレート本体４３の外周面に形成された斜面４３ａと、フェーシング材３７の傾斜面３７ｃとの摩擦によりドライブプレート４１の回転を阻止するようにしたが、これに限るものではない。例えば、フェーシング材３７を円盤状とし、ロックプレート３８のプレート本体４３とフェーシング材３７とを面接触させるようにしてもよい。このような構成においても、本実施形態では、プレート本体４３の外径が、凸部４６よりも外周側に張り出すよう設定されているので、ドライブプレート４１の回転阻止力を増大させることができる。

また、上述の実施形態では、緩み止め機構として、ナット３３にキャッスルナットを用いるようにした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、例えば図１２に示すように、緩み止め機構として、ナット３３に、クサビ機能を有したハードロックナット（ハードロック工業株式会社製の商品名）を用いることもできる。

さらに、図１３（ａ）、図１３（ｂ）に示すように、緩み止め機構として、センターシャフト２８の雄ネジ部３２を、基端側の太径部３２ａと先端側の細径部３２ｂの二段階に形成し、太径部３２ａと細径部３２ｂとで、ネジ溝の巻き方向を互いに異ならせるようにしてもよい。そして、太径部３２ａに、細径部３２ｂの外径よりも大きな内径を有した第一ナット３３Ａをねじ込み、細径部３２ｂに第二ナット３３Ｂをねじ込む。すると、第一ナット３３Ａがゆるむ方向に回ろうとすると、第二ナット３３Ｂは締まる方向に回ることになるので、これにより強固な緩み止め対策がなされる。

また、図１４（ａ）、図１４（ｂ）に示すように、緩み止め機構として、センターシャフト２８の先端にネジ孔２８ｎを形成し、ナット３３をセンターシャフト２８の先端に、ナット３３の内径よりも大きな外径の頭部を有したボルト７８をねじ込むようにしてもよい。このとき、雄ネジ部３２とネジ孔２８ｎとで、ネジ溝の巻き方向を互いに異ならせるのが好ましい。このようにすると、ナット３３がゆるむ方向に回ろうとすると、ボルト７８は締まる方向に回ることになるので、これにより強固な緩み止め対策がなされる。

なお、ナット３３に、通常のダブルナット（同じ向きのねじ溝に二つのナットをねじ込んだもの）や、ネジロック剤を塗布することも考えられるが、ナット３３のより確実な緩み止めとすると、上記実施形態および変形例で示したような構成を採用するのが好ましい。
さらに、ロックプレート３８の凹部４７に代わって、ドライブプレート４１の楔部５２ａの傾斜面５２ａ’を弓状に形成してもよいし、楔部５２ａの傾斜面５２ａ’、および凹部４７の傾斜面４７ａの両者５２ａ’，４７ａ共に弓状に形成してもよい。

そして、上述の実施形態では、ドライブプレート４１の凸部５２に楔部５２ａを設ける一方、ロックプレート３８の凸部４６に楔状の凹部４７を設けた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３８の凸部４６に楔部５２ａを設ける一方、ドライブプレート４１の凸部５２に楔状の凹部４７を設けてもよい。

また、上述の実施形態では、ウォームホイール１６に３つの係合孔３６を形成する一方、ロックプレート３８に３つの凸部４６を設けると共に、ドライブプレート４１に３つの凸部５２を設けた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、係合孔３６、および凸部４６，５２をそれぞれ少なくとも１つ設けてあればよく、また３つ以上設けてもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

１ 減速機付モータ
２ 電動モータ
３ ウォーム減速機（クラッチ付減速機）
４ クラッチ機構
７ 回転軸
９ ウォームギア
１１ ケーシング
１５ ウォーム軸
１６ ウォームホイール（駆動回転体）
１７ ウォーム軸収納部
１８ クラッチ収納部
２８ センターシャフト（シャフト）
３３ ナット
３３Ａ 第一ナット
３３Ｂ 第二ナット
３３ａ スリット
３６ 係合孔
３７ フェーシング材（摩擦部材）
３７ａ ベース部
３７ｂ 周壁部
３７ｃ 傾斜面
３８ ロックプレート
４１ ドライブプレート（従動回転体）
４３ プレート本体
４３ａ 斜面
４６ 凸部（第二凸部）
４７ 凹部（第二先端面）
４７ａ 傾斜面（第二傾斜面）
５０ プレート本体
５２ 凸部（第一凸部）
５２ａ 楔部（第一先端面）
５２ａ’ 傾斜面（第一傾斜面）
７０ ピン
７１ Ｃリング（移動規制部材）
７２ 突起（突き当たり部）
７５ 突起（突き当たり部）
７８ ボルト

Claims (5)

1. 電動モータの回転が入力され、軸方向に貫通する複数の係合孔が周方向に沿って形成された駆動回転体と、
   前記駆動回転体の軸方向一端面側に配置され、前記係合孔に挿入される第一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、前記係合孔に挿入される第二凸部を有したロックプレートと、
   前記駆動回転体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、前記従動回転体、前記ロックプレートを収容するケーシングと、を備え、
   前記第一凸部の第一先端面と前記第二凸部の第二先端面とが、前記駆動回転体の軸方向において互いに突き合わされるとともに、
   前記第一先端面および前記第二先端面のうち何れか一方は、周方向中央から周方向両端にかけて高さが減少する第一傾斜面を有し、前記第一先端面、および前記第二先端面のうち何れか他方は、周方向中央から両端にかけて高さが増加する第二傾斜面を有して、前記第一傾斜面と前記第二傾斜面とが、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、
   前記第一先端面および前記第二先端面の何れか一方に、前記第一先端面および前記第二先端面の何れか他方と前記軸方向において部分的に突き当たる突き当たり部が形成されていることを特徴とするクラッチ機構。
2. 前記ロックプレートと前記ケーシングとの間に、前記ケーシングより摩擦係数の大きい材料からなる摩擦部材が設けられ、
   前記ロックプレートは、前記第二凸部よりも外周側に延びるプレート部を有し、
   前記ロックプレートが前記ケーシング側に向かって前記従動回転体の軸方向に沿って押圧されたときに、前記プレート部の外周部が前記摩擦部材との間で摩擦力を生じることによって、前記従動回転体の回転が阻止されることを特徴とする請求項１に記載のクラッチ機構。
3. 前記ケーシング、前記ロックプレート、前記駆動回転体、前記従動回転体を貫通し、前記ロックプレート、前記駆動回転体、前記従動回転体を回転自在に支持するシャフトと、
   前記シャフトの先端部に螺入され、前記ケーシングとの間で前記ロックプレート、前記駆動回転体、前記従動回転体を挟み込むナットと、
   前記ナットが緩む方向への前記ナットの回転を機械的に阻止する緩み止め機構と、
   を備え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。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のクラッチ機構の駆動回転体をウォームホイールとし、
   前記ウォームホイールに噛合い、かつ前記電動モータに連結されるウォーム軸を設けたことを特徴とするクラッチ付減速機。
5. 請求項４に記載のクラッチ付減速機に前記電動モータを取り付け、
   前記電動モータの回転軸と前記ウォーム軸とを相対回転不能に連結したことを特徴とする減速機付モータ。

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