JP6410394B2 - Electromagnetic clutch mechanism and motor with reduction gear - Google Patents
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Description
この発明は、電磁クラッチ機構および減速機付モータに関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic clutch mechanism and a motor with a reduction gear.
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ウ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ウ装置の出力軸に連結することにより、ウインドウガラスの開閉動作を行うことができる。 As a motor with a reduction gear, for example, there is one used for a power window device of an automobile. In this type of motor with a speed reducer, a worm speed reducer and an electric motor are connected. The worm speed reducer includes a worm coupled to the rotation shaft of the electric motor and a worm wheel meshed with the worm. The window glass can be opened and closed by connecting the worm wheel to the output shaft of the power window device.
ところで、電動モータの回転軸に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る回転力が作用し、ウインドウガラスが開いてしまうおそれがある。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、電動モータとウォーム減速機とを分割構成し、これら電動モータとウォーム減速機との間にクラッチ機構を設ける技術が提案されている。
クラッチ機構としては、例えば、電動モータの回転軸の一端に設けられ回転軸と共回りする駆動回転体と、駆動回転体に係合すると共に出力軸に連結される従動回転体と、これら駆動回転体と従動回転体とを収容する外輪と、従動回転体と外輪との間に設けられた複数の円柱状のコロとを備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。
By the way, there is a possibility that the window glass may be opened due to the rotational force of the window glass due to the external force such as the weight of the window glass or the vibration when the vehicle travels. Therefore, in order to prevent the rotating shaft of the electric motor from rotating due to the rotational force due to the external force, the electric motor and the worm speed reducer are divided and a clutch mechanism is provided between the electric motor and the worm speed reducer. The technology to provide is proposed.
As the clutch mechanism, for example, a driving rotator provided at one end of the rotating shaft of the electric motor and rotating together with the rotating shaft, a driven rotating body that engages with the driving rotating body and is connected to the output shaft, and these driving rotations Some include an outer ring that accommodates the body and the driven rotator, and a plurality of cylindrical rollers provided between the driven rotator and the outer ring (for example, see Patent Document 1).
この種のクラッチ機構は、電動モータによって駆動回転体が回転したとき、コロはフリー状態に維持されつつ駆動回転体の軸心の周りで周回する。このため、従動回転体と駆動回転体とが一体となって回転し、ウインドウガラスの開閉動作が行われる。
一方、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従動回転体が回転すると、コロは従動回転体と外輪との間に挟持された状態になり、これによって従動回転体の回転が阻止される。このため、ウインドウガラスが自重や車両走行時の振動等によって開いてしまうことを防止できる。
In this type of clutch mechanism, when the drive rotator is rotated by the electric motor, the rollers rotate around the axis of the drive rotator while being maintained in a free state. For this reason, the driven rotator and the drive rotator rotate together, and the window glass is opened and closed.
On the other hand, when the driven rotator is rotated by external force such as the weight of the window glass or vibration during vehicle running, the roller is sandwiched between the driven rotator and the outer ring, thereby preventing the rotation of the driven rotator. Is done. For this reason, it is possible to prevent the window glass from being opened due to its own weight, vibration during traveling of the vehicle, or the like.
このように、コロ等を利用してクラッチ機構を構成するいわゆる機械式のクラッチ機構は、部品点数が多くなり、組み立て作業も煩雑になる。このため、機械式のクラッチ機構に代えて電磁式のクラッチ機構を採用することが考えられる。
電磁式のクラッチ機構は、励磁用のコイル、コイルの励消磁により可動する可動部、および固定部を主構成としているものが一般的である。そして、可動部と固定部とが係合したり、両者が重ね合わせることにより生じる摩擦抵抗を利用したりすることにより、従動回転体の回転を阻止できる。
Thus, a so-called mechanical clutch mechanism that uses a roller or the like to form a clutch mechanism has a large number of parts, and the assembly work becomes complicated. For this reason, it is conceivable to employ an electromagnetic clutch mechanism in place of the mechanical clutch mechanism.
Generally, an electromagnetic clutch mechanism mainly includes an exciting coil, a movable portion that can be moved by excitation and demagnetization of the coil, and a fixed portion. Then, the rotation of the driven rotating body can be prevented by using the frictional resistance generated by the movable part and the fixed part engaging with each other or overlapping each other.
ところで、電磁式のクラッチ機構を採用する場合、可動部の確実な可動を確保するため、コイルを励磁する際に十分な磁気的吸引力を発生させる必要がある。このため、クラッチ機構全体が大型化してしまい、この結果、減速機付モータが大型化してしまうという課題がある。 By the way, when an electromagnetic clutch mechanism is employed, it is necessary to generate a sufficient magnetic attraction force when exciting the coil in order to ensure reliable movement of the movable portion. For this reason, the whole clutch mechanism will enlarge, As a result, the subject that the motor with a reduction gear will enlarge.
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、部品点数を減少させ、組み立て作業を容易化させつつ、小型化が可能な電磁クラッチ機構および減速機付モータを提供するものである。 Accordingly, the present invention has been made in view of the circumstances described above, and provides an electromagnetic clutch mechanism and a motor with a reduction gear that can be reduced in size while reducing the number of parts and facilitating assembly work. It is.
上記の課題を解決するために、本発明に係る電磁クラッチ機構は、回転軸を挿通可能な筒状のボビンと、前記ボビンの外周面に巻装されるコイルと、前記コイルを前記回転軸における径方向の外側から覆うように有底筒状に形成され、前記径方向の内側に前記回転軸を挿通可能なクラッチヨークと、前記回転軸を挿通可能な挿通孔が形成され、前記クラッチヨークの開口部側に配置されて前記クラッチヨークに形成される磁束によって吸引される可動プレートと、前記クラッチヨークの開口部から前記可動プレートを離間する方向に向かって付勢する弾性部材と、前記可動プレートの前記クラッチヨークとは反対側の面に配置され、前記回転軸と一体回転する固定プレートと、を備え、前記クラッチヨークの開口部周縁、および前記可動プレートに、これら前記クラッチヨークと前記可動プレートとの回転を規制する第1係合手段を設け、前記可動プレートの前記第1係合手段を避けた位置、および前記固定プレートに、これら前記可動プレートと前記固定プレートとの回転を規制する第2係合手段を設け、前記第1係合手段は、前記クラッチヨークの前記開口部における外周縁から前記回転軸の軸方向に沿って延出するヨーク凸部と、前記可動プレートの外周縁から径方向外側に向かって延出形成され、前記回転軸の回転方向で前記ヨーク凸部と係合可能な可動第1凸部と、を備え、前記第2係合手段は、前記可動プレートの前記可動第1凸部よりも径方向内側に形成され、前記固定プレート側に向かって突出する可動第2凸部と、前記固定プレートの外周縁から径方向外側に向かって延出形成され、前記回転方向で前記可動第2凸部と係合可能な固定凸部と、を備え、前記ヨーク凸部の突出高さは、前記可動第2凸部の先端から前記可動第2凸部が形成されている面とは反対側の面に至る間の軸方向高さよりも大きくなるように設定されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an electromagnetic clutch mechanism according to the present invention includes a cylindrical bobbin that can be inserted through a rotating shaft, a coil that is wound around an outer peripheral surface of the bobbin, and the coil that is mounted on the rotating shaft. A cylindrical yoke is formed so as to cover from the outside in the radial direction, and a clutch yoke through which the rotary shaft can be inserted and an insertion hole through which the rotary shaft can be inserted are formed inside the radial direction. A movable plate that is disposed on the opening side and is attracted by a magnetic flux formed on the clutch yoke; an elastic member that biases the movable plate away from the opening of the clutch yoke; and the movable plate A fixed plate that is disposed on a surface opposite to the clutch yoke and that rotates integrally with the rotating shaft, and includes a peripheral edge of the opening of the clutch yoke and the movable plate. First engaging means for restricting the rotation of the clutch yoke and the movable plate is provided on the movable plate, the position of the movable plate avoiding the first engaging means, and the movable plate at the fixed plate. And a second engaging means for restricting the rotation of the fixed plate, the first engaging means extending from the outer peripheral edge of the opening of the clutch yoke along the axial direction of the rotating shaft. A projecting portion, and a movable first projecting portion that extends outward in the radial direction from the outer peripheral edge of the movable plate and is engageable with the yoke projecting portion in the rotational direction of the rotating shaft, The two engaging means are formed radially inward of the movable first convex portion of the movable plate, projecting toward the fixed plate side, and a radial direction from the outer peripheral edge of the fixed plate Outward And a fixed convex portion that can be engaged with the movable second convex portion in the rotational direction, and a protruding height of the yoke convex portion is determined from the tip of the movable second convex portion. It is set so that it may become larger than the axial direction height between the surface on the opposite side to the surface in which the movable 2nd convex part is formed .
このように構成することで、クラッチヨークに形成される磁束を利用して効率よく可動プレートを吸引することができる。このため、可動プレートに対する磁気的吸引力を確保するためにボビンやヨークを大型化する必要がなく、電磁クラッチ機構を小型化できる。
また、クラッチヨークの開口部周辺において、可動プレートを磁気的に吸引するために形成される磁束の漏れを最小限に抑えることができる。このため、電磁クラッチ機構を簡素な構造としつつ、クラッチヨークによって効率よく可動プレートを磁気的に吸引することができる。
By comprising in this way, a movable plate can be efficiently attracted | sucked using the magnetic flux formed in a clutch yoke. For this reason, it is not necessary to increase the size of the bobbin or the yoke in order to ensure the magnetic attractive force with respect to the movable plate, and the electromagnetic clutch mechanism can be reduced in size.
In addition, leakage of magnetic flux formed for magnetically attracting the movable plate around the opening of the clutch yoke can be minimized. Therefore, the movable plate can be efficiently magnetically attracted by the clutch yoke while the electromagnetic clutch mechanism has a simple structure.
本発明に係る電磁クラッチ機構において、前記可動第2凸部、および前記固定凸部のそれぞれの係合面は、前記可動第2凸部と前記固定凸部とにそれぞれ前記回転方向の力が作用している際、互いに離間する方向に向かう力が作用するように傾斜形成されていることを特徴とする。 In the electromagnetic clutch mechanism according to the present invention, the engaging surface of each of the movable second convex portion and the fixed convex portion is applied with a force in the rotational direction on the movable second convex portion and the fixed convex portion, respectively. In this case, it is formed so as to be inclined so that forces in directions away from each other act.
このように構成することで、クラッチヨークに形成される磁束を利用して効率よく可動プレートを吸引することができる。このため、より確実に電磁クラッチ機構を小型化できる。 By comprising in this way, a movable plate can be efficiently attracted | sucked using the magnetic flux formed in a clutch yoke. For this reason, an electromagnetic clutch mechanism can be reduced in size more reliably.
本発明に係る電磁クラッチ機構において、前記クラッチヨークの外周壁には、前記ヨーク凸部が形成されている箇所と前記軸方向で重なる位置に、前記コイルを引き出すための引出孔が形成されていることを特徴とする。 In the electromagnetic clutch mechanism according to the present invention, a lead-out hole for pulling out the coil is formed on the outer peripheral wall of the clutch yoke at a position overlapping the portion where the yoke convex portion is formed in the axial direction. It is characterized by that.
ここで、電磁クラッチ機構は、通電を行うためにコイルを外部に引き出す必要がある。このため、上記のように構成することで、クラッチヨークに形成される磁束のうち、可動プレートを吸引するために利用される磁束の磁路を阻害することなく、コイルを外部に引き出すことができる。よって、小型で高性能な電磁クラッチ機構を提供できる。 Here, the electromagnetic clutch mechanism needs to draw the coil to the outside in order to energize. For this reason, by comprising as mentioned above, a coil can be pulled outside, without inhibiting the magnetic path of the magnetic flux utilized in order to attract a movable plate among magnetic flux formed in a clutch yoke. . Therefore, a small and high-performance electromagnetic clutch mechanism can be provided.
本発明に係る電磁クラッチ機構において、前記クラッチヨークは、底部から前記ボビンと前記回転軸との間を介して前記開口部側に向かって延出する内壁ヨークを有していることを特徴とする。 In the electromagnetic clutch mechanism according to the present invention, the clutch yoke has an inner wall yoke extending from the bottom toward the opening through the bobbin and the rotating shaft. .
このように構成することで、コイルを励磁した際、回転軸への磁束漏れを抑制できる。このため、クラッチヨークに効率よく磁束を形成することが可能になる。 By comprising in this way, when exciting a coil, the magnetic flux leak to a rotating shaft can be suppressed. For this reason, it becomes possible to efficiently form a magnetic flux in the clutch yoke.
本発明に係る電磁クラッチ機構において、前記弾性部材は、コイルスプリングであり、前記内壁ヨークは、前記クラッチヨークの開口部側に配置された縮径部と、前記縮径部の前記底部側に段差部を介して連続的に形成され、前記縮径部より拡径された拡径部と、により構成され、前記縮径部の外周側に、前記段差部に当接するように前記弾性部材を配置したことを特徴とする。 In the electromagnetic clutch mechanism according to the present invention, the elastic member is a coil spring, the inner wall yoke has a reduced diameter portion disposed on the opening side of the clutch yoke, and a step on the bottom side of the reduced diameter portion. The elastic member is formed so as to be in contact with the stepped portion on the outer peripheral side of the reduced diameter portion. It is characterized by that.
このように構成することで、段差部を利用して弾性部材であるコイルスプリングを収納できるので、コイルスプリングの自由長を短く設定できる。
また、内壁ヨークに拡径部を形成することにより、この拡径部に対応する箇所のクラッチヨーク(内壁ヨーク)を、回転軸から離間することができる。このため、クラッチヨークから回転軸への磁束漏れを確実に抑制できる。
By comprising in this way, since the coil spring which is an elastic member can be accommodated using a level | step-difference part, the free length of a coil spring can be set short.
Further, by forming the enlarged diameter portion in the inner wall yoke, the clutch yoke (inner wall yoke) at a location corresponding to the enlarged diameter portion can be separated from the rotation shaft. For this reason, magnetic flux leakage from the clutch yoke to the rotating shaft can be reliably suppressed.
本発明に係る減速機付モータは、上記に記載の電磁クラッチ機構と、前記回転軸の一端側に、該回転軸と一体となって設けられている電動モータと、前記回転軸の他端側に、該回転軸と一体となって設けられている減速機構と、を備え、前記電動モータは、該電動モータに給電を行うための給電端子が収容された給電端子収容部を有し、前記給電端子収容部に、前記電磁クラッチ機構が組み込まれていることを特徴とする。 A motor with a reduction gear according to the present invention includes the electromagnetic clutch mechanism described above, an electric motor provided integrally with the rotary shaft on one end side of the rotary shaft, and the other end side of the rotary shaft. A reduction mechanism provided integrally with the rotating shaft, and the electric motor has a power supply terminal accommodating portion in which a power supply terminal for supplying power to the electric motor is accommodated. The electromagnetic clutch mechanism is incorporated in the power supply terminal accommodating portion.
このように構成することで、部品点数を減少させ、組み立て作業を容易化させつつ、小型化が可能な減速機付モータを提供できる。
また、電動モータの給電端子とクラッチ機構とを近接配置できるので、給電端子と外部電源とを接続するためのリード線、およびクラッチ機構のコイルの引き回しを纏めて行うことが可能になる。このため、外部電源と給電端子、およびクラッチ機構のコイルとの電気的接続を容易に行うことができる。
さらに、電動モータと減速機構とが1つの回転軸で一体となっているので、従来のように電動モータと減速機構とが完全に分割構成されている場合と比較して部品点数を減少できる。さらに、部品点数が減少することにより減速機付モータの組み立て作業を容易にすることができる。
By comprising in this way, the motor with a reduction gear which can reduce in size can be provided, reducing a number of parts and making an assembly operation easy.
In addition, since the power feeding terminal of the electric motor and the clutch mechanism can be arranged close to each other, it is possible to collectively perform the lead wires for connecting the power feeding terminal and the external power source and the coil of the clutch mechanism. For this reason, electrical connection between the external power source, the power feeding terminal, and the coil of the clutch mechanism can be easily performed.
Furthermore, since the electric motor and the speed reduction mechanism are integrated with one rotating shaft, the number of parts can be reduced as compared with the case where the electric motor and the speed reduction mechanism are completely divided as in the prior art. Furthermore, the assembly work of the motor with a reduction gear can be facilitated by reducing the number of parts.
本発明によれば、クラッチヨークに形成される磁束を利用して効率よく可動プレートを吸引することができる。このため、可動プレートに対する磁気的吸引力を確保するためにボビンやヨークを大型化する必要がなく、電磁クラッチ機構を小型化できる。
また、クラッチヨークの開口部周辺において、可動プレートを磁気的に吸引するために形成される磁束の漏れを最小限に抑えることができる。このため、電磁クラッチ機構を簡素な構造としつつ、クラッチヨークによって効率よく可動プレートを磁気的に吸引することができる。
According to the present invention, the movable plate can be efficiently attracted using the magnetic flux formed in the clutch yoke. For this reason, it is not necessary to increase the size of the bobbin or the yoke in order to ensure the magnetic attractive force with respect to the movable plate, and the electromagnetic clutch mechanism can be reduced in size.
In addition, leakage of magnetic flux formed for magnetically attracting the movable plate around the opening of the clutch yoke can be minimized. Therefore, the movable plate can be efficiently magnetically attracted by the clutch yoke while the electromagnetic clutch mechanism has a simple structure.
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
(減速機付モータ)
図1は、減速機付モータ1の構成を示す断面図である。
同図に示すように、減速機付モータ1は、例えば車両に搭載されるパワーウインドウ装置の駆動源となるものであって、直流モータ2と、直流モータ2の回転軸3に連結されたウォーム減速機構4と、回転軸3上における直流モータ2とウォーム減速機構4との間に設けられた電磁クラッチ機構50と、を備えている。
(First embodiment)
(Motor with reduction gear)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a motor 1 with a speed reducer.
As shown in the figure, a motor 1 with a speed reducer serves as a drive source for a power window device mounted on a vehicle, for example, and includes a
(直流モータ)
直流モータ2は、有底円筒形状のヨーク5内に、アーマチュア6を回転自在に配置した構成となっている。ヨーク5の内周面5aには周方向に分割された瓦状の永久磁石7が4つ等間隔に固定されている。これら永久磁石7は、ネオジム焼結磁石などの希土類磁石やフェライト磁石を用いて形成されている。
アーマチュア6は、回転軸3に外嵌固定されたアーマチュアコア8と、アーマチュアコア8に巻回されたアーマチュアコイル9と、回転軸3に外嵌固定され、アーマチュアコア8のウォーム減速機構4側(図1における左側)に配置されたコンミテータ10と、を有している。
(DC motor)
The
The
アーマチュアコア8は、電磁鋼板を回転軸3の軸方向(以下、単に軸方向という)に複数枚積層したり、軟磁性粉を加圧成形したりすることにより形成される。アーマチュアコア8の外周部には、複数のT字型のティース(詳示せず)が周方向に沿って等間隔に、かつ放射状に形成されている。周方向に隣接するティース間には、スロット(不図示)が形成される。 The armature core 8 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the axial direction of the rotating shaft 3 (hereinafter simply referred to as the axial direction) or by pressure-molding soft magnetic powder. A plurality of T-shaped teeth (not shown in detail) are radially formed on the outer peripheral portion of the armature core 8 at regular intervals along the circumferential direction. Slots (not shown) are formed between teeth adjacent in the circumferential direction.
そして、各スロットには、エナメル被覆された巻線(コイル、詳示せず)が挿通され、この巻線がアーマチュアコア8に装着されるインシュレータ(不図示)の上から巻回される。これにより、アーマチュアコア8に複数のアーマチュアコイル9が形成される。また、巻線14は、コンミテータ10の回転摺動面(外周面)に配置された複数のセグメント15に接続されている。
Then, enamel-coated windings (coils, not shown in detail) are inserted into the slots, and these windings are wound from above an insulator (not shown) attached to the armature core 8. As a result, a plurality of armature coils 9 are formed on the armature core 8. The winding 14 is connected to a plurality of
回転軸3のウォーム減速機構4とは反対側の一端(図1における右側の端部)は、ヨーク5に突出形成された軸受ハウジング19に内装された軸受18によって、回転自在に支持されている。一方、ヨーク5の開口部5bの内径はヨーク5の内周面5aよりも僅かに拡径形成されており、ここに、ブラシホルダ20の一部が収納されている。
One end of the
ブラシホルダ20は、樹脂により段付きの有底筒状に形成されている。すなわち、ブラシホルダ20は、このブラシホルダ20の底部20a側に形成された小径筒部20bと、この小径筒部20bと段差部20cを介して形成され、小径筒部20bよりも拡径形成された大径筒部20dとが一体成形されたものであり、大径筒部20d側に開口部20eが形成されている。そして、開口部20eを、ヨーク5側に向けた状態で配置されている。
The
また、ブラシホルダ20の底部20aには、回転軸3を挿通可能な挿通孔41が形成されていると共に、大径筒部20dとは反対側の外面に、軸受ハウジング42が一体成形されている。この軸受ハウジング42に、回転軸3の軸方向略中央を回転自在に支持するための軸受32が設けられている。
In addition, an
また、ブラシホルダ20の小径筒部20bには、電磁クラッチ機構50が収納されて固定されている。なお、電磁クラッチ機構50の詳細については、後述する。
さらに、ブラシホルダ20の大径筒部20dには、コンミテータ10が収納されている。また、ブラシホルダ20の大径筒部20dには、複数のブラシ21が配置されている。各ブラシ21は、不図示のスプリングによってコンミテータ10側(回転軸3の径方向(以下、単に径方向という)の内側)に向かって付勢されている。これにより、コンミテータ10の各セグメント15に、各ブラシ21の先端が摺接する。また、ブラシ21は、不図示のピグテールを介して後述のコネクタユニット31のバスバー端子34に電気的に接続されている。
The electromagnetic
Further, the
さらに、ヨーク5の開口部5bの周縁には、外フランジ部17が一体成形されている。この外フランジ部17には、直流モータ2をウォーム減速機構4のギヤハウジング23に締結固定するためのボルト孔24が形成されている。このボルト孔24に、ボルト39が挿入され、ウォーム減速機構4のギヤハウジング23に形成された雌ネジ部38に螺入されることにより、ギヤハウジング23に直流モータ2が締結固定される。
Further, an
(ウォーム減速機構)
ウォーム減速機構4を構成するギヤハウジング23は、ヨーク5の外フランジ部17が取り付けられる側面23aに、ブラシホルダ20の小径筒部20bおよび大径筒部20dの一部が収納される収納凹部29が形成されている。
また、ギヤハウジング23には、収納凹部29の直流モータ2とは反対側に、収納凹部29に連通するコネクタユニット収納部30が形成されている。このコネクタユニット収納部30には、外部電源からの電力をブラシ21および電磁クラッチ機構50に供給するためのコネクタユニット31が収納されている。コネクタユニット31は、外部電源に接続可能なコネクタ33と、このコネクタ33内に一部が配置された複数のバスバー端子34とを備えている。
(Worm reduction mechanism)
The
In the
また、ウォーム減速機構4は、ウォーム25と、ウォーム25に噛合されているウォームホイール26とを備えている。ウォーム25は、回転軸3の軸方向中央よりも直流モータ2とは反対側の他端に外嵌固定されている。ギヤハウジング23のウォーム25に対応する位置には、このウォーム25を収容するウォーム収容部27が形成されている。ウォーム収容部27には、回転軸3の他端に対応する位置に、この回転軸3の他端を回転自在に支持するための軸受35が設けられている。このように形成されたウォーム収容部27と収納凹部29は、互いに連通している。
The worm speed reduction mechanism 4 includes a
また、ギヤハウジング23のウォームホイール26に対応する位置には、ウォームホイール収容部28が形成されている。ウォームホイール26には、不図示の出力軸が、直流モータ2の回転軸3に直交する方向に沿って設けられている。出力軸が回転することによって、パワーウインドウ装置が駆動する。
Further, a worm wheel housing portion 28 is formed at a position corresponding to the
(電磁クラッチ機構)
次に、図2〜図5に基づいて、電磁クラッチ機構50について詳述する。
図2は、電磁クラッチ機構50の断面拡大図、図3は、電磁クラッチ機構50の分解斜視図、図4は、電磁クラッチ機構50の斜視図、図5は、図4のA部拡大図である。
図2〜図5に示すように、電磁クラッチ機構50は、有底筒状のクラッチヨーク51を有している。このクラッチヨーク51の外周面がブラシホルダ20の小径筒部20bに、例えば圧入等によって内嵌固定されている。
(Electromagnetic clutch mechanism)
Next, the electromagnetic
2 is an enlarged cross-sectional view of the electromagnetic
As shown in FIGS. 2 to 5, the electromagnetic
クラッチヨーク51の底部51aには、径方向略中央に、開口部51b側に向かって折り返すように突出形成された内壁円筒ヨーク52が一体的に設けられている。内壁円筒ヨーク52は、先端がクラッチヨーク51の周壁51cの先端とほぼ同一平面上に位置するように形成されている。
また、内壁円筒ヨーク52の内径は、回転軸3の軸径よりもやや大きく形成されており、内壁円筒ヨーク52内に回転軸3を挿通できるようになっている。さらに、内壁円筒ヨーク52内に回転軸3を挿通した状態では、回転軸3と内壁円筒ヨーク52との間にクリアランスK1が形成されるようになっている。
The bottom 51a of the
The inner wall
また、クラッチヨーク51の周壁51cには、軸方向略中央から底部51aに至る間に引出孔56が形成されている。この引出孔56は、後述の励磁コイル55をクラッチヨーク51の外部に引き出すためのものである。また、クラッチヨーク51の開口部51bには、周壁51cから軸方向に沿って突出するヨーク凸部57が3つ形成されている。3つのヨーク凸部57は周方向に等間隔に配置されており、3つのヨーク凸部57のうちの1つは、周壁51cに形成されている引出孔56と軸方向で重なる位置に配置されている。
Further, a pull-out
クラッチヨーク51の周壁51cと内壁円筒ヨーク52との間に形成された収容部53には、円筒状のボビン54が収容されている。ボビン54は、樹脂により形成されたものであって、円筒部54aと、円筒部54aの軸方向両端に一体形成された外フランジ部54bとにより構成されている。
A
そして、円筒部54aと外フランジ部54bとに形成されたコイル収納部54cに、励磁コイル55が巻回されている。励磁コイル55の端末部は、クラッチヨーク51の周壁51cに形成されている引出孔56を介してクラッチヨーク51の外側に引き出されている。クラッチヨーク51の外側に引き出された励磁コイル55の端末部は、ブラシホルダ20内に配索されてコネクタユニット31のバスバー端子34に電気的に接続されている。これにより、コネクタユニット31を介し、励磁コイル55に外部電力が供給される。
An
円筒部54aの内周面には、軸方向略中央からクラッチヨーク51の開口部51b側の端部に至る間に、段差部58aを介して拡径された拡径部58が形成されている。この拡径部58と内壁円筒ヨーク52とにより、スプリング収納部59が形成される。このスプリング収納部59に、非磁性材により形成されたコイルスプリング60が収納されている。
コイルスプリング60の自由長は、ボビン54の軸方向の長さの約半分よりも長くなるように設定されている。このため、コイルスプリング60は、スプリング収納部59に収納されて一端(図2における下端)が段差部58aに当接した状態で、他端(図2における上端)がボビン54から軸方向外側に突出した状態になる。
On the inner peripheral surface of the
The free length of the
コイルスプリング60の他端には、金属板により形成された略円板状の可動プレート61が配置されている。可動プレート61の外径は、クラッチヨーク51の周壁51cの外径とほぼ同一に設定されている。また、可動プレート61の径方向中央には、回転軸3を、クリアランスK2を介して挿通可能な挿通孔61aが形成されている。
A substantially disc-shaped
さらに、可動プレート61の外周部には、クラッチヨーク51に形成されているヨーク凸部57に対応する位置に、このヨーク凸部57を受け入れる可動凹部62が3箇所形成されている。可動凹部62の周方向の幅は、クラッチヨーク51のヨーク凸部57の周方向の幅よりもやや大きくなる程度に設定されている。そして、可動凹部62を形成することにより、可動プレート61の外周部は、径方向外側に向かって延出形成された3つの可動第1凸部63を備えた状態になる。
Further, on the outer peripheral portion of the
また、可動プレート61のボビン54とは反対側の一面61bには、可動凹部62の径方向内側に、それぞれ可動第2凸部64が突出形成されている。換言すれば、可動プレート61のボビン54とは反対側の面で、かつ3つの可動第1凸部63を避けた位置に、それぞれ可動第2凸部64が突出形成されている。
可動第2凸部64は、軸方向からみたとき、可動プレート61の周方向に沿うように略円弧状に延在されている。また、図5に詳示するように、可動第2凸部64は、径方向からみたとき、先端に向かうに従って先細りとなるように等脚台形状になっている。すなわち、可動第2凸部64の周方向両端の側面64aは、可動プレート61の一面61bとの間の角度がθとなるように傾斜形成されている。
In addition, on the
The movable second
ここで、図2に示すように、可動プレート61において、可動第2凸部64の先端から、この可動第2凸部64が形成されている面とは反対側の面に至る間の軸方向高さH1と、クラッチヨーク51の周壁51cから突出形成されているヨーク凸部57の突出高さH2は、
H1<H2・・・(1)
を満たすように設定されている。
Here, as shown in FIG. 2, in the
H1 <H2 (1)
It is set to satisfy.
また、図2、図3に示すように、可動プレート61のボビン54とは反対側には、非磁性材により略円板状に形成された固定プレート65が配置されている。固定プレート65の外径は、固定プレート65の外周縁と可動第2凸部64の径方向外側の側面とがほぼ同一円上に位置するように設定されている。
また、固定プレート65の径方向中央には、可動プレート61とは反対側に向かって突出するボス部67が形成されており、このボス部67に、固定プレート65の厚さ方向に貫通する貫通孔65aが形成されている。この貫通孔65aに、回転軸3が圧入されている。すなわち、回転軸3と固定プレート65は一体となって回転する。
As shown in FIGS. 2 and 3, a fixed
Further, a
さらに、固定プレート65は、この固定プレート65とクラッチヨーク51の周壁51c(内壁円筒ヨーク52)との間の間隙K3が、クラッチヨーク51の周壁51cから突出形成されているヨーク凸部57の突出高さH2とほぼ同一になるように固定されている。
このように固定プレート65を固定した状態では、コイルスプリング60は、可動プレート61とボビン54の段差部58aとによって僅かに圧縮された状態になる。すなわち、コイルスプリング60によって、可動プレート61は、常時固定プレート65側に付勢された状態になる。
Further, in the fixed
In this state where the fixed
また、固定プレート65の外周部には、可動プレート61の可動第2凸部64に対応する位置に、この可動第2凸部64を受け入れる固定凹部66が3箇所形成されている。固定凹部66の周方向の幅は、可動第2凸部64の周方向の幅よりもやや大きくなる程度に設定されている。そして、固定凹部66を形成することにより、固定プレート65の外周部は、径方向外側に向かって延出形成された3つの固定凸部68を備えた状態になる。
ここで、図5に詳示するように、固定凸部68の周方向両端の側面68aは、可動第2凸部64の周方向両端の側面64aに対応するように、固定プレート65の一面65bとの角度がθとなるように傾斜形成されている。すなわち、固定凸部68は、径方向からみたとき、可動プレート61側に向かって先細りとなるように等脚台形状に形成されている。
Further, on the outer peripheral portion of the fixed
Here, as shown in detail in FIG. 5, one
(電磁クラッチ機構の動作)
次に、図2〜図7に基づいて、電磁クラッチ機構50の動作について説明する。
まず、図2、図4に基づいて、電磁クラッチ機構50の励磁コイル55への通電がオフのときの状態(以下、単に通電オフ状態という。以下の実施形態でも同様)での電磁クラッチ機構50の動作について説明する。
図2、図4に示すように、電磁クラッチ機構50の通電オフ状態では、コイルスプリング60によって可動プレート61が固定プレート65側に押圧され、可動プレート61の一面61bと、この一面61bと対向している固定プレート65の他面65cとが当接して重ね合わさっている。
(Operation of electromagnetic clutch mechanism)
Next, the operation of the electromagnetic
First, based on FIGS. 2 and 4, the electromagnetic
As shown in FIGS. 2 and 4, when the electromagnetic
ここで、固定プレート65は、この固定プレート65とクラッチヨーク51の周壁51c(内壁円筒ヨーク52)との間の間隙K3が、クラッチヨーク51の周壁51cから突出形成されているヨーク凸部57の突出高さH2とほぼ同一になるように固定されている。このため、固定プレート65と可動プレート61とが重ね合わさった状態であっても、可動プレート61と同一平面上に、クラッチヨーク51のヨーク凸部57が存在している。
Here, in the fixed
このような状態のもと、回転軸3が回転しようとすると、この回転軸3と一体となっている固定プレート65が回転する。すると、固定プレート65における固定凸部68の側面68aと可動プレート61における可動第2凸部64の側面64aとが当接して係合する。これにより、可動プレート61に固定プレート65の回転力が付与され、可動プレート61が固定プレート65と一体となって回転しようとする。
可動プレート61が回転しようとすると、可動プレート61の可動第1凸部63とクラッチヨーク51のヨーク凸部57とが回転方向で当接して係合する。このため、可動プレート61の回転が阻止され、さらに、固定プレート65の回転が阻止される。よって、回転軸3の回転が阻止される。
In this state, when the
When the
次に、図6、図7に基づいて、電磁クラッチ機構50の励磁コイル55への通電がオンのときの状態(以下、単に通電オン状態という。以下の実施形態でも同様)での電磁クラッチ機構50の動作について説明する。
図6は、電磁クラッチ機構50の通電オン状態を示す縦断面図、図7は、電磁クラッチ機構50の通電オン状態の斜視図である。
図6、図7に示すように、電磁クラッチ機構50の励磁コイル55が通電されると、この励磁コイル55が励磁され、クラッチヨーク51に磁束が形成される。この磁束によって、可動プレート61にクラッチヨーク51側への磁気的吸引力が作用し、可動プレート61がコイルスプリング60のバネ力に抗してクラッチヨーク51側にスライド移動する。そして、クラッチヨーク51における周壁51cの先端と、可動プレート61の可動第1凸部63とが当接する。また、内壁円筒ヨーク52の先端と、可動プレート61の他面61cとが当接する。
Next, based on FIGS. 6 and 7, the electromagnetic clutch mechanism in a state where energization to the
6 is a longitudinal sectional view showing the energization-on state of the electromagnetic
As shown in FIGS. 6 and 7, when the
ここで、図5に示すように、電磁クラッチ機構50の通電オフ状態で、かつ固定プレート65における固定凸部68の側面68aと可動プレート61における可動第2凸部64の側面64aとが当接(係合)した状態から電磁クラッチ機構50を通電オン状態とした場合について説明する。
Here, as shown in FIG. 5, the
前述したように、可動第2凸部64の周方向両端の側面64aは、可動プレート61の一面61bとの間の角度がθとなるように傾斜形成されている。また、固定凸部68の周方向両端の側面68aは、可動第2凸部64の側面64aに対応するように、固定プレート65の一面65bとの角度がθとなるように傾斜形成されている。
このため、可動第2凸部64と固定凸部68とが互いに押し合う方向に力が作用している際、つまり、可動第2凸部64と固定凸部68とにそれぞれ回転方向の力F1が作用している際、可動プレート61には、固定プレート65から離間する方向に向かう力F2が僅かに作用している。
As described above, the side surfaces 64a at both ends in the circumferential direction of the movable second
For this reason, when the force is acting in the direction in which the movable second
これにより、電磁クラッチ機構50を通電オフ状態から通電オン状態に切り替えた際、可動第2凸部の側面64aと固定凸部68の側面68aとの間に生じる摩擦力に抗して、可動プレート61を容易にクラッチヨーク51側へとスライドさせることができる。
なお、可動プレート61の一面61bと可動第2凸部64の側面64aとの間の角度θ(固定プレート65の一面65bと固定凸部68の側面68aとの間の角度θ)は、可動第2凸部64と固定凸部68とにそれぞれ回転方向の力F1が作用している場合であっても、固定プレート65に対して可動プレート61が離間するまでスライド移動しない程度(例えば、θ≧75°)に設定されている。
Accordingly, when the electromagnetic
The angle θ between the one
また、クラッチヨーク51における周壁51cの先端に、可動プレート61の可動第1凸部63が磁気的に吸引されることからも分かるように、クラッチヨーク51と可動プレート61との間に形成される磁束のうち、周壁51cの先端と可動プレート61の可動第1凸部63との間に形成される磁束の密度が重要となる。このため、クラッチヨーク51の周壁51cにおいて、ヨーク凸部57と軸方向で重なる位置に引出孔56を形成することにより、この引出孔56によって周壁51cの可動第1凸部63に対応する位置の磁束密度の減少を防止している。
Further, as can be seen from the fact that the movable first
さらに、クラッチヨーク51には、内壁円筒ヨーク52が設けられているので、この内壁円筒ヨーク52の先端も可動プレート61への磁気的吸引力を発生させるので、確実に可動プレート61をクラッチヨーク51側へと吸引できる。
しかも、内壁円筒ヨーク52を設けることにより、励磁コイル55から発生した磁束が回転軸3に漏れてしまうことも防止できる。
Further, since the
In addition, by providing the inner wall
また、可動プレート61には、可動第1凸部63を避けた位置に、可動第2凸部64が突出形成されている。換言すれば、可動第1凸部63から離間した位置に、可動第2凸部64が形成されている。このため、クラッチヨーク51における周壁51cの先端と可動プレート61の可動第1凸部63とが当接している状態で、クラッチヨーク51で形成された磁束が可動第2凸部64に漏れてしまうことを抑制できる。よって、クラッチヨーク51と可動プレート61との当接状態を確実に維持できる。
Further, the
ここで、可動プレート61において、可動第2凸部64の先端から、この可動第2凸部64が形成されている面とは反対側の面に至る間の軸方向高さH1と、クラッチヨーク51の周壁51cから突出形成されているヨーク凸部57の突出高さH2は、上記式(1)を満たすように設定されている。このため、クラッチヨーク51に可動プレート61が当接した状態では、可動プレート61の可動第2凸部64と固定プレート65とが軸方向で離間している。
Here, in the
このような状態のもと、回転軸3が回転し、この回転軸3と一体となって固定プレート65が回転しても、固定プレート65の回転が可動プレート61およびクラッチヨーク51に阻止されることがない。このため、回転軸3の回転が継続される。
Under such a state, even if the
(減速機付モータの動作)
次に、図1に基づいて、減速機付モータ1の動作について説明する。
ここでは、減速機付モータ1を車両に搭載されるパワーウインドウ装置の駆動源として使用する場合について説明する。
ウインドウガラスの開閉動作を行う場合、コネクタユニット31を介して直流モータ2および電磁クラッチ機構50に外部電力が供給される。すると、直流モータ2のアーマチュア6に磁束が形成され、この磁束とヨーク5に設けられた永久磁石7との間で磁気的な吸引力や反発力が生じる。これにより、アーマチュア6が回転する。
(Operation of motor with reduction gear)
Next, based on FIG. 1, operation | movement of the motor 1 with a reduction gear is demonstrated.
Here, the case where the motor 1 with a reduction gear is used as a drive source of a power window device mounted on a vehicle will be described.
When the window glass is opened and closed, external power is supplied to the
また、同時に、電磁クラッチ機構50が通電オン状態になるので、アーマチュア6が回転し続け、アーマチュア6の回転力がウォーム25およびウォームホイール26を介して出力される。これにより、ウインドウガラスの開閉動作が行われる。
一方、直流モータ2および電磁クラッチ機構50への外部電力の供給を遮断すると、アーマチュア6が停止すると共に、電磁クラッチ機構50が通電オフ状態となる。このとき、ウインドウガラスの自重によって、ウォーム25およびウォームホイール26を介して回転軸3に回転力が作用する。しかしながら、電磁クラッチ機構50が通電オフ状態であるので、回転軸3の回転が阻止され、ウインドウガラスが開いてしまうことが防止される。
At the same time, since the electromagnetic
On the other hand, when the supply of external power to the
このように、上述の第1実施形態の電磁クラッチ機構50は、クラッチヨーク51の周壁51cから軸方向に沿って延出するヨーク凸部57と、可動プレート61の外周部から径方向外側に向かって延出形成された可動第1凸部63とを係合させると共に、この可動第1凸部63よりも径方向内側で、かつ可動第1凸部63を避けた位置に形成された可動第2凸部64と固定プレート65の固定凸部68とを係合させて回転軸3の回転を阻止するように構成している。このため、クラッチヨーク51に形成される最小限の磁束で可動プレート61をスライド移動させることができ、電磁クラッチ機構50を小型化できる。
As described above, the electromagnetic
また、クラッチヨーク51の周壁51cにおいて、ヨーク凸部57と軸方向で重なる位置に引出孔56を形成することにより、この引出孔56によって周壁51cの可動第1凸部63に対応する位置の磁束密度の減少を防止している。このため、クラッチヨーク51に形成される磁束のうち、所望の箇所の密度を効率よく高めることができ、さらに電磁クラッチ機構50を小型化できる。
In addition, by forming an
また、可動第2凸部64の側面64a、および固定凸部68の側面68aをそれぞれ傾斜形成させている。このため、可動第2凸部64と固定凸部68とにそれぞれ回転方向の力F1が作用している際、可動プレート61には、固定プレート65から離間する方向に向かう力F2が僅かに作用する。このため、少ない磁力で効率よく可動プレート61をクラッチヨーク51側に吸引することができる。よって、効果的に電磁クラッチ機構50を小型化できる。
Further, the
また、クラッチヨーク51には、内壁円筒ヨーク52が設けられているので、この内壁円筒ヨーク52の先端も可動プレート61への磁気的吸引力を発生させるので、確実に可動プレート61をクラッチヨーク51側へと吸引できる。しかも、内壁円筒ヨーク52を設けることにより、励磁コイル55から発生した磁束が回転軸3に漏れてしまうことも防止できる。このため、さらに電磁クラッチ機構50を小型化できる。
Further, since the
また、電磁クラッチ機構50を小型化することにより、この電磁クラッチ機構50を、ブラシホルダ20内に収納できる。このため、ブラシ21と電磁クラッチ機構50とを近接配置できるので、コネクタユニット31のバスバー端子34の引き回しを簡素化できる。このため、減速機付モータ1の構造を簡素化でき、製造コスト、組み立て工数を削減できる。
さらに、減速機付モータ1は、1つの回転軸3で一体となっているので、従来のように直流モータ2とウォーム減速機構4とが完全に分割構成されている場合と比較して部品点数を減少できる。さらに、部品点数が減少することにより減速機付モータ1の組み立て作業をより容易にすることができる。
Further, the electromagnetic
Furthermore, since the motor 1 with a speed reducer is integrated with a single
なお、上述の第1実施形態では、可動第2凸部64の側面64a、および固定凸部68の側面68aをそれぞれ傾斜形成す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、可動第2凸部64の側面64aを、可動プレート61の一面61bに対して直角形成してもよく、また、固定凸部68の側面68aを、固定プレート65の一面65bに対して直角に形成してもよい。さらに、可動第2凸部64の側面64a、または固定凸部68の側面68aの何れか一方のみを傾斜形成してもよい。
In the first embodiment described above, the case where the
さらに、上述の第1実施形態では、ヨーク凸部57、可動第1凸部63、可動第2凸部64、および固定凸部68を、それぞれ3つずつ形成した場合について説明した。しかしながら、各凸部57,63,64,68の個数は3つずつに限られるものではなく、各凸部57,63,64,68によって、クラッチヨーク51に対して可動プレート61の回転を規制できると共に、可動プレート61に対して固定プレート65の回転を規制できる個数であればよい。
Furthermore, in the above-described first embodiment, the case where the yoke
また、各凸部57,63,64,68によって、クラッチヨーク51に対して可動プレート61の回転を規制すると共に、可動プレート61に対して固定プレート65の回転を規制する場合について説明した。しかしながら、これらに限られるものではなく、クラッチヨーク51に対して可動プレート61の回転を規制できると共に、可動プレート61に対して固定プレート65の回転を規制できる構成であればよい。
Further, the case has been described in which the rotation of the
さらに、上述の第1実施形態では、ボビン54の円筒部54aの内周面に、拡径部58を形成し、この拡径部58と内壁円筒ヨーク52とにより形成されるスプリング収納部59に、コイルスプリング60を収納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、図8に示すように、クラッチヨーク51の内壁円筒ヨーク52を段付き形状にしてもよい。
Further, in the first embodiment described above, the
より詳しくは、内壁円筒ヨーク52の軸方向略中央からクラッチヨーク51の底部51aに至る間に、段差部49aを介して拡径部49を形成する。すなわち、内壁円筒ヨーク52は、内壁円筒ヨーク52の軸方向略中央からクラッチヨーク51の開口部51bに至る間に配置された縮径部48と、この縮径部48と段差部49aを介して配置された拡径部49とが連続形成されたものになっている。
More specifically, the diameter-enlarged
また、ボビン54の円筒部54aの内径を、内壁円筒ヨーク52の拡径部49の外径とほぼ同一となるように設定する。これにより、内壁円筒ヨーク52の軸方向略中央からクラッチヨーク51の開口部51b側の端部に至る間(縮径部48)に、スプリング収納部159が形成される。そして、このスプリング収納部159にコイルスプリング60が収納される。収納されたコイルスプリング60は、内壁円筒ヨーク52の段差部49aと可動プレート61との間で、僅かに圧縮された状態になる。
Further, the inner diameter of the
このように、内壁円筒ヨーク52に拡径部49を形成することにより、この拡径部49と回転軸3との間のクリアランスK4を大きくすることができる。このため、内壁円筒ヨーク52から回転軸3への磁束漏れを、より確実に抑制できる。
Thus, by forming the
(第2実施形態)
次に、この発明の第2実施形態について、図9〜図12に基づいて説明する。
図9は、第2実施形態における電磁クラッチ機構250の斜視図、図10は、第2実施形態における電磁クラッチ機構250の分解斜視図、図11は、第2実施形態における電磁クラッチ機構250の構成を示す断面図である。
なお、第2実施形態において、電磁クラッチ機構250が減速機付モータ1のブラシホルダ20(図1参照)に収納されている点は、前述の第1実施形態と同様である(以下の実施形態についても同様)。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
9 is a perspective view of the electromagnetic
In the second embodiment, the electromagnetic
(電磁クラッチ機構)
図9〜図11に示すように、電磁クラッチ機構250は、有底筒状のクラッチヨーク251を有している。このクラッチヨーク251の外周面が図1に示すブラシホルダ20の小径筒部20bに、例えば圧入等によって内嵌固定されている。
クラッチヨーク251の開口部251bには、この開口部251bを閉塞するフランジ部271が設けられている。クラッチヨーク251の開口部251bには、3つのかしめ爪273が突出形成されており、これらかしめ爪273を折り曲げることにより、クラッチヨーク251にフランジ部271を固定する。
(Electromagnetic clutch mechanism)
As shown in FIGS. 9 to 11, the electromagnetic
The
フランジ部271の径方向中央の大部分には、開口部271aが形成されている。この開口部271aの内周縁には、径方向内側に向かって突出する3つの爪部272が周方向に等間隔で形成されている。すなわち、フランジ部271は、周方向に隣接する爪部272の間に、それぞれ凹部272aが形成された状態になる。
爪部272の突出長さは、この爪部272の先端よりも開口部271aにおける径方向内側に回転軸3を挿入可能な長さに設定されている。
An
The protruding length of the
また、クラッチヨーク251の底部251aには、径方向中央の大部分にポール孔274が形成されており、このポール孔274に略円筒状のポール275が軸方向外側から圧入されている。
ポール275は、鉄等の磁性材により形成されている。ポール275は、回転軸3を挿通可能な円筒部276と、円筒部276の軸方向一端(図8、図9における下端)に一体成形された外フランジ部277とにより構成されている。そして、クラッチヨーク251のポール孔274にポール275が圧入され、クラッチヨーク251の底部251aにポール275の外フランジ部277が当接することにより、ポール275の位置決めが行われる。
In addition, a pole hole 274 is formed in the
The
円筒部276の外周面には、軸方向略中央から外フランジ部277とは反対側の他端に至る間に、段差部278aを介して縮径された縮径部278が形成されている。この縮径部78aにコイルスプリング279が挿入されている。
また、円筒部276の内周面には、軸方向略中央から円筒部276の他端(図8、図9における上端)に向かうに従って徐々に拡径されるテーパ孔280が形成されている。このテーパ孔280には、略円筒状のプランジャ281の一端が挿入される。
On the outer peripheral surface of the
In addition, a
プランジャ281は、鉄等の磁性材により、径方向内側に回転軸3を挿入可能に形成されている。プランジャ281の一端には、ポール275のテーパ孔280に対応するように、先細りに形成されたテーパ突起282が一体成形されている。テーパ突起282の基端の外径は、プランジャ281の外径よりも小さくなるように設定されている。これにより、テーパ突起282の基端に、段差部282aが形成される。
ここで、この段差部282aとポール275の段差部278aとに、それぞれコイルスプリング279の両端が当接した状態になる。コイルスプリング279の自由長は、ポール275のテーパ孔280とプランジャ281のテーパ突起282とが互いに当接しない長さに設定されている。
The
Here, both ends of the
また、プランジャ281の軸長は、コイルスプリング279が自由長の長さであるときに、プランジャ281の他端がフランジ部271とほぼ同一面上に位置する長さに設定されている。さらに、プランジャ281の他端には、フランジ部271の凹部272aに対応する位置に、軸方向に沿って突出する3つのプランジャ凸部283が突出形成されている。これら3つのプランジャ凸部283は、フランジ部271の凹部272aを介し、フランジ部271から突出した状態になっている。
Further, the axial length of the
プランジャ281とクラッチヨーク251との間に形成された収容部253には、円筒状のボビン254が収容されている。ボビン254は、樹脂により形成されたものであって、円筒部254aと、円筒部254aの軸方向両端に一体形成された外フランジ部254bとにより構成されている。そして、円筒部254aと外フランジ部254bとに形成されたコイル収納部254cに、励磁コイル255が巻回されている。
A
フランジ部271のボビン254とは反対側には、非磁性材により略リング状に形成された固定プレート265が配置されている。固定プレート265の外径は、フランジ部271の開口部271aの内径よりも若干小さくなる程度に設定されている。すなわち、フランジ部271の凹部272aの軸方向上方は、固定プレート265によって覆われた状態になる。
On the opposite side of the
また、固定プレート265の内径は、回転軸3が圧入可能な程度に設定されている。すなわち、固定プレート265は回転軸3に固定されており、この回転軸3と一体となって回転する。回転軸3に固定プレート265を固定した状態では、この固定プレート265によって、プランジャ281のプランジャ凸部283がコイルスプリング279のバネ力に抗して若干押圧される。すなわち、コイルスプリング279によって、プランジャ281は、常時固定プレート265側に付勢された状態になる。
Further, the inner diameter of the fixed
また、固定プレート265の外周部には、フランジ部271の爪部272に対応する位置に、それぞれフランジ部271側に向かって突出する固定凸部284が一体成形されている。固定凸部84の突出高さは、この固定凸部84の先端がフランジ部271の爪部272に接触しない程度に設定されている。
In addition, fixed
(電磁クラッチ機構の動作)
次に、図11、図12に基づいて、電磁クラッチ機構250の動作について説明する。
まず、図11に基づいて、電磁クラッチ機構250の通電オフ状態について説明する。
同図に示すように、この状態では、コイルスプリング279によって、プランジャ281が固定プレート265側に向かって押圧されている。このため、プランジャ281のプランジャ凸部283が、フランジ部271の凹部272aを介し、フランジ部271よりも固定プレート265側に突出した状態になっている。そして、固定プレート265にプランジャ凸部283の先端が当接している。
(Operation of electromagnetic clutch mechanism)
Next, the operation of the electromagnetic
First, the energization-off state of the electromagnetic
As shown in the figure, in this state, the
このような状態のもと、回転軸3が回転しようとすると、この回転軸3と一体となっている固定プレート265が回転する。すると、固定プレート265の固定凸部284の周方向側面が、プランジャ凸部283の周方向側面に当接して係合する。プランジャ281は、フランジ部271の凹部272aにプランジャ凸部283が挿入されていることにより、回転が規制されている。このため、プランジャ凸部283と係合された固定プレート265の回転が阻止され、さらに回転軸3の回転が阻止される。
In this state, when the
次に、図12に基づいて、電磁クラッチ機構250の通電オン状態について説明する。
図12は、電磁クラッチ機構250の通電オン状態を示す断面図である。
同図に示すように、電磁クラッチ機構250の励磁コイル255が通電されると、この励磁コイル255が励磁され、クラッチヨーク251に磁束が形成される。そして、この磁束は、クラッチヨーク251の底部251aを介し、ポール275に伝達される。
Next, the energization-on state of the electromagnetic
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the energization-on state of the electromagnetic
As shown in the figure, when the
ポール275に磁束が形成されることにより、プランジャ281に磁気的吸引力が作用し、このプランジャ281がコイルスプリング279のバネ力に抗して、ポール275側へスライド移動する。そして、ポール275のテーパ孔280に、プランジャ281のテーパ突起282が当接する。さらに、固定プレート265からプランジャ281のプランジャ凸部283が離間し、固定プレート265の固定凸部284とプランジャ281のプランジャ凸部283との係合状態が解除される。
When magnetic flux is formed on the
これにより、回転軸3が回転し、この回転軸3と一体となって固定プレート265が回転しても、固定プレート265の回転がプランジャ281によって阻止されることがなく、回転軸3の回転が継続される。
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ことができる。
Thereby, even if the
Therefore, according to the second embodiment described above, the same effects as those of the first embodiment described above can be achieved.
ここで、プランジャ281がポール275側へスライド移動した場合であっても、プランジャ凸部283は、フランジ部271の凹部272aに挿入されたままの状態になっている。このように、プランジャ281は、スライド位置に関わらず、回転軸3に対して相対回転することがないように構成されている。
Here, even when the
また、ポール275とプランジャ281は、それぞれテーパ面同士(テーパ孔280とテーパ突起282)を当接、離間させるように構成されている。このため、プランジャ281のストローク量L1(図11参照、図11における2点鎖線は、プランジャ凸部283が縮退した状態を示す)に対し、ポール275のテーパ孔280とプランジャ281のテーパ突起282との間のエアギャップ量L2を小さく設定することができる。
Further, the
なお、上述の第2実施形態では、フランジ部271の爪部272、プランジャ281のプランジャ凸部283、および固定プレート265の固定凸部284を、それぞれ3つずつ形成した場合について説明した。しかしながら、爪部272および各凸部283,284の個数は3つずつに限られるものではなく、爪部272および各凸部283,284によって、フランジ部271およびプランジャ281に対して固定プレート265の回転を規制できる個数であればよい。
In the second embodiment described above, the case where the
また、フランジ部271およびプランジャ281に対する固定プレート265の回転を規制する構成として、上記のように爪部272、プランジャ凸部283および固定凸部284を設けた場合について説明した。しかしながら、これらに限られるものではなく、フランジ部271およびプランジャ281に対する固定プレート265の回転を規制できる構成であればよい。
Moreover, the case where the
(第3実施形態)
次に、この発明の第3実施形態について、図13、図14に基づいて説明する。
図13は、第3実施形態における電磁クラッチ機構350の斜視図、図14は、第3実施形態における電磁クラッチ機構350の分解斜視図である。
図13、図14に示すように、第2実施形態と第3実施形態の相違点は、第2実施形態における電磁クラッチ機構250は、ボビン254の径方向外側にクラッチヨーク251が配置され、ボビン254の径方向内側にポール275が配置されているのに対し、第3実施形態における電磁クラッチ機構350は、ボビン354の径方向外側にポール375が配置され、ボビン354の径方向内側にクラッチヨーク351が配置されている点にある。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 13 is a perspective view of an electromagnetic
As shown in FIGS. 13 and 14, the difference between the second embodiment and the third embodiment is that the electromagnetic
(電磁クラッチ機構)
電磁クラッチ機構350について、より詳しく説明する。
図13、図14に示すように、電磁クラッチ機構350は、回転軸3を挿入可能な略円筒状のクラッチヨーク351を有している。クラッチヨーク351の軸方向一端(図13、図14における上端)には、略リング状のフランジ部371が設けられている。
(Electromagnetic clutch mechanism)
The electromagnetic
As shown in FIGS. 13 and 14, the electromagnetic
フランジ部371の径方向中央の大部分には、貫通孔371aが形成されており、この貫通孔371aにクラッチヨーク351の一端を圧入することにより、クラッチヨーク351とフランジ部371とが一体化されている。また、フランジ部371の外周部には、3つの爪部372が径方向外側に向かって突出形成されている。各爪部372は、周方向に等間隔で配置されている。これら爪部372によって、周方向に隣接する爪部372の間に、凹部372aが形成された状態になる。
A through
また、クラッチヨーク351の軸方向他端(図13、図14における下端)には、外フランジ部385が一体成形されている。外フランジ部385の外径は、フランジ部371の爪部372が形成されている箇所の外径とほぼ同一に設定されている。このように形成された外フランジ部385の外周縁に、略円筒状のポール375が外嵌固定されている。
Further, an
ポール375におけるクラッチヨーク351の外フランジ部385側端(図13、図14における下端)には、不図示の内フランジ部が形成されており、クラッチヨーク351の外フランジ部385の軸方向外側(図13、図14における下側)からこの外フランジ部385にポール375を嵌め込むようになっている。そして、外フランジ部385にポール375の内フランジ部を当接させることにより、ポール375の位置決めが行われる。
An inner flange portion (not shown) is formed on the
ポール375の軸方向の長さは、クラッチヨーク351の軸方向の長さよりも短く設定されている。また、クラッチヨーク351の内フランジ部とは反対側の端部(図13、図14における上側の端部)には、内周面に、端部に向かうに従って徐々に拡径されるテーパ孔380が形成されている。
The length of the
クラッチヨーク351の外周面とポール375の内周面との間には、円筒状のボビン354が収納されている。ボビン354は、円筒部354aと、円筒部354aの軸方向両端に一体形成された外フランジ部354bとにより構成されている。外フランジ部354bの外径は、フランジ部371の凹部372aが形成されている箇所の外径とほぼ同一に設定されている。
また、2つの外フランジ部354bのうち、フランジ部371側の外フランジ部354bには、凹部372aに対応する位置に、それぞれ軸方向に沿ってフランジ部371側に突出するボビン凸部386が一体成形されている。そして、円筒部354aと外フランジ部354bとに形成されたコイル収納部354cに、励磁コイル355が巻回されている。
A
Of the two
また、励磁コイル355が巻回されたボビン354とポール375の内周面との間には、コイルスプリング379が収納されている。コイルスプリング379の自由長は、ポール375の軸方向の長さよりもやや長くなるように設定されている。
コイルスプリング379とフランジ部371との間には、鉄等の磁性材により略リング状に形成されたプランジャ381が設けられている。プランジャ381の内径は、ボビン354の外フランジ部354bの外径よりも若干大きくなるように設定されている。一方、プランジャ381の外径は、ポール375の外径とほぼ同一に設定されており、ポール375の軸方向端部にプランジャ381が載置可能になっている。
A
Between the
また、プランジャ381のポール375側の端部には、ポール375のテーパ孔380に対応するように、先細りに形成されたテーパ突起382が一体成形されている。テーパ突起382は、ポール375のテーパ孔380に挿入可能に形成されている。このように形成されたテーパ突起382の先端に、コイルスプリング379の端部が当接するようになっている。
ここで、コイルスプリング379の自由長は、ポール375のテーパ孔380とプランジャ381のテーパ突起382とが互いに当接しない長さに設定されている。
Further, a
Here, the free length of the
また、プランジャ381のテーパ突起382とは反対側の端部には、フランジ部371の凹部372aに対応する位置に、軸方向に沿って突出する3つのプランジャ凸部383が突出形成されている。これら3つのプランジャ凸部383は、フランジ部371の凹部372aを介し、フランジ部371から突出した状態になっている。
Further, at the end portion of the
フランジ部371のプランジャ381とは反対側には、フランジ部371と間隔をあけて略リング状の固定プレート365が配置されている。固定プレート365の外径は、ポール375の外径とほぼ同一に設定されている。また、固定プレート365の内径は、回転軸3が圧入可能な程度に設定されている。すなわち、固定プレート365は回転軸3に固定されており、この回転軸3と一体となって回転する。
A substantially ring-shaped
固定プレート365の外周部には、フランジ部371の凹部372aに対応する位置に、それぞれ固定凹部387が形成されている。この固定凹部387の底部に、プランジャ381のプランジャ凸部383の先端が当接する。
ここで、回転軸3に固定プレート365を固定した状態では、固定凹部387の底部によって、プランジャ381のプランジャ凸部383がコイルスプリング379のバネ力に抗して若干押圧される。すなわち、コイルスプリング379によって、プランジャ381は、常時固定プレート365側に付勢された状態になる。
Fixing
Here, in a state where the fixed
(電磁クラッチ機構の動作)
次に、電磁クラッチ機構350の動作について説明する。
まず、電磁クラッチ機構350の通電オフ状態について説明する。
この状態では、コイルスプリング379によって、プランジャ381が固定プレート365側に向かって押圧されている。このため、プランジャ381のプランジャ凸部383が、フランジ部371の凹部372aを介し、フランジ部371よりも固定プレート365側に突出した状態になっている。そして、固定プレート365に形成されている固定凹部387の底部に、プランジャ凸部383の先端が当接している。
(Operation of electromagnetic clutch mechanism)
Next, the operation of the electromagnetic
First, the energization off state of the electromagnetic
In this state, the
このような状態のもと、回転軸3が回転しようとすると、この回転軸3と一体となっている固定プレート365が回転する。すると、固定プレート365の固定凹部387の周方向側面が、プランジャ凸部365の周方向側面に当接して係合する。プランジャ381は、フランジ部371の凹部372aにプランジャ凸部383が挿入されていることにより、回転が規制されている。このため、プランジャ凸部383と係合された固定プレート365の回転が阻止され、さらに回転軸3の回転が阻止される。
In this state, when the
次に、電磁クラッチ機構350の通電オン状態について説明する。
電磁クラッチ機構350の励磁コイル355が通電されると、この励磁コイル355が励磁され、クラッチヨーク351に磁束が形成される。そして、この磁束は、クラッチヨーク351の外フランジ部385を介し、ポール375に伝達される。
Next, the energization on state of the electromagnetic
When the
ポール375に磁束が形成されることにより、プランジャ381に磁気的吸引力が作用し、このプランジャ381がコイルスプリング379のバネ力に抗して、ポール375側へスライド移動する。このとき、ボビン354の外フランジ部354bに形成されているボビン凸部386が、プランジャ381がスライド移動するためのガイドとして機能する。
そして、ポール375のテーパ孔380に、プランジャ381のテーパ突起382が当接する。さらに、固定プレート365の固定凹部387からプランジャ381のプランジャ凸部383が離間し、固定プレート365とプランジャ381のプランジャ凸部383との係合状態が解除される。
By forming magnetic flux on the
The tapered
これにより、回転軸3が回転し、この回転軸3と一体となって固定プレート365が回転しても、固定プレート365の回転がプランジャ381によって阻止されることがなく、回転軸3の回転が継続される。
したがって、上述の第3実施形態によれば、前述の第2実施形態と同様の効果を奏することができる。
Thereby, even if the
Therefore, according to the above-described third embodiment, the same effects as those of the above-described second embodiment can be achieved.
なお、上述の第3実施形態では、フランジ部371の爪部372、プランジャ381のプランジャ凸部383、および固定プレート365の固定凹部387を、それぞれ3つずつ形成した場合について説明した。しかしながら、爪部372、プランジャ凸部383および固定凹部387の個数は3つずつに限られるものではなく、爪部372、プランジャ凸部383および固定凹部387によって、フランジ部371およびプランジャ381に対して固定プレート365の回転を規制できる個数であればよい。
In the third embodiment described above, the case where the
また、フランジ部371およびプランジャ381に対する固定プレート365の回転を規制する構成として、上記のように爪部372、プランジャ凸部383、および固定プレート365を設けた場合について説明した。しかしながら、これらに限られるものではなく、フランジ部371およびプランジャ381に対する固定プレート365の回転を規制できる構成であればよい。
Further, the case where the
また、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、減速機付モータ1は、例えば車両に搭載されるパワーウインドウ装置の駆動源となるものであ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、さまざまな装置に減速機付モータ1を適用することができる。
また、上述の実施形態では、減速機付モータ1は、減速機構としてウォーム減速機構4を備えてい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、ウォーム減速機構4に代わってさまざまな減速機構を適用することが可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the case where the motor 1 with a reduction gear is a drive source for a power window device mounted on a vehicle, for example, has been described. However, it is not restricted to this, The motor 1 with a reduction gear can be applied to various apparatuses.
Moreover, in the above-mentioned embodiment, the motor 1 with a reduction gear demonstrated the case where the worm reduction mechanism 4 was provided as a reduction mechanism. However, the present invention is not limited to this, and various reduction mechanisms can be applied in place of the worm reduction mechanism 4.
1…減速機付モータ
2…直流モータ(電動モータ)
3…回転軸
4…ウォーム減速機構
20…ブラシホルダ(給電端子収容部)
21…ブラシ(給電部)
48…縮径部
49…拡径部
50…電磁クラッチ機構
51…クラッチヨーク
51b…開口部
52…内壁円筒ヨーク(内壁ヨーク)
54…ボビン
55…励磁コイル(コイル)
56…引出孔
57…ヨーク凸部
60…コイルスプリング
61…可動プレート
63…可動第1凸部
64…可動第2凸部
64a,68a…側面
65…固定プレート
68…固定凸部
H1…軸方向高さ
H2…突出高さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor with
3 ... Rotating shaft 4 ...
21 ... Brush (power supply unit)
48 ... Reduced
54 ...
56 ... Drawing
H1 ... Axial height
H2 ... Projection height
Claims (6)
前記ボビンの外周面に巻装されるコイルと、
前記コイルを前記回転軸における径方向の外側から覆うように有底筒状に形成され、前記径方向の内側に前記回転軸を挿通可能なクラッチヨークと、
前記回転軸を挿通可能な挿通孔が形成され、前記クラッチヨークの開口部側に配置されて前記クラッチヨークに形成される磁束によって吸引される可動プレートと、
前記クラッチヨークの開口部から前記可動プレートを離間する方向に向かって付勢する弾性部材と、
前記可動プレートの前記クラッチヨークとは反対側の面に配置され、前記回転軸と一体回転する固定プレートと、を備え、
前記クラッチヨークの開口部周縁、および前記可動プレートに、これら前記クラッチヨークと前記可動プレートとの回転を規制する第1係合手段を設け、
前記可動プレートの前記第1係合手段を避けた位置、および前記固定プレートに、これら前記可動プレートと前記固定プレートとの回転を規制する第2係合手段を設け、
前記第1係合手段は、
前記クラッチヨークの前記開口部における外周縁から前記回転軸の軸方向に沿って延出するヨーク凸部と、
前記可動プレートの外周縁から径方向外側に向かって延出形成され、前記回転軸の回転方向で前記ヨーク凸部と係合可能な可動第1凸部と、を備え、
前記第2係合手段は、
前記可動プレートの前記可動第1凸部よりも径方向内側に形成され、前記固定プレート側に向かって突出する可動第2凸部と、
前記固定プレートの外周縁から径方向外側に向かって延出形成され、前記回転方向で前記可動第2凸部と係合可能な固定凸部と、を備え、
前記ヨーク凸部の突出高さは、前記可動第2凸部の先端から前記可動第2凸部が形成されている面とは反対側の面に至る間の軸方向高さよりも大きくなるように設定されていることを特徴とする電磁クラッチ機構。 A cylindrical bobbin that can be inserted through the rotating shaft;
A coil wound around the outer peripheral surface of the bobbin;
A clutch yoke that is formed in a bottomed cylindrical shape so as to cover the coil from the outer side in the radial direction of the rotating shaft, and is capable of inserting the rotating shaft into the inner side in the radial direction;
An insertion hole through which the rotating shaft can be inserted, a movable plate that is disposed on the opening side of the clutch yoke and is attracted by magnetic flux formed in the clutch yoke;
An elastic member that biases the movable plate away from the opening of the clutch yoke;
A fixed plate that is disposed on a surface of the movable plate opposite to the clutch yoke and rotates integrally with the rotating shaft;
Provided on the periphery of the opening of the clutch yoke and the movable plate are first engagement means for restricting rotation of the clutch yoke and the movable plate;
A position of the movable plate that avoids the first engagement means, and a second engagement means that regulates rotation of the movable plate and the fixed plate are provided on the fixed plate,
The first engaging means includes
A yoke protrusion extending along the axial direction of the rotation shaft from the outer peripheral edge of the opening of the clutch yoke;
A movable first convex portion that extends radially outward from the outer peripheral edge of the movable plate and is engageable with the yoke convex portion in the rotational direction of the rotating shaft;
The second engaging means includes
A movable second convex portion formed radially inward of the movable first convex portion of the movable plate and projecting toward the fixed plate side;
A fixed convex portion that is formed to extend radially outward from the outer peripheral edge of the fixed plate, and is engageable with the movable second convex portion in the rotational direction,
The protruding height of the yoke convex portion is larger than the axial height between the tip of the movable second convex portion and the surface opposite to the surface on which the movable second convex portion is formed. An electromagnetic clutch mechanism characterized by being set .
前記内壁ヨークは、
前記クラッチヨークの開口部側に配置された縮径部と、
前記縮径部の前記底部側に段差部を介して連続的に形成され、前記縮径部より拡径された拡径部と、により構成され、
前記縮径部の外周側に、前記段差部に当接するように前記弾性部材を配置したことを特徴とする請求項4に記載の電磁クラッチ機構。 The elastic member is a coil spring;
The inner wall yoke is
A reduced diameter portion disposed on the opening side of the clutch yoke;
The diameter-reduced part is continuously formed on the bottom side of the diameter-reduced part via a stepped part, and the diameter-increased part is larger than the diameter-reduced part.
The electromagnetic clutch mechanism according to claim 4 , wherein the elastic member is disposed on the outer peripheral side of the reduced diameter portion so as to contact the stepped portion.
前記回転軸の一端側に、該回転軸と一体となって設けられている電動モータと、
前記回転軸の他端側に、該回転軸と一体となって設けられている減速機構と、を備え、
前記電動モータは、該電動モータに給電を行うための給電端子が収容された給電端子収容部を有し、
前記給電端子収容部に、前記電磁クラッチ機構が組み込まれていることを特徴とする減速機付モータ。 The electromagnetic clutch mechanism according to any one of claims 1 to 5 ,
An electric motor provided integrally with the rotary shaft at one end of the rotary shaft;
A reduction mechanism provided integrally with the rotation shaft on the other end side of the rotation shaft, and
The electric motor has a power feeding terminal accommodating portion in which a power feeding terminal for feeding power to the electric motor is accommodated,
A motor with a reduction gear, wherein the electromagnetic clutch mechanism is incorporated in the power supply terminal accommodating portion.
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