JP6510908B2 - 減速機付モータ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、車両に搭載される減速機付モータに関するものである。

減速機付モータとして、ハイポサイクロイド減速方式で作動する減速機構を備える減速機付モータがある。このハイポサイクロイド減速方式の減速機構としては、モータ部の回転出力を受けて回転する偏心部（偏心体）と、偏心部によって揺動運動（公転運動）され、外歯を有する揺動歯車（外歯歯車）と、外歯歯車の外歯に噛合される内歯を有するリング状の固定歯車（内歯歯車）と、揺動歯車に係合された出力部と、を備えたものがある。
偏心部は、モータ部の回転軸線に対して偏心した位置を中心とする偏心外周面を有し、この偏心外周面に揺動歯車が相対回転可能に挿入されている。また、出力部は、モータ部の回転軸線と同軸上に回転する。

このような構成のもと、モータ部の駆動に伴い偏心部が回転すると、揺動歯車が固定歯車と噛合ながら揺動運動を行う。また、揺動歯車は、固定歯車との噛合いにより、公転回転数よりも減速された回転数（自転回転数）で自転運動を行う。そして、この揺動歯車の減速された自転運動が出力部に伝達され、この出力部が、モータ部の回転数よりも減速された回転数で回転する。

ここで、偏心部の重量バランスが悪いことや、揺動歯車が揺動運動を行うことは、減速機付モータの駆動時における振動や騒音の要因となる。このため、駆動時における荷重バランスを調整するために（偏心部の偏心した質量とバランスをとるために）、モータ部の空きスペースにバランスウェイトを設ける技術が開示されている。
例えば、モータ部の回転軸に、偏心部とは別にバランスウェイトを設ける技術が開示さえている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−５１９９９号公報

ところで、減速機付モータとして、減速機構の他にクラッチ機構を設ける場合がある。クラッチ機構は、モータ部の回転出力の減速機構への伝達、遮断を行うものであるので、負荷が大きく、高剛性であることが望まれる。所望の剛性を確保できるようにクラッチ機構を設けると大型化しやすく、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った。

また、上述の従来技術のように、モータ部内の有効スペースを活用できる点では優れているが、偏心部とバランスウェイトとが軸方向にずれた位置に配置されていると、静バランス（スタティックバランス）は改善できるものの、動バランス（ダイナミックバランス）が悪化する可能性があった。
さらに、偏心部とバランスウェイトとを別々に設けると、これら偏心部とバランスウェイトとの相対位置を高精度に決めにくく、荷重バランスを改善しにくいという課題があった。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、小型化を図りつつクラッチ機構の剛性を高めることができると共に、容易に荷重バランスを改善できる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、本発明に係る減速機付モータは、モータ部と、前記モータ部の回転出力がクラッチ機構を介して伝達される減速機構と、を備え、前記減速機構は、ギヤケーシングと、回転軸線に対して偏心した位置を中心とする偏心部と、前記偏心部に相対回転可能に嵌合され、外歯と内歯を有する揺動歯車と、前記揺動歯車の前記外歯に噛合され、前記ギヤケーシングに固定されるリングギヤと、前記揺動歯車の前記内歯に噛合され、前記回転軸線回りに回転する出力部と、を備え、前記クラッチ機構は、前記モータ部側に設けられる駆動部と、前記減速機構側に設けられる従動部と、前記従動部から前記駆動部への動力の伝達を阻止可能なブレーキ部と、を備え、前記従動部に、前記偏心部が一体的に設けられていると共に、前記偏心部の偏心した質量及び前記減速機構の荷重バランスを調整するためのバランスウェイトが一体的に設けられていることを特徴とする。

このように構成することで、バランスウェイトを一体的に設ける分、従動部の剛性を高めることができる。このため、小型ながらクラッチ機構の剛性を確保でき、減速機付モータの大型化を防止できる。
また、従動部に、偏心部とバランスウェイトとが一体的に設けられているので、これら偏心部とバランスウェイトとを近接配置できると共に、これら偏心部とバランスウェイトとの相対位置を高精度に決めることができる。このため、容易に荷重バランスを改善できる。

本発明に係る減速機付モータにおいて、前記クラッチ機構は、前記回転軸線上に設けられた係止シャフトと、前記係止シャフトの周囲に設けられた複数のコロと、をさらに備え、前記駆動部および前記従動部は、前記回転軸線回りに回転可能に設けられていると共に、前記駆動部は、前記複数のコロの間に配置される複数の駆動爪を有している一方、前記従動部は、前記複数のコロの前記回転軸線と直交する径方向外側に配置され、前記駆動爪と係脱可能、かつ前記複数のコロを前記係止シャフトに向かって押圧可能な従動爪を有し、前記係止シャフト、前記複数のコロ、および前記従動爪が、前記ブレーキ部として機能することを特徴とする。

このように構成することで、クラッチ機構を小型化できる。

本発明に係る減速機付モータは、周方向に隣り合う２つの前記従動爪の間で、かつ前記偏心部の偏心方向とは反対側に、前記バランスウェイトが設けられていることを特徴とする。

このように構成することで、バランスウェイトによって従動爪の剛性を高め易くすることができる。

本発明に係る減速機付モータは、前記従動爪は、周方向に等間隔で３つ設けられており、３つの前記従動爪のうち、第１の前記従動爪は、前記偏心部の偏心方向に配置され、前記第１の前記従動爪以外の第２の前記従動爪と第３の前記従動爪とに跨るように、前記バランスウェイトが設けられていることを特徴とする。

このように構成することで、偏心部によって第１の従動爪の剛性を高めることができると共に、バランスウェイトによって第２の従動爪と第３の従動爪との両者の剛性を高めることができる。このため、小型ながら効果的に従動部の剛性を高めることができる。

本発明によれば、バランスウェイトを一体的に設ける分、従動部の剛性を高めることができる。このため、小型ながらクラッチ機構の剛性を確保でき、減速機付モータの大型化を防止できる。
また、従動部に、偏心部とバランスウェイトとが一体的に設けられているので、これら偏心部とバランスウェイトとを近接配置できると共に、これら偏心部とバランスウェイトとの相対位置を高精度に決めることができる。このため、容易に荷重バランスを改善できる。

本発明の実施形態における減速機付モータの斜視図である。 本発明の実施形態における減速機付モータの断面図である。 本発明の実施形態における減速機付モータの分解斜視図である。 本発明の実施形態におけるコンミテータの斜視図である。 本発明の実施形態におけるクラッチ機構の詳細を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態における駆動部の斜視図である。 本発明の実施形態における従動部の斜視図である。 本発明の実施形態における従動部を下からみた平面図である。 本発明の実施形態における従動部とブレーキ部との組付け関係を示す平面図である。 本発明の実施形態における減速機構を上側からみた平面図である。 本発明の実施形態におけるクラッチ機構の動作説明図であって、（ａ）〜（ｄ）は、駆動条件ごとのクラッチ機構の挙動を示す。

以下、本発明の実施形態における減速機付モータを、図面を参照して詳細に説明する。

（減速機付モータ）
図１は、減速機付モータ１の斜視図、図２は、減速機付モータ１の断面図、図３は、減速機付モータ１の分解斜視図である。
図１〜図３に示すように、減速機付モータ１は、ＤＣブラシ付きモータとして構成された偏平形状のモータ部１０と、モータ部１０の回転出力がクラッチ機構６０を介して伝達される減速機構１００と、を備えている。

モータ部１０の回転中心であるモータ軸線（回転軸線）Ｌ１は、出力部１１０の出力軸１１１の回転中心（軸線）と一致している。
なお、以下の説明において、説明を分かり易くするために、出力軸１１１から出力を取り出す側を上側（図１〜図３における上側）と称し、その反対側を下側（図１〜図３における下側）と称する。また、モータ軸線Ｌ１に沿う方向を単に軸方向、モータ軸線Ｌ１回りの方向を単に周方向、モータ軸線Ｌ１に直交する方向を径方向と称して説明する場合がある。

減速機付モータ１は、外殻体として、底壁１１ａおよび周壁１１ｂを有するモータハウジング１１と、このモータハウジング１１に結合されたギヤケーシング１０１と、を有している。そして、モータハウジング１１とギヤケーシング１０１とにより囲まれた空間内部に、減速機付モータ１のほぼ全ての機構要素が収容されている。

モータハウジング１１の周壁１１ｂには、開口縁側に複数のボルト座１２が径方向外側に向かって突出形成されている。各ボルト座１２は、モータハウジング１１とギヤケーシング１０１とを不図示にボルトによって締結固定するためのものであって、雌ネジ部１２ａが刻設されている。また、各ボルト座１２は、周方向にほぼ等間隔に配置されている。
さらに、モータハウジング１１の周壁１１ｂには、内周面に複数（例えば、この実施形態では６つ）のモータマグネット（永久磁石）１３が配置されている。モータマグネット１３は、断面円弧状に形成されており、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に配置されている。なお、モータマグネット１３をリング状に形成し、このモータマグネット１３に複数の磁極を形成してもよい。

モータマグネット１３の内周側には、モータ軸線Ｌ１回りに回転自在のアーマチュア２０（ロータ）が配置されている。また、アーマチュア２０の上側には、アーマチュア２０に給電するための一対のブラシ４５を備えた給電装置４０が配置されている。
モータハウジング１１の底壁１１ａの径方向中心には、主軸部材２が立設されている。主軸部材２は、基端２ａが底壁１１ａの中央支持部１１ｃに固定されている。主軸部材２は、アーマチュア２０の径方向中心部を貫通して、ギヤケーシング１０１の中央開口から先端２ｂが突き出している。そして、主軸部材２の中心線が、モータ軸線Ｌ１と同軸に設定されている。

（アーマチュア）
モータ部１０の主要素であるアーマチュア２０は、主軸部材２と同軸に配置されており、主軸部材２を囲んだ状態でモータハウジング１１内に配置されている。アーマチュア２０は、アーマチュアコイル２４が形成されているアーマチュアコア２１と、このアーマチュアコア２１の上下方向から装着される下側のインシュレータ２２および上側のインシュレータ２３と、アーマチュアコア２１の径方向中央に配置されているコンミテータ３０と、を備えている。

アーマチュアコア２１は、例えば、同一形状にプレス成形された複数の電磁鋼板を軸方向に積層することで構成されている。アーマチュアコア２１は、略円環状のコア本体２１ａを有している。コア本体２１ａの径方向外側には、軸方向平面視略Ｔ字状のティース２１ｂが周方向に等間隔で放射状に形成されている。

また、周方向に隣接するティース２１ｂ間には、スロット２１ｓがティース２１ｂと同数個設けられている。本実施形態では、ティース２１ｂおよびスロット２１ｓの数は９個である。そして、スロット２１ｓにエナメル被覆の巻線Ｗが通され、ティース２１ｂに装着された各インシュレータ２２，２３の上から巻線Ｗがティース２１ｂに集中巻きで巻回されている。これにより、アーマチュアコア２１に複数のアーマチュアコイル２４が形成される。

（コンミテータ）
図４は、コンミテータ３０の斜視図である。
同図に示すように、コンミテータ３０は、絶縁樹脂で構成された略円筒状の樹脂ボス部３１と、樹脂ボス部３１に装着された複数（例えば、本実施形態では９枚）のセグメント金属片３２と、により構成されている。

樹脂ボス部３１の下半部（基部）は、アーマチュアコア２１の内周面に圧入嵌合される圧入嵌合部３３として構成されており、その上側に円筒壁３５が設けられている。円筒壁３５の上端には、クラッチ機構６０の後述する嵌合凸部６５が嵌る３つの嵌合凹部３６が周方向に等間隔で形成されている。

圧入嵌合部３３の外径は、円筒壁３５の外径よりも倍程度に大きく設定されている。圧入嵌合部３３と円筒壁３５との境界には、圧入嵌合部３３の外径よりも大きなフランジ３４が設けられている。フランジ３４は、アーマチュアコア２１のコア本体２１ａ上に収まる大きさに形成されている。

なお、図２詳示するように、軸方向における外径に変化はあるものの、樹脂ボス部３１の円筒壁３５の内周面３５ａから圧入嵌合部３３の内周面３１ａまでの間は、同径でストレートな円筒面として連続している。
そして、圧入嵌合部３３の内周面３１ａにすべり軸受３が設けられていると共に、円筒壁３５の内周面３５ａにすべり軸受４が設けられている。これらすべり軸受３，４を介し、主軸部材２にコンミテータ３０が回転自在に支持される。

また、各セグメント金属片３２は、円筒壁３５の外周面に配置されるセグメント３２ａと、セグメント３２ａから略Ｌ字状に径方向外側に向かって曲折延出され、フランジ３４上に配置されるライザ３２ｂと、を有している。そして、各セグメント３２ａに、一対のブラシ４５が摺接される。一方、ライザ３２ｂは、アーマチュアコイル２４の引出線（巻線Ｗ）を接続するフッキング部分であって、その先端は、Ｕ字状に上側に折り返されている。これにより、アーマチュアコイル２４の端部（巻線Ｗの端部）が接続しやすくなる。
このように構成されたコンミテータ３０に、クラッチ機構６０が連結される。

（クラッチ機構）
図５は、クラッチ機構６０の詳細を示す分解斜視図である。
同図に示すように、クラッチ機構６０は、モータ部１０の回転出力を減速機構１００に伝達すると共に、減速機構１００からモータ部１０へ動力が伝達されることを阻止するためのものである。クラッチ機構６０は、コンミテータ３０に連結される駆動部６１と、駆動部６１の上側に設けられる従動部６２と、駆動部６１と従動部６２との間に設けられるブレーキ部６３と、により構成されている。

図６は、駆動部６１の斜視図である。
図５、図６に示すように、駆動部６１は、略円板状の駆動部本体６４を有している。駆動部本体６４の外径は、コンミテータ３０の円筒壁３５の外径よりも大きく設定されている。駆動部本体６４の径方向中央には、貫通孔６４ａが形成されている。貫通孔６４ａの内径は、コンミテータ３０の円筒壁３５の内周面３５ａの内径とほぼ同一に設定されている。そして、円筒壁３５の内周面３５ａに設けられたすべり軸受４の上端が、貫通孔６４ａに臨まされている。すなわち、駆動部６１もコンミテータ３０と同様に、すべり軸受３を介して主軸部材２に回転自在に支持される。

駆動部本体６４の下面６４ｂには、コンミテータ３０の円筒壁３５に形成されている嵌合凹部３６に対応する位置に、この嵌合凹部３６に嵌る３つの嵌合凸部６５が突出形成されている。これにより、コンミテータ３０（アーマチュア２０）と駆動部６１とがモータ軸線Ｌ１回りに一体となって回転する。また、駆動部本体６４の上面６４ｃには、外周部に、３つの駆動爪６６が周方向に等間隔で突出形成されている。駆動爪６６は、それぞれ駆動部本体６４を挟んで嵌合凸部６５と対向する位置に配置されている。また、駆動爪６６は、平面視略扇状に形成されており、その内周側の周方向略中央に、ブレーキ部６３の後述する係合突起７３ｃを受け入れ可能な係合溝６６ａが形成されている。

図７は、従動部６２の斜視図、図８は、従動部６２を下からみた平面図である。
図５、図７、図８に示すように、従動部６２は、略円筒状の偏心部６７を有している。この偏心部６７は、減速機構１００の一部も構成している。
偏心部６７の軸方向に貫通する中心孔の内周面６７ａは、モータ軸線Ｌ１を中心とした円筒面で形成されている。内周面６７ａには、すべり軸受５０が圧入されている。これにより、偏心部６７は、主軸部材２に回転自在に支持される。
一方、偏心部６７の外周面６７ｂは、モータ軸線Ｌ１と同心の中心Ｏ１に対して偏心した位置を中心Ｏ２とする円筒面で形成されている。

また、偏心部６７の外周面６７ｂには、従動部６２の周方向に隣り合う駆動爪６６の間に介在するように、３つの従動爪６８が一体成形されている。従動爪６８は、断面略Ｌ字状に形成されており、偏心部６７の外周面６７ｂから径方向外側に向かって突出する水平壁６８ａと、水平壁６８ａの先端から駆動部６１側（下側）に向かって屈曲延出する縦壁６８ｂと、により構成されている。そして、縦壁６８ｂが、従動部６２の周方向に隣り合う駆動爪６６の間に介在される。

縦壁６８ｂは、周方向に沿うように断面円弧状に形成されている。ここで、縦壁６８ｂの内周面６８ｃは、周方向中央に向かうに従って窪むように形成されている。したがって、縦壁６８ｂは、周方向中央の肉厚Ｔ１が最も薄く、周方向端部６８ｄの肉厚Ｔ２が最も厚くなるように形成されている。
また、３つの従動爪６８のうちの１つ（以下、第１の従動爪６８という場合がある）は、偏心部６７の中心Ｏ１と中心Ｏ２とを結ぶ直線Ｌ２上で、かつ偏心部６７の偏心方向Ｈ側に配置されている。さらに、第１の従動爪６８は、縦壁６８ｂの周方向中央が直線Ｌ２上に位置するように配置されている。

そして、３つの従動爪６８のうち、第１の従動爪６８以外の２つの従動爪６８（以下、第２の従動爪６８、第３の従動爪６８という場合がある）の間には、これら第２の従動爪６８と第３の従動爪６８とに跨るように、バランスウェイト６９が一体成形されている。このバランスウェイト６９は、減速機構１００の荷重バランスを調整するため（偏心部６７の偏心した質量とバランスをとるため）のものであって、軸方向平面視で略扇状に形成されている。

ここで、３つの従動爪６８は駆動爪６６の間に介在されているので、周方向に等間隔で配置される。しかも、第１の従動爪６８は、偏心部６７の中心Ｏ１と中心Ｏ２とを結ぶ直線Ｌ２上で、かつ偏心部６７の偏心方向Ｈ側に配置されている。このため、第２の従動爪６８と第３の従動爪６８は、第１の従動爪６８（偏心方向Ｈ）とは中心Ｏ１，Ｏ２を挟んで反対側に配置され、かつ直線Ｌ２を中心にして両側に等間隔で配置される。したがって、バランスウェイト６９の周方向中央は、偏心方向Ｈとは中心Ｏ１，Ｏ２を挟んで反対側の直線Ｌ２上に位置することになる。

図９は、従動部６２とブレーキ部６３との組付け関係を示す平面図である。
図５、図９に示すように、ブレーキ部６３は、従動部６２から駆動部６１への動力の伝達を阻止するためのものであって、３つの略円板状のコロ７１と、これらコロ７１を保持するコロホルダ７２と、を備えている。３つのコロ７１は、それぞれ従動爪６８の内周面６８ｃ側に配置されている。

一方、コロホルダ７２は、略円板状のホルダ本体７３を有している。ホルダ本体７３は、その外周部が従動爪６８の内周面６８ｃよりも径方向内側に位置するように形成されている。また、ホルダ本体７３の径方向中央には、主軸部材２を挿通可能な貫通孔７３ａが形成されている。さらに、ホルダ本体７３の下面には、３つのコロ７１に対応する位置に、これらコロ７１を収納する収納凹部７３ｂが形成されている。収納凹部７３ｂは、径方向外側が大きく開口するように、かつ径方向内側が小さく開口するように略半円状に形成されている。

このように形成された収納凹部７３に、コロ７１がそれぞれ約半分程度収納されている。また、ホルダ本体７３の外周部に、コロ７１の残り約半分が露出している。そして、クラッチ機構６０を組み付けた状態では、コロ７１は、主軸部材２の外周面と従動爪６８の縦壁６８ｂとの間に介在した状態になる。
ここで、収納凹部７３ｂの半円形状は、コロ７１の半径よりも若干大きな曲率半径で形成されている。このため、収納凹部７３ｂ内において、コロ７１は、多少ガタツキを持って収納される。

また、ホルダ本体７３の外周部には、駆動部６１の係合溝６６ａに対応する位置に、係合突起７３ｃが径方向外側に向かって突出形成されている。係合突起７３ｃは、駆動部６１の係合溝６６ａに遊嵌される。
ここで、従動部６２の偏心部６７は、減速機構１００の一部を構成している。

（減速機構部）
図１０は、減速機構１００を上側からみた平面図である。
図２、図３、図１０に示すように、減速機構１００は、給電装置４０の上側にスペーサ８０を介して配置され、上からギヤケーシング１０１によって覆われている。ギヤケーシング１０１の開口縁には、モータハウジング１１の複数のボルト座１２に対応する位置に、それぞれボルト座１０５が径方向外側に向かって突出形成されている。各ボルト座１０５には、それぞれ不図示のボルトを挿通可能な貫通孔１０５ａが形成されている。そして、モータハウジング１１のボルト座１２と、ギヤケーシング１０１のボルト座１０５と、を軸方向に重ね合わせ、不図示のボルトによって両者１２，１０５を締結固定することにより、モータハウジング１１とギヤケーシング１０１とが一体化される。

減速機構１００が載置されるスペーサ８０は、ギヤケーシング１０１の内周面に沿うように円筒状に形成されている。スペーサ８０上に配置された減速機構１００は、主軸部材２の先端２ｂ（偏心部６７の上端部）に対応する位置を囲んだ状態になっている。
減速機構１００は、ハイポサイクロイド減速機構として構成されており、偏心部６７の他に、ギヤケーシング１０１の内周面に固定されたリングギヤ１０２と、偏心部６７に転がり軸受８１を介して回転自在に取り付けられた揺動歯車１０３と、揺動歯車１０３に噛合される出力部１１０と、を備えている。

リングギヤ１０２は、モータ軸線Ｌ１と同心の内歯１０２ａを有している。また、リングギヤ１０２の下端には、内フランジ部１０２ｂが一体成形されており、この内フランジ部１０２ｂが、スペーサ８０上に載置された形になっている。

揺動歯車１０３は、略円板状の歯車本体１０３ａを有しており、リングギヤ１０２の内フランジ部１０２ｂ上に載置されている。そして、歯車本体１０３ａの径方向中央に、転がり軸受８１が設けられている。
歯車本体１０３ａの外周部には、リングギヤ１０２の内歯１０２ａと噛合される外歯１０３ｂが形成されている。また、歯車本体１０３ａ上には、内歯リング１０３ｃが立設されている。内歯リング１０３ｃの外径は、歯車本体１０３ａよりも小さく設定されている。内歯リング１０３ｃの内周面には、内歯１０３ｄが形成されている。

出力部１１０は、主軸部材２を囲んでモータ軸線Ｌ１と同軸の略円筒状に形成された出力軸１１１と、この出力軸１１１の下端に一体成形された出力歯車１０４と、により構成されている。出力軸１１１は、内周側のすべり軸受５と外周側のすべり軸受７を介して、主軸部材２とギヤケーシング１０１とに回転自在に支持されている。一方、出力歯車１０４の外周部には、モータ軸線Ｌ１と同心の外歯１０４ａが形成されている。この外歯１０４ａが、揺動歯車１０３の内歯１０３ｄに噛合される。

（給電装置）
次に、図３に基づいて、給電装置４０について説明する。
同図に示すように、給電装置４０は、略円板状に形成された絶縁樹脂製の給電ハウジング４１に、ブラシホルダ４２を介して、ブラシ４５を支持させたものである。ブラシ４５は、不図示のバネによって径方向中央（コンミテータ３０のセグメント３２ａ）に向かって付勢されている。また、一対のブラシ４５は、コンミテータ３０の樹脂ボス部３１の円筒壁３５の外周側で、アーマチュアコア２１の軸方向に隣接した上側の位置に配置されている。これにより、一対のブラシ４５は、先端がコンミテータ３０のセグメント３２ａに摺接する。また、一対のブラシ４５は、給電ハウジング４１の一側に一体成形されているコネクタ４８の端子４８ａ（図２参照）に電気接続されている。

以上の説明のように、本実施形態のモータ部１０は、モータマグネット１３の磁極数が６個、アーマチュア２０のスロット２１ｓが９個、コンミテータ３０のセグメント３２ａが９個のいわゆる６極９スロット９セグメントの集中巻き直流モータとして構成されている。

（減速機付モータの動作）
次に、減速機付モータ１の動作について説明する。

（モータ部の動作）
まず、モータ部１０の動作について説明する。
不図示の外部電源（外部制御機器）にコネクタ４８を電気的に接続すると、このコネクタ４８、ブラシ４５、およびセグメント３２ａを介してアーマチュアコイル２４に給電が行われる。すると、アーマチュアコア２１に所定の磁界が発生する。そして、この磁界と、モータマグネット１３との間に磁気的な吸引力や反発力が作用し、アーマチュア２０が回転する。この回転によって、ブラシ４５が摺接するセグメント３２ａが順次変更され、アーマチュアコイル２４に流れる電流の向きが切替えられる、いわゆる整流が行われる。これにより、アーマチュア２０が継続的に回転する。アーマチュア２０が継続的に回転すると、コンミテータ３０と連結されているクラッチ機構６０が作動する。

（クラッチ機構の動作）
次に、図１１に基づいて、クラッチ機構６０の動作について説明する。
図１１は、クラッチ機構６０の動作説明図であって、（ａ）〜（ｄ）は、駆動条件ごとのクラッチ機構６０の挙動を示す。
まず、図１１（ａ）に示すように、駆動部６１と従動部６２とが中立位置（ニュートラル位置）にあるときは、駆動爪６６と従動爪６８とが接触していない。また、従動爪６８の内周面６８ｃにおける周方向中央に、コロ７１が位置している（以下、このコロ７１の位置を、コロ７１の中立位置という）。従動爪６８の内周面６８ｃは、周方向中央に向かうに従って窪むように形成されているので、コロホルダ７２の径方向において、コロ７１にガタツキがある。このため、コロ７１は回転可能な状態になっている。

このような状態で、モータ部１０を回転駆動させると、コンミテータ３０と一体化されている駆動部６１がモータ軸線Ｌ１回りに回転する（例えば、図１１（ａ）における反時計回り、矢印Ｙ１参照）。駆動部６１が回転すると、駆動爪６６の係合溝６６ａに係合突起７３ｃが遊嵌されているコロホルダ７２が連れ回る（図１１（ａ）における矢印Ｙ２参照）。続いて、駆動爪６６の周方向端部６６ｂが従動爪６８の縦壁６８ｂにおける周方向端部６８ｄに当接する。

ここで、駆動爪６６の係合溝６６ａとコロホルダ７２の係合突起７３ｃとのガタツキ（クリアランス）、およびコロホルダ７２の収納凹部７３ｂとコロ７１とのガタツキ（クリアランス）は、駆動爪６６の周方向端部６６ｂが従動爪６８の縦壁６８ｂにおける周方向端部６８ｄに当接した時点（以下、単に従動爪６８に駆動爪６６が当接した時点という）で、コロ７１が中立位置から殆どずれないように設定されている。このため、従動爪６８に駆動爪６６が当接した時点では、コロ７１は自由に回転できる状態になる。この結果、駆動爪６６に従動爪６８が押圧され、駆動爪６６と従動爪６８とが一体となって回転する。すなわち、駆動部６１と従動部６２とが一体となって回転する。

これに対し、図１１（ｂ）に示すように、駆動部６１よりも従動部６２が先に回転すると（例えば、図１１（ｂ）における反時計回り、矢印Ｙ３参照）、駆動爪６６に従動爪６８が当接した時点で、従動爪６８の縦壁６８ｂにおける周方向端部６８ｄ側にコロ７１が位置した状態になる。ここで、従動爪６８の縦壁６８ｂは、周方向中央に向かうに従って窪むように形成されており、周方向端部６８ｄの肉厚Ｔ２が最も厚くなるように形成されている。
このため、従動爪６８の縦壁６８ｂにおける周方向端部６８ｄ側にコロ７１が位置すると、従動爪６８によってコロ７１が径方向内側に押圧される（図１１（ｂ）における矢印Ｆ１参照）。そして、コロ７１が径方向内側に変位する（図１１（ｂ）における矢印Ｙ４参照）。これにより、主軸部材２と駆動爪６６とによりコロ７１を挟持した状態になり、コロホルダ７２の回転が阻止される。この結果、駆動部６１の回転が阻止される（ブレーキ状態）。すなわち、コロ７１やコロホルダ７２に加え、主軸部材２、および従動爪６８もブレーキ部６３として機能している。

次に、図１１（ｂ）に示すように、駆動部６１のブレーキ状態からブレーキを解除する動作について説明する。
まず、図１１（ｃ）に基づいて、図１１（ｂ）の状態から駆動部６１を時計回り（図１１（ｃ）における矢印Ｙ５参照）に駆動させた場合について説明する。
図１１（ｃ）に示すように、駆動部６１を時計回りに回転させると、駆動爪６６と係合突起７３ｃ（コロホルダ７２）と従動爪６８とが一体となって回転しようとする。このとき、駆動爪６６の係合溝６６ａとコロホルダ７２の係合突起７３ｃとのガタツキ（クリアランス）、およびコロホルダ７２の収納凹部７３ｂとコロ７１とのガタツキ（クリアランス）によって、従動爪６８の縦壁６８ｂにおける周方向中央側にコロ７１が位置するように、従動爪６８がずれる。これにより、主軸部材２と駆動爪６６とによるコロ７１の挟持（ブレーキ状態）が解除される。このため、コロ７１が自由に回転できる状態になり、駆動部６１と従動部６２とが一体となって回転する。

続いて、図１１（ｄ）に基づいて、図１１（ｂ）の状態から駆動部６１を反時計回り（図１１（ｄ）における矢印Ｙ６参照）に駆動させた場合について説明する。
図１１（ｄ）に示すように、駆動部６１を反時計回りに回転させると、駆動爪６６と係合突起７３ｃ（コロホルダ７２）とが一体となって回転する。このとき、駆動爪６６は、従動爪６８から離間する方向に回転移動することになるので、従動爪６８には回転力が作用せず、その場に止まる。この状態で、コロホルダ７２が回転し続けるので、コロ７１が中立位置に移動する。この結果、主軸部材２と駆動爪６６とによるコロ７１の挟持（ブレーキ状態）が解除される。そして、このまま、駆動部６１が回転し続けると、図１１（ａ）に基づいて上記で説明したように、駆動部６１と従動部６２とが一体となって回転する。

（減速機構の動作）
次に、減速機構１００の動作について説明する。
アーマチュア２０の回転により、クラッチ機構６０を介して偏心部６７が回転すると、その回転を受けて揺動歯車１０３が回転する。ここで、揺動歯車１０３は、偏心部６７に対して転がり軸受８１を介して回転自在に設けられていると共に、外歯１０３ｂがリングギヤ１０２の内歯１０２ａに噛合されている。このため、揺動歯車１０３は、モータ軸線Ｌ１回りに公転し、かつ偏心部６７の中心Ｏ２（図８参照）回りに回転する。この揺動歯車１０３の揺動回転により、揺動歯車１０３の内歯１０３ｄに噛合される出力部１１０が減速回転を出力する。
このとき、偏心部６７の偏心した質量のアンバランス、および揺動歯車１０３の揺動回転の際の荷重のアンバランスは、偏心部６７と一体化されている従動部６２（クラッチ機構６０）に設けられたバランスウェイト６９によって調整される。

このように、上述の実施形態では、クラッチ機構６０を構成する従動部６２（偏心部６７）に、バランスウェイト６９が一体的に設けられている。このため、偏心部６７とバランスウェイト６９とを近接配置できる。よって、静バランス（スタティックバランス）と動バランス（ダイナミックバランス）との両者を改善できる。
また、偏心部６７とバランスウェイト６９とを一体化させることで、バランスウェイト６９を、所望の位置に正確に設けることができる。すなわち、バランスウェイト６９の周方向中央を、偏心方向Ｈ（図８参照）とは中心Ｏ１，Ｏ２を挟んで反対側の直線Ｌ２上に正確に位置させることができる。このため、減速機付モータ１の荷重バランスを容易に改善できる。

また、３つの従動爪６８のうち、第２の従動爪６８と第３の従動爪６８とに跨るように、バランスウェイト６９を設けている。第２の従動爪６８と第３の従動爪６８は、偏心方向Ｈとは反対側に配置されているので、偏心部６７に肉厚も偏心方向Ｈ側と比較して薄くなる。ここに、バランスウェイト６９を配置することになるので、偏心部６７の剛性を高めることができると共に、第２の従動爪６８、および第３の従動爪６８の剛性も高めることができる。剛性を高めることができる分、クラッチ機構６０を小型化でき、さらに減速機付モータ１の小型化もできる。
一方、第１の従動爪６８は、偏心部６７の偏心方向Ｈ側に設けられているので、取付け剛性を確保し易い。

また、クラッチ機構６０は、コンミテータ３０に連結される駆動部６１と、駆動部６１の上側に設けられる従動部６２と、駆動部６１と従動部６２との間に設けられるブレーキ部６３と、により構成されている。また、ブレーキ部６３を、３つの略円板状のコロ７１と、これらコロ７１を保持するコロホルダ７２と、により構成している。そして、コロ７１、コロホルダ７２、主軸部材２、および従動爪６８を利用し、従動部６２から駆動部６１への動力の伝達を阻止するブレーキ部として機能させている。このように、クラッチ機構６０を簡素な構造とすることができ、さらにクラッチ機構６０を小型化できる。

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、減速機付モータ１を構成するモータ部１０は、モータマグネット１３の磁極数が６個、アーマチュア２０のスロット２１ｓが９個、コンミテータ３０のセグメント３２ａが９個のいわゆる６極９スロット９セグメントの集中巻き直流モータとして構成され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、モータマグネット１３の磁極数、スロット数、およびセグメント数は、任意に設定することが可能である。

また、上述の実施形態では、アーマチュアコア２１は、複数の鋼板を軸方向に積層することで構成され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、軟磁性粉を加圧成形することにより、アーマチュアコア２１を形成してもよい。
さらに、上述の実施形態では、コンミテータ３０、５４０は、アーマチュアコア２１から軸方向に突出した樹脂ボス部３１、３３１、５３１の円筒壁３５、５３５の外周面に、セグメント３２ａが配置され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、円板状のコンミテータの一面にセグメントが放射状に配置される、いわゆるディスク型コンミテータにも、上述の実施形態を適用することが可能である。

そして、上述の実施形態では、従動部６２は、偏心部６７と、従動爪６８と、バランスウェイト６９と、が一体成形された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、それぞれが別体になっていてもよく、それぞれを組付けることにより、一体化されていればよい。
また、上述の実施形態では、クラッチ機構６０は、３つの駆動爪６６と３つの従動爪６８とにより、駆動部６１と従動部６２とを係合させ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、駆動爪６６や従動爪６８の個数を任意に設定することが可能である。

さらに、クラッチ機構６０のブレーキ部６３は、複数のコロ７１と、これらコロ７１を保持するコロホルダ７２とを備え、主軸部材２と協働して従動部６２から駆動部６１への動力の伝達を阻止するように構成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、ブレーキ部６３の構成は、様々な構成を適用することが可能である。

１…減速機付モータ
２…主軸部材（係止シャフト）
１０…モータ部
６０…クラッチ機構
６１…駆動部
６２…従動部
６３…ブレーキ部
６６…駆動爪
６７…偏心部
６８…従動爪（第１の従動爪、第２の従動爪、第３の従動爪）
６９…バランスウェイト
７１…コロ
１００…減速機構
１０１…ギヤケーシング
１０２…リングギヤ
１０２ａ…内歯
１０３…揺動歯車
１０３ｂ…外歯
１０３ｄ…内歯
１１０…出力部
１１１…出力軸
Ｈ…偏心方向
Ｌ１…モータ軸線（回転軸線）

Claims (4)

1. モータ部と、
   前記モータ部の回転出力がクラッチ機構を介して伝達される減速機構と、
   を備え、
   前記減速機構は、
   ギヤケーシングと、
   回転軸線に対して偏心した位置を中心とする偏心部と、
   前記偏心部に相対回転可能に嵌合され、外歯と内歯を有する揺動歯車と、
   前記揺動歯車の前記外歯に噛合され、前記ギヤケーシングに固定されるリングギヤと、
   前記揺動歯車の前記内歯に噛合され、前記回転軸線回りに回転する出力部と、
   を備え、
   前記クラッチ機構は、
   前記モータ部側に設けられる駆動部と、
   前記減速機構側に設けられる従動部と、
   前記従動部から前記駆動部への動力の伝達を阻止可能なブレーキ部と、
   を備え、
   前記従動部に、前記偏心部が一体的に設けられていると共に、前記偏心部の偏心した質量及び前記減速機構の荷重バランスを調整するためのバランスウェイトが一体的に設けられていることを特徴とする減速機付モータ。
2. 前記クラッチ機構は、
   前記回転軸線上に設けられた係止シャフトと、
   前記係止シャフトの周囲に設けられた複数のコロと、
   をさらに備え、
   前記駆動部および前記従動部は、前記回転軸線回りに回転可能に設けられていると共に、
   前記駆動部は、前記複数のコロの間に配置される複数の駆動爪を有している一方、
   前記従動部は、前記複数のコロの前記回転軸線と直交する径方向外側に配置され、前記駆動爪と係脱可能、かつ前記複数のコロを前記係止シャフトに向かって押圧可能な従動爪を有し、
   前記係止シャフト、前記複数のコロ、および前記従動爪が、前記ブレーキ部として機能することを特徴とする請求項１に記載の減速機付モータ。
3. 周方向に隣り合う２つの前記従動爪の間で、かつ前記偏心部の偏心方向とは反対側に、前記バランスウェイトが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の減速機付モータ。
4. 前記従動爪は、周方向に等間隔で３つ設けられており、
   ３つの前記従動爪のうち、第１の前記従動爪は、前記偏心部の偏心方向に配置され、
   前記第１の前記従動爪以外の第２の前記従動爪と第３の前記従動爪とに跨るように、前記バランスウェイトが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の減速機付モータ。

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