以下、本発明の例示的な実施形態および変形例が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果(効果)は、一例である。本発明は、以下の実施形態および変形例に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果(派生的な効果も含む)のうち少なくとも一つを得ることが可能である。
また、以下の実施形態および変形例の複数の減速装置は、同様の構成要素を備えている。よって、当該複数の減速装置によれば、同様の構成要素に基づく同様の効果が得られる。以下では、それら同様の構成要素については、共通あるいは類似の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。
また、本明細書において、序数は、部品や部位等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではない。
[実施形態]
図1は、車両用のブレーキ1の断面図である。図1に例示されるように、ブレーキ1は、モータ20と、回転伝達機構100と、回転直動変換機構50(図2)を内蔵するキャリパ200と、を備えている。ブレーキ1は、液圧ブレーキとして作動することができるとともに、電動ブレーキとしても作動することができる。キャリパ200は、液圧ブレーキを構成し、モータ20、回転伝達機構100、回転直動変換機構50、およびキャリパ200は、電動ブレーキを構成する。電動ブレーキは、所謂電動パーキングブレーキである。すなわち、ブレーキ1は、電動ブレーキ機能による制動状態が駐車時に維持されるよう、構成されている。ただし、電動ブレーキは、走行時や一時停止時に作動してもよい。
モータ20および回転伝達機構100は、ハウジング10内に収容されている。ハウジング10は、ケーシング11と、インナカバー12と、アウタカバー13と、を含む。
ケーシング11には、モータ20を収容する収容部11aが設けられている。収容部11aは、有底の円筒状の孔である。モータ20は、収容部11aに、シャフト21の一端21aが収容部11aの開口端11bから露出する姿勢で、収容されている。モータ20の側面(周面)および底面は、ケーシング11の壁部11cによって覆われている。ケーシング11は、絶縁性の合成樹脂材料によって構成されている。シャフト21は、ロータの一例である。
モータ20は、ケーシング11とは反対側から、インナカバー12によって覆われている。インナカバー12は、収容部11aの開口端11bを覆っている。インナカバー12には、貫通孔12aが設けられており、モータ20のシャフト21は、貫通孔12aを貫通し、モータ20(ボディ20a)とは反対側、すなわちインナカバー12の収容部11aとは反対側に、露出している。インナカバー12は、回転中心Ax1と交差(直交)する方向に広がっている。インナカバー12は、ねじ等の結合具14によってケーシング11と結合されている。モータ20のボディ20aは、ケーシング11とインナカバー12とによって覆われている。インナカバー12は、モータ20に装着されている。インナカバー12は、絶縁性の合成樹脂材料によって構成されている。インナカバー12は、モータブラケットの一例である。
回転伝達機構100は、中間ギヤ41と、第一遊星歯車機構42と、第二遊星歯車機構46と、を有している。回転伝達機構100は、モータ20のシャフト21の回転を、回転直動変換機構50(図2)に伝達する。回転伝達機構100において、シャフト21の回転は、中間ギヤ41、第一遊星歯車機構42、および第二遊星歯車機構46を介して、回転直動変換機構50に伝達される。回転伝達機構100は、ブレーキ作動用の減速装置の一例である。回転伝達機構100は、図1の例には限定されず、種々の構成として実施されうる。モータ20は、駆動源の一例である。
中間ギヤ41は、回転中心Ax1と平行な回転中心Ax2回りに回転可能に設けられており、インプットギヤ41aとアウトプットギヤ41bとを有している。インプットギヤ41aは、モータ20のシャフト21に固定されたピニオン22と噛み合っている。アウトプットギヤ41bは、第一遊星歯車機構42を駆動する。アウトプットギヤ41bの歯数は、インプットギヤ41aの歯数よりも少ない。よって、中間ギヤ41により、モータ20の回転は減速される。
第一遊星歯車機構42は、第一サンギヤ43、第一プラネタリキャリア44、および第一リングギヤ45を有している。第一遊星歯車機構42は、第一ギヤセットの一例である。
第一サンギヤ43および第一プラネタリキャリア44は、回転中心Ax1,Ax2と平行な回転中心Ax3回りに回転する。第一リングギヤ45は、ケーシング11に固定されている。第一リングギヤ45の中心は、回転中心Ax3と一致している。
第一サンギヤ43は、インプットギヤ43aとアウトプットギヤ43bとを有している。インプットギヤ43aは、中間ギヤ41のアウトプットギヤ41bと噛み合っている。アウトプットギヤ43bは、第一プラネタリキャリア44を駆動する。なお、第一サンギヤ43には、回転中心Ax3を中心とする貫通孔が設けられており、当該貫通孔にはシャフト49が圧入されている。
第一プラネタリキャリア44は、第一キャリアベース44aと、当該第一キャリアベース44aと一体に設けられた複数の第一ピニオンシャフト44bと、当該第一ピニオンシャフト44bにそれぞれ回転可能に支持された複数の第一ピニオンギヤ44cと、を有している。第一ピニオンギヤ44cは、回転中心Ax3と平行な第一ピニオンシャフト44bの軸心(回転中心)回りに回転する。なお、本実施形態では、一例として、第一ピニオンシャフト44bの数は4であり、第一ピニオンギヤ44cの数も4であるが、これには限定されない。
第一ピニオンギヤ44cは、回転中心Ax3の径方向内方において第一サンギヤ43のアウトプットギヤ43bと噛み合い、回転中心Ax3の径方向外方において第一リングギヤ45(内歯)と噛み合っている。第一ピニオンギヤ44cは、第一サンギヤ43の回りを公転する。第一キャリアベース44aは、出力部としての第二サンギヤ44dを有している。このような構成において、中間ギヤ41の回転は、第一遊星歯車機構42によって減速され、第二サンギヤ44dから出力される。
第一遊星歯車機構42において、第一サンギヤ43の一部、第一キャリアベース44a、第一ピニオンシャフト44b、および第一リングギヤ45は、合成樹脂材料で構成されている。他方、第一ピニオンギヤ44cは、金属材料で構成されている。
第二遊星歯車機構46は、第二サンギヤ44d、第二プラネタリキャリア47、および第二リングギヤ48を有している。第二遊星歯車機構46は、第二ギヤセットの一例である。
第二サンギヤ44dおよび第二プラネタリキャリア47は、回転中心Ax3回りに回転する。また、第二リングギヤ48は、ケーシング11に固定されている。第二リングギヤ48の中心は、回転中心Ax3と一致している。第二サンギヤ44dおよび第二プラネタリキャリア47は、第一サンギヤ43に固定され回転中心Ax3に沿って延びたシャフト49に、回転可能に支持されている。
第二プラネタリキャリア47は、第二キャリアベース47aと、当該第二キャリアベース47aに固定された複数の第二ピニオンシャフト47bと、当該第二ピニオンシャフト47bにそれぞれ回転可能に支持された複数の第二ピニオンギヤ47cと、を有している。第二ピニオンギヤ47cは、回転中心Ax3と平行な第二ピニオンシャフト47bの軸心(回転中心)回りに回転する。なお、本実施形態では、一例として、第二ピニオンシャフト47bの数は4であり、第二ピニオンギヤ47cの数も4であるが、これには限定されない。
第二ピニオンギヤ47cは、回転中心Ax3の径方向内方において第二サンギヤ44dと噛み合い、回転中心Ax3の径方向外方において第二リングギヤ48(内歯)と噛み合っている。第二ピニオンギヤ47cは、第二サンギヤ44dの回りを公転する。第二キャリアベース47aは、出力部としての突出部47dを有している。第一遊星歯車機構42の回転は、第二遊星歯車機構46によって減速され、突出部47dから出力される。
第二遊星歯車機構46において、第二サンギヤ44d、第二プラネタリキャリア47、および第二リングギヤ48は、全て、例えば鉄系材料のような金属材料で構成されている。
回転直動変換機構50の回転部材51(図2)は、第二遊星歯車機構46の突出部47dと結合され、当該突出部47dと一体に回転する。よって、回転部材51は、モータ20のシャフト21と連動して回転する。
また、第二ピニオンシャフト47bは、第二キャリアベース47aに設けられた孔に圧入されることにより、第二キャリアベース47aと結合されている。第二キャリアベース47aの密度は、第二ピニオンシャフト47bの密度よりも高く設定されている。第二キャリアベース47aは、支持部材の一例である。
図2は、キャリパ200の断面図である。キャリパ200は、ボディ201と、ピストン203とを有している。ボディ201には、シリンダ202が設けられている。シリンダ202は、回転中心Ax3を中心として図2の下方向に開放された有底円筒状の穴である。ピストン203は、シリンダ202に回転中心Ax3に沿って往復動可能に収容されている。シリンダ202には液圧室Rが設けられている。液圧室Rにおける液圧の上昇に伴ってピストン203はパッド204の裏板204aを図2の下方に押し、ライニング204bをディスクDに押し付ける。これにより、ディスクDと一体に回転する車両のホイール(不図示)が制動された、液圧ブレーキによる制動状態が得られる。具体的に、ピストン203は、円筒外面状の外周面203bと、液圧室Rとは反対側(図2では下方)の端面203cと、を有している。ピストン203の外周面203bとシリンダ202の内周面202aとの間には微小な隙間(クリアランス)が設定されており、外周面203bは、当該隙間に作動液が存在する潤滑状態で、内周面202aと摺動する。シール62は、外周面203bと内周面202aとの間に介在し、液圧室Rから隙間を介しての作動液の漏れを抑制する。また、シール62は、液圧室Rにおける液圧の下降に伴って弾性力によってピストン203を液圧室R側(図2の上方)に引き込みピストン203の端面203cをパッド204から離間させるリトラクト機能を、有している。すなわち、液圧室Rの液圧の低下に伴って、ピストン203の裏板204aへの押圧が解除されると、ピストン203によるライニング204bのディスクDへの押し付けが解除され、これにより液圧ブレーキによる制動解除状態が得られる。このように、キャリパ200は、液圧ブレーキとして作動することができる。パッド204は、制動部材の一例であり、ディスクDは、ブレーキロータの一例である。
また、キャリパ200内には、回転直動変換機構50が設けられている。回転直動変換機構50は、回転部材51と直動部材52とを有している。回転部材51は、結合部51aと、フランジ51bと、シャフト51cと、を有し、ボディ201に回転中心Ax3回りに回転可能に支持されている。結合部51aは、第二遊星歯車機構46(回転伝達機構100)の出力部としての突出部47dと結合されている。フランジ51bと、キャリパ200のボディ201との間には、スラストベアリング61が設けられている。シャフト51cは、フランジ51bから結合部51aとは反対側(図2では下方)に突出している。シャフト51cの外周面には、雄ねじ51dが設けられている。回転部材51は、第一回転部材の一例である。
直動部材52は、筒状部52aと突起52bとを有している。筒状部52aの形状は、回転中心Ax3を中心とする円筒状である。筒状部52aの筒内面には、雌ねじ52cが設けられており、この雌ねじ52cと回転部材51の雄ねじ51dとが噛み合っている。突起52bは、筒状部52aから回転中心Ax3の径方向外方に突出している。
回転直動変換機構50は、ピストン203に設けられた凹部203a内に収容されている。凹部203aは、液圧室R側(図2の上方)に向けて開放されている。直動部材52は、凹部203a内で回転中心Ax3の軸方向(図2の上下方向)に移動可能に設けられている。凹部203aには、回転中心Ax3の軸方向に延びた溝203dが設けられており、この溝203dには、直動部材52の突起52bが当該溝203dに沿って移動可能に収容されている。すなわち、溝203dの側面と直動部材52の突起52bとによって、直動部材52の回り止め機構が構成されている。また、本実施形態では、ピストン203とシール62やパッド204との摩擦により、ピストン203の回転中心Ax3回りの回転が制限されている。
このように、本実施形態では、回転部材51の雄ねじ51dと直動部材52の雌ねじ52cとが噛み合うとともに、直動部材52の突起52bの回転がピストン203の溝203dによって制限されているため、回転部材51の回転に応じて直動部材52は回転中心Ax3の軸方向に直動する。モータ20のシャフト21の回転(以下、これを正転とする)に基づく回転部材51の一方向の回転により、直動部材52が図2の下方に移動し、ピストン203が裏板204aを図2の下方に押圧すると、ピストン203はパッド204のライニング204bをディスクDに押し付ける。これにより、ディスクDと一体に回転する車両のホイール(不図示)が制動された、電動ブレーキ機能による制動状態が得られる。他方、モータ20のシャフト21の逆転に基づく回転部材51の逆方向の回転により、直動部材52が図2の上方に移動し、ピストン203の裏板204aへの押圧が解除されると、ピストン203によるライニング204bのディスクDへの押し付けが解除され、これにより電動ブレーキ機能による制動の解除状態が得られる。このように、モータ20、回転伝達機構100、回転直動変換機構50、およびキャリパ200は、電動ブレーキとして作動することができる。
図3は、ギヤアセンブリ40の斜視図、図4は、ギヤアセンブリ40の分解斜視図である。なお、以下では、説明の便宜上、回転中心Ax3の軸方向について、図1,3,4における上方は第一軸方向と称されて矢印Da1で表されるとともに、図1,3,4における下方は第二軸方向と称されて矢印Da2で表される。また、図3,4に示されるように、回転中心Ax3の周方向について、第一軸方向Da1における右ねじの方向は第一周方向と称されて矢印Dp1で表され、当該第一周方向Dp1の反対方向は、第二周方向と称されて矢印Dp2で表される。第一軸方向Da1、第二軸方向Da2、第一周方向Dp1、および第二周方向Dp2を示す矢印は、適宜、図3,4以外の図にも示されている。
図3,4に示されるように、ギヤアセンブリ40は、第一遊星歯車機構42のうち第一サンギヤ43を除く部位と、第二遊星歯車機構46とを有している。すなわち、ギヤアセンブリ40は、第一プラネタリキャリア44、第一リングギヤ45、第二サンギヤ44d、第二プラネタリキャリア47、および第二リングギヤ48を有している。第一ピニオンギヤ44cおよび第一リングギヤ45は、第一ギヤの一例であり、第二サンギヤ44d、第二ピニオンギヤ47c、および第二リングギヤ48は、第二ギヤの一例である。
図3に示されるように、円筒状の第一リングギヤ45と、円筒状の第二リングギヤ48とは、回転中心Ax3の軸方向に隣接するとともに、当該軸方向に並んでいる。言い換えると、ギヤアセンブリ40において、第一リングギヤ45と第二リングギヤ48とは、回転中心Ax3の軸方向に重なっている。
第一リングギヤ45は、外周面45a、第一軸方向Da1の端面45b、および第二軸方向Da2の端面45cを有している。外周面45aは、円筒状の形状を有している。端面45b,45cは、それぞれ回転中心Ax3の径方向および周方向に沿っており、回転中心Ax3の軸方向と交差しかつ直交している。端面45b,45cは、端部とも称されうる。回転中心Ax3の軸方向は、外周面45aの軸方向であり、回転中心Ax3の周方向は、外周面45aの周方向であり、回転中心Ax3の径方向は、外周面45aの径方向である。
第二リングギヤ48は、外周面48a、第一軸方向Da1の端面48b、および第二軸方向Da2の端面48cを有している。外周面45aは、円筒状の形状を有している。端面45b,45cは、それぞれ回転中心Ax3の径方向および周方向に沿っており、回転中心Ax3の軸方向と直交している。端面48b,48cは、端部とも称されうる。回転中心Ax3の軸方向は、外周面48aの軸方向であり、回転中心Ax3の周方向は、外周面48aの周方向であり、回転中心Ax3の径方向は、外周面48aの径方向である。
ギヤアセンブリ40において、第一リングギヤ45の端面45cと、第二リングギヤ48の端面48bとは、互いに接している。
また、外周面45aの直径と、外周面48aの直径とは略同一である。よって、外周面45aと外周面48aとは、回転中心Ax3の軸方向に並んでいる。すなわち、外周面45aと外周面48aとによって、ギヤアセンブリ40の円筒状の外周面40aが構成されている。回転中心Ax3の軸方向は、外周面40aの軸方向であり、回転中心Ax3の周方向は、外周面40aの周方向であり、回転中心Ax3の径方向は、外周面40aの径方向である。
図3,4に示されるように、第一リングギヤ45の外周面45aには、突起45dが設けられている。外周面45aには、複数の突起45dが、回転中心Ax3の周方向に間隔をあけて設けられている。図3,4の例では、同一形状の三つの突起45dが、回転中心Ax3の周方向に等間隔で、言い換えると回転中心Ax3の中心角120°毎に、配置されている。
突起45dは、外周面45aから回転中心Ax3の径方向外側に突出している。突起45dは、回転中心Ax3の周方向における略一定の幅、および回転中心Ax3の径方向における略一定の高さを有し、回転中心Ax3の軸方向に延びている。突起45dは、端面45cから第二軸方向Da2に突出している。また、突起45dの第二軸方向Da2の端部45d1には、凸部45d2が設けられている。凸部45d2は、端部45d1から第二軸方向Da2に突出している。
また、第二リングギヤ48の外周面48aには、突起48dが設けられている。外周面48aには、複数の突起48dが、回転中心Ax3の周方向に間隔をあけて設けられている。図3,4の例では、同一形状の三つの突起48dが、回転中心Ax3の周方向に等間隔で、言い換えると回転中心Ax3の中心角120°毎に、配置されている。
突起48dは、外周面48aから回転中心Ax3の径方向外側に突出している。突起48dは、回転中心Ax3の周方向における略一定の幅、および回転中心Ax3の径方向における略一定の高さを有し、回転中心Ax3の軸方向に延びている。突起48dは、端面48cの近傍の位置から、外周面48aの回転中心Ax3の軸方向の中間位置まで、第一軸方向Da1に延びている。また、突起48dの第一軸方向Da1の端部48d1には、凹部48d2が設けられている。凹部48d2は、端部48d1から第二軸方向Da2に凹んでいる。
図3に示されるように、第一リングギヤ45と第二リングギヤ48とが回転中心Ax3の軸方向に重ねられた状態にあっては、第一リングギヤ45の突起45dは、第二リングギヤ48の外周面48a上で第二軸方向Da2に延びている。突起45dのうち、端面45cから第二軸方向Da2に突出し、外周面48a上で第二軸方向Da2に延びた部位は、突出部位45eと称されうる。また、突起45dの端部45d1に設けられた凸部45d2は、突起48dの端部48d1に設けられた凹部48d2に収容されている。
ギヤアセンブリ40では、複数の突出部位45eは、第一リングギヤ45と第二リングギヤ48との回転中心Ax3の径方向の位置決め機構、言い換えると第一遊星歯車機構42と第二遊星歯車機構46との回転中心Ax3の径方向の位置決め機構として、機能している。
また、ギヤアセンブリ40では、凸部45d2と凹部48d2との噛み合い構造は、第一リングギヤ45と第二リングギヤ48との回転中心Ax3の周方向の位置決め機構、言い換えると第一遊星歯車機構42と第二遊星歯車機構46との回転中心Ax3の周方向の位置決め機構として、機能している。なお、凸部45d2と凹部48d2との噛み合い構造は、図3,4に開示される形状には限定されず、例えば、突起45dに凹部が設けられ、突起48dに凸部が設けられてもよい。また、第一リングギヤ45と第二リングギヤ48との周方向の位置決め構造は、突起45d,48dとは別に設けられてもよい。しかし、本実施形態のように、凸部45d2と凹部48d2との噛み合い構造が、突起45d,48dに設けられた構成によれば、突起45d,48dとは別の場所に設けられる構成に比べて、ギヤアセンブリ40の構成をより簡素化することができる。
さらに、図3に示されるように、回転中心Ax3の軸方向に並ぶ、言い換えると重なっている突起45dと突起48dとは、ギヤアセンブリ40の外周面40aから突出した突起40bを構成している。突起40bは、回転中心Ax3の周方向における略一定の幅、および回転中心Ax3の径方向における略一定の高さを有し、第一リングギヤ45の端面45bと第二リングギヤ48の端面48cとの間で回転中心Ax3の軸方向に延びている。なお、突起40bは、ギヤアセンブリ40をケーシング11に取り付ける際に、当該ケーシング11に設けられたレールまたはガイドに沿って移動するスライダとして機能する。これについては後述する。
突起40bの第一周方向Dp1の側面40b1は、突起45dの側面45d3と突起48dの側面48d3とを有している。突起45dの側面45d3には、突出部位45eの側面45d5が含まれている。また、突起40bの第二周方向Dp2の側面40b2は、突起45dの側面45d4と突起48dの側面48d4とを有している。側面40b1は、第一端部の一例である。
また、図1に示されるように、第二リングギヤ48の第二軸方向Da2の端部には、内向きフランジ48eが設けられている。内向きフランジ48eの内径は、第二キャリアベース47aの外径よりも小さい。したがって、図3,4に示されるように、第一リングギヤ45および第二リングギヤ48の中心軸(回転中心Ax3)が略重力方向に沿い、第二リングギヤ48が下方に配置され、第二リングギヤ48上に第一リングギヤ45が重ねられた積層姿勢において、第二リングギヤ48および第一リングギヤ45の筒内に、第二ピニオンシャフト47bが取り付けられた第二キャリアベース47a、第二ピニオンギヤ47c、第二サンギヤ44dおよび第一ピニオンシャフト44bが取り付けられた第一キャリアベース44a、および第一ピニオンギヤ44cが、収容され、ケーシング11への装着前に仮組みされたギヤアセンブリ40が、構成されうる。すなわち、第一リングギヤ45および第二リングギヤ48は、ギヤアセンブリ40において、第一リングギヤ45および第二リングギヤ48以外の部品を収容する容器として機能している。なお、図1に示されるように、本実施形態では、第一リングギヤ45の内径と第二リングギヤ48の内径は略同一であるが、これには限定されない。
図5は、ケーシング11(ハウジング10)にギヤアセンブリ40が取り付けられる前の状態を示す図、図6は、ケーシング11に回り止め部材70が取り付けられる前の状態を示す図である。
図1,5に示されるように、ケーシング11には、第二軸方向Da2に向けて開口する凹部11dが設けられている。ギヤアセンブリ40は、この凹部11d内に収容された状態で、ケーシング11に取り付けられる。凹部11dの底面11d1は、回転中心Ax3の軸方向と交差しかつ直交している。凹部11dの内周面11d2は、回転中心Ax3を中心とする円筒面状の形状を有している。ギヤアセンブリ40は、凹部11d内に第一軸方向Da1に挿入され、凹部11dの底面11d1に第一リングギヤ45の端面45cおよび第一ピニオンギヤ44cが面する姿勢で収容される。ギヤアセンブリ40の突起40bの頂面と凹部11dの内周面11d2とは、微小な隙間をあけて面し、ギヤアセンブリ40の外周面40aと内周面11d2との間には、より大きな隙間が設けられる。
ギヤアセンブリ40は、凹部11dの奥まで挿入された後、ケーシング11に対して相対的に第二周方向Dp2に動かされ、所定の取付位置に移動する。その後、図6に示されるように、凹部11dの内周面11d2とギヤアセンブリ40の外周面40aとの間に回り止め部材70が挿入され、当該回り止め部材70がケーシング11に取り付けられ、これにより、ケーシング11とギヤアセンブリ40との回転中心Ax3の周方向の相対的な移動(相対回転)が制限される。
ここで、図7~11が参照されながら、ギヤアセンブリ40のケーシング11への取り付け、およびケーシング11とギヤアセンブリ40との相対回転の制限について、説明される。図7~10は、ケーシング11およびギヤアセンブリ40の一部の分解側面図である。図7は、ギヤアセンブリ40がケーシング11の凹部11dに挿入される前の状態を示し、図8は、ギヤアセンブリ40が凹部11dに挿入された当初の状態を示し、図9は、凹部11dに挿入されたギヤアセンブリ40が取付位置に移動した状態を示し、図10は、回り止め部材70が凹部11dに挿入される前の状態を示す。また、図11は、ギヤアセンブリ40および回り止め部材70がケーシング11に取り付けられた状態を示す側面図である。
本実施形態では、ギヤアセンブリ40に、スライダとして機能する突起40bが設けられ、ケーシング11(ハウジング10)に、スライダを所定の取付位置に案内するレール11eが設けられている。しかしながら、このような構成には限定されず、ハウジング10にスライダが設けられ、ギヤアセンブリ40にレールが設けられてもよい。なお、レールは、ガイドや、ガイドレールとも称されうる。スライダは、被案内部や、可動子とも称されうる。
図7~11に例示されるレール11eは、凹部11dの内周面11d2から回転中心Ax3の径方向内側に突出したリブである。レール11eは、第一レール11e1、第二レール11e2、および第三レール11e3を有している。
第一レール11e1は、回転中心Ax3の周方向における略一定の幅、および回転中心Ax3の径方向における略一定の高さを有し、回転中心Ax3の軸方向に延びている。図10に例示されるように、第一レール11e1は、ギヤアセンブリ40がケーシング11に装着された状態で、ギヤアセンブリ40の第一軸方向Da1の端部と対応する位置から第二軸方向Da2の端部と対応する位置まで延びているが、これには限定されない。
第三レール11e3は、回転中心Ax3の軸方向における略一定の幅、および回転中心Ax3の径方向における略一定の高さを有し、回転中心Ax3の周方向に延びている。第三レール11e3は、第一レール11e1の第二軸方向Da2の端部から第二周方向Dp2に離れた位置から第二周方向Dp2に延びている。第三レール11e3の第一周方向Dp1の端部は、スライダとしての突起40bを回転中心Ax3の軸方向に案内する第二レール11e2として機能する。第一レール11e1と第二レール11e2との隙間は、図6にも示されるように、レール11eによって構成される突起40bの移動経路の導入口Ipとして機能する。
第一レール11e1において、スライダとしての突起40bをガイドするのは、第二周方向Dp2の端面11f1であり、第三レール11e3において、突起40bをガイドするのは、第一軸方向Da1の端面11f3である。なお、レール11eは、連続的に延びている必要は無く、断続的な構成であってもよい。また、レール11eは、スライダをガイドする面を構成できればよく、リブのような突起には限定されず、例えば、凹部の側面によって構成されてもよい。
また、本実施形態では、ギヤアセンブリ40に、スライダとして機能する突起40bが設けられ、ケーシング11(ハウジング10)に、スライダの移動を制限し、スライダを所定の取付位置に保持するストッパ11gが設けられている。しかしながら、このような構成には限定されず、ハウジング10にスライダが設けられ、ギヤアセンブリ40にストッパが設けられてもよい。なお、ストッパは、制限部や、ホルダとも称されうる。また、スライダは、被制限部とも称されうる。
第一レール11e1は、スライダとしての突起40bが第一周方向Dp1に移動するのを制限する第一ストッパ11g1として機能し、第三レール11e3は、突起40bが第二軸方向Da2に移動するのを制限する第三ストッパ11g3として機能する。
また、ケーシング11の凹部11dの内周面11d2には、第二ストッパ11g2が設けられている。第二ストッパ11g2は、回転中心Ax3の周方向における略一定の幅、および回転中心Ax3の径方向における略一定の高さを有し、回転中心Ax3の軸方向に延びている。第二ストッパ11g2は、第三レール11e3の第二周方向Dp2の端部から第一軸方向Da1に延びている。また、第二ストッパ11g2は、ギヤアセンブリ40がケーシング11に装着された状態で、ギヤアセンブリ40の第一軸方向Da1の端部と対応する位置から第二軸方向Da2の端部と対応する位置まで延びている。
第一ストッパ11g1において、スライダとしての突起40bの第一周方向Dp1への移動を制限するのは、第二周方向Dp2の端面11f1であり、第二ストッパ11g2において、突起40bの第二周方向Dp2への移動を制限するのは、第一周方向Dp1の端面11f2であり、第三ストッパ11g3において、突起40bの第二軸方向Da2への移動を制限するのは、第一軸方向Da1の端面11f3である。なお、ストッパ11gは、連続的に延びている必要は無く、断続的な構成であってもよい。また、ストッパ11gは、スライダの移動を制限する面を構成できればよく、リブのような突起には限定されず、例えば、凹部の側面によって構成されてもよい。また、ストッパ11gは、スライダと隣接してスライダの移動を制限できればよい。よって、ストッパにおいて回転中心Ax3の周方向へのスライダの移動を制限する面、および当該ストッパと当接するスライダの面は、当該周方向と交差していればよく、当該周方向と直交している必要は無いし、ストッパにおいて回転中心Ax3の軸方向へのスライダの移動を制限する面、および当該ストッパと当接するスライダの面は、当該軸方向と交差していればよく、当該軸方向と直交している必要は無い。端面11f1は、第二端部の一例である。
また、本実施形態では、凹部11dの底面11d1(図1,5参照)が、回転中心Ax3の周方向にガイドする第四ガイドとして機能するとともに、ギヤアセンブリ40の第一軸方向Da1への移動を制限する第四ストッパとして機能しているが、これには限定されず、凹部11dの内周面11d2に、第四ガイドおよび第四ストッパとし機能するリブのような突起が設けられてもよい。
このような構成において、図7に示されるように、作業者によってギヤアセンブリ40がケーシング11に対して第一軸方向Da1へ相対的に動かされることに伴い、スライダとしての突起40bは、導入口Ipから移動経路内に挿入され、第一レール11e1および第二レール11e2に案内されることにより、図8に示されるギヤアセンブリ40が凹部11dの底面11d1と突き当たる位置P1まで移動する。
次に、作業者によって、作業者によってギヤアセンブリ40がケーシング11に対して第二周方向Dp2へ相対的に動かされることに伴い、突起40bは、第三レール11e3に案内されることにより、位置P1から図9に示される第二周方向Dp2に離れた位置P2まで移動する。位置P2は、ギヤアセンブリ40のケーシング11(ハウジング10)への取付位置である。
図9から明らかとなるように、突起40bが位置P2にある状態では、第二ストッパ11g2が突起40bの第二周方向Dp2への移動を制限することができるものの、第一ストッパ11g1との間に隙間Gがある状態では、突起40bの第一周方向Dp1への移動は制限されない。そこで、図10,11に示されるように、突起40bと第一ストッパ11g1との間に、回り止め部材70が挿入される。回り止め部材70は、第一ストッパ11g1と突起40bとの間に介在することにより、突起40bひいてはギヤアセンブリ40が第一周方向Dp1へ移動する(回動する)のを制限する。回り止め部材70は、固定部材や、スペーサとも称されうる。回り止め部材70によって、隙間Gが埋められる。
図10に示されるように、回り止め部材70は、作業者によって導入口Ipから移動経路内に挿入され、第一軸方向Da1に動かされ、図11に示される位置P3まで移動する。位置P3は、回り止め部材70のケーシング11およびギヤアセンブリ40への装着位置である。
回り止め部材70は、ベース71、第一スナップフィットアーム72a、第二スナップフィットアーム72b、およびフランジ73を有している。ベース71、第一スナップフィットアーム72a、第二スナップフィットアーム72b、およびフランジ73の、回転中心Ax3の径方向における高さは、同じであり、かつ略一定である。回り止め部材70は、エラストマよりも硬い、すなわちエラストマよりも弾性係数が大きい合成樹脂材料によって作られている。
ベース71は、回転中心Ax3の周方向における略一定の幅、および回転中心Ax3の径方向における略一定の高さを有し、回転中心Ax3の軸方向に沿って延びている。ベース71の、ギヤアセンブリ40の回転中心Ax3の軸方向と直交する断面形状は、外周面40aに沿った円弧状である。ベース71は、第一周方向Dp1の端面71aと、第二周方向Dp2の端面71bと、を有している。端面71aは、第一周方向Dp1を臨む面であり、回転中心Ax3の軸方向および径方向に延びている。端面71bは、第二周方向Dp2を臨む面であり、回転中心Ax3の軸方向および径方向に延びている。
第一スナップフィットアーム72aは、ベース71の第一周方向Dp1および第一軸方向Da1の端部から第一軸方向Da1に延びている。第一スナップフィットアーム72aは、回転中心Ax3の周方向における略一定の幅、および回転中心Ax3の径方向における略一定の高さを有している。第一スナップフィットアーム72aの上記幅は、ベース71の幅よりも狭く、ベース71よりも弾性変形しやすい。
第一スナップフィットアーム72aには、第二周方向Dp2に突出した爪72a1が設けられている。図11に示される回り止め部材70の装着状態において、爪72a1は、第一ストッパ11g1(第一レール11e1)の第一軸方向Da1の端面11g4または第一リングギヤ45の端面45bに対して第一軸方向Da1に隣接し、当該端面11g4または端面45bに引っ掛けられている。爪72a1と端面11g4または端面45bとの当接により、第一スナップフィットアーム72aひいては回り止め部材70が位置P3から第二軸方向Da2に移動するのが制限される。なお、本実施形態では、爪72a1の第二軸方向Da2への移動が制限される構造が採用されているが、これには限定されず、爪72a1がギヤアセンブリ40またはケーシング11に設けられた凹部に挿入される等により、爪72a1の第一軸方向Da1および第二軸方向Da2への移動が制限される構造が採用されてもよい。
第二スナップフィットアーム72bは、ベース71の第二周方向Dp2および第一軸方向Da1の端部から第一軸方向Da1に延びている。第二スナップフィットアーム72bは、回転中心Ax3の周方向における略一定の幅、および回転中心Ax3の径方向における略一定の高さを有している。第二スナップフィットアーム72bの幅は、ベース71の幅よりも狭く、ベース71よりも弾性変形しやすい。
第二スナップフィットアーム72bには、第二周方向Dp2に突出した爪72b1が設けられている。図11に示される回り止め部材70の装着状態において、爪72b1は、ギヤアセンブリ40の突起40bの第一軸方向Da1の端面40b3または第一リングギヤ45の端面45bに対して第一軸方向Da1に隣接し、当該端面40b3または端面45bに引っ掛けられている。爪72b1と端面40b3または端面45bとの当接により、第二スナップフィットアーム72bひいては回り止め部材70が位置P3から第二軸方向Da2に移動するのが制限される。なお、本実施形態では、爪72b1の第二軸方向Da2への移動が制限される構造が採用されているが、これには限定されず、爪72b1がギヤアセンブリ40またはケーシング11に設けられた凹部に挿入される等により、爪72b1の第一軸方向Da1および第二軸方向Da2への移動が制限される構造が採用されてもよい。また、爪72b1は、本実施形態では、突起40bに引っ掛けられているが、これには限定されず、ケーシング11(ハウジング10)の一部に引っ掛けられてもよい。第一スナップフィットアーム72aおよび第二スナップフィットアーム72bは、スナップフィット機構の一例である。
フランジ73は、ベース71の第二軸方向Da2の端部から、第一周方向Dp1および第二周方向Dp2のそれぞれに向けて円弧状に突出している(図6参照)。フランジ73は、第一ストッパ11g1(第一レール11e1)および第二ストッパ11g2の第二軸方向Da2の端面11g5,11g6(図11参照)に隣接し、当該端面11g5,11g6に引っ掛けられている。フランジ73と端面11g5,11g6との当接により、フランジ73ひいては回り止め部材70が位置P3から第一軸方向Da1に移動するのが制限される。
図10の位置から図11の位置へ移動する際、側面40b1および端面11f1によって爪72a1,72b1が押圧されることにより、第一スナップフィットアーム72aおよび第二スナップフィットアーム72bは、爪72a1,72b1が回転中心Ax3の周方向に引っ込むように弾性変形しながら第一軸方向Da1に移動し、図11に示される位置P3へ到達する。回り止め部材70が位置P3へ到達した状態にあっては、爪72a1,72b1およびフランジ73により、回り止め部材70の回転中心Ax3の軸方向への移動が制限される。位置P3に位置され第一ストッパ11g1と突起40bとの間に介在した回り止め部材70により、突起40bの第一周方向Dp1への移動が制限される。
なお、ストッパ11gの端面11f1、回り止め部材70のベース71の端面71a,71b、および突起40bの側面40b1は、それぞれ、当接対象が回転中心Ax3の周方向に移動するのを制限できればよい。よって、端面11f1,71a,71bおよび側面40b1は、当該周方向と交差していればよく、当該周方向と直交している必要は無い。
ここで、図11に示されるように、第一スナップフィットアーム72aの長さと、第二スナップフィットアーム72bの長さとは、互いに相違している。本実施形態では、一例として、第一スナップフィットアーム72aの長さが、第二スナップフィットアーム72bの長さよりも長い。このような構成により、第一スナップフィットアーム72aが、第二スナップフィットアーム72bよりも変形しやすくなる分、回り止め部材70を回転中心Ax3の軸方向に挿入する際に要する押圧力をより小さくすることができ、ひいては、回り止め部材70をより容易に装着することができるとともに、第一スナップフィットアーム72aの根元部分における応力集中が緩和される分、回り止め部材70の耐久性をより向上することができる。
また、第一スナップフィットアーム72aと第二スナップフィットアーム72bとの長さの相違に対応して、ベース71の第一周方向Dp1の端面71aの回転中心Ax3の軸方向に沿った長さと、ベース71の第二周方向Dp2の端面71bの回転中心Ax3の軸方向に沿った長さとが、相違している。本実施形態では、一例として、第一スナップフィットアーム72aの長さが第二スナップフィットアーム72bの長さよりも長い構成に対応して、端面71bの長さが端面71aの長さよりも長い。このような構成により、突起40bの側面40b1から端面71bに第一周方向Dp1に作用する面圧をより小さくすることができ、その分、回り止め部材70の耐久性をより向上することができる。また、モータ20のシャフト21(ロータ)の回転開始時等において突起40bが回り止め部材70に当接する際に生じる打音の大きさを、より小さくすることができる。端面71aは、第三端部の一例であり、端面71bは、第四端部の一例である。また、側面40b1は、他方の端部の一例であり、端面11f1は、一方の端部の一例である。
また、図11から明らかとなるように、ベース71の端面71bは、第一リングギヤ45の突出部位45eの側面45d5(側面45d3)および第二リングギヤ48の突起48dの側面48d3に対して、第一周方向Dp1に隣接しかつ面している。このような構成により、ベース71は、第一リングギヤ45および第二リングギヤ48の双方から、第一周方向Dp1に押圧力を受けることができる。すなわち、第一リングギヤ45および第二リングギヤ48の双方について、ベース71による効果、例えば、回り止めの効果や突出部位45eまたは突起48dが回り止め部材70に当接する際に生じる打音の大きさを低減する効果を、得ることができる。側面45d5は、第一部位の一例であり、側面48d3は、第二部位の一例である。
また、突出部位45eおよび突起48dの双方が面する端面71bの長さが、端面71aの長さよりも長い。このような構成により、第一リングギヤ45の突出部位45eから押圧力を受ける場合に端面71bに作用する面圧、および第二リングギヤ48の突起48dから押圧力を受ける場合に端面71bに作用する面圧をより小さくすることができる分、回り止め部材70の耐久性をより向上することができるとともに、突出部位45eまたは突起48dが回り止め部材70に当接する際に生じる打音の大きさをより低減することができる。
また、ベース71は、回転中心Ax3の軸方向において、第一スナップフィットアーム72aおよび第二スナップフィットアーム72bよりも、周方向に受ける押圧力が大きい側、すなわち、ギヤアセンブリ40の回転中心Ax3の軸方向における出力側に、位置されている。ギヤアセンブリ40の出力側に位置される第二リングギヤ48から回り止め部材70が受ける押圧力は、ギヤアセンブリ40の入力側に位置される第一リングギヤ45から回り止め部材70が受ける押圧力よりも大きい。よって、仮に、第一スナップフィットアーム72aおよび第二スナップフィットアーム72bがギヤアセンブリ40の出力側に配置されていると、ギヤアセンブリ40から受ける押圧力により、第一スナップフィットアーム72aまたは第二スナップフィットアーム72bが変形しやすくなる。この点、本実施形態では、ベース71が第一スナップフィットアーム72aおよび第二スナップフィットアーム72bよりも周方向に受ける押圧力が大きい側に位置されているため、第一スナップフィットアーム72aおよび第二スナップフィットアーム72bよりも変形し難いベース71、言い換えると剛性がより高いベース71により、ギヤアセンブリ40からの周方向の押圧力をより確実に受けることができる。すなわち、このような構成によれば、回り止め部材70による効果を、より確実に得ることができる。
また、図11に示されるように、第二スナップフィットアーム72bの、端面71bと爪72b1との間の中間部位72b2と、突起40bの側面40b1、すなわち突起45dの側面45d3との間には、隙間gが設けられている。側面45d3は、回転中心Ax3の軸方向に対して傾斜しており、隙間gは、第一軸方向Da1に向けて徐々に広がっている。このような構成により、短い第二スナップフィットアーム72bの根元部分における応力集中を緩和することができ、回り止め部材70の耐久性をより向上することができる。中間部位72b2は、延部の一例である。
以上、説明したように、本実施形態では、第一スナップフィットアーム72aの長さが第二スナップフィットアーム72bの長さよりも長いため、第一スナップフィットアーム72aがより変形しやすくなる。このような構成によれば、例えば、回り止め部材70をより容易に装着することができるとともに、第一スナップフィットアーム72aの根元部分における応力集中が緩和される分、回り止め部材70の耐久性をより向上することができる。また、本実施形態では、ベース71の端面71b(第四端部)の長さが、端面71a(第三端部)の長さよりも長い。このような構成によれば、例えば、突起40bの側面40b1(他方の端部)から押圧力を受ける場合に端面71bに作用する面圧をより小さくすることができる分、回り止め部材70の耐久性をより向上することができるとともに、回り止め部材70に当接する際に生じる打音の大きさをより低減することができる。
また、本実施形態では、例えば、第一スナップフィットアーム72aおよび第二スナップフィットアーム72b(スナップフィット機構)は、ベース71に対して、回転中心Ax3の軸方向におけるギヤアセンブリ40へのトルクの入力側、すなわち第一軸方向Da1に、隣接するかあるいは離れて位置されている。このような構成によれば、例えば、ベース71と第一スナップフィットアーム72aおよび第二スナップフィットアーム72bとが回転中心Ax3の軸方向において逆に配置された構成に比べて、ギヤアセンブリ40から入力されたトルクにより第一スナップフィットアーム72aおよび第二スナップフィットアーム72b(スナップフィット機構)が変形し難くなり、回り止め部材70が位置P3から外れ難くなる。よって、回り止め部材70による効果を、より確実に得ることができる。
また、本実施形態では、例えば、端面71b(第四端部)は、突出部位45eの側面45d5(第一部位)および突起48dの側面48d3(第二部位)の双方と面している。このような構成によれば、例えば、第一リングギヤ45および第二リングギヤ48の双方について、ベース71による効果、例えば、回り止めの効果や突出部位45eまたは突起48dが回り止め部材70に当接する際に生じる打音の大きさを低減する効果を、得ることができる。
また、本実施形態では、例えば、第二スナップフィットアーム72bの中間部位72b2(延部)と、突起40bの側面40b1、すなわち突起45dの側面45d3との間に、隙間gが設けられている。このような構成によれば、例えば、回り止め部材70が装着される際における第二スナップフィットアーム72bの弾性変形量をより小さくすることができ、第一スナップフィットアーム72aよりも短い第二スナップフィットアーム72bの根元部分における応力集中を緩和することができ、ひいては回り止め部材70の耐久性をより向上することができる。
[実施形態の変形例]
図12は、実施形態の変形例のギヤアセンブリ40Aの斜視図である。ギヤアセンブリ40Aにあっては、複数段の遊星歯車機構を有しているが、リングギヤが共用されている。本変形例にあっては、突起45d,48dが統合された突起40bに替わり外周面40aに設けられた一つの突起40bを有し、上記実施形態と同様の作用および効果が得られるギヤアセンブリ40Aが得られる。また、上記実施形態と同様に複数のリングギヤの突起によりスライダが構成される場合において、一つのリングギヤが複数段の遊星歯車機構で共用されてもよい。
以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態および変形例は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック(構造や、種類、方向、形式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等)は、適宜に変更して実施することができる。