JPH09329211A - クラッチ付きモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡易で組立が容易であるとともに、常
に一定のクラッチ着脱トルクを得ることができるクラッ
チ付きモータを得る。 【解決手段】 モータの出力軸に複数の歯車からなる減
速歯車列が連結されたモータの、上記減速歯車列の少な
くとも一の歯車にクラッチ機構が設けられ、このクラッ
チ機構が設けられた歯車２０は、第１のクラッチ部材２
２と、第２のクラッチ部材２４とを有し、かつ第１のク
ラッチ部材２２は、少なくとも一の軸線方向に延びる切
欠き部２６が形成されて径方向への可撓性が付与された
円筒部２５と、この円筒部２５の外面から突出する少な
くとも一の凸部２５ｂとを有し、かつ第２のクラッチ部
材２４は、円筒部２５が係合する凹部２６が形成される
とともに、この凹部２６内に凸部２５ｂが係合する溝部
２８が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、減速歯車列を構成
する歯車にクラッチ機構が設けられたモータに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、自動開閉弁や電子レンジ
のターンテーブル等の各種回転装置における駆動装置と
して、モータの出力軸に減速歯車列が組込まれた減速機
構付きモータが広く用いられている。ところで、この種
の減速機構が組込まれたモータにあっては、通常上記モ
ータを駆動して弁軸を回転させたり、あるいはターンテ
ーブルを回転させたりするものであるものの、時として
操作者が、上記モータの停止中に強制的に手動で当該弁
を開閉したり、またはターンテーブルを回転させたり等
することがある。このような際に、これらの回転操作が
緩やかに行なわれる場合には、上記モータの減速機構の
出力軸から逆に減速歯車列が回転してモータのロータが
空回転するものの、上記回転を急激に行なうと、減速歯
車列に通常の駆動トルク以上の過度の回転トルクが作用
して、上記減速歯車列を構成する歯車の損傷を招くとい
う問題点がある。

【０００３】そこで、従来よりこの種の減速機構付きモ
ータにあっては、通常減速歯車列の出力軸に、外部から
当該出力軸に強制的かつ急激な回転トルクが作用した際
に、スリップを生じて、モータの出力軸側への回転トル
クの伝達を遮断するクラッチ機構が設けられている。図
４および図５は、従来のこの種のクラッチ付きモータを
示すものである。これらの図において、このクラッチ付
きモータは、有底円筒状のケーシング１の底部に、コイ
ル２が巻回されたボビン３内に永久磁石を有するロータ
４（出力軸）が回転自在に設けられた周知のモータ５が
組込まれ、このモータ５上に配設された中蓋６上に、複
数の歯車からなる減速歯車列７が組込まれたものであ
る。ここで、歯車は、それぞれ中蓋６に立設されたピン
６ａに回転自在に支承されており、一方にピニオンが形
成され、かつ他方により大径のスパーギアが形成されて
いる。そして、各歯車は、そのスパーギアをモータ５側
に隣接する歯車のピニオンに歯合させ、かつそのピニオ
ンを減速歯車列７の出力軸１１側に隣接する歯車のスパ
ーギアに歯合させて配列されている。さらに、スパーギ
ア１２のみを有する最終段の歯車９は、その出力軸１１
をケーシング１を塞ぐ蓋（図示を略す。）の開口部から
突出させて設けられている。そして、この最終段の歯車
９に、上述したクラッチ機構が設けられている。

【０００４】この歯車９は、図５に示すように、金属製
の上記出力軸１１と、合成樹脂によって成形されたスパ
ーギア１２と、金属製の円板部材からなる２枚の摩擦板
１３との４つの部品によって構成されたものである。こ
の出力軸１１の一端部には、その両側面が切り欠かれて
図示されないターンテーブル等の回転軸と一体的に係合
するキー部１１ａが形成されており、多端部にその一側
部が切り欠かれたギア取付部１１ｂが形成されている。
そして、このギア取付部１１ｂに、上記スパーギア１２
を間に挟んで一対の摩擦板１３、１３が取付けられてい
る。ここで、上記ギア取付部１１ｂが挿通される摩擦板
１３の孔部は、当該ギア取付部１１ｂの外形と一致する
非円形に形成されており、上記摩擦板１３、１３は出力
軸１１と一体的に回転するようになっている。

【０００５】他方、上記スパーギア１２の孔部は円形に
形成されており、これにより上記スパーギアは、ギア取
付部１１ｂに回転自在に外装されている。このスパーギ
ア１２の軸線方向両端面の外周側には、それぞれ円環状
の凸部１２ａが形成されている。そして、上記スパーギ
ア１２は、上記摩擦板１３、１３に挟持された状態で、
一方の摩擦板１３の中央部１３ａが他方の摩擦板１３側
に向けて加締められることにより、当該摩擦板１３と凸
部１２ａとの間の摩擦力によってその自由な回転が拘束
された状態で、上記摩擦板１３、１３を介して出力軸１
１のギア取付部１１ｂに取付けられている。そして、上
記出力軸１１における上記摩擦板１３および凸部１２ａ
が形成されたスパーギア１２によって、このクラッチ付
きモータにおけるクラッチ機構が構成されている。

【０００６】上記構成からなる従来のクラッチ付きモー
タにあっては、モータ５を駆動させた際には、その回転
トルクが減速歯車列７を介して最終段の歯車９のスパー
ギア１２に伝えられ、その凸部１２ａおよび摩擦板１３
との間の摩擦力によって出力軸１１が一体に回転するこ
とにより、駆動すべき弁軸やターンテーブル等を回転駆
動するようになっている。また、例えばモータ５が停止
状態にある時に、外部から出力軸１１に非常にゆっくり
な回転が加わった場合には、出力軸１１と一体に回転す
る摩擦板１３とスパーギア１２の凸部１２ａとの間の摩
擦力によって、上記スパーギア１２も一体に回転し、こ
の回転が減速歯車列７を介してロータ４に伝えられれ、
上記ロータ４が空回転するようになっている。そして、
外部から上記出力軸１１に急激に上記駆動時の回転トル
クよりも大きな回転トルクが作用した場合には、摩擦板
１３と凸部１２ａとの間でスリップが生じ、この結果モ
ータ５のロータ４側への回転が遮断されて減速歯車列７
における歯車の損傷を防止するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような、従来のク
ラッチ付きモータにあっては、摩擦板１３の加締め力が
弱いと、通常のモータ５による回転駆動時においても凸
部１２ａと摩擦板１３との間でスリップが生じるおそれ
があり、他方上記加締め力が強過ぎると、逆に外部から
大きな回転トルクが作用した場合にも、摩擦板１３と凸
部１２ａとの間のクラッチ機構が円滑に作用しないで歯
車の損傷を招くという問題点が生じてしまう。このた
め、上記摩擦板１３に対する最適な加締め力を見出す作
業に手間を要して面倒であるとともに、その組立にも多
くの手間を要して生産性に劣るという問題点があった。
加えて、上記クラッチ機構を構成するために、スパーギ
ア１２に加えて追加的な部品である金属製の摩擦板１
３、１３を必要とするために、構造が複雑化するととも
に、部品点数が増加して部品管理の煩雑さと製造単価の
上昇とを招いてしまうという問題点があった。

【０００８】本発明は、上記従来のクラッチ付きモータ
が有する課題を有効に解決すべくなされたもので、構造
が簡易で組立が容易であるとともに、常に一定のクラッ
チ着脱トルクを得ることができるクラッチ付きモータを
提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係るクラッチ付きモータは、モータの出力軸に複数の
歯車からなる減速歯車列が連結され、上記減速歯車列の
少なくとも一の歯車に、当該減速歯車列の出力軸に過度
の回転トルクが作用した際にスリップして、上記モータ
の出力軸側への回転トルクの伝達を遮断するクラッチ機
構が設けられ、かつ上記クラッチ機構が設けられた歯車
は、第１のクラッチ部材と、第２のクラッチ部材とを有
してなり、上記第１のクラッチ部材は、少なくとも一の
軸線方向に延びる切欠き部が形成されて径方向への可撓
性が付与された円筒部と、この円筒部の外面から突出す
る少なくとも一の凸部とを有し、かつ上記第２のクラッ
チ部材は、上記円筒部が係合する凹部が形成されるとと
もに、この凹部内に上記凸部が係合する溝部が形成され
ていることを特徴とするものである。

【００１０】ここで、請求項２に記載のクラッチ付きモ
ータは、上記請求項１に記載の第１および第２のクラッ
チ部材のいずれか一方には、上記モータの出力軸側に隣
接する上記歯車と歯合するピニオンが形成され、いずれ
か他方には、上記減速歯車列の出力軸側に隣接する上記
歯車と歯合するスパーギアが形成されていることを特徴
とするものである。

【００１１】請求項１または２に記載のクラッチ付きモ
ータにおいては、クラッチ機構が設けられた歯車が、互
いの上記凸部と溝部を係合させた状態で、第２のクラッ
チ部材の凹部に第１のクラッチ部材の円筒部が嵌合され
ることにより一体化されたものであるので、モータを駆
動させた場合や、外部から減速歯車列の出力軸に非常に
ゆっくりとした回転が加わった場合には、その回転トル
クが減速歯車列を介して上記歯車に伝えられ、上記凸部
と凹部とが係合した第１のクラッチ部材と第２のクラッ
チ部材が一体に回転することにより、その回転が最終段
の歯車あるいは逆にモータ側に伝えられる。そして、外
部から上記減速歯車列の出力軸に、急激に過度の回転ト
ルクが作用した場合には、他の歯車を介してクラッチ機
構を有する上記歯車の第１のクラッチ部材および第２の
クラッチ部材の一方に上記回転トルクが作用する。する
と、他方のクラッチ部材は、モータの出力軸側に連結さ
れていて上記回転トルクに対して抗するため、この結果
可撓性を有する上記円筒部が上記抵抗に追従できずに内
方に撓んで、その凸部が第２のクラッチ部材の溝部から
外れる。これにより、第１のクラッチ部材と第２のクラ
ッチ部材との間でスリップが生じて、当該歯車において
モータの出力軸側への回転が遮断されて減速歯車列にお
ける歯車の損傷が防止される。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１〜図３は、本発明に係るクラ
ッチ付きモータの一実施形態における要部を示すもの
で、その他の構造については、図４に示したものと同様
であるために、説明中に同一符号を用いてその説明を省
略する。このクラッチ付きモータにおいては、図４に示
した減速歯車列７のうちの最終段の歯車９以外の一の歯
車に、クラッチ機構が設けられている。上記クラッチ機
構が設けられた歯車２０は、端部外周にピニオン２１が
形成されたピニオン部材（第１のクラッチ部材）２２
と、外周にスパーギア２３が形成された略円板状のスパ
ーギア部材（第２のクラッチ部材）２４とから構成され
たものであり、これらピニオン部材２２およびスパーギ
ア部材２４は、いずれも樹脂材料によって成形されてい
る。

【００１３】ここで、上記ピニオン部材２２は、中央部
に上記中蓋６に立設されたピン６ａが挿通される貫通孔
２２ａが穿設されており、さらに上記ピニオン２１の他
端部には、円筒部２５が一体に形成されている。この円
筒部２５には、軸線方向に延びる３条の切欠き部２６…
が円周方向に等間隔をもって形成されており、これによ
り上記円筒部２５は、それぞれ径方向に可撓性を有する
３本の可撓部２５ａ…に分割されている。そして、各可
撓部２５ａの外面には、これから突出して軸線方向に延
びて外面が円弧曲面をなす凸部２５ｂが形成されてい
る。

【００１４】他方、上記スパーギア部材２４は、中心部
に同様に上記ピン６ａが挿通される貫通孔２４ａが穿設
されている。そして、このスパーギア部材２４の端面に
は、上記ピニオン部材２２の円筒部２５の端部が係合す
る円形の凹部２７が形成される。この凹部２７は、上記
円筒部２５の外径寸法よりも、僅かに小径に形成されて
おり、さらにこの凹部２７の内壁には、各可撓部２５ａ
の凸部２５ｂが係合する溝部２８が形成されている。そ
して、上記歯車２０は、そのピニオン部材２２の凸部２
５ｂをスパーギア部材２４の溝部２８に密に係合させた
状態で、円筒部２５の先端をスパーギア部材２４の凹部
２７内に嵌入させることにより、一体に組立られてい
る。そして、上記ピニオン部材２２とスパーギア部材２
４とによって、このモータにおけるクラッチ機構が構成
されており、両部材が一体化された上記歯車２０は、上
述した減速歯車列７内において、そのスパーギア２３を
モータ５側に隣接する歯車のピニオンに歯合させ、かつ
そのピニオン２１を出力軸１１側に隣接する歯車のスパ
ーギアに歯合させて配列されている。

【００１５】上記構成からなるクラッチ付きモータにお
いては、上記溝部２８に凸部２５ｂを係合させた状態
で、スパーギア部材２４の凹部２７に、ピニオン部材２
２の円筒部２５が嵌合されているので、モータ５を駆動
させた際には、その回転トルクが減速歯車列７を介して
上記歯車２０のスパーギア２３に伝えられ、スパーギア
部材２４とともにピニオン部材２２が一体に回転するこ
とにより、その回転がピニオン２１を介して最終段の歯
車９のスパーギア１２に伝えられ、出力軸１１が一体に
回転して駆動すべき弁軸やターンテーブル等を回転駆動
する。また、例えばモータ５が停止状態にある時に、外
部から出力軸１１に非常にゆっくりとした回転が加わっ
た場合には、同様にして出力軸１１の回転が上記減速歯
車列７を介してロータ４に伝えられて上記ロータ４が空
回転する。

【００１６】そして、外部から上記出力軸１１に急激に
上記駆動時の回転トルクよりも大きな回転トルクが作用
した場合には、他の歯車を介してロータ４と連結されて
いるピニオン２１がこれに追従できずに、その円筒部２
５の各可撓部２５ａが内方に撓んで凸部２５ｂがスパー
ギア部材２４側の溝部２８から外れる。これにより、ピ
ニオン部材２２とスパーギア部材２４との間でスリップ
が生じ、この結果、当該歯車２０においてモータ５のロ
ータ４側への回転が遮断されて減速歯車列７における歯
車の損傷が防止される。

【００１７】したがって、上記クラッチ付きモータによ
れば、ピニオン部材２２とスパーギア部材２４との２つ
の部材のみでクラッチ機構を構成することができるた
め、従来のものと比較して、構造が極めて簡易であると
ともに、部品点数を減少させて製造単価の大幅な低減化
を図ることができる。加えて、ピニオン部材２２の円筒
部２５をスパーギア部材２４の凹部２７内に嵌合させる
のみで組立ることができるため、組立も一層容易で熟練
を要することが無く、しかも常に一定のクラッチ着脱ト
ルクを得ることができる。また、従来のクラッチ機構が
減速歯車列７の出力軸１１の歯車９に設けられていたの
に対して、本クラッチ付きモータにあっては、クラッチ
機構を備えた歯車２０を、ピニオン部材２２とスパーギ
ア部材２４とによって構成しているので、当該クラッチ
機構を減速歯車列７内において、第１段以降の自由な位
置に配置させることができ、さらに上記凸部２６の形状
や係合長さ寸法を適宜選択すれば、自由にクラッチの着
脱トルクを所望の値に設定することができるため、よっ
てこの種のクラッチ付きモータにおける設計の自由度を
大幅に向上させることができる。

【００１８】なお、上記実施形態においては、ピニオン
部材（第１のクラッチ部材）２２の円筒部２５に３条の
切欠き部２６…を形成することによって３本の可撓部２
５ａ…に分割した場合についてのみ説明したが、これに
限定されるものではなく、上記切欠き部の条数について
は、モータの駆動トルクや上記ピニオン部材２２を構成
する樹脂材料の硬度等の各種条件に対応して、上記円筒
部が、過度の回転トルクが加わった際に撓んでその凸部
が第２のクラッチ部材の溝部から離脱するに充分な可撓
性を有するように適宜選択すればよく、例えば、上記円
筒部２５に１条または２条の切欠き部を設けて、当該円
筒部２５が内方に撓むことができるようにしたり、さら
には４条以上の切欠き部を形成してより細分化した可撓
部を形成するようにしてもよい。

【００１９】また、上記実施形態では、３本の可撓部２
５ａ…の外面に、それぞれ凸部２５ｂを形成した態様に
ついて説明したが、これに限らず、その内の１または２
本の可撓部２５ａの外面にのみ上記凸部２５ｂを形成し
たり、例えば４本の可撓部を形成した場合に、対向する
２本の可撓部のみに上記凸部を形成したりなど、各種の
形態が適用可能である。さらに、上記凸部２６の溝部２
８との係合長さ寸法を変更したり、あるいはその形状を
例えば半球状にしたりすることにより、適宜クラッチの
着脱トルクを所望の値に設定することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１または２
に記載のクラッチ付きモータによれば、第１のクラッチ
部材と第２のクラッチ部材との２つの部材のみでクラッ
チ機構を構成することができるため、従来のものと比較
して、構造が極めて簡易であるとともに、部品点数を減
少させて製造単価の大幅な低減化を図ることができ、し
かも第１のクラッチ部材の円筒部を第２のクラッチ部材
の凹部内に嵌合させるのみで組立ることができるため、
組立も一層容易で熟練を要することが無く、しかも常に
一定のクラッチ着脱トルクを得ることができる。また、
特に請求項２に記載の発明にあっては、上記第１および
第２のクラッチ部材のいずれか一方にピニオンを形成
し、いずれか他方にスパーギアを形成しているので、当
該クラッチ機構を減速歯車列内において、第１段以降の
自由な位置に配置させることができ、よってこの種のク
ラッチ付きモータにおける設計の自由度を大幅に向上さ
せることができるといった効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるクラッチ機構部分
を示す分解斜視図である。

【図２】図１のスパーギア部の底面側を示す斜視図であ
る。

【図３】図１のクラッチ機構部分を示す断面図である。

【図４】従来のクラッチ付きモータを示す一部切り欠い
た斜視図である。

【図５】図４のクラッチ機構部分を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ４ ロータ（出力軸） ５ モータ ７ 減速歯車列 １１ 出力軸 ２０ 歯車 ２１ ピニオン ２２ ピニオン部材（第１のクラッチ部材） ２３ スパーギア ２４ スパーギア部材（第２のクラッチ部材） ２５ 円筒部 ２５ａ 可撓部 ２５ｂ 凸部 ２６ 切欠き部 ２７ 凹部 ２８ 溝部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータの出力軸に複数の歯車からなる減
   速歯車列が連結され、上記減速歯車列の少なくとも一の
   歯車に、当該減速歯車列の出力軸に過度の回転トルクが
   作用した際にスリップして、上記モータの出力軸側への
   上記回転トルクの伝達を遮断するクラッチ機構が設けら
   れたクラッチ付きモータであって、 上記クラッチ機構が設けられた歯車は、第１のクラッチ
   部材と、第２のクラッチ部材とを有してなり、上記第１
   のクラッチ部材は、少なくとも一の軸線方向に延びる切
   欠き部が形成されて径方向への可撓性が付与された円筒
   部と、この円筒部の外面から突出する少なくとも一の凸
   部とを有し、かつ上記第２のクラッチ部材は、上記円筒
   部が係合する凹部が形成されるとともに、この凹部内に
   上記凸部が係合する溝部が形成されていることを特徴と
   するクラッチ付きモータ。
2. 【請求項２】 上記第１および第２のクラッチ部材のい
   ずれか一方には、上記モータの出力軸側に隣接する上記
   歯車と歯合するピニオンが形成され、いずれか他方に
   は、上記減速歯車列の出力軸側に隣接する上記歯車と歯
   合するスパーギアが形成されていることを特徴とする請
   求項１に記載のクラッチ付きモータ。