JPH10201171A - クラッチ付きモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造が簡易で部品点数の低減化を図ることが
できるとともに、組立が容易で、かつクラッチの着脱ト
ルクを自由に選択することができるクラッチ付きモータ
を得る。 【解決手段】 モータのロータ歯車に複数の歯車からな
る減速歯車列が歯合され、上記減速歯車列の最終段に設
けられて被駆動部材が連結される出力軸２０が、被駆動
部材と係合する軸部材２１と、外周に減速歯車列と歯合
する歯車２２が形成されるとともに軸部材に対して相対
的に回転自在に設けられた歯車部材２３とを有してな
り、かつ軸部材２１と歯車部材２３との間に、モータの
回転時に軸部材と歯車部材とを一体的に連結して歯車部
材の回転を軸部材に伝達するとともに、軸部材側から急
激な回転トルクが作用した際に、弾性によって当該回転
トルクを吸収して歯車部材へ回転を伝えない弾性部材２
４を介装した。

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、エアーコンディショナー
のルーバの開閉駆動装置、あるいは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エアコンルーバを開閉したり、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
手動で当該ルーバを開閉したり、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、モータのロータ側への回転トル
クの伝達を遮断するクラッチ機構が設けられている。図
２および図３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
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、上記ロータの歯
車４と歯合する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、上記歯車は、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３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
図示されないエアコンのルーバ等の被駆動部材の回転軸
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１
３、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、リンクを介したルーバの開閉駆動や、弁軸や
ターンテーブル等の回転駆動を行なうようになってい
る。また、例えばモータ５が停止状態にある時に、ルー
バ等を手動でゆっくり開閉する場合のように、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
介してロータの歯車４に伝えられ、上記ロータが空回転
するようになっている。そして、上記ルーバ等を急激に
開閉した場合のように、外部から上記出力軸１１に瞬間
的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
が簡易で部品点数の低減化を図ることができるととも
に、組立が容易で、かつクラッチの着脱トルクを自由に
選択す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、モータのロータ歯車に複
数の歯車からなる減速歯車列が歯合され、上記減速歯車
列の最終段に設けられて被駆動部材が連結される出力軸
に、過度の回転トルクが作用した際に上記モータのロー
タ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出力軸は、被駆動部材と係合する軸
部材と、外周に減速歯車列と歯合する歯車が形成される
とともに軸部材に対して相対的に回転自在に設けられた
歯車部材とを有してなり、かつ上記軸部材と歯車部材と
の間に、モータの回転時に軸部材と歯車部材とを一体的
に連結して歯車部材の回転を軸部材に伝達するととも
に、軸部材側から急激な回転トルクが作用した際に、弾
性によって当該回転トルクを吸収して歯車部材へ回転を
伝えない弾性部材が介装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に記載の発明は、請求項
１に記載の軸部材および歯車部材は、共通のピンにそれ
ぞれ回転自在に設けられているとともに、互いの対向面
間に空間部が形成され、かつ上記弾性部材は、上記空間
部内に配設されて、一端部が軸部材に係合し、他端部が
歯車部材に係合してピンの回りに巻回されたスプリング
であ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減速歯車列
の出力軸が、相対的に回転自在に設けられた軸部材と歯
車部材とを有し、これら軸部材と歯車部材との間に弾性
部材を介装した構成であるので、モータを駆動させた場
合や、外部から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、軸部材と歯車部材とが弾性部材を間に
介して一体的に回転することにより、その回転が当該出
力軸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の軸部材に、急激に過度の
回転トルクが作用した場合には、歯車部材側は、減速歯
車列を介してモータのロータ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、この結果上記軸部材から
作用する過度の回転トルクが弾性部材の弾性によるダン
パ効果によって吸収され、瞬間的に軸部材のみがある角
度空転する（なお、回転速度等の条件によっては、歯車
部材も同伴して僅かに回転する）。これにより、モータ
のロータ側への急激な回転の伝達が遮断され、減速歯車
列における歯車の損傷が防止される。

【００１２】ここで、請求項２に記載のクラッチ付きモ
ータにおいては、弾性部材としてスプリングを用いてい
るので、このスプリングの材質や径、あるいは巻数等を
適宜選択してその付勢力を変化させることにより、モー
タ自体の駆動トルクや、減速歯車列における歯車強さ等
の各種の使用条件に応じて、外部から過度の回転力が作
用した場合における上記クラッチ機構の動作条件を自由
に設定することが可能となる。また、構造が簡易で部品
点数の低減化を図ることができるとともに、汎用で安価
なスプリングを用いることができるために経済的であ
り、しかも組立が容易である。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るクラッチ付
きモータの第一の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２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２に示した
減速歯車列７の出力軸１１に代えてクラッチ機構が設け
られた出力軸２０が配設されている。図１に示すよう
に、このクラッチ機構が設けられた出力軸２０は、被駆
動部材と係合する軸部材２１と、外周に上記減速歯車列
７の最終段の歯車と歯合するスパーギア（歯車）２２が
形成されるとともに上記軸部材２１に対して相対的に回
転自在に設けられた歯車部材２３と、これら軸部材２１
および歯車部材２３の間に介装されたスプリング（弾性
部材）２４とから構成されたもので、軸部材２１および
歯車部材２３は、各々ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）等
のエンジニアリングプラスチックによって一体に成形さ
れている。

【００１４】ここで、軸部材２１は、図中下面に凹部２
５が形成され、この凹部２５の中心部に中蓋６に立設さ
れたピン６ａが挿入される穴部２１ａが形成された円柱
状の部材で、その上端部には、エアコンルーバ等の被駆
動部材の回転軸と一体的に係合するキー部が形成されて
いる。他方、上記歯車部材２３は、その中心部に穿設さ
れた貫通孔２６にピン６ａが挿通されることにより、当
該ピン６ａに回転自在に設けられており、その図中上面
に形成された段部２７内に、軸部材２１が挿入されてい
る。この段部２７は、軸部材２１の外径よりも幾分大径
に形成されており、これにより軸部材２１と歯車部材２
３とは相対的に回転自在とされている。そして、この段
部２７の中央に、凹部２８が形成されている。

【００１５】これにより、軸部材２１と歯車部材２３と
の互いの対向面間には、空間部２９が形成され、この空
間部２９内に、上記スプリング２４が組込まれている。
このスプリング２４は、一端部２４ａが軸部材２１の凹
部２５内の所定位置に形成された係合穴３０内に挿入さ
れており、他端部２４ｂは、歯車部材２３の凹部２８の
所定位置に形成された係合穴３１内に挿入されている。
そして、スプリング２４は、ピン６ａの回りに巻回され
た状態で、上記空間部２９内に装着されている。ちなみ
に、このスプリング２４は、上記モータの回転時に軸部
材２１と歯車部材２３とを一体的に連結して歯車部材２
３の回転を軸部材２１に伝達するとともに、軸部材２１
側から急激な回転トルクが作用した際には、その弾性に
よって回転トルクを吸収して、軸部材２１のみが空転
し、あるいは回転速度等の条件によっては、歯車部材２
３も軸部材２１に同伴して僅かに回転する。これによ
り、モータのロータ側への急激な回転の伝達が遮断され
ような材質、径および巻数に設定されている。

【００１６】このようにして構成された出力軸２０は、
ピン６ａによって中蓋６に回転自在に配設されるととも
に、歯車部材２３のスパーギア２２を上記減速歯車列７
の最終段の歯車と歯合させ、その軸部材２３のキー部を
ケーシング１を塞ぐ蓋の開口部から突出させた状態で、
上記ケーシング１内に組込まれている。

【００１７】上記構成からなる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減速歯車列７の出力
軸２０を、相対的に回転自在に設けられた軸部材２１と
歯車部材２３と、これら軸部材２１および歯車部材２３
の間に介装したスプリング２４とによって構成している
ので、通常のモータ５を駆動した状態においては、軸部
材２１と歯車部材２３とがスプリング２４を間に介して
一体的に回転することにより、軸部材２１と係合したリ
ンクを介してルーバを開閉駆動したり、あるいは弁軸や
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、上記ルーバを手動でゆっくり
と開閉する場合のように、外部から出力軸２０に非常に
ゆっくりとした回転が加わった場合にも、同様にして上
記軸部材２１および歯車部材２３が一体に回転するため
に、出力軸２０の回転が上記減速歯車列７を介してロー
タの歯車４に伝えられて上記ロータが空回転する。

【００１８】これに対して、外部から上記減速歯車列７
の出力軸２０の軸部材２１に、急激に過度の回転トルク
が作用した場合には、歯車部材２３側は減速歯車列７を
介してモータ５のロータ４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、この結果軸部材２１から作
用する過度の回転トルクがスプリング２４の弾性による
ダンパ効果によって吸収され、瞬間的に軸部材２１のみ
が空転したり、あるいは回転速度等の条件によっては、
歯車部材２３も軸部材２１に同伴して僅かに回転する。
これにより、モータ５のロータ４側への急激な回転の伝
達が遮断され、減速歯車列７における歯車の損傷が防止
される。

【００１９】このように、上記構成からなるクラッチ付
きモータによれば、クラッチ機構を有する出力軸２０
を、プラスチックによって一体成形された軸部材２１と
歯車部材２３との２つの部材を相対的に回転自在に係合
させ、かつ軸部材２１と歯車部材２３との間に安価で汎
用なスプリング２４を介装することによって構成するこ
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
低減化を図ることができる。

【００２０】また、上記出力軸２０は、組立が容易であ
るとともに、スプリング２４の材質や径、あるいは巻数
等を適宜選択してその付勢力を変化させることにより、
モータ５自体の駆動トルクや、減速歯車列７における歯
車強さ等の各種の使用条件に応じて、外部から過度の回
転力が作用した場合における上記クラッチ機構の動作条
件を自由に設定することができるといった利点も有す
る。

【００２１】

【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、構造が簡易で部
品点数の低減化を図ることができるとともに、組立が容
易で、かつ確実に減速歯車列における損傷を防止するこ
とができる。特に、請求項２に記載の発明によれば、弾
性部材としてスプリングを用いることにより、このスプ
リングの材質や径、あるいは巻数等を適宜選択してその
付勢力を変化させることにより、モータ自体の駆動トル
クや、減速歯車列における歯車強さ等の各種の使用条件
に応じて、外部から過度の回転力が作用した場合におけ
る上記クラッチ機構の動作条件を自由に調整することが
可能になり、しかも当該スプリングは、安価で汎用の部
品であるために経済的であるといった効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクラッチ付きモータの第一の実施
形態におけるクラッチ機構部分を示す縦断面図である。

【図２】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３】図２のクラッチ機構部分を示す断面図である。

【符号の説明】

４ ロータの歯車 ５ モータ ６ａ ピン ７ 減速歯車列 ２０ 出力軸 ２１ 軸部材 ２２ スパーギア（歯車） ２３ 歯車部材 ２４ スプリング（弾性部材） ２４ａ、２４ｂ 端部 ２９ 空間部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータのロータ歯車に複数の歯車からな
   る減速歯車列が歯合され、上記減速歯車列の最終段に設
   けられて被駆動部材が連結される出力軸に、過度の回転
   トルクが作用した際に上記モータのロータ側への上記回
   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出力軸は、上記被駆動部
   材と係合する軸部材と、外周に上記減速歯車列と歯合す
   る歯車が形成されるとともに上記軸部材に対して相対的
   に回転自在に設けられた歯車部材とを有してなり、かつ
   上記軸部材と上記歯車部材との間に、上記モータの回転
   時に上記軸部材と歯車部材とを一体的に連結して上記歯
   車部材の回転を上記軸部材に伝達するとともに、上記軸
   部材側から急激な回転トルクが作用した際に、弾性によ
   って当該回転トルクを吸収して上記歯車部材へ回転を伝
   えない弾性部材が介装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】 上記軸部材および歯車部材は、共通のピ
   ンにそれぞれ回転自在に設けられているとともに、互い
   の対向面間に空間部が形成され、かつ上記弾性部材は、
   上記空間部内に配設されて、一端部が上記軸部材に係合
   し、他端部が上記歯車部材に係合して上記ピンの回りに
   巻回されたスプリングであ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。