JPH1054449A - 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
歯車にクラッチ機構が設けられ、上記クラッチ機構が設
けられた歯車２０は、第１のクラッチ部材２２と、第２
のクラッチ部材２４と、これらを摺動自在に連結する付
勢部材３０とを有し、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２７が形成されて
径方向への可撓性が付与された円筒部２６を備え、かつ
第２のクラッチ部材２４は、円筒部２６内に係合する円
柱部２５を有するとともに、第１および第２のクラッチ
部材２２、２４は、円筒部２６内に円柱部２５が挿入さ
れた状態で、円筒部の外周に装着されてこれを径方向に
付勢する付勢部材３０によって一体化されている。

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、これら第１のクラッチ部材
および第２のクラッチ部材を摺動自在に連結する付勢部
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を備え、かつ上記第２の
クラッチ部材は、上記円筒部内に係合する円柱部を有す
るとともに、上記第１のクラッチ部材と第２のクラッチ
部材とは、上記円筒部内に円柱部が挿入された状態で、
上記円筒部の外周に装着されて当該円筒部を径方向に付
勢する上記付勢部材によって一体化されていることを特
徴とするものである。

【００１０】請求項１に記載のクラッチ付きモータにお
いては、上記付勢部材の付勢力を適宜選択することによ
り、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、上記円筒部内に円柱部が挿入されて一体化され
た第１のクラッチ部材と第２のクラッチ部材が上記付勢
部材の付勢力による円筒部材と円柱部材との間の摩擦力
によって一体に回転し、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。

【００１１】そして、外部から上記減速歯車列の出力軸
に、急激な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、瞬間的
に上記付勢部材による円筒部材と円柱部との間の摩擦力
を超える上記回転が作用する。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急激な上記
回転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付勢部材の付勢力に
抗して外方に撓み、この結果第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、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、外周にスパーギア２１が形
成されたスパーギア部材（第１のクラッチ部材）２２
と、端部外周にピニオン２３が形成されたピニオン部材
（第２のクラッチ部材）２４と、これらを一体的に組み
立てるＯリング（不勢部材）３０とから概略構成された
ものであり、これらスパーギア部材２２およびピニオン
部材２４は、いずれも樹脂材料によって一体に成形され
ている。

【００１３】ここで、上記ピニオン部材２４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
２４ａが穿設されており、さらに上記ピニオン２３の他
端部には、円柱部２５が一体に形成されている。他方、
上記スパーギア部材２２は、中心部に上記ピニオン部材
２４の円柱部２５が挿通される大径の貫通孔２２ａが穿
設されている。そして、このスパーギア部材２２の対向
面には、上記ピニオン部材２４の円柱部２５が係合する
この円筒部２６が一体に立設されている。ここで、上記
円筒部２６の内径は、上記円柱部２５の外径とほぼ等し
い寸法に設定されている。この円筒部２６には、軸線方
向に延びる３条の切欠き部２７…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２６は、
それぞれ径方向に可撓性を有する３本の可撓部２６ａ…
に分割されている。また、各可撓部２６ａの外面には、
円周方向に互いに連通する溝部２８が形成されている。

【００１４】そして、上記スパーギア部材２２とピニオ
ン部材２４とが、上記円柱部２５を上記円筒部２６内に
挿入させた状態で、円筒部２６の外周側からその溝部２
８に装着されたゴム製のＯリング３０によって一体化さ
れることにより、上記歯車２０が構成されている。ちな
みに、上記Ｏリング３０の内径寸法は、上記円筒部２６
の外径寸法よりも小さく形成されており、さらにその肉
厚や材質は、円筒部２６をその不勢力によって円柱部２
５の外周に締め付けた状態において、上記円筒部２６と
円柱部２５との間に生じる摩擦力が、通常のモータ駆動
における伝達回転トルクよりも大きくなるように選択さ
れている。このようにして一体化された上記歯車２０
は、そのスパーギア部材２２とピニオン部材２４とＯリ
ング３０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、両部材が上記Ｏリング３０によって
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２１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２３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、スパーギア部材２２とピニオン部材２４とが０
リング３０の不勢力によって一体化されているため、通
常のモータを駆動した状態においては、円筒部２６と円
柱部２５との間の摩擦力により、スパーギア部材２２と
ともにピニオン部材２４が一体に回転し、その回転がピ
ニオン２３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も、同様にして
上記歯車２０が一体に回転するために、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
いるスパーギア２１がこれに追従できずに、その円筒部
２６の各可撓部２６ａがＯリング３０の不勢力に抗して
外方に撓み、これによりピニオン部材２４の円柱部２５
とスパーギア部材２２の円筒部２６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、主としてスパーギア部材２２とピニオン部材２４
との２つの部材のみでクラッチ機構が構成され、かつこ
れらスパーギア部材２２およびピニオン部材２４を安価
で汎用なＯリング３０で一体化させる構成であるため、
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２４の円柱部２
５をスパーギア部材２２の円筒部２６内に挿入して円筒
部２６の外周にＯリング３０を装着するのみで組立るこ
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２３が形成されたピニオン部材２４
と、スパーギア２１が形成されたスパーギア部材２２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Ｏリング３０の寸法や材質を適宜
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、スパーギ
ア部材（第１のクラッチ部材）２２の円筒部２６に３条
の切欠き部２７…を形成することによって３本の可撓部
２６ａ…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２６が、急激な過度の回転が加わった際に外方に撓
んで円柱部２５との間にスリップが生じるのに充分な可
撓性を有するように適宜選択すればよい。また、上記実
施形態においては、付勢部材として、ゴム製のＯリング
３０を用いた場合について説明したが、これに限らず、
合成樹脂製のＯリングや、さらには金属製や合成樹脂製
等の開環リング状の付勢部材を用いても同様に作用効果
が得られる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１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つの部材と、Ｏリング等安価で
汎用の不勢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
に第２のクラッチ部材の円柱部を挿入するのみで組立る
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、上記第１および第２のクラッチ部材
には、それぞれスパーギアおよびピニオンを形成するこ
とができるため、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のクラッチ機構部分の組立状態を示す斜視
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。

【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 スパーギア ２２ スパーギア部材（第１のクラッチ部材） ２３ ピニオン ２４ ピニオン部材（第２のクラッチ部材） ２５ 円柱部 ２６ 円筒部 ２６ａ 可撓部 ３０ Ｏリング（不勢部材）

Claims (1)

【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、これら第１のクラッチ
   部材および第２のクラッチ部材を摺動自在に連結する付
   勢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を備え、かつ上記第
   ２のクラッチ部材は、上記円筒部内に係合する円柱部を
   有するとともに、上記第１のクラッチ部材と上記第２の
   クラッチ部材とは、上記円筒部内に上記円柱部が挿入さ
   れた状態で、上記円筒部の外周に装着されて当該円筒部
   を上記径方向に付勢する上記付勢部材によって一体化さ
   れていることを特徴とするクラッチ付きモータ。