TWI700443B - 離合器裝置及使用該離合器裝置的電動單元 - Google Patents

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Abstract

減少嵌離部分之變形或損傷等，以提高耐久性。
一種離合器裝置，其包括：輸入盤體61，旋轉自如且在軸向上可移動地被輸出軸30的外周部支撐；輸出盤體62，被上述輸出軸30的外周部固定；以及推壓構件63，壓抵輸入盤體61到輸出盤體62；藉施加到輸出軸30上之旋轉負載，使輸入盤體61抵抗推壓構件63的推壓力，以自輸出盤體62拉開，其特徵在於：在輸入盤體61之輸出盤體62側之面，與輸出盤體62之輸入盤體61側之面之各表面上，設有對於另一邊之面重疊，同時可往軸向嵌離之齒部61a，62a，齒部61a，62a係使往徑向連續之凹部1與凸部2，往圓周方向交互配設，各凹部1與各凸部2，係被形成為維持相同高度之情況下，隨著愈往徑向外側，則圓周方向寬度w連續性地擴大之曲面狀。

Description

離合器裝置及使用該離合器裝置的電動單元
本發明係關於一種當太大之旋轉負載作用在輸出軸時，遮斷動力傳遞路徑之離合器裝置及使用該離合器裝置的電動單元。
先前，在此種發明中，例如如專利文獻1所述，有一種離合器裝置，其包括：輸出軸(2)；離合器盤體(38)及輸入盤體(28)，被輸出軸的外周部支撐；以及線圈彈簧(44)，推壓使得按壓離合器盤體及輸入盤體。而且，括弧內之數值係表示專利文獻1之符號。
在此離合器裝置中，在離合器盤體的一端面，設置梯形之卡合凹部(42)，同時在輸入盤體之相向面，設有略呈山形之卡合凸部(37)，當過度之旋轉負載作用在輸出軸時，藉此旋轉負載，滑動卡合凹部內的斜面與卡合凸部的斜面，這些之嵌合狀態被解除。此種離合器裝置，有時也被稱做扭力限制器或安全離合器等。
而且，依據這種先前技術，當旋轉負載激烈地施加在輸出軸時，當旋轉負載係比預想還要大很多時，當多數次重複承受旋轉負載時等，卡合凸部有變形或損傷之虞。在此，雖然也有考慮到藉變更材質，以提高卡合凸部之耐久性，但 是，其造成成本提高。
【先行技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2006-322466號公報
本發明係鑑於上述先前情事所研發出者，當作其課題之處，係提供一種可減少嵌離部分之變形或損傷等，以提高耐久性之離合器裝置及使用該離合器裝置的電動單元。
用於解決上述課題之一手段，係在離合器裝置中包括：輸入盤體，旋轉自如且在軸向上可移動地被輸出軸的外周部支撐；輸出盤體，被上述輸出軸的外周部固定；以及推壓構件，壓抵輸入盤體到輸出盤體；藉施加到輸出軸上之旋轉負載，使輸入盤體抵抗推壓構件的推壓力，以自輸出盤體拉開。而且，在輸入盤體之輸出盤體側之面，與輸出盤體之輸入盤體側之面之各表面上，設有對於另一邊之面重疊，同時可往軸向嵌離之齒部。而且，此齒部係使往徑向連續之凹部與凸部，往圓周方向交互配設，各凹部與各凸部，係被形成為維持相同高度之情況下，隨著愈往徑向外側，則圓周方向寬度連續性地擴大之曲面狀。
本發明係如上述說明般地構成，所以，可減少嵌 離部分之變形或損傷等，以提高耐久性。
1:凹部
1a:小凹部
2:凸部
10:外殼
20:馬達
21:轉子軸
22:驅動齒輪
30:輸出軸
32:前側軸承構件
33:被動齒輪
34:後側軸承構件
35:磁性旋轉體
36:磁性檢出部
41,42,43,44:正齒輪
50:控制基板
60:離合器裝置
61:輸入盤體
61a:齒部
62:輸出盤體
62a:齒部
63:推壓構件
A:電動單元
L:大齒輪
S:小齒輪
w:圓周方向寬度
第1圖係表示使用本發明離合器裝置之電動單元一例之立體圖。
第2圖係表示上述電動單元的內部構造之立體圖。
第3圖係表示上述內部構造之側視圖。
第4圖係表示上述內部構造之俯視圖。
第5圖係輸出軸及離合器裝置等之縱剖面圖。
第6圖係表示輸出盤體一例之立體圖。
第7圖係凹部及凸部的重要部分之放大剖面圖。
第8(a)圖係輸入盤體或輸出盤體之俯視圖；第8(b)圖係上述盤體之縱剖面圖。
第9(D1)圖係藉第8圖中之直徑D1之位置，表示凹部及凸部之展開圖；第9(D2)圖係藉第8圖中之直徑D2之位置，表示凹部及凸部之展開圖；第9(D3)圖係藉第8圖中之直徑D3之位置，表示凹部及凸部之展開圖。
第10圖係表示施加於凹部與凸部的壓接面之力的概念之模式圖。
本實施形態之特徵之一，係關於一種離合器裝置，其包括：輸入盤體，旋轉自如且在軸向上可移動地被輸出軸的外周部支撐；輸出盤體，被上述輸出軸的外周部固定；以及推壓構件，壓抵輸入盤體到輸出盤體；藉施加到輸出軸上之 旋轉負載，使輸入盤體抵抗推壓構件的推壓力，以自輸出盤體拉開。具體說來，在輸入盤體之輸出盤體側之面，與輸出盤體之輸入盤體側之面之各表面上，設有對於另一邊之面重疊，同時可往軸向嵌離之齒部。而且，此齒部係使往徑向連續之凹部與凸部，往圓周方向交互配設，各凹部與各凸部，係被形成為維持相同高度之情況下，隨著愈往徑向外側，則圓周方向寬度連續性地擴大之曲面狀。
當依據此構成時，可減少嵌離部分之變形或損傷等，以提高耐久性。
其他特徵有為了當作最佳之具體性態樣，係凹部與凸部被形成為隨著愈往兩盤體的徑向外側，則半徑連續性地變大之剖面圓弧狀。
其他特徵有為了使小異物等遁逃，在凹部的底，設置圓周方向寬度比凹部還要小之小凹部。
其他特徵有為了在輸出入盤體間順暢地滑動，形成凹部及凸部，使得藉旋轉負載而輸入盤體的凸部與輸出盤體的凸部壓接之部分的壓力角，係隨著愈往兩盤體的徑向外側，則連續性變大。
其他特徵有為了在輸出入盤體間更加順暢地滑動，當將壓力角當作θ，將兩盤體間之靜摩擦係數當作μ時，形成凹部及凸部，使得即使在盤體徑向之任何位置，皆成立θ≧tan-1μ之關係。
其他特徵有為了在輸出入盤體間更加順暢地滑動，當將兩盤體的任意半徑r中之凸部的節距當作p，將上述 半徑r中之凸部表面的半徑當作R，將凸部的圓周方向寬度當作w，將凸部的高度當作h，將各盤體中之凸部數量當作n時，設定各部之尺寸，使得p=2πr/n，R=πr/2ncosθ，w=πr/n，及h=R(1-sinθ)=一定之關係成立。
其他特徵有一種電動單元，使用包括上述特徵之離合器裝置，於外殼內具備：馬達，於轉子軸的前側設置驅動齒輪；以及被動軸，與轉子軸概略平行，其中，在相對於前側而言之後側包括被動齒輪；使驅動齒輪之旋轉力，藉齒輪機構往被動齒輪傳遞，以旋轉被動軸。具體說來，係將被動軸當作輸出軸使用，在此被動軸設置上述離合器裝置的輸出盤體、輸入盤體及推壓構件，使被動齒輪與輸入盤體可一體旋轉地連結。
【實施例】
接著，依據圖面詳細說明包括上述特徵之較佳實施例。
第1圖係表示使用本發明離合器裝置60之電動單元A一例之立體圖。
此電動單元A係在外殼10內，包括：馬達20，在轉子軸21的前側設有驅動齒輪22；輸出軸30，被設置成與轉子軸21概略平行，在相對於前側而言之後側，包括被動齒輪33；複數之正齒輪41，42，43，44，自驅動齒輪22往被動齒輪33傳遞旋轉力；在被動齒輪33內構成離合器裝置60。
而且，在本專利說明書中，所謂「前側」係意味在轉子軸21軸向中，包括驅動齒輪22之側。
外殼10係由使前端面開口之中空矩形箱狀之外殼本體11，與閉鎖外殼本體11的開口部，而可裝卸地被組裝之蓋構件12所構成。外殼本體11及蓋構件12係分別以合成樹脂材料一體成形。
馬達20係包括：殼體，呈圓筒狀；定子及線圈(未圖示)，被固定在此殼體的內周面；轉子(未圖示)，被支撐使得在定子內旋轉；以及轉子軸21，被固定在此轉子的中心部，同時使前端側往前方突出；構成無刷DC馬達。
而且，在此馬達20的轉子軸21的前端側，同軸上固定有驅動齒輪22。此驅動齒輪22係正齒輪，咬合在下述之正齒輪41的大齒輪L。
輸出軸30係在外殼10內，相對於馬達20的轉子軸21而言，往垂直方向間隔距離而概略平行地被配置，被外殼10的內壁面旋轉自如地支撐。
在此輸出軸30的外周部，輸出齒輪31、前側軸承構件32、被動齒輪33、後側軸承構件34及磁性旋轉體35，係自前側依序被環狀地固定。
輸出齒輪31係如果依照圖示例為正齒輪，自外殼10的前端面往前方突出露出。此輸出齒輪31之構成，如果依照圖示例時，係與輸出軸30一體。而且，其他例也可以分別與不同個體之輸出軸30及輸出齒輪31連結。
又，此輸出齒輪31係對應由電動單元A所做之驅動對象物(未圖示)之態樣，也可以置換成例如蝸輪或斜齒輪等之其他種類齒輪。
前側軸承構件32及後側軸承構件34，係滾珠軸承或滑動軸承等之眾所周知之軸承構件。前側軸承構件32係透過軸承支架等，被固定在外殼10內面，藉其內周部，使比輸出軸30中之被動齒輪33還要前側之部分，旋轉自如地被支撐。概略同樣地，後側軸承構件34係透過軸承支架等，被固定在外殼10內面，藉其內周部，使比輸出軸30中之被動齒輪33還要後側之部分，旋轉自如地被支撐。
被動齒輪33係被輸出軸30的外周部支撐之略呈圓筒狀之正齒輪。此被動齒輪33係咬合在下述之正齒輪44的小齒輪S，自此小齒輪S接受旋轉力。
在此被動齒輪33內，設有當過度之旋轉負載作用在輸出軸30上時，切斷旋轉力之傳遞路徑之離合器裝置60。
磁性旋轉體35係將徑向之單半部側當作N極，將另一半部側當作S極之約略圓盤狀之兩極(換言之，磁極數為1)之永久磁鐵。此磁性旋轉體35之另一例，也可以係極對數為複數之態樣。
而且，在比上述構成之磁性旋轉體35還要後側，於外殼本體11的底部，固定有控制基板50。此控制基板50係一體具備控制馬達20的驅動電力之控制電路，或用於檢出磁性旋轉體35之複數磁性檢出部36等。
磁性檢出部36係輸出對應被檢出之磁束之電壓訊號之霍爾元件。此磁性檢出部36係在控制基板50上設有兩個，使得相向於磁性旋轉體35的後端面。兩個磁性檢出部36，係在圓周方向上間隔90度被配置，輸出對應磁性旋轉體35之磁極位 置之正弦波訊號。
又，正齒輪41，42，43，44係分別同軸一體狀地與前側之大齒輪L及後側之小齒輪S連結。各正齒輪中之大齒輪L與小齒輪S之外徑，係對應轉子軸21與輸出軸30間之減速比而被適宜設定。
這些正齒輪41，42，43，44係自轉子軸21前側往輸出軸30後側，被配置成階梯狀，使得咬合於在水平方向上鄰接之大齒輪L與小齒輪S。
而且，這些正齒輪41，42，43，44，如第4圖所示，當自轉子軸21的軸向一邊側俯視時，旋轉力之傳遞路徑係被配置成概略曲線狀，使得成S字形彎曲，分別相對於外殼10內面或驅動齒輪22等而言，透過旋轉軸等以旋轉自如地被支撐。
如果針對這些正齒輪41，42，43，44之配置做詳細說明時，最靠近轉子軸21側之正齒輪41，係相對於連結轉子軸21與輸出齒輪31之假想平面而言，位於交叉方向之一邊側(第4圖中之上側)，使該前部側之大齒輪L咬合在驅動齒輪22。
下一正齒輪42係位於比正齒輪41還要靠近一邊側(參照第4圖)，使該前側之大齒輪L咬合在正齒輪41的小齒輪S(參照第3圖)。
下一正齒輪43係位於比正齒輪42還要靠近一邊側之相反側(第4圖中之下側)，使該前側之大齒輪L咬合在正齒輪42的小齒輪S(參照第3圖)。
最靠近輸出齒輪31側之正齒輪44，係相對於前述假想平面而言，位於一邊側之相反側(第4圖中之下側)，使該前部側之大齒輪L咬合在正齒輪43的小齒輪S，同時使該後部側之小齒輪S咬合在被動齒輪33(參照第3圖)。
又，離合器裝置60包括：輸入盤體61，旋轉自如且在軸向上可移動地被輸出軸30的外周部支撐；輸出盤體62，位於輸入盤體61的後方側(當依據第5圖時，係下方側)，無法旋轉且無法在軸向上移動地，被上述輸出軸30的外周部固定；以及推壓構件63，壓抵輸入盤體61到輸出盤體62(參照第5圖)。此離合器裝置60係當自外部施加在輸出軸30上之旋轉負載過度時，使輸入盤體61抵抗推壓構件63的推壓力，以自輸出盤體62拉開。
在以下之說明中，所謂「盤體徑向」係意味輸入盤體61及輸出盤體62之徑向，所謂「盤體直徑外側方向」係意味在盤體徑向中，自中心部離開之方向。又，所謂「盤體厚度方向」係意味垂直盤體徑向之方向(換言之，係盤體之軸向)。又，所謂「盤體圓周方向」係意味輸入盤體61及輸出盤體62之圓周方向。
輸入盤體61係略呈圓盤狀之構件，使輸出軸30在鬆配合之狀態下貫穿其中心側，同時在靠近外周之輸出盤體62側之面，包括綿延全周成環狀之齒部61a。
此輸入盤體61係被插入被動齒輪33內，同時被固定在被動齒輪33的內周面，使得與被動齒輪33一體旋轉。而且，此輸入盤體61係被環狀組裝到輸出軸30上之推壓構件63(當依 據圖示例時，係壓縮線圈彈簧)按壓，被往輸出盤體62壓抵。
輸出盤體62係在軸向中，與輸入盤體62概略成對稱形狀之構件，使輸出軸30在緊配合之狀態下貫穿其中心側，同時在靠近外周之輸入盤體61側之面，包括綿延全周成環狀之齒部62a。
輸入盤體61的齒部61a與輸出盤體62的齒部62a，係分別被形成為相對於另一邊之齒部而言重疊，同時可往軸向嵌離。
這些齒部61a，62a係分別使往徑向連續之凹部1與凸部2，往圓周方向交互配設(參照第6圖)。
上述盤體61(或62)上的凹部1與凸部2，係彼此為對稱形狀之曲面狀，滑順地被連接。
各凹部1與各凸部2，係當依據圖示之較佳一例時，其表面被形成為剖面圓弧狀，沿著盤體厚度方向之高度h(齒高)，係在盤體徑向中維持一定之狀態下，隨著愈往盤體徑向外側，則使圓周方向寬度w(w1~w3)、半徑R(R1~R3)、節距p(p1~p3)及壓力角θ(θ1~θ3)，連續性加大(參照第7圖及第9圖)。
而且，圓周方向寬度w，如第7圖所示，係在上述輸入盤體61上，連結凸部2表面與凹部1表面之邊界之基準線L1，與凸部2表面(或凹部1表面)相交之兩點間距離。
在位於下側之輸出盤體62的凹部1底，當於兩盤體61，62之間夾有小異物等之時，為使小異物遁逃，設有寬度小於凹部1之小凹部1a。此小凹部1a係綿延寬度b之全長， 往輸出盤體62之徑向連續，以形成為相同深度y之剖面圓弧狀。
接著，詳細說明輸入盤體61齒部61a之尺寸。
而且，輸出盤體62的齒部62a係與齒部61a相同尺寸且相同形狀，所以，省略針對尺寸之重複說明。
齒部61a之各部尺寸係被設定，使得將輸入盤體61之任意半徑r中之凹部1及凸部2的盤體圓周方向節距當作p，將上述半徑r中之凹部1及凸部2的各表面半徑當作R，將凹部1及凸部2的圓周方向寬度當作w，將各凹部1及凸部2之高度當作h，將各盤體62的凹部1及凸部2之數量當作n，將藉旋轉負載而輸入盤體61的凸部2與輸出盤體62的凸部2壓接之部分之壓力角當作θ(參照第7圖)，下述之關係式成立。
而且，本專利說明書中，有時半徑R也稱做齒尖半徑，圓周方向寬度w也稱做齒厚，高度h也稱做齒高。
在此，高度h係在上述輸入盤體61上之任意半徑r中，自連結凸部2表面與凹部1表面之邊界之基準線L1，至凸部2頂部為止之高度尺寸(參照第7圖)。此高度h係與自凹部1中之基準線L1至底為止之深度相同尺寸。
又，壓力角θ係由齒部61a側的凸部2與齒部62a側的凸部2之共通法線L2，與基準線L1所夾之角度。如第7圖所示，在凸部2的兩側中，左右壓接點中之切線間之角度，係成為壓力角θ之兩倍。
又，半徑R係在輸入盤體61之任意半徑r中，沿著凸部2 表面或凹部1表面的盤體圓周方向之輪廓線之半徑尺寸(參照第7圖)。
又，節距p係凹部1及凸部2的概略正弦波狀輪廓線中之一週期份之間隔(參照第7圖)。
〈齒型之關係式〉
節距p、齒尖半徑R、齒厚w、齒高h及壓力角θ等，係被設定成滿足下述之關係式。
p=2πr/n
R=πr/2ncosθ
w=πr/n=2Rcosθ
h=R(1-sinθ)=πr(1-sinθ)/2ncosθ=一定
2hn/πr=1/cosθ-tanθ
如此一來，設定使得使節距p、齒尖半徑R及壓力角θ等，因應輸入盤體61之任意半徑r，而滑順地連續性改變，藉此，可使凹部1剖面的輪廓及凸部2剖面的輪廓，做成齒高h為一定之圓弧狀。
〈關於壓力角θ〉
壓力角θ最好係滿足下述關係式之數值。
輸入盤體61的齒部61a與輸出盤體62的齒部62a係相同形狀，在這些齒部61a，62a被壓抵以咬合之狀態下，在兩盤體61，62之任意半徑r上之圓周方向之任意點中(參照第10圖)，當將壓力角當作θ，將由扭力所做之齒面負載當作ft，將齒部61a，62a間之靜摩擦力當作ff，將齒部61a，62a間之靜摩擦係數當作μ，將齒部61a，62a間之滑動力當作fs，將推 壓構件63之彈力當作Ps時，以下之關係式成立。而且，將靜摩擦係數當作μ，係使用對應齒部61a，62a之材質或表面粗度等，事先藉實驗等所求出之數值。
ff=μ(ftcosθ+Pssinθ)
fs=ftsinθ-Pscosθ
在此，當摩擦力=滑動力時，兩盤體61，62間為滑動時，以下之關係式成立。
μ(ftcosθ+Pssinθ)=ftsinθ-Pscosθ
ft=(μsinθ+cosθ)Ps/(sinθ-μcosθ)
藉Ps=kZo(k：推壓構件63的彈簧常數，Zo：推壓構件63的初期撓曲)，以下之公式成立。
ft=(μsinθ+cosθ)kZo/(sinθ-μcosθ)
在此，將(μsinθ+cosθ)/(sinθ-μcosθ)稱做「摩擦/形狀係數」。
如果係θ≧tan-1μ之關係時，摩擦/形狀係數之分母不為零，齒面負載ft成為有限之數值。
因此，例如當μ=0.1時，θ=tan-1μ=5.7度係下限值。
〈關於滑動扭力〉
當將由推壓構件63所做之每單位面積之彈力當作預壓ps時，以下之關係式成立。
ps=kZo/(π(D2-d2)/4)
在此，D係意味齒部61a，62a之最大直徑(當依據第8圖時係D3)，d係意味齒部61a，62a之最小直徑(當依據第8圖時係D1)。
當使摩擦/形狀係數為α時，可得下列公式。
α=(μsinθ+cosθ)/(sinθ-μcosθ)
關於壓力角θ，下列公式之關係成立。
2hn/πr=1/cosθ-tanθ
任意之半徑r中之滑動力fs，係以下式求出。
fs=2πrαps
此乘上半徑r而當作扭力，當自內徑d至外徑D為止之半徑間積分時，如下所述，可算出滑動扭力T。
Figure 105114836-A0305-02-0016-1
因此，當依據上述構成之離合器裝置60時，當過度之扭力施加在輸出軸30時，使輸入盤體61相對於輸出盤體62而言滑動而往軸向離開，可遮斷兩盤體61，62間之動力傳遞路徑，此時，輸入盤體61的齒部61a，係相對於輸出盤體62的齒部62a而言，不產生局部性之阻力而滑順地滑動，所以，可有效抑制兩齒部61a，62a之變形或損傷等。
而且，使用上述關係式，可使兩盤體61，62中之齒部61a，62a的各部尺寸，有效率地設定，因此，對應旋轉負載扭力或收容尺寸等之變更設定較容易，工作效率很優良。
又，當依據使用上述離合器裝置60之電動單元A 時，如上所述，使複數之正齒輪41，42，43，44配置成階梯狀且略呈S字狀，以使這些複數正齒輪密集，同時在這些正齒輪群的後方側，配置磁性旋轉體35或包括磁性檢出部36之控制基板50等，因此，可有效活用轉子軸21與輸出軸30間之空間，或外殼10內之正齒輪群後方側之空間等，工作效率也很良好。
又，其與例如使用電位計之先前技術等相比較下，除了可減少軸向之突出尺寸，而且，可使旋轉阻力減少。而且，藉上述之被動齒輪33及磁性旋轉體35等之配置，可穩定支撐輸出軸30。
而且，當依據上述實施例時，馬達20係使用無刷DC馬達之構成，但是，其他例也可以使馬達20使用電刷馬達等之其他種類之馬達。
又，當依據上述實施例時，雖然設置四個正齒輪41，42，43，44，但是，在其他例也可以使正齒輪之數量，設定在6以上或5以下。
又，當依據上述實施例時，雖然磁性檢出部36使用霍爾元件，但是，磁性檢出部36之其他例，也可以使用磁性式編碼器或其他偵知器。
又，當依據上述實施例時，雖然使磁性檢出部36之數量為2個，但是，對應磁性旋轉體35之旋轉位置檢出方法等，也可以使磁性檢出部36之數量為奇數或3個以上。
又，當依據上述實施例時，最好之態樣有僅在輸出盤體62設置小凹部1a，但是，在其他例也可以係分別在兩 盤體61，62設置小凹部1a之態樣，或自兩盤體61，62省略小凹部1a之態樣。
又，當依據上述實施例時，係形成齒部61a，62a在兩盤體61，62之靠近外周，使得過大負載不施加在各凹部1及各凸部2上，但是，在其他例也可以係形成齒部61a，62a在兩盤體61，62之靠近中心，或者，形成齒部61a，62a在自兩盤體61，62中心部綿延到外周。
又，當依據上述實施例時，雖然適用離合器裝置60到電動單元A內的旋轉力傳遞機構，但是，在其他例也可以適用離合器裝置60到上述電動單元A以外之旋轉力傳遞機構。
1‧‧‧凹部
1a‧‧‧小凹部
2‧‧‧凸部
62‧‧‧輸出盤體
62a‧‧‧齒部
b‧‧‧寬度
D1‧‧‧直徑
D3‧‧‧直徑
r‧‧‧半徑

Claims (5)

  1. 一種離合器裝置，包括：輸入盤體，旋轉自如且在軸向上可移動地被輸出軸的外周部支撐；輸出盤體，被上述輸出軸的外周部固定；以及推壓構件，壓抵前述輸入盤體到前述輸出盤體；藉施加到前述輸出軸上之旋轉負載，使前述輸入盤體抵抗前述推壓構件的推壓力，以自前述輸出盤體拉開，其特徵在於：在前述輸入盤體之輸出盤體側之面，與前述輸出盤體之輸入盤體側之面之各表面上，設有對於另一邊之面重疊，同時可往軸向嵌離之齒部，前述齒部係使往徑向連續之凹部與凸部，往圓周方向交互配設，各前述凹部與各前述凸部，係被形成為維持相同高度之情況下，隨著愈往徑向外側，則圓周方向寬度連續性地擴大之曲面狀；其中，形成前述凹部及前述凸部，使得藉旋轉負載而前述輸入盤體的前述凸部與前述輸出盤體的前述凸部壓接之部分的壓力角，係隨著愈往前述兩盤體的徑向外側，則連續性變大；當將前述壓力角當作θ，將前述兩盤體間之靜摩擦係數當作μ時，形成前述凹部及前述凸部，使得即使在盤體徑向之任何位置，皆成立θ≧tan-1μ之關係。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之離合器裝置，其中，前述凹部與前述凸部係被形成為彼此對稱形狀之剖面圓弧狀，其 中，隨著愈往前述兩盤體的徑向外側，則半徑連續性地變大。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之離合器裝置，其中，在前述凹部的底，設置圓周方向寬度比前述凹部還要小之小凹部。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之離合器裝置，其中，當將前述兩盤體的任意半徑r中之前述凸部的節距當作p，將上述半徑r中之前述凸部表面的半徑當作R，將前述凸部的圓周方向寬度當作w，將前述凸部的高度當作h，將各盤體中之前述凸部數量當作n時，設定各部之尺寸，使得p=2πr/n，R=πr/2ncosθ，w=πr/n，及h=R(1-sinθ)=一定之關係成立。
  5. 一種電動單元，使用申請專利範圍第1項~第4項中任一項所述之離合器裝置，於外殼內具備：馬達，於轉子軸的前側設置驅動齒輪；以及被動軸，與前述轉子軸概略平行，其中，在相對於前述前側而言之後側包括被動齒輪；使前述驅動齒輪之旋轉力，藉齒輪機構往前述被動齒輪傳遞，以旋轉前述被動軸，其特徵在於：將前述被動軸當作上述輸出軸使用，在此被動軸設置上述輸出盤體、上述輸入盤體及上述推壓構件，使前述被動齒輪與上述輸入盤體可一體旋轉地連結。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109578550A (zh) * 2018-11-22 2019-04-05 深圳市优必选科技有限公司 一种齿轮组件及舵机
JP2020159478A (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 日本電産株式会社 トルクリミッタ、ギヤードモータ、駆動機構およびロボット
IT201900006296A1 (it) * 2019-04-24 2020-10-24 E Mec S R L Dispositivo limitatore di coppia
US11022188B2 (en) * 2019-05-03 2021-06-01 Minebeamitsumi Technology Center Europe Gmbh Overload clutch
JP7285723B2 (ja) * 2019-07-30 2023-06-02 ニデックプレシジョン株式会社 ギヤ装置およびギヤドモータ
CN112443592A (zh) * 2019-08-28 2021-03-05 力山工业股份有限公司 用于绞盘机的过载保护装置
CN114667402A (zh) * 2019-11-20 2022-06-24 安达满纳米奇精密宝石有限公司 离合器装置以及马达单元
DE102022107915B3 (de) * 2022-04-02 2022-08-25 Wilfried Donner Verbessertes Schalten von Axialkupplungen mit Flachverzahnungen unter Last

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0558959U (ja) * 1992-01-23 1993-08-03 市光工業株式会社 クラッチ機構
JP2004330823A (ja) * 2003-05-01 2004-11-25 Koyo Seiko Co Ltd 電動パワーステアリング装置
WO2008019931A1 (de) * 2006-08-14 2008-02-21 Siemens Vdo Automotive Ag Getriebeeinheit mit überlastschutz sowie stelleinrichtung
CN202997833U (zh) * 2013-01-08 2013-06-12 陈伟泽 马达减速装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US508426A (en) * 1893-11-14 Wire-reel carrier
US954774A (en) * 1909-06-01 1910-04-12 Geiser Mfg Company Driving-clutch.
US1821543A (en) * 1926-10-07 1931-09-01 Deere & Co Clutch mechanism
FR749550A (fr) * 1933-01-25 1933-07-25 Dispositif limiteur d'effort et ses applications notamment aux robinets et appareils similaires
JP2959852B2 (ja) * 1991-02-05 1999-10-06 トキコ株式会社 超音波流量計
JP4598592B2 (ja) * 2004-11-16 2010-12-15 アスモ株式会社 クラッチ装置、モータ装置、及びワイパモータ
CN201557402U (zh) * 2009-05-19 2010-08-25 宁波大叶园林设备有限公司 草坪割草机后驱减速离合器正弦波式离合块
CN203548616U (zh) * 2013-04-12 2014-04-16 黑龙江融拓北方机械制造有限公司 牙嵌式离合器保护装置
CN203926504U (zh) * 2014-06-04 2014-11-05 中国航空动力机械研究所 牙嵌式自控超越离合器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0558959U (ja) * 1992-01-23 1993-08-03 市光工業株式会社 クラッチ機構
JP2004330823A (ja) * 2003-05-01 2004-11-25 Koyo Seiko Co Ltd 電動パワーステアリング装置
WO2008019931A1 (de) * 2006-08-14 2008-02-21 Siemens Vdo Automotive Ag Getriebeeinheit mit überlastschutz sowie stelleinrichtung
CN202997833U (zh) * 2013-01-08 2013-06-12 陈伟泽 马达减速装置

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