特許 6061578 フリクションドライブ装置、およびギヤードモータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6061578

(24)【登録日】2016年12月22日

(45)【発行日】2017年1月18日

(54)【発明の名称】フリクションドライブ装置、およびギヤードモータ

(51)【国際特許分類】

   F16D 7/02 20060101AFI20170106BHJP

   H02K 7/116 20060101ALI20170106BHJP

   H02K 7/10 20060101ALI20170106BHJP

【ＦＩ】

   F16D7/02 A

   H02K7/116

   H02K7/10 C

【請求項の数】11

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-202918(P2012-202918)

(22)【出願日】2012年9月14日

(65)【公開番号】特開2014-58993(P2014-58993A)

(43)【公開日】2014年4月3日

【審査請求日】2015年8月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】日本電産サンキョー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142619

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(74)【代理人】

【識別番号】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(74)【代理人】

【識別番号】100090170

【弁理士】

【氏名又は名称】横沢 志郎

(72)【発明者】

【氏名】五明 正人

(72)【発明者】

【氏名】奥原 健太郎

【審査官】 岡本 健太郎

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６０−１３８３５９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭４９−１００５０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２０１１７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ７／０２

Ｈ０２Ｋ ７／１０

Ｈ０２Ｋ ７／１１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線方向の途中部分で当該軸線方向の一方側に向く支持面が設けられた回転軸と、
前記支持面より前記一方側で前記回転軸に回転可能に嵌められて前記支持面に接する筒状回転部材と、
前記回転軸において前記筒状回転部材より前記一方側に位置する連結軸部に嵌められた環状の板状付勢部材と、
を有し、
前記連結軸部は、外側面が円形の丸棒状であり、
前記板状付勢部材において前記連結軸部が嵌る穴の内周縁は、前記軸線に対して回転対称であり、当該穴の内周縁には、前記連結軸部の外周面からみて径方向外側に向けて凹んだ回り止め用の係合凹部が形成されており、
前記筒状回転部材の前記一方側の面には、前記穴より径方向外側に前記板状付勢部材に接する一方側凸部が形成されており、
前記連結軸部において前記板状付勢部材より前記一方側に位置する丸棒部分の外周面の全周を前記軸線方向の他方側に向けて塑性変形させた変形部分により、前記板状付勢部材の内周部分が前記他方側に押圧されて当該内周部分より径方向外側に位置する部分が前記筒状回転部材の前記一方側凸部に弾性をもって接しているとともに、前記変形部分のうち、前記係合凹部の内側に入り込んだ部分は、前記板状付勢部材の前記回転軸に対する回り止めとして機能していることを特徴とするフリクションドライブ装置。

【請求項2】

前記板状付勢部材の前記穴は、丸穴であって、内周縁に前記係合凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフリクションドライブ装置。

【請求項3】

前記係合凹部は、周方向の複数箇所に等角度間隔に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のフリクションドライブ装置。

【請求項4】

前記係合凹部は、半円形状をもって前記穴の内周縁から径方向外側に凹んでいることを特徴とする請求項２または３に記載のフリクションドライブ装置。

【請求項5】

前記係合凹部は、全体として、前記穴の内周縁の１／３に相当する角度範囲を占めるように複数形成されていることを特徴とする請求項４に記載のフリクションドライブ装置。

【請求項6】

前記係合凹部は、三角形状をもって前記穴の内周縁から径方向外側に凹んでいることを特徴とする請求項２または３に記載のフリクションドライブ装置。

【請求項7】

前記穴および前記係合凹部は、多角形の穴を構成し、
前記多角形の角によって前記係合凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフリクションドライブ装置。

【請求項8】

前記多角形は正多角形であることを特徴とする請求項７に記載のフリクションドライブ装置。

【請求項9】

前記筒状回転部材には、前記他方側に向けて突出して前記支持面に接する他方側凸部が前記回転軸の周りに形成されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載のフリクションドライブ装置。

【請求項10】

前記支持面は、前記回転軸に嵌められた環状部材の前記一方側に向く面からなることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載のフリクションドライブ装置。

【請求項11】

請求項１乃至１０の何れか一項に記載のフリクションドライブ装置、モータ部、および歯車列を備えたギヤードモータであって、
前記回転軸は、前記モータ部のモータ軸、または前記歯車列において前記モータ軸の回転が伝達される歯車と一体に回転する回転軸のうちの何れかであることを特徴とするギヤードモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フリクション機構を備えたフリクションドライブ装置、および当該フリクションドライブ装置を備えたギヤードモータに関するものである。

【背景技術】

【0002】

モータの回転を歯車を介して伝達する際、従動側に過大な負荷が加わると、歯車が損傷する等の問題が発生する。そこで、２つの回転部材の間に摩擦により動力を伝達するフリクション機構を設けておき、過大な負荷が加わった際、２つの回転部材が空回りをする構成が提案されている（特許文献１参照）。

【0003】

例えば、図９（ａ）に示す参考例に係るフリクションドライブ装置１ｘは、軸線方向Ｌの途中部分に止められた環状部材３ｘによって軸線方向Ｌの一方側Ｌ１に向く支持面３１ｘが設けられた回転軸２ｘと、支持面３１ｘより一方側Ｌ１で回転軸２ｘに回転可能に嵌められて支持面３１ｘに接する筒状回転部材４ｘと、回転軸２ｘにおいて筒状回転部材４ｘより一方側Ｌ１に位置する連結軸部２３ｘに嵌められた環状の板状付勢部材５ｘとを備えている。筒状回転部材４ｘにおいて、外周面には歯車４５ｘが形成され、一方側Ｌ１の面には板状付勢部材５ｘに接する一方側凸部４７ｘが形成され、他方側Ｌ２の面には環状部材３ｘに接する他方側凸部４９ｘが形成されている。連結軸部２３ｘの外周面は、周方向の一部に平坦面２３ｙが形成されており、図９（ｃ）、（ｄ）に示すように、連結軸部２３ｘの外周形状、および板状付勢部材５ｘにおいて連結軸部２３ｘが嵌る穴５０ｘはいずれもＤ字形状を有している。このため、板状付勢部材５ｘは、回転軸２ｘに対して回り止めされており、回転軸２ｘと一体に回転する。また、板状付勢部材５ｘを回転軸２ｘに対して固定するには、図９（ｂ）に示すように、回転軸２ｘに環状部材３ｘ、筒状回転部材４ｘおよび板状付勢部材５ｘを嵌めた後、プレスによる加締めを行って、連結軸部２３ｘにおいて板状付勢部材５ｘより一方側Ｌ１に位置する部分を他方側Ｌ２に向けて塑性変形させる。その結果、図９（ａ）に示すように、板状付勢部材５ｘは、連結軸部２３ｘの変形部分２３ｚにより内周部分が他方側Ｌ２に押圧される結果、径方向外側に位置する部分が筒状回転部材４ｘの一方側凸部４７ｘに弾性をもって接することになる。従って、回転軸２ｘが回転した際、かかる回転は、板状付勢部材５ｘと筒状回転部材４ｘとの間の摩擦力、および環状部材３ｘと筒状回転部材４ｘとの間の摩擦力によって、筒状回転部材４ｘに伝達されるので、筒状回転部材４ｘが回転する。これに対して、筒状回転部材４ｘの側に過大な負荷が加わった際には、板状付勢部材５ｘと筒状回転部材４ｘとの間、および環状部材３ｘと筒状回転部材４ｘとの間に空回りが発生するので、動力の伝達が遮断される。このため、筒状回転部材４ｘの側に過大な負荷が加わったときでも、歯車の損傷を防止することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９−１０７６５８号公報の図８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、連結軸部２３ｘの外周形状、および板状付勢部材５ｘの穴５０ｘをＤ字形状として、連結軸部２３ｘにおいて板状付勢部材５ｘより一方側Ｌ１に位置する部分をプレスして塑性変形させる加締めでは、フリクショントルクのばらつきが大きいといった問題点、異音が発生しやすいといった問題点、歯車が損傷しやすいといった問題点がある。本願発明者による上記の問題点の検討の結果、連結軸部２３ｘでは、平坦面２３ｙが形成されている側にプレスの力が加わらないため、回転軸２ｘが、平坦面２３ｙが形成されている側とは反対側に曲がってしまい、回転軸２ｘや筒状回転部材４ｘにブレや摺動圧のばらつきが発生してしまうという新たな知見を得た。また、かかるブレは、異音の発生や歯車の損傷の原因となるので、好ましくないことが判明した。なお、図９に示す構成は、本発明に対する参考例であり、従来例ではない。

【0006】

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、回転軸の連結軸部に嵌めた板状付勢部材を、連結軸部を塑性変形させることにより固定した場合でも、回転軸に曲がりが発生しにくいフリクションドライブ装置、および当該フリクションドライブ装置を備えたギヤードモータを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明に係るフリクションドライブ装置は、軸線方向の途中部分で当該軸線方向の一方側に向く支持面が設けられた回転軸と、前記支持面より前記一方側で前記回転軸に回転可能に嵌められて前記支持面に接する筒状回転部材と、前記回転軸において前記筒状回転部材より前記一方側に位置する連結軸部に嵌められた環状の板状付勢部材と、を有し、前記連結軸部は、外側面が円形の丸棒状であり、前記板状付勢部材において前記連結軸部が嵌る穴の内周縁は、前記軸線に対して回転対称であり、当該穴の内周縁には、前記連結軸部の外周面からみて径方向外側に向けて凹んだ回り止め用の係合凹部が形成されており、前記筒状回転部材の前記一方側の面には、前記穴より径方向外側に前記板状付勢部材に接する一方側凸部が形成されており、前記連結軸部において前記板状付勢部材より前記一方側に位置する丸棒部分の外周面の全周を前記軸線方向の他方側に向けて塑性変形させた変形部分により、前記板状付勢部材の内周部分が前記他方側に押圧されて当該内周部分より径方向外側に位置する部分が前記筒状回転部材の前記一方側凸部に弾性をもって接しているとともに、前記変形部分のうち、前記係合凹部の内側に入り込んだ部分は、前記板状付勢部材の前記回転軸に対する回り止めとして機能していることを特徴とする。

【0008】

本発明では、回転軸および筒状回転部材のうちの一方（駆動側部材）が回転した際、かかる回転は、板状付勢部材と筒状回転部材との間の摩擦力、および支持面と筒状回転部材との間の摩擦力によって、他方（従動側部材）に伝達されるので、他方が回転する。これに対して、従動側部材の側に過大な負荷が加わった際には、板状付勢部材と筒状回転部材との間、および支持面と筒状回転部材との間に空回りが発生するので、動力の伝達が遮断される。このため、従動側部材の側に過大な負荷が加わったときでも、駆動側部材や駆動側部材より駆動側に設けられた歯車等の損傷を防止することができる。また、板状付勢部材は、連結軸部において板状付勢部材より一方側に位置する部分の全周を他方側に向けて塑性変形させた変形部分により内周部分が他方側に押圧され、その結果、径方向外側に位置する部分が筒状回転部材に弾性をもって接している。かかる構造を実現するにあたって、連結軸部は、外側面が軸線に対して回転対称であるため、塑性変形させる際の力が周方向で偏って印加されることを防止することができる。従って、塑性変形させる際の力によって回転軸に曲がることを防止することができるので、回転軸や筒状回転部材にブレが発生しにくい。また、板状付勢部材において連結軸部が嵌る穴の内周縁は、回り止め用の係合部が形成されているが、穴の内周縁は軸線に回転対称の形状を有している。このため、連結軸部の塑性変形による変形部分によって板状付勢部材の内周縁を押圧した際、周方向で均等な力が確実に加わるので、板状付勢部材が傾きにくい。また、筒状回転部材の一方側の面には、穴より径方向外側に板状付勢部材に接する一方側凸部が形成されているため、筒状回転部材と板状付勢部材との接触面積や接触状態を安定した状態に設定することができる。従って、板状付勢部材と筒状回転部材との間の摩擦力を適正なレベルに安定させることができる。

【0010】

この場合、前記板状付勢部材の前記穴は、丸穴であって、内周縁に前記係合凹部が形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、連結軸部の塑性変形による変形部分によって板状付勢部材の内周縁を押圧した際、周方向で均等な力が加わるので、板状付勢部材が傾きにくい。それ故、板状付勢部材と筒状回転部材との間の摩擦力を適正なレベルに安定させることができる。この場合、前記係合凹部は、周方向の複数個所に等角度間隔に形成されている構成を採用することができる。

【0011】

本発明において、前記係合凹部は、半円形状をもって前記穴の内周縁から径方向外側に凹んでいる態様を採用することができる。
この場合、前記係合凹部は、全体として、前記穴の内周縁の１／３に相当する角度範囲を占めるように複数形成されている態様を採用してもよい。
本発明において、前記係合凹部は、三角形状をもって前記穴の内周縁から径方向外側に凹んでいる態様を採用してもよい。
本発明において、前記穴および前記係合凹部は、多角形の穴を構成し、前記多角形の角によって前記係合凹部が形成されている態様を採用してもよい。この場合、前記多角形は正多角形であることが好ましい。

【0013】

本発明において、前記筒状回転部材には、前記他方側に向けて突出して前記支持面に接する他方側凸部が前記回転軸の周りに形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、筒状回転部材と環状部材との接触面積や接触状態を安定した状態に設定することができるので、筒状回転部材と環状部材との間の摩擦力を適正なレベルに安定させることができる。

【0014】

本発明において、前記支持面は、前記回転軸に嵌められた環状部材の前記一方側に向く面からなることが好ましい。かかる構成によれば、環状部材の表面を適正な状態にすれば、回転軸の表面粗さ等にかかわらず、筒状回転部材と環状部材との間の摩擦力を適正なレベルに安定させることができる。

【0015】

本発明に係るフリクションドライブ装置は、モータ部、および歯車列を備えたギヤードモータに用いられ、この場合、前記回転軸は、前記モータ部のモータ軸、または前記歯車列において前記モータ軸の回転が伝達される歯車と一体に回転する回転軸のうちの何れかである。

【発明の効果】

【0016】

本発明では、回転軸および筒状回転部材のうちの一方（駆動側部材）が回転した際、かかる回転は、板状付勢部材と筒状回転部材との間の摩擦力、および支持面と筒状回転部材との間の摩擦力によって、他方（従動側部材）に伝達されるので、他方が回転する。これに対して、従動側部材の側に過大な負荷が加わった際には、板状付勢部材と筒状回転部材との間、および支持面と筒状回転部材との間に空回りが発生するので、動力の伝達が遮断される。このため、従動側部材の側に過大な負荷が加わったときでも、駆動側部材や駆動側部材より駆動側に設けられた歯車等の損傷を防止することができる。また、板状付勢部材は、連結軸部において板状付勢部材より一方側に位置する部分の全周を他方側に向けて塑性変形させた変形部分により内周部分が他方側に押圧され、その結果、径方向外側に位置する部分が筒状回転部材に弾性をもって接している。かかる構造を実現するにあたって、連結軸部は、外側面が軸線に対して回転対称であるため、塑性変形させる際の力が周方向で偏って印加されることを防止することができる。従って、塑性変形させる際の力によって回転軸に曲がることを防止することができるので、回転軸や筒状回転部材にブレが発生しにくい。また、板状付勢部材において連結軸部が嵌る穴の内周縁は、回り止め用の係合部が形成されているが、穴の内周縁は軸線に回転対称の形状を有している。このため、連結軸部の塑性変形による変形部分によって板状付勢部材の内周縁を押圧した際、周方向で均等な力が確実に加わるので、板状付勢部材が傾きにくい。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明を適用したフリクションドライブ装置の説明図である。

【図2】本発明を適用したフリクションドライブ装置に用いた各部材の説明図である。

【図3】本発明を適用したフリクションドライブ装置に用いられる各種板状付勢部材の平面図である。

【図4】本発明を適用したフリクションドライブ装置における板状付勢部材の反り量と回転軸の先端の振れ量との関係を評価した結果のグラフである。

【図5】本発明を適用したフリクションドライブ装置における板状付勢部材の反り量と静フリクショントルクとを評価した結果のグラフである。

【図6】本発明を適用したフリクションドライブ装置における板状付勢部材の反り量と動フリクショントルクとを評価した結果のグラフである。

【図7】本発明を適用したフリクションドライブ装置の信頼性を評価した結果のグラフである。

【図8】本発明を適用したフリクションドライブ装置が搭載されるギヤードモータの説明図である。

【図9】本発明の参考例に係るフリクションドライブ装置の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図面を参照して、本発明を適用したフリクションドライブ装置を説明する。本発明を適用したフリクションドライブ装置では、回転軸と筒状回転部材との間で動力の伝達を行なう際、回転軸および筒状回転部材のうちの一方が駆動側部材とされ、他方が従動側部材となる。従って、以下の説明では、回転軸が駆動側部材とされ、筒状回転部材が従動側部材として構成されている例を説明するが、回転軸が従動側部材とされ、筒状回転部材が駆動側部材として構成されている場合に本発明を適用してもよい。

【0019】

（フリクションドライブ装置の構成）
図１は、本発明を適用したフリクションドライブ装置の説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）は各々、フリクションドライブ装置の部分断面図、および回転軸に板状付勢部材を固定する様子を示す説明図である。なお、図１では、フリクションドライブ装置のうち、環状部材、筒状回転部材および板状付勢部材については断面で表してある。図２は、本発明を適用したフリクションドライブ装置に用いた各部材の説明図であり、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は各々、回転軸の側面図、回転軸を軸線方向の一方側（先端側）からみた平面図、環状部材の平面図、筒状回転部材の断面図、および板状付勢部材の平面図である。図３は、本発明を適用したフリクションドライブ装置に用いられる各種板状付勢部材の平面図であり、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、第１例に係る板状付勢部材の平面図、第２例に係る板状付勢部材の平面図、第３例に係る板状付勢部材の平面図、および第４例に係る板状付勢部材の平面図である。

【0020】

図１（ａ）に示すフリクションドライブ装置１は、概ね、回転軸２、環状部材３、筒状回転部材４および板状付勢部材５により構成されている。図１（ａ）、（ｂ）および図２（ａ）、（ｂ）に示すように、回転軸２では、軸線方向Ｌに沿って大径部２１と、大径部２１に対して軸線方向Ｌの一方側Ｌ１で大径部２１より小さな径を有する中径部２２と、中径部２２に対して軸線方向Ｌの一方側Ｌ１で中径部２２より小さな径を有する連結軸部２３と、連結軸部２３に対して軸線方向Ｌの一方側Ｌ１で連結軸部２３より小さな径を有する小径部２４と、小径部２４に対して軸線方向Ｌの一方側Ｌ１で小径部２４より小さな径を有する軸端部２５とがこの順に設けられた構造を有している。大径部２１において、他方側Ｌ２の端部では周方向の一部が平坦面２１１になっており、かかる端部を利用して駆動源側（動力伝達経路の上流側）に連結される。また、中径部２２の外周面は、周方向の一部が平坦面２２１になっている。これに対して、連結軸部２３、小径部２４、および軸端部２５は丸棒状になっており、外周面は軸線を中心に回転対称になっている。

【0021】

本形態では、中径部２２に環状部材３が嵌められており、かかる環状部材３の一方側Ｌ１の面によって支持面３１が形成されている。本形態において、環状部材３の軸線方向Ｌの他方側Ｌ２への移動は、中径部２２と大径部２１との間に位置する段面に環状部材３の他方側Ｌ２の面３２が当接することによって規制されている。本形態において、中径部２２の外周面は、周方向の一部が平坦面になっており、環状部材３において中径部２２が嵌る穴３０は、中径部２２の断面形状と同一の形状を有している。より具体的には、中径部２２は、丸棒部分の外周面のうち、互いに反対側に位置する２個所に平坦面２２１が形成され、その他の部分は円弧状になっている。このため、環状部材３は、外周形状は円形であるが、穴３０の内縁は、互いに平行に延在する２つの直線部分３０ａの両端が円弧部分３０ｂの端部に繋がった形状になっている。このため、環状部材３は、中径部２２に嵌めるだけで空回りしないようになっている。

【0022】

筒状回転部材４は、中径部２２のうち、環状部材３から軸線方向Ｌの一方側Ｌ１に突き出た部分が嵌る穴４０が中央に形成された円盤部４１と、円盤部４１の外周縁から軸線方向Ｌの両側に突き出た円筒部４２とを有しており、円筒部４２の外周面には、外歯４５が形成されている。円盤部４１の両面のうち、軸線方向Ｌの一方側Ｌ１に向く一方面４６には、穴の周りで一方側Ｌ１に断面半円形状に突出した一方側凸部４７が形成されている。本形態において、一方側凸部４７は、円筒部４２と同心状に環状に形成されている。また、円盤部４１において、軸線方向Ｌの他方側に向く他方面４８には、穴４０の周りで他方側Ｌ２に断面半円形状に突出した他方側凸部４９が形成されている。本形態において、他方側凸部４９は、一方側凸部４７と同様、円筒部４２と同心状に環状に形成されており、他方側凸部４９と一方側凸部４７とは、円盤部４１の両面で互いに重なるように形成されている。本形態では、筒状回転部材４の穴４０は、環状部材３の穴３０と違って、軸線方向Ｌからみたとき、円形である。このため、筒状回転部材４は、中径部２２に嵌めた状態で周方向に回転可能である。円盤部４１は、一方側凸部４７および他方側凸部４９より内側に位置する部分は、外側に位置する部分よりわずかに薄くなっている。すなわち、円盤部４１において、一方側凸部４７および他方側凸部４９の内側は、以下に説明する板状付勢部材５が押し込まれてくるため、その分の余裕を取る目的で薄くしてあるのに対して、一方側凸部４７および他方側凸部４９より外側は、強度確保のため厚くしてある。

【0023】

本形態では、連結軸部２３に、ワッシャ状の板状付勢部材５が嵌められており、かかる板状付勢部材５の他方側Ｌ２の面によって摺動面５２が形成されている。また、板状付勢部材５において連結軸部２３が嵌る穴５０の内周縁には、回り止め用の係合部として、連結軸部２３の外周面からみて径方向外側に向けて凹んだ係合凹部５０ａが形成されている。より具体的には、板状付勢部材５は、外周形状は円形であるが、穴５０の内縁は、連結軸部２３の外周形状に対応する円形になっているとともに、周方向の一部に径方向外側に凹む係合凹部５０ａが形成されている。本形態において、穴５０は、周方向に複数個所に係合凹部５０ａが等角度間隔に形成された形状になっており、穴５０は軸線を中心に回転対称の形状を有している。より具体的には、穴５０は、周方向に３個所に係合凹部５０ａが等角度間隔に形成された形状になっている。ここで、板状付勢部材５は、連結軸部２３に嵌めるだけでは、空回りする状態にある。また、板状付勢部材５は、連結軸部２３に嵌めるだけでは、軸線方向Ｌの一方側Ｌ１に移動可能であり、摺動面５２と筒状回転部材４の一方側凸部４７との間には十分な摩擦力が発生しない。また、板状付勢部材５を連結軸部２３に嵌めるだけでは、筒状回転部材４の他方側凸部４９と環状部材３の支持面３１との間に十分な摩擦力が発生しない。

【0024】

そこで、本形態では、連結軸部２３において板状付勢部材５より一方側Ｌ１に位置する部分の全周をプレス加工により他方側Ｌ２に向けて塑性変形させ、かかる塑性変形によって生じた変形部分２３ａによって、板状付勢部材５の内周部分５６を他方側Ｌ２に押圧した状態にしてある。このため、板状付勢部材５では、内周部分５６が外周側に位置する部分より軸線方向Ｌの他方側Ｌ２に変位している。従って、板状付勢部材５は、内周部分５６より径方向外側に位置する部分５７が筒状回転部材４の一方側凸部４７に弾性をもって接するように変形している。また、筒状回転部材４は、軸線方向Ｌの他方側Ｌ２に押圧されるので、筒状回転部材４の他方側凸部４９は、弾性をもって環状部材３の支持面３１に接している状態となる。従って、摺動面５２と筒状回転部材４の一方側凸部４７との間には十分な摩擦力が発生し、筒状回転部材４の他方側凸部４９と環状部材３の支持面３１との間に十分な摩擦力が発生する。

【0025】

また、本形態では、板状付勢部材５の穴５０の内周縁には、径方向外側に凹む係合凹部５０ａが形成されており、連結軸部２３において塑性変形によって生じた変形部分２３ａは、係合凹部５０ａの内側に入り込んで板状付勢部材５の回り止め機能を発揮している。

【0026】

本形態では、図２（ｅ）および図３（ｂ）に示すように、係合凹部５０ａが略半円形状をもって径方向外側に凹んでいるが、図３（ａ）に示すように、図３（ｂ）に示す係合凹部５０ａより大の曲率半径をもつ円の約１／３に相当する円弧を有するように径方向外側に凹んだ係合凹部５０ａを採用してもよい。すなわち、径方向外側に凹んだ複数の係合凹部５０ａが全体として、丸穴からなる穴５０の内周縁の１／３に相当する角度範囲を占めるように形成してもよい。また、図３（ｃ）に示すように、略三角形をもって径方向外側に凹んだ係合凹部５０ａを採用してもよい。

【0027】

また、板状付勢部材５において連結軸部２３が嵌る穴５０の内周縁に、連結軸部２３の外周面からみて径方向外側に向けて凹んだ係合凹部５０ａを形成するという観点からすれば、図３（ｄ）に示すように、穴５０を多角形としてもよい。かかる形状の穴５０によれば、角５０ｃを、連結軸部２３の外周面からみて径方向外側に向けて凹んだ係合凹部５０ａとして機能させることができる。また、穴５０が正多角形であれば、複数の係合凹部５０ａを等角度間隔に設けることもできる。

【0028】

（作用および本形態の主な効果）
このように構成したフリクションドライブ装置１において、回転軸２が軸線周りに回転した際、かかる回転は、板状付勢部材５と筒状回転部材４の一方側凸部４７との間の摩擦力、および筒状回転部材４の他方側凸部４９と環状部材３の支持面３１との間の摩擦力によって、筒状回転部材４に伝達されるので、筒状回転部材４が軸線周りに回転する。これに対して、筒状回転部材４の側に過大な負荷が加わった際には、板状付勢部材５と筒状回転部材４との間、および環状部材３と筒状回転部材４との間に空回りが発生するので、動力の伝達が遮断される。このため、筒状回転部材４の側に過大な負荷が加わったときでも、回転軸２や回転軸２より駆動側に設けられた歯車等の損傷を防止することができる。

【0029】

ここで、板状付勢部材５は、連結軸部２３において板状付勢部材５より一方側Ｌ１に位置する部分の全周を他方側Ｌ２に向けて塑性変形させた変形部分２３ａにより内周部分５６が他方側Ｌ２に押圧されている。ここで、連結軸部２３は、外周面が円形の丸棒状であるため、軸線を中心とする回転対称になっている。このため、塑性変形させる際の力が周方向で偏って印加されることを防止することができる。従って、塑性変形させる際の力によって回転軸２に曲がることを防止することができるので、評価結果を後述するように、回転軸２や筒状回転部材４にブレが発生しにくい。また、板状付勢部材５において連結軸部２３が嵌る穴５０の内周縁には、連結軸部２３の外周面からみて径方向外側に向けて凹んだ係合凹部５０ａが形成されており、塑性変形による変形部分２３ａは、係合凹部５０ａの内側に入り込んでいる。このため、連結軸部２３が丸棒状であっても、回転軸２に対する板状付勢部材５の空回りを防止することができる。

【0030】

また、板状付勢部材５の穴５０は、丸穴の内周縁に係合凹部５０ａが形成された形状になっているが、穴５０は軸線を中心とする回転対称の形状を有している。このため、連結軸部２３の塑性変形による変形部分２３ａによって板状付勢部材５の内周縁を押圧した際、周方向で均等な力が加わるので、板状付勢部材５が傾きにくい。それ故、板状付勢部材５と筒状回転部材４との間の摩擦力を適正なレベルに安定させることができる。また、係合凹部５０ａは、周方向の複数箇所に等角度間隔に形成されているため、回転軸２に対する板状付勢部材５の空回りを確実に防止することができるとともに、連結軸部２３の塑性変形による変形部分２３ａによって板状付勢部材５の内周縁を押圧した際、周方向で均等な力が確実に加わるので、板状付勢部材５が傾きにくい。また、筒状回転部材４は、一方側凸部４７および他方側凸部４９を介して板状付勢部材５の摺動面５２および環状部材３の支持面３１に接している。このため、筒状回転部材４と板状付勢部材５との接触面積や接触状態を安定した状態に設定することができるので、板状付勢部材５と筒状回転部材４との間の摩擦力を適正なレベルに安定させることができる。さらに、支持面３１は、回転軸２に嵌められた環状部材３の一方側Ｌ１に向く面からなる。このため、環状部材３の表面を適正な状態にすれば、回転軸２の表面粗さ等にかかわらず、筒状回転部材４と環状部材３との間の摩擦力を適正なレベルに安定させることができる。

【0031】

（評価結果１）
図４は、本発明を適用したフリクションドライブ装置１における板状付勢部材５の反り量Ｐ（バネ反り量）と回転軸２の先端の振れ量との関係を評価した結果のグラフであり、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、図９に示す参考例のフリクションドライブ装置１の評価結果を示すグラフ、本発明を適用したフリクションドライブ装置１において図３（ａ）に示す板状付勢部材５を用いた場合の評価結果を示すグラフ、本発明を適用したフリクションドライブ装置１において図３（ｂ）に示す板状付勢部材５を用いた場合の評価結果を示すグラフ、および本発明を適用したフリクションドライブ装置１において図３（ｃ）に示す板状付勢部材５を用いた場合の評価結果を示すグラフである。図５は、本発明を適用したフリクションドライブ装置１における板状付勢部材５の反り量と静フリクショントルクとを評価した結果のグラフであり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、図９に示す参考例のフリクションドライブ装置１の評価結果を示すグラフ、本発明を適用したフリクションドライブ装置１において図３（ａ）に示す板状付勢部材５を用いた場合の評価結果を示すグラフ、本発明を適用したフリクションドライブ装置１において図３（ｂ）に示す板状付勢部材５を用いた場合の評価結果を示すグラフ、および本発明を適用したフリクションドライブ装置１において図３（ｃ）に示す板状付勢部材５を用いた場合の評価結果を示すグラフである。図６は、本発明を適用したフリクションドライブ装置１における板状付勢部材５の反り量と動フリクショントルクとを評価した結果のグラフであり、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、図９に示す参考例のフリクションドライブ装置１の評価結果を示すグラフ、本発明を適用したフリクションドライブ装置１において図３（ａ）に示す板状付勢部材５を用いた場合の評価結果を示すグラフ、本発明を適用したフリクションドライブ装置１において図３（ｂ）に示す板状付勢部材５を用いた場合の評価結果を示すグラフ、および本発明を適用したフリクションドライブ装置１において図３（ｃ）に示す板状付勢部材５を用いた場合の評価結果を示すグラフである。なお、図４、図５、および図６に示す評価結果において、板状付勢部材５の反り量は、図１（ａ）に示すように、板状付勢部材５の内周側と外周側とにおける軸線方向Ｌのずれ量である。

【0032】

図７は、本発明を適用したフリクションドライブ装置１の信頼性を評価した結果のグラフであり、図７（ａ）、（ｂ）は各々、回転軸２を時計周りの回転、停止、反時計周りの回転、および停止を１サイクルとし、かかるサイクル数と静フリクショントルクとの関係を示すグラフ、および上記のサイクル数と動フリクショントルクとの関係を示すグラフである。なお、図７において、長い破線Ｌ１０で示すデータは、本発明を適用したフリクションドライブ装置１において図３（ａ）に示す板状付勢部材５を用いた場合の評価結果であり、実線Ｌ２０で示すデータは、本発明を適用したフリクションドライブ装置１において図３（ｂ）に示す板状付勢部材５を用いた場合の評価結果であり、短い破線Ｌ３０で示すデータは、本発明を適用したフリクションドライブ装置１において図３（ｃ）に示す板状付勢部材５を用いた場合の評価結果であり、一点鎖線Ｌ４０で示すデータは、図９に示す参考例のフリクションドライブ装置１ｘの評価結果である。

【0033】

図４（ｂ）〜（ｄ）から分かるように、本発明を適用したフリクションドライブ装置１では、板状付勢部材５の構成を図３（ａ）〜（ｃ）に示す構造に変更した場合、図９および図１０を参照して説明した参考例のフリクションドライブ装置１ｘに比して、回転軸２の先端の振れ量が小さいとともに、板状付勢部材５の反り量が変化しても、回転軸２の先端の振れ量が大きく変化せず、安定している。

【0034】

図５（ｂ）〜（ｄ）から分かるように、板状付勢部材５の構成を図３（ａ）〜（ｃ）に示す構造に変更しても、静フリクショントルクの上限値（例えば、２５００ｇｆ−ｃｍ）を超えないことが確認できた。また、本発明を適用したフリクションドライブ装置１のうち、図３（ａ）に示す板状付勢部材５を用いた場合には、図３（ｂ）、（ｃ）に示す構成例に比して、板状付勢部材５の反り量が変化したときの静フリクショントルクの変化が小さく、安定していることが確認できた。また、図３（ａ）〜（ｃ）に示す板状付勢部材５を用いた場合には、板状付勢部材５の反り量が小さい場合でも、１６００ｇｆ−ｃｍ以上の静フリクショントルクを得ることができた。さらに、図３（ｂ）、（ｃ）に示す板状付勢部材５を用いた場合、図３（ａ）に示す板状付勢部材５に比して、板状付勢部材５の反り量が大きくなるにつれて静フリクショントルクが大きくなることが確認できた。

【0035】

図６（ｂ）〜（ｄ）から分かるように、板状付勢部材５の構成を図３（ａ）〜（ｃ）に示す構造に変更すれば、動フリクショントルクが下限値（例えば、１３００ｇｆ−ｃｍ）を下回らないことが確認できた。また、本発明を適用したフリクションドライブ装置１のうち、図３（ａ）に示す板状付勢部材５を用いた場合には、図３（ｂ）、（ｃ）に示す構成例に比して、板状付勢部材５の反り量が変化したときの動フリクショントルクの変化が小さく、安定していることが確認できた。また、図３（ａ）〜（ｃ）に示す板状付勢部材５を用いた場合、板状付勢部材５の反り量が小さい場合でも、１６００ｇｆ−ｃｍ以上の動フリクショントルクを確保することができた。特に、図３（ｂ）、（ｃ）に示す板状付勢部材５を用いた場合には、図３（ａ）に示す板状付勢部材５に比して、板状付勢部材５の反り量が大きくなるにつれて動フリクショントルクが大きくなることが確認できた。

【0036】

図７（ａ）、（ｂ）から分かるように、板状付勢部材５の構成を図３（ａ）〜（ｃ）に示す構造に変更しても、静フリクショントルクおよび動フリクショントルクの安定性（耐久性能）は、図９に示す参考例のフリクションドライブ装置１ｘと同等以上であることが確認できた。また、図３（ａ）〜（ｃ）に示す構造を比較すると、係合凹部５０ａが小さい程、静フリクショントルクおよび動フリクショントルクの安定性（耐久性能）に優れている傾向にある。すなわち、図３（ｂ）に示す係合凹部５０ａは、図３（ａ）に示す係合凹部５０ａより小さく、図３（ｂ）に示す板状付勢部材５を用いた場合（実線Ｌ２０で示す特性）は、図３（ａ）に示す板状付勢部材５を用いた場合（長い破線Ｌ１０で示す特性）より、静フリクショントルクおよび動フリクショントルクの変化が小さく、静フリクショントルクおよび動フリクショントルクの安定性（耐久性能）に優れている傾向にある。また、図３（ｃ）に示す係合凹部５０ａは、図３（ａ）、（ｂ）に示す係合凹部５０ａより小さく、図３（ｃ）に示す板状付勢部材５を用いた場合（長い短い破線Ｌ３０で示す特性）は、図３（ａ）、（ｂ）に示す板状付勢部材５を用いた場合（長い破線Ｌ１０で示す特性および実線２０で示す特性）より、静フリクショントルクおよび動フリクショントルクの変化が小さく、静フリクショントルクおよび動フリクショントルクの安定性（耐久性能）に優れている傾向にある。

【0037】

（他の実施の形態）
連結軸部２３の外周面および板状付勢部材５の穴５０を回転対称の形状とし、かつ、板状付勢部材５に回り止め用の係合部を形成した構造としては、図３に示す構成の他、連結軸部２３の外周面に凸部を等角度間隔に形成する一方、板状付勢部材５の穴５０に凸部が嵌る凹部（回り止め用の係合部）を等角度間隔に形成した構造や、連結軸部２３の外周面に凹部を等角度間隔に形成する一方、板状付勢部材５の穴５０に凹部に嵌る凸部（回り止め用の係合部）を等角度間隔に形成した構造を採用してもよい。また、連結軸部２３の外周面、および板状付勢部材５の穴５０を正六角形や正八角形とした構造を採用してもよい。その際、板状付勢部材５の穴５０において、複数の辺を１つ置きに径方向外側に凹ませて隙間を形成した構造を採用してもよい。

【0038】

（ギヤードモータへの搭載例）
図８は、本発明を適用したフリクションドライブ装置１が搭載されるギヤードモータの説明図である。

【0039】

図８に示すギヤードモータ１００は、ステータ部１０２、ロータ部１０３、減速輪列となる歯車伝達機構１０４、出力軸１０５、および端子部１０６を備えたステッピングモータであり、ステータ部１０２と歯車伝達機構１０４とは隣接して配置されている。ステータ部１０２は、２つのステータの先端部が交互に入り組むことによって円形状に配置される極歯１０７と、これらの極歯１０７と並んで配置される極歯１０８と、極歯１０７の外周に巻回されるコイル１０９と、極歯１０８の外周に巻回されるコイル１１０と、ステータを兼ねる円筒状ケース１１１と、ステータを兼ねる上ケース１１２とから構成されている。なお、コイル１０９は、コイルボビン１０９ａを介して、極歯１０７に巻回され、コイル１１０は、コイルボビン１１０ａを介して極歯１０８に巻回されている。ロータ部１０３は、ロータ軸１１３と、このロータ軸１１３に回転可能に支持されマグネット１１４ａを有するロータ１１４とから構成される。

【0040】

歯車伝達機構１０４は、ロータ軸１１３に形成されるピニオン１１４ｂと、このピニオン１１４ｂに噛み合う１番車１１５と、この１番車１１５と噛み合う２番車１１６と、この２番車１１６と噛み合う３番車１１７と、この３番車１１７と噛み合う４番車１１８と、この４番車１１８と噛み合うように出力軸１０５に設けられた歯車１０５ａとからなる。出力軸１０５は、ＳＵＳ等の金属より軽いＰＯＭ等の樹脂製で、歯車１０５ａが一体成型で形成されており、出力軸１０５の一端１０５ｂは、上ケース１１２に隣接して配設される中地板１１９のしぼり加工による円筒部１１９ａに回転可能に支持されている。また、出力軸１０５の中央は、平板状ケース１２０のしぼり加工により形成された支持円筒部１２０ａに回転可能に支持されている。出力軸１０５の他端１０５ｃは、エアコンのルーバー駆動機構等に係合している。

【0041】

ここで、外部から出力軸１０５に強い力が加わった場合、例えばエアコンのルーバーを人が強い力で動作させるような場合、出力軸１０５の回転は、ロータ１１４側へ伝えられていく。しかし、ステータ部１０２とマグネット１１４ａとの間のリラクタンストルクによりロータ１１４には、その位置を保持しようとする力が働き、ロータ１１４は余程大きな力でないと回転を開始しない。このため、歯車伝達機構１０４は、そのいずれかの歯車部分で、歯の折れ等が生じ動作不良となってしまう。

【0042】

そこで、本形態では、例えば、歯車伝達機構１０４の回転軸と筒状回転部材との間に、本発明を適用したフリクションドライブ装置１を設けてある。例えば、ロータ軸１１３とピニオン１１４ｂとの間、１番車１１５の回転軸と歯部との間、２番車１１６の回転軸と歯部との間、３番車１１７の回転軸と歯部との間、噛み合う４番車１１８の回転軸と歯部との間、あるいは出力軸１０５と歯車１０５ａとの間に本発明を適用したフリクションドライブ装置１を設けてある。

【0043】

かかる構成によれば、外部から出力軸１０５に強い力が加わった場合でも、歯車伝達機構１０４の歯車部分が損傷する等の不具合を防止することができる。また、出力軸１０５とエアコンのルーバー駆動機構側の歯車等の筒状回転部材との間に本発明を適用したフリクションドライブ装置１を設けてもよい。

【符号の説明】

【0044】

１ フリクションドライブ装置
２ 回転軸
３ 環状部材
４ 筒状回転部材
５ 板状付勢部材
２３ 連結軸部
２３ａ 塑性変形による変形部分
３１ 支持面
４７ 一方側凸部
４９ 他方側凸部
５０ 穴
５０ａ 係合凹部（係合部）
５６ 内周部分
Ｌ 軸線方向
Ｌ１ 一方側
Ｌ２ 他方側

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】