(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】
(24)【登録日】2023-01-18
(45)【発行日】2023-01-26
(54)【発明の名称】クラッチ機構及びモータ装置
(51)【国際特許分類】
F16D 43/02 20060101AFI20230119BHJP
H02K 7/116 20060101ALI20230119BHJP
F16H 1/16 20060101ALI20230119BHJP
F16D 63/00 20060101ALI20230119BHJP
【FI】
F16D43/02
H02K7/116
F16H1/16 Z
F16D63/00 R
(21)【出願番号】P 2019104294
(22)【出願日】2019-06-04
【審査請求日】2022-03-29
(73)【特許権者】
【識別番号】000144027
【氏名又は名称】株式会社ミツバ
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100126664
【氏名又は名称】鈴木 慎吾
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】早田 聖基
(72)【発明者】
【氏名】杉山 友康
【審査官】糟谷 瑛
(56)【参考文献】
【文献】特開2010-48353(JP,A)
【文献】特開2009-270702(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16D 11/00-23/14
F16D 41/00-47/06
F16D 49/00-71/04
F16H 1/16
F16H 35/00
H02K 7/102
H02K 7/108
H02K 7/116
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動源に接続される入力部材と、
前記入力部材に接して前記入力部材から駆動力が伝達されるとともに、出力部に接続されるドライブ部材と、
前記入力部材に接して前記入力部材から前記駆動力が伝達されるとともに、前記ドライブ部材に接して前記ドライブ部材から軸方向に押す力が伝達されるロック部材と、
前記ロック部材に前記軸方向で接するフレーム部材と、
前記入力部材から前記ロック部材に前記フレーム部材から離れる向きの力を伝達する伝達部と、
を備える
ことを特徴とするクラッチ機構。
【請求項2】
請求項1に記載のクラッチ機構において、
前記入力部材は、前記ロック部材に向かって突出する凸部を備え、
前記ロック部材は、前記凸部が配置される孔部を備え、
前記伝達部は、前記凸部及び前記孔部によって形成されており、
前記凸部は、前記入力部材の前記軸方向の基端から先端に向かって先太りの形状であり、
前記孔部は、前記入力部材とは前記軸方向において反対側に向かって拡大傾向に形成されている
ことを特徴とするクラッチ機構。
【請求項3】
請求項1に記載のクラッチ機構において、
前記ロック部材は、前記入力部材に向かって突出する凸部を備え、
前記入力部材は、前記凸部が配置される孔部を備え、
前記伝達部は、前記凸部及び前記孔部によって形成されており、
前記凸部は、前記軸方向の基端から先端に向かって先太りの形状であり、
前記孔部は、前記ロック部材とは前記軸方向において反対側に向かって拡大傾向に形成されている
ことを特徴とするクラッチ機構。
【請求項4】
請求項2又は請求項3に記載のクラッチ機構において、
前記凸部は、前記軸方向に対して傾斜する端面を有し、
前記孔部は、前記凸部の端面に対応するように前記軸方向に対して傾斜する内壁面を有し、
前記端面と前記内壁面とは相互に接触する
ことを特徴とするクラッチ機構。
【請求項5】
請求項4に記載のクラッチ機構において、
前記端面及び前記内壁面は、前記軸方向に平行な平坦面を備える
ことを特徴とするクラッチ機構。
【請求項6】
請求項5に記載のクラッチ機構において、
前記凸部は、前記平坦面を前記基端に備え、
前記孔部は、前記平坦面を前記孔部の開口端に備える
ことを特徴とするクラッチ機構。
【請求項7】
請求項2から請求項6のいずれか1項に記載のクラッチ機構において、
前記凸部は、前記先端の大きさが前記孔部の開口端の開口面積よりも小さい
ことを特徴とするクラッチ機構。
【請求項8】
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のクラッチ機構と、
前記入力部材に接続される前記駆動源であるモータと、
前記ドライブ部材に接続される前記出力部であるウォーム減速機と、
を備える
ことを特徴とするモータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、クラッチ機構及びモータ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、車両のパワーウィンドウ装置等に搭載されるモータとして、出力側から入力される回転力による逆回転を規制するクラッチ機構を備えるモータが知られている(例えば、特許文献1参照)。このクラッチ機構は、いわゆる円錐摩擦クラッチであって、円錐面状の接触面を有するケースに接触するロックプレートと、出力側から入力される回転力によってロックプレートをケースの接触面に押し付けるスラスト力を発生させるドライブプレートとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記したようなクラッチ機構では、モータの駆動による入力軸の回転時であっても、ロックプレートがケースの接触面と接触している。このため、ロックプレートとケースとの接触に起因する摩擦熱及び作動音が発生し、モータの回転力の伝達効率が低下するおそれがある。
【0005】
そこで、本発明は、駆動力の伝達効率の低下を抑制することができるクラッチ機構及びモータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するために、本発明に係るクラッチ機構は、駆動源に接続される入力部材と、前記入力部材に接して前記入力部材から駆動力が伝達されるとともに、出力部に接続されるドライブ部材と、前記入力部材に接して前記入力部材から前記駆動力が伝達されるとともに、前記ドライブ部材に接して前記ドライブ部材から軸方向に押す力が伝達されるロック部材と、前記ロック部材に前記軸方向で接するフレーム部材と、前記入力部材から前記ロック部材に前記フレーム部材から離れる向きの力を伝達する伝達部と、を備えることを特徴とする。
【0007】
上記構成では、前記入力部材は、前記ロック部材に向かって突出する凸部を備え、前記ロック部材は、前記凸部が配置される孔部を備え、前記伝達部は、前記凸部及び前記孔部によって形成されており、前記凸部は、前記入力部材の前記軸方向の基端から先端に向かって先太りの形状であり、前記孔部は、前記入力部材とは前記軸方向において反対側に向かって拡大傾向に形成されてもよい。
【0008】
上記構成では、前記ロック部材は、前記入力部材に向かって突出する凸部を備え、前記入力部材は、前記凸部が配置される孔部を備え、前記伝達部は、前記凸部及び前記孔部によって形成されており、前記凸部は、前記軸方向の基端から先端に向かって先太りの形状であり、前記孔部は、前記ロック部材とは前記軸方向において反対側に向かって拡大傾向に形成されてもよい。
【0009】
上記構成では、前記凸部は、前記軸方向に対して傾斜する端面を有し、前記孔部は、前記凸部の端面に対応するように前記軸方向に対して傾斜する内壁面を有し、前記端面と前記内壁面とは相互に接触してもよい。
【0010】
上記構成では、前記端面及び前記内壁面は、前記軸方向に平行な平坦面を備えてもよい。
【0011】
上記構成では、前記凸部は、前記平坦面を前記基端に備え、前記孔部は、前記平坦面を前記孔部の開口端に備えてもよい。
【0012】
上記構成では、前記凸部は、前記先端の大きさが前記孔部の開口端の開口面積よりも小さくてもよい。
【0013】
本発明に係るモータ装置は、上記に記載のクラッチ機構と、前記入力部材に接続される前記駆動源であるモータと、前記ドライブ部材に接続される前記出力部であるウォーム減速機とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、ロック部材にフレーム部材から離れる向きの力を伝達する伝達部によって、駆動力の伝達効率の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【
図1】本発明の実施形態に係るモータ装置の分解斜視図。
【
図2】本発明の実施形態に係るクラッチ機構の斜視図。
【
図3】本発明の実施形態に係るクラッチ機構の分解斜視図。
【
図4】本発明の実施形態に係るクラッチ機構の一部概略図であり、(a)から(c)は各作動状態を示す。
【
図5】本発明の実施形態に係るクラッチ機構の斜視図であり、(a),(b)は各作動状態を示す。
【
図6】本発明の実施形態に係るクラッチ機構の要部断面図であり、(a),(b)は各作動状態を示す。
【
図7】本発明の実施形態に係るクラッチ機構の作動状態を示す断面図であり、モータの駆動力が入力された状態を示す拡大図。
【
図8】本発明の実施形態の第1変形例に係るクラッチ機構の作動状態を示す断面図であり、モータの駆動力が入力された状態を示す拡大図。
【
図9】本発明の実施形態の第2変形例に係るクラッチ機構の作動状態を示す要部断面図であり、(a),(b)は各状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明のクラッチ機構及びモータ装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【0017】
(モータ装置)
図1は、モータ装置1の分解斜視図である。
モータ装置1は、例えば車両のパワーウィンドウ装置等に搭載される駆動装置である。モータ装置1は、例えば、モータ3と、モータ3の動力が伝達される減速機構5と、モータ3及び減速機構5に連結されたクラッチ機構7とを備える。クラッチ機構7は、モータ3と減速機構5との間に配置されている。
【0018】
モータ3は、例えばブラシ付直流モータ等である。モータ3は、例えば、複数の永久磁石が配置された筒状のヨーク(図示略)と、ヨークの内側に設けられたアーマチュア(図示略)とを備える。アーマチュアは、例えば、アーマチュア軸と、アーマチュア軸に固定されたアーマチュアコアと、アーマチュアコアに形成された複数のスロットに配置された巻線と、アーマチュア軸の第1端部に設けられたコンミテータとを備える。アーマチュア軸の第2端部は、クラッチ機構7に連結されている。
【0019】
減速機構5は、例えばウォーム減速機等である。減速機構5は、例えば、ウォーム軸(図示略)と、ウォームホイール(図示略)と、出力ギヤ(図示略)とを備える。ウォーム軸は、クラッチ機構7に連結されている。ウォームホイールはウォーム軸のウォームに噛み合っている。出力ギヤは、ウォームホイールに同軸に連結されている。出力ギヤは、パワーウィンドウ装置(図示略)のウィンドウレギュレーターに連結されている。
【0020】
なお、以下において、3次元空間で互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸の各軸方向は、各軸に平行な方向である。例えば、減速機構5の出力ギヤの軸方向は、X軸方向と平行である。モータ3のアーマチュア軸の軸方向は、Z軸方向と平行である。Z軸方向の負方向は、モータ3から減速機構5に向かう方向である。
【0021】
(クラッチ機構)
図2は、クラッチ機構7の斜視図である。
図3は、クラッチ機構7の分解斜視図である。
クラッチ機構7は、図示しないアーマチュアに連結されたジョイントプレート(請求項における入力部材に相当)11と、ジョイントプレート11のモータ3とは反対側に配置されたドライブプレート(請求項におけるドライブ部材に相当)13と、ドライブプレート13のジョイントプレート11とは反対側に配置されたロックプレート(請求項におけるロック部材に相当)15と、ロックプレート15が収容されるフレーム(請求項におけるフレーム部材に相当)17と、を備える。
ジョイントプレート11、ドライブプレート13、ロックプレート15及びフレーム17は、モータ3のアーマチュア軸の軸方向に延びる共通の中心線Oに沿って配置されている。
【0022】
ジョイントプレート11の外形は、例えば有底円筒状に形成されている。ジョイントプレート11は、例えば樹脂材料によって形成されている。ジョイントプレート11は、例えば、筒状部21と、板状端部22と、複数の凸状伝達部23とを備える。
【0023】
筒状部21は、モータ3のアーマチュア軸の軸方向と平行な中心線Oを有する。板状端部22は、筒状部21の軸方向の第1端(Z軸方向正方向側端)に設けられている。板状端部22のZ軸方向正方向側(つまりモータ3側)の表面22Aには、モータ3のアーマチュア軸の第2端部が挿入される凹部24が形成されている。凹部24に挿入されたモータ3のアーマチュア軸の第2端部と凹部24の内面とは相互に一体的に固定されている。ジョイントプレート11及びモータ3のアーマチュア軸は中心線Oを回転中心として一体的に回転する。
【0024】
各凸状伝達部23は、請求項での伝達部及び凸部に相当する。複数の凸状伝達部23は、例えば3つの凸状伝達部23である。3つの凸状伝達部23の各々の外形は、筒状部21の第2端(Z軸方向負方向側端)の端面21AからZ軸方向負方向側に突出する先太り形状に形成されている。各凸状伝達部23の外形は、例えば軸方向の基端(Z軸方向正方向側端)23aから先端(Z軸方向負方向側端)23bに向かうことに伴って周方向幅が増大傾向に変化する台形板状に形成されている。各凸状伝達部23の周方向両端側の外形は、例えば周方向の中央から両端に向かうことに伴い、軸方向の先端(Z軸方向負方向側端)23bからの軸方向厚みが漸次減少する楔状に形成されている。
3つの凸状伝達部23は、筒状部21の端面21Aの周方向に所定の同一間隔をあけて設けられている。
【0025】
各凸状伝達部23は、ロックプレート15の後述する各第2貫通孔(請求項における孔部に相当)42に挿入される。各凸状伝達部23は、ロックプレート15の後述する各第2貫通孔42の一対の周方向内壁面(請求項における内壁面に相当)42Aに接触する一対の周方向端面(請求項における端面に相当)23Aを備える。一対の周方向端面23Aは、軸方向に対して傾斜する逆テーパ状の平坦面である。一対の周方向端面23A同士間の周方向距離は、軸方向の基端(Z軸方向正方向側端)23aから先端(Z軸方向負方向側端)23bに向かうことに伴って先太り状に漸次増大する。
各周方向端面23Aは、軸方向の基端(Z軸方向正方向側端)23aに軸方向に平行な平坦面23Bを備える。
各凸状伝達部23は、周方向端面23Aを介してジョイントプレート11からロックプレート15にフレーム17から離れる向きの力及び中心線Oを回転中心として回転する力を伝達する。
【0026】
周方向で隣り合う各2つの凸状伝達部23の間で筒状部21の第2端(Z軸方向負方向側端)には、ドライブプレート13の後述する各凸部32の第1伝達部34が挿入される切り欠き部25が形成されている。各切り欠き部25を形成する表面は、ドライブプレート13の後述する各第1伝達部34の一対の周方向端面34Aに接触する一対の周方向内壁面25Aを備える。一対の周方向内壁面25Aは、例えば軸方向と平行な平坦面である。
一対の周方向内壁面25Aは、ジョイントプレート11からロックプレート15に中心線Oを回転中心として回転する力を伝達する。
【0027】
ドライブプレート13の外形は、例えば円形板状に形成されている。ドライブプレート13は、例えば、板状部31と、複数の凸部32とを備える。
板状部31は、モータ3のアーマチュア軸の軸方向と平行な中心線Oを有する。板状部31は、ジョイントプレート11の筒状部21の内部に配置されている。
板状部31には、中心線Oに沿って貫通するとともに、減速機構5のウォーム軸が挿入される貫通孔33が形成されている。貫通孔33に挿入された減速機構5のウォーム軸と板状部31の貫通孔33の内面とは相互に一体的に固定されている。ドライブプレート13及び減速機構5のウォーム軸は中心線Oを回転中心として一体的に回転する。
【0028】
複数の凸部32は、例えば3つの凸部32である。複数の凸部32の各々の外形は、板状部31の外周面31Aから径方向外方に突出するとともにZ軸方向負方向側に板状部31の端面よりも突出する先細り形状に形成されている。各凸部32の外形は、例えば軸方向の基端(Z軸方向正方向側端)から先端(Z軸方向負方向側端)に向かうことに伴って周方向幅が減少傾向に変化する多角形板状に形成されている。
3つの凸部32は、板状部31の外周面31Aの周方向に所定の同一間隔をあけて設けられている。
【0029】
各凸部32は、ジョイントプレート11の筒状部21の切り欠き部25に配置される第1伝達部34と、後述するロックプレート15の第1貫通孔41に挿入される第2伝達部35とを備える。
第1伝達部34は、ジョイントプレート11の切り欠き部25の一対の周方向内壁面25Aに接触する一対の周方向端面34Aを備える。一対の周方向端面34Aは、例えば軸方向と平行な平坦面である。第1伝達部34は、モータ3の駆動時にジョイントプレート11から入力される駆動力によってドライブプレート13に中心線Oを回転中心として回転する力を伝達する。
【0030】
第2伝達部35は、後述するロックプレート15の各第1貫通孔41の一対の勾配面41Aに接触する一対の先端面35Aを備える。一対の先端面35Aは、軸方向に対して傾斜するテーパ状の平坦面である。一対の先端面35A同士間の周方向距離は、軸方向の基端(Z軸方向正方向側端)35aから先端(Z軸方向負方向側端)35bに向かうことに伴って先細り状に漸次減少する。第2伝達部35は、モータ3の停止時に減速機構5のウォーム軸から入力される回転力によってロックプレート15をフレーム17に押し付ける力をロックプレート15に伝達する。
【0031】
ロックプレート15の外形は、例えば軸方向の第1端(Z軸方向正方向側端)15aから第2端(Z軸方向負方向側端)15bに向かって先細りとなる円形板状に形成されている。ロックプレート15は、例えば金属材料によって形成されている。ロックプレート15は、軸方向に対して傾斜する円錐面状の外周面15Aを備える。外周面15Aの直径は、軸方向の第1端(Z軸方向正方向側端)15aから第2端(Z軸方向負方向側端)15bに向かうことに伴ってテーパ状に漸次減少する。ロックプレート15は、フレーム17の内部に収容されることにより、フレーム17の後述する筒状部51の内周面51Aにロックプレート15の外周面15Aが接触される。
【0032】
ロックプレート15には、軸方向に貫通する複数の第1貫通孔41及び第2貫通孔42が形成されている。複数の第1貫通孔41及び第2貫通孔42は、例えば各3つの第1貫通孔41及び第2貫通孔42である。各3つの第1貫通孔41及び第2貫通孔42は、周方向に沿って交互に所定の同一間隔をあけて形成されている。
【0033】
各第1貫通孔41は、軸方向の第1端(Z軸方向正方向側端)15a側で軸方向の内方から外方に向かって拡大傾向に形成されている。各第1貫通孔41を形成する内壁面は軸方向に対して傾斜する一対の勾配面41Aを軸方向の第1端(Z軸方向正方向側端)15a側に備える。一対の勾配面41A同士間の周方向距離は、軸方向の第1端(Z軸方向正方向側端)15aから内方に向かうことに伴って減少する。例えば、一対の勾配面41Aの軸方向に対する傾斜角は、ドライブプレート13の各凸部32での一対の先端面35Aの軸方向に対する傾斜角と同一である。
【0034】
各第2貫通孔42は、請求項での孔部に相当する。各第2貫通孔42は、軸方向の第1端(Z軸方向正方向側端)15aから第2端(Z軸方向負方向側端)15bに向かって拡大傾向に形成されている。各第2貫通孔42を形成する内壁面は軸方向に対して傾斜する一対の周方向内壁面42Aを備える。一対の周方向内壁面42A同士間の周方向距離は、軸方向の第1端(Z軸方向正方向側端)15aから第2端(Z軸方向負方向側端)15bに向かうことに伴って逆テーパ状に増大する。例えば、一対の周方向内壁面42Aの軸方向に対する傾斜角は、ジョイントプレート11の各凸状伝達部23での一対の周方向端面23Aの軸方向に対する傾斜角と同一である。
各周方向内壁面42Aは、軸方向の第1端(Z軸方向正方向側端)15aに軸方向に平行な平坦面42Bを備える。
【0035】
各第2貫通孔42の軸方向の第1端(Z軸方向正方向側端)15aの開口端の大きさは、ジョイントプレート11の各凸状伝達部23の先端(Z軸方向負方向側端)23bの大きさよりも大きく形成されている。例えば、ジョイントプレート11の各凸状伝達部23の先端(Z軸方向負方向側端)23bの大きさは、各第2貫通孔42の第1端(Z軸方向正方向側端)15aの開口面積よりも小さい。各第2貫通孔42の第1端(Z軸方向正方向側端)15aの開口端の大きさは、軸方向にジョイントプレート11の各凸状伝達部23を挿入するために必要な最小の大きさよりも大きい。
例えば、後述する
図6に示すように、各第2貫通孔42の第1端(Z軸方向正方向側端)15aでの周方向幅L1は、ジョイントプレート11の各凸状伝達部23の先端(Z軸方向負方向側端)23bの周方向幅L2よりも大きい。
【0036】
ロックプレート15には、中心線Oに沿って貫通するとともに、減速機構5のウォーム軸が挿入される貫通孔43が形成されている。ロックプレート15の貫通孔43は、ドライブプレート13の貫通孔33と軸方向に連なって通じている。
【0037】
フレーム17の外形は、例えば有底円筒状に形成されている。フレーム17は、例えば、筒状部51と、板状端部52とを備える。
筒状部51は、ロックプレート15の外周面15Aに対応して、軸方向に対して傾斜する円錐面状の内周面51Aを備える。内周面51Aは、ロックプレート15の外周面15Aに接触する。内周面51Aの直径は、軸方向の第1端(Z軸方向正方向側端)17aから第2端(Z軸方向負方向側端)17bに向かうことに伴ってテーパ状に漸次減少する。
【0038】
板状端部52は、軸方向の第1端(Z軸方向正方向側端)17aで筒状部51と一体的に接続されている。筒状部51及び板状端部52は、ロックプレート15の外周面15A及び軸方向の第2端(Z軸方向負方向側端)15bを取り囲む。
板状端部52には、中心線Oに沿って貫通するとともに、減速機構5のウォーム軸が挿入される貫通孔53が形成されている。フレーム17の貫通孔53は、ロックプレート15の貫通孔43と軸方向に連なって通じている。
【0039】
(クラッチ機構の動作)
以下に、クラッチ機構7の動作について説明する。
図4は、クラッチ機構7の一部概略図であり、(a)から(c)は各作動状態を示す。つまり、
図4(a)は、モータ3の停止状態(a)である。
図4(b)は、モータ3の駆動力が入力された状態(b)である。
図4(c)は、減速機構5側から回転力が入力された状態(c)である。
図5は、クラッチ機構7の斜視図であり、(a),(b)は各作動状態を示す。つまり、
図5(a)は、モータ3の停止状態(a)である。
図5(b)は、モータ3の駆動力が入力された状態(b)である。
図6は、クラッチ機構7の要部断面図であり、(a),(b)は各作動状態を示す。つまり、
図6(a)は、モータ3の停止状態(a)である。
図6(b)は、モータ3の駆動力が入力された状態(b)である。
図7は、クラッチ機構7の作動状態を示す断面図であり、モータ3の駆動力が入力された状態を示す拡大図である。
【0040】
図4(a)から
図6(b)に示すように、モータ3の停止状態(a)では、ドライブプレート13の各凸部32は、ジョイントプレート11及びロックプレート15の各々に接触していないフリー状態である。
モータ3の駆動によりクラッチ機構7にモータ3の駆動力が入力された状態(b)では、ジョイントプレート11はモータ3のアーマチュア軸と一体的に回転する。
ジョイントプレート11の回転に伴い、各切り欠き部25の周方向内壁面25Aはドライブプレート13の各凸部32の周方向端面34Aに接触する。ドライブプレート13は、各凸部32の第1伝達部34を介してジョイントプレート11から回転力を伝達され、ジョイントプレート11と一体的に回転する。
【0041】
ジョイントプレート11の回転に伴い、各凸状伝達部23の周方向端面23A及び平坦面23Bはロックプレート15の各第2貫通孔42の周方向内壁面42A及び平坦面42Bに接触する。ロックプレート15は、各周方向内壁面42A及び平坦面42Bを介してジョイントプレート11から回転力を伝達され、ジョイントプレート11と一体的に回転する。
【0042】
図7に示すように、モータ3の駆動力が入力された状態(b)では、各周方向内壁面42Aを介してジョイントプレート11からロックプレート15に伝達される力F1は、フレーム17から離れる向きの力と回転力とを含む。フレーム17から離れる向きの力は、ロックプレート15をZ軸方向正方向側に押す力である。回転力は、中心線Oを回転中心として回転する力である。平坦面42Bを介してジョイントプレート11からロックプレート15に伝達される力F2は、回転力である。
【0043】
フレーム17から離れる向きの力は、相互に接触する周方向端面23A及び周方向内壁面42Aが回転方向Rに対して鈍角に傾斜するとともに、各凸状伝達部23の周方向両端側の外形が楔状に形成されていることに起因して発生する。周方向両端側が楔状に形成された各凸状伝達部23は、回転力に起因してロックプレート15にフレーム17から離れる向きの力を作用させる。ロックプレート15に作用するフレーム17から離れる向きの力は、ロックプレート15とフレーム17との接触を抑制する。
【0044】
図4に示すように、モータ3の停止状態で減速機構5側から回転力が入力された状態(c)では、ドライブプレート13は減速機構5のウォーム軸と一体的に回転する。ドライブプレート13の回転に伴い、各凸部32の先端面35Aはロックプレート15の各第1貫通孔41の勾配面41Aに接触する。ロックプレート15には、各勾配面41Aを介してドライブプレート13からフレーム17に近づく向きの力が伝達される。フレーム17に近づく向きの力は、ロックプレート15をZ軸方向負方向側に押す力である。
【0045】
フレーム17に近づく向きの力は、相互に接触する先端面35A及び勾配面41Aが回転方向に対して鋭角に傾斜するとともに、各凸部32の外形が軸方向に先細り形状に形成されていることに起因して発生する。軸方向に先細り形状に形成された各凸部32は、回転力に起因してロックプレート15にフレーム17に近づく向きの力を作用させる。ロックプレート15に作用するフレーム17に近づく向きの力は、ロックプレート15とフレーム17との接触を促進する。ロックプレート15とフレーム17との接触摩擦の増大に伴い、ロックプレート15及びジョイントプレート11の回転は抑制又は阻止される。
【0046】
上述したように、実施形態では、ジョイントプレート11は、モータ装置1の駆動時にロックプレート15にフレーム17から離れる向きの力を伝達する各凸状伝達部23を備える。このため、ロックプレート15とフレーム17との接触に起因する摩擦熱及び作動音の発生を抑制し、モータ装置1の回転力の伝達効率が低下することを抑制することができる。また、例えば逆転防止用にドライブプレート13の各凸部32によってロックプレート15とフレーム17とがロックされた状態を各凸状伝達部23によって容易に解除することができる。
【0047】
また、各凸状伝達部23は、軸方向の基端23aから先端23bに向かって先太りの形状であり、各凸状伝達部23が配置されるロックプレート15の各第2貫通孔42は、軸方向の第1端15aから第2端15bに向かって拡大傾向に形成されている。このため、相互に接触する各凸状伝達部23の周方向端面23Aと各第2貫通孔42の周方向内壁面42Aとの間で回転力に起因してロックプレート15にフレーム17から離れる向きの力を伝達することができる。
また、相互に接触する各凸状伝達部23の周方向端面23Aと各第2貫通孔42の周方向内壁面42Aとはテーパ状に形成されている。このため、回転力に起因してロックプレート15にフレーム17から離れる向きの力を効率よく伝達することができる。
【0048】
また、各凸状伝達部23の先端23bの大きさは、各第2貫通孔42の第1端15aの開口面積よりも小さい。このため、ジョイントプレート11の各凸状伝達部23を軸方向にロックプレート15の各第2貫通孔42に容易に挿入することができる。
また、相互に接触する各凸状伝達部23の周方向端面23Aと各第2貫通孔42の周方向内壁面42Aとは、軸方向に平行な各平坦面23B,42Bを備える。このため、ジョイントプレート11からロックプレート15に回転トルクを伝達し易くなり、伝達効率の低下を抑制することができる。また、例えば各平坦面23B,42Bを備えていない場合に比べて、ジョイントプレート11からロックプレート15に伝達される力によってロックプレート15が傾いてしまうことを抑制することができる。
また、各凸状伝達部23の周方向端面23Aは平坦面23Bを基端23aに備える。これにより、例えば基端23aに平坦面23Bを備えていない場合に比べて、各凸状伝達部23の基端23aの応力集中を緩和して、基端23aの強度を向上させることができる。
【0049】
なお、上述の実施形態では、ロックプレート15は、ジョイントプレート11の凸状伝達部23が挿入される第2貫通孔42を備えている場合について説明したが、これに限定されない。第2貫通孔42におけるフレーム17の板状端部52側を閉塞し、第2貫通孔42を、ジョイントプレート11側が開口された凹部としてもよい。
【0050】
(変形例)
以下、実施形態の変形例について説明する。
【0051】
上述した実施形態において、ロックプレート15には軸方向に貫通する複数の第1貫通孔41及び第2貫通孔42が形成されるとしたが、これに限定されない。例えば、各第1貫通孔41及び第2貫通孔42の代わりに、各凹部が形成されてもよい。
【0052】
上述した実施形態において、ジョイントプレート11の各凸状伝達部23の周方向端面23Aは、軸方向の基端(Z軸方向正方向側端)23aに平坦面23Bを備えるとしたが、これに限定されない。
図8は、第1変形例に係るクラッチ機構7の作動状態を示す要部断面図であり、モータ3の駆動力が入力された状態を示す拡大図である。
第1変形例のクラッチ機構7は、実施形態のジョイントプレート11及びロックプレート15の代わりに、第1変形例のジョイントプレート61及びロックプレート65を備える。第1変形例のジョイントプレート61及びロックプレート65と、実施形態のジョイントプレート11及びロックプレート15とで異なる点は、平坦面23B及び平坦面42Bの位置である。
【0053】
第1変形例のジョイントプレート61の各凸状伝達部23の周方向端面23Aは、軸方向の先端(Z軸方向負方向側端)23bに軸方向に平行な平坦面23Bを備える。第1変形例のロックプレート65の各第2貫通孔42の周方向内壁面42Aは、軸方向の第1端(Z軸方向正方向側端)65aではなく第2端(Z軸方向負方向側端)65bに軸方向に平行な平坦面42Bを備える。
【0054】
上述した実施形態において、ジョイントプレート11は、ロックプレート15の各第2貫通孔42に配置される各凸状伝達部23を備えるとしたが、これに限定されない。
図9は、第2変形例に係るクラッチ機構7の作動状態を示す要部断面図であり、(a),(b)は各状態を示す。つまり、
図9(a)は、モータ3の停止状態(a)である。
図9(b)は、モータ3の駆動力が入力された状態(b)である。
【0055】
図9(a)、
図9(b)に示すように、第2変形例のクラッチ機構7は、実施形態のジョイントプレート11及びロックプレート15の代わりに、第2変形例のジョイントプレート71及びロックプレート75を備える。第2変形例のジョイントプレート71及びロックプレート75と、実施形態のジョイントプレート11及びロックプレート15とで異なる点は、各ジョイントプレート11,71から各ロックプレート15,75にフレーム17から離れる向きの力を伝達する部位の凹凸形状である。
【0056】
第2変形例のジョイントプレート71は、実施形態の複数の凸状伝達部23の代わりに、複数の凹状伝達部81を備える。各凹状伝達部81は、請求項での伝達部に相当する。複数の凹状伝達部81は、例えば3つの複数の凹状伝達部81である。各凹状伝達部81は、周方向で隣り合う各2つの切り欠き部25の間で筒状部21の第2端に設けられている。3つの凹状伝達部81は、筒状部21の端面21Aの周方向に所定の同一間隔をあけて設けられている。
各凹状伝達部81は、後述するロックプレート75の各凸部91が配置される各凹部(請求項における孔部に相当)82を形成する内面に一対の周方向内壁面82Aを備える。
【0057】
各凹部82は、筒状部21の第2端で軸方向の外方(Z軸方向負方向)から内方(Z軸方向正方向)に向かって拡大傾向に形成されている。各凹部82の一対の周方向内壁面82A同士間の周方向距離は、軸方向の外方から内方に向かうことに伴って逆テーパ状に増大する。例えば、一対の周方向内壁面82Aの軸方向に対する傾斜角は、後述するロックプレート75の各凸部91での一対の周方向端面91Aの軸方向に対する傾斜角と同一である。
各周方向内壁面82Aは、軸方向の第2端(Z軸方向負方向側端)に軸方向に平行な平坦面82Bを備える。
【0058】
第2変形例のロックプレート75は、実施形態の複数の第2貫通孔42の代わりに、複数の凸部91を備える。複数の凸部91は、例えば3つの凸部91である。3つの凸部91の各々の外形は、ロックプレート75の第1端(Z軸方向正方向側端)の端面75AからZ軸方向正方向側に突出する先太り形状に形成されている。各凸部91の外形は、例えば軸方向の基端(Z軸方向負方向側端)91aから先端(Z軸方向正方向側端)91bに向かうことに伴って周方向幅が増大傾向に変化する台形板状に形成されている。各凸部91の周方向両端側の外形は、例えば周方向の中央から両端に向かうことに伴い、軸方向の先端(Z軸方向正方向側端)91bからの軸方向厚みが漸次減少する楔状に形成されている。
【0059】
3つの凸部91は、周方向で隣り合う各2つの第1貫通孔41の間で軸方向の第1端(Z軸方向正方向側端)に端面75Aに設けられている。3つの凸部91は、端面75Aの周方向に所定の同一間隔をあけて設けられている。
【0060】
各凸部91は、ジョイントプレート71の各凹状伝達部81の凹部82に挿入される。各凸部91は、ジョイントプレート71の各凹部82の一対の周方向内壁面82Aに接触する一対の周方向端面91Aを備える。一対の周方向端面91Aは、軸方向に対して傾斜する逆テーパ状の平坦面である。一対の周方向端面91A同士間の周方向距離は、軸方向の基端(Z軸方向負方向側端)91aから先端(Z軸方向正方向側端)91bに向かうことに伴って先太り状に漸次増大する。
各周方向端面91Aは、軸方向の基端(Z軸方向負方向側端)91aに軸方向に平行な平坦面91Bを備える。
【0061】
各凸部91の先端(Z軸方向正方向側端)91bの大きさは、ジョイントプレート71の各凹状伝達部81の凹部82の開口端の大きさよりも小さく形成されている。例えば、各凸部91の先端(Z軸方向正方向側端)91bの大きさは、ジョイントプレート71の各凹状伝達部81の凹部82の開口端の開口面積よりも小さい。各凹状伝達部81の凹部82の開口端の大きさは、軸方向にロックプレート75の各凸部91を挿入するために必要な最小の大きさよりも大きい。
例えば、ジョイントプレート71の各凹状伝達部81の凹部82の開口端の周方向幅L3は、ロックプレート75の各凸部91の先端(Z軸方向正方向側端)91bの周方向幅L4よりも大きい。
【0062】
各凸部91には、周方向端面91Aを介してジョイントプレート71の凹状伝達部81からロックプレート75にフレーム17から離れる向きの力及び中心線Oを回転中心として回転する力が伝達される。
各周方向端面91Aを介してジョイントプレート71からロックプレート75に伝達される力F3は、フレーム17から離れる向きの力と回転力とを含む。フレーム17から離れる向きの力は、ロックプレート75をZ軸方向正方向側に押す力である。回転力は、中心線Oを回転中心として回転する力である。平坦面91Bを介してジョイントプレート71からロックプレート75に伝達される力F4は、回転力である。
【0063】
フレーム17から離れる向きの力は、相互に接触する周方向端面91A及び周方向内壁面82Aが回転方向Rに対して鈍角に傾斜するとともに、各凹状伝達部81の周方向両端側の外形が楔状に形成されていることに起因して発生する。周方向両端側が楔状に形成された各凹状伝達部81は、回転力に起因してロックプレート75にフレーム17から離れる向きの力を作用させる。ロックプレート75に作用するフレーム17から離れる向きの力は、ロックプレート75とフレーム17との接触を抑制する。
【0064】
なお、第2変形例のジョイントプレート71の凹状伝達部81では、凹部82の代わりに、筒状部21の第2端(Z軸方向負方向側端)に切り欠き部が形成されてもよい。また、凹部82がジョイントプレート71を軸方向に貫通するように形成され、凹部82が孔状になっていてもよい。
【0065】
上述した実施形態において、モータ装置1は、車両のパワーウィンドウ装置に搭載されるとしたが、これに限定されない。モータ装置1は、例えばサンルーフ及び電動シート等の車両に搭載される各種の電装品に駆動装置として搭載されてもよい。
【0066】
本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0067】
1…モータ装置、3…モータ、5…減速機構(ウォーム減速機)、7…クラッチ機構、11…、ジョイントプレート(入力部材)、13…ドライブプレート(ドライブ部材)、15…ロックプレート(ロック部材)、17…フレーム(フレーム部材)、23…凸状伝達部(伝達部、凸部)、23A…周方向端面(端面)、23B…平坦面、42…第2貫通孔(孔部)、42A…周方向内壁面(内壁面)、42B…平坦面、61,71…ジョイントプレート(入力部材)、65,75…ロックプレート(ロック部材)、81…凹状伝達部(伝達部、凹部)、91…凸部(伝達部)