JP6828535B2 - クラッチ及びモータ - Google Patents

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Description

本発明は、クラッチ及びモータに関するものである。
従来、車両に搭載されるパワーウインド装置等の駆動源に用いられるモータには、回転駆動される回転軸を有するモータ部と、回転軸の回転駆動力が伝達される従動軸を有し従動軸に伝達された回転駆動力を出力する出力部とを備えたものがある。そして、回転軸と従動軸とは、例えば特許文献1に記載されているように、回転軸の回転駆動力を従動軸に伝達する一方で従動軸側からの回転力を回転軸に伝達しないように作動するクラッチを介して連結されている。
特許文献1に記載されたクラッチは、回転軸と一体回転する駆動側回転体と、駆動側回転体と回転方向に係合可能であり従動軸と一体回転する従動側回転体と、駆動側回転体及び従動側回転体が内側に挿入された円筒状のクラッチハウジングとを備えている。また、クラッチハウジングの内周面と従動側回転体との間には、回転軸の非回転駆動時にクラッチハウジングの内周面と従動側回転体とに挟持される(くさびとなる)ことにより従動側回転体の回転(即ち従動軸の回転)を阻止する転動体が介在されている。この転動体は、クラッチハウジングの内側に挿入されたサポート部材によって保持されている。
このようなクラッチでは、回転軸の回転駆動の開始時には、駆動側回転体が駆動側回転体の回転方向からサポート部材に当接し当該サポート部材を介して転動体を駆動側回転体の回転方向に押圧することにより、クラッチハウジングの内周面と従動側回転体とによる当該転動体の挟持が解除される。そして、回転軸の回転駆動時には、サポート部材は、駆動側回転体と共に同駆動側回転体の回転軸線回りに回転する。そのため、回転軸の回転駆動時には、転動体は、サポート部材に保持されながら、クラッチハウジングの内周面に沿って駆動側回転体の回転軸線回りに駆動側回転体及び従動側回転体と共に回転する。
特開2012−82952号公報
上記したように、回転軸(駆動側回転体)の回転駆動の開始時には、駆動側回転体がサポート部材に対して相対回転し、駆動側回転体が駆動側転動体の回転方向からサポート部材に当接する。そして、駆動側回転体がサポート部材に当接したまま同サポート部材を介して転動体を駆動側回転体の回転方向に押圧すると、クラッチハウジングの内周面と従動側回転体とによる当該転動体の挟持が解除される。この場合、転動体の挟持が解除された後、駆動側回転体と一体回転するようになった従動側回転体がクラッチハウジングの内周面との間に転動体を再び挟持しようとしたとしても、駆動側回転体がサポート部材に回転方向から当接して押圧し続けているため、転動体を保持したサポート部材は駆動側回転体と一体的に回転している。そのため、クラッチハウジングの内周面と従動側回転体とによる転動体の挟持は直ちに解除される。従って、この場合には、クラッチハウジングの内周面と従動側回転体とによる転動体の挟持を円滑に解除することができ、回転軸の回転駆動の開始時にクラッチにおいて騒音は発生し難い。
しかしながら、回転軸の回転駆動の開始時において駆動側回転体がサポート部材に当接したときの衝撃によって同サポート部材が駆動側回転体の回転方向に飛ばされてしまい、転動体を保持したサポート部材が駆動側回転体よりも先行して回転してしまうことがある。すると、転動体は、クラッチハウジングの内周面と従動側回転体とによる挟持が一旦解除されても、駆動側回転体が再びサポート部材に当接するまでの間に回転速度が大きくなった従動側回転体によってクラッチハウジングの内周面との間に再度挟持されてしまう。そして、クラッチハウジングの内周面と従動側回転体とによる転動体の挟持を解除するべく駆動側回転体が再びサポート部材に当接したときの衝撃が大きくなってしまい、騒音が発生してしまう。また、駆動側回転体が再びサポート部材に当接したときの衝撃により、再度、転動体を保持したサポート部材が駆動側回転体よりも先行して回転してしまい、上記の動作を繰り返すことがある。このような場合には、クラッチハウジングの内周面と従動側回転体とによる転動体の挟持が完全に解除されるまでに、クラッチにおいて騒音が複数回発生してしまう。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、駆動側回転体の回転駆動の開始時における騒音の発生を抑制することができるクラッチ及びモータを提供することにある。
上記課題を解決するクラッチは、環状のクラッチハウジングと、回転駆動される駆動側回転体と、少なくとも一部が前記クラッチハウジングの内側に配置され前記駆動側回転体から回転駆動力が伝達される従動側回転体と、前記クラッチハウジングの内周面と前記従動側回転体との間に配置され、前記駆動側回転体の回転駆動時には前記駆動側回転体と共に前記駆動側回転体の回転軸線回りに回転し、前記駆動側回転体の非回転駆動時には前記クラッチハウジングの内周面と前記従動側回転体との間に挟持されることにより前記従動側回転体の回転を阻止する転動体と、前記クラッチハウジングの内周面と前記従動側回転体との間に前記転動体を保持し前記駆動側回転体と共に前記駆動側回転体の回転軸線回りに回転可能なサポート部材と、を備え、前記駆動側回転体の回転駆動の開始時には、前記駆動側回転体が前記駆動側回転体の回転方向から前記サポート部材に当接し前記サポート部材を介して前記転動体を前記駆動側回転体の回転方向に押圧することにより、前記クラッチハウジングの内周面と前記従動側回転体とによる前記転動体の挟持を解除するクラッチであって、前記駆動側回転体の回転軸線回りに回転し難くするように前記サポート部材を付勢する付勢部材を備え、前記付勢部材は、前記駆動側回転体の回転軸線と直交する方向に前記サポート部材を付勢する
この構成によれば、付勢部材によって付勢されたサポート部材は、駆動側回転体の回転軸線回りに回転し難くなる。そのため、駆動側回転体の回転駆動の開始時に、駆動側回転体が駆動側回転体の回転方向からサポート部材に当接したときの衝撃によってサポート部材が駆動側回転体の回転方向に飛ばされて駆動側回転体よりも先行して回転することを抑制することができる。従って、駆動側回転体がサポート部材に駆動側回転体の回転方向から当接した後は、駆動側回転体とサポート部材とが一体的に回転するようになりやすい。よって、駆動側回転体によってサポート部材が駆動側回転体の回転方向に押圧されることによりクラッチハウジングの内周面と従動側回転体とによる転動体の挟持が解除された後に従動側回転体がクラッチハウジングとの間に転動体を再度挟持しようとしたとしても、クラッチハウジングと従動側回転体とによる転動体の挟持は直ちに解除される。このように、駆動側回転体の回転駆動の開始時に駆動側回転体が駆動側回転体の回転方向からサポート部材に対して繰り返し離間したり当接したりすることを抑制できるため、駆動側回転体の回転駆動の開始時における騒音の発生を抑制することができる。
上記クラッチの構成によれば、付勢部材がサポート部材を駆動側回転体の回転軸線と直交する方向(径方向)に押圧することにより、駆動側回転体の回転駆動の開始時にサポート部材が駆動側回転体の回転方向に駆動側回転体よりも先行して回転することをより容易に抑制することができる。その結果、駆動側回転体の回転駆動の開始時における騒音の発生をより容易に抑制することができる。
上記クラッチにおいて、前記付勢部材は、前記サポート部材の回転方向と直交する方向に前記サポート部材を付勢することが好ましい。
この構成によれば、付勢部材の付勢力によってサポート部材を同サポート部材の回転方向と直交する方向に付勢することにより、駆動側回転体の回転駆動の開始時にサポート部材が駆動側回転体の回転方向に駆動側回転体よりも先行して回転することを容易に抑制することができる。その結果、駆動側回転体の回転駆動の開始時における騒音の発生を容易に抑制することができる。
上記課題を解決するモータは、回転駆動される回転軸を有するモータ部と、前記回転軸と一体回転する前記駆動側回転体を有する上記のクラッチと、前記従動側回転体と一体回転する従動軸を有し前記従動軸に伝達された回転駆動力を出力する出力部と、を備えた。
この構成によれば、モータは、駆動側回転体の回転駆動の開始時における騒音の発生が抑制されたクラッチを備えているため、回転軸の回転駆動の開始時にモータにおいて騒音が発生することが抑制される。
本発明のクラッチ及びモータによれば、駆動側回転体の回転駆動の開始時における騒音の発生を抑制することができる。
第1実施形態のモータの断面図。 第1実施形態のモータの部分拡大断面図。 第1実施形態におけるクラッチの分解斜視図。 第1実施形態における出力部及びクラッチの一部を示す斜視図。 第1実施形態のモータにおけるクラッチ付近の一部断面図。 (a)は第1実施形態のクラッチにおける転動体を保持したサポート部材の側面図、(b)は同サポート部材の底面図。 (a)は第1実施形態におけるクラッチの断面図(図2における7a−7a断面図)、(b)は同クラッチの断面図(図2における7b−7b断面図)。 (a)及び(b)は第1実施形態におけるクラッチの動作を説明するための断面図。 (a)及び(b)は第1実施形態におけるクラッチの動作を説明するための断面図。 第2実施形態のモータの部分拡大断面図。 第2実施形態におけるクラッチの一部の分解斜視図。 第3実施形態のモータにおける出力部及びクラッチの一部を示す平面図。 第3実施形態のモータにおけるクラッチ付近の模式断面図。 (a)は第4実施形態のクラッチにおける駆動側回転体の斜視図、(b)は同駆動側回転体の部分拡大図。 第4実施形態におけるクラッチの断面図。 第4実施形態におけるクラッチの断面図。 別の形態のモータにおけるクラッチ付近の模式断面図。
<第1実施形態>
以下、クラッチを備えたモータの第1実施形態について説明する。
図1に示す本実施形態のモータ10は、車両のウインドガラスを電動で昇降させるパワーウインド装置に備えられるものである。モータ10は、回転力を発生するモータ部20と、モータ部20が出力する回転を減速して出力する出力部30とが一体に組み付けられて構成されている。また、モータ10は、モータ部20と出力部30との間の駆動連結部分にクラッチ40を備えている。
本実施形態のモータ部20は、直流モータよりなる。モータ部20を構成する有底筒状のヨークハウジング21(以下、ヨーク21とする)の内周面にはマグネット22が固着されるとともに、マグネット22の内側には電機子23が配置されている。電機子23は、ヨーク21の中央部に配置される回転軸24を備えている。回転軸24の基端部(図1において上側の端部)は、ヨーク21の底部中央に設けられた軸受25にて軸支されるとともに、同回転軸24における先端寄りの部位には、円筒状の整流子26が固定されている。また、回転軸24の先端部(図1において下側の端部)は、円柱形状から平行に面取りした二面幅形状をなす連結部24aとなっている。
ヨーク21の開口部には、外側に向かって延設されたフランジ部21aが形成されるとともに、同ヨーク21の開口部にはブラシホルダ27が嵌合されている。ブラシホルダ27は、ヨーク21の開口部を閉塞する形状をなすホルダ本体27aと、ホルダ本体27aからヨーク21の径方向外側に突出し図示しない外部コネクタが接続されるコネクタ部27bとを有する。ホルダ本体27aは、図示しない配線でコネクタ部27bに電気的に接続され前記整流子26と摺接する給電用の複数のブラシ28を保持している。また、ホルダ本体27aは、その略中央部に軸受29を保持しており、該軸受29は、回転軸24における整流子26と連結部24aとの間の部分を軸支している。そして、コネクタ部27bを介してブラシ28に供給された外部電源が、整流子26を介して電機子23に供給されると、電機子23(回転軸24)が回転駆動、即ちモータ部20が回転駆動されるようになっている。
前記出力部30は、樹脂製のギヤハウジング31内に減速機構32等を収容して形成されている。ギヤハウジング31は、モータ部20と軸方向に対向する部位(図1において上側の端部)に、該ギヤハウジング31をモータ部20に固定するための固定部31aを備えている。固定部31aは、ヨーク21のフランジ部21aの外形と同様の外形を有するとともに、同固定部31aには、ヨーク21の内側に向けて開口した収容凹部31bが形成されている。そして、収容凹部31b内にブラシホルダ27のホルダ本体27aの一部が挿入された状態で、固定部31aに当接したフランジ部21aが螺子33にて固定部31aに固定されることにより、ギヤハウジング31にヨーク21が固定され、モータ部20と出力部30とが一体化されている。なお、ブラシホルダ27は、ヨーク21と固定部31aとの間に挟持されている。
また、ギヤハウジング31には、収容凹部31bの底部中央にクラッチ収容凹部31cが軸方向に凹設されるとともに、該クラッチ収容凹部31cの底部中央から回転軸24の中心軸線L1方向に沿って延びるウォーム軸収容部31dが凹設されている。更に、ギヤハウジング31には、ウォーム軸収容部31dの側方(図1において右側)に、ホイール収容部31eが凹設されている。このホイール収容部31eとウォーム軸収容部31dとは、ウォーム軸収容部31dの軸方向(長手方向)の略中央部で繋がっている。
ウォーム軸収容部31dには、略円柱状のウォーム軸34(従動軸)が収容されている。ウォーム軸34は、金属材料よりなり、その軸方向の略中央部に螺子歯状のウォーム部34aが形成されている。そして、ウォーム軸34は、ウォーム軸収容部31dの軸方向の両端部にそれぞれ配置された一対の軸受35,36によってその軸方向の両端部が軸支されている。ウォーム軸収容部31d内に配置されたウォーム軸34は、軸受35,36にて軸支されることにより、前記回転軸24と同軸上に配置、即ち回転軸24の中心軸線L1とウォーム軸34の中心軸線L2とが同一直線上となるように配置されている。
前記ホイール収容部31eには、ウォーム軸34のウォーム部34aと噛合する円板状のウォームホイール37が回転可能に収容されている。ウォームホイール37は、ウォーム軸34と共に減速機構32を構成している。即ち、本実施形態の減速機構32は、ウォーム減速機構(ウォームギヤ)である。また、ウォームホイール37の径方向の中央部には、同ウォームホイール37の軸方向(図1において紙面垂直方向)に延び同ウォームホイール37と一体回転する出力軸38が設けられている。この出力軸38には、図示しないウインドレギュレータを介して車両のウインドガラスが連結される。
また、前記クラッチ収容凹部31c内に、モータ部20の回転軸24と出力部30のウォーム軸34とを連結する前記クラッチ40が収容されている。
図2及び図3に示すように、クラッチ40は、クラッチハウジング41、固定部材42、駆動側回転体43、サポート部材44、転動体45及び従動側回転体46から構成されている。
クラッチハウジング41は、円筒状をなすとともに、同クラッチハウジング41の軸方向の一端部には、径方向外側に延びる鍔状のフランジ部41aが形成されている。クラッチハウジング41における円筒状の部位の外径はクラッチ収容凹部31cの内径と略等しく形成されるとともに、フランジ部41aの外径はクラッチ収容凹部31cの内径よりも大きく形成されている。また、フランジ部41aにおける周方向に等角度間隔となる2箇所には、径方向外側に突出した固定延出部41bが設けられている。各固定延出部41bには、固定延出部41bを軸方向に貫通するとともに径方向外側に開口した固定凹部41cが形成されている。
図2乃至図4に示すように、クラッチハウジング41は、フランジ部41aが収容凹部31bの底面に当接するまでクラッチ収容凹部31c内に挿入されるとともに、固定部材42によりギヤハウジング31に固定されている。固定部材42は、金属板材にプレス加工を施して所定の形状に形成されたものである。固定部材42は、環状の板状をなす連結枠51と、連結枠51における周方向に等角度間隔となる2箇所から径方向外側に突出した2つの係止部52と、連結枠51から延びる付勢部材としての一対の板ばね部53とを有する。
連結枠51は、周方向に等角度間隔となる2箇所が軸方向(中心軸線L1方向)から見て円弧状をなす円弧部51aとなっている。そして、連結枠51において2つの円弧部51aの間の部分は、円弧部51aよりも径方向外側に突出するように設けられた板ばね支持部51bとなっている。
円弧部51aは、フランジ部41aと同様の曲率で湾曲している。そして、各円弧部51aの周方向の略中央部から係止部52が径方向外側に延設されている。各係止部52は、円弧部51aから軸方向の一方側(図4において下方側であってギヤハウジング31側)に延びた後、軸方向と直交する方向に沿って径方向外側に延びている。また、各係止部52の先端寄りの部分には、係止部52を軸方向に貫通する係止孔52aが形成されている。係止孔52aの内周縁からは、複数の係止歯52bが径方向内側に向かって突出している。各係止歯52bは、先端に向かうにつれて係止孔52aの周方向の幅が狭くなる略台形状をなしている。
板ばね支持部51bは、軸方向から見た形状が径方向内側に開口した略矩形状をなしている。そして、各板ばね支持部51bの内周縁から前記板ばね部53が延びている。板ばね部53は、各板ばね支持部51bにおいて、板ばね部53の基端部が円弧部51aよりも外周側に位置し、且つ、板ばね部53の先端部が軸方向から見て円弧部51aの延長線上に位置するように直線的に延びている。一対の板ばね部53は、軸方向から見ると互いに平行をなしているが、基端から先端に向かう方向が互い違いの方向となっている。また、2つの板ばね部53の先端部は、周方向に等角度間隔(即ち180°間隔)となる位置に位置する。また、各板ばね部53は、その基端部における軸方向の位置が連結枠51と等しく、先端部に向かうにつれて軸方向の一方側(図4において下方側であってギヤハウジング31側)に下っている。
図2及び図4に示すように、収容凹部31bの底面であってクラッチ収容凹部31cの開口部の外周には、周方向に等角度間隔となる2箇所に、軸方向に突出した固定突起31fが形成されている。クラッチハウジング41は、2つの固定凹部41cにこれら2つの固定突起31fがそれぞれ内挿された状態でクラッチ収容凹部31cに挿入されている。そして、固定部材42は、各係止孔52aにそれぞれ固定突起31fが挿入された状態でクラッチハウジング41に軸方向に重ねられており、クラッチハウジング41の各固定延出部41bは、固定部材42の各係止部52と収容凹部31bの底面との間に挟持されている。なお、固定部材42は、各係止部52の係止歯52bが各固定突起31fの外周面に食い込むことにより、ギヤハウジング31からの脱落が防止された状態で同ギヤハウジング31に対して固定されている。このようにして、クラッチハウジング41は、ギヤハウジング31に対して軸方向に移動不能且つ周方向に回転不能に固定されている。そして、ギヤハウジング31に固定されたクラッチハウジング41は、回転軸24及びウォーム軸34と同軸上に配置されている。
図4及び図5に示すように、ギヤハウジング31に対して固定された固定部材42の円弧部51aは、クラッチハウジング41のフランジ部41aと軸方向に重なる位置に位置する。更に、同固定部材42の各板ばね部53は、基端から先端に向かうにつれてフランジ部41aに軸方向に近づくとともに、その先端部がフランジ部41aと軸方向に重なる位置に位置する。
図2及び図3に示すように、駆動側回転体43は、略円筒状の軸連結部61を有する。軸連結部61の外周面には、径方向外側に向かって延びる円盤状の鍔部62が一体に形成されている。鍔部62の軸方向の一端面(図2において下側の端面)は、固定部材42の連結枠51に軸方向から当接している。
軸連結部61において、モータ部20側の軸方向端部(図2において上端部)の軸中心には、軸方向に沿って延びる駆動軸挿入孔63が形成されている。駆動軸挿入孔63は、回転軸24の連結部24aの外形形状に対応した二面幅形状をなしている。そして、駆動軸挿入孔63に連結部24aが圧入されることにより、駆動側回転体43は回転軸24と一体回転可能に連結される。なお、回転軸24と、該回転軸24に連結された駆動側回転体43とは、同軸上となる(即ち互いの中心軸線が同一直線上に位置する)。
また、軸連結部61において、出力部30側の軸方向端部(図2において下端部)の軸中心には、軸方向に沿って延びる従動軸挿入孔64が形成されている。この従動軸挿入孔64の中心軸線は、駆動軸挿入孔63の中心軸線と一致している。なお、本実施形態では、駆動軸挿入孔63と従動軸挿入孔64とは互いに連通している。
図7(b)に示すように、従動軸挿入孔64の内周面は、軸方向と平行な平面状をなし互いに平行な一対の駆動側伝達面64aを有する。そして、従動軸挿入孔64は、軸方向から見た形状が、駆動側伝達面64aと平行な方向が長手方向、駆動側伝達面64aと直交する方向が短手方向となる略トラック形状(二面幅形状)をなしている。なお、各駆動側伝達面64aには、ゴム材料等の弾性を有する材料よりなる2つの第1弾性部材65が設けられている。また、軸方向視において従動軸挿入孔64の長手方向の両端部には、ゴム材料等の弾性を有する材料よりなる第2弾性部材66がそれぞれ設けられている。第1及び第2弾性部材65,66は、従動軸挿入孔64の内周面から内側に若干突出している。
また、図3及び図7(a)に示すように、駆動側回転体43は、鍔部62から軸方向に出力部30側(図3において下方側)に延出された一対の転動体解除部67を有する。転動体解除部67は、軸方向視における従動軸挿入孔64の長手方向の両側にそれぞれ設けられている。また、2つの転動体解除部67は、回転方向に180°離間し径方向に対向する位置に設けられている。なお、各転動体解除部67における周方向の両端部は、ゴム材料等の弾性を有する材料よりなる弾性部68にて構成されている。これら各転動体解除部67は、固定部材42の連結枠51の内側を通ってクラッチハウジング41の内側に配置される。
図2及び図3に示すように、サポート部材44は、径方向に対向するクラッチハウジング41と従動側回転体46との間に転動体45を保持するものである。本実施形態のサポート部材44は樹脂製である。
サポート部材44は、ウォーム軸34の中心軸線L2を中心とする円環状をなすリング部71を有する。リング部71の外径は、クラッチハウジング41の内径よりも大きい。リング部71は、クラッチハウジング41のフランジ部41aに対してモータ部20側(図2において上側)に配置され、フランジ部41aと軸方向に対向している。また、リング部71の下面(フランジ部41aと対向する軸方向の端面)には、リング部71の周方向に沿った円環状の突条をなしフランジ部41aに軸方向から当接する軸方向当接部としての下側突条部71aが設けられている。また、リング部71の上面(駆動側回転体43側の端面)には、軸方向に突出しリング部71の周方向に沿った円環状の突条をなす上側突条部71bが設けられている。
図2及び図5に示すように、リング部71は、クラッチハウジング41のフランジ部41aと固定部材42の連結枠51との間に配置され、フランジ部41a及び連結枠51と軸方向に重なっている。また、固定部材42の各板ばね部53の先端部が上側突条部71bに当接しており、リング部71は、各板ばね部53によってフランジ部41aに向けて軸方向に付勢されている。即ち、板ばね部53は、下側突条部71aがフランジ部41aに押し付けられるようにサポート部材44をクラッチハウジング41に向けて軸方向(サポート部材44の回転方向と直交する方向)に付勢している。換言すると、板ばね部53は、フランジ部41aとの間でサポート部材44に作用する摩擦力を増大させるように同サポート部材44を付勢している。なお、クラッチ40を組み付ける際には、サポート部材44をクラッチハウジング41の内側に挿入した後に、固定部材42をギヤハウジング31に組み付ける。
図3に示すように、リング部71の内周側における周方向に離間した2箇所(本実施形態では180°間隔となる2箇所)には、軸方向に延びる柱状をなす転動体45をそれぞれ保持する転動体保持部72が形成されている。
ここで、転動体保持部72にて保持される転動体45について詳述する。
図6(a)及び図6(b)に示すように、各転動体45は、樹脂製であり、その中心軸線L3が回転軸24の中心軸線L1及びウォーム軸34の中心軸線L2と平行をなすように配置されている。本実施形態の各転動体45は、軸方向から見た形状が二面幅形状をなしている。そのため、各転動体45は、軸方向から見ると、長手方向と短手方向とを有する形状をなしている。図6(b)に示す状態においては、クラッチ40の径方向が転動体45の長手方向となり、クラッチ40の周方向が同転動体45の短手方向となっている。そして、各転動体45は、駆動側回転体43の回転方向X1(クラッチ40の周方向に同じ。以下、回転方向X1とする)の両側に平面状をなす第1及び第2の対向面81a,81bを有する。更に、各転動体45は、クラッチ40の径方向の両側に第1及び第2の円弧面82a,82bを有する。
各転動体45において、第1及び第2の対向面81a,81bは、それぞれ中心軸線L3と平行をなすとともに、互いに平行をなしている。また、各転動体45において、第1及び第2の円弧面82a,82bは、軸方向から見て、中心軸線L3を曲率中心とする円弧状をなしている。なお、本実施形態では、第1の円弧面82aと第2の円弧面82bとは、互いに曲率が等しいが、異なる曲率であってもよい。また、第1及び第2の円弧面82a,82bは、中心軸線L3に対しては傾斜することなく平行に形成されている。
図7(a)に示すように、各転動体45において、径方向外側に位置する第1の円弧面82aは、クラッチハウジング41の円筒状の内周面41dと径方向に対向し、同内周面41dに接触可能である。一方、各転動体45において、径方向内側に位置する第2の円弧面82bは、従動側回転体46と径方向に対向し、同従動側回転体46に接触可能である。
図3、図6(a)及び図6(b)に示すように、各前記転動体保持部72は、リング部71から径方向内側に向かって延びる軸方向支持部73を有している。軸方向支持部73は、転動体45と軸方向に対向している。また、各転動体保持部72は、軸方向支持部73の周方向の両端部から軸方向(中心軸線L1,L2方向)に沿ってリング部71と反対側(図6(a)において下方)に延出された一対のローラサポート74a,74bを有する。各転動体保持部72において、対をなすローラサポート74a,74bは、回転方向X1において転動体45の両側に位置し、当該転動体45を中心軸線L3が中心軸線L1と平行をなすように回転方向X1の両側から保持している。なお、各転動体保持部72の対をなすローラサポート74a,74bについて、クラッチ40をモータ部20側から軸方向に見て(即ち図7(a)に示す状態)、転動体45に対して反時計方向側に位置するローラサポートを第1ローラサポート74aとし、転動体45に対して時計方向側に位置するローラサポートを第2ローラサポート74bとする。
また、サポート部材44は、一方の転動体保持部72の第1ローラサポート74aの先端部と他方の転動体保持部72の第2ローラサポート74bの先端部とを互いに連結する連結部76を有する。連結部76は、軸方向視で中心軸線L1,L2を中心とする円弧状をなしている。また、各ローラサポート74a,74bの先端部には、対をなす第1及び第2ローラサポート74a,74b間に突出した保持爪77が設けられている。各保持爪77は、転動体45における軸方向の一端面に軸方向から当接し、転動体保持部72からの転動体45の軸方向の脱落を防止する。
また、図6(b)に示すように、各転動体保持部72における第1及び第2ローラサポート74a,74bの互いに対向する側面の間の距離は、各転動体45の最大外径(即ち、軸方向視における転動体45の長手方向の幅)よりも短い。更に、各転動体保持部72における第1及び第2ローラサポート74a,74bの互いに対向する側面の間の距離は、各転動体45における回転方向X1の幅(第1の対向面81aと第2の対向面81bとの間の長さであって、軸方向視における転動体45の短手方向の幅)よりも若干長い。
図2及び図7(a)に示すように、上記構成のサポート部材44によって保持されることにより、2つの転動体45は、回転方向X1において等角度間隔(本実施形態では180°間隔)に配置されている。また、転動体45を保持した各ローラサポート74a,74bは、クラッチハウジング41の内側に挿入されて配置されているため、各転動体45は、クラッチハウジング41の内側で同クラッチハウジング41と径方向に対向する。なお、サポート部材44は、クラッチハウジング41に対して回転方向X1に相対回転可能である。
また、前記駆動側回転体43の各転動体解除部67は、サポート部材44のリング部71の内周側を通ってクラッチハウジング41の内側に挿入されている。更に、各転動体解除部67は、2つの転動体保持部72の間にそれぞれ配置され、各転動体保持部72と周方向に隣り合っている。そのため、各転動体解除部67における回転方向X1の両端部(各弾性部68)は、一方の転動体保持部72の第1ローラサポート74a及び他方の転動体保持部72の第2ローラサポート74bとそれぞれ回転方向X1に対向している。そして、サポート部材44と駆動側回転体43とは回転方向X1に相対回転可能であり、駆動側回転体43が回転すると、各転動体解除部67は、回転方向の前方側に位置するローラサポート74a,74bに当接するようになっている。
図2及び図3に示すように、前記従動側回転体46は、ウォーム軸34の基端部(図2において上側の端部)に一体に形成されており、金属製である。従動側回転体46は、軸方向に並設された制御部91及び従動側連結部92を備えている。なお、従動側連結部92は、制御部91の基端側(図2において上側)に設けられている。
制御部91は、ウォーム軸34に一体に形成されるとともに、ウォーム軸34の軸方向に延びる柱状をなしている。そして、制御部91は、その中心軸線がウォーム軸34の中心軸線L2と一致しており、ウォーム軸34と同軸上に形成されている。また、図7(a)に示すように、中心軸線L2方向から見ると、制御部91は、ウォーム軸34の中心軸線L2を対称中心とする点対称形状をなしている。
制御部91の外周面には、一対の制御面93が形成されている。各制御面93は、制御部91の外周面において周方向に等角度間隔(本実施形態では180°間隔)となる2箇所に形成されている。そして、各制御面93は、軸方向に平行、且つ、従動側回転体46の径方向に対して直交する平面状をなしている。更に、一対の制御面93は、互いに平行をなすとともに、各制御面93の軸方向の長さは、前記転動体45の軸方向の長さよりも長い。
図2及び図7(b)に示すように、従動側連結部92は、ウォーム軸34の軸方向に延びる柱状をなしている。従動側連結部92の中心軸線はウォーム軸34の中心軸線L2と一致しており、ウォーム軸34と同軸上に形成されている。また、従動側連結部92は、前記従動軸挿入孔64よりも若干細く形成されている。そして、従動側連結部92は、軸方向と直交する断面形状が略楕円形状をなすとともに、その断面形状は軸方向に一定となっている。また、軸方向視において、従動側連結部92の長手方向は、制御面93と平行な方向であるとともに、同従動側連結部92の短手方向は、制御面93と直交する方向となっている(図7(a)も参照)。なお、図7(b)に示すように、中心軸線L2方向から見ると、従動側連結部92は、ウォーム軸34の中心軸線L2を対称中心とする点対称形状をなしている。
従動側連結部92の外周面には、一対の第1従動側伝達面94及び一対の第2従動側伝達面95が形成されている。対をなす2つの第1従動側伝達面94のうち、一方の第1従動側伝達面94は、他方の第1従動側伝達面94に対して180°反対側に形成されている。そして、2つの第1従動側伝達面94は、それぞれ軸方向と平行な平面状をなすとともに、互いに平行をなしている。また、2つの第1従動側伝達面94の間の距離は、駆動側回転体43の従動軸挿入孔64に設けられた一対の駆動側伝達面64aの間の距離と等しく形成されている。
第2従動側伝達面95は、2つの第1従動側伝達面94の間にそれぞれ形成されるとともに、一方の第2従動側伝達面95は、他方の第2従動側伝達面95に対して180°反対側に形成されている。2つの第2従動側伝達面95は、それぞれ軸方向と平行な平面状をなすとともに、互いに平行をなしている。また、2つの第2従動側伝達面95の間の距離は、駆動側回転体43の従動軸挿入孔64に設けられた一対の駆動側伝達面64aの間の距離と等しく形成されている。そして、第1従動側伝達面94及び第2従動側伝達面95は、軸方向には、従動側連結部92の軸方向の一端から他端に亘って形成されている。
図2に示すように、上記のような従動側回転体46は、駆動側回転体43とは反対側からクラッチハウジング41及びサポート部材44の内側に挿入されている。そして、従動側回転体46は、クラッチハウジング41、駆動側回転体43及びサポート部材44と同軸上に配置されている。
また、図7(b)に示すように、従動側連結部92は、駆動側回転体43と一体回転可能に従動軸挿入孔64に遊嵌されている。従動軸挿入孔64に遊嵌された従動側連結部92の外周面と従動軸挿入孔64の内周面との間には、第1及び第2弾性部材65,66が介在されている。詳しくは、一対の第2弾性部材66は、従動側連結部92の軸方向視における長手方向両端部と接触している。また、4つの第1弾性部材65は、2つの第1従動側伝達面94及び2つの第2従動側伝達面95と駆動側伝達面64aとの間にそれぞれ介在されている。
そして、従動側回転体46に対して駆動側回転体43が中心軸線回りに回転すると、駆動側伝達面64aは、第1弾性部材65を弾性変形させつつ、第1及び第2従動側伝達面94,95のいずれかに対して回転方向に当接する。これにより、駆動側回転体43と従動側回転体46とが回転方向に係合されて駆動側回転体43の回転駆動力が従動側回転体46に伝達されるようになる。
また、図7(a)に示すように、従動側回転体46の制御部91は、各制御面93とクラッチハウジング41の内周面41dとの間にそれぞれ転動体45が介在されるようにサポート部材44の内側に挿入されており、クラッチハウジング41及び各転動体45と径方向に対向している。即ち、サポート部材44は、クラッチハウジング41の内周面41dと従動側回転体46の各制御面93との間に転動体45を保持している。
そして、各制御面93は、クラッチハウジング41の内周面41dとの間の距離(制御面93と直交する方向の間隔)が、従動側回転体46の回転方向に変化する。本実施形態では、制御面93とクラッチハウジング41の内周面41dとの間の距離は、各制御面93の周方向の中央において最も長く、各制御面93の周方向の中央から周方向の両端に向かうに連れて徐々に短くなる。また、各制御面93の周方向の中央とクラッチハウジング41の内周面41dとの間の距離は、転動体45の最大外径よりも長く、且つ、各制御面93の周方向端部とクラッチハウジング41の内周面41dとの間の距離は、転動体45の最大外径よりも短い。
次に、上記のように構成されたモータ10の動作を、クラッチ40の動作を中心に、その作用とともに説明する。
図2及び図8(a)に示すように、モータ部20に通電されることによりモータ部20が駆動されると、回転軸24と共に駆動側回転体43が回転する。即ち、駆動側回転体43の回転駆動が開始される。なお、図8(a)及び図8(b)は、駆動側回転体43が第1の方向R1に回転駆動される場合を図示している。そして、図8(a)に示すように、駆動側回転体43の第1の方向R1の回転に伴って、同駆動側回転体43の各転動体解除部67における回転方向前方側の周方向端部(弾性部68)が、各転動体保持部72の第1ローラサポート74aに回転方向に当接する。このとき、一対の板ばね部53によってリング部71が付勢されたサポート部材44は、板ばね部53による付勢力、板ばね部53とリング部71(上側突条部71b)との間の摩擦力、及びリング部71(下側突条部71a)とフランジ部41aとの間の摩擦力によって、駆動側回転体43の回転軸線回りに回転し難くなっている(図5参照)。そのため、駆動側回転体43の回転駆動の開始時に、転動体解除部67が駆動側回転体43の回転方向から第1ローラサポート74aに当接したときの衝撃によってサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向(図8に示す例では第1の方向R1)に飛ばされて駆動側回転体43よりも先行して回転することが抑制される。従って、転動体解除部67が第1ローラサポート74aに駆動側回転体43の回転方向から当接した後は、駆動側回転体43とサポート部材44とが一体的に回転するようになりやすい。そして、各転動体保持部72の第1ローラサポート74aに回転方向に当接した各転動体解除部67が、各第1ローラサポート74aを介して各転動体45を第1の方向R1に押圧することにより、クラッチハウジング41の内周面41dと従動側回転体46の制御面93とによる各転動体45の挟持が解除される。
また、図8(b)に示すように、駆動側回転体43は、従動側連結部92の各第2従動側伝達面95に各駆動側伝達面64aが第1の方向R1から当接することで、従動側回転体46と一体回転可能に連結される。
なお、駆動側回転体43によってサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に押圧されることによりクラッチハウジング41の内周面41dと従動側回転体46とによる転動体45の挟持が解除された後に、従動側回転体46がクラッチハウジング41の内周面41dとの間に転動体45を再度挟持しようとすることがある(図8(a)参照)。しかしながら、本実施形態では、サポート部材44が駆動側回転体43よりも先行して回転することが抑制されることにより駆動側回転体43とサポート部材44とが一体的に回転しやすくなっている。そのため、駆動側回転体43とサポート部材44とが一体的に回転することで、クラッチハウジング41の内周面41dと従動側回転体46とによる転動体45の挟持は直ちに解除される。
そして、各転動体解除部67が第1ローラサポート74a及び転動体45を第1の方向R1に押圧しながら駆動側回転体43とサポート部材44とが一体的に回転するうちに、各転動体45が従動側回転体46の各制御面93の周方向の中央部に配置される。つまり、転動体45が制御面93とクラッチハウジング41との間に挟持されない(即ち従動側回転体46の回転の妨げとならない)ロック解除状態になる。このロック解除状態において、駆動側回転体43(回転軸24)の回転駆動力が従動側回転体46(ウォーム軸34)に伝達されて回転軸24とウォーム軸34とが第1の方向R1に一体回転し、ウォーム軸34の第1の方向R1の回転が、ウォームホイール37との間で減速されながら出力軸38に伝達されて、同出力軸38から出力される。すると、出力軸38の回転方向に応じて図示しないウインドレギュレータを介して車両のウインドガラスが昇降される。そして、モータ部20への通電が停止されると、回転軸24の回転駆動、即ち駆動側回転体43の回転駆動が停止される。
因みに、モータ部20の駆動により、駆動側回転体43が第2の方向R2に回転される場合には、クラッチ40は、各部材の回転方向は反対となるが、上記した駆動側回転体43が第1の方向R1に回転される場合と同様の動作で、回転軸24とウォーム軸34とを連結する。
図9(a)及び図9(b)に示すように、モータ部20の駆動が停止された状態、即ち回転軸24(駆動側回転体43)の非回転駆動時には、負荷側(本実施形態ではウインドレギュレータ側)から出力軸38に荷重がかかると、その荷重により従動側回転体46が回転しようとする。なお、図9(a)及び図9(b)には、従動側回転体46が第2の方向R2に回転しようとした場合を図示している。すると、従動側回転体46の各制御面93が、各制御面93とクラッチハウジング41の内周面41dとの間に配置された転動体45を外周側に押圧する。制御面93に押された転動体45は、対をなすローラサポート74a,74bの間で第1の円弧面82aがクラッチハウジング41の内周面41dに当接するとともに、制御面93における同制御面93の周方向の中央よりも周方向の端部(制御面93における第2の方向R2の後方側の端部)寄りの部分に第2の円弧面82bが当接する。そして、各転動体45は、制御面93における第2の方向R2の後方側の端部寄りの部分とクラッチハウジング41の内周面41dとの間に挟持される。これにより、転動体45がくさびとなって、従動側回転体46の回転(第2の方向R2への回転)が阻止(即ちウォーム軸34の回転がロック)される。従って、回転軸24(駆動側回転体43)の非回転駆動時に出力軸38が回転されることが阻止される。なお、従動側回転体46がロック位置(クラッチハウジング41との間に転動体45を挟持する位置)に配置された状態(図9(a)に示す状態)では、図9(b)に示すように、従動側連結部92の各第2従動側伝達面95は、駆動側回転体43の各駆動側伝達面64aに回転方向(第2の方向R2)に接触しないようになっている。
因みに、モータ部20(駆動側回転体43)の非駆動時に、従動側回転体46が第1の方向R1に回転しようとした場合においても同様にして、従動側回転体46の回転が阻止される。即ち、各転動体45が、制御面93における第1の方向R1の後方側の端部寄りの部分とクラッチハウジング41の内周面41dとの間に挟持されることにより、各転動体45がくさびとなって、従動側回転体46の回転(第1の方向R1への回転)が阻止(即ちウォーム軸34の回転がロック)される。
次に、本実施形態の効果を記載する。
(1)駆動側回転体43の回転駆動の開始時に駆動側回転体43が駆動側回転体43の回転方向からサポート部材44に対して繰り返し離間したり当接したりすることを抑制できるため、駆動側回転体43の回転駆動の開始時における騒音の発生を抑制することができる。そして、モータ10は、駆動側回転体43の回転駆動の開始時における騒音の発生が抑制されたクラッチ40を備えているため、回転軸24の回転駆動の開始時にモータ10において騒音が発生することが抑制される。
(2)各板ばね部53は、サポート部材44の回転方向と直交する方向(本実施形態では軸方向)にサポート部材44を付勢する。そのため、各板ばね部53の付勢力によってサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に回転し難くなる。従って、駆動側回転体43の回転駆動の開始時にサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に駆動側回転体43よりも先行して回転することを容易に抑制することができる。その結果、駆動側回転体43の回転駆動の開始時における騒音の発生を容易に抑制することができる。
(3)固定部材42に設けられた各板ばね部53は、サポート部材44をクラッチハウジング41に向けて付勢する。このように、各板ばね部53の付勢力によってサポート部材44をクラッチハウジング41に向けて押圧することにより、駆動側回転体43の回転駆動の開始時にサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に駆動側回転体43よりも先行して回転してすることをより容易に抑制することができる。その結果、駆動側回転体43の回転駆動の開始時における騒音の発生をより容易に抑制することができる。
(4)サポート部材44は、クラッチハウジング41のフランジ部41aに軸方向から当接する下側突条部71aを有する。そして、固定部材42の各板ばね部53は、下側突条部71aがフランジ部41aに押し付けられるようにサポート部材44を軸方向に付勢する。このように、サポート部材44の下側突条部71aが各板ばね部53の軸方向の付勢力によってフランジ部41aに押し付けられることにより、下側突条部71aとフランジ部41aとの間の摩擦力が容易に増大される。そして、この摩擦力によってサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に回転し難くなる。従って、駆動側回転体43の回転駆動の開始時にサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に駆動側回転体43よりも先行して回転することを更に容易に抑制することができる。その結果、駆動側回転体43の回転駆動の開始時における騒音の発生を更に容易に抑制することができる。
<第2実施形態>
以下、クラッチを備えたモータの第2実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記第1実施形態の構成と同一の構成及び対応する構成に同一の符号を付してその説明を省略する。
図10に示すように、本実施形態のクラッチ100は、上記第1実施形態のクラッチ40に代えてモータ10に備えられるものである。クラッチ100は、クラッチハウジング41、付勢部材としてのウェーブワッシャ101、固定部材102、駆動側回転体43、サポート部材44、転動体45及び従動側回転体46から構成されている。
図10及び図11に示すように、ウェーブワッシャ101は、円環状をなしており、その外径及び内径がサポート部材44のリング部71の外径及び内径と略等しい。このウェーブワッシャ101は、駆動側回転体43の鍔部62とリング部71との間に介在されており、リング部71の上側突条部71bに軸方向から当接している。
固定部材102は、クラッチハウジング41をギヤハウジング31に対して固定するためのものであり、金属板材にプレス加工を施して所定の形状に形成されている。固定部材102は、円環状の板状をなす連結枠111と、連結枠111における周方向に等角度間隔となる2箇所から径方向外側に突出した2つの係止部52とを有する。
連結枠111は、駆動側回転体43の鍔部62とウェーブワッシャ101との間に介在されており、軸方向(中心軸線L1方向)からウェーブワッシャ101に当接している。連結枠111の外径は、ウェーブワッシャ101の外径よりも若干大きいとともに、同連結枠111の内径は、同ウェーブワッシャ101の内径と略等しくなっている。また、連結枠111における周方向に等角度間隔となる2箇所であって、2つの係止部52の間の周方向の中央部となる2箇所には、軸方向の一方側(サポート部材44側)に延びる位置決め突起112がそれぞれ設けられている。
固定部材102は、各係止部52が各固定延出部41bに軸方向から当接するまで各係止孔52aにそれぞれ固定突起31fが挿入されることで、ギヤハウジング31に対して固定されるとともに、クラッチハウジング41をギヤハウジング31に対して軸方向に移動不能に固定している。また、固定部材102は、連結枠51においてウェーブワッシャ101をサポート部材44のリング部71に軸方向に押し付けた状態でギヤハウジング31に固定されている。そのため、ウェーブワッシャ101は、その弾性力により、下側突条部71aがフランジ部41aに押し付けられるようにリング部71をフランジ部41aに向けて軸方向(サポート部材44の回転方向と直交する方向)に付勢する。即ち、ウェーブワッシャ101は、フランジ部41aとの間でサポート部材44に作用する摩擦力を増大させるように同サポート部材44を付勢している。
また、ギヤハウジング31に固定された状態の固定部材102においては、各位置決め突起112の先端部が、リング部71の外周側でリング部71の外周面と径方向に対向している。従って、ウェーブワッシャ101は、これら位置決め突起112及び係止部52によって径方向の位置決めがなされる。
次に、本実施形態の作用を説明する。
モータ部20の駆動により回転軸24の回転駆動が開始されると、回転軸24と一体に回転する駆動側回転体43の回転駆動が開始される。駆動側回転体43の回転に伴って、同駆動側回転体43の各転動体解除部67における回転方向前方側の周方向端部(弾性部68)が、各転動体保持部72に回転方向に当接する(図8(a)参照)。このとき、ウェーブワッシャ101によってリング部71が付勢されたサポート部材44は、同ワッシャ101による付勢力、同ワッシャ101とリング部71(上側突条部71b)との間の摩擦力、及びリング部71(下側突条部71a)とフランジ部41aとの間の摩擦力によって、駆動側回転体43の回転軸線回りに回転し難くなっている。そのため、駆動側回転体43の回転駆動の開始時に、駆動側回転体43の転動体解除部67が駆動側回転体43の回転方向からサポート部材44の転動体保持部72に当接したときの衝撃によってサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に飛ばされて駆動側回転体43よりも先行して回転することが抑制される。従って、転動体解除部67が転動体保持部72に駆動側回転体43の回転方向から当接した後は、駆動側回転体43とサポート部材44とが一体的に回転するようになりやすい。そして、各転動体保持部72に回転方向に当接した各転動体解除部67が、各転動体保持部72を介して転動体45を駆動側回転体43の回転方向に押圧することにより、クラッチハウジング41の内周面41dと従動側回転体46の制御面93とによる各転動体45の挟持が解除される。
なお、駆動側回転体43によってサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に押圧されることによりクラッチハウジング41の内周面41dと従動側回転体46とによる転動体45の挟持が解除された後に、従動側回転体46がクラッチハウジング41の内周面41dとの間に転動体45を再度挟持しようとすることがある。しかしながら、本実施形態では、サポート部材44が駆動側回転体43よりも先行して回転することが抑制されることにより駆動側回転体43とサポート部材44とが一体的に回転しやすくなっている。そのため、駆動側回転体43とサポート部材44とが一体的に回転することで、クラッチハウジング41の内周面41dと従動側回転体46とによる転動体45の挟持は直ちに解除される。
本実施形態によれば、上記第1実施形態の(1)と同様の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
(1)ウェーブワッシャ101は、サポート部材44の回転方向と直交する方向(本実施形態では軸方向)にサポート部材44を付勢する。そのため、ウェーブワッシャ101の付勢力によってサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に回転し難くなる。従って、駆動側回転体43の回転駆動の開始時にサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に駆動側回転体43よりも先行して回転することを容易に抑制することができる。その結果、駆動側回転体43の回転駆動の開始時における騒音の発生を容易に抑制することができる。
(2)ウェーブワッシャ101は、サポート部材44をクラッチハウジング41に向けて付勢する。このように、ウェーブワッシャ101の付勢力によってサポート部材44をクラッチハウジング41に向けて押圧することにより、駆動側回転体43の回転駆動の開始時にサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に駆動側回転体43よりも先行して回転することをより容易に抑制することができる。その結果、駆動側回転体43の回転駆動の開始時における騒音の発生をより容易に抑制することができる。
(3)サポート部材44は、クラッチハウジング41のフランジ部41aに軸方向から当接する下側突条部71aを有する。そして、ウェーブワッシャ101は、下側突条部71aがフランジ部41aに押し付けられるようにサポート部材44を軸方向に付勢する。このように、サポート部材44の下側突条部71aがウェーブワッシャ101の軸方向の付勢力によってフランジ部41aに押し付けられることにより、下側突条部71aとフランジ部41aとの間の摩擦力が容易に増大される。そして、この摩擦力によってサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に回転し難くなる。従って、駆動側回転体43の回転駆動の開始時にサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に駆動側回転体43よりも先行して回転することを更に容易に抑制することができる。その結果、駆動側回転体43の回転駆動の開始時における騒音の発生を更に容易に抑制することができる。
<第3実施形態>
以下、クラッチを備えたモータの第3実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記第1実施形態の構成と同一の構成及び対応する構成に同一の符号を付してその説明を省略する。
図12に示すように、本実施形態のクラッチ120は、上記第1実施形態のクラッチ40に代えてモータ10に備えられるものである。クラッチ120は、クラッチハウジング41、付勢部材としての3つのトーションスプリング121、駆動側回転体43(図12では図示略)、サポート部材44、転動体45及び従動側回転体46を備えている。
図12及び図13に示すように、本実施形態のクラッチハウジング41は、固定延出部41bを3つ備えている。3つの固定延出部41bは、フランジ部41aにおいて周方向に等角度間隔(本実施形態では120°間隔)となる3箇所に設けられている。そして、収容凹部31bの底面であってクラッチ収容凹部31cの開口部の外周には、周方向に等角度間隔(本実施形態では120°間隔)となる3箇所に固定突起31fが設けられている。クラッチハウジング41は、3つの固定延出部41bの固定凹部41cにそれぞれ固定突起31fが挿入された状態でクラッチ収容凹部31cに挿入されている。各固定延出部41bは、収容凹部31bの底面に当接している。
各固定突起31fには、固定延出部41bに軸方向に重なるようにトーションスプリング121が装着されている。3つのトーションスプリング121は、全て同じ形状をなしている。各トーションスプリング121は、コイル状(らせん状)に巻回されたコイル部121aと、コイル部121aの一端から延びる係止部121bと、コイル部121aの他端から延びる付勢部121cとから構成されている。各トーションスプリング121は、それぞれ異なる固定突起31fにコイル部121aが外挿されている。各固定突起31fには、コイル部121aに軸方向に重なるように円環状の固定部材122が外嵌されている。因みに、本実施形態の固定部材122はプッシュナットである。各固定部材122の内周縁には、複数の係止歯122aが設けられており、これらの係止歯122aが固定突起31fの外周面に食い込むことにより、固定突起31fの先端側に移動不能に同固定突起31fに対して固定されている。また、各固定部材122は、コイル部121aに軸方向から当接し、収容凹部31bの底面との間に当該コイル部121a及び固定延出部41bを挟持するまで固定突起31fの基端側に向けて外嵌されている。これらの固定部材122によって、各トーションスプリング121及びクラッチハウジング41がギヤハウジング31に対して固定されるとともに、各トーションスプリング121の軸方向の位置決めがなされている。
また、ギヤハウジング31には、各固定突起31fの近傍に、軸方向に突出した係止突起31gが設けられており、各トーションスプリング121の係止部121bは、各トーションスプリング121のコイル部121aが外挿された固定突起31fの近傍にある係止突起31gに係止されている。
各トーションスプリング121の付勢部121cは、その先端部においてサポート部材44のリング部71の外周面71cを径方向内側に向けて付勢している。詳述すると、3つの付勢部121cは、リング部71の外周面71cにおける周方向に等角度間隔(本実施形態では120°間隔)となる3箇所に当接してリング部71を駆動側回転体43の回転軸線L4と直交する方向(サポート部材44の回転方向と直交する方向であって径方向)に付勢している。そして、各トーションスプリング121は、付勢部121cとの間でサポート部材44に作用する摩擦力を増大させるように同サポート部材44を付勢している。なお、各トーションスプリング121によるリング部71を付勢する付勢力は、同等の大きさである。これにより、トーションスプリング121の付勢力によってサポート部材44の回転軸線が従動側回転体46の回転軸線(ウォーム軸34の中心軸線L2に同じ)からずれること、並びに、駆動側回転体43の回転軸線L4からずれることが抑制されている。
次に、本実施形態の作用を説明する。
モータ部20の駆動により回転軸24の回転駆動が開始されると、回転軸24と一体に回転する駆動側回転体43の回転駆動が開始される。駆動側回転体43の回転に伴って、同駆動側回転体43の各転動体解除部67における回転方向前方側の周方向端部(弾性部68)が、各転動体保持部72に回転方向に当接する(図8(a)参照)。このとき、3つのトーションスプリング121によってリング部71が付勢されたサポート部材44は、付勢部121cによる付勢力及び付勢部121cとリング部71との間の摩擦力により、駆動側回転体43の回転軸線回りに回転し難くなっている。そのため、駆動側回転体43の回転駆動の開始時に、駆動側回転体43の転動体解除部67が駆動側回転体43の回転方向からサポート部材44の転動体保持部72に当接したときの衝撃によってサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に飛ばされて駆動側回転体43よりも先行して回転することが抑制される。従って、転動体解除部67が転動体保持部72に駆動側回転体43の回転方向から当接した後は、駆動側回転体43とサポート部材44とが一体的に回転するようになりやすい。そして、各転動体保持部72に回転方向に当接した各転動体解除部67が、各転動体保持部72を介して転動体45を駆動側回転体43の回転方向に押圧することにより、クラッチハウジング41の内周面41dと従動側回転体46の制御面93とによる各転動体45の挟持が解除される。
なお、駆動側回転体43によってサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に押圧されることによりクラッチハウジング41の内周面41dと従動側回転体46とによる転動体45の挟持が解除された後に、従動側回転体46がクラッチハウジング41の内周面41dとの間に転動体45を再度挟持しようとすることがある。しかしながら、本実施形態では、サポート部材44が駆動側回転体43よりも先行して回転することが抑制されることにより駆動側回転体43とサポート部材44とが一体的に回転しやすくなっている。そのため、駆動側回転体43とサポート部材44とが一体的に回転することで、クラッチハウジング41の内周面41dと従動側回転体46とによる転動体45の挟持は直ちに解除される。
本実施形態によれば、上記第1実施形態の(1)と同様の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
(1)各トーションスプリング121は、サポート部材44の回転方向と直交する方向(本実施形態では径方向)にサポート部材44を付勢する。そのため、各トーションスプリング121の付勢力によってサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に回転し難くなる。従って、駆動側回転体43の回転駆動の開始時にサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に駆動側回転体43よりも先行して回転することを容易に抑制することができる。その結果、駆動側回転体43の回転駆動の開始時における騒音の発生を容易に抑制することができる。
(2)各トーションスプリング121は、サポート部材44を駆動側回転体43の回転軸線L4と直交する方向(径方向)に付勢する。このように、トーションスプリング121の付勢力によってサポート部材44を駆動側回転体43の回転軸線L4と直交する方向に押圧することにより、駆動側回転体43の回転駆動の開始時にサポート部材44が駆動側回転体43の回転方向に駆動側回転体43よりも先行して回転することをより容易に抑制することができる。その結果、駆動側回転体43の回転駆動の開始時における騒音の発生をより容易に抑制することができる。
<第4実施形態>
以下、クラッチを備えたモータの第4実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記第1及び第3実施形態の構成と同一の構成及び対応する構成に同一の符号を付してその説明を省略する。
図14(a)に示すように、本実施形態のクラッチ130は、上記第1実施形態のクラッチ40に代えてモータ10に備えられるものである。クラッチ130は、上記第1実施形態のクラッチ40において駆動側回転体43に代えて駆動側回転体131を備えた構成となっている。また、クラッチ130は、上記第1実施形態のクラッチ40において、固定部材42に代えて、上記第3実施形態の固定部材122にてクラッチハウジング41をギヤハウジング31に対して固定した構成となっている。
図14(a)及び図14(b)に示すように、駆動側回転体131は、上記第1実施形態の駆動側回転体43の各転動体解除部67に付勢部材としての付勢部132を設けた構成である。付勢部132は、各転動体解除部67の周方向の両端部にそれぞれ設けられている。本実施形態では、これらの付勢部132は、弾性部68と一体に設けられており、弾性を有する樹脂材料(例えば、エラストマ(ゴムを含む))にて形成されている。各付勢部132は、転動体解除部67の径方向外側の側面よりも径方向外側に突出し、軸方向(駆動側回転体131の回転軸線方向に同じ)に沿って延びる突条をなしている。また、本実施形態では、各付勢部132は、軸方向と直交する断面の形状が半円形状をなしている。
図15に示すように、サポート部材44のリング部71の内側に転動体解除部67を挿入して駆動側回転体131とサポート部材44とを組み付けた状態においては、各付勢部132は、転動体解除部67とリング部71の内周面71dとによって径方向に圧縮された状態でリング部71の内側に位置する。また、各付勢部132は、自身の弾性力によりリング部71の内周面71dに押し付けられた状態となっている。そして、各付勢部132は、リング部71を径方向外側に向けて付勢する。即ち、各付勢部132は、サポート部材44の回転方向と直交する方向であって駆動側回転体131の回転軸線L5と直交する方向にサポート部材44を付勢する。また、各付勢部132は、各付勢部132との間でサポート部材44に作用する摩擦力を増大させるように同サポート部材44を付勢する。
次に、本実施形態の作用を説明する。
モータ部20の駆動により回転軸24の回転駆動が開始されると、回転軸24と一体に回転する駆動側回転体131の回転駆動が開始される。駆動側回転体131の回転に伴って、同駆動側回転体131の各転動体解除部67における回転方向前方側の周方向端部(弾性部68)が、各転動体保持部72に回転方向に当接する。
このとき、図15及び図16に示すように、複数の付勢部132によってリング部71が径方向外側に向けて付勢されたサポート部材44は、付勢部132による径方向の付勢力(弾性力)及び付勢部132とリング部71の内周面71dとの間の摩擦力により、駆動側回転体131の回転軸線回りに回転し難くなっている。また、図16に示すように、例えば、サポート部材44が矢印α方向(図16において反時計方向)に駆動側回転体131よりも先行して回転しようとした場合には、各付勢部132は、その径方向内側の基端部に対して径方向外側の先端部が矢印α方向にずれるように弾性変形する。これにより、弾性変形した付勢部132が原形に復帰しようとする周方向の力、即ちサポート部材44が先行して回転しようとする方向とは逆向きの荷重(時計方向の荷重)が発生する。この時計方向の荷重(図16において太線の矢印参照)が、付勢部132からサポート部材44に対して作用する。これらのことから、駆動側回転体131の回転駆動の開始時に、駆動側回転体131の転動体解除部67が駆動側回転体131の回転方向からサポート部材44の転動体保持部72に当接したときの衝撃によってサポート部材44が駆動側回転体131の回転方向に飛ばされて駆動側回転体131よりも先行して回転することが抑制される。従って、転動体解除部67が転動体保持部72に駆動側回転体131の回転方向から当接した後は、駆動側回転体131とサポート部材44とが一体的に回転するようになりやすい。そして、各転動体保持部72に回転方向に当接した各転動体解除部67が、各転動体保持部72を介して転動体45を駆動側回転体131の回転方向に押圧することにより、クラッチハウジング41の内周面と従動側回転体46の制御面93とによる各転動体45の挟持が解除される(図8(a)参照)。
なお、駆動側回転体131によってサポート部材44が駆動側回転体131の回転方向に押圧されることによりクラッチハウジング41の内周面41dと従動側回転体46とによる転動体45の挟持が解除された後に、従動側回転体46がクラッチハウジング41の内周面41dとの間に転動体45を再度挟持しようとすることがある。しかしながら、本実施形態では、サポート部材44が駆動側回転体131よりも先行して回転することが抑制されることにより駆動側回転体131とサポート部材44とが一体的に回転しやすくなっている。そのため、駆動側回転体131とサポート部材44とが一体的に回転することで、クラッチハウジング41の内周面41dと従動側回転体46とによる転動体45の挟持は直ちに解除される。
本実施形態によれば、上記第1実施形態の(1)と同様の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
(1)各付勢部132は、サポート部材44の回転方向と直交する方向にサポート部材44を付勢する。そのため、各付勢部132の付勢力によってサポート部材44が駆動側回転体131の回転方向に回転し難くなる。従って、駆動側回転体131の回転駆動の開始時にサポート部材44が駆動側回転体131の回転方向に駆動側回転体131よりも先行して回転することを容易に抑制することができる。その結果、駆動側回転体131の回転駆動の開始時における騒音の発生を容易に抑制することができる。
(2)各付勢部132は、サポート部材44を駆動側回転体131の回転軸線L5と直交する方向(径方向)に付勢する。このように、付勢部132の付勢力によってサポート部材44を駆動側回転体131の回転軸線L5と直交する方向に押圧することにより、駆動側回転体131の回転駆動の開始時にサポート部材44が駆動側回転体131の回転方向に駆動側回転体131よりも先行して回転してしまうことをより容易に抑制することができる。その結果、駆動側回転体131の回転駆動の開始時における騒音の発生をより容易に抑制することができる。
(3)各付勢部132の付勢力(弾性力)によって、サポート部材44が駆動側回転体131に対して軸方向に移動することを抑制することができる。従って、サポート部材44の軸方向の移動に起因する騒音の発生を抑制することができる。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第1実施形態では、サポート部材44は、クラッチハウジング41のフランジ部41aに軸方向から当接する下側突条部71aを有する。しかしながら、サポート部材44は、板ばね部53の付勢力によってリング部71がフランジ部41aに向けて軸方向に付勢されるのであれば、必ずしもフランジ部41aに直接当接しなくてもよい。例えば、リング部71とフランジ部41aとの間にワッシャ等の部材が介在され、リング部71は、当該部材を介してフランジ部41aに対して軸方向に押し付けられるものであってもよい。なお、上記第2実施形態のサポート部材44においても同様である。
・上記第2実施形態では、ウェーブワッシャ101の弾性力によりサポート部材44のリング部71をクラッチハウジング41のフランジ部41aに向けて軸方向に付勢している。しかしながら、リング部71をフランジ部41aに向けて軸方向に付勢する付勢部材は、ウェーブワッシャ101に限らず、固定部材102の連結枠111とリング部71との間に介在されたウェーブワッシャ101以外のばね等であってもよい。
・図17に示すように、上記第3実施形態のクラッチ120において、サポート部材44のリング部71の外周面71cに径方向外側に開口した係止溝141を設けてもよい。係止溝141は、軸方向の一方側(図17に示す例では上側であって鍔部62側)にも開口しており、段差状をなしている。また、係止溝141は、リング部71の全周に沿って環状に設けられている。そして、トーションスプリング121の付勢部121cの先端部は、係止溝141に挿入されて係止溝141の内周面を径方向内側に向けて付勢する。このようにすると、係止溝141に挿入されたトーションスプリング121によって、サポート部材44がクラッチハウジング41から軸方向に抜け出ることを抑制することができる。
・上記第3実施形態では、クラッチ120は、トーションスプリング121を3つ備えている。しかしながら、クラッチ120に備えられるトーションスプリング121の数は、3つに限らず、複数個であればよい。この場合、複数のトーションスプリング121の付勢力によってサポート部材44の回転軸線が従動側回転体46の回転軸線(ウォーム軸34の中心軸線L2に同じ)からずれることを抑制するべく、各トーションスプリング121の配置位置及び付勢力が調整されることが好ましい。
・上記第3実施形態のクラッチ120は、サポート部材44を駆動側回転体43の回転軸線L4と直交する方向に付勢する付勢部材として、トーションスプリング121を備えている。しかしながら、当該付勢部材として、トーションスプリング121以外のばねを用いてもよい。
・上記第4実施形態では、付勢部132は、各転動体解除部67の周方向の両端部に設けられ、断面半円形状で軸方向に延びる突条をなしている。しかしながら、付勢部132は、駆動側回転体131に設けられて弾性変形した状態でリング部71の内周面71dに接触し同リング部71を自身の弾性力により径方向外側に向けて付勢するものであれば、その形状及び形成位置は上記第4実施形態のものに限らない。例えば、付勢部132は、軸方向に延びる突条をなし軸方向と直交する方向の断面形状が矩形状をなすものであってもよい。また例えば、付勢部132は、半球状、円錐台形状等をなすものであってもよい。また例えば、付勢部132は、転動体解除部67の径方向外側の側面における周方向の中央部に設けられてもよい。
・上記第4実施形態では、付勢部132は、各転動体解除部67に2つずつ設けられている。しかしながら、駆動側回転体131に設けられる付勢部132の数は、これに限らない。付勢部132は、少なくとも一方の転動体解除部67に1つ以上設けられればよい。
・上記第1実施形態において、クラッチ40を構成するクラッチハウジング41、固定部材42、駆動側回転体43、サポート部材44、転動体45及び従動側回転体46の形状は、必ずしも上記第1実施形態の形状でなくてもよい。例えば、駆動側回転体43は、回転軸24と一体に形成されたものであってもよい。また例えば、従動側回転体46は、ウォーム軸34と別体に設けられて、同ウォーム軸34と一体回転可能に組み付けられるものであってもよい。また、転動体45は、2つに限らず、クラッチハウジング41の内周面41dと従動側回転体46との間に少なくとも1つ配置されていればよい。なお、上記第2乃至第4実施形態のクラッチ100,120,130についても同様である。
・上記各実施形態では、モータ10は、パワーウインド装置の駆動源として用いられているが、他の装置の駆動源に用いられるものであってもよい。
・上記各実施形態では、クラッチ40,100,120,130は、モータ10に備えられ、回転軸24と減速機構32のウォーム軸34とを連結するものである。しかしながら、クラッチ40,100,120,130は、モータ10以外の装置に備えられ、回転駆動される回転軸と、回転軸の回転駆動力が伝達される従動軸とを連結するものであってもよい。
10…モータ、20…モータ部、24…回転軸、30…出力部、34…従動軸としてのウォーム軸、40,100,120,130…クラッチ、41…クラッチハウジング、41d…内周面、43,131…駆動側回転体、44…サポート部材、45…転動体、46…従動側回転体、53…付勢部材としての板ばね部、71a…軸方向当接部としての下側突条部、101…付勢部材としてのウェーブワッシャ、121…付勢部材としてのトーションスプリング、132…付勢部材としての付勢部、L4,L5…回転軸線。

Claims (3)

  1. 環状のクラッチハウジングと、
    回転駆動される駆動側回転体と、
    少なくとも一部が前記クラッチハウジングの内側に配置され前記駆動側回転体から回転駆動力が伝達される従動側回転体と、
    前記クラッチハウジングの内周面と前記従動側回転体との間に配置され、前記駆動側回転体の回転駆動時には前記駆動側回転体と共に前記駆動側回転体の回転軸線回りに回転し、前記駆動側回転体の非回転駆動時には前記クラッチハウジングの内周面と前記従動側回転体との間に挟持されることにより前記従動側回転体の回転を阻止する転動体と、
    前記クラッチハウジングの内周面と前記従動側回転体との間に前記転動体を保持し前記駆動側回転体と共に前記駆動側回転体の回転軸線回りに回転可能なサポート部材と、
    を備え、
    前記駆動側回転体の回転駆動の開始時には、前記駆動側回転体が前記駆動側回転体の回転方向から前記サポート部材に当接し前記サポート部材を介して前記転動体を前記駆動側回転体の回転方向に押圧することにより、前記クラッチハウジングの内周面と前記従動側回転体とによる前記転動体の挟持を解除するクラッチであって、
    前記駆動側回転体の回転軸線回りに回転し難くするように前記サポート部材を付勢する付勢部材を備え
    前記付勢部材は、前記駆動側回転体の回転軸線と直交する方向に前記サポート部材を付勢することを特徴とするクラッチ。
  2. 請求項1に記載のクラッチにおいて、
    前記付勢部材は、前記サポート部材の回転方向と直交する方向に前記サポート部材を付勢することを特徴とするクラッチ。
  3. 回転駆動される回転軸を有するモータ部と、
    前記回転軸と一体回転する前記駆動側回転体を有する請求項1又は請求項に記載のクラッチと、
    前記従動側回転体と一体回転する従動軸を有し前記従動軸に伝達された回転駆動力を出力する出力部と、
    を備えたことを特徴とするモータ。
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