JP2010038360A - クラッチ装置、モータ装置、及びワイパモータ - Google Patents

Abstract

【課題】駆動手段に負荷が作用するのを抑制すると共に、出力軸の高さを低く抑えられるクラッチ装置を得る。
【解決手段】クラッチ装置４０は、出力軸３８と、ピニオンギヤ９２と、ピニオンギヤ９２から出力軸３８の径方向の一方向に延設される第１クラッチ部材９４と、出力軸３８に固定され出力軸３８の径方向の一方向に延設されるスプリングホルダ９６と、スプリングホルダ９６に収納される凸部材１０８及びコイルスプリング９８と、第１クラッチ部材９４に形成された凹部１１２と、を有している。ここで、出力軸３８に駆動力を超える負荷が作用したときは、凸部材１０８が凹部１１２から外れて出力軸３８が空転する。これにより、モータ本体３２に負荷が作用するのを抑制できる。また、クラッチ装置４０による駆動力の伝達が出力軸３８の径方向で行われるため、出力軸の高さを低く抑えることができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、クラッチ装置、モータ装置、及びワイパモータに関する。

車両のウインドウガラスを払拭するワイパ装置に適用されるワイパモータのうち、揺動機構を内蔵し、ワイパブレードが取付けられたワイパアームが出力軸に固定され、払拭面を往復払拭するワイパモータが知られている。この種のワイパモータでは、ワイパアームの動作が妨げられてワイパモータの出力軸に過大な負荷が作用すると、内蔵されている揺動機構や減速機構が損傷される恐れがある。このため、ワイパモータの出力軸又は出力軸周りに、更にクラッチ装置を設けたものがある（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１のクラッチ装置は、出力軸の軸線方向に移動可能で且つ軸線回りに回転不能なクラッチディスクが設けられている。クラッチディスクと対向する位置には、出力軸の軸線方向に移動不能で且つ軸線回りに回転可能であり、駆動力が入力される入力ディスクが設けられている。そして、クラッチディスクを入力ディスクに向けて付勢するコイルスプリングが設けられている。

特許文献２のクラッチ装置は、出力軸の軸線回りに回転可能に支持され周方向に円形開口溝が設けられた出力ギアが設けられている。出力ギアの円形開口溝には、出力軸を挟んで対向する内壁２カ所に第１嵌合溝、第２嵌合溝が形成されている。そして、出力軸から第１嵌合溝、第２嵌合溝に向けて、ばねの反発力により第１連結ピース、第２連結ピースがそれぞれ付勢されている。

しかし、特許文献１のクラッチ装置では、出力軸の軸線方向にクラッチディスクが配置されているため、少なくともクラッチディスクの移動範囲分は出力軸の寸法を高くしなくてはならず、クラッチ装置の高さを低くすることが困難である。

また、特許文献２のクラッチ装置では、第１連結ピース、第２連結ピースがそれぞれ第１嵌合溝、第２嵌合溝から外れたとき、第１連結ピース及び第２連結ピースは、ばねの反発力によって依然として円形開口溝に向けて付勢されるため、連結の解除が十分ではなく、出力軸に作用した過大な負荷が駆動源まで作用してしまう。
特開２００７−３０２０３８ 特開昭６２−１６６７４８

本発明は、駆動手段に負荷が作用するのを抑制すると共に、出力軸の高さを低く抑えられるクラッチ装置、モータ装置、及びワイパモータを得ることを目的とする。

本発明の請求項１に係るクラッチ装置は、回転可能に支持された出力軸と、前記出力軸に回転可能に支持され駆動力が入力される被駆動部と、前記被駆動部から前記出力軸の径方向の一方向に延設される第１クラッチ部材と、前記出力軸に固定され、前記出力軸の径方向の一方向に延設される第２クラッチ部材と、前記第１クラッチ部材と前記第２クラッチ部材のいずれか一方に前記出力軸の径方向へ移動可能に設けられた凸部材と、前記第２クラッチ部材と前記第１クラッチ部材のいずれか一方の前記凸部材との対向面に形成され、前記凸部材と係合する凹部と、を有する係合手段と、前記凸部材を付勢して前記凹部に係合させる付勢手段と、を有する。

上記構成によれば、第１クラッチ部材と第２クラッチ部材が出力軸の径方向の同一方向に位置したとき、凸部材と凹部が対向する。そして、凸部材が付勢手段によって付勢され凹部と係合して、第１クラッチ部材と第２クラッチ部材が一体となって回転可能となる。続いて、外部の駆動手段によって、駆動力が被駆動部に入力されると、第１クラッチ部材から第２クラッチ部材に駆動力が伝達され、第２クラッチ部材が固定された出力軸が回転する。

ここで、出力軸に、回転を抑制する外力がほとんど作用していないときは、被駆動部の駆動タイミングで第１クラッチ部材及び第２クラッチ部材が回転するため、駆動手段に駆動力を超える負荷はほとんど作用しない。

一方、出力軸に、回転を抑制する外力が作用したときは、出力軸及び第２クラッチ部材がその場に停留する。このとき、第１クラッチ部材は回転を続けるため、凸部材が凹部から外れて係合状態が解除される。第１クラッチ部材と第２クラッチ部材は、出力軸の径方向の一方向のみで対向するため、凸部材と凹部の係合が解除された状態では、互いに周方向でずれた配置となっており、被駆動部と第１クラッチ部材は、出力軸に干渉されずに空転する。これにより、外部の駆動手段に負荷が作用するのを抑制できる。

また、駆動力の伝達が出力軸の径方向で行われるため、出力軸の軸方向で駆動力の伝達を行うクラッチ装置に比べて、出力軸の高さを低く抑えることができ、クラッチ装置全体の高さを低くすることができる。

本発明の請求項２に係るクラッチ装置は、前記第２クラッチ部材は、前記凸部材及び前記付勢手段を収納すると共に下部が開口され、前記凸部材が出入する穴部が形成された箱体を備え、前記箱体の開口は、前記第１クラッチ部材で閉じられている。

上記構成によれば、凸部材と凹部の係合状態が解除されても、第１クラッチ部材が第２クラッチ部材の底部となっているため、第２クラッチ部材の底部を他の部材で閉じなくても、凸部材及び付勢手段が第２クラッチ部材内に保持される。これにより、凸部材の脱落を防ぐことができる。

また、凸部材の先端は、箱体の穴部から外側へ向けて突出するとき、穴部に案内されて凹部に向けられるので、凸部材の位置決めが容易となる。さらに、第２クラッチ部材の回転に合わせて凸部材の先端が回転方向に移動するとき、凸部材は穴部に接触して保持されるため、凸部材の位置変動（ガタ）が低減される。

また、第１クラッチ部材側に凸部材を設けたものに比べて、凸部材と凹部の係合領域が、出力軸の中心から径方向遠方に位置する。これにより、凸部材と凹部の係合を保持させるのに必要な付勢手段の付勢力を小さく抑えることができる。さらに、付勢手段がコイルスプリングの場合、コイルスプリングの外径、線径を小さくすることができる。

本発明の請求項３に係るクラッチ装置は、前記穴部は、前記出力軸の軸線と同方向に長穴とされている。上記構成によれば、凸部材を周方向で一箇所に位置決めできる。

本発明の請求項４に係るクラッチ装置は、前記穴部は、前記開口とつながっている。上記構成によれば、付勢手段と凸部材を第２クラッチ部材に組付けるとき、いずれも同じ開口方向から組付けられるので、組付けが容易となる。

本発明の請求項５に係るクラッチ装置は、前記箱体の上部に貫通穴が形成されている。上記構成によれば、貫通穴を介して付勢手段及び凸部材が視認可能となり、例えば、凸部材に付勢手段が正しく接触していないときは、貫通穴を介してドライバ等の道具を進入させ、付勢手段の配置を修正することができる。

本発明の請求項６に係るクラッチ装置は、前記凸部材と前記凹部が１箇所ずつ設けられている。上記構成によれば、凸部材と凹部の係合が周方向で一箇所のみとなるため、係合状態が解除されて再度復帰するときの係合が容易となる。また、複数箇所の凸部材と凹部の寸法精度を揃える必要がない。

本発明の請求項７に係るクラッチ装置は、前記凹部の外側に外側傾斜面を形成し、該外側傾斜面の傾斜角度が、前記凹部の内側傾斜面の傾斜角度よりも小さい。上記構成によれば、凸部材と凹部が再度係合するときに必要なトルクが小さくなり、係合復帰が容易となる。

本発明の請求項８に係るクラッチ装置は、前記凹部の前記内側傾斜面は、凹部の底面側に形成される底側傾斜面と、前記底側傾斜面の端部から前記凹部の開口側に向けて形成される開口側傾斜面から構成され、前記開口側傾斜面の傾斜角度を底側傾斜面の傾斜角度より小さくしている。

上記構成によれば、凸部材を底側傾斜面と当接することで解除トルクが発生する。そして、底側傾斜面から連設される開口側傾斜面の傾斜角度は、底側傾斜面の傾斜角度より小さくされている。これにより、凹部の間口が広がるため、係合が解除された凸部材を凹部に復帰させる場合に、間口が広がっていない場合と比較して、広い範囲（ズレ）で凸部材を凹部に係合復帰させることができる。

本発明の請求項９に係るクラッチ装置は、前記外側傾斜面の傾斜角度を前記開口側傾斜面の傾斜角度より小さくしている。上記構成によれば、凸部材を凹部に再度係合させるときに必要なトルクを解除トルクより小さくさせることで、容易に係合復帰させることができる。

本発明の請求項１０に係るクラッチ装置は、前記外側傾斜面の幅を、前記第２クラッチ部材の幅より小さくしている。

上記構成によれば、第２クラッチ部材の幅内に、凹部の外側傾斜面を収めることで、出力軸が揺動する角度と第２クラッチ部材の幅分のスペースがあればクラッチ装置が収まり、クラッチ装置を小さくすることができる。

本発明の請求項１１に係るクラッチ装置は、前記第２クラッチ部材には、前記出力軸が挿通される貫通孔が形成され、前記貫通孔又は前記出力軸には、前記出力軸の一部が圧入される圧入部が、前記付勢手段の付勢力を受ける範囲に設けられている。上記構成によれば、第２クラッチ部材の中央部に近い位置で圧入が行われるため、第２クラッチ部材の高さを低くすることができる。

本発明の請求項１２に係るモータ装置は、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のクラッチ装置と、駆動力を発生するモータ本体と、前記クラッチ装置の前記被駆動部に前記モータ本体で発生する駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、を有する。

上記構成によれば、モータ本体で発生した駆動力が、駆動力伝達手段を介して、クラッチ装置の被駆動部に伝達される。そして、凸部材と凹部の係合により、第１クラッチ部材と第２クラッチ部材が一体で回転し、出力軸が回転駆動される。ここで、クラッチ装置における凸部材と凹部の係合方向は、出力軸の径方向となるため、出力軸の軸方向で係合が行われるクラッチ装置に比べて、出力軸の高さを低く抑えられる。これにより、モータ装置全体の高さを低くすることができ、モータ装置の設置スペースを低減できる。

本発明の請求項１３に係るモータ装置は、前記駆動力伝達手段がリンク部材を有し、該リンク部材の可動領域と、前記第１クラッチ部材及び前記第２クラッチ部材の回転領域とが重なる。上記構成によれば、リンク部材の可動領域と第１クラッチ部材及び第２クラッチ部材の回転領域とが重ならないモータ装置と比較すると、出力軸の駆動のために、リンク部材、第１クラッチ部材、及び第２クラッチ部材が動作する領域を低減でき、モータ装置全体を小型化することができる。

本発明の請求項１４に係るワイパモータは、請求項１２又は請求項１３に記載のモータ装置と、前記出力軸に直接的又は間接的に連結され、前記モータ本体の駆動力によって駆動されるワイパ部材と、を有する。上記構成によれば、モータ装置の出力軸の高さを低く抑えられるので、ワイパモータ全体の高さを低くすることができ、ワイパモータの車両への設置スペースを低減できる。

本発明のクラッチ装置、モータ装置、及びワイパモータの第１実施形態を図面に基づき説明する。

図１に示すように、車両１０の後部には、リヤウインドウガラス１２を備えたバックドア１４が設けられている。リヤウインドウガラス１２の上端部には、車両１０の後方に向けて断面略三角形状に突き出されたリヤスポイラ１６が配設されている。リヤスポイラ１６は、リヤウインドウガラス１２側に向けて開放された開口部１８が形成されており、内部が中空となっている。

リヤスポイラ１６の内側で、バックドア１４の車両パネルを構成するインナーパネル１５（図９参照）とアウターパネル１７（図９参照）の間の空間には、インナーパネル１５に固定され所定の回転駆動（揺動）を行うモータ装置２０と、モータ装置２０によって回転駆動されリヤウインドウガラス１２の表面を払拭するワイパ部材２２とが設けられている。なお、モータ装置２０とワイパ部材２２でワイパモータ２６が構成されている。

ワイパ部材２２は、リヤウインドウガラス１２表面を払拭するワイパブレード２８と、ワイパブレード２８を保持すると共に、一端がモータ装置２０に回転可能に取付けられるワイパアーム３０とで構成されている。

次に、モータ装置２０の構成について説明する。

図２及び図３に示すように、モータ装置２０は、駆動力を発生するモータ本体３２と、モータ本体３２に通電を行う通電部３４と、モータ本体３２で発生した駆動力を伝達するリンク機構３６と、リンク機構３６の回転動作によって連結動作又は連結解除動作が行われるクラッチ装置４０と、リンク機構３６及びクラッチ装置４０を介して駆動力が伝達され回転（揺動）駆動される出力軸３８とが設けられている。

モータ本体３２は、通電部３４に接続されており、車両１０（図１参照）の制御部（図示省略）の制御によって、電源（図示省略）から通電部３４を介して通電され、駆動力を発生するようになっている。

図４に示すように、モータ本体３２はヨークハウジング４２を備えている。ヨークハウジング４２は、偏平形状の筒体で、軸線方向の一端部が絞り加工され有底の軸受部４４が設けられており、他端部が開口されている。ヨークハウジング４２の開口側は、リンク機構３６及びクラッチ装置４０を収容するハウジング７０に一体的に取付けられている。ハウジング７０は、下部開口が形成されており、図示しない底蓋により閉塞されている。

軸受部４４には、軸受４６が配設されている。一方、ヨークハウジング４２の他端部には、開口を塞ぐようにして絶縁樹脂製のエンドハウジング４８が固定されており、エンドハウジング４８の中央部分には、軸受５０が配置されている。

また、ヨークハウジング４２内には、回転軸５４を備えたアーマチャ５２（回転子）が収容されている。アーマチャ５２は、回転軸５４の両端が軸受４６と軸受５０に挿通されることで、回転軸５４を回転中心として回転可能に支持されている。さらに、ヨークハウジング４２の内周壁でアーマチャ５２に対向する部位には、マグネット５６（固定子）が固着されている。

エンドハウジング４８には、ブラシケース５８を介してブラシ６０が保持されている。ブラシ６０は、略角柱状に形成されており、アーマチャ５２の一端側（図の下方側）に設けられたコンミテータ６２（整流子）の外周面に圧接されている。なお、回転軸５４が回転すると、コンミテータ６２もアーマチャ５２と一体で回転する。また、ブラシ６０の上部からは、連結用のピッグテール６４が引き出されており、ピッグテール６４の先端部は、図示しない給電用の接続線に接続されている。

一方、モータ本体３２（アーマチャ５２）の回転軸５４は、エンドハウジング４８よりも軸方向外側に設けられたカップリング６６によって、リンク機構３６のウォームギヤ６８に連結されている。

ウォームギヤ６８は、ハウジング７０に設けられた軸受７２（モータ本体３２側）及び軸受７４（クラッチ装置４０側）に両端部が挿通され、回転自在に支持されている。また、ウォームギヤ６８は、ハウジング７０内に回転可能に支持されたウォームホイール７６と噛合している。

ウォームホイール７６は、ウォームギヤ６８及び回転軸５４の軸線と垂直な方向（図４の紙面手前側に向かう方向）に立設された回転軸７８回りに回転するようになっている。また、ウォームホイール７６は、ウォームギヤ６８の軸線に対し一側方に配置されており、ウォームギヤ６８に噛合した状態でハウジング７０内に回転可能に収容されている。

図４及び図５に示すように、ウォームホイール７６には、リンク機構３６の一部を構成するセクタギヤ８０が連結されている。セクタギヤ８０は、ウォームホイール７６の回転軸７８と異なる位置（ウォームホイール７６の径方向に変位した位置）で、且つ回転軸７８と同方向に立設されたクランクピン（支持軸）８２によって、一端がウォームホイール７６に回転自在に連結されている。セクタギヤ８０の他端には、噛合部としての複数の歯部８４が形成されている。歯部８４は、後述するクラッチ装置４０のピニオンギヤ９２に噛合している。

また、セクタギヤ８０の厚さ方向一方側（ウォームホイール７６と反対側）には、保持レバー８６が配設されている。保持レバー８６は、一端側に形成された貫通穴８６Ａを介して、セクタギヤ８０の歯部８４における揺動中心（歯部８４のピッチ円の中心）に設けられた支軸８８に連結されている。また、保持レバー８６は、他端部の貫通穴８６Ｂを介して、ハウジング７０に回転可能に支持された出力軸３８に回転自在に連結されている。

これにより、出力軸３８と支軸８８との軸間距離（軸間ピッチ）が維持されて、出力軸３８の径方向に沿ったセクタギヤ８０とピニオンギヤ９２の噛合い状態が維持される。そして、ウォームホイール７６が回転するとセクタギヤ８０が往復揺動され、後述する第１クラッチ部材９４が往復回転駆動される。

なお、保持レバー８６のセクタギヤ８０とは反対側には、上方に向けて保持レバー８６を貫通した樹脂材料等からなる摺動部材９０が取付けられている。摺動部材９０は、ハウジング７０の裏側を閉塞する底蓋（図示省略）に摺動可能に当接している。これにより、保持レバー８６の厚さ方向（出力軸３８の軸線方向）に沿った移動が制限されている。

ここで、主にウォームホイール７６、セクタギヤ８０、保持レバー８６によって、リンク機構３６が構成されている。

一方、図５及び図６に示すように、クラッチ装置４０は、被駆動部としてのピニオンギヤ９２と、第１クラッチ部材９４と、出力軸３８の第１クラッチ部材９４よりも上方に配設された第２クラッチ部材としてのスプリングホルダ９６と、付勢手段としてのコイルスプリング９８と、凸部材１０８とを有している。

第１クラッチ部材９４は、ピニオンギヤ９２の上面でピニオンギヤ９２から出力軸３８の径方向の一方向に向けて延設されており、ピニオンギヤ９２と第１クラッチ部材９４は一体となっている。また、第１クラッチ部材９４のピニオンギヤ９２側の端部中央には、出力軸３８が挿通可能な大きさで、第１クラッチ部材９４及びピニオンギヤ９２の中央を略鉛直方向に貫通する貫通穴９５が形成されている。

ここで、第１クラッチ部材９４及びピニオンギヤ９２は、保持レバー８６の他端部の上面側に一端が配置され、貫通穴９５と他端部の貫通穴８６Ｂとが連通した状態で出力軸３８が挿通されることにより、出力軸３８の周方向に回転可能となっている。

スプリングホルダ９６は、一端部の略鉛直方向に出力軸３８を挿通可能な大きさの貫通孔９９が形成されており、他端部が貫通孔９９から出力軸３８の径方向の一方向に延設された箱体で構成されている。また、スプリングホルダ９６は、中空で下部（底面）が開口されており、他端部の外壁１０２の中央には、出力軸３８の軸線と同方向でスプリングホルダ９６内部と連通する長穴１０４が形成されている。長穴１０４は、スプリングホルダ９６の下部開口とつながっている。さらに、スプリングホルダ９６の上部（上面）には、貫通孔９９から出力軸３８の径方向に延びる長穴で、スプリングホルダ９６の内部まで貫通した貫通穴１０６が形成されている。

また、スプリングホルダ９６は、貫通孔９９に出力軸３８が挿通された状態で出力軸３８に固定されている。固定手段は、接着、締まり嵌め、出力軸３８及び貫通孔９９をＤカットして係合固定させるなどの手段が挙げられる。なお、スプリングホルダ９６の固定位置は、第１クラッチ部材９４の貫通穴９５に出力軸３８を挿通したときに、スプリングホルダ９６の下部開口が第１クラッチ部材９４の上面によって一部又は全部を閉塞可能となる位置となっている。

ここで、スプリングホルダ９６の内部には、コイルスプリング９８と凸部材１０８が収容されている。コイルスプリング９８は、一端が出力軸３８側の内壁面に固定されており、他端が自由端となっている。また、凸部材１０８は、円板状でコイルスプリング９８の他端と接触して出力軸３８の径方向外側に向けて付勢される被付勢部１０８Ａと、被付勢部１０８Ａのコイルスプリング９８と反対側の面から出力軸３８の径方向外側に向けて突出した凸部１０８Ｂとが設けられている。

凸部１０８Ｂは、長穴１０４に挿通可能で、且つ外壁１０２から出力軸３８の径方向外側へ所定長さ突出可能な大きさとなっている。また、被付勢部１０８Ａのコイルスプリング９８との接触面は、スプリングホルダ９６の長穴１０４の開口面積よりも大きい面積となっている。これにより、凸部材１０８の出力軸３８の径方向外側への移動は、被付勢部１０８Ａがスプリングホルダ９６の内壁面と接触することで規制されている。

このようにして、凸部材１０８は、コイルスプリング９８によって出力軸３８の径方向外側の一方向へ向けて付勢され、スプリングホルダ９６の長穴１０４から凸部１０８Ｂが突出した状態で保持されている。なお、凸部材１０８は、凸部１０８Ｂに作用する外力の大きさによってコイルスプリング９８が伸縮することにより、スプリングホルダ９６の内部を出力軸３８の径方向に移動可能となっている。

一方、第１クラッチ部材９４のピニオンギヤ９２と反対側の端部には、第１クラッチ部材９４の上面から上方に向けて壁部１１０が立設されている。壁部１１０は、第１クラッチ部材９４の幅（出力軸３８の径方向と略直交する方向の幅）に合わせて、出力軸３８を中心とする周方向に所定の幅で延設されている。また、壁部１１０の内側壁面（出力軸３８側の面）中央には、凸部１０８Ｂと係合可能な大きさの凹部１１２が形成されている。ここで、１つの凸部材１０８と１箇所の凹部１１２により、クラッチ装置４０の係合手段１１４が構成されている。

図７に示すように、凹部１１２の周方向（出力軸３８の径方向と直交する方向）両外側には、出力軸３８に向けて凸となる湾曲部（山）と、湾曲部の頂点から周方向外側にずれるに従い出力軸３８から離れる方向に傾斜する外側傾斜面１１６Ａ、１１６Ｂとが形成されている。なお、図７では、傾斜角度を明確にするためにコイルスプリング９８の図示及びハッチングを省略している。

ここで、出力軸３８を中心とする円弧の接線方向を基準線（角度０°）として、凹部１１２の内側傾斜面の基準線からの傾斜角度をθ１、外側傾斜面１１６Ｂ（１１６Ａも同角度に設定）の基準線からの傾斜角度をθ２とすると、θ１＞θ２となっている。なお、凸部１０８Ｂの先端部には、両側にテーパ面が形成されており、これらのテーパ面の角度は、凹部１１２の内側傾斜面の傾斜角度θ１とほぼ等しい角度となっている。

また、凹部１１２の内側傾斜面の傾斜角度θ１と径方向の深さは、出力軸３８が駆動可能となる所定の駆動力が第１クラッチ部材９４に作用したときに、凸部１０８Ｂが凹部１１２から外れることなく係合保持され、所定の駆動力を超える負荷が凸部１０８Ｂと凹部１１２の係合部に作用したときに、凸部１０８Ｂが凹部１１２の内側傾斜面に沿って移動し係合が解除される大きさとなっている。

次にモータ装置２０及びワイパモータ２６の組立てについて説明する。

図５に示すように、まず、出力軸３８にスプリングホルダ９６が固定される。続いて、スプリングホルダ９６の内部にコイルスプリング９８及び凸部材１０８が収容された状態で、出力軸３８の下端側が第１クラッチ部材９４の貫通穴９５に挿通され、第１クラッチ部材９４がスプリングホルダ９６の下部開口を閉塞することで、クラッチ装置４０が組立てられる。

続いて、軸受３９に出力軸３８の上端側が挿通され、さらに出力軸３８の上端側がハウジング７０に形成された貫通穴７１に挿通されることにより、ハウジング７０に軸受３９が保持され、クラッチ装置４０が取付けられる。

一方、モータ本体３２と通電部３４が組付けられ、モータ本体３２から突出したウォームギヤ６８を覆って、ネジ止め等の固定手段によりハウジング７０が組付けられる。続いて、ハウジング７０の回転軸７８がウォームホイール７６の貫通穴に挿通され、ウォームギヤ６８とウォームホイール７６が噛合される。

続いて、ウォームホイール７６の下面側に形成された連結部（図示省略）にクランクピン８２が回転可能に支持されることにより、ウォームホイール７６にセクタギヤ８０が連結される。このとき、セクタギヤ８０の歯部８４と、ピニオンギヤ９２とが噛合される。

ここで、出力軸３８の下端側が保持レバー８６の貫通穴８６Ｂに挿通され、セクタギヤ８０の支軸８８が保持レバー８６の貫通穴８６Ａに挿通されることにより、リンク機構３６が形成される。続いて、出力軸３８のピニオンギヤ９２よりも下側に、図示しない軸受及び抜止手段が設けられた状態で、ハウジング７０の下部開口が底蓋（図示省略）により閉塞され、モータ装置２０が組立てられる。

モータ装置２０の組立てにおいて、第１クラッチ部材９４の延設方向とスプリングホルダ９６の延設方向とを一致させると、スプリングホルダ９６の下部開口は、第１クラッチ部材９４によって閉塞される。同時に凸部材１０８の凸部１０８Ｂが凹部１１２に進入して係合する。これにより、クラッチ装置４０の連結が完了し、モータ本体３２で発生した駆動力が、リンク機構３６及びクラッチ装置４０を介して出力軸３８に入力されるようになる。

図１、図５、及び図９に示すように、完成したモータ装置２０は、ハウジング７０に形成された複数の締結孔１１８にネジ（図示省略）が締結されることにより、略コ字状のステイ２７に固定される。さらに、モータ装置２０は、ステイ２７が図示しないボルト等でインナーパネル１５に締結されることで、インナーパネル１５とアウターパネル１７の間の空間に収納される。アウターパネル１７には、貫通穴２３が形成されており、この貫通穴２３からモータ装置２０の出力軸３８が突出している。ここで、出力軸３８の上端にワイパアーム３０が取付けられることにより、ワイパモータ２６が組立てられる。

ワイパモータ２６は、リヤウインドウガラス１２の上端部に位置している。そして、ワイパモータ２６を覆ってリヤスポイラ１６がバックドア１４に固定される。ワイパモータ２６のワイパ部材２２は、リヤスポイラ１６の開口部１８と対向する位置に配置されており、往復揺動してリヤウインドウガラス１２の払拭を行う。

図８には、ワイパモータ２６の出力軸３８と規制線２４との距離が模式図で示されている。規制線２４は、前述のインナーパネル１５とアウターパネル１７（図９参照）の間の空間にモータ装置２０を最小幅で設置するときの設置限界を表している。前述のリンク機構３６（図２参照）による出力軸３８の回転範囲は、出力軸３８の中心を通り規制線２４と平行となる基準線Ｍから１８０°を超えない回転角の範囲であり、出力軸３８の中心から規制線２４までの距離はｄ１となっている。

ここで、仮に出力軸３８が３６０°回転（１回転）するものであったとき、出力軸３８の中心からモータ装置２０のハウジングの必要設置限界（仮想面Ｎ）までの距離はｄ２（ｄ２＞ｄ１）となり、インナーパネル１５とアウターパネル１７（図９参照）で形成されるモータ２０の設置空間を大きくしなくてはならない。しかし、本実施形態のモータ装置２０では、出力軸３８の回転範囲上記のように抑えることで、設置空間の省スペース化が可能となっている。

図９には、車両１０のリヤスポイラ１６付近の一部が模式図で示されている。図９では、図面を見易くするため、断面のハッチングの記載を一部省略している。車両１０は、室内側のインナーパネル１５と室外側のアウターパネル１７を有しており、モータ装置２０は、インナーパネル１５とアウターパネル１７で囲まれた空間に配設されている。また、リヤウインドウガラス１２の一端部は、アウターパネル１７に取付けられている。

ここで、前述のように、モータ装置２０内のクラッチ装置４０は、出力軸３８の径方向（図９の矢印Ｒ方向）に延設され、周方向で接続（係合）が行われる構成となっているため、出力軸３８の軸方向（矢印Ｌ方向）の高さｄ３は、クラッチ装置４０の動作に影響されない。これにより、出力軸３８の高さｄ３を低く抑えることができ、クラッチ装置４０全体の高さを低くすると共に、リヤスポイラ１６の高さも低く抑えることができる。

次に、本発明の第１実施形態の作用について説明する。

図３及び図４に示すように、上記構成のモータ装置２０（ワイパモータ２６）では、通電部３４を介してモータ本体３２に通電されアーマチャ５２が回転すると、ウォームギヤ６８を介してウォームホイール７６へ回転力が伝達され、ウォームホイール７６が一方向へ連続回転する。

続いて、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、ウォームホイール７６が回転すると、ウォームホイール７６に連結されたセクタギヤ８０が往復揺動する。このセクタギヤ８０の往復揺動動作によって、ピニオンギヤ９２が往復回転駆動され、第１クラッチ部材９４が往復揺動される。なお、図１０（ｂ）の第１クラッチ部材９４の位置が初期原点位置となっており、第１クラッチ部材９４は、ウォームホイール７６の回転に伴い、初期原点位置から図１０（ａ）又は図１０（ｃ）に示すように周方向に変位する。

図１１（ａ）に示すように、第１クラッチ部材９４の初期原点位置（図１０（ｂ）参照）では、凸部１０８Ｂと凹部１１２が係合している。ここで、出力軸３８に駆動力を超える負荷（外力）が作用していないときは、凸部１０８Ｂと凹部１１２の係合状態が保持されるため、第１クラッチ部材９４の揺動に合わせて出力軸３８が揺動する（係合状態）。これにより、出力軸３８に連結されたワイパ部材２２（図１参照）が、出力軸３８の往復回転に伴って往復駆動され、リヤスポイラ１６の開口部１８から下方側へ円弧状に移動を繰り返し、リヤウインドウガラス１２の表面を払拭する。

一方、例えば、ワイパ部材２２を介して出力軸３８周りに過大な負荷（荷重）が作用すると、出力軸３８が逆方向の回転もしくは拘束されることになる。なお、図１１（ｂ）、（ｃ）では、出力軸３８が逆方向に回転する状態を示している。

ここで、図１１（ｂ）に示すように、モータ装置２０（図３参照）が停止又は作動状態で第１クラッチ部材９４が拘束又は回転状態にあるとき、出力軸３８周りに外力による過大な負荷（荷重）が作用すると、スプリングホルダ９６は、第１クラッチ部材９４と逆方向に回転する。このため、相対的な回転力が凹部１１２の内側傾斜面と凸部材１０８のテーパ面との接触部に作用する。この接触部に作用する凸部材１０８への反力が、コイルスプリング９８による付勢力を超えたとき、凸部材１０８は、出力軸３８に向けてスライド移動する。そして、凸部１０８Ｂと凹部１１２の係合が解除される（解除状態）。

続いて、図１１（ｃ）に示すように、スプリングホルダ９６が回転移動を続けると、凸部１０８Ｂは、凹部１１２の外側傾斜面１１６Ｂから完全に離れる。これにより、ピニオンギヤ９２及び第１クラッチ部材９４は、出力軸３８に干渉されずに空転する（空転状態）。なお、第１クラッチ部材９４とスプリングホルダ９６は、出力軸３８の径方向の一方向のみで対向する構成となっているため、凸部材１０８と凹部１１２の係合が解除された状態では互いに周方向でずれた配置となっており、第１クラッチ部材９４の移動は、スプリングホルダ９６の移動に干渉されない。

ここで、凸部材１０８と凹部１１２の係合が解除されたときにおいても、第１クラッチ部材９４は、スプリングホルダ９６の底部となっているため、スプリングホルダ９６の底部を他の部材で閉じなくても、凸部材１０８及びコイルスプリング９８がスプリングホルダ９６内に保持される。これにより、凸部材１０８の脱落を防ぐことができる。

また、凸部材１０８の先端は、スプリングホルダ９６の長穴１０４から外側へ向けて突出するとき、長穴１０４に案内されて凹部１１２に向けられるので、凸部材１０８の位置決めが容易となる。さらに、スプリングホルダ９６の回転に合わせて凸部材１０８の先端（凸部１０８Ｂ）が回転方向に移動するとき、凸部材１０８は長穴１０４の内壁に接触して保持されるため、凸部材１０８の位置変動（ガタ）が低減される。

また、第１クラッチ部材９４側に凸部材を設けた場合に比べて、凸部材１０８と凹部１１２の係合領域が、出力軸３８の中心から径方向遠方に位置する。これにより、凸部材１０８と凹部１１２の係合を保持させるのに必要なコイルスプリング９８の付勢力を小さく抑えることができる。さらに、付勢手段がコイルスプリング９８の場合、コイルスプリング９８の外径、線径を小さくしてクラッチ装置４０の小型化が可能となる。

また、長穴１０４は、出力軸３８の軸線と同方向に形成されているため、凸部材１０８を周方向で一箇所に位置決めできる。さらに、長穴１０４は、スプリングホルダ９６の下部開口とつながっている。このため、凸部材１０８とコイルスプリング９８をスプリングホルダ９６に組付けるとき、いずれも同じ下部開口方向から組付けられるので、組付けが容易となる。

また、スプリングホルダ９６の上部の貫通穴１０６を介して凸部材１０８及びコイルスプリング９８が視認可能となっているため、例えば、凸部材１０８にコイルスプリング９８が正しく接触していないときは、貫通穴１０６を介してドライバ等の道具を進入させ、コイルスプリング９８の配置を修正することができる。

ワイパモータ２６（図１参照）は、例えば、ワイパ部材２２の回動範囲内（正規の払拭範囲内）での作動途中においてワイパ部材２２を介して出力軸３８に過大な外力が作用した場合などにおいて、ピニオンギヤ９２及び第１クラッチ部材９４が空転状態となることにより、第１クラッチ部材９４手前の駆動力伝達部品（セクタギヤ８０、ウォームホイール７６、ウォームギヤ６８、モータ本体３２等の構成）に過大な負荷が作用することを防止できる。

続いて、スプリングホルダ９６に設けられたストッパ突起（図示省略）が、ハウジング２４（図１参照）の内壁と接し、あるいは、スプリングホルダ９６本体とハウジング２４が接するなどして、スプリングホルダ９６の移動が規制された状態でモータ本体３２を動作させると、第１クラッチ部材９４が回転し、凸部１０８Ｂが凹部１１２の外側傾斜面１１６Ｂ（反対側の場合は外側傾斜面１１６Ａ）を当接しながら乗り上げ、当初の係合位置に収まる。

これにより、自動的に第１クラッチ部材９４及びスプリングホルダ９６の原点復帰が行なわれ、再び出力軸３８（及びワイパ部材２２）の駆動が可能となる。なお、前述のように、凹部１１２の外側傾斜面１１６Ａ、１１６Ｂは、凹部１１２の内側傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定されているため、所定の解除トルクよりも小さなモータ出力軸発生トルクで凸部１０８Ｂと凹部１１２の係合を復帰することができる。

また、クラッチ装置４０は、凸部材１０８と凹部１１２が１箇所ずつ設けられているため、凸部材１０８と凹部１１２の係合が周方向で一箇所のみとなる。これにより、凸部材１０８と凹部１１２の係合状態が解除されて再度復帰するときの係合が容易となる。また、複数箇所の凸部材と凹部の寸法精度を揃える必要がない。

なお、図１０（ａ）に示すように、本実施形態のモータ装置２０は、リンク機構３６がセクタギヤ８０、保持レバー８６を有し、これらの可動領域と、第１クラッチ部材９４及びスプリングホルダ９６の回転領域とが重なる（領域Ｓ）。これにより、出力軸３８の駆動のために、セクタギヤ８０、保持レバー８６、第１クラッチ部材９４、及びスプリングホルダ９６が動作する領域を低減でき、モータ装置２０全体を小型化することができる。

次に、本発明のクラッチ装置、モータ装置、及びワイパモータの第２実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図１２には、前述のモータ装置２０（図３参照）のクラッチ装置４０に換えて設けられるクラッチ装置１２０の構成が示されている。クラッチ装置１２０は、被駆動部としてのピニオンギヤ１２２と、第１クラッチ部材１２４と、出力軸３８の第１クラッチ部材１２４よりも上方に配設された第２クラッチ部材１３６と、付勢手段としてのコイルスプリング９８と、凸部材１０８とを有している。

第１クラッチ部材１２４は、ピニオンギヤ１２２の上面でピニオンギヤ１２２から出力軸３８の径方向の一方向に向けて延設されており、ピニオンギヤ１２２と第１クラッチ部材１２４は一体となっている。また、第１クラッチ部材１２４のピニオンギヤ１２２側の端部中央には、出力軸３８が挿通可能な大きさで、第１クラッチ部材１２４及びピニオンギヤ１２２の中央を略鉛直方向に貫通する貫通穴１３２が形成されている。

ここで、第１クラッチ部材１２４及びピニオンギヤ１２２は、保持レバー８６（図５参照）の他端部の上面側に一端が配置され、貫通穴１３２と他端部の貫通穴８６Ｂとが連通した状態で出力軸３８が挿通されることにより、出力軸３８の周方向に回転可能となっている。

また、第１クラッチ部材１２４のピニオンギヤ１２２と反対側の端部には、出力軸３８の径方向の一方向に延設された箱体からなるホルダ部１２６が設けられている。ホルダ部１２６は、中空部１２８が形成されており上部が開口されている。また、ホルダ部１２６の出力軸３８側の壁の中央には、出力軸の軸線方向に沿って長穴１３０が形成されている。長穴１３０は、中空部１２８と連通している。

ホルダ部１２６の中空部１２８には、コイルスプリング９８と凸部材１０８が収容されている。凸部材１０８は、コイルスプリング９８によって出力軸３８に向けて付勢され、中空部１２８内で出力軸３８の径方向に移動可能となっており、凸部１０８Ｂが長穴１３０から出力軸３８に向けて突出している。また、ホルダ部１２６の上部には、コイルスプリング９８と凸部材１０８が収容された状態で平板状の上蓋１３４が取付けられ、閉止されている。これにより、コイルスプリング９８及び凸部材１０８が中空部１２８から飛び出さないようになっている。

一方、第２クラッチ部材１３６は、一端部の略鉛直方向に出力軸３８を挿通可能な大きさの貫通穴１４２が形成されており、貫通穴１４２に出力軸３８が挿通された状態で出力軸３８に固定されている。固定手段は、接着、締まり嵌め、出力軸３８及び貫通穴１４２をＤカットして係合固定させるなどの手段が挙げられる。なお、第２クラッチ部材１３６の固定位置は、第１クラッチ部材１２４の貫通穴１３２に出力軸３８を挿通したときに、第２クラッチ部材１３６の底面が第１クラッチ部材９４の上面に配置される位置となっている。

また、第２クラッチ部材１３６の他端側（出力軸３８と反対側）の外壁面中央には、凸部１０８Ｂと係合可能な大きさの凹部１３８が形成されている。凹部１３８の周方向（出力軸３８の径方向と直交する方向）両外側には、出力軸３８から離れる方向に凸となる湾曲部（山）と、湾曲部の頂点から周方向外側にずれるに従い出力軸３８に近づく方向に傾斜する外側傾斜面１４０とが形成されている。なお、外側傾斜面１４０の傾斜角度は、凹部１３８の内側傾斜面の傾斜角度よりも小さくなっている。

凹部１３８の内側傾斜面の傾斜角度と径方向の深さは、出力軸３８が駆動可能となる所定の駆動力が第１クラッチ部材１２４に作用したときに、凸部１０８Ｂが凹部１３８から外れることなく係合保持され、所定の駆動力を超える負荷が凸部１０８Ｂと凹部１３８の係合部に作用したときに、凸部１０８Ｂが凹部１３８の内側傾斜面に沿って移動し係合が解除される大きさとなっている。

次に、本発明の第２実施形態の作用について説明する。

上記構成のクラッチ装置１２０が設けられたモータ装置２０では、通電部３４を介してモータ本体３２に通電されアーマチャ５２が回転すると、ウォームギヤ６８を介してウォームホイール７６へ回転力が伝達され、ウォームホイール７６が一方向へ連続回転する。

続いて、ウォームホイール７６が回転すると、ウォームホイール７６に連結されたセクタギヤ８０が往復揺動する。このセクタギヤ８０の往復揺動動作によって、ピニオンギヤ１２２が往復回転駆動され、第１クラッチ部材１２４が往復揺動される。

図１３（ａ）に示すように、第１クラッチ部材１２４の初期原点位置では、凸部１０８Ｂと凹部１３８が係合している。ここで、出力軸３８に駆動力を超える負荷（外力）が作用していないときは、凸部１０８Ｂと凹部１３８の係合状態が保持されるため、第１クラッチ部材１２４の揺動に合わせて出力軸３８が揺動する。これにより、出力軸３８に連結されたワイパ部材２２（図１参照）が出力軸３８の往復回転に伴って往復駆動する（係合状態）。

一方、例えば、ワイパ部材２２を介して出力軸３８周りに過大な負荷（荷重）が作用すると、出力軸３８が逆方向の回転もしくは拘束されることになる。なお、図１３（ｂ）、（ｃ）では、出力軸３８が逆方向に回転する状態を示している。

ここで、図１３（ｂ）に示すように、モータ装置２０（図３参照）が停止又は作動状態で第１クラッチ部材１２４が拘束又は回転状態にあるとき、出力軸３８周りに外力による過大な負荷（荷重）が作用すると、第２クラッチ部材１３６は、第１クラッチ部材１２４と逆方向に回転する。このため、相対的な回転力が、凹部１３８の内側傾斜面と凸部材１０８のテーパ面との接触部に作用する。この接触部に作用する凸部材１０８への反力が、コイルスプリング９８による付勢力を超えたとき、凸部材１０８は、出力軸３８から離れる方向に向けてスライド移動する。そして、凸部１０８Ｂと凹部１３８の係合が解除される（解除状態）。

続いて、図１３（ｃ）に示すように、第２クラッチ部材１３６が回転移動を続けると、凸部１０８Ｂは、凹部１３８の外側傾斜面１４０から完全に離れる。これにより、ピニオンギヤ１２２及び第１クラッチ部材１２４が空転する（空転状態）。

第１クラッチ部材１２４と第２クラッチ部材１３６は、出力軸３８の径方向の一方向のみで対向する構成となっているため、凸部材１０８と凹部１３８の係合が解除された状態では互いに周方向でずれた配置となっており、第１クラッチ部材１２４の移動は、第２クラッチ部材１３６の移動に干渉されない。これにより、第１クラッチ部材１２４手前の駆動力伝達部品（セクタギヤ８０、ウォームホイール７６、ウォームギヤ６８、モータ本体３２等の構成）に過大な外力が作用することを防止できる。

続いて、第２クラッチ部材１３６の移動がハウジング等との接触により規制された状態でモータ本体３２を動作させると、第１クラッチ部材１２４が回転し、凸部１０８Ｂが凹部１３８の外側傾斜面１４０を当接しながら乗り上げ、当初の係合位置に収まる。これにより、自動的に第１クラッチ部材１２４及び第２クラッチ部材１３６の原点復帰が行なわれ、再び出力軸３８の駆動が可能となる。なお、前述のように、凹部１３８の外側傾斜面１４０は、凹部１３８の内側傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定されているため、所定の解除トルクよりも小さなモータ出力軸発生トルクで凸部１０８Ｂと凹部１３８の係合を復帰することができる。

次に、本発明のクラッチ装置の他の実施例を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図１４（ａ）には、比較例として、第１実施形態のクラッチ装置４０が示されている。また、図１４（ｂ）には、本実施例のクラッチ装置１５０が示されている。

図１４（ａ）に示すように、クラッチ装置４０では、出力軸３８がスプリングホルダ９６の貫通孔９９及び第１クラッチ部材９４の貫通穴９５に挿通され、貫通孔９９の上部に設けられた圧入部９３で圧入固定されている。圧入部９３は、貫通孔９９の一部を小径として設けてもよく、出力軸３８の一部を大径として設けてもよい。ここで、コイルスプリング９８が収容される収容領域の高さがｄ６となっており、圧入部９３の圧入代はｄ４となっている。このため、圧入部９３の上面の高さは、スプリングホルダ９６の貫通穴１０６が形成された部位の上面の高さよりもｄ５（ｄ５＜ｄ４）だけ高くなっている。

一方、図１４（ｂ）に示すように、本実施例のクラッチ装置１５０は、ピニオンギヤ９２と、第１クラッチ部材９４と、出力軸１６２（出力軸３８と圧入箇所が異なるもの）の第１クラッチ部材９４よりも上方に配設された第２クラッチ部材としてのスプリングホルダ１５２と、コイルスプリング９８と、凸部材１０８とを有している。

スプリングホルダ１５２は、一端部の略鉛直方向に出力軸１６２を挿通可能な大きさの貫通孔１５８が形成されており、他端部が貫通孔１５８から出力軸１６２の径方向の一方向に延設された箱体で構成されている。また、スプリングホルダ１５２は、中空で下部（底面）が開口されており、他端部の外壁の中央には、出力軸１６２の軸線と同方向でスプリングホルダ１５２内部と連通する長穴１５４が形成されている。

長穴１５４は、スプリングホルダ１５２の下部開口とつながっている。さらに、スプリングホルダ１５２の上部（上面）には、貫通孔１５８から出力軸１６２の径方向に延びる長穴で、スプリングホルダ１５２の内部まで貫通した貫通穴１５６が形成されている。スプリングホルダ１５２の内部には、コイルスプリング９８と凸部材１０８が収容されている。

クラッチ装置１５０では、出力軸１６２が、スプリングホルダ１５２の貫通孔１５８及び第１クラッチ部材９４の貫通穴９５に挿通され、貫通孔１５８の鉛直方向略中央部に設けられた圧入部１６０で圧入固定されている。圧入部１６０は、貫通孔１５８の一部を小径として設けてもよく、出力軸１６２の一部を大径として設けてもよい。

ここで、スプリングホルダ１５２において、コイルスプリング９８が収容される収容領域の高さはｄ６となっている。また、圧入部１６０は、出力軸１６２の軸方向でコイルスプリング９８の収容領域と同じ高さの領域内（コイルスプリング９８の付勢力を受ける範囲）に配置されており、圧入代はｄ４となっている。このため、スプリングホルダ１５２における貫通孔１５８の形成部位の上面の高さと、貫通穴１５６の形成部位の上面の高さは同一となっている。即ち、スプリングホルダ１５２は、スプリングホルダ９６のｄ５＝０としたものであり、スプリングホルダ９６よりも高さが低く、薄型化されている。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

凸部材１０８の付勢手段は、コイルスプリング９８に限らず、コイルスプリング９８と同等の弾性性能を有している弾性部材（ゴム等）であれば、代替が可能である。また、コイルスプリング９８の本数は、１本に限らず、複数本であってもよい。ワイパ部材２２は、出力軸３８に直接取付けられるだけでなく、アーム部材やリンク機構等を介して間接的に取付けられていてもよい。また、凸部材１０８及びコイルスプリング９８が脱落しないようにスプリングホルダ９６に保持される構成では、第１クラッチ部材９４の下側にスプリングホルダ９６が配置されていてもよい。

次に、本発明のクラッチ装置、モータ装置、及びワイパモータの第３実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第１実施形態と基本的に同一の部品には、前記第１実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。

図１５に示すように、凹部１８０の周方向外側には、出力軸３８（図１６参照）に向けて凸となる湾曲部（山）と、湾曲部の頂点から周方向外側にずれるに従い出力軸３８から離れる方向に傾斜する外側傾斜面１８２Ａ、１８２Ｂが形成されている。

さらに、凹部１８０の内周傾斜面１８６は、凹部１８０の底面１８８側に形成される底側傾斜面１８６Ａと、この底側傾斜面１８６Ａの端部から凹部１８０の開口側に向けて形成される開口側傾斜面１８６Ｂから構成されている。

ここで、出力軸３８を中心とする円弧の接線方向を基準線（角度０°）として、凹部１８０の底側傾斜面１８６Ａの基準線からの傾斜角度をθ３、開口側傾斜面１８６Ｂの基準線からの傾斜角度をθ４とすると、θ３＞θ４となっている。

また、外側傾斜面１８２Ａ、１８２Ｂの基準線からの傾斜角度をθ５とすると、θ４＞θ５となっている。なお、凸部１０８Ｂの先端部には、両側にテーパ面が形成されており、これらのテーパ面の角度は、凹部１８０の底側傾斜面１８６Ａの傾斜角度θ３とほぼ等しい角度となっている。

さらに、凹部１８０の底側傾斜面１８６Ａの傾斜角度θ３と深さは、出力軸３８が駆動可能となる所定の駆動力が第１クラッチ部材９４（図１６参照）に作用したときに、凸部１０８Ｂが凹部１８０から外れることなく係合保持され、所定の駆動力を超える負荷が凸部１０８Ｂと凹部１８０の係合部に作用したときに、コイルスプリング９８が圧縮され、凸部１０８Ｂは凹部１８０の底側傾斜面１８６Ａ及び開口側傾斜面１８６Ｂに沿って移動し係合が解除される大きさとなっている。

つまり、底側傾斜面１８６Ａの傾斜角度θ３の角度は、解除トルクを発生させるため、コイルスプリング９８のスプリング力との関係で決められている。また、開口側傾斜面１８６Ｂは、コイルスプリング９８を圧縮させて荷重を増加させながら係合を解除する。ここで発生するトルクは解除トルクより小さくする必要がある。このため、開口側傾斜面１８６Ｂの傾斜角度θ４は、スプリング圧縮時（ストローク最大時）の荷重により決められている。

また、外側傾斜面１８２Ａ、１８２Ｂの幅は、スプリングホルダ９６の幅（図１５に示すＷ）より小さくされている。

図１６（ａ）に示すように、第１クラッチ部材９４の初期原点位置では、凸部１０８Ｂと凹部１８０が係合している。ここで、出力軸３８に駆動力を超える負荷（外力）が作用していないときは、凸部１０８Ｂと凹部１８０の係合状態が保持されるため、第１クラッチ部材９４の揺動に合わせて出力軸３８が揺動する（係合状態）。これにより、出力軸３８に連結されたワイパ部材が、出力軸３８の往復回転に伴って往復駆動される構成となっている。

これに対し、例えば、ワイパ部材を介して出力軸３８周りに過大な負荷（荷重）が作用すると、出力軸３８が逆方向の回転もしくは拘束されることになる。なお、図１６（ｂ）、（ｃ）では、出力軸３８が逆方向に回転する状態を示している。

ここで、図１６（ｂ）に示すように、モータ装置が停止又は作動状態で第１クラッチ部材９４が拘束又は回転状態にあるとき、出力軸３８周りに外力による過大な負荷（荷重）が作用すると、スプリングホルダ９６は、第１クラッチ部材９４と逆方向に回転する。このため、相対的な回転力が凹部１８０の底側傾斜面１８６Ａと凸部材１０８のテーパ面との接触部に作用する。この接触部に作用する凸部材１０８への反力が、コイルスプリング９８による付勢力を超えたとき、凸部材１０８は、出力軸３８に向けてスライド移動する。そして、凸部１０８Ｂと凹部１８０の係合が解除される（解除状態）。

続いて、図１６（ｃ）に示すように、スプリングホルダ９６が回転移動を続けると、凸部１０８Ｂは、凹部１８０の外側傾斜面１８２から完全に離れる。これにより、ピニオンギヤ及び第１クラッチ部材９４は、出力軸３８に干渉されずに空転する（空転状態）。なお、第１クラッチ部材９４とスプリングホルダ９６は、出力軸３８の径方向の一方向のみで対向する構成となっているため、凸部材１０８と凹部１８０の係合が解除された状態では互いに周方向でずれた配置となっており、第１クラッチ部材９４の移動は、スプリングホルダ９６の移動に干渉されない。

一方、スプリングホルダ９６に設けられたストッパ突起（図示省略）が、ハウジングの内壁と接し、あるいは、スプリングホルダ９６本体とハウジング２４が接するなどして、スプリングホルダ９６の移動が規制された状態でモータ本体を動作させると、第１クラッチ部材９４が回転し、凸部１０８Ｂが凹部１８０の外側傾斜面１８２Ｂ（反対側の場合は外側傾斜面１８２Ａ）を当接しながら乗り上げ、当初の係合位置に収まるようになっている。

また、図１７に示すように、ストッパ突起の位置及び大きさは、係合が解除されたワイパ１９０が図１７に示す範囲Ａで可動可能となるように決められており、係合が解除された時にワイパ１９０は、ガラス１９２の外側に出ないようになっている。

そして、ワイパ１９０の通常揺動範囲は、前述した範囲Ａより狭いため、モータの作動でクラッチの係合を復帰させようとしても凹凸が完全に一致するところまでは動かない場合がある。また、凹部１８０の開口側傾斜面１８６Ｂを設けることで、凹部１８０の開口幅を増やすことで復帰しやすくなる。さらに、係合を復帰させるため、ワイパ１９０をガラス１９２面に沿って移動させる力が必要となる。このため開口側傾斜面１８６Ｂの傾斜角度は、１Ｎ・ｍ（ＷＥＴ状態のガラス面を動かす力）以上のトルクを発生させる角度にする必要がある。

このように、底側傾斜面１８６Ａから連設される開口側傾斜面１８６Ｂの傾斜角度は、底側傾斜面１８６Ａの傾斜角度より小さくされている。これにより、凹部１８０の間口が広がるため、間口が広がっていない場合と比較して、広い範囲（ズレ）で凸部１０８Ｂを凹部１８０に係合復帰させることができる。

また、外側傾斜面１８２Ａ、１８２Ｂの傾斜角度を開口側傾斜面１８６Ｂの傾斜角度より小さくすることで、凸部１０８Ｂを凹部１８０に再度係合させるときに必要なトルクを解除トルクより小さくさせて係合復帰を容易にすることができる。

外側傾斜面１８２Ａ、１８２Ｂの傾斜角は、図１６（Ｃ）の状態で出力軸３８を回転させた時、凸部１０８Ｂが外側傾斜面１８２Ｂに接することが出来るように傾斜角度を設定する。この接する位置を図１５のＷ方向の外側にすることで傾斜角度が小さくなり、復帰するトルクが小さく容易に復帰できる。

また、外側傾斜面１８２Ａ、１８２Ｂの幅を、スプリングホルダ９６の幅より小さくすることで、スプリングホルダ９６の幅内に、凹部１８０の外側傾斜面１８２を収まり、出力軸３８が揺動する角度とスプリングホルダ９６の幅分のスペースがあればクラッチ装置４０が収まりクラッチ装置４０を小さくすることができる。

本発明の第１実施形態に係るワイパモータの車両後部への取付け状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るワイパモータの構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るワイパモータの構成を示す一部を透視した斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るワイパモータの構成を示す平断面図である。 本発明の第１実施形態に係るワイパモータの構成を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るクラッチ装置の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るクラッチ装置の凸部材及び凹部の係合状態を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係るワイパモータの出力軸とハウジング外壁の距離を示す模式図である。 本発明の第１実施形態に係るワイパモータの出力軸とリヤスポイラの距離を示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）本発明の第１実施形態に係る第１クラッチ部材の回転駆動状態を示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）本発明の第１実施形態に係るクラッチ装置の係合状態、解除状態、及び空転状態を示す平断面図である。 本発明の第２実施形態に係るワイパモータの構成を示す分解斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）本発明の第２実施形態に係るクラッチ装置の係合状態、解除状態、及び空転状態を示す平断面図である。 （ａ）本発明の第１実施形態に係るクラッチ装置の断面図である。（ｂ）本発明の他の実施例のクラッチ装置の断面図である。 本発明の第３実施形態に係るクラッチ装置の凸部材及び凹部の係合状態を示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）本発明の第３実施形態に係るクラッチ装置の係合状態、解除状態、及び空転状態を示す平断面図である。 本発明の第３実施形態に係るクラッチ装置が採用されたワイパモータに取り付けられたワイパ等を示した模式図である。

符号の説明

１０…車両、２０…モータ装置（モータ装置）、２２…ワイパ部材（ワイパ部材）、２６…ワイパモータ（ワイパモータ）、３２…モータ本体（モータ本体）、３６…リンク機構（駆動力伝達手段）、３８…出力軸（出力軸）、４０…クラッチ装置（クラッチ装置）、８０…セクタギヤ（リンク部材）、８６…保持レバー（リンク部材）、９２…ピニオンギヤ（被駆動部）、９４…第１クラッチ部材（第１クラッチ部材）、９６…スプリングホルダ（第２クラッチ部材、箱体）、９８…コイルスプリング（付勢手段）、１０４…長穴（穴部）、１０６…貫通穴（貫通穴）、１０８…凸部材（凸部材）、１１２…凹部（凹部、内側傾斜面）、１１４…係合手段（係合手段）、１１６Ａ…外側傾斜面（外側傾斜面）、１１６Ｂ…外側傾斜面（外側傾斜面）、１２０…クラッチ装置（クラッチ装置）、１２４…第１クラッチ部材（第１クラッチ部材）、１３６…第２クラッチ部材（第２クラッチ部材）、１３８…凹部（凹部）、１４０…外側傾斜面（外側傾斜面）、１５８…貫通孔（貫通孔）、１８０…凹部、１８２Ａ、１８４Ｂ…外側傾斜面、１８６…内周傾斜面、１８６Ａ…底側傾斜面、１８６Ｂ…開口側傾斜面、１８８…底面

Claims (14)

1. 回転可能に支持された出力軸と、
   前記出力軸に回転可能に支持され駆動力が入力される被駆動部と、
   前記被駆動部から前記出力軸の径方向の一方向に延設される第１クラッチ部材と、
   前記出力軸に固定され、前記出力軸の径方向の一方向に延設される第２クラッチ部材と、
   前記第１クラッチ部材と前記第２クラッチ部材のいずれか一方に前記出力軸の径方向へ移動可能に設けられた凸部材と、前記第２クラッチ部材と前記第１クラッチ部材のいずれか一方の前記凸部材との対向面に形成され、前記凸部材と係合する凹部と、を有する係合手段と、
   前記凸部材を付勢して前記凹部に係合させる付勢手段と、
   を有するクラッチ装置。
2. 前記第２クラッチ部材は、前記凸部材及び前記付勢手段を収納すると共に下部が開口され、前記凸部材が出入する穴部が形成された箱体を備え、前記箱体の開口は、前記第１クラッチ部材で閉じられている請求項１に記載のクラッチ装置。
3. 前記穴部は、前記出力軸の軸線と同方向に長穴とされている請求項２に記載のクラッチ装置。
4. 前記穴部は、前記開口とつながっている請求項２又は請求項３に記載のクラッチ装置。
5. 前記箱体の上部に貫通穴が形成されている請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のクラッチ装置。
6. 前記凸部材と前記凹部が１箇所ずつ設けられている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のクラッチ装置。
7. 前記凹部の外側に外側傾斜面を形成し、該外側傾斜面の傾斜角度が、前記凹部の内側傾斜面の傾斜角度よりも小さい請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のクラッチ装置。
8. 前記凹部の前記内側傾斜面は、凹部の底面側に形成される底側傾斜面と、前記底側傾斜面の端部から前記凹部の開口側に向けて形成される開口側傾斜面から構成され、
   前記開口側傾斜面の傾斜角度を底側傾斜面の傾斜角度より小さくした請求項７に記載のクラッチ装置。
9. 前記外側傾斜面の傾斜角度を前記開口側傾斜面の傾斜角度より小さくした請求項８に記載のクラッチ装置。
10. 前記外側傾斜面の幅を、前記第２クラッチ部材の幅より小さくした請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のクラッチ装置。
11. 前記第２クラッチ部材には、前記出力軸が挿通される貫通孔が形成され、前記貫通孔又は前記出力軸には、前記出力軸の一部が圧入される圧入部が、前記付勢手段の付勢力を受ける範囲に設けられている請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のクラッチ装置。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のクラッチ装置と、
    駆動力を発生するモータ本体と、
    前記クラッチ装置の前記被駆動部に前記モータ本体で発生する駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、
    を有するモータ装置。
13. 前記駆動力伝達手段がリンク部材を有し、該リンク部材の可動領域と、前記第１クラッチ部材及び前記第２クラッチ部材の回転領域とが重なる請求項１２に記載のモータ装置。
14. 請求項１２又は請求項１３に記載のモータ装置と、
    前記出力軸に直接的又は間接的に連結され、前記モータ本体の駆動力によって駆動されるワイパ部材と、
    を有するワイパモータ。

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