输出轴部件、电动机设备及雨刷电动机设备.pdf

本发明提供一种输出轴部件、电动机设备和雨刷电动机设备。输入圆盘(28)、离合器圆盘(38)和波形垫圈(56)都安装到输出轴(12)以形成电动机设备(90)的输出轴部件(10)。输入圆盘(28)与输出轴(12)轴向不可分离，并绕输出轴(12)的轴线旋转。输入圆盘(28)通过由电动机设备(90)的电动机机身(92)提供的驱动力进行驱动。离合器圆盘(38)以此方式通过输出轴(12)支撑，以便离合器圆盘(38)相对输出轴(12)不旋转并在沿相对输入圆盘(28)的输出轴(12)轴向地移动。波形垫圈(56)施加抵抗力，以抵抗离合器圆盘(38)从输入圆盘(28)与离合器圆盘(38)连接以一起旋转的连接状态的轴向运动。

1.  一种输出轴部件，包括：
输出轴(12、310)；以及
离合器装置(28、128、228、312、38、64、238、314；56、58、84、244、316)，其安装到输出轴(12、310)，其中离合器装置(28、128、228、312、38、64、238、314；56、58、84、244、316)包括：
第一旋转件(28、128、228、312)，具有至少一个第一侧配对部分(34、36、237、350)，并以此方式通过输出轴(12、310)支撑在输出轴(12、310)的一个输出轴端侧上，以便第一旋转件(28、128、228、312)与输出轴(12、310)轴向不可分离并绕输出轴(12、310)的轴线旋转，其中当驱动力施加到第一旋转件(28、128、228、312)上时，第一旋转件(28、128、228、312)绕输出轴(12、310)的轴线旋转；
第二旋转件(38、64、238、314)，其位于对应第一旋转件(28、128、228、312)的输出轴(12、310)的另一输出轴端侧上，并以此方式通过输出轴(12、310)支撑，以便第二旋转件(38、64、238、314)相对输出轴(12、310)不旋转，并沿对应第一旋转件(28、128、228、312)的输出轴(12、310)轴向地移动；其中第二旋转件(38、64、238、314)具有至少一个第二侧配对部分(50、52、242、334)，其与第一旋转件(28、128、228、312)的至少一个第一侧配对部分(34、36、237、350)在输出轴(12、310)的轴向作用，以在第一旋转件(28、128、228、312)和第二旋转件(38、64、238、314)之间形成连接，从而与第一旋转件(28、128、228、312)一起旋转第二旋转件(38、64、238、314)；以及
至少一个弹性件(56、58、84、244、316)，其设置在第二旋转件(38、64、238、314)的另一输出轴端侧上，并从至少一个第一侧配对部分(34、36、237、350)和至少一个第二侧配对部分(50、52、242、334)彼此作用的连接状态向输出轴(12、310)的另一输出轴端侧施加抵抗力抵抗第二旋转件(38、64、238、314)的轴向运动。

2.  根据权利要求1所述的输出轴部件，还包括机座件(20、62、220)，其中：
输出轴(12)包括：
旋转抑制部分(14、216)，其包括多个轴向脊部(14a、216a)，其中机座件(20、62、220)固定到旋转抑制部分(14、216)以与输出轴(12)一起整体旋转；
去除限制部分(16、218)，其形成于输出轴(12)的后端部分，以限制第一旋转件(28、128、228、312)从输出轴(12)的轴向移出；以及
相对旋转轴部分(18、214)，其轴向位于旋转抑制部分(14、216)和去除限制部分(16、218)之间，并以此方式支撑第二旋转件(38、64、238、314)，以便第二旋转件(38、64、238、314)沿相对旋转轴部分(18、214)轴向地移动；以及
第二旋转件(38、64、238)与机座件(20、62、220)及输出轴(12)一起整体旋转。

3.  根据权利要求1所述的输出轴部件，其特征在于：
所述至少一个第一侧配对部分(34、36、237、350)和所述至少一个第二侧配对部分(50、52、242、334)中的至少一个具有至少一个相对输出轴(12、310)的圆周方向倾斜的倾斜面(34a、36a、50a、52a)；以及
当旋转力从第一旋转件(28、128、228、312)传递到第二旋转件(38、64、238、314)时，所述至少一个倾斜面(34a、36a、50a、52a)在输出轴(12、310)的轴向于第二旋转件(38、64、238、314)中产生力分量。

4.  根据权利要求1所述的输出轴部件，其特征在于：
所述至少一个弹性件(56)包括至少一个波形垫圈(56)；以及
所述至少一个波形垫圈(56)的抵抗力为至少一个波形垫圈(56)的恢复力，其在通过第二旋转件(38)的轴向运动产生的至少一个波形垫圈(56)的弹性变形时产生。

5.  根据权利要求1所述的输出轴部件，其特征在于：
所述至少一个弹性件(58、84)包括至少一个橡胶件(58、84)；以及
所述至少一个橡胶件(58、84)的抵抗力为至少一个橡胶件(58、84)的恢复力，其在通过第二旋转件(38、64)的轴向运动产生的至少一个橡胶件(58、84)的弹性变形时产生。

6.  根据权利要求2所述的输出轴部件，其特征在于：
第二旋转件(38、64)和机座件(20、62)之一包括容纳所述至少一个弹性件(58、84)的容纳部分(54、82)；以及
第二旋转件(38、64)和机座件(20、62)的另一个以此方式与第二旋转件(38、64)和机座件(20、62)之一作用，以便第二旋转件(38、64)和机座件(20、62)中的另一个封闭第二旋转件(38、64)和机座件(20、62)中之一的容纳部分(54、82)。

7.  根据权利要求2所述的输出轴部件，其特征在于：
第二旋转件(38、64)和机座件(20、62)之一包括至少一个配合凸出部分(24、26、78、80)，其在输出轴(12)的径向凸出；以及
第二旋转件(38、64)和机座件(20、62)的另一个包括在输出轴(12)的轴向延伸的外壁(44、70)，其中外壁(44、70)具有至少一个配合凹进导向部分(46、48、72、74)，其以此方式在输出轴(12)的轴向容纳所述至少一个配合凸出部分(24、26、78、80)，以便所述至少一个配合凸出部分(24、26、78、80)相对所述至少一个配合凹进导向部分(46、48、72、74)轴向移动。

8.  根据权利要求1所述的输出轴部件，还包括以此方式通过输出轴(12)支撑的机座件(220)，以便机座件(220)相对支撑轴(12)轴向不移动并相对输出轴(12)不旋转，其中所述至少一个弹性件(244)包括螺旋卷绕第二旋转件(238)和机座件(220)之间的输出轴(12)的轴线并设置于压缩状态的压缩螺旋弹簧(244)。

9.  一种电动机设备，包括：
根据权利要求1所述的输出轴部件(10、60、154、210、304)；
容纳输出轴部件(10、60、154、210、304)的壳体(96、322)；以及
电动机机身(92)，其连接到输出轴部件(10、60、154、210、304)以将驱动力供给到输出轴部件(10、60、154、210、304)的第一旋转件(28、128、228、312)。

10.  根据权利要求9所述的电动机设备，还包括设置到电动机机身(92)的旋转轴(110)以与旋转轴(110)一起整体旋转的蜗杆(122)，其中输出轴部件(154)的第一旋转件(128)直接与蜗杆(122)啮合并减速旋转。

11.  根据权利要求9所述的电动机设备，其特征在于：
壳体(96)可旋转地支撑输出轴(12)；
输出轴部件(210)的第一旋转件(228)和第二旋转件(238)中之一的直径大于第一旋转件(228)和第二旋转件(238)的另一个的直径，并具有与输出轴(12)同轴的圆筒外表面(236)；以及
轴承件(252)固定到壳体(96)以可旋转地支撑第一旋转件(228)和第二旋转件(238)中之一的圆筒外表面(236)。

12.  根据权利要求9所述的电动机设备，其特征在于：
电动机设备为用于包括雨刷(W)的雨刷系统；以及
电动机设备还包括运动转换机构(94、302)，其包括：
设置到电动机机身(92)的旋转轴(110)以与旋转轴(110)一起整体旋转的蜗杆(122)；
与蜗杆(122)啮合并绕在垂直于旋转轴(110)的轴线的方向延伸的旋转轴线旋转的蜗轮(128)；以及
摆动件(132)，其具有在远离蜗轮(128)的旋转轴线一段距离的位置连接到蜗轮(128)的一端，并具有与输出轴部件(10、60、154、210)的第一旋转件(28、128、228)作用的另一端，其中摆动件(132)通过蜗轮(128)的旋转往复摆动以往复地旋转第一旋转件(28、128、228)，从而往复地驱动直接或间接连接到输出轴(12)的雨刷(W)。

13.  一种用于往复摆动雨刷的雨刷(W)电动机设备，雨刷电动机设备包括：
电动机机身(92)；
输出轴部件(10、60、154、210、304)，其通过电动机机身(92)驱动并包括：
直接或间接连接到雨刷(W)以往复地摆动雨刷(W)的输出轴(12、310)；以及
安装到输出轴(12、310)的离合器装置(28、128、228、312；38、64、238、314；56、58、84、244、316)；以及
摆动机构(94、302)，其连接在电动机机身(92)和输出轴部件(10、60、154、210、304)之间，并将电动机机身(92)的旋转轴的旋转转换成输出轴(12、310)的往复旋转，其中：
离合器装置(28、128、228、312；38、64、238、314；56、58、84、244、316)设置在输出轴(12、310)和摆动机构(94、302)之间，以将驱动力从摆动机构(94、302)传递到输出轴(12、310)；以及
当施加到输出轴(12、310)的载荷等于或大于预定值时，离合器装置(28、128、228、312；38、64、238、314；56、58、84、244、316)不能在摆动机构(94、302)和输出轴(12、310)之间传递驱动力，从而在摆动机构(94、302)和输出轴(12、310)之间出现相对旋转。

14.  根据权利要求13所述的雨刷电动机设备，其特征在于，离合器装置(28、128、228、312；38、64、238、314；56、58、84、244、316)包括：
第一旋转件(28、128、228、312)，其以此方式通过输出轴(12、310)支撑在输出轴(12、310)的一个输出轴端侧上，以便第一旋转件(28、128、228、312)与输出轴(12、310)轴向不可分离，并绕输出轴(12、310)的轴线旋转，其中当驱动力从摆动机构(94、302)施加到第一旋转件(28、128、228、312)上时，第一旋转件(28、128、228、312)绕输出轴(12、310)的轴线旋转；
第二旋转件(38、64、238、314)，其位于对应第一旋转件(28、128、228、312)的输出轴(12、310)的另一输出轴端侧上，并以此方式通过输出轴(12、310)支撑，以便第二旋转件(38、64、238、314)相对输出轴(12、310)不旋转，并沿对应第一旋转件(28、128、228、312)的输出轴(12、310)轴向移动；其中第二旋转件(38、64、238、314)与第一旋转件(28、128、228、312)可连接，且当第二旋转件(38、64、238、314)与第一旋转件(28、128、228、312)连接时，第二旋转件(38、64、238、314)与第一旋转件(28、128、228、312)一起整体旋转；以及
至少一个弹性件(56、58、84、244、316)，其设置在第二旋转件(38、64、238、314)的另一输出轴端侧上，并从第二旋转件(38、64、238、314)与第一旋转件(28、128、228、312)连接以一起旋转的连接状态向输出轴(12、310)的另一输出轴端侧施加抵抗力抵抗第二旋转件(38、64、238、314)的轴向运动。

15.  根据权利要求14所述的雨刷电动机设备，其特征在于：
第一旋转件(28、128、228、312)具有至少一个第一侧配对部分(34、36、237、350)；
第二旋转件(38、64、238、314)具有至少一个第二侧配对部分(50、52、242、334)，其与至少一个第一旋转件(28、128、228、312)的第一侧配对部分(34、36、237、350)在输出轴(12、310)的轴向作用，以在第一旋转件(28、128、228、312)和第二旋转件(38、64、238、314)之间形成连接，从而与第一旋转件(28、128、228、312)一起旋转第二旋转件(38、64、238、314)；
所述至少一个第一侧配对部分(34、36、237、350)和所述至少一个第二侧配对部分(50、52、242、334)中之一为在输出轴(12、310)的轴向凸出的凸出部分的形式；
所述至少一个第一侧配对部分(34、36、237、350)和所述至少一个第二侧配对部分(50、52、242、334)的另一个为在输出轴(12、310)的轴向凹进的凹进部分的形式；
所述至少一个第一侧配对部分(34、36、237、350)和所述至少一个第二侧配对部分(50、52、242、334)的至少一个具有至少一个相对输出轴(12、310)的圆周方向倾斜的倾斜面(34a、36a、50a、52a)；以及
当旋转力从第一旋转件(28、128、228、312)传递到第二旋转件(38、64、238、314)时，所述至少一个倾斜面(34a、36a、50a、52a)在输出轴(12、310)的轴向于第二旋转件(38、64、238、314)中产生力分量。

16.  根据权利要求14所述的雨刷电动机设备，其特征在于：
第一旋转件(28、128、228、312)和第二旋转件(38、64、238、314)与输出轴(12、310)同轴，以便至少一个弹性件(56、58、84、244、316)的弹性力总体上均匀分布在第一旋转件(28、128、228、312)和第二旋转件(38、64、238、314)之间的连接中。

17.  根据权利要求14所述的雨刷电动机设备，其特征在于：
第一旋转件(28、128、228、312)形成为齿轮件(28、128、228、312)；以及
摆动机构(94、302)包括：
设置到电动机机身(92)的旋转轴(110)以与旋转轴(110)一起整体旋转的蜗杆(122)；
与蜗杆(122)啮合并绕在垂直于旋转轴(110)的轴线的方向延伸的旋转轴线旋转的蜗轮(128)；以及
摆动件(132)，其具有在距离蜗轮(128)的旋转轴一段距离的位置连接到蜗轮(128)的一端，并包括在摆动件(132)的另一端的齿部分(136)，以与第一旋转件(28、128、228)啮合，其中摆动件(132)通过蜗轮(128)的旋转往复地摆动以往复地旋转第一旋转件(28、128、228)。

输出轴部件、电动机设备及雨刷电动机设备
技术领域
本发明涉及一种具有离合器装置的输出轴部件，还涉及一种具有该输出轴部件的电动机设备和雨刷电动机设备。
背景技术
例如，在用于驱动汽车门的窗户玻璃的汽车动力窗户系统中或在用于驱动遮阳蓬顶盖的汽车遮阳蓬顶系统中，电动机设备用做驱动源。
日本未审查的实用专利申请号NO.H05-3654公开了一种电动机设备，其具有减速电动机机身旋转的减速机构。减速机构包括蜗杆和蜗轮。蜗杆设置到电动机机身的旋转轴一端以与旋转轴一起整体旋转。电动机设备用于驱动遮阳蓬顶系统的遮阳顶蓬盖。摩擦离合器装置(摩擦离合器装置)设置到电动机设备的输出轴。摩擦离合器装置包括摩擦件和圆盘板，摩擦件整体形成于蜗轮中，圆盘板连接到输出轴以与输出轴一起整体旋转。此外，圆盘板通过弹簧压紧摩擦件以在圆盘板和摩擦件之间形成摩擦作用。在正常操作中，电动机机身的旋转通过蜗杆和蜗轮之间的作用供给到摩擦离合器。然后，此驱动力通过蜗轮的摩擦件和圆盘板之间的摩擦作用进行传递，以便连接到圆盘板的输出轴与蜗轮一起旋转以驱动遮阳顶蓬盖。当将物体放置在遮阳顶蓬盖的运动路径时，遮阳顶蓬盖的运动由于物体造成停止以锁紧输出轴。此时，摩擦件相对圆盘板滑动以便蜗轮相对输出轴旋转。
这样，可以限制每个部件的损坏，如蜗轮，也可以限制电动机机身的烧毁。
此类离合器装置优选用于汽车雨刷系统。例如，在雨刷系统中，当通过刮水片刮窗户玻璃片时，当已经积聚在汽车顶蓬上的大雪落到刮水片和连接到刮水片的雨刷臂上时，刮水片和雨刷臂受到落下大雪或承受由于下落的雪造成的过大外力的阻止。因此，过大的外力施加到雨刷系统的相应部件。当以上离合器装置设置在雨刷系统中时，可以限制雨刷系统的相应元件的损坏或限制电动机机身的烧毁。此外，不需要设定由于考虑过大的外力造成的每个相应元件的强度。
然而，在先前提出的日本未审查的实用专利申请号NO.H05-3654中公开的离合器装置中，弹簧用于将圆盘板压靠到摩擦件以产生摩擦抵抗力。弹簧与圆盘板一起旋转或相对圆盘板滑动。在前面例子中，弹簧与圆盘板一起旋转，但弹簧相对支撑结构滑动。在后一例子中，弹簧相对支撑结构不滑动，但相对圆盘板滑动。在这些情况的每一种中，在驱动电动机机身时，当电动机机身的旋转通过离合器装置传递到输出轴时，出现弹簧的滑动损失，降低了旋转力的传递效率。此外，由于滑动运动可能产生大量的噪声。
在上述离合器装置中，在锁紧输出轴时，蜗轮(驱动侧)相对输出轴(从动侧)旋转以限制相应元件的损坏。然而，性能被降低并产生旋转力传递效率的下降和/或噪声的产生。
此外，在日本未审查的实用专利申请号NO.H05-3654中，当离合器装置的元件顺序安装到电动机设备的壳体中时，电动机设备整个部件的操作被延长。因此，理想的情况是以电动机设备子部件的形式设置离合器装置，如离合器装置(或离合器装置)与电动机设备的输出轴为一个整体的输出轴部件。当离合器装置作为输出轴部件进行预装配时，可以在安装输出轴时将离合器装置同时安装到电动机设备。因此，可以缩短电动机设备的整个装配时间。此外，当离合器装置作为输出轴部件进行预装配时，由于其由单个元件或单个部件形成，所以在例如从电动机设备的一个装配阶段到另一个装配阶段的输出轴装配的输送期间，可以减轻离合器装置的操作。
除上述情况之外，日本未审查的专利公开号：No.H09-118202公开了另一种包括蜗轮、摆动臂和连接件的雨刷电动机设备。蜗轮与通过壳体可旋转地支撑的电枢的旋转轴啮合。摆动臂连接到雨刷轴。连接件的一端连接到蜗轮的预定点，而连接件的另一端连接到摆动臂。当给雨刷电动机设备通电时，电枢旋转以旋转蜗轮。然后，蜗轮的旋转通过连接件转换为摆动臂的摆动运动，以往复地旋转雨刷轴。因此，直接安装到雨刷轴的雨刷臂摆动，以擦洗汽车的窗户玻璃。
与上述情况相同，在连接到雨刷臂的刮水片停止并保持基本平行于玻璃表面的下边缘的雨刷非操作状态中，当通过例如大雪产生的外力施加到刮水片和雨刷臂上时，刮水片和雨刷臂被压向下超过下旋转点。此时，雨刷电动机设备的雨刷轴和摆动臂进一步旋转超过正常的往复旋转角度范围。因此，连接到摆动臂的连接件或连接到连接件地蜗轮可能会由于外力损坏。
因此，为了限制上述元件的损坏和限制雨刷臂超过汽车窗户玻璃区旋转进汽车体，在日本未审查的专利公开号：No.H09-118202公开的雨刷电动机设备中，旋转范围限制部分设置在摆动臂的正常往复旋转角度范围外的位置，以限制摆动臂的旋转超过摆动臂的预定往复旋转角度范围。
然而，例如，即使在刮水片和雨刷臂不放置在预定往复旋转角度范围外的情况下，过大的外力也可能施加到刮水片和雨刷臂。换言之，例如，即使在刮水片和雨刷臂在预定往复旋转角度范围(正常擦洗范围)内操作的情况下，过大的外力也可能施加到刮水片和雨刷臂。其可能是已经积聚在汽车顶蓬的大雪落到操纵并位于正常擦洗范围而不是下旋转点的刮水片和雨刷臂上的情况。在此情况下，刮水片和雨刷臂受到落下的大雪的阻止或承受由落下的大雪造成的过大外力。因此，过大的外力通过雨刷轴施加到摆动臂、连接件、蜗轮和/或蜗杆，从而使这些元件受到过大外力的损坏。因此，上述缺点依然存在。
因此，在日本未审查的专利公开号：No.H09-118202公开的雨刷电动机设备的情况中，雨刷电动机设备的每个相应元件都必须设计为可以承受上述过大外力。
发明内容
本发明致力于解决上述问题。因此，本发明的目的之一在于提供一种当过大的载荷施加到输出轴部件的输出轴上时，包括可以限制相应元件的损坏或限制电动机机身烧毁的离合器装置的输出轴部件。本发明的另一目的在于提供一种包括此输出轴部件的电动机设备和雨刷电动机设备。
为了实现本发明的上述目的，还提供了一种包括输出轴和离合器装置的输出轴部件。离合器装置安装到输出轴。此外，离合器装置包括第一旋转件、第二旋转件以及至少一个弹性件。第一旋转件具有至少一个第一侧配对部分，并以此方式通过输出轴支撑在输出轴的一个输出轴端侧上，以便第一旋转件与输出轴轴向不可分离并绕输出轴的轴线旋转。当驱动力施加到第一旋转件上时，第一旋转件绕输出轴的轴线旋转。第二旋转件位于对应第一旋转件的输出轴的另一输出轴端侧上，并以此方式通过输出轴进行支撑，以便第二旋转件相对输出轴不旋转，并沿对应第一旋转件的输出轴轴向地移动。第二旋转件具有至少一个第二侧配对部分，其与至少一个第一旋转件的第一侧配对部分在输出轴的轴向作用，以在第一旋转件和第二旋转件之间形成连接，从而与第一旋转件一起旋转第二旋转件。至少一个弹性件设置在第二旋转件的另一输出轴端侧上，并从至少一个第一侧配对部分和至少一个第二侧配对部分彼此作用的连接状态向输出轴的另一输出轴端侧施加抵抗力抵抗第二旋转件的轴向运动。
为了实现本发明的上述目的，还提供了一种包括上述输出轴部件、壳体和电动机机身的电动机设备。壳体容纳输出轴部件。电动机机身连接到输出轴部件，以将驱动力供给到输出轴部件的第一旋转件。
为了实现本发明的上述目的，还提供了一种用于往复摆动雨刷的雨刷电动机设备。雨刷电动机设备包括电动机机身、输出轴部件及摆动机构。输出轴部件通过电动机机身驱动，并包括输出轴和离合器装置。输出轴直接或间接连接到雨刷以往复摆动雨刷。离合器装置安装到输出轴。摆动机构连接在电动机机身和输出轴部件之间，并将电动机机身旋转轴的旋转转换成输出轴的往复旋转。离合器装置设置在输出轴和摆动机构之间，以将驱动力从摆动机构传递到输出轴。当施加到输出轴的载荷等于或大于预定值时，离合器装置不能在摆动机构和输出轴之间传递驱动力，从而在摆动机构和输出轴之间出现相对旋转。
附图说明
参照下面的说明、附属权利要求和相应的附图对下面优选实施方式进行具体说明，将使本发明的其它目的、特征和优点变得更加清晰和容易理解，其中：
图1是显示本发明第一实施方式的离合器装置结构的分解透视图；
图2是显示本发明第一实施方式的离合器装置的分解透视图；
图3是显示本发明第一实施方式的离合器装置的改进方式结构的分解透视图；
图4是显示根据本发明第二实施方式的离合器装置结构的分解透视图；
图5是显示根据本发明第三实施方式的雨刷电动机设备和离合器装置的透视图；
图6是显示透视本发明第三实施方式的雨刷电动机设备和离合器装置的一部分的透视图；
图7是显示本发明第三实施方式的雨刷电动机设备和离合器装置的透视图；
图8是显示本发明第三实施方式的雨刷电动机设备和离合器装置的主要部分结构的透视图；
图9是显示本发明第三实施方式的雨刷电动机设备和离合器装置的主要部分结构及对应于图8的分离离合状态中的透视图；
图10是显示本发明第三实施方式的雨刷电动机设备结构的俯视截面视图；
图11是显示沿图10中线XI-XI的截面视图，显示了本发明第三实施方式的雨刷电动机设备结构的截面视图；
图12是显示本发明第三实施方式的雨刷电动机设备结构的俯视截面视图；
图13是显示沿图12中线XIII-XIII的截面视图，显示了本发明第三实施方式的雨刷电动机设备结构的截面视图；
图14是显示本发明第三实施方式的雨刷电动机设备的结构及对应于图13中的分离离合状态中的透视图；
图15是显示根据本发明第四实施方式的电动机设备结构的俯视图；
图16是显示根据本发明第五实施方式中的具有离合器装置的雨刷电动机设备整个结构的截面视图；
图17是显示根据本发明第五实施方式中的离合器装置结构的分解透视图；
图18是显示根据本发明第五实施方式中的离合器装置结构的分解透视图；以及
图19是显示根据本发明第六实施方式中的雨刷电动机设备结构的截面视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1和图2是根据本发明第一实施方式的离合器装置(作为本发明的输出轴部件)10的分解透视图。
离合器装置10包括输出轴12。输出轴12的基座端部分(后端部分)包括旋转抑制部分14、去除限制部分16和相对旋转轴部分18。旋转抑制部分14包括多个轴向脊部14a。去除限制部分16形成于输出轴12的后端部分的后端。相对旋转轴部分18设置在旋转抑制部分14和去除限制部分16之间。
离合器基座(机座件)20通过例如压紧配合固定到输出轴12的旋转抑制部分14。离合器基座20形成为圆盘体，并在其中心具有支撑孔22。支撑孔22固定到旋转抑制部分14，以便离合器基座20与输出轴12一起整体旋转。此外，两个配合凸出部分24、26以此方式设置在离合器基座20的外围部分，以便配合凸出部分24、26在离合器基座20的圆周方向彼此相对，即，在离合器基座20的圆周方向彼此位移180度，并在输出轴12的径向凸出。换言之，配合凸出部分24、26绕输出轴12的轴线对称设置。配合凸出部分26的径向延伸大于配合凸出部分24的径向延伸。配合凸出部分24、26对应离合器圆盘38，其将在后面说明。
输入圆盘(第一旋转件)28安装到输出轴12的去除限制部分16。输入圆盘28形成为齿轮体或齿轮件，并在其中心具有轴孔30。输出轴12的去除限制部分16通过轴孔30进行容纳，而去除限制夹32安装到去除限制部分16的端部以限制输入圆盘28从输出轴12移出。因此，输入圆盘28与输出轴12同轴，并以此方式在输出轴12的一个轴端侧(与离合器基座20相对的端侧)通过输出轴12进行支撑，以便输入圆盘28在输出轴12的轴向与输出轴12为不可分离，并相对输出轴12旋转。当将驱动力输入到输入圆盘28时，输入圆盘28绕输出轴12的轴线旋转。两对(第一和第二对)配对凸出部分(第一侧配对部分)34、36从输入圆盘28的一端表面(离合器基座20侧，即，输出轴12的另一轴端侧)向离合器基座20凸出。
两对配对凸出部分34、36之一的配对凸出部分(第一对配对凸出部分)34在圆周方向彼此相对，即在圆周方向彼此位移180度。此外，两对配对凸出部分34、36的另一对配对凸出部分(第二对配对凸出部分)36在圆周方向彼此相对，即在圆周方向彼此位移180度。此外，配对凸出部分34和配对凸出部分36彼此等间距顺序设置(在圆周方向间隔90度)。两对配对凸出部分34、36之一的配对凸出部分34在输入圆盘28的径向位于超过两对配对凸出部分34、36的另一对配对凸出部分36的外部，并延伸进输入圆盘28的齿。两对配对凸出部分34、36还对应离合器圆盘38，其将在后面说明。
离合器圆盘(第二旋转件)38通过输出轴12的相对旋转轴部分18进行支撑。离合器圆盘38形成为杯状，因此包括基座壁42和外壁44。对应于输出轴12的轴孔40通过基座壁42形成。外壁44在输出轴12的轴向从基座壁42的外边缘延伸。当输出轴12(更具体地说为相对旋转轴部分18)通过轴孔40容纳时，离合器圆盘38与输出轴12以及输入圆盘28同轴，并位于与相对用输入圆盘28的输出轴12的另一轴端侧(离合器基座20侧面)，并通过输出轴12在输出轴12的轴向方向轴向可移动地进行支撑。
配对凹进导向部分46、48设置在与离合器机座20的配合凸出部分24、26相对应的外壁44的开口侧外围部分。离合器机座20的配合凸出部分24、26以此方式在输出轴12的轴向分别配合进外壁44的配合凹进导向部分46、48中，以便允许离合器机座20的配合凸出部分24、26和配合凹进导向部分46、48之间在输出轴12的轴向相对运动。这样，离合器圆盘38与离合器机座20(即输出轴)一起旋转，并在输出轴12的轴向相对离合器机座20移动。
两对配对凹进导向部分(第二侧配对部分)50、52在离合器圆盘38的基座壁42的背面(输入圆盘28侧，即，输出轴12的一个轴端侧)凹进。
配对凹进部分50、52分别对应输入圆盘28的配对凸出部分34、36。两对配对凹进部分50、52之一的配对凹进部分(第一对的配对凸出部分)50在圆周方向彼此相对，即在圆周方向彼此位移180度。另外，两对配对凹进部分50、52的另一对配对凹进部分(第二对配对凹进部分)52在圆周方向彼此相对，即在圆周方向彼此位移180度。此外，配对凹进部分50和配对凸出部分52等间距设置(即，在圆周方向间隔90度)。输入圆盘28的配对凸出部分34可以与离合器圆盘38的配对凹进部分50作用，而输入圆盘28的配对凸出部分36与离合器圆盘38的配对凹进部分52作用。这样，当输入圆盘28旋转时，输入圆盘28的旋转力传递到离合器圆盘38，以便离合器圆盘38与输入圆盘28一起旋转。
输入圆盘28的配对凸出部分34、36的侧壁34a、36a和离合器圆盘38的配对凹进部分50、52的侧壁50a、52a具有倾斜面。换言之，配对凸出部分34、36的每个都具有梯形截面，而配对凹进部分50、52的每个都具有相应的梯形截面。这样，当输入圆盘28旋转时，旋转力从输入圆盘28传递到离合器圆盘38，因此，在离合器圆盘38中，在输出轴12的轴向产生向离合器机座20的力分量。
应该理解，不是所有输入圆盘28的配对凸出部分34、36的侧壁34a、36a和离合器圆盘38的配对凹进部分50、52的侧壁50a、52a都必须具有上述倾斜面。例如，只要每个配对凸出部分34、36的侧壁34a、36a之一作成倾斜面即可，其在圆周方向倾斜或相对圆周方向倾斜。另外，只要每个离合器圆盘38的配对凹进部分50、52之一作成倾斜面即可，其在圆周方向倾斜或相对圆周方向倾斜。即使采用此结构，当从输入圆盘28将旋转力传递到离合器圆盘38时，也可以在离合器圆盘38中产生沿输出轴12的轴向向离合器机座20的力分量。
此外，离合器圆盘38的内部，即，通过基座壁42和外壁44限定的内空间形成容纳部分54。离合器机座20以此方式配合到离合器圆盘38的外壁44的开口侧外圆周部分，以便离合器机座20封闭容纳部分54。
容纳部分54容纳多个(在本实施方式中为两个)作为本发明弹性件的波形垫圈56。波形垫圈56设置在离合器圆盘38(基座壁42)和离合器机座20之间。此外，波形垫圈56施加预定的抵抗力(由于离合器圆盘38的轴向运动，当波形垫圈56的弹性变形时产生的弹性力)，以抵抗离合器圆盘38从输入圆盘28的配对凸出部分34、36和离合器圆盘38的配对凹进部分50、52彼此作用以一起旋转的作用状态向另一输出轴12的轴向端侧(离合器机座20侧)的轴向运动。
换言之，在正常操作中，输入圆盘28的配对凸出部分34、36与离合器圆盘38的配对凹进部分50、52作用，即，容纳在离合器圆盘38的配对凹进部分50、52中，而波形垫圈56保持输入圆盘28的配对凸出部分34、36和离合器圆盘38的配对凹进部分50、52之间的作用状态。当输入圆盘28的配对凸出部分34、36试图与离合器圆盘38的配对凹进部分50、52分离作用时，离合器圆盘38试图向离合器机座20轴向地移动，而波形垫圈56施加推进力(弹性力)抵抗离合器圆盘38的轴向运动。
在正常操作中，(即离合器圆盘38不试图向离合器机座20轴向地移动时)，波形垫圈56在离合器机座20和离合器圆盘38之间施加适当的激励作用力。可替代地，只有当离合器圆盘38视图向离合器机座20轴向地移动时，即只有当配对凸出部分34、36试图从配对凹进部分50、52分离时，波形垫圈56可以施加上述激励作用力(恢复作用力)。
下面将说明第一实施方式的操作。
在离合器装置10中，在正常操作状态中，输入圆盘28的配对凸出部分34与离合器圆盘38的配对凹进部分50作用。当离合器圆盘38试图在输出轴12的轴向从配对凸出部分34和配对凹进部分50彼此作用的作用状态移动时，预定的抵抗力从波形垫圈施加到离合器圆盘38。因此，作用状态被保持。此外，离合器机座20的配合凸出部分24、26以此方式在输出轴12的轴向配合进离合器圆盘38的配合凹进导向部分46、48，以便离合器圆盘38的配合凹进导向部分46、48相对离合器机座20的配合凸出部分24、26在输出轴12的轴向移动。因此，当驱动力(例如，电动机机身的旋转力)供给到输入圆盘28时，输入圆盘28绕输出轴12旋转。此时，旋转驱动力通过配对凸出部分34、36和配对凹进部分50、52从输入圆盘28传递到离合器圆盘38。由于离合器圆盘38与固定到输出轴12的离合器机座20作用，传递到离合器圆盘38的旋转驱动力从离合器圆盘38传递到离合器机座20。因此，离合器圆盘38和离合器机座20与输出轴12一起旋转。
在离合器装置10中，在正常操作状态(旋转状态)中，在旋转驱动力从离合器装置10的输入圆盘28传递到输出轴12时，可以传递旋转驱动力而不会产生任何相关元件的滑动运动。换言之，波形垫圈56的抵抗力不会作为滑动摩擦力被消耗，其中该抵抗力施加到离合器圆盘38以限制离合器圆盘38从作用状态的轴向运动，以保持输入圆盘28的配对凸出部分34、36和离合器圆盘38的配对凹进部分50、52之间的作用状态。因此，可以有效地限制旋转的传递效率的降低。另外，由于可以传递旋转驱动力，而不会产生任何相关元件的滑动运动，所以，可以限制由于相关元件的滑动运动产生的噪声。
此外，如上所述波形垫圈56的抵抗力通过固定到输出轴12的离合器机座20支撑，其中该抵抗力施加到离合器圆盘38以限制离合器圆盘38从作用状态的轴向运动，以保持输入圆盘28的配对凸出部分34、36和离合器圆盘38的配对凹进部分50、52之间的作用状态，还通过输出轴12支撑同时限制从输出轴12轴向移出的输入圆盘28进行支撑。也就是说，离合器装置10形成为不需要任何其它元件的输出轴12的完全子部件，如作为子部件的壳体。因此，离合器装置10可以作为形成为输出轴12的子部件的单一元件进行处理。
例如，当将等于或大于预定值的过大外力(载荷)通过雨刷W施加到输出轴12时，输出轴12反向旋转或受到阻止。然后，与输出轴12(离合器机座20)一起旋转的离合器圆盘38通过离合器机座20在相对输入圆盘28产生离合器圆盘38旋转的方向承受旋转力。由于输入圆盘28的配对凸出部分34、36的侧壁34a、36a和离合器圆盘38的配对凹进部分50、52的侧壁50a、52a具有倾斜面(即，具有梯形截面)，所以，由于通过输入圆盘28和离合器圆盘38之间的相对旋转产生的相对旋转力在向离合器机座20的输出轴12的轴向在离合器圆盘38中产生力分量。也就是说，通过输入圆盘28和离合器圆盘38之间的相对旋转产生的相对旋转力的一部分作为在输出轴12的轴向移动离合器圆盘38的力分量，以解除输入圆盘28的配对凸出部分34、36和离合器圆盘38的配对凹进部分50、52之间的作用。当此相对旋转力(力分量)变为等于或大于预定值时，离合器圆盘38克服抵抗力，因此在输出轴12的轴向强制地移动，以解除输入圆盘28的配对凸出部分34、36和离合器圆盘38的配对凹进部分50、52之间的作用。因此，离合器圆盘38、即，输出轴12相对输入圆盘28旋转。
这样，可以限制每个元件的损坏。另外，可以限制连接到输入圆盘28的每个元件的损坏(例如，电动机机身的烧毁)。此外，可以设定每个相应元件的强度，而不用考虑此过大外力(载荷)施加到该元件。
此外，在离合器装置10中，离合器机座20整体地固定到具有脊部的输出轴12的转动限制部分14上。特别地，离合器机座20沿绕输出轴12的轴线的转动方向固定地连接到输出轴12的转动限制部分14上。输入圆盘28从输出轴12的轴向去除通过输出轴12的去除限制部分进行限制。另外，离合器圆盘38绕位于离合器机座20和输入圆盘28之间的输出轴12的相对可转动轴部分18轴向可移动地进行支撑。也就是说，上述部件中的每一个安装到输出轴12上，而离合器圆盘38设置在离合器机座20和输入圆盘28之间的预定空间(预定轴向尺寸)中。这样，如上所述，需要用于轴向地移动离合器圆盘38的作用力(离合器分开作用力，即分开离合作用力)可以被容易地设定。另外，在此例中，如上所述，输入圆盘28的配对凸出部分34、36的侧壁34a、36a和离合器圆盘38的配对凹进部分50、52的侧壁50a、52a具有倾斜面，所以分开离合作用力可以根据倾斜面的角度和波形垫圈56的抵抗力(弹性变形力)容易地进行设定。此外，在离合器装置10中，弹性件由波形垫圈56制作，而抵抗离合器圆盘38轴向运动作用的抵抗力通过离合器圆盘38轴向运动的弹性变形的波形垫圈56的恢复力实现。因此，当将过大的外力(载荷)施加到输出轴12时，离合器圆盘38克服通过波形垫圈56的弹性变形产生的恢复力，因此轴向移动。因此，离合器圆盘38(配对凹进部分50、52)和输入圆盘28(配对凸出部分34、36)之间的作用被解除，并在离合器圆盘38和输入圆盘28之间出现相对旋转。
当波形垫圈56用作弹性件时，弹性件不会由于油，如油脂变坏。因此，可以有效地限制弹性件变坏。
此外，施加抵抗离合器圆盘38轴向运动的抵抗力通过弹性变形的波形垫圈56的恢复力实现。因此，稳定了需要轴向移动离合器圆盘38的力(分离离合力)，结果改进了离合器的性能。此外，当弹性件由波形垫圈56制作时，用于容纳弹性件的容纳空间可以减少或变薄以降低装置的尺寸。
此外，在离合器装置10中，波形垫圈56容纳在离合器装置10的离合器圆盘39的容纳部分54中，而容纳部分54通过离合器机座20封闭。因此，波形垫圈56围绕输出轴12设置，而相对离合器机座20和离合器圆盘38没有位置偏差。因此，波形垫圈56可以将稳定的推进力(弹性变形力)施加到离合器机座20和离合器圆盘38两者。
如上所述，在第一实施方式的离合器装置10中，在锁紧输出轴12时，可以限制损坏每个相应元件和电动机机身92的烧毁。此外，在正常的操作状态中，滑动损失相对小，而旋转的传递效率相对高。因此，有效地限制了噪声的产生。此外，离合器装置10形成为不需要任何其它元件的输出轴12的完全子部件。因此，离合器装置10可以作为单一元件进行处理。
在第一实施方式中，波形垫圈56用作离合器装置10的弹性件。然而，离合器装置10的弹性件不局限于波形垫圈56。
例如，如图3中所示的离合器装置(作为本发明的输出轴部件)11中的情况，圆盘形橡胶件58用作弹性件。施加到离合器圆盘38以限制离合器圆盘38轴向运动的抵抗力可以通过弹性压缩变形的橡胶件58的恢复力予以实现。在橡胶件58用作弹性件的情况下，在正常操作(正常使用)时，在正常操作中没有弹性变形的橡胶件58作为保持离合器圆盘38(配对凹进部分50、52)和输入圆盘28(配对凸出部分34、36)之间作用状态的隔离片。由于可以停止用于保持在正常操作中离合器圆盘38(配对凹进部分50、52)和输入圆盘28(配对凸出部分34、36)之间作用的推进力的施加，所以，可以降低由于例如弹性件的变形产生的长期应力的作用以限制弹性件的变形。
此外，弹性件不局限于波形垫圈56或橡胶件58，另外还可以为压缩螺旋弹簧或盘形弹簧(belleville spring)。
此外，在这些情况下，当正常状态(离合器圆盘38不向离合器机座20移动的状态)时，每个弹性件如橡胶件58都可以将推进力施加到离合器机座20和离合器圆盘38之间。另外，只有当离合器圆盘38向离合器机座20移动时，即，只有当配对凸出部分34、36移动远离配对凹进部分50、52时，每个弹性件如橡胶件58都可以施加推进力(恢复力)抵抗离合器圆盘38。
下面，将说明其它实施方式。应当注意，在整个其它实施方式中与第一实施方式同样的元件都用同样的标号表示，切为简化起见不再说明。
(第二实施方式)
图4是显示根据本发明第二实施方式的离合器装置(用作本实施方式的输出轴部件)的分解透视图。
离合器装置60具有基本与第一实施方式的离合器装置10同样的结构。然而，离合器装置60包括离合器机座62以替代离合器机座20，而且还包括离合器圆盘(第二旋转件)64以替代离合器圆盘38。
离合器机座62形成为杯子形状，并包括基座壁68和外壁70。对应输出轴12的支撑孔66通过基座壁68形成。外壁70在输出轴12的轴向从基座壁68的外边缘延伸。支撑孔66固定到输出轴12的旋转抑制部分14，以便离合器机座62与输出轴12一起整体旋转。配合凹进导向部分72、74设置在外壁70的开口侧外围部分。
离合器圆盘64形成为圆盘形体，并具有相对应输出轴12的轴孔76。输出轴12(相对旋转轴部分18)通过离合器圆盘64的轴孔76进行容纳。离合器圆盘64位于对应输入圆盘28的输出轴12的另一轴端侧(离合器机座62侧)，并以此方式通过输出轴12支撑，以便离合器圆盘64在输出轴12的轴向相对输出轴12移动。此外，一对配合凸出部分78、80设置成与离合器圆盘64的外围部分中离合器机座62的配合凹进导向部分72、74相对应。配合凸出部分78、80在离合器圆盘64的圆周方向彼此相对，即，在离合器圆盘64的圆周方向彼此位移180度，并在输出轴12的径向凸出。离合器圆盘64的配合凸出部分78、80轴向移动，并配合进离合器机座62的配合凹进导向部分72、74。这样，离合器圆盘64与离合器机座62(即，输出轴12)一起旋转，并在输出轴12的轴向相对离合器机座62轴向地移动。
此外，与第一实施方式类似，两对配对凹进部分50、52在离合器圆盘64的背面(输入圆盘侧，即，输出轴12的一个轴端侧)凹进。
此外，离合器机座62内部，即，通过基座壁68和外壁70限定的内部空间形成容纳部分82。离合器圆盘64以此方式配合到离合器机座62的外壁70的开口侧外围部分，以便离合器圆盘64封闭容纳部分82。
容纳部分82容纳作为弹性件的橡胶件84。橡胶件84设置在离合器机座62(基座壁68)和离合器圆盘64之间。橡胶件84施加预定的抵抗力(在通过离合器圆盘64的轴向运动产生橡胶件84的弹性压缩变形时产生的恢复力)抵抗离合器圆盘64从输入圆盘28的配合凸出部分34、36和离合器圆盘64的配对凹进部分50、52彼此作用的作用状态向另一输出轴12轴端侧(向离合器机座62侧)的轴向运动。
其它元件与第一实施方式的离合器装置10的元件相同。
下面，将说明第二实施方式的操作。
离合器装置60提供有与第一实施方式的离合器装置10相同的优点。
更具体地说，在正常操作状态中，当驱动力提供到输入圆盘28以绕输出轴12旋转输入圆盘28时，旋转驱动力通过配对凸出部分34、36和配对凹进部分50、52从输入圆盘28传递到离合器圆盘64。由于离合器圆盘64与固定到输出轴12的离合器机座62作用，所以，传递到离合器圆盘64的旋转驱动力从离合器圆盘64传递到离合器机座62。因此，输出轴12与离合器圆盘64和离合器机座62一起旋转。
在此，即使在离合器装置60的下述情况下，在正常的操作状态(旋转状态)中，如上说明，在将旋转驱动力从输入圆盘28传递到输出轴12时，也可以传递旋转驱动力，而不会产生任何相关元件的滑动运动。更具体地说，施加抵抗离合器圆盘64从离合器圆盘64的作用状态的轴向移动，以保持输入圆盘28的配对凸出部分34、36和离合器圆盘64的配对凹进部分50、52之间作用状态的橡胶件84的抵抗力不会作为滑动摩擦力被消耗。因此，可以限制旋转传递效率的降低。此外，可以传递旋转驱动力，而不产生任何相关元件的滑动运动。因此，可以有效地限制由于相关元件滑动运动产生的噪音。
此外，如上所述，施加抵抗离合器圆盘64的作用状态的轴向移动，以保持配对凸出部分34、36和配对凹进部分50、52之间作用的橡胶件84的抵抗力通过固定到输出轴12的离合器机座62承受，也通过以此方式通过输出轴12支撑的输入圆盘28承受，以便限制输入圆盘28从输出轴12轴向移出。也就是说，用于保持作用状态的力通过两个组件即安装到输出轴12的离合器机座62和输入圆盘28进行支撑。换言之，离合器装置60形成为不需要任何其它元件，如作为子部件的壳体的输出轴12的完全子部件。因此，离合器装置60可以作为形成为输出轴12的子部件的单一元件处理。
例如，当将过大外力(载荷)施加到输出轴12时，输出轴12反向旋转或受到阻止。然后，与输出轴12(离合器机座62)一起旋转的离合器圆盘64通过离合器机座62承受旋转力，以相对输入圆盘28旋转离合器圆盘64。由于输入圆盘28的配对凸出部分34、36的侧壁34a、36a和离合器圆盘38的配对凹进部分50、52的侧壁50a、52a具有倾斜面(即，具有梯形截面)，所以，由于通过输入圆盘28和离合器圆盘64之间的相对旋转产生的相对旋转力，在离合器圆盘64中产生向离合器机座62的输出轴12的轴向的力分量。当此相对旋转力(力分量)变为等于或大于预定值时，离合器圆盘64克服从橡胶件84施加的抵抗力，并在输出轴12的轴向强制地移动以解除作用(即，通过移动配对凸出部分34、36远离离合器圆盘64的配对凹进部分50、52解除作用)。因此，在离合器圆盘64即，输出轴12和输入圆盘28之间产生相对旋转。
这样，可以限制损坏每个元件或限制连接到输入圆盘28的电动机机身的烧毁。此外，不需要设定由于考虑施加过大的外力(载荷)造成的每个相应元件的强度。
如上所述，第二实施方式的离合器装置60提供了与第一实施方式的离合器装置10的元件同样的优点。因此，在输出轴12锁紧时，可以限制损坏每个相应元件和电动机机身的烧毁。此外，在正常操作状态中，滑动损失相对小，而旋转的传递效率相对高。因此，有效地限制了噪声的产生。此外，离合器装置60形成为不需要任何其它元件的输出轴12的完全子部件。因此，离合器装置60可以作为单一元件处理。
(第三实施方式)
参照图5到14，将说明第三实施方式的雨刷电动机设备90。
雨刷电动机设备90形成为驱动车辆的雨刷系统(雨刷W)，并且包括电动机机身92，运动转换机构(也称为摆动机构)94和离合器装置10。
第一实施方式的离合器装置10用作本实施方式的离合器装置10。离合器装置10容纳在壳体96中，输出轴12从壳体96向外凸出。
电动机机身92的离合壳体98形成为平形的杯状圆柱壳体，其具有通过拉伸加工形成的一个轴端，且其具有在垂直于旋转轴110的轴线方向延伸的预定截面。平形的杯状圆柱壳体预定截面的横向与输出轴12的轴向一致。离合壳体98的开口整体连接到壳体96。轴承102设置在离合壳体98的基座壁100。电介质树脂端壳体104固定到离合壳体98的另一端。
轴承106设置在端壳体104的中心。电枢108的旋转轴110通过端壳体104的轴承106和离合壳体98的轴承102进行支撑，电枢108容纳在离合壳体98中。磁体112固定到离合壳体98的内圆周壁，其与电枢108相对。
电刷114通过电刷架分别支撑在端壳体104中。每个电刷114都形成为通常的正方形杆，并压靠电枢108的换向器116。连接尾部118从每个电刷114延伸，而每个尾部118的末端连接到相应的电源连接线。
电动机机身92(电枢108)的旋转轴110通过联轴器120连接到运动转换机构94的蜗杆122。
蜗杆122的一端通过轴承124由壳体96可旋转地支撑。蜗杆122的另一端通过轴承126由壳体96可旋转地支撑。蜗杆122与蜗轮128相啮合。
蜗轮128与蜗杆122啮合，并容纳在壳体96中。蜗轮128绕垂直于蜗杆122(旋转轴110)轴向的方向延伸的旋转轴130旋转。
用作摆动件的扇形齿轮132连接到蜗轮128。如图11和12所示，扇形齿轮132的一端通过支撑轴134可旋转地支撑。支撑轴134设置到不同于旋转轴130点的蜗轮128的相应点，即，其与从旋转轴130径向位移。齿部分136形成于扇形齿轮132的另一端，并与离合器装置10的输入圆盘28啮合。操纵杆138的一端通过支撑轴140连接到扇形齿轮132。操纵杆138的另一端可旋转地连接到输入圆盘28的旋转中心，即，连接到输出轴12。这样，可以保持支撑轴140和输出轴12之间的轴到轴的间距，也可以保持扇形齿轮132和输入圆盘28之间的啮合状态。因此，当蜗轮128旋转时，扇形齿轮132摆动以使输入圆盘28往复运动。
如上所述，本实施方式的离合器装置10为第一实施方式的离合器装置10。在本实施方式中，止动凸出部分142形成于壳体96中，以便与配合凸出部分26相对应，其与离合器装置10的离合器机座20中的配合凸出部分24相比，在径向凸出更长。
止动凸出部分142形成为弓形体，并在离合器机座20旋转期间位于沿配合凸出部分26移动的配合凸出部分26的旋转运动路径中。止动凸出部分142的一个圆周端形成旋转限制器144，而止动凸出部分142的另一圆周端形成旋转限制器146。也就是说，止动凸出部分142的每个旋转限制器144、146都与配合凸出部分26作用。当配合凸出部分26与止动凸出部分142的旋转限制器144或旋转限制器146作用时，离合器机座20的进一步旋转受到限制。因此，在离合器机座20(输出轴12)通过将输入圆盘28的旋转驱动力作用到离合器机座20与离合器圆盘38一起旋转时，当配合凸出部分26与止动凸出部分142的旋转限制器144或旋转限制器146作用时，有效地限制了离合器机座20(输出轴12)的进一步旋转。因此，在输入圆盘28和离合器圆盘38(输出轴12)之间出现相对旋转。
此外，如上所述，当输入圆盘28的配对凸出部分34、36容纳在离合器圆盘38的配对凹进部分50、52中，即与离合器圆盘38的配对凹进部分50、52作用时，旋转力从输入圆盘28传递到离合器圆盘38。另外，即使在输入圆盘28的配对凸出部分34、36与离合器圆盘38的配对凹进部分50、52分离的分离状态中，即，在离合器圆盘38从作用位置(第一轴向位置)向离合器机座20轴向位移到分离位置(第二轴向位置)的状态中，由于波形垫圈56的推进力(弹性力)与输入圆盘28一起旋转离合器圆盘38，所以，预定的摩擦力在输入圆盘28的配对凸出部分34、36和离合器圆盘38的基座壁42之间产生。在此旋转期间，离合器圆盘38以降低的旋转连接力与输入圆盘28连接，该降低的旋转连接力小于通过输入圆盘28的配对凸出部分34、36和离合器圆盘38的配对凹进部分50、52之间的作用达到的最大连接力。波形垫圈56的摩擦力设定为即使在上述配对凸出部分34、36和配对凹进部分50、52之间的分离状态中，也能以降低的旋转连接力与输入圆盘28一起实现此离合器圆盘38的旋转。
容纳离合器装置10和运动转换机构94的壳体96的后表面侧通过盖板148封闭。
雨刷W直接或间接连接到通过输入圆盘28往复地旋转的输出轴12。在雨刷W间接连接到输出轴12的情况下，雨刷W可以通过例如连接物或杆连接到输出轴。雨刷W通过输出轴12的往复旋转以往复地旋转。
下面，将说明第三实施方式的操作。
在上述雨刷电动机设备90中，当电动机机身92(电枢108)旋转时，旋转力通过蜗杆122传递到蜗轮128以旋转蜗轮128。当蜗轮128旋转时，连接到蜗轮128的扇形齿轮132摆动。扇形齿轮132的摆动运动使输入圆盘28往复旋转。
在正常操作状态中，如参照第一实施方式所述，离合器装置10的输入圆盘28的配对凸出部分34、36分别与离合器圆盘38的配对凹进部分50、52作用，即，分别配合到离合器圆盘38的配对凹进部分50、52。因此，离合器圆盘38以最大旋转连接力与输入圆盘28连接，以与输入圆盘28一起整体旋转，而在输入圆盘28和离合器圆盘38之间不会产生相对旋转。在此状态中，即使离合器圆盘38试图移动解除配对凸出部分34、36和配对凹进部分50、52之间的作用，预定的抵抗力从波形垫圈56施加到离合器圆盘38。因此，保持了配对凸出部分34、36和配对凹进部分50、52之间的作用。离合器机座20的配合凸出部分24、26以此方式分别配合进离合器圆盘38的配合凹进导向部分46、48，以便允许离合器机座20的配合凸出部分24、26和离合器圆盘38的配合凹进导向部分46、48之间在输出轴12的轴向进行相对轴向运动。因此，如图8、11和13所示，离合器装置10置于连接状态。在连接状态中，当输入圆盘28往复旋转时，旋转驱动力从输入圆盘28通过配对凸出部分34、36和配对凹进部分50、52传递到离合器圆盘38。由于离合器圆盘38与固定到输出轴12的离合器机座20作用，所以，传递到离合器圆盘38的旋转驱动力从离合器圆盘38传递到离合器机座20。因此，输出轴12与离合器圆盘38和离合器机座20一起旋转。
这样，当输出轴12往复旋转时，连接到输出轴12的雨刷W往复摆动。
在雨刷电动机设备90中，在正常操作状态(旋转状态)中，当将旋转驱动力从离合器装置10的输入圆盘28传递到输出轴12时，可以传递旋转驱动力，而不产生任何相关元件的滑动运动。换言之，施加到离合器圆盘38以限制离合器圆盘38从作用状态轴向运动，以保持输入圆盘28的配对凸出部分34、36和离合器圆盘38的配对凹进部分50、52之间作用状态的波形垫圈56的抵抗力不会作为滑动摩擦力被消耗。因此，可以有效地限制旋转传递效率的减少。另外，由于可以传递旋转驱动力而不产生相关元件的滑动运动，所以，可以限制当相关元件滑动运动时产生的噪声。
例如，当将等于或大于预定值的过大的外力(载荷)通过雨刷W施加到输出轴12时，输出轴12被反转或被阻止。然后，与输出轴12(离合器机座20)一起旋转的离合器圆盘38在使离合器圆盘38相对输入圆盘28产生旋转的方向通过离合器机座20承受旋转力。由于输入圆盘28的配对凸出部分34、36的侧壁34a、36a和离合器圆盘38的配对凹进部分50、52的侧壁50a、52a具有倾斜面(即，具有梯形截面)，所以，由于通过输入圆盘28和离合器圆盘38之间的相对旋转产生的相对旋转力在离合器圆盘38中在输出轴12的轴向产生向离合器机座20的力分量。也就是说，通过输入圆盘28和离合器圆盘38之间的相对旋转产生的相对旋转力的一部分作为力分量，其在输出轴12的轴向移动离合器圆盘38以解除输入圆盘28的配对凸出部分34、36和离合器圆盘38的配对凹进部分50、52之间的作用。当此相对旋转力(力分量)变得等于或大于预定值时，离合器圆盘38克服抵抗力，并因此在输出轴12的轴向强制移动，以解除输入圆盘28的配对凸出部分34、36和离合器圆盘38的配对凹进部分50、52之间的作用。也就是说，如图9和14所示，离合器装置10置于分开的状态，即，在分开离合器的状态。因此，离合器圆盘38，即，输出轴12相对输入圆盘28旋转。
这样，可以限制离合器装置10的每个元件的损坏、运动转换机构94的每个元件(如连接到输入圆盘28的扇形齿轮132或操纵杆138)的损坏或电动机机体92的烧毁。此外，可以设定每个相应元件的强度，而不用考虑过大的外力(载荷)施加到该元件。
如上所述，在第三实施方式的雨刷电动机设备90中，实现了与第一实施方式同样的优点。因此，可以保护位于输出轴12后的驱动力传递元件(位于输出轴12和电枢108之间的元件，如扇形齿轮132、蜗轮128、蜗杆122及电动机机身92)。此外，可以限制电动机机身92的烧毁。另外，由于离合器装置10的分离离合使作用到雨刷W的振动得到吸收，所以可以保护连接到输出轴12的雨刷。
此外，在正常操作中，滑动损失相对小，而旋转的传递效率相对高。因此，有效地限制了噪声的产生。另外，输入圆盘28通过运动转换机构94(蜗杆122、蜗轮28和扇形齿轮132)在减速下往复旋转。因此，可以通过相对大的力矩驱动输出轴12。因此，可以适当地往复驱动连接到输出轴12的雨刷W。
因此，雨刷电动机设备90还适合作为用于擦洗汽车后窗户的后雨刷电动机设备，或适合作为汽车的雨刷电动机设备，如卡车或具有上驾驶室型的驾驶员座舱的结构，当例如积聚在汽车顶蓬上的大雪沿玻璃表面垂直下落作用到雨刷臂时，其将可能通过雨刷在输出轴12上具有过大的力(载荷)。
在第三实施方式中，雨刷电动机设备90包括第一实施方式的离合器装置10。然而，本发明不局限于此。例如，第二实施方式的离合器装置60也可以用作雨刷电动机设备90的离合器装置。
即使在此情况下，也可以实现与参照上述雨刷电动机设备90的同样的优点。此外，在如图4所示第二实施方式的离合器装置60用在雨刷电动机设备90中的情况下，作用止动凸出部分142的旋转限制器144或146的凸出部分71(图4)可以形成于离合器机座62的外壁70中。这样，离合器机座62(输出轴12)的旋转可以限制在预定范围内。
(第四实施方式)
图15是显示根据本发明第四实施方式的电动机设备150的截面视图。
电动机设备150具有与第一实施方式的雨刷电动机设备90基本同样的结构。电动机设备150包括电动机机身92、运动转换机构152和离合器装置(用作本发明的输出轴部件)154。
电动机机身92具有与第三实施方式的电动机机身92基本同样的结构。在第三实施方式中，电动机机身92(电枢108)单向旋转。相反，在本实施方式中，电动机机身92在止动凸出部分142的旋转限制器144、146之间的正常方向和反向旋转。
在运动转换机构152中，去除了第一实施方式中的扇形齿轮132和操纵杆138。因此，运动转换机构152包括蜗杆122和蜗轮128。
此外，蜗轮128还用作离合器装置154的输入圆盘。也就是说，蜗轮128起到离合器装置154的输入圆盘(或第一旋转件)的作用。换言之，离合器装置154具有与第一实施方式或第三实施方式的离合器装置10基本同样的结构。然而，离合器装置154以此方式构成，以便第一实施方式的输入圆盘28设置有与蜗杆122啮合的蜗轮齿。
在此电动机设备150中，当电动机机身92(电枢108)旋转时，旋转力通过蜗杆122传递到蜗轮128以旋转蜗轮128。
在此，蜗轮128用作离合器装置154的输入圆盘(或第一旋转件)，即，蜗轮128起到离合器装置154的输入圆盘(或第一旋转件)的作用。因此，在正常操作中，如同参照第三实施方式的说明，输出轴12与蜗轮128一起整体旋转。
即使在电动机设备150中，在正常操作状态(旋转状态)在离合器装置154中传递旋转力时，也可以传递旋转驱动力而不产生任何相关元件的滑动运动。因此，可以限制旋转传递效率的下降。此外，由于可以传递旋转驱动力而不产生任何相关元件的滑动运动，所以，可以有效地限制相关元件滑动运动时产生的噪声。
例如，当将过大的外力(载荷)施加到输出轴12时，输出轴12反向旋转或受到阻止。然后，如同第三实施方式所述，在输出轴12和蜗轮128之间出现相对旋转。这样，可以限制离合器装置154的每个元件的损坏、运动转换机构152如连接到蜗轮128的蜗杆122的每个元件的损坏及电动机机身92的烧毁。此外，不需要设定由于考虑施加过大的外力(载荷)造成的每个相应元件的强度。
如上所述，在第四实施方式的雨刷电动机设备150中，实现了与第一实施方式的离合器装置12或第三实施方式的雨刷电动机设备90同样的优点。因此，可以保护位于输出轴12后的驱动力传递元件(位于输出轴12和电枢108之间的元件，如蜗轮128、蜗杆122及电动机机身92)。此外，可以限制电动机机身92的烧毁。
此外，在正常操作中，滑动损失相对小，而旋转的传递效率相对高。因此，有效地限制了噪声的产生。另外，输入轴12通过相对大的力矩驱动。因此，电动机设备150适合用作雨刷系统或遮阳篷顶系统的驱动源。
(第五实施方式)
图16是显示本发明第五实施方式中具有离合器装置(用作本发明的输出轴部件)210的雨刷电动机设备290的截面视图。
雨刷电动机设备290具有与第三实施方式的雨刷电动机设备90基本同样的结构，且其包括离合器装置210。
如图17和18所示，装配离合器装置210的输出轴12包括在输出轴12的末端侧(图17和18中的上侧)具有圆形截面的圆筒部分213。输出轴12的基座端侧(图17和18中的下侧)包括相对旋转限制部分214。相对旋转限制部分214具有通常的矩形截面(具有包括在圆周方向彼此位移180度的两个平面，以及连接在平面之间的两个弧面的双D切截面形状)。
如图16所示，输出轴12的圆筒部分213通过固定到壳体96中的轴承件250可旋转地支撑。轴向脊部216a形成于相对旋转限制部分214末端侧(圆筒部分213侧)的弧面中以形成旋转限制部分216。去除限制部分218形成于相对旋转限制部分214的基端。
作为在输出轴12的径向具有大直径的大直径部分的作用基座(基座件)220通过例如以同轴的方式相对输出轴12压配合方式固定到相对旋转限制部分214的旋转限制部分216。也就是说，作用基座220以此方式通过输出轴12支撑，以便作用基座220相对输出轴12轴向固定，且相对输出轴12不旋转。作用基座220形成为圆盘形体，并在其中心具有支撑孔222。支撑孔222具有相对应输出轴12的相对旋转限制部分214的大体矩形截面(双D切截面形状)。当支撑孔222固定地连接到旋转限制部分216时，作用基座220与输出轴12一起旋转，同时相对输出轴12轴向固定不动。此外，止动部分226形成于作用基座220的外边缘，并在轴向凸出(输出轴12的径向)。止动部分226对应于形成于壳体96中的止动凸出部分142。
上述结构不局限于输出轴12和作用基座220单独形成且在此后固定连接在一起的形式。例如，可以设置另一种结构，其中输出轴12和作用基座220通过例如冷锻加工(如同大直径部分的凸缘在输出轴中整体形成)整体形成。
作为输入圆盘(或第一旋转件)的齿轮件228以同轴的方式相对输出轴12安装到相对旋转限制部分214的去除限制部分214。齿轮件228形成圆筒体，并在齿轮件228的中心具有圆轴孔。输出轴12的去除限制部分218通过轴孔230进行容纳，而夹子32安装到去除限制部分218。因此，齿轮件228以此方式通过输出轴12在一个轴端侧(与作用基座220侧对)支撑，以便齿轮件228在输出轴12的轴向不与输出轴分离，并相对输出轴12的相对旋转限制部分214旋转。因此，在此情况下，如同第一实施方式的相对旋转轴部分18一样，安装齿轮件228的输出轴12的相对旋转限制部分214的部分用作输出轴12的相对旋转轴部分。在第五实施方式中，齿轮件228为通过以下方式的粉末金属加工形成的烧结金属产品。具体地说，首先，将粉末合金填充到模具单元中。然后，通过压紧模型将粉末合金浇铸在模具单元中并烧结。烧结的金属产品包括润滑油。
齿轮齿234形成于与作用基座220相对的齿轮件228的一个轴端的外围部分。齿轮齿234与摆动机构94的扇形齿轮132的齿部分136啮合。当扇形齿轮132供给驱动力时，齿轮件228绕输出轴12旋转。
此外，如图18所示，连接壁235形成于齿轮齿234另一轴端侧端(相对操纵杆138的作用基座220侧)处的齿轮件228中，以与齿轮齿234轴端连接在一起。连接壁235和操纵杆138在扇形齿轮132的齿部分136的厚度方向保持扇形齿轮132的齿部分136在其间。也就是说，连接壁235在厚度方向相对齿部分136的一个端表面，且操纵杆138在厚度方向相对齿部分136的另一端表面。因此，限制了扇形齿轮132在厚度方向的运动。
此外，与输出轴12同轴的圆筒外表面236形成于相对连接壁235相对的齿轮齿234的齿轮件228的外围部分。圆筒外表面236通过固定到壳体96的轴承件252可旋转地支撑。也就是说，在齿轮齿234的另一轴端侧上，齿轮件228具有与输出轴12同轴的圆盘形凸缘，且此凸缘的外表面(圆筒外表面236)通过轴承件252进行支撑。
此外，四个作用凸出部分(配对凸出部分或第一侧配对部分)237在位于另一轴端侧(作用基座220侧，即，输出轴12的另一轴端侧)的齿轮件228端表面的外边缘向作用基座220凸出。作用凸出部分237以同轴方式相对齿轮件228设置，并在齿轮件228的圆周方向以不同间隔(每个间隔都与其相邻的间隔不同)设置。作用凸出部分237对应于将在后面说明的作用板238的作用凹进部分(配对凹进部分或第二侧配对部分)242。
用作离合器圆盘(或第二旋转件)的作用板238以此方式通过作用基座220和齿轮件228之间的输出轴12的相对旋转限制部分214进行支撑，以便作用板238与输出轴12同轴。作用板238形成为圆盘，并在其中心具有轴孔240。轴孔240具有对应于相对旋转限制部分214的大体矩形截面(双D切截面形状)。当轴孔240容纳输出轴12(相对旋转限制部分214)时，作用板238位于相对齿轮件228的输出轴12(作用基座220侧)的另一轴端侧。作用板238以此方式通过输出轴12进行支撑，以便作用板238相对输出轴12不旋转，并相对输出轴12轴向移动。因此，作用板238与输出轴12一起整体旋转，并在输出轴12的轴向相对齿轮件228相对移动。在第五实施方式中，作用板238为通过上述粉末冶金加工形成的烧结金属产品并包含润滑油。
四个作用凹进部分242在作用板238的后表面部分的外围部分(齿轮件228侧，即，输出轴12的一个轴端侧)凹进。作用凹进部分242对应齿轮件228的四个作用凸出部分237。此外，作用凹进部分242以同轴的方式相对作用板238设置，并在作用板238的圆周方向以不同间隔(每个间隔都与其相邻的间隔不同)设置。
四个作用凹进部分242分别与齿轮件228的四个作用凸出部分237作用，即，作用板238与齿轮件228作用。因此在正常操作状态(旋转状态)中，当齿轮件228旋转时，齿轮件228的旋转驱动力传递到作用板238。因此，作用板238与齿轮件228一起旋转。
然而，如上所述，作用凸出部分237和作用凹进部分242在齿轮件228和作用板238的圆周方向以不同的间隔(每个间隔都与其相邻的间隔不同)设置。因此，只有在预定的单一圆周点处，作用板238(输出轴12和雨刷)和齿轮件228彼此作用。也就是说，在圆周点而不是预定的单一圆周点中，即使作用凸出部分237之一与作用凹进部分242之一相符合，即与作用凹进部分242之一对准时，另外三个作用凸出部分237不与其它三个作用凹进部分242对准。因此，当作用凸出部分237从作用凹进部分242位移时，作用板238通过至少三个作用凸出部分237(设置三个点支撑)接触齿轮件228。
此外，齿轮件228的作用凸出部分237的侧壁237a和作用板238的作用凹进部分242的侧壁242a具有倾斜面。换言之，每个齿轮件228的作用凸出部分237都具有梯形截面，而每个作用板238的作用凹进部分242都具有相应的梯形截面。这样，当齿轮件228旋转时，旋转驱动力从齿轮件228传递到作用板238，因此，在输出轴12轴向的作用板238中产生向作用基座220的力分量。
应该理解，不是所有齿轮件228的作用凸出部分237的侧壁237a和作用板238的作用凹进部分242的侧壁242a都必须具有倾斜面。例如，可以只有一个齿轮件228的作用凸出部分237的侧壁237a作成在圆周方向倾斜或相对圆周方向倾斜的倾斜面。另外，也可以只有一个作用板238的作用凹进部分242的侧壁242a作成在圆周方向倾斜或相对圆周方向倾斜的倾斜面。即使采用此结构，当旋转力从齿轮件228传递到作用板238时，力分量也可以在输出轴12轴向的作用板238中产生。
此外，压缩螺旋弹簧244设置在作用板238和作用基座220之间。螺旋弹簧244螺旋地卷绕输出轴12，并在输出轴12的轴向压缩。螺旋弹簧244施加预定的抵抗力(通过作用板238的轴向运动使螺旋弹簧244的弹性变形产生的预定弹性力)抵抗从齿轮件228的作用凸出部分237和作用板238的作用凹进部分242彼此作用的作用状态向另一输出轴12的轴端侧(作用基座220侧)的作用板238的轴向运动。
换言之，通常情况下，齿轮件228的作用凸出部分237与作用板238的作用凹进部分242作用，即容纳在作用凹进部分242中，且螺旋弹簧244保持此作用状态。当齿轮件228的作用凸出部分237试图移动远离作用板238的作用凹进部分242时，作用板238试图向作用基座220轴向移动。螺旋弹簧244提供抵抗此作用板238的轴向运动的抵抗力(限制力)。
此外，如上所述，当齿轮件228的作用凸出部分237容纳在作用板238的作用凹进部分242中，即与作用板238的作用凹进部分242作用时，旋转力从齿轮件228传递到作用板238。然而，即使当齿轮件228的作用凸出部分237与作用板238的作用凹进部分242分离作用时，即，即使当作用板238向作用基座220移动时，由于螺旋弹簧244产生推进力(弹性力)，所以在齿轮件228的作用凸出部分237和作用板238的后表面之间产生预定的摩擦力。因此，由于螺旋弹簧244的摩擦力，作用板238与齿轮件228一起旋转。螺旋弹簧244的推进力设定为即使在分离状态也能实现此作用板238与齿轮件228一起旋转。
在正常状态中，即，在作用板238不向作用基座220移动的状态中，螺旋弹簧244在作用基座220和作用板238之间一直施加适当的推进力。另外，只有当作用板238试图向作用基座220移动时，即，只有当作用凸出部分237试图与作用凹进部分242分离时，螺旋弹簧244可以施加以上推进力(弹性力)。
如图16所示，上述止动凸出部分142形成于壳体96中，以与作用基座220的止动部分242相对应。
止动凸出部分142形成为弓形体，并位于在作用基座220旋转期间止动部分226沿其移动的止动部分226的旋转移动路径中。止动凸出部分142的一个圆周端形成旋转限制器144，而止动凸出部分142的另一个圆周端形成旋转限制器146。也就是说，止动凸出部分142的旋转限制器144、146的每一个都可以作用止动部分226。当止动部分226作用止动凸出部分142的旋转限制器144或旋转限制器146时，进一步限制作用基座220(输出轴12)的旋转。因此，在作用基座220(输出轴12)通过将齿轮件228的旋转驱动力施加到作用基座220(输出轴12)与作用板238一起旋转时，当止动部分226作用止动凸出部分142的旋转限制器144或旋转限制器146时，可以有效地限制作用基座220(输出轴12)的进一步旋转。因此，在齿轮件228和作用基座220(输出轴12)之间产生相对旋转。
雨刷(未示出)可以直接连接到通过齿轮件228往复旋转的输出轴12。另外，雨刷(未示出)可以通过连接物或杆间接连接到输出轴。因此，雨刷通过输出轴12的往复旋转往复地摆动。
下面，将说明第五实施方式的操作。
在上述雨刷电动机设备290中，当电动机机身92(电枢108)旋转时，旋转力通过蜗杆122传递到蜗轮128以旋转蜗轮128。当蜗轮128旋转时，连接到蜗轮128的扇形齿轮132往复地摆动。然后，扇形齿轮132的往复摆动运动使齿轮件228往复旋转。
在正常操作状态中，齿轮件228的作用凸出部分237与作用板238的作用凹进部分242作用。此外，即使作用板238试图从作用凸出部分237与作用凹进部分242作用的作用状态在输出轴12的轴向移动时，预定的抵抗力从螺旋弹簧244施加到作用板238。因此，作用状态被保持。此外，作用板238不绕相对输出轴12的输出轴12的轴线旋转。因此，当齿轮件228往复旋转时，旋转驱动力从齿轮件228通过作用凸出部分237和作用凹进部分242传递到作用板238。因此，输出轴12与作用板238一起整体旋转。
这样，当输出轴12往复旋转时，连接到输出轴12的雨刷W往复摆动。
例如，当将过大的外力(载荷)通过雨刷施加到输出轴12时，输出轴12反向旋转或被阻止。然后，与输出轴12一起旋转的作用板238在相对齿轮件228使作用板238产生旋转的方向承受旋转力。由于齿轮件228的作用凸出部分237的侧壁237a和作用板238的作用凹进部分242的侧壁242a具有倾斜面(即，具有梯形截面)。由于通过齿轮件228和作用板238之间的相对旋转产生相对旋转力，所以在作用板238中的输出轴12的轴向产生向作用机座220的力分量。也就是说，通过齿轮件228和作用板238之间的相对旋转产生的相对旋转力的一部分作为力分量，其在输出轴12的轴向移动作用板238以解除齿轮件228的作用凸出部分237和作用板238的作用凹进部分242之间的作用。当此相对旋转力(力分量)变为等于或大于预定值时，作用板238克服抵抗力，并因此在输出轴12的轴向强制地移动，以解除齿轮件228的作用凸出部分237和作用板238的作用凹进部分242之间的上述作用。这样，作用板238，即输出轴12相对齿轮件228旋转。
因此，在旋转角度范围中的正常停止位置中，雨刷冷冻到擦洗玻璃表面的状态中或大雪积聚在保持正常停止位置中的雨刷上或阻止雨刷的状态中，当雨刷电动机设备290的电动机机身92旋转以施加过大的载荷或骤加载荷时，离合器装置210分离离合。另外，在雨刷在雨刷的旋转角度范围(正常擦洗范围)内进行雨刷操作期间，当将过大的力通过雨刷施加到输出轴12时，例如，当积聚在汽车顶上的大雪沿玻璃表面落到放置在不是雨刷擦洗运动的下旋转点位置的雨刷上时，离合器装置210分离离合。因此，可以限制过大的力作用到驱动力传递元件(位于输出轴12和电枢108之间的元件，如扇形齿轮132、蜗轮128、蜗杆122和电动机机身92)上，除了齿轮件228之外。这样，可以保护位于齿轮件228后的每个元件。因此，可以限制对上述每个元件的损坏以及电动机机身92的烧毁。
此外，只需要根据齿轮件228和作用板238之间的旋转驱动力(分离离合力)设定位于齿轮件228后的每个元件的强度。因此，不需要考虑由于施加此过大的外力(载荷)设定每个元件过大的强度。结果，降低了制造成本。
此外，由于离合器装置210的分离离合使施加到从动元件(例如，雨刷)上的振动得到吸收，因此，还可以保护连接到输出轴12的从动元件(例如，雨刷)。
在雨刷电动机设备290中，用作扇形齿轮132的摆动中心轴的轴140以及输出轴12通过设置在扇形齿轮132扇形齿轮132一侧厚度方向上的操纵杆138彼此连接。因此，用作扇形齿轮132的摆动中心轴线的轴140和输出轴12之间的轴到轴的距离(轴到轴的节距)保持恒定。此外，扇形齿轮132的齿部分136保持在位于一侧的操纵杆138和位于另一侧的齿轮件228的连接壁235之间的扇形齿轮132的厚度方向。因此，限制了齿轮齿136和齿部分234之间在扇形齿轮132的厚度方向的作用，即，限制扇形齿轮132在扇形齿轮132的厚度方向的摆动，而不需要在扇形齿轮132两侧的扇形齿轮132厚度方向的两个操纵件(操纵杆)。这样，可以保持扇形齿轮132和齿轮件228之间的适当作用。
此外，在雨刷电动机设备290中，操纵杆138设置在与扇形齿轮132的厚度方向相对的扇形齿轮132的相对侧。因此，操纵杆138不与蜗轮128干涉。因此，改进了按照设计的扇形齿轮132和蜗轮128之间连接位置的自由度，即支撑轴134相对蜗轮128的安装位置的设计而言的自由度得到改进。
此外，在雨刷电动机设备290中，与先前提出的雨刷电动机设备不同，操纵件(操纵杆)不是分别设置在扇形齿轮132厚度方向的扇形齿轮132的相对侧。也就是说，在雨刷电动机设备290中，单一的操纵杆138只设置在扇形齿轮132厚度方向的扇形齿轮132的一侧。因此，可以减少用于容纳操纵件的空间。因此，可以降低整个设备结构的尺寸和重量。
如上所述，在第五实施方式的雨刷电动机设备290中，保持了扇形齿轮132和齿轮件228之间的适当作用，并可以降低设备的尺寸。
此外，在先前提出的雨刷电动机设备中，其具有分别设置在扇形齿轮厚度方向的扇形齿轮的相对侧(齿轮件的相对侧)的操纵件，操纵件之一防止离合器装置的作用板对齿轮件的作用。然而，在雨刷电动机设备290中，操纵杆138只设置在扇形齿轮132的相对侧，其在扇形齿轮132厚度方向(齿轮件228的厚度方向)与作用板238相对。因此，操纵杆138不防止齿轮件228与作用板238的作用。因此，减轻了离合器装置210的位置限制。
此外，在雨刷电动机设备290中，作用机座220(大直径部分)固定连接到形成脊部的输出轴12的旋转限制部分216。作用机座220具体在绕轴的旋转方向固定连接到输出轴12的旋转限制部分216。齿轮件228从输出轴12的移出通过输出轴12的去除限制部分218得到限制。作用板238通过作用机座220和齿轮件228之间的输出轴12的相对旋转限制部分214轴向可移动地进行支撑。因此，每个对应元件都安装到输出轴12，而作用板238和螺旋弹簧244设置在作用机座220和齿轮件228之间的预定空间(预定尺寸)。结果，如上所述，可以方便地设定需要轴向移动作用板238的力(分离离合力)。
此外，在雨刷电动机设备290中，由于螺旋弹簧244形成为弹性件，所以，可以达到稳定的弹簧特性。也就是说，在橡胶件形成为弹性件的情况下，施加到离合器装置210的油脂等将粘附到橡胶件上使橡胶件质量变差。然而，在螺旋弹簧244的情况下，螺旋弹簧244不会由于油脂等粘附到螺旋弹簧244使其质量变差，从而稳定了螺旋弹簧244的弹簧特性。
另外，螺旋弹簧244螺旋卷绕输出轴12，并设置在作用板238和作用机座220之间，其在输出轴12的径向具有大直径并轴向地固定。因此，作用板238可以以稳定方式强力压靠齿轮件228，并可以施加稳定的抵抗力。也就是说，作用板238可以在作用部分或齿轮件228和作用板238之间的连接均匀地分布螺旋弹簧244的弹性力。因此，稳定了齿轮件228和作用板238之间的作用，并稳定了齿轮件228和作用板238之间的旋转传递力(分离离合力)。因此，可以达到稳定离合器的性能，并可以适当地设定分离离合力。结果，可以更可靠地保护雨刷电动机设备290的每个元件。
此外，在雨刷电动机设备290中，通过输出轴12支撑的齿轮件228具有与相对连接壁235的齿轮齿234相对的外围部分，并形成圆筒外表面236。圆筒外表面236通过固定到壳体96的齿轮件252可旋转地支撑。也就是说，在雨刷电动机设备290中，承受来自扇形齿轮132的载荷的齿轮件228通过壳体96的轴承件252直接支撑。因此，改进了支撑结构的刚性。这样，也稳定了齿轮件228和扇形齿轮132之间的作用。此外，输出轴12的机座端部分通过齿轮件228由壳体96(轴承件252)支撑。因此，不需要用于支撑相对壳体96的输出轴12的机座端部分的专用空间。换言之，用于容纳齿轮件228的容纳空间和用于支撑输出轴12的机座端部分是共同的。此外，还在支撑输出轴12机座端部分的轴承件252和支撑输出轴12末端部分的轴承件250之间设置了在输出轴12轴向测量的相对长的轴向距离。这样，改进了相对壳体96的输出轴12的支撑结构的刚性。
此外，在雨刷电动机设备290中，齿轮件228和作用板238的每个都制作为通过粉末合金制作成型的烧结金属产品。因此，齿轮件228和作用板238可以通过用高精度和良好屈服材料的粉末冶金加工形成。另外，由烧结金属产品制作的齿轮件228和作用板238在烧结金属中包含润滑油。因此，可以在齿轮件228和作用板238之间的作用部分(例如，作用凸出部分237和作用凹进部分242)实现自润滑。此外，在与扇形齿轮132的齿部分136作用的齿轮件228的齿轮齿234中也可以实现自润滑，以限制磨损及噪声的产生。
此外，在雨刷电动机设备290中，齿轮件238的作用凸出部分237在齿轮件228的圆周方向以不同间隔(每个间隔都与其相邻的间隔不同)设置，而作用板238的作用凹进部分242在作用板238的圆周方向以不同间隔(每个间隔都与其相邻的间隔不同)设置。在每个作用凸出部分237都从相应的作用凹进部分242移出的分离离合状态中，作用板238通过至少三个作用凸出部分237(实现三个点支撑)作用齿轮件228。因此，作用板238和齿轮件228之间的作用状态在分离离合状态稳定。
另外，齿轮件228和作用板238(输出轴12和雨刷)只在预定单一圆周点彼此作用。因此，在齿轮件228和作用板238置于不是预定单一点，且每个作用凸出部分237都从相应作用凹进部分242移出的位置状态的分离离合中，当雨刷通过例如汽车控制者手动旋转时，齿轮件228和作用板238彼此一直在预定单一点彼此作用。因此，齿轮件228(输出轴12和雨刷)可以方便和快速地返回到相对齿轮件228的原始设定状态(初始设定状态)。另外，可以再次操作雨刷系统，而不会损坏雨刷系统。具体地说，在以上预定单一点设定为往复旋转角度范围(往复旋转擦洗角度范围)的情况中，其设定为小于通过止动凸出部分142的旋转限制器144、146限制的限定角度范围，当过大的外力去除后雨刷系统恢复其操作时，齿轮件228和作用板238在雨刷的单一往复擦洗运动内彼此再次作用以实现自恢复。
此外，在雨刷电动机设备290的离合器装置210中，齿轮件228通过摆动机构(蜗杆122、蜗轮128和扇形齿轮132)以降低的速度往复旋转。因此，输出轴12可以通过相对大的力矩进行驱动。因此，可以适当地往复驱动连接到输出轴12的雨刷。
因此，雨刷电动机设备290也适合作为汽车的雨刷电动机设备，如卡车或具有上驾驶室型的驾驶员座舱的结构，当例如积聚在汽车顶蓬上的大雪沿玻璃表面垂直下落作用到雨刷臂，然后到雨刷电动机设备290时，其将可能通过雨刷在输出轴12上具有过大的力(载荷)。
此外，在雨刷电动机设备290的离合器装置210中，齿轮件228的作用凸出部分237容纳在作用板238的作用凹进部分242中，以从齿轮件238将旋转力传递到作用板238。因此，可以可靠地进行齿轮件228和作用板238之间驱动力的传递。此外，齿轮件228的作用凸出部分237的侧壁237a和作用板238的作用凹进部分242的侧壁242a具有倾斜面，以便可以根据螺旋弹簧244的倾斜表面的角度和抵抗力(弹性变形力)方便地设定分离离合力。
此外，在雨刷电动机设备290中，如上所述，在正常操作状态(旋转状态)中，当将旋转驱动力从齿轮件228传递到输出轴12时，可以传递旋转驱动力，而不会使任何相关元件产生滑动运动。更具体地说，由作用板238的作用状态施加作用抵抗作用板238的轴向运动以保持齿轮件228的作用凸出部分237和作用板238的作用凹进部分242之间作用状态的螺旋弹簧244的抵抗力不会作为滑动摩擦力被消耗。因此，可以限制旋转传递效率的降低。此外，可以传递旋转驱动力，而不会使任何相关元件产生滑动运动，从而有效地限制通过相关元件的滑动运动产生的噪声。
此外，如上所述，由作用状态施加作用抵抗作用板238的轴向运动以保持作用凸出部分237和作用凹进部分242之间作用的螺旋弹簧244的抵抗力通过固定到输出轴12的作用机座220承受，还通过以此方式通过输出轴12支撑的齿轮件228承受，以便限制齿轮件228从输出轴12轴向移出。也就是说，用于保持作用状态的力通过两个组件，即，安装到输出轴12的作用机座220和齿轮件228进行支撑。换言之，离合器装置210形成为不需要任何其它元件、如壳体96作为子部件的输出轴12的完全的子部件。因此，可以将离合器装置210作为形成为输出轴子部件的单一元件处理。
如上所述，在第五实施方式的雨刷电动机设备290(离合器装置210)中，可以保持扇形齿轮132和齿轮件228之间的适当作用，并减少装置的尺寸。
在第五实施方式中，齿轮件228和作用板238由含有润滑油的烧结金属产品制作。然而，本发明不局限于此。例如，也可以只有齿轮件228和作用板238之一由含有润滑油的烧结金属产品制作。
此外，在第五实施方式中，雨刷电动机设备290包括摆动机构94和离合器装置210两者。然而，本发明不局限于此。例如，可以从雨刷电动机设备中去除离合器装置。在此情况下，齿轮件应该以相对输出轴轴向不移动的方式整体设置在输出轴中。
(第六实施方式)
图19是显示根据本发明第六实施方式中的包括离合器装置(用作本发明的输出轴部件)的雨刷电动机设备300的截面视图。
雨刷电动机设备300具有与第三实施方式的雨刷电动机设备90基本同样的结构，雨刷电动机设备300包括电动机机身92、摆动机构302和离合器装置304。
电动机机身92具有与第三实施方式的电动机机身92基本同样的结构。
除操纵杆306外，摆动机构302具有与摆动机构94基本同样的结构。与操纵杆138一样，操纵杆306的一端通过支撑轴140连接到扇形齿轮302。操纵杆306的另一端具有可旋转地容纳输出轴310机座端部分圆形凹进部分308。树脂滑动件311以相对输出轴310同轴的方式连接到与凹进部分308相对的操纵杆306的表面，以容纳施加在输出轴310中的推力。
此外，离合器装置304包括齿轮件(输入圆盘或第一旋转件)312、作用板(离合器圆盘或第二旋转件)314和扭转螺旋弹簧316。省去了第三实施方式的离合器机座20。
齿轮件312与输出轴312同轴，并通过输出轴310支撑在相对摆动机构302的操纵杆306的输出轴310的另一轴端侧(图19中的上端侧)。齿轮件312形成为齿轮体或齿轮件，并在其中心具有轴孔318。输出轴310的机座端部分通过齿轮件312的轴孔318进行容纳。因此，齿轮件312以此方式通过输出轴310进行支撑，以便齿轮件312绕输出轴310的相对旋转轴部分328旋转。虽然在图19中未示出，第一实施方式的去除限制部分16形成于输出轴310的机座端部分。去除限制夹32安装到去除限制部分16，以限制齿轮件312在一个轴端侧(操纵杆306侧)上从输出轴310移出。
一对作用凹进部分(第一侧配对部分)350在齿轮件312的前面(相对操纵杆306的端表面)凹进。作用凹进部分350与第一实施方式的作用凹进部分即配对凹进部分50相同，或与第五实施方式的作用凹进部分相同。作用凹进部分350对应作用板314。
作用板314以此方式位于齿轮件312的前表面侧，以便作用板314与输出轴310同轴。作用板314通过花键联接连接到输出轴310。更具体地说，多个轴脊部形成于对应于作用板314的输出轴310的旋转抑制部分344外围表面中。作用板314在其中心具有轴孔320。多个凹进部分形成于轴孔320的内周围表面，以与输出轴310的轴脊部作用。因此，作用板314以此方式通过输出轴310支撑，以便作用板314绕输出轴310的轴线不旋转，并相对输出轴310轴向移动。此外，作用板314与齿轮件312作用，并在侧面相对齿轮件312轴向地移动。
一对作用凸出部分(第二侧配对部分)334从在作用板314的齿轮件312侧面上的作用板314的后表面凸出。作用凸出部分334与第一实施方式的作用凸出部分即配对凸出部分34相同，或与第五实施方式的作用凸出部分相同。采用上述结构，当齿轮件312旋转时，齿轮件312的旋转力传递到作用板314。因此，作用板314与齿轮件312一起旋转。
用作弹性件的扭转螺旋弹簧316以此方式设置在作用板314的前表面侧(相对齿轮件312侧)，以便扭转螺旋弹簧316与输出轴310同轴。扭转螺旋弹簧316容纳在凹进在与第三实施方式的壳体96相同的壳体322中的环形槽324中。扭转螺旋弹簧316的一个轴端与环形槽324的机座壁作用，而扭转螺旋弹簧316的另一轴端与作用板314作用。
扭转螺旋弹簧316施加预定的抵抗力(由于作用板314的轴向运动，当扭转螺旋弹簧316弹性变形时产生的恢复力)，以抵抗作用板314从作用板314的作用凸出部分334和齿轮件312的作用凹进部分350彼此作用以一起旋转的作用状态向另一输出轴310的轴向端侧(相对齿轮件312的作用板314的侧面)的作用板314的轴向运动。
在正常操作状态中(即，在作用板314不在相对齿轮件312的侧面上轴向移动的状态中)，扭转螺旋弹簧316可以在壳体322和作用板314之间一直施加适当的推进力。另外，只有当作用板314在相对齿轮件312的侧面上移动时，即，只有当作用凸出部分334试图与作用凹进部分350分离时，扭转螺旋弹簧316才施加上述推进力(恢复力)。
与第三实施方式相同，雨刷W直接或间接连接到输出轴310。在雨刷W间接连接到输出轴310的情况下，雨刷W可以通过例如连接物或杆连接到输出轴310。雨刷W通过输出轴310的往复旋转以往复地旋转。
其它元件与第三实施方式的雨刷电动机90的元件相同。
下面，将说明第六实施方式的操作。
在上述雨刷电动机设备300中，实现了与第三实施方式的雨刷电动机90相同的优点。
也就是说，在雨刷电动机设备300中，当电动机机身92(电枢108)旋转时，旋转力通过蜗杆122传递到蜗轮128以旋转蜗轮128。当蜗轮128旋转时，连接到蜗轮128的扇形齿轮132摆动。扇形齿轮132的摆动运动使齿轮件312往复地旋转。
在正常操作状态中，作用板314的作用凸出部分334分别与齿轮件312的作用凹进部分350作用，即，分别配合进齿轮件312的作用凹进部分350中。因此，作用板314以最大的旋转连接力与齿轮件312连接，以与齿轮件312一起整体旋转，而在齿轮件312和作用板314之间不产生相对旋转。在此状态中，即使当作用板314试图轴向移动以解除作用凸出部分334和作用凹进部分350之间的作用时，预定的抵抗力从扭转螺旋弹簧316施加到作用板314。因此，保持了作用凸出部分334和作用凹进部分350之间的作用。因此，当驱动力供给到齿轮件312以绕输出轴310的轴旋转齿轮件312时，旋转驱动力从齿轮件312通过作用凹进部分350和作用凸出部分334传递到作用板314。由于作用板314以此方式连接到输出轴310，以便作用板314相对输出轴310不旋转，所以，输出轴310与作用板314一起旋转。
这样，连接到输出轴310的雨刷W通过输出轴310的往复旋转往复地摆动。
例如，当将等于或大于预定值的过大的外力(载荷)通过雨刷W施加到输出轴310时，输出轴310反向旋转或被阻止。然后，与输出轴310一起旋转的作用板314在相对齿轮件312使作用板314产生旋转的方向承受旋转力。由于齿轮件312的作用凹进部分350的侧壁(未示出，但与第五实施方式的作用凹进部分242的侧壁242a相同)和作用板314的作用凸出部分334的侧壁(未示出，但与第五实施方式的作用凸出部分237的侧壁237a相同)具有倾斜面(即，具有梯形截面)，由于通过齿轮件312和作用板314之间的相对旋转产生相对旋转力，所以在相对齿轮件312的侧面上，在作用板314中产生在输出轴310的轴向的力分量。当此相对旋转力(力分量)变为等于或大于预定值时，作用板314克服抵抗力，并因此在输出轴310的轴向强制地移动，以解除作用凸出部分334和作用凹进部分350之间的作用。因此，作用板314，即输出轴310相对齿轮件312旋转。
因此，雨刷在旋转角度范围中的正常停止位置中冷冻到擦洗玻璃表面的状态中，或大雪积聚在保持正常停止位置中的雨刷上或阻止雨刷的状态中，当电动机机身92旋转将过大的载荷或骤加载荷施加到输出轴310上时，离合器装置304分离离合。另外，在雨刷在雨刷的旋转角度范围(正常擦洗范围)内进行雨刷操作期间，当将过大的力通过雨刷施加到输出轴310时，例如，当积聚在汽车顶上的大雪沿玻璃表面落到放置在不是雨刷擦洗运动时的下旋转点位置的雨刷上时，离合器装置304分离离合。因此，可以限制过大的力作用到驱动力传递元件(位于输出轴310和电枢108之间的元件，如扇形齿轮132、蜗轮128、蜗杆122和电动机机身92)上，除了齿轮件312之外。这样，可以保护位于齿轮件312后的每个元件。因此，可以限制对上述每个元件的损坏以及电动机机身92的烧毁。
此外，只需要根据齿轮件312和作用板314之间的旋转驱动力(分离离合力)设定位于齿轮件312后的每个元件的强度。因此，不需要考虑由于施加此过大的外力(载荷)设计每个元件过大的强度。结果，降低了制造成本。
此外，由于离合器装置304的分离离合使施加到从动元件(例如，雨刷)上的振动得到吸收，因此，还可以保护连接到输出轴310的从动元件(例如，雨刷)。
如上所述，第六实施方式的雨刷电动机设备300实现了与第三实施方式的雨刷电动机设备相同的优点。因此，可以限制将过大的力施加到驱动力传递件(位于输出轴310和电枢108之间的元件，如扇形齿轮132、蜗轮128、蜗杆122和电动机机身92)上，除了齿轮件312之外。这样，可以保护位于齿轮件312后的每个元件。
在上述实施方式中，输入圆盘(第一旋转件)、离合器圆盘(第二旋转件)及弹性件形成本发明的离合器装置。
在第一到第五实施方式中，输入圆盘28、128、228的第一侧配对部分34、36、237形成为在输出轴12的轴向凸出的配对凸出部分34、36、237。另外，离合器圆盘38、64、238的第二侧配对部分50、52、242形成为在输出轴12的轴向凹进的配对凹进部分50、52、242。然而，本发明不局限于此结构。例如，输入圆盘28、128、228的第一侧配对部分34、36、237可以形成为在输出轴的轴向在输入圆盘28、128、228中凹进的凹进部分。另外，离合器圆盘38、64、238的第二侧配对部分50、52、242形成为在离合器圆盘38、64、238的轴向从离合器圆盘38、64、238凸出的凸出部分。
同样，在第六实施方式中，齿轮件312的第一侧配对部分350形成为在输出轴的轴向凹进的凹进部分，而作用板314的第二侧配对部分334形成为在轴向凸出的凸出部分。另外，齿轮件312的第一侧配对部分350可以形成为在输出轴的轴向凸出的凸出部分，而作用板314的第二侧配对部分334可以形成为在轴向凹进的凹进部分。
另外，在上述实施方式中，当施加到输出轴12上的载荷等于或大于预定值时，输入圆盘和离合器圆盘彼此分离，以便在输入圆盘和离合器圆盘之间实现相对旋转。应该注意，过大载荷包括在旋转输入圆盘时施加到旋转输出轴上的过大载荷以及施加到静止输出轴上的过大载荷(例如，施加到连接到例如在冬季冷冻到窗户玻璃上的雨刷的旋转输出轴上的过大载荷)。
对于本领域的熟练技术人员很容易想到其它优点和改进方式。在其更广泛意义下的本发明不局限于上述具体细节、代表性设备以及说明的实施例。另外，任何一个上述实施方式的任何元件都可以用任何其它实施方式的任何其它元件组合和替代。