专利名称：离合器装置、电动机设备及雨刷系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种离合器装置、电动机设备及雨刷系统。
背景技术：
例如，擦洗汽车窗户玻璃的雨刷系统具有作为其驱动源的电动机设备。
雨刷电动机设备、特别是后面的雨刷电动机设备包括蜗轮、摆动臂和连接件。蜗轮与通过壳体旋转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以往复旋转雨刷轴。因此，直接安装到雨刷轴上的雨刷臂摆动以擦洗汽车的后玻璃。一个这样的雨刷电动机设备公开在日本未审查的专利申请公开号NoH09-118202上。
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下边缘的雨刷非操作状态中，当由于例如大雪产生的外力作用到刮水片和雨刷臂时，刮水片和雨刷臂被向下压超过下旋转点。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的蜗轮可能由于外力损坏。
因此，为了限制上述件的损坏和限制雨刷臂的旋转进入超过汽车窗户玻璃区的车体区，在日本未审查的专利申请公开号NoH09-118202中公开的雨刷电动机设备中，旋转范围限制部分设置在为摆动臂的正常往复旋转角度范围的外部，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的位置。
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部的情况下，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。这有可能是积聚在车顶上的大雪落到被操作和位于正常擦洗范围，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下落大雪的阻止或承受来自下落大雪的过大外力。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，从而使这些件受到过大的外力损坏。因此，上述缺点依然存在。
因此，在日本未审查的专利申请公开号NoH09-118202中说明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需要设计，以抵挡上述过大的外力。
人们已经提出了将摩擦离合器机构设置到输出轴(雨刷轴)，以便即使在施加过大的外力时，能够限制损坏雨刷电动机设备的相应元件如蜗轮、或限制雨刷电动机设备的烧毁。然而，此摩擦离合器机构明显不利地降低了旋转力的传递效率。此外，通过离合器的摩擦滑动产生不利的噪声。另外，摩擦离合器机构的启动点主要依靠摩擦离合器机构的摩擦力，从而使摩擦离合器机构的启动点对每个产品都不同。
为了说明上述缺点，在刮水片和雨刷臂操作期间，在正常旋转角度范围(在正常擦洗操作中)施加过大外力时，可以预见到将一种通过啮合作用操作的离合器提供到输出轴，以保护包括摆动机构、减速机构和电动机机身的雨刷电动机设备的整个设备。在此种通过啮合作用进行操作的离合器中，可以限制损坏雨刷电动机设备的相应元件，并在锁紧输出轴时限制雨刷电动机设备的烧毁。另外，通过滑动运动的旋转力损失较小，以便增加旋转力的传递效率。此外，限制了噪声的产生。
然而，在通过啮合作用操作形式的离合器中，当将过大的外力(过大的载荷)施加到离合器时，解除了啮合作用。当离合器的啮合作用解除后，在输出轴(从动侧元件)和蜗轮(驱动侧元件或电动机侧元件)之间产生相对旋转。因此，例如，在固定到输出轴的雨刷臂的擦洗位置通过提供到蜗轮(驱动侧元件或电动机侧元件)以自动停止雨刷臂在预定停止的位置的自动停止装置进行控制的情况下，当过大的外力施加到离合器以使啮合作用解除时，雨刷臂的预定停止位置产生位移。因此，雨刷臂不能自动停止在预定停止位置。
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离合器装置、发动机设备及雨刷系统，其可以限制损坏其元件和电动机设备烧毁，且即使在输出轴(从动侧元件)和电动机侧元件(驱动侧元件)之间产生相对旋转时，其也可以通过操作电动机侧元件(从动侧元件)将离合器装置自动返回到其初始位置，以重新将输出轴(从动侧元件)连接到电动机侧元件(从动侧元件)的预定点，以进行正常操作。
为了说明本发明的上述目的，提供了一种离合器装置，其包括第一旋转件、第二旋转件、输出轴以及至少一个旋转限制器。第一旋转件通过施加到其上的驱动力往复地旋转。第二旋转件可与第一旋转件以最大旋转连接力连接，以与第一旋转件一起整体旋转，而在往复旋转第一旋转件时，在第一旋转件和第二旋转件之间不产生相对旋转。输出轴连接到第二旋转件以与第二旋转件一起整体旋转。输出轴在预定的正常往复旋转角度范围内正常旋转。至少一个旋转限制器限制输出轴在大于输出轴的正常往复旋转角度范围的超过限制角度范围内往复旋转。只有当输出轴放置在正常往复旋转角度范围内的单一作用点时，在第一旋转件和第二旋转件之间以最大旋转连接力的连接实现初始化，而不会在第一旋转件和第二旋转件之间产生相对的旋转。当施加到输出轴的载荷等于或大于预定值时，第一旋转件和第二旋转件解除彼此之间的连接，以便在第一旋转件和第二旋转件之间产生相对旋转。
为了实现本发明的目的，还提供了一种包括上述离合器装置、壳体和电动机机身的电动机设备。壳体容纳离合器装置。电动机机身连接到离合器装置以将驱动力供给到离合器装置的第一旋转件。
为了实现本发明的目的，还提供了一种包括上述离合器装置、壳体、雨刷及电动机机身的雨刷系统。壳体容纳离合器装置。雨刷直接或间接连接到离合器装置的输出轴，并在往复旋转输出轴时往复摆动。电动机机身连接到离合器装置以将驱动力供给到离合器装置的第一旋转件。
参照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，将使本发明的这些和其它目的、特征和优点变得更加清晰和容易理解，其中图1是显示根据本发明第一实施方式的雨刷电动机设备和离合器装置的透视图；图2是显示透射根据本发明第一实施方式的一部分雨刷电动机设备和离合器装置的透视图；图3是显示本发明第一实施方式的雨刷电动机设备和离合器装置的分解透视图；图4是显示本发明第一实施方式的雨刷电动机设备的结构平面截面图；图5是显示沿图4中线V-V的截面视图，显示了本发明第一实施方式雨刷电动机设备的结构；图6是显示本发明第一实施方式雨刷电动机设备结构平面截面图；图7是显示沿图6中线VII-VII的截面视图，显示了本发明第一实施方式雨刷电动机设备的结构；图8是显示本发明第一实施方式的雨刷电动机设备结构的截面视图，并对应图7的分离离合器状态；图9是显示本发明第一实施方式的离合器装置的结构的透视图；图10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11是显示本发明第一实施方式雨刷电动机设备和离合器装置主要部分的结构的透视图；图12是显示本发明第一实施方式雨刷电动机设备和离合器装置主要部分的结构的透视图，并对应图11的分离离合状态；图13是显示用于说明自动将本发明第一实施方式雨刷电动机设备的离合器装置重新设定到其初始位置的角度设定的示意图；图14是显示用于说明自动将本发明第一实施方式雨刷电动机设备的离合器装置重新设定到其初始位置的操作的示意俯视图；图15是显示用于说明自动将本发明第一实施方式雨刷电动机设备的离合器装置重新设定到其初始位置的操作的示意俯视图；图16是显示用于说明自动将本发明第一实施方式雨刷电动机设备的离合器装置重新设定到其初始位置的操作的示意俯视图；图17是显示用于说明自动将本发明第一实施方式雨刷电动机设备的离合器装置重新设定到其初始位置的操作的示意俯视图；图18是显示用于说明自动将本发明第一实施方式雨刷电动机设备的离合器装置重新设定到其初始位置的操作的示意俯视图；图19是显示本发明第一实施方式离合器装置的改进方式结构的分解透视图；图20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21是显示根据本发明第三实施方式中的电动机设备结构的俯视图；图22是显示根据本发明第四实施方式中具有离合器装置的雨刷电动机设备的整个结构的截面视图；图23是显示根据本发明第四实施方式中离合器装置结构的分解透视图；以及图24是显示根据本发明第四实施方式中离合器装置结构的分解透视图。
具体实施例方式
(第一实施方式)图1和图2是显示整个雨刷电动机设备90的透视图，其中安装了本发明第一实施方式的离合器装置10。雨刷电动机设备90形成为用于驱动汽车雨刷系统的雨刷驱动电动机设备，并包括离合器装置10、电动机机身92以及运动转换机构(也称为摆动机构)94。
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的外圆周方向彼此相对，即，在离合器基座20的外圆周方向彼此变换180度，并在输出轴12的径向凸出。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相对应离合器圆盘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。输出轴12的去除限制部分16通过轴孔30容纳，而去除限制夹32安装到去除限制部分16，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(相对离合器基座20的端侧)通过输出轴12支撑，以便输入圆盘28为在输出轴12的轴向与输出轴12非分离，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(第一侧配对凸出部分)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，即在圆周方向彼此变换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，即在圆周方向彼此变换180度。此外，配对凸出部分34和配对凸出部分36一个接一个地等间距顺序设置(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还对应于离合器圆盘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，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，并位于相对输入圆盘28的输出轴12(离合器基座20侧面)的另一轴端侧，并在输出轴12的轴向通过输出轴12轴向移动地进行支撑。
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，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(第一对配对凸出部分)50在圆周方向彼此相对，即在圆周方向彼此变换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，即在圆周方向彼此变换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。此外，输入圆盘28的配对凸出部分34、36的每个都只在输入轴的正常往复旋转角度范围X中的预定单个作用点处与对应的离合器圆盘38的配对凹进部分50、52的一个作用(图14-18)，其在此情况下为大约170度，此将在后面说明。换言之，每个配对凸出部分34不与配对凸出部分52中任何一个作用，而每个配对凸出部分36不与配对凸出部分50中任何一个作用。
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中的输出轴12的轴向产生向离合器机座20的力分量。
应该理解，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不是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，其在圆周方向倾斜或相对圆周方向倾斜。另外，只有每个离合器圆盘38的配对凹进部分50、52之一作成倾斜面，其在圆周方向倾斜或相对圆周方向倾斜。即使采用此结构，也可以在输出轴12的轴向在离合器圆盘38中产生向离合器机座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)波形垫圈56，其作为本发明的弹性件。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的弹性变形时产生弹性力)从作用状态向另一输出轴12的轴向端侧(离合器机座20侧)抵抗离合器圆盘38的轴向运动，在此，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。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相作用，即，容纳在离合器圆盘38的配对凹进部分50、52，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分离时，离合器圆盘38试图在轴向向离合器机座20移动，而波形垫圈56抵抗离合器圆盘38的轴向运动施加推进力(弹性力)。
在正常操作(即，在离合器圆盘38不会试图向离合器机座20轴向移动的状态)中，波形垫圈56可以在离合器机座20和离合器圆盘38之间一直施加适当的推进力。可替代地，只有当离合器圆盘38试图向离合器机座20移动时，即，只有当配对凸出部分34、36试图与配对凹进部分50、52分离时，波形垫圈56可以施加上述推进力(弹性力)。
具有上述结构的离合器装置10容纳在壳体96中，而输出轴12从壳体96向外凸出。
此外，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，限制了离合器机座20的进一步旋转。因此，当离合器机座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，强制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和离合器机座20(输出轴12)之间出现相对旋转。
在止动凸出部分142的旋转限制器144和旋转限制器146之间的配合凸出部分26的旋转角度范围(即，输出轴12的旋转角度范围)设定为限制的角度范围Y。更具体地说，限制的角度范围Y设定为大于或宽于(离合器机座20和离合器圆盘30的)输出轴12的正常往复旋转角度范围X。在本实施方式中，限制的角度范围Y设定为180度。
如上所述，配对凸出部分34位于输入圆盘28轴向的配对凸出部分36之外。因此，配对凸出部分34不与相对应配对凸出部分36的配对凹进部分52作用。同样，配对凸出部分36不与相对应配对凸出部分34的配对凹进部分50作用。此外，配对凸出部分34在输入圆盘28的圆周方向彼此相对，而配对凸出部分36在输入圆盘28的圆周方向彼此相对。因此，当大于输出轴12的正常往复旋转角度范围X的限制的角度范围Y设定为大约180度时，输入圆盘28的每个配对凸出部分34、36只在输出轴12正常往复旋转角度范围X的预定单一作用点与离合器圆盘38的配对凹进部分50、52的相应一个作用。也就是说，如图13所示示意图，此设定在正常往复旋转角度范围X内的预定单一作用点位于相应的角度范围内，其至少从限制的角度范围Y的圆周端a、b之一开始，并具有等于输出轴12的正常往复旋转角度∠doc。更具体地说，作用点e和限制的角度范围Y的端部a或端部b之间的角∠α设定为小于输出轴12的往复旋转角度∠doc。因此，只有当输出轴12放置在输出轴12正常往复角度范围X内的单一作用点e时，在最大旋转连接力下实现在输入圆盘28和离合器圆盘38之间的连接的初始化，而通过输入圆盘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，在输入圆盘28和离合器圆盘38之间不会产生相对旋转。
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轴向变换到分离位置(第二轴向位置)的状态中，由于波形垫圈56的推进力(弹性力)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，从而与输入圆盘28一起旋转离合器圆盘38。在此旋转期间，离合器圆盘38在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。
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的开口整体地连接到壳体96。轴承102设置在离合壳体98的基座壁100中。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。
刷子114分别通过刷子架支撑在端壳体104中。每个刷子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从每个刷子114延伸，而每个尾部118的末端连接到相应的动力供给连接线。
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可转动地支撑。蜗杆122的另一端通过轴承126由壳体96可转动地支撑。蜗杆122与蜗轮128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)轴向方向延伸的旋转轴130旋转。
作为摆动件的扇形齿轮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径向地位移的点。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。
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。
由例如树脂材料制作的滑动件147连接到操纵杆138的侧面，其与扇形齿轮132相对。滑动件147与盖板148滑动作用。采用此结构，可以限制操纵杆138在操纵杆138厚度方向(输出轴12的轴向)的运动。
雨刷W(图14-18)直接连接到从壳体96向外凸出的一部分输出轴12上。当输出轴12往复旋转时，雨刷W被往复地驱动。此外，在此情况下，输出轴12(旋转限制部分14)和离合器机座20(支撑孔22)之间在旋转方向的固定强度设定为大于雨刷W在旋转方向对于输出轴12的连接强度。
雨刷W不是必须直接连接到输出轴12，也可以通过例如连结物或杆间接连接到输出轴。
其次，将说明第一实施方式的操作。
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的摆动运动产生输入圆盘28的往复旋转。
在正常操作状态中，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试图移动以解除配对凸出部分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5、7和11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往复地旋转时，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相互作用，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往复地摆动。
在雨刷电动机设备90中，在正常操作状态(旋转状态)，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从作用状态的轴向运动，从而保持输入圆盘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的抵抗力不作为滑动摩擦力消耗。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。
此外，如上所述，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，从而保持输入圆盘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的抵抗力通过固定到输出轴12的离合器机座20进行支撑，而且还通过由输出轴12支撑同时限制从输出轴12的轴向移出的输入圆盘28进行支撑。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20和输入圆盘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如壳体作为子部件的输出轴12的完全子部件。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处理。
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，在相对输入圆盘28产生的离合器圆盘38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)，所以在离合器圆盘38中，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机座20中的输出轴12的轴向产生力分量。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一部分相对旋转力作为力分量，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。也就是说，如图8和12所示，离合器装置10置于分开的状态，即，在分开离合状态。因此，离合器圆盘38，即，输出轴12相对输入圆盘28旋转。
这样，可以限制对离合器装置10的每个元件的损坏，对运动转换机构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，而不用考虑将此过大的外力(载荷)施加该元件。
此外，在雨刷电动机设备90中，离合器机座20整体固定到具有脊部的输出轴12的旋转限制部分14。具体地说，离合器机座20在绕输出轴12的轴的旋转方向固定连接到输出轴12的旋转限制部分14。输入圆盘28从输出轴12的轴向去除通过输出轴12的移动限制部分16进行限制。此外，离合器圆盘38绕离合器机座20和输入圆盘28之间的输出轴12的相对旋转轴18轴向可移动地进行支撑。也就是说，以上每个元件都安装到输出轴12，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(预定尺寸)。因此，如上所述，可以方便地设定需要轴向移动离合器圆盘38的力(离合器分开力，即，分开离合力)。此外，在此情况下，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，以便可以根据倾斜面的角度和波形垫圈56的阻力方便地设定分开离合力。
此外，在雨刷电动机设备90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的弹性力实现。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的弹性变形产生的弹性力，因此轴向移动。因此，解除了离合器圆盘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，并在离合器圆盘38和输入圆盘28之间出现相对旋转。
如上所述，当弹性件由波形垫圈56制作时，稳定了需要轴向移动离合器圆盘38的力(分开离合器力)，由此使得离合器性能得到提高。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，以允许减少装置的尺寸。此外，与下面说明使用的橡胶材料58的弹性压缩变形的情况不同，波形垫圈56不会受到油如油脂的损坏或质量下降。
此外，在雨刷电动机设备90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。
此外，如上所述，在第一实施方式的雨刷电动机设备90中，即使解除离合器装置10的离合，离合器装置10也可以通过旋转电动机机体92再次连接，以自动将离合器装置10返回到其初始位置，从而连接即，将输出轴12(雨刷W)在预定点连接到电动机机体92以进行正常的操作。
也就是说，如上所述，在雨刷电动机设备90的离合器装置10中，在正常操作状态彼此作用的每个输入圆盘28的配对凸出部分34、36和相应的离合器圆盘38的配对凹进部分50、52的一个彼此位移，即，在离合器装置10的分开离合器状态中的旋转方向彼此分离。只有在输出轴12(雨刷W)的正常往复旋转角度范围X中的预定单一点，每个输入圆盘28的配对凸出部分34、36和相应的一个离合器圆盘38的配对凹进部分50、52彼此作用。因此，如上所述，当分开离合器装置10的离合进行正常操作时，当电动机机体92再次旋转以将驱动力施加到输入圆盘28，从而绕输出轴12旋转输入圆盘28时，已经在旋转方向彼此位移的每个配对凸出部分34、36和相应的一个配对凹进部分50、52在输出轴12的正常往复旋转角度范围X中的预定单一位置再次彼此作用。也就是说，每个输入圆盘28的配对凸出部分34、36和相应的一个离合器圆盘38的配对凹进部分50、52自动返回到其初始位置以连接离合器装置10。
此点将参照图14到18进行说明。在配对凸出部分34、36和配对凹进部分50、52中，为简化起见，只有一个配对凸出部分34和相应的配对凹进部分50在每个图14到18中进行了描述。下面的说明也采用此方式。
如图14所示，在雨刷电动机设备90停止在其正常停止位置的情况下，雨刷W(输出轴12)停止在预定的旋转位置。此外，配对凸出部分34和配对凹进部分50彼此作用，而离合器机座20的配合凸出部分26放置为邻接止动凸出部分142的旋转限制器144(在分开离合状态)。
例如，如图15所示，当雨刷W在雨刷电动机设备90的停止状态被强制地拉向中心时，离合器装置10分开离合。因此，当输入圆盘28保持静止时，离合器机座20和离合器圆盘38与输出轴12一起被强制旋转。也就是说，离合器机座20的配合凸出部分26移动远离止动凸出部分142的旋转限制器144，而配对凹进部分50移动远离，并与配对凸出部分34分离。
在此，离合器装置10在配对凸出部分34和配对凹进部分50彼此分离的分离离合状态中，即，在配对凸出部分34的位置和配对凹进部分50的位置在旋转方向彼此位移的图15的状态。在此状态中，在旋转电动机机身92再次将驱动力供给到输入圆盘28以绕输出轴12旋转输入圆盘28以进行正常操作时，当输入圆盘28和离合器圆盘38的拖动力矩(即，用于旋转输入圆盘28和离合器圆盘38二者的最大力矩)小于施加到输出轴12(雨刷W)的载荷(重量)时，如图16所示，由于有载荷(重量)施加到输出轴12(雨刷W)，所以，输入圆盘28自身旋转，且不与离合器圆盘38一起旋转。此后，在电动机机身92旋转期间，配对凸出部分34和配对凹进部分50在输出轴12正常往复旋转角度范围X的预定单一点彼此作用。结果，正常操作被恢复。
相反，在配对凸出部分34和配对凹进部分50彼此分离，即，如图15所示，配对凸出部分34和配对凹进部分50在旋转方向彼此位移的离合器装置10的分离离合状态中，在旋转电动机机身92再次将驱动力供给到输入圆盘28以绕输出轴12旋转输入圆盘28进行正常操作时，当输入圆盘28和离合器圆盘38的拖动力矩(即，用于旋转输入圆盘28和离合器圆盘38二者的最大力矩)大于施加到输出轴12(雨刷W)的载荷(重量)，如图17所示，输入圆盘28与离合器圆盘38一起旋转。换言之，离合器圆盘38与输入圆盘28以小于最大旋转连接力的降低的旋转连接力与输入圆盘连接，以在旋转输入圆盘28时连同输入圆盘28一起旋转。在此输入圆盘28与离合器圆盘38一起旋转期间，离合器基座20的配合凸出部分26与止动凸出部分142的另一个旋转限制器146作用，以便限制离合器圆盘38的旋转。此时，雨刷W的旋转被限制在预定限制的角度范围Y内。因此，雨刷W不会超过汽车窗户玻璃区移进汽车体区域中，从而使雨刷W不会损坏汽车车体。
然后，输入圆盘28相对防止进一步旋转的离合器圆盘38进一步旋转。此后，如图18所示，配对凸出部分34和配对凹进部分50在输出轴12正常往复旋转角度范围X的预定单一点彼此再次作用。因此，正常操作被恢复。
如上所述，在本实施方式的雨刷电动机设备90(离合器装置10)中，在离合器装置10的分离离合状态中，即，在输出轴12(雨刷W)和电动机机身92出现相对旋转的状态中，当电动机机身92进一步旋转时，离合器装置10自动返回到其初始位置，以便电动机机身92侧面连接到输出轴12，即，离合器装置10在预定点连接以恢复正常操作。
此外，在雨刷电动机设备90中，设置了两对配对凸出部分34、36和两对配对凹进部分50、52。因此，从输入圆盘28(配对凸出部分34、36)传递到离合器圆盘38(配对凹进部分50、52)的驱动力矩可以增加以用大力矩驱动输出轴12。因此，电动机设备90可以有效地作为汽车雨刷系统或遮阳篷顶系统的驱动源使用。
此外，在雨刷电动机设备90(离合器装置10)中，限制(离合器基座20和输出轴12的)离合器圆盘38的往复旋转的旋转限制器144、146整体制作在设置于旋转支撑输出轴12的壳体96中的止动凸出部分142中。因此，止动凸出部分142可以与壳体96整体形成。结果，改进了止动凸出部分142的限制角度(旋转限制器144、146的限制角度范围Y)的精度，并简化了结构。
另外，与止动凸出部分142作用的配合凸出部分26形成为径向向离合器圆盘38和离合器基座20的外面凸出。也就是说，限制(离合器基座20和输出轴12的)离合器圆盘38往复旋转的元件位于在径向尽可能远离输出轴12的位置。因此，进一步改进了通过止动凸出部分142和配合凸出部分26的限制角度(旋转限制器144、146的限制角度范围Y)的精度。
另外，在第一实施方式的雨刷电动机设备90(离合器装置10)中，输出轴12(旋转抑制部分14)和离合器基座20(支撑孔22)之间在旋转方向的固定强度设定为大于雨刷W对输出轴12在旋转方向的连接强度。因此，例如，在离合器装置10分离离合状态中通过旋转限制器144、146之一限制的输出轴12(雨刷W)的旋转状态中，当将过大的载荷进一步施加到雨刷W，用于超过限制角度范围Y旋转输出轴12时，雨刷W相对输出轴12(旋转抑制部分14)旋转。这样，过大的载荷不会传递到电动机设备90的内部元件。因此，可以保护位于输出轴12后面的驱动力传递元件。例如，这些元件包括离合器装置10的元件、运动转换机构94的元件(例如，连接到输出圆盘28的扇形齿轮132和操作杆138)和元件，如位于输出轴12和电枢108之间的蜗轮128、蜗杆122和电动机机身92。
如上所述，在本实施方式的雨刷电动机设备90(离合器装置10)中，在离合器装置10的分离离合状态中，即，在输出轴12(雨刷W)和电动机机身92出现相对旋转的状态中，当电动机机身92进一步旋转时，离合器装置10自动返回到其初始位置，以便电动机机身92连接到输出轴12，即，离合器装置10在预定点连接以恢复正常操作。此外，可以在锁紧输出轴12(雨刷W)时防止对元件或驱动侧元件(例如，损坏电动机机身92)的损坏。
因此，雨刷电动机设备90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，当大雪沿玻璃表面垂直下落时，其将可能例如将积聚在汽车顶蓬上的大雪作用到雨刷臂时通过雨刷W在输出轴12上产生过大的力(载荷)。
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，当在图19所示的离合器装置11中，圆盘形状的橡胶件58可以作为弹性件使用。作用到离合器圆盘38以限制离合器圆盘38轴向运动的弹性力可以通过为弹性压缩变形的橡胶件58的恢复力实现。在橡胶件58作为弹性件使用的情况下，可以在正常操作中停止用于保持离合器圆盘38(配对凹进部分50、52)和输入圆盘28(配对凸出部分34、36)之间作用的推进力的施加。因此，可以降低通过例如弹性件的变形产生的长期应力效果以限制弹性件的损坏。
此外，弹性件不局限于波形垫圈56或橡胶件58，还可以另外为压缩弹簧或盘形(Belleville)弹簧。
此外，在这些情况中，在正常状态(离合器圆盘38不向离合器基座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基座20和离合器圆盘38之间。另外，只有当离合器圆盘38向离合器基座20移动时，即，只有当配对凸出部分34、36试图移动远离配对凹进部分50、52时，每个弹性件，如橡胶件58都可以将推进力再次施加到离合器圆盘38。
其次，将说明其它实施方式。应该理解，在整个其它实施方式中类似于第一实施方式的那些元件用同样的标号表示，且为简化起见将不再说明。
(第二实施方式)图20是显示根据本发明第二实施方式的离合器装置60的透视图。
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。相对应输出轴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(相关的旋转轴部分18)通过离合器圆盘64的轴孔76进行容纳。离合器圆盘64位于相对于输入圆盘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设置成于离合器圆盘64的外围部分中与离合器机座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弹性力)抵抗离合器圆盘64从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，其中输入圆盘28的配合凸出部分34和离合器圆盘64的配对凹进部分50彼此作用。
其它元件与第一实施方式的离合器装置10的元件相同。
在第一实施方式中，离合器装置10作用到雨刷电动机设备90。然而，本发明不局限于此。例如，雨刷电动机可以通过使用第二实施方式的离合器装置60形成。
在此情况中，作用止动凸出部分142的旋转限制器144或146的凸出部分71可以形成于离合器机座62的外壁70中。这样，离合器机座62的旋转(输出轴12)可以限制在预定范围内。
下面，将说明第二实施方式的操作。
离合器装置60(以及具有离合器装置60的雨刷电动机设备)提供有类似于第一实施方式的离合器装置10和雨刷电动机设备90那些优点。
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，橡胶件84的抵抗力不会作为滑动摩擦力消耗，其中所述抵抗力被施加以抵抗离合器圆盘64从离合器圆盘64的作用状态到保持输入圆盘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之间的作用状态的轴向运动。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，被施加以抵抗离合器圆盘64从作用状态到保持配对凸出部分34、36和配对凹进部分50、52之间作用状态的轴向运动的橡胶件84的抵抗力通过固定到输出轴12的离合器机座62接受，也通过以此方式通过输出轴12支撑的输入圆盘28接受，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形成为输出轴12的完全子部件，其不需要任何其它元件，如作为子部件的壳体。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旋转力在向离合器机座62的输出轴12的轴向在离合器圆盘64中产生力分量。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，当考虑施加此过大外力(载荷)时，不需要设定每个相应元件的强度。
此外，即使第二实施方式的离合器装置60分开离合时，离合器装置60(以及具有离合器装置60的雨刷电动机设备)也可以自动返回到其初始位置，以将输出轴12(雨刷W)在预定点连接到电动机机身92，通过电动机机身92的旋转恢复正常的操作。
也就是说，在离合器装置60中，如上所述，输入圆盘28的每个配对凸出部分34、36和在正常操作状态彼此作用的相对应离合器圆盘38的配对凹进部分50、52的一个彼此位移，即，在离合器装置60的分开离合状态的旋转方向彼此分离。只在输出轴12(雨刷W)的正常往复旋转角度范围X中的预定单一点处，每个配对凸出部分34、36和相对应的配对凹进部分50、52的一个彼此作用。因此，如上所述，在离合器装置60分开离合进行正常操作时，当电动机机身92再次旋转以将驱动力施加到输入圆盘28，从而绕输出轴12旋转输入圆盘28时，已经在旋转方向彼此位移的每个配对凸出部分34、36和相对应的配对凹进部分50、52在输出轴12的正常往复旋转角度范围X中的预定单一点处再次彼此作用。也就是说，配对凸出部分34、36和配对凹进部分50、52的每个都自动返回到其初始位置以连接离合器装置60。
如上所述，即使第二实施方式的离合器装置60分开离合时，即，即使当在输出轴12(雨刷W)和电动机机身92之间出现相对旋转时，离合器装置60(以及具有离合器装置60的雨刷电动机设备)也可以自动返回到其初始位置，以将输出轴12(雨刷W)在预定点连接到电动机机身92，通过电动机机身92的旋转恢复正常的操作。
此外，作用止动凸出部分142的旋转限制器144、146的凸出部分71形成于离合器机座62的外壁70中。也就是说，限制(离合器机座62和输出轴12的)离合器圆盘64往复旋转的元件位于在径向尽可能远离输出轴12的位置。因此，进一步改进了通过止动凸出部分142和凸出部分71限定的限定角度(旋转限制器144、146的限制角度范围Y)的精度。
如上所述，第二实施方式的离合器装置60(以及具有离合器装置60的雨刷电动机设备)实现了与第一实施方式的雨刷电动机设备90(离合器装置10)元件的同样优点。在输出轴12锁紧的情况下，可以限制损坏每个相应元件和电动机机身92的烧毁。此外，即使在输出轴12(从动侧元件)和电动机机身92(驱动侧元件)之间出现相对旋转，即，即使当离合器装置60分开离合时，离合器装置60也可以通过电动机机身92(驱动侧元件)的旋转自动返回到其初始位置，以将输出轴12(从动侧元件)在预定点再次连接到电动机机身92(驱动侧元件)，以恢复正常的操作。
(第三实施方式)图21是显示根据本发明第三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154。
电动机机身92具有与第一实施方式的电动机机身92基本同样的结构。在第一实施方式中，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，参照第一实施方式进行说明，在正常操作中，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)中当在离合器装置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，如同第一实施方式所述，在输出轴12和蜗轮128之间出现相对旋转。这样，可以限制损坏离合器装置154的每个元件、损坏运动转换机构152如连接到蜗轮128的蜗杆122的每个元件及电动机机身92的烧毁。此外，当考虑施加此过大外力(载荷)时，不需要设定每个相应元件的强度。
此外，即使在第三实施方式的电动机设备150中，与第一实施方式相同，在离合器装置154的分离离合状态中，即，在输出轴12和电动机机身92之间出现相对旋转的状态中，离合器装置154通过旋转电动机机身92自动复位到其初始位置以将输出轴12重新连接到电动机机身92以恢复正常操作。
此外，蜗轮128(离合器装置154的输入圆盘)的旋转通过与设置到电动机机身92的旋转轴110的蜗杆122的作用减速。因此，输出轴12可以用相对大的力矩进行驱动。因此，电动机设备适合作为雨刷系统的驱动源和遮阳篷顶系统的驱动源。
(第四实施方式)图24是显示本发明第四实施方式具有离合器装置210的雨刷电动机设备290的截面视图。
雨刷电动机设备290具有与第一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23和24所示，设置离合器装置210的输出轴12包括在输出轴12的末端侧(图23和24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23和24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22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压配进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不可转动。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具有通常的矩形截面(双D切截面形状)，其对应于输出轴12的相对旋转限制部分214。当支撑孔222固定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1 2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地形成)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)进行支撑，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。在第四实施方式中，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。也就是说，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24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，而操纵杆138在厚度方向与齿部分136的另一端表面相对。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形成于相对于连接壁235从齿轮齿234相反的齿轮件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(圆筒形外表面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的通常矩形截面(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相对于输出轴12不可转动，并且可相对于输出轴12轴向地移动。这样，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。在第四实施方式中，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对应于齿轮件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，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螺旋环绕输出轴12并在输出轴12的轴向可压缩。螺旋弹簧244抵抗作用板238的轴向运动从作用状态向另一输出轴12的轴端侧(作用基座220侧)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)，其中齿轮件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。
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不试图向作用基座220移动的状态中，螺旋弹簧244一直在作用基座220和作用板238之间施加适当的推进力。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22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的每一个都可以与止动部分226相作用。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，作用基座220(输出轴12)的进一步旋转被限制。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)以与作用板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)可以直接地连接到通过齿轮件228往复旋转的输出轴12。另外，雨刷(未示出)通过可以通过连结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，将说明第四实施方式的操作。
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试图从作用状态在输出轴12的轴向移动时，其中作用凸出部分237与作用凹进部分242作用，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在使作用板238相对齿轮件228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的相对旋转力，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一部分相对旋转力作为力分量，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在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突然载荷时，离合器装置210分离离合器。另外，在雨刷在雨刷的旋转角度范围(正常擦洗范围)内雨刷操作期间，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分离离合器。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28、蜗杆122和电动机机身92)上，而不是齿轮件228上。这样，可以保护位于齿轮件228后的每个元件。因此，可以限制对每个上述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，当考虑施加此过大外力(载荷)时，不需要设定每个相应元件的强度。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的摆动中心的轴140以及输出轴12通过设置在扇形齿轮132厚度方向的扇形齿轮132一侧上的操纵杆138彼此连接。因此，用作扇形齿轮132的摆动中心的轴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，齿轮齿136和齿部分234之间在扇形齿轮132的厚度方向的作用得到限制，即，扇形齿轮132在扇形齿轮132的厚度方向的摆动得到限制，而不需要在扇形齿轮132的两侧在扇形齿轮132厚度方向的两个保持件(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，即有关支撑轴134的安装位置相对于蜗轮128的设计的自由度得到提高。
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，保持件(操纵杆)不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，可以减少用于容纳保持件的空间。因此，可以降低整个设备结构的尺寸和重量。
如上所述，在第四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132厚度方向的扇形齿轮的相对侧(齿轮件的相对侧)的保持件，保持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。通过输出轴12的去除限制部分218限制齿轮件228从输出轴12移出。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轴向移动地进行支撑。因此，每个相对应元件安装到输出轴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)中。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，以使橡胶件质量变差。然而，在螺旋弹簧244的情况下，螺旋弹簧244不会由于油脂等将粘附到螺旋弹簧244以使其质量变差，以便稳定螺旋弹簧244的弹簧特性。
另外，螺旋弹簧244螺旋地环绕输出轴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不可移动。因此，作用板238可以以稳定方式被激励抵抗齿轮件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，从扇形齿轮132承受载荷的齿轮件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)进行支撑。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下得到稳定。
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驱动。因此，可以适当地往复地驱动连接到输出轴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，当大雪沿玻璃表面垂直下落时，其将可能将例如积聚在汽车顶蓬上的大雪作用到雨刷臂然后到雨刷电动机设备290时，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，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，螺旋弹簧244的抵抗力不会作为滑动摩擦力浪费，其中该抵抗力从作用板238的作用状态被施加抵抗作用板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之间的作用状态。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，以便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，从作用状态被施加抵抗作用板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，还通过齿轮件228承受，其中该齿轮件228以限制齿轮件228从输出轴12轴向移出的方式通过输出轴12进行支撑。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形成为输出轴12的完全的子部件，其不需要任何其它元件，如壳体96作为子部件。因此，可以将离合器装置210作为形成为输出轴12的子部件的单一元件处理。
如上所述，在第四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。
在第四实施方式中，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，在第四实施方式中，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。
在上述实施方式中，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。
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，在旋转输入圆盘时，过大载荷包括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。在其更广泛意义上的本发明不局限于上述具体细节、代表性设备以及示例性实施例。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。
权利要求
1.一种离合器装置，包括第一旋转件(28、128、228)，其通过施加到其上的驱动力往复旋转；第二旋转件(38、64、238)，其可与第一旋转件以最大旋转连接力连接以与第一旋转件(28、128、228)一起整体旋转，而在第一旋转件(28、128、228)往复旋转时，在第一旋转件(28、128、228)和第二旋转件(38、64、238)之间不产生相对旋转；输出轴(12)，其连接到第二旋转件(38、64、238)以与第二旋转件(38、64、238)一起整体旋转，其中输出轴(12)在预定的正常往复旋转角度范围(X)内正常旋转；以及至少一个旋转限制器(144、146)，其限制输出轴(12)在大于输出轴(12)的正常往复旋转角度范围(X)的超过限制角度范围(Y)往复地旋转，其中只有当输出轴(12)放置在输出轴(12)的正常往复角度范围(X)内的单一可作用点(e)时，在第一旋转件(28、128、228)和第二旋转件(38、64、238)之间以最大旋转连接力的连接的初始化得以实现，而不会在第一旋转件(28、128、228)和第二旋转件(38、64、238)之间产生相对的旋转；以及当施加到输出轴(12)的载荷等于或大于预定值时，第一旋转件(28、128、228)和第二旋转件(38、64、238)解除彼此之间的连接，以便在第一旋转件(28、128、228)和第二旋转件(38、64、238)之间产生相对旋转。
2.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于第一旋转件(28、128、228)、第二旋转件(38、64、238)和输出轴(12)同轴；第二旋转件(38、64、238)相对第一旋转件(28、128、228)轴向可位移；当第一旋转件(28、128、228)和第二旋转件(38、64、238)以最大旋转连接力彼此连接，而在第一旋转件(28、128、228)和第二旋转件(38、64、238)之间不产生相对的旋转时，第二旋转件(38、64、238)位于第一轴向位置；以及当第一旋转件(28、128、228)和第二旋转件(38、64、238)解除彼此之间的连接，以在第一旋转件(28、128、228)和第二旋转件(38、64、238)之间产生相对旋转时，第二旋转件(38、64、238)位于从第一轴向位置位移的第二轴向位置；
3.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于所述作用点(e)位于相应的角度范围内，其从限制的角度范围(Y)的至少一个圆周端(a、b)开始，并具有等于输出轴(12)的正常往复旋转角度(∠doc)的角度范围。
4.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于输出轴(12)的正常往复旋转角度范围(X)为大约170度；以及限制的角度范围(Y)为大约180度。
5.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于第一旋转件(28、128、228)通过输出轴(12)以此方式支撑在输出轴(12)的一个输出轴端侧，以便第一旋转件(28、128、228)为轴向地与输出轴(12)不可分，并绕输出轴(12)的轴线可往复地旋转；第一旋转件(28、128、228)具有至少一个第一侧配对部分(34、36、237)；第二旋转件(38、64、238)位于相对第一旋转件(28、128、228)的输出轴(12)的另一输出轴端侧，并以此方式通过输出轴(12)进行支撑，以便第二旋转件(38、64、238)相对输出轴(12)不旋转，并相对输出轴(12)轴向地可移动；第二旋转件(38、64、238)具有至少一个在单一作用点(e)沿输出轴(12)的轴向与第一旋转件(28、128、228)中的至少一个第一侧配对部分(34、36、237)作用的第二侧配对部分(50、52、242)，以实现在第一旋转件(28、128、228)和第二旋转件(38、64、238)之间以最大旋转连接力彼此连接，而在第一旋转件(28、128、228)和第二旋转件(38、64、238)之间不产生相对旋转；以及离合器装置还包括至少一个弹性件(56、84、244)，其设置在第二旋转件(38、64、238)的另一输出轴端侧，并施加抵抗力以抵抗第二旋转件(38、64、238)从至少一个第一侧配对部分(34、36、237)和至少一个第二侧配对部分(50、52、242)彼此连接以一起旋转的连接状态向另一输出轴端侧的轴向运动。
6.根据权利要求5所述的离合器装置，其特征在于所述至少一个第一侧配对部分(34、36)包括第一对第一侧配对部分(34)和第二对第一侧配对部分(36)；所述第一对的第一侧配对部分(34)在第一旋转件(28、128)的圆周方向彼此位移大约180度；所述第二对的第一侧配对部分(36)在第一旋转件(28、128)的圆周方向彼此位移大约180度；以及所述第一对的第一侧配对部分(34)位于在第一旋转件(28、128)圆周方向超过所述第二对的第一侧配对部分(36)的外部。
7.根据权利要求5所述的离合器装置，其特征在于输出轴(12)包括机座件(20、62)，其与第二旋转件(38、64)作用以与机座件(20、62)一起旋转第二旋转件(38、64)；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)的径向方向凸出；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)，其在输出轴(12)的轴向以此方式容纳至少一个配合凸出部分(24、26、78、80)，以便至少一个配合凸出部分(24、26、78、80)相对至少一个配合凹进导向部分(46、48、72、74)轴向地可移动。
8.根据权利要求7所述的离合器装置，其特征在于所述至少一个配合凸出部分(24、26)径向凸出到第二旋转件(38)和机座件(20)之一的外部；所述至少一个旋转限制器(144、146)位于至少一个配合凸出部分(24、26)之一的旋转移动路径中；以及所述至少一个配合凸出部分(24、26)之一直接或间接与至少一个旋转限制器(144、146)作用，以限制输出轴(12)超过所述限制角度范围(Y)往复旋转。
9.根据权利要求5所述的离合器装置，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)轴向不可移动并相对输出轴(12)不可旋转，其中机座件(220)包括从机座件(220)向外径向凸出的止动部分(226)；机座件(220)的止动部分(226)直接或间接与至少一个旋转限制器(144、146)作用，以限制输出轴(12)超过所述限制角度范围(Y)往复旋转；以及至少一个弹性件(244)包括压缩螺旋弹簧(244)，所述压缩螺旋弹簧螺旋地环绕第二旋转件(238)和机座件(220)之间的输出轴(12)的轴线，并设置于压缩状态。
10.根据权利要求1所述的离合器装置，其特征在于所述第二旋转件(38、64、238)还以小于最大旋转连接力的降低的旋转连接力与第一旋转件(28、128、228)连接，以在往复旋转第一旋转件(28、128、228)时与第一旋转件(28、128、228)一起旋转。
11.一种电动机设备，包括根据权利要求1的离合器装置(10、60、154、210)；容纳离合器装置(10、60、154、210)的壳体(96)；以及连接到离合器装置(10、60、154、210)以将驱动力供给到离合器装置(10、60、154、210)的第一旋转件(28、128、228)的电动机机身(92)。
12.根据权利要求11所述的电动机设备，其特征在于壳体(96)包括止动凸出部分(142)；所述至少一个旋转限制器(144、146)整体形成于壳体(96)的止动凸出部分(142)中；以及当至少第二旋转件(38、64、238)和输出轴(12)之一直接或间接与整体形成于止动凸出部分(142)中的所述至少一个旋转限制器(144、146)之一作用时，第二旋转件(38、64、238)的往复旋转得到限制。
13.根据权利要求11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)整体旋转的蜗杆(122)，其中离合器装置(154)的第一旋转件(128)直接与蜗杆(122)啮合并减速旋转。
14.根据权利要求11所述的电动机设备，其特征在于壳体(96)可旋转支撑输出轴(12)；离合器装置(210)的第一旋转件(228)和第二旋转件(238)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)，其固定到壳体(96)以可旋转地支撑第一旋转件(228)和第二旋转件(238)之一的圆筒外表面(236)。
15.根据权利要求11所述的电动机设备，其特征在于电动机设备用于包括雨刷(W)的雨刷系统；以及电动机设备还包括运动转换机构(94)，其包括设置到电动机机身(92)的旋转轴(110)以与旋转轴(110)整体旋转的蜗杆(122)；与蜗杆(122)啮合并绕在垂直于旋转轴(110)轴向的方向延伸的旋转轴旋转的蜗轮(128)；摆动件(132)，其具有在离开蜗轮(128)的旋转轴一段距离的位置连接到蜗轮(128)的一端，并具有与离合器装置(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，以往复旋转第一旋转件(28、128、228)，从而往复驱动直接或间接连接到输出轴(12)的雨刷(W)。
16.一种雨刷系统，包括根据权利要求1的离合器装置(10、60、154、210)；容纳离合器装置(10、60、154、210)的壳体(96)；雨刷(W)，其直接或间接连接到离合器装置(10、60、154、210)的输出轴(12)，并在往复地旋转输出轴(12)时往复摆动；以及连接到离合器装置以将驱动力供给到离合器装置(10、60、154、210)的第一旋转件(28、128、228)的电动机机身(92)。
17.根据权利要求16所述的雨刷系统，还包括运动转换机构(94)，其包括设置到电动机机身(92)的旋转轴(110)以与旋转轴(110)整体旋转的蜗杆(122)；与蜗杆(122)啮合并绕在垂直于旋转轴(110)的轴线的旋转轴旋转的蜗轮(128)；以及摆动件(132)，其具有在离开蜗轮(128)的旋转轴一段距离的位置连接到蜗轮(128)的一端，并具有与离合器装置(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)的旋转往复地摆动以往复地旋转第一旋转件(28、128、228)。
18.根据权利要求16所述的雨刷系统，其特征在于在输出轴(123)的旋转方向输出轴(12)和第二旋转件(38、64、238)之间的固定强度大于在输出轴(12)的旋转方向，雨刷(W)到直接连接到雨刷(W)的输出轴(12)的连接强度。
全文摘要
本发明提供一种离合器装置、电动机设备及雨刷系统。只有当输出轴(12)放置在输出轴(12)正常往复角度范围(X)内的单一作用点(e)时，输入圆盘(28、128、228)和离合器圆盘(38、64、238)之间以最大旋转连接力的连接实现初始化，而在第一旋转件(28、128、228)和第二旋转件(38、64、238)之间不会产生相对旋转。当施加到输出轴(12)的载荷等于或大于预定值时，输入圆盘(28、128、228)和离合器圆盘(38、64、238)解除彼此的连接，以便在输入圆盘(28、128、228)和离合器圆盘(38、64、238)之间产生相对旋转。
文档编号B60S1/16GK1614252SQ20041009229
公开日2005年5月11日 申请日期2004年11月5日 优先权日2003年11月7日
发明者八木秀幸, 今村隆幸 申请人:阿斯莫株式会社