(57)【要約】【課題】少ない部品点数で確実にセルフロックできるセルフロッククラッチを提供する。【解決手段】回動軸芯Ｌ回りに回動する入力軸１に螺合し所定のストロークで入力軸１と相対移動すると共にストロークの両端部で入力軸１と一体回動する出力軸２と、静止部材に枢支され回動軸芯Ｌに沿う面上で揺動し出力軸２に係脱する制部材３と、規制部材３を出力軸２に係合する中立状態に付勢する中立復帰手段と、出力軸２の外面に摺動係合しストローク方向に沿って出力軸２の移動に追従し、出力軸２がストロークの両端部以外に位置したとき規制部材３を中立状態に規制し、入力軸１の回動により出力軸２がストロークの両端部に位置したとき入力軸１の回動方向への規制部材３の揺動を許容するスライダ部材４とを備えた。【選択図】図１
2010101421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動軸芯の回りに回動駆動される入力軸と、
前記入力軸に螺合し、前記入力軸に対して所定のストロークで相対移動すると共に、前記ストロークの範囲の両端部で前記入力軸と一体回動する出力軸と、
静止部材に枢支され、前記回動軸芯に沿う面上で揺動し前記出力軸に係脱可能な規制部材と、
前記規制部材を前記出力軸に係合する中立状態に付勢する中立復帰手段と、
前記出力軸の外面に摺動係合して前記ストロークの方向に沿って前記出力軸の相対移動に追従すると共に、前記出力軸が前記ストロークの範囲の両端部以外に位置したとき、前記規制部材を前記中立状態に規制する揺動規制位置に位置し、前記入力軸の回動駆動によって前記出力軸が前記ストロークの範囲の両端部に位置したとき、前記中立状態から前記入力軸の回動駆動方向への前記規制部材の揺動を許容する揺動許容位置に位置するスライダ部材とを備えたセルフロッククラッチ。
【請求項２】
回動軸芯の回りに回動駆動される入力軸と、
前記入力軸に螺合し、前記入力軸に対して所定のストロークで相対移動すると共に、前記ストロークの範囲の両端部で前記入力軸と一体回動する出力軸と、
前記出力軸の外面に摺動係合して前記ストロークの方向に沿って前記出力軸の相対移動に追従すると共に、前記回動軸芯に沿う面上で揺動し前記出力軸に係脱可能な規制部材と、
前記規制部材を前記出力軸に係合する中立状態に付勢する中立復帰手段と、
静止部材に固定され、前記出力軸が前記ストロークの範囲の両端部以外に位置するとき、前記規制部材を前記中立状態に規制し、前記入力軸の回動駆動によって前記出力軸が前記ストロークの範囲の両端部に位置したとき、前記中立状態から前記入力軸の回動駆動方向への前記規制部材の揺動を許容するスライダ部材とを備えたセルフロッククラッチ。
【請求項３】
前記中立復帰手段が前記規制部材に備えられたバネである請求項１又は２に記載のセルフロッククラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力側から駆動力を入力したときは出力側へ伝達し、出力側から駆動力を入力したときは自動的にロックを掛けて入力側へ伝達しないセルフロッククラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータ等の駆動軸が軸中心に嵌合され、駆動軸の回転駆動により回転する駆動側回転体と、駆動側回転体の外周を包む円筒状のカラーと、カラーの内側において駆動側回転体と同一軸芯上に配置され、回転方向に駆動側回転体と当接可能である当接面を有すると共に、回転方向の位置によってカラーの内周面との距離が異なるよう形成してある制御面を外周面に有する従動側回転体と、カラーの内周面と制御面との間に配置され、カラーの内周面に沿って移動可能な転動体とを備えたセルフロッククラッチがあった。
【０００３】
このセルフロッククラッチは、駆動側回転体が回転し、当接面と駆動側回転体とが当接したとき、転動体は制御面と離間しておりカラーの内周面に沿って移動可能であるよう構成してある。このため、駆動側回転体と従動側回転体とが一体回動可能である。また、駆動側回転体が回転せず、従動側回転体が回転したとき、転動体がカラーの内周面と制御面との間に挟持されるよう構成してある。このため、従動側回転体のさらなる回動は禁止される。さらに、転動体が挟持されたときの制御面と転動体との接触範囲を長くするよう構成してあった。
【０００４】
この技術によると、駆動側回転体が回転したとき、駆動側回転体と従動側回転体との一体回動が許容される。駆動側回転体が回転しないとき、従動側回転体が回転すると、自動的に従動側回転体の回動が禁止される。このため、確実なセルフロックが可能であるとされていた。
【０００５】
さらに、制御面と転動体との接触範囲を長くするよう構成してあるため、セルフロッククラッチを大型化することなく、ロック保持力を向上することができるとされていた。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３３６５５０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１のセルフロッククラッチは、部品点数が多い上に、構造が複雑であるため、費用が高く、動作の信頼性が低い虞があった。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑み、少ない部品点数で確実なセルフロックが可能であるセルフロッククラッチを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るセルフロッククラッチの第１特徴構成は、回動軸芯の回りに回動駆動される入力軸と、前記入力軸に螺合し、前記入力軸に対して所定のストロークで相対移動すると共に、前記ストロークの範囲の両端部で前記入力軸と一体回動する出力軸と、静止部材に枢支され、前記回動軸芯に沿う面上で揺動し前記出力軸に係脱可能な規制部材と、前記規制部材を前記出力軸に係合する中立状態に付勢する中立復帰手段と、前記出力軸の外面に摺動係合して前記ストロークの方向に沿って前記出力軸の相対移動に追従すると共に、前記出力軸が前記ストロークの範囲の両端部以外に位置したとき、前記規制部材を前記中立状態に規制する揺動規制位置に位置し、前記入力軸の回動駆動によって前記出力軸が前記ストロークの範囲の両端部に位置したとき、前記中立状態から前記入力軸の回動駆動方向への前記規制部材の揺動を許容する揺動許容位置に位置するスライダ部材とを備えた点にある。
【００１０】
本構成によると、入力軸と出力軸と規制部材と中立復帰手段とスライダ部材とを備えており、出力軸がストロークの範囲の両端部以外に位置したとき、スライダ部材が揺動規制位置に位置し、規制部材は中立状態に規制され、規制部材と出力軸との係合が外れない。このため、入力軸と反対側からの駆動力が出力軸に作用しても、何れの方向にも出力軸は回動しない。
【００１１】
一方、出力軸がストローク範囲の両端部に位置したとき、スライダ部材が揺動許容位置に位置し、入力軸の回動駆動方向へ規制部材は揺動可能となる。このため、回動駆動方向には規制部材と出力軸との係合が外れることができ、出力軸は入力軸と一体回動することができる。このとき、入力軸と出力軸とが一体回動可能な方向と逆方向に規制部材は揺動できないため、入力軸と反対側からの駆動力がその逆方向に出力軸へ作用しても、規制部材と出力軸との係合が外れず、出力軸は回動しない。また、入力軸と出力軸とが一体回動可能な方向に、入力軸と反対側からの駆動力が出力軸に作用すると、出力軸は回動する。
【００１２】
本構成であれば、一方向のみに動力を伝達可能なセルフロッククラッチを、少ない部品点数かつ簡便な構造で実現することができる。また、出力軸と揺動部材との係合によるセルフロックであるので、出力軸による負荷が高くなっても、セルフロックが解除されにくい。したがって、低費用で信頼性の高いセルフロッククラッチとすることができる。
【００１３】
さらに、中立復帰手段を備えているため、規制部材は中立状態に付勢される。よって、入力軸及び出力軸が回動していないとき、規制部材は揺動せず、不測に規制部材と出力軸との係合が外れることがない。したがって、常に揺動部材は出力軸に係合した位置にあり、入力軸と反対側からの駆動力が出力軸に作用しても、直ちに出力軸の回動を規制することができる。また、重力や外部からの振動などの影響を受けにくく、セルフロッククラッチの設置位置及び設置方向の自由度が増す。
【００１４】
本発明に係るセルフロッククラッチの第２特徴構成は、回動軸芯の回りに回動駆動される入力軸と、前記入力軸に螺合し、前記入力軸に対して所定のストロークで相対移動すると共に、前記ストロークの範囲の両端部で前記入力軸と一体回動する出力軸と、前記出力軸の外面に摺動係合して前記ストロークの方向に沿って前記出力軸の相対移動に追従すると共に、前記回動軸芯に沿う面上で揺動し前記出力軸に係脱可能な規制部材と、前記規制部材を前記出力軸に係合する中立状態に付勢する中立復帰手段と、静止部材に固定され、前記出力軸が前記ストロークの範囲の両端部以外に位置するとき、前記規制部材を前記中立状態に規制し、前記入力軸の回動駆動によって前記出力軸が前記ストロークの範囲の両端部に位置したとき、前記中立状態から前記入力軸の回動駆動方向への前記規制部材の揺動を許容するスライダ部材とを備えた点にある。
【００１５】
本特徴構成は、第一特徴構成にかかるセルフロッククラッチの構成において、規制部材を出力軸の相対移動に追従させ、スライダ部材を静止部材に固定したものである。このため、同様に、基本的には、入力軸と反対側からの駆動力が出力軸へ作用しても、セルフロックを掛けて出力軸を回動させず、入力軸と出力軸とを一体回動させたいときは、一方向のセルフロックを解除し、入力軸と出力軸との一体回動を可能とするセルフロッククラッチを、少ない部品点数かつ簡便な構造で実現することができる。また、出力軸と揺動部材との係合によるセルフロックであるので、出力軸による負荷が高くなっても、セルフロックが解除されにくい。したがって、低費用で信頼性の高いセルフロッククラッチとすることができる。
【００１６】
本発明に係るセルフロッククラッチの第３特徴構成は、前記中立復帰手段が前記規制部材に備えられたバネである点にある。
【００１７】
本構成によると、中立復帰手段が規制部材に備えられたバネであるため、規制部材への取り付けが簡便で、中立復帰手段の設置位置や設置方向の自由度が増す。また、バネの弾性力の調整により、付勢力の調整を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係るセルフロッククラッチＣの実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
（全体構成）
セルフロッククラッチＣは、図１に示すごとく、入力軸１、出力軸２、規制部材３、中立復帰手段（図示しない）、スライダ部材４とを備えている。入力軸１は回動軸芯Ｌの回りに回動駆動される。出力軸２は入力軸１に螺合し、入力軸１に対して所定のストロークで相対移動すると共に、ストロークの範囲の両端部で入力軸１と一体回動する。規制部材３は静止部材（図示しない）に枢支され、中立状態で出力軸２に係合し、回動軸芯Ｌに沿う面上で揺動して出力軸２に係脱可能である。中立復帰手段は規制部材３を中立状態に付勢する。スライダ部材４は出力軸２の外面に摺動係合して、ストロークの方向に沿って出力軸２の相対移動に追従する。
【００２０】
さらに、スライダ部材４は、出力軸２がストロークの範囲の両端部以外に位置したとき、規制部材３を中立状態に規制する揺動規制位置に位置し、入力軸１の回動駆動によって出力軸２がストロークの範囲の両端部に位置したとき、中立状態から入力軸１の回動駆動方向への規制部材３の揺動を許容する揺動許容位置に位置する。
【００２１】
（入力軸）
入力軸１は、図２に示すごとく、円筒形状の軸部１１と軸部１１より径が大きい円筒形状のスクリュー部１２とを備えた部材であって、駆動力の入力により固定位置で回動軸芯Ｌの回りに回動駆動する。スクリュー部１２の外周には先端部１３から後端部１４に亘ってネジが切ってあり、このネジは後述する出力軸２の螺合溝２５と噛合う。
【００２２】
（出力軸）
出力軸２は、図２に示すごとく、入力軸１と反対側のギア部２１と、入力軸１の側の基部２２と、基部２２の外周面に形成された摺動溝２３とを備えた円筒形状の部材であり、回動軸芯Ｌの回りに回動可能である。出力軸２の内部には、図３（ｂ）に示すごとく、回動軸芯Ｌを中心とした螺合溝２５が形成されており、スクリュー部１２と螺合溝２５とはスクリューナットの関係にある。入力軸１が出力軸２から逸脱しないよう、出力軸２における入力軸１の側の端部はプレート２６で塞いである。プレート２６には軸部１１が挿通する程度の挿入孔２７が形成してある。
【００２３】
ギア部２１は、外周面に回動軸芯Ｌに沿った歯部２１ａを備えており、入力軸１に回動駆動による出力軸２の回動は、歯部２１ａを介して次の部材へと伝達される。摺動溝２３は基部２２の外周面回りに亘って形成された円弧断面の溝であり、後述するスライダ部材４が摺動可能に係合される。
【００２４】
出力軸２における入力軸１と反対側の端部に支持孔２４を形成し、ハウジング等の静止部材に固定された図示しない支持部材を摺動可能に挿入してある。このように、出力軸２は入力軸１と支持部材とによって保持されているため、セルフロッククラッチＣは安定して動作する。
【００２５】
（規制部材）
規制部材３は、図２に示すごとく、回動軸芯Ｌの方向に延在する四角柱形状のアーム部３１と、アーム部３１における出力軸２と反対側の側面に形成された枢支軸３２と、アーム部３１における出力軸２の側の側面に形成された係止部３３とを備えている。規制部材３は周囲の頑強な静止部材、例えば、セルフロッククラッチＣを収容するハウジング（図示しない）に枢支軸３２を介して枢支されている。
【００２６】
枢支軸３２の枢支軸３２は、図３（ａ）に示すごとく、回動軸芯Ｌと垂直であり、摺動溝２３の略中心に位置している。規制部材３が回動軸芯Ｌに沿った状態であるとき、図３（ｃ）に示すごとく、係止部３３がギア部２１の歯部２１ａと歯部２１ａとの間に係止する。本構成により、規制部材３は回動軸芯Ｌに沿う面上で揺動し出力軸２に係脱可能となっている。
【００２７】
図示しない中立復帰手段としてのバネによって、規制部材３は回動軸芯Ｌに沿った状態に付勢されている。この状態が、本発明における「中立状態」である。バネはねじりバネや板バネであって、枢支軸３２又はアーム部３１とハウジングとの間等に設けると良い。
【００２８】
（スライダ部材）
スライダ部材４は、図１及び図２に示すごとく、摺動溝２３に摺動係合する係合部４１と、アーム部３１に沿って摺動し、回動軸芯Ｌの方向に一定の長さを有する規制部４２とを備えている。係合部４１の断面形状は摺動溝２３の断面形状に対応しており、また、摺動溝２３の外周部回りの形状に沿うよう長手方向に湾曲している。さらに、図示はしないが、回動軸芯Ｌ方向に延在するレールがハウジングに固定されており、スライダ部材４におけるアーム部３１と反対側の面を保持している。このため、スライダ部材４はアーム部３１とレールとによって狭持され、出力軸２と共回りせず、出力軸２の相対移動に追従して回動軸芯Ｌの方向に移動可能である。
【００２９】
（セルフロッククラッチの動作）
上述のように構成してあるセルフロッククラッチＣの動作を図面に基づいて説明する。図３〜図５において、（ａ）図はセルフロッククラッチＣの平面図、（ｂ）図はセルフロッククラッチＣの回動軸芯Ｌの方向の断面図、（ｃ）図は出力軸２の側から見たセルフロッククラッチＣの側面図である。
【００３０】
セルフロッククラッチＣは、図３に示すごとく、スクリュー部１２が螺合溝２５の中央に位置するとき、スライダ部材４の中心と揺動軸芯ＳＬとが一致するよう組付けてある。
【００３１】
このとき、スライダ部材４の規制面４２ａが揺動軸芯ＳＬを挟んで規制部材３の被規制面３１ａに接しており、規制部材３の揺動は規制されている。このため、規制部材３は揺動せず、係止部３３がギア部２１の歯部２１ａと歯部２１ａとの間に係止し、出力軸２の回動は規制される。
【００３２】
また、スクリュー部１２と螺合溝２５とはスクリューナットの関係にあるため、入力軸１を回動駆動すると出力軸２は回動軸芯Ｌに沿って平行移動する。本実施形態では、白抜き矢印の方向に入力軸１を回動駆動すると、出力軸２は相対的に右方向に移動するよう構成してある。したがって、図４（ｂ）の状態から図５（ｂ）の状態までのストロークで出力軸２は入力軸１に対して相対移動する。
【００３３】
規制面４２ａの回動軸芯Ｌの方向の長さはストロークの長さに一致させてある。このため、図４に示すごとく、入力軸１を白抜き矢印の方向に回動駆動し、螺合溝２５における入力軸１と反対側の端部に先端部１３が到達すると、規制面４２ａの全てが揺動軸芯ＳＬに対して入力軸１の側に位置する。よって、規制部材３は一点鎖線で示すごとく、時計回りに揺動可能となる。このとき、出力軸２はこれ以上右方向へ移動しないため、さらに入力軸１を白抜き矢印の方向に回動駆動すると、図４（ｃ）に示すごとく、歯部２１ａが係止部３３を蹴って係止部３３の係止を解除しつつ、出力軸２は入力軸１と共回りすることができる。
【００３４】
この状態において、入力軸１の回動駆動が停止されると、バネの付勢力により規制部材３は中立状態に確実に復帰し、係止部３３が歯部２１ａと歯部２１ａとの間に係止する。よって、白抜き矢印と逆方向の駆動力が入力軸１と反対側から出力軸２に作用しても、出力軸２は回動しない。
【００３５】
また、白抜き矢印の方向の駆動力が入力軸１と反対側から出力軸２に作用すると、出力軸２は回動する。ただし、入力軸１の静止トルクが大きい場合は、出力軸２が回動しつつ左方向に相対移動するため、規制面４２ａの一部が揺動軸芯ＳＬの入力軸１と反対側に位置すると、揺動部材の回動が規制される。よって、瞬間的に出力軸２は回動できなくなる。
【００３６】
一方、図５に示すごとく、入力軸１を白抜き矢印の方向に回動駆動し、螺合溝２５における入力軸１の側の端部に後端部１４が到達すると、規制面４２ａの全てが揺動軸芯ＳＬに対して入力軸１と反対側に位置する。よって、規制部材３は一点鎖線で示すごとく、反時計回りに揺動可能となる。このとき、出力軸２はこれ以上左方向へ移動しないため、さらに入力軸１を白抜き矢印の方向に回動駆動すると、図５（ｃ）に示すごとく、歯部２１ａが係止部３３を蹴って係止部３３の係止を解除しつつ、出力軸２は入力軸１と共回りすることができる。
【００３７】
この状態において、入力軸１の回動駆動を停止されると、バネの付勢力により規制部材３は中立状態に確実に復帰し、係止部３３が歯部２１ａと歯部２１ａとの間に係止する。よって、白抜き矢印と逆方向の駆動力が入力軸１と反対側から出力軸２に作用すると、出力軸２の回動は直ちに規制される。
【００３８】
また、白抜き矢印の方向の駆動力が入力軸１と反対側から出力軸２に作用すると、出力軸２は回動する。ただし、入力軸１の静止トルクが大きい場合は、出力軸２が回動しつつ右方向に相対移動するため、規制面４２ａの一部が揺動軸芯ＳＬの入力軸１の側に位置すると、揺動部材の回動が規制される。よって、瞬間的に出力軸２は回動できなくなる。
【００３９】
即ち、図３に示すごとく、規制面４２ａが揺動軸芯ＳＬを挟んでいる位置が本発明における「揺動規制位置」であり、図４又は図５に示すごとく、規制面４２ａの全てが揺動軸芯ＳＬに対して何れか一方側にある位置が「揺動許容位置」である。
【００４０】
さらに、規制部４２の回動軸芯Ｌの方向の両側の端面４２ｂ、４２ｃは、Ｒ形状に面取りしてあるため、規制部材３は端面４２ｂ又は端面４２ｃのＲ形状に沿って円滑に揺動することができる。また、端面４２ｂ及び端面４２ｃがＲ形状であるため、規制部材３の微小な移動で、規制部材３の揺動角度範囲を素早く拡大することができる。
【００４１】
このように、入力軸１と出力軸２とが一体回動する際は、係止部３３が歯部２１ａによって蹴られ続けるため、係止部３３と歯部２１ａとの磨耗を防止するよう、両部材を耐磨耗素材で構成するべきである。また、両部材の当接音を防止するために、係止部３３に弾性性能を付加するのも良い。
【００４２】
本実施形態においては、係止力を高めるために、係止部３３と歯部２１ａとが係合するよう構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、係止部３３の代わりに摩擦面を設けると共に基部２２を長く形成し、摩擦面と基部２２との摩擦による係合としても良い。この場合、ギア部２１が係合対象とならないため、歯部２１ａの磨耗が防止される。
【００４３】
本実施形態においては、規制面４２ａの回動軸芯Ｌの方向の長さをストロークの長さに一致させてあるが、ストロークを大きく設定しても良い。この場合、スライダ部材４が揺動許容位置に達してから、出力軸２がストロークの端部に位置するまでに多少の余裕がある。このため、螺合溝２５の中央にスクリュー部１２が位置するよう組立てる際の組付け誤差等を吸収することができる。また、スクリューナット構造に多少の遊びを設けることができ、製作精度を緩和することができる。
【００４４】
（別実施の形態１）
上述の実施形態においては、スライダ部材４が出力軸２に摺動係合され、規制部材３が静止部材に枢支されているが、図６及び図７に示すごとく、規制部材３を出力軸２に揺動可能に摺動傾動し、スライダ部材４を静止部材に固定しても良い。
【００４５】
本実施形態において、規制部材３は、アーム部と、摺動溝２３に摺動係合する係合部３４と、アーム部３１と係合部３４とを回動可能に接続する枢支軸３２と、係止部とを備えている。また、スライダ部材４は、規制部４２と、ハウジング等の静止部材に固定される固定軸４３とを備えている。さらに、上述の実施形態におけるレールと同様に、規制部材３の出力軸２との共回りを防止する部材が必要である。例えば、図示はしないが、ハウジング等に固定された回動軸芯Ｌに沿った凹形状のレールと、レールに沿って移動可能な凸部材とを備え、凸部材の突部を規制部材３の揺動軸に回動可能に接続すれば良い。
【００４６】
本実施形態に係るセルフロッククラッチＣは、スライダ部材４と規制部材３との相対関係が上述の実施形態と多少異なるだけであり、実質的な動作及び作用効果は同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００４７】
（別実施の形態２）
上述の実施形態では、セルフロックにより出力軸２の側からの回動は規制されるが、手動によりセルフロックを解除する構成を備えても良い。本発明に係るセルフロッククラッチＣを車両のパワーバックドアに適用した場合、バックドアを自動で開けた後に、手動で閉めたい場合など、任意にセルフロックを解除する構成を備えていると好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係るセルフロッククラッチの斜視図
【図２】本発明に係るセルフロッククラッチの分解斜視図
【図３】スライダ部材が揺動規制位置にあるときのセルフロッククラッチを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は出力軸側から見た側面図
【図４】スライダ部材が入力軸の側の揺動許容位置にあるときのセルフロッククラッチを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は出力軸側から見た側面図
【図５】スライダ部材が入力軸と反対側の揺動許容位置にあるときのセルフロッククラッチを示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は出力軸側から見た側面図
【図６】別実施の形態に係るセルフロッククラッチの分解斜視図
【図７】別実施の形態に係るセルフロッククラッチの平面図
【符号の説明】
【００４９】
Ｃ      セルフロッククラッチ
Ｌ      回動軸芯
１      入力軸
２      出力軸
３      規制部材
４      スライダ部材
【図１】
2010101421.tif 000003
【図２】
2010101421.tif 000004
【図３】
2010101421.tif 000005
【図４】
2010101421.tif 000006
【図５】
2010101421.tif 000007
【図６】
2010101421.tif 000008
【図７】
2010101421.tif 000009