(57)【要約】【課題】レース表面３２を有するハウジング２６のためのクラッチ装置１０を提供する。【解決手段】クラッチ装置１０は、シャフト１３と、シャフトに固着された出力構造１１と、シャフトに固着されたカム１６と、シャフトに関して回転自在に該シャフトに装着されたクラッチプレート１８とを有する。従動体構造２８はカムに作動的に連携する。入力構造１４はシャフトに関して回転自在に該シャフトに装着され、入力運動を受けて回転することによりカム及びシャフトを回転させて出力構造を駆動する。出力構造が駆動状態であって、トルクがシャフトへ、従ってカムへ伝達されるモータの後方駆動状態時、カムにより従動体構造がレース表面３２に接触してそれに圧力を及ぼすことにより、シャフトの回転を阻止する。【選択図】図１
2006220303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レース表面を有するハウジングに用いるクラッチ装置であって、
クラッチ装置は、
シャフトと、
シャフトに固着され、その運動を別の部材へ伝達するように構成された出力構造と、
シャフトに固着されたカムと、
シャフトに関して回転自在に該シャフトに装着されたクラッチプレートと、
カムに作動的に連携する従動体構造と、
シャフトに関して回転自在に該シャフトに装着され、カム及び従動体構造に連携し、通常の作動状態で入力運動を受けて回転することによりカム及びシャフトを回転させて出力構造を駆動するように構成された入力構造とより成り、
出力構造が駆動状態であって、トルクがシャフトへ、従ってカムへ伝達されるモータの後方駆動状態時、カムにより従動体構造がレース表面に接触してそれに圧力を及ぼすことにより、シャフトの回転が阻止されるクラッチ装置。
【請求項２】
出力構造及び入力構造はそれぞれギヤを有する請求項１の装置。
【請求項３】
入力構造はカムを介在させて離隔関係に配置された一対の係合部材を有し、各係合部材は一対の頂部表面を有し、頂部表面は頂端を画定するように出会う請求項１の装置。
【請求項４】
入力構造が駆動される場合、係合部材は、それぞれの頂部表面がカムに接触してクラッチプレートを自由に回転させるように構成されている請求項３の装置。
【請求項５】
出力構造が駆動要素である後方駆動状態の時、シャフトにかかるトルクによりカムが頂端に関して回転して従動体構造に係合することにより、従動体構造をレース表面に押し付けてシャフトをドックする請求項３の装置。
【請求項６】
従動体構造はクラッチプレートに連携する一対の従動体を有する請求項５の装置。
【請求項７】
各従動体は少なくとも１つの可撓性ブリッジ部分によりクラッチプレートに連結され、ブリッジ部分は従動体がカムと係合すると従動体が移動してレース表面と係合できるように構成されている請求項６の装置。
【請求項８】
カムはほぼ矩形の形状を有する請求項４の装置。
【請求項９】
カムはほぼ矩形の形状を有する請求項５の装置。
【請求項１０】
レース表面を有するハウジングに用いるクラッチ装置であって、
クラッチ装置は、
シャフトと、
シャフトに固着され、その運動を別の部材へ伝達するように構成された出力手段と、
シャフトに固着されたカムと、
シャフトに関して回転自在に該シャフトに装着されたクラッチプレートと、
カムに作動的に連携する押圧手段と、
シャフトに関して回転自在に該シャフトに装着され、カム及び押圧手段に連携し、通常の作動状態で入力運動を受けて回転することによりカム及びシャフトを回転させて出力構造を駆動するように構成された入力手段とより成り、
出力手段が駆動状態であって、トルクがシャフトへ、従ってカムへ伝達されるモータの後方駆動状態時、カムにより押圧手段がレース表面に接触してそれに圧力を及ぼすことにより、シャフトの回転が阻止されるクラッチ装置。
【請求項１１】
入力手段及び出力手段はそれぞれギヤを有する請求項１０の装置。
【請求項１２】
入力手段はカムを介在させて離隔関係に配置された一対の係合部材を有し、各係合部材は一対の頂部表面を有し、頂部表面は頂端を画定するように出会う請求項１０の装置。
【請求項１３】
入力手段が駆動される場合、係合部材は、それぞれの頂部表面がカムに接触してクラッチプレートを自由に回転させるように構成されている請求項１２の装置。
【請求項１４】
出力構造が駆動要素である後方駆動状態の時、シャフトにかかるトルクによりカムが頂端に関して回転して押圧手段に係合することにより、押圧手段をレース表面に押し付けてシャフトをドックする請求項１２の装置。
【請求項１５】
押圧手段はクラッチプレートに連携する一対の従動体を有する請求項１４の装置。
【請求項１６】
各従動体は少なくとも１つの可撓性ブリッジ部分によりクラッチプレートに連結され、ブリッジ部分は従動体がカムと係合すると従動体が移動してレース表面と係合できるように構成されている請求項１５の装置。
【請求項１７】
カムはほぼ矩形の形状を有する請求項１３の装置。
【請求項１８】
カムはほぼ矩形の形状を有する請求項１４の装置。
【請求項１９】
レース表面を有するハウジングを備えたモータの後方駆動を制御する方法であって、
シャフトと、シャフトに固着され、その運動を別の部材へ伝達するように構成された出力構造と、シャフトに固着されたカムと、シャフトに関して回転自在に該シャフトに装着されたクラッチプレートと、カムに作動的に連携する従動体構造と、シャフトに関して回転自在に該シャフトに装着され、カム及び従動体構造に連携し、通常の作動状態で入力運動を受けて回転することによりカム及びシャフトを回転させて出力構造を駆動するように構成された入力構造とより成るクラッチ装置を用意し、
出力構造が駆動要素であり、トルクがシャフトへ、従ってカムへ伝達されるモータの後方駆動状態の時、カムにより従動体構造をレース表面に接触させてその表面に圧力を加えることによりシャフトの回転を阻止し、
入力構造が被駆動状態にあるモータの通常動作状態の時、従動体構造がレース表面と接触しないようにしてシャフトを自由に回転させるステップより成るモータの後方駆動制御方法。
【請求項２０】
カムを用意するステップは、ほぼ矩形のカムを用意するステップを含む請求項１９の方法。
【請求項２１】
カムを用意するステップは、ほぼ矩形のカムを用意するステップを含む請求項１９の方法。
【請求項２２】
従動体構造を用意するステップは、クラッチプレートに連携する一対の従動体を用意するステップを含む請求項１９の方法。
【請求項２３】
各従動体は少なくとも１つの可撓性ブリッジ部分によりクラッチプレートに連結され、ブリッジ部分は従動体がカムと係合すると従動体が移動してレース表面と係合できるように構成されている請求項２２の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、出力ギヤ側が駆動要素である時は常に作動状態（係合状態）になる電気モータ用二方向性クラッチまたはブレーキ装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
ウォーム及びギヤを有するようなモータでは、ギヤ装置またはトランスミッションの出力端部に外部トルクが印加される場合にウォーム及びギヤが後方駆動状態にならないようにする必要がある。かかるモータが負荷に結合されている場合、ある特定の条件下で駆動トルクがモータ出力に作用する。このトルクは駆動ギヤからウォームシャフトへ伝達されて、モータのアーマチャに角度運動を誘起する（後方駆動）することがある。この状態になるとシステムは所期動作を停止するが、例えば、窓を持ち上げるモータの場合、これは、窓が振動状態の下で（車両の運転中に）オペレータの介入なしに窓が元の位置から下方へ移動することを意味する。後方駆動を惹き起こす別のシナリオとして、車両にアクセスするためにガラスを押し下げることがある。
【０００３】
現在、後方駆動の防止は、ウォーム及びギヤ駆動装置の場合、進み角を摩擦角以下に維持することにより行う。しかしながら、この解決法では、ある特定の振動状態下では適当でないかもしれない固有の非効率性がシステムに生じる。
【０００４】
システムの効率をシステムの後方駆動に対する大きな懸念を生ぜしめずに増加できるように駆動系統を選択的にロックする二方向性摩擦クラッチまたはブレーキが求められている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は上述のニーズを充足することにある。本発明の原理によると、この目的はレース表面を有するハウジングに用いるクラッチ装置を提供することにより達成される。クラッチ装置は、シャフトと、シャフトに固着され、その運動を別の部材へ伝達するように構成された出力構造と、シャフトに固着されたカムと、シャフトに関して回転自在に該シャフトに装着されたクラッチプレートと、カムに作動的に連携する従動体構造と、シャフトに関して回転自在に該シャフトに装着され、カム及び従動体構造に連携する入力構造とより成る。入力構造は、通常の作動状態で入力運動を受けて回転することによりカム及びシャフトを回転させて出力構造を駆動するように構成されている。出力構造が駆動状態であって、トルクがシャフトへ、従ってカムへ伝達されるモータが後方駆動状態の時、カムにより従動体構造がレース表面に接触してそれに圧力を及ぼすことにより、シャフトの回転が阻止される。
【０００６】
本発明の別の局面によると、モータの後方駆動制御方法が提供される。モータはレース表面を有するハウジングを備えている。この方法は、シャフトと、シャフトに固着され、その運動を別の部材へ伝達するように構成された出力構造と、シャフトに固着されたカムと、シャフトに関して回転自在に該シャフトに装着されたクラッチプレートと、カムに作動的に連携する従動体構造と、シャフトに関して回転自在に該シャフトに装着され、カム及び従動体構造に連携し、通常の作動状態で入力運動を受けて回転することによりカム及びシャフトを回転させて出力構造を駆動するように構成された入力構造とより成るクラッチ装置を用意する。出力構造が駆動要素であり、トルクがシャフトへ、従ってカムへ伝達されるモータの後方駆動状態時、カムにより従動体構造をレース表面に接触させてその表面に圧力を加えることによりシャフトの回転が阻止される。入力構造が被駆動状態にあるモータの通常動作状態時、従動体構造がレース表面と接触しないようにするためシャフトは自由に回転できる。
【０００７】
本発明の他の目的、特徴及び特性並びに動作方法、構造の関連要素の機能、部品の組み合わせ及び製造の経済性は、本明細書の一部を形成する添付図面に関連した下記の詳細な説明及び頭書の特許請求の範囲を検討すれば明らかになるであろう。
【実施例】
【０００８】
図１は、本発明の原理によるブレーキ及びクラッチ装置（総括的に１０で示す）を展開で示したものである。クラッチ装置１０は、シャフト１３の端部１２に固着される出力構造１１と、入力構造１４と、カム１６と、クラッチプレート１８とを有する。図示の実施例において、入力構造１４及び出力構造１１はそれぞれギヤであるが、これらの構造１４及び１１をベルト駆動システムに用いるプーリとして構成してもよいことがわかるであろう。
【０００９】
カム１６は、シャフト１３の端部１９を受容して固着する孔部１７を有するため、カム１６が運動するとシャフト１３が運動する。シャフトの端部１９はクラッチプレート１８の孔部２０を貫通するため、クラッチプレート１８はシャフト１３を中心として自由に回転する。入力構造１４は、シャフト１３に関して自由に回転するように取り付けられている。入力構造１４はまた、その構造から延びる係合部材２３を有する。図８及び９を参照して、各係合部材２３は一対の頂部表面２９を有し、これらの表面は出会うことにより頂端３５を画定するが、その機能については後述する。図３は組み立て済みのクラッチ装置を示す。
【００１０】
図４及び５を参照して、クラッチ装置１０は、ウォーム２５が入力構造１４のギヤに噛み合うように、車両の従来型窓持上げ用モータのようなモータのハウジング２６に装着することができる。図６は、矢印Ｃの方向でみた図４のトランスミッション構造の断面図である。図７は、矢印Ｄの方向でみた図４のトランスミッション構造の断面図である。
【００１１】
図１及び２に最もわかりやすく示したように、クラッチプレート１８はそのベース２７から対向して延びる２つの従動体２８を有する。これらの従動体２８はクラッチプレート１８の一体的部分として成形するのが好ましいが、クラッチプレート１８から完全に取り外せるようにしてもよい。
【００１２】
モータのアーマチャ（図示せず）が駆動要素である場合（通常動作）、入力構造１４は、それがウォーム２５、ギヤまたはベルト（ベルト駆動の場合）であれ、別のコンポーネントにより駆動される。従動体２８を有するクラッチプレート１８及びカム１６は、互いに同じ相対的角度位置を有する。従って、図８に示すように、入力構造１４の係合部材２３の表面２９は連携のカム側３０と接触する。その結果、従動体２８には半径方向の力が作用しないため、モータは、カム１６がシャフト１３、従って出力構造１１を運動させる所期動作を行うことが可能である。そして、出力構造１１はその運動を別の部材（図示せず）に伝達することができる。
【００１３】
クラッチプレート１８は、他の全てのコンポーネントに対して「浮動」状態にあり、モータのアーマチャが駆動要素である時は自由に回転する。入力構造１４の係合部材２３はクラッチプレートとカム１６に同時に係合して、従動体２８のカム１６に対する整列関係を維持する。
【００１４】
図９に示すような初期の後方駆動状態において、圧力構造１１が駆動要素になると、シャフト１３はカム１６と共に回転する。シャフト１３にかかるトルクによりカム１６が入力構造１４の係合部材２３の頂端３５に関して揺動するが、それによりカム１６の端部３４を介して従動体２８に係合する。矩形のカム１６が回転されるため、従動体２８は内側レース３２（図５のハウジングの内径表面）に押し付けられ、このためシャフト、従ってモータが摩擦によりロックされて後方駆動が阻止される。従動体２８は、薄い可撓性のブリッジ部分３６が従動体２８をクラッチプレート１８に連結するため、内側レース３２の方へ移動されそれに押し付けることができる。
【００１５】
一般的に、クラッチ装置１０は二段またはそれ以上のトランスミッションを用いる用途に使用可能である。この装置１０は自動車の窓持上げ用として構成されている。
【００１６】
クラッチ装置の使用による好ましい作用効果は、ギヤ効率の増加によりモータの小型化が可能になり、システム部品点数の減少によりコストが低下することである。
【００１７】
クラッチ装置１０は、入力構造１４が駆動要素である限り両方の角度方向において作動状態となる。出力構造１１が駆動要素になる場合、クラッチ機能により両方向における角度変位が事実上阻止される。
【００１８】
上述の好ましい実施例を、本発明の構造的及び機能的原理だけでなく好ましい実施例を用いる方法を説明する目的で図示説明した。しかしながら、これらはかかる原理から逸脱することなく変形可能である。従って、本発明は頭書の特許請求の範囲の思想の範囲内に含まれる全ての変形例を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の原理に従って提供されるクラッチ装置の下方展開図である。
【図２】図１のクラッチ装置の上方展開図である。
【図３】図１の組立て済みクラッチ装置の正面図である。
【図４】ハウジング内にウォームギヤと係合する状態で取り付けられてトランスミッション構造を画定する図３のクラッチ装置を示す図である。
【図５】図４のトランスミッション構造の上方展開図である。
【図６】矢印Ｃの方向で見た図４のトランスミッション構造の断面図である。
【図７】矢印Ｄの方向で見た図４のトランスミッション構造の断面図である。
【図８】入力構造が駆動要素である時の本発明のクラッチ装置のカム、クラッチプレート及び入力構造を収容するハウジングの断面図である。
【図９】出力構造が駆動要素である時の本発明のクラッチ装置のカム、クラッチプレート及び入力構造を収容するハウジングの断面図である。
【図１】
2006220303.tif 000003
【図２】
2006220303.tif 000004
【図３】
2006220303.tif 000005
【図４】
2006220303.tif 000006
【図５】
2006220303.tif 000007
【図６】
2006220303.tif 000008
【図７】
2006220303.tif 000009
【図８】
2006220303.tif 000010
【図９】
2006220303.tif 000011
【図１０】
2006220303.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月15日(2006.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
図４、５及び６を参照して、クラッチ装置１０は、ウォーム２５が入力構造１４のギヤに噛み合うように、車両の従来型窓持上げ用モータのようなモータのハウジング２６に装着することができる。図７は、矢印Ｃの方向でみた図４のトランスミッション構造の断面図である。図８は、矢印Ｄの方向でみた図４のトランスミッション構造の断面図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
モータのアーマチャ（図示せず）が駆動要素である場合（通常動作）、入力構造１４は、それがウォーム２５、ギヤまたはベルト（ベルト駆動の場合）であれ、別のコンポーネントにより駆動される。従動体２８を有するクラッチプレート１８及びカム１６は、互いに同じ相対的角度位置を有する。従って、図９に示すように、入力構造１４の係合部材２３の表面２９は連携のカム側３０と接触する。その結果、従動体２８には半径方向の力が作用しないため、モータは、カム１６がシャフト１３、従って出力構造１１を運動させる所期動作を行うことが可能である。そして、出力構造１１はその運動を別の部材（図示せず）に伝達することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
図１０に示すような初期の後方駆動状態において、圧力構造１１が駆動要素になると、シャフト１３はカム１６と共に回転する。シャフト１３にかかるトルクによりカム１６が入力構造１４の係合部材２３の頂端３５に関して揺動するが、それによりカム１６の端部３４を介して従動体２８に係合する。矩形のカム１６が回転されるため、従動体２８は内側レース３２（図５のハウジングの内径表面）に押し付けられ、このためシャフト、従ってモータが摩擦によりロックされて後方駆動が阻止される。従動体２８は、薄い可撓性のブリッジ部分３６が従動体２８をクラッチプレート１８に連結するため、内側レース３２の方へ移動されそれに押し付けることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
【図１】本発明の原理に従って提供されるクラッチ装置の下方展開図である。
【図２】図１のクラッチ装置の上方展開図である。
【図３】図１の組立て済みクラッチ装置の正面図である。
【図４】ハウジング内にウォームギヤと係合する状態で取り付けられてトランスミッション構造を画定する図３のクラッチ装置を示す図である。
【図５】図４のトランスミッション構造の下方展開図である。
【図６】図４のトランスミッション構造の上方展開図である。
【図７】矢印Ｃの方向で見た図４のトランスミッション構造の断面図である。
【図８】矢印Ｄの方向で見た図４のトランスミッション構造の断面図である。
【図９】入力構造が駆動要素である時の本発明のクラッチ装置のカム、クラッチプレート及び入力構造を収容するハウジングの断面図である。
【図１０】出力構造が駆動要素である時の本発明のクラッチ装置のカム、クラッチプレート及び入力構造を収容するハウジングの断面図である。
【外国語明細書】
2006220303.tif 000013
2006220303.tif 000014
2006220303.tif 000015
2006220303.tif 000016
2006220303.tif 000017
2006220303.tif 000018
2006220303.tif 000019
2006220303.tif 000020
2006220303.tif 000021
2006220303.tif 000022
2006220303.tif 000023
2006220303.tif 000024
1. Abstract
2006220303.tif 000025
2. Representative Drawing
Fig. 1
2006220303.tif 000026
2006220303.tif 000027
2006220303.tif 000028
2006220303.tif 000029