(57)【要約】【課題】  簡便な手段により、固定カムと静止系部材間の回転抵抗をコイルばねのばね荷重よりも大きくする条件を容易に満足させる。【解決手段】  駆動源により回転駆動される入力外輪と、入力外輪から伝えられたトルクを外部へ取り出すための出力軸と、入力外輪と出力軸との間に軸方向移動可能でかつ相対回転不可能に介在し、出力軸と係合・離脱可能なクラッチリングと、周方向移動でもってクラッチリングを軸方向に移動させることによりクラッチリングと出力軸との係合・離脱を制御するカム機構２４とを備え、取付側板２７と固定カム４０との間にＯリング４７を介して粘性流体４４を封入する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止系部材と、駆動源により回転駆動される入力系回転部材と、入力系回転部材から伝えられたトルクを外部へ取り出すための出力系回転部材と、入力系回転部材と出力系回転部材との間に軸方向移動可能でかつ相対回転不可能に介在し、前記出力系回転部材と係合・離脱可能なトルク伝達部材と、静止系部材に対する相対角度変位を通じてトルク伝達部材を軸方向に移動させることによりトルク伝達部材と出力系回転部材との係合・離脱を制御する制御部材とを備え、前記静止系部材と制御部材との間に粘性流体を封入したことを特徴とする２ウェイクラッチユニット。
【請求項２】
前記静止系部材と制御部材との間にシール部材を介在させ、そのシール部材で静止系部材と制御部材との間に形成された空間に粘性流体を封入した請求項１に記載の２ウェイクラッチユニット。
【請求項３】
前記シール部材は、静止系部材の軸方向端面と制御部材の軸方向端面との間に介在されている請求項２に記載の２ウェイクラッチユニット。
【請求項４】
前記シール部材は、静止系部材の径方向内周面と制御部材の径方向外周面との間に介在されている請求項２に記載の２ウェイクラッチユニット。
【請求項５】
前記入力系回転部材を駆動モータに連結し、かつ、出力系回転部材をドアスライド機構に連結することにより電動スライドドア装置に組み込まれている請求項１〜４のいずれか一項に記載の２ウェイクラッチユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のパワーウィンドウ、ワンボックスカーにおける電動スライドドア、電動バックドアや、電動カーテン、電動シャッター等の開閉機構に利用され、駆動源の作動時は入力系から出力系へトルクを伝達し、駆動源の停止時はトルクの伝達を遮断して出力系の手動操作を可能にする２ウェイクラッチユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車（ワンボックスカー）の電動スライドドア装置では、駆動モータとスライドドアの連結または非連結を２ウェイクラッチユニットにより行なうものがある。この２ウェイクラッチユニットは、カム機構により入出力間を断接する構造を具備している（例えば、特許文献１参照）。図１２は、この特許文献１に開示された２ウェイクラッチユニットの概略構成を示す。
【０００３】
この２ウェイクラッチユニットは、駆動モータによって回転駆動される入力外輪１と、その入力外輪１から伝達される回転トルクを外部に取り出す出力軸２と、入力外輪１と出力軸２との間に介在し、その出力軸２に係合・離脱可能なクラッチリング３と、そのクラッチリング３を軸方向に移動させることによりクラッチリング３と出力軸２との係合・離脱を制御するカム機構４とを備えている。
【０００４】
このカム機構４は、静止系部材５に波ばね等の弾性部材６により押圧された固定カム７と、その固定カム７との軸方向嵌合によりクラッチリング３をコイルばね１２を介して軸方向に移動させる可動カム８とで構成されている。なお、前述の静止系部材５と固定カム７との間に介在した弾性部材６の弾性力により固定カム７を静止系部材５に押圧し、固定カム７の端面と静止系部材５との間に回転抵抗を発生させるようにしている。
【０００５】
また、このクラッチリング３と出力軸２にドグクラッチ９を形成し、前述したクラッチリング３の図中右側への軸方向移動により、ドグクラッチ９におけるドグ１０，１１同士の噛み合いによりクラッチリング３と出力軸２とを係合させるようにしている。このクラッチリング３と出力軸２との係合により、入力外輪１の回転トルクがクラッチリング３を介して出力軸２に伝達され、ドアを電動で開閉することができる。
【０００６】
この時、可動カム８は入力外輪１に伴って回転し、固定カム７は可動カム８から回転力を受けて同一回転するが、静止系部材５から弾性部材６の押圧による回転抵抗を受けるため、その回転抵抗により可動カム８に軸力を伝えている。
【０００７】
一方、クラッチリング３と出力軸２との間にはコイルばね１３が介在して両者を互いに離間させる向きに弾性力を付勢している。このコイルばね１３の弾性力により、駆動モータが停止している時はクラッチリング３が図中左側へ押圧されて出力軸２と離間することから、そのクラッチリング３と出力軸２のドグクラッチ９におけるドグ１０，１１同士が噛み合わないようになっている。このようにして、クラッチリング３のドグ１１と出力軸２のドグ１０とが噛み合わない状態となっているため、出力軸２はその出力軸側からフリーで回転可能な状態であり、ドアを手動にて自由に開閉することができる。
【特許文献１】特開２００５−１７２１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述した従来の２ウェイクラッチユニットでは、ドグクラッチ９を断接するカム機構４の機能を発揮させるため、つまり、可動カム８に軸力を作用させてその可動カム８を軸方向に移動させるためには、弾性部材６による弾性力でもって固定カム７を静止系部材５に対して固定する時に発生する抵抗、すなわち、固定カム７と静止系部材５との間の回転抵抗が、固定カム７と可動カム８のカム面上におけるコイルばね１２，１３によるばね荷重の周方向分力に打ち勝つ必要がある〔（固定カム７と静止系部材５との間の回転抵抗）＞（コイルばね１２，１３によるばね荷重の周方向分力）〕。
【０００９】
従って、ドグクラッチ９を断接するカム機構４の機能を確実に発揮させるためには、コイルばね１２，１３のばね荷重を小さく設定する、あるいは、固定カム７と静止系部材５間の回転抵抗を大きくする手段が考えられる。
【００１０】
しかしながら、コイルばね１２，１３のばね荷重を小さくし過ぎると、クラッチリング３と出力軸２とが振動により不必要なタイミングで係合してしまう可能性があることから、コイルばね１２，１３のばね荷重を小さくするには限界がある。
【００１１】
一方、固定カム７と静止系部材５間の回転抵抗を大きくし過ぎると、固定カム７と静止系部材５との間で摩耗や発熱が発生するという問題が生じる。また、固定カム７と静止系部材５間の回転抵抗にムラを生じさせないために、固定カム７と静止系部材５間の接触面は粗さや平面度などの点で精度良く設定する必要があり、この点を満足させるためには製品のコストアップを招くことになる。
【００１２】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、簡便な手段により、固定カムと静止系部材間の回転抵抗をコイルばねのばね荷重よりも大きくする条件を容易に満足させ得る２ウェイクラッチユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、静止系部材と、駆動源により回転駆動される入力系回転部材と、入力系回転部材から伝えられたトルクを外部へ取り出すための出力系回転部材と、入力系回転部材と出力系回転部材との間に軸方向移動可能でかつ相対回転不可能に介在し、出力系回転部材と係合・離脱可能なトルク伝達部材と、静止系部材に対する相対角度変位を通じてトルク伝達部材を軸方向に移動させることによりトルク伝達部材と出力系回転部材との係合・離脱を制御する制御部材とを備え、静止系部材と制御部材との間に粘性流体を封入したことを特徴とする。
【００１４】
本発明では、静止系部材と制御部材との間に粘性流体を封入したことにより、静止系部材に対する制御部材の相対角度変位で粘性抵抗を付与する。この粘性抵抗の付与により、制御部材が有する機能、つまり、トルク伝達部材を軸方向に移動させるに際して、トルク伝達部材と出力系回転部材との係合・離脱が確実に行える。
【００１５】
従来の２ウェイクラッチユニットにおいて静止系部材と制御部材との間に回転抵抗を付与するために両者間に介在させていた弾性部材が不要となり、部品点数および組立工数の低減化が図れる。また、静止系部材と制御部材とが非接触状態となるため、両者間での摩耗や発熱を低減させることができ、両者を高精度で加工する必要がなくなる。
【００１６】
静止系部材と制御部材との間に粘性流体を封入する構造としては、静止系部材と制御部材との間にシール部材を介在させ、そのシール部材で静止系部材と制御部材との間に形成された空間に粘性流体を封入すればよい。このようにシール部材を使用すれば、粘性流体の封入構造を容易に実現することができる。
【００１７】
このシール部材は、静止系部材の軸方向端面と制御部材の軸方向端面との間に介在させたり、あるいは、静止系部材の径方向内周面と制御部材の径方向外周面との間に介在させたりすることで、粘性流体の封入構造を容易に実現することができる。
【００１８】
本発明の２ウェイクラッチユニットは、入力系回転部材が駆動モータに連結され、かつ、出力系回転部材がドアスライド機構に連結されることにより電動スライドドア装置に組み込んで適用することが可能である。この場合、トルク伝達部材と出力系回転部材との係合・離脱を制御することにより、駆動モータとスライドドアの連結時、電動による開閉操作が可能となり、駆動モータとスライドドアの非連結時、手動による開閉操作が可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、静止系部材と制御部材との間に粘性流体を封入したことにより、静止系部材に対する制御部材の相対角度変位で粘性抵抗を付与することでもって、トルク伝達部材と出力系回転部材との係合・離脱を制御する制御部材の機能を確実に発揮させることができ、クラッチの作動性を向上させることができる。
【００２０】
従来の２ウェイクラッチユニットにおいて静止系部材と制御部材との間に回転抵抗を付与するために両者間に介在させていた弾性部材が不要となり、部品点数および組立工数が減る。また、静止系部材と制御部材とが非接触状態となるため、両者間での摩耗や発熱を低減させることができ、両者を高精度で加工する必要がなくなる。その結果、製品のコスト低減化が図れ、クラッチの長寿命化が実現容易となる。
【００２１】
さらに、静止系部材に対する制御部材の相対角度変位の調整は、粘性流体の粘度を調整すればよく、メンテナンス性にも優れた２ウェイクラッチユニットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る２ウェイクラッチユニットを、例えば自動車（ワンボックスカー）の電動スライドドア装置に適用した実施形態について詳述する。
【００２３】
図１および図２に示す実施形態のクラッチユニットは、駆動源としての駆動モータによって回転駆動される入力系回転部材としての入力外輪２１と、その入力外輪２１から伝えられるトルクを外部へ取り出すための出力系回転部材としての出力軸２２と、入力外輪２１と出力軸２２との間に介在し、その出力軸２２と係合・離脱可能なトルク伝達部材としてのクラッチリング２３と、そのクラッチリング２３と出力軸２２との係合・離脱を制御する制御部材としてのカム機構２４とからなる主要部で構成されている。
【００２４】
これら入力外輪２１、出力軸２２、クラッチリング２３およびカム機構２４からなる各構成部品は、静止系部材であるハウジング２５に収容され、各構成部品を収容したハウジング２５を中間側板２６を介して平板状の取付側板２７に装着することにより一体化している。このクラッチユニットを電動スライドドア装置に組み込む場合、入力外輪２１は駆動モータに連結され、出力軸２２はスライドドアを開閉動作させるスライド機構に連結され、前述の取付側板２７をボルト止め等により電動スライドドア装置の固定部位（図示せず）に装着される。
【００２５】
入力外輪２１はおおむね中空円筒形を呈し、その外周にウォームホイール２８が形成されている。このウォームホイール２８は駆動モータ（図示せず）により回転駆動されるウォーム（図示せず）と噛み合ってウォームギヤを構成する。ハウジング２５の周方向一部には、切り欠き状の窓穴２９が形成されており、この窓穴２９で前述のウォームホイール２８とウォームが噛み合っている。なお、駆動モータと入力外輪２１との間の動力伝達機構としては、図面に例示した歯車のほか巻掛伝動装置などを採用することも可能である。
【００２６】
出力軸２２は、入力外輪２１に内嵌された大径部、ハウジング２５の端部に内嵌された中間径部およびハウジング２７から突出して前述のスライド機構に連結される小径部からなり、入力外輪２１およびハウジング２５に回転自在に支承されている。この出力軸２２の大径部のクラッチリング２３と対向する端面には、図３に示すようにドグ３０が突設されている。なお、この実施形態では、出力軸２２に四個のドグ３０を円周方向等間隔に配設した場合を例示しているが、そのドグ３０の個数については任意である。
【００２７】
一方、クラッチリング２３は、入力外輪２１に対して軸方向にスライド可能で、かつ、相対回転不可能に装着されている。つまり、図５に示すように入力外輪２１の内径には、軸方向に沿う凹溝３１が円周方向等間隔に形成されており、これに対応させてクラッチリング２３の外径には、凹溝３１に嵌合する突条３２が軸方向に沿って円周方向等間隔に形成されている。これにより、クラッチリング２３は入力外輪２１と共回りすることになる。このクラッチリング２３の出力軸２２と対向する端面には、図４に示すようにドグ３３が突設されており、前述の出力軸２２のドグ３０とでドグクラッチ３４が形成される。なお、この実施形態では、クラッチリング２３に四個のドグ３３を円周方向等間隔に配設した場合を例示しているが、そのドグ３３の個数については任意であって出力軸２２のドグ３０の個数に一致させればよい。
【００２８】
クラッチリング２３が軸方向に沿って出力軸２２と近接する側へ移動してクラッチリング２３のドグ３３が出力軸２２のドグ３０と噛み合うと、両者は回転方向に一体化してトルクが伝達される。また、両者の噛み合い状態から、クラッチリング２３が軸方向に沿って出力軸２２から離間する側へ移動してクラッチリング２３のドグ３３が出力軸２２のドグ３０から離脱すると、両者は分離されてトルクが遮断される。
【００２９】
出力軸２２とクラッチリング２３とは、出力軸２２の中央凹孔３５に植設された支持軸３６をクラッチリング２３の中央貫通孔３７に挿通させることにより同軸上に配置され、出力軸２２に対してクラッチリング２３が軸方向に移動可能となっている。また、出力軸２２とクラッチリング２３との間にはコイルばね３８が介在して両者を互いに離間させる向きに弾性力が付勢されている。このコイルばね３８の弾性力により、駆動モータが停止している時はクラッチリング２３と出力軸２２が噛み合わないようになっている。
【００３０】
入力外輪２１の内径には、クラッチリング２３の可動カム４１側にクラッチリング２３の軸方向移動を規制する止め輪３９が配設されている（図１参照）。前述のコイルばね３８によりクラッチリング２３と出力軸２２を離間させる付勢力は、クラッチリング２３が軸方向移動して止め輪３９に係合することにより止められ、クラッチリング２３が出力軸２２から離間する移動量が規制される。
【００３１】
このクラッチリング２３を挟んで出力軸２２と反対側に配置されたカム機構２４は、固定カム４０と可動カム４１とで構成されている。なお、この可動カム４１と前述のクラッチリング２３との間には、それら両者を互いに離間させる向きに弾性力を付勢するコイルばね４２が介設されている。また、クラッチリング２３と同様、出力軸２２の中央凹孔３５に植設された支持軸３６を可動カム４１の中央貫通孔４３に挿通させることにより同軸上に配置され、固定カム４０に対して可動カム４１が軸方向に移動可能となっている。
【００３２】
可動カム４１は、入力外輪２１に対して軸方向にスライド可能で、かつ、相対回転不可能に装着されている。つまり、図６に示すように入力外輪２１の内径に円周方向等間隔で軸方向に沿って形成された凹溝３１に対応させて、可動カム４１の外径には、その凹溝３１に嵌合する凸部４５が円周方向等間隔に形成されている。これにより、可動カム４１は、入力外輪２１と共回りすることになる。この可動カム４１の固定カム４０と対向する端面には、図７（ａ）（ｂ）および図９に示すようにその端面から凸設された傾斜面４６ａと平坦面４６ｂからなり、かつ、固定カム４０と軸方向で嵌合可能なカム面４６が形成されている。これに対して、固定カム４０の可動カム４１と対向する端面には、図８（ａ）（ｂ）および図９に示すようにその端面から凹設された傾斜面４８ａと平坦面４８ｂからなり、かつ、可動カム４１と軸方向で嵌合可能なカム面４８が形成されている。
【００３３】
図１に示すように、静止系部材である取付側板２７と制御部材であるカム機構２４の固定カム４０との間に粘性流体４４を封入する。この実施形態では、取付側板２７と固定カム４０の端面４０ａとの間に介在させたシール部材としてのＯリング４７により形成された空間に粘性流体４４を封入させている。このように取付側板４７と固定カム４０との間に粘性流体４４を封入したことにより、取付側板４７と固定カム４０との間で粘性抵抗を付与するようにしている。なお、この粘性流体４４としては、デフオイルやシリコンオイル等の粘性の高いオイルが好適である。また、この実施形態ではＯリング４７を使用しているが、Ｏリング以外の他のシール部材を使用することも可能である。
【００３４】
前述の構成からなる実施形態の２ウェイクラッチユニットの動作例を以下に詳述する。
【００３５】
駆動モータが停止している時、固定カム４０と可動カム４１は、それぞれの平坦面４８ｂ，４６ｂが接する位相にある中立状態であることから〔図９および図１０（ａ）参照〕、可動カム４１は、コイルばね４２の弾性力により固定カム４０に接する状態にある。また、クラッチリング２３は、コイルばね３８の弾性力により出力軸２２から離間する方向に付勢され、止め輪３９により出力軸２２のドグ３０から離脱した位置で規制されている。このようにして、クラッチリング２３のドグ３３と出力軸２２のドグ３０とが噛み合わない状態となっているため、出力軸２２はその出力軸側からフリーで回転可能な状態であり、ドアを手動にて自由に開閉することができる。
【００３６】
一方、駆動モータが回転すると、ウォームギヤを介して入力外輪２１が回転し始め、駆動モータの回転力は、ウォームギヤにより入力外輪２１に減速伝達される。可動カム４１は、入力外輪２１に凹溝３１および凸部４５で凹凸嵌合していることにより回転方向に規制されていることから、入力外輪２１に伴って回転する。これに対して、固定カム４０は、回転方向に固定した状態にあるため、前述の可動カム４１は、固定カム４０と嵌合するカム面４６、つまり、傾斜面４６ａに沿って回転し、その回転により軸方向に沿って出力軸側へ移動する〔図１０（ｂ）参照〕。この可動カム４１の軸方向移動により、クラッチリング２３との間のコイルばね４２が軸方向に圧縮されてその弾性力が蓄積される。その圧縮力がクラッチリング２３と出力軸２２間のコイルばね３８の弾性力に打ち勝つと、クラッチリング２３が軸方向に移動して出力軸２２に近接する。
【００３７】
このクラッチリング２３も、可動カム４１と同様、入力外輪２１に凹溝３１および凸部３２で凹凸嵌合していることにより回転方向に規制されていることから、入力外輪２１に伴って回転する。従って、クラッチリング２３の回転および軸方向移動により、クラッチリング２３のドグ３３と出力軸２２のドグ３０との噛み合い位相が合致したところでクラッチリング２３が出力軸２２に噛み合う。これにより、入力外輪２１の回転トルクがクラッチリング２３を介して出力軸２２に伝達され、ドアを電動で開閉することができる。
【００３８】
この時、前述したように可動カム４１は入力外輪２１に伴って回転し、固定カム４０は可動カム４１から回転力を受けて同一回転するが、静止系である取付側板２７から粘性流体４４による粘性抵抗を受けるため、この粘性流体４４による粘性抵抗でもって固定カム４０は可動カム４１に軸力を伝えている。
【００３９】
このように、取付側板２７と固定カム４０との間に粘性流体４４を封入し、固定カム４０に粘性抵抗を付与することにより、可動カム４１を軸方向に移動させることで、その可動カム４１と出力軸２２の係合・離脱が確実に行える。この取付側板２７に対する固定カム４０の相対角度変位の調整は、粘性流体４４の粘度を調整すればよく、メンテナンス性の向上が図れる。
【００４０】
この実施形態の２ウェイクラッチユニットでは、従来の２ウェイクラッチユニットにおいて静止系部材５と固定カム５との間に回転抵抗を付与するために両者間に介在させていた弾性部材６（図１２参照）が不要となり、部品点数および組立工数の低減化が図れる。また、取付側板２７と固定カム４０とが非接触状態となるため、両者間での摩耗や発熱を低減させることができ、両者を高精度で加工する必要がなくなる。
【００４１】
なお、図１の実施形態では、取付側板２７と固定カム４０の端面４０ａとの間にＯリング４７を介在させ、そのＯリング４７で囲まれた空間に粘性流体４４を封入した場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、図１１に示す実施形態のように、中間側板２６の内周面と固定カム４０の外周面４０ｂとの間にＯリング４７を介在させ、そのＯリング４７で囲まれた空間に粘性流体４４を封入するようにしてもよい。
【００４２】
前述の実施形態では、ワンボックスカーにおける電動スライドドア装置にクラッチユニットを組み込んだ場合について説明したが、本発明は、駆動モータから減速機を介して負荷を駆動する装置、例えば自動車のパワーウィンドウ、電動バックドアや、電動カーテン、電動シャッター等の開閉機構において、電動と手動を切り替える仕様の装置に適用可能である。
【００４３】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る２ウェイクラッチユニットの実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】図１の実施形態の出力軸を示す斜視図である。
【図４】図１の実施形態のクラッチリングを示す斜視図である。
【図５】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図７】（ａ）は図１の可動カムを示す右側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図８】（ａ）は図１の固定カムを示す右側面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図９】図７（ｂ）の可動カムと図８（ｂ）の固定カムが嵌合した状態を示す断面図である。
【図１０】図７（ｂ）の可動カムと図８（ｂ）の固定カムの嵌合状態で、（ａ）は駆動モータの始動前の状態、（ｂ）は駆動モータの始動後の状態を示す部分拡大断面図である。
【図１１】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図１２】２ウェイクラッチユニットの従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
２１  入力系回転部材（入力外輪）
２２  出力系回転部材（出力軸）
２３  トルク伝達部材（クラッチリング）
２４  制御部材（カム機構）
２５  静止系部材（ハウジング）
２６  静止系部材（中間側板）
２７  静止系部材（取付側板）
４０  固定カム
４１  可動カム
４４  粘性流体
４７  シール部材（Ｏリング）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2008133850.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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