(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のしきい値を越える回転速度において、駆動軸を従動部材に結合する遠心クラッチであって、
一端に拡大部を有し、前記一端から離れた他端に第１の結合部分を有する、遠心スライダと、
伸張半径位置と後退半径位置との間での前記遠心スライダのスライド運動を拘束する複数の部分に前記遠心スライダを保持し、前記遠心スライダによって駆動される前記駆動軸に固定されるように嵌合するように形成され、前記スライド運動の軸に対して直角な軸をもつ、フレームと、
前記駆動軸に回転自在に装着され、使用中に前記従動部材と駆動させながら噛み合わせるために形成され、前記遠心スライダがその伸張位置にあるときのみ駆動的に前記第１の結合部分に接続する第２の結合部分と共に形成された、出力駆動部材と、
前記遠心スライダの凹部内に全体的に配置され、前記遠心スライダをその後退位置に向けてバイアスする、バイアス手段と、
を有し、
前記遠心スライダと前記フレームの回転は、前記拡大部に前記遠心スライダをその後退半径位置からその伸張半径位置へ引き、前記第１の結合部分と第２の結合部分とを相互に噛み合わせて、前記駆動軸から前記従動部材への回転駆動を伝達させ、前記バイアス手段は前記遠心スライダと前記フレームとの回転が終了したときに係合が解かれて、前記従動部材から前記駆動軸の結合を解く、
遠心クラッチ。
【請求項２】
前記バイアス手段は、前記遠心スライダをその後退位置までバイアスするように、前記遠心スライダに作用し、使用中に前記駆動軸を直接支える、復帰スプリングである、
請求項１に記載の遠心クラッチ。
【請求項３】
前記スプリングは平坦である、
請求項２に記載の遠心クラッチ。
【請求項４】
前記スプリングはジグザグ形状を有する、
請求項３に記載の遠心クラッチ。
【請求項５】
前記フレームはプラスチック射出成型物である、
請求項１〜４のいずれかに記載の遠心クラッチ。
【請求項６】
前記出力駆動部材はプラスチック射出成型物である、
請求項１〜５のいずれかに記載の遠心クラッチ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の遠心クラッチのフレームに駆動的に結合された駆動軸を具備する駆動装置であって、前記駆動軸が前記フレームおよび前記スライダを通して突出している、
駆動装置。
【請求項８】
電気モータを具備するモータ駆動装置であって、前記モータの出力軸が、請求項１〜６のいずれかに記載の遠心クラッチに接続されている、
モータ駆動装置。
【請求項９】
所定のしきい値を越える回転速度において、駆動軸を従動部材に結合する遠心クラッチのフレームと結合された駆動軸を有する駆動アセンブリであって、
一端に拡大部を有し、前記一端から離れた他端に第１の結合部分を有する、遠心スライダと、
伸張半径位置と後退半径位置との間で前記遠心スライダのスライド運動を拘束する複数の部分に前記遠心スライダを保持し、前記遠心スライダによって駆動される前記駆動軸に固定されるように嵌合するように形成され、前記スライド運動の軸に対して直角な軸をもつ、フレームと、
前記駆動軸に回転自在に装着され、使用中に前記従動部材と駆動させながら噛み合わせるために形成され、前記遠心スライダがその伸張位置にあるときのみ駆動的に前記第１の結合部分に接続する第２の結合部分と共に形成された出力駆動部材と、
前記遠心スライダをその後退位置に向けてバイアスするバイアス手段と、
を有し、
前記遠心スライダおよび前記フレームの回転は、前記拡大部に前記遠心スライダをその後退半径位置からその伸張半径位置へ引き、前記第１の結合部分と前記第２の結合部分とを相互に噛み合わせて、前記駆動軸から従動部材へ回転駆動を伝達させ、前記バイアス手段は前記遠心スライダおよび前記フレームとの回転が終了したときに係合を解き、前記従動部材から前記駆動軸の結合を解き、
前記駆動軸は、前記フレームおよび前記スライダから突き出している、
駆動アセンブリ。
【請求項１０】
前記フレームはプラスチック射出成型物である、
請求項９に記載の駆動アセンブリ。
【請求項１１】
前記出力駆動部材はプラスチック射出成型物である、
請求項９または１０に記載の駆動アセンブリ。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれかに記載の遠心クラッチのフレームに駆動的に結合された駆動軸を具備する駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動軸を従動部材に連結するための遠心クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
遠心クラッチは、たとえば、自動車のドアのラッチ装置に必要とされる。ＷＯ９８／２７３０１に開示されているように、電動モータは従動部材であるラッチから切り離され、手動のアクチュエータでラッチを作動させ、特に、電源故障に基づくジャミングを回避する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
もちろん、遠心クラッチは様々な形態で利用される。本発明の目的は、最小数の構成部品で、最小コストで簡易に組み立て可能な遠心クラッチを提供することにある。
【０００４】
【発明を解決するための手段】
本発明によれば、所定のしきい値を越える回転速度において、駆動軸を従動部材に結合する遠心クラッチであって、一端に拡大部を有し、前記一端から離れた他端に第１の結合部分を有する、遠心スライダと、伸張半径位置と後退半径位置との間での前記遠心スライダのスライド運動を拘束する複数の部分に前記遠心スライダを保持し、前記遠心スライダによって駆動される前記駆動軸に固定されるように嵌合するように形成され、前記スライド運動の軸に対して直角な軸をもつ、フレームと、前記駆動軸に回転自在に装着され、使用中に前記従動部材と駆動させながら噛み合わせるために形成され、前記遠心スライダがその伸張位置にあるときのみ駆動的に前記第１の結合部分に接続する第２の結合部分と共に形成された、出力駆動部材と、前記遠心スライダの凹部内に全体的に配置され、前記遠心スライダをその後退位置に向けてバイアスする、バイアス手段と、を有し、
前記遠心スライダと前記フレームの回転は、前記拡大部に前記遠心スライダをその後退半径位置からその伸張半径位置へ引き、前記第１の結合部分と第２の結合部分とを相互に噛み合わせて、前記駆動軸から前記従動部材への回転駆動を伝達させ、前記バイアス手段は前記遠心スライダと前記フレームとの回転が終了したときに係合が解かれて、前記従動部材から前記駆動軸の結合を解く、
遠心クラッチが提供される。
【０００５】
バイアス手段を凹部に置くことにより、クラッチは軸方向において極めて小型化され、その結果、軸を短縮化することにより、出力駆動部材の偏心振動が最小化され、長寿命の安定的な構造が与えられる。
また、第１の結合部分は、遠心スライダの他端にある。これは、クラッチの噛み合いに基づく衝撃力を釣り合わせる。このとき、この結合部分は、噛み合いの点において、質量拡大部よりも実質的に短い半径にあるということも有利である。より大きな衝撃力がキックとして出力駆動部材に与えられ、可能な限りジャムあるいは過剰な摩擦を解放するからである。
【０００６】
好ましくは、前記バイアス手段は、前記遠心スライダをその後退位置までバイアスするように、前記遠心スライダに作用し、使用中に前記駆動軸を直接支える、復帰スプリングである。
スプリングが駆動軸を直接的に支持することにより、装置は特に小型化され、最小部品点数および最も簡素化された構造をもつ。
【０００７】
好ましくは、前記スプリングは平坦である。
また好ましくは、前記スプリングはジグザグ形状を有する。
また好ましくは、前記フレームはプラスチック射出成型物である。
また好ましくは、前記出力駆動部材はプラスチック射出成型物である。
【０００８】
また本発明によれば、上記いずれかに記載の遠心クラッチのフレームに駆動的に結合された駆動軸を具備する駆動装置であって、前記駆動軸が前記フレームおよび前記スライダを通して突出している、駆動装置が提供される。
【０００９】
駆動軸をクラッチ全体を通じて延ばすことにより、最適な安定性と組立易さが与えられる。
【００１０】
また本発明によれば、電気モータを具備するモータ駆動装置であって、前記モータの出力軸が、上記いずれかに記載の遠心クラッチに接続されている、モータ駆動装置が提供される。
【００１１】
本発明によれば、所定のしきい値を越える回転速度において、駆動軸を従動部材に結合する遠心クラッチのフレームと結合された駆動軸を有する駆動アセンブリであって、
一端に拡大部を有し、前記一端から離れた他端に第１の結合部分を有する、遠心スライダと、伸張半径位置と後退半径位置との間で前記遠心スライダのスライド運動を拘束する複数の部分に前記遠心スライダを保持し、前記遠心スライダによって駆動される前記駆動軸に固定されるように嵌合するように形成され、前記スライド運動の軸に対して直角な軸をもつ、フレームと、前記駆動軸に回転自在に装着され、使用中に前記従動部材と駆動させながら噛み合わせるために形成され、前記遠心スライダがその伸張位置にあるときのみ駆動的に前記第１の結合部分に接続する第２の結合部分と共に形成された出力駆動部材と、前記遠心スライダをその後退位置に向けてバイアスするバイアス手段と、を有し、
前記遠心スライダおよび前記フレームの回転は、前記拡大部に前記遠心スライダをその後退半径位置からその伸張半径位置へ引き、前記第１の結合部分と前記第２の結合部分とを相互に噛み合わせて、前記駆動軸から従動部材へ回転駆動を伝達させ、前記バイアス手段は前記遠心スライダおよび前記フレームとの回転が終了したときに係合を解き、前記従動部材から前記駆動軸の結合を解き、前記駆動軸は、前記フレームおよび前記スライダから突き出している、
駆動アセンブリが提供される。
【００１２】
好ましくは、前記フレームはプラスチック射出成型物である。
また好ましくは、前記出力駆動部材はプラスチック射出成型物である。
【００１３】
また本発明によれば、上記いずれかに記載の遠心クラッチのフレームに駆動的に結合された駆動軸を具備する駆動装置が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明がより良く理解されるために、２つの実施の形態を添付線図を参照して単なる例示として説明する。
【００１５】
図１から図４を参照して第１の実施の形態を記述する。
【００１６】
遠心クラッチは、遠心スライダ１５、スプリング１６、電動モータ１０の駆動軸１１への接続のためのフレーム１２、および、本例では単一の歯をもつ歯車である出力駆動部材１３を有する。
【００１７】
フレーム１２は、概ね平坦で矩形状であるが、遠心シリンダ１５の一部が取り付けられるように１２６で切り取られている。４つのフランジ１２１，１２２，１２３，１２４は、フレーム１２の平面に平行に伸びているが、フレーム１２からは離れており、遠心スライダ１５を案内するように矩形に配置され、遠心スライダ１５にモータ軸１１の軸線を横切る向きのスライド運動をさせる。一体化ブッシュ１２５は、フレーム１２の中心から軸方向に突き出しており、フレーム１２を貫通する開口と合致し、モータ軸１１を収容する。モータ軸１１は、きざみ付けされており（図示しない。）、このきざみ付けがブッシュ１２５の内周面に嵌合するための荒い突起を提供しており、クラッチプリアセンブリがモータ軸１１に押し込まれたときに、押込みばめを形成する。
【００１８】
遠心スライダ１５も、概ね平坦で矩形状であり、フレーム１２と同様の長さを有するが、ガイド１２１〜１２４内に収まるように幅はフレーム１２よりも狭い。スライダ１５は、質量拡大部１５５を一端にもち、この質量拡大部１５５はスライダ１５の平面の上下の双方に軸方向に突き出している。質量拡大部１５５の半径方向の外面は、部分円筒状であり、軸心上に曲率中心をもつ。スライダ１５は、中心に楕円形のみぞ穴１５２を有し、組立時に、このみぞ穴１５２を通じてスピンドル軸１１が延び、スライダ１５が図２に示す後退位置と図３に示す伸張位置との間で半径方向にスライドするのを許容する。
【００１９】
スライダ１５は、平らでジグザク形のスチール製のスプリング１６によって、図２に示す後退位置に向けて弾性的にバイアスされており、このスプリング１６はスライダ１５の表面の浅い凹部１５１内に全体的に収容されている。スプリング１６は凹部１５１に嵌まっており、このスプリング１６の一端が開口１５２の中途に位置決めされた一対の肩部１５３，１５４に接触しており、肩部１５３，１５４によって軸１１の外径と等しいあるいは僅かに大きい遮りのない開口が残されている。これは、クラッチの軸１１への自動的な組付けを与える。クラッチプリアセンブリ１２，１３，１５を軸１１に挿入する間、スプリング１６をさらに圧縮する必要がないからである。
【００２０】
出力駆動部材は、本例においては、複数の歯をもつ歯車１４と一体に形成された単一の歯をもつ歯車１３を有する。第１の歯車１３の単一の歯１３１は、第２の歯車１４の歯を越えて半径方向に突き出している。軸方向の開口１３２は、モータ軸１１の外径よりも広く、軸１１上に歯車１３および１４を取り付けるが、軸１１に関して自由に回転するのを許容する。使用中に第２の歯車１４上の歯は、モータ駆動力を従動部材（図示せず。）ヘ伝達し、その場合およびその場合に限り、遠心スライダ１５は図３に示す伸張位置にあり、そこで単一の歯１３１が遠心スライダ１５上の歯１５６（図４）に噛み合う。この歯１５６は、スライダから軸方向に突き出しており、モータ１０から離れており、質量拡大部１５５の端部とは反対のスライダの端部に位置している。
【００２１】
遠心クラッチは、以下のように組み立てられる。図１に示すように、スプリング１６は凹部１５１に挿入され、そして、遮りのない開口１５２がフレーム１２内の軸方向の開口１５２に合致するまでスライダ１５はフレーム１２に差し込まれる。したがって、スプリングは確実に支持され、全体がスライダ１５内に保持される。そして、前もって組み立てられた３つの構成部品１２，１５，１６は、クラッチプリアセンブリから突き出した軸１１の一部との永久的な押し込みばめが達成されるまで、モータ軸１１の軸方向に押される。そして、図４により明確に示されるように、歯車１３，１４は突き出ている軸１１に取り付けられ、それから、好適には、モータ、クラッチおよび歯車１４の組み合わせが従動部材との掛け合わせのためのドアラッチ（あるいは、選択的な受け止めアセンブリ）へ組み立てられる。このアセンブリは、特に、簡素で真っ直ぐであるとき、取り上げて置く動作の利用により、完全に自動化されうる。
【００２２】
この例においては、歯車１３および１４は一体的に形成されているが、これは必須ではない。これらは、たとえば、押し込みばめによって合わさる分離された構成部品として形成されてもよい。
【００２３】
この例では、フレーム１２および歯車１３および１４は、全てプラスチック射出成形品である。スライダ１５は、金属あるいは金属が挿入されたプラスチックからなり、これらは、遠心力の作用のための十分な質量およびスライド運動の十分な滑らかさを与える。
【００２４】
この例の重要な特徴は、ピニオン１３に噛み合う歯１５６は、質量拡大部１５５とは正反対にあることである。したがって、クラッチ結合装置は、遠心質量装置から分離され、動作においてより十分な動力伝達を与え、構造においてより優れた簡素性を与える。たとえば、ＷＯ９５／２４５３４（ロックウエル）に開示されているクラッチにおいては、質量拡大部はそれ自身をクラッチの半分間のカップリングとして機能させる。すなわち、双方が軸の同じ半径方向の側にあり、このカップリングは同じ最端の半径方向の位置で発生しなければならない。好ましい特徴では、カップリング歯１５６は拡大部１５５の正反対にあり、歯１５６と歯車の歯１３１との噛み合いの点は軸に非常に接近しており、たとえば、拡大部１５５の半分の半径にある。したがって、歯車１３はより小さくでき、動力結合はより効率良くできる。
【００２５】
第１に、軸は旋回軸として作用し、クラッチの動的安定性に寄与する。
【００２６】
第２に、結合は歯車の歯１３１と歯１５６の対向面間に質量拡大部の半径よりも小さな半径、たとえば、半分の半径で発生する。これは、相対する面上のより大きな力を意味する。これは、接触領域が減少できることを意味し、これは逆にスライダの後退を妨げる摩擦抵抗の可能性を削減する。
【００２７】
第３に、より小さな半径での結合により、歯車１３、スライダ１５およびフレーム１２は、十分に堅固にされることができ、角衝撃力が存在する場合に、クラッチが噛み合うときの衝撃時に軸回りに曲げが発生する傾向を実質的に低減する。
【００２８】
この装置のさらなる新規な特徴は、スプリング１６と軸１１との間の直接の接触により、遠心スライダ１５はモータ軸１１に対してスプリングバイアスされていることである。このことは、構成部品の点数の削減を与えている。
【００２９】
代表的には、従来の遠心クラッチと比べた場合、構成部品の数は９から４に削減された。このことは、材料コストおよび組立コストにおいて大きな節約を生み、応力が削減された装置の簡素さは、より長い寿命を与える。より小さなハウジングが使用されるため、さらなる節約と様々なアプリケーションへのより優れた適応性が導かれる。
また、本発明はモータ駆動軸１１を他の従来のクラッチを用いる場合よりも短縮化し、このことはハウジングをより小さくするのをさらに助ける。
【００３０】
スプリングを用いる代わりに、スライダ１５と他の構成部品との間で磁石によるバイアスを用いることが可能である。これは、構成部品のうちの磁性金属部品に作用する永久磁石を含み、磁石の力で遠心力を所定の回転速度でつりあわせる。
【００３１】
本発明の参考実施例として、図５および図６を参照して述べる。
【００３２】
遠心クラッチは、駆動シリンダ５１２と、共通軸の従動シリンダ５１４とを有する。半径方向内側の駆動シリンダ５１２は、モータ駆動軸１１に固定されており、内側シリンダ上のピン２６，２７および３０によって拘束されているスライダ５１５をもち、このスライダ５１５は、図５に示す伸張半径位置と図６に示す後退半径位置との間でスライドし、図５に示す伸張半径位置において、半径方向外側のシリンダ上の歯５１３と噛み合い、シリンダを駆動的に結合し、図６に示す後退半径位置において、シリンダの自由な相対回転運動を与える。コイルスプリング２２は、ピン２９に設けられており、内側シリンダ５１２のリムに連結された一端２５と遠心クランクレバー２１と噛み合う他端とを有し、遠心クランクレバー２１は内側シリンダ５１２上の同じピン２９に旋回可能に設けられている。クランクレバー２１は、一端、すなわち、長半径アームの端部に質量拡大部２０を有している。クランクレバーの他方のアームは、てこの作用と機械的利益を提供するためにより短くなっており、２３において遠心スライダ２４の端部へ旋回可能に連結されている。内側シリンダ上のもう一つのピン２８は、クランクレバー２１の反時計回りの回転を規制するためのエンドストップとして作用する。この規制位置において、質量拡大部２０は、共通軸の従動シリンダ５１４の動きを妨げない。
【００３３】
この例では、本質的ではないが、スライダー２４もまた、質量拡大部５１５を当該スライダーの半径方向の外側端部であって、旋回点２３とは反対側に有している。これは、遠心動作を助ける。
【００３４】
使用中にモータ軸１１が静止しているときには、スプリング２２はクランクレバー２１を図５および図６に示すような時計回りに、図６に示す位置に向けて駆動し、その位置でスライダ２４が後退し、クラッチが解放される。
【００３５】
モータ速度が特定の予め決められた速度に増加すると、質量拡大部５１５に作用する遠心力は、質量拡大部２０に作用する遠心力と結合され、結合によってスプリングのバイアス力に勝って、スライダ２４を図５に示すような伸張位置へ駆動させる。
【００３６】
回転が再び減速したとき、スプリングは最後には遠心力に勝って、スライダを後退位置に復帰させ、クラッチを解放する。
【００３７】
代替の機械装置は、たとえば、クランクレバーに作用するスプリング２１の代わり、あるいは、これに加えて、スライダ２４に作用するスプリングをもつことが可能であることが理解される。与えられた例におけるスライダ２４の質量の中心は、質量拡大部５１５により、モータ軸の軸心から半径方向にかなりの距離が離れているが、いくつかの例では、このことは必ずしも必要ではなく、アセンブリにおける摩擦によるロスを発生させる許容誤差とともに、クランクレバー上の拡大部２０から利用できる遠心力およびクランクレバーによって提供される機械的な利点に依存する。
【００３８】
駆動シリンダおよび従動シリンダは、完全な円筒である必要はなく、また、基本的に共通軸であれば、規則的な形状でなくともよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明を具現化する遠心クラッチおよび電動モータの一部をモータ駆動側から見た分解斜視図である。
【図２】  図２は、図１の組み立てられた遠心クラッチのモータ側からの斜視図である。
【図３】  図３は、遠心スライダがその伸張位置にある図２に対応する斜視図である。
【図４】  図４は、図１および２のアセンブリの従動部材側からの斜視図である。
【図５】  図５は、本発明の第２の実施形態に係る遠心クラッチの平面図であり、遠心スライダが伸張されている。
【図６】  図６は、本発明の第２の実施形態に係る遠心クラッチの平面図であり、遠心スライダが後退されている。
【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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