(57)【要約】【課題】  樹脂製の構成部品による軽量化を実現しつつ、部品点数および製品コストの削減と組み立て性の向上を図る。【解決手段】  静止系部材２５〜２７と、駆動源により回転駆動される入力外輪２１と、入力外輪２１から伝えられたトルクを外部へ取り出すための出力軸２２と、入力外輪２１と出力軸２２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２２と係合・離脱可能なクラッチリング２３と、静止系部材２５〜２７に対する相対角度変位を通じて、クラッチリング２３を軸方向に移動させることによりクラッチリング２３と出力軸２２との係合・離脱を制御するカム機構２４とを備え、クラッチリング２３の軸方向移動を規制する突起３９をクラッチリング２３に一体的に設ける。【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、前記トルク伝達部材の軸方向移動を規制する規制手段をトルク伝達部材に一体的に設け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】
前記規制手段は、トルク伝達部材から軸方向に延び、前記制御部材に当接可能な突起で構成されている請求項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又は２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には、カム機構により入出力間を断接するドグクラッチが組み込まれている（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とからなる主要な部品で構成されている。
【０００４】
このカム機構４は、静止系部材５に波ばね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。
【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。
【０００６】
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。
【０００７】
このクラッチリング３の図中左側への軸方向移動を規制するため、入力外輪１の内径に止め輪１４を取り付け、クラッチリング３の軸方向移動時、そのクラッチリング３を止め輪１４に係止させるようにしている。
【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、前述した特許文献１に開示された２ウェイクラッチユニットは、その使用用途が電動スライドドア装置に好適である点から、ドア内部に格納されるためにその軽量化が要望されている。この軽量化の要望に対して、２ウェイクラッチユニットを構成する部品として、軽量で安価に製作可能な樹脂を採用することが好ましい。
【０００９】
一方、従来の２ウェイクラッチユニットでは、駆動モータが停止している時にクラッチリング３と出力軸２が噛み合わないようにするため、クラッチリング３と出力軸２を離間させる付勢力を作用させるコイルばね１３をそのクラッチリング３と出力軸２の間に介挿した構造を具備し、そのクラッチリング３が出力軸２から離間する軸方向移動量を規制するための止め輪１４が必要となっている。
【００１０】
この止め輪１４は、図１３に示すように入力外輪１の内径に円周方向に沿って設けられたスリット溝１５に嵌め込むことにより装着される。ここで、入力外輪１が樹脂製であるのに対して、止め輪１４としては、鉄などの金属製材料を使用するのが通常である。そのため、金属製の止め輪１４を樹脂製の入力外輪１のスリット溝１５に嵌め込む際に、その止め輪１４で入力外輪１を傷つける可能性があり、加傷が原因で入力外輪１の破損を引き起こすおそれがある。
【００１１】
また、樹脂製の入力外輪１の内径に止め輪用のスリット溝１５を形成するには、複雑な加工を要することから、製品のコストアップを招くことになる。さらに、構成部品として止め輪１４を必要とすることから部品点数の増加を招き、止め輪１４を入力外輪１のスリット溝１５に嵌め込む煩雑な組み付け作業も必要とする。
【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、樹脂製の構成部品による軽量化を実現しつつ、部品点数および製品コストの削減と組み立て性の向上を図り得る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、トルク伝達部材の軸方向移動を規制する規制手段をトルク伝達部材に一体的に設けたことを特徴とする。
【００１４】
本発明では、トルク伝達部材の軸方向移動を規制する規制手段をトルク伝達部材に一体的に設けた構造とした。つまり、トルク伝達部材の軸方向移動を規制する規制手段としては、従来、一つの構成部品である止め輪を用いていたが、本発明では、この止め輪を用いることなく、トルク伝達部材に一体的に設けられた規制手段により、止め輪が発揮する機能、つまり、トルク伝達部材の軸方向移動を規制するようにした。これにより、別部品である止め輪の組み付けが不要となり、止め輪の組み付けにより相手部品を傷つけるようなことはなく、組み立て性の向上が図れると共に部品点数および製品コストの削減化も図れる。
【００１５】
なお、本発明における規制手段は、トルク伝達部材から軸方向に延び、制御部材に当接可能な突起で構成することが望ましい。このように、トルク伝達部材から軸方向に延びる突起を制御部材に当接させることにより、そのトルク伝達部材の軸方向移動を規制することができる。この突起は、トルク伝達部材に一体的に形成されたものであるため、相手部品への組み付けが不要であり、組み立て性の向上が図れると共に部品点数および製品コストの削減化が図れる。
【００１６】
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】
【００１７】
本発明によれば、トルク伝達部材の軸方向移動を規制する規制手段をトルク伝達部材に一体的に設けたことにより、従来で用いていた別部品としての止め輪が不要となり、止め輪の組み付けにより相手部品を傷つけるようなことはなく、組み立て性の向上が図れると共に部品点数および製品コストの削減化も図れ、構造の簡素化が可能となって２ウェイクラッチユニットの軽量化が実現容易となる。その結果、電動スライドドア装置への適用に際して、最適な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】
【００１８】
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。
【００１９】
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である出力軸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であるクラッチリング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とからなる主要な部品で構成されている。
【００２０】
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を介して取付側板２７に装着することにより一体化している。なお、これらハウジング２５、中間側板２６および取付側板２７で静止系部材を構成している。
【００２１】
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は駆動源である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に装着される。
【００２２】
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、駆動モータのような駆動源と入力外輪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。
【００２３】
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２５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が軸方向に向けて突設されている。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、ドグ３０の個数については任意である。
【００２４】
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および図６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、図４および図６に示すように凹溝３１に嵌合する凸部３２が円周方向等間隔に径方向外側へ向けて突設されている。クラッチリング２３は、この凹溝３１への凸部３２の嵌合でもって入力外輪２１に対して相対回転不可能な状態で軸方向にスライド可能としている。つまり、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。
【００２５】
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が軸方向に向けて突設されており、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、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の個数と一致させればよい。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
クラッチリング２３は、図１および図４に示すようにその径方向外側へ突設された凸部３２を軸方向で出力軸２２と反対側に向けて延在させて突起３９を形成している。この突起３９の先端は、カム機構２４の固定カム４０に当接可能となっており、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の突起３９の先端が固定カム４０に当接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。
【００２９】
このように、クラッチリング２３の軸方向移動を規制する規制手段として、従来、一つの構成部品である止め輪１４（図１２参照）を用いていたが、この実施形態では、この止め輪を用いることなく、クラッチリング２３に一体的に設けられた突起３９により、クラッチリング２３の軸方向移動時、突起３９の先端を固定カム４０に当接させるようにした。これにより、別部品である止め輪の組み付けが不要となり、止め輪の組み付けにより相手部品を傷つけるようなことはなく、組み立て性の向上が図れると共に部品点数および製品コストの削減化も図れる。
【００３０】
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。
【００３１】
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５および図７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４４に対応させて、可動カム４１の外径には、その凹溝４４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８（ａ）（ｂ）および図１０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。
【００３２】
これに対して、固定カム４０は、その軸方向端部にフランジ部を有し、そのフランジ部と中間側板２６の内径端部との間に弾性部材である波ばね４７が介設されている（図１参照）。この波ばね４７の弾性力により、固定カム４０を静止系の取付側板２７に押圧し、固定カム４０の端面と取付側板２７との間に摩擦抵抗が発生するようにしている。この固定カム４０の可動カム４１と対向する端面には、図９（ａ）（ｂ）および図１０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】
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。
【００３４】
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１０および図１１（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、突起３９が固定カム４０に当接した状態でもって出力軸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。
【００３５】
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４４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１１（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。
【００３６】
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。
【００３７】
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から波ばね４７の押圧による摩擦抵抗を受けるため、その摩擦抵抗により可動カム４１に軸力を伝えている。なお、固定カム４０と取付側板２７との間を含む摩擦摺動部位には、グリース等の潤滑剤が適宜封入されている。
【００３８】
なお、駆動モータの回転時、クラッチリング２３のドグ３３と出力軸２２のドグ３０が同位相であった場合には、両者のドグ同士が接触し、クラッチリング２３と出力軸２２が嵌合せずに出力軸２２を回転駆動しないことになるが、出力軸２２には負荷が加わっているためにその出力軸２２は回転しない。しかしながら、駆動モータがそのまま回転を続けると、入力外輪２１および可動カム４１が出力軸２２に対して回転位相が進むので、クラッチリング２３のドグ３３と出力軸２２のドグ３０の噛み合い位相が合致したところで、弾性力が蓄積されたコイルばね４２の弾性力により、クラッチリング２３が軸方向に瞬時に移動し、クラッチリング２３と出力軸２２が噛み合うことになる。
【００３９】
以上のようなクラッチユニットを自動車の電動スライドドアのドア駆動部に設置することで、車内のスイッチにより電動モードが選択されていると、電動でドアを動かす時は駆動モータの回転によって、クラッチユニットを介してドアの開閉が可能であり、手でドアノブを開ければそれを感知することでモータ駆動によるドアの開閉が可能である。
【００４０】
一方、車内のスイッチにより手動モードが選択されていれば、駆動モータを回転させなければクラッチユニットの出力軸２２はフリーに回転するため、駆動モータを引き摺ることなく、手動でも楽に開閉することができる。また、出力軸２２にポテンショメータを装着すれば、半ドア状態であってもドアの位置を感知でき、電動モードに切り替えれば、駆動モータによる開閉が可能である。
【００４１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【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の実施形態の入力外輪を示す斜視図である。
【図６】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図８】（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９】（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１０】図８（ｂ）の可動カムと図９（ｂ）の固定カムが嵌合した状態を示す断面図である。
【図１１】図８（ｂ）の可動カムと図９（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。
【図１３】図１２の２ウェイクラッチユニットにおける入力外輪を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
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）
２５，２６，２７  静止系部材
３９  規制手段（突起）
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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