(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ側に結合された駆動側回転基体と、負荷側に結合された従動側回転基体と、前記駆動側回転基体と前記従動側回転基体との間に介在し、通常の負荷駆動時においては前記駆動側回転基体の平板部から前記従動側回転基体の平板部へ回転力を摩擦伝達し、負荷が動作完了した際には前記平板部同士がスリップ動作して前記モータが連続的な過負荷状態に陥らないように保護するクラッチ要素とからなる平板形クラッチにおいて、
内部が空洞の金属のパイプで形成され、前記駆動側回転基体、前記従動側回転基体及び前記クラッチ要素の軸心部を貫通し、前記パイプの両端を、カシメ加工により拡口することで軸方向の全長寸法を一定に固定する回転軸を具備し、
前記クラッチ要素は、
前記駆動側回転基体の平板部または前記従動側回転基体の平板部に対して一側面が接する如く配設される円環状をなす接触リングと、
この接触リングの他側面と前記従動側回転基体の平板部または前記駆動側回転基体の平板部との間に圧縮状態で介挿され、前記接触リングの一側面と前記駆動側回転基体の平板部または前記従動側回転基体の平板部との間に所定の圧接力を生じさせる円環状をなす弾性リングと、
前記接触リングの一側面と前記駆動側回転基体の平板部または前記従動側回転基体の平板部とが圧接する圧接部位に、前記駆動側回転基体及び前記従動側回転基体の前記回転軸を中心とする円周方向に沿って凹凸を繰り返す如く形成された段差部と、を備えることを特徴とする平板形クラッチ。
【請求項２】
前記従動側回転基体と前記回転軸との間に、前記回転軸を貫通して挿入され、前記従動側回転基体の軸方向の移動を規制する組み付け部材をさらに備え、
前記パイプの拡口する両端が、前記駆動側回転基体及び前記組み付け部材の端面に干渉することで、前記駆動側回転基体、前記従動側回転基体及び前記組み付け部材が一体化され、全長寸法が一定となることを特徴とする請求項１に記載の平板形クラッチ。
【請求項３】
前記従動側回転基体と前記組み付け部材との前記軸方向の間に設けられたワッシャをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の平板形クラッチ。
【請求項４】
前記接触リングと前記弾性リングとは、温度変化による物性変化が少なく、且つ、少なくとも同一温度下では異なる物理的性質を示す樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の平板形クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のコーナポールあるいはロッドアンテナ等の駆動対象物を昇降動作させる駆動機構に組み込まれ、上記駆動対象物が上昇動作を完了した時あるいは下降動作を完了した時に、モータが連続的過負荷状態に陥るのを回避する為の平板形クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にこの種の平板形クラッチは、モータ側に結合された駆動側回転基体と、負荷側すなわち駆動対象物側に結合された従動側回転基体と、前記駆動側回転基体と前記従動側回転基体との間に介在し、通常の負荷駆動時においては駆動側回転基体の平板部から従動側回転基体の平板部へ回転力を摩擦伝達し、負荷が動作完了した際には前記平板部同士がスリップ動作してモータが連続的過負荷状態に陥らないように保護するクラッチ要素とからなっている。
【０００３】
これらの平板形クラッチのうち、コーナポール駆動機構に組み込まれる平板形クラッチは、一般には負荷であるコーナポールの荷重が、例えばロッドアンテナ等に比べて比較的小さく、且つそれほど高精度な昇降制御を要求されないことから、小型で簡略化された構造を有しているのが普通である。
【０００４】
一例を挙げると、従来、実用に供されているこの種の平板形クラッチは、樹脂材料にて一体成形加工された駆動側回転基体の平板部と従動側回転基体の平板部との間に、クラッチ要素としてＮＢＲ等のゴムで形成された環状の弾性リングを介挿しただけの構造を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の従来の平板形クラッチには次のような問題がある。クラッチ要素としてＮＢＲ等のゴムリングを用いたものでは、弾性反発力不足の為、たとえば、０．８５Kgf.cm程度の比較的小さな伝達トルクしか得られない。しかもＮＢＲ等のゴムは温度変化に伴う硬度の変化が大きく、特に低温下では所要の伝達トルクを得ることが困難となる。因みに−４０℃ではスリップ動作してしまい、摩擦伝達が全く行なえない。
【０００６】
本発明の目的は、温度変化による圧力変動が少く、たとえ低温度下であっても十分大きな伝達トルクが得られ、常に高品位を維持することのできる、小型かつ軽量な平板形クラッチを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の平板形クラッチは下記に示す如く構成されている。なお下記以外の特徴ある構成については実施形態の中で明らかにする。
【０００８】
本発明の平板形クラッチは、モータ側に結合された駆動側回転基体と、負荷側に結合された従動側回転基体と、前記駆動側回転基体と前記従動側回転基体との間に介在し、通常の負荷駆動時においては前記駆動側回転基体の平板部から前記従動側回転基体の平板部へ回転力を摩擦伝達し、負荷が動作完了した際には前記平板部同士がスリップ動作して前記モータが連続的な過負荷状態に陥らないように保護するクラッチ要素とからなる平板形クラッチにおいて、
内部が空洞の金属のパイプで形成され、前記駆動側回転基体、前記従動側回転基体及び前記クラッチ要素の軸心部を貫通し、前記パイプの両端を、カシメ加工により拡口することで軸方向の全長寸法を一定に固定する回転軸を具備し、
前記クラッチ要素は、
前記駆動側回転基体の平板部または前記従動側回転基体の平板部に対して一側面が接する如く配設される円環状をなす接触リングと、
この接触リングの他側面と前記従動側回転基体の平板部または前記駆動側回転基体の平板部との間に圧縮状態で介挿され、前記接触リングの一側面と前記駆動側回転基体の平板部または前記従動側回転基体の平板部との間に所定の圧接力を生じさせる円環状をなす弾性リングと、
前記接触リングの一側面と前記駆動側回転基体の平板部または前記従動側回転基体の平板部とが圧接する圧接部位に、前記駆動側回転基体及び前記従動側回転基体の前記回転軸を中心とする円周方向に沿って凹凸を繰り返す如く形成された段差部と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
「構成」
図１は本発明の第１実施形態に係る平板形クラッチの構成を示す図で、（ａ）はクラッチ全体の断面図、（ｂ）はクラッチ要素の主要部である接触リングと弾性リングとを重ね合わせた状態を示す断面図、（ｃ）は弾性スペーサの断面図である。
【００１０】
図１の（ａ）〜（ｃ）において、１０はモータ側に結合される駆動側回転基体であり、外筒部１０ａと内筒部１０ｂとを有している。上記外筒部１０ａの外周面にはモータ（不図示）からの動力を受ける為のギヤ１１が設けられている。
【００１１】
２０は負荷側に結合される従動側回転基体であり、大径筒部２０ａと小径筒部２０ｂとを有している。上記小径筒部２０ｂの外周面にはコーナポール等の負荷（不図示）へ動力を伝える為のギヤ２１が設けられている。
【００１２】
３０はクラッチ要素であり、駆動側回転基体１０と従動側回転基体２０との間に介在している。すなわちこのクラッチ要素３０は、図１の（ｂ）に示すように例えばポリアセタール樹脂を用いて円環状に形成された接触リング３１と、例えばシリコンゴムを用いて円環状に形成された弾性リング３２とを主体として構成されている。これらの接触リング３１及び弾性リング３２は、前記駆動側回転基体１０における外筒部１０ａの内側へ嵌め込まれている前記従動側回転基体２０の大径筒部２０ａの内周面と、前記駆動側回転基体１０の内筒部１０ｂの外周面との間に存在する環状の空間部内に収容されている。
【００１３】
なお接触リング３１及び弾性リング３２の外径Ｄ１はφ２０程度に設定されており、内径Ｄ２はφ１４程度に設定されている。また接触リング３１の厚みＴ１は２ｍｍ程度、弾性リング３２の非圧縮時の厚みＴ２は４ｍｍ程度に設定されている。
【００１４】
接触リング３１の一側面（図中上側面）は、駆動側回転基体１０の内底部に存在する平板部に対して接する如く配設されている。そして弾性リング３２は、上記接触リング３１の他側面と、従動側回転基体２０の内底部に存在する平板部との間に圧縮された状態で介挿されている。かくして弾性リング３２は、接触リング３１の一側面と駆動側回転基体１０の平板部との間に所定の圧接力を生じさせる。
【００１５】
接触リング３１の一側面と駆動側回転基体１０の平板部とが圧接する圧接部位には、駆動側回転基体１０及び従動側回転基体２０の回転軸を中心とする円周方向に沿って凹凸を繰り返す如く、段差部Ｓが形成されている。
【００１６】
図２の（ａ）〜（ｃ）は段差部Ｓを示す図である。（ａ）に示すように駆動側回転基体１０の平板部には、円周方向に沿って複数の凹凸部１０Ｖ，１０Ｗが繰り返し形成されている。また（ｂ）（ｃ）に示すように接触リング３１の一側面にも、上記凹凸部１０Ｖ，１０Ｗと対応するように、円周方向に沿って複数の凹凸部３１Ｖ，３１Ｗが繰り返し形成されている。
【００１７】
図１に説明を戻す。上記段差部Ｓの段差寸法ＴＳは０．３mm〜０．４mmに設定されている。かくしてクラッチ要素３０は、通常の負荷駆動時においては駆動側回転基体１０の平板部から従動側回転基体２０の平板部へ回転力を摩擦伝達する。そして負荷が動作完了した際には、平板部同士が圧接する圧接部位（実際には段差部Ｓが形成されている駆動側回転基体１０の平板部と接触リング３１の一側面との圧接部位）がスリップ動作し、モータが連続的な過負荷状態に陥らないように保護するものとなっている。
【００１８】
４０は略筒状をなす組み付け部材であり、その軸筒部が前記従動側回転基体２０の中空部内へ、円環状の弾性スペーサ４１及び消音用の金属製ワッシャ４２を介して図中下方から挿入されている。この組み付け部材４０の軸心部と前記駆動側回転基体１０の軸心部とを共通に貫通するように、回転軸となる金属製パイプ４３が挿入されている。この金属製パイプ４３の両端開口部４３ａ，４３ｂは、駆動側回転基体１０の開口端と組み付け部材４０の開口端において拡口する如くカシメ加工されている。かくして駆動側回転基体１０と従動側回転基体２０と組み付け部材４０との三者は、上記金属製パイプ４３によって一体化され、かつ軸方向の全長寸法Ｌが一定となるように固定化される。したがって本実施形態における平板形クラッチは、温度変化による各構成部材の熱膨張に起因する軸方向の全長寸法Ｌの変化が抑制され、伝達トルクの安定化がはかられる。
【００１９】
「作用」
本実施形態では、段差部Ｓの段差寸法ＴＳを０．３mm〜０．４mmに設定したので、図３の（ａ）に示すように３．５〜４．５Kgf.cmの初期トルクが得られる。その結果、図３の（ｂ）に示すように４．２〜５．５Kgf の初期作動力を得ることができる。
【００２０】
図４の（ａ）は本実施形態に係る平板形クラッチの１回転中におけるの伝達トルク値の変化状況を示す図である。図示の如く、１回転（０°〜３６０°）する間において、最大トルクが３．５Kg-cm 、中間トルクが１．３Kg-cm の伝達トルクが得られる。
【００２１】
図４の（ｂ）は本実施形態に係る平板形クラッチの温度変化に対する作動耐久性能（トルク減少状況）を示す図である。段差ありの「本発明品」においては、実線で示す如く、常温２０℃において初期のトルク設定値を３．５Kgf.cmとした場合、温度が−４０℃になると、トルクは２．７５Kgf.cmとなる。したがってこの場合は、図３の（ｂ）に示す作動力規格４．６±１．４Kgf に適合したものとなる。温度が＋８５℃になった場合も同値となる。
【００２２】
他の条件は同じであっても段差を設けなかったものは、破線で示す如く、温度が−４０℃になると、トルクは２．０５Kgf.cmとなる。従って、図３の（ｂ）に示す作動力規格４．６±１．４Kgf に適合しないものとなる。
【００２３】
なお従来品の場合、常温下において、既に作動力規格４．６±１．４Kgf を満たし得ないものである。
本実施形態の平板形クラッチは極めて小型なものでありながら、十分大きなトルクが得られるため、自動車用コーナポール駆動機構のみならず、例えば自動車用ロッドアンテナ駆動機構等にも適用可能である。
【００２４】
（変形例）
実施形態に示された平板形クラッチは、下記の変形例を含んでいる。
・第１の接触リングを駆動側回転基体１０の平板部に接触させ、第２の接触リングを従動側回転基体２０の平板部に接触させ、両接触リングの相互間に単一又は複数の弾性リングを介在させたもの。
・摩擦音を抑制するために、駆動側回転基体１０および従動側回転基体２０をポリアセタール樹脂（ジュラコン「商品名」）で形成すると共に、接触リング３１を物理的性質の異なる別種のポリアセタール樹脂（ジュラネックス「商品名」）で形成したもの。
・金属製の弾性部材からなる弾性リングを用いたもの。
【００２５】
（実施形態についての特徴点）
［１］本実施形態における平板形クラッチは、
モータ側に結合された駆動側回転基体１０と、負荷側に結合された従動側回転基体２０と、前記駆動側回転基体１０と前記従動側回転基体２０との間に介在し通常の負荷駆動時においては前記駆動側回転基体１０の平板部から前記従動側回転基体２０の平板部へ回転力を摩擦伝達し、負荷が動作完了した際には前記平板部同士がスリップ動作して前記モータが連続的な過負荷状態に陥らないように保護するクラッチ要素３０とからなる平板形クラッチにおいて、
前記クラッチ要素３０は、当該クラッチ要素３０の摩擦伝達部位が、（温度変化による摩擦伝達力の変動を抑制し高品位を維持するために）温度変化による物性変化の少ない樹脂材料で形成され、かつ（高出力トルクのクラッチを得るために）上記摩擦伝達部位に、前記駆動側回転基体１０及び前記従動側回転基体２０の回転軸４３を中心とする円周方向に沿って凹凸を繰り返す段差部Ｓが形成されていることを特徴としている。
［２］本実施形態における平板形クラッチは、前記［１］に記載の平板形クラッチであって、
前記クラッチ要素Ｓは、前記駆動側回転基体１０の平板部または前記従動側回転基体２０の平板部に対して一側面が接する如く配設される円環状をなす接触リング３１と、この接触リング３１の他側面と前記従動側回転基体１０の平板部または前記駆動側回転基体１０の平板部との間に圧縮状態で介挿され、前記接触リング３１の一側面と前記駆動側回転基体１０の平板部又は前記従動側回転基体２０の平板部との間に所定の圧接力を生じさせる円環状をなす弾性リング３１と、前記接触リング３１の一側面と前記駆動側回転基体１０の平板部または前記従動側回転基体２０の平板部とが圧接する圧接部位に、前記回転軸を中心とする円周方向に沿って凹凸を繰り返す如く形成された段差部Ｓと、を備えたことを特徴としている。
［３］本実施形態における平板形クラッチは、前記［１］に記載の平板形クラッチであって、
前記クラッチ要素Ｓは、前記駆動側回転基体１０の平板部に対して一側面が接する如く配設される円環状をなす第１の接触リングと、前記従動側回転基体２０の平板部に対して一側面が接する如く配設される円環状をなす第２の接触リングと、前記第１の接触リングの他側面と前記第２の接触リングの他側面との間に介挿され、前記第１の接触リングの一側面と前記駆動側回転基体１０の平板部との間および前記第２の接触リングの一側面と前記従動側回転基体２０の平板部との間に所定の圧接力を生じさせる円環状をなす弾性リング３２と、前記第１の接触リングの一側面と前記駆動側回転基体１０の平板部との圧接部位、および前記第２の接触リングの一側面と前記従動側回転基体２０の平板部との圧接部位に、それぞれ前記回転軸４３を中心とする円周方向に沿って凹凸を繰り返す如く形成された段差部Ｓと、を備えたことを特徴としている。
［４］本実施形態における平板形クラッチは、前記［２］又は［３］に記載の平板形クラッチであって、
前記圧接部位は、温度変化による物性変化の少い樹脂材料で形成されていることを特徴としている。
［５］本実施形態における平板形クラッチは、前記［１］又は［４］に記載の平板形クラッチであって、
前記樹脂材料は、ポリアセタール樹脂であることを特徴としている。
［６］本実施形態における平板形クラッチは、前記［１］又は［４］に記載の平板形クラッチであって、
前記樹脂材料は、（クラッチ動作音を抑制する為に）少なくとも同一温度下では異なる物理的性質を示す材料であることを特徴としている。
［７］本実施形態における平板形クラッチは、前記［１］［２］［３］のうちのいずれか一つに記載の平板形クラッチであって、
段差部は、３．５〜４．５［kgf ・cm］のトルクが生じるように、段差寸法を０．３mm〜０．４mmに設定されていることを特徴としている。
【００２６】
【発明の効果】
本発明においては、クラッチ要素の摩擦伝達部位が、温度変化による物性変化の少い樹脂材料で形成され、かつ回転軸を中心とする円周方向に沿って凹凸を繰り返す段差部が形成されている。従って本発明によれば、温度の変化による圧力変動が少く、たとえ低温度下であっても十分大きな伝達トルクが得られ、常に高品位を維持することのできる、小型で軽量な平板形クラッチを提供てできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る平板形クラッチの構成を示す図で、（ａ）はクラッチ全体を軸心に沿って切断した縦断面図、（ｂ）はクラッチ要素の部分を示す断面図、（ｃ）は弾性スペーサの断面図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る平板形クラッチにおける段差部の構成を示す図で（ａ）は駆動側回転基体の内側平面図、（ｂ）及び（ｃ）は接触リングの平面図及び斜視図。
【図３】本発明の第１実施形態に係る平板形クラッチの作用を説明するための図。
【図４】本発明の第１実施形態に係る平板形クラッチの作用を説明するための図。
【符号の説明】
１０…駆動側回転基体
２０…従動側回転基体
３０…クラッチ要素
３１…接触リング
３２…弾性リング
Ｓ…段差部
１０Ｖ，３１Ｖ…凸部
１０Ｗ，３１Ｗ…凹部
【図１】
0004380816.tif 000002
【図２】
0004380816.tif 000003
【図３】
0004380816.tif 000004
【図４】
0004380816.tif 000005