(57)【要約】【課題】クラッチ機構の摩擦力のばらつきを少なくし、各部品の精度の要求を緩和し、部品点数を少なくする。【解決手段】クラッチ機構２０は、筒状弾性体３０と、筒状弾性体３０の孔３３に挿入された軸状体４０と、筒状弾性体３０の外面３１に嵌合する枠体５０と、軸状体４０および枠体５０を回転可能に支持する支持手段６０とを備えている。枠体５０は筒状弾性体３０と一体に回転または停止し、軸状体４０の径が筒状弾性体３０の孔３３の径より長く形成され、筒状弾性体３０の孔３３に軸状体４０が挿入された状態で筒状弾性体３０が変形し、筒状弾性体３０の孔３３と軸状体４０との間にて摩擦力が発生する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状弾性体と、
前記筒状弾性体の孔に挿入された軸状体と、
前記筒状弾性体の外面に嵌合する枠体と、
前記軸状体および枠体を回転可能に支持する支持手段とを備え、
前記枠体は前記筒状弾性体と一体に回転または停止し、
前記軸状体の径が前記筒状弾性体の孔の径より長く形成され、前記筒状弾性体の孔に軸状体が挿入された状態で前記筒状弾性体が変形し、
前記筒状弾性体の孔と前記軸状体との間にて摩擦力が発生することを特徴とするクラッチ機構。
【請求項２】
請求項１記載のクラッチ機構であって、
前記筒状弾性体の孔の横断面が円形であることを特徴とするクラッチ機構。
【請求項３】
請求項１または２記載のクラッチ機構であって、
前記軸状体が円柱状であることを特徴とするクラッチ機構。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかに記載されたクラッチ機構であって、
前記軸状体が第１歯車の回転軸となり、前記枠体が第２歯車の回転軸となることを特徴とするクラッチ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の室内の温度調整のための温風または冷風の吹き出し口の風向調整装置等に使用するクラッチ機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の室内の温度調整のための温風または冷風の吹き出し口に風向調整装置が配設されている。この風向調整装置においてクラッチ機構が使用されている場合がある（例えば特許文献１参照）。この場合のクラッチ機構は、図８および図９に示すようになる。図８は風向調整装置の縦断面を示し、図９は図８の風向調整装置のクラッチ機構を分解して示す。
図８において、風向調整装置７０は自動車のダッシュボード７９に取り付けられている。風向調整装置７０の吹き出し口７１に連動する複数の横フィン７２が配設され、横フィン７２の奥（気流の上流側）に連動する複数の縦フィン７３が配設されている。横フィン７２は吹き出す気流の向きを上下方向に偏向し、縦フィン７３は吹き出す気流の向きを横方向に偏向する。ここでは、縦フィン７３の回転に関しクラッチ機構８０が配設されている。
【０００３】
図９に示すように、クラッチ機構８０は、互いに接触して積層された２枚の平歯車８１、８２と、これを同一軸を中心に互いに独立して回転自在に支持する支持手段８３と、前記平歯車８１、８２同士を互いに接触方向に押圧するコイルバネ８４とを具え、前記平歯車８１、８２の接触面間に生じる摩擦力を利用してトルクリミッタを構成したものである。なお、支持手段８３はクラッチケース８３ａ、クラッチハウジング８３ｃ、クラッチハウジング８３ｃに固定された軸８３ｄ、軸８３ｄをクラッチケース８３ａに固定するねじ８３ｆを備えている。また、金属パイプ８５はコイルバネ８４、テフロン（登録商標）等のリング状シート８６、平歯車８１および平歯車８２の中心を挿通するように配置され、金属パイプ８５の上端のフランジ部８５ａがコイルバネ８４のストッパとなり、金属パイプ８５の下端部は平歯車８２の下側でカシメられる。これにより、コイルバネ８４、リング状シート８６および平歯車８１、８２を金属パイプ８５で一組に構成することができる。そして、金属パイプ８５に軸８３ｄを挿入してねじ８３ｆをクラッチケース８３ａの孔８３ｂを介して軸８３ｄの先端の孔８３ｅにねじ込むことにより、クラッチ機構８０を組み立てている。これにより、クラッチ機構８０をトルクリミッタ型のものとしている。
【０００４】
そして、図８において、平歯車８１は歯車７６を介して縦フィン７３の軸７３ａに接続され、平歯車８２はラック７７を介して図示しないオートスイング装置に接続されている。
これにより、オートスイング装置により縦フィン７３をスイングする場合に、例えば指が縦フィン７３に挟まれたときには、クラッチ機構８０において平歯車８１、８２間が摩擦力（クラッチ荷重となる。）に抗してスリップして縦フィン７３の動きが止まるので、挟まれた指の安全が保たれる。さらに、前記オートスイング装置の使用時にノブ７４により縦フィン７３を調整する場合に、前記オートスイング装置のモータによる負荷をクラッチ機構８０により軽減することができる。
なお、縦フィン７３の上流にダンパー７５が配設されている。
【特許文献１】実開昭６３−６２６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の従来例においては、平歯車８１、８２間の摩擦力が平歯車８１、８２間の摺動面の歪み等によりばらつくおそれがあり、また、平歯車８１、８２間の摺動面が狭いので、平歯車８１、８２間の摩擦力を発生させるために平歯車８１、８２間の加圧力を強くするためにクラッチ機構８０に歪が発生し易く、この点も前記摩擦力のばらつきの原因となる。また、コイルバネ８４の弾性力のばらつきが前記摩擦力に大きな影響を与える。さらに、部品点数が多く、各部品の精度が要求されるため、製造コストが高くなるという問題があった。
そこで、本発明の目的は、上述の問題点を解決し、前記摩擦力のばらつきを少なくし、各部品の精度の要求を緩和し、部品点数を少なくすることができるクラッチ機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、筒状弾性体と、前記筒状弾性体の孔に挿入された軸状体と、前記筒状弾性体の外面に嵌合（前記筒状弾性体の外面と枠体の内面との境界の一部分に隙間がある場合を含む。）する枠体と、前記軸状体および枠体を回転可能に支持する支持手段とを備え、前記枠体は前記筒状弾性体と一体に回転または停止し、前記軸状体の径が前記筒状弾性体の孔の径より長く形成され、前記筒状弾性体の孔に軸状体が挿入された状態で前記筒状弾性体が変形し、前記筒状弾性体と前記軸状体との間にて摩擦力が発生することを特徴とするクラッチ機構である。
請求項１記載の発明により、支持手段により回転可能に支持された軸状体が筒状弾性体の孔に挿入された状態にて、筒状弾性体の孔が軸状体に押されて変形し、筒状弾性体の弾性力により筒状弾性体の孔の表面を軸状体に押し付ける力が発生する。そして、この力に応じた摩擦力が筒状弾性体の孔と軸状体との間に発生する。
また、枠体が回転可能に支持手段に支持されているので、前記筒状弾性体の外面に嵌合する前記枠体は前記筒状弾性体と一体に回転または停止する。そして、軸状体または筒状弾性体のどちらか一方を回転させると、他方はこの摩擦力により回転する。しかし、この摩擦力には限界があるので、他方の負荷が摩擦力より大きいと、軸状体と筒状弾性体との間に滑りが発生する。このため、トルクリミッタ形のクラッチ機構を構成することができる。そして、筒状弾性体の孔と軸状体との間に発生する摩擦力のばらつきが上述の従来例の場合よりも少なくなる。
【０００７】
さらに、請求項２記載の発明は、請求項１記載のクラッチ機構であって、前記筒状弾性体の孔の横断面（孔の軸に直交する断面）が円形であることを特徴とするクラッチ機構である。
請求項２記載の発明により、前記筒状弾性体の孔の横断面が円形であるので、前記円形の孔の周方向の各部分の摩擦力を均一に近づけることができる。
【０００８】
さらに、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のクラッチ機構であって、前記軸状体が円柱状であることを特徴とするクラッチ機構である。
請求項３記載の発明により、前記軸状体が円柱状であるので、前記円柱の周方向の各部分の摩擦力を均一に近づけることができる。
【０００９】
さらに、請求項４記載の発明は、請求項１から３までのいずれかに記載されたクラッチ機構であって、前記軸状体が第１歯車の回転軸となり、前記枠体が第２歯車の回転軸となることを特徴とするクラッチ機構である。
請求項４記載の発明により、前記軸状体が第１歯車の回転軸となり、前記枠体が第２歯車の回転軸となるので、前記第１歯車と第２歯車との間でトルクリミッタクラッチ機能を構成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明に係るクラッチ機構は、クラッチ荷重となる摩擦力のばらつきを少なくし、各部品の精度の要求を緩和し、部品点数を少なくすることができる。
さらに、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果とともに、クラッチ機構の動作を円滑にすることができる。
さらに、請求項３記載の発明によっても、請求項１または２記載の発明の効果とともに、クラッチ機構の動作を一層円滑にすることができる。
さらに、請求項４記載の発明によれば、請求項１から３までのいずれかに記載された発明の効果とともに、第１歯車と第２歯車との間でクラッチ機能を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明における実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るクラッチ機構を備えた風向調整装置の正面を示し、図２は図１の風向調整装置の底面を示し、図３は図１の風向調整装置の縦断面を示し、図４は図１のクラッチ機構の分解した各部分を示す。さらに、図５は図４の各部分の第１変形例を示し、図６は図４の各部分の第２変形例を示し、図７（ａ）は前記第２変形例の平面を示し、（ｂ）は（ａ）の縦断面を示す。
【００１２】
図１に示すように、自動車のダッシュボード１（図３参照）に取り付けられている風向調整装置１０の吹き出し口１１に連動する複数の横フィン１２が配設され、横フィン１２の奥（気流の上流側）に連動する複数の縦フィン１３が配設されている。横フィン１２は吹き出す気流の向きを上下方向に偏向し、縦フィン１３は吹き出す気流の向きを横方向に偏向する。
そして、縦フィン１３の回転に関しクラッチ機構２０が配設されている。図４に示すように、クラッチ機構２０は、外面３１にリブ等の突起部３２が形成された筒状弾性体３０と、筒状弾性体３０の孔３３に挿入された軸状体４０と、筒状弾性体３０の外面３１（突起部３２を含む。）に嵌合する枠体５０と、軸状体４０および枠体５０を回転可能に支持する支持手段６０とを備えている。なお、筒状弾性体３０の材質は例えばシリコーンゴムである。また、突起部３２は例えば９０度間隔で４つ形成されている。なお、筒状弾性体３０をシムと考えれば、枠体５０はシムホルダと考えられる。
【００１３】
軸状体４０の径が筒状弾性体３０の孔３３の径（筒状弾性体３０の内径）より長く形成され、筒状弾性体３０の孔３３に軸状体４０が挿入された状態で筒状弾性体３０が変形し、筒状弾性体３０の孔３３の径が長くなる。このため、孔３３の径が元に戻る方向に応力が発生するので、筒状弾性体３０の孔３３と軸状体４０との間にて回転方向に力が加わるときに、筒状弾性体３０と軸状体４０との間にて摩擦力が発生する。そして、この摩擦力がクラッチ荷重となる。
また、枠体５０の内面５１には筒状弾性体３０の外面３１の突起部３２に嵌合する溝５２が形成されている。このため、枠体５０は筒状弾性体３０と一体に回転または停止する。
【００１４】
さらに、筒状弾性体３０の孔３３の横断面（孔３３の軸に直交する断面）が円形である。
さらに、軸状体４０が円筒状であり、中心孔４１が形成されている。
さらに、軸状体４０と第１歯車４５とが一体に形成され、軸状体４０が第１歯車４５の回転軸となる。第１歯車４５がラック１８と螺合する。図２に示すように、ラック１８はオートスイング装置１７によりそのワイヤ１７ａを介して押し引きされる。
一方、枠体５０と第２歯車５５とが一体に形成され、枠体５０が第２歯車５５の回転軸となる。第２歯車５５が扇形の歯車１６と螺合する。扇形の歯車１６は縦フィン１３（図３参照）の軸１３ａの下端部に固定され、縦フィン１３の回転と同様に回転する。
なお、図３に示すように、ノブ１４が横フィン１２に取り付けられている。ノブ１４により、横フィン１２および縦フィン１３の偏向を制御できる。具体的には、ノブ１４により横フィン１２の偏向状態を直接制御する。また、ノブ１４と縦フィン１３とが歯車で螺合しているので、ノブ１４を回転させることにより縦フィン１３の偏向状態を制御することができる。また、縦フィン１３の上流にダンパー１５が配設されている。
【００１５】
図４に示すように、支持手段６０は、クラッチケース６１およびクラッチハウジング６２を備えている。クラッチハウジング６２の軸６２ａを軸状体４０の中心孔４１に挿入した状態にてねじ６３をクラッチケース６１の孔６１ａを介して軸６２ａの先端の孔６２ｂにねじ込んで、支持手段６０を組み立てる。この状態にて、軸状体４０は回転可能に支持手段６０に支持される。
そして、図１に示すように、支持手段６０は風向調整装置１０の下部の取付部１９に取り付けられている。具体的には、支持手段６０のクラッチハウジング６２に取付孔６２ｃ、６２ｄ（図４参照）が形成されており、取付孔６２ｃを介してねじ１９ｂを取付部１９にねじ込み、取付孔６２ｄを介してねじ１９ｃを取付部１９にねじ込むことにより、クラッチハウジング６２を取付部１９に取り付ける。その際、図２に示すように、取付部１９のピン部１９ａをクラッチハウジング６２の位置決め孔６２ｅに差込んでクラッチハウジング６２の位置決めをする。
【００１６】
以上の構成のクラッチ機構２０は、以下の動作をする。
支持手段６０により回転可能に支持された軸状体４０が筒状弾性体３０の孔３３に挿入された状態にて、筒状弾性体３０の孔３３が軸状体４０に押されて変形し、筒状弾性体３０の弾性力により筒状弾性体３０の孔３３の表面を軸状体４０に押し付ける力が発生する。そして、この力に応じた摩擦力が筒状弾性体３０の孔３３と軸状体４０との間に発生する。
また、枠体５０が回転可能に支持手段６０に支持されているので、筒状弾性体３０の外面に嵌合する枠体５０は筒状弾性体３０と一体に回転または停止する。そして、軸状体４０または筒状弾性体３０のどちらか一方を回転させると、他方はこの摩擦力により回転する。しかし、この摩擦力には限界があるので、他方の負荷が摩擦力より大きいと、軸状体４０と筒状弾性体３０との間に滑りが発生する。このため、トルクリミッタ形のクラッチ機構２０を構成することができる。そして、筒状弾性体３０の孔３３と軸状体４０との間に発生する摩擦力のばらつきが上述の従来例の場合よりも少なくなる。
【００１７】
例えば、オートスイング装置１７のモータが作動し、縦フィン１３がオートスイングしているときに、指等を吹き出し口１１に入れた場合には、前記モータは作動しているが、クラッチ機構２０が働いて、縦フィン１３の動きは指等に妨げられて停止することになる。また、前記モータが作動していないときに、手動にてノブ１４により縦フィン１３を回転させる場合には、クラッチ機構２０の作動によりスムーズに風向きを調整することができる。
さらに、従来のクラッチ機構８０は部品点数が多く、各部品の寸法精度を必要としていたが、本発明のクラッチ機構２０は軸状体４０の精度だけで従来のクラッチ機構８０と同様の性能が得られ、さらに、品質の向上、コスト低減をすることができる。また、筒状弾性体３０にシリコーンゴム等の温度変化に対して良い材料を使用すれば、クラッチ機構２０を温度変化に対して良いものにすることができる。
【００１８】
さらに、筒状弾性体３０の孔３３の横断面が円形であるので、前記円形の孔３３の周方向の各部分の摩擦力を均一に近づけることができる。
さらに、軸状体４０が円柱状であるので、前記円柱の周方向の各部分の摩擦力を均一に近づけることができる。
さらに、軸状体４０が第１歯車４５の回転軸となり、枠体５０が第２歯車５５の回転軸となるので、第１歯車４５と第２歯車５５との間でトルクリミッタクラッチ機能を構成することができる。
【００１９】
なお、上記実施の形態において、筒状弾性体３０、軸状体４０および枠体５０は図４に記載したものに限らない。例えば図５に示す第１変形例のように、筒状弾性体３０ｘ、軸状体４０ｘおよび枠体５０ｘのようにしてもよい。
筒状弾性体３０ｘは、筒状弾性体３０よりも軸方向の長さが短くなり、径が長くなっている。軸状体４０ｘは軸状体４０に相当し、軸状体４０ｘの径は筒状弾性体３０ｘの孔３３ｘの横断面の径よりも長く形成されている。また、枠体５０ｘは円筒状であり、筒状弾性体３０ｘの外面３１ｘの突起部３２ｘが嵌合する切欠５１ｘが形成されている。
このため、図４の場合と同様に、筒状弾性体３０ｘと軸状体４０ｘとの間に摩擦力が発生し、枠体５０ｘは筒状弾性体３０ｘと一体に回転または停止する。
また、軸状体４０ｘが第１歯車４５ｘの回転軸となり、枠体５０ｘが第２歯車５５ｘの回転軸となる。
【００２０】
さらに、図４の筒状弾性体３０、軸状体４０および枠体５０の第２変形例として、図６および図７に示すように筒状弾性体３０ｙ、軸状体４０ｙおよび枠体５０ｙのようにしてもよい。
図６において、筒状弾性体３０ｙは、筒状弾性体３０よりも軸方向の長さが短くなっている。軸状体４０ｙは軸状体４０に相当し、軸状体４０ｙの径は筒状弾性体３０ｙの孔３３ｙの横断面の径よりも長く形成されている。
図７に示すように、枠体５０ｙは、筒状弾性体３０ｙの外面３１ｙに嵌合する。なお、筒状弾性体３０ｙの外面３１ｙと枠体５０ｙの内面５１ｙとの境界の一部分に隙間がある。具体的には、筒状弾性体３０ｙの外面３１ｙはほぼ正方形であり、外面３１ｙの４つの角部３２ｙは丸く形成されている。一方、枠体５０ｙの内面５１ｙはほぼ正方形であり、４つの角部５２ｙは若干丸く（丸い程度が角部３２ｙよりも低く）形成されている。このため、図７（ａ）に示すように、枠体５０ｙの内面５１ｙは、筒状弾性体３０ｙの外面３１ｙに嵌合した状態において、筒状弾性体３０ｙの外面３１ｙの角部３２ｙと枠体５０ｙの内面５１ｙの角部５２ｙとの間に隙間がある。
このため、図４の場合と同様に、筒状弾性体３０ｙと軸状体４０ｙとの間に摩擦力が発生し、枠体５０ｙは筒状弾性体３０ｙと一体に回転または停止する。
また、軸状体４０ｙが第１歯車４５ｙの回転軸となり、枠体５０ｙが第２歯車５５ｙの回転軸となる。
【００２１】
また、本発明に係るクラッチ機構は、風向調整装置の縦フィンの動力伝達に使用されているが、これに限定されず、風向調整装置以外の動力伝達にも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係るクラッチ機構を備えた風向調整装置の正面図である。
【図２】図１に風向調整装置の底面図である。
【図３】図１の風向調整装置の縦断面図である。
【図４】図１のクラッチ機構の分解した各部分を示す斜視図である。
【図５】図４の各部分の第１変形例を示す斜視図である。
【図６】図４の各部分の第２変形例を示す斜視図である。
【図７】（ａ）は前記第２変形例の平面図であり、（ｂ）は（ａ）の縦断面図である。
【図８】従来の風向調整装置の縦断面図である。
【図９】図８の風向調整装置のクラッチ機構を分解して示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  風向調整装置
２０  クラッチ機構
３０、３０ｘ、３０ｙ  筒状弾性体
３１、３１ｘ、３１ｙ  外面
３２、３２ｘ  突起部
３３、３３ｘ、３３ｙ  孔
４０、４０ｘ、４０ｙ  軸状体
４５、４５ｘ、４５ｙ  第１歯車
５０、５０ｘ、５０ｙ  枠体
５５、５５ｘ、５５ｙ  第２歯車
６０  支持手段
【図１】
2009047253.tif 000003
【図２】
2009047253.tif 000004
【図３】
2009047253.tif 000005
【図４】
2009047253.tif 000006
【図５】
2009047253.tif 000007
【図６】
2009047253.tif 000008
【図７】
2009047253.tif 000009
【図８】
2009047253.tif 000010
【図９】
2009047253.tif 000011