JP2001090752A

JP2001090752A - クラッチ装置

Info

Publication number: JP2001090752A
Application number: JP26831099A
Authority: JP
Inventors: Hideo Ouchi; 英男大内
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2001-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】入力部材３ａの回転を出力部材２ａに伝達す
るが、出力部材２ａの回転を入力部材３ａに伝達しない
機能を、確実に行なわせる構造を実現する。【解決手段】固定の外輪１ａの内径側に、上記入力部
材３ａと出力部材２ａとを配置する。これら入力部材３
ａと出力部材２ａとを、円周方向に亙る若干の変位自在
に組み合わせる。出力部材２ａの外周面に設けたカム面
５ａ、５ａと上記外輪１ａの内周面に設けた摩擦面６ａ
との間にころ４、４を設ける。入力部材３ａの回転時に
はこれら各ころ４、４は転動し、出力部材２ａの回転時
には、これら各ころ４、４はカム面５ａ、５ａと上記摩
擦面６ａとの間に食い込む。又、上記入力部材３ａにリ
ムを設けて上記各ころ４、４の軸方向移動を阻止し、こ
れら各ころ４、４の端面と上記外輪１ａに設けた鍔部と
の擦れ合いを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係るクラッチ装置
は、駆動源から被駆動体側への回転力の伝達は可能にす
るが、この被駆動体から駆動源への回転力の伝達を阻止
するもので、例えば自動車用のウインドレギュレータ
（電動式及び手動式の何れも含む）、電動格納ミラー
等、各種駆動装置に組み込んだ状態で使用する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車用のウインドレギュレータ
の場合、駆動源である電動モータ或はハンドルの回転は
窓ガラスの昇降機構側に伝達するが、この窓ガラス側か
らこの窓ガラスを昇降させる方向の力が加わった場合に
は、上記電動モータ或はハンドルが回転しない様にする
必要がある（例えば防犯の為）。この様な機能を有する
クラッチ装置として従来から、特開平７−１０３２６０
号公報に記載されたものが知られている。

【０００３】この公報に記載されたクラッチ装置は、図
１３に示す様に、外輪１と、出力部材２と、入力部材３
と、複数個のころ４、４と、複数のカム面５、５とを備
える。このうちの外輪１は、内周面を円筒面状の摩擦面
６とし、使用状態ではウインドレギュレータのフレーム
等に固定された状態で回転しない。又、上記出力部材２
は、上記外輪１の内側に、この外輪１と同心に且つ回転
自在に支持されている。又、上記入力部材３は、複数の
腕部７、７を有する。これら各腕部７、７は、円周方向
に亙り間欠的に設けられ、上記外輪１の内周面と出力部
材２の外周面との間の環状空間８内に挿入されている。
又、上記複数個のころ４、４は、この環状空間８内で円
周方向に隣り合う腕部７、７同士の間に設けられてい
る。更に、上記各カム面５、５は、上記出力部材２の外
周面で上記各ころ４、４に対向する複数個所に形成した
もので、それぞれの円周方向中央部が最も直径方向内方
に位置し、それぞれの円周方向両端部程直径方向外方に
位置する方向に傾斜している。

【０００４】上述の様なクラッチ装置では、上記入力部
材３の回転は、回転方向に関係なく、上記各腕部７、７
から上記各ころ４、４に伝わる。即ち、上記入力部材３
が回転すると、この入力部材３に設けた複数の腕部７、
７の円周方向端縁部に形成した傾斜面９、９が、上記各
ころ４、４を上記各カム面５、５に押し付ける。そし
て、これら各傾斜面９、９とカム面５、５との噛み合い
により、上記入力部材３の回転が出力部材２に伝わる。
これに対して、この出力部材２が回転した場合には、上
記カム面５、５が上記各ころ４、４を、この出力部材２
の直径方向外方に押し出し、これら各ころ４、４を上記
外輪１の内周面に設けた摩擦面６に押し付ける。この結
果、これら各ころ４、４の転動面と摩擦面６との摩擦係
合により、上記出力部材２の回転が阻止されて、この出
力部材２の回転が、回転方向に関係なく、上記入力部材
３に伝達しなくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の様な従来のクラ
ッチ装置の場合、入力部材３の回転時に複数のころ４、
４の全部又は一部が、出力部材２側に設けたカム面５、
５と外輪１の内周面に設けた摩擦面６との間で噛み合う
位置にまで移動する可能性がある。例えば、図１３の上
下方向と実際の設置状態での上下方向とが一致している
と仮定した場合、この図１３で下側のころ４は、実際に
は図示の様な位置に存在せず、重力によって上記摩擦面
６に当接する位置にまで下降した状態となる。この状態
から上記入力部材３に設けた各腕部７、７が回転する
と、何れかの腕部７が上記下側のころ４を、下側のカム
面５と上記摩擦面６との間で噛み合う位置にまで押し動
かす可能性がある。図１３の表裏方向と鉛直方向とを一
致させた場合には、より多くのころ４、４が、カム面
５、５と摩擦面６との間で噛み合う位置にまで押し動か
される可能性がある。

【０００６】この様にして、上記入力部材３の回転に伴
って、全部又は一部のころ４、４が、出力部材２側に設
けたカム面５、５と外輪１の内周面に設けた摩擦面６と
の間で噛み合う位置にまで移動すると、上記入力部材３
の回転が上記出力部材２に伝わらなくなる。本発明のク
ラッチ装置は、この様な誤作動がなく、確実に入力部材
の回転を出力部材に伝達できる構造を実現すべく発明し
たものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のクラッチ装置
は、前述した従来のクラッチ装置と同様に、外輪と、出
力部材と、入力部材と、複数個のころと、複数のカム面
とを備える。このうちの外輪は、内周面を円筒面状の摩
擦面とし、使用状態では、固定された状態で回転しな
い。又、上記出力部材は、上記外輪の内側にこの外輪と
同心に且つ回転自在に支持されている。又、上記入力部
材は、複数の腕部を有する。これら各腕部は、円周方向
に亙り間欠的に設けられ、上記外輪の内周面に設けた摩
擦面と出力部材の外周面との間の環状空間内に挿入され
ている。又、上記各ころは、この環状空間内で円周方向
に隣り合う腕部同士の間に設けられている。又、上記各
カム面は、上記出力部材の外周面でこれら各ころに対向
する複数個所に形成されたもので、それぞれの円周方向
中央部が最も直径方向内方に位置し、それぞれの円周方
向両端部程直径方向外方に位置する方向に傾斜してい
る。そして、上記入力部材の回転は、回転方向に関係な
く上記出力部材に伝達するが、この出力部材の回転は、
回転方向に関係なく上記入力部材に伝達しない。

【０００８】特に、本発明のクラッチ装置に於いては、
上記外輪の軸方向両端部に内向フランジ状の鍔部が形成
されている。そして、上記入力部材の軸方向に関して上
記各腕部の両端部にそれぞれ形成されたリム部が、それ
ぞれ上記各ころの両端面と上記各鍔部の内側面との間に
配置されている。又、上記出力部材と入力部材との間
に、これら両部材同士が回転方向に関して所定角度相対
変位した状態で互いに係合し、上記入力部材の回転を上
記出力部材に伝達自在とする係合部を設けている。これ
と共に、上記各腕部の円周方向両側面と上記各ころとの
間にそれぞれ弾性部材を設け、これら各ころを円周方向
に隣り合う腕部同士の中央位置に向け弾性的に押圧して
いる。そして、上記入力部材が回転する場合には、上記
係合部の係合に基づいてこの入力部材の回転が上記出力
部材に伝達されると共に、上記各ころが上記各カム面と
上記摩擦面との間で転動自在となる。これに対し、上記
入力部材に対して上記出力部材が回転する傾向になった
場合には、上記係合部が係合する以前に上記各ころが上
記各カム面と上記摩擦面との間に食い込んで、この外輪
に対し上記出力部材が回転する事を阻止する。

【０００９】

【作用】上述の様に構成する本発明のクラッチ装置の場
合には、入力部材が回転する場合には、係合部の係合に
基づき、出力部材も同方向に回転する。この係合部が係
合するまで、この出力部材に対し上記入力部材が少しだ
け回転するのに伴って、各ころは、各カム面の円周方向
中央位置よりも、上記入力部材の回転方向前方に少しだ
け移動する。この状態でこの入力部材及び出力部材が同
方向に回転すると、上記各ころは、上記各カム面の中央
部に変位する傾向になる。従って、これら各ころが上記
各カム面と外輪内周面の摩擦面との間に噛み合う事はな
い。この結果、この外輪の内側で上記入力部材及び出力
部材が回転自在な状態となり、この入力部材から出力部
材への回転伝達を行なえる。

【００１０】これに対して、入力部材に対して出力部材
が回転すると、上記係合部が係合する以前、即ち、この
出力部材の回転が入力部材に対しそのまま伝わる様にな
る以前に、上記各ころが上記各カム面と上記摩擦面との
間に食い込む。この結果、上記出力部材がそれ以上回転
する事がなくなって、この出力部材の回転が上記入力部
材に伝わる事がなくなる。又、上記外輪の両端部に形成
した鍔部は、上記入力部材及び出力部材がこの外輪の内
側から抜け出る事を防止して、所定位置に組み付け前の
クラッチ装置の構成部品同士が分離するのを防止する。
更には、上記各ころが軸方向に変位する傾向になって
も、これら各ころの軸方向端面は、上記入力部材に形成
したリム部の内側面に当接するのみで、上記各鍔部の内
側面と当接する事はない。従って、使用時に上記各ころ
の軸方向端面と静止状態にある上記各鍔部の内側面とが
擦れ合う事はなく、擦れ合いに基づく発熱を抑える事が
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１〜１０は、本発明の実施の形
態の１例を示している。本発明のクラッチ装置１０は、
外輪１ａと、出力部材２ａと、入力部材３ａと、複数個
のころ４、４と、複数のカム面５ａ、５ａとを備える。

【００１２】このうちの外輪１ａは、浸炭窒化鋼の如き
硬質金属板により全体を円筒状に形成しており、軸方向
両端部に内向フランジ状の鍔部１１ａ、１１ｂを設け
て、上記外輪１ａの内側から上記出力部材２ａ及び入力
部材３ａが抜け出ない様にしてユニット化し、取扱の容
易化を図っている。又、上記外輪１ａの内周面で上記両
鍔部１１ａ、１１ｂに挟まれた部分は、円筒状の摩擦面
６ａとしている。尚、この摩擦面６ａは、一般的な円筒
ころ軸受の外輪軌道の如き性状を有するもので、表面は
平滑面としている。この様な外輪１ａは、上記クラッチ
装置１０の使用状態では、ウインドレギュレータのフレ
ーム等に固定された状態で回転しない。

【００１３】尚、図示の例では、上記両鍔部１１ａ、１
１ｂのうち、一方（図１の右側）の鍔部１１ａの幅Ｗ
_11a を、他方の鍔部１１ｂの幅Ｗ_11b よりも大きく（Ｗ
_11a ＞Ｗ_11b ）している。又、大きな幅Ｗ_11a を有し、
上記クラッチ装置１０の組立時にボトム側（組立作業に
先立って、予め形成しておく側で、図１の右側）となる
鍔部１１ａの厚さを、組立作業の最終段階で形成するカ
ール側（図１の左側）の鍔部１１ｂの厚さよりも大きく
している。この様に構成する理由は、ボトム側の鍔部１
１ｂの幅Ｗ_11a を大きくするのは容易であるのに対し
て、カール側の鍔部１１ｂの幅Ｗ_11b を大きくすると、
この鍔部１１ｂに皺が発生し易くなる為である。言い換
えれば、上記外輪１ａ内に上記出力部材２ａ及び入力部
材３ａを挿入してから形成する上記鍔部１１ｂの幅Ｗ
_11b を大きくすると、この鍔部１１ｂの品質を考えた場
合に、この鍔部１１ｂの形成作業が難しくなる為であ
る。そこで、図示の例では、このカール側の鍔部１１ｂ
を薄肉にすると共に、上記入力部材３ａを構成する基板
部１７の外径寸法を大きくして、上記鍔部１１ｂの幅Ｗ
_11bを小さくする事を可能にしている。

【００１４】又、前記出力部材２ａは、例えばＪＩＳ
ＳＭＦ４０６０等の焼き入れ硬化した燒結金属、軸受鋼
等の硬質金属により、図２に示す様に、出力軸１２と同
心に、且つ一体に形成されており、上記外輪１ａの内側
にこの外輪１ａと同心に且つ回転自在に支持されてい
る。上記出力軸１２は円柱状に形成し、使用時にはその
先端部（図１〜２の右端部）を、被駆動部材側に設けた
円孔に、締り嵌めで内嵌固定する。但し、上記出力軸１
２と被駆動部材との結合は、スプライン係合、キー係合
等、従来から周知の他の係合状態としても良い。一方、
上記出力部材２ａは、上記出力軸１２の一端部（図２の
左端部）に外向フランジ状に形成している。この様な出
力部材２ａの外周面には、複数個（図示の例では５個）
のカム面５ａ、５ａを、円周方向に亙り等ピッチで形成
している。又、上記出力軸１２と反対側に位置する、上
記出力部材２ａの片側面（図１〜２の左側面）には、そ
れぞれがこの出力部材２ａの中心軸をその中心とする単
一円弧上に存在する円弧状の係合凹部１３、１３を、円
周方向に亙り等ピッチで形成している。

【００１５】このうちのカム面５ａ、５ａは、図４に詳
示する様に、円周方向中央部を上記出力部材２ａの外接
円の半径Ｒ_2aよりも少し小さな曲率半径Ｒ₁₄を有し、こ
の外接円と同心の中央凸曲面部１４とし、円周方向両端
部を、上記外接円の直径２Ｒ _2aよりも少し小さく、この
中央凸曲面部１４の曲率半径Ｒ₁₄の２倍の値２Ｒ₁₄より
も少し大きな曲率半径Ｒ₁₅を有する両端凹曲面１５、１
５としている。この様な構成により、前記各ころ４、４
が上記各カム面５ａ、５ａと上記外輪１ａの摩擦面６ａ
との間に食い込む際のくさび角が適正な値になる様にし
ている。尚、上記中央凸曲面部１４の幅は僅小である。
従って、上記各カム面５ａ、５ａは、それぞれの円周方
向中央部が最も直径方向内方に位置し、それぞれの円周
方向両端部程直径方向外方に位置する方向に傾斜してい
る。本発明では、後述する様に、上記各両端凹曲面１
５、１５が何れも、上記各ころ４、４を上記外輪１ａの
摩擦面６ａとの間で食い込ませる為のカム面となってお
り、１個のころ４毎にそれぞれ２個ずつの上記両端凹曲
面１５、１５を設けている。尚、上記各カム面５ａ、５
ａの円周方向両端部を、上記各ころ４、４の転動面と同
方向に湾曲した凹曲面とした理由は、上記出力部材２ａ
から次述する入力部材３ａへのトルク負荷時に、上記各
カム面５ａ、５ａと前記各ころ４、４の転動面との接触
面積を確保し、接触部の面圧の上昇を抑えて、上記各カ
ム面５ａ、５ａ及び各ころ４、４の転動面の耐久性（疲
れ寿命）を確保する為である。

【００１６】又、上記入力部材３ａは、ポリアセタール
の如き高機能樹脂等の、十分な硬度、剛性、強度並びに
寸法安定性を有する合成樹脂を射出成形する事により、
入力軸１６と一体に形成している。上記入力部材３ａ
は、この入力軸１６の一端部（図１、５の右端部）に形
成した外向フランジ状の基板部１７の片側面（図１、５
の右側面）に、複数本（図示の例では５本）の腕部１
８、１８の基端部を結合して成る。これら各腕部１８、
１８は、図６〜７及び後述する図１１〜１２から明らか
な様に、それぞれが断面円弧状で、上記入力軸１６の中
心軸をその中心とする単一円弧上に、円周方向に亙り間
欠的に設けられている。そして、円周方向に隣り合う腕
部１８、１８同士の間を、上記各ころ４、４を保持する
為のポケット１９、１９としている。これら各ポケット
１９、１９の幅Ｗ₁₉は、上記各ころ４、４の外径Ｄ₄
（図１１）よりも十分に大きい（Ｗ₁₉≫Ｄ₄ ）。又、上
記入力軸１６の中心部には、断面形状が非円形の係合孔
２０を設けている。使用時にはこの係合孔２０に、図示
しない回転方向の変換自在な駆動モータの出力軸の先端
部を挿入して、上記入力部材３ａを任意の方向に回転駆
動自在とする。上記入力部材３ａは、上述の様な係合孔
２０を含め、合成樹脂の射出成形により造れる。従っ
て、複雑な形状と有する上記入力部材３ａの製造コスト
が嵩む事はない。

【００１７】尚、上記各腕部１８、１８の円周方向に関
する幅は、外径側で大きく、内径側で小さくしている。
この理由は、上記各ポケット１９、１９の幅Ｗ₁₉を、内
周側から外周側まで等しくする為である。又、上記入力
軸１６と反対側に位置する、上記基板部１７の片側面
（図１、５の右側面）には、それぞれがこの基板部１７
の中心軸をその中心とする単一円弧上に存在する円弧状
の係合凸部２１、２１を、円周方向に亙り等ピッチで形
成している。図１、１１、１２に示す様にクラッチ装置
１０を組み立てた状態で、上記各係合凸部２１、２１
は、前記出力部材２ａの片側面に形成した前記係合凹部
１３、１３に係合する。上記各係合凸部２１、２１の幅
Ｗ₂₁は、これら各係合凹部１３、１３の幅Ｗ₁₃よりも十
分に小さい（Ｗ₂₁≪Ｗ₁₃）。従って、上記クラッチ装置
１０を組み立てた状態で上記各係合凸部２１、２１と上
記係合凹部１３、１３とは、円周方向に亙る相対変位自
在に係合する。そして、上記入力部材３ａと出力部材２
ａとは、回転方向に亙る若干の相対変位自在に組み合わ
される。

【００１８】尚、本発明を実施する場合に、上記入力部
材３ａと出力部材２ａとが所定角度相対変位した状態で
互いに係合する係合部は、上述の様な係合凹部１３、１
３と係合凸部２１、２１との係合によるものに限らず、
他の構造を採用しても良い。例えば、前記出力部材２ａ
の外周面で円周方向に隣り合うカム面５ａ、５ａ同士の
間に係合凹部を、上記各腕部１８、１８の内周側面に係
合凸部を、それぞれ形成する事もできる。但し、図示の
例の様な構造によれば、上記出力部材３ａの外周面に係
合凹部を設けるの為のスペースが不要になるので、より
多くのカム面を形成し、より多くのころを組み込む事が
できて、クラッチ装置のトルク容量を大きくする事がで
きる。

【００１９】又、上記各腕部１８、１８の先端部（図
１、５の右端部）円周方向両側面同士の間には先端側リ
ム部２２を設けている。従って、前記各ポケット１９、
１９の軸方向両側はこの先端側リム部２２と前記基板部
１７とにより、円周方向両側は上記各腕部１８、１８に
より、それぞれ仕切られている。前記各ころ４、４を上
記各ポケット１９、１９内に保持した状態で、これら各
ころ４、４は上記先端側リム部２２と上記基板部１７と
により軸方向に亙る変位を実質的に阻止される。即ち、
本例の場合には、上記先端側リム部２２と上記基板部１
７とが、請求項に記載したリム部に相当する。尚、これ
ら先端側リム部２２と基板部１７との円周方向に関する
位相が互いに一致する部分では、先端側リム部２２の内
径Ｒ₂₂が基板部１７の外径Ｄ₁₇よりも僅かに（例えば
０．００５mm程度）大きい（Ｒ₂₂＝Ｄ ₁₇＋０．００５m
m）。従って、上記入力部材３ａ及び前記入力軸１６
を、１対の金型を軸方向に離隔させる、所謂アキシアル
ドローにより、容易に造る事ができる。

【００２０】又、上記各腕部１８、１８の基端部（図
１、５の左端部）内周側面には凸部２９を形成し、これ
ら各凸部２９の内周側面と前記出力部材２ａの外周面で
前記各カム面５ａ、５ａから円周方向に外れた部分とを
近接対向させている。そして、上記出力部材２ａと前記
入力部材３ａとの心合わせを行なうと共に、この出力部
材２ａの外周面と次述するばね２３とが擦れ合うのを防
止し、薄肉（例えば厚さが０．１mm程度）のばね２３が
摩耗する事を防止している。更に、上記基板部１７の一
部で上記各腕部１８、１８の基端部が連続する部分は、
前記鍔部１１ｂと干渉しない範囲で厚肉にして、これら
各腕部１８、１８の基端部を連続させた部分の強度を確
保している。

【００２１】又、上述の様な入力部材３ａを構成する上
記各腕部１８、１８には、請求項２に記載した弾性材で
ある、図８〜１０に示す様なばね２３を装着している。
ステンレスのばね鋼等の弾性金属板を曲げ形成して成
る、このばね２３は、１個の基部２４と、複数（図示の
例では４個）の弾性押圧片２５、２５とを備える。この
うちの基部２４は、上記各腕部１８、１８にがたつきな
く外嵌自在とすべく、これら各腕部１８、１８の内周面
に合致する形状を有する円弧状の基板部２６と、この基
端部２６の円周方向両端縁中央部から直径方向外方に折
れ曲がった、１対の折れ曲がり板部２７、２７とから成
る。又、これら各折れ曲がり板部２７、２７の先端部に
は、互いに近づく方向に折れ曲がった係止部２８、２８
を形成し、これら各係止部２８、２８と上記各腕部１
８、１８の外周面円周方向両端縁部とを係合自在として
いる。上記各弾性押圧片２５、２５は、それぞれの基端
をこれら各折れ曲がり板部２７、２７の両側縁に連続さ
せたもので、自由状態でそれぞれの先端部を上記基部２
４から離れる様に変位させる方向の弾力を有する。

【００２２】上述の様なばね２３は、図１１〜１２に示
す様に、上記各腕部１８、１８に装着する。この装着作
業は、上記基部２４をこれら各腕部１８、１８に、それ
ぞれこれら各腕部１８、１８の内周面側から外嵌する事
で行なう。この装着作業により、上記各係止部２８、２
８が互いに離れる方向に弾性変位しつつ、上記各腕部１
８、１８の外周面円周方向両端縁部に形成した係止溝３
０、３０に係合する。そして、上記各係止部２８、２８
とこれら各係止溝３０、３０との係合により、上記基部
２４が上記各腕部１８、１８から不用意に脱落する事を
防止する。又、上記各係止部２８、２８の端縁と上記各
係止溝３０、３０の奥端部（図５の右端部）とが係合す
る事により、上記ばね２３が図１の右方向に変位する事
を防止する。又、このばね２３が図１の左方向に移動す
るのは、上記基部２４の端縁と前記入力部材３ａの基板
部１７に形成した凸部２９との係合により防止する。

【００２３】上述の様にして上記各腕部１８、１８に装
着したばね２３、２３の弾性押圧片２５、２５同士の間
には、それぞれ前記ころ４、４を、これら弾性押圧片２
５、２５を弾性的に変位させた状態で挟持している。こ
れら各ころ４、４は、一般的な円筒ころ軸受を構成する
円筒ころの如きもので、高炭素クロム軸受鋼等の硬質金
属により造られている。この様な各ころ４、４は、上記
各ばね２３、２３の弾性押圧片２５、２５により軸方向
両端部で円周方向反対側位置を、同じ力で弾性的に押圧
される。従って上記各ころ４、４は、外力が加わらない
状態では、円周方向に隣り合う腕部１８、１８同士の中
央部分に位置する。尚、上記各弾性押圧片２５、２５
は、上記各ころ４、４を円周方向に関してほぼ真っ直ぐ
に押圧する様にしている。即ち、上記各腕部１８、１８
の円周方向両側面を、前記各ポケット１９、１９を構成
する側面毎に互いに平行すると共に、上記各弾性押圧片
２５、２５をこれら各側面と平行に設けている。従っ
て、これら各弾性押圧片２５、２５から上記各ころ４、
４に加わる力のうちに存在する、前記入力部材３ａの直
径方向の分力は極く僅かである。尚、上述の様に構成し
たばね２３は、それぞれ円周方向両端部に１対ずつ２組
の弾性押圧片２５、２５を設けているので、弾性押圧片
毎に別体のばね構造とする場合に比べて、ばね２３自体
の加工費の低減を図れると共に、このばね２３の装着作
業の容易化を図って、クラッチ装置１０全体のコストを
格段に低減できる。

【００２４】上述の様に組み合わせた、上記入力部材３
ａところ４、４とばね２３、２３とは、前記出力部材２
ａと組み合わせた状態で、前述の図１に示す様に前記外
輪１ａ内に組み込み、前記クラッチ装置１０とする。上
記入力部材３ａと出力部材２ａとは、互いに同心に配置
して、入力部材３ａ側に設けた係合凸部２１、２１と出
力部材２ａ側に設けた係合凹部１３、１３とを緩く係合
させた状態に組み合わせる。

【００２５】この様に組み合わせた上記入力部材３ａ及
び出力部材２ａは、上記外輪１ａ内に、前記薄肉の鍔部
１１ｂを形成すべき側から挿入する。そして、前記出力
軸１２を前記幅広の鍔部１１ａの内側に挿通すると共
に、上記入力部材３ａ及び出力部材２ａを、上記外輪１
ａの摩擦面６ａの内径側に位置させる。そして、上記薄
肉の鍔部１１ｂを形成し、上記クラッチ装置１０として
完成する。

【００２６】この様にしてクラッチ装置１０を構成し、
更にウインドレギュレータ等に組み込んだ状態で、上記
入力部材３ａと出力部材２ａとは、互いに近づく方向に
相対変位する事はあっても、互いに遠ざかる方向への相
対変位を制限する様にする。より具体的には、互いに組
み合わされた上記入力部材３ａと出力部材２ａとの反対
側面同士の間隔Ｄ₀ が、常に上記１対の鍔部１１ａ、１
１ｂの内側面同士の間隔Ｄ₁ よりも小さく（Ｄ₀ ＜Ｄ
₁ ）なる様にしている。例えば、図示の例では、上記反
対側面同士の間隔Ｄ₀ を上記内側面同士の間隔Ｄ₁ より
も０．２mm程度以上小さく（Ｄ₀ ≦Ｄ₁ −０．２mm）し
て、余裕を持たせた設計としている。この理由は、上記
入力部材３ａの外側面が上記鍔部１１ｂの内側面と擦れ
合ったり、或は上記出力部材２ａの外側面が上記鍔部１
１ａの内側面と擦れ合ったりする事を防止し、摩擦熱に
よって上記クラッチ装置１０内に封入したＥＮＳ等のグ
リースの耐焼き付き性が損なわれない様にする為であ
る。

【００２７】この為に例えば、上記入力部材３ａと一体
の入力軸１６と図示しない駆動軸との係合を工夫して
（例えば、この駆動軸の先端面を前記係合孔２０の奥端
面に突き当てる等して）、上記入力部材３ａが図１の状
態よりも左方に変位するのを防止すると共に、上記出力
部材２ａと一体の出力軸１２と図示しない被駆動部材と
の係合状態を工夫して、この出力軸２ａが図１の状態よ
りも右方に変位するのを防止する。この為、上記入力部
材３ａ及び出力部材２ａの回転時に、これら両部材３
ａ、２ａと上記各鍔部１１ａ、１１ｂとが擦れ合う事が
なく、擦れ合いに基づく動力損失や発熱の防止を図れ
る。又、上記各鍔部１１ａ、１１ｂに荷重が負荷されな
いので、前記外輪１ａの板厚を薄くする事ができて、上
記クラッチ装置１０全体を軽量且つコンパクトにでき
る。尚、上記入力部材３ａと出力部材２ａとは、互いに
近づく方向に変位自在である為、入力部材３ａから出力
部材２ａへの動力伝達を開始する瞬間には、これら両部
材３ａ、２ａの互いに対向する面同士が互いに擦れ合う
可能性がある。但し、この擦れ合いは僅かであり、元々
上記両部材３ａ、２ａを同期して回転させようとする瞬
間に生じる現象である為、実用上全く問題にはならな
い。

【００２８】更に、前記各ころ４、４が軸方向に変位す
る傾向になっても、これら各ころ４、４の軸方向端面
は、上記入力部材３ａに形成した、リム部である基板部
１７及び先端側リム部２２の内側面に当接するのみで、
前記各鍔部１１ａ、１１ｂの内側面と当接する事はな
い。従って、使用時に上記各ころ４、４の軸方向端面と
静止状態にある上記各鍔部１１ａ、１１ｂの内側面とが
擦れ合う事はなく、擦れ合いに基づく発熱を抑える事が
できる。この為、クラッチ装置１０内に充填したグリー
スが熱劣化する事を防止できる。尚、上記各ころ４、４
が図１の右方向に変位するのを、上記出力部材２ａに鍔
部を形成する事で防止する事も可能である。但し、鉄系
金属を燒結する事により造る上記出力部材２ａに鍔部を
設ける場合、この鍔部の軸方向に亙る厚さ寸法を２mm以
下にする事は困難である。この為、上記出力部材２ａ側
に鍔部を形成した場合には、この鍔部をその内径側に収
納する、前記外輪１ａの軸方向寸法が嵩み、上記クラッ
チ装置１０全体としての小型化を図りにくくなる。これ
に対して図示の例の場合には、軸方向に亙る厚さ寸法を
小さくできる、合成樹脂製の入力部材３ａにリム部を設
ける構造にしたので、上記クラッチ装置１０全体として
の小型化を容易に図れる。

【００２９】次に、上述の様に構成する本発明のクラッ
チ装置１０の作用に就いて説明する。先ず、例えば電動
モータによりウインドガラスを昇降させる場合等、入力
部材３ａの回転を出力部材２ａに伝達する場合に就い
て、図１１により説明する。この場合には、上記入力部
材３ａが、例えば図１１の反時計方向に回転し、この入
力部材３ａ側に設けた前記各係合凸部２１、２１が、上
記出力部材２ａ側に設けた、前記各係合凹部１３、１３
の円周方向端部にまで変位する。そして、これら各係合
凹部１３、１３の内側面と上記各係合凸部２１、２１の
外側面とが当接（係合部が係合）して、上記入力部材３
ａの回転が上記出力部材２ａにそのまま伝わる状態とな
り、この出力部材２ａがこの入力部材３ａと同方向に同
速で回転する。

【００３０】上述の様に上記各係合凸部２１、２１の外
側面と上記各係合凹部１３、１３の内側面とが当接する
まで、上記出力部材２ａに対し上記入力部材３ａが少し
だけ回転するのに伴って、前記各ころ４、４は、図１１
に示す様に、上記出力部材２ａの外周面に設けた前記各
カム面５ａ、５ａの円周方向中央位置よりも、上記入力
部材３ａの回転方向前方（図１１の左方）に少しだけ移
動する。この結果、上記各ころ４、４は、上記各カム面
５ａ、５ａの両端曲面部１５、１５に案内されて、上記
出力部材２ａの直径方向外方に変位する。そして、上記
各ころ４、４の転動面と前記外輪１ａの摩擦面６ａとが
当接する。

【００３１】この様に、上記各ころ４、４の転動面と前
記外輪１ａの摩擦面６ａとが当接した状態で、上記入力
部材３ａ及び出力部材２ａが同方向に回転すると、上記
各ころ４、４は、上記各カム面５ａ、５ａの中央部であ
る、前記各中央凸曲面部１４、１４側に変位する傾向に
なる。即ち、上記各ころ４、４の転動面と前記外輪１ａ
の摩擦面６ａとが当接した状態で、上記入力部材３ａ及
び出力部材２ａが同方向に回転すると、上記各ころ４、
４は、それぞれの転動面と上記摩擦面６ａとの摩擦係合
に基づき、そのままの位置に留まろうとする。これに対
して上記各カム面５ａ、５ａを形成した上記出力部材２
ａは、図１１の反時計方向に回転するので、上記各ころ
４、４は、前記各腕部１８、１８の両側面に配置した前
記各弾性押圧片２５、２５のうち、回転方向前側面側の
各弾性押圧片２５、２５の圧縮量を増大させつつ、上記
出力部材２ａに対して、回転方向後方に変位する。従っ
て、これら各ころ４、４が上記各カム面５ａ、５ａと上
記摩擦面６ａとの間に噛み合う事はない。この結果、上
記各ころ４、４が、上記各カム面５ａ、５ａと上記摩擦
面６ａとの距離が大きい部分に移動して、この部分で転
動する。この状態では、上記外輪１ａの内側で上記入力
部材３ａ及び出力部材２ａが回転自在な状態となり、こ
の入力部材３ａから出力部材２ａへの回転伝達を行なえ
る。

【００３２】尚、上記各ころ４、４の転動面と上記摩擦
面６ａとの当接部に作用する摩擦力が大きいと、これら
各ころ４、４が、図１１に鎖線で示す様に、上記各腕部
１８、１８の回転方向前側面側の各弾性押圧片２５、２
５を完全に押し潰す可能性がある。本発明のクラッチ装
置１０を実施する場合には、この様な状態でも、上記各
ころ４、４が上記各カム面５ａ、５ａと上記摩擦面６ａ
との間に食い込まない様に、前記各係合凸部２１、２１
の幅Ｗ₂₁と前記各係合凹部１３、１３の幅Ｗ₁₃との差
（Ｗ₁₃−Ｗ₂₁）に対応する、これら各係合凹部１３、１
３内での上記各係合凸部２１、２１の変位可能な隙間の
大きさを規制している。上述の説明は、上記入力部材３
ａが反時計方向に回転する場合に就いて述べたが、時計
方向に回転する場合も、回転方向が逆になる以外、同様
に作用する。

【００３３】次に、電動モータは静止しており、上記入
力部材３ａが静止状態であるにも拘らず、ウインドガラ
スを昇降させる方向の力が加わり、上記出力部材２ａに
回転方向の力が加わった場合に就いて、図１２により説
明する。この場合には、上記出力部材２ａが例えば図１
２の反時計方向に回転するのに伴い、前記各係合凹部１
３、１３の内側面と前記各係合凸部２１、２１の外側面
とが当接する以前、即ち、上記出力部材２ａの回転が上
記入力部材３ａに対しそのまま伝わる様になる以前に、
上記各ころ４、４が上記各カム面５ａ、５ａと上記摩擦
面６ａとの間に食い込む。しかも、この場合には、これ
ら各カム面５ａ、５ａから上記各ころ４、４に、これら
各ころ４、４を上記各カム面５ａ、５ａと上記摩擦面６
ａとの間に食い込ませる方向の力が加わるのみである。
言い換えれば、上記各ころ４、４を上記各カム面５ａ、
５ａの円周方向中央部に変位させる方向の力が作用しな
い。尚、ばね２３による力は、入力部材３ａを回転させ
る為に要する力に比べれば、極く僅かであり、この場合
には無視できる。この為、上記各ころ４、４が、上記各
カム面５ａ、５ａと上記摩擦面６ａとの間に食い込ん
で、上記出力部材２ａの回転を阻止する。この結果、こ
の出力部材２ａがそれ以上回転する事がなくなって、こ
の出力部材２ａの回転が上記入力部材３ａに伝わる事が
なくなる。上述の説明は、上記出力部材２ａが反時計方
向に回転する場合に就いて述べたが、時計方向に回転す
る場合も、回転方向が逆になる以外、同様に作用する。

【００３４】尚、本発明のクラッチ装置１０の場合に、
上記出力部材２ａが何れの方向に回転する場合にも上記
各ころ４、４が上記各カム面５ａ、５ａと上記摩擦面６
ａとの間に確実に食い込むのは、前記ばね２３が上記各
ころ４、４を円周方向両側から押圧して、これら各ころ
４、４の円周方向に関する位置を規制している為であ
る。これに対して、ばねがころを一方向にのみ押圧する
構造の場合には、このばねの押圧方向に抗する方向に出
力部材が回転する場合にしか、確実にころを食い込ませ
る事ができない。言い換えれば、本発明は、上記各ころ
４、４を円周方向両側から押圧している為、上記出力部
材２ａが何れの方向に回転した場合でも、総てのころ
４、４を上記各カム面５ａ、５ａと上記摩擦面６ａとの
間に確実に食い込ませる事ができる。

【００３５】又、上記各ころ４、４は同じ大きさのもの
を使用し、上記各カム面５ａ、５ａは総て同じ形状及び
大きさにしている。従って、上記出力部材２ａが回転す
る傾向になった場合に、上記各ころ４、４は、総て同時
に上記各カム面５ａ、５ａと上記摩擦面６ａとの間に食
い込む。従って、上記出力部材２ａに加わるトルクを、
総てのころ４、４により支承する事ができて、一部のこ
ろに過大な荷重が加わる事による損傷の発生を防止でき
る。この様な本例の構造に対して、外輪と出力部材との
間に、回転許容方向の異なる一方向クラッチ機構を複数
組（例えば３組）設けても、同様の機能を発揮させる事
ができる。但し、この場合には、出力軸が回転する傾向
になった場合に、一部のころのみがトルクを支承する様
になる為、耐久性確保の面で問題を生じる。

【００３６】

【発明の効果】本発明のクラッチ装置は、以上に述べた
通り構成され作用するので、誤作動がなく、確実に入力
部材の回転を出力部材に伝達できる構造を実現できる。
この為、ウインドレギュレータ等、クラッチ装置を組み
込んだ各種機械装置の誤作動や故障の低減を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を、組み立てた状態
で示す断面図。

【図２】出力部材を取り出して示す断面図。

【図３】図２の左方から見た図。

【図４】図３のＡ部拡大図。

【図５】入力部材を取り出して示す断面図。

【図６】図５の右方から見た図。

【図７】同じく左方から見た図。

【図８】ころを押圧する為のばねの斜視図。

【図９】図８のＢ矢視図。

【図１０】同Ｃ矢視図。

【図１１】入力部材から出力部材に動力を伝達する状態
で示す、図１の拡大Ｄ−Ｄ断面図。

【図１２】出力部材が回転する傾向になりロックした状
態を示す、図１１と同様の図。

【図１３】従来構造の１例を示す断面図。

【符号の説明】

１、１ａ外輪２、２ａ出力部材３、３ａ入力部材４ころ５、５ａカム面６、６ａ摩擦面７腕部８環状空間９傾斜面１０クラッチ装置１１ａ、１１ｂ鍔部１２出力軸１３係合凹部１４中央凸曲面部１５両端凹曲面部１６入力軸１７基板部１８腕部１９ポケット２０係合孔２１係合凸部２２先端側リム部２３ばね２４基部２５弾性押圧片２６基板部２７折れ曲がり板部２８係止部２９凸部３０係止溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内周面を円筒面状の摩擦面とした固定の
外輪と、この外輪の内側にこの外輪と同心に且つ回転自
在に支持された出力部材と、円周方向に亙り間欠的に設
けられ、上記外輪の内周面と出力部材の外周面との間の
環状空間内に挿入された、複数の腕部を有する入力部材
と、この環状空間内で円周方向に隣り合う腕部同士の間
に設けられた複数個のころと、上記出力部材の外周面で
これら各ころに対向する複数個所に形成された複数のカ
ム面とを備え、上記入力部材の回転は、回転方向に関係
なく上記出力部材に伝達するが、この出力部材の回転
は、回転方向に関係なく上記入力部材に伝達しないクラ
ッチ装置に於いて、上記外輪の軸方向両端部に内向フラ
ンジ状の鍔部が形成されており、上記入力部材の軸方向
に関して上記各腕部の両端部にそれぞれ形成されたリム
部が、それぞれ上記各ころの両端面と上記各鍔部の内側
面との間に配置されており、上記出力部材と入力部材と
の間に、これら両部材同士が回転方向に関して所定角度
相対変位した状態で互いに係合し、上記入力部材の回転
を上記出力部材に伝達自在とする係合部を設け、このう
ちの入力部材が回転する場合には、この係合部の係合に
基づいてこの入力部材の回転が上記出力部材に伝達され
ると共に、上記各ころが上記各カム面と上記摩擦面との
間で転動自在となり、上記入力部材に対して上記出力部
材が回転する傾向になった場合には、上記係合部が係合
する以前に上記各ころが上記各カム面と上記摩擦面との
間に食い込んで、この外輪に対し上記出力部材が回転す
る事を阻止する事を特徴とするクラッチ装置。
【請求項２】各カム面は、それぞれの円周方向中央部
が最も直径方向内方に位置し、それぞれの円周方向両端
部程直径方向外方に位置する方向に傾斜した形状を有す
るものであり、各腕部の円周方向両側面と各ころとの間
にそれぞれ弾性部材が設けられて、これら各ころが円周
方向に隣り合う腕部同士の中央位置に向け弾性的に押圧
されている、請求項１に記載したクラッチ装置。