JP2004150528A - クラッチ機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動源からの回転駆動力によって回転操作される第１回転部材と、第１回転部材と同軸状に回転可能な第２回転部材と、第１回転部材に連結された第１端から第２回転部材の周面に沿って延びた作動スプリングと、第１回転部材の正転に伴う作動スプリングの第２端の連れ回りの抑制によって作動スプリングを縮径して第２回転部材に巻き付ける切換操作手段とを備えたクラッチ機構において、よりコンパクト、軽量で、組立て作業が簡単に行えるようにする。
【解決手段】切換操作手段が、作動スプリング１０の第２端１０ｃ付近に固定設置されたカラー部材１４と、カラー部材１４の円周状の摺接面に対して径方向の成分を含む付勢力を伴って回転可能に係止された制動部材１６ａ，１６ｂとを備え、制動部材に作動スプリング１０の第２端１０ｃと係合する係合部が設けられた構成とした。
【選択図】 図２
【解決手段】切換操作手段が、作動スプリング１０の第２端１０ｃ付近に固定設置されたカラー部材１４と、カラー部材１４の円周状の摺接面に対して径方向の成分を含む付勢力を伴って回転可能に係止された制動部材１６ａ，１６ｂとを備え、制動部材に作動スプリング１０の第２端１０ｃと係合する係合部が設けられた構成とした。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動源から得られる回転駆動力によって回転操作されるように支持された第１回転部材と、前記第１回転部材と同軸状に回転可能に支持された第２回転部材と、前記第１回転部材に連結された第１端から前記第２回転部材の周面に沿って延びた作動スプリングと、前記第１回転部材の正転動作に伴う前記作動スプリングの第２端の連れ回りを抑制することで前記作動スプリングを縮径して前記第２回転部材の周面に巻き付け、これによって前記第２回転部材を前記第１回転部材と一体回転させる切換操作手段とを備えたクラッチ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のクラッチ機構としては、本発明に関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。
この特許文献１に記されたクラッチ機構では、駆動用モータ（駆動源）によって回転駆動される入力ギヤが設けられており、切換操作手段として、クラッチスプリング（作動スプリング）の係止部が係止されたブッシングと、通電操作に基づいて生じる電磁吸着力によってクラッチディスクを入力ギヤと一体のロータに吸着する電磁石を構成するコイルとが設けられている。コイルに電磁吸着力が発生すると、ブッシングがロータと一体回転し始め、クラッチスプリングが出力ハブ（第２回転部材）に巻き付いて、出力側ハブ（第２回転部材）をロータに一体の入力側ハブ（第１回転部材）と連結状態にする。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３７１５５号公報（段落番号００６６〜００６７、第２図、第９図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように特許文献１のクラッチ機構は、切換操作手段として、電磁吸着力を発生させるためのコイルを有し、さらに、コイルへの通電を入り切りするための切換機構が必要であるため、クラッチ機構を十分にコンパクト且つ軽量にし難い、及び、クラッチ機構を組み込んだアクチュエータなどの組立て作業が比較的煩雑であるという問題があった。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、上に例示した従来技術によるクラッチ機構の持つ前述した欠点に鑑み、よりコンパクト且つ軽量で、組立て作業がより簡単に行えるクラッチ機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るクラッチ機構は、請求項１から７のいずれかに記された特徴構成を備えている。
すなわち、本発明の請求項１によるクラッチ機構は、
駆動源から得られる回転駆動力によって回転操作されるように支持された第１回転部材と、前記第１回転部材と同軸状に回転可能に支持された第２回転部材と、前記第１回転部材に連結された第１端から前記第２回転部材の周面に沿って延びた作動スプリングと、前記第１回転部材の正転動作に伴う前記作動スプリングの第２端の連れ回りを抑制することで前記作動スプリングを縮径して前記第２回転部材の周面に巻き付け、これによって前記第２回転部材を前記第１回転部材と一体回転させる切換操作手段とを備えたクラッチ機構であって、
前記切換操作手段が、前記作動スプリングの第２端付近に固定設置されたカラー部材と、前記カラー部材の円周状の摺接面に対して径方向の成分を含む付勢力を伴って回転可能に係止された制動部材とを備え、前記制動部材に前記作動スプリングの第２端と係合する係合部が設けられていることを特徴構成としている。但し、ここで記した、作動スプリングの第２端と係合する制動部材の係合部とは、何らかの第３の補助連結部材を介して作動スプリングの第２端と係合する係合部を含む意味である。
【０００７】
このような特徴構成を備えているために、本発明の請求項１によるクラッチ機構では、
切換操作手段が、実質的に、作動スプリングの第２端付近に固定設置されたカラー部材と、カラー部材の円周状の摺接面に対して径方向の成分を含む付勢力を伴って回転可能に係止された制動部材とからなり、制動部材に作動スプリングの第２端と係合する係合部が設けられているというシンプルな構成を備えているので、電磁吸着力を発生させるためのコイルやコイルへの通電を入り切りする切換機構を設ける必要がなく、その結果、クラッチ機構の嵩をコンパクト且つ軽量にし易く、組立て作業もより簡単に行えるクラッチ機構が得られた。
この請求項１によるクラッチ機構では、第１回転部材が正転動作を開始すると、カラー部材に径方向の成分を含む付勢力を発揮しつつ係止された制動部材が作動スプリングの第２端の連れ回りを抑制されるため、作動スプリングが縮径されて第２回転部材の周面に巻き付き、第２回転部材は第１回転部材と一体回転を開始し、回転駆動力（トルク）の伝達状態が達成される。尚、第２回転部材と第１回転部材の一体回転が開始される時、略同時に制動部材はカラー部材の円周状の摺接面に対して径方向の成分を含む付勢力を保持したまま回転し始める。
また、切換操作手段を構成する制動部材は、カラー部材の円周状の摺接面に対して径方向の成分を含む付勢力に基づいて、カラー部材にいわば自立した形態で係止されているので（圧縮スプリングからなる制動部材の一端をカラー部材の上面に押し付けることを目的とした取付補助具などが不要）、特にコンパクトにし易い構成が得られている。
【０００８】
より具体的には、前記カラー部材の摺接面は内周面として形成されており、前記制動部材は前記カラー部材の前記内周面に対して径方向外向きに付勢力を発揮するように無理嵌めされたＣ字状スプリングである構成とすることができる。
このように構成すれば、Ｃ字状スプリングの切れ目部位を押し縮めるように変形させつつカラー部材の内周面に嵌め込みセットするという片手でも比較的実施し易い手軽な操作で切換操作手段の組み立てを完了することができる。また、このように構成すれば、カラー部材とＣ字状スプリングとを軸芯方向に沿って作動スプリングの第２端と同じレベルに設けることができるので、特に軸芯方向でのコンパクト性が高められる。或いは、このように構成すれば、Ｃ字状スプリングがハンドリングの容易な手頃な大きさを持った部品となるので組立て操作もし易い（制動部材をカラー部材の外周面に無理嵌めされたＣ字状スプリングとすることも可能であるが、この場合、拡径させながら嵌め込むので両手が必要な煩雑な組立て作業を余儀なくされ易い、また、カラー部材とＣ字状スプリングとを作動スプリングの第２端と同じレベルに位置させようとするとＣ字状スプリングが微小になり過ぎる等の問題が生じるであろう）。
【０００９】
さらに、前記作動スプリングの前記第２端には略半円状の被係合部が径方向外向きに形成されており、前記Ｃ字状スプリングの前記係合部は、前記被係合部内に受入れられるように折り曲げ加工された一端からなる構成とすることができる。
このように構成すれば、必要時には互いに係止されるべき作動スプリングの第２端とＣ字状スプリングの係合部とを非常に単純で加工の簡単な構成によって実現できる。また、このように構成すれば、必要でない場合、例えば、第１回転部材が正転方向と逆向きに回転した場合などには、Ｃ字状スプリングの係合部が作動スプリングの略半円状の被係合部から簡単に抜け出ることで、係止状態が自動的に解除され易いので、両部材どうしの不用意な損傷が生じる虞が抑制されている。
【００１０】
特に、前記Ｃ字状スプリングの前記係合部は、前記第１回転部材の前記正転動作に際して前記作動スプリングの前記第２端から前記Ｃ字状スプリングを前記カラー部材の摺接面から引き離す方向の引っ張り力を受けるように配置された構成とすることができる。
このように構成すれば、第１回転部材の正転動作に基づいて作動スプリングが縮径して、遂に第２回転部材を第１回転部材と一体回転させる程度まで第２回転部材の周面に巻き付いた時、（Ｃ字状スプリングの係合部がＣ字状スプリングの一部をカラー部材の摺接面に押し付ける方向の引っ張り力を受ける構成に比して）Ｃ字状スプリングは比較的に安定した状態でカラー部材の摺接面の上を摺動回転し始めるので、より円滑な切換操作を実行するクラッチ機構が得られる。
【００１１】
加えて、前記Ｃ字状スプリングは複数のＣ字状スプリングからなる構成とすることができる。
このように構成すれば、製作される個々のＣ字状スプリングの間に、付勢力の値自身やＣ字状スプリングの円周方向に関する付勢力の分布如何のばらつきが見られる場合でも、複数のＣ字状スプリングから発生される各付勢力が同時にカラー部材に働き、その結果、付勢力の値自身が互いに平均化され、本来必要とされる所定の付勢力範囲内に収まり易くなる、或いは、Ｃ字状スプリングの円周方向に沿って滑らかに変化する付勢力分布が得られ、円滑な切換操作を実行し且つカラー部材などの耐久性の高いクラッチ機構が得られる。
【００１２】
更に、前記Ｃ字状スプリングは、互いに円周方向の長さの異なる複数のＣ字状スプリングを含み、前記複数のＣ字状スプリングの円周方向に関して同一側の端部に前記係合部が形成された構成とすることができる。
このように構成すれば、円周方向の長さの異なるＣ字状スプリングは、作動スプリングの第２端と係合する個所から円周方向に沿って異なる位置に最大の付勢力を発揮するので、複数のＣ字状スプリングが発揮するＣ字状スプリングの関する付勢力を積極的且つ計画的に円周方向に関して分散化できる。
【００１３】
特に、前記複数のＣ字状スプリングどうしの円周方向に関する相対移動を規制する連結手段が設けられた構成とすることができる。
このように構成すれば、連結手段の寸法や形状の如何に基づいて、カラー部材の摺接面上におけるＣ字状スプリングどうしの円周方向での相対位置を設定できるので、複数のＣ字状スプリングが発揮するＣ字状スプリングの関する付勢力の分布をより自在に設定できる。この場合は、特に、複数のＣ字状スプリングが互いに全く同じ長さで、同じ付勢力特性を備えている場合であっても、複数のＣ字状スプリングからカラー部材の摺接面に与えられる付勢力をより積極的且つ計画的に円周方向で分散化できることになる。
【００１４】
本発明によるその他の特徴および利点は、以下に続く図面を用いた実施形態の説明により明らかになるであろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の一例について図面に基づいて解説する。
（ラッチ解除アクチュエータの概略構成）
図１は、本発明によるクラッチ機構の一実施形態を用いた自動車ドアのラッチ解除用のアクチュエータ１００を示す。但し、本発明によるクラッチ機構は、以下の事例に限らず、自動車ドアのラッチ施錠用、或いは、ドアロック装置のロッキングレバーを施錠側乃至は解除側に操作する各アクチュエータを含めた、多種の用途に用いることが可能であることは言うまでもない。
このアクチュエータ１００は自動車ドア内部に取り付け可能な筐体状のケース部材２を有し、ケース部材２には、駆動源としてのＤＣモータＭと、自動車ドアのラッチを解除側に操作するケーブル６０（乃至はロッド）と連結された操作レバー３０が支持されており、他に、ＤＣモータＭの回転駆動力を操作レバー３０に伝達する伝動機構が設けられている。
【００１６】
図２と図３に示すように、この伝動機構は、ＤＣモータＭの駆動軸に固定されたウォームギヤ４、ウォームギヤ４と噛合したラチェットギヤ部６ｂを有する入力ホイール６（第１回転部材の一例）、入力ホイール６と同軸状の従動回転体１８（第２回転部材の一例）、従動回転体１８の一端に形成されたギヤ部１８ｂと噛合した中間ギヤ２０、中間ギヤ２０と噛合した扇形ギヤ部２２ａを有する出力回転体２２等を有する。出力回転体２２の一端に操作レバー３０が相対回転不能に支持されている。尚、中間ギヤ２０は大径ギヤ部２０ａと小径ギヤ部２０ｂとを互いに一体的に有し、従動回転体１８のギヤ部１８ｂは大径ギヤ部２０ａと、扇形ギヤ部２２ａは小径ギヤ部２０ｂと噛合することで、減速ギヤ機構を構成している。
また、入力ホイール６と従動回転体１８と中間ギヤ２０と出力回転体２２は互いに平行な回転軸芯を有し、これらの回転軸芯はウォームギヤ４の回転軸芯とは略直角に交差している。
入力ホイール６と従動回転体１８は、ケース部材２に固定された一本のクラッチシャフト５の外周に直列状に、且つ、相対回転自在に支持されており、入力ホイール６と従動回転体１８の間には、入力ホイール６の正転方向の回転のみを従動回転体１８に伝えるクラッチ機構５０が設けられている。
【００１７】
図２、図４及び図５から理解されるように、クラッチ機構５０は、入力ホイール６と従動回転体１８の他に、入力ホイール６に固定された第１端１０ｂから従動回転体１８の受圧周面１８ａに沿って延びたクラッチスプリング１０（作動スプリングの一例）と、入力ホイール６の正転動作に伴うクラッチスプリング１０の第２端１０ｃの連れ回りを抑制することでクラッチスプリング１０を縮径し、従動回転体１８の受圧周面１８ａに巻き付ける切換操作手段１２とを備えている。尚、クラッチスプリング１０のバネ本体部１０ａの内径は従動回転体１８の受圧周面１８ａと触れない程度に僅かに大きめに設定されているので、切換操作手段１２が動作していない時には、従動回転体１８は殆どクラッチスプリング１０との摩擦抵抗無しに円滑に回転可能である。
切換操作手段１２は、図２において、クラッチスプリング１０の第２端１０ｃの高さに固定設置されたカラー部材１４と、カラー部材１４の円周状の内周面１４Ｈに対して径方向外向きに付勢力を発揮するように無理嵌めされた２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂとを備えている。Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂは、カラー部材の円周状の摺接面に対して径方向の成分を含む付勢力を伴って回転可能に係止された制動部材の一例と言える。すなわち、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂは、前記付勢力に基づく一定の摩擦による抵抗を示しつつカラー部材１４に対して回転可能である。また、Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂの各々には作動スプリングの第２端１０ｃと係合する係合部が設けられている。
【００１８】
そこで、ＤＣモータＭが駆動力を出していない図６の状態から、ＤＣモータＭの駆動力に基づいて入力ホイール６がクラッチスプリング１０の第１端１０ｂと共に正転動作（図７の矢印が示す方向）を開始する際、当初、作動スプリングの第２端１０ｃはＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂ（未だカラー部材１４に対して相対回転可能しない）によって引き止められるので、図７に示すように、クラッチスプリング１０の第１端１０ｂのみが入力ホイール６と共に回転して、クラッチスプリング１０のバネ部本体１０ａが縮径方向に変形し始め、遂に、図８に示すように従動回転体１８の受圧周面１８ａを束縛して、従動回転体１８は強い摩擦力によってクラッチスプリング１０及び入力ホイール６と一体回転し始める（この時、略同時にＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂもカラー部材１４に対して相対回転を開始する）。そのまま一定時間にわたって入力ホイール６の正転動作を続ければ、出力回転体２２の一端に支持された操作レバー３０での引っ張り操作によって自動車ドアのラッチが（ラッチ機構に備えられたトーションスプリングなどの付勢力に抗して）解除側に操作される。
【００１９】
ラッチの解除操作が完了すると、この完了を検知するセンサから発される信号に基づいてＤＣモータＭは停止され、ＤＣモータＭへの給電も停止される。尚、ＤＣモータＭへの給電の停止は、タイマーを用いて、通電開始後所定時間の経過をもって行う様にしても良い。ＤＣモータＭへの給電が停止すると、クラッチスプリング１０が外力の加わらない元の状態まで拡径方向に復帰しようとする復元力に基づいて、図９に示すようにクラッチスプリング１０の第１端１０ｂが、入力ホイール６及び入力ホイール６に噛合したウォームギヤ４とを、ＤＣモータＭと共に逆転方向に回転操作し、クラッチ機構５０は、再び入力ホイール６が正転駆動されるのを待機する初期状態に戻される。このように入力ホイール６からの駆動力に基づいてウォームギヤ４が回転駆動できるように、入力ホイール６のラチェットギヤ部６ｂは所定の値を超える進み角を備えている（図４を参照）。
【００２０】
（クラッチ機構５０の詳細な構造）
ここで、クラッチ機構５０を構成している各要素についてより詳細に解説する。
図４と図５に示すように、クラッチスプリング１０は、円筒状に延びたバネ本体部１０ａ、バネ本体部１０ａの下端から径方向外向きに延びた被固定部１０ｂ（第１端の一例）、及び、バネ本体部１０ａの上端から径方向外向きに延びた半円状の被係合部１０ｃ（第２端の一例）を有する。
入力ホイール６は、円板状のホイール本体６ａ、ホイール本体６ａの外縁から径方向外向きに一体的に延びて形成されたラチェットギヤ部６ｂ、クラッチシャフト５が挿通されるようにホイール本体６ａの中央から軸芯方向に延びて形成されたボス部６ｅ、及び、ホイール本体６ａの外縁とボス部６ｅの間に設けられたスプリング保持部を備えている。このスプリング保持部は、クラッチスプリング１０の本体部１０ａと略匹敵する長さを備えた主スリーブ部６ｃと、主スリーブ部６ｃよりも短く且つ内径側に位置する補助スリーブ部６ｄとからなる。尚、入力ホイール６を構成するホイール本体６ａ、ラチェットギヤ部６ｂ、主スリーブ部６ｃ、補助スリーブ部６ｄはモールド内への合成樹脂の射出成形などで一体的に形成されている。
【００２１】
図１０並びに図４、図５に示すように、主スリーブ部６ｃの先端には、何らかの原因に基づく入力ホイール６の不用意な逆転によってクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃが（バネの巻き戻り方向に）移動するのを規制する（クラッチスプリング１０が拡径方向へ変形して本来の機能を損なうのを防止することと同義）突起状の規制壁部６Ｒが設けられている。
ＤＣモータＭがいずれの方向にも回転していない図１１（イ）の状態から、何らかの原因で入力ホイール６が矢印のように逆転した場合、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃが入力ホイール６と同様に回転して、図１１（ロ）に示すように、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂの係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂに反対側から押し当てられる可能性があるが、クラッチスプリング１０の半円形の被係合部１０ｃは、規制壁部６Ｒによってバックアップされた状態になり、以後、仮に２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂを引きずりながら逆回転する際にも、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃと被固定部１０ｂとは規制壁部６Ｒと一体に回転して、互いの相対位置関係は変わらないので、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃがこの係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂとの当接によって巻き戻り方向に変形される事態にはなり難い。
【００２２】
また、主スリーブ部６ｃの下端には、クラッチスプリング１０の被固定部１０ｂを固定する貫通孔６Ｈが設けられている。さらに、主スリーブ部６ｃには、クラッチスプリング１０の被固定部１０ｂを貫通孔６Ｈまで案内する案内溝としてのスリット６Ｓが形成されている。スリット６Ｓは規制壁部６Ｒの径方向中央から貫通孔６Ｈに向かって次第に間隙の小さくなるテーパー状に設けられている。そして、テーパーの最下部の最も狭い狭隘部はクラッチスプリング１０の線材の外径を下回る寸法に設定されている。従って、組立て時には、先ず、図１０（イ）に示すように、クラッチスプリング１０の被固定部１０ｂをスリット６Ｓの上部の広い部位内に進入させ、次に、そのままクラッチスプリング１０の本体部１０ａを主スリーブ部６ｃの内面に沿って押し込めば、クラッチスプリング１０の被固定部１０ｂはスリット６Ｓの前記狭隘部を乗り越えて（入力ホイール６はこのような圧入を可能にする変形能を備えた樹脂製である）、クラッチスプリング１０の線材の外径を実質的に上回る断面寸法の貫通孔６Ｈ内に嵌まり込み、図１０（ロ）に示すように、そこに固定される。
【００２３】
このように固定された状態では、クラッチスプリング１０の本体部１０ａは、主スリーブ部６ｃと補助スリーブ部６ｄの間に形成された円筒状の空間に収納され、主スリーブ部６ｃと補助スリーブ部６ｄは、互いに協働して、入力ホイール６に正転方向の駆動力が与えられずクラッチ機構５０が連結解除状態の時にはクラッチスプリング１０の本体部１０ａが従動回転体１８の受圧周面１８ａに触れないように、クラッチスプリング１０を正しい姿勢に保持する。
尚、図１１（イ）に示すように、入力ホイール６に正転方向の駆動力が与えられずクラッチ機構５０が連結解除状態の時には、主スリーブ部６ｃの規制壁部６Ｒが、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃと微かに接するか、或いは、極く僅かにバネ引き絞り側に押した状態となるように構成されている。
【００２４】
図４と図５に示すように、カラー部材１４は合成樹脂によって一体成形されたカラー本体１４Ｐと、カラー本体１４Ｐの上端に固着された蓋体１４Ｑとからなる。
図５に示すように、カラー本体１４Ｐは、入力ホイール６の主スリーブ部６ｃに外嵌されるように配置される第１スリーブ部１４ａ、第１スリーブ部１４ａの上端から径方向外向きに延びた円板状の第１ディスク部１４ｂ、第１ディスク部１４ａの外縁部から上方に延びた第２スリーブ部１４ｃ（円周状の摺接面１４Ｈを形成している部位）、第２スリーブ部１４ｃの上端から径方向外向きに延びた概して円板状の第２ディスク部１４ｄとを有する。第２ディスク部１４ｄの上端には複数のボッチ１４ｅが立設されており、また、第２ディスク部１４ｄの外周からは３個の取付フランジ１４ｆが径方向外向きに延びている。
【００２５】
蓋体１４Ｑは、やはり合成樹脂などによって成形された円板状の部材であり、カラー本体１４Ｐの複数のボッチ１４ｅに対応した貫通孔が形成されている。ボッチ１４ｅを蓋体１４Ｑの貫通孔に進入させて、蓋体１４Ｑをカラー本体１４Ｐの第２ディスク部１４ｄの上面に押し付け、ボッチ１４ｅをアイロン等で融かしてかしめると、カラー本体１４Ｐと蓋体１４Ｑとが一体化する。この状態では、図２に示すように、蓋体１４Ｑの内径側の縁は、第２スリーブ部１４ｃの内周面１４Ｈよりも内側に僅かに突出している。かくして、蓋体１４Ｑの前記突出部は、カラー本体１４Ｐの第１ディスク部１４ｂ及び第２スリーブ部１４ｃと協働して、後述するＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂを係入可能な収納空間１４Ｓを形成する。カラー部材１４はこのように予めカラー本体１４Ｐと蓋体１４Ｑとが一体化した単品部品として組立てサイトに提供されても良い。或いは、さらにカラー本体１４Ｐと蓋体１４Ｑとが一体化し、収納空間１４Ｓに既にＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂが係入された状態で提供されても良い。
【００２６】
従動回転体１８は、入力ホイール６の補助スリーブ部６ｄと略同一の外径を備えた受圧周面１８ａを有する本体と、前記本体の上端から更に上方に形成されたギヤ部１８ｂとを有する。受圧周面１８ａとギヤ部１８ｂの間からは、クラッチスプリング１０のバネ本体部１０ａを受圧周面１８ａの高さに保持するためのフランジ部１８ｃが僅かな寸法で突出している。組立て時は、アクチュエータ１００のケース部材２の半分体にクラッチシャフト５をセットし、予めクラッチスプリング１０を嵌め込んだ入力ホイール６をこのクラッチシャフト５に挿通させた後、従動回転体１８をクラッチシャフト５に挿通しつつ、クラッチスプリング１０のバネ部本体１０ａ内にセットし、クラッチシャフト５の先端にＥリング５Ｒを取り付ければ、入力ホイール６と従動回転体１８がクラッチシャフト５に抜止された状態でセットされる。次に、予め２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂを嵌め込んだカラー部材１４を、この入力ホイール６の上面を覆うようにセットし、取付フランジ１４ｆの貫通孔に挿通したビスなどでカラー部材１４をケース部材２に固定すれば良い。
【００２７】
図４に示すように、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂは、いずれも外力が及ばない状態では長円形の一部をなす形状を呈している。そして、径方向外側からの外力で縮径状態に変形させた上で、カラー部材１４の収納空間１４Ｓ内に無理嵌めすると、カラー部材１４の内周面１４Ｈに対して径方向外向きの付勢力すなわち斥力（径方向の成分を含む付勢力の一例）を発生しながら、図２と図６に示すように内周面１４Ｈに沿った円の一部をなす形状で保持される。内周面１４Ｈは、クラッチシャフト５と略平行に延びた直線状の断面を備えており、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂをクラッチシャフト５の軸芯と平行に並置させ得る長さを有する。カラー部材１４の収納空間１４Ｓ内の第１ディスク部１４ｂに近接する側に係入された１本目のＣ字状スプリング１６ａは約３３０°の円周方向の長さを有するが、第１ディスク部１４ｂから離間した側に係入された２本目のＣ字状スプリング１６ｂは、前者よりも短く、約２１０°の円周方向の長さしか持たない。２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂは、その円周方向に関して同一側の端部が約９０°曲げ加工されて、クラッチシャフト５の軸芯と平行な方向に延びた係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂを形成している。
【００２８】
図６に示すように、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂの係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂは、クラッチスプリング１０の半円形の被係合部１０ｃ内に円周方向で捕獲され得る位置に設けてある。組立てが完了すると、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂの各係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂのみが、入力ホイール６の回転に伴うクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃの軌跡内に進入した状態が得られる。従って、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂは、組立て完了時に、係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂどうしが互いに異なる角度位置でカラー部材１４の収納空間１４Ｓ内に係入されていても、カラー部材１４を前述のように入力ホイール６の上面を覆うようにセットして固定した後に、入力ホイール６を正転方向に適当角度だけ回転操作すれば、これに伴って回転移動するクラッチスプリング１０の第２端１０ｃが、任意の角度位置に存在している各係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂを変位させて、略同一の個所に集合させた正規の初期状態（図６の状態）になる。２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂは互いに異なる長さを有するので、係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂどうしが一箇所に揃ったこの待機状態では、互いにカラー部材１４の内周面１４Ｈ（Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂとの摺接面）における異なる個所に最大の付勢力を発揮し、その結果、カラー部材１４の内周面１４Ｈに加えられる荷重方向が円周方向に関して分散し、全体としてより均一で安定した制動力を発揮し、Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂ自身も常に安定した状態で保持される。このように、Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂは、カラー部材１４の円周状の摺接面に対して径方向の成分を含む付勢力を伴って回転可能に係止された制動部材と呼ぶことができる。
【００２９】
尚、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂの各係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂは、図４におけるＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂの右方に位置する端部に設けられている。このように左側端部に係合部を設けると、図７から予測されるように、入力ホイール６の正転動作に際してクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃから、Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂをカラー部材１４の内周面１４Ｈから引き離す引っ張り力を受ける結果となる。これは、入力ホイール６の正転動作に際して、Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂが回転することなくクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃの移動を阻止している初期の状態（クラッチによる連結が生じる前）において、或いは、最終的に入力ホイール６と連れ回りするクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃによって、Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂがカラー部材１４の第２スリーブ部１４ｃに対して回転移動を開始した時（クラッチによる連結が生じ始めた後）に、より安定した制動力が作り出される。
【００３０】
（ラッチ解除アクチュエータの動作）
以上に説明したアクチュエータ１００は、自動車ドアのラッチ解除用として用いた場合、次のように動作する。
自動車ドアのラッチが掛けられている状態で、例えばキーレススイッチ等から発される電波に基づいて、ＤＣモータＭが正転回転されると、ウォームギヤ４を介して、入力ホイール６が、クラッチスプリング１０の被固定部１０ｂと共に正転方向に回転操作される。この時、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃは、入力ホイール６によって正転方向に連れ回りしようとするが、直ぐに、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂの各係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂと係合し、切換操作手段１２が機能する。すなわち、初め、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂとカラー部材１４の間に働く制動力が、クラッチスプリング１０の形状保持力（被係合部１０ｃの位置を保持する力）を上回るため、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂは静止状態を続け、その結果、クラッチスプリング１０の被固定部１０ｂが、図７の矢印に示す方向に移動し、次第にクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃから離間して行く。このクラッチスプリング１０の被固定部１０ｂの被係合部１０ｃからの離間に伴って、クラッチスプリング１０のバネ部本体１０ａが縮径されて、従動回転体１８の受圧周面１８ａを束縛する。この束縛が略完全になると、クラッチスプリング１０が強い摩擦力によって従動回転体１８と一体化し、同時に、クラッチスプリング１０自身がそれ以上は縮径変形不能な状態となるので、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂは、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃからの牽引力によって、カラー部材１４との摩擦抵抗に抗して摺動回転を始める。この時、クラッチスプリング１０が従動回転体１８と一体化されているので、互いにギヤ歯で噛合した３つの回転体すなわち、従動回転体１８、中間ギヤ２０、及び、出力回転体２２が回転駆動され、出力回転体２２の一端に支持された操作レバー３０が、図１の矢印方向に揺動操作され、操作レバー３０に連結されたケーブル６０（乃至はロッド）を介して、自動車ドアのラッチが解除側（図１に一点鎖線で記された操作レバー３０の状態）に操作される。
【００３１】
尚、図８から理解されるように、入力ホイール６の正転に基づいてクラッチスプリング１０の第２端１０ｃがクラッチシャフト５周りでの角度にして３６０°を十分に下回る量（この実施形態では約２７０°）だけ移動すれば、クラッチスプリング１０のバネ部本体１０ａが従動回転体１８の受圧周面１８ａを束縛できるように、クラッチスプリング１０のバネ部本体１０ａの内径と従動回転体１８の受圧周面１８ａの外径の間の寸法差、及び、バネ部本体１０ａの長さなどが設定されているので、入力ホイール６の主スリーブ部６ｃに形成された規制壁部６Ｒがクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃの移動を阻害することはない。
次に、ラッチの解除操作が完了すると、この完了を検知するセンサから発される信号に基づいてＤＣモータＭは停止され、ＤＣモータＭへの給電も停止される。ＤＣモータＭへの給電が停止されると、直ぐに、クラッチスプリング１０が外力の加わらない元の状態まで拡径方向に復帰しようとする復元力に基づいて、クラッチスプリング１０の被固定部１０ｂが入力ホイール６と入力ホイール６に噛合したウォームギヤ４とを、ＤＣモータＭと共に逆転方向に回転操作する。これによって、クラッチスプリング１０は外力が加わらず縮径していない元の形状に復帰して、従動回転体１８の受圧周面１８ａから離れ、クラッチ機構５０は、再び入力ホイール６が正転駆動されるのを待機する初期状態に戻され、同時に、従動回転体１８、中間ギヤ２０、及び、出力回転体２２が入力ホイール６に対して自由回転可能となり、ドアのラッチ機構に備えられた前記トーションスプリングの付勢力により、出力回転体２２の一端に支持された操作レバー３０が初期位置（図１に実線で記された操作レバー３０の状態）に復帰される。
【００３２】
〔別実施形態〕
＜１＞前述の実施形態と反対に、Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂをカラー部材１４の内周面１４Ｈに押し付ける力をクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃから受ける用い方となるように、２本のＣ字状スプリングの各係合部を（或いは一方のＣ字状スプリングの係合部のみを）、図４におけるＣ字状スプリングの左方側の端部に設けても良い。この場合は、入力ホイール６の正転動作に伴って、Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂがカラー部材１４の内周面１４Ｈに突き付けられるような付勢力が働くので、斥力のより低いＣ字状スプリングでも十分な制動力が得られるという利点が生じる。また、Ｃ字状スプリングを１本のみ用いても本発明で必要な制動部材として機能するし、また、３本以上のＣ字状スプリングを用いて制動部材としても良い。
【００３３】
＜２＞複数のＣ字状スプリングどうしのカラー部材１４内での円周方向に関する相対移動を規制する連結手段を、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃとは別に設けても良い。例えば、この連結手段は、図１２に例示されるように、２本のＣ字状スプリング３６ａ，３６ｂの各端部どうしを連結する金属製のベルト３８で構成することができる。ここでは、２本のＣ字状スプリング３６ａ，３６ｂは互いに円周方向の長さが等しいにも拘わらず、ベルト３８によって約３０°の位相差が設けられているために、斥力の発揮される個所（図１２に４つ示された矢印）の分散化が実現されている。この制動部材の場合、一方のＣ字状スプリング３６ａにのみクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃと係合する係合部３６Ｅを設ければ良い。この制動部材の構成では、入力ホイール６の正転動作に際して、Ｃ字状スプリング３６ａに対しては、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃから、Ｃ字状スプリングをカラー部材１４の内周面１４Ｈから引き離す引っ張り力が与えられるが、他方のＣ字状スプリング３６ｂに対しては、ベルト３８からＣ字状スプリングをカラー部材１４の内周面１４Ｈに押し付ける力が与えられる。
【００３４】
他方、図１３に例示される、２本のＣ字状スプリング４６ａ，４６ｂと、これらを連結する金属製のベルト４８とで構成された制動部材の構成では、入力ホイール６の正転動作に際して、２本のＣ字状スプリング４６ａ，４６ｂの双方に対して、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃから、Ｃ字状スプリングをカラー部材１４の内周面１４Ｈから引き離す引っ張り力が与えられる。
【００３５】
＜３＞また、制動部材がカラー部材の円周状の摺接面に与える付勢力に、径方向の成分の他に軸芯方向の成分が含まれても良い。例えば、図１４に示す例では、カラー部材７４の内周面７４Ｈは、クラッチシャフト５の軸芯に対して互いに反対向きに傾斜した２つの円錐台状の面７４ｐ，７４ｑを備えており、ここに、２本のＣ字状スプリング４６ａ，４６ｂが、径方向外向きの成分と軸芯方向の成分とを同時に含む付勢力を伴って、回転可能に係止されている。下方のＣ字状スプリング４６ａは、径方向外向きの成分の他に軸芯方向下向きの成分を含む付勢力を発揮しており、上方のＣ字状スプリング４６ｂは、径方向外向きの成分の他に軸芯方向上向きの成分を含む付勢力を発揮している。この構成では、Ｃ字状スプリング４６ａ，４６ｂの飛び出しが円錐台状の面７４ｑによって阻止されるので、図４に示されたようなカラー部材１４の蓋体１４Ｑが不要になる。また、２本の各Ｃ字状スプリング４６ａ，４６ｂ自身の付勢力の他に、内周面７４Ｈを構成する各円錐台状の面７４ｐ，７４ｑの角度を個々に設定し分けることによっても、個々のＣ字状スプリング４６ａ，４６ｂが与える制動力や、２本のＣ字状スプリング４６ａ，４６ｂによるトータルの制動力を自在に設定することができる。
【００３６】
＜４＞或いは、制動部材をＣ字状ではなく、カラー部材１４の収納空間１４Ｓから取り出して外力が働かない状態では両端どうしが軸芯に沿って離れ合っているが、カラー部材の収納空間１４Ｓ内に係入された時には、両端どうしが円周方向に重なり合ってＯ字状を呈するスプリングとしても良い。この場合、カラー部材の収納空間１４Ｓ内に係入された状態では、軸芯（スプリングの円環を含む面を垂直に貫通する軸芯）に沿った方向のスプリングの付勢力によって、スプリングの一端は蓋体１４Ｑの下面に押し付けられ、他端はカラー部材１４の第１ディスク部１４ｂが形成する底面に押し付けられるので、スプリングは軸芯方向のガタツキの抑制された安定した状態で、かつカラー部材の摺接面に対して得方向の成分を含む付勢力を伴って、カラー部材１４に対して回転可能となる。
【００３７】
＜５＞或いは、上記の各実施形態とは異なり、アクチュエータの本体に固定されたカラー部材に外周面を形成しても良い。この場合、外力が及ばない状態では長円形の一部をなす形状を呈するが、前記外周面に拡径方向の力を与えながら無理嵌めされたＣ字状スプリングを、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃの連れ回りを阻止可能な制動部材として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるクラッチ機構を用いたアクチュエータの外観の略図
【図２】図１のアクチュエータの破断側面図
【図３】図１のアクチュエータの破断平面図
【図４】図１のアクチュエータに用いられているクラッチ機構の主構成部品の分解斜視図
【図５】図４に示された各構成部品の断面図
【図６】クラッチ機構の要部の一つの状態を示す平面図
【図７】クラッチ機構の要部の別の状態を示す平面図
【図８】クラッチ機構の要部のさらに別の状態を示す平面図
【図９】クラッチ機構の別の状態を示す平面図
【図１０】入力ホイールが備えるスリットとクラッチスプリングの第１端を示す側面図
【図１１】入力ホイールが備える規制壁部とクラッチスプリングの第２端を示す平面図
【図１２】クラッチ機構の制動部材の別実施形態を示す平面図
【図１３】クラッチ機構の制動部材のさらに別の実施形態を示す平面図
【図１４】クラッチ機構のカラー部材の別実施形態を示す断面図
【符号の説明】
Ｍ ＤＣモータ（駆動源）
２ ケース部材
６ 入力ホイール（第１回転部材）
１０ クラッチスプリング（作動スプリング）
１４ カラー部材
１６ Ｃ字状スプリング（制動部材）
１８ 従動回転体（第２回転部材）
３０ 操作レバー
５０ クラッチ機構
６０ ケーブル
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動源から得られる回転駆動力によって回転操作されるように支持された第１回転部材と、前記第１回転部材と同軸状に回転可能に支持された第２回転部材と、前記第１回転部材に連結された第１端から前記第２回転部材の周面に沿って延びた作動スプリングと、前記第１回転部材の正転動作に伴う前記作動スプリングの第２端の連れ回りを抑制することで前記作動スプリングを縮径して前記第２回転部材の周面に巻き付け、これによって前記第２回転部材を前記第１回転部材と一体回転させる切換操作手段とを備えたクラッチ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のクラッチ機構としては、本発明に関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。
この特許文献１に記されたクラッチ機構では、駆動用モータ（駆動源）によって回転駆動される入力ギヤが設けられており、切換操作手段として、クラッチスプリング（作動スプリング）の係止部が係止されたブッシングと、通電操作に基づいて生じる電磁吸着力によってクラッチディスクを入力ギヤと一体のロータに吸着する電磁石を構成するコイルとが設けられている。コイルに電磁吸着力が発生すると、ブッシングがロータと一体回転し始め、クラッチスプリングが出力ハブ（第２回転部材）に巻き付いて、出力側ハブ（第２回転部材）をロータに一体の入力側ハブ（第１回転部材）と連結状態にする。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３７１５５号公報（段落番号００６６〜００６７、第２図、第９図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように特許文献１のクラッチ機構は、切換操作手段として、電磁吸着力を発生させるためのコイルを有し、さらに、コイルへの通電を入り切りするための切換機構が必要であるため、クラッチ機構を十分にコンパクト且つ軽量にし難い、及び、クラッチ機構を組み込んだアクチュエータなどの組立て作業が比較的煩雑であるという問題があった。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、上に例示した従来技術によるクラッチ機構の持つ前述した欠点に鑑み、よりコンパクト且つ軽量で、組立て作業がより簡単に行えるクラッチ機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るクラッチ機構は、請求項１から７のいずれかに記された特徴構成を備えている。
すなわち、本発明の請求項１によるクラッチ機構は、
駆動源から得られる回転駆動力によって回転操作されるように支持された第１回転部材と、前記第１回転部材と同軸状に回転可能に支持された第２回転部材と、前記第１回転部材に連結された第１端から前記第２回転部材の周面に沿って延びた作動スプリングと、前記第１回転部材の正転動作に伴う前記作動スプリングの第２端の連れ回りを抑制することで前記作動スプリングを縮径して前記第２回転部材の周面に巻き付け、これによって前記第２回転部材を前記第１回転部材と一体回転させる切換操作手段とを備えたクラッチ機構であって、
前記切換操作手段が、前記作動スプリングの第２端付近に固定設置されたカラー部材と、前記カラー部材の円周状の摺接面に対して径方向の成分を含む付勢力を伴って回転可能に係止された制動部材とを備え、前記制動部材に前記作動スプリングの第２端と係合する係合部が設けられていることを特徴構成としている。但し、ここで記した、作動スプリングの第２端と係合する制動部材の係合部とは、何らかの第３の補助連結部材を介して作動スプリングの第２端と係合する係合部を含む意味である。
【０００７】
このような特徴構成を備えているために、本発明の請求項１によるクラッチ機構では、
切換操作手段が、実質的に、作動スプリングの第２端付近に固定設置されたカラー部材と、カラー部材の円周状の摺接面に対して径方向の成分を含む付勢力を伴って回転可能に係止された制動部材とからなり、制動部材に作動スプリングの第２端と係合する係合部が設けられているというシンプルな構成を備えているので、電磁吸着力を発生させるためのコイルやコイルへの通電を入り切りする切換機構を設ける必要がなく、その結果、クラッチ機構の嵩をコンパクト且つ軽量にし易く、組立て作業もより簡単に行えるクラッチ機構が得られた。
この請求項１によるクラッチ機構では、第１回転部材が正転動作を開始すると、カラー部材に径方向の成分を含む付勢力を発揮しつつ係止された制動部材が作動スプリングの第２端の連れ回りを抑制されるため、作動スプリングが縮径されて第２回転部材の周面に巻き付き、第２回転部材は第１回転部材と一体回転を開始し、回転駆動力（トルク）の伝達状態が達成される。尚、第２回転部材と第１回転部材の一体回転が開始される時、略同時に制動部材はカラー部材の円周状の摺接面に対して径方向の成分を含む付勢力を保持したまま回転し始める。
また、切換操作手段を構成する制動部材は、カラー部材の円周状の摺接面に対して径方向の成分を含む付勢力に基づいて、カラー部材にいわば自立した形態で係止されているので（圧縮スプリングからなる制動部材の一端をカラー部材の上面に押し付けることを目的とした取付補助具などが不要）、特にコンパクトにし易い構成が得られている。
【０００８】
より具体的には、前記カラー部材の摺接面は内周面として形成されており、前記制動部材は前記カラー部材の前記内周面に対して径方向外向きに付勢力を発揮するように無理嵌めされたＣ字状スプリングである構成とすることができる。
このように構成すれば、Ｃ字状スプリングの切れ目部位を押し縮めるように変形させつつカラー部材の内周面に嵌め込みセットするという片手でも比較的実施し易い手軽な操作で切換操作手段の組み立てを完了することができる。また、このように構成すれば、カラー部材とＣ字状スプリングとを軸芯方向に沿って作動スプリングの第２端と同じレベルに設けることができるので、特に軸芯方向でのコンパクト性が高められる。或いは、このように構成すれば、Ｃ字状スプリングがハンドリングの容易な手頃な大きさを持った部品となるので組立て操作もし易い（制動部材をカラー部材の外周面に無理嵌めされたＣ字状スプリングとすることも可能であるが、この場合、拡径させながら嵌め込むので両手が必要な煩雑な組立て作業を余儀なくされ易い、また、カラー部材とＣ字状スプリングとを作動スプリングの第２端と同じレベルに位置させようとするとＣ字状スプリングが微小になり過ぎる等の問題が生じるであろう）。
【０００９】
さらに、前記作動スプリングの前記第２端には略半円状の被係合部が径方向外向きに形成されており、前記Ｃ字状スプリングの前記係合部は、前記被係合部内に受入れられるように折り曲げ加工された一端からなる構成とすることができる。
このように構成すれば、必要時には互いに係止されるべき作動スプリングの第２端とＣ字状スプリングの係合部とを非常に単純で加工の簡単な構成によって実現できる。また、このように構成すれば、必要でない場合、例えば、第１回転部材が正転方向と逆向きに回転した場合などには、Ｃ字状スプリングの係合部が作動スプリングの略半円状の被係合部から簡単に抜け出ることで、係止状態が自動的に解除され易いので、両部材どうしの不用意な損傷が生じる虞が抑制されている。
【００１０】
特に、前記Ｃ字状スプリングの前記係合部は、前記第１回転部材の前記正転動作に際して前記作動スプリングの前記第２端から前記Ｃ字状スプリングを前記カラー部材の摺接面から引き離す方向の引っ張り力を受けるように配置された構成とすることができる。
このように構成すれば、第１回転部材の正転動作に基づいて作動スプリングが縮径して、遂に第２回転部材を第１回転部材と一体回転させる程度まで第２回転部材の周面に巻き付いた時、（Ｃ字状スプリングの係合部がＣ字状スプリングの一部をカラー部材の摺接面に押し付ける方向の引っ張り力を受ける構成に比して）Ｃ字状スプリングは比較的に安定した状態でカラー部材の摺接面の上を摺動回転し始めるので、より円滑な切換操作を実行するクラッチ機構が得られる。
【００１１】
加えて、前記Ｃ字状スプリングは複数のＣ字状スプリングからなる構成とすることができる。
このように構成すれば、製作される個々のＣ字状スプリングの間に、付勢力の値自身やＣ字状スプリングの円周方向に関する付勢力の分布如何のばらつきが見られる場合でも、複数のＣ字状スプリングから発生される各付勢力が同時にカラー部材に働き、その結果、付勢力の値自身が互いに平均化され、本来必要とされる所定の付勢力範囲内に収まり易くなる、或いは、Ｃ字状スプリングの円周方向に沿って滑らかに変化する付勢力分布が得られ、円滑な切換操作を実行し且つカラー部材などの耐久性の高いクラッチ機構が得られる。
【００１２】
更に、前記Ｃ字状スプリングは、互いに円周方向の長さの異なる複数のＣ字状スプリングを含み、前記複数のＣ字状スプリングの円周方向に関して同一側の端部に前記係合部が形成された構成とすることができる。
このように構成すれば、円周方向の長さの異なるＣ字状スプリングは、作動スプリングの第２端と係合する個所から円周方向に沿って異なる位置に最大の付勢力を発揮するので、複数のＣ字状スプリングが発揮するＣ字状スプリングの関する付勢力を積極的且つ計画的に円周方向に関して分散化できる。
【００１３】
特に、前記複数のＣ字状スプリングどうしの円周方向に関する相対移動を規制する連結手段が設けられた構成とすることができる。
このように構成すれば、連結手段の寸法や形状の如何に基づいて、カラー部材の摺接面上におけるＣ字状スプリングどうしの円周方向での相対位置を設定できるので、複数のＣ字状スプリングが発揮するＣ字状スプリングの関する付勢力の分布をより自在に設定できる。この場合は、特に、複数のＣ字状スプリングが互いに全く同じ長さで、同じ付勢力特性を備えている場合であっても、複数のＣ字状スプリングからカラー部材の摺接面に与えられる付勢力をより積極的且つ計画的に円周方向で分散化できることになる。
【００１４】
本発明によるその他の特徴および利点は、以下に続く図面を用いた実施形態の説明により明らかになるであろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の一例について図面に基づいて解説する。
（ラッチ解除アクチュエータの概略構成）
図１は、本発明によるクラッチ機構の一実施形態を用いた自動車ドアのラッチ解除用のアクチュエータ１００を示す。但し、本発明によるクラッチ機構は、以下の事例に限らず、自動車ドアのラッチ施錠用、或いは、ドアロック装置のロッキングレバーを施錠側乃至は解除側に操作する各アクチュエータを含めた、多種の用途に用いることが可能であることは言うまでもない。
このアクチュエータ１００は自動車ドア内部に取り付け可能な筐体状のケース部材２を有し、ケース部材２には、駆動源としてのＤＣモータＭと、自動車ドアのラッチを解除側に操作するケーブル６０（乃至はロッド）と連結された操作レバー３０が支持されており、他に、ＤＣモータＭの回転駆動力を操作レバー３０に伝達する伝動機構が設けられている。
【００１６】
図２と図３に示すように、この伝動機構は、ＤＣモータＭの駆動軸に固定されたウォームギヤ４、ウォームギヤ４と噛合したラチェットギヤ部６ｂを有する入力ホイール６（第１回転部材の一例）、入力ホイール６と同軸状の従動回転体１８（第２回転部材の一例）、従動回転体１８の一端に形成されたギヤ部１８ｂと噛合した中間ギヤ２０、中間ギヤ２０と噛合した扇形ギヤ部２２ａを有する出力回転体２２等を有する。出力回転体２２の一端に操作レバー３０が相対回転不能に支持されている。尚、中間ギヤ２０は大径ギヤ部２０ａと小径ギヤ部２０ｂとを互いに一体的に有し、従動回転体１８のギヤ部１８ｂは大径ギヤ部２０ａと、扇形ギヤ部２２ａは小径ギヤ部２０ｂと噛合することで、減速ギヤ機構を構成している。
また、入力ホイール６と従動回転体１８と中間ギヤ２０と出力回転体２２は互いに平行な回転軸芯を有し、これらの回転軸芯はウォームギヤ４の回転軸芯とは略直角に交差している。
入力ホイール６と従動回転体１８は、ケース部材２に固定された一本のクラッチシャフト５の外周に直列状に、且つ、相対回転自在に支持されており、入力ホイール６と従動回転体１８の間には、入力ホイール６の正転方向の回転のみを従動回転体１８に伝えるクラッチ機構５０が設けられている。
【００１７】
図２、図４及び図５から理解されるように、クラッチ機構５０は、入力ホイール６と従動回転体１８の他に、入力ホイール６に固定された第１端１０ｂから従動回転体１８の受圧周面１８ａに沿って延びたクラッチスプリング１０（作動スプリングの一例）と、入力ホイール６の正転動作に伴うクラッチスプリング１０の第２端１０ｃの連れ回りを抑制することでクラッチスプリング１０を縮径し、従動回転体１８の受圧周面１８ａに巻き付ける切換操作手段１２とを備えている。尚、クラッチスプリング１０のバネ本体部１０ａの内径は従動回転体１８の受圧周面１８ａと触れない程度に僅かに大きめに設定されているので、切換操作手段１２が動作していない時には、従動回転体１８は殆どクラッチスプリング１０との摩擦抵抗無しに円滑に回転可能である。
切換操作手段１２は、図２において、クラッチスプリング１０の第２端１０ｃの高さに固定設置されたカラー部材１４と、カラー部材１４の円周状の内周面１４Ｈに対して径方向外向きに付勢力を発揮するように無理嵌めされた２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂとを備えている。Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂは、カラー部材の円周状の摺接面に対して径方向の成分を含む付勢力を伴って回転可能に係止された制動部材の一例と言える。すなわち、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂは、前記付勢力に基づく一定の摩擦による抵抗を示しつつカラー部材１４に対して回転可能である。また、Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂの各々には作動スプリングの第２端１０ｃと係合する係合部が設けられている。
【００１８】
そこで、ＤＣモータＭが駆動力を出していない図６の状態から、ＤＣモータＭの駆動力に基づいて入力ホイール６がクラッチスプリング１０の第１端１０ｂと共に正転動作（図７の矢印が示す方向）を開始する際、当初、作動スプリングの第２端１０ｃはＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂ（未だカラー部材１４に対して相対回転可能しない）によって引き止められるので、図７に示すように、クラッチスプリング１０の第１端１０ｂのみが入力ホイール６と共に回転して、クラッチスプリング１０のバネ部本体１０ａが縮径方向に変形し始め、遂に、図８に示すように従動回転体１８の受圧周面１８ａを束縛して、従動回転体１８は強い摩擦力によってクラッチスプリング１０及び入力ホイール６と一体回転し始める（この時、略同時にＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂもカラー部材１４に対して相対回転を開始する）。そのまま一定時間にわたって入力ホイール６の正転動作を続ければ、出力回転体２２の一端に支持された操作レバー３０での引っ張り操作によって自動車ドアのラッチが（ラッチ機構に備えられたトーションスプリングなどの付勢力に抗して）解除側に操作される。
【００１９】
ラッチの解除操作が完了すると、この完了を検知するセンサから発される信号に基づいてＤＣモータＭは停止され、ＤＣモータＭへの給電も停止される。尚、ＤＣモータＭへの給電の停止は、タイマーを用いて、通電開始後所定時間の経過をもって行う様にしても良い。ＤＣモータＭへの給電が停止すると、クラッチスプリング１０が外力の加わらない元の状態まで拡径方向に復帰しようとする復元力に基づいて、図９に示すようにクラッチスプリング１０の第１端１０ｂが、入力ホイール６及び入力ホイール６に噛合したウォームギヤ４とを、ＤＣモータＭと共に逆転方向に回転操作し、クラッチ機構５０は、再び入力ホイール６が正転駆動されるのを待機する初期状態に戻される。このように入力ホイール６からの駆動力に基づいてウォームギヤ４が回転駆動できるように、入力ホイール６のラチェットギヤ部６ｂは所定の値を超える進み角を備えている（図４を参照）。
【００２０】
（クラッチ機構５０の詳細な構造）
ここで、クラッチ機構５０を構成している各要素についてより詳細に解説する。
図４と図５に示すように、クラッチスプリング１０は、円筒状に延びたバネ本体部１０ａ、バネ本体部１０ａの下端から径方向外向きに延びた被固定部１０ｂ（第１端の一例）、及び、バネ本体部１０ａの上端から径方向外向きに延びた半円状の被係合部１０ｃ（第２端の一例）を有する。
入力ホイール６は、円板状のホイール本体６ａ、ホイール本体６ａの外縁から径方向外向きに一体的に延びて形成されたラチェットギヤ部６ｂ、クラッチシャフト５が挿通されるようにホイール本体６ａの中央から軸芯方向に延びて形成されたボス部６ｅ、及び、ホイール本体６ａの外縁とボス部６ｅの間に設けられたスプリング保持部を備えている。このスプリング保持部は、クラッチスプリング１０の本体部１０ａと略匹敵する長さを備えた主スリーブ部６ｃと、主スリーブ部６ｃよりも短く且つ内径側に位置する補助スリーブ部６ｄとからなる。尚、入力ホイール６を構成するホイール本体６ａ、ラチェットギヤ部６ｂ、主スリーブ部６ｃ、補助スリーブ部６ｄはモールド内への合成樹脂の射出成形などで一体的に形成されている。
【００２１】
図１０並びに図４、図５に示すように、主スリーブ部６ｃの先端には、何らかの原因に基づく入力ホイール６の不用意な逆転によってクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃが（バネの巻き戻り方向に）移動するのを規制する（クラッチスプリング１０が拡径方向へ変形して本来の機能を損なうのを防止することと同義）突起状の規制壁部６Ｒが設けられている。
ＤＣモータＭがいずれの方向にも回転していない図１１（イ）の状態から、何らかの原因で入力ホイール６が矢印のように逆転した場合、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃが入力ホイール６と同様に回転して、図１１（ロ）に示すように、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂの係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂに反対側から押し当てられる可能性があるが、クラッチスプリング１０の半円形の被係合部１０ｃは、規制壁部６Ｒによってバックアップされた状態になり、以後、仮に２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂを引きずりながら逆回転する際にも、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃと被固定部１０ｂとは規制壁部６Ｒと一体に回転して、互いの相対位置関係は変わらないので、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃがこの係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂとの当接によって巻き戻り方向に変形される事態にはなり難い。
【００２２】
また、主スリーブ部６ｃの下端には、クラッチスプリング１０の被固定部１０ｂを固定する貫通孔６Ｈが設けられている。さらに、主スリーブ部６ｃには、クラッチスプリング１０の被固定部１０ｂを貫通孔６Ｈまで案内する案内溝としてのスリット６Ｓが形成されている。スリット６Ｓは規制壁部６Ｒの径方向中央から貫通孔６Ｈに向かって次第に間隙の小さくなるテーパー状に設けられている。そして、テーパーの最下部の最も狭い狭隘部はクラッチスプリング１０の線材の外径を下回る寸法に設定されている。従って、組立て時には、先ず、図１０（イ）に示すように、クラッチスプリング１０の被固定部１０ｂをスリット６Ｓの上部の広い部位内に進入させ、次に、そのままクラッチスプリング１０の本体部１０ａを主スリーブ部６ｃの内面に沿って押し込めば、クラッチスプリング１０の被固定部１０ｂはスリット６Ｓの前記狭隘部を乗り越えて（入力ホイール６はこのような圧入を可能にする変形能を備えた樹脂製である）、クラッチスプリング１０の線材の外径を実質的に上回る断面寸法の貫通孔６Ｈ内に嵌まり込み、図１０（ロ）に示すように、そこに固定される。
【００２３】
このように固定された状態では、クラッチスプリング１０の本体部１０ａは、主スリーブ部６ｃと補助スリーブ部６ｄの間に形成された円筒状の空間に収納され、主スリーブ部６ｃと補助スリーブ部６ｄは、互いに協働して、入力ホイール６に正転方向の駆動力が与えられずクラッチ機構５０が連結解除状態の時にはクラッチスプリング１０の本体部１０ａが従動回転体１８の受圧周面１８ａに触れないように、クラッチスプリング１０を正しい姿勢に保持する。
尚、図１１（イ）に示すように、入力ホイール６に正転方向の駆動力が与えられずクラッチ機構５０が連結解除状態の時には、主スリーブ部６ｃの規制壁部６Ｒが、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃと微かに接するか、或いは、極く僅かにバネ引き絞り側に押した状態となるように構成されている。
【００２４】
図４と図５に示すように、カラー部材１４は合成樹脂によって一体成形されたカラー本体１４Ｐと、カラー本体１４Ｐの上端に固着された蓋体１４Ｑとからなる。
図５に示すように、カラー本体１４Ｐは、入力ホイール６の主スリーブ部６ｃに外嵌されるように配置される第１スリーブ部１４ａ、第１スリーブ部１４ａの上端から径方向外向きに延びた円板状の第１ディスク部１４ｂ、第１ディスク部１４ａの外縁部から上方に延びた第２スリーブ部１４ｃ（円周状の摺接面１４Ｈを形成している部位）、第２スリーブ部１４ｃの上端から径方向外向きに延びた概して円板状の第２ディスク部１４ｄとを有する。第２ディスク部１４ｄの上端には複数のボッチ１４ｅが立設されており、また、第２ディスク部１４ｄの外周からは３個の取付フランジ１４ｆが径方向外向きに延びている。
【００２５】
蓋体１４Ｑは、やはり合成樹脂などによって成形された円板状の部材であり、カラー本体１４Ｐの複数のボッチ１４ｅに対応した貫通孔が形成されている。ボッチ１４ｅを蓋体１４Ｑの貫通孔に進入させて、蓋体１４Ｑをカラー本体１４Ｐの第２ディスク部１４ｄの上面に押し付け、ボッチ１４ｅをアイロン等で融かしてかしめると、カラー本体１４Ｐと蓋体１４Ｑとが一体化する。この状態では、図２に示すように、蓋体１４Ｑの内径側の縁は、第２スリーブ部１４ｃの内周面１４Ｈよりも内側に僅かに突出している。かくして、蓋体１４Ｑの前記突出部は、カラー本体１４Ｐの第１ディスク部１４ｂ及び第２スリーブ部１４ｃと協働して、後述するＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂを係入可能な収納空間１４Ｓを形成する。カラー部材１４はこのように予めカラー本体１４Ｐと蓋体１４Ｑとが一体化した単品部品として組立てサイトに提供されても良い。或いは、さらにカラー本体１４Ｐと蓋体１４Ｑとが一体化し、収納空間１４Ｓに既にＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂが係入された状態で提供されても良い。
【００２６】
従動回転体１８は、入力ホイール６の補助スリーブ部６ｄと略同一の外径を備えた受圧周面１８ａを有する本体と、前記本体の上端から更に上方に形成されたギヤ部１８ｂとを有する。受圧周面１８ａとギヤ部１８ｂの間からは、クラッチスプリング１０のバネ本体部１０ａを受圧周面１８ａの高さに保持するためのフランジ部１８ｃが僅かな寸法で突出している。組立て時は、アクチュエータ１００のケース部材２の半分体にクラッチシャフト５をセットし、予めクラッチスプリング１０を嵌め込んだ入力ホイール６をこのクラッチシャフト５に挿通させた後、従動回転体１８をクラッチシャフト５に挿通しつつ、クラッチスプリング１０のバネ部本体１０ａ内にセットし、クラッチシャフト５の先端にＥリング５Ｒを取り付ければ、入力ホイール６と従動回転体１８がクラッチシャフト５に抜止された状態でセットされる。次に、予め２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂを嵌め込んだカラー部材１４を、この入力ホイール６の上面を覆うようにセットし、取付フランジ１４ｆの貫通孔に挿通したビスなどでカラー部材１４をケース部材２に固定すれば良い。
【００２７】
図４に示すように、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂは、いずれも外力が及ばない状態では長円形の一部をなす形状を呈している。そして、径方向外側からの外力で縮径状態に変形させた上で、カラー部材１４の収納空間１４Ｓ内に無理嵌めすると、カラー部材１４の内周面１４Ｈに対して径方向外向きの付勢力すなわち斥力（径方向の成分を含む付勢力の一例）を発生しながら、図２と図６に示すように内周面１４Ｈに沿った円の一部をなす形状で保持される。内周面１４Ｈは、クラッチシャフト５と略平行に延びた直線状の断面を備えており、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂをクラッチシャフト５の軸芯と平行に並置させ得る長さを有する。カラー部材１４の収納空間１４Ｓ内の第１ディスク部１４ｂに近接する側に係入された１本目のＣ字状スプリング１６ａは約３３０°の円周方向の長さを有するが、第１ディスク部１４ｂから離間した側に係入された２本目のＣ字状スプリング１６ｂは、前者よりも短く、約２１０°の円周方向の長さしか持たない。２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂは、その円周方向に関して同一側の端部が約９０°曲げ加工されて、クラッチシャフト５の軸芯と平行な方向に延びた係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂを形成している。
【００２８】
図６に示すように、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂの係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂは、クラッチスプリング１０の半円形の被係合部１０ｃ内に円周方向で捕獲され得る位置に設けてある。組立てが完了すると、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂの各係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂのみが、入力ホイール６の回転に伴うクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃの軌跡内に進入した状態が得られる。従って、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂは、組立て完了時に、係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂどうしが互いに異なる角度位置でカラー部材１４の収納空間１４Ｓ内に係入されていても、カラー部材１４を前述のように入力ホイール６の上面を覆うようにセットして固定した後に、入力ホイール６を正転方向に適当角度だけ回転操作すれば、これに伴って回転移動するクラッチスプリング１０の第２端１０ｃが、任意の角度位置に存在している各係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂを変位させて、略同一の個所に集合させた正規の初期状態（図６の状態）になる。２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂは互いに異なる長さを有するので、係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂどうしが一箇所に揃ったこの待機状態では、互いにカラー部材１４の内周面１４Ｈ（Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂとの摺接面）における異なる個所に最大の付勢力を発揮し、その結果、カラー部材１４の内周面１４Ｈに加えられる荷重方向が円周方向に関して分散し、全体としてより均一で安定した制動力を発揮し、Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂ自身も常に安定した状態で保持される。このように、Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂは、カラー部材１４の円周状の摺接面に対して径方向の成分を含む付勢力を伴って回転可能に係止された制動部材と呼ぶことができる。
【００２９】
尚、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂの各係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂは、図４におけるＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂの右方に位置する端部に設けられている。このように左側端部に係合部を設けると、図７から予測されるように、入力ホイール６の正転動作に際してクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃから、Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂをカラー部材１４の内周面１４Ｈから引き離す引っ張り力を受ける結果となる。これは、入力ホイール６の正転動作に際して、Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂが回転することなくクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃの移動を阻止している初期の状態（クラッチによる連結が生じる前）において、或いは、最終的に入力ホイール６と連れ回りするクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃによって、Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂがカラー部材１４の第２スリーブ部１４ｃに対して回転移動を開始した時（クラッチによる連結が生じ始めた後）に、より安定した制動力が作り出される。
【００３０】
（ラッチ解除アクチュエータの動作）
以上に説明したアクチュエータ１００は、自動車ドアのラッチ解除用として用いた場合、次のように動作する。
自動車ドアのラッチが掛けられている状態で、例えばキーレススイッチ等から発される電波に基づいて、ＤＣモータＭが正転回転されると、ウォームギヤ４を介して、入力ホイール６が、クラッチスプリング１０の被固定部１０ｂと共に正転方向に回転操作される。この時、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃは、入力ホイール６によって正転方向に連れ回りしようとするが、直ぐに、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂの各係合部１６Ｅａ，１６Ｅｂと係合し、切換操作手段１２が機能する。すなわち、初め、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂとカラー部材１４の間に働く制動力が、クラッチスプリング１０の形状保持力（被係合部１０ｃの位置を保持する力）を上回るため、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂは静止状態を続け、その結果、クラッチスプリング１０の被固定部１０ｂが、図７の矢印に示す方向に移動し、次第にクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃから離間して行く。このクラッチスプリング１０の被固定部１０ｂの被係合部１０ｃからの離間に伴って、クラッチスプリング１０のバネ部本体１０ａが縮径されて、従動回転体１８の受圧周面１８ａを束縛する。この束縛が略完全になると、クラッチスプリング１０が強い摩擦力によって従動回転体１８と一体化し、同時に、クラッチスプリング１０自身がそれ以上は縮径変形不能な状態となるので、２本のＣ字状スプリング１６ａ，１６ｂは、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃからの牽引力によって、カラー部材１４との摩擦抵抗に抗して摺動回転を始める。この時、クラッチスプリング１０が従動回転体１８と一体化されているので、互いにギヤ歯で噛合した３つの回転体すなわち、従動回転体１８、中間ギヤ２０、及び、出力回転体２２が回転駆動され、出力回転体２２の一端に支持された操作レバー３０が、図１の矢印方向に揺動操作され、操作レバー３０に連結されたケーブル６０（乃至はロッド）を介して、自動車ドアのラッチが解除側（図１に一点鎖線で記された操作レバー３０の状態）に操作される。
【００３１】
尚、図８から理解されるように、入力ホイール６の正転に基づいてクラッチスプリング１０の第２端１０ｃがクラッチシャフト５周りでの角度にして３６０°を十分に下回る量（この実施形態では約２７０°）だけ移動すれば、クラッチスプリング１０のバネ部本体１０ａが従動回転体１８の受圧周面１８ａを束縛できるように、クラッチスプリング１０のバネ部本体１０ａの内径と従動回転体１８の受圧周面１８ａの外径の間の寸法差、及び、バネ部本体１０ａの長さなどが設定されているので、入力ホイール６の主スリーブ部６ｃに形成された規制壁部６Ｒがクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃの移動を阻害することはない。
次に、ラッチの解除操作が完了すると、この完了を検知するセンサから発される信号に基づいてＤＣモータＭは停止され、ＤＣモータＭへの給電も停止される。ＤＣモータＭへの給電が停止されると、直ぐに、クラッチスプリング１０が外力の加わらない元の状態まで拡径方向に復帰しようとする復元力に基づいて、クラッチスプリング１０の被固定部１０ｂが入力ホイール６と入力ホイール６に噛合したウォームギヤ４とを、ＤＣモータＭと共に逆転方向に回転操作する。これによって、クラッチスプリング１０は外力が加わらず縮径していない元の形状に復帰して、従動回転体１８の受圧周面１８ａから離れ、クラッチ機構５０は、再び入力ホイール６が正転駆動されるのを待機する初期状態に戻され、同時に、従動回転体１８、中間ギヤ２０、及び、出力回転体２２が入力ホイール６に対して自由回転可能となり、ドアのラッチ機構に備えられた前記トーションスプリングの付勢力により、出力回転体２２の一端に支持された操作レバー３０が初期位置（図１に実線で記された操作レバー３０の状態）に復帰される。
【００３２】
〔別実施形態〕
＜１＞前述の実施形態と反対に、Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂをカラー部材１４の内周面１４Ｈに押し付ける力をクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃから受ける用い方となるように、２本のＣ字状スプリングの各係合部を（或いは一方のＣ字状スプリングの係合部のみを）、図４におけるＣ字状スプリングの左方側の端部に設けても良い。この場合は、入力ホイール６の正転動作に伴って、Ｃ字状スプリング１６ａ，１６ｂがカラー部材１４の内周面１４Ｈに突き付けられるような付勢力が働くので、斥力のより低いＣ字状スプリングでも十分な制動力が得られるという利点が生じる。また、Ｃ字状スプリングを１本のみ用いても本発明で必要な制動部材として機能するし、また、３本以上のＣ字状スプリングを用いて制動部材としても良い。
【００３３】
＜２＞複数のＣ字状スプリングどうしのカラー部材１４内での円周方向に関する相対移動を規制する連結手段を、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃとは別に設けても良い。例えば、この連結手段は、図１２に例示されるように、２本のＣ字状スプリング３６ａ，３６ｂの各端部どうしを連結する金属製のベルト３８で構成することができる。ここでは、２本のＣ字状スプリング３６ａ，３６ｂは互いに円周方向の長さが等しいにも拘わらず、ベルト３８によって約３０°の位相差が設けられているために、斥力の発揮される個所（図１２に４つ示された矢印）の分散化が実現されている。この制動部材の場合、一方のＣ字状スプリング３６ａにのみクラッチスプリング１０の被係合部１０ｃと係合する係合部３６Ｅを設ければ良い。この制動部材の構成では、入力ホイール６の正転動作に際して、Ｃ字状スプリング３６ａに対しては、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃから、Ｃ字状スプリングをカラー部材１４の内周面１４Ｈから引き離す引っ張り力が与えられるが、他方のＣ字状スプリング３６ｂに対しては、ベルト３８からＣ字状スプリングをカラー部材１４の内周面１４Ｈに押し付ける力が与えられる。
【００３４】
他方、図１３に例示される、２本のＣ字状スプリング４６ａ，４６ｂと、これらを連結する金属製のベルト４８とで構成された制動部材の構成では、入力ホイール６の正転動作に際して、２本のＣ字状スプリング４６ａ，４６ｂの双方に対して、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃから、Ｃ字状スプリングをカラー部材１４の内周面１４Ｈから引き離す引っ張り力が与えられる。
【００３５】
＜３＞また、制動部材がカラー部材の円周状の摺接面に与える付勢力に、径方向の成分の他に軸芯方向の成分が含まれても良い。例えば、図１４に示す例では、カラー部材７４の内周面７４Ｈは、クラッチシャフト５の軸芯に対して互いに反対向きに傾斜した２つの円錐台状の面７４ｐ，７４ｑを備えており、ここに、２本のＣ字状スプリング４６ａ，４６ｂが、径方向外向きの成分と軸芯方向の成分とを同時に含む付勢力を伴って、回転可能に係止されている。下方のＣ字状スプリング４６ａは、径方向外向きの成分の他に軸芯方向下向きの成分を含む付勢力を発揮しており、上方のＣ字状スプリング４６ｂは、径方向外向きの成分の他に軸芯方向上向きの成分を含む付勢力を発揮している。この構成では、Ｃ字状スプリング４６ａ，４６ｂの飛び出しが円錐台状の面７４ｑによって阻止されるので、図４に示されたようなカラー部材１４の蓋体１４Ｑが不要になる。また、２本の各Ｃ字状スプリング４６ａ，４６ｂ自身の付勢力の他に、内周面７４Ｈを構成する各円錐台状の面７４ｐ，７４ｑの角度を個々に設定し分けることによっても、個々のＣ字状スプリング４６ａ，４６ｂが与える制動力や、２本のＣ字状スプリング４６ａ，４６ｂによるトータルの制動力を自在に設定することができる。
【００３６】
＜４＞或いは、制動部材をＣ字状ではなく、カラー部材１４の収納空間１４Ｓから取り出して外力が働かない状態では両端どうしが軸芯に沿って離れ合っているが、カラー部材の収納空間１４Ｓ内に係入された時には、両端どうしが円周方向に重なり合ってＯ字状を呈するスプリングとしても良い。この場合、カラー部材の収納空間１４Ｓ内に係入された状態では、軸芯（スプリングの円環を含む面を垂直に貫通する軸芯）に沿った方向のスプリングの付勢力によって、スプリングの一端は蓋体１４Ｑの下面に押し付けられ、他端はカラー部材１４の第１ディスク部１４ｂが形成する底面に押し付けられるので、スプリングは軸芯方向のガタツキの抑制された安定した状態で、かつカラー部材の摺接面に対して得方向の成分を含む付勢力を伴って、カラー部材１４に対して回転可能となる。
【００３７】
＜５＞或いは、上記の各実施形態とは異なり、アクチュエータの本体に固定されたカラー部材に外周面を形成しても良い。この場合、外力が及ばない状態では長円形の一部をなす形状を呈するが、前記外周面に拡径方向の力を与えながら無理嵌めされたＣ字状スプリングを、クラッチスプリング１０の被係合部１０ｃの連れ回りを阻止可能な制動部材として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるクラッチ機構を用いたアクチュエータの外観の略図
【図２】図１のアクチュエータの破断側面図
【図３】図１のアクチュエータの破断平面図
【図４】図１のアクチュエータに用いられているクラッチ機構の主構成部品の分解斜視図
【図５】図４に示された各構成部品の断面図
【図６】クラッチ機構の要部の一つの状態を示す平面図
【図７】クラッチ機構の要部の別の状態を示す平面図
【図８】クラッチ機構の要部のさらに別の状態を示す平面図
【図９】クラッチ機構の別の状態を示す平面図
【図１０】入力ホイールが備えるスリットとクラッチスプリングの第１端を示す側面図
【図１１】入力ホイールが備える規制壁部とクラッチスプリングの第２端を示す平面図
【図１２】クラッチ機構の制動部材の別実施形態を示す平面図
【図１３】クラッチ機構の制動部材のさらに別の実施形態を示す平面図
【図１４】クラッチ機構のカラー部材の別実施形態を示す断面図
【符号の説明】
Ｍ ＤＣモータ（駆動源）
２ ケース部材
６ 入力ホイール（第１回転部材）
１０ クラッチスプリング（作動スプリング）
１４ カラー部材
１６ Ｃ字状スプリング（制動部材）
１８ 従動回転体（第２回転部材）
３０ 操作レバー
５０ クラッチ機構
６０ ケーブル
Claims (7)
- 駆動源から得られる回転駆動力によって回転操作されるように支持された第１回転部材と、前記第１回転部材と同軸状に回転可能に支持された第２回転部材と、前記第１回転部材に連結された第１端から前記第２回転部材の周面に沿って延びた作動スプリングと、前記第１回転部材の正転動作に伴う前記作動スプリングの第２端の連れ回りを抑制することで前記作動スプリングを縮径して前記第２回転部材の周面に巻き付け、これによって前記第２回転部材を前記第１回転部材と一体回転させる切換操作手段とを備えたクラッチ機構であって、
前記切換操作手段が、前記作動スプリングの第２端付近に固定設置されたカラー部材と、前記カラー部材の円周状の摺接面に対して径方向の成分を含む付勢力を伴って回転可能に係止された制動部材とを備え、前記制動部材に前記作動スプリングの第２端と係合する係合部が設けられているクラッチ機構。 - 前記カラー部材の摺接面は内周面として形成されており、前記制動部材は前記カラー部材の前記内周面に対して径方向外向きに付勢力を発揮するように無理嵌めされたＣ字状スプリングである請求項１記載のクラッチ機構。
- 前記作動スプリングの前記第２端には略半円状の被係合部が径方向外向きに形成されており、前記Ｃ字状スプリングの前記係合部は、前記被係合部内に受入れられるように折り曲げ加工された一端からなる請求項２記載のクラッチ機構。
- 前記Ｃ字状スプリングの前記係合部は、前記第１回転部材の前記正転動作に際して前記作動スプリングの前記第２端から前記Ｃ字状スプリングを前記カラー部材の摺接面から引き離す方向の引っ張り力を受けるように配置されている請求項２記載のクラッチ機構。
- 前記Ｃ字状スプリングは複数のＣ字状スプリングからなる請求項２記載のクラッチ機構。
- 前記Ｃ字状スプリングは、互いに円周方向の長さの異なる複数のＣ字状スプリングを含み、前記複数のＣ字状スプリングの円周方向に関して同一側の端部に前記係合部が形成されている請求項５記載のクラッチ機構。
- 前記複数のＣ字状スプリングどうしの円周方向に関する相対移動を規制する連結手段が設けられている請求項５記載のクラッチ機構。
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-
2002
- 2002-10-30 JP JP2002316416A patent/JP3833986B2/ja not_active Expired - Lifetime
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