JP2005188576A

JP2005188576A - 動力伝達装置

Info

Publication number: JP2005188576A
Application number: JP2003428371A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Shibuya; 康司渋谷
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2005-07-14

Abstract

【課題】動力伝達可能な上限トルクが安定し、また摺動トルクも安定し、組立ても容易なクラッチ動作する「動力伝達装置」を提供する。
【解決手段】第２の回転体２０に円筒面形状の摺動周面２４が形成されている。弾圧部材３０は帯材３１を環状に形成したものであり、係止片３５によって第１の回転体１０に連結されている。前記弾圧部材３０は拡張変形させられて前記摺動周面２４に面当接するように嵌合させられている。弾圧部材３０と第２の回転体２０とを一体に組めるので組立てが容易であり、また摺動摩擦も安定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータからの動力伝達経路に設けられて、過大な抵抗トルクが作用したときに摩擦摺動することが可能な動力伝達装置に関する。

車載用電子機器などの各種電子装置では、モータの動力を機構部に伝達させて、この機構部を動作させる動力伝達装置が設けられている。この動力伝達装置には摩擦力付与手段が設けられ、前記機構部に過大な抵抗トルクが作用したときに前記摩擦力付与手段においてスリップを生じることで、機構のロックやモータに過大な電流が流れるのを防止しているのが一般的である。

以下の特許文献１には、カメラにおけるフィルム巻上げ装置に用いられる動力伝達装置（クラッチ機構）が開示されている。

この動力伝達装置では、従動側回転体に複数の溝が形成され、Ｕ字形状に形成された線ばねの両端部に折り曲げられたフック部が前記溝に係止されている。前記従動側回転体と同一の回転中心線を有して回転する駆動ギヤには円筒状の内周面が形成されており、前記線ばねはその拡張する弾性力により前記内周面に圧接されている。

前記駆動ギヤに回転動力が与えられると前記線ばねの圧接力を介して前記従動側回転体に回転力が与えられるが、前記従動側回転体に過大な抵抗トルクが作用したときには、前記線ばねと前記駆動ギヤとの内周面が摺動する。
特開平８−６２６８８号公報

前記従来の動力伝達装置（クラッチ機構）では、過大な抵抗トルクが作用したときに、線ばねが駆動ギヤの内周面と摺動する構造である。しかし、線ばねが前記内周面に繰り返して摺動すると、その摺動軌跡が回転周方向に向けて線状軌跡となるため、駆動ギヤの前記内周面が摩耗しやすくなり、駆動ギヤと従動側回転体とがスリップするに至る動力伝達可能な上限トルクが変動しやすくなる。

また、組立て時には、Ｕ字形状の線ばねをその径が収縮するように押圧し、その状態でフック部を従動側回転体の溝に挿入すると共に、収縮した線ばね全体を駆動ギヤの内周面内に入り込ませる必要があるため、線ばねが前記駆動ギヤの内周面内にうまく入り込まずに径が拡張して外れることがあり、組立作業が非常に煩雑である。

また、この種の動力伝達装置では、線ばねと駆動ギヤの内周面との間にグリスなどの潤滑剤が塗布されるが、過大な抵抗トルクが作用したときに、線ばねと前記内周面とが線軌跡にて摺動する構造であるため、その摺動部で潤滑剤がはじかれやすく、潤滑剤の潤滑効果を十分に生かすことができない。

本発明は前記従来の課題を解決するものであり、摩擦トルクが安定し、組み立てが容易であり、また摺動部へ潤滑剤を効果的に供給できる動力伝達装置を提供することを目的としている。

本発明は、共通な回転中心線を有して互いに独立して回転可能に支持される第１の回転体および第２の回転体と、前記第１の回転体と前記第２の回転体との間に設けられた摩擦力付与手段と、が設けられた動力伝達装置において、
前記摩擦力付与手段では、前記第２の回転体に、前記回転中心線から所定の半径で回転方向に連続する円筒面である摺動周面が形成されているとともに、前記第１の回転体に連結されて前記摺動周面を摺動する弾圧部材が設けられており、
前記弾圧部材は、弾性変形可能な帯材で、前記摺動周面に沿って途切れることなく連続して環状に形成されて、前記弾圧部材に弾圧部と非弾圧部が設けられており、前記弾圧部の内周面が前記摺動周面に自らの弾性力で圧接されているとともに、前記非弾圧部と前記摺動周面との間に隙間が形成されていることを特徴とするものである。

この動力伝達装置では、環状の弾圧部材を第２の回転体の摺動周面に嵌着し、その状態で、弾圧部材と第２の回転体を共に第１の回転体に組み込めばよいため、その組立て作業が容易である。また、動力伝達が可能な上限トルクを越える抵抗トルクが作用したときに、弾圧部材を構成する帯材と摺動周面とが面摺動するため、前記上限トルクを安定させることができ、さらには摺動時の摩擦トルクを安定させることができる。

さらに、弾圧部材の非弾圧部と摺動周面との間に潤滑剤が溜まりやすくなり、弾圧部材と摺動周面との摺動部に潤滑剤を供給しやすくなる。

本発明では、前記弾圧部は２箇所以上設けられていることが好ましい。さらに、前記弾圧部は、前記回転中心線に対して回転方向へ等ピッチに配置されていることが好ましい。

弾圧部が２箇所以上設けられ、好ましくは弾圧部が回転中心線に等ピッチで配置されていると、弾圧部材を第２の回転体の摺動周面に嵌着したときに、摺動周面と弾圧部材とが同軸状態で組み込まれるようになる。そのため、弾圧部材および第２の回転体を第１の回転体に組み込んだときに、弾圧部材と第１の回転体とを容易に連結することができる。また前記弾圧部が２箇所以上設けられていると、前記摩擦トルクをさらに安定させることができる。

また、本発明は、前記弾圧部材は、帯材の面方向に延びる係止片を有し、この係止片が前記第１の回転体に係止されていることが好ましい。

この構成では、組立作業が容易である。

本発明の動力伝達装置では、組み立てが容易であり、また動力伝達可能な上限トルク、および摺動時の摩擦トルクを安定させることができ、さらに摺動部に潤滑剤を供給しやすくなる。

図１は本発明の第１の実施の形態の動力伝達装置を示す分解斜視図、図２は組立てられた動力伝達装置を示す断面図、図３（Ａ）（Ｂ）は、第２の回転体と弾圧部材との組立工程を示す平面図、図４は第２の実施の形態の動力伝達装置を示すものであり、第２の回転体と弾圧部材との組立工程を示す平面図である。図５は前記動力伝達装置が装備された車載用電子装置の一例を示す側面図である。

図１および図２に示す動力伝達装置１は、第１の回転体１０と第２の回転体２０および、第１の回転体１０と第２の回転体２０との間に設けられた弾圧部材３０とを有している。

この実施の形態では、第１の回転体１０が入力側で第２の回転体２０が出力側として説明する。ただし、第１の回転体１０が出力側で、第２の回転体２０が入力側として機能するものであってもよい。

図１と図２に示すように、前記第１の回転体１０は合成樹脂材料で形成されているものであり、その中心部には下方に向けてボス１１が一体に形成されており、このボス１１内に第１の回転体１０を上下に貫通する支持穴１２が形成されている。第１の回転体１０の外周には、下向に形成された円筒部１３が設けられており、この円筒部１３の外周面に入力歯１４が形成されている。この入力歯１４は周方向の全周に連続する連続平歯であり、前記支持穴１２の中心に位置する回転中心線Ｏ（図２参照）を中心とする所定半径のピッチ円を有している。

前記第１の回転体１０の前記円筒部１３よりも内側には、上下に貫通する係止穴１５が３箇所形成されている。この係止穴１５は、前記回転中心線Ｏを中心として円周方向へ１２０度毎の等ピッチに配置されている。

図１と図２に示すように、前記第２の回転体２０は合成樹脂材料で形成されており、その中心には上方に向けて一体に形成された中空軸２１が形成されている。前記中空軸２１の内部には第２の回転体２０を上下に貫通する軸支持穴２２が形成されている。この軸支持穴２２の中心は前記回転中心線Ｏと一致する。また前記中空軸２１の外周面ではその上端付近にリング溝２１ａが形成されている。

第２の回転体２０には、上方に向けて一体に形成された円筒部２３が設けられており、この円筒部２３の外周面が摺動周面２４となっている。この摺動周面２４は、前記回転中心線Ｏを中心とする所定半径の円筒面であり、回転方向に連続している。また、前記摺動周面２４よりも外側に、一定の肉厚のフランジ部２５が一体に形成されている。第２の回転体２０の下面にはボス２６が一体に形成され、このボス２６の外周面に出力歯２７が形成されている。

前記出力歯２７は、前記回転中心線Ｏを中心とする一定の半径のピッチ円を有しており、出力歯２７のピッチ円は、前記入力歯１４のピッチ円よりも小さく設定されており、この動力伝達装置１は、入力歯１４から出力歯２７に向けて減速機構を構成している。

前記弾圧部材３０は、リン青銅板などの板ばね金属材料である帯材３１で成形されている。前記帯材３１は、その面が前記第２の回転体２０の摺動周面２４に対面するように環状に形成され、その端部どうしが接合部３２において互いに接合されて、前記帯材３１が周方向に途切れることなく連続したものとなっている。

前記弾圧部材３０は、円環形状に形成された後に部分的に変形させたものであり、円環形状が残された非弾圧部３３が３箇所形成され、隣り合う非弾圧部３３と３３との間をほぼ平坦面で繋ぐ弾圧部３４が３箇所形成されている。前記非弾圧部３３と前記弾圧部３４は、前記回転中心線Ｏの周りに１２０度の一定の角度ピッチで配置されている。また、それぞれの前記非弾圧部３３には、帯材３１をその面方向へ部分的に延長させた係止片３５が一体に突出形成されている。

次に、前記動力伝達装置１の組立工程を説明する。
動力伝達装置１の組立工程では、まず、第２の回転体２０に弾圧部材３０が組み込まれる。

図３（Ａ）（Ｂ）は、前記第２の回転体２０と弾圧部材３０を示しているが、前記第２の回転体２０では、その摺動周面２４の位置を理解しやすくするために、前記摺動周面２４の内側に短いハッチングを付して示している。

図３（Ａ）は、第２の回転体２０の上に弾圧部材３０が重ねられた状態を示しているが、弾圧部材３０の３箇所の前記弾圧部３４の全てに接する内接円（図示せず）の半径は、前記摺動周面２４の半径よりも短い。よって、図３（Ａ）に示すように、弾圧部材３０の各弾圧部３４に外周方向へ向う力Ｆを与え、各弾圧部３４を外側に拡張させることにより、図３（Ｂ）に示すように、第２の回転体２０の摺動周面２４に、帯材３１の内面を嵌着させることで、各弾圧部３４を摺動周面２４に弾圧させることができる。

図３（Ｂ）の状態では、弾圧部材３０が第２の回転体２０から外れることなく、弾圧部材３０と第２の回転体２０とが組み込まれた状態となる。第２の回転体２０と弾圧部材３０とが一体に組立てられた状態で、第２の回転体２０と弾圧部材３０が一緒に第１の回転体１０に組みつけられる。この組み付け作業では、第２の回転体２０の中空軸２１が、第１の回転体１０の支持穴１２内に挿入される。この挿入と同時に、回転中心線Ｏから互いに等距離で等角度間隔にあるそれぞれの前記係止片３５が、第１の回転体１０の前記係止穴１５に挿入されて第１の回転体１０と弾圧部材３０とが連結される。

すなわち、図３（Ａ）に示す拡張変形前の弾圧部材３０では、前記弾圧部３４が、回転中心線Ｏを中心として、それぞれが半径方向への同じ距離に位置しており、また各弾圧部３４は、回転中心線Ｏの周りに１２０度毎の一定のピッチで配列している。したがって、図３（Ｂ）に示すように、弾圧部材３０を拡張変形させて摺動周面２４に嵌着させたときにも、各係止片３５は、回転中心線Ｏから等距離に位置するようになる。この状態で各係止片３５と、第１の回転体１０に形成された各係止穴１５の位置とが一致するようになり、前記組立作業では、係止片３５が係止穴１５内にスムーズに入り込むようになり、簡単に組立てることができる。

図２に示すように、第２の回転体２０の中空軸２１の先部は、第１の回転体１０の上面よりも上方に突出するため、第１の回転体１０の上面において、前記中空軸２１のリング溝２１ａに抜け止めリング４１を嵌着することにより、動力伝達装置１が組立てられる。

図２に示す組立て状態では、弾圧部材３０が係止片３５を介して第１の回転体２０に連結され、且つ弾圧部材３０の３箇所に形成された弾圧部３４が、第２の回転体２０の摺動周面２４に弾圧する。このとき、弾圧部材３０を構成する帯材３１の内面と摺動周面２４とが面当接となる。

なお、本明細書では、弾圧部材３０を弾圧部３４と非弾圧部３３とに区分して説明しているが、ここで言う非弾圧部３３とは、摺動周面２４に全く弾圧されないもののみを意味するものではなく、前記非弾圧部３３が摺動周面２４に弾圧されていてもよい。ただし、非弾圧部３３の摺動周面２４に対する弾圧圧力は、前記弾圧部３４の摺動周面２４に対する弾圧圧力よりも小さいものとなる。また、非弾圧部３３と摺動周面２４との摺接部においては少なくとも一部において、弾圧部材３０と摺動周面２４との間に隙間が形成される。

図２に示すように、前記弾圧部材３０は、第１の回転体１０の円筒部１３と第２の回転体２０の円筒部２４およびフランジ部２５により囲まれてほぼ密閉された空間内に位置している。

図２は、前記動力伝達装置１が機器本体のベース４２に取付けられた状態を示している。前記ベース４２には支持軸４３が固定されている。前記回転駆動装置１は、第２の回転体２０に形成された軸支持穴２２が、前記支持軸４３に回転自在に挿通され、前記支持軸４３の先部に抜け止めリング４４が嵌着されて抜け止めされる。

図５は、前記動力伝達装置１が装備される電子機器の一例として車載用電子装置５０を示す側面図である。

この車載用電子装置５０は、自動車内のインストルメントパネル内に埋設される筐体５１を有している。この筐体５１内には、ＣＤ，ＤＶＤ，ＣＤ−Ｒ，ＭＤなどの各種ディスクに記録された情報を再生しあるいは記録するディスク装置、カーナビゲーション用の制御装置、チューナなどが内蔵されている。

前記筐体５１の前面には、化粧パネル５２が設置されており、この化粧パネル５２の前面に可動ノーズ部５３が設置されている。この可動ノーズ部５３はその前面に液晶パネルなどの表示装置や各種操作釦が配列しており、可動ノーズ部５３の内部には、前記操作釦によって操作されるスイッチや照明装置などが内蔵されている。

前記可動ノーズ部５３の側面上方には上下摺動突起５４が設けられ、この上下摺動突起５４が、前記化粧パネル５２に形成された垂直方向に向く案内溝５２ａに摺動自在に案内されている。前記可動ノーズ部５３の側面下方には前後駆動突起５５が設けられている。前記筐体５１内には、前後へ直線的に進退する進退部材５６が設けられ、この進退部材５６の先部が前記前後駆動突起５５に回動自在に連結されている。筐体５１内においては前記進退部材５６にラックが形成されている。

筐体５１内には、前記動力伝達装置１が支持軸４３に回動自在に支持されている。前記動力伝達装置１の第２の回転体２０に形成された出力歯２７は、前記進退部材５６のラックにかみ合っている。また筐体５１内に設けられたモータＭの動力が減速歯車列を介して前記第１の回転体１０の入力歯１４に与えられる。

図５に示す車載用電子装置５０では、前記モータＭの動力が入力歯１４に与えられると、動力伝達装置１全体が回転し、その回転動力は出力歯２７からラックを介して進退部材５６の進退動力に変換される。その結果、進退部材５６が進退動作し、可動ノーズ部５３が、図５において実線で示す垂直姿勢から、破線で示す傾斜姿勢との間で移動できるようになる。前記可動ノーズ部５３が前記傾斜姿勢となったときに、この可動ノーズ部５３の上方から筐体５１内にディスクの挿入および排出が可能になる。

前記車載用電子装置１において、例えば可動ノーズ部５３が実線の垂直姿勢から破線の傾斜姿勢に移行している途中で、可動ノーズ部５３が強制的に抑え付けられたり、または可動ノーズ部５３が異物に当たるなどして、進退部材５６の進出動作が妨げられると、動力伝達装置１の第２の回転体２０に過大な抵抗トルクが作用する。このとき、第２の回転体２０の摺動周面２４と、弾圧部材３０とが摺動して、第１の回転体１０が空回りする。この空回りにより、モータＭに過大な電流が流れたり、モータＭから動力伝達装置１に至る動力伝達経路に過大な負荷が作用して部品が摩耗したり破損するのを防止できる。

前記動力伝達装置１では、第１の回転体１０と一緒に回転する弾圧部材３０が弾性変形可能な帯材３１で形成され、この帯材３１が摺動周面２４と面どうしで当接している。そのため、弾圧部材３０と摺動周面２４とが摺動し、第１の回転体１０と第２の回転体２０とが空回りするに至る動力伝達可能な上限トルクを安定させることができる。したがって、図５に示す可動ノーズ部５３を傾斜姿勢へ確実に動作させることができる。

また、弾圧部材３０と摺動周面２４とが面どうしで当接して摺動するため、摺動周面２４が局部的に摩耗するのを防止することができ、前記上限トルクを安定させることができ、また第１の回転体１０と第２の回転体２０とが空回りするときに、そのときの摩擦トルクが過大になることを防止できる。

また、弾圧部材３０と摺動周面２４との摺動部にグリスなどの潤滑剤を供給するときに、この潤滑剤を弾圧部材３０の非弾圧部３３と摺動周面２４との間に溜めることができる。この場合、弾圧部材３０と摺動周面２４とが摺動したときに、その摺動面に潤滑剤が効果的に供給されるようになり、第１の回転体１０と第２の回転体２０とが空回りするときの摩擦トルクを安定させることができる。また潤滑剤の働きにより、摺動周面２４が摩耗しにくくなる。

さらに図２に示すように、弾圧部材３０と摺動周面２４との摺動部は、第１の回転体１０の円筒部１３、第２の回転体２０の円筒部２４およびフランジ部２５で囲まれた空間内に位置している。よって、前記潤滑剤が動力伝達装置１の外部に飛散しにくくなる。

図４は本発明の第２の実施の形態の動力伝達装置１Ａを示すものであり、図３（Ａ）と同等の平面図である。

この動力伝達装置１Ａは、弾圧部材３０Ａが、前記実施の形態の弾圧部材３０と相違しており、その他の構造は前記動力伝達装置１と同じである。

図４に示す動力伝達装置１Ａでは、弾圧部材３０Ａが帯材３１で環状に形成されているが、この弾圧部材３０Ａには、弾圧部３４Ａが２箇所、非弾圧部３３Ａが２箇所形成されており、それぞれが１８０度の配列ピッチで設けられている。

この実施の形態においても、弾圧部材３０Ａを摺動周面２４に嵌合させたときに、弾圧部材３０Ａの係止片３５Ａと３５Ａが回転中心線Ｏから等距離に位置する。したがって、弾圧部材３０Ａを第２の回転体２０に嵌合させたまま、第１の回転体１０に組み込むことが可能になる。

本発明の第１の実施の形態の動力伝達装置を示す分解斜視図、前記動力伝達装置が支持軸に支持された状態を示す断面図、（Ａ）（Ｂ）は、弾圧部材を摺動周面に組み込む行程を示す平面図、本発明の第２の実施の形態を示すものであり、前記図３（Ａ）に相当する平面図、前記動力伝達装置が組み込まれた車載用電子装置の側面図、

符号の説明

１動力伝達装置
１０第１の回転体
１２支持穴
１４入力歯
１５係止穴
２０第２の回転体
２１中空軸
２２軸支持穴
２４摺動周面
２５フランジ部
２７出力歯
３０弾圧部材
３１帯材
３３非弾圧部
３４弾圧部
３５支持片

Claims

共通な回転中心線を有して互いに独立して回転可能に支持される第１の回転体および第２の回転体と、前記第１の回転体と前記第２の回転体との間に設けられた摩擦力付与手段と、が設けられた動力伝達装置において、
前記摩擦力付与手段では、前記第２の回転体に、前記回転中心線から所定の半径で回転方向に連続する円筒面である摺動周面が形成されているとともに、前記第１の回転体に連結されて前記摺動周面を摺動する弾圧部材が設けられており、
前記弾圧部材は、弾性変形可能な帯材で、前記摺動周面に沿って途切れることなく連続して環状に形成されて、前記弾圧部材に弾圧部と非弾圧部が設けられており、前記弾圧部の内周面が前記摺動周面に自らの弾性力で圧接されているとともに、前記非弾圧部と前記摺動周面との間に隙間が形成されていることを特徴とする動力伝達装置。
前記弾圧部は２箇所以上設けられている請求項１記載の動力伝達装置。
前記弾圧部は、前記回転中心線に対して回転方向へ等ピッチに配置されている請求項２記載の動力伝達装置。
前記弾圧部材は、帯材の面方向に延びる係止片を有し、この係止片が前記第１の回転体に係止されている請求項１ないし３のいずれかに記載の動力伝達装置。