JP2006144925A

JP2006144925A - 回転伝達装置

Info

Publication number: JP2006144925A
Application number: JP2004336196A
Authority: JP
Inventors: Takahide Saito; 隆英齋藤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2004-11-19
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2006-06-08

Abstract

【課題】従来のような接触部位の違いによる摩擦係数の差を利用することなく、ドアを任意の開度で停止・保持する時とそのドアを開閉する時との開閉トルクの差異を明確に維持する。
【解決手段】入力軸３１の軸端面に凹部３６を設け、中間部材３２を入力軸３１と同軸的に配置すると共にハウジング３３内に軸方向移動可能に収容し、その中間部材３２の凹部３６と対向する軸端面に凸部３７を設け、中間部材３２の外周に入力軸３１の軸方向に縮径する円錐面３８を同軸に形成すると共にその円錐面３８と当接する逆円錐面３９をハウジング３３の内周に形成し、そのハウジング３３と中間部材３２との間に円錐面３８と逆円錐面３９が当接する方向に弾性力を付勢するばね４０を介設し、入力軸３１を自動車のドア３０に連結すると共にハウジング３３を自動車のボディに連結する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車のボディとドアに連結されて、ドアを所定の開度位置に保持すべくドアの開閉トルクを制御する自動車用ドアチェッカ等として利用し得る回転伝達装置に関する。

自動車のドア開閉装置においては、ドアを所定の開度位置に保持すべくドアの開閉トルクを制御する自動車用ドアチェッカが組み込まれた構造が一般的である（例えば、特許文献１参照）。

図６は、特許文献１に開示されたドアチェッカの要部拡大断面図（特許文献１の図５参照）である。この種のドアチェッカは、チェックプレート６と、シューホルダ２１に保持されてチェックプレート６上を摺動し得るシュー２０と、シューホルダ２１をチェックプレート６側に弾発するチェックスプリング２２とを備えた構造を具備する。

このドアチェッカでは、シュー２０を、これがドアＤの無負荷時にチェックプレート６に接する中立位置Ｎと、ドアＤの開閉動作時にチェックプレート６に対する接触位置を変える揺動位置Ｒとの間で揺動し得るように、シューホルダ２１に支承させ、シュー２０の中立位置Ｎでのシュー２０およびチェックプレート６間の摩擦力を、シュー２０の揺動位置Ｒでのシュー２０およびチェックプレート６間の摩擦力よりも大きく設定している。

ドアＤが任意の開度で無負荷状態にある時は、図７（ａ）に示すようにチェックスプリング２２の弾発作用により、シュー２０は中立位置Ｎを占めるので、シュー２０およびチェックプレート６の接触部に比較的大きな静摩擦力が発生し、これによりドアＤを前述した任意の開度で停止・保持することができる。

一方、ドアＤに開きまたは閉じ方向の一定値以上の操作力を加えた時は、図７（ｂ）に示すようにシュー２０が揺動位置Ｒに動くので、シュー２０およびチェックプレート６の接触部の摩擦力が減少することで、シュー２０はチェックプレート６の側面をスムーズに揺動することが可能となり、ドアＤを軽快に開閉することができる。
特開２００４−１００２７９号公報

ところで、前述した従来の回転伝達装置であるドアチェッカでは、ドアＤを任意の開度で停止・保持する時と、そのドアＤを開閉する時との開閉トルクの差異は、シュー２０がチェックプレート６と接触する部位の違いによる摩擦係数の差により実現していた。

つまり、シュー２０が、平坦面２０ａをチェックプレート６の側面に接触させる中立位置Ｎにある時と、転がり面２０ｂをチェックプレート６の側面に接触させる揺動位置Ｒとを比較すると、シュー２０が中立位置Ｎにある時のシュー２０およびチェックプレート６の接触部の摩擦力は、シュー２０が揺動位置Ｒにある時のシュー２０およびチェックプレート６の接触部の摩擦力よりも大きく設定されている。

このようにシュー２０の接触部位の違いによる摩擦係数の差を利用した場合、チェックプレート６の側面に形成された粗面１７の磨耗や、シュー２０が中立位置Ｎにある時の接触面である平坦面２０ａの磨耗等の経時的変化、シュー２０が揺動位置Ｒにある時の接触面である転がり面２０ｂの磨耗等の経時的変化に伴い、その特性を維持することが困難であった。

そこで、本発明は前述した問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、従来のような接触部位の違いによる摩擦係数の差を利用することなく、ドアを任意の開度で停止・保持する時とそのドアを開閉する時との開閉トルクの差異を明確に維持し得る回転伝達装置を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、駆動側部材の軸端面に第一の推力カムを設け、従動側部材を前記駆動側部材と同軸的に配置すると共にハウジング内に軸方向移動可能に収容し、その従動側部材の前記第一の推力カムと対向する軸端面に第二の推力カムを設け、前記従動側部材の外周に駆動側部材の軸方向に縮径する円錐面を同軸に形成すると共にその円錐面と当接する逆円錐面を前記ハウジングの内周に形成し、そのハウジングと従動側部材との間に前記円錐面と逆円錐面が当接する方向に弾性力を付勢する弾性部材を介設し、前記駆動側部材あるいはハウジングのいずれか一方を静止部材に連結すると共に他方を可動部材に連結したことを特徴とする。

本発明に係る回転伝達装置は、駆動側部材の軸端面に第一の推力カムを設け、従動側部材を前記駆動側部材と同軸的に配置すると共にその従動側部材の前記第一の推力カムと対向する軸端面に第二の推力カムを設けた構造とすることにより、軸方向倍力機構としてのトルクカム機構を構成する。

また、従動側部材をハウジング内に軸方向移動可能に収容し、従動側部材の外周に駆動側部材の軸方向に縮径する円錐面を同軸に形成すると共にその円錐面と当接する逆円錐面を前記ハウジングの内周に形成し、そのハウジングと従動側部材との間に前記円錐面と逆円錐面が当接する方向に弾性力を付勢する弾性部材を介設した構造とすることにより、テーパクラッチ機構を構成する。

前述の構成における静止部材を自動車のボディとし、かつ、可動部材を自動車の開閉ドアとすることにより自動車用ドアチェッカとして適用した場合、本発明の回転伝達装置では、従来のような接触部位の違いによる摩擦係数の差を利用することなく、テーパクラッチ機構による保持力とそれを容易に解除するトルクカム機構を採用することにより、ドアを任意の開度で停止・保持する時とそのドアを開閉する時との開閉トルクの差異を明確に維持することができる。

なお、前述の構成における第一の推力カムと第二の推力カムは、対向する凹凸部で構成することが望ましい。このようにすれば、テーパクラッチ機構による保持力を容易に解除し得るトルクカム機構を簡単な構造でもって実現することができる。なお、これら第一の推力カムと第二の推力カムは、対向する凹部とそれら凹部に挟持されたボールとで構成することも可能である。

本発明の回転伝達装置を自動車用ドアチェッカに適用した場合、従来のような接触部位の違いによる摩擦係数の差を利用することなく、テーパクラッチ機構による保持力とそれを容易に解除するトルクカム機構を採用することにより、ドアを無負荷時には任意の開度で停止・保持し、開閉操作時には軽快に開閉可能とする、つまり、ドア開閉時のトルク特性を経時的変化の影響を受けることなく、確実に維持することができるので、ドアチェッカの信頼性を大幅に向上させることができる。

本発明に係る回転伝達装置を自動車用ドアチェッカに適用した実施形態を以下に詳述する。図１および図２は回転伝達装置の全体構成で、図１はドアを任意の開度で停止・保持する時の状態、図２はドアを開閉する時の状態をそれぞれ示す。図３（ａ）（ｂ）はトルクカム機構の一部を構成する凹部が形成された駆動側部材、図４（ａ）（ｂ）はトルクカム機構の一部を構成する凸部が形成され、テーパクラッチ機構の円錐面が形成された従動側部材を示す。なお、以下の実施形態では、自動車用ドアチェッカに適用した場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１および図２に示す実施形態の回転伝達装置は、自動車のドア３０が連結された駆動側部材である入力軸３１と、その入力軸３１と同軸的に配置された従動側部材である中間部材３２と、その中間部材３２と入力軸３１の一部を収容したハウジング３３とで主要部が構成されている。このハウジング３３は、自動車のボディ（図示せず）に固定されている。

入力軸３１は、ハウジング３３に転がり軸受３４を介して回転自在に取り付けられている。なお、その転がり軸受３４は、止め輪３５によりハウジング３３に対して抜け止めされている。この入力軸３１の軸端面に第一の推力カムを設けている。この第一の推力カムは、図３（ａ）（ｂ）に示すように円周方向に深さが変化する凹部３６で構成されている。この凹部３６は、例えばＶ溝形状を有し、円周方向に沿って三箇所設けられている。

一方、中間部材３２の第一の推力カム、すなわち凹部３６と対向する軸端面に第二の推力カムを設けている。この第二の推力カムは、図４（ａ）（ｂ）に示すように入力軸３１の凹部３６と嵌合する凸部３７が一体に形成されている。この凸部３７は、凹部３６と対応させて山形状を有し、円周方向に沿って三箇所設けられている。これら入力軸３１の凹部３６と中間部材３２の凸部３７とでトルクカム機構を構成している。

この中間部材３２は、ハウジング３３内に軸方向移動可能に収容され、その外周に入力軸３１の軸方向に縮径する円錐面３８が同軸に形成されている。一方、ハウジング３３の内周には、中間部材３２の円錐面３８と当接する逆円錐面３９が形成されている。また、ハウジング３３と中間部材３２との間に、円錐面３８と逆円錐面３９が当接する方向（図中上方）に弾性力を付勢する弾性部材であるばね４０を介設している。このばね４０は、止め輪４１で抜け止めされたプレート４２を介してハウジング３３に取り付けられている。このようにして、中間部材３２の円錐面３８、ハウジング３３の逆円錐面３９およびばね４０によりテーパクラッチ機構を構成している。

次に、この実施形態におけるドアチェッカとしての回転伝達装置の動作例を以下に説明する。

まず、ドア３０を任意の開度で停止・保持した状態では、図１に示すように中間部材３２とハウジング３３間に配されたばね４０による弾性力でもって、自動車ボディ側のハウジング３３に対して軸方向力が中間部材３２に付与される。この軸方向力の付与により、中間部材３２は、入力軸３１側に押圧され、その円錐面３８がハウジング３３の逆円錐面３９に当接する。

この時、中間部材３２の円錐面３８とハウジング３３の逆円錐面３９からなるテーパクラッチ機構では、図５に示すような力学的なつり合いとなりる。同図において、中間部材３２の円錐面３８（テーパ面）での摩擦係数をμ、テーパクラッチ機構の有効半径をＲ、中間部材３２の円錐面３８が軸中心線となす角度（テーパ角度）をθ、ばね４０が中間部材３２を押圧する弾性力をＦとすると、トルクＴ＝μＲＦ／（μcosθ＋sinθ）でもって、中間部材３２はハウジング３３に対して保持される。トルクカム機構では、中間部材３２の凸部３７に入力軸３１の凹部３６が噛み合わされた状態にあるため、ドア３０を前述の任意の開度で停止・保持することができる。

このドア３０の停止・保持状態から、ドア３０を開閉しようとすると、図１に示すようにそのドア３０の開閉によりドア３０に連結された入力軸３１が回転する。この時、中間部材３２は、その円錐面３８がハウジング３３の逆円錐面３９と当接していることから、その円錐面３８と逆円錐面３９との間で摺動抵抗が付与されており、また、プレート４２を介して間接的にハウジング３３との間に配置されたばね４０との間で摺動抵抗が付与されている。これらの摺動抵抗により、中間部材３２は、入力軸３１との間で位相ずれが生じる。

この入力軸３１と中間部材３２との位相ずれにより、トルクカム機構では、中間部材３２の凸部３７に入力軸３１の凹部３６が噛み合わされた状態（図１参照）から、入力軸３１の凹部３６が中間部材３２の凸部３７から離脱しようとすることにより、中間部材３２は、図２に示すようにばね４０の弾性力に抗して入力軸３１から離間する方向（図中下方）に移動するため、テーパクラッチ機構が解除される。つまり、中間部材３２の円錐面３８と逆円錐面３９とが離間することからその両者間での摺動抵抗がなくなり、中間部材３２とばね４０との間での摺動抵抗のみとなる。その結果、ドア３０は比較的低いトルクでもって開閉可能となる。

一方、ドア３０の開閉が停止して保持される状態に移行すると、ばね４０の弾性力により入力軸３１の凹部３６と中間部材３２の凸部３７の位相が図１の状態に戻されると同時に、その中間部材３２は、入力軸３１側に押し戻され、中間部材３２の円錐面３８とハウジング３３の逆円錐面３９が当接し、テーパクラッチ機構が係合することになる。その結果、ドア３０を任意の開度で停止・保持することができる。

以上のようにして、中間部材３２の円錐面３８とハウジング３３の逆円錐面３９からなるテーパクラッチ機構による保持力と、それを容易に解除するための入力軸３１の凹部３６と中間部材３２の凸部３７からなるトルクカム機構を採用することにより、従来のような接触部位の違いによる摩擦係数の差を利用することなく、ドア３０を任意の開度で停止・保持する時とそのドア３０を開閉する時との開閉トルクの差異を明確に維持することができる。

なお、前述の実施形態では、トルクカム機構として、入力軸３１の凹部３６と中間部材３２の凸部３７とを対向させたフェースカム機構を例示したが、本発明はこれに限定されることなく、入力軸３１と中間部材３２にそれぞれ凹部を設け、それら対向する凹部にボールを介在させたボールカム機構を採用することも可能である。

本発明の実施形態であって、回転伝達装置を適用した自動車用ドアチェッカの全体構成で、ドアを任意の開度で停止・保持する時の状態を示す断面図である。本発明の実施形態であって、回転伝達装置を適用した自動車用ドアチェッカの全体構成で、ドアを開閉する時の状態を示す断面図である。（ａ）はトルクカム機構の一部を構成する凹部が形成された駆動側部材を示す平面図、（ｂ）はその正面図である。（ａ）はトルクカム機構の一部を構成する凸部が形成され、テーパクラッチ機構の円錐面が形成された中間部材を示す平面図、（ｂ）はその正面図である。テーパクラッチ機構での力学的つり合いを説明するための図である。回転伝達装置の従来例として、自動車用ドアチェッカを示す要部拡大断面図である。図６の自動車用ドアチェッカの動作説明で、（ａ）はシューが中立位置にある状態を示す部分拡大断面図、（ｂ）はシューが揺動位置にある状態を示す部分拡大断面図である。

符号の説明

３０ドア
３１駆動側部材（入力軸）
３２従動側部材（中間部材）
３３ハウジング
３６第一の推力カム（凹部）
３７第二の推力カム（凸部）
３８円錐面
３９逆円錐面
４０弾性部材（ばね）

Claims

駆動側部材の軸端面に第一の推力カムを設け、従動側部材を前記駆動側部材と同軸的に配置すると共にハウジング内に軸方向移動可能に収容し、その従動側部材の前記第一の推力カムと対向する軸端面に第二の推力カムを設け、前記従動側部材の外周に駆動側部材の軸方向に縮径する円錐面を同軸に形成すると共にその円錐面と当接する逆円錐面を前記ハウジングの内周に形成し、そのハウジングと従動側部材との間に前記円錐面と逆円錐面が当接する方向に弾性力を付勢する弾性部材を介設し、前記駆動側部材あるいはハウジングのいずれか一方を静止部材に連結すると共に他方を可動部材に連結したことを特徴とする回転伝達装置。
前記第一の推力カムと第二の推力カムは、対向する凹凸部で構成されている請求項１に記載の回転伝達装置。
前記第一の推力カムと第二の推力カムは、対向する凹部とそれら凹部に挟持されたボールとで構成されている請求項１に記載の回転伝達装置。
前記静止部材が自動車のボディであり、可動部材が自動車の開閉ドアである請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転伝達装置。