JP2008088729A - クラッチ、モータ及び車両用ドア開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した作動を得ることができるクラッチを提供する。
【解決手段】クラッチ３０は、モータ本体の駆動による回転軸１０の回転に伴って駆動連結部３１が回転し、駆動連結部３１から回転力を受けてコロ部材３３が駆動連結部３１及び従動円筒部３２間の噛合位置に配置されて駆動連結部３１が従動円筒部３２と回転方向に係合し、回転軸１０の回転力を減速部のウォーム軸２２側に伝達する。慣性部材３４は、駆動連結部３１とともに連れ回りするコロ部材３３に回転方向に当接してコロ部材３３とともに周回しその時の遠心力により従動円筒部３２の内周面３２ａに圧接してコロ部材３３から回転力を受ける。モータ本体の駆動停止により駆動連結部３１の回転が停止されると、慣性部材３４は、周回時の慣性力によりその周回先のコロ部材３３に衝突して該コロ部材３３の噛み合いを解除し、回転軸１０とウォーム軸２２とを断絶状態とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用スライドドア開閉装置や車両用バックドア開閉装置等の車両用ドア開閉装置の駆動源として用いられるクラッチ付きのモータ及びその車両用ドア開閉装置に関するものである。

近年、車両ボディ側部に設けられる乗降口を開閉するスライドドアを備えた自動車において、そのスライドドアをモータ駆動で自動開閉するスライドドア開閉装置が搭載されているものがある。スライドドア開閉装置の駆動源として用いられるモータは、回転駆動するモータ本体と、該モータ本体で生じる回転を減速して出力する減速部とが一体に組み付けられて構成され、減速部からの出力によりスライドドアが開閉作動される。

このようなスライドドア開閉装置においては、スライドドアを手動で開閉可能とすることも要求されている。そのため、特許文献１にて示されるドア開閉装置のように、減速部の出力軸に電磁クラッチを装備したものが提案されている。

特許文献１のドア開閉装置では、スライドドアをモータ駆動により開閉作動させる場合、電磁クラッチがオンされて出力ギヤであるウォームホイールと出力軸である回転シャフトとが駆動連結され、モータ本体の回転駆動により回転するウォームホイールの回転が回転シャフトに伝達されることでスライドドアが開閉作動される。一方、スライドドアを手動により開閉作動させる場合には、電磁クラッチがオフとなって回転シャフトがウォームホイールと断絶されて該シャフトがフリーとなり、これによりスライドドアを手動により開閉させるようになっている。
特開２００２−３２７５７６号公報

ところで、上記電磁クラッチは、給電のための配線の取り回し等が煩雑であるため、機械式のクラッチとする要求が高まっている。この機械式のクラッチにおいても、駆動軸と従動軸との連結時や断絶時に安定した作動を行わせることが要求されている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、安定した作動を得ることができるクラッチ、そのクラッチを用いたモータ及びそのモータを駆動源として用いる車両用ドア開閉装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、駆動軸と該駆動軸と同軸上に配置される従動軸との間に設けられ、前記駆動軸側からの駆動時には前記駆動軸を前記従動軸と連結し、前記駆動軸の非駆動時には前記従動軸を前記駆動軸から断絶するように作動するクラッチであって、前記駆動軸と一体回転可能に同軸上に設けられる駆動側回転体と、前記従動軸と一体回転可能に同軸上に設けられる従動側回転体と、径方向における前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に配置され、前記駆動側回転体の回転時に該駆動側回転体から回転力を受けて両回転体間の噛合位置に配置されて前記駆動側回転体を前記従動側回転体と回転方向に係合させ、前記駆動側回転体の非回転時に両回転体間の非噛合位置に配置されて前記従動側回転体を前記駆動側回転体と回転方向に非係合とする動力伝達部材と、前記駆動側回転体とともに連れ回りする前記動力伝達部材に回転方向に当接して前記動力伝達部材とともに周回しその時の遠心力により前記従動側回転体に対し圧接し、前記駆動側回転体の回転停止時に周回時の慣性力によりその周回先の前記動力伝達部材に衝突して前記動力伝達部材の噛み合いを解除する中間部材とを備えたことをその要旨とする。

この発明では、クラッチは、駆動軸側からの駆動による該駆動軸の回転に伴って駆動側回転体が回転し、その駆動側回転体から回転力を受けて動力伝達部材が駆動側及び従動側回転体間の噛合位置に配置されて駆動側回転体が従動側回転体と回転方向に係合し、駆動軸の回転力を従動軸側に伝達する。このとき、中間部材は、駆動側回転体とともに連れ回りする動力伝達部材に回転方向に当接して動力伝達部材とともに周回しその時の遠心力により従動側回転体に対し圧接する。これにより、従動側回転体と結合力が増した中間部材を通じて動力伝達部材、即ち駆動側回転体の従動側回転体との回転方向への係合がより強固となるため、駆動軸の回転力がより確実に従動軸側に伝達される。また、駆動軸の回転停止に伴い駆動側回転体の回転が停止されると、中間部材は、自身にかかる遠心力が小さくなる（従動側回転体と回転方向の摩擦係合が小さくなる）とともに周回時の慣性力により、その周回先の動力伝達部材に衝突して該動力伝達部材の噛み合いを解除する。つまり、動力伝達部材が深く噛み込まれるような場合であっても、動力伝達部材が両回転体間の非噛合位置に配置されて駆動側回転体と従動側回転体との回転方向の係合が確実に解除され（非係合となり）、駆動軸と従動軸とを断絶状態とする。これにより、駆動軸の非駆動時においては、従動側の装置を例えば手動により作動させるような場合に、その作動負荷の一つである駆動軸（駆動軸を含む駆動軸側の装置）を従動軸側から回転させなくて済み、従動軸側での作動が容易となる。このような構成のクラッチでは、駆動軸と従動軸との連結時や断絶時の各種作動がより確実となり、安定した作動が得られる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のクラッチにおいて、前記従動側回転体は、円筒状をなし、前記駆動側回転体は、一対の円弧面と各円弧面の各端部間を相互に繋ぐように設けられる一対の制御面とを有する断面略小判状をなし、円筒状をなす前記従動側回転体の内側に配置され、前記動力伝達部材は、円柱状をなし、前記一対の制御面と前記従動側回転体の内周面との間にそれぞれ１つずつ配置され、前記中間部材は、断面円弧状の平板形状をなし、前記一対の円弧面と前記従動側回転体の内周面との間にそれぞれ１つずつ配置されてなることをその要旨とする。

この発明では、クラッチは、円筒状をなす従動側回転体と、その内側に配置され一対の円弧面と一対の制御面とを有する断面略小判状をなす駆動側回転体と、一対の制御面と従動側回転体の内周面との間にそれぞれ１つずつ配置される円柱状の動力伝達部材と、一対の円弧面と従動側回転体の内周面との間にそれぞれ１つずつ配置される断面円弧状で平板形状の中間部材とで構成される。つまり、それぞれが比較的簡単な形状の部材でクラッチを構成できる。また、駆動側回転体から従動側回転体への回転力の伝達を行う動力伝達部材を一対とし各制御面に対応して配置、即ち軸中心を挟んでそれぞれ配置されるため、少ない部材数で動力伝達を安定して行うことが可能である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のクラッチにおいて、前記駆動側回転体の制御面は、前記動力伝達部材を前記従動側回転体の内周面とで噛み込まない非係合部と、該非係合部の両側からそれぞれ外側に漸次傾斜して前記動力伝達部材を前記従動側回転体の内周面とで噛み込むことが可能な一対の係合部とで構成されていることをその要旨とする。

この発明では、駆動側回転体の制御面は、動力伝達部材を従動側回転体の内周面とで噛み込まない非係合部と、該非係合部の両側からそれぞれ外側に漸次傾斜して動力伝達部材を従動側回転体の内周面とで噛み込むことが可能な一対の係合部とで構成される。これにより、駆動側回転体（駆動軸）の両方向の回転に対応でき、汎用性を向上できる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のクラッチにおいて、前記駆動側回転体の制御面は、前記非係合部と前記一対の係合部との３つの平面で構成されていることをその要旨とする。

この発明では、駆動側回転体の制御面は、非係合部と一対の係合部との３つの平面で構成される。そのため、駆動側回転体の制御面の形成が容易となる。
請求項５に記載の発明は、請求項２〜４のいずれか１項に記載のクラッチにおいて、前記中間部材は、前記駆動側回転体との相対的な回転方向の移動範囲のいずれにおいても、前記駆動側回転体の円弧面と前記従動側回転体の内周面との間隙に少なくともその一部が位置するように構成されていることをその要旨とする。

この発明では、中間部材は、駆動側回転体との相対的な回転方向の移動範囲のいずれにおいても、駆動側回転体の円弧面と従動側回転体の内周面との間隙に少なくともその一部が位置するように構成される。つまり、中間部材は、その回転方向の移動範囲のいずれにおいても駆動側回転体の円弧面と従動側回転体の内周面との間隙から抜け出しが不能なため、抜け出し防止手段を別途設けなくてもクラッチの誤動作が未然に防止できる。

請求項６に記載の発明は、モータ本体と減速機構とを備えてなるモータにおいて、前記モータ本体の駆動により回転される回転軸と、該回転軸と同軸上に配置される前記減速機構の入力軸との間に設けられ、前記モータ本体の駆動時には前記回転軸を前記減速機構の入力軸と連結し、前記モータ本体の非駆動時には前記減速機構の入力軸を前記回転軸から断絶するように作動するクラッチを備えてなるものであって、前記クラッチは、前記回転軸と一体回転可能に同軸上に設けられる駆動側回転体と、前記減速機構の入力軸と一体回転可能に同軸上に設けられる従動側回転体と、径方向における前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に配置され、前記駆動側回転体の回転時に該駆動側回転体から回転力を受けて両回転体間の噛合位置に配置されて前記駆動側回転体を前記従動側回転体と回転方向に係合させ、前記駆動側回転体の非回転時に両回転体間の非噛合位置に配置されて前記従動側回転体を前記駆動側回転体と回転方向に非係合とする動力伝達部材と、前記駆動側回転体とともに連れ回りする前記動力伝達部材に回転方向に当接して前記動力伝達部材とともに周回しその時の遠心力により前記従動側回転体に対し圧接し、前記駆動側回転体の回転停止時に周回時の慣性力によりその周回先の前記動力伝達部材に衝突して前記動力伝達部材の噛み合いを解除する中間部材とを備えてなることをその要旨とする。

この発明では、クラッチは、モータ本体の駆動による回転軸の回転に伴って駆動側回転体が回転し、その駆動側回転体から回転力を受けて動力伝達部材が駆動側及び従動側回転体間の噛合位置に配置されて駆動側回転体が従動側回転体と回転方向に係合し、回転軸の回転力を減速機構の入力軸側に伝達する。このとき、中間部材は、駆動側回転体とともに連れ回りする動力伝達部材に回転方向に当接して動力伝達部材とともに周回しその時の遠心力により従動側回転体に対し圧接する。これにより、従動側回転体と結合力が増した中間部材を通じて動力伝達部材、即ち駆動側回転体の従動側回転体との回転方向への係合がより強固となるため、回転軸の回転力がより確実に減速機構の入力軸側に伝達される。また、モータ本体の駆動停止、即ち回転軸の回転停止に伴い駆動側回転体の回転が停止されると、中間部材は、自身にかかる遠心力が小さくなる（従動側回転体と回転方向の摩擦係合が小さくなる）とともに周回時の慣性力により、その周回先の動力伝達部材に衝突して該動力伝達部材の噛み合いを解除する。つまり、動力伝達部材が深く噛み込まれるような場合であっても、動力伝達部材が両回転体間の非噛合位置に配置されて駆動側回転体と従動側回転体との回転方向の係合が確実に解除され（非係合となり）、回転軸と減速機構の入力軸とを断絶状態とする。これにより、モータ本体の非駆動時においては、負荷側の装置を例えば手動により作動させるような場合に、その作動負荷の一つであるモータ本体の回転軸を減速機構の入力軸側から回転させなくて済み、負荷側での作動が容易となる。このような構成のクラッチでは、回転軸と減速機構の入力軸との連結時や断絶時の各種作動がより確実となって安定した作動が得られるため、モータの信頼性が向上する。また、このクラッチはモータ本体の回転軸と減速機構の入力軸との間のトルクの小さい箇所に設けられるため、クラッチの各構成部品を小型軽量に構成でき、モータの小型軽量化に貢献できる。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のクラッチ付きのモータをその駆動源として用い、車両に設けられる開口を開閉するドアを前記モータの駆動によって開閉作動させるように構成される車両用ドア開閉装置であって、前記ドアを自動開閉させる旨の指令が生じると、前記モータ本体の駆動とともに前記クラッチにより前記モータ本体の回転軸を前記減速機構の入力軸と連結し前記ドアを自動開閉させる一方、前記モータ本体の非駆動時には、前記クラッチにより前記減速機構の入力軸を前記回転軸から断絶して前記ドアの手動開閉時の作動負荷を軽減させた状態とすることをその要旨とする。

この発明では、車両のドアをモータの駆動にて自動開閉する装置においては、該ドアを手動による開閉ができるようにも構成する要求があるため、上記のようなクラッチを用いたモータがその駆動源として好適であり、ドア開閉装置の信頼性を向上できる。しかも、車両に搭載する装置では搭載スペースを小さく軽量とすることが常に要求されるため、クラッチ、ひいてはモータが小型軽量となる意義は大きい。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の車両用ドア開閉装置において、車両側部の開口を開閉するスライドドアを開閉作動させるための車両用スライドドア開閉装置、又は、車両後部の開口を開閉するバックドアを開閉作動させるための車両用バックドア開閉装置であることをその要旨とする。

この発明では、車両のドアでもスライドドアやバックドアを対象としている。即ち、スライドドアやバックドア（特にバックドアでも上下方向に開閉させるもの）においては、それぞれドアの手動開閉に比較的大きな操作力が必要である。そのため、上記のようなクラッチにて負荷側からの作動が容易となる意義は大きく、ドアの手動開閉を容易に行うことが可能となる。

従って、上記記載の発明によれば、安定した作動を得ることができるクラッチ、そのクラッチを用いたモータ及びそのモータを駆動源として用いる車両用ドア開閉装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施の形態のモータ１を示す。本実施の形態のモータ１は、図７に示すように、自動車に搭載されるスライドドア開閉装置５０の駆動源として用いられるものである。スライドドア開閉装置５０は、本実施の形態では、車両ボディ５１の側面に沿ってスライド開閉可能に配設されたスライドドア５２内に配設されている。スライドドア５２は、車両ボディ５１に形成された乗降口５１ａを開閉するものであり、車両ボディ５１に設けられるガイドレール５３に沿って移動可能に連結される連結具５４にて支持されている。連結具５４はモータ１の駆動によるワイヤケーブル５５の巻き取り及び送り出しが行われることによりガイドレール５３に沿って移動し、該連結具５４の移動によりスライドドア５２が乗降口５１ａを開閉するようになっている。

このようなスライドドア開閉装置５０の駆動源である本実施の形態のモータ１は、モータ本体２と減速部３とからなる所謂ギヤードモータにて構成されている。モータ本体２は、ヨークハウジング４、一対のマグネット５、電機子６、ブラシホルダ７及び一対のブラシ８を備えている。

ヨークハウジング４は略有底扁平円筒状に形成され、その内側面にマグネット５が固着されている。ヨークハウジング４の底部中央には軸受９が設けられ、該軸受９は電機子６の回転軸（駆動軸）１０の基端を回転可能に支持する。

ヨークハウジング４の開口部４ａはフランジ状に形成され、後述するギヤハウジング２１の開口部２１ａにネジ１１にて固定される。尚、この固定の際に、ヨークハウジング４の開口部４ａとギヤハウジング２１の開口部２１ａとでブラシホルダ７が挟持されて固定される。

ブラシホルダ７は、ヨークハウジング４内において、電機子６の回転軸１０の先端を回転可能に支持する軸受１２及び回転軸１０に固着された整流子１３に摺接するブラシ８を保持している。また、ブラシホルダ７の両ハウジング４，２１から突出する部分は車体側から延びる車体側コネクタ（図示略）と連結するためコネクタ部７ａであって、該コネクタ部７ａの凹部７ｂ内には複数本のターミナル１４が露出している。これらターミナル１４はブラシホルダ７にインサートされており、前記ブラシ８及びモータ１内に備えられる回転センサ（後述のホール素子２９）等と電気的に接続されている。そして、コネクタ部７ａが車体側コネクタと連結されることで、モータ１と車体側に備えられるコントローラ（図示略）とが電気的に接続され、電源供給やセンサ信号等の出力が行われる。

このようなモータ本体２に対し、減速部３は、ギヤハウジング２１、ウォーム軸（従動軸）２２、ウォームホイール２３、出力軸２４及びクラッチ３０を備えている。
ギヤハウジング２１は樹脂製であって、内部にはウォーム軸２２、ウォームホイール２３及びクラッチ３０を収容している。ギヤハウジング２１は、前記ヨークハウジング４の開口部４ａと対向する開口部２１ａを備え、両開口部４ａ，２１ａ間に前記ブラシホルダ７が介装される。

ギヤハウジング２１は、ウォーム軸２２を収容するために開口部２１ａから軸方向に延びる略円筒状の軸収容筒部２１ｂと、該軸収容筒部２１ｂと連通しウォームホイール２３を収容するためのホイール収容凹部２１ｃと、軸収容筒部２１ｂの基端（モータ本体２側）に設けられクラッチ３０を収容するためのクラッチ収容凹部２１ｄとを備えている。

軸収容筒部２１ｂには、一対の軸受２５，２６が所定間隔を有して装着されている。ウォーム軸２２は、軸収容筒部２１ｂの開口側から挿入され、ウォーム部２２ａを挟んだ両端がそれぞれ軸受２５，２６にて回転可能に支持されて、前記回転軸１０と同軸上に配置される。また、ウォーム軸２２の先端には、該ウォーム軸２２のスラスト荷重を受けるためのスラスト受けボール２７ａ及びプレート２７ｂが備えられている。

また、ウォーム軸２２においてウォーム部２２ａと軸受２６にて支持される部位との間には、周方向に多極着磁されるリング状のセンサマグネット２８が一体回転するように装着されている。これに対し、軸収容筒部２１ｂにおいてセンサマグネット２８の外周面に対向する部位には、該センサマグネット２８の回転に伴う磁界変化を検知するホール素子２９が配設されている。ホール素子２９は、ウォーム軸２２の回転数や回転速度等の回転情報、即ちスライドドア５２の開閉位置や開閉速度を検出するために、センサマグネット２８の回転に伴う磁界変化を検知する。

ホイール収容凹部２１ｃには、前記ウォーム軸２２のウォーム部２２ａと噛合されるウォームホイール２３が回転可能に収容されている。このウォームホイール２３には、出力軸２４が一体回転するように連結されている。出力軸２４には、スライドドア５２を開閉作動させるための前記ワイヤケーブル５５が掛装される駆動プーリ（図示略）が一体回転するように連結されている。

クラッチ収容凹部２１ｄには、ウォーム軸２２と前記回転軸１０との断続を行う機械式のクラッチ３０が収容されている。クラッチ３０は、図２及び図３に示すように、回転軸１０側に設けられる駆動側回転体としての駆動連結部３１と、ウォーム軸２２側に設けられる従動側回転体としての従動円筒部３２と、駆動連結部３１及び従動円筒部３２間にそれぞれ配置される一対の動力伝達部材としてのコロ部材３３及び一対の中間部材としての慣性部材３４とを備えている。

駆動連結部３１は、回転軸１０と同軸となるように該軸１０の先端部に一体に形成され（回転軸１０と別部材で互いに連結する構成でも可）、一対の円弧面３１ａと各円弧面３１ａの各端部間を相互に繋ぐように設けられる一対の制御面３１ｂとを有する断面略小判状をなしている。各円弧面３１ａは、前記回転軸１０及びウォーム軸２２の中心軸線上にある軸中心Ｏをその中心とした同一円周にて形成され、制御面３１ｂは、中央部が径方向内側に若干凹状をなしており、詳しくは、対をなす制御面３１ｂ同士で互いに平行となる中央平坦部３１ｃと、その平坦部３１ｃの両端からそれぞれ外側に漸次傾斜する一対の係合部３１ｄとの３つの平面で構成されている。各円弧面３１ａは中心角９０°よりも若干大きく設定される一方、各制御面３１ｂは中心角９０°よりも若干小さく設定されている。

従動円筒部３２は、ウォーム軸２２と同軸となるように該軸２２の基端部に一体に形成され（ウォーム軸２２と別部材で互いに連結する構成でも可）、前記駆動連結部３１を内側に配置可能な円筒状をなしている。従動円筒部３２は、前記軸中心Ｏをその中心とした内周面３２ａを有しており、該内周面３２ａと駆動連結部３１の円弧面３１ａ及び制御面３１ｂとが対向している。因みに、内周面３２ａと円弧面３１ａとの間隔Ｌ１は、周方向に等間隔となっている。従動円筒部３２は、クラッチ収容凹部２１ｄに設けられる軸受３５にて回転可能に支持されている。

一対のコロ部材３３は、円柱状で同形状をなしており、駆動連結部３１の各制御面３１ｂと従動円筒部３２の内周面３２ａとの間のそれぞれに前記回転軸１０の軸方向に沿うようにして配置されている。コロ部材３３は、直径Ｄ１が制御面３１ｂの中央平坦部３１ｃと従動円筒部３２の内周面３２ａとの間隔Ｌ２よりも小さく、該制御面３１ｂの係合部３１ｄの外側端部と従動円筒部３２の内周面３２ａとの間隔Ｌ３よりも大きく設定されている。

つまり、コロ部材３３は、制御面３１ｂの中央平坦部３１ｃ部分に配置されると、該平坦部３１ｃ及び従動円筒部３２の内周面３２ａの少なくとも一方と径方向に隙間が生じ（中央平坦部３１ｃと従動円筒部３２の内周面３２ａとで挟持されない）、また制御面３１ｂの係合部３１ｄ部分に配置された時には、該係合部３１ｄと従動円筒部３２の内周面３２ａとの両者に当接して挟持される。そして、コロ部材３３が制御面３１ｂの中央平坦部３１ｃ部分に配置されると、駆動連結部３１と従動円筒部３２とが回転方向に係合せず回転軸１０とウォーム軸２２とが断絶状態となり、コロ部材３３が制御面３１ｂの係合部３１ｄ部分に配置されると、駆動連結部３１と従動円筒部３２とが回転方向に係合して回転軸１０とウォーム軸２２とが連結状態となる。

一対の慣性部材３４は、断面略円弧状の平板形状で同形状をなしており、駆動連結部３１の各円弧面３１ａと従動円筒部３２の内周面３２ａとの間のそれぞれに配置されている。慣性部材３４は、その周方向長さが駆動連結部３１の円弧面３１ａの角度範囲に相当する長さに設定されている。また、慣性部材３４は、その厚さ（径方向長さ）Ｌ４が駆動連結部３１の各円弧面３１ａと従動円筒部３２の内周面３２ａとの間隔Ｌ１よりも若干小さく設定され、円弧面３１ａ及び従動円筒部３２の内周面３２ａの少なくとも一方と径方向に隙間が生じるようにしている。

つまり、慣性部材３４は、駆動連結部３１の各円弧面３１ａと従動円筒部３２の内周面３２ａとの間で、径方向及び周方向へも移動可能となっている。このとき、慣性部材３４は、駆動連結部３１の各円弧面３１ａと対向する位置から周方向に最も移動した場合であっても、該円弧面３１ａと従動円筒部３２の内周面３２ａとの間隙から少なくともその一部が抜け出し不能とされている。尚、このような本実施の形態の慣性部材３４は、銅や鉛、鉄等の比較的重量が重く一般的な金属材料にて、慣性力が大きくなるように形成されている。

このような構成のクラッチ３０では、モータ本体２の非駆動時のように回転軸１０に回転駆動力が生じていない場合、図３に示すように、各慣性部材３４は、駆動連結部３１の各円弧面３１ａと従動円筒部３２の内周面３２ａとの間で移動可能な非噛合位置に配置（図３では、各慣性部材３４が各円弧面３１ａとの当接位置に配置）されている。また、各コロ部材３３は、駆動連結部３１の制御面３１ｂと従動円筒部３２の内周面３２ａとの間で移動可能に配置（図３では、一方のコロ部材３３が中央平坦部３１ｃとの当接位置に配置、他方のコロ部材３３が内周面３２ａとの当接位置に配置）されている。

つまり、各コロ部材３３が移動可能な位置に配置されていることから、駆動連結部３１と従動円筒部３２とが回転方向に係合していない。これにより、回転軸１０とウォーム軸２２とが断絶状態となっており、負荷側からの出力軸２４の回転負荷になる回転軸１０がウォーム軸２２から切り離される。従って、負荷側からの出力軸２４の回転負荷が軽減されるため、負荷側からの出力軸２４の回転が容易となり、手動によるスライドドア５２の容易な開閉作動が可能となっている。

これに対し、スライドドア５２を自動開閉すべくモータ本体２が駆動されて回転軸１０が回転すると、該回転軸１０とともに駆動連結部３１が回転する。すると、図４に示すように、各コロ部材３３が駆動連結部３１の制御面３１ｂの係合部３１ｄと接触し、該制御面３１ｂの係合部３１ｄにより径方向外側に押し出されて、該係合部３１ｄと従動円筒部３２の内周面３２ａとで挟持される噛合位置に配置される。この噛合位置への配置により、駆動連結部３１が各コロ部材３３を通じて従動円筒部３２と回転方向に係合状態となり、該駆動連結部３１の回転が従動円筒部３２に伝達されて連れ回りを開始する。また、駆動連結部３１及び従動円筒部３２の回転に伴って軸中心Ｏ周りに周回する各コロ部材３３は、各慣性部材３４の周方向端部３４ａに当接して回転方向に押圧し、該慣性部材３４も軸中心Ｏ周りの周回を開始する。

回転速度が上昇すると、各慣性部材３４に作用する遠心力が大きくなるため、図５に示すように、各慣性部材３４は、従動円筒部３２の内周面３２ａに圧接した状態となって、該従動円筒部３２との結合力が増加する。つまり、従動円筒部３２との結合力を増した各慣性部材３４の端部３４ａに各コロ部材３３が当接することで、駆動連結部３１と従動円筒部３２との回転方向への係合がより強固となる。このように駆動連結部３１と従動円筒部３２とが回転方向に係合することで、モータ本体２の駆動による回転軸１０の回転力が駆動連結部３１から各コロ部材３３及び各慣性部材３４を通じて従動円筒部３２に伝達されてウォーム軸２２及び出力軸２４が回転し、スライドドア５２がモータ１の正転又は逆転駆動により自動で開作動又は閉作動するようになっている。

やがて、回転軸１０の回転が停止されると、それに伴い駆動連結部３１及び従動円筒部３２の回転が停止しようとする。このとき、図６に示すように、慣性力の大きい各慣性部材３４は、駆動連結部３１、従動円筒部３２及び各コロ部材３３よりも停止が遅く、自身にかかる遠心力が小さくなる（従動円筒部３２の内周面３２ａと回転方向の摩擦係合が小さくなる）ことから、各慣性部材３４のみが他の部材よりも余計に周回しようとする。換言すれば、このような慣性力が生じるような質量にて各慣性部材３４が構成される。そして、各慣性部材３４は、その端部３４ａが周回先の各コロ部材３３に衝突し、各コロ部材３３を制御面３１ｂの中央平坦部３１ｃ側の非噛合位置に移動させる。つまり、各コロ部材３３が制御面３１ｂの係合部３１ｄと従動円筒部３２の内周面３２ａとで挟持された際に深く噛み込んだ場合であっても、その噛み込みが確実に解除されるようになっている。尚、図３〜図６の動作はいずれの回転方向でも同様となる。

このような構成のモータ１を駆動源としたスライドドア開閉装置５０において、スライドドア５２を自動開閉させる旨の指令が生じると、モータ本体２が回転駆動される。すると、モータ本体２の回転軸１０の回転に伴い、クラッチ３０では、駆動連結部３１と従動円筒部３２とが各コロ部材３３を通じて駆動連結（回転方向に係止）となる。つまり、クラッチ３０によりモータ本体２の回転軸１０とウォーム軸２２とが一体回転するように連結されるため、モータ本体２の回転駆動による回転軸１０の回転がクラッチ３０を介してウォーム軸２２に伝達され、該ウォーム軸２２は回転する。ウォーム軸２２の回転は、ウォームホイール２３を介して出力軸２４に連結された駆動プーリを回転させ、図１に示すワイヤケーブル５５を作動させる。これにより、モータ１の駆動によるスライドドア５２の自動開閉作動が行われる。

やがて、モータ本体２の駆動停止の指令に基づいて回転軸１０の回転が停止しようとすると、クラッチ３０では各慣性部材３４の慣性力による移動により各コロ部材３３の噛み込みが解除され、駆動連結部３１と従動円筒部３２との駆動連結が解除される。これにより、回転軸１０とウォーム軸２２とが断絶した状態でその回転が停止され、モータ１の駆動によるスライドドア５２の自動開閉作動が停止される。

一方、スライドドア５２を手動で開閉作動させる場合、手動によるスライドドア５２の開閉操作力によりワイヤケーブル５５及び駆動プーリを介して出力軸２４に回転力が作用する。このとき、クラッチ３０では、各コロ部材３３が移動可能な状態で従動円筒部３２と駆動連結部３１とが回転方向に係合されていないため、回転軸１０とウォーム軸２２とが断絶された状態となっている。つまり、その手動操作時に大きな負荷となるモータ本体２の回転軸１０が切り離されているため、負荷側からの出力軸２４の回転力がウォームホイール２３及びウォーム軸２２に伝達されるが、回転軸１０には伝達されず、負荷側からの出力軸２４の回転負荷が軽減される。これにより、手動操作によりスライドドア５２を介して出力軸２４に回転力が作用すると、回転負荷が軽減された出力軸２４は容易に回転し、スライドドア５２は取り分け大きな操作力を必要としないで容易に手動開閉がなされる。

尚、本実施の形態では、ウォーム軸２２とウォームホイール２３との間において、スライドドア５２の自動開閉時におけるモータ本体２側からの駆動力の伝達と、手動開閉時における出力軸２４側からの駆動力の伝達とが両者で最適となるように、そのウォーム軸２２におけるウォーム部２２ａのリード（１回転させた時に進む距離）が予め実験やシミュレーション等により設定されている。これにより、本実施の形態では、スライドドア５２の自動開閉及び手動開閉の両者において更なるスムーズな開閉が実現されている。

次に、本実施の形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）本実施の形態のクラッチ３０は、モータ本体２の駆動による回転軸１０の回転に伴って駆動連結部３１が回転し、その駆動連結部３１から回転力を受けてコロ部材３３が駆動連結部３１及び従動円筒部３２間の噛合位置に配置されて駆動連結部３１が従動円筒部３２と回転方向に係合し（図４参照）、回転軸１０の回転力を減速部３のウォーム軸２２側に伝達する。このとき、慣性部材３４は、駆動連結部３１とともに連れ回りするコロ部材３３に回転方向に当接してコロ部材３３とともに周回しその時の遠心力により従動円筒部３２の内周面３２ａに対し圧接する（図５参照）。これにより、従動円筒部３２と結合力が増した慣性部材３４を通じてコロ部材３３、即ち駆動連結部３１の従動円筒部３２との回転方向への係合がより強固となるため、回転軸１０の回転力がより確実にウォーム軸２２側に伝達される。また、モータ本体２の駆動停止、即ち回転軸１０の回転停止に伴い駆動連結部３１の回転が停止されると、慣性部材３４は、自身にかかる遠心力が小さくなる（従動円筒部３２の内周面３２ａと回転方向の摩擦係合が小さくなる）とともに周回時の慣性力により、その周回先のコロ部材３３に衝突して該コロ部材３３の噛み合いを解除する（図６参照）。つまり、コロ部材３３が深く噛み込まれるような場合であっても、コロ部材３３が駆動連結部３１及び従動円筒部３２間の非噛合位置に配置されて駆動連結部３１と従動円筒部３２との回転方向の係合が確実に解除され（非係合となり）、回転軸１０とウォーム軸２２とを断絶状態とする。これにより、モータ本体２の非駆動時においては、スライドドア５２を手動により作動させる場合に、その作動負荷の一つであるモータ本体２の回転軸１０を負荷側から回転させなくて済み、負荷側での手動による作動が容易となる。このような構成の本実施の形態のクラッチ３０では、回転軸１０とウォーム軸２２との連結時や断絶時の各種作動がより確実となるため、安定した作動を得ることができる。これにより、モータ１及びドア開閉装置５０の信頼性を向上することができる。

（２）本実施の形態のクラッチ３０は、モータ本体２の回転軸１０と減速部３の入力軸であるウォーム軸２２との間のトルクの小さい箇所に設けられるため、クラッチ３０を構成する駆動連結部３１、従動円筒部３２、コロ部材３３及び慣性部材３４をそれぞれ小型軽量に構成でき、モータ１の小型軽量化に貢献することができる。

（３）本実施の形態のクラッチ３０は、円筒状をなす従動円筒部３２と、その内側に配置され一対の円弧面３１ａと一対の制御面３１ｂとを有する断面略小判状をなす駆動連結部３１と、一対の制御面３１ｂと従動円筒部３２の内周面３２ａとの間にそれぞれ１つずつ配置される円柱状のコロ部材３３と、一対の円弧面３１ａと従動円筒部３２の内周面３２ａとの間にそれぞれ１つずつ配置される断面円弧状で平板形状の慣性部材３４とで構成されている。つまり、それぞれが比較的簡単な形状の部材でクラッチ３０を構成することができる。また、駆動連結部３１から従動円筒部３２への回転力の伝達を行うコロ部材３３を一対とし各制御面３１ｂに対応して配置、即ち軸中心Ｏを挟んでそれぞれ配置されるため、少ない部材数で動力伝達を安定して行うことができる。

（４）本実施の形態では、駆動連結部３１の制御面３１ｂは、コロ部材３３を従動円筒部３２の内周面３２ａとで噛み込まない中央平坦部（非係合部）３１ｃと、該中央平坦部３１ｃの両側からそれぞれ外側に漸次傾斜してコロ部材３３を従動円筒部３２の内周面３２ａとで噛み込むことが可能な一対の係合部３１ｄとで構成されている。これにより、駆動連結部３１（回転軸１０）の両方向の回転に対応、即ち本実施の形態のようにスライドドア５２の開閉作動に伴って正逆転駆動するモータ本体２に対して容易に対応できるというように、汎用性を向上させることができる。

（５）本実施の形態では、駆動連結部３１の制御面３１ｂは、中央平坦部３１ｃと一対の係合部３１ｄとの３つの平面で構成されている。そのため、駆動連結部３１の制御面３１ｂを容易に形成することができる。

（６）本実施の形態では、慣性部材３４は、駆動連結部３１との相対的な回転方向の移動範囲のいずれにおいても、駆動連結部３１の円弧面３１ａと従動円筒部３２の内周面３２ａとの間隙に少なくともその一部が位置するように構成されている。つまり、慣性部材３４は、その回転方向の移動範囲のいずれにおいても駆動連結部３１の円弧面３１ａと従動円筒部３２の内周面３２ａとの間隙から抜け出しが不能なため、抜け出し防止手段を別途設けなくてもクラッチ３０の誤動作を未然に防止することができる。

尚、本発明の実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態のクラッチ３０を構成する駆動連結部３１、従動円筒部３２、コロ部材３３及び慣性部材３４の形状を適宜変更してもよい。

具体的に、駆動連結部３１の制御面３１ｂを中央平坦部３１ｃ及び一対の係合部３１ｄの３つの平面で構成したが、例えば中央平坦部３１ｃ及び一対の係合部３１ｄを曲面としてもよい。また、中央部を平坦とせず一対の係合部３１ｄを延長し、制御面３１ｂをＶ字状やＵ字状としてもよい。また、係合部３１ｄを一対としているが、一方のみとして１方向クラッチとしてもよい。

また、コロ部材３３を円柱状としたが、例えば球状や断面楕円形状、更には断面円形状以外としてもよい。また、コロ部材３３を一対（２個）以外、即ち１個又は３個以上としてもよい。

また、慣性部材３４の形状を適宜変更してもよく、また慣性部材３４の形成材料を銅や鉛、鉄等の金属材料以外の金属材料や樹脂材料としてもよい。また、金属材料と樹脂材料の混成としてもよい。また、慣性部材３４においても、その数を適宜変更してもよい。

・上記実施の形態のコロ部材３３に対し、上記したクラッチ３０の所定動作を妨げないようにしつつも不用意な移動を規制すべく保持する保持部材を用いてもよい。また、慣性部材３４についても同様に、上記したクラッチ３０の所定動作を妨げないようにしつつも不用意な移動を規制すべく保持する保持部材を用いてもよい。

・上記実施の形態では、回転軸１０とウォーム軸２２との間にクラッチ３０を設置したが、その他の箇所、例えばウォームホイール２３と出力軸２４との間や、出力軸２４とスライドドア５２を開閉作動させるためのワイヤケーブル５５が掛装される駆動プーリ（図示略）との間に設置してもよい。

・上記実施の形態では、減速機構としてウォーム軸２２及びウォームホイール２３を用いて構成したが、減速機構の構成はこれに限定されるものではない。
・上記実施の形態では、車両側部の開口を開閉するスライドドア５２を開閉作動させるための車両用スライドドア開閉装置５０のモータ１に適用したが、その他の装置のモータに適用してもよく、例えば車両後部の開口を開閉するバックドアを開閉作動させるための車両用バックドア開閉装置のモータに適用してもよい。特に、バックドアでも上下方向に開閉させるドアにおいては上記実施の形態のスライドドア５２と同様に、そのドアの手動開閉に比較的大きな操作力が必要である。そのため、上記のようなクラッチ３０にて負荷側からの作動が容易となる意義は大きく、ドアの手動開閉を容易に行うことができる。

本実施の形態におけるクラッチ付きモータの断面図である。 クラッチの側面図である。 図２におけるクラッチのＡ−Ａ断面図である。 クラッチの動作を説明するための断面図である。 クラッチの動作を説明するための断面図である。 クラッチの動作を説明するための断面図である。 スライドドア開閉装置の概略構成図である。

符号の説明

１…モータ、２…モータ本体、１０…駆動軸としての回転軸、２２…従動軸及び減速機構を構成する該減速機構の入力軸としてのウォーム軸、２３…減速機構を構成するウォームホイール、３０…クラッチ、３１…駆動側回転体としての駆動連結部、３１ａ…円弧面、３１ｂ…制御面、３１ｃ…非係合部としての中央平坦部、３１ｄ…係合部、３２…従動側回転体としての従動円筒部、３２ａ…内周面、３３…動力伝達部材としてのコロ部材、３４…中間部材としての慣性部材、５０…車両用ドア開閉装置としての車両用スライドドア開閉装置、５１…開口としての乗降口、５２…ドアとしてのスライドドア。

Claims (8)

1. 駆動軸と該駆動軸と同軸上に配置される従動軸との間に設けられ、前記駆動軸側からの駆動時には前記駆動軸を前記従動軸と連結し、前記駆動軸の非駆動時には前記従動軸を前記駆動軸から断絶するように作動するクラッチであって、
   前記駆動軸と一体回転可能に同軸上に設けられる駆動側回転体と、
   前記従動軸と一体回転可能に同軸上に設けられる従動側回転体と、
   径方向における前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に配置され、前記駆動側回転体の回転時に該駆動側回転体から回転力を受けて両回転体間の噛合位置に配置されて前記駆動側回転体を前記従動側回転体と回転方向に係合させ、前記駆動側回転体の非回転時に両回転体間の非噛合位置に配置されて前記従動側回転体を前記駆動側回転体と回転方向に非係合とする動力伝達部材と、
   前記駆動側回転体とともに連れ回りする前記動力伝達部材に回転方向に当接して前記動力伝達部材とともに周回しその時の遠心力により前記従動側回転体に対し圧接し、前記駆動側回転体の回転停止時に周回時の慣性力によりその周回先の前記動力伝達部材に衝突して前記動力伝達部材の噛み合いを解除する中間部材と
   を備えたことを特徴とするクラッチ。
2. 請求項１に記載のクラッチにおいて、
   前記従動側回転体は、円筒状をなし、
   前記駆動側回転体は、一対の円弧面と各円弧面の各端部間を相互に繋ぐように設けられる一対の制御面とを有する断面略小判状をなし、円筒状をなす前記従動側回転体の内側に配置され、
   前記動力伝達部材は、円柱状をなし、前記一対の制御面と前記従動側回転体の内周面との間にそれぞれ１つずつ配置され、
   前記中間部材は、断面円弧状の平板形状をなし、前記一対の円弧面と前記従動側回転体の内周面との間にそれぞれ１つずつ配置されてなることを特徴とするクラッチ。
3. 請求項２に記載のクラッチにおいて、
   前記駆動側回転体の制御面は、前記動力伝達部材を前記従動側回転体の内周面とで噛み込まない非係合部と、該非係合部の両側からそれぞれ外側に漸次傾斜して前記動力伝達部材を前記従動側回転体の内周面とで噛み込むことが可能な一対の係合部とで構成されていることを特徴とするクラッチ。
4. 請求項３に記載のクラッチにおいて、
   前記駆動側回転体の制御面は、前記非係合部と前記一対の係合部との３つの平面で構成されていることを特徴とするクラッチ。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載のクラッチにおいて、
   前記中間部材は、前記駆動側回転体との相対的な回転方向の移動範囲のいずれにおいても、前記駆動側回転体の円弧面と前記従動側回転体の内周面との間隙に少なくともその一部が位置するように構成されていることを特徴とするクラッチ。
6. モータ本体と減速機構とを備えてなるモータにおいて、前記モータ本体の駆動により回転される回転軸と、該回転軸と同軸上に配置される前記減速機構の入力軸との間に設けられ、前記モータ本体の駆動時には前記回転軸を前記減速機構の入力軸と連結し、前記モータ本体の非駆動時には前記減速機構の入力軸を前記回転軸から断絶するように作動するクラッチを備えてなるものであって、
   前記クラッチは、
   前記回転軸と一体回転可能に同軸上に設けられる駆動側回転体と、
   前記減速機構の入力軸と一体回転可能に同軸上に設けられる従動側回転体と、
   径方向における前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に配置され、前記駆動側回転体の回転時に該駆動側回転体から回転力を受けて両回転体間の噛合位置に配置されて前記駆動側回転体を前記従動側回転体と回転方向に係合させ、前記駆動側回転体の非回転時に両回転体間の非噛合位置に配置されて前記従動側回転体を前記駆動側回転体と回転方向に非係合とする動力伝達部材と、
   前記駆動側回転体とともに連れ回りする前記動力伝達部材に回転方向に当接して前記動力伝達部材とともに周回しその時の遠心力により前記従動側回転体に対し圧接し、前記駆動側回転体の回転停止時に周回時の慣性力によりその周回先の前記動力伝達部材に衝突して前記動力伝達部材の噛み合いを解除する中間部材と
   を備えてなることを特徴とするモータ。
7. 請求項６に記載のクラッチ付きのモータをその駆動源として用い、車両に設けられる開口を開閉するドアを前記モータの駆動によって開閉作動させるように構成される車両用ドア開閉装置であって、
   前記ドアを自動開閉させる旨の指令が生じると、前記モータ本体の駆動とともに前記クラッチにより前記モータ本体の回転軸を前記減速機構の入力軸と連結し前記ドアを自動開閉させる一方、前記モータ本体の非駆動時には、前記クラッチにより前記減速機構の入力軸を前記回転軸から断絶して前記ドアの手動開閉時の作動負荷を軽減させた状態とすることを特徴とする車両用ドア開閉装置。
8. 請求項７に記載の車両用ドア開閉装置において、
   車両側部の開口を開閉するスライドドアを開閉作動させるための車両用スライドドア開閉装置、又は、車両後部の開口を開閉するバックドアを開閉作動させるための車両用バックドア開閉装置であることを特徴とする車両用ドア開閉装置。

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