JP2010196818A

JP2010196818A - ラチェット

Info

Publication number: JP2010196818A
Application number: JP2009042933A
Authority: JP
Inventors: Kazuki Hoshi; 和希星
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2010-09-09

Abstract

【課題】所望するブレーキ力が与えるラチェットをより安価に作製する。
【解決手段】１軸周りに回転可能な回転部材１０の反時計回り方向の回転が、歯車２の係合歯部２１に弾性係合させた爪部１３により、ブレーキ力を受けるようにされたラチェットにおいて、回転部材１０の腕部１２は、本体部１１の径方向外側を本体部１１の外周に沿って時計回り方向に延びており、回転部材１０は、回転トルクが入力された際に、係合歯部２１側に突出する爪部１３が設けられた腕部１２の先端１２ａ側を、本体部１１と接続する基端１２ｂを支点として本体部１１側に弾性変形させながら回転することで、弾性変形のし易さに応じたブレーキ力を受けるようになっており、本体部１１と腕部１２との間に、本体部の周方向に沿って、ネジＮの取付位置Ｐ１〜Ｐ５を複数設定し、ネジＮが挿入された取付位置Ｐ１〜Ｐ５を支点として、腕部１２が弾性変形するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ラチェットに関するものである。

特許文献１には、家庭用洗濯機の排水弁の開閉に用いられるモータ式駆動装置が開示されている。

特開２００３−１０６３４７号公報

このモータ式駆動装置では、モータにより減速歯車列を介して出力部材を駆動させて、出力部材に連結された排水弁を、初期位置（閉位置）から作動位置（閉位置）に駆動変位させると共に、減速歯車列に設けられたラチェット機構により、排水弁を作動位置で保持させるようになっている。
さらに、排水弁は、当該排水弁が持つ復帰力で、作動位置から初期位置への返戻作動が行えるようになっており、この返戻作動の速度にラチェット機構でブレーキをかけて、排水弁が急激に閉じられないようにしている。

図１２は、特許文献１のモータ式駆動装置が備えるラチェット機構２００を示す図である。
ラチェット機構２００は、歯車２０１の筒状壁２０２の内周面に設けられた鋸歯状の係止歯２０３と、本体部２０４から延びる腕部２０５を係止歯２０３に係合させた回転部材２０６と、を備えて構成される。
ラチェット機構２００は、モータ式駆動装置の減速歯車列の途中に設けられており、歯車２０１に入力されたモータの回転が回転部材２０６に伝達されると、回転部材２０６と一体回転する伝達軸２０７が、図示しない歯車列を介して出力部材に回転を伝達するようになっている。

このラチェット機構２００では、排水弁の開作動時において、モータから入力される回転で歯車２０１が反時計回り方向に回転すると、腕部２０５が係止歯２０３に押されることで、歯車２０１と回転部材２０６とが一体に回転する。
これにより、モータから入力される回転が出力部材に伝達されて、出力部材に連結された排水弁が開かれる。

また、排水弁の閉作動時において、回転部材２０６を反時計回り方向に回転させる回転トルクが出力部材側から入力されると、腕部２０５が弾性変形して係止歯２０３を乗り越えることで、回転部材２０６のみが回転する。
そして、この腕部２０５が係止歯２０３を乗り越える際の抵抗力がブレーキ力となって出力部材に作用することで、排水弁の返戻作動の速度が抑えられて、排水弁が閉じる音が小さくなるようになっている。

ここで、係止歯２０３を乗り越える際の抵抗力（ブレーキ力）は、腕部２０５の変形のし易さに応じて決まるので、従来例に係るラチェット機構では、所望の変形のし易さとなるように腕部２０５の太さおよび長さを設定している。
しかし、排水弁を閉じるときの返戻作動の適切な速度は洗濯機毎に異なっており、求められるブレーキ力も洗濯機毎に異なっているので、長さや太さの異なる腕部を備える回転部材を、洗濯機毎に用意する必要がある。また、かかる回転部材をモールド成型で作製する場合には、専用の金型を複数用意する必要がある。
そのため、ラチェット機構の作製のための準備が大きな負担となると共に、作製コストが上昇することが問題になっていた。

よって、所望するブレーキ力が得られるラチェット機構を、より安価に作製できるようにすることが求められている。

第１軸周りに回転可能な回転部材の少なくとも一方向の回転が、係合部材に弾性係合させた係合爪により、ブレーキ力を受けるようにされたラチェットにおいて、回転部材は、第１軸周りに回転可能な本体部と、本体部から延出する腕部とを備え、腕部は、本体部から径方向外側に離間した位置を本体部の外周に沿って延びており、回転部材は、回転部材を回転させる回転トルクが入力された際に、径方向外側に突出する係合爪が設けられた腕部の先端側を、本体部と接続する基端を支点として本体部側に弾性変形させながら回転することで、ブレーキ力を受けるようになっており、本体部と腕部との間に挿入される挿入部材の挿入位置を、本体部の周方向で複数設定し、挿入部材が挿入された挿入位置を支点として腕部が弾性変形するようにした。

挿入部材の外周には雄ネジが形成されており、腕部の内周面と本体部の外周面では、挿入位置に対応する位置に雌ネジが形成されており、挿入部材は挿入位置に螺入固定される構成とした。
このように構成すると、挿入部材を確実に取り付けることができる。また、挿入部材を螺入する雌ネジの位置を支点として腕部が弾性変形するので、腕部における弾性変形可能な範囲（長さ）が変更されて腕部の弾性変形のし易さ（弾性力）を、挿入部材を螺入固定する位置に応じて変えることができる。
これにより、腕部を弾性変形させるのに必要な回転トルク、すなわち腕部の弾性変形のし易さに応じて決まるブレーキ力も変化するので、排水弁を閉じる速度に応じて必要なブレーキ力を発生させることができる。

挿入部材は、回転部材に隣接して同軸に設けられて回転部材と一体回転する保持部材に設けられている構成とした。
このように構成すると、腕部と本体部の対向面に雌ネジを形成して、外周に雄ネジが形成された挿入部材を螺入固定する場合のように、腕部と本体部の間に挿入された挿入部材の位置を保持するために、腕部に雌ネジを設けるなどの加工を施す必要がない。
よって、加工による強度の低下を考慮して、腕部の太さや位置を設定する必要がないので、腕部の強度や配置における設計上の自由度が向上する。

本体部の保持部材との対向面には、保持部材側に突出する突起が設けられており、
保持部材の本体部との対向面には、突起が挿入される挿入孔が第１軸回りで複数設定されており、挿入部材は、本体部の周方向に沿って複数設定された挿入位置のうち、突起が挿入される挿入孔に応じて決まる所定の挿入位置に配置される構成とした。
このように構成すると、挿入部材を所望の挿入位置に配置するために、挿入部材が設けられた位置が異なる複数の保持部材を用意する必要がないので、部品点数を増加させる必要がない。

保持部材は、輪列の一部である構成とした。
このようにすると、挿入部材は輪列の一部に設けられるので、挿入部材を設けるために部品点数を増加させる必要がない。

挿入部材の挿入位置を支点として腕部が弾性変形するので、腕部の弾性変形のし易さを、挿入部材の挿入位置に応じて変更することができる。よって、共通の回転部材において、挿入部材の挿入位置を変えることで、所望のブレーキ力を与えるラチェットを作製できるので、所望するブレーキ力が得られるラチェット機構をより安価に作製できるようになる。

実施形態にかかるラチェットの分解斜視図である。実施形態にかかるラチェットの平面図である。図２におけるＸ−Ｘ断面図である。図２の部分拡大図である。回転部材に設定された挿入位置を説明する部分拡大図である。第２実施形態にかかるラチェットの分解斜視図である。ピニオン部の平面図である。図７におけるＸ−Ｘ断面図である。回転部材と第２歯車とが組み付けられた状態を示す図である。回転部材とピニオン部とが組み付けられた状態を示す平面図である。変形例にかかるラチェットの平面図である。従来例にかかるラチェットの平面図である。

本発明に係るラチェットの実施形態を説明する。
図１に示すように、ラチェット機構１は、ピニオン部３と一体回転可能に設けられた回転部材１０と、歯車２と一体回転可能に設けられた係合歯部２１とを備えて構成される。
ピニオン部３、回転部材１０、そして歯車２は、共通の支持軸Ｓ上で同軸に設けられており、それぞれ支持軸Ｓ周りに回転可能とされている。

図２に示すように、回転部材１０は、軸方向から見てリング形状の本体部１１と、本体部１１の外周面１１ａから径方向外側に伸びる腕部１２とを備える。

図３に示すように、本体部１１には、ピニオン部３が一体に形成されている。
ピニオン部３は、本体部１１の中央の開口１１ｂを囲むように本体部１１から軸方向に延出した円筒形状を有している。ピニオン部３の外周面には、図示しない歯車が噛合する歯部３ａが、全周に亘って形成されている。

図４に示すように、腕部１２は、本体部１１の外周面１１ａから径方向外側に延びており、外周面１１ａから所定距離離間した位置から先は、本体部１１の外周面１１ａに沿って、本体部１１の回転中心Ｏ回りに時計回り方向に延びている。
腕部１２は、回転中心Ｏを中心として、本体部１１の外周を規定する仮想円Ａよりも径が大きく、かつ仮想円Ａと同心の仮想円Ｂに沿って延びている。

腕部１２は、本体部１１で片持ち支持されており、爪部１３が形成された先端１２ａ側は、本体部１１と接続する基端１２ｂを支点として弾性変形可能となっている。
そのため、回転部材１０が反時計回り方向に回転する際に腕部１２の先端１２ａ側が弾性変形すると、爪部１３は図中矢印αで示す本体部１１側に変位して、後記する係合歯部２１の傾斜面２１ｂを摺動できるようになっている。

図３に示すように、腕部１２の軸方向厚みｈ１は、本体部１１の軸方向厚みｈよりも薄くなっている。
腕部１２が、歯車２に形成された収容部２０の底面２０ｃと干渉すると、腕部１２が弾性変形する際の摺動抵抗が大きくなるからである。
また、腕部１２と本体部１１との間に螺入されるネジＮが、ピニオン部３に噛合する図示しない歯車と干渉するのを防止するためである。

図４に示すように、軸方向から見て尖形状の爪部１３は、腕部１２の先端１３ａから径方向外側に突出している。
爪部１３の先端１３ａは、腕部１２が弾性変形していない状態において、係合歯部２１の歯溝２１ｃに係合している。
そのため、爪部１３の先端１３ａが係合歯部２１の傾斜面２１ｂを摺動する際には、腕部１２の先端１２ａ側は、常に径方向内側に弾性変形させられた状態となる。この腕部１２の弾性変形により生ずる反力が、回転部材１０を反時計回り方向に回転させる際のブレーキ力を与えると共に、爪部１３を係合歯部２１に弾性係合させる。

本実施形態では、図２に示すように、腕部１２は等角度に３箇所、それぞれ同じ延出長さで形成され、係合歯部２１は等角度に２０箇所、それぞれ同じ周方向長さで形成されている。つまり、係合歯部２１の数は腕部１２の数の倍数を避けた構成になっている。そのため、少なくとも１つの爪部１３が弾性変形した状態となり、回転部材１０を反時計回りに回転させる際に常にブレーキ力が発生する。よって、ブレーキ力の変動を低減させることができる。なお、腕部１２は３箇所に限定されるものではなく、係合歯部２１は２０箇所に限定されるものではない。

図１に示すように、歯車２は、軸方向から見てリング形状を有しており、外周面には、図示しないモータのピニオンが噛合する歯部２ａが設けられている。

歯車２の軸方向における一方の面（回転部材１０側の面）には、有底円柱形状の収容部２０が形成されている。
収容部２０の内周面には係合歯部２１が全周に亘って設けられており、係合歯部２１で囲まれた空間内に、回転部材１０が収容配置されている（図３参照）。
この収容部２０内において回転部材１０は、歯車２と同軸に設けられており、共通の支持軸Ｓ（図３参照）回りに回転可能に支持されている。

図４に示すように、係合歯部２１は、軸方向から見て鋸歯形状を有しており、歯車２が反時計回り方向に回転する際に腕部１２の先端面１２ｃが当接する当接面２１ａと、回転部材１０が反時計回り方向に回転する際に爪部１３の先端１３ａが摺動する傾斜面２１ｂとを有する。

当接面２１ａは、腕部１２の先端面１２ｃと同様に、回転部材１０の回転中心Ｏを通る直線Ｙに沿って形成されており、傾斜面２１ｂは、基端である歯溝２１ｃから、反時計回り方向に延びており、直線Ｙから離れる方向に傾斜している。

回転部材１０には、ピニオン部３が噛合する図示しない歯車列を介して、回転部材１０を反時計回り方向に回転させる回転トルクが入力される。
回転部材１０に入力された回転トルクが、腕部１２の先端１２ａ側を本体部１１（回転中心Ｏ）側に弾性変形させながら爪部１３を係合歯部２１の傾斜面２１ｂを摺動させるのに必要な応力よりも大きくなると、回転部材１０が反時計回り方向に回転するようになっている。

図５は、回転部材１０におけるネジＮ（挿入部材）の取付位置（挿入位置）を説明するための部分拡大図である。
図５の（ａ）に示すように、本体部１１の外周面１１ａと腕部１２の内周面１２ｄとの間の離間距離は、腕部１２の先端１２ａ側と基端１２ｂ側を除いて、略同じ幅の離間距離Ｃ１に保たれている。

腕部１２の内周面１２ｄと本体部１１の外周面１１ａとの間には、腕部１２の弾性変形のし易さを調整するためのネジＮの取付位置Ｐ１〜Ｐ５が、基端１２ｂ側から時計回り方向に複数設定されている。

実施形態では、腕部１２と本体部１１との離間距離Ｃ１よりも大きい外形Ｃ２の雄ネジ（図１参照）を採用している。

ネジＮの図示を省略した図５の（ｂ）に示すように、腕部１２の内周面１２ｄと、本体部１１の外周面１１ａには、それぞれ、雌ネジ１２ｄ１〜１２ｄ５と、雌ネジ１１ａ１〜１１ａ５とが、形成されている。
実施形態では、雌ネジ１２ｄ１と雌ネジ１１ａ１とで取付位置Ｐ１が、雌ネジ１２ｄ２と雌ネジ１１ａ２とで取付位置Ｐ２が、というように、本体部１１と腕部１２の間の空間Ｕを挟んで対向する一対の雌ネジで取付位置が形成されており、合計５箇所の取付位置Ｐ１〜Ｐ５（図５の（ａ）参照）が設定されている。

各取付位置Ｐ１〜Ｐ５を構成する雌ネジ１２ｄ１〜１２ｄ５、１１ａ１〜１１ａ５は、図５の（ｂ）に示すように、それぞれ対応する仮想円Ｖ１〜Ｖ５上に位置しており、各仮想円Ｖ１〜Ｖ５の中心Ｖ１ｃ〜Ｖ５ｃは、仮想円Ａよりも径が大きく、かつ仮想円Ａと同心の仮想円Ｃ上に位置している。
中心Ｖ１ｃ〜Ｖ５ｃ同士の離間距離は、仮想円Ｖ１〜Ｖ５の直径ｄ１よりも短く設定されており、仮想円Ｃ上で隣接する仮想円Ｖ１〜Ｖ５は、互いの一部同士が重なっている。

かかる構成のラチェット機構によると、図４に示すように、図示しない歯車列と噛合するピニオン部３を介して、回転部材１０を反時計回り方向に回転させる回転トルクが入力されると、入力された回転トルクが、腕部１２の先端１２ａ側を本体部１１（回転中心Ｏ）側に弾性変形させながら爪部１３を係合歯部２１の傾斜面２１ｂを摺動させるのに必要な応力よりも大きくなった時点で、回転部材１０が反時計回り方向に回転する。

ここで、図５の（ａ）に示すように、ネジＮが、取付位置Ｐ１に取り付けられていると、腕部１２の先端１２ａ側は、取付位置Ｐ１を支点として弾性変形し、取付位置Ｐ２に取り付けられていると、取付位置Ｐ２を支点として弾性変形する。
すなわち、ネジＮが取り付けられている位置Ｐ１〜Ｐ５に応じて、腕部１２を弾性変形させる際の支点の位置が変化して、支点から爪部１３までの距離が変化するので、腕部１２を弾性変形させるのに必要な応力が変化し、腕部１２を弾性変形させながら回転部材１０のみを反時計回り方向に回転させるのに必要なトルク（回転トルクが）変化する。
したがって、回転部材１０を回転させるのに必要な回転トルク、すなわちラチェット機構により与えられるブレーキ力を、ネジＮの取付位置に応じて異ならせることができる。

なお、片持ち梁となる腕部１２では、爪部１３と支点との間の長さをＬとしたときに、腕部１２の先端面１２ｃが本体部１１側の径方向に距離δ変位するための応力Ｐは、δ／Ｌ^３に比例する。したがって、ネジＮが取り付けられている位置Ｐ１〜Ｐ５が爪部１３に近づくほど、爪部１３と支点との間の長さＬが小さくなり、腕部１２を弾性変形させるのに必要な応力が大きくなる。ここで、片持ち梁の応力公式δ＝ＰＬ^３／３ＥＩ（Ｅ、Ｉはそれぞれ材料、断面形状による定数）である。

また、図示しないモータから入力される回転で歯車２が反時計回りに回転させられると、図４に示すように、係合歯部２１の当接面２１ａにより爪部１３が押されて、回転部材１０が歯車２と一体に反時計回り方向に回転する。
これにより、モータの回転がピニオン部３に噛合する歯車列を介して出力部材側に伝達される。
すなわち、実施形態にかかるラチェットでは、回転部材１０は歯車２に対して一方向にのみ回転可能となっている。

ここで、実施形態における爪部１３が、発明における係合爪に相当し、ネジＮが、発明における挿入部材に相当する。

以上の通り、実施形態では、図２に示すように、支持軸Ｓ（回転中心Ｏ）周りに回転可能な回転部材１０の反時計回り方向の回転が、歯車２の係合歯部２１に弾性係合させた爪部１３により、ブレーキ力を受けるようにされたラチェットにおいて、回転部材１０は、支持軸Ｓ周りに回転可能な本体部１１と、本体部１１から延出する腕部１２と、を備え、腕部１２は、本体部１１の外周面１１ａから径方向外側に所定距離離間した位置を、本体部１１の外周に沿って時計回り方向に延びており、回転部材１０は、回転部材１０を反時計回り方向に回転させる回転トルクが入力された際に、本体部１１から見て径方向外側の係合歯部２１側に突出する爪部１３が設けられた腕部１２の先端１２ａ側を、本体部１１と接続する基端１２ｂを支点として本体部１１側に弾性変形させながら回転することで、反時計回り方向への回転に弾性変形のし易さに応じたブレーキ力を受けるようになっており、本体部１１と腕部１２との間に挿入されるネジＮの取付位置Ｐ１〜Ｐ５を、本体部１１の周方向で複数設定し、ネジＮが螺入された取付位置Ｐ１〜Ｐ５を支点として腕部１２が弾性変形するようにして、腕部１２の弾性変形のし易さを調整可能とした。
これにより、共通の回転部材１０においてネジＮの取付位置を変えることで、所望のブレーキ力を与えるラチェットを作製できるので、従来のようにブレーキ力毎に回転部材を作製する必要が無く、回転部材の作製に用いられる金型もひとつで済むので、所望するブレーキ力が得られるラチェット機構をより安価に作製できるようになる。金型全体を制作するより低コストで多種仕様に対応できる。
また、本体部１１と腕部１２との間にネジＮを配置することで、腕部１２の剛性が高くなるので、腕部の長さを短くすることができる。よって、ラチェットをトルクリミッタとして考えた場合に、トルクリミッタのトルクが向上すると共に、トルクの調節が適切に行える。

さらに、ネジＮの外周には雄ネジが形成されており、腕部１２の内周面１２ｄと本体部１１の外周面１１ａでは、図５に示すように、取付位置Ｐ１〜Ｐ５に対応する位置に雌ネジ１２ｄ１〜１２ｄ５、１１ａ１〜１１ａ５が形成されており、ネジＮは取付位置Ｐ１〜Ｐ５の何れかに螺入されて固定される構成とした。
これにより、ネジＮを確実に取り付けることができるので、回転部材１０からのネジＮの脱落を好適に防止できる。
また、ネジＮを螺入した取付位置Ｐ１〜Ｐ５を支点として腕部１２が弾性変形するので、腕部１２における弾性変形可能な範囲が変更されて腕部１２の弾性変形のし易さ（弾性力）を、ネジＮを螺入固定する位置に応じて変えることができる。
これにより、腕部１２を弾性変形させるのに必要な回転トルク、すなわち腕部１２の弾性変形のし易さに応じて決まるブレーキ力も変えることができるので、排水弁を閉じる速度に応じて必要なブレーキ力を発生させることができる。

なお、実施形態では、ネジＮを取付位置Ｐ１〜Ｐ５のうちの１カ所に設けたが、複数箇所に同時に設けても良い。
さらに、本体部１１と腕部１２との間にネジＮを螺入する場合を例示したが、ネジの代わりに、例えば棒状の挿入部材を採用し、かかる挿入部材を本体部１１と腕部１２との間に接着または軽圧入により固定するようにしても良い。

さらに、実施形態では、腕部１２が本体部１１の外周面１１ａから径方向外側に延出する場合を例示したが、腕部１２は、本体部１１の軸方向における一方の面から径方向外側に延出するように設けられていても良い。

図６は、第２実施形態にかかるラチェット機構１００を説明する分解斜視図である。

ラチェット機構１００は、ピニオン部１１０と一体回転可能に設けられた回転部材１２０と、歯車１３０と一体回転可能に設けられた係合歯部１３１とを備えて構成される。
ピニオン部１１０、回転部材１２０、そして歯車１３０は、共通の支持軸Ｓ上で同軸に設けられており、それぞれ支持軸Ｓ周りに回転可能とされている。

ピニオン部１１０は、外周面の全周に亘って図示しない歯車が噛合する歯部１１１ａが形成された歯車部１１１と、回転部材１２０の腕部１２２の弾性変形のし易さを調整するための調整部材１１２とを備え、歯車部１１１と調整部材１１２とは一体に形成されている。

図７の（ａ）は、ピニオン部１１０を回転部材１２０側の裏面から見た図であり、（ｂ）は、ピニオン部１１０に形成された挿入穴列１１４を説明する図であり、図８は、図７の（ａ）におけるＸ−Ｘ断面図である。

軸方向から見てピニオン部１１０の中心には、支持軸Ｓ（図６参照）を挿通させる開口１１３が設けられており、開口１１３は、歯車部１１１と調整部材１１２とを貫通して設けられている（図８参照）。

調整部材１１２の円板基部１１２ａは、歯車部１１１の軸方向における一端に設けられており、円板基部１１２ａには、円筒形状の挿入部材１１２ｂが、回転部材１２０側に突出して設けられている。
挿入部材１１２ｂは、ピニオン部１１０と回転部材１２０とが組み付けられた際に、後記する回転部材１２０の本体部１２１と腕部１２２との間に挿入されて、腕部１２２の弾性変形のし易さを調整するためのものであり、図７の（ａ）に示すように、ピニオン部１１０の回転中心Ｏを中心とする仮想円Ｄ上で、周方向に１２０度間隔で設けられている。

挿入部材１１２ｂよりも開口１１３側の位置には、後記する回転部材１２０の位置決めピン１２１ｃ（図９参照）が挿入される挿入穴列１１４が、仮想円Ｅ上で、周方向に１２０度間隔で設けられている。ここで、仮想円Ｄは、仮想円Ｅよりも径が大きく、かつ仮想円Ｅと同心である。

各挿入穴列１１４は、同径のピン挿入孔１１４ａ〜１１４ｃが３つ連なって形成されており、図７の（ｂ）に示すように、ピン挿入孔１１４ａ〜１１４ｃの中心Ｏａ〜Ｏｃは、それぞれ仮想円Ｅ上に位置している。
また、中心Ｏａ〜Ｏｃ同士の離間距離は、ピン挿入孔１１４ａ〜１１４ｃの直径ｄ２よりも短く設定されており、仮想円Ｅ上で隣接するピン挿入孔１１４ａ〜１１４ｃは、互いの一部同士が重なっている。

図９の（ａ）は、歯車１３０に組み付けられた回転部材１２０を、ピニオン部１１０側から見た平面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＸ−Ｘ断面図である。
回転部材１２０は、軸方向から見てリング形状の本体部１２１と、本体部１２１の外周面１２１ａから径方向外側に延びる腕部１２２とを備えて構成される。
本体部１２１の中央には、本体部１２１を厚み方向に貫通する貫通穴１２１ｂが設けられている。

本体部１２１のピニオン部１１０側の上面には、位置決めピン１２１ｃがピニオン部１１０側に突出して形成されている。
位置決めピン１２１ｃは、回転部材１２０の回転中心Ｏを中心とする仮想円Ｅ’上で、周方向に１２０度間隔で設けられており、位置決めピン１２１ｃの直径ｄ２’は、ピニオン部１１０のピン挿入孔１１４ａ〜１１４ｃの直径ｄ２（図７の（ｂ）参照）よりも若干小さい径で形成されている。

腕部１２２は、本体部１２１の外周面１２１ａから径方向外側に延びており、外周面１２１ａから所定距離離間した位置から先は、本体部１２１の外周面１２１ａに沿って、本体部１２１の回転中心Ｏ回りに時計回り方向に延びている。

本体部１２１で片持ち支持された腕部１２２は、本体部１２１の回転中心Ｏ回りの周方向において、３つ設けられており、爪部１２３が形成された先端１２２ａ側は、本体部１２１と接続する基端１２２ｂを支点として、本体部１２１側に弾性変形可能となっている。
そのため、回転部材１２０が反時計回り方向に回転する際に腕部１２２の先端１２２ａ側が弾性変形すると、爪部１２３は図中矢印αで示す方向（本体部１２１側）に変位して、係合歯部１３１の傾斜面１３１ｂを摺動できるようになっている。

歯車１３０は、軸方向から見てリング形状を有しており、外周面には、図示しないモータのピニオンが噛合する歯部１３０ｂが設けられている。

歯車１３０の軸方向における一方の面（回転部材１２０側の面）には、有底円柱形状の収容部１３２が形成されている。
収容部１３２の内周面には係合歯部１３１が全周に亘って設けられており、係合歯部１３１で囲まれた空間内に、回転部材１２０が収容配置されている。
この収容部１３２内において回転部材１２０は、歯車１３０と同軸に設けられており、共通の支持軸Ｓ（図９の（ｂ）参照）回りに回転可能に支持されている。

図９の（ａ）に示すように、係合歯部１３１は、軸方向から見て鋸歯形状を有しており、歯車１３０が反時計回り方向に回転する際に腕部１２２の先端面１２２ｃが当接する当接面１３１ａと、回転部材１２０が反時計回り方向に回転する際に爪部１２３が摺動する傾斜面１３１ｂとから構成される。

当接面１３１ａは、回転部材１２０の回転中心Ｏを通る直線Ｙに沿って形成されており、傾斜面１３１ｂは、基端である歯溝１３１ｃから、反時計回り方向に延びており、直線Ｙから離れる方向に傾斜している。

図１０は、ピニオン部１１０と回転部材１２０とを係合させた状態を、歯車１３０側から見た図であり、（ａ）は、回転部材１２０の位置決めピン１２１ｃを、ピニオン部１１０のピン挿入孔１１４ａに挿入して、ピニオン部１１０と回転部材１２０とを組み付けた状態を示す図であり、（ｂ）は、回転部材１２０の位置決めピン１２１ｃを、ピニオン部１１０のピン挿入孔１１４ｃに挿入して、ピニオン部１１０と回転部材１２０とを組み付けた状態を示す図である。

ピニオン部１１０と回転部材１２０とは、位置決めピン１２１ｃ（図６参照）を、ピニオン部１１０のピン挿入孔１１４ａ〜１１４ｃ（図７参照）のうちの何れかに挿入させて、組み付けられる。
例えば、図１０（ａ）に示すように、位置決めピン１２１ｃをピン挿入孔１１４ａに挿入すると、挿入部材１１２ｂは、腕部１２２と本体部１２１の間における腕部１２２の基端１２２ｂ側に位置し、図１０の（ｂ）に示すように、位置決めピン１２１ｃをピン挿入孔１１４ｃに挿入すると、挿入部材１１２ｂは、図１０の（ａ）の場合よりも腕部１２２の先端１２２ａ側に位置するようになっている。

そのため、位置決めピン１２１ｃが挿入されるピン挿入孔１１４ａ〜１１４ｃに応じて、挿入部材１１２ｂの位置が、本体部１２１の外周面１２１ａに沿って周方向に変化するようになっている。
ちなみに、位置決めピン１２１ｃをピン挿入孔１１４ｂに挿入すると、図１０の（ｂ）において符号Ｍで示す位置に、挿入部材１１２ｂが位置することになる。

これにより、位置決めピン１２１ｃを挿入するピン挿入孔１１４ａ〜１１４ｃを変更することで、腕部１２２が弾性変形する際の支点の位置が周方向に変化して、腕部１２２を弾性変形させるのに必要な応力が変化するので、腕部１２２を弾性変形させながら回転部材１２０を反時計回り方向に回転させるのに必要なトルク（回転トルクが）が変化する。
したがって、回転部材１２０のみを回転させるのに必要な回転トルク、すなわちラチェット機構により与えられるブレーキ力を、挿入部材１１２ｂの位置に応じて異ならせることができる。

この第２実施形態にかかるラチェットでも、ピニオン部１１０と一体回転する回転部材１２０は、歯車１３０に対して一方向にのみ回転可能となっている。
なお、実施形態における爪部１２３が、発明における係合爪に相当し、位置決めピン１２１ｃが、発明における突起に相当し、ピン挿入孔１１４ａ〜１１４ｃが、発明における挿入孔に相当する。

以上の通り、第２実施形態では、図９に示すように、支持軸Ｓ（回転中心Ｏ）周りに回転可能な回転部材１２０の反時計回り方向の回転が、歯車１３０の係合歯部１３１に弾性係合させた爪部１２３により、ブレーキ力を受けるようにされたラチェットにおいて、回転部材１２０は、支持軸Ｓ周りに回転可能な本体部１２１と、本体部１２１から延出する腕部１２２と、を備え、腕部１２２は、本体部１２１の外周面１２１ａから径方向外側に所定距離離間した位置を、本体部１２１の外周面１２１ａに沿って時計回り方向に延びており、回転部材１２０は、回転部材１２０を反時計回り方向に回転させる回転トルクが入力された際に、本体部１２１から見て径方向外側の係合歯部１３１側に突出する爪部１２３が設けられた腕部１２２の先端１２２ａ側を、本体部１２１と接続する基端１２２ｂを支点として本体部１２１側に弾性変形させながら回転することで、反時計回り方向への回転に弾性変形のし易さに応じたブレーキ力を受けるようになっており、図７および図８に示すように、本体部１２１と腕部１２２との間の空間に挿入される挿入部材１１２ｂは、回転部材１２０と同軸に設けられて回転部材１２０と一体回転するピニオン部１１０において、回転部材１２０との対向面から回転部材１２０側に突出して設けられている構成とした。
これにより、共通の回転部材１２０において挿入部材１１２ｂの挿入位置を変えることで、所望のブレーキ力を与えるラチェットを作製できるので、従来のようにブレーキ力毎に回転部材を作製する必要が無く、回転部材の作製に用いられる金型もひとつで済むので、所望するブレーキ力が得られるラチェット機構をより安価に作製できるようになる。

さらに、図９に示すように、本体部１２１のピニオン部１１０との対向面には、ピニオン部１１０側に突出する位置決めピン１２１ｃが設けられており、図７に示すように、ピニオン部１１０の調整部材１１２と、本体部１２１との対向面には、位置決めピン１２１ｃが挿入されるピン挿入孔１１４ａ〜１１４ｃが回転中心Ｏ（支持軸Ｓ）回りで複数設定されており、挿入部材１１２ｂは、本体部１２１の周方向で複数設定されたピン挿入孔１１４ａ〜１１４ｃのうち、位置決めピン１２１ｃが挿入されるピン挿入孔１１４ａ〜１１４ｃに応じて決まる所定の挿入位置に配置される構成とした(図１０参照）。
これにより、挿入部材１１２ｂを所望の挿入位置に配置するために、挿入部材１１２ｂが設けられた位置が異なる複数の保持部材を用意する必要がないので、部品点数を増加させる必要がない

また、ピニオン部１１０は、モータの回転を出力軸に伝達する減速歯車列の一部を構成する歯車である構成とした。
これにより、挿入部材１１２ｂは、減速歯車列の一部を構成する歯車に設けられるので、挿入部材１１２ｂを設けるために部品点数を増加させる必要がない。

第２実施形態では、挿入部材１１２ｂが、ピニオン部１１０の円板基部１１２ａと一体に設けられている場合を例示したが、ピニオン部１１０と回転部材１２０とが一体に形成されている場合には、軸方向から見て本体部１２１と腕部１２２との間に露出している円板基部１１２ａの表面に、本体部１２１に沿って複数の雌ネジ穴を形成し、複数の雌ネジ穴の何れかに、別体に形成した挿入部材１１２ｂを螺入して固定するようにしても良い。
このようにすることによっても、上記の実施形態の場合と同様の作用効果が奏される。

上記の第１実施形態および第２実施形態では、回転部材１０、１２０が、それぞれ反時計回り方向にのみ回転可能とされているラチェット機構１、１００（トルクリミッタ）の場合を例示した。本発明では、回転部材１０、１２０の回転方向は、上記の実施形態のものに限定されるものではなく、腕部１２、１２２の延出方向や、爪部１３、１２３が弾性係合する係合歯部２１、１３１の形状を変更することで、回転部材１０、１２０が、それぞれ時計回り方向にのみ回転可能とされたラチェット機構や、例えば図１１に示したような、時計回り方向と反時計回り方向の何れにも回転可能とされたラチェット機構としても良い。
このようにすることによっても、上記実施形態の場合と同様の作用効果が奏されることになり、特に、ラチェットをトルクリミッタとして考えた場合に、回転部材１０、１２０が、時計回り方向と反時計回り方向の何れにも回転可能で、かつトルクの調節が適切に行えるトルクリミッタとなる。

１ラチェット機構
２歯車
３ピニオン部
１０回転部材
１１本体部
１２腕部
１３爪部（係合爪）
２０収容部
２１係合歯部
２１ａ当接面
２１ｂ傾斜面
２１ｃ歯溝
１００ラチェット機構
１１０ピニオン部
１１１歯車部
１１２調整部材
１１２ａ円板基部
１１２ｂ挿入部材
１１４挿入穴列
１１４ａ〜１１４ｃ挿入孔
１２０回転部材
１２１本体部
１２１ｃ位置決めピン
１２２腕部
１２３爪部（係合爪）
１３０歯車
１３１係合歯部
１３１ａ当接面
１３１ｂ傾斜面
１３１ｃ歯溝
１３２収容部
Ｎネジ（挿入部材）

Claims

第１軸周りに回転可能な回転部材の少なくとも一方向の回転が、係合部材に弾性係合させた係合爪により、ブレーキ力を受けるようにされたラチェットにおいて、
前記回転部材は、
前記第１軸周りに回転可能な本体部と、
前記本体部から延出する腕部と、を備え、
前記腕部は、
前記本体部から径方向外側に離間した位置を、前記本体部の外周に沿って延びており、
前記回転部材は、
前記回転部材を回転させる回転トルクが入力された際に、前記径方向外側に突出する前記係合爪が設けられた前記腕部の先端側を、前記本体部と接続する基端を支点として前記本体部側に弾性変形させながら回転することで、前記ブレーキ力を受けるようになっており、
前記本体部と前記腕部との間に挿入される挿入部材の挿入位置を、前記本体部の周方向で複数設定し、挿入部材が挿入された挿入位置を支点として腕部が弾性変形するようにしたことを特徴とするラチェット。
前記挿入部材の外周には雄ネジが形成されており、前記腕部の内周面と前記本体部の外周面では、前記挿入位置に対応する位置に雌ネジが形成されており、前記挿入部材は前記挿入位置に螺入固定される構成としたことを特徴とする請求項１に記載のラチェット。
前記挿入部材は、前記回転部材と同軸に設けられて前記回転部材と一体回転する保持部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のラチェット。
前記本体部の前記保持部材との対向面には、前記保持部材側に突出する突起が設けられており、
前記保持部材の前記本体部との対向面には、前記突起が挿入される挿入孔が前記第１軸回りで複数設定されており、
前記挿入部材は、前記本体部の周方向で複数設定された挿入位置のうち、前記突起が挿入される挿入孔に応じて決まる所定の挿入位置に配置されることを特徴とする請求項３に記載のラチェット。
前記保持部材は、輪列の一部であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のラチェット。