JP2012031976A - クラッチ機構、減速機、アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】駆動源の効率のよい駆動を妨げることなく逆入力防止機能を高めることができるクラッチ機構、減速機、アクチュエータを提供する。
【解決手段】出力部材２４に設けた軸部２７に揺動自在に支持され、前記出力部材２４が入力部材たるウォームホイール１６に先んじて回転しようとしたときには、ホイール収納部に係合して前記出力部材２４の回転をロックするカムプレート２３と、前記ウォームホイール１６に設けられ、このウォームホイール１６が前記出力部材２４に先んじて回転しようとしたときには、前記カムプレート２３に当接してこのカムプレート２３を前記ホイール収納部との係合位置から退避させる係合解除ピン１６ｅ，１６ｆと、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の各種ユニット等に好適なクラッチ機構、減速機、アクチュエータに関する。

従来、車両のパワーウインド装置において、電動モータ及び減速機を含むアクチュエータを備える場合、通常はウォームギヤ機構からなる前記減速機を逆入力防止手段としてウインドガラスからの入力によるウインドガラスの昇降を防止している。このような逆入力防止機能を高めるために、例えばアクチュエータのウォームギヤ軸の端部に、ギヤケースに接触して摩擦制動力を発生させるスペーサを設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−２７５４５４号公報

しかし、上記従来の構成では、意図的にアクチュエータの駆動抵抗を発生させて逆入力に対する抗力を確保していることから、電動モータ（駆動源）の効率のよい駆動の妨げになるという課題がある。

そこで本発明は、駆動源の効率のよい駆動を妨げることなく逆入力防止機能を高めることができるクラッチ機構、減速機、アクチュエータを提供することを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、
回転軸線を共有して別個に回転する一方、係合手段を介して互いに一体回転可能な入力部材及び出力部材と、
前記入力部材及び出力部材を収納する収納部と、
前記出力部材に前記回転軸線と平行に設けられる軸部と、
前記軸部に揺動自在に支持され、前記出力部材が前記入力部材に先んじて回転しようとしたときには、前記収納部に係合して前記出力部材の回転をロックするカム部材と、
前記入力部材に設けられ、この入力部材が前記出力部材に先んじて回転しようとしたときには、前記カム部材に当接してこのカム部材を前記収納部との係合位置から退避させる係合解除手段と、を備えるクラッチ機構を提供する。

また、上記クラッチ機構は、請求項２に記載した発明のように、前記係合手段が、前記入力部材に設けられた凹部と、前記出力部材に設けられて前記凹部に係合する凸部とを有し、前記凸部が前記軸部を形成するものであってもよい。
また、上記クラッチ機構は、請求項３に記載した発明のように、前記凸部及び凹部の間に、クラッチ周方向で第一の隙間が形成され、前記カム部材及び係合解除手段の間に、クラッチ周方向で前記第一の隙間よりも小さい第二の隙間が形成されるものであってもよい。
また、上記クラッチ機構は、請求項４に記載した発明のように、前記カム部材が、クラッチ周方向で複数並ぶように設けられるものであってもよい。

また、上記クラッチ機構は、請求項５に記載した発明のように、前記カム部材のクラッチ径方向外側に、前記収納部に係合する外係合部が設けられるものであってもよい。
また、上記クラッチ機構は、請求項６に記載した発明のように、前記カム部材のクラッチ径方向内側に、前記収納部内の中心軸に係合する内係合部が設けられるものであってもよい。
また、上記クラッチ機構は、請求項７に記載した発明のように、前記カム部材における前記軸部の挿通孔が、このカム部材のクラッチ径方向での変位を許容するべく楕円状に形成されるものであってもよい。

また、上記クラッチ機構は、請求項８に記載した発明のように、前記外係合部を前記収納部に接触させるべく前記カム部材を付勢するカム付勢手段を備えるものであってもよい。
また、上記クラッチ機構は、請求項９に記載した発明のように、前記カム部材が、前記出力部材の正転方向の回転を規制する第一のカム部材を構成し、クラッチ軸方向視にて、前記第一のカム部材のクラッチ径方向外側での前記収納部との接点が、前記第一のカム部材を支持する軸部の軸中心を通るクラッチ半径よりも前記正転方向にずれて配置されるものであってもよい。
また、上記クラッチ機構は、請求項１０に記載した発明のように、前記カム部材が複数設けられ、これら各カム部材の一部が、前記第一のカム部材を構成すると共に、前記各カム部材の他の一部が、前記出力部材の他方向の回転を規制する第二のカム部材を構成し、クラッチ軸方向視にて、前記第二のカム部材のクラッチ径方向外側での前記収納部との接点が、前記第二のカム部材を支持する軸部の軸中心を通るクラッチ半径よりも前記他方向にずれて配置されるものであってもよい。

請求項１１に記載した発明は、ウォームギヤ軸に入力された回転動力を減速してウォームホイールに出力する減速機において、前記ウォームホイールとこれを収納する収納部との間に、請求項１から１０の何れか１項に記載のクラッチ機構が構成されるものを提供する。
請求項１２に記載した発明は、回転動力を発生する電動モータと、この電動モータから入力された回転動力を減速して出力する減速機とを備え、車両のドアガラスの昇降に用いられるアクチュエータにおいて、前記減速機における出力ギヤとこれを収納する収納部との間に、請求項１から１０の何れか１項に記載のクラッチ機構が構成されるものを提供する。

請求項１に記載した発明によれば、出力部材が入力部材に先んじて回転しようとしても、カム部材が収納部に係合して出力部材の回転をロックする。
一方、入力部材が出力部材に先んじて回転しようとすると、係合解除手段がカム部材を収納部との係合位置から退避させて収納部との係合を解除し、入力部材への入力による出力部材の回転を可能とする。
このように、入力部材から出力部材への入力は許可する一方、出力部材から入力部材への逆入力は禁止することで、電動モータ等の駆動源の効率のよい駆動を妨げることなく、出力部材から入力部材への逆入力による入力部材の回転を防止する効果を高めることができる。
また、カム部材が出力部材に揺動可能に支持されることで、入力部材と出力部材との間にローラ等を配置した逆入力防止手段と比べて構成及び組み立てを簡素化でき、コストダウン及び小型軽量化を図ることができる。

請求項２に記載した発明によれば、入力部材及び出力部材を一体回転可能に係合させる凸部を利用してカム部材を支持可能となり、さらなる構成の簡素化を図ることができる。
請求項３に記載した発明によれば、入力部材から出力部材へ回転動力を入力する際に、まず係合解除手段がカム部材に当接してこれを収納部との係合位置から退避させ、その後に凹部が凸部に当接して入力部材から出力部材へ回転動力を入力可能となり、入力部材の回転動力で出力部材を回転させることができる。
請求項４に記載した発明によれば、複数のカム部材により出力部材の回転をバランスよくロックできる。

請求項５に記載した発明によれば、クラッチ外周側にて効果的に出力部材の回転をロックできる。
請求項６に記載した発明によれば、クラッチ内周側でも出力部材の回転をロックできると共に、中心軸からの反力によりクラッチ外周側での制動力を高めることができる。
請求項７に記載した発明によれば、カム部材の公差等を吸収しつつカム部材を収納部に確実に係合させることができる。

請求項８に記載した発明によれば、他の入力がなければカム部材を常に収納部に接触させておくことができ、出力部材が入力部材に先んじて回転しようとしてもこの出力部材の回転を遅延なくロックすることができる。
請求項９に記載した発明によれば、出力部材が一方向に回転しようとしても、第一のカム部材が軸部と収納部との間で突っ張ることで、出力部材の一方向の回転をロックすることができる。
請求項１０に記載した発明によれば、出力部材が正逆何れの方向に回転しようとしても、第一又は第二のカム部材が軸部と収納部との間で突っ張ることで、出力部材の正逆回転をロックすることができる。

請求項１１に記載した発明によれば、ウォームギヤ機構と併せて出力部からの逆入力防止機能をさらに高めることができる。
請求項１２に記載した発明によれば、電動モータの駆動によるドアガラスの昇降を妨げることなく、ドアガラスへの負荷やその振動等による逆入力があった場合には、ドアガラスの昇降を確実に防止することができる。

本発明の実施形態におけるアクチュエータの斜視図である。 上記アクチュエータのクラッチ機構の分解斜視図である。 上記クラッチ機構を軸方向から見た矢視図である。 図３の部分説明図である。 ウォームホイールが出力部材に先んじて正転した際の図３に相当する矢視図である。 ウォームホイールが出力部材に先んじて逆転した際の図３に相当する矢視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すアクチュエータ１は、例えば車両のパワーウインド装置におけるドアガラスの昇降に用いられるもので、電動モータ２と、この電動モータ２に連結されたウォーム減速機３とを一体に備える。ウォーム減速機３には、後に詳述するクラッチ機構４が内装される。

電動モータ２は、有底筒状のヨーク５と、このヨーク５の内側に回転自在に設けられたアーマチュア６とを備える。アーマチュア６は、回転軸７と、この回転軸７に外嵌固定されたアーマチュアコア（不図示）と、回転軸７の一端側に設けられたコンミテータ（不図示）とを有する。回転軸７の一端側には、前記ウォーム減速機３が連結される。なお、ヨーク５の内側にはコンミテータに摺接するブラシを収容するブラシホルダ（不図示）が収納されている。また、回転軸７は、一端が不図示のブラシホルダに設けられた軸受（不図示）に支持され、他端がヨーク５に設けられた軸受（不図示）に支持されている。

ウォーム減速機３は、アーマチュア６の一端側を受け入れるホルダ部８と、ウォームギヤ機構９及びクラッチ機構４を収納するギヤ収納部１０とを一体化したケーシング１１を有する。ホルダ部８は、電動モータ２側に開口する箱状に形成され、このホルダ部８内に外部電源を接続可能とするコネクタ１３を収容する。なお、電動モータ５とケーシング１１とは、ホルダ部８に収容されたコネクタ１３を不図示のブラシホルダと電気的に接続させた状態で、電動モータ５とケーシング１１とを固定することで一体化される。

ケーシング１１のギヤ収納部１０は、ウォームギヤ機構９のウォームギヤ軸１５を収納する円筒状のウォーム収納部１７と、ウォーム収納部１７の側方に一体形成されてウォームギヤ機構９のウォームホイール１６及びこれと同軸の前記クラッチ機構４を収納するカップ状のホイール収納部１８とを有する。電動モータ２の回転軸７は、ホルダ部８を貫通してウォーム収納部１７内のウォームギヤ軸１５と一体回転可能に連結される。電動モータ２からウォームギヤ軸１５に入力された回転動力は、適宜減速されてウォームホイール１６に出力される。

図２，３に示すように、ホイール収納部１８内には、その底部１８ａ側（下側）から順にストッパリング２１、一対のカム付勢バネ２２、四つのカムプレート２３、ウォームホイール１６及び出力部材２４が収納される。ストッパリング２１、ウォームホイール１６及び出力部材２４は互いに同軸をなし、さらにストッパリング２１とウォームホイール１６とはホイール収納部１８内の中央部にその一部として立設されたセンターシャフト２５に回転自在に支持される。

ストッパリング２１は、ホイール収納部１８の底部１８ａ側の内周に整合する円環状のリング部２１ａと、センターシャフト２５の外周に整合する円筒状のハブ部２１ｂと、リング部２１ａ及びハブ部２１ｂ間を連結する複数（本実施形態では六本）のスポーク部２１ｃとを一体に有する。リング部２１ａは、ホイール収納部１８の一部をなすようにこれに固定され、ハブ部２１ｂは、センターシャフト２５の一部をなすようにこれに固定される。

このストッパリング２１（ホイール収納部１８）、各カム付勢バネ２２、各カムプレート２３、ウォームホイール１６及び出力部材２４を主に、ホイール収納部１８内にクラッチ機構４が構成される。クラッチ機構４は、ウォームホイール１６から出力部材２４への入力は許可する一方、出力部材２４からウォームホイール１６への逆入力は禁止する。これにより、電動モータ２の駆動によるドアガラスの昇降は妨げることなく、ドアガラスへの負荷やその振動等による逆入力があった場合にはウォームホイール１６の回転を防止する。

なお、図中線Ｃ１はセンターシャフト２５の中心軸線（ウォームホイール１６、ホイール収納部１８及びクラッチ機構４の中心軸線）を示す。以下、軸線Ｃ１に沿う方向をクラッチ軸方向、軸線Ｃ１中心の周回方向をクラッチ周方向、軸線Ｃ１と直交する方向をクラッチ径方向という。

ウォームホイール１６は、その回転中心部にセンターシャフト２５の挿通孔１６ａが形成され、外周部にはギヤ歯１６ｂが形成される。ウォームホイール１６のクラッチ径方向中間部（回転中心部と外周部との間）には、クラッチ軸方向視で軸線Ｃ１中心の円弧状をなす上下辺とクラッチ径方向に沿う側辺とを有する略台形状の係合孔１６ｃが、クラッチ周方向で等間隔に並ぶように複数（本実施形態では四つ）形成される。

各係合孔１６ｃは、クラッチ軸方向と平行にウォームホイール１６のクラッチ径方向中間部を直線状に貫通する。ウォームホイール１６のクラッチ軸方向上側（ホイール収納部１８の底部１８ａと反対側）からは、各係合孔１６ｃに対応して出力部材２４の下面側（ホイール収納部１８の底部１８ａ側）に突設された複数の係合突部２６がそれぞれ挿通される。各係合突部２６は、対応する係合孔１６ｃの断面形状（クラッチ軸方向視形状）と同様の略台形状をなし、クラッチ軸方向と平行に直線状に突出する。なお、出力部材２４は、ウォームホイール１６と同軸の円盤状の本体部２４ａと、本体部２４ａ下面側のクラッチ径方向中間部に突設される各係合突部２６と、本体上面側の中央部に突設される出力部２４ｂとを一体に有する。

各係合突部２６は、そのクラッチ周方向での幅（両側辺間の角度）が係合孔１６ｃのそれよりも小さく、これら各係合突部２６が、対応する係合孔１６ｃにクラッチ周方向で所定の遊びを有した状態で遊嵌される。これら各係合孔１６ｃ及び係合突部２６を係合手段として、個別に回転可能なウォームホイール１６と出力部材２４とが一体回転可能となり、かつ前記遊び分だけ相対回転可能となる。

各係合突部２６の先端には、それぞれ軸線Ｃ１と平行な円柱状の軸部２７が突設される。各軸部２７はウォームホイール１６の下面側に突出し、これら各軸部２７に前記各カムプレート２３がそれぞれ揺動可能に支持される。換言すれば、各カムプレート２３は、ウォームホイール１６のクラッチ径方向中間部にクラッチ周方向で複数並ぶように配置される。

各カムプレート２３は、クラッチ軸方向で所定厚さを有する平板状をなし、クラッチ軸方向視で概ね楕円形状に形成される。各カムプレート２３は、前記楕円形状の長軸をクラッチ径方向に対してやや傾斜させるように設けられる。この状態で、各カムプレート２３のクラッチ径方向外側端がリング部２１ａの内周面に当接し、各カムプレート２３のクラッチ径方向内側端がハブ部２１ｂの外周面に当接する。各カムプレート２３のクラッチ径方向中間部には、軸部２７を挿通する挿通孔２３ａがそれぞれ形成される。

ここで、各カムプレート２３の内、クラッチ径方向で互いに対称となる位置に配置される一組のもの（以下、第一のカムプレート２８という）は、そのクラッチ径方向内側に対してクラッチ径方向外側がウォームホイール１６の正転方向下流側（正転側、図中矢印Ｆで示す）に位置するように傾斜して配置される。

この構成において、ウォームホイール１６からの正転方向への入力時には、当該第一のカムプレート２８のクラッチ径方向外側端がリング部２１ａの内周面に係合することなく、ウォームホイール１６の正転に伴う出力部材２４の正転を許容する。一方、出力部材２４からの正転方向への入力時には、当該第一のカムプレート２８のクラッチ径方向外側端がリング部２１ａの内周面に係合することで、出力部材２４の正転をロックする。

一方、各カムプレート２３の内、前記第一のカムプレート２８と異なる他組のもの（以下、第二のカムプレート２９という）は、そのクラッチ径方向内側に対してクラッチ径方向外側がウォームホイール１６の逆転方向下流側（逆転側、図中矢印Ｂで示す）に位置するように傾斜して配置される。

この構成において、ウォームホイール１６からの逆転方向への入力時には、当該第二のカムプレート２９のクラッチ径方向外側端がリング部２１ａの内周面に係合することなく、ウォームホイール１６の逆転に伴う出力部材２４の逆転を許容する。一方、出力部材２４からの逆転方向への入力時には、当該第二のカムプレート２９のクラッチ径方向外側端がリング部２１ａの内周面に係合することで、出力部材２４の逆転をロックする。

なお、各カムプレート２３は、各係合突部２６の先端側（ホイール収納部１８の底部１８ａ側）にて各軸部２７に揺動自在に支持されるが、例えば各係合突部２６の基端側（ホイール収納部１８の開放側）にて各係合突部２６等に揺動自在に支持される構成であってもよい。この場合、ストッパリング２１（リング部２１ａ）もホイール収納部１８の開放側に固定されることとなる。

図３を参照し、各カムプレート２３のクラッチ径方向外側には、クラッチ軸方向視でリング部２１ａの内周面よりも小径の円弧状をなす外係合面２３ｂがそれぞれ形成される。これにより、各カムプレート２３のクラッチ径方向外側端がリング部２１ａの内周面にクラッチ軸方向と平行な線分で線接触する。以下、クラッチ軸方向視における各カムプレート２３とリング部２１ａとの接点を符号ｔで示す。

また、各カムプレート２３のクラッチ径方向内側には、ハブ部２１ｂの外周面に係合可能なクラッチ軸方向視円弧状の内係合面２３ｃがそれぞれ形成される。
ここで、各カムプレート２３の挿通孔２３ａはクラッチ径方向に長い楕円状をなし、各カムプレート２３をクラッチ径方向で所定量だけ変位可能とする。これにより、各カムプレート２３が、外係合面２３ｂをリング部２１ａの内周面に、内係合面２３ｃをハブ部２１ｂの外周面にそれぞれ確実に係合可能となる。

第一のカムプレート２８の正転側縁部２８ａと、第二のカムプレート２９における前記正転側縁部２８ａに隣接する逆転側縁部２９ａとの間には、これら各縁部２８ａ，２９ａをクラッチ周方向で互いに離間させる側に付勢するカム付勢バネ２２が配設される。

カム付勢バネ２２はトーションコイルスプリングとして構成され、そのコイル部がウォームホイール１６から起立する支持ピン１６ｄに貫通支持されると共に、そのコイル端部の一方が第一のカムプレート２８の正転側縁部２８ａに、他方が第二のカムプレート２９の逆転側縁部２９ａにそれぞれ接触してこれらを押圧する。

カム付勢バネ２２が各カムプレート２３に付与する押圧力は同一であり、ウォームホイール１６及び出力部材２４に他の入力がなければ、各カムプレート２３を介してこれらに係合する軸部２７及び係合突部２６が対応する係合孔１６ｃのクラッチ周方向の中央位置に配置される。このとき、各係合孔１６ｃの両側部と各係合突部２６の両側部とは、それぞれ軸線Ｃ１中心の角度ｓ１分だけ離間する（図４参照）。以下、前記角度ｓ１分の隙間を第一の隙間ｓ１という。

このカム付勢バネ２２により、第一のカムプレート２８はそのクラッチ径方向外側を軸線Ｃ１中心の逆転方向に移動させる側に（外係合面２３ｂをリング部２１ａの内周面に接触させる側に）付勢され、第二のカムプレート２９はそのクラッチ径方向外側を軸線Ｃ１中心の正転方向に移動させる側に（外係合面２３ｂをリング部２１ａの内周面に接触させる側に）付勢される。

第一のカムプレート２８のクラッチ径方向外側の逆転側端部には、ウォームホイール１６から起立する正転時係合解除ピン１６ｅが当接可能であり、第二のカムプレート２９のクラッチ径方向外側の正転側端部には、同じくウォームホイール１６から起立する逆転時係合解除ピン１６ｆが当接可能である。

第一のカムプレート２８と正転時係合解除ピン１６ｅ、及び第二のカムプレート２９と逆転時係合解除ピン１６ｆとは、それぞれ軸線Ｃ１中心の角度ｓ２分だけ離間する（図４参照）。以下、前記角度ｓ２分の隙間を第二の隙間ｓ２という。第二の隙間（角度）ｓ２は第一の隙間（角度）ｓ１よりも小さく設定される。

第一及び第二の隙間ｓ１，ｓ２が形成された状態において、第一のカムプレート２８とリング部２１ａとの接点ｔは、当該各カムプレート２８に対応する軸部２７の軸中心Ｃ２を通過するクラッチ半径ｒよりも正転側にずれて配置される。

同様に、第一及び第二の隙間ｓ１，ｓ２が形成された状態において、第二のカムプレート２９とリング部２１ａとの接点ｔは、当該各カムプレート２９に対応する軸部２７の軸中心Ｃ２を通過するクラッチ半径ｒよりも逆転側にずれて配置される。

クラッチ軸方向視において、第一のカムプレート２８の接点ｔ、当該各カムプレート２３に対応する各軸部２７の軸中心Ｃ２、及び軸線Ｃ１を結んで形成される角度は、それぞれ平角（１８０度）に近い鈍角とされる。このため、ウォームホイール１６に対して出力部材２４が正転しようとすると、第一のカムプレート２８がその外係合面２３ｂとリング部２１ａの内周面との接触の摩擦により揺動しようとして外係合面２３ｂをリング部２１ａの内周面に強く押し付ける。このようなカムプレート２３の突っ張り効果（くさび効果）により、出力部材２４の正転が制限される。

同様に、クラッチ軸方向視において、第二のカムプレート２９の接点ｔ、当該カムプレート２３に対応する軸部２７の軸中心Ｃ２及び軸線Ｃ１を結んで形成される角度は、それぞれ平角（１８０度）に近い鈍角とされる。このため、ウォームホイール１６に対して出力部材２４が逆転しようとすると、第二のカムプレート２９がその外係合面２３ｂとリング部２１ａの内周面との接触の摩擦により揺動しようとして外係合面２３ｂをリング部２１ａの内周面に強く押し付ける。このようなカムプレート２３の突っ張り効果（くさび効果）により、出力部材２４の逆転が制限される。

上述の構成において、ウォームホイール１６及び出力部材２４にカム付勢バネ２２以外の入力がなければ、各カムプレート２３が各カム付勢バネ２２に付勢されて外係合面２３ｂをリング部２１ａの内周面に接触させる。この状態から、出力部材２４がウォームホイール１６に先んじて正逆回転しようとしても（出力部材２４からクラッチ機構４へ回転動力を逆入力しようとしても）、前述した各カムプレート２３の突っ張り効果により、出力部材２４の正逆回転が制限される。

一方、上述の如く出力部材２４の回転が制限された状態でも、ウォームホイール１６は出力部材２４に対して前記第一の隙間ｓ１分は正逆回転可能である。

まず、図５を参照し、ウォームホイール１６が出力部材２４に先んじて正転すると（ウォームホイール１６からクラッチ機構４へ正転動力を入力すると）、第二の隙間ｓ２が第一の隙間ｓ１よりも小さいことから、各係合孔１６ｃの側部と各係合突部２６の側部とが互いに突き当たる前に、正転時係合解除ピン１６ｅが第一のカムプレート２８に当接してこれを軸部２７中心に揺動させる。

すると、当該カムプレート２３の外係合面２３ｂがリング部２１ａ（ホイール収納部１８）の内周面との係合位置から退避し、これらの間に隙間ｓ３が形成される。すなわち、当該カムプレート２３による出力部材２４の正転の制限が解除される。

この後に、さらにウォームホイール１６が正転し、各係合孔１６ｃの側部と各係合突部２６の側部とが互いに突き当たることで、ウォームホイール１６の正転動力が出力部材２４に伝達可能となり、ウォームホイール１６の正転に伴い出力部材２４が正転する。

なお、このとき、第二のカムプレート２９は、その外係合面２３ｂをリング部２１ａの内周面に接触させるが、この接触の摩擦により当該カムプレート２３が揺動しても、当該カムプレート２３の外係合面２３ｂとリング部２１ａの内周面とを離間させることから、当該カムプレート２３はリング部２１ａに摺接するだけであり、出力部材２４の正転をロックすることはない。

次に、図６を参照し、ウォームホイール１６が出力部材２４に先んじて逆転すると（ウォームホイール１６から出力部材２４へ逆転動力を入力すると）、各係合孔１６ｃの側部と各係合突部２６の側部とが互いに突き当たる前に、逆転時係合解除ピン１６ｆが第二のカムプレート２９に当接してこれを軸部２７中心に揺動させる。

すると、当該カムプレート２３の外係合面２３ｂがリング部２１ａ（ホイール収納部１８）の内周面との係合位置から退避し、これらの間に隙間ｓ３が形成される。すなわち、当該カムプレート２３による出力部材２４の逆転の制限が解除される。

この後に、さらにウォームホイール１６が逆転し、各係合孔１６ｃの側部と各係合突部２６の側部とが互いに突き当たることで、ウォームホイール１６の逆転動力が出力部材２４に伝達可能となり、ウォームホイール１６の逆転に伴い出力部材２４が逆転する。

なお、このとき、第一のカムプレート２８はリング部２１ａに摺接するだけであり、出力部材２４の逆転をロックすることはない。

このように、ウォームホイール１６の正逆回転によるクラッチ機構４への入力時には、正逆回転何れの場合にも出力部材２４への回転動力の伝達が可能となり、出力部材２４の正逆回転によるクラッチ機構４への入力時には、正逆何れの場合にも前記一組又は第二のカムプレート２３の噛み付き効果によりウォームホイール１６への回転動力の伝達が不能となる。

このため、意図的にアクチュエータ１の駆動抵抗を発生させる等の必要がなく、ドアガラスに外力が加わったり走行時の振動が作用した際に出力部材２４に回転動力が逆入力された場合にも、この逆入力がウォームギヤ軸１５や電動モータ２まで至ることを防止できる。

以上説明したように、上記実施形態におけるクラッチ機構４は、回転軸線Ｃ１を共有して別個に回転する一方、係合手段を介して互いに一体回転可能なウォームホイール１６及び出力部材２４と、前記ウォームホイール１６及び出力部材２４を収納するホイール収納部１８と、前記出力部材２４に前記回転軸線Ｃ１と平行に設けられる軸部２７と、前記軸部２７に揺動自在に支持され、前記出力部材２４が前記ウォームホイール１６に先んじて回転しようとしたときには、前記ホイール収納部１８に係合して前記出力部材２４の回転をロックするカムプレート２３と、前記ウォームホイール１６に設けられ、このウォームホイール１６が前記出力部材２４に先んじて回転しようとしたときには、前記カムプレート２３に当接してこのカムプレート２３を前記ホイール収納部１８との係合位置から退避させる係合解除ピン１６ｅ，１６ｆと、を備えるものである。

この構成によれば、出力部材２４がウォームホイール１６に先んじて回転しようとしても、カムプレート２３がホイール収納部１８に係合して出力部材２４の回転をロックする。
一方、ウォームホイール１６が出力部材２４に先んじて回転しようとすると、係合解除ピン１６ｅ，１６ｆがカムプレート２３をホイール収納部１８との係合位置から退避させてホイール収納部１８との係合を解除し、ウォームホイール１６への入力による出力部材２４の回転を可能とする。
このように、ウォームホイール１６から出力部材２４への入力は許可する一方、出力部材２４からウォームホイール１６への逆入力は禁止することで、電動モータ２等の駆動源の効率のよい駆動を妨げることなく、出力部材２４からウォームホイール１６への逆入力によるウォームホイール１６の回転を防止する効果を高めることができる。
また、カムプレート２３が出力部材２４に揺動可能に支持されることで、ウォームホイール１６と出力部材２４との間にローラ等を配置した逆入力防止手段と比べて構成及び組み立てを簡素化でき、コストダウン及び小型軽量化を図ることができる。

また、上記クラッチ機構４は、前記係合手段が、前記ウォームホイール１６に設けられた係合孔１６ｃと、前記出力部材２４に設けられて前記係合孔１６ｃに係合する係合突部２６とを有し、前記係合突部２６が前記軸部２７を形成することで、ウォームホイール１６及び出力部材２４を一体回転可能に係合させる係合突部２６を利用してカムプレート２３を支持可能となり、さらなる構成の簡素化を図ることができる。

また、上記クラッチ機構４は、前記係合突部２６及び係合孔１６ｃの間に、クラッチ周方向で第一の隙間ｓ１が形成され、前記カムプレート２３及び係合解除ピン１６ｅ，１６ｆの間に、クラッチ周方向で前記第一の隙間ｓ１よりも小さい第二の隙間ｓ２が形成されることで、ウォームホイール１６から出力部材２４へ回転動力を入力する際に、まず係合解除ピン１６ｅ，１６ｆがカムプレート２３に当接してこれをホイール収納部１８との係合位置から退避させ、その後に係合孔１６ｃが係合突部２６に当接してウォームホイール１６から出力部材２４へ回転動力を入力可能となり、ウォームホイール１６の回転動力で出力部材２４を回転させることができる。

また、上記クラッチ機構４は、前記カムプレート２３が、クラッチ周方向で複数並ぶように設けられることで、複数のカムプレート２３により出力部材２４の回転をバランスよくロックできる。

また、上記クラッチ機構４は、前記カムプレート２３のクラッチ径方向外側に、前記ホイール収納部１８に係合する外係合面２３ｂが設けられることで、クラッチ外周側にて効果的に出力部材２４の回転をロックできる。

また、上記クラッチ機構４は、前記カムプレート２３のクラッチ径方向内側に、前記ホイール収納部１８内のセンターシャフト２５に係合する内係合面２３ｃが設けられることで、クラッチ内周側でも出力部材２４の回転をロックできると共に、センターシャフト２５からの反力によりクラッチ外周側での制動力を高めることができる。

また、上記クラッチ機構４は、前記カムプレート２３における前記軸部２７の挿通孔２３ａが、このカムプレート２３のクラッチ径方向での変位を許容するべく楕円状に形成されることで、カムプレート２３の公差等を吸収しつつカムプレート２３をホイール収納部１８に確実に係合させることができる。

また、上記クラッチ機構４は、前記外係合面２３ｂを前記ホイール収納部１８に接触させるべく前記カムプレート２３を付勢するカム付勢バネ２２を備えることで、他の入力がなければカムプレート２３を常にホイール収納部１８に接触させておくことができ、出力部材２４がウォームホイール１６に先んじて回転しようとしてもこの出力部材２４の回転を遅延なくロックすることができる。

また、上記クラッチ機構４は、前記カムプレート２３が、前記出力部材２４の正転方向の回転を規制する第一のカムプレート２８を構成すると共に、前記出力部材２４の逆転方向の回転を規制する第二のカムプレート２９を構成し、クラッチ軸方向視にて、前記第一のカムプレート２８のクラッチ径方向外側での前記ホイール収納部１８との接点ｔが、前記第一のカムプレート２８を支持する軸部２７の軸中心Ｃ２を通るクラッチ半径ｒよりも前記正転方向にずれて配置されると共に、前記第二のカムプレート２９のクラッチ径方向外側での前記ホイール収納部１８との接点ｔが、前記第二のカムプレート２９を支持する軸部２７の軸中心Ｃ２を通るクラッチ半径ｒよりも前記逆転方向にずれて配置されるものである。

この構成によれば、出力部材２４が正転方向に回転しようとしても、第一のカムプレート２８が軸部２７とホイール収納部１８との間で突っ張ることで、出力部材２４の正転方向の回転をロックすることができる。同様に、出力部材２４が逆転方向に回転しようとしても、第二のカムプレート２９が軸部２７とホイール収納部１８との間で突っ張ることで、出力部材２４の逆転方向の回転をロックすることができる。

また、上記実施形態におけるウォーム減速機３は、ウォームギヤ軸１５に入力された回転動力を減速してウォームホイール１６に出力するものにおいて、前記ウォームホイール１６とこれを収納するホイール収納部１８との間に、前記クラッチ機構４が構成されるものである。

この構成によれば、ウォームギヤ機構９と併せて出力部からの逆入力防止機能をさらに高めることができる。

また、上記実施形態におけるアクチュエータ１は、回転動力を発生する電動モータ２と、この電動モータ２から入力された回転動力を減速して出力するウォーム減速機３とを備え、車両のドアガラスの昇降に用いられるものにおいて、前記ウォーム減速機３における出力ギヤ（ウォームホイール１６）とこれを収納する収納部（ホイール収納部１８）との間に、前記クラッチ機構４が構成されるものである。

この構成によれば、電動モータ２の駆動によるドアガラスの昇降を妨げることなく、ドアガラスへの負荷やその振動等による逆入力があった場合には、ドアガラスの昇降を確実に防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、上記クラッチ機構４はドアガラス昇降用のアクチュエータやウォーム減速機以外にも適用できることはもちろん、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

１ アクチュエータ
２ 電動モータ
３ ウォーム減速機（減速機）
４ クラッチ機構
１５ ウォームギヤ軸
１６ ウォームホイール（入力部材、出力ギヤ）
１６ｃ 係合孔（凹部）
１６ｅ 正転時係合解除ピン（係合解除手段）
１６ｆ 逆転時係合解除ピン（係合解除手段）
１８ ホイール収納部（収納部）
２２ カム付勢バネ（カム付勢手段）
２３ カムプレート（カム部材）
２３ａ 挿通孔
２３ｂ 外係合面（外係合部）
２３ｃ 内係合面（内係合部）
２４ 出力部材
２５ センターシャフト
２６ 係合突部（凸部）
２７ 軸部
２８ 第一のカムプレート（第一のカム部材）
２９ 第二のカムプレート（第二のカム部材）
Ｃ１ 回転軸線
Ｃ２ 軸中心
ｓ１ 第一の隙間
ｓ２ 第二の隙間
ｔ 接点
ｒ クラッチ半径

Claims (12)

1. 回転軸線を共有して別個に回転する一方、係合手段を介して互いに一体回転可能な入力部材及び出力部材と、
   前記入力部材及び出力部材を収納する収納部と、
   前記出力部材に前記回転軸線と平行に設けられる軸部と、
   前記軸部に揺動自在に支持され、前記出力部材が前記入力部材に先んじて回転しようとしたときには、前記収納部に係合して前記出力部材の回転をロックするカム部材と、
   前記入力部材に設けられ、この入力部材が前記出力部材に先んじて回転しようとしたときには、前記カム部材に当接してこのカム部材を前記収納部との係合位置から退避させる係合解除手段と、を備えるクラッチ機構。
2. 前記係合手段が、前記入力部材に設けられた凹部と、前記出力部材に設けられて前記凹部に係合する凸部とを有し、前記凸部が前記軸部を形成することを特徴とする請求項１に記載のクラッチ機構。
3. 前記凸部及び凹部の間に、クラッチ周方向で第一の隙間が形成され、前記カム部材及び係合解除手段の間に、クラッチ周方向で前記第一の隙間よりも小さい第二の隙間が形成されることを特徴とする請求項２に記載のクラッチ機構。
4. 前記カム部材が、クラッチ周方向で複数並ぶように設けられることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のクラッチ機構。
5. 前記カム部材のクラッチ径方向外側に、前記収納部に係合する外係合部が設けられることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のクラッチ機構。
6. 前記カム部材のクラッチ径方向内側に、前記収納部内の中心軸に係合する内係合部が設けられることを特徴とする請求項５に記載のクラッチ機構。
7. 前記カム部材における前記軸部の挿通孔が、このカム部材のクラッチ径方向での変位を許容するべく楕円状に形成されることを特徴とする請求項６に記載のクラッチ機構。
8. 前記外係合部を前記収納部に接触させるべく前記カム部材を付勢するカム付勢手段を備えることを特徴とする請求項５から７の何れか１項に記載のクラッチ機構。
9. 前記カム部材が、前記出力部材の正転方向の回転を規制する第一のカム部材を構成し、クラッチ軸方向視にて、前記第一のカム部材のクラッチ径方向外側での前記収納部との接点が、前記第一のカム部材を支持する軸部の軸中心を通るクラッチ半径よりも前記正転方向にずれて配置されることを特徴とする請求項５から８の何れか１項に記載のクラッチ機構。
10. 前記カム部材が複数設けられ、これら各カム部材の一部が、前記第一のカム部材を構成すると共に、前記各カム部材の他の一部が、前記出力部材の他方向の回転を規制する第二のカム部材を構成し、クラッチ軸方向視にて、前記第二のカム部材のクラッチ径方向外側での前記収納部との接点が、前記第二のカム部材を支持する軸部の軸中心を通るクラッチ半径よりも前記他方向にずれて配置されることを特徴とする請求項９に記載のクラッチ機構。
11. ウォームギヤ軸に入力された回転動力を減速してウォームホイールに出力する減速機において、
    前記ウォームホイールとこれを収納する収納部との間に、請求項１から１０の何れか１項に記載のクラッチ機構が構成されることを特徴とする減速機。
12. 回転動力を発生する電動モータと、この電動モータから入力された回転動力を減速して出力する減速機とを備え、車両のドアガラスの昇降に用いられるアクチュエータにおいて、
    前記減速機における出力ギヤとこれを収納する収納部との間に、請求項１から１０の何れか１項に記載のクラッチ機構が構成されることを特徴とするアクチュエータ。
    

Images