JP2013050175A

JP2013050175A - クラッチユニット

Info

Publication number: JP2013050175A
Application number: JP2011188762A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Nakakoji; 雅文中小路; Masahiro Kawai; 正浩川合; Takahide Saito; 隆英齋藤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2011-08-31
Filing date: 2011-08-31
Publication date: 2013-03-14
Anticipated expiration: 2031-08-31
Also published as: WO2013031576A1; JP5715008B2

Abstract

【課題】ロック式の逆入力遮断クラッチと操作レバーとからなるクラッチユニットにおいて、クラッチ側の状態を保持したまま操作レバーの位置を変えられるようにする。
【解決手段】操作レバー３と逆入力遮断クラッチ２の入力側部材４との間に、操作レバー３に設けたピン２１の他端側小径部２１ｂを入力側部材４の入力軸（軸部）７に設けたピン穴７ａに嵌合させて、操作レバー３と入力側部材４とを係合させる係合手段と、ピン他端側小径部２１ｂをピン穴７ａから脱出させて、前記係合手段による係合状態を解除する係合解除手段とを設け、前記係合手段による係合を解除した状態で操作レバー３を回動させたときには、操作レバー３が入力軸７のまわりに空転するようにした。これにより、逆入力遮断クラッチ２側の状態を保持したまま、操作レバー３の位置を自在に変えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力側からの入力トルクは出力側に伝達し、出力側からの逆入力トルクは入力側に伝達しない機能を有するクラッチユニットに関する。

入力トルクを出力側機構に伝達してその位置調整を行う装置には、入力トルクが加えられていないときに出力側機構の位置を保持する機能が求められるものがある。このような装置では、出力側機構の位置保持機能を付与するために、入力側の操作部材と出力側機構との間に、入力側部材に加えられる入力トルクを出力側部材に伝達し、出力側部材に逆入力トルクが加えられたときには出力側部材を静止側部材でロックして、逆入力トルクを入力側に伝達しない方式（以下、「ロック式」と記す。）の逆入力遮断クラッチを組み込むことがある。

例えば、自動車のシート（座席）の高さを調整するシートリフタでは、その操作部材と出力側（シート側）機構の間にロック式の逆入力遮断クラッチを組み込むことにより、シート高さの調整のために操作部材を操作した後はシートの自重や着座者の体重が加わってもシートの高さ位置を保持できるようにすることが考えられる。

しかし、上記のようなロック式の逆入力遮断クラッチを組み込んだシートリフタにおいて、その操作部材をレバーとした場合は、シート高さ調整後の操作レバーの位置も保持されるので、操作レバーが運転時等に邪魔となるおそれがある。

この問題は、ロック式の逆入力遮断クラッチに代えて、特許文献１で提案されているクラッチユニットを用いることによって解決することができる。すなわち、このクラッチユニットは、トルクが入力される入力側部材と、トルクが出力される出力側部材と、入力側部材と出力側部材との間に介在する制御部材と、回転が拘束される静止側部材と、入力側部材からの入力トルクに対して入力側部材と制御部材とをロックし、入力側部材が解放されたときに入力側部材を入力トルクが入力される前の中立位置に復帰させる第１クラッチ部と、入力側部材から第１クラッチ部および制御部材を介して加えられる入力トルクは出力側部材に伝達し、出力側部材に逆入力トルクが加えられたときには出力側部材を静止側部材でロックする第２クラッチ部とを備え、出力側機構の位置調整および位置保持と操作部材の位置復帰とを実現できるようにしたものなので、このクラッチユニットをシートリフタの操作レバーと出力側機構の間に組み込めば、シート高さ調整後に操作レバーを運転等の邪魔とならない一定の位置に自動的に戻すことができる。

特許第４２７８８４４号公報

しかしながら、上記特許文献１で提案されたクラッチユニットは、入力側部材の位置復帰機能を有するクラッチ（第１クラッチ部）と、ロック式の逆入力遮断クラッチ（第２クラッチ部）とを組み合わせたものであるため、構造が複雑になるという難点がある。

そこで、本発明は、ロック式の逆入力遮断クラッチと操作レバーとからなる簡単な構造で、クラッチ側の状態を保持したまま操作レバーの位置を変えることができるクラッチユニットを提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、トルクが入力される入力側部材と、トルクが出力される出力側部材と、回転が拘束される静止側部材と、前記出力側部材からの逆入力トルクに対して出力側部材と静止側部材とをロックするロック手段と、前記入力側部材からの入力トルクに対して前記ロック手段によるロック状態を解除するロック解除手段と、前記ロック手段によるロック状態が解除されたときに、前記入力側部材からの入力トルクを出力側部材に伝達するトルク伝達手段とを備えた逆入力遮断クラッチと、前記逆入力遮断クラッチの入力側部材に入力トルクを付与するための操作レバーとからなるクラッチユニットにおいて、前記操作レバーを前記逆入力遮断クラッチの入力側部材に回動自在に装着し、この操作レバーと入力側部材とを係合させる係合手段と、前記係合手段による係合状態を解除する係合解除手段とを設け、前記係合手段による係合状態で前記操作レバーを回動させたときに、前記入力側部材に入力トルクが加えられ、前記係合手段による係合を解除した状態で前記操作レバーを回動させたときには、前記操作レバーが前記入力側部材のまわりに空転するようにした。この構成によれば、クラッチ側の状態を保持したまま、操作レバーの位置を自在に変えることができる。

ここで、前記係合手段は、前記操作レバーと入力側部材の一方に凸部を他方に凹部をそれぞれ設け、前記凸部を前記凹部に嵌合させるものとし、前記係合解除手段は、前記凸部を前記凹部から脱出させるものとすることができる。

また、前記凸部を前記操作レバーにスライド自在に取り付けられたピンとし、前記凹部を前記入力側部材に設けられたピン穴とすることができる。

さらに具体的には、前記操作レバーが、前記入力側部材の軸部の外周に嵌め込まれる環状部と、この環状部の外周から張り出す把持部とを備え、前記把持部の先端から環状部の内周面へ貫通するピン収納孔に、前記ピンとこのピンを前記把持部の先端側へ付勢するばねとを収納し、前記把持部の先端側でピンを抜け止めした状態でその一端部を突出させるものであり、前記入力側部材の軸部の外周面には、前記操作レバーの環状部が嵌め込まれる部位の周方向の所定位置に前記ピン穴が設けられ、前記操作レバーのピンとピン穴とを位置合わせした状態で、前記ピンの一端部を前記ばねの弾性力に抗して操作レバーの把持部へ押し込むことにより、前記ピンの他端部が操作レバーの環状部の内周面から突出してピン穴に嵌合する構成を採用することができる。

本発明のクラッチユニットは、上述したように、操作レバーと逆入力遮断クラッチの入力側部材との係合状態を解除する係合解除手段を設け、その係合を解除した状態で操作レバーを回動させたときには、操作レバーが入力側部材のまわりに空転するようにしたものであるから、従来の２つのクラッチを組み合わせたクラッチユニットに比べて簡単な構造で、クラッチ側の状態を保持したまま、操作レバーの位置を自在に変えることができる。

したがって、このクラッチユニットを組み込んだ装置では、操作レバーをクラッチの入力側部材と係合させた状態で回動させて、クラッチの出力側部材に連結される出力側機構の位置調整を行った後に、操作レバーを係合解除状態で所望の位置まで回動（空転）させて、操作レバーが装置周辺での作業等の邪魔にならないようにすることができる。

実施形態のクラッチユニットの縦断正面図図１のII−II線に沿った断面図図１のIII−III線に沿った断面図図３に対応する断面で操作レバーの係合状態を示す断面図図１のクラッチユニットを組み込んだシートリフタを備えた自動車用シートの外観斜視図図５のシートリフタの構造を示す概略図ａ〜ｄは図５のシートリフタの使用方法の説明図図５のシートリフタの別の使用方法を説明するタイムチャート

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この実施形態のクラッチユニット１は、図１に示すように、逆入力遮断クラッチ２と、このクラッチ２に入力トルクを付与するための操作レバー３とからなる。

前記逆入力遮断クラッチ２は、図１および図２に示すように、操作レバー３からトルクが入力される入力側部材４と、トルクが出力される出力側部材５と、回転が拘束される静止側部材６とを備えている。入力側部材４は、入力軸（軸部）７と、入力軸７の外周に嵌め込まれて入力軸７と一体回転するロック解除部材８とからなる。出力側部材５は、出力軸９と内輪１０が一体形成されたものであり、静止側部材６は、外輪１１と一体形成した二段円筒状のハウジング１２の大径側に固定側板１３を取り付けたものである。また、静止側部材６のハウジング１２の一端の小径部には、出力軸９を回転自在に支持する焼結含油軸受１４が嵌め込まれている。

前記静止側部材６は、固定側板１３の外周部に複数の爪１３ａが形成されており、これらの爪１３ａをハウジング１２他端のフランジ外周部に形成された切欠き１２ａに嵌め込んで折り曲げることにより、固定側板１３をハウジング１２に固定している。また、固定側板１３には、その外周から張り出す複数のブラケット部１３ｂに固定用の取付孔１３ｃが設けられている。

前記入力側部材４は、入力軸７の外周面に後述する操作レバー３との係合手段を形成するピン穴７ａが設けられている。その入力軸７は、先端側に互いに平行な２つの平面を有する係合部７ｂを有し、この係合部７ｂが出力側部材５の内輪１０中央部に設けられた係合穴１０ａに挿入され、出力軸９と同一軸心のまわりに回転するようになっている。ここで、内輪１０の係合穴１０ａは、入力軸７の係合部７ｂとほぼ同じ断面形状であるが、入力軸７の係合部７ｂを挿入したときに僅かな回転方向の隙間が生じる形状となっており、これにより、入力側部材４に加えられた入力トルクを僅かな角度遅れをもって出力側部材５に伝達するトルク伝達手段が形成されている。なお、入力軸に設けるピン穴の数は1つに限らず、複数でもよい。例えば、入力軸の周方向に等間隔に複数のピン穴を設けることが考えられる。

また、入力側部材４のロック解除部材８は、内輪１０と静止側部材６の外輪１１との間に挿入される複数の柱部８ａを有し、これらの各柱部８ａ間に、後述するように一対の円筒ころ１５と板ばね１６が配されるようになっている。

前記内輪１０の外周には周方向の両側に傾斜するカム面１０ｂが複数設けられ、これらの各カム面１０ｂと外輪１１の内周円筒面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間１７が形成されている。これらの各楔形空間１７に前記一対の円筒ころ１５が前記板ばね１６を挟む状態で配され、その板ばね１６が各ころ１５を楔形空間１７の狭小部に押し込んでいる。そして、各楔形空間１７の周方向両側（ころ１５を挟んで板ばね１６と対向する位置）に、ロック解除部材８の柱部８ａが挿入されている。

したがって、出力軸９に逆入力トルクが加えられても、回転方向後方側のころ１５が板ばね１６の弾性力によって楔形空間１７の狭小部に押し込まれて内輪１０および外輪１１と係合しているので、内輪１０がころ１５を介して外輪１１にロックされ、逆入力トルクは入力側部材４に伝達されない。

一方、入力軸７が入力トルクを加えられて回転し始めると、入力軸７と一体に回転するロック解除部材８が、回転方向後方側のころ１５を板ばね１６の弾性力に抗して楔形空間１７の広大部へ押しやり、ころ１５と内輪１０および外輪１１との係合を解除するので、内輪１０が前記ロック状態から開放される。そして、入力軸７がさらに回転して、その係合部７ｂと内輪１０の係合穴１０ａとが係合すると、入力軸７に加えられたトルクが内輪１０および出力軸９に伝達される。

すなわち、出力側部材５と静止側部材６との間に、出力側部材５からの逆入力トルクに対して出力側部材５と静止側部材６とをロックするロック手段が設けられ、入力側部材４からの入力トルクに対して前記ロック手段によるロック状態を解除するロック解除手段が入力側部材４に設けられている。

また、前記操作レバー３は、図１および図３に示すように、逆入力遮断クラッチ２の入力軸７の外周に回動自在に嵌め込まれる環状部１８と、この環状部１８の外周から張り出す把持部１９とを備え、把持部１９の先端から環状部１８の内周面へ貫通するピン収納孔２０に、両端に小径部２１ａ、２１ｂを有するスライド自在のピン２１と、このピン２１を把持部１９の先端側へ付勢するコイルばね２２とを収納している。なお、図示は省略するが、入力軸７の外周には、操作レバー３の環状部１８の両側に止め輪が嵌め込まれ、操作レバー３が軸方向に移動しないようになっている。

前記ピン収納孔２０は、把持部１９先端側の開口部がピン２１の一端側を抜け止めするように小径に形成され、環状部１８側の開口部には、コイルばね２２を抜け止めし、ピン２１の他端側の小径部２１ｂを通す環状の蓋２３が嵌め込まれている。これにより、ピン２１が、その他端側の小径部２１ｂと中央部との間の段差面をコイルばね２２に押圧されて、一端側の小径部２１ａを把持部１９の先端から突出させている。

そして、前記入力軸７の外周面には、前述のように操作レバー３の環状部１８が嵌め込まれる部位の周方向の所定位置にピン穴７ａが設けられており、図４に示すように、操作レバー３のピン２１と入力軸７のピン穴７ａとを位置合わせした状態で、ピン２１の一端側小径部２１ａをコイルばね２２の弾性力に抗して操作レバー３の把持部１９へ押し込むことにより、ピン２１の他端側小径部２１ｂが操作レバー３の蓋２３（環状部１８の内周面）から突出して入力軸７のピン穴７ａに嵌合するようになっている。また、ピン２１を押し込む力がなくなれば、コイルばね２２の弾性力によりピン２１の他端側小径部２１ｂがピン穴７ａから脱出する。

すなわち、操作レバー３と逆入力遮断クラッチ２の入力側部材４との間に、操作レバー３に設けた凸部としてのピン他端側小径部２１ｂを入力側部材４に設けた凹部としてのピン穴７ａに嵌合させて、操作レバー３と入力側部材４とを係合させる係合手段と、ピン他端側小径部２１ｂをピン穴７ａから脱出させて、前記係合手段による係合状態を解除する係合解除手段とが設けられている。

そして、前記係合手段による係合状態（図４の状態）で操作レバー３を回動させたときに、入力側部材４の入力軸７に入力トルクが加えられ、前記係合手段による係合が解除された状態（例えば、図１および図３の状態）で操作レバー３を回動させたときには、操作レバー３が入力軸７のまわりに空転するようになっている。

このクラッチユニット１は、上記の構成であり、操作レバー３と逆入力遮断クラッチ２の入力側部材４とを係合させる係合手段と、その係合状態を解除する係合解除手段を設けたものであるから、クラッチ側の状態を保持したまま、操作レバー３の位置を自在に変えることができる。

次に、図５乃至図８に基づき、上述した実施形態のクラッチユニット１を組み込んだ自動車用のシートリフタ３１について説明する。このシートリフタ３１は、図５に示すように、クラッチユニット１の操作レバー３が自動車のシート３０の着座部３０ａの側方で背もたれ部３０ｂの傾斜を調整する装置のレバーＬと干渉することなく前後に並ぶように設置される。その構造は、図６に示すように、シート着座部３０ａの下方に配されるベース部材３２と、シート着座部３０ａとベース部材３２との間に配される第１乃至第３のリンク部材３３、３４、３５と、シート着座部３０ａに回動自在に取り付けられたセクターギヤ３６と、クラッチユニット１を介してシート着座部３０ａに取り付けられてセクターギヤ３６と噛み合うピニオンギヤ３７とを備えている。

前記第１のリンク部材３３は、下端がベース部材３２に回動自在に取り付けられ、上端が第３のリンク部材３５を介してセクターギヤ３６に連結されている。一方、第２のリンク部材３４は、下端がベース部材３２に、上端がシート着座部３０ａにそれぞれ回動自在に取り付けられている。また、図示は省略するが、クラッチユニット１は静止側部材６の固定側板１３でシート着座部３０ａに固定されており、このクラッチユニット１の出力軸９にピニオンギヤ３７が一体回転可能に取り付けられている。

そして、クラッチユニット１の操作レバー３を操作してピニオンギヤ３７を反時計方向に回動させると、セクターギヤ３６が時計方向に回動し、第１のリンク部材３３が第３のリンク部材３５を介してセクターギヤ３６に図面右側へ引っ張られることにより、第１および第２のリンク部材３３、３４が起立してシート着座部３０ａが上昇し、操作レバー３を逆に操作してピニオンギヤ３７を時計方向に回動させると、シート着座部３０ａが下降するようになっている。

次に、図７に基づいて、上述したシートリフタ３１の使用方法について説明する。このシートリフタ３１に組み込まれたクラッチユニット１は、予め、図７（ａ）に示すようにシート着座部３０ａが下降し、操作レバー３の把持部１９が水平方向を向いた状態で、逆入力遮断クラッチ２の入力軸７のピン穴７ａが操作レバー３のピン２１の他端側小径部２１ｂと対向するように位置合わせされている（図４参照）。

このシートリフタ３１を使用するときは、まず、図７（ａ）の状態において操作レバー３の把持部１９を手で握り、親指でピン２１を把持部１９へ押し込んで操作レバー３と入力軸７とを係合させながら、操作レバー３を反時計方向に回動させる。これにより、前述のようにシート着座部３０ａが上昇し、図７（ｂ）の状態となる。

そして、図７（ｂ）の状態から、操作レバー３のピン２１を押し込まずに（操作レバー３と入力軸７との係合を解除したまま）、操作レバー３を時計方向に回動させて空転させる。これにより、図７（ｃ）に示すように、シート着座部３０ａの位置を変えることなく、操作レバー３の把持部１９を水平に向けて、自動車の運転等の邪魔にならないようにすることができる。

図７（ｃ）の状態から、シート着座部３０ａを下降させるときは、操作レバー３を一旦反時計方向に回動（空転）させ、図７（ｄ）に示すように、ピン２１を把持部１９へ押し込める位置（図７（ｂ）と同じ位置）で停止させた後、ピン２１を把持部１９へ押し込んで操作レバー３を時計方向に回動させればよい。

また、図８に示すように、操作レバー３の操作により、シート着座部３０ａを下降位置（図７（ａ）の位置）と最大上昇位置との間の任意の中間位置で保持することもできる。そして、その中間位置でも、図７での説明と同様に操作レバー３を空転させることにより、操作レバー３の把持部１９を水平に向けられる。すなわち、このシートリフタ３１では、シート着座部３０ａの保持位置を無段階で調節でき、かつその保持位置によらず操作レバー３を所望の姿勢とすることができる。

なお、本発明のクラッチユニットは、上述したようなシートリフタだけでなく、高さ調整可能な踏み台等にも組み込むことができる。

１クラッチユニット
２逆入力遮断クラッチ
３操作レバー
４入力側部材
５出力側部材
６静止側部材
７入力軸（軸部）
７ａピン穴
８ロック解除部材
１８環状部
１９把持部
２０ピン収納孔
２１ピン
２１ａ、２１ｂ小径部
２２コイルばね
３１シートリフタ
３２ベース部材
３３、３４、３５リンク部材
３６セクターギヤ
３７ピニオンギヤ

Claims

トルクが入力される入力側部材と、トルクが出力される出力側部材と、回転が拘束される静止側部材と、前記出力側部材からの逆入力トルクに対して出力側部材と静止側部材とをロックするロック手段と、前記入力側部材からの入力トルクに対して前記ロック手段によるロック状態を解除するロック解除手段と、前記ロック手段によるロック状態が解除されたときに、前記入力側部材からの入力トルクを出力側部材に伝達するトルク伝達手段とを備えた逆入力遮断クラッチと、
前記逆入力遮断クラッチの入力側部材に入力トルクを付与するための操作レバーとからなるクラッチユニットにおいて、
前記操作レバーを前記逆入力遮断クラッチの入力側部材に回動自在に装着し、この操作レバーと入力側部材とを係合させる係合手段と、前記係合手段による係合状態を解除する係合解除手段とを設け、
前記係合手段による係合状態で前記操作レバーを回動させたときに、前記入力側部材に入力トルクが加えられ、前記係合手段による係合を解除した状態で前記操作レバーを回動させたときには、前記操作レバーが前記入力側部材のまわりに空転するようにしたことを特徴とするクラッチユニット。
前記係合手段が、前記操作レバーと入力側部材の一方に凸部を他方に凹部をそれぞれ設け、前記凸部を前記凹部に嵌合させるものであり、前記係合解除手段は、前記凸部を前記凹部から脱出させるものであることを特徴とする請求項１に記載のクラッチユニット。
前記凸部が前記操作レバーにスライド自在に取り付けられたピンであり、前記凹部が前記入力側部材に設けられたピン穴であることを特徴とする請求項２に記載のクラッチユニット。
前記操作レバーが、前記入力側部材の軸部の外周に嵌め込まれる環状部と、この環状部の外周から張り出す把持部とを備え、前記把持部の先端から環状部の内周面へ貫通するピン収納孔に、前記ピンとこのピンを前記把持部の先端側へ付勢するばねとを収納し、前記把持部の先端側でピンを抜け止めした状態でその一端部を突出させるものであり、前記入力側部材の軸部の外周面には、前記操作レバーの環状部が嵌め込まれる部位の周方向の所定位置に前記ピン穴が設けられ、前記操作レバーのピンとピン穴とを位置合わせした状態で、前記ピンの一端部を前記ばねの弾性力に抗して操作レバーの把持部へ押し込むことにより、前記ピンの他端部が操作レバーの環状部の内周面から突出してピン穴に嵌合するようになっていることを特徴とする請求項３に記載のクラッチユニット。