JP2018058534A - 車両用クラッチユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転軸線方向で見て、入力側伝達部材55と入力側内輪部材51との接点P1における内側接線L1と入力側伝達部材55と入力側外輪部材52との接点P2における外側接線L2との交点P3と入力側伝達部材55の回転中心Oとを結んだ線分L3と、内側接線L1とのなす鋭角を楔角θと定義する。入力側内輪部材51の外周面および入力側外輪部材52の内周面の少なくとも一方であって初期位置より楔状空間Sの先端側に、初期位置における楔角θ0より大きい楔角θAとなるストッパ凸部80が設けられている、車両用クラッチユニットが提供される。
【選択図】図12
Description
特許文献1の車両用クラッチユニットは、外周面にカム面を有する内輪と、有底円筒状の外輪と、内輪と外輪との間に形成される楔状空間に設けられたコロを有する入力側クラッチを有している。入力側クラッチに入力されたトルクは内輪に伝達され、内輪に伝達されたトルクはコロを介して外輪に伝達される。
車両用シートに用いられるクラッチユニットであって、
回転軸線回りに回転可能な操作レバーと、
前記回転軸線回りに回転可能であり、前記操作レバーに入力された操作力を車両用シートに出力する出力軸部材と、
前記回転軸線と同軸に設けられ前記出力軸部材が挿入された入力側内輪部材と入力側外輪部材と、前記入力側内輪部材の外周面と前記入力側外輪部材の内周面との間に形成された楔状空間に配置された入力側伝達部材と、を有する入力側クラッチと、を有し、
前記入力側クラッチは、
前記入力側内輪部材及び前記入力側外輪部材の一方の部材が前記操作レバーの回転に伴って回転し、前記入力側伝達部材を介して前記入力側内輪部材及び前記入力側外輪部材の他方の部材を回転させることにより、前記操作レバーの回転を前記出力軸部材に伝達し、
前記入力側伝達部材は、前記操作レバーに入力される操作トルクが所定のトルク以上になると初期位置から前記楔状空間の先端に向かって移動するように設けられており、
前記回転軸線方向で見て、前記入力側伝達部材と前記入力側内輪部材との接点における内側接線と前記入力側伝達部材と前記入力側外輪部材との接点における外側接線との交点と前記入力側伝達部材の回転中心とを結んだ線分と、前記内側接線とのなす鋭角を楔角と定義したとき、
前記入力側内輪部材の前記外周面および前記入力側外輪部材の前記内周面の少なくとも一方であって前記初期位置より前記楔状空間の先端側に、前記初期位置における楔角より大きい楔角となるストッパ凸部が設けられている。
前記ストッパ凸部は、前記入力側内輪部材および前記入力側外輪部材のいずれか一方に設けられ、
前記入力側伝達部材の硬度、前記ストッパ凸部が設けられる前記入力側内輪部材および前記入力側外輪部材のいずれか一方の硬度、前記ストッパ凸部が設けられない前記入力側内輪部材および前記入力側外輪部材のいずれか他方の硬度がこの順に小さくてもよい。
第一リンク部材41cの上部と第二リンク部材41dの上部はそれぞれ、シートフレーム40cにそれぞれ軸部材41c1,41d1で回転自在に連結されている。第一リンク部材41cの下部と第二リンク部材41dの下部は、それぞれシートスライドアジャスタ41bのスライド可動部材41b1にそれぞれ軸部材41c2,41d2で回転自在に連結されている。
第三リンク部材41eの一端は、軸部材41c1より上方で第一リンク部材41cと軸部材41e1により連結されている。第三リンク部材41eの他端は、セクターギヤ41fと軸部材41e2で回転自在に連結されている。
また、操作レバー21を時計方向(下側)に回転操作した場合は、上記とは逆の動作によって、着座シート40aの座面が低くなる。また、高さ調整後に操作レバー21を開放すると、操作レバー21が反時計方向に回転して元の位置(中立位置、中立状態)に戻る。
そして、操作レバー21を開放した状態では、車両用クラッチユニット100が出力軸部材30(ピニオンギヤ31)の回転にブレーキを掛け、着座シート40aに上下方向の力が加わってもその移動を阻止している。
次に、本実施形態に係る車両用クラッチユニット100を説明する。以下に説明するクラッチユニット100の構成部品は、特に断らない限り基本的に金属製である。
図2及び図3に示すように、車両用クラッチユニット100は、操作レバー21と、出力軸部材30と、入力側クラッチ50と、出力側クラッチ60と、ハウジング11を備えている。
一方の固定フランジ11cに、バネ係止片24aを有するバネ係止部24が固定されている。バネ係止部24は、ハウジング11の固定フランジ11cに固定されている。バネ係止片24aは筒状部11bに沿って軸方向に延びている。
操作板22は、操作者が操作レバー21の把持部21bを把持して操作レバー21を正逆に回転操作すると、操作レバー21と一体に正逆に回転する。操作板22は、軸方向について、ハウジング11と操作レバー21の間に設けられている。操作板22は、操作レバー21に固定されている。操作板22はハウジング11に回転可能に支持されている。
図4の(a)は中立状態、図4の(b)は駆動状態を示す。
図4の(a)に示すように、操作者が操作レバー21に操作力を加えない状態(中立状態)では、操作レバー21は、戻しばね23の一対の自由端部23aが共にバネ係止片24a及び操作片部22dに当接する中立位置に支持されている。
図2および図3に戻り、入力側クラッチ50は、入力側内輪部材51と、入力側外輪部材52と、付勢部材53と、操作ブラケット(操作部材)54と、入力側クラッチコロ(入力側伝達部材)55と、入力側コロ付勢バネ56とを備えている。
図2および図3に戻り、出力側クラッチ60は、出力側内輪部材61と、出力側外輪部材62と、解除ブラケット(出力側クラッチ解除部材)64と、出力側クラッチコロ(出力側伝達部材)65と、出力側コロ付勢バネ66とを備えている。
出力側外輪部材62の外周縁には、2か所にテーパ部62dが設けられている。ハウジング11に設けられたかしめ部11fを径方向内側に折り曲げてこの出力側外輪部材62の外周縁にかしめることにより、出力側外輪部材62はハウジング11に対して回転不能に固定されている。
この隙間に、解除ブラケット64の6つの突出片64cが突出している。解除ブラケット64が回転されると、突出片64cが隙間の内部を移動する。
図4の(a)に示すように、車両用クラッチユニット100は、中立状態において、戻しばね23の一対の自由端部23aがバネ係止片24a及び操作片部22dに当接されている。
そして、操作板22の規制片部22eが、バネ係止片24aに当接している他方の自由端部23aに当接すると、操作レバー21の回転が規制される。この操作レバー21の回転が規制された状態が操作レバー21の最大操作状態となる。つまり、操作レバー21は、中立状態から最大操作状態までの回転角度が最大操作角αmaxとなるまでの範囲で回転可能とされている。また、操作レバー21が回転されることで、戻しばね23が撓んで中立位置へ戻す方向へ復帰力が作用した状態となる。
図5の(a)は、中立状態における出力側クラッチ60を示している。図5の(a)に示すように、中立状態において、出力側クラッチ60では、出力側クラッチコロ65が出力側コロ付勢バネ66によって楔カム部61cの頂部へ向かって付勢されている。これにより、出力側クラッチコロ65が、楔カム部61cと第一円筒部62bの内周面との間の楔状の隙間に食い込んでいる。
出力側外輪部材62はハウジング11に対して移動不可能であり、かつ、第一出力側クラッチコロ65aおよび第二出力側クラッチコロ65bが出力側内輪部材61と出力側外輪部材62の両者に反時計方向および時計方向に食い込んでいるので、出力側内輪部材61および出力側外輪部材62は回転できない。この結果、出力側内輪部材61にスプライン結合されている出力軸部材30も回転できない。
図6は、操作レバー21を中立位置から微小角度α1だけ反時計方向に回転させた状態を示す図である。図6の(a)は出力側クラッチ60を示し、図6の(b)は入力側クラッチ50を示す。
図6の(b)に示すように、中立位置から操作レバー21が反時計方向に角度α1だけ回転されると、その回転が、操作板22及び操作ブラケット54を介して入力側内輪部材51に伝達される。すると、この入力側内輪部材51が操作レバー21とともに角度α1だけ回転され、入力側クラッチコロ55を介して入力側外輪部材52が入力側内輪部材51とともに回転される。
なお、図6の(a)に示した状態では、解除ブラケット64の第二係合孔64bの内周面が出力側内輪部材61の突起部61bに当接していない。このため、出力側内輪部材61や出力側外輪部材62には入力側外輪部材52からの回転が伝達されず、出力側内輪部材61や出力側外輪部材62は回転しない。
図7は、図6の状態からさらに反時計方向へ操作レバー21を回転させた状態を示す図である。図7の(a)は出力側クラッチ60を示し、図7の(b)は入力側クラッチ50を示す。
図7(b)に示すように、操作レバー21が反時計方向にさらに回転されると、入力側内輪部材51及び入力側外輪部材52が回転されて入力側内輪部材51及び入力側外輪部材52の回転角度がα2(α2>α1)になる。
図8は、図7の状態からさらに反時計方向へ操作レバー21を回転させた状態を示す図である。図8の(a)は出力側クラッチ60を示し、図8の(b)は入力側クラッチ50を示す。
図8の(b)に示すように、操作レバー21が反時計方向へさらに回転されると、入力側内輪部材51及び入力側外輪部材52が回転されて入力側内輪部材51及び入力側外輪部材52の回転角度がα3(α3>α2)となる。
図9は、最大操作角αmaxまで反時計方向へ操作レバー21を回転させた状態を示す図である。図9の(a)は出力側クラッチ60を示し、図9の(b)は入力側クラッチ50を示す。
操作レバー21が最大操作角αmaxに達するまで回転されると、車両用クラッチユニット100は、最大回転状態となる。この状態において、操作板22の規制片部22eが、バネ係止片24aに当接している他方の自由端部23aに当接し、操作レバー21の回転が規制される(図4(b)参照)。
操作レバー21による一度の回転操作が終了し、操作者が操作レバー21に付与していた回転力を解除すると、撓んでいる戻しバネ23による復帰力で操作レバー21が初期の中立位置へ向かって時計回りに回転される。すると、入力側クラッチ50では、操作レバー21が反時計回りに回転されることで、操作板22及び操作ブラケット54を介して入力側内輪部材51が反時計方向へ回転される。
また、本実施形態に係る車両用クラッチユニット100によれば、操作レバー21を回転させるとすぐに入力側クラッチ50の入力側内輪部材51の回転が入力側外輪部材52に伝達されるので、出力軸部材30の応答性が高められている。
ここで、図10および図11を用いて、この入力側外輪部材52の共回りについて説明する。図10および図11は、上述したように動作し、かつ、後述する回転抑制部材70を備えていない車両用クラッチユニットにおいて、中立位置へ戻る際の状態を示している。図10は最大回転状態(図9)からの戻り始めの状態を示し、図11は操作レバー21が中立状態へ復帰した状態を示している。
その結果、本来は、操作レバー21の復帰動作時には入力側外輪部材52は回転させずに入力側内輪部材51のみを回転させたいところ、入力側内輪部材51の時計回りの回転が入力側クラッチコロ55bを介して入力側外輪部材52に伝達されてしまう。
このように、回転抑制部材70が入力側外輪部材52(他方の部材)と解除ブラケット64(回転伝達部)との間に位置しているため、回転抑制部材70が、入力側クラッチ50をハウジング11の底面11aに向けて押し付け、かつ、解除ブラケット64を回転軸方向における出力側に押す構造を構成しやすい。
図12は、本実施形態の入力側内輪部材51、入力側外輪部材52および入力側クラッチコロ55を示す模式図である。なお、説明の便宜のために、図2、図5の(b)、図6の(b)図7の(b)、図8の(b)、図9の(b)、図10の(b)および図11の(b)には、ストッパ凸部80を図示していない。
このとき、入力側内輪部材51の外周面および入力側外輪部材52の内周面の少なくとも一方であって初期位置より楔状空間Sの先端側に、初期位置における楔角θ0より大きい楔角θAとなるストッパ凸部80が設けられている。
入力側内輪部材51と入力側クラッチコロ55との接点を内側接点P1と呼ぶ。
内側接点P1における接線を内側接線L1と呼ぶ。
入力側クラッチコロ55と入力側外輪部材52との接点を外側接点P2と呼ぶ。
外側接点P2における接線を外側接線L2と呼ぶ。
内側接線L1と外側接線L2との交点を交点P3と呼ぶ。
交点P3と入力側クラッチコロ55の回転中心Oとを結んだ直線を直線L3と呼ぶ。
直線L3と内側接線L1とのなす鋭角を楔角θと定義する。なお、直線L3と外側接線L2とのなす鋭角もθとなる。
操作レバー21に入力された操作トルクは入力側内輪部材51に伝達される。入力側内輪部材51に伝達されたトルクを入力側外輪部材52に伝達したい場合には、入力側クラッチコロ55と入力側内輪部材51および入力側外輪部材52との間に摩擦力を作用させる。
図15に示したように、入力側内輪部材51から入力側クラッチコロ55へ力が作用した場合を想定する。すると、入力側クラッチコロ55と入力側外輪部材52との外側接点P2における外側接線L2と垂直な方向へ大きさNの力が入力側クラッチコロ55から入力側外輪部材52に伝達される。
これとは反対に、外側接点P2から交点P3と反対側に向かう力Fが外側接点P2から交点P3に向かう力Rより大きいと(R<F)、入力側クラッチコロ55が楔状空間S内で滑る。つまり、入力側クラッチコロ55は、入力側内輪部材51から入力側外輪部材52へトルクを伝達しない。
力Rは、力Fに対する反力として生じる。力Rの大きさは、入力側クラッチコロ55と入力側外輪部材52の内周面との間の静止摩擦係数μ0に応じて定まり、R=N×μ0と表される。
入力側クラッチコロ55がトルクを伝えないためには、R<Fであり、上の式を用いてN×μ0<N×tanθ、つまりμ0<tanθの関係式を満たす必要がある。
初期位置とは、ユーザが操作レバー21にトルクを入力していない状態における、入力側クラッチコロ55が入力側内輪部材51または入力側外輪部材52に接触している位置を言う。初期状態からユーザが操作レバー21にトルクを入力すると、入力側クラッチコロ55は楔状空間Sで楔係合しているので入力側内輪部材51と入力側外輪部材52が共回りする。
このような構成を実現するために、ストッパ凸部80は初期位置よりも楔状空間Sの先端側に設けられている。操作レバー21に入力される操作トルクが大きくなると入力側外輪部材52が径方向に弾性変形し、入力側クラッチコロ55は楔状空間Sの先端側に移動するからである。
ストッパ凸部80においては、入力側クラッチコロ55がトルクを伝達させないのでストッパ凸部80における楔角θをθ2とすると、θ2は、μ0<tanθ2を満足する必要がある。
つまり、初期位置における楔角θ1と、ストッパ凸部80における楔角θ2と、入力側クラッチコロ55と入力側外輪部材52の内周面との間の静止摩擦係数μ0との関係は、tanθ1<μ0<tanθ2 を満足する必要がある。
このため、本発明においては、ストッパ凸部80の楔角θ2を初期位置の楔角θ1より大きいとだけ定義した。楔角θ2は、ストッパ凸部80の突出量を調整することなどにより、任意の角度に調整できる。
あるいは、ストッパ凸部80が入力側外輪部材52に設けられているとき、入力側クラッチコロ55の硬度、入力側外輪部材52の硬度、入力側内輪部材51の硬度がこの順に小さいことが好ましい。
11a:底面
21:操作レバー
30:出力軸部材
40:車両用シート
50:入力側クラッチ
51:入力側内輪部材
52:入力側外輪部材
53:付勢部材
54:操作ブラケット(操作部材)
55:入力側クラッチコロ(入力側伝達部材)
60:出力側クラッチ
80:ストッパ凸部
100:車両用クラッチユニット
S 楔状空間
P1 内側接点
P2 外側接点
L1 内側接線
L2 外側接線
O 入力側クラッチコロの回転中心
P3 L1とL2の交点
L3 P3とOを通る直線
θ 楔角
θ0 初期位置の楔角
θA ストッパ凸部における楔角
Claims (2)
- 車両用シートに用いられるクラッチユニットであって、
回転軸線回りに回転可能な操作レバーと、
前記回転軸線回りに回転可能であり、前記操作レバーに入力された操作力を車両用シートに出力する出力軸部材と、
前記回転軸線と同軸に設けられ前記出力軸部材が挿入された入力側内輪部材と入力側外輪部材と、前記入力側内輪部材の外周面と前記入力側外輪部材の内周面との間に形成された楔状空間に配置された入力側伝達部材と、を有する入力側クラッチと、を有し、
前記入力側クラッチは、
前記入力側内輪部材及び前記入力側外輪部材の一方の部材が前記操作レバーの回転に伴って回転し、前記入力側伝達部材を介して前記入力側内輪部材及び前記入力側外輪部材の他方の部材を回転させることにより、前記操作レバーの回転を前記出力軸部材に伝達し、
前記入力側伝達部材は、前記操作レバーに入力される操作トルクが所定のトルク以上になると初期位置から前記楔状空間の先端に向かって移動するように設けられており、
前記回転軸線方向で見て、前記入力側伝達部材と前記入力側内輪部材との接点における内側接線と前記入力側伝達部材と前記入力側外輪部材との接点における外側接線との交点と前記入力側伝達部材の回転中心とを結んだ線分と、前記内側接線とのなす鋭角を楔角と定義したとき、
前記入力側内輪部材の前記外周面および前記入力側外輪部材の前記内周面の少なくとも一方であって前記初期位置より前記楔状空間の先端側に、前記初期位置における楔角より大きい楔角となるストッパ凸部が設けられている、車両用クラッチユニット。 - 前記ストッパ凸部は、前記入力側内輪部材および前記入力側外輪部材のいずれか一方に設けられ、
前記入力側伝達部材の硬度、前記ストッパ凸部が設けられる前記入力側内輪部材および前記入力側外輪部材のいずれか一方の硬度、前記ストッパ凸部が設けられない前記入力側内輪部材および前記入力側外輪部材のいずれか他方の硬度がこの順に小さい、請求項1に記載の車両用クラッチユニット。
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