JP3574701B2

JP3574701B2 - 自動車用電動格納ドアミラーのクラッチ機構

Info

Publication number: JP3574701B2
Application number: JP23667195A
Authority: JP
Inventors: 利和市野; 成己石神
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 1995-09-14
Filing date: 1995-09-14
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2015-09-14
Also published as: JPH0976820A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用電動格納ドアミラーのクラッチ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用の電動格納ドアミラーは、図６に示すように、一般に、自動車のドアに固定されるステー１０と、ステー１０に設けられた支点軸１１に回転可能に保持されるとともにミラー１２を角度調整可能に保持するケーシングであるバイザー１３とから構成され、バイザー１３を、支点軸１１を中心として、ドアから起立した使用位置と、ドアに沿わせた格納位置との間で回転駆動できるようになっている。この回転駆動のための電動格納機構は、図示していないが、一般に、支点軸１１に回転可能かつ軸方向移動可能に装着した被駆動ギヤと、支点軸に回転を規制した状態で装着したクラッチプレートと、バイザー内に固定したモータ（図示せず）と、モータから被駆動ギヤに回転を伝達する減速ギヤ列（バイザー内に位置固定）とから構成されている。
【０００３】
被駆動ギヤとクラッチプレートの合わせ面には、一方に凸部が、他方に凸部と係合する凹部が形成される。この凸部と凹部は、それぞれ、被駆動ギヤの回転方向の両端面が傾斜面として形成され、また、凸部の傾斜面と凹部の傾斜面とを支点軸１１の軸方向沿いに圧接させるように、被駆動ギヤをクラッチプレート側へ向かってスプリングで付勢するようになっている。
【０００４】
以上の構成において、モータを起動したとき、凸部と凹部の作用で被駆動ギヤが回転規制されるためにモータが支点軸の回りで公転し、それに伴ってバイザー１３が回転する。なお、凸部と凹部の端面が傾斜面として形成されているので、バイザー１３が障害物に当たった場合などには、モータの公転に伴って被駆動ギヤが回転しようとしたとき、その力が一定の大きさ以上であればスプリングの付勢力に抗して凸部と凹部の係合が外れ（クラッチが切れ）て、バイザー１３が回転するようになっている。
【０００５】
ところで、被駆動ギヤとしてウォームホイールを用い、減速ギヤ列の再終段にウォームを用いる場合があるが、この場合でも、バイザーを回そうとする外力が加わってウォームが支点軸の回りで公転しようとするとウォームホイールを回す方向への力が作用する。ここで、ウォームホイールの歯すじが斜めになっている関係で、バイザーを前方へ倒すときと後方へ倒すときとでクラッチを切るのに必要な力が異なることになる。このことを、図を用いて以下に説明する。
【０００６】
図７はクラッチ機構の側面図、図８はクラッチプレートとウォームホイールの合わせ面の平面図、図９は図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。図において、ウォームホイール（被駆動ギヤ）１にウォーム３が噛み合っており、ウォームホイール１がスプリング４によってクラッチプレート２の方へ付勢されている。また、凸部５と凹部６は、支点軸の中心から半径Ｒのところに９０゜間隔で４か所に配置されている。以上の構成においてスプリング４の付勢力をＰとすると、ウォームホイール１を図９の（Ｉ）方向へ回すために必要なトルクＴ_１は、
Ｔ_１＝Ｒ・Ｐ・ｔａｎ（β_１＋ψ）＝Ｒ・Ｐ・ｔａｎ（α＋γ＋ψ）
となる。一方、（ＩＩ）方向へ回すために必要なトルクＴ_２は、
Ｔ_２＝Ｒ・Ｐ・ｔａｎ（β_２＋ψ）＝Ｒ・Ｐ・ｔａｎ（α−γ＋ψ）
となる。ただし、αは凸部５及び凹部６の傾斜面の傾斜角度、γはウォーム３の進み角、ψは摩擦角である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来はウォーム３とウォームホイール１を減速の最終段に用いると、バイザー１３を前方へ倒す場合と後方へ倒す場合で必要なトルクが異なるという問題があった。これに対して、トルクが両方向でほぼ等しくなるように両傾斜面の傾斜角度を変えることが実用新案登録第３００４７０９号公報に記載されているが、傾斜面の傾斜角度を変えると、クラッチが切れるときのウォームホイール１の回転角度がバイザー１３を倒す方向によって異なることになる。したがって、回転角度が小さい側では衝撃吸収の時間が短く、瞬間的な衝撃でもバイザー１３が回避してしまうことになる。
【０００８】
したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、バイザーを倒す力を前後両方向で実質同一にし、しかも、クラッチが切れるときの回転角度も両方向で実質的に等しくすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る自動車用電動格納ドアミラーのクラッチ機構は、ステーの支点軸に回転可能かつ軸方向移動可能に支持されかつ駆動源の回転力がウォームを介して伝達されるウォームホイールと、ウォームホイールに重なるように支点軸に位置固定されたクラッチプレートの合わせ面の一方に凸部が、他方に凸部と係合する凹部が形成され、凸部と凹部が、それぞれ、支点軸に対する回転方向の両端面が傾斜面として形成され、ウォームホイールをクラッチプレート側へ付勢する付勢手段により、凸部と凹部の傾斜面同士が支点軸の軸方向沿いに圧接してなる自動車用電動格納ドアミラーのクラッチ機構であって、上述の技術的課題を解決するために、以下のように構成されたことを特徴としている。
【００１０】
すなわち、凸部と凹部が、支点軸からの距離の異なる第１位置と第２位置にそれぞれ形成されるとともに、第２位置よりも支点軸に近い第１位置ではウォームホイールの歯すじの傾斜方向に傾斜した傾斜面同士が接するとともに逆方向に傾斜した傾斜面同士が離反し、第２位置では該歯すじの傾斜方向の傾斜面同士が離反するとともに逆方向に傾斜した傾斜面同士が接している。
【００１１】
そして、ウォームホイールの回転の所要トルクをＴ、支点軸から第１位置までの距離をＲ_１、第２位置までの距離をＲ_２、各傾斜面同士の圧接力をＰ、各傾斜面の傾斜角度をα、ウォームの進み角をγ、摩擦角をψ、凸部と凹部の脱離の際のウォームホイールの回転の角度をθ、第１位置及び第２位置で接触している傾斜面同士が離れるまでのストロークをそれぞれＳ_１及びＳ_２としたときに、
Ｔ≒Ｒ_１・Ｐ・ｔａｎ（α＋γ＋ψ）≒Ｒ_２・Ｐ・ｔａｎ（α−γ＋ψ）と、
ｓｉｎθ≒Ｓ_１／Ｒ_１≒Ｓ_２／Ｒ_２の関係が満たされている。
【００１２】
【作用・効果】
上記構成においては、通常はクラッチプレートとウォームホイールの凸部と凹部がかみ合っていてウォームホイールが回転しないので、駆動モータを起動すると、ウォームからウォームホイールへの動力伝達の反力でバイザーが回転する。
【００１３】
一方、バイザーに大きな外力が加わり、バイザーが回転するとき、支点軸の回りでのウォームの公転により、ウォームホイールがクラッチプレートから軸方向沿いに逃げながら回転し、凸部と凹部のかみ合いが外れる。上記構成では、凸部と凹部を支点軸からの距離の小さな第１位置とその距離の大きな第２位置とにそれぞれ設け、かつ第１位置と第２位置とで互いに反対側の傾斜面が接するようにしてウォームの進み角に対する凸部と凹部の傾斜面の角度の違いを相殺しているので、バイザーを前方へ倒す場合も後方へ倒す場合もトルクは実質的に同じである。
【００１４】
また、第１位置の傾斜面同士が離れるときと第２位置の傾斜面同士が離れるときのウォームホイールの回転角度θが実質的に等しくなるようにストロークＳ_１とＳ_２を設定しているので、前後どちらかの方向へだけ衝撃吸収の時間が短くなることはない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る電動格納ドアミラーのクラッチ機構の第１の実施の形態を、図１から図４を用いて詳細に説明する。図１はウォームホイールとクラッチプレートを重ねた状態での平面図、図２（Ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、図２（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ線断面図、図３（Ａ）はクラッチプレートの下面の要部斜視図、図３（Ｂ）はウォームホイールの上面の要部斜視図、図４はウォームホイールとクラッチプレートの動作説明図である。
【００１６】
このクラッチ機構が適用されるドアミラーは、図６を用いて説明したように、自動車のドアに固定されるステー１０と、このステー１０に設けられたほぼ垂直の支点軸１１に回転可能に保持されたバイザー１３とから構成されている。また、このドアミラーは、ステー１０の支点軸１１に回転可能かつ軸方向移動可能に装着されたウォームホイール１と、支点軸１１に回転を禁止された状態でウォームホイール１に重ねて位置固定されたクラッチプレート２と、ウォームホイール１に噛み合う位置でバイザー側に支持されたウォーム３と、バイザー側の部材に支持されかつ駆動モータの回転力をウォーム３に伝達する駆動機構（図示せず）とを備えている。
【００１７】
次に、クラッチ機構について説明する。図示するように、ウォームホイール１に凸部５が、クラッチプレート２に凸部５と係合する凹部６が形成されている。凸部５は、５ａと５ｂで示すように、支点軸１１の中心から小さい距離（半径）Ｒ_１の第１位置と、大きい距離Ｒ_２の第２位置に形成されている。なお、図では凸部５と凹部６を１カ所のみに示しているが、図８に示した従来例と同様、それぞれ、９０゜間隔で４カ所に形成されている。ただし、凸部５と凹部６は、４ケ所に限らず、３６０゜を整数等分した間隔（バランス上、２ケ所以上）に設ければよい。
【００１８】
第１位置の凸部５ａと第２位置の凸部５ｂはわずかに左右にずれた位置に形成され、それぞれ、回転方向の両端面がウォームホイール１とクラッチプレート２の合わせ面に対して同じ角度αで逆方向に傾斜した傾斜面として形成されている。また、凹部６は、両方の凸部５ａ，５ｂが入るものとして形成され、第１位置の凸部５ａと図の左側の傾斜面で接し、第２位置の凸部５ｂと右側の傾斜面で接するようになっている。なお、両凸部５ａ，５ｂと凹部６との接触関係をウォームホイール１の歯すじの傾斜に対する関係で説明すると、回転中心に近い第１位置の凸部５ａと凹部６は、ウォームホイール１の側面から見て、その歯すじの傾斜方向に傾斜した傾斜面同士が接するとともに逆方向に傾斜した傾斜面同士が分離し、回転中心に遠い第２位置の凸部５ｂと凹部６は、この歯すじ方向の傾斜面同士が離反するとともに逆方向に傾斜した傾斜面同士が接している。
【００１９】
また、支点軸１１の中心から各凸部５ａ，５ｂまでの距離Ｒ_１，Ｒ_２は、ウォームホイール１の回転に必要なトルクをＴ、スプリング４によるウォームホイール１とクラッチプレート２の圧接付勢力をＰ、傾斜面の傾斜角度をα、ウォームの進み角をγ、摩擦角をψとしたときに、
Ｔ≒Ｒ_１・Ｐ・ｔａｎ（α＋γ＋ψ）≒Ｒ_２・Ｐ・ｔａｎ（α−γ＋ψ）
の関係を満たすように定められている。
【００２０】
さらに、クラッチが切れる時（凸部５と凹部６の脱離時）のウォームホイール１の回転の角度をθ（不図示）とすると、第１位置で接触している傾斜面同士が離れるまでのストロークをＳ_１、第２位置で接触している傾斜面同士が離れるまでのストロークをＳ_２としたときに、ストロークＳ_１とＳ_２は、
ｓｉｎθ≒Ｓ_１／Ｒ_１≒Ｓ_２／Ｒ_２
の関係を満たすように定められている。
【００２１】
上記構成においては、通常はクラッチプレート２とウォームホイール１の凸部５ａ，５ｂと凹部６がかみ合っていてウォームホイール１が回転しないので、駆動モータを起動すると、ウォーム３からウォームホイール１への動力伝達の反力でバイザー１３が回転する。一方、バイザー１３に大きな外力が加わってバイザー１３が回転するときは、支点軸１１の回りでのウォーム３の位置変化によりウォームホイール１がクラッチプレートから軸方向沿いに離れながら回転し、凸部５ａ，５ｂと凹部６のかみ合いが外れる。上記構成では、凸部５ａ，５ｂと凹部６を回転中心からの距離の小さな第１位置とその距離の大きな第２位置とで係合するように設けて、ウォーム３の進み角に対する傾斜面の角度の違いをその距離の違いで相殺し、さらに、第１位置と第２位置とで凸部５ａ，５ｂと凹部６が互いに反対側の傾斜面で接するようにしているので、バイザー１３を前方へ倒す場合も後方へ倒す場合もトルクは実質的に同じである。
【００２２】
また、第１位置の傾斜面同士が離れるときと第２位置の傾斜面同士が離れるときのウォームホイール１の回転角度θが実質的に等しくなるようにストロークＳ_１とＳ_２を設定しているので、バイザー１３を前後どちらかの方向へ倒すときだけ衝撃吸収の時間が短くなることはない。
【００２３】
次に、図５に示した第２の実施の形態について説明する。この例では、凸部５を第１位置から第２位置まで同一の径線上に連続したものとして形成し、凹部６ａ，６ｂを第１位置と第２位置とで左右にずれたものとして形成している点を除き、第１の実施の形態と同様に構成されている。したがって、Ｒ_１とＲ_２についても、上述と同様に、
Ｔ≒Ｒ_１・Ｐ・ｔａｎ（α＋γ＋ψ）≒Ｒ_２・Ｐ・ｔａｎ（α−γ＋ψ）の関係を満たすように設定されている。また、Ｓ_１とＳ_２についても、
ｓｉｎθ≒Ｓ_１／Ｒ_１≒Ｓ_２／Ｒ_２の関係を満たすように定められている。このため、クラッチを切る際にクラッチプレート２に対してウォームホイール１を回転させるのに要するトルクと回転角度は、上述した第１の実施の形態と同様、回転方向に拘わらず同じである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電動格納ドアミラーのクラッチ機構の第１の実施の形態を示す平面図である。
【図２】（Ａ）図は図１のＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）図は図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】（Ａ）図はクラッチプレートの下面の要部斜視図、（Ｂ）図はウォームホイールの上面の要部斜視図である。
【図４】ウォームホイールとクラッチプレートの動作説明図である。
【図５】第２の実施の形態を示す要部斜視図である。
【図６】一般的なドアミラーの正面図である。
【図７】従来のクラッチ機構の側面図である。
【図８】クラッチプレートとウォームホイールの合わせ面の平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【符号の説明】
１ウォームホイール
２クラッチプレート
３ウォーム
４スプリング
５，５ａ，５ｂ凸部
６，６ａ，６ｂ凹部
１０ステー
１１支点軸
１２ミラー
１３バイザー

Claims

ステー（１０）の支点軸（１１）に回転可能かつ軸方向移動可能に支持されかつ駆動源の回転力がウォーム（３）を介して伝達されるウォームホイール（１）と、該ウォームホイール（１）に重ねた位置で該支点軸（１１）に位置固定されたクラッチプレート（２）の合わせ面の一方に凸部（５）が、他方に該凸部（５）と係合する凹部（６）が形成され、該凸部（５）と凹部（６）は、それぞれ、支点軸（１１）に対する回転方向の両端面が傾斜面として形成され、該ウォームホイール（１）をクラッチプレート（２）側へ付勢する付勢手段（４）により、該凸部（５）と凹部（６）の傾斜面同士が支点軸（１１）の軸方向沿いに圧接してなる自動車用電動格納ドアミラーのクラッチ機構において、
上記凸部（５）と凹部（６）は、上記支点軸（１１）からの距離の異なる第１位置と第２位置にそれぞれ形成されるとともに、第２位置よりも該支点軸（１１）に近い第１位置ではウォームホイール（１）の歯すじの傾斜方向に傾斜した傾斜面同士が接するとともに逆方向に傾斜した傾斜面同士が離反し、第２位置では該歯すじの傾斜方向の傾斜面同士が離反するとともに逆方向に傾斜した傾斜面同士が接し、
上記ウォームホイール（１）の回転の所要トルクをＴ、上記支点軸（１１）から第１位置までの距離をＲ_１、第２位置までの距離をＲ_２、上記各傾斜面同士の圧接力をＰ、該各傾斜面の傾斜角度をα、ウォーム（３）の進み角をγ、摩擦角をψ、上記凸部（５）と凹部（６）の脱離の際のウォームホイール（１）の回転の角度をθ、第１位置及び第２位置で接触している傾斜面同士が離れるまでのストロークをそれぞれＳ_１及びＳ_２としたときに、
Ｔ≒Ｒ_１・Ｐ・ｔａｎ（α＋γ＋ψ）≒Ｒ_２・Ｐ・ｔａｎ（α−γ＋ψ）と、
ｓｉｎθ≒Ｓ_１／Ｒ_１≒Ｓ_２／Ｒ_２
が満たされたことを特徴とする自動車用電動格納ドアミラーのクラッチ機構。