JP4194093B2 - 線状体の巻取り巻出し装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤ、ケーブル、ロープといった線状体を巻き取り、巻き出す線状体の巻取り巻出し装置に関するものであり、自動車用シートのランバーサポートの湾曲突出量制御機構等に用いて好適である。

常に引張力が働いているワイヤやロープといった剛性のある線状体を所定の長さに繰り出すには、その設定した長さに線状体をロックする必要がある。このため、多くの場合、線状体を巻いたリールに一方向クラッチを組み込んでいる。自動車用シートのランバーサポートでは、サポートにワイヤを連繋し（このワイヤには常時引張力が作用している）、このワイヤを巻き取り、巻き出すことでサポートの湾曲突出量を調整している。

この場合の一方向クラッチには種々の構造のものがあるが、多くは、下記特許文献１に見られるような、ローラ（ボールの場合もある）の楔作用を利用したものを用いている。これによると、入力部材を正逆回転させるだけで動力を断続できる利点はあるものの、ローラが接触する相手方の曲面を高精度に仕上げる必要があるとともに、摩耗等が発生すると、その作動に狂いが生じて所望どおりの機能が得られないという欠点がある。また、接触面積が小さくて接触部には大きな圧力が付加されるから、これに耐える高強度の部材が要求される。
特開平１０−２３８５６１号公報

本発明は、鋸刃爪の噛み合わせという簡単で、接触面積の十分広い構造を採用して一方向クラッチを構成し、鋸刃爪の係脱操作と出力部材の駆動を別の制御機構によって行うことで、従来と同様に入力部材の正逆回転のみで行えるようにしたものである。これにより、部材の精度及び強度はあまり高度のものは要求されないから、安価な一方向クラッチを現出できる。

以上の課題の下、本発明は、請求項１に記載した、線状体を巻いて巻出し方向に回転力が付与されるリールと、リールを遊びを有する伝動構造によって回転させるカムスリーブとを同芯に配すとともに、リールとカムスリーブのそれぞれ対向面に、回転不能、かつ前後動可能なクラッチディスクを配し、リールとクラッチディスクとの対向面に、相互に係合する鋸刃爪を形成してリールの巻出し方向の回転を規制する一方向クラッチとするとともに、カムスリーブとクラッチディスクとの対向面に、カムスリーブの回転がクラッチディスクの前後動に変換されて相互に係合する凹凸爪を形成し、カムスリーブを正回転させると、凹凸爪が作用してクラッチディスクを後退させ、リールの鋸刃爪との係合を外してリールを巻出し方向に回転させ、カムスリーブを逆回転させると、凹凸爪が作用してクラッチディスクを後退させ、リールの鋸刃爪との係合を外すとともに、伝動構造によってリールを巻取り方向に回転させることを特徴とする線状体の巻取り巻出し装置を提供したものである。

また、本発明は、以上の手段の具体例として、請求項２に記載した、
側面に径を違えて鋸刃爪と凹凸爪とが形成され、回転不能、かつ軸方向の前進側にスプリングで付勢されて前後動可能に設けられるクラッチディスクと、
引張力が働く線状体が巻かれ、クラッチディスクが前進時、その鋸刃爪に側面に形成された鋸刃爪が係合して線状体の巻出し方向の回転が規制されて回転可能に設けられるリールと、
回転させられることで、側面に形成された凹凸爪がクラッチディスクの凹凸爪に係脱してクラッチディスクを前後させるとともに、回転方向に遊びを有する伝動構造によってリールを回転させるカムスリーブと、をそれぞれ有し、
カムスリーブを正回転させると、その凹凸爪がクラッチディスクの凹凸爪に作用してクラッチディスクを一時的に後退させて鋸刃爪同士の係合を外し、リールが線状体の引張力によって巻出し方向に凹凸爪の１ピッチ分回転することを許容し、カムスリーブを逆回転させると、その凹凸爪がクラッチディスクの凹凸爪に作用してクラッチディスクを一時的に後退させて鋸刃爪同士の係合を外すとともに、伝動構造によってリールを巻取り方向に凹凸爪の１ピッチ分回転することを許容する請求項１の線状体の巻取り巻出し装置。
を提供するものである。

本発明によると、クラッチディスクとリールとの対向面に形成された鋸刃爪が一方向の回転を規制する一方向クラッチを構成することになるから、簡単でコストが安い。そして、鋸刃爪の係脱やリールの回転は、入力部材であるカムスリーブの正逆回転のみで可能になり、一般的な一方向クラッチと何ら変わらない。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明に係る線状体の巻取り巻出し装置の断面図であるが、この巻取り巻出し装置（以下、装置という）は、カムスリーブ１と、カムスリーブ１の後部に相対回転可能、かつ前後移動可能に外嵌されるクラッチディスク２と、カムスリーブ１の前部に回転可能に嵌合されるリール３とからなる。これにおいて、クラッチディスク２は、ケース後４にスプライン嵌合等５で回転不能に収容されているが、ケース後４との間に張られたスプリング６によって前方に付勢されている。一方、リール３は、外周に線状体を巻く溝７が形成されており、ケース前８に前後移動不能に収容されている。

図２はカムスリーブ１の後面図、図３は一部断面側面図、図４は前面図であるが、カムスリーブ１の前後の中ほどにはフランジ９が形成されており、リール３の後面に形成されたインロー１０の中に収容されている。そして、フランジ９の後面には凹凸爪１１が形成されている。図５はクラッチディスク２の前面図、図６は一部断面側面図であるが、クラッチディスク２の前面の、この凹凸爪１１に対応する個所にも凹凸爪１２が形成されており、クラッチディスク２が前進すると、両凹凸爪１１、１２は相互に係合するようになっている。本例の凹凸爪１１、１２は、以下に説明する図９、図１０に示すように、先細りの台形をした山部１１ａ、１２ａと谷部１１ｂ、１２ｂとが交互に形成されたものであり、カムスリーブ１を正逆どちらに回転させても、山部１１ａ、１２ａ同士が作用してクラッチディスク２を後退させるようになっている。

なお、この場合の山部１１ａ、１２ａは、相手方の谷部１１ｂ、１２ｂの中で多少遊びがあるようになっている。また、山部１１ａ、１２ａと谷部１１ｂ、１２ｂの例は一例であって、凹凸爪１１、１２の形状はこれに限らない。例えば、三角形のような形状をしたものであってもよく、要は、カムスリーブ１を回転させると、クラッチディスク２に後退力が生じるものであればよい。

クラッチディスク２の前面の凹凸爪１２の径大個所には鋸刃爪１３が形成されている。図７はリール３の後面図、図８は一部断面側面図であるが、リール３の後面にも、これに対応して鋸刃爪１４が形成されており、クラッチディスク２が前進したとき、両鋸刃爪１３、１４は係合するようになっている。図９、図１０はカムスリーブ１の凹凸爪１１と、クラッチディスク２の凹凸爪１２と鋸刃爪１３及びリール３の鋸刃爪１４の形状を示す展開図であるが、ここでいう鋸刃爪１３、１４とは、径方向に延びる起立辺１３ａ、１４ａと起立辺１３ａ、１４ａの頂上から次の起立辺１３ａ、１４ａの根元にかけて斜めに延びる傾斜辺１３ｂ、１４ｂとからなるものであり、起立辺１３ａ、１４ａ同士を衝突させると、リール３はその方向（これを正方向とする）には回転が規制されるものをいう。しかし、リール３を逆方向に回転させると、クラッチディスク２は後退させられるものの、その回転は許容されるものになるのであり、これで、一方向クラッチを構成している。

カムスリーブ１のフランジ９の前面には、部分的に突出する突出片１５が形成されており、この突出片１５は、リール３のインロー１０の中に更に部分的に凹陥されたポケット１６に嵌まり込んでいる。この場合、突出片１５の角度はポケット１６の角度よりも小さく設定されており、突出片１５はポケット１６の中で遊びはあるものの、カムスリーブ１を正逆いずれの方向に回転させても、突出片１５がポケット１６に衝突してリール３を回転させる伝動構造１７を構成している。

この他、リール３の前面にはボス１８が形成され、このボス１８をケース前８が回転可能に支持しているが、このとき、ボス１８の外周には突起体１９が部分的に設けられている。図１１はリール３を支持したケース前８の前面図であるが、ケース前８の内周にも、突起体１９を受け入れる径大部２０が所定の角度で設けられている。したがって、ボス１８（リール３）は、径大部２０の範囲でしか回転できず、これで、リール３の回転を一定角度で規制するストッパ構造２１を構成している。このストッパ構造２１は、安全上のためで、リール３を３６０°以上に亘って回転させる必要があるときには、このストッパー構造２１を設けないでおく。

ところで、以上のカムスリーブ１、クラッチディスク２及びリール３（ケース前８と後４も同様）は、一般的には強度の高い金属材で構成される。しかし、従来のローラやボールの楔作用によるものと比べて接触面積の総和が十分広いので、樹脂材での製作も可能である。また、凹凸爪１１、１２及び鋸刃爪１３、１４のピッチ間隔を小さいものにもできるし、その形成も、型成形、プレス成形、機械加工いずれであってもよい。

次に、以上の構成からなるこの装置の作用について説明する。カムスリーブ１の中心には孔２２が形成されており、この孔２２に駆動軸２３を挿入して回転させると（図１）、カムスリーブ１が回転するようになっている。このためには、両者の間にはトルク伝動構造が必要であるが、本例では、孔２２を角孔とし、駆動軸２３の断面をこれに合う角形にしているが、これに限らず、キーやスプライン等であってもよい。

まず、リール３を線状体の巻出し方向（正方向）に回転させる場合には（図９）、駆動軸２３を回転させてカムスリーブ１を正回転させる。すると、カムスリーブ１の凹凸爪１１の山部１１ａは、この方向のクラッチディスク２の凹凸爪１２の山部１２ａに衝突してこれをスプリング６に抗して後退させる。これにより、クラッチディスク２の鋸刃爪１３とリール３の鋸刃爪１４との係合が外れるから、リール３は、線状体の引張力によって巻出し方向に回転する。

なお、このとき、カムスリーブ１とリール３との間の伝動構造１７には遊びがあることは上述した。したがって、リール３がクラッチディスク２との係合を外れて線状体の引張力で回転すると、リール３のポケット１６の前端はカムスリーブ１の突出片１５の後端に衝突するから、この遊びは、回転方向前方に形成されていることになり、カムスリーブ１の凹凸爪１１の山部１１ａがクラッチディスク２の凹凸爪１２の山部１２ａに乗り上げるまでの間のわずかな回転は、この遊びで吸収され、リール３を回転させることはない。

さらに、カムスリーブ１とクラッチディスク２の凹凸爪１１、１２の丈ａは、リール３とクラッチディスク２の鋸刃爪１３、１４の丈ｂよりも大きくしてあることから、カムスリーブ１の凹凸爪１１の山部１１ａがクラッチディスク２の凹凸爪１２の山部１２ａに乗り上げると、リール３とクラッチディスク２とは完全に離れ、リール３の回転に支障を来すことはない。

そして、カムスリーブ１の凹凸爪１１の山部１１ａがクラッチディスク２の凹凸爪１２の山部１２ａを過ぎると、クラッチディスク２はスプリング６の力で前進し、その鋸刃爪１３が再度リール３の鋸刃爪１４に係合してリール３の回転を止める。したがって、カムスリーブ１をいくら回転させようと、リール３は、凹凸爪１１、１２の１ピッチ分ずつしか回転しないことになる。なお、凹凸爪１１、１２と鋸刃爪１３、１４とは、同じ位相角に設定されているから、凹凸爪１１、１２の１ピッチは鋸刃爪１３、１４の１ピッチでもある。

次に、リール３を線状体の巻取り方向（逆回転）に回転させる場合には（図１０）、駆動軸２３によってカムスリーブ１を逆回転させる。すると、カムスリーブ１の凹凸爪１１の山部１１ａは、この方向のクラッチディスク２の凹凸爪１２の山部１２ａに衝突してこれをスプリング６に抗して後退させる。同時に、リール３は伝動構造１７によって線状体の引張力に抗して逆回転させられ、その鋸刃爪１４の傾斜辺１４ｂがクラッチディスク２の鋸刃爪１３の傾斜辺１３ｂを滑り上がってクラッチディスク２の後退を促進する。

これにより、リール３が逆回転するが、このとき、カムスリーブ１の凹凸爪１１の山部１１ａがクラッチディスク２の凹凸爪１２の山部１２ａを過ぎると、クラッチディスク２はスプリング６の力で前進し、その凹凸爪１２がカムスリーブ１の凹凸爪１１の中に入り込み、リール３の回転を停止させる。この場合も、リール３は、凹凸爪１１、１２の１ピッチ分ずつ段階的に回転する点は同じである。このようにするのは、リール３が一度に多くの巻取り、巻出しを行わないようにするためであり、安全上の配慮である。

図１２は自動車用シートの斜視図、図１３はこの装置をシートに取り付けてシートの背当ての部分を湾曲突出させるランバーサポートの説明図であるが、ここでランバーサポートについて概説しておくと、シート２４の背当ての内部に自在サポートと称するサポート体２５をガイドワイヤ２６を案内にして上下できるように設けておく。そして、サポート体２５には、中心が固定されて回動できるリンク２７を設けてこのリンクの一端をスプリング２８で引っ張っておく他、リンク２７の他端をサポート体２５に連結してこれにワイヤ２９を連繋したものである。これにより、ワイヤ２９を巻き取り、巻き出すと、サポート体２５は上下して前方への湾曲突出量が変更されるようになっているものである。

そこで、ワイヤ２９を上記した装置のリール３の溝７に巻いて（溝７の一部に設けられている切欠部７ａにワイヤの係止ブロック（図示省略）を嵌め込んで止める）この装置をシート２４に取り付けるとすれば、操作の容易なランバーサポートとなる。すなわち、シート２４の傍にはブラケット３０で支持された回転軸３１を中心に回動できるアームレスト３２が設けられているから、上記した駆動軸２３をこの回転軸３１の中を通し、その外側に駆動軸２３を駆動するノブ（レバーでも可）３３を設けておくのである。これによると、装置構成が簡単にできるとともに、搭乗者はシート２４に腰掛けたままで、ノブ３３を回してシート２４の背当ての湾曲突出量を調整できるものになる。なお、この場合のワイヤ３０は、その巻取り、巻出し時に他部材と擦れたりしては具合が悪いので、アウタケーブル２０ａにインナワイヤ２０ｂを収容した二重ケーブルを用いるのが適する。

以上の装置は、一方向回転を規制しながら線状体を巻き取り、巻き出す他の多くの装置に適用できる。具体的には、ブラインドシャッターのベルト巻き取りローラ、ウインチやクレーンのワイヤ巻き取りドラム、釣り具における釣糸巻き取りリールといったものが考えられる。

本発明の一例を示す線状体の巻取り巻出し装置の断面図である。 カムスリーブの後面図である。 カムスリーブの一部断面側面図である。 カムスリーブの前面図である。 クラッチディスクの前面図である。 クラッチディスクの一部断面側面図である。 リールの後面図である。 リールの一部断面側面図である。 カムスリーブ、クラッチディスク、リールの凹凸爪、鋸刃爪の形状を示す展開図である。 カムスリーブ、クラッチディスク、リールの凹凸爪、鋸刃爪の形状を示す展開図である。 リールを支持したケース前の前面図である。 自動車用シートの斜視図である。 自動車用シートのランバーサポートの説明図である。

符号の説明

１ カムスリーブ
２ クラッチディスク
３ リール
４ ケース後
５ スプライン嵌合等
６ スプリング
７ 溝
７ａ切欠部
８ ケース前
９ フランジ
１０ インロー
１１ 凹凸爪
１１ａ山部
１１ｂ谷部
１２ 凹凸爪
１２ａ山部
１２ｂ谷部
１３ 鋸刃爪
１３ａ起立辺
１３ｂ傾斜辺
１４ 鋸刃爪
１４ａ起立辺
１４ｂ傾斜辺
１５ 突出片
１６ ポケット
１７ 転動構造
１８ ボス
１９ 突起体
２０ 径大部
２１ ストッパ構造
２２ 孔
２３ 駆動軸
２４ シート
２５ サポート体
２６ ガイドワイヤ
２７ リンク
２８ スプリング
２９ ワイヤ
２９ａアウタケーブル
２９ｂインナワイヤ
３０ ブラケット
３１ 回転軸
３２ アームレスト
３３ ノブ

Claims (6)

1. 線状体を巻いて巻出し方向に回転力が付与されるリールと、リールを遊びを有する伝動構造によって回転させるカムスリーブとを同芯に配すとともに、リールとカムスリーブのそれぞれ対向面に、回転不能、かつ前後動可能なクラッチディスクを配し、リールとクラッチディスクとの対向面に、相互に係合する鋸刃爪を形成してリールの巻出し方向の回転を規制する一方向クラッチとするとともに、カムスリーブとクラッチディスクとの対向面に、カムスリーブの回転がクラッチディスクの前後動に変換されて相互に係合する凹凸爪を形成し、カムスリーブを正回転させると、凹凸爪が作用してクラッチディスクを後退させ、リールの鋸刃爪との係合を外してリールを巻出し方向に回転させ、カムスリーブを逆回転させると、凹凸爪が作用してクラッチディスクを後退させ、リールの鋸刃爪との係合を外すとともに、伝動構造によってリールを巻取り方向に回転させることを特徴とする線状体の巻取り巻出し装置。
2. 側面に径を違えて鋸刃爪と凹凸爪とが形成され、回転不能、かつ軸方向の前進側にスプリングで付勢されて前後動可能に設けられるクラッチディスクと、
   引張力が働く線状体が巻かれ、クラッチディスクが前進時、その鋸刃爪に側面に形成された鋸刃爪が係合して線状体の巻出し方向の回転が規制されて回転可能に設けられるリールと、
   回転させられることで、側面に形成された凹凸爪がクラッチディスクの凹凸爪に係脱してクラッチディスクを前後させるとともに、回転方向に遊びを有する伝動構造によってリールを回転させるカムスリーブと、をそれぞれ有し、
   カムスリーブを正回転させると、その凹凸爪がクラッチディスクの凹凸爪に作用してクラッチディスクを一時的に後退させて鋸刃爪同士の係合を外し、リールが線状体の引張力によって巻出し方向に凹凸爪の１ピッチ分回転することを許容し、カムスリーブを逆回転させると、その凹凸爪がクラッチディスクの凹凸爪に作用してクラッチディスクを一時的に後退させて鋸刃爪同士の係合を外すとともに、伝動構造によってリールを巻取り方向に凹凸爪の１ピッチ分回転することを許容する請求項１の線状体の巻取り巻出し装置。
3. 凹凸爪が、先細りの台形をした山部と谷部を交互に形成したもので構成される請求項１又は２の線状体の巻取り巻出し装置。
4. 凹凸爪の丈が、鋸刃爪の丈よりも大きく設定されている請求項１〜３いずれかの線状体の巻取り巻出し装置。
5. 線状体が、自動車用シートのランバーサポートの湾曲突出量を制御するワイヤである請求項１〜４いずれかの線状体の巻取り巻出し装置。
6. カムスリーブを駆動する駆動軸がシートに設けられるアームレストの回転軸の中を挿通させられている請求項５の線状体の巻取り巻出し装置。