JP4280620B2 - クラッチ - Google Patents

Description

本発明は、主に、車両のドアを自動又は手動で開閉するために用いられるクラッチに関
する。

従来、車両用自動ドアは自動開閉以外に手動でも開閉できる様に、駆動源の駆動軸とド
アに連繋した開閉操作手段における従動軸とをクラッチにより連結・遮断する様に成して
いる。
例えば、特許文献１に開示されたものは、ドアに連接杆を介して連繋したクランクの基
端を従動軸に軸着し、該従動軸に遊嵌した被動歯車を駆動軸に軸着した駆動歯車に噛合し
、前記従動軸にスプライン結合したクラッチ係合子をバネにより被動歯車側の係合突起に
圧接係合させ、これにより駆動軸の駆動力を従動軸に伝動させてクランク及び連接杆を介
してドアを自動的に開閉する。
そして、別設したクラッチ掛け外し手段により、バネの付勢力に抗してクラッチ係合子
の被動歯車との圧接係合を解除すると、従動軸は被動歯車に対し空転でき、ドアに連繋し
たクランク及び連接杆の動作が駆動側に規制されないためドアを手動操作でき、ドアの駆
動源やその動力伝達機構が故障した場合には、ドアを手動で開閉できる様にしている。
実開昭６０−１４６１７２号公報

しかしながら、車両用自動ドアを手動で開閉するのは、駆動源等が故障した場合だけに
限らないので、駆動源が停止した状態では、ドアを手動操作できる様にするのが望ましい
が、上記自動ドアに備えられたクラッチでは、クラッチ掛け外し手段を作動させてクラッ
チ係合子の従動歯車との圧接係合を解除させない限り、ドアを手動操作することはできず
、使い勝手が悪いといった課題を有していた。
そこで、本発明は駆動源の起動により駆動軸と従動軸を連結し、駆動源の停止によりそ
の連結を遮断するクラッチを提供することを目的としている。

本発明は、上記課題に鑑み、太陽歯車を軸着した駆動軸と、該駆動軸を遊貫したキャリ
ヤと、該キャリヤに軸支され、且つ周囲に太陽歯車に噛合する歯部とカム部を設けたカム
付遊星歯車と、該カム付遊星歯車のカム部との摩擦面を内側に有する外輪を備えた従動軸
とから成り、太陽歯車からの回転力がカム付遊星歯車に伝動されている時にのみカム部が
摩擦面を圧接する様に設定したもの、又はカム部に摩擦面との非接触部を設けたもの、又
は駆動源に一体的に組み付けたクラッチを提供する。

要するに請求項１記載の発明は、太陽歯車を軸着した駆動軸と、該駆動軸を遊貫したキ
ャリヤと、該キャリヤに軸支され、且つ周囲に太陽歯車に噛合する歯部とカム部を設けた
カム付遊星歯車と、該カム付遊星歯車のカム部との摩擦面を内側に有する外輪を備えた従
動軸とから成り、太陽歯車からの回転力がカム付遊星歯車に伝動されている時にのみカム
部が摩擦面を圧接する様に設定したので、カム付き遊星歯車が駆動源の起動によりその駆
動軸に軸着した太陽歯車によって外輪の摩擦面に当接するまで回転すると、カム付き遊星
歯車の回転が制止され、カム部が外輪の摩擦面を圧接するため、外輪はカム付き遊星歯車
を介してこれを軸支しているキャリヤと共に太陽歯車に一体的に連結された状態となり、
駆動軸の回転が従動軸に伝動される。
そして、上記駆動源を停止すると、カム付き遊星歯車は太陽歯車からの回転力が伝動さ
れず、カム部の摩擦面に対する圧接が解除されるため、カム部と摩擦面との摩擦抵抗が減
少し、従動軸（外輪）は手動で自由に回転させることが、従来の様な掛け外し手段を要せ
ずに成し得る。
又、カム付き遊星歯車のカム部による摩擦面への圧接によって外輪に伝動される太陽歯
車の回転力の方向は、太陽歯車と同じとなるため、駆動軸の正逆回転を従動軸に確実に伝
動できる。
よって、本発明によれば、駆動源の起動で駆動軸の正逆回転を従動軸に確実に伝動でき
、駆動源の停止により駆動軸に対し従動軸を自由に回転させられるため、このクラッチを
車両用自動ドアにおいて、その駆動源とドア開閉手段との間に介装することにより、駆動
源の作動によりドアを自動開閉できると共に、駆動源の停止状態でドアを手動で開閉操作
できる。

請求項２記載の発明では、カム部には摩擦面との非接触部を設けたので、駆動源の停止
状態でカム部と外輪との摩擦抵抗が大きく、従動側を手動操作するのに通常より力を要す
るといった場合などにおいて、太陽歯車にてカム付き遊星歯車を回転させ、カム部を外輪
に非接触な状態と成すことにより、従動側をスムーズにしてより確実に自由に回転させら
れる。
よって、車両用自動ドアにおいて、従動側に連繋したドアを、身障者、老人等の非力な
者でも比較的容易に手動で開閉させることができる。

請求項３記載の発明では、駆動源に一体的に組み付けたので、駆動源の駆動軸への連繋
のための歯車、継手等を省略できると共に、掛け外し手段を有しないため、その装置全体
を小型化でき、よってその設置スペースを縮小化できる等その実用的効果甚だ大である。

以下本発明の実施の一形態例を図面に基づいて説明する。
図１〜７は、本発明に係るクラッチ１を電動モータである駆動源２に一体的に組み付け
た駆動装置３であり、該駆動装置３は、図８に示す様に、主に車両用自動ドアの動力源と
して使用される。
クラッチ１は、太陽歯車４を軸着した駆動源２の駆動軸５と、該駆動軸５を遊貫したキ
ャリヤ６と、該キャリヤ６に軸支され、且つ周囲に太陽歯車４を噛合する歯部７と歯が無
いカム部８を設けたカム付遊星歯車９と、該カム付遊星歯車９のカム部８との摩擦面10を
内側に有する外輪11を備えた従動軸12とから成り、駆動源２の起動で太陽歯車４からの回
転力がカム付遊星歯車９に伝動されている時にのみカム部８が摩擦面10を圧接する様に設
定している。
そして、クラッチ１は駆動源２のフレームにおいて駆動軸５を突出した平坦面13に配置
している。
又、平坦面13上において駆動軸５と同軸で薄肉円形状の段部13ａを膨出形成している。
キャリヤ６は、略円板状に形成され、その中心に太陽歯車４の挿通穴を設けると共に、
底面に段部13ａに対応した座ぐり6aを形成しており、該座ぐり6aに段部13ａを嵌合する様
に平坦面13上に載置することにより、段部13ａを中心として平坦面13上を摺接しながら回
転する様に成している。
又、キャリヤ６の上面には、複数のカム付き遊星歯車９の夫々を軸支する支軸14を上方
突設し、該支軸14を中心としてカム付き遊星歯車９を回転自在と成している。
カム付き遊星歯車９の周囲において、太陽歯車４に噛合した歯部７は、支軸14を中心と
した所定劣弧に対応して設けられ、その他をカム部８と成している。
カム部８において、外輪11の摩擦面10を圧接する所定形状のカム面8a、8bを歯部７の両
端に連続形成し、該カム面8a、8bの間にして歯部７と直径方向で略対称な部位に、支軸14
を中心とすると共に摩擦面10に内接しない半径の劣弧を形成し、該劣弧を摩擦面10との非
接触部8cと成している。
従動軸12及び外輪11の夫々は、円形基盤15における中心及び外周縁より相反方向に突設
して成り、従動軸12、外輪11及び円形基盤15により出力軸ケース16を構成している。
出力軸ケース16において、従動軸12の基端には円形凹状の軸受け部12ａを穿設し、該軸
受け部12ａに太陽歯車４より上方突出している駆動軸５の突端を回転自在に挿入すること
により、外輪11はカム付き遊星歯車９を囲繞し、そのカム部８が外輪11の摩擦面10を圧接
していない状態で、従動軸12（出力軸ケース16）は駆動軸５に対し自由に回転できる。

次に、駆動装置３を使用した車両用自動ドアについて図８に基づき説明する。
図８は開放時におけるドア17の内部を示す図であり、このドア17は乗降口を構成する車
体フレーム（図示せず）の一側にヒンジ18にて連結され、ドアロック（図示せず）を強制
解除するロック解除装置19と、ドア17を開閉動作させる自動開閉装置20を内装している。
自動開閉装置20は、ドア17内部に固定した駆動装置３と、該駆動装置３の従動軸12に軸
着した出力歯車21に噛合した扇状歯車22と、該扇状歯車22の軸に突設したクランク23と、
該クランク23に基端が枢着連結され、先端が上記車体フレームの一側に枢着されると共に
、ドア17のヒンジ側端部より出没自在に挿通した連接杆24とから主に構成されている。

そして、ドア17を自動開放する場合、先ずロック解除装置19によりドアロックが解除さ
れた後、駆動装置３における駆動源２が起動する。
これにより、太陽歯車４が左回りに回転し、これに噛合しているカム付き遊星歯車９は
、太陽歯車４とは逆方向に回転してカム部８のカム面8aが外輪11の摩擦面10に接し、引き
続き太陽歯車４からの回転力がカム付遊星歯車９に伝動されるため、カム面8aの摩擦面10
に対する面圧が増し、カム面8aは摩擦面10を圧接することになり、カム付き遊星歯車９は
回転が制止され、該カム付き遊星歯車９を介して太陽歯車４と外輪11は一体化し、太陽歯
車４の回転力が出力軸ケース16に伝動され、該出力軸ケース16はカム付き遊星歯車９を軸
支しているキャリヤ６と共に太陽歯車４と同一方向に回転する（図４、６参照）。
従って、従動軸12に軸着された出力歯車21が左回りに回転し、これに噛合した扇状歯車
22を介してクランク23を前方揺動させることにより、連接杆24が前進してドア17を開放さ
せる。
又、ドア17を自動閉鎖するには、駆動装置３における駆動源２の駆動軸５を上記と逆方
向に回転させる。
これにより、太陽歯車４が右回りに回転し、これとは逆に回転するカム付き遊星歯車９
のカム部８のカム面8bが外輪11の摩擦面10を圧接し、上記と同様にして太陽歯車４と同一
方向に出力歯車21が回転する（図２、３、６参照）。
そして、上記とは逆回転する出力歯車21が扇状歯車22を介してクランク23を後方揺動さ
せることにより、連接杆24が後退してドア17を閉鎖させる。

手動でドア17を開閉するには、駆動装置３における駆動源２を停止することで成し得る
。
かかる状態では、駆動源12の停止により、その作動時の様に太陽歯車４の回転力がカム
付き遊星歯車９に伝動されることがなく、カム付き遊星歯車９の回転によって生ずるカム
面8a又はカム面8bの摩擦面10に対する面圧は消失している。
よって、図３、４に示す静止状態でカム面8a、8bと摩擦面10とが接していても、比較的
軽い力で出力軸ケース16は摩擦面10をカム面8a、8bに摺接させながら自由に回転でき、従
動軸12に軸着した出力歯車21と駆動側との連結が遮断され、該出力歯車21に連繋した扇状
歯車22、クランク23及び連接杆24の動作が規制されないため、ドア17を手動で開閉できる
。
尚、駆動源２の停止状態でカム部８のカム面8a、8bと外輪11の摩擦面10との摩擦抵抗が
大きく、ドア17を手動開閉するのに通常より力を要するといった場合などには、太陽歯車
４を停止前とは逆方向に若干回転させ、図５に示す様に、カム付き遊星歯車９の非接触部
8cが摩擦面10に対応する様に停止させ、カム部８を外輪11に非接触な状態と成すことによ
ってより一層軽い力で出力歯車21（出力軸ケース16）を自由に回転させられ、ドア17をス
ムーズに手動開閉できる。

本発明に係るクラッチを備えた駆動装置の斜視図である。 出力軸ケースを取り外した状態の駆動装置の斜視図である。 右回りに回転させる時の出力軸ケースを一部破断した駆動装置の平面図である。 左回りに回転させる時の出力軸ケースを一部破断した駆動装置の平面図である。 カム付き遊星歯車の非接触時の出力軸ケースを一部破断した駆動装置の平面図である。 図３又は図４の要部拡大断面図である。 図５の要部拡大断面図である。 駆動装置を用いた車両用自動ドアの内部を示す図である。

符号の説明

２ 駆動源
４ 太陽歯車
５ 駆動軸
６ キャリヤ
７ 歯部
８ カム部
8c 非接触部
９ カム付遊星歯車
10 摩擦面
11 外輪
12 従動軸

Claims (3)

1. 太陽歯車を軸着した駆動軸と、該駆動軸を遊貫したキャリヤと、該キャリヤに軸支され
   、且つ周囲に太陽歯車に噛合する歯部とカム部を設けたカム付遊星歯車と、該カム付遊星
   歯車のカム部との摩擦面を内側に有する外輪を備えた従動軸とから成り、太陽歯車からの
   回転力がカム付遊星歯車に伝動されている時にのみカム部が摩擦面を圧接する様に設定し
   たことを特徴とするクラッチ。
2. カム部には摩擦面との非接触部を設けたことを特徴とする請求項１記載のクラッチ。
3. 駆動源に一体的に組み付けたことを特徴とする請求項１又は２記載のクラッチ。
   

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