JP5021421B2 - Clutch mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、自動車ドアのラッチを解除するためのモータ減速ユニット等に使用されて好適なクラッチ機構に関する。 The present invention relates to a clutch mechanism suitable for use in, for example, a motor speed reduction unit for releasing the latch of an automobile door.
例えば、自動車ドアのラッチを解除するための機構として、モータを駆動源とする減速ユニットが使用されている。この減速ユニットでは、自動車ドアのラッチを解除するとき、電動モータによってラッチの操作レバーを解除方向に移動させる。 For example, a speed reduction unit using a motor as a drive source is used as a mechanism for releasing the latch of an automobile door. In this deceleration unit, when the latch of the automobile door is released, the operation lever of the latch is moved in the release direction by the electric motor.
そして、この解除操作が終了すると、モータが停止すると共に、操作レバーはラッチ機構に配設されているトーションスプリング等の付勢力によって元の位置に戻される。このとき、操作レバーに連結されている減速ユニットの出力軸は、操作レバーが元の位置に戻れるように、入力軸との結合が切断されて、自由回転できる状態にならなければならない。このような作動を可能にするための機構として、減速ユニットの入力軸と出力軸との間にクラッチ機構が配設されている。 When the release operation is completed, the motor is stopped and the operation lever is returned to the original position by the urging force of a torsion spring or the like provided in the latch mechanism. At this time, the output shaft of the speed reduction unit connected to the operation lever must be in a state where it can freely rotate by being disconnected from the input shaft so that the operation lever can return to its original position. As a mechanism for enabling such an operation, a clutch mechanism is disposed between the input shaft and the output shaft of the speed reduction unit.
従来のクラッチ機構は、一方向の回転のみに対応した所謂ワンウェイクラッチが使用されている(例えば、特許文献1及び2参照)。この一方、自動車ドアは通常、左右両側に設けられている。このため、クラッチ機構もそれに対応して左右対称、すなわち、反対方向のモータ回転入力に対応した2種類のクラッチ機構が必要になる。
上述のように、例えば、自動車ドアのラッチを解除するためのモータ減速ユニット等に使用されている従来のクラッチ機構としては、一方向の回転のみに対応したワンウェイクラッチが使用されている。これと共に、自動車のドアは通常、左右両側に設けられているため、これに対応して、クラッチ機構も左右対称、すなわち、反対方向のモータ入力に対応した2種類のクラッチ機構が必要になる。 As described above, for example, as a conventional clutch mechanism used in a motor speed reduction unit or the like for releasing the latch of an automobile door, a one-way clutch that supports only one-way rotation is used. At the same time, since the doors of automobiles are usually provided on both the left and right sides, the clutch mechanisms are also symmetrical in the left-right direction, that is, two types of clutch mechanisms corresponding to motor inputs in opposite directions are required.
このため、同じクラッチ機構でありながら、一部の部品、例えばクラッチスプリング、C字状スプリング等については、2種類の部品を用意しなければならなず、大幅なコスト高を招いているという問題がある。 For this reason, although it is the same clutch mechanism, it is necessary to prepare two kinds of parts for some parts, for example, a clutch spring, a C-shaped spring, etc., resulting in a significant increase in cost. There is.
さらに、このように同一の部品について2種類のものが存在することになり、部品管理の煩雑さ、組み立て間違い等の問題も発生させている。 Further, there are two types of the same parts as described above, and problems such as complicated parts management and assembly errors are also generated.
一方、従来のワンウェイクラッチを使用して、双方向の回転入力に対応したモータ減速ユニットを形成することも可能と考えられるが、この場合モータ減速ユニットが大型化し、例えば自動車ドアのラッチのモータ減速ユニットのように、小型軽量化が要求されるものに対しては使用することができなくなるという問題がある。また、減速ユニット(組み込み装置)の全体構造が極めて複雑になり、コスト高等を招くことも憂慮される。 On the other hand, using a conventional one-way clutch, it is considered possible to form a motor speed reduction unit corresponding to bidirectional rotation input. In this case, however, the motor speed reduction unit becomes larger, for example, a motor speed reduction of a latch of an automobile door. There is a problem that it cannot be used for a unit that requires a reduction in size and weight, such as a unit. In addition, there is a concern that the overall structure of the deceleration unit (embedded device) becomes extremely complicated, resulting in high costs.
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、簡易な構成によって双方向の回転入力に対して使用することができ、これにより大幅なコスト削減と組み込み装置の小型化を図ることができ、同時に部品管理の煩雑さ、組み立て間違い等の問題も解決する
ことができる、クラッチ機構を提供することを課題とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and can be used for a bidirectional rotation input with a simple configuration, thereby greatly reducing the cost and downsizing the embedded device. It is an object to provide a clutch mechanism that can solve problems such as complicated parts management and assembly errors at the same time.
上記の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、被装着体に固定されるホルダと、C字状に形成されて周方向に間隔をあけて第1C字状スプリング係止部と第2C字状スプリング係止部とを有すると共にホルダに対して拡径時に周方向に回転不能にかつ縮径時に周方向に回転可能に配設されるC字状スプリングと、ホルダに対して回転自在に配設されると共に正回転時にC字状スプリングの第1C字状スプリング係止部に係止する第1連結ホイール係止部と逆回転時にC字状スプリングの第2C字状スプリング係止部に係止する第2連結ホイール係止部とを有する連結ホイールと、外部から回転力が入力されると共に連結ホイールと同軸に回転する入力ホイールと、コイル状に形成されて連結ホイールと入力ホイールとの間に同軸に介装されたクラッチスプリングと、連結ホイールに固着されて連結ホイールと一体に回転する切替部と、入力ホイールに対して同軸にかつ回転自在に配設されると共に外部へ回転力を出力する出力ホイールとを備えたクラッチ機構において、連結ホイールは、第3連結ホイール係止部と第4連結ホイール係止部とを有し、入力ホイールは、第1入力ホイール係止部と第2入力ホイール係止部とを有し、クラッチスプリングは、正回転時に連結ホイールの第3連結ホイール係止部に係止すると共に逆回転時に入力ホイールの第1入力ホイール係止部に係止する第1クラッチスプリング係止部と、正回転時に入力ホイールの第2入力ホイール係止部に係止すると共に逆回転時に連結ホイールの第4連結ホイール係止部に係止する第2クラッチスプリング係止部とを有し、切替部は、外部から入力ホイールへ回転力が入力されたとき回転力により作動して入力ホイールへ入力された回転力を出力ホイールへ伝達して回転力を外部へ出力させると共に入力ホイールへ回転力が入力されなくなったときクラッチスプリングのスプリング力により作動して出力ホイールを入力ホイールに対して回転自在にすることにある。ここで、上述の正及び逆回転とは、特定の回転方向を意味するものではなく、単に相互に反対方向の回転を意味するに過ぎない。 In order to solve the above-mentioned problems, the means employed by the present invention includes a holder fixed to the mounted body, a first C-shaped spring locking portion formed in a C shape and spaced in the circumferential direction. A C-shaped spring having a second C-shaped spring locking portion and disposed so as to be non-rotatable in the circumferential direction when the diameter is expanded with respect to the holder and to be rotated in the circumferential direction when the diameter is reduced. A first connecting wheel locking portion that is freely disposed and locked to the first C-shaped spring locking portion of the C-shaped spring during forward rotation and a second C-shaped spring locking of the C-shaped spring during reverse rotation A connection wheel having a second connection wheel locking portion that is locked to the portion, an input wheel that receives rotational force from the outside and rotates coaxially with the connection wheel, and a connection wheel and an input wheel that are formed in a coil shape Coaxial with A clutch spring mounted, a switching unit fixed to the connecting wheel and rotating integrally with the connecting wheel, an output wheel arranged coaxially and rotatably with respect to the input wheel and outputting a rotational force to the outside In the clutch mechanism including the connecting wheel, the connecting wheel has a third connecting wheel locking portion and a fourth connecting wheel locking portion, and the input wheel has the first input wheel locking portion and the second input wheel locking portion. The clutch spring is locked to the third connecting wheel locking portion of the connecting wheel during forward rotation and locked to the first input wheel locking portion of the input wheel during reverse rotation. And a second clutch sp that is locked to the second input wheel locking portion of the input wheel during forward rotation and locked to the fourth connection wheel locking portion of the connection wheel during reverse rotation. The switching unit is operated by the rotational force when the rotational force is input from the outside to the input wheel and transmits the rotational force input to the input wheel to the output wheel to transmit the rotational force to the outside. And when the rotational force is no longer input to the input wheel, the output wheel is rotated by the spring force of the clutch spring. Here, the above-mentioned forward and reverse rotations do not mean a specific rotation direction, but merely mean rotations in opposite directions.
本発明のクラッチ機構によれば、C字状スプリングは正及び逆回転時に連結ホイールに係止することができる係止部を有し、クラッチスプリングも正及び逆回転時に連結ホイール及び入力ホイールに係止することができる係止部を有する。これと共に、切替部は、外部から入力ホイールへ回転力が入力されたとき、この回転力により作動して、入力ホイールへ入力された回転力を出力ホイールへ伝達して回転力を外部へ出力させる。したがって、正逆いずれの回転時にも、入力ホイールへ入力された回転力は出力ホイールから出力される。 According to the clutch mechanism of the present invention, the C-shaped spring has a locking portion that can be locked to the connecting wheel during forward and reverse rotation, and the clutch spring is also engaged with the connecting wheel and the input wheel during forward and reverse rotation. It has the latching | locking part which can be stopped. At the same time, when a rotational force is input from the outside to the input wheel, the switching unit is operated by this rotational force and transmits the rotational force input to the input wheel to the output wheel to output the rotational force to the outside. . Therefore, the rotational force input to the input wheel is output from the output wheel during both forward and reverse rotations.
この一方、切替部は、入力ホイールへ回転力が入力されなくなったとき、クラッチスプリングのスプリング力により作動して、出力ホイールを入力ホイールに対して回転自在にする。このように、本発明のクラッチ機構は、双方向の回転入力に対して使用することができる。また、従来のワンウェイクラッチを利用して双方向の回転入力に対応させる場合よりも、クラッチ機構が組み込まれる装置全体の部品数が少なくなり、構造も簡単になる。 On the other hand, when the rotational force is no longer input to the input wheel, the switching unit is operated by the spring force of the clutch spring to make the output wheel rotatable with respect to the input wheel. Thus, the clutch mechanism of the present invention can be used for bidirectional rotational input. Further, the number of parts of the entire apparatus in which the clutch mechanism is incorporated is reduced and the structure is simplified as compared with the case where the conventional one-way clutch is used to cope with bidirectional rotational input.
例えば、上記切替部は、径方向又は径方向と平行に移動可能な爪部を有し、出力ホイールは、切替部の爪部と係止するための出力ホイール係止部を有し、爪部は、入力ホイールの回転力により移動して出力ホイールの出力ホイール係止部に係止して回転力を出力ホイールへ伝達する。ここで、上述の径方向とは、クラッチ機構の軸線に対して直角の方向をいう(以下同じ)。 For example, the switching part has a claw part that can move in the radial direction or parallel to the radial direction, and the output wheel has an output wheel locking part for locking with the claw part of the switching part. Is moved by the rotational force of the input wheel and is engaged with the output wheel engaging portion of the output wheel to transmit the rotational force to the output wheel. Here, the above-mentioned radial direction means a direction perpendicular to the axis of the clutch mechanism (the same applies hereinafter).
上記切替部は、短円柱状に形成されて外周部から爪部が突出可能であり、出力ホイールは、内短円柱状の凹部を有し凹部が切替部の外周部に遊嵌して回転自在であると共に凹部
の内周部に凹状に形成された出力ホイール係止部を有し、爪部は、入力ホイールの回転力により切替部の外周部から突出して出力ホイールの出力ホイール係止部に係止することが望ましい。このようにすれば、クラッチ機構全体を極めて小型化することができる。
The switching part is formed in a short cylindrical shape, and the claw part can protrude from the outer peripheral part, and the output wheel has an inner short cylindrical concave part, and the concave part freely fits on the outer peripheral part of the switching part and is rotatable. And an output wheel locking portion formed in a concave shape on the inner peripheral portion of the concave portion, and the claw portion protrudes from the outer peripheral portion of the switching portion by the rotational force of the input wheel and becomes an output wheel locking portion of the output wheel. It is desirable to lock. In this way, the entire clutch mechanism can be extremely miniaturized.
上記切替部の爪部は、軸方向に延びて入力ホイールに係止する係止ピンを有し、係止ピンは、入力ホイールが回転したとき入力ホイールの回転力を爪部へ伝達して爪部を移動させることが望ましい。このようにすれば、入力ホイールの回転力を利用して爪部を移動させることができる。 The claw portion of the switching portion has a locking pin that extends in the axial direction and locks to the input wheel, and the locking pin transmits the rotational force of the input wheel to the claw portion when the input wheel rotates, and the claw portion It is desirable to move the part. If it does in this way, a claw part can be moved using the torque of an input wheel.
上記切替部の爪部は、切替部の回転方向に対して90°以下の角度で外周部から突出して出力ホイールの出力ホイール係止部に係止することが望ましい。このようにすれば、切替部と出力ホイールとの係止が確実なものとなる。 It is desirable that the claw portion of the switching portion protrudes from the outer peripheral portion at an angle of 90 ° or less with respect to the rotation direction of the switching portion and is locked to the output wheel locking portion of the output wheel. In this way, the switching portion and the output wheel are securely locked.
上記切替部の爪部は、同時に作動する複数個が配設されることが望ましい。このようにすれば、切替部と出力ホイールとの係止がさらに確実なものとなる。 As for the nail | claw part of the said switching part, it is desirable to arrange | position the several which operate | move simultaneously. In this way, the switching portion and the output wheel are more securely locked.
上記連結ホイールは、軸方向に延びる連結ホイールリブを有し、連結ホイールリブは、周方向一端部が第3連結ホイール係止部を形成すると共に周方向他端部が第4連結ホイール係止部を形成し、入力ホイールは、軸方向に延びる入力ホイールリブを有し、入力ホイールリブは、周方向一端部が第1入力ホイール係止部を形成すると共に周方向他端部が第2入力ホイール係止部を形成し、連結ホイールの連結ホイールリブ及び入力ホイールの入力ホイールリブは、クラッチスプリングの第1クラッチスプリング係止部と第2クラッチスプリング係止部との間に、かつ周方向に相対移動可能に介装されていることが望ましい。このようにすれば、連結ホイールと入力ホイールとの配置構造が極めて小型化できる。 The connection wheel has a connection wheel rib extending in the axial direction, and the connection wheel rib has one end in the circumferential direction forming a third connection wheel locking portion and the other end in the circumferential direction is a fourth connection wheel locking portion. The input wheel has an input wheel rib extending in the axial direction, and the input wheel rib has a first input wheel locking portion at one circumferential end and a second input wheel at the other circumferential end. A locking portion is formed, and the connecting wheel rib of the connecting wheel and the input wheel rib of the input wheel are relative to each other between the first clutch spring locking portion and the second clutch spring locking portion of the clutch spring and in the circumferential direction. It is desirable to be movably interposed. In this way, the arrangement structure of the connection wheel and the input wheel can be extremely miniaturized.
上記連結ホイールは、周方向に延びる切欠部を外周部に有し、切欠部は、周方向一端部が第1連結ホイール係止部を形成すると共に周方向他端部が第2連結ホイール係止部を形成することが望ましい。このようにすれば、連結ホイールとC字状スプリングとホルダとの配置構造を極めて小型化することができる。 The connection wheel has a cutout portion extending in the circumferential direction in the outer peripheral portion, and the cutout portion forms a first connection wheel locking portion at one end in the circumferential direction and a second connection wheel lock at the other end in the circumferential direction. It is desirable to form the part. If it does in this way, the arrangement structure of a connection wheel, a C-shaped spring, and a holder can be remarkably miniaturized.
本発明のクラッチ機構は、被装着体に固定されるホルダと、C字状に形成されて周方向に間隔をあけて第1C字状スプリング係止部と第2C字状スプリング係止部とを有すると共にホルダに対して拡径時に周方向に回転不能にかつ縮径時に周方向に回転可能に配設されるC字状スプリングと、ホルダに対して回転自在に配設されると共に正回転時にC字状スプリングの第1C字状スプリング係止部に係止する第1連結ホイール係止部と逆回転時にC字状スプリングの第2C字状スプリング係止部に係止する第2連結ホイール係止部とを有する連結ホイールと、外部から回転力が入力されると共に連結ホイールと同軸に回転する入力ホイールと、コイル状に形成されて連結ホイールと入力ホイールとの間に同軸に介装されたクラッチスプリングと、連結ホイールに固着されて連結ホイールと一体に回転する切替部と、入力ホイールに対して同軸にかつ回転自在に配設されると共に外部へ回転力を出力する出力ホイールとを備え、連結ホイールは、第3連結ホイール係止部と第4連結ホイール係止部とを有し、入力ホイールは、第1入力ホイール係止部と第2入力ホイール係止部とを有し、クラッチスプリングは、正回転時に連結ホイールの第3連結ホイール係止部に係止すると共に逆回転時に入力ホイールの第1入力ホイール係止部に係止する第1クラッチスプリング係止部と、正回転時に入力ホイールの第2入力ホイール係止部に係止すると共に逆回転時に連結ホイールの第4連結ホイール係止部に係止する第2クラッチスプリング係止部とを有し、切替部は、外部から入力ホイールへ回転力が入力されたとき回転力により作動して入力ホイールへ入力された回転力を出力ホイールへ伝達して回転力を外部へ出力させると共に入力ホイールへ回転力が入力されなくなったときクラッチスプ
リングのスプリング力により作動して出力ホイールを入力ホイールに対して回転自在にする。
A clutch mechanism according to the present invention includes a holder fixed to a mounted body, a first C-shaped spring locking portion and a second C-shaped spring locking portion which are formed in a C shape and are spaced apart in the circumferential direction. A C-shaped spring that is disposed so as to be non-rotatable in the circumferential direction when the diameter is expanded with respect to the holder and is rotatable so as to be rotatable in the circumferential direction when the diameter is reduced. The first coupling wheel latching portion latched to the first C-shaped spring latching portion of the C-shaped spring and the second coupling wheel latch latched to the second C-shaped spring latching portion of the C-shaped spring during reverse rotation. A connecting wheel having a stop, an input wheel that receives a rotational force from the outside and rotates coaxially with the connecting wheel, and is formed in a coil shape and is coaxially interposed between the connecting wheel and the input wheel. Clutch spring A switching portion fixed to the connecting wheel and rotating integrally with the connecting wheel; and an output wheel that is coaxially and rotatably arranged with respect to the input wheel and outputs a rotational force to the outside. The third connecting wheel locking portion and the fourth connecting wheel locking portion, the input wheel has the first input wheel locking portion and the second input wheel locking portion, and the clutch spring is A first clutch spring engagement portion that engages with the third connection wheel engagement portion of the connection wheel during rotation and also engages with the first input wheel engagement portion of the input wheel during reverse rotation; And a second clutch spring engaging portion that engages with the fourth connecting wheel engaging portion of the connecting wheel at the time of reverse rotation, and the switching portion is connected to the input wheel from the outside. When the rotational force is input to the clutch, it is actuated by the rotational force to transmit the rotational force input to the input wheel to the output wheel to output the rotational force to the outside, and when the rotational force is not input to the input wheel, the clutch spring Actuated by the spring force of the output wheel to make the output wheel rotatable relative to the input wheel.
したがって、簡易な構成によって双方向の回転入力に対して使用することができ、これにより大幅なコスト削減と組み込み装置の小型化を図ることができ、同時に部品管理の煩雑さ、組み立て間違い等の問題も解決することができる、という優れた効果を奏する。 Therefore, it can be used for bidirectional rotation input with a simple configuration, which can greatly reduce the cost and downsize the embedded device, and at the same time, problems such as complicated parts management and assembly errors Can also be solved.
本発明に係るクラッチ機構を実施するための最良の形態を、図1ないし図11を参照して詳細に説明する。 The best mode for carrying out the clutch mechanism according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1は、本発明のクラッチ機構を示す外観斜視図、図2は、図1のクラッチ機構を斜め上方から見た組立図、図3は、図1のクラッチ機構を斜め下方から見た組立図、図4は、図1のクラッチ機構の縦断面図、図5は、図2の切替ホイールを示す拡大斜視図、図6は、図3の入力ホイールを示す拡大斜視図、図7は、図4の矢線A−Aから見たクラッチ機構を示す部分断面図、図8は、図3の切替ホイールを示す拡大斜視図、図9は、図4の矢線B−Bから見たクラッチ機構を示す断面図、図10は、図9とは別の作動状態を示す断面図、図11は、図4とは別のクラッチスプリングの取付状態を示す部分縦断面図である。 FIG. 1 is an external perspective view showing the clutch mechanism of the present invention, FIG. 2 is an assembly view of the clutch mechanism of FIG. 1 as viewed obliquely from above, and FIG. 3 is an assembly view of the clutch mechanism of FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the clutch mechanism of FIG. 1, FIG. 5 is an enlarged perspective view of the switching wheel of FIG. 2, FIG. 6 is an enlarged perspective view of the input wheel of FIG. 3, and FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the clutch mechanism as seen from the arrow AA in FIG. 4, FIG. 8 is an enlarged perspective view showing the switching wheel in FIG. 3, and FIG. 9 is the clutch mechanism as seen from the arrow BB in FIG. FIG. 10 is a sectional view showing an operating state different from FIG. 9, and FIG. 11 is a partial longitudinal sectional view showing an attached state of a clutch spring different from FIG.
クラッチ機構1は、図1ないし3に示すように、ホルダ10、C字状スプリング20、連結ホイール30、クラッチスプリング40、入力歯車(入力ホイール)50、切替ホイール(切替部)60、出力ホイール70と、図4に示すクラッチ軸5とによって形成される。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図2及び図4に示すように、ホルダ10は、クラッチ機構1の組み込み装置、例えば自動車ドアのラッチを解除するためのモータ減速ユニット(被装着体)100等に固定される。ホルダ10は、例えば短円柱状に形成され、その一端面側に径方向断面が円形の凹部11を有し、この凹部11の底部外周部に、溝12が全周にわたり削成されている。凹部11の中央部には開口部10aが設けられ、図4に示すように、この開口部10aはモータ減速ユニット100の軸受ボス101を外嵌する。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
図2及び図3に示すように、C字状スプリング20は、弾性材を用いて文字通りC字状円形に形成され、その両端部が基部からまず中心方向へ、さらに先端部が軸方向(図示上方)へ折曲形成されている。この折曲形成された両端部が、第1C字状スプリング係止部21と第2C字状スプリング係止部22とを形成する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the C-shaped
図4に示すように、C字状スプリング20は、スプリング力に抗して第1C字状スプリング係止部21と第2C字状スプリング係止部22との間を狭めることにより、上述のホルダ10の凹部11の溝12内へはめ込むことができ、そのまま開放して拡径させると、スプリング力によってホルダ10の溝12内に周方向に回転不能に収容される。
As shown in FIG. 4, the C-shaped
すなわち、C字状スプリング20は、開放状態でホルダ10の溝12よりもやや大径に形成されており、拡径時にはホルダ10の凹部11の溝12内で周方向に回転不能となり、縮径時にはこの凹部11の溝12内で周方向に回転可能になる。なお、第1C字状スプリング係止部及び第2C字状スプリング係止部は、周方向に間隔をあけて配設すれば、必ずしもC字状スプリング20の両端部に設ける必要はない。
That is, the C-shaped
図5に示すように、連結ホイール30は、円板状の基台31と、この基台31からそれぞれ軸方向(図示上方)に突設された回転軸35、ガイドリブ36、連結ホイールリブ3
7により形成されている。基台31は、外周部に周方向に延びる切欠部32を有し、この切欠部32は、周方向の一端部が第1連結ホイール係止部32aを、他端部が第2連結ホイール係止部32bをそれぞれ形成する。
As shown in FIG. 5, the connecting
7. The
また、基台31には、2つのガイド孔33が回転軸35の両側にそれぞれ穿設されている。ガイド孔33には、後述する入力歯車50のガイドリブ55が差し込まれる。ガイド孔33は、入力歯車50のガイドリブ55が周方向に一定距離だけ移動できるように、このガイドリブ55よりも周方向に長く形成されている。
The
中空の回転軸35は、その外形が基部35aについては円柱状に、先端部35bについては基部35aよりも小径の6角柱状にそれぞれ形成される。連結ホイール30のガイドリブ36は、径方向断面が回転軸35と同軸に、かつ周方向に延びる円弧状に形成される。
The hollow
連結ホイールリブ37は、軸方向に延びると共に、その径方向断面が回転軸35と同軸の円弧状に形成され、周方向の一端部が第3連結ホイール係止部37aを形成し、他端部が第4連結ホイール係止部37bを形成する。
The connecting
このように形成された連結ホイール30は、図4に示すように、モータ減速ユニット100の軸受ボス101に嵌合された固定のクラッチ軸5に、その回転軸35が挿通されて回転自在に取り付けられる。
As shown in FIG. 4, the connecting
また、図2に示したC字状スプリング20の第1C字状スプリング係止部21と第2C字状スプリング係止部22が、この連結ホイール30の外周部に設けた切欠部32の、第1連結ホイール係止部32aと第2連結ホイール係止部32bとの間に介装される。このような構成を採ることによって、ホルダ10とC字状スプリング20と連結ホイール30の配置構造が極めて小型化できる。
Further, the first C-shaped
図2及び図3に示すように、クラッチスプリング40はコイル状ばねからなり、その内径は開放状態で、後述する入力歯車50の回転軸51の外径よりも僅かに大径に形成される。クラッチスプリング40の一端部には第1クラッチスプリング係止部41が、他端部には第2クラッチスプリング係止部42がそれぞれ形成される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
この第1クラッチスプリング係止部41と第2クラッチスプリング係止部42は、クラッチスプリング40の両端部がそれぞれ径方向外側に折曲形成されてなる。ただし、この第1クラッチスプリング係止部と第2クラッチスプリング係止部は、必ずしもクラッチスプリングの両端部に設ける必要はない。
The first clutch
図6に示すように、入力歯車50はウォームホイールからなり、図示しない外部モータのモータ軸に取り付けられたウォームと噛合することができる。入力歯車50の中心部には中空の回転軸51が配設され、図4に示すように、この回転軸51は、連結ホイール30の回転軸35の基部35aに挿通されて、連結ホイール30の回転軸35に対して回転自在である。
As shown in FIG. 6, the
回転軸51は、円筒状に連結ホイール30の側(図示下方)へ突出する。図2に示すように、連結ホイール30の入力歯車50の側(図示上方)の端面50a上には、径方向に長円の2つの係止孔(入力ホイール係止部)56が、直径上に軸線を挟むように配設される。
The rotating
図6に示すように、入力歯車50の連結ホイール30の側の端面50bには、いずれも
軸方向に延びると共に、その径方向断面が回転軸51と同軸の円弧状に形成された入力歯車リブ(入力ホイールリブ)52と2つのガイドリブ55とが突設される。入力歯車リブ52は、周方向の一端部が第1入力ホイール係止部53を形成し、他端部が第2入力ホイール係止部54を形成する。
As shown in FIG. 6, the input gear rib formed on the
図4に示すように、入力歯車50は、その回転軸51が回転自在に連結ホイール30の回転軸35の基部35aに挿通されて組み立てられると共に、2つのガイドリブ55が、連結ホイール30のガイド孔33内に周方向に摺動自在に挿入される。また、上述のクラッチスプリング40が、入力歯車50の回転軸51と連結ホイール30のガイドリブ36との間に取り付けられる。
As shown in FIG. 4, the
図7に示すように、上述の連結ホイール30の連結ホイールリブ37と入力歯車50の入力歯車リブ52は、クラッチスプリング40の第1クラッチスプリング係止部41と第2クラッチスプリング係止部42との間に介装される。
As shown in FIG. 7, the connecting
このように、連結ホイールリブ37と、入力歯車リブ52と、第1クラッチスプリング係止部41及び第2クラッチスプリング係止部42を、1箇所にまとめて配置することにより、連結ホイール30と入力ホイール50の配置構造を極めて小型化することができる。また、連結ホイール30の連結ホイールリブ37と入力歯車50の入力歯車リブ52は、その間に隙間を設けて配設されているから、周方向に相対移動可能である。
As described above, the
図8に示すように、切替ホイール60は短円柱状に形成され、その中心部に径方向断面が6角形の軸孔61が設けられている。図8及び図9に示すように、2つ(複数個)の爪孔62が、径方向と平行に、すなわち軸孔61を挟んで相互に平行に穿設されており、いずれも切替ホイール60の外周部にまで貫通している。爪孔62は直線状に、かつ爪孔62の軸線と直角方向の断面が矩形に形成される。
As shown in FIG. 8, the
切替ホイール60の入力ホイール50の側(図示下方)には、上述の爪孔62に沿って延び、かつこの爪孔62にまで貫通するガイド孔63がそれぞれ穿設されている。この切替ホイール60の爪孔62の内部には、四角柱状の爪部65が、摺動自在にそれぞれ挿入される。この爪部65は、切替ホイール60の爪孔62と略同一長に形成され、その両端部66は、切替ホイール60の外周面と略面一になるような形状に形成される。
On the
爪部65の入力ホイール50の側(図示下方)には、係止ピン67がそれぞれ圧入される。図4に示すように、この切替ホイール60は、上述の連結ホイール30の回転軸35の先端部35bにはめ込まれ、連結ホイール30と一体に回転する。このとき、切替ホイール60の爪部65に圧入されている係止ピン67の頭部が、上述の入力歯車50の係止孔56の中に挿入される。
Locking pins 67 are press-fitted into the
図3に示すように、出力ホイール70は、短円柱状の基部71と、その基部71から外部側へ延びる中空の出力軸72とからなる。出力軸72の先端部には歯車73が形成され、図示しない外部歯車と噛合して回転力を出力することができる。
As shown in FIG. 3, the
出力ホイール70の基部71の切替ホイール60の側(図示下方)には、内短円柱状の凹部74が形成され、この凹部74の内周部には、4つの出力ホイール係止部75が周方向に間隔をあけて凹設される。図4に示すように、出力ホイール70は、出力軸72がクラッチ軸5に回転自在に挿通されると共に、凹部74が切替ホイール60の外周部に遊嵌し、切替ホイール60に対しても同軸に回転自在である。
An inner short
図9に示すように、上述の切替ホイール60の爪部65が切替ホイール60の外周部か
ら突出すると、爪部65の端部66が出力ホイール70の凹部74内の出力ホイール係止部75にそれぞれ係止することができる。
As shown in FIG. 9, when the
次に、上述のクラッチ機構1の作動について説明する。
Next, the operation of the
入力歯車50に外部から回転が入力されていないときは、図9に示すように、2つの切替ホイール60の爪部65は、その端部66が切替ホイール60の外周面と略面一となるように、切替ホイール60の爪孔62の内部に収容されている。このため、出力歯車70は切替ホイール60に対して回転自在である。
When no rotation is input from the outside to the
したがって、このクラッチ機構1が、例えば自動車ドアのラッチを解除するためのモータ減速ユニットに使用されたとき、電動モータによる操作レバーの解除が終了すると、ラッチ機構に配設されているトーションスプリング等の付勢力によって、操作レバーを元の位置に戻すことができる。
Therefore, when the
図2に示すように、外部から入力歯車50に、例えばCW(正回転)方向の回転が入力されたとき、図7に示すように、入力歯車50の入力歯車リブ52の第2入力ホイール係止部54がクラッチスプリング40の第2クラッチスプリング係止部42に係止すると共に、クラッチスプリング40の第1クラッチスプリング係止部41が連結ホイール30の連結ホイールリブ37の第3連結ホイール係止部37aに係止する。これにより、連結ホイール30に対しても、CW方向の回転力がクラッチスプリング40を介して伝達される。
As shown in FIG. 2, when a rotation in the CW (forward rotation) direction, for example, is input to the
これと共に、図2に示すように、連結ホイール30の切欠部32の第1連結ホイール係止部32aがC字状スプリング20の第1C字状スプリング係止部21に係止して、C字状スプリング20に対してCW方向への回転力、すなわち、C字状スプリング20を縮径させる力が加わる。
At the same time, as shown in FIG. 2, the first connection
しかしながら、このCW方向の回転力が加わった初期の段階では、C字状スプリング20は、ホルダ10の凹部11の溝12との間で働いている摩擦力によって未だ回転不能である。このため、連結ホイール30はCW方向へ回転することができず、連結ホイール30と一体の切替ホイール60も、CW方向へ回転することはない。
However, at the initial stage when the rotational force in the CW direction is applied, the C-shaped
図7に示すように、入力歯車50は、クラッチスプリング40にCW方向の回転力が加わると、それによりわずかにCW方向へ回転する。これに伴って、切替ホイール60の爪部65の2つの係止ピン67が、図4に示すように、入力歯車50の係止孔56に係止していることにより、図10に示すように、切替ホイール60のガイド孔63に沿ってCW方向へ移動して、2つの爪部65を爪孔62内で相互に反対方向へ移動させる。
As shown in FIG. 7, when the rotational force in the CW direction is applied to the
これにより、各爪部65の端部66は切替ホイール60の外周面から突出して、出力ホイール70の基部71に設けた出力ホイール係止部75にそれぞれ係止する。これにより、CW方向の回転力に対して、入力歯車50と、入力歯車50に対して係止ピン67によって係止している切替ホイール60と、切替ホイール60に対して爪部65によって係止している出力ホイール70と、切替ホイール60と一体の連結ホイール30とが、相互に回転不能に一体になる。
Thereby, the
これにより、入力歯車50に対するCW方向の回転力が、連結ホイール30を介してC字状スプリング20にそのまま伝わるようになり、C字状スプリング20をさらに縮径させる。
Thereby, the rotational force in the CW direction with respect to the
このような状態になると、すでに一体となっている入力歯車50と連結ホイール30と切替ホイール60と出力ホイール70は、C字状スプリング20とホルダ10の溝12との間で働いていた摩擦力に抗して、C字状スプリング20と共にCW方向へ回転しはじめる。これにより、入力歯車50に入力されたCW方向の回転が出力ホイール70へ伝達され、外部へ出力される。
In such a state, the
次に、外部から入力歯車50に入力されていたCW方向の回転が停止すると、まず、C字状スプリング20とホルダ10の溝12との間の摩擦力によって、入力歯車50と一体となっている連結ホイール30と切替ホイール60と出力ホイール70のCW方向の回転も停止する。
Next, when the rotation in the CW direction input to the
これに伴って、入力歯車50は、クラッチスプリング40の巻き戻し力によってCCW方向へわずかに回転する。これは、例えば、入力歯車50と噛合している図示しないウォーム側に、入力歯車50が逆回転できるだけの進み角をわずかに設けておくこと等により可能である。
Along with this, the
入力歯車50がCCW方向へ回転すると、入力歯車50の係止孔56に係止している2つの係止ピン67も、図9に示すように、CCW方向へ、かつ切替ホイール60のガイド孔63に沿ってそれぞれ移動して、2つの爪部65を、爪孔62内で中心方向へ移動させて、爪部65の端部66が切替ホイール60の外周面と略面一となる元の位置にまで引き戻す。
When the
これにより、出力歯車70は切替ホイール60に対して回転自在となる。また、C字状スプリング20とクラッチスプリング40のスプリング力は、クラッチ機構1において、このような作動が得られるようにそれぞれ設定されている。
As a result, the
この一方、入力歯車50に、外部からCCW(逆回転)方向の回転力が入力されたとき、図7に示すように、入力歯車50の入力歯車リブ52の第1入力ホイール係止部53がクラッチスプリング40の第1クラッチスプリング係止部41に係止すると共に、クラッチスプリング40の第2クラッチスプリング係止部42が連結ホイール30の連結ホイールリブ37の第4連結ホイール係止部37bに係止する。
On the other hand, when a rotational force in the CCW (reverse rotation) direction is input to the
図2に示すように、連結ホイール30の切欠部32の第2連結ホイール係止部32bがC字状スプリング20の第2C字状スプリング係止部22に係止して、C字状スプリング20に対してCW方向への回転力、すなわち、C字状スプリング20を縮径させる力を加える。
As shown in FIG. 2, the second connecting
図4に示すように、入力歯車50の係止孔56に係止している切替ホイール60の爪部65の2つの係止ピン67が、切替ホイール60のガイド孔63に沿ってCCW方向へ移動して、2つの爪部65を爪孔62内で、上述の正回転時とは反対方向へそれぞれ移動させる。その他は上述の正回転時と同様であるから、説明を省略する。
As shown in FIG. 4, the two locking
上述のクラッチ機構1によれば、C字状スプリング20は正及び逆回転時に連結ホイール30に係止することができる係止部21,22を有し、クラッチスプリング40も正及び逆回転時に連結ホイール30及び入力ホイール50に係止することができる係止部41,42を有する。
According to the
これと共に、切替ホイール60は、外部から入力ホイール50へ回転力が入力されたとき、この回転力により作動して、入力ホイール50へ入力された回転力を出力ホイール70へ伝達して回転力を外部へ出力させる。したがって、正逆のいずれの回転に対しても、
入力ホイール50へ入力された回転力は出力ホイール70から出力される。
At the same time, when a rotational force is input from the outside to the
The rotational force input to the
また、切替ホイール60は、入力ホイール50へ回転力が入力されなくなったとき、クラッチスプリング40のスプリング力により作動して、出力ホイール70を入力ホイール50に対して回転自在にする。
Further, the
このように、本クラッチ機構1は双方向の回転入力に対して使用することができ、また、従来のワンウェイクラッチを利用して双方向の回転入力に対応させるようにした場合よりも、クラッチ機構が組み込まれる装置全体の部品数を少なくすることができ、構造も簡易なものとなる。したがって、大幅なコスト削減と組み込み装置の小型化を図ることができ、同時に部品管理の煩雑さ、組み立て間違い等の問題も解決することができる。
Thus, the
また、切替ホイール60と出力ホイール70の形状とそれらの組み込み形態を上述のようにすることにより、クラッチ機構全体を極めて小型化することができる。さらに、切替ホイール60の爪部65を作動させるための構成を上述のようにすることにより、入力ホイール50の回転力を利用して爪部65を移動させることができる。
Further, by making the shapes of the
一方、図10に示すように、切替ホイール60の爪部65は、その先端部66が切替ホイール60の回転方向に対して90°以下の角度で外周部から突出して出力ホイール70の出力ホイール係止部75に係止するようにしたから、切替ホイール60と出力ホイール70との係止が確実なものとなる。また、切替ホイール60の爪部65を2つ配設したから、切替ホイール60と出力ホイール70との係止がさらに確実なものとなる。
On the other hand, as shown in FIG. 10, the
なお、本発明は上述の一実施の形態に制約されるものではなく、種々の変形が可能であり、本発明の範囲から除外されるものではないことは勿論である。例えば、本発明のクラッチ機構は、必ずしも自動車ドアのラッチを解除するためのモータ減速ユニットに限定して使用されるものではなく、あらゆる装置に使用することができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible, and it goes without saying that the present invention is not excluded from the scope of the present invention. For example, the clutch mechanism of the present invention is not necessarily limited to the motor speed reduction unit for releasing the latch of the automobile door, and can be used for any device.
また、図4に示すように、クラッチスプリングを入力歯車の回転軸の外側に取り付けるのではなく、図11に示すように、クラッチスプリング81を連結ホイール82の回転軸83の外側に取り付けるようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 4, the clutch spring is not attached to the outside of the rotation shaft of the input gear, but the
1 クラッチ機構
5 クラッチ軸
10 ホルダ
10a 開口部
11 凹部
12 溝
20 C字状スプリング
21 第1C字状スプリング係止部
22 第2C字状スプリング係止部
30 連結ホイール
31 基台
32 切欠部
32a 第1連結ホイール係止部
32b 第2連結ホイール係止部
33 ガイド孔
35 回転軸
35a 基部
35b 先端部
36 ガイドリブ
37 連結ホイールリブ
37a 第3連結ホイール係止部
37b 第4連結ホイール係止部
40 クラッチスプリング
41 第1クラッチスプリング係止部
42 第2クラッチスプリング係止部
50 入力歯車(入力ホイール)
50a 端面
50b 端面
51 回転軸
52 入力歯車リブ(入力ホイールリブ)
53 第1入力ホイール係止部
54 第2入力ホイール係止部
55 ガイドリブ
56 係止孔(入力ホイール係止部)
60 切替ホイール(切替部)
61 軸孔
62 爪孔
63 ガイド孔
65 爪部
66 端部
67 係止ピン
70 出力ホイール
71 基部
72 出力軸
73 歯車
74 凹部
75 出力ホイール係止部
81 クラッチスプリング
82 入力歯車(入力ホイール)
83 回転軸
100 モータ減速ユニット
101 軸受ボス
DESCRIPTION OF
53 First input
60 switching wheel (switching part)
61
83
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