JP5595166B2 - Clutch mechanism, reducer, actuator - Google Patents
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Description
本発明は、車両の各種ユニット等に好適なクラッチ機構、減速機、アクチュエータに関する。 The present invention relates to a clutch mechanism, a reducer, and an actuator suitable for various units of a vehicle.
従来、車両のパワーウインド装置において、電動モータ及び減速機を含むアクチュエータを備える場合、通常はウォームギヤ機構からなる前記減速機を逆入力防止手段としてウインドガラスからの入力によるウインドガラスの昇降を防止している。このような逆入力防止機能を高めるために、例えばアクチュエータのウォームギヤ軸の端部に、ギヤケースに接触して摩擦制動力を発生させるスペーサを設けたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, when an actuator including an electric motor and a speed reducer is provided in a power window device for a vehicle, the wind speed of the window glass is prevented from rising and lowering due to an input from the wind glass by using the speed reducer normally composed of a worm gear mechanism as a reverse input preventing means. Yes. In order to enhance such a reverse input prevention function, for example, a spacer that generates a friction braking force by contacting a gear case is provided at the end of a worm gear shaft of an actuator (see, for example, Patent Document 1).
しかし、上記従来の構成では、意図的にアクチュエータの駆動抵抗を発生させて逆入力に対する抗力を確保していることから、電動モータ(駆動源)の効率のよい駆動の妨げになるという課題がある。 However, in the above conventional configuration, the drive resistance of the actuator is intentionally generated to ensure the resistance against the reverse input, so that there is a problem that the electric motor (drive source) is prevented from being driven efficiently. .
そこで本発明は、駆動源の効率のよい駆動を妨げることなく逆入力防止機能を高めることができるクラッチ機構、減速機、アクチュエータを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a clutch mechanism, a reduction gear, and an actuator that can enhance a reverse input prevention function without hindering efficient driving of a driving source.
上記課題の解決手段として、請求項1に記載した発明は、
回転軸線を共有して別個に回転する一方、係合手段を介して互いに一体回転可能な入力部材及び出力部材と、
前記入力部材及び出力部材を収納する収納部と、
前記出力部材に前記回転軸線と平行に設けられる軸部と、
前記軸部に揺動自在に支持され、前記出力部材が前記入力部材に先んじて回転しようとしたときには、前記収納部に係合して前記出力部材の回転をロックするカム部材と、
前記入力部材に設けられ、この入力部材が前記出力部材に先んじて回転しようとしたときには、前記カム部材に当接してこのカム部材を前記収納部との係合位置から退避させる係合解除手段と、を備え、
前記カム部材のクラッチ径方向外側に、前記収納部に係合する外係合部が設けられ、
前記カム部材のクラッチ径方向内側に、前記収納部内の中心軸に係合する内係合部が設けられるクラッチ機構を提供する。
As means for solving the above problems, the invention described in
An input member and an output member that rotate independently of each other via an engagement means while sharing a rotation axis and rotating separately;
A storage section for storing the input member and the output member;
A shaft provided on the output member in parallel with the rotation axis;
A cam member that is swingably supported by the shaft portion, and engages with the housing portion to lock the rotation of the output member when the output member tries to rotate prior to the input member;
Disengagement means provided on the input member for abutting the cam member and retracting the cam member from an engagement position with the storage portion when the input member tries to rotate prior to the output member; , equipped with a,
An outer engagement portion that engages with the storage portion is provided outside the cam member in the clutch radial direction,
A clutch mechanism is provided in which an inner engagement portion that engages with a central axis in the storage portion is provided on an inner side in the clutch radial direction of the cam member .
また、上記クラッチ機構は、請求項2に記載した発明のように、前記係合手段が、前記入力部材に設けられた凹部と、前記出力部材に設けられて前記凹部に係合する凸部とを有し、前記凸部が前記軸部を形成するものであってもよい。
また、上記クラッチ機構は、請求項3に記載した発明のように、前記凸部及び凹部の間に、クラッチ周方向で第一の隙間が形成され、前記カム部材及び係合解除手段の間に、クラッチ周方向で前記第一の隙間よりも小さい第二の隙間が形成されるものであってもよい。
また、上記クラッチ機構は、請求項4に記載した発明のように、前記カム部材が、クラッチ周方向で複数並ぶように設けられるものであってもよい。
In the clutch mechanism, as in the invention described in
In the clutch mechanism, as in the invention described in
The clutch mechanism may be provided such that a plurality of cam members are arranged in the circumferential direction of the clutch, as in the invention described in claim 4.
また、上記クラッチ機構は、請求項5に記載した発明のように、前記カム部材における前記軸部の挿通孔が、このカム部材のクラッチ径方向での変位を許容するべく楕円状に形成されるものであってもよい。
In the clutch mechanism, as in the invention described in
また、上記クラッチ機構は、請求項6に記載した発明のように、前記外係合部を前記収納部に接触させるべく前記カム部材を付勢するカム付勢手段を備えるものであってもよい。
また、上記クラッチ機構は、請求項7に記載した発明のように、前記カム部材が、前記出力部材の正転方向の回転を規制する第一のカム部材を構成し、クラッチ軸方向視にて、前記第一のカム部材のクラッチ径方向外側での前記収納部との接点が、前記第一のカム部材を支持する軸部の軸中心を通るクラッチ半径よりも前記正転方向にずれて配置されるものであってもよい。
また、上記クラッチ機構は、請求項8に記載した発明のように、前記カム部材が複数設けられ、これら各カム部材の一部が、前記第一のカム部材を構成すると共に、前記各カム部材の他の一部が、前記出力部材の他方向の回転を規制する第二のカム部材を構成し、クラッチ軸方向視にて、前記第二のカム部材のクラッチ径方向外側での前記収納部との接点が、前記第二のカム部材を支持する軸部の軸中心を通るクラッチ半径よりも前記他方向にずれて配置されるものであってもよい。
The clutch mechanism may include a cam urging unit that urges the cam member to bring the outer engagement portion into contact with the storage portion, as in the invention described in claim 6. .
In the clutch mechanism, as in the invention described in claim 7 , the cam member constitutes a first cam member that restricts the rotation of the output member in the forward rotation direction, and is viewed in the clutch axial direction. The contact point between the first cam member and the storage portion on the outer side in the clutch radial direction is shifted from the clutch radius passing through the shaft center of the shaft portion supporting the first cam member in the forward rotation direction. It may be done.
Further, the clutch mechanism is provided with a plurality of cam members as in the invention described in
請求項9に記載した発明は、ウォームギヤ軸に入力された回転動力を減速してウォームホイールに出力する減速機において、前記ウォームホイールとこれを収納する収納部との間に、請求項1から8の何れか1項に記載のクラッチ機構が構成されるものを提供する。
請求項10に記載した発明は、回転動力を発生する電動モータと、この電動モータから入力された回転動力を減速して出力する減速機とを備え、車両のドアガラスの昇降に用いられるアクチュエータにおいて、前記減速機における出力ギヤとこれを収納する収納部との間に、請求項1から8の何れか1項に記載のクラッチ機構が構成されるものを提供する。
The invention described in
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an actuator used for raising and lowering a door glass of a vehicle, comprising: an electric motor that generates rotational power; and a speed reducer that decelerates and outputs the rotational power input from the electric motor. A clutch mechanism according to any one of
請求項1に記載した発明によれば、出力部材が入力部材に先んじて回転しようとしても、カム部材が収納部に係合して出力部材の回転をロックする。
一方、入力部材が出力部材に先んじて回転しようとすると、係合解除手段がカム部材を収納部との係合位置から退避させて収納部との係合を解除し、入力部材への入力による出力部材の回転を可能とする。
このように、入力部材から出力部材への入力は許可する一方、出力部材から入力部材への逆入力は禁止することで、電動モータ等の駆動源の効率のよい駆動を妨げることなく、出力部材から入力部材への逆入力による入力部材の回転を防止する効果を高めることができる。
また、カム部材が出力部材に揺動可能に支持されることで、入力部材と出力部材との間にローラ等を配置した逆入力防止手段と比べて構成及び組み立てを簡素化でき、コストダウン及び小型軽量化を図ることができる。
また、クラッチ外周側にて効果的に出力部材の回転をロックできる。
また、クラッチ内周側でも出力部材の回転をロックできると共に、中心軸からの反力によりクラッチ外周側での制動力を高めることができる。
According to the first aspect of the present invention, even if the output member tries to rotate prior to the input member, the cam member engages with the storage portion and locks the rotation of the output member.
On the other hand, when the input member tries to rotate prior to the output member, the engagement release means retracts the cam member from the engagement position with the storage portion to release the engagement with the storage portion, and the input member inputs the input member. The output member can be rotated.
In this way, input from the input member to the output member is permitted, but reverse input from the output member to the input member is prohibited, so that the output member can be prevented without hindering efficient driving of a drive source such as an electric motor. Therefore, the effect of preventing the rotation of the input member due to reverse input to the input member can be enhanced.
In addition, since the cam member is swingably supported by the output member, the configuration and assembly can be simplified as compared with the reverse input prevention means in which a roller or the like is disposed between the input member and the output member. Smaller and lighter can be achieved.
Further, the rotation of the output member can be effectively locked on the clutch outer peripheral side.
In addition, the rotation of the output member can be locked even on the inner circumferential side of the clutch, and the braking force on the outer circumferential side of the clutch can be increased by the reaction force from the central axis.
請求項2に記載した発明によれば、入力部材及び出力部材を一体回転可能に係合させる凸部を利用してカム部材を支持可能となり、さらなる構成の簡素化を図ることができる。
請求項3に記載した発明によれば、入力部材から出力部材へ回転動力を入力する際に、まず係合解除手段がカム部材に当接してこれを収納部との係合位置から退避させ、その後に凹部が凸部に当接して入力部材から出力部材へ回転動力を入力可能となり、入力部材の回転動力で出力部材を回転させることができる。
請求項4に記載した発明によれば、複数のカム部材により出力部材の回転をバランスよくロックできる。
According to the second aspect of the present invention, the cam member can be supported by using the convex portion that engages the input member and the output member so as to be integrally rotatable, thereby further simplifying the configuration.
According to the invention described in
According to the invention described in claim 4, the rotation of the output member can be locked in a balanced manner by the plurality of cam members.
請求項5に記載した発明によれば、カム部材の公差等を吸収しつつカム部材を収納部に確実に係合させることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the cam member can be reliably engaged with the storage portion while absorbing the tolerance of the cam member.
請求項6に記載した発明によれば、他の入力がなければカム部材を常に収納部に接触させておくことができ、出力部材が入力部材に先んじて回転しようとしてもこの出力部材の回転を遅延なくロックすることができる。
請求項7に記載した発明によれば、出力部材が一方向に回転しようとしても、第一のカム部材が軸部と収納部との間で突っ張ることで、出力部材の一方向の回転をロックすることができる。
請求項8に記載した発明によれば、出力部材が正逆何れの方向に回転しようとしても、第一又は第二のカム部材が軸部と収納部との間で突っ張ることで、出力部材の正逆回転をロックすることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the cam member can be kept in contact with the storage portion without any other input, and even if the output member tries to rotate ahead of the input member, the rotation of the output member is prevented. It can be locked without delay.
According to the seventh aspect of the present invention, even if the output member tries to rotate in one direction, the first cam member is stretched between the shaft portion and the storage portion to lock the rotation of the output member in one direction. can do.
According to the invention described in
請求項9に記載した発明によれば、ウォームギヤ機構と併せて出力部からの逆入力防止機能をさらに高めることができる。
請求項10に記載した発明によれば、電動モータの駆動によるドアガラスの昇降を妨げることなく、ドアガラスへの負荷やその振動等による逆入力があった場合には、ドアガラスの昇降を確実に防止することができる。
According to the ninth aspect of the invention, the function of preventing reverse input from the output unit can be further enhanced in combination with the worm gear mechanism.
According to the tenth aspect of the present invention, when there is a reverse input due to a load on the door glass or its vibration without hindering the door glass from being raised and lowered by driving the electric motor, the door glass is surely raised and lowered. Can be prevented.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1に示すアクチュエータ1は、例えば車両のパワーウインド装置におけるドアガラスの昇降に用いられるもので、電動モータ2と、この電動モータ2に連結されたウォーム減速機3とを一体に備える。ウォーム減速機3には、後に詳述するクラッチ機構4が内装される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
An
電動モータ2は、有底筒状のヨーク5と、このヨーク5の内側に回転自在に設けられたアーマチュア6とを備える。アーマチュア6は、回転軸7と、この回転軸7に外嵌固定されたアーマチュアコア(不図示)と、回転軸7の一端側に設けられたコンミテータ(不図示)とを有する。回転軸7の一端側には、前記ウォーム減速機3が連結される。なお、ヨーク5の内側にはコンミテータに摺接するブラシを収容するブラシホルダ(不図示)が収納されている。また、回転軸7は、一端が不図示のブラシホルダに設けられた軸受(不図示)に支持され、他端がヨーク5に設けられた軸受(不図示)に支持されている。
The
ウォーム減速機3は、アーマチュア6の一端側を受け入れるホルダ部8と、ウォームギヤ機構9及びクラッチ機構4を収納するギヤ収納部10とを一体化したケーシング11を有する。ホルダ部8は、電動モータ2側に開口する箱状に形成され、このホルダ部8内に外部電源を接続可能とするコネクタ13を収容する。なお、電動モータ5とケーシング11とは、ホルダ部8に収容されたコネクタ13を不図示のブラシホルダと電気的に接続させた状態で、電動モータ5とケーシング11とを固定することで一体化される。
The
ケーシング11のギヤ収納部10は、ウォームギヤ機構9のウォームギヤ軸15を収納する円筒状のウォーム収納部17と、ウォーム収納部17の側方に一体形成されてウォームギヤ機構9のウォームホイール16及びこれと同軸の前記クラッチ機構4を収納するカップ状のホイール収納部18とを有する。電動モータ2の回転軸7は、ホルダ部8を貫通してウォーム収納部17内のウォームギヤ軸15と一体回転可能に連結される。電動モータ2からウォームギヤ軸15に入力された回転動力は、適宜減速されてウォームホイール16に出力される。
The
図2,3に示すように、ホイール収納部18内には、その底部18a側(下側)から順にストッパリング21、一対のカム付勢バネ22、四つのカムプレート23、ウォームホイール16及び出力部材24が収納される。ストッパリング21、ウォームホイール16及び出力部材24は互いに同軸をなし、さらにストッパリング21とウォームホイール16とはホイール収納部18内の中央部にその一部として立設されたセンターシャフト25に回転自在に支持される。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
ストッパリング21は、ホイール収納部18の底部18a側の内周に整合する円環状のリング部21aと、センターシャフト25の外周に整合する円筒状のハブ部21bと、リング部21a及びハブ部21b間を連結する複数(本実施形態では六本)のスポーク部21cとを一体に有する。リング部21aは、ホイール収納部18の一部をなすようにこれに固定され、ハブ部21bは、センターシャフト25の一部をなすようにこれに固定される。
The
このストッパリング21(ホイール収納部18)、各カム付勢バネ22、各カムプレート23、ウォームホイール16及び出力部材24を主に、ホイール収納部18内にクラッチ機構4が構成される。クラッチ機構4は、ウォームホイール16から出力部材24への入力は許可する一方、出力部材24からウォームホイール16への逆入力は禁止する。これにより、電動モータ2の駆動によるドアガラスの昇降は妨げることなく、ドアガラスへの負荷やその振動等による逆入力があった場合にはウォームホイール16の回転を防止する。
The clutch mechanism 4 is mainly configured in the
なお、図中線C1はセンターシャフト25の中心軸線(ウォームホイール16、ホイール収納部18及びクラッチ機構4の中心軸線)を示す。以下、軸線C1に沿う方向をクラッチ軸方向、軸線C1中心の周回方向をクラッチ周方向、軸線C1と直交する方向をクラッチ径方向という。
In addition, the line C1 in the figure indicates the center axis of the center shaft 25 (the center axis of the
ウォームホイール16は、その回転中心部にセンターシャフト25の挿通孔16aが形成され、外周部にはギヤ歯16bが形成される。ウォームホイール16のクラッチ径方向中間部(回転中心部と外周部との間)には、クラッチ軸方向視で軸線C1中心の円弧状をなす上下辺とクラッチ径方向に沿う側辺とを有する略台形状の係合孔16cが、クラッチ周方向で等間隔に並ぶように複数(本実施形態では四つ)形成される。
The
各係合孔16cは、クラッチ軸方向と平行にウォームホイール16のクラッチ径方向中間部を直線状に貫通する。ウォームホイール16のクラッチ軸方向上側(ホイール収納部18の底部18aと反対側)からは、各係合孔16cに対応して出力部材24の下面側(ホイール収納部18の底部18a側)に突設された複数の係合突部26がそれぞれ挿通される。各係合突部26は、対応する係合孔16cの断面形状(クラッチ軸方向視形状)と同様の略台形状をなし、クラッチ軸方向と平行に直線状に突出する。なお、出力部材24は、ウォームホイール16と同軸の円盤状の本体部24aと、本体部24a下面側のクラッチ径方向中間部に突設される各係合突部26と、本体上面側の中央部に突設される出力部24bとを一体に有する。
Each
各係合突部26は、そのクラッチ周方向での幅(両側辺間の角度)が係合孔16cのそれよりも小さく、これら各係合突部26が、対応する係合孔16cにクラッチ周方向で所定の遊びを有した状態で遊嵌される。これら各係合孔16c及び係合突部26を係合手段として、個別に回転可能なウォームホイール16と出力部材24とが一体回転可能となり、かつ前記遊び分だけ相対回転可能となる。
Each
各係合突部26の先端には、それぞれ軸線C1と平行な円柱状の軸部27が突設される。各軸部27はウォームホイール16の下面側に突出し、これら各軸部27に前記各カムプレート23がそれぞれ揺動可能に支持される。換言すれば、各カムプレート23は、ウォームホイール16のクラッチ径方向中間部にクラッチ周方向で複数並ぶように配置される。
A
各カムプレート23は、クラッチ軸方向で所定厚さを有する平板状をなし、クラッチ軸方向視で概ね楕円形状に形成される。各カムプレート23は、前記楕円形状の長軸をクラッチ径方向に対してやや傾斜させるように設けられる。この状態で、各カムプレート23のクラッチ径方向外側端がリング部21aの内周面に当接し、各カムプレート23のクラッチ径方向内側端がハブ部21bの外周面に当接する。各カムプレート23のクラッチ径方向中間部には、軸部27を挿通する挿通孔23aがそれぞれ形成される。
Each
ここで、各カムプレート23の内、クラッチ径方向で互いに対称となる位置に配置される一組のもの(以下、第一のカムプレート28という)は、そのクラッチ径方向内側に対してクラッチ径方向外側がウォームホイール16の正転方向下流側(正転側、図中矢印Fで示す)に位置するように傾斜して配置される。
Here, among each
この構成において、ウォームホイール16からの正転方向への入力時には、当該第一のカムプレート28のクラッチ径方向外側端がリング部21aの内周面に係合することなく、ウォームホイール16の正転に伴う出力部材24の正転を許容する。一方、出力部材24からの正転方向への入力時には、当該第一のカムプレート28のクラッチ径方向外側端がリング部21aの内周面に係合することで、出力部材24の正転をロックする。
In this configuration, when the
一方、各カムプレート23の内、前記第一のカムプレート28と異なる他組のもの(以下、第二のカムプレート29という)は、そのクラッチ径方向内側に対してクラッチ径方向外側がウォームホイール16の逆転方向下流側(逆転側、図中矢印Bで示す)に位置するように傾斜して配置される。
On the other hand, in each
この構成において、ウォームホイール16からの逆転方向への入力時には、当該第二のカムプレート29のクラッチ径方向外側端がリング部21aの内周面に係合することなく、ウォームホイール16の逆転に伴う出力部材24の逆転を許容する。一方、出力部材24からの逆転方向への入力時には、当該第二のカムプレート29のクラッチ径方向外側端がリング部21aの内周面に係合することで、出力部材24の逆転をロックする。
In this configuration, at the time of input from the
なお、各カムプレート23は、各係合突部26の先端側(ホイール収納部18の底部18a側)にて各軸部27に揺動自在に支持されるが、例えば各係合突部26の基端側(ホイール収納部18の開放側)にて各係合突部26等に揺動自在に支持される構成であってもよい。この場合、ストッパリング21(リング部21a)もホイール収納部18の開放側に固定されることとなる。
Each
図3を参照し、各カムプレート23のクラッチ径方向外側には、クラッチ軸方向視でリング部21aの内周面よりも小径の円弧状をなす外係合面23bがそれぞれ形成される。これにより、各カムプレート23のクラッチ径方向外側端がリング部21aの内周面にクラッチ軸方向と平行な線分で線接触する。以下、クラッチ軸方向視における各カムプレート23とリング部21aとの接点を符号tで示す。
Referring to FIG. 3, an
また、各カムプレート23のクラッチ径方向内側には、ハブ部21bの外周面に係合可能なクラッチ軸方向視円弧状の内係合面23cがそれぞれ形成される。
ここで、各カムプレート23の挿通孔23aはクラッチ径方向に長い楕円状をなし、各カムプレート23をクラッチ径方向で所定量だけ変位可能とする。これにより、各カムプレート23が、外係合面23bをリング部21aの内周面に、内係合面23cをハブ部21bの外周面にそれぞれ確実に係合可能となる。
Further, on the inner side of each
Here, the
第一のカムプレート28の正転側縁部28aと、第二のカムプレート29における前記正転側縁部28aに隣接する逆転側縁部29aとの間には、これら各縁部28a,29aをクラッチ周方向で互いに離間させる側に付勢するカム付勢バネ22が配設される。
Between the forward rotation
カム付勢バネ22はトーションコイルスプリングとして構成され、そのコイル部がウォームホイール16から起立する支持ピン16dに貫通支持されると共に、そのコイル端部の一方が第一のカムプレート28の正転側縁部28aに、他方が第二のカムプレート29の逆転側縁部29aにそれぞれ接触してこれらを押圧する。
The
カム付勢バネ22が各カムプレート23に付与する押圧力は同一であり、ウォームホイール16及び出力部材24に他の入力がなければ、各カムプレート23を介してこれらに係合する軸部27及び係合突部26が対応する係合孔16cのクラッチ周方向の中央位置に配置される。このとき、各係合孔16cの両側部と各係合突部26の両側部とは、それぞれ軸線C1中心の角度s1分だけ離間する(図4参照)。以下、前記角度s1分の隙間を第一の隙間s1という。
The pressing force applied to each
このカム付勢バネ22により、第一のカムプレート28はそのクラッチ径方向外側を軸線C1中心の逆転方向に移動させる側に(外係合面23bをリング部21aの内周面に接触させる側に)付勢され、第二のカムプレート29はそのクラッチ径方向外側を軸線C1中心の正転方向に移動させる側に(外係合面23bをリング部21aの内周面に接触させる側に)付勢される。
By this
第一のカムプレート28のクラッチ径方向外側の逆転側端部には、ウォームホイール16から起立する正転時係合解除ピン16eが当接可能であり、第二のカムプレート29のクラッチ径方向外側の正転側端部には、同じくウォームホイール16から起立する逆転時係合解除ピン16fが当接可能である。
A forward
第一のカムプレート28と正転時係合解除ピン16e、及び第二のカムプレート29と逆転時係合解除ピン16fとは、それぞれ軸線C1中心の角度s2分だけ離間する(図4参照)。以下、前記角度s2分の隙間を第二の隙間s2という。第二の隙間(角度)s2は第一の隙間(角度)s1よりも小さく設定される。
The first cam plate 28 and the forward
第一及び第二の隙間s1,s2が形成された状態において、第一のカムプレート28とリング部21aとの接点tは、当該各カムプレート28に対応する軸部27の軸中心C2を通過するクラッチ半径rよりも正転側にずれて配置される。
In the state in which the first and second gaps s1, s2 are formed, the contact t between the first cam plate 28 and the
同様に、第一及び第二の隙間s1,s2が形成された状態において、第二のカムプレート29とリング部21aとの接点tは、当該各カムプレート29に対応する軸部27の軸中心C2を通過するクラッチ半径rよりも逆転側にずれて配置される。
Similarly, in the state in which the first and second gaps s1 and s2 are formed, the contact t between the second cam plate 29 and the
クラッチ軸方向視において、第一のカムプレート28の接点t、当該各カムプレート23に対応する各軸部27の軸中心C2、及び軸線C1を結んで形成される角度は、それぞれ平角(180度)に近い鈍角とされる。このため、ウォームホイール16に対して出力部材24が正転しようとすると、第一のカムプレート28がその外係合面23bとリング部21aの内周面との接触の摩擦により揺動しようとして外係合面23bをリング部21aの内周面に強く押し付ける。このようなカムプレート23の突っ張り効果(くさび効果)により、出力部材24の正転が制限される。
The angle formed by connecting the contact point t of the first cam plate 28, the shaft center C2 of each
同様に、クラッチ軸方向視において、第二のカムプレート29の接点t、当該カムプレート23に対応する軸部27の軸中心C2及び軸線C1を結んで形成される角度は、それぞれ平角(180度)に近い鈍角とされる。このため、ウォームホイール16に対して出力部材24が逆転しようとすると、第二のカムプレート29がその外係合面23bとリング部21aの内周面との接触の摩擦により揺動しようとして外係合面23bをリング部21aの内周面に強く押し付ける。このようなカムプレート23の突っ張り効果(くさび効果)により、出力部材24の逆転が制限される。
Similarly, the angle formed by connecting the contact t of the second cam plate 29 and the shaft center C2 and the axis C1 of the
上述の構成において、ウォームホイール16及び出力部材24にカム付勢バネ22以外の入力がなければ、各カムプレート23が各カム付勢バネ22に付勢されて外係合面23bをリング部21aの内周面に接触させる。この状態から、出力部材24がウォームホイール16に先んじて正逆回転しようとしても(出力部材24からクラッチ機構4へ回転動力を逆入力しようとしても)、前述した各カムプレート23の突っ張り効果により、出力部材24の正逆回転が制限される。
In the above-described configuration, if there is no input other than the
一方、上述の如く出力部材24の回転が制限された状態でも、ウォームホイール16は出力部材24に対して前記第一の隙間s1分は正逆回転可能である。
On the other hand, even when the rotation of the
まず、図5を参照し、ウォームホイール16が出力部材24に先んじて正転すると(ウォームホイール16からクラッチ機構4へ正転動力を入力すると)、第二の隙間s2が第一の隙間s1よりも小さいことから、各係合孔16cの側部と各係合突部26の側部とが互いに突き当たる前に、正転時係合解除ピン16eが第一のカムプレート28に当接してこれを軸部27中心に揺動させる。
First, referring to FIG. 5, when the
すると、当該カムプレート23の外係合面23bがリング部21a(ホイール収納部18)の内周面との係合位置から退避し、これらの間に隙間s3が形成される。すなわち、当該カムプレート23による出力部材24の正転の制限が解除される。
Then, the
この後に、さらにウォームホイール16が正転し、各係合孔16cの側部と各係合突部26の側部とが互いに突き当たることで、ウォームホイール16の正転動力が出力部材24に伝達可能となり、ウォームホイール16の正転に伴い出力部材24が正転する。
Thereafter, the
なお、このとき、第二のカムプレート29は、その外係合面23bをリング部21aの内周面に接触させるが、この接触の摩擦により当該カムプレート23が揺動しても、当該カムプレート23の外係合面23bとリング部21aの内周面とを離間させることから、当該カムプレート23はリング部21aに摺接するだけであり、出力部材24の正転をロックすることはない。
At this time, the second cam plate 29 brings its
次に、図6を参照し、ウォームホイール16が出力部材24に先んじて逆転すると(ウォームホイール16から出力部材24へ逆転動力を入力すると)、各係合孔16cの側部と各係合突部26の側部とが互いに突き当たる前に、逆転時係合解除ピン16fが第二のカムプレート29に当接してこれを軸部27中心に揺動させる。
Next, referring to FIG. 6, when the
すると、当該カムプレート23の外係合面23bがリング部21a(ホイール収納部18)の内周面との係合位置から退避し、これらの間に隙間s3が形成される。すなわち、当該カムプレート23による出力部材24の逆転の制限が解除される。
Then, the
この後に、さらにウォームホイール16が逆転し、各係合孔16cの側部と各係合突部26の側部とが互いに突き当たることで、ウォームホイール16の逆転動力が出力部材24に伝達可能となり、ウォームホイール16の逆転に伴い出力部材24が逆転する。
Thereafter, the
なお、このとき、第一のカムプレート28はリング部21aに摺接するだけであり、出力部材24の逆転をロックすることはない。
At this time, the first cam plate 28 is merely in sliding contact with the
このように、ウォームホイール16の正逆回転によるクラッチ機構4への入力時には、正逆回転何れの場合にも出力部材24への回転動力の伝達が可能となり、出力部材24の正逆回転によるクラッチ機構4への入力時には、正逆何れの場合にも前記一組又は第二のカムプレート23の噛み付き効果によりウォームホイール16への回転動力の伝達が不能となる。
As described above, at the time of input to the clutch mechanism 4 by forward / reverse rotation of the
このため、意図的にアクチュエータ1の駆動抵抗を発生させる等の必要がなく、ドアガラスに外力が加わったり走行時の振動が作用した際に出力部材24に回転動力が逆入力された場合にも、この逆入力がウォームギヤ軸15や電動モータ2まで至ることを防止できる。
For this reason, it is not necessary to intentionally generate the driving resistance of the
以上説明したように、上記実施形態におけるクラッチ機構4は、回転軸線C1を共有して別個に回転する一方、係合手段を介して互いに一体回転可能なウォームホイール16及び出力部材24と、前記ウォームホイール16及び出力部材24を収納するホイール収納部18と、前記出力部材24に前記回転軸線C1と平行に設けられる軸部27と、前記軸部27に揺動自在に支持され、前記出力部材24が前記ウォームホイール16に先んじて回転しようとしたときには、前記ホイール収納部18に係合して前記出力部材24の回転をロックするカムプレート23と、前記ウォームホイール16に設けられ、このウォームホイール16が前記出力部材24に先んじて回転しようとしたときには、前記カムプレート23に当接してこのカムプレート23を前記ホイール収納部18との係合位置から退避させる係合解除ピン16e,16fと、を備えるものである。
As described above, the clutch mechanism 4 in the above embodiment shares the rotation axis C1 and rotates separately, while the
この構成によれば、出力部材24がウォームホイール16に先んじて回転しようとしても、カムプレート23がホイール収納部18に係合して出力部材24の回転をロックする。
一方、ウォームホイール16が出力部材24に先んじて回転しようとすると、係合解除ピン16e,16fがカムプレート23をホイール収納部18との係合位置から退避させてホイール収納部18との係合を解除し、ウォームホイール16への入力による出力部材24の回転を可能とする。
このように、ウォームホイール16から出力部材24への入力は許可する一方、出力部材24からウォームホイール16への逆入力は禁止することで、電動モータ2等の駆動源の効率のよい駆動を妨げることなく、出力部材24からウォームホイール16への逆入力によるウォームホイール16の回転を防止する効果を高めることができる。
また、カムプレート23が出力部材24に揺動可能に支持されることで、ウォームホイール16と出力部材24との間にローラ等を配置した逆入力防止手段と比べて構成及び組み立てを簡素化でき、コストダウン及び小型軽量化を図ることができる。
According to this configuration, even if the
On the other hand, when the
As described above, the input from the
Further, since the
また、上記クラッチ機構4は、前記係合手段が、前記ウォームホイール16に設けられた係合孔16cと、前記出力部材24に設けられて前記係合孔16cに係合する係合突部26とを有し、前記係合突部26が前記軸部27を形成することで、ウォームホイール16及び出力部材24を一体回転可能に係合させる係合突部26を利用してカムプレート23を支持可能となり、さらなる構成の簡素化を図ることができる。
The clutch mechanism 4 includes an engaging
また、上記クラッチ機構4は、前記係合突部26及び係合孔16cの間に、クラッチ周方向で第一の隙間s1が形成され、前記カムプレート23及び係合解除ピン16e,16fの間に、クラッチ周方向で前記第一の隙間s1よりも小さい第二の隙間s2が形成されることで、ウォームホイール16から出力部材24へ回転動力を入力する際に、まず係合解除ピン16e,16fがカムプレート23に当接してこれをホイール収納部18との係合位置から退避させ、その後に係合孔16cが係合突部26に当接してウォームホイール16から出力部材24へ回転動力を入力可能となり、ウォームホイール16の回転動力で出力部材24を回転させることができる。
Further, in the clutch mechanism 4, a first gap s1 is formed in the circumferential direction of the clutch between the
また、上記クラッチ機構4は、前記カムプレート23が、クラッチ周方向で複数並ぶように設けられることで、複数のカムプレート23により出力部材24の回転をバランスよくロックできる。
The clutch mechanism 4 is provided with a plurality of
また、上記クラッチ機構4は、前記カムプレート23のクラッチ径方向外側に、前記ホイール収納部18に係合する外係合面23bが設けられることで、クラッチ外周側にて効果的に出力部材24の回転をロックできる。
Further, the clutch mechanism 4 is provided with an
また、上記クラッチ機構4は、前記カムプレート23のクラッチ径方向内側に、前記ホイール収納部18内のセンターシャフト25に係合する内係合面23cが設けられることで、クラッチ内周側でも出力部材24の回転をロックできると共に、センターシャフト25からの反力によりクラッチ外周側での制動力を高めることができる。
Further, the clutch mechanism 4 is provided with an
また、上記クラッチ機構4は、前記カムプレート23における前記軸部27の挿通孔23aが、このカムプレート23のクラッチ径方向での変位を許容するべく楕円状に形成されることで、カムプレート23の公差等を吸収しつつカムプレート23をホイール収納部18に確実に係合させることができる。
Further, in the clutch mechanism 4, the
また、上記クラッチ機構4は、前記外係合面23bを前記ホイール収納部18に接触させるべく前記カムプレート23を付勢するカム付勢バネ22を備えることで、他の入力がなければカムプレート23を常にホイール収納部18に接触させておくことができ、出力部材24がウォームホイール16に先んじて回転しようとしてもこの出力部材24の回転を遅延なくロックすることができる。
Further, the clutch mechanism 4 includes a
また、上記クラッチ機構4は、前記カムプレート23が、前記出力部材24の正転方向の回転を規制する第一のカムプレート28を構成すると共に、前記出力部材24の逆転方向の回転を規制する第二のカムプレート29を構成し、クラッチ軸方向視にて、前記第一のカムプレート28のクラッチ径方向外側での前記ホイール収納部18との接点tが、前記第一のカムプレート28を支持する軸部27の軸中心C2を通るクラッチ半径rよりも前記正転方向にずれて配置されると共に、前記第二のカムプレート29のクラッチ径方向外側での前記ホイール収納部18との接点tが、前記第二のカムプレート29を支持する軸部27の軸中心C2を通るクラッチ半径rよりも前記逆転方向にずれて配置されるものである。
In the clutch mechanism 4, the
この構成によれば、出力部材24が正転方向に回転しようとしても、第一のカムプレート28が軸部27とホイール収納部18との間で突っ張ることで、出力部材24の正転方向の回転をロックすることができる。同様に、出力部材24が逆転方向に回転しようとしても、第二のカムプレート29が軸部27とホイール収納部18との間で突っ張ることで、出力部材24の逆転方向の回転をロックすることができる。
According to this configuration, even if the
また、上記実施形態におけるウォーム減速機3は、ウォームギヤ軸15に入力された回転動力を減速してウォームホイール16に出力するものにおいて、前記ウォームホイール16とこれを収納するホイール収納部18との間に、前記クラッチ機構4が構成されるものである。
Further, the
この構成によれば、ウォームギヤ機構9と併せて出力部からの逆入力防止機能をさらに高めることができる。
According to this configuration, the function of preventing reverse input from the output unit can be further enhanced in combination with the
また、上記実施形態におけるアクチュエータ1は、回転動力を発生する電動モータ2と、この電動モータ2から入力された回転動力を減速して出力するウォーム減速機3とを備え、車両のドアガラスの昇降に用いられるものにおいて、前記ウォーム減速機3における出力ギヤ(ウォームホイール16)とこれを収納する収納部(ホイール収納部18)との間に、前記クラッチ機構4が構成されるものである。
The
この構成によれば、電動モータ2の駆動によるドアガラスの昇降を妨げることなく、ドアガラスへの負荷やその振動等による逆入力があった場合には、ドアガラスの昇降を確実に防止することができる。
According to this configuration, when there is a reverse input due to a load on the door glass, vibration thereof, or the like without hindering the raising and lowering of the door glass by driving the
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、上記クラッチ機構4はドアガラス昇降用のアクチュエータやウォーム減速機以外にも適用できることはもちろん、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the clutch mechanism 4 can be applied to an actuator other than an actuator for raising and lowering a door glass and a worm speed reducer. Needless to say, it is possible to make changes.
1 アクチュエータ
2 電動モータ
3 ウォーム減速機(減速機)
4 クラッチ機構
15 ウォームギヤ軸
16 ウォームホイール(入力部材、出力ギヤ)
16c 係合孔(凹部)
16e 正転時係合解除ピン(係合解除手段)
16f 逆転時係合解除ピン(係合解除手段)
18 ホイール収納部(収納部)
22 カム付勢バネ(カム付勢手段)
23 カムプレート(カム部材)
23a 挿通孔
23b 外係合面(外係合部)
23c 内係合面(内係合部)
24 出力部材
25 センターシャフト
26 係合突部(凸部)
27 軸部
28 第一のカムプレート(第一のカム部材)
29 第二のカムプレート(第二のカム部材)
C1 回転軸線
C2 軸中心
s1 第一の隙間
s2 第二の隙間
t 接点
r クラッチ半径
DESCRIPTION OF
4
16c engagement hole (concave)
16e Disengagement pin at normal rotation (disengagement means)
16f Reverse release engagement release pin (disengagement means)
18 Wheel storage (storage)
22 Cam biasing spring (cam biasing means)
23 Cam plate (cam member)
23c Inner engagement surface (inner engagement portion)
24
27 Shaft 28 First cam plate (first cam member)
29 Second cam plate (second cam member)
C1 axis of rotation C2 axis center s1 first gap s2 second gap t contact r clutch radius
Claims (10)
前記入力部材及び出力部材を収納する収納部と、
前記出力部材に前記回転軸線と平行に設けられる軸部と、
前記軸部に揺動自在に支持され、前記出力部材が前記入力部材に先んじて回転しようとしたときには、前記収納部に係合して前記出力部材の回転をロックするカム部材と、
前記入力部材に設けられ、この入力部材が前記出力部材に先んじて回転しようとしたときには、前記カム部材に当接してこのカム部材を前記収納部との係合位置から退避させる係合解除手段と、を備え、
前記カム部材のクラッチ径方向外側に、前記収納部に係合する外係合部が設けられ、
前記カム部材のクラッチ径方向内側に、前記収納部内の中心軸に係合する内係合部が設けられるクラッチ機構。 An input member and an output member that rotate independently of each other via an engagement means while sharing a rotation axis and rotating separately;
A storage section for storing the input member and the output member;
A shaft provided on the output member in parallel with the rotation axis;
A cam member that is swingably supported by the shaft portion, and engages with the housing portion to lock the rotation of the output member when the output member tries to rotate prior to the input member;
Disengagement means provided on the input member for abutting the cam member and retracting the cam member from an engagement position with the storage portion when the input member tries to rotate prior to the output member; , equipped with a,
An outer engagement portion that engages with the storage portion is provided outside the cam member in the clutch radial direction,
A clutch mechanism in which an inner engagement portion that engages with a central axis in the storage portion is provided on the inner side in the clutch radial direction of the cam member .
前記ウォームホイールとこれを収納する収納部との間に、請求項1から8の何れか1項に記載のクラッチ機構が構成されることを特徴とする減速機。 In the reducer that decelerates the rotational power input to the worm gear shaft and outputs it to the worm wheel.
The speed reducer according to any one of claims 1 to 8, wherein the clutch mechanism according to any one of claims 1 to 8 is configured between the worm wheel and a storage portion that stores the worm wheel.
前記減速機における出力ギヤとこれを収納する収納部との間に、請求項1から8の何れか1項に記載のクラッチ機構が構成されることを特徴とするアクチュエータ。 In an actuator that includes an electric motor that generates rotational power and a speed reducer that decelerates and outputs rotational power input from the electric motor.
The actuator according to any one of claims 1 to 8, wherein the clutch mechanism according to any one of claims 1 to 8 is configured between an output gear in the speed reducer and a storage portion for storing the output gear.
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