JP5969401B2 - クラッチ装置及びパワーウィンドウ駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は、モータと、そのモータで駆動されるパワーウィンドウ装置等との間に介在されるクラッチ装置に関するものである。

車両用パワーウィンドウ装置は、ドア内に配設されるモータの正逆転動作に基づいて、レギュレータ装置を介してウィンドウガラスが昇降される。このようなパワーウィンドウ装置では、モータの作動時以外では、モータ出力軸の回転を阻止して、ウィンドウガラスの昇降を阻止する必要がある。

このため、モータの非作動時にはモータに作用する負荷によるモータ出力軸の回転を阻止するために、モータの駆動力を摩擦損失あるいは出力ギヤの噛み合い損失等による一定の伝達損失を介してレギュレータ装置に伝達するようにしたモータが提案されている。

このようなモータでは、モータの非作動時にレギュレータ装置にあらかじめ設定されている範囲内の負荷が作用しても、その負荷による出力軸の回転が阻止されて、ウィンドウガラスの無用な昇降が阻止される。

また、特許文献１には、負荷によるモータ出力軸の回転を阻止可能としたクラッチ機構を備えたモータが開示されている。

特開２００１−２８８６４号公報

上記のように、モータの駆動力を、一定の伝達損失を介してレギュレータ装置に伝達するようにしたパワーウィンドウ装置では、モータの駆動力が常に一定の伝達損失を介してレギュレータ装置に伝達される。

従って、レギュレータ装置に十分な駆動力を伝達するには、伝達損失分を補完し得る高出力のモータが必要となる。
特許文献１に開示されているようなクラッチ機構を備えたパワーウィンドウ装置では、伝達損失を発生させることなく、負荷によるモータ出力軸の回転を阻止することができるが、クラッチ機構の部品点数が増大するため、部品コスト及び組立てコストが増大するという問題点がある。

この発明の目的は、負荷によるモータ出力軸の回転を阻止可能としながら、コストの増大を防止し得る駆動力伝達装置を提供することにある。

上記課題を解決するクラッチ装置は、軸受部に回転可能に支持され、モータの出力軸と同一軸心で回転する第一の連結部材と、前記第一の連結部材の回転に基づいて、該第一の連結部材の回転を駆動軸に伝達する第二の連結部材と、前記駆動軸の負荷により該駆動軸に作用する回転力に基づいて、前記第二の連結部材を前記軸受部に当接させて回転を阻止する回転制御装置とを備えた。

この構成によれば、駆動軸に作用する回転力では第二の連結部材の回転が阻止されて、駆動軸の回転が阻止される。
上記クラッチ装置において、前記回転制御装置は、前記第一の連結部材に設けられ、該第一の連結部材の回転軸心に対し偏芯して設けられる連結孔と、前記第二の連結部材に設けられ、前記連結孔に回転可能に支持される連結軸と、前記軸受部に設けられ、前記連結孔の中心を回転軸心として回転する第二の連結部材に当接して該第二の連結部材の回転を阻止する回転阻止部とを備えた。

この構成によれば、駆動軸に作用する回転力では第二の連結部材の回転が回転阻止部により阻止される。
上記クラッチ装置において、前記軸受部には、前記第一の連結部材を回転可能に支持する第一の内周面と、該第一の内周面より大きい直径で形成された第二の内周面を設け、前記回転阻止部として、前記第二の内周面と前記第二の連結部材との間に、前記第一の連結部材の回転軸心と前記連結孔の中心との偏芯距離より小さい隙間を備えた。

この構成によれば、駆動軸に作用する回転力では第二の連結部材が軸受部の第二の内周面に当接して、第二の連結部材の回転が阻止される。
上記クラッチ装置において、前記第一の連結部材と第二の連結部材との間に、クッションを介在させた。

この構成によれば、第一の連結部材から第二の連結部材に回転トルクが伝達されるとき、クッションにより騒音の発生が軽減される。
上記クラッチ装置において、前記クッションは、前記第一の連結部材から突出される係止突部と、前記第二の連結部材から突出される係止突部をそれぞれ係合可能とした係止凹部を備えた合成ゴム材で形成した。

この構成によれば、第一の連結部材から第二の連結部材に回転トルクが伝達されるとき、合成ゴム材のクッションにより騒音の発生が軽減される。
上記クラッチ装置において、前記クッションは、前記第一の連結部材から突出される係止突部と、前記第二の連結部材から突出される係止突部をそれぞれ係合可能とした係止凹部を備えた環状のバネとした。

この構成によれば、第一の連結部材から第二の連結部材に回転トルクが伝達されるとき、環状のバネで形成したクッションにより騒音の発生が軽減される。
上記クラッチ装置において、前記係止突部を丸軸状とし、前記係止凹部を前記係止突部を嵌合可能とした円形孔とした。

第一及び第二の連結部材の係止突部を丸軸状とし、クッションに設けられる係止凹部を円形孔としたので、第一及び第二の連結部材とクッションを加工しやすい。
上記課題を解決するパワーウィンドウ駆動装置は、モータと、レギュレータ装置を駆動するウォームシャフトとの間に、前記モータの回転を前記ウォームシャフトに伝達するクラッチ装置を備えたパワーウィンドウ駆動装置において、前記クラッチ装置は、軸受部に回転可能に支持され、前記モータの出力軸と同一軸心で回転する第一の連結部材と、前記第一の連結部材の回転に基づいて、該第一の連結部材の回転を前記ウォームシャフトに伝達する第二の連結部材と、前記ウォームシャフトの負荷により該ウォームシャフトに作用する回転力に基づいて、前記第二の連結部材を前記軸受部に当接させて回転を阻止する回転制御装置を備え、前記回転制御装置は、前記第一の連結部材に設けられ、該第一の連結部材の回転軸心に対し偏芯して設けられる連結孔と、前記第二の連結部材に設けられ、前記連結孔に回転可能に支持される連結軸と、前記軸受部に設けられ、前記連結孔の中心を回転軸心として回転する第二の連結部材に当接して該第二の連結部材の回転を阻止する回転阻止部とを備えた。

この構成によれば、ウォームシャフトに作用する回転力では第二の連結部材の回転が阻止されて、ウォームシャフトの回転が阻止される。

本発明によれば、負荷によるモータ出力軸の回転を阻止可能としながら、コストの増大を防止することができる。

パワーウィンドウ駆動装置を示す概要図である。 クラッチ装置を示す断面図である。 図２におけるＡ−Ａ線断面図である。 クラッチ装置を示す分解斜視図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）はクラッチ装置を示す側面図である。 クラッチ装置の動作を示す断面図である。 クラッチ装置の動作を示す断面図である。 第二の実施形態を示す側面図である。 第三の実施形態を示す分解斜視図である。示す斜視図である。

以下、パワーウィンドウ駆動装置の一実施形態を図面に従って説明する。図１に示すパワーウィンドウ駆動装置は、モータユニット１の回転出力がクラッチ装置２を介して減速装置３に伝達される。

前記減速装置３には、前記モータユニット１の動作に基づいて回転されるウォームシャフト４と、そのウォームシャフト４に噛み合うウォームホィール５が設けられ、ウォームシャフト４の回転に基づいてウォームホィール５が回転される。そして、ウォームホィール５の回転に基づいてレギュレータ装置を介してウィンドウガラスが昇降される。

図２に示すように、前記クラッチ装置２の軸受部６は、モータユニット１のケースに固定されている。前記軸受部６は円筒状に形成されるとともに、モータユニット１側の第一の内周面７に対し、減速装置３側の第二の内周面８は段差９を介して拡径されている。

図４及び図５に示すように、前記第一の内周面７には丸軸状の第一の連結部材１０が回転可能に支持されている。第一の連結部材１０のモータユニット１側の端面中心部には断面長円状の取付孔１１が開口され、その取付孔１１にモータユニット１の出力軸１２が相対回転不能に嵌合されている。従って、第一の連結部材１０はモータユニット１の出力軸１２と一体に正逆方向に回転される。

前記取付孔１１は、第一の連結部材１０の軸方向中央部で円形の軸受孔１３に連通され、さらに前記減速装置３側に開口する連結孔１４に連通されている。前記連結孔１４は、軸受孔１３より大きな径で形成されるとともに、連結孔１４の中心ｃ２は第一の連結部材１０の中心すなわち前記取付孔１１の中心ｃ１に対し距離ｄだけ偏芯している。

前記第一の連結部材１０の前記減速装置３側の側面には、前記連結孔１４の周囲において連結孔１４の中心ｃ２を回転軸心として周方向に３つの係止突部１５が等間隔に突出されている。

前記クラッチ装置２の前記減速装置３側には、前記ウォームシャフト４の先端部に嵌合されて、ウォームシャフト４と一体に回転する第二の連結部材１６が挿入されている。第二の連結部材１６の主軸部１７は、前記第一の連結部材１０と同一径で形成されるとともに、その主軸部１７から前記第一の連結部材１０側に向かって連結軸１８が突出されている。連結軸１８は、前記第一の連結部材１０の連結孔１４に嵌合可能とした径で形成されるとともに、連結軸１８の中心ｃ３は主軸部１７の中心ｃ４に対し距離ｄだけ偏芯している。

前記第二の連結部材１６の前記第一の連結部材１０側の側面には、前記連結軸１８の周囲において連結軸１８の中心ｃ３を回転軸心として周方向に３つの係止突部１９が等間隔に突出されている。

前記第一及び第二の互いに対向する側面間にはクッション２０が配設されている。クッション２０は、合成ゴム材で平板状に形成されるとともに、中央部に前記連結軸１８を嵌挿可能とした透孔２１が形成され、外周部には前記第一及び第二の連結部材１０，１６の係止突部１５，１９を嵌合可能とした係止凹部２２が等間隔に６箇所形成されている。

そして、軸受部６内において、第二の連結部材１６の連結軸１８にクッション２０が嵌合されて係止突部１９が係止凹部２２に嵌合され、この状態で連結軸１８が第一の連結部材１０の連結孔１４に嵌合されて係止突部１５がクッション２０の係止凹部２２に嵌合されている。

図３に示すように、クッション２０の係止凹部２２に第一及び第二の連結部材１０，１６の係止突部１５，１９が交互に嵌合されている。そして、第一の連結部材１０の回転は係止突部１５からクッション２０を介して第二の連結部材１６の係止突部１９に伝達されて、第二の連結部材１６が回転され、ウォームシャフト４が回転される。

なお、第一の連結部材１０の軸受孔１３には軸受球２３が配設され、第二の連結部材１６の連結軸１８は連結孔１４内で前記モータユニット１の出力軸１２に対し相対回転可能に且つ軸方向に移動不能に支持されている。

前記出力軸１２の回転に基づいて第一の連結部材１０が回転されるとき、第二の連結部材１６は前記出力軸１２の中心ｃ１を回転軸心として回転される。このとき、前記第二の連結部材１６の主軸部１７の外周面と軸受部６の第二の内周面８との間には一定の隙間ｔが確保される。この隙間ｔは、出力軸１２の中心ｃ１と連結軸１８の中心ｃ３との偏芯距離ｄより小さくなるように設定されている。

前記ウォームシャフト４の基端部は、軸受部２４に回転可能に支持されるとともに、ウォームシャフト４の先端部に取着された第二の連結部材１６の連結軸１８の中心ｃ３を回転軸心とする回転を許容するように支持されている。

ウォームシャフト４の先端部が連結軸１８の中心ｃ３を回転軸心として回転されるとき、中心ｃ３がウォームシャフト４の中心ｃ１に対し偏芯しているため、ウォームシャフト４の先端部が揺動するが、その揺動はウォームシャフト４とウォームホィール５の噛み合いに影響しない範囲に設定されている。

次に、上記のように構成されたパワーウィンドウ駆動装置の作用を説明する。
モータユニット１が作動して出力軸１２が正転あるいは逆転されると、クラッチ装置２では第一の連結部材１０が中心ｃ１を回転軸心として回転される。すると、第一の連結部材１０の回転は、クッション２０を介して第二の連結部材１６に伝達され、第二の連結部材１６及びウォームシャフト４が中心ｃ１を回転軸心として回転される。

図６に示すように、第二の連結部材１６が中心ｃ１を回動中心として回動されると、第二の連結部材１６はその外周面と軸受部６の第二の内周面８との間に隙間ｔが維持された状態で回転される。

そして、ウォームシャフト４の回転に基づいてウォームホィール５が回転され、レギュレータ装置を介してウィンドウガラスが昇降される。
モータユニット１の作動が停止した状態で、ウォームホィール５に作用する負荷によりウォームシャフト４が回転されると、クラッチ装置２では、第二の連結部材１６の連結軸１８が第一の連結部材１０の連結孔１４内で中心ｃ３を回転軸心として回転する。

すると、図７に示すように、第二の連結部材１６が中心ｃ３を回転軸心として回転して、その主軸部１７の外周面が軸受部６の第二の内周面８に当接して、それ以上の回転が阻止される。

この結果、ウォームホィール５に作用する負荷によるウォームシャフト４の回転はほぼ阻止されるため、モータユニット１の非作動時のウィンドウガラスの無用な昇降動作が阻止される。

また、第二の連結部材１６が回転して主軸部１７の外周面が軸受部６の第二の内周面８に当接するとき、第一の連結部材１０の係止突部１５と第二の連結部材１６の係止突部１９との間のクッション２０が回転方向に圧縮される。従って、ウォームホィール５に負荷が作用しなくなると、クッション２０の反発力により第二の連結部材１６が回転されて、図６に示すように主軸部１７と第二の内周面８との間に隙間ｔが確保される状態に復帰する。

上記のように構成されたパワーウィンドウ駆動装置では、次に示す効果を得ることができる。
（１）モータユニット１の非作動時に、ウォームホィール５に作用する負荷によりウォームシャフト４に回転力が作用したとき、第二の連結部材１６の主軸部１７を軸受部６の第二の内周面８に当接させて、ウォームシャフト４の回転を阻止することができる。従って、モータユニット１の非作動時のウィンドウガラスの無用な昇降動作を阻止することができる。
（２）モータユニット１の非作動時のウィンドウガラスの無用な昇降動作を阻止するクラッチ装置２は、軸受部６と、第一の連結部材１０と、第二の連結部材１６と、クッション２０とで構成することができる。従って、部品点数の増大を防止して、部品コスト及び組立てコストの増大を抑制することができる。
（３）クラッチ装置２に伝達損失を備える必要がないので、モータユニット１の作動時には、出力軸１２から出力される回転トルクをウォームシャフト４に損失をともなうことなく伝達することができる。従って、伝達損失分を補完するような大型のモータを使用する必要はない。
（４）第一の連結部材１０と第二の連結部材１６との間にクッション２０を介在させているので、クラッチ装置２でのトルク伝達時に、騒音の発生を抑制することができる。
（５）モータユニット１の非作動時に、第二の連結部材１６の回転が阻止された後、ウォームホィール５に負荷が作用しなくなると、クッション２０の反発力により、第二の連結部材１６の主軸部１７と軸受部６の第二の内周面８との間に所定の隙間ｔが確保される状態に自動的に復帰させることができる。
（第二の実施形態）
図８は、第二の実施形態を示す。この実施形態は、第一の実施形態のクッション２０の別例を示すものである。第一の実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して説明する。

図８に示すように、この実施形態のクッション３１は弾性を有する金属線を第一の実施形態のクッション２０の外周面に沿うような形状で環状に折り曲げたバネで形成され、その内側に第二の連結部材１６の連結軸１８を嵌挿可能となっている。

そして、外周部に等間隔に６箇所設けられた係止凹部３２に第一及び第二の連結部材１０，１６の係止突部１５，１９が交互に係合されている。その他の構成は、第一の実施形態と同様である。

このようなクッション３１を使用することにより、第一の実施形態と同様な効果を得ることができる。
（第三の実施形態）
図９は、第三の実施形態を示す。この実施形態は、第一の実施形態のクッション２０の別例を示すものである。第一の実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して説明する。

図９に示すように、この実施形態のクッション３３は、合成ゴムで円形の平板状に形成されるとともに、中央部に第二の連結部材１６の連結軸１８を挿通可能とした円形孔３４が形成されている。そして、円形孔３４の周囲には等間隔に６つの断面円形の係止孔３５が貫通されている。

第一及び第二の連結部材１０，１６には、前記係止孔３５に嵌合可能とした３つずつの丸軸状の係止突部３６，３７がそれぞれ等間隔に形成されている。
このように構成されたクッション３３の係止孔３５に第一及び第二の連結部材１０，１６の係止突部３６，３７を嵌挿することにより、第一及び第二の連結部材１０，１６の間にクッション３３が介在される。

このような構成により、クッション３３で第一の実施形態のクッション２０と同様な効果を得ることができる。また、クッション３３と第一及び第二の連結部材１０，１６を連結するための係止突部３６，３７及び係止孔３５は、断面円形の軸とその軸を嵌挿可能とした断面円形の孔である。従って、第一の実施形態の係止突部１５，１９及び係止凹部２２に比して加工し易いので、部品コストを低減することができる。

上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・第一の連結部材１０と第二の連結部材１６に設けられる係止突部の数は、３つずつ以外の任意の数としてもよい。

１…モータ（モータユニット）、２…クラッチ装置、４…駆動軸（ウォームシャフト）、６…軸受部、７…第一の内周面、８…回転制御装置（回転阻止部、第二の内周面）、１０…第一の連結部材、１２…出力軸、１４…連結孔、１５，１９，３６，３７…係止突部、１６…第二の連結部材、１７…回転制御装置（回転阻止部、主軸部）、１８…回転制御装置（連結軸）、２０，３１，３３…クッション、２２，３２…係止凹部、３５…係止凹部（係止孔）、ｔ…隙間。

Claims (8)

1. 軸受部に回転可能に支持され、モータの出力軸と同一軸心で回転する第一の連結部材と、
   前記第一の連結部材の回転に基づいて、該第一の連結部材の回転を駆動軸に伝達する第二の連結部材と、
   前記駆動軸の負荷により該駆動軸に作用する回転力に基づいて、前記第二の連結部材を前記軸受部に当接させて回転を阻止する回転制御装置と
   を備えたことを特徴とするクラッチ装置。
2. 前記回転制御装置は、
   前記第一の連結部材に設けられ、該第一の連結部材の回転軸心に対し偏芯して設けられる連結孔と、
   前記第二の連結部材に設けられ、前記連結孔に回転可能に支持される連結軸と、
   前記軸受部に設けられ、前記連結孔の中心を回転軸心として回転する第二の連結部材に当接して該第二の連結部材の回転を阻止する回転阻止部と
   を備えたことを特徴とする請求項１記載のクラッチ装置。
3. 前記軸受部には、前記第一の連結部材を回転可能に支持する第一の内周面と、該第一の内周面より大きい直径で形成された第二の内周面を設け、前記回転阻止部として、前記第二の内周面と前記第二の連結部材との間に、前記第一の連結部材の回転軸心と前記連結孔の中心との偏芯距離より小さい隙間を備えたことを特徴とする請求項２記載のクラッチ装置。
4. 前記第一の連結部材と第二の連結部材との間に、クッションを介在させたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクラッチ装置。
5. 前記クッションは、前記第一の連結部材から突出される係止突部と、前記第二の連結部材から突出される係止突部をそれぞれ係合可能とした係止凹部を供えた合成ゴム材で形成したことを特徴とする請求項４記載のクラッチ装置。
6. 前記クッションは、前記第一の連結部材から突出される係止突部と、前記第二の連結部材から突出される係止突部をそれぞれ係合可能とした係止凹部を備えた環状のバネとしたことを特徴とする請求項４記載のクラッチ装置。
7. 前記係止突部を丸軸状とし、前記係止凹部を前記係止突部を嵌合可能とした円形孔としたことを特徴とする請求項５記載のクラッチ装置。
8. モータと、レギュレータ装置を駆動するウォームシャフトとの間に、前記モータの回転を前記ウォームシャフトに伝達するクラッチ装置を備えたパワーウィンドウ駆動装置において、
   前記クラッチ装置は、
   軸受部に回転可能に支持され、前記モータの出力軸と同一軸心で回転する第一の連結部材と、
   前記第一の連結部材の回転に基づいて、該第一の連結部材の回転を前記ウォームシャフトに伝達する第二の連結部材と、
   前記ウォームシャフトの負荷により該ウォームシャフトに作用する回転力に基づいて、前記第二の連結部材を前記軸受部に当接させて回転を阻止する回転制御装置と
   を備え、
   前記回転制御装置は、
   前記第一の連結部材に設けられ、該第一の連結部材の回転軸心に対し偏芯して設けられる連結孔と、
   前記第二の連結部材に設けられ、前記連結孔に回転可能に支持される連結軸と、
   前記軸受部に設けられ、前記連結孔の中心を回転軸心として回転する第二の連結部材に当接して該第二の連結部材の回転を阻止する回転阻止部と
   を備えたことを特徴とするパワーウィンドウ駆動装置。