JP7068978B2 - クラッチユニット - Google Patents

Description

本発明は、クラッチユニットに関する。

円筒ころやボール等の係合子を用いるクラッチユニットにおいては、入力部材と出力部材との間にクラッチ部が配設される。クラッチ部は、入力部材と出力部材との間で係合子を係合および離脱させることによって、回転トルクの伝達および遮断を制御する構成になっている。

本出願人は、レバー操作により座席シートを上下調整する自動車用シートリフタ部に組み込まれるクラッチユニットを先に提案している（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示されたクラッチユニットは、レバー操作により回転トルクが入力されるレバー側クラッチ部と、そのレバー側クラッチ部からの回転トルクを出力側へ伝達すると共に、出力側からの回転トルクを遮断するブレーキ側クラッチ部とを備えている。

レバー側クラッチ部は、レバー操作により回転トルクが入力される外輪と、その外輪から入力される回転トルクをブレーキ側クラッチ部に伝達する内輪と、外輪と内輪間の楔すきまでの係合および離脱により外輪からの回転トルクの伝達および遮断を制御する円筒ころとで主要部が構成されている。

ブレーキ側クラッチ部は、レバー側クラッチ部からの回転トルクが入力される内輪と、その内輪からの回転トルクが出力される出力軸と、回転が拘束された外輪と、出力軸と外輪間の楔すきまでの係合および離脱により出力軸からの回転トルクの遮断と内輪からの回転トルクの伝達とを制御する円筒ころとで主要部が構成されている。

レバー側クラッチ部では、レバー操作により外輪に回転トルクが入力されると、円筒ころが外輪と内輪間の楔すきまに係合する。この楔すきまでの円筒ころの係合により、内輪に回転トルクが伝達されて内輪が回転する。

ブレーキ側クラッチ部では、座席シートへの着座により出力軸に回転トルクが逆入力されると、円筒ころが出力軸と外輪間の楔すきまに係合して出力軸が外輪に対してロックされる。この出力軸のロックにより、出力軸から逆入力された回転トルク（逆入力トルク）は遮断される。これにより、座席シートの座面高さが保持される。

一方、回転トルクがレバー側クラッチ部からブレーキ側クラッチ部に入力されると、内輪が円筒ころを押圧することにより、その円筒ころが出力軸と外輪間の楔すきまから離脱する。この楔すきまでの円筒ころの離脱により、出力軸のロック状態が解除され、出力軸は回転可能となる。

そして、内輪がさらに回転することにより、内輪からの回転トルクがトルク伝達部を介して出力軸に伝達され、その出力軸が回転する。この出力軸の回転により、座席シートの座面高さが調整可能となる。

特開２００８－７５７６６号公報

特許文献１で開示された従来のクラッチユニットでは、レバー側クラッチ部の外輪と内輪が楔すきまを形成する。特許文献１では、この外輪と内輪が直接接触することなく、分離した状態にある。そのため、外輪と内輪の間で芯ずれを生じる場合がある。

このように外輪と内輪の間で芯ずれを生じると、位相によっては円筒ころが常にレバー側クラッチ部の楔すきまに噛み込んだ状態となる。本来は、乗員によるレバー操作後にレバーを離すと、内輪に対して円筒ころが空転し、レバー、外輪、円筒ころ、保持器が中立位置に復帰する一方で、内輪はレバー操作後の回転位置を保持し続ける必要があるが、円筒ころが楔すきまに噛み込んだ状態では、内輪に対して円筒ころが空転せず、レバーが中立位置に戻るのと同時に内輪もレバー操作前の回転位置に戻ることになる（この現象は内輪供回りと呼ばれる）。これでは、レバーの１回の操作による出力軸の回転角度が設計値よりも小さくなり、クラッチユニットの動作安定性を害する結果となる。

そこで、本発明は、クラッチユニットの動作安定性を向上させることを目的とするものである。

以上の課題を解決するため、本発明は、入力された回転トルクの伝達と遮断を制御可能な入力側クラッチ部と、前記入力側クラッチ部からの回転トルクを出力側へ伝達すると共に、出力側から逆入力される逆入力トルクを遮断する出力側クラッチ部とを有し、前記入力側クラッチ部は、回転が入力される入力部材と、回転が出力される出力部材と、入力部材と出力部材の間に形成された楔すきまと、前記楔すきまに係合する係合子とを備え、前記入力側クラッチ部の入力部材の外周面で、前記入力側クラッチ部の出力部材を案内し、前記出力側クラッチ部が、前記入力側クラッチ部の出力部材からの回転トルクを出力する出力軸を備え、前記入力側クラッチ部の入力部材に、前記外周面を有する筒部と、当該筒部の出力側クラッチ部側の端部から内径方向に延びる内径側フランジ部とを設け、前記筒部の内径側に、前記出力軸の軸端を配置したことを特徴とする。

かかる構成から、入力側クラッチ部の楔すきまを形成する入力部材と出力部材の姿勢を互いに拘束し、両者間の芯ずれを防止することができる。これにより、楔すきまに対する係合子の係合と離脱を安定的に行うことが可能となる。また、入力部材の筒部の内径側に出力軸の軸端を配置することにより、クラッチユニットの軸方向寸法を小型化することができる。

このクラッチユニットにおいては、入力側クラッチ部の出力部材に、内径側に突出する案内部を円周方向に連続して設け、当該案内部を入力部材の外周面に嵌合させるのが好ましい。これにより出力部材の強度を高め、出力部材の薄肉化を通じてクラッチユニットのコンパクト化を図ることができる。

出力軸を、入力側クラッチ部の出力部材の内径側に、当該出力部材から半径方向に離間させて配置することにより、出力軸を部分的に小径化することができる。従って、クラッチユニットの軽量化が達成される。

入力側クラッチ部の出力部材は、出力軸との間でトルク伝達を行うトルク伝達部を有する。

以上に述べた前記入力側クラッチ部と前記出力側クラッチ部は自動車用シートリフタ部に組み込むことができる。

本発明によれば、入力側クラッチ部の入力部材と出力部材の芯ずれを防止することができる。これにより、楔すきまに対する係合子の係合と離脱を安定的に行うことが可能となるので、クラッチユニットの動作安定性を向上させることができる。

クラッチユニットの断面図である（図３のＲ－Ｒ断面）。 クラッチユニットの断面図である（図３のＳ－Ｓ断面）。 図１のＰ－Ｐ線に沿う断面図である。 図１のＱ－Ｑ線に沿う断面図である。 図１のクラッチユニットをブレーキ側から見た分解斜視図である。 図１のクラッチユニットをレバー側から見た分解斜視図である。 自動車の座席シートおよびシートリフタ部を示す側面図である。 図３のＡ方向から見たクラッチユニットの平面図である。 図２に示すクラッチユニットのロック機構の動作を示す断面図である。 ロック機構における内歯と外歯を概念的に示す模式図である。 ロック機構における内歯と外歯を概念的に示す模式図である。 中立状態のアライメント機構を示す断面図である。 位相ずれ状態のアライメント機構を示す断面図である。 スライドギヤ、インナーギヤ、及び出力軸を示す分解斜視図である。 側板の変形例を示す斜視図である。 （ａ）図は保持器とセンタリングばねのアセンブリを軸方向から見た側面図であり、（ｂ）図は当該アセンブリを示す斜視図である。 クラッチユニットの断面図である（図３のＲ－Ｒ断面） 図３のＢ方向から見たクラッチユニットの底面図である。

本発明に係るクラッチユニットの実施形態を図面に基づいて詳述する。以下の実施形態では、自動車用シートリフタ部に組み込まれたクラッチユニットを例示するが、自動車用シートリフタ部以外にも適用可能である。

図１および図２はクラッチユニット１０の断面図、図３は図１中のＰ－Ｐ線に沿う断面図、図４は図１のＱ－Ｑ線に沿う断面図である。図１は、図３中のＲ－Ｒ線に沿う断面図であり、図２は、図３中のＳ－Ｓ線に沿う断面図である。図５はブレーキ側から見たクラッチユニット１０の分解斜視図であり、図６はレバー側から見たクラッチユニット１０の分解斜視図である。なお、以下の説明では軸方向の一方側（図１において図面右側）を「レバー側」と呼び、軸方向の他方側（図１において図面左側）を「ブレーキ側」と呼ぶ。

この実施形態のクラッチユニット１０は、図１および図２に示すように、入力側クラッチ部としてのレバー側クラッチ部１１と、出力側クラッチ部としてのブレーキ側クラッチ部１２とをユニット化した構造を具備する。

レバー側クラッチ部１１は、入力された回転トルクの伝達および遮断を制御可能な構成を有する。ブレーキ側クラッチ部１２は、レバー側クラッチ部１１から伝達された回転トルクを出力側へ伝達すると共に、出力側から逆入力される回転トルク（逆入力トルク）を遮断する逆入力遮断機能を有する。

レバー側クラッチ部１１は、外輪１４と、内輪１５と、係合子としての複数の円筒ころ１６と、保持器１７と、センタリングばね１８とで主要部が構成されている。

外輪１４は、円筒状の大径筒部１４ａと、円筒状の小径筒部１４ｂと、大径筒部１４ａの一端と小径筒部１４ｂの一端を半径方向でつなぐ平板状の接続部１４ｃと、小径筒部１４ｂの他端から内径方向に延びた平板状の内径側フランジ部１４ｄと、大径筒部１４ａの他端から外径方向に延びた外径側フランジ部１４ｅとを有する。

大径筒部１４ａの内周面には、複数のカム面１４０が形成されている。小径筒部１４ｂは、大径筒部１４ａと軸方向でオーバーラップして、大径筒部１４ａの内径側に配置されている。接続部１４ｃは、内径側フランジ部１４ｄよりもレバー側にある。内径側フランジ部１４ｄの中心には、軸孔１４１が形成され、この軸孔１４１に後述する出力軸２２の小径軸部２２ｃが挿入されている。

外輪１４の外径側フランジ部１４ｅには、ねじ止め等により操作レバー４３（図７参照）が取り付けられる。外輪１４への回転トルクの入力は、軸心Ｏを中心として操作レバー４３を正逆方向に揺動させることにより行われる。

図１に示すように、内輪１５は軸方向に延びた円筒状をなし、外輪１４の大径筒部１４ａと小径筒部１４ｂの間に配置される。内輪１５は、外輪１４から入力される回転トルクをブレーキ側クラッチ部１２に伝達する。本実施形態における内輪１５は、レバー側クラッチ部１１の出力部材、およびブレーキ側クラッチ部１２の入力部材としての機能を併せ持つ。内輪１５の構成の詳細は後で述べる。

図３に示すように、内輪１５の円筒状の外周面１５０と、外輪１４のカム面１４０との間に正逆両方向の楔すきま２０が円周方向で等間隔に形成されている。各楔すきま２０に、円筒ころ１６が配置されている。円筒ころ１６が楔すきま２０に係合することで、外輪１４と内輪１５がロックされて一体に回転可能となる。

保持器１７には、円筒ころ１６を収容する複数のポケット１７ｂが円周方向等間隔に形成されている。この保持器１７により、円筒ころ１６が外輪１４と内輪１５の間で円周方向等間隔に保持される。

図５および図６に示すように、センタリングばね１８は、Ｃ字状の薄板ばねである。このセンタリングばね１８は、図１に示すように、保持器１７の外径側に配置される。センタリングばね１８の半径方向に延びる両端部１８ａは、図５、図６、図１８に示すように、保持器１７に設けた半径方向に突出する突起部１７ａと、後述する静止部材、例えば側板２５に設けた軸方向に突出する突出部２５ａの双方を円周方向で挟む形で配置されている。

レバー操作により外輪１４から回転トルクが入力されると、円筒ころ１６が楔すきま２０に噛み込み、外輪１４と共に内輪１５が回転する。外輪１４の回転に追従する保持器１７の回転に伴ってセンタリングばね１８が押し拡げられる。これにより、センタリングばね１８に弾性力が蓄積される。

操作レバーの解放により外輪１４からの回転トルクが消失すると、センタリングばね１８に蓄積された弾性力による回転トルクで保持器１７が逆方向に回転し、保持器１７に押された円筒ころ１６が外輪１４のカム面１４０を押圧する。そのため、円筒ころ１６、保持器１７、および外輪１４が内輪１５に対して空転し、これらが図３に示す中立位置に復帰する。その際、内輪１５は、レバーの操作によって与えられた回転位置をそのまま維持する。従って、レバー操作を繰り返し行うと、内輪１５に各レバー操作の回転量が重畳的に蓄積される。

ブレーキ側クラッチ部１２は、図２および図４に示すように、レバー側クラッチ部１１から延びる入力部材としての内輪１５と、出力部材としての出力軸２２と、静止部材としての外輪２３および側板２５と、係合子としての円筒ころ２７と、ばね部材２８とで主要部が構成されている。

図２に示すように、内輪１５は、円筒状の外周面１５０を有する円筒部１５ａと、円筒部１５ａのブレーキ側の端部からブレーキ側に突出する複数の柱部１５ｂと、円筒部１５ａの内径側に突出した凸部１５ｃと、円筒部１５ａのレバー側の端部から内径方向に突出する案内部１５ｄとを有する。円筒部１５ａ、柱部１５ｂ、凸部１５ｃ、および案内部１５ｄは、それぞれ単一の部材の部分である。凸部１５ｃは、例えば、隣接する柱部１５ｂの間で、かつ円筒部１５ａのブレーキ側の端部に設けられる。

案内部１５ｄの内周には、レバー側クラッチ部１１の外輪１４の小径筒部１４ｂが嵌合されている。内輪１５は、小径筒部１４ｂによって案内される。案内部１５ｄのレバー側の端面は、外輪１４の接続部１４ｃと軸方向で接触している。

出力軸２２は、ピニオンギヤ部２２ａと、ピニオンギヤ部２２ａのレバー側に設けられた大径軸部２２ｂと、大径軸部２２ｂのレバー側に設けられた小径軸部２２ｃとを同軸で一体に有する。

ピニオンギヤ部２２ａは、セクターギヤ４７（図７参照）と連結される。ピニオンギヤ部２２ａと大径軸部２２ｂの間に、ブレーキ側の止め輪３１ａが装着され、小径軸部２２ｃにレバー側の止め輪３１ｂが装着される。両止め輪３１ａ、３１ｂにより、出力軸２２の抜け止めがなされる。小径軸部２２ｃは、外輪１４の内径側フランジ部１４ｄの内周に嵌合されている。

図４に示すように、出力軸２２の大径軸部２２ｂの外周には、複数の平坦なカム面２２０が円周方向等間隔に形成されている。このカム面２２０と外輪２３の円筒状内周面２３０との間に楔すきま２６が形成されている。

各楔すきま２６に、それぞれそれ円筒ころ２７が配置されている。隣接する二つの円筒ころ２７の間にばね部材２８が配置されており、このばね部材２８によって、各円筒ころ２７に楔すきま２６に係合する方向の付勢力が付与されている。ばね部材２８として、本実施形態ではコイルばねを使用した場合を例示している。円筒ころ２７が楔すきま２６に係合することにより、出力軸２２から逆入力される逆入力トルクが遮断される。従って、レバー側クラッチ部１１には逆入力トルクは伝達されない。また、円筒ころ２７が楔すきまから離脱することにより、出力軸２２が回転可能になり、内輪１５から後述するトルク伝達部を介して入力される回転トルクにより、出力軸２２が回転する。

２つの円筒ころ２７およびコイルばね２８を１つのローラアセンブリ２４として、円周方向に等配した３個所に３つのローラアセンブリ２４が配置される。隣接する柱部１５ｂ間に形成されたポケットに各ローラアセンブリ２４が収容される。柱部１５ｂは、各ローラアセンブリ２４を円周方向等間隔に保持する機能を有する。

図２、図３、および図６に示すように、出力軸２２の大径軸部２２ｂのレバー側の端面には、内輪１５からの回転トルクを受けるための凹部２２ｄが設けられている。凹部２２ｄの外径端は大径軸部２２ｂの外周面に開口している。凹部２２ｄは、隣接するローラアセンブリ２４の間に配設して、円周方向に等配した３個所に設けられる。

この凹部２２ｄには、内輪１５の凸部１５ｃが収容される。凸部１５ｃが凹部２２ｄと円周方向で係合することにより、内輪１５から出力軸２２への回転トルクの伝達が行われる。従って、凸部１５ｃと凹部２２ｄは、内輪１５と出力軸２２の間で回転トルクを伝達するトルク伝達部を構成する。凹部２２ｄの円周方向の寸法は、凸部１５ｃの円周方向の寸法よりも大きく、従って、凸部１５ｃと凹部２２ｄの間には、円周方向のクリアランス（α＋α）が形成される（図３参照）。

ブレーキ側クラッチ部１２の外輪２３と側板２５は、図５、図６、図１８に示すように、外輪２３の外周部に形成された切欠き２３ｂに、側板２５の外周縁部に形成されたレバー側に突出する突出部２５ａを嵌合させ、両者を加締めることにより一体化されている。

側板２５の内周には、図１および図２に示すように、制動部材として摩擦リング６０が取り付けられている。摩擦リング６０は、例えば樹脂で形成することができる。摩擦リング６０の内周面を出力軸２２の外周面に圧接することにより、出力軸２２に制動力が付与される。

以上のような構造を具備するレバー側クラッチ部１１およびブレーキ側クラッチ部１２の動作例を以下に説明する。

レバー側クラッチ部１１では、レバー操作により外輪１４に回転トルクが入力されると、円筒ころ１６が外輪１４と内輪１５間の楔すきま２０に係合する。この楔すきま２０での円筒ころ１６の係合により、内輪１５に回転トルクが伝達されて内輪１５が回転する。この時、外輪１４および保持器１７の回転に伴ってセンタリングばね１８に弾性力が蓄積される。

レバー操作による回転トルクの入力がなくなると、センタリングばね１８の弾性力により保持器１７および外輪１４が中立状態に復帰する。一方で、内輪１５は、与えられた回転位置をそのまま維持する。従って、操作レバー４３のポンピング動作による外輪１４の回転繰り返しで、内輪１５は寸動回転する。

ブレーキ側クラッチ部１２では、座席シート４０（図７参照）への着座により出力軸２２に回転トルクが逆入力されても、円筒ころ２７が出力軸２２と外輪２３間の楔すきま２６に係合して出力軸２２が外輪２３に対してロックされる。

このようにして、出力軸２２から逆入力された回転トルクは、ブレーキ側クラッチ部１２によってロックされてレバー側クラッチ部１１への還流が遮断される。これにより、座席シート４０の座面高さは保持される。

一方、レバー操作によりレバー側クラッチ部１１からの回転トルクが内輪１５に入力されると、内輪１５の柱部１５ａが円筒ころ２７と当接してコイルばね２８の弾性力に抗して円筒ころ２７を押圧する。

これにより、円筒ころ２７が出力軸２２と外輪２３間の楔すきま２６から離脱する。この楔すきま２６での円筒ころ２７の離脱により、出力軸２２のロック状態が解除されて出力軸２２は回転可能となる。

そして、内輪１５がさらに回転することにより、内輪１５の凸部１５ｃと出力軸２２の凹部２２ｄとの間のクリアランスα（図３参照）が詰まって凸部１５ｃが凹部２２ｄに回転方向で当接する。

これにより、レバー側クラッチ部１１からの回転トルクは、内輪１５の柱部１５ｂおよび凸部１５ｃを介して出力軸２２に伝達されて出力軸２２が回転する。つまり、内輪１５が寸動回転すると、出力軸２２も寸動回転する。これにより、座席シート４０の座面高さが調整可能となる。

以上で説明したクラッチユニット１０は、レバー操作により座席シート４０の座面高さを調整する自動車用シートリフタ部３９に組み込まれて使用される。図７は自動車の乗員室に装備される座席シート４０およびシートリフタ部３９を示す側面図である。

図７に示すように、シートリフタ部３９における座席シート４０の座面高さは、クラッチユニット１０におけるレバー側クラッチ部１１の外輪１４（図１参照）に取り付けられた操作レバー４３により調整される。シートリフタ部３９は平行リンク機構を有するもので、具体的には以下の構造を具備する。

スライド可動部材４４にリンク部材４５，４６の一端がそれぞれ回動自在に枢着されている。リンク部材４５，４６の他端はそれぞれ座席シート４０に回動自在に枢着されている。リンク部材４５の他端にはセクターギヤ４７が一体的に設けられている。セクターギヤ４７は出力軸２２のピニオンギヤ部２２ａと噛合している。

このシートリフタ部３９において、例えば、座席シート４０の座面を低くする場合、レバー側クラッチ部１１でのレバー操作、つまり、操作レバー４３を下側へ揺動させることにより、ブレーキ側クラッチ部１２（図１参照）のロック状態を解除する。

ブレーキ側クラッチ部１２でのロック解除により、レバー側クラッチ部１１からブレーキ側クラッチ部１２に伝達された回転トルクでもって、ブレーキ側クラッチ部１２の出力軸２２のピニオンギヤ部２２ａが時計方向（図７の矢印方向）に回動する。

シートリフタ部３９では、ピニオンギヤ部２２ａと噛合するセクターギヤ４７が反時計方向（図７の矢印方向）に揺動し、リンク部材４５とリンク部材４６が共に傾倒して座席シート４０の座面が低くなる。

このようにして、座席シート４０の座面高さを調整した後、操作レバー４３を開放すると、操作レバー４３がセンタリングばね１８（図１参照）の弾性力によって上側へ揺動して元の位置（中立位置）に戻る。

なお、操作レバー４３を中立位置から上側へ揺動させた場合は、前述とは逆の動作で座席シート４０の座面が高くなる。座席シート４０の座面高さを調整した後に操作レバー４３を開放すると、操作レバー４３が下側へ揺動して元の位置（中立位置）に戻る。

この実施形態におけるクラッチユニット１０の全体構成は、前述のとおりであるが、その特徴的な構成について、以下に詳述する。

ブレーキ側クラッチ部１２での出力軸２２のロック時、座席シート４０（図７参照）への着座状態で、車両の追突等により衝撃的な荷重が座席シート４０に負荷された場合、過大な回転トルクが瞬間的に出力軸２２に逆入力されることになる。また、悪路などでの車両走行時に上下振動が発生すると、正方向の回転トルクと逆方向の回転トルクが交互に繰り返し出力軸２２に逆入力されることになる。これらの逆入力トルクにより、座席シート４０の位置が乗員の意図とは関係なく下がるおそれがある。

このような逆入力トルクが出力軸２２に与えられた場合でも、出力軸２２をロックし続けるため、この実施形態のクラッチユニット１０のブレーキ側クラッチ部１２は、以下に説明するロック機構を有する。なお、特に必要がなければ、ロック機構を省略しても構わない。

このロック機構は、図２に示すように、ブレーキ側クラッチ部１２の外輪２３に設けられた、第一ギヤ部材としてのスライドギヤ３２と、出力軸２２に設けられた、第二ギヤ部材としてのインナーギヤ３３と、スライドギヤ３２とインナーギヤ３３を噛合状態と噛合状態を解除した状態との間で切り換える切換機構３４とを主要部として構成される。

図５および図６に示すように、スライドギヤ３２は、内周に歯部３２ａ（以下、内歯と称す）が形成された内歯歯車である。スライドギヤ３２の外周の円周方向複数箇所（本実施形態では３箇所）には、レバー側に一体的に延びる突出部３２ｂが形成されている。

ブレーキ側クラッチ部１２の外輪２３の外周の円周方向複数箇所（本実施形態では６箇所）には、半径方向に突出し、さらにその外径端がブレーキ側に延びた支持部２３ａが形成されている。隣接する二つの支持部２３ａの間にスライドギヤ３２の突出部３２ｂが嵌合している。これにより、スライドギヤ３２が外輪２３に支持される。また、スライドギヤ３２の回転は、静止部材である外輪２３により拘束される。

図１に示すように、外輪２３の支持部２３ａの先端は側板２５に接触している。後述するように、スライドギヤ３２は、軸方向に往復移動するが、支持部２３ａの先端を側板２５に接触させることにより、スライドギヤ３２のストロークの全行程でスライドギヤ３２を外輪２３で支持することができる。

インナーギヤ３３は、外周に歯部３３ａ（以下、外歯と称す）が形成された外歯歯車である。このインナーギヤ３３の外歯３３ａはスライドギヤ３２の内歯３２ａと噛合可能である。インナーギヤ３３は、出力軸２２のピニオンギヤ部２２ａとカム面２２０の間で出力軸の外周に嵌合される。具体的には、図１に示すように、大径軸部２２ｂのブレーキ側の端部の外周に切り欠き部２２ｅを設け、この切り欠き部２２ｅにインナーギヤ３３が嵌合される。

図５に示すように、インナーギヤ３３の外周面には、レバー側に外歯３３ａが形成され、ブレーキ側に円筒面状のガイド面３３ｂが形成される。図１に示すように、ガイド面３３ｂの直径寸法は、スライドギヤ３２の内歯３２ａの歯先円直径よりも僅かに小さい。ガイド面３３ｂと内歯３２ａの歯先面とは嵌合可能であり、両者間には、スライドギヤ３２とインナーギヤ３３が芯ずれを起こすことなく軸方向に相対移動できる程度の嵌め合い隙間が形成される。

切換機構３４（図２参照）は、出力軸２２に回転トルクが伝達されていない時にスライドギヤ３２とインナーギヤ３３を噛合状態とし、出力軸２２に回転トルクが伝達されている時にスライドギヤ３２とインナーギヤ３３の噛合状態を解除する。

図８は、図３のＡ方向から見たクラッチユニット１０の平面図である。
図８に示すように、この実施形態の切換機構３４は、スライドギヤ３２に設けられたカム溝３２０と、レバー側クラッチ部１１の外輪１４に設けられたカム部１４１からなるカム機構で構成される。カム溝３２０は、スライドギヤ３２の突出部３２ｂの先端にＶ字状に形成され、カム部１４１は、外輪１４の外周から軸方向のブレーキ側に一体に延ばした突出部１４ｆの先端に凸アール状に形成される。カム機構は円周方向に等配した３個所に形成される（図５および図６参照）。

この切換機構３４では、スライドギヤ３２と、ブレーキ側クラッチ部１２の静止部材、例えば側板２５との間に、スライドギヤ３２を軸方向のレバー側に弾性的に付勢する弾性部材３５を介在させている。本実施形態では、弾性部材３５の一例として、ウェーブスプリングを使用している。

かかる切換機構３４において、レバー側クラッチ部１１の外輪１４に回転トルクが与えられていない状態では、図８に示すように、ウェーブスプリング３５の弾性力によりスライドギヤ３２がレバー側に押圧される。そのため、スライドギヤ３２の内歯３２ａとインナーギヤ３３の外歯３３ａは噛合した状態に保持される（図１参照）。また、カム溝３２０とカム部１４０は嵌合した状態に保持される（図８参照）。

スライドギヤ３２の内歯３２ａとインナーギヤ３３の外歯３３ａとが噛合した状態では、出力軸２２は、静止部材である外輪２３に回転方向で拘束される。そのため、出力軸２２の回転が規制されたロック状態となる。

このように出力軸２２がロックされた状態では、車両追突時に出力軸２２に瞬間的に大きな逆入力トルクが作用し、あるいは悪路走行等により出力軸に正逆方向の逆入力トルクが繰り返し作用した場合でも、出力軸２２は回転しない。そのため、車両追突時や悪路走行時の出力軸２２の回転を回避し、出力軸２２に負荷された逆入力トルクで座席シート４０が意図せず降下する現象を回避することができる。

また、スライドギヤ３２の内歯３２ａとインナーギヤ３３の外歯３３ａとの噛み合いにより、ブレーキ側クラッチ部１２に対して大容量のトルク負荷が可能となる。そのため、ブレーキ側クラッチ部１２を構成する円筒ころ２７の数を低減することもでき、クラッチユニット１０の軽量化およびコスト低減が図れる。

その一方で、レバー側クラッチ部１１の外輪１４に回転トルクが入力されると、外輪１４の回転に伴って切換機構３４のカム部１４１がカム溝３２０をブレーキ側に押し込む。これにより、図９に示すように、スライドギヤ３２がウェーブスプリング３５の弾性力に抗してブレーキ側に押し込まれ、図中の二点鎖線で示す位置までスライドする（スライド後のインナーギヤを符号３２’で表し、内歯を符号３２ａ’で表す）。

このスライドギヤ３２の軸方向スライドにより、スライドギヤ３２の内歯３２ａの歯先が、インナーギヤ３３の外歯３３ａとの対向領域から離脱し、インナーギヤ３３のガイド面３３ｂと対向する。そのため、スライドギヤ３２の内歯３２ａとインナーギヤ３３の外歯３３ａとの噛合状態が解除される。これにより、出力軸２２のロックが解除され、出力軸２２は外輪２３に対して回転可能な状態となる。

この際、ガイド面３３ｂによって、スライドギヤ３２のスライド移動がガイドされるため、スライドギヤ３２とインナーギヤ３３の芯ずれを防止することができる。従って、スライドギヤ３２を再度、レバー側にスライドさせた際にも、内歯３２ａと外歯３３ａをスムーズに噛合させることができる。

レバー操作により外輪１４がさらに回転すると、上述したとおり、内輪１５の凸部１５ｃと出力軸２２の凹部２２ｄとが係合し、内輪１５の回転トルクが出力軸２２に伝達されて出力軸２２が回転する。これにより、座席シート４０の座面高さが調整可能となる。

なお、スライドギヤ３２の内歯３２ａがインナーギヤ３３の外歯３３ａから離脱した直後は、ブレーキ側クラッチ部１２では、円筒ころ２７が外輪２３と出力軸２２間の楔すきま２６に係合した状態にある。そのため、この時点で出力軸２２に回転トルクが逆入力されても、出力軸２２がロックされ続ける。

その後、スライドギヤ３２の軸方向スライドにより、スライドギヤ３２の内歯３２ａがインナーギヤ３３の外歯３３ａから完全に離脱した後に、円筒ころ２７が外輪２３と出力軸２２間の楔すきま２６から離脱する。従って、レバー操作時にスライドギヤ３２と出力軸２２間で歯打ち音などの異音が発生することはない。

このように静止側に支持されたギヤ部材（スライドギヤ３２）と回転側に支持されたギヤ部材（インナーギヤ３３）との噛合により出力軸の回転をロックし、かつ両者の噛合状態と噛合状態の解除とを切り換え可能とした構成では、出力軸２２の回転停止時点の回転方向の位相によっては、図１０に示すように、スライドギヤ３２の内歯３２ａの歯先と、インナーギヤ３３の外歯３３ａの歯先とが軸方向で当接する場合がある。

このように内歯３２ａの歯先と外歯３３ａの歯先が当接すると、そのままでは、ウェーブスプリング３５の弾性力をスライドギヤ３２に作用させても、スライドギヤ３２がレバー側に移動できず、内歯３２ａと外歯３３ａを噛合させることが困難となる。かかる事態を解消するため、クラッチユニット１０に、内歯３２ａと外歯３３ａの噛み合いを調整するアライメント機構を設けるのが望ましい。

アライメント機構は、出力軸２２に対するインナーギヤ３３の微小回転を許容する一方で、両者の微小回転以上の相対回転時に出力軸２２とインナーギヤ３３をロックする機能を有する。アライメント機構の一例として以下の構成を挙げることができる。

アライメント機構は、図１２および図１３に示すように、出力軸２２とインナーギヤ３３の位相が合った中立状態（図１２参照）でインナーギヤ３３の微小回転を許容し、さらに微小回転後の出力軸２２とインナーギヤ３３を、両者の位相がずれた状態（図１３参照）から、図１２に示す中立状態に復帰させるものである。このアライメント機構は、インナーギヤ３３の微小回転を許容するアライメント部５０と、出力軸２２に対して位相ずれしたインナーギヤ３３を中立位置に復帰させるセンタリング部５４とを主要部として構成される。

アライメント部５０は、インナーギヤ３３の内周面と出力軸２２の外周面との対向領域において、出力軸２２の外周面に形成された平坦面５１と、インナーギヤ３３の内周面に形成された傾斜面５２とを備える。

図１２に示す中立状態において、軸方向から見た時、平坦面５１は、軸心Ｏを中心とした円の弦を描く。この平坦面５１は、出力軸２２の外周面の１８０°対向した位置に設けられる。

この時の傾斜面５２は、前記弦と鋭角に交差する線分を描く。平坦面５１に対する交差角を等しくし、かつ中凸形状となるように傾斜方向を逆にした２つの傾斜面５２を１セットとして、インナーギヤ３３の内周面の１８０°対向位置に２セットの傾斜面５２が設けられる。このように傾斜方向を逆にした２つの二種類の傾斜面５２を隣接して形成することにより、回転トルクの正方向と逆方向の両方に対応することができる。

図１２に示す中立状態では、出力軸２２の平坦面５１に、インナーギヤ３３の２つの傾斜面５２の間に設けた中央部位５３が当接する。

図１３に示すように、出力軸２２に対してインナーギヤ３３が微小回転して両者の位相がずれた状態では、出力軸２２の平坦面５１にインナーギヤ３３のいずれか一方の傾斜面５２が面接触する。これにより、出力軸２２とインナーギヤ３３が、微小回転方向と同方向に供回り可能となる。つまり、図１２に示す中立状態から、平坦面５１にインナーギヤ３３の何れか一方の傾斜面５２が接触するまで（図１３参照）、インナーギヤ３３は出力軸２２に対して微小回転可能となる。

インナーギヤ３３に許容される、出力軸２２に対する微小回転量、すなわちアライメント量は、少なくともインナーギヤ３３の歯のピッチの半分程度が好ましい。例えば、スライドギヤ３２およびインナーギヤ３３の歯数を３０とした場合、３６０°／歯数＝１２°となるので、１２°の半分の６°をアライメント量とする。なお、アライメント量は少なくともスライドギヤ３２の内歯３２ａの歯元厚さの半分以上あれば足りるが、本実施形態では、余裕を持たすために、これよりも大きめのアライメント量を設定している。

センタリング部５４は、出力軸２２とインナーギヤ３３との間に回転方向の弾性力を付与する弾性部材５６を有する。弾性部材５６として、図１４に示すＣ字状のリングばねを使用することができる。リングばね５６の両端５６ａは、軸方向に延びている。リングばね５６の弾性力は、ウェーブスプリング３５（図１参照）の弾性力よりも小さい。

図１４に示すように、リングばね５６の両端５６ａは、出力軸２２とインナーギヤ３３に跨って形成された収容部５５内に収容される。収容部５５は、例えば、出力軸２２の大径軸部２２ｂのブレーキ側の端面に設けた凹所５７と、インナーギヤ３３の内周に軸方向に貫通させて形成した切り欠き部５８の円周方向位置を整合させることで形成される。図１２に示すように、収容部５５にリングばね５６の両端５６ａを挿入し、収容部５５の円周方向両側で出力軸２２およびインナーギヤ３３にリングばね５６の両端５６ａを係止することで、センタリング部５４が構成される。

このように、アライメント部５０で、出力軸２２に対してインナーギヤ３３の微小回転を許容することにより、図１０に示すように、出力軸２２の回転が停止した時点（操作レバーを解放した時点）で、スライドギヤ３２の内歯３２ａとインナーギヤ３３の外歯３３ａの歯先同士が当接した状態になっても、ウェーブスプリング３５の弾性力を受けたスライドギヤ３２の内歯３２ａが、インナーギヤ３３の外歯３３ａを回転方向に押圧する。この押圧力がリングばね５６の弾性力に打ち勝つため、インナーギヤ３３が微小回転し、図１１に示すように、インナーギヤ３３の外歯３３ａがスライドギヤ３２の内歯３２ａと噛み合う。

これにより、図１０に示す噛合不良状態を自動的に解消し、スライドギヤ３２とインナーギヤ３３を噛合させて出力軸２２をロックすることができる。そのため、出力軸２２に作用した逆入力トルクによる座席シートの意図しない降下を防止することができる。

なお、内歯３２ａからの軸方向の押圧力を、外歯３３ａに対する回転方向の押圧力に変換できるように、スライドギヤの内歯３２ａおよびインナーギヤ３３の外歯３３ａの各歯先は、軸方向に対して傾斜したテーパ面状に形成するのが好ましい（図１０参照）。

このように噛合不良を解消した状態では、図１３に示すように、出力軸２２とインナーギヤ３３は位相ずれを生じた状態にある。この位相ずれは、操作レバーを操作して出力軸２２に回転トルクを伝達する際に解消される。すなわち、操作レバーの操作により出力軸２２に回転トルクが伝達された際には、切換機構３４（図８参照）の作用により、スライドギヤ３２とインナーギヤ３３の噛合状態が解消され、インナーギヤ３３が回転フリーの状態となる。そのため、スライドギヤ３２とインナーギヤ３３の噛合状態が解消されると同時に、リングばね５６に蓄積された弾性力でインナーギヤ３３が微小回転方向と反対方向に回転し、出力軸２２に対してインナーギヤ３３が図１２に示す中立位置に復帰する。

このようにして、インナーギヤ３３を出力軸２２に対して中立位置に復帰させることで、次の出力軸２２の回転停止時に再度インナーギヤ３３の外歯３３ａとスライドギヤ３２の内歯３２ａとが当接した状態となっても、アライメント部５０により両者を噛合させることができる。

なお、以上に述べたロック機構およびアライメント機構は、シートリフタ用のクラッチユニットに必ず必要なものではなく、特に必要性がなければ、アライメント機構を省略し、あるいはロック機構とアライメント機構の双方を省略することもできる。

既に述べたように、本実施形態のクラッチユニット１０では、内輪１５が外輪１４の外周面で案内される。内輪１５を案内する外輪１４の外周面は、筒部に形成される。ここでいう筒部は、外輪１４の楔すきま２０を形成する筒部（大径筒部１４ａ）とは異なる、軸方向に延びた筒状の部分であり、本実施形態でいえば、小径筒部１４ｂが該当する。本実施形態では、内輪１５に設けられた内径側に突出する案内部１５ｄを、外輪１４の小径筒部１４ｂの外周面に嵌合させている。

かかる構成から、レバー側クラッチ部１１の楔すきま２０を形成する外輪１４と内輪１５の姿勢を互いに拘束し、両者間の芯ずれを防止することができる。これにより、楔すきま２０に対する円筒ころ１６の係合と離脱を安定的に行うことが可能となる。

従って、レバー操作後にレバーから手を離した際に、センタリングばね１８の弾性力で操作レバー、外輪１４および保持器１７を確実に中立位置に復帰させる一方、円筒ころ１６を楔すきま２０から確実に離脱させることができる。これにより、内輪１５に対して円筒ころ１６を空転させ、内輪１５をレバー操作前と同じ回転位置に保持することが可能となる。そのため、レバーの１回の操作における出力軸２２の回転角度を設計値どおりに維持することができる。従って、レバー側クラッチ部１１の動作安定性を向上させることが可能となる。

また、本実施形態では、外輪１４に小径筒部１４ｂの内径側に延びる内径側フランジ部１４ｄを設け、この内径側フランジ部１４ｄの内周面で出力軸２２の小径軸部２２ｃを支持している。そのため、出力軸２２の振れを小さくすることができ、クラッチユニットの動作安定性をさらに高めることができる。

また、本実施形態によれば、内輪１５が外輪１４の外周面で支持されるため、内輪１５を出力軸２２で支持する必要がない。従って、カム面２３０よりもレバー側の領域で、出力軸２２を内輪１５に対して半径方向に離間させることができる。これにより出力軸２０のカム面２３０よりもレバー側の部分を小径化して小径軸部２２ｃを形成することができ、出力軸２２の部分的に小径化により、クラッチユニット１０の軽量化を図ることができる。

これに対し、特許文献１のクラッチユニットでは、出力軸のカム面よりもレバー側の領域を内輪に接触させることにより、内輪を出力軸で支持している。そのため、出力軸に内輪から半径方向に離間した小径軸部を形成することはできず、かかる効果を得ることはできない。

内輪１５は、例えば、予め柱部１５ｂを形成した鋼板を深絞りして有底カップ状の内輪素材を形成した後、この内輪素材の底部をプレスで打ち抜くことにより製作される。この打ち抜きに伴って、底部があった領域に形成されるカエリで環状の案内部１５ｄを形成することができる。

このように案内部１５は内輪１５の内径側に突出しており、しかもこの案内部１５ｄが周方向に連続した形態を有するため、案内部１５ｄは補強用のリブとしても機能する。従って、内輪１５の強度を高めることができ、内輪１５の薄肉化を通じてクラッチユニット１０のコンパクト化（特に半径方向寸法のコンパクト化）を図ることができる。

また、本実施形態では、内径側フランジ部１４ｄを小径筒部１４ｂのブレーキ側の端部に形成しているため、接続部１４ｃよりもブレーキ側に後退した位置に内径側フランジ部１４ｄが形成される。従って、小径筒部１４ｂの内径側の空間に、出力軸２２の軸端、さらには抜け止め用の止め輪３１ｂを配置することが可能となる。つまり、出力軸２２の軸端は、外輪１４のレバー側端面よりもレバー側に突出した部分を持たない。従って、出力軸の軸端や抜け止め用のワッシャが、外輪のレバー側端面よりもレバー側に位置する特許文献１の構成に比べ、クラッチユニット１０の軸方向寸法を小型化することが可能となる。

シートリフタ用のクラッチユニット１０は、座席シートのドア側の側面に取り付けられるのが通例であり、座席シートとドアの間の空間の幅寸法には制限がある。そのため、クラッチユニットの軸方向寸法は極力小さくする必要がある。本実施形態のクラッチユニットはかかる要請にも応えるものである。

本実施形態のクラッチユニット１０は以上に説明した構成、機能を有するものであるが、必要に応じて、以下に述べる構成の何れか一つあるいは二つ以上を採用することも可能である。

（１）側板の突出部の湾曲化
以上に説明した実施形態では、図６に示すように、側板２５の突出部２５ａは、軸心Ｏ（図３参照）を中心とする円の接線方向に延びる平板状に形成されている。これでは、側板２５の突出部２５ａの内径側に配置されたセンタリングばね１８（図１および図８参照）が拡径した際に、センタリングばね１８が突出部２５ａの内周に接触する。これを避けるには、突出部２５ａを軸方向に折り曲げる際の折り曲げ位置を外径側に設ける必要がある。そのため、クラッチユニットの外径寸法が大きくなると共に、重量が嵩む要因となる。

これに対し、図１５に示すように、側板２５の突出部２５ａを、外径側が凸となるように軸方向から見て湾曲した形状、例えば軸方向から見て軸心Ｏを中心とする円弧状に形成すれば、突出部２５ａに内接する円の直径を大きくすることができる。従って、突出部２５ａの軸方向への折り曲げ位置を、前述の実施形態よりも内径側に設定することが可能となる。そのため、クラッチユニットの外径寸法の小型化や重量軽減を図ることができる。

（２）保持器の突起部の形状変更
以上に説明した実施形態では、図４に示すように、保持器１７の突起部１７ａは、その根元において、アール部１７ｃを介して保持器本体の円筒面状の外周面につながっている。また、センタリングばね１８の両端部１８ａは、その根元において、アール部１８ｂを介してリング状のばね本体につながっている。かかる構成では、保持器１７のアール部１７ｃと、センタリングばね１８のアール部１８ｂとが繰り返し接触するため、保持器１７（例えば樹脂製）のアール部１７ｃが摩耗する場合がある。摩耗が進展すれば、保持器１７の突起部１７ａがセンタリングばね１８の内径側に潜り込み、レバーのポンピング動作の不良を起こすおそれがある。

これに対し、図１６（ａ）（ｂ）に示すように、保持器１７の突起部１７ａの根元に切り欠き部１７ｄを設けておけば、突起部１７ａの根元とセンタリングばね１８のアール部１８ｂとの接触を回避することができる。これにより、突起部１７ａの根元の摩耗を防止し、動作不良を回避することができる。

（３）レバー側クラッチ部の外輪の軸方向ガタ対策
以上に説明した実施形態では、各部品が公差を考慮した設計になっているため、公差が重畳することで、特にレバー側クラッチ部１１において、レバー側の止め輪３１ｂと内輪１５の間に、外輪１４の板厚よりも大きい隙間が生じる場合がある。この場合、外輪１４が軸方向にガタつくため、操作レバーもガタついて乗員に不快感を与える。

この対策の一例として、クラッチユニット１０に、外輪１４をレバー側へ付勢する付勢機構を付加することが考えられる。図１７は、この付勢機構として、外輪１４と出力軸２２の間に圧縮状態のコイルばね６０を配置したものを例示している。また、図１８は、センタリングばね１８に軸方向のねじれβを与え、センタリングばね１８の一端側を外輪１４に当接させると共に、他端側をブレーキ側クラッチ部１２の外輪２３に当接させたものを例示している。何れの構成であっても、レバー側クラッチ部の外輪１４を止め輪３１ｂに押し付けて外輪Ａの軸方向のガタをなくし、操作フィーリングを向上させることができる。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１０ クラッチユニット
１１ 入力側クラッチ部（レバー側クラッチ部）
１２ 出力側クラッチ部（ブレーキ側クラッチ部）
１４ 入力側クラッチ部の入力部材（レバー側クラッチ部の外輪）
１４ｂ 筒部（小径筒部）
１４ｄ 内径側フランジ部
１５ 入力側クラッチ部の出力部材（レバー側クラッチ部の内輪）
１５ｄ 案内部
１６ 係合子（円筒ころ）
２０ 楔すきま
２２ 出力軸
２２ｄ トルク伝達部（凹部）
３１ｂ 係合部材（レバー側の止め輪）
３９ シートリフタ部

Claims (5)

1. 入力された回転トルクの伝達と遮断を制御可能な入力側クラッチ部と、前記入力側クラッチ部からの回転トルクを出力側へ伝達すると共に、出力側から逆入力される逆入力トルクを遮断する出力側クラッチ部とを有し、
   前記入力側クラッチ部は、回転が入力される入力部材と、回転が出力される出力部材と、入力部材と出力部材の間に形成された楔すきまと、前記楔すきまに係合する係合子とを備え、
   前記入力側クラッチ部の入力部材の外周面で、前記入力側クラッチ部の出力部材を案内し、
   前記出力側クラッチ部が、前記入力側クラッチ部の出力部材からの回転トルクを出力する出力軸を備え、
   前記入力側クラッチ部の入力部材に、前記外周面を有する筒部と、当該筒部の出力側クラッチ部側の端部から内径方向に延びる内径側フランジ部とを設け、前記筒部の内径側に、前記出力軸の軸端を配置したことを特徴とするクラッチユニット。
2. 前記入力側クラッチ部の出力部材に、内径側に突出する案内部を円周方向に連続して設け、当該案内部を前記入力部材の外周面に嵌合させた請求項１に記載のクラッチユニット。
3. 前記出力軸を、前記入力側クラッチ部の出力部材の内径側に、当該出力部材から半径方向に離間させて配置した請求項１に記載のクラッチユニット。
4. 前記入力側クラッチ部の出力部材が、前記出力軸との間でトルク伝達を行うトルク伝達部を有する請求項１～３のいずれか１項に記載のクラッチユニット。
5. 前記入力側クラッチ部と前記出力側クラッチ部が自動車用シートリフタ部に組み込まれている請求項１～４のいずれか一項に記載のクラッチユニット。

Images