JP7110062B2 - クラッチユニット - Google Patents

Description

本発明は、回転トルクが入力される入力側クラッチ部と、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、出力側からの回転トルクを遮断する出力側クラッチ部とを備えたクラッチユニットに関する。

円筒ころ等の係合子を用いるクラッチユニットでは、入力部材と出力部材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間で係合子を係合および離脱させることにより、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（操作レバーの回動）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、図８に示すように、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１１１と、レバー側クラッチ部１１１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１１２とを備えている。

レバー側クラッチ部１１１は、レバー操作により回転トルクが入力される外輪１１４を備えている。また、ブレーキ側クラッチ部１１２は、外輪１２３と、カバー１２４と、回転が拘束された静止部材としての側板１２５を備えている。

外輪１２３およびカバー１２４の切り欠き凹部１２３ｂ，１２４ａに、側板１２５の爪部１２５ａを嵌合させて加締めている。これにより、側板１２５、外輪１２３およびカバー１２４が一体化されている。

特許文献１のクラッチユニットでは、操作レバーの回動角度を規制する角度規制部１３２が、図９および図１０に示すように、外輪１１４およびカバー１２４の外周に設けられている。角度規制部１３２は、外輪１１４の外周に設けられた爪部１１４ｃと、カバー１２４の外周に設けられた切り欠き凹部１２４ｂとで構成されている。

レバー操作により外輪１１４が回転すると、その外輪１１４の爪部１１４ｃがカバー１２４の切り欠き凹部１２４ｂ内で周方向に移動する。その移動端で爪部１１４ｃが切り欠き凹部１２４ｂの周方向端面１２４ｃに当接する。

このように、レバー操作による外輪１１４の回転時、爪部１１４ｃを切り欠き凹部１２４ｂの周方向端面１２４ｃで係止させることにより、操作レバーの回動角度を規制するようにしている。

特開２０１１－１６９４０２号公報

特許文献１で開示されたクラッチユニットの爪部１１４ｃは、外輪１１４の外周を径方向外側に延設すると共に軸方向に屈曲させた形状をなす。この形状により、爪部１１４ｃをカバー１２４の外周に位置する切り欠き凹部１２４ｂ内に配置している。

このような構造を有する角度規制部１３２の場合、爪部１１４ｃをカバー１２４の外周まで径方向外側に延設しなければならない。そのため、爪部１１４ｃが大きくなり、外輪１１４の重量が増大するという問題があった。

また、カバー１２４の外周には、側板１２５および外輪１２３を一体化するための加締め部（切り欠き凹部１２４ａに嵌合された爪部１２５ａ）が配設されている。そのため、この加締め部を避けるように、切り欠き凹部１２４ｂをカバー１２４の外周に設けなければならない。

この加締め部の存在により、切り欠き凹部１２４ｂの配置が制約されることから、角度規制部１３２のレイアウト自由度が低く、操作レバーの許容回動角度が制限されるという問題もあった。

そこで、本発明は前述の課題に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、外輪の軽量化および角度規制部のレイアウト自由度の向上を図り得るクラッチユニットを提供することにある。

本発明に係るクラッチユニットは、操作レバーの回動により入力される回転トルクの伝達および遮断を制御する入力側クラッチ部と、その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回転トルクを遮断する出力側クラッチ部とからなる基本構成を具備する。

本発明の入力側クラッチ部は、操作レバーが固定される側板と、その側板と嵌合する外輪部材と、を備え、本発明の出力側クラッチ部は、回転が拘束された静止部材を備えている。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、操作レバーの回動角度を規制する角度規制部が、外輪部材および静止部材の外周縁よりも径方向内側に配設されていることを特徴とする。

本発明では、角度規制部を外輪部材および静止部材の外周縁よりも径方向内側に配設したことにより、従来のように、外輪部材の爪部を静止部材の外周まで径方向外側へ延設する必要がないので、外輪部材の軽量化を容易に実現できる。また、静止部材の外周にある加締め部を避ける必要もないので、角度規制部のレイアウト自由度を向上させることができる。

本発明における角度規制部は、外輪部材に設けられた爪部と、静止部材に設けられ、爪部を周方向移動可能に収容してその移動端で係止させる被係止部とで構成されていることが望ましい。

このような構造を採用すれば、レバー操作により回転トルクが入力された外輪部材の爪部を静止部材の被係止部内で移動させてその移動端で係止させることで、操作レバーの回動角度を規制する構成を容易に実現できる。

本発明における入力側クラッチ部および出力側クラッチ部は、自動車用シートリフタ部に組み込まれた構造が望ましい。

このような構造を採用すれば、入力側クラッチ部をレバー側クラッチ部とし、出力側クラッチ部をブレーキ側クラッチ部とすることで、シートリフタ部の軽量化が図れ、シートリフタ部における操作レバーのレイアウト自由度を向上させることができる。

本発明によれば、角度規制部を外輪部材および静止部材の外周縁よりも径方向内側に配設したことにより、従来のように、外輪部材の爪部を静止部材の外周まで径方向外側へ延設する必要がないので、外輪部材の軽量化を容易に実現できる。また、静止部材の外周にある加締め部を避ける必要もないので、角度規制部のレイアウト自由度を向上させることができる。

本発明の実施形態で、クラッチユニットの全体構成を示す断面図である。 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。 自動車の座席シートおよびシートリフタ部を示す構成図である。 図１のカバーおよび外輪部材を示す組立分解斜視図である。 図５の組立完了斜視図である。 図５のカバーを示す正面図である。 従来におけるクラッチユニットの全体構成を示す断面図である。 図８のカバーおよび外輪を示す組立分解斜視図である。 図９の組立完了斜視図である。

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はクラッチユニットの全体構成を示す断面図、図２は図１のＰ－Ｐ線に沿う断面図、図３は図１のＱ－Ｑ線に沿う断面図である。この実施形態の特徴的な構成を説明する前にクラッチユニットの全体構成を説明する。

この実施形態のクラッチユニット１０は、図１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である。

レバー側クラッチ部１１は、レバー操作（操作レバーの回動）により入力される回転トルクの伝達および遮断を制御する。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回転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の主要部は、図１および図２に示すように、側板１３と、外輪部材１４と、内輪１５と、複数の円筒ころ１６と、保持器１７と、内側センタリングばね１８と、外側センタリングばね１９とで構成されている。

側板１３は、その外周縁部から軸方向（ブレーキ側クラッチ部１２側）に延びる爪部１３ａを有する。爪部１３ａは、外輪部材１４の外周縁部に形成された切り欠き凹部１４ａに嵌合して加締められる。これにより、側板１３と外輪部材１４とが一体化されている。側板１３および外輪部材１４への回転トルクの入力は、側板１３に取り付けた操作レバー４３（図４参照）により行われる。

内輪１５は、出力軸２２が挿通される筒状部１５ａと、筒状部１５ａのブレーキ側端部を径方向外側に延在させた拡径部１５ｂと、拡径部１５ｂの外周端部を軸方向に屈曲させて延びる複数の柱部１５ｃ（図３参照）とからなる。内輪１５は、外輪部材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。

外輪部材１４の内周には、複数のカム面１４ｂが周方向等間隔に形成されている。カム面１４ｂと、内輪１５の筒状部１５ａの円筒状外周面１５ｄとの間には、楔すきま２０が形成されている。

円筒ころ１６は、外輪部材１４と内輪１５との間に配置される。円筒ころ１６は、外輪部材１４のカム面１４ｂと内輪１５の外周面１５ｄとの間に形成された楔すきま２０での係合および離脱により外輪部材１４からの回転トルクの伝達および遮断を制御する。

保持器１７には、円筒ころ１６を楔すきま２０で保持するポケット１７ａが周方向複数箇所に等間隔で形成されている。

内側センタリングばね１８は、保持器１７とブレーキ側クラッチ部１２のカバー２４との間に配設された断面円形のＣ字状弾性部材であり、その両端部を保持器１７およびカバー２４の一部に係止させている。

内側センタリングばね１８は、レバー操作により外輪部材１４から回転トルクが入力されると、静止状態にあるカバー２４に対して、外輪部材１４に追従する保持器１７の回転に伴って拡径して弾性力が蓄積される。外輪部材１４からの回転トルクの入力がなくなると、内側センタリングばね１８の弾性力により保持器１７が中立状態に復帰する。

内側センタリングばね１８の径方向外側に位置する外側センタリングばね１９は、外輪部材１４とブレーキ側クラッチ部１２のカバー２４との間に配設されたＣ字状帯板弾性部材であり、その両端部を外輪部材１４およびカバー２４の一部に係止させている。

外側センタリングばね１９は、レバー操作により外輪部材１４から回転トルクが入力されると、静止状態にあるカバー２４に対して、外輪部材１４の回転に伴って拡径して弾性力が蓄積される。外輪部材１４からの回転トルクの入力がなくなると、外側センタリングばね１９の弾性力により外輪部材１４が中立状態に復帰する。

ブレーキ側クラッチ部１２の主要部は、図１および図３に示すように、レバー側クラッチ部１１から延びる内輪１５の柱部１５ｃと、出力軸２２と、静止系としての外輪２３、カバー２４および側板２５と、複数対の円筒ころ２７および断面Ｎ字形の板ばね２８と、摩擦リング２９とで構成されている。

出力軸２２は、内輪１５の筒状部１５ａが外挿された軸部２２ａと、その軸部２２ａの略中央部位から径方向外側に延びる大径部２２ｂと、軸部２２ａの出力側端部に同軸的に形成されたピニオンギヤ部２２ｄとからなる。出力軸２２には、レバー側クラッチ部１１からの回転トルクが出力される。

大径部２２ｂの外周には、複数（図３では６つ）の平坦なカム面２２ｅが周方向等間隔に形成されている。大径部２２ｂのカム面２２ｅと外輪２３の円筒状内周面２３ａとの間には、楔すきま２６が形成されている。

楔すきま２６に、二つの円筒ころ２７とその間に介挿された一つの板ばね２８とが配されている。円筒ころ２７は、楔すきま２６での係合および離脱により、出力軸２２から逆入力される回転トルクの遮断と内輪１５から入力される回転トルクの伝達とを制御する。板ばね２８は、円筒ころ２７同士に周方向への離反力を付勢する。

複数対（図３では６対）の円筒ころ２７および板ばね２８は、内輪１５の柱部１５ｃにより周方向等間隔に配設されている。内輪１５の柱部１５ｃは、外輪部材１４から入力される回転トルクを出力軸２２に伝達する機能と、円筒ころ２７および板ばね２８をポケット１５ｆに収容して周方向等間隔に保持する機能とを有している。

また、大径部２２ｂには、内輪１５からの回転トルクを出力軸２２に伝達するための突起２２ｆが設けられている。突起２２ｆは、内輪１５の拡径部１５ｂに形成された孔１５ｅに周方向のクリアランスをもって挿入配置されている。

ピニオンギヤ部２２ｄは、シートリフタ部３９（図４参照）と連結される。軸部２２ａの入力側端部にウェーブワッシャ３０を介してワッシャ３１を圧入することにより、レバー側クラッチ部１１の構成部品を抜け止めしている。

外輪２３およびカバー２４の外周縁部に切り欠き凹部２３ｂ，２４ａを形成すると共に、側板２５の外周縁部に爪部２５ａを形成する。切り欠き凹部２３ｂ，２４ａに爪部２５ａを嵌合させて加締めることにより、外輪２３、カバー２４および側板２５が一体化されている。

摩擦リング２９は、例えば樹脂製の部材であり、側板２５に固着されている。摩擦リング２９は、出力軸２２の大径部２２ｂに形成された環状凹部２２ｃの内周面２２ｇに嵌め合い代をもって圧入されている。

摩擦リング２９の外周面２９ａと環状凹部２２ｃの内周面２２ｇとの間に生じる摩擦力によって、レバー操作時、静止状態の側板２５に固着された摩擦リング２９に対して摺動する出力軸２２に回転抵抗が付与される。

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部材１４に回転トルクが入力されると、円筒ころ１６が外輪部材１４と内輪１５間の楔すきま２０に係合する。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。このとき、外輪部材１４および保持器１７の回転に伴って両センタリングばね１８，１９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、両センタリングばね１８，１９の弾性力により保持器１７および外輪部材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（図４参照）のポンピング操作による外輪部材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４参照）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と係合して出力軸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へ逆入力される回転トルク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１５ｃが円筒ころ２７と当接して板ばね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が楔すきま２６から離脱する。楔すきま２６からの円筒ころ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。このとき、摩擦リング２９により出力軸２２に回転抵抗が付与される。

そして、内輪１５がさらに回転すると、内輪１５の拡径部１５ｂ（の孔１５ｅ）と出力軸２２の突起２２ｆとのクリアランスが詰まって、内輪１５の拡径部１５ｂが出力軸２２の突起２２ｆ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、突起２２ｆ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４は自動車の乗員室に装備される座席シート４０を示す。

図４に示すように、座席シート４０の座面高さは、レバー側クラッチ部１１の側板１３（図１参照）に取り付けられた操作レバー４３を回動させることによって調整される。シートリフタ部３９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の一端が回動自在に枢着されている。リンク部材４５，４６の他端は座席シート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２２ｄに噛合している。

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、シートリフタ部３９の操作レバー４３を下側へ回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でのロック解除時、摩擦リング２９（図１参照）により出力軸２２に適正な回転抵抗を付与することで、座席シート４０の座面をスムーズに低くすることができる。

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２２ｄが時計方向（図４の矢印方向）に回動する。

そして、ピニオンギヤ部２２ｄと噛合するセクターギヤ４７が反時計方向（図４の矢印方向）に回動し、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が両センタリングばね１８，１９の弾性力によって上側へ揺動して元の位置（中立状態）に戻る。

なお、操作レバー４３を上側へ回動させた場合は、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が下側へ回動して元の位置（中立状態）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、その特徴的な構成である操作レバー４３の回動角度を規制する角度規制部３２について、以下に詳述する。

角度規制部３２は、図５および図６に示すように、ブレーキ側クラッチ部１２（図１参照）のカバー２４およびレバー側クラッチ部１１（図１参照）の外輪部材１４の外周縁よりも径方向内側に配設されている。

カバー２４の径方向内側、具体的に、カバー２４のうち外側センタリングばね１９が配された部位よりも径方向内側部位には、カバー２４を板厚方向（軸方向）に貫通する複数（本実施形態では、３つ）の貫通穴２４ｂが形成されている。本実施形態では、貫通穴２４ｂは、周方向に沿う円弧状のスリットである。貫通穴２４ｂは、後述する外輪部材１４の爪部１４ｃが係止する被係止部としての機能を有している。

一方、外輪部材１４の径方向内側、具体的に、外輪部材１４のうちカバー２４の貫通穴２４ｂと軸方向に対応する部位には、爪部１４ｃが設けられている。爪部１４ｃは、外輪部材１４の外周縁部のうち隣り合う切り欠き凹部１４ａの間からカバー２４側に延びる突起である。

外輪部材１４の爪部１４ｃをカバー２４の貫通穴２４ｂに周方向（レバー回動方向）に移動可能に収容してその移動端で係止可能とすることにより、操作レバー４３の角度規制部３２を構成している。

角度規制部３２を構成する爪部１４ｃおよび貫通穴２４ｂは、外輪部材１４およびカバー２４の周方向３箇所に等間隔で形成されている（図７参照）。このように、角度規制部３２を複数箇所（図では３箇所）に配置することにより、操作レバー４３の回動によって発生する応力を分散させることで部品強度を確保することが可能となる。

本実施形態では、角度規制部３２を複数箇所に配置しているが、部品強度を確保することが可能であれば、角度規制部３２を１箇所のみに配置してもよい。

操作レバー４３の角度規制部３２では、操作レバー４３の回動により回転トルクが外輪部材１４に入力されて外輪部材１４が回転すると、その外輪部材１４の爪部１４ｃがカバー２４の貫通穴２４ｂで周方向（レバー回動方向）に移動する。

その移動端で爪部１４ｃが貫通穴２４ｂの周方向端面２４ｃに当接する。このように、爪部１４ｃを貫通穴２４ｂの周方向端面２４ｃで係止させることにより、操作レバー４３の回動角度を規制する。

本実施形態の角度規制部３２は、カバー２４の貫通穴２４ｂを外側センタリングばね１９が配された部位よりも径方向内側に形成すると共に、外輪部材１４の爪部１４ｃをカバー２４の貫通穴２４ｂと対応する部位に設けている。

これにより、従来のように、外輪部材１４の爪部１４ｃをカバー２４の外周まで径方向外側へ延設する必要がないので、外輪部材１４の軽量化を容易に実現できる。また、カバー２４の外周にある加締め部（切り欠き凹部２４ａに嵌合された爪部２５ａ）を避ける必要もないので、貫通穴２４ｂの配置が制約されず、角度規制部３２のレイアウト自由度を向上させることができ、操作レバー４３の許容回動角度が制限されることもない。

なお、被係止部は貫通穴２４ｂに限らず、非貫通穴（単なる窪み）であってもよい。

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）
１３ 側板
１４ 外輪部材
１４ｃ 爪部
２４ 静止部材（カバー）
２４ｂ 被係止部（貫通穴）
３２ 角度規制部
３９ シートリフタ部

Claims (3)

1. 操作レバーの回動により入力される回転トルクの伝達および遮断を制御する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回転トルクを遮断する出力側クラッチ部とからなり、
   前記入力側クラッチ部は、前記操作レバーが固定される側板と、前記側板と嵌合する外輪部材と、を備え、
   前記出力側クラッチ部は、回転が拘束された静止部材を備えたクラッチユニットであって、
   前記操作レバーの回動角度を規制する角度規制部が、前記外輪部材および前記静止部材の外周縁よりも径方向内側に配設されているクラッチユニット。
2. 前記角度規制部は、前記外輪部材に設けられた爪部と、前記静止部材に設けられ、前記爪部を周方向移動可能に収容してその移動端で係止させる被係止部とで構成されている請求項１に記載のクラッチユニット。
3. 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又は２に記載のクラッチユニット。

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