JPH08232978A - 安全機能を有するトルク伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械式のトルクリミッタを用いて、作動途中
で伝達トルクの大きさを切換えることができるトルク伝
達装置を提供する。 【構成】 ウォーム４と接続する入力部材２と、出力部
材５を軸７により連結し、入力部材２と軸７の間に機械
式のトルクリミッタ８を組込む。軸７に取付けた送りね
じリング２２に、ねじで駆動されるナット２６と、軸方
向に移動する噛み込みリング２７を取付け、このリング
２７と入力部材２の対向面にクラッチ歯３６、３７を設
ける。通常時は、入力部材２からトルクリミッタ８を介
して軸７にトルクを伝達し、軸７が回転すると、ナット
２６が移動してクラッチ歯３６、３７が噛み合い、入力
部材２から直接軸７へトルクが伝わる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、窓などの自動開閉機
構において開閉中の過負荷時に駆動系を空転させるため
のトルク伝達装置に関し、特に、作動途中で伝達トルク
の大きさを切換えることができる伝達装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来技術及びその課題】自動車のパワーウインドなど
の自動開閉機構においては、開閉の途中で指などの異物
が窓ガラスに挟まった場合に、その開閉の動きを止める
安全装置が求められる。

【０００３】この種の安全装置としては、従来、特開昭
６１−６４９８２号公報のように、モータの過電流によ
って窓の開閉を制御するものや、特開平５−１９３３５
３号公報のように異物を感知するセンサを使って開閉を
制御するものが提案されている。

【０００４】しかし、モータの過電流により窓ガラス上
昇中の過負荷を感知する場合は、通常の上昇時の数倍の
トルクが必要になる締め切り時やモータの起動時に回路
に大きな電流が流れるため、それを考慮した制御が必要
となり、センサを用いた場合でも締め切り時の負荷を考
慮した制御をしなければならず、両装置とも制御が複雑
になりやすく高価になるという問題がある。

【０００５】また、窓ガラスに加わるトルクを直接感知
しないために、応答性が悪く、かつ電気回路やセンサ等
の誤作動を避けることができず、安全装置としての信頼
性に欠ける問題がある。

【０００６】これに対して、ローラやバネ等の係脱によ
り空転する機械式のトルクリミッタを用いて、モータか
ら窓ガラスの開閉に作用するトルクを直接感知し、過負
荷時に機械的にトルク伝達を切り離すようにできれば、
上記電気式の安全装置に比べて信頼性の高い構造を提供
できる可能性がある。

【０００７】しかし、機械式のトルクリミッタは、伝達
できるトルクの大きさが一定であり、この伝達トルクを
窓開閉中の異物噛み込み時の負荷に合せた場合には、窓
ガラスの締め切り時などの大きなトルクを必要とする時
にトルクリミッタが空回りしてしまい、完全な開閉を行
なうことができない。逆に、窓ガラスの締め切り時等で
要するトルクに伝達トルクを合わせると、窓開閉中の安
全装置としてトルクリミッタが機能しなくなる問題があ
る。

【０００８】この発明は、上述した問題を解決するため
になされたもので、機械式クラッチを用いて伝達トルク
の大きさを作動途中で切換えることができ、過負荷に対
して安全機能と確実な開閉とを行なうことができるトル
ク伝達装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明の第１の手段は、入力部材と出力部材を軸
で連結し、上記入力部材に、出力部材に対して一定のト
ルクが負荷された時に入力部材と軸を空転させるトルク
リミッタを組込み、上記軸に、軸の回転によって出力部
材と入力部材の間を往復動するように駆動される係合部
材を取付け、この係合部材と入力部材に、係合部材が出
力部材から所定量離れた位置で互いに噛み合うクラッチ
を設けたのである。

【００１０】また、この発明の第２の手段は、入力部材
と出力部材をトルクリミッタを介して連結し、入力部材
に連結したコイルバネの端部を出力部材にすき間をもっ
て嵌合させ、その出力部材には、出力部材の所定の回転
位置でコイルバネの端部を出力部材に圧着してトルク伝
達状態にするスイッチ手段を組込んだ構造としたのであ
る。

【００１１】一方、第３の手段は、上記の各手段におい
て、トルクリミッタを、径方向に弾性変形する外輪の内
側に、円筒状の外径面をもつ内方部材を挿入し、その外
輪の内径面と内方部材の外径面との間にローラを締め代
をもって組込み、外輪の内径面に、上記ローラが中立位
置から正逆方向に回転した時に外輪を拡径させる対の傾
斜面を設け、外輪と内方部材のいずれか一方を入力部材
に、他方を出力部材に連結させて形成したのである。

【００１２】なお、そのトルクリミッタの内部に、外輪
の変形量を制限する変形制限部材を設け、その変形制限
部材の一部又は全部を、温度変化によって弾性率が変化
する材料で形成することができる。

【００１３】また、上記変形制限部材の一部又は全部
を、線膨張係数が外輪とは異なる材料で形成することが
できる。

【００１４】第４の手段は、上記第３の手段に係るトル
クリミッタにおいて、上記外輪を、径方向に積層嵌合す
る複数の弾性リングにより形成し、その各弾性リングの
嵌合面の一部又は全部を、軸方向に傾斜するテーパ面を
もって対向させ、上記各弾性リングを相互に軸方向に相
対移動させる移動手段を備えてなる構成としたのであ
る。

【００１５】

【作用】上記第１の手段においては、通常時は、入力部
材からトルクリミッタを介して軸と出力部材にトルクが
伝達される。この時、出力部材に過負荷が作用すると、
トルクリミッタの作動により軸と入力部材が空回りし、
安全装置として機能する。

【００１６】出力部材が回転すると、係合部材が入力部
材に向って移動し、出力部材から所定量離れた時点でク
ラッチが噛み合う。これにより、係合部材を介して入力
部材と軸が一体化し、出力部材は入力部材から直接大き
なトルクで回転駆動される。

【００１７】一方、第２の手段においては、スイッチ手
段が作動しない間は、コイルバネと出力部材がすき間を
もって空回りするため、入力部材からトルクリミッタを
介して出力部材にトルクが伝達される。この場合、出力
部材に過負荷が作用すると、トルクリミッタの作動によ
り入力部材と出力部材が空転し、安全装置として機能す
る。

【００１８】スイッチ手段が作動すると、コイルバネが
出力部材に圧着し、入力部材と出力部材がコイルバネを
介してトルク伝達状態となるため、出力部材は入力部材
から直接大きなトルクで回転駆動される。

【００１９】第３の手段のトルク伝達装置は、外輪の径
方向の弾性を調節することにより、伝達トルクの大きさ
を変化させることができる。

【００２０】また、外輪の弾性変形を制限する部材に、
温度により弾性率が変化する材料を用いると、温度変化
によって外輪の弾性変形を制限する力が変化するため、
外輪よりローラに加わる力が変化し、トルクリミッタの
伝達トルクを変化させることができる。

【００２１】更に変形制限部材に外輪と線膨張係数が異
なる材料を用いると、温度変化による膨張量の差によっ
て外輪を規制する力が変化するため、伝達トルクも変化
する。したがって、変形制限部材の材料を選定すること
により、温度変化に対するトルクリミッタの伝達トルク
の変化率を任意に設定できる。

【００２２】第４の手段のトルク伝達装置は、外輪を外
側弾性リングの軸方向の伝達を調節することにより、内
側弾性リングの弾性を変化させ、伝達トルクを変化させ
ることができる。

【００２３】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１乃至図６は、窓ガラスの自動開閉機構
（パワーウインド）の駆動装置に、この発明のトルク伝
達装置を組込んだ例を示している。

【００２４】図において、１はカバー、２は入力部材で
あり、この入力部材２の外径面にウォームギヤ３が形成
されている。

【００２５】このウォームギヤ３には、モータ（図示
略）に接続するウォーム４が噛み合い、そのウォーム４
を介して入力部材２が回転駆動される。

【００２６】また、５はドラム形状をした出力部材であ
り、この出力部材５の外径面に、窓ガラスを開閉駆動す
るためのケーブル６が巻き付けられている。

【００２７】上記出力部材５と入力部材２は、その中心
軸上に配置した軸７により連結され、この軸７と入力部
材２の間に、入力部材２の回転を軸７に伝える機械式の
トルクリミッタ８が組込まれている。

【００２８】このトルクリミッタ８は、図１乃至図４に
示すように、入力部材２の内部孔２ａにすき間をもって
嵌合する外輪９と、軸７と共回りする内輪１０とを備
え、入力部材２の端部に外輪９の抜け出しを止める押え
蓋１１を取付けている。

【００２９】上記外輪９は、周面の１ケ所に切り目１２
が形成され、この切り目１２により径方向に弾性変形可
能になっている。

【００３０】また、外輪９の内径面には、等間隔で複数
のポケット１５が形成され、この各ポケット１５と内輪
１０の外径面との間にローラ１６が組込まれている。上
記各ポケット１５の底面には、その中央位置から円周方
向の反対方向に向って次第に縮径する対の傾斜面１７、
１８が形成され、この各傾斜面１７、１８と内輪１０の
円筒状の外径面との間で、ローラ１６が喰い込むくさび
形空所１９を形成している。

【００３１】上記ローラ１６の径は、くさび形空所１９
にわずかに締まり嵌め状態でローラが挿入される大きさ
で形成され、各ポケット１５の両側には、ローラ１６の
各傾斜面１７、１８に対する喰い込みを防止するストッ
パ面２０、２１が形成されている。

【００３２】また、外輪９の各ポケット１５には、入力
部材２の内側端面に設けた突起１３が嵌まり込み、この
突起１３により入力部材２のトルクが外輪９に伝達され
るようになっている。

【００３３】上記構造のトルクリミッタでは、外輪９が
一方に回転すると、図４に示すように、ローラ１６が一
方の傾斜面１７と内輪１０の間に喰い込んでロック状態
となり、内輪１０と外輪９が共回りする。この状態か
ら、内輪１０に作用する負荷が増大すると、外輪９が拡
径してローラ１６の喰い込み量が増大し、ローラ１６が
ストッパ面２０に当接した時点でロック作用が喪失し、
それ以上の負荷を支えることができなくなるため、外輪
９が空転する。

【００３４】また、外輪９が逆方向に回転すると、ロー
ラ１６が他方の傾斜面１８と内輪１０の間に喰い込み、
上記と同様の作用を行なう。したがって、上記トルクリ
ミッタ８は、両方向の回転において外輪９（入力部材
２）から内輪１０（軸７）に加わるトルクが所定量増大
した時にそのトルク伝達を遮断するリミッタとして機能
し、傾斜面１７、１８のくさび角度やストッパ面２０、
２１の位置等を変えることにより、伝達トルクの大きさ
を任意に設定できる。

【００３５】一方、図１に示すように、入力部材２と出
力部材５の間の軸７表面には、送りねじリング２２が組
込まれている。この送りねじリング２２は、出力部材５
と共にキー部材２３を介して軸７と一体で回転するよう
に取付けられている。

【００３６】また、送りねじリング２２の外径面には、
ねじ山２４と、軸方向に延びるキー２５とが形成され、
そのねじ山２４に押し込みナット２６が螺合しており、
キー２５の部分には、噛み合いリング２７が軸方向に移
動可能となるように嵌合している。

【００３７】上記押し込みナット２６の外周面には、カ
バー１に連結した回り止め部材２８が嵌合する軸方向の
案内溝２９が形成され、送りねじリング２２が回転する
と、ねじ山２４による推進と回り止め部材２８の作用に
より押し込みナット２６が軸方向に駆動されるようにな
っている。

【００３８】また、押し込みナット２６の端面には、先
端に抜け止め用の突起３１を設けたフック３０が形成さ
れ、このフック３０が、噛み合いリング２７の端面に形
成された環状溝３２に入り込んでいる。このフック３０
と環状溝３２の奥側端面の間には、押し込みナット２６
の軸方向の動きを許容するすき間３３が設けられ、その
すき間３３に、ナット２６と噛み合いリング２７を離反
する方向に付勢する圧縮コイルバネ３４が組込まれてい
る。

【００３９】また、噛み合いリング２７と入力部材２の
対向面には、図１及び図６に示すように、それぞれ噛み
合いクラッチ３５を形成するクラッチ歯３６、３７が形
成されている。この各クラッチ歯３６、３７は、円周方
向に等ピッチで配列された複数の歯から成り、噛み合い
リング２７と入力部材２が所定距離まで接近すると互い
に噛み合い、リング２７と入力部材２を一体で回転する
ように連結する。

【００４０】上記の構造では、押し込みナット２６と噛
み合いリング２７及び圧縮コイルバネ３４が、入力部材
２と出力部材５の間で往復動する係合部材を構成する。

【００４１】実施例の窓ガラスの自動開閉機構は上記の
ような構成からなり、図１は窓ガラスが全開した状態を
示している。

【００４２】この状態から、窓ガラスを閉めるためにモ
ータを回転させると、ウォーム４により入力部材２が回
転し、トルクリミッタ８の外輪９にトルクが伝えられ、
ローラ１６が外輪９の傾斜面１７、１８の一方と内輪１
０の間に喰い込んでロックする。これにより、内輪１０
を介して軸７にトルクが伝達され、送りねじリング２
２、噛み合いリング２７及び出力部材５が一体で回転
し、出力部材５に巻取られるケーブル６により窓ガラス
が閉鎖方向に駆動される。

【００４３】この窓ガラスの閉鎖途中において、窓ガラ
スに異物が挟まれる等の過負荷が生じ、トルクリミッタ
８の伝達トルク以上の負荷になると、外輪９が拡径して
内輪１０が空回りし、軸７に対して入力部材２が空転す
る。

【００４４】過負荷が生じずに、軸７にトルクが伝達さ
れ続けると、送りねじリング２２が回転し、ねじ山２４
の駆動により回り止めされた押し込みナット２６が入力
部材２に向かって（図１の右方向）送られる。このナッ
ト２６の移動により、圧縮コイルバネ３４を介して噛み
合いリング２７が軸方向に移動し、入力部材２に接近し
た時点で対向したクラッチ歯３６、３７が係合する。こ
れにより、モータのトルクが入力部材２からクラッチ３
５を介して直接噛み合いリング２７に伝達され、送りね
じリング２２を経て軸７に伝達される。

【００４５】ここで、上記クラッチ３５が噛み合う位置
を、窓ガラスが窓枠に入り込む少し前側となるように設
定することにより、トルクリミッタ８の伝達トルクの大
きさに関係なく窓ガラスを大きな力で窓枠に入り込ませ
ることができ、窓ガラスを確実に締め切ることができ
る。

【００４６】なお、上記窓ガラスを締め切る際、入力部
材２と噛み合いリング２７間に回転の位相差があり、ク
ラッチ歯３６、３７の歯の表面同士が当接してクラッチ
３５が噛み合わなかった場合は、トルクリミッタ８によ
ってトルクが伝達され、送りねじリング２２が押し込み
ナット２６を送り出しても、圧縮コイルバネ３４がたわ
むことにより噛み合いリング２７の軸方向の移動が止め
られる。

【００４７】この状態で、窓ガラスが窓枠に当たると、
過負荷となってトルクリミッタ８が機能し、入力部材２
が空転するが、この空転により入力部材２と噛み合いリ
ング２７の位相がずれるため、クラッチ３５が正規に噛
み合い、入力部材２と出力部材５が一体化される。

【００４８】一方、窓ガラスを開ける場合は、モータを
逆回転し、入力部材２を逆方向に回転させる。この場合
は、押し込みナット２６と噛み合いリング２７が上記と
は反対方向に移動し、窓ガラスが窓枠から抜け出た時点
でクラッチ３５の噛み合いが外れるため、それ以降はト
ルクリミッタ８を介してトルクが伝達されるようにな
る。

【００４９】図８乃至図１８は、第２の実施例を示して
いる。この実施例においては、ドラム形状をした出力部
材５の外周面に、その外周面を複数回めぐる螺旋溝５１
が形成され、その螺旋溝５１に、窓ガラスを駆動するた
めのワイヤケーブル６が巻き付けられている。

【００５０】このワイヤケーブル６は、図１１及び図１
２に示すように、両端部がそれぞれ出力部材５に固定さ
れ、その両端側から出力部材５の螺旋溝５１に巻き付い
ている。この場合、窓ガラスが全開の状態（図１１の状
態）から、出力部材５が窓ガラスを上昇させる方向に回
転すると、左側のワイヤケーブル６ａが巻き付き、右側
のワイヤケーブル６ｂが外れていくように設定されてい
る。反対に、窓ガラスが全閉の状態（図１２の状態）か
ら下降する方向に回転すると、上記とは逆方向にワイヤ
ケーブル６の巻き付き状態が変化する。

【００５１】また、入力部材２と出力部材５の各端面に
は、対向して環状の凹所５２が形成され、その凹所５２
の内周面に、それぞれキー５３を介して駆動側と従動側
となる嵌合リング５４、５５が係止されている。

【００５２】この各嵌合リング５４、５５は、外径寸法
がほぼ同一の寸法で形成され、その隣接する端面が突き
合された状態で組込まれている。

【００５３】また、上記各嵌合リング５４、５５の外径
面には、その両リングにまたがるようにバネクラッチと
して機能するコイルバネ５６が巻き付けられている。

【００５４】このコイルバネ５６は、大径部５７と小径
部５８とから形成されており、その大径部５７の内径
が、従動側の嵌合リング５５の外径よりも大きい寸法と
され、その嵌合リング５５の外側にすき間をもって大径
部５７が嵌合している。

【００５５】また、小径部５８の内径は、駆動側の嵌合
リング５４の外径よりも小さな寸法とされ、その嵌合リ
ング５４の外径と小径部５８が締め代をもって嵌合して
いる。さらに、この小径部５８の端部には径方向に屈曲
するフック５９が形成され、そのフック５９が嵌合リン
グ５４（又は入力部材２）に設けた孔６０に係合し、コ
イルバネ５６と入力部材２が共回りするように連結して
いる。

【００５６】さらに、上記出力部材５において、外径面
の１ケ所には、出力部材５の外周面まで貫通する径方向
の貫通孔６１が形成され、その貫通孔６１に押し付け片
６２が移動可能に組込まれている。

【００５７】上記貫通孔６１の外径端部は、ワイヤーケ
ーブル６が巻き付く螺旋溝５１上に開口しており、窓ガ
ラスが窓枠の上端部に入る少し前にワイヤケーブル６が
貫通孔６１の上を通るような位置に設定されている。

【００５８】また、貫通孔６１の内径端部は、コイルバ
ネ５６の大径部５７の外径側に向かい合うように開口し
ており、押し付け片６２は、貫通孔６１の内部で螺旋溝
５１とコイルバネ５６に向かって移動可能になってい
る。

【００５９】この押し付け片６２は、上端部が、出力部
材５の外周面より若干突出するように貫通孔６１に挿入
され、その上端部に螺旋溝５１の一部が形成されてい
る。

【００６０】この構造においては、ワイヤケーブル６が
出力部材５に巻き付くと、ワイヤケーブル６が押し付け
片６２を設けた螺旋溝５１を通り、その張力によって押
し付け片６２を径方向内側に押し込むことになり、この
押し込みにより、コイルバネ５６の大径部５７が出力部
材５に取付けた従動側の嵌合リング５５に圧着する。こ
の場合、コイルバネ５６が縮径する方向に出力部材５が
回転することにより、圧着した大径部５７と嵌合リング
５５が締まり込み、コイルバネ５６と出力部材５をトル
ク伝達状態にする。上記の構造では、ワイヤケーブル６
と押し付け片６２が、コイルバネ５６のトルク伝達状態
を切換えるスイッチ手段を構成する。

【００６１】一方、図８及び図９に示すように、出力部
材５の内径面と、その中心を通る軸７との間には、軸７
（すなわち入力部材２）の回転を出力部材５に伝える機
械式のトルクリミッタ６３が組込まれている。

【００６２】このトルクリミッタ６３は、ローラ１６や
傾斜面１７、１８、ストッパ面２０、２１を有するとい
う基本的な構造は、前述した第１の実施例のトルクリミ
ッタ８と同じであるが、そのトルクリミッタ８とは異な
り、出力部材５の突起１３’がポケット１５の一端に嵌
入される。また外輪６４が出力部材５の内部孔にすき間
をもって嵌合し、軸７の外径に円筒面６５が形成され、
軸７の端部に外輪６４の抜け出しを止める蓋６６を取付
けている。

【００６３】上記外輪６４は、周面の１個所を分離した
２つの弾性リング６７、６８を径方向に積層嵌合させて
形成されその各リング６７、６８にそれぞれ設けた切れ
目６９、７０により、全体として径方向に弾性変形可能
になっている。

【００６４】また、外輪６４において、図１５及び図１
６に示すように、外側の弾性リング６８の切れ目７０に
は、内側の弾性リング６７の切れ目６９から径方向に突
出した突起７１、７１が嵌合し、その対向する各突起７
１、７１の側面と弾性リング６８の切れ目７０の端面と
に、軸方向に傾斜するテーパ面７２、７３が形成されて
いる。

【００６５】この両テーパ面７２、７３は、各弾性リン
グ６７、６８の幅方向の全長にわたって同じ角度で平行
に傾斜している。

【００６６】また、外輪６４を収納する出力部材５の内
径面には、ねじ山７４が形成され、そのねじ山７４に、
外側の弾性リング６８を出力部材５の奥側に向かって移
動させるねじリング７５が取付けられている。

【００６７】さらに、出力部材５の閉塞壁と外側の弾性
リング６８との間には、弾性リング６８をねじリング７
５に向かって押圧する押圧ばね７６が組込まれており、
この押圧ばね７６の弾性力により、ねじリング７５と外
側の弾性リング６８が一体で軸方向に移動する。

【００６８】上記構造のトルクリミッタでは、外輪６４
において、内側の弾性リング６７の最大拡径量に対し
て、内外側の弾性リング６７、６８間の嵌合すき間を小
さく設定した場合、内側の弾性リング６７が拡径する
と、切れ目６９が拡がり、突起７１が左右に開くが、そ
れに伴って外側の弾性リング６８の切れ目７０が拡が
り、弾性リング６８が拡径する。このとき、内側の弾性
リング６７の拡径量が一定であるため、弾性リング６８
の切れ目７０と突起７１に設けたテーパ面７２、７３間
のすき間量の大きさによって、外側の弾性リング６８の
拡径量が変化する。

【００６９】上記の場合、外輪６４からローラ１６に加
わる力（伝達トルクを発生する力）は、内側の弾性リン
グ６７の拡径によるものと、外側の弾性リング６８の拡
径によるものの総和したものとなり、ねじリング７５を
操作して進退させ、外側弾性リング６８の内側弾性リン
グ６７に対する軸方向の位置を変化させる。これにより
両者のテーパ面７３、７２の嵌合深さが変わるので、外
側の弾性リング６８の拡径量が変化する。これにより、
外輪全体よりローラ１６に加わる力が変化し、伝達トル
クを変化させることができる。

【００７０】第２の実施例は上記のような構造から成
り、窓ガラスの自動開閉機構に組込む場合は、窓ガラス
を上昇させる（閉じる）場合の出力部材５の回転方向
が、コイルバネ５６が縮径する方向、すなわち、コイル
バネ５６の大径部５７が従動側の嵌合リング５５の外径
に締まり込む方向となるように設定する。

【００７１】いま、窓ガラスが全開の状態から、モータ
を窓ガラスが閉まる方向に回転させると、窓ガラスが窓
枠に当たるまでは、コイルバネ５６と出力部材５の嵌合
リング５５が図１３に示すようにすき間をもって空回り
状態にあるため、入力部材２のトルクは、軸７からトル
クリミッタ６３を経て出力部材５に伝達される。これに
より、図１１のように回転する出力部材５に対してワイ
ヤケーブル６が左側より巻き付き、右側から外れていく
ことにより、窓ガラスが上昇する。

【００７２】このとき、螺旋溝５１に巻き付いていくワ
イヤケーブル６には、窓ガラスを上昇させるための大き
な張力が加わっている。

【００７３】また、上記のように窓ガラスが上昇してい
く状態で、窓ガラスと窓枠の間に異物がはさまれると、
窓ガラスに過負荷が加わり、トルクリミッタ６３が空転
して窓ガラスの上昇が停止する。

【００７４】一方、過負荷が生じずに窓ガラスが上昇
し、窓枠の少し前でワイヤケーブル６が押し付け片６２
の上部まで巻き付くと、ケーブルの張力によって押し付
け片６２が径方向に押し込まれ、コイルバネ５６の大径
部５７を出力部材５の嵌合リング５５に押し付ける。

【００７５】このように、空転状態にあるコイルバネ５
６の大径部５７と嵌合リング５５に所定の押し付け力Ｆ
が加わると、大径部５７が嵌合リング５５の外径面に圧
着され、その両者の間に摩擦力が生じる。

【００７６】この状態で、窓ガラスが窓枠に当たると、
過負荷が生じてトルクリミッタ６３が空転し、入力部材
２と出力部材５が相対回転する。それに伴い、駆動側の
嵌合リング５４と従動側の嵌合リング５５も相対回転す
るため、コイルバネ５６において嵌合リング５４に固定
する小径部５８と嵌合リング５５に圧着する大径部５７
とが相対回転し、コイルバネ５６全体がねじれられる。

【００７７】このとき、従動側の嵌合リング５５（出力
部材５）の回転がコイルバネ５６を縮径させる方向に設
定してあるため、上記ねじれによってコイルバネ５６の
大径部５７が縮径して嵌合リング５５に強く締まり込
む。

【００７８】このため、コイルバネ５６を介して駆動側
の嵌合リング５４と従動側の嵌合リング５５の間で直接
トルクが伝達されることになり、出力部材５が回転して
窓ガラスを窓枠に締め切る。

【００７９】上記の場合、コイルバネ５６のねじれる力
の大小は、コイルバネ５６と嵌合リング５５間の摩擦
力、即ち、加えられる押し付け力Ｆによって決まる。す
なわち、押し付け力Ｆが大きいと、コイルバネ５６が大
きな力でねじられ、大きな力でねじられるほど、コイル
バネ５６は強く縮径し、従動側の嵌合リング５５との締
め代が大きくなる。したがって、コイルバネ５６の伝達
トルクの大きさは、嵌合リング５５とバネの形状寸法が
一定の場合、押し付け片６２による押し込み力Ｆ、すな
わちワイヤケーブル６の張力によって決定されることに
なる。

【００８０】次に、窓ガラスを下降させる場合は、上記
とは逆の方向にモータが回転し、トルクリミッタ６３を
介してトルクが伝達される。このとき、出力部材５は逆
方向に回転し、図１２において左側のワイヤケーブル６
ａが外れていき、右側のワイヤケーブル６ｂが巻き付い
ていくことにより、押し付け片６２は再び押し込まれ、
図１１のような状態になる。

【００８１】ところで、上記の下降状態から窓ガラスが
上昇し、その途中で異物等がはさまれた場合を考える
と、過負荷によってトルクリミッタ６３が空転し、コイ
ルバネ５６がトルク伝達状態に切換わることになる。

【００８２】しかし、窓の締め切り時に大きなトルクを
伝達している状態で、左側のワイヤケーブル６ａが押し
付け片６２を押す力に比較して、窓ガラスの下降時に右
側ワイヤケーブル６ｂが巻き付くことにより押し付け片
６２を押す力は数段小さくなる。したがって、コイルバ
ネ５６が嵌合リング５５に押し付けられる力は、窓ガラ
スの締め切り時に比較して、下降時および上昇途中は小
さくなる。このように、コイルバネ５６の伝達トルクは
押し付け力Ｆによって決まるため、締め切り時の大きな
力がかかった時のみバネクラッチが所定のトルクを伝達
するようにコイルバネ５６を設計すると、上昇途中の安
全装置の機能は失われない。

【００８３】図１８及び図１９は第３の実施例を示して
いる。この例では、出力部材５の外周面に形成する螺旋
溝５１を一部変則的な形状とし、窓ガラスの下降時に右
側よりワイヤケーブル６が巻き付く際に、押し付け片６
２を押すことなく出力部材５に巻き付き、締め切り時に
左側のワイヤケーブル６のみが押し付け片６２を押すよ
うに形成している。これにより、前述した窓ガラス上昇
時の安全装置としての機能をより安定して確保すること
ができる。

【００８４】なお、上述した第１乃至第３の実施例にお
いて、入力部材２又は出力部材５と軸７の間に組込まれ
るトルクリミッタは、実開平４−７１８２７号公報で提
案された２層構造の両方向トルクリミッタを用いること
ができる。

【００８５】また、窓ガラス等の自動開閉機構では、窓
ガラスを締め切る方向での異物噛み込みに対する安全機
能があれば充分であるため、トルクリミッタとしては、
その締め切り方向でのみ作動する一方向トルクリミッタ
を用いるようにしてもよい。

【００８６】この一方向トルクリミッタとしては、特開
平３−１４９２２号公報で提案されたローラ式トルクリ
ミッタや、特開平５−２６２５６号公報で提案されたば
ね式トルクリミッタ、特開平５−３１２２２７号公報で
提案された分離型外輪を用いたトルクリミッタなどを採
用することができる。

【００８７】また、図７に示すように、外筒４１と内筒
４２の間にコイルバネ４３と摩擦板４４を組込み、摩擦
板４４と内筒４２のフランジ４５との間に生じる摩擦力
によりトルクを伝達する摩擦式のトルクリミッタを、実
施例の入力部材２と軸７の間に組込むようにしてもよ
い。

【００８８】一方、図２０及び図２１は第４の実施例を
示している。この例は、前述した第２の実施例におい
て、トルクリミッタが使用される雰囲気温度の変化に応
じて伝達トルクの大きさを任意に設定できる調整構造を
付加したものである。

【００８９】すなわち、この実施例では、トルクリミッ
タ６３において、外輪６４の内側の弾性リング６７の切
れ目６９に、全体がゴムで形成された変形制限部材８１
を挿入し、その変形制限部材８１の両側を切れ目６９の
端面に接着している。

【００９０】上記の構造においては、モータによって入
力部材２と共に軸７が回転することによりトルクリミッ
タ６３の弾性リング６７が拡径すると、変形制限部材８
１が引っ張られて外輪６４全体の拡径を規制する。これ
により、変形制限部材８１を挿入していない状態に比べ
て、外輪６４の剛性が高くなる。また、窓ガラス上昇時
に異物等が挟まり、出力部材５に過負荷が生じるとトル
クリミッタ６３が空転するが、変形制限部材８１が挿入
されているので、空転時に外輪６４よりローラ１６に加
わる力が大きくなって、伝達トルクは大きくなる。

【００９１】この状態で、使用時の雰囲気温度が低温に
なると、ゴムのバネ定数が常温に比べて大きくなるた
め、外輪の拡径を規制する力は大きくなる。従って、低
温時は外輪の剛性がさらに高くなり、伝達トルクも大き
くなる。また、ゴムのバネ定数は低温になるほど大きく
なるため、それに伴い伝達トルクも大きくなる。さら
に、外輪とゴムの線膨張係数の差より、変形制限部材８
１が外輪を規制する力が強くなり、伝達トルクはいっそ
う大きくなる。

【００９２】図２２及び図２３は、第５の実施例を示
し、この例では、上記弾性リング６７の切れ目６９に形
成した突起７１、７１の外側面に、それぞれゴム製の変
形制限部材８２、８２を配置し、この各制限部材８２、
８２により外輪６４の拡径量を制限している。

【００９３】上記第４及び第５の実施例では、変形制限
部材８１、８２のゴムの材質を選定することにより、温
度変化に対する伝達トルクの変化率を任意に設定でき
る。このため、雰囲気温度が低温になるに伴って摺動抵
抗等の増加により駆動に必要な動力が大きくなる機械に
トルクリミッタを組込んだ場合でも、温度変化に応じて
任意トルクを適切に変化させることができ、低温時に機
械を駆動する動力が増加したり、トルクリミッタが空転
して機械を作動できないという不都合を無くすことがで
きる。

【００９４】なお、上記第４と第５の実施例において
は、変形制限部材８１、８２全体をゴムで形成し、温度
変化によって弾性率が変化する特性と、線膨張係数が外
輪とは異なる特性とを合わせもつ材料で形成したが、そ
の一方の特性だけをもつ材料で制限部材を形成するよう
にしても、上記と同様の作用を得ることができる。

【００９５】また、変形制限部材８１、８２は、内側の
弾性リング６７ではなく、外輪６４の外側の弾性リング
６８に取付けても、外輪全体の変形量を温度変化に応じ
て変化させることができる。

【００９６】さらに、上記のように変形制限部材によっ
てトルクリミッタの伝達トルクを変化させる構造は、前
述した第１の実施例に対しても同様に適用することがで
きる。

【００９７】図２４乃至図２６は、第６の実施例に示し
ている。この実施例は、図８に示した第２の実施例にお
いて、トルクリミッタ６３の発生トルクの調節手段を変
えたものである。即ち、図８の場合は、前述のように、
蓋６６の外径面に嵌合したねじリング７５を回転させ、
出力部材５のねじ山７４に従って進退させる。これによ
り、外側弾性リング６８を軸方向に移動させてその拡径
量を変化させることにより、伝達トルクを変化させてい
たが、第６の実施例においては、出力部材５の内径面に
嵌合溝８５を形成し、軸７のまわりに若干のすき間をも
って嵌合した蓋８６の外径面にリブ８７を形成してあ
る。上記のリブ８７を若干の締め代（組み込み後もある
程度の力で回転させることができる程度）をもって嵌合
している。

【００９８】上記蓋８６の内側端面には図２６に示すよ
うに、軸穴８８のまわりに内側弾性リング６７の押さえ
面８９が設けられ、その押さえ面８９の径方向外側に周
方向の傾斜面９０が数箇所（本実施例では３箇所）に等
配に設けられている。

【００９９】また、外輪６４の外側弾性リング６８’
は、その蓋側端面に前記各傾斜面９０と対向した位置に
同じ数の突起９１が等配に設けられ、ばね７６に押し付
けられて各傾斜面９０に接触している。その他の構成は
前述の第２実施例と同じである。

【０１００】上記第６の実施例において、蓋８６を回転
させると、その各傾斜面９０と弾性リング６８の突起９
１との接触位置が変わり、弾性リング６８’が軸方向に
移動する。これによりテーパ面７２、７３の嵌合状態が
変化し、拡径量が変化して、伝達トルクが変化する。こ
の作用は第２の実施例と同じであるが、本実施例の場合
は、第２の実施例の出力部材５にねじ山７４（図８参
照）を形成する必要がなく、また、第２の実施例の蓋６
６とねじリング７５の２部材の機能を一部材の蓋８６に
より果すことができる。

【０１０１】図２７及び図２８は、第７の実施例を示し
ている。この実施例は、入力部材２の外端面に内部孔２
ａを設け、その内部孔２ａを貫通する軸７のまわりにト
ルクリミッタ６３を組込んだものである。トルクリミッ
タ６３は、軸７のまわりに内輪９１を嵌着した構成以外
は前述の図２４の場合と同様である。但し、この場合
は、入力部材２の突起１３を外端６４の内側弾性リング
６７のポケット１５に嵌入している。また蓋８６のリブ
８７を入力部材２に設けた嵌合溝８５に嵌合し、この蓋
８６を回転させることにより伝達トルクを調節するよう
にしている。

【０１０２】前記の入力部材２の内端には軸７が回転自
在に貫通するボス部９３が突設され、そのボス部９３の
外径面に従動側嵌合リング５５がキー５３により一体に
回転できるように嵌合される。また、出力部材５にも、
前記ボス部９３と対向したボス部９４が設けられ、キー
９５により軸７と一体に回転できるように嵌合される。
このボス部９４の外径面にも、キー５３により駆動側嵌
合リング５４がキー５３により一体に回転できるように
嵌合される。

【０１０３】上記の両嵌合リング５３、５４のまわりに
はコイルバネ５６が嵌合され、その小径部５８が駆動側
嵌合リング５４のまわりに密着固定され、大径部５９が
従動側嵌合リング５５のまわりに若干のすき間をもって
嵌合される。また大径部５７の外径面の一部に押し付け
片６２が接触しており、その押し付け片６２は前述の第
２実施例のバネクラッチと同様に外力部材５の外径面に
露出し、ワイヤーケーブル６の張力によりコイルバネ５
の大径部５７に押し付けられスイッチ作用をなす。

【０１０４】以上述べた第７の実施例も前述のものと同
様の作用によりトルクの伝達及び遮断を行うが、トルク
リミッタ６３を入力部材２の内部孔２ａに組込んだこと
により、出力部材５にはバネクラッチのみが組込まれる
ことになり、前述の他の実施例に比べ出力部材５の外径
が小さくなる。

【０１０５】これによりワイヤーケーブル６の巻き取り
に要するトルクが小さくなる利点がある。またトルクが
小さくなることによりトルクリミッタ６３に加わる力も
小さくなってその寿命が延び、更に全体が小型化される
利点がある。

【０１０６】

【効果】以上のように、この発明の第１及び第２の手段
は、機械式のトルクリミッタとクラッチを併設し、作動
の途中で伝達トルクの大きさを変化できるので、自動開
閉機構に用いることにより過負荷に対する安全停止機能
と確実な開閉駆動とを共に実現することができる。

【０１０７】また、トルクの大きさを機械的に感知でき
るため、電気式の安全装置に比べて信頼性が高く、構造
が簡単で安価な安全装置を提供できる利点がある。

【０１０８】一方、この発明の第３及び第４の手段のト
ルク伝達装置は、外輪の径方向の弾性を調節するだけで
伝達トルクの大きさを変化させることができる便利さが
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例を示す縦断正面図

【図２】図１のII−II線の断面図

【図３】図２の要部を拡大して示す断面図

【図４】（ａ）（ｂ）はそれぞれトルクリミッタの作用
状態を示す断面図

【図５】図１のＶ−Ｖ線の断面図

【図６】図１のVI−VI線の断面図

【図７】摩擦式のトルクリミッタを示す断面図

【図８】第２の実施例を示す縦断正面図

【図９】図８のIX−IX線の断面図

【図１０】図８の要部を拡大して示す断面図

【図１１】（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ窓ガラス全開
時のワイヤケーブルの巻き付け状態を示す図

【図１２】（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ窓ガラス全閉
時のワイヤケーブルの巻き付け状態を示す図

【図１３】（ａ）（ｂ）はそれぞれ通常時のコイルバネ
と嵌合リングの嵌め合い状態を示す図

【図１４】（ａ）（ｂ）はそれぞれコイルバネ押し込み
時のコイルバネと嵌合リングとの嵌め合い状態を示す図

【図１５】トルクリミッタの頂部を拡大して示す断面図

【図１６】トルクリミッタの頂部の一部横断平面図

【図１７】（ａ）（ｂ）はそれぞれトルクリミッタの作
用状態を示す断面図

【図１８】（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ第３の実施例
を示す図

【図１９】（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ同上の作用状
態を示す図

【図２０】第４の実施例を示す縦断正面図

【図２１】図２０のXXI −XXI 線の縦断側面図

【図２２】第５の実施例を示す縦断正面図

【図２３】図２２のXXII−XXII線の縦断側面図

【図２４】第６の実施例を示す縦断正面図

【図２５】図２４のXXIV- XXIV線の縦断側面図

【図２６】第６の実施例の一部を示す分解斜視図

【図２７】第７の実施例を示す縦断正面図

【図２８】図２７のXXVII −XXVII 線縦断側面図

【符号の説明】

１ カバー ２ 入力部材 ４ ウォーム ５ 出力部材 ７ 軸 ８ トルクリミッタ ９ 外輪 １０ 内輪 １５ ポケット １６ ローラ １７、１８ 傾斜面 ２０、２１ ストッパ面 ２２ 送りねじリング ２６ 押し込みナット ２７ 噛み合いリング ２８ 回り止め部材 ３４ 圧縮コイルバネ ３５ クラッチ ３６、３７ クラッチ歯 ５１ 螺旋溝 ５４、５５ 嵌合リング ５６ コイルバネ ５７ 大径部 ５８ 小径部 ６１ 貫通孔 ６２ 押し付け片 ６３ トルクリミッタ ６４ 外輪 ６５ 円筒面 ６７、６８ 弾性リング ６９、７０ 切れ目 ７２、７３ テーパ面 ８１、８２ 変形制限部材 ８５ 嵌合溝 ８６ 蓋 ８７ リブ ８８ 軸穴 ８９ 押さえ面 ９０ 傾斜面 ９１ 突起 ９２ 内輪 ９３ ボス部 ９４ ボス部 ９５ キー

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力部材と出力部材を軸で連結し、上記
   入力部材に、出力部材に対して一定のトルクが負荷され
   た時に入力部材と軸を空転させるトルクリミッタを組込
   み、上記軸に、軸の回転によって出力部材と入力部材の
   間を往復動するように駆動される係合部材を取付け、こ
   の係合部材と入力部材に、係合部材が出力部材から所定
   量離れた位置で互いに噛み合うクラッチを設けた安全機
   能を有するトルク伝達装置。
2. 【請求項２】 上記軸の表面にねじを形成し、このねじ
   と回り止め手段により係合部材を軸方向に駆動するよう
   にした請求項１に記載の安全機能を有するトルク伝達装
   置。
3. 【請求項３】 上記係合部材が、往復動の駆動力を受け
   る部材と、クラッチを備える部材とに分割され、その両
   部材の間に弾性材を介在させて成る請求項１又は２に記
   載の安全機能を有するトルク伝達装置。
4. 【請求項４】 入力部材と出力部材をトルクリミッタを
   介して連結し、入力部材に連結したコイルバネの端部を
   出力部材にすき間をもって嵌合させ、その出力部材に
   は、出力部材の所定の回転位置で上記コイルバネの端部
   を出力部材に圧着してトルク伝達状態にするスイッチ手
   段を組込んだ安全機能を有するトルク伝達装置。
5. 【請求項５】 上記出力部材をドラム形状として、その
   外周に動力伝達用のケーブルを巻付け、そのケーブルの
   巻き付けと上記スイッチ手段の作動とを連動させた請求
   項４に記載の安全機能を有するトルク伝達装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載のトル
   ク伝達装置において、トルクリミッタが、径方向に弾性
   変形する外輪の内側に、円筒状の外径面をもつ内方部材
   を挿入し、その外輪の内径面と内方部材の外径面との間
   にローラを締め代をもって組込み、外輪の内径面に、上
   記ローラが中立位置から正逆方向に回転した時に外輪を
   拡径させる対の傾斜面を設け、上記外輪と内方部材のい
   ずれか一方を入力部材に、他方を出力部材に連結させて
   形成されている安全機能を有するトルク伝達装置。
7. 【請求項７】 上記外輪を、径方向に積層嵌合する複数
   の弾性リングにより形成し、その各弾性リングの嵌合面
   の一部又は全部を、軸方向に傾斜するテーパ面をもって
   対向させ、上記各弾性リングを相互に軸方向に相対移動
   させる移動手段を備えてなる請求項６に記載の安全機能
   を有するトルク伝達装置。
8. 【請求項８】 上記トルクリミッタの内部に、外輪の変
   形量を制限する変形制限部材を設け、その変形制限部材
   の一部又は全部を、温度変化によって弾性率が変化する
   材料で形成した請求項６又は７に記載の安全機能を有す
   るトルク伝達装置。
9. 【請求項９】 上記トルクリミッタの内部に、外輪の変
   形量を制限する変形制限部材を設け、その変形制限部材
   の一部又は全部を、線膨張係数が外輪とは異なる材料で
   形成した請求項６又は７に記載の安全機能を有するトル
   ク伝達装置。