JP5021421B2 - クラッチ機構 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動車ドアのラッチを解除するためのモータ減速ユニット等に使用されて好適なクラッチ機構に関する。

例えば、自動車ドアのラッチを解除するための機構として、モータを駆動源とする減速ユニットが使用されている。この減速ユニットでは、自動車ドアのラッチを解除するとき、電動モータによってラッチの操作レバーを解除方向に移動させる。

そして、この解除操作が終了すると、モータが停止すると共に、操作レバーはラッチ機構に配設されているトーションスプリング等の付勢力によって元の位置に戻される。このとき、操作レバーに連結されている減速ユニットの出力軸は、操作レバーが元の位置に戻れるように、入力軸との結合が切断されて、自由回転できる状態にならなければならない。このような作動を可能にするための機構として、減速ユニットの入力軸と出力軸との間にクラッチ機構が配設されている。

従来のクラッチ機構は、一方向の回転のみに対応した所謂ワンウェイクラッチが使用されている（例えば、特許文献１及び２参照）。この一方、自動車ドアは通常、左右両側に設けられている。このため、クラッチ機構もそれに対応して左右対称、すなわち、反対方向のモータ回転入力に対応した２種類のクラッチ機構が必要になる。
特開２００４−１５０５２８号公報（図２−図９） 特開２００４−１５０５２９号公報（図２−図９）

上述のように、例えば、自動車ドアのラッチを解除するためのモータ減速ユニット等に使用されている従来のクラッチ機構としては、一方向の回転のみに対応したワンウェイクラッチが使用されている。これと共に、自動車のドアは通常、左右両側に設けられているため、これに対応して、クラッチ機構も左右対称、すなわち、反対方向のモータ入力に対応した２種類のクラッチ機構が必要になる。

このため、同じクラッチ機構でありながら、一部の部品、例えばクラッチスプリング、Ｃ字状スプリング等については、２種類の部品を用意しなければならなず、大幅なコスト高を招いているという問題がある。

さらに、このように同一の部品について２種類のものが存在することになり、部品管理の煩雑さ、組み立て間違い等の問題も発生させている。

一方、従来のワンウェイクラッチを使用して、双方向の回転入力に対応したモータ減速ユニットを形成することも可能と考えられるが、この場合モータ減速ユニットが大型化し、例えば自動車ドアのラッチのモータ減速ユニットのように、小型軽量化が要求されるものに対しては使用することができなくなるという問題がある。また、減速ユニット（組み込み装置）の全体構造が極めて複雑になり、コスト高等を招くことも憂慮される。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、簡易な構成によって双方向の回転入力に対して使用することができ、これにより大幅なコスト削減と組み込み装置の小型化を図ることができ、同時に部品管理の煩雑さ、組み立て間違い等の問題も解決する
ことができる、クラッチ機構を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明が採用する手段は、被装着体に固定されるホルダと、Ｃ字状に形成されて周方向に間隔をあけて第１Ｃ字状スプリング係止部と第２Ｃ字状スプリング係止部とを有すると共にホルダに対して拡径時に周方向に回転不能にかつ縮径時に周方向に回転可能に配設されるＣ字状スプリングと、ホルダに対して回転自在に配設されると共に正回転時にＣ字状スプリングの第１Ｃ字状スプリング係止部に係止する第１連結ホイール係止部と逆回転時にＣ字状スプリングの第２Ｃ字状スプリング係止部に係止する第２連結ホイール係止部とを有する連結ホイールと、外部から回転力が入力されると共に連結ホイールと同軸に回転する入力ホイールと、コイル状に形成されて連結ホイールと入力ホイールとの間に同軸に介装されたクラッチスプリングと、連結ホイールに固着されて連結ホイールと一体に回転する切替部と、入力ホイールに対して同軸にかつ回転自在に配設されると共に外部へ回転力を出力する出力ホイールとを備えたクラッチ機構において、連結ホイールは、第３連結ホイール係止部と第４連結ホイール係止部とを有し、入力ホイールは、第１入力ホイール係止部と第２入力ホイール係止部とを有し、クラッチスプリングは、正回転時に連結ホイールの第３連結ホイール係止部に係止すると共に逆回転時に入力ホイールの第１入力ホイール係止部に係止する第１クラッチスプリング係止部と、正回転時に入力ホイールの第２入力ホイール係止部に係止すると共に逆回転時に連結ホイールの第４連結ホイール係止部に係止する第２クラッチスプリング係止部とを有し、切替部は、外部から入力ホイールへ回転力が入力されたとき回転力により作動して入力ホイールへ入力された回転力を出力ホイールへ伝達して回転力を外部へ出力させると共に入力ホイールへ回転力が入力されなくなったときクラッチスプリングのスプリング力により作動して出力ホイールを入力ホイールに対して回転自在にすることにある。ここで、上述の正及び逆回転とは、特定の回転方向を意味するものではなく、単に相互に反対方向の回転を意味するに過ぎない。

本発明のクラッチ機構によれば、Ｃ字状スプリングは正及び逆回転時に連結ホイールに係止することができる係止部を有し、クラッチスプリングも正及び逆回転時に連結ホイール及び入力ホイールに係止することができる係止部を有する。これと共に、切替部は、外部から入力ホイールへ回転力が入力されたとき、この回転力により作動して、入力ホイールへ入力された回転力を出力ホイールへ伝達して回転力を外部へ出力させる。したがって、正逆いずれの回転時にも、入力ホイールへ入力された回転力は出力ホイールから出力される。

この一方、切替部は、入力ホイールへ回転力が入力されなくなったとき、クラッチスプリングのスプリング力により作動して、出力ホイールを入力ホイールに対して回転自在にする。このように、本発明のクラッチ機構は、双方向の回転入力に対して使用することができる。また、従来のワンウェイクラッチを利用して双方向の回転入力に対応させる場合よりも、クラッチ機構が組み込まれる装置全体の部品数が少なくなり、構造も簡単になる。

例えば、上記切替部は、径方向又は径方向と平行に移動可能な爪部を有し、出力ホイールは、切替部の爪部と係止するための出力ホイール係止部を有し、爪部は、入力ホイールの回転力により移動して出力ホイールの出力ホイール係止部に係止して回転力を出力ホイールへ伝達する。ここで、上述の径方向とは、クラッチ機構の軸線に対して直角の方向をいう（以下同じ）。

上記切替部は、短円柱状に形成されて外周部から爪部が突出可能であり、出力ホイールは、内短円柱状の凹部を有し凹部が切替部の外周部に遊嵌して回転自在であると共に凹部
の内周部に凹状に形成された出力ホイール係止部を有し、爪部は、入力ホイールの回転力により切替部の外周部から突出して出力ホイールの出力ホイール係止部に係止することが望ましい。このようにすれば、クラッチ機構全体を極めて小型化することができる。

上記切替部の爪部は、軸方向に延びて入力ホイールに係止する係止ピンを有し、係止ピンは、入力ホイールが回転したとき入力ホイールの回転力を爪部へ伝達して爪部を移動させることが望ましい。このようにすれば、入力ホイールの回転力を利用して爪部を移動させることができる。

上記切替部の爪部は、切替部の回転方向に対して９０°以下の角度で外周部から突出して出力ホイールの出力ホイール係止部に係止することが望ましい。このようにすれば、切替部と出力ホイールとの係止が確実なものとなる。

上記切替部の爪部は、同時に作動する複数個が配設されることが望ましい。このようにすれば、切替部と出力ホイールとの係止がさらに確実なものとなる。

上記連結ホイールは、軸方向に延びる連結ホイールリブを有し、連結ホイールリブは、周方向一端部が第３連結ホイール係止部を形成すると共に周方向他端部が第４連結ホイール係止部を形成し、入力ホイールは、軸方向に延びる入力ホイールリブを有し、入力ホイールリブは、周方向一端部が第１入力ホイール係止部を形成すると共に周方向他端部が第２入力ホイール係止部を形成し、連結ホイールの連結ホイールリブ及び入力ホイールの入力ホイールリブは、クラッチスプリングの第１クラッチスプリング係止部と第２クラッチスプリング係止部との間に、かつ周方向に相対移動可能に介装されていることが望ましい。このようにすれば、連結ホイールと入力ホイールとの配置構造が極めて小型化できる。

上記連結ホイールは、周方向に延びる切欠部を外周部に有し、切欠部は、周方向一端部が第１連結ホイール係止部を形成すると共に周方向他端部が第２連結ホイール係止部を形成することが望ましい。このようにすれば、連結ホイールとＣ字状スプリングとホルダとの配置構造を極めて小型化することができる。

本発明のクラッチ機構は、被装着体に固定されるホルダと、Ｃ字状に形成されて周方向に間隔をあけて第１Ｃ字状スプリング係止部と第２Ｃ字状スプリング係止部とを有すると共にホルダに対して拡径時に周方向に回転不能にかつ縮径時に周方向に回転可能に配設されるＣ字状スプリングと、ホルダに対して回転自在に配設されると共に正回転時にＣ字状スプリングの第１Ｃ字状スプリング係止部に係止する第１連結ホイール係止部と逆回転時にＣ字状スプリングの第２Ｃ字状スプリング係止部に係止する第２連結ホイール係止部とを有する連結ホイールと、外部から回転力が入力されると共に連結ホイールと同軸に回転する入力ホイールと、コイル状に形成されて連結ホイールと入力ホイールとの間に同軸に介装されたクラッチスプリングと、連結ホイールに固着されて連結ホイールと一体に回転する切替部と、入力ホイールに対して同軸にかつ回転自在に配設されると共に外部へ回転力を出力する出力ホイールとを備え、連結ホイールは、第３連結ホイール係止部と第４連結ホイール係止部とを有し、入力ホイールは、第１入力ホイール係止部と第２入力ホイール係止部とを有し、クラッチスプリングは、正回転時に連結ホイールの第３連結ホイール係止部に係止すると共に逆回転時に入力ホイールの第１入力ホイール係止部に係止する第１クラッチスプリング係止部と、正回転時に入力ホイールの第２入力ホイール係止部に係止すると共に逆回転時に連結ホイールの第４連結ホイール係止部に係止する第２クラッチスプリング係止部とを有し、切替部は、外部から入力ホイールへ回転力が入力されたとき回転力により作動して入力ホイールへ入力された回転力を出力ホイールへ伝達して回転力を外部へ出力させると共に入力ホイールへ回転力が入力されなくなったときクラッチスプ
リングのスプリング力により作動して出力ホイールを入力ホイールに対して回転自在にする。

したがって、簡易な構成によって双方向の回転入力に対して使用することができ、これにより大幅なコスト削減と組み込み装置の小型化を図ることができ、同時に部品管理の煩雑さ、組み立て間違い等の問題も解決することができる、という優れた効果を奏する。

本発明に係るクラッチ機構を実施するための最良の形態を、図１ないし図１１を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明のクラッチ機構を示す外観斜視図、図２は、図１のクラッチ機構を斜め上方から見た組立図、図３は、図１のクラッチ機構を斜め下方から見た組立図、図４は、図１のクラッチ機構の縦断面図、図５は、図２の切替ホイールを示す拡大斜視図、図６は、図３の入力ホイールを示す拡大斜視図、図７は、図４の矢線Ａ−Ａから見たクラッチ機構を示す部分断面図、図８は、図３の切替ホイールを示す拡大斜視図、図９は、図４の矢線Ｂ−Ｂから見たクラッチ機構を示す断面図、図１０は、図９とは別の作動状態を示す断面図、図１１は、図４とは別のクラッチスプリングの取付状態を示す部分縦断面図である。

クラッチ機構１は、図１ないし３に示すように、ホルダ１０、Ｃ字状スプリング２０、連結ホイール３０、クラッチスプリング４０、入力歯車（入力ホイール）５０、切替ホイール（切替部）６０、出力ホイール７０と、図４に示すクラッチ軸５とによって形成される。

図２及び図４に示すように、ホルダ１０は、クラッチ機構１の組み込み装置、例えば自動車ドアのラッチを解除するためのモータ減速ユニット（被装着体）１００等に固定される。ホルダ１０は、例えば短円柱状に形成され、その一端面側に径方向断面が円形の凹部１１を有し、この凹部１１の底部外周部に、溝１２が全周にわたり削成されている。凹部１１の中央部には開口部１０ａが設けられ、図４に示すように、この開口部１０ａはモータ減速ユニット１００の軸受ボス１０１を外嵌する。

図２及び図３に示すように、Ｃ字状スプリング２０は、弾性材を用いて文字通りＣ字状円形に形成され、その両端部が基部からまず中心方向へ、さらに先端部が軸方向（図示上方）へ折曲形成されている。この折曲形成された両端部が、第１Ｃ字状スプリング係止部２１と第２Ｃ字状スプリング係止部２２とを形成する。

図４に示すように、Ｃ字状スプリング２０は、スプリング力に抗して第１Ｃ字状スプリング係止部２１と第２Ｃ字状スプリング係止部２２との間を狭めることにより、上述のホルダ１０の凹部１１の溝１２内へはめ込むことができ、そのまま開放して拡径させると、スプリング力によってホルダ１０の溝１２内に周方向に回転不能に収容される。

すなわち、Ｃ字状スプリング２０は、開放状態でホルダ１０の溝１２よりもやや大径に形成されており、拡径時にはホルダ１０の凹部１１の溝１２内で周方向に回転不能となり、縮径時にはこの凹部１１の溝１２内で周方向に回転可能になる。なお、第１Ｃ字状スプリング係止部及び第２Ｃ字状スプリング係止部は、周方向に間隔をあけて配設すれば、必ずしもＣ字状スプリング２０の両端部に設ける必要はない。

図５に示すように、連結ホイール３０は、円板状の基台３１と、この基台３１からそれぞれ軸方向（図示上方）に突設された回転軸３５、ガイドリブ３６、連結ホイールリブ３
７により形成されている。基台３１は、外周部に周方向に延びる切欠部３２を有し、この切欠部３２は、周方向の一端部が第１連結ホイール係止部３２ａを、他端部が第２連結ホイール係止部３２ｂをそれぞれ形成する。

また、基台３１には、２つのガイド孔３３が回転軸３５の両側にそれぞれ穿設されている。ガイド孔３３には、後述する入力歯車５０のガイドリブ５５が差し込まれる。ガイド孔３３は、入力歯車５０のガイドリブ５５が周方向に一定距離だけ移動できるように、このガイドリブ５５よりも周方向に長く形成されている。

中空の回転軸３５は、その外形が基部３５ａについては円柱状に、先端部３５ｂについては基部３５ａよりも小径の６角柱状にそれぞれ形成される。連結ホイール３０のガイドリブ３６は、径方向断面が回転軸３５と同軸に、かつ周方向に延びる円弧状に形成される。

連結ホイールリブ３７は、軸方向に延びると共に、その径方向断面が回転軸３５と同軸の円弧状に形成され、周方向の一端部が第３連結ホイール係止部３７ａを形成し、他端部が第４連結ホイール係止部３７ｂを形成する。

このように形成された連結ホイール３０は、図４に示すように、モータ減速ユニット１００の軸受ボス１０１に嵌合された固定のクラッチ軸５に、その回転軸３５が挿通されて回転自在に取り付けられる。

また、図２に示したＣ字状スプリング２０の第１Ｃ字状スプリング係止部２１と第２Ｃ字状スプリング係止部２２が、この連結ホイール３０の外周部に設けた切欠部３２の、第１連結ホイール係止部３２ａと第２連結ホイール係止部３２ｂとの間に介装される。このような構成を採ることによって、ホルダ１０とＣ字状スプリング２０と連結ホイール３０の配置構造が極めて小型化できる。

図２及び図３に示すように、クラッチスプリング４０はコイル状ばねからなり、その内径は開放状態で、後述する入力歯車５０の回転軸５１の外径よりも僅かに大径に形成される。クラッチスプリング４０の一端部には第１クラッチスプリング係止部４１が、他端部には第２クラッチスプリング係止部４２がそれぞれ形成される。

この第１クラッチスプリング係止部４１と第２クラッチスプリング係止部４２は、クラッチスプリング４０の両端部がそれぞれ径方向外側に折曲形成されてなる。ただし、この第１クラッチスプリング係止部と第２クラッチスプリング係止部は、必ずしもクラッチスプリングの両端部に設ける必要はない。

図６に示すように、入力歯車５０はウォームホイールからなり、図示しない外部モータのモータ軸に取り付けられたウォームと噛合することができる。入力歯車５０の中心部には中空の回転軸５１が配設され、図４に示すように、この回転軸５１は、連結ホイール３０の回転軸３５の基部３５ａに挿通されて、連結ホイール３０の回転軸３５に対して回転自在である。

回転軸５１は、円筒状に連結ホイール３０の側（図示下方）へ突出する。図２に示すように、連結ホイール３０の入力歯車５０の側（図示上方）の端面５０ａ上には、径方向に長円の２つの係止孔（入力ホイール係止部）５６が、直径上に軸線を挟むように配設される。

図６に示すように、入力歯車５０の連結ホイール３０の側の端面５０ｂには、いずれも
軸方向に延びると共に、その径方向断面が回転軸５１と同軸の円弧状に形成された入力歯車リブ（入力ホイールリブ）５２と２つのガイドリブ５５とが突設される。入力歯車リブ５２は、周方向の一端部が第１入力ホイール係止部５３を形成し、他端部が第２入力ホイール係止部５４を形成する。

図４に示すように、入力歯車５０は、その回転軸５１が回転自在に連結ホイール３０の回転軸３５の基部３５ａに挿通されて組み立てられると共に、２つのガイドリブ５５が、連結ホイール３０のガイド孔３３内に周方向に摺動自在に挿入される。また、上述のクラッチスプリング４０が、入力歯車５０の回転軸５１と連結ホイール３０のガイドリブ３６との間に取り付けられる。

図７に示すように、上述の連結ホイール３０の連結ホイールリブ３７と入力歯車５０の入力歯車リブ５２は、クラッチスプリング４０の第１クラッチスプリング係止部４１と第２クラッチスプリング係止部４２との間に介装される。

このように、連結ホイールリブ３７と、入力歯車リブ５２と、第１クラッチスプリング係止部４１及び第２クラッチスプリング係止部４２を、１箇所にまとめて配置することにより、連結ホイール３０と入力ホイール５０の配置構造を極めて小型化することができる。また、連結ホイール３０の連結ホイールリブ３７と入力歯車５０の入力歯車リブ５２は、その間に隙間を設けて配設されているから、周方向に相対移動可能である。

図８に示すように、切替ホイール６０は短円柱状に形成され、その中心部に径方向断面が６角形の軸孔６１が設けられている。図８及び図９に示すように、２つ（複数個）の爪孔６２が、径方向と平行に、すなわち軸孔６１を挟んで相互に平行に穿設されており、いずれも切替ホイール６０の外周部にまで貫通している。爪孔６２は直線状に、かつ爪孔６２の軸線と直角方向の断面が矩形に形成される。

切替ホイール６０の入力ホイール５０の側（図示下方）には、上述の爪孔６２に沿って延び、かつこの爪孔６２にまで貫通するガイド孔６３がそれぞれ穿設されている。この切替ホイール６０の爪孔６２の内部には、四角柱状の爪部６５が、摺動自在にそれぞれ挿入される。この爪部６５は、切替ホイール６０の爪孔６２と略同一長に形成され、その両端部６６は、切替ホイール６０の外周面と略面一になるような形状に形成される。

爪部６５の入力ホイール５０の側（図示下方）には、係止ピン６７がそれぞれ圧入される。図４に示すように、この切替ホイール６０は、上述の連結ホイール３０の回転軸３５の先端部３５ｂにはめ込まれ、連結ホイール３０と一体に回転する。このとき、切替ホイール６０の爪部６５に圧入されている係止ピン６７の頭部が、上述の入力歯車５０の係止孔５６の中に挿入される。

図３に示すように、出力ホイール７０は、短円柱状の基部７１と、その基部７１から外部側へ延びる中空の出力軸７２とからなる。出力軸７２の先端部には歯車７３が形成され、図示しない外部歯車と噛合して回転力を出力することができる。

出力ホイール７０の基部７１の切替ホイール６０の側（図示下方）には、内短円柱状の凹部７４が形成され、この凹部７４の内周部には、４つの出力ホイール係止部７５が周方向に間隔をあけて凹設される。図４に示すように、出力ホイール７０は、出力軸７２がクラッチ軸５に回転自在に挿通されると共に、凹部７４が切替ホイール６０の外周部に遊嵌し、切替ホイール６０に対しても同軸に回転自在である。

図９に示すように、上述の切替ホイール６０の爪部６５が切替ホイール６０の外周部か
ら突出すると、爪部６５の端部６６が出力ホイール７０の凹部７４内の出力ホイール係止部７５にそれぞれ係止することができる。

次に、上述のクラッチ機構１の作動について説明する。

入力歯車５０に外部から回転が入力されていないときは、図９に示すように、２つの切替ホイール６０の爪部６５は、その端部６６が切替ホイール６０の外周面と略面一となるように、切替ホイール６０の爪孔６２の内部に収容されている。このため、出力歯車７０は切替ホイール６０に対して回転自在である。

したがって、このクラッチ機構１が、例えば自動車ドアのラッチを解除するためのモータ減速ユニットに使用されたとき、電動モータによる操作レバーの解除が終了すると、ラッチ機構に配設されているトーションスプリング等の付勢力によって、操作レバーを元の位置に戻すことができる。

図２に示すように、外部から入力歯車５０に、例えばＣＷ（正回転）方向の回転が入力されたとき、図７に示すように、入力歯車５０の入力歯車リブ５２の第２入力ホイール係止部５４がクラッチスプリング４０の第２クラッチスプリング係止部４２に係止すると共に、クラッチスプリング４０の第１クラッチスプリング係止部４１が連結ホイール３０の連結ホイールリブ３７の第３連結ホイール係止部３７ａに係止する。これにより、連結ホイール３０に対しても、ＣＷ方向の回転力がクラッチスプリング４０を介して伝達される。

これと共に、図２に示すように、連結ホイール３０の切欠部３２の第１連結ホイール係止部３２ａがＣ字状スプリング２０の第１Ｃ字状スプリング係止部２１に係止して、Ｃ字状スプリング２０に対してＣＷ方向への回転力、すなわち、Ｃ字状スプリング２０を縮径させる力が加わる。

しかしながら、このＣＷ方向の回転力が加わった初期の段階では、Ｃ字状スプリング２０は、ホルダ１０の凹部１１の溝１２との間で働いている摩擦力によって未だ回転不能である。このため、連結ホイール３０はＣＷ方向へ回転することができず、連結ホイール３０と一体の切替ホイール６０も、ＣＷ方向へ回転することはない。

図７に示すように、入力歯車５０は、クラッチスプリング４０にＣＷ方向の回転力が加わると、それによりわずかにＣＷ方向へ回転する。これに伴って、切替ホイール６０の爪部６５の２つの係止ピン６７が、図４に示すように、入力歯車５０の係止孔５６に係止していることにより、図１０に示すように、切替ホイール６０のガイド孔６３に沿ってＣＷ方向へ移動して、２つの爪部６５を爪孔６２内で相互に反対方向へ移動させる。

これにより、各爪部６５の端部６６は切替ホイール６０の外周面から突出して、出力ホイール７０の基部７１に設けた出力ホイール係止部７５にそれぞれ係止する。これにより、ＣＷ方向の回転力に対して、入力歯車５０と、入力歯車５０に対して係止ピン６７によって係止している切替ホイール６０と、切替ホイール６０に対して爪部６５によって係止している出力ホイール７０と、切替ホイール６０と一体の連結ホイール３０とが、相互に回転不能に一体になる。

これにより、入力歯車５０に対するＣＷ方向の回転力が、連結ホイール３０を介してＣ字状スプリング２０にそのまま伝わるようになり、Ｃ字状スプリング２０をさらに縮径させる。

このような状態になると、すでに一体となっている入力歯車５０と連結ホイール３０と切替ホイール６０と出力ホイール７０は、Ｃ字状スプリング２０とホルダ１０の溝１２との間で働いていた摩擦力に抗して、Ｃ字状スプリング２０と共にＣＷ方向へ回転しはじめる。これにより、入力歯車５０に入力されたＣＷ方向の回転が出力ホイール７０へ伝達され、外部へ出力される。

次に、外部から入力歯車５０に入力されていたＣＷ方向の回転が停止すると、まず、Ｃ字状スプリング２０とホルダ１０の溝１２との間の摩擦力によって、入力歯車５０と一体となっている連結ホイール３０と切替ホイール６０と出力ホイール７０のＣＷ方向の回転も停止する。

これに伴って、入力歯車５０は、クラッチスプリング４０の巻き戻し力によってＣＣＷ方向へわずかに回転する。これは、例えば、入力歯車５０と噛合している図示しないウォーム側に、入力歯車５０が逆回転できるだけの進み角をわずかに設けておくこと等により可能である。

入力歯車５０がＣＣＷ方向へ回転すると、入力歯車５０の係止孔５６に係止している２つの係止ピン６７も、図９に示すように、ＣＣＷ方向へ、かつ切替ホイール６０のガイド孔６３に沿ってそれぞれ移動して、２つの爪部６５を、爪孔６２内で中心方向へ移動させて、爪部６５の端部６６が切替ホイール６０の外周面と略面一となる元の位置にまで引き戻す。

これにより、出力歯車７０は切替ホイール６０に対して回転自在となる。また、Ｃ字状スプリング２０とクラッチスプリング４０のスプリング力は、クラッチ機構１において、このような作動が得られるようにそれぞれ設定されている。

この一方、入力歯車５０に、外部からＣＣＷ（逆回転）方向の回転力が入力されたとき、図７に示すように、入力歯車５０の入力歯車リブ５２の第１入力ホイール係止部５３がクラッチスプリング４０の第１クラッチスプリング係止部４１に係止すると共に、クラッチスプリング４０の第２クラッチスプリング係止部４２が連結ホイール３０の連結ホイールリブ３７の第４連結ホイール係止部３７ｂに係止する。

図２に示すように、連結ホイール３０の切欠部３２の第２連結ホイール係止部３２ｂがＣ字状スプリング２０の第２Ｃ字状スプリング係止部２２に係止して、Ｃ字状スプリング２０に対してＣＷ方向への回転力、すなわち、Ｃ字状スプリング２０を縮径させる力を加える。

図４に示すように、入力歯車５０の係止孔５６に係止している切替ホイール６０の爪部６５の２つの係止ピン６７が、切替ホイール６０のガイド孔６３に沿ってＣＣＷ方向へ移動して、２つの爪部６５を爪孔６２内で、上述の正回転時とは反対方向へそれぞれ移動させる。その他は上述の正回転時と同様であるから、説明を省略する。

上述のクラッチ機構１によれば、Ｃ字状スプリング２０は正及び逆回転時に連結ホイール３０に係止することができる係止部２１，２２を有し、クラッチスプリング４０も正及び逆回転時に連結ホイール３０及び入力ホイール５０に係止することができる係止部４１，４２を有する。

これと共に、切替ホイール６０は、外部から入力ホイール５０へ回転力が入力されたとき、この回転力により作動して、入力ホイール５０へ入力された回転力を出力ホイール７０へ伝達して回転力を外部へ出力させる。したがって、正逆のいずれの回転に対しても、
入力ホイール５０へ入力された回転力は出力ホイール７０から出力される。

また、切替ホイール６０は、入力ホイール５０へ回転力が入力されなくなったとき、クラッチスプリング４０のスプリング力により作動して、出力ホイール７０を入力ホイール５０に対して回転自在にする。

このように、本クラッチ機構１は双方向の回転入力に対して使用することができ、また、従来のワンウェイクラッチを利用して双方向の回転入力に対応させるようにした場合よりも、クラッチ機構が組み込まれる装置全体の部品数を少なくすることができ、構造も簡易なものとなる。したがって、大幅なコスト削減と組み込み装置の小型化を図ることができ、同時に部品管理の煩雑さ、組み立て間違い等の問題も解決することができる。

また、切替ホイール６０と出力ホイール７０の形状とそれらの組み込み形態を上述のようにすることにより、クラッチ機構全体を極めて小型化することができる。さらに、切替ホイール６０の爪部６５を作動させるための構成を上述のようにすることにより、入力ホイール５０の回転力を利用して爪部６５を移動させることができる。

一方、図１０に示すように、切替ホイール６０の爪部６５は、その先端部６６が切替ホイール６０の回転方向に対して９０°以下の角度で外周部から突出して出力ホイール７０の出力ホイール係止部７５に係止するようにしたから、切替ホイール６０と出力ホイール７０との係止が確実なものとなる。また、切替ホイール６０の爪部６５を２つ配設したから、切替ホイール６０と出力ホイール７０との係止がさらに確実なものとなる。

なお、本発明は上述の一実施の形態に制約されるものではなく、種々の変形が可能であり、本発明の範囲から除外されるものではないことは勿論である。例えば、本発明のクラッチ機構は、必ずしも自動車ドアのラッチを解除するためのモータ減速ユニットに限定して使用されるものではなく、あらゆる装置に使用することができる。

また、図４に示すように、クラッチスプリングを入力歯車の回転軸の外側に取り付けるのではなく、図１１に示すように、クラッチスプリング８１を連結ホイール８２の回転軸８３の外側に取り付けるようにしてもよい。

本発明のクラッチ機構を示す外観斜視図である。 図１のクラッチ機構を斜め上方から見た組立図である。 図１のクラッチ機構を斜め下方から見た組立図である。 図１のクラッチ機構の縦断面図である。 図２の切替ホイールを示す拡大斜視図である。 図３の入力ホイールを示す拡大斜視図である。 図４の矢線Ａ−Ａから見たクラッチ機構を示す部分断面図である。 図３の切替ホイールを示す拡大斜視図である。 図４の矢線Ｂ−Ｂから見たクラッチ機構を示す断面図である。 図９とは別の作動状態を示す断面図である。 図４とは別のクラッチスプリングの取付状態を示す断面図である。

符号の説明

１ クラッチ機構
５ クラッチ軸
１０ ホルダ
１０ａ 開口部
１１ 凹部
１２ 溝
２０ Ｃ字状スプリング
２１ 第１Ｃ字状スプリング係止部
２２ 第２Ｃ字状スプリング係止部
３０ 連結ホイール
３１ 基台
３２ 切欠部
３２ａ 第１連結ホイール係止部
３２ｂ 第２連結ホイール係止部
３３ ガイド孔
３５ 回転軸
３５ａ 基部
３５ｂ 先端部
３６ ガイドリブ
３７ 連結ホイールリブ
３７ａ 第３連結ホイール係止部
３７ｂ 第４連結ホイール係止部
４０ クラッチスプリング
４１ 第１クラッチスプリング係止部
４２ 第２クラッチスプリング係止部
５０ 入力歯車（入力ホイール）
５０ａ 端面
５０ｂ 端面
５１ 回転軸
５２ 入力歯車リブ（入力ホイールリブ）
５３ 第１入力ホイール係止部
５４ 第２入力ホイール係止部
５５ ガイドリブ
５６ 係止孔（入力ホイール係止部）
６０ 切替ホイール（切替部）
６１ 軸孔
６２ 爪孔
６３ ガイド孔
６５ 爪部
６６ 端部
６７ 係止ピン
７０ 出力ホイール
７１ 基部
７２ 出力軸
７３ 歯車
７４ 凹部
７５ 出力ホイール係止部
８１ クラッチスプリング
８２ 入力歯車（入力ホイール）
８３ 回転軸
１００ モータ減速ユニット
１０１ 軸受ボス

Claims (8)

1. 被装着体に固定されるホルダ（１０）と、Ｃ字状に形成されて周方向に間隔をあけて第１Ｃ字状スプリング係止部（２１）と第２Ｃ字状スプリング係止部（２２）とを有すると共に前記ホルダに対して拡径時に周方向に回転不能にかつ縮径時に周方向に回転可能に配設されるＣ字状スプリング（２０）と、前記ホルダに対して回転自在に配設されると共に正回転時に前記Ｃ字状スプリングの前記第１Ｃ字状スプリング係止部に係止する第１連結ホイール係止部（３２ａ）と逆回転時に前記Ｃ字状スプリングの前記第２Ｃ字状スプリング係止部に係止する第２連結ホイール係止部（３２ｂ）とを有する連結ホイール（３０）と、外部から回転力が入力されると共に前記連結ホイールと同軸に回転する入力ホイール（５０）と、コイル状に形成されて前記連結ホイールと前記入力ホイールとの間に同軸に介装されたクラッチスプリング（４０）と、前記連結ホイールに固着されて前記連結ホイールと一体に回転する切替部（６０）と、前記入力ホイールに対して同軸にかつ回転自在に配設されると共に外部へ前記回転力を出力する出力ホイール（７０）とを備えたクラッチ機構（１）において、前記連結ホイールは、第３連結ホイール係止部（３７ａ）と第４連結ホイール係止部（３７ｂ）とを有し、前記入力ホイールは、第１入力ホイール係止部（５３）と第２入力ホイール係止部（５４）とを有し、前記クラッチスプリングは、前記正回転時に前記連結ホイールの前記第３連結ホイール係止部に係止すると共に前記逆回転時に前記入力ホイールの前記第１入力ホイール係止部に係止する第１クラッチスプリング係止部（４１）と、前記正回転時に前記入力ホイールの前記第２入力ホイール係止部に係止すると共に前記逆回転時に前記連結ホイールの前記第４連結ホイール係止部に係止する第２クラッチスプリング係止部（４２）とを有し、前記切替部は、外部から前記入力ホイールへ前記回転力が入力されたとき前記回転力により作動して前記入力ホイールへ入力された前記回転力を前記出力ホイールへ伝達して前記回転力を外部へ出力させると共に前記入力ホイールへ前記回転力が入力されなくなったとき前記クラッチスプリングのスプリング力により作動して前記出力ホイールを前記入力ホイールに対して回転自在にすることを特徴とするクラッチ機構。
2. 前記切替部（６０）は、径方向又は径方向と平行に移動可能な爪部（６５）を有し、前記出力ホイール（７０）は、前記切替部の前記爪部と係止するための出力ホイール係止部（７５）を有し、前記爪部は、前記入力ホイール（５０）の前記回転力により移動して前記出力ホイールの前記出力ホイール係止部に係止して前記回転力を前記出力ホイールへ伝達することを特徴とする請求項１に記載のクラッチ機構。
3. 前記切替部（６０）は、短円柱状に形成されて外周部から前記爪部（６５）が突出可能であり、前記出力ホイール（７０）は、内短円柱状の凹部（７４）を有し前記凹部が前記切替部の前記外周部に遊嵌して回転自在であると共に前記凹部の内周部に凹状に形成された前記出力ホイール係止部（７５）を有し、前記爪部は、前記入力ホイール（５０）の前記回転力により前記切替部の前記外周部から突出して前記出力ホイールの前記出力ホイール係止部に係止することを特徴とする請求項２に記載のクラッチ機構。
4. 前記切替部（６０）の前記爪部（６５）は、軸方向に延びて前記入力ホイール（５０）に係止する係止ピン（６７）を有し、前記係止ピンは、前記入力ホイールが回転したとき前記入力ホイールの前記回転力を前記爪部へ伝達して前記爪部を移動させることを特徴とする請求項２又は３に記載のクラッチ機構。
5. 前記切替部（６０）の前記爪部（６５）は、前記切替部の回転方向に対して９０°以下の角度で前記外周部から突出して前記出力ホイール（７０）の前記出力ホイール係止部（７５）に係止することを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のクラッチ機構。
6. 前記切替部（６０）の前記爪部（６５）は、同時に作動する複数個が配設されることを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載のクラッチ機構。
7. 前記連結ホイール（３０）は、軸方向に延びる連結ホイールリブ（３７）を有し、前記連結ホイールリブは、周方向一端部が第３連結ホイール係止部（３７ａ）を形成すると共に周方向他端部が前記第４連結ホイール係止部（３７ｂ）を形成し、前記入力ホイール（５０）は、軸方向に延びる入力ホイールリブ（５２）を有し、前記入力ホイールリブは、周方向一端部が第１入力ホイール係止部（５３）を形成すると共に周方向他端部が前記第２入力ホイール係止部（５４）を形成し、前記連結ホイールの前記連結ホイールリブ及び前記入力ホイールの前記入力ホイールリブは、前記クラッチスプリング（４０）の前記第１クラッチスプリング係止部（４１）と前記第２クラッチスプリング係止部（４２）との間にかつ周方向に相対移動可能に介装されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のクラッチ機構。
8. 前記連結ホイール（３０）は、周方向に延びる切欠部（３２）を外周部に有し、前記切欠部は、周方向一端部が前記第１連結ホイール係止部（３２ａ）を形成すると共に周方向他端部が前記第２連結ホイール係止部（３２ｂ）を形成することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のクラッチ機構。

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