JP2007303513A - 電磁クラッチおよびこれを用いた車両用自動開閉装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁クラッチの構造を簡素化して、この電磁クラッチやこの電磁クラッチが用いられる車両用自動開閉装置のコストを低減することである。
【解決手段】アーマチュア５３と出力軸２７とを板ばね６１により連結し、この板ばね６１によりアーマチュア５３と出力軸２７の間の動力伝達を行う構成とする。また、出力軸２７の外周面に凹溝８２を設けるとともに、アーマチュア５３の内周面に凹溝８２よりも周方向の幅が狭いストッパ片８３を設け、凹溝８３の内部にストッパ片８２を配置してストッパ機構を構成する。これにより、板ばね６１により動力伝達する構造としても、アーマチュア５３と出力軸２７との間に過大な負荷が加えられたときには、ストッパ片８３が出力軸２７に係合してアーマチュア５３の出力軸２７に対する相対回転が所定の角度以内に制限され、板ばね６１の破損を防止することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、第１の回転軸と第２の回転軸との間の動力伝達を断続する電磁クラッチと、これを用いた車両用自動開閉装置とに関する。

車両に設けられるドア等の開閉体を電動モータ等の駆動源により自動的に開閉するようにした車両用自動開閉装置では、駆動源と開閉体との間の動力伝達経路に電磁クラッチを設け、この電磁クラッチにより当該駆動源と開閉体との間の動力伝達を断続して、開閉モードを自動開閉モードと手動開閉モードとに切り換えるようにしている。

このような電磁クラッチは、駆動源により回転駆動されるクラッチロータと、開閉体に連結される出力軸に装着されて当該出力軸とともに回転するアーマチュアとを有しており、アーマチュアをクラッチロータに係合させることにより、動力伝達状態に切り替えられるようになっている。クラッチロータとアーマチュアとの係合方式には、これらを摩擦係合させるようにした摩擦式と噛み合い係合させるようにした噛み合い式とがあり、いずれの方式においても、クラッチコイルの磁気吸引力によりアーマチュアをクラッチロータに引き寄せてクラッチロータとアーマチュアとを係合させるようにしている。

一方、アーマチュアをクラッチロータに係合・解除させるためには、アーマチュアを出力軸に対して軸方向に移動自在に装着する必要がある。そのため、例えば特許文献１に示される電磁クラッチでは、出力軸の外周部とアーマチュアの内周部とにそれぞれスプライン歯を形成し、出力軸の外側にアーマチュアをスプライン係合させるようにしている。

また、クラッチコイルへの通電が停止されたときにアーマチュアをクラッチロータから離れた解除位置に保持するために、アーマチュアと出力軸との間には板ばねが装着されている。この板ばねは円盤状に形成されてアーマチュアに軸方向に重ねて配置されており、その内周部において出力軸に固定されるとともに、外周部においてアーマチュアに固定されている。これにより、クラッチコイルに通電されたときには板ばねが軸方向に弾性変形してアーマチュアは係合位置に移動し、クラッチコイルへの通電が解除されると、アーマチュアは板ばねのばね力により解除位置に向けて付勢されて解除位置に保持されるようになっている。
特開２００６−２２５１３号公報

しかしながら、従来の電磁クラッチでは、アーマチュアと出力軸とをスプライン係合させるようにしているので、以下の問題点が生じていた。

すなわち、アーマチュアを出力軸に対して軸方向に滑らかに作動させるためには、スプライン歯の噛み合いに所定のクリアランスを設ける必要があるが、このクリアランスが大きすぎると、アーマチュアと出力軸との回転方向のガタが大きくなり、自動開閉動作時にアーマチュアと出力軸との間で歯打ち音等の異音が生じ、場合によっては開閉体の滑らかな作動が損なわれることになる。そのため、アーマチュアや出力軸にスプライン係合のための歯を形成する際には、軸方向の作動と回転方向の作動とを考慮した高い寸法精度でスプライン歯を加工する必要があり、その加工工数が増加し、また、品質管理等が煩雑になり、そのコストが増加することになっていた。

また、特許文献１に示される電磁クラッチでは、止め輪を用いて板ばねを出力軸に固定するようにしているので、止め輪を装着する溝部が形成される分だけ出力軸が長くなり、電磁クラッチの小型化の妨げとなっていた。

一方、他の電磁クラッチの構造として、アーマチュアと出力軸との間のスプラインを廃止し、板ばねを介して動力伝達を行うようにした構造も存在するが、この構造に用いられる板ばねとして、スプラインによる動力伝達と同等の性能を要求する場合には、相応の強度、過負荷にも耐え得る強度の材質選定や形状検討も必要となって、やはり、品質管理等が煩雑になり、そのコストが増加する要因となっていた。

本発明の目的は、電磁クラッチの構造を簡素化して、この電磁クラッチやこの電磁クラッチが用いられる車両用自動開閉装置のコストを低減することにある。

本発明の電磁クラッチは、第１の回転軸と第２の回転軸との間の動力伝達を断続する電磁クラッチであって、第１の係合部を備え、前記第１の回転軸と動力伝達可能に連結されて当該第１の回転軸とともに回転するクラッチロータと、前記第１の係合部に対向する第２の係合部を備え、前記第２の係合部が前記第１の係合部に係合する係合位置と当該係合が解除される解除位置との間で軸方向に移動自在のアーマチュアと、前記クラッチロータを挟んで前記アーマチュアに対向して配置され、前記アーマチュアを前記解除位置から前記係合位置に移動させる磁気吸引力を発生するクラッチコイルと、前記第２の回転軸と前記アーマチュアとに連結され、前記アーマチュアを前記解除位置に保持するとともに前記アーマチュアと前記第２の回転軸との間で動力を伝達する板ばねと、前記第２の回転軸と前記アーマチュアとの間に設けられ、前記アーマチュアの前記第２の回転軸に対する所定角度以上の相対回転を規制するストッパ機構とを有することを特徴とする。

本発明の電磁クラッチは、前記第２の回転軸に形成される凹溝と、前記アーマチュアに形成され前記凹溝内に配置されるストッパ片とを前記ストッパ機構に設け、前記クラッチロータの第１の係合部と前記アーマチュアの第２の係合部とが係合した状態において、前記第２の回転軸と前記アーマチュアとが所定角度相対回転したときに前記ストッパ片を前記第２の回転軸に当接させて前記第２の回転軸と前記アーマチュアとを一体回転させることを特徴とする。

本発明の電磁クラッチは、前記板ばねを前記第２の回転軸と前記アーマチュアとにリベットにより固定することを特徴とする。

本発明の電磁クラッチは、前記第２の回転軸にフランジ部を設け、前記アーマチュアを当該フランジ部の外側に配置される円環状に形成することを特徴とする。

本発明の電磁クラッチは、前記アーマチュアの前記第２の回転軸に対する相対回転が前記ストッパ機構により規制されたときに、前記板ばねの変形が弾性域内にあることを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、車両に設けられる開閉体を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、駆動源により回転駆動される第１の回転軸と、前記開閉体に連結され、前記開閉体の開閉動作に連動して回転する第２の回転軸と、前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との間の動力伝達を断続する電磁クラッチとを備え、前記電磁クラッチは、第１の係合部を備え、前記第１の回転軸と動力伝達可能に連結されて当該第１の回転軸とともに回転するクラッチロータと、前記第１の係合部に対向する第２の係合部を備え、前記第２の係合部が前記第１の係合部に係合する係合位置と当該係合が解除される解除位置との間で軸方向に移動自在のアーマチュアと、前記クラッチロータを挟んで前記アーマチュアに対向して配置され、前記アーマチュアを前記解除位置から前記係合位置に移動させる磁気吸引力を発生するクラッチコイルと、前記第２の回転軸と前記アーマチュアとに連結され、前記アーマチュアを前記解除位置に保持するとともに前記アーマチュアと前記第２の回転軸との間で動力を伝達する板ばねと、前記第２の回転軸と前記アーマチュアとの間に設けられ、前記アーマチュアの前記第２の回転軸に対する所定角度以上の相対回転を規制するストッパ機構とを有することを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、前記第２の回転軸に形成される凹溝と、前記アーマチュアに形成され前記凹溝内に配置されるストッパ片とを前記ストッパ機構に設け、前記クラッチロータの第１の係合部と前記アーマチュアの第２の係合部とが係合した状態において、前記開閉体に連結された前記第２の回転軸と前記アーマチュアとが所定角度相対回転したときに前記ストッパ片を前記第２の回転軸に当接させて前記第２の回転軸と前記アーマチュアとを一体回転させることを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、前記第１の回転軸と前記クラッチロータとの間には、該第１の回転軸と一体的に設けられたウォームとウォームの回転を減速するウォームホイルからなるウォームギヤ機構が設けられ、前記クラッチロータは前記ウォームホイルと一体回転可能に構成されていることを特徴とする。

本発明の車両用自動開閉装置は、前記アーマチュアは前記第２の回転軸の一端部に設けられるとともに、該第２の回転軸の他端部には前記開閉体を開閉駆動するための従動回転体が設けられ、前記クラッチロータ及びクラッチコイルは、前記アーマチュアと前記従動回転体との間に配されていることを特徴とする。

本発明によれば、電磁クラッチの構造を簡素化してコストを低減することができる上、アーマチュアと第２の回転軸の間に過大な負荷が入力されても、ストッパ機構によりアーマチュアの第２の回転軸に対する相対回転は所定角度内に規制されるので、第２の回転軸とアーマチュアとの間の動力伝達を板ばねにより行う構成としても、板ばねが過大に変形して破損することを防止することができる。

また、本発明によれば、第２の回転軸に形成される凹溝と、アーマチュアに形成されるストッパ片とによりストッパ機構を構成するようにしたので、ストッパ機構の構造を簡素化して、この電磁クラッチのコストを低減することができる。

さらに、本発明によれば、板ばねを第２の回転軸とアーマチュアとにリベットにより固定するようにしたので、板ばねの固定構造を簡素化して、この電磁クラッチのコストを低減することができる。また、板ばねを第２の回転軸にリベットにより固定するようにしたので、第２の回転軸の長さ寸法を短くして、この電磁クラッチを小型化することができる。

さらに、本発明の電磁クラッチを、車両用自動開閉装置に適用することにより、この車両用自動開閉装置のコストの低減、作動信頼性の向上、小型化が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１はワンボックスタイプの車両を示す側面図であり、図２は本発明の一実施の形態である車両用自動開閉装置を示す上面図である。

図１に示す車両１１はワンボックスタイプの乗用車であり、その車体１２の側部には開閉体であるスライドドア１３が設けられている。このスライドドア１３は、車体１２の側部に固定されたガイドレール１４に沿って移動して、図１中に実線で示す全閉位置と一点鎖線で示す全開位置との間で開閉自在となっており、乗員の乗降や荷物の積み下ろしなどを行う際には所望の開度にまで開けて使用されるようになっている。

図２に示すように、スライドドア１３にはローラアッシー１５が設けられ、このローラアッシー１５がガイドレール１４に案内されることにより、スライドドア１３は車両１１の前後方向に移動自在となっている。また、ガイドレール１４の車両前方側には車室内側に湾曲する曲部１４ａが設けられ、ローラアッシー１５が曲部１４ａに案内されることにより、スライドドア１３は車体１２の側面と同一面に収まるように車体１２の内側に引き込まれた状態で閉じられるようになっている。図示はしないが、ローラアッシー１５は、図示する部位（センター部）以外にスライドドア１３の前端部の上下部分（アッパー部・ロア部）にも設けられ、これらに対応して車体１２の開口部の上下部位にもアッパー部・ロア部に対応する図示しないガイドレールが設けられており、スライドドア１３は車体１２に計３カ所において支持されている。

図２に示すように、この車両１１には、スライドドア１３を自動的に開閉するために、車両用自動開閉装置２１（以下、開閉装置２１とする。）が設けられている。この開閉装置２１はガイドレール１４の車両前後方向の略中央部に隣接して車体１２の内部に固定される駆動ユニット２２を有しており、この駆動ユニット２２から車両前方側に引き出される閉側ケーブル２３ａがガイドレール１４の前端に設けられた反転プーリ２４ａを介して車両前方側（閉側）からローラアッシー１５に接続され、駆動ユニット２２から車両後方側に引き出された開側ケーブル２３ｂがガイドレール１４の後端に設けられた反転プーリ２４ｂを介して車両後方側（開側）からローラアッシー１５に接続されている。そして、駆動ユニット２２は、閉側ケーブル２３ａまたは開側ケーブル２３ｂのいずれか一方を引くことにより、スライドドア１３を自動開閉動作させるようになっている。

図３は図２に示す駆動ユニットの詳細を示す正面図であり、図４は図３におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。

図３、図４に示すように、駆動ユニット２２は、駆動源としての電動モータ２５と電動モータ２５に固定される減速機２６とを有しており、電動モータ２５の回転は減速機２６により所定の回転数にまで減速して第２の回転軸としての出力軸２７から出力されるようになっている。電動モータ２５としては第１の回転軸としての回転軸２５ａが正逆回転可能な所謂ブラシ付き直流モータが用いられており、図示しない開閉スイッチ等からの指令信号に応じて制御装置２８によりにその作動が制御されるようになっている。一方、減速機２６はギヤケース３１の内部にウォームギヤ機構３２を収容した構造となっており、図示する場合では、ウォームギヤ機構３２を構成するウォーム３２ａはギヤケース３１の内部に突出する電動モータ２５の回転軸２５ａの外周面に一体的に設けられている。また、出力軸２７は軸受３３によりギヤケース３１に回転自在に支持されており、ウォーム３２ａに噛み合うウォームホイル３２ｂは環状に形成されて、出力軸２７と同軸、且つ出力軸２７に対して相対回転自在にギヤケース３１の内部に収容されている。この駆動ユニット２２にはウォームギヤ機構３２に隣接して電磁クラッチ３４が設けられており、ウォームホイル３２ｂの回転はこの電磁クラッチ３４を介して出力軸２７に伝達されるようになっている。これにより、電動モータ２５が作動すると、電動モータ２５に回転駆動される回転軸２５ａの回転がウォームギヤ機構３２により所定の回転数にまで減速して出力軸２７から出力される。なお、電磁クラッチ３４の詳細については後述する。

駆動ユニット２２はギヤケース３１に固定されるユニットケース３５を備えており、このユニットケース３５の内部には従動回転体としてのドラム３６が収容されている。ドラム３６は出力軸２７の先端に形成されたセレーション部２７ａにナット３７により固定されて電動モータ２５により駆動されるようになっており、その外周面に形成される螺旋状の案内溝３６ａには閉側ケーブル２３ａと開側ケーブル２３ｂが互いに同一方向に複数回巻き掛けられている。各ケーブル２３ａ，２３ｂの端部はドラム３６に固定されており、ドラム３６が電動モータ２５により駆動されて正転または逆転すると、閉側ケーブル２３ａまたは開側ケーブル２３ｂのいずれか一方がドラム３６に巻き取られるとともにいずれか他方がドラム３６から巻き戻されるようになっている。つまり、出力軸２７はドラム３６と各ケーブル２３ａ，２３ｂとを介してスライドドア１３に連結されており、スライドドア１３が開閉動作すると、その開閉動作に連動して回転するようになっている。

これにより、たとえば図示しない開閉スイッチの閉側が操作されてスライドドア１３を閉方向へ作動させる指令信号が制御装置２８に入力されたときには、電動モータ２５が正転方向に作動し、ドラム３６が図３において反時計回り方向に回転して、閉側ケーブル２３ａがドラム３６に巻き取られてスライドドア１３は閉側ケーブル２３ａに引かれながら全閉位置へ向かって移動する。反対に、開閉スイッチの開側が操作されてスライドドア１３を開方向へ作動させる指令信号が制御装置２８に入力されたときには、電動モータ２５が逆転し、ドラム３６が図３において時計回り方向に回転して、開側ケーブル２３ｂがドラム３６に巻き取られてスライドドア１３は開側ケーブル２３ｂに引かれながら全開位置へ向かって移動する。また、電動モータ２５が停止した状態のもとで電磁クラッチ３４を動力遮断状態に切り替えることにより、開閉装置２１は手動開閉モードに切り替えられ、手動によるスライドドア１３の開閉操作力を低減させることができる。

各ケーブル２３ａ，２３ｂに所定の張力を付与するために、駆動ユニット２２には２つのテンショナー機構４１ａ，４１ｂが設けられている。これらのテンショナー機構４１ａ，４１ｂはドラム３６に平行な一対の固定プーリ４２ａ，４２ｂと、固定プーリ４２ａ，４２ｂとドラム３６との間に設けられる一対の可動プーリ４３ａ，４３ｂとを有している。ユニットケース３５には出力軸２７と平行に１本の支軸４４が設けられ、図４に示すように、固定プーリ４２ａ，４２ｂはこの支軸４４に軸方向に重ねられるとともに互いに相対回転自在に装着されている。閉側ケーブル２３ａはドラム３６から一方の固定プーリ４２ａに車両後方側から掛け渡されるとともに車両前方側の引き出し部４５ａからユニットケース３５の外に引き出されて反転プーリ２４ａに案内されており、開側ケーブル２３ｂはドラム３６から他方の固定プーリ４２ｂに車両前方側から掛け渡されるとともに車両後方側の引き出し部４５ｂからユニットケース３５の外に引き出されて反転プーリ２４ｂに案内されている。なお、引き出し部４５ａ，４５ｂにはそれぞれアウターチューブ４６ａ，４６ｂが取り付けられ、各ケーブル２３ａ，２３ｂは駆動ユニット２２と各反転プーリ２４ａ，２４ｂの間においてはアウターチューブ４６ａ，４６ｂの内部に挿通されている。

一方、可動プーリ４３ａ，４３ｂは固定プーリ４２ａ，４２ｂの両脇に位置してユニットケース３５に配置されており、閉側ケーブル２３ａは固定プーリ４２ａとドラム３６との間において固定プーリ４２ａに対して車両前方側にある可動プーリ４３ａに掛け渡され、開側ケーブル２３ｂは固定プーリ４２ｂとドラム３６との間において固定プーリ４２ｂに対して車両後方側にある可動プーリ４３ｂに掛け渡されている。各可動プーリ４３ａ，４３ｂはそれぞれ可動軸４７ａ，４７ｂに回転自在に支持され、各可動軸４７ａ，４７ｂはそれぞれユニットケース３５に設けられたスリット４８ａ，４８ｂに沿ってドラム３６に接近・離反する方向に移動自在となっており、また、各可動軸４７ａ，４７ｂはユニットケース３５に装着される捩りバネ４９ａ，４９ｂによりドラム３６から離れる方向に付勢されている。これにより、各ケーブル２３ａ，２３ｂには可動プーリ４３ａ，３４ｂによりそのケーブル長が長くなる方向に付勢され、これにより所定の張力が付与されている。したがって、ローラアッシー１５がガイドレール１４の曲部１４ａに案内されたときなど各ケーブル２３ａ，２３ｂの移動経路長が変化しても、テンショナー機構４１ａ，４１ｂにより各ケーブル２３ａ，２３ｂの緩みを吸収して、スライドドア１３を確実に作動させることができる。

図５（ａ）は図４に示す電磁クラッチの詳細を示す断面図であり、図５（ｂ）は同図（ａ）に示す電磁クラッチが動力伝達状態に切り替えられた状態を示す断面図であり、図６はアーマチュアと出力軸の板ばねによる連結構造を示す分解斜視図である。

次に、本発明の一実施の形態である電磁クラッチ３４について説明する。

この電磁クラッチ３４は電動モータ２５により回転駆動される回転軸２５ａとスライドドア１３に連結される出力軸２７との間の動力伝達を断続して、開閉装置２１を電動モータ２５によりスライドドア１３を自動開閉動作させる自動開閉モードと、手動によりスライドドア１３を開閉する手動開閉モードとに切り替えるものである。本実施の形態においては、電磁クラッチ３４は所謂摩擦式となっており、そのクラッチケース５１の内部には、互いに対向するクラッチロータ５２とアーマチュア５３とが収容されている。

クラッチロータ５２は鋼材により断面略コの字形状の円環状に形成されており、その軸方向の一端面は第１の係合部としての摩擦面５２ａとなっている。クラッチロータ５２の内周側はボス部５２ｂとなっており、クラッチロータ５２は出力軸２７と同軸に配置されるとともにボス部５２ｂが軸受５４を介して出力軸２７に支持されることにより、クラッチケース５１の内部で当該出力軸２７に対して相対回転自在となっている。また、クラッチロータ５２のボス部５２ｂの先端部分の外周面にはセレーション歯５２ｃが形成されており、このセレーション歯５２ｃはウォームホイル３２ｂと一体的に形成されたプレート３２ｃのボス部の内周面のセレーション歯３２ｄと連結され、これにより、クラッチロータ５２はウォームホイル３２ｂと一体的に回転するようになっている。つまり、クラッチロータ５２はウォームホイル３２ｂを介して回転軸２５ａに連結され、これにより回転軸２５ａとともに回転するようになっている。なお、クラッチロータ５２と後述するクラッチコイルは、アーマチュア５３とドラム３６との間に配されており、これにより、電磁クラッチ３４は、ドラム３６を組付ける前に、予め完成状態の電動モータ２５のギヤケース３１に対して、ドラム３６が取り付けられる側とは反対側から、クラッチロータ５２のボス部５２ｂのセレーション歯５２ｃとウォームホイル３２ｂのプレート３２ｃのボス部のセレーション歯３２ｄとが噛み合うよう組み付けることが可能となり、駆動ユニット２５の組付け性が向上するようになっている。

アーマチュア５３はクラッチロータ５２とほぼ同径の円環状に形成されており、その軸方向の一端面に形成される第２の係合部としての摩擦面５３ａがクラッチロータ５２の摩擦面５２ａと対向するように、クラッチロータ５２に対して軸方向に並べて配置されている。アーマチュア５３の軸心には貫通孔５３ｂが形成され、一方、出力軸２７の基端部にはフランジ部２７ｂが形成されており、アーマチュア５３はその貫通孔５３ｂにフランジ部２７ｂが挿通されてフランジ部２７ｂの外側に位置するように出力軸２７と同軸に配置されている。また、アーマチュア５３の内周面とフランジ部２７ｂの外周面との間には隙間が設けられており、アーマチュア５３はフランジ部２７ｂに接触しないようになっている。これにより、アーマチュア５３は、図５（ｂ）に示すように、その摩擦面５３ａがクラッチロータ５２の摩擦面５２ａと係合（接触）する係合位置と、図５（ａ）に示すように、その係合が解除される解除位置との間で、出力軸２７に対して軸方向に移動自在となっている。

アーマチュア５３の摩擦面５３ａに対する背面側には、当該アーマチュア５３に対して軸方向に並べて板ばね６１が配置されている。図６に示すように、この板ばね６１は鋼板等を所定の形状に打ち抜いた円板状に形成されており、軸方向に弾性変形自在であるとともに周方向には所定の剛性を有するものとなっている。この板ばね６１の外周側には周方向に等間隔に並べて３つの取付孔６２が形成され、一方、アーマチュア５３の外周側には板ばね６１の取付孔６２に対応する３つの挿通孔６３が形成されており、これらの挿通孔６３に挿通されるリベット６４により板ばね６１はアーマチュア５３に固定されている。また、板ばね６１の内周側には周方向に等間隔に並べて３つの取付孔６５が形成され、一方、出力軸２７のフランジ部２７ｂにはこれらの取付孔６５に対応する３つの挿通孔６６が形成されており、これらの挿通孔６６に挿通されるリベット６７により板ばね６１はフランジ部２７ｂに固定されている。つまり、板ばね６１はその外周側においてアーマチュア５３に固定されるとともに、その内周側においてフランジ部２７ｂに固定されることにより、アーマチュア５３と出力軸２７とを連結している。

アーマチュア５３は板ばね６１を介して出力軸に２７連結されているので、板ばね６１を軸方向に弾性変形させることにより、アーマチュア５３は出力軸２７に対して軸方向に移動することができる。また、板ばね６１は、アーマチュア５３が解除位置にあるときには弾性変形しない自然状態となり、アーマチュア５３が係合位置に移動したときに軸方向に弾性変形するように形成されており、これにより、係合位置にあるアーマチュア５３は板ばね６１のばね力により解除位置に向けて付勢され、解除位置にまで移動したときには板ばね６１により当該解除位置に保持されるようになっている。

一方、板ばね６１は、その周方向には所定の剛性を有しているので、アーマチュア５３と出力軸２７の間で、これらの間の回転動力を伝達することができる。つまり、アーマチュア５３が回転すると、その回転は板ばね６１を介して出力軸２７に伝達され、出力軸２７が回転すると、その回転は板ばね６１を介してアーマチュア５３に伝達される。このように、アーマチュア５３と出力軸２７との間の回転動力の伝達は板ばね６１により行われるようになっており、そのため、板ばね６１の板厚や材質、形状等は、所定の動力伝達が可能なよう、電磁クラッチに用いられる板ばねとしては一般的な設定がなされている。

このように、この電磁クラッチ３４では、アーマチュア５３を解除位置に保持する板ばね６１によりアーマチュア５３と出力軸２７の間の動力伝達を行うようにしたので、動力伝達構造を別に設ける必要がなく、電磁クラッチ３４の構造を簡素化してコストを低減することができる。

また、この電磁クラッチ３４では、板ばね６１を出力軸２７のフランジ部２７ｂとアーマチュア５３とにリベット６４，６７により固定するようにしたので、板ばね６１の固定構造を簡素化して、電磁クラッチ３４のコストを低減することができる。さらに、板ばね６１を出力軸２７にリベット６７により固定するようにしたので、出力軸２７の長さ寸法を短くして、この電磁クラッチ３４を小型化することができる。

クラッチケース５１の内部には、クラッチロータ５２の背面側つまりクラッチロータ５２を挟んでアーマチュア５３と対向するように、クラッチコイル７１が収容されている。このクラッチコイル７１は断面コの字の円環状に形成されるクラッチヨーク７２に巻装されており、アーマチュア５３の全周に亘って当該アーマチュア５３に対向するようになっている。また、クラッチコイル７１は図示しない配線を介して制御装置２８に接続されており、制御装置２８から電力が供給されると磁気吸引力を発生して、アーマチュア５３をクラッチロータ５２に近づく方向に引きつけるようになっている。したがって、アーマチュア５３が解除位置にあるときにクラッチコイル７１に通電されると、アーマチュア５３は解除位置から係合位置にまで移動し、クラッチロータ５２とアーマチュア５３の摩擦面５２ａ，５３ａが互いに圧着して電磁クラッチ３４は動力伝達状態に切り替えられ、電動モータ２５と出力軸２７との間で動力が伝達される。一方、クラッチコイル７１への通電が停止されると、アーマチュア５３は板ばね６１のばね力によりクラッチロータ５２から離間する方向に付勢され、クラッチロータ５２から離れた解除位置に保持される。これにより、クラッチロータ５２とアーマチュア５３との係合が解除され、電磁クラッチ３４は動力遮断状態となり、電動モータ２５と出力軸２７との間の動力伝達が遮断される。

なお、符号７３は、クラッチヨーク７２に対してクラッチロータ５２を回転自在に支持する軸受である。

図７はストッパ機構の詳細を示す正面図であり、図８（ａ）、（ｂ）はそれぞれストッパ機構により出力軸に対するアーマチュアの相対回転が規制された状態を示す正面図である。

この電磁クラッチ３４では、アーマチュア５３と出力軸２７との間の動力伝達を板ばね６１により行うようにしているので、例えば自動開閉動作中のスライドドア１３に外部から過大な開閉力が加えられたときなどには、板ばね６１に過大な負荷が加わるおそれがある。そのため、この電磁クラッチ３４では、アーマチュア５３と出力軸２７との間にストッパ機構８１を設け、このストッパ機構８１によりアーマチュア５３の出力軸２７に対する相対回転を所定角度以内に規制して、板ばね６１の過大な変形を防止するようにしている。

図７に示すように、ストッパ機構８１は、フランジ部２７ｂの外周部に周方向に等間隔に並べて形成される３つの凹溝８２を備えており、これらの凹溝８２は、それぞれ径方向に凹んで形成され、その周方向の両側はそれぞれ周方向に垂直な当接面８２ａとなっている。また、ストッパ機構８１は、アーマチュア５３の内周面に周方向に等間隔に並べて形成される３つのストッパ片８３を備えており、これらのストッパ片８３は、それぞれその周方向の幅寸法が凹溝８２よりも狭く形成されるとともにフランジ部２７ｂに向けて径方向に突出して形成され、周方向の両側はそれぞれ周方向に垂直なストッパ面８３ａとなっている。アーマチュア５３と出力軸２７との間の動力伝達が行われていない自然状態においては、各ストッパ片８３は対応する凹溝８２の内部に配置され、各ストッパ面８３ａは対応する凹溝８２の当接面８２ａに対して所定の間隔を空けて対向している。

次に、このストッパ機構８１の作動について説明する。

クラッチロータ５２の第１の摩擦面５２ａとアーマチュア５３の摩擦面５３ａとが係合した状態において、アーマチュア５３と出力軸２７との間に開方向の過大な負荷が加わると、その負荷によって板ばね６１が撓み、アーマチュア５３が出力軸２７に対して開方向に相対移動する。これにより、ストッパ片８３が凹溝８２の内部を周方向に相対移動する。そして、アーマチュア５３と出力軸２７との間に加わる負荷が一定値以上となって、アーマチュア５３が出力軸２７に対して所定角度相対回転すると、図８（ａ）に示すように、ストッパ片８３の一方のストッパ面８３ａが凹溝８２の一方の当接面８２ａつまりフランジ部２７ｂに当接し、アーマチュア５３の出力軸２７に対するそれ以上の相対移動が規制される。つまり、アーマチュア５３が出力軸２７に対して所定角度相対回転したときには、ストッパ片８３がフランジ部２７ｂに当接し、それ以降は、アーマチュア５３と出力軸２７とが一体回転することになる。したがって、アーマチュア５３と出力軸２７との間に過大な負荷が加わっても、板ばね６１の撓み量は所定の範囲内に制限されることになる。また、ストッパ機構８１により相対回転が規制される所定角度は、ストッパ機構８１により相対回転が規制されたときの板ばね６１の変形が弾性域内に収まる角度に設定されており、これにより、ストッパ機構８１によりアーマチュア５３と出力軸２７との相対回転が規制されたときに板ばね６１が塑性変形することはない。

同様に、クラッチロータ５２の第１の摩擦面５２ａとアーマチュア５３の摩擦面５３ａとが係合した状態において、アーマチュア５３と出力軸２７との間に閉方向の過大な負荷が加わると、その負荷により板ばね６１が撓み、アーマチュア５３が出力軸２７に対して閉方向に相対移動する。これにより、ストッパ片８３が凹溝８２の内部を開方向に負荷が加わった場合とは反対に相対移動する。そして、アーマチュア５３と出力軸２７との間に加わる負荷が一定値以上となって、アーマチュア５３が出力軸２７に対して所定角度相対回転すると、図８（ｂ）に示すように、ストッパ片８３の他方のストッパ面８３ａが凹溝８２の他方の当接面８２ａつまりフランジ部２７ｂに当接し、アーマチュア５３の出力軸２７に対するそれ以上の相対移動が規制される。つまり、アーマチュア５３が出力軸２７に対して所定角度相対回転したときには、ストッパ片８３がフランジ部２７ｂに当接し、それ以降は、アーマチュア５３と出力軸２７とが一体回転することになる。

このように、この電磁クラッチ３４では、アーマチュア５３と出力軸２７との間にストッパ機構８１を設け、このストッパ機構８１によりアーマチュア５３の出力軸２７に対する所定角度以上の相対角度を規制するようにしたので、アーマチュア５３と出力軸２７との間の動力伝達を板ばね６１により行う構成としても、板ばね６１が過大な負荷により塑性変形等して破損することを防止することができる。

また、この電磁クラッチ３４では、出力軸２７のフランジ部２７ｂに形成される凹溝８２と、アーマチュア５３に形成されるストッパ片８３とによりストッパ機構８１を構成するようにしたので、ストッパ機構８１の構造を簡素化して、この電磁クラッチ３４のコストを低減することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、本実施の形態においては、開閉体はスライド式に開閉するスライドドア１３とされているが、これに限らず、乗降用のヒンジ式の横開きドアや車両後端部に設けられるバックドアなど、他の開閉体としてもよい。

また、本実施の形態は、本発明の電磁クラッチ３４としては摩擦式のものを示したが、これに限らず、噛合い式など、他の形式の電磁クラッチとしてもよい。

また、本実施の形態は、本発明の電磁クラッチ３４を開閉装置２１に用いた場合を示しているが、これに限らず、本発明の電磁クラッチ３４を、例えば、複写機やエアコンの圧縮機など、他の機器に用いるようにしてもよい。

さらに、本実施の形態においては、ストッパ機構８１は、フランジ部２７ｂの外周面に形成される凹溝８２と、アーマチュア５３の内周面に形成されるストッパ片８３とを係合させてアーマチュア５３の出力軸２７に対する相対回転を規制するようにしているが、これに限らず、例えば、アーマチュア５３と出力軸２７の両方に互いに係合するストッパ片を設けるなど、アーマチュア５３の出力軸２７に対する相対回転を規制することができる構造であれば、他の構造であってもよい。

ワンボックスタイプの車両を示す側面図である。 本発明の一実施の形態である車両用自動開閉装置を示す上面図である。 図２に示す駆動ユニットの詳細を示す正面図である。 図３におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。 （ａ）は図４に示す電磁クラッチの詳細を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す電磁クラッチが動力伝達状態に切り替えられた状態を示す断面図である。 アーマチュアと出力軸の板ばねによる連結構造を示す分解斜視図である。 ストッパ機構の詳細を示す正面図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれストッパ機構により出力軸に対するアーマチュアの相対回転が規制された状態を示す正面図である。

符号の説明

１１ 車両
１２ 車体
１３ スライドドア（開閉体）
１４ ガイドレール
１４ａ 曲部
１５ ローラアッシー
２１ 車両用自動開閉装置
２２ 駆動ユニット
２３ａ 閉側ケーブル
２３ｂ 開側ケーブル
２４ａ，２４ｂ 反転プーリ
２５ 電動モータ（駆動源）
２５ａ 回転軸（第１の回転軸）
２６ 減速機
２７ 出力軸（第２の回転軸）
２７ａ セレーション部
２７ｂ フランジ部
２８ 制御装置
３１ ギヤケース
３２ ウォームギヤ機構
３２ａ ウォーム
３２ｂ ウォームホイル
３２ｃ プレート
３２ｄ セレーション歯
３３ 軸受
３４ 電磁クラッチ
３５ ユニットケース
３６ ドラム
３６ａ 案内溝
３７ ナット
４１ａ，４１ｂ テンショナー機構
４２ａ，４２ｂ 固定プーリ
４３ａ，４３ｂ 可動プーリ
４４ 支軸
４５ａ，４５ｂ 引き出し部
４６ａ，４６ｂ アウターチューブ
４７ａ，４７ｂ 可動軸
４８ａ，４８ｂ スリット
４９ａ，４９ｂ 捩りバネ
５１ クラッチケース
５２ クラッチロータ
５２ａ 摩擦面（第１の係合部）
５２ｂ ボス部
５２ｃ セレーション歯
５３ アーマチュア
５３ａ 摩擦面（第２の係合部）
５３ｂ 貫通孔
５４ 軸受
６１ 板ばね
６２ 取付孔
６３ 挿通孔
６４ リベット
６５ 取付孔
６６ 挿通孔
６７ リベット
７１ クラッチコイル
７２ クラッチヨーク
７３ 軸受
８１ ストッパ機構
８２ 凹溝
８２ａ 当接面
８３ ストッパ片
８３ａ ストッパ面

Claims (9)

1. 第１の回転軸と第２の回転軸との間の動力伝達を断続する電磁クラッチであって、
   第１の係合部を備え、前記第１の回転軸と動力伝達可能に連結されて当該第１の回転軸とともに回転するクラッチロータと、
   前記第１の係合部に対向する第２の係合部を備え、前記第２の係合部が前記第１の係合部に係合する係合位置と当該係合が解除される解除位置との間で軸方向に移動自在のアーマチュアと、
   前記クラッチロータを挟んで前記アーマチュアに対向して配置され、前記アーマチュアを前記解除位置から前記係合位置に移動させる磁気吸引力を発生するクラッチコイルと、
   前記第２の回転軸と前記アーマチュアとに連結され、前記アーマチュアを前記解除位置に保持するとともに前記アーマチュアと前記第２の回転軸との間で動力を伝達する板ばねと、
   前記第２の回転軸と前記アーマチュアとの間に設けられ、前記アーマチュアの前記第２の回転軸に対する所定角度以上の相対回転を規制するストッパ機構とを有することを特徴とする電磁クラッチ。
2. 請求項１記載の電磁クラッチにおいて、前記第２の回転軸に形成される凹溝と、前記アーマチュアに形成され前記凹溝内に配置されるストッパ片とを前記ストッパ機構に設け、前記クラッチロータの第１の係合部と前記アーマチュアの第２の係合部とが係合した状態において、前記第２の回転軸と前記アーマチュアとが所定角度相対回転したときに前記ストッパ片を前記第２の回転軸に当接させて前記第２の回転軸と前記アーマチュアとを一体回転させることを特徴とする電磁クラッチ。
3. 請求項１または２記載の電磁クラッチにおいて、前記板ばねを前記第２の回転軸と前記アーマチュアとにリベットにより固定することを特徴とする電磁クラッチ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁クラッチにおいて、前記第２の回転軸にフランジ部を設け、前記アーマチュアを当該フランジ部の外側に配置される円環状に形成することを特徴とする電磁クラッチ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁クラッチにおいて、前記アーマチュアの前記第２の回転軸に対する相対回転が前記ストッパ機構により規制されたときに、前記板ばねの変形が弾性域内にあることを特徴とする電磁クラッチ。
6. 車両に設けられる開閉体を自動的に開閉する車両用自動開閉装置であって、
   駆動源により回転駆動される第１の回転軸と、
   前記開閉体に連結され、前記開閉体の開閉動作に連動して回転する第２の回転軸と、
   前記第１の回転軸と前記第２の回転軸との間の動力伝達を断続する電磁クラッチとを備え、
   前記電磁クラッチは、
   第１の係合部を備え、前記第１の回転軸と動力伝達可能に連結されて当該第１の回転軸とともに回転するクラッチロータと、
   前記第１の係合部に対向する第２の係合部を備え、前記第２の係合部が前記第１の係合部に係合する係合位置と当該係合が解除される解除位置との間で軸方向に移動自在のアーマチュアと、
   前記クラッチロータを挟んで前記アーマチュアに対向して配置され、前記アーマチュアを前記解除位置から前記係合位置に移動させる磁気吸引力を発生するクラッチコイルと、
   前記第２の回転軸と前記アーマチュアとに連結され、前記アーマチュアを前記解除位置に保持するとともに前記アーマチュアと前記第２の回転軸との間で動力を伝達する板ばねと、
   前記第２の回転軸と前記アーマチュアとの間に設けられ、前記アーマチュアの前記第２の回転軸に対する所定角度以上の相対回転を規制するストッパ機構とを有することを特徴とする車両用自動開閉装置。
7. 請求項６記載の車両用自動開閉装置において、前記第２の回転軸に形成される凹溝と、前記アーマチュアに形成され前記凹溝内に配置されるストッパ片とを前記ストッパ機構に設け、前記クラッチロータの第１の係合部と前記アーマチュアの第２の係合部とが係合した状態において、前記開閉体に連結された前記第２の回転軸と前記アーマチュアとが所定角度相対回転したときに前記ストッパ片を前記第２の回転軸に当接させて前記第２の回転軸と前記アーマチュアとを一体回転させることを特徴とする車両用自動開閉装置。
8. 請求項６または７記載の車両用自動開閉装置において、前記第１の回転軸と前記クラッチロータとの間には、該第１の回転軸と一体的に設けられたウォームとウォームの回転を減速するウォームホイルからなるウォームギヤ機構が設けられ、前記クラッチロータは前記ウォームホイルと一体回転可能に構成されていることを特徴とする車両用自動開閉装置。
9. 請求項６〜８のいずれか１項に記載の車両用自動開閉装置において、前記アーマチュアは前記第２の回転軸の一端部に設けられるとともに、該第２の回転軸の他端部には前記開閉体を開閉駆動するための従動回転体が設けられ、前記クラッチロータ及びクラッチコイルは、前記アーマチュアと前記従動回転体との間に配されていることを特徴とする車両用自動開閉装置。

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