JPH1151084A - 回転力断続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁石の大型化を防止しつつ、回転力断続装
置の信頼性を向上させる。 【解決手段】 回転力の伝達に伴って第２歯車例１１の
回転中心作用する力（ベクトルＣ）の作用方向ｃ状にア
ーム１２の揺動中心Ｏ₁ が位置するように構成する。こ
れにより、ベクトルＣは、プレート１４ｄを介してケー
シング５が受けることとなるので、駆動力（噛み合い圧
力）の大きさに影響を受けることなく、確実に駆動力を
扇形歯車７に伝達することができる。したがって、電磁
石の大型化を防止しつつ、回転力断続装置の信頼性を向
上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転力を断続可能
に伝達する回転力断続装置に関するもので、自動車の定
速走行装置（クルーズコントロール装置）に適用して有
効である。

【０００２】

【従来の技術】回転力断続装置として、例えば特公昭５
３−８０６２６号公報に記載のものでは、揺動可能なア
ームの先端に歯車を回転可能に配設し、電磁石およびリ
ターン用のスプリングからなるアクチュエータによって
アームを揺動させることにより、アームに配設された歯
車を入力側歯車および出力側歯車に噛み合わせたり離脱
させたりして、入力側歯車から出力側歯車への回転力の
伝達を断続している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、発明者等
は、上記公報の回転力断続装置を定速走行装置に適用す
るに当たって、回転力断続装置の信頼性等を評価検討し
ていたところ、上記公報の回転力断続装置では以下に述
べる問題点を有していることを発見した。すなわち、上
記公報の回転力断続装置の電磁石は、スプリングの弾性
力に加えて、入力側歯車および出力側歯車が、アームに
配設された歯車に対して及ぼす力（噛み合い圧力）に対
向する吸引力を発生させる必要がある。

【０００４】このため、例えば、出力軸の回転摺動力
（出力軸の回転抵抗）が増大した場合、この回転摺動力
に対抗して出力軸を回転させる必要があるので、噛み合
い圧力が増大し、スプリングおよび歯車がアームに及ぼ
す力（以下、この力を離脱力と呼ぶ。）が増大する。し
たがって、離脱力が電磁石の吸引力を上回った場合に
は、アームに配設された歯車が入力側歯車および出力側
歯車から離脱してしまうので、モータのトルクが出力軸
に伝わらず、スロットルバルブを開いた際に、スロット
ルバルブを閉じることができなくなるという問題が発生
してしまう。

【０００５】なお、この問題に対しては、電磁石の吸引
力を増大させるという手段が考えられるが、吸引力の増
大は電磁石の大型化という新たな問題を招いてしまう。
本発明は、上記点に鑑み、電磁石等のアクチュエータの
大型化を防止しつつ、回転力断続装置の信頼性を向上さ
せることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜
３に記載の発明では、第３歯車（１１）が第１、２歯車
（１０、７）に噛み合っている際に、回転力の伝達に伴
って第３歯車（１１）の回転中心に作用する力の合力
（Ｃ）の作用方向（ｃ）上にアーム（１２）の揺動中心
（Ｏ₁）が位置するように構成したことを特徴とする。

【０００７】これにより、回転力の伝達に伴って第３歯
車（１１）の回転中心に作用する力の合力（Ｃ）は、保
持部材（５）が受けることとなる。したがって、アクチ
ュエータ（１４）は、噛み合い圧力（駆動力）の大きさ
に影響を受けることなく、確実に第１歯車（１０）の駆
動力を第２歯車（７）に伝達することができるので、
「発明が解決しようとする課題」の欄で述べたように、
離脱力が増大して第３歯車（１１）が第１歯車（１０）
および第２歯車（７）から離脱してしまうことを防止で
きる。

【０００８】また、本発明によれば、回転力の断続に必
要な力が、噛み合い圧力の大小に無関係であるので、上
記公報に記載の発明に比べて、アクチュエータ（１４）
の小型化を図ることができる。以上に述べたように、本
発明によれば、アクチュエータ（１４）の大型化を防止
しつつ、回転力断続装置の信頼性を向上させることがで
きる。

【０００９】請求項２に記載の発明では、アクチュエー
タ（１４）は、電磁吸引力によりアーム（１２）を揺動
させることを特徴とする。

【００１０】ところで、仮に電磁吸引力を増大させるべ
く、アクチュエータ（１４）の大型化を図った場合、通
電を遮断しても残留磁気による電磁吸引力によりアーム
（１２）が揺動作動しないという誤作動が発生するおそ
れがある。これに対して、本発明によれば、アクチュエ
ータ（１４）の小型化を図ることができるので、残留磁
気による電磁吸引力が小さくなるので、上記誤作動を防
止することができる。

【００１１】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本実施形態は、本発明に係る回転
力断続装置を定速走行装置のアクチュエータに適用した
ものであって、このアクチュエータ１は、図１に示すよ
うに、ワイヤー２を駆動することにより、その一端側に
連結されたスロットルバルブ３を回転駆動するものであ
る。なお、ワイヤー２の他端は、ワイヤー２を巻き取る
巻取プーリ４に連結されており、この巻取プーリ４はケ
ーシング５から突出した出力軸６の端部に固定されてい
る。

【００１３】また、ケーシング５内には、図２に示すよ
うに、扇状に形成された扇形歯車７、ウォーム歯車８を
回転駆動するＤＣモータ９、および歯数の異なる２つの
歯車が同軸上に一体形成された第１、２歯車例１０、１
１が配設されており、扇形歯車７（出力軸６）および第
１歯車例１０は、それぞれケーシング（保持部材）５に
回転可能に保持されている。

【００１４】そして、第１歯車例（第１歯車）１０は常
にウォーム歯車８に噛み合い、扇形歯車（第２歯車）７
は出力軸６に連結されて出力軸６と一体に回転する。ま
た、第２歯車例（第３歯車）１１は、後述するヨークプ
レート１４ｄを介してケーシング５に対して揺動する金
属（本実施形態では圧延鋼板）製のアーム１２の先端部
に回転可能に保持されており、このアーム１２は、アー
ム１２に一体に形成されたアーマチャ（クラッチプレー
ト）１３を吸引する電磁石（アクチュエータ）１４によ
り揺動させられる。

【００１５】また、電磁石１４は、図３に示すように、
磁界を発生させる励磁コイル１４ａ、励磁コイル１４ａ
巻線が巻かれる樹脂製のボビン（巻き枠）１４ｂ、ボビ
ン１４ｂ内に配設された金属（本実施形態では機械構造
用炭素鋼）製の固定鉄心（シャフト）１４ｃ、固定鉄心
１４ｃとともに磁路をなすヨークプレート（以下、プレ
ートと略す。）１４ｄ、およびアーマチャ１３が固定鉄
心１４ｃから離れる向きの弾性力をアーマチャ１３に対
して作用させるリターン用のスプリング１４ｅから構成
されている。なお、スプリング１４ｅは、樹脂ブッシュ
１４ｆを介してプレート１４ｄに固定されている。

【００１６】因みに、アーム１３は、図４に示すよう
に、プレート１４ｄに形成されたＬ字状の穴１４ｇに、
アーム１３に形成されたＬ字状の突起部１３ａを係合さ
せることにより、プレート１４ｄ（ケーシング５）に対
して揺動可能に連結されている。なお、図１中、１５は
ＤＣモータ９や電磁石１４に電力を供給するためのター
ミナル（端子）である。

【００１７】次に、本実施形態の作動および特徴を述べ
る。 １．ＤＣモータ９の駆動力を扇形歯車７に伝達する場合 電磁石１４（励磁コイル１４ａ）に通電し、アーム１２
を固定鉄心１４ｃに吸引して、図５に示すように、第２
歯車例１１を第１歯車例１０および扇形歯車７に噛み合
わせる。これにより、ＤＣモータ９の駆動力（回転）
は、第１、２歯車例１０、１１を介して扇形歯車７に伝
達される。

【００１８】なお、第１、２歯車例１０、１１は、歯数
の異なる２つの歯車から構成されているので、ＤＣモー
タ９の回転は変速（本実施形態では減速）されて扇形歯
車７に伝達される。 ２．ＤＣモータ９から扇形歯車７への駆動力の伝達を遮
断する場合 電磁石１４（励磁コイル１４ａ）に通電を停止し、アー
マチャ１３を固定鉄心１４ｃから離隔させ、図６に示す
ように、第２歯車例１１を第１歯車例１０および扇形歯
車７から離脱させる。これにより、ＤＣモータ９から扇
形歯車７への駆動力の伝達が遮断される。

【００１９】ここで、ＤＣモータ９の駆動力が扇形歯車
７に伝達されている場合に、アーム１２（第２歯車例１
１の回転中心）に作用する力について考察する。アーム
１２に作用する力としては、スプリング１４ｅの弾性力
Ｆに加えて、回転力の伝達に伴って第２歯車例１１の回
転中心に作用する力として、第１歯車例１０が第２歯車
例１１を回転駆動する際に第２歯車例１１に対して及ぼ
す力（図７のベクトルＡ）と、第２歯車例１１が扇形歯
車７を回転駆動する際に、反作用として第２歯車例１１
が扇形歯車７から受ける力（図７のベクトルＢ）とがあ
る。

【００２０】なお、ベクトルＡ、Ｂの方向は、周知のご
とく、インボリュート歯車では圧力角によって決定する
ものであるので、通常は、互いに噛み合っている歯車の
基準ピッチ円の接線に対して２０°傾いた方向であり、
その大きさは、変速比（減速比）および伝達する駆動力
によって決定されるものである。したがって、第２歯車
例１１の回転中心には、ベクトルＡとベクトルＢとの合
力（ベクトルＣ）と弾性力Ｆとが作用する。

【００２１】しかし、本実施形態では、図７に示すよう
に、ベクトルＣの作用方向ｃ上にアーム１２の揺動中心
Ｏ₁ が位置するように、ＤＣモータ９や扇形歯車７等の
ケーシング５内の各機器を配置しているので、ＤＣモー
タ９の駆動力が扇形歯車７に伝達されている場合には、
回転力の伝達に伴って第２歯車例１１の回転中心に作用
する力（ベクトルＣ）は、プレート１４ｄを介してケー
シング５が受けることとなる。

【００２２】したがって、電磁石１４は、少なくとも弾
性力Ｆ以上の力を発生すれば、駆動力（噛み合い圧力）
の大きさに影響を受けることなく、確実にＤＣモータ９
の駆動力を扇形歯車７に伝達することができる。延いて
は、「発明が解決しようとする課題」の欄で述べたよう
に、離脱力が増大して第２歯車例１１が第１歯車例１０
および扇形歯車７から離脱してしまうことを防止できる
ので、スロットルバルブ３の開度を制御することができ
なくなることを未然に防止できる。

【００２３】また、電磁石１４は、少なくとも弾性力Ｆ
以上の力を発生すればよいので、上記公報に記載の発明
に比べて、電磁石１４の小型化を図ることができる。以
上に述べたように、本実施形態によれば、電磁石１４の
小型化を図りつつ、アクチュエータ１の信頼性を向上さ
せることができる。また、本実施形態によれば、電磁石
１４の小型化を図ることができるので、残留磁気による
電磁吸引力の影響が小さくなるので、電磁石１４への通
電を遮断した時に、確実にアーマチャ１３を固定鉄心１
４ｃから離隔させて第２歯車例１１を第１歯車例１０お
よび扇形歯車７から離脱させることができる。

【００２４】ところで、上述の実施形態では、第１、２
歯車列１０、１１を歯数の異なる２つの歯車から構成
し、ＤＣモータ９の回転を減速して扇形歯車７に伝達し
たが、本発明は、これに限定されるものではなく、第
１、２歯車列１０、１１を１つの歯車から構成してもよ
く。また、ＤＣモータ９の回転を増速または等速で扇形
歯車７に伝達するように構成してもよい。

【００２５】また、上述の実施形態では、インボリュー
ト歯形を有する歯車を例に本発明を説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、サイクロイド歯形等
その他の歯形を有する歯車でもよい。また、上述の実施
形態では、第１、２歯車列１０、１１、扇形歯車７、ア
ーム１２および電磁石１４等からなる本発明に係る回転
力断続装置を、定速走行装置のアクチュエータに適用し
たが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、
オートマチィクトランスミッションやプリンタ等のＯＡ
機器、その他機器に対しても適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】定速走行装置のアクチュエータの断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】電磁石、アームおよびアーマチャの拡大図であ
る。

【図４】図３のＢ矢視における分解図である。

【図５】駆動力が伝達されているときの状態を示す状態
図である。

【図６】駆動力の伝達が遮断されているときの状態を示
す状態図である。

【図７】ＤＣモータの駆動力が扇形歯車に伝達されてい
る場合に、アーム（第２歯車例の回転中心）に作用する
力を示す説明図である。

【符号の説明】

５…ケーシング（保持部材）、６…出力軸、７…扇形歯
車（第２歯車）、８…ウォーム歯車、９…ＤＣモータ、
１０…第１歯車例（第１歯車）、１１…第２歯車例（第
３歯車）、１２…アーム、１３…アーマチャ、１４…電
磁石（アクチュエータ）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力側に位置し、回転駆動される第１歯
   車（１０）と、 出力側に位置し、前記第１歯車（１０）の回転力が伝達
   される第２歯車（７）と、 前記第１、２歯車（１０、７）を回転可能に保持する保
   持部材（５）と、 前記第１歯車（１０）の回転力を前記第２歯車（７）に
   伝達する第３歯車（１１）と、 前記第３歯車（１１）を回転可能に保持するとともに、
   前記保持部材（５）に対して揺動するアーム（１２）
   と、 前記アーム（１２）を揺動させるアクチュエータ（１
   ４）とを有し、 前記アクチュエータ（１４）は、前記第１歯車（１０）
   から前記第２歯車（７）に回転力を伝達する際には、前
   記アーム（１２）を揺動させて前記第３歯車（１１）を
   前記第１、２歯車（１０、７）に噛み合わせ、一方、前
   記第１歯車（１０）から前記第２歯車（７）への回転力
   の伝達を遮断する際に、前記アーム（１２）を揺動させ
   て前記第３歯車（１１）を前記第１、２歯車（１０、
   ７）から離脱させ、 さらに、前記第３歯車（１１）が前記第１、２歯車（１
   ０、７）に噛み合っている際に、回転力の伝達に伴って
   前記第３歯車（１１）の回転中心に作用する力の合力の
   作用方向（ｃ）上に、前記アーム（１２）の揺動中心
   （Ｏ₁ ）が位置するように構成されていることを特徴と
   する回転力断続装置。
2. 【請求項２】 前記アクチュエータ（１４）は、電磁吸
   引力により前記アーム（１２）を揺動させることを特徴
   とする請求項１に記載の回転力断続装置。
3. 【請求項３】 前記第３歯車（１１）は、前記第１歯車
   （１０）の回転を変速して前記第２歯車（７）に伝達す
   ることを特徴とする請求項１、２に記載の回転力断続装
   置。