JP2001317569A - クラッチユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力側部材の回動位置を保持しながら、入力
側部材を初期位置に自動復帰させる機能を実現する。 【解決手段】 クラッチユニットは、外輪１、内輪２、
複数のローラ３、ローラ３を保持する保持器４、及び保
持器４に装着されたセンタリングバネ５を備えている。
外輪１の内周には複数のカム面１ａが円周等間隔に形成
され、内輪２の外周には円周面２ａが形成される。外輪
１の外周に操作部材７が装着され、操作部材７から外輪
１に入力トルクが入力される。内輪２は出力部材に連結
される。センタリングバネ５の一対の係合部５ｂは、そ
れぞれ静止側部材に係止される、これにより、保持器４
がセンタリングバネ５を介して静止側部材に回動方向に
連結される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力側部材と出力
側部材との間で係合子を介してトルクの伝達・遮断を行
うクラッチユニットに関する。

【０００２】

【従来技術】ローラやボール等の係合子を用いる機械式
クラッチでは、入力側部材と出力側部材との間に形成さ
れる楔隙間に係合子を係合・離脱させることによって、
トルクの伝達・遮断を制御する構成になっている。すな
わち、係合子が楔隙間に係合することにより、入力側部
材と出力側部材とが係合子を介してロックされ、両部材
間で係合子を介してトルクが伝達される。また、係合子
が楔隙間から離脱することにより、入力側部材と出力側
部材とが相対空転可能となり、両部材間でトルクが遮断
される。楔隙間に対する係合子の係合・離脱の切り換え
は、回転方向の切り換えによって自動的に行うものと、
係合子を保持する保持器を回動操作して行うもの等があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】例えば、操作部材の回
動操作による入力トルクを出力側機構に伝達して部材の
位置決めや位置調整を行う装置では、回動操作を終えて
操作部材を開放した時に、出力側機構の位置を保持しな
がら、操作部材を元の位置に自動復帰させる機能が求め
られる場合がある。

【０００４】本発明の目的は、上記のような機能を実現
することができるクラッチユニットを提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、カム面を有する入力側部材と、円周面を
有する出力側部材と、入力側部材のカム面と出力側部材
の円周面との間に介在する係合子と、係合子を保持する
保持器と、保持器を静止側部材に回動方向に連結するた
めの弾性部材とを備えた構成を提供する。

【０００６】ここで、「入力側部材」は、操作部材等を
介して入力トルクが入力される部材である。入力側部材
は、出力側部材の円周面との間に楔隙間を形成するカム
面を有し、カム面を軸状部材に直接設けたもの、カム面
を有するリング状部材を軸状部材に固定したもの等が含
まれる。

【０００７】「出力側部材」は、係合子の係合・離脱作
用を通じて、入力側部材と一体に回動し、また、入力側
部材に対して相対空転する部材である。出力側部材は円
周面を有し、円周面を軸状部材に直接設けたもの、円周
面を有するリング状部材を軸状部材に固定したもの等が
含まれる。

【０００８】「係合子」には、ローラ状のもの、ボール
状のもの等が含まれる。

【０００９】上記構成において、入力側部材に入力トル
クが入力されると、入力側部材の回動に伴い、カム面が
係合子に対して回動方向に相対移動して、ローラが楔隙
間に係合する。これにより、入力側部材からの入力トル
クが係合子を介して出力側部材に伝達され、入力側部
材、係合子、保持器、及び出力側部材が一体となって回
動する。そして、保持器の回動に伴い、保持器を静止側
部材に回動方向に連結する弾性部材が撓み、その撓み量
に応じた弾性力が弾性部材に蓄積される。入力側部材を
所定量回動させたのち開放すると、弾性部材に蓄積され
た弾性力によって保持器に回動力が働き、係合子が保持
器に押されてカム面を押圧することにより、係合子、保
持器、及び入力側部材が出力側部材に対して空転して、
元の位置に復帰する。

【００１０】上記構成において、入力側部材のカム面を
出力側部材の円周面との間に正逆両方向の楔隙間を形成
する形状にすることができる。これにより、正逆両方向
の入力トルクに対して上記の機能を得ることができる。

【００１１】また、上記構成において、入力側部材の回
動範囲を規制するストッパ部を具備させることができ
る。これにより、入力側部材の回動量が過大となって、
弾性部材に無理な力が加わるのを防止することができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
従って説明する。

【００１３】図１に示すように、この実施形態のクラッ
チユニットは、入力側部材としての外輪１、出力側部材
としての内輪２、係合子としての複数のローラ３、ロー
ラ３を保持する保持器４、及び保持器４に装着された弾
性部材、例えばセンタリングバネ５を主要な要素として
構成される。

【００１４】外輪１の内周には複数のカム面１ａが円周
等間隔に形成され、内輪２の外周には円周面２ａが形成
される。この実施形態において、カム面１ａは円周面２
ａとの間に正逆両方向の楔隙間を形成する形状になって
いる。また、外輪１の外周には、操作部材７が圧入、固
着、回動方向の凹凸係合などの適宜の手段で装着され、
操作部材７から外輪１に入力トルクが入力される。ま
た、内輪２は、図示されていない出力部材に連結され
る。

【００１５】図２に示すように、保持器４は、ローラ３
を収容する複数の窓形のポケット４ａと、一方の端面側
に設けられた突出部４ｂとを備えている。突出部４ｂ
は、一方の端面から外径方向に延び、さらに軸方向に延
びている。突出部４ｂの内径側には後述するセンタリン
グバネ５の環状部５ａが配設され、突出部４ｂの円周方
向壁面４ｂ１にはセンタリングバネ５の係合部５ｂが装
着される。

【００１６】図３は、図１（ａ）におけるＸ方向矢視図
である。センタリングバネ５は、環状部５ａと、環状部
５ａの両端から外径側に延びた一対の係合部５ｂとを備
えている。センタリングバネ５の環状部５ａは保持器４
の突出部４ｂの内径側に装着され、一対の係合部５ｂは
それぞれ突出部４ｂの円周方向壁面４ｂ１に係合され
る。また、センタリングバネ５の一対の係合部５ｂは、
それぞれ、静止側部材６（図４参照）の係止ピン６ａに
係止される。これにより、保持器４がセンタリングバネ
５を介して静止側部材６に回動方向に連結される。

【００１７】外輪１の一方の端面には、切欠き部１ｂと
１ｃが設けられる。保持器４の突出部４ｂとセンタリン
グバネ５の係合部５ｂは、切欠き部１ｂ内に配設され
る。また、切欠き部１ｃ内に静止側部材６のストッパピ
ン６ｂが配設される。この切欠き部１ｃの円周方向壁面
１ｃ１とストッパピン６ｂによって、外輪１の回動範囲
を規制するストッパ部が構成される。すなわち、外輪１
の回動範囲は、切欠き部１ｃの円周方向壁面１ｃ１がス
トッパピン６ｂに当接する範囲内に規制される。

【００１８】例えば、図３において、保持器４が反時計
方向に回動すると、センタリングバネ５の右側の係合部
５ｂが係止ピン６ａと係合し、左側の係合部５ｂが円周
方向壁面４ｂ１に押されて反時計方向に変位する。従っ
て、センタリングバネ５は一対の係合部５ｂが押し広げ
られる方向に撓み、その撓み量に応じた弾性力が蓄積さ
れる。尚、保持器４が時計方向に回動した場合も、上記
とは逆の動作によってセンタリングバネ５に弾性力が蓄
積される。

【００１９】この実施形態のクラッチユニットは、例え
ば図４に示すような静止側部材６と組み合わせて使用さ
れる。静止側部材６の内径部に内輪２が回動自在に内装
され、係止ピン６ａにセンタリングバネ５の係合部５ｂ
が係止され、ストッパピン６ｂに外輪１の切欠き部１ｃ
が装着される。静止側部材６は、図示されていない固定
部材に固定される。

【００２０】次に、図５〜図７を参照しながら、この実
施形態のクラッチユニットの動作について説明する。
尚、図５〜図７において、センタリングバネ５および静
止側部材６は模式化され、概念的に示されている。ま
た、操作部材７も記載が省略されている。

【００２１】図５は、クラッチユニットの中立位置を示
している（図３に示す状態）。中立位置において、ロー
ラ３はカム面１ａの中央部に位置し、カム面１ａと円周
面２ａとの間に形成される正逆両方向の楔隙間からそれ
ぞれ離脱する。ローラ３の直径は、カム面１ａの中央部
と円周面２ａとの間の半径方向距離よりも若干小さく設
定されており、ローラ３とカム面１ａの中央部および円
周面２ａとの間には半径方向隙間がある。また、この実
施形態では、出力側から内輪２に入力される逆入力トル
クは正逆両方向にロックするようにしている。従って、
内輪２は、操作部材７（外輪１）から入力される入力ト
ルクに対してのみ回動動作を行い、出力側から逆入力ト
ルクが入力されても回動せず、その位置を保持する。

【００２２】図６は、操作部材７を回動操作して、外輪
１に入力トルクを入力した時の状態を示している。例え
ば、同図において、外輪１に反時計方向の入力トルクが
入力されると、外輪１の回動に伴い、カム面１ａがロー
ラ３に対して反時計方向に相対移動して、ローラ３が楔
隙間に係合する（噛み込む）。これにより、外輪１から
の入力トルクがローラ３を介して内輪２に伝達され、外
輪１、ローラ３、保持器４、及び内輪２が一体となって
反時計方向に回動する。尚、この回動の最大量は、スト
ッパ部（切欠き部１ｃの円周方向壁面１ｃ１とストッパ
ピン６ｂ）によって規制される。そして、保持器４の回
動に伴ってセンタリングバネ５が撓み、その撓み量に応
じた弾性力ｆが蓄積される。

【００２３】図７は、操作部材７（外輪１）を開放した
時の状態を示している。センタリングバネ５に蓄積され
た弾性力ｆによって、保持器４に時計方向の回動力が働
き、ローラ３が保持器４に押されてカム面１ａを押圧す
る。そうすると、外輪１が開放されているので、ローラ
３、保持器４、及び外輪１が内輪２に対して時計方向に
空転して、図５に示す中立位置に復帰する。また、内輪
２は、図６の回動操作によって与えられた回動位置をそ
のまま維持する。従って、図６の回動操作を繰り返し行
った場合では、内輪２に各回動操作ごとの回動量が重畳
的に蓄積される。

【００２４】尚、図５〜図７において、外輪１に時計方
向の入力トルクが入力された場合も、上記と同様の動作
を行う（動作の向きは逆）。

【００２５】また、内輪側から入力トルクを入力する構
成とすることもでき、その場合、内輪の外周にカム面を
設け、外輪の内周に円周面を設ける。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、入力側部材からの入力
トルクを出力側部材に伝達すると共に、出力側部材の回
動位置を保持しながら、入力側部材を初期位置に自動復
帰させる機能を持ったクラッチユニットを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態のクラッチユニットを示す縦断面図
｛図１（ａ）｝、横断面図｛図１（ｂ）｝である。

【図２】保持器の縦断面図｛図２（ａ）｝、正面図｛図
２（ｂ）｝である。

【図３】図１（ａ）におけるＸ方向矢視図である。

【図４】クラッチユニットの分解組み立て斜視図であ
る。

【図５】実施形態のクラッチユニットの動作を概念的に
説明する模式図である。

【図６】実施形態のクラッチユニットの動作を概念的に
説明する模式図である。

【図７】実施形態のクラッチユニットの動作を概念的に
説明する模式図である。

【符号の説明】

１ 外輪（入力側部材） １ａ カム面 ２ 内輪（出力側部材） ２ａ 円周面 ３ ローラ（係合子） ４ 保持器 ５ センタリングバネ（弾性部材） ６ 静止側部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カム面を有する入力側部材と、円周面を
   有する出力側部材と、前記入力側部材のカム面と前記出
   力側部材の円周面との間に介在する係合子と、前記係合
   子を保持する保持器と、前記保持器を静止側部材に回動
   方向に連結するための弾性部材とを備えたクラッチユニ
   ット。
2. 【請求項２】 前記カム面が前記円周面との間に正逆両
   方向の楔隙間を形成する請求項１記載のクラッチユニッ
   ト。
3. 【請求項３】 前記入力側部材の回動範囲を規制するス
   トッパ部を備えた請求項１又は２記載のクラッチユニッ
   ト。