JP2002130335A

JP2002130335A - クラッチ装置

Info

Publication number: JP2002130335A
Application number: JP2000326751A
Authority: JP
Inventors: Shoji Machigashira; 祥司町頭
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2002-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】出力部材２ｂと入力部材３ｂとを同心に保持
して、組み付け作業を面倒にする事なく、運転時に振動
が発生するのを防止できる構造を実現する。【解決手段】ハウジング３０の中央部に、クラッチ本
体３４の外輪１ａを内嵌固定する。上記出力部材２ｂに
付属の出力軸１２と上記入力部材３ｂに付属の入力軸１
６とを上記ハウジング３０の両端部に、それぞれ玉軸受
３１、３１により支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係るクラッチ装置
は、駆動源から被駆動体側への回転力の伝達は可能にす
るが、この被駆動体から駆動源への回転力の伝達を阻止
するもので、例えば自動車用のウインドレギュレータ
（電動式及び手動式の何れも含む）、電動格納ミラー
等、各種駆動装置に組み込んだ状態で使用する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車用のウインドレギュレータ
の場合、駆動源である電動モータ或はハンドルの回転は
窓ガラスの昇降機構側に伝達するが、この窓ガラスを昇
降させる方向の力が加わった場合でも、上記電動モータ
或はハンドルが回転しない様にする必要がある（例えば
防犯の為）。この様な機能を有するクラッチ装置として
従来から、特開平７−１０３２６０号公報に記載された
ものが知られている。

【０００３】この公報に記載されたクラッチ装置は、図
５に示す様に、外輪１と、出力部材２と、入力部材３
と、複数個の転動体４、４と、複数のカム面５、５とを
備える。このうちの外輪１は、内周面を円筒面状の摩擦
面６とし、使用状態ではウインドレギュレータのフレー
ム等に固定された状態で回転しない。又、上記出力部材
２は、上記外輪１の内側に、この外輪１と同心に且つ回
転自在に支持されている。又、上記入力部材３は、複数
の腕部７、７を有する。これら各腕部７、７は、円周方
向に関して間欠的に設けられ、上記外輪１の内周面と出
力部材２の外周面との間の環状空間８内に挿入されてい
る。又、上記複数個の転動体４、４は、この環状空間８
内で円周方向に隣り合う腕部７、７同士の間に配置され
ている。更に、上記各カム面５、５は、上記出力部材２
の外周面で上記各転動体４、４に対向する複数個所に形
成したもので、それぞれの円周方向中央部が最も直径方
向内方に位置し、それぞれの円周方向両端部程直径方向
外方に位置する方向に傾斜している。

【０００４】上述の様なクラッチ装置では、上記入力部
材３の回転は、回転方向に関係なく、上記各腕部７、７
から上記各転動体４、４に伝わる。即ち、上記入力部材
３が回転すると、この入力部材３に設けた複数の腕部
７、７の円周方向端縁部に形成した傾斜面９、９が、上
記各転動体４、４を上記各カム面５、５に押し付ける。
そして、これら各傾斜面９、９とカム面５、５との噛み
合いにより、上記入力部材３の回転が出力部材２に伝わ
る。これに対して、この出力部材２が回転した場合に
は、上記カム面５、５が上記各転動体４、４を、この出
力部材２の直径方向外方に押し出し、これら各転動体
４、４を上記外輪１の内周面に設けた摩擦面６に押し付
ける。この結果、これら各転動体４、４の転動面と摩擦
面６との摩擦係合により、上記出力部材２の回転が阻止
されて、この出力部材２の回転が、回転方向に関係な
く、上記入力部材３に伝達しなくなる。

【０００５】上述の様な従来のクラッチ装置の場合、入
力部材３の回転時に複数の転動体４、４の全部又は一部
が、出力部材２側に設けたカム面５、５と外輪１の内周
面に設けた摩擦面６との間で噛み合う位置にまで移動す
る可能性がある。例えば、図５の上下方向と実際の設置
状態での上下方向とが一致していると仮定した場合、こ
の図５で下側の転動体４は、実際には図示の様な位置に
存在せず、重力によって上記摩擦面６に当接する位置に
まで下降した状態となる。この状態から上記入力部材３
に設けた各腕部７、７が回転すると、何れかの腕部７が
上記下側の転動体４を、下側のカム面５と上記摩擦面６
との間で噛み合う位置にまで押し動かす可能性がある。
図５の表裏方向と鉛直方向とを一致させた場合には、よ
り多くの転動体４、４が、カム面５、５と摩擦面６との
間で噛み合う位置にまで押し動かされる可能性がある。

【０００６】この様にして、上記入力部材３の回転に伴
って、全部又は一部の転動体４、４が、出力部材２側に
設けたカム面５、５と外輪１の内周面に設けた摩擦面６
との間で噛み合う位置にまで移動すると、上記入力部材
３の回転が上記出力部材２に伝わらなくなる。

【０００７】

【先発明の説明】上述の様な従来技術の場合に発生する
可能性のある誤作動を抑え、確実に入力部材の回転を出
力部材に伝達できる構造として、特願平１１−２５１２
５４号、同１１−３２７８８６号に係るものがある。先
ず、この先発明に係るクラッチ装置に就いて、図６〜１
８により説明する。この先発明に係るクラッチ装置１０
は、外輪１ａと、出力部材２ａと、入力部材３ａと、複
数個の転動体４、４と、複数のカム面５ａ、５ａとを備
える。

【０００８】このうちの外輪１ａは、浸炭窒化鋼の如き
硬質金属板により全体を円筒状に形成しており、軸方向
両端部に内向フランジ状の鍔部１１ａ、１１ｂを設け
て、上記外輪１ａの内側から上記出力部材２ａ及び入力
部材３ａが抜け出ない様にしてユニット化し、取り扱い
の容易化を図っている。又、上記外輪１ａの内周面で上
記両鍔部１１ａ、１１ｂに挟まれた部分は、円筒状の摩
擦面６ａとしている。尚、この摩擦面６ａは、一般的な
円筒ころ軸受の外輪軌道の如き性状を有するもので、表
面は平滑面としている。この様な外輪１ａは、上記クラ
ッチ装置１０の使用状態では、ウインドレギュレータの
フレーム等に固定された状態で回転しない。

【０００９】又、前記出力部材２ａは、例えばＳＭＦ４
０５０（ＪＰＭＡ１）等の焼き入れ硬化した燒結金
属、軸受鋼等の硬質金属により一体に造られたもので、
図７に示す様に、本体部分と同心の出力軸１２を有す
る。この様な出力部材２ａは、上記外輪１ａの内側に、
この外輪１ａと同心に、且つ回転自在に支持されてい
る。上記出力軸１２は円柱状に形成し、使用時にはその
先端部（図６〜７の右端部）を、被駆動部材側に設けた
円孔に、締り嵌めで内嵌固定する。但し、上記出力軸１
２と被駆動部材との結合は、スプライン係合、キー係合
等、従来から周知の他の係合状態としても良い。一方、
上記出力部材２ａは、上記出力軸１２の一端部（図７の
左端部）に外向フランジ状に形成している。この様な出
力部材２ａの外周面には、それぞれ複数個（図示の例で
は５個）ずつのカム面５ａ、５ａと係合凹部１３、１３
とを、円周方向に関して交互に且つ等ピッチで形成して
いる。

【００１０】上記カム面５ａ、５ａは、それぞれの円周
方向中央部が最も直径方向内方に位置し、それぞれの円
周方向両端部程直径方向外方に位置する方向に傾斜して
いる。図示の例の場合、この様な各カム面５ａ、５ａ
は、図９に詳示する様に、円周方向両端部を、それぞれ
上記各転動体４、４の転動面と逆方向に湾曲した両端凸
曲面部１４、１４とし、円周方向中央部を、これら１対
の両端凸曲面部１４、１４の端縁同士を滑らかに連続さ
せる、上記各転動体４、４の転動面と同方向に湾曲した
中央凹曲面部１５としている。先発明では、後述する様
に、上記各両端凸曲面部１４、１４が何れも、上記各転
動体４、４を上記外輪１ａの摩擦面６ａとの間で食い込
ませる為のカム面となっており、１個の転動体４毎にそ
れぞれ２個ずつのカム面を設けている。

【００１１】又、前記入力部材３ａは、ポリアセタール
の如き高機能樹脂、ポリアミド６６にガラス繊維を混入
した合成樹脂等の、十分な硬度、剛性、強度並びに寸法
安定性を有する合成樹脂を射出成形する事により一体に
形成したもので、入力軸１６を有する。上記入力部材３
ａは、この入力軸１６の一端部（図６、１０の右端部）
に形成した外向フランジ状の基板部１７の片側面（図
６、１０の右側面）外径側部分に、複数本（図示の例で
は５本）の腕部１８、１８の基端部を結合して成る。こ
れら各腕部１８、１８は、図１１から明らかな様に、そ
れぞれが断面円弧状で、上記入力軸１６の中心軸をその
中心とする同一円上に、円周方向に関して間欠的に設け
られている。そして、円周方向に隣り合う腕部１８、１
８同士の間を、上記各転動体４、４を保持する為のポケ
ット２０、２０としている。このポケット２０、２０の
幅Ｗ₂₀は、上記各転動体４、４の外径Ｄ₄ （図１７）よ
りも十分に大きい（Ｗ₂₀≫Ｄ₄ ）。又、上記入力軸１６
の中心部には、断面形状が非円形の係合孔２４を設けて
いる。使用時にはこの係合孔２４に、図示しない回転方
向の変換自在な駆動モータの出力軸の先端部を挿入し
て、上記入力部材３ａを任意の方向に回転駆動自在とす
る。上記入力部材３ａは、上述の様な係合孔２４を含
め、合成樹脂の射出成形により造れる。

【００１２】尚、上記各腕部１８、１８の円周方向に関
する幅は、外径側で大きく、内径側で小さくして、前記
各ポケット２０、２０の幅Ｗ₂₀を内径側から外径側まで
等しくすると共に、上記各腕部１８、１８に係止する、
後述するばね２１、２１（図１４〜１８）が、遠心力に
より外方に変位するのを防止する。又、上記各腕部１
８、１８の先端部外周面の円周方向中央部には、上記各
ばね２１、２１の基部２３の端縁と係合する係止突起２
２、２２を形成して、これら各ばね２１、２１が上記各
腕部１８、１８から抜け出るのを防止している。

【００１３】又、上記各腕部１８、１８の内周面の円周
方向中間部には、それぞれ係合凸部１９、１９を形成
し、図６、１７、１８に示す様にクラッチ装置１０を組
み立てた状態で、上記各係合凸部１９、１９を、前記出
力部材２ａの外周面に形成した前記各係合凹部１３、１
３に係合させている。上記各係合凸部１９、１９の幅Ｗ
₁₉は、これら各係合凹部１３、１３の幅Ｗ₁₃よりも十分
に小さい（Ｗ₁₉≪Ｗ₁₃）。従って、上記クラッチ装置１
０を組み立てた状態で上記各係合凸部１９、１９と上記
係合凹部１３、１３とは、円周方向に関する若干の相対
変位自在に係合する。そして、上記入力部材３ａと出力
部材２ａとは、回転方向に関して若干の相対変位自在に
組み合わされる。

【００１４】又、上記基板部１７の片側面中央部（回転
中心部）に形成した、表面が球状凸面である凸部２９の
先端中央部を、上記出力部材２ａの片側面中央部（回転
中心部）に接触若しくは近接対向させている。上記基板
部１７の片側面と上記出力部材２ａの片側面とが互いに
近づき合う方向に変位した場合に、これら両片側面同士
は、上記凸部２９の先端中央部と上記出力部材２ａの片
側面中央部との接触部でのみ接触する。図示の例の場合
には、この様に両部材２ａ、３ａの片側面同士を互いの
回転中心部分でのみ接触させる事により、これら両部材
２ａ、３ａの片側面同士の接触部に作用する摩擦トルク
を小さくできる。

【００１５】又、上述の様な入力部材３ａを構成する前
記各腕部１８、１８には、請求項３に記載した弾性部材
である、図１４〜１６に示す様なばね２１を装着してい
る。ステンレスのばね鋼等の弾性金属板を曲げ形成して
成る、このばね２１は、１個の基部２３と、複数（図示
の例では４個）の弾性押圧片２５、２５とを備える。こ
のうちの基部２３は、上記各腕部１８、１８にがたつき
なく外嵌自在とすべく、これら各腕部１８、１８の外周
面に合致する形状を有する円弧状の基板部２６と、この
基端部２６の円周方向両端縁中央部から直径方向内方に
折れ曲がった、１対の折れ曲がり板部２７、２７とから
成る。又、これら各折れ曲がり板部２７、２７の先端部
には、互いに近づく方向に折れ曲がった係止部２８、２
８を形成し、これら各係止部２８、２８と上記各腕部１
８、１８の内周面円周方向両端縁部とを係合自在として
いる。上記各弾性押圧片２５、２５は、それぞれの基端
を上記各折れ曲がり板部２７、２７の両側縁に連続させ
たもので、自由状態でそれぞれの先端部を上記基部２３
から離れる様に変位させる方向の弾力を有する。この様
なばね２１は、図１７〜１８に示す様に、上記各腕部１
８、１８に装着している。

【００１６】上述の様に上記各腕部１８、１８に装着し
た、ばね２１、２１の弾性押圧片２５、２５同士の間に
は、それぞれ前記転動体４、４を、これら各弾性押圧片
２５、２５を弾性的に変位させた状態で挟持している。
これら各転動体４、４は、一般的な円筒ころ軸受を構成
する円筒ころの如きもので、高炭素クロム軸受鋼等の硬
質金属により造られている。この様な各転動体４、４
は、上記各ばね２１、２１の弾性押圧片２５、２５によ
り軸方向両端部で円周方向反対側位置を、同じ力で弾性
的に押圧される。従って上記各転動体４、４は、外力が
加わらない状態では、円周方向に隣り合う腕部１８、１
８同士の間の中央部分に位置する。

【００１７】上述の様に組み合わせた、上記入力部材３
ａと転動体４、４とばね２１、２１とは、前記出力部材
２ａと組み合わせた状態で、前述の図６に示す様に前記
外輪１ａ内に組み込み、前記クラッチ装置１０とする。
上記入力部材３ａと出力部材２ａとは、互いに同心に配
置して、入力部材３ａ側に設けた係合凸部１９、１９と
出力部材２ａ側に設けた係合凹部１３、１３とを緩く係
合させた状態に組み合わせる。

【００１８】この様に組み合わせた上記入力部材３ａ及
び出力部材２ａは、上記外輪１ａ内に、前記薄肉の鍔部
１１ｂを形成すべき側から挿入する。そして、前記出力
軸１２を前記幅広の鍔部１１ａの内側に挿通すると共
に、上記入力部材３ａ及び出力部材２ａを、上記外輪１
ａの摩擦面６ａの内径側に位置させる。そして、上記薄
肉の鍔部１１ｂを形成し、上記クラッチ装置１０として
完成する。この様にしてクラッチ装置１０を構成し、更
にウインドレギュレータ等に組み込んだ状態で、上記入
力部材３ａと出力部材２ａとは、互いに近づく方向に相
対変位する事はあっても、互いに遠ざかる方向への相対
変位を制限する様にする。従って、上記入力部材３ａの
外側面が上記鍔部１１ｂの内側面と擦れ合ったり、或は
上記出力部材２ａの外側面が上記鍔部１１ａの内側面と
擦れ合ったりする事はない。

【００１９】上述の様に構成する先発明のクラッチ装置
１０の作用は、次の通りである。先ず、例えば電動モー
タによりウインドガラスを昇降させる場合等、入力部材
３ａの回転を出力部材２ａに伝達する場合には、上記入
力部材３ａが、例えば図１７の反時計方向に回転する。
そして、この入力部材３ａ側に設けた前記各係合凸部１
９、１９が、上記出力部材２ａ側に設けた、前記各係合
凹部１３、１３の円周方向端部にまで変位する。そし
て、これら各係合凹部１３、１３の内側面と上記各係合
凸部１９、１９の外側面とが当接（係合部が係合）し
て、上記入力部材３ａの回転が上記出力部材２ａにその
まま伝わる状態となり、この出力部材２ａがこの入力部
材３ａと同方向に同速で回転する。

【００２０】上述の様に上記各係合凸部１９、１９の外
側面と上記各係合凹部１３、１３の内側面とが当接する
まで、上記出力部材２ａに対し上記入力部材３ａが少し
だけ回転するのに伴って、前記各転動体４、４は、図１
７に示す様に、上記出力部材２ａの外周面に設けた前記
各カム面５ａ、５ａの円周方向中央位置よりも、上記入
力部材３ａの回転方向前方（図１７の左方）に少しだけ
移動する。この結果、上記各転動体４、４は、上記各カ
ム面５ａ、５ａの両端凸曲面部１４、１４に案内され
て、上記出力部材２ａの直径方向外方に変位する。そし
て、上記各転動体４、４の転動面と前記外輪１ａの摩擦
面６ａとが当接する。

【００２１】この様に、上記各転動体４、４の転動面と
前記外輪１ａの摩擦面６ａとが当接した状態で、上記入
力部材３ａ及び出力部材２ａが同方向に回転すると、上
記各転動体４、４は、上記各カム面５ａ、５ａの中央部
である、前記各中央凹曲面部１５、１５側に変位する傾
向になる。即ち、上記各転動体４、４の転動面と上記外
輪１ａの摩擦面６ａとが当接した状態で、上記入力部材
３ａ及び出力部材２ａが同方向に回転すると、上記各転
動体４、４は、それぞれの転動面と上記摩擦面６ａとの
摩擦係合に基づき、そのままの位置に留まろうとする。
これに対して上記各カム面５ａ、５ａを形成した上記出
力部材２ａは、図１７の反時計方向に回転するので、上
記各転動体４、４は、前記各腕部１８、１８の両側面に
配置した前記各弾性押圧片２５、２５のうち、回転方向
前側面側の各弾性押圧片２５、２５の圧縮量を増大させ
つつ、上記出力部材２ａに対して、回転方向後方に変位
する。従って、これら各転動体４、４が上記各カム面５
ａ、５ａと上記摩擦面６ａとの間に噛み込まれる事はな
い。この結果、上記各転動体４、４が、上記各カム面５
ａ、５ａと上記摩擦面６ａとの距離が大きい部分に移動
して、この部分で転動する。この状態では、上記外輪１
ａの内側で上記入力部材３ａ及び出力部材２ａが回転自
在な状態となり、この入力部材３ａから出力部材２ａへ
の回転伝達を行なえる。

【００２２】尚、上記各転動体４、４の転動面と上記摩
擦面６ａとの当接部に作用する摩擦力が大きいと、これ
ら各転動体４、４が、図１７に鎖線で示す様に、上記各
腕部１８、１８の回転方向前側面側の各弾性押圧片２
５、２５を完全に押し潰す可能性がある。先発明のクラ
ッチ装置１０を実施する場合には、この様な状態でも、
上記各転動体４、４が上記各カム面５ａ、５ａと上記摩
擦面６ａとの間に食い込まない様に、前記各係合凸部１
９、１９の幅Ｗ₁₉と前記各係合凹部１３、１３の幅Ｗ₁₃
との差（Ｗ₁₃−Ｗ₁₉）に対応する、これら各係合凹部１
３、１３内での上記各係合凸部１９、１９の変位可能な
隙間の大きさδを規制している。

【００２３】次に、電動モータは静止しており、上記入
力部材３ａが静止状態であるにも拘らず、ウインドガラ
スを昇降させる方向の力が加わり、上記出力部材２ａに
回転方向の力が加わった場合に就いて、図１８により説
明する。この場合には、上記出力部材２ａが図１８の反
時計方向に回転するのに伴い、前記各係合凹部１３、１
３の内側面と前記各係合凸部１９、１９の外側面とが当
接する以前、即ち、上記出力部材２ａの回転が上記入力
部材３ａに対しそのまま伝わる様になる以前に、上記各
転動体４、４が上記各カム面５ａ、５ａと上記摩擦面６
ａとの間に食い込む。しかも、この場合には、これら各
カム面５ａ、５ａから上記各転動体４、４に、これら各
転動体４、４を上記各カム面５ａ、５ａと上記摩擦面６
ａとの間に食い込ませる方向の力が加わるのみである。
言い換えれば、上記各転動体４、４を上記各カム面５
ａ、５ａの円周方向中央部に変位させる方向の力が作用
しない。尚、ばね２１による力は、入力部材３ａを回転
させる為に要する力に比べれば、極く僅かであり、この
場合には無視できる。この為、上記各転動体４、４が、
上記各カム面５ａ、５ａと上記摩擦面６ａとの間に食い
込んで、上記出力部材２ａの回転を阻止する。この結
果、この出力部材２ａがそれ以上回転する事がなくなっ
て、この出力部材２ａの回転が上記入力部材３ａに伝わ
る事がなくなる。上述の説明は、上記出力部材２ａが反
時計方向に回転する場合に就いて述べたが、時計方向に
回転する場合も、回転方向が逆になる以外、同様に作用
する。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】前述の様に構成し、上
述の様に作用する先発明のクラッチ装置の場合には、入
力部材３ａと出力部材２ａとの心合わせを行なわない
と、運転時に不快な振動が発生し、安定した動作を担保
できなくなる。この様な事情を考慮して、上記先発明の
クラッチ装置の場合には、各係合凸部１９、１９の内接
円の直径と、各係合凹部１３、１３の底部同士を結ぶ円
の直径とを規制して、上記各係合凸部１９、１９の内周
側面を上記各係合凹部１３、１３の底部に近接させる事
により、上記入力部材３ａと上記出力部材２ａとの心合
わせ行なっている。但し、外輪１ａと、上記入力部材３
ａ及び出力部材２ａとの心合わせは行なっていない。

【００２５】この為、クラッチ装置単体では、上記外輪
１ａと上記入力部材３ａ及び出力部材２ａとの心合わせ
ができないだけでなく、これら入力部材３ａと上記出力
部材２ａとの心合わせを厳密に行なう事は難しく、ウイ
ンドレギュレータ等にクラッチ装置を組み込む作業を、
上記両部材３ａ、２ａ同士の心合わせ、並びにこれら両
部材３ａ、２ａと上記外輪１ａとの心合わせを考慮しつ
つ行なう必要がある。この為、クラッチ装置の組み付け
作業が面倒になる事が避けられない。この様な事情は、
前述の図５に示した従来構造の場合も同様である。本発
明は、この様な事情に鑑みて、単体で入力部材と出力部
材との心合わせを確実に行えるクラッチ装置を実現すべ
く発明したものである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明のクラッチ装置
は、前述した従来の、或は先発明のクラッチ装置と同様
に、内周面を円筒面状の摩擦面とした固定の外輪と、こ
の外輪の内側にこの外輪と同心に且つ回転自在に支持さ
れた出力部材と、円周方向に関して間欠的に設けられ、
上記外輪の内周面とこの出力部材の外周面との間の環状
空間内に挿入された、複数の腕部を有する入力部材と、
この環状空間内で円周方向に隣り合う腕部同士の間に設
けられた複数個の転動体と、上記出力部材の外周面でこ
れら各転動体に対向する複数個所に形成された複数のカ
ム面とを備える。そして、上記入力部材の回転は、回転
方向に関係なく上記出力部材に伝達するが、この出力部
材の回転は、回転方向に関係なく上記入力部材に伝達し
ない。特に、本発明のクラッチ装置に於いては、上記外
輪を軸方向中間部に内嵌固定したハウジングと、このハ
ウジングの軸方向一端部内周面と上記出力部材の一部外
周面との間に設けられて、この出力部材を上記ハウジン
グと同心に且つ回転自在に支持する第一の軸受と、上記
ハウジングの軸方向他端部内周面と上記入力部材の一部
外周面との間に設けられてこの入力部材を上記ハウジン
グと同心に且つ回転自在に支持する第二の軸受とを備え
る。

【００２７】

【作用】上述の様に構成する本発明のクラッチ装置が、
入力部材から出力部材にのみ回転を伝達する際の作用
は、前述した従来の、或は先発明のクラッチ装置と同様
である。特に、本発明のクラッチ装置の場合には、上記
入力部材と上記出力部材とが、第一、第二の軸受とハウ
ジングとを介して互いに同心に支持された状態となる。
この為、クラッチ装置の組み付け作業時に上記入力部材
と出力部材との心合わせに就いて考慮する必要がなくな
り、上記クラッチ装置の組み付け作業を容易に行なえる
様になる。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１〜３は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。尚、本発明のクラッチ装置の特
徴は、ハウジング３０と、玉軸受３１、３１の如き転が
り軸受等の１対の軸受とを付加する事により、出力部材
２ｂと入力部材３ｂとを、クラッチ装置単体のまま、確
実に同心に支持する為の構造にある。その他の部分の構
造及び作用は、基本的には前述の図６〜１８に示した先
発明に係る構造の場合と同様であるから、同等部分に関
する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、
本発明の特徴部分並びに新たに改良を施した部分を中心
に説明する。尚、図２〜３に示した例では、入力部材３
ｂ側の係合凸部１９ａ、１９ａと出力部材２ｂ側の係合
凹部１３ａ、１３ａとを３個所ずつ、それぞれ円周方向
等間隔位置に設けており、前述した先発明の場合よりも
少なくしている。但し、上記各部１９ａ、１３ａの数は
設計的に定めるものであって、本発明の本質には関係し
ない。

【００２９】上記ハウジング３０は、Ｓ１０Ｃ程度の軟
鋼製の素材に削り加工を施す事により、全体を円筒状に
形成しており、中間部内周面に小径部３２を、両端部内
周面に大径部３３、３３を、それぞれ全周に亙って、互
いに同心に形成している。そして、このうちの小径部３
２に、クラッチ本体３４を構成する外輪１ａを、２０〜
６０μｍ程度の締め代を持たせて、内嵌固定している。
尚、上記クラッチ本体３４の基本構成は、前述の図６〜
１８に示した先発明に係るクラッチ装置の構成と同様で
ある。

【００３０】これに対して、上記各大径部３３、３３に
は、上記各玉軸受３１、３１を構成する軸受用外輪３５
を、適切な締め代を持たせて内嵌固定している。又、請
求項に記載した第一の軸受に相当する一方（図１の右
方）の玉軸受３１を構成する軸受用内輪３６を、上記出
力部材２ｂを構成する出力軸１２に、適切な締め代を持
たせて外嵌固定している。更に、請求項に記載した第二
の軸受に相当する他方（図１の左方）の玉軸受３１を構
成する軸受用内輪３６を、上記入力部材３ｂを構成する
入力軸１６に、適切な締め代を持たせて外嵌固定してい
る。

【００３１】上述の様な構成により、上記出力部材２ｂ
と上記入力部材３ｂとが、上記各玉軸受３１、３１と前
記ハウジング３０とを介して互いに同心に支持された状
態となる。この為、クラッチ装置の組み付け作業時に上
記出力部材２ｂと入力部材３ｂとの心合わせに就いて考
慮する必要がなくなり、上記クラッチ装置の組み付け作
業を容易に行なえる様になる。

【００３２】尚、上記各玉軸受３１、３１は、両端開口
部にそれぞれシールリング３７、３７を設けたものとし
て、上記軸受用外輪３５の内周面と上記軸受用内輪３６
の外周面との間で玉３８、３８を設置した空間内に封入
したグリースが外部に漏洩する事を防止すると共に、外
部に浮遊する異物がこの空間内に侵入するのを防止して
いる。この様な上記各玉軸受３１、３１の軸受用外輪３
５及び軸受用内輪３６を、上述の様にハウジング３０と
出力軸１２又は入力軸１６とに、それぞれ締め代を持た
せて嵌合しているので、前記クラッチ本体３４も、外部
から遮断される。従って、このクラッチ本体３４内に封
入したグリースが外部に漏洩する事を防止すると共に、
外部に浮遊する異物が上記クラッチ本体３４内に侵入す
るのを防止できる。

【００３３】更に、図示の例では、上記クラッチ本体３
４の構成各部の寸法を適正に規制して、このクラッチ本
体３４の動作の確実性と耐久性とを確保している。この
点に就いて、図２〜３により説明する。先ず、図２には
出力部材２ｂを、実線イと鎖線ロとで表しているが、こ
のうちの鎖線ロは、この出力部材２ｂと入力部材３ｂと
の回転方向に関する位相を中立位置、即ち、入力部材３
ｂ側の係合凸部１９ａ、１９ａを出力部材２ｂ側の係合
凹部１３ａ、１３ａの中央部に位置させた状態を示して
いる。これに対して実線イは、上記入力部材３ｂが停止
した状態のまま上記出力部材２ｂが時計方向に回動し、
転動体４が外輪１ａの内周面である摩擦面６ａとカム面
５ａとの間に食い込んだ状態を示している。又、図２に
は、ばね２１の弾性押圧片２５、２５を、実線ハと鎖線
ニとで表しているが、このうちの実線ハは、上記出力部
材２ｂと上記入力部材３ｂとの回転方向に関する位相が
中立位置にあり、且つ、互いに対向する１対の弾性押圧
片２５、２５同士の間に上記転動体４が挟持された状態
を示している。又、鎖線ニは、この転動体４を除いた、
上記各弾性押圧片２５、２５の自由状態を示している。

【００３４】先ず、上記鎖線ロに示した状態で、上記各
係合凸部１９ａ、１９ａの回転方向に関する両側面と上
記各係合凹部１３ａ、１３ａの両内側面との間には、そ
れぞれ隙間３９、３９が存在するが、上記鎖線ロで示し
た中立状態では、これら両隙間３９、３９の幅は互いに
等しい。この状態から、上記入力部材３ｂを停止した状
態のまま、上記出力部材２ｂを何れかの方向に回転さ
せ、何れかの隙間３９が消失する（係合凸部１９の何れ
かの側面と上記係合凹部１３の何れかの内側面とが当接
する）までにこの出力部材２ｂが回転可能な角度αを、
例えば７度としている。実際の場合には、上記入力部材
３ｂを停止した状態のまま上記出力部材２ｂを何れかの
方向に回転させると、上記何れかの隙間３９が消失する
以前に、上記実線イの状態となり、上記転動体４が上記
摩擦面６ａと上記カム面５ａとの間に食い込む（ロック
する）。この様に、上記鎖線ロで示した中立状態から上
記実線イで示した上記転動体４のロック状態までに上記
出力部材２ｂが回転する角度βを、例えば４．５度とし
ている。更に、上記中立状態での、上記各弾性押圧片２
５、２５のそれぞれの自由状態に対する弾性変形量を上
記各部材２ｂ、３ｂの回転中心に関する変位として表し
た角度（初期撓み角度）γを、例えば２度としている。

【００３５】上記各部の角度α、β、γは、前記各押圧
片２５、２５に「α−β＋γ」なる撓み量を与えた状態
で、上記転動体４が上記摩擦面６ａと上記カム面５ａと
の間に軽い力で押圧される様にすべく、上記各押圧片２
５、２５のばね常数との関係で規制している。具体的に
は、上記各押圧片２５、２５に「α−β＋γ」なる撓み
量を与えた状態で、これら各押圧片２５、２５が上記転
動体４を円周方向に押圧する力が、これら各押圧片２
５、２５毎に、１［Ｎ］程度の小さな値（例えば５
［Ｎ］以下、更に好ましくは３［Ｎ］以下）となる様に
規制している。上記各部の角度α、β、γを上述の様に
規制する事により、上記入力部材３ｂから上記出力部材
２ｂへの回転伝達時に、上記転動体４が上記摩擦面６ａ
と上記カム面５ａとの間に食い込む事を防止して、上記
入力部材３ｂから上記出力部材２ｂへの回転伝達を確実
に、且つ大きな抵抗を受ける事なく（クラッチ本体３４
の回転トルクを大きくする事なく）行なえる様にしてい
る。この点に就いて、図３により説明する。

【００３６】上記入力部材３ｂの回転を上記出力部材２
ｂに伝達する場合には、この入力部材３ｂが、例えば図
３の反時計方向に回転する。そして、この入力部材３ｂ
側に設けた前記各係合凸部１９ａ、１９ａが、上記出力
部材２ｂ側に設けた、前記各係合凹部１３ａ、１３ａの
円周方向端部にまで変位する。そして、これら各係合凹
部１３ａ、１３ａの内側面と上記各係合凸部１９ａ、１
９ａの外側面とが当接（係合部が係合）して、上記入力
部材３ｂの回転が上記出力部材２ｂにそのまま伝わる状
態となり、この出力部材２ｂがこの入力部材３ｂと同方
向に同速で回転する。

【００３７】上述の様に上記各係合凸部１９ａ、１９ａ
の外側面と上記各係合凹部１３ａ、１３ａの内側面とが
当接するまで、上記出力部材２ｂに対し上記入力部材３
ｂが少しだけ回転するのに伴って、上記転動体４は、図
３に示す様に、上記出力部材２ｂの外周面に設けた前記
カム面５ａの円周方向中央位置よりも、上記入力部材３
ｂの回転方向前方（図３の左方）に少しだけ移動する。
この結果、上記転動体４は、上記カム面５ａの両端凸曲
面部１４に案内されて、上記出力部材２ｂの直径方向外
方に変位する。そして、上記入力部材３ｂが上記出力部
材２ｂに対し、前記角度β分だけ回転した状態で、上記
転動体４の転動面が、前記外輪１ａの摩擦面６ａと上記
カム面５ａとの両方に当接する。

【００３８】上記各係合凹部１３ａ、１３ａの内側面と
上記各係合凸部１９ａ、１９ａの外側面とが当接するま
でに上記入力部材３ｂが上記出力部材２ｂに対し、前記
角度α分回動するので、この入力部材３ｂから出力部材
２ｂへの回転伝達時に前記各押圧片２５、２５のうち、
回転方向後方（図３の右方）に位置する押圧片２５は、
初期撓み量である角度γに、上記両角度α、βの差を合
わせた分（α−β＋γ）だけ撓む事になる。そして、上
記入力部材３ｂから出力部材２ｂへの回転伝達時に上記
押圧片２５が上記転動体４を、上記「α−β＋γ」なる
撓み量に見合う弾力で、上記外輪１ａの摩擦面６ａと上
記カム面５ａとに押し続ける。

【００３９】この様に上記押圧片２５の弾力に基づき、
上記転動体４の転動面と上記外輪１ａの摩擦面６ａとが
当接した状態で、上記入力部材３ｂ及び出力部材２ｂが
同方向に回転すると、上記転動体４は、上記カム面５ａ
の中央部である中央凹曲面部１５側に変位する傾向にな
る。即ち、上記転動体４の転動面と上記外輪１ａの摩擦
面６ａとが当接した状態で、上記入力部材３ｂ及び出力
部材２ｂが同方向に回転すると、上記転動体４は、その
転動面と上記摩擦面６ａとを摺動摩擦させつつ、そのま
まの位置に留まろうとする。これに対して上記カム面５
ａを形成した上記出力部材２ｂは、図３の反時計方向に
回転するので、上記転動体４は、この転動体２５の回転
方向後方に存在する弾性押圧片２５の圧縮量を増大させ
つつ、上記出力部材２ｂに対して、回転方向後方に変位
する。従って、この転動体４が上記カム面５ａと上記摩
擦面６ａとの間に噛み込まれる事はない。この結果、上
記転動体４が、上記カム面５ａと上記摩擦面６ａとの距
離が大きい部分に移動して、この部分で転動する。この
状態では、上記外輪１ａの内側で上記入力部材３ｂ及び
出力部材２ｂが回転自在な状態となり、この入力部材３
ｂから出力部材２ｂへの回転伝達を行なえる。

【００４０】この様にして上記入力部材３ｂから上記出
力部材２ｂへの回転伝達を行なう際に、上記転動体４の
転動面と上記外輪１ａの摩擦面６ａとは摺動摩擦する。
この摺動摩擦の程度（摩擦部の面圧）は、上記転動体４
を押圧する上記弾性押圧片２５の弾力に比例したものと
なるが、この弾力は、前述した通り、例えば１［Ｎ］程
度の小さなものである。従って、上記摩擦部の面圧は低
く、上記転動体４の転動面と上記外輪１ａの内周面との
摩擦摺動部で発生する摩擦熱は低く抑えられる。従っ
て、前記クラッチ本体３４内に封入するグリースとし
て、特に優れた耐熱性を有する高価なものを使用しなく
ても、このグリースの耐久性を十分に確保できる。逆に
言えば、上記弾性押圧片２５に「α−β＋γ」なる撓み
量を与えた場合に於ける弾力を（例えば５［Ｎ］を越え
る程）大きくし過ぎると、上記グリースが早期に劣化し
て、上記クラッチ本体３４の耐久性確保が難しくなる。

【００４１】尚、上述の説明から明らかな様に、構成各
部の寸法を適正に規制して、上記クラッチ本体３４の動
作の確実性を確保する技術は、必ずしも本発明の様に、
出力部材２ｂと入力部材３ｂとの同心性を玉軸受３１、
３１により担保する構造に限定されずに実施できる。言
い換えれば、図２〜３に示す様に各部の角度α、β、γ
を規制して動作の確実性を確保すると共に摩擦熱の発生
を抑えて耐久性の向上を図る技術は、前述の図６〜１８
に示した様な、先発明と組み合わせて実施する事もでき
る。

【００４２】次に、図４は、本発明の実施の形態の第２
例を示している。本例の場合には、１対の玉軸受３１、
３１とクラッチ本体３４ａとを内嵌する為のハウジング
３０ａを単なる円筒状に形成して、コスト低減を図って
いる。即ち、このハウジング３０ａの外周面だけでなく
内周面も単なる円筒面状に形成して、このハウジング３
０ａを、ＳＰＣＣの如き軟鋼板性の素材にプレス加工を
施す事により、容易に造れる様にしている。

【００４３】又、上記クラッチ本体３４ａを構成する外
輪１ｂの両端部に形成した１対の鍔部１１ａ´、１１ｂ
のうち、転動体４、４及び出力部材２ｂの端面に対向す
る鍔部１１ａ´の内径Ｒ₁₁を、上述した第１例の場合よ
りも大きくしている。そして、この内径Ｒ₁₁を、上記鍔
部１１ａ´が対向する玉軸受３１を構成する軸受用内輪
３６の端面の外径Ｄ₃₆よりも大きく（Ｒ₁₁＞Ｄ₃₆）して
いる。各寸法をこの様に規制している為、クラッチ装置
の組立時に、上記鍔部１１ａ´の外側面と上記玉軸受３
１を構成する軸受用外輪３５の端面とが突き当たる事が
あっても、この鍔部１１ａ´の外側面と上記軸受用内輪
３６の端面とが接触する事はない。この為、クラッチ装
置の運転時に相対回転する、上記鍔部１１ａ´の外側面
と上記軸受用内輪３６の端面とが擦れ合う事を防止し
て、上記クラッチ装置の回転トルク（摩擦損失）が大き
くなったり、或は運転時に発生する摩擦熱が大きくなっ
たりする事を防止できる。但し、上記鍔部１１ａ´の内
径Ｒ₁₁は、上記出力部材２ｂの最大外径よりも小さくし
て、クラッチ本体３４ａを組立後、クラッチ装置の組立
以前に、このクラッチ本体３４ａの構成部材同士が分離
しない様にして、このクラッチ装置３４ａの取り扱い性
の確保とクラッチ装置の組立作業の容易化とを図ってい
る。

【００４４】更に、本例の場合には、上記出力部材２ｂ
に対し一体に結合した出力軸１２ａの先端部にセレーシ
ョン部４０を形成して、このセレーション部４０によ
り、上記出力軸１２ａと被駆動部材とを、回転力の伝達
自在に結合できる様にしている。この為、出力軸と被駆
動部材とを締め代を持たせた嵌合により結合する、前述
した第１例の場合に比べて、上記出力軸１２ａと被駆動
部材との間で大きな回転力の伝達が可能になる。その他
の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様である
から、重複する説明は省略する。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用するので、クラッチ装置を各種機械装置の動力伝達部
に組み付ける際に、入力部材と出力部材とを同心に配置
する為の配慮が不要になる。この為、上記クラッチ装置
を組み込んだ各種機械装置の組立作業の能率化により、
この各種機械装置のコスト低減を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。

【図２】入力部材と出力部材との間で動力を伝達しない
状態を示す、図１の拡大Ａ−Ａ断面図。

【図３】同じく動力を伝達する状態で示す、図２と同様
の図。

【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す断面図。

【図５】従来構造の１例を示す断面図。

【図６】先発明の実施の形態の１例を、組み立てた状態
で示す断面図。

【図７】出力部材を取り出して示す断面図。

【図８】図７の左方から見た図。

【図９】図８のＢ部拡大図。

【図１０】入力部材を取り出して示す断面図。

【図１１】図１０の右方から見た図。

【図１２】図１０のＣ部拡大図。

【図１３】図１０の左方から見た図。

【図１４】転動体を押圧する為のばねの斜視図。

【図１５】図１４のＤ矢視図。

【図１６】同Ｅ矢視図。

【図１７】入力部材から出力部材に動力を伝達する状態
で示す、図６の拡大Ｆ−Ｆ断面図。

【図１８】出力部材が回転する傾向になりロックした状
態を示す、図１７と同様の図。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ外輪２、２ａ、２ｂ出力部材３、３ａ、３ｂ入力部材４転動体５、５ａカム面６、６ａ摩擦面７腕部８環状空間９傾斜面１０クラッチ装置１１ａ、１１ａ´、１１ｂ鍔部１２、１２ａ出力軸１３、１３ａ係合凹部１４両端凸曲面部１５中央凹曲面部１６入力軸１７基板部１８腕部１９、１９ａ係合凸部２０ポケット２１ばね２２係止突起２３基部２４係合孔２５弾性押圧片２６基板部２７折れ曲り板部２８係止部２９凸部３０、３０ａハウジング３１玉軸受３２小径部３３大径部３４、３４ａクラッチ本体３５軸受用外輪３６軸受用内輪３７シールリング３８玉３９隙間４０セレーション部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内周面を円筒面状の摩擦面とした固定の
外輪と、この外輪の内側にこの外輪と同心に且つ回転自
在に支持された出力部材と、円周方向に関して間欠的に
設けられ、上記外輪の内周面とこの出力部材の外周面と
の間の環状空間内に挿入された、複数の腕部を有する入
力部材と、この環状空間内で円周方向に隣り合う腕部同
士の間に設けられた複数個の転動体と、上記出力部材の
外周面でこれら各転動体に対向する複数個所に形成され
た複数のカム面とを備え、上記入力部材の回転は、回転
方向に関係なく上記出力部材に伝達するが、この出力部
材の回転は、回転方向に関係なく上記入力部材に伝達し
ないクラッチ装置に於いて、上記外輪を軸方向中間部に
内嵌固定したハウジングと、このハウジングの軸方向一
端部内周面と上記出力部材の一部外周面との間に設けら
れて、この出力部材を上記ハウジングと同心に且つ回転
自在に支持する第一の軸受と、上記ハウジングの軸方向
他端部内周面と上記入力部材の一部外周面との間に設け
られてこの入力部材を上記ハウジングと同心に且つ回転
自在に支持する第二の軸受とを備える事を特徴とするク
ラッチ装置。
【請求項２】出力部材と入力部材との間に、これら両
部材同士が回転方向に関して所定角度相対変位した状態
で互いに係合し、上記入力部材の回転を上記出力部材に
伝達自在とする係合部を設けると共に、このうちの入力
部材が回転する場合には、この係合部の係合に基づいて
この入力部材の回転が上記出力部材に伝達されると共
に、各転動体が各カム面と摩擦面との間で転動自在とな
り、上記入力部材に対して上記出力部材が回転する傾向
になった場合には、上記係合部が係合する以前に上記各
転動体が上記各カム面と上記摩擦面との間に食い込ん
で、外輪に対し上記出力部材が回転不能となる、請求項
１に記載したクラッチ装置。
【請求項３】各カム面は、それぞれの円周方向中央部
が最も直径方向内方に位置し、それぞれの円周方向両端
部程直径方向外方に位置する方向に傾斜した形状を有す
るものであり、各腕部の円周方向両側面と各転動体との
間にそれぞれ弾性部材が設けられて、これら各転動体が
円周方向に隣り合う腕部同士の中央位置に向け弾性的に
押圧されている、請求項２に記載したクラッチ装置。
【請求項４】出力部材と入力部材との回転方向に関す
る位相を中立位置とした状態から係合部が係合するまで
これら両部材を相対回転させる角度をαとし、この中立
位置とした状態から上記出力部材を回転させ、各転動体
の転動面が各カム面及び摩擦面に当接するまでに上記出
力部材が回転する角度をβとし、上記中立位置とした状
態での各弾性部材の弾性変形量を上記出力部材及び入力
部材の回転中心に関する変位として表した角度をγとし
た場合に、上記各弾性部材にα−β＋γなる撓み量を与
えた状態で、上記各弾性部材が上記各転動体を上記各カ
ム面と上記摩擦面との間に押圧する力を５Ｎ以下に抑え
るべく、上記各弾性部材のばね常数を規制している、請
求項３に記載したクラッチ装置。