JP2007100832A - 逆入力防止クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】安価で大量に安定生産でき、かつトラブルが発生しにくい逆入力防止クラッチを提供することである。
【解決手段】出力側部材４を構成する出力軸２およびそのフランジ部２ｂをガラス繊維（補強材）入りの合成樹脂で形成することにより、大量生産する際の製造コスト削減と生産安定性の向上を図るとともに、出力側部材４の傾きや軸方向移動を固定部材８で拘束するようにしてクラッチ動作の安定化を図りつつ、出力軸フランジ部２ｂとハウジング段差部５ｄ（フランジ拘束部）との間、および出力軸２とハウジング孔５ｅ周縁部（軸拘束部）との間に摺動部材２１を介在させることにより、出力軸２に含まれるガラス繊維によるハウジング５の摩耗を防いで、長期間にわたって安定して使用できるようにしたのである。
【選択図】図４

Description

本発明は、入力側部材の回転を出力側部材に伝達し、出力側部材の回転は入力側部材に伝達されないようにする逆入力防止クラッチに関する。

逆入力防止クラッチは、トルクが入力される入力側部材の正逆両方向の回転を出力側部材に伝達する一方、逆入力トルクによる出力側部材の回転は入力側部材に伝達されないようにするためのものである。この逆入力防止クラッチの一例として、同一軸心のまわりに回転する入力側部材と出力側部材との間に、入力側部材の回転を僅かな角度遅れをもって出力側部材に伝達するトルク伝達手段を設けるとともに、出力側部材の外周側に、出力側部材に逆入力トルクが加えられたときに出力側部材をロックする固定部材を設けたものがある（特許文献１参照。）。
特開平２−２７１１１６号公報

ところが、上記のような逆入力防止クラッチでは、出力側部材が逆入力トルクを受けたときに固定部材と係合してロックされ、トルク伝達手段から入力トルクを受けたときには固定部材との係合を解除されて回転する機構が必要であり、この機構を形成するために出力側部材の構造が複雑になって、その加工に手間がかかることが多い。

これに対して、本出願人は、出力側部材を、入力側部材と同一の軸心のまわりに回転可能に保持される出力軸と、逆入力トルクを受けたときに固定部材と係合する係合部材とに分割することにより、それぞれを加工しやすい構造として、クラッチ製造コストの削減を図る提案を行った（特願２００５−１６８１９８号）。

ここで、上記のように出力側部材を分割した逆入力防止クラッチを事務機用等で大量に生産する場合には、出力軸の素材としてガラス繊維等の補強材を入れた合成樹脂を用いることにより、製造コストをさらに安くするとともに、生産安定性を向上させることができる。しかし、出力軸を補強材入りの合成樹脂で形成すると、出力軸が外部から径方向または軸方向の荷重を受けて固定部材に押し付けられた状態で回転したときに、その補強材で固定部材を早期摩耗させてしまうおそれがある。特に、クラッチ動作の安定化のために、出力軸にフランジ部を設け、固定部材に出力軸のフランジ部を軸方向両側から挟み込むフランジ拘束部や、出力軸の外周を囲む軸拘束部を設けて、出力軸およびそれに連結された係合部材の傾きや軸方向移動を拘束している場合は、これらの拘束部が摩耗しやすい。固定部材が摩耗すると、その摩耗粉によってクラッチ内のグリースが劣化したり、固定部材と出力側部材との軸方向隙間の拡大により出力軸と係合部材の連結が外れたりして、トラブルが発生しやすくなる。

本発明の課題は、安価で大量に安定生産でき、かつトラブルが発生しにくい逆入力防止クラッチを提供することである。

上記の課題を解決するため、本発明は、同一軸心のまわりに回転する入力側部材と出力側部材との間に、入力側部材の回転を僅かな角度遅れをもって出力側部材に伝達するトルク伝達手段を設け、前記出力側部材の外周側または内周側に、出力側部材に逆入力トルクが加えられたときに出力側部材をロックする固定部材を設けた逆入力防止クラッチにおいて、前記出力側部材の軸部にフランジ部を設け、前記固定部材に、前記出力側部材のフランジ部を軸方向両側から挟み込むフランジ拘束部と、前記出力側部材の軸部の外周を囲む軸拘束部を設けるとともに、前記出力側部材の軸部およびフランジ部を補強材入りの合成樹脂で形成し、前記出力側部材のフランジ部と固定部材のフランジ拘束部の間と、前記出力側部材の軸部と固定部材の軸拘束部の間の少なくとも一方に摺動部材を介在させるようにした。

すなわち、出力側部材の軸部およびフランジ部を補強材入りの合成樹脂で形成することにより、大量生産する際の製造コスト削減と生産安定性の向上を図るとともに、出力側部材の傾きや軸方向移動を固定部材で拘束するようにして、クラッチ動作の安定化を図りつつ、出力側部材のフランジ部と固定部材のフランジ拘束部の間と、出力側部材の軸部と固定部材の軸拘束部の間の少なくとも一方に摺動部材を介在させることにより、これらの拘束部の摩耗を防ぐようにしたのである。

上記の構成において、前記摺動部材は、出力側部材と固定部材のいずれかに取り付けることができる。また、その素材としては、安価な金属製薄板を用いるとよい。

本発明の逆入力防止クラッチは、上述したように、出力側部材の軸部およびフランジ部を補強材入りの合成樹脂で形成するようにしたので、大量生産する際に安価でかつ安定して製造することができる。しかも、出力側部材の傾きや軸方向移動を固定部材で拘束するようにするとともに、出力側部材の軸部やフランジ部と固定部材との間に摺動部材を介在させたので、クラッチ動作の安定性も高いし、固定部材の摩耗によるトラブルが発生しにくい。また、固定部材が摩耗しにくいため、その材質の選定範囲が広く、安価な材質を選ぶことによってコスト削減を図ることもできる。

以下、図１乃至図４に基づき、本発明の実施形態を説明する。この逆入力防止クラッチは、図１および図２に示すように、入力軸（入力側部材）１と、出力軸２および外周に複数のカム面３ａを有する内輪（係合部材）３からなる出力側部材４と、ハウジング５、外輪６および押え蓋７からなる固定部材８と、内輪３と外輪６との間に挿入される２本の柱部９ａを有する保持器９と、保持器９の両柱部９ａ間に組み込まれる円筒ころ１０およびばね１１とで、基本的に構成されている。ここで、出力軸２は補強材としてのガラス繊維を入れた合成樹脂で形成されている。

前記入力軸１は、先端部の外周に互いに平行な２つの平面部１ａが形成され、この先端部が保持器９の円板部９ｂに通されて内輪３の軸挿入孔３ｂに挿入されるとともに、先端面中央に突設された小径円筒部１ｂが出力軸２の端面中央に設けられた穴２ａに嵌め込まれて、出力軸２と同一軸心のまわりに回転するようになっている。

前記出力側部材４は、出力軸２の先端側にフランジ部２ｂを設け、このフランジ部２ｂの内周側の４箇所に形成した凸部２ｃをそれぞれ内輪３の一端面に形成した凹部３ｃに嵌め込むことにより、出力軸２と内輪３とを一体回転可能に連結している。なお、出力軸と内輪との連結構造は、この実施形態のように両者の凸部と凹部を嵌め合わせるものに限らず、両者が一体回転可能に連結される構造であればどのようなものを採用してもよい。

前記固定部材８は、ハウジング５の円筒部５ａの内周に外輪６と押え蓋７を順に嵌め込んだもので、ハウジング５の円筒部５ａ内周面には軸方向に延びる４本の突状５ｂと環状溝５ｃとが形成されており、その突状５ｂに外輪６外周面に形成した軸方向溝６ａを嵌め合わせることにより外輪６の回転を拘束するとともに、環状溝５ｃに押え蓋７の外周に形成した環状突起７ａを嵌め込んで外輪６を抜け止めしている。

ここで、外輪６の挿入側端部およびこれと対向するハウジング円筒部５ａ内周の段差部５ｄが、出力軸２のフランジ部２ｂを軸方向両側から僅かな隙間をもって挟み込むフランジ拘束部を、ハウジング５基部の中央にあけた孔５ｅの周縁部が出力軸２の外周を囲む軸拘束部をそれぞれ形成しており、出力軸２にラジアル荷重や軸方向荷重が作用しても、出力軸２が固定部材８に対して大きく傾いたり軸方向に大きく移動したりせず、後述するクラッチ動作の安定性が確保されるようになっている。

そして、前記フランジ拘束部を形成するハウジング段差部５ｄと出力軸２のフランジ部２ｂとの間に、金属製薄板で形成した環状の摺動部材２０を介在させて、フランジ部２ｂに含まれるガラス繊維によるハウジング５の摩耗を防ぐようにしている。

前記保持器９は、入力軸１の先端部を通す円板部９ｂの周縁の相対する位置に柱部９ａを設けたもので、円板部９ｂの中心に形成された孔９ｃが入力軸１先端部に隙間なく嵌まり込んで、入力軸１と一体に回転するようになっている。

一方、内輪３の軸挿入孔３ｂは、入力軸１先端部とほぼ同じ断面形状であるが、図３に示すように、入力軸１を挿入したときに僅かな隙間が生じるように形成され、入力軸１の回転が僅かな角度遅れをもって内輪３に連結された出力軸２に伝達されるようになっている。なお、内輪と入力軸先端部との嵌め合い形状は、この実施形態の形状に限らず、僅かな角度遅れをもって回転を伝達できるようになっておればよい。従って、例えば、回転方向のガタを大きく取ったセレーション等の嵌め合い形状を採用することもできる。

また、図３に示すように、内輪３の各カム面３ａは、周方向に傾斜した形状で、外輪６内周の円筒面との間に周方向で次第に狭小となる楔形空間１２を形成している。各楔形空間１２は、カム面３ａの傾斜方向が同じもの、すなわち狭小となる方向が同じものが周方向に３つ連続して形成されており、それぞれに前記円筒ころ１０が配されている。また、楔形空間１２の広幅部どうしが向かい合う箇所に形成されたころ１０間の空間には前記ばね１１が組み込まれ、これらの各ばね１１がその両側でころ１０を３個ずつ互いに当接させて楔形空間１２の狭小部に押し込んでいる。一方、楔形空間１２の狭小部どうしが向かい合う箇所に形成されたころ１０間の空間には、前記保持器９の柱部９ａが、両側のころ１０と僅かな隙間をもって挿入されている。

従って、出力軸２に逆入力トルクが加えられても、回転方向後側のころ１０がばね１１によって楔形空間１２の狭小部に押し込まれて、外輪６内周面および内輪３外周面と係合しているので、内輪３がロックされ、出力軸２の回転は入力軸１に伝達されない。

一方、入力軸１に入力トルクが加えられたときには、入力軸１と一体に回転する保持器９の柱部９ａが、回転方向後側のころ１０をばね１１の弾力に抗して楔形空間１２の広幅側へ押すので、そのころ１０と外輪６内周面および内輪３外周面との係合が解除される。そして、入力軸１がさらに回転して、その平面部１ａが内輪３の軸挿入孔３ｂの平面部と係合すると、入力軸１の回転が内輪３を介して出力軸２に伝達される。

このクラッチは、上記の構成であり、出力側部材４を出力軸２と内輪３とに分割して、それぞれを加工しやすい形状とするとともに、出力軸２を補強材入りの合成樹脂で形成したので、大量生産する際に安価でかつ安定して製造することができる。しかも、出力軸２の傾きや軸方向移動が固定部材８で拘束されていてクラッチ動作の安定性が高いし、出力軸フランジ部２ｂとハウジング段差部５ｄとの間の摺動部材２０によりハウジング５の摩耗が抑えられるため、摩耗粉によってクラッチ内のグリースが劣化したり、出力軸２と固定部材８との軸方向隙間の拡大により出力軸２と内輪３との連結が外れたりする不具合が生じにくい。

図４は、摺動部材の変形例を示す。この変形例では、摺動部材２１の内周側を円筒状に形成して、その円筒部２１ａを出力軸２とハウジング孔５ｅ周縁部（軸拘束部）との間に挿入することにより、ハウジング５のフランジ拘束部と軸拘束部の摩耗をともに防止するようにしている。従って、図１乃至図３に示した例よりもトラブルが生じにくく、長期間にわたって安定して使用できる。

なお、上述した実施形態では、摺動部材２０、２１をハウジング５と出力軸２との間に挟み込んでいるが、いずれかに接着等によって取り付けるようにしてもよい。

実施形態の逆入力防止クラッチの分解斜視図 図１のクラッチの縦断正面図 図２のIII −III線に沿った断面図 図１のクラッチの摺動部材の変形例を示す縦断正面図

符号の説明

１ 入力軸
１ａ 平面部
２ 出力軸
２ｂ フランジ部
３ 内輪（係合部材）
３ａ カム面
３ｂ 軸挿入孔
４ 出力側部材
５ ハウジング
５ｄ 段差部
５ｅ 孔
６ 外輪
７ 押え蓋
８ 固定部材
９ 保持器
９ａ 柱部
１０ ころ
１１ ばね
１２ 楔形空間
２０、２１ 摺動部材
２１ａ 円筒部

Claims (3)

1. 同一軸心のまわりに回転する入力側部材と出力側部材との間に、入力側部材の回転を僅かな角度遅れをもって出力側部材に伝達するトルク伝達手段を設け、前記出力側部材の外周側または内周側に、出力側部材に逆入力トルクが加えられたときに出力側部材をロックする固定部材を設けた逆入力防止クラッチにおいて、前記出力側部材の軸部にフランジ部を設け、前記固定部材に、前記出力側部材のフランジ部を軸方向両側から挟み込むフランジ拘束部と、前記出力側部材の軸部の外周を囲む軸拘束部を設けるとともに、前記出力側部材の軸部およびフランジ部を補強材入りの合成樹脂で形成し、前記出力側部材のフランジ部と固定部材のフランジ拘束部の間と、前記出力側部材の軸部と固定部材の軸拘束部の間の少なくとも一方に摺動部材を介在させたことを特徴とする逆入力防止クラッチ。
2. 前記摺動部材を、前記出力側部材と固定部材のいずれかに取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の逆入力防止クラッチ。
3. 前記摺動部材を金属製薄板で形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の逆入力防止クラッチ。

Images