JP2007232011A - 逆入力遮断クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】逆入力遮断クラッチにおいて入力側から出力側へのトルク伝達を開始するときに必要とされる回転駆動トルクを低減することである。
【解決手段】固定外輪１と出力軸３との間に組み込んだ複数対のローラ６と、各ローラ６を外輪１と出力軸３に係合させる方向に付勢する板ばね７とで、逆入力トルクが加えられた出力軸３をロックするロック手段を形成し、入力軸２に入力トルクを加えてトルク伝達を開始するときには、ロック手段によるロック状態が解除される前に、入力軸２の突起２ｂで板ばね７のＵ字状部および仕切部材８を弾性変形させて、回転方向後方のローラ６に作用する板ばね７の押圧力をなくすことにより、回転方向後方のローラ６と外輪１および出力軸３との係合を従来よりも小さいトルクで解除できるようにしたのである。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力側部材に加えられた入力トルクを出力側部材に伝達し、出力側部材に加えられた逆入力トルクは入力側部材に伝達されないようにする逆入力遮断クラッチに関する。

逆入力遮断クラッチは、入力側部材に加えられた入力トルクを出力側部材に伝達する一方、出力側部材に逆入力トルクが加えられても入力側部材にトルクが伝達されないようにするためのものである。図４（ａ）、（ｂ）は、このような逆入力遮断機構を備えたクラッチの一例を示す（特許文献１参照。）。このクラッチは、回転を拘束された固定外輪（静止側部材）５１の内周に、入力軸（入力側部材）５２および出力軸（出力側部材）５３を、その先端部どうしが対向する状態で転がり軸受５４、５５により回転自在に支持し、出力軸５３先端面に設けた径方向溝５３ａに、入力軸５２先端面の中心を外れた位置から突出するピン５６を挿入するとともに、出力軸５３の先端大径部の外周に複数対のカム面５３ｂ、５３ｃを設けて、外輪５１と出力軸５３先端大径部との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間５７を形成し、各楔形空間５７に一対のローラ（係合子）５８および各ローラ５８を楔形空間５７の狭小部側へ付勢する板ばね（弾性部材）５９を組み込み、入力軸５２の先端鍔部に形成した柱部５２ａを各楔形空間５７の周方向両側に位置するように挿入したものである。

すなわち、この逆入力遮断クラッチでは、中立状態で各ローラ５８が板ばね５９により楔形空間５７の狭小部に押し込まれているので、出力軸５３に逆入力トルクが加えられても、回転方向後方のローラ５８が外輪５１および出力軸５３と係合して出力軸５３がロックされ、逆入力トルクは入力軸５２に伝達されない。

一方、入力軸５２に入力トルクが加えられたときには、入力軸５２の柱部５２ａが回転方向後方のローラ５８を板ばね５９の弾性力に抗して押すことにより、回転方向後方のローラ５８と外輪５１および出力軸５３との係合が解除されるので、入力トルクがピン５６を介して出力軸５３に伝達される。

また、出力軸５３大径部の外周には、対をなす２つのカム面５３ｂ、５３ｃの間に、径方向に突出する遮蔽板（仕切部材）６０が形成されており、その両側面にそれぞれ板ばね５９が固定されて、一方のローラ５８に作用する板ばね５９の押圧力と他方のローラ５８に作用する板ばね５９の押圧力とが互いに独立となっている。このため、入力軸５２から出力軸５３へトルク伝達が行われるときには、入力軸５２の柱部５２ａに押されたローラ５８が回転方向後方の板ばね５９のみを変形させ、回転方向前方の板ばね５９がローラ５８を押圧する力は変化しない。従って、このような遮蔽板を設けない通常のクラッチに比べると、回転方向前方のローラ５８と外輪５１および出力軸５３との接触圧が小さく、このローラ５８の空転によるトルク損失が少ないので、効率よくトルクを伝達することができる。

しかしながら、上記クラッチでは、入力軸５２から出力軸５３へのトルク伝達を開始するときには、回転方向後方のローラ５８と外輪５１および出力軸５３との係合を解除するためのトルクを必要とするので、その分だけ定常のトルク伝達状態よりも大きい回転駆動トルクを入力軸５２に加える必要がある。このため、入力軸５２にトルクを加えるモータ等の駆動装置が大型化しやすい問題があった。
特開２００３−３４３６０１号公報

本発明の課題は、逆入力遮断クラッチにおいて入力側から出力側へのトルク伝達を開始するときに必要とされる回転駆動トルクを低減することである。

上記の課題を解決するため、本発明は、回転トルクが入力される入力側部材と、回転トルクが出力される出力側部材と、回転が拘束される静止側部材と、前記静止側部材と出力側部材との間に係合離脱可能に設けられた複数対の係合子、および各対の係合子間に配設されて両側の係合子をそれぞれ静止側部材と出力側部材に係合させる方向に付勢する弾性部材からなり、出力側部材からの逆入力トルクに対して出力側部材をロックし、入力側部材からの入力トルクに対してロック状態を解除するロック手段と、前記入力側部材と出力側部材との間に設けられ、ロック解除状態の時に、入力側部材からの入力トルクを出力側部材に伝達するトルク伝達手段と、前記各対の係合子の一方に作用する弾性部材の押圧力と他方に作用する弾性部材の押圧力を独立させる仕切部材とを備えた逆入力遮断クラッチにおいて、前記仕切部材を弾性変形可能に形成し、前記入力側部材に、入力トルクに対してロック状態が解除される前に仕切部材を弾性変形させることにより回転方向後方の係合子に作用する弾性部材の押圧力を減少させる突起を設けた。

すなわち、入力トルクに対してロック状態が解除される前に、入力側部材に設けた突起で仕切部材を弾性変形させて、回転方向後方の係合子に作用する弾性部材の押圧力を減少させることにより、回転方向後方の係合子と静止側部材および出力側部材との係合を従来よりも小さいトルクで解除できるようにしたのである。

前記各係合子としては、ローラまたはスプラグを採用することができる。

本発明の逆入力遮断クラッチは、上述したように、入力トルクに対してロック状態が解除される前に、回転方向後方の係合子に作用する弾性部材の押圧力が減少するようにしたものであるから、回転方向後方の係合子と静止側部材および出力側部材との係合を従来よりも小さいトルクで解除できる。従って、トルク伝達開始時に必要とされる回転駆動トルクを低減でき、入力側部材に接続される駆動装置の小型化が図れる。

以下、図１乃至図３に基づき、本発明の実施形態を説明する。この逆入力遮断クラッチは、図１（ａ）、（ｂ）および図２に示すように、回転を拘束された固定外輪（静止側部材）１と、外輪１内周に先端部を挿入され、回転トルクが入力される入力軸（入力側部材）２と、外輪１内周に先端部を入力軸２と対向する状態で挿入され、回転トルクが出力される出力軸（出力側部材）３と、外輪１内周に嵌め込まれて入力軸２および出力軸３を回転自在に支持する転がり軸受４、５と、外輪１と出力軸３の先端大径部との間に組み込まれるローラ（係合子）６、板ばね（弾性部材）７および仕切部材８とで構成されている。この基本的な構成は、前述した従来のクラッチ（図４参照）と同じである。

前記入力軸２は、先端に鍔部を有しており、この鍔部に外輪１と出力軸３の先端大径部との間へ挿入される４本の柱部２ａと４対の突起２ｂがそれぞれ周方向に等間隔で形成されている。また、入力軸２先端面には、その中心を外れた位置に設けた取付穴２ｃに、円筒形のピン９が一部を突出させた状態で差し込まれている。一方、前記出力軸３は、先端大径部の端面に径方向に延びる溝３ａが設けられ、この径方向溝３ａに入力軸２のピン９が僅かな回転方向隙間をあけて挿入されるようになっている。これにより、入力軸２に加えられた入力トルクを僅かな角度遅れをもって出力軸３に伝達するトルク伝達手段が形成されている。

また、前記出力軸３の先端大径部の外周には、４対のカム面３ｂ、３ｃが周方向に等間隔で設けられている。対をなす２つのカム面３ｂ、３ｃは、周方向へ互いに逆向きに傾斜しており、外輪１と出力軸３大径部との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間１０を形成している。なお、楔形空間は、外輪内周側にカム面を設けて形成するようにしてもよい。

図３（ａ）にも示すように、前記各楔形空間１０には一対のローラ６が板ばね７を挟んだ状態で外輪１および出力軸３大径部と係合離脱可能に組み込まれ、板ばね７がその両側でローラ６を楔形空間１０の狭小部に押し込んで外輪１および出力軸３大径部と係合させる方向に付勢するようになっている。板ばね７は、伸縮方向中央にＵ字状部を有し、このＵ字状部が対をなす２つのカム面３ｂ、３ｃの間に設けられた凹部３ｄに嵌め込まれている。そして、板ばね７のＵ字状部の内側に、断面Ｕ字状で弾性変形可能に形成された仕切部材８が嵌め込まれ、この仕切部材８で一方のローラ６に作用する板ばね７の押圧力と他方のローラ６に作用する板ばね７の押圧力を独立させるようになっている。また、各楔形空間１０の周方向両側には、入力軸２の柱部２ａがその両側のローラ６と僅かな隙間をもって挿入されており、各楔形空間１０の中央付近には、入力軸２の一対の突起２ｂが板ばね７のＵ字状部および仕切部材８を挟んだ状態で挿入されている。

従って、出力軸３に逆入力トルクが加えられても、回転方向後方のローラ６が外輪１および出力軸３大径部と係合して出力軸３がロックされ、逆入力トルクは入力軸１に伝達されない。

一方、図３（ｂ）に示すように、入力軸２に入力トルク（図は右回りの場合）が加えられたときには、まず、入力軸２のみがわずかに回転し、その回転方向後方の突起２ｂが板ばね７のＵ字状部および仕切部材８を押圧して弾性変形させることにより、板ばね７が回転方向後方のローラ６から離れてこのローラ６に作用する板ばね７の押圧力がなくなる。このとき、板ばね７が回転方向前方のローラ６を押圧する力は変化しない。その後、さらに入力軸２が回転すると、その柱部２ａが回転方向後方のローラ６を押すことにより、このローラ６と外輪１および出力軸３との係合が解除され、入力トルクがピン９を介して出力軸３に伝達されるようになる。このメカニズムは、入力軸２に加えられる入力トルクの方向が異なっても同じである。

この逆入力遮断クラッチは、上記の構成であり、入力トルクに対してロック状態が解除される前に、入力軸２の回転方向後方の突起２ｂで板ばね７のＵ字状部および仕切部材８を弾性変形させて、回転方向後方のローラ６に作用する板ばね７の押圧力がなくなるようにしたので、回転方向後方のローラ６と外輪１および出力軸３との係合を前述した従来のクラッチよりも小さいトルクで解除することができる。

なお、入力側部材の突起は、入力トルクに対して、ロック解除前に仕切部材を弾性変形させて回転方向後方の係合子に作用する弾性部材の押圧力を少なくとも減少させる機能を有していればよく、必ずしも実施形態のようにロック解除前に回転方向後方の係合子に作用する押圧力をなくすものでなくてもよい。

また、本発明は、実施形態のように係合子としてローラを用い、楔形空間を形成するためのカム面を出力側部材（または静止側部材）に設けたクラッチだけでなく、カム面を有するスプラグを係合子として用いたクラッチにも、もちろん適用することができる。

ａは実施形態のクラッチの縦断正面図、ｂはａのＩ−Ｉ線に沿った断面図 図１のクラッチの要部の分解斜視図 ａ、ｂは、それぞれ図１のクラッチの要部の構成と動作を説明する断面図 ａは従来のクラッチの縦断正面図、ｂはａのIV−IV線に沿った断面図

符号の説明

１ 外輪（静止側部材）
２ 入力軸（入力側部材）
２ａ 柱部
２ｂ 突起
２ｃ 取付穴
３ 出力軸（出力側部材）
３ａ 溝
３ｂ、３ｃ カム面
３ｄ 凹部
４、５ 転がり軸受
６ ローラ（係合子）
７ 板ばね（弾性部材）
８ 仕切部材
９ ピン
１０ 楔形空間

Claims (2)

1. 回転トルクが入力される入力側部材と、回転トルクが出力される出力側部材と、回転が拘束される静止側部材と、前記静止側部材と出力側部材との間に係合離脱可能に設けられた複数対の係合子、および各対の係合子間に配設されて両側の係合子をそれぞれ静止側部材と出力側部材に係合させる方向に付勢する弾性部材からなり、出力側部材からの逆入力トルクに対して出力側部材をロックし、入力側部材からの入力トルクに対してロック状態を解除するロック手段と、前記入力側部材と出力側部材との間に設けられ、ロック解除状態の時に、入力側部材からの入力トルクを出力側部材に伝達するトルク伝達手段と、前記各対の係合子の一方に作用する弾性部材の押圧力と他方に作用する弾性部材の押圧力を独立させる仕切部材とを備えた逆入力遮断クラッチにおいて、前記仕切部材を弾性変形可能に形成し、前記入力側部材に、入力トルクに対してロック状態が解除される前に仕切部材を弾性変形させることにより回転方向後方の係合子に作用する弾性部材の押圧力を減少させる突起を設けたことを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
2. 前記各係合子がローラまたはスプラグであることを特徴とする請求項１に記載の逆入力遮断クラッチ。

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