JP2007255605A - 逆入力遮断クラッチの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡便な手段により逆入力遮断クラッチの小型化および寸法管理を容易にする。
【解決手段】 回転が拘束される固定外輪２１に入力軸２２および出力軸２３を正逆回転自在に収容し、出力軸２３からの逆入力トルクに対して出力軸２３をロックすると共に、入力軸２２からの入力トルクに対してロック状態を解除してその入力トルクを出力軸２３に伝達する逆入力遮断クラッチ２０をハウジング４０内に格納する逆入力遮断クラッチ２０の取付構造であって、固定外輪２１の軸方向開口端部に切欠き凹部４３を一体的に形成すると共に、ハウジング４０の凹所４１の底部周縁に突部４４を形成し、固定外輪２１の切欠き凹部４３にハウジング４０の突部４４を嵌合させることにより、逆入力遮断クラッチ２０をハウジング４０に対して回り止めする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、入力側からの入力トルクを出力側に伝達する一方、出力側からの逆入力トルクをロックして入力側に還流させない機能を具備した機械式回転クラッチの一種である逆入力遮断クラッチのハウジングへの取付構造に関する。

自動車や各種産業機械などに組み込まれる機械式回転クラッチとして、入力側からの入力トルクを出力側に伝達する一方、出力側からの逆入力トルクをロックして入力側に還流させない機能を具備した逆入力遮断クラッチがある（例えば、特許文献１参照）。

自動車に組み込まれた車輪操舵装置では、この逆入力遮断クラッチを用いて、モータからの回転力をボールねじ軸に伝達し、そのボールねじ軸を直動させることで、車輪との連結ロッドを進退させて車輪を操舵する一方、車輪からの外力を受けた場合にはモータへの逆入力トルクを遮断するようにしている（例えば、特許文献２参照）。

図７および図８は、自動車用の車輪操舵装置に用いられる逆入力遮断クラッチを例示したものであり、その逆入力遮断クラッチ８をハウジング９に組み付けた取付構造を示す。

逆入力遮断クラッチ８は、回転が拘束される固定外輪１と、固定外輪１の内周に先端部が挿入され、回転トルクが入力される入力軸２と、固定外輪１の内周に入力軸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３と、出力軸３からの逆入力トルクに対して出力軸３と固定外輪１とをロックし、入力軸２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４と、入力軸２と出力軸３との間に設けられ、ロック解除状態の時に、入力軸２からの入力トルクを出力軸３に伝達するトルク伝達手段５とを備え、固定外輪１に入力軸２と出力軸３を転がり軸受６，７を介して正逆回転自在に支承した構造を具備する（特許文献１参照）。

この逆入力遮断クラッチ８が組み付けられるハウジング９は、固定外輪１が収納配置される凹所１０が形成され、その凹所１０の底部に、入力軸２が挿入配置される貫通孔１１が連通して形成されている。逆入力遮断クラッチ８は、固定外輪１がハウジング９の凹所開口側から挿入され、その凹所１０に固定外輪１を嵌入させると共に、貫通孔１１に挿入配置された入力軸２の先端を車輪操舵装置のモータ装着部（図示せず）に連結する。

このようにしてハウジング９に収納配置された逆入力遮断クラッチ８は、固定外輪１がキー構造でもってハウジング９に回り止めされている。つまり、固定外輪１の外径面開口部の一箇所にキー溝１２を形成すると共に、ハウジング９の内径面開口部の対応箇所にキー溝１３を形成し、両者のキー溝１２，１３を位置合わせした状態で、二つのキー溝１２，１３からなる凹陥部にキー１４を嵌入させることにより、固定外輪１をハウジング９に回り止めしている。
特開２００３−３４３６０１号公報 特開２００３−８１１０６号公報

ところで、前述した逆入力遮断クラッチ８の取付構造では、固定外輪１がキー１４によりハウジング９に回り止めされた構造を採用していることから、固定外輪１の外径面開口部およびハウジング９の内径面開口部にキー溝１２，１３を加工する必要がある。

このようなキー構造を採用した場合、固定外輪１のキー溝底と内径面との肉厚ｔ_１、およびハウジング９のキー溝底と外径面との肉厚ｔ_２は、キー１４の取付部の破損や割れを防止するためにある程度の量が必要となってくる。

固定外輪１およびハウジング９のキー溝１２，１３における肉厚ｔ_１，ｔ_２を確保することは、逆入力遮断クラッチ８およびハウジング９の大径化に繋がり、近年の小型化設計には不利な構造となっている。

また、キー１４の取付部のガタツキをなくすためには、固定外輪１およびハウジング９のキー溝１２，１３にキー１４を圧入することが望ましいが、そのためには固定外輪１およびハウジング９のキー溝１２，１３とキー１４を高精度に仕上げるか、あるいはキー溝１２，１３とキー１４の調整作業が必要であり、その結果、工数が増加し、作業性も悪いという問題があった。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、簡便な手段により、逆入力遮断クラッチの小型化および寸法管理を容易にし得る逆入力遮断クラッチの取付構造を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、回転が拘束される固定外輪に入力軸および出力軸を正逆回転自在に収容し、出力軸からの逆入力トルクに対して出力軸をロックすると共に、入力軸からの入力トルクに対してロック状態を解除してその入力トルクを出力軸に伝達する逆入力遮断クラッチをハウジング内に収納配置した逆入力遮断クラッチの取付構造であって、固定外輪の軸方向開口端部に切欠き凹部を一体的に形成すると共に、ハウジング内の切欠き凹部と対応する部位に突部を形成し、固定外輪の切欠き凹部にハウジングの突部を嵌合させることにより、逆入力遮断クラッチをハウジングに対して回り止めしたことを特徴とする。

本発明に係る逆入力遮断クラッチの取付構造では、固定外輪の軸方向開口端部に切欠き凹部を一体的に形成したことにより、従来のキー構造におけるキーと固定外輪のキー溝間の寸法管理が不要となり、固定外輪の肉厚を容易に確保することができ、その結果、固定外輪の外径を容易に小さくすることができる。また、この固定外輪の小型化により、ハウジングの小型化も可能となる。

なお、固定外輪の切欠き凹部は、固定外輪の外径面と内径面との間で貫通するように形成されていることが望ましい。このようにすれば、固定外輪の切欠き凹部とハウジングの突部との嵌合構造において、固定外輪およびハウジングの径方向（厚み方向）での寸法管理が不要となり、それら切欠き凹部および突部の形成が容易となる。

また、固定外輪の切欠き凹部は、冷間圧造やプレス等の塑性加工により形成されていることが望ましい。このように、切欠き凹部を塑性加工により形成すれば、塑性加工による固定外輪の変形が少なくて済み、その加工も容易となる。

前述の逆入力遮断クラッチとしては、回転トルクが入力される入力軸と、回転トルクが出力される出力軸と、回転が拘束される固定外輪と、その固定外輪と出力軸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固定外輪と出力軸に係合させる方向に付勢する弾性部材からなり、出力軸からの逆入力トルクに対して出力軸をロックし、入力軸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、入力軸と出力軸との間に設けられ、ロック解除状態の時に、入力軸からの入力トルクを出力軸に伝達するトルク伝達手段とを主要部とした構成が適用可能である。また、前述の係合子としては、ローラあるいはスプラグのいずれであってもよい。

本発明によれば、固定外輪の軸方向開口端部に切欠き凹部を一体的に形成すると共に、ハウジング内の切欠き凹部と対応する部位に突部を形成し、固定外輪の切欠き凹部にハウジングの突部を嵌合させることにより、逆入力遮断クラッチをハウジングに対して回り止めしたことにより、固定外輪の外径の小型化が容易となり、ひいては、ハウジングの小型化も可能となる。その結果、逆入力遮断クラッチのコンパクトな取付構造が実現できる。また、従来のキー構造よりも寸法管理が容易となり、固定外輪の切欠き凹部の一体成形と相まって、生産性の向上が図れる。

図１および図２は、自動車用の車輪操舵装置に用いられる逆入力遮断クラッチ２０を例示したものであり、その逆入力遮断クラッチ２０をハウジング４０に組み付けた取付構造の実施形態を示す。

この実施形態における逆入力遮断クラッチ２０は、回転が拘束される固定外輪２１と、固定外輪２１の内周に先端部が挿入され、回転トルクが入力される入力軸２２と、固定外輪２１の内周に入力軸２２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２３と、その固定外輪２１と出力軸２３との間に係合離脱可能に設けられた複数対（図では四対）のローラ２８ａ，２８ｂ、および各対のローラ２８ａ，２８ｂ間に配設されて両側のローラ２８ａ，２８ｂを固定外輪２１と出力軸２３間に係合させる方向に付勢する弾性部材２９ａ，２９ｂからなり、出力軸２３からの逆入力トルクに対して出力軸２３と固定外輪２１とをロックし、入力軸２２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２４と、入力軸２２と出力軸２３との間に設けられ、ロック解除状態の時に、入力軸２２からの入力トルクを出力軸２３に伝達するトルク伝達手段２５と、各対のローラ２８ａ，２８ｂのうち、一方のローラ２８ａに作用する弾性部材２９ａの押圧力と他方のローラ２８ｂに作用する弾性部材２９ｂの押圧力を独立させる遮蔽板３０とを備え、固定外輪２１に入力軸２２と出力軸２３を転がり軸受２６，２７を介して正逆回転自在に支承した構造を具備する。

トルク伝達手段２５の構造は次のとおりである。入力軸２２には、軸中心から径方向外側へずれた位置にピン３１が軸方向に突設され、出力軸２３には、入力軸２２と対向する端面に径方向に沿う凹溝３２が形成されている。前述したピン３１の先端を出力軸２３と対向する端面から突出させて、出力軸２３の端面に形成された凹溝３２に嵌入させることにより、入力軸２２からの回転トルクを出力軸２３に伝達可能としている。

一方、ロック手段２４の構造は以下のとおりである。入力軸２２の出力軸側端部には径方向外側へ拡径したフランジ部２２ａが一体的に形成され、そのフランジ部２２ａの外周から軸方向の出力軸側へ連続して延びる複数（図では四つ）の柱部２２ｂが円周方向等間隔に形成されている。この円周方向に隣接する柱部２２ｂ間の空間は、軸方向の一方に向かって開口したポケット３３を構成し、各ポケット３３に一対のローラ２８ａ，２８ｂがそれぞれ配される。図１の符号３４は、入力軸２２と出力軸２３および転がり軸受２７との間に配設され、ポケット３３内に収容されたローラ２８ａ，２８ｂの軸方向移動を規制する間座である。

出力軸２３の入力軸側外周には、前述した入力軸２２の柱部２２ｂ間に位置するポケット３３と対応させて複数対（図では四対）のカム面３５ａ，３５ｂが円周方向等間隔に形成されている。この出力軸２３のカム面３５ａ，３５ｂと固定外輪２１の内周面との間に、複数対（図では四対）のローラ２８ａ，２８ｂがそれぞれ配され、入力軸２２の柱部２２ｂ間に形成されたポケット３３に収容される。一対のローラ２８ａ，２８ｂのうち、一方のローラ２８ａは一対のカム面３５ａ，３５ｂのうちの一方のカム面３５ａに位置し、他方のローラ２８ｂは他方のカム面３５ｂに位置するように配されている。

一対のローラ２８ａ，２８ｂ間には略Ｎ字状をなす一対の弾性部材２９ａ，２９ｂが介挿され、それぞれの弾性部材２９ａ，２９ｂが一対のローラ２８ａ，２８ｂを互いに離間させる方向に弾性的に押圧する。また、入力軸２２からのトルク伝達時に一方のローラ２８ａに作用する弾性部材２９ａの押圧力と他方のローラ２８ｂに作用する弾性部材２９ｂの押圧力とを独立させる遮蔽板３０を一対のローラ２８ａ，２８ｂ間に配設し、その遮蔽板３０の両面に弾性部材２９ａ，２９ｂをそれぞれ固着している。

この逆入力遮断クラッチでは、図５に拡大して示す中立状態で、出力軸２３に時計方向の逆入力トルクが入力されると、弾性部材２９ａの弾性力により反時計方向（回転方向後方）のローラ２８ａがその方向の楔隙間と係合して、出力軸２３が固定外輪２１に対して時計方向にロックされる。逆に、出力軸２３に反時計方向の逆入力トルクが入力されると、弾性部材２９ｂの弾性力により時計方向（回転方向後方）のローラ２８ｂがその方向の楔隙間と係合して、出力軸２３が固定外輪２１に対して反時計方向にロックされる。従って、出力軸２３からの逆入力トルクは、一対のローラ２８ａ，２８ｂによって正逆両回転方向にロックされる。

一方、入力軸２２に回転トルクが入力されて例えば時計方向に回動すると、図６に拡大して示すように、まず、入力軸２２の反時計方向（回転方向後方）の柱部２２ｂがその方向（回転方向後方）のローラ２８ａと係合して、これを一方の弾性部材２９ａの弾性力に抗して時計方向（回転方向前方）に押圧する。これにより、反時計方向（回転方向後方）のローラ２８ａがその方向の楔隙間から離脱して、出力軸２３のロック状態が解除されてその出力軸２３が時計方向に回動可能となる。

入力軸２２がさらに時計方向が回動すると、入力軸２２のピン３１が出力軸２３の凹溝３２の壁面に当接することにより、入力軸２２からの時計方向の回転トルクがピン３１と凹溝３２との係合部分を介して出力軸２３に伝達され、出力軸２３が時計方向に回動する。この時、時計方向（回転方向前方）のローラ２８ｂは、その方向の楔隙間と係合せず、出力軸２３のカム面３５ｂと固定外輪２１の内周面に接触した状態で空転する。

入力軸２２に反時計方向の回転トルクが入力された場合は、前述とは逆の動作で出力軸２３が反時計方向に回動する。従って、入力軸２２からの正逆両回転方向の回転トルクは、ピン３１と凹溝３２との係合部分を介して出力軸２３に伝達され、出力軸２３が正逆両回転方向に回動する。

図１の逆入力遮断クラッチ２０のハウジング４０への取付構造では、図３および図４に示すように固定外輪１が収納配置される凹所４１が形成され、その凹所４１の底部に、入力軸２が挿入配置される貫通孔４２が連通して形成されている。逆入力遮断クラッチ２０は、固定外輪２１がハウジング４０の凹所開口側から挿入され、その凹所４１に固定外輪２１を嵌入させると共に、貫通孔４２に挿入配置された入力軸２２の先端を車輪操舵装置のモータ装着部（図示せず）に連結される。

このようにしてハウジング４０に取り付けられた逆入力遮断クラッチ２０は、図３および図４に示すように固定外輪２１の挿入側の軸方向開口端部に切欠き凹部４３を一体的に形成すると共に、ハウジング４０の凹所４１の底部周縁（前述の切欠き凹部４３と対応する部位）に突部４４を形成し、固定外輪２１の切欠き凹部４３にハウジング４０の突部４４を嵌合させることにより、逆入力遮断クラッチ２０をハウジング４０に対して回り止めしている。

この固定外輪２１の切欠き凹部４３は、固定外輪２１の外径面と内径面との間で貫通するように形成されている。このように固定外輪２１の外径面と内径面との間で貫通するように切欠き凹部４３を形成すれば、固定外輪２１の切欠き凹部４３とハウジング４０の突部４４との嵌合構造において、固定外輪２１およびハウジング４０の径方向、つまり厚み方向での寸法管理が不要となり、これら切欠き凹部４３と突部４４を容易に形成することができる。なお、この実施形態では、固定外輪２１の外径面と内径面との間で貫通する切欠き凹部４３を形成したが、固定外輪２１の外径面側のみを切り欠いた凹部（非貫通）とすることも可能である。

また、この固定外輪２１の切欠き凹部４３は、冷間圧造やプレス等の塑性加工により一体成形が可能である。このように切欠き凹部４３の一体成形を塑性加工により行えば、塑性加工による固定外輪２１の変形が少なくて済み、その加工も容易である。

図３および図４に示すように、この固定外輪２１の切欠き凹部４３とハウジング４０の突部４４とを位置合わせした状態で、そのハウジング４０の凹所４１に逆入力遮断クラッチ２０を軸方向から挿入し（図１の白抜き矢印参照）、固定外輪２１の切欠き凹部４３にハウジング４０の突部４４を嵌入させることにより、固定外輪２１をハウジング４０に回り止めする。

この逆入力遮断クラッチ２０の取付構造では、固定外輪２１の軸方向開口端部に切欠き凹部４３を一体的に形成したことにより、固定外輪２１の肉厚を容易に確保することができる。その結果、固定外輪２１の外径を容易に小さくすることができ、この固定外輪２１の小型化により、ハウジング４０の小型化も可能となる。また、従来、固定外輪１に加工していた高精度のキー溝加工が不要となり、従来のキー構造におけるキー１４と固定外輪１のキー溝１２間の寸法管理が不要となって従来よりも寸法管理が容易にでき、生産性の向上が図れる。

なお、前述した実施形態では、固定外輪２１に形成された切欠き凹部４３およびハウジング４０に形成された突部４４を矩形状としているが、本発明はこれに限定されることなく、固定外輪２１とハウジング４０の相対回転を規制して回り止めを可能とし、成形し易い形状であれば、その形状については任意である。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明に係る逆入力遮断クラッチの取付構造の実施形態で、図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１のハウジングに逆入力遮断クラッチを組み付ける前の状態を示す断面図である。 図１のハウジングの突部を逆入力遮断クラッチの固定外輪の切欠き凹部に嵌合させる前の状態を示す斜視図である。 図１の中立状態を示す要部拡大断面図である。 入力軸から回転トルクが入力された状態を示す要部拡大断面図である。 逆入力遮断クラッチの取付構造の従来例を示す断面図である。 図７の右側面図である。

符号の説明

２０ 逆入力遮断クラッチ
２１ 固定外輪
２２ 入力軸
２３ 出力軸
２４ ロック手段
２５ トルク伝達手段
４０ ハウジング
４３ 切欠き凹部
４４ 突部

Claims (5)

1. 回転が拘束される固定外輪に入力軸および出力軸を正逆回転自在に収容し、前記出力軸からの逆入力トルクに対して出力軸をロックすると共に、入力軸からの入力トルクに対してロック状態を解除してその入力トルクを出力軸に伝達する逆入力遮断クラッチをハウジング内に収納配置した逆入力遮断クラッチの取付構造であって、
   前記固定外輪の軸方向開口端部に切欠き凹部を一体的に形成すると共に、前記ハウジング内の前記切欠き凹部と対応する部位に突部を形成し、前記固定外輪の切欠き凹部にハウジングの突部を嵌合させることにより、前記逆入力遮断クラッチをハウジングに対して回り止めしたことを特徴とする逆入力遮断クラッチの取付構造。
2. 前記固定外輪の切欠き凹部は、固定外輪の外径面と内径面との間で貫通するように形成されている請求項１に記載の逆入力遮断クラッチの取付構造。
3. 前記固定外輪の切欠き凹部は、塑性加工により形成されている請求項１又は２に記載の逆入力遮断クラッチの取付構造。
4. 前記逆入力遮断クラッチは、回転トルクが入力される入力軸と、回転トルクが出力される出力軸と、回転が拘束される固定外輪と、その固定外輪と前記出力軸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固定外輪と出力軸に係合させる方向に付勢する弾性部材からなり、出力軸からの逆入力トルクに対して出力軸をロックし、入力軸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、前記入力軸と出力軸との間に設けられ、ロック解除状態の時に、入力軸からの入力トルクを出力軸に伝達するトルク伝達手段とを備えた請求項１〜３のいずれか一項に記載の逆入力遮断クラッチの取付構造。
5. 前記係合子がローラあるいはスプラグのいずれかである請求項４に記載の逆入力遮断クラッチの取付構造。

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