JP2007333069A - 逆入力遮断クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 トルク伝達手段の簡素化によりコスト低減を実現する。
【解決手段】 入出力軸２２，２３と、固定外輪２１と、固定外輪２１と出力軸２３間に係合離脱可能に設けられたローラ３０ａ，３０ｂ、および、ローラ３０ａ，３０ｂ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４２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をロックし、入力軸２２からの回転トルクに対してロック状態を解除するロック手段４４と、入出力軸２２，２３間に設けられ、ロック解除状態の時に、入力軸２２からの回転トルクを出力軸２３に伝達するトルク伝達手段４５とを備え、トルク伝達手段４５は、出力軸２３のローラ３０ａ，３０ｂとのカム面３１ａ，３１ｂに設けられ、ロック手段４４によるロック解除時に弾性部材４２ａ，４２ｂの弾性力に抗して移動するローラ３０ａ，３０ｂをその移動方向に係止させる凸状段差４６ａ，４６ｂで構成する。
【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逆入力遮断クラッチに関する。

例えば、駆動源からの入力トルクを出力側機構に伝達して所要の動作を行なう装置では、駆動源の停止時、出力側機構の位置が変動しないようにこれを保持する機能が求められる場合がある。電動シャッターを例にとると、駆動モータからの正方向または逆方向の入力トルクを出力側の開閉機構に入力して、シャッターの開閉動作を行なうが、その開閉動作の途中で何等かの事情（停電など）により駆動源が停止した場合、シャッターの自重下降による逆入力トルクが入力側に還流すると、入力側機器に損傷が生じる可能性がある。そのため、シャッターの位置を保持し、シャッターからの逆入力トルクを入力側に還流させない機能を持った機構が必要になる。

このような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構の一つに逆入力遮断クラッチがある（例えば、特許文献１参照）。

従来の逆入力遮断クラッチは、図６および図７に示すように静止状態にある固定外輪１に入力軸２と出力軸３を転がり軸受４，５を介して正逆回転自在に支承した構造を具備する。入力軸２には、軸中心から径方向外側へずれた位置にピン８が軸方向に突設され、出力軸３には、入力軸２と対向する端面に径方向に沿う凹溝７が形成されている。前述したピン８の先端を出力軸３と対向する端面から突出させて、出力軸３の端面に形成された凹溝７に嵌入させることにより、入力軸２からの回転トルクを出力軸３に伝達可能としている。

一方、入力軸２の出力軸側端部には径方向外側へ拡径したフランジ部２ａが一体的に形成され、そのフランジ部２ａの外周から軸方向に沿って出力軸側へ延びる複数（図では四つ）の柱部２ｂ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２ｂ間の空間は、軸方向の一方に向かって開口したポケット９を構成し、各ポケット９に一対のローラ１０ａ，１０ｂがそれぞれ配される。なお、図７の符号１４は、入力軸２と出力軸３および転がり軸受５との間に配設され、ポケット９内に収容されたローラ１０ａ，１０ｂの軸方向移動を規制する間座である。

出力軸３の入力軸側外周には、前述した入力軸２の柱部２ａ間に位置するポケット９と対応させて複数対（図では四対）のカム面１１ａ，１１ｂが円周方向等間隔に形成されている。この出力軸３のカム面１１ａ，１１ｂと固定外輪１の内周面との間に、複数対（図では四対）のローラ１０ａ，１０ｂがそれぞれ配されて入力軸２の柱部２ａ間に形成されたポケット９に収容される。この出力軸３のカム面１１ａ，１１ｂと固定外輪１の内周面との間で楔隙間が形成されている。一対のローラ１０ａ，１０ｂのうち、一方のローラ１０ａは一対のカム面１１ａ，１１ｂのうちの一方のカム面１１ａに位置し、他方のローラ１０ｂは他方のカム面１１ｂに位置するように配されている。

一対のローラ１０ａ，１０ｂ間にはＮ字状をなす一対の弾性部材１２ａ，１２ｂが介挿され、それぞれの弾性部材１２ａ，１２ｂが一対のローラ１０ａ，１０ｂ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２からのトルク伝達時に一方のローラ１０ａに作用する弾性部材１２ａの押圧力と他方のローラ１０ｂに作用する弾性部材１２ｂの押圧力とを独立させる仕切部材としての遮蔽板１３を一対のローラ１０ａ，１０ｂ間に配設し、その遮蔽板１３の両面に弾性部材１２ａ，１２ｂ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８に拡大して示す中立状態で、出力軸３に時計方向の逆入力トルクが入力されると、弾性部材１２ａの弾性力により反時計方向（回転方向後方）のローラ１０ａがその方向の楔隙間と係合して、出力軸３が固定外輪１に対して時計方向にロックされる。逆に、出力軸３に反時計方向の逆入力トルクが入力されると、弾性部材１２ｂの弾性力により時計方向（回転方向後方）のローラ１０ｂがその方向の楔隙間と係合して、出力軸３が固定外輪１に対して反時計方向にロックされる。従って、出力軸３からの逆入力トルクは、一対のローラ１０ａ，１０ｂによって正逆両回転方向にロックされる。

一方、入力軸２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９に拡大して示すように、まず、入力軸２の反時計方向（回転方向後方）の柱部２ｂがその方向（回転方向後方）のローラ１０ａと接触して、これを一方の弾性部材１２ａ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１０ａがその方向の楔隙間から離脱して、出力軸３のロック状態が解除されてその出力軸３が時計方向に回動可能となる。

入力軸２がさらに時計方向が回動すると、図１０に拡大して示すように、入力軸２のピン８が出力軸３の凹溝７の壁面に当接することにより、入力軸２からの時計方向の回転トルクがピン８と凹溝７との接触部分を介して出力軸３に伝達され、出力軸３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１０ｂは、その方向の楔隙間と係合せず、出力軸３のカム面１１ｂと固定外輪１の内周面に接触した状態で空転する。

入力軸２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３が反時計方向に回動する。従って、入力軸２からの正逆両回転方向の回転トルクは、ピン８と凹溝７との接触部分を介して出力軸３に伝達され、出力軸３が正逆両回転方向に回動する。
特開２００３−３４３６０１号公報

ところで、前述した逆入力遮断クラッチでは、入力軸２から入力される回転トルクを、その入力軸２に取り付けられたピン８を介して出力軸３に伝達する構造となっている。このトルク伝達手段では、入力軸２の出力軸３と対向する端面に孔１５を設け、その孔１５にピン８を圧入して軸方向に突出させることが必要で、また、出力軸３の入力軸２と対向する端面には径方向に沿う凹溝７を形成することが必要である。

このように、入力軸２に孔１５を形成する加工や出力軸３に凹溝７を形成する加工が必要で、これら加工によるコストアップを招き、また、ピン８により部品点数の増加も招くという問題があった。さらに、これらピン８および凹溝７の形成位置は、出力軸３のカム面１１ａ，１１ｂに対する角度位相を考慮することも必要であり、これらの要素も加味した上での加工が煩雑になるという問題もあった。

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、トルク伝達手段の簡素化によりコスト低減を実現し得る逆入力遮断クラッチ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、本発明の逆入力遮断クラッチは、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、その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とからなり、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、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を備え、トルク伝達手段は、出力側部材の係合子との接触面でその係合子の弾性部材側部位に設けられ、ロック手段によるロック解除時に弾性部材の弾性力に抗して接触面上を移動する係合子をその移動方向に係止させる係止部で構成したことを特徴とする。

この係止部としては、出力側部材の外径面に形成されたカム面にそのカム面から隆起するように設けられた凸状段差が好適である。なお、前述した出力側部材の係合子との接触面は、出力側部材の外径面に形成されたカム面を意味する。

本発明の逆入力遮断クラッチでは、出力側部材の係合子との接触面でその係合子の弾性部材側部位に設けられ、ロック手段によるロック解除時に弾性部材の弾性力に抗して接触面上を移動する係合子をその移動方向に係止させる係止部でトルク伝達手段を構成している。これにより、入力側部材からの回転トルクが入力されてロック手段によるロック状態が解除されると、弾性部材の弾性力に抗して移動する係合子は、出力側部材の係合子との接触面に設けられた係止部で係止される。この係合子の係止部との接触により、入力側部材からの回転トルクは、係合子を介して出力側部材に直接的に伝達される。その結果、ピンと凹溝からなる従来のトルク伝達手段を採用しないことから、ピンが不要となり、孔加工や凹溝加工も不要となる。

本発明によれば、出力側部材の係合子との接触面でその係合子の弾性部材側部位に設けられ、ロック手段によるロック解除時に弾性部材の弾性力に抗して接触面上を移動する係合子をその移動方向に係止させる係止部でトルク伝達手段を構成したことにより、入力側部材からの回転トルクの伝達時、その入力側部材からの回転トルクを係合子を介して出力側部材に直接的に伝達することができる。その結果、従来のトルク伝達手段であるピンおよび凹溝が不要となることから、孔や溝の加工が不要となり、部品点数の削減が図れ、コスト低減が実現容易となって安価な逆入力遮断クラッチを提供することができる。

本発明に係る逆入力遮断クラッチの実施形態を以下に詳述する。図１および図２は本発明の実施形態における逆入力遮断クラッチの全体構成を示す。

この実施形態の逆入力遮断クラッチは、図１および図２に示すように回転が拘束される静止側部材としての固定外輪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側部材としての入力軸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側部材としての出力軸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）の係合子としてのローラ３０ａ，３０ｂ、および各対のローラ３０ａ，３０ｂ間に配設されて両側のローラ３０ａ，３０ｂ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複数対（図では四対）の弾性部材４２ａ，４２ｂとからなり、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４４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４５と、各対のローラ３０ａ，３０ｂのうち、一方のローラ３０ａに作用する弾性部材４２ａの押圧力と他方のローラ３０ｂに作用する弾性部材４２ｂの押圧力を独立させる仕切部材としての遮蔽板４３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２４，２５を介して正逆回転自在に支承した構造を具備する。

ロック手段４４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の外周から軸方向に沿って出力軸側へ延びる複数（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２９を構成し、各ポケット２９に一対のローラ３０ａ，３０ｂがそれぞれ配される。図２の符号３４は、入力軸２２と出力軸２３および転がり軸受２５との間に配設され、ポケット２９内に収容されたローラ３０ａ，３０ｂ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２９と対応させて複数対（図では四対）のカム面３１ａ，３１ｂ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３１ａ，３１ｂ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３０ａ，３０ｂがそれぞれ配されて入力軸２２の柱部２２ｂ間に形成されたポケット２９に収容される。この出力軸２３のカム面３１ａ，３１ｂと固定外輪２１の内周面との間で楔隙間が形成されている。一対のローラ３０ａ，３０ｂのうち、一方のローラ３０ａは一対のカム面３１ａ，３１ｂのうちの一方のカム面３１ａに位置し、他方のローラ３０ｂは他方のカム面３１ｂに位置するように配されている。それぞれのカム面３１ａ，３１ｂは、ローラ３０ａ，３０ｂとの接触面となっている。

出力軸２３の入力軸側外周に形成された一対のカム面３１ａ，３１ｂには、トルク伝達手段４５が設けられている。このトルク伝達手段４５は、それぞれのカム面３１ａ，３１ｂの弾性部材側部位にそのカム面３１ａ，３１ｂから隆起するように設けられた係止部としての凸状段差４６ａ，４６ｂで構成されている。この凸状段差４６ａ，４６ｂは、入力軸２２からの回転トルクが入力されてロック手段４４によりロック状態が解除された時に弾性部材４２ａ，４２ｂに抗してカム面３１ａ，３１ｂ上を移動するローラ３０ａ，３０ｂをその移動方向に係止させる。この凸状段差４６ａ，４６ｂには、ローラ３０ａ，３０ｂを確実に係止させるため、ローラ３０ａ，３０ｂの外径と同一の曲率半径を有する曲面部４７ａ，４７ｂが形成されている。

一対のローラ３０ａ，３０ｂ間にはＮ字状をなす一対の弾性部材４２ａ，４２ｂが介挿され、それぞれの弾性部材４２ａ，４２ｂが一対のローラ３０ａ，３０ｂ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３０ａに作用する弾性部材４２ａの押圧力と他方のローラ３０ｂに作用する弾性部材４２ｂの押圧力とを独立させる仕切部材としての遮蔽板４３を一対のローラ３０ａ，３０ｂ間に配設し、その遮蔽板４３の両面に弾性部材４２ａ，４２ｂ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３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４２ａの弾性力により反時計方向（回転方向後方）のローラ３０ａ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４２ｂの弾性力により時計方向（回転方向後方）のローラ３０ｂ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３０ａ，３０ｂ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４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３０ａと接触して、これを一方の弾性部材４２ａ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３０ａ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、図５に拡大して示すように、ローラ３０ａが楔隙間から完全に離脱して、出力軸２３のカム面３１ａ上を移動するローラ３０ａが凸状段差４６ａの曲面部４７ａに接触する。この状態では、入力軸２２の柱部２２ｂとローラ３０ａが接触し、かつ、そのローラ３０ａが凸状段差４６ａの曲面部４７ａに接触しているため、ローラ３０ａが凸状段差４６ａの曲面部４７ａで係止される。その結果、入力軸２２からの時計方向の回転トルクがローラ３０ａと凸状段差４６ａの曲面部４７ａとの接触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３０ｂは、その方向の楔隙間と係合せず、出力軸２３のカム面３１ｂ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、ローラ３０ａ，３０ｂと凸状段差４６ａ，４６ｂの曲面部４７ａ，４７ｂとの接触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。

この逆入力遮断クラッチでは、入力軸２２からの正逆両回転方向の回転トルクが、ローラ３０ａ，３０ｂと凸状段差４６ａ，４６ｂの曲面部４７ａ，４７ｂとの接触部分を介して直接的に出力軸２３に伝達されることから、ピン８と凹溝７（図６および図７参照）からなる従来のトルク伝達手段を採用しないことから、ピンが不要となり、孔加工や凹溝加工も不要となる。

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ロック解除開始時の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ロック解除後の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従来例で、図７のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。 図６のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 図６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ロック解除開始時の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ロック解除後の状態を示す要部拡大断面図である。

符号の説明

２１ 静止側部材（固定外輪）
２２ 入力側部材（入力軸）
２３ 出力側部材（出力軸）
３０ａ，３０ｂ 係合子（ローラ）
４２ａ，４２ｂ 弾性部材
４４ ロック手段
４５ トルク伝達手段
４６ａ，４６ｂ 係止部（凸状段差）

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、その静止側部材と前記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とからなり、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を備えた逆入力遮断クラッチであって、
   前記トルク伝達手段は、出力側部材の係合子との接触面でその係合子の弾性部材側部位に設けられ、ロック手段によるロック解除時に弾性部材の弾性力に抗して前記接触面上を移動する係合子をその移動方向に係止させる係止部で構成したことを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
2. 前記係止部は、出力側部材の外径面に形成されたカム面にそのカム面から隆起するように設けられた凸状段差である請求項１に記載の逆入力遮断クラッチ。

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