JP2010127349A - 逆入力防止クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】逆入力トルクに対して出力側部材をロックさせる方式の逆入力防止クラッチにおいて、簡単な構造で、逆入力トルクと入力トルクの方向が一致する使用状況でも安定したクラッチ動作が長期間にわたって得られるようにする。
【解決手段】入力側部材の一部を構成する保持器１０と出力側部材４の一部を構成する内輪３との間に、これらの両部材と摺接し両部材が相対回転するときに摺動抵抗を与えるＯリング（摺動部材）１３を設けた簡単な構造により、入力トルクと逆入力トルクが同時に同じ方向に加えられる場合でも、内輪３に与えられる摺動抵抗がロック解除後の出力側部材４の回転速度の増大を抑えるブレーキとして作用し、ロック解除後の再ロックが生じにくいようにした。これにより、再ロックに伴う異常振動や異常音の発生を長期間にわたって確実に防止することができる。
【選択図】図１

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、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をトルク伝達可能に連結し、その連結部に逆入力防止機構、すなわち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し、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しない機構を設けたものである。このような逆入力防止クラッチには、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させる方式のものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００７−２３２０９５号公報

図３は、上記のように逆入力トルクに対して出力側部材をロックさせる方式の逆入力防止クラッチの一例を示す。このクラッチは、入力側部材と出力側部材とを同一軸心のまわりに回転しかつトルク伝達できるように連結しており（図示省略）、その出力側部材の一部を構成する内輪５１の外側に固定外輪５２を配し、内輪５１の外周にカム面５１ａを設けて、外輪５２の内周円筒面と内輪５１外周面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間５３を複数形成し、各楔形空間５３の周方向両側に入力側部材の一部を構成する保持器の柱部５４を挿入するとともに、各楔形空間５３に一対の円筒ころ（転動体）５５と各ころ５５を楔形空間５３の狭小部に押し込む圧縮コイルばね（弾性部材）５６を組み込んだものである。

このクラッチでは、各ころ５５がばね５６の弾力で楔形空間５３の狭小部に押し込まれているので、出力側部材に逆入力トルクが加えられても、回転方向後側のころ５５が外輪５２および内輪５１に係合することにより内輪５１がロックされ、入力側部材は回転しない。

一方、入力側部材に入力トルクが加えられたときには、保持器の柱部５４が回転方向後側のころ５５をばね５６の弾力に抗して楔形空間５３の広大部へ押しやることにより、ころ５５と外輪５２および内輪５１との係合が解除されて、内輪５１がロック状態から解放され、入力側部材の回転が出力側部材に伝達される（図３中の矢印参照）。

ところで、上述した方式の逆入力防止クラッチに入力トルクと逆入力トルクが同時に同じ方向に加えられる場合は、回転方向後側のころが保持器の柱部に押されて楔形空間の広大部へ移動したときに、ロック状態から解放された出力側部材が入力側部材の回転速度を上回る回転速度で回転（空転）し、ころが相対的に楔形空間の狭小部へ戻ると出力側部材が再びロック状態となり、その直後に入力側部材の回転によりロック状態が解除されるという動作を繰り返すことがある。このようにロック解除と再ロックとが連続して起こると、異常振動や異常音が発生しやすくなる。

これに対して、ロック解除後の再ロックを生じさせないように、ころに流体抵抗を付与する、あるいはロック解除後のころの楔形空間の広大側への移動を各楔形空間に組み込んだ第２の弾性部材で規制するという方法が提案されている（特許文献２参照。）。この方法によれば、ロック解除後の出力側部材の空転許容量が減少し、出力側部材の加速が抑制されて、出力側部材の回転速度が入力側部材の回転速度を上回る状態が生じにくいので、ロック解除後の再ロックおよびそれによる異常振動や異常音の発生を防止することができる。
特開２００５−１８８５５８号公報

しかしながら、上記特許文献２に記載された方法では、次のような難点もある。すなわち、ころに流体抵抗を付与する方法では、クラッチに封入するグリースの量を多くする、またそのグリースに稠度の大きいものを使用するといった方法を採ることが多いが、グリースが入力側部材および出力側部材の回転にともなって外部に漏出する、あるいはグリースの劣化によりその稠度が低下する等の要因により、使用期間が長くなるにつれて流体抵抗の効果が十分に得られなくなる問題がある。一方、各楔形空間に組み込んだばねやゴム材等の第２弾性部材でころの移動を規制する方法を採用すると、部品点数の増加にともなうコストアップおよび組込時の作業性の低下が避けられない。

本発明の課題は、逆入力トルクに対して出力側部材をロックさせる方式の逆入力防止クラッチにおいて、簡単な構造で、逆入力トルクと入力トルクの方向が一致する使用状況でも安定したクラッチ動作が長期間にわたって得られるようにすることである。

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、内周側または外周側に円筒面を有する固定部材を、その円筒面が前記出力側部材の外周面または内周面と対向するように配して、前記出力側部材の所定の位置に、前記固定部材の円筒面との間に周方向で次第に狭小となる楔形空間を形成するカム面を設け、前記出力側部材と固定部材との間に前記入力側部材の一部を構成する保持器の柱部を挿入するとともに、前記各楔形空間にそれぞれ転動体を配し、これらの各転動体間の所定の箇所に、各転動体を前記楔形空間の狭小部に押し込む弾性部材を組み込んだ逆入力防止クラッチにおいて、前記入力側部材と出力側部材との間に、これらの両部材と摺接し両部材が相対回転するときに摺動抵抗を与える摺動部材を設けた。

すなわち、入力側部材と出力側部材との間に摺動部材を設けた簡単な構造により、入力トルクと逆入力トルクが同時に同じ方向に加えられる場合でも、摺動部材から出力側部材に与えられる摺動抵抗が、ロック解除後に出力側部材の回転速度が入力側部材の回転速度以上に増大するのを抑えるブレーキとして作用し、ロック解除後の再ロックが生じにくいようにしたのである。

ここで、前記摺動部材を保持器と出力側部材との間に設け、前記出力側部材と固定部材との間に出力側部材を摺動部材の側へ押圧する付勢部材を設け、この付勢部材に押圧された出力側部材によって前記摺動部材が保持器に押し付けられるようにすれば、より確実に出力側部材に摺動抵抗を与えることができる。

前記摺動部材としては、ゴムまたは合成樹脂で形成されたものを用いることができ、ゴムで形成したものとしてはＯリングが好ましい。

また、前記出力側部材の端面に凹部を設け、この凹部に前記摺動部材を配置するようにすれば、クラッチ寸法を従来とほとんど変わらない大きさに収めることができる。

前記摺動部材が前記入力側部材および出力側部材に与える摺動抵抗を、所定の回転伝達トルクよりも小さく設定することにより、入力トルクが所定の回転伝達トルクに達したときに確実に回転伝達が行われるようにすることができる。

本発明は、上述したように、逆入力トルクに対して出力側部材をロックさせる方式の逆入力防止クラッチにおいて、逆入力トルクと入力トルクの方向が一致する使用状況でもロック解除後の再ロックが生じにくいようにしたので、異常振動や異常音の発生を防止することができる。しかも、そのための構造は入力側部材と出力側部材との間に摺動部材を設けただけの簡単なものであるから、前述の第２弾性部材で転動体の移動を規制する方法に比べて部品点数の増加が少なく、コストアップや組込時の作業性低下も問題とならない。また、グリースで転動体に流体抵抗を与える方法よりも長期間にわたってクラッチ動作を安定させることができる。

以下、図面に基づき、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１と、出力軸２と内輪３が一体成形された出力側部材４と、外輪５と一体形成した二段円筒状のハウジング６の一端に押え蓋７を取り付け他端に焼結含油軸受８を嵌め込んだ固定部材９と、内輪３と外輪５との間に挿入される複数の柱部１０ａを有する保持器１０と、保持器１０の柱部１０ａ間に組み込まれる円筒ころ（転動体）１１および圧縮コイルばね（弾性部材）１２とで基本的に構成されている。そして、保持器１０と内輪３との間には摺動部材としてのＯリング１３が、焼結含油軸受８と内輪３との間にはウェーブワッシャ（付勢部材）１４がそれぞれ設けられている。

前記入力軸１は、外周に互いに平行な２つの平面部を有する係合部１５の前半部が、内輪３中央に設けられた係合穴１６に挿入され、先端の小径円筒部が出力軸２の端面中央の穴に嵌め込まれて、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。ここで、内輪３の係合穴１６は、入力軸１の係合部１５とほぼ同じ断面形状であるが、入力軸１を挿入したときに僅かな回転方向の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。

前記保持器１０は、入力軸１の係合部１５の後半部に嵌め込まれ、入力軸１とともに入力側部材を構成している。この保持器１０と内輪３に挟まれるＯリング１３は、内輪３の一端の外周部に形成された切欠き（凹部）３ａの位置に配されており、前記ウェーブワッシャ１４に押圧された内輪３によって保持器１０に押し付けられている。これにより、Ｏリング１３は保持器１０および内輪３と摺接し、これらの両部材が相対回転するときに安定した摺動抵抗を与えるようになっている。この摺動抵抗は、所定の回転伝達トルクよりも小さく設定されている。回転伝達トルクよりも大きい摺動抵抗を与えると、後述するように入力軸１および保持器１０を回転させてロック解除を行う際に回転伝達トルクよりも大きい入力トルクが必要となるからである。

前記固定部材９は、図２に示したように、押え蓋７の外周縁に複数の爪７ａが形成されており、これらの爪７ａをハウジング６一端のフランジの外周縁に形成された切欠き６ａに嵌め込んで折り曲げることにより、押え蓋７をハウジング６に固定している。

また、前記内輪３の外周には、カム面３ｂが周方向に交互に傾斜が逆向きとなるように設けられ、外輪５の内周円筒面と内輪３外周面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間１７が複数形成されている。そして、これらの各楔形空間１７の周方向両側に保持器１０の柱部１０ａが挿入され、各楔形空間１７に一対のころ１１が各ころ１１を楔形空間１７の狭小部に押し込むばね１２を挟んだ状態で配されている。

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１１がばね１２の弾力によって楔形空間１７の狭小部に押し込まれて外輪５および内輪３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Ｏリング１３から受ける摺動抵抗よりも大きい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１０の柱部１０ａが、回転方向後側のころ１１をばね１２の弾力に抗して楔形空間１７の広大部へ押しやるので、ころ１１と外輪５および内輪３との係合が解除され、内輪３がロック状態から解放される。そして、入力軸１がさらに回転して、その係合部１５と内輪３の係合穴１６とが係合すると、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。

そして、入力トルクと逆入力トルクが同時に同じ方向に加えられる場合でも、回転方向後側のころ１１が保持器１０の柱部１０ａに押されて楔形空間１７の広大部へ移動したときに、Ｏリング１３から内輪３に与えられる摺動抵抗が、ロック状態から解放された内輪３の回転速度が保持器１０の回転速度以上に増大するのを抑えるブレーキとして作用するので、ころ１１が相対的に楔形空間１７の狭小部へ戻って再びロック状態となるおそれは少ない。

この逆入力防止クラッチは、上述したように、入力トルクと逆入力トルクが同時に同じ方向に加えられる場合でも、内輪３のロック解除後の再ロックが生じにくいようにしたので、異常振動や異常音の発生を防止することができる。しかも、そのための構造が保持器１０と内輪３との間にそれぞれに摺接するＯリング１３を設けただけの簡単なものであるから、部品点数の増加が少なくコストアップや組込時の作業性低下も問題とならないし、長期間にわたってクラッチ動作を安定させることができる。

なお、上述した実施形態では、保持器１０および内輪３に摺動抵抗を与える摺動部材としてＯリング１３を採用したが、安定した摺動抵抗を得られる部材であれば代用が可能であり、例えば環状で断面が四角形のゴム材や合成樹脂で形成されたものを用いてもよい。

実施形態の逆入力防止クラッチの縦断正面図 図１のクラッチの一部切欠き右側面図 一般的な逆入力防止クラッチの構造とロック解除時の動作を説明する要部の断面図

符号の説明

１ 入力軸
２ 出力軸
３ 内輪
３ａ 切欠き（凹部）
３ｂ カム面
４ 出力側部材
５ 外輪
６ ハウジング
７ 押え蓋
８ 焼結含油軸受
９ 固定部材
１０ 保持器
１０ａ 柱部
１１ ころ（転動体）
１２ ばね（弾性部材）
１３ Ｏリング（摺動部材）
１４ ウェーブワッシャ（付勢部材）
１５ 係合部
１６ 係合穴
１７ 楔形空間

Claims (6)

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、内周側または外周側に円筒面を有する固定部材を、その円筒面が前記出力側部材の外周面または内周面と対向するように配して、前記出力側部材の所定の位置に、前記固定部材の円筒面との間に周方向で次第に狭小となる楔形空間を形成するカム面を設け、前記出力側部材と固定部材との間に前記入力側部材の一部を構成する保持器の柱部を挿入するとともに、前記各楔形空間にそれぞれ転動体を配し、これらの各転動体間の所定の箇所に、各転動体を前記楔形空間の狭小部に押し込む弾性部材を組み込んだ逆入力防止クラッチにおいて、前記入力側部材と出力側部材との間に、これらの両部材と摺接し両部材が相対回転するときに摺動抵抗を与える摺動部材を設けたことを特徴とする逆入力防止クラッチ。
2. 前記摺動部材を保持器と出力側部材との間に設け、前記出力側部材と固定部材との間に出力側部材を摺動部材の側へ押圧する付勢部材を設け、この付勢部材に押圧された出力側部材によって前記摺動部材が保持器に押し付けられるようにし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. 前記摺動部材がゴムまたは合成樹脂で形成されたものである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。
4. 前記摺動部材としてＯリングを用いたことを特徴とする請求項３に記載の逆入力防止クラッチ。
5. 前記出力側部材の端面に凹部を設け、この凹部に前記摺動部材を配置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の逆入力防止クラッチ。
6. 前記摺動部材が前記入力側部材および出力側部材に与える摺動抵抗を、所定の回転伝達トルクよりも小さく設定したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の逆入力防止クラッチ。

Images