JP2015161393A - 逆入力防止クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】ロック式の逆入力防止クラッチにおいて、そのロック性能を確保しつつ、入力側から出力側への回転伝達を行うのに必要なトルクを小さくする。
【解決手段】固定部材８の外輪５と出力側部材４の内輪３との間の楔形空間１４に配されるころ１０の軸方向移動を、保持器９の各柱部９ａの両端にそれぞれ連続して設けられる二つの環状部９ｂ、９ｃ（第１および第２のころ規制部）で規制することにより、各ころ１０の両端面がいずれも固定部材８と接触しないようにした。これにより、ロック性能を確保しつつ、入力側から出力側への回転伝達を行うのに必要なトルクを小さくして省電力化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力トルクが加えられたときは入力側部材の回転を出力側部材に伝達し、逆入力トルクに対しては入力側部材が回転し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、入力側部材に入力トルクが加えられたときは、その回転を出力側部材に伝達し、出力側部材に逆入力トルクが加えられたときは、入力側部材が回転しないようにするものである。そのうち、逆入力トルクに対して出力側部材をロックさせる方式（以下、この方式を「ロック式」と称する。）のものは、入力側部材に入力トルクを与えるモータの電源を切っても（モータの電源が停電等により意図せずに切れたときも）、出力側部材の位置を保持することが求められる用途に使用されることが多い。

そして、このようなロック式の逆入力防止クラッチとしては、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、内周側に円筒面を有する固定外輪を出力側部材の径方向外側に配し、出力側部材の外周面に複数のカム面を設けて、固定外輪の内周円筒面と出力側部材の各カム面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間を形成し、これらの各楔形空間に係合子としての一対のころとそのころを楔形空間の狭小部へ押し込む弾性部材としてのばねを組み込むとともに、各楔形空間の周方向両側に挿入される柱部を有する保持器を、入力側部材と一体回転するように連結したものがよく知られている（例えば、特許文献１参照。）。

上記の構成の逆入力防止クラッチでは、各ころがばねの弾力で楔形空間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が固定外輪および出力側部材に係合することにより出力側部材がロックされ、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は、入力側部材と一体に回転する保持器の柱部が回転方向後側のころをばねの弾力に抗して楔形空間の広大側へ押し出すことにより、そのころと固定外輪および出力側部材との係合が解除されて、出力側部材がロック状態から解放され、トルク伝達手段によって入力側部材から出力側部材に回転が伝達されるようになる（このとき、回転方向前側のころは楔形空間の広大部に相対移動するので、固定外輪および出力側部材と係合することはない）。

特許第４９６５８７１号公報

上記のようなロック式の逆入力防止クラッチでは、通常、ころの軸方向の抜け落ちを防止するため、保持器でころの軸方向一端側への移動を規制するとともに、楔形空間の軸方向他端側を覆う蓋部を固定外輪と一体に設け、この蓋部でころの軸方向他端側への移動を規制するようにしている。

ところが、入力側から出力側への回転伝達中は、入力側部材や出力側部材と一緒にころも回転（公転）するので、ころの他端面が固定外輪の蓋部と摺動することになる。このため、回転伝達を行うのに必要なトルクがころの他端面と固定外輪の蓋部との摺動抵抗の分だけ大きくなっており、省電力化（入力側部材に入力トルクを加えるモータの消費電力の低減）の面から、その必要トルクを小さくすることが求められている。

この要求に対しては、ころを押圧するばねの弾力を小さくして、ころの他端面と固定外輪の蓋部との摺動抵抗を小さくすることが効果的であるが、ばねの弾力はロック性能に影響するため小さくするには限界がある。すなわち、ばねの弾力が小さすぎると、逆入力トルクが加えられたときにころが固定外輪および出力側部材と係合しにくくなり、出力側部材がロックされなくなるおそれがある。

そこで、本発明は、ロック式の逆入力防止クラッチにおいて、そのロック性能を確保しつつ、入力側から出力側への回転伝達を行うのに必要なトルクを小さくすることを課題とする。

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、前記出力側部材に前記固定部材の円筒面と径方向で対向するカム面を周方向に複数設けて、前記円筒面と各カム面との間に周方向で次第に狭小となる楔形空間を形成し、これらの各楔形空間にころとそのころを楔形空間の狭小部へ押し込む弾性部材を組み込み、前記各楔形空間の周方向両側に挿入される柱部と、前記各ころの軸方向一端側への移動を規制する第１のころ規制部とを有する保持器を、前記入力側部材と一体回転するように連結した逆入力防止クラッチにおいて、前記保持器に前記各ころの軸方向他端側への移動を規制する第２のころ規制部を設けた。

すなわち、ロック式の逆入力防止クラッチにおいて、入力側部材と一体回転するように連結された保持器でころの軸方向両側への移動を規制する構成とすることにより、ころの両端面が固定部材と接触しないようにしたのである。

前記保持器の第２のころ規制部としては、前記各柱部の他端に連続して設けられる環状部や、前記各柱部の他端部から周方向に突出する凸部を採用することができる。

本発明の逆入力防止クラッチは、上述したように、入力側部材と一体回転するように連結された保持器でころの軸方向両側への移動を規制することにより、ころの両端面が固定部材と接触しないようにしたものであるから、ロック性能を確保しつつ、入力側から出力側への回転伝達を行うのに必要なトルクを小さくして省電力化を図ることができる。

実施形態の逆入力防止クラッチの縦断正面図 図１のII−II線に沿った断面図 図１のIII−III線に沿った断面図 図１の保持器のころとの位置関係を示す平面図 図３に対応して保持器形状の変形例を示す断面図 図５の保持器のころとの位置関係を示す平面図

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（入力側部材）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、内輪３の径方向外側に配される外輪５が一体形成された二段円筒状のハウジング６と入力軸１を通す押え蓋７とからなる固定部材８と、内輪３と外輪５との間に挿入される複数の柱部９ａを有する保持器９と、保持器９の柱部９ａ間に組み込まれるころ１０およびばね（弾性部材）１１とで基本的に構成されている。ばね１１には圧縮コイルばねが用いられている。

前記固定部材８は、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。そして、ハウジング６他端の小径部の内周には出力軸２を回転自在に支持する軸受１２が嵌め込まれ、押え蓋７に形成された筒部の内周には、後述するように入力軸１と一体回転する保持器９を回転自在に支持する軸受１３が嵌め込まれている。また、押え蓋７の外周から張り出す３つの舌状の張出部には取付孔７ｂが設けられている。

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１ａの前半部が、内輪３中央に設けられた係合穴３ａ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３ａは、入力軸１の係合部１ａ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と一体の出力軸２に伝達されるようになっている。また、この入力軸１の係合部１ａの後半部に保持器９が嵌め込まれ、入力軸１と保持器９が一体回転するようになっている。

前記内輪３の外周面には外輪５の内周円筒面と径方向で対向するカム面３ｂが周方向に複数設けられ、これらの各カム面３ｂと外輪５の内周円筒面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間１４が形成されている。そして、各楔形空間１４の周方向両側には保持器９の柱部９ａが挿入され、各楔形空間１４には、一対のころ１０が各ころ１０を楔形空間１４の狭小部に押し込むばね１１を挟んだ状態で配されている。

また、前記保持器９は、図３および図４にも示すように、内輪３と外輪５の間で軸方向に延びる複数の柱部９ａと、各柱部９ａの両端に連続して設けられる二つの環状部９ｂ、９ｃと、一方（柱部９ａの一端側）の環状部９ｂの一端部を外周縁部とする穴あきの円板部９ｄと、この円板部９ｂの内周縁部から軸方向に延び、入力軸１の係合部１ａに嵌合固定される筒部９ｅとからなる。

そして、この保持器９の各柱部９ａと二つの環状部９ｂ、９ｃとで形成される複数のポケット１５のそれぞれに、一対のころ１０がばね１１を挟んだ状態で収納されている。これにより、一方の環状部９ｂが各ころ１０の軸方向一端側への移動を規制する第１のころ規制部となり、他方の環状部９ｃが各ころ１０の軸方向他端側への移動を規制する第２のころ規制部となっている。

この逆入力防止クラッチは、上記の構成であり、各ころ１０がばね１１の弾力で楔形空間１４の狭小部に押し込まれているので、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が固定部材８の外輪５および出力側部材４の内輪３に係合することにより出力側部材４がロックされ、入力軸１は回転しない。

一方、図示省略したモータから入力軸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１４の広大側へ押し出すことにより、そのころ１０と外輪５および内輪３との係合が解除されて、出力側部材４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１ａと内輪３の係合穴３ａ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に伝達されるようになる（このとき、回転方向前側のころ１０は楔形空間１４の広大部に相対移動するので、外輪５および内輪３と係合することはない）。

上記のように入力側から出力側へ回転が伝達されている間は、入力軸１、保持器９および出力側部材４と一緒にころ１０も回転（公転）する。このとき、ころ１０は保持器９の二つの環状部９ｂ、９ｃすなわち第１および第２のころ規制部によって軸方向移動を規制されており、その両端面がいずれも固定部材８とは接触しない。このため、従来のようにころの他端面が固定部材と摺動する場合に比べて、回転伝達を行うのに必要なトルクが小さく、省電力化すなわち入力軸１に入力トルクを加えるモータの消費電力の低減を図ることができる。

また、回転伝達を行うのに必要なトルクを小さくするのに、ころ１０を楔形空間１４の狭小部へ押し込むばね１１の弾力を小さくする必要がないので、従来と同等のロック性能も確保することができる。

図５および図６は、保持器９の第２のころ規制部の変形例を示す。この変形例では、上述した実施形態の他方の環状部９ｃに代わる第２のころ規制部として、各柱部９ａの他端部から周方向両側に突出して、ころ１０の軸方向他端側への移動を規制する凸部９ｆを設けている。

１ 入力軸（入力側部材）
１ａ 係合部
２ 出力軸
３ 内輪
３ａ 係合穴
３ｂ カム面
４ 出力側部材
５ 外輪
６ ハウジング
７ 押え蓋
８ 固定部材
９ 保持器
９ａ 柱部
９ｂ 環状部（第１のころ規制部）
９ｃ 環状部（第２のころ規制部）
９ｆ 凸部（第２のころ規制部）
１０ ころ
１１ ばね（弾性部材）
１４ 楔形空間
１５ ポケット

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、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、前記出力側部材に前記固定部材の円筒面と径方向で対向するカム面を周方向に複数設けて、前記円筒面と各カム面との間に周方向で次第に狭小となる楔形空間を形成し、これらの各楔形空間にころとそのころを楔形空間の狭小部へ押し込む弾性部材を組み込み、前記各楔形空間の周方向両側に挿入される柱部と、前記各ころの軸方向一端側への移動を規制する第１のころ規制部とを有する保持器を、前記入力側部材と一体回転するように連結した逆入力防止クラッチにおいて、前記保持器に前記各ころの軸方向他端側への移動を規制する第２のころ規制部を設けたことを特徴とする逆入力防止クラッチ。
2. 前記保持器の第２のころ規制部が、前記各柱部の他端に連続して設けられる環状部である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. 前記保持器の第２のころ規制部が、前記各柱部の他端部から周方向に突出する凸部である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。

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