JP2016020722A - 逆入力遮断クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数が少なく、組立作業を容易に行える逆入力遮断クラッチを提供する。【解決手段】入力外環１と出力側部材４との間にトルク伝達手段を設けるとともに、出力側部材４の出力内輪３と固定部材６の固定内輪５とを突き合わせ、その出力内輪３と固定内輪５の外周面に跨って巻き付く外側コイルばね７と内周面に跨って嵌め込まれる内側コイルばね８とを設け、逆入力トルクが加えられたときには、外側コイルばね７と内側コイルばね８のうちのいずれか一方が出力内輪３と固定内輪５を同時に締め付けて出力側部材４をロックし、入力トルクが加えられたときは、入力外環１と一体に回転する外側解除スリーブ９および内側解除スリーブ１０が外側コイルばね７および内側コイルばね８の締め付けを緩めて出力側部材４のロック状態を解除した後、トルク伝達手段によるトルク伝達を行う構成として、従来よりも部品点数を減らし、組立作業が容易に行えるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、入力側に加えられる入力トルクを出力側に伝達し、出力側に加えられる逆入力トルクは入力側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、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遮断機構、すなわち入力側部材に加えられる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る逆入力トルクは入力側部材に伝達しない機構を設けたものである。このような逆入力遮断クラッチには、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では、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、その出力側部材の一部である出力内輪の外側に固定外輪を配し、出力内輪の外周のカム面と固定外輪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を複数形成し、各楔形空間に一対のローラ（転動体）と各ローラを楔形空間の狭小部に押し込むばね（弾性部材）を組み込むとともに、各楔形空間の周方向両側に、入力側部材と一体に回転する解除片（保持器の柱部）を挿入した逆入力遮断クラッチが提案されている。

この逆入力遮断クラッチでは、各ローラ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、回転方向後方側のローラが固定外輪および出力内輪に係合することにより出力内輪がロックされ、入力側部材にはトルクが伝達されない。一方、入力側部材に入力トルクが加えられたときには、解除片が回転方向後方側のローラをばねの弾力に抗して楔形空間の広大部へ押しやることにより、ローラと固定外輪および出力内輪との係合が解除されて、出力内輪がロック状態から解放され、出力側部材にトルクが伝達されるようになっている。

また、この特許文献１には、上記ローラの代わりに固定外輪の内周円筒面と出力内輪の外周円筒面との間に複数のスプラグを組み込み、各スプラグにスプラグが傾いたときに内外輪の円筒面と係合するカム面を形成し、このスプラグを非係合の状態に保持する弾性部材を組み込んで、上記と同様の作用効果を発揮するようにしたものも記載されている。

特開平２−２７１１１６号公報

上記特許文献１に記載された逆入力遮断クラッチは、固定外輪と出力内輪の間に複数のローラやスプラグ等の転動体とそれに対応した複数の弾性部材を組み込んでいるため、部品点数が多く組立作業が煩雑となる。

そこで、本発明は、部品点数が少なく、組立作業を容易に行える逆入力遮断クラッチを提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明の逆入力遮断クラッチは、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、前記出力側部材は、出力軸と円筒状の出力内輪とを一体回転するように連結したものとし、前記出力内輪に突き合わせられる円筒状の固定内輪を有する固定部材を設けるとともに、自然状態よりも拡径した状態で前記出力内輪およびの固定内輪の外周面に跨って巻き付く外側コイルばねと、前記外側コイルばねと同じ巻き方で形成され、自然状態よりも縮径した状態で前記出力内輪およびの固定内輪の内周面に跨って嵌め込まれる内側コイルばねとを設け、前記入力側部材に入力トルクが加えられたときに、前記外側コイルばねおよび内側コイルばねの前記出力内輪および固定内輪に対する締め付けを緩めるロック解除手段を設け、前記出力側部材に逆入力トルクが加えられたときには、その逆入力トルクの方向に応じて、前記外側コイルばねと内側コイルばねのうちのいずれか一方のコイルばねが前記出力内輪と固定内輪を同時に締め付けることにより、前記出力側部材がロックされて入力側部材は回転せず、前記入力側部材に入力トルクが加えられたときには、前記ロック解除手段により前記出力側部材のロック状態が解除された後、前記トルク伝達手段により入力側部材の回転が出力側部材に伝達されるようにしたものである。

すなわち、入力側部材と出力側部材との間のトルク伝達手段のほかは、出力側部材の出力内輪に突き合わせられる固定内輪を有する固定部材と、出力内輪と固定内輪を同時に締め付ける外側コイルばねおよび内側コイルばねと、入力トルクが加えられたときに外側コイルばねおよび内側コイルばねの締め付けを緩めるロック解除手段とで逆入力遮断機構を構成することにより、前述の従来のものよりも部品点数を少なくし、組立作業を容易に行えるようにしたのである。

上記の構成において、前記ロック解除手段としては、前記内側コイルばねの両端に周方向と交差する方向に延びるフック部を設け、前記外側コイルばねの径方向外側に配される外側解除スリーブと、前記内側コイルばねの径方向内側に配される内側解除スリーブを、前記入力側部材と一体回転するように連結し、前記外側解除スリーブには、前記外側コイルばねの両端部のそれぞれと周方向で当接する外側解除片を設け、前記内側解除スリーブには、前記内側コイルばねの各フック部とコイル端部の延びる側から周方向で当接する内側解除片を設け、前記入力側部材に入力トルクが加えられたときには、その入力トルクの方向によらず、前記入力側部材と一体に前記外側解除スリーブおよび内側解除スリーブが回転し、前記外側解除片が前記外側コイルばねのいずれか一方の端部を周方向に押して外側コイルばねを拡径させるとともに、前記内側解除片が前記内側コイルばねのいずれか一方のフック部を周方向に押して内側コイルばねを縮径させるものを採用することができる。

また、前記トルク伝達手段としては、前記出力側部材に軸方向に延びる係合凸部を設け、前記入力側部材に前記係合凸部が回転方向の隙間をもって挿入される係合凹部を設け、前記入力側部材に入力トルクが加えられたときに、前記係合凹部の側壁で前記係合凸部を回転方向に押して前記出力側部材にトルクを伝達するものを採用することができる。

前記固定部材に、前記固定内輪と同軸に延び、前記固定内輪および出力内輪を貫通する固定軸を設け、この固定軸の外周に前記入力側部材および出力軸を回転自在に嵌め込むことにより、各部品をスムーズに回転させることができる。また、前記固定部材が外部固定物に固定される取付部に前記固定内輪および固定軸を設けたものである場合、前記固定軸の先端部も前記外部固定物に固定されるようにすれば、クラッチ全体の回転中の傾きを抑えることができ、さらにスムーズな回転が得られるようになる。

本発明の逆入力遮断クラッチは、上述したように、入力側部材と出力側部材との間にトルク伝達手段を設け、出力側部材の出力内輪に突き合わせられる固定内輪を有する固定部材と、出力内輪と固定内輪を同時に締め付ける外側コイルばねおよび内側コイルばねと、入力トルクが加えられたときに外側コイルばねおよび内側コイルばねの締め付けを緩めるロック解除手段とで逆入力遮断機構を構成したものであるから、固定外輪と出力内輪の間に複数の転動体と弾性部材を組み込んだ従来のものに比べて、部品点数が少なく組み立てが容易である。

実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図 図１の逆入力遮断クラッチの分解斜視図 ａ、ｂは、それぞれ図１のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿った断面図 図１の外側コイルばねと外側解除スリーブの組立状態の斜視図 図１の内側コイルばねと内側解除スリーブの組立状態の斜視図 ａ、ｂは、それぞれ図３に対応した入力トルクに対する動作の説明図

以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。この逆入力遮断クラッチは、図１および図２に示すように、外周に入力歯車Ｇ１が嵌合固定される入力側部材としての入力外環１と、外周に出力歯車Ｇ２が嵌合固定される出力軸２と円筒状の出力内輪３とを連結した出力側部材４と、出力内輪３に突き合わせられる円筒状の固定内輪５を有する固定部材６と、出力内輪３および固定内輪５の径方向外側に配される外側コイルばね７と、出力内輪３および固定内輪５の径方向内側に配される内側コイルばね８と、外側コイルばね７の径方向外側に配される外側解除スリーブ９と、内側コイルばねの径方向内側に配される内側解除スリーブ１０とで構成されている。なお、以下では、各部材の図１における右側を一端側、左側を他端側とする。

前記固定部材６は、２段円盤状の取付部６ａの小径側端面に、出力内輪３と同じ内外径に形成された固定内輪５と、固定内輪５と同軸に延びる固定軸１１を設けたものである。その取付部６ａは、軸方向に貫通する取付孔６ｂが大径部の外周に沿って複数設けられ、これらの取付孔６ｂで図示省略した外部固定物としてのハウジングに固定される。また、固定軸１１は、基端側から固定内輪５、出力内輪３および出力軸２を順に貫通し、出力軸２位置決め用の止め輪１２が嵌め込まれた部位よりも先端側を前記ハウジングに固定されるようになっている。

前記入力外環１は、円筒部１３の一端に蓋部１４を一体形成したもので、円筒部１３の他端部が固定部材６の取付部６ａの小径部外周に回転自在に嵌め込まれ、蓋部１４が固定軸１１の外周に回転自在に嵌め込まれている。その円筒部１３の内周面には、後述するように外側解除スリーブ９と連結するための軸方向溝１３ａが形成されている。また、蓋部１４には２種類の扇形の貫通孔１４ａ、１４ｂがそれぞれ複数あけられており、そのうちの径方向内側の第１の貫通孔１４ａは内側解除スリーブ１０と連結するためのもの、径方向外側の第２の貫通孔１４ｂは出力側部材４にトルク伝達を行うための係合凹部となるものである。

前記出力側部材４は、図３（ｂ）にも示すように、出力内輪３の一端に軸方向に延びて入力外環１の第２の貫通孔１４ｂを通過する係合凸部３ａが複数設けられており、これらの係合凸部３ａがそれぞれ出力軸２のフランジ部２ａにあけた嵌合孔２ｂに隙間なく嵌まり込むことにより、出力軸２と出力内輪３とが入力外環１の蓋部１４を挟んだ状態で一体回転するように連結されている。そして、その出力軸２は固定軸１１の外周に回転自在に嵌め込まれ、これによって出力側部材４が入力外環１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、出力内輪３の各係合凸部３ａはそれぞれ入力外環１の第２の貫通孔１４ｂに回転方向の隙間をもって挿入されており（図３（ｂ）参照）、入力外環１に入力トルクが加えられたときに、僅かな角度遅れをもって入力外環１の第２の貫通孔１４ｂ（係合凹部）の側壁が出力内輪３の係合凸部３ａを回転方向に押すことにより、入力外環１の回転が出力側部材４に伝達されるようになっている（図６（ｂ）参照）。

前記外側コイルばね７は、自然状態よりも拡径した状態で出力内輪３および固定内輪５の外周面に跨って巻き付ており、前記内側コイルばね８は、外側コイルばね７と同じ巻き方で形成され、自然状態よりも縮径した状態で出力内輪３および固定内輪５の内周面に跨って嵌め込まれている。また、内側コイルばね８の両端には、軸方向に延びるフック部８ａが設けられている。なお、内側コイルばねのフック部は、径方向内側へ延びるもの等とすることもできる。

前記外側解除スリーブ９は、図３（ａ）および図４にも示すように、その内周側の両端に外側コイルばね７の端部と周方向で当接する外側解除片９ａが設けられている。また、その外周面には軸方向に延びる突状９ｂが設けられており、この突状９ｂが入力外環１の円筒部１３の軸方向溝１３ａに嵌まり込むことにより、入力外環１と一体回転するように連結されている。

前記内側解除スリーブ１０は、図３（ａ）および図５にも示すように、その両端に内側コイルばね８のフック部８ａが挿入される切欠きを有するフランジ状の内側解除片１０ａが設けられている。そして、内側解除片１０ａがその切欠きの一方の側壁で内側コイルばね８のフック部８ａとコイル端部の延びる側から周方向で当接する状態で、固定軸１１の外周に回転自在に嵌め込まれている。また、その一端側の内側解除片１０ａには軸方向に延びる嵌合凸部１０ｂが複数設けられており、これらの嵌合凸部１０ｂがそれぞれ入力外環１の蓋部１４の第１の貫通孔１４ａに嵌まり込むことにより、入力外環１と一体回転するように連結されている。

次に、この逆入力遮断クラッチの動作について説明する。このクラッチでは、出力歯車Ｇ２から出力軸２に逆入力トルクが加えられたときには、出力軸２と一体に出力内輪３が回転しようとする。しかし、図３（ａ）において、出力内輪３が右回転しようとすると、外側コイルばね７が出力内輪３と固定内輪５を同時に締め付けるので、出力側部材４がロックされて入力外環１にはトルクが伝達されず、入力外環１は回転しない。また、出力内輪３が左回転しようとした場合は、内側コイルばね８が出力内輪３と固定内輪５を同時に締め付けるので、出力側部材４がロックされて入力外環１は回転しない。

一方、入力歯車Ｇ１から入力外環１に入力トルクが加えられたときは、まず、入力外環１と一体に外側解除スリーブ９および内側解除スリーブ１０が僅かに回転する。この回転の方向が右回りの場合の動作を図６（ａ）、（ｂ）に示す。外側解除スリーブ９が右回転すると、その他端側の外側解除片９ａが外側コイルばね７の他端部を周方向に押して（図６（ａ）中の点線矢印）、外側コイルばね７を拡径させる。また、内側解除スリーブ１０が右回転すると、その一端側の内側解除片１０ａが内側コイルばね８の一端のフック部８ａを周方向に押して（図６（ａ）中の実線矢印）、内側コイルばね８を縮径させる。これにより、外側コイルばね７および内側コイルばね８の出力内輪３および固定内輪５に対する締め付けが緩んで、出力側部材４のロック状態が解除される。その後、図６（ｂ）に示すように、入力外環１がさらに回転してその第２の貫通孔１４ｂの一方の側壁が出力内輪３の係合凸部３ａを回転方向に押すことにより、入力外環１の回転が出力側部材４に伝達されるようになる。

この逆入力遮断クラッチは、上述したように、入力外環１と出力側部材４との間のトルク伝達手段のほかは、出力側部材４の出力内輪３に突き合わせられる固定内輪５を有する固定部材６と、出力内輪３と固定内輪５を同時に締め付ける外側コイルばね７および内側コイルばね８と、入力トルクが加えられたときに外側コイルばね７および内側コイルばね８の締め付けを緩めるロック解除手段（外側解除スリーブ９および内側解除スリーブ１０）とで逆入力遮断機構を構成したので、固定外輪と出力内輪の間に複数の転動体と弾性部材を組み込んだ従来のものに比べて、部品点数が少なく組立作業やメンテナンス作業が容易である。

また、固定部材６の固定軸１１の外周に入力外環１、出力軸２および内側解除スリーブ１０を回転自在に嵌め込むとともに、固定部材６は取付部６ａと固定軸１１の先端部をそれぞれハウジングに固定するようにしたので、クラッチ全体の回転中の傾きを抑えて、各部品をスムーズに回転させることができるという利点もある。

なお、入力側部材と出力側部材との間のトルク伝達手段は、上述した実施形態のものに限らず、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できるものであればよい。

１ 入力外環（入力側部材）
２ 出力軸
３ 出力内輪
３ａ 係合凸部
４ 出力側部材
５ 固定内輪
６ 固定部材
６ａ 取付部
７ 外側コイルばね
８ 内側コイルばね
８ａ フック部
９ 外側解除スリーブ
９ａ 外側解除片
１０ 内側解除スリーブ
１０ａ 内側解除片
１０ｂ 嵌合凸部
１１ 固定軸
１３ 円筒部
１４ 蓋部
１４ａ 第１の貫通孔
１４ｂ 第２の貫通孔（係合凹部）
Ｇ１ 入力歯車
Ｇ２ 出力歯車

Claims (5)

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、
   前記出力側部材は、出力軸と円筒状の出力内輪とを一体回転するように連結したものとし、前記出力内輪に突き合わせられる円筒状の固定内輪を有する固定部材を設けるとともに、自然状態よりも拡径した状態で前記出力内輪およびの固定内輪の外周面に跨って巻き付く外側コイルばねと、前記外側コイルばねと同じ巻き方で形成され、自然状態よりも縮径した状態で前記出力内輪およびの固定内輪の内周面に跨って嵌め込まれる内側コイルばねとを設け、
   前記入力側部材に入力トルクが加えられたときに、前記外側コイルばねおよび内側コイルばねの前記出力内輪および固定内輪に対する締め付けを緩めるロック解除手段を設け、
   前記出力側部材に逆入力トルクが加えられたときには、その逆入力トルクの方向に応じて、前記外側コイルばねと内側コイルばねのうちのいずれか一方のコイルばねが前記出力内輪と固定内輪を同時に締め付けることにより、前記出力側部材がロックされて入力側部材は回転せず、
   前記入力側部材に入力トルクが加えられたときには、前記ロック解除手段により前記出力側部材のロック状態が解除された後、前記トルク伝達手段により入力側部材の回転が出力側部材に伝達されるようにした逆入力遮断クラッチ。
2. 前記ロック解除手段は、前記内側コイルばねの両端に周方向と交差する方向に延びるフック部を設け、前記外側コイルばねの径方向外側に配される外側解除スリーブと、前記内側コイルばねの径方向内側に配される内側解除スリーブを、前記入力側部材と一体回転するように連結し、前記外側解除スリーブには、前記外側コイルばねの両端部のそれぞれと周方向で当接する外側解除片を設け、前記内側解除スリーブには、前記内側コイルばねの各フック部とコイル端部の延びる側から周方向で当接する内側解除片を設け、
   前記入力側部材に入力トルクが加えられたときには、その入力トルクの方向によらず、前記入力側部材と一体に前記外側解除スリーブおよび内側解除スリーブが回転し、前記外側解除片が前記外側コイルばねのいずれか一方の端部を周方向に押して外側コイルばねを拡径させるとともに、前記内側解除片が前記内側コイルばねのいずれか一方のフック部を周方向に押して内側コイルばねを縮径させるもの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。
3. 前記トルク伝達手段は、前記出力側部材に軸方向に延びる係合凸部を設け、前記入力側部材に前記係合凸部が回転方向の隙間をもって挿入される係合凹部を設け、前記入力側部材に入力トルクが加えられたときに、前記係合凹部の側壁で前記係合凸部を回転方向に押して前記出力側部材にトルクを伝達するものとしたことを特徴とする請求項１または２に記載の逆入力遮断クラッチ。
4. 前記固定部材に、前記固定内輪と同軸に延び、前記固定内輪および出力内輪を貫通する固定軸を設け、この固定軸の外周に前記入力側部材および出力軸を回転自在に嵌め込んだことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の逆入力遮断クラッチ。
5. 前記固定部材は、外部固定物に固定される取付部に前記固定内輪および固定軸を設けたものであり、前記固定軸の先端部も前記外部固定物に固定されることを特徴とする請求項４に記載の逆入力遮断クラッチ。

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