JP2017198251A - 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、クラッチ内部の潤滑剤封入量を増やして潤滑不良を防止する。【解決手段】出力側部材の一部である内輪３のカム面３ｂと、固定部材の一部である外輪５の内周円筒面との間に形成される楔形空間１３に、一対のころ９と各ころ９を楔形空間１３の狭小部へ押し込むコイルばね１０を組み込み、クラッチ内部に潤滑剤を封入したロック式の逆入力防止クラッチにおいて、内輪３の一端面に設けた複数の凹部３ｃを、一対のころ９の間に臨む位置で内輪３の外周面に開口させ、これらの各凹部３ｃに潤滑剤を充填してクラッチ内部の潤滑剤封入量を増やすことにより、運転中に潤滑剤がクラッチ外部へ漏れ出していっても、内輪３の凹部３ｃから楔形空間１３の周方向中央部分に潤滑剤が供給されて、潤滑不良が生じないようにしたのである。【選択図】図２

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。この逆入力防止クラッチには、逆入力トルクに対して出力側部材をロックさせる方式（以下、この方式を「ロック式」と称する。）のものがある（例えば、特許文献１参照。）。

上記特許文献１に記載されたロック式の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、出力側部材の径方向外側に固定部材を配し、出力側部材の外周面に複数のカム面を設けて、固定部材の内周円筒面と出力側部材の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ロック係合子となる一対のころとそのころを楔形空間の狭小部へ押し込むばねを組み込むとともに、各楔形空間の周方向両側（ころを挟んでばねと周方向で対向する位置）に、入力側部材と一体回転する保持器の柱部を挿入したものである。

こ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部材および出力側部材に係合することにより出力側部材が固定部材とロックされ、入力側部材へ回転伝達しない。

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部へ押し出すことにより、そのころと固定部材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た後、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、固定部材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

ところで、上記のようなロック式の逆入力防止クラッチでは、通常、出力側部材の外周面と固定部材の内周面の間の環状空間の軸方向両端を固定部材で覆い、この固定部材の内側（クラッチ内部）にグリース等の潤滑剤を封入して、ころと固定部材の内周円筒面および出力側部材のカム面との間の潤滑を行っている。

しかしながら、クラッチ内部に封入された潤滑剤は、入力側部材から出力側部材に回転が伝達されているときにクラッチ外部へわずかずつ漏れ出して、徐々に減少していくことが避けられない。クラッチ内部の潤滑剤が少なくなると、潤滑不良によりクラッチ部品が摩耗したり焼き付いたりしてトラブルが生じるおそれがあり、特に高速回転や高トルクの条件で運転される場合には、潤滑不良によるトラブルが生じやすい。

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、クラッチ内部の潤滑剤封入量を増やして潤滑不良を防止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状態で配されている入力側部材および出力側部材と、前記出力側部材の径方向外側に配されている固定部材と、前記出力側部材に加えられる逆入力トルクに対して出力側部材と固定部材とを、前記出力側部材の外周面と固定部材の内周面の間に配されている複数のロック係合子を介してロックするロック手段と、前記入力側部材に加えられる入力トルクに対して前記ロック手段によるロック状態を解除するロック解除手段と、前記ロック状態が解除された状態のときに、前記入力側部材に加えられる入力トルクを前記出力側部材に伝達するトルク伝達手段とを備え、前記出力側部材の外周面と固定部材の内周面の間の環状空間の軸方向両端は固定部材で覆われており、この固定部材の内側に潤滑剤が封入されている逆入力防止クラッチにおいて、前記出力側部材は、前記固定部材の内側に配され、前記ロック状態のときに前記ロック係合子と係合する内輪を有し、前記内輪の一端面に設けられている凹部が、前記内輪の周方向で隣り合うロック係合子の間に臨む位置で内輪の外周面に開口しており、この凹部に前記潤滑剤が充填されている構成を採用した。

上記の構成によれば、クラッチ内部の潤滑剤封入量が全体として従来よりも多くなり、クラッチ運転中に潤滑剤が少しずつクラッチ外部へ漏れ出していっても、出力側部材の内輪の凹部に充填された潤滑剤が、内輪の回転に伴って作用する遠心力によって、内輪の周方向で隣り合うロック係合子の間の空間に供給されるので、従来よりも長期間にわたって潤滑不良およびそれによるトラブルを防止することができる。

さらに、前記内輪の凹部が内輪の周方向に沿って複数設けられており、前記内輪に各凹部を連通させる通路が設けられている構成を採用すれば、各凹部で潤滑剤を共有できるので、ロック係合子と内輪外周面との間の潤滑状態が内輪の周方向で均一となり、より安定したクラッチ動作が行えるようになる。

本発明の逆入力防止クラッチは、上述したように、出力側部材の内輪に設けた凹部に潤滑剤を充填してクラッチ内部の潤滑剤封入量を増やし、運転中に潤滑剤がクラッチ外部へ漏れ出していっても、内輪の凹部からロック係合子の間の空間に潤滑剤が供給されるようにしたものであるから、高速回転や高トルクの条件で運転される場合にも潤滑不良が生じにくく、長期間安定して使用することができる。

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 ａ、ｂは、それぞれ図２に対応してクラッチ動作を説明する断面図 図２に対応して内輪の凹部間に通路を設けた変形例を示す断面図 図４の要部の外観斜視図

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、入力側部材としての入力軸１と、出力軸２と内輪３が一体形成された出力側部材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、ハウジング６の一端に取り付けられる押え蓋７と、内輪３と外輪５との間に挿入される複数の柱部８ａを有する保持器８と、内輪３と外輪５との間に組み込まれるころ（ロック係合子）９およびコイルばね１０と、ハウジング６他端の小径部内周に嵌め込まれて出力軸２を回転自在に支持する焼結軸受１１とで構成されている。なお、コイルばね１０は板ばね等の他の弾性部材に代えることもできる。

前記ハウジング６は、一端のフランジの外周縁に複数の切欠き６ａが形成されており、これらの切欠き６ａに押え蓋７の外周縁に形成された爪７ａを嵌め込んで折り曲げることにより、押え蓋７と一体化されている。押え蓋７は、その外周から張り出す３つの舌状の張出部に取付孔７ｂが設けられている。そして、このハウジング６と押え蓋７が、押え蓋７の取付孔７ｂで図示省略した外部部材に一体に固定される固定部材１２となっている。

前記入力軸１は、外周に二面幅（軸心と平行でかつ互いに平行な２つの係合面）が形成された係合部１ａと、係合部１ａの端面から突出する小径円筒部１ｂとを有し、その係合部１ａの先端側部分が、前記内輪３の中央に設けられた係合穴３ａに挿入され、小径円筒部１ｂが内輪３の係合穴３ａの底から出力軸２の円形穴２ａに嵌め込まれて、出力側部材４（出力軸２および内輪３）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、断面が入力軸１の係合部１ａとほぼ同じ形状で、入力軸１の係合部１ａ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ており、これにより、入力軸１に加えられる入力トルクを僅かな角度遅れをもって出力側部材４に伝達するトルク伝達手段が構成されている。

また、入力軸１の係合部１ａの軸方向中央側部分には、保持器８の円筒部８ｂが隙間なく嵌め込まれて、入力軸１と保持器８が一体回転するようになっている。そして、入力軸１はモータ等の駆動源（図示省略）から入力トルクを加えられ、出力軸２は外周に二面幅が形成された係合部２ｂに取り付けられる出力歯車等の回転伝達部材（図示省略）にトルクを出力するようになっている。

前記外輪５の内周は円筒面となっており、内輪３の外周にはカム面３ｂが周方向に複数設けられ、外輪５の内周円筒面と内輪３の各カム面３ｂとの間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間１３が形成されている。そして、これらの各楔形空間１３には前記ころ９が一対ずつ組み込まれ、前記コイルばね１０がその一対のころ９に挟まれるように組み込まれて各ころ９を楔形空間１３の狭小部へ押し込んでいる。これにより、出力側部材４に加えられる逆入力トルクに対して、出力側部材４の一部である内輪３と固定部材１２の一部である外輪５とをロックするロック手段が構成されている。

また、前記各楔形空間１３の周方向両側（ころ９を挟んでコイルばね１０と周方向で対向する位置）には、前記保持器８の柱部８ａが挿入されている。これにより、入力軸１に入力トルクが加えられたときに、保持器８が入力軸１と一体に回転して、保持器８の柱部８ａが一対のころ９のうちの回転方向後側のころ９を楔形空間１３の広大部へ押し出して、前記ロック手段によるロック状態を解除するようになっている。すなわち、この保持器８が、入力軸１に加えられる入力トルクに対して前記ロック状態を解除するロック解除手段となっている。

前記固定部材１２（ハウジング６および押え蓋７）は内輪３の外周面と外輪５の内周面の間の環状空間（楔形空間１３を含む）の軸方向両端を覆っており、この固定部材１２の内側（クラッチ内部）に図示省略したグリース等の潤滑剤が封入されて、ころ９と外輪５の内周円筒面および内輪３のカム面３ｂとの間の潤滑が行われるようになっている。

そして、固定部材１２の内側に配された内輪３の一端面には、内輪３の周方向に沿って複数の凹部３ｃが設けられている。この内輪３の凹部３ｃは、内輪３の軸方向に延びる円形穴状のもので、楔形空間１３に組み込まれた一対のころ９の間に臨む位置で内輪３の外周面に開口しており、これらの各凹部３ｃにも潤滑剤が充填されている。これにより、クラッチ内部の潤滑剤封入量が、内輪に凹部のない従来のものよりも多くなっている。

この逆入力防止クラッチは、上記の構成であり、各ころ９がコイルばね１０の弾力で楔形空間１３の狭小部に押し込まれているので、出力側部材４に逆入力トルクが加えられても、回転方向後側のころ９が固定部材１２の一部である外輪５および出力側部材４の一部である内輪３に係合することにより出力側部材４が固定部材１２とロックされ、入力軸１へ回転伝達しない。

一方、入力軸１に入力トルクが加えられたときには、まず、図３（ａ）に示すように、入力軸１と一体に回転する保持器８の柱部８ａが回転方向後側のころ９をコイルばね１０の弾力に抗して楔形空間１３の広大部へ押し出すことにより、そのころ９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、図３（ｂ）に示すように、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９は楔形空間１３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）。

ここで、上記のように入力軸１から出力側部材４へ回転が伝達されているときには、クラッチ内部に封入された潤滑剤がクラッチ外部へわずかずつ漏れ出し、クラッチ内部の潤滑剤の総量は徐々に減少していくが、内輪３の凹部３ｃに充填された潤滑剤が、内輪３の回転に伴って作用する遠心力によって、内輪３の周方向で隣り合うころ９の間の空間（楔形空間１３の周方向中央部分）に供給されるので、高速回転や高トルクの条件で運転される場合にも、長期間にわたって潤滑不良およびそれによるトラブルを防止することができる。

図４および図５は、内輪３に各凹部３ｃを連通させる通路３ｄを設けた変形例を示す。この変形例では、内輪３の各凹部３ｃで潤滑剤を共有できるので、ころ９と内輪３のカム面３ｂとの間の潤滑状態が内輪３の周方向で均一となり、クラッチ動作をさらに安定させることができる。

なお、内輪の凹部は、上述した実施形態のものに限らず、種々の形状に形成することができるし、保持器の柱部を挟んで内輪の周方向で隣り合うころの間に臨む位置で開口するように形成することもできる。

また、本発明は、実施形態のようにロック係合子としてころを用いた逆入力防止クラッチ以外のロック式のもの、例えば、内輪の外周円筒面と固定部材の内周円筒面の間に複数のロック係合子としてのスプラグを配してロック手段を構成した逆入力防止クラッチにも、もちろん適用することができる。

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
３ｃ 凹部
３ｄ 通路
４ 出力側部材
５ 外輪
６ ハウジング
７ 押え蓋
８ 保持器
８ａ 柱部
９ ころ（ロック係合子）
１０ コイルばね
１１ 焼結軸受
１２ 固定部材
１３ 楔形空間

Claims (2)

1. 同一軸心のまわりに回転する状態で配されている入力側部材および出力側部材と、前記出力側部材の径方向外側に配されている固定部材と、前記出力側部材に加えられる逆入力トルクに対して出力側部材と固定部材とを、前記出力側部材の外周面と固定部材の内周面の間に配されている複数のロック係合子を介してロックするロック手段と、前記入力側部材に加えられる入力トルクに対して前記ロック手段によるロック状態を解除するロック解除手段と、前記ロック状態が解除された状態のときに、前記入力側部材に加えられる入力トルクを前記出力側部材に伝達するトルク伝達手段とを備え、前記出力側部材の外周面と固定部材の内周面の間の環状空間の軸方向両端は固定部材で覆われており、この固定部材の内側に潤滑剤が封入されている逆入力防止クラッチにおいて、
   前記出力側部材は、前記固定部材の内側に配され、前記ロック状態のときに前記ロック係合子と係合する内輪を有し、前記内輪の一端面に設けられている凹部が、前記内輪の周方向で隣り合うロック係合子の間に臨む位置で内輪の外周面に開口しており、この凹部に前記潤滑剤が充填されていることを特徴とする逆入力防止クラッチ。
2. 前記内輪の凹部が内輪の周方向に沿って複数設けられており、前記内輪に各凹部を連通させる通路が設けられてい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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