JP2018091452A - 逆入力遮断クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】逆入力トルクに対して出力側部材の回転を阻止する状態と出力側部材の回転を許す状態を容易に切り替えられる逆入力遮断クラッチを提供する。【解決手段】出力軸（出力側部材）４の径方向外側に配された外輪５が回転不能に拘束された状態では、入力軸（入力側部材）３の回転を出力軸４に伝達し、出力軸４に加えられる逆入力トルクに対しては出力軸４を外輪５とロックさせて出力軸４の回転を阻止する逆入力遮断機構１と、非操作時は逆入力遮断機構１の外輪５を回転不能に拘束し、手動操作によりその外輪５を回転自在に解放する動作制御機構２とを組み合わせた構成とすることにより、動作制御機構２を操作しなければ、逆入力トルクに対して出力軸４の回転を阻止する状態とすることができ、動作制御機構２を手動操作するだけで、逆入力トルクに対して出力軸４の回転を許す状態に容易に切り替えられるようにした。【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遮断クラッチに関する。

逆入力遮断クラッチは、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。この逆入力遮断クラッチには、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。

上記のようなロック式の逆入力遮断クラッチには、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の外輪を配し、出力側部材の外周面に複数のカム面を設けて、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一対のころとその一対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（ころを挟んでばねに周方向で対向する位置）に、入力側部材と一体回転するロック解除片の柱部を挿入した構成のものが多い（例えば、特許文献１参照。）。

この構成によれば、入力側部材および出力側部材が停止した状態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外輪にロックされるので、入力側部材および出力側部材の回転方向位置を保持することができる。

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ロック解除片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（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、外輪および出力側部材と係合することはない）。

特開２０１０−２８１３７５号公報

ところが、上記のような構成の逆入力遮断クラッチを組み込んだ装置では、モータ等の駆動源に連結される入力側部材を停止させた状態でメンテナンス等を行う際に、作業者が出力側から逆入力遮断クラッチの出力側部材に連結された被駆動部材を動かすことができず、作業性が低くなるという難点がある。

そこで、本発明は、逆入力トルクに対して出力側部材の回転を阻止する状態と出力側部材の回転を許す状態を容易に切り替えられ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に、本発明の逆入力遮断クラッチは、入力側部材、出力側部材および出力側部材の径方向外側に配された外輪を含み、前記外輪が回転不能に拘束された状態では、前記入力側部材の回転を出力側部材に伝達し、前記出力側部材に加えられる逆入力トルクに対しては出力側部材を外輪とロックさせて出力側部材の回転を阻止する逆入力遮断機構と、非操作時は前記外輪を回転不能に拘束し、手動操作により前記外輪を回転自在に解放する動作制御機構とを備え、前記外輪が回転自在に解放された状態で出力側部材に逆入力トルクが加えられたときには、前記出力側部材が外輪とロックした状態で回転する構成を採用した。

すなわち、動作制御機構の非操作時は、外輪を回転不能に拘束することにより、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出力側部材の回転を阻止する状態となり、動作制御機構を手動操作して外輪を回転自在に解放するだけで、逆入力トルクに対して出力側部材の回転を許す状態に切り替えられるようにしたのである。

前記逆入力遮断機構としては、前記入力側部材と出力側部材とが同一軸線のまわりに回転する状態で配されており、前記入力側部材と出力側部材との間に、入力側部材の回転を出力側部材に伝達するトルク伝達手段が設けられており、前記出力側部材の外周面に複数のカム面が設けられて、前記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が形成されており、これらの各楔形空間に一対のころとその一対のころに挟まれて各ころを楔形空間の狭小部へ押し込む弾性部材が組み込まれており、前記各楔形空間の周方向両側に挿入される柱部を有するロック解除片が、前記入力側部材に相対回転不能に連結されているものを採用することができる。

また、前記動作制御機構としては、前記外輪の外周側に相対回転不能に連結され、前記外輪の径方向外側に張り出すブレーキ板と、前記ブレーキ板の一側面と対向し、軸方向移動可能かつ回転不能に保持された制動板と、前記制動板をブレーキ板に押し付けるブレーキばねと、手動操作により前記制動板をブレーキばねの弾力に抗してブレーキ板から離反させるブレーキ解除部材とを備えたものを採用することができる。

本発明の逆入力遮断クラッチは、上述したように、逆入力遮断機構とその動作を制御する動作制御機構とを組み合わせたものであり、動作制御機構を操作しなければ、入力トルクによる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出力側部材の回転を阻止する状態とすることができ、動作制御機構を手動操作するだけで、逆入力トルクに対して出力側部材の回転を許す状態に容易に切り替えることができる。

したがって、この逆入力遮断クラッチを組み込んだ装置では、通常は動作制御機構が非操作状態となるので、従来の逆入力遮断クラッチを組み込んだ場合と同様に使用することができ、メンテナンス等を行うときは、動作制御機構を手動操作することにより、作業者が出力側部材に連結された被駆動部材を出力側から動かせる状態として、効率よく作業することができる。

実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図 図１の動作制御機構の組込状態の正面図 図１のIII−III線に沿った断面図 ａは図１のIV−IV線に沿った断面図、ｂはａの要部拡大断面図 ａ、ｂは、それぞれ図４（ｂ）に対応して入力トルクに対する動作を説明する断面図 図２に対応して動作制御機構の手動操作時の状態を示す正面図 図４（ｂ）に対応して動作制御機構を手動操作したときの逆入力トルクに対する動作を説明する断面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この逆入力遮断クラッチは、図１および図２に示すように、逆入力遮断機構１とその動作を制御する動作制御機構２とで構成されており、逆入力遮断機構１の入力側部材にモータ（図示省略）が、出力側部材にそのモータの駆動によって作動する被駆動部材（図示省略）がそれぞれ連結されるようになっている。

前記逆入力遮断機構１は、図１および図３に示すように、入力軸（入力側部材）３と、出力軸（出力側部材）４と、出力軸４の径方向外側に配される二段円筒状の外輪５と、出力軸４の入力側端部と外輪５大径部の径方向隙間に挿入される複数の柱部６ａを有するロック解除片６と、出力軸４の入力側端部と外輪５大径部の径方向隙間に組み込まれるころ７およびコイルばね（弾性部材）８とで構成されている。なお、コイルばねは、板ばね等の他の弾性部材に代えることもできる。

前記入力軸３は、外周に二面幅が形成された係合部３ａが出力軸４の入力側端面に設けられた係合穴４ａに挿入されるとともに、係合部３ａの端面から突出する小径円筒部が出力軸４の係合穴４ａの底に設けられた円形穴に摺動自在に嵌め込まれて、出力軸４と同一軸線のまわりに回転するようになっている。

ここで、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、出力軸４の係合穴４ａは入力軸３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、これにより入力軸３の回転を僅かな角度遅れをもって出力軸４に伝達するトルク伝達手段が構成されている。その出力軸４の入力側端部の外周にはカム面４ｂが周方向に複数設けられ、外輪５大径部の内周円筒面と出力軸４の各カム面４ｂとの間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間９が形成されている。これらの各楔形空間９には前記ころ７が一対ずつ組み込まれ、前記コイルばね８がその一対のころ７に挟まれるように組み込まれて各ころ７を楔形空間９の狭小部へ押し込んでいる。

そして、図３および図４に示すように、前記各楔形空間９の周方向両側（ころ７を挟んでコイルばね８と周方向で対向する位置）に、前記ロック解除片６の柱部６ａが挿入されており、そのロック解除片６は、入力軸３の係合部３ａの外周に隙間なく嵌め込まれて、入力軸３と一体回転するようになっている。

前記外輪５は、大径部の外周面に軸方向に延びる複数の突条が設けられており、これらの各突条で後述するように動作制御機構２に連結されている。また、外輪５大径部とロック解除片６との間および外輪５小径部と出力軸４中央部との間に、それぞれ焼結含油軸受１０ａ、１０ｂが組み込まれている。

この逆入力遮断機構１は、各ころ７がコイルばね８の弾力で楔形空間９の狭小部に押し込まれているので、後述するように外輪５が拘束された状態では、出力軸４に逆入力トルクが加えられても、回転方向後側のころ７が外輪５および出力軸４に係合することにより出力軸４が外輪５にロックされて回転しない。

また、外輪５が拘束された状態で入力軸３に入力トルクが加えられたときは、まず、図５（ａ）に示すように、入力軸３の回転に伴って、入力軸３と一体のロック解除片６の柱部６ａが回転方向後側のころ７をコイルばね８の弾力に抗して楔形空間９の広大部へ押し出すことにより、そのころ７と外輪５および出力軸４との係合が解除されて、出力軸４がロック状態から解放される。そして、図５（ｂ）に示すように、入力軸３がさらに回転して、入力軸３の係合部３ａが出力軸４の係合穴４ａと係合すると、入力軸３の回転が出力軸４に伝達されるようになる（このとき、回転方向前側のころ７は楔形空間９の広大部に相対移動するので、外輪５および出力軸４と係合することはない）。

一方、前記動作制御機構２は、図１および図２に示すように、逆入力遮断機構１の外輪５の外周側に連結されるブレーキ筒１１と、ブレーキ筒１１の外周側に連結され、外輪５の径方向外側に張り出すブレーキ板１２と、ブレーキ板１２の一側面（出力側の面）と対向する制動板１３と、ブレーキ板１２の他側面（入力側の面）と対向する状態で外部部材Ａに固定される固定板１４と、制動板１３をブレーキ板１２に押し付ける複数のブレーキばね１５と、各ブレーキばね１５を挟んで制動板１３の一側面と対向するばね受け板１６と、後述する手動操作により制動板１３をブレーキばね１５の弾力に抗してブレーキ板１２から離反させるブレーキ解除部材１７とを備えている。なお、ブレーキばね１５はコイルばねが用いられているが、他の弾性部材を採用することもできる。

前記ブレーキ筒１１は、内周面および外周面にそれぞれ複数の軸方向溝が形成されており、その内周の各軸方向溝に外輪５外周の突条が嵌まり込み、外周の各軸方向溝にブレーキ板１２内周の突部が嵌まり込むことにより、外輪５およびブレーキ板１２と相対回転不能に連結されている（図３および図４参照）。すなわち、ブレーキ筒１１を介して、ブレーキ板１２が外輪５の外周側に相対回転不能に連結されている。

前記制動板１３は、ブレーキ筒１１の出力側部分の外周に摺動自在に嵌め込まれるとともに、固定板１４の一側面にねじ込まれる複数のボルト１８を通されることにより、軸方向移動可能かつ回転不能に保持されている。そして、そのボルト１８が各ブレーキばね１５とばね受け板１６にも通され、各ブレーキばね１５が一端をばね受け板１６に支持されて、他端で制動板１３を押圧している。

前記固定板１４は、外周が略小判形に形成され、ブレーキ筒１１の入力側部分の径方向外側に配される本体部と、本体部の入力側に連続する大径円板部とからなり、その大径円板部の外周から径方向外側に張り出す複数の取付片１４ａで外部部材Ａにボルト止め固定されている。また、その本体部の外周の一対の直線部分には、それぞれ径方向と平行な方向に突出して、後述するようにブレーキ解除部材１７を支持する支軸１４ｂが設けられている（図３参照）。

前記ブレーキ解除部材１７は、図２、図３および図４（ａ）に示すように、略逆Ｙ字状の部材で、制動板１３と固定板１４の本体部の間から径方向外側へ延びるレバー部１７ａと、レバー部１７ａの下端から二股に分かれ、ブレーキ板１２の径方向外側に配される一対の脚部１７ｂとからなる。そして、各脚部１７ｂの下端に設けられた取付部１７ｃが、それぞれ固定板１４の支軸１４ｂに回動可能に取り付けられている。

また、ブレーキ解除部材１７の各脚部１７ｂの取付部１７ｃの近傍には、制動板１３の他側面と対向する突起１７ｄが設けられている。その２つの突起１７ｄは入力軸３の軸心を挟んで対向する位置に配され、ブレーキ解除部材１７を出力側へ回動させたときに、バランスよく制動板１３を押圧できるようになっている。なお、各脚部１７ｂおよび両脚部１７ｂの境界部分の内周には、固定板１４にねじ込まれるボルト１８との干渉を避けるための切欠き１７ｅが設けられている。

したがって、通常使用時は、ブレーキ解除部材１７が操作されないので、ブレーキばね１５が制動板１３をブレーキ板１２に押し付け、ブレーキ板１２が固定板１４に押し付けられている。そして、ブレーキ解除部材１７のレバー部１７ａに対して手動操作することにより、図６に示すように、ブレーキ解除部材１７全体を固定板１４の支軸１４ｂのまわりに出力側へ回動させると、ブレーキ解除部材１７の一側面の２つの突起１７ｄが制動板１３を押してブレーキばね１５の弾力に抗して軸方向移動させ、制動板１３がブレーキ板１２から離反する。すなわち、通常使用時はブレーキ板１２とこれに連結された逆入力遮断機構１の外輪５を回転不能に拘束し、ブレーキ解除部材１７に対する手動操作によりブレーキ板１２、ブレーキ筒１１および外輪５を回転自在に解放するようになっている。

この逆入力遮断クラッチは、上記の構成であり、外輪５が回転不能に拘束された状態では、入力トルクによる入力軸３の回転を出力軸４に伝達し、出力軸４に加えられる逆入力トルクに対して出力軸４を外輪５とロックさせて出力軸４の回転を阻止する逆入力遮断機構１と、非操作時は逆入力遮断機構１の外輪５を回転不能に拘束し、手動操作によりその外輪５を回転自在に解放する動作制御機構２とを組み合わせたものとなっている。

すなわち、通常使用時（動作制御機構２の非操作時）は、逆入力遮断機構１の外輪５が拘束されるので、従来の逆入力遮断クラッチと同様の機能が得られる状態となり、動作制御機構２のブレーキ解除部材１７を手動操作して外輪５を回転自在に解放すると、出力軸４に逆入力トルクが加えられたときに、図７に示すように出力軸４が外輪５とロックした状態でブレーキ筒１１やブレーキ板１２と一体に回転することになる（逆入力トルクに対して出力軸４の回転を許す状態となる）。

したがって、この逆入力遮断クラッチを組み込んだ装置では、通常は動作制御機構２が非操作状態となるので、従来の逆入力遮断クラッチを組み込んだ場合と同様に、入力軸３に連結されたモータの駆動によって出力軸４に連結された被駆動部材を作動させ、モータ停止時に被駆動部材の回転方向位置を保持することができ、メンテナンス等を行うときは、動作制御機構２を手動操作することにより、作業者が被駆動部材を出力側から動かせる状態として、効率よく作業することができる。

なお、上述した実施形態では、逆入力遮断機構１の外輪５と動作制御機構２のブレーキ筒１１およびその動作制御機構２のブレーキ筒１１とブレーキ板１２をそれぞれ相対回転不能に連結したが、外輪５とブレーキ筒１１とを一体形成してもよいし、ブレーキ筒１１とブレーキ板１２とを一体形成してもよい。

１ 逆入力遮断機構
２ 動作制御機構
３ 入力軸（入力側部材）
４ 出力軸（出力側部材）
４ｂ カム面
５ 外輪
６ ロック解除片
６ａ 柱部
７ ころ
８ コイルばね（弾性部材）
９ 楔形空間
１１ ブレーキ筒
１２ ブレーキ板
１３ 制動板
１４ 固定板
１５ ブレーキばね
１６ ばね受け板
１７ ブレーキ解除部材

Claims (3)

1. 入力側部材、出力側部材および出力側部材の径方向外側に配された外輪を含み、前記外輪が回転不能に拘束された状態では、前記入力側部材の回転を出力側部材に伝達し、前記出力側部材に加えられる逆入力トルクに対しては出力側部材を外輪とロックさせて出力側部材の回転を阻止する逆入力遮断機構と、
   非操作時は前記外輪を回転不能に拘束し、手動操作により前記外輪を回転自在に解放する動作制御機構とを備え、
   前記外輪が回転自在に解放された状態で出力側部材に逆入力トルクが加えられたときには、前記出力側部材が外輪とロックした状態で回転する逆入力遮断クラッチ。
2. 前記逆入力遮断機構は、前記入力側部材と出力側部材とが同一軸線のまわりに回転する状態で配されており、前記入力側部材と出力側部材との間に、入力側部材の回転を出力側部材に伝達するトルク伝達手段が設けられており、前記出力側部材の外周面に複数のカム面が設けられて、前記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が形成されており、これらの各楔形空間に一対のころとその一対のころに挟まれて各ころを楔形空間の狭小部へ押し込む弾性部材が組み込まれており、前記各楔形空間の周方向両側に挿入される柱部を有するロック解除片が、前記入力側部材に相対回転不能に連結されてい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. 前記動作制御機構は、前記外輪の外周側に相対回転不能に連結され、前記外輪の径方向外側に張り出すブレーキ板と、前記ブレーキ板の一側面と対向し、軸方向移動可能かつ回転不能に保持された制動板と、前記制動板をブレーキ板に押し付けるブレーキばねと、手動操作により前記制動板をブレーキばねの弾力に抗してブレーキ板から離反させるブレーキ解除部材とを備えたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の逆入力遮断クラッチ。

Images