JP5469698B2 - 逆入力遮断クラッチ - Google Patents

Description

この発明は、入力部材側からの入力は出力部材側に伝達され、出力部材側からの逆入力は入力部材側に伝達されない逆入力遮断クラッチに関する。

駆動側である入力側からの回転方向の入力が従動側である出力側に伝達され、出力側からの回転方向の逆入力は入力側に伝達されない双方向の逆入力遮断クラッチは既に提案されている。比較的簡単な構造のこの種の逆入力遮断クラッチとして、一定の間隔で放射外方向に延びる複数の入力係合片を有する入力部材と、一定の間隔で放射外方向に延びる複数の出力係合片を有する出力部材と、ローラ又はボールなどからなる係合部材と、外輪部材とを組み合わせたものが開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。

前掲の特許文献１、２に記載されている逆入力遮断クラッチは、複数の入力係合片と出力係合片とが互いに入り込んでおり、出力係合片の先端面と外輪部材の円筒状内面との間に係合部材が配置されている。この逆入力遮断クラッチにあっては、入力部材にいずれかの回転方向に入力が働くと、先ず入力の方向に入力部材が回転を始め、入力係合片が出力係合片と係合部材との双方を直接押すことによって、入力部材と出力部材と係合部材とが一緒に回転することによって入力が出力側に伝達される。

他方、出力部材に回転力、つまり逆入力が加わった場合には、隣り合う入力係合片と入力係合片との間で出力係合片が微小角度だけ変位し、出力係合片が入力係合片に接触する前に、係合部材が出力係合片の先端面と外輪部材の円筒状内面との狭い間隙部分に食い込んでロックされるので、出力部材はそれ以上変位できない。したがって、出力部材に逆入力が加わってもその逆入力が入力部材に伝達されることがない。つまり、前掲の特許文献１、２に記載されている逆入力遮断クラッチは双方向の入力を出力部材に伝達でき、かつ双方向の逆入力を入力部材に伝達しない逆入力遮断クラッチである。

また、ロック解除は係合部材が外輪部材と出力係合片の左右どちらかに食い込んでロックしているかによって、入力係合片が係合部材又は出力係合片を直接押し、係合部材が出力係合片の先端面と外輪部材の円筒状内面との広い空間方向に動いて行われる。つまり、このような構造の逆入力遮断クラッチは、隣り合う入力係合片と入力係合片との間で出力係合片が小さな角度で変位する動きによって、入出力伝達とロックとロック解除とが行われることが知られている。このような構造の逆入力遮断クラッチは、所定の一方向だけの入力を出力部材に伝達し、他方向の入力は出力部材に伝達しないが、出力部材に働く双方向の逆入力を入力部材に伝達しないという一方向クラッチの機能を行う。

また、このような従来の逆入力遮断クラッチは、例えば出力部材に結合される棒状の負荷などを支点となる逆入力遮断クラッチを中心にして搖動させたり、上下に移動させたりする場合があり、このとき下記のような問題が生じる。入力部材に加えられる入力の方向が出力部材にかかる逆入力の方向と同一の場合、例えば出力部材に結合されている負荷を下方向に駆動しているとき、出力部材には負荷の重量による下方向の負荷荷重がかかるので、当然に出力部材に加えられる逆入力の方向は下方向である。この場合には入力部材、出力部材のそれぞれにかかる力は下向きであり、同方向である。

この場合、特に下方向に対応する入力部材の入力回転方向の速度が遅い、つまり駆動速度が遅いときには、下方向の負荷荷重によって出力部材が動くことにより、ローラ又はボールのような係合部材もずれながら出力部材の出力係合片と外輪部材との間に食い込み、ロック状態となるために出力部材の動きは停止する。その後で入力部材が追い着いて係合部材を押すことによって前記ロックが解除され、再び出力部材と負荷とが動く。しかし、再び下方向の負荷荷重によって出力部材が動くことにより、係合部材が出力部材の出力係合片と外輪部材との間に食い込んでロック状態となり、出力部材及び負荷の動きが停止する。そして、入力部材が再度追い着いて係合部材を押すことによって前記ロックが解除される。このような動作を繰り返すことによって、負荷を下方向に駆動する場合には、負荷が連続的に駆動されずに負荷が下方向へ断続的に動き、スムーズに動かないという問題があった。

負荷を上方向に駆動する場合には、出力部材に働く負荷荷重の方向は下方向であり、入力部材の入力は上方向に上昇させる方向であり、負荷の駆動中は出力部材が入力部材に接触して支えられた状態で入力部材に押されながら一緒に回転動作を行うので、前述のように出力部材の動き、つまり負荷の動作が断続するという問題は生じない。また、外力の加わらない負荷を水平面上で駆動する場合は、出力部材に逆入力が働かないので、前述のような駆動上の問題は生じない。

特開２００１−２１４９４５号公報 特開２００８−１０１７１５号公報

本発明は、上述のような従来の課題を解決することを可能にする逆入力遮断クラッチであって、基本的には入力部材に働く一方向の入力を出力部材に伝達し、出力部材に働く双方向の逆入力を入力部材に伝達しない構造を有するものであるが、必要に応じて外輪部材にスプリングコイル又は円環状摩擦体のような摩擦部材を設けるだけで、前記問題点を解決することが可能な双方向入力伝達と双方向逆入力遮断が可能な構造となる逆入力遮断クラッチを提供するものである。

第１の発明は、前記課題を解決するため、一定間隔で外方向に延びる入力係合片を有する入力部材と、前記入力係合部と互いに入り込んで係合することができる出力係合片を備える出力部材と、円筒状内面と円筒状外面とを有する外輪部材と、互いに隣り合う前記入力係合片と前記入力係合片との間であって前記出力係合片の先端面と前記外輪部材の前記円筒状内面との間に位置する係合部材とを備え、前記出力部材に働く逆入力は前記係合部材が前記出力係合片の先端面と前記外輪部材の前記円筒状内面との間にロックされることにより前記入力部材に伝達されない逆入力遮断クラッチにおいて、前記入力係合片の回転方向の側端面の内の一方は前記出力係合片と前記係合部材との双方に当接する構造になっており、前記入力係合片の回転方向の前記側端面の内の他方は前記出力係合片だけに当接し、前記係合部材には当接しない構造になっており、前記入力係合片は、一方の回転方向に対しては前記出力係合片と前記係合部材との双方を直接押して入出力伝達を行い、他方の回転方向に対しては前記出力係合片を直接押すことができるが前記係合部材を直接押すことができず、前記係合部材が前記出力部材と前記外輪部材とをロックすることを特徴とする逆入力遮断クラッチを提供する。

第２の発明は、前記第１の発明において、前記外輪部材の前記円筒状外面との間に設定トルクを生じる摩擦部材を前記外輪部材の前記円筒状外面に備え、前記入力部材に働く前記入力が前記一方の回転方向であるときには前記入力が直接的に前記出力部材に伝達され、前記入力部材に働く前記入力が前記他方の回転方向であるときには前記係合部材によってロックされた前記出力部材と前記外輪部材とが回転して、前記入力が前記外輪部材を通して前記出力部材に伝達されることを特徴とする逆入力遮断クラッチを提供する。

第３の発明は、前記第２の発明において、前記設定トルクは、前記入力部材に働く前記入力よりも小さな値で、かつ前記出力部材に働く前記逆入力よりも大きな値であることを特徴とする逆入力遮断クラッチを提供する。

本発明は、入力部材に働く一方向の入力だけを出力部材に伝達し、出力部材に働く双方向の逆入力を入力部材に伝達する逆入力遮断クラッチを基本的な構造とし、必要があれば外輪部材に摩擦部材を別途備えるだけで、出力部材に結合される負荷を下方向にも断続することなくスムーズに駆動することができる逆入力遮断クラッチを提供することが可能である。

本発明の実施形態１に係る逆入力遮断クラッチの入力部材に入力が働いていない状態を説明するための図である。 本発明の実施形態１に係る逆入力遮断クラッチの入力部材に矢印Ｘ方向の入力が働いている状態を説明するための図である。 本発明の実施形態１に係る逆入力遮断クラッチの入力部材に矢印Ｙ方向の入力が働いている状態を説明するための図である。 本発明の実施形態２に係る逆入力遮断クラッチの入力部材に矢印Ｘ方向の入力が働いている状態を説明するための図である。 本発明の実施形態２に係る逆入力遮断クラッチの入力部材に矢印Ｙ方向の入力が働いている状態を説明するための図である。 本発明の実施形態３に係る逆入力遮断クラッチを説明するための図である。

本発明に係る逆入力遮断クラッチは、基本的には負荷の重量などによって出力部材にどちらの方向の逆入力が働いても、直ぐに係合部材が出力部材と外輪部材との間に食い込んで出力部材と外輪部材とをロックして逆入力を遮断し、一方の方向の入力だけを入力部材から出力部材に伝達することができる。また、必要に応じて外輪部材に摩擦部材を設けることによって前記一方の方向とは逆の方向には、係合部材によって出力部材と外輪部材とをロックした状態で入力部材がこれらを回転させ、入力部材の入力を外輪部材を介して出力部材に伝達することを可能にするものである。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に示す実施形態によって、本発明は限定されるものではなく、本発明の技術思想から逸脱しない限り、本発明に含まれるものとする。また、本発明で用いる逆入力という用語は、出力部材に結合される負荷の重量や外力などによって、出力部材に働く力を意味する。なお、本明細書及び図面において、符号が同じ構成要素は同一の名称の部材を示すものとする。なお、本発明の動作を説明する上で特に必要とならない部材については図示を省略する。

［実施形態１］
本発明に係る逆入力遮断クラッチの基本的な構造を有する実施形態１について図１〜図３により説明する。これら図に示すようにこの逆入力遮断クラッチは主に、時計方向、反時計方向の入力を受ける入力部材１、図示しない負荷が結合される出力部材３、ローラ又はボールなどからなる係合部材５、及び円筒状内面７Ａを有する外輪部材７などを組み合わせたものからなる。出力部材３、係合部材５及び外輪部材７は、前掲の特許文献２に記載されたものと基本的には同様であるので説明を簡単にする。

この実施形態１の入力部材１は、基本的には前掲の特許文献２に記載されたものと同様であるが、図１〜図３に示すように各入力係合片１Ａが左右非対称である構造であることが大きな特徴である。不図示の入力係合部から一定間隔で外輪部材７の方向（放射外方向）に延びる５個の入力係合片１Ａを備える。各入力係合片１Ａは、入力によって時計方向（矢印Ｘ方向）に回転するときには出力部材３の出力係合片３Ｂと係合部材５との両者に当接する構造になっている。他方、入力係合片１Ａは、入力によって反時計方向（矢印Ｙ方向）に回転するときには出力部材３だけに当接する構造になっている。

出力部材３は、不図示の出力軸の一方の先端部に一体的に形成された出力軸部３Ａと、出力軸部３Ａから一定の間隔で放射外方向に延びる５個の出力係合片３Ｂとからなる。入力部材１と出力部材３とを組み合わせたとき、各出力係合片３Ｂは隣り合う入力係合片１Ａと入力係合片１Ａとの間に位置し、入力係合片１Ａと入力係合片１Ａとの間で変位することができるようになっている。各出力係合片３Ｂの放射外方向の長さは各入力係合片１Ａよりも短く、出力係合片３Ｂの先端面３Ｃと外輪部材７の円筒状内面７Ａとの間には係合部材５を受け入れる空間がある。

図１〜図３では、入力係合片１Ａの矢印Ｘ方向（中心点Ｚから見て右側）の側端面１Ａａは出力係合片３Ｂの矢印Ｙ方向（中心点Ｚから見て左側）の側端面３Ｂａに接触する部分と係合部材５に接触する部分とがほぼ同一面上にあるが、出力係合片３Ｂの回転方向の幅と係合部材５の回転方向の幅との大きさによって同一面上になくてもよく、どちらかが突出していてもよい。入力係合片１Ａが矢印Ｘ方向に回転するときに出力部材３の出力係合片３Ｂと係合部材５との両者にほぼ同時に当接して押すことができる構造になっていればよい。

他方、出力係合片３Ｂの矢印Ｘ方向の側端面３Ｂｂに当接する入力係合片１Ａの矢印Ｙ方向の側端面１Ａｂは、係合部材５に当接する入力係合片１Ａの側端面１Ａｃよりも矢印Ｙ方向に突出している。したがって、矢印Ｙ方向の入力によって入力部材１が矢印Ｙ方向に回転するとき、各入力係合片１Ａの側端面１Ａｂが各出力係合片３Ｂだけを矢印Ｙ方向に押し、入力係合片１Ａの側端面１Ａｃは係合部材５に接触せず、勿論、入力係合片１Ａの側端面１Ａｂも係合部材５には接触しない。

この実施形態１では、出力軸部３Ａの中心点Ｚを通って紙面の表裏方向に延びる不図示の直線の方向を軸線方向と言う。図１〜図３に示す入力部材１、出力部材３、外輪部材７は軸線方向に適当な長さを有する。また、係合部材５がローラのときには軸線方向に適当な長さを有する小さい円柱状のものからなる。入力部材１の前記入力係合部は不図示のモータの回転軸などに結合された入力軸に固定される。出力部材３は不図示の機器などの可動部材である負荷に結合される。外輪部材７内で入力部材１が安定に回転動作を行うように、入力係合片１Ａの最外側面と外輪部材７の円筒状内面７Ａとの間には微小な間隙があるのが好ましい。入力係合片１Ａ、出力係合片３Ｂ及び係合部材５はそれぞれ互いに合同である。

この実施形態１では入力係合片１Ａ、出力係合片３Ｂ及び係合部材５はそれぞれ５個であるが、それぞれ３個以上であれば逆入力遮断クラッチとして動作する。出力係合片３Ｂの先端面３Ｃは緩やかな湾曲又はＶ字状、あるいは平坦になっており、係合部材５を支持する支承面を形成する。係合部材５が出力係合片３Ｂの先端面３Ｃのほぼ中央に位置するときには、係合部材５は出力部材３と外輪部材７とをロックしないが、係合部材５が出力係合片３Ｂの先端面３Ｃのいずれかの端側に偏ったときに、出力部材３の先端面３Ｃと外輪部材７の円筒状内面７Ａとの間に食い込んでこれらをロックする。

なお、外輪部材７は円筒状内面７Ａを有するリング状のものであり、この逆入力遮断クラッチが動作するときには、係合部材５が外輪部材７の円筒状内面７Ａに接触しながら回転方向に動くので、円筒状内面７Ａは滑らかであることが好ましい。入力部材１、出力部材３の出力軸部３Ａと出力係合片３Ｂ、係合部材５は外輪部材７に内蔵される。図示しないが、外輪部材７から入力部材１の入力軸及び出力部材３の出力軸が軸線方向を外部まで延びる。外輪部材７は必要に応じて不図示のハウジング部材に納められる。

次に、この逆入力遮断クラッチの動作を図１〜図３によって説明する。図１は入力部材１にも入力が働いておらず、出力部材３にも逆入力が働いていない状態、つまり中立状態を示す。この中立状態では係合部材５は、図１に示すように、出力係合片３Ｂの先端面３Ｃのほぼ中央に位置し、係合部材５は出力部材３の先端面３Ｃと外輪部材７の円筒状内面７Ａとの間に食い込んでおらず、出力部材３と外輪部材７との間をロックしていない。

入力が入力部材１に働かない状態で出力部材３に逆入力が働く場合には、従来構造の逆入力遮断クラッチと同様に、逆入力によって出力係合片３Ｂが逆入力の方向に変位することによって、係合部材５が出力係合片３Ｂの先端面３Ｃと外輪部材７の円筒状内面７Ａとの間に食い込んでロック状態となる。したがって、出力部材３に働く逆入力がどちらの方向であってもその逆入力は入力部材１に伝達されない。

図２に示すように、時計方向である矢印Ｘ方向の入力が入力部材１に働くと、各入力係合片１Ａは矢印Ｘ方向に動き、各入力係合片１Ａの矢印Ｘ方向の側端面１Ａａが係合部材５に当接すると共に、出力係合片３Ｂの側端面３Ｂａに当接する。この場合、図１に示すように係合部材５が出力係合片３Ｂの先端面３Ｃのほぼ中央に位置し、出力部材３と外輪部材７との間に食い込まず、ロック状態とならない。このロック状態でない場合には、各入力係合片１Ａの側端面１Ａａが出力係合片３Ｂの側端面３Ｂａと係合部材５とを矢印Ｘ方向に押すことにより、出力部材３と係合部材５は入力部材１と一緒に矢印Ｘ方向に回転し、入力が出力部材３に伝達される。

前記動作について詳しく述べると、出力係合片３Ｂが矢印Ｘ方向に変位していてロック状態にあるときには、先ず入力係合片１Ａの側端面１Ａａが係合部材５に当接し係合部材５を矢印Ｘ方向に押してロック状態を解除し、続いて入力係合片１Ａの側端面１Ａａが出力係合片３Ｂに当接し、出力部材３と係合部材５とを一緒に矢印Ｘ方向に押して回転する。また、出力係合片３Ｂが矢印Ｙ方向に変位していてロック状態にあるときには、先ず入力係合片１Ａの側端面１Ａａが出力係合片３Ｂの側端面３Ｂａに当接して出力部材３を矢印Ｘ方向に押してロック状態を解除し、入力係合片１Ａの側端面１Ａａが出力係合片３Ｂと係合部材５とに当接しながらそれらを矢印Ｘ方向に押し、出力部材３と係合部材５は入力部材１と一緒に回転する。このようにして矢印Ｘ方向の入力は出力部材３に伝達される。

次に、図３に示すように入力部材１に矢印Ｙ方向の入力が働くと、各入力係合片１Ａの側端面１Ａｂが出力係合片３Ｂの側端面３Ｂｂだけに当接し、入力係合片１Ａの側端面１Ａｃは係合部材５に接触しない。したがって、入力係合片１Ａは矢印Ｙ方向に出力係合片３Ｂを押し、係合部材５はほとんど動かないので、係合部材５は出力係合片３Ｂの先端面３Ｃと外輪部材７の円筒状内面７Ａとの間に食い込んでロック状態となる。このことから矢印Ｙ方向の入力は出力部材３に伝達されず、つまり出力部材３に結合される不図示の負荷は矢印Ｙ方向に回転しない。したがって、実施形態１に係る逆入力遮断クラッチを組み込んでなる機器の負荷は、矢印Ｘ方向には回転するが、矢印Ｙ方向に回転しない。

なお、本発明に係る逆入力遮断クラッチを組み込んでなる製品を工場から出荷するにあたって、出力部材３に結合された不図示の負荷をそれ以上は上側に動かない上限位置に配置することによって、輸送中における振動などによって、不図示の負荷に上下方向の力が働いても、その負荷が位置ずれを起こすことはない。つまり、負荷が結合された出力部材３は上限位置から上方向に相当する回転方向には機械的に動くことができず、上限位置から下方向に相当する反対の回転方向ではこの逆入力遮断クラッチがロック状態となるので、負荷が上下いずれの方向にも動くことはない。したがって、納入先で負荷の位置などの再調整を行わなければならないといった課題を解決できる。

［実施形態２］
本発明に係る逆入力遮断クラッチの実施形態２について図４と図５とにより説明する。実施形態２に係る逆入力遮断クラッチは、前述した実施形態１に係る逆入力遮断クラッチに摩擦部材９及びハウジング部材１１を付加したところが異なり、入力が矢印Ｘ方向の場合には実施形態１と同様にして入力が出力部材３に直接伝達され、入力が矢印Ｙ方向の場合には外輪部材７を通して出力部材３に伝達される。以下では、主にこの異なる点に関連する部分について説明する。

実施形態２の摩擦部材９は、フック部９Ａを両端に備えたスプリングコイルである。図４、図５では手前のフック部９Ａだけを示している。摩擦部材９は外輪部材７の円筒状外面７Ｂに巻きつけられ、一対のフック部１１Ａはハウジング１１の係止溝１１Ａに係止される。外輪部材７の回転する方向は前記スプリングコイルの巻方向とは反対方向、つまり前記スプリングコイルが緩む方向であり、外輪部材７は前記スプリングコイルの巻方向と同方向には回転しない。外輪部材７と摩擦部材９との間に予め決められた設定トルクを生じる。

この設定トルクの大きさは、出力部材３に結合される不図示の負荷による荷重など、出力部材３に働くことが予期される大きさの逆入力に対して余裕を見て決められた値であることが好ましい。したがって、詳しくは動作のところで説明するが、出力部材３に働く逆入力は前記設定トルクよりも小さく、逆入力によって外輪部材７が摩擦部材９に対して回転することはない。また、前記設定トルクの大きさは入力部材１に働く入力よりも小さい値に設定されているので、係合部材５によって出力部材３と外輪部材７とがロック状態にあるとき、入力によって外輪部材７は摩擦部材９に対して回転する。このようにして入力は外輪部材７を介して出力部材３に伝達される。なお、摩擦部材９は前記設定トルクを呈する各種の一般的なトルクリミッタに代えることができる。

この実施形態２に係る逆入力遮断クラッチの基本的な動作について説明する。入力が矢印Ｘ方向の場合には、前述したように実施形態１と同様に各入力係合片１Ａが出力部材３と係合部材５とに直接当接してこれらを押して回転し、入力が出力部材３に直接伝達される。このとき、外輪部材７と摩擦部材９との間には実質的に回転力がかからないので、外輪部材７が摩擦部材９に対して回転することはない。

入力部材１に働く入力が矢印Ｙ方向の場合には、入力係合片１Ａが出力係合片３Ｂだけに直接当接して押し、係合部材５には当接しないので、係合部材５が出力係合片３Ｂの先端面３Ｃと外輪部材７の円筒状内面７Ａとの間に食い込んで先ずはロック状態となる。入力はロック状態にある出力部材３と係合部材５と外輪部材７とを矢印Ｙ方向に押し、前述したように入力は外輪部材７と摩擦部材９との間の設定トルクよりも大きいので、外輪部材７が摩擦部材９に対して回転し、外輪部材７とロック状態にある出力部材３も回転するから、入力は外輪部材７を介して出力部材３に伝達される。したがって、いずれの方向の回転入力も入力部材１から出力部材３に伝達される。

次に、出力部材３に結合される不図示の負荷の荷重などによって出力部材３に逆入力が働いているとき、その逆入力と同方向の入力を入力部材１から出力部材３に伝達する際に生じる従来構造の問題点を解決する動作について主に説明する。図４において、出力部材３には矢印Ｙ方向の逆入力がかかっているものとする。出力部材３に結合される不図示の負荷を上下方向に移動、又は出力部材３の位置を支点として搖動させる場合、矢印Ｙ方向の逆入力は負荷の荷重などによる下方向の力に相当するものとする。

図４に示すように、出力部材３に結合される不図示の負荷を上方向に移動、つまり出力部材３に働く逆入力とは逆方向の矢印Ｘ方向に入力部材１を回転させる場合については、実施形態１の場合と同様に動作するので説明を省略する。図４において、矢印Ｘ方向の入力は入力部材１から出力部材３に直接伝達される。不図示の負荷を上方向に移動させて、負荷が設定された上側設定位置に到達したとき、少なくとも一旦は入力部材１に働いていた入力はゼロとなるが、出力部材３には当然に矢印Ｙ方向の逆入力が働いている。負荷が設定された上側設定位置にある場合、出力部材３に働く逆入力によって、出力係合片３Ｂは矢印Ｙ方向に変位し、係合部材５が出力係合片３Ｂと外輪部材９との間に食い込んでロック状態となる。したがって、入力部材１に逆入力と同方向の入力が働かなければ、出力部材３は矢印Ｙ方向に回転せず、負荷は上側設定位置に停止している。

この状態で図５に示すように、出力部材３に働いている逆入力と同方向である矢印Ｙ方向の入力が入力部材１に働くと、入力係合片１Ａの矢印Ｙ方向の側端面１Ａｂが出力係合片３Ｂを矢印Ｙ方向に押す。このとき、入力係合片１Ａの矢印Ｙ方向の側端面１Ａｃは係合部材５に接触せず、当然に係合部材５を矢印Ｙ方向に押さないので、出力係合片３Ｂと外輪部材９との間に係合部材５が食い込んだロック状態を解除しない。したがって、出力部材３に働く逆入力は入力部材１に伝達されることはないが、入力係合片１Ａがロック状態にある出力部材３と係合部材５と外輪部材７とを矢印Ｙ方向に押すので、外輪部材７が摩擦部材９に対して矢印Ｙ方向に回転し、矢印Ｙ方向の入力は入力部材１から外輪部材７を介して出力部材３に伝達される。

ここで、本発明と従来の逆入力遮断クラッチの動作上及び効果の違いを明確にするために簡単に従来のものについて説明する。前掲の特許文献１、２の発明の逆入力遮断クラッチは入力係合片１Ａが左右非対称ではなく、摩擦部材９を備えておらず、入力係合片１Ａが出力係合片３Ｂと係合部材５とを同等に矢印Ｘ方向と矢印Ｙ方向とに押す構造になっているので、矢印Ｙ方向の入力が入力部材１に働くと、入力部材１は出力係合片３Ｂと係合部材５とを押すので、出力係合片３Ｂと外輪部材７との間に係合部材５が食い込んだロック状態を解除してしまう。

これに伴い、逆入力で出力係合片３Ｂは矢印Ｙ方向に動き、出力係合片３Ｂの動きが係合部材５よりも速いので、再び係合部材５が出力係合片３Ｂと外輪部材７との間に食い込んでロックし、さらに入力係合片１Ａが追いついて出力係合片３Ｂと係合部材５とを押すのでロック状態を解除するという動作を繰り返す。これら動作を繰り返すことによって、出力係合片３Ｂは断続的に反時計方向に変位するので、出力部材３に結合される不図示の負荷は断続的に下方向に移動するという問題がある。

以上で述べたように、実施形態２の逆入力遮断クラッチは出力部材３に逆入力がかかっている状態で、その逆入力とは逆方向の入力が入力部材１に働くとき、入力部材１が出力部材３を直接押すことによって入力を出力部材３に伝達するが、出力部材３に働く逆入力と同方向の入力が入力部材１に働くときには、入力部材１と一緒に外輪部材７を回転させ、係合部材５によって外輪部材７にロックされた出力部材３を回転させることによって、入力部材１に働く入力を外輪部材７を通して出力部材３に伝達する。したがって、実施形態２の逆入力遮断クラッチでは、出力部材３に結合される不図示の負荷が断続的に下方向に移動するという問題を解決でき、入力部材に働く入力がいずれの方向であっても負荷を断続することなくスムーズに移動させることができる。

ここで、出力部材３に働いている逆入力と同方向に出力部材３を回転させる場合は、出力部材３に働いている逆入力を利用できるので、摩擦部材９と外輪部材７の円筒状外面７Ｂとの間に設定トルクを逆入力の大きさよりもある程度（例えば数十％程度）だけ大きく設定しておけば、出力部材３に働く逆入力と逆方向に出力部材３を回転させる場合に比べて、小さな入力によって出力部材３を駆動することができる。また、出力部材３に働いている逆入力の方向と逆方向に出力部材３を回転させているとき、出力部材３に負荷荷重とは別の突発的な逆入力が加わって係合部材５が出力部材３と外輪部材７とをロックさせることがあっても、外輪部材７が摩擦部材９に対して回転するので、入出力伝達が行われる。

［実施形態３］
この実施形態３では、図６に示すように、係合部材５を回転方向の両側から保持して制動する制動部材６を備えているところが実施形態１、２とは異なる。図６において、制動部材６については制動片６Ａと弾性結合部６Ｂとを示しており、各制動片６Ａは不図示の部材によって互いに結合されている単一構造のものであって、各制動片６Ａは弾性力を有する弾性結合部６Ｂを介して入力部材１に結合されている。弾性結合部６Ｂは、出力部材３に逆入力が働いて変位するときに、係合部材５を介して入力部材１に伝達される逆入力を緩和若しくは遮断する働きを行う。弾性結合部６Ｂは少なくともこのような働きを行えばよいので、１個以上の制動片６Ａが１個以上の入力係合片１Ａに結合されていていればよい。弾性結合部６Ｂは板ばね又はスプリングばねなどのようなばね部材、あるいは弾性材料からなる制動部材６の一部分が弾性結合部６Ｂとして働く構造のものでもよい。

入力部材１にいずれかの方向に入力が働く場合には、制動部材６は出力部材３と係合部材５と一緒に入力部材１と共に回転し、制動部材６は係合部材５の保持作用を行うリテーナとして働く。ここで、この逆入力遮断クラッチを機器に組み込んだ状態では、一般的に入力部材１には不図示の駆動モータなどの駆動軸が結合されており、出力部材３からの逆入力で入力部材１を回転させるには大なり小なり実質的な力が必要である。入力部材１に入力が働かず、いずれかの方向の逆入力が出力部材３に働くとき、出力部材３の各出力係合片３Ｂが変位し、このときその変位する方向の力が係合部材５にかかる。

係合部材５にかかる力は制動部材６に伝達され、制動部材６に伝達された力は弾性結合部６Ｂの弾性力によって吸収され、静止している入力部材１にほとんど伝達されない内に、係合部材５が出力係合片３Ｂと外輪部材７の円筒状内面７Ａとの間に食い込んでロック状態となる。つまり、制動部材６は弾性結合部６Ｂを介して静止している入力部材１に係止されているので、出力係合片３Ｂが変位する動作を行なっているとき制動部材６は係合部材５に制動力を与え、かつ弾性結合部６Ｂが制動部材６に伝達された力を吸収するので、出力部材３に働いた逆入力は入力部材１に実質的に伝達されない状態で、係合部材５が出力係合片３Ｂの先端面３Ｃと外輪部材７の円筒状内面７Ａとの間に食い込んでロック状態となる。

この際、制動部材６がすべての係合部材５を保持し制動しているので、それぞれの係合部材５が出力係合片３Ｂと外輪部材７との間に同時に食い込んで、ロック状態を呈する。したがって、１個又は２個の一部の係合部材５だけが出力係合片３Ｂと外輪部材７との間に食い込んでロック状態を呈するということがないので、一部分の係合部材５の摩耗が激しくなることはなく、これにより外輪部材７の円筒状内面７Ａに傷がつき易くなるといったことが無いので、逆入力遮断クラッチの寿命、信頼性を向上させることができ、瞬時に逆入力を遮断できる逆入力遮断クラッチを提供することができる。なお、実施形態１に係る逆入力遮断クラッチに図６に示したような制動部材６を用いても同様な働きを行い、同様な効果を奏する。

１・・・入力部材
１Ａ・・・入力係合片
１Ａａ・・・入力係合片１Ａの矢印Ｘ方向の側端面
１Ａｂ・・・入力係合片１Ａの矢印Ｙ方向の側端面
１Ａｃ・・・入力係合片１Ａの矢印Ｙ方向の側端面
３・・・出力部材
３Ａ・・・出力軸部
３Ｂ・・・出力係合片
３Ｂａ・・・出力係合片３Ｂの矢印Ｙ方向の側端面
３Ｂｂ・・・出力係合片３Ｂの矢印Ｘ方向の側端面
３Ｃ・・・出力係合片３Ｂの先端面
５・・・係合部材
６・・・制動部材
６Ａ・・・制動片
６Ｂ・・・弾性結合部
７・・・外輪部材
７Ａ・・・円筒状内面
７Ｂ・・・円筒状外面
９・・・摩擦部材
９Ａ・・・フック部
１１・・・ハウジング部材
１１Ａ・・・係止溝

Claims (3)

1. 一定間隔で外方向に延びる入力係合片を有する入力部材と、前記入力係合部と互いに入り込んで係合することができる出力係合片を備える出力部材と、円筒状内面と円筒状外面とを有する外輪部材と、互いに隣り合う前記入力係合片と前記入力係合片との間であって前記出力係合片の先端面と前記外輪部材の前記円筒状内面との間に位置する係合部材とを備え、前記出力部材に働く逆入力は前記係合部材が前記出力係合片の先端面と前記外輪部材の前記円筒状内面との間にロックされることにより前記入力部材に伝達されない逆入力遮断クラッチにおいて、
   前記入力係合片の回転方向の側端面の内の一方は前記出力係合片と前記係合部材との双方に当接する構造になっており、前記入力係合片の回転方向の前記側端面の内の他方は前記出力係合片だけに当接し、前記係合部材には当接しない構造になっており、
   前記入力係合片は、一方の回転方向に対しては前記出力係合片と前記係合部材との双方を直接押して入出力伝達を行い、他方の回転方向に対しては前記出力係合片を直接押すことができるが前記係合部材を直接押すことができず、前記係合部材が前記出力部材と前記外輪部材とをロックすることを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
2. 請求項１において、
   前記外輪部材の前記円筒状外面との間に設定トルクを生じる摩擦部材を前記外輪部材の前記円筒状外面に備え、
   前記入力部材に働く前記入力が前記一方の回転方向であるときには前記入力が直接的に前記出力部材に伝達され、前記入力部材に働く前記入力が前記他方の回転方向であるときには前記係合部材によってロックされた前記出力部材と前記外輪部材とが回転して、前記入力が前記外輪部材を通して前記出力部材に伝達されることを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
3. 請求項２において、
   前記設定トルクは、前記入力部材に働く前記入力よりも小さな値で、かつ前記出力部材に働く前記逆入力よりも大きな値であることを特徴とする逆入力遮断クラッチ。

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