JP5738258B2

JP5738258B2 - 逆入力遮断クラッチ

Info

Publication number: JP5738258B2
Application number: JP2012229480A
Authority: JP
Inventors: 太郎磯部; 俊一渡邉; 勇森本; 晴日井内
Original assignee: Origin Electric Co Ltd
Current assignee: Origin Electric Co Ltd
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2032-10-17
Also published as: JP2014081037A

Description

本発明は、入力側からの双方向の回転駆動力が出力側に伝達され、出力側からの回転力は入力側に伝達されない逆入力遮断クラッチに関する。

逆入力遮断クラッチは、駆動側である入力側からの回転駆動力は従動側である出力側に伝達するが、出力側からの回転駆動力は入力側に伝達しない機能を有するクラッチである。

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１参照）。

特許文献１に記載されている逆入力遮断クラッチは、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し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、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係合部材が食い込んでロックされる。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。また、ロック解除は入力係合片が係合部材を直接押すことによって、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き、ロック解除が行われる。

このような逆入力遮断クラッチにおいては、通常、入力部材は合成ゴム材料や合成樹脂材料で一体的に構成されている。これは、軽量化を図るためである。

特開２００８−１０１７１５号公報

しかし、入力部材は合成ゴム材料や合成樹脂材料で形成すると、機械的強度を保つことが困難であり高負荷対応ができない。例えば、モータの入力軸のトルクが大きい場合には、モータの入力軸と嵌合する連結穴（Ｄカット部）や入力係合片が変形したり、破損したりすることがある。

本発明の目的は、高負荷対応が可能でしかも軽量化を図ることができる入力部材を備えた逆入力遮断クラッチを提供することである。

請求項１の発明に係る逆入力遮断クラッチは、一定間隔で放射外方向に延びる入力係合片を有し外部からの入力が加えられる入力部材と、前記入力係合片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有し負荷を駆動する出力部材と、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、前記外輪部材の前記円筒状外面との間に前記出力部材に働く逆入力よりも大きな値の設定トルクを生じる摩擦部材と、前記係合部材に対して前記入力部材に働く入力の方向と同方向にはロックさせず前記出力部材に逆入力が働いたロック状態は解除できない程度の強さの弾性力を与える制動部材とを備え、前記出力部材に働く逆入力がなく前記入力部材に働く入力があるときは前記制動部材は前記係合部材によるロックをさせず前記入力係合片が前記出力係合片を押すことにより前記出力部材に入力を伝達し、前記出力部材に働く逆入力があるときは前記摩擦部材の設定トルクにより前記出力部材から前記入力部材への逆入力の伝達を阻止し、前記出力部材が前記外輪部材にロックされた状態で、前記出力部材に働く逆入力の方向と同方向に前記入力部材の入力があったときは、前記制動部材は前記係合部材によるロック解除をせず、前記入力部材に働く入力によって前記外輪部材が前記摩擦部材に対して回転するのに伴い前記出力部材に入力を伝達し、前記出力部材が前記外輪部材にロックされた状態で、前記出力部材に働く逆入力の方向と逆方向に前記入力部材の入力があったときは、前記入力係合片が前記出力係合片を押すことにより前記出力部材に入力を伝達し、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、前記入力部材を、前記入力係合片を有し外部からの入力が加えられる入力係合部と、前記外輪部材の内面に当接して摺動する結合部とに２分割し、前記入力係合部は金属で形成し、前記結合部は樹脂で形成し、前記制動部材は、前記出力部材の出力軸を貫通する中央穴を有した橋絡部から複数の支柱部が突出して設けられ、前記支柱部の両側に前記係合部材を保持するための制動部が形成され、前記支柱部は前記入力部材の前記結合部の挿入溝に挿入されたことを特徴とする。

請求項２の発明に係る逆入力遮断クラッチは、請求項１の発明において、前記入力係合部は、焼結金属で形成したことを特徴とする。

本発明によれば、入力部材を、外輪部材の内面に当接して摺動する結合部と、外部からの入力が加えられる入力係合部とに２分割し、結合部は樹脂で形成し、入力が加えられる入力係合部は金属で形成したので、高負荷に対応することができる。また、結合部を樹脂で構成するので、入力部材全体として軽量化を図ることができる。さらに、入力部材を結合部と入力係合部とに２分割したことから、制動部材をシンプルな形状とすることができる。

本発明の実施形態に係る逆入力遮断クラッチの分解斜視図。本発明の実施形態における入力部材の斜視図。本発明の実施形態おける制動部材の斜視図。本発明の実施形態おける入力部材に、出力部材、係合部材及び制動部材を組み込んだ組立体の斜視図。

以下、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態に係る逆入力遮断クラッチの分解斜視図である。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る逆入力遮断クラッチは、外部からの回転力を入力する入力部材１１、図示省略の負荷が連結され入力部材１１からの回転力を負荷に伝達する出力部材１２、ローラ又はボールなどからなる係合部材１３、係合部材１３を制動する制動部材１４、円筒状に形成され入力部材１１や制動部材１４を収納する外輪部材１５、外輪部材１５の円筒状外面との間に摩擦力を生じる摩擦部材１６、これらを収納するハウジング部材１７、ハウジング部材１７を蓋するシールド部材１８を組み合わせたものから構成される。

入力部材１１は、外部からの入力が加えられる入力係合部１９と、外輪部材１５の内面に当接して摺動する結合部２０とからなる。すなわち、入力部材１１は、入力係合部１９と結合部２０とに２分割されて構成され、入力係合部１９は金属で形成され、結合部２０は樹脂で形成されている。入力係合部１９を、例えば焼結金属で形成すると、入力係合部１９の製作が容易となる。

入力係合部１９は、一定間隔で放射外方向に延びる複数個の入力係合片１１ａを有し、入力部材１１の連結穴１１ｂに駆動モータの出力軸が挿入されて入力が伝達される。図１では、５個の入力係合片１１ａを有した場合を示している。また、結合部２０の案内片２０ａが挿入される案内溝１１ｃを有している。

結合部２０は、入力係合部１９の案内溝１１ｃに挿入される案内片２０ａを有する。結合部２０の案内片２０ａは入力係合部１９の案内溝１１ｃに挿入され、入力係合部１９は、結合部２０の案内片２０ａに案内されて結合部２０に圧入される。また、結合部２０は、後述の制動部材１４の支柱部１４ｃが挿入される挿入溝２０ｂを有している。

出力部材１２は、出力係合部１２ａと出力軸１２ｂとからなり、出力係合部１２ａには、入力部材１１の入力係合片１１ａと互いに入り込んで係合することができる出力係合片１２ｃを有する。また、出力軸１２ｂは、出力係合部１２ａからハウジング部材１７の外部に突出して設けられている。

そして、係合部材１３は、互いに隣り合う入力係合片１１ａと入力係合片１１ａとの間であって、出力部材１２の出力係合片１２ｃの先端面と外輪部材１５の円筒状内面との間に位置し、制動部材１４の弾性力により、係合部材１３に対して、入力部材１１に働く入力の方向と同方向にはロックさせず、出力部材１２に逆入力が働いたロック状態は解除できないように動作する。

摩擦部材１６は、摩擦部材１６と外輪部材１５の円筒状外面との間に発生するトルクが出力部材１２に働く逆入力よりも大きな値の設定トルクとなるものが採用される。これにより、出力部材１２に逆入力が働いても、外輪部材１５が摩擦部材１６に対して回転せず、逆入力は入力部材１１に伝達されない。

一方、出力部材１２に働く逆入力があるときは、係合部材１３が外輪部材１５の円筒状内面と出力部材１２との間でロックされている。この状態で、出力部材１２に働く逆入力の方向と同じ方向の入力が入力部材１１に働くと、出力部材１２に働く逆入力の方向と入力部材１１に働く入力の方向とが同方向であるので、外輪部材１５の円筒状外面と摩擦部材との間のトルクは、摩擦部材１５の設定トルクより大きくなり、出力部材１２が係合部材１３によりロックされたままの状態で、外輪部材１５が摩擦部材１６に対して回転する。このように入力部材１１の入力によって外輪部材１５が摩擦部材１６に対して回転するのに伴い出力部材１２も回転して、入力が出力部材１２に伝達される。

次に、制動部材１４は、中央穴１４ａを有した橋絡部１４ｂから複数（例えば、５個）の支柱部１４ｃが突出して設けられ、支柱部１４ｃは入力部材１１の結合部２０の挿入溝２０ｂに挿入される。また、支柱部１４ｃの両側に係合部材１３を保持するための制動部１４ｄが形成されている。

図２は、本発明の実施形態における入力部材１１の斜視図である。入力部材１１は、前述したように、入力係合部１９と結合部２０とから構成され、入力係合部１９は金属、例えば焼結金属で形成され、結合部２０は樹脂で形成される。

入力係合部１９を金属で形成するのは剛性を得るためである。すなわち、入力係合部１９は、連結穴１１ｂに駆動モータの出力軸が挿入されて入力が伝達され、入力係合片１１ａが出力部材１２の出力係合片１２ｃに係合して出力部材１２に回転力を伝達するものであることから、剛性を必要とするからである。また、焼結金属とするのは、入力部材１１の製作を容易とするためである。

一方、結合部２０を樹脂で形成するのは、軽量化を図るためである。すなわち、結合部２０は外輪部材１５の内面に当接して摺動するものであることから、剛性を必要とするものではない。従って、結合部２０を金属で形成する必要がないので樹脂で形成するようにしている。これにより、入力部材１１は、全体として剛性を保ちつつ軽量化を図ることができる。

入力係合部１９と結合部２０との結合は、入力係合部１９を結合部２０に圧入して結合する。その際に、結合部２０の案内片２０ａは入力係合部１９の案内溝１１ｃに挿入され、入力係合部１９は、結合部２０の案内片２０ａに案内されて結合部２０に圧入される。

また、結合部２０は、制動部材１４の支柱部１４ｃが挿入される挿入溝２０ｂを有しており、入力係合部１９と結合部２０とが結合して入力部材１１が組み立てられた後に、制動部材１４の支柱部１４ｃが挿入溝２０ｂに挿入される。

このように、入力部材１１を入力係合部１９と結合部２０との２つの部材に分割することによって、制動部材１４が入力部材１１に保持される箇所の形状をシンプルにできる。すなわち、制動部材１４が入力部材１１に保持される箇所の形状をＺ軸方向だけの形状の支柱部１４ｃとできるので、制動部材１４の成型をシンプルにできる。

図３は本発明の実施形態おける制動部材１４の斜視図であり、図４は本発明の実施形態おける入力部材１１に、出力部材１２、係合部材１３及び制動部材１４を組み込んだ組立体の斜視図である。

制動部材１４は機械的に丈夫で弾力性に優れた部材で形成され、必要な弾性力を係合部材１３に与える。図３に示すように、中央穴１４ａを有した橋絡部１４ｂが略正５角形に形成され、略正５角形のそれぞれの頂点から幾分突出した部分に支柱部１４ｃが位置し、それぞれの支柱部１４ｃから両回転方向に延びて制動部１４ｄが設けられている。

制動部材１４は入力部材１１の動きに応じて選定された弾性力をそれぞれの係合部材１３に与えると共に、係合部材１３が出力部材１２と外輪部材１５とをロックするときにすべての係合部材１３がほぼ同時にロックするよう制動する働きを行う。

図４に示すように、入力部材１１には出力部材１２の出力軸１２ｂが貫通して配置される。そして、隣合う支柱部１４ｃの制動部１４ｄの間に係合部材１３が保持される。制動部１４ｄと係合部材１３とは軽く接触するか、微小な隙間があってもよい。また、組み立て時に制動部材１４の支柱部１４ｃの自由端は、入力部材１１の結合部２０の挿入溝２０ｂに、それぞれ圧入されて入力部材１に保持される。

本発明の実施形態によれば、外部からの入力が加えられる入力部材１１の入力係合部１９は金属で形成し、外輪部材１５の内面に当接して摺動する入力部材１１の結合部２０は樹脂で形成するので、高負荷に対応できる入力部材１１とすることができ、入力部材１１全体として軽量化を図ることができる。

また、入力部材１１を入力係合部１９と結合部２０との２つの部材に分割することによって、制動部材１４が入力部材１１に保持される箇所の形状をシンプルにできる。すなわち、制動部材１４が入力部材１１に保持される箇所の形状をＺ軸方向だけ支柱部１４ｃとできるので、制動部材の成型をシンプルにできる。

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１…入力部材、１１ａ…入力係合片、１１ｂ…連結穴、１１ｃ…案内溝、１２…出力部材、１２ａ…出力係合部、１２ｂ…出力軸、１２ｃ…出力係合片、１３…係合部材、１４…制動部材、１４ａ…中央穴、１４ｂ…橋絡部、１４ｃ…支柱部、１４ｄ…制動部、１５…外輪部材、１６…摩擦部材、１７…ハウジング部材、１８…シールド部材、１９…入力係合部、２０…結合部

Claims

一定間隔で放射外方向に延びる入力係合片を有し外部からの入力が加えられる入力部材と、
前記入力係合片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有し負荷を駆動する出力部材と、
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、
前記外輪部材の前記円筒状外面との間に前記出力部材に働く逆入力よりも大きな値の設定トルクを生じる摩擦部材と、
前記係合部材に対して前記入力部材に働く入力の方向と同方向にはロックさせず前記出力部材に逆入力が働いたロック状態は解除できない程度の強さの弾性力を与える制動部材とを備え、
前記出力部材に働く逆入力がなく前記入力部材に働く入力があるときは前記制動部材は前記係合部材によるロックをさせず前記入力係合片が前記出力係合片を押すことにより前記出力部材に入力を伝達し、
前記出力部材に働く逆入力があるときは前記摩擦部材の設定トルクにより前記出力部材から前記入力部材への逆入力の伝達を阻止し、
前記出力部材が前記外輪部材にロックされた状態で、前記出力部材に働く逆入力の方向と同方向に前記入力部材の入力があったときは、前記制動部材は前記係合部材によるロック解除をせず、前記入力部材に働く入力によって前記外輪部材が前記摩擦部材に対して回転するのに伴い前記出力部材に入力を伝達し、
前記出力部材が前記外輪部材にロックされた状態で、前記出力部材に働く逆入力の方向と逆方向に前記入力部材の入力があったときは、前記入力係合片が前記出力係合片を押すことにより前記出力部材に入力を伝達し、
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、
前記入力部材を、前記入力係合片を有し外部からの入力が加えられる入力係合部と、前記外輪部材の内面に当接して摺動する結合部とに２分割し、前記入力係合部は金属で形成し、前記結合部は樹脂で形成し、前記制動部材は、前記出力部材の出力軸を貫通する中央穴を有した橋絡部から複数の支柱部が突出して設けられ、前記支柱部の両側に前記係合部材を保持するための制動部が形成され、前記支柱部は前記入力部材の前記結合部の挿入溝に挿入されたことを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
前記入力係合部は、焼結金属で形成したことを特徴とする請求項１記載の逆入力遮断クラッチ。