JP6352083B2 - 逆入力防止クラッチユニット - Google Patents

Description

本発明は、逆入力防止機能を有するクラッチを２つ並べて配置した逆入力防止クラッチユニットに関する。

逆入力防止クラッチは、逆入力防止機能、すなわち入力部材に入力トルクが加えられたときは、その回転を出力部材に伝達し、出力部材に逆入力トルクが加えられたときは、入力部材が回転しないようにする機能を有するクラッチである。例えば、特許文献１、２には、入力部材の回転を僅かな角度遅れをもって出力部材に伝達するトルク伝達手段と、逆入力トルクに対して出力部材をロックする手段を設け、入力トルクが加えられたときは、出力部材のロック状態を解除した後、トルク伝達手段によって入力部材から出力部材に回転が伝達されるようにしたロック式の逆入力防止クラッチが提案されている。このような逆入力防止クラッチは、１つの入力部材に対して１つの出力部材を持つ機能部品として使用されている。

特許第４８０６２６４号公報 特開２０１３−０９６４６８号公報

ところで、入力側から出力側への回転伝達を２系統で行う装置において、各回転伝達系統で逆入力防止機能が必要とされる場合は、２つの逆入力防止クラッチを同軸に組み込むことが多い。このとき、同じ構造の２つの逆入力防止クラッチを軸方向に並べて配置すると、１つだけを配置する場合に比べて、２倍のスペースが必要となって軸方向寸法がかなり大きくなるし、入力部材と出力部材が軸方向に交互に配置されることになり、操作性が低下するおそれがある。

そこで、本発明は、２つの逆入力防止クラッチをコンパクトにかつ操作性よく同軸に配置できる逆入力防止クラッチユニット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、本発明は、同一軸心のまわりに回転する入力部材と出力部材を備え、前記入力部材に入力トルクが加えられたときは入力部材の回転を前記出力部材に伝達し、前記出力部材に逆入力トルクが加えられたときは前記入力部材が回転しないようにする逆入力防止機能を有するクラッチ（逆入力防止クラッチ）を２つ同軸に配置した逆入力防止クラッチユニットにおいて、前記２つのクラッチは、一方のクラッチの入力部材または出力部材と一体に回転する軸部材が他方のクラッチの入力部材および出力部材を貫通し、両クラッチの入力部材どうしおよび出力部材どうしが軸方向で隣り合うように配置されている構成とした。この構成によれば、同じ構造の２つの逆入力防止クラッチを軸方向に並べる場合よりもコンパクトになるし、入力部材と出力部材を２つずつまとめた配置となって操作性が向上する。

前記クラッチとしては、前記入力部材と出力部材との間に、入力部材の回転を僅かな角度遅れをもって出力部材に伝達するトルク伝達手段を設け、固定部材に固定した外輪の内側に配される内輪を前記出力部材と一体回転するように連結し、前記内輪の外周面にカム面を周方向に複数設けて、前記外輪の内周円筒面と内輪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ころとそのころを楔形空間の狭小部へ押し込む弾性部材を組み込み、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保持器を前記入力部材と一体回転するように連結したロック式のものを採用することができる。

前記両クラッチを上述のロック式のものとする場合、前記両クラッチの外輪を共通の固定部材に固定するようにすれば、部品点数が減るうえ、一層のコンパクト化が図れる。このとき、前記固定部材は、前記両クラッチの入力部材の間または出力部材の間に配するとよい。そして、前記固定部材を、前記両クラッチの内輪、ころ、弾性部材および保持器を互いに隔離するものとすることにより、両クラッチ間でのこれらの部品どうしの干渉を防止することができる。

また、前記両クラッチの外輪を一体に形成すれば、部品点数を少なくして組み立てやすくすることができる。

本発明の逆入力防止クラッチユニットは、上述したように、２つの逆入力防止クラッチを同軸に配置する際に、その一方のクラッチの入力部材または出力部材と一体に回転する軸部材が他方のクラッチの入力部材および出力部材を貫通し、両クラッチの入力部材どうしおよび出力部材どうしが軸方向で隣り合うようにしたものであるから、同じ構造の２つの逆入力防止クラッチを軸方向に並べる場合よりもコンパクトになり、良好な操作性が得られる。

第１実施形態の逆入力防止クラッチユニットの縦断正面図 図１の分解斜視図 図１のIII−III線に沿った断面図 図３に対応してクラッチ動作を説明する断面図 第２実施形態の逆入力防止クラッチユニットの縦断正面図 第３実施形態の逆入力防止クラッチユニットの縦断正面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図４は第１の実施形態を示す。この逆入力防止クラッチユニットは、図１に示すように、それぞれ逆入力防止機能を有する２つのクラッチ（第１クラッチＡと第２クラッチＢ）を同軸に配置したものである。そして、各クラッチＡ、Ｂは、図１乃至図３に示すように、円筒状の入力部材１ａ、１ｂと、入力部材１ａ、１ｂの内周に一端部を嵌合固定された中空の入力軸２ａ、２ｂと、入力軸２ａ、２ｂと一体に回転する保持器３と、プーリ状の出力部材４と、出力部材４の内周に外側円筒部を嵌合固定された二重円筒状の出力軸５と、出力軸５と一体に回転する内輪６と、内輪６の径方向外側に配される外輪７と、両方の外輪７が固定される固定部材８とを備えている。また、各保持器３は内輪６と外輪７との間に挿入される複数の柱部９を有しており、その周方向で隣り合う柱部９どうしの間に、複数のころ１０およびコイルばね（弾性部材）１１が配されている。

前記各クラッチＡ、Ｂの入力部材１ａ、１ｂは、それぞれ外周に図示省略した入力歯車が嵌合固定され、その入力歯車を介してトルクが入力されるようになっている。そして、両クラッチＡ、Ｂの入力部材１ａ、１ｂどうしが軸方向で隣り合う状態で、第１クラッチＡの入力軸２ａの外周に第２クラッチＢの入力軸２ｂが回転自在に嵌め込まれている。

前記各入力軸２ａ、２ｂは、それぞれの他端に係合部１２を有し、この係合部１２が内輪６中央に設けられた係合穴１３に挿入されて内輪６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６の係合穴１３は、入力軸２ａ、２ｂの係合部１２外形とほぼ同じ断面形状であるが、係合部１２外周の凸部との間に僅かな回転方向の隙間が生じるように凹部が形成されている（図３参照）。一方、前記出力軸５は、その内側円筒部の一端に形成された嵌合部１４が内輪６の係合穴１３の凹部に隙間なく嵌まり込んでいる。これにより、入力部材１ａ、１ｂの回転が僅かな角度遅れをもって内輪６および出力軸５と一体の出力部材４に伝達されるようになっている。また、入力軸２ａ、２ｂの係合部１２は一部が内輪６の係合穴１３からはみ出しており、そのはみ出し部の外周に保持器３が隙間なく嵌め込まれて、保持器３が入力軸２ａ、２ｂおよび入力部材１ａ、１ｂと一体回転するようになっている。

前記外輪７は、その一端に固定部材８に固定される外向きフランジが設けられ、他端には、保持器３とともに内輪６、ころ１０およびコイルばね１１を軸方向に抜け止めするための内向きフランジが設けられている。

前記固定部材８は、外周から２つの舌状部が張り出す略円板状の部材で、両クラッチＡ、Ｂの出力部材４の間に配されており、両クラッチＡ、Ｂの入力軸２ａ、２ｂの係合部１２の間で第１クラッチＡの入力軸２ａを回転自在に支持して、両クラッチＡ、Ｂの内輪６、ころ１０、コイルばね１１および保持器３を互いに隔離し、軸方向で隣り合う保持器３どうしの干渉を防止している。そして、その両面のそれぞれに各クラッチＡ、Ｂの外輪７の外向きフランジが複数の共通のリベット１５で固定され、各舌状部にあけられた取付孔１６で外部部品に取り付けられるようになっている。

また、図３に示すように、前記内輪６の外周面にはカム面１７が周方向に複数設けられ、これらの各カム面１７と外輪７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１８が形成されている。そして、各楔形空間１８の周方向両側には保持器３の柱部９が挿入され、各楔形空間１８には、一対のころ１０が各ころ１０を楔形空間１８の狭小部に押し込むコイルばね１１を挟んだ状態で配されている。

各クラッチＡ、Ｂは、上記のように各ころ１０がコイルばね１１の弾力で楔形空間１８の狭小部に押し込まれているので、出力部材４に逆入力トルクが加えられても、回転方向後側のころ１０が固定部材８に固定された外輪７および出力部材４と一体の内輪６に係合することにより出力部材４がロックされ、入力軸２ａ、２ｂおよび入力部材１ａ、１ｂも回転しない。

一方、入力部材１ａ、１ｂに入力トルクが加えられたときには、図４に示すように、入力部材１ａ、１ｂおよび入力軸２ａ、２ｂと一体に回転する保持器３の柱部９が回転方向後側のころ１０をコイルばね１１の弾力に抗して楔形空間１８の広大側へ押し出すことにより、そのころ１０と外輪７および内輪６との係合が解除されて、出力部材４がロック状態から解放される。そして、入力部材１ａ、１ｂおよび入力軸２ａ、２ｂがさらに回転して、入力軸２ａ、２ｂの係合部１２と内輪６の係合穴１３とが係合すると、入力軸２ａ、２ｂの回転が内輪６を介して出力軸５および出力部材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１０は楔形空間１８の広大部に相対移動するので、外輪７および内輪６と係合することはない）。

この逆入力防止クラッチユニットは、上記の構成であり、第１クラッチＡの入力部材１ａと一体に回転する入力軸（軸部材）２ａが第２クラッチＢの入力部材１ｂおよび出力部材４を貫通し、両クラッチＡ、Ｂの入力部材１ａ、１ｂどうしおよび出力部材４どうしが軸方向で隣り合うようにしたうえ、両クラッチＡ、Ｂの外輪７を共通の固定部材８に固定したので、同じ構造の２つの逆入力防止クラッチを軸方向に並べる場合よりもコンパクト化することができ、良好な操作性が得られる。

また、固定部材８を両クラッチＡ、Ｂの出力部材４の間に配して、軸方向で隣り合う保持器３どうしの干渉を防止しているので、各クラッチＡ、Ｂの回転伝達動作もスムーズに行うことができる。

図５は第２の実施形態を示す。この実施形態は、第１実施形態の両クラッチＡ、Ｂの外輪７に代えて共通の外輪７’を用い、それに合わせて各クラッチＡ、Ｂの出力軸５および第１クラッチＡの出力部材４の形状、固定部材８の形状と位置を変更したものである。

すなわち、前記外輪７’は、両クラッチＡ、Ｂの内輪６と径方向で対向する軸方向長さを有し、一端の外向きフランジがリベット１５で固定部材８に固定され、他端の内向きフランジで第２クラッチＢの内輪６、ころ１０およびコイルばね１１を軸方向に抜け止するようになっている。これに伴い、固定部材８は、単一の円筒状とされた第１クラッチＡの出力軸５を回転自在に支持し、第１クラッチＡの内輪６、ころ１０およびコイルばね１１を軸方向に抜け止するものとされている。また、第１クラッチＡの出力部材４は出力軸５の外周に嵌まり込む内径を有するものに変更され、第２クラッチＢの出力軸５は外側円筒部が軸方向に延長されたものとなっている。

この第２実施形態では、両クラッチＡ、Ｂの保持器３どうしの干渉のおそれはあるが、第１実施形態に比べて部品点数が少なく、組み立てやすいという利点がある。

図６は第３の実施形態を示す。この実施形態は、第１実施形態の入力側と出力側をほぼ入れ替えた構造としたものである。

すなわち、第１実施形態の両クラッチＡ、Ｂのプーリ状の出力部材４を円環状の入力部材２１に代え、円筒状の入力部材１ａ、１ｂをプーリ状の出力部材２４ａ、２４ｂに代えるとともに、第１実施形態の入力軸２ａ、２ｂおよび出力軸５を出力軸２５ａ、２５ｂおよび入力軸２２としている。そして、図示は省略するが、入力軸２２の係合部２６は内輪６の係合穴１３の凹部に僅かな回転方向隙間をもって挿入され、出力軸２５ａ、２５ｂの嵌合部２７は内輪６の係合穴１３に隙間なく嵌まり込んでいる。また、第１実施形態と同じ保持器３が、入力軸２２との連結のために第１実施形態と逆向きに配されている。その他の部分の構造および機能は第１実施形態と同じである。

この第３実施形態では、第１クラッチＡの出力部材２４ａと一体に回転する出力軸（軸部材）２５ａが第２クラッチＢの入力部材２１および出力部材２４ｂを貫通することになるが、両クラッチＡ、Ｂの入力部材２１どうしおよび出力部材２４ａ、２４ｂどうしが軸方向で隣り合い、両クラッチＡ、Ｂの外輪７が共通の固定部材８に固定されているので、第１実施形態と同様、コンパクトで操作性も良い。

また、固定部材８は両クラッチＡ、Ｂの入力部材２１の間に配されて、軸方向で隣り合う内輪６どうしおよびころ１０どうしの干渉を防止するので、各クラッチＡ、Ｂの回転伝達動作も第１実施形態と同じくスムーズに行うことができる。

なお、上述した各実施形態では、径方向の最も内側に配される第１クラッチＡの入力軸２ａ、２２および出力軸５、２５ａも中空軸としている。これは、その中空部に摺動自在に嵌め込まれる支持部材を別の外部部品に固定することにより（図示省略）、この逆入力防止クラッチユニット全体をしっかり支持して、入出力部材に径方向荷重が作用してもスムーズなクラッチ動作が得られるようにするためである。したがって、入出力部材に径方向荷重が作用しないような場合は、第１クラッチの入力軸および出力軸を中実軸としてもよい。

また、出力部材は、各実施形態のようなプーリ状のものに限らず、その形状を用途に合わせて任意に変えられるし、固定部材の外部部品への取付手段も、その外部部品に合わせて任意に変更することができる。

１ａ、１ｂ、２１ 入力部材
２ａ、２ｂ、２２ 入力軸
３ 保持器
４、２４ａ、２４ｂ 出力部材
５、２５ａ、２５ｂ 出力軸
６ 内輪
７、７’ 外輪
８ 固定部材
９ 柱部
１０ ころ
１１ コイルばね
１２、２６ 係合部
１３ 係合穴
１４、２７ 嵌合部
１７ カム面
１８ 楔形空間
Ａ 第１クラッチ
Ｂ 第２クラッチ

Claims (6)

1. 同一軸心のまわりに回転する入力部材と出力部材を備え、前記入力部材に入力トルクが加えられたときは入力部材の回転を前記出力部材に伝達し、前記出力部材に逆入力トルクが加えられたときは前記入力部材が回転しないようにする逆入力防止機能を有するクラッチを２つ同軸に配置した逆入力防止クラッチユニットにおいて、
   前記２つのクラッチは、一方のクラッチの入力部材または出力部材と一体に回転する軸部材が他方のクラッチの入力部材および出力部材を貫通し、両クラッチの入力部材どうしおよび出力部材どうしが軸方向で隣り合うように配置されていることを特徴とする逆入力防止クラッチユニット。
2. 前記クラッチは、前記入力部材と出力部材との間に、入力部材の回転を僅かな角度遅れをもって出力部材に伝達するトルク伝達手段を設け、固定部材に固定した外輪の内側に配される内輪を前記出力部材と一体回転するように連結し、前記内輪の外周面にカム面を周方向に複数設けて、前記外輪の円筒面と内輪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ころとそのころを楔形空間の狭小部へ押し込む弾性部材を組み込み、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保持器を前記入力部材と一体回転するように連結したものであ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ユニット。
3. 前記両クラッチの外輪を共通の固定部材に固定するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の逆入力防止クラッチユニット。
4. 前記固定部材を、前記両クラッチの入力部材の間または出力部材の間に配したことを特徴とする請求項３に記載の逆入力防止クラッチユニット。
5. 前記固定部材を、前記両クラッチの内輪、ころ、弾性部材および保持器を互いに隔離するものとしたことを特徴とする請求項４に記載の逆入力防止クラッチユニット。
6. 前記両クラッチの外輪を一体に形成したことを特徴とする請求項３または４に記載の逆入力防止クラッチユニット。

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