JP6658965B2 - 逆入力遮断クラッチ、電動バルブタイミング調整装置、可変圧縮比装置、および電動パワーステアリング装置 - Google Patents

逆入力遮断クラッチ、電動バルブタイミング調整装置、可変圧縮比装置、および電動パワーステアリング装置 Download PDF

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Description

本発明は、入力部材に入力される回転トルクを出力部材に伝達するのに対し、出力部材に逆入力される回転トルクは完全に遮断して入力部材に伝達しないかまたはその一部のみを入力部材に伝達して残部を遮断する機能を有する逆入力遮断クラッチに関する。また、本発明は、この逆入力遮断クラッチが組み込まれた電動バルブタイミング調整装置、可変圧縮比装置、および電動パワーステアリング装置に関する。
逆入力遮断クラッチは、駆動源などの入力側機構に接続される入力部材と、減速機構などの出力側機構に接続される出力部材を備えており、入力部材に入力される回転トルクを出力部材に伝達するのに対し、出力部材に逆入力される回転トルクは完全に遮断して入力部材に伝達しないかまたはその一部のみを入力部材に伝達して残部を遮断する機能を有している。
逆入力遮断クラッチは、出力部材に逆入力される回転トルクを遮断する機構の相違により、ロック式とフリー式に大別される。ロック式の逆入力遮断クラッチは、出力部材に回転トルクが逆入力された際に、出力部材の回転を防止または抑制する機構を備えている。一方、フリー式の逆入力遮断クラッチは、出力部材に回転トルクが入力された際に、出力部材を空転させる機構を備えている。ロック式の逆入力遮断クラッチとフリー式の逆入力遮断クラッチとのいずれを使用するかについては、逆入力遮断クラッチを組み込む装置の使用用途などによって適宜決定される。
特開2002−174320号公報、特開2007−232095号公報、及び、特開2004−084918号公報などには、ロック式の逆入力遮断クラッチが記載されている。特開2002−174320号公報に記載された逆入力遮断クラッチは、出力部材に回転トルクが逆入力された際に、コイルばねのねじれによって生じる直径の変化を利用して、コイルばねの内側に配置した部材を締め付けることにより、出力部材の回転を防止する機構を備えている。これに対し、特開2007−232095号公報、及び、特開2004−084918号公報に記載された逆入力遮断クラッチは、出力部材に回転トルクが逆入力された際に、内方部材と外方部材との間のくさび形空間に配置された転動体を、くさび形空間のうち径方向に関する幅の狭い側に移動させて、内方部材と外方部材との間で突っ張らせることにより、出力部材の回転を防止する機構を備えている。
一方、内燃機関の運転状態に応じて、内燃機関のバルブタイミングを変化させる制御機構として、バルブタイミング調整装置(Variable Cam Timing:VCT)が用いられている。バルブタイミング調整装置により、例えば、エンジンの回転数やアクセル開度などの運転状態に応じて、カム軸の位相を制御し、吸気バルブや排気バルブの開閉のタイミングを最適化することで、エンジンの適正なトルクや出力を得ることが可能となる。
特開2016−173080号公報には、エンジンの油圧を利用した油圧式バルブタイミング調整装置が記載されている。ただし、油圧式バルブタイミング調整装置には、オイルの流動性の低い低温始動時における応答性が悪いといった改善点がある。そこで、特開2010−255494号公報には、電動モータを利用することにより、低温始動時の応答性を良好にできる電動バルブタイミング調整装置が記載されている。
特開2002−174320号公報 特開2007−232095号公報 特開2004−084918号公報 特開2016−173080号公報 特開2010−255494号公報
特開2002−174320号公報に記載された逆入力遮断クラッチは、コイルばねのねじれによって生じる直径の変化を利用するため、コイルばねの軸方向寸法を長く確保する必要がある。このため、逆入力遮断クラッチの軸方向寸法が大きくなる、といった問題がある。特開2007−232095号公報、及び、特開2004−084918号公報に記載された逆入力遮断クラッチは、転動体を多数使用するため、部品点数が嵩む、といった問題がある。
本発明の目的は、軸方向寸法を短くでき、かつ、部品点数を抑えられる、ロック式の逆入力遮断クラッチを提供することにある。
本発明の逆入力遮断クラッチは、入力部材と、出力部材と、被押圧部材と、係合子と、を備えている。
前記出力部材は、前記入力部材と同軸に配置される。
前記被押圧部材は、被押圧面を有する。
前記係合子は、前記入力部材に回転トルクが入力されると前記入力部材との係合に基づき前記被押圧面から離れる方向に移動して前記出力部材と係合することにより前記入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材に伝達し、かつ、前記出力部材に回転トルクが逆入力されると前記出力部材との係合に基づき前記被押圧面に近づく方向に移動して前記被押圧面に当接することにより前記出力部材に逆入力された回転トルクを完全に遮断する、すなわち、前記入力部材に伝達しないか、または前記出力部材に逆入力された回転トルクの一部を前記入力部材に伝達し残部を遮断する。
前記出力部材に回転トルクが逆入力されることによって前記係合子が前記被押圧面に接触した位置関係において、前記係合子と前記入力部材との間に、前記係合子が前記出力部材との係合に基づいて前記被押圧面に向けて押圧されることを許容する隙間が存在するように構成することができる。
前記係合子を、前記被押圧面と前記出力部材に備えられた出力部材側係合部との間に配置し、前記入力部材の端面のうちで回転中心から径方向に外れた部分に備えられた入力部材側係合部を、前記係合子に備えられた係合子側入力係合部に、前記被押圧面に対する遠近移動を可能に係合させることができる。この場合、前記係合子側入力係合部を、軸方向に形成された孔(貫通孔または有底孔)により構成することができる。あるいは、前記係合子側入力係合部を、前記係合子の径方向外側面に径方向内方に凹むように形成することができる。
前記係合子側入力係合部に対する前記入力部材側係合部のがたつきの大きさを、前記入力部材が一方に回転する場合と、該入力部材が他方に回転する場合とで異ならせることができる。
前記係合子のうちで、前記出力部材側係合部と係合する部分を、平坦面状とすることができる。この場合、前記係合子のうちで、前記出力部材側係合部と係合する部分を含む底面全体を、平坦面状とすることができる。
前記係合子を、前記出力部材側係合部を径方向外側から挟むように複数備えることができる。この場合、前記係合子を、該係合子のそれぞれの底面により前記出力部材側係合部を挟むように1対備えることができる。
前記1対の係合子のそれぞれを、底面にガイド凹部を備えるものとし、該ガイド凹部に架け渡すように弾性部材を配置することができる。
前記被押圧面を円弧状の凹面とし、前記被押圧面に対して押し付けられる前記係合子の押圧面を、前記被押圧面の曲率半径以下の曲率半径を有する円弧状の凸面とすることができる。
前記出力部材と前記係合子との間に弾性部材を配置することができる。
前記出力部材に逆入力された回転トルクの遮断率を、前記出力部材が一方に回転する場合と、該出力部材が他方に回転する場合とで異ならせることができる。
前記被押圧面の断面形状、及び、前記被押圧面に対して押し付けられる前記係合子の押圧面の断面形状をともに、直線状または円弧状とすることができる。この場合、前記押圧面の断面形状を直線状とし、前記押圧面の軸方向両側に平面状または曲面状の面取りを設けることができる。
本発明の電動バルブタイミング調整装置は、駆動源である電動モータと、クランク軸によって回転駆動される従動部材と、第1の入力部と第2の入力部とカム軸に接続された出力部とを有する減速機構とを備え、
前記電動モータ及び前記従動部材と前記減速機構との間に、逆入力遮断クラッチを備えており、前記逆入力遮断クラッチは、本発明の逆入力遮断クラッチにより構成され、
前記電動モータは、前記入力部材に接続されており、
前記従動部材は、前記被押圧部材に接続されており、及び、
前記減速機構の第1の入力部が前記出力部材に、前記減速機構の第2の入力部が前記従動部材に、それぞれ接続されており、
前記電動モータの駆動時は、前記電動モータの回転トルクを前記減速機構の出力部に伝達し、かつ、前記電動モータの非駆動時は、前記従動部材の回転トルクを前記減速機構の出力部に伝達するように構成されている。
本発明の可変圧縮比装置は、内燃機関のピストンに連結され、該ピストンを上下方向に移動させるリンク機構と、該リンク機構の姿勢を自身の回転により変更する制御軸と、該制御軸を回転させる電動モータとを備え、前記電動モータにより前記制御軸の回転位相を変化させることで、前記ピストンの上死点位置と下死点位置との少なくとも一方を変化させて機関圧縮比を変更するものである。
本発明の可変圧縮比装置では、前記電動モータと前記制御軸との間に、本発明の逆入力遮断クラッチを備え、かつ、前記入力部材を、前記電動モータに直接又は減速機構を介して接続し、前記出力部材を、前記制御軸に接続するか又は前記制御軸と一体に設けている。
本発明の電動パワーステアリング装置は、ステアリングホイールの操作に基づいて回転し、操舵輪に対し回転量に応じた舵角を付与する回転軸と、該回転軸に補助力を付与するための操舵力補助用モータと、該操舵力補助用モータと前記回転軸との間に設けられて、前記操舵力補助用モータの回転を前記回転軸に伝達するウォーム減速機とを備える。
本発明の電動パワーステアリング装置では、前記回転軸を、互いに同軸に配置された入力側回転軸と出力側回転軸とを、本発明の逆入力遮断クラッチを介して接続することにより構成しており、かつ、前記入力部材を、前記入力側回転軸に接続するか又は前記入力側回転軸と一体に設け、前記出力部材を、前記出力側回転軸に接続するか又は前記出力側回転軸と一体に設けている。
本発明によれば、逆入力遮断クラッチの軸方向寸法を短くでき、かつ、その部品点数を抑えることが可能となる。
図1は、参考例の第1例の逆入力遮断クラッチを示す図である。 図2は、参考例の第1例の逆入力遮断クラッチの斜視図である。 図3は、参考例の第1例の逆入力遮断クラッチから入力部材を取り出してその一部を示す斜視図である。 図4は、参考例の第1例の逆入力遮断クラッチから出力部材を取り出してその一部を示す斜視図である。 図5は、参考例の第1例の逆入力遮断クラッチに関して、入力部材に回転トルクが入力された状態を示す図である。 図6は、参考例の第1例の逆入力遮断クラッチに関して、出力部材に回転トルクが逆入力された状態を示す図である。 図7は、出力部材に回転トルクが逆入力された際に、出力部材から係合子に作用する力の関係を示す、図6の部分拡大図である。 図8は、出力部材に回転トルクが逆入力された際に、出力部材がロックまたは半ロックする条件を説明するために示す図である。 図9は、参考例の第1例の逆入力遮断クラッチに関して、出力部材に回転トルクが逆入力されて係合子の押圧面が被押圧面に接触し、かつ、入力部材側係合部が係合子の幅方向中央部に位置した状態を示す部分拡大図である。 図10は、参考例の第2例の逆入力遮断クラッチから入力部材を取り出してその一部を示す斜視図である。 図11は、参考例の第3例の逆入力遮断クラッチを示す図である。 図12は、参考例の第3例の逆入力遮断クラッチから入力部材を取り出してその一部を示す斜視図である。 図13は、参考例の第3例の逆入力遮断クラッチから出力部材を取り出してその一部を示す斜視図である。 図14は、参考例の第4例の逆入力遮断クラッチを示す、図6に相当する図である。 図15は、参考例の第5例の逆入力遮断クラッチを示す、図6に相当する図である。 図16は、参考例の第5例の逆入力遮断クラッチからガイドを取り出して示す斜視図である。 図17は、参考例の第6例の逆入力遮断クラッチを示す図である。 図18は、参考例の第7例の逆入力遮断クラッチを示す図である。 図19は、参考例の第7例の逆入力遮断クラッチから出力部材を取り出してその一部を示す斜視図である。 図20は、実施の形態の第例の逆入力遮断クラッチを示す図である。 図21は、実施の形態の第例の逆入力遮断クラッチを示す図である。 図22は、実施の形態の第例の逆入力遮断クラッチを示す図である。 図23は、実施の形態の第例の逆入力遮断クラッチから係合子を1個だけ取り出して示す斜視図である。 図24は、実施の形態の第例の逆入力遮断クラッチを示す図である。 図25は、実施の形態の第例の逆入力遮断クラッチから出力部材を取り出してその一部を示す斜視図である。 図26(A)〜図26(D)は、参考例の第8例の逆入力遮断クラッチの被押圧面および押圧面として採用可能な断面形状の4例を示す、図6のA−A断面に相当する断面図である。 図27は、実施の形態の第例の逆入力遮断クラッチを示す図である。 図28は、参考例の第9例の逆入力遮断クラッチを示す図である。 図29は、実施の形態の第例の逆入力遮断クラッチを示す図である。 図30は、実施の形態の第例の逆入力遮断クラッチを示す図である。 図31は、参考例の第10例の逆入力遮断クラッチを示す図である。 図32(A)〜図32(C)は、従来の電動バルブタイミング調整装置によるカム軸の位相調整方法を説明するために示す模式図である。 図33は、参考例の第11例の電動バルブタイミング調整装置を備えたエンジンの一部を示す、模式図である。 図34は、参考例の第11例の電動バルブタイミング調整装置の断面図である。 図35は、参考例の第11例の電動バルブタイミング調整装置に組み込まれた逆入力遮断クラッチに関して、入力部材に回転トルクが入力された状態を示す図である。 図36は、参考例の第11例の電動バルブタイミング調整装置に組み込まれた逆入力遮断クラッチに関して、出力部材に回転トルクが逆入力された状態を示す図である。 図37は、参考例の第11例の電動バルブタイミング調整装置に組み込まれた逆入力遮断クラッチの出力係合カムの周辺を示す部分拡大図である。 図38は、参考例の第11例の電動バルブタイミング調整装置に組み込まれた逆入力遮断クラッチにおいて、出力部材に入力されるトルクの1例を示すグラフである。 図39は、参考例の第11例の電動バルブタイミング調整装置に組み込まれた逆入力遮断クラッチにおける、係合子に入力部材側係合部および出力部材側係合部から作用する力の関係を説明するために示す、部分拡大図である。 図40(A)〜図40(C)は、参考例の第11例の電動バルブタイミング調整装置によるカム軸の位相調整方法を説明するために示す模式図である。 図41は、参考例の第12例の電動バルブタイミング調整装置を示す、模式図である。 図42は、参考例の第13例の可変圧縮比装置を示す断面図である。 図43は、参考例の第13例の可変圧縮比装置の要部を示す分解斜視図である。 図44は、参考例の第14例の電動パワーステアリング装置を示す、部分切断側面図である。 図45は、参考例の第14例の電動パワーステアリング装置の要部を示す断面模式図である。 図46は、参考例の第14例の電動パワーステアリング装置の要部を示す斜視図である。
参考例の第1例
参考例の第1例について、図1〜図9を用いて説明する。なお、以下の説明において、軸方向、径方向および周方向とは、特に断らない限り、逆入力遮断クラッチ1の軸方向、径方向および周方向をいう。本参考例において、逆入力遮断クラッチ1の軸方向、径方向および周方向は、入力部材2の軸方向、径方向および周方向と一致し、出力部材3の軸方向、径方向および周方向と一致し、かつ、被押圧部材4の軸方向、径方向および周方向と一致する。
[逆入力遮断クラッチの構造の説明]
本参考例の逆入力遮断クラッチ1は、ロック式の逆入力遮断クラッチであり、入力部材2と、出力部材3と、被押圧部材4と、1対の係合子5とを備えている。逆入力遮断クラッチ1は、入力部材2に入力される回転トルクを出力部材3に伝達するのに対し、出力部材3に逆入力される回転トルクは完全に遮断して入力部材2に伝達しないかまたはその一部のみを入力部材2に伝達して残部を遮断する逆入力遮断機能を有している。
入力部材2は、電動モータなどの入力側機構に接続され、回転トルクが入力される。入力部材2は、図3に示すように、入力軸部6と、1対の入力部材側係合部7とを有している。入力軸部6は、段付円柱状で、その基端部が前記入力側機構の出力部にトルク伝達可能に接続されるか、または、前記入力側機構の出力部と一体に設けられている。1対の入力部材側係合部7は、略楕円柱状で、入力軸部6の先端面の直径方向反対側2個所位置から軸方向に伸長した凸部により構成されている。1対の入力部材側係合部7は、入力部材2の直径方向に互いに離隔している。このため、1対の入力部材側係合部7は、入力軸部6の先端面のうちで回転中心から径方向外方に外れた部分にそれぞれ配置されている。入力部材側係合部7は、その径方向外側面が、入力軸部6の先端部の外周面と同じ円筒面状の輪郭形状を有しており、その径方向内側面が、円周方向中央部が径方向内方に突出した円弧状の凸面となっている。
出力部材3は、減速機構などの出力側機構に接続され、回転トルクを出力する。出力部材3は、入力部材2と同軸に配置されており、図4に示すように、出力軸部8と、出力部材側係合部9とを有している。出力軸部8は、円柱状で、その先端部が前記出力側機構の入力部にトルク伝達可能に接続されるか、または、前記出力側機構の入力部と一体に設けられている。出力部材側係合部9は、カム機能を有する。すなわち、出力部材3の回転中心軸から出力部材側係合部9の外周面までの距離は、周方向に関して一定でない。本参考例では、出力部材側係合部9は、略長円柱状で、出力軸部8の基端面の中央部から軸方向に伸長している。出力部材側係合部9の外周側面は、互いに平行な1対の平坦面と、1対の円弧状の凸面とから構成されている。このため、出力部材側係合部9の回転中心から外周側面までの距離は、円周方向にわたり一定でない。出力部材側係合部9は、1対の入力部材側係合部7の間部分に配置される。
被押圧部材4は、図2に示すように、薄肉円環状に構成されており、例えばハウジングなどの図示しない他の部材に固定されて、その回転が拘束されている。被押圧部材4は、入力部材2及び出力部材3と同軸に、かつ、入力部材2及び出力部材3よりも径方向外側に配置されている。具体的には、1対の入力部材側係合部7及び出力部材側係合部9が、逆入力遮断クラッチ1の組立状態で、被押圧部材4の径方向内側に配置されている。被押圧部材4は、その内周面に円筒面状の凹面である被押圧面10を有している。
1対の係合子5は、略半円形板状に構成されており、被押圧部材4の径方向内側に配置されている。1対の係合子5のそれぞれは、被押圧面10に対して押し付けられる径方向外側面を円筒面状の凸面である押圧面11とし、径方向内側面を、後述する係合子側出力係合部15が形成された部分以外が平坦面状となった底面12としている。また、それぞれの係合子5の幅方向両側は、底面12に対して直角な平坦面状の側面13となっている。なお、係合子5に関して径方向とは、図1に矢印Aで示した底面12に対して直角な方向をいい、図1に矢印Bで示した底面12に対して平行な方向を、係合子5に関して幅方向という。押圧面11の曲率半径は、被押圧面10の曲率半径以下となっている。押圧面11は、係合子5のその他の部分に比べて摩擦係数の大きい表面性状を有している。押圧面11は、係合子5の表面によって直接構成しても良いし、係合子5に貼着や接着などにより固定した摩擦材によって構成しても良い。
本参考例では、1対の係合子5の押圧面11を被押圧部材4の径方向反対側に向け、かつ、1対の係合子5の底面12を互いに対向させている。また、1対の係合子5を被押圧部材4の径方向内側に配置した状態で、被押圧面10と押圧面11との間部分、および、底面12同士の間部分の少なくとも一方に隙間が存在するように、被押圧部材4の内径寸法と係合子5の径方向寸法を規制している。
係合子5は、係合子側入力係合部14と、係合子側出力係合部15とを有している。係合子側入力係合部14は、係合子5の径方向中間部を軸方向に貫通し、かつ、幅方向に長い矩形状の長孔である、貫通孔により構成されている。係合子側入力係合部14は、入力部材側係合部7を緩く挿入できる大きさを有している。具体的には、係合子側入力係合部14の内側に入力部材側係合部7を挿入した状態で、入力部材側係合部7と係合子側入力係合部14の内面との間には、係合子5の幅方向及び該幅方向に直交する方向にそれぞれ隙間が存在する。このため、入力部材側係合部7は、係合子側入力係合部14(係合子5)に対し、入力部材2の回転方向に関する変位が可能であり、係合子側入力係合部14は、入力部材側係合部7に対し、係合子5の幅方向に直交する方向の変位が可能である。
係合子側出力係合部15は、1対の係合子5のそれぞれの底面12の幅方向中央部から径方向外方に向けて凹んだ略矩形状の凹部である。係合子側出力係合部15は、その内側に出力部材側係合部9の短軸方向の先半部をがたつきなく配置できる大きさ及び形状を有している。具体的には、係合子側出力係合部15は、その開口幅が、出力部材側係合部9の長軸方向に関する寸法とほぼ同じであり(同じか、あるいは、わずかに大きく)、その径方向深さが、出力部材側係合部9の短軸方向に関する寸法の1/2よりも少しだけ小さくなっている。係合子側出力係合部15の底部は、底面12と平行な平坦面となっている。
本参考例の逆入力遮断クラッチ1は、その組立状態で、軸方向一方側に配置した入力部材2の1対の入力部材側係合部7を、1対の係合子5のそれぞれの係合子側入力係合部14に軸方向に挿入し、かつ、軸方向他方側に配置した出力部材3の出力部材側係合部9を、1対の係合子側出力係合部15同士の間に軸方向に挿入している。すなわち、1対の係合子5は、それぞれの係合子側出力係合部15により、出力部材側係合部9を径方向外側から挟むように配置されている。また、本参考例では、入力部材側係合部7の軸方向寸法、出力部材側係合部9の軸方向寸法、被押圧部材4の軸方向寸法、及び、係合子5の軸方向寸法をそれぞれほぼ同じとしている。
[逆入力遮断クラッチの動作説明]
本参考例の逆入力遮断クラッチ1の動作について説明する。
(入力部材2に回転トルクが入力された場合)
先ず、入力部材2に入力側機構から回転トルクが入力された場合を説明する。入力部材2に回転トルクが入力されると、図5に示すように、係合子側入力係合部14の内側で、入力部材側係合部7が入力部材2の回転方向(図5の例では時計方向)に回転する。すると、入力部材側係合部7の径方向内側面が係合子側入力係合部14の内面を径方向内方に向けて押圧し、1対の係合子5を、被押圧面10から離れる方向にそれぞれ移動させる。つまり、1対の係合子5を、入力部材2との係合に基づき、互いに近づく方向である径方向内方に(図5の上側に位置する係合子5を下方に、図5の下側に位置する係合子5を上方に)それぞれ移動させる。これにより、1対の係合子5の底面12が互いに近づく方向に移動し、1対の係合子側出力係合部15が出力部材3の出力部材側係合部9を径方向両側から挟持する。すなわち、出力部材3を、出力部材側係合部9の長軸方向が係合子5の底面12と平行になるように回転させつつ、出力部材側係合部9と1対の係合子側出力係合部15とをがたつきなく係合させる。したがって、入力部材2に入力された回転トルクは、1対の係合子5を介して、出力部材3に伝達され、出力部材3から出力される。本参考例の逆入力遮断クラッチ1は、入力部材2に回転トルクが入力されると、入力部材2の回転方向に関係なく、1対の係合子5を、被押圧面10から離れる方向にそれぞれ移動させる。そして、入力部材2の回転方向にかかわらず、入力部材2に入力された回転トルクを、1対の係合子5を介して、出力部材3に伝達する。
(出力部材3に回転トルクが逆入力された場合)
次に、出力部材3に出力側機構から回転トルクが逆入力された場合を説明する。出力部材3に回転トルクが逆入力されると、図6に示すように、出力部材側係合部9が、1対の係合子側出力係合部15同士の内側で、出力部材3の回転方向(図6の例では時計方向)に回転する。すると、出力部材側係合部9の角部が係合子側出力係合部15の底面を径方向外方に向けて押圧し、1対の係合子5を、被押圧面10に近づく方向にそれぞれ移動させる。つまり、1対の係合子5を、出力部材3との係合に基づき、互いに離れる方向である径方向外方に(図5の上側に位置する係合子5を上方に、図5の下側に位置する係合子5を下方に)それぞれ移動させる。これにより、1対の係合子5のそれぞれの押圧面11を、被押圧部材4の被押圧面10に対して押し付ける。この際、押圧面11と被押圧面10とは、押圧面11の周方向に関する全範囲または一部(例えば中央部)で接触する。この結果、出力部材3に逆入力された回転トルクが、図示しない他の部材に固定された被押圧部材4に伝わることで完全に遮断されて入力部材2に伝達されないか、または、出力部材3に逆入力された回転トルクの一部のみが入力部材2に伝達され残部が遮断される。出力部材3に逆入力された回転トルクを完全に遮断して入力部材2に伝達されないようにするには、押圧面11が被押圧面10に対して摺動(相対回転)しないように、1対の係合子5を出力部材側係合部9と被押圧部材4との間で突っ張らせ、出力部材3をロックする。これに対し、出力部材3に逆入力された回転トルクのうちの一部のみが入力部材2に伝達され残部が遮断されるようにするには、押圧面11が被押圧面10に対して摺動するように、1対の係合子5を出力部材側係合部9と被押圧部材4との間で突っ張らせ、出力部材3を半ロックする。出力部材3が半ロックした状態で、さらに出力部材3に回転トルクが逆入力されると、1対の係合子5が、出力部材側係合部9と係合子側出力係合部15との係合に基づいて、押圧面11を被押圧面10に対して摺動させつつ、出力部材3の回転中心を中心として回転する。1対の係合子5が回転すると、係合子側入力係合部14の内面が入力部材側係合部7の径方向内側面を周方向(回転方向)に押圧して、入力部材2に回転トルクの一部が伝達される。
なお、本参考例の逆入力遮断クラッチ1では、以上の動作が可能となるように、各構成部材間の隙間の大きさが調整されている。
たとえば、本参考例では、図9に示すように、出力部材3に回転トルクが逆入力されることによって係合子5の押圧面11が被押圧面10に接触した位置関係において、入力部材側係合部7を係合子側入力係合部14内の幅方向中央に位置させたとき、すなわち、入力部材側係合部7の径方向内側面のうち、入力部材2の回転中心(=出力部材3の回転中心)Oから最も近い位置に存在する部分である円周方向中央部を、被押圧面10に対する押圧面11の遠近動方向(図9の上下方向)に関して、入力部材2の回転中心Oから径方向外側(図9の上側)に最も遠ざけたときに、入力部材側係合部7の径方向内側面と係合子側入力係合部14の内面とが非接触になるようにしている。換言すれば、入力部材側係合部7の径方向内側面と係合子側入力係合部14の内面との間に、出力部材側係合部9の角部が係合子側出力係合部15の底面を押圧することに基づいて押圧面11が被押圧面10に向けて押圧されることを許容する隙間Gが存在するようにしている。これにより、出力部材3に回転トルクが逆入力された場合に、係合子5が径方向外側(図9の上側)に移動するのを入力部材側係合部7によって阻止されることがないようにし、かつ、押圧面11が被押圧面10に接触した後も、押圧面11と被押圧面10との接触部に作用する面圧が、出力部材3に逆入力された回転トルクの大きさに応じて変化するようにすることで、出力部材3のロックまたは半ロックが適正に行われるようにしている。
上述のように出力部材3に回転トルクが逆入力された場合に、出力部材3がロックまたは半ロックする原理及び条件について、図7及び図8を参照して、より具体的に説明する。出力部材3に回転トルクが逆入力されることで、出力部材側係合部9の角部が係合子側出力係合部15の底面に当接すると、図7に示すように、出力部材側係合部9の角部と係合子側出力係合部15の底面との当接部Xには、係合子側出力係合部15の底面に対し垂直方向に法線力Fcが作用する。また、当接部Xには、出力部材側係合部9と係合子側出力係合部15との間の摩擦係数をμとすると、係合子側出力係合部15の底面と平行な方向に摩擦力μFcが作用する。ここで、当接部Xに作用する接線力Ftの作用線の方向と係合子側出力係合部15の底面との間のくさび角をθとすると、接線力Ftは、次の式(1)により表される。
Ft=Fc・sinθ+μFc・cosθ ・・・(1)
このため、法線力Fcは、接線力Ftを用いて、次の(2)式により表される。
Fc=Ft/(sinθ+μ・cosθ) ・・・(2)
出力部材側係合部9の角部が係合子側出力係合部15の底面に当接した際に、出力部材3から係合子5に伝達されるトルクTの大きさは、出力部材3の回転中心Oから当接部Xまでの距離をrとすると、次の(3)式で表される。
T=r・Ft ・・・(3)
上述したように、当接部Xには法線力Fcが作用するため、図8に示すように、係合子5の押圧面11は、被押圧部材4の被押圧面10に対して法線力Fcの力で押し付けられる。このため、押圧面11と被押圧面10との間の摩擦係数をμ´とし、出力部材3の回転中心Oから押圧面11と被押圧面10との当接部Yまでの距離をRとすると、係合子5に作用するブレーキトルクT´の大きさは、次の(4)式で表される。
T´=μ´RFc ・・・(4)
したがって、より大きなブレーキ力を得るには、摩擦係数μ´、距離R、法線力Fcを大きくすれば良いことが分かる。
また、出力部材3がロックして、出力部材3に逆入力された回転トルクが入力部材2に伝達されないようにするためには、伝達トルクTとブレーキトルクT´とが、次の(5)式の関係を満たす必要がある。
T<T´ ・・・(5)
また、上記(5)式に上記(1)〜(4)式を代入すると次の(6)式が得られる。
μ´R/(sinθ+μ・cosθ)>r ・・・(6)
上記(6)式からは、押圧面11と被押圧面10との間の摩擦係数μ´を大きくすれば、距離Rを小さくしても、出力部材3をロックさせられることが分かる。
また、摩擦係数μ及び摩擦係数μ´がそれぞれ0.1であると仮定すると、上記(6)式から次の(7)式が得られる。
R>10r(sinθ+0.1cosθ) ・・・(7)
上記(7)式からは、出力部材3の回転中心Oから当接部Xまでの距離rと、出力部材3の回転中心Oから当接部Yまでの距離Rと、接線力Ftの作用線の方向と係合子側出力係合部15の底面との間のくさび角θとを適切に設定することで、出力部材3をロックさせられることが分かる。
これに対し、出力部材3が半ロックして、出力部材3に逆入力された回転トルクの一部のみが入力部材2に伝達され残部が遮断されるようにするためには、伝達トルクTとブレーキトルクT´とが、次の(8)式の関係を満たす必要がある。
T>T´ ・・・(8)
また、上記(6)式からも明らかな通り、出力部材側係合部9と係合子側出力係合部15との間の摩擦係数μ、押圧面11と被押圧面10との間の摩擦係数μ´、回転中心Oから当接部Xまでの距離r、回転中心Oから当接部Yまでの距離R、接線力Ftの作用線の方向と係合子側出力係合部15の底面との間のくさび角θをそれぞれ適切に設定することで、出力部材3を半ロックさせることができる。
また、出力部材3がロックまたは半ロックした状態で、入力部材2に回転トルクが入力された場合、入力部材2から係合子5に作用する法線力が、出力部材3から係合子5に作用する法線力Fcよりも大きくなると、出力部材3のロックまたは半ロックが解除される。つまり、係合子5は径方向内方に移動し、入力部材2から出力部材3に回転トルクが伝達される。
以上の構成を有し、上述のように動作する本参考例の逆入力遮断クラッチ1によれば、軸方向寸法を短くでき、かつ、部品点数を抑えられる。
本参考例の逆入力遮断クラッチ1は、入力部材2及び出力部材3のそれぞれの回転を、係合子5の径方向移動に変換する。そして、このように入力部材2及び出力部材3の回転を係合子5の径方向移動に変換することで、係合子5を、該係合子5の径方向内側に位置する出力部材3に係合させたり、あるいは、係合子5を、該係合子5の径方向外側に位置する被押圧部材4に押し付けるようにしている。このように、本参考例の逆入力遮断クラッチ1は、入力部材2及び出力部材3のそれぞれの回転によって制御される係合子5の径方向移動に基づき、入力部材2から出力部材3に回転トルクが伝達可能になる出力部材3のロックまたは半ロック解除状態と、出力部材3の回転が防止または抑制される出力部材3のロックまたは半ロック状態とを切り替えることができるため、逆入力遮断クラッチ1の装置全体の軸方向寸法を短くできる。
しかも、係合子5に、入力部材2に入力された回転トルクを出力部材3に伝達する機能と、出力部材3をロックまたは半ロックする機能との両方の機能を持たせている。このため、逆入力遮断クラッチ1の部品点数を抑えることができ、かつ、回転トルクを伝達する機能とロックまたは半ロックする機能とをそれぞれ別の部材に持たせる場合に比べて、動作を安定させることができる。たとえば、回転トルクを伝達する機能とロックまたは半ロックする機能とを別の部材に持たせる場合、ロックまたは半ロック解除のタイミングと回転トルクの伝達開始のタイミングとがずれる可能性がある。この場合、ロックまたは半ロック解除から回転トルクの伝達開始までの間に出力部材に回転トルクが逆入力されると、出力部材が再びロックまたは半ロックされてしまう。本参考例では、係合子5に、回転トルクを出力部材3に伝達する機能と、出力部材3をロックまたは半ロックする機能との両方の機能を持たせているため、このような不都合が生じることを防止できる。
また、入力部材2から係合子5に作用する力の向きと、出力部材3から係合子5に作用する力の向きとを逆向きにしているため、両方の力の大小関係を規制することで、係合子5の移動方向を制御できる。このため、出力部材3のロックまたは半ロック状態とロックまたは半ロック解除状態の切り替え動作を安定して確実に行うことができる。したがって、特開2007−232095号公報、及び、特開2004−084918号公報に記載された従来構造の逆入力遮断クラッチのように、くさび形空間の径方向に関する幅の狭い部分に転動体が噛み込まれたままとなり、ロックが解除されなくなる、といった不都合が生じることを防止できる。
参考例の第2例
参考例の第2例について、図10を用いて説明する。本参考例では、入力部材2aの1対の入力部材側係合部7aは、径方向に関する内側面を、互いに平行な平坦面としている。その他の部分の構成および作用効果は参考例の第1例と同様である。
参考例の第3例
参考例の第3例について、図11〜図13を用いて説明する。本参考例の逆入力遮断クラッチ1aにおいては、入力部材2bの1対の入力部材側係合部7bのそれぞれを、1対のピン部16により構成している。具体的には、入力軸部6aの先端面のうちの径方向反対側2箇所位置のそれぞれの、互いに離隔した2箇所位置にピン部16をそれぞれ配置し、互いに近接する1対のピン部16により、入力部材側係合部7bのそれぞれを構成している。すなわち、入力部材側係合部7bの1対のピン部16を、係合子5の係合子側入力係合部14の内側に緩く挿入している。なお、本参考例では、入力軸部6aと別体に形成されたピンを、入力軸部6aの先端面に形成した円孔に圧入などにより支持固定することにより、ピン部16のそれぞれを構成している。
また、本参考例では、出力部材3aの出力部材側係合部9aを、1対のピン部17により構成している。1対のピン部17は、出力軸部8aの先端面のうち、出力部材3aの回転中心軸を挟む両側に配置されている。したがって、出力部材3aの回転中心軸から、1対のピン部17からなる出力部材側係合部9aの外周面までの距離は、周方向に関して一定でない。なお、本参考例では、出力軸部8aと別体に形成されたピンを、出力軸部8aの先端面に形成した円孔に圧入などにより支持固定することにより、ピン部17のそれぞれを構成している。
本参考例では、係合子5の形状精度に応じて、ピン部16を構成するピンの直径、および、ピン部17を構成するピンの直径を適宜選択することにより、入力部材2bに対する係合子5の回転方向のがたつき、および、出力部材3aに対する係合子5のがたつきを適切な大きさに調整することができる。その他の部分の構成および作用効果は、参考例の第1例と同様である。
参考例の第4例
参考例の第4例について、図14を用いて説明する。本参考例の逆入力遮断クラッチ1bの特徴は、1対の係合子5aのそれぞれの姿勢を安定させ、係合子5aの径方向移動を正確に行わせる点にある。このために本参考例では、係合子5aの底面12aのうち、係合子側出力係合部15を挟んで幅方向両側部に、それぞれ底面12aから垂直方向に伸長した案内スリット18を設けている。そして、1対の係合子5aのそれぞれの底面12aを互いに対向させた状態で、同一直線上に存在する1対の案内スリット18内に、これら1対の案内スリット18を跨ぐようにして、円柱状または矩形柱状のガイド19を配置している。ガイド19は、案内スリット18の内側にがたつきなく、かつ、ガイド19の軸方向に関する移動を可能に配置されている。
上述の構成により、1対の係合子5aは、径方向の移動及び同期した回転は可能でありながら、互いに相対回転したり、幅方向に移動したりすることが防止される。このため、1対の係合子5aのそれぞれの姿勢を安定させることができる。また、1対の係合子5aを、正確にかつスムーズに径方向に移動させることができる。したがって、入力部材側係合部7や出力部材側係合部9から係合子5aに作用する力を、該係合子5aの径方向移動に効率良く利用することができ、所望の伝達トルク及びブレーキトルクを発生させることができる。その他の構成及び作用効果については、参考例の第1例と同様である。
参考例の第5例
参考例の第5例について、図15及び図16を用いて説明する。本参考例の逆入力遮断クラッチ1cの特徴も、参考例の第4例の逆入力遮断クラッチ1bの特徴と同様に、1対の係合子5のそれぞれの姿勢を安定させ、係合子5の径方向移動を正確に行わせる点にある。このために、本参考例では、1対の係合子5の径方向内端部の幅方向両側部を、断面略U字形のガイド19aによりそれぞれ案内している。これにより、1対の係合子5は、径方向の移動及び同期した回転は可能でありながら、互いに相対回転したり、幅方向に移動したりすることが防止される。
本参考例では、参考例の第4例の逆入力遮断クラッチ1bのように、係合子5aに案内スリット18を形成しなくて済むため、案内スリット18の加工を省略できる。また、本参考例のガイド19aによれば、1対の係合子5が、被押圧部材4の軸方向に傾いたり相対変位したりすることも防止できる。その他の構成及び作用効果については、参考例の第1例及び第4例と同様である。
参考例の第6例
参考例の第6例について、図17を用いて説明する。本参考例の逆入力遮断クラッチ1dの特徴も、参考例の第4例の逆入力遮断クラッチ1b及び参考例の第5例の逆入力遮断クラッチ1cと同様に、1対の係合子5b、5cのそれぞれの姿勢を安定させ、係合子5b、5cの径方向移動を正確に行わせる点にある。このために、本参考例では、一方(図17の上方)の係合子5bの底面12bの幅方向両側部に、他方(図17の下方)の係合子5cに向けて伸長した1対の張出部20を設けている。これに対し、他方の係合子5cの底面12cの幅方向両側部に切り欠き21を設けている。これにより、他方の係合子5cの径方向内端部の幅寸法を、1対の切り欠き21分だけ小さくしている。そして、1対の係合子5b、5cを被押圧部材4の径方向内側に配置した状態で、1対の張出部20の間に、他方の係合子5cの径方向内端部をがたつきなく配置している。このために、1対の張出部20の内側面同士の幅寸法を、他方の係合子5cの径方向内端部の幅寸法よりも僅かに大きくしている。
本参考例の逆入力遮断クラッチ1dでは、参考例の第4例の逆入力遮断クラッチ1d及び参考例の第5例の逆入力遮断クラッチ1cのように、係合子と別体のガイドを設ける必要がないため、部品点数の削減によるコスト低減を図れ、かつ、ガイドの組み付け忘れを防止できる。その他の構成及び作用効果については、参考例の第1例及び第4例と同様である。
参考例の第7例
参考例の第7例について、図18及び図19を用いて説明する。本参考例の逆入力遮断クラッチ1eの特徴は、出力部材3bのがたつきを防止する点にある。このために、本参考例の出力部材3bでは、図19に示すように、出力部材側係合部9bを長軸方向に挿通するように補助軸部22を設け、該補助軸部22の軸方向両側部を出力部材側係合部9bの外部に露出させている。そして、図18に示すように、補助軸部22の軸方向両側部を、1対の係合子5dの底面12d同士の間に配置している。
また、補助軸部22の軸方向一方側部と軸方向他方側部にそれぞれ対向するにように、係合子5dの底面12dの幅方向一部に、それぞれ底面12dから垂直方向に伸長した収納凹部23を設けている。具体的には、図18の上側の係合子5dには、底面12dのうち係合子側出力係合部15よりも左側部分に収納凹部23を設けており、図18の下側の係合子5dには、底面12dのうち係合子側出力係合部15よりも右側部分に収納凹部23を設けている。そして、それぞれの収納凹部23の内側に弾性部材24を配置し、これら弾性部材24を、収納凹部23の底部と補助軸部22の軸方向一方側部及び軸方向他方側部との間で弾性的に圧縮している。これにより、補助軸部22を介して、出力部材3bに所定方向(図18の例では反時計方向)のモーメントを付与している。また、補助軸部22の軸方向一方側部及び軸方向他方側部をそれぞれ、係合子5dの底面12dに押し当てている。
本参考例では、出力部材3bにモーメントを付与できるため、出力部材3bに負荷が加わっていない状態においても、出力部材3bが係合子5dに対してがたつくことを防止できる。その他の構成及び作用効果については、参考例の第1例と同様である。
[実施の形態の第例]
参考例の第1例で説明した通り、逆入力遮断クラッチ1に関して、出力部材3に回転トルクが逆入力された際に、出力部材3がロックするには、出力部材3から係合子5に伝達されるトルクTと、被押圧部材4に対して押し付けられた係合子5に作用するブレーキトルクT´とが、T<T´の関係を満たしている必要がある。また、押圧面11と被押圧面10との間の摩擦係数をμ´とし、出力部材3の回転中心Oから押圧面11と被押圧面10との当接部までの距離をRとし、被押圧面10に対する押圧面11の押し付け力である法線力をFcとすると、出力部材3に回転トルクが逆入力された場合に、係合子5に作用するブレーキトルクT´の大きさは、T´=μ´RFcで表される。
ところで、たとえば、逆入力遮断クラッチ1を自動車に適用することを考えた場合、自動車の技術分野においては、近年、燃費の向上を目的として車両重量の低減が進められており、同時に車両の構成部品に関しても重量の低減が求められている。このため、逆入力遮断クラッチ1に関しても、逆入力遮断クラッチ1のサイズに影響がある、出力部材3の回転中心Oから押圧面11と被押圧面10との当接部までの距離Rを小さくすることが好ましい。ところが、距離Rを小さくすると、ブレーキトルクT´が小さくなるため、出力部材3に逆入力された回転トルクの遮断率を十分に確保することが難しくなる。
このため、ブレーキトルクT´を大きくするために、摩擦係数μ´または法線力Fcを大きくすることが考えられる。摩擦係数μ´を大きくするためには、例えば、係合子5の径方向外側面に摩擦材を添付して、摩擦材の表面により押圧面11を構成したり、押圧面11に供給する潤滑油の量を減らすことが考えられる。ただし、摩擦材を添付する場合には、コストが嵩むという問題を生じ、供給する潤滑油の量を減らす場合には、押圧面の摩耗が進行しやすくなるという耐久性の問題を生じる。一方、法線力Fcを大きくするためには、伝達トルクTを大きくする必要があるため、出力部材3に逆入力された回転トルクの遮断率を十分に確保するために、さらに大きなブレーキトルクT´が必要になり、距離Rを小さくすることが難しくなる。
そこで本例の逆入力遮断クラッチ1fでは、図20に示すように、1対の係合子5eの径方向外側面の形状を工夫し、くさび効果を利用することで、より大きな法線力(ブレーキトルク)が得られるようにしている。
本例では、係合子5eの径方向外側面のうち、周方向に離隔した2個所位置に、被押圧面10に対して押し付けられる押圧面11aを設けている。それぞれの押圧面11aは、被押圧面10の曲率半径Crよりも小さな曲率半径Cr´を有する、円筒面状の凸面である。係合子5eの径方向外側面の周方向中間部に位置する1対の押圧面11a同士の間には、被押圧面10に対して押し付けられない(被押圧面10との間に常に隙間が存在する)平坦面状の先端面25を設けている。このため、係合子5eの径方向に関する幅寸法は、参考例の第1例の係合子5に比べて小さくなっている。また、参考例の第1例の係合子5の径方向外側面の輪郭形状は、全体が円弧状であったのに対し、本例の係合子5eの径方向外側面の輪郭形状は、1対の円弧部の端部同士を直線部により接続することで構成されている。
また、係合子5eの径方向中間部には、略円弧状の長孔である係合子側入力係合部14aを形成している。そして、係合子側入力係合部14aの内側に、入力部材2の入力部材側係合部7を、被押圧面10に対する遠近移動を可能に、かつ、入力部材2の回転方向に関する移動を可能に緩く係合している。また、係合子5eの幅方向両側面を、底面12eとのなす角度が鈍角になった傾斜面26としている。
以上のような構成を有する本例の逆入力遮断クラッチ1fでは、出力部材3に回転トルクが逆入力され、係合子5eに出力部材側係合部9から法線力Fcが作用した際に、係合子5eの径方向外側面に設けられた1対の押圧面11aを、被押圧面10に対して押し付ける。ここで、押圧面11aの曲率半径Cr´は、被押圧面10の曲率半径Crよりも小さいため、それぞれの押圧面11aと被押圧面10とは1点で線接触または点接触する。したがって、2つの押圧面11aを有する係合子5eと被押圧部材4とは、合計2点で接触する。
この際、それぞれの押圧面11aの曲率中心は、被押圧部材4の中心O(=入力部材2及び出力部材3の回転中心)と、押圧面11aと被押圧面10とのそれぞれの当接部M1、M2とを結んだ仮想線上に存在している。また、各当接部M1、M2における接線同士の間のくさび角を2αとし、押圧面11aと被押圧面10との間の摩擦係数をμ´とすると、当接部M1、M2に作用する法線力Pは、次の式(9)で表される。
P=Fc/2(sinα+μ´・cosα) ・・・(9)
また、係合子5eにブレーキ力を生じさせる当接部M1、M2に作用する接線力Ft´は、次の(10)式で表される。
Ft´=μ´P ・・・(10)
また、出力部材3の回転中心Oから押圧面11aと被押圧面10との当接部M1、M2までの距離をRとすると、係合子5eに作用するブレーキトルクT´の大きさは、次の(11)式で表される。
T´=2Ft´R ・・・(11)
上述した(9)式、(10)式及び(11)式より、ブレーキトルクT´の大きさは、摩擦係数μ´、距離R(クラッチサイズ)、法線力Fc、くさび角αを、それぞれ用いて、次の(12)式で表される。
T´=μ´RFc/(sinα+μ´・cosα) ・・・・(12)
ここで、参考例の第1例の構造に関しては、前記(4)式に示したように、ブレーキトルクT´の大きさは、T´=μ´RFcとなる。
このため、より大きなブレーキトルクT´を得るためには、本例の逆入力遮断クラッチ1fの場合にも、参考例の第1例の逆入力遮断クラッチ1と同様に、摩擦係数μ´、距離R、法線力Fcを大きくすれば良いことが分かる。また、本例の特徴であるくさび効果を利用して、ブレーキトルクT´をより大きくするには、くさび角αをできるだけ小さくすれば良いことになる。
例えば、摩擦係数μ´を0.1、距離Rを15mm、くさび角αを25度、法線力Fcを1000Nと仮定する。この場合、参考例の第1例の逆入力遮断クラッチ1により得られるブレーキトルクT´は、1.5Nmになるのに対して、本例の逆入力遮断クラッチ1fにより得られるブレーキトルクT´は、2.9Nmになる。このように、本例の逆入力遮断クラッチ1fは、くさび効果を利用することで、参考例の第1例の逆入力遮断クラッチ1に比べて、おおよそ2倍の大きさのブレーキトルクT´を得られる。言い方を代えれば、本例の逆入力遮断クラッチ1fは、参考例の第1例の逆入力遮断クラッチ1と同じ大きさのブレーキトルクT´を、距離Rを1/2にした場合にも得られる。
以上のように、本例の逆入力遮断クラッチ1fは、参考例の第1例の逆入力遮断クラッチ1と比較して、同等の摩擦係数μ´、同等の距離R、同等の伝達トルクTであっても、より大きなブレーキトルクT´を得ることができる。したがって、必要とする回転トルクの遮断率を得るために、摩擦係数μ´及び法線力Fcを大きくしなくても、距離Rを容易に小さくすることができる。しかも、係合子5cの径方向外側面の形状を工夫するだけで、このような効果を得られるため、コストの上昇を抑えることもできる。その他の構成及び作用効果については、参考例の第1例と同じである。
[実施の形態の第例]
実施の形態の第例について、図21を用いて説明する。本例の逆入力遮断クラッチ1gでは、係合子5fの径方向内側面である底面12fの形状を工夫している。すなわち、係合子5fの径方向内側面全体を、平坦面状の底面12fとし、かつ、係合子側出力係合部15aを、底面12fの幅方向中央部により構成している。要するに、本例の係合子5fの底面12fの幅方向中央部には、参考例の第1例の係合子5のように、底面12から径方向外方に凹んだ係合子側出力係合部15(図1等参照)は設けられていない。
係合子5fの底面12fのうち、少なくとも係合子側出力係合部15aを構成する部分は、出力部材3の出力部材側係合部9と接触する部分であるため、高精度な仕上加工を行う必要がある。ただし、本例の逆入力遮断クラッチ1fでは、係合子側出力係合部15aを含む底面12f全体を平坦面状としており、本例のように、係合子側出力係合部15を底面12から径方向外方に凹むように設けていないため、平面研削盤などの工作機械を用いて、高精度な仕上加工を低コストで行うことができる。その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例と同じである。
[実施の形態の第例]
実施の形態の第例について、図22及び図23を用いて説明する。本例の逆入力遮断クラッチ1hの特徴は、1対の係合子5gのそれぞれの姿勢を安定させ、係合子5gの径方向移動を正確に行わせる点にある。このために、係合子5gの底面12gの幅方向両側部に、底面12gに対して垂直方向に凹入した、円柱状のガイド凹部27を設けている。そして、1対の係合子5gのそれぞれの底面12gを互いに対向させた状態で、同一直線上に存在する1対のガイド凹部27の内側に、これら1対のガイド凹部27に架け渡すように、コイル状のばねである弾性部材24aを配置している。そして、1対の弾性部材24aが発揮する弾力を利用して、1対の係合子5gを、被押圧面10に向けてそれぞれ付勢している。なお、弾性部材24aが発揮する弾力の大きさ(ばね荷重の大きさ)は、係合子5gが重力の影響で下方に移動するのを防止すべく、係合子5gの自重よりも大きく設定している。
以上のような本例では、1対の係合子5gのそれぞれの姿勢を同期させつつ安定させることで、1対の係合子5gの径方向移動を正確に行わせることができる。また、1対の係合子5gに1対の弾性部材24aを架け渡すように設けるといった簡易な構成でありながら、係合子5gが重力の影響で下方に移動して、姿勢が不安定になることを有効に防止できる。その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例及び第例と同じである。
[実施の形態の第例]
実施の形態の第例について、図24および図25を用いて説明する。
本例の逆入力遮断クラッチ1iでは、1対の係合子5hのそれぞれは、径方向外側面の円周方向中央部に、径方向内方に凹んだ凹部である、係合子側入力係合部14bを備える。本例では、係合子側入力係合部14bの内側に、入力部材2aの入力部材側係合部7を緩く係合させている。換言すれば、1対の係合子5hのそれぞれは、入力部材側係合部7の径方向内側に配置される部分、及び、入力部材側係合部7の周方向両側に配置される部分を有しているが、入力部材側係合部7の径方向外側に配置される部分を有していない。したがって、その分、逆入力遮断クラッチ1iを軽量化できる。
なお、本例では、出力部材3cの出力部材側係合部9cは、略矩形柱形状を有する。具体的には、出力部材側係合部9cの外周面は、長辺方向に関して互いに平行な1対の第1の平坦面と、短辺方向に関して互いに平行な1対の第2の平坦面と、第1の平坦面と第2の平坦面とを接続する部分円筒面とからなる。その他の構成及び作用は、参考例の第1例並びに、実施の形態の第1例及び第2例と同様である。
参考例の第8例
参考例の第8例について、図26(a)〜図26(d)を用いて説明する。本参考例では、被押圧部材4の内周面に形成された被押圧面10、及び、係合子5の径方向外側面に形成された押圧面11に関して、それぞれ採用し得る断面形状の4例について説明する。
図26(a)に示した第1例では、被押圧面10及び押圧面11のそれぞれの断面形状を直線状としている。このような構造は、被押圧面10及び押圧面11の加工を容易に行えるため、加工コストを低く抑えられるというメリットがある。ただし、係合子5の中心軸が被押圧部材4の中心軸に対して傾斜した際に、押圧面11の軸方向両端部に存在する角部と被押圧面10との間でエッジロードが発生しやすい。このため、摩耗が進行しやすく、耐久性が低くなりやすい。
図26(b)に示した第2例に関しても、被押圧面10及び押圧面11のそれぞれの断面形状を直線状としている。ただし、本参考例では、係合子5の径方向外側面の軸方向両端部に位置する、押圧面11の軸方向両側に、平面状(部分円すい面状)の面取り部28を設けている。このような構成によれば、係合子5の中心軸と被押圧部材4の中心軸との傾斜角度が小さい場合に、エッジロードを生じずに済む。
図26(c)に示した第3例に関しても、被押圧面10及び押圧面11のそれぞれの断面形状を直線状としている。ただし、本参考例では、係合子5の径方向外側面の軸方向両端部に位置する、押圧面11の軸方向両側に、凸曲面状の面取り部28aを設けている。このような構成によれば、上述した第2例に比べて、エッジロードを生じずに済む係合子5の傾斜角度を大きくできる。ただし、第2例に比べて、面取り部28aの加工が面倒であり、加工コストが嵩みやすい。
図26(d)に示した第4例では、被押圧面10及び押圧面11のそれぞれの断面形状を円弧状としている。具体的には、被押圧面10の断面形状を凹円弧状としており、押圧面11の断面形状を凹円弧状としている。また、被押圧面10の断面形状の曲率半径よりも、押圧面11の断面形状の曲率半径を小さくしている。このような構成によれば、上述した第3例の場合よりも、エッジロードを生じずに済む係合子5の傾斜角度を大きくできる。ただし、第3例の場合よりも、被押圧面10及び押圧面11の加工が面倒で、加工コストが嵩みやすい。
[実施の形態の第例]
実施の形態の第例について、図27を用いて説明する。本例の逆入力遮断クラッチ1jの特徴は、出力部材3dに逆入力される回転トルクの方向によって、遮断率が異なる点にある。なお、前記遮断率は、次の(13)式により求めることができる。
(出力部材3dに逆入力された回転トルクの遮断率)=((出力部材3dに逆入力された回転トルク)−(入力部材2に伝達された回転トルク))/(出力部材3dに逆入力された回転トルク) ・・・(13)
本例では、出力部材3dの出力部材側係合部9dの断面形状を略平行四辺形としている。そして、1対の係合子5iを、それぞれの係合子側出力係合部15により、出力部材側係合部9dを径方向両側から挟むように配置している。
このため、図示の例では、出力部材3dの回転中心Oから、出力部材側係合部9dの角部と係合子側出力係合部15の底部との当接部までの距離rは、出力部材3dが時計方向に回転した場合に、出力部材3dが反時計方向に回転した場合よりも大きくなる。したがって、出力部材3dの回転方向にかかわらず、該出力部材3dに逆入力される回転トルクの大きさを同じと仮定すると、係合子5iに作用するブレーキトルクT´の大きさは、出力部材3dが時計方向に回転した場合に、出力部材3dが反時計方向に回転した場合よりも小さくなる。要するに、逆入力遮断クラッチ1jの遮断率は、出力部材3dが時計方向に回転した場合に、出力部材3dが反時計方向に回転した場合よりも小さくなる。なお、出力部材3dが反時計方向に回転する場合に、該出力部材3dに逆入力された回転トルクは、完全に遮断して入力部材2に伝達しないようにすることもできるし、一部を遮断して残部を入力部材2に伝達するようにすることもできる。
なお、本例の逆入力遮断クラッチ1jは、くさび効果を利用することにより、大きな法線力を得られるようにしている。すなわち、係合子5iのそれぞれは、径方向外側面のうち、周方向に離隔した2個所位置に、被押圧面10に対して押し付けられる押圧面11aを有し、かつ、径方向外側面のうち、1対の押圧面11a同士の間部分である周方向中間部に先端面25を有する。その他の部分の構造および作用効果は、参考例の第1例および実施の形態の第1例と同様である。
参考例の第9例
参考例の第9例について、図28を用いて説明する。本参考例の逆入力遮断クラッチ1kの特徴は、実施の形態の第13例の逆入力遮断クラッチ1jと同様に、出力部材3eに逆入力される回転トルクの方向によって、遮断率が異なる点にある。このために、出力部材3eの出力部材側係合部9eの断面形状を、略平行四辺形としている。そして、1対の係合子5jを、それぞれの係合子側出力係合部15により、出力部材側係合部9eを径方向両側から挟むように配置している。
さらに、本参考例の逆入力遮断クラッチ1kは、1対の係合子5jの姿勢を安定させ、係合子5jの径方向変位を正確に行わせるといった特徴を有する。このために、係合子5jは、底面12gの幅方向両側部に、底面12gに対して垂直方向に凹入するように、円筒形状のガイド凹部27を形成している。逆入力遮断クラッチ1kは、1対の係合子5gのそれぞれの底面12gを互いに対向させた状態で、同一直線上に存在する1対のガイド凹部27の内側に、該1対のガイド凹部27に架け渡すように、弾性部材24aを配置している。
さらに、本参考例では、係合子5jは、該係合子5jの径方向に形成され、かつ、係合子側出力係合部15の底部と係合子側入力係合部14の内面とに開口するガイド孔29を有する。また、出力部材3eは、出力部材側係合部9eを貫通する挿通孔30を有する。そして、1対の係合子5jのそれぞれのガイド孔29に、円柱形状を有するガイド19bの軸方向両端部を、径方向のがたつきなく、かつ、軸方向移動を可能に挿入するとともに、出力部材側係合部9eの挿通孔30に、ガイド19bの軸方向中間部を緩く挿通している。これにより、1対の係合子5jが互いに幅方向に相対移動したり、係合子側出力係合部15の底部同士が非平行になるように1対の係合子5jが互いに傾くことを防止し、1対の係合子5jが遠近動方向に相対変位することのみを許容している。その他の部分の構成および作用効果は、参考例の第1例、第10例および第13例と同様である。
[実施の形態の第例]
実施の形態の第例について、図29を用いて説明する。本例の逆入力遮断クラッチ1lの特徴は、実施の形態の第例の逆入力遮断クラッチjと同様に、出力部材3fに逆入力される回転トルクの方向によって、遮断率が異なる点にある。出力部材3fは、該出力部材3fの軸方向と、被押圧面10に対する押圧面11aの遠近動方向(係合子5iの径方向)とに平行な仮想平面に関して非対称、かつ、略台形の断面形状を有する出力部材側係合部9fを備える。そして、1対の係合子5iを、それぞれの係合子側出力係合部15により、出力部材側係合部9fを径方向両側から挟むように配置している。
図示の例では、1対の係合子5iのうちの一方(図29の上側)の係合子5iに関して、出力部材3fの回転中心Oから、出力部材側係合部9fの角部と係合子側出力係合部15の底部との当接部までの距離rは、出力部材3fが時計方向に回転した場合に、出力部材3fが反時計径方向に回転した場合よりも小さくなる。したがって、出力部材3fの回転方向にかかわらず、該出力部材3fに逆入力される回転トルクの大きさを同じと仮定すると、一方の係合子5iに作用するブレーキトルクT´の大きさは、出力部材3fが時計方向に回転した場合に、出力部材3fが反時計方向に回転した場合よりも大きくなる。これに対し、1対の係合子5iのうちの他方(図29の下側)の係合子5iに関しては、前記距離rは、出力部材3fの回転方向にかかわらず、同じであり、他方の係合子5iに作用するブレーキトルクT´の大きさも同じとなる。したがって、本参考例では、逆入力遮断クラッチ1l全体での遮断率は、出力部材3fが時計方向に回転した場合に、出力部材3fが反時計方向に回転した場合よりも大きくなる。その他の部分の構成および作用効果は、参考例の第1例、並びに、実施の形態の第1例及び第5例と同様である。
[実施の形態の第例]
実施の形態の第例について、図30を用いて説明する。本例の逆入力遮断クラッチ1mの特徴は、実施の形態の第13例の逆入力遮断クラッチ1jと同様に、出力部材3dに逆入力される回転トルクの方向によって、遮断率が異なる点にある。このために、出力部材3dの出力部材側係合部9dの断面形状を、略平行四辺形としている。そして、1対の係合子5iを、それぞれの係合子側出力係合部15により、出力部材側係合部9dを径方向両側から挟むように配置している。
さらに、本例の逆入力遮断クラッチ1mは、入力部材2cの回転方向によって、係合子5iの係合子側入力係合部14に対する入力部材側係合部7cのがたつきの大きさを異ならせている。具体的には、入力部材側係合部7cは、入力部材2cの回転方向に関して非対称な形状を有する。図示の例では、係合子側入力係合部14に対する入力部材側係合部7cのがたつきが、入力部材2cが時計方向に回転する場合に、該入力部材2cが反時計方向に回転する場合よりも大きくなっている。したがって、出力部材3dがロックまたは半ロックした状態から、ロックまたは半ロックを解除するのに必要な回転トルクを、入力部材2cが時計方向に回転する場合に、該入力部材2cが反時計方向に回転する場合よりも小さくすることができる。その他の部分の構成および作用効果は、参考例の第1例、並びに、実施の形態の第1例及び第5例と同様である。
参考例の第10例
参考例の第10例について、図31を用いて説明する。本参考例の逆入力遮断クラッチ1nの特徴は、実施の形態の第13例の逆入力遮断クラッチ1jと同様に、出力部材3gに逆入力される回転トルクの方向によって、遮断率が異なる点にある。本参考例では、出力部材3gは、断面略矩形状の出力部材側係合部9gを備え、かつ、該出力部材側係合部9gの中心軸を、出力部材3gの回転中心Oに対し径方向にオフセットさせている。また、本参考例の逆入力遮断クラッチ1nは、出力部材側係合部9gと係合する係合子側出力係合部15を有する係合子5を1個のみ備える。なお、本参考例の逆入力遮断クラッチ1nの入力部材2dは、入力部材側係合部7を1個のみ備える。
図示の例では、出力部材3gの回転中心Oから、出力部材側係合部9gの角部と係合子側出力係合部15の底部との当接部までの距離rは、出力部材3gが時計方向に回転した場合に、出力部材3gが反時計方向に回転した場合よりも大きくなる。したがって、出力部材3gの回転方向にかかわらず、該出力部材3gに逆入力される回転トルクの大きさを同じと仮定すると、係合子5に作用するブレーキトルクT´の大きさは、出力部材3gが時計方向に回転した場合に、出力部材3gが反時計方向に回転した場合よりも小さくなる。要するに、逆入力遮断クラッチ1nの遮断率は、出力部材3gが時計方向に回転した場合に、出力部材3gが反時計方向に回転した場合よりも小さくなる。
本参考例の逆入力遮断クラッチ1nは、出力部材3gに逆入力される回転トルクの方向によって、遮断率が異なるといった特徴を、係合子5を1個のみ備える構造により実現することができる。このため、実施の形態の第13例の逆入力遮断クラッチ1jと比較して部品点数を削減することができる。その他の部分の構成および作用効果は、参考例の第1例および実施の形態の第5例と同様である。
参考例の第11例
参考例の第11例について、図32〜図40を用いて説明する。本参考例の特徴は、本発明の逆入力遮断クラッチを、電動バルブタイミング調整装置に適用した点にある。
前述した特開2010−255494号公報に記載電動バルブタイミング調整装置は、クランク軸によって回転駆動されるスプロケットなどの従動部材と、カム軸との間に、差動歯車機構などの減速機構を有する。そして、減速機構の噛み合い位置を、電動モータにより変化させることで、カム軸とクランク軸との間の位相差を変化させる。
具体的には、図32(A)に示すように、カム軸31とスプロケット(クランク軸)32との位相差をゼロにする位相保持時には、電動モータ33の回転速度をスプロケット32の回転速度と等しくする。これに対し、図32(B)に示すように、カム軸31の位相をスプロケット32の位相に対し遅らせる位相遅角時には、電動モータ33の回転速度をスプロケット32の回転速度よりも遅くする。また、図32(C)に示すように、カム軸31の位相をスプロケット32の位相に対し速くする位相進角時には、電動モータ33の回転速度をスプロケット32の回転速度よりも速くする。なお、図32(A)〜図32(C)では、白抜き矢印の長さが回転速度の大きさを表しており、白抜き矢印の向きが回転方向を表している。
特開2010−255494号公報に記載の電動バルブタイミング調整装置は、カム軸とスプロケットとに位相差を生じさせない位相保持時においても、電動モータの回転速度がスプロケットの回転速度と等しくなるように、電動モータを駆動する必要がある。このため、従来構造の電動式バルブタイミング調整装置には、消費電力が過大になるという改善すべき点がある。
図33及び図34に示すように、本参考例の電動バルブタイミング調整装置34は内燃機関35に組み込まれる。内燃機関35は、吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一方を駆動するカム軸31と、クランク軸36とを有している。また、カム軸31とクランク軸36との間には、チェーンやベルトなどの連動機構37と、電動バルブタイミング調整装置34が備えられている。
電動バルブタイミング調整装置34は、電動モータ33と、従動部材であるスプロケット32と、減速機構38と、逆入力遮断クラッチ1oとを備えている。逆入力遮断クラッチ1oは、入力部材2と、出力部材3hと、被押圧部材4と、1対の係合子5kとを備えている。
電動モータ33は、図示しない電子制御装置(ECU)によって、最適なバルブタイミングとなるように制御されており、逆入力遮断クラッチ1oを構成する入力部材2にトルク伝達可能に接続されている。電子制御装置には、カム軸31の回転角センサやクランク軸36の回転角センサ、電動モータ33の回転速度センサなどの複数のセンサの出力信号が入力されている。電子制御装置は、これら複数のセンサの出力信号に基づき設定される目標回転速度(目標位相差)に近づくように、電動モータ33の回転速度(実位相差)を制御する。
スプロケット32は、連動機構37を介して、クランク軸36により回転駆動される。また、スプロケット32は、例えば内燃機関35が4ストローク機関である場合には、クランク軸36の回転数の1/2と同期して回転する。スプロケット32は、逆入力遮断クラッチ1oを構成する被押圧部材4に外嵌固定されている。このため、被押圧部材4は、クランク軸36の回転に伴って回転する。
減速機構38は、遊星歯車機構などの差動歯車機構であり、第1の入力部と第2の入力部と出力部とを有しており、カム軸31とクランク軸36との間の噛み合い位置を進角側または遅角側に移動させることで、カム軸31とクランク軸36との間の位相差を変化させる。減速機構38として遊星歯車機構を用いる場合には、たとえば、第1の入力部であるサンギヤに逆入力遮断クラッチ1oを構成する出力部材3hを接続し、第2の入力部であるリングギヤにスプロケット32を接続し、出力部であるプラネタリキャリヤにカム軸31を接続する構成を採用できる。このような構成によれば、出力部材3hに接続されたサンギヤを、スプロケット32に接続されたリングギヤに対して相対回転させることで、プラネタリキャリヤに接続されたカム軸31と、クランク軸36との間の位相差を変化させることが可能になる。
本参考例の逆入力遮断クラッチ1oは、基本的な構造は前述した本発明の参考例の第1例の逆入力遮断クラッチ1と同じであるが、図35及び図36に示すように、参考例の第4例の構造と同様に、1対の係合子5kの底面12iの幅方向両側に設けた案内スリット18に架け渡すようにガイド19を配置している。これにより、1対の係合子5kの正確な径方向移動を確保している。
さらに、本参考例の逆入力遮断クラッチ1oは、参考例の第7例の構造と同様に、係合子5kに設けた収納凹部23に弾性部材24を配置することで、出力部材側係合部9hを挿通した補助軸部22を介して、出力部材3hに所定方向(図35及び図36の反時計方向)のモーメントを付与している。これにより、出力部材3hが係合子5kに対してがたつくことを防止している。特に逆入力遮断クラッチ1oは、カムとして機能する出力部材側係合部9hの回転を利用し、係合子5kの係合子側出力係合部15を径方向外方に押圧することで、係合子5kを径方向外方に移動させるため、図37に示すように、出力部材側係合部9hの外周側面と係合子側出力係合部15の底面との間には隙間39が必要になる。また、本参考例では、後述するように、出力部材3hが、電動モータ33またはスプロケット32によって回転駆動されるため、出力部材3hに入力されるトルクの方向が、図38に示すように正負に変動する。したがって、何ら対策を設けないと、隙間39の分だけ、出力部材3hが係合子5kに対してがたつくが、本参考例では、弾性部材24の弾力を利用して、出力部材3hにモーメントを付与しているため、出力部材3hが係合子5kに対してがたつくことを有効に防止できる。
また、参考例の第1例ですでに説明するとともに、図39に示すように、本参考例の逆入力遮断クラッチ1oは、入力部材2から係合子5kに作用する法線力Faが、出力部材3から係合子5kに作用する法線力Fcよりも大きくなると、係合子5kが径方向内方に移動し、入力部材2から出力部材3hに回転トルクが伝達される構成を有している。また、入力部材2から係合子5kに作用するトルクの大きさが一定であると仮定すると、入力部材2から係合子5kに作用する法線力Faの大きさは、入力部材2の回転中心O(=出力部材3hの回転中心)から入力部材側係合部7と係合子側入力係合部14の内面との当接部Zまでの距離が大きくなるほど小さくなる。そこで、本参考例では、図39に示すように、入力部材側係合部7と係合子側入力係合部14の内面との当接部Zを、出力部材側係合部9hと係合子側出力係合部15との当接部Xよりも幅方向内側に位置させている。つまり、回転中心Oから当接部Zまでの幅方向に関する距離Hzを、回転中心Oから当接部Xまでの幅方向に関する距離Hxよりも小さくしている(Hz<Hx)。
次に、本参考例の電動バルブタイミング調整装置34の動作について説明する。
先ず、カム軸31とスプロケット32とに位相差を生じさせる場合について説明する。
カム軸31とスプロケット32とに位相差を生じさせるには、電動モータ33を駆動し、該電動モータ33により入力部材2に、スプロケット32と同じ回転方向の回転トルクを入力する。入力部材2に回転トルクが入力されると、図35に示すように、係合子側入力係合部14の内側で、入力部材側係合部7が入力部材2の回転方向(図35の例では反時計方向)に回転する。すると、入力部材側係合部7の径方向内側面が係合子側入力係合部14の内面を径方向内方に向けて押圧し、1対の係合子5kを、被押圧面10から離れる方向にそれぞれ移動させる。つまり、1対の係合子5kを、入力部材2との係合に基づき、被押圧面10から離れる方向である径方向内方に(図35の上側に位置する係合子5kを下方に、図35の下側に位置する係合子5kを上方に)それぞれ移動させる。これにより、1対の係合子5kの底面12が互いに近づく方向に移動し、1対の係合子側出力係合部15が出力部材3hの出力部材側係合部9hを径方向両側から挟持する。すなわち、出力部材3hを、出力部材側係合部9hの長軸方向が係合子5kの底面12と平行になるように回転させつつ、出力部材側係合部9hと1対の係合子側出力係合部15とをがたつきなく係合させる。したがって、電動モータ33から入力部材2に入力された回転トルクは、1対の係合子5kを介して、出力部材3hに伝達され、出力部材3hから出力される。この結果、出力部材3hは、電子制御装置により設定された回転速度で、電動モータ33の出力軸と同期して回転する。
出力部材3hが電動モータ33によって回転駆動されると、出力部材3hに接続された減速機構38を構成する第1の入力部であるサンギヤが、電動モータ33と同期して回転する。ここで、減速機構38を構成する第2の入力部であるリングギヤは、スプロケット32と同期して回転している。このため、電動モータ33の回転速度を、スプロケット32の回転速度よりも遅くしたり、あるいは、スプロケット32の回転速度よりも速くしたりすることで、カム軸31とスプロケット32との間の位相差を変化させることができる。
具体的には、図40(B)に示すように、電動モータ33の回転速度をスプロケット32の回転速度よりも遅くすれば、カム軸31の位相をスプロケット32の位相に対し遅らせることができる。また、図40(C)に示すように、電動モータ33の回転速度をスプロケット32の回転速度よりも速くすれば、カム軸31の位相をスプロケット32の位相に対し速くすることができる。なお、図40(A)〜図40(C)においても、白抜き矢印の長さが回転速度の大きさを表しており、白抜き矢印の向きが回転方向を表している。
次に、カム軸31とスプロケット32との位相差をゼロにする場合について説明する。
カム軸31とスプロケット32との位相差をゼロにするには、前述の説明から明らかな通り、減速機構38のうち、出力部材3hに接続された第1の入力部であるサンギヤの回転速度と、スプロケット32に接続された第2の入力部であるリングギヤの回転速度とを同じにすることで実現できる。そこで、本参考例では、逆入力遮断クラッチ1oの特性を利用して、出力部材3hの回転速度をスプロケット32の回転速度と同じにする。具体的には、出力部材3hの回転速度をスプロケット32の回転速度と同じにするために、電動モータ33の駆動を停止し、出力部材3hに、減速機構38を構成するプラネタリキャリヤの公転に基づく回転トルクを逆入力する。
出力部材3hに回転トルクが逆入力されると、図36に示すように、出力部材側係合部9hが、1対の係合子側出力係合部15同士の内側で、出力部材3hの回転方向(図36の例では反時計方向)に回転する。すると、出力部材側係合部9hの角部が係合子側出力係合部15の底面を径方向外方に向けて押圧し、1対の係合子5kを、被押圧面10に近づく方向にそれぞれ移動させる。つまり、1対の係合子5kを、出力部材3hとの係合に基づき、被押圧面10に近づく方向である径方向外方に(図36の上側に位置する係合子5kを上方に、図36の下側に位置する係合子5kを下方に)それぞれ移動させる。これにより、1対の係合子5kのそれぞれの押圧面11を被押圧面10に対して押し付け、出力部材3hと被押圧部材4との相対回転を防止する。この結果、出力部材3hと被押圧部材4との回転速度が同じになるため、出力部材3hに接続された第1の入力部であるサンギヤの回転速度と、スプロケット32に接続された第2の入力部であるリングギヤの回転速度とが同じになる。
したがって、本参考例の電動バルブタイミング調整装置34によれば、図40(A)に示したように、カム軸31とスプロケット32との位相差をゼロにする位相差保持時において、電動モータ33を駆動しなくて済む。つまり、電動モータ33を非駆動にできる。このため、電動バルブタイミング調整装置34の消費電力を抑えることができる。電動バルブタイミング調整装置に関するその他の構成及び作用効果については、従来構造と同様である。また、逆入力遮断クラッチに関するその他の構成及び作用効果については、参考例の第1例参考例の第4例、及び参考例の第7例と同様である。また、参考例の第3例及び第5例〜第10例、並びに、実施の形態の第1例〜第7例の構造を追加的または代替的に適用することも可能である。
参考例の第12例
参考例の第12例について、図41を用いて説明する。本参考例の特徴も、逆入力遮断クラッチ1を、電動バルブタイミング調整装置34aに適用した点にある。本参考例では、逆入力遮断クラッチ1の入力部材2に対し、ウォーム減速機40を介して、電動モータの回転トルクを入力している。このために、電動モータの出力軸にウォーム減速機40を構成するウォームギヤ41を接続し、かつ、入力部材2にウォーム減速機40を構成するウォームホイール42を接続している。
また本参考例では、逆入力遮断クラッチ1を構成する被押圧部材4を、回転しないハウジング43の内面に固定しており、スプロケット32には固定していない。このため、本参考例では、被押圧部材4は回転しない。
以上のような構成を有する本参考例では、前述した従来構造の電動バルブタイミング装置と同様に、カム軸31とスプロケット(クランク軸)32との位相差をゼロにする位相保持時に、図32(A)に示したように、電動モータ33の回転速度をスプロケット32の回転速度と等しくする必要がある。ただし、本参考例では、カム軸31から出力部材3に回転トルクが逆入力されると、出力部材3の回転を防止することができる。このため、ウォーム減速機40にセルフロック機能を持たせずに済むので、正効率及び逆効率の高いウォーム減速機40を使用することができる。また、電動モータの回転を、ウォーム減速機40及び減速機構38を介してカム軸31に伝達するため、減速比を大きくすることができ、カム軸31の位相を高精度で制御することが可能になる。電動バルブタイミング調整装置に関するその他の構成及び作用効果については、参考例の第11例と同様である。また、逆入力遮断クラッチに関するその他の構成及び作用効果については、参考例の第1例と同様である。また、参考例の第2例〜第10例及び実施の形態の第1例〜第7例の構造を追加的または代替的に適用することも可能である。
参考例の第13例
参考例の第13例について、図42および図43を用いて説明する。本参考例の特徴は、逆入力遮断クラッチ1を、可変圧縮比装置44に適用した点にある。以下、本参考例の可変圧縮比装置44について、具体的に説明する。
可変圧縮比装置44は、内燃機関(エンジン)45に組み込まれ、ピストン46の上死点位置及び下死点位置を変化させることで、機関圧縮比を変更可能とするものである。本参考例の可変圧縮比装置44は、リンク機構47と、制御軸48と、電動モータ49と、減速機構50と、参考例の第1例で説明した逆入力遮断クラッチ1を備えている。
リンク機構47は、内燃機関45のシリンダ51内に配置されたピストン46に連結され、該ピストン46を上下方向に移動させるものであり、アッパリンク52と、ロアリンク53と、コントロールリンク54を有している。このうちのアッパリンク52は、ピストンピン55を介してピストン46に連結されているとともに、第一連結ピン56aを介してロアリンク53に連結されている。ロアリンク53は、クランクシャフト57を構成するクランクピン58に対して回転可能に取り付けられており、第二連結ピン56bを介してコントロールリンク54に連結されている。コントロールリンク54は、制御軸48に設けられた偏心軸部59に支持されている。このような構成を有するリンク機構47の姿勢は、制御軸48を回転させることにより変化し、ピストン46の上死点位置及び下死点位置を変化させる。なお、リンク機構47を構成するアッパリンク52、ロアリンク53及びコントロールリンク54は、シリンダ51と同数設けられる。
制御軸48は、クランクシャフト57と平行に配置され、図示しない軸受により回転可能に支持されている。制御軸48は、電動モータ49によって回転駆動され、その回転位相を変化させることで、ピストン46の上死点位置及び下死点位置を変化させる。
本参考例では、電動モータ49と制御軸48との間に、減速機構50と逆入力遮断クラッチ1を配置している。図示の例では、減速機構50は、高効率の平行軸歯車減速機であり、電動モータ49の回転を減速して出力する複数(8つ)の歯車60a〜60hを備えている。具体的には、減速機構50は、入力歯車である第1歯車60aと、中間歯車である第2歯車60b、第3歯車60c、第4歯車60d、第5歯車60e、第6歯車60f及び第7歯車60gと、出力歯車である第8歯車60hを備えている。第1歯車60a〜第7歯車60gは、外周面に歯部を有する外歯車であり、第8歯車60hは、内周面に歯部を有する内歯車である。
入力歯車である第1歯車60aは、電動モータ49の出力軸61の先端部に備えられている。第2歯車60b及び第3歯車60cは、電動モータ49の出力軸61と平行に配置された第1中間軸62aに備えられている。第4歯車60d及び第5歯車60eは、電動モータ49の出力軸61と同軸に配置された第2中間軸62bに備えられている。第6歯車60f及び第7歯車60gは、電動モータ49の出力軸61と平行に配置された第3中間軸62cに備えられている。第8歯車60hは、電動モータ49の出力軸61と同軸に配置されている。そして、減速機構50は、第1歯車60aと第2歯車60b、第3歯車60cと第4歯車60d、第5歯車60eと第6歯車60f、第7歯車60gと第8歯車60hとをそれぞれ噛合させて、電動モータ49の出力軸61の回転運動を4段で減速する。これにより、減速機構50に大きな減速比を持たせることができるため、減速機構50と組み合わせて使用する電動モータ49の小型化を図ることができる。
本参考例では、上述のように電動モータ49に接続した減速機構50と制御軸48との間に、逆入力遮断クラッチ1を配置している。逆入力遮断クラッチ1の基本的な構成は、参考例の第1例の構造と同じである。特に本参考例では、逆入力遮断クラッチ1を構成する入力部材2を、減速機構50の出力歯車である第8歯車60hに対して同軸に固定している。これにより、入力部材2を、電動モータ49の出力軸61と同軸に配置し、第8歯車60hと同期して回転するようにしている。また、逆入力遮断クラッチ1を構成する出力部材3を、制御軸48と一体に設けている。このため、制御軸48の基端部には、略長円柱状の出力部材側係合部9が設けられている。また、逆入力遮断クラッチ1を構成する円環状の被押圧部材4は、周囲に配置した支持ブラケット63を介して、その回転を拘束している。出力部材側係合部9と被押圧部材4の内周面に形成された被押圧面10との間には、出力部材側係合部9を径方向両側から挟持するように、1対の係合子5を配置している。また、係合子5の径方向中間部に形成された係合子側入力係合部14の内側には、入力部材2の先端部に設けられた入力部材側係合部7を緩く挿入している。
以上のような構成を有する本参考例の可変圧縮比装置44は、電動モータ49の回転を減速機構50により減速して、逆入力遮断クラッチ1を構成する入力部材2に伝達する。また、この際、電動モータ49の出力を、減速機構50によって増幅する。そして、入力部材2に回転トルクが入力されると、1対の係合子5が、係合子側入力係合部14と入力部材側係合部7との係合に基づき、互いに近づくように径方向内側にそれぞれ移動し、出力部材側係合部9と1対の係合子側出力係合部15とを係合させることで、入力部材2に入力された回転トルクのほぼ全てを制御軸48(出力部材3)に伝達する。そして、制御軸48の回転位相を制御することで、リンク機構47の姿勢を、制御軸48の回転位相に応じた姿勢に変化させる。これにより、内燃機関45に要求される性能に応じて、ピストン46の上死点位置及び下死点位置を変化させ、機関圧縮比を変更することが可能になる。また、本参考例では、減速機構50として高効率の平行軸歯車減速機を使用しているため、制御軸48の回転位相を細かく制御することが可能になり、リンク機構47の姿勢を細かく調節することができる。
また、本参考例の可変圧縮比装置44は、逆入力遮断クラッチ1に制御軸48から回転トルクが逆入力された際に、逆入力された回転トルクの一部のみを、入力部材2及び減速機構50を介して電動モータ49に伝達し、残部を遮断する。つまり、回転トルクの残部を、押圧面11を被押圧面10に対して摺動させることによって消費する。このため、逆入力遮断クラッチ1を設けずに、電動モータ49のみによって制御軸48から逆入力される回転トルクを保持する場合に比べて、電動モータ49に必要な消費エネルギ(電力量)を低減することができる。したがって、可変圧縮比装置44の運転コストを下げることができる。また、万が一、電動モータ49が故障した場合にも、燃焼荷重に起因したアシストトルクが制御軸48に逆入力されると、逆入力遮断クラッチ1はアシストトルクの一部を通過させられるため、制御軸48が回転することを許容し、制御軸48の回転位相を変更することが可能になる。このため、機関運転を継続すれば、機関圧縮比を自動的に低圧縮比側に変更することが可能になり、ノッキングなどの異常燃焼を発生させにくくすることができる。
本参考例では、減速機構50として、外歯車と内歯車を備えた平行軸歯車減速機を用いた例を説明したが、減速機構50は、このような平行軸歯車減速機に限らず、はすば歯車を備えた平行軸歯車減速機の他、遊星歯車減速機、サイクロイド減速機、ハーモニックドライブ(登録商標)減速機など、従来から知られた各種構造の減速機を用いることができる。また、電動モータ49の出力トルク(出力パワー)に余裕があれば、減速機構50を省略し、電動モータ49と逆入力遮断クラッチ1とを直接接続しても良い。また、内燃機関45に要求される性能に応じて、ピストン46の上死点位置と下死点位置の一方のみを変化させることも可能である。その他の構成及び作用効果については、参考例の第1例と同じである。
また、参考例の第2例〜第10例及び実施の形態の第1例〜第7例の構造を追加的または代替的に適用することも可能である。たとえば、実施の形態の第5例〜第7例、又は、参考例の第9例若しくは第10例に記載の構造のように、出力部材に逆入力される回転トルクの方向によって、遮断率が異なる逆入力遮断クラッチを好ましく適用することができる。具体的には、出力部材の回転方向に関して遮断率が小さい側を、低圧縮比側に一致させるように、逆入力遮断クラッチを配置する。また、出力部材の回転方向に関して遮断率が大きい側については、出力部材に逆入力された回転トルクを完全に遮断するように構成する。これにより、電動モータに必要な消費エネルギをより一層低減しつつ、電動モータの故障時に、機関圧縮比を自動的に低圧縮比側に変更することが可能となる。
参考例の第14例
参考例の第14例について、図44〜図46を用いて説明する。本参考例の特徴は、逆入力遮断クラッチ1を、電動パワーステアリング装置64に適用した点にある。以下、本参考例の電動パワーステアリング装置64について、具体的に説明する。
運転者が車両の進行方向を変更するために操作するステアリングホイール65は、ステアリングシャフト66の後端部に固定されている。ステアリングシャフト66は、円筒状のステアリングコラム67の内側に、回転自在に支持されている。操舵時に、ステアリングホイール65の動きは、ステアリングシャフト66、電動アシスト装置68、自在継手69a、中間シャフト70、及び別の自在継手69bを介して、ステアリングギヤユニット71のピニオンシャフト72に伝達される。ピニオンシャフト72が回転すると、ステアリングギヤユニット71の両側に配置された1対のタイロッド73が押し引きされて、左右1対の操舵輪に、ステアリングホイール65の操作量に応じた舵角が付与される。運転者がステアリングホイール65を操作するために要する力は、電動アシスト装置68から付与される補助動力により軽減される。なお、前後方向とは、電動式パワーステアリング装置が組み付けられる車体の前後方向をいう。
電動アシスト装置68は、ステアリングコラム67の前方に備えられており、ステアリングホイール65からステアリングシャフト66に入力された操舵トルクをトルクセンサ74により測定し、この測定信号に基づいて、操舵力補助モータ75の通電を制御する。操舵力補助モータ75が発生した補助動力は、ウォーム減速機76を介して回転軸(出力軸)77に付与される。回転軸77は、ステアリングホイール65の操作に基づいて回転し、操舵輪に対し自身の回転量に応じた舵角を付与する。ステアリングコラム67の前端部には、ギヤハウジング78が固定されており、このギヤハウジング78内に、トルクセンサ74やウォーム減速機76などが収容されている。
ウォーム減速機76は、ウォーム79とウォームホイール80とから構成されている。このうちのウォーム79は、操舵力補助モータ75の出力軸に連結されている。これに対し、ウォームホイール80は、回転軸77に外嵌されている。
回転軸77は、互いに同軸に配置された入力側回転軸81と出力側回転軸82とを、逆入力遮断クラッチ1を介して接続することにより構成されている。入力側回転軸81は、ギヤハウジング78の内側に1対の転がり軸受83a、83bを介して回転自在に支持されており、互いに同軸に配置されたステアリングシャフト66に対し、トーションバー84を介して連結されている。このような入力側回転軸81の中間部に、ウォームホイール80を外嵌している。出力側回転軸82の前端部は、1対の自在継手69a、69b及び中間シャフト70を介してピニオンシャフト72に接続されている。
入力側回転軸81と出力側回転軸82とを接続する逆入力遮断クラッチ1の基本的な構成は、参考例の第1例の構造と同じであり、入力側回転軸81に入力された回転トルクはその全てを出力側回転軸82に伝達するのに対し、出力側回転軸82に逆入力された回転トルクはその一部のみを入力側回転軸81に伝達する。本参考例では、逆入力遮断クラッチ1を構成する入力部材2を、入力側回転軸81と一体に設けており、逆入力遮断クラッチ1を構成する出力部材3を、出力側回転軸82と一体に設けている。このため、入力側回転軸81の前端部には、1対の入力部材側係合部7が設けられており、出力側回転軸82の後端部には、出力部材側係合部9が設けられている。また、逆入力遮断クラッチ1を構成する円環状の被押圧部材4は、周囲に配置された支持ブラケット85を介してギヤハウジング78などに固定されており、その回転が拘束されている。出力部材側係合部9と被押圧部材4の内周面に形成された被押圧面10との間には、出力部材側係合部9を径方向両側から挟持するように、1対の係合子5を配置している。また、係合子5の径方向中間部に形成された係合子側入力係合部14の内側には、入力側回転軸81に設けられた入力部材側係合部7を緩く挿入している。
本参考例の電動パワーステアリング装置64では、ステアリングホイール65を操作すると、ステアリングシャフト66に加えられる操舵トルクと、回転軸77が回転することに対する抵抗とにより、ステアリングシャフト66と回転軸77とが、トーションバー84を捩り方向に弾性変形させつつ、回転方向に相対変位する。ステアリングシャフト66と回転軸77との相対変位量は、トルクセンサ74が測定する。そして、図示しない制御器が、トルクセンサ74の測定信号を利用して、操舵力補助モータ75及びウォーム減速機76を介して、回転軸77(入力側回転軸81)に補助動力を付与する。
本参考例では、上述のように入力側回転軸81に回転トルクが入力されると、逆入力遮断クラッチ1を構成する1対の係合子5が、係合子側入力係合部14と入力部材側係合部7との係合に基づき、互いに近づくように径方向内側にそれぞれ移動し、出力部材側係合部9と1対の係合子側出力係合部15とを係合させることで、入力側回転軸81に入力された回転トルクのほぼ全てを出力側回転軸82(出力部材3)に伝達する。
これに対し、出力側回転軸82に回転トルクが逆入力された際には、逆入力遮断クラッチ1を構成する係合子5の押圧面11を被押圧部材4の被押圧面10に対して摺動させながら出力側回転軸82が回転することで、逆入力された回転トルクの一部を、入力側回転軸81、トーションバー84、及びステアリングシャフト66を介して、ステアリングホイール65に伝達する。このため、路面からの反力をステアリングホイール65を通じて運転者に伝えることができるので、運転者は路面状態を容易に把握することが可能になる。したがって、悪路走行時において、車両の軌道修正が必要になる場合にも、遅滞なく軌道修正を行うことが可能になり、車両の安全走行に寄与することができる。また、出力側回転軸82に逆入力された回転トルクを、全部ではなく一部のみ伝達することができるので、例えば悪路走行時などにタイヤに入力される微振動に起因したトルクなどが、運転者に伝達されることを防止できる。逆入力遮断クラッチに関するその他の構成および作用効果については、参考例の第1例と同様である。また、参考例の第2例〜第10例及び実施の形態の第1例〜第7例の構造を追加的または代替的に適用することも可能である。
上述した参考例の第1例〜第10例及び実施の形態の第1例〜第7例の構造は、矛盾を生じない限り、適宜組み合わせて実施することができる。
本発明の逆入力遮断クラッチは、各種機械が備える係合子の数は、参考例の第1例〜第16例で示した2個に限らず、参考例の第10例に示すように、1個でも良いし、3個以上としても良い。また、入力部材および出力部材と係合子との係合構造に関しても、参考例の第1例〜第10例及び実施の形態の第1例〜第7例で示した構造に限定されない。入力部材および出力部材のそれぞれの回転を係合子の径方向移動に変換可能であれば、従来から知られた各種構造を採用できる。また、出力部材のがたつきを防止するために使用する弾性部材として、コイル状のばね以外に、板ばねやゴムなどを使用しても良い。
本発明の逆入力遮断クラッチは、たとえば、参考例の第11例および第12例のような電動バルブタイミング調整装置や、参考例の第13例のような可変圧縮比装置、参考例の第14例のような電動パワーステアリング装置のほか、電動ドア装置や昇降装置などに適用することができる。
昇降装置の一種である自動車の電動パワーウィンドウなどには、セルフロック機能を備えたウォーム減速機が使用されているが、セルフロック機能に代えて、逆入力遮断クラッチを設けることができる。ウォーム減速機にセルフロック機能を持たせると、正効率が低くなり、装置が大型化する可能性があるが、逆入力遮断クラッチを適用すれば、正効率の高くできるため、装置の大型化を防止できる。
1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1j、1k、1l、1m、1n、1o 逆入力遮断クラッチ
2、2a、2b、2c、2d 入力部材
3、3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h 出力部材
4 被押圧部材
5、5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5h、5i、5j、5k 係合子
6,6a 入力軸部
7、7a、7b、7c 入力部材側係合部
8、8a 出力軸部
9、9a、9c、9d、9e、9f、9g、9h 出力部材側係合部
10 被押圧面
11、11a 押圧面
12、12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h、12i 底面
13 側面
14、14a、14b 係合子側入力係合部
15、15a 係合子側出力係合部
16 ピン部
17 ピン部
18 案内スリット
17 ピン部
18 案内スリット
19、19a ガイド
20 張出部
21 切り欠き
22 補助軸部
23 収納凹部
24、24a 弾性部材
25 先端面
26 傾斜面
27 ガイド凹部
28、28a 面取り部
29 ガイド孔
30 挿通孔
31 カム軸
32 スプロケット
33 電動モータ
34、34a 電動バルブタイミング調整装置
35 内燃機関
36 クランク軸
37 連動機構
38 減速機構
39 隙間
40 ウォーム減速機
41 ウォームギヤ
42 ウォームホイール
43 ハウジング
44 可変圧縮比装置
45 内燃機関
46 ピストン
47 リンク機構
48 制御軸
49 電動モータ
50 減速機構
51 シリンダ
52 アッパリンク
53 ロアリンク
54 コントロールリンク
55 ピストンピン
56a 第一連結ピン
56b 第二連結ピン
57 クランクシャフト
58 クランクピン
59 偏心軸部
60a〜60h 第1歯車〜第8歯車
61 出力軸
62a〜62c 第1中間軸〜第3中間軸
63 支持ブラケット
64 電動パワーステアリング装置
65 ステアリングホイール
66 ステアリングシャフト
67 ステアリングコラム
68 電動アシスト装置
69a、69b 自在継手
70 中間シャフト
71 ステアリングギヤユニット
72 ピニオンシャフト
73 タイロッド
74 トルクセンサ
75 操舵力補助モータ
76 ウォーム減速機
77 回転軸
78 ギヤハウジング
79 ウォーム
80 ウォームホイール
81 入力側回転軸
82 出力側回転軸
83a、83b 転がり軸受
84 トーションバー
85 支持ブラケット

Claims (19)

  1. 入力部材と、
    該入力部材と同軸に配置された出力部材と、
    被押圧面を有する被押圧部材と、
    前記入力部材に回転トルクが入力されると、前記入力部材との係合に基づき前記被押圧面から離れる方向に移動して前記出力部材と係合することにより、前記入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材に伝達し、かつ、前記出力部材に回転トルクが逆入力されると、前記出力部材との係合に基づき前記被押圧面に近づく方向に移動して前記被押圧面に接触することにより、前記出力部材に逆入力された回転トルクを完全に遮断するか、または前記出力部材に逆入力された回転トルクの一部を前記入力部材に伝達し残部を遮断する少なくとも1個の係合子と、を備え、
    前記被押圧面が円弧状の凹面であり、
    前記少なくとも1個の係合子のそれぞれが、前記被押圧面に対して押し付けられ、かつ、周方向に離隔した2箇所位置に設けられた、1対の押圧面を有し、
    前記押圧面のそれぞれが、前記被押圧面の曲率半径以下の曲率半径を有する円弧状の凸面であり、
    前記少なくとも1個の係合子のそれぞれが、前記被押圧面と、前記出力部材に備えられ、カム機能を有する出力部材側係合部との間に配置されており、前記入力部材の端面のうちで回転中心から径方向に外れた部分に備えられた入力部材側係合部を、前記係合子に備えられた係合子側入力係合部に、前記被押圧面に対する遠近移動を可能に係合させており、
    前記係合子側入力係合部は、軸方向に形成され、かつ、内面のうちで前記入力部材側係合部の径方向内側面と向き合う面が平坦面状である、孔により構成されており、
    前記入力部材に回転トルクが入力された場合に、前記入力部材側係合部の前記径方向内側面が、前記係合子側入力係合部の内面のうちで前記入力部材側係合部の径方向内側面と向き合う面を径方向内方に向けて押圧する、
    逆入力遮断クラッチ。
  2. 入力部材と、
    該入力部材と同軸に配置された出力部材と、
    被押圧面を有する被押圧部材と、
    前記入力部材に回転トルクが入力されると、前記入力部材との係合に基づき前記被押圧面から離れる方向に移動して前記出力部材と係合することにより、前記入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材に伝達し、かつ、前記出力部材に回転トルクが逆入力されると、前記出力部材との係合に基づき前記被押圧面に近づく方向に移動して前記被押圧面に接触することにより、前記出力部材に逆入力された回転トルクを完全に遮断するか、または前記出力部材に逆入力された回転トルクの一部を前記入力部材に伝達し残部を遮断する少なくとも1個の係合子と、を備え、
    前記被押圧面が円弧状の凹面であり、
    前記少なくとも1個の係合子のそれぞれが、前記被押圧面に対して押し付けられ、かつ、周方向に離隔した2箇所位置に設けられた、1対の押圧面を有し、
    前記押圧面のそれぞれが、前記被押圧面の曲率半径以下の曲率半径を有する円弧状の凸面であり、
    前記少なくとも1個の係合子のそれぞれが、前記被押圧面と、前記出力部材に備えられ、カム機能を有する出力部材側係合部との間に配置されており、前記入力部材の端面のうちで回転中心から径方向に外れた部分に備えられた入力部材側係合部を、前記係合子に備えられた係合子側入力係合部に、前記被押圧面に対する遠近移動を可能に係合させており、
    前記係合子側入力係合部は、前記係合子の径方向外側面に径方向内方に凹むように形成されており、
    前記入力部材に回転トルクが入力された場合に、前記入力部材側係合部の径方向内側面が、前記係合子側入力係合部のうちで前記入力部材側係合部の径方向内側面と向き合う面を径方向内方に向けて押圧する、
    逆入力遮断クラッチ。
  3. 入力部材と、
    該入力部材と同軸に配置された出力部材と、
    被押圧面を有する被押圧部材と、
    前記入力部材に回転トルクが入力されると、前記入力部材との係合に基づき前記被押圧面から離れる方向に移動して前記出力部材と係合することにより、前記入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材に伝達し、かつ、前記出力部材に回転トルクが逆入力されると、前記出力部材との係合に基づき前記被押圧面に近づく方向に移動して前記被押圧面に接触することにより、前記出力部材に逆入力された回転トルクを完全に遮断するか、または前記出力部材に逆入力された回転トルクの一部を前記入力部材に伝達し残部を遮断する少なくとも1個の係合子と、を備え、
    前記被押圧面が円弧状の凹面であり、
    前記少なくとも1個の係合子のそれぞれが、前記被押圧面に対して押し付けられ、かつ、周方向に離隔した2箇所位置に設けられた、1対の押圧面を有し、
    前記押圧面のそれぞれが、前記被押圧面の曲率半径以下の曲率半径を有する円弧状の凸面であり、
    前記少なくとも1個の係合子のそれぞれが、前記被押圧面と、前記出力部材に備えられ、カム機能を有する出力部材側係合部との間に配置されており、前記入力部材の端面のうちで回転中心から径方向に外れた部分に備えられた入力部材側係合部を、前記係合子に備えられた係合子側入力係合部に、前記被押圧面に対する遠近移動を可能に係合させており、
    前記係合子側入力係合部に対する前記入力部材側係合部のがたつきの大きさが、前記入力部材が一方に回転する場合と、該入力部材が他方に回転する場合とで異なり、
    前記入力部材側係合部が、前記入力部材の回転方向に関して非対称な形状を有する、
    逆入力遮断クラッチ。
  4. 入力部材と、
    該入力部材と同軸に配置された出力部材と、
    被押圧面を有する被押圧部材と、
    前記入力部材に回転トルクが入力されると、前記入力部材との係合に基づき前記被押圧面から離れる方向に移動して前記出力部材と係合することにより、前記入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材に伝達し、かつ、前記出力部材に回転トルクが逆入力されると、前記出力部材との係合に基づき前記被押圧面に近づく方向に移動して前記被押圧面に接触することにより、前記出力部材に逆入力された回転トルクを完全に遮断するか、または前記出力部材に逆入力された回転トルクの一部を前記入力部材に伝達し残部を遮断する、1対の係合子と、を備え、
    前記被押圧面が円弧状の凹面であり、
    前記1対の係合子のそれぞれが、前記被押圧面に対して押し付けられ、かつ、周方向に離隔した2箇所位置に設けられた、1対の押圧面を有し、
    前記押圧面のそれぞれが、前記被押圧面の曲率半径以下の曲率半径を有する円弧状の凸面であり、
    前記1対の係合子のそれぞれが、前記被押圧面と、前記出力部材に備えられ、カム機能を有する出力部材側係合部との間に配置されており、前記入力部材の端面のうちで回転中心から径方向に外れた部分に備えられた入力部材側係合部を、前記係合子に備えられた係合子側入力係合部に、前記被押圧面に対する遠近移動を可能に係合させており、
    前記1対の係合子を、該1対の係合子のそれぞれの底面により前記出力部材側係合部を挟むように配置しており、
    前記1対の係合子は、該1対の係合子が径方向に移動すること及び同期して回転することを可能としつつ、互いに相対回転すること及び幅方向に移動することを防止するガイドを備える、
    逆入力遮断クラッチ。
  5. 前記1対の係合子のそれぞれは、底面にガイド凹部を備え、該ガイド凹部に架け渡すように弾性部材が配置されている、請求項に記載の逆入力遮断クラッチ。
  6. 入力部材と、
    該入力部材と同軸に配置された出力部材と、
    被押圧面を有する被押圧部材と、
    前記入力部材に回転トルクが入力されると、前記入力部材との係合に基づき前記被押圧面から離れる方向に移動して前記出力部材と係合することにより、前記入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材に伝達し、かつ、前記出力部材に回転トルクが逆入力されると、前記出力部材との係合に基づき前記被押圧面に近づく方向に移動して前記被押圧面に接触することにより、前記出力部材に逆入力された回転トルクを完全に遮断するか、または前記出力部材に逆入力された回転トルクの一部を前記入力部材に伝達し残部を遮断する1対の係合子と、を備え、
    前記被押圧面が円弧状の凹面であり、
    前記1対の係合子のそれぞれが、前記被押圧面に対して押し付けられ、かつ、周方向に離隔した2箇所位置に設けられた、1対の押圧面を有し、
    前記押圧面のそれぞれが、前記被押圧面の曲率半径以下の曲率半径を有する円弧状の凸面であり、
    前記1対の係合子のそれぞれが、前記被押圧面と、前記出力部材に備えられ、カム機能を有する出力部材側係合部との間に配置されており、前記入力部材の端面のうちで回転中心から径方向に外れた部分に備えられた入力部材側係合部を、前記係合子に備えられた係合子側入力係合部に、前記被押圧面に対する遠近移動を可能に係合させており、
    前記1対の係合子を、該1対の係合子のそれぞれの底面により前記出力部材側係合部を挟むように配置されており、
    前記出力部材と前記1対の係合子のそれぞれとの間に弾性部材が配置されており、
    前記弾性部材が、前記出力部材側係合部を、該出力部材側係合部の長軸方向に貫通するように設けられ、軸方向両側部が前記1対の係合子の底面同士の間に配置された補助軸部と前記1対の係合子のそれぞれとの間に配置されている、
    逆入力遮断クラッチ。
  7. 入力部材と、
    該入力部材と同軸に配置された出力部材と、
    被押圧面を有する被押圧部材と、
    前記入力部材に回転トルクが入力されると、前記入力部材との係合に基づき前記被押圧面から離れる方向に移動して前記出力部材と係合することにより、前記入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材に伝達し、かつ、前記出力部材に回転トルクが逆入力されると、前記出力部材との係合に基づき前記被押圧面に近づく方向に移動して前記被押圧面に接触することにより、前記出力部材に逆入力された回転トルクを完全に遮断するか、または前記出力部材に逆入力された回転トルクの一部を前記入力部材に伝達し残部を遮断する少なくとも1個の係合子と、を備え、
    前記被押圧面が円弧状の凹面であり、
    前記少なくとも1個の係合子のそれぞれが、前記被押圧面に対して押し付けられ、かつ、周方向に離隔した2箇所位置に設けられた、1対の押圧面を有し、
    前記押圧面のそれぞれが、前記被押圧面の曲率半径以下の曲率半径を有する円弧状の凸面であり、
    前記被押圧面の、該被押圧面の中心軸を含む仮想平面に関する断面形状、及び、前記被押圧面に対して押し付けられる前記係合子の押圧面の、前記被押圧面の中心軸を含む仮想平面に関する断面形状がともに、円弧状である、
    逆入力遮断クラッチ。
  8. 前記係合子が、前記被押圧面と前記出力部材に備えられ、カム機能を有する出力部材側係合部との間に配置されており、前記入力部材の端面のうちで回転中心から径方向に外れた部分に備えられた入力部材側係合部を、前記係合子に備えられた係合子側入力係合部に、前記被押圧面に対する遠近移動を可能に係合させている、請求項に記載の逆入力遮断クラッチ。
  9. 前記出力部材に逆入力された回転トルクの遮断率が、前記出力部材が一方に回転する場合と、該出力部材が他方に回転する場合とで異なる、請求項1〜のいずれかに記載の逆入力遮断クラッチ。
  10. 前記出力部材側係合部は、略平行四辺形の断面形状、前記出力部材の軸方向と、前記被押圧面に対する前記押圧面の遠近動方向とにより画成される仮想平面に関して非対称であって、前記出力部材の軸方向に直交する仮想平面に関して、略台形状の断面形状、および、中心軸が前記出力部材の回転中心に対し径方向にオフセットしている略矩形の断面形状のうちのいずれかを有する、請求項1〜6および8のいずれかを引用する請求項9に記載の逆入力遮断クラッチ。
  11. 前記係合子のうちで、前記出力部材側係合部と係合する部分が、平坦面状である、請求項1〜6、8および10のいずれかに記載、または、請求項1〜6および8のいずれかを引用する請求項9に記載の逆入力遮断クラッチ。
  12. 前記係合子のうちで、前記出力部材側係合部と係合する部分を含む底面全体が、平坦面状である、請求項11に記載の逆入力遮断クラッチ。
  13. 前記入力部材側係合部は、円弧状の凸面または平坦面からなる径方向内側面を備える、請求項1〜6、8および10〜12のいずれかに記載、または、請求項1〜6および8のいずれかを引用する請求項9に記載の逆入力遮断クラッチ。
  14. 前記出力部材に回転トルクが逆入力されることによって前記係合子が前記被押圧面に接触した位置関係において、前記係合子と前記入力部材との間に、前記係合子が前記出力部材との係合に基づいて前記被押圧面に向けて押圧されることを許容する隙間が存在する、請求項1〜13のいずれかに記載の逆入力遮断クラッチ。
  15. 駆動源である電動モータと、クランク軸によって回転駆動される従動部材と、第1の入力部と第2の入力部とカム軸に接続された出力部とを有する減速機構とを備え、
    前記電動モータ及び前記従動部材と前記減速機構との間に逆入力遮断クラッチを備えており、前記逆入力遮断クラッチは、請求項1〜14のいずれかに記載の逆入力遮断クラッチからなり、
    前記電動モータは、前記入力部材に接続されており、
    前記従動部材は、前記被押圧部材に接続されており、及び、
    前記減速機構の第1の入力部が前記出力部材に、前記減速機構の第2の入力部が前記従動部材に、それぞれ接続されており、
    前記電動モータの駆動時は、前記電動モータの回転トルクが前記減速機構の出力部に伝達され、かつ、前記電動モータの非駆動時は、前記従動部材の回転トルクが前記減速機構の出力部に伝達される、
    電動バルブタイミング調整装置。
  16. 内燃機関のピストンに連結され、前記ピストンを上下方向に移動させるリンク機構と、該リンク機構の姿勢を自身の回転により変更する制御軸と、該制御軸を回転させる電動モータとを備え、前記電動モータにより前記制御軸の回転位相を変化させることで、前記ピストンの上死点位置と下死点位置との少なくとも一方を変化させて機関圧縮比を変更する可変圧縮比装置であって、
    前記電動モータと前記制御軸との間に、請求項1〜14のいずれかに記載の逆入力遮断クラッチを備えており、
    前記入力部材が、前記電動モータに直接又は減速機構を介して接続されており、
    前記出力部材が、前記制御軸に接続されるか又は前記制御軸と一体に設けられている、
    可変圧縮比装置。
  17. ステアリングホイールの操作に基づいて回転し、操舵輪に対し回転量に応じた舵角を付与する回転軸と、該回転軸に補助力を付与するための操舵力補助用モータと、該操舵力補助用モータと前記回転軸との間に設けられて、前記操舵力補助用モータの回転を前記回転軸に伝達するウォーム減速機とを備え、
    前記回転軸が、互いに同軸に配置された入力側回転軸と出力側回転軸とを、請求項1〜14のいずれかに記載の逆入力遮断クラッチを介して接続してなるものであり、
    前記入力部材が、前記入力側回転軸に接続されるか又は前記入力側回転軸と一体に設けられており、
    前記出力部材が、前記出力側回転軸に接続されるか又は前記出力側回転軸と一体に設けられている、
    電動パワーステアリング装置。
  18. 駆動源である電動モータと、クランク軸によって回転駆動される従動部材と、第1の入力部と第2の入力部とカム軸に接続された出力部とを有する減速機構とを備え、
    前記電動モータ及び前記従動部材と前記減速機構との間に逆入力遮断クラッチを備えており、
    前記逆入力遮断クラッチは、
    入力部材と、
    該入力部材と同軸に配置された出力部材と、
    被押圧面を有する被押圧部材と、
    前記入力部材に回転トルクが入力されると、前記入力部材との係合に基づき前記被押圧面から離れる方向に移動して前記出力部材と係合することにより、前記入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材に伝達し、かつ、前記出力部材に回転トルクが逆入力されると、前記出力部材との係合に基づき前記被押圧面に近づく方向に移動して前記被押圧面に接触することにより、前記出力部材に逆入力された回転トルクを完全に遮断するか、または前記出力部材に逆入力された回転トルクの一部を前記入力部材に伝達し残部を遮断する少なくとも1個の係合子と、を備え、
    前記被押圧面が円弧状の凹面であり、
    前記少なくとも1個の係合子のそれぞれが、前記被押圧面に対して押し付けられ、かつ、周方向に離隔した2箇所位置に設けられた、1対の押圧面を有し、
    前記押圧面のそれぞれが、前記被押圧面の曲率半径以下の曲率半径を有する円弧状の凸面であり、
    前記電動モータは、前記入力部材に接続されており、
    前記従動部材は、前記被押圧部材に接続されており、及び、
    前記減速機構の第1の入力部が前記出力部材に、前記減速機構の第2の入力部が前記従動部材に、それぞれ接続されており、
    前記電動モータの駆動時は、前記電動モータの回転トルクが前記減速機構の出力部に伝達され、かつ、前記電動モータの非駆動時は、前記従動部材の回転トルクが前記減速機構の出力部に伝達される、
    電動バルブタイミング調整装置。
  19. ステアリングホイールの操作に基づいて回転し、操舵輪に対し回転量に応じた舵角を付与する回転軸と、該回転軸に補助力を付与するための操舵力補助用モータと、該操舵力補助用モータと前記回転軸との間に設けられて、前記操舵力補助用モータの回転を前記回転軸に伝達するウォーム減速機とを備え、
    前記回転軸、互いに同軸に配置された入力側回転軸および出力側回転軸と、該入力側回転軸と出力側回転軸とを接続する逆入力遮断クラッチとを備え、
    前記逆入力遮断クラッチは、
    入力部材と、
    該入力部材と同軸に配置された出力部材と、
    被押圧面を有する被押圧部材と、
    前記入力部材に回転トルクが入力されると、前記入力部材との係合に基づき前記被押圧面から離れる方向に移動して前記出力部材と係合することにより、前記入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材に伝達し、かつ、前記出力部材に回転トルクが逆入力されると、前記出力部材との係合に基づき前記被押圧面に近づく方向に移動して前記被押圧面に接触することにより、前記出力部材に逆入力された回転トルクを完全に遮断するか、または前記出力部材に逆入力された回転トルクの一部を前記入力部材に伝達し残部を遮断する少なくとも1個の係合子と、を備え、
    前記被押圧面が円弧状の凹面であり、
    前記少なくとも1個の係合子のそれぞれが、前記被押圧面に対して押し付けられ、かつ、周方向に離隔した2箇所位置に設けられた、1対の押圧面を有し、
    前記押圧面のそれぞれが、前記被押圧面の曲率半径以下の曲率半径を有する円弧状の凸面であり、
    前記入力部材が、前記入力側回転軸に接続されるか又は前記入力側回転軸と一体に設けられており、
    前記出力部材が、前記出力側回転軸に接続されるか又は前記出力側回転軸と一体に設けられている、
    電動パワーステアリング装置。
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