JP7201444B2 - 逆入力防止クラッチ - Google Patents

Description

本発明は、係合子となる転動体を互いに当接する状態で組み込んだ逆入力防止クラッチに関する。

逆入力防止クラッチは、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。

この逆入力防止クラッチの具体的な構成としては、例えば特許文献１に記載されているように、同一軸心のまわりに回転する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、出力部材の外周面に複数のカム面を設け、これらの各カム面と対向する円筒面を有する固定部材を設けて、出力部材と固定部材の間に、周方向の一側で狭小となる第１の楔形空間が連続する領域と、周方向の他側で狭小となる第２の楔形空間が連続する領域を交互に２つずつ形成し、各楔形空間に係合子となる転動体としてのころを収容して、周方向で隣り合う第１の楔形空間の広大部と第２の楔形空間の広大部の対向隙間に弾性圧縮したコイルばねを挿入することにより、そのコイルばねで各ころを互いに当接させて第１の楔形空間の狭小部または第２の楔形空間の狭小部に押し込み、周方向で隣り合う第１の楔形空間の狭小部と第２の楔形空間の狭小部の対向隙間に挿入される柱部と、ころの配列の一側に配されて入力部材と一体回転するように連結される側板部とからなる保持器を設けたものがある。

上記構成の逆入力防止クラッチでは、各ころがコイルばねの弾性力で第１または第２の楔形空間の狭小部に押し込まれて、固定部材および出力部材と係合しているので、出力部材にいずれの方向の逆入力トルクが加えられても、出力部材が固定部材にロックされ、入力部材も回転しない。一方、入力部材に入力トルクが加えられたときには、入力部材がいずれの方向に回転しても、入力部材と一体に回転する保持器の柱部が、回転方向で対向するころをコイルばねの弾性力に抗して第１または第２の楔形空間の広大側へ押し出すことにより、出力部材がロック状態から解放された後、入力部材と出力部材との間に設けられたトルク伝達手段によって出力部材へのトルク伝達が行われ、出力部材が回転するようになっている。

ところで、上記の構成では、コイルばねで各ころを第１の楔形空間の狭小部または第２の楔形空間の狭小部に押し込むようにしているが、そのコイルばねは適切な姿勢で組み込むのに手間がかかるし、損傷しやすいという難点がある。

これに対しては、コイルばねの代わりに、フック付きのＣ形ばねを用いることが提案されている。具体的には、例えば特許文献２に記載されているように、Ｃ形ばねをころの配列に沿って配置し、弾性縮径させた状態で、その両端のフック部を周方向で隣り合う第１の楔形空間の広大部と第２の楔形空間の広大部の対向隙間に挿入してそれぞれころの１つに押し付けることにより、各ころを互いに当接させて第１の楔形空間の狭小部または第２の楔形空間の狭小部に押し込むようにする。このように、コイルばねよりも組み込みやすく損傷しにくいＣ形ばねを用いることにより、逆入力防止クラッチ全体の組立性の向上やトラブルの減少を図ることができる。

特開２００７－１００８３２号公報 特開２０１６－１２１７６９号公報（図４、図５）

しかしながら、特許文献２に記載された逆入力防止クラッチは、２つのフック付きのＣ形ばねがころの配列に対して保持器の側板部と反対の側に軸方向で並ぶように配置されており、その２つのＣ形ばねを配置するだけのための（Ｃ形ばねの線径×２の軸方向長さの）空間を内部に有する設計とする必要があるため、軸方向の小型化を求められる用途には不向きなものとなっている。

そこで、本発明は、係合子となる転動体の配列に沿って配置され、その転動体を互いに当接させるフック付きのＣ形ばねを有する逆入力防止クラッチにおいて、軸方向の小型化を図ることを課題とする。

上記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、前記出力部材の外周面または内周面に複数のカム面を設け、これらの各カム面と対向する円筒面を有する固定部材を設けて、前記出力部材と固定部材の間に、周方向の一側で狭小となる第１の楔形空間が連続する領域と、周方向の他側で狭小となる第２の楔形空間が連続する領域を交互に２つずつ形成し、前記各楔形空間に転動体を収容して、前記転動体の配列に沿って２つのフック付きのＣ形ばねを配置し、前記各Ｃ形ばねを弾性縮径させた状態で、その両端のフック部を周方向で隣り合う前記第１の楔形空間の広大部と前記第２の楔形空間の広大部の対向隙間に挿入して、それぞれ前記転動体の１つに押し付けることにより、前記各転動体を互いに当接させて第１の楔形空間の狭小部または第２の楔形空間の狭小部に押し込み、周方向で隣り合う前記第１の楔形空間の狭小部と前記第２の楔形空間の狭小部の対向隙間に挿入される柱部と、前記転動体の配列の一側に配されて前記入力部材と一体回転するように連結される側板部とからなる保持器を設けた逆入力防止クラッチにおいて、前記２つのＣ形ばねの少なくとも一方が前記保持器の側板部の径方向外側に配置されているか、または両方が前記転動体の配列の他側に径方向内外で重なるように配置されている構成を採用した。

上記の構成によれば、２つのＣ形ばねを配置するだけのために（保持器の側板部と径方向で重ならない位置で配置するために）必要となる空間は、ほぼ１つのＣ形ばねの線径分の軸方向長さとなるか、省略することができるので、従来のように２つのＣ形ばねを転動体の配列の他側に軸方向で並ぶように配置する場合に比べて、逆入力防止クラッチ全体を軸方向に小型化することができる。

ここで、前記２つのＣ形ばねの両方を前記保持器の側板部の径方向外側に配置する場合には、その２つのＣ形ばねは径方向内外で重なるように配置とするとよい。

そして、前記２つのＣ形ばねの少なくとも一方を前記保持器の側板部の径方向外側に配置する場合には、前記保持器の柱部が側板部と接続される部位は、前記側板部の外周から径方向外側および軸方向内側へ湾曲しながら延びるように形成して、Ｃ形ばねと接触しないようにするとよい。

また、前記２つのＣ形ばねの少なくとも一方を前記保持器の側板部の径方向外側に配置する場合、前記Ｃ形ばねの線径を保持器の側板部の軸方向寸法よりも小さく形成することにより、転動体の配列の一側でＣ形ばねが軸方向で保持器の側板部からはみ出さないようにすることが望ましい。

また、前記２つのＣ形ばねの少なくとも一方を前記保持器の側板部の径方向外側に配置する場合、前記保持器の側板部の外周部に、前記Ｃ形ばねのフック部が軸方向に通過可能なフック挿入溝を設けることにより、逆入力防止クラッチの組み立ての際に、保持器を組み付けた後にＣ形ばねの組み込みができるようになり、組立作業がしやすくなる。そして、前記フック挿入溝の幅寸法を、前記Ｃ形ばねの組込状態でのフック部どうしの間の寸法よりも小さく形成すれば、組込後のＣ形ばねの軸方向の脱落を防止することができる。

上述したように、本発明の逆入力防止クラッチは、２つのＣ形ばねの少なくとも一方を保持器の側板部の径方向外側に配置するか、または両方を転動体の配列に対して保持器の側板部と反対の側に径方向内外で重なるように配置して、２つのＣ形ばねを配置するだけのための空間を、ほぼ１つのＣ形ばねの線径分の軸方向長さとするか、省略できるようにしたものであるから、従来のものに比べて軸方向に小型化することができる。

第１実施形態の逆入力防止クラッチの縦断正面図 図１のII－II線に沿った断面図 図１のIII－III線に沿った断面図 図１の一方のＣ形ばねの組込方法を説明する横断平面図 図４のＶ－Ｖ線に沿った断面図 第２実施形態の逆入力防止クラッチの縦断正面図 図６のVII－VII線に沿った断面図 第３実施形態の逆入力防止クラッチの縦断正面図 図８のIX－IX線に沿った断面図

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５は第１実施形態を示す。この逆入力防止クラッチは、図１および図２に示すように、入力軸（入力部材）１と、出力軸２および内輪３からなる出力部材４と、ハウジング５、外輪６および押え蓋７からなる固定部材８と、内輪３と外輪６との間に挿入される２本の柱部９ａを有する保持器９と、保持器９の両柱部９ａ間に組み込まれるころ（係合子となる転動体）１０と、ころ１０の配列に沿って延びるように配置される２つのフック付きのＣ形ばね１１ａ、１１ｂとを備えている。

前記入力軸１は、その先端付近に二面幅部を有する係合部１ａが設けられ、この係合部１ａが内輪３の中央に設けられた係合穴３ａに挿入されるとともに、小径先端部１ｂが出力軸２の端面中央に設けられた軸穴２ａに嵌めこまれて、出力軸２と同一軸心のまわりに回転するようになっている。

前記出力部材４は、出力軸２と内輪３とを一体回転するように連結したものであり、その内輪３の係合穴３ａに、入力軸１の係合部１ａの二面幅部と僅かな隙間をおいて対向する二面幅部が形成されている。これにより、入力軸１と出力部材４との間に、入力軸１の回転を僅かな角度遅れをもって出力部材４に伝達するトルク伝達手段が設けられている。

前記固定部材８は、ハウジング５の内周に外輪６と押え蓋７を順に嵌め込んだものである。その外輪６は、ハウジング５によって回転不能に拘束され、押え蓋７によって抜け止めされている。

前記保持器９は、ころ１０の配列の一側に配される穴あき円板状の側板部９ｂと、側板部９ｂの径方向で相対する位置の外周縁に設けられた一対の柱部９ａとからなり、その側板部９ｂが入力軸１の係合部１ａの外周に嵌合固定されて、入力軸１と一体に回転するようになっている。その柱部９ａが側板部９ｂと接続される部位は、側板部９ｂの外周から径方向外側および軸方向内側へ湾曲しながら延びるように形成されている（図４参照）。また、側板部９ｂの外周部には、柱部９ａどうしの中間の径方向で相対する位置に、後述するようにＣ形ばね１１ａの両端のフック部１２ａが軸方向に通過可能な一対のフック挿入溝９ｃが設けられている。なお、フック挿入溝は１つだけとしてもよいが、この例のように一対で設ければ、保持器形状の方向性が少なくなり、保持器が組み込みやすくなる。

また、図２および図３に示すように、前記内輪３の外周面には、所定の一方向に傾斜するカム面３ｂと他方向に傾斜するカム面３ｃがそれぞれ連続して複数設けられており、これにより、内輪３と外輪６の間に、周方向の一側で狭小となる第１の楔形空間１３ａが連続する領域と、周方向の他側で狭小となる第２の楔形空間１３ｂが連続する領域が交互に２つずつ形成されている。各楔形空間１３ａ、１３ｂにはころ１０が１つずつ収容され、周方向で隣り合う第１の楔形空間１３ａの狭小部と第２の楔形空間１３ｂの狭小部の対向隙間には、それぞれ前記保持器９の柱部９ａが挿入されている。

前記２つのＣ形ばね１１ａ、１１ｂは、同一の寸法・材質のもので、図１乃至図３に示すように、丸線材で形成されており、その両端に軸方向に沿って延びるフック部１２ａ、１２ｂが設けられている。各フック部１２ａ、１２ｂは、それぞれ径方向内側に向かって凸となる略くの字状に形成されている。また、その線径は、保持器９の側板部９ｂの軸方向寸法よりも小さく形成されている。

その一方のＣ形ばね１１ａはころ１０の配列の一側で保持器９の側板部９ｂの径方向外側に配置され、他方のＣ形ばね１１ｂはころ１０の配列の他側に配置されている。そして、各Ｃ形ばね１１ａ、１１ｂのフック部１２ａ、１２ｂは、互いに周方向に１８０°ずれた位置で、周方向で隣り合う第１の楔形空間１３ａの広大部と第２の楔形空間１３ｂの広大部の対向隙間に挿入されている。このとき、各Ｃ形ばね１１ａ、１１ｂは弾性縮径した状態で組み込まれており、その両端のフック部１２ａ、１２ｂが、それぞれころ１０の一つに押し付けられ、各ころ１０を互いに当接させて第１の楔形空間１３ａの狭小部または第２の楔形空間１３ｂの狭小部に押し込むようになっている。

図４および図５は一方のＣ形ばね１１ａの組込方法を示す。すなわち、この逆入力防止クラッチを組み立てる際には、他方のＣ形ばね１１ｂ、ころ１０および保持器９を組み付けた後に（ハウジング５の内周に押え蓋７を嵌め込む前に）、一方のＣ形ばね１１ａを弾性縮径させた状態で、その両端のフック部１２ａを保持器９の一側からフック挿入溝９ｃに挿入し、フック部１２ａがフック挿入溝９ｃを軸方向に通過した時点でＣ形ばね１１ａを縮径させていた力を解放すればよい。

ここで、保持器９は、柱部９ａが側板部９ｂと接続される部位が前述のように湾曲しており、一方のＣ形ばね１１ａと接触しないようになっている。また、フック挿入溝９ｃの幅寸法が一方のＣ形ばね１１ａの組込状態でのフック部１２ａどうしの間の寸法よりも小さく形成されており、一方のＣ形ばね１１ａの組込後の軸方向の脱落を防止できるようになっている。

この逆入力防止クラッチは、上記の構成であり、各ころ１０が２つのＣ形ばね１１ａ、１１ｂの弾性力で第１または第２の楔形空間１３ａ、１３ｂの狭小部に押し込まれて、外輪６および内輪３と係合しているので、出力軸２にいずれの方向の逆入力トルクが加えられても、出力部材４が固定部材８にロックされ、入力軸１も回転しない。

一方、入力軸１に入力トルクが加えられたときには、入力軸１がいずれの方向に回転しても、入力軸１と一体に回転する保持器９の柱部９ａが、回転方向で対向するころ１０をＣ形ばね１１ａ、１１ｂの弾性力に抗して第１または第２の楔形空間１３ａ、１３ｂの広大側へ押し出すことにより、出力部材４がロック状態から解放される。そして、入力軸１がさらに回転してその係合部１ａの二面幅部が内輪３の係合穴３ａの二面幅部と係合すると、入力軸１の回転が内輪３を介して出力軸２に伝達される。

そして、この逆入力防止クラッチでは、２つのＣ形ばね１１ａ、１１ｂの配置だけのための空間は、ころ１０の配列の他側に１つのＣ形ばねの線径分の軸方向長さで設ければよいので、従来のように２つのＣ形ばねをころの配列の他側に軸方向で並ぶように配置する場合に比べて、軸方向に小型化することができる。

また、一方のＣ形ばね１１ａは、他方のＣ形ばね１１ｂ、ころ１０および保持器９を組み付けた後に、弾性縮径させた状態で、フック部１２ａを保持器９のフック挿入溝９ｃに挿入して組み込むことができるので、組立作業がしやすいという利点もある。

図６および図７は第２実施形態を示す。この実施形態は、第１実施形態をベースとし、一方のＣ形ばね１１ａを第１実施形態よりも小径に形成し、他方のＣ形ばね１１ｂを第１実施形態よりも大径に形成して、その両方のＣ形ばね１１ａ、１１ｂをころ１０の配列の他側に径方向内外で重なるように配置したものである。また、これに合わせて、小径とされた一方のＣ形ばね１１ａの各フック部１２ａは径方向外側に向かって凸となる略くの字状に形成され、保持器９のフック挿入溝９ｃは省略されている。

この第２実施形態でも、第１実施形態と同じく、２つのＣ形ばね１１ａ、１１ｂの配置だけのための空間の軸方向長さは１つのＣ形ばねの線径分となるので、従来のものよりも軸方向に小型化することができる。

ところで、外輪が軸方向の一方に開放され、他方に底部を有するもの（底付外輪）である場合、第１実施形態の逆入力防止クラッチの組立時には、軸方向の両方が開放された仮組用の外輪にころ、内輪、保持器および１つのＣ形ばねを組み込み、それらをＣ形ばねの方から底付外輪に治具で押し込んだ後、底付外輪の開放側からもう１つのＣ形ばねを組み込むことになる。これに対し、第２実施形態では、底付外輪に直接ころ、内輪、保持器を組み込んだ後、底付外輪の開放側から２つのＣ形ばねを組み込むことができるので、仮組用の外輪を使用する必要がなく、第１実施形態よりも組立性の点で有利である。

図８および図９は第３実施形態を示す。この実施形態は、第１実施形態をベースとし、一方のＣ形ばね１１ａを第１実施形態よりも大径に形成し、他方のＣ形ばね１１ｂを第１実施形態よりも小径に形成して、その両方のＣ形ばね１１ａ、１１ｂを保持器９の側板部９ｂの径方向外側に径方向内外で重なるように配置したものである。また、これに合わせて、小径とされた他方のＣ形ばね１１ｂの各フック部１２ｂは、径方向外側に向かって凸となる略くの字状に形成されている。そして、両方のＣ形ばね１１ａ、１１ｂが、第１実施形態の一方のＣ形ばね１１ａと同様に、保持器９のフック挿入溝９ｃを利用して保持器９の一側から組み込まれるようになっている。

この第３実施形態の逆入力防止クラッチでは、２つのＣ形ばね１１ａ、１１ｂの配置だけのための空間を省略できるので、第１実施形態および第２実施形態よりもさらに軸方向の小型化を図ることができる。また、２つのＣ形ばね１１ａ、１１ｂを同じ側から組み込むので、第２実施形態と同じく、底付外輪を用いるときの組立性は第１実施形態よりも有利である。

なお、上述した各実施形態では、Ｃ形ばねを丸線材で形成したが、ほかの断面形状の材料を用いることもできる。ただし、第１実施形態や第３実施形態のように、Ｃ形ばねを保持器の側板部の径方向外側に配置する場合、その線径は保持器の側板部の軸方向寸法よりも小さいことが好ましい。

また、本発明は、出力部材と固定部材の配置が各実施形態と逆で、内周面にカム面を設けた出力部材の内側に、外周円筒面を有する固定部材を配した逆入力防止クラッチや、係合子となる転動体としてころ以外のボール等を用いた逆入力防止クラッチにももちろん適用することができる。

１ 入力軸（入力部材）
１ａ 係合部
２ 出力軸
３ 内輪
３ａ 係合穴
３ｂ、３ｃ カム面
４ 出力部材
５ ハウジング
６ 外輪
７ 押え蓋
８ 固定部材
９ 保持器
９ａ 柱部
９ｂ 側板部
９ｃ フック挿入溝
１０ ころ（転動体）
１１ａ、１１ｂ Ｃ形ばね
１２ａ、１２ｂ フック部
１３ａ 第１の楔形空間
１３ｂ 第２の楔形空間

Claims (4)

1. 同一軸心のまわりに回転する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、前記出力部材の外周面または内周面に複数のカム面を設け、これらの各カム面と対向する円筒面を有する固定部材を設けて、前記出力部材と固定部材の間に、周方向の一側で狭小となる第１の楔形空間が連続する領域と、周方向の他側で狭小となる第２の楔形空間が連続する領域を交互に２つずつ形成し、前記各楔形空間に転動体を収容して、前記転動体の配列に沿って２つのフック付きのＣ形ばねを配置し、前記各Ｃ形ばねを弾性縮径させた状態で、その両端のフック部を周方向で隣り合う前記第１の楔形空間の広大部と前記第２の楔形空間の広大部の対向隙間に挿入して、それぞれ前記転動体の１つに押し付けることにより、前記各転動体を互いに当接させて第１の楔形空間の狭小部または第２の楔形空間の狭小部に押し込み、周方向で隣り合う前記第１の楔形空間の狭小部と前記第２の楔形空間の狭小部の対向隙間に挿入される柱部と、前記転動体の配列の一側に配されて前記入力部材と一体回転するように連結される側板部とからなる保持器を設けた逆入力防止クラッチにおいて、
   前記２つのＣ形ばねの少なくとも一方が前記保持器の側板部の径方向外側に配置されており、前記保持器の柱部が側板部と接続される部位は、前記側板部の外周から径方向外側および軸方向内側へ湾曲しながら延びるように形成されていることを特徴とする逆入力防止クラッチ。
2. 同一軸心のまわりに回転する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、前記出力部材の外周面または内周面に複数のカム面を設け、これらの各カム面と対向する円筒面を有する固定部材を設けて、前記出力部材と固定部材の間に、周方向の一側で狭小となる第１の楔形空間が連続する領域と、周方向の他側で狭小となる第２の楔形空間が連続する領域を交互に２つずつ形成し、前記各楔形空間に転動体を収容して、前記転動体の配列に沿って２つのフック付きのＣ形ばねを配置し、前記各Ｃ形ばねを弾性縮径させた状態で、その両端のフック部を周方向で隣り合う前記第１の楔形空間の広大部と前記第２の楔形空間の広大部の対向隙間に挿入して、それぞれ前記転動体の１つに押し付けることにより、前記各転動体を互いに当接させて第１の楔形空間の狭小部または第２の楔形空間の狭小部に押し込み、周方向で隣り合う前記第１の楔形空間の狭小部と前記第２の楔形空間の狭小部の対向隙間に挿入される柱部と、前記転動体の配列の一側に配されて前記入力部材と一体回転するように連結される側板部とからなる保持器を設けた逆入力防止クラッチにおいて、
   前記２つのＣ形ばねの少なくとも一方が前記保持器の側板部の径方向外側に配置されており、前記Ｃ形ばねの線径が保持器の側板部の軸方向寸法よりも小さく形成されていることを特徴とする逆入力防止クラッチ。
3. 同一軸心のまわりに回転する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、前記出力部材の外周面または内周面に複数のカム面を設け、これらの各カム面と対向する円筒面を有する固定部材を設けて、前記出力部材と固定部材の間に、周方向の一側で狭小となる第１の楔形空間が連続する領域と、周方向の他側で狭小となる第２の楔形空間が連続する領域を交互に２つずつ形成し、前記各楔形空間に転動体を収容して、前記転動体の配列に沿って２つのフック付きのＣ形ばねを配置し、前記各Ｃ形ばねを弾性縮径させた状態で、その両端のフック部を周方向で隣り合う前記第１の楔形空間の広大部と前記第２の楔形空間の広大部の対向隙間に挿入して、それぞれ前記転動体の１つに押し付けることにより、前記各転動体を互いに当接させて第１の楔形空間の狭小部または第２の楔形空間の狭小部に押し込み、周方向で隣り合う前記第１の楔形空間の狭小部と前記第２の楔形空間の狭小部の対向隙間に挿入される柱部と、前記転動体の配列の一側に配されて前記入力部材と一体回転するように連結される側板部とからなる保持器を設けた逆入力防止クラッチにおいて、
   前記２つのＣ形ばねの少なくとも一方が前記保持器の側板部の径方向外側に配置されており、前記保持器の側板部の外周部に、前記Ｃ形ばねのフック部が軸方向に通過可能なフック挿入溝が設けられていることを特徴とする逆入力防止クラッチ。
4. 前記フック挿入溝の幅寸法が、前記Ｃ形ばねの組込状態でのフック部どうしの間の寸法よりも小さく形成されている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。

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