WO2016199750A1 - 逆入力遮断クラッチ - Google Patents

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WO2016199750A1
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cam
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spacer
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高田　声一
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Ntn株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/08—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/08—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
    • F16D41/10—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action with self-actuated reversing

Definitions

  • the input torque applied from the input side is transmitted to the output side, and when the reverse input torque is applied from the output side, the reverse input prevents the input side member from rotating by causing the output side member to idle. It relates to a shut-off clutch.
  • This reverse input shut-off clutch has an output shaft arranged coaxially with the input outer ring on the radially inner side of the input outer ring, a plurality of cam surfaces are provided in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the input outer ring, and the outer cylindrical surface of the output shaft A wedge-shaped space that gradually narrows on both sides in the circumferential direction is formed between each cam surface of the outer ring, and a cage is provided that holds the rollers arranged in each wedge-shaped space so as to be able to engage with and disengage from the input outer ring and the output shaft.
  • the cage is connected to the input outer ring via a centering spring, and a sliding spring that slides on the fixing member in a state of being engaged with the cage is incorporated.
  • the output shaft is smoothed when the reverse input torque is applied from the output side immediately after the torque is transmitted from the input side to the output side. May not be idle. This is because when the torque is transmitted from the input side to the output side, the roller enters the narrow part of the wedge-shaped space between the input outer ring and the output shaft and generates a large pressure to engage (lock) the input outer ring and the output shaft. Therefore, even after the supply of the input torque is stopped, the retainer and the roller cannot be returned to the assembly position by the elastic force of the centering spring, and the locked state may be held in some cases.
  • the input outer ring must be stopped before the motor is stopped in order to stably rotate the output shaft while the motor is stopped. Has to be slightly reversed once to release the clutch locked state, and there is a problem that motor control becomes complicated. Further, when the motor stops unintentionally at the time of a power failure or the like, the locked state of the clutch is not released, and there is a possibility that the operation part cannot be operated manually or the like.
  • an object of the present invention is to provide a reverse input cut-off clutch that can stably rotate the output side against reverse input torque.
  • the reverse input cutoff clutch of the present invention has an input shaft and a camshaft arranged on the same axis so as to be able to transmit rotation, and an eccentric axis parallel to the axis is connected to the camshaft.
  • a cylindrical eccentric cam is provided, an output outer ring is arranged on the radially outer side of the eccentric cam, and a cylindrical cam receiver inserted on the inner periphery of the output outer ring has the same axis as the eccentric cam
  • An eccentric hole is formed, the eccentric cam is inserted into the eccentric hole, and a cylindrical spacer is fitted between the inner peripheral surface of the eccentric hole of the cam receiver and the outer peripheral surface of the eccentric cam so as to be relatively rotatable,
  • a torque transmission mechanism for connecting the spacer and the output outer ring so as to be able to transmit torque, and for the input torque applied from the input side, the input shaft and the cam shaft are rotated, and the reverse input torque applied from the output side
  • the eccentric cam rotates eccentrically, and the spacer revolves.
  • the spacer fitted so as to be relatively rotatable between the inner peripheral surface of the eccentric hole of the cam receiver and the outer peripheral surface of the eccentric cam can prevent the cam receiver and eccentricity even when the supply of input torque is stopped. Since there is no possibility of locking with the cam, when reverse input torque is applied from the output side, the output outer ring can rotate while smoothly rotating the spacer, and a stable idling operation can be obtained.
  • a flange-like connecting portion is provided at one end of the spacer, a lid portion is provided at one end of the output outer ring, and the connecting portion of the spacer and the lid portion of the output outer ring are axially provided.
  • a flat plate-like connecting member is provided, and a first uneven fitting portion that extends in the radial direction of the spacer and slidably engages with each other on the axially opposed surfaces of the connecting member and the connecting portion of the spacer.
  • a second concavo-convex fitting that extends in a direction orthogonal to the first concavo-convex fitting portion and is slidably fitted to each other on the axially opposed surfaces of the connecting member and the lid portion of the output outer ring.
  • a rotation transmitting means for transmitting the rotation of the input shaft to the cam shaft with a slight angular delay is provided between the input shaft and the cam shaft, and the braking that rotates integrally with the cam receiver.
  • a fixed outer ring is arranged on the outer side in the radial direction of the shaft, and a plurality of cam surfaces are provided on the outer peripheral surface of the braking shaft.
  • a wedge-shaped space that gradually narrows is formed, and a pair of rollers and a spring that pushes the roller into the narrow portion of the wedge-shaped space are incorporated in each wedge-shaped space, and column portions that are inserted on both sides in the circumferential direction of each wedge-shaped space are incorporated. What has connected the lock release piece which has so that it may rotate integrally with the said input shaft is employable.
  • the input shaft and the cam shaft are integrated, the driven shaft that rotates integrally with the cam receiver is slidably fitted on the outer periphery of the cam shaft, and can be slid on the outer periphery of the driven shaft.
  • An engagement pin that is inserted in the radial direction with a circumferential clearance is provided on the driven inner shaft and the cam shaft, a fixed outer ring is arranged on the outer side in the radial direction of the braking inner ring, and an outer peripheral surface of the braking inner ring Are provided with a plurality of cam surfaces, and a wedge-shaped space gradually narrowing on both sides in the circumferential direction is formed between the inner peripheral cylindrical surface of the fixed outer ring and each cam surface of the braking inner ring.
  • a roller and a spring that pushes the roller into a narrow portion of the wedge-shaped space are incorporated, and lock release pieces having pillar portions inserted on both sides in the circumferential direction of each wedge-shaped space are connected to rotate integrally with the input shaft. Adopting It can be.
  • the reverse input cutoff clutch of the present invention can idle the output outer ring stably with respect to the reverse input torque. Therefore, in the electric equipment in which the reverse input cutoff clutch is incorporated between the drive unit and the operating unit, the motor control becomes simpler than in the case of incorporating the conventional idle type, and the motor is controlled at the time of power failure. Even when the operation stops unintentionally, the operating part can be easily operated manually or the like.
  • Transverse plan view of the reverse input cutoff clutch of the first embodiment 1 is an exploded perspective view of the main part of FIG. Sectional view along line III-III in FIG. Sectional drawing explaining operation
  • the reverse input cutoff clutch includes an input shaft 1 having a D-shaped cross section, a cam shaft 2 arranged on the same axis as the input shaft 1, and an outer periphery of the cam shaft 2.
  • a cylindrical intermediate shaft 3 that is movably fitted, a lock-type reverse input blocking mechanism 4 that is provided between the input shaft 1 and the cam shaft 2, and a cylindrical shape that is integrally formed at the longitudinal center of the cam shaft 2.
  • Eccentric cam 5a a cylindrical driven eccentric cam 5b integrally formed at one end of the intermediate shaft 3, an output outer ring 6 disposed radially outside the eccentric cam 5a and the driven eccentric cam 5b, and an output outer ring
  • a cylindrical cam receiver 7 that is slidably inserted into the inner periphery of 6, a brake shaft 8 that is integrally formed with the cam receiver 7 and fitted on the outer periphery of the intermediate shaft 3, and the inner peripheral surface of the cam receiver 7 and the eccentricity Cylindrical screws which are fitted between the cam 5a and the outer peripheral surface of the driven eccentric cam 5b so as to be relatively rotatable.
  • p o 9 which is basically composed of the torque transmission mechanism 10 that connects the spacer 9 and the output outer ring 6 so that torque can be transmitted.
  • the input gear 11 is fitted and fixed to the outer periphery of the input shaft 1, and the output gear 12 is integrally formed on the outer periphery of the output outer ring 6.
  • the output outer ring 6 is provided with a support member 13 that prevents the cam receiver 7 from coming off on the inner circumference on the other end side, and is provided with a lid portion 6a through which one end portion of the cam shaft 2 passes on one end side. ing.
  • a part of the torque transmission mechanism 10 is configured at a position sandwiched in the axial direction between the lid portion 6a of the output outer ring 6 and an inward flange-shaped connecting portion 9a provided at one end of the spacer 9, as will be described later.
  • a disk-shaped connecting member 14 is disposed.
  • the output outer ring may be formed by separately forming a lid portion on one end side and integrally forming a support member on the other end side.
  • the eccentric cam 5a and the driven eccentric cam 5b have an eccentric axis parallel to the axis of the cam shaft 2, and an eccentric shaft having the same eccentric axis as the eccentric cam 5a and the driven eccentric cam 5b on one end side of the cam receiver 7.
  • a hole 7a is formed. Then, the eccentric cam 5a and the driven eccentric cam 5b are fitted into the eccentric hole 7a of the cam receiver 7 via the spacer 9, and a set screw 15 is screwed into the outer periphery of the intermediate shaft 3 from the outer periphery of the brake shaft 8, thereby 7, the brake shaft 8, the intermediate shaft 3, and the driven eccentric cam 5b are integrated.
  • the braking shaft 8 and the intermediate shaft 3 rotate integrally therewith.
  • the cam receiver 7 and the braking shaft 8, the intermediate shaft 3 and the driven eccentric cam 5b may be integrally formed.
  • the reverse input blocking mechanism 4 connects the input shaft 1 and the cam shaft 2 so as to be able to transmit rotation, and a fixed outer ring 16 is disposed on the radially outer side of the braking shaft 8.
  • An annular unlocking piece 17 having a plurality of column portions 17 a inserted between the outer peripheral surface of the brake shaft 8 and the inner peripheral surface of the fixed outer ring 16 is integrally formed at one end of the input shaft 1.
  • a roller 18 and a coil spring 19 are incorporated between the pillar portions 17a.
  • the lock release piece may be formed separately from the input shaft and connected to rotate integrally with the input shaft.
  • the fixed outer ring 16 is formed integrally with the housing 20, and the flange portion 20 a at one end of the housing 20 is sandwiched and fixed between the two fixing plates 21 and 22.
  • the housing 20 is fitted with a lid 20b formed separately on the inner periphery of the other end, and the input shaft 1 is passed through the center of the lid 20b.
  • An engagement hole 1a having an oval cross section is provided at the center of one end surface of the input shaft 1, and an engagement protrusion 2a having an oval cross section provided on the other end surface of the cam shaft 2 is provided around the engagement hole 1a.
  • the rotation of the input shaft 1 is transmitted to the cam shaft 2 with a slight angular delay.
  • the outer peripheral surface of the brake shaft 8 is provided with a plurality of cam surfaces 8a orthogonal to the radial direction, and gradually narrows on both sides in the circumferential direction between the cam surfaces 8a and the inner peripheral cylindrical surface of the fixed outer ring 16.
  • a wedge-shaped space 23 is formed.
  • a pair of rollers 18 are arranged in a state of sandwiching a coil spring 19 that pushes each roller 18 into a narrow portion of the wedge-shaped space 23, and both circumferential sides of each wedge-shaped space 23 (coils with the roller 18 interposed therebetween)
  • the column portion 17a of the unlocking piece 17 is inserted at a position facing the spring 19).
  • the torque transmission mechanism 10 extends in the radial direction of the spacer 9 on the axially opposed surfaces of the connecting member 14 and the connecting portion 9 a of the spacer 9.
  • a first concavo-convex fitting portion that is slidably fitted to each other is provided, and orthogonal to the first concavo-convex fitting portion on the axially opposed surfaces of the connecting member 14 and the lid portion 6a of the output outer ring 6.
  • the spacer 9 and the output outer ring 6 are connected so as to be able to transmit torque by providing a second concavo-convex fitting portion extending in the direction and slidably fitted to each other.
  • the first concavo-convex fitting portion includes a convex portion 9b formed so as to extend in the radial direction on an outer surface of the connecting portion 9a of the spacer 9 (an axially facing surface with the connecting member 14), and a connecting member. 14 is formed on an inner side surface (a surface facing the connecting portion 9a of the spacer 9 in the axial direction), and a concave portion 14a into which the convex portion 9b of the spacer 9 is slidably fitted.
  • the second concave-convex fitting portion is formed on the outer side surface of the connecting member 14 (the axially facing surface with the lid portion 6a of the output outer ring 6) so as to extend in a direction perpendicular to the concave portion 14a on the inner side surface.
  • the connecting portion 9a and the connecting member 14 of the spacer 9 have center holes 9c and 14c having the same diameter through which the camshaft 2 passes.
  • the diameters of the holes 9c and 14c are such that the connecting member 14 transmits torque. Therefore, it is set to a size that does not interfere with the camshaft 2 when moving in parallel.
  • This reverse input cutoff clutch has the above-described configuration, and when an input torque is applied to the input shaft 1 via the input gear 11, the braking shaft 8 and the cam receiver 7 are operated by the action of the reverse input cutoff mechanism 4 described above. , The rotation of the input shaft 1 is transmitted to the cam shaft 2 and the eccentric cam 5a, and the cam receiver 7, the brake shaft 8, the intermediate shaft 3 and the driven eccentric cam are accompanied by the eccentric rotation of the eccentric cam 5a. 5b also rotates. Then, due to the eccentric rotation of the eccentric cam 5a and the driven eccentric cam 5b and the rotation of the cam receiver 7, it is fitted between the inner peripheral surface of the eccentric hole 7a of the cam receiver 7 and the outer peripheral surface of the eccentric cam 5a and the driven eccentric cam 5b. The spacer 9 revolves, torque is transmitted from the spacer 9 to the output outer ring 6 via the cam receiver 7 and the torque transmission mechanism 10, and the output outer ring 6 rotates integrally with the output gear 12.
  • the outer ring 6 slides and revolves while revolving, and the spacer 9 rotates between the cam receiver 7, the eccentric cam 5a, and the driven eccentric cam 5b without revolving. That is, the output outer ring 6 rotates while rotating the spacer 9 via the torque transmission mechanism 10.
  • the spacer 9 rotates between the cam receiver 7 and the eccentric cam 5a and the driven eccentric cam 5b. Therefore, when the supply of the input torque is stopped. However, there is no possibility that the spacer 9 is locked with the cam receiver 7, the eccentric cam 5a, and the driven eccentric cam 5b. Therefore, when reverse input torque is applied from the output side, the output outer ring 6 can slide and rotate with the cam receiver 7 in a locked state while smoothly rotating the spacer 9, and stable idling operation is achieved. can get.
  • the lock type reverse input blocking mechanism 4 of the second embodiment is formed by integrally forming an input shaft 1 and a cam shaft 2, and a cam receiver 7 on the outer periphery of the cam shaft 2.
  • the driven shaft 25 (the braking shaft 8 of the first embodiment) that rotates integrally is slidably fitted.
  • symbol is abbreviate
  • the eccentric cam 5a is slidably fitted on the inner periphery of the spacer 9, and the bearing 24 of the first embodiment is not provided.
  • the cam shaft 2 and the driven shaft 25 are each provided with a through hole 2b and an engagement hole 25a penetrating in the radial direction with the same inner diameter, and inserted into the through hole 2b and the engagement hole 25a with a clearance in the circumferential direction.
  • Both end portions of the engaging pin 26 are fixed to a braking inner ring 27 slidably fitted on the outer periphery of the driven shaft 25.
  • a fixed outer ring 16 is disposed on the radially outer side of the brake inner ring 27, and the lock release piece 17 is coupled to rotate integrally with the input shaft 1.
  • each wedge-shaped space 23 is provided with a pair of rollers 18 sandwiching a coil spring 19 that pushes each roller 18 into a narrow portion of the wedge-shaped space 23.
  • Column portions 17a of the lock release pieces 17 are inserted on both sides in the direction.
  • the spacer 9 revolves due to the eccentric rotation of the eccentric cam 5a and the rotation of the cam receiver 7 as in the first embodiment, and the output outer ring. 6 rotates integrally with the output gear 12, and when reverse input torque is applied to the output outer ring 6 via the output gear 12, the brake inner ring 27 is locked and the camshaft 2 and the driven shaft 25 are stopped. Therefore, similarly to the first embodiment, the spacer 9 rotates between the stopped eccentric cam 5a and the cam receiver 7, and the output outer ring 6 stably idles.
  • the torque transmission mechanism of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and transmits the revolution torque of the spacer accompanying the eccentric rotation of the eccentric cam to the output outer ring, and the torque of the output outer ring when the eccentric cam is stopped. As long as it has a function of rotating the spacer by rotating the spacer to the spacer.
  • the reverse input shut-off mechanism rotates the input shaft and cam shaft for input torque applied from the input side, and does not rotate the input shaft and cam shaft for reverse input torque applied from the output side.
  • a worm mechanism or the like having a self-locking function may be employed.

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Abstract

入力トルクに対しては、入力軸（１）およびカム軸（２）が回転し、カム軸（２）と一体の偏心カム（５ａ）が偏心回転して、偏心カム（５ａ）の外周に軸受（２４）を介して相対回転可能に嵌め込まれたスペーサ（９）が公転することにより、スペーサ（９）からカム受け（７）およびトルク伝達機構（１０）を介してトルクを伝達される出力外環（６）が回転し、逆入力トルクに対しては、ロック式の逆入力遮断機構（４）の作用により入力軸（１）およびカム軸（２）が回転せず、偏心カム（５ａ）がスペーサ（９）の公転運動を規制することにより、出力外環（６）がトルク伝達機構（１０）を介してスペーサ（９）を自転させながら回転する構成として、入力トルクの供給が停止したときにスペーサ（９）がロック状態とならず、安定した空転動作が得られるようにした。

Description

逆入力遮断クラッチ
　本発明は、入力側から加えられた入力トルクは出力側に伝達し、出力側から逆入力トルクが加えられたときは、出力側部材を空転させて入力側部材が回転しないようにする逆入力遮断クラッチに関する。
　近年、各種の電動機器においては、小型軽量化や効率の向上を図るために、小型の高速回転のモータと減速率の高い減速機を組み合わせて使用することが一般的になってきている。しかし、減速率の高い減速機を組み込むと、停電等によりモータで作動部を駆動できなくなったときに、作動部側から駆動部を動かすのに大きな力が必要になり、手動で作動部を操作することが困難になる場合が多い。
　これに対し、一部の電動機器では、駆動部と作動部との間に、入力側部材に加えられた入力トルクは出力側部材に伝達し、出力側から逆入力トルクが加えられたときは、出力側部材を空転させて入力側部材が回転しないようにする方式（以下、この方式を「空転式」と称する。）の逆入力遮断クラッチを組み込んで、停電時等に駆動部を動かすことなく作動部を手動で楽に操作できるようにしている。
　ここで、上記の空転式の逆入力遮断クラッチとしては、例えば下記特許文献１で提案されているものがある。この逆入力遮断クラッチは、入力外輪の径方向内側に出力軸を入力外輪と同軸に配し、入力外輪の内周面にカム面を周方向に複数設けて、出力軸の外周円筒面と入力外輪の各カム面との間に周方向両側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配したローラを入力外輪および出力軸と係合離脱可能に保持する保持器を設け、この保持器を入力外輪にセンタリングばねを介して連結し、保持器と係合した状態で固定部材と摺動する摺動ばねを組み込んだものである。
　この逆入力遮断クラッチを組み立てたときには、センタリングばねの弾性力によって、ローラが楔形空間の中央の広大部で入力外輪および出力軸から離脱した状態で保持器に保持されており、この状態で出力軸に逆入力トルクが加えられても、ローラは入力外輪および出力軸と係合せず、出力軸のみが空転して入力外輪は回転しないようになっている。一方、入力外輪に入力トルクが加えられたときには、入力外輪と摺動ばねの摺動抵抗を受ける保持器との間でセンタリングばねが弾性変形して、入力外輪と保持器の回転位相差が生じることにより、保持器に保持されたローラが相対的に楔形空間の狭小部へ移動して入力外輪および出力軸と係合し、入力外輪のトルクが出力軸に伝達される。
特開２００３－１２０７１５号公報
　ところが、上記特許文献１で提案されている空転式の逆入力遮断クラッチでは、入力側から出力側にトルクを伝達した直後に、出力側から逆入力トルクが加えられたときに、出力軸をスムーズに空転させられないことがある。これは、入力側から出力側へのトルク伝達時には、ローラが入力外輪と出力軸との間の楔形空間の狭小部に入り込んで大きな圧力を生じる状態で入力外輪および出力軸と係合（ロック）しているため、入力トルクの供給が停止した後も、センタリングばねの弾性力で保持器およびローラを組立時の位置へ戻すことができず、ロック状態が保持される場合があるからである。
　したがって、この逆入力遮断クラッチを駆動部と作動部との間に組み込んだ電動機器において、モータ停止中に出力軸を安定して空転させられるようにするには、モータを停止させる前に入力外輪を一旦わずかに逆転させてクラッチのロック状態を解除しておく必要があり、モータ制御が複雑になるという問題がある。また、停電時等でモータが意図せず停止した場合には、クラッチのロック状態が解除されず、手動等による作動部の操作ができなくなくなるおそれもある。
　そこで、本発明は、逆入力トルクに対して安定して出力側を空転させることができる逆入力遮断クラッチ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、本発明の逆入力遮断クラッチは、入力軸とカム軸とを同一軸線上に配して回転伝達可能に連結し、前記カム軸にその軸線と平行な偏心軸線を有する円筒状の偏心カムを設け、前記偏心カムの径方向外側に出力外環を配し、前記出力外環の内周に挿入される円筒状のカム受けに、前記偏心カムと同一軸線を有する偏心穴を形成して、この偏心穴に前記偏心カムを挿入し、前記カム受けの偏心穴の内周面と前記偏心カムの外周面との間に円筒状のスペーサを相対回転可能に嵌め込み、前記スペーサと出力外環とをトルク伝達可能に連結するトルク伝達機構を設けるとともに、入力側から加えられる入力トルクに対しては前記入力軸およびカム軸を回転させ、出力側から加えられる逆入力トルクに対しては前記入力軸およびカム軸を回転させない逆入力遮断機構を設けて、入力側から入力トルクが加えられたときは、前記入力軸およびカム軸が回転し、前記偏心カムが偏心回転してスペーサが公転することにより、前記スペーサからカム受けおよびトルク伝達機構を介してトルクを伝達される出力外環が回転し、出力側から逆入力トルクが加えられたときは、前記入力軸およびカム軸が回転せず、前記偏心カムがスペーサの公転運動を規制することにより、前記出力外環がトルク伝達機構を介してスペーサを自転させながら回転する構成を採用した。
　上記の構成によれば、カム受けの偏心穴の内周面と偏心カムの外周面との間に相対回転可能に嵌め込まれたスペーサは、入力トルクの供給が停止したときにもカム受けや偏心カムとロック状態となるおそれがないので、出力側から逆入力トルクを加えられたときに、出力外環はスムーズにスペーサを自転させながら回転することができ、安定した空転動作が得られる。
　前記トルク伝達機構としては、前記スペーサの一端にフランジ状の連結部を設け、前記出力外環の一端に蓋部を設けて、前記スペーサの連結部と出力外環の蓋部とに軸方向で挟まれる平板状の連結部材を設け、前記連結部材とスペーサの連結部の互いの軸方向対向面に、スペーサの径方向に延びて互いに摺動可能に嵌合する第１の凹凸嵌合部を設けるとともに、前記連結部材と出力外環の蓋部の互いの軸方向対向面に、前記第１の凹凸嵌合部と直交する方向に延び、互いに摺動可能に嵌合する第２の凹凸嵌合部を設けたものを採用することができる。
　また、前記逆入力遮断機構としては、前記入力軸とカム軸との間に、入力軸の回転を僅かな角度遅れをもってカム軸に伝達する回転伝達手段を設け、前記カム受けと一体回転する制動軸の径方向外側に固定外輪を配し、前記制動軸の外周面に複数のカム面を設けて、前記固定外輪の内周円筒面と制動軸の各カム面との間に周方向両側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一対のローラとそのローラを楔形空間の狭小部へ押し込むばねを組み込むとともに、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ロック解除片を、前記入力軸と一体回転するように連結したものを採用することができる。
　あるいは、前記逆入力遮断機構として、前記入力軸とカム軸とを一体化し、前記カム受けと一体回転する従動軸をカム軸の外周に摺動可能に嵌め込み、前記従動軸の外周に摺動可能に嵌め込まれる制動内輪に、従動軸およびカム軸に周方向の隙間をもって径方向に挿入される係合ピンを設け、前記制動内輪の径方向外側に固定外輪を配し、前記制動内輪の外周面に複数のカム面を設けて、前記固定外輪の内周円筒面と制動内輪の各カム面との間に周方向両側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一対のローラとそのローラを楔形空間の狭小部へ押し込むばねを組み込むとともに、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ロック解除片を、前記入力軸と一体回転するように連結したものを採用することもできる。
　本発明の逆入力遮断クラッチは、上述したように、逆入力トルクに対して安定して出力外環を空転させることができる。したがって、この逆入力遮断クラッチを駆動部と作動部との間に組み込んだ電動機器では、従来の空転式のものを組み込んだ場合に比べて、モータ制御が簡単になるし、停電時等でモータが意図せず停止した場合も手動等によって作動部を容易に操作することができる。
第１実施形態の逆入力遮断クラッチの横断平面図 図１の要部の分解斜視図 図１のIII－III線に沿った断面図 図３に対応してロック式の逆入力遮断機構の動作を説明する断面図 図３に対応してロック式の逆入力遮断機構の動作を説明する断面図 図３に対応してロック式の逆入力遮断機構の動作を説明する断面図 図３に対応してロック式の逆入力遮断機構の動作を説明する断面図 図１のＶ－Ｖ線に沿った断面図 図５に対応してクラッチの空転動作を説明する断面図 第２実施形態の逆入力遮断クラッチの横断平面図 図７のVIII－VIII線に沿った断面図 図８に対応してロック式の逆入力遮断機構の動作を説明する断面図 図８に対応してロック式の逆入力遮断機構の動作を説明する断面図
　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６は第１の実施形態を示す。この逆入力遮断クラッチは、図１および図２に示すように、断面Ｄ字状の入力軸１と、入力軸１と同一軸線上に配されるカム軸２と、カム軸２の外周に摺動可能に嵌め込まれる円筒状の中間軸３と、入力軸１とカム軸２の間に設けられるロック式の逆入力遮断機構４と、カム軸２の長手方向中央部に一体形成される円筒状の偏心カム５ａと、中間軸３の一端に一体形成される円筒状の従動偏心カム５ｂと、偏心カム５ａおよび従動偏心カム５ｂの径方向外側に配される出力外環６と、出力外環６の内周に摺動可能に挿入される円筒状のカム受け７と、カム受け７に一体形成されて中間軸３の外周に嵌め込まれる制動軸８と、カム受け７の内周面と偏心カム５ａおよび従動偏心カム５ｂの外周面との間に相対回転可能に嵌め込まれる円筒状のスペーサ９と、スペーサ９と出力外環６とをトルク伝達可能に連結するトルク伝達機構１０とで基本的に構成されている。
　前記入力軸１の外周には入力歯車１１が嵌合固定され、出力外環６の外周には出力歯車１２が一体に形成されている。また、出力外環６は、その他端側の内周にカム受け７を抜け止めする支持部材１３が相対回転不能に嵌め込まれ、一端側にカム軸２の一端部を通す蓋部６ａが設けられている。この出力外環６の蓋部６ａと、スペーサ９の一端に設けられた内向きフランジ状の連結部９ａとに軸方向で挟まれる位置に、後述するようにトルク伝達機構１０の一部を構成する円板状の連結部材１４が配されている。なお、出力外環は、その一端側の蓋部を別体で形成し、他端側の支持部材を一体形成するようにしてもよい。
　前記偏心カム５ａおよび従動偏心カム５ｂはカム軸２の軸線と平行な偏心軸線を有しており、カム受け７の一端側には偏心カム５ａおよび従動偏心カム５ｂと同一の偏心軸線を有する偏心穴７ａが形成されている。そして、カム受け７の偏心穴７ａにスペーサ９を介して偏心カム５ａおよび従動偏心カム５ｂを嵌め込むとともに、制動軸８の外周から中間軸３の外周に止めねじ１５をねじ込むことにより、カム受け７および制動軸８と中間軸３および従動偏心カム５ｂとを一体化している。なお、止めねじ１５がなくても、偏心カム５ａが偏心回転すると、それに伴って制動軸８と中間軸３は一体に回転する。また、カム受け７および制動軸８と中間軸３および従動偏心カム５ｂとを一体形成してもよい。
　前記逆入力遮断機構４は、図１乃至図３に示すように、入力軸１とカム軸２とを回転伝達可能に連結し、制動軸８の径方向外側に固定外輪１６を配して、制動軸８の外周面と固定外輪１６の内周面との間に挿入される複数の柱部１７ａを有する円環状のロック解除片１７を入力軸１の一端に一体形成し、ロック解除片１７の各柱部１７ａ間にローラ１８とコイルばね１９を組み込んだものである。なお、ロック解除片は、入力軸と別体に形成して、入力軸と一体回転するように連結してもよい。
　ここで、固定外輪１６はハウジング２０と一体に形成されており、ハウジング２０の一端のフランジ部２０ａが２枚の固定板２１、２２に挟まれて固定されている。ハウジング２０は、他端の内周に別体で形成された蓋部２０ｂが嵌め込まれており、その蓋部２０ｂの中央に入力軸１が通されるようになっている。
　また、入力軸１の一端面中央には断面小判形の係合穴１ａが設けられ、この係合穴１ａにカム軸２の他端面に設けられた断面小判形の係合突部２ａが周方向隙間をもって挿入されており、これにより入力軸１の回転が僅かな角度遅れをもってカム軸２に伝達されるようになっている。
　また、制動軸８の外周面には径方向と直交する複数のカム面８ａが設けられ、これらの各カム面８ａと固定外輪１６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２３が形成されている。各楔形空間２３には、一対のローラ１８が各ローラ１８を楔形空間２３の狭小部に押し込むコイルばね１９を挟んだ状態で配され、各楔形空間２３の周方向両側（ローラ１８を挟んでコイルばね１９と対向する位置）にロック解除片１７の柱部１７ａが挿入されている。
　この逆入力遮断機構４において、入力軸１に入力トルクが負荷されていない状態で、出力側からカム軸２および偏心カム５ａに逆入力トルクが加えられた場合は、カム受け７および制動軸８もカム軸２および偏心カム５ａと一体に回転しようとするが、制動軸８と固定外輪１６の間でローラ１８がコイルばね１９の弾性力によって楔形空間２３の狭小部に押し込まれているため、制動軸８が回転方向後側のローラ１８を介して固定外輪１６にロックされ、制動軸８と一体のカム受け７もロック状態となる。そして、ロック状態のカム受け７がスペーサ９およびその内周に配された軸受２４を介して偏心カム５ａの偏心回転を規制するので、カム軸２は回転せず入力軸１も回転しない。
　一方、入力側から入力軸１に入力トルクが加えられると、まず、図４Ａ、図４Ｂに示すように、入力軸１がわずかに回転し、これにより入力軸１と一体のロック解除片１７の柱部１７ａが回転方向後方側のローラ１８をコイルばね１９の弾性力に抗して楔形空間２３の広大部へ押しやるので、制動軸８と固定外輪１６とのロック状態が解除され、カム受け７がフリー状態となって、カム受け７による偏心カム５ａの偏心回転規制も解除される。そして、図４Ｃ、図４Ｄに示すように、入力軸１がさらに回転すると、その係合穴１ａの内壁がカム軸２の係合突部２ａを周方向に押すようになり、入力軸１の回転がカム軸２に伝達される。
　次に、前記トルク伝達機構１０は、図１、図２および図５に示すように、連結部材１４とスペーサ９の連結部９ａの互いの軸方向対向面に、スペーサ９の径方向に延びて互いに摺動可能に嵌合する第１の凹凸嵌合部を設けるとともに、連結部材１４と出力外環６の蓋部６ａの互いの軸方向対向面に、第１の凹凸嵌合部と直交する方向に延び、互いに摺動可能に嵌合する第２の凹凸嵌合部を設けることにより、スペーサ９と出力外環６とをトルク伝達可能に連結したものである。
　ここで、前記第１の凹凸嵌合部は、スペーサ９の連結部９ａの外側面（連結部材１４との軸方向対向面）に径方向に延びるように形成された凸部９ｂと、連結部材１４の内側面（スペーサ９の連結部９ａとの軸方向対向面）に形成され、スペーサ９の凸部９ｂが摺動可能に嵌まり込む凹部１４ａとからなる。
　また、前記第２の凹凸嵌合部は、連結部材１４の外側面（出力外環６の蓋部６ａとの軸方向対向面）に内側面の凹部１４ａと直交する方向に延びるように形成された凸部１４ｂと、出力外環６の蓋部６ａの内側面（連結部材１４との軸方向対向面）に形成され、連結部材１４の凸部１４ｂが摺動可能に嵌まり込む凹部６ｂとからなる。
　なお、スペーサ９の連結部９ａおよび連結部材１４にはそれぞれカム軸２を通す同径の中心孔９ｃ、１４ｃがあけられており、その孔９ｃ、１４ｃの径は、連結部材１４がトルク伝達のために平行移動するときにカム軸２と干渉しない大きさに設定されている。
　この逆入力遮断クラッチは、上記の構成であり、入力歯車１１を介して入力軸１に入力トルクが加えられたときは、前述の逆入力遮断機構４の作用により、制動軸８およびカム受け７がフリー状態となった後に、入力軸１の回転がカム軸２および偏心カム５ａに伝達され、偏心カム５ａの偏心回転に伴って、カム受け７および制動軸８、中間軸３および従動偏心カム５ｂも回転する。そして、偏心カム５ａおよび従動偏心カム５ｂの偏心回転とカム受け７の回転により、カム受け７の偏心穴７ａの内周面と偏心カム５ａおよび従動偏心カム５ｂの外周面との間に嵌め込まれたスペーサ９が公転し、スペーサ９からカム受け７およびトルク伝達機構１０を介して出力外環６にトルクが伝達され、出力外環６が出力歯車１２と一体に回転する。
　一方、出力歯車１２を介して出力外環６に逆入力トルクが加えられたときは、出力外環６からトルク伝達機構１０を介してスペーサ９にトルクが伝達され、このトルクが偏心カム５ａおよびカム軸２にも伝わるが、前述の逆入力遮断機構４の作用により、制動軸８およびカム受け７がロック状態となって、カム軸２および偏心カム５ａは（中間軸３および従動偏心カム５ｂも）回転せず、入力軸１も回転しない。このとき、偏心カム５ａがスペーサ９の公転運動を規制することにより、図６に示すように、トルク伝達機構１０の連結部材１４が前記第１、第２の凹凸嵌合部でスペーサ９および出力外環６の蓋部６ａと摺動して公転しながら自転するようになり、スペーサ９は公転することなくカム受け７と偏心カム５ａおよび従動偏心カム５ｂとの間で自転する。すなわち、出力外環６がトルク伝達機構１０を介してスペーサ９を自転させながら回転することになる。
　上記のように、出力外環６が空転するときにはスペーサ９がカム受け７と偏心カム５ａおよび従動偏心カム５ｂとの間で自転するようになっているので、入力トルクの供給が停止したときにも、スペーサ９がカム受け７や偏心カム５ａ、従動偏心カム５ｂとロック状態となるおそれがない。したがって、出力側から逆入力トルクを加えられたときには、出力外環６はスムーズにスペーサ９を自転させながら、ロック状態のカム受け７と摺動して回転することができ、安定した空転動作が得られる。
　図７乃至図９Ｂは第２の実施形態を示す。この実施形態は、第１実施形態をベースとし、ロック式逆入力遮断機構４の構成を変更したものである。以下、主として、第１実施形態からの変更点を説明する。なお、第１実施形態と同じ機能を有する部材については、第１実施形態と同じ符号を付けて説明を省略する。
　この第２実施形態のロック式逆入力遮断機構４は、図７および図８に示すように、入力軸１とカム軸２とを一体形成し、そのカム軸２の外周に、カム受け７と一体回転する従動軸２５（第１実施形態の制動軸８）を摺動可能に嵌め込んでいる。なお、カム軸２および偏心カム５ａに一体形成されている第１実施形態の中間軸３および従動偏心カム５ｂについては、符号を省略している。また、偏心カム５ａはスペーサ９の内周に摺動可能に嵌め込まれ、第１実施形態の軸受２４は設けられていない。
　カム軸２および従動軸２５にはそれぞれ径方向に貫通する通し孔２ｂおよび係合孔２５ａが同一内径で設けられており、これらの通し孔２ｂおよび係合孔２５ａに周方向の隙間をもって挿入される係合ピン２６の両端部が、従動軸２５の外周に摺動可能に嵌め込まれた制動内輪２７に固定されている。そして、制動内輪２７の径方向外側に固定外輪１６が配され、ロック解除片１７は入力軸１と一体回転するように連結されている。
　また、制動内輪２７の外周面には径方向と直交する複数のカム面２７ａが設けられ、これらの各カム面２７ａと固定外輪１６の内周円筒面との間に、周方向両側で次第に狭小となる第１実施形態と同様の楔形空間２３が形成されている。そして、第１実施形態と同じく、各楔形空間２３には、一対のローラ１８が各ローラ１８を楔形空間２３の狭小部に押し込むコイルばね１９を挟んだ状態で配され、各楔形空間２３の周方向両側にロック解除片１７の柱部１７ａが挿入されている。
　そして、出力側からカム軸２および偏心カム５ａに逆入力トルクが加えられた場合は、カム軸２および偏心カム５ａと一体にカム受け７および従動軸２５がわずかに回転するが、従動軸２５の係合孔２５ａの内壁が係合ピン２６に当接すると、係合ピン２６を固定した制動内輪２７が第１実施形態の制動軸８と同じメカニズムで回転方向後側のローラ１８を介して固定外輪１６にロックされるので、カム軸２および従動軸２５は停止し、カム軸２と一体の入力軸１も回転しない。
　一方、入力側から入力軸１に入力トルクが加えられると、まず、図９Ａに示すように、入力軸１がわずかに回転し、入力軸１と一体のロック解除片１７の柱部１７ａが回転方向後方側のローラ１８をコイルばね１９の弾性力に抗して楔形空間２３の広大部へ押しやるので、制動内輪２７と固定外輪１６とのロック状態が解除される。そして、図９Ｂに示すように、入力軸１がさらに回転すると、カム軸２の回転に伴って従動軸２５の係合孔２５ａの内壁が係合ピン２６を周方向に押すことにより、制動内輪２７も入力軸１、カム軸２および従動軸２５と一体に回転するようになる。
　したがって、この第２実施形態では、逆入力遮断機構４の作用により、入力歯車１１を介して入力軸１に入力トルクが加えられたときは、制動内輪２７がフリー状態となって、入力軸１、カム軸２、従動軸２５および制動内輪２７が一体に回転するので、第１実施形態と同様に、偏心カム５ａの偏心回転とカム受け７の回転により、スペーサ９が公転して出力外環６が出力歯車１２と一体に回転し、逆入力トルクが出力歯車１２を介して出力外環６に加えられたときは、制動内輪２７がロックされて、カム軸２および従動軸２５は停止するので、第１実施形態と同様に、停止した偏心カム５ａとカム受け７の間でスペーサ９が自転して出力外環６が安定して空転する。
　なお、本発明のトルク伝達機構は、上述した各実施形態のものに限らず、偏心カムの偏心回転に伴うスペーサの公転のトルクを出力外環に伝達し、偏心カム停止時に出力外環のトルクをスペーサに伝達してスペーサを自転させる機能を有するものであればよい。
　また、逆入力遮断機構は、入力側から加えられる入力トルクに対しては入力軸およびカム軸を回転させ、出力側から加えられる逆入力トルクに対しては入力軸およびカム軸を回転させないものであればよく、例えば、セルフロック機能を有するウォーム機構等を採用することもできる。
１　入力軸
２　カム軸
３　中間軸
４　逆入力遮断機構
５ａ　偏心カム
５ｂ　従動偏心カム
６　出力外環
６ａ　蓋部
７　カム受け
７ａ　偏心穴
８　制動軸
８ａ　カム面
９　スペーサ
９ａ　連結部
１０　トルク伝達機構
１１　入力歯車
１２　出力歯車
１４　連結部材
１６　固定外輪
１７　ロック解除片
１７ａ　柱部
１８　ローラ
１９　コイルばね
２０　ハウジング
２３　楔形空間
２５　従動軸
２６　係合ピン
２７　制動内輪
２７ａ　カム面

Claims (4)

  1. 　入力軸とカム軸とを同一軸線上に配して回転伝達可能に連結し、前記カム軸にその軸線と平行な偏心軸線を有する円筒状の偏心カムを設け、前記偏心カムの径方向外側に出力外環を配し、前記出力外環の内周に挿入される円筒状のカム受けに、前記偏心カムと同一軸線を有する偏心穴を形成して、この偏心穴に前記偏心カムを挿入し、前記カム受けの偏心穴の内周面と前記偏心カムの外周面との間に円筒状のスペーサを相対回転可能に嵌め込み、前記スペーサと出力外環とをトルク伝達可能に連結するトルク伝達機構を設けるとともに、入力側から加えられる入力トルクに対しては前記入力軸およびカム軸を回転させ、出力側から加えられる逆入力トルクに対しては前記入力軸およびカム軸を回転させない逆入力遮断機構を設けて、
    　入力側から入力トルクが加えられたときは、前記入力軸およびカム軸が回転し、前記偏心カムが偏心回転してスペーサが公転することにより、前記スペーサからカム受けおよびトルク伝達機構を介してトルクを伝達される出力外環が回転し、
    　出力側から逆入力トルクが加えられたときは、前記入力軸およびカム軸が回転せず、前記偏心カムがスペーサの公転運動を規制することにより、前記出力外環がトルク伝達機構を介してスペーサを自転させながら回転するようにした逆入力遮断クラッチ。
  2. 　前記トルク伝達機構は、前記スペーサの一端にフランジ状の連結部を設け、前記出力外環の一端に蓋部を設けて、前記スペーサの連結部と出力外環の蓋部とに軸方向で挟まれる平板状の連結部材を設け、前記連結部材とスペーサの連結部の互いの軸方向対向面に、スペーサの径方向に延びて互いに摺動可能に嵌合する第１の凹凸嵌合部を設けるとともに、前記連結部材と出力外環の蓋部の互いの軸方向対向面に、前記第１の凹凸嵌合部と直交する方向に延び、互いに摺動可能に嵌合する第２の凹凸嵌合部を設けたものであることを特徴とする請求項１に記載の逆入力遮断クラッチ。
  3. 　前記逆入力遮断機構が、前記入力軸とカム軸との間に、入力軸の回転を僅かな角度遅れをもってカム軸に伝達する回転伝達手段を設け、前記カム受けと一体回転する制動軸の径方向外側に固定外輪を配し、前記制動軸の外周面に複数のカム面を設けて、前記固定外輪の内周円筒面と制動軸の各カム面との間に周方向両側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一対のローラとそのローラを楔形空間の狭小部へ押し込むばねを組み込むとともに、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ロック解除片を、前記入力軸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または２に記載の逆入力遮断クラッチ。
  4. 　前記逆入力遮断機構が、前記入力軸とカム軸とを一体化し、前記カム受けと一体回転する従動軸をカム軸の外周に摺動可能に嵌め込み、前記従動軸の外周に摺動可能に嵌め込まれる制動内輪に、従動軸およびカム軸に周方向の隙間をもって径方向に挿入される係合ピンを設け、前記制動内輪の径方向外側に固定外輪を配し、前記制動内輪の外周面に複数のカム面を設けて、前記固定外輪の内周円筒面と制動内輪の各カム面との間に周方向両側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一対のローラとそのローラを楔形空間の狭小部へ押し込むばねを組み込むとともに、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ロック解除片を、前記入力軸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または２に記載の逆入力遮断クラッチ。
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