WO2017038716A1

WO2017038716A1 - クラッチユニット

Info

Publication number: WO2017038716A1
Application number: PCT/JP2016/075068
Authority: WO
Inventors: 高田　声一
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2015-09-03
Filing date: 2016-08-26
Publication date: 2017-03-09
Also published as: JP2017048874A

Abstract

ローラ型逆入力遮断クラッチの構成を有する第１の逆入力遮断機構（１０）と、偏心カム（２４）を利用した第２の逆入力遮断機構（２０）とを、中間回転部材（２）を共通の構成部材として連結することにより、第１の逆入力遮断機構（１０）の第１入力部材（１１）に入力トルクが加えられたときは、その回転を中間回転部材（２）を介して出力軸（出力部材）（２２）に伝達できるし、第１入力部材（１１）への入力トルクの供給が停止した状態でも、第２の逆入力遮断機構（２０）の第２入力部材（２１）に入力トルクを加えて出力軸（２２）を動かすことができ、出力軸（２２）に逆入力トルクが加えられたときに、出力軸（２２）をロックして出力軸（２２）の停止状態を保持することもできるものとした。

Description

クラッチユニット

　本発明は、２つの入力系統と１つの出力系統を備えたクラッチユニットに関する。

　モータ駆動によって被駆動部材を作動させる装置では、被駆動部材の作動中に、その動作を止めるために駆動モータを停止させたときや、停電等によって駆動モータが停止してしまったときに、被駆動部材が重力等の外力を受けて位置（姿勢）を変えることによって種々のトラブルが生じるおそれがある。これに対する対策としては、装置の駆動部に駆動モータ停止時に被駆動部材の位置を保持するブレーキ（以下、これと同じ機能を有するものを単に「ブレーキ」ともいう。）を組み込む方法がある。

　このような装置の駆動部に組み込まれるブレーキとしては、無励磁作動型電磁ブレーキが使用されることが多い。一般的な無励磁作動型電磁ブレーキは、駆動モータから被駆動部材への駆動経路に設けられたブレーキ板と、ばねによってブレーキ板に押し付けられる摩擦板と、通電時にばねの弾力に抗して摩擦板をブレーキ板から離反させる電磁石とを備えており、モータ運転時（通電時）には電磁石でばねを縮ませて摩擦板をブレーキ板から離反させておき、モータ停止時（電源遮断時）には、摩擦板をばねの弾力でブレーキ板に押し付けてブレーキ板の回転を規制することにより、被駆動部材の位置を保持するようになっている。また、モータ停止時（電源遮断時）にメンテナンス等のために手動で被駆動部材を動かせるように、ブレーキを手動で開放する装置を付設したものもある（例えば、下記特許文献１参照。）。

　また、装置の駆動部に上記のような無励磁作動型電磁ブレーキを組み込む代わりに、入力側部材に入力トルクが加えられたときはその回転を出力側部材に伝達し、出力側部材に逆入力トルクが加えられたときは出力側部材を回転不能にロックする方式（以下、この方式を「ロック式」と称する。）の逆入力遮断クラッチ（例えば、下記特許文献２参照。）を組み込んでも、駆動モータ停止時に被駆動部材の位置を保持することができる。

　上記特許文献２に記載されたロック式の逆入力遮断クラッチは、同一軸心のまわりに回転する入力側部材と出力側部材との間に、入力側部材の回転を僅かな角度遅れをもって出力側部材に伝達する回転伝達手段を設け、内周側に円筒面を有する固定外輪を出力側部材の径方向外側に配し、出力側部材の外周面に複数のカム面を設けて、固定外輪の内周円筒面と出力側部材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、各楔形空間の周方向両側に挿入される柱部を有する保持器を、入力側部材と一体回転するように連結したものである。なお、この構成の逆入力遮断クラッチを、以下では「ローラ型逆入力遮断クラッチ」とも称する。

　このローラ型逆入力遮断クラッチでは、各ローラがばねの弾力で楔形空間の狭小部に押し込まれているので、出力側部材に逆入力トルクが加えられても、回転方向後側のローラが固定外輪および出力側部材に係合することにより出力側部材がロックされ、出力側部材から入力側部材へ回転伝達しない。

　一方、入力側部材に入力トルクが加えられたときは、入力側部材と一体に回転する保持器の柱部が回転方向後側のローラをばねの弾力に抗して楔形空間の広大側へ押し出すことにより、そのローラと固定外輪および出力側部材との係合が解除されて出力側部材がロック状態から解放された後、回転伝達手段によって入力側部材から出力側部材に回転が伝達されるようになる（このとき、回転方向前側のローラは楔形空間の広大部に相対移動するので、固定外輪および出力側部材と係合することはない）。

　すなわち、この逆入力遮断クラッチは、入力側または出力側にトルクが加えられたときに、機械的な動作によって、入力側部材から出力側部材への回転伝達や、逆入力トルクが加えられた出力側部材のロックを行うものであるから、装置の駆動部に組み込まれた場合は、無励磁作動型電磁ブレーキのように電力を必要とすることなく、ブレーキの役割を果たすことができる。

特開２００２－２９５５５１号公報特開平２－２７１１１６号公報

　上記のような無励磁作動型電磁ブレーキを組み込んだ装置では、モータ運転中はブレーキがかからないようにブレーキの電磁石にも電力を常時供給する必要があり、ブレーキのないものに比べて電力消費量が大きくなるという問題がある。また、停電等により異常停止しているときに、特許文献１に記載されたもののように手動でブレーキを開放すると、被駆動部材が外力で急激に位置（姿勢）を変えて事故を発生させるおそれがある。

　一方、上記のようなロック式の逆入力遮断クラッチを組み込んだ装置では、電力消費量は無励磁作動型電磁ブレーキのないものと同等に抑えることができるが、モータ停止時に手動で被駆動部材を動かすことができず、装置の電源を遮断してメンテナンス等を行うときに作業がやりにくいという難点がある。

　そこで、本発明は、２つの入力系統と１つの出力系統を備え、かつロック式逆入力遮断クラッチの機能を有するクラッチユニットを提供することを課題とする。

　上記の課題を解決するため、本発明のクラッチユニットは、第１入力部材と中間回転部材とを含み、前記第１入力部材に入力トルクが加えられたときは第１入力部材の回転を中間回転部材に伝達し、出力側から前記中間回転部材に加えられるトルクに対しては中間回転部材を回転不能にロックする第１の逆入力遮断機構と、前記中間回転部材と第２入力部材と出力部材とを含み、前記第１入力部材から中間回転部材に伝達された回転、または前記第２入力部材に入力トルクが加えられたときの第２入力部材の回転を出力部材に伝達し、前記出力部材に加えられる逆入力トルクに対しては出力部材を回転不能にロックする第２の逆入力遮断機構とからなるものとした。

　上記の構成によれば、一方の入力系統となる第１入力部材に入力トルクが加えられたときは、その回転を中間回転部材を介して出力部材すなわち出力系統に伝達できるし、一方の入力系統への入力トルクの供給が停止した状態でも、他方の入力系統となる第２入力部材に入力トルクを加えて出力系統を動かすことができ、出力部材に逆入力トルクが加えられたときに、出力部材をロックして出力部材の停止状態を保持することもできる。

　上記の構成においては、前記第２の逆入力遮断機構として、前記第２入力部材を入力トルクが同時に加えられる外方入力軸と内方入力軸とで形成し、前記外方入力軸と内方入力軸と出力部材とを同一軸線上に配し、前記内方入力軸と出力部材の間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、前記外方入力軸にその軸線と同一の軸線を有する円筒状のカム受けを設け、前記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するとともに、前記カム受けを前記中間回転部材の内周円筒面に相対回転可能に嵌め込み、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、前記スペーサと中間回転部材との間に、スペーサを中間回転部材と連結しかつ公転旋回可能に支持する旋回支持機構を設けたものを採用して、前記第１入力部材に入力トルクが加えられたときは、前記中間回転部材の回転にともなってスペーサが公転することにより、前記偏心カムと一体に出力部材が回転し、前記第２入力部材の外方入力軸と内方入力軸に同時に入力トルクが加えられたときは、前記カム受けと偏心カムが同時に回転するとともに中間回転部材がロック状態となってスペーサが公転旋回することにより、前記偏心カムと一体に出力部材が回転し、前記出力部材に逆入力トルクが加えられたときは、前記出力部材と一体の偏心カムに押されるスペーサからトルクを加えられる中間回転部材がロック状態となって、前記スペーサがカム受けを介して中間回転部材に公転旋回運動を規制されることにより、前記偏心カムおよび出力部材が回転しないようにすることができる。このようにすれば、第２の逆入力遮断機構にローラ型逆入力遮断クラッチの構成を採用する場合に比べて、部品点数が少なくて済み、組み込みも容易になるので好ましい。

　一方、前記第１の逆入力遮断機構としては、ローラ型逆入力遮断クラッチの構成を有するもの、すなわち、前記第１入力部材と中間回転部材との間に、第１入力部材の回転を僅かな角度遅れをもって中間回転部材に伝達する回転伝達手段を設け、前記中間回転部材の径方向外側に固定外輪を配し、前記中間回転部材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中間回転部材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、前記第１入力部材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、前記第１入力部材となるウォーム歯車と、前記ウォーム歯車と噛み合い、前記中間回転部材と一体に回転するウォームホイールとを備え、セルフロック機能を有するウォーム機構を採用してもよい。

　また、前記第２入力部材が手動入力によって回転駆動されるものである場合、この第２入力部材と人手で操作される手動入力部材との間に、手動入力部材の回転を減速して第２入力部材に伝達する減速機構を設けるようにすれば、手動操作を小さい負荷で楽に行えるようになる。

　本発明のクラッチユニットは、上述したように、２つの入力系統と１つの出力系統を備え、機械的な動作によって、各入力系統から出力系統への回転伝達を行ったり、逆入力トルクが加えられた出力系統を回転不能にロックしたりすることができる。したがって、このクラッチユニットを駆動部に組み込んだ装置では、クラッチユニットが電力を必要とすることなくブレーキの役割を果たすので、無励磁作動型電磁ブレーキを組み込んだものより電力消費量を抑えられるし、駆動モータから一方の入力系統への入力トルクの供給が停止した状態でも、他方の入力系統から人力等で被駆動部材を安全に動かしてメンテナンス等を行うことが可能となる。

第１実施形態のクラッチユニットの横断平面図図１の要部の分解斜視図図１のIII－III線に沿った断面図図１のIV－IV線に沿った断面図図４に対応して第１の逆入力遮断機構の動作を説明する断面図図４に対応して第１の逆入力遮断機構の動作を説明する断面図図３に対応して第２の逆入力遮断機構の動作を説明する断面図第２実施形態のクラッチユニットの横断平面図第３実施形態のクラッチユニットの横断平面図図８のIX－IX線に沿った断面図図８のＸ－Ｘ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６は第１の実施形態を示す。このクラッチユニットは、図１に示すように、それぞれロック式逆入力遮断クラッチの機能を有する２つの逆入力遮断機構１０、２０からなり、そのうちの第１の逆入力遮断機構１０の出力側を第２の逆入力遮断機構２０の一部に連結して、２つの逆入力遮断機構１０、２０のいずれの入力系統に入力トルクが加えられたときも、その入力系統の回転が第２の逆入力遮断機構２０の出力系統に伝達されるようにしたものである。

　前記第１の逆入力遮断機構１０の基本的な構造は、前述のローラ型逆入力遮断クラッチと同じである。すなわち、この逆入力遮断機構１０は、図１乃至図４に示すように、外周側に第１入力歯車１が一体形成された円板状の第１入力部材１１と有蓋円筒状の中間回転部材２とを、同一軸線上（クラッチユニットの中心線上）に配して回転伝達可能に連結し、中間回転部材２の円筒部を構成する内輪１２の径方向外側に固定外輪１３を配して、内輪１２の外周面と固定外輪１３の内周面との間に挿入される複数の柱部１４ａを有する円環状のロック解除片１４を第１入力部材１１と一体回転するように連結し、ロック解除片１４の各柱部１４ａ間にローラ１５とコイルばね１６を組み込んだものである。

　ここで、固定外輪１３は、その一端にフランジ部１３ａが形成され、他端には第１入力部材１１の一端部を通し、ロック解除片１４を抜け止めする蓋状の支持部１３ｂが形成されている。そして、そのフランジ部１３ａにあけられた取付孔で、対応する位置に取付孔を有する有蓋円筒状のハウジング３に固定されるようになっている。

　また、第１入力部材１１とロック解除片１４とは、第１入力部材１１の一端面に設けられた複数の扇形凸部１１ａがそれぞれロック解除片１４の扇形の孔１４ｂに隙間なく嵌め込まれることにより、一体回転するように連結されている。そして、ロック解除片１４の外周側の複数の円形孔１４ｃにそれぞれ内輪１２の他端面に設けられた係合ピン１２ａが周方向隙間をもって挿入されており、これにより第１入力部材１１の回転が僅かな角度遅れをもって内輪１２に伝達されるようになっている。

　また、内輪１２の外周面には径方向と直交する複数のカム面１２ｂが設けられ、これらの各カム面１２ｂと固定外輪１３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１７が形成されている。各楔形空間１７には、一対のローラ１５が各ローラ１５を楔形空間１７の狭小部に押し込むコイルばね１６を挟んだ状態で配され、各楔形空間１７の周方向両側（ローラ１５を挟んでコイルばね１６と対向する位置）にロック解除片１４の柱部１４ａが挿入されている。

　この逆入力遮断機構１０において、出力側から内輪１２（中間回転部材２）にトルクが加えられた場合は、内輪１２と固定外輪１３の間でローラ１５がコイルばね１６の弾力によって楔形空間１７の狭小部に押し込まれているため、内輪１２が回転方向後側のローラ１５を介して固定外輪１３に回転不能にロックされ、第１入力部材１１へは回転伝達しない。

　一方、第１入力歯車１を介して第１入力部材１１に入力トルクが加えられると、まず、図５Ａに示すように、第１入力部材１１がわずかに回転することにより、第１入力部材１１と一体のロック解除片１４の柱部１４ａが回転方向後方側のローラ１５をコイルばね１６の弾力に抗して楔形空間１７の広大部へ押しやるので、内輪１２と固定外輪１３とのロック状態が解除される。そして、図５Ｂに示すように、第１入力部材１１がさらに回転すると、ロック解除片１４の円形孔１４ｃの内壁が内輪１２の係合ピン１２ａを周方向に押すようになり、第１入力部材１１の回転が内輪１２（中間回転部材２）に伝達される。

　一方、前記第２の逆入力遮断機構２０は、図１乃至図３に示すように、他端側外周に第２入力歯車４が嵌合固定される２段円筒状の外方入力軸２１ａと、外方入力軸２１ａの内周に嵌め込まれる内方入力軸２１ｂと、外方入力軸２１ａおよび内方入力軸２１ｂと同一軸線上（クラッチユニットの中心線上）に配されて中間回転部材２の蓋部２ａおよびハウジング３を貫通し、一端側外周に出力歯車５が嵌合固定される出力軸（出力部材）２２と、外方入力軸２１ａの一端側に一体形成される円筒状のカム受け２３と、内方入力軸２１ｂと出力軸２２の間に設けられる円筒状の偏心カム２４と、カム受け２３の内周面と偏心カム２４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２５と、カム受け２３が摺動可能に嵌め込まれる内輪１２を一体形成した中間回転部材２と、スペーサ２５と中間回転部材２との間で、スペーサ２５を中間回転部材２と連結しかつ公転旋回可能に支持する旋回支持機構２６とで基本的に構成されている。その偏心カム２４は、内方入力軸２１ｂの一端側に一体形成される入力側偏心カム２４ａと、出力軸２２の他端側に一体形成される出力側偏心カム２４ｂとに分割されているが、一体形成することもできる。

　外方入力軸２１ａと内方入力軸２１ｂは、外方入力軸２１ａの外周から内方入力軸２１ｂの外周へ止めねじ２７をねじ込んで固定することにより、第２入力部材２１として一体化され、第２入力歯車４から同時に入力トルクが加えられるようになっている。その内方入力軸２１ｂは、他端側の外方入力軸２１ａからの突出部分を軸受６で回転自在に支持されている。また、出力軸２２は、一端側の出力歯車５取付位置よりも外側の部分を軸受６で回転自在に支持されている。なお、第２入力部材２１は一体形成してもよい。

　外方入力軸２１ａと一体のカム受け２３はクラッチユニットの中心線を軸線としており、内方入力軸２１ｂと一体の偏心カム２４はクラッチユニットの中心線と平行な偏心軸線を有している。そして、偏心カム２４と同一軸線を有するようにカム受け２３に形成された偏心穴２３ａに、偏心カム２４およびスペーサ２５が挿入されている。その偏心カム２４の入力側偏心カム２４ａと出力側偏心カム２４ｂは、互いの対向面に設けた凹凸の嵌合により、容易に軸心合わせできるようになっている。また、入力側偏心カム２４ａは直接、出力側偏心カム２４ｂは軸受２８を介して、それぞれスペーサ２５内に挿入されているが、両者とも直接あるいは軸受を介してスペーサ２５内に挿入するようにしてもよい。

　ここで、中間回転部材２は、第１の逆入力遮断機構１０と第２の逆入力遮断機構２０に共有される部材となっている。この中間回転部材２の一端側の蓋部２ａとスペーサ２５の一端に設けられた内向きフランジ状の連結部２５ａとに軸方向で挟まれる位置に、後述するように旋回支持機構２６の一部を構成する円板状の連結部材２９が配されている。

　前記旋回支持機構２６は、連結部材２９とスペーサ２５の連結部２５ａの互いの軸方向対向面に、スペーサ２５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２９と中間回転部材２の蓋部２ａ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たものである。

　ここで、前記第１の凹凸嵌合部は、スペーサ２５の連結部２５ａの外側面（連結部材２９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２５ｂと、連結部材２９の内側面（スペーサ２５の連結部２５ａとの軸方向対向面）に形成され、スペーサ２５の凸部２５ｂが摺動可能に嵌まり込む凹部２９ａとからなる。

　また、前記第２の凹凸嵌合部は、連結部材２９の外側面（中間回転部材２の蓋部２ａとの軸方向対向面）に内側面の凹部２９ａと直交する方向に延びるように形成された凸部２９ｂと、中間回転部材２の蓋部２ａの内側面（連結部材２９との軸方向対向面）に形成され、連結部材２９の凸部２９ｂが摺動可能に嵌まり込む凹部２ｂとからなる。

　この旋回支持機構２６により、スペーサ２５が中間回転部材２に対して相対的に自転不能かつ公転旋回可能に支持されている。なお、スペーサ２５の連結部２５ａおよび連結部材２９にはそれぞれ出力軸２２を通す中心孔２５ｃ、２９ｃがあけられており、その各孔２５ｃ、２９ｃは、いずれもスペーサ２５が公転旋回すると同時に連結部材２９が平行移動するときに出力軸２２と干渉しない大きさに形成されている。

　このクラッチユニットは、上記の構成であり、図３および図４の状態で、第１入力歯車１を介して第１入力部材１１に入力トルクが加えられたときは、前述の第１の逆入力遮断機構１０の作用により、内輪１２がフリー状態となった後に、第１入力部材１１の回転が内輪１２（中間回転部材２）に伝達される。すると、第２の逆入力遮断機構２０では、旋回支持機構２６によって中間回転部材２と連結されたスペーサ２５が、中間回転部材２および連結部材２９と一体に公転（クラッチユニットの中心線のまわりに回転）することにより、カム受け２３および入力側偏心カム２４ａと一体に第２入力部材２１が回転するとともに、出力側偏心カム２４ｂと一体に出力軸２２が回転し、出力歯車５に回転伝達される。

　また、図３および図４の状態で、第２入力歯車４を介して第２入力部材２１の外方入力軸２１ａと内方入力軸２１ｂに同時に入力トルクが加えられたときは、外方入力軸２１ａと一体のカム受け２３および内方入力軸２１ｂと一体の入力側偏心カム２４ａからスペーサ２５および旋回支持機構２６を介して中間回転部材２にトルクが伝達されるが、中間回転部材２は前述の第１の逆入力遮断機構１０の作用によりロックされて回転しない。このため、図６（入力トルクが右回りの場合）に示すように、カム受け２３が中間回転部材２の内輪１２と摺動しながら外方入力軸２１ａと一体に回転するとともに、入力側偏心カム２４ａが内方入力軸２１ｂと一体に回転し、カム受け２３と入力側偏心カム２４ａとに径方向で挟まれたスペーサ２５が連結部材２９に案内されて上方へ移動すると同時に、連結部材２９が中間回転部材２の蓋部２ａに案内されて右方へ移動することにより、スペーサ２５は中間回転部材２に対して自転することなく右回りに公転旋回する。そして、このスペーサ２５の公転旋回により、スペーサ２５内に軸受２８を介して挿入された出力側偏心カム２４ｂが偏心回転して、出力側偏心カム２４ｂと一体の出力軸２２が回転し、出力歯車５に回転伝達される。

　なお、第１入力歯車１から入力トルクが加えられるときは、前述のようにスペーサ２５の公転にともなって第２入力部材２１が回転して第２入力歯車４が空転するが、第２入力歯車４から入力トルクが加えられるときには、中間回転部材２がロックされるので第１入力歯車１が回転することはない。

　一方、出力歯車５を介して出力軸２２に逆入力トルクが加えられたときは、出力軸２２と一体の出力側偏心カム２４ｂに押されるスペーサ２５から旋回支持機構２６を介して中間回転部材２にトルクが伝達されるが、この場合も中間回転部材２は第１の逆入力遮断機構１０の作用によりロックされて回転しない。そして、スペーサ２５はカム受け２３を介し中間回転部材２の内輪１２に公転旋回運動も規制されるので、出力側偏心カム２４ｂおよび出力軸２２は回転せず、第２入力部材２１も回転しない。したがって、第１入力歯車１と第２入力歯車４のいずれにも回転伝達されない。

　ここで、逆入力トルクに対して出力軸２２がロック状態となる前に、クラッチ内部のガタのために出力軸２２および出力側偏心カム２４ｂが僅かに回転しても、出力側偏心カム２４ｂと入力側偏心カム２４ａとは切り離されているので、内方入力軸２１ｂおよびこれに固定された外方入力軸２１ａが出力軸２２と一体に回転することはない。また、出力側偏心カム２４ｂとスペーサ２５との間に軸受２８を設けているので、スペーサ２５の公転旋回も生じにくい。これにより、確実にスペーサ２５を介した各入力軸２１ａ、２１ｂの共回りを防止して、出力軸２２をロックすることができる。

　上述したように、このクラッチユニットの構成では、一方の入力系統となる第１入力部材１１に入力トルクが加えられたときは、その回転を中間回転部材２を介して出力軸２２すなわち出力系統に伝達できるし、一方の入力系統への入力トルクの供給が停止した状態でも、他方の入力系統となる第２入力部材２１に入力トルクを加えて出力系統を動かすことができ、出力軸２２に逆入力トルクが加えられたときに、出力軸２２をロックして出力軸２２の停止状態を保持することもできる。

　したがって、このクラッチユニットを駆動モータで駆動される装置に組み込めば、電力を消費しないブレーキとすることができるし、駆動モータから一方の入力系統への入力トルクの供給が停止した状態でも、他方の入力系統から人力等で被駆動部材を安全に動かしてメンテナンス等を行うこともできるようになる。

　図７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、その第１の逆入力遮断機構１０に代えてセルフロック機能を有するウォーム機構（第１の逆入力遮断機構）３０を設けたものである。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。

　前記ウォーム機構３０は、第１入力部材となるウォーム歯車３１と、ウォーム歯車３１と噛み合うウォームホイール３２とからなる。そのウォームホイール３２は、中間回転部材２の円筒部（第１の逆入力遮断機構１０で内輪１２となっていた部位）の外周に一体形成されている。そして、ウォーム歯車３１が第１入力部材となるので、第１実施形態の第１入力歯車１は設けられていない。また、中間回転部材２は、その一端側の蓋部２ａが別体で形成されて相対回転不能に嵌め込まれ、他端側内周に第２の逆入力遮断機構２０のカム受け２３を抜け止めする蓋状の支持部２ｃが一体形成されている。

　そして、ウォーム機構３０のセルフロック機能により、ウォーム歯車３１に入力トルクが加えられたときは、その回転が中間回転部材２に伝達され、出力側から中間回転部材２に加えられるトルクに対しては中間回転部材２が回転不能にロックされるので、クラッチユニット全体としては第１実施形態と同様の動作を行うことができる。

　図８乃至図１０は第３の実施形態を示す。この実施形態は、第２実施形態をベースとして、第２の逆入力遮断機構２０の入力系統に減速機構を設けたものである。なお、第２実施形態と同じ機能を有する部材については、第２実施形態と同じ符号を付けて説明を省略する。

　この第３実施形態では、第１、第２実施形態の内方入力軸２１ｂをなくして、他端側を短縮した外方入力軸２１ａのみで第２入力部材２１を形成している。そして、その外方入力軸２１ａの内周および入力側偏心カム２４ａに設けた中心穴に手動入力軸（手動入力部材）３３を摺動自在に差し込み、その入力側偏心カム２４ａからの突出部を出力側偏心カム２４ｂの他端面の凹部に嵌め込んで各部材の軸心合わせを行っている。

　前記手動入力軸３３は、その他端部の外周に第２入力歯車４が嵌合固定され、第２入力歯車４の取付位置よりも外側部分を軸受６で回転自在に支持されている。また、入力側偏心カム２４ａは、外方入力軸２１ａの軸方向外側からねじ込まれる止めねじ３４によって外方入力軸２１ａと一体化されている。そして、手動入力軸３３と外方入力軸２１ａとの間に、減速機構としての遊星歯車機構３５が設けられている。

　前記遊星歯車機構３５は、手動入力軸３３の外周に嵌合固定される太陽歯車３６と、太陽歯車３６の径方向外側に配される内歯車３７と、太陽歯車３６と内歯車３７の両方に噛み合う複数の遊星歯車３８と、各遊星歯車３８の中心に通される支軸３９ａを有し、各遊星歯車３８を自転可能に支持する円板状のキャリア３９とからなる。

　この遊星歯車機構３５の内歯車３７は、中間回転部材２の円筒部の他端側への延長部分の内周に相対回転不能に嵌め込まれ、後述するように第２入力歯車４に入力トルクが加えられるときには、ウォーム機構３０の作用によって中間回転部材２とともにロックされるようになっている。なお、中間回転部材２の他端側延長部分の内周には、手動入力軸３３を通し、各遊星歯車３８を抜け止めする蓋部材４０が嵌め込まれている。また、キャリア３９は、内周部に扇形の凹部３９ｂが複数設けられ、これらの各凹部３９ｂに外方入力軸２１ａの他端面から突出する凸部２１ｃが周方向隙間なく嵌め込まれて、外方入力軸２１ａと回転伝達可能に連結されている。

　したがって、手動入力によって第２入力歯車４を回転駆動すると、手動入力軸３３と太陽歯車３６とが一体に回転し、内歯車３７が停止した状態で各遊星歯車３８が自転しながら公転することにより、手動入力軸３３の回転が減速されてキャリア３９から外方入力軸２１ａに伝達され、カム受け２３および入力側偏心カム２４ａが同時に回転して、第１、第２実施形態と同様に出力歯車５に回転伝達される。その他の動作は第２実施形態と同じである。

　この第３実施形態では、上述したように、外方入力軸２１ａすなわち第２入力部材２１が手動入力によって回転駆動されるものであり、その第２入力部材２１と人手で操作される手動入力軸３３との間に、手動入力軸３３の回転を減速して第２入力部材２１に伝達する遊星歯車機構３５を設けているので、手動操作を小さい負荷で楽に行うことができる。なお、遊星歯車機構３５の代わりに他の減速機構を組み込むこともできる。

１　第１入力歯車
２　中間回転部材
３　ハウジング
４　第２入力歯車
５　出力歯車
１０　第１の逆入力遮断機構
１１　第１入力部材
１２　内輪
１２ｂ　カム面
１３　固定外輪
１４　ロック解除片
１４ａ　柱部
１５　ローラ
１６　コイルばね
１７　楔形空間
２０　第２の逆入力遮断機構
２１　第２入力部材
２１ａ　外方入力軸
２１ｂ　内方入力軸
２２　出力軸（出力部材）
２３　カム受け
２３ａ　偏心穴
２４　偏心カム
２４ａ　入力側偏心カム
２４ｂ　出力側偏心カム
２５　スペーサ
２５ａ　連結部
２６　旋回支持機構
２９　連結部材
３０　ウォーム機構（第１の逆入力遮断機構）
３１　ウォーム歯車
３２　ウォームホイール
３３　手動入力軸（手動入力部材）
３５　遊星歯車機構（減速機構）

Claims

　第１入力部材（１１）と中間回転部材（２）とを含み、前記第１入力部材（１１）に入力トルクが加えられたときは第１入力部材（１１）の回転を中間回転部材（２）に伝達し、出力側から前記中間回転部材（２）に加えられるトルクに対しては中間回転部材（２）を回転不能にロックする第１の逆入力遮断機構（１０）と、
　前記中間回転部材（２）と第２入力部材（２１）と出力部材（２２）とを含み、前記第１入力部材（１１）から中間回転部材（２）に伝達された回転、または前記第２入力部材（２１）に入力トルクが加えられたときの第２入力部材（２１）の回転を出力部材（２２）に伝達し、前記出力部材（２２）に加えられる逆入力トルクに対しては出力部材（２２）を回転不能にロックする第２の逆入力遮断機構（２０）とからなるクラッチユニット。
　前記第２の逆入力遮断機構（２０）が、前記第２入力部材（２１）を入力トルクが同時に加えられる外方入力軸（２１ａ）と内方入力軸（２１ｂ）とで形成し、前記外方入力軸（２１ａ）と内方入力軸（２１ｂ）と出力部材（２２）とを同一軸線上に配し、前記内方入力軸（２１ｂ）と出力部材（２２）の間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（２４）を設け、前記外方入力軸（２１ａ）にその軸線と同一の軸線を有する円筒状のカム受け（２３）を設け、前記カム受け（２３）に前記偏心カム（２４）と同一軸線を有する偏心穴（２３ａ）を形成して、この偏心穴（２３ａ）に前記偏心カム（２４）を挿入するとともに、前記カム受け（２３）を前記中間回転部材（２）の内周円筒面に相対回転可能に嵌め込み、前記カム受け（２３）の偏心穴（２３ａ）の内周面と前記偏心カム（２４）の外周面との間に円筒状のスペーサ（２５）を相対回転可能に嵌め込み、前記スペーサ（２５）と中間回転部材（２）との間に、スペーサ（２５）を中間回転部材（２）と連結しかつ公転旋回可能に支持する旋回支持機構（２６）を設けたものであり、
　前記第１入力部材（１１）に入力トルクが加えられたときは、前記中間回転部材（２）の回転にともなってスペーサ（２５）が公転することにより、前記偏心カム（２４）と一体に出力部材（２２）が回転し、
　前記第２入力部材（２１）の外方入力軸（２１ａ）と内方入力軸（２１ｂ）に同時に入力トルクが加えられたときは、前記カム受け（２３）と偏心カム（２４）が同時に回転するとともに中間回転部材（２）がロック状態となってスペーサ（２５）が公転旋回することにより、前記偏心カム（２４）と一体に出力部材（２２）が回転し、
　前記出力部材（２２）に逆入力トルクが加えられたときは、前記出力部材（２２）と一体の偏心カム（２４）に押されるスペーサ（２５）からトルクを加えられる中間回転部材（２）がロック状態となって、前記スペーサ（２５）がカム受け（２３）を介して中間回転部材（２）に公転旋回運動を規制されることにより、前記偏心カム（２４）および出力部材（２２）が回転しないようにしたことを特徴とする請求項１に記載のクラッチユニット。
　前記第１の逆入力遮断機構（１０）が、前記第１入力部材（１１）と中間回転部材（２）との間に、第１入力部材（１１）の回転を僅かな角度遅れをもって中間回転部材（２）に伝達する回転伝達手段を設け、前記中間回転部材（２）の径方向外側に固定外輪（１３）を配し、前記中間回転部材（２）の外周面に複数のカム面（１２ｂ）を設けて、前記固定外輪（１３）の内周円筒面と中間回転部材（２）の各カム面（１２ｂ）との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間（１７）を形成し、これらの各楔形空間（１７）に一対のローラ（１５）とそのローラ（１５）を楔形空間（１７）の狭小部へ押し込むばね（１６）を組み込むとともに、前記各楔形空間（１７）の周方向両側に挿入される柱部（１４ａ）を有するロック解除片（１４）を、前記第１入力部材（１１）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に記載のクラッチユニット。
　前記第１の逆入力遮断機構（１０）が、前記第１入力部材（１１）となるウォーム歯車（３１）と、前記ウォーム歯車（３１）と噛み合い、前記中間回転部材（２）と一体に回転するウォームホイール（３２）とを備え、セルフロック機能を有するウォーム機構（３０）であることを特徴とする請求項１または２に記載のクラッチユニット。
　前記第２入力部材（２１）が手動入力によって回転駆動されるものであり、この第２入力部材（２１）と人手で操作される手動入力部材（３３）との間に、手動入力部材（３３）の回転を減速して第２入力部材（２１）に伝達する減速機構（３５）を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のクラッチユニット。