WO2017145647A1 - 逆入力遮断装置 - Google Patents

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WO2017145647A1
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friction surface
clutch plate
clutch
input
output shaft
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川合　正浩
尚弘 岡田
Original Assignee
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
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/22—Friction clutches with axially-movable clutching members
    • F16D13/24—Friction clutches with axially-movable clutching members with conical friction surfaces cone clutches
    • 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
    • F16D43/00—Automatic clutches
    • F16D43/02—Automatic clutches actuated entirely mechanically
    • F16D43/20—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure
    • F16D43/21—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by torque, e.g. overload-release clutches, slip-clutches with means by which torque varies the clutching pressure with friction members

Definitions

  • the present invention relates to a reverse input blocking device having a function of blocking rotational torque input from the output shaft while transmitting rotational torque input from the input shaft to the output shaft.
  • Patent Document 1 The present applicant was disclosed in Patent Document 1 as a reverse input blocking device having a function of transmitting rotational torque input from the input shaft to the output shaft while blocking rotational torque input reversely from the output shaft. Propose something first.
  • the reverse input shut-off device disclosed in Patent Document 1 includes an input shaft, an output shaft arranged coaxially with the input shaft, and a clutch disk arranged to be movable in the axial direction between the input shaft and the output shaft.
  • An input side torque cam means provided between the input shaft and the clutch disk, an output side torque cam means provided between the output shaft and the clutch disk, and a cone provided between the housing and the clutch disk
  • the main part is composed of the clutch.
  • the input side torque cam means is composed of a cam groove formed on the opposing surface of the input shaft and the clutch disk, and a ball interposed between the cam grooves.
  • the output side torque cam means is composed of a cam groove formed on the opposed surfaces of the output shaft and the clutch disk, and a ball interposed between the two cam grooves.
  • a conical movable friction surface provided in the clutch disk can be connected to and disconnected from a conical fixed friction surface provided in the housing.
  • This axial movement of the clutch disc causes the movable friction surface of the clutch disc to engage the fixed friction surface of the housing in the conical clutch.
  • the clutch disc is locked by the engagement of the movable friction surface with the fixed friction surface.
  • the rotational torque reversely input from the output shaft is cut off by the locked state of the clutch disk.
  • This axial movement of the clutch disc causes the movable friction surface of the clutch disc to disengage from the fixed friction surface of the housing in the conical clutch.
  • the clutch disk is unlocked by the separation of the movable friction surface from the fixed friction surface.
  • the rotational torque from the input shaft is transmitted to the output shaft through the clutch disk.
  • the locked state of the clutch disk is held by an axial force acting on the clutch disk due to a phase shift between the cam groove of the output shaft and the cam groove of the clutch disk in the output side torque cam means.
  • both the movable friction surface of the clutch disk and the fixed friction surface of the housing are made of a metal material such as steel. For this reason, when the clutch disk is locked, the movable friction surface of the clutch disk comes into close contact with the fixed friction surface of the housing.
  • the rotational torque applied as the operation torque from the input shaft tends to increase due to the adsorption between the fixed friction surface of the housing and the movable friction surface of the clutch disk.
  • the operation feeling is deteriorated due to variations in the operation force.
  • the present invention has been proposed in view of the above-described improvements, and the object is to reduce the operating torque from the input shaft by suppressing the adsorption of the movable friction surface to the fixed friction surface.
  • the object of the present invention is to provide a reverse input blocking device capable of stabilizing the operating force.
  • a reverse input blocking device includes an input shaft, an output shaft arranged coaxially with the input shaft, a stationary member rotatably supporting the input shaft and the output shaft, and an input shaft and an output shaft. And a conical clutch that connects and disconnects the movable friction surface of the clutch plate with respect to the fixed friction surface of the stationary member by moving the clutch plate in the axial direction. It has.
  • the present invention is characterized in that the clutch plate of the conical clutch is made of a sintered material.
  • the movable friction surface of the clutch plate when the rotational torque reversely input from the output shaft is interrupted, the movable friction surface of the clutch plate is pressed against the fixed friction surface of the stationary member in the conical clutch by the axial movement of the clutch plate with respect to the output shaft. Due to the pressure contact between the fixed friction surface and the movable friction surface, the clutch plate is engaged by engaging the fixed friction surface and the movable friction surface with the frictional force generated in the rotational direction between the fixed friction surface and the movable friction surface. Is locked. Due to the clutch plate being locked, the rotational torque reversely input from the output shaft is cut off.
  • the clutch plate is made of a sintered material, the clutch plate can be applied to the stationary friction surface of the stationary member even when the rotational torque reversely input from the output shaft increases when the clutch plate is locked. Occurrence of a phenomenon in which the dynamic friction surface is adsorbed can be suppressed.
  • the clutch plate is made of a sintered material, it is possible to suppress the occurrence of a phenomenon in which the movable friction surface of the clutch plate is attracted to the fixed friction surface of the stationary member. Therefore, even when a large rotational torque is reversely input from the output shaft and the clutch plate is in the locked state, the rotational torque necessary for releasing the locked state of the clutch plate can be reduced.
  • the clutch plate in the present invention is preferably formed of a sintered material subjected to oil impregnation.
  • concave grooves extending in the axial direction are formed at equal intervals in a plurality of locations in the circumferential direction on the movable friction surface.
  • the clutch plate is made of a sintered material, so that when the clutch plate is locked, the clutch plate is fixed against the fixed friction surface of the stationary member even if the rotational torque reversely input from the output shaft increases. Occurrence of the phenomenon that the movable friction surface is adsorbed can be suppressed.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line PP in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line QQ in FIG. 2. It is sectional drawing which shows the state which the phase shift of the cam groove generate
  • FIG. 5B is a side view of FIG. 5A. It is a fragmentary sectional view which shows the other example which provided the ditch
  • FIG. 6B is a side view of FIG. 6A.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of the reverse input blocking device
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line PP in FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line QQ in FIG.
  • the reverse input blocking device of this embodiment includes an input shaft 11, an output shaft 12, a housing 13 that is a stationary member, a torque cam portion 14, and a conical clutch 15. ing.
  • the input shaft 11 and the output shaft 12 are coaxially arranged, and the shaft end portion of the input shaft 11 and the shaft end portion of the output shaft 12 are disposed to face each other.
  • a flange portion 16 is formed integrally with the shaft end portion of the input shaft 11.
  • An output disc 17 is fitted to the shaft end portion of the output shaft 12 by a spline fitting portion 18 so as not to rotate with respect to the output shaft 12 and is movable in the axial direction.
  • the input shaft 11 and the output shaft 12 are supported by the bearings 19 and 20 so as to be rotatable in forward and reverse directions with respect to the housing 13, and are led out from the housing 13.
  • a disc spring 22 is incorporated between the flange portion 21 of the output shaft 12 and the output disc 17.
  • the disc spring 22 biases the output disc 17 with an elastic force in the axial direction.
  • the stopper portion 23 is formed in a step shape.
  • the housing 13 accommodates a main portion including a shaft end portion of the input shaft 11, a shaft end portion of the output shaft 12, a torque cam portion 14, and a conical clutch 15.
  • the housing 13 has a half structure, and one input side case 24 and the other output side case 25 are joined and integrated.
  • a clutch plate 26 is disposed between the flange portion 16 of the input shaft 11 and the output disc 17 of the output shaft 12 so as to be movable in the axial direction.
  • the torque cam portion 14 includes an input side torque cam portion 27 provided between the flange portion 16 of the input shaft 11 and the clutch plate 26, and an output provided between the clutch plate 26 and the output disc 17 of the output shaft 12.
  • the side torque cam part 28 is comprised.
  • the input side torque cam portion 27 has cam grooves at equal intervals at a plurality of circumferential locations (four locations in this embodiment as shown in FIG. 2) on both opposing surfaces of the flange portion 16 of the input shaft 11 and the clutch plate 26. 29 and 30 are formed. A ball 31 is interposed between the cam groove 29 of the flange portion 16 of the input shaft 11 and the cam groove 30 of the clutch plate 26.
  • the cam groove 32 of the flange portion 16 and the cam groove 30 of the clutch plate 26 are cam surfaces 32 and 33 which are inclined so that the depth gradually decreases from the circumferential center to both circumferential ends. It has the circumferential cross-sectional V-groove shape with.
  • the number of cam grooves 29 and 30 and the number of balls 31 is four (see FIG. 2), but the number is arbitrary.
  • the output side torque cam portion 28 is cammed at equal intervals at a plurality of circumferential locations (four locations in this embodiment as shown in FIG. 2) on both opposing surfaces of the clutch plate 26 and the output disc 17 of the output shaft 12. Grooves 34 and 35 are formed. A ball 36 is interposed between the cam groove 34 of the clutch plate 26 and the cam groove 35 of the output disk 17 of the output shaft 12.
  • the cam groove 34 of the clutch plate 26 and the cam groove 35 of the output disc 17 are cam surfaces 37 inclined so that the depth gradually decreases from the center in the circumferential direction toward both ends in the circumferential direction. It has a circumferential cross-section V-groove shape having 38.
  • the number of cam grooves 34 and 35 and the number of balls 36 is four (see FIG. 2), but the number is arbitrary.
  • the conical clutch 15 includes an annular member 39 attached to the stationary housing 13 and the clutch plate 26 described above.
  • the annular member 39 is fixed to the input side case 24 of the housing 13 by appropriate means.
  • a conical fixed friction surface 40 is formed on the inner peripheral surface of the annular member 39.
  • a conical movable friction surface 41 is formed on the outer peripheral surface of the clutch plate 26. In the conical clutch 15, the movable friction surface 41 of the clutch plate 26 can be pressed against the fixed friction surface 40 of the annular member 39.
  • Rotational resistance applying portion 42 is provided between the clutch plate 26 and the housing 13.
  • the rotational resistance applying portion 42 includes an annular friction plate 43 that can be pressed against the inner surface of the output side case 25 of the housing 13, and an elastic member 44 that is incorporated between the friction plate 43 and the clutch plate 26. ing.
  • This axial force causes the output disc 17 to move away from the clutch plate 26 against the elastic force of the disc spring 22 (left side shown in FIG. 1).
  • the output side torque cam portion 28 has a cam 36 in the cam groove 34 of the clutch plate 26, contrary to the above, the ball 36 interposed between the cam grooves 35, 34.
  • This clutch force causes the clutch plate 26 to move in the axial direction close to the flange portion 16 of the input shaft 11 (right side shown in FIG. 1). Due to the axial movement of the clutch plate 26, the movable friction surface 41 of the clutch plate 26 is pressed against the fixed friction surface 40 of the annular member 39 in the conical clutch 15. At this time, a large pressing force obtained by adding the axial force of the clutch plate 26 generated in the output side torque cam portion 28 to the elastic force of the disc spring 22 acts on the conical clutch 15.
  • the movable friction surface 41 of the clutch plate 26 is brought into axial contact with the fixed friction surface 40 of the annular member 39, so that the conical clutch 15 has a space between the fixed friction surface 40 and the movable friction surface 41.
  • the clutch plate 26 is locked by the frictional force generated in the rotational direction. Due to the locked state of the clutch plate 26, the rotational torque is not transmitted to the input shaft 11.
  • This axial force causes the clutch plate 26 to move in the axial direction (on the left side shown in FIG. 1) away from the flange portion 16 of the input shaft 11 against the elastic force of the disc spring 22.
  • the movable friction surface 41 of the clutch plate 26 is detached from the fixed friction surface 40 of the annular member 39 in the conical clutch 15.
  • the locked state of the clutch plate 26 is released.
  • the clutch plate 26 of the conical clutch 15 is made of an oil impregnated sintered material.
  • the oil impregnation treatment a means for impregnating the pores inside the sintered material with oil by sintering metal powder, then immersing in oil in a container and reducing the pressure (vacuum) is preferable.
  • the clutch plate 26 is made of a sintered material, so that when the clutch plate 26 is locked, the fixed friction surface is brought into contact with the fixed friction surface 40 of the annular member 39 against the fixed friction surface 40 of the clutch plate 26. It is possible to reduce the degree of adhesion of the movable friction surface 41 to the fixed friction surface 40 with the voids inside the sintered material, while ensuring the rotational friction force generated between 40 and the movable friction surface 41.
  • the axial force generated in the clutch plate 26 by the output side torque cam portion 28 depends on the magnitude of the rotational torque reversely input from the output shaft 12.
  • the clutch plate 26 is made of a sintered material as in this embodiment, even if the rotational torque reversely input from the output shaft 12 increases, the fixed friction surface 40 of the annular member 39 is increased. Occurrence of a phenomenon in which the movable friction surface 41 of the clutch plate 26 is attracted can be suppressed.
  • the clutch plate 26 of this embodiment is formed of an oil-impregnated sintered material, the phenomenon that the movable friction surface 41 of the clutch plate 26 is attracted to the fixed friction surface 40 of the annular member 39. Generation can be suppressed, and it is not necessary to apply a lubricant such as grease to the fixed friction surface 40 and the movable friction surface 41.
  • FIGS. 5B, 6A, and 6B The structure shown in FIGS. 5B, 6A, and 6B may be used.
  • the grooves 45 and 46 extending in the axial direction are formed on the movable friction surface 41 of the clutch plate 26 at equal intervals in a plurality of locations in the circumferential direction.
  • This structure includes either a groove 45 (see FIG. 5A) formed along the movable friction surface 41 inclined with respect to the axial direction or a groove 46 (see FIG. 6A) formed along the axial direction. It may be.
  • the grooves 45 and 46 extending in the axial direction are formed at equal intervals in the circumferential direction on the movable friction surface 41 of the clutch plate 26, so that the fixed friction surface 40 and the movable friction surface 41 are pressed against each other.
  • the clutch plate 26 is locked by the above-mentioned, the frictional force in the rotational direction generated between the fixed friction surface 40 and the movable friction surface 41 is secured, and the contact area is evenly distributed in the circumferential direction by the plurality of concave grooves 45, 46. Therefore, the occurrence of the adsorption phenomenon of the movable friction surface 41 with respect to the fixed friction surface 40 can be more reliably suppressed.

Abstract

入力軸（１１）と、入力軸（１１）と同軸上に配置された出力軸（１２）と、入力軸（１１）および出力軸（１２）を回転自在に支持したハウジング（１３）と、入力軸（１１）と出力軸（１２）との間に配されたクラッチ板（２６）を軸方向に移動させるトルクカム部（１４）と、クラッチ板（２６）の軸方向移動により、ハウジング（１３）の固定摩擦面（４０）に対してクラッチ板（２６）の可動摩擦面（４１）を断接する円錐クラッチ（１５）とを備え、クラッチ板（２６）を焼結材料で構成する。

Description

逆入力遮断装置
　本発明は、入力軸から入力される回転トルクを出力軸に伝達する一方、出力軸から逆入力される回転トルクを遮断する機能を具備した逆入力遮断装置に関する。
　本出願人は、入力軸から入力される回転トルクを出力軸に伝達する一方、出力軸から逆入力される回転トルクを遮断する機能を具備した逆入力遮断装置として、特許文献１に開示されたものを先に提案している。
　この特許文献１で開示された逆入力遮断装置は、入力軸と、入力軸と同軸上に配置された出力軸と、入力軸と出力軸との間に軸方向移動可能に配されたクラッチディスクと、入力軸とクラッチディスクとの間に設けられた入力側トルクカム手段と、出力軸とクラッチディスクとの間に設けられた出力側トルクカム手段と、ハウジングとクラッチディスクとの間に設けられた円錐クラッチとで主要部が構成されている。
　入力側トルクカム手段は、入力軸およびクラッチディスクの対向面に形成したカム溝と、両カム溝間に介在したボールとで構成されている。出力側トルクカム手段は、出力軸およびクラッチディスクの対向面に形成したカム溝と、両カム溝間に介在したボールとで構成されている。円錐クラッチは、ハウジングに設けられた円錐形の固定摩擦面に対して、クラッチディスクに設けられた円錐形の可動摩擦面を断接可能としている。
　この逆入力遮断装置では、出力軸から回転トルクが逆入力されると、出力軸とクラッチディスクとが相対回転する。この相対回転により、出力側トルクカム手段では、出力軸のカム溝とクラッチディスクのカム溝とが周方向に位相ずれする。この位相ずれにより発生する軸力でもって、クラッチディスクが軸方向入力側に移動する。
　このクラッチディスクの軸方向移動により、円錐クラッチでは、クラッチディスクの可動摩擦面がハウジングの固定摩擦面に係合する。この固定摩擦面に対する可動摩擦面の係合によりクラッチディスクがロック状態となる。このクラッチディスクのロック状態により出力軸から逆入力される回転トルクが遮断される。
　一方、入力軸から回転トルクが入力されると、入力軸とクラッチディスクとが相対回転する。この相対回転により、入力側トルクカム手段では、入力軸のカム溝とクラッチディスクのカム溝とが周方向に位相ずれする。この位相ずれにより発生する軸力でもって、クラッチディスクが前述とは逆の軸方向出力側に移動する。
　このクラッチディスクの軸方向移動により、円錐クラッチでは、クラッチディスクの可動摩擦面がハウジングの固定摩擦面から離脱する。この固定摩擦面に対する可動摩擦面の離脱によりクラッチディスクのロック状態が解除される。このクラッチディスクのロック状態の解除により、入力軸からの回転トルクは、クラッチディスクを介して出力軸に伝達される。
特開２００６－５７８０４号公報
　ところで、特許文献１で開示された従来の逆入力遮断装置において、出力軸から逆入力される回転トルクの遮断時、円錐クラッチでは、クラッチディスクの可動摩擦面がハウジングの固定摩擦面に係合することによりクラッチディスクがロック状態となる。
　このクラッチディスクのロック状態は、出力側トルクカム手段における出力軸のカム溝とクラッチディスクのカム溝との位相ずれによりクラッチディスクに作用する軸力でもって保持されている。
　一方、従来の逆入力遮断装置における円錐クラッチでは、クラッチディスクの可動摩擦面とハウジングの固定摩擦面とは共に鋼などの金属材料で構成されている。そのため、クラッチディスクのロック時、ハウジングの固定摩擦面に対してクラッチディスクの可動摩擦面が密着することになる。
　ここで、出力軸から逆入力される回転トルクが大きくなると、出力側トルクカム手段における出力軸のカム溝とクラッチディスクのカム溝との位相ずれも大きくなり、クラッチディスクに作用する軸力も大きくなる。
　このように、クラッチディスクに作用する軸力が大きくなると、ハウジングの固定摩擦面に対してクラッチディスクの可動摩擦面が吸着する現象が生じる。この現象の発生は、グリース等の潤滑剤を固定摩擦面および可動摩擦面に塗布した場合に顕著となる。
　円錐クラッチにおいて、クラッチディスクのロック時にハウジングの固定摩擦面に対してクラッチディスクの可動摩擦面が吸着する現象が発生すると、クラッチディスクのロック状態を解除するに際して、固定摩擦面と可動摩擦面との吸着力に抗する大きな回転トルクを入力軸から付与しなければならない。
　以上のように、ハウジングの固定摩擦面とクラッチディスクの可動摩擦面との吸着により、入力軸からの操作トルクとして付与される回転トルクが大きくなる傾向となる。このように、大きな操作トルクが必要な場合が発生すると、操作力のバラツキにより、操作フィーリングの悪化を招くことになる。
　そこで、本発明は前述の改善点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、固定摩擦面に対して可動摩擦面が吸着することを抑制して入力軸からの操作トルクを低減し、操作力の安定化を図り得る逆入力遮断装置を提供することにある。
　本発明に係る逆入力遮断装置は、入力軸と、入力軸と同軸上に配置された出力軸と、入力軸および出力軸を回転自在に支持した静止部材と、入力軸と出力軸との間に配されたクラッチ板を軸方向に移動させるトルクカム部と、クラッチ板の軸方向移動により、静止部材の固定摩擦面に対してクラッチ板の可動摩擦面を断接する円錐クラッチとを備えた構造を具備する。
　前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明において、円錐クラッチのクラッチ板を焼結材料で構成したことを特徴とする。
　本発明では、出力軸から逆入力される回転トルクの遮断時、出力軸に対するクラッチ板の軸方向移動により、円錐クラッチにおいて、静止部材の固定摩擦面にクラッチ板の可動摩擦面を圧接させる。この固定摩擦面と可動摩擦面との圧接により、固定摩擦面と可動摩擦面との間に発生する回転方向の摩擦力でもって、固定摩擦面と可動摩擦面とを係合させることでクラッチ板がロック状態となる。このクラッチ板のロック状態により、出力軸から逆入力される回転トルクを遮断する。
　本発明では、クラッチ板を焼結材料で構成したことにより、クラッチ板のロック時、出力軸から逆入力される回転トルクが大きくなっても、静止部材の固定摩擦面に対してクラッチ板の可動摩擦面が吸着する現象の発生を抑制することができる。
　一方、入力軸から入力される回転トルクの伝達時、入力軸に対するクラッチ板の軸方向移動により、円錐クラッチにおいて、静止部材の固定摩擦面とクラッチ板の可動摩擦面とを離間させる。この固定摩擦面と可動摩擦面との離間により、クラッチ板のロック状態を解除する。このクラッチ板のロック状態の解除により、入力軸からの回転トルクをクラッチ板を介して出力軸に伝達する。
　本発明では、クラッチ板を焼結材料で構成したことにより、静止部材の固定摩擦面に対してクラッチ板の可動摩擦面が吸着する現象の発生を抑制することができる。そのため、出力軸から大きな回転トルクが逆入力されてクラッチ板がロック状態となっている場合でも、クラッチ板のロック状態の解除に必要な回転トルクを低減することができる。
　本発明におけるクラッチ板は、含油処理された焼結材料で形成されていることが望ましい。
　このような構成を採用すれば、静止部材の固定摩擦面に対してクラッチ板の可動摩擦面が吸着する現象の発生を抑制することができると共に、グリース等の潤滑剤を固定摩擦面および可動摩擦面に塗布する必要がなくなる。
　本発明におけるクラッチ板は、その可動摩擦面に軸方向に延びる凹溝が形成されていることが望ましい。
　このような構成を採用すれば、固定摩擦面と可動摩擦面との圧接によるクラッチ板のロック時、固定摩擦面と可動摩擦面との間に発生する回転方向の摩擦力を確保しつつ、凹溝による接触面積の低減により、固定摩擦面に対する可動摩擦面の吸着現象の発生を確実に抑制することができる。
　本発明におけるクラッチ板は、その可動摩擦面に軸方向に延びる凹溝が円周方向複数箇所に等間隔で形成されていることが望ましい。
　このような構成を採用すれば、固定摩擦面と可動摩擦面との圧接によるクラッチ板のロック時、固定摩擦面と可動摩擦面との間に発生する回転方向の摩擦力を確保しつつ、複数の凹溝により接触面積を円周方向で均等に低減させることができ、固定摩擦面に対する可動摩擦面の吸着現象の発生をより一層確実に抑制することができる。
　本発明によれば、クラッチ板を焼結材料で構成したことにより、クラッチ板のロック時、出力軸から逆入力される回転トルクが大きくなっても、静止部材の固定摩擦面に対してクラッチ板の可動摩擦面が吸着する現象の発生を抑制することができる。
　その結果、出力軸から大きな回転トルクが逆入力されてクラッチ板がロック状態となっている場合でも、そのクラッチ板のロック状態の解除に必要な回転トルクを低減することができる。これにより、入力軸からの操作トルクを低減し、操作力の安定化を図ることができる。
本発明の実施形態で、逆入力遮断装置の全体構成を示す断面図である。 図１のＰ－Ｐ線に沿う断面図である。 図２のＱ－Ｑ線に沿う断面図である。 トルクカム部でカム溝の位相ずれが発生した状態を示す断面図である。 クラッチ板の可動摩擦面に凹溝を設けた一例を示す部分断面図である。 図５Ａの側面図である。 クラッチ板の可動摩擦面に凹溝を設けた他例を示す部分断面図である。 図６Ａの側面図である。
　本発明に係る逆入力遮断装置の実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。
　図１は、逆入力遮断装置の全体構成を示す断面図、図２は、図１のＰ－Ｐ線に沿う断面図、図３は、図２のＱ－Ｑ線に沿う断面図、図４は、トルクカム部でカム溝の位相ずれが発生した状態を示す断面図である。
　なお、図３および図４は、トルクカム部１４における入力側トルクカム部２７のカム溝２９，３０およびボール３１を示すが、出力側トルクカム部２８も入力側トルクカム部２７と同一構造であるため、出力トルクカム部２８のカム溝３４，３５およびボール３６については図中の符号を括弧で付す。
　この実施形態の逆入力遮断装置は、図１に示すように、入力軸１１と、出力軸１２と、静止部材であるハウジング１３と、トルクカム部１４と、円錐クラッチ１５とで主要部が構成されている。
　入力軸１１と出力軸１２は同軸上に配置され、入力軸１１の軸端部と出力軸１２の軸端部が対向配置されている。入力軸１１の軸端部には、フランジ部１６が一体的に形成されている。出力軸１２の軸端部には、出力円板１７がスプライン嵌合部１８により出力軸１２に対して回り止めされ、かつ、軸方向に移動可能に嵌合されている。入力軸１１と出力軸１２は、ハウジング１３に対して軸受１９，２０によって正逆方向に回転自在に支持され、ハウジング１３から導出されている。
　出力軸１２のフランジ部２１と出力円板１７との間に皿ばね２２が組み込まれている。この皿ばね２２は、出力円板１７に軸方向の弾性力を付勢している。出力軸１２のフランジ部２１とスプライン嵌合部１８との間には、皿ばね２２の弾性力に抗して出力円板１７が軸方向に移動した時にその出力円板１７を停止させるためのストッパ部２３が段差状に形成されている。
　ハウジング１３は、入力軸１１の軸端部、出力軸１２の軸端部、トルクカム部１４および円錐クラッチ１５からなる主要部を収容する。このハウジング１３は、半割構造をなし、一方の入力側ケース２４と他方の出力側ケース２５とを接合一体化している。
　入力軸１１のフランジ部１６と出力軸１２の出力円板１７との間に、クラッチ板２６が軸方向に移動可能に配されている。トルクカム部１４は、入力軸１１のフランジ部１６とクラッチ板２６との間に設けられた入力側トルクカム部２７と、クラッチ板２６と出力軸１２の出力円板１７との間に設けられた出力側トルクカム部２８とで構成されている。
　入力側トルクカム部２７は、入力軸１１のフランジ部１６とクラッチ板２６との両対向面の円周方向複数箇所（この実施形態では、図２に示すように４箇所）に等間隔でカム溝２９，３０が形成されている。入力軸１１のフランジ部１６のカム溝２９とクラッチ板２６のカム溝３０との間にボール３１を介在させている。
　フランジ部１６のカム溝２９とクラッチ板２６のカム溝３０とは、図３に示すように、周方向中央から周方向両端に向かって深さが次第に浅くなるように傾斜したカム面３２，３３を持つ周方向断面Ｖ溝形状を有する。なお、この実施形態では、複数のカム溝２９，３０およびボール３１を４つとしているが（図２参照）、その数は任意である。
　出力側トルクカム部２８は、クラッチ板２６と出力軸１２の出力円板１７との両対向面の円周方向複数箇所（この実施形態では、図２に示すように４箇所）に等間隔でカム溝３４，３５が形成されている。クラッチ板２６のカム溝３４と出力軸１２の出力円板１７のカム溝３５との間にボール３６を介在させている。
　クラッチ板２６のカム溝３４と出力円板１７のカム溝３５とは、図３に示すように、周方向中央から周方向両端に向かって深さが次第に浅くなるように傾斜したカム面３７，３８を持つ周方向断面Ｖ溝形状を有する。なお、この実施形態では、複数のカム溝３４，３５およびボール３６を４つとしているが（図２参照）、その数は任意である。
　円錐クラッチ１５は、図１に示すように、静止系であるハウジング１３に取り付けられた環状部材３９と前述のクラッチ板２６とで構成されている。環状部材３９は、ハウジング１３の入力側ケース２４に適宜の手段により固定されている。環状部材３９の内周面には円錐形の固定摩擦面４０が形成されている。クラッチ板２６の外周面には円錐形の可動摩擦面４１が形成されている。この円錐クラッチ１５では、環状部材３９の固定摩擦面４０に対してクラッチ板２６の可動摩擦面４１を圧接可能としている。
　このクラッチ板２６とハウジング１３との間に回転抵抗付与部４２が設けられている。この回転抵抗付与部４２は、ハウジング１３の出力側ケース２５の内面に圧接可能な環状の摩擦板４３と、その摩擦板４３とクラッチ板２６との間に組み込まれた弾性部材４４とで構成されている。
　弾性部材４４により摩擦板４３をハウジング１３の出力側ケース２５の内面に圧接させることにより、その圧接面に作用する摩擦抵抗と、弾性部材４４とクラッチ板２６との接触面、あるいは弾性部材４４と摩擦板４３との接触面に作用する摩擦抵抗をクラッチ板２６の回転抵抗としている。
　以上の構成からなる逆入力遮断装置の動作例を以下に詳述する。
　出力軸１２から逆入力される回転トルクの遮断時、出力軸１２から回転トルクが逆入力されると、回転抵抗付与部４２での摩擦抵抗によりクラッチ板２６に作用する回転抵抗、および皿ばね２２がクラッチ板２６の可動摩擦面４１を環状部材３９の固定摩擦面４０に押圧することによって生じる回転抵抗でもって、出力軸１２の出力円板１７とクラッチ板２６とが相対回転する。
　この相対回転により、出力側トルクカム部２８では、図４に示すように、出力円板１７のカム溝３５とクラッチ板２６のカム溝３４が周方向（図示左右方向）に位相ずれする。この位相ずれにより、両カム溝３５，３４間に介在するボール３６が出力円板１７のカム溝３５のカム面３８を押圧することで、出力円板１７に軸力が発生する。
　この軸力により、出力円板１７は、皿ばね２２の弾性力に抗してクラッチ板２６から離間する方向（図１で示す左側）に移動する。そして、出力円板１７がストッパ部２３に当接すると、出力側トルクカム部２８では、前述とは逆に、両カム溝３５，３４間に介在するボール３６がクラッチ板２６のカム溝３４のカム面３７を押圧することで、クラッチ板２６に前述と反対方向の軸力が発生する。
　この軸力により、クラッチ板２６は、入力軸１１のフランジ部１６に近接する軸方向（図１で示す右側）に移動する。このクラッチ板２６の軸方向移動により、円錐クラッチ１５では、環状部材３９の固定摩擦面４０に対してクラッチ板２６の可動摩擦面４１が圧接する。この時、皿ばね２２の弾性力に、出力側トルクカム部２８で発生したクラッチ板２６の軸力を付加した大きな押圧力が円錐クラッチ１５に作用する。
　このようにして、環状部材３９の固定摩擦面４０に対してクラッチ板２６の可動摩擦面４１を軸方向で圧接させることにより、円錐クラッチ１５では、固定摩擦面４０と可動摩擦面４１との間に発生する回転方向の摩擦力でもってクラッチ板２６がロック状態となる。このクラッチ板２６のロック状態により、回転トルクが入力軸１１に伝達されることはない。
　次に、入力軸１１から入力される回転トルクの伝達時、入力軸１１から回転トルクが入力されると、回転抵抗付与部４２での摩擦抵抗によりクラッチ板２６に作用する回転抵抗でもって、入力軸１１のフランジ部１６とクラッチ板２６とが相対回転する。
　この相対回転により、入力側トルクカム部２７では、図４に示すように、フランジ部１６のカム溝２９とクラッチ板２６のカム溝３０とが周方向（図示左右方向）に位相ずれする。この位相ずれにより、両カム溝２９，３０間に介在するボール３１がクラッチ板２６のカム溝２９のカム面３２を押圧することで、クラッチ板２６に軸力が発生する。
　この軸力により、クラッチ板２６は、皿ばね２２の弾性力に抗して入力軸１１のフランジ部１６から離間する軸方向（図１で示す左側）に移動する。このクラッチ板２６の軸方向移動により、円錐クラッチ１５では、環状部材３９の固定摩擦面４０に対してクラッチ板２６の可動摩擦面４１が離脱する。この環状部材３９の固定摩擦面４０に対するクラッチ板２６の可動摩擦面４１の離脱により、クラッチ板２６のロック状態が解除される。
　このクラッチ板２６のロック状態の解除により、入力軸１１からの回転トルクは、入力軸１１とクラッチ板２６間のボール３１およびクラッチ板２６と出力円板１７間のボール３６を介して出力円板１７に伝達され、その出力円板１７からスプライン嵌合部１８を介して出力軸１２に伝達されて出力軸１２が入力軸１１と同方向に回転する。
　この実施形態の逆入力遮断装置において、円錐クラッチ１５のクラッチ板２６を、含油処理された焼結材料で構成している。その含油処理としては、金属粉末を焼結し、その後、容器内のオイルに浸漬し、減圧（真空）させることにより、焼結材料内部の空孔に油を含浸させる手段が好ましい。
　この実施形態では、クラッチ板２６を焼結材料で構成したことにより、クラッチ板２６のロック時、環状部材３９の固定摩擦面４０に対するクラッチ板２６の可動摩擦面４１の圧接状態において、固定摩擦面４０と可動摩擦面４１との間に発生する回転方向の摩擦力を確保しつつ、焼結材料内部の空孔でもって固定摩擦面４０に対する可動摩擦面４１の密着度を低減することができる。
　ここで、出力側トルクカム部２８によりクラッチ板２６に発生する軸力は、出力軸１２から逆入力される回転トルクの大きさに依存する。その結果、この実施形態のように、クラッチ板２６を焼結材料で構成したことにより、出力軸１２から逆入力される回転トルクが大きくなっても、環状部材３９の固定摩擦面４０に対してクラッチ板２６の可動摩擦面４１が吸着する現象の発生を抑制することができる。
　このように、環状部材３９の固定摩擦面４０に対してクラッチ板２６の可動摩擦面４１が吸着する現象の発生を抑制することができる。そのため、出力軸１２から大きな回転トルクが逆入力されてクラッチ板２６がロック状態となっている場合でも、クラッチ板２６のロック状態の解除に必要な回転トルクを低減することができる。これにより、入力軸１１からの操作トルクを低減し、操作力の安定化を図ることができる。
　また、この実施形態のクラッチ板２６は、含油処理された焼結材料で形成されていることから、環状部材３９の固定摩擦面４０に対してクラッチ板２６の可動摩擦面４１が吸着する現象の発生を抑制することができると共に、グリース等の潤滑剤を固定摩擦面４０および可動摩擦面４１に塗布する必要がなくなる。
　以上の実施形態では、クラッチ板２６の可動摩擦面４１が、その全周に亘って平坦に形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａおよび図６Ｂに示すような構造であってもよい。
　同図に示す構造では、クラッチ板２６の可動摩擦面４１に、軸方向に延びる凹溝４５，４６を円周方向複数箇所に等間隔で形成している。この構造は、軸線方向に対して傾斜した可動摩擦面４１に沿って形成された凹溝４５（図５Ａ参照）、あるいは、軸線方向に沿って形成された凹溝４６（図６Ａ参照）のいずれであってもよい。
　このように、クラッチ板２６の可動摩擦面４１に、軸方向に延びる凹溝４５，４６を円周方向複数箇所に等間隔で形成することにより、固定摩擦面４０と可動摩擦面４１との圧接によるクラッチ板２６のロック時、固定摩擦面４０と可動摩擦面４１との間に発生する回転方向の摩擦力を確保しつつ、複数の凹溝４５，４６により接触面積を円周方向で均等に低減させることができ、固定摩擦面４０に対する可動摩擦面４１の吸着現象の発生をより一層確実に抑制することができる。
　本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

Claims (4)

  1. 　入力軸と、入力軸と同軸上に配置された出力軸と、前記入力軸および前記出力軸を回転自在に支持した静止部材と、入力軸と出力軸との間に配されたクラッチ板を軸方向に移動させるトルクカム部と、前記クラッチ板の軸方向移動により、静止部材の固定摩擦面に対してクラッチ板の可動摩擦面を断接する円錐クラッチとを備え、前記クラッチ板を焼結材料で構成したことを特徴とする逆入力遮断装置。
  2. 　前記クラッチ板は、含油処理された焼結材料で構成されている請求項１に記載の逆入力遮断装置。
  3. 　前記クラッチ板は、その可動摩擦面に軸方向に延びる凹溝が形成されている請求項１又は２に記載の逆入力遮断装置。
  4. 　前記クラッチ板は、その可動摩擦面に軸方向に延びる凹溝が円周方向複数箇所に等間隔で形成されている請求項１～３のいずれか一項に記載の逆入力遮断装置。
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