逆入力遮断クラッチ
【課題】一方向の入力トルクのみを伝達する逆入力遮断クラッチにおいて、入力トルク伝達後の逆入力トルクに対して入力回転部材の共回りを防止する。
【解決手段】入力歯車１と出力回転部材４とを一定方向にトルク伝達可能に係合（ロック）させるロック手段としてばねクラッチを用い、そのばねクラッチのコイルばね５で入力歯車１に弾性連結されたフライホイール６と固定輪７との間に、フライホイール６を一定方向に空転させ、逆方向の回転に対しては固定輪７と係合させて停止させる一方向クラッチ８を組み込んで、一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、フライホイール６が惰走してばねクラッチによる入力歯車１と出力回転部材４とのロック状態を解除した後、コイルばね５の弾性回復によってわずかに逆転して停止することにより、ロック解除状態が維持されるようにした。
【解決手段】入力歯車１と出力回転部材４とを一定方向にトルク伝達可能に係合（ロック）させるロック手段としてばねクラッチを用い、そのばねクラッチのコイルばね５で入力歯車１に弾性連結されたフライホイール６と固定輪７との間に、フライホイール６を一定方向に空転させ、逆方向の回転に対しては固定輪７と係合させて停止させる一方向クラッチ８を組み込んで、一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、フライホイール６が惰走してばねクラッチによる入力歯車１と出力回転部材４とのロック状態を解除した後、コイルばね５の弾性回復によってわずかに逆転して停止することにより、ロック解除状態が維持されるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力側に加えられる入力トルクを出力側に伝達し、出力側に加えられる逆入力トルクは入力側に伝達されないようにする逆入力遮断クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
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回転部材と出力回転部材とをトルク伝達可能に連結し、その連結部に逆入力遮断機構、すなわち入力回転部材に加えられる入力トルクを出力回転部材に伝達し、出力回転部材に加えられる逆入力トルクは入力回転部材に伝達しない機構を設けたものである。
【０００３】
ところで、逆入力遮断クラッチの使用条件としては、入力回転部材の回転方向が一方向に限定されている場合があることから、本出願人は、このような条件のもとで使用するのに適したコンパクトな逆入力遮断クラッチとして、所定の一方向（一定方向）の入力トルクのみを伝達し、逆入力トルクに対しては出力回転部材が空転する構造のものを提案した（特許文献１参照。）。
【０００４】
上記特許文献１に記載された逆入力遮断クラッチの具体的な構造は、入力回転部材の径方向内側に入力回転部材と同心状態に出力回転部材を配し、その出力回転部材の外周面を円筒面とし、入力回転部材の内周面に所定の周方向間隔をおいて複数のポケットを設け、これらの各ポケットの底側に同一方向に傾斜するカム面を設けて、各ポケットのカム面と出力回転部材の円筒面との間に周方向の一側で次第に狭小となる楔形空間を形成し、各ポケットに、ころと、ころを楔形空間の広大側へ向けて付勢する付勢ばねと、ころを挟んで付勢ばねと対向する位置に配される押さえ板とを収容し、押さえ板に固定部材と摺動する摺動ばねを取り付けたものである。
【０００５】
このクラッチでは、入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられると、ころが固定部材から摺動ばねを介して回転抵抗を受ける押さえ板に押され、付勢ばねの弾性力に抗して楔形空間の狭小側へ相対移動して入力回転部材および出力回転部材と係合することにより、出力回転部材にトルクが伝達される。一方、出力回転部材に逆入力トルクが加えられたときは、付勢ばねがころおよび押さえ板を楔形空間の広大側へ押すことにより、ころの入力回転部材および出力回転部材との係合（ロック）が解除された状態となるので、出力回転部材が空転して入力回転部材にはトルクが伝達されないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３５１４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上述した特許文献１に記載の逆入力遮断クラッチでは、入力回転部材に入力トルクが加えられて出力回転部材にトルクが伝達された後、入力トルクと逆方向の逆入力トルクが出力回転部材に加えられたときに、入力回転部材が出力回転部材と共回りしてしまうことがある。これは、トルク伝達直後には、ころのロック状態が保持されているからである。すなわち、トルク伝達後のロック状態において、入力トルクと同方向の逆入力トルクが加えられると、ころが出力回転部材から受ける摩擦力と付勢ばねの弾性力により楔形空間の広大側へ移動してロック状態が解除され、出力回転部材が空転するが、逆方向の逆入力トルクが加えられた場合は、ロック状態が解除されず、逆入力トルクが入力回転部材に伝達されてしまうのである。
【０００８】
そこで、本発明は、一方向の入力トルクのみを伝達する逆入力遮断クラッチにおいて、入力トルク伝達後の逆入力トルクに対して入力回転部材の共回りを防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は、入力回転部材と出力回転部材とを同一軸心のまわりに回転自在に配し、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに出力回転部材にトルクが伝達され、前記出力回転部材に逆入力トルクが加えられたときには、出力回転部材が空転して入力回転部材にトルクが伝達されないようにした逆入力遮断クラッチにおいて、前記入力回転部材と出力回転部材とを一定方向にトルク伝達可能に係合（ロック）させるロック手段と、前記入力回転部材に弾性連結された慣性体を有し、前記一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、前記慣性体を惰走させて前記ロック手段による入力回転部材と出力回転部材との係合状態を解除し、その解除状態で前記慣性体を停止させるロック解除手段とを備えた構成を採用したのである。
【００１０】
上記の構成によれば、入力トルクの供給が停止したときに確実に入力回転部材と出力回転部材とのロック状態を解除し、ロック解除状態を維持することができるので、その後にいずれの方向の逆入力トルクが加えられても入力回転部材が共回りすることがない。
【００１１】
ここで、前記ロック解除手段は、前記慣性体としてフライホイールを用い、このフライホイールと固定部材との間に、フライホイールを一定方向に空転させ、逆方向の回転に対しては固定部材と係合させて停止させる一方向クラッチを組み込んだものを採用するとよい。また、前記ロック手段には、ばねクラッチを採用するとよい。
【００１２】
前記ばねクラッチは、前記出力回転部材の外周にコイルばねを装着し、このコイルばねの一端部を前記入力回転部材に、他端部を前記フライホイールにそれぞれ係合させて、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに、前記コイルばねが出力回転部材を緊縛するようにしたものとすることができる。
【００１３】
前記フライホイールおよび固定部材の具体的な組込構造は、前記固定部材を前記両回転部材と同軸に配される固定輪とし、前記フライホイールを、前記固定輪の外周に前記一方向クラッチを介して取り付けられるものとしたり、前記固定部材を前記両回転部材の軸心と平行に配される固定軸とし、この固定軸の外周に前記一方向クラッチを介して歯車を取り付けるとともに、前記フライホイールを、前記両回転部材と同軸に配され、その外周面に設けた歯で前記歯車と噛み合うものとしたりすることができる。
【００１４】
あるいは、前記固定部材を前記両回転部材の軸心と平行に配される固定軸とし、この固定軸の外周に前記一方向クラッチを介して前記フライホイールを取り付けるとともに、前記両回転部材と同一軸心のまわりに回転自在に配され、前記コイルばねの他端部と係合する中間回転部材を設け、この中間回転部材と前記フライホイールに無端ベルトを巻き掛けて、中間回転部材とフライホイールとの間で回転が伝達されるようにすることもできる。
【００１５】
一方、前記入出力回転部材の具体的な組込構造は、前記入力回転部材を、前記出力回転部材を構成する出力軸の外周に回転自在に嵌め込んだり、前記入力回転部材および出力回転部材を、固定された中心軸の外周にそれぞれ回転自在に嵌め込まれる入力回転スリーブおよび出力回転スリーブを備えたものとしたりすることができる。
【００１６】
また、前記出力回転部材を、固定された中心軸の外周に回転自在に嵌め込まれる出力回転スリーブを備えたものとし、この出力回転スリーブの外周に前記入力回転部材を回転自在に嵌め込むとともに、前記中心軸の外周に前記一方向クラッチを介して前記フライホイールを取り付けるようにしてもよい。
【００１７】
前記ばねクラッチは、上記と別の構成として、軸方向中央に形成されたＵ字状部の両側の部分が互いに逆巻きとされたコイルばねを前記出力回転部材の外周に装着し、このコイルばねのＵ字状部を前記入力回転部材に係合させ、両端部を前記フライホイールに連結された制御部材に係合させて、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに、前記コイルばねが出力回転部材を緊縛するようにしたものを採用することもできる。
【００１８】
ここで、前記制御部材は、前記入力回転部材とコイルばねの径方向の隙間に配される円筒体であり、その中央部に前記コイルばねのＵ字状部と係合する入力回転部材の係合部を通す窓があけられている場合、この窓の位置で軸方向に２分割して、容易に組み込めるようにすることが望ましい。
【００１９】
また、前記ばねクラッチのさらに別の構成として、巻き方向が同一の小径部と大径部とを内外に配してその一端どうしを連結した２重巻のコイルばねを、その小径部で前記出力回転部材の外周に装着し、前記入力回転部材を前記コイルばねの大径部と径方向で対向させ、前記コイルばねの大径部の他端部を前記入力回転部材に係合させ、小径部の他端部を前記フライホイールに係合させて、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに、前記コイルばねの大径部が入力回転部材を緊縛し、小径部が出力回転部材を緊縛するようにしたものを採用してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の逆入力遮断クラッチは、上述したように、一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、入力回転部材に弾性連結された慣性体を惰走させて入力回転部材と出力回転部材とのロック状態を解除し、ロック解除状態で慣性体を停止させることにより、ロック解除状態を維持できるようにしたものであるから、その後にいずれの方向の逆入力トルクが加えられても入力回転部材が共回りすることがなく、安定した逆入力遮断動作が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図２】図１の逆入力遮断クラッチの要部の分解斜視図
【図３】ａ、ｂ、ｃは、それぞれ図１のIIIａ−IIIａ線、IIIｂ−IIIｂ線、IIIｃ−IIIｃ線に沿った断面図
【図４】ａ〜ｄは、それぞれ図１の逆入力遮断クラッチの動作の説明図
【図５】第２実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図６】第３実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図７】第４実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図８】第５実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図９】図８の逆入力遮断クラッチの要部の分解斜視図
【図１０】第６実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図１１】図１０の逆入力遮断クラッチの要部の分解斜視図
【図１２】ａ、ｂは、それぞれ図１０のXIIａ−XIIａ線、XIIｂ−XIIｂ線に沿った断面図
【図１３】第７実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図１４】ａは図１３のコイルばねの斜視図、ｂはａの矢印Ａ方向から見た側面図
【図１５】ａ〜ｃは、それぞれ図１３の逆入力遮断クラッチのXV−XV線に沿った断面での動作説明図
【図１６】第８実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図１７】ａ、ｂは、それぞれ図１６のコイルばねのフック側およびその反対側から見た側面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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４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、入力歯車（入力回転部材）１と、出力軸２に出力歯車３を取り付けた出力回転部材４と、出力軸２の外周に装着されるコイルばね５と、コイルばね５で入力歯車１に連結されるフライホイール（慣性体）６と、出力軸２を回転自在に支持する固定輪（固定部材）７と、フライホイール６と固定輪７との間に組み込まれる一方向クラッチ８とで基本的に構成されている。その入力歯車１は、外部のモータ９から駆動歯車１０を介して一定方向の入力トルクが加えられるようになっている。また、入力歯車１および出力回転部材４と同軸に配される固定輪７は、その一端のフランジ部７ａで出力軸２を通すハウジング１１に固定されている。
【００２３】
前記入力歯車１とフライホイール６とは、互いに対向する側の内周に形成されたばね収納部１ａ、６ａにコイルばね５を収納する状態で、出力軸２の外周に回転自在に嵌め込まれている。
【００２４】
前記コイルばね５は、図３（ａ）、（ｂ）にも示すように、一端のフック部５ａが入力歯車１のばね収納部１ａに設けられた係合溝１ｂに挿入され、他端のフック部５ｂがフライホイール６のばね収納部６ａに設けられた係合溝６ｂに挿入されている。そして、入力歯車１に一定方向（図３（ａ）中の矢印方向）の入力トルクが加えられたときに入力歯車１およびフライホイール６と係合して縮径し、出力軸２を緊縛するようになっている。これにより、入力歯車１と出力回転部材４とを一定方向にトルク伝達可能に係合（ロック）させるロック手段としてのばねクラッチが構成されている。
【００２５】
また、前記フライホイール６と固定輪７との間には、前述のように一方向クラッチ８が組み込まれている。言い換えれば、フライホイール６が一方向クラッチ８を介して固定輪７の外周に取り付けられている。
【００２６】
前記一方向クラッチ８は、図３（ｃ）に示すように、フライホイール６と一体回転する外輪１２の内周面に複数のポケット１３を設け、各ポケット１３の底側に傾斜カム面１３ａを形成し、各ポケット１３にころ１４ところ１４をポケット１３の狭小側へ付勢する板ばね１５を１つずつ組み込んだものである。そして、フライホイール６が一定方向（図中の矢印方向）に回転するときは、ころ１４が外輪１２のポケット１３の広大側へ相対移動してフリー状態となることにより、フライホイール６とともに回転し、フライホイール６が逆方向に回転しようとすると、ころ１４が外輪１２のポケット１３の狭小側へ相対移動して傾斜カム面１３ａおよび固定輪７の外周面と係合することにより、フライホイール６とともに停止するようになっている。すなわち、この一方向クラッチ８は、フライホイール６を固定輪７に対して一定方向に空転させ、逆方向の回転に対しては固定輪７と係合させて停止させる作用がある。
【００２７】
次に、この逆入力遮断クラッチの動作について説明する。まず、入力歯車１に一定方向の入力トルクが加えられると、前述のように、ばねクラッチの作用によりコイルばね５が縮径して出力軸２を緊縛し、出力回転部材４が回転駆動される。このとき、コイルばね５と係合するフライホイール６も一方向クラッチ８の作用により一定方向に空転する。
【００２８】
上記の入力トルクの供給が停止すると、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、出力軸２（出力回転部材４）も停止するが、フライホイール６は入力歯車１にコイルばね５で弾性連結されており、一方向クラッチ８は引き続きフライホイール６を空転させる状態にあるため、フライホイール６が慣性力により惰走してコイルばね５を拡径させる。これにより、ばねクラッチによる入力歯車１と出力回転部材４とのロック状態が解除される。その後、フライホイール６は拡径したコイルばね５の弾性力を受けて一旦停止する。
【００２９】
そして、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、一旦停止したフライホイール６は、コイルばね５の弾性回復により入力トルクと逆の方向へわずかに回転するが、その直後に一方向クラッチ８の作用により固定輪７と係合して停止する。このとき、コイルばね５は図４（ａ）の状態よりもわずかに縮径するが、予めコイルばね５の剛性や入力歯車１の回転数に応じてフライホイール６の重量や径方向寸法を適切に設定して、コイルばね５が出力軸２を緊縛するまでに停止するように調整しておくことにより、ロック解除状態を維持することができる。従って、この後に出力歯車３に逆入力トルクが加えられても、出力回転部材４は逆入力トルクの方向によらず空転し、入力歯車１が共回りすることはない。
【００３０】
この逆入力遮断クラッチは、上述したように、入力歯車１への一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、入力歯車１に弾性連結したフライホイール６を惰走させて、ばねクラッチによるロック状態を解除し、ロック解除状態でフライホイール６を停止させるロック解除手段を設けて、ロック解除状態を維持できるようにしたので、入力トルク供給停止後にいずれの方向の逆入力トルクを加えられても入力歯車１が共回りせず、安定した逆入力遮断動作が得られる。
【００３１】
また、入力歯車１から出力回転部材４へのトルク伝達にばねクラッチを用いているので、そのばねクラッチのコイルばね５を交換するだけで伝達トルクの大きさを変更できるという利点もある。
【００３２】
なお、上述した第１の実施形態では入力歯車１を出力軸２の外周に回転自在に嵌め込んだが、出力軸２と同径の入力軸をコイルばね５の中央位置で出力軸２と軸方向に対向するように配して、この入力軸の外周に入力歯車１を一体回転するように嵌め込んでもよい。また、フライホイール６の逆回転を止める一方向クラッチは、実施形態のころ式のものに代えてばねクラッチを使用することにより、コストの低減を図ることができる。
【００３３】
図５乃至図１５に示す第２乃至第７の実施形態は、それぞれ第１実施形態に対して、フライホイールおよび固定部材の組込構造、入出力回転部材の組込構造、ばねクラッチの構成等を変更したもので、基本的な構成および動作は第１実施形態と同じである。従って、以下では、これらの各実施形態の第１実施形態と異なる部分について説明する。
【００３４】
図５に示す第２の実施形態は、第１実施形態の固定輪７に代わる固定部材として、フライホイール６の外側でハウジング１１に固定される固定軸１６を、入力歯車１および出力回転部材４の軸心と平行に設け、この固定軸１６の外周に一方向クラッチ８を介して歯車１７を取り付けるとともに、フライホイール６をその外周面に設けた歯６ｃで歯車１７と噛み合うものとしている。
【００３５】
図６に示す第３の実施形態は、第２実施形態と同様に固定軸１６を設けるとともに、第１実施形態のフライホイール６を、固定軸１６の外周に一方向クラッチ８を介して取り付けられるフライホイール１８と、出力軸２の外周に回転自在に嵌め込まれ、コイルばね５の他端のフック部５ｂと係合する中間回転部材１９とに分割し、その中間回転部材１９とフライホイール１８の一側に設けたプーリ部１８ａに無端ベルト２０を巻き掛けて、中間回転部材１９とフライホイール１８との間で回転が伝達されるようにしたものである。
【００３６】
図７に示す第４の実施形態は、第１実施形態の出力軸２の代わりに、固定された中心軸２１を逆入力遮断クラッチの中心に配し、この中心軸２１の外周に回転自在に嵌め込まれる入力回転スリーブ２２と、入力回転スリーブ２２と一体回転する入力歯車２３とで入力回転部材を構成し、中心軸２１の外周に回転自在に嵌め込まれる出力回転スリーブ２４と、出力回転スリーブ２４と一体回転する出力歯車２５とで出力回転部材を構成している。その入力回転スリーブ２２と出力回転スリーブ２４は、コイルばね５の中央位置で軸方向に対向するように配されている。また、フライホイール６は出力回転スリーブ２４の外周に回転自在に嵌め込まれ、固定輪７は出力回転スリーブ２４の外周を回転自在に支持するようになっている。
【００３７】
図８および図９に示す第５の実施形態は、第４実施形態と同様に中心軸２１を設けるとともに、中心軸２１の外周に回転自在に嵌め込まれる出力回転スリーブ２４と、出力回転スリーブ２４と一体回転する出力歯車２５とで出力回転部材を構成している。そして、入力回転部材としての入力歯車２６が、出力回転スリーブ２４の外周に回転自在に嵌め込まれている。また、フライホイール２７は中心軸２１の外周に一方向クラッチ８を介して取り付けられており、第１実施形態の固定輪７は不要とされている。なお、この実施形態では、出力歯車２５が入力歯車２６と軸方向で隣接する位置に配され、中心軸２１の一端にはフライホイール２７を抜け止めするフランジ２１ａが設けられている。
【００３８】
図１０乃至図１２（ａ）、（ｂ）に示す第６の実施形態は、上述した第５実施形態をベースとし、第１乃至第５の実施形態のコイルばね５に代えて、軸方向中央に形成されたＵ字状部２８ａの両側の部分が互いに逆巻きとされたコイルばね２８（図１１参照）を用いて、ばねクラッチの構成を変更したものである。
【００３９】
この実施形態のばねクラッチは、前記Ｕ字状部２８ａを有するコイルばね２８を出力回転スリーブ２４の外周に装着し、そのＵ字状部２８ａを入力歯車２９の内周に設けた係合突起２９ａ、２９ｂに係合させ、両端部をフライホイール３０に連結された制御部材３１に係合させたものである。入力歯車２９は、その両端部の内周に取り付けられた蓋３２を介して、制御部材３１の外周に回転自在に嵌め込まれている。
【００４０】
前記制御部材３１は、入力歯車２９とコイルばね２８の径方向の隙間に配される円筒体で、出力回転スリーブ２４の外周に回転自在に嵌め込まれている。その中央部には入力歯車２９の内周面に形成された２つの係合突起（係合部）２９ａ、２９ｂを通す窓３１ａがあけられており、容易に組み込めるように窓３１ａの位置で軸方向に２分割されている。また、その窓３１ａから軸方向両側に延びる係合溝３１ｂが設けられ、各係合溝３１ｂにそれぞれコイルばね２８の両端のフック部２８ｂが挿入されるようになっている。そして、フライホイール３０と対向する側の端部に設けた凹部３１ｃに、フライホイール３０の端面に設けた凸部３０ａが嵌め込まれて、フライホイール３０と一体回転するように連結されている。
【００４１】
従って、入力歯車２９に一定方向の入力トルクが加えられると、コイルばね２８のＵ字状部２８ａが入力歯車２９の一方の係合突起２９ａに押され、Ｕ字状部２８ａの両側部分がいずれも縮径して出力回転スリーブ２４を緊縛することにより、出力回転スリーブ２４が出力歯車２５と一体に回転する。このとき、入力歯車２９の回転がコイルばね２８および制御部材３１を介してフライホイール３０にも伝達され、フライホイール３０が空転する。
【００４２】
そして、入力トルクの供給が停止すると、フライホイール３０が制御部材３１とともに惰走し、制御部材３１がコイルばね２８の両端のフック部２８ｂを押すことにより、コイルばね２８のＵ字状部２８ａが入力歯車２９の他方の係合突起２９ｂに当接し、Ｕ字状部２８ａの両側部分が拡径して、ばねクラッチによるロック状態が解除される。
【００４３】
すなわち、この実施形態では、フライホイール３０が制御部材３１を介して第１実施形態のフライホイール６の役割を果たすようになっている。従って、上記のようにロック状態が解除された後も、第１実施形態で説明したのと同様の動作により、ロック解除状態が維持される。
【００４４】
また、図１３乃至図１５に示す第７の実施形態は、第６実施形態と同様に第５実施形態をベースとし、巻き方向が同一の小径部３３ａと大径部３３ｂとを内外に配してその一端どうしを連結した２重巻のコイルばね３３（図１４（ａ）、（ｂ）参照）を用いて、ばねクラッチの構成を変更したものである。
【００４５】
この実施形態のばねクラッチは、前記２重巻のコイルばね３３をその小径部３３ａで出力回転スリーブ２４の外周に装着し、入力歯車３４をコイルばね３３の大径部３３ｂと径方向で対向させ、コイルばね３３の大径部３３ｂの他端のフック部３３ｄを入力歯車３４に係合させ、小径部３３ａの他端のフック部３３ｃをフライホイール３５に係合させたものである。
【００４６】
この実施形態では、入力歯車３４に一定方向の入力トルクが加えられると、図１５（ａ）に示すように、コイルばね３３の大径部３３ｂが拡径して入力歯車３４を緊縛し、小径部３３ａが縮径して出力回転スリーブ２４を緊縛することにより、出力回転スリーブ２４が出力歯車２５と一体に回転し、フライホイール３５は空転する。このとき、入力歯車３４からはコイルばね３３の大径部３３ｂ全体に対してトルク伝達が行われるので、過大な入力トルクが加えられたときもコイルばね３３の破損が生じにくい。
【００４７】
そして、入力トルクの供給が停止すると、図１５（ｂ）に示すように、フライホイール３５が惰走してコイルばね３３の小径側のフック部３３ｃを押すことにより、コイルばね３３の小径部３３ａが拡径してばねクラッチによるロック状態が解除される。なお、このとき、コイルばね３３の大径部３３ｂは縮径して入力歯車３４に対する緊縛も解かれる。
【００４８】
その後、図１５（ｃ）に示すように、フライホイール３５がわずかに逆転して、コイルばね３３の小径部３３ａが拡径した状態で停止することにより、ロック解除状態が維持される点は、第１実施形態で説明した動作と同じである。
【００４９】
図１６および図１７（ａ）、（ｂ）に示す第８の実施形態は、第７実施形態をベースとし、巻き方向が互いに逆の小径部３６ａと大径部３６ｂとを内外に配してその一端どうしを連結した２重巻のコイルばね３６と、内筒３７ａを有する二重筒構造の入力歯車３７を用いたものである。
【００５０】
この実施形態では、前記２重巻のコイルばね３６をその小径部３６ａで出力回転スリーブ２４の外周に装着するとともに、その大径部３６ｂを入力歯車３７の内筒３７ａの外周面に近接対向させ、小径部３６ａの他端のフック部３６ｃをフライホイール３５に、大径部３６ｂの他端のフック部３６ｄを入力歯車３７にそれぞれ係合させている。なお、コイルばね３６の各フック部３６ｃ、３６ｄは、上述した各実施形態と異なり、軸方向に突出している。また、入力歯車３７は、コイルばね３６が挿入される開口を塞ぐ蓋３８を介して、出力回転スリーブ２４の外周に回転自在に嵌め込まれている。
【００５１】
従って、入力歯車３７に一定方向の入力トルクが加えられると、コイルばね３６の大径部３６ｂと小径部３６ａがいずれも縮径して、入力歯車３７の内筒３７ａおよび出力回転スリーブ２４をそれぞれ緊縛し、入力トルクの供給が停止すると、コイルばね３６の小径部３６ａと大径部３６ｂがいずれも拡径して、ばねクラッチのロック状態が解除されるとともに入力歯車３７の内筒３７ａに対する緊縛も解かれる。
【００５２】
すなわち、この実施形態と第７実施形態とでは、コイルばねが入力歯車を緊縛するとき、およびその緊縛が解かれるときの動作は異なっているが、その他の動作、および過大な入力トルクに対してもコイルばねの破損が生じにくい点は同じである。
【符号の説明】
【００５３】
１、２３、２６、２９、３４、３７ 入力歯車
１ａ ばね収納部
１ｂ 係合溝
２ 出力軸
３、２５ 出力歯車
４ 出力回転部材
５、２８、３３、３６ コイルばね
５ａ、５ｂフック部
６、１８、２７、３０、３５ フライホイール
６ａ ばね収納部
６ｂ 係合溝
６ｃ 歯
７ 固定輪
８ 一方向クラッチ
１６ 固定軸
１７ 歯車
１９ 中間回転部材
２０ 無端ベルト
２１ 中心軸
２２ 入力回転スリーブ
２４ 出力回転スリーブ
２８ａ Ｕ字状部
２８ｂ フック部
２９ａ、２９ｂ 係合突起
３１ 制御部材
３１ａ 窓
３１ｂ 係合溝
３３ａ、３６ａ 小径部
３３ｂ、３６ｂ 大径部
３３ｃ、３３ｄ、３６ｃ、３６ｄ フック部
３７ａ 内筒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力側に加えられる入力トルクを出力側に伝達し、出力側に加えられる逆入力トルクは入力側に伝達されないようにする逆入力遮断クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
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回転部材と出力回転部材とをトルク伝達可能に連結し、その連結部に逆入力遮断機構、すなわち入力回転部材に加えられる入力トルクを出力回転部材に伝達し、出力回転部材に加えられる逆入力トルクは入力回転部材に伝達しない機構を設けたものである。
【０００３】
ところで、逆入力遮断クラッチの使用条件としては、入力回転部材の回転方向が一方向に限定されている場合があることから、本出願人は、このような条件のもとで使用するのに適したコンパクトな逆入力遮断クラッチとして、所定の一方向（一定方向）の入力トルクのみを伝達し、逆入力トルクに対しては出力回転部材が空転する構造のものを提案した（特許文献１参照。）。
【０００４】
上記特許文献１に記載された逆入力遮断クラッチの具体的な構造は、入力回転部材の径方向内側に入力回転部材と同心状態に出力回転部材を配し、その出力回転部材の外周面を円筒面とし、入力回転部材の内周面に所定の周方向間隔をおいて複数のポケットを設け、これらの各ポケットの底側に同一方向に傾斜するカム面を設けて、各ポケットのカム面と出力回転部材の円筒面との間に周方向の一側で次第に狭小となる楔形空間を形成し、各ポケットに、ころと、ころを楔形空間の広大側へ向けて付勢する付勢ばねと、ころを挟んで付勢ばねと対向する位置に配される押さえ板とを収容し、押さえ板に固定部材と摺動する摺動ばねを取り付けたものである。
【０００５】
このクラッチでは、入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられると、ころが固定部材から摺動ばねを介して回転抵抗を受ける押さえ板に押され、付勢ばねの弾性力に抗して楔形空間の狭小側へ相対移動して入力回転部材および出力回転部材と係合することにより、出力回転部材にトルクが伝達される。一方、出力回転部材に逆入力トルクが加えられたときは、付勢ばねがころおよび押さえ板を楔形空間の広大側へ押すことにより、ころの入力回転部材および出力回転部材との係合（ロック）が解除された状態となるので、出力回転部材が空転して入力回転部材にはトルクが伝達されないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３５１４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上述した特許文献１に記載の逆入力遮断クラッチでは、入力回転部材に入力トルクが加えられて出力回転部材にトルクが伝達された後、入力トルクと逆方向の逆入力トルクが出力回転部材に加えられたときに、入力回転部材が出力回転部材と共回りしてしまうことがある。これは、トルク伝達直後には、ころのロック状態が保持されているからである。すなわち、トルク伝達後のロック状態において、入力トルクと同方向の逆入力トルクが加えられると、ころが出力回転部材から受ける摩擦力と付勢ばねの弾性力により楔形空間の広大側へ移動してロック状態が解除され、出力回転部材が空転するが、逆方向の逆入力トルクが加えられた場合は、ロック状態が解除されず、逆入力トルクが入力回転部材に伝達されてしまうのである。
【０００８】
そこで、本発明は、一方向の入力トルクのみを伝達する逆入力遮断クラッチにおいて、入力トルク伝達後の逆入力トルクに対して入力回転部材の共回りを防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は、入力回転部材と出力回転部材とを同一軸心のまわりに回転自在に配し、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに出力回転部材にトルクが伝達され、前記出力回転部材に逆入力トルクが加えられたときには、出力回転部材が空転して入力回転部材にトルクが伝達されないようにした逆入力遮断クラッチにおいて、前記入力回転部材と出力回転部材とを一定方向にトルク伝達可能に係合（ロック）させるロック手段と、前記入力回転部材に弾性連結された慣性体を有し、前記一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、前記慣性体を惰走させて前記ロック手段による入力回転部材と出力回転部材との係合状態を解除し、その解除状態で前記慣性体を停止させるロック解除手段とを備えた構成を採用したのである。
【００１０】
上記の構成によれば、入力トルクの供給が停止したときに確実に入力回転部材と出力回転部材とのロック状態を解除し、ロック解除状態を維持することができるので、その後にいずれの方向の逆入力トルクが加えられても入力回転部材が共回りすることがない。
【００１１】
ここで、前記ロック解除手段は、前記慣性体としてフライホイールを用い、このフライホイールと固定部材との間に、フライホイールを一定方向に空転させ、逆方向の回転に対しては固定部材と係合させて停止させる一方向クラッチを組み込んだものを採用するとよい。また、前記ロック手段には、ばねクラッチを採用するとよい。
【００１２】
前記ばねクラッチは、前記出力回転部材の外周にコイルばねを装着し、このコイルばねの一端部を前記入力回転部材に、他端部を前記フライホイールにそれぞれ係合させて、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに、前記コイルばねが出力回転部材を緊縛するようにしたものとすることができる。
【００１３】
前記フライホイールおよび固定部材の具体的な組込構造は、前記固定部材を前記両回転部材と同軸に配される固定輪とし、前記フライホイールを、前記固定輪の外周に前記一方向クラッチを介して取り付けられるものとしたり、前記固定部材を前記両回転部材の軸心と平行に配される固定軸とし、この固定軸の外周に前記一方向クラッチを介して歯車を取り付けるとともに、前記フライホイールを、前記両回転部材と同軸に配され、その外周面に設けた歯で前記歯車と噛み合うものとしたりすることができる。
【００１４】
あるいは、前記固定部材を前記両回転部材の軸心と平行に配される固定軸とし、この固定軸の外周に前記一方向クラッチを介して前記フライホイールを取り付けるとともに、前記両回転部材と同一軸心のまわりに回転自在に配され、前記コイルばねの他端部と係合する中間回転部材を設け、この中間回転部材と前記フライホイールに無端ベルトを巻き掛けて、中間回転部材とフライホイールとの間で回転が伝達されるようにすることもできる。
【００１５】
一方、前記入出力回転部材の具体的な組込構造は、前記入力回転部材を、前記出力回転部材を構成する出力軸の外周に回転自在に嵌め込んだり、前記入力回転部材および出力回転部材を、固定された中心軸の外周にそれぞれ回転自在に嵌め込まれる入力回転スリーブおよび出力回転スリーブを備えたものとしたりすることができる。
【００１６】
また、前記出力回転部材を、固定された中心軸の外周に回転自在に嵌め込まれる出力回転スリーブを備えたものとし、この出力回転スリーブの外周に前記入力回転部材を回転自在に嵌め込むとともに、前記中心軸の外周に前記一方向クラッチを介して前記フライホイールを取り付けるようにしてもよい。
【００１７】
前記ばねクラッチは、上記と別の構成として、軸方向中央に形成されたＵ字状部の両側の部分が互いに逆巻きとされたコイルばねを前記出力回転部材の外周に装着し、このコイルばねのＵ字状部を前記入力回転部材に係合させ、両端部を前記フライホイールに連結された制御部材に係合させて、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに、前記コイルばねが出力回転部材を緊縛するようにしたものを採用することもできる。
【００１８】
ここで、前記制御部材は、前記入力回転部材とコイルばねの径方向の隙間に配される円筒体であり、その中央部に前記コイルばねのＵ字状部と係合する入力回転部材の係合部を通す窓があけられている場合、この窓の位置で軸方向に２分割して、容易に組み込めるようにすることが望ましい。
【００１９】
また、前記ばねクラッチのさらに別の構成として、巻き方向が同一の小径部と大径部とを内外に配してその一端どうしを連結した２重巻のコイルばねを、その小径部で前記出力回転部材の外周に装着し、前記入力回転部材を前記コイルばねの大径部と径方向で対向させ、前記コイルばねの大径部の他端部を前記入力回転部材に係合させ、小径部の他端部を前記フライホイールに係合させて、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに、前記コイルばねの大径部が入力回転部材を緊縛し、小径部が出力回転部材を緊縛するようにしたものを採用してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の逆入力遮断クラッチは、上述したように、一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、入力回転部材に弾性連結された慣性体を惰走させて入力回転部材と出力回転部材とのロック状態を解除し、ロック解除状態で慣性体を停止させることにより、ロック解除状態を維持できるようにしたものであるから、その後にいずれの方向の逆入力トルクが加えられても入力回転部材が共回りすることがなく、安定した逆入力遮断動作が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図２】図１の逆入力遮断クラッチの要部の分解斜視図
【図３】ａ、ｂ、ｃは、それぞれ図１のIIIａ−IIIａ線、IIIｂ−IIIｂ線、IIIｃ−IIIｃ線に沿った断面図
【図４】ａ〜ｄは、それぞれ図１の逆入力遮断クラッチの動作の説明図
【図５】第２実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図６】第３実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図７】第４実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図８】第５実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図９】図８の逆入力遮断クラッチの要部の分解斜視図
【図１０】第６実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図１１】図１０の逆入力遮断クラッチの要部の分解斜視図
【図１２】ａ、ｂは、それぞれ図１０のXIIａ−XIIａ線、XIIｂ−XIIｂ線に沿った断面図
【図１３】第７実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図１４】ａは図１３のコイルばねの斜視図、ｂはａの矢印Ａ方向から見た側面図
【図１５】ａ〜ｃは、それぞれ図１３の逆入力遮断クラッチのXV−XV線に沿った断面での動作説明図
【図１６】第８実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図１７】ａ、ｂは、それぞれ図１６のコイルばねのフック側およびその反対側から見た側面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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４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、入力歯車（入力回転部材）１と、出力軸２に出力歯車３を取り付けた出力回転部材４と、出力軸２の外周に装着されるコイルばね５と、コイルばね５で入力歯車１に連結されるフライホイール（慣性体）６と、出力軸２を回転自在に支持する固定輪（固定部材）７と、フライホイール６と固定輪７との間に組み込まれる一方向クラッチ８とで基本的に構成されている。その入力歯車１は、外部のモータ９から駆動歯車１０を介して一定方向の入力トルクが加えられるようになっている。また、入力歯車１および出力回転部材４と同軸に配される固定輪７は、その一端のフランジ部７ａで出力軸２を通すハウジング１１に固定されている。
【００２３】
前記入力歯車１とフライホイール６とは、互いに対向する側の内周に形成されたばね収納部１ａ、６ａにコイルばね５を収納する状態で、出力軸２の外周に回転自在に嵌め込まれている。
【００２４】
前記コイルばね５は、図３（ａ）、（ｂ）にも示すように、一端のフック部５ａが入力歯車１のばね収納部１ａに設けられた係合溝１ｂに挿入され、他端のフック部５ｂがフライホイール６のばね収納部６ａに設けられた係合溝６ｂに挿入されている。そして、入力歯車１に一定方向（図３（ａ）中の矢印方向）の入力トルクが加えられたときに入力歯車１およびフライホイール６と係合して縮径し、出力軸２を緊縛するようになっている。これにより、入力歯車１と出力回転部材４とを一定方向にトルク伝達可能に係合（ロック）させるロック手段としてのばねクラッチが構成されている。
【００２５】
また、前記フライホイール６と固定輪７との間には、前述のように一方向クラッチ８が組み込まれている。言い換えれば、フライホイール６が一方向クラッチ８を介して固定輪７の外周に取り付けられている。
【００２６】
前記一方向クラッチ８は、図３（ｃ）に示すように、フライホイール６と一体回転する外輪１２の内周面に複数のポケット１３を設け、各ポケット１３の底側に傾斜カム面１３ａを形成し、各ポケット１３にころ１４ところ１４をポケット１３の狭小側へ付勢する板ばね１５を１つずつ組み込んだものである。そして、フライホイール６が一定方向（図中の矢印方向）に回転するときは、ころ１４が外輪１２のポケット１３の広大側へ相対移動してフリー状態となることにより、フライホイール６とともに回転し、フライホイール６が逆方向に回転しようとすると、ころ１４が外輪１２のポケット１３の狭小側へ相対移動して傾斜カム面１３ａおよび固定輪７の外周面と係合することにより、フライホイール６とともに停止するようになっている。すなわち、この一方向クラッチ８は、フライホイール６を固定輪７に対して一定方向に空転させ、逆方向の回転に対しては固定輪７と係合させて停止させる作用がある。
【００２７】
次に、この逆入力遮断クラッチの動作について説明する。まず、入力歯車１に一定方向の入力トルクが加えられると、前述のように、ばねクラッチの作用によりコイルばね５が縮径して出力軸２を緊縛し、出力回転部材４が回転駆動される。このとき、コイルばね５と係合するフライホイール６も一方向クラッチ８の作用により一定方向に空転する。
【００２８】
上記の入力トルクの供給が停止すると、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、出力軸２（出力回転部材４）も停止するが、フライホイール６は入力歯車１にコイルばね５で弾性連結されており、一方向クラッチ８は引き続きフライホイール６を空転させる状態にあるため、フライホイール６が慣性力により惰走してコイルばね５を拡径させる。これにより、ばねクラッチによる入力歯車１と出力回転部材４とのロック状態が解除される。その後、フライホイール６は拡径したコイルばね５の弾性力を受けて一旦停止する。
【００２９】
そして、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、一旦停止したフライホイール６は、コイルばね５の弾性回復により入力トルクと逆の方向へわずかに回転するが、その直後に一方向クラッチ８の作用により固定輪７と係合して停止する。このとき、コイルばね５は図４（ａ）の状態よりもわずかに縮径するが、予めコイルばね５の剛性や入力歯車１の回転数に応じてフライホイール６の重量や径方向寸法を適切に設定して、コイルばね５が出力軸２を緊縛するまでに停止するように調整しておくことにより、ロック解除状態を維持することができる。従って、この後に出力歯車３に逆入力トルクが加えられても、出力回転部材４は逆入力トルクの方向によらず空転し、入力歯車１が共回りすることはない。
【００３０】
この逆入力遮断クラッチは、上述したように、入力歯車１への一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、入力歯車１に弾性連結したフライホイール６を惰走させて、ばねクラッチによるロック状態を解除し、ロック解除状態でフライホイール６を停止させるロック解除手段を設けて、ロック解除状態を維持できるようにしたので、入力トルク供給停止後にいずれの方向の逆入力トルクを加えられても入力歯車１が共回りせず、安定した逆入力遮断動作が得られる。
【００３１】
また、入力歯車１から出力回転部材４へのトルク伝達にばねクラッチを用いているので、そのばねクラッチのコイルばね５を交換するだけで伝達トルクの大きさを変更できるという利点もある。
【００３２】
なお、上述した第１の実施形態では入力歯車１を出力軸２の外周に回転自在に嵌め込んだが、出力軸２と同径の入力軸をコイルばね５の中央位置で出力軸２と軸方向に対向するように配して、この入力軸の外周に入力歯車１を一体回転するように嵌め込んでもよい。また、フライホイール６の逆回転を止める一方向クラッチは、実施形態のころ式のものに代えてばねクラッチを使用することにより、コストの低減を図ることができる。
【００３３】
図５乃至図１５に示す第２乃至第７の実施形態は、それぞれ第１実施形態に対して、フライホイールおよび固定部材の組込構造、入出力回転部材の組込構造、ばねクラッチの構成等を変更したもので、基本的な構成および動作は第１実施形態と同じである。従って、以下では、これらの各実施形態の第１実施形態と異なる部分について説明する。
【００３４】
図５に示す第２の実施形態は、第１実施形態の固定輪７に代わる固定部材として、フライホイール６の外側でハウジング１１に固定される固定軸１６を、入力歯車１および出力回転部材４の軸心と平行に設け、この固定軸１６の外周に一方向クラッチ８を介して歯車１７を取り付けるとともに、フライホイール６をその外周面に設けた歯６ｃで歯車１７と噛み合うものとしている。
【００３５】
図６に示す第３の実施形態は、第２実施形態と同様に固定軸１６を設けるとともに、第１実施形態のフライホイール６を、固定軸１６の外周に一方向クラッチ８を介して取り付けられるフライホイール１８と、出力軸２の外周に回転自在に嵌め込まれ、コイルばね５の他端のフック部５ｂと係合する中間回転部材１９とに分割し、その中間回転部材１９とフライホイール１８の一側に設けたプーリ部１８ａに無端ベルト２０を巻き掛けて、中間回転部材１９とフライホイール１８との間で回転が伝達されるようにしたものである。
【００３６】
図７に示す第４の実施形態は、第１実施形態の出力軸２の代わりに、固定された中心軸２１を逆入力遮断クラッチの中心に配し、この中心軸２１の外周に回転自在に嵌め込まれる入力回転スリーブ２２と、入力回転スリーブ２２と一体回転する入力歯車２３とで入力回転部材を構成し、中心軸２１の外周に回転自在に嵌め込まれる出力回転スリーブ２４と、出力回転スリーブ２４と一体回転する出力歯車２５とで出力回転部材を構成している。その入力回転スリーブ２２と出力回転スリーブ２４は、コイルばね５の中央位置で軸方向に対向するように配されている。また、フライホイール６は出力回転スリーブ２４の外周に回転自在に嵌め込まれ、固定輪７は出力回転スリーブ２４の外周を回転自在に支持するようになっている。
【００３７】
図８および図９に示す第５の実施形態は、第４実施形態と同様に中心軸２１を設けるとともに、中心軸２１の外周に回転自在に嵌め込まれる出力回転スリーブ２４と、出力回転スリーブ２４と一体回転する出力歯車２５とで出力回転部材を構成している。そして、入力回転部材としての入力歯車２６が、出力回転スリーブ２４の外周に回転自在に嵌め込まれている。また、フライホイール２７は中心軸２１の外周に一方向クラッチ８を介して取り付けられており、第１実施形態の固定輪７は不要とされている。なお、この実施形態では、出力歯車２５が入力歯車２６と軸方向で隣接する位置に配され、中心軸２１の一端にはフライホイール２７を抜け止めするフランジ２１ａが設けられている。
【００３８】
図１０乃至図１２（ａ）、（ｂ）に示す第６の実施形態は、上述した第５実施形態をベースとし、第１乃至第５の実施形態のコイルばね５に代えて、軸方向中央に形成されたＵ字状部２８ａの両側の部分が互いに逆巻きとされたコイルばね２８（図１１参照）を用いて、ばねクラッチの構成を変更したものである。
【００３９】
この実施形態のばねクラッチは、前記Ｕ字状部２８ａを有するコイルばね２８を出力回転スリーブ２４の外周に装着し、そのＵ字状部２８ａを入力歯車２９の内周に設けた係合突起２９ａ、２９ｂに係合させ、両端部をフライホイール３０に連結された制御部材３１に係合させたものである。入力歯車２９は、その両端部の内周に取り付けられた蓋３２を介して、制御部材３１の外周に回転自在に嵌め込まれている。
【００４０】
前記制御部材３１は、入力歯車２９とコイルばね２８の径方向の隙間に配される円筒体で、出力回転スリーブ２４の外周に回転自在に嵌め込まれている。その中央部には入力歯車２９の内周面に形成された２つの係合突起（係合部）２９ａ、２９ｂを通す窓３１ａがあけられており、容易に組み込めるように窓３１ａの位置で軸方向に２分割されている。また、その窓３１ａから軸方向両側に延びる係合溝３１ｂが設けられ、各係合溝３１ｂにそれぞれコイルばね２８の両端のフック部２８ｂが挿入されるようになっている。そして、フライホイール３０と対向する側の端部に設けた凹部３１ｃに、フライホイール３０の端面に設けた凸部３０ａが嵌め込まれて、フライホイール３０と一体回転するように連結されている。
【００４１】
従って、入力歯車２９に一定方向の入力トルクが加えられると、コイルばね２８のＵ字状部２８ａが入力歯車２９の一方の係合突起２９ａに押され、Ｕ字状部２８ａの両側部分がいずれも縮径して出力回転スリーブ２４を緊縛することにより、出力回転スリーブ２４が出力歯車２５と一体に回転する。このとき、入力歯車２９の回転がコイルばね２８および制御部材３１を介してフライホイール３０にも伝達され、フライホイール３０が空転する。
【００４２】
そして、入力トルクの供給が停止すると、フライホイール３０が制御部材３１とともに惰走し、制御部材３１がコイルばね２８の両端のフック部２８ｂを押すことにより、コイルばね２８のＵ字状部２８ａが入力歯車２９の他方の係合突起２９ｂに当接し、Ｕ字状部２８ａの両側部分が拡径して、ばねクラッチによるロック状態が解除される。
【００４３】
すなわち、この実施形態では、フライホイール３０が制御部材３１を介して第１実施形態のフライホイール６の役割を果たすようになっている。従って、上記のようにロック状態が解除された後も、第１実施形態で説明したのと同様の動作により、ロック解除状態が維持される。
【００４４】
また、図１３乃至図１５に示す第７の実施形態は、第６実施形態と同様に第５実施形態をベースとし、巻き方向が同一の小径部３３ａと大径部３３ｂとを内外に配してその一端どうしを連結した２重巻のコイルばね３３（図１４（ａ）、（ｂ）参照）を用いて、ばねクラッチの構成を変更したものである。
【００４５】
この実施形態のばねクラッチは、前記２重巻のコイルばね３３をその小径部３３ａで出力回転スリーブ２４の外周に装着し、入力歯車３４をコイルばね３３の大径部３３ｂと径方向で対向させ、コイルばね３３の大径部３３ｂの他端のフック部３３ｄを入力歯車３４に係合させ、小径部３３ａの他端のフック部３３ｃをフライホイール３５に係合させたものである。
【００４６】
この実施形態では、入力歯車３４に一定方向の入力トルクが加えられると、図１５（ａ）に示すように、コイルばね３３の大径部３３ｂが拡径して入力歯車３４を緊縛し、小径部３３ａが縮径して出力回転スリーブ２４を緊縛することにより、出力回転スリーブ２４が出力歯車２５と一体に回転し、フライホイール３５は空転する。このとき、入力歯車３４からはコイルばね３３の大径部３３ｂ全体に対してトルク伝達が行われるので、過大な入力トルクが加えられたときもコイルばね３３の破損が生じにくい。
【００４７】
そして、入力トルクの供給が停止すると、図１５（ｂ）に示すように、フライホイール３５が惰走してコイルばね３３の小径側のフック部３３ｃを押すことにより、コイルばね３３の小径部３３ａが拡径してばねクラッチによるロック状態が解除される。なお、このとき、コイルばね３３の大径部３３ｂは縮径して入力歯車３４に対する緊縛も解かれる。
【００４８】
その後、図１５（ｃ）に示すように、フライホイール３５がわずかに逆転して、コイルばね３３の小径部３３ａが拡径した状態で停止することにより、ロック解除状態が維持される点は、第１実施形態で説明した動作と同じである。
【００４９】
図１６および図１７（ａ）、（ｂ）に示す第８の実施形態は、第７実施形態をベースとし、巻き方向が互いに逆の小径部３６ａと大径部３６ｂとを内外に配してその一端どうしを連結した２重巻のコイルばね３６と、内筒３７ａを有する二重筒構造の入力歯車３７を用いたものである。
【００５０】
この実施形態では、前記２重巻のコイルばね３６をその小径部３６ａで出力回転スリーブ２４の外周に装着するとともに、その大径部３６ｂを入力歯車３７の内筒３７ａの外周面に近接対向させ、小径部３６ａの他端のフック部３６ｃをフライホイール３５に、大径部３６ｂの他端のフック部３６ｄを入力歯車３７にそれぞれ係合させている。なお、コイルばね３６の各フック部３６ｃ、３６ｄは、上述した各実施形態と異なり、軸方向に突出している。また、入力歯車３７は、コイルばね３６が挿入される開口を塞ぐ蓋３８を介して、出力回転スリーブ２４の外周に回転自在に嵌め込まれている。
【００５１】
従って、入力歯車３７に一定方向の入力トルクが加えられると、コイルばね３６の大径部３６ｂと小径部３６ａがいずれも縮径して、入力歯車３７の内筒３７ａおよび出力回転スリーブ２４をそれぞれ緊縛し、入力トルクの供給が停止すると、コイルばね３６の小径部３６ａと大径部３６ｂがいずれも拡径して、ばねクラッチのロック状態が解除されるとともに入力歯車３７の内筒３７ａに対する緊縛も解かれる。
【００５２】
すなわち、この実施形態と第７実施形態とでは、コイルばねが入力歯車を緊縛するとき、およびその緊縛が解かれるときの動作は異なっているが、その他の動作、および過大な入力トルクに対してもコイルばねの破損が生じにくい点は同じである。
【符号の説明】
【００５３】
１、２３、２６、２９、３４、３７ 入力歯車
１ａ ばね収納部
１ｂ 係合溝
２ 出力軸
３、２５ 出力歯車
４ 出力回転部材
５、２８、３３、３６ コイルばね
５ａ、５ｂフック部
６、１８、２７、３０、３５ フライホイール
６ａ ばね収納部
６ｂ 係合溝
６ｃ 歯
７ 固定輪
８ 一方向クラッチ
１６ 固定軸
１７ 歯車
１９ 中間回転部材
２０ 無端ベルト
２１ 中心軸
２２ 入力回転スリーブ
２４ 出力回転スリーブ
２８ａ Ｕ字状部
２８ｂ フック部
２９ａ、２９ｂ 係合突起
３１ 制御部材
３１ａ 窓
３１ｂ 係合溝
３３ａ、３６ａ 小径部
３３ｂ、３６ｂ 大径部
３３ｃ、３３ｄ、３６ｃ、３６ｄ フック部
３７ａ 内筒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力回転部材と出力回転部材とを同一軸心のまわりに回転自在に配し、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに出力回転部材にトルクが伝達され、前記出力回転部材に逆入力トルクが加えられたときには、出力回転部材が空転して入力回転部材にトルクが伝達されないようにした逆入力遮断クラッチにおいて、
前記入力回転部材と出力回転部材とを一定方向にトルク伝達可能に係合させるロック手段と、
前記入力回転部材に弾性連結された慣性体を有し、前記一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、前記慣性体を惰走させて前記ロック手段による入力回転部材と出力回転部材との係合状態を解除し、その解除状態で前記慣性体を停止させるロック解除手段とを備えていることを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
【請求項２】
前記ロック解除手段が、前記慣性体としてフライホイールを用い、このフライホイールと固定部材との間に、フライホイールを一定方向に空転させ、逆方向の回転に対しては固定部材と係合させて停止させる一方向クラッチを組み込んだ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。
【請求項３】
前記ロック手段がばねクラッチであることを特徴とする請求項２に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項４】
前記ばねクラッチは、前記出力回転部材の外周にコイルばねを装着し、このコイルばねの一端部を前記入力回転部材に、他端部を前記フライホイールにそれぞれ係合させて、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに、前記コイルばねが出力回転部材を緊縛するようにしたものであることを特徴とする請求項３に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項５】
前記固定部材を前記両回転部材と同軸に配される固定輪とし、前記フライホイールは、前記固定輪の外周に前記一方向クラッチを介して取り付けられるものとしたことを特徴とする請求項４に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項６】
前記固定部材を前記両回転部材の軸心と平行に配される固定軸とし、この固定軸の外周に前記一方向クラッチを介して歯車を取り付けるとともに、前記フライホイールは、前記両回転部材と同軸に配され、その外周面に設けた歯で前記歯車と噛み合うものとしたことを特徴とする請求項４に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項７】
前記固定部材を前記両回転部材の軸心と平行に配される固定軸とし、この固定軸の外周に前記一方向クラッチを介して前記フライホイールを取り付けるとともに、前記両回転部材と同一軸心のまわりに回転自在に配され、前記コイルばねの他端部と係合する中間回転部材を設け、この中間回転部材と前記フライホイールに無端ベルトを巻き掛けて、中間回転部材とフライホイールとの間で回転が伝達されるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項８】
前記入力回転部材を、前記出力回転部材を構成する出力軸の外周に回転自在に嵌め込んだことを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項９】
前記入力回転部材および出力回転部材を、固定された中心軸の外周にそれぞれ回転自在に嵌め込まれる入力回転スリーブおよび出力回転スリーブを備えたものとしたことを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項１０】
前記出力回転部材を、固定された中心軸の外周に回転自在に嵌め込まれる出力回転スリーブを備えたものとし、この出力回転スリーブの外周に前記入力回転部材を回転自在に嵌め込むとともに、前記中心軸の外周に前記一方向クラッチを介して前記フライホイールを取り付けたことを特徴とする請求項４に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項１１】
前記ばねクラッチは、軸方向中央に形成されたＵ字状部の両側の部分が互いに逆巻きとされたコイルばねを前記出力回転部材の外周に装着し、このコイルばねのＵ字状部を前記入力回転部材に係合させ、両端部を前記フライホイールに連結された制御部材に係合させて、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに、前記コイルばねが出力回転部材を緊縛するようにしたものであることを特徴とする請求項３に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項１２】
前記制御部材は、前記入力回転部材とコイルばねの径方向の隙間に配される円筒体であり、その中央部に前記コイルばねのＵ字状部と係合する入力回転部材の係合部を通す窓があけられ、この窓の位置で軸方向に２分割されていることを特徴とする請求項１１に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項１３】
前記ばねクラッチは、巻き方向が同一の小径部と大径部とを内外に配してその一端どうしを連結した２重巻のコイルばねを、その小径部で前記出力回転部材の外周に装着し、前記入力回転部材を前記コイルばねの大径部と径方向で対向させ、前記コイルばねの大径部の他端部を前記入力回転部材に係合させ、小径部の他端部を前記フライホイールに係合させて、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに、前記コイルばねの大径部が入力回転部材を緊縛し、小径部が出力回転部材を緊縛するようにしたものであることを特徴とする請求項３に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項１】
入力回転部材と出力回転部材とを同一軸心のまわりに回転自在に配し、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに出力回転部材にトルクが伝達され、前記出力回転部材に逆入力トルクが加えられたときには、出力回転部材が空転して入力回転部材にトルクが伝達されないようにした逆入力遮断クラッチにおいて、
前記入力回転部材と出力回転部材とを一定方向にトルク伝達可能に係合させるロック手段と、
前記入力回転部材に弾性連結された慣性体を有し、前記一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、前記慣性体を惰走させて前記ロック手段による入力回転部材と出力回転部材との係合状態を解除し、その解除状態で前記慣性体を停止させるロック解除手段とを備えていることを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
【請求項２】
前記ロック解除手段が、前記慣性体としてフライホイールを用い、このフライホイールと固定部材との間に、フライホイールを一定方向に空転させ、逆方向の回転に対しては固定部材と係合させて停止させる一方向クラッチを組み込んだ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。
【請求項３】
前記ロック手段がばねクラッチであることを特徴とする請求項２に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項４】
前記ばねクラッチは、前記出力回転部材の外周にコイルばねを装着し、このコイルばねの一端部を前記入力回転部材に、他端部を前記フライホイールにそれぞれ係合させて、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに、前記コイルばねが出力回転部材を緊縛するようにしたものであることを特徴とする請求項３に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項５】
前記固定部材を前記両回転部材と同軸に配される固定輪とし、前記フライホイールは、前記固定輪の外周に前記一方向クラッチを介して取り付けられるものとしたことを特徴とする請求項４に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項６】
前記固定部材を前記両回転部材の軸心と平行に配される固定軸とし、この固定軸の外周に前記一方向クラッチを介して歯車を取り付けるとともに、前記フライホイールは、前記両回転部材と同軸に配され、その外周面に設けた歯で前記歯車と噛み合うものとしたことを特徴とする請求項４に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項７】
前記固定部材を前記両回転部材の軸心と平行に配される固定軸とし、この固定軸の外周に前記一方向クラッチを介して前記フライホイールを取り付けるとともに、前記両回転部材と同一軸心のまわりに回転自在に配され、前記コイルばねの他端部と係合する中間回転部材を設け、この中間回転部材と前記フライホイールに無端ベルトを巻き掛けて、中間回転部材とフライホイールとの間で回転が伝達されるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項８】
前記入力回転部材を、前記出力回転部材を構成する出力軸の外周に回転自在に嵌め込んだことを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項９】
前記入力回転部材および出力回転部材を、固定された中心軸の外周にそれぞれ回転自在に嵌め込まれる入力回転スリーブおよび出力回転スリーブを備えたものとしたことを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項１０】
前記出力回転部材を、固定された中心軸の外周に回転自在に嵌め込まれる出力回転スリーブを備えたものとし、この出力回転スリーブの外周に前記入力回転部材を回転自在に嵌め込むとともに、前記中心軸の外周に前記一方向クラッチを介して前記フライホイールを取り付けたことを特徴とする請求項４に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項１１】
前記ばねクラッチは、軸方向中央に形成されたＵ字状部の両側の部分が互いに逆巻きとされたコイルばねを前記出力回転部材の外周に装着し、このコイルばねのＵ字状部を前記入力回転部材に係合させ、両端部を前記フライホイールに連結された制御部材に係合させて、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに、前記コイルばねが出力回転部材を緊縛するようにしたものであることを特徴とする請求項３に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項１２】
前記制御部材は、前記入力回転部材とコイルばねの径方向の隙間に配される円筒体であり、その中央部に前記コイルばねのＵ字状部と係合する入力回転部材の係合部を通す窓があけられ、この窓の位置で軸方向に２分割されていることを特徴とする請求項１１に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項１３】
前記ばねクラッチは、巻き方向が同一の小径部と大径部とを内外に配してその一端どうしを連結した２重巻のコイルばねを、その小径部で前記出力回転部材の外周に装着し、前記入力回転部材を前記コイルばねの大径部と径方向で対向させ、前記コイルばねの大径部の他端部を前記入力回転部材に係合させ、小径部の他端部を前記フライホイールに係合させて、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに、前記コイルばねの大径部が入力回転部材を緊縛し、小径部が出力回転部材を緊縛するようにしたものであることを特徴とする請求項３に記載の逆入力遮断クラッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１２２５８５（Ｐ２０１２−１２２５８５Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７５６３４（Ｐ２０１０−２７５６３４）
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１０日（２０１０．１２．１０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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