説明

逆入力防止クラッチ

【課題】逆入力トルクに対して出力側部材をロックさせる方式の逆入力防止クラッチにおいて、出力側部材のロック解除に伴う摩耗を抑え、クラッチ動作を長期間にわたって安定させることである。
【解決手段】保持器柱部9aに押されたころ10が楔形空間14の広大部へ移動して内輪3のロックが解除される状態のときに、ころ10と外輪6および内輪3との接触位置における接線A、Bを引き、両接線A、Bの交点Cところ10の中心Oとを結ぶ直線Lに対して、外輪6側で保持器柱部9aをころ10に接触させることにより、ころ10を内輪3に強く押し付けて、内輪3ところ10の摩擦力が外輪6ところ10の摩擦力よりも大きくなるようにした。これにより、ころ10が外輪6の内周円筒面に対して滑り、内輪カム面3a上を転がるようになり、内輪3のころ10との接触部の摩耗を抑えることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、入力側部材の回転を出力側部材に伝達し、出力側部材の回転は入力側部材に伝達されないようにする逆入力防止クラッチに関する。
【背景技術】
【0002】
逆入力防止クラッチは、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をトルク伝達可能に連結し、その連結部に逆入力防止機構、すなわちトルクが入力される入力側部材の正逆両方向の回転を出力側部材に伝達し、逆入力トルクによる出力側部材の回転は入力側部材に伝達しない機構を設けたものである。このような逆入力防止クラッチには、出力側部材に逆入力トルクが加えられたときに、出力側部材をロックさせる方式のものがある(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】特開2007−232095号公報
【0003】
図1および図2は、上記のように逆入力トルクに対して出力側部材をロックさせる方式の逆入力防止クラッチの一例を示す。このクラッチは、入力軸(入力側部材)1と出力側部材4とを同一軸心のまわりに回転しかつトルク伝達できるように連結し、出力側部材4の一部を形成する内輪3の外側に固定外輪6を配し、内輪3の外周にカム面3aを周方向に交互に傾斜が逆向きとなるように設けて、外輪6の内周円筒面と内輪3外周面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間14を複数形成し、各楔形空間14の周方向両側に入力軸1と一体に回転する保持器9の柱部9aを挿入するとともに、各楔形空間14に一対の円筒ころ(転動体)10と各ころ10を楔形空間14の狭小部に押し込む圧縮コイルばね(弾性部材)11を組み込んだものである。
【0004】
このクラッチでは、各ころ10がばね11の弾力で楔形空間14の狭小部に押し込まれているので、出力側部材4に逆入力トルクが加えられても、回転方向後側のころ10が外輪6および内輪3に係合することにより内輪3がロックされ、入力軸1は回転しない。
【0005】
一方、入力軸1に入力トルクが加えられたときには、保持器9の柱部9aが入力軸1と一体に回転し、回転方向後側のころ10をばね11の弾力に抗して楔形空間14の広大部へ押しやることにより、ころ10と外輪6および内輪3との係合が解除されて、内輪3がロック状態から解放され、入力軸1の回転が出力側部材4に伝達される。
【0006】
ところで、上述した方式の逆入力防止クラッチに入力トルクと逆入力トルクが同時に同じ方向に加えられた場合は、回転方向後側のころが常に保持器の柱部に押された状態で外輪および内輪との係合と係合解除を繰り返し、内輪のロックとロック解除が連続して起こる。このロック解除時に、ころと外輪との接触力が内輪との接触力よりも強いと、通常はころが外輪内周面上で転がり、内輪カム面の一定の部位と滑りを生じるため、内輪のころと接触する部位が早期摩耗を生じることがある。そして、内輪のころとの接触部の摩耗が大きくなると、内輪がロックされなくなったり内輪のロック解除ができなくなったりして、クラッチ動作が不安定になりやすい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の課題は、逆入力トルクに対して出力側部材をロックさせる方式の逆入力防止クラッチにおいて、出力側部材のロック解除に伴う摩耗を抑え、クラッチ動作を長期間にわたって安定させることである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を解決するため、本発明は、同一軸心のまわりに回転する入力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トルク伝達手段を設け、内周側または外周側に円筒面を有する固定部材を、その円筒面が前記出力側部材の外周面または内周面と対向するように配して、前記出力側部材の所定の位置に、前記固定部材の円筒面との間に周方向で次第に狭小となる楔形空間を形成するカム面を設け、前記出力側部材と固定部材との間に前記入力側部材に連結された保持器の柱部を挿入するとともに、前記各楔形空間にそれぞれ転動体を配し、これらの各転動体間の所定の箇所に弾性部材を組み込んで各転動体を前記楔形空間の狭小部に押し込み、前記入力側部材が回転したときに、入力側部材と一体に回転する保持器の柱部が弾性部材の弾力に抗して転動体を楔形空間の広大部へ押しやることにより出力側部材へのトルク伝達が行われるようにした逆入力防止クラッチにおいて、前記保持器の柱部が転動体を押したときに、前記転動体が固定部材の円筒面に対して滑り、出力側部材のカム面上を転がるようにしたのである。
【0009】
すなわち、保持器の柱部に押された転動体が楔形空間の広大部へ移動し、転動体と固定部材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るときに、転動体が出力側部材のカム面上を転がるようにすることにより、出力側部材の転動体との接触部の摩耗を抑えられるようにしたのである。
【0010】
前記転動体が固定部材の円筒面に対して滑り、出力側部材のカム面上を転がるようにする手段としては、前記転動体と固定部材の円筒面および出力側部材のカム面との接触位置における接線を引き、これらの両接線の交点と転動体の中心とを結ぶ直線に対して、前記保持器の柱部と転動体との接触位置を固定部材の円筒面の側に配したものを採用することができる。
【0011】
また、前記転動体が固定部材の円筒面に対して滑り、出力側部材のカム面上を転がるようにする別の手段として、前記固定部材の円筒面と転動体との間の摩擦係数を、前記出力側部材のカム面と転動体との間の摩擦係数よりも小さくしたものを採用することもできる。この手段の場合は、前記固定部材の円筒面に、研削、鏡面研磨またはバレル研磨のいずれかの表面仕上げを行うか、あるいは前記出力側部材のカム面にショットピーニングを施すようにするとよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明は、上述したように、逆入力トルクに対して出力側部材をロックさせる方式の逆入力防止クラッチにおいて、出力側部材のロック解除時に転動体が出力側部材のカム面上を転がり、出力側部材との間で滑りを生じないようにしたので、出力側部材の転動体との接触部の摩耗を抑えることができ、クラッチ動作を長期間にわたって安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明の第1実施形態の逆入力防止クラッチの基本的な構成は、前述の図1および図2に示した従来のものと同じである。すなわち、この逆入力防止クラッチは、図1および図2に示すように、入力軸(入力側部材)1と、出力軸2および内輪3からなる出力側部材4と、ハウジング5内周に固定外輪6および押え蓋7を嵌め込んだ固定部材8と、内輪3と外輪6との間に挿入される複数の柱部9aを有する保持器9と、保持器9の柱部9a間に組み込まれる円筒ころ(転動体)10および圧縮コイルばね(弾性部材)11とで構成されている。
【0014】
前記入力軸1は、筒状に形成された係合部12が、内輪3中央に設けられた係合穴13に挿入され、先端の小径円筒部が出力軸2の端面中央の穴に嵌め込まれて、出力軸2と同一軸心のまわりに回転するようになっている。ここで、内輪3の係合穴13は、入力軸1の係合部12とほぼ同じ断面形状であるが、入力軸1を挿入したときに僅かな回転方向の隙間が生じるように形成され、入力軸1の回転が僅かな角度遅れをもって内輪3に連結された出力軸2に伝達されるようになっている。また、前記保持器9は、入力軸1の係合部12に嵌め込まれて入力軸1と一体に回転するようになっている。そして、前記出力側部材4は、別体に形成された出力軸2と内輪3とが一体回転可能に連結されているが、出力軸と内輪とを一体形成してもよい。
【0015】
また、図2に示したように、内輪3の外周には、カム面3aが周方向に交互に傾斜が逆向きとなるように設けられ、外輪6の内周円筒面と内輪3外周面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間14が複数形成されている。そして、これらの各楔形空間14の周方向両側に保持器9の柱部9aが挿入され、各楔形空間14に一対のころ10が各ころ10を楔形空間14の狭小部に押し込むばね11を挟んだ状態で配されている。
【0016】
従って、出力軸2に逆入力トルクが加えられても、回転方向後側のころ10がばね11の弾力によって楔形空間14の狭小部に押し込まれて外輪6および内輪3と係合しているので、内輪3がロックされ、出力軸2の回転は入力軸1に伝達されない。
【0017】
一方、入力軸1に入力トルクが加えられたときには、入力軸1と一体に回転する保持器9の柱部9aが、回転方向後側のころ10をばね11の弾力に抗して楔形空間14の広大部へ押しやるので、ころ10と外輪6および内輪3との係合が解除され、内輪3がロック状態から解放される。そして、入力軸1がさらに回転して、その係合部12と内輪3の係合穴13とが係合すると、入力軸1の回転が内輪3を介して出力軸2に伝達される。
【0018】
ここで、図3に示すように、内輪3のロック解除時において、ころ10と外輪6の内周円筒面および内輪3のカム面3aとの接触位置における接線A、Bを引き、これらの両接線A、Bの交点Cところ10の中心Oとを結ぶ直線Lを考えると、この直線Lに対して保持器9の柱部9aところ10との接触位置は内輪3のカム面3aの側にあるので、ころ10は保持器柱部9aによって外輪6内周面へ強く押し付けられ、外輪6ところ10の接触力の方が内輪3ところ10の接触力よりも大きくなっている。
【0019】
従って、ころ10と内外輪3、6との間の摩擦係数が同じ場合には、外輪6ところ10の摩擦力(=接触力×摩擦係数)が内輪3ところ10の摩擦力よりも大きくなり、保持器柱部9aに押されたころ10が楔形空間14の広大部へ移動するときに外輪6の内周円筒面上を転がり、内輪カム面3aに対して滑ることにより、内輪3のころ10との接触部が摩耗しやすくなる。
【0020】
そこで、この実施形態では、外輪6の内周面を研削してその表面粗さを小さくするとともに、内輪3の外周面にショットピーニングを施してその表面粗さを大きくすることにより、外輪6ところ10との間の摩擦係数を内輪3ところ10との間の摩擦係数よりもかなり小さくし、ひいては外輪6ところ10の摩擦力が内輪3ところ10の摩擦力よりも小さくなるようにしている。その結果、保持器柱部9aに押されたころ10が楔形空間14の広大部へ移動するときには、外輪6の内周円筒面に対して滑り、内輪カム面3a上を転がるようになるので、内輪3のころ10との接触部の摩耗を抑えることができる。
【0021】
なお、外輪6内周面の表面仕上げは、研削に限らず、鏡面研磨やバレル研磨を採用することもできる。ただし、外輪6ところ10との間の摩擦係数が小さすぎるとクラッチ動作が不安定になるおそれがあるので、その摩擦係数が0.03以上となるように表面仕上げの処理を行うことが望ましい。また、これらの外輪6内周面の表面仕上げと内輪3外周面のショットピーニングは、いずれか一方のみを行うようにしてもよい。
【0022】
このクラッチは、上記の構成であり、内輪3のロック解除時にころ10が内輪3のカム面3a上を転がり、内輪3との間で滑りを生じないようにしたので、入力トルクと逆入力トルクが同時に同じ方向に加えられて内輪3のロックとロック解除が連続して起こるような場合でも、内輪3のころ10との接触部が摩耗しにくく、長期間にわたって安定した動作が得られる。
【0023】
図4は第2の実施形態を示す。この実施形態では、保持器9の柱部9aを断面略扇状に形成し、ころ10が保持器柱部9aに押されるときに、図3について説明したのと同じ直線Lに対して外輪6の内周円筒面の側で保持器柱部9aがころ10に接触するようにしている。これにより、ころ10が内輪3のカム面3aへ強く押し付けられて、内輪3ところ10の接触力の方が外輪6ところ10の接触力よりも大きくなっている。そして、外輪6内周面や内輪3外周面には第1実施形態のような処理を行わず、ころ10と内外輪3、6との間の摩擦係数をほぼ同じにしている。その他の部分の構成は第1の実施形態と同じである。
【0024】
従って、この実施形態のクラッチも、第1実施形態と同じく、外輪6ところ10の摩擦力が内輪3ところ10の摩擦力よりも小さく、内輪3のロック解除時にはころ10が外輪6の内周円筒面に対して滑り、内輪カム面3a上を転がるので、内輪3のころ10との接触部の摩耗を抑えることができ、長期間安定して使用できる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】従来および第1実施形態の逆入力防止クラッチの縦断正面図
【図2】図1のII −II線に沿った断面図
【図3】図1のクラッチの内輪ロック解除時の状態を示す断面図
【図4】第2実施形態のクラッチの内輪ロック解除時の状態を示す断面図
【符号の説明】
【0026】
1 入力軸(入力側部材)
2 出力軸
3 内輪
3a カム面
4 出力側部材
5 ハウジング
6 外輪
7 押え蓋
8 固定部材
9 保持器
9a 柱部
10 ころ(転動体)
11 ばね(弾性部材)
12 係合部
13 係合穴
14 楔形空間

【特許請求の範囲】
【請求項1】
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トルク伝達手段を設け、内周側または外周側に円筒面を有する固定部材を、その円筒面が前記出力側部材の外周面または内周面と対向するように配して、前記出力側部材の所定の位置に、前記固定部材の円筒面との間に周方向で次第に狭小となる楔形空間を形成するカム面を設け、前記出力側部材と固定部材との間に前記入力側部材に連結された保持器の柱部を挿入するとともに、前記各楔形空間にそれぞれ転動体を配し、これらの各転動体間の所定の箇所に弾性部材を組み込んで各転動体を前記楔形空間の狭小部に押し込み、前記入力側部材が回転したときに、入力側部材と一体に回転する保持器の柱部が弾性部材の弾力に抗して転動体を楔形空間の広大部へ押しやることにより出力側部材へのトルク伝達が行われるようにした逆入力防止クラッチにおいて、前記保持器の柱部が転動体を押したときに、前記転動体が固定部材の円筒面に対して滑り、出力側部材のカム面上を転がるようにする手段を設けたことを特徴とする逆入力防止クラッチ。
【請求項2】
前記転動体が固定部材の円筒面に対して滑り、出力側部材のカム面上を転がるようにする手段が、前記転動体と固定部材の円筒面および出力側部材のカム面との接触位置における接線を引き、これらの両接線の交点と転動体の中心とを結ぶ直線に対して、前記保持器の柱部と転動体との接触位置を固定部材の円筒面の側に配したものであることを特徴とする請求項1に記載の逆入力防止クラッチ。
【請求項3】
前記転動体が固定部材の円筒面に対して滑り、出力側部材のカム面上を転がるようにする手段が、前記固定部材の円筒面と転動体との間の摩擦係数を、前記出力側部材のカム面と転動体との間の摩擦係数よりも小さくしたものであることを特徴とする請求項1に記載の逆入力防止クラッチ。
【請求項4】
前記固定部材の円筒面に、研削、鏡面研磨またはバレル研磨のいずれかの表面仕上げを行ったことを特徴とする請求項3に記載の逆入力防止クラッチ。
【請求項5】
前記出力側部材のカム面にショットピーニングを施したことを特徴とする請求項3に記載の逆入力防止クラッチ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2009−287680(P2009−287680A)
【公開日】平成21年12月10日(2009.12.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−141116(P2008−141116)
【出願日】平成20年5月29日(2008.5.29)
【出願人】(000102692)NTN株式会社 (9,006)