(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材と、
駆動部に接続され、当該駆動部から駆動トルクが入力される入力軸と、
負荷に接続され、当該負荷に駆動トルクが出力される出力軸と、
駆動トルクの未入力状態における前記入力軸の前記出力軸に対する中立位置において、前記負荷からの逆入力トルクに対し前記出力軸を前記固定部材にロックさせ、前記出力軸が回転不能なロック状態とするロック手段と、
前記入力軸と一体に回転し、前記入力軸が前記中立位置から所定の第１角度を超えて回転したとき、前記ロック状態を解除するロック解除手段と、
前記ロック解除手段によるロック解除状態で前記入力軸が前記中立位置からさらに前記第１角度よりも大きい所定の第２角度以上回転したとき、前記入力軸からの駆動トルクを前記出力軸に伝達するトルク伝達手段と、
前記トルク伝達手段によるトルク伝達状態で前記入力軸の前記出力軸に対する相対角度を維持する相対角度維持手段と、
を備え、
前記相対角度維持手段は、
前記入力軸または前記出力軸の一方に設けられる受容部と、
前記入力軸または前記出力軸の他方に設けられ、少なくとも前記トルク伝達状態で前記受容部に係合する係合部材と、
前記係合部材を前記受容部に係合する方向に付勢する付勢部材と、
から構成され、
前記トルク伝達手段は、前記入力軸または前記出力軸の一方の中心軸上に形成される嵌合軸部と、前記入力軸または前記出力軸の他方に形成され前記嵌合軸部が所定の角度範囲で相対回転可能に嵌合する嵌合穴と、から構成され、
前記相対角度維持手段は、前記嵌合軸部の外壁と前記嵌合穴の内壁とに跨って設けられることを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
【請求項２】
前記相対角度維持手段の前記係合部材はボールであり、前記相対角度維持手段の前記付勢部材はスプリング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】
前記相対角度維持手段の前記受容部は複数の窪みによって構成され、
互いに隣接する前記窪みの境界は、頂部がエッジ状に形成され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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力側からの入力トルクを出力側に伝達し、出力側からの逆入力トルクを遮断する逆入力遮断クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力側からの入力トルクを出力側に伝達し、出力側からの逆入力トルクを遮断する逆入力遮断クラッチが知られている。例えば、特許文献１の図１に開示された逆入力遮断クラッチは、出力軸２３（出力側部材）と固定外輪２１（固定部材）とが同軸に配置される。出力軸２３の外壁を構成するカム面３１ａ、３１ｂと固定外輪２１の内周面との間のポケット２９には、一対のローラ３０ａ、３０ｂが収容される。また、ポケット２９の周方向の端部にはクサビ隙間が形成される。一対のローラは、その間に設けられたばね４２ａ、４２ｂによって、周方向の互いに離反する方向へ付勢され、カム面３１ａ、３１ｂと固定外輪２１との間に押し当てられている。
【０００３】
入力軸２２（入力側部材）が停止した状態で、負荷からの逆入力トルクが出力軸２３に作用した場合、一対のローラ３０ａ、３０ｂがカム面３１ａ、３１ｂと固定外輪２１との間のクサビ隙間に入り込むことによって、出力軸２３の回転がロックされる。その結果、負荷からの逆入力トルクは遮断され、入力軸２２へは伝達されない。
一方、入力軸２２が例えば図１の時計方向に回転した場合、入力軸２２の柱部２２ｂがクサビ隙間からローラ３０ａを押し出すことによりロックが解除され、出力軸２３が回転可能となる。その結果、入力軸２２からのトルクが出力軸２３に伝達される。
【０００４】
ところで、特許文献１の逆入力遮断クラッチは、ロック状態（逆入力遮断状態）から入力軸２２の回転によってロックが解除されたとき、入力軸２２の回転方向と逆入力トルクの方向が同方向であれば、出力軸２３は逆入力トルクによって回転し始める。このとき、入力軸２２の回転よりも出力軸２３の回転が速い場合、入力軸２２の柱部２２ｂによって一旦押し出されたローラ（３０ａまたは３０ｂ）が出力軸２３の回転によって再度クサビ隙間に入り込み、ロック状態となる。その後、ローラは、回転し続けている入力軸２３によってクサビ隙間から押し出され、ロックが解除されて出力軸２３が回転し始めることでクサビ隙間に入り込む、という動作を繰り返す。
このように、入力軸２２と出力軸２３との相対速度によって、ロック状態とロック解除状態とを繰り返す現象を「追いつきロック現象」という。追いつきロック現象は、逆入力遮断クラッチの異常摩耗や異音を発生させる。また、逆入力遮断クラッチを駆動部と負荷との間に設け、駆動部によって負荷の回転を制御するシステムにおいて、制御性や応答性を悪化させる要因となる。
【０００５】
そこで、逆入力トルクと入力トルクとの方向が一致する使用状況での追いつきロック現象の発生防止を目的として、入力軸と出力軸との間に回転抵抗を与える技術が提案されている。例えば、特許文献２の逆入力遮断クラッチは、入力軸と一体に回転する保持器と押え蓋（固定部材）との間にウェーブワッシャを設けている。このウェーブワッシャによって、出力軸が固定部材に押し付けられるため、ロックが解除された後、入力軸と出力軸との相対角度が維持され、再ロック（追いつきロック）が生じにくくなる。
また、特許文献３の逆入力遮断クラッチは、入力部材と出力部材との間に、圧縮状態のウェーブスプリングを設けている。特許文献４の逆入力遮断クラッチは、入力軸と出力軸との間に、回転抵抗を付与する粘性流体を封入している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４３６０１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８１３７５号公報
【特許文献３】特開２００４−１９７２６号公報
【特許文献４】特開２００６−３３６８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２〜４の技術では、入力軸の回転中、ウェーブワッシャ等の摺動によって常に一定の回転抵抗が与えられるため、回転中のトルク損失が増大する。
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、追いつきロック現象の発生を防止しつつ回転中のトルク損失を低減する逆入力遮断クラッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の逆入力遮断クラッチは、固定部材、入力軸、出力軸、ロック手段、ロック解除手段、トルク伝達手段および相対角度維持手段を備える。
入力軸は、駆動部に接続され、当該駆動部から駆動トルクが入力される。
出力軸は、負荷に接続され、当該負荷に駆動トルクを出力する。
【０００９】
ロック手段は、駆動トルクの未入力状態における入力軸の出力軸に対する中立位置において、負荷からの逆入力トルクに対し出力軸を固定部材にロックさせ、出力軸が回転不能なロック状態とする。
ロック解除手段は、入力軸と一体に回転し、入力軸が中立位置から第１角度を超えて回転したとき、ロック状態を解除する。
トルク伝達手段は、ロック解除手段によるロック解除状態で入力軸が中立位置からさらに第１角度よりも大きい第２角度以上回転したとき、入力軸からの駆動トルクを出力軸に伝達する。
【００１０】
ロック手段は、例えば、正逆両方向の回転に対応する一対のローラ、及び、この一対のローラを互いに離反する方向に付勢するローラロックばねによって構成される。ローラが入力軸と出力軸との間に形成されるクサビ形空間に挟まれることで、出力軸が回転不能にロックされる。
ロック解除手段は、例えば、入力軸と一体に回転する保持器に形成される柱部によって構成される。入力軸が中立位置から第１角度を超えて回転したとき、柱部がローラをクサビ部から押し出すことによってロック状態を解除する。
トルク伝達手段は、入力軸が中立位置から第２角度回転したとき、入力軸または入力軸と一体に回転する部材が出力軸に対して回転方向に当接するように構成される。
【００１１】
相対角度維持手段は、トルク伝達手段によるトルク伝達状態で入力軸の出力軸に対する相対角度を維持する。
この相対角度維持手段は、受容部、係合部材および付勢部材から構成される。
受容部は、入力軸または出力軸の一方に設けられる。係合部材は、入力軸または出力軸の他方に設けられ、少なくともトルク伝達状態で受容部に係合する。付勢部材は、係合部材を受容部に係合する方向に付勢する。
【００１２】
少なくともトルク伝達状態では、係合部材が受容部に係合した状態で付勢部材が係合部材を受容部に押圧するため、係合部材をその位置に保持しようとする力が発生する。この力は、入力軸の出力軸に対する相対角度を維持しようとする「保持力」として作用する。
これにより、逆入力遮断クラッチが一旦トルク伝達状態となった後、仮に逆入力トルクによって出力軸の回転速度が入力軸の回転速度を上回ったとしても、出力軸と入力軸とのトルク差が所定の限界値以内であれば、入力軸が出力軸から引き離されることを防止することができる。よって、追いつきロック現象の発生を防止することができる。
【００１３】
さらに、入力軸が中立位置からトルク伝達状態の開始位置（すなわち第２角度回転した位置）までの回転中の保持力は、係合部材が受容部に係合する回転位置を除き、トルク伝達状態での保持力よりも小さい。したがって、入力軸の回転中、常に回転抵抗が与えられる従来技術に比べ、回転中のトルク損失を低減することができる。
なお、トルク伝達状態の開始位置の他、中立位置でも係合部材が受容部に係合するように構成し、中立位置でも保持力を作用させることとしてもよい。
【００１４】
そして、トルク伝達手段は、入力軸または出力軸の一方の中心軸上に形成される嵌合軸部と、入力軸または出力軸の他方に形成され嵌合軸部が所定の角度範囲で相対回転可能に嵌合する嵌合穴とから構成される。また、相対角度維持手段は、嵌合軸部の外壁と嵌合穴の内壁とに跨って設けられる。
【００１５】
例えば、トルク伝達手段は、嵌合軸部および嵌合穴に互いに対向する平面外壁および平面内壁を形成し、入力軸が所定角度回転したとき平面外壁が平面内壁に当接する構成とすることができる。これにより、入力軸および出力軸は中心軸上で連結されるため、一組のトルク伝達手段のみで作用力のバランスが確保される。
また、この例では、嵌合軸部の平面外壁を除く凸曲面外壁と嵌合穴の平面内壁を除く凹曲面内壁とはトルク伝達に利用されない。そこで、これらの部分に相対角度維持手段を設けることで、その他の部位に独立して相対角度維持手段を設ける場合に比べ、スペースを節約することができ、製品の小型化に有利である。さらに、製造時の加工箇所を集約し、製造工数を低減することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によると、相対角度維持手段の係合部材はボールであり、相対角度維持手段の付勢部材はスプリングである。これにより、相対角度維持手段を簡易な構成で具現化することができる。
その他の例としては、係合部材自体が弾性を有し、付勢部材としての機能を兼ね備えてもよい。例えば、板ばねや樹脂またはゴム等の弾性変形部材がこれに該当する。
【００１７】
請求項３に記載の発明によると、相対角度維持手段の受容部は複数の窪みによって構成される。また、互いに隣接する窪みの境界は、頂部がエッジ状に形成される。
具体的には、複数の窪みが互いに平行な溝状に形成される場合、互いに隣接する窪みの境界は、頂部である稜線がエッジ状の山部となる。例えば係合部材がボールであるとすると、入力軸の回転に伴ってボールは窪みの底から斜面を上り、山部の稜線に達する。そして稜線を乗り越えるとすぐ、隣りの窪みの底に向かって斜面を滑り降りる。このボールの滑降運動によって入力軸の回転力がアシストされる。したがって、ボールが窪みに受容される位置をトルク伝達状態での入力軸の位置となるように設定することで、より確実に、トルク伝達状態に相当する相対角度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態による逆入力遮断クラッチの軸方向断面図である。
【図２】（ａ）逆入力遮断クラッチの中立状態を示す図１のＩＩ−ＩＩ線（径方向）断面図である。（ｂ）ディテント部の拡大図である。
【図３】入力軸が中立位置から角度α回転した状態の径方向断面図である。
【図４】入力軸が中立位置から角度β回転した状態の径方向断面図である。
【図５】ラッチ機構（相対角度維持手段）の作用を示す模式図である。
【図６】入力軸の回転角度と入力軸に作用する力との関係を示す説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態による逆入力遮断クラッチの中立状態を示す（ａ）径方向断面図、（ｂ）ディテント部の拡大図である。
【図８】本発明の（ａ）第３実施形態、（ｂ）第４実施形態による逆入力遮断クラッチの中立状態を示す径方向断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態による逆入力遮断クラッチの軸方向断面図である。
【図１０】逆入力遮断クラッチの中立状態を示す図９のＸ−Ｘ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態による逆入力遮断クラッチを図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の逆入力遮断クラッチについて、図１〜図６を参照して説明する。図１に示すように、第１実施形態の逆入力遮断クラッチ１０１は、主に、入力軸１１、保持器１２、大径の内輪２２が端部に一体形成された出力軸２１、固定部材３０、及びローラ４１、４２等から構成されている。
【００２０】
入力軸１１および出力軸２１は、中心軸Ｏ上に同軸に設けられる。以下、図１における入力軸１１の左側を「入力端側」、出力軸２１の右側を「出力端側」という。
入力軸１１は、図示しないモータ等の駆動部に接続され、駆動部から駆動トルクが入力される。出力軸２１は、図示しない負荷に接続され、負荷に駆動トルクを出力する。ここで、出力軸２１には、負荷に作用する重力その他の力によって、負荷から逆入力トルクが加わる可能性がある。
【００２１】
逆入力遮断クラッチ１０１は、出力軸２１に加わる逆入力トルクが入力軸１１に伝わらないように、逆入力トルクに対して出力軸２１を回転不能にロックする。また、入力軸１１が回転したとき、出力軸２１のロック状態を解除し、入力軸１１のトルクを出力軸２１に伝達する。
【００２２】
図２（ａ）、図３、図４は、図１のＩＩ−ＩＩ線での径方向断面図である。この断面では、入力軸１１は嵌合軸部１５１として示され、出力軸２１は内輪２２として示される。
図２（ａ）は、入力軸１１に駆動トルクが入力されていない「中立状態」を示す。中立状態での入力軸１１の位置を「中立位置」という。また、図２（ａ）における中心軸Ｏを通る垂直線を「中立線Ｎ」という。
【００２３】
図３、図４は、入力軸１１に時計回転方向の駆動トルクが入力された状態を示す。以下、入力軸１１の回転方向について、図の時計回転方向を「正転方向」、図の反時計回転方向を「逆転方向」という。図３は、入力軸１１が中立位置から第１角度α正転した状態を示し、図４は、入力軸１１が中立位置から第１角度αより大きい第２角度β正転した状態を示す。第１角度α、第２角度βの意味については後述する。
【００２４】
続いて、逆入力遮断クラッチ１０１の構成部材について、順に説明する。
入力軸１１は、中心軸Ｏ上に形成された嵌合軸部１５１が内輪２２の嵌合穴２５１に嵌合することで、出力軸２１に連結される。嵌合軸部１５１は、入力軸１１の外径の一部を構成する２つの凸曲面外壁１６、及び互いに平行な２つの平面外壁１７が中心軸Ｏに対して対称に形成される。また、嵌合軸部１５１には、凸曲面外壁１６に開口するスプリング収容穴１８１が形成される。これについては後述する。
【００２５】
保持器１２は、入力軸１１に接合され、入力軸１１と一体に回転する。保持器１２には、出力軸内輪２２の径外方向に位置し軸方向に突出する柱部１３、１４が設けられている。柱部１３は、中立線Ｎに対し逆転側に設けられ、柱部１４は、中立線Ｎに対し正転側に設けられる。
出力軸内輪２２は、多角柱状（本実施形態では正六角柱状）をなし、その外壁がカム面２３を構成する。カム面２３は、周方向に等間隔に配列されている。
【００２６】
出力軸内輪２２の中央には、嵌合軸部１５１が挿入される嵌合穴２５１が形成される。嵌合穴２５１は、嵌合軸部１５１の凸曲面外壁１６に対向する２つの凹曲面内壁２６、及び４つの平面内壁２７を有している。平面内壁２７は、中心軸Ｏに対して対称に、且つ、中立線Ｎに対して対称に形成されている。また、平面内壁２７は、径外方向に向かって拡がるように、中立線Ｎに対し第２角度β傾いて形成されている。
これにより、入力軸１１が中立位置から正逆両方向に第２角度β回転した位置で、嵌合軸部１５１の平面外壁１７が嵌合穴２５１の平面内壁２７に当接する。言い換えれば、嵌合軸部１５１は、嵌合穴２５１に±βの角度範囲で相対回転可能に嵌合されている。
また、嵌合穴２５１には、凹曲面内壁２６にディテント部６１０が形成される。これについては後述する。
【００２７】
固定部材３０は、図示しないハウジング等に取り付けられ、駆動部および負荷に対して固定される。固定部材３０は、軸受保持部３１、円板部３２、外輪３３およびフランジ部３４が一体に形成される。筒状の軸受保持部３１は、出力軸２１との径方向の間に軸受３６を保持する。この軸受３６は、例えば「焼結含浸軸受」である。円板部３２は、内輪２２の軸方向の出力端側を覆い、筒状の外輪３３は、内輪２２の径外方向を覆う。フランジ部３４は、外輪３３の端部が径外方向に曲げられる。
押え蓋３５は、固定部材３０のフランジ部３４に固定され、保持器１２の軸方向の入力端側を覆う。
【００２８】
固定部材３０の外輪３３の内壁３３１と内輪２２のカム面２３との径方向の間であって柱部１３、１４の周方向の間には、クサビ形空間４９が形成される。クサビ形空間４９は、周方向の両端において外輪３３の内壁３３１とカム面２３との間隔が漸次小さくなるクサビ状を呈している。
【００２９】
クサビ形空間４９には、一対のローラ４１、４２が収容される。ローラ４１は、中立線Ｎに対して逆転側に配置され、ローラ４２は、中立線Ｎに対して正転側に配置される。ローラ４１、４２間には、ローラ４１、４２を相互に離反させるように付勢するローラロックばね４３が介設される。これにより、図２に示す中立位置では、ローラ４１、４２は、外輪３３の内壁３３１とカム面２３との間のクサビ部に挟まれ、両矢印Ｒｋで示すようにロックされる。つまり、内輪２２が外輪３３（固定部材３０）に対してロックされるため、出力軸２１が回転不能となり、負荷からの逆入力トルクを遮断する。
このように、外輪３３の内壁３３１、カム面２３、一対のローラ４１、４２およびローラロックばね４３は、「ロック手段」を構成する。
【００３０】
図３に示す「入力軸１１が中立位置から第１角度α正転した位置」では、入力軸１１の回転に伴って正転した柱部１３がローラ４１の側面に当接する。中立位置からこの位置まで、ローラ４１によるロック状態が継続する。一方、入力軸１１が中立位置から第１角度αを超えて正転すると、柱部１３がローラ４１をクサビ部から押し出すことにより、ロック状態が解除される。一方、入力軸１１が逆転する場合には、柱部１４がローラ４２をクサビ部から押し出すことにより、ロック状態が解除される。
このように、柱部１３、１４は、「ロック解除手段」を構成する。また、「第１角度α」は、ロックが解除される「ロック解除角度」を意味する。
【００３１】
ここで、図２〜図４には、一式の「ロック手段およびロック解除手段」のみを図示し、他の「ロック手段およびロック解除手段」の図示を省略している。本実施形態では、実際には、六箇所の各カム面２３に対応して六式の「ロック手段およびロック解除手段」が設けられている。
【００３２】
ロック状態が解除されることで、出力軸２１が回転可能となる。そして、入力軸１１がさらに図４に示す「中立位置から第２角度βの位置」まで正転すると、嵌合軸部１５１の平面外壁１７が嵌合穴２５１の平面内壁２７に当接する。これにより、入力軸１１が中立位置から第２角度β以上正転すると、出力軸２１が入力軸１１と共に正転し、入力軸１１からの駆動トルクＴｉが出力トルクＴｏとして出力軸２１に伝達される。
このように、嵌合軸部１５１および嵌合穴２５１は、「トルク伝達手段」を構成する。また、「第２角度β」は、「トルク伝達開始角度」を意味する。
なお、入力軸１１からの入力トルクがなくなると、ローラロックばね４３の弾性復元力によって図２に示す中立位置に復帰する。
【００３３】
続いて、本発明の特徴的構成であるラッチ機構について詳細に説明する。
本実施形態では、「相対角度維持手段」としてのラッチ機構は、「係合部材」としてのボール５１、「付勢部材」としてのスプリング５２、及び「受容部」としてのディテント部６１０から構成される。
嵌合軸部１５１の凸曲面外壁１６には、径外方向に向かって開口するスプリング収容穴１８１が形成される。スプリング収容穴１８１には、ボール５１と底との間にスプリング５２が収容される。スプリング５２は、ボール５１を開口側に付勢する。
【００３４】
一方、図２（ｂ）に示すように、嵌合穴２５１の凹曲面内壁２６にはディテント部６１０が形成される。ディテント部６１０は、ボール５１を受容可能な３つの窪み６１Ｒ、６１Ｎ、６１Ｌから構成される。本実施形態では、３つの窪み６１Ｒ、６１Ｎ、６１Ｌは互いに平行な溝状に形成される。また、互いに隣接する窪み６１Ｒと窪み６１Ｎ、窪み６１Ｎと窪み６１Ｌとの境界には山部６６が形成される。山部６６の頂部である稜線はエッジ状に形成される。
【００３５】
図２（ａ）に示す中立位置では、ボール５１は、スプリング５２の付勢力により窪み６１Ｎに受容される。嵌合軸部１５１が第２角度β正転すると、ボール５１は窪み６１Ｒに受容され（図４）、第２角度β逆転すると、ボール５１は窪み６１Ｌに受容される。
このように、本実施形態では、ラッチ機構が、嵌合軸部１５１の外壁である凸曲面外壁１６と嵌合穴２５１の内壁である凹曲面内壁２６とに跨って設けられる。これにより、その他の部位に独立してラッチ機構を設ける場合に比べ、スペースを節約することができ、製品の小型化に有利である。さらに、製造時の加工箇所を集約し、製造工数を低減することができる。
【００３６】
ラッチ機構（「相対角度維持手段」）の作用について、図５を参照して説明する。なお、図５では、説明の理解のため、図２〜図４に比べ、ボール５１や窪み６１Ｎ等の要部を相対的に大きく図示している。
図５（ａ）は、図２に相当する状態、すなわち、入力軸１１の出力軸２１に対する相対角度が中立位置で保持された状態を示す。このとき、ボール５１は、スプリング力Ｆｓｐによって、窪み６１Ｎの底面（太線図示）を受圧面として付勢され、窪み６１Ｎに係合する。このスプリング力Ｆｓｐが、入力軸１１を中立位置に保持するための「保持力Ｆｋ」となる。また、窪み６１Ｎの底（最深点）が保持力Ｆｋの作用点Ｐｋとなる。
【００３７】
入力軸１１に正転方向の入力トルクが入力されると、ボール５１は、保持力Ｆｋに逆らいながら窪み６１Ｎの底から山部６６へ向かって斜面を上る。このとき、保持力Ｆｋの作用点Ｐｋは、窪み６１Ｎの面に沿って移動する。そして、図５（ｂ）に示すように、ボール５１の頂点が山部６６のエッジ状の稜線を乗り越えた直後、スプリングＦｓｐと入力軸１１の回転力Ｆｒとの合力によって、ボール５１は、窪み６１Ｒの斜面を接線ｔｒ方向に滑り降りる。そして、このボール５１がスプリング収容穴１８１の内壁に作用することで入力軸１１を回転させる。言い換えれば、ボール５１の滑降運動によって入力軸１１の回転力Ｆｒがアシストされ、次の図５（ｃ）に示す状態に一気に移行する。
【００３８】
図５（ｃ）は、図４に相当する状態、すなわち、入力軸１１が中立位置から第２角度β回転し、嵌合軸部１５１の平面外壁１７が嵌合穴２５１の平面内壁２７に当接して駆動トルクＴｉが出力軸内輪２２に伝達される状態を示す。このとき、ボール５１は、スプリング力Ｆｓｐによって、窪み６１Ｒの底面（太線図示）を受圧面として付勢され、窪み６１Ｒに受容される。このスプリング力Ｆｓｐが、入力軸１１を「伝達位置」に保持する「保持力Ｆｋ」となる。また、窪み６１Ｒの最深点が保持力Ｆｋの作用点Ｐｋとなる。
上記の図５（ｂ）、（ｃ）で説明した作用は、入力軸１１が中立位置から逆転する場合も同様である。
【００３９】
このように、本実施形態の逆入力遮断クラッチ１０１は、入力軸１１が中立位置から正逆両方向に第２角度β回転したとき、保持力Ｆｋによって、入力軸１１の出力軸２１に対する相対角度が維持される。したがって、入力軸１１の回転によってロック状態が解除されトルク伝達状態となった後、出力軸２１が逆入力トルクによって入力軸１１と同一方向に入力軸１１よりも速く回転した場合、そのときの出力軸２１と入力軸１１とのトルク差が所定の限界値以内であれば、トルク伝達状態が保持される。よって、「追いつきロック現象」の発生を防止することができる。
ここで、所定の限界値は、保持力Ｆｋによって決まる。言い換えれば、逆入力トルクに対する駆動トルクの不足分を保持力Ｆｋに基づくトルクが補完する。
【００４０】
なお、逆入力トルクと駆動トルクとのトルク差が所定の限界値を超える場合には、トルク伝達状態が解除される。例えば、正転していた入力軸１１が急制動し、駆動トルクが急減した場合、出力軸２１の正転方向の逆入力トルクによって、入力軸１１には相対的に逆転方向のトルクが加わる。この逆転方向のトルクは、図５（ｃ）における保持力Ｆｋに逆らって嵌合軸部１５１の平面外壁１７を嵌合穴２５１の平面内壁２７から引き離す。そして、ボール５１が窪み６１Ｒから離脱し、窪み６１Ｎへ移動するとともに、ローラ４１、４２がロックされることにより、逆入力遮断クラッチ１０１は中立状態となる。
【００４１】
また、負荷からの逆入力トルクが無い状態で、駆動トルクが正転から逆転に切り替わる場合を想定する。この場合、逆転方向の駆動トルクによる回転力が、図５（ｃ）における保持力Ｆｋに逆らって嵌合軸部１５１の平面外壁１７を嵌合穴２５１の平面内壁２７から引き離すことで正転方向のトルク伝達状態が解除される。そして、中立状態を経て柱部１４が逆転方向にローラ４２のロックを解除すると、ボール５１が窪み６１Ｌに受容され、逆転方向のトルク伝達状態に切り替わる。
【００４２】
次に、図６を参照して、入力軸１１の回転角度θと、入力軸１１に作用する力の関係について説明する。横軸の回転角度θは、正転角度を正、逆転角度を負として表す。
図６（ａ）に示すように、本実施形態では、入力軸１１の回転角度θが０のとき、及び±βのとき保持力Ｆｋは最大となり、回転角度θが０と±βとの間でボール５１が山部６６を乗り越えるとき保持力Ｆｋは最小（０）となる。保持力Ｆｋは、入力軸１１と出力軸２１との相対角度を維持しトルク伝達状態を保持する力である。一方、入力軸１１の回転力Ｆｒは、保持力Ｆｋとは逆に、回転角度θが０のとき、及び±βのとき最小（０）となり、回転角度θが０と±βとの間でボール５１が山部６６を乗り越えるとき最大となる。
【００４３】
図６（ｂ）は、比較例として、特許文献２〜４に開示された従来技術における回転角度θと力の関係を示す。これらの従来技術では、入力軸の回転中、ウェーブワッシャ等の摺動によって入力軸と出力軸との間に常に一定の回転抵抗Ｒｒが与えられる。そのため、回転抵抗Ｒｒに基づく保持力Ｆｋもまた、回転角度θによらず一定となる。言い換えれば、保持力を必要としないときにも常に保持力が発生しているため、トルク損失が増大する。
それに対し、本実施形態では、中立位置、及び回転角度θが±βの位置に相当する正逆両方向のトルク伝達状態開始位置の３つのポイントでのみ保持力Ｆｋが最大となる。よって、これらのポイント以外での回転中のトルク損失を低減することができる。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の逆入力遮断クラッチについて、図７を参照して説明する。以下の実施形態の説明では、第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
図７（ａ）に示すように、第２実施形態の逆入力遮断クラッチ１０２は、ラッチ機構に係る入力軸１１と出力軸２１との構成が第１実施形態とは逆になっている。具体的には、嵌合穴２５２の凹曲面内壁２６に、径内方向に向かって開口するスプリング収容穴２８２が形成される。スプリング収容穴２８２には、ボール５１と底との間にスプリング５２が収容される。スプリング５２は、ボール５１を開口側に付勢する。
【００４６】
一方、図７（ｂ）に示すように、嵌合軸部１５２の凸曲面外壁１６にはディテント部６２０が形成される。ディテント部６２０は、ボール５１を受容可能な３つの窪み６２Ｒ、６２Ｎ、６２Ｌから構成される。図７に示す中立位置では、ボール５１は、スプリング５２の付勢力により窪み６２Ｎに受容される。嵌合軸部１５２が第２角度β正転すると、ボール５１は窪み６２Ｒに受容され、第２角度β逆転すると、ボール５１は窪み６２Ｌに受容される。
なお、ロック手段およびロック解除手段の構成は、第１実施形態と同様である。
【００４７】
入力軸１１の嵌合軸部１５２が中立位置から正逆両方向に第２角度β回転したとき、嵌合軸部１５２の平面外壁１７が嵌合穴２５２の平面内壁２７に当接し、入力軸１１からの駆動トルクが出力軸２１へ伝達可能となる。それとともに、出力軸内輪２２側に設けられたボール５１が、窪み６２Ｎから山部６７を乗り越えて窪み６２Ｒ、６２Ｌに受容されることで、出力軸２１に対する入力軸１１の相対角度が維持される。
このように第２実施形態では、ボール５１、スプリング５２およびディテント部６２０が「相対角度維持手段」に相当する。これにより、第１実施形態と同様、「追いつきロック現象」の発生を防止しつつ、回転中のトルク損失を低減することができる。
【００４８】
（第３、第４実施形態）
次に、本発明の第３、第４実施形態の逆入力遮断クラッチについて、図８（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。第３、第４実施形態の逆入力遮断クラッチは、「相対角度維持手段」を構成する「係合部材」および「付勢部材」が第１、第２実施形態と異なる。すなわち、「係合部材」自体が弾性を有し、「付勢部材」としての機能を兼ね備える。
【００４９】
図８（ａ）に示すように、第３実施形態の逆入力遮断クラッチ１０３は、第１実施形態と同様、嵌合穴２５１の凹曲面内壁２６に、３つの窪み６１Ｒ、６１Ｎ、６１Ｌからなるディテント部６１０が形成されている。また、嵌合軸部１５３の凸曲面外壁１６には、ディテント部６１０に対向するばね座部１８３が形成され、Ｖ字状に曲げられた板ばね５３がばね座部１８３に装着される。板ばね５３は、曲げ部５３１がディテント部６１０の窪み６１Ｒ、６１Ｎ、６１Ｌに対応した曲率になるように形成されている。
【００５０】
図８（ａ）に示す中立位置では、板ばね５３の曲げ部５３１は、板ばね５３自身の弾性力により窪み６１Ｎに受容される。嵌合軸部１５３が回転すると、板ばね５３が高さ方向に圧縮変形する（破線図示）ことで、曲げ部５３１が山部６６を乗り越えることができる。嵌合軸部１５３が中立位置から第２角度β正転すると、曲げ部５３１は窪み６１Ｒに受容され、第２角度β逆転すると、曲げ部５３１は窪み６１Ｌに受容される。
【００５１】
図８（ｂ）に示すように、第４実施形態の逆入力遮断クラッチ１０４は、第３実施形態の板ばね５３に代えて、樹脂またはゴム等の弾性変形部材５４が用いられる。弾性変形部材５４は、嵌合軸部１５４の凸曲面外壁１６に形成された収容部１８４に収容される。弾性変形部材５４は、係合部５４１と基部５４２との間に空洞５４３が形成されることで、係合部５４１が基部５４２に対し図の上下方向に弾性変形可能となる（破線図示）。
【００５２】
図８（ｂ）に示す中立位置では、弾性変形部材５４の係合部５４１は、弾性変形部材５４の弾性力により窪み６１Ｎに受容される。嵌合軸部１５４が回転すると、係合部５４１が基部５４２に対し弾性変形することで、山部６６を乗り越えることができる。嵌合軸部１５４が中立位置から第２角度β正転すると、係合部５４１は窪み６１Ｒに受容され、第２角度β逆転すると、係合部５４１は窪み６１Ｌに受容される。
第３、第４実施形態では、第１、第２実施形態と同様の効果が得られるほか、第１、第２実施形態に比べ、「相対角度維持手段」を構成する部品点数を低減することができる。
【００５３】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態の逆入力遮断クラッチについて、図９、図１０を参照して説明する。第５実施形態の逆入力遮断クラッチは、第１、第２実施形態と同様、ボール５１、スプリング５２およびディテント部６１０からなるラッチ機構によって「相対角度維持手段」が構成される。ただし、ラッチ機構が嵌合軸部の外壁と嵌合穴の内壁とに跨って設けられず、嵌合軸部および嵌合穴と独立して設けられる点、また、スプリング５２がボール５１を付勢する方向が径方向でなく軸方向である点が第１、第２実施形態と異なる。
【００５４】
図９、図１０に示すように、第５実施形態の逆入力遮断クラッチ１０５は、出力軸内輪２２の嵌合穴２５５とは独立した部位に、軸方向の機構穴２８５が形成される。機構穴２８５は、ボール５１を収容可能な径を有する丸穴を中立線Ｎから正逆両方向へ第２角度βの範囲で回転させて形成される円弧状の有底穴である。機構穴２８５の底面には、３つの窪み６５Ｒ、６５Ｎ、６５Ｌからなるディテント部６５０が形成される。
【００５５】
また、保持器１２には、機構穴２８５に対応する位置に突起１２５が設けられる。機構穴２８５は、底にボール５１が収容される。スプリング５２は、保持器１２の突起１２５に支持され、ボール５１を機構穴２８５の底面側に付勢する。保持器１２の突起１２５に支持されたスプリング５２が入力軸１１と一体に回転することで、ボール５１は、スプリング５２に追従して移動する。なお、ボール５１は、スプリング５２の端部から離脱しないように、スプリング５２の端部と接合されていてもよい。
【００５６】
入力軸１１が中立位置から正逆両方向に回転したときの作動については、上記実施形態と同様である。第５実施形態では、上記実施形態と同様の効果に加え、嵌合穴２５５とは独立した部位に機構穴２８５を形成するため、ボール５１の大きさやスプリング５２の仕様等に関する設計の自由度が比較的高くなる。
【００５７】
（その他の実施形態）
（ア）上記実施形態の「受容部」としてのディテント部６１０等は、正逆両方向のトルク伝達開始位置に対応する窪み、及び中立位置に対応する窪みの３つの窪みから構成される。その他の実施形態の「受容部」は、中立位置に対応する窪みを有しなくてもよい。
（イ）内輪２２は、出力軸２１に一体に設けられる場合に限らず、出力軸と別体であって出力軸と一体に回転可能に設けられてもよい。
【００５８】
（ウ）上記実施形態では、入力軸１１に嵌合軸部１５１等が設けられ、出力軸内輪２２に嵌合穴２５１等が設けられる。この逆に、出力軸に嵌合軸部が設けられ、入力軸に嵌合穴が設けられてもよい。
（エ）上記実施形態では、中心軸Ｏ上に形成された嵌合軸部１５１等と嵌合穴２５１等とが「トルク伝達手段」を構成するため、一組のトルク伝達手段のみで作用力のバランスが確保される。その他の実施形態では、中心軸Ｏ以外の部位に形成される軸と穴との組合せ等によって「トルク伝達手段」を構成してもよい。その場合、複数の「トルク伝達手段」を中心軸Ｏに対称に配置することで作用力のバランスを確保することが望ましい。
【００５９】
（オ）本発明の特徴的部分以外の逆入力遮断クラッチの構成は、上記実施形態の構成に限定されない。例えば、内輪２２のカム面２３の数に代表される「ロック手段およびロック解除手段」の数は、六個に限らない。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０１〜１０５・・・逆入力遮断クラッチ、
１１      ・・・入力軸、
１２      ・・・保持器、
１３、１４・・・柱部（ロック解除手段）、
１５１〜１５５・・・嵌合軸部（トルク伝達手段）、
１６      ・・・凸曲面外壁、
１７      ・・・平面外壁、
１８１    ・・・スプリング収容穴、
２１      ・・・出力軸、
２２      ・・・内輪（出力軸内輪）、
２３      ・・・カム面（ロック手段）、
２５１〜２５５・・・嵌合穴（トルク伝達手段）、
２６      ・・・凹曲面内壁、
２７      ・・・平面内壁、
２８２、２８５・・・スプリング収容穴、
３０      ・・・固定部材、
３３      ・・・外輪、
３３１    ・・・（外輪の）内壁（ロック手段）、
４１、４２・・・ローラ（ロック手段）、
４３      ・・・ローラロックばね（ロック手段）、
４９      ・・・クサビ形空間、
５１      ・・・ボール（相対角度維持手段の係合部材）、
５２      ・・・スプリング（相対角度維持手段の付勢部材）、
５３      ・・・板ばね（相対角度維持手段の係合部材および付勢部材）、
５４      ・・・弾性変形部材（相対角度維持手段の係合部材および付勢部材）、
６１０、６２０、６５０・・・ディテント部（相対角度維持手段の受容部）、
６１（６２、６５）Ｒ、６１（６２、６５）Ｎ、６１（６２、６５）Ｌ・・・窪み、
Ｆｋ      ・・・保持力、
Ｆｒ      ・・・回転力、
Ｔｉ      ・・・駆動トルク、
α        ・・・第１角度（ロック解除角度）、
β        ・・・第２角度（トルク伝達開始角度）。
【図１】
0005851816.tif 000002
【図２】
0005851816.tif 000003
【図３】
0005851816.tif 000004
【図４】
0005851816.tif 000005
【図５】
0005851816.tif 000006
【図６】
0005851816.tif 000007
【図７】
0005851816.tif 000008
【図８】
0005851816.tif 000009
【図９】
0005851816.tif 000010
【図１０】
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