(57)【要約】      （修正有）【課題】円錐クラッチの締結解除によって入力軸から出力軸へ動力を伝達すると共に、逆入力を遮断するようにした逆入力遮断装置において、円錐クラッチを安定よく解除させることができるようにすることである。【解決手段】入力軸１と出力軸２の対向端面間にクラッチディスク５を軸方向に移動可能に設け、その外周に円錐形の可動摩擦面１１を形成し、ハウジング３に一体化されたリング状部材７の内周に円錐形の固定摩擦面１０を設ける。クラッチディスク５を弾性部材６によって付勢するとともに、入力側トルクカム手段２０ａと、出力側トルクカム手段２０ｂを設ける。クラッチディスク５とハウジング３間に設けた回転抵抗付与手段３０により回転抵抗を付与して、入力軸１に対する動力の入力時に、入力軸１とクラッチディスク５とが相対的に回転するようにして、円錐クラッチ１２の解除の安定化を図る。【選択図】図１
2006057804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、その入力軸に軸端面を対向して同軸上に配置された出力軸と、前記入力軸と出力軸の対向面間に配置されて軸方向に移動可能とされ、外周には静止部材に形成された円錐形の固定摩擦面との間で円錐クラッチを形成する円錐形の可動摩擦面が設けられたクラッチディスクと、前記円錐クラッチが結合する方向にクラッチディスクを付勢する弾性部材と、前記入力軸とクラッチディスクの対向面間に組込まれ、その入力軸とクラッチディスクの相対回転によりクラッチディスクを円錐クラッチが結合解除する方向に移動させると共に、円錐クラッチの結合解除状態で入力軸の回転トルクをクラッチディスクに伝達する入力側トルクカム手段と、前記クラッチディスクと出力軸の対向面間に組込まれてクラッチディスクと出力軸の相互間で回転トルクを伝達すると共に、クラッチディスクと出力軸の相対回転によりクラッチディスクを円錐クラッチが結合する方向に移動させる出力側トルクカム手段とから成り、前記円錐クラッチの結合によって出力軸から入力軸への逆入力を遮断するようにした逆入力遮断装置において、前記クラッチディスクと静止部材の相互間にクラッチディスクに回転抵抗を付与する回転抵抗付与手段を設けたことを特徴とする逆入力遮断装置。
【請求項２】
前記固定摩擦面と可動摩擦面の一方を、その断面形状で凸円状の曲線を有する円錐面とした請求項１に記載の逆入力遮断装置。
【請求項３】
前記固定摩擦面を静止部材に取付けられたリング状部材の内周に設けた請求項１又は２に記載の逆入力遮断装置。
【請求項４】
前記回転抵抗付与手段が、クラッチディスクと軸方向で対向する環状の摩擦板と、その摩擦板とクラッチディスク間もしくは、摩擦板と静止部材間に組込まれた弾性部材とから成る請求項１乃至３のいずれかに記載の逆入力遮断装置。
【請求項５】
前記出力軸の軸端部にフランジを嵌合して回り止めし、かつ軸方向に移動可能とし、そのフランジとクラッチディスク間に前記出力側トルクカム手段を設け、前記フランジを前記弾性部材によってクラッチディスクに向けて付勢した請求項１乃至４のいずれかに記載の逆入力遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力軸に入力される動力を出力軸に伝達すると共に、出力軸から入力軸への逆入力を遮断する逆入力遮断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の逆入力遮断装置として特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この特許文献１に記載された逆入力遮断装置は、入力側部材と同軸上に出力側部材を設け、その入力側部材と出力側部材間に組込まれて軸方向に移動可能な中間部材の外周とその外側に設けられた静止部材の内周のそれぞれに円錐クラッチを形成する円錐形の摩擦面を形成し、上記中間部材に弾性部材の押圧力を付与して円錐クラッチが結合する方向に中間部材を付勢し、上記入力側部材と中間部材の相互間に入力側推進カムを設けると共に、中間部材と出力側部材の相互間に出力側推進カムを設けている。
【０００３】
上記の構成から成る逆入力遮断装置においては、入力側部材に動力が入力された場合に、入力側推進カムにより中間部材を弾性部材の弾性に抗して軸方向に移動させて円錐クラッチの結合を解除し、その結合解除により入力側部材の回転を中間部材に伝えると共に、中間部材の回転を出力側推進カムを介して出力側部材に伝達するようにしている。
【０００４】
また、入力側部材への入力が停止されたとき、弾性部材の弾性により中間部材を入力側部材に向けて移動させて中間部材の外周の摩擦面を静止部材の内周の摩擦面に接触させると共に、出力側部材に動力が逆入力された場合に、出力側推進カムにより、中間部材を入力側部材に向けて移動させて円錐クラッチの結合力を高め、その円錐クラッチによって逆入力が入力側部材に伝達されるのを防止するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−３４６０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の逆入力遮断装置においては、入力側部材に入力される動力が比較的小さい場合、入力側推進カムによって中間部材に付与される軸力が小さく、入力側部材と共に中間部材がつれ回りして、円錐クラッチを安定よく解除することができず、円錐クラッチが結合および結合解除を繰り返して不安定な挙動を示し、入力側部材に入力される動力を出力側部材にスムーズに伝達することができないという問題があった。
【０００６】
また、円錐クラッチの作動特性および容量は、中間部材と静止部材のそれぞれに形成された摩擦面の摩擦特性に左右され、部品製作時の加工誤差により、摩擦面の片当りや、それに起因する偏摩耗により摩擦結合特性を低下させるという問題があった。
【０００７】
この発明の第１の課題は、入力軸に入力される動力が比較的小さい領域においても円錐クラッチを安定よく解除させることができるようにして、入力軸から出力軸に動力をスムーズに伝達することができるようにした逆入力遮断装置を提供することである。
【０００８】
また、この発明の第２の課題は、円錐クラッチの摩擦面の片当りや偏摩耗を防止し、安定した摩擦締結特性を得ることができるようにした逆入力遮断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の第１の課題を解決するため、第１の発明においては、入力軸と、その入力軸に軸端面を対向して同軸上に配置された出力軸と、前記入力軸と出力軸の対向面間に配置されて軸方向に移動可能とされ、外周には静止部材に形成された円錐形の固定摩擦面との間で円錐クラッチを形成する円錐形の可動摩擦面が設けられたクラッチディスクと、前記円錐クラッチが結合する方向にクラッチディスクを付勢する弾性部材と、前記入力軸とクラッチディスクの対向面間に組込まれ、その入力軸とクラッチディスクの相対回転によりクラッチディスクを円錐クラッチが結合解除する方向に移動させると共に、円錐クラッチの結合解除状態で入力軸の回転トルクをクラッチディスクに伝達する入力側トルクカム手段と、前記クラッチディスクと出力軸の対向面間に組込まれてクラッチディスクと出力軸の相互間で回転トルクを伝達すると共に、クラッチディスクと出力軸の相対回転によりクラッチディスクを円錐クラッチが結合する方向に移動させる出力側トルクカム手段とから成り、前記円錐クラッチの結合によって出力軸から入力軸への逆入力を遮断するようにした逆入力遮断装置において、前記クラッチディスクと静止部材の相互間にクラッチディスクに回転抵抗を付与する回転抵抗付与手段を設けた構成を採用している。
【００１０】
ここで、回転抵抗付与手段として、クラッチディスクと軸方向で対向する環状の摩擦板と、その摩擦板とクラッチディスク間もしくは、摩擦板と静止部材間に組込まれた弾性部材とから成るものを採用することができる。
【００１１】
また、第２の課題を解決するため、第２の発明においては、上記第１の発明に係る逆入力遮断装置において、前記固定摩擦面と可動摩擦面の一方を、その断面形状で凸円状の曲線を有する円錐面とした構成を採用している。
【００１２】
ここで、静止部材に一体化されるリング状部材の内周に固定摩擦面を形成することにすれば、固定摩擦面の加工が容易であり、加工誤差の少ない精度の高い固定摩擦面を得ることができ、円錐クラッチの摩擦結合特性をより向上させることができる。
【００１３】
第１の発明および第２の発明に係る逆入力防止装置において、出力軸の軸端部にフランジを嵌合して回り止めし、かつ軸方向に移動可能とし、そのフランジを弾性部材によりクラッチディスク側に向けて付勢することにより、入力軸から出力軸への動力伝達時に、クラッチディスクを入力軸から離反する方向に向けてスムーズに移動させることができるため、円錐クラッチをより効果的に結合解除させることができると共に、軸方向ガタの少ない逆入力防止クラッチを得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明のように、クラッチディスクと静止部材の相互間に回転抵抗付与手段を設け、その回転抵抗付与手段によってクラッチディスクに回転抵抗を付与することにより、入力軸に入力される動力が小さい領域においても、入力軸とクラッチディスクを相対的に回転させることができ、入力側トルクカム手段を確実に作動させることができる。その入力側トルクカム手段の作動により軸力が発生し、その軸力によりクラッチディスクが出力軸側に移動するため、円錐クラッチを安定よく解除させることができ、入力軸に入力される動力を出力軸にスムーズに伝達することができる。
【００１５】
また、第２の発明のように、固定摩擦面と可動摩擦面の一方を、その断面形状で凸円状の曲線を有する円錐面とすることによって、固定摩擦面と可動摩擦面の片当りや、それに起因する偏摩耗を防止することができ、円錐クラッチの摩擦結合特性の安定化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る逆入力遮断装置の第１の実施形態を示している。図示のように、入力軸１と出力軸２は同軸上に配置されて軸端面が対向し、その対向端部が静止部材としてのハウジング３によって覆われている。
【００１７】
ハウジング３は固定の配置とされ、その対向側板３ａ、３ｂのそれぞれに入力軸１および出力軸２を回転自在に支持する軸受４が設けられている。
【００１８】
入力軸１は、上記ハウジング３内に位置する軸端部にフランジ１ａを有し、一方、出力軸２には上記フランジ１ａと軸方向で対向するフランジ２ａが設けられ、その出力軸側フランジ２ａと入力軸側フランジ１ａ間にクラッチディスク５が設けられている。
【００１９】
クラッチディスク５は出力軸側フランジ２ａとの間に組込まれた弾性部材６によって入力軸側フランジ１ａに向けて付勢されている。
【００２０】
クラッチディスク５の外側にはリング状部材７が設けられている。リング状部材７はハウジング３の円筒部３ｃの内径面に嵌合されている。また、リング状部材７の前記ハウジング３の一方の側板３ａと対向する一側面には複数の孔８が形成され、一方、ハウジング３の一方の側板３ａには上記孔８に嵌合される加締め突起９が設けられ、その加締め突起９と孔８の嵌合によってリング状部材７はハウジング３に一体化されている。
【００２１】
リング状部材７の内周には入力軸１側を小径端とする円錐形の固定摩擦面１０が設けられ、一方、クラッチディスク５の外周には上記固定摩擦面１０に適合する円錐形の可動摩擦面１１が形成されて、リング状部材７とクラッチディスク５とで円錐クラッチ１２を形成している。
【００２２】
クラッチディスク５と入力軸１のフランジ１ａ間には入力側トルクカム手段２０ａが設けられ、一方、クラッチディスク５と出力軸２のフランジ２ａ間には出力側トルクカム手段２０ｂが設けられている。
【００２３】
図１乃至図３に示すように、入力側トルクカム手段２０ａは、入力軸側フランジ１ａとクラッチディスク５の対向面それぞれに、周方向中央から周方向両端に至るに従って溝深さが次第に浅くなる複数のカム溝２１、２２を周方向に間隔をおいて形成し、そのカム溝２１、２２間にボール２３を組込んだ構成としている。
【００２４】
入力側トルクカム手段２０ａは、入力軸１とクラッチディスク５の相対回転によりクラッチディスク５に軸力を負荷して、そのクラッチディスク５の可動摩擦面１１がリング状部材７の固定摩擦面１０から離反する方向、すなわち、円錐クラッチ１２が結合解除する方向にクラッチディスク５を軸方向に移動させ、上記円錐クラッチ１２の結合解除後に、入力軸１の回転トルクをクラッチディスク５に伝えるようになっている。
【００２５】
上記入力側トルクカム手段２０ａは、クラッチディスク５の可動摩擦面１１がリング状部材７の固定摩擦面１０に摩擦係合する円錐クラッチ１２の結合状態で図３に示す所定大きさの軸方向すきまδを有している。
【００２６】
図１および図２に示すように、出力側トルクカム手段２０ｂは、クラッチディスク５と出力軸側フランジ２ａの対向面それぞれに、周方向中央から周方向両端に至るに従って溝深さが次第に浅くなる複数のカム溝２４、２５を周方向に間隔をおいて形成し、そのカム溝２４、２５間にボール２６を組込んだ構成としている。
【００２７】
上記出力側トルクカム手段２０ｂにおいては、クラッチディスク５と出力軸２の相互間で回転トルクを伝達すると共に、そのクラッチディスク５と出力軸２の相対回転時に、クラッチディスク５に軸力を負荷して、円錐クラッチ１２が強く結合する方向にクラッチディスク５を軸方向に移動させるようなっている。
【００２８】
上記出力側トルクカム手段２０ｂは、入力側トルクカム手段２０ａより発生する軸力によってクラッチディスク５が軸方向に移動される際の移動量を吸収可能とする大きさの軸方向すきま（図示省略）を有している。このすきまは、円錐クラッチ１２が解除されるのに必要な量として設定している。
【００２９】
図１に示すように、クラッチディスク５とハウジング３の他方の側板３ｂ間にはクラッチディスク５に回転抵抗を付与する回転抵抗付与手段３０が設けられている。
【００３０】
回転抵抗付与手段３０は、ハウジング３の他方の側板３ｂ内面に対して接触可能な環状の摩擦板３１と、その摩擦板３１とクラッチディスク５間に組込まれた弾性部材３２とから成り、上記弾性部材３２により摩擦板３１をハウジング３の他方の側板３ｂの内面に圧接させ、その圧接面に作用する摩擦抵抗および弾性部材３２とクラッチディスク５の接触面もしくは、弾性部材３２と摩擦板３１との接触面に作用する摩擦抵抗をクラッチディスク５の回転抵抗としている。
【００３１】
実施の形態で示す逆入力遮断装置は上記の構造から成り、入力軸１の停止状態では、クラッチディスク５は出力軸２との間に組込まれた弾性部材６と回転抵抗付与手段３０の弾性部材３２により押圧されてクラッチディスク５外周の可動摩擦面１１がリング状部材７の固定摩擦面１０に圧接し、円錐クラッチ１２は結合状態に保持されている。
【００３２】
上記のような円錐クラッチ１２の結合状態において、入力軸１に動力が入力されてその入力軸１が回転すると、クラッチディスク５は回転抵抗付与手段３０によって回転抵抗が負荷されているため、入力軸１とクラッチディスク５が相対回転し、その相対回転により、フランジ１ａに設けられたカム溝２１とクラッチディスク５に形成されたカム溝２２が図５に示すように、周方向に位相がずれ、入力側トルクカム手段２０ａに軸力が発生する。この軸力はクラッチディスク５に負荷されるため、クラッチディスク５は弾性部材６、３２の弾性に抗して入力軸１のフランジ１ａから離反する方向に移動する。
【００３３】
クラッチディスク５の入力軸側フランジ１ａから離反する方向の移動により、図４に示すように、クラッチディスク５の可動摩擦面１１がリング状部材７の固定摩擦面１０から離反して円錐クラッチ１２が結合解除状態とされる。
【００３４】
このため、入力軸１に入力された動力は入力側トルクカム手段２０ａのボール２３を介してクラッチディスク５に伝達され、そのクラッチディスク５から出力側トルクカム手段２０ｂを介して出力軸２に伝達されて出力軸２が入力軸１と同方向に回転する。
【００３５】
入力軸１から出力軸２への動力伝達状態において、入力軸１が停止すると、弾性部材６と回転抵抗付与手段３０の弾性部材３２の押圧力によりクラッチディスク５が入力軸１のフランジ１ａに向けて移動する。
【００３６】
入力軸１からのトルク伝達時において、（クラッチディスク５に作用する結合方向の力）＜（クラッチディスク５に作用する解除方向の力）となるよう、入出力トルクカム形状およびばね力を設定している。これにより、クラッチの入力軸１からの安定した伝達が可能となる。
【００３７】
このとき、入力側トルクカム手段２０ａのボール２３はフランジ１ａに形成されたカム溝２１の傾斜状の溝底面を押圧すると共に、クラッチディスク５に設けられたカム溝２２の傾斜状の溝底面がボール２３を押圧するため、クラッチディスク５は軸方向に移動しつつ回転し、その回転によってボール２３は図３に示すように、カム溝２１、２２の溝深さが最も深い安定した状態に保持されると共に、クラッチディスク５の可動摩擦面１１は図１に示すようにリング状部材７の固定摩擦面１０に接触する。
【００３８】
固定摩擦面１０に可動摩擦面１１が接触する状態において、出力軸２に動力が入力（逆入力）されると、クラッチディスク５は回転抵抗付与手段３０により回転抵抗が負荷され、また、固定摩擦面１０と可動摩擦面１１の接触部に作用する摩擦抵抗はクラッチディスク５の回転抵抗となるため、出力軸２はクラッチディスク５に対して相対回転し、その相対回転によって出力側トルクカム手段２０ｂに軸力が発生し、その軸力がクラッチディスク５に負荷される。
【００３９】
このため、クラッチディスク５はリング状部材７に向けて押し込まれ、外周の可動摩擦面１１が固定摩擦面１０に強く押し付けられて円錐クラッチ１２の結合力は増大され、その円錐クラッチ１２によって入力軸１への逆入力の伝達が遮断される。
【００４０】
実施の形態で示すように、クラッチディスク５とハウジング３の他方の側板３ｂ間に回転抵抗付与手段３０を設け、その回転抵抗付与手段３０によってクラッチディスク５に回転抵抗を付与することにより、入力軸１に入力される動力が小さい場合でも、入力軸１とクラッチディスク５とを相対的に確実に回転させることができる。
【００４１】
その結果、入力側トルクカム手段２０ａを確実に作動させることができ、その入力側トルクカム手段２０ａによって発生する軸力によりクラッチディスク５をリング状部材７から離反する方向に移動させることができるので、円錐クラッチ１２を安定よく解除させることができ、入力軸１に入力される動力を出力軸２にスムーズに伝達することができる。
【００４２】
また、出力軸２のフランジ２ａとクラッチディスク５間に出力側トルクカム手段２０ｂを設けたことにより、出力軸２に動力が逆入力された場合に円錐クラッチ１２の結合力を強めることができるため、逆入力が入力軸１に伝達されるのを確実に防止することができる。
【００４３】
さらに、ハウジング３に一体化されるリング状部材７の内周に固定摩擦面１０を形成することにより、上記ハウジング３に固定摩擦面１０を直接形成する場合に比較して固定摩擦面１０の加工が容易となり、精度の高い固定摩擦面１０を得ることができ、摩擦結合特性の優れた円錐クラッチ１２を得ることができる。
【００４４】
図６（Ｉ）乃至（III）は円錐クラッチ１２の他の例を示す。図６（Ｉ）に示す円錐クラッチ１２においては、リング状部材７の内周の固定摩擦面１０を断面形状が直線イとなる円錐面とすると共に、クラッチディスク５の外周の可動摩擦面１１を凸円状の曲線ロとなる円錐面としている。
【００４５】
図６（II）に示す円錐クラッチ１２においては、リング状部材７の内周の固定摩擦面１０を断面形状が直線イとなる円錐面とすると共に、クラッチディスク５の外周の可動摩擦面１１を断面形状が直線ハの両端部に円弧ニを設けた円錐面としている。
【００４６】
また、図６（III）に示す円錐クラッチ１２においては、リング状部材７の内周の固定摩擦面１０を断面形状が凸円状の曲線ホとなる円錐面とすると共に、クラッチディスク５の外周の可動摩擦面１１を断面形状が直線ハとなる円錐面としている。
【００４７】
図６（Ｉ）乃至（III）で示すように、固定摩擦面１０と可動摩擦面１１の一方を断面形状が凸円状の曲線を有する円錐面とすることによって、円錐クラッチ１２の片当りや、それに起因する偏摩耗を防止することができ、安定した摩擦結合特性を得ることができる。
【００４８】
実施の形態では、トルクカム手段２０ａ、２０ｂとして、カム溝とボールから成るものを示したが、山形のカム突起とＶ溝から成るものであってもよい。
【００４９】
図７は、この発明に係る逆入力防止装置の第２の実施形態を示す。この第２の実施形態で示す逆入力防止装置は、出力軸２にフランジ２ｂを嵌合し、その嵌合面間にスプライン１３を形成してフランジ２ｂを出力軸２に対して回り止めし、かつ軸方向に移動可能とし、そのフランジ２ｂと出力軸２の軸端部に形成したばね受け用フランジ２ｃ間に弾性部材６を設けている点で図１に示す第１の実施形態の逆入力遮断装置と相違している。
【００５０】
このため、図１に示すものと同一の部品には同一符号を付して説明を省略する。上記のように、出力軸２にフランジ２ｂを軸方向に移動可能に設けることによって、入力軸１から出力軸２への動力伝達時、クラッチディスク５の出力軸２側への変位を確保することができるため、円錐クラッチ１２をより確実に解除することができる。
【００５１】
また、フランジ２ｂとばね受け用フランジ２ｃ間に弾性部材６を組込むことによって出力側トルクカム手段２０ｂの軸方向すきまをなくすことができるため、軸方向ガタの低減に効果を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明に係る逆入力遮断装置の第１の実施の形態を示す縦断正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１に示すトルクカム手段の横断平面図
【図４】入力軸から出力軸への動力伝達状態を示す断面図
【図５】トルクカム手段の動力伝達状態での断面図
【図６】（Ｉ）乃至（III）は円錐クラッチの他の例を示す断面図
【図７】この発明に係る逆入力遮断装置の第２の実施形態を示す縦断正面図
【符号の説明】
【００５３】
１    入力軸
２    出力軸
３    ハウジング（静止部材）
５    クラッチディスク
６    弾性部材
７    リング状部材
１０  固定摩擦面
１１  可動摩擦面
２０ａ  入力側トルクカム手段
２０ｂ  出力側トルクカム手段
３１  摩擦板
３２  弾性部材
【図１】
2006057804.tif 000003
【図２】
2006057804.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006057804.tif 000008
【図７】
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