(57)【要約】【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、締結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、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と同軸上に設けられた出力軸２に摩擦ディスク５を嵌合して回り止めし、かつ軸方向に移動可能に支持し、弾性部材７によって摩擦ディスク５を入力軸１に向けて付勢する。摩擦ディスク５の外周に円錐形の可動摩擦面１２を設け、ハウジング３に一体化されたリング状部材８の内周には上記可動摩擦面１２とで円錐クラッチ１３を形成する円錐形の固定摩擦面１１を形成する。入力軸１のフランジ１ａと摩擦ディスク５間にトルクカム手段２０を設ける。摩擦ディスク５とハウジング３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により摩擦ディスク５に回転抵抗を付与して、入力軸１への動力の入力時に、入力軸１と摩擦ディスク５とがスムーズに相対回転するようにして、円錐クラッチ１３の解除の安定化を図る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、その入力軸と同軸上に配置された出力軸と、その出力軸に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持され、静止部材に設けられた円錐形の固定摩擦面に対して接触可能な円錐形の可動摩擦面が外周に形成された摩擦ディスクと、その摩擦ディスクの可動摩擦面が固定摩擦面に摩擦係合する方向に摩擦ディスクを付勢する弾性部材と、前記入力軸と摩擦ディスク間に設けられ、その摩擦ディスクに対する入力軸の相対回転により摩擦ディスクに固定摩擦面から離反する方向の軸力を負荷すると共に、固定摩擦面に対する可動摩擦面の係合解除状態で入力軸と摩擦ディスクの相互間で回転トルクを伝達するトルクカム手段とから成り、摩擦ディスクの可動摩擦面と固定摩擦面の摩擦係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、前記摩擦ディスクと静止部材の相互間に摩擦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径に設けた請求項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、摩擦ディスクと軸方向で対向する環状の摩擦板と、その摩擦板と摩擦ディスク間、もしくは、静止部材と摩擦板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。
【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、その出力側部材に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持された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、上記中間部材にスプリングのばね力を付与して円錐クラッチが締結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、その両部材の相対回転によって中間部材をスプリングの弾性に抗して軸方向に変位させる推進カム手段を設けた構成としている。
【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、推進カム手段により中間部材をスプリングの弾性に抗して軸方向に移動させて円錐クラッチの締結を解除し、その締結解除により入力側部材の回転を中間部材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、スプリングの弾力により中間部材を入力側部材の方向に変位させ、中間部材外周の摩擦面と静止部材内周の摩擦面の摩擦係合により円錐クラッチを締結状態とし、その円錐クラッチにより出力側部材に入力される動力を遮断して入力側部材へ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、入力側部材と中間部材間に設けられた推進カム手段が略Ｖ字形の凸状カムと略Ｖ字形の凹状カムとから成っているため、入力側部材に入力される動力が比較的小さい場合、上記推進カム手段によって中間部材に作用する軸方向力が小さくなり、その結果、円錐クラッチを安定よく解除させることができず、上記円錐クラッチが締結と解除を繰り返すという不安定な挙動を示す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、摩擦締結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、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、その入力軸と同軸上に配置された出力軸と、その出力軸に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能に支持され、静止部材に設けられた円錐形の固定摩擦面に対して接触可能な円錐形の可動摩擦面が外周に形成された摩擦ディスクと、その摩擦ディスクの可動摩擦面が固定摩擦面に摩擦係合する方向に摩擦ディスクを付勢する弾性部材と、前記入力軸と摩擦ディスク間に設けられ、その摩擦ディスクに対する入力軸の相対回転により摩擦ディスクに固定摩擦面から離反する方向の軸力を負荷すると共に、固定摩擦面に対する可動摩擦面の係合解除状態で入力軸と摩擦ディスクの相互間で回転トルクを伝達するトルクカム手段とから成り、摩擦ディスクの可動摩擦面と固定摩擦面の摩擦係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、前記摩擦ディスクと静止部材の相互間に摩擦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、摩擦ディスクと軸方向で対向する環状の摩擦板と、その摩擦板と摩擦ディスク間、もしくは、静止部材と摩擦板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締結特性をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明のように、摩擦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摩擦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、摩擦ディスクが入力軸に対して相対的に位相遅れを生じ、トルクカム手段を確実に作動させることができる。そのトルクカム手段の作動により軸力が発生し、その軸力により摩擦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る。
【００１４】
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、その断面形状て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締結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】
【００１５】
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に示すように、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、そのフランジ１ａに対して摩擦ディスク５が軸方向で対向している。
【００１８】
摩擦ディスク５は出力軸２の軸端部に嵌合され、その嵌合面間に設けられたスプライン６によって摩擦ディスク５は出力軸２に対して回り止めされ、かつ軸方向に移動可能とされている。
【００１９】
摩擦ディスク５と出力軸２の軸端部に形成されたフランジ２ａの対向面間には皿ばねから成る弾性部材７が組込まれている。弾性部材７は摩擦ディスク５を入力軸１のフランジ１ａに向けて付勢している。
【００２０】
摩擦ディスク５の外側にはリング状部材８が設けられている。リング状部材８はハウジング３の内径面に嵌合されている。また、リング状部材８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９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９に嵌合される加締め突起１０が設けられ、その加締め突起１０と孔９の嵌合によってリング状部材８はハウジング３に一体化されている。
【００２１】
リング状部材８の内周には円錐形の固定摩擦面１１が設けられ、一方、摩擦ディスク５の外周には円錐形の可動摩擦面１２が形成されて、リング状部材８と摩擦ディスク５とで円錐クラッチ１３を形成している。
【００２２】
摩擦ディスク５と入力軸１のフランジ１ａ間にはトルクカム手段２０が設けられている。
【００２３】
図１乃至図３に示すように、トルクカム手段２０は、フランジ１ａと摩擦ディスク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を組込んだ構成とされている。トルクカム手段２０は、入力軸１と摩擦ディスク５の相対回転により摩擦ディスク５に軸力を負荷して、可動摩擦面１２が固定摩擦面１１から離反する方向に摩擦ディスク５を軸方向に移動させるようになっている。
【００２４】
図１に示すように、摩擦ディスク５とハウジング３の他方の側板３ｂ間には摩擦ディスク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。
【００２５】
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と摩擦ディスク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、もしくは、摩擦板３１と弾性部材３２の接触面および弾性部材３２と摩擦ディスク５の接触面に作用する摩擦抵抗を摩擦ディスク５の回転抵抗としている。
【００２６】
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、摩擦ディスク５は出力軸２との間に組込まれた弾性部材７と回転抵抗付与手段３０の弾性部材３２により押圧されて摩擦ディスク５外周の可動摩擦面１２がリング状部材８の固定摩擦面１１に圧接し、円錐クラッチ１３は締結状態に保持されている。
【００２７】
上記のような円錐クラッチ１３の締結状態において、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、入力軸１と摩擦ディスク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と摩擦ディスク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、トルクカム手段２０に軸力が発生し、このとき、摩擦ディスク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に入力される動力の大小に関係なく安定した軸力が発生する。この軸力は摩擦ディスク５に負荷されるため、摩擦ディスク５は弾性部材７、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し、図４に示すように、摩擦ディスク５の可動摩擦面１２がリング状部材８の固定摩擦面１１から離反して円錐クラッチ１３が締結解除状態とされる。
【００２８】
このため、入力軸１に入力された動力はトルクカム手段２０のボール２３を介して摩擦ディスク５に伝達され、その摩擦ディスク５から出力軸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。
【００２９】
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、出力軸２上に設けられた弾性部材７と回転抵抗付与手段３０の弾性部材３２の押圧力により摩擦ディスク５が入力軸１のフランジ１ａに向けて移動する。
【００３０】
このとき、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、摩擦ディスク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、摩擦ディスク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、摩擦ディスク５の可動摩擦面１２は図１に示すようにリング状部材８の固定摩擦面１１に圧接し、円錐クラッチ１３は締結状態とされる。
【００３１】
このため、出力軸２に動力が入力されると、その逆入力は円錐クラッチ１３により受けられて入力軸１への伝達が遮断される。
【００３２】
実施の形態で示すように、摩擦ディスク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によって摩擦ディスク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と摩擦ディスク５とを相対的に確実に回転させることができる。
【００３３】
その結果、トルクカム手段２０を確実に作動させることができ、そのトルクカム手段２０によって発生する軸力により摩擦ディスク５をリング状部材８から離反する方向に移動させることができ、円錐クラッチ１３を安定よく解除させることができる。
【００３４】
また、ハウジング３に一体化されるリング状部材８の内周に固定摩擦面１１を形成することにより、上記ハウジング３に固定摩擦面１１を直接形成する場合に比較して固定摩擦面１１の加工が容易となり、精度の高い固定摩擦面１１を得ることができ、摩擦締結特性の優れた円錐クラッチ１３を得ることができる。
【００３５】
図６（Ｉ）乃至（III）は円錐クラッチ１３の他の例を示す。図６（Ｉ）に示す円錐クラッチ１３においては、リング状部材８の内周の固定摩擦面１１を断面形状が直線イとなる円錐面とすると共に、摩擦ディスク５の外周の可動摩擦面１２を凸円状の曲線ロとなる円錐面としている。
【００３６】
図６（II）に示す円錐クラッチ１３においては、リング状部材８の内周の固定摩擦面１１を断面形状が直線イとなる円錐面とすると共に、摩擦ディスク５の外周の可動摩擦面１２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。
【００３７】
また、図６（III）に示す円錐クラッチ１３においては、リング状部材８の内周の固定摩擦面１１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、摩擦ディスク５の外周の可動摩擦面１２を断面形状が直線ハとなる円錐面としている。
【００３８】
図６（Ｉ）乃至（III）で示すように、固定摩擦面１１と可動摩擦面１２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１３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、安定した摩擦締結特性を得ることができる。
【００３９】
実施の形態では、トルクカム手段２０として、カム溝２１、２２とボール２３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。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明に係る逆入力遮断装置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
【符号の説明】
【００４１】
１    入力軸
２    出力軸
３    ハウジング（静止部材）
５    摩擦ディスク
７    弾性部材
８    リング状部材
１１  固定摩擦面
１２  可動摩擦面
２０  トルクカム手段
３０  回転抵抗付与手段
３１  摩擦板
３２  弾性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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