(57)【要約】【課題】  クラッチの大型化を伴うことなく、ロールオーバーやポックアップといった現象を防止する。【解決手段】  トルクカム部（ドライブカム２５とドリブンカム２３の係合）と歯形クラッチ部（ドリブンカム２３と出力軸１７の凹凸部３３，３４）の組み合わせで回転伝達をするものにあって、トルクカム部にトルク伝達不可部を設けたものである。【選択図】図１
2006118645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、この入力軸と同軸上に配置された出力軸と、前記入力軸に軸方向へ移動可能に配置されるドライブカムと、このドライブカムと隣接して配置され前記入力軸の軸方向へ移動可能でかつ回転可能なドリブンカムと、前記ドライブカムとドリブンカムの対向する面に配置されるトルクカム機構と、前記ドライブカムとドリブンカムを軸方向で近接する方向に移動力を付与する第一の弾性部材と、このドリブンカムと前記出力軸とがお互いに係合する係合手段と、前記係合手段の係合を解除する方向に力を付与する第二の弾性部材とを備え、前記入力軸の回転に伴うドライブカムの回転がトルクカム機構を介してドリブンカムに入力されると、前記係合手段の係合を解除する方向に力を付与する第二の弾性部材に打ち勝ってドリブンカムと出力軸を係合させて出力軸へのトルク伝達を可能としたことを特徴とする回転伝達装置。
【請求項２】
前記トルクカム機構が、前記ドライブカムとドリブンカムの相対向する面にそれぞれ周方向に漸次浅くなるように形成された溝と、前記ドライブカムとドリブンカムの間に配置された保持プレートと、この保持プレートの円周等配に保持されるとともに前記溝と対向する位置に配置されるボールとで構成されていることを特徴とする請求項１記載の回転伝達装置。
【請求項３】
前記トルクカム機構が、前記ドライブカムとドリブンカムの相対向する面に、周方向に漸次浅くなるように形成された溝と、この溝と対向する位置に配置される円弧状の突起とで構成されていることを特徴とする請求項１記載の回転伝達装置。
【請求項４】
前記係合手段が、前記ドリブンカムと出力軸の相対向する面に形成された歯形形状の噛み合いであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転伝達装置。
【請求項５】
前記ドライブカムとドリブンカムの相対向する面の周方向に漸次浅くなるように形成された溝の近傍にトルク伝達不可部を設けたことを特徴とする請求項２または請求項３記載の回転伝達装置。
【請求項６】
前記ドリブンカムの回転を遅延させる摺動抵抗発生部材を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転伝達装置。
【請求項７】
前記ドリブンカムの軸方向の移動を規制する軸方向移動規制手段を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転伝達装置。
【請求項８】
前記軸方向移動規制手段が、ドリブンカムの出力軸側への移動を規制することを特徴とする請求項７記載の回転伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力伝達経路上において、動力の伝達と遮断の切換えに用いる回転伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の回転伝達装置の一例を図５および図６に示す。
【０００３】
この回転伝達装置１は、入力外輪２の内部に入力外輪２の内面と同軸に外周が円状の出力内輪３を配置している。そして、入力外輪２の内面円周方向に多数の山形状のくさび溝４を設けて、ローラ５をくさび溝４のほぼ中央に位置するように保持器６を介して等間隔に設けている。前記くさび溝４と、ローラ５と、出力内輪３との間で、くさび溝４の位相が相対的にずれることにより互いが噛み込み回転トルクを伝達し、トルク伝達部を形成する。
【０００４】
前記保持器６は、入力外輪２に対向して配置されたセンタリングばね７で周方向に弾性的に固定されている。また、静止部材としてのハウジング８に摺動しながら、保持器６に係合して連れ回る摺動ばね９を備え、保持器６に対するすべり摩擦抵抗による回転抵抗を付与している。
【０００５】
この構成において、入力外輪２を回転させると、静止部材に対する回転抵抗により、保持器６が入力外輪２に対して位相遅れを生ずる。そして、出力内輪３の円外周面と入力外輪２の内面に形成される山形のくさび溝４との間にローラ５が噛み込み入力外輪２と出力内輪３との間でトルク伝達がなされる。なお、入力外輪２のどちら方向の回転においても同様の作動により出力内輪３を従動させて回転させることができる。
【０００６】
また、出力内輪３を回転させた場合は、ローラ５に対して出力内輪３の外周が円状であるので、空回りする状態となり入力外輪２に回転トルクが伝達されない（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３-１２０７１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
入力外輪２の回転トルクが過大になると、その変形エネルギーによりローラ５がくさび溝４から勢いよく弾きだされる現象（ポップアウト）や変形量過大によるローラ５が隣のくさび溝４へ移動する現象（ロールオーバー）を発生するという危惧があった。
【０００８】
このような、ポップアウトやロールオーバーといった現象を防止する構造として、過大トルクの伝達を遮断するいわゆるトルクリミッタを動力伝達系に付加することが考えられるが、ユニット全体の大型化およびコストアップといった芳しくない結果をもたらしていた。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、回転伝達装置内部にトルクリミッタ構造を付加して、ポップアウトやロールオーバーといった現象を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の回転力伝達装置は、入力軸と、この入力軸と同軸上に配置された出力軸と、前記入力軸に軸方向へ移動可能に配置されるドライブカムと、このドライブカムと隣接して配置され前記入力軸の軸方向へ移動可能でかつ回転可能なドリブンカムと、前記ドライブカムとドリブンカムの対向する面に配置されるトルクカム機構と、前記ドライブカムとドリブンカムとを軸方向で近接するように力を付与する弾性部材と、このドリブンカムと前記出力軸とがお互いに係合する係合手段と、前記係合手段の係合を解除する方向に力を付与する弾性部材とを備え、前記入力軸の回転にともない回転するドライブカムの回転がトルクカム機構を介してドリブンカムに伝達されたとき、前記係合手段の係合を解除する方向に力を付与する弾性部材に打ち勝ってドリブンカムと出力軸を係合して出力軸を回転させてなるもので、入力軸に回転トルクが加わっていない時は前記係合手段の係合を解除する方向に力を付与する弾性部材により係合が解除されているので、入力軸と出力軸とは完全に切り離せるものである。
【００１１】
また、前記トルクカム機構が、前記ドライブカムとドリブンカムの相対向する面にそれぞれ周方向に漸次浅くなるように形成された溝と、前記ドライブカムとドリブンカムの間に配置された保持プレートと、この保持プレートの円周状に等分に配置された保持されるボールとから形成され、前記ドライブカムとドリブンカムの相対向する面にそれぞれ周方向に漸次浅くなるように形成された溝の近傍にトルク伝達不可部を設けたことにより、過大な回転トルクに対してはドライブカムとドリブンカムの間でトルク伝達をしないようにできる。
【００１２】
さらに、前記トルクカム機構は、前記ドライブカムとドリブンカムの相対向する面に、周方向に漸次浅くなるように形成された溝と、この溝と対向する位置に配置される円弧状の突起とで構成され、前記ドライブカムとドリブンカムの相対向する面に周方向に漸次浅くなるように形成された溝の近傍にトルク伝達不可部を設けたことにより、過大な回転トルクに対してはドライブカムとドリブンカムの間でトルク伝達をしないようにもできる。
【発明の効果】
【００１３】
回転伝達装置内部にトルクリミッタ構造を付加できるので、ユニットの大型化、コストアップを少なくできるとともに、ポップアウトやロールオーバーといった現象が起こらないものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施の形態１を図面に従って説明する。図１は本発明の回転伝達装置の縦断面である。図２は入力軸に回転トルクがかかった状態を説明する回転伝達装置の要部縦断面図である。図３は入力軸に過大な回転トルクがかかった状態を説明する回転伝達装置の要部縦断面図である。
【００１５】
本発明の回転伝達装置１１は、容器状のハウジング１２に軸受１３により支持された入力軸１４と、容器状のハウジング１５に軸受１６により支持された出力軸１７とを備えている。そして、入力軸１４と出力軸１７とは、同一軸線上に配置して前記ハウジング１２，１５の端部をインロー部１８により嵌合している。
【００１６】
前記入力軸１４は、出力軸１７側の端部に鍔部１９を形成している。そして、鍔部１９の出力軸１７から離れる方向に、大径部２０、中径部２１、小径部２２と軸の径を変えている。
【００１７】
前記入力軸１４の大径部２０には、軸方向へ移動可能で、かつ回動自在なドリブンカム２３が配置されている。また、入力軸１４の中径部２１には、外周に軸方向へ延びたスプライン２４が形成されている。
【００１８】
そして、ドライブカム２５が入力軸１４の中径部２１とスプラインで結合して取付けられている。前記ドライブカム２５の軸方向厚み（図１中、左右の長さ）はスプライン２４の長さ（図１中、左右の長さ）より短く形成されている。すなわち、ドライブカム２５は軸方向へ移動できるが、出力軸１７側への移動は前記大径部２０の端部で規制され、反対側への移動は小径部２２に取付けられたワッシャー２６により規制されている。
【００１９】
このワッシャー２６は、入力軸１４の小径部２２に挿入されており中径部２１の端部に当接させて止め輪２７にて固定されている。
【００２０】
前記ドライブカム２５とドリブンカム２３の間には、保持プレート２８が回動自在に設けられている。この保持プレート２８は、貫通孔２９を形成してボール３０を円周方向に等分に多数配置している。前記ボール３０と対向するドライブカム２５とドリブンカム２３には、ボール３０の球面よりも若干大きな凹状で周方向に漸次浅くなるカム面３１，３２（漸次浅くなる溝）を設けている。
【００２１】
このボール３０とカム面３１，３２とでトルクカム機構を形成している。
【００２２】
前記ドリブンカム２３と出力軸１７の対向する面には、歯形の凹凸部３３，３４がそれぞれに形成され、いわゆるドグクラッチもしくはツースクラッチを形成しており、ドリブンカム２３が出力軸１７側へ入力軸１４上を移動した時にお互いに凹凸部３３，３４が噛み合うようになっている。この噛み合いによりドリブンカム２３の回転トルクが出力軸１７に伝えられる。この凹凸部３３，３４が係合手段を構成している。
【００２３】
また、ドリブンカム２３には、出力軸１７側への移動を規制するために、入力軸１４の鍔部１９に当接するストッパー４０（軸方向移動規制手段）が設けられている。
【００２４】
前記ドリブンカム２３と鍔部１９の間には、バネ等の第二の弾性部材３５を設けて、通常ドリブンカム２３と出力軸１７の凹凸部３３，３４が噛み合わないように出力軸１７から離れる方向へ力が付与されている。
【００２５】
前記ドライブカム２５とワッシャー２６との間には、バネ等の第一の弾性部材３６を設けて、通常ドライブカム２５がドリブンカム２３側へ位置するように力を付与している。
【００２６】
前記ドリブンカム２３とハウジング１５との間には、ドリブンカム２５が回転を始める時、ドリブンカム２３の回転を遅延させるバネやゴム等からなる摺動抵抗発生部材３７が設けられている。
【００２７】
また、前記ハウジング１２，１５の軸方向外側にそれぞれ止め輪３８，３９が取付けられていて、ワッシャー２６と止め輪３８，出力軸１７のハウジング１５の内面側と止め輪３９とで、入力軸１４並びに出力軸１７の軸方向への移動を規制している。
【００２８】
次に入力軸１４と出力軸１７の関係を、入力軸１４に回転トルクが負荷されていない時、入力軸１４に通常の回転トルクが負荷された時、入力軸１４に過大回転トルクが負荷された時、入力軸１４に負荷されていた回転トルクが解除された時、出力軸１７に回転トルクが負荷された時の五つの状態に分けて動作を説明する。
【００２９】
１．入力軸１４に回転トルクが負荷されていない時（図１の状態）
【００３０】
ドライブカム２５が第一の弾性部材３６によりドリブンカム２３側へ押圧されて入力軸１４の大径部２０の端部と当接している。また、ドリブンカム２３が第二の弾性部材３５により出力軸１７から離れる方向に押圧されている。この時、ボール３０は、カム面３１，３２の軸方向の最深部に位置し、ドリブンカム２３と出力軸１７の凹凸部３３，３４が噛み合わない位置にある。すなわち、入力軸１４と出力軸１７とは、結合していない。
【００３１】
２．入力軸１４に通常の回転トルクが負荷された時（図２の状態）
【００３２】
入力軸１４に回転トルクが負荷されると、スプライン２４で結合されているドライブカム２５が回転をする。
【００３３】
この時、ドリブンカム２３は、摺動抵抗発生部材３７との摺動抵抗によりドライブカム２５の動きに対して遅延するので、ボール３０がカム面３１および３２の最深部からより浅い部分で当接し、ドリブンカム２３は出力軸１７側へ移動させられ、ドリブンカム２３と出力軸１７の凹凸部３３，３４が噛み合って、入力軸１４の回転トルクが出力軸１７へ回転トルクとして伝えられる。
【００３４】
前記第二の弾性部材３５の軸方向力はドライブカム２５とワッシャー２６との間に設けた第一の弾性部材３６の軸方向力より小さくなるように設定されているため、ドリブンカム２３のストッパー４０が鍔部１９と当接し、ドリブンカム２３の軸方向への移動が規制される。すなわち、入力軸１４からの回転トルクを出力軸１７に確実に伝達することが可能となる。
【００３５】
３．入力軸１４に過大回転トルクが負荷された時（図３の状態）
【００３６】
入力軸１４に過大な回転トルクが負荷されると、ドリブンカム２３の軸方向への移動がストッパー４０により規制されているため、トルクカム部で発生する第一の弾性部材３６の軸方向力よりも大きい力がドライブカム２５に付与されることになり、ドライブカム２５は図中の左側へ移動（図２よりも左側へ移動）し、ボール３０とカム面３１，３２との当接が外れ、ドライブカム２５とドリブンカム２３との間のトルク伝達が不可能となる。つまり、トルクリミッタとして機能する。
【００３７】
このトルクリミッタ作動時、ボール３０は保持プレート２８により円周方向に等分に保持されているので、等分配置状態のままトルク伝達不可状態が維持される。
【００３８】
このボール３０とカム面３１，３２とが共に当接しない状態へ移動した状態を請求項５でいうトルク伝達不可部としている。
【００３９】
４．入力軸１４に負荷されていた回転トルクが解除された時
【００４０】
今まで入力軸１４に負荷されていた回転トルクが解除されると、ドライブカム２５は第一の弾性部材３６によりボール３０側へ押圧される。このことによりドライブカム２５はボール３０側へ移動する。この移動と同時にカム面３１の軸方向の最深部へボール３０が移動する。また、ドリブンカム２３も第二の弾性部材３５によりボール３０側へ移動し、カム面３２の軸方向の最深部へボール３０が移動する。その結果、凹凸部３３，３４の噛み合いが外れ、入力軸１４に回転トルクが負荷されていない時の状態（図１の状態）になる。
【００４１】
５．出力軸１７に回転トルクが負荷された時
【００４２】
図１のように入力軸１４に回転トルクが負荷されていない時、何らかの状態で出力軸１７に回転トルクが負荷されると、出力軸１７とドリブンカム２３との凹凸部３４，３３が噛み合っていないので、入力軸１４へ回転トルクが伝わることがない。
【００４３】
以上のように、入力軸１４からの通常の回転トルクは出力軸１７に確実に伝達するが、過大回転トルクに対してはドライブカム２５からドリブンカム２３へのトルク伝達を阻止するトルクリミッタとして機能し、一方で、出力軸１７からの回転トルクは遮断できる回転伝達装置を提供することができる。
【００４４】
また、入力軸１４からの回転トルクが過大トルクに至る間で発生する軸方向力は、入力軸１４上に設けた止め輪２７と鍔部１９との間で完結するため、ハウジング１２，１５に付与されることがない。
【００４５】
なお、実施の形態としてボールを介在させたトルクカム機構を説明したが、上記機能を満たすものであれば本形状に限定されるものでない。
【００４６】
次に実施の形態２を図４を参考に説明するが、実施の形態１と異なる点はトルクカム機構である。実施の形態１においては、ボール３０とカム面３１，３２でトルクカム機構を構成していたが、実施の形態２では、周方向に漸次浅くなるように形成された溝と、この溝と対向する位置に配置される円弧状の突起とで構成したものである。したがって、実施の形態１と同じ構成については番号を付与してその詳細な説明を省略して実施の形態２を説明する。
【００４７】
ドライブカム２５とドリブンカム２３の対向する面で、ドライブカム２５側に周方向に漸次浅くなるように形成された溝４１を複数設けている。また、ドリブンカム２３側で前記溝４１に対向する位置に配置され、溝４１へ入り込み溝４１に当接する円弧状の突起４２が設けられている。
【００４８】
そして、入力軸１４に回転トルクが負荷されていない時には、溝４１の最深部に突起４１が位置する状態となって、かつ、ドリブンカム２３と出力軸１７の凹凸部３３，３４が噛み合わない位置にあるため、入力軸１４と出力軸１７とは結合しない状態になっている。
【００４９】
入力軸１４に通常の回転トルクが負荷された時は、ドライブカム２５が回転し、ドリブンカム２３は、摺動抵抗発生部材３７の摺動抵抗によりドライブカム２５の動きに対して遅延するので、突起４２が溝４１の最深部からより浅い部分で当接し、ドリブンカム２３が出力軸１７側へ移動させられて凹凸部３３，３４が噛み合い出力軸１７へ回転トルクを伝達する。
【００５０】
前記第二の弾性部材３５の軸方向力はドライブカム２５とワッシャー２６との間に設けた第一の弾性部材３６の軸方向力より小さくなるように設定されているため、ドリブンカム２３のストッパー４０が鍔部１９と当接し、ドリブンカム２３の軸方向への移動が規制される。すなわち、入力軸１４からの回転トルクを出力軸１７に確実に伝達することが可能となる。
【００５１】
また、入力軸１４に過大回転トルクが負荷された時は、ドリブンカム２３の軸方向への移動がストッパー４０により規制されているため、トルクカム部で発生する第一の弾性部材３６の軸方向力よりも大きい力がドライブカム２５に付与されることになり、ドライブカム２５は図中の左側に移動し、突起４２と溝４１との当接が外れ、ドライブカム２５とドリブンカム２３との間のトルク伝達が不可能となる。つまり、トルクリミッタとして機能する。このトルクリミッタ作動時、ボール３０は保持プレート２８により円周方向に等分に保持されているので、等分配置状態のままトルク伝達不可状態が維持される。この溝４１と突起４２とが当接しない状態へ移動した状態を請求項５でいうトルク伝達不可部としている。
【００５２】
そして、入力軸１４に負荷されていた回転トルクが解除された時は、ドライブカム２５が第一の弾性部材３６により突起４２側へ押圧されて移動すると同時にドリブンカム２３も第二の弾性部材３５によりドライブカム２５側へ移動し、突起４２が溝４１の最深部で当接する。その結果、凹凸部３３，３４の噛合いが外れて入力軸１４と出力軸１７が結合しない状態になる。
【００５３】
入力軸１４に回転トルクが負荷されていない状態で、何らかの状況で出力軸１７に回転トルクが負荷されても、凹凸部３３，３４が噛み合っていないので、入力軸１４へ回転トルクが伝わることはない。
【００５４】
以上のように、入力軸１４からの通常の回転トルクは出力軸１７に確実に伝達するが、過大回転トルクに対してはドライブカム２５からドリブンカム２３へのトルク伝達を阻止するトルクリミッタとして機能し、一方で，出力軸１７からの回転トルクは遮断できる回転伝達装置を提供することができる。
【００５５】
また、入力軸１４から回転トルクが過大トルクに至る間で発生する軸方向力は、入力軸１４上に設けた止め輪２７と鍔部１９との間で完結するため、ハウジング１２，１５に付与されることがない。
【００５６】
なお、ドライブカム２５側に溝４１、ドリブンカム２３側に突起４２を設けたが、溝４１と突起４２は逆に設けられていても良いし、交互に設けられていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の回転伝達装置の縦断面図である。
【図２】入力軸に回転トルクが負荷された状態を説明する回転伝達装置の要部縦断面図である。
【図３】入力軸に過大な回転トルクが負荷された状態を説明する回転伝達装置の要部縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２を示す回転伝達装置の縦断面図である。
【図５】従来の回転伝達装置の横方向の縦断面図である。
【図６】図５の正面の縦断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１１  回転伝達装置
１２，１５  ハウジング
１４  入力軸
１７  出力軸
１９  鍔部
２３  ドリブンカム
２５  ドライブカム
２８  保持プレート
３０  ボール
２７  止め輪
３５  第二の弾性部材
３６  第一の弾性部材
４１  溝
４２  突起
【図１】
2006118645.tif 000003
【図２】
2006118645.tif 000004
【図３】
2006118645.tif 000005
【図４】
2006118645.tif 000006
【図５】
2006118645.tif 000007
【図６】
2006118645.tif 000008