(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３１と第一ドリブンカム２３の係合）と歯形クラッチ部（第二ドリブンカム２４と出力軸１７の凹凸部２８，２９）の組み合わせで回転伝達をするものにあって、歯形クラッチ部にトルクリミッタを形成したものである。【選択図】図１
2006118646.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る出力軸と、前記入力軸に取付けら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位置に配置されるトルクカム機構と、このドリブンカムと前記出力軸とがお互いに係合する凹凸部と、前記凹凸部の係合を解除する方向に力を付与する第一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、前記凹凸部の係合を解除する方向に力を付与する第一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】
前記ドリブンカムは、前記ドライブカムとのトルクカム機構を構成する第一ドリブンカムと、前記出力軸とお互いに係合する凹凸部を備えた第二ドリブンカムと、第一ドリブンカムと第二ドリブンカムを入力軸の軸方向に移動可能に係合すると共に、両ドリブンカムの間に設けられ第一ドリブンカムをドライブカム側へ押圧する第二の弾性部材を備えた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は、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、前記両方の溝に位置す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４】
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５】
前記ドリブンカムの回転を遅延させる遅延部材を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の回転伝達装置。
【請求項６】
前記ドリブンカムと出力軸との凹凸部の噛合いは、勾配面で噛合っているとともに、この勾配面がトルクリミッタであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の回転伝達装置。
【請求項７】
前記勾配面で噛合っている凹凸部は、台形または三角形状の歯形による噛合いであることを特徴とする請求項６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６及び図７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の内面と同軸にて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る出力軸と、前記入力軸に取付けら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位置に配置されるトルクカム機構と、このドリブンカムと前記出力軸とがお互いに係合する凹凸部と、前記凹凸部の係合を解除する方向に力を付与する第一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一の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ある。
【００１１】
また、前記ドリブンカムが、前記ドライブカムとのトルクカム機構を構成する第一ドリブンカムと、前記出力軸とお互いに係合する凹凸部を備えた第二ドリブンカムと、第一ドリブンカムと第二ドリブンカムを入力軸の軸方向に移動可能に係合すると共に、両ドリブンカムの間に設けられ第一ドリブンカムをドライブカム側へ押圧する第二の弾性部材を備えたものである。
【００１２】
従って、入力軸の回転トルクがトルクカム機構を介してドリブンカムに入力されたとき、前記凹凸部による係合を解除する方向に力を付与する第一の弾性部材に打ち勝ってドリブンカムと出力軸と係合させて出力軸へのトルク伝達を可能とするもので、入力軸に回転トルクが負荷されていない時は、前記ドリブンカムと出力軸の凹凸部の係合を解除する方向に力を付与する第一の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。
【００１３】
また、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、前記両方の溝に位置するボールとからなり、ボールと溝の当接関係で確実に入力軸の回転トルクが伝達される。
【００１４】
また、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からなり、突起と溝の当接関係で確実に入力軸の回転トルクが伝達される。
【００１５】
ドリブンカムと出力軸との凹凸部の噛合いは、勾配面を有する歯形による噛合いであるため、トルク伝達時は噛合いを解除させる方向の離反力が生じる。この離反力は伝達トルクと共に増加する。この離反力の大きさが凹凸部を係合させようとする力を上回れば、この凹凸部の噛合いは解除される（トルクリミッタとして作用）。
【発明の効果】
【００１６】
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】
【００１７】
以下本発明の実施の形態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。図４は凹凸部の噛合い状態を説明する模式図である。
【００１８】
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。
【００１９】
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側から出力軸１７から離れる方向に、大径部２０、小径部２１と軸の径を変えている。
【００２０】
前記入力軸１４の大径部２０と小径部２１には、軸方向へ移動可能で、かつ回動自在なドリブンカム２２が配置されている。
【００２１】
このドリブンカム２２は、第一ドリブンカム２３と第二ドリブンカム２４とより構成されている。前記第一ドリブンカム２３は、円盤状に形成されており入力軸１４の小径部２１に軸方向への移動と回転とが自在な状態に設けられている。そして、第一ドリブンカム２３は出力軸１７側への移動を大径部２０との当接で規制されている。また、第二ドリブンカム２４は、円筒状の外周フランジ２５を有して前記入力軸１４の大径部２０に軸方向への移動と回転とが自在な状態に取付けられている。
【００２２】
そして、前記第一ドリブンカム２３の外周は、第二ドリブンカム２４の外周フランジ２５の内面に挿入される厚みを有し、第一ドリブンカム２３が左右（図１中左右）に摺動できるように結合（図示せず）している。また、第一ドリブンカム２３には第二ドリブンカム２４の外周フランジ２５の周方向端部と当接する突部２６が形成されている。
【００２３】
また、第一ドリブンカム２３と第二ドリブンカム２４の間には、第一ドリブンカム２３を出力軸１７から離れる方に力を付与するバネ等からなる第二の弾性部材２７を設けている。
【００２４】
前記第二ドリブンカム２４と出力軸１７の対向する面には台形状の凹凸部２８，２９が入力軸１４、出力軸１７の中心に向かってそれぞれ形成されている。この第二ドリブンカム２４と出力軸１７との凹凸部２８，２９は互いに噛合うように形成されており、凹凸部の勾配面で噛合っており、大きな負荷がかかると凹凸部の傾斜面ですべりが発生して係合はずれるというトルクリミットの機能が付与されている。この凹凸部２８，２９の噛合いはいわゆるツースクラッチを形成している。なお、凹凸部２８，２９を台形で説明したが、三角形状であっても良い。
【００２５】
また、第二ドリブンカム２４と入力軸１４の鍔部１９との間にバネ等からなる第一の弾性部材３０を設けて、入力軸１４に回転トルクが加わっていない時、凹凸部２８，２９が係合しないように離している。
【００２６】
前記入力軸１４には、前記第一ドリブンカム２３と対向するドライブカム３１が取付けられている。このドライブカム３１と第一ドリブンカム２３との対向する面には周方向に漸次浅くなるように形成された溝３２，３３がそれぞれ形成されていて、この溝３２，３３間にボール３４を配置している。この溝３２，３３の壁とボール３４との当接によりトルクカム機構を構成している。
【００２７】
また、ドライブカム３１に対して第一ドリブンカム２３は大径部２０の端面に当接するまで移動できるが、前記溝３２，３３内に常にボール３４が位置する距離のみ移動としている。
【００２８】
前記第二ドリブンカム２４の外周フランジ２５の外面にはハウジング１５との間で摺動抵抗を発生するバネやゴム等の摺動部材３５が設けられている。
【００２９】
また、前記ハウジング１２，１５の外側にそれぞれ止め輪３６，３７が取付けられていて、入力軸１４は止め輪３６，３８により軸方向への移動が規制されていると共に、出力軸１７は止め輪３７とハウジング１５内に位置する出力軸１７のフランジ３９により軸方向への移動が規制されている。なお、前記止め輪３８はドライブカム３１を入力軸１４に対して軸方向に規制するために用いられている。
【００３０】
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。
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）
【００３１】
ドライブカム３１側に第一ドリブンカム２３が第二の弾性部材２７により移動させられているので、溝３２，３３の軸方向の最深部にボール３４が位置する。また、第二ドリブンカム２４も第一の弾性部材３０によりドライブカム３１側へ移動させられているので、第二ドリブンカム２４と出力軸１７の凹凸部２８，２９は係合しない離れた位置にある。すなわち、入力軸１４に回転トルクが負荷されていないので、出力軸１７は回転しない。
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、ドライブカム３１が回転するが、第二ドリブンカム２４はハウジング１５との間で摺動部材３５により摺動抵抗が発生して回転が遅延される。
【００３３】
このとき、ドライブカム３１の溝３２とボール３４，および、第一ドリブンカム２３の溝３３とボール３４とは、溝３２，３３の軸方向の最深部からより浅い部分で当接することになる。これにより、第一ドリブンカム２３は、第二の弾性部材２７のドライブカム３１側へ付与される力に打ち勝って、図中右側へ移動し、入力軸１４の大径部２０に当接するまで軸方向へ移動する。
【００３４】
前記第一ドリブンカム２３が図１中右へ移動すると、第二の弾性部材２７の軸方向力は、第一の弾性部材３０のそれより大きく設定されているため、第二ドリブンカム２４は凹凸部２８，２９が噛み合うまで第一の弾性部材３０の軸方向力に抗して出力軸１７側に移動する。その結果、出力軸１７にトルクが確実に伝達される。
３．入力軸１４に過大回転トルクが負荷された時（図３、図４の状態）
【００３５】
入力軸１４に過大な回転トルクが負荷されると、図４で示すように回転方向力Ｆｔが増加し、凹凸部２８，２９の傾斜角度に応じた軸方向力Ｆａが発生する。その軸方向力Ｆａがストローク量に応じた（弾性部材２７の軸方向力）−（弾性部材３０の軸方向力）の値以上になった時、凹凸部２８，２９の噛合いがすべりを伴い離反してトルク伝達不可能の状態となる。すなわち、トルクリミッタとしての機能が発揮される。
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
【００３６】
今まで入力軸１４に回転トルクが負荷されていたものが解除されると、ドライブカム３１の回転も停止する。そうすると、弾性部材２７，３０により、第一ドリブンカム２３並びに第二ドリブンカム２４が図２中左側へ、すなわち、ドライブカム３１側へ移動させられる。
【００３７】
このことにより、第二ドリブンカム２４と出力軸１７との凹凸部２８，２９の噛合いが解除されると共に、ボール３４が溝３２，３３の軸方向に最深部へ入り込み、図１の状態となる。
５．出力軸１７に回転トルクが負荷された時
【００３８】
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と第二ドリブンカム２４との凹凸部２８，２９が噛合っていないので、入力軸１４へ回転トルクが伝わることがない。
【００３９】
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凹凸部２８，２９の傾斜面の角度設定により、噛合いを解除して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。
【００４０】
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３８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。
【００４１】
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せるものでない。
【００４２】
また、第二ドリブンカム２４及び出力軸１７の凹凸部２８，２９を台形形状で形成したが、勾配面での噛合いがあればよいので、三角形状であっても良いことは明らかである。
【００４３】
次に実施の形態２を図５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３４と溝３２，３３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。
【００４４】
ドライブカム３１と第一ドリブンカム２３は、図５に示すように相対向する面で、ドライブカム３１側に周方向に漸次浅くなるように形成された溝４０を複数設けている。また、第一ドリブンカム２３側に前記溝４０に対向する位置に配置され、溝４０へ入り込み溝４０と当接する円弧状の突起４１が設けられている。
【００４５】
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４０の最深部に突起４１が位置する状態（図５を参照）となって、かつ、第二ドリブンカム２４と出力軸１７の凹凸部２８，２９が噛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。
【００４６】
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３１が回転し、第一ドリブンカム２３と連結された第二ドリブンカム２４が、摺動部材３５との摺動抵抗によりドライブカム３１の動きに対して遅延するので、第一ドリブンカム２３の突起４１が溝４０の最深部からより浅い部分で当接し、第一ドリブンカム２３を出力軸１７側へ移動させ、この時の力で第二ドリブンカム２４を出力軸１７側へ移動させて凹凸部２８，２９を噛み合わせて出力軸１７へ回転トルクを伝達する。
【００４７】
また、入力軸１４に過大回転トルクが負荷された時は、実施の形態１と同じように図４で示すように回転方向力Ｆｔが増加し、凹凸部２８，２９の傾斜角度に応じた軸方向力Ｆａが発生する。その軸方向力Ｆａがストローク量に応じた（弾性部材２７の軸方向力）−（弾性部材３０の軸方向力）の値以上になった時、凹凸部２８，２９の噛合いがすべりを伴い離反してトルク伝達不可能の状態となる。すなわち、トルクリミッタとしての機能が発揮される。
【００４８】
そして、今まで入力軸１４に負荷された回転トルクが解除されると、ドライブカム３１の回転が停止する。そうすると、弾性部材２７，３０により、第一ドリブンカム２３並びに第二ドリブンカム２４がドライブカム３１側へ移動させられる。
【００４９】
このことにより、第二ドリブンカム２４と出力軸１７の凹凸部２８，２９の噛合いが解除されると共に、突起４１が溝４０の最深部へ入り込み、図５の状態となる。
【００５０】
また、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と第二ドリブンカム２４の凹凸部２８，２９が噛合っていないので、入力軸１４へ回転トルクが伝わることがない。
【００５１】
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凹凸部２８，２９の傾斜面の角度設定により、噛合いを解除して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。
【００５２】
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３８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。
【００５３】
また、第二ドリブンカム２４及び出力軸１７の凹凸部２８，２９を台形形状で形成したが、勾配面での噛合いがあればよいので、三角形状であっても良いことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【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】図３における凹凸部の噛合い状態を説明する模式図である。
【図５】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６】従来の回転伝達装置の横方向の縦断面図である。
【図７】図６の正面の縦断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
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  第一ドリブンカム
２４  第二ドリブンカム
２５  外周フランジ
２７  第二の弾性部材
２８，２９  凹凸部
３０  第一の弾性部材
３１  ドライブカム
３２，３３  溝
３４  ボール
３５  摺動部材
３６，３７，３８  止め輪
４０  溝
４１  突起
【図１】
2006118646.tif 000003
【図２】
2006118646.tif 000004
【図３】
2006118646.tif 000005
【図４】
2006118646.tif 000006
【図５】
2006118646.tif 000007
【図６】
2006118646.tif 000008
【図７】
2006118646.tif 000009