(57)【要約】【課題】一方向の入力トルクのみを伝達する逆入力遮断クラッチにおいて、入力トルク伝達後の逆入力トルクに対して入力回転部材の共回りを防止する。【解決手段】入力歯車１と出力回転部材５とを一定方向にトルク伝達可能に係合（ロック）させるロック手段として、一方の巻端部を入力歯車１に固定されるコイルばね７を用いたばねクラッチを採用し、入力歯車１に押されて駆動されるフライホイール６と固定軸２との間に、フライホイール６を一定方向に空転させ、逆方向の回転に対しては固定軸２と係合させて停止させる一方向クラッチ８を組み込んで、一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、フライホイール６が惰走してコイルばね７の自由側の巻端部を押し、ばねクラッチによる入力歯車１と出力回転部材５とのロック状態を解除した後、逆転することなく停止することにより、ロック解除状態が維持されるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力回転部材と出力回転部材とを同一軸心のまわりに回転自在に配し、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに出力回転部材にトルクが伝達され、前記出力回転部材に逆入力トルクが加えられたときには、出力回転部材が空転して入力回転部材にトルクが伝達されないようにした逆入力遮断クラッチにおいて、
前記入力回転部材と出力回転部材とを一定方向にトルク伝達可能に係合させるロック手段と、
前記入力回転部材に押されて駆動される慣性体を有し、前記一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、前記慣性体を惰走させて前記ロック手段による入力回転部材と出力回転部材との係合状態を解除し、その解除状態で前記慣性体を停止させるロック解除手段とを備えていることを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
【請求項２】
前記ロック解除手段が、前記慣性体として前記両回転部材と同心の固定軸のまわりに回転するフライホイールを用い、このフライホイールと固定軸との間に、フライホイールを一定方向に空転させ、逆方向の回転に対しては固定軸と係合させて停止させる一方向クラッチを組み込んだもの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】
前記ロック手段が、前記出力回転部材の外周にコイルばねを装着し、このコイルばねの２つの巻端部のいずれか一方を前記入力回転部材に係合させたばねクラッチであることを特徴とする請求項２に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項４】
前記ばねクラッチは、大径コイル部と、その大径コイル部の巻き終わり端に連設された内向き渦巻き状の連設部と、その連設部の小径端に連設されて大径コイル部の内側に逆向きの巻き方向で配置された小径コイル部とからなる２重巻のコイルばねを用い、このコイルばねを小径コイル部で前記出力回転部材の外周に装着するとともに、前記入力回転部材に前記コイルばねの大径コイル部と小径コイル部の間に挿入される内筒部を設け、前記コイルばねの大径コイル部の巻き始め側の端部を前記入力回転部材に係合させて、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに、前記コイルばねの大径コイル部が入力回転部材の内筒部を緊縛し、小径コイル部が出力回転部材を緊縛するようにしたものであることを特徴とする請求項３に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項５】
前記フライホイールと入力回転部材の一方に凹部を設け、他方に前記凹部に回転方向の隙間をもって挿入される凸部を設け、前記凸部の回転方向両側の隙間のうち、前記一定方向の入力トルクが加えられた入力回転部材が回転し始めるときに広がる側の隙間に、前記コイルばねの自由側の巻端部に設けたフック部を挿入し、前記一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、前記フライホイールが惰走してコイルばねの自由側のフック部を押すことにより、前記ばねクラッチによる入力回転部材と出力回転部材との係合状態が解除されるようにしたことを特徴とする請求項３または４に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項６】
前記コイルばねの入力回転部材との係合側の巻端部にフック部を設け、このコイルばねの係合側のフック部を前記入力回転部材に固定して、前記自由側のフック部を位置決めしたことを特徴とする請求項５に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項７】
前記一方向クラッチが、前記フライホイールと一体に回転する外輪と前記固定軸との間に複数のローラを配し、これらの各ローラをフライホイールの逆方向の回転に対して外輪および固定軸と係合するようにしたローラ式のものであることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか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、入力側に加えられる入力トルクを出力側に伝達し、出力側に加えられる逆入力トルクは入力側に伝達されないようにする逆入力遮断クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
逆入力遮断クラッチは、同一軸心のまわりに回転する入力回転部材と出力回転部材とをトルク伝達可能に連結し、その連結部に逆入力遮断機構、すなわち入力回転部材に加えられる入力トルクを出力回転部材に伝達し、出力回転部材に加えられる逆入力トルクは入力回転部材に伝達しない機構を設けたものである。
【０００３】
ところで、逆入力遮断クラッチの使用条件としては、入力回転部材の回転方向が一方向に限定されている場合があることから、本出願人は、このような条件のもとで使用するのに適したコンパクトな逆入力遮断クラッチとして、所定の一方向（一定方向）の入力トルクのみを伝達し、逆入力トルクに対しては出力回転部材が空転する構造のものを提案した（特許文献１参照。）。
【０００４】
上記特許文献１に記載された逆入力遮断クラッチの具体的な構造は、入力回転部材の径方向内側に入力回転部材と同心状態に出力回転部材を配し、その出力回転部材の外周面を円筒面とし、入力回転部材の内周面に所定の周方向間隔をおいて複数のポケットを設け、これらの各ポケットの底側に同一方向に傾斜するカム面を設けて、各ポケットに、ローラ（ころ）と、ローラをポケットの広大側へ向けて付勢する付勢ばねと、ローラを挟んで付勢ばねと対向する位置に配される押さえ板とを収容し、押さえ板に固定部材であるケーシングと摺動する摺動ばねを取り付けたものである。
【０００５】
このクラッチでは、入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられると、ローラがケーシングから摺動ばねを介して回転抵抗を受ける押さえ板に押され、付勢ばねの弾性力に抗してポケットの狭小側へ相対移動して入力回転部材および出力回転部材と係合することにより、出力回転部材にトルクが伝達される。一方、出力回転部材に逆入力トルクが加えられたときは、付勢ばねがローラおよび押さえ板をポケットの広大側へ押すことにより、ローラの入力回転部材および出力回転部材との係合が解除された状態となるので、出力回転部材が空転して入力回転部材にはトルクが伝達されないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３５１４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上述した特許文献１に記載の逆入力遮断クラッチでは、入力回転部材に入力トルクが加えられて出力回転部材にトルクが伝達された後、入力トルクと逆方向の逆入力トルクが出力回転部材に加えられたときに、入力回転部材が出力回転部材と共回りしてしまうことがある。これは、トルク伝達直後には、ローラを介した入力回転部材と出力回転部材との係合（ロック）状態が保持されているからである。すなわち、トルク伝達後のロック状態において、入力トルクと同方向の逆入力トルクが加えられると、ローラが出力回転部材から受ける摩擦力と付勢ばねの弾性力によりポケットの広大側へ移動してロック状態が解除され、出力回転部材が空転するが、逆方向の逆入力トルクが加えられた場合は、ロック状態が解除されず、逆入力トルクが入力回転部材に伝達されてしまうのである。
【０００８】
そこで、本発明は、一方向の入力トルクのみを伝達する逆入力遮断クラッチにおいて、入力トルク伝達後の逆入力トルクに対して入力回転部材の共回りを防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は、入力回転部材と出力回転部材とを同一軸心のまわりに回転自在に配し、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに出力回転部材にトルクが伝達され、前記出力回転部材に逆入力トルクが加えられたときには、出力回転部材が空転して入力回転部材にトルクが伝達されないようにした逆入力遮断クラッチにおいて、前記入力回転部材と出力回転部材とを一定方向にトルク伝達可能に係合（ロック）させるロック手段と、前記入力回転部材に押されて駆動される慣性体を有し、前記一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、前記慣性体を惰走させて前記ロック手段による入力回転部材と出力回転部材との係合状態を解除し、その解除状態で前記慣性体を停止させるロック解除手段とを備えた構成を採用したのである。
【００１０】
上記の構成によれば、入力トルクの供給が停止したときに確実に入力回転部材と出力回転部材とのロック状態を解除し、ロック解除状態を維持することができるので、その後にいずれの方向の逆入力トルクが加えられても入力回転部材が共回りすることがない。
【００１１】
上記の構成において、前記ロック解除手段は、前記慣性体として前記両回転部材と同心の固定軸のまわりに回転するフライホイールを用い、このフライホイールと固定軸との間に、フライホイールを一定方向に空転させ、逆方向の回転に対しては固定軸と係合させて停止させる一方向クラッチを組み込んだものを採用するとよい。
【００１２】
一方、前記ロック手段としては、前記出力回転部材の外周にコイルばねを装着し、このコイルばねの２つの巻端部のいずれか一方を前記入力回転部材に係合させたばねクラッチを採用するとよい。
【００１３】
前記ばねクラッチは、大径コイル部と、その大径コイル部の巻き終わり端に連設された内向き渦巻き状の連設部と、その連設部の小径端に連設されて大径コイル部の内側に逆向きの巻き方向で配置された小径コイル部とからなる２重巻のコイルばねを用い、このコイルばねを小径コイル部で前記出力回転部材の外周に装着するとともに、前記入力回転部材に前記コイルばねの大径コイル部と小径コイル部の間に挿入される内筒部を設け、前記コイルばねの大径コイル部の巻き始め側の端部を前記入力回転部材に係合させて、前記入力回転部材に一定方向の入力トルクが加えられたときに、前記コイルばねの大径コイル部が入力回転部材の内筒部を緊縛し、小径コイル部が出力回転部材を緊縛するようにしたものを採用することができる。このように２重巻のコイルばねを用いれば、入力トルクが加えられた入力回転部材からはコイルばねの大径コイル部全体に対してトルク伝達が行われるので、過大な入力トルクが加えられたときもコイルばねの破損が生じにくくなる。
【００１４】
また、前記ロック手段としてばねクラッチを採用した場合は、前記フライホイールと入力回転部材の一方に凹部を設け、他方に前記凹部に回転方向の隙間をもって挿入される凸部を設け、前記凸部の回転方向両側の隙間のうち、前記一定方向の入力トルクが加えられた入力回転部材が回転し始めるときに広がる側の隙間に、前記コイルばねの自由側（入力回転部材と係合しない側）の巻端部に設けたフック部を挿入し、前記一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、前記フライホイールが惰走してコイルばねの自由側のフック部を押すことにより、前記ばねクラッチによる入力回転部材と出力回転部材との係合状態が解除されるようにするとよい。
【００１５】
ここで、前記コイルばねの入力回転部材との係合側の巻端部にフック部を設け、このコイルばねの係合側のフック部を前記入力回転部材に固定して、前記自由側のフック部を位置決めすることにより、フライホイールによるロック解除動作の安定性の向上を図ることができる。
【００１６】
また、前記一方向クラッチとしては、前記フライホイールと一体に回転する外輪と前記固定軸との間に複数のローラを配し、これらの各ローラをフライホイールの逆方向の回転に対して外輪および固定軸と係合するようにしたローラ式のものを採用するとよい。このようなローラ式の一方向クラッチを使用すれば、空転トルクが小さいため、入力トルク供給停止時のフライホイールの惰走に対する抵抗が小さくなり、ロック解除動作を短時間で行うことができるし、逆入力トルクによって出力回転部材が空転するときのトルク変動を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の逆入力遮断クラッチは、上述したように、一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、それまで入力回転部材に押されていた慣性体を惰走させて入力回転部材と出力回転部材とのロック状態を解除し、ロック解除状態で慣性体を停止させることにより、ロック解除状態を維持できるようにしたものであるから、その後にいずれの方向の逆入力トルクが加えられても入力回転部材が共回りすることがなく、安定した逆入力遮断動作が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図２】図１の逆入力遮断クラッチの分解斜視図
【図３】ａ、ｂは、それぞれ図１のコイルばねの左右の側面図、ｃはａのIII−III線に沿った断面図
【図４】図１のIV−IV線に沿った断面図
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図
【図６】ａ、ｂは、それぞれ図１の逆入力遮断クラッチのトルク伝達動作の説明図
【図７】ａ、ｂは、それぞれ図１の逆入力遮断クラッチのロック解除動作の説明図
【図８】第２実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【図９】図８の逆入力遮断クラッチの分解斜視図
【図１０】ａは図８のコイルばねの左側面図、ｂはａのＸ−Ｘ線に沿った断面図
【図１１】図８のXI−XI線に沿った断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。図１乃至図７は第１の実施形態を示す。この逆入力遮断クラッチは、図１および図２に示すように、入力歯車（入力回転部材）１と、入力歯車１に通され図示省略したハウジングに固定される固定軸２と、固定軸２の外周に回転自在に嵌め込まれる出力スリーブ３に出力歯車４を取り付けた出力回転部材５と、入力歯車１を挟んで出力歯車４と対向するように固定軸２の外周に回転自在に嵌め込まれるフライホイール（慣性体）６と、入力歯車１と出力スリーブ３との間に組み込まれる２重巻のコイルばね７と、フライホイール６と固定軸２との間に組み込まれる一方向クラッチ８とで基本的に構成されている。その入力歯車１は、図示省略した駆動歯車から一定方向の入力トルクが加えられるようになっている。また、固定軸２には、出力回転部材５およびフライホイール６の抜け止め用の止め輪９が嵌め込まれている。
【００２０】
前記コイルばね７は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、大径コイル部７ａと、その大径コイル部７ａの巻き終わり端に連設された内向き渦巻き状の連設部７ｂと、その連設部７ｂの小径端に連設されて大径コイル部７ａの内側に配置された小径コイル部７ｃとからなり、大径コイル部７ａと小径コイル部７ｃの巻き方向は互いに逆向き（図３（ａ）のように巻き始め側から見ると、大径コイル部７ａは右巻き、小径コイル部７ｃは左巻き）となっている。また、大径コイル部７ａおよび小径コイル部７ｃのそれぞれの巻き始め側の端部（コイルばね７の巻端部）に、軸方向に延びるフック部７ｄ、７ｅが設けられている。そして、その小径コイル部７ｃで出力スリーブ３の外周に装着される（図１参照）。
【００２１】
図１、２および４に示すように、前記入力歯車１は、外周に歯を有する外筒部１ａと、外筒部１ａの一端の内周側に形成された内向きフランジ１ｂと、内向きフランジ１ｂの内側面から軸方向に延びる内筒部１ｃと、外筒部１ａの他端の内周に嵌め込まれる蓋１０とからなる二重筒構造のもので、その内向きフランジ１ｂがフライホイール６の小径ボス部６ａの外周に、蓋１０が出力スリーブ３の外周にそれぞれ回転自在に嵌め込まれ、内筒部１ｃがコイルばね７の大径コイル部７ａと小径コイル部７ｃの間に挿入されている。また、内向きフランジ１ｂには、その内周面から突出する凸部１ｄと、コイルばね７の大径コイル部７ａのフック部７ｄが挿入固定される貫通孔１ｅが設けられている。
【００２２】
そして、この入力歯車１に一定方向（図６（ａ）中の矢印方向）の入力トルクが加えられると、入力歯車１に一方のフック部７ｄを固定されたコイルばね７の大径コイル部７ａと小径部コイル部７ｃが、いずれも縮径して入力歯車１の内筒部１ｃおよび出力スリーブ３をそれぞれ緊縛するようになっている。これにより、入力歯車１と出力回転部材５とを一定方向にトルク伝達可能に係合（ロック）させるロック手段としてのばねクラッチが構成されている。
【００２３】
前記フライホイール６は、入力歯車１と対向する側に前述の小径ボス部６ａと大径ボス部６ｂが連続して設けられており、反対側に設けられた凹部に前記一方向クラッチ８が収納され、その抜け出しを防止する蓋１１が嵌め込まれている。また、その小径ボス部６ａには、入力歯車１の凸部１ｄが回転方向の隙間をもって挿入される凹部６ｃが設けられている。そして、図４に示すように、入力歯車１の凸部１ｄの回転方向両側の隙間のうち、一定方向の入力トルクが加えられた入力歯車１が回転し始めるときに広がる側の隙間に、コイルばね７の小径コイル部７ｃ（自由側の巻端部）のフック部７ｅが挿入されている。
【００２４】
前記一方向クラッチ８は、図５に示すように、フライホイール６と一体回転する外輪１２の内周面に複数のポケット１３を設け、各ポケット１３の底側に傾斜カム面１３ａを形成し、各ポケット１３にローラ１４とローラ１４をポケット１３の狭小側へ付勢する板ばね１５を１つずつ組み込んだローラ式のもので、後述するように、フライホイール６の逆方向の回転に対して、各ローラ１４が外輪１２および固定軸２と係合するようになっている。
【００２５】
次に、この逆入力遮断クラッチの動作について説明する。まず、図６（ａ）に示すように、入力歯車１に一定方向（図中の矢印方向）の入力トルクが加えられると、前述のように、ばねクラッチの作用によりコイルばね７の大径コイル部７ａが縮径して入力歯車１の内筒部１ｃを緊縛するとともに、小径コイル部７ｃが縮径して出力スリーブ３を緊縛し、出力スリーブ３が回転駆動される（出力回転部材５にトルクが伝達される）。これとほぼ同時に、入力歯車１の内周側の凸部１ｄがフライホイール６の小径ボス部６ａの凹部６ｃの内壁を押すことにより、フライホイール６も回転駆動される。
【００２６】
このとき、図６（ｂ）に示すように、フライホイール６と固定軸２との間に組み込まれた一方向クラッチ８は、その外輪１２がフライホイール６と一体に回転し、ローラ１４が板ばね１５を圧縮しながら外輪１２のポケット１３の広大側へ相対移動してフリー状態となるので、フライホイール６が一定方向に空転し続ける。
【００２７】
上記の入力トルクの供給が停止すると、出力スリーブ３（出力回転部材５）も停止するが、一方向クラッチ８は引き続きフライホイール６を空転させる状態にあるため、図７（ａ）に示すように、それまで入力歯車１に押されていたフライホイール６が慣性力により惰走し、その凹部６ｃの回転方向後方側の内壁でコイルばね７の小径コイル部７ｃのフック部７ｅを押す。これにより、コイルばね７の大径コイル部７ａと小径部コイル部７ｃがいずれも拡径し、ばねクラッチによる入力歯車１と出力回転部材５とのロック状態が解除される。
【００２８】
そして、フライホイール６が拡径したコイルばね７の弾性力を受けて停止すると、図７（ｂ）に示すように、一方向クラッチ８は、板ばね１５がローラ１４をポケット１３の狭小側へ押して外輪１２の傾斜カム面１３ａおよび固定軸２の外周円筒面と係合させる。これにより、フライホイール６が固定軸２と係合して逆方向には回転しなくなり、ロック解除状態を維持することができる。従って、この後に出力歯車４に逆入力トルクが加えられても、出力回転部材５は逆入力トルクの方向によらず空転し、入力歯車１が共回りすることはない。
【００２９】
この逆入力遮断クラッチは、上述したように、入力歯車１への一定方向の入力トルクの供給が停止したときに、入力歯車１に押されていたフライホイール６を惰走させて、ばねクラッチによるロック状態を解除し、ロック解除状態でフライホイール６を停止させるロック解除手段を設けて、ロック解除状態を維持できるようにしたので、入力トルク供給停止後にいずれの方向の逆入力トルクを加えられても入力歯車１が共回りせず、安定した逆入力遮断動作が得られる。
【００３０】
また、ばねクラッチに２重巻のコイルばね７を用いているので、入力トルクが加えられた入力歯車１からはコイルばね７の大径コイル部７ａ全体に対してトルク伝達が行われ、過大な入力トルクが加えられたときもコイルばね７の破損が生じにくい。しかも、その大径コイル部７ａのフック部７ｄを入力歯車１に固定して、小径コイル部７ｃのフック部７ｅを位置決めしているので、フライホイール６によるロック解除動作を安定して行うことができる。
【００３１】
また、フライホイール６の逆方向回転を防止する手段として空転トルクが小さいローラ式の一方向クラッチ８を採用したので、入力トルク供給停止時のフライホイール６の惰走に対する抵抗が小さく、ロック解除動作を短時間で行えるし、逆入力トルクによって出力回転部材５が空転するときのトルク変動を抑えられる。
【００３２】
図８乃至図１１は第２の実施形態を示す。この実施形態は、第１実施形態の２重巻のコイルばね７に代えて通常の巻き方のコイルばね１６を用い、それに応じて入力歯車１の構造を簡略化したものである。
【００３３】
前記コイルばね１６は、出力スリーブ３の外周に装着されるコイル部分１６ａが、第１実施形態のコイルばね７の小径コイル部７ｃと同様に、フライホイール６側から見て左巻きとなっている（図１０（ａ）参照）。そして、そのフライホイール６側の巻端部に軸方向に延びるフック部１６ｂが設けられ、反対側の巻端部に径方向に延びるフック部１６ｃが設けられている（図１０（ｂ）参照）。
【００３４】
一方、前記入力歯車１は、第１実施形態の外筒部１ａと内向きフランジ１ｂと内筒部１ｃと蓋１０とを一体に形成し、貫通孔１ｅの代わりに、コイルばね１６の径方向のフック部１６ｃが挿入され、回転方向に固定される軸方向溝１ｆを設けたもので、その他端部の内周が、出力歯車４の一端面に設けられた環状凸部４ａの外周に回転自在に嵌め込まれている。その他の部分の構成およびクラッチ動作は第１実施形態と同じである。
【００３５】
この第２実施形態では、通常の巻き方のコイルばね１６を用いたので、第１実施形態に比べて、コイルばねの耐久性は劣るが、コイルばね自体および入力歯車の構造が簡単になる。
【符号の説明】
【００３６】
１  入力歯車
１ａ  外筒部
１ｂ  内向きフランジ
１ｃ  内筒部
１ｄ  凸部
１ｅ  貫通孔
１ｆ  軸方向溝
２  固定軸
３  出力スリーブ
４  出力歯車
５  出力回転部材
６  フライホイール
６ｃ  凹部
７  コイルばね
７ａ  大径コイル部
７ｂ  連設部
７ｃ  小径コイル部
７ｄ、７ｅ  フック部
８  一方向クラッチ
１２  外輪
１３  ポケット
１３ａ  傾斜カム面
１４  ローラ
１５  板ばね
１６  コイルばね
１６ａ  コイル部分
１６ｂ、１６ｃ  フック部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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