(57)【要約】【課題】入力側部材から出力側部材へ伝達する回転の高速化にも対応可能なロック式の逆入力遮断クラッチを提供する。【解決手段】入力トルクに対しては、入力軸１と一体にカム受け２が回転し、カム受け２の偏心穴２ａに相対回転可能に嵌め込まれた偏心カム４が偏心回転することにより、偏心カム４と一体に出力軸３が回転し、逆入力トルクに対しては、出力軸３の偏心軸線Ｏ２のまわりの偏心回転が深溝玉軸受１０を介してハウジング５で規制されて出力軸３がロックされ、出力軸３から入力軸１への回転伝達が行われないようにするとともに、入力軸１を組合せアンギュラ玉軸受８で、出力軸３を深溝玉軸受１０でそれぞれ支持することにより、クラッチ内への潤滑材の封入が不要で、発熱や潤滑材の劣化等による寿命短縮のおそれがないものとした。【選択図】図１
2017180507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一軸線のまわりに回転する状態で配されている入力軸および出力軸と、前記出力軸の軸線と平行な偏心軸線を有する状態で出力軸に設けられている円筒状の偏心カムと、前記入力軸の軸線と同一の軸線を有する状態で入力軸に設けられているカム受けと、前記入力軸および出力軸の径方向外側に配される固定部材とを備え、
前記カム受けには前記偏心カムと同一軸線を有する偏心穴が形成されており、前記偏心カムは前記カム受けの偏心穴に相対回転可能に嵌め込まれており、前記入力軸および出力軸はそれぞれ前記固定部材に取り付けられている転がり軸受によって回転自在に支持されており、前記入力軸を支持する転がり軸受が、予圧を受ける状態で前記固定部材に取り付けられており、前記入力軸およびカム受けを含む入力側部材の前記入力軸の軸線まわりの回転トルクが、前記出力軸および偏心カムを含む出力側部材の前記出力軸の軸線まわりの回転トルクより大きく、かつ前記入力側部材の前記入力軸の軸線まわりの回転トルクが、前記出力側部材の前記偏心カムの偏心軸線まわりの回転トルクよりも大きく設定されており、
前記入力軸に入力トルクが加えられたときは、前記入力軸と一体にカム受けが回転し、前記カム受けと前記カム受けの偏心穴に嵌め込まれている偏心カムが前記入力軸または前記出力軸の軸線まわりに回転して、前記偏心カムと一体に出力軸が回転し、
前記出力軸に逆入力トルクが加えられたときは、前記出力側部材が前記入力側部材の前記入力軸の軸線まわりの回転トルクに抑えられて前記偏心カムの偏心軸線まわりに回転しようとして回転不能に固定された固定部材にロックして、前記出力軸から入力軸への回転トルクが遮断される逆入力遮断クラッチ。
【請求項２】
前記出力軸を支持する転がり軸受は、前記入力軸を支持する転がり軸受が受ける予圧量よりも小さい予圧量の予圧を受けるか、あるいは予圧を受けない状態で前記固定部材に取り付けられてい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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力トルクが加えられたときは入力側部材の回転を出力側部材に伝達し、逆入力トルクに対しては入力側部材が回転し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、入力側部材に入力トルクが加えられたときは、その回転を出力側部材に伝達し、出力側部材に逆入力トルクが加えられたときは、入力側部材が回転しないようにするものである。この逆入力遮断クラッチには、逆入力トルクに対して出力側部材をロックさせる方式（以下、この方式を「ロック式」と称する。）のものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記特許文献１に記載されたロック式の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側部材と出力側部材との間に、入力側部材の回転を僅かな角度遅れをもって出力側部材に伝達するトルク伝達手段を設け、内周側に円筒面を有する固定外輪を出力側部材の径方向外側に配し、出力側部材の外周面に複数のカム面を設けて、固定外輪の内周円筒面と出力側部材の各カム面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間を形成し、これらの各楔形空間に一対のローラとそのローラを楔形空間の狭小部へ押し込むばねを組み込むとともに、各楔形空間の周方向両側に挿入される柱部を有する保持器を、入力側部材と一体回転するように連結したものである。
【０００４】
この逆入力遮断クラッチでは、各ローラがばねの弾力で楔形空間の狭小部に押し込まれているので、出力側部材に逆入力トルクが加えられても、回転方向後側のローラが固定外輪および出力側部材に係合することにより出力側部材がロックされ、出力側部材から入力側部材へ回転伝達しない。
【０００５】
一方、入力側部材に入力トルクが加えられたときは、入力側部材と一体に回転する保持器の柱部が回転方向後側のローラをばねの弾力に抗して楔形空間の広大側へ押し出すことにより、そのローラと固定外輪および出力側部材との係合が解除されて出力側部材がロック状態から解放された後、トルク伝達手段によって入力側部材から出力側部材に回転が伝達されるようになる（このとき、回転方向前側のローラは楔形空間の広大部に相対移動するので、固定外輪および出力側部材と係合することはない）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平２−２７１１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１のロック式逆入力遮断クラッチでは、入力側部材から出力側部材への回転伝達を行っているとき、ローラがばねで押された状態で固定外輪と摺動しながら回転する。このため、回転速度が大きくなると、ローラと固定外輪との間のすべり速度が大きくなり、ローラと固定外輪の摺動面の発熱が大きくなるとともに、クラッチ内に封入されている潤滑材のせん断回数も多くなって潤滑材の劣化が生じやすくなり、クラッチの寿命が短縮されるおそれがある。このため、アクチュエータ等の駆動装置に組み込んだ場合、その駆動装置の駆動速度の高速化に十分に対応できないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、入力側部材から出力側部材へ伝達する回転の高速化にも対応可能なロック式の逆入力遮断クラッチを提供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、本発明の逆入力遮断クラッチは、同一軸線のまわりに回転する状態で配されている入力軸および出力軸と、前記出力軸の軸線と平行な偏心軸線を有する状態で出力軸に設けられている円筒状の偏心カムと、前記入力軸の軸線と同一の軸線を有する状態で入力軸に設けられているカム受けと、前記入力軸および出力軸の径方向外側に配される固定部材とを備え、前記カム受けには前記偏心カムと同一軸線を有する偏心穴が形成されており、前記偏心カムは前記カム受けの偏心穴に相対回転可能に嵌め込まれており、前記入力軸および出力軸はそれぞれ前記固定部材に取り付けられている転がり軸受によって回転自在に支持されており、前記入力軸を支持する転がり軸受が、予圧を受ける状態で前記固定部材に取り付けられており、前記入力軸およびカム受けを含む入力側部材の前記入力軸の軸線まわりの回転トルクが、前記出力軸および偏心カムを含む出力側部材の前記出力軸の軸線まわりの回転トルクより大きく、かつ前記入力側部材の前記入力軸の軸線まわりの回転トルクが、前記出力側部材の前記偏心カムの偏心軸線まわりの回転トルクよりも大きく設定されており、前記入力軸に入力トルクが加えられたときは、前記入力軸と一体にカム受けが回転し、前記カム受けと前記カム受けの偏心穴に嵌め込まれている偏心カムが前記入力軸または前記出力軸の軸線まわりに回転して、前記偏心カムと一体に出力軸が回転し、前記出力軸に逆入力トルクが加えられたときは、前記出力側部材が前記入力側部材の前記入力軸の軸線まわりの回転トルクに抑えられて前記偏心カムの偏心軸線まわりに回転しようとして回転不能に固定された前記固定部材にロックして、前記出力軸から入力軸への回転トルクが遮断される構成を採用した。ここで、回転トルクとは、入力側部材や出力側部材を回転させるのに必要なトルクのことをいう（以下同じ）。
【００１０】
すなわち、入力トルクに対しては入力軸から出力軸へ回転を伝達し、逆入力トルクに対しては出力軸をロックして出力軸から入力軸への回転伝達を行わない機能を、入力側部材および出力側部材に固定部材と摺動する部分を設けることなく実現でき、入力軸および出力軸をそれぞれ転がり軸受で回転自在に支持した構造とすることにより、クラッチ内へ潤滑材を封入する必要をなくして、入力側部材から出力側部材へ伝達する回転が高速になっても、発熱や潤滑材の劣化による寿命短縮のおそれがなく、安定して長時間使用できるようにしたのである。
【００１１】
ここで、前記出力軸を支持する転がり軸受は、前記入力軸を支持する転がり軸受が受ける予圧量よりも小さい予圧量の予圧を受けるか、あるいは予圧を受けない状態で前記固定部材に取り付けられている構成とすれば、入力側部材の入力軸の軸線まわりの回転トルクと、出力側部材の出力軸の軸線まわりの回転トルクおよび偏心カムの偏心軸線まわりの回転トルクとの差の調整が容易になり、クラッチ動作の安定性の向上を図れるようになる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の逆入力遮断クラッチは、上述したように、入力側部材および出力側部材に固定部材と摺動する部分をなくし、入力軸および出力軸をそれぞれ転がり軸受で回転自在に支持して、クラッチ内への潤滑材の封入を不要としたものであるから、入力側部材から出力側部材へ伝達する回転が高速になっても、発熱や潤滑材の劣化等による寿命短縮のおそれがなく、安定して長時間使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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の分解斜視図
【図３】図１のIII−III線に沿った断面図
【図４】図１のクラッチの逆入力遮断動作を説明するIV−IV線に沿った断面図
【図５】第２実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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４は第１の実施形態を示す。この逆入力遮断クラッチは、円筒状の入力軸１と、入力軸１の内端側に一体形成される円筒状のカム受け２と、入力軸１と同一軸線Ｏ１のまわりに回転する状態で配される出力軸３と、出力軸３の内端側に一体形成される円筒状の偏心カム４と、固定部材としてのハウジング５とで基本的に構成されている。
【００１５】
前記ハウジング５は、内周に円筒面を有する筒状の本体部５ａが入力軸１、カム受け２および出力軸３の径方向外側に配されており、その本体部５ａの一端の内周に入力軸１を通す蓋部材６がねじ込まれ、本体部５ａの他端に出力軸３を通す円板部５ｂが設けられている。そして、ハウジング本体部５ａの軸方向中央部には外周から径方向に張り出す複数の取付部５ｃが設けられ、この取付部５ｃにあけられた取付孔５ｄで図示省略した外部の部材に固定されるようになっている。なお、蓋部材６の外側面には、蓋部材６のねじ込みの際に利用される穴６ａが設けられている。
【００１６】
また、ハウジング本体部５ａの一端側内周には円筒状のスペーサ７が嵌合固定され、このスペーサ７の内周に取り付けられている組合せアンギュラ玉軸受８が入力軸１を回転自在に支持している。その組合せアンギュラ玉軸受８は、内輪どうしが間座９を介して対向し、軸方向内側の軸受８の外輪がスペーサ７内周の段差面に、軸方向外側の軸受８の外輪が蓋部材６の内側面にそれぞれ当接しており、蓋部材６のハウジング本体部５ａへのねじ込みによって予圧を受けている。一方、ハウジング本体部５ａの他端側内周には、出力軸３を回転自在に支持する深溝玉軸受１０が、予圧を受けない状態で取り付けられている。
【００１７】
前記入力軸１と一体のカム受け２は、入力軸１および出力軸３と同一の軸線Ｏ１を有し、ハウジング本体部５ａの内面およびスペーサ７の内端面と接触しない状態で組み込まれている。一方、前記出力軸３と一体の偏心カム４は、入力軸１および出力軸３の軸線Ｏ１と平行な偏心軸線Ｏ２を有している。そして、カム受け２には偏心カム４と同一軸線Ｏ２を有する偏心穴２ａが形成され、この偏心穴２ａに偏心カム４が深溝玉軸受１１を介して相対回転可能に嵌め込まれている。なお、出力軸３と偏心カム４との間には、深溝玉軸受１０、１１を軸方向に位置決めするためのフランジ１２、１３が形成されている。
【００１８】
また、図示は省略するが、カム受け２と偏心カム４は、周方向の同一位置にマーキングが施されている。具体的には、例えば、カム受け２の出力軸３側の端面にその偏心穴２ａの内周のうちで軸線Ｏ１から最も離れた位置を示すマーキングを施し、偏心カム４の入力軸１側の端面にはその外周のうちで軸線Ｏ１から最も離れた位置を示すマーキングを施せばよい。このようにすれば、クラッチ組立時には、カム受け２と偏心カム４のそれぞれのマーキングが径方向で対向するようにカム受け２に偏心カム４を組み込むことにより、入力軸１と出力軸３の軸線Ｏ１を容易に一致させることができ、その組込作業を効率よく行うことができる。
【００１９】
そして、入力軸１およびカム受け２を含む入力側部材の軸線Ｏ１まわりの回転トルクが、出力軸３および偏心カム４を含む出力側部材の軸線Ｏ１まわりの回転トルク、および出力側部材の偏心軸線Ｏ２まわりの回転トルクよりも大きくなるように設定されている。この回転トルクの大小関係は、主として、入力軸１に接続される電動モータや減速機（いずれも図示省略）において入力軸１に回転抵抗を与えることによって実現しているが、前述のように入力軸１を支持する組合せアンギュラ玉軸受８が予圧を受ける状態で組み込まれているので、その予圧量すなわち蓋部材６のねじ込み量を調整することにより、容易に入力側部材の軸線Ｏ１まわりの回転トルクを調整してクラッチ動作の安定性の向上を図ることができる。
【００２０】
この逆入力遮断クラッチは、上記の構成であり、入力軸１に入力トルクが加えられたときは、カム受け２が入力軸１と一体に回転し、カム受け２の偏心穴２ａに深溝玉軸受１１を介して相対回転可能に嵌め込まれた偏心カム４が偏心回転（公転しながら自転）することにより、偏心カム４と一体に出力軸３が回転する。
【００２１】
一方、出力軸３に逆入力トルクが加えられたときは、前記入力側部材の軸線Ｏ１まわりの回転トルクが前記出力側部材の軸線Ｏ１まわりの回転トルクおよび出力側部材の偏心軸線Ｏ２まわりの回転トルクよりも大きいため、図４に示すように出力軸３が偏心カム４の偏心軸線Ｏ２のまわりに偏心回転しようとする。しかし、その出力軸３の偏心回転は深溝玉軸受１０を介して固定部材であるハウジング５で規制されるので、出力軸３はロックされて回転せず、出力軸３から入力軸１への回転伝達は行われない。
【００２２】
なお、入力軸１から出力軸３への伝達トルクが大きい場合は、カム受け２と偏心カム４の間の深溝玉軸受１１の個数を増やすか負荷容量の大きいものを用い、逆入力トルクが大きい場合は、出力軸３を支持する深溝玉軸受１０の個数を増やすか負荷容量の大きいものを用いるとよい。
【００２３】
そして、この逆入力遮断クラッチの構成では、入力軸１および出力軸３がそれぞれ転がり軸受（組合せアンギュラ玉軸受８および深溝玉軸受１０）で回転自在に支持され、入力側部材および出力側部材にはハウジング５と摺動する部分がないので、クラッチ内へ潤滑材を封入しなくてもスムーズな回転伝達が行うことができ、発熱も生じにくい。したがって、入力側部材から出力側部材へ伝達する回転が高速になっても、発熱や潤滑材の劣化等による寿命短縮のおそれがなく、安定して長時間使用することができる。
【００２４】
また、小型のローラやばねを複数組み込んだ従来のロック式のものに比べて、製作時にカム面形成のような複雑な加工がないため、部品の製作や検査が容易になるし、部品点数が少なく組立も容易である。
【００２５】
図５は第２の実施形態を示す。この実施形態は、第１実施形態の出力軸３の支持構造を入力軸１の支持構造と同じにしたものである。すなわち、クラッチの出力側でも、入力側と同様に、ハウジング本体部５ａの他端側内周に円筒状のスペーサ７を嵌合固定し、このスペーサ７の内周に出力軸３を回転自在に支持する組合せアンギュラ玉軸受８を取り付け、ハウジング本体部５ａの他端の開口部へ蓋部材６をねじ込むことによって、組合せアンギュラ玉軸受８に予圧を与えている。そして、この出力側の組合せアンギュラ玉軸受８に与える予圧量を、入力側の組合せアンギュラ玉軸受８に与える予圧量よりも小さく設定することにより、第１実施形態と同様のクラッチ動作が得られるようにしている。
【００２６】
この第２実施形態では、出力側の組合せアンギュラ玉軸受８の予圧量、すなわち出力側の蓋部材６のねじ込み量の調整によっても、入力側部材の軸線Ｏ１まわりの回転トルクと、出力側部材の軸線Ｏ１まわりの回転トルクおよび偏心軸線Ｏ２まわりの回転トルクとの差を調整することができ、これらの回転トルク差の調整により第１実施形態よりもクラッチ動作の安定化を図りやすい利点がある。
【００２７】
なお、上述した各実施形態では、逆入力トルクを加えられた出力軸３は、偏心カム４の偏心軸線Ｏ２のまわりの偏心回転が深溝玉軸受１０を介してハウジング５で規制されることによってロックされるようになっているが、出力軸がハウジングに取り付けられた深溝玉軸受で支持されていなくても、出力軸の偏心回転は出力軸に連結された出力側の外部部材に規制されるので、逆入力トルクを加えられた出力軸がロックされて回転しないことに変わりはない。
【００２８】
また、入力側部材の軸線Ｏ１まわりの回転トルクと、出力側部材の軸線Ｏ１まわりの回転トルクおよび偏心軸線Ｏ２まわりの回転トルクとの差を調整する手段として、ハウジング本体部５ａへ蓋部材６をねじ込んで組合せアンギュラ玉軸受８に予圧を与えているが、組合せアンギュラ玉軸受８への予圧付与方法はばね力を利用するようにしてもよく、アンギュラ玉軸受に代えて深溝玉軸受を用いてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１  入力軸
２  カム受け
２ａ  偏心穴
３  出力軸
４  偏心カム
５  ハウジング（固定部材）
５ａ  本体部
５ｂ  円板部
６  蓋部材
７  スペーサ
８  アンギュラ玉軸受（転がり軸受）
９  間座
１０、１１  深溝玉軸受（転がり軸受）
【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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