(57)【要約】【課題】  入力軸からの回転トルクの伝達時、入力軸の高回転でローラに作用する遠心力により、ローラが静止系の固定外輪に強く接触することを回避する。【解決手段】  回転が拘束された固定軸１２と、回転トルクが入力される入力軸１３と、回転トルクが出力される出力外輪１４と、固定軸１２と出力外輪１４との間での係合および離脱により、出力外輪１４から逆入力される回転トルクの遮断と入力軸１３から入力される回転トルクの伝達とを制御する複数のローラ１５，１６とを備え、固定軸１２、入力軸１３および出力外輪１４を同軸上に配置し、固定軸１２を径方向内側に配置すると共に、出力外輪１４を径方向外側に配置する。【選択図】    図１
2017044279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転が拘束された静止側部材と、回転トルクが入力される入力側部材と、回転トルクが出力される出力側部材と、前記静止側部材と前記出力側部材との間での係合および離脱により、出力側部材から逆入力される回転トルクの遮断と前記入力側部材から入力される回転トルクの伝達とを制御する複数の係合子とを備え、
前記静止側部材、前記入力側部材および前記出力側部材を同軸上に配置し、前記静止側部材を径方向内側に配置すると共に、前記出力側部材を径方向外側に配置したことを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
【請求項２】
前記出力側部材にカム部材を別体で取り付け、前記静止側部材の円筒状外周面と、前記カム部材の内周面に形成されたカム面とで、前記係合子が係合および離脱する楔隙間を構成した請求項１に記載の逆入力遮断クラッチ。
【請求項３】
前記入力側部材を静止側部材と出力側部材との間に配置し、入力側部材と出力側部材との間にトルク伝達手段を設け、前記トルク伝達手段は、入力側部材から径方向外側に突出して出力側部材と係止可能なピンを備え、前記ピンを入力側部材に抜け止め構造で固定した請求項１又は２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、入力側部材から入力される回転トルクを出力側部材に伝達する一方、出力側部材から逆入力される回転トルクを遮断する機能を持つ逆入力遮断クラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、駆動源から入力される回転トルクを出力側機構に伝達して所要の動作を行なう装置では、駆動源の停止時、出力側機構の位置が変動しないようにこれを保持する機能が求められる場合がある。例えば、電動シャッタ装置は、駆動モータからの正逆方向の回転トルクを出力側の開閉機構に入力して、シャッタの開閉動作を行なうものである。
【０００３】
この電動シャッタ装置では、シャッタの開閉動作の途中で何等かの事情（停電など）により駆動モータが停止した場合、シャッタの自重下降により逆入力される回転トルクが入力側に還流すると、入力側機器に損傷が生じる可能性がある。そのため、電動シャッタ装置において、シャッタの位置を保持し、シャッタから逆入力される回転トルクを入力側に還流させない機能を持った機構が必要になる。
【０００４】
本出願人は、入力側部材から入力される回転トルクを出力側部材に伝達する一方、出力側部材から逆入力される回転トルクを出力側部材のロックにより遮断する機能を具備した機構として逆入力遮断クラッチを先に提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１で開示された逆入力遮断クラッチは、回転トルクが入力される入力軸と、回転トルクが出力される出力軸と、回転が拘束された固定外輪と、その固定外輪と出力軸との間での係合および離脱により、出力軸から逆入力される回転トルクの遮断と入力軸から入力される回転トルクの伝達とを制御する複数のローラとで主要部が構成されている。
【０００６】
以上のような構成を具備した逆入力遮断クラッチでは、入力軸から入力される回転トルクの伝達時、固定外輪と出力軸との間に設けられた楔隙間からローラを離脱させ、この楔隙間からのローラの離脱により出力軸を回転可能な状態にした上で、入力軸からの回転トルクを出力軸に伝達するようにしている。
【０００７】
一方、出力軸から逆入力される回転トルクの遮断時、固定外輪と出力軸との間に設けられた楔隙間にローラを係合させ、この楔隙間でのローラの係合により固定外輪に対して出力軸をロック状態にし、出力軸からの回転トルクを遮断して入力軸に還流させないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３４３６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１で開示された従来の逆入力遮断クラッチは、出力軸、入力軸および固定外輪を同軸上に配置し、出力軸を径方向内側に配置すると共に固定外輪を径方向外側に配置した構造を具備する。そして、固定外輪と出力軸との間でローラを係合および離脱させるため、固定外輪と出力軸との間に楔隙間を形成している。この楔隙間は、静止系である固定外輪の円筒状内周面と回転系である出力軸の外周面に形成されたカム面とで構成されている。
【００１０】
以上のような構造を具備する逆入力遮断クラッチでは、入力軸からの回転トルクの伝達時、固定外輪と出力軸との間の楔隙間からローラが離脱する。この楔隙間から離脱したローラが静止系である固定外輪の内周面と摺動し易いため、入力軸が高回転で駆動される場合、ローラに作用する遠心力により、ローラが静止系の固定外輪の内周面に強く接触するため、誤作動や摩耗の原因となる可能性があった。
【００１１】
そこで、本発明は前述の改善点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、入力軸からの回転トルクの伝達時、入力軸の高回転でローラに作用する遠心力により、ローラが静止系の固定外輪に強く接触することを回避し得る逆入力遮断クラッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、回転が拘束された静止側部材と、回転トルクが入力される入力側部材と、回転トルクが出力される出力側部材と、静止側部材と出力側部材との間での係合および離脱により、出力側部材から逆入力される回転トルクの遮断と入力側部材から入力される回転トルクの伝達とを制御する複数の係合子とを備え、静止側部材、入力側部材および出力側部材を同軸上に配置し、静止側部材を径方向内側に配置すると共に、出力側部材を径方向外側に配置したことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る逆入力遮断クラッチでは、静止側部材を径方向内側に配置すると共に、出力側部材を径方向外側に配置したことにより、入力側部材からの回転トルクの伝達時、静止側部材と出力側部材との間に介在する係合子の径方向内側に静止側部材が位置するので、係合子が静止側部材と摺動し難くなる。そのため、入力側部材の高回転で駆動される場合であっても、係合子に作用する遠心力により、係合子が静止側部材に強く接触することを抑制できる。
【００１４】
本発明において、出力側部材にカム部材を別体で取り付け、静止側部材の円筒状外周面と、カム部材の内周面に形成されたカム面とで、係合子が係合および離脱する楔隙間を構成することが望ましい。このような構成を採用すれば、出力側部材の内周面にカム面を直接的に形成する必要がないので、出力側部材の製作および楔隙間の構成が容易となる。
【００１５】
本発明において、入力側部材を静止側部材と出力側部材との間に配置し、入力側部材と出力側部材との間にトルク伝達手段を設け、トルク伝達手段は、入力側部材から径方向外側に突出して出力側部材と係止可能なピンを備え、ピンを入力側部材に抜け止め構造で固定した構成が望ましい。このような構成を採用すれば、入力側部材からの回転トルクの伝達時、入力側部材の高回転で駆動される場合であっても、トルク伝達手段のピンが遠心力により入力側部材から脱落することを防止できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、静止側部材を径方向内側に配置すると共に、出力側部材を径方向外側に配置したことにより、入力側部材からの回転トルクの伝達時、静止側部材と出力側部材との間に介在する係合子の径方向内側に静止側部材が位置するので、係合子が静止側部材と摺動し難くなる。そのため、入力側部材の高回転で駆動される場合であっても、係合子に作用する遠心力により、係合子が静止側部材に強く接触することを抑制できる。その結果、高回転領域での使用が可能な逆入力遮断クラッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態で、図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】駆動モータ、逆入力遮断クラッチおよび出力軸を示す構成図である。
【図４】出力軸から回転トルクが逆入力されたロック状態（図１の中立状態）を示す部分拡大断面図である。
【図５】入力軸から回転トルクが入力されたロック解除開始時の状態を示す部分拡大断面図である。
【図６】入力軸から回転トルクが入力されたトルク伝達開始時の状態を示す部分拡大断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態で、図８のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る逆入力遮断クラッチの実施形態について、図面を参照しながら以下に詳述する。図１および図２は、逆入力遮断クラッチ１１の全体構成を示す。
【００１９】
以下の実施形態では、駆動モータから入力される正逆方向の回転トルクを出力側の開閉機構に入力して、シャッタの開閉動作を行う電動シャッタ装置に組み込まれる逆入力遮断クラッチ１１を例示する。なお、この逆入力遮断クラッチ１１は、電動シャッタ装置以外に、逆入力遮断機能付き操舵装置など各種装置に適用可能である。
【００２０】
電動シャッタ装置では、駆動モータの停止時、シャッタの位置が変動しないようにこれを保持する機能が求められる場合がある。この実施形態の逆入力遮断クラッチ１１は、ロック型と称されるタイプで、入力側部材から入力される回転トルクを出力側部材に伝達する一方、出力側部材から逆入力される回転トルクを出力側部材のロックにより入力側部材に還流させない逆入力遮断機能を有する。
【００２１】
この実施形態の逆入力遮断クラッチ１１は、図１および図２に示すように、回転が拘束された静止側部材である固定軸１２と、回転トルクが入力される入力側部材である入力軸１３と、回転トルクが出力される出力側部材である出力外輪１４と、出力外輪１４から逆入力される回転トルクの遮断と入力軸１３から入力される回転トルクの伝達とを制御する複数対（図では４対）の係合子であるローラ１５，１６および板ばね１７とで主要部が構成されている。この実施形態では、ローラ１５，１６および板ばね１７を４対としているが、その数は任意である。
【００２２】
固定軸１２は、その軸方向基端部が静止系部位１８に取り付けられて水平に保持されている。固定軸１２の軸方向先端部には円筒状の外周面１９が形成されている。入力軸１３は、その先端部が固定軸１２と対向する状態で固定軸１２と同軸上に配置されている。なお、この入力軸１３は、図３に示すように駆動モータ２０の出力に連結されている。
【００２３】
入力軸１３の先端部には、径方向外側へ拡径して軸方向に沿って延びる複数（図では４つ）の柱部２１が円周方向等間隔に形成されている。これら柱部２１は、固定軸１２の先端部に位置する外周面１９の外側に配置されている。周方向に隣接する柱部２１間の空間は、軸方向の一方に向かって開口したポケット２２を構成し、各ポケット２２に一対のローラ１５，１６および板ばね１７がそれぞれ配される。
【００２４】
出力外輪１４は、円筒形状をなして前述の固定軸１２および入力軸１３を収容する。出力外輪１４は、転がり軸受２３，２４によって固定軸１２および入力軸１３に対して正逆回転自在に支承され、固定軸１２および入力軸１３と同軸上に配置されている。なお、出力外輪１４の外周には歯部２５が形成され、図３に示すように、この歯部２５と噛合するギヤ２６を介して出力軸２７に回転トルクが伝達可能な構造となっている。
【００２５】
出力外輪１４の軸方向中央部位に位置する内周面には、入力軸１３のポケット２２と対応させて複数対（図では４対）のカム面２８，２９が円周方向等間隔に形成されている。出力外輪１４の内周面の板ばね１７と対応する周方向部位は平坦面３０をなし、その平坦面３０の周方向両側にカム面２８，２９を形成している。これにより、出力外輪１４のカム面２８，２９と固定軸１２の外周面１９との間に、ポケット２２の周方向両側へ向けて幅狭となる形状の楔隙間３１，３２が形成されている。
【００２６】
ローラ１５，１６は、固定軸１２の外周面１９と出力外輪１４のカム面２８，２９との間の楔隙間３１，３２で係合離脱可能に周方向４箇所に等間隔配置されている。つまり、一対のローラ１５，１６のうち、一方のローラ１５は、一対のカム面２８，２９のうちの一方のカム面２８に位置し、他方のローラ１６は、他方のカム面２９に位置するように配されている。
【００２７】
板ばね１７は、一対のローラ１５，１６間に配設され、両側のローラ１５，１６を互いに離間させる方向、つまり、固定軸１２と出力外輪１４との間の楔隙間３１，３２に係合させる方向に弾性力を付勢する。
【００２８】
入力軸１３と出力外輪１４との間に、入力軸１３から入力される回転トルクを出力外輪１４に伝達するトルク伝達手段が設けられている。このトルク伝達手段は、入力軸１３の１つの柱部２１に径方向外側に突設されたピン３３と、出力外輪１４の内周面の１箇所に軸方向に沿って形成された凹溝３４とで構成されている。このピン３３の先端を出力外輪の凹溝３４に周方向でクリアランスをもって挿入することにより、入力軸１３からの回転トルクを出力外輪１４に伝達可能としている。
【００２９】
図２の符号３５は、入力軸１３と出力外輪１４および転がり軸受２３との間に配設された間座である。この間座３５は、ポケット２２内に収容されたローラ１５，１６の軸方向移動を規制する。また、符号３６，３７は、出力外輪１４の軸方向両側に取り付けられた止め輪である。この止め輪３６，３７により、転がり軸受２３，２４が出力外輪１４に対して抜け止めされている。
【００３０】
以上の構成からなる逆入力遮断クラッチ１１の動作例を以下に詳述する。図４は、図１の中立状態で、出力外輪１４から回転トルクが逆入力されたロック状態を示す。図５は、入力軸１３から回転トルクが入力されたロック解除開始時の状態を示す。図６は、入力軸１３から回転トルクが入力されたトルク伝達開始時の状態を示す。
【００３１】
図４に示すように、出力外輪１４に時計方向の回転トルクが逆入力されると、板ばね１７の弾性力により反時計方向（回転方向後方）のローラ１５がその方向の楔隙間３１と係合して、出力外輪１４が固定軸１２に対して時計方向にロックされる。逆に、出力外輪１４に反時計方向の回転トルクが逆入力されると、板ばね１７の弾性力により時計方向（回転方向後方）のローラ１６がその方向の楔隙間３２と係合して、出力外輪１４が固定軸１２に対して反時計方向にロックされる。従って、出力外輪１４から逆入力される回転トルクは、一対のローラ１５，１６によって正逆両回転方向にロックされる。
【００３２】
図５に示すように、入力軸１３に時計方向の回転トルクが入力されると、まず、入力軸１３の反時計方向（回転方向後方）の柱部２１がその方向（回転方向後方）のローラ１５と接触して、これを板ばね１７の弾性力に抗して時計方向（回転方向前方）に押圧する。これにより、反時計方向（回転方向後方）のローラ１５がその方向の楔隙間３１から離脱して、出力外輪１４のロック状態が解除されてその出力外輪１４が時計方向に回転可能となる。
【００３３】
図６に示すように、入力軸１３がさらに時計方向に回転すると、柱部２１のピン３３が出力外輪１４の凹溝３４の壁面に当接することにより、入力軸１３からの時計方向の回転トルクがピン３３と凹溝３４との接触部分を介して出力外輪１４に伝達され、出力外輪１４が時計方向に回転する。この時、時計方向（回転方向前方）のローラ１６は、その方向の楔隙間３２と係合せず、出力外輪１４のカム面２９と固定軸１２の外周面１９に接触した状態で空転する。
【００３４】
入力軸１３に反時計方向の回転トルクが入力された場合は、前述とは逆の動作で、時計方向のローラ１６がその方向の楔隙間３２から離脱した上で、柱部２１のピン３３が出力外輪１４の凹溝３４の壁面に当接することにより、出力外輪１４が反時計方向に回転する。以上のようにして、入力軸１３からの正逆両回転方向の回転トルクは、ピン３３と凹溝３４との接触部分を介して出力外輪１４に伝達され、出力外輪１４が正逆両回転方向に回転する。
【００３５】
この実施形態の逆入力遮断クラッチ１１は、固定軸１２、入力軸１３および出力外輪１４を同軸上に配置し、固定軸１２を径方向内側に配置すると共に出力外輪１４を径方向外側に配置した構造を具備する。そして、固定軸１２と出力外輪１４との間でローラ１５，１６を係合および離脱させるため、固定軸１２と出力外輪１４との間に楔隙間３１，３２を形成している。この楔隙間３１，３２は、静止系である固定軸１２の円筒状外周面１９と回転系である出力外輪１４のカム面２８，２９とで構成されている。
【００３６】
この逆入力遮断クラッチ１１では、固定軸１２を径方向内側に配置すると共に出力外輪１４を径方向外側に配置したことにより、ローラ１５，１６の径方向内側に静止系の固定軸１２が位置するので、入力軸１３からの時計方向の回転トルクの伝達時、楔隙間３２と係合せず、固定軸１２の外周面１９に接触した状態で空転する時計方向（回転方向前方）のローラ１６は、固定軸１２の外周面１９と摺動し難くなる。そのため、入力軸１３が高回転で駆動される場合であっても、ローラ１６に作用する遠心力により、固定軸１２の外周面１９に強く接触することを抑制できる。
【００３７】
なお、入力軸１３からの反時計方向の回転トルクの伝達時には、楔隙間３１と係合せず、固定軸１２の外周面１９に接触した状態で空転する反時計方向（回転方向前方）のローラ１５は、固定軸１２の外周面１９と摺動し難くなる。そのため、入力軸１３が高回転で駆動される場合であっても、ローラ１５に作用する遠心力により、固定軸１２の外周面１９に強く接触することを抑制できる。
【００３８】
また、入力軸１３からの回転トルクを伝達するトルク伝達手段として、入力軸１３の柱部２１にピン３３を抜け止め機構で固定している。この抜け止め機構は、ピン３３の基端部および柱部２１の孔に段差３８を設けた構造を有する。
【００３９】
この抜け止め機構では、ピン３３を柱部２１の内側から挿入して段差３８で係止させた状態で柱部２１の外側へ突出させている。このような構造を採用することにより、入力軸１３からの回転トルクの伝達時、入力軸１３の高回転で作用する遠心力により、ピン３３が入力軸１３から脱落することを防止できる。
【００４０】
図１〜図３に示す実施形態では、入力軸１３と出力軸２７とを非同軸上に配置した構造を例示したが、入力軸と出力軸とを同軸上に配置した構造も可能である。図７および図８は、入力軸４１と出力軸４２とを同軸上に配置した実施形態を例示する。図７および図８において、図１〜図３と同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
【００４１】
図７および図８に示す実施形態の逆入力遮断クラッチでは、入力軸４１を中空状とし、その中空部４３に固定軸４４の基端部を挿通させ、その基端部に静止系部位４５を取り付けている。入力軸４１の外周には中空モータ４８が直接的に取り付けられている。出力外輪４６は、円筒カップ状をなしてその底部に入力軸４１と同軸の出力軸４２を一体的に設けている。出力外輪４６は円筒カップ状をなすことから、その内周面にカム面を直接的に形成することが製作上困難であることから、以下の構造を具備する。
【００４２】
円筒形状のカム部材４７を出力外輪４６に別体で取り付ける。このカム部材４７は、出力外輪４６に対して圧入などの適宜の手段により固定することが可能である。この構造では、固定軸４４の外周面１９と、カム部材４７の内周面に形成されたカム面２８，２９とで、ローラ１５，１６が係合および離脱する楔隙間３１，３２を構成している。
【００４３】
このような構造を採用することにより、カップ状をなす出力外輪４６の内周面にカム面２８，２９を直接的に形成する必要がないので、出力外輪４６の製作および楔隙間３１，３２の構成が容易となる。
【００４４】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００４５】
１１  逆入力遮断クラッチ
１２，４４  静止側部材（固定軸）
１３，４１  入力側部材（入力軸）
１４，４６  出力側部材（出力外輪）
１５，１６  係合子（ローラ）
１９  円筒状外周面
２８，２９  カム面
３１，３２  楔隙間
３３  ピン
４７  カム部材
【図１】
2017044279.tif 000003
【図２】
2017044279.tif 000004
【図３】
2017044279.tif 000005
【図４】
2017044279.tif 000006
【図５】
2017044279.tif 000007
【図６】
2017044279.tif 000008
【図７】
2017044279.tif 000009
【図８】
2017044279.tif 000010