(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周面を有する出力側部材と、
前記出力側部材の円周面との間に正逆両方向の楔隙間を形成するカム面を有し、入力トルクが入力される入力側部材と、
前記入力側部材のカム面と前記出力側部材の円周面との間に介在する係合子と、
前記係合子を保持すると共に、前記入力側部材及び前記出力側部材に対して回動可能な保持器と、
前記保持器を静止側部材に連結し、前記入力側部材の回動に伴う前記保持器の回動に伴って撓み、前記入力側部材を開放したときに、前記撓みに応じて蓄積した弾性力によって前記入力側部材を回動前の元の位置に復帰させる弾性部材とを備えたクラッチユニット。
【請求項２】
前記入力側部材の回動範囲を規制するストッパ部を備えた請求項１記載のクラッチユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力側部材と出力側部材との間で係合子を介してトルクの伝達・遮断を行うクラッチユニットに関する。
【０００２】
【従来技術】
ローラやボール等の係合子を用いる機械式クラッチでは、入力側部材と出力側部材との間に形成される楔隙間に係合子を係合・離脱させることによって、トルクの伝達・遮断を制御する構成になっている。すなわち、係合子が楔隙間に係合することにより、入力側部材と出力側部材とが係合子を介してロックされ、両部材間で係合子を介してトルクが伝達される。また、係合子が楔隙間から離脱することにより、入力側部材と出力側部材とが相対空転可能となり、両部材間でトルクが遮断される。楔隙間に対する係合子の係合・離脱の切り換えは、回転方向の切り換えによって自動的に行うものと、係合子を保持する保持器を回動操作して行うもの等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、操作部材の回動操作による入力トルクを出力側機構に伝達して部材の位置決めや位置調整を行う装置では、回動操作を終えて操作部材を開放した時に、出力側機構の位置を保持しながら、操作部材を元の位置に自動復帰させる機能が求められる場合がある。
【０００４】
本発明の目的は、上記のような機能を実現することができるクラッチユニットを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、円周面を有する出力側部材と、出力側部材の円周面との間に正逆両方向の楔隙間を形成するカム面を有し、入力トルクが入力される入力側部材と、入力側部材のカム面と出力側部材の円周面との間に介在する係合子と、係合子を保持すると共に、入力側部材及び出力側部材に対して回動可能な保持器と、保持器を静止側部材に連結し、入力側部材の回動に伴う保持器の回動に伴って撓み、入力側部材を開放したときに、前記撓みに応じて蓄積した弾性力によって入力側部材を回動前の元の位置に復帰させる弾性部材とを備え構成を提供する。
【０００６】
ここで、「入力側部材」は、操作部材等を介して入力トルクが入力される部材である。入力側部材は、出力側部材の円周面との間に正逆両方向の楔隙間を形成するカム面を有し、カム面を軸状部材に直接設けたもの、カム面を有するリング状部材を軸状部材に固定したもの等が含まれる。
【０００７】
「出力側部材」は、係合子の係合・離脱作用を通じて、入力側部材と一体に回動し、また、入力側部材に対して相対空転する部材である。出力側部材は円周面を有し、円周面を軸状部材に直接設けたもの、円周面を有するリング状部材を軸状部材に固定したもの等が含まれる。
【０００８】
「係合子」には、ローラ状のもの、ボール状のもの等が含まれる。
【０００９】
上記構成において、入力側部材に入力トルクが入力されると、入力側部材の回動に伴い、カム面が係合子に対して回動方向に相対移動して、ローラが楔隙間に係合する。これにより、入力側部材からの入力トルクが係合子を介して出力側部材に伝達され、入力側部材、係合子、保持器、及び出力側部材が一体となって回動する。そして、保持器の回動に伴い、保持器を静止側部材に回動方向に連結する弾性部材が撓み、その撓み量に応じた弾性力が弾性部材に蓄積される。入力側部材を所定量回動させたのち開放すると、弾性部材に蓄積された弾性力によって保持器に回動力が働き、係合子が保持器に押されてカム面を押圧することにより、係合子、保持器、及び入力側部材が出力側部材に対して空転して、元の位置に復帰する。
【００１１】
また、上記構成において、入力側部材の回動範囲を規制するストッパ部を具備させることができる。これにより、入力側部材の回動量が過大となって、弾性部材に無理な力が加わるのを防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００１３】
図１に示すように、この実施形態のクラッチユニットは、入力側部材としての外輪１、出力側部材としての内輪２、係合子としての複数のローラ３、ローラ３を保持する保持器４、及び保持器４に装着された弾性部材、例えばセンタリングバネ５を主要な要素として構成される。
【００１４】
外輪１の内周には複数のカム面１ａが円周等間隔に形成され、内輪２の外周には円周面２ａが形成される。この実施形態において、カム面１ａは円周面２ａとの間に正逆両方向の楔隙間を形成する形状になっている。また、外輪１の外周には、操作部材７が圧入、固着、回動方向の凹凸係合などの適宜の手段で装着され、操作部材７から外輪１に入力トルクが入力される。また、内輪２は、図示されていない出力部材に連結される。
【００１５】
図２に示すように、保持器４は、ローラ３を収容する複数の窓形のポケット４ａと、一方の端面側に設けられた突出部４ｂとを備えている。突出部４ｂは、一方の端面から外径方向に延び、さらに軸方向に延びている。突出部４ｂの内径側には後述するセンタリングバネ５の環状部５ａが配設され、突出部４ｂの円周方向壁面４ｂ１にはセンタリングバネ５の係合部５ｂが装着される。
【００１６】
図３は、図１（ａ）におけるＸ方向矢視図である。センタリングバネ５は、環状部５ａと、環状部５ａの両端から外径側に延びた一対の係合部５ｂとを備えている。センタリングバネ５の環状部５ａは保持器４の突出部４ｂの内径側に装着され、一対の係合部５ｂはそれぞれ突出部４ｂの円周方向壁面４ｂ１に係合される。また、センタリングバネ５の一対の係合部５ｂは、それぞれ、静止側部材６（図４参照）の係止ピン６ａに係止される。これにより、保持器４がセンタリングバネ５を介して静止側部材６に回動方向に連結される。
【００１７】
外輪１の一方の端面には、切欠き部１ｂと１ｃが設けられる。保持器４の突出部４ｂとセンタリングバネ５の係合部５ｂは、切欠き部１ｂ内に配設される。また、切欠き部１ｃ内に静止側部材６のストッパピン６ｂが配設される。この切欠き部１ｃの円周方向壁面１ｃ１とストッパピン６ｂによって、外輪１の回動範囲を規制するストッパ部が構成される。すなわち、外輪１の回動範囲は、切欠き部１ｃの円周方向壁面１ｃ１がストッパピン６ｂに当接する範囲内に規制される。
【００１８】
例えば、図３において、保持器４が反時計方向に回動すると、センタリングバネ５の右側の係合部５ｂが係止ピン６ａと係合し、左側の係合部５ｂが円周方向壁面４ｂ１に押されて反時計方向に変位する。従って、センタリングバネ５は一対の係合部５ｂが押し広げられる方向に撓み、その撓み量に応じた弾性力が蓄積される。尚、保持器４が時計方向に回動した場合も、上記とは逆の動作によってセンタリングバネ５に弾性力が蓄積される。
【００１９】
この実施形態のクラッチユニットは、例えば図４に示すような静止側部材６と組み合わせて使用される。静止側部材６の内径部に内輪２が回動自在に内装され、係止ピン６ａにセンタリングバネ５の係合部５ｂが係止され、ストッパピン６ｂに外輪１の切欠き部１ｃが装着される。静止側部材６は、図示されていない固定部材に固定される。
【００２０】
次に、図５〜図７を参照しながら、この実施形態のクラッチユニットの動作について説明する。尚、図５〜図７において、センタリングバネ５および静止側部材６は模式化され、概念的に示されている。また、操作部材７も記載が省略されている。
【００２１】
図５は、クラッチユニットの中立位置を示している（図３に示す状態）。中立位置において、ローラ３はカム面１ａの中央部に位置し、カム面１ａと円周面２ａとの間に形成される正逆両方向の楔隙間からそれぞれ離脱する。ローラ３の直径は、カム面１ａの中央部と円周面２ａとの間の半径方向距離よりも若干小さく設定されており、ローラ３とカム面１ａの中央部および円周面２ａとの間には半径方向隙間がある。また、この実施形態では、出力側から内輪２に入力される逆入力トルクは正逆両方向にロックするようにしている。従って、内輪２は、操作部材７（外輪１）から入力される入力トルクに対してのみ回動動作を行い、出力側から逆入力トルクが入力されても回動せず、その位置を保持する。
【００２２】
図６は、操作部材７を回動操作して、外輪１に入力トルクを入力した時の状態を示している。例えば、同図において、外輪１に反時計方向の入力トルクが入力されると、外輪１の回動に伴い、カム面１ａがローラ３に対して反時計方向に相対移動して、ローラ３が楔隙間に係合する（噛み込む）。これにより、外輪１からの入力トルクがローラ３を介して内輪２に伝達され、外輪１、ローラ３、保持器４、及び内輪２が一体となって反時計方向に回動する。尚、この回動の最大量は、ストッパ部（切欠き部１ｃの円周方向壁面１ｃ１とストッパピン６ｂ）によって規制される。そして、保持器４の回動に伴ってセンタリングバネ５が撓み、その撓み量に応じた弾性力ｆが蓄積される。
【００２３】
図７は、操作部材７（外輪１）を開放した時の状態を示している。センタリングバネ５に蓄積された弾性力ｆによって、保持器４に時計方向の回動力が働き、ローラ３が保持器４に押されてカム面１ａを押圧する。そうすると、外輪１が開放されているので、ローラ３、保持器４、及び外輪１が内輪２に対して時計方向に空転して、図５に示す中立位置に復帰する。また、内輪２は、図６の回動操作によって与えられた回動位置をそのまま維持する。従って、図６の回動操作を繰り返し行った場合では、内輪２に各回動操作ごとの回動量が重畳的に蓄積される。
【００２４】
尚、図５〜図７において、外輪１に時計方向の入力トルクが入力された場合も、上記と同様の動作を行う（動作の向きは逆）。
【００２５】
また、内輪側から入力トルクを入力する構成とすることもでき、その場合、内輪の外周にカム面を設け、外輪の内周に円周面を設ける。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、入力側部材からの入力トルクを出力側部材に伝達すると共に、出力側部材の回動位置を保持しながら、入力側部材を初期位置に自動復帰させる機能を持ったクラッチユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のクラッチユニットを示す縦断面図｛図１（ａ）｝、横断面図｛図１（ｂ）｝である。
【図２】保持器の縦断面図｛図２（ａ）｝、正面図｛図２（ｂ）｝である。
【図３】図１（ａ）におけるＸ方向矢視図である。
【図４】クラッチユニットの分解組み立て斜視図である。
【図５】実施形態のクラッチユニットの動作を概念的に説明する模式図である。
【図６】実施形態のクラッチユニットの動作を概念的に説明する模式図である。
【図７】実施形態のクラッチユニットの動作を概念的に説明する模式図である。
【符号の説明】
１    外輪（入力側部材）
１ａ  カム面
２    内輪（出力側部材）
２ａ  円周面
３    ローラ（係合子）
４    保持器
５    センタリングバネ（弾性部材）
６    静止側部材
【図１】
0004187905.tif 000002
【図２】
0004187905.tif 000003
【図３】
0004187905.tif 000004
【図４】
0004187905.tif 000005
【図５】
0004187905.tif 000006
【図６】
0004187905.tif 000007
【図７】
0004187905.tif 000008