特開 2023-22882 逆入力遮断クラッチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023022882

(43)【公開日】2023-02-16

(54)【発明の名称】逆入力遮断クラッチ

(51)【国際特許分類】

   F16D 43/26 20060101AFI20230209BHJP

   F16D 43/02 20060101ALI20230209BHJP

【ＦＩ】

F16D43/26 Z

F16D43/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021127937

(22)【出願日】2021-08-04

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000811

【氏名又は名称】弁理士法人貴和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】土肥 永生

【テーマコード（参考）】

3J068

【Ｆターム（参考）】

3J068AA01

3J068AA02

3J068BA01

3J068BB10

3J068GA02

3J068GA11

3J068GA19

(57)【要約】

【課題】入力部材および係合子の形状精度を過度に高くする必要がなく、かつ、組立作業の作業性を確保することができるとともに、入力部材のがたつきを抑えることができる構造を実現する。
【解決手段】押圧面が被押圧面に接触し、かつ、第２方向に関して、入力側係合部７を入力側被係合部１４の中央位置に位置させた状態において、入力側係合部７の外周面のうち、入力部材２に回転トルクが入力された場合に入力側被係合部１４の内面と接触する部分Ｐと入力部材２の回転中心Ｏとを結ぶ仮想直線Ｌと、第１方向とのなす角度αを、１０°以上８０．４１°以下とする。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周面に被押圧面を有する被押圧部材と、
前記被押圧面の径方向内側に配置された少なくとも１個の入力側係合部を有し、前記被押圧面と同軸に配置された入力部材と、
前記被押圧面の径方向内側において前記入力側係合部よりも径方向内側に配置された出力側係合部を有し、前記被押圧面と同軸に配置された出力部材と、
前記被押圧面に対向する少なくとも１個の押圧面、前記入力側係合部と係合可能な入力側被係合部、および、前記出力側係合部と係合可能な出力側被係合部を有し、前記被押圧面に対する遠近方向である第１方向の移動を可能に配置された係合子と、
を備え、
前記係合子は、前記入力部材に回転トルクが入力されると、前記入力側係合部が前記入力側被係合部に係合することに基づいて、前記第１方向に関して前記被押圧面から離れる方向に変位し、前記出力側被係合部を前記出力側係合部に係合させることで、前記入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材に伝達し、かつ、前記出力部材に回転トルクが逆入力されると、前記出力側被係合部に前記出力側係合部が係合することに基づいて、前記第１方向に関して前記被押圧面に近づく方向に変位し、前記押圧面を前記被押圧面に押し付けて、前記押圧面を前記被押圧面に摩擦係合させるものであり、
前記押圧面が前記被押圧面に接触し、かつ、前記第１方向と前記入力部材の回転中心との両方に直交する第２方向に関して、前記入力側係合部を前記入力側被係合部の中央位置に位置させた状態において、前記入力側係合部のうち、前記入力部材に回転トルクが入力された場合に前記入力側被係合部と接触する部分と前記入力部材の回転中心とを結ぶ仮想直線と、前記第１方向とのなす角度αが、１０°以上８０．４１°以下である、
逆入力遮断クラッチ。

【請求項2】

前記角度αが、１０°以上７０．５３°以下である、
請求項１に記載の逆入力遮断クラッチ。

【請求項3】

前記押圧面が前記被押圧面に接触し、かつ、前記第２方向に関して、前記入力側係合部を前記入力側被係合部の中央位置に位置させた状態で、径方向に関して前記入力側係合部よりも内側で、かつ、前記入力側係合部と前記入力側被係合部との間に前記第１方向に関する隙間が存在する、
請求項１または２に記載の逆入力遮断クラッチ。

【請求項4】

前記入力側係合部の径方向内側面が、平坦面により構成されており、かつ、前記入力側被係合部の径方向内側面が、平坦面により構成されている、
請求項３に記載の逆入力遮断クラッチ。

【請求項5】

前記入力側被係合部が、前記係合子の軸方向側面に開口する孔により構成されている、
請求項１～４のいずれかに記載の逆入力遮断クラッチ。

【請求項6】

前記係合子を１対備え、かつ、前記入力部材が、前記入力側係合部を１対有する、
請求項１～５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、入力部材に入力される回転トルクを出力部材に伝達するのに対し、出力部材に逆入力される回転トルクを完全に遮断して入力部材に伝達しないかまたはその一部のみを入力部材に伝達して残部を遮断する、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、駆動源などの入力側機構に接続される入力部材と、減速機構などの出力側機構に接続される出力部材とを備えており、入力部材に入力される回転トルクを出力部材に伝達するのに対し、出力部材に逆入力される回転トルクを完全に遮断して入力部材に伝達しないかまたはその一部のみを入力部材に伝達して残部を遮断する機能を有する。

【0003】

逆入力遮断クラッチは、出力部材に逆入力される回転トルクを遮断する機構の相違により、ロック式とフリー式に大別される。ロック式の逆入力遮断クラッチは、出力部材に回転トルクが逆入力された際に、出力部材の回転を防止する機構を備えている。一方、フリー式の逆入力遮断クラッチは、出力部材に回転トルクが入力された際に、出力部材を空転させる機構を備えている。ロック式の逆入力遮断クラッチとフリー式の逆入力遮断クラッチとのいずれを使用するかについては、逆入力遮断クラッチを組み込む装置の使用用途などによって適宜決定される。

【0004】

特開２００２－１７４３２０号公報、特開２００７－２３２０９５号公報、および、特開２００４－０８４９１８号公報などには、ロック式の逆入力遮断クラッチが記載されている。特開２００２－１７４３２０号公報に記載された逆入力遮断クラッチは、出力部材に回転トルクが逆入力された際に、コイルばねのねじれによって生じる直径の変化を利用して、コイルばねの内側に配置した部材を締め付けることにより、出力部材の回転を防止する機構を備えている。これに対し、特開２００７－２３２０９５号公報、および、特開２００４－０８４９１８号公報に記載された逆入力遮断クラッチは、出力部材に回転トルクが逆入力された際に、内方部材と外方部材との間のくさび形空間に配置された転動体を、くさび形空間のうち径方向に関する幅の狭い側に移動させて、内方部材と外方部材との間で突っ張らせることにより、出力部材の回転を防止する機構を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２－１７４３２０号公報

【特許文献2】特開２００７－２３２０９５号公報

【特許文献3】特開２００４－０８４９１８号公報

【特許文献4】国際公開２０１９／０２６７９４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特開２００２－１７４３２０号公報に記載された逆入力遮断クラッチは、コイルばねのねじれによって生じる直径の変化を利用するため、コイルばねの軸方向寸法を長く確保する必要がある。このため、逆入力遮断クラッチの軸方向寸法が大きくなる、といった問題がある。特開２００７－２３２０９５号公報、および、特開２００４－０８４９１８号公報に記載された逆入力遮断クラッチは、転動体を多数使用するため、部品点数が嵩む、といった問題がある。

【0007】

これに対し、国際公開２０１９／０２６７９４号には、入力部材と、出力部材と、被押圧面を有する被押圧部材と、係合子とを備える逆入力遮断クラッチが記載されている。この逆入力遮断クラッチでは、入力部材に回転トルクが入力されると、該入力部材との係合に基づいて係合子が被押圧面から遠ざかる方向に移動して出力部材と係合し、該出力部材に回転トルクが伝達されるのに対し、出力部材に回転トルクが逆入力されると、該出力部材との係合に基づいて係合子が被押圧面に近づく方向に移動して、係合子と被押圧部材とが摩擦係合される。

【0008】

国際公開２０１９／０２６７９４号に記載の逆入力遮断クラッチでは、入力部材または出力部材の回転によって制御される係合子の径方向移動に基づき、入力部材に入力される回転トルクを出力部材に伝達する非ロック状態と、出力部材に逆入力される回転トルクを完全に遮断して入力部材に伝達しないロック状態またはその一部のみを入力部材に伝達して残部を遮断する半ロック状態とを切り替えることができる。このため、国際公開２０１９／０２６７９４号に記載の逆入力遮断クラッチによれば、装置全体の軸方向寸法を短く抑えることができる。

【0009】

ここで、国際公開２０１９／０２６７９４号に記載の逆入力遮断クラッチでは、各部の寸法関係について、出力部材に回転トルクが逆入力されることによって係合子が被押圧面に接触した位置において、係合子と入力部材との間に、係合子が出力部材との係合に基づいて被押圧面に向けて押圧されることを許容する隙間（被押圧面に対する係合子の遠近動方向である第１方向に関する隙間）が存在するように構成すること以上は、特段規制されていない。ただし、国際公開２０１９／０２６７９４号に記載の逆入力遮断クラッチでは、入力部材および係合子の形状精度を過度に高くしないようにするため、並びに、組立作業の作業性を確保するために、入力部材と係合子とをある程度緩く組み合わせられるように、各部の寸法を規制する必要がある。この場合、入力部材と係合子との係合部に、第１方向に関する隙間が形成される。国際公開２０１９／０２６７９４号に記載の逆入力遮断クラッチでは、入力部材と係合子との間の第１方向に関する隙間を何ら制限していないため、該第１方向に関する隙間に起因して、入力部材のがたつきが大きくなってしまう可能性がある。

【0010】

入力部材に生じるがたつきは、逆入力遮断クラッチの用途によっては問題にならない場合もある。しかしながら、例えば、入力部材を電動モータに接続し、かつ、出力部材をボールねじ装置のねじ軸に接続し、逆入力遮断クラッチをナットに固定したステージの位置調整やタイヤの舵角調整などの用途に使用する場合、電動モータから入力部材に回転トルクが入力されると、入力部材のがたつきに起因して、ステージの位置やタイヤの舵角が所望の位置からずれたり、異音が発生したりするなどの問題が生じる可能性がある。

【0011】

本発明は、上述のような事情に鑑みて、入力部材および係合子の形状精度を過度に高くする必要がなく、かつ、組立作業の作業性を確保することができるとともに、入力部材のがたつきを抑えることができる、逆入力遮断クラッチの構造を実現することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の一態様にかかる逆入力遮断クラッチは、被押圧部材と、入力部材と、出力部材と、係合子とを備える。

【0013】

前記被押圧部材は、内周面に被押圧面を有する。

【0014】

前記入力部材は、前記被押圧面の径方向内側に配置された少なくとも１個の入力側係合部を有し、前記被押圧面と同軸に配置されている。

【0015】

前記出力部材は、前記被押圧面の径方向内側において前記入力側係合部よりも径方向内側に配置された出力側係合部を有し、前記被押圧面と同軸に配置されている。

【0016】

前記係合子は、前記被押圧面に対向する少なくとも１個の押圧面、前記入力側係合部と係合可能な入力側被係合部、および、前記出力側係合部と係合可能な出力側被係合部を有し、前記被押圧面に対する遠近方向である第１方向の移動を可能に配置されている。

【0017】

また、前記係合子は、前記入力部材に回転トルクが入力されると、前記入力側係合部が前記入力側被係合部に係合することに基づいて、前記第１方向に関して前記被押圧面から離れる方向に変位し、前記出力側被係合部を前記出力側係合部に係合させることで、前記入力部材に入力された回転トルクを前記出力部材に伝達し、かつ、前記出力部材に回転トルクが逆入力されると、前記出力側被係合部に前記出力側係合部が係合することに基づいて、前記第１方向に関して前記被押圧面に近づく方向に変位し、前記押圧面を前記被押圧面に押し付けて、前記押圧面を前記被押圧面に摩擦係合させる。

【0018】

特に本発明の一態様にかかる逆入力遮断クラッチでは、前記押圧面が前記被押圧面に接触し、かつ、前記第１方向と前記入力部材の回転中心との両方に直交する第２方向に関して、前記入力側係合部を前記入力側被係合部の中央位置に位置させた状態において、前記入力側係合部のうち、前記入力部材に回転トルクが入力された場合に前記入力側被係合部と接触する部分と前記入力部材の回転中心とを結ぶ仮想直線と、前記第１方向とのなす角度αを、１０°以上８０．４１°以下、好ましくは１０°以上７０．５３°以下、より好ましくは５０°以上７０．５３°以下とする。

【0019】

本発明の一態様にかかる逆入力遮断クラッチでは、前記押圧面が前記被押圧面に接触し、かつ、前記第２方向に関して、前記入力側係合部を前記入力側被係合部の中央位置に位置させた状態で、径方向に関して前記入力側係合部よりも内側で、かつ、前記入力側係合部と前記入力側被係合部との間に、前記第１方向に関する隙間を存在させることができる。

【0020】

本発明の一態様にかかる逆入力遮断クラッチでは、前記入力側係合部の径方向内側面を、平坦面により構成することができ、かつ、前記入力側被係合部の径方向内側面を、平坦面により構成することができる。

【0021】

本発明の一態様にかかる逆入力遮断クラッチでは、前記入力側被係合部を、前記係合子の軸方向側面に開口する孔により構成することができる。

【0022】

本発明の一態様にかかる逆入力遮断クラッチは、前記係合子を１対備えることができ、かつ、前記入力部材が、前記入力側係合部を１対有することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明の逆入力遮断クラッチによれば、入力部材および係合子の形状精度を過度に高くする必要がなく、かつ、組立作業の作業性を確保することができるとともに、入力部材のがたつきを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、実施の形態の１例に係る逆入力遮断クラッチを軸方向から見た端面図である。

【図2】図２は、実施の形態の１例に係る逆入力遮断クラッチの斜視図である。

【図3】図３は、実施の形態の１例に係る逆入力遮断クラッチから入力部材を取り出してその一部を示す斜視図である。

【図4】図４は、実施の形態の１例に係る逆入力遮断クラッチから出力部材を取り出してその一部を示す斜視図である。

【図5】図５は、実施の形態の１例に係る逆入力遮断クラッチに関して、入力部材に回転トルクが入力された状態を示す図である。

【図6】図６は、実施の形態の１例に係る逆入力遮断クラッチに関して、出力部材に回転トルクが逆入力された状態を示す図である。

【図7】図７は、図１の中央部拡大図である。

【図8】図８は、実施の形態の１例に係る逆入力遮断クラッチに関して、入力側係合部と入力側被係合部との関係を説明するための図である。

【図9】図９は、仮想直線Ｌと第１方向とのなす角度αと、入力部材の回転角度βとの関係を示すグラフである。

【図10】図１０は、仮想直線Ｌと第１方向とのなす角度αの上限値の求め方を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

実施の形態の１例について、図１～図９を用いて説明する。なお、軸方向、径方向および周方向とは、特に断らない限り、逆入力遮断クラッチ１の軸方向、径方向および周方向をいう。本例において、逆入力遮断クラッチ１の軸方向、径方向および周方向は、入力部材２の軸方向、径方向および周方向と一致し、かつ、出力部材３の軸方向、径方向および周方向と一致する。

【0026】

［逆入力遮断クラッチの構造の説明］
本例の逆入力遮断クラッチ１は、入力部材２と、出力部材３と、被押圧部材４と、１対の係合子５とを備える。逆入力遮断クラッチ１は、入力部材２に入力される回転トルクを出力部材３に伝達するのに対し、出力部材３に逆入力される回転トルクは完全に遮断して入力部材２に伝達しないかまたはその一部のみを入力部材２に伝達して残部を遮断する逆入力遮断機能を有する。

【0027】

入力部材２は、電動モータなどの入力側機構に接続され、回転トルクが入力される。入力部材２は、図３に示すように、入力軸部６と、１対の入力側係合部７とを有する。

【0028】

入力軸部６は、段付円柱状で、その基端部が前記入力側機構の出力部にトルク伝達可能に接続されるか、または、前記入力側機構の出力部と一体に設けられている。

【0029】

１対の入力側係合部７は、略楕円柱状で、入力軸部６の先端面の直径方向反対側２個所位置から軸方向に伸長した凸部により構成されている。１対の入力側係合部７は、入力部材２の直径方向に互いに離隔している。このため、それぞれの入力側係合部７は、入力軸部６の先端面のうちで回転中心Ｏから径方向外方に外れた部分に配置されている。また、それぞれの入力側係合部７は、周方向に関して対称な形状を有する。

【0030】

本例では、それぞれの入力側係合部７の径方向内側面７ａは、互いに平行な平坦面により構成されている。なお、それぞれの入力側係合部７の径方向外側面７ｂは、入力軸部６の先端部の外周面と同じ円筒面状の輪郭形状を有する。

【0031】

出力部材３は、減速機構などの出力側機構に接続され、回転トルクを出力する。出力部材３は、入力部材２と同軸に配置されており、図４に示すように、出力軸部８と、出力側係合部９とを有する。

【0032】

出力軸部８は、円柱状で、その先端部が前記出力側機構の入力部にトルク伝達可能に接続されるか、または、前記出力側機構の入力部と一体に設けられている。

【0033】

出力側係合部９は、カム機能を有する。すなわち、出力部材３の回転中心Ｏから出力側係合部９の外周面までの距離は、周方向に関して一定でない。本例では、出力側係合部９は、略長円柱状で、出力軸部８の基端面の中央部から軸方向に伸長している。すなわち、出力側係合部９の外周面は、互いに平行な１対の平坦面９ａと、１対の円弧状の凸曲面９ｂとから構成されている。このため、出力部材３の回転中心Ｏから出力側係合部９の外周面までの距離は、円周方向にわたり一定でない。また、出力側係合部９は、出力部材３の回転中心Ｏを通り、かつ、１対の平坦面９ａに直交する仮想平面に対して面対称であるとともに、出力部材３の回転中心Ｏを通り、かつ、１対の平坦面９ａに平行な仮想平面に対して面対称である。このような出力側係合部９は、１対の入力側係合部７同士の間部分に配置される。

【0034】

被押圧部材４は、図２に示すように、薄肉円環状に構成されており、例えばハウジングなどの図示しない他の部材に固定されるか、または、他の部材と一体に設けられることにより、その回転が拘束されている。被押圧部材４は、入力部材２および出力部材３と同軸に、かつ、入力部材２および出力部材３よりも径方向外側に配置されている。具体的には、１対の入力側係合部７および出力側係合部９が、逆入力遮断クラッチ１の組立状態で、被押圧部材４の径方向内側に配置されている。被押圧部材４は、その内周面に円筒面状の凹面である被押圧面１０を有する。

【0035】

１対の係合子５は、略半円形板状に構成されており、被押圧部材４の径方向内側に配置されている。それぞれの係合子５は、径方向外側面に、被押圧面１０に対向する押圧面１１を有する。また、それぞれの係合子５は、径方向内側面の幅方向中央部に、出力側被係合部１２を有し、かつ、径方向内側面の幅方向両側部分に、１対の平坦面部１３を有する。さらに、それぞれの係合子５は、幅方向中央位置の径方向中間部に、入力側被係合部１４を有する。

【0036】

なお、係合子５に関して径方向とは、図１に矢印Ａで示した平坦面部１３に対して直角な方向をいい、図１に矢印Ｂで示した平坦面部１３に対して平行な方向を、係合子５に関する幅方向という。本例では、係合子５に関する径方向が、係合子５の押圧面１１の被押圧面１０に対する遠近方向であって、第１方向に相当し、係合子５に関する幅方向が、第１方向と入力部材２の回転中心Ｏとの両方に直交する第２方向に相当する。

【0037】

本例では、それぞれの係合子５は、幅方向に関して対称な形状を有する。

【0038】

押圧面１１は、係合子５の径方向外側面の周方向１箇所位置に備えられている。ただし、本発明を実施する場合、押圧面を、係合子の径方向外側面のうち、周方向に離隔した２箇所位置に備えることもできる。押圧面１１は、被押圧面１０の曲率半径以下の曲率半径を有する。また、押圧面１１は、係合子５のその他の部分に比べて摩擦係数の大きい表面性状を有する。押圧面１１は、係合子５の表面によって直接構成しても良いし、係合子５に貼着や接着などにより固定した摩擦材によって構成しても良い。

【0039】

出力側被係合部１２は、係合子５の径方向内側面の幅方向中央部から径方向外側に向けて凹んだ略矩形の凹部により構成されている。出力側被係合部１２は、その内側に出力側係合部９の短軸方向（１対の平坦面９ａに直交する方向）の先半部をがたつきなく配置できる大きさおよび形状を有している。すなわち、出力側被係合部１２は、その開口幅が、出力側係合部９の長軸方向（１対の平坦面９ａに平行な方向）に関する寸法とほぼ同じであり（同じか、あるいは、わずかに大きく）、その径方向深さが、出力側係合部９の短軸方向に関する寸法の１／２よりも少しだけ小さくなっている。具体的には、出力側被係合部１２は、１対の平坦面部１３と平行な底面１２ａと、径方向内側に向かうほど互いに離れる方向に向かう湾曲する部分円筒面状の側面１２ｂとを有する。

【0040】

入力側被係合部１４は、係合子５の幅方向中央位置の径方向中間部を軸方向に貫通する貫通孔により構成されている。ただし、本発明を実施する場合、入力側被係合部を、係合子の軸方向一方側の側面にのみ開口する有底孔により構成することもできる。あるいは、入力側被係合部を、係合子の径方向外側面に開口する切り欠きにより構成することもできる。入力側被係合部１４は、入力側係合部７を緩く挿入できる大きさを有する。したがって、入力側被係合部１４の内側に入力側係合部７を挿入した状態で、入力側係合部７と入力側被係合部１４の内面との間には、係合子５の幅方向および径方向にそれぞれ隙間が存在する。このため、入力側係合部７は、入力側被係合部１４（係合子５）に対し、入力部材２の回転方向に関する変位が可能であり、入力側被係合部１４は、入力側係合部７に対し、係合子５の径方向の変位が可能である。本例では、入力側被係合部１４は、径方向内側面（径方向外側を向いた面）に、１対の平坦面部１３と平行な平坦面１４ａを有する。

【0041】

本例の逆入力遮断クラッチ１では、１対の係合子５の押圧面１１を径方向に関して互いに反対側に向け、かつ、１対の係合子５の径方向内側面を互いに対向させた状態で、１対の係合子５を被押圧部材４の径方向内側に配置する。また、軸方向一方側に配置した入力部材２の１対の入力側係合部７を、１対の係合子５の入力側被係合部１４に軸方向に挿入し、かつ、軸方向他方側に配置した出力部材３の出力側係合部９を、１対の出力側被係合部１２同士の間に軸方向に挿入する。すなわち、１対の係合子５は、それぞれの出力側被係合部１２により、出力側係合部９を径方向外側から挟むように配置される。

【0042】

なお、１対の係合子５を被押圧部材４の径方向内側に配置した状態で、被押圧面１０と押圧面１１との間部分、および、平坦面部１３同士の間部分の少なくとも一方に隙間が存在するように、被押圧部材４の内径寸法と係合子５の径方向寸法が規制されている。また、本例では、入力側係合部７の軸方向寸法、出力側係合部９の軸方向寸法、被押圧部材４の軸方向寸法、および、係合子５の軸方向寸法をそれぞれほぼ同じとしている。

【0043】

（逆入力遮断クラッチの動作説明）
本例の逆入力遮断クラッチ１の動作について説明する。

【0044】

まず、入力部材２に入力側機構から回転トルクが入力された場合を説明する。

【0045】

入力部材２に回転トルクが入力されると、図５に示すように、入力側被係合部１４の内側で、入力側係合部７が入力部材２の回転方向（図５の例では時計方向）に回転する。すると、入力側係合部７の径方向内側面７ａが入力側被係合部１４の平坦面１４ａを径方向内方に向けて押圧し、１対の係合子５を、被押圧面１０から離れる方向それぞれ移動させる。つまり、１対の係合子５を、入力部材２との係合に基づき、互いに近づく方向である径方向内側に向けて（図５の上側に位置する係合子５を下側に向けて、図５の下側に位置する係合子５を上側に向けて）それぞれ移動させる。これにより、１対の係合子５の径方向内側面が互いに近づく方向に移動し、１対の出力側被係合部１２が出力部材３の出力側係合部９を径方向両側から挟持する。すなわち、出力部材３を、出力側係合部９の平坦面９ａが係合子５の１対の平坦面部１３と平行になるように回転させつつ、出力側係合部９と１対の出力側被係合部１２とをがたつきなく係合させる。この結果、入力部材２に入力された回転トルクは、１対の係合子５を介して、出力部材３に伝達され、出力部材３から出力される。本例の逆入力遮断クラッチ１は、入力部材２に回転トルクが入力されると、入力部材２の回転方向に関係なく、１対の係合子５を、被押圧面１０から離れる方向にそれぞれ移動させる。そして、入力部材２に入力された回転トルクが、１対の係合子５を介して、出力部材３に伝達される。

【0046】

次に、出力部材３に出力側機構から回転トルクが逆入力された場合を説明する。

【0047】

出力部材３に回転トルクが逆入力されると、図６に示すように、出力側係合部９が、１対の出力側被係合部１２同士の内側で、出力部材３の回転方向（図６の例では時計方向）に回転する。すると、出力側係合部９の外周面のうち、平坦面９ａと凸曲面９ｂとの接続部（角部）が出力側被係合部１２の底面１２ａを径方向外方に向けて押圧し、１対の係合子５を、被押圧面１０に近づく方向にそれぞれ移動させる。つまり、１対の係合子５を、出力部材３との係合に基づき、互いに離れる方向である径方向外側に向けて（図６の上側に位置する係合子５を上側に向けて、図６の下側に位置する係合子５を下側に向けて）それぞれ移動させる。これにより、１対の係合子５のそれぞれの押圧面１１を、被押圧面１０に対して摩擦係合させる。

【0048】

この結果、出力部材３に逆入力された回転トルクが完全に遮断されて入力部材２に伝達されないか、または、出力部材３に逆入力された回転トルクの一部のみが入力部材２に伝達され残部が遮断される。出力部材３に逆入力された回転トルクを完全に遮断して入力部材２に伝達されないようにするには、押圧面１１が被押圧面１０に対して摺動（相対回転）しないように、１対の係合子５を出力側係合部９と被押圧部材４との間で突っ張らせ、出力部材３をロックする。これに対し、出力部材３に逆入力された回転トルクのうちの一部のみが入力部材２に伝達され残部が遮断されるようにするには、押圧面１１が被押圧面１０に対して摺動するように、１対の係合子５を出力側係合部９と被押圧部材４との間で突っ張らせ、出力部材３を半ロックする。

【0049】

本例の逆入力遮断クラッチ１では、以上の動作が可能となるように、各構成部材間の隙間の大きさが調整されている。特に、係合子５の押圧面１１が被押圧面１０に接触した位置関係において、入力側係合部７の径方向内側面７ａと入力側被係合部１４の内面との間に、出力側係合部９の角部が出力側被係合部１２の底面１２ａを押圧することに基づいて押圧面１１を被押圧面１０に向けてさらに押し付けることを許容する隙間が存在するようにしている。これにより、出力部材３に回転トルクが逆入力されたときに、係合子５の径方向外側への移動が入力側係合部７によって阻止されることを防止し、かつ、押圧面１１が被押圧面１０に接触した後も、押圧面１１と被押圧面１０との接触部に作用する面圧が、出力部材３に逆入力された回転トルクの大きさに応じて変化するようにすることで、出力部材３のロックまたは半ロックが適正に行われるようにしている。

【0050】

なお、被押圧面１０の内径寸法などにもよるが、押圧面１１を被押圧面１０に接触させた状態において、入力部材２の回転中心Ｏを中心とし、かつ、入力側係合部７の外周面のうちで入力部材２に回転トルクが入力された場合に入力側被係合部１４の内面と接触する部分Ｐを通る仮想円Ｃの半径Ｒは、例えば４ｍｍ以上３００ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることができる。また、係合子５の形状誤差や組立作業の作業性を考慮すると、押圧面１１を被押圧面１０に接触させ、かつ、第２方向に関して、入力側係合部７を入力側被係合部１４の中央位置に位置させた状態での、入力側係合部７の径方向内側面７ａと入力側被係合部１４の平坦面１４ａとの間隔Ｇは、例えば０．０４５１Ｒ以下、好ましくは０．０１８９Ｒ以下、より好ましくは０．００６６６Ｒ以下とすることができる。

【0051】

さらに、本例の逆入力遮断クラッチ１では、押圧面１１を被押圧面１０に接触させ、かつ、第２方向に関して、入力側係合部７を入力側被係合部１４の中央位置に位置させた状態において、入力側係合部７の外周面のうち、入力部材２に回転トルクが入力された場合に入力側被係合部１４の内面と接触する部分Ｐと入力部材２の回転中心Ｏとを結ぶ仮想直線Ｌと、第１方向とのなす角度αを、１０°以上８０．４１°以下、好ましくは１０°以上７０．５３°以下、より好ましくは５０°以上７０．５３°以下としている。これにより、入力部材２のがたつきを抑えている。

【0052】

ここで、図１０（Ａ）に示すように、出力側係合部９の短軸方向の厚さを２ｘとした場合、逆入力遮断クラッチ１の徒な大型化を防止しつつ、係合子５の強度を確保するためには、入力側被係合部１４の平坦面１４ａと出力側被係合部１２の底面１２ａとの間の距離はｘだけ確保する必要があり、入力部材２の回転中心Ｏとする入力側被係合部１４の外接円の半径は、最大で１２ｘである。この場合、入力側被係合部１４の外周縁の周方向端部と回転中心Ｏとを結ぶ仮想直線Ｌ’と、第１方向とのなす角度θは、８０．４１°である。したがって、前記角度αの上限値は、８０．４１°となる。

【0053】

なお、図１０（Ｂ）に示すように、入力部材２の回転中心Ｏとする入力側被係合部１４の外接円の半径６ｘとした場合、入力側被係合部１４の外周縁の周方向端部と回転中心Ｏとを結ぶ仮想直線Ｌ’と、第１方向とのなす角度θは、７０．５３°である。

【0054】

本例の逆入力遮断クラッチ１によれば、国際公開２０１９／０２６７９４号に記載の逆入力遮断クラッチと同様に、軸方向寸法を短くでき、かつ、部品点数を抑えることができる。

【0055】

本例の逆入力遮断クラッチ１は、入力部材２および出力部材３のそれぞれの回転を、係合子５の径方向移動に変換する。そして、このように入力部材２および出力部材３の回転を係合子５の径方向移動に変換することで、係合子５を、該係合子５の径方向内側に位置する出力部材３に係合させたり、あるいは、係合子５を、該係合子５の径方向外側に位置する被押圧部材４に押し付けるようにしている。このように、本例の逆入力遮断クラッチ１は、入力部材２および出力部材３のそれぞれの回転によって制御される係合子５の径方向移動に基づき、入力部材２から出力部材３に回転トルクが伝達可能になる出力部材３のロック解除状態または半ロック解除状態と、出力部材３の回転が防止または抑制される出力部材３のロックまたは半ロック状態とを切り替えることができるため、逆入力遮断クラッチ１の装置全体の軸方向寸法を短くできる。

【0056】

しかも、係合子５に、入力部材２に入力された回転トルクを出力部材３に伝達する機能と、出力部材３をロックまたは半ロックする機能との両方の機能を持たせている。このため、逆入力遮断クラッチ１の部品点数を抑えることができ、かつ、回転トルクを伝達する機能とロックまたは半ロックする機能とをそれぞれ別の部材に持たせる場合に比べて、動作を安定させることができる。たとえば、回転トルクを伝達する機能とロックまたは半ロックする機能とを別の部材に持たせる場合、ロック解除または半ロック解除のタイミングと回転トルクの伝達開始のタイミングとがずれる可能性がある。この場合、ロック解除または半ロック解除から回転トルクの伝達開始までの間に出力部材に回転トルクが逆入力されると、出力部材が再びロックまたは半ロックされてしまう。本例では、係合子５に、回転トルクを出力部材３に伝達する機能と、出力部材３をロックまたは半ロックする機能との両方の機能を持たせているため、このような不都合が生じることを防止できる。

【0057】

また、入力部材２から係合子５に作用する力の向きと、出力部材３から係合子５に作用する力の向きとを逆向きにしているため、両方の力の大小関係を規制することで、係合子５の移動方向を制御できる。このため、出力部材３のロックまたは半ロック状態とロック解除状態または半ロック解除状態の切り替え動作を安定して確実に行うことができる。したがって、特開２００７－２３２０９５号公報、および、特開２００４－０８４９１８号公報に記載された従来構造の逆入力遮断クラッチのように、くさび形空間の径方向に関する幅の狭い部分に転動体が噛み込まれたままとなり、ロックが解除されなくなる、といった不都合が生じることを防止できる。

【0058】

さらに本例の逆入力遮断クラッチ１によれば、入力部材２のがたつきを抑えつつ、押圧面１１を被押圧面１０に接触させ、かつ、第２方向に関して、入力側係合部７を入力側被係合部１４の中央位置に位置させた状態での、入力側係合部７の径方向内側面７ａと入力側被係合部１４の平坦面１４ａとの間隔Ｇを確保することができる。このため、入力部材２の入力側係合部７および係合子５の入力側被係合部１４の形状精度を過度に高くする必要がなく、かつ、組立作業の作業性を確保することができる。

【0059】

すなわち、図９に示すように、押圧面１１を被押圧面１０に接触させ、かつ、第２方向に関して、入力側係合部７を入力側被係合部１４の中央位置に位置させた状態から、入力側係合部７と入力側被係合部１４とが接触するまでの入力部材２の回転角度βは、前記仮想直線Ｌと第１方向とのなす角度αを大きくするほど小さくなる。本例では、前記仮想直線Ｌと第１方向とのなす角度αを１０°以上８０．４１°以下とすることで、前記回転角度βを小さく抑えつつ、前記間隔Ｇを確保している。

【0060】

例えば、前記回転角度βを１０°とした場合でも、前記角度αを１０°以上とすることで、前記間隔Ｇを０．０４５１Ｒ以上確保することができる。また、前記回転角度βを５°とした場合、前記角度αを１０°以上とすることで、前記間隔Ｇを０．０１８９Ｒ以上確保することができる。さらに、前記回転角度βを２°とした場合、前記角度αを１０°以上とすることで、前記間隔Ｇを０．００６６６Ｒ以上確保することができる。

【0061】

前記角度αが８０．４１°よりも大きいと、係合子５のうち、入力側被係合部１４と出力側被係合部１２との間に存在する部分の径方向厚さが小さくなり、十分な強度を確保しにくくなる。また、図９から明らかなとおり、前記回転角度βがある程度小さくなると、前記角度αを大きくしても前記回転角度βはあまり小さくならない。一方、前記角度αが１０°よりも小さいと、入力部材２のがたつきを十分に抑えられなくなる可能性がある。

【0062】

なお、逆入力遮断クラッチ１の各部の寸法は、入力部材２に入力されるトルクの大きさおよび出力部材３に逆入力されるトルクの大きさなどに応じて、ロック解除状態または半ロック解除状態と、ロックまたは半ロック状態とを円滑に切り替えることができ、かつ、各部材の強度を確保できるように規制される。

【0063】

例えば、出力側係合部９の短軸方向の厚さを２ｘとした場合、入力側被係合部１４の平坦面１４ａと出力側被係合部１２の底面１２ａとの間の距離ｙは、ｘの１倍以上５倍以下、好ましくは１倍以上２倍以下、最も好ましくはｘと等しく（ｙ＝ｘ）することができる。前記仮想円Ｃの半径Ｒは、ｘの３倍以上１２倍以下、好ましくは４倍以上６倍以下とすることができる。

【0064】

また、被押圧面１０の内径寸法ｄは、ｘの８倍以上３２倍以下、好ましくは１０倍以上１６倍以下とすることができる。出力側被係合部１２の長軸方向の幅Ｗは、ｘの１倍以上１５倍以下、好ましくは２倍以上８倍以下とすることができる。

【0065】

なお、本発明の逆入力遮断クラッチを実施する場合、係合子の数を、１個または３個以上とすることもできる。

【0066】

また、入力部材、出力部材、被押圧部材、および、係合子の材質は、特に限定されない。たとえば、これらの材質としては、鉄合金、銅合金、アルミニウム合金などの金属のほか、必要に応じて強化繊維を混入した合成樹脂などでも良い。また、入力部材、出力部材、被押圧部材、および、係合子のそれぞれで、同じ材質にしても良いし、異なる材質にしても良い。

【0067】

また、出力部材に回転トルクが逆入力した場合に、出力部材がロックまたは半ロックする条件さえ満たせば、入力部材、出力部材、被押圧部材、および、係合子が相互に接触する部分に、潤滑剤を介在させることもできる。このために、たとえば、入力部材、出力部材、被押圧部材、および、係合子のうちの少なくとも１つを含油メタル製とすることもできる。

【符号の説明】

【0068】

１ 逆入力遮断クラッチ
２ 入力部材
３ 出力部材
４ 被押圧部材
５ 係合子
６ 入力軸部
７ 入力側係合部
７ａ 径方向内側面
７ｂ 径方向外側面
８ 出力軸部
９ 出力側係合部
９ａ 平坦面
９ｂ 凸曲面
１０ 被押圧面
１１ 押圧面
１２ 出力側被係合部
１２ａ 底面
１２ｂ 側面
１３ 平坦面部
１４ 入力側被係合部
１４ａ 平坦面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】