JP2006057804A - Reverse input shut-off device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、入力軸に入力される動力を出力軸に伝達すると共に、出力軸から入力軸への逆入力を遮断する逆入力遮断装置に関するものである。 The present invention relates to a reverse input blocking device that transmits power input to an input shaft to an output shaft and blocks reverse input from the output shaft to the input shaft.
この種の逆入力遮断装置として特許文献1に記載されたものが従来から知られている。この特許文献1に記載された逆入力遮断装置は、入力側部材と同軸上に出力側部材を設け、その入力側部材と出力側部材間に組込まれて軸方向に移動可能な中間部材の外周とその外側に設けられた静止部材の内周のそれぞれに円錐クラッチを形成する円錐形の摩擦面を形成し、上記中間部材に弾性部材の押圧力を付与して円錐クラッチが結合する方向に中間部材を付勢し、上記入力側部材と中間部材の相互間に入力側推進カムを設けると共に、中間部材と出力側部材の相互間に出力側推進カムを設けている。
A device described in
上記の構成から成る逆入力遮断装置においては、入力側部材に動力が入力された場合に、入力側推進カムにより中間部材を弾性部材の弾性に抗して軸方向に移動させて円錐クラッチの結合を解除し、その結合解除により入力側部材の回転を中間部材に伝えると共に、中間部材の回転を出力側推進カムを介して出力側部材に伝達するようにしている。 In the reverse input shut-off device configured as described above, when power is input to the input side member, the input side propulsion cam moves the intermediate member in the axial direction against the elasticity of the elastic member to connect the conical clutch. By releasing the coupling, the rotation of the input side member is transmitted to the intermediate member, and the rotation of the intermediate member is transmitted to the output side member via the output side propulsion cam.
また、入力側部材への入力が停止されたとき、弾性部材の弾性により中間部材を入力側部材に向けて移動させて中間部材の外周の摩擦面を静止部材の内周の摩擦面に接触させると共に、出力側部材に動力が逆入力された場合に、出力側推進カムにより、中間部材を入力側部材に向けて移動させて円錐クラッチの結合力を高め、その円錐クラッチによって逆入力が入力側部材に伝達されるのを防止するようにしている。
ところで、上記の逆入力遮断装置においては、入力側部材に入力される動力が比較的小さい場合、入力側推進カムによって中間部材に付与される軸力が小さく、入力側部材と共に中間部材がつれ回りして、円錐クラッチを安定よく解除することができず、円錐クラッチが結合および結合解除を繰り返して不安定な挙動を示し、入力側部材に入力される動力を出力側部材にスムーズに伝達することができないという問題があった。 By the way, in the above-described reverse input blocking device, when the power input to the input side member is relatively small, the axial force applied to the intermediate member by the input side propulsion cam is small, and the intermediate member rotates together with the input side member. The conical clutch cannot be released stably, and the conical clutch repeats coupling and decoupling to exhibit unstable behavior, and smoothly transmits the power input to the input side member to the output side member. There was a problem that could not.
また、円錐クラッチの作動特性および容量は、中間部材と静止部材のそれぞれに形成された摩擦面の摩擦特性に左右され、部品製作時の加工誤差により、摩擦面の片当りや、それに起因する偏摩耗により摩擦結合特性を低下させるという問題があった。 In addition, the operating characteristics and capacity of the conical clutch depend on the friction characteristics of the friction surfaces formed on the intermediate member and the stationary member, respectively. There is a problem that the frictional coupling characteristics are deteriorated by wear.
この発明の第1の課題は、入力軸に入力される動力が比較的小さい領域においても円錐クラッチを安定よく解除させることができるようにして、入力軸から出力軸に動力をスムーズに伝達することができるようにした逆入力遮断装置を提供することである。 A first object of the present invention is to allow a conical clutch to be stably released even in a region where power input to an input shaft is relatively small, and to smoothly transmit power from the input shaft to the output shaft. The present invention is to provide a reverse input blocking device that can perform the above.
また、この発明の第2の課題は、円錐クラッチの摩擦面の片当りや偏摩耗を防止し、安定した摩擦締結特性を得ることができるようにした逆入力遮断装置を提供することである。 A second object of the present invention is to provide a reverse input shut-off device capable of preventing the frictional face of the conical clutch from being struck or unevenly worn and obtaining a stable frictional fastening characteristic.
上記の第1の課題を解決するため、第1の発明においては、入力軸と、その入力軸に軸端面を対向して同軸上に配置された出力軸と、前記入力軸と出力軸の対向面間に配置されて軸方向に移動可能とされ、外周には静止部材に形成された円錐形の固定摩擦面との間で円錐クラッチを形成する円錐形の可動摩擦面が設けられたクラッチディスクと、前記円錐クラッチが結合する方向にクラッチディスクを付勢する弾性部材と、前記入力軸とクラッチディスクの対向面間に組込まれ、その入力軸とクラッチディスクの相対回転によりクラッチディスクを円錐クラッチが結合解除する方向に移動させると共に、円錐クラッチの結合解除状態で入力軸の回転トルクをクラッチディスクに伝達する入力側トルクカム手段と、前記クラッチディスクと出力軸の対向面間に組込まれてクラッチディスクと出力軸の相互間で回転トルクを伝達すると共に、クラッチディスクと出力軸の相対回転によりクラッチディスクを円錐クラッチが結合する方向に移動させる出力側トルクカム手段とから成り、前記円錐クラッチの結合によって出力軸から入力軸への逆入力を遮断するようにした逆入力遮断装置において、前記クラッチディスクと静止部材の相互間にクラッチディスクに回転抵抗を付与する回転抵抗付与手段を設けた構成を採用している。 In order to solve the first problem, in the first invention, an input shaft, an output shaft arranged coaxially with the shaft end surface facing the input shaft, and the input shaft and the output shaft facing each other Clutch disc which is arranged between the surfaces and is movable in the axial direction, and provided with a conical movable friction surface on the outer periphery to form a conical clutch with a conical fixed friction surface formed on a stationary member And an elastic member that urges the clutch disk in a direction in which the conical clutch is coupled, and an input shaft and a clutch disk that are assembled between opposing surfaces of the clutch disk. An input side torque cam means for transmitting the rotational torque of the input shaft to the clutch disc in the disengaged state of the conical clutch, and the clutch disc and the output An output-side torque cam means for transmitting rotational torque between the clutch disk and the output shaft and moving the clutch disk in a direction in which the conical clutch is coupled by relative rotation of the clutch disk and the output shaft. A reverse input blocking device configured to block reverse input from the output shaft to the input shaft by coupling the conical clutch, wherein the rotational resistance imparts rotational resistance to the clutch disk between the clutch disk and the stationary member The structure provided with the provision means is employ | adopted.
ここで、回転抵抗付与手段として、クラッチディスクと軸方向で対向する環状の摩擦板と、その摩擦板とクラッチディスク間もしくは、摩擦板と静止部材間に組込まれた弾性部材とから成るものを採用することができる。 Here, as the rotational resistance applying means, an annular friction plate facing the clutch disk in the axial direction and an elastic member incorporated between the friction plate and the clutch disk or between the friction plate and the stationary member are adopted. can do.
また、第2の課題を解決するため、第2の発明においては、上記第1の発明に係る逆入力遮断装置において、前記固定摩擦面と可動摩擦面の一方を、その断面形状で凸円状の曲線を有する円錐面とした構成を採用している。 In order to solve the second problem, in the second invention, in the reverse input shutoff device according to the first invention, one of the fixed friction surface and the movable friction surface is convex in a cross-sectional shape. A conical surface having a curved line is adopted.
ここで、静止部材に一体化されるリング状部材の内周に固定摩擦面を形成することにすれば、固定摩擦面の加工が容易であり、加工誤差の少ない精度の高い固定摩擦面を得ることができ、円錐クラッチの摩擦結合特性をより向上させることができる。 Here, if the fixed friction surface is formed on the inner periphery of the ring-shaped member integrated with the stationary member, it is easy to process the fixed friction surface, and a highly accurate fixed friction surface with less processing error is obtained. And the frictional coupling characteristics of the conical clutch can be further improved.
第1の発明および第2の発明に係る逆入力防止装置において、出力軸の軸端部にフランジを嵌合して回り止めし、かつ軸方向に移動可能とし、そのフランジを弾性部材によりクラッチディスク側に向けて付勢することにより、入力軸から出力軸への動力伝達時に、クラッチディスクを入力軸から離反する方向に向けてスムーズに移動させることができるため、円錐クラッチをより効果的に結合解除させることができると共に、軸方向ガタの少ない逆入力防止クラッチを得ることができる。 In the reverse input preventing apparatus according to the first and second aspects of the invention, a flange is fitted to the shaft end portion of the output shaft so as to prevent rotation, and the flange is movable in the axial direction. By energizing toward the side, the clutch disc can be moved smoothly in the direction away from the input shaft when power is transmitted from the input shaft to the output shaft. A reverse input prevention clutch that can be released and has little axial play is obtained.
第1の発明のように、クラッチディスクと静止部材の相互間に回転抵抗付与手段を設け、その回転抵抗付与手段によってクラッチディスクに回転抵抗を付与することにより、入力軸に入力される動力が小さい領域においても、入力軸とクラッチディスクを相対的に回転させることができ、入力側トルクカム手段を確実に作動させることができる。その入力側トルクカム手段の作動により軸力が発生し、その軸力によりクラッチディスクが出力軸側に移動するため、円錐クラッチを安定よく解除させることができ、入力軸に入力される動力を出力軸にスムーズに伝達することができる。 As in the first aspect of the present invention, the rotational resistance applying means is provided between the clutch disk and the stationary member, and the rotational resistance is applied to the clutch disk by the rotational resistance applying means, so that the power input to the input shaft is small. Also in the region, the input shaft and the clutch disk can be rotated relatively, and the input side torque cam means can be operated reliably. An axial force is generated by the operation of the input side torque cam means, and the clutch disk moves to the output shaft side by the axial force, so that the conical clutch can be released stably, and the power input to the input shaft is transmitted to the output shaft. Can be transmitted smoothly.
また、第2の発明のように、固定摩擦面と可動摩擦面の一方を、その断面形状で凸円状の曲線を有する円錐面とすることによって、固定摩擦面と可動摩擦面の片当りや、それに起因する偏摩耗を防止することができ、円錐クラッチの摩擦結合特性の安定化を図ることができる。 Further, as in the second invention, one of the fixed friction surface and the movable friction surface is a conical surface having a convex circular curve in cross-sectional shape, so Uneven wear due to this can be prevented, and the frictional coupling characteristics of the conical clutch can be stabilized.
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、この発明に係る逆入力遮断装置の第1の実施形態を示している。図示のように、入力軸1と出力軸2は同軸上に配置されて軸端面が対向し、その対向端部が静止部材としてのハウジング3によって覆われている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of a reverse input blocking device according to the present invention. As shown in the figure, the
ハウジング3は固定の配置とされ、その対向側板3a、3bのそれぞれに入力軸1および出力軸2を回転自在に支持する軸受4が設けられている。
The
入力軸1は、上記ハウジング3内に位置する軸端部にフランジ1aを有し、一方、出力軸2には上記フランジ1aと軸方向で対向するフランジ2aが設けられ、その出力軸側フランジ2aと入力軸側フランジ1a間にクラッチディスク5が設けられている。
The
クラッチディスク5は出力軸側フランジ2aとの間に組込まれた弾性部材6によって入力軸側フランジ1aに向けて付勢されている。
The
クラッチディスク5の外側にはリング状部材7が設けられている。リング状部材7はハウジング3の円筒部3cの内径面に嵌合されている。また、リング状部材7の前記ハウジング3の一方の側板3aと対向する一側面には複数の孔8が形成され、一方、ハウジング3の一方の側板3aには上記孔8に嵌合される加締め突起9が設けられ、その加締め突起9と孔8の嵌合によってリング状部材7はハウジング3に一体化されている。
A ring-
リング状部材7の内周には入力軸1側を小径端とする円錐形の固定摩擦面10が設けられ、一方、クラッチディスク5の外周には上記固定摩擦面10に適合する円錐形の可動摩擦面11が形成されて、リング状部材7とクラッチディスク5とで円錐クラッチ12を形成している。
A conical fixed
クラッチディスク5と入力軸1のフランジ1a間には入力側トルクカム手段20aが設けられ、一方、クラッチディスク5と出力軸2のフランジ2a間には出力側トルクカム手段20bが設けられている。
An input side torque cam means 20 a is provided between the
図1乃至図3に示すように、入力側トルクカム手段20aは、入力軸側フランジ1aとクラッチディスク5の対向面それぞれに、周方向中央から周方向両端に至るに従って溝深さが次第に浅くなる複数のカム溝21、22を周方向に間隔をおいて形成し、そのカム溝21、22間にボール23を組込んだ構成としている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the input side torque cam means 20 a has a plurality of groove depths gradually decreasing from the center in the circumferential direction to both ends in the circumferential direction on the opposing surfaces of the input
入力側トルクカム手段20aは、入力軸1とクラッチディスク5の相対回転によりクラッチディスク5に軸力を負荷して、そのクラッチディスク5の可動摩擦面11がリング状部材7の固定摩擦面10から離反する方向、すなわち、円錐クラッチ12が結合解除する方向にクラッチディスク5を軸方向に移動させ、上記円錐クラッチ12の結合解除後に、入力軸1の回転トルクをクラッチディスク5に伝えるようになっている。
The input side torque cam means 20 a applies an axial force to the
上記入力側トルクカム手段20aは、クラッチディスク5の可動摩擦面11がリング状部材7の固定摩擦面10に摩擦係合する円錐クラッチ12の結合状態で図3に示す所定大きさの軸方向すきまδを有している。
The input-side torque cam means 20a has a predetermined axial clearance δ shown in FIG. 3 in the coupled state of the
図1および図2に示すように、出力側トルクカム手段20bは、クラッチディスク5と出力軸側フランジ2aの対向面それぞれに、周方向中央から周方向両端に至るに従って溝深さが次第に浅くなる複数のカム溝24、25を周方向に間隔をおいて形成し、そのカム溝24、25間にボール26を組込んだ構成としている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the output side torque cam means 20b has a plurality of groove depths gradually decreasing from the center in the circumferential direction to both ends in the circumferential direction on the opposing surfaces of the
上記出力側トルクカム手段20bにおいては、クラッチディスク5と出力軸2の相互間で回転トルクを伝達すると共に、そのクラッチディスク5と出力軸2の相対回転時に、クラッチディスク5に軸力を負荷して、円錐クラッチ12が強く結合する方向にクラッチディスク5を軸方向に移動させるようなっている。
In the output side torque cam means 20b, rotational torque is transmitted between the
上記出力側トルクカム手段20bは、入力側トルクカム手段20aより発生する軸力によってクラッチディスク5が軸方向に移動される際の移動量を吸収可能とする大きさの軸方向すきま(図示省略)を有している。このすきまは、円錐クラッチ12が解除されるのに必要な量として設定している。
The output-side torque cam means 20b has an axial clearance (not shown) that is large enough to absorb the amount of movement when the
図1に示すように、クラッチディスク5とハウジング3の他方の側板3b間にはクラッチディスク5に回転抵抗を付与する回転抵抗付与手段30が設けられている。
As shown in FIG. 1, a rotational resistance applying means 30 for applying rotational resistance to the
回転抵抗付与手段30は、ハウジング3の他方の側板3b内面に対して接触可能な環状の摩擦板31と、その摩擦板31とクラッチディスク5間に組込まれた弾性部材32とから成り、上記弾性部材32により摩擦板31をハウジング3の他方の側板3bの内面に圧接させ、その圧接面に作用する摩擦抵抗および弾性部材32とクラッチディスク5の接触面もしくは、弾性部材32と摩擦板31との接触面に作用する摩擦抵抗をクラッチディスク5の回転抵抗としている。
The rotation resistance applying means 30 includes an
実施の形態で示す逆入力遮断装置は上記の構造から成り、入力軸1の停止状態では、クラッチディスク5は出力軸2との間に組込まれた弾性部材6と回転抵抗付与手段30の弾性部材32により押圧されてクラッチディスク5外周の可動摩擦面11がリング状部材7の固定摩擦面10に圧接し、円錐クラッチ12は結合状態に保持されている。
The reverse input blocking device shown in the embodiment has the above-described structure. When the
上記のような円錐クラッチ12の結合状態において、入力軸1に動力が入力されてその入力軸1が回転すると、クラッチディスク5は回転抵抗付与手段30によって回転抵抗が負荷されているため、入力軸1とクラッチディスク5が相対回転し、その相対回転により、フランジ1aに設けられたカム溝21とクラッチディスク5に形成されたカム溝22が図5に示すように、周方向に位相がずれ、入力側トルクカム手段20aに軸力が発生する。この軸力はクラッチディスク5に負荷されるため、クラッチディスク5は弾性部材6、32の弾性に抗して入力軸1のフランジ1aから離反する方向に移動する。
When power is input to the
クラッチディスク5の入力軸側フランジ1aから離反する方向の移動により、図4に示すように、クラッチディスク5の可動摩擦面11がリング状部材7の固定摩擦面10から離反して円錐クラッチ12が結合解除状態とされる。
As the
このため、入力軸1に入力された動力は入力側トルクカム手段20aのボール23を介してクラッチディスク5に伝達され、そのクラッチディスク5から出力側トルクカム手段20bを介して出力軸2に伝達されて出力軸2が入力軸1と同方向に回転する。
Therefore, the power input to the
入力軸1から出力軸2への動力伝達状態において、入力軸1が停止すると、弾性部材6と回転抵抗付与手段30の弾性部材32の押圧力によりクラッチディスク5が入力軸1のフランジ1aに向けて移動する。
When the
入力軸1からのトルク伝達時において、(クラッチディスク5に作用する結合方向の力)<(クラッチディスク5に作用する解除方向の力)となるよう、入出力トルクカム形状およびばね力を設定している。これにより、クラッチの入力軸1からの安定した伝達が可能となる。
At the time of torque transmission from the
このとき、入力側トルクカム手段20aのボール23はフランジ1aに形成されたカム溝21の傾斜状の溝底面を押圧すると共に、クラッチディスク5に設けられたカム溝22の傾斜状の溝底面がボール23を押圧するため、クラッチディスク5は軸方向に移動しつつ回転し、その回転によってボール23は図3に示すように、カム溝21、22の溝深さが最も深い安定した状態に保持されると共に、クラッチディスク5の可動摩擦面11は図1に示すようにリング状部材7の固定摩擦面10に接触する。
At this time, the
固定摩擦面10に可動摩擦面11が接触する状態において、出力軸2に動力が入力(逆入力)されると、クラッチディスク5は回転抵抗付与手段30により回転抵抗が負荷され、また、固定摩擦面10と可動摩擦面11の接触部に作用する摩擦抵抗はクラッチディスク5の回転抵抗となるため、出力軸2はクラッチディスク5に対して相対回転し、その相対回転によって出力側トルクカム手段20bに軸力が発生し、その軸力がクラッチディスク5に負荷される。
When power is input (reverse input) to the
このため、クラッチディスク5はリング状部材7に向けて押し込まれ、外周の可動摩擦面11が固定摩擦面10に強く押し付けられて円錐クラッチ12の結合力は増大され、その円錐クラッチ12によって入力軸1への逆入力の伝達が遮断される。
For this reason, the
実施の形態で示すように、クラッチディスク5とハウジング3の他方の側板3b間に回転抵抗付与手段30を設け、その回転抵抗付与手段30によってクラッチディスク5に回転抵抗を付与することにより、入力軸1に入力される動力が小さい場合でも、入力軸1とクラッチディスク5とを相対的に確実に回転させることができる。
As shown in the embodiment, the rotation
その結果、入力側トルクカム手段20aを確実に作動させることができ、その入力側トルクカム手段20aによって発生する軸力によりクラッチディスク5をリング状部材7から離反する方向に移動させることができるので、円錐クラッチ12を安定よく解除させることができ、入力軸1に入力される動力を出力軸2にスムーズに伝達することができる。
As a result, the input side torque cam means 20a can be operated reliably, and the
また、出力軸2のフランジ2aとクラッチディスク5間に出力側トルクカム手段20bを設けたことにより、出力軸2に動力が逆入力された場合に円錐クラッチ12の結合力を強めることができるため、逆入力が入力軸1に伝達されるのを確実に防止することができる。
Further, since the output side torque cam means 20b is provided between the
さらに、ハウジング3に一体化されるリング状部材7の内周に固定摩擦面10を形成することにより、上記ハウジング3に固定摩擦面10を直接形成する場合に比較して固定摩擦面10の加工が容易となり、精度の高い固定摩擦面10を得ることができ、摩擦結合特性の優れた円錐クラッチ12を得ることができる。
Further, by forming the fixed
図6(I)乃至(III)は円錐クラッチ12の他の例を示す。図6(I)に示す円錐クラッチ12においては、リング状部材7の内周の固定摩擦面10を断面形状が直線イとなる円錐面とすると共に、クラッチディスク5の外周の可動摩擦面11を凸円状の曲線ロとなる円錐面としている。
6 (I) to 6 (III) show other examples of the
図6(II)に示す円錐クラッチ12においては、リング状部材7の内周の固定摩擦面10を断面形状が直線イとなる円錐面とすると共に、クラッチディスク5の外周の可動摩擦面11を断面形状が直線ハの両端部に円弧ニを設けた円錐面としている。
In the conical clutch 12 shown in FIG. 6 (II), the fixed
また、図6(III)に示す円錐クラッチ12においては、リング状部材7の内周の固定摩擦面10を断面形状が凸円状の曲線ホとなる円錐面とすると共に、クラッチディスク5の外周の可動摩擦面11を断面形状が直線ハとなる円錐面としている。
In addition, in the conical clutch 12 shown in FIG. 6 (III), the fixed
図6(I)乃至(III)で示すように、固定摩擦面10と可動摩擦面11の一方を断面形状が凸円状の曲線を有する円錐面とすることによって、円錐クラッチ12の片当りや、それに起因する偏摩耗を防止することができ、安定した摩擦結合特性を得ることができる。
As shown in FIGS. 6 (I) to (III), one of the fixed
実施の形態では、トルクカム手段20a、20bとして、カム溝とボールから成るものを示したが、山形のカム突起とV溝から成るものであってもよい。 In the embodiment, the torque cam means 20a, 20b is composed of a cam groove and a ball. However, the torque cam means 20a, 20b may be composed of a chevron cam projection and a V groove.
図7は、この発明に係る逆入力防止装置の第2の実施形態を示す。この第2の実施形態で示す逆入力防止装置は、出力軸2にフランジ2bを嵌合し、その嵌合面間にスプライン13を形成してフランジ2bを出力軸2に対して回り止めし、かつ軸方向に移動可能とし、そのフランジ2bと出力軸2の軸端部に形成したばね受け用フランジ2c間に弾性部材6を設けている点で図1に示す第1の実施形態の逆入力遮断装置と相違している。
FIG. 7 shows a second embodiment of the reverse input preventing apparatus according to the present invention. In the reverse input preventing device shown in the second embodiment, the
このため、図1に示すものと同一の部品には同一符号を付して説明を省略する。上記のように、出力軸2にフランジ2bを軸方向に移動可能に設けることによって、入力軸1から出力軸2への動力伝達時、クラッチディスク5の出力軸2側への変位を確保することができるため、円錐クラッチ12をより確実に解除することができる。
For this reason, the same components as those shown in FIG. As described above, by providing the
また、フランジ2bとばね受け用フランジ2c間に弾性部材6を組込むことによって出力側トルクカム手段20bの軸方向すきまをなくすことができるため、軸方向ガタの低減に効果を挙げることができる。
Moreover, since the axial clearance of the output side torque cam means 20b can be eliminated by incorporating the
1 入力軸
2 出力軸
3 ハウジング(静止部材)
5 クラッチディスク
6 弾性部材
7 リング状部材
10 固定摩擦面
11 可動摩擦面
20a 入力側トルクカム手段
20b 出力側トルクカム手段
31 摩擦板
32 弾性部材
1
5
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