WO2020166497A1 - コイルばねを利用した逆入力遮断装置 - Google Patents

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WO2020166497A1
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coil spring
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輝信 飯田
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株式会社オリジン
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    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/08—Friction clutches with a helical band or equivalent member, which may be built up from linked parts, with more than one turn embracing a drum or the like, with or without an additional clutch actuating the end of the band
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/08—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
    • F16D41/10—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action with self-actuated reversing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/20—Freewheels or freewheel clutches with expandable or contractable clamping ring or band
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/02—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type

Definitions

  • the present invention utilizes a clutch device for disconnecting/contacting power transmission between an input shaft and an output shaft, particularly a coil spring to transmit only rotation in a positive direction from the input shaft to the output shaft,
  • the rotation from the input shaft to the input shaft in both the forward and reverse directions relates to a reverse input cutoff device that idles and cuts off the output shaft.
  • Patent Document 1 discloses an example of a reverse input blocking device that uses a coil spring.
  • the reverse input interruption device disclosed in the cited document 1 includes an input shaft and an output shaft rotatable about a common rotation shaft.
  • a rod having a circular cross section is integrally connected to the output shaft coaxially therewith, and the rod penetrates the center of the input shaft.
  • a coil spring is inserted through the rod, and the coil spring is arranged between the rod and the input shaft. Hook portions are formed at both axial ends of the coil spring, one of the hook portions is engaged with the input shaft, and the other of the hook portions is engaged with an annular retainer rotatable about a common rotation shaft.
  • the rotation of the input shaft in the positive direction stops, and the transmission of rotation in the positive direction from the input shaft to the output shaft ends.
  • the retainer rotates somewhat in the positive direction due to inertia, and the retainer of the other side of the stopped coil spring Abut the hook and push it in the direction that the coil spring loosens.
  • the tightening of the coil spring on the rod integrally connected to the output shaft is released. This allows the rod to rotate relative to the coil spring, and rotation of the output shaft from the input shaft to both the forward and reverse directions is blocked by idling of the output shaft.
  • Such a reverse input blocking device can be applied to a mechanical component of a so-called smoke exhaust damper as disclosed in Patent Document 2, for example.
  • the smoke exhaust damper is a device that is installed inside a building such as a building and that discharges smoke generated inside the building to the outside of the building when a fire occurs inside the building.
  • the smoke exhaust damper has a blade that communicates with the outside of the building and that can close the smoke outlet, and the blade rotates between a closed position that closes the smoke outlet and an open position that opens the smoke outlet. It is free.
  • the blades are constantly urged by the torsion spring in the direction that the smoke exhaust port is opened, and the rotation in the opening direction from the closed position to the open position is caused by the free fall of the torsion spring to close the open position to the closed position. Rotation in each direction is performed by a motor.
  • a reverse input cutoff device which is a kind of clutch, it becomes possible to automatically control the power transmission by a simple device. Without doing so, it becomes possible to appropriately connect and disconnect the power transmission mode between the motor and the blade.
  • JP 2012-122585 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-116331
  • the coil spring since the retaining force (resistance) of the retainer with respect to the rotation about the central axis is only its own inertia, when the input shaft rotates in the forward direction, the coil spring is The coil spring may rotate with respect to the rod without being sufficiently reduced in diameter, and the efficiency of transmission of the rotational torque from the input shaft to the output shaft may be reduced or may not be transmitted. If the inertia of the retainer is increased to prevent such a risk, the weight and/or size of the retainer and the entire device including the retainer increases.
  • the rotation in the forward direction due to the inertia of the retainer described above is insufficient, and the tightening of the coil spring on the output shaft is not sufficiently released, and the input from the output shaft is not released.
  • the rotation to the shaft may not be sufficiently blocked.
  • the present invention has been made in view of the above facts, and its main technical problem is that it is possible to efficiently transmit rotational torque from an input shaft to an output shaft, despite being lightweight and compact. It is an object of the present invention to provide a new and improved reverse input cutoff clutch in which rotation from the output shaft to the input shaft is surely cut off.
  • the present inventor has applied a resistance torque to the retainer by a resistance torque applying means, and after the rotation of the input shaft in the positive direction has been transmitted to the output shaft, the input shaft is rotated in the reverse direction. It was found that the above-mentioned main technical problems can be achieved by rotating a required amount.
  • an input shaft and an output shaft that are rotatable around a common rotation shaft are provided, and a positive input from the input shaft to the output shaft is provided.
  • a reverse input cutoff device in which rotation in the direction is transmitted, while rotations in both the forward and reverse directions from the output shaft to the input shaft are blocked by idling the output shaft Coil springs are commonly mounted on the outer peripheral surfaces of the input shaft and the output shaft, and hook portions are formed at both axial ends of the coil springs, one of the hook portions being on the input shaft and the other of the hook portions.
  • Resistance torque is applied to the retainer by resistance torque applying means,
  • the coil spring contracts in diameter and comes into close contact with the input shaft and the output shaft in common, and the retainer is integrated with the input shaft and the output shaft in the positive direction.
  • Rotate When the transmission of the rotation in the positive direction from the input shaft to the output shaft is completed, the input shaft is rotated in the opposite direction by a required amount, and the close contact of the coil spring with the output shaft is released.
  • a reverse input interruption device is provided.
  • a cylindrical limiting member is arranged on the outer circumference of the coil spring.
  • a notch that aligns with the other of the hook portions is formed at the other axial end of the limiting member, and the other axial end of the limiting member is fitted inside the retainer.
  • the resistance torque applying means is a wave spring, and the wave spring is housed together with the retainer in a fixed retainer housing member.
  • the resistance torque is applied to the retainer by the resistance torque application means, and therefore, when the input shaft rotates in the positive direction, the coil spring contracts to reduce the diameter of the output shaft. It is possible to prevent the coil spring from rotating with respect to the output shaft prior to the close contact. That is, in the reverse input cutoff device of the present invention, when the input shaft rotates in the positive direction, the coil spring surely contracts in diameter and comes into close contact with the input shaft and the output shaft in common, and the output shaft receives the input power. Since it rotates in the forward direction integrally with the shaft, the rotation in the forward direction from the input shaft to the output shaft is efficiently transmitted without increasing the weight and/or size of the retainer and the entire device including the retainer. It becomes possible.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structure of suitable embodiment of the reverse input interruption
  • a reverse input interrupting device constructed according to the present invention includes an input shaft 4, an output shaft 6, a coil spring 8, a limiting member 10, a retainer 12, The retainer housing member 14 and the resistance torque applying means 16 are provided.
  • the coil spring 8 and the retainer 12 are shown with hatching for easy understanding.
  • the input shaft 4 includes a connecting portion 18 which is a plate-like member having a predetermined thickness, and an acting portion 20 which projects in the axial direction at the center of one end face in the axial direction of the connecting portion 18.
  • a through hole 22 having a circular cross section is formed in the center of the input shaft 4 and linearly penetrates in the axial direction.
  • the outer peripheral shape of the connecting portion 18 is a shape in which a pair of diametrically opposed portions on the circumference (such portions are indicated by reference numeral 24) are deformed in parallel and linearly.
  • the action portion 20 has a cylindrical shape surrounding the through hole 22, and an engaging groove 26 having a U-shaped cross section that linearly extends in the axial direction is formed at a predetermined portion of the outer peripheral surface thereof.
  • the engagement groove 26 is formed in the center of the pair of portions 24 formed in the connecting portion 18, as seen in the circumferential direction, as can be understood by referring to the left diagram of FIG. 3.
  • the input shaft 4 is rotationally driven by connecting a drive source such as a motor (not shown) to the outer circumference of the connecting portion 18.
  • the output shaft 6 has a generally cylindrical shape, and its outer diameter is substantially the same as the outer diameter of the action portion 20 of the input shaft 4 (see FIG. 1). I want to be).
  • a pair of connecting grooves 28 are formed on the inner peripheral surface of the output shaft 6 so as to face each other and extend linearly in the axial direction.
  • a rotation shaft of a driven member (not shown) is inserted inside the output shaft 6, and the rotation shaft engages with the pair of connection grooves 28, whereby the output shaft 6 can rotate integrally with the driven member.
  • the coil spring 8 is formed by winding a wire rod, and hook portions 30a and 30b are formed on both axial ends thereof, respectively.
  • One of the hook portions 30a extends inward in the radial direction, and the other 30b extends outward in the radial direction.
  • Each hook portion extends linearly in a normal direction to a circle formed by winding the wire rod.
  • the inner diameter of the coil spring 8 is constant in the axial direction except for the hook portions 30a and 30b. The diameter of the coil spring 8 will be described later.
  • the limiting member 10 has a cylindrical shape, and the inner diameter of the limiting member 10 is larger than the outer diameters of the action portion 20 of the input shaft 4 and the output shaft 6.
  • a notch 32 having a U-shaped cross section is formed at the axial end of the limiting member 10.
  • the retainer 12 is an annular plate-shaped member, and its inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the limiting member 10.
  • An engagement groove 34 having a U-shaped cross section is formed on the inner peripheral surface of the retainer 12. The retainer 12 is housed in the fixed retainer housing member 14 shown in FIG.
  • the retainer housing member 14 is composed of a cup-shaped main body 36 and a shield body 38 that is combined with the main body 36 and closes the inside thereof.
  • the main body 36 includes an annular end plate 40 and a cylindrical side wall 42 that extends from the outer peripheral edge of the end plate 40 in the axial direction.
  • a circular recess 44 is formed in the center of the inner surface of the end plate 40, and an inner annular protrusion 46 and an outer annular protrusion 48 are concentrically formed on the outer side of the circular recess 44, respectively.
  • An annular groove 50 is formed on the inner surface of the extended end of the side wall 42.
  • the shield body 38 is an annular plate member, and has a circular recess 51 formed at the center of one side surface and an annular projection 52 protruding outward in the radial direction.
  • the shield body 38 axially faces the end plate 40 of the main body 36 with the circular concave portion 51 axially facing the end plate 40 of the main body 36 and the outer peripheral edge of the shield body 38 aligned with the open end of the side wall 42 of the main body 36.
  • the annular protrusion 52 is fitted into the annular groove 50 and is coupled to the main body 36.
  • the resistance torque imparting means 16 is an annular wave spring, which is disposed inside the retainer housing member 14 and resists the retainer 12. Apply torque.
  • the resistance torque applying means is not limited to the wave spring, and may have any property as long as resistance torque is applied to the retainer 12.
  • the resistance torque applying means is disposed on the outer peripheral surface of the retainer 12 and is provided in the retainer housing member 14. It may be a leaf spring that applies resistance torque by friction between the retainer and the retainer.
  • the retainer may be made of metal so that the retainer torque is applied by magnetic force.
  • the input shaft 4 and the output shaft 6 are coaxially juxtaposed so that the acting portion 20 is adjacent to the output shaft 6 in the axial direction, and are arranged in a mutually rotatable state about a common rotation axis o.
  • the coil spring 8 is commonly mounted on the outer peripheral surface of the action portion 20 of the input shaft 4 and the outer peripheral surface of the output shaft 6, and the limiting member 10 is arranged on the outer periphery of the coil spring 8.
  • the outer diameter of the coil spring 8 in the free state is equal to or slightly smaller than the inner diameter of the restricting member 10, and the coil spring 8 is inside the restricting member 10 in the free state or in a slightly reduced diameter. Is located in.
  • the inner diameter of the coil spring 8 is larger than the outer diameter of the output shaft 6, and the output shaft 6 rotates relative to the coil spring 8. It will be possible.
  • One of the hook portions 30a of the coil spring 8 is engaged with the engagement groove 26 of the input shaft 4, and the other 30b is engaged with the engagement groove 34 of the retainer 12.
  • the axial end portion of the limiting member 10 is loosely fitted inside the retainer 12 having an annular shape, with the other hook portion 30b aligned with the notch 32.
  • the retainer 12 is housed inside the retainer housing member 14 together with the resistance torque applying means 16 (wave spring in the illustrated embodiment).
  • the retainer 12 is axially pressed by the resistance torque imparting means 16, and the retainer 12 is imparted with a resistance torque due to friction between the retainer 12 and the fixed retainer housing member 14.
  • the axial end of the output shaft 6 is aligned with the inside of the circular recess 44 formed in the main body 36, and the resistance torque applying means 16 is aligned with the circular recess 51 formed in the shield body 38. R.
  • the coil spring 8 since the resistance torque is applied to the retainer 12 by the resistance torque applying means 16, when the input shaft 4 rotates in the forward direction, the coil spring 8 is It is possible to prevent the coil spring 8 from rotating with respect to the output shaft 6 before the coil spring 8 is contracted to be in close contact with the output shaft 6. That is, in the reverse input cutoff device of the present invention, when the input shaft 4 rotates in the positive direction, the coil spring 8 surely contracts in diameter and comes into close contact with both the input shaft 4 and the output shaft 6 in common.
  • the output shaft 6 rotates in the positive direction together with the input shaft 4, the forward direction from the input shaft 4 to the output shaft 6 is increased without increasing the weight and/or size of the retainer 12 and the entire device including the retainer 12. Rotation can be efficiently transmitted.
  • the input shaft 4, the output member 6, the coil spring 8, the limiting member 10, and the retainer 12 integrally rotate in the positive direction against the resistance torque by the resistance torque applying means 16.
  • the outer diameter of the coil spring 8 is the inner periphery of the limiting member 10 in order to increase the diameter of the coil spring 8.
  • the contact of the coil spring 8 with the surface is limited, and the coil spring 8 is reliably prevented from being held in an excessively expanded state. If the coil spring 8 is held in a state where the diameter thereof is excessively expanded, so-called creep occurs in the coil spring 8 and there is a possibility that the coil spring 8 is damaged when the diameter is reduced or expanded again.
  • the reverse input blocking device of the present invention has been described in detail with reference to the attached drawings, but the reverse input blocking device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be considered. ..
  • the outer diameter of the working portion of the input shaft and the outer diameter of the output shaft are substantially the same, but instead of this, the outer diameter of the working portion of the input shaft is set to the outer diameter of the output shaft.
  • the diameter may be larger than the diameter so that the coil spring is always in close contact with the acting portion of the input shaft (tightened state).

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Abstract

軽量且つコンパクトであるにも拘らず、入力軸から出力軸へは回転トルクを効率的に伝達することができるとともに出力軸から入力軸への回転は確実に遮断される逆入力遮断クラッチを提供する。リテーナ（１２）に抵抗トルク付与手段（１６）によって抵抗トルクを付与するとともに、入力軸（４）から出力軸（６）への正方向への回転の伝達が終了した後に、入力軸（４）を逆方向に所要量回転させる。

Description

コイルばねを利用した逆入力遮断装置
　本発明は、入力軸と出力軸との間の動力伝達を断・接するクラッチ装置、特に、コイルばねを利用して、入力軸から出力軸への正方向への回転のみを伝達し、出力軸から入力軸への正・逆両方向への回転は出力軸を空転させて遮断する逆入力遮断装置に関するものである。
　下記特許文献１には、コイルばねを利用した逆入力遮断装置の一例が開示されている。引用文献１で開示された逆入力遮断装置は、共通の回転軸を中心として回転可能な入力軸及び出力軸を備えている。出力軸にはこれと同軸に断面円形のロッドが一体結合されており、このロッドが入力軸の中心を貫通している。ロッドにはコイルばねが挿通されており、コイルばねはロッドと入力軸との間に配置されている。コイルばねの軸方向両端にはフック部が形成され、フック部の一方は入力軸に、他方は共通の回転軸を中心として回転可能な環状のリテーナに夫々係合されている。
　上述した逆入力遮断クラッチにあっては、入力軸が正方向に回転すると、入力軸と係合するコイルばねは締り方向に作用し、コイルばねは縮径して出力軸に一体結合されたロッドの外周面に密着し、入力軸及び出力軸と共にリテーナが一体となって正方向に回転する。
　入力軸の正方向への回転が停止することで、入力軸から出力軸への正方向への回転伝達は終了する。入力軸の正方向への回転が停止した直後にあっては、入力軸の正方向への回転が停止しても、リテーナは慣性で正方向に幾分回転し、停止したコイルばねの他方のフック部に当接してこれをコイルばねが緩む方向に押す。これにより、出力軸に一体結合されたロッドに対するコイルばねの締め付けが開放される。これにより、ロッドはコイルばねに対して相対回転可能となり、出力軸から入力軸への正・逆両方向への回転は出力軸が空転して遮断されることとなる。
　このような逆入力遮断装置は、例えば特許文献２に示されるような所謂排煙ダンパーの機構部品に適用することができる。排煙ダンパーは、ビル等の建物の内部に設置され、建物の内部において火災が発生した際に建物の内部で発生した煙を建物の外部へ排出するための装置である。排煙ダンパーは建物の外部へ連通する排煙口を閉塞可能な羽根を有しており、この羽根は排煙口を閉塞する閉塞位置と排煙口を開放する開放位置との間で回動自在となっている。羽根はトーションばねによって排煙口が開放させられる方向に常時付勢されており、閉塞位置から開放位置への開方向への回動はトーションばねによる自由落下により、開放位置から閉塞位置への閉方向への回動はモーターによって夫々行われる。このような場合に、クラッチの一種である逆入力遮断装置を利用すれば、簡易な装置による自動的な動力伝達の制御が可能となって、例えば電磁クラッチにより制御する場合のような、電力をようすることなく、モーターと羽根との間の動力の伝達様式を適宜断接することが可能となる。
特開２０１２－１２２５８５号公報 特開２００１－１１６３３１号公報
　しかしながら、上述した逆入力遮断装置にあっては、中心軸周りの回動に対するリテーナの保持力（抵抗）は自身のイナーシャのみであるため、入力軸が正方向に回転した際に、コイルばねが充分に縮径することなくコイルばねがロッドに対して回転してしまい、入力軸から出力軸への回転トルクの伝達効率が低下乃至伝達しない虞がある。かかる虞を防止すべくリテーナのイナーシャを大きくすると、リテーナ及びこれを含む装置全体の重量及び／又はサイズが増大してしまう。更に、リテーナが有するイナーシャの大きさによっては、上述したリテーナの惰性による正方向への回転が不充分であって、コイルばねによる出力軸への締め付けが充分に解除されず、出力軸からの入力軸への回転が充分に遮断されない場合がある。
　本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、軽量且つコンパクトであるにも拘らず、入力軸から出力軸へは回転トルクを効率的に伝達することができるとともに出力軸から入力軸への回転は確実に遮断される、新規且つ改良された逆入力遮断クラッチを提供することである。
　本発明者は、鋭意検討及び実験の結果、リテーナに抵抗トルク付与手段によって抵抗トルクを付与するとともに、入力軸から出力軸への正方向への回転の伝達が終了した後に、入力軸を逆方向に所要量回転させることで、上記主たる技術的課題を達成することができることを見出した。
　即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成する逆入力遮断装置として、共通の回転軸を中心として回転可能な入力軸及び出力軸を備え、前記入力軸から前記出力軸への正方向への回転は伝達される一方、前記出力軸から前記入力軸への正・逆両方向への回転は前記出力軸が空転して遮断される逆入力遮断装置であって、
　前記入力軸及び前記出力軸の外周面にはコイルばねが共通して装着されており、前記コイルばねの軸方向両端にはフック部が形成され、前記フック部の一方は前記入力軸に、他方は前記共通の回転軸を中心として回転可能な環状のリテーナに夫々係合されており、
　前記リテーナには抵抗トルク付与手段によって抵抗トルクが付与され、
　前記入力軸が正方向に回転すると、前記コイルばねは縮径して前記入力軸及び前記出力軸に共通して密着し、前記入力軸及び前記出力軸と共に前記リテーナが一体となって正方向に回転し、
　前記入力軸から前記出力軸への正方向への回転の伝達が終了すると、前記入力軸は逆方向に所要量回転させられ、前記出力軸に対する前記コイルばねの密着が解除される、ことを特徴とする逆入力遮断装置が提供される。
　好ましくは、前記コイルばねの外周には筒状の制限部材が配設されている。この場合には、前記制限部材の軸方向他端部には前記フック部の他方と整合する切欠きが形成されており、前記制限部材の軸方向他端部は前記リテーナの内側に嵌め合わされるのがよい。好適には、前記抵抗トルク付与手段は波ばねであって、前記波ばねは前記リテーナと共に固定のリテーナ収容部材に収納される。
　本発明の逆入力遮断装置にあっては、リテーナには抵抗トルク付与手段によって抵抗トルクが付与されているため、入力軸が正方向に回転した際に、コイルばねが縮径して出力軸に密着するよりも先にコイルばねが出力軸に対して回転してしまうことが防止される。つまり、本願発明の逆入力遮断装置にあっては、入力軸が正方向に回転した際に、コイルばねは確実に縮径して入力軸及び出力軸に共通して密着し、出力軸は入力軸と一体となって正方向に回転するため、リテーナ及びこれを含む装置全体の重量及び／又はサイズを増大させることなく、入力軸から出力軸への正方向への回転を効率的に伝達することが可能となる。
　入力軸から出力軸への正方向への回転の伝達が終了すると、入力軸は逆方向に所要量回転させられる。これにより、縮径していたコイルばねは拡径され、出力軸に対するコイルばねの密着が確実に解除され、出力軸からの正・逆両方向への回転は出力軸が空転して遮断されるようになる。
本願発明の逆入力遮断装置の好適実施形態の構造を示す図である。 図１に示す逆入力遮断装置の分解斜視図である。 図１に示す逆入力遮断装置の入力軸を単体で示す図である。 図１に示す逆入力遮断装置の出力軸を単体で示す図である。 図１に示す逆入力遮断装置の制限部材を単体で示す図である。 図１に示す逆入力遮断装置のリテーナを単体で示す図である。 図１に示す逆入力遮断装置のリテーナ収容部材を単体で示す図である。 図１に示す逆入力遮断装置の入力軸を正方向に回転したときの作動を示す図である。
　以下、本発明に従って構成された逆入力遮断装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
　図１及び図２を参照して説明すると、本発明に従って構成された、全体を番号２で示す逆入力遮断装置は、入力軸４、出力軸６、コイルばね８、制限部材１０、リテーナ１２、リテーナ収容部材１４、及び抵抗トルク付与手段１６を備えている。図１（及び図８）においては、容易に理解することができるように、コイルばね８及びリテーナ１２に夫々ハッチングを付して示している。
　図３に示すとおり、入力軸４は、所定程度の厚さを備えた板状部材である接続部１８と、接続部１８の軸方向片端面の中央にて軸方向に突出する作用部２０とを有し、入力軸４の中央には軸方向に直線状に貫通した断面円形の貫通穴２２が形成されている。接続部１８の外周形状は、円周上において直径方向に対向した一対の部位（かかる部位を夫々番号２４で示す）を相互に平行で且つ直線状に変形させた形状である。作用部２０は貫通穴２２を囲繞した円筒形状であって、その外周面の所定部位には、軸方向に直線状に延びる断面コの字形状の係合溝２６が形成されている。かかる係合溝２６は、図３の左図を参照することによって理解されるとおり、周方向に見て、接続部１８に形成された一対の部位２４の中央に形成されている。このような入力軸４は、接続部１８の外周に図示しないモーターの如き駆動源が接続されて回転駆動する。
　図４と共に図１を参照して説明すると、出力軸６は全体的に円筒形状であって、その外径は入力軸４の作用部２０の外径と実質上同一である（図１を参照されたい）。出力軸６の内周面には相互に対向して軸方向に直線状延びる一対の接続溝２８が形成されている。出力軸６の内側には図示しない従動部材の回転軸が挿通されるとともに、かかる回転軸が一対の接続溝２８と係合することで、出力軸６は従動部材と一体に回転可能となる。
　図１及び図２を参照して説明すると、コイルばね８は線材を巻回して形成され、その軸方向両端にはフック部３０ａ及び３０ｂが夫々形成されている。フック部の一方３０ａは径方向内側に、他方３０ｂは径方向外側に、夫々線材が巻回されることによって形成された円に対して法線方向に直線状に延びている。コイルばね８の内径は、フック部３０ａ及び３０ｂを除いて軸方向に一定である。コイルばね８の径については後に更に言及する。
　図５と共に図１を参照して説明すると、制限部材１０は円筒形状であって、制限部材１０の内径は、入力軸４の作用部２０及び出力軸６の外径よりも大きい。制限部材１０の軸方向端部には、断面がコの字形状である切欠き３２が形成されている。
　図６と共に図１を参照して説明すると、リテーナ１２は円環形状の板状部材であって、その内径は制限部材１０の外径よりも僅かに大きい。リテーナ１２の内周面には断面コの字形状の係合溝３４が形成されている。かようなリテーナ１２は図７に示す固定のリテーナ収容部材１４に収容される。
　図７と共に図１を参照して説明すると、リテーナ収容部材１４は、カップ状の本体３６と、この本体３６と組み合わされてその内側を閉塞するシールド体３８とから構成される。本体３６は、円環形状の端板４０と、端板４０の外周縁から軸方向に延びる円筒状の側壁４２とを備えている。端板４０の内面の中央には円形凹部４４が形成されているとともに、円形凹部４４の外側には内側円環突条４６及び外側円環突条４８が夫々同心上に形成されている。側壁４２の延出端部の内面には環状溝５０が形成されている。シールド体３８は円環形状の板状部材であって、片側面の中央には円形凹部５１が、外周には径方向外方に突出した環状突条５２が夫々形成されている。シールド体３８は、円形凹部５１が本体３６の端板４０と軸方向において対向するとともに、外周縁が本体３６の側壁４２の開放端に整合した状態で、本体３６の端板４０に向かって軸方向に強制されることで、環状突条５２が環状溝５０に嵌入されて本体３６に結合される。
　図１及び図２を参照して説明すると、図示の実施形態においては、抵抗トルク付与手段１６は環状の波ばねであって、これはリテーナ収容部材１４の内側に配設され、リテーナ１２に抵抗トルクを付与する。抵抗トルク付与手段は波ばねに限定されるものではなく、リテーナ１２に抵抗トルクを付与さえすればどのような性質のものでもよく、例えば、リテーナ１２の外周面に配設されてリテーナ収容部材１４との間の摩擦によって抵抗トルクを付与する板ばねであっても、或いは、リテーナを金属で構成することで磁力によってリテーナに抵抗トルクを付与するようにしてもよい。
　次に、図１及び図２を参照して、上述した各構成部品が組み合わされた状態について説明する。
　入力軸４及び出力軸６は、作用部２０が出力軸６と軸方向に隣接するように同軸上に並列し、共通の回転軸ｏを中心として相互に回転可能な状態で配置される。コイルばね８は入力軸４の作用部２０の外周面及び出力軸６の外周面に共通して装着され、コイルばね８の外周には制限部材１０が配設される。ここで、コイルばね８の自由状態における外径は制限部材１０の内径と同一乃至これよりも幾分小さく、コイルばね８は自由状態乃至これよりも幾分縮径した状態で制限部材１０の内側に配置される。そして、コイルばね８が制限部材１０の内側に配置された状態にあっては、コイルばね８の内径は、出力軸６の外径よりも大きく、出力軸６はコイルばね８に対して相対回転可能となる。コイルばね８のフック部の一方３０ａは入力軸４の係合溝２６に係合され、他方３０ｂはリテーナ１２の係合溝３４に係合される。このとき、円環形状であるリテーナ１２の内側には、制限部材１０の軸方向端部が、切欠き３２に他方のフック部３０ｂが整合した状態で遊嵌される。リテーナ１２は抵抗トルク付与手段１６（図示の実施形態においては波ばね）と共にリテーナ収容部材１４の内側に収容される。リテーナ１２は抵抗トルク付与手段１６によって軸方向に押圧され、リテーナ１２には固定のリテーナ収容部材１４との間の摩擦による抵抗トルクが付与される。リテーナ収容部材１４の内側において、出力軸６の軸方向端部は本体３６に形成された円形凹部４４の内側に、抵抗トルク付与手段１６はシールド体３８に形成された円形凹部５１に夫々整合される。
　続いて、図１に示す逆入力遮断装置の作動について、図８を参照して説明する。
　図８における各矢印に示すように、入力軸４が、駆動源のモーターにより正方向（図示の実施形態においては、Ａ－Ａ断面図の右方向から見て時計方向）に回転すると、同図のＢ－Ｂ端面図に示すとおり、作用部２０が正方向に回転し、係合溝２６において係合されたフック部３０ａは、コイルばね８が縮径する方向に押される。このとき、本発明の逆入力遮断装置にあっては、リテーナ１２には抵抗トルク付与手段１６によって抵抗トルクが付与されているため、入力軸４が正方向に回転した際に、コイルばね８が縮径して出力軸６に密着するよりも先にコイルばね８が出力軸６に対して回転してしまうことが防止される。つまり、本願発明の逆入力遮断装置にあっては、入力軸４が正方向に回転した際に、コイルばね８は確実に縮径して入力軸４及び出力軸６に共通して密着し、出力軸６は入力軸４と一体となって正方向に回転するため、リテーナ１２及びこれを含む装置全体の重量及び／又はサイズを増大させることなく、入力軸４から出力軸６への正方向への回転を効率的に伝達することができるようになる。このとき、入力軸４、出力部材６、コイルばね８、制限部材１０、及びリテーナ１２は一体となって抵抗トルク付与手段１６による抵抗トルクに抗して正方向に回転する。
　そして、入力軸４から出力軸６への正方向への回転の伝達が終了すると、入力軸４は逆方向（図示の実施形態においては、Ａ－Ａ断面図の右方向から見て反時計方向）に所要量回転させられる。これにより、縮径していたコイルばね８は拡径され、出力軸６に対するコイルばね８の密着が確実に解除され、出力軸６は再びコイルばね８に対して相対回転可能となる（図１に示す状態に戻る）。つまり、出力軸６からの正・逆両方向への回転は出力軸６が空転して遮断されるようになる。図示の実施形態においては、コイルばね８の外周には筒状の制限部材１０が配設されているため、コイルばね８の上記拡径は、コイルばね８の外周面が制限部材１０の内周面に当接乃至密接するまでに制限され、コイルばね８が過剰に拡径された状態で保持されることは確実に防止される。コイルばね８が過剰に拡径された状態で保持されると、コイルばね８に所謂クリープが生じ、コイルばね８が再度縮径乃至拡径する際に破損する可能性がある。また、入力軸４を逆方向に過剰に回転させても、コイルばね８の外周面が制限部材１０の内周面と密着するとともに、他方のフック部３０ｂがリテーナ１２を逆方向に押し、入力部材４、コイルばね８、制限部材１０、及びリテーナ１２が一体となって抵抗トルク付与手段１６の抵抗トルクに抗して逆方向に回転するだけで、コイルばね８が過剰に拡径された状態で保持されることはない。このことから、入力軸４を逆方向へ回転させる際にモーターを精密に制御させる必要はなく、モーターの制御系は簡単なものであってよい。
　以上、本発明の逆入力遮断装置について、添付した図面を参照して詳述したが、本発明の逆入力遮断装置は上述した実施形態に限定されることはなく、種々の変形例が考えられる。例えば、上述した実施形態においては、入力軸の作用部の外径と出力軸の外径は実質上同一であったが、これに替えて、入力軸の作用部の外径を出力軸の外径よりも大きくして、入力軸の作用部にはコイルばねが常時密着した状態（締付状態）となるようにしてもよい。
　２：逆入力遮断装置
　４：入力軸
　６：出力軸
　８：コイルばね
　１０：制限部材
　１２：リテーナ
　１４：リテーナ収容部材
　１６：抵抗トルク付与手段（波ばね）
　３０：フック部

Claims (4)

  1. 　共通の回転軸を中心として回転可能な入力軸及び出力軸を備え、前記入力軸から前記出力軸への正方向への回転は伝達される一方、前記出力軸から前記入力軸への正・逆両方向への回転は前記出力軸が空転して遮断される逆入力遮断装置であって、
    　前記入力軸及び前記出力軸の外周面にはコイルばねが共通して装着されており、前記コイルばねの軸方向両端にはフック部が形成され、前記フック部の一方は前記入力軸に、他方は前記共通の回転軸を中心として回転可能な環状のリテーナに夫々係合されており、
    　前記リテーナには抵抗トルク付与手段によって抵抗トルクが付与され、
    　前記入力軸が正方向に回転すると、前記コイルばねは縮径して前記入力軸及び前記出力軸に共通して密着し、前記入力軸及び前記出力軸と共に前記リテーナが一体となって正方向に回転し、
    　前記入力軸から前記出力軸への正方向への回転の伝達が終了すると、前記入力軸は逆方向に所要量回転させられ、前記出力軸に対する前記コイルばねの密着が解除される、ことを特徴とする逆入力遮断装置。
  2. 　前記コイルばねの外周には筒状の制限部材が配設されている、請求項１に記載の逆入力遮断装置。
  3. 　前記制限部材の軸方向他端部には前記フック部の他方と整合する切欠きが形成されており、前記制限部材の軸方向他端部は前記リテーナの内側に嵌め合わされる、請求項２に記載の逆入力遮断装置。
  4. 　前記抵抗トルク付与手段は波ばねであって、前記波ばねは前記リテーナと共に固定のリテーナ収容部材に収納される、請求項１乃至３のいずれかに記載の逆入力遮断装置。
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