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WO2015133360A1 - 逆入力遮断クラッチ - Google Patents

逆入力遮断クラッチ Download PDF

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WO2015133360A1
WO2015133360A1 PCT/JP2015/055597 JP2015055597W WO2015133360A1 WO 2015133360 A1 WO2015133360 A1 WO 2015133360A1 JP 2015055597 W JP2015055597 W JP 2015055597W WO 2015133360 A1 WO2015133360 A1 WO 2015133360A1
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rotational force
outer ring
output shaft
shaft
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太郎 磯部
俊一 渡邉
勇 森本
晴日 井内
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Origin Electric Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D43/00Automatic clutches
    • F16D43/02Automatic clutches actuated entirely mechanically
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/08Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
    • F16D41/10Freewheels 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
    • F16D41/105Freewheels 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 the intermediate members being of circular cross-section, of only one size and wedging by rolling movement not having an axial component between inner and outer races, one of which is cylindrical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2300/00Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/06Lubrication details not provided for in group F16D13/74

Definitions

  • the present invention relates to a reverse input cut-off clutch in which bidirectional torque from the input side is transmitted to the output side, but torque from the output side is not transmitted to the input side.
  • the reverse input cutoff clutch transmits bidirectional driving force from the input side to the output side, but prevents rotational force from the output side from being transmitted to the input side (see, for example, Patent Document 1).
  • FIG. 5 is an external configuration diagram showing an example of a conventional reverse input cutoff clutch 11.
  • the reverse input shut-off clutch 11 transmits a bidirectional rotational force input to the input shaft 12 in the forward direction and the reverse direction to the output shaft 13, and the bidirectional rotational force from the input shaft 12 is applied to the output shaft. 13, but the rotational force from the output shaft 13 is not transmitted to the input shaft 12.
  • the outer ring 14 accommodates a transmission mechanism for achieving this function. This transmission function allows the output shaft 13 to rotate when a rotational force is applied to the input shaft 12, and the rotational force is applied to the output shaft 13. When given, it has a mechanism for preventing the rotation of the input shaft 12.
  • a lid portion 15 is provided on the input shaft 12 of the outer ring 14, and a side wall portion 16 is formed on the output shaft 13 side of the outer ring 14.
  • the outer ring 14 is formed of a sintered member, but the sintered member is porous and has numerous pores on the surface and the like. Rust oil is vacuum-impregnated.
  • An object of the present invention is to provide a reverse input cutoff clutch capable of suppressing an increase in frictional resistance of a reverse input cutoff clutch having an outer ring formed of a sintered member and containing rust preventive oil.
  • the reverse input shut-off clutch of the present invention includes an input shaft to which rotational force is input, an output shaft that outputs rotational force, and rotation of the output shaft when rotational force is applied to the input shaft.
  • the oil content of the outer ring can be kept within a certain range.
  • the rust preventive oil inside the pores can be prevented from exuding excessively on the surface of the outer ring, so that the adhesive substance mixed with the rust preventive oil and the friction powder can be suppressed. An increase in frictional resistance can be suppressed.
  • the rust preventive oil stays near the surface of the outer ring, the rust preventive effect can be maintained.
  • blocking clutch which concerns on embodiment of this invention.
  • blocking clutch which concerns on embodiment of this invention.
  • the graph which shows the relationship between the fluctuation
  • the external appearance block diagram which shows an example of the conventional reverse input interruption
  • FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a reverse input cutoff clutch 11 according to an embodiment of the present invention, where FIG. 1 (a) is a configuration diagram, FIG. 1 (b) is a perspective view of an input shaft 12, and FIG. c) is a perspective view of the output shaft 13.
  • FIG. 1A the upper half is shown in a sectional view.
  • the reverse input cut-off clutch 11 transmits bidirectional rotational force (power) in the forward and reverse directions input to the input shaft 12 to the output shaft 13, and bidirectional rotational force from the input shaft 12. Is transmitted to the output shaft 13, but the rotational force from the output shaft 13 is not transmitted to the input shaft 12.
  • the outer ring 14 stores a transmission mechanism for achieving this function, the input shaft 12 of the outer ring 14 is provided with a lid 15, and the side wall 16 is formed on the output shaft 13 side of the outer ring 14. Yes.
  • the transmission mechanism includes an input member 12A that engages with the input shaft 12, an output member 13A that is provided on the output shaft 13, and a rolling member 17 that contacts the inner surface of the outer ring.
  • the input shaft 12 is coupled to an input member 12A, and the input member 12A is provided with a plurality of input engagement portions 12B.
  • the output shaft 13 has an output member 13A, and the output member 13A is provided with a plurality of output engaging portions 13B.
  • the input shaft 12 and the output shaft 13 have a plurality of input engagement portions 12B and a plurality of output engagement portions 13B that are alternately fitted, and a flat portion of the input member 12A and a flat portion of the output member 13A are flat surfaces. Contact in contact.
  • FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the reverse input cutoff clutch 11 in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is an explanatory diagram of the positional relationship among the rolling member 17, the input engagement portion 12B, and the output engagement portion 13B in a stationary state in which no rotational force is applied to either the input shaft 12 or the output shaft 13.
  • FIG. 2B is an explanatory diagram of the positional relationship among the rolling member 17, the input engagement portion 12B, and the output engagement portion 13B when a counterclockwise rotational force is applied to the output shaft 13.
  • FIG. ) Is an explanatory diagram of the positional relationship of the rolling member 17, the input engagement portion 12B, and the output engagement portion 13B when a counterclockwise rotational force is applied to the input shaft 12.
  • the rolling member 17 is positioned substantially at the center of the output engaging portion 13B in a stationary state in which no rotational force is applied to either the input shaft 12 or the output shaft 13. Further, the rolling member 17 faces the output engagement portion 13B with a slight distance, and the rolling member 17 faces the inner wall surface 14A of the outer ring 14 with a slight gap.
  • the output engaging portion 13B and the rolling member 17 are pushed out in the left arrow direction. That is, if the input shaft 12 rotates counterclockwise, the output shaft 13 rotates together with the input shaft 12, and the rotational force applied to the input shaft 12 is transmitted to the output shaft 13.
  • the outer ring 14 that houses such a transmission mechanism is formed of a sintered member.
  • the outer ring member 14 is formed by impregnating the pores inside the sintered member with resin and then impregnating rust preventive oil.
  • the resin is impregnated with vacuum (vacuum impregnation), for example, and the rust preventive oil is impregnated with vacuum (vacuum impregnation).
  • FIG. 3 is an explanatory view of resin impregnation and rust preventive oil impregnation for the outer ring sintered member 18.
  • the sintered member 18 of the outer ring 14 has pores 19.
  • the pores 19 are first impregnated with a resin 20.
  • the amount of impregnation of the resin 20 is set to a smaller amount than the amount that completely blocks the pores 19.
  • a gap 21 that can contain the minimum rust preventive oil necessary for maintaining the rust preventive effect of the outer ring 14 is left.
  • the rust preventive oil 22 is impregnated in the gap 21. Thereby, the antirust oil 22 stays in the vicinity of the surface of the outer ring 14, and the antirust effect can be maintained.
  • the amount of the antirust oil 22 is reduced and optimized.
  • the rust preventive oil 22 inside the pore 19 exudes excessively on the surface of the outer ring 14. That is, even when the operating time of the reverse input cutoff clutch is increased, the adhesive substance in which the rust preventive oil 22 and the friction powder of the outer ring 14 are mixed can be suppressed, and the adhesive substance that increases the frictional resistance of the reverse input cutoff clutch can be suppressed. Can be suppressed. Further, since an appropriate amount of the rust preventive oil 22 stays near the outer ring surface, the rust preventive effect can be maintained.
  • FIG. 4 is a graph that displays the state in which the frictional resistance (braking torque acting when rotating the input shaft) fluctuates after the endurance test in which the reverse input cutoff clutch is operated for a predetermined time, for each operating ambient temperature.
  • black circles are data of a conventional reverse input cutoff clutch (containing only rust preventive oil)
  • x is data of a reverse input cutoff clutch according to an embodiment of the present invention.
  • the magnitude of the frictional resistance increases across the board, and the increase rate increases as the ambient temperature increases. For example, at 60 ° C., the fluctuation ratio of the braking torque is 50% to 70%, and at 80 ° C., it is 105% to 130%.
  • the variation ratio of the braking torque is less than 10%.
  • the fluctuation ratio of the braking torque is an influence of the adhesive substance formed by mixing the rust preventive oil and the friction powder, and the fluctuation ratio of the reverse input cutoff clutch according to the embodiment of the present invention. Is small because there are few adhesive substances.

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Abstract

本発明の目的は、焼結部材で形成され防錆油が含油される外輪部材を有した逆入力遮断クラッチの、稼働時間の増大に伴う摩擦抵抗の上昇を抑制することである。 回転力が入力される入力軸12と、回転力を出力する出力軸13と、焼結部材で製造される外輪部材14とを備えた逆入力遮断クラッチにおいて、外輪部材14は、焼結部材の細孔に樹脂を含浸させた後に防錆油を含油させて形成される。逆入力遮断クラッチでは、入力軸12に回転力が与えられると出力軸13の回転を許可し、出力軸13に回転力が与えられると入力軸12の回転を阻止する伝達機構部を収納する。

Description

逆入力遮断クラッチ
 本発明は、入力側からの双方向の回転力は出力側に伝達されるが、出力側からの回転力は入力側に伝達されない逆入力遮断クラッチに関する。
 逆入力遮断クラッチは、入力側からの双方向の駆動力は出力側に伝達するが、出力側からの回転力は入力側への伝達を阻止するものである(例えば、特許文献1参照)。
 図5は、従来の逆入力遮断クラッチ11の一例を示す外観構成図である。逆入力遮断クラッチ11は、入力軸12に入力される正転方向及び逆転方向の双方向の回転力を出力軸13に伝達するものであり、入力軸12からの双方向の回転力は出力軸13に伝達するが、出力軸13からの回転力は入力軸12に伝達しない。外輪14には、この機能を達成するための伝達機構部が収納され、この伝達機能は、入力軸12に回転力が与えられると出力軸13の回転を許可し、出力軸13に回転力が与えられると入力軸12の回転を阻止する機構を有する。外輪14の入力軸12には蓋部15が設けられ、外輪14の出力軸13側には側壁部16が形成されている。通常、外輪14は焼結部材で形成されるが、焼結部材はポーラス(多孔質)であって、表面等に無数の細孔が存在し、防錆効果を高めるためにこの細孔に防錆油を真空含油している。
特開2007-32634公報
 しかし、焼結部材の細孔には相当量の防錆油が含油されるので、逆入力遮断クラッチを高速・高温環境で使用すると細孔内部の防錆油が内部表面に過剰に染み出し、逆入力遮断クラッチの稼働時間が増加した場合には、摩耗による摩擦粉と混ざり合う現象が発生することが判明した。そして、防錆油と摩擦粉との混ざり量が一定量以上となると、これらは粘着物質を形成する。粘着物質は、逆入力遮断クラッチの摩擦抵抗、つまり、入力軸から出力軸に動力伝達を行う際の摩擦損失、を増大させ、逆入力遮断クラッチの機能を阻害することになる。
 本発明の目的は、焼結部材で形成され防錆油が含油される外輪を有した逆入力遮断クラッチの摩擦抵抗の上昇を抑制できる逆入力遮断クラッチを提供することである。
 本発明の逆入力遮断クラッチは、回転力が入力される入力軸と、回転力を出力する出力軸と、前記入力軸に回転力が与えられると前記出力軸の回転を許可し前記出力軸に回転力が与えられると前記入力軸の回転を阻止する伝達機構部と、
 焼結部材の細孔に樹脂を含浸させた後に防錆油を含油させて形成され前記伝達機構部を収納した外輪とを備えたことを特徴とする。
 本発明によれば、焼結部材で形成された外輪に樹脂を含浸させた後に防錆油を含油させるので、外輪の含油量を一定範囲内とすることができる。これにより、細孔内部の防錆油が外輪の表面に過剰に染み出すことを抑制できるので、防錆油と摩擦粉とが混ざり合った粘着物質を抑制でき、逆入力遮断クラッチの動力伝達時における摩擦抵抗の上昇を抑制できる。また、防錆油が外輪の表面付近に滞在することになるので防錆効果を保つこともできる。
本発明の実施形態に係る逆入力遮断クラッチの構成図。 本発明の実施形態に係る逆入力遮断クラッチの動作説明図。 本発明の実施形態の外輪の焼結部材に対する樹脂の含浸及び防錆油の含油の説明図。 逆入力遮断クラッチの所定の耐久試験後の摩擦抵抗の変動と使用雰囲気温度との関係を示すグラフ。 従来の逆入力遮断クラッチの一例を示す外観構成図。
 以下、本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明の実施形態に係る逆入力遮断クラッチ11の一例を示す説明図であり、図1(a)は構成図、図1(b)は入力軸12の斜視図、図1(c)は出力軸13の斜視図である。図1(a)では上半分を断面図で示している。
 逆入力遮断クラッチ11は、入力軸12に入力される正転方向及び逆転方向の双方向の回転力(動力)を出力軸13に伝達するものであり、入力軸12からの双方向の回転力は出力軸13に伝達するが、出力軸13からの回転力は入力軸12に伝達しない。外輪14には、この機能を達成するための伝達機構部が収納され、外輪14の入力軸12には蓋部15が設けられ、外輪14の出力軸13側には側壁部16が形成されている。伝達機構部は、入力軸12に係合する入力部材12Aと、出力軸13に設けられた出力部材13Aと、外輪14の内面と当接する転動部材17とを有する。
 入力軸12は、図1(b)に示すように、入力部材12Aに結合し、この入力部材12Aには複数の入力係合部12Bが設けられている。出力軸13は、図1(c)に示すように、出力部材13Aを有し、この出力部材13Aには複数の出力係合部13Bが設けられている。入力軸12と出力軸13とは、複数の入力係合部12Bと複数の出力係合部13Bとが互い違いに嵌合し、入力部材12Aの平面部と出力部材13Aの平面部とがフラット面接触状態で当接する。
 図2は、本発明の実施形態における逆入力遮断クラッチ11の動作説明図である。図2(a)は入力軸12にも出力軸13にも回転力が加わっていない静止状態のときの転動部材17、入力係合部12B、出力係合部13Bの位置関係の説明図、図2(b)は出力軸13に反時計方向の回転力が加わった状態のときの転動部材17、入力係合部12B、出力係合部13Bの位置関係の説明図、図2(c)は入力軸12に反時計方向の回転力が加わった状態のときの転動部材17、入力係合部12B、出力係合部13Bの位置関係の説明図である。
 図2(a)に示すように、入力軸12にも出力軸13にも回転力が加わっていない静止状態のときは、転動部材17は出力係合部13Bのほぼ中央に位置する。また、出力係合部13Bには転動部材17が僅かな距離を保って対面し、転動部材17は外輪14の内壁面14Aに僅かな間隔を保って対面している。
 いま、図2(a)の静止状態から出力軸13に反時計方向の回転力が加わったとすると、図2(b)に示すように、出力係合部13Bには左矢印方向に回転力がかかり、出力係合部13Bは左矢印方向に動く。出力係合部13Bは一定回転範囲(隣り合う入力係合部12Bの間隔)では自由かつ円滑に独立動作するので、入力係合部12Bは動作しない。従って、出力係合部13Bが左矢印方向に動くのに伴い、転動部材17は出力係合部13Bにより上方に押し上げられるようになる。これにより、出力係合部13Bと外輪14の内壁面14Aとの間隙が狭くなり、転動部材17は出力係合部13Bと外輪14の内壁面14Aとの間に食い込みロック状態となる。このようにして、出力軸13に加えられた回転力は阻止され、入力軸12に伝達されないようにしている。
 一方、図2(a)の静止状態から入力軸12に反時計方向の回転力が加わったとすると、図2(c)に示すように、入力係合部12Bが左矢印方向に回動して、まず、入力係合部12Bの側面が出力係合部13Bの側面または転動部材17の側面に当接する。さらに、入力係合部12Bが左矢印方向に回動すると、入力係合部12Bの側面は、出力係合部13B及び転動部材17の側面の双方に当接し、入力係合部12Bは、転動部材17を出力係合部13Bと外輪14の内壁面14Aとの間に食い込ませることなく、出力係合部13B及び転動部材17を左矢印方向に押し出す。つまり、入力軸12が反時計方向に回転すれば、出力軸13は入力軸12と一緒に回転し、入力軸12に加わる回転力は出力軸13に伝達される。入力軸12が時計方向に回転する場合にも、方向が異なるだけであり、入力係合部12Bは出力係合部13B及び転動部材17に当接し、同様に、出力軸13は入力軸12と一緒に回転し、入力軸12に加わる回転力は出力軸13に伝達される。
 このような伝達機構を収納する外輪14は焼結部材で形成される。そして、外輪部材14は、焼結部材の内部の細孔に樹脂を含浸させ、その後に防錆油を含油させて形成される。樹脂は、例えば真空で含浸(真空含浸)させ、防錆油は真空で含油(真空含油)させる。
 図3は、外輪の焼結部材18に対する樹脂の含浸及び防錆油の含油の説明図である。図3(a)に示すように、外輪14の焼結部材18には細孔19が存在する。図3(b)に示すように、これら細孔19に、まず、樹脂20を含浸する。樹脂20の含浸量は、これら細孔19を完全に閉塞する量より少なめの量とする。外輪14の防錆効果を保つために必要な最低限の防錆油が含油できる空隙21は残しておく。次に、図3(c)に示すように、空隙21に防錆油22を含油する。これにより、防錆油22が外輪14の表面付近に滞在し、防錆効果を保つことができる。
 このように、細孔19に樹脂20を含浸して細孔19の空隙を小さくし、残りの空隙21に防錆油22を含油するので、防錆油22の量が少なくなって適正化される。これにより、細孔19の内部の防錆油22が外輪14の表面に過剰に染み出すことを抑制できる。つまり、逆入力遮断クラッチの稼働時間の増大した場合においても、防錆油22と外輪14の摩擦粉とが混ざり合った粘着物質を抑制でき、逆入力遮断クラッチの摩擦抵抗を上昇させる粘着物質を抑制できる。また、適正な量の防錆油22が外輪の表面付近に滞在することになるので防錆効果も保つことができる。
 図4は、逆入力遮断クラッチを所定の時間稼働させた耐久試験の後に、摩擦抵抗(入力軸を回転させるときに作用する制動トルク)が変動した状態を、使用雰囲気温度別に表示するグラフである。図1において、黒丸は従来の逆入力遮断クラッチ(防錆油のみを含油したもの)のデータ、×は本発明の実施形態に係る逆入力遮断クラッチのデータである。
これから分かるように、従来の逆入力遮断クラッチでは、耐久試験の後に、摩擦抵抗の大きさは軒並み増加し、その増加割合は雰囲気温度が高くなるにつれ大きくなっている。例えば、60℃の場合には、制動トルクの変動比は50%~70%であり、80℃になると、105%~130%となっている。
 一方、本発明の実施形態に係る逆入力遮断クラッチでは、60℃の場合には制動トルクの変動比は10%未満である。従来のものとの比較において、制動トルクの変動比は、防錆油と摩擦粉とが混ざり合って形成された粘着物質の影響であり、本発明の実施形態に係る逆入力遮断クラッチの変動比が小さいのは、粘着物質が少ないためである。
 以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、本発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
 11 逆入力遮断クラッチ、12 入力軸、12A 入力係合部、13 出力軸、13A 出力係合部、14 外輪、14A 内壁面、15 蓋部、16 側壁部、17 転動部材、18 焼結部材、19 細孔、20 樹脂、21 空隙、22 防錆油

Claims (1)

  1.  回転力が入力される入力軸と、
     回転力を出力する出力軸と、
     前記入力軸に回転力が与えられると前記出力軸の回転を許可し前記出力軸に回転力が与えられると前記入力軸の回転を阻止する伝達機構部と、
     焼結部材の内部細孔に樹脂を含浸させた後に防錆油を含油させて形成され前記伝達機構部を収納した外輪とを備えたことを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
PCT/JP2015/055597 2014-03-04 2015-02-26 逆入力遮断クラッチ Ceased WO2015133360A1 (ja)

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