JP6220913B2 - フリータイプ双方向クラッチ - Google Patents
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Description
作動子MBには、作動平板部MP、及びこの作動平板部MPから軸方向に延びる断面が環状の作動筒壁部MCが設けられている。作動筒壁部MCには、出力軸OSに設けられた偏心部EBが嵌まり込む円形穴CHが形成されている。作動筒壁部MCの外周面には断面形状が略6角形である外歯ETが6個形成されており、夫々の外歯ETは入力筒壁部ICの内周面において隣接する内歯ITの間の谷部に入り込んでいる。更に、ハウジングHGの内側には、入力軸ISの回転軸部の外周面に接触して入力軸ISの回転に一定の拘束力を付与するばねSが設置されている。
一方、出力軸OS側から駆動されて偏心部EBが回転軸Oの周りを回転したとしても、図7(b)に示すように、作動子MBの外周面に形成された外歯ETが入力筒壁部ICの隣接する内歯ITの間の谷部に入り込んだ状態を維持しつつ、作動子MBが回転軸Oの周りを公転する。つまり、作動子MBは、いわば姿勢を変えることなく、その全体が偏心部EBの偏心量を半径とする円周上を移動する。そのため、上記出力軸OS側からの駆動は入力軸ISに伝達されず、出力軸OSは単に空転することとなる。
まず、図6の双方向クラッチでは、入力筒壁部ICの内周面に形成された内歯ITの形状及び作動筒壁部MCの外周面に形成された外歯ETの形状が共に複雑であるため、入力軸IS及び作動子MBの製造工程は煩雑になりコストがかかる。
また、入力軸ISの回転が出力軸OSに伝達する際には、図7(a)に示すように、入力軸ISと作動子MBとが、入力筒壁部ICの1つの内歯ITと作動筒壁部MCの1つの外歯ETとの1点においてのみ接触する。そのため、出力軸OS側に比較的高い負荷(トルク)がかかっている場合には、入力軸ISの内歯ITは、作動子MBを回転軸O周りに回転させるだけの十分な偶力(トルク)を作動筒壁部MCの外歯ETに作用させることができず、入力軸ISの回転が出力軸OSへ伝達されないおそれがある。
「回転不能のハウジング、前記ハウジング内で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、前記入力軸からの正・逆方向の回転は前記出力軸に伝達されるとともに、前記出力軸からの前記入力軸への回転の伝達は、前記出力軸が空転して遮断されるフリータイプ双方向クラッチであって、
前記ハウジングの内部には、前記出力軸に設けられた断面円形の偏心部に嵌め込まれて前記回転軸の周りを公転する作動子が設置され、
前記作動子には、前記偏心部に嵌り合う円形穴が形成されるとともに、軸方向に延びる断面が環状の筒壁部が設けられ、
前記入力軸には、前記回転軸を取り巻く環状の溝部が形成され、前記作動子の筒壁部が前記入力軸の溝部に入り込んでおり、
前記作動子と前記入力軸とは、前記筒壁部の外周面と前記溝部の外周面とが第1当接部で当接するとともに、前記第1当接部と前記回転軸を挟んで対向する位置の第2当接部で、前記筒壁部の内周面と前記溝部の内周面とが当接している」
ことを特徴とするフリータイプ双方向クラッチとなっている。
これに対し、出力軸が回転すると、出力軸の偏心部は作動子の円形穴に対して摺動し、作動子は、自転することなくその中心が共通の回転軸の周りを回転、即ち公転することとなる。このとき、作動子の筒壁部は入力軸の溝部に入り込んでいるが、上記第1当接部及び第2当接部以外では、筒壁部と溝部との間には間隙が存在し、入力軸が停止したままで筒壁部が溝部内で公転運動することが許容されている。つまり、出力軸が回転しても、作動子は公転するだけであって、出力軸は空転し、その回転は入力軸に伝達されない。
また、本発明のフリータイプ双方向クラッチは、複雑な形状を有する外歯及び内歯を設けることなく比較的単純な形状の機械部品で構成することが可能であるため、製造コストを低減することができると共に装置全体をコンパクトにすることができる。
入力平板部22からの外輪部23の延出長さは突出部24のそれよりも長い。これにより、外輪部23の内側には、外輪部23の基端部の内周面と突出部24の外周面と入力平板部22とで画成された、回転軸oを取り巻く環状の溝部25が形成され、また、この溝部25と軸方向に隣接すると共に外輪部23の内周面によって画成される空洞部26が形成される。図示の第1実施例においては、外輪部23の内周面及び突出部24の外周面の断面形状は共に正6角形であり、従って、溝部25はその断面形状が内周面及び外周面共に正6角形である。
入力平板部22において入力軸部21が固着された面、即ちハウジング1の端板部と対向する端面、には回転軸oを中心とした環状の突条27が形成されている。突出部24の中心には中心孔28が形成されている。この入力軸2は、入力軸部21がハウジング1の端板部の中心を貫通してハウジング1に軸受され、突条27がハウジング1の端板部と当接する。
この出力軸3は、出力軸部31がシールド体11の中心を貫通してシールド体11に軸受され、中心軸33は入力軸2の中央孔22嵌まり込む。この構成により、入力軸2と出力軸3とは、相互に軸受けされた状態となり、回転時における軸の傾き或いは不安定な作動が防止される。
作動平板部41の中央部には、出力軸3の偏心部32と嵌り合う円形穴43が形成されている。作動平板部41において筒壁部42が設けられた面とは反対側の面、即ちハウジング1の一部であるシールド体11と対向する端面、の外周縁には環状の突条44が形成されている。
また、突条44はシールド体11と当接するとともに、筒壁部42の先端面は入力軸2の溝部25の底面(即ち入力平板部22)と当接する。
図2(a)の断面矢視A−A等における各矢印に示すように、入力軸2が、例えば、駆動源のモーターにより反時計方向(軸方向の右方から見て)に回転すると、第1の当接部P1において、作動子4の筒壁部42の外周面は入力軸2の外輪部23の内周面によって外側から押しつけられると共に、第1の当接部P1と回転軸oを挟んで対向して位置する第2の当接部P2においても、作動子4の筒壁部42の内周面が入力軸2の突出部24の外周面によって内側から押しつけられる形で、作動子4に回転軸o周りの回転トルクが付与される。これにより、入力軸2と作動子4とが一体となりロックされた状態で、回転軸oの周りを回転する。
このように、本発明のフリータイプ双方向クラッチにおいては、入力軸2から作動子4への回転トルクの伝達が、回転軸oを挟んで対向する第1の当接部P1及び第2の当接部P2の2点を介して行われる。そのため、入力軸2から作動子4への回転トルクの伝達が1点を介して行われる場合よりも、格段に大きな偶力(トルク)を効率よく作動子4に作用させることができる。従って、仮に出力軸3側に比較的高い負荷がかかっている場合であっても、作動子4を回転軸oの周りで回転させることが可能となり、入力軸2から作動子4へ確実に動力を伝達することができる。そして、最終的には出力軸3に連なる機械装置、例えば、カーテンの巻き上げ機構が駆動されることとなる。
また、入力軸2及び作動子4にはハウジング1と対向する端面にハウジング1と当接する環状の突条27及び44が形成されている。これによって、回転部材である入力軸2及び作動子4と固定部材であるハウジング1との接触面積が低減され、入力軸2から出力軸3への回転トルクの伝達に対する摩擦損失が低減され、伝達効率が向上する。
このような事態を防止するため、第1実施例においては、ばね5によって、作動子4と入力軸1とが当接する端面に対して軸方向に押圧力が付与されている。これにより、作動子4と入力軸1との間に摩擦力が作用し、両者の間の相対的な運動を阻止して、入力軸2と作動子4とが一体化された動力伝達を確実に行わせることができる。
同様に、入力軸2の空洞部26内においても作動平板部41は公転し(図2(b)の断面矢視B−B参照)、入力軸2に回転トルクを作用させることはない。つまり、出力軸3が回転しても、作動子4は公転するだけであって、出力軸3は空転し、その回転は入力軸2に伝達されない。
例えば、図4に示す本発明の第2実施例のフリータイプ双方向クラッチでは、作動子4´の筒壁部42´と入力軸2´の溝部25´の断面形状は楕円形状となっている(従って作動平板部41´と空洞部26´の断面形状も楕円形状となっている)。第2実施例のフリータイプ双方向クラッチにおいては、筒壁部42´と溝部25´とは、中心軸を挟んで対向する2点、即ちP1´、P2´で当接することとなる。
第2実施例及び第3実施例のフリータイプ双方向クラッチも、従来(図6)のものと比べると、作動子の形状が非常に単純であって、製造が容易である。
2:入力軸
25:溝部
3:出力軸
32:偏心部
4:作動子
42:筒壁部
43:円形穴
5:ばね
P1:第1当接部
P2:第2当接部
o:回転軸
Claims (4)
- 回転不能のハウジング、前記ハウジング内で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、前記入力軸からの正・逆方向の回転は前記出力軸に伝達されるとともに、前記出力軸からの前記入力軸への回転の伝達は、前記出力軸が空転して遮断されるフリータイプ双方向クラッチであって、
前記ハウジングの内部には、前記出力軸に設けられた断面円形の偏心部に嵌め込まれて前記回転軸の周りを公転する作動子が設置され、
前記作動子には、前記偏心部に嵌り合う円形穴が形成されるとともに、軸方向に延びる断面が環状の筒壁部が設けられ、
前記入力軸には、前記回転軸を取り巻く環状の溝部が形成され、前記作動子の筒壁部が前記入力軸の溝部に入り込んでおり、
前記作動子と前記入力軸とは、前記筒壁部の外周面と前記溝部の外周面とが第1当接部で当接するとともに、前記第1当接部と前記回転軸を挟んで対向する位置の第2当接部で、前記筒壁部の内周面と前記溝部の内周面とが当接している、ことを特徴とするフリータイプ双方向クラッチ。 - 前記作動子の筒壁部と前記入力軸の溝部とは、その断面形状が、内周面及び外周面共に正多角形である、請求項1に記載のフリータイプ双方向クラッチ。
- 前記ハウジングの内部には、前記作動子と前記入力軸とが当接する端面に対して軸方向に押圧力を付与するばねが設置されている、請求項1又は2に記載のフリータイプ双方向クラッチ。
- 前記入力軸及び前記作動子には、前記ハウジングと対向する端面に、前記ハウジングと当接する環状の突条が形成されている請求項1乃至3のいずれかに記載のフリータイプ双方向クラッチ。
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