JP2015158238A - Simplified free type bidirectional clutch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力軸と出力軸との間の動力伝達状態を変更するクラッチ装置、特に、入力軸からの正・逆回転の動力を出力軸に伝達し、出力軸からの動力の伝達は、出力軸を空転させて遮断する簡易型のフリータイプ双方向クラッチに関するものである。 The present invention is a clutch device that changes the power transmission state between the input shaft and the output shaft, in particular, the power of normal / reverse rotation from the input shaft is transmitted to the output shaft, and the power transmission from the output shaft is: The present invention relates to a simple free type bidirectional clutch that idles and shuts off an output shaft.
モーターなどの駆動源から機械装置あるいは作業機器等を駆動する動力伝達系では、駆動する機器の特性に対応するよう各種の伝達装置が使用される。このような伝達装置の中で双方向クラッチと呼ばれるものは、入力軸(駆動側)から出力軸(従動側)への動力伝達では、入力軸の正方向回転及び逆方向回転をともに出力軸に伝達し、反対向きの、出力軸から入力軸への動力伝達は遮断する機能を備えている。双方向クラッチには、出力軸からの動力伝達を遮断するときに出力軸を空転させるクラッチがあり、フリータイプ双方向クラッチと呼ばれている。 In a power transmission system that drives a mechanical device or work equipment from a drive source such as a motor, various transmission devices are used to correspond to the characteristics of the driven device. Among such transmission devices, what is called a bi-directional clutch is a power transmission from the input shaft (drive side) to the output shaft (driven side). Both forward rotation and reverse rotation of the input shaft are used as output shafts. It has a function of transmitting and blocking power transmission from the output shaft to the input shaft in the opposite direction. The bidirectional clutch includes a clutch that idles the output shaft when power transmission from the output shaft is interrupted, and is called a free type bidirectional clutch.
フリータイプ双方向クラッチは、一例として、電動カーテンや電動スライドドア等を手動でも操作できるようにした開閉駆動装置に適用することができる。この場合、フリータイプ双方向クラッチは、駆動モーターとカーテンの巻き上げ機構との間に介在され、入力軸に駆動モーターが、出力軸に巻き上げ機構が連結される。駆動モーターを正・逆回転させるとカーテンの開閉が可能であるとともに、駆動モーターを停止させた状態で、手動による巻き上げ機構の操作が可能であって、このときには、双方向クラッチにより出力軸が空転するので、駆動モーターに悪影響を及ぼすことがない。こうした機能は、電磁クラッチを使用しても達成できるが、電磁クラッチを作動させるには電力を必要とし、電力制御のための複雑な制御装置等も必要となる。 As an example, the free type bidirectional clutch can be applied to an opening / closing drive device that can manually operate an electric curtain, an electric sliding door, or the like. In this case, the free type bidirectional clutch is interposed between the drive motor and the curtain winding mechanism, and the drive motor is connected to the input shaft and the winding mechanism is connected to the output shaft. When the drive motor is rotated forward and backward, the curtain can be opened and closed, and the hoisting mechanism can be operated manually with the drive motor stopped. At this time, the output shaft is idled by the bidirectional clutch. Therefore, the drive motor is not adversely affected. Such a function can be achieved even when an electromagnetic clutch is used, but electric power is required to operate the electromagnetic clutch, and a complicated control device for power control is also required.
フリータイプ双方向クラッチとしては、例えば、本出願人の創案に係る特許第4949196号に記載された双方向クラッチが知られており、これについて、図6により説明する。図6(a)は、フリータイプ双方向クラッチの全体的な構造を示す断面図、図6(b)(c)は、その作動を示す作動図である。
図6(a)に示すとおり、円筒形のハウジングHGの内部には、間隙をおいて円筒形の出力部材OMを回転可能に配置し、これを出力軸に固着する。入力軸には、断面円形の上下部分を切除して長軸部と短軸部とを形成した入力部材IMが固着されるとともに、出力部材OMと入力部材IMとの間に2分割された中間部材MMが配置されている。2個の中間部材MMは、互いに接近するようその間に引張りばねTSが設けてあり、また、中間部材MMの周縁部には、楔形凹所に挿入されたローラROが、出力部材OMの内面と対向するように設けられている。
As a free type two-way clutch, for example, a two-way clutch described in Japanese Patent No. 4949196 related to the idea of the present applicant is known, and this will be described with reference to FIG. 6A is a cross-sectional view showing the overall structure of the free type bidirectional clutch, and FIGS. 6B and 6C are operation diagrams showing the operation thereof.
As shown in FIG. 6A, a cylindrical output member OM is rotatably disposed inside a cylindrical housing HG with a gap, and is fixed to the output shaft. An input member IM having a long shaft portion and a short shaft portion formed by cutting the upper and lower portions having a circular cross section is fixed to the input shaft, and an intermediate portion divided into two between the output member OM and the input member IM. A member MM is disposed. A tension spring TS is provided between the two intermediate members MM so as to approach each other, and a roller RO inserted into a wedge-shaped recess is provided at the peripheral edge of the intermediate member MM with the inner surface of the output member OM. It is provided so as to face each other.
入力軸の回転に伴って、図6(b)に示すように、入力部材IMが時計方向に回転すると、長軸部と短軸部とを形成した入力部材IMは、カムのように作用して2個の中間部材MMを分離する方向に移動する。これにより、ローラROが楔形凹所と出力部材OMの内面との間に噛み込まれた状態となり、入力部材IMの回転が、中間部材MM及びローラROを介して出力部材OMに伝達される。入力部材IMの反時計方向の回転も、同様に出力部材OMから出力軸に伝達される。
一方、出力軸側から駆動されて出力部材OMが回転したとしても、図6(c)に示すように、2個の中間部材MMは、引張りばねTSにより接近した位置のままであって、ローラROと出力部材OMの内面との間には間隙が存在する。そのため、出力部材OMの回転は入力部材IMに伝達されず、出力軸は単に空転することとなる。
As shown in FIG. 6B, when the input member IM rotates clockwise as the input shaft rotates, the input member IM having the long shaft portion and the short shaft portion acts like a cam. The two intermediate members MM are moved in a separating direction. Accordingly, the roller RO is in a state of being caught between the wedge-shaped recess and the inner surface of the output member OM, and the rotation of the input member IM is transmitted to the output member OM via the intermediate member MM and the roller RO. Similarly, the counterclockwise rotation of the input member IM is transmitted from the output member OM to the output shaft.
On the other hand, even if the output member OM is driven and rotated from the output shaft side, the two intermediate members MM remain in a position closer to the tension spring TS as shown in FIG. There is a gap between the RO and the inner surface of the output member OM. Therefore, the rotation of the output member OM is not transmitted to the input member IM, and the output shaft simply idles.
フリータイプ双方向クラッチは、手動操作ができる電動カーテン以外にも、例えば、複写機の紙送り用ローラに適用することも可能で、これに適用すると、紙詰まりの用紙を取り除くときに、ローラを手動で逆回転させることができる。そして、フリータイプ双方向クラッチを利用すると、動力伝達状態の自動的な制御が可能となって、電磁クラッチにより制御する場合のような、電力等の使用が不必要となるとともに、出力軸側から不測の逆入力があった場合に、駆動源のモーター等を保護することも可能となる。 In addition to the electric curtain that can be manually operated, the free type bidirectional clutch can also be applied to, for example, a paper feeding roller of a copying machine. When applied to this, the roller is used to remove jammed paper. It can be reverse rotated manually. If a free type bi-directional clutch is used, the power transmission state can be automatically controlled, and the use of electric power or the like is unnecessary as in the case of control by an electromagnetic clutch. When there is an unexpected reverse input, it is possible to protect the motor of the drive source.
上述のとおり、図6のフリータイプ双方向クラッチは、コンパクトであって確実に動力伝達を制御可能な機械部品であるけれども、以下に述べるように、用途によっては未だ改良すべき余地が残されている。
まず、図6の双方向クラッチでは、入力軸から出力軸への動力伝達は、ローラROの噛み込みにより行われ、ローラROと出力部材OMの内面との間の摩擦によって入力トルクが出力側に伝達される。ローラROの接触面の摩擦力が失われるとトルク伝達が不可能となるため、双方向クラッチの伝達トルクは、摩擦力による制限を受ける。
As described above, the free type two-way clutch shown in FIG. 6 is a compact mechanical component that can reliably control power transmission. However, as described below, there is still room for improvement depending on the application. Yes.
First, in the bi-directional clutch shown in FIG. 6, power is transmitted from the input shaft to the output shaft by the engagement of the roller RO, and the input torque is shifted to the output side by friction between the roller RO and the inner surface of the output member OM. Communicated. If the frictional force on the contact surface of the roller RO is lost, torque transmission becomes impossible, and the transmission torque of the bidirectional clutch is limited by the frictional force.
また、入力軸の回転を出力軸に伝達するには、図6(b)に示すように、入力部材IMが少し回転して2個の中間部材MMを押し広げ、ローラROを出力部材OMの内面に当接する必要がある。入力部材IMの回転が直ちに出力部材OMの回転となるわけではなく、入力部材IMと出力部材OMとの間にはいわば不感帯が存在するとともに、部材の当接に伴って騒音が発生する。さらに、入力部材IMの駆動トルクを解除すると、引張りばねTSと中間部材MMにより入力部材IMが少し押し戻されて逆回転するため、入力部材IMの駆動トルクを解除する毎に、いわば0点復帰のための位置補償が必要となる。こうしたことから、図6のようなフリータイプ双方向クラッチを介在させて正確な位置制御を行う場合、制御系の構造が複雑化する。
本発明は、簡易な構造によって、こうした問題を解決するフリータイプ双方向クラッチを構成することを課題とする。
Further, in order to transmit the rotation of the input shaft to the output shaft, as shown in FIG. 6B, the input member IM slightly rotates to spread the two intermediate members MM, and the roller RO is moved to the output member OM. It is necessary to contact the inner surface. The rotation of the input member IM does not immediately become the rotation of the output member OM. A so-called dead zone exists between the input member IM and the output member OM, and noise is generated with the contact of the members. Furthermore, when the driving torque of the input member IM is released, the input member IM is pushed back a little by the tension spring TS and the intermediate member MM and reversely rotates. Therefore, every time the driving torque of the input member IM is released, the zero point return is performed. Position compensation is required. For this reason, when accurate position control is performed by interposing a free type bidirectional clutch as shown in FIG. 6, the structure of the control system becomes complicated.
An object of the present invention is to constitute a free type bidirectional clutch that solves such problems with a simple structure.
上記の課題に鑑み、本発明は、複数の外歯が形成された作動子と同一歯数の内歯が形成された円筒部材とを組み合わせて、入力軸の回転時には作動子等をロック状態とし、さらに、出力軸の回転時には作動子の公転運動を許容するようにして、簡易なフリータイプ双方向クラッチを構成するものである。すなわち、本発明は、
「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、前記入力軸と一体的に前記回転軸を中心として回転可能な円筒部材と、前記円筒部材内において前記回転軸の周りを公転する作動子とが設置され、かつ、前記入力軸の回転に拘束力を付与するばねが設けられており、
前記円筒部材の内周面には複数の内歯が形成され、前記作動子には前記円筒部材の内歯の谷部にそれぞれ入り込む同一歯数の外歯が形成され、
前記作動子の軸方向の一方側には、断面円形の中央穴部が形成されるとともに、前記中央穴部には、前記出力軸に設けられた断面円形の偏心輪が嵌まり込んでおり、
前記作動子が前記回転軸の周りを公転可能である」
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。
In view of the above problems, the present invention combines an actuator formed with a plurality of external teeth with a cylindrical member formed with the same number of internal teeth, and the actuator is locked when the input shaft rotates. In addition, a simple free type bidirectional clutch is constructed by allowing the revolving motion of the actuator during rotation of the output shaft. That is, the present invention
“A non-rotatable housing, an input shaft and an output shaft that are rotatable around a common rotation axis in the housing, and forward / reverse rotation from the input shaft is transmitted to the output shaft, Transmission of rotation from the output shaft to the input shaft is a free type bidirectional clutch in which the output shaft is idled and shut off,
Inside the housing, a cylindrical member that can rotate integrally with the input shaft about the rotation shaft, and an actuator that revolves around the rotation shaft in the cylindrical member, and A spring is provided to apply a restraining force to the rotation of the input shaft.
A plurality of internal teeth are formed on the inner peripheral surface of the cylindrical member, and external teeth of the same number of teeth that enter the valleys of the internal teeth of the cylindrical member are formed on the actuator,
A central hole with a circular cross section is formed on one side in the axial direction of the actuator, and an eccentric ring with a circular cross section provided in the output shaft is fitted in the central hole,
The actuator can revolve around the rotation axis. ''
It is a free type bidirectional clutch characterized by this.
請求項2に記載のように、前記円筒部材の内周面に形成された内歯及び前記作動子に形成された外歯は、それぞれ楔形状の側部を備えており、楔形状の開き角が20°〜160°に設定されていることが好ましい。 The inner teeth formed on the inner peripheral surface of the cylindrical member and the outer teeth formed on the actuator each have a wedge-shaped side portion, and a wedge-shaped opening angle is defined. Is preferably set to 20 ° to 160 °.
請求項3に記載のように、前記入力軸に、複数の内歯が形成された前記円筒部材の内周面と同一形状の外周面を有する歯形板を固着し、前記歯形板を前記円筒部材の内周面に嵌め込むことにより、前記入力軸と前記円筒部材とが一体的に回転可能であるよう構成することができる。この場合には、請求項4に記載のように、前記入力軸の回転に拘束力を付与する前記ばねを、前記ハウジングと前記円筒部材との間に設けることが好ましい。
A tooth profile plate having an outer peripheral surface having the same shape as an inner peripheral surface of the cylindrical member on which a plurality of internal teeth are formed is fixed to the input shaft, and the tooth profile plate is attached to the cylindrical member. The input shaft and the cylindrical member can be configured to be rotatable integrally with each other by being fitted to the inner peripheral surface. In this case, as described in
請求項5に記載のように、前記入力軸及び前記出力軸の対向する面には、その一方の中心部に中央軸を形成するとともに、他方の中心部に前記中央軸が嵌まり込む中心穴を形成することが好ましい。 The center hole in which the central shaft is fitted into the other central portion of the opposite surface of the input shaft and the output shaft. Is preferably formed.
本発明のフリータイプ双方向クラッチは、回転不能のハウジング内に、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設置し、また、入力軸と一体的に回転可能な円筒部材をハウジング内に収容し、円筒部材の内部には、共通の回転軸の周りを公転する作動子を設置するものである。円筒部材の内周面には複数の内歯が形成されるとともに、作動子には、円筒部材の内歯の谷部にそれぞれ入り込む同一歯数の外歯が形成されており、そして、作動子の軸方向の一方側には、断面円形の中央穴部が形成され、この中央穴部には、出力軸に設けられた断面円形の偏心輪が嵌まり込んでいる。 The free type bidirectional clutch of the present invention has an input shaft and an output shaft that are rotatable around a common rotation shaft in a non-rotatable housing, and a cylindrical member that can rotate integrally with the input shaft. An actuator that is housed in a housing and revolves around a common rotating shaft is installed inside the cylindrical member. A plurality of internal teeth are formed on the inner peripheral surface of the cylindrical member, and the external teeth having the same number of teeth that respectively enter the valleys of the internal teeth of the cylindrical member are formed on the actuator. A central hole with a circular cross section is formed on one side in the axial direction, and an eccentric ring with a circular cross section provided on the output shaft is fitted into the central hole.
入力軸が回転したときは、入力軸と円筒部材及び作動子がロック状態となり、作動子は、入力軸の回転軸の周りを入力軸と一体的に回転する。作動子には出力軸の偏心輪が嵌め込まれ、出力軸の回転軸は入力軸と共通であるので、結局、入力軸は作動子を介して出力軸と一体化されることとなる。そのため、入力軸からの正・逆方向の回転は出力軸にそのまま伝達されて、出力軸が同一回転数で同じ方向に回転する。
これに対し、出力軸が回転すると、出力軸の偏心輪に嵌め込まれた作動子は、その中心が共通の回転軸の周りを移動(円運動)するが、作動子には複数の外歯が形成され、同一歯数の内歯が形成された円筒部材と組み合わされている。これにより、作動子は、円筒部材内で自転を起こすことなく共通の回転軸の周りを公転し、その際、基本的には円筒部材に回転トルクを作用させることはない。
ここで、部品間の摩擦等によってわずかな回転トルクが円筒部材に作用したとしても、本発明のフリータイプ双方向クラッチには、入力軸の回転に拘束力を付与するばねが設けられていて回転が阻止される。つまり、出力軸が回転しても、作動子が円筒部材内で公転するだけであって、出力軸は空転して、回転が入力軸に伝達されない。
When the input shaft rotates, the input shaft, the cylindrical member, and the actuator are locked, and the actuator rotates integrally with the input shaft around the rotation shaft of the input shaft. Since the eccentric wheel of the output shaft is fitted in the actuator, and the rotation shaft of the output shaft is common with the input shaft, the input shaft is integrated with the output shaft via the actuator. Therefore, forward / reverse rotation from the input shaft is transmitted to the output shaft as it is, and the output shaft rotates at the same rotational speed in the same direction.
On the other hand, when the output shaft rotates, the actuator fitted in the eccentric ring of the output shaft moves (circulates) around the common rotating shaft, but the actuator has a plurality of external teeth. It is formed and combined with a cylindrical member formed with the same number of internal teeth. As a result, the actuator revolves around the common rotation axis without causing rotation within the cylindrical member, and at this time, basically, no rotational torque is applied to the cylindrical member.
Here, even if a slight rotational torque acts on the cylindrical member due to friction between parts, etc., the free type bidirectional clutch of the present invention is provided with a spring that gives a binding force to the rotation of the input shaft. Is blocked. That is, even if the output shaft rotates, the actuator only revolves in the cylindrical member, and the output shaft idles and rotation is not transmitted to the input shaft.
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、公転運動を許容する作動子と円筒部材を利用して、入力軸から出力軸へ動力を伝達するとともに、反対向きへの伝達は、出力軸を空転させて遮断する。出力軸への伝達は、作動子や円筒部材をロック状態とすることにより行われ、摩擦力を利用するものではないため、伝達トルクが摩擦力により制限されることはない。作動子等のロック状態は、出力軸から駆動しようとすると直ちに生じるので、不感帯が存在せず、0点復帰のための位置調整を省くことができる。 As described above, in the free type bidirectional clutch of the present invention, power is transmitted from the input shaft to the output shaft using the actuator and the cylindrical member that allow revolving motion, and transmission in the opposite direction is performed by the output. Spin off the shaft to shut it off. Transmission to the output shaft is performed by bringing the actuator and the cylindrical member into a locked state and does not utilize frictional force, so that the transmission torque is not limited by the frictional force. Since the locked state of the actuator or the like occurs immediately when it is driven from the output shaft, there is no dead zone and position adjustment for returning to the zero point can be omitted.
請求項2の発明のフリータイプ双方向クラッチは、円筒部材の内周面に形成された内歯及び作動子に形成された外歯の歯形を、それぞれ、開き角が20°〜160°に設定された楔形状の側部を備える形状としたものである。これにより、両方の部材の内歯及び外歯が確実に噛み合って滑りあるいは外れが生じないので、入力軸の回転が安定して出力軸に伝達されることとなる。
In the free type bidirectional clutch of the invention according to
請求項3の発明のフリータイプ双方向クラッチは、内歯が形成された円筒部材を入力軸とは別部材とし、入力軸には、複数の内歯が形成された円筒部材の内周面と同一形状の外周面を有する歯形板を固着して、この歯形板を円筒部材の内周面に嵌め込むことにより、入力軸と円筒部材とが一体的な状態で回転可能であるように構成したものである。円筒部材と入力軸とが別部材となっているので、請求項3の発明のフリータイプ双方向クラッチでは、両者の間で多少の動きが許容される。そのため、入出力軸、円筒部材及び作動子の各部材の間に多少の寸法的な誤差が存在したとしても、円筒部材がいわばバッファ(緩衝材)の機能を果たし、作動子を介して出力軸へと伝達される回転伝達時や逆方向の遮断時において、フリータイプ双方向クラッチとしての円滑な作動を達成できる。
また、請求項3の発明のフリータイプ双方向クラッチにおいては、円筒部材が入力軸に対して相対的にわずかに動くこととなるが、請求項4の発明のように、入力軸の回転に拘束力を付与するばねを、ハウジングと円筒部材との間に設けることによって、円筒部材の過大な動きを抑制することができる。
In the free type bidirectional clutch of the invention of
In the free type bidirectional clutch of the invention of
請求項5の発明は、共通の回転軸を有する入力軸及び出力軸の、対向する面の一方に中心軸を形成し、他方に中心穴を形成して、中心軸と中心穴とを嵌め合わせるものである。こうすると、中心軸が中心穴に軸受されて、入力軸と出力軸を安定して支持し回転させることが可能となる。
According to the invention of
以下、図面に基づいて、本発明のフリータイプ双方向クラッチについて説明する。図1には、本発明のフリータイプ双方向クラッチの第1実施例の全体構造を示し、その作動の説明図を図2に示す。また、図3は、第1実施例のフリータイプ双方向クラッチの主要な構成部品を単体の状態で示すものである。 Hereinafter, the free type bidirectional clutch of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall structure of a first embodiment of the free type bidirectional clutch of the present invention, and FIG. FIG. 3 shows the main components of the free type bidirectional clutch of the first embodiment in a single state.
図1に示すように、第1実施例のフリータイプ双方向クラッチは、固定された断面円形のハウジング1の中心部に配置された入力軸2と出力軸3とを備えている。ハウジング1は、円周壁部と端板部からなるカップ状部材(単体図である図3も参照)であって、開口端部には内部を閉鎖する円板状のシールド体1sが圧入される。入力軸2及び出力軸3は共通の回転軸oを有し、その回転軸oはハウジング1の中心軸と同一である。入力軸2はハウジング1の端板部の中心を貫通してこれに軸受され、出力軸3は、シールド体1sの中心を貫通してこれに軸受される。図1の断面A−Aに示すように、ハウジング1の端板部にはC型リング4の配置された浅い凹部が設けられており、C型リング4は、入力軸2と接触してその回転に対し一定の拘束力を与えるばねとして機能する。
As shown in FIG. 1, the free type bidirectional clutch of the first embodiment includes an
入力軸2には、円形の外周面を有する円筒部材5が一体に形成されており、この円筒部材5は、ハウジング1の円周壁部内に回転可能に嵌め込まれている(図3も参照)。図1の断面B−Bに示すとおり、円筒部材5の中心軸は回転軸oと一致し、その内周面には複数の内歯5tが形成されている。入力軸2と反対側の円筒部材5の端部は開放されていて、端面はシールド体1sに当接する。
A
そして、円筒部材5の内部には作動子6が配置され、その外周には、円筒部材5の内歯5tの谷部にそれぞれ入り込む同一歯数の外歯6tが形成されている(図3も参照)。作動子6は、その中心軸o´が回転軸oとeだけ偏心した状態で、円筒部材5の内部に配置されていて、これにより、図1の断面B−Bの状態では、上側で作動子6の外歯6tが円筒部材5の内歯5tの谷部に接触するように入り込むのに対し、下側では、外歯6tが内歯5tの谷部から離れるようになる。つまり、複数の内歯5tの形成された円筒部材5の内周面は、作動子6が自転することなくその中心軸o´が回転軸oの周りの円周上を相対的に移動(公転)したときに、複数の外歯6tを備えた作動子6の外周面が創成する包絡線を基本とする曲線となっている。
The
図1の断面B−BのX部、つまり、外歯6tと内歯5tとが接触する噛み合い個所の拡大図に示すとおり、円筒部材5に形成された内歯5t、及び作動子6に形成された外歯6tは、開き角αの楔形状の側部をそれぞれ備えており、開き角αは20°〜160°に設定されている。このように、内歯5tと外歯6tの側部が楔形状となっているので、両方の歯が確実に噛み合い、円筒部材5の回転が安定して作動子6に伝達される。
As shown in the enlarged view of the X portion of the cross section BB in FIG. 1, that is, the meshing portion where the
図3に示すとおり、作動子6の出力軸3側の端部には、断面円形の中央穴部6rが形成されており、この中央穴部6rには、出力軸3に設けられた断面円形の偏心輪3sが嵌まり込んでいる。偏心輪3sの中心は、出力軸3の回転軸oとeだけ離れている(図1も参照)。そして、出力軸3の中央部には、入力軸2に向けて延びる中央軸3pが設けてあり、この中央軸3pは、作動子6中央の貫通孔6hを通過して、入力軸2の中央部に形成された中央穴2hに嵌まり込む。これにより、入力軸2と出力軸3とは相互に軸受された状態となり、回転時における軸の傾きあるいは不安定な作動が防止される。
As shown in FIG. 3, a
ここで、図1の第1実施例のフリータイプ双方向クラッチの作動について、図2を用いて説明する。
図2(a)の断面B−B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(軸方向の左方から見て)に回転すると、入力軸2と一体に形成された円筒部材5の内歯5tが、作動子6に形成された外歯6tを外側から押しつける形で、作動子6に回転軸oの周りに反時計方向の回転トルクを付与する。つまり、入力軸2の回転により、作動子6及び円筒部材5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。作動子6の回転は、偏心輪3sで結合された出力軸3を回転させることとなり、結局、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に駆動力が伝達される。作動子6等の入出力軸間の部材が全体的にロックされるこの駆動力の伝達は、入力軸2の回転方向が逆であっても同じである。
Here, the operation of the free type bidirectional clutch of the first embodiment of FIG. 1 will be described with reference to FIG.
When the
これに対して、図2(b)の中央の縦断面図における矢印に示すように、出力軸3が時計方向(軸方向の左方から見て)に回転した場合には、作動子6に嵌め込まれた偏心輪3sによって、作動子6の中心軸o´が、出力軸3の回転軸oを中心とする半径eの円周上を移動する。作動子6の外歯6tは、円筒部材5の内周面に形成された同一歯数の内歯5tの谷部に入り込んで、円筒部材5と組み合わされているため、作動子6は、円筒部材5内で回転(自転)しない。したがって、作動子6上の全ての点は、図2の下図のB−B断面における小円矢印のように、半径eの円周上を移動することとなり、円筒部材5には回転トルクを及ぼさない。そのため、作動子6は、入力軸2に回転トルクを及ぼすことなく、回転軸oの周りを公転する。
On the other hand, when the
このように、作動子6が円筒部材5や入力軸2に対して公転運動を許容するよう係合されているので、出力軸3が回転しても、作動子6は、固定された円筒部材5内で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、出力軸3に連なるカーテンの巻き上げ機構を駆動する動力伝達系では、駆動源のモーターを停止したまま、カーテンを手動で開閉することが可能である。
図1の実施例のフリータイプ双方向クラッチでは、入力軸2と接触するC型リング4がハウジング1の端板部に設けられている。C型リング4は、入力軸2の回転に対し一定の拘束力を与えるばねとして機能し、作動子6と入力軸2との接触部の摩擦等に起因して入力軸2が連れ回りを起こすのを防止する。
Thus, since the
In the free type bidirectional clutch of the embodiment of FIG. 1, a C-shaped
次いで、本発明の第2実施例のフリータイプ双方向クラッチについて、図4、図5に基づいて説明する。図4は、第2実施例のフリータイプ双方向クラッチの全体構造を示すものであり、図5は、第1実施例のフリータイプ双方向クラッチの部品と構造が異なる、入力軸、円筒部材などを単体の状態で示すものである。 Next, a free type bidirectional clutch according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 shows the overall structure of the free type bidirectional clutch of the second embodiment, and FIG. 5 shows an input shaft, a cylindrical member, etc. that are different in structure from the components of the free type bidirectional clutch of the first embodiment. Is shown in a single state.
図4に示すとおり、第2実施例のフリータイプ双方向クラッチは、断面円形のハウジング10の中心部に配置された入力軸20と出力軸30、入力軸20と一体的に回転する円筒部材50、及び、その内部に置かれた作動子60を備えている。円筒部材50の内周面には複数の内歯50tが形成され、作動子60の外周には同一歯数の外歯60tが形成されており、出力軸30の偏心輪が作動子60の中央穴部に嵌め込まれている。こうした基本的な点は、図1の第1実施例のものと変わりはないけれども、第2実施例のフリータイプ双方向クラッチでは、円筒部材50が入力軸20とは別部材となっている。
As shown in FIG. 4, the free type bidirectional clutch of the second embodiment includes an
つまり、入力軸20には、複数の内歯50tが形成された円筒部材50の内周面と同一形状の外周面を有する歯形板20pが固着してあり、この歯形板20pを円筒部材50の内周面に嵌め込むことにより、入力軸20と円筒部材50とが一体的な状態で回転可能であるよう構成されている(図5の単体図も参照)。これにより、入力軸20と円筒部材50との間で多少の動きが許容されるので、円筒部材50、作動子60等の各部材の間に組み立て誤差が存在したとしても、動力伝達あるいは遮断の際のフリータイプ双方向クラッチの円滑な作動を達成できる。
That is, a
また、第2実施例のフリータイプ双方向クラッチにおいては、図4のB−B断面に示すように、入力軸20の回転に拘束力を付与するばね40を、ハウジング10と円筒部材50との間に設置している。このばね40は、細長い長方形の板ばねであって、円筒部材50のほぼ全周を取り巻くように設けてあり、一部が円筒部材50と接触し、他の一部がハウジング10と接触する。第2実施例のものでは、円筒部材50が入力軸20に対して相対的に動くこととなるが、ばね40により、円筒部材50の過大な動きを抑制することが可能である。
Further, in the free type bidirectional clutch of the second embodiment, as shown in the BB cross section of FIG. 4, a
以上詳述したように、本発明のフリータイプ双方向クラッチは、複数の外歯を有する作動子と同一歯数の内歯が形成された円筒部材とを組み合わせ、入力軸の回転時には、作動子等をロック状態として動力伝達を可能とする一方、出力軸の回転時には、作動子の公転運動を許容して出力軸を空転させ、フリータイプ双方向クラッチを構成するものである。上記の実施例では、ハウジングと円筒部材とは、直接嵌め合わされて回転可能となっているけれども、これらの間には、転がりベアリングを介在させてもよい。また、入出力軸と作動子との間や入出力軸とハウジングとの間に軸方向のスラスト軸受けを設け、各可動部品の円滑な回転を図るなど、上記の実施例に対し各種の変形が可能であるのは明らかである。 As described above in detail, the free type bidirectional clutch of the present invention combines an actuator having a plurality of external teeth with a cylindrical member having the same number of internal teeth, and when the input shaft rotates, the actuator While the output shaft is rotated, power can be transmitted, and when the output shaft rotates, the revolving motion of the actuator is allowed and the output shaft is idled to constitute a free type bidirectional clutch. In the above-described embodiment, the housing and the cylindrical member are directly fitted and rotatable, but a rolling bearing may be interposed between them. In addition, various modifications to the above-described embodiment are provided, such as providing an axial thrust bearing between the input / output shaft and the actuator or between the input / output shaft and the housing to facilitate smooth rotation of each movable part. Obviously it is possible.
1、10 ハウジング
2、20 入力軸
20p 歯形部
3、30 出力軸
3s 偏心輪
4、40 C型リング(ばね)
5、50 円筒部材
5t、50t 内歯
6、60 作動子
6t、60t 外歯
6r 中央穴部
1, 10
5, 50
Claims (5)
前記ハウジングの内部には、前記入力軸と一体的に前記回転軸を中心として回転可能な円筒部材と、前記円筒部材内において前記回転軸の周りを公転する作動子とが設置され、かつ、前記入力軸の回転に拘束力を付与するばねが設けられており、
前記円筒部材の内周面には複数の内歯が形成され、前記作動子には前記円筒部材の内歯の谷部にそれぞれ入り込む同一歯数の外歯が形成され、
前記作動子の軸方向の一方側には、断面円形の中央穴部が形成されるとともに、前記中央穴部には、前記出力軸に設けられた断面円形の偏心輪が嵌まり込んでおり、
前記作動子が前記回転軸の周りを公転可能であることを特徴とするフリータイプ双方向クラッチ。 A non-rotatable housing, an input shaft and an output shaft that are rotatable around a common rotation shaft in the housing, and forward and reverse rotations from the input shaft are transmitted to the output shaft and the output The transmission of rotation from the shaft to the input shaft is a free type bidirectional clutch in which the output shaft is idled and cut off,
Inside the housing, a cylindrical member that can rotate integrally with the input shaft about the rotation shaft, and an actuator that revolves around the rotation shaft in the cylindrical member, and A spring is provided to apply a restraining force to the rotation of the input shaft.
A plurality of internal teeth are formed on the inner peripheral surface of the cylindrical member, and external teeth of the same number of teeth that enter the valleys of the internal teeth of the cylindrical member are formed on the actuator,
A central hole with a circular cross section is formed on one side in the axial direction of the actuator, and an eccentric ring with a circular cross section provided in the output shaft is fitted in the central hole,
The free type bidirectional clutch, wherein the actuator is capable of revolving around the rotating shaft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014033335A JP2015158238A (en) | 2014-02-24 | 2014-02-24 | Simplified free type bidirectional clutch |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016048114A (en) * | 2014-08-26 | 2016-04-07 | オリジン電気株式会社 | Free-type bidirectional clutch |
JP2017155752A (en) * | 2016-02-29 | 2017-09-07 | オリジン電気株式会社 | Free type bidirectional clutch |
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2014
- 2014-02-24 JP JP2014033335A patent/JP2015158238A/en active Pending
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