JP2016161036A - 遊星歯車機構を備えたロックタイプ双方向クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】入力側からの回転を伝達し、出力側からの回転伝達は阻止するロックタイプ双方向クラッチにおいて、作動の円滑化を図り、異音等の発生を防止する。【解決手段】入力軸２と出力軸３を備えたハウジング１の内部に、固定太陽歯車ＳＧｆを有する第１遊星歯車機構Ｍ１と回転太陽歯車ＳＧｒを有する第２遊星歯車機構Ｍ２とを組み合わせて設置する。そして、両方の太陽歯車に歯数差を設けるとともに、両方の太陽歯車を、第１遊星歯車機構Ｍ１及び第２遊星歯車機構Ｍ２に共通の遊星歯車に噛み合わせ、また、第１遊星歯車機構のリング歯車ＲＧを入力軸２に連結し、回転太陽歯車ＳＧｒを出力軸３に連結する。入力軸２からの正・逆方向の回転は、減速されて出力軸３に伝達されるが、出力軸３側から駆動したときは、両方の太陽歯車の歯数差により、出力軸３がロックされて動力伝達が阻止される。【選択図】 図１

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（駆動側）からの正・逆回転の動力を伝達するとともに、出力軸（従動側）からの動力伝達は、出力軸を回転不能として遮断するロックタイプ双方向クラッチに関する。

モーターなどの駆動源から作業機器等を駆動する動力伝達系、例えば、モーターにより物品を上下に移送する昇降装置では、物品が所定の位置に達したとき、モーターを停止すると物品が自動的にその位置を保持する作動が求められる場合がある。そのため、入力軸と出力軸を備えたロックタイプの双方向クラッチを用いて、入力軸を正・逆回転可能なモーターに連結するとともに、出力軸の回転により物品を昇降させる装置が知られている。この装置の双方向クラッチでは、モーターにより入力軸を正・逆回転したときは、出力軸が連動して正・逆回転し物品を昇降させる一方、出力軸を正・逆回転しようとすると、出力軸がロックされた状態となって物品の落下を防止する。

ロックタイプの双方向クラッチを利用する昇降装置の概要と、双方向クラッチの構造の一例とを図５、図６により説明する。図５は、ベルト及びプーリによって物品を上下する昇降装置と、その駆動装置に備えられる双方向クラッチの断面Ａ−Ａ構造を表すものであり、図６（ａ）は、出力軸が入力軸と連動して物品を昇降する状態の断面Ａ−Ａを、図６（ｂ）は、出力軸がロックされて物品の落下を阻止する状態の断面Ａ−Ａを示す。

図５の昇降装置は、上下に配置したプーリＰ１、Ｐ２の間にベルトＢを掛け渡し、ベルトＢに移送する物品Ｗを固着した装置であって、上方のプーリＰ１には、これを回転駆動する正・逆回転可能なモーターＭが、双方向クラッチＤＣを介して連結されている。双方向クラッチＤＣは、モーターＭに連なる入力軸ＩＳ、プーリＰ１に連なる出力軸ＯＳ及び固定のハウジングＨＧを有している。断面矢視Ａ−Ａ図に示すように、双方向クラッチＤＣのハウジングＨＧ内では、入力軸ＩＳが複数の扇形部に分割され、扇形部の内側に出力軸ＯＳが嵌め込まれる。出力軸ＯＳには、入力軸ＩＳの隣接する扇形部の間に入り込む突起部が設けてあり、この突起部の先端に形成したＶ字状凹所とハウジングＨＧとの間には、ローラＲが介在されている。

図６（ａ）に示すとおり、モーターＭにより入力軸ＩＳが回転するときは、入力軸ＩＳの扇形部の側面と出力軸ＯＳの突起部の側面とが当接し、出力軸ＯＳは、入力軸ＩＳに押される形で同一方向に同一速度で回転する。入力軸ＩＳが逆方向に回転するときも同様であって、図５の昇降装置において、モーターＭを正・逆回転すると、ベルトＢに固着した物品Ｗを上昇又は下降させることができる。
これに対し、出力軸ＯＳが回転したときは、図６（ｂ）に示すように、ローラＲがＶ字状凹所の斜面に押し上げられて外方に移動し、ハウジングＨＧと出力軸ＯＳの突起部との間に挟み込まれる。これにより、出力軸ＯＳがロックされてその位置で停止し、入力軸ＩＳに回転が伝達されることはない。つまり、図５の昇降装置では、モーターＭによる駆動を停止しても、物品Ｗが自重により落下するのを自動的に阻止することができる。このようなロックタイプの双方向クラッチは、本出願人の先行出願に係る特許第４８５０６５３号公報に開示されている。

ロックタイプの双方向クラッチは、例えば、複写機のフィニッシャーにおいて、用紙を載せた用紙テーブルを移送する昇降装置、あるいは、建築物の窓のブラインドを昇降する昇降装置に適用することができる。そして、これを利用すると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、ブレーキ機構を設けて電気的に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、駆動源のモーターを保護することも可能となる。

特許第４８５０６５３号公報

上述のとおり、図５のロック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、用途によっては改良すべき余地が残されている。本発明は、双方向クラッチの以下に述べるような課題を解決するものである。

図５の構造の双方向クラッチでは、その機能を達成するには、入力軸ＩＳの扇形部と出力軸ＯＳの突起部との間などに間隙を設ける必要があり、作動中に衝撃音が発生する。また、双方向クラッチを図５の昇降装置に適用した場合、モーターＭを正転させて物品Ｗを上昇するときは問題ないが、モーターＭを逆転させ物品Ｗを下降するときに、物品Ｗの重力に起因して出力軸ＯＳの速度が細かな変動を繰り返し、振動や異音を生じることがある。これは、次の理由による。
物品Ｗを下降させるためモーターＭを逆回転させた場合に、物品Ｗに作用する重力により、出力軸ＯＳが入力軸ＩＳよりも速く回転（オーバーラン）することがあり、オーバーランが起こると、図６（ｂ）の状態となってローラＲとハウジングＨＧとが噛み合い、出力軸ＯＳがロックする。このロック状態は、入力軸ＩＳの回転でローラＲが押されたときに解除されるが、噛み込みと解除の繰り返しは、出力軸ＯＳの速度に細かな変動を与えることとなる。なお、ロック状態の解除には、ローラに働く摩擦力に打ち勝つトルク（モーメント）を付与する必要があるが、この点は、停止状態にある物品Ｗを上昇させるときも同じであって、モーターＭには、物品Ｗを上昇させる負荷トルクに加えて噛み込み解除のためのトルクも要求される。

さらに、図５のロックタイプの双方向クラッチでは、出力軸ＯＳの回転数は常に入力軸ＩＳの回転数と等しく、出力軸ＯＳの回転方向も入力軸ＩＳの回転方向と等しい。双方向クラッチ自体では、回転方向や回転速度を変更する変速作動が不可能であり、そのため、入出力軸間でトルクを増減することもできず、出力軸ＯＳに作用する負荷トルクが大きいときは、それに見合うだけのトルクを発生する大型のモーターを駆動源として用意する必要がある。

上記の課題に鑑み、本発明は、噛み込み用ローラを用いることなく、遊星歯車機構、つまり、太陽歯車とリング歯車との間にキャリアに軸支される遊星歯車を配した歯車機構、を組み合わせてロックタイプ双方向クラッチを構成し、作動に伴う異音等の発生を防止するとともに、入出力軸間の変速作動を可能とし、かつ、出力軸を停止させるときはロック状態を確実に保持するようにしたものである。すなわち、本発明は、
「回転不能のハウジング、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、前記出力軸を回転不能として遮断されるロックタイプ双方向クラッチであって、
前記入力軸に連結されたリング歯車、前記リング歯車と噛み合いキャリアに軸支された遊星歯車、及び、前記遊星歯車と噛み合う回転不能の固定太陽歯車により構成される第１遊星歯車機構と、
前記リング歯車、前記遊星歯車、及び前記遊星歯車と噛み合うとともに前記出力軸に連結された回転太陽歯車により構成される第２遊星歯車機構とを備え、かつ、
前記固定太陽歯車と前記回転太陽歯車との間には歯数差が設けられており、
前記入力軸から前記出力軸に減速して回転が伝達される」
ことを特徴とするロックタイプ双方向クラッチとなっている。

本発明のロックタイプ双方向クラッチは、回転不能のハウジングと、その中心に設置される入力軸及び出力軸とを有し、入力軸と出力軸との間に、太陽歯車、リング歯車及び遊星歯車からなる２組の遊星歯車機構が、軸方向に並列して配置されている。２組の遊星歯車機構において、遊星歯車及びそれを軸支するキャリアは共通のものとなっており、入力軸は第１遊星歯車機構のリング歯車に連結され、出力軸は第２遊星歯車機構の回転太陽歯車に連結される。入力軸の連結されるリング歯車も２組の遊星歯車機構で共通のものであるが、第１遊星歯車機構では、太陽歯車が回転不能の固定太陽歯車となっている。
第１遊星歯車機構の固定太陽歯車と第２遊星歯車機構の回転太陽歯車との間には歯数差が設定されている。歯数の異なる固定太陽歯車と回転太陽歯車とが共通の遊星歯車と噛み合う関係上、両方の歯車に標準歯車を用いることはできず、少なくとも一方の歯車には転位歯車等を使用することとなる。

入力軸に連結されたリング歯車が回転すると、固定太陽歯車を有する第１遊星歯車機構によりキャリアが減速して回転され、第２遊星歯車機構においては、入力軸に連結されたリング歯車と両方の遊星歯車機構に共通のキャリアの回転とに応じて、回転太陽歯車がさらに減速されて回転する。つまり、本発明のロックタイプ双方向クラッチにおいては、入力軸から出力軸に動力伝達を行うときは、両方の遊星歯車機構により減速して回転が伝達され、その変速比は、以下のように計算することができる。
一般に遊星歯車機構においては、太陽歯車の回転数ｎＳＧ、リング歯車の回転数ｎＲＧ及びキャリアの回転数ｎＣＲの間に次の関係がある。
ｎＲＧ＋γ・ｎＳＧ＝（１＋γ）ｎＣＲ
γ＝ＺＳＧ／ＺＲＧ ＺＳＧ：太陽歯車の歯数、ＺＲＧ：リング歯車の歯数
本発明の場合、変速比（減速比）は、入力軸のリング歯車の回転数ｎＲＧと第２遊星歯車機構の回転太陽歯車の回転数ｎＳＧとの比である。第１遊星歯車機構と第２遊星歯車機構は共通のキャリアを備えており、その回転数ｎＣＲは、固定太陽歯車を備えた第１遊星歯車機構により決定される。第２遊星歯車機構における回転太陽歯車の回転数ｎＳＧは、リング歯車の回転数ｎＲＧとキャリアの回転数ｎＣＲから決定され、結局、本発明において変速比は次式で表される。
ｎＳＧ／ｎＲＧ＝（γ２−γ１）／（１＋γ１）γ２ （式１）
γ１＝ＺＳＧｆ／ＺＲＧ ＺＳＧｆ：第１遊星歯車機構の固定太陽歯車の歯数
γ２＝ＺＳＧ／ＺＲＧ ＺＳＧ ：第２遊星歯車機構の回転太陽歯車の歯数

これに対し、出力軸から入力軸へ回転を伝達しようとすると、減速終端となる回転太陽歯車から第２遊星歯車機構及び第１遊星歯車機構を経由して入力軸へ動力が伝達されることとなる。しかし、第２遊星歯車機構の回転太陽歯車と第１遊星歯車機構の固定太陽歯車には歯数差が設けてあり、これらの太陽歯車が同一の遊星歯車に噛み合っているため、回転太陽歯車から遊星歯車への伝達の際にこじられるような力が作用し、出力軸は、実質的にロックされた状態となり回転が不能となる。また、出力軸から入力軸への回転の伝達は入力軸を増速して行われるが、入力軸に抵抗トルクが存在すると、それに変速比を乗じたトルクが出力軸に作用するので、この点からも実質的にロックされる結果となる。

このように、本発明のロックタイプ双方向クラッチでは、遊星歯車機構を利用して、入力軸から出力軸へ回転動力を伝達するとともに反対向きへの伝達は遮断する。出力軸からの回転伝達の遮断は、遊星歯車機構をロック状態とすることにより行われるから、出力軸の停止の保持が摩擦力により制限されることはない。さらに、遊星歯車機構のロック状態は、出力軸側から駆動しようとすると直ちに生じるので、図５の双方向クラッチとは異なり、作動中に衝撃音が発生することはなく、ローラの噛み込みと解除の繰り返しに起因する出力軸の速度変動の発生がない。
また、本発明の双方向クラッチでは、入力軸から出力軸を駆動する際には、式１におけるγ１、γ２の値、すなわち、両方の遊星歯車機構太陽歯車の歯数、を変更することにより変速比を自由に設定することができる。γ１＞γ２とすると、回転方向を逆転することが可能である。

本発明のロックタイプ双方向クラッチの実施例を示す図である。 図１の双方向クラッチの作動を説明する図である。 図１の双方向クラッチを構成する部品の単品分解図である。 本発明の双方向クラッチの別実施例を示す図である。 従来のロックタイプ双方向クラッチの一例を示す図である。 図５のロックタイプ双方向クラッチの作動を説明する図である。

以下、図面に基づき、本発明のロックタイプ双方向クラッチについて説明する。まず、本発明の一実施例の双方向クラッチの全体的な構造を図１に示し、その作動の説明図を図２に示す。図３は、図１の実施例の双方向クラッチの部品を単体で示すものである。

図１の中央の縦断面図に示すように（各部品を単品で示す図３も参照）、この実施例の双方向クラッチは、固定のハウジング１の中心部に入力軸２及び出力軸３をそれぞれ配置した構造であり、図示は省略するが、入力軸２はモーター等の駆動側に接続され（入力軸２の中央の孔は断面がＤ字状であり、ここにモーター等の駆動軸が相対回転不能に挿入される）、出力軸３は昇降装置等の従動側に接続される。ハウジング１の端部には、その一部をなす蓋体１Ｃが圧入されてシ−ルドされており、蓋体１Ｃは、これを貫通する入力軸２の軸受けを兼ねている。
ハウジング１の内部には、リング歯車、遊星歯車及び太陽歯車により構成される第１遊星歯車機構Ｍ１（断面Ａ−Ａ）と第２遊星歯車機構Ｍ２（断面Ｂ−Ｂ）とが、軸方向に並列して配置される。

入力軸２は、端板２１と円周壁２２とを備えるカップ状の回転部材であり（図３参照）、円周壁２２の内周面にはリング歯車ＲＧが形成されている。リング歯車ＲＧは、軸方向に比較的長い単一の内歯歯車であり、第１、第２遊星歯車機構に共通（同一歯数）のリング歯車となっている。断面Ａ−Ａ、断面Ｂ−Ｂに示すとおり、リング歯車ＲＧの内方には、これと噛み合う３個の遊星歯車ＰＧが配置され、遊星歯車ＰＧも第１、第２遊星歯車機構に共通の遊星歯車となっている。遊星歯車ＰＧは、円板状のキャリア４の一方側の面に立設した３本の支持軸４１に回転可能に嵌め込まれる。

断面Ａ−Ａに示す第１遊星歯車機構Ｍ１では、遊星歯車ＰＧと噛み合う太陽歯車は、ハウジング１の端板１１に突設したボス部の外周に形成される固定太陽歯車ＳＧｆである。これに対し、断面Ｂ−Ｂに示す第２遊星歯車機構Ｍ２では、共通の遊星歯車ＰＧと噛み合う太陽歯車が、出力軸３の先端に設けた回転可能の回転太陽歯車ＳＧｒとなっており、出力軸３は、ハウジング１のボス部を貫通し、中央の縦断面図において左側に延びている。固定太陽歯車ＳＧｆと回転太陽歯車ＳＧｒとは軸方向に並設されていて、ともに遊星歯車ＰＧと噛み合う。両方の太陽歯車の間には歯数差が設定してあり、この実施例では、固定太陽歯車ＳＧｆの歯数が９、回転太陽歯車ＳＧｒの歯数が１２である。

図１の実施例のロックタイプ双方向クラッチの作動について、図２により説明する。
図２の上方の断面Ａ−Ａのように、入力軸２に形成したリング歯車ＲＧに時計方向（中央の縦断面図の右方から見て）の回転トルクを付与したときは、リング歯車ＲＧは、これと噛み合う遊星歯車ＰＧに同一方向に自転するような力を作用させる。遊星歯車ＰＧには並設された２個の太陽歯車に噛み合っているが、第１遊星歯車機構Ｍ１の固定太陽歯車ＳＧｆは回転不能であるため、遊星歯車ＰＧは、固定太陽歯車ＳＧｆの周りを自転し、キャリア４をリング歯車ＲＧと同一方向に回転させる。
遊星歯車ＰＧは、第２遊星歯車機構Ｍ２の回転可能な回転太陽歯車ＳＧｒとも噛み合っており、両方の太陽歯車の間には歯数差が存在する。そのため、第２遊星歯車機構Ｍ２では、リング歯車ＲＧ、キャリア４及びの回転太陽歯車ＳＧｒの各要素が回転する遊星歯車機構を構成し、出力軸３に連なる回転太陽歯車ＳＧｒが、入力軸２に形成したリング歯車ＲＧよりも減速して回転することとなる（上方の断面Ｂ−Ｂ）。

この実施例では、各歯車の歯数は、リング歯車ＲＧが３６、固定太陽歯車ＳＧｆが９、回転太陽歯車ＳＧｒが１２に設定されている。したがって、上述の（式１）におけるγ１＝１／４、γ２＝１／３であり、回転太陽歯車ＳＧｒとリング歯車ＲＧとの回転数の比は１／５となる。つまり、この実施例のロックタイプ双方向クラッチにおいては、入力軸２の回転方向にかかわらず、出力軸３が入力軸２の１／５の回転数に減速されて同一方向に回転し、出力軸３のトルクは入力軸２の５倍となる。

一方、出力軸３から入力軸２へ回転を伝達する場合には、図２の下方の断面Ｂ−Ｂのように、第２遊星歯車機構Ｍ２の回転太陽歯車ＳＧｒに回転トルクを与えて、これと噛み合う遊星歯車ＰＧを回転させることとなる。ここで、遊星歯車ＰＧは、歯数の異なる固定太陽歯車ＳＧｆと同時に噛み合っており、両方の太陽歯車では、一方に転位歯車が採用されるなど歯の形状も異なっているので、回転太陽歯車ＳＧｒから遊星歯車ＰＧへのトルク伝達の際に、歯車にこじられるような力が作用する。そのため、出力軸３はロックされた状態となり、実質的に回転が不能となる。また、この実施例では、入力軸２に抵抗トルクが存在すると、出力軸３に要する回転トルクは抵抗トルクの５倍となるので、この点からも出力軸３が実質的にロックされることとなる。
このように、本発明のロックタイプ双方向クラッチにおいては、入力軸２のリング歯車ＲＧ側からの回転は、減速されて出力軸３側に伝達されるが、出力軸３の回転太陽歯車ＳＧｒ側からの逆の動力伝達は、出力軸３が回転不能となって遮断される。

ここで、図１の実施例のロックタイプ双方向クラッチにおけるハウジングや入出力軸等の構造について、図３の単品分解図により説明する。
図３の最上部に示されるとおり、ハウジング１は、端板１１と円周壁１２とを備えるカップ状の固定部材であり、端板１１の反対側には蓋体１Ｃ（図１参照）が圧入されて、内部が封鎖される。端板１１の内側の中央部にはボス部が突設してあり、その外周には、第１遊星歯車機構Ｍ１の固定太陽歯車ＳＧｆが形成されるとともに、ボス部中心には、出力軸３が貫通する貫通孔が形成される。出力軸３の端部には第２遊星歯車機構Ｍ２の回転太陽歯車ＳＧｒが設けられており、出力軸３が貫通孔に挿入されると、歯数の異なる固定太陽歯車ＳＧｆと回転太陽歯車ＳＧｒとが軸方向に並列するようになる。
ハウジング等をこうした構造とすることにより、本発明のロックタイプ双方向クラッチの全体的な構造を簡素化し、小型でコンパクトな双方向クラッチを得ることができると同時に、出力軸の回転太陽歯車とハウジングの固定太陽歯車とを同一の遊星歯車と噛み合わせることが容易となる。

図３の中段に示す入力軸２は、端板２１と円周壁２２とを備えるカップ状の回転部材であって、円周壁２２の内周面には第１、第２遊星歯車機構に共通のリング歯車ＲＧが形成されている。入力軸２は、ハウジング１の内部に回転可能に設置され、その出力軸側先端がハウジング１の端板１１に当接するとともに、端板２１の背面側が蓋体１Ｃに当接している（図１参照）。そのため、入力軸２はハウジング１の内部で安定的に回転し、回転軸の傾きなどに起因する振動、騒音等が防止される。入力軸２の端板２１の中央部には、ボス部２３が突設されている。

入力軸２の円周壁２２の内部には、リング歯車ＲＧ及び２個の太陽歯車と噛み合う遊星歯車ＰＧと、遊星歯車ＰＧを軸支するキャリア４とが収容される。入力軸２をこのような構造にすると、共通のリング歯車や共通の遊星歯車を配置する本発明の双方向クラッチの全体的な構造を、コンパクトなものとすることができる。
そして、円板状のキャリア４の中央には中央孔４２が設けてあり、この中央孔４２が、入力軸２のボス部２３に嵌め込まれて、キャリア４の背面側が入力軸２の端板２１と当接する（図１参照）。これにより、キャリア４は、スラスト方向及びラジアル方向に入力軸２に支持される形となり、キャリア４や遊星歯車ＰＧの安定した回転が可能となる。

次いで、本発明のロックタイプ双方向クラッチの別実施例について、図４により説明する。別実施例の双方向クラッチは、図１の実施例の双方向クラッチの前段に増速装置を設置したものであり、増速装置には、遊星歯車機構を備えた増速機が採用されている。図４では、図１の実施例の部品に相当するものについては同一の符号を付してある。

図４の縦断面図、断面Ａ−Ａ及び断面Ｂ−Ｂに示すように、別実施例の双方向クラッチは、図１の実施例のものと同じく、第１遊星歯車機構Ｍ１（断面Ａ−Ａ）と第２遊星歯車機構Ｍ２（断面Ｂ−Ｂ）とを組み合わせた本発明の基本構造を備えている。入力軸２がカップ状部材であって、その円周壁に両方の遊星歯車機構に共通するリング歯車ＲＧが形成されていること、第１遊星歯車機構Ｍ１の固定太陽歯車ＳＧｆと第２遊星歯車機構Ｍ２の回転太陽歯車ＳＧｒとが、共通の遊星歯車ＰＧと噛み合っていること、さらには、両方の太陽歯車に歯数差が設けられ、回転太陽歯車ＳＧｒが出力軸３に連結されていることも図１の実施例の双方向クラッチと同様である。

図４の別実施例と図１の実施例との相違点は、別実施例の双方向クラッチが、入力軸２の前段（縦断面図では入力軸２の右側）に増速装置である増速遊星歯車機構Ｍｆ（断面Ｃ−Ｃ）を備えていることにある。増速遊星歯車機構Ｍｆは、その入力側となる前段入力軸２ｆが増速遊星歯車機構Ｍｆのキャリアに連結されるとともに、出力側は、入力軸２の外周に形成された太陽歯車ＳＧｉとなっている。増速遊星歯車機構Ｍｆのリング歯車ＲＧｆは、固定のハウジング１の内周面に形成された内歯歯車であり、増速遊星歯車機構Ｍｆの遊星歯車ＰＧｆがリング歯車ＲＧｆと太陽歯車ＳＧｉとの間に介在される。ここで、図４の別実施例では、増速装置として増速遊星歯車機構Ｍｆが用いられており、双方向クラッチ全体の入力軸となる前段入力軸２ｆが出力軸３と同一軸線上に配置されるので、双方向クラッチを動力伝達経路に設置する際の利便性が向上する。
この別実施例においては、固定のリング歯車ＲＧｆの歯数が３６、太陽歯車ＳＧｉの歯数が１２に設定されている。増速遊星歯車機構Ｍｆの変速比、つまり、出力側の太陽歯車ＳＧｆと入力側の前段入力軸２ｆとの回転数の比は４であり、増速遊星歯車機構Ｍｆでは回転数が４倍に増速される。出力軸３と入力軸２との回転数の比は、図１の実施例と同じく１／５であり、したがって、別実施例の全体の変速比となる出力軸３と前段入力軸２ｆとの回転数の比は４／５となる。

このように、本発明のロックタイプ双方向クラッチの前段に増速装置を設置すると、入力軸から出力軸への動力伝達の際の変速比を変更することが可能で、例えば、固定のリング歯車ＲＧｆの歯数を３６、太陽歯車ＳＧｆの歯数を９に設定すると、等速で同一方向に回転する双方向クラッチとなり、双方向クラッチとして使い勝手が良いものを容易に構成することができる。なお、増速遊星歯車機構Ｍｆの太陽歯車ＳＧｆの歯数を１２としたまま、基本構造部分の固定太陽歯車ＳＧｆの歯数を１２、回転太陽歯車ＳＧｒの歯数を９とした場合には（図４の断面Ａ−Ａと断面Ｂ−Ｂとを入れ換えることに相当）、等速で逆方向に回転する双方向クラッチとなる。

以上詳述したように、本発明のロックタイプ双方向クラッチは、固定太陽歯車を有する第１遊星歯車機構と回転太陽歯車を有する第２遊星歯車機構を組み合わせ、両方の太陽歯車に歯数差を設け、第１遊星歯車機構のリング歯車を入力軸に連結するとともに回転太陽歯車を出力軸に連結し、出力軸側からの動力伝達を遮断するものである。したがって、本発明の双方向クラッチでは、作動に伴う異音等の発生を防止、入出力軸間での変速等が可能となる。
上記の実施例では、入出力軸とハウジング等を直接滑り接触させているが、回転要素と固定部との間に転がりベアリングを介在させて摩擦損失を低減することもできる。また、リング歯車等の歯車部分を別体で製作して部品に組み付ける、別実施例における増速装置として、外歯歯車のみを用いる単純な歯車列の増速装置を使用するなど、上記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。

１ ハウジング
１Ｃ 蓋体
２ 入力軸
３ 出力軸
４ キャリア
ＳＧｆ 固定太陽歯車
ＳＧｒ 回転太陽歯車
ＰＧ 遊星歯車
ＲＧ リング歯車
Ｍ１ 第１遊星歯車機構
Ｍ２ 第２遊星歯車機構
Ｍｆ 増速遊星歯車機構

Claims (5)

1. 回転不能のハウジング、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、前記出力軸を回転不能として遮断されるロックタイプ双方向クラッチであって、
   前記入力軸に連結されたリング歯車、前記リング歯車と噛み合いキャリアに軸支された遊星歯車、及び、前記遊星歯車と噛み合う回転不能の固定太陽歯車により構成される第１遊星歯車機構と、
   前記リング歯車、前記遊星歯車、及び前記遊星歯車と噛み合うとともに前記出力軸に連結された回転太陽歯車により構成される第２遊星歯車機構とを備え、かつ、
   前記固定太陽歯車と前記回転太陽歯車との間には歯数差が設けられており、
   前記入力軸から前記出力軸に減速して回転が伝達されることを特徴とするロックタイプ双方向クラッチ。
2. 前記ハウジングは、円周壁と端板とを備えるカップ状の固定部材であり、その端板の中央部には、前記出力軸が貫通する中央孔と前記固定太陽歯車とが形成されている請求項１に記載のロックタイプ双方向クラッチ。
3. 前記入力軸は、円周壁と端板とを備えるカップ状の回転部材であり、その円周壁には、前記リング歯車が形成されるとともに、円周壁の内方に、前記キャリア及び遊星歯車が収容される請求項１又は請求項２に記載のロックタイプ双方向クラッチ。
4. ロックタイプ双方向クラッチの前段に増速装置が設置されており、前記入力軸が、前記増速装置の出力側に結合される請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のロックタイプ双方向クラッチ。
5. 前記増速装置は、増速遊星歯車機構を備えた増速装置であり、増速装置の入力側が前記増速遊星歯車機構のキャリアに連結されるとともに、ロックタイプ双方向クラッチの前記入力軸に、前記増速遊星歯車機構の遊星歯車と噛み合う太陽歯車が形成されている請求項４に記載のロックタイプ双方向クラッチ。