JP2017015134A - 空転歯車を備えたフリータイプ双方向クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】空転する歯車を利用して、入力軸からの回転が出力軸に伝達され、出力軸から入力軸への回転の伝達は遮断されるフリータイプ双方向クラッチを構成する。【解決手段】回転不能のハウジング１内に、共通の回転軸を中心として回転可能な入力軸２及び出力軸３を設置し、出力軸３に同心歯車３２を形成するとともに、これと噛み合う外歯歯車を設けた遊星歯車体４を同心歯車３２の周りに配置する。遊星歯車体４はキャリア５に軸支されていて、軸方向に突出する突出部４２が設けられており、突出部４２は、入力軸２に形成されたカム体２２と係合する位置に配置される。突出部４２とカム体２２の断面には直線部が形成してあり、入力軸２が回転したときは、遊星歯車体４の自転が阻止されてロック状態となり、出力軸３へ回転が伝達されるが、出力軸側３が回転したときは遊星歯車体４が空転し、入力軸２への回転の伝達が遮断される。【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フリータイプ双方向クラッチに関するものである。

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。

フリータイプ双方向クラッチは、一例として、巻き上げ式の電動カーテン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昇降が可能であるとともに、駆動モーターの停止位置においては、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、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、駆動モーターと巻き上げ機構との間に電磁クラッチを設置し、これを断・接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。

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号に記載の双方向クラッチが知られており、これについて図５により説明する。図５（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５（ｂ）（ｃ）は、作動を示す作動図である。
図５（ａ）に示すとおり、このフリータイプ双方向クラッチでは、円筒形のハウジングＨＧの内部に、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が固着してあり、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。

入力軸の回転に伴って、図５（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５（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。

フリータイプ双方向クラッチは、手動操作可能な電動カーテンに用いる以外にも、例えば、新聞の折り込みチラシを折って挟み込む丁合機のチラシ収納トレーの昇降装置において、トレーの位置を駆動モーターにより概略的に調整した後、手動によって正確な位置合わせを行うような機構に適用できる。また、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、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、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。

特許第４９４９１９６号公報

上述のとおり、図５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、用途によっては未だ改良すべき余地が残されている。本発明は、こうしたフリータイプ双方向クラッチの、以下に述べるような課題を解決するものである。
まず、図５の双方向クラッチでは、入力軸と出力軸との間に、引張りばねＴＳの取り付けられた２個の中間部材ＭＭ、楔形凹所と出力部材ＯＭの内面との間に置かれたローラＲＯ等が介在し、部品点数が多数となって構造が複雑であり、双方向クラッチの製造、組み立て作業が容易でない。ことに、引張りばねＴＳを部材の間に取り付ける工程は機械化が困難であって、作業員の手作業によって行わざるを得ない。

また、入力軸から出力軸へ回転が伝達するには、２個の中間部材ＭＭが押し広げられ、ローラＲＯが楔形凹所内を移動して出力部材ＯＭの内面に当接する必要があるため、回転の伝達にタイムラグがある。そして、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。複写機の紙送り用ローラのように従動側の機器の負荷トルクが小さいものであれば、双方向クラッチの伝達トルクが小さくても差支えがないが、多量のチラシを載せた収納トレーの昇降装置を駆動するようなときは、ローラＲＯの接触面に滑りが生じ、昇降装置の駆動ができなくなる恐れがある。

上記の課題を解決するため、本発明のフリータイプ双方向クラッチは、噛み合いローラを用いることなく、出力軸と同心の同心歯車を設置してこれと噛み合う外歯歯車の形成された遊星歯車体を設け、入力軸が回転したときは、遊星歯車体の自転を阻止して出力軸へ回転を伝達する一方、出力軸の回転により同心歯車が回転したときは、遊星歯車体の自転を許容してこれを空転させ、入力軸への回転の伝達を遮断するものである。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、
前記出力軸には同心の同心歯車が設けられるとともに、前記ハウジングの内部には、前記同心歯車と噛み合う外歯歯車の形成された遊星歯車体と、前記遊星歯車体を回転可能に軸支し前記共通の回転軸を中心として回転可能なキャリアとが配置され、
前記遊星歯車体には軸方向に突出する突出部が設けられるとともに、前記入力軸には前記突出部に当接するカム体が設けられ、かつ、前記突出部及び前記カム体の断面には、それぞれ直線部が形成されており、
前記入力軸が回転したときは、前記突出部及び前記カム体の断面の直線部が当接して前記遊星歯車体の自転が阻止され、前記出力軸が回転したときは、前記突出部及び前記カム体の当接が解除されて、前記同心歯車による前記遊星歯車体の自転が許容されるように、前記遊星歯車体と前記カム体とが配置されている」
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。

本発明のフリータイプ双方向クラッチにおいては、前記突出部及び前記カム体の断面をそれぞれ正多角形形状とし、かつ、前記遊星歯車体は、前記カム体の断面の辺の数と同一個数のものが周方向に等間隔で配置されるように構成するのが好ましい。また、前記キャリアには、前記遊星歯車体を挟んで対向する位置に、キャリア補強板を一体的に結合するのが好ましい。

本発明のフリータイプ双方向クラッチでは、前記出力軸に設けられた前記同心歯車を、前記遊星歯車体の径方向内側に置かれた外歯歯車とし、さらに、前記遊星歯車体と前記ハウジングとの間には、前記遊星歯車体の外歯歯車と噛み合う内歯歯車を形成したスペーサ歯車体を設置することができる。また、前記キャリアと前記ハウジングとの間には、制動用のばねを設置することができる。

本発明のフリータイプ双方向クラッチは、固定のハウジング内に、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、出力軸にこれと同心の同心歯車を設けるとともに、同心歯車と噛み合う外歯歯車を形成した遊星歯車体を回転軸周りに配置し、この遊星歯車体を、回転軸と同心状のキャリアに回転可能に軸支するものである。遊星歯車体には軸方向に突出する突出部を設けるとともに、入力軸には突出部と当接するカム体を設ける。そして、突出部及びカム体の断面にはそれぞれ直線部を形成し、この直線部同士が当接するように突出部及びカム体を配置する。

入力軸が回転したときは、後に詳述するとおり、入力軸のカム体の外周面と遊星歯車体の突出部の外周面とが直線部で当接し、両方の面が重なり合って遊星歯車体の自転が阻止される。そのため、入力軸と遊星歯車体を軸支するキャリアとがロック状態となり、同心歯車を有する出力軸も、遊星歯車体の外歯歯車との噛み合いによって入力軸にロックされる。その結果、入力軸は、遊星歯車体及びキャリアを介して出力軸と一体化され、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、出力軸が入力軸と同一回転数で同一方向に回転する。
これに対し、出力軸が回転すると、同心歯車と外歯歯車との噛み合いにより、遊星歯車体はキャリアの支持軸の周りに自転しようとする。ここで、遊星歯車体の突出部と入力軸のカム体とは、直線部同士の当接が行われていない状態では（突出部の面とカム体の面が重なったときでも、遊星歯車体の自転によってカム体又はキャリアがわずかに回転するとこの状態となる）、遊星歯車体の自転が許容されるような位置関係に配置されている。つまり、出力軸が回転しても遊星歯車体が自転するだけであって、出力軸は空転し、フリータイプ双方向クラッチとしての機能が達成される。

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、出力軸の同心歯車と噛み合う遊星歯車体の自転を阻止するか許容するかによって、動力の伝達・遮断を切り換えている。図５の双方向クラッチのように、噛み合いローラや引張りばねを使用するものではないため、構造が簡単であって製造・組み立ても容易である。
ことに、入力軸から出力軸への動力伝達は、入力軸のカム体の外周面と遊星歯車体の突出部の外周面とが直線部で当接し、両方の面が重なり合って面の垂直方向に力を作用させることにより行われる。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く、本発明のフリータイプ双方向クラッチは、負荷トルクが大きい機器を駆動する動力伝達装置に好適である。また、出力軸を空転させるための遊星歯車体の自転は、出力軸から駆動しようとすると速やかに生じるので、タイムラグがほとんど存在せず、正確な位置制御などが容易となる。

本発明のフリータイプ双方向クラッチにおいて、突出部及びカム体の断面をそれぞれ正多角形形状とし、かつ、遊星歯車体は、カム体の断面の辺の数と同一個数のものを周方向に等間隔で配置したときは、入力軸が正方向に回転したときも逆方向に回転したときも、回転方向後ろ側のカム体の平面が突出部の正多角形の一辺の平面と面接触する形となり、遊星歯車体の自転が確実に阻止されるとともに、重なる面を介して入力軸から遊星歯車体に回転力が確実に伝達することとなる。さらに、入力軸及び出力軸の周りに均等に伝達力が作用するので、回転バランスが優れ作動中の軸の傾きや振動等が防止される。
また、遊星歯車体を軸支するキャリアに、遊星歯車体を挟んで対向する位置にキャリア補強板を一体的に結合したときは、キャリアの剛性及び強度が向上し、作動中の遊星歯車体の傾きや振動等が防止されて、円滑な動力伝達を行うことができる。

ところで、本発明のフリータイプ双方向クラッチでは、出力軸に設けられた同心歯車として中心に置かれた小径の外歯歯車を採用し、これを遊星歯車体の径方向内側に置いて噛み合わせることができ、あるいは、大径の内歯歯車を採用し、遊星歯車体の径方向外側から噛み合わせることもできる。そして、前者のように同心歯車として外歯歯車を採用した場合には、遊星歯車体とハウジングとの間に、遊星歯車体の外歯歯車と噛み合う内歯歯車を形成したスペーサ歯車体を設置することが可能で、こうすると、スペーサ歯車体により遊星歯車体等の位置の「ずれ」を防止して、動力伝達の作動の円滑化を図ることができる。
固定のハウジングとキャリアとの間に制動用のばねを配設した場合には、遊星歯車体を軸支するキャリアに拘束力が付与されて、遊星歯車体の突出部と入力軸のカム体との位置関係が確実に保持される。このため、例えば、出力軸空転時には、遊星歯車体の自転可能な状態が継続し、入力軸の回転がより確実に防止される。

本発明のフリータイプ双方向クラッチの第１実施例を示す構造図である。 図１に示すフリータイプ双方向クラッチの作動を説明する図である。 図１に示すフリータイプ双方向クラッチの入出力軸の単体図である。 本発明のフリータイプ双方向クラッチの第２実施例を示す図である。 従来のフリータイプ双方向クラッチを示す図である。

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。

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、共通の回転軸ｏを有する入力軸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であって、その中心軸は入力軸２及び出力軸３の回転軸ｏと同一である。ハウジング１の開口端部には、内部を閉鎖する円板状のシールド体１１が圧入されている。図１の中央縦断面図に示すとおり、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形成されたボス部に軸受けされ、出力軸３は、シールド体１１の中心を貫通してこれに形成されたボス部に軸受けされる。

入力軸２は、ほぼ円柱状の軸部２１と、その先端部に固着されたカム体２２とを備えており（単体図である図３も参照）、軸部２１には、駆動源のモーター等の軸が挿入される連結孔が形成される。図１の第１実施例では、断面Ａ−Ａに示すとおり、カム体２２の断面の形状が正３角形であって（頂角部分は円弧状に丸めてある）、断面の外周には、正３角形の辺である３個の直線部が形成されている。直線部の中央には、後述する遊星歯車体４の突出部４２との干渉を避けるため、小さな凹部ＲＣが設けられている。
出力軸３は、ほぼ円柱型の軸部３１を備え、その先端部には、出力軸３の回転軸ｏと同心となった同心歯車３２が一体的に設けられている（単体図である図３も参照）。同心歯車３２は、図１の第１実施例では、断面Ｂ−Ｂに示すとおり、歯数１５の外歯歯車となっている。出力軸３の軸部３１にも連結孔が形成され、ここに負荷となる従動側の機器等の軸が挿入される。また、入力軸２と出力軸３とが対向して隣接する部分には、互いに嵌り合う孔部と軸部が設けられており、これにより、両方の軸が回転中に傾きや「ずれ」を起こすのが防止される。

ハウジング１の内部には、出力軸３の同心歯車３２と噛み合う外歯歯車４１（歯数：１２）を形成した３個の遊星歯車体４が、周方向に等間隔をおいて配設される。遊星歯車体４の個数は、入力軸２に固着された断面正３角形形状のカム体２２における辺の数と同じであって、各々の遊星歯車体４は、カム体２２の辺のほぼ中央に位置している。
各々の遊星歯車体４には、軸方向に突出する突出部４２が設けてあり、この突出部４２は、遊星歯車体４をハウジング１の内部に組み付けたときに、入力軸２のカム体２２と当接する軸方向位置に設けられる。図１の第１実施例のフリータイプ双方向クラッチでは、断面Ａ−Ａに示すとおり（単体図である図３も参照）、突出部４２の断面形状は正６角形であり、断面の外周には、正６角形の辺である６個の直線部が形成されている。そして、突出部４２がカム体２２の辺の中央と対向する断面Ａ−Ａの状態では、突出部４２とカム体２２との間にはわずかな間隙が存在し、突出部４２の自転が許容されるよう、遊星歯車体４とカム体２２との相対的な位置が設定されている。

３個の遊星歯車体４は、シールド体１１のボス部に嵌め込まれて回転軸ｏを中心として回転可能となったキャリア５に軸支される。つまり、遊星歯車体４の中心には軸方向の貫通孔が形成してあり、この貫通孔が、キャリア５の環状平板部５１に立設された支持軸５２に嵌め込まれる（単体図である図３も参照）。
図１の中央縦断面図に示すとおり、遊星歯車体４を挟んでキャリア５の環状平板部５１と対向する位置には、円板状のキャリア補強板５Ｄが設置してあり、キャリア補強板５Ｄは、ハウジング１の端板部のボス部に嵌め込まれ、端板部に当接しながら回転軸ｏを中心として回転可能となっている。キャリア５の環状平板部５１には、遊星歯車体４を軸支する３本の支持軸５２が立設されるとともに３本の連結片５３が立設されており、支持軸５２と連結片５３とは、キャリア補強板５Ｄに設けた対応する孔に嵌め込まれて一体的に結合される。このように、キャリア５がキャリア補強板５Ｄと結合されているため、キャリア５の支持軸５２等の剛性及び強度が向上して遊星歯車体４の傾きや振動等が防止され、フリータイプ双方向クラッチとしての円滑な作動が実現できる。

キャリア５の環状平板部５１の背面は、円板状のシールド体１１に当接しており、キャリア５の外周には環状の溝部５４が形成してある。溝部５４には、キャリア５とハウジング１とに接触するばね６が置かれている。このばね６は、キャリア５の外周を取り巻いて設置される細長い板ばねであり、キャリア５の回転に対して一定の拘束力を付与する。

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を参照して説明する。
図２（ａ）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（中央縦断面図の右方から見て）に回転すると、入力軸２の正３角形状のカム体２２も反時計方向に回転する。これにより、図２（ａ）の断面Ａ−Ａに示すとおり、カム体２２の１辺（直線部）と遊星歯車体４の突出部４２における正６角形断面の１辺（直線部）とが直線的に重なることとなる。この状態となると、重なった辺の部分が全体的に面接触して、遊星歯車体４が自転できなくなり、遊星歯車体４とキャリア５とは、入力軸２とロック状態で一体的に回転する。そして、同心歯車３２により遊星歯車体４と噛み合っている出力軸３も、遊星歯車体４の移動（回転軸ｏの周りの公転）と一体となって回転する。

つまり、入力軸２が回転すると、遊星歯車体４の外歯歯車４１と出力軸３の同心歯車３２を介して出力軸３を回転させ、これに連なる従動側の機器、例えば、丁合機におけるチラシ収納トレーの昇降装置に駆動力が伝達される。遊星歯車体４、キャリア５等の入出力軸間に介在する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。そして、重なる直線部の面接触によるトルク伝達であるため、本発明のフリータイプ双方向クラッチでは大きなトルクの伝達が可能となる。

これに対して、図２（ｂ）の各矢印に示すように、出力軸３が反時計方向（中央縦断面図の右方から見て）に回転した場合には、出力軸３の同心歯車３２が、噛み合う遊星歯車体４の外歯歯車４１に自転の回転トルクを与える。そして、遊星歯車体４は、図２（ｂ）の断面Ａ−Ａに示すように、突出部４２がカム体２２の辺の中央に位置するときには、自由に自転可能である。すなわち、突出部４２の外接円の径は、遊星歯車体４の中心からカム体２２までの距離よりも小さく、したがって、出力軸３が回転し同心歯車３２が回転しても、キャリア５に軸支された遊星歯車体４が自転するだけであって、入力軸２は回転せず、動力伝達が遮断される。

図１の実施例では、固定のハウジング１とキャリア５との間に制動用のばね６が設置してあり、キャリア５には拘束力が付与されている。そのため、出力軸３の回転中における振動等に伴う遊星歯車体４の位置の「ずれ」が防止され、突出部４２がカム体２２の辺の中央に位置して自由に回転する状態が保持される。なお、ばね６による制動トルクは比較的小さく、入力軸２からの回転伝達が中断した後、図２（ａ）の断面Ａ−Ａのように、突出部４２の面とカム体２２の面が接触した状態で出力軸３側から駆動された場合には、入力軸２が停止したまま（入力軸２に作用する抵抗トルクにより）、突出部４２の回転の反力を受けてキャリア５がわずかに逆回転し、突出部４２をカム体２２の辺の中央に位置させることができる。

このように、遊星歯車体４の突出部４２が入力軸２のカム体４２と干渉せずに自転することが可能であるため、出力軸３が回転しても遊星歯車体４が空転し、その回転が入力軸２に伝達されることはない。例えば、入力軸に連結したモーターから出力軸に連なるチラシ収納トレーの昇降装置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、収納トレーを手動で昇降することが可能である。
なお、図１の第１実施例においては、入力軸２のカム体２２の断面が正３角形形状であり、遊星歯車体４の突出部４２の断面が正６角形となっているが、両方の断面に重なり合う直線部が存在するものであれば、これらの断面形状に限定されるものでないことは言うまでもなく、本発明のフリータイプ双方向クラッチとしては、例えば、正４角形のもの等を適宜組み合わせることができる。また、遊星歯車体４の個数も、必ずしもカム体２２の辺の数と一致させる必要はない。

図４には、本発明のフリータイプ双方向クラッチの第２実施例を示す。第２実施例のフリータイプ双方向クラッチは、図１の第１実施例のものと基本的な構成や作動は同じであるが、遊星歯車体とハウジングとの間に、遊星歯車体の外歯歯車と噛み合う内歯歯車を形成したスペーサ歯車体を設置したものとなっている。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、図１に対応する図であって、同一の構成要素については同一の符号を付して表している。

図４の中央縦断面図に示すように、第２実施例のフリータイプ双方向クラッチでは、スペーサ歯車体７が、キャリア５の環状平板部５１とキャリア補強板５Ｄの間の軸方向のスペースを埋めるように置かれている。スペーサ歯車体７の単品図及び断面Ｂ−Ｂの図から分かるように、スペーサ歯車体７は、遊星歯車体４の外歯歯車４１に外側から噛み合う内歯歯車７１を備えており、外歯歯車４１とハウジング１の間の径方向のスペースを埋めるものでもある。

この第２実施例のフリータイプ双方向クラッチにおいて、入力軸２が回転したときは、図１の第１実施例のものと同様に、遊星歯車体４、キャリア５及び出力軸３は入力軸２とロック状態で一体的に回転し、遊星歯車体４の外歯歯車４１に外側から噛み合うスペーサ歯車体７も、同時に一体となって回転する。一方、出力軸３が回転したときは、スペーサ歯車体７が遊星歯車体４の外歯歯車４１を介して回転駆動されるけれども、入力軸２に対しては何ら駆動トルクを及ぼさない。
つまり、スペーサ歯車体７は、フリータイプ双方向クラッチの基本的な作動に影響するものではないが、それに形成された内歯歯車７１が遊星歯車体４の外歯歯車４１と常時噛み合っており、また、それの軸方向の両端面がキャリア５とキャリア補強板５Ｄとに当接している。そのため、遊星歯車体４等、双方向クラッチの作動中に回転部品が正規の位置に保持され、回転軸の傾き等が阻止される結果、安定した動力伝達を図ることができる。

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、入力軸にカム体を取り付けるとともに出力軸に同心歯車を取り付け、さらに、両者の間に外歯歯車の形成された遊星歯車体を設置し、入力軸が回転したときは、遊星歯車体の自転を阻止して出力軸へ回転を伝達する一方、出力軸が回転したときは、遊星歯車体の自転を許容してこれを空転させ、入力軸への回転の伝達を遮断するものである。
上記の実施例では、出力軸に設けられた同心歯車として中心に置かれた小径の外歯歯車が採用されているが、遊星歯車体と出力軸との間の歯車伝達としては、外歯歯車に代えて出力軸に大径の内歯歯車を取り付け、図４のスペーサ歯車体７のように遊星歯車体の径方向外側から噛み合わせることもできる。また、遊星歯車体の突出部及びカム体の断面にそれぞれ形成された直線部は、遊星歯車体の直線部分にわずかな弧状のふくらみを持たせ、カム体の直線部分に対応する凹みを持たせて重ね合わせるようにするなど、入力軸が回転したときは、突出部及び前ム体の断面の直線部が当接して遊星歯車体の自転が阻止され、出力軸が回転したときは、突出部及びカム体の当接が解除されて、同心歯車による遊星歯車体の自転が許容されるように動作するものであれば、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。

１：ハウジング
１１：シールド体
２：入力軸
２２：カム体
３：出力軸
３２：同心歯車
４：遊星歯車体
４２：突出部
５：キャリア
６：ばね（制動用）
７：スペーサ歯車

Claims (5)

1. 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、
   前記出力軸には同心の同心歯車が設けられるとともに、前記ハウジングの内部には、前記同心歯車と噛み合う外歯歯車の形成された遊星歯車体と、前記遊星歯車体を回転可能に軸支し前記共通の回転軸を中心として回転可能なキャリアとが配置され、
   前記遊星歯車体には軸方向に突出する突出部が設けられるとともに、前記入力軸には前記突出部に当接するカム体が設けられ、かつ、前記突出部及び前記カム体の断面には、それぞれ直線部が形成されており、
   前記入力軸が回転したときは、前記突出部及び前記カム体の断面の直線部が当接して前記遊星歯車体の自転が阻止され、前記出力軸が回転したときは、前記突出部及び前記カム体の当接が解除されて、前記同心歯車による前記遊星歯車体の自転が許容されるように、前記遊星歯車体と前記カム体とが配置されていることを特徴とするフリータイプ双方向クラッチ。
2. 前記突出部及び前記カム体の断面がそれぞれ正多角形形状であり、かつ、前記遊星歯車体は、前記カム体の断面の辺の数と同一個数のものが周方向に等間隔で配置されている請求項１に記載のフリータイプ双方向クラッチ。
3. 前記キャリアには、前記遊星歯車体を挟んで対向する位置に、キャリア補強板が一体的に結合されている請求項１又は請求項２に記載のフリータイプ双方向クラッチ。
4. 前記出力軸に設けられた前記同心歯車が、前記遊星歯車体の径方向内側に置かれた外歯歯車であり、さらに、前記遊星歯車体と前記ハウジングとの間には、前記遊星歯車体の外歯歯車と噛み合う内歯歯車を形成したスペーサ歯車体が設置される請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のフリータイプ双方向クラッチ。
5. 前記キャリアと前記ハウジングとの間に制動用のばねを備える請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のフリータイプ双方向クラッチ。