JP2020106119A - コイルばねを利用したフリータイプ双方向クラッチ - Google Patents
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Abstract
Description
前記入力軸及び前記作動子には、軸方向に延びる入力軸係止片及び作動子係止片が夫々形成され、前記入力軸係止片及び前記作動子係止片は、周方向に2個の間隙が存在するよう、組み合わされて設置され、かつ、前記伝達コイルばねの両端に形成された伝達フック部が、前記2個の間隙に夫々挿入され、
前記作動子には、抵抗トルク付与手段によって抵抗トルクが付与され、
前記入力軸が回転したときは、前記伝達コイルばねに締め方向のトルクが作用し、前記出力軸が前記作動子と一体的に前記抵抗トルクに抗して回転し、前記入力軸からの回転は前記出力軸に伝達されるが、
前記出力軸が回転したときは、前記抵抗トルクにより前記作動子が停止した状態で、前記伝達コイルばねに緩み方向のトルクが作用して前記出力軸が空転することで、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において、
前記作動子は、前記作動子係止片の外周面に沿って軸方向に延びる筒状の外周壁を備え、
前記抵抗トルク付与手段は、前記伝達コイルばねを囲繞して、前記ハウジングと前記作動子の前記外周壁との間に配置される、ことを特徴とするフリータイプ双方向クラッチが提供される。
E:縦弾性係数(定数)
I:断面2次モーメント(定数)
d:コイルばねを形成する線材の直径
DA:装着された状態のコイル内径
DB:自由状態におけるコイル内径
N:コイルばねの巻き数
μ:摩擦係数(定数)
上記(式)を参照することによって理解されるとおり、コイルばねの巻き数Nは締付トルクTLに指数関数的に影響することから、コイルばねの巻き数Nを増大させることで締付トルクTLを飛躍的に増大させることが可能となる。従って、本発明のフリータイプ双方向クラッチのように、軸方向にコンパクトにすることで、伝達コイルばねの巻き数をその分増やすことが可能となり、これにより、同一軸方向長さの双方向クラッチにおいては、より確実に入力軸から出力軸へトルクを伝達させることが可能となる。
さらに、入力軸係止片46(突出部48a)は、伝達フック部60aを介して作動子係止片66を押し、これにより作動子10にも同方向に回転する回転トルクが伝達される。この回転トルクによって、作動子10に形成された係止溝70a内の壁面が制動コイルばね72の他方側の軸方向端部にある制動フック部74aと当接し、これをばねの締め方向に押し、ハウジング4に対する制動コイルばね72の密着力を弱める。
しかし、伝達コイルばね12が出力軸8の外周面を滑り出すスリップトルクT1sが、制動コイルばね72がハウジング4の内周面を滑り出すスリップトルクT2sよりも小さく設定されているため、伝達コイルばね12の内周面が出力軸8の外周面に対して滑ることとなり、制動コイルばね72の外周面はハウジング4の内周面に対して滑らずロックしたままとなる。つまり、制動コイルばね72により作動子10がハウジング4に固定されて停止した状態で、出力軸8が空転する。即ち、出力軸8からの入力軸6への回転の伝達は、出力軸8が空転して遮断される。
出力軸8が回転軸oの周りを反時計方向に回転したときも同様であり、結局、この実施例のフリータイプ双方向クラッチにおいて、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を、出力軸を空転させて遮断する機能が実現される。
4:ハウジング
6:入力軸
8:出力軸
10:作動子
12:伝達コイルばね
30:シールド板
46:入力軸係止片
60:伝達フック部
64:外周壁
66:作動子係止片
72:制動コイルばね(抵抗トルク付与手段)
72´:板ばね(抵抗トルク付与手段)
74:制動フック部
76:間隙
Claims (9)
- 回転不能のハウジングと、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、出力軸、及び作動子と、線材を巻回して形成され前記出力軸の外周面に装着される伝達コイルばねとを備え、
前記入力軸及び前記作動子には、軸方向に延びる入力軸係止片及び作動子係止片が夫々形成され、前記入力軸係止片及び前記作動子係止片は、周方向に2個の間隙が存在するよう、組み合わされて設置され、かつ、前記伝達コイルばねの両端に形成された伝達フック部が、前記2個の間隙に夫々挿入され、
前記作動子には、抵抗トルク付与手段によって抵抗トルクが付与され、
前記入力軸が回転したときは、前記伝達コイルばねに締め方向のトルクが作用し、前記出力軸が前記作動子と一体的に前記抵抗トルクに抗して回転し、前記入力軸からの回転は前記出力軸に伝達されるが、
前記出力軸が回転したときは、前記抵抗トルクにより前記作動子が停止した状態で、前記伝達コイルばねに緩み方向のトルクが作用して前記出力軸が空転することで、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において、
前記作動子は、前記作動子係止片の外周面に沿って軸方向に延びる筒状の外周壁を備え、
前記抵抗トルク付与手段は、前記伝達コイルばねを囲繞して、前記ハウジングと前記作動子の前記外周壁との間に配置される、ことを特徴とするフリータイプ双方向クラッチ。 - 前記ハウジングには、断面円形の内部空間が設けられ、
前記抵抗トルク付与手段は線材を巻回して形成される制動コイルばねであって、前記制動コイルばねの自然状態における外径は前記内部空間の径よりも大きく、前記制動コイルばねは自然状態から縮径された状態で前記内部空間に配置されており、
前記作動子の前記外周壁の外周面には軸方向に延びる係止溝が周方向に間隔をおいて一対形成されており、前記制動コイルばねの両端に形成された制動フック部は、一対の前記係止溝に夫々挿入され、
前記入力軸が回転したときは、前記制動コイルばねには締り方向のトルクが作用する、請求項1に記載のフリータイプ双方向クラッチ。 - 前記作動子係止片は前記外周壁の内面に固着され、前記一対の係止溝の一方は前記作動子係止片と周方向において整合する、請求項2に記載のフリータイプ双方向クラッチ。
- 前記入力軸係止片は周方向に間隔をおいて配置された2つの突出部から構成され、前記2つの突出部の周方向中間に前記作動子係止片が配置される、請求項2又は3に記載のフリータイプ双方向クラッチ。
- 前記作動子の前記外周壁の内面には、軸方向に延びる突出片が固着されており、前記突出片は、前記一対の係止溝の他方と整合する、請求項2乃至4のいずれかに記載のフリータイプ双方向クラッチ。
- 前記抵抗トルク付与手段は板ばねである、請求項1に記載のフリータイプ双方向クラッチ。
- 前記入力軸係止片は周方向に間隔をおいて配置された2つの突出部から構成され、前記2つの突出部の周方向中間に前記作動子係止片が配置される、請求項6に記載のフリータイプ双方向クラッチ。
- 前記入力軸は入力端板を備え、前記入力端板には前記回転軸を中心とした円筒形状の入力支持壁が形成されており、前記出力軸の先端部は前記入力支持壁の内側で回転可能に支持される、請求項1乃至7のいずれかに記載されたフリータイプ双方向クラッチ。
- 前記ハウジングは、その内部空間を閉塞するシールド板と組み合わされ、前記シールド板には前記回転軸を中心とした円筒形状のシールド支持壁が形成されており、
前記伝達コイルばねは、前記シールド支持壁と前記入力支持壁とによって軸方向に支持される、請求項8に記載のフリータイプ双方向クラッチ。
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