JP2021139434A - Lock type bidirectional clutch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力部材と出力部材との間の動力伝達状態を変更するクラッチ装置、特に、入力部材(駆動側)からの正・逆回転の動力を伝達するとともに、出力部材(従動側)からの動力伝達は、出力部材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。 The present invention is a clutch device that changes the power transmission state between the input member and the output member, particularly, the forward / reverse rotation power from the input member (drive side) is transmitted, and the power is transmitted from the output member (driven side). The power transmission is related to a lock type bidirectional clutch that shuts off the output member as non-rotatable.
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、物品が所定の位置となったとき、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ような作動が求められる場合がある。そのため、入力軸(入力部材)及び出力軸(出力部材)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。 In a power transmission system that drives work equipment or the like from a drive source such as a motor, for example, an elevating device that moves an article up and down by a motor, when the article is in a predetermined position, the article is automatically moved when the motor is stopped. An operation that holds the position may be required. Therefore, using a lock-type bidirectional clutch equipped with an input shaft (input member) and an output shaft (output member), the input shaft is connected to a motor that can rotate forward and reverse, and the article is rotated by the rotation of the output shaft. Devices for raising and lowering are known. In the bidirectional clutch of this device, when the input shaft is rotated forward / reverse by the motor, the output shaft is linked to rotate forward / reverse to move the article up and down, while when the output shaft is rotated forward / reverse, the output is output. The shaft is locked to prevent the article from falling.
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15、図16により説明する。図15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A−A断面構造を表すものであり、図16(a)は、出力軸が入力軸と連動して物品を昇降する状態のA−A断面を、(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A−A断面を示す。
図15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。
An outline of the lifting device using the lock type bidirectional clutch and an example of the structure of the bidirectional clutch will be described with reference to FIGS. 15 and 16. FIG. 15 shows an AA cross-sectional structure of a bidirectional clutch provided in a lifting device for raising and lowering an article by a belt and a pulley, and FIG. 16A shows an output shaft as an input shaft. The AA cross section in a state where the article is moved up and down in conjunction with each other, and (b) shows the AA cross section in a state where the output shaft is locked to prevent the article from falling.
The elevating device of FIG. 15 is a device in which a belt B is hung between pulleys P1 and P2 arranged vertically and an article W to be transferred to the belt B is fixed, and the upper pulley P1 is rotationally driven. A motor M capable of rotating forward and reverse is connected via a bidirectional clutch DC. The bidirectional clutch DC has an input shaft IS connected to the motor M, an output shaft OS connected to the pulley P1, and a fixed housing HG.
A−A断面図に示されるように、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。 As shown in the AA cross-sectional view, in the housing HG of the bidirectional clutch DC, the input shaft IS is divided into a plurality of fan-shaped portions, and the output shaft OS is fitted inside the fan-shaped portions. The output shaft OS is provided with a protrusion that enters between the fan-shaped portions adjacent to the input shaft IS, and a roller R is provided between the V-shaped recess formed at the tip of the protrusion and the housing HG. Intervened.
図16(a)に示すように、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15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、(b)に示されるように、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15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、本出願人の創案に係る特許第4850653号公報に開示されている。
As shown in FIG. 16A, when the input shaft IS is rotated by the motor M, the side surface of the fan-shaped portion of the input shaft IS and the side surface of the protrusion of the output shaft OS are in contact with each other, and the output shaft OS is input. It rotates in the same direction and at the same speed while being pushed by the axis IS. The same applies when the input shaft IS rotates in the opposite direction. In the lifting device of FIG. 15, when the motor M is rotated forward and reverse, the article W fixed to the belt B can be raised or lowered.
On the other hand, when the output shaft OS rotates, as shown in (b), the roller R is pushed up by the slope of the V-shaped recess and moves outward, and the protrusions of the housing HG and the output shaft OS It is sandwiched between the parts. As a result, the output shaft OS is locked and stops at that position, and the rotation is not transmitted to the input shaft IS. That is, in the lifting device of FIG. 15, even if the drive by the motor M is stopped, the article W can be automatically prevented from falling due to its own weight. Such a lock-type bidirectional clutch is disclosed in Japanese Patent No. 4805653 according to the inventor of the present applicant.
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、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、駆動源のモーターを保護することも可能となる。 The lock-type bidirectional clutch can be applied to, for example, an elevating device for transferring a paper table on which paper is placed, or an elevating device for elevating and lowering a window blind of a building in a finisher of a copier. By using this, it becomes possible to automatically control the power transmission by a simple device, and it becomes unnecessary to use electric power or the like as in the case of controlling by an electromagnetic clutch, and from the output shaft side. It is also possible to protect the motor of the drive source in the event of an unexpected reverse input.
特許文献1に示されたロックタイプ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15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16(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。
In the lock type bidirectional clutch shown in Patent Document 1, in order to achieve the function, it is necessary to provide a gap between the fan-shaped portion of the input shaft IS and the protrusion of the output shaft OS, and it is necessary to provide a gap during operation. An impact sound is generated. Further, when the bidirectional clutch is applied to the elevating device of FIG. 15, there is no problem when the motor M is rotated forward to raise the article W, but when the motor M is reversed and the article W is lowered, the article W Due to gravity, the speed of the output shaft OS may repeatedly fluctuate finely, causing vibration and abnormal noise. This is due to the following reasons.
When the motor M is rotated in the reverse direction to lower the article W, the output shaft OS may rotate (overrun) faster than the input shaft IS due to the gravity acting on the article W. In the state shown in FIG. 16B, the roller R and the housing HG mesh with each other, and the output shaft OS is locked. This locked state is released when the roller R is pushed by the rotation of the input shaft IS, but repeated biting and releasing causes fine fluctuations in the speed of the output shaft OS. In order to release the locked state, it is necessary to apply a torque (moment) that overcomes the frictional force acting on the roller, but this point is the same when raising the article W in the stopped state, and the motor M Is required to have a torque for releasing the bite in addition to a load torque for raising the article W.
さらに、図15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の回転数と等しいとともに、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。 Further, in the lock type bidirectional clutch of FIG. 15, the rotation speed of the output shaft OS is always equal to the rotation speed of the input shaft IS, and the rotation direction of the output shaft OS is also equal to the rotation direction of the input shaft IS. With the bidirectional clutch itself, it is not possible to shift gears to change the rotation direction or speed, so it is not possible to increase or decrease the torque between the input / output shafts, and when the load torque acting on the output shaft OS is large. , It is necessary to prepare a large motor that generates torque commensurate with it as a drive source.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、作動に伴う異音等の発生を防止するとともに、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ことができる、新規且つ改良されたロックタイプ双方向クラッチを提供することである。 The present invention has been made in view of the above facts, and its main technical problem is to prevent the generation of abnormal noise and the like due to operation, and to reliably maintain the locked state when the output shaft is stopped. It is to provide a new and improved lock type bidirectional clutch that can be used.
上記の課題に鑑み、本発明者等は、鋭意検討の結果、入力部材に設けられた偏心輪に、共通の回転軸の周りを公転することは許容されているが自転することは規制されている作動子を嵌め込み、作動子に形成された作動外歯歯車が出力部材に形成された出力内歯歯車と噛み合うようにすることで、上記主たる技術的課題が解決されることを見出した。 In view of the above problems, as a result of diligent studies, the present inventors are allowed to revolve around a common rotation axis on the eccentric ring provided on the input member, but are restricted from rotating. It has been found that the above-mentioned main technical problem can be solved by fitting the actuator so that the working external gear formed on the actuator meshes with the output internal gear formed on the output member.
即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を解決するロックタイプ双方向クラッチとして、共通の回転軸を中心として回転可能な入力部材及び出力部材を備え、前記入力部材からの正・逆方向の回転は前記出力部材に伝達されるとともに、前記出力部材から前記入力部材への回転の伝達は、前記出力部材が回転不能となって遮断されるロックタイプ双方向クラッチであって、
前記入力部材には円筒形状の偏心輪が、前記出力部材には出力内歯歯車が夫々設けられ、
前記偏心輪には、前記共通の回転軸の周りを公転することは許容されているが自転することは規制されている作動子が嵌り込み、
前記作動子は前記出力内歯歯車と噛み合う作動外歯歯車を備えている、ことを特徴とするロックタイプ双方向クラッチが提供される。
That is, according to the present invention, as a lock type bidirectional clutch that solves the above-mentioned main technical problem, an input member and an output member that can rotate around a common rotation axis are provided, and the forward and reverse directions from the input member are provided. The rotation of the output member is transmitted to the output member, and the rotation transmission from the output member to the input member is a lock type bidirectional clutch in which the output member becomes non-rotatable and is cut off.
The input member is provided with a cylindrical eccentric ring, and the output member is provided with an output internal gear.
The eccentric ring is fitted with an actuator that is allowed to revolve around the common axis of rotation but is restricted from rotating.
Provided is a lock type bidirectional clutch characterized in that the actuator includes an operating external gear that meshes with the output internal gear.
好ましくは、前記共通の回転軸と同心の固定外歯歯車を具備し、前記作動子は、前記偏心輪の内側に嵌り込むと共に前記固定外歯歯車と噛み合い且つ前記作動外歯歯車と共通の中心軸を有する作動内歯歯車を備え、前記作動内歯歯車の歯数は前記固定外歯歯車の歯数と同一である。この場合には、前記固定外歯歯車の歯形の歯先面は凹円弧形状であり、前記作動内歯歯車の歯形の歯先面は凸円弧形状であり、前記固定外歯歯車の歯形の曲率は前記作動内歯歯車の歯形の曲率よりも小さいのがよい。断面円形の係合穴が前記共通の回転軸を中心とした仮想円周上に間隔をおいて複数形成された固定板を具備し、前記作動子は、前記偏心輪の内側に嵌り込む円筒形状の嵌合壁を備えた接続部材と、前記作動外歯歯車を備えた作動部材とを備え、前記接続部材及び前記作動部材は係止手段によって係止され一体となって公転可能であり、前記作動部材には、前記固定板に形成された複数の前記係合穴の夫々に挿入される係合ピンが複数立設されており、複数の前記係合ピンは一体となって挿入された夫々の前記係合穴の内周面に沿って移動自在であるようにすることもできる。この場合には、前記入力部材は、前記偏心輪の内側において前記共通の回転軸と同心の円筒形状の支持壁を備えており、前記接続部材の前記嵌合壁は前記偏心輪と前記支持壁との間に嵌り込むのがよい。断面円形の係合穴が前記共通の回転軸を中心とした仮想円周上に間隔をおいて複数形成された固定板を具備し、前記作動子は、前記偏心輪の外側に嵌り込む円筒形状の外側嵌合壁を備え、前記外側嵌合壁の先端面には、前記固定板に形成された複数の前記係合穴の夫々に挿入される係合ピンが複数立設されており、複数の前記係合ピンは一体となって挿入された夫々の前記係合穴の内周面に沿って移動自在であるようにすることもできる。この場合には、前記作動子は、前記偏心輪の内側に嵌り込む円筒形状の内側嵌合壁を備えているのがよい。好適には、前記作動外歯歯車の歯数は前記出力内歯歯車の歯数よりも1少ない。好ましくは、前記出力内歯歯車及び前記作動外歯歯車は共にトロコイド歯形である。 Preferably, a fixed external gear concentric with the common rotating shaft is provided, and the actuator fits inside the eccentric ring and meshes with the fixed external gear and has a common center with the operating external gear. The working internal gear having a shaft is provided, and the number of teeth of the working internal gear is the same as the number of teeth of the fixed external gear. In this case, the tooth profile of the fixed external gear has a concave arc shape, the tooth profile of the working internal gear has a convex arc shape, and the curvature of the tooth profile of the fixed external gear has a convex arc shape. Should be smaller than the curvature of the tooth profile of the working internal gear. A plurality of engaging holes having a circular cross section are provided on a virtual circumference centered on the common rotation axis at intervals, and the actuator has a cylindrical shape that fits inside the eccentric ring. The connecting member provided with the fitting wall of the above and the operating member provided with the operating external gear are provided, and the connecting member and the operating member are locked by a locking means and can revolve integrally. A plurality of engaging pins to be inserted into each of the plurality of engaging holes formed in the fixing plate are erected on the operating member, and the plurality of engaging pins are integrally inserted into each of the plurality of engaging pins. It can also be made movable along the inner peripheral surface of the engaging hole. In this case, the input member includes a cylindrical support wall concentric with the common rotating shaft inside the eccentric ring, and the fitting wall of the connecting member is the eccentric ring and the support wall. It is better to fit between and. A plurality of fixing plates having circular cross-sections formed at intervals on a virtual circumference centered on the common rotation axis are provided, and the actuator has a cylindrical shape that is fitted to the outside of the eccentric ring. The outer fitting wall is provided, and a plurality of engaging pins to be inserted into the plurality of engaging holes formed in the fixing plate are erected on the tip surface of the outer fitting wall. The engaging pins of the above can also be made movable along the inner peripheral surface of each of the engaging holes inserted together. In this case, the actuator may preferably include a cylindrical inner fitting wall that fits inside the eccentric ring. Preferably, the number of teeth of the working external gear is one less than the number of teeth of the output internal gear. Preferably, both the output internal gear and the working external gear have a trochoidal tooth profile.
本発明のロックタイプ双方向クラッチにおいては、入力部材に設けられた偏心輪に、共通の回転軸の周りを公転することは許容されているが自転することは規制されている作動子を嵌め込み、作動子に形成された作動外歯歯車が出力部材に形成された出力内歯歯車と噛み合っている。これにより、入力部材から出力部材への回転は、入力部材の自転運動が作動子によって一旦公転運動に変換された後、内接歯車機構により変速して出力部材に伝達される。一方、出力部材からの回転は、作動子の自転が規制されていることに起因して出力部材がロックして入力部材には伝達されない。 In the lock type bidirectional clutch of the present invention, an actuator that is allowed to revolve around a common rotation axis but is restricted from rotating is fitted into an eccentric wheel provided on an input member. The working external gear formed on the actuator meshes with the output internal gear formed on the output member. As a result, the rotation from the input member to the output member is transmitted to the output member by shifting by the internal gear mechanism after the rotation motion of the input member is once converted into a revolution motion by the actuator. On the other hand, the rotation from the output member is not transmitted to the input member because the output member is locked because the rotation of the actuator is restricted.
従って、本発明のロックタイプ双方向クラッチにおいては、出力部材からの回転伝達の遮断は、内接歯車機構をロック状態とすることにより摩擦力を利用しないで行われるから、出力部材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、内接歯車機構のロック状態は、出力部材側から駆動しようとすると直ちに生じるので、図15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い。また、ローラの噛み込みと解除の繰り返しに起因する出力部材の速度変動の発生がないとともに、ローラの噛み込みの解除のために余分なトルクを付与する必要も生じない。 Therefore, in the lock type bidirectional clutch of the present invention, the rotation transmission from the output member is blocked by locking the internal gear mechanism without using frictional force, so that the output member is kept stopped. Is not limited by the frictional force. Further, since the locked state of the internal gear mechanism occurs immediately when trying to drive from the output member side, unlike the bidirectional clutch of FIG. 15, no impact noise is generated during operation. Further, the speed fluctuation of the output member due to the repeated biting and releasing of the roller does not occur, and it is not necessary to apply an extra torque for releasing the biting of the roller.
以下、添付図面を参照して、本発明に従って構成されるロックタイプ双方向クラッチの好適実施形態について、更に詳述する。 Hereinafter, preferred embodiments of the lock type bidirectional clutch configured according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
まず、図1乃至図7を参照して本発明に従って構成されたロックタイプ双方向クラッチの第一実施形態について説明する。図1に示すとおり、全体が番号2で示される本実施形態のロックタイプ双方向クラッチは、共通の回転軸oを中心として回転可能な入力部材4及び出力部材6を備えている。
First, the first embodiment of the lock type bidirectional clutch configured according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. As shown in FIG. 1, the lock type bidirectional clutch of the present embodiment, which is indicated by the number 2 as a whole, includes an
図1と共に図2を参照して説明すると、入力部材4は金属製であって、回転軸oと同心の入力軸部8を備えている。入力軸部8は全体的に円筒形状であって、その軸方向片端部(図1の中央縦断面及び図2のA−A断面において右側端部)の外周面には、直径方向に対向する一対の切り欠き10が形成されている。入力軸部8は一対の切り欠き10を介してモーターの如き図示しない駆動源に接続される。入力軸部8の軸方向他端(同左側端)には円形の入力フランジ12が接続されている。入力フランジ12の中心は入力軸部8の回転軸(共通の回転軸o)に対してeだけ偏心している。入力フランジ12の外周縁には軸方向他側に向かって延びる円筒形状の偏心輪14が設けられている。偏心輪14の内周面の軸方向他端部には、周方向に連続して延在する円環形状の溝16が形成されている。溝16には後述する通り周知のベアリングが配設される。
Explaining with reference to FIG. 2 together with FIG. 1, the
図1と共に図3を参照して説明すると、出力部材6は入力部材4と軸方向に隣接して配置されている。出力部材6は金属製であって、回転軸oと同心の出力軸部18を備えている。出力軸部18は全体的に円筒形状であって、その軸方向他端部(図1の中央縦断面及び図3のA−A断面において左側端部)の外周面には、直径方向に対向する一対の切り欠き20が形成されている。出力軸部18は一対の切り欠き20を介して昇降装置の如き図示しない従動部材に接続される。出力軸部18の軸方向片端(同右側端)には円形の出力フランジ22が接続されている。出力フランジ22の中心は共通の回転軸oと同心である。出力フランジ22の外周縁部には出力内歯歯車24が設けられている。従って、出力内歯歯車24は共通の回転軸oと同心である。図示の実施形態においては、出力内歯歯車24の歯はトロコイド歯形であって、その歯数は6である。
Explaining with reference to FIG. 3 together with FIG. 1, the
図1に示すとおり、入力部材4の偏心輪14の内側には作動子26が相対回転可能に嵌り込んでいる。図1と共に図4を参照して説明すると、作動子26は金属製であって、出力内歯歯車と噛み合う作動外歯歯車28と、偏心輪14の内側に嵌り込むと共に後述する固定外歯歯車と噛み合う作動内歯歯車30とを有する。図示の実施形態においては、作動内歯歯車30は周知のベアリング31を介して偏心輪14の内側に嵌り込んでいる。作動子26は、作動外歯歯車28及び作動内歯歯車30を仕切る仕切り壁32を備えており、作動外歯歯車28は仕切り壁32の片側面(図1の中央縦断面及び図4のA−A断面において右側面)に、作動内歯歯車30は他側面(同左側面)に夫々設けられている。これにより、作動外歯歯車28及び作動内歯歯車30は軸方向に隣接して一体であって且つ共通の中心軸o´を有する。作動子26には中心軸o´と同心に軸方向に貫通する断面円形の貫通穴も形成されており、ここには出力軸部18が挿通されている。図1に示すとおり、作動外歯歯車28及び作動内歯歯車30の共通の中心軸o´は共通の回転軸oに対して偏心して位置する。図示の実施形態においては、作動外歯歯車28の歯はトロコイド歯形であって、その歯数は5である。また、作動内歯歯車30の歯形の歯先面は凸円弧形状であって、その歯数は9である。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すとおり、本実施形態のロックタイプ双方向クラッチ2は、共通の回転軸oと同心の固定外歯歯車34を具備している。固定外歯歯車34は、全体が番号36で示される固定のハウジングに設けられている。図1においては、容易に理解できるよう、ハウジング36及び後述するシールド板にはハッチングを付していない。図1と共に図5(a)を参照してハウジング36について説明すると、ハウジング36は金属製であって、略正方形の端板38と、この端板38の外周縁から軸方向に延びる筒形状の外周壁40とを備えており、外周壁40の内側には、入力部材4の偏心輪14、出力内歯歯車24、及び作動子26を収容する断面円形の収容空間部42が設けられている。端板38の中央には、出力部材6の出力軸部18が挿通されてこれを回転可能に支持する円形の中央貫通穴44が形成されている。固定外歯歯車34は端板38の中央であって且つ外周壁40の内側(つまり収容空間部42内)に設けられており、図1のB−B断面に示すとおり、作動内歯歯車30と噛み合う。固定外歯歯車34の歯形の歯先面は凹円弧形状であり、固定外歯歯車34の歯形の歯先面の曲率は作動内歯歯車30の歯形の歯先面の曲率よりも小さい。そして、固定外歯歯車34の歯数は9であって、作動内歯歯車30の歯数と同一である。固定外歯歯車34の中央には中央貫通穴44に連通すると共に収容空間部42内に開放された断面円形の凹部46が形成されている。凹部46には出力軸部18を回転可能に支持する周知のベアリング48が配設される。外周壁40の隅部には夫々軸方向に貫通する外側貫通穴50も形成されている。外側貫通穴50には、後述するシールド板を固定する際に使用されるボルトが挿通される。
As shown in FIG. 1, the lock type bidirectional clutch 2 of the present embodiment includes a fixed
外周壁40の開放端は図5(b)に示されるシールド板52によって閉鎖される。シールド板52は金属製であって、ハウジング36の端板38と対応する略正方形である。シールド板52の中央には、入力部材4の入力軸部8が挿通されてこれを回転可能に支持する円形の中央貫通穴54が形成されている。シールド板52の中央には更に、中央貫通穴54に連通すると共に中央貫通穴54とは軸方向反対側に開放された断面円形の凹部56も形成されている。凹部56は中央貫通穴54と同心であって、凹部56には入力軸部8を回転可能に支持する周知のベアリング58が配設される。シールド板52の隅部には夫々軸方向に貫通する外側貫通穴60が形成されている。ハウジング36とシールド板52とは、外側貫通穴50及び60に図示しないボルトを挿通してナットで締結することで締結される。
The open end of the
続いて、図6及び図7を参照して、本実施形態のロックタイプ双方向クラッチ2の作動について説明する。図6において矢印で示すように、入力部材4が、駆動源のモーターにより時計方向(中央縦断面図の右方から見て)に回転すると、入力部材4の偏心輪14は共通の回転軸oの周りを偏心して回転する。つまり、偏心輪14は、その中心が共通の回転軸oの周りを半径eの円に沿って時計方向に移動(公転)しながら全体が時計方向に自転する。そうすると、偏心輪14の内側に嵌り込む作動内歯歯車30は、B−B断面において矢印で示すとおり、自転運動することなく共通の回転軸oの周りを公転運動することとなる。これは、本実施形態のロックタイプ双方向クラッチ2にあっては、作動内歯歯車30は固定外歯歯車34に対し偏心して噛み合っていると共に、両歯車の歯数が同一であるためである。つまり、固定外歯歯車34との間に歯数差は存在しないことから、作動内歯歯車30が公転運動しても、作動内歯歯車30が固定外歯歯車34に対して回転(自転運動)することはあり得ないためである。即ち、作動内歯歯車30(作動子26)は、共通の回転軸oの周りを公転することは許容されているが自転することは規制されている。作動内歯歯車30が共通の回転軸oの周りを公転する際、夫々の歯の外周面は固定外歯歯車34の歯の外周面に対して摺動する。
Subsequently, the operation of the lock type bidirectional clutch 2 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. As shown by the arrows in FIG. 6, when the
従って、入力部材4の自転運動は、一旦作動子26の公転運動に変換される。このとき、入力部材4から作動内歯歯車30(作動子26)へは変速することなく等速で回転が伝達される。作動内歯歯車30と作動外歯歯車28は一体であって共通の中心軸o´を有することから、作動外歯歯車28も作動内歯歯車30と同様に公転運動することとなり、これによって作動外歯歯車28と噛み合う出力内歯歯車24は回転せしめられる。ここで、A−A断面に示されるような内接歯車機構には、
nb:作動外歯歯車の自転角速度
nc:作動外歯歯車の公転角速度
a:出力内歯歯車の歯数
b:作動外歯歯車の歯数
の関係があることから、出力内歯歯車24(出力部材6)の自転角速度は以下のように算出される。図示の実施形態にあっては、出力内歯歯車24の歯数aは6であって、作動外歯歯車28の歯数bは5であって自転角速度nbは0であることから、偏心輪14が時計方向に1回転、つまり作動外歯歯車28が時計方向に1だけ公転すると(nc=1)、出力内歯歯車24は1/6だけ自転する(na)こととなる。
Therefore, the rotation motion of the
nb: Rotation angular velocity of the working external gear
nc: Revolution angular velocity of working external gear
a: Number of teeth of the output internal gear
b: Since there is a relationship between the number of teeth of the working external gear, the rotation angular velocity of the output internal gear 24 (output member 6) is calculated as follows. In the illustrated embodiment, the number of teeth a of the output
一方、図7における各破線矢印で示すとおり、出力部材6を回転させようとした場合には、出力内歯歯車24に対し偏心して噛み合う作動外歯歯車28が中心軸o´の周りを自転しようとするが、作動外歯歯車28と一体の作動内歯歯車30は上述したとおり自転が規制されており、これによって作動子26は回転することができず、従って出力部材6はロックされる。つまり、出力部材6から入力部材4への回転の伝達は、出力部材6が回転不能となって遮断される。
On the other hand, as shown by each broken line arrow in FIG. 7, when the
次に、図8乃至図15を参照して本発明に従って構成されたロックタイプ双方向クラッチの第二実施形態について説明する。以下の説明においては、第一実施形態のものと同一の構成については同一の番号に100を付して示し、その詳細な説明は省略することとする。 Next, a second embodiment of the lock type bidirectional clutch configured according to the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 15. In the following description, the same configuration as that of the first embodiment will be indicated by adding 100 to the same number, and detailed description thereof will be omitted.
図8に示すとおり、全体が番号102で示される本実施形態のロックタイプ双方向クラッチは共通の回転軸oを中心として回転可能な入力部材104及び出力部材106を備えている。
As shown in FIG. 8, the lock type bidirectional clutch of the present embodiment, which is indicated by the
図8と共に図9を参照して説明すると、入力部材104は入力軸部108、入力フランジ112及び偏心輪114を備えている。ただし、入力フランジ112及び偏心輪114の径は図1に示すロックタイプ双方向クラッチ2のもの(入力フランジ12及び偏心輪14)と比べて小さい。入力部材104は、偏心輪114の内側において共通の回転軸oと同心の円筒形状の支持壁162を備えており、偏心輪114と支持壁162との間に後述する接続部材の嵌合壁が嵌り込む。
Explaining with reference to FIG. 9, the
図8と共に図10を参照して説明すると、出力部材106は出力軸部118及び出力フランジ122を具備し、出力フランジ122には出力内歯歯車124が形成されている。出力内歯歯車124の歯数は9である。
Explaining with reference to FIG. 10, the
図8と共に図11を参照して説明すると、作動子126は軸方向に直列に配置された接続部材164及び作動部材166から構成されている。接続部材164は、偏心輪114の内側に相対回転可能に嵌り込む円筒形状の嵌合壁168を備えている。図8の中央縦断面に示すとおり、図示の実施形態においては、嵌合壁168は周知のベアリング131を介して偏心輪114の内側に嵌り込んでいる。本実施形態にあっては、ベアリング131の径を図1のロックタイプ双方向クラッチ2のベアリング31の径よりも小さくすることができ、製造コストを低減させることができると共に径方向をコンパクトにすることができる。嵌合壁168の軸方向他端(図8の中央縦断面及び図11(a)において左側端)には円板形状の接続フランジ170が接続されている。接続フランジ170の中央には円形の貫通穴172が形成されており、この内側で入力部材104の支持壁162の端面は出力部材106の出力フランジ122と当接してこれによって軸受けされている。接続フランジ170の外周縁には、嵌合壁168とは軸方向反対側に向かって延びる円筒形状の接続壁174が形成されている。接続壁174の内周面には軸方向に直線状に延びる係止溝176が周方向に等間隔をおいて複数形成されている。作動部材166は、接続壁174の内側に配置される円形の作動基板178を備えている。作動基板178の外周面には、径方向外側に突出し、接続壁174の内側に形成された係止溝176と係止する係止突条180が係止溝176に対応して複数形成されている。このことから、係止溝176と係止突条180との係止(係止手段)によって、作動部材166は接続部材164と一体となって共通の中心軸o´を有する。作動基板178の中央には円形の貫通穴181が形成されており、ここには出力軸部118が挿通される。作動外歯歯車128は作動基板178の片側面(図8の中央縦断面及び図11(b)において右側面)の中央に形成されており、歯数は8である。作動基板178の他側面(同左側面)の外周縁部には、係合ピン182が周方向に等間隔をおいて複数、図示の実施形態においては9本、立設されている。これら複数の係合ピン182は後述する固定板に形成された複数の係合穴の数と対応して設けられ夫々に挿入される。図示の実施形態においては、係合ピン182の断面形状は円形であるが、所望ならば多角形であってもよい。
Explaining with reference to FIG. 11, the
図8に示すとおり、本実施形態のロックタイプ双方向クラッチ102は、断面円形の係合穴184が共通の回転軸oを中心とした仮想円周上で周方向に間隔をおいて複数形成された固定板186を具備している。図示の実施形態においては、固定板186は略正方形であって、全体が番号136で示される固定のハウジングに設けられている。図8と共に図12(a)を参照してハウジング136について説明すると、固定板186はハウジングの端板であって、その外周縁には軸方向に延びる筒形状の外周壁140が設けられている。固定板186には中央貫通穴144及び凹部146も形成されている。係合穴184は9個形成されており、これらはいずれも収容空間部142に向かって開放されている。係合穴184の径は作動子126の作動部材166に形成された係合ピン182の径よりも大きく、複数の係合穴184の夫々には作動子126の作動部材166に形成された複数の係合ピン182が一つずつ挿入される。外周壁140の開放端は図12(b)に示されるシールド板152によって閉鎖される。シールド板152は中央貫通穴154及び凹部156を備えている。
As shown in FIG. 8, in the lock type
続いて、図13を参照して、本実施形態のロックタイプ双方向クラッチ102において入力部材104を時計方向(中央縦断面の右方から見て)に回転させた場合の作動について説明する。図13における各矢印に示すように、入力部材104が時計方向に回転すると、図1のロックタイプ双方向クラッチ2と同様に、偏心輪114は、その中心が共通の回転軸oの周りを半径eの円に沿って時計方向に移動(公転)しながら全体が時計方向に自転する。そうすると、A−A断面において矢印で示すとおり、偏心輪114の内側に嵌り込む作動子126の一部である接続部材164の嵌合壁168は共通の回転軸oの周りを自転することなく公転する。これについて説明すると、嵌合壁168を有する接続部材164は作動部材166と一体に接続され、作動部材166に形成された複数の係合ピン182の夫々は固定板186に形成された複数の係合穴184の夫々に挿入されていることから、作動子126の自転運動は規制されるためである。一方、係合ピン182の径は係合穴184の径よりも小さいため、複数の係合ピン182の各々は一体となって挿入された係合穴184内を移動することは可能である。このことから、入力部材104が時計方向に回転すると、C−C断面に示すとおり、複数の係合ピン182は一体となって挿入された夫々の係合穴184の内周面に沿って摺動つまり公転し、作動子126は自転することなく共通の回転軸oの周りを公転することとなる。
Subsequently, with reference to FIG. 13, the operation when the
従って、入力部材104の自転運動は、一旦作動子126の公転運動に変換される。このとき、入力部材104から作動子126へは変速することなく等速で回転が伝達される。そうすると、図1のロックタイプ双方向クラッチ2と同様、入力部材104の回転と等速で公転する作動子126の回転は、これに形成された作動外歯歯車128と出力内歯歯車124との噛み合いによって、変速して出力部材106に伝達されることとなる。このとき、上記式によれば、入力部材104の回転は1/9に減速して出力部材106に伝達される。本実施形態のロックタイプ双方向クラッチ102にあっては、複数の係合ピン182の夫々が複数の係合穴184の夫々と当接することから、作動子126全体の倒れが防止され、入力部材104から出力部材106へ安定的に回転を伝達することができる。
Therefore, the rotation motion of the
本実施形態のロックタイプ双方向クラッチ102にあっても、出力部材106から入力部材104への回転の伝達は出力部材106がロックして遮断されるが、この理由は図1に示すロックタイプ双方向クラッチ2のものと同じである。
Even in the lock type
図14には、図8に示すロックタイプ双方向クラッチ102の変形例が示されている。以下の説明においては、上述したロックタイプ双方向クラッチのものと同一の構成については同一の番号に200を付して示し、その詳細な説明は省略することとする。
FIG. 14 shows a modified example of the lock type
全体が番号202で示される本変形例のロックタイプ双方向クラッチにあっては、作動子226は偏心輪214の外側に嵌り込む円筒形状の外側嵌合壁268aを備えている。外側嵌合壁268aは作動基板278の片側面(図14の中央縦断面において右側面)に配置されている。図示の実施形態においては、作動基板278の同面には更に、偏心輪214の内側に嵌り込む円筒形状の内側嵌合壁268bも設けられている。内側嵌合壁268bは周知のベアリング231を介して偏心輪214の内側に嵌り込んでいる。そして、外側嵌合壁268aの先端面には、固定板286に形成された複数の係合穴284の夫々に挿入される係合ピン282が複数立設されており、複数の係合ピン282は一体となって挿入された夫々の係合穴284の内周面に沿って移動自在である。本変形例にあっては、作動外歯歯車228は作動基板278の他側面(同左側面)に設けられ、出力内歯歯車224は、出力フランジ222において出力軸部218とは反対側の面(同右側面)に設けられている。ロックタイプ双方向クラッチ202の作動は図8に示すロックタイプ双方向クラッチ102のものと同一であるため詳細な説明は省略する。
In the lock-type bidirectional clutch of this modification, which is shown in its entirety by
本変形例のロックタイプ双方向クラッチ202にあっては、作動子226を単一の部材により構成することができる。それ故に、図8に示すロックタイプ双方向クラッチ102に比べて構造が単純であり、製造コストを低減させることができる。また、本変形例のロックタイプ双方向クラッチ202にあっては、出力軸部218の径方向外側に係合穴284は配置されていないことから、出力軸部218の軸径を大きくすることができ、出力軸部218の強度を増強させることができる。
In the lock type
本発明のロックタイプ双方向クラッチにおいては、入力部材に設けられた偏心輪に、共通の回転軸の周りを公転することは許容されているが自転することは規制されている作動子を嵌め込み、作動子に形成された作動外歯歯車が出力部材に形成された出力内歯歯車と噛み合っている。これにより、入力部材から出力部材への回転は、入力部材の自転運動が作動子によって一旦公転運動に変換された後、内接歯車機構により変速して出力部材に伝達される。一方、出力部材からの回転は、作動子の自転が規制されていることに起因して出力部材がロックして入力部材には伝達されない。 In the lock type bidirectional clutch of the present invention, an actuator that is allowed to revolve around a common rotation axis but is restricted from rotating is fitted into an eccentric wheel provided on an input member. The working external gear formed on the actuator meshes with the output internal gear formed on the output member. As a result, the rotation from the input member to the output member is transmitted to the output member by shifting by the internal gear mechanism after the rotation motion of the input member is once converted into a revolution motion by the actuator. On the other hand, the rotation from the output member is not transmitted to the input member because the output member is locked because the rotation of the actuator is restricted.
従って、本発明のロックタイプ双方向クラッチにおいては、出力部材からの回転伝達の遮断は、内接歯車機構をロック状態とすることにより摩擦力を利用しないで行われるから、出力部材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、内接歯車機構のロック状態は、出力部材側から駆動しようとすると直ちに生じるので、図15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い。また、ローラの噛み込みと解除の繰り返しに起因する出力部材の速度変動の発生がないとともに、ローラの噛み込みの解除のために余分なトルクを付与する必要も生じない。 Therefore, in the lock type bidirectional clutch of the present invention, the rotation transmission from the output member is blocked by locking the internal gear mechanism without using frictional force, so that the output member is kept stopped. Is not limited by the frictional force. Further, since the locked state of the internal gear mechanism occurs immediately when trying to drive from the output member side, unlike the bidirectional clutch of FIG. 15, no impact noise is generated during operation. Further, the speed fluctuation of the output member due to the repeated biting and releasing of the roller does not occur, and it is not necessary to apply an extra torque for releasing the biting of the roller.
以上、本発明に従って構成されたロックタイプ双方向クラッチについて添付した図面を参照して詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲内において適宜の修正や変更が可能である。例えば、図示の実施形態においては、作動外歯歯車の歯数は出力内歯歯車の歯数よりも1少なく設定されていたが、両歯車の歯数及び歯数差は任意に設定可能である。また、図示の実施形態においては、出力内歯歯車及び作動外歯歯車は共にトロコイド歯形であったが、上述した作動が可能であれば両歯車の歯形はトロコイド歯形に限定されず任意の歯形であって良い。さらにまた、図示の実施形態においては、ロックタイプ双方向クラッチを構成する各構成部材はいずれも金属製であったが、これらは合成樹脂等その他適宜の材料によって形成されてもよい。 Although the lock type bidirectional clutch configured according to the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiment and is appropriately used within a range not departing from the present invention. Can be modified or changed. For example, in the illustrated embodiment, the number of teeth of the working external gear is set to be 1 less than the number of teeth of the output internal gear, but the number of teeth and the difference in the number of teeth of both gears can be arbitrarily set. .. Further, in the illustrated embodiment, both the output internal gear and the working external gear have a trochoidal tooth profile, but if the above-mentioned operation is possible, the tooth profile of both gears is not limited to the trochoid tooth profile and can be any tooth profile. It's okay to have it. Furthermore, in the illustrated embodiment, each component constituting the lock type bidirectional clutch is made of metal, but these may be formed of a synthetic resin or other appropriate material.
2、102、202:ロックタイプ双方向クラッチ
4、104、204:入力部材
6、106、206:出力部材
14、114、214:偏心輪
24、124、224:出力内歯歯車
26、126、226:作動子
28、128、228:作動外歯歯車
2, 102, 202: Lock type
即ち、本発明の第一の局面によれば、上記主たる技術的課題を解決するロックタイプ双方向クラッチとして、共通の回転軸を中心として回転可能な入力部材及び出力部材を備え、前記入力部材からの正・逆方向の回転は前記出力部材に伝達されるとともに、前記出力部材から前記入力部材への回転の伝達は、前記出力部材が回転不能となって遮断されるロックタイプ双方向クラッチであって、
前記入力部材には円筒形状の偏心輪が、前記出力部材には出力内歯歯車が夫々設けられており、更に、
前記共通の回転軸と同心の固定外歯歯車と、作動子とを具備し、
前記作動子は、前記偏心輪の内側に嵌り込んで前記固定外歯歯車と噛み合う作動内歯歯車、及び前記出力内歯歯車と噛み合う作動外歯歯車を備え、
前記作動外歯歯車及び前記作動内歯歯車は共通の中心軸を有し、前記作動内歯歯車の歯数は前記固定外歯歯車の歯数と同一であり、前記作動子は前記共通の回転軸の周りを公転することは許容されるが自転することは規制される、ことを特徴とするロックタイプ双方向クラッチが提供される。
また、本発明の第二の局面によれば、上記主たる技術的課題を解決するロックタイプ双方向クラッチとして、共通の回転軸を中心として回転可能な入力部材及び出力部材を備え、前記入力部材からの正・逆方向の回転は前記出力部材に伝達されるとともに、前記出力部材から前記入力部材への回転の伝達は、前記出力部材が回転不能となって遮断されるロックタイプ双方向クラッチであって、
前記入力部材には円筒形状の偏心輪が、前記出力部材には出力内歯歯車が夫々設けられており、更に、
断面円形の係合穴が前記共通の回転軸を中心とした仮想円周上に間隔をおいて複数形成された固定板と、作動子とを具備し、
前記作動子は、前記偏心輪の内側に嵌り込む円筒形状の嵌合壁を備えた接続部材、及び前記出力内歯歯車と噛み合う作動外歯歯車を備えた作動部材を備え、前記接続部材及び前記作動部材は係止手段によって一体であり、
前記作動部材には、前記固定板に形成された複数の前記係合穴の夫々に挿入される係合ピンが複数立設され、複数の前記係合ピンは一体となって挿入された夫々の前記係合穴の内周面に沿って移動自在であり、前記作動子は前記共通の回転軸の周りを公転することは許容されるが自転することは規制される、ことを特徴とするロックタイプ双方向クラッチが提供される。
さらにまた、本発明の第三の局面によれば、上記主たる技術的課題を解決するロックタイプ双方向クラッチとして、共通の回転軸を中心として回転可能な入力部材及び出力部材を備え、前記入力部材からの正・逆方向の回転は前記出力部材に伝達されるとともに、前記出力部材から前記入力部材への回転の伝達は、前記出力部材が回転不能となって遮断されるロックタイプ双方向クラッチであって、
前記入力部材には円筒形状の偏心輪が、前記出力部材には出力内歯歯車が夫々設けられており、更に、
断面円形の係合穴が前記共通の回転軸を中心とした仮想円周上に間隔をおいて複数形成された固定板と、作動子とを具備し、
前記作動子は、前記偏心輪の外側に嵌り込む円筒形状の外側嵌合壁、及び前記出力内歯歯車と噛み合う作動外歯歯車を備え、
前記外側嵌合壁の先端面には、前記固定板に形成された複数の前記係合穴の夫々に挿入される係合ピンが複数立設され、複数の前記係合ピンは一体となって挿入された夫々の前記係合穴の内周面に沿って移動自在であり、前記作動子は前記共通の回転軸の周りを公転することは許容されるが自転することは規制される、ことを特徴とするロックタイプ双方向クラッチが提供される。
That is, according to the first aspect of the present invention, as a lock type bidirectional clutch that solves the above-mentioned main technical problem, an input member and an output member that can rotate around a common rotation axis are provided, and from the input member. The forward / reverse rotation of the clutch is transmitted to the output member, and the rotation transmission from the output member to the input member is a lock type bidirectional clutch in which the output member becomes non-rotatable and is cut off. hand,
The input member is provided with a cylindrical eccentric ring, the output member is provided with an output internal gear, and the output member is further provided with an output internal gear.
A fixed external gear concentric with the common rotating shaft and an actuator are provided.
The actuator includes an operating internal gear that fits inside the eccentric ring and meshes with the fixed external gear, and an operating external gear that meshes with the output internal gear.
The working external gear and the working internal gear have a common central axis, the number of teeth of the working internal gear is the same as the number of teeth of the fixed external gear, and the actuator has the common rotation. A lock-type bidirectional clutch is provided characterized in that it is permissible to revolve around an axis but is restricted from rotating.
Further, according to the second aspect of the present invention, as a lock type bidirectional clutch that solves the above-mentioned main technical problem, an input member and an output member that can rotate around a common rotation axis are provided, and from the input member. The forward / reverse rotation of the clutch is transmitted to the output member, and the rotation transmission from the output member to the input member is a lock type bidirectional clutch in which the output member becomes non-rotatable and is cut off. hand,
The input member is provided with a cylindrical eccentric ring, the output member is provided with an output internal gear, and the output member is further provided with an output internal gear.
It is provided with a fixing plate and an actuator in which a plurality of engaging holes having a circular cross section are formed at intervals on a virtual circumference centered on the common rotation axis.
The actuator includes a connecting member having a cylindrical fitting wall that fits inside the eccentric ring, and an operating member having an operating external gear that meshes with the output internal gear, and the connecting member and the actuator. The actuating members are integrated by locking means
A plurality of engaging pins to be inserted into each of the plurality of engaging holes formed in the fixing plate are erected on the operating member, and the plurality of engaging pins are integrally inserted into each of the plurality of engaging pins. A lock that is movable along the inner peripheral surface of the engaging hole and that the actuator is allowed to revolve around the common axis of rotation but is restricted from rotating. A type bidirectional clutch is provided.
Furthermore, according to the third aspect of the present invention, as a lock type bidirectional clutch that solves the main technical problem, an input member and an output member that can rotate around a common rotation axis are provided, and the input member is provided. The rotation in the forward and reverse directions is transmitted to the output member, and the rotation from the output member to the input member is transmitted by a lock type bidirectional clutch in which the output member becomes non-rotatable and is cut off. There,
The input member is provided with a cylindrical eccentric ring, the output member is provided with an output internal gear, and the output member is further provided with an output internal gear.
It is provided with a fixing plate and an actuator in which a plurality of engaging holes having a circular cross section are formed at intervals on a virtual circumference centered on the common rotation axis.
The actuator comprises a cylindrical outer fitting wall that fits outside the eccentric ring and an actuating external gear that meshes with the output internal gear.
A plurality of engaging pins to be inserted into each of the plurality of engaging holes formed in the fixing plate are erected on the tip surface of the outer fitting wall, and the plurality of engaging pins are integrated. It is movable along the inner peripheral surface of each of the inserted engaging holes, and the actuator is allowed to revolve around the common axis of rotation but is restricted from rotating. A lock type bidirectional clutch featuring the above is provided.
本発明の第一の局面にあっては、前記固定外歯歯車の歯形の歯底面は凹円弧形状であり、前記作動内歯歯車の歯形の歯先面は凸円弧形状であり、前記固定外歯歯車の歯形の歯底面の曲率は前記作動内歯歯車の歯形の歯先面の曲率よりも小さいのが好ましい。In the first aspect of the present invention, the tooth bottom surface of the tooth profile of the fixed external tooth gear has a concave arc shape, and the tooth tip surface of the tooth profile of the working internal tooth gear has a convex arc shape. The curvature of the tooth bottom surface of the tooth profile of the tooth gear is preferably smaller than the curvature of the tooth tip surface of the tooth profile of the working internal tooth gear.
本発明の第二の局面にあっては、前記入力部材は、前記偏心輪の内側において前記共通の回転軸と同心の円筒形状の支持壁を備えており、前記接続部材の前記嵌合壁は前記偏心輪と前記支持壁との間に嵌り込むのが好ましい。In the second aspect of the present invention, the input member includes a cylindrical support wall concentric with the common axis of rotation inside the eccentric ring, and the fitting wall of the connecting member is It is preferable to fit between the eccentric ring and the support wall.
本発明の第三の局面にあっては、前記作動子は、前記偏心輪の内側に嵌り込む円筒形状の内側嵌合壁を備えているのが好ましい。In the third aspect of the present invention, the actuator preferably includes a cylindrical inner fitting wall that fits inside the eccentric ring.
本発明の第一の局面乃至第三の局面にあっては、前記作動外歯歯車の歯数は前記出力内歯歯車の歯数よりも1少ないのが好ましい。また、前記出力内歯歯車及び前記作動外歯歯車は共にトロコイド歯形であるのがよい。In the first to third aspects of the present invention, the number of teeth of the working external gear is preferably one less than the number of teeth of the output internal gear. Further, both the output internal gear and the working external gear may have a trochoidal tooth profile.
まず、図1乃至図7を参照して本発明の第一の局面に従って構成されたロックタイプ双方向クラッチについて説明する。図1に示すとおり、全体が番号2で示されるロックタイプ双方向クラッチは、共通の回転軸oを中心として回転可能な入力部材4及び出力部材6を備えている。
First, a description will be given to the lock type bidirectional clutch constructed in accordance with a first aspect of the present invention with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the whole is the B Kkutaipu bidirectional clutch represented by number 2, and a
図1に示すとおり、ロックタイプ双方向クラッチ2は、共通の回転軸oと同心の固定外歯歯車34を具備している。固定外歯歯車34は、全体が番号36で示される固定のハウジングに設けられている。図1においては、容易に理解できるよう、ハウジング36及び後述するシールド板にはハッチングを付していない。図1と共に図5(a)を参照してハウジング36について説明すると、ハウジング36は金属製であって、略正方形の端板38と、この端板38の外周縁から軸方向に延びる筒形状の外周壁40とを備えており、外周壁40の内側には、入力部材4の偏心輪14、出力内歯歯車24、及び作動子26を収容する断面円形の収容空間部42が設けられている。端板38の中央には、出力部材6の出力軸部18が挿通されてこれを回転可能に支持する円形の中央貫通穴44が形成されている。固定外歯歯車34は端板38の中央であって且つ外周壁40の内側(つまり収容空間部42内)に設けられており、図1のB−B断面に示すとおり、作動内歯歯車30と噛み合う。固定外歯歯車34の歯形の歯先面は凹円弧形状であり、固定外歯歯車34の歯形の歯先面の曲率は作動内歯歯車30の歯形の歯先面の曲率よりも小さい。そして、固定外歯歯車34の歯数は9であって、作動内歯歯車30の歯数と同一である。固定外歯歯車34の中央には中央貫通穴44に連通すると共に収容空間部42内に開放された断面円形の凹部46が形成されている。凹部46には出力軸部18を回転可能に支持する周知のベアリング48が配設される。外周壁40の隅部には夫々軸方向に貫通する外側貫通穴50も形成されている。外側貫通穴50には、後述するシールド板を固定する際に使用されるボルトが挿通される。
As shown in FIG. 1, b Kkutaipu bidirectional clutch 2 is provided with a common axis of rotation o concentric fixed
続いて、図6及び図7を参照して、ロックタイプ双方向クラッチ2の作動について説明する。図6において矢印で示すように、入力部材4が、駆動源のモーターにより時計方向(中央縦断面図の右方から見て)に回転すると、入力部材4の偏心輪14は共通の回転軸oの周りを偏心して回転する。つまり、偏心輪14は、その中心が共通の回転軸oの周りを半径eの円に沿って時計方向に移動(公転)しながら全体が時計方向に自転する。そうすると、偏心輪14の内側に嵌り込む作動内歯歯車30は、B−B断面において矢印で示すとおり、自転運動することなく共通の回転軸oの周りを公転運動することとなる。これは、ロックタイプ双方向クラッチ2にあっては、作動内歯歯車30は固定外歯歯車34に対し偏心して噛み合っていると共に、両歯車の歯数が同一であるためである。つまり、固定外歯歯車34との間に歯数差は存在しないことから、作動内歯歯車30が公転運動しても、作動内歯歯車30が固定外歯歯車34に対して回転(自転運動)することはあり得ないためである。即ち、作動内歯歯車30(作動子26)は、共通の回転軸oの周りを公転することは許容されているが自転することは規制されている。作動内歯歯車30が共通の回転軸oの周りを公転する際、夫々の歯の外周面は固定外歯歯車34の歯の外周面に対して摺動する。
Next, with reference to FIGS. 6 and 7, will be described operation of Russia Kkutaipu bidirectional clutch 2. As shown by the arrows in FIG. 6, when the
次に、図8乃至図13を参照して本発明の第二の局面に従って構成されたロックタイプ双方向クラッチについて説明する。以下の説明においては、上述したロックタイプ双方向クラッチ2のものと同一の構成については同一の番号に100を付して示し、その詳細な説明は省略することとする。 Next, a description will be given of the second lock type bidirectional clutch constructed in accordance with aspects of the present invention with reference to FIGS 1 3. In the following description, the same configuration as that of the lock type bidirectional clutch 2 described above will be indicated by adding 100 to the same number, and detailed description thereof will be omitted.
図8に示すとおり、全体が番号102で示されるロックタイプ双方向クラッチは共通の回転軸oを中心として回転可能な入力部材104及び出力部材106を備えている。
As shown in FIG. 8, the whole is provided with a B Kkutaipu bidirectional clutch common axis of rotation o rotatable around the
図8と共に図11を参照して説明すると、作動子126は軸方向に直列に配置された接続部材164及び作動部材166から構成されている。接続部材164は、偏心輪114の内側に相対回転可能に嵌り込む円筒形状の嵌合壁168を備えている。図8の中央縦断面に示すとおり、図示の実施形態においては、嵌合壁168は周知のベアリング131を介して偏心輪114の内側に嵌り込んでいる。ロックタイプ双方向クラッチ102にあっては、ベアリング131の径を図1のロックタイプ双方向クラッチ2のベアリング31の径よりも小さくすることができ、製造コストを低減させることができると共に径方向をコンパクトにすることができる。嵌合壁168の軸方向他端(図8の中央縦断面及び図11(a)において左側端)には円板形状の接続フランジ170が接続されている。接続フランジ170の中央には円形の貫通穴172が形成されており、この内側で入力部材104の支持壁162の端面は出力部材106の出力フランジ122と当接してこれによって軸受けされている。接続フランジ170の外周縁には、嵌合壁168とは軸方向反対側に向かって延びる円筒形状の接続壁174が形成されている。接続壁174の内周面には軸方向に直線状に延びる係止溝176が周方向に等間隔をおいて複数形成されている。作動部材166は、接続壁174の内側に配置される円形の作動基板178を備えている。作動基板178の外周面には、径方向外側に突出し、接続壁174の内側に形成された係止溝176と係止する係止突条180が係止溝176に対応して複数形成されている。このことから、係止溝176と係止突条180との係止(係止手段)によって、作動部材166は接続部材164と一体となって共通の中心軸o´を有する。作動基板178の中央には円形の貫通穴181が形成されており、ここには出力軸部118が挿通される。作動外歯歯車128は作動基板178の片側面(図8の中央縦断面及び図11(b)において右側面)の中央に形成されており、歯数は8である。作動基板178の他側面(同左側面)の外周縁部には、係合ピン182が周方向に等間隔をおいて複数、図示の実施形態においては9本、立設されている。これら複数の係合ピン182は後述する固定板に形成された複数の係合穴の数と対応して設けられ夫々に挿入される。図示の実施形態においては、係合ピン182の断面形状は円形であるが、所望ならば多角形であってもよい。
Explaining with reference to FIG. 11, the
図8に示すとおり、ロックタイプ双方向クラッチ102は、断面円形の係合穴184が共通の回転軸oを中心とした仮想円周上で周方向に間隔をおいて複数形成された固定板186を具備している。図示の実施形態においては、固定板186は略正方形であって、全体が番号136で示される固定のハウジングに設けられている。図8と共に図12(a)を参照してハウジング136について説明すると、固定板186はハウジングの端板であって、その外周縁には軸方向に延びる筒形状の外周壁140が設けられている。固定板186には中央貫通穴144及び凹部146も形成されている。係合穴184は9個形成されており、これらはいずれも収容空間部142に向かって開放されている。係合穴184の径は作動子126の作動部材166に形成された係合ピン182の径よりも大きく、複数の係合穴184の夫々には作動子126の作動部材166に形成された複数の係合ピン182が一つずつ挿入される。外周壁140の開放端は図12(b)に示されるシールド板152によって閉鎖される。シールド板152は中央貫通穴154及び凹部156を備えている。
As shown in FIG. 8, b Kkutaipu
続いて、図13を参照して、ロックタイプ双方向クラッチ102において入力部材104を時計方向(中央縦断面の右方から見て)に回転させた場合の作動について説明する。図13における各矢印に示すように、入力部材104が時計方向に回転すると、図1のロックタイプ双方向クラッチ2と同様に、偏心輪114は、その中心が共通の回転軸oの周りを半径eの円に沿って時計方向に移動(公転)しながら全体が時計方向に自転する。そうすると、A−A断面において矢印で示すとおり、偏心輪114の内側に嵌り込む作動子126の一部である接続部材164の嵌合壁168は共通の回転軸oの周りを自転することなく公転する。これについて説明すると、嵌合壁168を有する接続部材164は作動部材166と一体に接続され、作動部材166に形成された複数の係合ピン182の夫々は固定板186に形成された複数の係合穴184の夫々に挿入されていることから、作動子126の自転運動は規制されるためである。一方、係合ピン182の径は係合穴184の径よりも小さいため、複数の係合ピン182の各々は一体となって挿入された係合穴184内を移動することは可能である。このことから、入力部材104が時計方向に回転すると、C−C断面に示すとおり、複数の係合ピン182は一体となって挿入された夫々の係合穴184の内周面に沿って摺動つまり公転し、作動子126は自転することなく共通の回転軸oの周りを公転することとなる。
Subsequently, referring to FIG. 13, description will be made on the operation of the case of rotating the
従って、入力部材104の自転運動は、一旦作動子126の公転運動に変換される。このとき、入力部材104から作動子126へは変速することなく等速で回転が伝達される。そうすると、図1のロックタイプ双方向クラッチ2と同様、入力部材104の回転と等速で公転する作動子126の回転は、これに形成された作動外歯歯車128と出力内歯歯車124との噛み合いによって、変速して出力部材106に伝達されることとなる。このとき、上記式によれば、入力部材104の回転は1/9に減速して出力部材106に伝達される。ロックタイプ双方向クラッチ102にあっては、複数の係合ピン182の夫々が複数の係合穴184の夫々と当接することから、作動子126全体の倒れが防止され、入力部材104から出力部材106へ安定的に回転を伝達することができる。
Therefore, the rotation motion of the
ロックタイプ双方向クラッチ102にあっても、出力部材106から入力部材104への回転の伝達は出力部材106がロックして遮断されるが、この理由は図1に示すロックタイプ双方向クラッチ2のものと同じである。
Even in Russia Kkutaipu
図14には、図8に示すロックタイプ双方向クラッチ102の変形例であって、本発明の第三の局面に従って構成されるロックタイプ双方向クラッチが示されている。以下の説明においては、上述したロックタイプ双方向クラッチのものと同一の構成については同一の番号に200を付して示し、その詳細な説明は省略することとする。
FIG. 14 shows a modification of the lock type
Claims (9)
前記入力部材には円筒形状の偏心輪が、前記出力部材には出力内歯歯車が夫々設けられ、
前記偏心輪には、前記共通の回転軸の周りを公転することは許容されているが自転することは規制されている作動子が嵌り込み、
前記作動子は前記出力内歯歯車と噛み合う作動外歯歯車を備えている、ことを特徴とするロックタイプ双方向クラッチ。 An input member and an output member that can rotate around a common rotation axis are provided, and forward / reverse rotation from the input member is transmitted to the output member, and rotation from the output member to the input member is performed. The transmission is a lock type bidirectional clutch in which the output member becomes non-rotatable and is shut off.
The input member is provided with a cylindrical eccentric ring, and the output member is provided with an output internal gear.
The eccentric ring is fitted with an actuator that is allowed to revolve around the common axis of rotation but is restricted from rotating.
A lock type bidirectional clutch characterized in that the actuator includes an operating external gear that meshes with the output internal gear.
前記作動子は、前記偏心輪の内側に嵌り込むと共に前記固定外歯歯車と噛み合い且つ前記作動外歯歯車と共通の中心軸を有する作動内歯歯車を備え、
前記作動内歯歯車の歯数は前記固定外歯歯車の歯数と同一である、請求項1に記載のロックタイプ双方向クラッチ。 It is equipped with a fixed external gear that is concentric with the common rotating shaft.
The actuator includes an working internal gear that fits inside the eccentric ring, meshes with the fixed external gear, and has a central axis common to the working external gear.
The lock type bidirectional clutch according to claim 1, wherein the number of teeth of the working internal gear is the same as the number of teeth of the fixed external gear.
前記作動子は、前記偏心輪の内側に嵌り込む円筒形状の嵌合壁を備えた接続部材と、前記作動外歯歯車を備えた作動部材とを備え、前記接続部材及び前記作動部材は係止手段によって係止され一体となって公転可能であり、
前記作動部材には、前記固定板に形成された複数の前記係合穴の夫々に挿入される係合ピンが複数立設されており、複数の前記係合ピンは一体となって挿入された夫々の前記係合穴の内周面に沿って移動自在である、請求項1に記載のロックタイプ双方向クラッチ。 A fixing plate having a plurality of engaging holes having a circular cross section formed at intervals on a virtual circumference centered on the common rotation axis is provided.
The actuator includes a connecting member having a cylindrical fitting wall that fits inside the eccentric ring, and an operating member having the operating external gear, and the connecting member and the operating member are locked. It is locked by means and can revolve as a unit.
A plurality of engaging pins to be inserted into each of the plurality of engaging holes formed in the fixing plate are erected on the operating member, and the plurality of engaging pins are integrally inserted. The lock type bidirectional clutch according to claim 1, which is movable along the inner peripheral surface of each of the engaging holes.
前記作動子は、前記偏心輪の外側に嵌り込む円筒形状の外側嵌合壁を備え、
前記外側嵌合壁の先端面には、前記固定板に形成された複数の前記係合穴の夫々に挿入される係合ピンが複数立設されており、複数の前記係合ピンは一体となって挿入された夫々の前記係合穴の内周面に沿って移動自在である、請求項1に記載のロックタイプ双方向クラッチ。 A fixing plate having a plurality of engaging holes having a circular cross section formed at intervals on a virtual circumference centered on the common rotation axis is provided.
The actuator comprises a cylindrical outer fitting wall that fits outside the eccentric ring.
A plurality of engaging pins to be inserted into each of the plurality of engaging holes formed in the fixing plate are erected on the tip surface of the outer fitting wall, and the plurality of engaging pins are integrally formed. The lock type bidirectional clutch according to claim 1, which is movable along the inner peripheral surface of each of the engaging holes inserted therein.
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