JP2022021584A

JP2022021584A - 動力伝達装置

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Publication number: JP2022021584A
Application number: JP2020125247A
Authority: JP
Inventors: 俊男飯山; Toshio Iiyama
Original assignee: Origin Co Ltd
Current assignee: Origin Co Ltd
Priority date: 2020-07-22
Filing date: 2020-07-22
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2040-07-22
Also published as: JP7098684B2

Abstract

【課題】制御手段を操作することで出力部材をロックし、出力部材に付加された回転を確実に入力部材に伝達されないようにすることが可能な動力伝達装置を提供する。【解決手段】入力部材４及び出力部材６を偏心軸ｏ２上に配置された作動部材２８を介して接続する。作動部材２８には入力部材４に設けられた断面円形の偏心体１２と相対回転可能に嵌合する嵌合手段３４、及び出力部材６に設けられた出力内歯歯車２２と噛み合う作動外歯歯車４４を設ける。作動部材２８には更に、制御手段８４によって共通の中心軸ｏ１の周りを回転可能な状態と回転不能な状態とに切り替え可能な作動補助部材４８を組み合わせる。【選択図】図１

Description

本発明は、入力部材と出力部材との間に置かれる動力伝達装置、特に、入出力軸間の動力の伝達及び遮断が可能であり、さらに、入出力軸間の変速が可能な動力伝達装置に関するものである。

下記特許文献１には、共通の中心軸を有する入力部材及び出力部材を備え、入力部材と出力部材との間で変速された動力の伝達及び遮断が可能な動力伝達装置の一例として、遊星歯車機構を利用した動力伝達装置が開示されている。この動力伝達装置では、入力部材は太陽歯車に、出力部材はキャリアに夫々接続されている。キャリアによって回転可能に軸支された遊星歯車は太陽歯車及びリング歯車と噛み合っており、リング歯車は制御手段によって回転可能な状態と回転不能な状態とに切り替え可能となっている。制御手段は、長円形のカムを回転させることでばねにより付勢された転動体を作動させて、転動体がリング歯車と固定部材との間に画成された楔形空間部に噛み込む又はかかる噛み込みが解除されることで、リング歯車を回転可能な状態と回転不能な状態とに切り替えている。そして、制御手段によってリング歯車が回転不能な状態にあっては、入力部材に付加された回転は減速して出力部材に伝達され、出力部材に付加された回転は入力部材に増速して伝達される。一方、制御手段によってリング歯車が回転可能な状態にあっては、入力部材に回転が付加されたときは入力部材が出力部材に対し、出力部材に回転が付加されたときは出力部材が入力部材に対し夫々空転して遮断される。

上述した動力伝達装置は、例えば車庫や店舗の出入口に配設されたシャッターを電動での開閉させるための開閉機構に用いられる。上述した動力伝達装置が上記開閉機構に用いられる場合、入力部材は電動モーターに、出力部材はシャッターを作動させるシャフトに夫々接続される。そして、制御手段によってリング歯車が回転不能な状態にあっては、入力部材に付加された回転は出力部材に減速して伝達されるため、小型のモーターであっても比較的重量物であるシャッターを開閉動させることができる。一方、出力部材に付加された回転は入力部材に増速して伝達されるため、モーターの駆動が停止した状態でシャッターを手動で開閉させるには大きな力を要する。この特性を利用すれば、モーターの駆動が停止した際に動力伝達装置によってシャッターの開閉位置を保持することもできる。また、停電等により手動でシャッターを作動させる必要があるときは、制御手段を操作してリング歯車を回転可能な状態にすれば出力部材は空転するため、小さな力でシャッターを開閉させることができる。

特許第６１８２２４５号公報

而して、上述した動力伝達装置において制御手段によりリング歯車が回転不能な状態にあっては、出力部材に付加された回転は入力部材に増速して伝達されるにすぎず、出力部材に大きな回転トルクが付加された場合には、出力部材に付加された回転が入力部材に伝達されてしまう場合がある。それ故に、出力部材に接続されたシャッターの如き従動部材にかかる負荷によっては従動部材を保持することができない。

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、制御手段を操作することで出力部材をロックし、出力部材に付加された回転を確実に入力部材に伝達されないようにすることが可能な新規の動力伝達装置を提供することである。

本発明者は、鋭意検討の結果、共通の中心軸を有する入力部材及び出力部材を共通の中心軸に対して偏心して配置された作動部材を介して接続し、作動部材には入力部材に設けられた偏心体と相対回転可能に嵌合する嵌合手段、及び出力部材に設けられた出力内歯歯車と噛み合う作動外歯歯車を設けると共に、作動部材には更に、制御手段によって共通の中心軸の周りを回転可能な状態と回転不能な状態とに切り替え可能な作動補助部材を組み合わせ、制御手段により作動補助部材が回転不能な状態では、作動部材の自転運動を規制するが公転運動を許容し、制御手段により作動補助部材が回転可能な状態では、作動部材の自転運動及び公転運動を許容することで、上記主たる技術的課題を解決することができることを見出した。

即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を解決することができる動力伝達装置として、入力部材と出力部材との間で変速された動力の伝達及び遮断が可能な動力伝達装置であって、前記入力部材及び前記出力部材は共通の中心軸を備え、前記入力部材及び前記出力部材は前記共通の中心軸に対して偏心して配置された作動部材を介して接続されており、前記入力部材には偏心体が、前記出力部材には出力内歯歯車が夫々設けられると共に、前記作動部材には前記偏心体と相対回転可能に嵌合する嵌合手段、及び前記出力内歯歯車と噛み合う作動外歯歯車が設けられており、前記作動部材には更に、前記共通の中心軸上に配置された作動補助部材が組み合わせられており、前記作動部材には係合凸部が、前記作動補助部材には前記係合凸部と係合可能な係合凹部が夫々設けられ、前記作動補助部材は制御手段によって前記共通の中心軸の周りを回転可能な状態と回転不能な状態とに切り替え可能であり、前記制御手段によって前記作動補助部材が前記共通の中心軸の周りを回転不能な状態にあっては、前記係合凸部と前記係合凹部との係合により、前記作動部材が自転することは規制されるが前記共通の中心軸の周りを公転することは許容され、前記制御手段によって前記作動補助部材が前記共通の中心軸の周りを回転可能な状態にあっては、前記作動部材が自転することも前記共通の中心軸の周りを公転することも許容される、ことを特徴とする動力伝達装置ことを特徴とする動力伝達装置が提供される。

好ましくは、前記出力内歯歯車及び前記作動外歯歯車の歯は共にトロコイド歯形である。前記係合凸部は軸方向に凸状であると共に、前記係合凹部は軸方向に凹状である。好適には、前記嵌合手段は共に円筒形状である内側嵌合壁及び外側嵌合壁により構成され、前記偏心体は前記内側嵌合壁と前記外側嵌合壁との間に嵌合されるのが好都合である。前記内側嵌合壁と前記偏心体との間にはベアリングが配設されているのがよい。前記共通の中心軸に沿って共通の軸部材が配設されているのが好適である。好ましくは、前記制御手段は、前記作動補助部材に当接可能な当接片を備えた作用部材と、前記作用部材に作用して前記当接片を前記作動補助部材に押し付ける押圧部材とを含んでいる。この場合には、前記作動補助部材には前記当接片の先端部が嵌り込む当接凹部が形成されているのがよい。この場合にあっては更に、前記当接片の先端部は円錐台形状であると共に前記当接凹部は円錐形状であるのがよい。更に、少なくとも前記作動補助部材はハウジングに収容されており、前記ハウジングは前記作動補助部材と前記押圧部材との間に配置される端板を備え、前記端板には前記作動補助部材に通じる作用穴が設けられており、前記作用部材の前記当接片は前記作用穴に挿通されるのが好ましい。この場合には、前記押圧部材には雌螺子が形成されていると共に前記ハウジングには雄螺子が形成されており、前記押圧部材は前記雌螺子と前記雄螺子との螺合によって前記共通の中心軸に沿って往復動可能であるのが好適である。また、前記端板と前記作用部材との間には波ばねが配設されているのがよい。

本発明の動力伝達装置によれば、制御手段によって作動補助部材が共通の中心軸の周りを回転不能な状態において入力部材に回転が付加された場合には、入力部材の偏心体の回転によって作動部材には共通の中心軸周りの回転運動が付加されるが、作動補助部材の上記回転運動が規制されていることから作動部材の自転運動は規制され、作動部材の公転運動のみが作動外歯歯車と出力内歯歯車との噛み合いによって出力部材に伝達される。従って、入力部材に付加された回転は出力部材に減速して伝達される。上記状態で出力部材に回転が付加された場合には、出力内歯歯車と作動外歯歯車との噛み合いによって作動部材は共通の中心軸に対して偏心した位置で自転しようとするが、上記したとおり作動部材の自転は規制されていることから出力部材はロックされて回転することはできず、出力部材に付加された回転は出力部材がロックして入力部材に伝達されない。一方、制御手段によって作動補助部材が共通の中心軸の周りを回転可能な状態において入力部材に回転が付加された場合には、入力部材の偏心体の回転によって作動部材には共通の中心軸周りの回転運動が付加され、作動部材が自転及び公転すると共に作動補助部材が自転することで、入力部材が出力部材に対し空転し、入力部材に付加された回転は出力部材に伝達されない。上記状態で出力部材に回転が付加された場合には、出力内歯歯車と作動外歯歯車との噛み合いによって作動部材が自転すると共に作動補助部材も自転し、出力部材に付加された回転は入力部材に伝達されない。

従って、本発明の動力伝達装置によれば、制御手段を操作することで出力部材の回転をロックし、出力部材に付加された回転を確実に入力部材に伝達されないようにすることが可能となる。

本発明に従って構成された動力伝達装置の好適実施形態の全体構成を示す図。図１に示す動力伝達装置の入力部材を単体で示す図。図１に示す動力伝達装置の出力部材を単体で示す図。図１に示す動力伝達装置の作動部材を単体で示す図。図１に示す動力伝達装置の作動補助部材を単体で示す図。図１に示す動力伝達装置のハウジング本体を単体で示す図。図１に示す動力伝達装置のシールド板を単体で示す図。図１に示す動力伝達装置の作用部材を単体で示す図。図１に示す動力伝達装置において、制御手段によって作動補助部材が回転不能な状態で入力部材に回転が付加されたときの作動を説明するための示す図。図１に示す動力伝達装置において、制御手段によって作動補助部材が回転不能な状態で出力部材に回転が付加されたときの作動を説明するための示す図。図１に示す動力伝達装置において、制御手段によって作動補助部材が回転可能な状態で入力部材に回転が付加されたときの作動を説明するための示す図。図１に示す動力伝達装置において、制御手段によって作動補助部材が回転可能な状態で出力部材に回転が付加されたときの作動を説明するための示す図。本発明に従って構成された動力伝達装置の変形例の全体構成を示す図。

以下、本発明に従って構成された動力伝達装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

図１を参照して説明すると、本発明に従って構成された、全体を番号２で示す動力伝達装置は、共通の中心軸ｏ１を備えた入力部材４及び出力部材６を備えている。ここで、以下の説明における「軸方向片側」及び「軸方向他側」とは、特に指定しない限り、図１の上段縦断面に示される状態を基準として、「軸方向片側」は同図において左側を、「軸方向他側」は同図において右側のことを言う。

図１及び図２を参照して説明すると、入力部材４は共通の中心軸ｏ１と同心の入力軸８を備えている。入力軸８は全体的に円筒形状であるが、その軸方向他端部には外周形状が正６角形にせしめられた入力接続部１０が設けられており、入力部材４は入力接続部１０を介して電動モーターの如き駆動源に接続される。入力部材４には、共通の中心軸ｏ１に対して垂直であって且つ共通の中心軸ｏ１に対して偏心して配置される断面円形の偏心体１２が設けられている。偏心体１２の中心軸を偏心軸としてｏ２で示す。図示の実施形態においては、偏心体１２は入力軸８の軸方向片端部から径方向外方に広がる偏心円板１４と、この偏心円板１４の外周縁から軸方向片側に延びる円筒形状の偏心外周壁１６とから構成されている。

図１及び図３を参照して説明すると、出力部材６は共通の中心軸ｏ１と同心の出力軸１８を備えている。出力軸１８は全体的に円筒形状であるが、その軸方向片端部には外周形状が正６角形にせしめられた出力接続部２０が設けられており、出力部材６は出力接続部２０を介してシャッターの如き従動部材に接続される。出力部材６には、共通の中心軸ｏ１と同心に配置される出力内歯歯車２２が設けられている。図示の実施形態においては、出力軸１８の軸方向他側端部には径方向外方に広がる出力円板２４が設けられ、出力円板２４の外周縁部には軸方向他側に延びる円筒形状の出力外周壁２６が設けられ、出力内歯歯車２２は出力外周壁２６の内周面に形成されている。出力内歯歯車２２を構成する歯はトロコイド歯形であって、歯数は５である。

図１に示すとおり、上述した入力部材４及び出力部材６は偏心軸ｏ２上に配置された（つまり共通の中心軸ｏ１に対して偏心して配置された）作動部材２８を介して接続される。図１及び図４を参照して説明すると、作動部材２８は、軸方向に見て入力部材４の偏心体１２と出力部材６の出力内歯歯車２２との間に配置される作動円板３０を備えている。作動円板３０は偏心軸ｏ２に対して垂直であって偏心軸ｏ２が中心を通過し、中央には軸方向に貫通する円形の作動穴３２が形成されている。作動部材２８には、偏心体１２に相対回転可能に嵌合する嵌合手段３４が設けられている。図示の実施形態においては、嵌合手段３４は作動円板３０の軸方向他側面において作動穴３２の外周縁を囲繞して軸方向他側に向かって延びる円筒形状の内側嵌合壁３６及び作動円板３０の軸方向他側面の外周縁部において軸方向他側に向かって延びる円筒形状の外側嵌合壁３８により構成されており、内側嵌合壁３６と外側嵌合壁３８との間に偏心体１２が嵌め合わされる。図示の実施形態においては更に、内側嵌合壁３６と偏心体１２との間にはベアリング４０も配設されている。そして、外側嵌合壁３８の軸方向端面には、周方向に等角度間隔をおいて複数個（図示の実施形態においては７個）の係合凸部４２が形成されている。図示の実施形態においては、係合凸部４２は軸方向に凸状であって断面円形である。作動部材２８には、出力内歯歯車２２と噛み合う作動外歯歯車４４も設けられている。作動外歯歯車４４の中心は偏心軸ｏ２である。図示の実施形態においては、作動外歯歯車４４は作動円板３０の軸方向片側面において作動穴３２の外周縁を囲繞して軸方向片側に向かって突出する突出部４６の外周面に形成されている。作動外歯歯車４４を構成する歯はトロコイド歯形であって、歯数は４である。

図１に示すとおり、上述した作動部材２８には更に、共通の中心軸ｏ１上に配置された作動補助部材４８が組み合わせられる。図１及び図５を参照して説明すると、図示の実施形態においては、作動補助部材４８は円環板形状であって、入力軸８の基端部の径方向外側において共通の中心軸ｏ１に対して垂直に配置されている。作動補助部材４８には作動部材２８に形成された係合凸部４２と係合可能な係合凹部５０が形成されている。図示の実施形態においては、係合凹部５０は作動補助部材４８の軸方向片側面に形成された円形凹部であって、周方向に等角度間隔をおいて複数個（図示の実施形態においては７個）設けられている。一方、作動補助部材４８の軸方向他側面には、後述する作用部材の当接片の先端部が進入する当接凹部５２が周方向に等角度間隔をおいて４個設けられている。当接凹部５２は軸方向他側から軸方向片側に向かって内径が減少する円錐形状である。かような作動補助部材４８は後述する制御手段によって共通の中心軸ｏ１の周りを回転可能な状態と回転不能な状態とに切り替え可能である。

図１に示すとおり、図示の実施形態においては、入力部材４及び出力部材６と、作動部材２８及び作動補助部材４８とはハウジング５４に収容されている。ハウジング５４は図６に示すハウジング本体５６と図７に示すシールド板５８とから構成されている。図１及び図６を参照して説明すると、ハウジング本体５６は略正方形の片側端板６０と、片側端板６０の外周縁から軸方向他側に延びる筒状の外周壁６２とを備え、軸方向他側端が開放されたカップ形状である。片側端板６０の中央には軸方向に貫通する円形の支持穴６４が形成されている。支持穴６４には出力部材６の出力軸１８が挿通され、ハウジング本体５６は出力軸１８を回転可能に支持している。外周壁６２の内側には、断面円形の空間部６６ａ乃至６６ｄが共通の中心軸ｏ１上で軸方向片側から軸方向他側に向かって直列に配置されており、夫々の径は軸方向片側から軸方向他側に向かって順次増大せしめられている。空間部６６ａにはベアリング６７が配設され、ベアリング６７の内側には出力部材６の出力軸１８が挿通されている。空間部６６ｂには出力部材６の出力内歯歯車２２が配置されている。空間部６６ｃには作動部材２８の嵌合手段３４及びこれに嵌合せしめられた入力部材４の偏心体１２が配置されている。空間部６６ｄには作動補助部材４８が配置されている。外周壁６２の角部には軸方向に延びる本体側固定穴６８が形成されている。

図７も参照して説明を続けると、シールド板５８はハウジング本体５６の片側端板６０と対応する略正方形であって、ハウジング本体５６の開放された軸方向他側端に配置され、これを閉塞する。シールド板５８の角部には軸方向に貫通してハウジング本体５６に形成された本体側固定穴６８に連通するシールド側固定穴７０が形成されている。シールド板５８は、シールド側固定穴７０及び本体側固定穴６８に共通して図示しないボルトの如き固定具を挿通することで、ハウジング本体５６に固定される。かような点に鑑みれば、本実施形態におけるシールド板５８はハウジング５４の（他側）端板に相当する。シールド板５８の径方向中間部には軸方向に貫通する円形の作用穴７２が周方向に等角度間隔をおいて４個形成されている。作用穴７２については後に言及する。シールド板５８の中央には軸方向に貫通する円形の支持穴７４が形成されている。支持穴７４には入力部材４の入力軸８が挿通され、シールド板５８は入力軸８を回転可能に支持している。シールド板５８の軸方向片側面には支持穴７４の外周縁部を囲繞して軸方向片側に向かって延びる円筒形状の支持壁７６が形成されている。図１に示すとおり、支持壁７６の内周面にはベアリング７８が嵌め合わされ、ベアリング７８の内側には入力軸８が挿通されている。一方、支持壁７６の外周面には作動補助部材４８の内周面が相対回転可能に嵌め合わされている。従って、支持壁７６は入力軸８及び作動補助部材４８を夫々相対回転可能に支持している。シールド板５８の軸方向他側面には支持穴７４の外周縁を囲繞して軸方向他側に延びる円筒形状の支持軸８０が形成されており、支持軸８０も入力軸８を回転可能に支持している。支持軸８０の外周面には雄螺子８２が形成されている。

ここで、上述したとおり、作動補助部材４８は図１に示される制御手段８４によって共通の中心軸ｏ１の周りを回転可能な状態と回転不能な状態とに切り替え可能である。図示の実施形態においては、制御手段８４は作用部材８６と押圧部材８８とを含んでおり、作用部材８６はシールド板５８と押圧部材８８との間に配置されている。図示の実施形態においては、シールド板５８と作用部材８６との間には波ばね９０も配設されている（図１１及び図１２を参照されたい）。図１及び図８を参照して説明すると、作用部材８６は円環形状の薄板であって、軸方向片側面には軸方向に突出する当接片９２が周方向に等角度間隔をおいて４個設けられている。当接片９２の先端部は円錐台形状にせしめられている。作用部材８６はシールド板５８の支持軸８０の外周に嵌め合わされ、当接片９２はシールド板５８の作用穴７２に挿通されて作動補助部材４８に当接可能である。押圧部材８８はシールド板５８の支持軸８０の外周面に形成された雄螺子８２と螺合する雌螺子９４を備えた板状であって、雌螺子９４と雄螺子８２との螺合により共通の中心軸ｏに沿って往復動可能である。このことから、押圧部材８８を作用部材８６に接近する方向に（つまり軸方向片側に向かって）移動させれば、押圧部材８８が作用部材８６に当接して当接片９２を作動補助部材４８に押し付けることができる。一方、押圧部材８８を作用部材８６から離隔する方向に（つまり軸方向他側に向かって）移動させれば、上記押し付けは解除される。

図示の実施形態においては、共通の中心軸ｏ１に沿って断面が円形である共通の軸部材９６が挿通されている。共通の軸部材９６は、入力部材４の入力軸８の内側を通過した後に、作動部材２８の作動穴３２を通過し、その後に出力部材６の出力軸１８の内側を通過している。共通の軸部材９６の存在によって、後述するとおり入力部材４及び出力部材６が回転した際に、各構成部材の芯ぶれが防止され、装置全体が安定して作動するようになる。

続いて、図９乃至図１２を参照して本発明の動力伝達装置の作動について説明する。
最初に、押圧部材８８がシールド板５８の支持軸８０上を作用部材８６に接近する方向に（つまり軸方向片側に向かって）移動させられて押圧部材８８が作用部材８６を押圧し、当接片９２の軸方向端面が作動補助部材４８に押し付けられ、これにより、作動補助部材４８が制御手段８４によって共通の中心軸ｏ１の周りを回転不能な状態について図９及び図１０を参照して説明する。かかる状態では、作動補助部材４８の係合凹部５０と係合する係合凸部４２を備えた作動部材２８は共通の中心軸ｏ１の周りを自転することは不可能である。図示の実施形態においては、作用部材８６の当接片９２は作動補助部材４８の当接凹部５２に嵌り込んでおり、作動補助部材４８は確実に回転不能となっている。かかる状態で、図９に示すとおり入力部材４が時計方向（同図の上段縦断面の右方向から見て。以下同じ）に回転すると、同図下段のＢ－Ｂ断面に示すとおり、偏心体１２は共通の中心軸ｏ１の周りを偏心して回転する。つまり、偏心体１２は、その中心である偏心軸ｏ２が共通の中心軸ｏ１の周りを時計方向に移動（公転）しながら自転する（図９乃至図１２では、曲率の比較的小さい矢印は自転を、曲率の比較的大きい矢印は公転を夫々示す）。偏心体１２には作動部材２８の嵌合手段３４が相対回転可能に嵌合していることから、作動部材２８は偏心体１２の上記回転によって共通の中心軸ｏ１の周りを公転する。換言すれば、偏心体１２の自転運動はキャンセルされる。このとき、同図下段Ａ－Ａ断面に示すとおり、作動部材２８の係合凸部４２は作動補助部材４８の係合凹部５０の内周面に沿って時計方向に円運動する。そして、作動部材２８の上記公転は、同図下段Ｃ－Ｃ断面に示すとおり、作動外歯歯車４４と出力内歯歯車２２との噛み合いによって、出力部材６に伝達される。このとき、上述したとおり、偏心体１２の回転運動は、その自転運動がキャンセルされて公転運動のみが伝達されていることから、入力部材４の回転は減速して出力部材６に伝達される。

一方、図１０に示すとおり、作動補助部材４８が共通の中心軸ｏ１の周りを回転不能な状態で出力部材６が時計方向に回転しようとした場合には、同図下段Ｃ－Ｃ断面に示すとおり、出力内歯歯車２２は作動部材２８の作動外歯歯車４４との噛み合いによって、これを偏心軸ｏ２の周りで時計方向に自転させようとする。しかしながら、作動部材２８の自転は規制されていることから、出力部材６はロックされて回転（自転）することができない。同図中において破線で示す矢印は実際には回転しないことを示す。

次に、押圧部材８８がシールド板５８の支持軸８０上を作用部材８６から離隔する方向に（つまり軸方向他側に向かって）移動させられて当接片９２の軸方向端面が作動補助部材４８から離隔し、作動補助部材４８が共通の中心軸ｏ１の周りを回転可能な状態について図１１及び図１２を参照して説明する。かかる状態では、係合凹部５０と係合凸部４２との係合によって作動部材２８は共通の中心軸ｏ１の周りを自転可能となっている。図示の実施形態においては、シールド板５８と作用部材８６との間には波ばね９０が配設されていることから、押圧部材８８を作用部材８６から離隔する方向に移動すると、当接片９２は容易に作動補助部材４８から離隔せしめられる。かかる状態で図１１に示すとおり入力部材４が時計方向に回転すると、同図下段のＢ－Ｂ断面に示すとおり、偏心体１２は共通の中心軸ｏ１の周りを回転（自転及び公転）し、作動部材２８は共通の中心軸ｏ１の周りを時計方向に公転する。ここで、出力部材６がこれに接続された従動部材による負荷によって保持されている場合には、作動部材２８は中心軸ｏ１の周りを時計方向に公転すると共に、同図下段Ｃ－Ｃ断面に示すとおり、保持された出力内歯歯車２２と作動外歯歯車４４との噛み合いによって反時計方向に自転する。このとき、作動補助部材４８は係合凸部４２と係合凹部５０との係合によって反時計方向に自転する（同図Ａ－Ａ断面）。従って、入力部材４に付加された回転は空転して遮断される。

一方、図１２に示すとおり、作動補助部材４８が共通の中心軸ｏ１の周りを回転可能な状態で出力部材６が時計方向に回転すると、同図下段Ｃ－Ｃ断面に示すとおり、出力内歯歯車２２は作動部材２８の作動外歯歯車４４との噛み合いによって、これを偏心軸ｏ２の周りで時計方向に自転させようとする。このとき、作動補助部材４８は共通の中心軸ｏ１の周りを回転可能（自転可能）であることから、作動部材２８が共通の中心軸ｏ１の周りを回転する際に作動補助部材４８によって自転が規制されることはない。従って、作動部材２８は偏心軸ｏ２を中心として自転し、作動補助部材４８は係合凸部４２と係合凹部５０との係合によって共通の中心軸ｏ１を中心として自転する。このとき、同図下段Ｂ－Ｂ断面に示すとおり、嵌合手段３４は偏心体１２の周りを自転するのみで、偏心体１２に回転が付加されることはない。つまり、出力部材６に付加された回転は空転して遮断される。

入力部材４及び出力部材６が時計方向に回転する場合について説明したが、入力部材４及び出力部材６が反時計方向に回転した場合は時計方向に回転した場合と各構成部材及びその部分が反対方向に作動するだけで、その作動は同一であるため、詳細な説明は省略する。

従って、本発明の動力伝達装置によれば、制御手段８４を操作することで、入力部材４に付加された回転は減速して出力部材６に伝達されるが出力部材６に付加された回転は出力部材６がロックして入力部材４には伝達されない状態と、入力部材４に付加された回転は入力部材４が出力部材６に対し、出力部材６に付加された回転は出力部材６が入力部材４に対し夫々空転して遮断される状態とに切り替え可能となる。

更に、図示の実施形態においては、出力内歯歯車２２及び作動外歯歯車４４の歯は共にトロコイド歯形であることから、夫々の歯のモジュールを大きくすることができ、入力部材４から出力部材６へ大きな回転トルクを伝達することができる。また、制御手段８４は、作動補助部材４８に当接可能な当接片９２を備えた作用部材８６と、作用部材８６に作用して当接片９２を作動補助部材４８に押し付ける押圧部材８８とを含んでいる。そして、押圧部材８８には雌螺子９４が形成されていると共にハウジング５４（シールド板５８）の支持軸８０には雄螺子８２が形成されており、押圧部材８８は雌螺子９４と雄螺子８２との螺合によって共通の中心軸ｏ１に沿って往復動可能である。従って、押圧部材８８をハウジング５４（シールド板５８）の支持軸８０に対し回転させることで、押圧部材８８は軸方向に移動して作用部材８６と当接しこれを軸方向に押圧又は作用部材８６から離隔し上記押圧を解除することができる。それ故に、入力部材４又は出力部材６に比較的大きなトルクが付加された場合であっても、比較的軽い力で制御手段８４を操作することが可能となる。一方、上記特許文献１のもののように、制御手段が転動体の噛み込みを利用するものである場合には、入力部材又は出力部材に比較的大きなトルクが付加されると転動体は強力に噛み込み、かかる噛み込みを解除するのに大きな力を要することとなり、制御手段の操作性が好ましくない。更に、当接片９２の先端部は円錐台形状であると共に当接凹部５２は円錐形状であることに起因して当接片９２の先端部は当接凹部５２に容易に嵌り込むことができ、それ故に入力部材４及び／又は出力部材６が回転中であっても、制御手段８４を操作することができる。

図１３には、本発明に従って構成された動力伝達装置の変形例が示されている。図１３に示す実施形態と図１に示す実施形態とでは、作動部材に設けられた係合凸部及び作動補助部材に設けられた係合凹部の構成のみが異なり、その他の構成は同一であるため、以下の説明では、同一の構成については同一の番号を付してその詳細な説明は省略する。本変形例においては、外側嵌合壁３８´の軸方向端面の外周縁部には軸方向に延出する円筒形状の延出壁４１´が形成されている。係合凸部４２´は延出壁４１´の内周面に形成されて径方向に凸状であり、その断面は円弧形状である。一方、係合凹部５０´は作動補助部材４８´の外周面に形成されて径方向に凹状であり、その断面は円弧形状である。係合凸部４２´の断面の曲率は係合凹部５０´の断面の曲率よりも大きい。係合凸部及び係合凹部を本変形例のようにしても、図１に示す実施形態と同様の作用効果が得られる。

以上、本発明に従って構成された動力伝達装置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、嵌合手段３４は共に円筒形状である内側嵌合壁３６及び外側嵌合壁３８により構成され、偏心体１２は内側嵌合壁３６と外側嵌合壁３８との間に嵌合されていたが、内側嵌合壁３６を省略し、円板形状の偏心体が円筒形状の嵌合手段の内側に配置されるようにしてもよい。また、嵌合手段３４は必ずしも円筒形状の外側嵌合壁３８を備えている必要はなく、例えば周方向に間隔をおいて配置された複数個の円柱形状の嵌合柱部材により嵌合手段を構成し、上記複数個の円柱形状の嵌合柱部材の内側に偏心体を相対回転可能に嵌合するようにしてもよい。偏心体についても同様に、これは必ずしも断面円形である必要はなく、周方向に間隔をおいて配置された複数個の円柱形状の柱部材により構成されていてもよい。また、制御手段についても、図示の実施形態においては、押圧手段は螺合によって作動補助部材の回転を制御していたが、押圧手段は螺合によらず断接可能な周知のクラッチにより作動補助部材の回転を制御するようにしてもよい。また、図示の実施形態においては、作動補助部材４８に通じる作用穴７２はシールド板５８に設けられていたが、上記作用穴はハウジング本体の片側端板に設けられていてもよい。

２：動力伝達装置
４：入力部材
６：出力部材
１２：偏心体
２２：出力内歯歯車
２８：作動部材
３４：嵌合手段
４２：係合凸部
４４：作動外歯歯車
４８：作動補助部材
５０：係合凹部
８４：制御手段

Claims

入力部材と出力部材との間で変速された動力の伝達及び遮断が可能な動力伝達装置であって、
前記入力部材及び前記出力部材は共通の中心軸を備え、前記入力部材及び前記出力部材は前記共通の中心軸に対して偏心して配置された作動部材を介して接続されており、
前記入力部材には偏心体が、前記出力部材には出力内歯歯車が夫々設けられると共に、前記作動部材には前記偏心体と相対回転可能に嵌合する嵌合手段、及び前記出力内歯歯車と噛み合う作動外歯歯車が設けられており、
前記作動部材には更に、前記共通の中心軸上に配置された作動補助部材が組み合わせられており、前記作動部材には係合凸部が、前記作動補助部材には前記係合凸部と係合可能な係合凹部が夫々設けられ、前記作動補助部材は制御手段によって前記共通の中心軸の周りを回転可能な状態と回転不能な状態とに切り替え可能であり、
前記制御手段によって前記作動補助部材が前記共通の中心軸の周りを回転不能な状態にあっては、前記係合凸部と前記係合凹部との係合により、前記作動部材が自転することは規制されるが前記共通の中心軸の周りを公転することは許容され、
前記制御手段によって前記作動補助部材が前記共通の中心軸の周りを回転可能な状態にあっては、前記作動部材が自転することも前記共通の中心軸の周りを公転することも許容される、ことを特徴とする動力伝達装置。
前記出力内歯歯車及び前記作動外歯歯車の歯は共にトロコイド歯形である、請求項１に記載の動力伝達装置。
前記係合凸部は軸方向に凸状であると共に、前記係合凹部は軸方向に凹状である、請求項１又は２に記載の動力伝達装置。
前記嵌合手段は共に円筒形状である内側嵌合壁及び外側嵌合壁により構成され、前記偏心体は前記内側嵌合壁と前記外側嵌合壁との間に嵌合される、請求項１乃至３のいずれかに記載の動力伝達装置。
前記内側嵌合壁と前記偏心体との間にはベアリングが配設されている、請求項４に記載の動力伝達装置。
前記共通の中心軸に沿って共通の軸部材が配設されている、請求項１乃至５のいずれかに記載の動力伝達装置。
前記制御手段は、前記作動補助部材に当接可能な当接片を備えた作用部材と、前記作用部材に作用して前記当接片を前記作動補助部材に押し付ける押圧部材とを含んでいる、請求項１乃至６のいずれかに記載の動力伝達装置。
前記作動補助部材には前記当接片の先端部が嵌り込む当接凹部が形成されている、請求項７に記載の動力伝達装置。
前記当接片の先端部は円錐台形状であると共に前記当接凹部は円錐形状である、請求項８に記載の動力伝達装置。
少なくとも前記作動補助部材はハウジングに収容されており、前記ハウジングは前記作動補助部材と前記押圧部材との間に配置される端板を備え、前記端板には前記作動補助部材に通じる作用穴が設けられており、前記作用部材の前記当接片は前記作用穴に挿通される、請求項７乃至９のいずれかに記載の動力伝達装置。
前記押圧部材には雌螺子が形成されていると共に前記ハウジングには雄螺子が形成されており、前記押圧部材は前記雌螺子と前記雄螺子との螺合によって前記共通の中心軸に沿って往復動可能である、請求項１０に記載の動力伝達装置。
前記端板と前記作用部材との間には波ばねが配設されている、請求項１０又は１１に記載の動力伝達装置。