JP2588121B2

JP2588121B2 - 回転伝動機構

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Publication number: JP2588121B2
Application number: JP5260564A
Authority: JP
Inventors: 景信梶原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-02-19
Filing date: 1993-10-19
Publication date: 1997-03-05
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: JPH06300093A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、回転伝動機構に関
し、さらに詳しくは、駆動側からの正、逆両方向の各回
転による駆動トルクの入力が可能で、被動側からの正、
逆両方向の各回転による駆動トルクの入力を不可能にし
て禁止し得るように構成された回転伝動機構に係るもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複数個からなる個々の各歯車を
所期通りに連繋かつ噛合させて構成する回転伝動機構
は、従来から、駆動側から入力される所要方向の回転に
よる駆動トルク（以下、“駆動力”、または単に、“ト
ルク”とも呼ぶ）を相互に噛合される各歯車の歯数比の
組み合わせなどにより、被動側に対して、駆動トルクの
入力に対応した同一の回転速度、および同一の駆動トル
クで伝動し、これを被動側から出力させるか、あるいは
駆動トルクの入力に対応して増速された回転速度、およ
びこの増速によって低減された駆動トルク、ないしは駆
動トルクの入力に対応して減速された回転速度、および
この減速によって増加された駆動トルクで伝動し、同様
に、これらの被動側から出力させるための機械的手段と
して多用されている。

【０００３】そして、この種の一般的な回転伝動機構に
関して、これが前記した如く、複数個からなる個々の各
歯車のみによる所期通りの単純かつ簡単な噛合の組み合
わせ、すなわち、いわゆる“歯車列（ギヤ・トレイ
ン）”のみで単純に構成されている限りにおいては、周
知のように、駆動側からの正方向（例えば、時計方向）
あるいは逆方向（例えば、反時計方向）での選択された
何れか一方への各回転による駆動トルク、または駆動力
の入力、つまり、必要に応じて任意に選択されるところ
の、正方向への回転による駆動トルク、または駆動力の
入力と、逆方向への回転による駆動トルク、または駆動
力の入力（以下、説明の便宜上、“駆動側からの正、逆
両方向の各回転による駆動トルク、または駆動力の入
力”と呼ぶものとし、かつ被動側での同義的表現につい
ても、同様に、“被動側からの正、逆両方向の各回転に
よる駆動トルク、または駆動力の入力”と呼ぶ）とが個
別に可能であり、従って、このような歯車列のみで単純
に構成されているという制限された条件下では、結果的
に、“被動側からの正、逆両方向の各回転による駆動ト
ルク、または駆動力の入力”もまた個別に可能であるの
は、敢て論を俟たず、きわめて当然なことでもある。

【０００４】また、前記のように構成される一般的な回
転伝動機構において、この発明の意図するところとは全
く異なって何ら関係するものではないが、ここでの参考
に供する一例としては、例えば、駆動側からの正転方向
への回転による駆動トルクの入力を可能にし、かつ逆転
方向への回転による駆動トルクの入力を不可能にすると
ともに、これとは反対に、被動側からの駆動側で見たと
きの逆転方向への回転による駆動トルクの入力を可能に
し、かつ正転方向への回転による駆動トルクの入力を不
可能にする手段、すなわち、これを換言すると、駆動側
から見たときの、いわゆる、逆転防止手段には、構成の
複雑化を容易するとき、種々の逆転方向拘束手段が考え
られるのであるが、その最も簡単な手段としては、いわ
ゆる、外周面に複数のラチエット歯を連接形成したラチ
エット歯輪と、当該各ラチエット歯に弾接して係止され
るラチエット爪とを組み合わせた逆転防止構成が従来か
らよく知られている。

【０００５】ここで、この発明における回転伝動機構
は、先にも述べたように、駆動側からの正、逆両方向の
各回転による駆動トルクの入力を可能とし、かつ被動側
からの正、逆両方向の各回転による駆動トルクの入力を
不可能とする作用を達成するための構成を対象としてお
り、このような作用を達成し得る回転伝動機構について
は、従来の場合、全く存在しない。

【０００６】したがって、従来、駆動側からの正逆両方
向の回転による駆動トルクの入力を可能とし、かつ被動
側からの正、逆両方向の回転による駆動トルクの入力を
不可能とする機構の要求があった場合には、上述した一
般的な回転伝動機構を基本構成として、その歯車列の系
統内に制動手段を付加することが考えられ、例えば、被
動側からの該当駆動トルクの入力を検出することで動作
し、該当入力を不可能にする電磁制動手段を利用するも
のが挙げられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たような駆動側からの正、逆両方向の各回転による駆動
トルクの入力を可能とし、かつ被動側かゥの正、逆両方
向の各回転による駆動トルクの入力を不可能とするため
に電磁制動手段を付加した構成においては、被動側から
の該当駆動トルクの入力を迅速に検出するための電気的
な入力検出手段を要する上に、電磁制動手段、および入
力検出手段等の各手段に対して作動電流を供給するため
電源とが必要であり、さらに、このような電気・機械的
手段に特有な信頼性不足に伴う安全対策の必要もあっ
て、構成自体が徒らに繁雑化かつ大型化してしまい、併
せて、メンテナンスも容易でないなとという種々の好ま
しくない問題点がある。

【０００８】したがって、この発明の目的とするところ
は、従来のこのような問題点に鑑み、歯車列の系統内に
対して、機械的かつ一連的に組み込まれ、駆動側からの
該当駆動トルクの入力に全く関係せずに、被動側からの
該当駆動トルクの入力のみを拘束して禁止し得るように
した回転伝動機構を提供することである。

【０００９】

【問題点を解決するための手段】本発明者は、前記目的
の基に、ここでの駆動側からの正、逆両方向の各回転に
よる駆動トルクの入力が可能で、被動側からの正、逆両
方向の各回転による駆動トルクの入力が不可能な作用を
有する回転伝動機構につき、長年に亘って鋭意、研究開
発努力を続けた結果、この回転伝動機構を構成する歯車
列の系統内に機械的かつ一連的に組み込み得て、駆動側
からの該当駆動トルクの入力に全く関係せずに、しか
も、被動側からの該当駆動トルクの入力のみを拘束して
禁止しえるように作用するきわめて簡単な構成による拘
束手段を新規に見出したもので、当該拘束手段の適用に
よって、この発明を完成するに至った。

【００１０】この発明に係る回転伝動機構の構成要件
は、次に述べる通りであり、かつ続いて述べる基本原理
に基づいて所期通りに作用する。図１および図２は、こ
の発明による回転伝動機構の基本構成を模式的に示す一
部を縦断した平面図およびＡ−Ａ線部の横断図であり、
図３および図４は、同回転伝動機構の基本原理を説明す
るための概念説明図および参考説明図である。

【００１１】これらの図１および図２に示されているよ
うに、この発明に係る回転伝動機構は以下のように構成
される。すなわち、まず、正、逆両方向の各回転による
駆動トルクの入力を可能にする駆動側１０としては、駆
動軸１１上にあって、それぞれ一体的に設けられた駆動
歯車１２と、被動側２０からの正、逆両方向の各回転に
よる駆動力の入力を不可能にするための拘束手段４０の
主部となる拘束作動輪４１とを有しており、前者の駆動
歯車１２については、比較的小さい有効外径（この場
合、例えば、Ｄ₁₂）による有効半径（ピッチサークルに
相当）Ｒ₁₂で、比較的少ない歯車（この場合、例えば、
Ｎ₁₂）に設定され、かつ後者の拘束作動輪４１は、中程
度の有効外径（この場合、例えば、Ｄ₄₁＝２Ｄ₁₂）によ
る有効半径（ほぼ外径に相当）Ｒ₄₁に設定されている。

【００１２】また、正、逆両方向の各回転による駆動ト
ルクの入力を拘束かつ禁止して不可能にする被動側２０
としては、前記拘束作動輪４１上にあって、ベアリング
ボール４２（あるいは、ベアリングローラ）を介して円
滑な回転ができるように嵌装され、かつ前記拘束手段４
０の他部ともなる被動歯車２１を有しており、当該被動
歯車２１については、比較的大きい有効外径（この場
合、例えば、Ｄ₂₁＝３Ｄ ₁₂）による有効半径（ピッチサ
ークルに相当）Ｒ₂₁で、比較的多い歯数（この場合、例
えば、Ｎ₂₁＝３Ｎ₁₂）に設定されている。

【００１３】さらに、前記駆動側１０と被動側２０とを
連繋する中間減速歯車段３０としては、前記駆動軸１１
に平行に配置される中間軸３１上にあって、前記駆動歯
車１２に噛合する駆動側中間歯車３２、および前記被動
歯車２１に噛合する被動側中間歯車３３を有している。

【００１４】上記中間軸３１は駆動軸１１に平行とされ
ており、前者の駆動側中間歯車３２については、比較的
大きい有効外径（この場合、例えば、Ｄ₃₂＝３Ｄ₁₂）に
よる有効半径（ピッチサークルに相当）Ｒ₃₂で、比較的
多い歯数（この場合、例えば、Ｎ₃₂＝３Ｎ₁₂）に設定さ
れ、かつ後者の被動側中間歯車３３については、比較的
小さい有効外径（この場合、例えば、Ｄ₃₂＝Ｄ₁₂）によ
る有効半径（ピッチサークルに相当）Ｒ₃₃で、比較的少
ない歯数（この場合、例えば、Ｎ₃₃＝Ｎ₁₂）に設定され
ている。

【００１５】したがって、前記構成からなる回転伝動機
構では、駆動側１０、この場合、駆動歯車１２に対し
て、正、逆両方向の選択された何れか一方の方向によ
る、例えば、回転数ｎ₁₂＝１、回転駆動トルクｔ₁₂＝１の回転が入力されると、駆動歯車１２→駆動側中間歯車
３２（中間段での第１回目の減速、増力）→被動側中間
歯車３３（中間段での第２回目の減速、増力）→入力回
転数に対応した周速度で回転する拘束作動輪４１の周面
上を減速かつ増力されて転動する被動歯車２１による経
路の歯車列によって、被動側２０、この場合、被動歯車
２１からは、同一方向の回転数ｎ₂₁＝１／９、回転駆動トルクｔ₂₁＝（Ｒ₃₂／Ｒ₁₂）×（Ｒ₃₂／Ｒ₁₂）
×ｔ₁₂ の回転が出力されるもので、これは、入力される駆動ト
ルクの回転方向に関係しない。

【００１６】但し、拘束作動輪４１・被動歯車２１間の
摩擦抵抗を含む各部の摩擦抵抗＝０とする。また一方
で、被動側２０、この場合、被動歯車２１に対して、
正、逆両方向の選択された何れか一方の方向による、例
えば、回転数ｎ₂₁＝１、回転駆動トルクｔ₂₁＝１の回転が入力されたときには、この種の歯車列による回
転伝動機構に対する従来の常識的な見方からすると、た
とえ、当該歯車列中に拘束手段４０が介在されていて
も、当該拘束手段４０の存在が無視され、前記とは逆の
経路によって、駆動歯車１２、ひいては、駆動側１０か
らの出力が得られるように考えられがちである。

【００１７】しかし、本発明者の数多くの試作実験を重
ねた研究結果によると、実際には、当該回転伝動機構を
構成する歯車列中において、前記駆動側１０に続く中間
減速歯車段３０よりも被動側２０にあって、前記拘束手
段４０としての拘束作動輪４１と被動歯車２１との組み
合わせが介在されているために、このときの回転駆動の
基本原理として、現実に、次のような現象を招来するこ
とになり、ここでの被動側２０からの正、逆両方向の各
回転による駆動トルクの入力が拘束かつ禁止されて不可
能になる事実が確認された。

【００１８】続いて、前記被動側２０からの正、逆両方
向の各回転による駆動トルクの入力が禁止されるという
現象につき、前記図１、図２に合わせ、図３、図４をも
参照して詳細に述べる。

【００１９】まず最初に、前記したこの発明での回転伝
動機構による歯車列の構成において、当該歯車列中に拘
束手段４０としての拘束作動輪４１と被動歯車２１との
組み合わせが介在されていない状態における回転伝動機
構、換言すると、個々の各歯車のみによる相互の噛合組
み合わせをなした場合、ひいては、図４の参考図に示す
各歯車の組み合わせによる歯車列の場合について検討す
る。

【００２０】ここで、図４に示す参考としての回転伝動
機構５０は、第１軸５１に対して、前記駆動歯車１２に
対応する比較的歯数の少ない第１の小径歯車５２、およ
び前記被動歯車２１に対応する比較的歯数の多い第１の
大径歯車５３を一体的に設けるとともに、当該第１軸５
１に平行する第２軸５４に対して、前記駆動側中間歯車
３２に対応して第１の小径歯車５２に噛合され、かつ第
１の大径歯車５３と同一歯数の第２の大径歯車５５、お
よび前記被動側中間歯車３３に対応して第１の大径歯車
５３に噛合され、かつ第１の小径歯車５２と同一歯数の
第２の小径歯車５６を一体的に設けたものである。

【００２１】そして、このように構成した歯車列による
回転伝動機構では、第１軸５１に共通に設けられた第１
の小径歯車５２、第１の大径歯車５３と、第２軸５４に
共通に設けられた第２の大径歯車５５、第２の小径歯車
５６とが、第１の小径歯車５２と第２の大径歯車５５、
第１の大径歯車５３と第２の小径歯車５６の関係で相互
に噛合されており、しかも、これらの噛合の組み合わせ
が同一歯数比であって、例えば、第１軸５１側から見た
場合に、同一軸上で、一方において減速、他方において
増速をなすものであるため、当然のことながら相互に回
転不能になる。

【００２２】つまり、実際問題として、前記回転伝動機
構５０のような各歯車の組み合わせによる歯車列の構成
は、何らの価値をももたず、結果的に存在してはならな
いものと云えるものであるが、この発明の基本原理を理
解する上で恰好の参考になる。

【００２３】続いて、この発明の基本原理について検討
する。前記したように、ここでの回転伝動機構における
被動側２０の被動歯車２１に対して、正、逆両方向の選
択された何れか一方の方向による、例えば、回転数ｎ₂₁＝１回転駆動トルクｔ₂₁＝１の回転が入力された場合に、当該被動歯車２１に対して
加えられる回転駆動トルクｔ₂₁は、次のように作用す
る。

【００２４】すなわち、力の分散という物理原則の基
に、図３に示されている如く、一方では、被動側２０の
被動歯車２１に加えられる回転駆動トルクｔ₂₁の一部
が、中間減速歯車段３０の被動側中間歯車３３を回転さ
せるための回転力ｆａとして作用しようとし、かつ他方
では、その回転駆動トルクｔ₂₁の他部が、ベアリングボ
ール４２を介して拘束手段４０の拘束作動輪４１側に逃
逸しようとする分力ｆｂとして作用しようとする。

【００２５】つまり、前者における被動歯車２１から被
動側中間歯車３３側に作用する駆動トルクについては、
当該被動歯車２１が比較的大きい有効外径Ｄ₂₁＝３Ｄ₁₂
による有効半径Ｒ₂₁で、かつ比較的多い歯数Ｎ₂₁＝３Ｎ
₁₂に設定されているのに対し、これに噛合される被動側
中間歯車３３が、比較的小さい有効外径Ｄ₃₃＝Ｄ₁₂によ
る有効半径Ｒ₃₃で、かつ比較的少ない歯数Ｎ₃₃＝Ｎ₁₂に
設定されていて、しかも一方では、当該被動側中間歯車
３３に一本化されている駆動側中間歯車３２が、比較的
大きい有効外径Ｄ₃₂＝３Ｄ₁₂による有効半径Ｒ₃₂で、か
つ比較的多い歯数Ｎ₃₂＝３Ｎ₁₂に設定されるとともに、
当該被動側中間歯車３３を噛合する駆動歯車１２が、比
較的小さい有効外径Ｄ₁₂による有効半径Ｒ₁₂で、かつ比
較的少ない歯数Ｎ₁₂に設定されており、これらの各歯車
間において、被動歯車２１→被動側中間歯車３３（中間
段での第１回目の増速、減力）→駆動側中間歯車３２
（中間段での第２回目の増速、減力）→被動歯車２１と
いうきわめて力の放散の困難な増速、減力の抵抗経路が
想定される。

【００２６】したがって、この場合には、本発明者の実
験結果によると、ここでの前者における被動側中間歯車
３３側への回転力ｆａと、後者における拘束作動輪４１
側に逃逸しようとする分力ｆｂが相互に平衡し得る程度
に達する拘束作動輪４１の内側位置、すなわち、実質的
には、前記各歯車相互の噛合条件の場合、当該拘束作動
輪４１の外径Ｄ₄₁と駆動歯車１２の外径Ｄ₁₂とのおおよ
そ１／２程度内側位置まで、図３に右向斜線で示すよう
に、逃逸される力の分散領域Ａが広がって、当該力の分
散領域範囲Ａと、軸芯、つまり、駆動軸１１の中心との
間に、図３に左向斜線で示すように、このときの拘束可
能範囲Ｂが設定されることになり、この結果、被動歯車
２１と拘束作動輪４１との間の抵抗成分が肥大化され、
ベアリングボール４２の介在で可及的に摩擦抵抗を生じ
ないように構成されているのにも拘わらず、先に述べた
図４の参考図における場合と同様に、これらの両者間が
相互に緊密化かつ一体化されて、当該被動側２０からの
正、逆両方向の各回転による駆動トルクの入力が拘束か
つ禁止されて不可能になるものと考えられる。

【００２７】しかして、このような被動歯車２１と拘束
作動輪４１との間が相互に緊密化かつ一体化されて、当
該被動側２０からの正、逆両方向の各回転による駆動ト
ルクの入力が拘束されるという現象は、単なる通常の歯
車列を対象とする解釈によっては到底理解できるもので
はなく、当該歯車列中での駆動側１０に続く中間減速歯
車段３０よりも被動側２０にあって、拘束手段４０を構
成する拘束作動輪４１と被動歯車２１との組み合わせが
介在されている点、および被動側２０の被動歯車２１に
加えられようとする回転駆動トルクｔ₂₁が、被動側中間
歯車３３側への回転力ｆａと、拘束作動輪４１側に逃逸
しようとする分力ｆｂとに分散かつ平衡化される点など
を考慮するときに、初めて理解し得るところである。

【００２８】本発明者においても、条件を異ならせた該
当機構を数多く実際に試作するとともに、種々試行を繰
り返すことで現象的に捉え得たもので、現時点では、そ
の理論的分析が完全になされていないとも云えるが、例
えば、前記拘束作動輪４１の力の分散領域範囲Ａ、およ
び拘束可能範囲Ｂに対して、歪み検出素子などを貼付
し、当該拘束作動輪４１における回転駆動トルクｔ₂₁の
付加に伴った分力ｆｂの及ぶ範囲を精密に測定するなど
によって、図３に太い二点鎖線で示す力の分散限界線Ｃ
を比較的容易に割り出すことが可能である。

【００２９】ちなみに、本発明者は、このような現象が
確認された時点で、その理論的解明をなすための１つの
試行手段として、被動側中間歯車３３における外径
Ｄ₃₃、ひいては、駆動歯車１２における外径Ｄ₁₂を次第
に拡径した場合を想定して実験を繰り返したところ、次
のような事実を確認し得た。

【００３０】すなわち、前記駆動歯車１２の外径Ｄ
₁₂を、前記拘束作動輪４１の拘束可能範囲Ｂ内から、力
の分散領域範囲Ａに一定の限界線Ｃを越えて、その外径
Ｄ₄₁に接近させた場合には、これらの両者間に比較的大
きな摩擦抵抗、ひいては拘束力が存在するものの、被動
歯車２１に対して、当該摩擦抵抗に勝る回転駆動トルク
を加えることで、きわめて僅かではあるが、拘束力に打
ち勝った回動が可能になることが確認され、かつ当該駆
動歯車１２の外径Ｄ₁₂をより一層、増加させてゆくこと
により、被動歯車２１に生じていた拘束力としての摩擦
抵抗が次第に低減されるとともに、駆動歯車１２の外径
Ｄ₁₂が拘束作動輪４１の外径Ｄ₄₁を越えた時点、換言す
ると、被動側中間歯車３３の外径Ｄ₃₃についても同様に
拘束作動輪４１の外径Ｄ₄₁を越えた時点では、当該拘束
力が完全に解消されて、ここで問題としている被動側２
０からの正、逆両方向の各回転による駆動トルクの入力
が不可能になった。

【００３１】以上、これを要するに、この発明は、複数
の各歯車を組み合わせた噛合した歯車列中に拘束手段４
０を介在させ、駆動側１０からの回転入力を被動側２０
に伝達して回転出力させるとともに、被動側２０からの
回転入力を拘束手段４０によって拘束し、駆動側１０へ
の伝達を禁止する回転伝動機構であって、前記駆動側１
０には、駆動軸１１上に対して、比較的小さい有効外径
で比較的少ない歯数に設定された駆動歯車１２、および
当該駆動歯車１２の有効外径よりも大きい有効外径にさ
れて、前記拘束手段４０の主部となる拘束作動輪４１を
それぞれ一体的に設け、前記被動側２０には、前記拘束
作動輪４１の有効外径よりも大きい有効外径を有し、か
つ少なくとも当該拘束作動輪４１上で回転可能にされ
て、前記拘束手段４０の他部ともなる比較的多い歯数に
設定された被動歯車２１を設け、さらに、前記駆動軸１
１に平衡配置される中間軸３１には、少なくとも前記被
動歯車２１と同一の有効外径、歯数を有して、前記駆動
歯車１２に噛合される駆動側中間歯車３２、および前記
駆動歯車１２と同一の有効外径、歯数を有して、前記被
動歯車２１に噛合される被動側中間歯車３３からなる各
中間減速歯車段３０を設けて構成したことを特徴とする
回転伝動機構である。

【００３２】

【作用】したがって、請求項１、２記載の発明において
は、駆動側１０からの回転入力、つまり、駆動歯車１２
に対して所要の駆動トルクによる回転が入力されると、
駆動側中間歯車３２、および被動側中間歯車３３による
各中間減速歯車段３０での第１回目、第２回目の各減
速、増力がなされた後、駆動歯車１２の回転に対応した
周速度で回転する拘束作動輪４１の周面上にあって、こ
のように減速かつ増力されて回転する被動歯車２１、こ
こでは、被動側２０の被動歯車２１からは、最終的に、
減速、増力された回転が出力される。

【００３３】一方、被動側２０からの回転入力、つま
り、被動歯車２１に対して任意の駆動トルクによる回転
が入力されようとすると、加えられる駆動トルクの一部
が、中間減速歯車段３０の被動側中間歯車３３の回転力
として作用され、かつ当該駆動トルクの他部が、拘束手
段４０の拘束作動輪４１に逃逸しようとする分力として
作用されるために、拘束作動輪４１においては、これら
の回転力と分力とが相互に平衡し得る程度に達する内側
位置、ここでは、駆動歯車１２の有効外径に対応させた
とき、これよりも大きい外径部分に相当する内側位置ま
で、逃逸される力の分散領域が広がり、駆動軸芯との間
に拘束可能範囲が設定され、この結果、被動歯車２１と
拘束作動輪４１との間の抵抗成分が増大し、これらの両
者間が相互に緊密化かつ一体化されて、当該被動側２０
からの駆動トルクの入力が拘束かつ禁止される。

【００３４】また、請求項３記載の発明においては、被
動歯車２１を経て減速かつ増力された回転を被動軸１２
２から出力させ得る。また、請求項４記載の発明では、
増速歯車段により、被動歯車１２を経て減速かつ増力さ
れた回転を入力回転まで増速して出力させ得る。

【００３５】また、請求項５記載の発明では、拘束作動
輪４１と被動歯車２１との間に介在されるベアリング４
２により、駆動側１０からの回転入力時にあって、拘束
作動輪４１に対する被動歯車２１の回転を円滑にし、か
つ被動側２０からの回転入力があると、被動歯車２１側
から拘束作動輪４１への回転力の分力の逃逸を助長す
る。

【００３６】さらに、請求項６記載の発明では、前記駆
動歯車１２と拘束作動輪４１と被動歯車２１との間の有
効外径比率を１：２：３、もしくは、ほぼ１：２：３の
割合に設定することにより、拘束作動輪４１における力
の分散領域の広がり、および拘束可能範囲の設定を経験
的に良好かつ効果的に行い得る。

【００３７】また、請求項７、８記載の発明では、図５
に示すように、前記被動歯車２１と拘束作動輪４１との
間に、該被動歯車２１と拘束作動輪４１の双方に対して
空転自在な中間リング４３を介装することにより、被動
歯車２１に負荷を与えた状態での駆動側１０の駆動力を
低減させることが可能となり、この状態では、中間リン
グ４３と拘束作動輪４１との境界において回転している
のが実験的に認められる。

【００３８】さらに、請求項９記載の発明では、ギア列
を構成する各要素、すなわち、駆動歯車、被動歯車、駆
動側中間歯車、被動側中間歯車は、同様の理由により、
摩擦車に置き換えることが可能である。

【００３９】また、請求項１０記載の発明では、懸垂ロ
ープが巻回された巻き取りドラム６０は、駆動軸１１１
側からの入力のみを受容することとなり、特別なストッ
パ手段を設けることなく、懸垂ロープの先端に固定され
た負荷の自重による空転が防止される。

【００４０】同様に、請求項１１記載の発明では、駆動
輪７１は、エンジン７０の出力のみを受容するために、
特別なブレーキ手段を設けることなく、駆動輪７１をロ
ックすることが可能となる。

【００４１】

【実施例】以下、この発明に係る回転伝動機構の実施例
につき、図６を参照して詳細に説明する。

【００４２】図６において、可及的に外部からのサポー
トを全く必要とせずに作用し得て、その上、比較的簡単
な機械的構成で、かつメンテナンスフリーなきわめて好
ましい態様が示されている。

【００４３】この図６に示す装置構成においても、正、
逆両方向の各回転による駆動トルクの入力を可能にする
駆動側１１０は、駆動軸１１１上にあって、それぞれ一
体的に設けられた駆動歯車１１２と、被動側１２０から
の正、逆両方向の各回転による駆動力の入力を禁止する
ための拘束手段１４０の主部となる拘束作動輪１４１と
を有しており、これらの駆動歯車１１２、拘束作動輪１
４１については、先に述べた各条件通りに設定されてい
る。

【００４４】また、正、逆両方向の各回転による駆動ト
ルクの入力を拘束かつ禁止して不可能にする被動側１２
０は、前記拘束作動輪１４１上に押さえネジ輪１４３で
保持されたベアリングローラ１４２を介して円滑な回転
ができるように嵌装され、かつ前記拘束手段１４０の他
部ともなるカップ状の被動歯車１２１を有し、かつ当該
被動歯車１２１の一端面中心部に前記駆動軸１１１の軸
端部１１３が枢支されるとともに、他端部から軸受け１
２３で枢支された被動軸１２２が取り出される。これら
駆動軸１１１と被動軸１２２とは同一軸線上に配置され
ており、この被動歯車１２１についても、先に述べた各
条件通りに設定されている。

【００４５】さらに、前記駆動側１１０と被動側１２０
とを連繋する中間減速歯車段１３０としては、前記駆動
軸１１１に平行に配置され、かつ両軸端部が軸受け１３
４、１３４で枢支された中間軸１３１上にあって、前記
駆動歯車１１２に噛合する駆動側中間歯車１３２、およ
び前記被動歯車１２１に噛合する被動側中間歯車１３３
を有しており、これらの駆動側中間歯車１３２、被動側
中間歯車１３３についても、先に述べた各条件通りに設
定されている。

【００４６】したがって、前記構成によるこの実施例の
回転伝動機構では、駆動側１１０、この場合、駆動歯車
１１２に対して、正、逆両方向の選択された何れか一方
の方向による所要駆動トルクの回転が入力されると、駆
動歯車１１２→駆動側中間歯車１３２→被動側中間歯車
１３３→拘束作動輪１４１の周面上を回転する被動歯車
１２１→被動軸１２２の経路によって、被動側１２０、
この場合、被動軸１２２からは、同一方向の減速かつ増
力された回転が出力される。

【００４７】また一方で、被動側１２０、この場合、被
動軸１２２に対して、正、逆両方向の選択された何れか
一方の方向による所要駆動トルクの回転が入力されよう
としても、先に述べた理由によって、当該回転入力が拘
束手段１４０で拘束かつ禁止されることになる。

【００４８】ここで、前記駆動歯車１１２（被動側中間
歯車１３３）と、拘束作動輪１４１と、被動歯車１２１
（駆動側中間歯車１３２）との相互間の有効外径比率に
ついては、本発明の実験に徴するとき、それぞれに１：
２：３、もしくは、ほぼ１：２：３の割合に設定するこ
とが、当該拘束作動輪１４１における力の分散領域の広
がり、および拘束可能範囲の設定をなすのにきわめて効
果的であった。

【００４９】また、前記のように駆動軸１１１と被動軸
１２２とを同一軸線上に配置するときは、機構構成上の
立場から、構成がより一層、間略化されるほか、回転駆
動トルクの入、出力にきわめて好都合であった。

【００５０】また、前記実施例構成においては、被動軸
１２２からの出力が減速かつ増力されているが、必要に
応じては、当該被動軸１２２に対して適当な出力増設歯
車段を付加させることによって、所期の作用を保持した
状態で入力に対応した駆動トルクの出力が得られる。

【００５１】なお、上述した実施例においては、拘束作
動輪１４１と被動歯車１２１との間にベアリング１４２
を介在させることで、駆動側１１０からの回転入力時に
あって、拘束作動輪１４１に対応する被動歯車１２１の
回転を円滑にし、かつ被動側１２０からの回転入力があ
ると、被動歯車１２１側から拘束作動輪１４１への回転
力の分力の逃逸を助長させるようにしているが、必ずし
も当該ベアリングの介在を必要とするものではない。

【００５２】また、被動歯車１２１の回転に対し摩擦抵
抗を付加する摩擦増大手段Ｍを設け、駆動側１１０から
回転駆動トルクが加わった時には摩擦増大手段Ｍが非作
用側に作動し、逆に被動側１２０から回転駆動トルクが
加わった時には摩擦増大手段Ｍが作用側に作動して被動
歯車１２１の回転に摩擦抵抗を与えるように構成しても
よい。

【００５３】図７はその一例を示すもので、被動歯車１
２１の一側に電磁ソレノイドＳからなる摩擦増大手段Ｍ
を設けるとともに、駆動側１１０の適所に駆動側１１０
から加わった回転駆動トルクを検出するセンサを、ま
た、被動側１２０の適所に被動側１２０から加わった回
転駆動トルクを検出するセンサをそれぞれ設け、これら
のセンサを図示外の制御部を介して上記電磁ソレノイド
Ｓに接続したものである。

【００５４】図８に本発明の他の実施例を示す。この実
施例において、駆動軸１１１には一体的に拘束作動輪１
４１が形成される。この拘束作動輪１４１の外径は、少
なくとも駆動歯車１１２の外径より大径、詳しくは、上
述した拘束可能範囲Ｂの領域内に含まれるように設定さ
れる。

【００５５】さらに、上記拘束作動輪１４１の外周に
は、ベアリング４４を介して中間リング４３が外嵌さ
れ、該中間リング４３の外周に被動歯車１２１が空転自
在に外嵌される。

【００５６】かかる構成の下、被動軸１２２に負荷をか
けた状態で駆動側１２０を駆動すると、拘束作動輪１４
１と中間リング４３との境界部において空転が生じて拘
束手段１４０の存在による抵抗が少なくなる。

【００５７】なお、以上の説明においては、駆動歯車１
１２、駆動側中間歯車１３２、被動側中間歯車１３３、
および被動歯車１２１は歯車列を構成して動力伝達がな
されているが、これに限られるものではなく、各要素を
摩擦車で構成することも可能である。

【００５８】図９に本発明に係る回転伝動機構の好まし
い適用例を示す。この実施例は、車両駆動力の回転伝動
歯車機構として構成されたもので、エンジン７０の出力
は、適宜の変速装置（図示せず）を経由して駆動軸１１
１に連結される。

【００５９】一方、被動軸１２２には、差動歯車装置７
２を介して駆動輪７１に連結される。かかる構成の下、
駆動輪７１は、エンジン７０の出力のみを受容し、駆動
輪７１側からの回転トルクを受け付けないために、特別
なブレーキ装置を設けることなく、駆動輪７１をロック
することが可能になる。

【００６０】なお、上述した回転伝動機構は、図９に示
すもの以外に種々のものに応用が可能であり、例えば、
図９の駆動輪７１に代えて巻き取りドラム６０とし、該
巻き取りドラム６０に巻回した懸垂ロープにより適宜の
負荷を連結することにより、巻き上げ装置として構成す
ることもできる。

【００６１】

【発明の効果】以上、詳述したように、この発明によれ
ば、駆動側からの回転入力、つまり、駆動歯車に対して
所要の駆動トルクによる回転が入力された場合には、駆
動側中間歯車および被動側中間歯車による各中間減速歯
車段での各減速、増力がなされた後、駆動歯車の回転に
対応した周速度で回転されている拘束作動輪にあって、
その周面上を回転する被動歯車から回転入力に対応した
回転出力が得られる。

【００６２】一方、被動側からの回転入力、つまり、被
動歯車に対して任意の駆動トルクによる回転が入力され
ようとした場合には、加えられる駆動トルクの一部が、
中間減速歯車段の被動側中間歯車の回転力として作用さ
れ、かつ加えられる駆動トルクの他部が、拘束手段の拘
束作動輪側に逃逸しようとする分力として作用されるた
めに、拘束作動輪においては、これらの回転力と分力と
が相互に平衡し得る程度に達する内側位置、ここでは、
駆動歯車の有効外径に対応させたとき、これよりも大き
い外径部分に相当する内側位置まで、逃逸される力の分
散領域が広がって、駆動軸芯との間に拘束可能範囲が設
定され、この結果、被動歯車と拘束作動輪との間の抵抗
成分が増大することになり、これらの両者間が相互に緊
密化かつ一体化されて、この被動側からの駆動力の入力
が効果的に拘束かつ禁止されるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る回転伝動機構の基本構成を模式
的に示す一部を縦断した平面図である。

【図２】同上図１におけるＡ−Ａ線部の横断面図出あ
る。

【図３】同上回転伝動機構の基本原理を説明するための
概念説明図である。

【図４】同上基本原理を説明するための参考説明図であ
る。

【図５】本発明の他の実施例の基本構成を示す説明図で
ある。

【図６】この発明の基本的な実施例を適用した回転伝動
機構の概要構成を模式的に示す一部を縦断した平面図で
ある。

【図７】被動歯車の一側に摩擦増大手段を設けた例の平
面図である。

【図８】本発明の他の実施例を示す図である。

【図９】本発明が適用された車両駆動装置を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０、１１０駆動側１１、１１１駆動軸１２、１１２駆動歯車２０、１２０被動側２１、１２１被動歯車３０、１３０中間減速歯車段３１、１３１中間軸３２、１３２駆動側中間歯車３３、１３３被動側中間歯車４０、１４０拘束手段４１、１４１拘束作動輪４２、１４２ベアリングボール４３中間リング６０巻き取りドラム６１懸垂ロープ７０エンジン７１駆動輪１２２被動軸

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の各歯車を組み合わせ噛合した歯車列
中に拘束手段を介在させ、駆動側からの回転入力を被動
側に伝達して回転出力させるとともに、被動側からの回
転入力を拘束手段によって拘束し、駆動側への伝達を禁
止する回転伝動機構であって、前記駆動側には、駆動軸上に対して、比較的小さい有効
外径で比較的少ない歯数に設定された駆動歯車、および
当該駆動歯車の有効外径のほぼ２倍の有効外径を有し
て、前記拘束手段の主部となる拘束作動輪をそれぞれ一
体的に設け、前記被動側には、前記拘束作動輪上で回転可能で、か
つ、駆動歯車の有効外径のほぼ３倍の有効外径を有し、
前記拘束手段の他部ともなる被動歯車を設け、さらに、前記駆動軸に平行配置される中間軸には、少な
くとも前記被動歯車と同一の有効外径、歯数を有して、
前記駆動歯車に噛合される駆動側中間歯車、および前記
駆動歯車と同一の有効外径、歯数を有して、前記被動歯
車に噛合される被動側中間歯車からなる中間減速歯車段
を設けて構成したことを特徴とする回転伝動機構。
【請求項２】互いに平行に配置される駆動軸および中間
軸と、駆動軸に固着される駆動歯車と、前記駆動軸と同心に配置され、駆動歯車に対してほぼ３
倍の有効外径を有する被動歯車と、前記駆動歯車と有効外径が同一で、かつ、前記被動歯車
に噛合する被動側中間歯車と、前記駆動歯車に噛合する
駆動側中間歯車とを中間軸に固着した中間減速歯車段と
を有し、前記被動歯車は、駆動歯車の有効外径のほぼ２倍の有効
外径を有する拘束作動輪上で回転する回転伝動機構。
【請求項３】前記被動歯車が、同軸上で一体的に被動軸
を有することを特徴とする請求項１または２記載の回転
伝動機構。
【請求項４】前記被動歯車が、前記中間減速歯車段の減
速比率に対応する増速比率の増速歯車段を介して被動軸
に結合されていることを特徴とする請求項１、２または
３記載の回転伝動機構。
【請求項５】前記拘束作動輪と被動歯車との間にベアリ
ングが介在されていることを特徴とする請求項１、２ま
たは３記載の回転伝動機構。
【請求項６】前記被動歯車と拘束作動輪との間には、該
被動歯車と拘束作動輪の双方に対して空転自在な中間リ
ングが介装され、かつ、前記駆動歯車と中間リングと被動歯車との間の有
効外径比率の割合が、１：２：３、もしくは、ほぼ１：
２：３であることを特徴とする請求項１ないし５のいず
れかに記載の回転伝動機構。
【請求項７】前記駆動歯車、被動歯車、駆動側中間歯
車、および被動側中間歯車は、摩擦車として形成される
請求項１ないし６のいずれかに記載の回転伝動機構。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれかに記載の回転
伝動機構の被動歯車に懸垂ロープを巻回する巻き取りド
ラムを連結し、駆動軸に回転入力を与えて懸垂ロープを巻き上げ、巻き
下げる懸垂ロープの巻き上げ、巻き下げ装置。
【請求項９】請求項１ないし７のいずれかに記載の回転
伝動機構の駆動歯車にエンジン出力を連結するととも
に、前記被動歯車には、駆動輪の駆動軸を連結した車両
駆動力の回転伝動歯車機構。