JP3184520B2

JP3184520B2 - １方向駆動装置

Info

Publication number: JP3184520B2
Application number: JP50862891A
Authority: JP
Inventors: ポールビーパイアーズ
Original assignee: エピロジックスリミテッドパートナーシップ
Priority date: 1990-04-19
Filing date: 1991-04-18
Publication date: 2001-07-09
Anticipated expiration: 2016-07-09
Also published as: DE69122096T2; EP0525126B1; ATE142752T1; JPH05506707A; EP0525126A4; US5070978A; DE69122096D1; WO1991016553A1; KR100196907B1; EP0525126A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は一般的には、オーバーランニングクラッチの
ような１方向駆動装置に関し、さらに詳細には、特定的
に設計された並行して（平面）構成した装置に関する。

一般的に言うと、ラチェット型クラッチと、ローララ
ンプまたはスプラグ（Sprag）クラッチのような牽引ロ
ッキングクラッチの２つの基本型式のオーバーランニン
グクラッチがある。各々のさらに詳細な説明は後に行
う。ここでは、ラチェットが、２つの同心に配置された
回転部材の２つのノッチ面間に支材（Strut）または爪
を介在することによってロックすると指摘しておけば十
分である。牽引型クラッチは、２つの同心に配置された
回転部材間にローラまたはスプラグを押し込む牽引力を
用いることにより作用する。すべてのこれらの設計で
は、トルクを加えるのに制限フアクタがある。１つのそ
のようなフアクタは、中間に挿入される部品（爪、また
はローラまたはスプラグ）の迎え角であり、それは中間
に挿入される部品上の２つの接触点を通り引かれた仮想
線の軸線および１つの接触点を通り引かれた半径方向の
線との間の鋭角である。この角度が、トルクとして加え
られる中間部品上の圧縮荷重の比率を決定する。この角
度のサインと圧縮荷重の積がトルクとして加えられる量
である。角度が90度であるとき、すべての圧縮荷重はト
ルクとして加えられる。他のファクタは爪、またはロー
ラまたはスプラグの作動速度である。なお他のフアクタ
はこれらの中間部品の強度である。

代表的なラチェット型のオーバーランニグクラッチの
１実施例が図１に例示されている。そこに示された装置
は、全体的に参照番号10によって示されており、そして
内部ハブ12と、同心に配置された外部シェル14とを含
む。駆動部材として役立っているハブ12は、その外周の
周りにある、協働するくぼみ18内の複数の爪16を保持し
ている。同時に、外部シェル14の内周は、爪16および爪
16に関連したくぼみ18と対向関係に配置された一連のノ
ッチ20を規定している。これらの爪は、矢印22によって
示されたように、外方に回転するため、ばね荷重がかけ
られている。その方法では、ハブ12が適切に結合された
動力源によって、図１に示されたように、時計の針の方
向に駆動されるとき、所定の爪の端、たとえば爪16A
は、ノッチ20の関連したノッチによって規定された協働
する肩24に係合し、それによって外部シェル14を時計周
りの方向に駆動する。他方において、ハブ12が反時計周
りの方向に駆動されると、それは自由に外部シェル14を
動かすことなく回転する。

図２を参照すると、代表的な従来技術のローラランプ
型のオーバーランニグクラッチが例示されており、全体
的的に参照番号26によって示されている。この特定の１
方向駆動装置は、被駆動部材として役立つ内部ハブ28
と、駆動部材として役立つ同心に配置された外部シェル
30とを含む。図２に例示したように、外部シェル30の内
周は一連の周方向に間隔をへだてたポケット32を規定し
ており、その各々がそのそれ自身のばね荷重を受けたロ
ーラ34を含む。各ローラは、そのそれぞれのポケット内
で周方向に、協働するランプ36の方に、そしてランプか
ら離れる方に可動である。作動的に、外部シェルが、図
２に示したように、反時計周りの方向に回転されると、
ローラ34は、ハブ28とランプ34との間に圧縮され、それ
によって内部ハブを同方向に回転させる。他方におい
て、外部シェルが時計周りの方向に回転されると、ロー
ラはそれ自身をポケット32の非傾斜面とハブ28との間に
位置し、それによって、外部シェルは、内部ハブを回転
することなく自由に回転可能である。

ローラランプ装置に類似しているスプラグ型のオーバ
ーランニグクラッチが図３に例示されている。この装置
もまた、それぞれ内部ハブと、同心に配置された外部シ
ェル38および40とを含む。２つの間に、一連の円周方向
に間隔をへだてたスプラグ42が配置されており、これら
のスプラグは、図３で見るように、時計周りの方向およ
び反時計周りの方向の旋回運動制限のため取付けられて
いる。外部シェル40が反時計周りの方向に回転される
と、スプラグ42は、それと内部ハブとの間に押込まれ、
後者のハブを同方向に回転せしめるようになっている。
他方において、外部シェルが時計周りの方向に回転され
ると、スプラグは同方向に旋回するが、シェルとハブと
の間に押し込まれない、それによってシェルは自由に回
転できる。

上述の３つの型式のオーバーランニグクラッチには多
くの欠点がある。特にラチェットクラッチ10に関して
は、この設計は、その爪16と、その外部シェル14の係合
肩24との間に比較的有利な迎え角を備えているが、ラチ
ェット爪自身は、比較的大きく、かつ肩24に係合するの
に大きな弧を通って移動しなければならない。これは強
力なばねを必要とし、かつその高慣性モーメントにより
各爪を低速作動に制限する。さらに、ラチェットの係合
（段）の分割（resolution）は、係合に関係なく爪およ
びノッチの数のフアクタであるから、ラチェット型の装
置は、多くの小さい爪のためのスペースを考慮するた
め、細かい分割（resolution）のため、トルク出力を犠
牲にしなければならない、一方なお、剪断負荷の利点を
得られない。

図２に例示されたローラランプ装置26を参照すると、
この装置はその多数のローラの中にある程度の剪断負荷
（load sharing）を有しているが、それはローラに対し
て非常に悪い迎え角（代表的には７度以下）を示してい
る。このことは、ローラがトルクとしてわずかな量の圧
縮荷重のみを伝え、そして装置を破壊しようとする破壊
的な半径方向の力として、その荷重の少くとも95％を加
えることを意味している。さらに、自由な運動方向にお
いて、回転ローラは、回転中にランプ上の１点に対して
力を加え、摩耗を加速せしめ、場合によっては永久変形
を生ずる。図３に示されたスプラグ型のオーバーランニ
グクラッチ26もまた、ある程度の剪断荷重を有し、そし
て図２に例示したローラランプクラッチと同じ、乏しい
迎え角の問題および接触面の面積問題を有している。し
かしながら、スプラグ装置は、部品を保持するより大き
な多くの荷重を含み、したがって、スプラグを引きづる
ことによって発生した摩耗が、特定の接触点に集中され
るよりむしろレースに沿って均等に分布されるという点
で、ローラランプ装置に優る利点を有している。

今まで説明した従来技術の装置のすべては、同心の装
置、すなわち、同心に位置づけされた駆動および被駆動
部材を含んでいる装置として特徴づけられる。図４は、
並行している。または平面設計、すなわち、駆動および
被駆動部材が、相互に対して同心に配置されるよりもむ
しろ互に対向する平面関係に位置づけされている場合を
示している従来技術の１方向駆動装置を例示している。
この装置は、全体的に参照番号44によって示されてお
り、そしてその駆動および被駆動部材が、それぞれ46お
よび48で示されている。これらの駆動および被駆動部材
は、互に密接に接近して、それぞれ対向する、同軸線の
面50および52を含む。駆動面50は、図示のような円形ア
レイの斜めのファイバー54を含み、これが被駆動面52上
に配置された類似の形状のパターンの材料56に係合す
る。駆動部材が、駆動部材の後方から見たとき、時計周
りの方向に駆動されるとき、ファイバー54は、被駆動部
材48を同方向に回転させるため、材料56に係合する。他
方において、駆動部材46が反時計周りの方向に回転され
るとき、ファイバーは、材料上を滑り、それによって駆
動部材を自由に回転させる。この型式の装置は、低トル
ク装置用に適しているが、それは、高トルク装置用には
適していない。

上記は、種々の従来技術の型式の１方向駆動装置の説
明であって、すべてのこれらの装置は、関連した欠点を
有している。以下の説明から明らかなように、本発明の
課題は、これらの欠点のない１方向駆動装置を提供する
ことである。

本発明のさらに特定の課題は、スプラグまたはローラ
ランプクラッチよりもよい。ラチェットの強度とトルク
交換、および高速運転性能を示し、なお高寿命（変形に
対する抵抗）およびたとえば、ヘリコプターおよびエレ
ベータコンベヤーバックストップに使用されるような重
要な（スリップのない）装置用の保証された確実な駆動
力を有している１方向駆動装置を提供することである。

本発明のなお他の特定の課題は、オーバーランニグク
ラッチとして使用され、かつ、類似の定格のスプラグク
ラッチよりも小さく、そして格安であるように設計でき
る１方向駆動装置を提供することである。

以下の説明から明らかなように、本願に開示された１
方向駆動装置は、駆動部材と、被駆動部材と、カップリ
ング装置とを含む。駆動部材は、所定の軸線の周りに時
計周りの方向および反時計周りの方向に回転するように
取付けられており、そしてその軸線に垂直な平面駆動面
を含む。被駆動部材もまた、同じ軸線の周りに回転する
ように取付けられており、そして駆動面に密接に近接し
ており、かつ駆動面と対向し、平行関係に位置づけされ
ている平らな被駆動面を含む。カップリング装置は、被
駆動面の一連のポケットと、駆動部材が適切な動力源に
よって時計の針の方向に回転されるとき、駆動部材によ
って被駆動部材を与えられた軸線の周りに時計周りの方
向に回転せしめるための、駆動面によって保持された複
数の協働する爪とを含む。同時に、カップリング装置に
より駆動部材は、被駆動部材を回転することなく反時計
周りの方向に所定の軸線の周りに自由に回転可能であ
る。実際の運転では、本発明の爪は、前に説明した装置
10の部分を形成している爪16と類似の方法で機能する。
すなわち、本願に開示された駆動部材が時計の針の方向
に駆動されるとき、爪の中の１つの上の駆動ヘッドが被
駆動部材のポケットの１つによって規定された協働する
肩に係合し、そして、それは明かなように、比較的高い
迎い角で係合する。その方法では、爪上の圧縮力のほと
んどは、トルクとして加えられる。同時に、また明らか
なように、爪をその関連するポケットに係合するため、
爪は、装置10のその片方の爪16に比べて、少しだけ回転
する必要がある。さらに、本発明の爪は、実際の作動実
施態様では長くかつ狭く、そして再び明らかなように、
それらの長手方向の軸線の周りに旋回するので、それら
の爪は、小さい旋回角の周りにそれらの係合位置に速や
かに旋回するのみならず、低いばねの力を必要とする低
慣性モーメントで作動する。これによって、この装置
は、高速オーバーライディングクラッチとして作動可能
である。さらに、支材（Strut）構成の利点は、支材の
回転軸線の方向にある。この軸線が、回転軸線に関して
半径方向に延びていることに特に注目。これは、旋回す
る支材が、全装置の回転の遠心力効果に影響されないこ
とを意味している。

本発明の他の利点は、デザインと共に以下の下記の詳
細な説明から明らかとなるであろう。

図１は、従来技術によって設計された、代表的なラチ
ェット型の１方向駆動装置の側部立面概略図である；図２は、従来技術により設計されたローラランプ型の
１方向駆動装置の側部立面概略図である；図３は、従来技術によって設計されたスプラグ型の１
方向駆動装置の側部立面概略図である；図４は、従来技術によって設計された１方向駆動装置
の軸線方向断面概略図である；図５は、本発明により設計された１方向駆動装置の軸
線方向断面概略図である；図６は、図５の装置の１部分を概略的に例示してお
り、特にその駆動および被駆動部と、その間のカップリ
ング装置を有している部分を例示しており、そのカップ
リング装置が連結していない作動状態で示されている；図７は、図６に類似の図であるが、回転のため一緒に
連結されている駆動および被駆動部材を例示している；図８は、図５の装置の駆動部材の側部立面図である；図９は、図５の装置の駆動部材の側部立面図である；図10は、図５の装置のカップリング装置の部分を形成
している爪または支材組立体の概略的斜視図である；図11は、全体的に図10の線11に沿って切断したとき
の、図10の爪装置の長手方向断面図である；図12は、図10の爪または支材組立体の頂部平面図であ
る；図13は、図10の爪または支材組立体がどのように連結
位置と非連結位置との間に移動するかを概略的に例示し
ている。

さて次に図を参照すると、図14および15は、図10〜13のカップリング装置がその
嵌脱位置間を移動する方法のさらに他の概略図である。

図１〜図４は前に論述したので、直ちに図５に注目す
る。図５は、本発明により設計され、かつ全体的に参照
番号60によって示されている１方向駆動装置を例示して
いる。この装置は、この長手方向の軸線63の周りに軸を
時計周りの方向および反時計周りの方向に回転するため
の動力源（図示せず）に接続されるようになっている１
端部64を有している入力軸62を含む。入力軸の反対端部
66は、軸受68を支持しており、この軸受68がさらに入力
軸の周りに回転するための出力シェル70を支持してい
る。入力軸はまた、入力軸により時計周りの方向および
反時計周りの方向に回転するための支材プレート74を支
持している周方向に間隔をへだてた一連のスプライン72
を含む。以下の説明から明らかなように、支材プレート
74は、全１方向駆動装置60のための駆動装置として役立
っている。

なお図１を参照すると、リセプタープレート76を含ん
でいる装置60が示されており、このリセプタープレート
76は、明らかなように、全１方向駆動装置60の被駆動部
材として役立っている。推力チューブ78が軸受68の周り
に同心に配置されており、そして軸線63の周りに時計周
りの方向および反時計周りの方向の回転のためのリセプ
タープレート76を支持している。推力チューブは、リセ
プタープレート76にその全体に固定され、かつまた支材
プレート74の協働するくぼみ内に延びており、それによ
って軸線63の周りの回転のための支材プレートを部分的
に支持していることに特に注目。この方法では、推力チ
ューブは、２つのプレートが以下に説明するように一緒
に連結されているとき、支材プレート74からリセプター
プレート76に伝えられる力に対する反作用の結果として
生ずる２つのプレート間に軸線方向の不整合を防止しな
がら、共通の軸線の周りに２つのプレートを独立して回
転できる。

以下により詳細に説明されているように、全１方向駆
動装置60は、入力軸および支材プレートが反時計の針の
方向に回転されるとき、軸線63の周りに入力軸62により
回転するため、支材プレート74およびリセプタープレー
ト76を一緒に連結するための本発明によって設計された
装置を含む。同時に、このカップリング装置によって、
入力軸および支材プレートを自由に時計周りの方向に、
すなわち、リセプタープレートに回転運動を与えること
なく、回転できる。換言すると、支材プレート74が反時
計周りの方向に駆動されているとき、それは、リセプタ
ープレート76を同じ方向に回転する駆動部材として役立
ち、そしてリセプタープレートが被駆動部材として役立
つ。同時に、出力軸70は、リセプタープレート76と共に
回転するためリセプタープレート76に固定接続される。
したがって、出力回転を外部部材（図示せず）に接続す
る手段として役立つ。図５に例示したように、出力シェ
ル70は、支材プレートおよびリセプタープレートの外周
の周り全体に延びており、かつ中に種々の部品を含んで
いる囲いを形成するようにねじ接続した前部プレート80
を含む。この囲いはまた、支材プレート74とリセプター
プレート76の間に発生したいかなる推力をもバックアッ
プする支持部を備えている。また、適切な液体シール軸
受（図示せず）が出力シェル70と、支材プレート74およ
びリセプタープレート76の反対側の入力軸62との間に設
けることができるので、これらの後者のプレートに含ま
れる空洞は、潤滑の目的のため、かつまた支材プレート
74が時計周りの方向に自由に回転するとき、２つのプレ
ートを互に離して液体力学的に浮動するため油で満たす
ことができる。

すぐ上に簡単に論述した全カップリング装置について
詳述する。この装置は、それぞれ支材プレート74および
リセプタープレート76の対向する面84および86を利用す
る。それらの面が図８および図９に最もよく例示されて
いる。図８に例示されたように、駆動面として役立つ面
84は、面84の全半径方向の範囲に沿って半径方向に延び
ている一連の均等に周囲に間隔をへだてたポケット88を
含む。各ポケット88は、支材（sturt）組立体90を含
む、これは以下に図10ないし図12と共に詳細に説明す
る。表面86はまた、面86の全範囲に半径方向に延びてお
り、ポケット88よりも数が多い、一連の均等に周辺に間
隔をへだてたポケット92を含む。それぞれの支材組立体
を含むすべてのポケット88およびすべてのポケット92が
一緒に上述のカップリング装置に含まれる。下記より明
らかなように、支材プレート（strut plate）74（駆動
部材）が反時計周りの方向（図５において左から右に軸
線63に沿って見たとき）に回転されるとき、支材組立体
90の１つが、リセプタープレート76（被駆動部材）を支
材プレートにより回転せしめるように、ポケット88、１
つに係合する。他方において、支材プレートが時計の針
の方向に回転されるとき、すべての支材（strut）組立
体は、それらのそれぞれのポケット88内に機能的にとど
まり、そしてポケット92のどれとも係合しない。その結
果、支材プレート74は自由に反時計の針の方向に回転す
る。

特に図10ないし図12を参照すると、支材組立体90の１
つが示されており、これが長手方向に延びている支材94
を含んでいる、この支材94は断面が長方形であり、そし
て巾よりも長く、厚さよりも広く、それによってその中
心を通る長手方向の軸線96を規定している。この組立体
はまた、Ｚ形状の内方のねじりばね98と、類似の形状の
外方のねじりばね100とを含み、このねじりばね100は、
ばね荷重をかけた方式で、協働するポケット88内のそれ
らの関連した支材94を支持するのに役立っている。特
に、図10および図11に最もよく例示したように、内方の
ねじりばね98は、支材の底部端に中心に置かれた協働す
るくぼみ内に配置された１端部セグメント102と、支材
の裏側106に沿って延びている中央セグメント104と、裏
側106から外方に延びており、かつ裏側106に垂直に頂部
部分とを含む。外方ねじりばね100は、同様に支材の端
に沿って位置づけされており、その支材はその頂部端に
協働するくぼみを含む。

図６および図７に最もよく例示されているように、所
定の支材94が示されており、この支材は、くぼみ内の協
働する穴内のばね98および100の隣接する端部部分108
（図８参照）と、ポケットの背面を長手方向に横切る協
働するスロット内の部分104（図６および図７）とを有
する、その協働するくぼみまたはポケット88内に配置さ
れており、かつそのポケットを実質的にすべて満たして
いる。さらに、ばねは、支材プレート74の面84の平面か
ら角度Ａ（実際の作動実施態様では20度）回転されると
き、静止しているように設計されている。その方法で
は、支材は、図12に矢印110によって示された方向に長
手方向の軸線96の周りに回転するようにばね荷重をかけ
られている。なお図６および図７を参照すると、各ポケ
ット92が、面84と鋭角でリセプタープレート76内に延び
ており、そしてポケットの１つの全長手方向線を規定し
ている支持係合面112を規定していることに注目すべき
である。同時に、ポケット88は、２つのポケットが半径
方向に互に整合したときに、肩112に平行であるその自
身の支材係合肩114を規定する内方に傾斜した長手方向
部分を含む。どの所定のポケット88もどの所定のポケッ
ト92とも半径方向に整合しない限り、リセプタープレー
ト76の表面86は、図６に例示したように、そのポケット
内に支材88を押込んでいて、完全にそのポケット内にひ
っこんだ状態に保っている。したがって、支材プレート
74が、図６の矢印116によって示されたように、時計周
りの方向に回転されると、支材94は、肩112に係合する
ことなくポケット92上を通過する。支材プレート74が、
十分速く回転されると、支材もまた、瞬間的にポケット
92内に旋回するのに十分な時間がない。他方において、
支材プレート74が、矢印116と反対の方向に、反時計の
針の方向に回転されると、どの他のポケット88および92
が整合する前に、それ自身第１のポケット92に半径方向
に整合する第１のポケット88がある。これが起きると、
その第１のポケット88内の支材94は、その最前方の長手
方向の縁118が肩112に係合するまで、図13に例示された
ように、そのばね荷重でバイアスされた位置の方に上方
に旋回し、それによってプレート76をプレート74と共に
回転せしめる。同時に、支材の背面長手方向の線120が
肩114に係合する。

特に図13を参照すると、最初に、ポケット92の肩112
が、その表面と鋭角Ｂで表面86内に延びていることに注
目。これが、支材プレート74が時計の針の方向に回転さ
れるとき、リセプタープレート76を支材プレート74に結
合するため、支材が肩112に係合する「迎え角」であ
る。迎え角Ｂが不可能である90度であれば、それが最大
である支材上の100％の圧縮力が、リセプタープレート
に対するトルクとして加えられる。そうではあるが、実
際の作動実施態様では、角度Ｂは77度である。この迎え
角のとき、支材上の圧縮力の97,4％がトルクとして加え
られる。

なお図13を参照すると、支材94は、完全にくぼみ88内
のその最終非係合位置から、角度Ｃにより肩112に係合
している最終連結位置に旋回することに注目すべきであ
る。支材が長く、薄く、かつあまり広くないので、この
角度は比較的小さい。実際の作動実施態様では、各支材
は長さ0.600インチ、幅0.300インチおよび厚さ0.040イ
ンチであり、そして、わずか13度の角度Ｃだけその中心
軸線96の周りに旋回する。このことは、40度程度の角度
を旋回する図１の装置の爪とは対照して見られるべきで
ある。同時に、支材94は長いから、それらの係合縁118
および120の各々の表面積は大きく、したがって、各支
材は比較的大きな圧縮荷重を保持することができる。さ
らに、支材の各々はあまり広くないので、それは非常に
低い慣性モーメントを有している。実際の作動実施態様
では、各支材は、完全にそのくぼみ88内のオーバーラン
ニング位置から、ロッキングまたは連結位置、かつ0.5
ミリ秒の肩112の係合にまで移動する。これは、全装置
を、高速オーバーランニングクラッチとして適合可能に
する。

前述のように、支材プレート74上の支材よりも多くの
ポケット92がリセプタープレート76にある。さらに各々
の数は、２つの部材が、共通の要素を有しないように選
択される。その結果、支材プレート74がリセプタープレ
ート76に対して時計周りの方向に回転されるいかなる瞬
間でも、１つの支材のみが、協働するポケット92と正確
に半径方向に整合できる。その結果、支材プレート74
が、最初に固定位置から反時計周りの方に回転せしめら
れたとき、支材の１つのみが協働するくぼみ92内にロッ
クする（共通の要素でないことに注目）。実際の作動実
施態様では、10の支材と、21のポケット92とがある。こ
れは、支材プレートに対してリセプタープレートの各分
割（resolution）内に210の異なる係合位置がある点
で、「バーニヤ（副尺）」効果を提供する。これは、相
対運動の1.7度毎に１つの可能な係合の最小分割を与え
る。それが意味していることは、支材プレートが、支材
の１つが協働するくぼみ内にロックする前に、ほとんど
1.7度で時計の針の方向に回転しなければならないとい
うことである。その結果、支材プレートは、リセプター
プレートが衝撃を減少するようにして支材プレートが係
合するまで、全く速度をピックアップできない、したが
って、このカップリング作動は比較的スムースである。

半径方向に延びている支材94と、半径方向に延びてい
るポケット92とを有している特定の利点は、支材プレー
トが、図14に示したように、反時計周りの方向に自由に
回転させられているとき、支材が作動する方法に関係が
ある。支材が時計周りの方向に動くにしたがって、協働
するポケットに接近している１つのそのような支材が図
15に示されている。支材がポケットと正確に半径方向に
整合しているときのみ、支材がその図６の位置からその
図７の位置に外方に旋回可能であることに特に注目。す
べての他の時には、ポケットと正確に整合していない支
材の少くとも１部分があり、したがってこの部分が、支
材を外方に旋回するのを妨げている。その結果、支材プ
レートが比較的高速で時計の針の方に自由に回転してい
るとき、支持が外方に旋回し、そしてポケット内に入る
ことができる非常にわずかな瞬間しかない。ほとんどの
場合、その時間は非常に短いので、支材は全く動けな
い、それによって支材はほとんど最小の摩耗しか受けな
い。実際に装置60が、前述のように、油に満たされてい
ると、支材プレート74が自由に回転しているとき、支材
は全く動かない。

全１方向駆動装置60が、協働するポケットよりも多い
かまたは少ない支材を含み、かつ種々の用途に使用され
ると理解されるべきである。さらに、駆動部材（支材プ
レート）が、被駆動部として使用され、そして被駆動部
材（リセプタープレート）が、駆動部材として使用され
てもよい。上記に示したように、装置60は、オーバーラ
ンニングクラッチとして特に適している。しかしなが
ら、本発明はその用途に限定される意図を有していな
い。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 41/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）所定の軸線（63）の周りに時計周り
の方向および反時計周りの方向の回転のため取付けられ
ており、そして前記所定の軸線に垂直な平らな駆動面
（84）を含み、かつ前記所定の軸線（63）の周りに時計
周りの方向または反時計周りの方向のいずれかに前記平
らな駆動面を回転する動力源に接続するようになってい
る駆動部材（74）と；（ｂ）前記所定の軸線の周りに少くとも時計周りの方向
の回転のため取付けられており、そして前記駆動面に近
接し、かつそれに対向した関係に位置づけされている平
らな被駆動面（86）を含んでいる被駆動部材（76）と、（ｃ）前記駆動部材が前記動力源によって反時計周りの
方向に回転されるとき、前記駆動部材が前記被駆動部材
を反時計周りの方向に回転せしめ、そして、前記駆動部
材が前記動力源によって時計周りの方向に回転されると
き、前記被駆動部材を回転することなく、前記駆動部材
を時計周りの方向に前記軸線の周りに自由に回転可能に
するため、前記被駆動面に爪係合被駆動肩（112）を構
成する第１の一連の被駆動ポケット（92）と、前記駆動
部材に爪係合駆動肩（114）を構成する第２の一連の駆
動ポケット（88）と、前記駆動面によって保持されてい
る対向する肩係合縁を有している複数の協働する爪（9
4）とを含んでいるカップリング装置であって、前記第
１および第２の一連のポケットおよび前記爪が、前記駆
動部材が、反時計周りの方向に回転されているとき、そ
れぞれ前記爪の１つおよび１つのみの対向する肩係合縁
が、その係合縁間の爪を横切って圧縮荷重を加えるよう
に、隣接する対の駆動および被駆動ポケットの駆動およ
び被駆動肩に回転して係合するように構成されているカ
ップリング装置と、を具備し、肩係合縁の一方が前記駆
動面の駆動肩とのみ係合可能であり、肩係合縁の他方が
前記被駆動面の被駆動肩とのみ係合可能である、ことを
特徴とする一方向駆動装置。
【請求項２】前記爪の各々が幅と長さと厚さを有し、前
記長さは、前記幅よりも大きく、前記幅は、厚さよりも
大きく、それによって、長手方向の軸線（96）を規定
し、そして前記カップリング装置が、各爪の長手方向の
軸線が前記所定の軸線から外方に半径方向に延びるよう
に、前記所定の軸線の周りに互に間隔をへだてた関係に
前記駆動面に前記爪を接続する手段を含む請求項１に記
載の装置。
【請求項３】前記ポケットの各々が幅と長さと深さを有
し、前記長さは、前記幅よりも大きい、前記幅は、前記
深さよりも大きく、それによって、長手方向の軸線を規
定し、前記ポケットが、各ポケットの長手方向の軸線が
前記所定の軸線から外方に半径方向に延びるように、前
記所定の軸線の周りに互に間隔をへだてた関係に前記駆
動面に位置づけされている請求項２に記載の装置。
【請求項４】前記カップリング装置が、爪よりも多い数
のポケットを含む請求項３に記載の装置。
【請求項５】前記爪の各々が、それ自身のくぼみ内で前
記駆動面に接続されており、そして前記接続手段が、前
記爪の各々に対するばね機構（98,100）を含み、前記ば
ね機構の各々が、爪自身のくぼみ内に全体を押込まれた
第１の位置と、第２のバイアスした位置との間に爪の長
手方向の軸線の周りに旋回運動のため、その関連した爪
を支持しており、この場合に、前記駆動部材が反時計周
りの方向に回転され、それによって駆動部材が前記被駆
動部材を反時計周りの方向に回転されるときに、前記爪
の延長縁が前記ポケットの１つの特定の被駆動肩に係合
する位置にあるように、爪の一部分がそのくぼみの外側
に延びるが、駆動部材が時計周りの方向に回転されると
き、前記特定の被駆動肩に係合しない請求項４に記載の
装置。
【請求項６】前記ばね機構の各々が、その第１と第２の
位置との間に旋回運動のためのその関連した爪を支持
し、その爪がそれらの位置の間に、13度以下の角度旋回
するようになっている請求項５に記載の装置。
【請求項７】前記被駆動ポケットの各々の各被駆動肩
が、ポケットの１つの長手方向の縁を規定し、かつ前記
被駆動面を含む平面とある特定の角度に延びる平面の巾
の方にある平らな肩である請求項５に記載の装置。
【請求項８】前記肩の各々の前記特定の角度が77度であ
る請求項７に記載の装置。
【請求項９】前記駆動および被駆動部材の双方が回転す
る前記軸線を規定する推力チューブ（78）を含み、前記
推力チューブが、前記被駆動部材の全体を支持し、そし
て前記駆動部材を部分的に保持しており、それによって
前記駆動部材と被駆動部材との間の軸線方向の整合を保
証し、さらに、前記駆動部材を前記動力源に連結する手
段（70）を含んでいる請求項１に記載の装置。
【請求項１０】前記被駆動手段に接続され、かつ前記被
駆動手段から、前記駆動部材の外周に沿って、そして前
記駆動面の反対の前記駆動部材の面に沿って延びている
手段を含み、それによって前記駆動部材の周りにハウジ
ングを形成している請求項１に記載の装置。
【請求項１１】前記爪の各々が、厚さよりも広く、そし
て前記駆動および被駆動部材の反時計方向回転中、前記
爪を横切って加えられる圧縮荷重が、前記１つの爪の幅
を横切って広がるように、前記爪の肩係合縁が、爪の厚
さおよび長さによって規定された全体的に長方形の、平
らな面である請求項１に記載の装置。
【請求項１２】前記爪の各々が、幅よりも長い請求項11
に記載の装置。
【請求項１３】前記カップリング装置が、前記被駆動部
材の被駆動肩と係合する第１のバイアスした位置と、前
記被駆動肩と係合を外れた第２の位置との間で運動する
ため、前記駆動面に前記爪の各々が接続する手段（98,1
00）を含み、前記駆動および被駆動部材の反時計方向の
回転中、前記１つの爪を横切って加えられた圧縮荷重
が、前記駆動および被駆動部材並びに前記１つの爪によ
って吸収されるが、爪の接続手段によって吸収されない
ように、前記爪およびそれらのそれぞれの接続手段が構
成されている請求項11に記載の装置。
【請求項１４】爪がその第１と第２の位置の間で13度以
下の角度旋回するように、前記接続手段の各々が、その
対向する肩係合縁と平行に爪を通る軸線の周りにその第
１と第２の位置との間の旋回運動のためその関連する爪
を支持している請求項13に記載の装置。
【請求項１５】（ａ）所定の軸線（63）の周りに時計周
りの方向および反時計周りの方向の回転のため取付けら
れており、そして前記所定の軸線に垂直な平らな駆動面
（84）を含み、かつ前記所定の軸線の周りに時計周りの
方向または反時計周りの方向のいずれかに前記平らな駆
動面を回転する動力源に接続するようになっている駆動
部材（74）と；（ｂ）前記所定の軸線の周りに少くとも反時計周りの方
向の回転のため取付けられており、そして前記駆動面に
近接し、かつそれに対向した関係に位置づけされている
平らな被駆動面（86）を含んでいる被駆動部材（76）
と；（ｃ）前記駆動部材が前記動力源によって反時計周りの
方向に回転されるとき、前記駆動部材が前記被駆動部材
を反時計周りの方向に回転せしめ、そして前記駆動部材
が前記動力源によって時計方向に回転されるとき、前記
被駆動部材を回転することなく、前記駆動部材を時計周
りの方向に前記軸線の周りに自由に回転可能にするた
め、前記駆動部材に駆動肩（114）を有している第１の
一連の駆動ポケット（88）と、前記被駆動面に被駆動肩
（112）を有している第２の一連の被駆動ポケット（9
2）と、前記面の１つによって保持されている対向する
肩係合縁を有している複数の協働する爪（94）とを含ん
でいるカップリング装置であって、前記第１および第２
の一連のポケットおよび前記爪が、前記駆動部材が、反
時計周りの方向に回転されているとき、それぞれ前記爪
の１つおよぴ１つのみの対向する肩係合縁が、その係合
縁間の爪を横切り圧縮荷重を加えるように、隣接する対
の駆動および被駆動ポケットの駆動および被駆動肩に回
転して係合するように、構成されているカップリング装
置と、を具備し、肩係合縁の一方が前記駆動面の駆動肩
とのみ係合可能であり、肩係合縁の他方が前記被駆動面
の被駆動肩とのみ係合可能である、ことを特徴とする一
方向駆動装置。
【請求項１６】前記爪の各々が長さと幅と厚さを有し、
前記幅は、前記厚さよりも大きく、そして各爪の肩係合
縁が、前記駆動および被駆動部材の反時計方向の回転
中、前記１つの爪を横切って加えられる圧縮荷重が、前
記１つの爪の幅を横切って広がるように、爪の厚さおよ
び長さによって規定された全体的に長方形の平行な、平
らな面である請求項15に記載の装置。
【請求項１７】前記爪の各々が、幅よりも大きい長さを
有する請求項16に記載の装置。
【請求項１８】前記カップリング装置が、前記爪の各々
を前記駆動または被駆動面に接続する手段（98,100）を
含み、前記爪およびそれらのそれぞれの接続手段が、前
記駆動および被駆動部材の反時計周りの方向の回転中、
前記１つの爪を横切って加えられる圧縮荷重が、前記駆
動および被駆動部材並びに前記１つの爪によってすべて
吸収され、そして爪の接続手段によって吸収されないよ
うに、構成されている請求項16に記載の装置。
【請求項１９】（ａ）所定の軸線（63）の周りに時計周
りの方向および反時計周りの方向の回転のため取付けら
れており、そして前記所定の軸線に垂直な平らな駆動面
（84）を含み・かつ前記所定の軸線の周りに時計周りの
方向または反時計周りの方向のいずれかに前記平ら。な
駆動面を回転する動力源に接続するようになっている駆
動部材（74）と；（ｂ）前記所定の軸線の周りに少くとも反時計周りの方
向の回転のため取付けられており、そして前記駆動面に
近接し、かつそれに対向した関係に位置づけされている
平らな被駆動面（86）を含んでいる被駆動部材（76）
と；（ｃ）前記駆動部材が前記動力源によって反時計周りの
方向に回転されるとき、前記駆動部材が前記被駆動部材
を前記所定の軸線の周りに反時計周りの方向に回転せし
め、そして前記駆動部材が前記動力源によって時計周り
の方向に回転されるとき、前記駆動部材が、前記被駆動
部材を回転することなく、時計周りの方向に前記軸線の
周りに自由に回転可能にするため、前記駆動および被駆
動面と、前記面間のカップリング手段（94）とを含んで
いるカップリング装置であって、前記駆動および被駆動
面および前記カップリング手段が、前記駆動部材が反時
計周りの方向に回転されるとき、前記カップリング手段
が前記駆動と被駆動手段の間にカップリング手段を横切
って圧縮荷重を加えるように前記駆動および被駆動面に
係合するように構成されており、前記カップリング手段
が、前記駆動および被駆動手段が反時計周りの方向に回
転するとき圧縮荷重を保持するように、前記駆動および
被駆動部材の駆動および被駆動面（84,86）に係合せし
められる対向する縁を有する爪（94）を含み、前記爪が
幅と長さと厚さを有し、前記幅は、前記厚さよりも大き
く、そして前記対向する縁の各々が、爪の厚さおよび長
さによって規定された全体的に長方形の、平行な、平ら
な面であるカップリング装置と、を具備し、前記爪の対
向する縁の一方が前記駆動面とのみ係合可能であり、前
記爪の対向する縁の他方が前記被駆動面とのみ係合可能
であることを特徴とする一方向駆動装置。
【請求項２０】前記爪が幅よりも長い請求項19に記載の
装置。
【請求項２１】前記カップリング装置が、駆動および被
駆動部材が反時計周りの方向に回転するときの第１の荷
重保持位置と、部材が時計周りの方向に回転するときの
第２の位置との間に運動するため、前記駆動または被駆
動面の一方に前記爪を接続する手段（98,100）を含み、
前記爪および前記接続手段が、前記駆動および被駆動部
材の反時計周りの方向に回転中、前記爪を横切って加え
られる圧縮荷重が前記駆動および被駆動部材並びに爪に
よってすべて吸収され、そして爪の接続手段によって吸
収されないように、構成されている請求項19に記載の装
置。
【請求項２２】爪がその第１の第２の位置の間に13度以
下の角度旋回するように、前記接続手段が、爪の肩係合
縁と平行に爪を通る軸線の周りにその第１と第２の位置
の間に旋回運動のための前記爪を支持する請求項21に記
載の装置。
【請求項２３】前記カップリング装置が対向する縁を有
している一連の爪を含み、前記駆動および被駆動面およ
び前記爪が、前記駆動および被駆動部材が反時計周りの
方向に回転するとき、前記爪の１つおよぴ１つのみが、
圧縮荷重を保持するように前記駆動および被駆動部材に
係合するように構成されている請求項19に記載の装置。