JP5132616B2 - 駆動伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動力の伝達経路を切換える機能を有する駆動伝達装置に係る技術分野に属する。

最近、駆動源であるモータや駆動源制御システムの性能の向上にともなって、１台のモータに駆動力の伝達経路を切換える機能を有する駆動伝達装置を連結して複数台の被駆動側機器を駆動させることで、駆動源の共有化，小規模化が図られるようになってきている。このため、駆動伝達装置における駆動力の伝達経路を切換える機能を奏する切換機構について、被駆動側機器に対応した種々改良の要請が生じてきている。。

従来、駆動力の伝達経路を切換える機能を有する駆動伝達装置としては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。

特許文献１には、駆動部と駆動部の両側に配置された従動部との間に軸方向にスライドするピンを備え、駆動部と両従動部とがピンで選択的に連結される駆動伝達装置が記載されている。

特許文献１に係る駆動伝達装置は、駆動力を伝達しようとする従動部と駆動部とをピンのスライド操作で連結させるものである。

実開昭５６−１５８２８号公報

特許文献１に係る駆動伝達装置では、駆動力の伝達経路の切換えにピンのスライド操作が必要であるため、駆動力の伝達経路の切換えを自動的に実行することができないという問題点がある。また、ピンのスライド操作のための操作部を外部に露出するように設けなければならないため、コンパクト性が低下してしまうという問題点がある。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、駆動力の伝達経路の切換えを自動的に実行することのできるコンパクトな駆動伝達装置を提供することを課題とする。

前述の課題を解決するため、本発明に係る駆動伝達装置は、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。

即ち、請求項１では、駆動力を受けて回転する駆動体と、駆動体の両端面に接合され駆動体と同軸線上で回転される従動体と、駆動体，従動体の間に設けられ駆動体の一方向の回転に従動体を追従して回転させ他方向の回転に従動体を追従して回転させないワンウエイクラッチと、駆動体の内部に設けられワンウエイクラッチを切換制御するカムとを備え、ワンウエイクラッチは、両従動体側で回転が追従される方向が逆向きであって、駆動体の内部に設けられカムによって駆動体の軸方向へスライドされるスライダと、スライダに連結され駆動体の両端面から選択的に出没するクラッチピンと、従動体の駆動体への当接面に設けられてクラッチピンが係合するクラッチ溝とからなり、スライダとクラッチピンとは弾性部材を介して連結されていることを特徴とする。

この手段では、ワンウエイクラッチが駆動体，従動体の間に設けられカムが駆動体の内部に設けられることで、ワンウエイクラッチ，カムが駆動体，従動体から露出されなくなる。そして、駆動体が正方向に回転されるとカムで切換制御されたワンウエイクラッチによって一方の従動体のみが正方向に回転され、駆動体が逆方向に回転されるとカムで切換制御されたワンウエイクラッチによって他方の従動体のみが逆方向に回転される。また、ワンウエイクラッチがクラッチピン，クラッチ溝の係合構造とされクラッチピンがカムに規制されたスライダのスライドによって動作されることで、構造が簡素化される。また、ワンウエイクラッチのスライダ，クラッチピンの間に弾性部材が介装されることで、スライダ，クラッチピンの間に衝撃吸収機能が備えられる。

また、請求項２では、請求項１の駆動伝達装置において、カムは駆動体の回転中心に駆動体の回転を支持する固定軸として配設され円周面にワンウエイクラッチのスライダのスライドを案内する案内溝が設けられていることを特徴とする。

この手段では、カムが駆動体の回転を支持する固定軸とされ円周面にワンウエイクラッチのスライダのスライドを案内する案内溝が設けられることで、ワンウエイクラッチのスライダの動作が精密に案内される。

また、請求項３では、請求項１または２の駆動伝達装置において、従動体はワンウエイクラッチのクラッチピンのクラッチ溝への非係合時にクラッチ溝を閉鎖するシャッタ機構が取付けられていることを特徴とする。

この手段では、従動体にワンウエイクラッチのクラッチ溝を閉鎖するシャッタ機構が取付けられることで、ワンウエイクラッチのクラッチピンのクラッチ溝への非係合時のクラッチピンの不測の動作を防止することができる。

また、請求項４では、請求項３の駆動伝達装置において、シャッタ機構はワンウエイクラッチのクラッチピンのクラッチ溝への係合時にクラッチピンの移動に応動してラッチ溝を開放するものであることを特徴とする。

この手段では、シャッタ機構がワンウエイクラッチのクラッチピンの移動に応動してクラッチ溝を開放することで、シャッタ機構のクラッチ溝の開放のタイミングが正確になる。

本発明に係る駆動伝達装置は、ワンウエイクラッチが駆動体，従動体の間に設けられカムが駆動体の内部に設けられることで、ワンウエイクラッチ，カムが駆動体，従動体から露出されなくなるため、全体がコンパクト化される効果がある。また、駆動体が正方向に回転されるとカムで切換制御されたワンウエイクラッチによって一方の従動体のみが正方向に回転され、駆動体が逆方向に回転されるとカムで切換制御されたワンウエイクラッチによって他方の従動体のみが逆方向に回転されるため、駆動力の伝達経路の切換えを自動的に実行することができる効果がある。また、ワンウエイクラッチがクラッチピン，クラッチ溝の係合構造とされクラッチピンがカムに規制されたスライダのスライドによって動作されることで、構造が簡素化されるため、製造が安価，容易となる効果がある。また、ワンウエイクラッチのスライダ，クラッチピンの間に弾性部材が介装されることで、スライダ，クラッチピンの間に衝撃吸収機能が備えられるため、ワンウエイクラッチの係合が円滑，非衝撃的に行われる効果がある。

さらに、請求項２として、カムが駆動体の回転を支持する固定軸とされ円周面にワンウエイクラッチのスライダのスライドを案内する案内溝が設けられることで、ワンウエイクラッチのスライダの動作が精密に案内されるため、ワンウエイクラッチの動作の精度が高くなる効果がある。

さらに、請求項３として、従動体にワンウエイクラッチのクラッチ溝を閉鎖するシャッタ機構が取付けられることで、ワンウエイクラッチのクラッチピンのクラッチ溝への非係合時のクラッチピンの不測の動作を防止することができるため、ワンウエイクラッチの誤動作を防止することができる効果がある。

さらに、請求項４として、シャッタ機構がワンウエイクラッチのクラッチピンの移動に応動してクラッチ溝を開放することで、シャッタ機構のクラッチ溝の開放のタイミングが正確になるため、ワンウエイクラッチのクラッチピンとシャッタ機構との衝突が防止される効果がある。

本発明に係る駆動伝達装置を実施するための形態の断面図であり、（Ａ），（Ｂ）に要部の異なる動作状態が示されている。 図１の要部の動作を示す縦断面図であり、（Ａ），（Ｂ）に逆方向への動作状態が示されている。 図１の一方向への駆動における要部の動作を示す平面図であり、（Ａ），（Ｂ）に異なる動作状態が示されている。 図１の他方向への駆動における要部の動作を示す平面図であり、（Ａ），（Ｂ）に異なる動作状態が示されている。 図１の要部の縦断面図である。 図１の他の要部の側面図である。 図１の他の要部の側面図である。 図７の一部拡大図である。 図１の他の要部の斜視図である。 図１の組込例を示す断面図である。 図１０の側面図である。

以下、本発明に係る駆動伝達装置を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

この形態では、被駆動側機器をチェーン駆動するに好適なものを示してある。

この形態は、図１に示すように、駆動体１，従動体２，３，カム４，ワンウエイクラッチ５，シャッタ機構６を主要部として構成されている。そして、図１０，図１１に示すように、これ等の主要部が潤滑オイルを封入して設置を容易にするハウジング７に組込まれている。

駆動体１は、図１，図６に示すように、リング形の駆動ギア１ａの両側に円筒カップ形のケーシング１ｂが最中合わせに接合されてボルト１ｃで中空体に組付けられてなる。ケーシング１ｂは、図６に示すように、中心に軸受孔１ｂａが穿孔され、軸受孔１ｂａの周囲に１２０度の角度を介して放射状に３個の貫通孔１ｂｂが穿孔されている。軸受孔１ｂａには、カム４を支持するベアリング８が固定される。貫通孔１ｂｂには、ワンウエイクラッチ５の後述のクラッチピン５ｂのピン本体５ｂａのスライドを受けるスリーブ９が固定される。

従動体２，３は、図１，図７，図９に示すように、駆動体１のケーシング１ｂの両端面（外側面）にそれぞれ当接される円盤形に形成されてなるもので、中心に軸受孔２ａ，３ａが穿孔され、軸受孔２ａ，３ａの周囲に１２０度の角度を介して放射状に２個ずつ合計６個のオイル孔２ｂ，３ｂが穿孔されている。軸受孔２ａ，３ａには、カム４を支持するベアリング１０が内周部に固定された従動ギア１１，１２が固定される。オイル孔２ｂ，３ｂは、ハウジング７に封入されている潤滑オイルの流通を確保する。

従って、従動体２，３は、カム４を介して駆動体１と同軸線上に配置されていることになる。

カム４は、図１〜図５に示すように、小径部分４ａである両端部がハウジング７に固定された段付きの固定軸として駆動体１，従動体２，３に貫通して配設されなるもので、中空体の駆動体１の内部に位置する大径部分４ｂの周面に周方向に刻設された案内溝４ｃが設けられている。案内溝４ｃは、平行な２条の主溝４ｃａと主溝４ｃａを斜め方向に連通する連絡溝４ｃｂとからなる。案内溝４ｃの主溝４ｃａは、図２に示すように、相対的に溝底の深い部分４ｃａａと相対的に溝底の浅い部分４ｃａｂとが形成されて、溝底の深い部分４ｃａａと溝底の浅い部分４ｃａｂとの間に段差部４ｃａｃが形成されている。なお、案内溝４ｃの主溝４ｃａの溝底の浅い部分４ｃａｂは、主溝４ｃａに対して連絡溝４ｃｂが鋭角に交差する側に近接した一部分にのみ形成されている。

従って、従動体２，３は、カム４に対して回転可能に支持されていることになる。

ワンウエイクラッチ５は、図１〜図５，図７，図９に示すように、スライダ５ａ，クラッチピン５ｂ，弾性部材５ｃ，クラッチ溝５ｄからなる。スライダ５ａは、図１，図５に示すように、変形のリング盤５ａａと、リング盤５ａａの中心部に穿孔されてカム４が挿通される中心孔５ａｂと、駆動体１のケーシング１ｂの貫通孔１ｂｂに対応してリング盤５ａａの外周部付近に１２０度の角度を介して放射状に３個穿孔されクラッチピン５ｂのスライドを許容するスライド用孔５ａｃと、リング盤５ａａにスライド用孔５ａｂとは６０度の角度を隔てて１２０度の角度を介して放射状に２個ずつ合計６個穿孔されたガイド孔５ａｄと、ガイド孔５ａｄに挿通されて両端部が駆動体１のケーシング１ｂに固定されてカム４と平行に配設された６本のガイドシャフト５ａｅと、リング盤５ａａに１２０度の角度を介して隣接する２個のガイド孔５ａｄの間にリング盤５ａａの中心に向けて放射状にスライド可能に支持され先端がカム４の案内溝４ｂを移動する案内子５ａｆと、案内子５ａｆをリング盤５ａａの中心方向（カム４の案内溝４ｂ方向）に弾圧付勢するコイルスプリング５ａｇとからなる。クラッチピン５ｂは、スライダ５ａのスライド用孔５ａｂに挿通されて駆動体１のケーシング１ｂの貫通孔１ｂｂから選択的に出没される軸長をもった丸棒形の３本のピン本体５ｂａと、ピン本体５ｂａの両端部から少し中央寄りにそれぞれ固定されたリング形の弾性部材受５ｂｂとからなる。弾性部材５ｃは、コイルスプリングからなるもので、クラッチピン５ｂのピン本体５ｂａに外装されてクラッチピン５ｂの両側の弾性部材受５ｂｂとスライダ５ａのリング盤５ａａとの間にそれぞれ弾圧装着されている。クラッチ溝５ｄは、図７，図９に示すように、従動体２，３の駆動体１のケーシング１ｂの端面への当接面（内側面）にオイル孔２ｂ，３ｂを含んで周方向に円弧形に延びて刻設されクラッチピン５ｂのピン本体５ｂａが係合されるもので、溝底の深さが一定の平坦部５ｄａと、溝底の深さが傾斜して平坦部５ｄａの一端部側にのみ設けられた傾斜部５ｄｂとからなる。クラッチ溝５ｄの平坦部５ｄａは、従動体２，３のオイル孔２ｂ，３ｂが位置されている。クラッチ溝５ｄの傾斜部５ｄｂは、図９に示すように、両側の従動体２，３で平坦部５ｄａに対して逆に配置されている。

シャッタ機構６は、図７，図８に示すように、シャッタ片６ａ，支軸６ｂ，案内ピン６ｃ，トーションコイルスプリング６ｄからなる。シャッタ片６ａは、円弧片形に形成されて従動体２，３の駆動体１のケーシング１ｂの端面への当接面に当接され支軸６ｂで回動可能に支持されてワンウエイクラッチ５のクラッチ溝５ｄを開閉するもので、ワンウエイクラッチ５のクラッチ溝５ｄに一部重なる円弧形の外周部分に曲線形の傾斜部６ａａが設けられ、回動の先端部付近に案内ピン６ｃを受ける案内溝６ａｂが設けられている。支軸６ｂは、従動体２，３の駆動体１のケーシング１ｂの端面への当接面に固定されてワンウエイクラッチ５のクラッチ溝５ｄの傾斜部５ｄｂ付近に配置され、シャッタ片６ａを回動の先端部がワンウエイクラッチ５のクラッチ溝５ｄの平坦部５ｄａの一部に重なることができるように支持している。案内ピン６ｃは、従動体２，３の駆動体１のケーシング１ｂの端面への当接面に固定されてワンウエイクラッチ５のクラッチ溝５ｄの平坦部５ｄａ付近に配置され、シャッタ片６ａの回動を案内する。トーションコイルスプリング６ｄは、支軸６ｂに同軸に装着されてシャッタ片６ａと従動体２，３とに係止されて、シャッタ片６ａをワンウエイクラッチ５のクラッチ溝５ｄを閉鎖する方向へ弾圧付勢している。

さらに、この形態では、図１０，図１１に示すように、従動体２，３に固定された従動ギア１１，１２に中継ギア１３，１４を介して出力軸１５，１６，出力スプロケット１７，１８が噛合連結されている。出力スプロケット１７，１８は、ハウジング７から露出されている。また、駆動体１の駆動ギア１ａには、駆動モータ１９から傘歯車等の中継ギア２０が噛合連結されている。

この形態によると、ワンウエイクラッチ５が駆動体１，従動体２，３の間に設けられ、カム４が駆動体１の内部に設けられ、ワンウエイクラッチ５，カム４が駆動体１，従動体２，３から露出されなくなるため、全体がコンパクト化される。また、ワンウエイクラッチ５がクラッチピン５ｂ，クラッチ溝５ｄの係合構造とされクラッチピン５ｂがカム４に規制されたスライダ５ａのスライドによって動作されるため、構造が簡素化され製造が安価，容易となる。

この形態では、図１（Ａ）に示すように、駆動モータ１９が一方向（正方向）に回転駆動されると、中継ギア２０を介して駆動体１（駆動ギア１ａ）が正方向に回転される。このとき、ワンウエイクラッチ５のスライダ５ａの案内子５ａｆは、カム４の案内溝４ｃの図面右側の主溝４ｃａにある場合に溝底の浅い部分４ｃａｂから溝底の深い部分４ｃａａに段差部４ｃａｃを降下してそのまま図面右側の主溝４ｃａを移動し（図２（Ａ），図３（Ａ）参照）、カム４の案内溝４ｃの図面左側の主溝４ｃａにある場合に溝底の深い部分４ｃａａから溝底の浅い部分４ｃａｂの手前で段差部４ｃａｃに規制されて連絡溝４ｃｂに方向変換されて図面右側の主溝４ｃａに変位して移動する（図２（Ｂ），図３（Ｂ）参照）。ワンウエイクラッチ５のスライダ５ａの案内子５ａｆの移動については、コイルスプリング５ａｇによって円滑性が確保され、固定軸として配設されているカム４の案内溝４ｃに案内されることによって精度が確保されている。

この結果、ワンウエイクラッチ５のスライダ５ａの案内子５ａｆを支持しているリング盤５ａａが図面右側にスライドされることになる。ワンウエイクラッチ５のスライダ５ａのリング盤５ａａのスライドは、図面右側の弾性部材５ｃを圧縮させクラッチピン５ｂを図面右側にスライドさせる。ワンウエイクラッチ５のスライドしたクラッチピン５ｂは、ピン本体５ｂａが図面右側の従動体２に設けられているクラッチ溝５ｄに係合される。ワンウエイクラッチ５のクラッチピン５ｂ，クラッチ溝５ｄの係合については、クラッチピン５ｂのスライドが衝撃吸収機能を有する弾性部材５ｃの弾力を介し、クラッチピン５ｂのピン本体５ｂａがクラッチ溝５ｄの傾斜部５ｄｂから平坦部５ｄａに滑込むように緩慢に侵入することによって、円滑性，非衝撃性が確保されている。なお、図８に示すように、ワンウエイクラッチ５のクラッチ溝５ｄの平坦部５ｄａに侵入したクラッチピン５ｂのピン本体５ｂａは、シャッタ機構６のシャッタ片６ａの傾斜部６ａａに当接して、クラッチ溝５ｄを閉鎖しているシャッタ機構６のシャッタ片６ａを自動的に開放する。ワンウエイクラッチ５のクラッチピン５ｂのピン本体５ｂａのシャッタ機構６のシャッタ片６ａの傾斜部６ａａへの当接については、傾斜部６ａａが滑性のある曲線形であることによって衝撃が緩和されシャッタ機構６の円滑な動作が確保され、シャッタ機構６によるワンウエイクラッチ５のクラッチ溝５ｄの開放のタイミングが正確になってワンウエイクラッチ５のクラッチピン５ｂとシャッタ機構６のシャッタ片６ａとの衝突が防止される。

ワンウエイクラッチ５のクラッチピン５ｂ，クラッチ溝５ｄの係合は、図面右側の従動体２の正方向への駆動体１の回転に追従した回転をもたらす。そして、従動ギア１１，中継ギア１３，出力軸１５を介して図面右側の出力スプロケット１７の正方向への回転出力を生じさせる。

駆動体１，従動体２の正方向への回転の際には、ワンウエイクラッチ５のクラッチピン５ｂと図面左側の従動体３に設けられているクラッチ溝５ｄとの係合が解除されているため、図面左側の従動体３がフリー回転可能な状態にっていて従動回転されることがない。なお、シャッタ機構６のシャッタ片６ａが図面左側の従動体３に設けられているワンウエイクラッチ５のクラッチ溝５ｄを閉鎖しているため、クラッチピン５ｂが不測にクラッチ溝５ｄに侵入することはない。

また、図１（Ｂ）に示すように、駆動モータ１９が他方向（逆方向）に回転駆動されると、中継ギア２０を介して駆動体１（駆動ギア１ａ）が逆方向に回転される。このとき、ワンウエイクラッチ５のスライダ５ａの案内子５ａｆは、カム４の案内溝４ｃの図面右側の主溝４ｃａにある場合に溝底の深い部分４ｃａａから溝底の浅い部分４ｃａｂの手前で段差部４ｃａｃに規制されて連絡溝４ｃｂに方向変換されて図面左側の主溝４ｃａに変位して移動し（図２（Ｂ），図４（Ａ）参照）、カム４の案内溝４ｃの図面左側の主溝４ｃａにある場合に溝底の浅い部分４ｃａｂから溝底の深い部分４ｃａａに段差部４ｃａｃを降下してそのまま図面左側の主溝４ｃａを移動する（図２（Ａ），図４（Ｂ）参照）。

この結果、ワンウエイクラッチ５のスライダ５ａの案内子５ａｆを支持しているリング盤５ａａが図面左側にスライドされることになる。ワンウエイクラッチ５のスライダ５ａのリング盤５ａａのスライドは、図面左側の弾性部材５ｃを圧縮させクラッチピン５ｂを図面左側にスライドさせる。ワンウエイクラッチ５のスライドしたクラッチピン５ｂは、ピン本体５ｂａが図面左側の従動体３に設けられているクラッチ溝５ｄに係合される。

ワンウエイクラッチ５のクラッチピン５ｂ，クラッチ溝５ｄの係合は、図面左側の従動体３の逆方向への駆動体１の回転に追従した回転をもたらす。そして、従動ギア１２，中継ギア１４，出力軸１６を介して図面右側の出力スプロケット１８の逆方向への回転出力を生じさせる。

駆動体１，従動体３の逆方向への回転の際には、ワンウエイクラッチ５のクラッチピン５ｂと図面右側の従動体２に設けられているクラッチ溝５ｄとの係合が解除されているため、図面右側の従動体２がフリー回転可能な状態にっていて従動回転されることがない。なお、シャッタ機構６のシャッタ片６ａが図面右側の従動体２に設けられているワンウエイクラッチ５のクラッチ溝５ｄを閉鎖しているため、クラッチピン５ｂが不測にクラッチ溝５ｄに侵入することはない。

この形態によると、駆動力の伝達経路の切換えが操作部を設けなくとも駆動側の回転方向の切換に対応して自動的に実行されることになる。

以上、図示した形態の外に、従動ギア１１，１２，中継ギア１３，１４，出力軸１５，１６，出力スプロケット１７，１８として他の駆動伝達構造を選択することも可能である。

１ 駆動体
２，３ 従動体
４ カム
４ｃ 案内溝
５ ワンウエイクラッチ
５ａ スライダ
５ｂ クラッチピン
５ｃ 弾性部材
５ｄ クラッチ溝
６ シャッタ機構

Claims (4)

1. 駆動力を受けて回転する駆動体と、駆動体の両端面に接合され駆動体と同軸線上で回転される従動体と、駆動体，従動体の間に設けられ駆動体の一方向の回転に従動体を追従して回転させ他方向の回転に従動体を追従して回転させないワンウエイクラッチと、駆動体の内部に設けられワンウエイクラッチを切換制御するカムとを備え、ワンウエイクラッチは、両従動体側で回転が追従される方向が逆向きであって、駆動体の内部に設けられカムによって駆動体の軸方向へスライドされるスライダと、スライダに連結され駆動体の両端面から選択的に出没するクラッチピンと、従動体の駆動体への当接面に設けられてクラッチピンが係合するクラッチ溝とからなり、スライダとクラッチピンとは弾性部材を介して連結されていることを特徴とする駆動伝達装置。
2. 請求項１の駆動伝達装置において、カムは駆動体の回転中心に駆動体の回転を支持する固定軸として配設され円周面にワンウエイクラッチのスライダのスライドを案内する案内溝が設けられていることを特徴とする駆動伝達装置。
3. 請求項１または２の駆動伝達装置において、従動体はワンウエイクラッチのクラッチピンのクラッチ溝への非係合時にクラッチ溝を閉鎖するシャッタ機構が取付けられていることを特徴とする駆動伝達装置。
4. 請求項３の駆動伝達装置において、シャッタ機構はワンウエイクラッチのクラッチピンのクラッチ溝への係合時にクラッチピンの移動に応動してクラッチ溝を開放するものであることを特徴とする駆動伝達装置。