JP5468096B2 - Two-way clutch - Google Patents

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Description

本発明は、入力軸と出力軸との間の動力伝達状態を変更するクラッチ装置、特に、入力軸(駆動側)からの正・逆回転の動力を伝達するとともに、出力軸(従動側)からの動力伝達は遮断するように機能する双方向クラッチに関するものである。   The present invention relates to a clutch device that changes a power transmission state between an input shaft and an output shaft, and in particular, transmits power of normal / reverse rotation from the input shaft (drive side) and from the output shaft (driven side). The transmission of power relates to a bidirectional clutch that functions to shut off.

モーターによって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に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、ハウジング及び入力軸、出力軸を備えた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、モーターで入力軸を正・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、出力軸がハウジングと噛み合い状態となってロックされ、物品の落下を防止する。   In a lifting device that moves an article up and down by a motor, when the motor is stopped when the article reaches a predetermined position, an operation may be required in which the article automatically holds the position. For this reason, there is known a device that uses a bidirectional clutch including a housing, an input shaft, and an output shaft to connect the input shaft to a motor that can rotate forward and backward, and to move an article up and down by rotating the output shaft. With the bi-directional clutch of this device, when the input shaft is rotated forward / reversely by the motor, the output shaft is linked forward / reversely to move the article up / down while the output shaft is rotated forward / reversely. The shaft is engaged and locked with the housing to prevent the article from falling.

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5、図6により説明する。図5は、ベルト及びプーリによって物品を上下する昇降装置の概要と、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6(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5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 bidirectional clutch and an example of the structure of the bidirectional clutch will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows an outline of an elevating device that moves an article up and down by a belt and a pulley, and an AA cross-sectional structure of a bidirectional clutch provided in the drive device. FIG. The AA cross section in a state where the article is raised and lowered in conjunction with the shaft, (b) shows the AA cross section in a state where the output shaft is locked to prevent the article from falling.
The lifting device of FIG. 5 is a device in which a belt B is stretched between pulleys P1 and P2 arranged above and below, and an article W to be transferred to the belt B is fixed, and the upper pulley P1 is rotationally driven. A motor M that can rotate forward and backward is coupled via a bidirectional clutch DC. The bidirectional clutch DC includes an input shaft IS that is continuous with the motor M, an output shaft OS that is continuous with the pulley P1, and a fixed housing HG.

A−A断面矢視図に示されるように、双方向クラッチDCのハウジングHG内においては、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 sectional arrow view, in the housing HG of the bidirectional clutch DC, the input shaft IS is divided into a plurality of sector portions, and the output shaft OS is fitted inside the sector portions. The output shaft OS is provided with a protrusion that enters between adjacent fan-shaped portions of 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6(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5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。図5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。このような双方向クラッチは、本出願人の先行する特許出願に係る特許第4850653号公報に開示されている。
As shown in FIG. 6A, 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 protruding portion of the output shaft OS come into contact, and the output shaft OS Rotates at the same speed in the same direction as pushed by the shaft IS. The same applies to the case where the input shaft IS rotates in the reverse direction. When the motor M is rotated forward / reversely in the lifting device of FIG. 5, 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 inclined surface of the V-shaped recess and moves outward, and the protrusion 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 stopped at that position, and rotation is not transmitted to the input shaft IS. In the lifting device of FIG. 5, even if the driving by the motor M is stopped, the article W can be automatically prevented from falling due to its own weight. Such a bi-directional clutch is disclosed in Japanese Patent No. 4850653 which is related to the prior patent application of the present applicant.

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 bidirectional clutch can be applied to, for example, a lifting device for transferring a paper table on which a paper is placed or a lifting device for lifting and lowering a window blind of a building in a finisher of a copying machine. And if this is utilized, automatic power transmission can be controlled by a simple device, and the use of electric power or the like is unnecessary, as in the case of control by an electromagnetic clutch, and from the output shaft side. It is also possible to protect the motor of the drive source when there is an unexpected reverse input.

特許第4850653号公報Japanese Patent No. 4850653

上述のとおり、図5の双方向クラッチは、コンパクトであって確実に動力伝達を制御可能な機械部品であるけれども、用途によっては未だ改良すべき余地が残されている。本発明は、双方向クラッチの以下に述べるような課題を解決するものである。
まず、図5の双方向クラッチでは、出力軸の回転数は入力軸の回転数と等しく、別途変速機を組み合わせない限り、変速を行うことが不可能であり、トルクを増減することもできない。そのため、出力軸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。
As described above, the two-way clutch shown in FIG. 5 is a mechanical part that is compact and can reliably control power transmission, but there is still room for improvement depending on the application. The present invention solves the following problems of a bidirectional clutch.
First, in the bi-directional clutch of FIG. 5, the rotation speed of the output shaft is equal to the rotation speed of the input shaft, and unless a transmission is separately combined, it is impossible to perform a shift and the torque cannot be increased or decreased. Therefore, when the load torque acting on the output shaft is large, it is necessary to prepare a large motor that generates a torque corresponding to the load torque as a drive source.

また、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が存在するので、作動中に衝撃音が発生する。さらに、双方向クラッチを図5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6(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、噛み合い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R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合い解除のためのトルクも要求される。
Further, since there is a gap between the fan-shaped portion of the input shaft IS and the protruding portion of the output shaft OS, an impact sound is generated during operation. Furthermore, when the bidirectional clutch is applied to the lifting device of FIG. 5, 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, Due to the gravity, the speed of the output shaft OS repeatedly fluctuates slightly, and vibrations and abnormal noises may occur. This is due to the following reason.
When the motor M is rotated in reverse to lower the article W, the output shaft OS may rotate (overrun) faster than the input shaft IS due to gravity acting on the article W. When overrun occurs, 6B, the roller R and the housing HG are engaged 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 the repeated engagement and release gives a fine variation 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 R. This is the same when the article W in the stopped state is raised, In addition to the load torque that raises the article W, M is also required to have a meshing release torque.

上記の課題に鑑み、本発明は、噛み合いローラを用いることなく、遊星ギヤ機構を利用して双方向クラッチを構成し、双方向クラッチ自体に変速機能を持たせてトルクの増大等を可能とするとともに、噛み合いローラの使用に起因する衝撃音の発生を防止するものである。すなわち、本発明は、
「回転不能のハウジング、入力軸及び出力軸を備え、前記入力軸の回転により前記出力軸が回転するとともに、前記出力軸の回転による前記入力軸の回転は阻止される双方向クラッチであって、
前記入力軸には太陽歯車、前記ハウジングには内歯歯車からなるリング歯車が設けられ、かつ、前記太陽歯車及び前記リング歯車に噛み合う複数の遊星歯車が設けられており、さらに、
前記遊星歯車の各々には、遊星歯車の中心軸と偏心して軸方向に突出する円形断面の偏心延長軸が設けられるとともに、前記出力軸には、各々の遊星歯車の中心軸と同心の円形断面の孔部が形成されており、前記偏心延長軸が、前記孔部に挿入されてその円周内面に接触している」
ことを特徴とする双方向クラッチとなっている。
In view of the above-described problems, the present invention can configure a bidirectional clutch using a planetary gear mechanism without using a meshing roller, and can increase torque by providing a shifting function to the bidirectional clutch itself. At the same time, the generation of impact sound due to the use of the meshing roller is prevented. That is, the present invention
“A bidirectional clutch comprising a non-rotatable housing, an input shaft and an output shaft, wherein the output shaft is rotated by rotation of the input shaft, and rotation of the input shaft by rotation of the output shaft is prevented,
The input shaft is provided with a sun gear, the housing is provided with a ring gear consisting of an internal gear, and a plurality of planetary gears meshed with the sun gear and the ring gear are provided,
Each of the planetary gears is provided with an eccentric extension shaft having a circular cross section that is eccentric with the central axis of the planetary gear and protrudes in the axial direction, and the output shaft has a circular cross section that is concentric with the central axis of each planetary gear. And the eccentric extension shaft is inserted into the hole and is in contact with the inner circumferential surface thereof.
The two-way clutch is characterized by this.

請求項2に記載のように、前記出力軸にフランジ部を設け、前記孔部を前記フランジ部に形成することが好ましい。この場合には、請求項3に記載のように、前記ハウジングの内側に小径部と大径部とを設け、前記小径部に前記リング歯車を設けるとともに、前記大径部に前記出力軸のフランジ部を収容することができ、また、請求項4に記載のように、前記フランジ部の中央に中心孔を形成して、前記入力軸を軸受することもできる。   Preferably, the output shaft is provided with a flange portion, and the hole portion is formed in the flange portion. In this case, as described in claim 3, a small diameter portion and a large diameter portion are provided inside the housing, the ring gear is provided in the small diameter portion, and a flange of the output shaft is provided in the large diameter portion. In addition, as described in claim 4, a center hole can be formed in the center of the flange portion to support the input shaft.

そして、本発明の技術的特徴を応用して、遊星ギヤ機構の変速装置と組み合わせることにより、変速比を任意に設定できる双方向クラッチを容易に構成することが可能である。つまり、請求項5に記載のように、
「回転不能のハウジング、中間部材、入力軸及び出力軸を備え、前記入力軸の回転により前記出力軸が回転するとともに、前記出力軸の回転による前記入力軸の回転は阻止される双方向クラッチであって、
前記入力軸には第1太陽歯車、前記ハウジングには内歯歯車からなる第1リング歯車が設けられ、かつ、前記第1太陽歯車及び前記第1リング歯車に噛み合う複数の第1遊星歯車が設けられており、さらに、
前記第1遊星歯車の各々には、第1遊星歯車の中心軸と偏心して軸方向に突出する円形断面の偏心延長軸が設けられるとともに、前記中間部材には、各々の第1遊星歯車の中心軸と同心の円形断面の孔部が形成され、前記偏心延長軸が、前記孔部に挿入されてその円周内面に接触しており、かつ、
前記中間部材には、前記第1遊星歯車と反対側に置かれた第2遊星歯車が軸支され、前記第2遊星歯車は、前記ハウジングに設けられた内歯歯車からなる第2リング歯車と、前記出力軸に設けられた第2太陽歯車とに噛み合っている」
ことを特徴とする双方向クラッチとすることができる。
By applying the technical features of the present invention and combining with a planetary gear mechanism transmission, it is possible to easily configure a bidirectional clutch that can arbitrarily set the transmission ratio. That is, as described in claim 5,
“A bidirectional clutch comprising a non-rotatable housing, an intermediate member, an input shaft and an output shaft, wherein the output shaft is rotated by the rotation of the input shaft and the rotation of the input shaft by the rotation of the output shaft is prevented. There,
The input shaft is provided with a first sun gear, the housing is provided with a first ring gear comprising an internal gear, and a plurality of first planetary gears meshing with the first sun gear and the first ring gear are provided. In addition,
Each of the first planetary gears is provided with an eccentric extension shaft having a circular cross section that is eccentric with the central axis of the first planetary gear and protrudes in the axial direction, and the intermediate member is provided with a center of each first planetary gear. A hole having a circular cross section concentric with the shaft is formed, the eccentric extension shaft is inserted into the hole and is in contact with a circumferential inner surface thereof; and
A second planetary gear placed on the opposite side of the first planetary gear is pivotally supported on the intermediate member, and the second planetary gear includes a second ring gear including an internal gear provided in the housing. , Meshing with the second sun gear provided on the output shaft "
It can be set as the bidirectional clutch characterized by this.

ここで、請求項6に記載のように、請求項5の双方向クラッチにおける前記第1太陽歯車と前記第2太陽歯車とを同一径及び同一歯数とするとともに、前記第1遊星歯車と前記第2遊星歯車とを同一径及び同一歯数とし、かつ、前記第1リング歯車と前記第2リング歯車とを共通の内歯歯車として構成すると、出力軸は入力軸と同一速度で回転する。   Here, as described in claim 6, the first sun gear and the second sun gear in the bidirectional clutch of claim 5 have the same diameter and the same number of teeth, and the first planetary gear and the When the second planetary gear has the same diameter and the same number of teeth, and the first ring gear and the second ring gear are configured as a common internal gear, the output shaft rotates at the same speed as the input shaft.

本発明の双方向クラッチは、基本的には、変速装置等で一般的に用いられる遊星ギヤ機構を利用したものであって、入力軸に太陽歯車(サンギヤ)を設け、回転不能に固定されたハウジングには、内歯歯車からなるリング歯車(リングギヤ)を設ける。太陽歯車とリング歯車との間には、両方の歯車と噛み合う複数の遊星歯車(プラネタリギヤ)が配置してあり、入力軸が回転すると、遊星歯車は、リング歯車の内側を公転しながら自転する遊星運動を行う。
本発明の双方向クラッチでは、複数の遊星歯車の各々に、遊星歯車の中心軸と偏心して軸方向に突出する円形断面の偏心延長軸を設ける。そして、出力軸には、各々の遊星歯車の中心軸と同心の円形断面の孔部を形成し、この孔部に遊星歯車の偏心延長軸を挿入してその円周内面に接触させる。
The bidirectional clutch of the present invention basically uses a planetary gear mechanism generally used in a transmission or the like, and is provided with a sun gear (sun gear) on an input shaft and fixed so as not to rotate. A ring gear (ring gear) composed of an internal gear is provided in the housing. A plurality of planetary gears (planetary gears) meshing with both gears are arranged between the sun gear and the ring gear, and when the input shaft rotates, the planetary gear rotates around the ring gear while revolving. Do exercise.
In the bidirectional clutch of the present invention, each of the plurality of planetary gears is provided with an eccentric extension shaft having a circular cross section that is eccentric with the central axis of the planetary gear and protrudes in the axial direction. A hole having a circular cross section concentric with the central axis of each planetary gear is formed on the output shaft, and an eccentric extension shaft of the planetary gear is inserted into the hole and brought into contact with the circumferential inner surface thereof.

入力軸の回転により遊星歯車がリング歯車に沿って遊星運動を行うと、偏心延長軸が円形断面の孔部内で回転して、偏心延長軸と孔部の円周内面との接触点(円形断面同士の接触なので理論的には1点で接触)が、孔部の円周内面を摺動する。これにより、遊星運動の偏心延長軸が孔部の円周内面を押す形となり、出力軸は、遊星歯車の移動方向と同一方向に回転する。つまり、孔部を備えた出力軸は、遊星ギヤ機構における遊星歯車担持用のキャリアに相当する運動を行い、入力軸が正転するときも逆転するときも、その回転方向と同一方向に回転する。このときの出力軸の回転速度は、太陽歯車を駆動側としキャリアを従動側とする減速装置(リング歯車固定)と同様に、次の変速比の式:
入力軸回転速度/出力軸回転速度=1+(リング歯車の歯数/太陽歯車の歯数)
によって決定され、リング歯車と太陽歯車の歯数(又は、ピッチ円の径)を変えることにより、入・出力軸間の変速(減速)比及びトルク比を任意に選定できる。
When the planetary gear performs planetary movement along the ring gear by the rotation of the input shaft, the eccentric extension shaft rotates in the hole of the circular cross section, and the contact point between the eccentric extension shaft and the circumferential inner surface of the hole (circular cross section). Because they are in contact with each other, they theoretically contact at one point), but slide on the inner circumferential surface of the hole. As a result, the eccentric extension shaft of the planetary motion pushes the circumferential inner surface of the hole, and the output shaft rotates in the same direction as the moving direction of the planetary gear. That is, the output shaft provided with the hole performs a motion corresponding to the carrier for supporting the planetary gear in the planetary gear mechanism, and rotates in the same direction as the rotation direction when the input shaft rotates forward or backward. . The rotational speed of the output shaft at this time is expressed by the following gear ratio equation, similarly to the reduction gear (ring gear fixed) with the sun gear as the drive side and the carrier as the driven side:
Input shaft rotational speed / output shaft rotational speed = 1 + (number of teeth of ring gear / number of teeth of sun gear)
By changing the number of teeth of the ring gear and the sun gear (or the diameter of the pitch circle), the speed change (deceleration) ratio and torque ratio between the input and output shafts can be arbitrarily selected.

一方、出力軸を回転させて入力軸を回転させようとする場合は、出力軸の孔部の円周内面が、偏心延長軸との接触点において、摩擦力により偏心延長軸を回転させて遊星歯車を回転駆動し、さらに、遊星歯車に噛み合う入力軸の太陽歯車を回転させることとなる。ところが、複数の遊星歯車をリング歯車と太陽歯車との間に配置してあると、一部の遊星歯車が出力軸の回転と同一方向のトルクを太陽歯車に対して付与するのに対し、その他の遊星歯車は、出力軸の回転と反対方向のトルクを太陽歯車に対して付与する(後述の図2参照)。つまり、遊星歯車を介して入力軸に作用する力のベクトルが相殺されて、出力軸を回転させようとしてもロックされる。
このように、本発明の双方向クラッチは、入力軸を正・逆転したときは出力軸が減速されて同一方向に回転し、出力軸の減速に反比例してトルクが増大する。双方向クラッチ自体でトルクを増幅するので、負荷トルクの大きい昇降装置を小型のモーターによって駆動することが可能となるとともに、モーターが停止したときには、自動的に出力軸がロックして物品の落下等を防止するため、省エネルギ効果も発揮する。また、出力軸の孔部と遊星歯車の偏心延長軸とは滑り接触をしており、遊星ギヤ機構等の部品の間にも基本的に間隙が存在しないので、作動中の振動や騒音を大幅に低減することができる。
On the other hand, when trying to rotate the output shaft by rotating the output shaft, the circumferential inner surface of the hole portion of the output shaft rotates the eccentric extension shaft by frictional force at the contact point with the eccentric extension shaft. The gear is rotated, and the sun gear of the input shaft that meshes with the planetary gear is further rotated. However, if a plurality of planetary gears are arranged between the ring gear and the sun gear, some planetary gears apply torque in the same direction as the rotation of the output shaft to the sun gear, while others The planetary gear gives a torque in the direction opposite to the rotation of the output shaft to the sun gear (see FIG. 2 described later). In other words, the force vector acting on the input shaft via the planetary gear is canceled out and the output shaft is locked even if it is rotated.
Thus, in the bidirectional clutch of the present invention, when the input shaft is rotated forward or backward, the output shaft is decelerated and rotates in the same direction, and the torque increases in inverse proportion to the deceleration of the output shaft. Because the bidirectional clutch itself amplifies the torque, it is possible to drive the lifting device with a large load torque by a small motor, and when the motor stops, the output shaft automatically locks and the article falls, etc. In order to prevent this, energy saving effect is also exhibited. In addition, the output shaft hole and the eccentric extension shaft of the planetary gear are in sliding contact, and there is basically no gap between the planetary gear mechanism and other parts, greatly increasing vibration and noise during operation. Can be reduced.

請求項2の発明は、出力軸にフランジ部を設け、偏心延長軸の挿入される孔部をこのフランジ部に形成するものである。こうすると、偏心延長軸から出力軸へ動力を伝達する部分の構造が単純化され、製造コストも低下する。フランジ部の円周面又は端面をハウジングに軸受して、出力軸の回転振れを防止することも可能である。
請求項3の発明のように、ハウジングの内側に小径部と大径部とを設け、小径部にリング歯車を設けるとともに、大径部に前記フランジ部を収容する構造とすると、太陽歯車や遊星歯車を噛み合わせる遊星ギヤ機構部分の組み付けが終了してから、出力軸部分の取り付け作業を行うことができ、双方向クラッチ製造作業が容易化される。そして、請求項4の発明のように、フランジ部の中央に中心孔を形成して入力軸を軸受すると、入力軸と出力軸を安定して支持し回転させることが可能であり、ことに、太陽歯車や遊星歯車の軸方向長さが短い場合に有効である。
According to the invention of claim 2, a flange portion is provided on the output shaft, and a hole portion into which the eccentric extension shaft is inserted is formed in the flange portion. This simplifies the structure of the portion that transmits power from the eccentric extension shaft to the output shaft, and reduces the manufacturing cost. It is also possible to prevent the runout of the output shaft by bearing the circumferential surface or end surface of the flange portion on the housing.
According to a third aspect of the present invention, when a small-diameter portion and a large-diameter portion are provided inside the housing, a ring gear is provided in the small-diameter portion and the flange portion is accommodated in the large-diameter portion, After the assembly of the planetary gear mechanism for meshing the gears is completed, the output shaft portion can be attached and the bidirectional clutch manufacturing operation is facilitated. And like invention of Claim 4, when a center hole is formed in the center of a flange part and an input shaft is bearing, it is possible to support and rotate an input shaft and an output shaft stably, This is effective when the axial length of the sun gear or planetary gear is short.

ところで、本発明(請求項1の発明)の双方向クラッチは、基本的に、遊星ギヤ機構の太陽歯車を入力軸とし遊星歯車担持用のキャリアを出力軸とすることから、出力軸の回転速度は入力軸よりも減速され、等速あるいは増速とすることはできない。請求項5の発明は、本発明(請求項1の発明)の技術的特徴を応用して、別の遊星ギヤ式変速装置と組み合わせ、変速比の設定の自由度が大きい双方向クラッチを構成するものである。
請求項5の発明において、入力軸から「中間部材」までの、前段部分の動力伝達は、請求項1の発明の入力軸から出力軸への動力伝達と同一であり、請求項5の中間部材が請求項1の出力軸に相当する。請求項5の発明は、後段部分として、遊星歯車担持用のキャリアである中間部材を駆動側とし、第2太陽歯車を従動側(出力軸)とする別の遊星ギヤ式変速装置を組み合わせた双方向クラッチとなっている。前段部分と後段部分とはいわば入出力が逆の遊星ギヤ式変速装置であって、第2太陽歯車を設けた出力軸は、前述の変速比の式に従って中間部材よりも増速される。そして、出力軸の第2太陽歯車の歯数を入力軸の第1太陽歯車の歯数より小さく、かつ、第2リング歯車の歯数を第1リング歯車の歯数より大きくしたときは、出力軸の回転速度は入力軸よりも増速されることとなる。なお、出力軸を回転した場合は、前段部分で中間部材がロックされるため、双方向クラッチの機能が失われることはない。
By the way, the bidirectional clutch of the present invention (the invention of claim 1) basically uses the sun gear of the planetary gear mechanism as the input shaft and the carrier for supporting the planetary gear as the output shaft. Is decelerated from the input shaft and cannot be constant or increased. The invention of claim 5 applies the technical features of the present invention (invention of claim 1), and combines with another planetary gear type transmission to form a bidirectional clutch having a high degree of freedom in setting the transmission ratio. Is.
In the invention of claim 5, the power transmission of the front stage part from the input shaft to the “intermediate member” is the same as the power transmission from the input shaft to the output shaft of the invention of claim 1, and the intermediate member of claim 5 Corresponds to the output shaft of claim 1. The invention according to claim 5 is a combination of another planetary gear type transmission having the intermediate member, which is a carrier for supporting the planetary gear, as the driving side and the second sun gear as the driven side (output shaft) as the rear stage portion. It is a clutch for the direction. In other words, the front stage and the rear stage are planetary gear type transmissions whose inputs and outputs are reversed, and the output shaft provided with the second sun gear is accelerated more than the intermediate member in accordance with the aforementioned transmission ratio formula. When the number of teeth of the second sun gear of the output shaft is smaller than the number of teeth of the first sun gear of the input shaft and the number of teeth of the second ring gear is larger than the number of teeth of the first ring gear, The rotational speed of the shaft is increased as compared with the input shaft. When the output shaft is rotated, the intermediate member is locked at the front portion, so that the bidirectional clutch function is not lost.

請求項6の発明は、請求項5の発明において、前段部分と後段部分とに同一の遊星ギヤ式変速装置を対称的な形で用い、出力軸の回転速度が入力軸と等速の双方向クラッチを実現したものである。ことに、請求項6の発明においては、第1リング歯車と第2リング歯車とが共通の内歯歯車、つまり、第1遊星歯車と第2遊星歯車とが噛み合う軸方向に長い内歯歯車、として構成され、構造の簡素化された等速の双方向クラッチとなっている。   The invention of claim 6 is the invention of claim 5, wherein the same planetary gear type transmission is used symmetrically in the front stage part and the rear stage part, and the rotational speed of the output shaft is bidirectional with the input shaft being constant. A clutch is realized. In particular, in the invention of claim 6, the first ring gear and the second ring gear have a common internal gear, that is, an internal gear that is long in the axial direction in which the first planetary gear and the second planetary gear mesh with each other, This is a constant speed bidirectional clutch with a simplified structure.

本発明の双方向クラッチの第1実施例を示す図である。It is a figure which shows 1st Example of the bidirectional | two-way clutch of this invention. 第1実施例の双方向クラッチの作動を説明する図である。It is a figure explaining the action | operation of the bidirectional clutch of 1st Example. 第1実施例の双方向クラッチの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the bidirectional | two-way clutch of 1st Example. 本発明の双方向クラッチの第2実施例を示す図である。It is a figure which shows 2nd Example of the bidirectional | two-way clutch of this invention. 従来の双方向クラッチの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional bidirectional clutch. 図5の双方向クラッチの作動を説明する図である。It is a figure explaining the action | operation of the bidirectional | two-way clutch of FIG.

以下、図面に基づいて、本発明の双方向クラッチについて説明する。まず、本発明の基本的構造を備えた第1実施例の双方向クラッチについて、図1、図2により説明する。
図1に示すように、第1実施例の双方向クラッチは、太陽歯車SGを設けた入力軸1、遊星歯車PGを設けた3個の遊星歯車体2、及びリング歯車RGが設けられ回転不能に固定されたハウジング3を備え、断面矢視A−A図に示すとおり、各部材の歯車は互いに噛み合って遊星ギヤ機構を構成している。各々の歯車は、各部材に一体的に形成されているが、歯車部分を別体として製造し各部材に嵌め込んでもよい。遊星歯車体2を挟んで入力軸1の反対側には、出力軸4が置かれている。出力軸4にはフランジ部41が一体に形成され、ハウジング3の内側には、リング歯車RGが設けられる小径部とフランジ部41が収容される大径部とが形成されている。出力軸4とハウジング3との間は、蓋体5が圧入されてシ−ルドされる。
Hereinafter, the bidirectional clutch of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a bidirectional clutch according to a first embodiment having the basic structure of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the bidirectional clutch of the first embodiment is provided with an input shaft 1 provided with a sun gear SG, three planetary gear bodies 2 provided with a planetary gear PG, and a ring gear RG and is not rotatable. The gears of the respective members mesh with each other to constitute a planetary gear mechanism, as shown in the cross-sectional arrow A-A view in FIG. Each gear is integrally formed with each member, but the gear portion may be manufactured as a separate body and fitted into each member. An output shaft 4 is placed on the opposite side of the input shaft 1 across the planetary gear body 2. A flange portion 41 is formed integrally with the output shaft 4, and a small diameter portion where the ring gear RG is provided and a large diameter portion where the flange portion 41 is accommodated are formed inside the housing 3. A lid 5 is press-fitted between the output shaft 4 and the housing 3 to be shielded.

遊星歯車体2の各々には、遊星歯車PGの中心軸と偏心(偏心量e)して軸方向に突出する円形断面の偏心延長軸21が設けられる。そして、出力軸4と一体に形成されたフランジ部41には、各遊星歯車体2と対向する位置に、遊星歯車PGの中心軸と同心の円形断面の孔部42が設けられており、孔部42に、遊星歯車体2の偏心延長軸21が挿入されて、偏心延長軸21の円形断面の1点が孔部42の円周内面に接触する。各々の遊星歯車体2は、偏心延長軸21の接触点C(断面矢視B−B図)の角度位置が、孔部42に対して等間隔にずれた位相となるよう配置される。なお、遊星歯車体2は、遊星歯車PGと偏心延長軸21とが一体となった一部品として構成されているが、これらを別部品とし結合して構成してもよいのは明らかである。
この実施例では、リング歯車RGの歯数が太陽歯車SGの2倍に設定されている。また、孔部42の径は遊星歯車PGの歯元円の径に等しく、偏心延長軸21の断面の円は、孔部42の断面の円に接触点Cで内接する円となっている。入力軸1が図1の矢印方向に回転すると、偏心延長軸21の接触点Cは、ほぼサイクロイド曲線を描きながらリング歯車RGに沿って移動する。出力軸4のフランジ部41は、接触点Cで偏心延長軸21に押されてその移動方向(遊星歯車PGの公転方向)と同一方向に回転し、その回転速度は、遊星歯車PGの公転速度(一般的な遊星歯車変速装置のキャリアの回転速度)に等しく、入力軸1の回転速度の1/3となる。これは、入力軸1が逆転したときも同様である。
Each of the planetary gear bodies 2 is provided with an eccentric extension shaft 21 having a circular cross section that protrudes in the axial direction with an eccentricity (eccentricity e) with respect to the central axis of the planetary gear PG. The flange portion 41 formed integrally with the output shaft 4 is provided with a hole section 42 having a circular cross section concentric with the central axis of the planetary gear PG at a position facing each planetary gear body 2. The eccentric extension shaft 21 of the planetary gear body 2 is inserted into the portion 42, and one point of the circular cross section of the eccentric extension shaft 21 contacts the circumferential inner surface of the hole portion 42. Each planetary gear body 2 is arranged such that the angular positions of the contact points C of the eccentric extension shaft 21 (cross-sectional arrow view B-B) are shifted from the hole 42 at equal intervals. The planetary gear body 2 is configured as one part in which the planetary gear PG and the eccentric extension shaft 21 are integrated. However, it is obvious that these may be combined as separate parts.
In this embodiment, the number of teeth of the ring gear RG is set to be twice that of the sun gear SG. The diameter of the hole 42 is equal to the diameter of the root circle of the planetary gear PG, and the cross-sectional circle of the eccentric extension shaft 21 is a circle inscribed at the contact point C with the cross-sectional circle of the hole 42. When the input shaft 1 rotates in the direction of the arrow in FIG. 1, the contact point C of the eccentric extension shaft 21 moves along the ring gear RG while drawing a substantially cycloid curve. The flange portion 41 of the output shaft 4 is pushed by the eccentric extension shaft 21 at the contact point C and rotates in the same direction as its moving direction (revolution direction of the planetary gear PG), and the rotation speed thereof is the revolution speed of the planetary gear PG. It is equal to (the rotation speed of the carrier of a general planetary gear transmission) and is 1/3 of the rotation speed of the input shaft 1. This is the same when the input shaft 1 is reversed.

一方、出力軸4を回転させて入力軸1を回転させようとすると、出力軸4がロックされる結果、入力軸1を回転させることができない。これについて、分かりやすいように、4個の遊星歯車体2を配置した双方向クラッチを示す図2により説明する。
図2の双方向クラッチにおいて、出力軸4に図示の2重矢印方向の回転トルクを加えた場合、断面矢視A−A図の各々の接触点Cには、回転トルクと同一方向の摩擦力が作用して遊星歯車体2を自転させようとする。しかし、自転させようとする方向は、左右の遊星歯車体2では時計方向であるのに対して、上下の遊星歯車体2では反時計方向である。そのため、遊星歯車体2と噛み合う入力軸1の太陽歯車SG(断面矢視A−A図の2点鎖線)では、図の小矢印に示すとおり、作用する力のベクトルが相殺される結果となり、入力軸1は回転せず、出力軸4も回転しない。このベクトルが相殺される現象は、図1の3個の遊星歯車を配置した双方向クラッチでも同様となる。
On the other hand, if the output shaft 4 is rotated to try to rotate the input shaft 1, the output shaft 4 is locked, so that the input shaft 1 cannot be rotated. For easy understanding, this will be described with reference to FIG. 2 showing a bidirectional clutch in which four planetary gear bodies 2 are arranged.
In the bidirectional clutch of FIG. 2, when rotational torque in the direction of the double arrow shown in the figure is applied to the output shaft 4, a frictional force in the same direction as the rotational torque is applied to each contact point C in the cross-sectional arrow AA diagram. Acts to rotate the planetary gear body 2. However, the direction to rotate is clockwise in the left and right planetary gear bodies 2 whereas it is counterclockwise in the upper and lower planetary gear bodies 2. Therefore, in the sun gear SG of the input shaft 1 meshing with the planetary gear body 2 (two-dot chain line in the cross-sectional arrow view AA), as shown in the small arrow in the figure, the acting force vector is canceled, The input shaft 1 does not rotate and the output shaft 4 does not rotate. The phenomenon in which the vectors are canceled is the same in the bidirectional clutch in which the three planetary gears shown in FIG. 1 are arranged.

つまり、図1(及び図2)の双方向クラッチは、入力軸を正・逆転したときは出力軸が減速されて同一方向に回転し、出力軸側からの回転は機械的にロックされるものであり、こうした作動を円滑に行うためには、偏心延長軸21の偏心量eは、孔部42の径の5〜30%、好ましくは10〜20%が適当である。本発明の双方向クラッチを、図5のような物品の昇降装置の駆動源に応用したときは、モーターの回転が、前述の変速比の式に従って減速されて出力軸に伝達され、大きな駆動力が得られると同時に、物品の移動速度は低下するので、物品の位置決めの精度は向上する。そして、位置決めのためモーターを停止すると、物品は自動的にその位置を保持することとなる。   In other words, the bidirectional clutch shown in FIG. 1 (and FIG. 2) is such that when the input shaft is rotated forward or backward, the output shaft is decelerated and rotates in the same direction, and the rotation from the output shaft side is mechanically locked. In order to perform such an operation smoothly, the eccentric amount e of the eccentric extension shaft 21 is 5 to 30%, preferably 10 to 20% of the diameter of the hole 42. When the bidirectional clutch of the present invention is applied to the drive source of the article lifting apparatus as shown in FIG. 5, the rotation of the motor is decelerated according to the aforementioned gear ratio equation and transmitted to the output shaft, resulting in a large driving force. Since the moving speed of the article decreases at the same time, the positioning accuracy of the article is improved. When the motor is stopped for positioning, the article automatically maintains its position.

図1の第1実施例の双方向クラッチは本発明の基本的構造を備えたものであるが、これに変形を加え、軸の回転振れ等を防止するようにした変形例を図3に示す。本発明の双方向クラッチは、ハウジングと入力軸との間に遊星歯車が存在するため、回転中に入力軸が傾いたり軸心が振れるようなことは起こり難い。しかし、遊星歯車の軸方向長さが短いようなときは、軸の回転振れ等の生じる場合がある。
図3の変形例では、ハウジング3の大径部に収容される出力軸4のフランジ部41は、その前端面が、ハウジング3の段付き部の端面に突き当てられてスラスト方向の軸受けが行われるとともに、フランジ部41の外周面が、ハウジング3の大径部の内周面に接触してラジアル方向の軸受けが行われる。そのため、出力軸4は、蓋体5の位置とフランジ部41の位置とでラジアル方向に軸受けされ、回転軸の振れや傾きが防止される。
The bidirectional clutch of the first embodiment shown in FIG. 1 has the basic structure of the present invention. A modification is shown in FIG. 3 which is modified to prevent rotational runout of the shaft. . In the bidirectional clutch according to the present invention, since the planetary gear exists between the housing and the input shaft, it is difficult for the input shaft to tilt or the shaft center to swing during rotation. However, when the length of the planetary gear in the axial direction is short, a rotational runout of the shaft may occur.
In the modification of FIG. 3, the flange portion 41 of the output shaft 4 accommodated in the large-diameter portion of the housing 3 has its front end surface abutted against the end surface of the stepped portion of the housing 3, so that a thrust bearing is performed. At the same time, the outer peripheral surface of the flange portion 41 comes into contact with the inner peripheral surface of the large-diameter portion of the housing 3 to perform radial bearing. Therefore, the output shaft 4 is supported in the radial direction at the position of the lid 5 and the position of the flange portion 41, thereby preventing the rotation shaft from swinging or tilting.

また、フランジ部41の中央には中心孔43が形成され、かつ、入力軸1には延長部が形成されており、この延長部が中心孔43に入り込んで軸受けされる。したがって、入力軸1と出力軸4とは互いに軸受されてラジアル方向に支持されながら回転し、遊星歯車の軸方向長さが短い場合であっても安定した回転が可能となる。   Further, a center hole 43 is formed at the center of the flange portion 41, and an extension portion is formed on the input shaft 1, and this extension portion enters the center hole 43 and is supported. Accordingly, the input shaft 1 and the output shaft 4 rotate while being supported by each other and supported in the radial direction, and stable rotation is possible even when the axial length of the planetary gear is short.

次いで、本発明の技術的特徴を応用し、出力軸を入力軸と等速回転させる、又は増速回転させることが可能な第2実施例の双方向クラッチについて、図4により説明する。
図4の第2実施例の双方向クラッチは、第1実施例と同様な構造を備えた、図4上図の断面矢視A−Aから断面矢視B−Bに至る前段部分と、別の遊星ギヤ式変速装置を構成する断面矢視B−Bから断面矢視C−Cに至る後段部分とを組み合わせたものである。前段部分と後段部分の遊星ギヤ機構は、同一のギヤを対称的に配置した機構であり、図4の双方向クラッチでは、出力軸を入力軸と等速で回転させる。そして、双方向クラッチとしての入力軸1と出力軸4とは、それぞれの太陽歯車SG1、SG2と一体化されたボス部であって、ここに、駆動源のモーターや駆動負荷のプーリ等に連なる連結軸が別途相対回転不能に固着される(断面矢視A−A図、C−C図の太陽歯車参照)。
Next, a two-way clutch according to a second embodiment in which the technical features of the present invention are applied and the output shaft can rotate at the same speed as the input shaft or can be rotated at an increased speed will be described with reference to FIG.
The two-way clutch of the second embodiment of FIG. 4 has a structure similar to that of the first embodiment, and is different from the previous stage portion from the cross-sectional arrow AA to the cross-sectional arrow BB of FIG. This is a combination of a rear stage portion extending from a cross-sectional arrow BB to a cross-sectional arrow CC along the planetary gear transmission of FIG. The planetary gear mechanism of the front part and the rear part is a mechanism in which the same gears are symmetrically arranged. In the bidirectional clutch of FIG. 4, the output shaft rotates at the same speed as the input shaft. The input shaft 1 and the output shaft 4 as a bidirectional clutch are boss portions integrated with the sun gears SG1 and SG2, and are connected to a drive source motor, a drive load pulley, and the like. The connecting shaft is separately fixed in a relatively non-rotatable manner (see sun gears in section AA and CC).

断面矢視A−A図に示すように、入力軸1の第1太陽歯車SG1は、周囲に配置された4個の第1遊星歯車PG1と噛み合ってこれを回転させる。第1遊星歯車PG1は、ハウジング3に固定された第1リング歯車RG1と噛み合って、自転しながら公転する。第1遊星歯車PG1の各々には、中心軸と偏心して軸方向に突出する円形断面の偏心延長軸が設けられる。また、ハウジング3内側の軸方向の中央部には、断面矢視B−B図に示すように、第1遊星歯車PG1の中心軸と同心の円形断面の孔部EHを形成したディスク状の中間部材MDが設けられる。中間部材MDは回転可能であって、その孔部EHには、遊星歯車PG1の偏心延長軸が孔部EHの内周面と接触するように挿入される。つまり、中間部材MDは、図1の第1実施例における出力軸4のフランジ部41に相当する部材となっている。   As shown in the cross-sectional arrow A-A view, the first sun gear SG1 of the input shaft 1 meshes with and rotates the four first planetary gears PG1 arranged around the first sun gear SG1. The first planetary gear PG1 meshes with the first ring gear RG1 fixed to the housing 3, and revolves while rotating. Each of the first planetary gears PG1 is provided with an eccentric extension shaft having a circular cross section that is eccentric from the central axis and protrudes in the axial direction. Further, as shown in the cross-sectional arrow view B-B in the central portion in the axial direction inside the housing 3, a disc-shaped intermediate having a hole EH having a circular cross section concentric with the central axis of the first planetary gear PG1 is formed. A member MD is provided. The intermediate member MD is rotatable, and is inserted into the hole EH so that the eccentric extension shaft of the planetary gear PG1 is in contact with the inner peripheral surface of the hole EH. That is, the intermediate member MD is a member corresponding to the flange portion 41 of the output shaft 4 in the first embodiment of FIG.

後段部分である中間部材MDの反対側には、断面矢視C−C図に示すように、出力軸4の第2太陽歯車SG2と、これに噛み合う4個の第2遊星歯車PG2が設けられており、第2遊星歯車PG2は、第1リング歯車RG1を軸方向に延長して形成した第2リング歯車RG2とも噛み合っている。そして、第2遊星歯車PG2の各々の中心軸は、断面矢視B−B図に示すように、中間部材MDの孔部EHの間に形成された支持孔SHに軸支(つまり、円形断面の中心軸が支持孔に密着して嵌まり合う状態で回転可能に支持)されている。出力軸4の第2太陽歯車SG2は入力軸1の第1太陽歯車SG1と同一の歯数を、第2遊星歯車PG2は第1遊星歯車PG1と同一の歯数を備えている。   On the opposite side of the intermediate member MD that is the rear stage portion, as shown in the cross-sectional arrow CC diagram, a second sun gear SG2 of the output shaft 4 and four second planetary gears PG2 meshing with the second sun gear SG2 are provided. The second planetary gear PG2 meshes with a second ring gear RG2 formed by extending the first ring gear RG1 in the axial direction. The central axis of each of the second planetary gears PG2 is pivotally supported in the support hole SH formed between the holes EH of the intermediate member MD (that is, a circular cross section) as shown in the cross-sectional arrow BB diagram. The central axis is supported so as to be able to rotate with the support hole in close contact with the support hole. The second sun gear SG2 of the output shaft 4 has the same number of teeth as the first sun gear SG1 of the input shaft 1, and the second planetary gear PG2 has the same number of teeth as the first planetary gear PG1.

このように構成された第2実施例の双方向クラッチでは、入力軸1の第1太陽歯車SG1を回転すると、第1実施例の双方向クラッチで入力軸を回転したときと同じく、中間部材MDが減速して回転される。中間部材MDは第2遊星歯車PG2のキャリアであって、後段部分の遊星ギヤ機構は、キャリアである中間部材MDを駆動側とし、出力軸4の第2太陽歯車SG2を従動側とする増速機となっている。そのため、出力軸4の回転速度は、中間部材MDが入力軸から減速された分増速されて、入力軸1と等速になる。
これに対し、出力軸4に回転トルクを加えた場合には、第1実施例の双方向クラッチで説明したように、前段部分で中間部材MDがロックされる。したがって、第2実施例のものでも入力軸が回転することはなく、入力軸と出力軸の回転速度が等速の双方向クラッチを構成することができる。
In the bidirectional clutch of the second embodiment configured as described above, when the first sun gear SG1 of the input shaft 1 is rotated, the intermediate member MD is the same as when the input shaft is rotated by the bidirectional clutch of the first embodiment. Is decelerated and rotated. The intermediate member MD is a carrier of the second planetary gear PG2, and the planetary gear mechanism at the rear stage portion is an acceleration that uses the intermediate member MD as a carrier as a driving side and the second sun gear SG2 of the output shaft 4 as a driven side. It has become a machine. Therefore, the rotational speed of the output shaft 4 is increased by the amount that the intermediate member MD is decelerated from the input shaft, and becomes the same speed as the input shaft 1.
On the other hand, when rotational torque is applied to the output shaft 4, as described in the bidirectional clutch of the first embodiment, the intermediate member MD is locked at the front portion. Therefore, even in the second embodiment, the input shaft does not rotate, and a bidirectional clutch in which the rotational speeds of the input shaft and the output shaft are constant can be configured.

図4の双方向クラッチは、前段部分と後段部分に同一の遊星ギヤ機構を対称的に配置して、出力軸の回転速度が入力軸と等しくなるようにしたものであって、第2太陽歯車SG2は第1太陽歯車SG1と同一の歯数を有し、また、第2リング歯車RG2も第1リング歯車RG1と同一の歯数(共通の内歯歯車)を有する。ここで、後段部分の遊星ギヤ機構を変更して、例えば、第2太陽歯車SG2の歯数を第1太陽歯車SG1よりも少なく、かつ、第2リング歯車RG2の歯数を第1リング歯車RG1よりも多くすると、前述の変速比の式から明らかなように、中間部材MDと出力軸4との増速比が高まるため、出力軸4は入力軸1よりも増速される結果となる。
つまり、第2実施例の双方向クラッチでは、後段部分の遊星ギヤ機構の設定を変更することにより、変速比を自由に選定し、出力軸を入力軸と等速あるいは増速とすることが可能となる。そのため、第2実施例の双方向クラッチは、迅速な物品の移動が要求される昇降装置に好適なものである。
The bidirectional clutch of FIG. 4 is configured such that the same planetary gear mechanism is symmetrically disposed in the front stage portion and the rear stage portion so that the rotational speed of the output shaft becomes equal to that of the input shaft. SG2 has the same number of teeth as the first sun gear SG1, and the second ring gear RG2 also has the same number of teeth as the first ring gear RG1 (common internal gear). Here, the planetary gear mechanism of the rear stage portion is changed, for example, the number of teeth of the second sun gear SG2 is smaller than that of the first sun gear SG1, and the number of teeth of the second ring gear RG2 is changed to the first ring gear RG1. If it is more, the speed increasing ratio between the intermediate member MD and the output shaft 4 increases, as is apparent from the above-described transmission ratio equation, so that the output shaft 4 is accelerated more than the input shaft 1.
In other words, in the bidirectional clutch of the second embodiment, it is possible to freely select the transmission gear ratio by changing the setting of the planetary gear mechanism in the rear stage portion, and to make the output shaft the same speed or increased speed as the input shaft. It becomes. Therefore, the bidirectional clutch of the second embodiment is suitable for a lifting device that requires quick movement of an article.

以上詳述したように、本発明は、駆動側からの回転を可能とする一方、従動側からの回転は阻止する双方向クラッチを、遊星ギヤ機構を利用して構成し、双方向クラッチ自体に変速機能を持たせてトルクの増大等を可能とするとともに、噛み合いローラの使用に起因する衝撃音の発生を防止するものである。上記の実施例においては、遊星ギヤ機構における各歯車をそれぞれの部品に一体的に形成しているが、これらの歯車を、別の材料を用いて各部品に組み付けるようにしてもよい。また、回転部品の接触部には潤滑性の優れた材料を介在させるなど、上記実施例に対し各種の変形が可能であるのは明らかである。   As described above in detail, the present invention uses a planetary gear mechanism to form a bidirectional clutch that allows rotation from the drive side while preventing rotation from the driven side. A speed change function is provided to increase torque and the like, and the generation of impact sound due to the use of the meshing roller is prevented. In the above embodiment, each gear in the planetary gear mechanism is formed integrally with each component. However, these gears may be assembled to each component using different materials. Further, it is obvious that various modifications can be made to the above-described embodiment, such as interposing a material having excellent lubricity in the contact portion of the rotating component.

1 入力軸
2 遊星歯車体
21 偏心延長軸
3 ハウジング
4 出力軸
41 フランジ部
42、EH 孔部(遊星歯車と同心)
SG、SG1、SG2 太陽歯車
PG、PG1、PG2 遊星歯車
RG、RG1、RG2 リング歯車
MD 中間部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Input shaft 2 Planetary gear body 21 Eccentric extension shaft 3 Housing 4 Output shaft 41 Flange part 42, EH hole (Concentric with planetary gear)
SG, SG1, SG2 Sun gear PG, PG1, PG2 Planetary gear RG, RG1, RG2 Ring gear MD Intermediate member

Claims (6)

回転不能のハウジング、入力軸及び出力軸を備え、前記入力軸の回転により前記出力軸が回転するとともに、前記出力軸の回転による前記入力軸の回転は阻止される双方向クラッチであって、
前記入力軸には太陽歯車、前記ハウジングには内歯歯車からなるリング歯車が設けられ、かつ、前記太陽歯車及び前記リング歯車に噛み合う複数の遊星歯車が設けられており、さらに、
前記遊星歯車の各々には、遊星歯車の中心軸と偏心して軸方向に突出する円形断面の偏心延長軸が設けられるとともに、前記出力軸には、各々の遊星歯車の中心軸と同心の円形断面の孔部が形成されており、前記偏心延長軸が、前記孔部に挿入されてその円周内面に接触していることを特徴とする双方向クラッチ。
A bidirectional clutch comprising a non-rotatable housing, an input shaft and an output shaft, wherein the output shaft is rotated by rotation of the input shaft, and rotation of the input shaft by rotation of the output shaft is prevented;
The input shaft is provided with a sun gear, the housing is provided with a ring gear consisting of an internal gear, and a plurality of planetary gears meshed with the sun gear and the ring gear are provided,
Each of the planetary gears is provided with an eccentric extension shaft having a circular cross section that is eccentric with the central axis of the planetary gear and protrudes in the axial direction, and the output shaft has a circular cross section that is concentric with the central axis of each planetary gear. The two-way clutch is characterized in that the eccentric extension shaft is inserted into the hole and is in contact with the inner circumferential surface thereof.
前記出力軸には、フランジ部が設けられており、前記孔部が前記フランジ部に形成される請求項1に記載の双方向クラッチ。 The bidirectional clutch according to claim 1, wherein the output shaft is provided with a flange portion, and the hole portion is formed in the flange portion. 前記ハウジングの内側には、小径部と大径部とが形成されており、前記小径部に前記リング歯車が設けられ、前記大径部に前記フランジ部が収容される請求項2に記載の双方向クラッチ。 The both sides according to claim 2, wherein a small-diameter portion and a large-diameter portion are formed inside the housing, the ring gear is provided in the small-diameter portion, and the flange portion is accommodated in the large-diameter portion. Clutch. 前記フランジ部の中央に中心孔を形成し、ここに前記入力軸を軸受する請求項2又は請求項3に記載の双方向クラッチ。 4. The bidirectional clutch according to claim 2, wherein a center hole is formed at a center of the flange portion, and the input shaft is supported by the center hole. 回転不能のハウジング、中間部材、入力軸及び出力軸を備え、前記入力軸の回転により前記出力軸が回転するとともに、前記出力軸の回転による前記入力軸の回転は阻止される双方向クラッチであって、
前記入力軸には第1太陽歯車、前記ハウジングには内歯歯車からなる第1リング歯車が設けられ、かつ、前記第1太陽歯車及び前記第1リング歯車に噛み合う複数の第1遊星歯車が設けられており、さらに、
前記第1遊星歯車の各々には、第1遊星歯車の中心軸と偏心して軸方向に突出する円形断面の偏心延長軸が設けられるとともに、前記中間部材には、各々の第1遊星歯車の中心軸と同心の円形断面の孔部が形成され、前記偏心延長軸が、前記孔部に挿入されてその円周内面に接触しており、かつ、
前記中間部材には、前記第1遊星歯車と反対側に置かれた第2遊星歯車が軸支され、前記第2遊星歯車は、前記ハウジングに設けられた内歯歯車からなる第2リング歯車と、前記出力軸に設けられた第2太陽歯車とに噛み合っていることを特徴とする双方向クラッチ。
The bidirectional clutch includes a non-rotatable housing, an intermediate member, an input shaft, and an output shaft. The output shaft is rotated by the rotation of the input shaft, and the rotation of the input shaft by the rotation of the output shaft is prevented. And
The input shaft is provided with a first sun gear, the housing is provided with a first ring gear comprising an internal gear, and a plurality of first planetary gears meshing with the first sun gear and the first ring gear are provided. In addition,
Each of the first planetary gears is provided with an eccentric extension shaft having a circular cross section that is eccentric with the central axis of the first planetary gear and protrudes in the axial direction, and the intermediate member is provided with a center of each first planetary gear. A hole having a circular cross section concentric with the shaft is formed, the eccentric extension shaft is inserted into the hole and is in contact with a circumferential inner surface thereof; and
A second planetary gear placed on the opposite side of the first planetary gear is pivotally supported on the intermediate member, and the second planetary gear includes a second ring gear including an internal gear provided in the housing. The bidirectional clutch is engaged with a second sun gear provided on the output shaft.
前記第1太陽歯車と前記第2太陽歯車とが同一径及び同一歯数を有するとともに、前記第1遊星歯車と前記第2遊星歯車とが同一径及び同一歯数を有し、かつ、前記第1リング歯車と前記第2リング歯車とが共通の内歯歯車として構成された請求項5に記載の双方向クラッチ。 The first sun gear and the second sun gear have the same diameter and the same number of teeth, the first planetary gear and the second planetary gear have the same diameter and the same number of teeth, and The bidirectional clutch according to claim 5, wherein the first ring gear and the second ring gear are configured as a common internal gear.
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