JP5993512B1 - Lock type two-way clutch using coil spring - Google Patents

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Abstract

【課題】コイルばね5を利用した簡単な構造で、入力軸2からの回転は出力軸3に伝達されるが、出力軸3から入力軸2への回転の伝達は出力軸3を回転不能として遮断される、新規のロックタイプ双方向クラッチを提供すること。【解決手段】固定された軸状の内輪4と、この内輪4の外周面に接触して装着され、線材を巻回して形成されるコイルばね5とを備える。コイルばね5の軸方向の両端には、外方に曲げられたフック部51を周方向の異なる位置に形成する。入力軸2及び出力軸3には、軸方向に延びる断面円弧状の入力係止片22及び出力係止片32を夫々形成し、入力係止片22及び出力係止片32は、周方向に2個の間隙6が存在するよう、組み合わせて設置する。2個の間隙6の夫々には、コイルばね5の両端のフック部51を挿入し、出力係止片32とフック部51との周方向の距離を、入力係止片22とフック部51との周方向の距離よりも大きく設定する。【選択図】図1In a simple structure using a coil spring, rotation from an input shaft 2 is transmitted to an output shaft 3, but transmission of rotation from the output shaft 3 to the input shaft 2 makes the output shaft 3 unrotatable. To provide a new lock-type two-way clutch that is shut off. SOLUTION: A fixed shaft-like inner ring 4 and a coil spring 5 that is mounted in contact with the outer peripheral surface of the inner ring 4 and is formed by winding a wire rod are provided. At both ends of the coil spring 5 in the axial direction, hook portions 51 bent outward are formed at different positions in the circumferential direction. The input shaft 2 and the output shaft 3 are respectively formed with an input locking piece 22 and an output locking piece 32 having an arc cross section extending in the axial direction, and the input locking piece 22 and the output locking piece 32 are arranged in the circumferential direction. They are installed in combination so that there are two gaps 6. In each of the two gaps 6, hook portions 51 at both ends of the coil spring 5 are inserted, and the distance in the circumferential direction between the output locking piece 32 and the hook portion 51 is determined by the input locking piece 22 and the hook portion 51. Set larger than the distance in the circumferential direction. [Selection] Figure 1

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)からの動力伝達は出力軸を回転不能として遮断する、コイルばねを用いたロックタイプ双方向クラッチに関する。   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). This power transmission relates to a lock type two-way clutch using a coil spring that blocks the output shaft as being unrotatable.

モーターなどの駆動源から作業機器等を駆動する動力伝達系、例えば、モーターにより物品を上下に移送する昇降装置では、物品が所定の位置に達したとき、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作動が求められる場合がある。そのため、入力軸と出力軸を備えたロックタイプの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。例えば、本出願人の創案に係る特許文献1に記載の装置は、ローラの噛み込み及び噛み込み解除を利用してロックタイプ双方向クラッチとして機能させるものである。   In a power transmission system that drives work equipment or the like from a drive source such as a motor, for example, an elevating device that moves an article up and down by a motor, when the article reaches a predetermined position, the article is automatically In some cases, an operation to maintain the position is required. For this reason, there is known a device that uses a lock-type bidirectional clutch having an input shaft and an output shaft to connect the input shaft to a motor that can rotate forward and reverse, and to move the article up and down by rotating the output shaft. . For example, the device described in Patent Document 1 relating to the inventor's idea is to function as a lock-type bidirectional clutch by utilizing the biting and releasing of the roller.

ロックタイプの双方向クラッチは、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される。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、ブレーキ機構を設けて電気的に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 lock-type bidirectional clutch is applied to, for example, a lifting device for transferring a paper table on which a paper is placed or a lifting device for lifting a window blind of a building in a finisher of a copying machine. When this is used, 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 electrical control by providing a brake mechanism, for example. When there is an unexpected reverse input from the output shaft side, the motor of the drive source can be protected.

ところで、コイルばねを利用して動力伝達を断続する装置も知られている。例えば、コイルばねを備えた周知のトルクリミッタは、軸に巻き付けたコイルばねの摩擦力よりも大きいトルクが作用したときに、軸を空転させて動力の伝達を遮断する。また、コイルばねを利用したクラッチ装置として、例えば、本出願人の創案に係る特許文献2に記載された装置が公知であり、これについて、図5及び図6を参照して説明する。図5は、クラッチ装置の全体的な構造を示す図、図6は、その断面を示す図である。   By the way, an apparatus for interrupting power transmission using a coil spring is also known. For example, a known torque limiter provided with a coil spring causes the shaft to idle and interrupts transmission of power when a torque greater than the frictional force of the coil spring wound around the shaft is applied. Moreover, as a clutch device using a coil spring, for example, a device described in Patent Document 2 related to the idea of the present applicant is known, and this will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a diagram showing the overall structure of the clutch device, and FIG. 6 is a diagram showing a cross section thereof.

図5のクラッチ装置は、第一ハウジング1H、第二ハウジング2H、内輪N、及びコイルばねSを含む。第一ハウジング1H及び第二ハウジング2Hには、軸方向に延びる断面円弧状の第一係止片1HS及び第二係止片2HSが夫々形成され、第一係止片1HS及び第二係止片2HSは、周方向に2個の間隙SPが存在するよう、組み合わされて設置されている。内輪Nは第二のハウジング2Hに挿通された円筒状部材であり、コイルばねSは内輪Nの外周面に接触して装着されている。
コイルばねSの軸方向の両端には、外方に曲げられたフック部Fが周方向の異なる位置に形成され、このフック部Fが上記2個の間隙に夫々挿入されている。本クラッチ装置においては、第一ハウジング1Hが入力軸、内輪Nが出力軸として夫々機能する。
The clutch device of FIG. 5 includes a first housing 1H, a second housing 2H, an inner ring N, and a coil spring S. The first housing 1H and the second housing 2H are respectively formed with a first locking piece 1HS and a second locking piece 2HS each having an arcuate cross section extending in the axial direction, and the first locking piece 1HS and the second locking piece. 2HS is installed in combination so that there are two gaps SP in the circumferential direction. The inner ring N is a cylindrical member inserted into the second housing 2H, and the coil spring S is mounted in contact with the outer peripheral surface of the inner ring N.
At both ends in the axial direction of the coil spring S, hook portions F bent outward are formed at different positions in the circumferential direction, and the hook portions F are inserted into the two gaps, respectively. In this clutch device, the first housing 1H functions as an input shaft and the inner ring N functions as an output shaft.

第一ハウジング1H(入力軸)が回転すると、その回転方向に応じ、第一係止片1HSがコイルばねSの2個のフック部Fのいずれか(回転方向の前方にあるフック部)に当接してフック部Fを押し、押す力は、ばねの締め方向(コイルばねSと内輪Nとの間の摩擦力が増加する方向)に作用する。このとき、第二ハウジング2Hは自由に回転可能となっているため、結果として、第一係止片1HSは、コイルばねS、内輪N、及び第二係止片2HSが一体となって回転する。即ち、入力軸である第一ハウジング1Hの回転は、出力軸である内輪Nに伝達される。
一方、第二ハウジング2Hを固定した状態で、内輪N(出力軸)が回転すると、その回転方向に応じ、コイルばねSのフック部Fのいずれかによってその周方向への移動が第二係止片2HSによって規制される。フック部Fは第二係止片2HSによってばねの緩み方向に押されたことと同等となり、コイルばねSの内輪Nに対する締め付け力は弱められ、内輪NはコイルばねSに対して空転する。即ち、出力軸である内輪Nの回転は、入力軸である第一ハウジング1Hには伝達されず遮断される。
When the first housing 1H (input shaft) rotates, the first locking piece 1HS contacts one of the two hook portions F of the coil spring S (the hook portion in front of the rotation direction) according to the rotation direction. The force that touches and pushes the hook portion F acts in the direction of tightening the spring (the direction in which the frictional force between the coil spring S and the inner ring N increases). At this time, since the second housing 2H can freely rotate, as a result, the first locking piece 1HS rotates integrally with the coil spring S, the inner ring N, and the second locking piece 2HS. . That is, the rotation of the first housing 1H that is the input shaft is transmitted to the inner ring N that is the output shaft.
On the other hand, when the inner ring N (output shaft) rotates while the second housing 2H is fixed, the movement in the circumferential direction is second locked by one of the hook portions F of the coil spring S according to the rotation direction. It is regulated by the piece 2HS. The hook portion F is equivalent to being pushed in the spring loosening direction by the second locking piece 2HS, the tightening force of the coil spring S with respect to the inner ring N is weakened, and the inner ring N rotates idly with respect to the coil spring S. That is, the rotation of the inner ring N that is the output shaft is blocked without being transmitted to the first housing 1H that is the input shaft.

特許第4850653号公報Japanese Patent No. 4850653 特許第4270338号公報Japanese Patent No. 4270338

特許文献1のロックタイプ双方向クラッチは、ローラの噛み込み及び噛み込み解除を利用して入力軸及び出力軸間の動力伝達を制御するものであり、ローラを楔形空間に設置することから、その製造・組み立てが困難である。また、ローラの噛み込み等に起因して作動中に振動や異音を生じる問題がある。   The lock type two-way clutch of Patent Document 1 controls the power transmission between the input shaft and the output shaft by utilizing the engagement and release of the roller, and the roller is installed in the wedge-shaped space. It is difficult to manufacture and assemble. In addition, there is a problem in that vibration or noise occurs during operation due to the biting of the roller or the like.

特許文献2のクラッチ装置、即ち図5に示すコイルばねを用いたクラッチ装置は、組み立てが容易であること、製造コストを安価にできること等の利点がある。そして、簡単な構造で動力伝達を制御可能にすることができるが、出力軸側から回転した際には、出力軸は空転してしまいロックしない。そのため、このクラッチ装置を昇降装置に適用した場合には、ブレーキ機構を別途設け、出力軸側から回転しようとした際に出力軸をロックする必要があり、装置が大型化してしまうとともに構造が複雑化する。
また、図5のクラッチ装置では、内輪とコイルばねの外方に第一ハウジング及び第二ハウジングが存在するものの、周方向に設けられた間隙から塵や埃等の異物が第一のハウジング及び第二のハウジングの内側に侵入し、各部材間に付着することで、装置全体の故障頻度が上昇し、使用寿命が短くなるおそれがある。
本発明の課題は、入力軸からの回転は出力軸に伝達され、出力軸から入力軸への回転の伝達は出力軸を回転不能として遮断される、コイルばねを利用した新規のロックタイプ双方向クラッチを提供し、上述の問題点を解決することにある。
The clutch device of Patent Document 2, that is, the clutch device using the coil spring shown in FIG. 5, has advantages such as easy assembly and reduced manufacturing costs. And although power transmission can be controlled with a simple structure, when rotating from the output shaft side, the output shaft is idled and is not locked. Therefore, when this clutch device is applied to an elevating device, it is necessary to provide a brake mechanism separately and lock the output shaft when attempting to rotate from the output shaft side, which increases the size of the device and makes the structure complicated. Turn into.
Further, in the clutch device of FIG. 5, although the first housing and the second housing exist outside the inner ring and the coil spring, foreign matters such as dust and dirt are removed from the gap provided in the circumferential direction. By entering the inside of the second housing and adhering between the members, the failure frequency of the entire apparatus increases and the service life may be shortened.
An object of the present invention is to provide a novel lock-type bidirectional using a coil spring in which rotation from the input shaft is transmitted to the output shaft, and transmission of rotation from the output shaft to the input shaft is blocked as the output shaft cannot be rotated. It is to provide a clutch and to solve the above-mentioned problems.

上記の課題に鑑み、本発明では、図5のクラッチ装置と同様に、入力軸と出力軸に夫々入力係止片と出力係止片とを形成し、これらを周方向に2個の間隙が存在するよう組み合わせて設置する。そして、固定された内輪の外周面にコイルばねを装着し、その両端のフック部を2個の間隙の夫々に挿入して、出力係止片とフック部との周方向の距離が、入力係止片とフック部との周方向の距離よりも大きくなるように設定することにより、出力軸が回転したときは、出力係止片がコイルばねのフック部をばねの締め方向に押して、出力軸を回転不能とするようにした。即ち、本発明は、
「共通の回転軸を中心として回転可能な入力軸及び出力軸を備え、前記入力軸からの正・逆方向の回転は前記出力軸に伝達されると共に、前記出力軸からの前記入力軸への回転の伝達は、前記出力軸を回転不能として遮断されるロックタイプ双方向クラッチであって、
断面円形の内部空間が設けられた固定のハウジングと、前記ハウジングに固着された軸状の内輪とを備え
前記内輪の外周面には、線材を巻回して形成されるコイルばねがその内周面を接触させて装着され、前記コイルばねの軸方向の両端には、外方に曲げられたフック部が周方向の異なる位置に形成され、
前記入力軸及び出力軸には、軸方向に延び、且つ、前記ハウジングの内部空間の内周面を摺動する断面円弧状の入力係止片及び出力係止片が夫々形成され、前記入力係止片及び出力係止片は、周方向に2個の間隙が存在するよう、組み合わされて設置され、
前記2個の間隙の夫々には、前記コイルばねの両端のフック部が挿入され、前記出力係止片とフック部との周方向の距離が、前記入力係止片とフック部との周方向の距離よりも大きく設定されており、
前記入力軸が回転したときは、前記入力係止片が前記コイルばねのフック部をばねの緩み方向に押して、前記コイルばねと共に前記出力軸を回転させ、前記出力軸に回転力を加えたときは、前記出力係止片が前記コイルばねのフック部をばねの締め方向に押して、前記出力軸が回転不能となる」
ことを特徴とするロックタイプ双方向クラッチとなっている。
In view of the above problems, in the present invention, similarly to the clutch device of FIG. 5, an input locking piece and an output locking piece are formed on the input shaft and the output shaft, respectively, and two gaps are formed in the circumferential direction. Install in combination to exist. Then, a coil spring is attached to the outer peripheral surface of the fixed inner ring, hook portions at both ends thereof are inserted into the two gaps, and the distance in the circumferential direction between the output locking piece and the hook portion is determined by the input unit. When the output shaft rotates by setting it to be larger than the circumferential distance between the stop piece and the hook portion, the output locking piece pushes the hook portion of the coil spring in the direction of tightening the spring, and the output shaft Was made non-rotatable. That is, the present invention
“An input shaft and an output shaft that are rotatable about a common rotation shaft are provided, and forward and reverse rotations from the input shaft are transmitted to the output shaft and from the output shaft to the input shaft. Transmission of rotation is a lock-type two-way clutch that is shut off with the output shaft being unrotatable,
Comprises a fixed housing interior space of circular cross-section is provided, and a shaft-like inner ring which is secured to the housing,
A coil spring formed by winding a wire is attached to the outer peripheral surface of the inner ring so that the inner peripheral surface thereof is in contact with each other, and hook portions bent outward are provided at both ends in the axial direction of the coil spring. Formed in different positions in the circumferential direction,
To the input shaft and the output shaft extends in the axial direction and an arc-shaped cross section of the input locking piece and the output latching pieces you slides on the inner circumferential surface of the inner space of the housing is formed respectively, the input The locking piece and the output locking piece are installed in combination so that there are two gaps in the circumferential direction,
The hook portions at both ends of the coil spring are inserted into each of the two gaps, and the circumferential distance between the output locking piece and the hook portion is the circumferential direction between the input locking piece and the hook portion. It is set larger than the distance of
When the input shaft is rotated, in the input locking piece pushes the hook portion of the coil spring in the loosening direction of the spring, the rotating the output shaft with the coil spring, plus a rotational force to said output shaft When the output locking piece pushes the hook part of the coil spring in the tightening direction of the spring, the output shaft becomes non-rotatable. "
This is a lock type two-way clutch.

本発明においては、前記入力軸が前記入力係止片を固着した入力板部材を有すると共に、前記出力軸が前記出力係止片を固着した出力板部材を有し、前記入力板部材と前記出力板部材とが面接触するよう構成するのが好ましい。
また、前記内輪を円筒形状とし、前記内輪には、前記入力軸の入力軸部を挿通するのが好ましい。
In the present invention, together with the entering-output shaft has an input plate member which is fixed to the input locking piece has an output plate member to which the output shaft is fixed to the output latch piece, the said input plate member It is preferable that the output plate member is configured to be in surface contact.
Preferably, the inner ring has a cylindrical shape, and an input shaft portion of the input shaft is inserted into the inner ring.

本発明のロックタイプ双方向クラッチは、軸状の内輪と、この内輪の外周面に接触して装着され線材を巻回して形成されたコイルばねとを備え、コイルばねの両端には、外方に曲げられたフック部が周方向の異なる位置に形成される。入力軸及び出力軸には、軸方向に延びる断面円弧状の入力係止片及び出力係止片が夫々形成されており、入力係止片及び出力係止片は、周方向に2個の間隙が存在するよう組み合わせて設置され、この間隙に、コイルばねの両端のフック部が夫々挿入される。
こうした点は図5のクラッチ装置と同様であるが、本発明のロックタイプ双方向クラッチでは、軸状の内輪が回転不能に固定されると共に、出力軸の出力係止片とフック部との周方向の距離が、入力軸の入力係止片とフック部との周方向の距離よりも大きくなるように設定してある。
The lock-type two-way clutch of the present invention includes a shaft-shaped inner ring and a coil spring formed by winding a wire rod in contact with the outer peripheral surface of the inner ring. The hook portions bent in the circumferential direction are formed at different positions in the circumferential direction. The input shaft and the output shaft are respectively formed with an input locking piece and an output locking piece having a circular arc cross section extending in the axial direction, and the input locking piece and the output locking piece have two gaps in the circumferential direction. The hook portions at both ends of the coil spring are respectively inserted into the gaps.
These points are the same as those of the clutch device of FIG. 5, but in the lock-type two-way clutch of the present invention, the shaft-shaped inner ring is fixed to be non-rotatable and the periphery of the output locking piece of the output shaft and the hook portion. The distance in the direction is set to be larger than the distance in the circumferential direction between the input locking piece of the input shaft and the hook portion.

入力軸が回転すると、入力係止片が回転方向の前方側にあるコイルばねのフック部と当接し、フック部を押してこれを出力係止片に当接させる。コイルばねは、入力係止片がフック部と当接したときは緩み方向に力が作用するよう内輪に装着されており、さらに、出力係止片とフック部との周方向の距離が大きく設定してある。そのため、入力軸が回転したときには、コイルばねが撓んで内輪に対するコイルばねの締め付け力が弱められ、出力係止片が入力係止片及びコイルばねと共に回転して、出力軸に回転が伝達される。
一方、出力軸が回転しようとしたときは、出力係止片が回転方向の前方側にあるコイルばねのフック部と当接してこれを押すが、その方向はばねの締め方向となる。従って、内輪に対するコイルばねの締め付け力が強まって出力係止片の回転が阻止され、出力軸から入力軸への回転の伝達は、出力軸が回転不能となり(即ちロック)遮断される。
When the input shaft rotates, the input locking piece comes into contact with the hook portion of the coil spring on the front side in the rotation direction, and the hook portion is pushed to come into contact with the output locking piece. The coil spring is attached to the inner ring so that a force acts in the loosening direction when the input locking piece comes into contact with the hook portion, and the circumferential distance between the output locking piece and the hook portion is set large. It is. Therefore, when the input shaft rotates, the coil spring is bent and the tightening force of the coil spring with respect to the inner ring is weakened, the output locking piece rotates together with the input locking piece and the coil spring, and the rotation is transmitted to the output shaft. .
On the other hand, when the output shaft is about to rotate, the output locking piece comes into contact with and pushes the hook portion of the coil spring on the front side in the rotational direction, and this direction is the tightening direction of the spring. Accordingly, the tightening force of the coil spring with respect to the inner ring is strengthened to prevent the rotation of the output locking piece, and the transmission of rotation from the output shaft to the input shaft is blocked (ie, locked) because the output shaft cannot rotate.

このように、本発明のロックタイプ双方向クラッチでは、簡単な構造で、入力軸から出力軸への回転動力を確実に伝達することができると共に、出力軸から入力軸への回転動力をロックして遮断することができる。そのため、昇降装置に適用した場合でも、ブレーキ装置を出力軸に別途設けて出力軸を固定する必要もなく、装置全体をコンパクトにすることができる。   As described above, the lock type bidirectional clutch of the present invention has a simple structure and can reliably transmit the rotational power from the input shaft to the output shaft, and lock the rotational power from the output shaft to the input shaft. Can be blocked. Therefore, even when applied to a lifting device, it is not necessary to separately provide a brake device on the output shaft and fix the output shaft, and the entire device can be made compact.

本発明において、ロックタイプ双方向クラッチに固定のハウジングを設けたときは、コイルばねを装着する内輪をハウジングに固着して設置することができ、かつ、入力係止片と出力係止片とをハウジング内に収容することができる。これにより、双方向クラッチの内部に塵や埃等の異物が侵入するのを防止して、収容された各部材の耐久性を向上させ、また、異物の付着により動力伝達の際に伝達損失が増大するのを防ぐことができる。
そして、ハウジングに断面円形の内部空間を設け、その内部空間の内周面を、断面円弧状の入力係止片及び出力係止片の外周面が摺動するように構成することができる。こうすると、入力係止片及び出力係止片がハウジングの内部空間の内周面に支持されながら回転する。つまり、入力係止片及び出力係止片の変形が防止されて実質上剛性が増加することとなり、入力軸から出力軸への伝達トルクを増大することが可能となる。
In the present invention, when the lock type bidirectional clutch is provided with a fixed housing, the inner ring on which the coil spring is mounted can be fixedly installed on the housing, and the input locking piece and the output locking piece are It can be accommodated in a housing. As a result, foreign matter such as dust and dirt can be prevented from entering the inside of the bidirectional clutch, and the durability of each accommodated member can be improved. It can be prevented from increasing.
Then, an internal space having a circular cross section can be provided in the housing, and the inner peripheral surface of the internal space can be configured such that the outer peripheral surfaces of the input locking piece and the output locking piece having an arcuate cross section slide. If it carries out like this, an input locking piece and an output locking piece will rotate, being supported by the internal peripheral surface of the internal space of a housing. That is, the deformation of the input locking piece and the output locking piece is prevented and the rigidity is substantially increased, and the transmission torque from the input shaft to the output shaft can be increased.

本発明のロックタイプ双方向クラッチの実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example of the lock type bidirectional | two-way clutch of this invention. 図1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. 図1の双方向クラッチを構成する部品の単品分解図である。FIG. 2 is an exploded view of parts constituting the bidirectional clutch of FIG. 1. 図1の双方向クラッチを構成する部品の単品分解図である。FIG. 2 is an exploded view of parts constituting the bidirectional clutch of FIG. 1. コイルばねを用いた従来のクラッチ装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional clutch apparatus using a coil spring. 図5のクラッチ装置の作動を説明する図である。It is a figure explaining the action | operation of the clutch apparatus of FIG.

以下、図面に基づき、本発明のロックタイプ双方向クラッチについて説明する。まず、本発明の双方向クラッチの全体的な構造を図1に示し、その作動の説明図を図2に示す。図3及び図4は、図1の実施例の双方向クラッチの部品を単体で示すものである。   Hereinafter, the lock type bidirectional clutch of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the overall structure of the bidirectional clutch of the present invention is shown in FIG. 1, and an explanatory diagram of its operation is shown in FIG. 3 and 4 show the components of the bidirectional clutch of the embodiment of FIG. 1 alone.

図1の中央の縦断面図に示すように(各部品を単品で示す図3も参照)、この実施例の双方向クラッチは、固定のハウジング1の中心部に入力軸2及び出力軸3をそれぞれ配置した構造であり、図示は省略するが、入力軸2はモーター等の駆動側に接続され、出力軸3は昇降装置等の従動側に接続される。ハウジング1、入力軸2、及び出力軸3は何れも硬質合成樹脂によって成形される。   As shown in the central longitudinal sectional view of FIG. 1 (see also FIG. 3 where each component is shown as a single item), the bidirectional clutch of this embodiment has an input shaft 2 and an output shaft 3 in the center of a fixed housing 1. Although not shown, the input shaft 2 is connected to a driving side such as a motor, and the output shaft 3 is connected to a driven side such as a lifting device. The housing 1, the input shaft 2, and the output shaft 3 are all formed of hard synthetic resin.

図1と共に図3(a)を参照して説明すると、ハウジング1は、断面正六角形の端板部11と、この端板部11から軸方向片側に延びる周壁部12からなるカップ状部品である。端板部11には、入力軸2を軸受する貫通開口11Hが形成されている。周壁部12の開口端部には、ハウジング1の一部を構成する、図3(b)に示す蓋体12Cが圧入され、この蓋体12Cには、出力軸3を軸受する貫通開口12CHが形成されている。ハウジング1には、周壁部12の内側において蓋体12Cと接する第一の空間13と、端板部11の内側において第一の空間13と接する第二の空間14とが設けられている。第一の空間13と第二の空間14は共に断面円形であり、第一の空間13の直径は第二の空間14の直径に比べて大きい。また、第二の空間14には、後述する内輪を固定するための凸状の一対の係合突起14sが形成されている。   Referring to FIG. 3A together with FIG. 1, the housing 1 is a cup-shaped part including an end plate portion 11 having a regular hexagonal cross section and a peripheral wall portion 12 extending from the end plate portion 11 to one side in the axial direction. . The end plate portion 11 is formed with a through opening 11H that supports the input shaft 2. A lid 12C shown in FIG. 3B, which forms a part of the housing 1, is press-fitted into the opening end of the peripheral wall 12, and a through-opening 12CH that supports the output shaft 3 is inserted into the lid 12C. Is formed. The housing 1 is provided with a first space 13 in contact with the lid 12 </ b> C inside the peripheral wall portion 12 and a second space 14 in contact with the first space 13 inside the end plate portion 11. Both the first space 13 and the second space 14 are circular in cross section, and the diameter of the first space 13 is larger than the diameter of the second space 14. The second space 14 is formed with a pair of convex engaging protrusions 14s for fixing an inner ring described later.

入力軸2は、図3(c)に示すとおり、入力板部材21と、入力係止片22と、入力軸部23とを一体的に成形した部品である。入力板部材21は、円板の周辺部分が90度よりも幾分大きい角度領域に亘り扇形に切り欠かれた形状であって、その中央には開口21Hが形成されている。入力係止片22は、軸方向に延びる断面円弧状の部材であって、入力板部材21の周縁部に固着され、図示の実施例においては、周方向に270度より幾分小さい角度領域に亘って存在している。入力軸部23は、入力板部材21の開口21Hを囲繞して、入力係止片22と軸方向同一側に延びる略円筒形状の部材であって、入力係止片22よりも径方向内側に位置する。入力軸部23の先端部には図示しないモーター等の駆動源に接続される突起状の係合部24が形成されている。   As shown in FIG. 3C, the input shaft 2 is a component in which an input plate member 21, an input locking piece 22, and an input shaft portion 23 are integrally formed. The input plate member 21 has a shape in which a peripheral portion of the disk is cut out in a fan shape over an angular region somewhat larger than 90 degrees, and an opening 21H is formed at the center thereof. The input locking piece 22 is a member having an arcuate cross section extending in the axial direction, and is fixed to the peripheral edge of the input plate member 21. In the illustrated embodiment, the input locking piece 22 has an angular region slightly smaller than 270 degrees in the circumferential direction. Exist. The input shaft portion 23 is a substantially cylindrical member that surrounds the opening 21 </ b> H of the input plate member 21 and extends in the same axial direction as the input locking piece 22, and is radially inward of the input locking piece 22. To position. A protruding engagement portion 24 connected to a drive source such as a motor (not shown) is formed at the tip of the input shaft portion 23.

出力軸3は、図3(d)に示すとおり、出力板部材31と、出力係止片32と、出力軸部33とを一体的に成形した部品である。出力板部材31は、円板形状であって、その中央には開口31Hが形成されている。出力係止片32は、軸方向に延びる断面円弧状の部材であり、出力板部材31の周縁部の一部に固着され、図示の実施例においては、出力係止片32は周方向に90度よりも幾分小さい角度領域に亘って存在している。出力軸部33は、出力板部材31の開口31Hを囲繞して、出力係止片32とは軸方向反対側に延びる略円筒形状の部材であって、その先端部には図示しない昇降装置等に接続される突起状の係合部34が形成されている。   As shown in FIG. 3D, the output shaft 3 is a component in which the output plate member 31, the output locking piece 32, and the output shaft portion 33 are integrally formed. The output plate member 31 has a disc shape, and an opening 31H is formed at the center thereof. The output locking piece 32 is a member having an arcuate cross section extending in the axial direction, and is fixed to a part of the peripheral portion of the output plate member 31. In the illustrated embodiment, the output locking piece 32 is 90 in the circumferential direction. It exists over an angular region somewhat smaller than degrees. The output shaft 33 is a substantially cylindrical member that surrounds the opening 31H of the output plate member 31 and extends axially opposite to the output locking piece 32. A protrusion-like engagement portion 34 connected to is formed.

図1と共に図4を参照して説明すると、本発明の双方向クラッチには、固定された軸状の内輪4と、この内輪4の外周面に接触して装着され、線材を巻回して形成されるコイルばね5とが備えられている。内輪4及びコイルばね5は何れも金属製であり、適宜の金属加工により成形されることが望ましいが、軽負荷トルク仕様の双方向クラッチにおいては、内輪4及びコイルばね5の一方又は両方を樹脂製とすることも可能である。
内輪4は円筒形状であって(図4(a)参照)、その一方の端部には凹状の一対の切欠き41が形成されている。そして、この切欠き41が固定されたハウジング1の係合突起14sと係合することで、内輪4はハウジング1に固定される。
コイルばね5の軸方向の両端には、外方に曲げられたフック部51が周方向の異なる位置に形成されている(図4(b)参照)。図示の実施例においては、フック部51は、夫々ばねの巻き方向(即ち周方向)に対して法線方向に延びており、相互に90度の角度間隔を有している。
Referring to FIG. 4 together with FIG. 1, the bidirectional clutch of the present invention is formed by contacting a fixed shaft-like inner ring 4 and an outer peripheral surface of the inner ring 4 and winding a wire. The coil spring 5 is provided. The inner ring 4 and the coil spring 5 are both made of metal, and it is desirable that the inner ring 4 and the coil spring 5 be formed by appropriate metal processing. However, in a bidirectional clutch with a light load torque specification, one or both of the inner ring 4 and the coil spring 5 are made of resin. It is also possible to make it.
The inner ring 4 has a cylindrical shape (see FIG. 4A), and a pair of concave notches 41 are formed at one end thereof. The inner ring 4 is fixed to the housing 1 by engaging with the engaging protrusion 14s of the housing 1 to which the notch 41 is fixed.
At both ends in the axial direction of the coil spring 5, hook portions 51 bent outward are formed at different positions in the circumferential direction (see FIG. 4B). In the illustrated embodiment, the hook portions 51 extend in the normal direction with respect to the spring winding direction (i.e., the circumferential direction), and have an angular interval of 90 degrees.

図1に示す双方向クラッチは以下のように組み立てられる。
まず、コイルばね5を、その内径を一時的に拡大した状態で内輪4の他端部(即ち切欠き41が形成されていない側の端部)の外周面に装着し、さらに、この内輪4を、切欠き41がハウジング1内の第二の空間14にて係合突起14sと係合するように、ハウジング1の周壁部12の開口端から挿入する。これにより、内輪4はハウジング1に固定されると共に、コイルばね5がハウジング1の第一の空間13に位置する。
次いで、入力軸2を、入力軸部23が内輪4の内側及びハウジング1の端板部11の貫通開口11Hを通過するように、出力軸3を、出力軸部33が入力軸部23とは軸方向反対側に位置するように、順次ハウジング1の開口端から挿入する。このとき、入力軸2及び出力軸3とは、図1の断面矢視A―Aに示すとおり、軸方向に延びる出力係止片32が入力係止片22の扇形の切欠き部に位置するよう組み合わされる。これにより、入力係止片22と出力係止片32との間には周方向に2個の間隙6が存在することとなり、これらの間隙6に、コイルばね5の両端のフック部51が夫々挿入される。
The bidirectional clutch shown in FIG. 1 is assembled as follows.
First, the coil spring 5 is mounted on the outer peripheral surface of the other end portion of the inner ring 4 (that is, the end portion on which the notch 41 is not formed) in a state where the inner diameter is temporarily enlarged. Is inserted from the opening end of the peripheral wall portion 12 of the housing 1 so that the notch 41 engages with the engaging protrusion 14s in the second space 14 in the housing 1. Thereby, the inner ring 4 is fixed to the housing 1 and the coil spring 5 is positioned in the first space 13 of the housing 1.
Next, the input shaft 2 is connected to the output shaft 3 so that the input shaft portion 23 passes through the inside of the inner ring 4 and the through opening 11 </ b> H of the end plate portion 11 of the housing 1. It inserts sequentially from the opening end of the housing 1 so that it may be located in the axial direction opposite side. At this time, the input shaft 2 and the output shaft 3 are arranged such that the output locking piece 32 extending in the axial direction is located in the sector-shaped notch portion of the input locking piece 22 as shown by the cross-sectional arrow AA in FIG. Combined like this. As a result, there are two gaps 6 in the circumferential direction between the input locking pieces 22 and the output locking pieces 32, and hook portions 51 at both ends of the coil spring 5 are respectively provided in these gaps 6. Inserted.

本発明のロックタイプ双方向クラッチでは、両方の係止片の間隙にフック部51を挿入したときに、出力係止片32とフック部51との周方向の距離が、入力係止片22とフック部51との周方向の距離よりも大きくなるよう設定されている。ここで「入力係止片22とフック部51との周方向の距離」とは、入力係止片22の周方向片端をフック部51の片方に当接させた際の入力係止片22の周方向他端とフック部51の他方との間の周方向の距離、つまり、固定された2個のフック部51の間を入力係止片22が動き得る周方向の遊び(図1のものでは実質的にゼロ)、をいい、「出力係止片32とフック部51との周方向の距離(図1のものではG)」についても同様である。   In the lock type bidirectional clutch of the present invention, when the hook portion 51 is inserted into the gap between both the locking pieces, the circumferential distance between the output locking piece 32 and the hook portion 51 is the same as the input locking piece 22. It is set to be larger than the circumferential distance from the hook portion 51. Here, “the distance in the circumferential direction between the input locking piece 22 and the hook portion 51” means that the circumferential end of the input locking piece 22 is brought into contact with one side of the hook portion 51. A circumferential distance between the other circumferential end and the other hook portion 51, that is, a circumferential play in which the input locking piece 22 can move between two fixed hook portions 51 (as shown in FIG. 1). The same applies to the “distance in the circumferential direction between the output locking piece 32 and the hook portion 51 (G in FIG. 1)”.

入力軸2及び出力軸3をハウジング1の内部に挿入すると、入力板部材21と出力板部材31とは面接触をし、入力係止片22の外周面と出力係止片32の外周面は、共にハウジング1の内部空間、即ち第一の空間13、の内周面に当接して、回転時には内周面を摺動する。
本実施例においては、入力係止片22と出力係止片32と内輪4とコイルばね5とがハウジング1内に完全に収納されていることに起因して、塵や埃等の異物がこれらの部材間に侵入して摺動面を損傷させることなどが確実に防止され、双方向クラッチの故障頻度が低下し、使用寿命を長くすることができる。
When the input shaft 2 and the output shaft 3 are inserted into the housing 1, the input plate member 21 and the output plate member 31 are in surface contact, and the outer peripheral surface of the input locking piece 22 and the outer peripheral surface of the output locking piece 32 are Both abut against the inner peripheral surface of the housing 1, that is, the first space 13, and slide on the inner peripheral surface during rotation.
In this embodiment, the input locking piece 22, the output locking piece 32, the inner ring 4 and the coil spring 5 are completely housed in the housing 1, so that foreign matters such as dust and dirt are generated. It is possible to reliably prevent the sliding surface from entering between the members and damage the sliding surface, to reduce the frequency of failure of the bidirectional clutch, and to extend the service life.

続いて、図1に示す双方向クラッチの作動について図2を参照して説明する。
図2(a)の左側の縦断面図の矢印に示すように、入力軸2が、例えば、駆動源のモーターにより回転軸oの周りを時計方向(軸方向の右方から見て)に回転すると、入力軸2に形成された入力係止片22も回転軸oの周りを同方向に回転する。回転軸o周りに回転した入力係止片22は、コイルばね5の片方側の軸方向端部、即ち回転方向前方にあるコイルばね5のフック部51(図の横側に示されるフック部51)に当接し、フック部51をばねの緩み方向に押して内輪4に対するコイルばね5の締付力を弱める。さらに、入力係止片22は、フック部51を介して出力係止片32を押し、コイルばね5の締付力を弱めながら出力係止片32をコイルばね5と共に回転させる。出力係止片32が回転して他方のフック部51(図の上側に示されるフック部51)に当接したときは、出力係止片32によって他方のフック部51も押されて、内輪4に対するコイルばね5の締付力を増大させることとなるが、出力係止片32とフック部51との周方向の距離が大きく設定してあるため、このようなことが生じることはない。
Next, the operation of the bidirectional clutch shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
As shown by the arrow in the vertical sectional view on the left side of FIG. 2A, the input shaft 2 is rotated clockwise (as viewed from the right in the axial direction) around the rotation axis o by, for example, a drive source motor. Then, the input locking piece 22 formed on the input shaft 2 also rotates around the rotation axis o in the same direction. The input locking piece 22 rotated around the rotation axis o is one end of the coil spring 5 in the axial direction, that is, the hook portion 51 of the coil spring 5 at the front in the rotation direction (the hook portion 51 shown on the side in the figure). ) And the hook 51 is pushed in the spring loosening direction to weaken the tightening force of the coil spring 5 against the inner ring 4. Further, the input locking piece 22 pushes the output locking piece 32 through the hook portion 51 and rotates the output locking piece 32 together with the coil spring 5 while weakening the tightening force of the coil spring 5. When the output locking piece 32 rotates and comes into contact with the other hook portion 51 (the hook portion 51 shown on the upper side in the figure), the other hook portion 51 is also pushed by the output locking piece 32 and the inner ring 4 However, since the circumferential distance between the output locking piece 32 and the hook portion 51 is set large, this does not occur.

入力軸2が反時計方向に回転すると、入力係止片22は、コイルばね5の他方側の軸方向端部にあるフック部51(図の上側に示されるフック部51)に当接して、これを反時計方向に押す。その力の方向は、やはり内輪4に対するコイルばね5の締付力を弱める方向であって、上述の場合と同じく、入力係止片22は、出力係止片32をコイルばね5と共に反時計方向に回転させる。このように、本発明のロックタイプ双方向クラッチでは、入力軸2が正・逆方向に回転すると、出力軸3が同一方向に等速で回転し、動力伝達が行われる。   When the input shaft 2 rotates counterclockwise, the input locking piece 22 comes into contact with a hook portion 51 (hook portion 51 shown on the upper side of the drawing) at the other axial end of the coil spring 5. Push this counterclockwise. The direction of the force is also the direction in which the tightening force of the coil spring 5 against the inner ring 4 is weakened. As in the case described above, the input locking piece 22 and the output locking piece 32 together with the coil spring 5 are counterclockwise. Rotate to Thus, in the lock type bidirectional clutch of the present invention, when the input shaft 2 rotates in the forward / reverse direction, the output shaft 3 rotates at the same speed in the same direction, and power is transmitted.

本実施例においては、入力係止片22の外周面と出力係止片32の外周面が、共にハウジング1の第一の空間13の内周面に当接して回転時には内周面を摺動する。そのため、両方の係止片がハウジング1の内周面により支持される形となって、例えば、出力係止片32の周方向長さが小さいものであっても、その変形が防止され、入力軸2から出力軸3への伝達トルクを大きくすることができる。また、入力板部材21と出力板部材31とは面接触をしているため、回転中の芯ぶれ等が防止され、安定した動力伝達を行うことができる。   In this embodiment, the outer peripheral surface of the input locking piece 22 and the outer peripheral surface of the output locking piece 32 are both in contact with the inner peripheral surface of the first space 13 of the housing 1 and slide on the inner peripheral surface during rotation. To do. Therefore, both the locking pieces are supported by the inner peripheral surface of the housing 1, and for example, even if the output locking piece 32 has a small circumferential length, the deformation is prevented and the input The transmission torque from the shaft 2 to the output shaft 3 can be increased. In addition, since the input plate member 21 and the output plate member 31 are in surface contact with each other, it is possible to prevent a runout during rotation and to perform stable power transmission.

それに対して、図2(b)の左側の縦断面図における矢印に示すように、出力軸3側からの回転トルクにより、出力軸3を回転軸oの周りに時計方向(軸方向の左方から見て)に回転させようとしても、出力係止片32がコイルばね5のフック部51をばねの締め方向に押して、内輪4に対するコイルばね5の締め付け力を強めるため、出力係止片32は内輪4に対して回転しない。この点は、出力軸3を反時計方向(軸方向の左方から見て)に回転させようとした場合も同様である(このときは、出力係止片32が図の上側のフック部51と当接)。
従って、出力軸3からの入力軸2への回転の伝達は、出力軸3が回転不能となり遮断される。この際には、出力係止片32の外周面がハウジング1の第一の空間13の内周面と当接するため、出力軸3を回転させようとしてかかる回転トルクによって、出力係止片32がフック部51に当接した状態で径方向外方に撓むことが回避される。
On the other hand, as shown by the arrow in the vertical sectional view on the left side of FIG. 2 (b), the output shaft 3 is rotated clockwise around the rotation axis o (leftward in the axial direction) by the rotational torque from the output shaft 3 side. The output locking piece 32 pushes the hook portion 51 of the coil spring 5 in the direction of tightening the spring to increase the tightening force of the coil spring 5 against the inner ring 4. Does not rotate relative to the inner ring 4. The same applies to the case where the output shaft 3 is rotated counterclockwise (as viewed from the left in the axial direction) (in this case, the output locking piece 32 is connected to the hook portion 51 on the upper side in the figure). Abut).
Accordingly, transmission of rotation from the output shaft 3 to the input shaft 2 is blocked because the output shaft 3 cannot rotate. At this time, since the outer peripheral surface of the output locking piece 32 comes into contact with the inner peripheral surface of the first space 13 of the housing 1, the output locking piece 32 is caused by the rotational torque to rotate the output shaft 3. It is possible to avoid bending radially outward while in contact with the hook portion 51.

以上詳述したように、本発明は、固定の内輪とコイルばねを組み合わせて、入力軸の回転時には、入力係止片がコイルばねのフック部をばねの緩み方向に押して、コイルばねと共に出力軸を回転させる一方、出力軸を回転させようとしても、出力係止片がコイルばねのフック部をばねの締め方向に押して、出力軸を回転不能にする、簡易なロックタイプ双方向クラッチを構成するものである。上記の実施例においては、駆動源及び従動源に接続するための突起状の係合部が入力軸及び出力軸に形成されているが、これに替えて歯車が形成されるようにしてもよい。さらに、入力軸及び出力軸とハウジングの内周面との間にベアリングを介在させるなど、上記の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 combines a fixed inner ring and a coil spring, and when the input shaft rotates, the input locking piece pushes the hook portion of the coil spring in the spring loosening direction, together with the coil spring and the output shaft. Even if it is going to rotate the output shaft, the output locking piece pushes the hook part of the coil spring in the tightening direction of the spring to make the output shaft non-rotatable and constitutes a simple lock type bidirectional clutch Is. In the above-described embodiment, the projecting engagement portions for connecting to the drive source and the driven source are formed on the input shaft and the output shaft, but a gear may be formed instead. . Further, it is apparent that various modifications can be made to the above-described embodiment, such as interposing bearings between the input shaft and the output shaft and the inner peripheral surface of the housing.

1 ハウジング
2 入力軸
22 入力係止片
3 出力軸
32 出力係止片
4 内輪
5 コイルばね
51 フック部
6 間隙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2 Input shaft 22 Input latching piece 3 Output shaft 32 Output latching piece 4 Inner ring 5 Coil spring 51 Hook part 6 Gap

Claims (3)

共通の回転軸を中心として回転可能な入力軸及び出力軸を備え、前記入力軸からの正・逆方向の回転は前記出力軸に伝達されると共に、前記出力軸からの前記入力軸への回転の伝達は、前記出力軸を回転不能として遮断されるロックタイプ双方向クラッチであって、
断面円形の内部空間が設けられた固定のハウジングと、前記ハウジングに固着された軸状の内輪とを備え
前記内輪の外周面には、線材を巻回して形成されるコイルばねがその内周面を接触させて装着され、前記コイルばねの軸方向の両端には、外方に曲げられたフック部が周方向の異なる位置に形成され、
前記入力軸及び出力軸には、軸方向に延び、且つ、前記ハウジングの内部空間の内周面を摺動する断面円弧状の入力係止片及び出力係止片が夫々形成され、前記入力係止片及び出力係止片は、周方向に2個の間隙が存在するよう、組み合わされて設置され、
前記2個の間隙の夫々には、前記コイルばねの両端のフック部が挿入され、前記出力係止片とフック部との周方向の距離が、前記入力係止片とフック部との周方向の距離よりも大きく設定されており、
前記入力軸が回転したときは、前記入力係止片が前記コイルばねのフック部をばねの緩み方向に押して、前記コイルばねと共に前記出力軸を回転させ、前記出力軸に回転力を加えたときは、前記出力係止片が前記コイルばねのフック部をばねの締め方向に押して、前記出力軸が回転不能となることを特徴とするロックタイプ双方向クラッチ。
Provided with an input shaft and an output shaft that can rotate around a common rotation shaft, forward and reverse rotations from the input shaft are transmitted to the output shaft, and rotation from the output shaft to the input shaft The transmission is a lock-type bidirectional clutch that is blocked with the output shaft being unrotatable,
Comprises a fixed housing interior space of circular cross-section is provided, and a shaft-like inner ring which is secured to the housing,
A coil spring formed by winding a wire is attached to the outer peripheral surface of the inner ring so that the inner peripheral surface thereof is in contact with each other, and hook portions bent outward are provided at both ends in the axial direction of the coil spring. Formed in different positions in the circumferential direction,
To the input shaft and the output shaft extends in the axial direction and an arc-shaped cross section of the input locking piece and the output latching pieces you slides on the inner circumferential surface of the inner space of the housing is formed respectively, the input The locking piece and the output locking piece are installed in combination so that there are two gaps in the circumferential direction,
The hook portions at both ends of the coil spring are inserted into each of the two gaps, and the circumferential distance between the output locking piece and the hook portion is the circumferential direction between the input locking piece and the hook portion. It is set larger than the distance of
When the input shaft is rotated, in the input locking piece pushes the hook portion of the coil spring in the loosening direction of the spring, the rotating the output shaft with the coil spring, plus a rotational force to said output shaft In this case, the output type locking piece pushes the hook portion of the coil spring in the tightening direction of the spring, so that the output shaft cannot be rotated.
前記入力軸が前記入力係止片を固着した入力板部材を有すると共に、前記出力軸が前記出力係止片を固着した出力板部材を有し、前記入力板部材と前記出力板部材とが面接触する、請求項1に記載のロックタイプ双方向クラッチ。 The input shaft has an input plate member to which the input locking piece is fixed, the output shaft has an output plate member to which the output locking piece is fixed, and the input plate member and the output plate member are surfaces. The lock-type two-way clutch according to claim 1, which makes contact. 前記内輪は円筒形状であり、前記内輪には、前記入力軸の入力軸部が挿通される、請求項1又は2に記載のロックタイプ双方向クラッチ。  The lock type bidirectional clutch according to claim 1 or 2, wherein the inner ring has a cylindrical shape, and an input shaft portion of the input shaft is inserted through the inner ring.
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