JP6545222B2 - Free type two-way clutch that uses idle rotation of gears - 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、入力軸からの正・逆回転の動力を出力軸に伝達し、出力軸からの動力の伝達は、出力軸を空転させて遮断するフリータイプ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, in particular, transmitting power of forward and reverse rotation from the input shaft to the output shaft and transmitting power from the output shaft The present invention relates to a free type two-way clutch that cuts off by making the output shaft idle.

モーターなどの駆動源から機械装置あるいは作業機器等を駆動する動力伝達系では、駆動する機器の特性に対応するよう各種の伝達装置が使用される。このような伝達装置の中で双方向クラッチと呼ばれるものは、入力軸(駆動側)から出力軸(従動側)への動力伝達では、入力軸の正方向回転及び逆方向回転をともに出力軸に伝達し、反対向きの、出力軸から入力軸への動力伝達は遮断する機能を備えている。双方向クラッチには、出力軸からの動力伝達を遮断するときに出力軸を空転させるクラッチがあり、フリータイプ双方向クラッチと呼ばれている。   In a power transmission system that drives a mechanical device or a working device from a drive source such as a motor, various transmission devices are used to correspond to the characteristics of the driven device. Among such transmission devices, what is called a two-way clutch is an output shaft for both forward and reverse rotation of the input shaft in power transmission from the input shaft (drive side) to the output shaft (follower side) The function of transmitting and reversing power transmission from the output shaft to the input shaft in the opposite direction is provided. The two-way clutch has a clutch that causes the output shaft to slip when the power transmission from the output shaft is interrupted, and is called a free type two-way clutch.

フリータイプ双方向クラッチは、一例として、巻き上げ式の電動カーテン等を手動でも操作できるようにした開閉駆動装置に適用することができる。この場合、フリータイプ双方向クラッチは、駆動モーターとカーテンの巻き上げ機構との間に介在され、入力軸に駆動モーターが、出力軸に巻き上げ機構が連結される。駆動モーターを正・逆回転させるとカーテンの昇降が可能であるとともに、駆動モーターの停止位置においては、手動による巻き上げ機構の操作が可能であって、このときには、出力軸が空転するので駆動モーターに悪影響を及ぼすことがない。こうした機能は、駆動モーターと巻き上げ機構との間に電磁クラッチを設置し、これを断・接しても達成できるが、電磁クラッチを作動させるには電力を必要とし、電力制御のための複雑な制御装置等も必要となる。   The free type two-way clutch can be applied to, for example, an open / close drive device capable of manually operating a windup electric curtain or the like. In this case, the free type two-way clutch is interposed between the drive motor and the winding mechanism of the curtain, the driving motor is connected to the input shaft, and the winding mechanism is connected to the output shaft. The curtain can be moved up and down by rotating the drive motor forward and reverse, and at the stop position of the drive motor, manual operation of the winding mechanism is possible. At this time, since the output shaft slips, it becomes a drive motor. There is no adverse effect. These functions can be achieved by installing and disconnecting an electromagnetic clutch between the drive motor and the winding mechanism, but operating the electromagnetic clutch requires power and complex control for power control. An apparatus etc. are also needed.

フリータイプ双方向クラッチとしては、例えば、本出願人の創案に係る特許第6027702号に記載された双方向クラッチが知られており、これについて、図9を参照して説明する。
図9に示すとおり、このフリータイプ双方向クラッチでは、固定のハウジングH内に、共通の中心軸の回りに回転可能な入力軸I及び出力軸Oが設置されている。出力軸Oにはこれと同心の太陽歯車SGが固着されている。ハウジングH内には更に、太陽歯車SGと噛み合う遊星歯車PG有する一対の遊星歯車体PBが配置され、一対の遊星歯車体PBはキャリアCによって回転可能に軸支されている。一対の遊星歯車体PBのそれぞれには、異なる回転方向の空転を許容する一方向クラッチOCを介して作動子Mが取り付けられるとともに、入力軸Iには作動子Mと当接するカム体CBが設けられている。そして、作動子M及びカム体CBの断面にはそれぞれ直線部が形成され、この直線部同士が当接するようにして、作動子Mのそれぞれがカム体CBの一方側及び他方側に配置されている。
As a free type two-way clutch, for example, a two-way clutch described in Patent No. 6027702 according to the present applicant's invention is known, which will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 9, in this free type two-way clutch, an input shaft I and an output shaft O rotatable about a common central axis are provided in a fixed housing H. A sun gear SG concentric with the output shaft O is fixed to the output shaft O. Further, in the housing H, a pair of planet gear bodies PB having planet gears PG meshing with the sun gear SG are disposed, and the pair of planet gear bodies PB are rotatably supported by a carrier C. An actuator M is attached to each of the pair of planetary gear bodies PB via a one-way clutch OC that allows idle rotation in different rotational directions, and a cam body CB in contact with the operator M is provided on the input shaft I It is done. Then, linear portions are respectively formed on the cross sections of the actuator M and the cam body CB, and the actuators M are disposed on one side and the other side of the cam body CB such that the linear portions abut each other. There is.

入力軸Iが回転したときは、一対の遊星歯車体CBの内、回転方向で近距離にある遊星歯車体CBにおける作動子Mの外周面が、入力軸Iのカム体CBの外周面と直線部が重なる状態で当接する。この状態となると、入力軸Iのカム体CBは、当接した遊星歯車体PBの遊星歯車PGを介してキャリアCを同一方向に回転させ、作動子Mが当接していない他方の遊星歯車体PBを同様にその回転方向に移動させる。ここで、遊星歯車体PBの遊星歯車PGは出力軸Oの太陽歯車SGと噛み合っているが、一方向クラッチOCによりその回転(自転)が拘束されているため、太陽歯車SGが遊星歯車PGの移動(公転)に連れ回ることとなり、出力軸Oは、入力軸Iと一体化されて同一方向に回転する。   When the input shaft I is rotated, the outer peripheral surface of the actuator M in the planetary gear body CB located at a short distance in the rotational direction out of the pair of planetary gear bodies CB is straight with the outer peripheral surface of the cam body CB of the input shaft I Contact with overlapping parts. In this state, the cam body CB of the input shaft I rotates the carrier C in the same direction via the planet gear PG of the planet gear body PB in contact, and the other planet gear body on which the operator M is not in contact The PB is likewise moved in its direction of rotation. Here, although the planetary gear PG of the planetary gear body PB meshes with the sun gear SG of the output shaft O, since the rotation (rotation) is restrained by the one-way clutch OC, the sun gear SG is the planetary gear PG. The output shaft O is integrated with the input shaft I and rotates in the same direction.

これに対し、出力軸Oが回転すると、太陽歯車SGと噛み合う遊星歯車PGはキャリアCの支持軸の周りに自転しようとする。しかし、入力軸Iが停止した位置においては、一方の遊星歯車体PBの作動子Mの直線部とカム体CBの直線部とが重なっており、そのままでは、作動子Mは自転することができない。
図9のフリータイプ双方向クラッチでは、この状態において、出力軸Oの回転方向が、入力軸Iが停止する以前に回転していたのと同一方向であれば、遊星歯車PG(太陽歯車SGと逆方向に回転しようとする)は、一方向クラッチOCにより作動子Mと一体化されるため、キャリアCを伴いながら太陽歯車SGの回転方向にわずかに移動して作動子Mをカム体CBから離し、出力軸Oは回転可能となる。一方、出力軸Oの回転方向が、入力軸Iが停止する以前の回転方向と逆であれば、遊星歯車PGは一方向クラッチOCにより作動子Mと切り離される。そのため、作動子Mの直線部とカム体CBの直線部とが重なり作動子M自体の自転が拘束されていても、遊星歯車PGは自転が可能であって、入力軸Iに回転を伝達することなく、出力軸Oは回転可能となる。
On the other hand, when the output shaft O rotates, the planetary gear PG meshing with the sun gear SG tries to rotate around the support shaft of the carrier C. However, at the position where the input shaft I has stopped, the linear portion of the actuator M of one planetary gear unit PB and the linear portion of the cam body CB overlap, and the actuator M can not rotate as it is .
In the free type two-way clutch of FIG. 9, in this state, if the rotation direction of the output shaft O is the same as the rotation direction before the input shaft I stopped, the planetary gear PG (the sun gear SG Since it is integrated with the actuator M by the one-way clutch OC), the motor M is moved slightly in the rotational direction of the sun gear SG to move the operator M from the cam body CB. When released, the output shaft O becomes rotatable. On the other hand, if the rotation direction of the output shaft O is opposite to the rotation direction before the input shaft I stops, the planetary gear PG is separated from the actuator M by the one-way clutch OC. Therefore, even if the linear portion of the actuator M and the linear portion of the cam body CB overlap and the rotation of the actuator M itself is restrained, the planetary gear PG can rotate and transmits the rotation to the input shaft I. Without this, the output shaft O can be rotated.

特許第6027702号公報Patent No. 6027702

上述のとおり、図9のフリータイプ双方向クラッチにおいては、入力軸が停止した位置を保持したまま、出力軸を双方向に空転させることができる。これにより、出力軸の逆方向の空転を可能とするために、入力軸を停止した位置からわずかに戻すような煩雑な作業は不要であり、使用勝手の優れたものとなっている。しかしながら、図9のフリータイプ双方向クラッチには、以下のような点について改良の余地が残されている。   As described above, in the free type two-way clutch of FIG. 9, the output shaft can be idled in both directions while maintaining the position at which the input shaft is stopped. As a result, in order to enable the idle rotation in the reverse direction of the output shaft, a complicated operation such as returning the input shaft slightly from the stopped position is unnecessary, and the user-friendliness is excellent. However, the free type two-way clutch of FIG. 9 has room for improvement in the following points.

図9のフリータイプ双方向クラッチでは、出力軸Oの回転方向にかかわらず空転させることを可能とするよう、一対の遊星歯車体PBに一方向クラッチOCが取り付けられているが、この一方向クラッチは比較的大きいため、装置全体が大型化してしまう。また、一方向クラッチOCは、それ自身を構成する部品点数が多数であり且つその構造も複雑であるため、一方向クラッチOCを含む装置全体の製造及び組み立て作業が容易でない。   In the free type two-way clutch of FIG. 9, the one-way clutch OC is attached to the pair of planetary gear bodies PB so as to enable idling regardless of the rotation direction of the output shaft O. Is relatively large, and the entire apparatus becomes large. Further, since the one-way clutch OC has a large number of parts constituting itself and the structure thereof is complicated, the manufacturing and assembling work of the entire device including the one-way clutch OC is not easy.

上記の課題を解決するため、本発明のフリータイプ双方向クラッチは、軸方向に突出し且つ断面形状の外周が円形である突出部を遊星歯車体に設けると共に、周方向に向かって半径方向内側に傾斜して延びる外側縁が規定された空間部を入力軸に設け、突出部が空間部に挿入されるようにし、入力軸が駆動回転したときは、空間部の外側縁と突出部との間で食い付きが生じることで遊星歯車体の自転を阻止して出力軸へ回転を伝達するのに対し、出力軸側が駆動回転したときは、遊星歯車体の自転を許容してこれを空転させ、入力軸への回転の伝達を遮断するものである。すなわち、本願の第一発明は、
「回転不能のハウジングと、前記ハウジング内で共通の中心軸の周りに回転可能な入力軸及び出力軸とを備え、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ともに、前記出力軸から前記入力軸への回転の伝達は、前記出力軸が空転して遮断されるフリータイプ双方向クラッチであって、
前記出力軸には太陽歯車が固着され、前記ハウジングの内部には、前記太陽歯車と噛み合う遊星歯車を有する遊星歯車体と、前記遊星歯車体を回転可能に軸支し前記共通の中心軸の周りに回転可能なキャリアと、前記出力軸と前記キャリアとの間に所定の摩擦力を付与するばねとが配置され、
前記遊星歯車体には、軸方向に突出し且つ断面形状が円形である突出部が設けられるとともに、前記入力軸には、前記突出部が挿入される空間部が設けられており、前記空間部における径方向の外側縁は、周方向片側に向かって半径方向内側に傾斜して延びる片側部分と、周方向他側に向かって半径方向内側に傾斜して延びる他側部分とを含み
前記入力軸が駆動回転したときは、前記空間部の外側縁と前記突出部との間で食い付きを生じ、前記遊星歯車体の自転が阻止されて、前記太陽歯車が前記遊星歯車体及び前記キャリアと一体的に回転する一方、前記出力軸が駆動回転したときは、前記遊星歯車体の自転が許容されて、前記入力軸への回転の伝達が遮断される」
ことを特徴とするフリータイプ双方向クラッチである。
In order to solve the above-mentioned problems, the free type two-way clutch of the present invention is provided with a projecting portion which protrudes in the axial direction and whose outer periphery has a circular cross-sectional shape on the planetary gear body. A space having a slanted outer edge is defined on the input shaft, and the projection is inserted into the space, and when the input shaft is driven to rotate, between the outer edge of the space and the projection Biting occurs to prevent rotation of the planetary gear body and transmit rotation to the output shaft, whereas when the output shaft side is driven to rotate, the planetary gear body is allowed to rotate and is made to idle, It blocks the transmission of rotation to the input shaft. That is, the first invention of the present application is
"A non-rotatable housing and an input shaft and an output shaft rotatable around a common central axis in the housing, and forward and reverse rotation from the input shaft is transmitted to the output shaft The transmission of rotation from the output shaft to the input shaft is a free type two-way clutch in which the output shaft is disengaged and disconnected.
A sun gear is fixed to the output shaft, and a planetary gear body having a planetary gear meshing with the sun gear is rotatably supported inside the housing, and the planetary gear body is rotatably supported around the common central axis. A rotatable carrier, and a spring for applying a predetermined frictional force between the output shaft and the carrier;
The planetary gear body is provided with a projecting portion that protrudes in the axial direction and has a circular cross-sectional shape, and the input shaft is provided with a space portion into which the protruding portion is inserted, in the space portion The radially outer edge includes one side extending obliquely inward in the radial direction toward one side in the circumferential direction and the other side extending inward in the radial direction toward the other side in the circumferential direction ,
When the input shaft is driven to rotate, biting occurs between the outer edge of the space and the projection, rotation of the planetary gear is prevented, and the sun gear is the planetary gear and the planetary gear. While rotating integrally with the carrier, when the output shaft is driven and rotated, rotation of the planetary gear body is permitted, and transmission of rotation to the input shaft is blocked. "
It is a free type two-way clutch characterized by

前記外側縁の前記片側部分と前記他側部分とは、両者の中間を通って径方向に延びる直線に対して線対称であるのがよい Wherein the outer edge the side portion and the other side portion of the may be between line symmetrical with respect to a straight line extending through both of the intermediate in the radial direction.

本願の第二発明は、
「回転不能のハウジングと、前記ハウジング内で共通の中心軸の周りに回転可能な入力軸及び出力軸とを備え、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ともに、前記出力軸から前記入力軸への回転の伝達は、前記出力軸が空転して遮断されるフリータイプ双方向クラッチであって、
前記出力軸には太陽歯車が固着され、前記ハウジングの内部には、前記太陽歯車と噛み合う遊星歯車を有する複数の遊星歯車体と、前記遊星歯車体を回転可能に軸支し前記共通の中心軸の周りに回転可能なキャリアと、前記出力軸と前記キャリアとの間に所定の摩擦力を付与するばねとが配置され、
前記遊星歯車体には、軸方向に突出し且つ断面形状が円形である突出部が設けられるとともに、前記入力軸には、前記遊星歯車体の突出部がそれぞれ挿入される対をなす空間部が設けられ、前記対をなす空間部の各々は周方向に相互に隣接して配置され、前記対をなす空間部の一方の外側縁は周方向片側に向けて径方向内側に傾斜して延び、他方の外側縁は周方向他側に向けて径方向内側に傾斜して延びており、
前記入力軸が駆動回転したときは、前記対をなす空間部の一方において、前記外側縁と前記突出部との間で食い付きを生じ、前記遊星歯車体の自転が阻止されて、前記太陽歯車が前記遊星歯車体と一体的に回転する一方、前記出力軸が駆動回転したときは、前記遊星歯車体の自転が許容されて、前記入力軸への回転の伝達が遮断される」
ことを特徴とするフリータイプ双方向クラッチである。
The second invention of the present application is
"A non-rotatable housing and an input shaft and an output shaft rotatable around a common central axis in the housing, and forward and reverse rotation from the input shaft is transmitted to the output shaft The transmission of rotation from the output shaft to the input shaft is a free type two-way clutch in which the output shaft is disengaged and disconnected.
A sun gear is fixed to the output shaft, and a plurality of planet gear bodies having planet gears meshing with the sun gear are rotatably supported inside the housing, and the planet gear bodies are rotatably supported and the common central axis A carrier rotatable around the first and second springs, and a spring for applying a predetermined frictional force between the output shaft and the carrier;
The planetary gear body is provided with a projecting portion projecting in the axial direction and having a circular cross-sectional shape, and the input shaft is provided with a pair of space portions into which the projecting portions of the planetary gear body are respectively inserted. And each of the pair of space portions is disposed circumferentially adjacent to each other, and one outer edge of the pair of space portions extends radially inward toward one circumferential side, and The outer edge of the rim extends radially inward toward the other side in the circumferential direction,
When the input shaft is driven to rotate, biting is caused between the outer edge and the projecting portion in one of the pair of space portions, rotation of the planetary gear is prevented, and the sun gear is rotated. Is integrally rotated with the planetary gear body, and when the output shaft is driven and rotated, rotation of the planetary gear body is permitted, and transmission of rotation to the input shaft is interrupted. "
It is a free type two-way clutch characterized by

前記対をなす空間部の各々の外側縁は共に直線状であり、前記対をなす空間部の各々の外側縁は、両者の中間を通って径方向に延びる直線に対して線対称であるのがよい The outer edges of each of the pair of spaces are both straight, and the outer edge of each of the pair of spaces is axisymmetrical to a straight line extending radially between the two Is good .

上記した本願の第一の発明及び第二の発明においては、以下のような実施形態であるのが好ましい。即ち、
前記ばねは波ばねであること。
前記入力軸及び出力軸には、前記共通の中心軸と同軸上において、相互に回転自在に嵌り合う凹部と凸部とが各々形成されていること。
出力軸とハウジングとの間には摩擦力を低減させる転動体が配置されていること。
前記キャリアには、前記遊星歯車体を挟んで対向する位置に、キャリア補助板が一体的に結合されていること。
In the first and second inventions of the present application described above, the following embodiments are preferable. That is,
The spring is a wave spring.
The input shaft and the output shaft are respectively formed with a concave portion and a convex portion rotatably fitted with each other coaxially with the common central axis.
A rolling element is provided between the output shaft and the housing to reduce the frictional force.
A carrier auxiliary plate is integrally coupled to the carrier at a position opposite to each other with the planetary gear interposed therebetween.

本願の第一の発明のフリータイプ双方向クラッチでは、固定のハウジング内に、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設置し、出力軸には太陽歯車を設ける。ハウジングの内部には更に、太陽歯車と噛み合う遊星歯車を形成した遊星歯車体と、この遊星歯車体を回転可能に軸支すると共に自身も上記共通の回転軸を中心として回転可能なキャリアを配置する。遊星歯車体には、軸方向に突出し且つ断面形状が円形である突出部を設ける。入力軸には、突出部が挿入される空間部が設けられており、空間部における径方向の外側縁は、周方向片側に向かって半径方向内側に傾斜して延びる片側部分と、周方向他側に向かって半径方向内側に傾斜して延びる他側部分とを含んでいる。そして、出力軸とキャリアとの間には所定の摩擦力を付与するばねを配置する。 In the free type two-way clutch of the first invention of the present application, an input shaft and an output shaft rotatable about a common rotation axis are provided in a fixed housing, and a sun gear is provided on the output shaft. Inside the housing, there are further provided a planetary gear body formed with a planetary gear meshing with a sun gear, and a carrier which rotatably supports the planetary gear body and which itself is also rotatable around the common rotation axis. . The planetary gear body is provided with a projecting portion which protrudes in the axial direction and whose cross-sectional shape is circular. The input shaft is provided with a space into which the protrusion is inserted, and the outer edge in the radial direction in the space is one side portion extending inward in the radial direction toward one side in the circumferential direction, and the other And the other side portion extending radially inward toward the side. Then, a spring for providing a predetermined frictional force is disposed between the output shaft and the carrier.

入力軸が駆動回転したときは、後に図2を参照して詳述するとおり、入力軸に設けられた空間部の外側縁が周方向両側に向け径方向内側に傾斜して延びているため、空間部の外側縁と突出部との間で食い付きを生じ、遊星歯車体の自転が阻止される。そのため、入力軸と遊星歯車体とが一体化され、ロックするとともに、太陽歯車を有する出力軸も、遊星歯車体の遊星歯車との噛み合いにより入力軸にロックされる。結局、入力軸は遊星歯車体を介して出力軸と一体化され、入力軸の正・逆方向の回転が出力軸にそのまま伝達されて、出力軸が入力軸と同一回転数で同一方向に回転する。 When the input shaft is driven and rotated, the outer edge of the space provided on the input shaft extends radially inward toward the circumferential direction as described in detail with reference to FIG. A bite occurs between the outer edge of the space and the projection and rotation of the planetary gear is prevented. Therefore, the input shaft and the planetary gear unit are integrated and locked, and the output shaft having the sun gear is also locked to the input shaft by meshing with the planetary gear of the planetary gear unit. As a result, the input shaft is integrated with the output shaft through the planetary gear body, and the positive and reverse rotations of the input shaft are directly transmitted to the output shaft, and the output shaft rotates in the same direction at the same rotation speed as the input shaft. Do.

出力軸が駆動回転したときは、太陽歯車と噛み合う遊星歯車を有する遊星歯車体は自転する。このとき、入力軸の回転が停止した位置においては、空間部の外側縁と遊星歯車体の突出部との間で食い付きを生じていることから、以下のとおりの作用効果を奏することとなる。 When the output shaft is driven to rotate, the planetary gear having a planetary gear meshing with the sun gear rotates. At this time, at the position where the rotation of the input shaft is stopped, biting is caused between the outer edge of the space portion and the projecting portion of the planetary gear body, so that the following effects can be obtained. .

即ち、出力軸の駆動回転方向が、入力軸が停止する以前に回転していたのと同一方向である場合には、後に図3を参照して詳述するとおり、突出部は、空間部内で出力軸の回転方向とは反対方向に自転しようとする。かかる突出部の自転の方向は、上記食い付きを生じている部位における突出部の接線方向成分を一辺とする仮想楔空間内において、幅の広い側から狭い側へ回転しようとするものであり、これは上記食い付きを生じる方向である。一方、出力軸とキャリアとの間には所定の摩擦力を付与するばねが配置されており、出力軸が上記のとおりに回転すると、突出部は、上記摩擦力に起因して、出力軸の回転方向と同一方向に僅かに移動する。かかる突出部の移動方向は、空間部内においてその外側縁から離隔する方向、つまり上記食い付きが解除される方向である。このことから、突出部は、空間部の外側縁に対して食い付きを生じる方向に自転するのと同時に、かかる食い付きが解除される方向へ全体的に僅かに移動するため、結果として、空間部内で何らの食い付きを生じることなく自転することが可能となる。 That is, if the drive rotation direction of the output shaft is the same direction as it had been rotating before the input shaft stopped, the protrusion will be in the space, as will be described in detail with reference to FIG. It tries to rotate in the direction opposite to the rotation direction of the output shaft. The direction of rotation of the protrusion is to rotate from the wide side to the narrow side in a virtual weir space whose one side is the tangential direction component of the protrusion at the part where the biting occurs. This is the direction in which the above biting occurs. On the other hand, a spring for applying a predetermined frictional force is disposed between the output shaft and the carrier, and when the output shaft is rotated as described above, the projecting portion is made of the output shaft due to the frictional force. Move slightly in the same direction as the rotation direction. The direction of movement of the projection is a direction away from the outer edge in the space, that is, a direction in which the biting is released. Therefore, the protrusions, at the same time as the rotation in the direction causing biting to the outer edge of the space, in order to wholly move slightly in a direction with such bite is released, as a result, the space It is possible to rotate without causing any bite in the part .

一方、出力軸の駆動回転方向が、入力軸が停止する以前に回転していたのと逆方向である場合には、後に図4を参照して詳述するとおり、突出部は、ばねによる上記摩擦力によって、出力軸の回転方向と同一方向に僅かに移動する。かかる突出部の移動方向は、空間部内においてその外側縁に接近する方向、つまり上記食い付きを生じる方向である。一方、突出部は、空間部内で出力軸の回転方向とは反対方向に自転しようとする。かかる突出部の自転の方向は、上述した仮想楔空間内において、幅の狭い側から広い側へ回転しようとするものであり、これは上記食い付きを解除する方向である。このことから、突出部は、空間部の外側縁に対して食い付きを生じる方向へ全体的に僅かに移動するのと同時に、かかる食い付きが解除される方向に自転するため、結果として、空間部内で何らの食い付きを生じることなく自転することが可能となる。 On the other hand, if the drive rotational direction of the output shaft is the reverse of the direction in which the input shaft was rotating before stopping, as described later in detail with reference to FIG. The friction force causes a slight movement in the same direction as the rotation direction of the output shaft. The movement direction of such a protrusion is a direction approaching the outer edge in the space, that is, a direction in which the above-mentioned biting occurs. On the other hand, the projecting portion tries to rotate in the space portion in the direction opposite to the rotation direction of the output shaft. The direction of rotation of the protrusion is intended to rotate from the narrow side to the wide side in the virtual weir space described above, which is the direction to release the biting . Therefore, the protrusions, at the same time as the overall slightly moves in the direction resulting in biting to the outer edge of the space, to rotate in a direction with such bite is released, as a result, the space It is possible to rotate without causing any bite in the part .

このように、本発明のフリータイプ双方向クラッチでは、入力軸が停止した位置を保持したまま、出力軸を双方向に空転させることができる。この際には、図9に示す従来のフリータイプ双方向クラッチよりも小型化することができると共に部品点数も少なくすることができ、これにより製造及び組み立て作業を容易に行うことが可能となる。   As described above, in the free type two-way clutch according to the present invention, the output shaft can be idled in both directions while maintaining the position at which the input shaft is stopped. In this case, the size can be reduced and the number of parts can be reduced as compared with the conventional free type two-way clutch shown in FIG. 9, whereby manufacturing and assembly operations can be easily performed.

本願の第二発明のフリータイプ双方向クラッチにあっては、上述した第一発明における空間部を、周方向片側に向けて径方向内側に傾斜して延びる空間部と、周方向他側に向けて径方向内側に傾斜して延びる空間部とからなる対をなす空間部に置き換え、対をなす空間部の各々に突出部が挿入されるようにしたものであり、従って、本願の第二発明は本願の第一発明と同一の作用効果を奏する。   In the free type two-way clutch of the second invention of the present application, the space portion in the first invention mentioned above is directed to the space portion extending inward in the radial direction toward one circumferential direction and the other side in the circumferential direction And the projecting portion is inserted into each of the pair of space portions, and therefore, the second invention of the present application. Has the same effects as the first invention of the present application.

本願の第一発明のフリータイプ双方向クラッチの実施例を示す構造図である。FIG. 1 is a structural view showing an embodiment of a free type two-way clutch of the first invention of the present application. 図1に示すフリータイプ双方向クラッチの入力軸回転時の作動を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement at the time of the input shaft rotation of the free type two-way clutch shown in FIG. 図1に示すフリータイプ双方向クラッチの出力軸正回転時の作動を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement at the time of the output-shaft positive rotation of the free type two-way clutch shown in FIG. 図1に示すフリータイプ双方向クラッチの出力軸逆回転時の作動を示す図である。It is a figure which shows the operation | movement at the time of the output shaft reverse rotation of the free type two-way clutch shown in FIG. 図1に示すフリータイプ双方向クラッチの構成部品の単体図を示す図である。It is a figure which shows the single-piece figure of the component of the free type two-way clutch shown in FIG. 図1に示すフリータイプ双方向クラッチの構成部品の単体図を示す図である。It is a figure which shows the single-piece figure of the component of the free type two-way clutch shown in FIG. 本願の第一発明のフリータイプ双方向クラッチの変形例を示す構造図である。FIG. 6 is a structural view showing a modification of the free type two-way clutch of the first invention of the present application. 本願の第二発明のフリータイプ双方向クラッチの実施例を示す構造図である。It is a structural diagram which shows the Example of the free type two-way clutch of 2nd invention of this application. 従来のフリータイプ双方向クラッチの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional free type two-way clutch.

以下、図面に基づいて本発明のフリータイプ双方向クラッチについて説明する。図1には、本願の第一発明のフリータイプ双方向クラッチの実施例の全体構造を示し、その作動の説明図を図2乃至図4に示す。また、図5及び図6は本願の第一発明のフリータイプ双方向クラッチの主要構成部品を単体の状態で示すものである。   Hereinafter, the free type two-way clutch of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 shows the entire structure of the embodiment of the free type two-way clutch according to the first invention of the present application, and the operation thereof is shown in FIGS. 2 to 4. 5 and 6 show the main components of the free type two-way clutch of the first invention of the present application in a single state.

図1に示すフリータイプ双方向クラッチは、固定された断面円形のハウジング1と、このハウジング1内で共通の回転軸(中心軸)oの周りに回転可能な入力軸2及び出力軸3とを備えている。
図1と共に図5を参照して説明すると、ハウジング1は、円周壁部11と円環状の端板部12からなるカップ状部材であって、その中心軸は入力軸2及び出力軸3の回転軸oと同一である。円周壁部11の外周面には、半径方向外方に突出する耳部13が周方向に等角度間隔を置いて3個設けられており、耳部13には軸方向に延びる貫通孔14が形成されている。一方、円周壁部11の開口側端面には、内部を閉鎖する円板状のシールド体15が配置され、シールド体15はボルトのような適宜の固定具で円周壁部11に固定される。
The free type two-way clutch shown in FIG. 1 comprises a housing 1 fixed in a circular cross section, and an input shaft 2 and an output shaft 3 rotatable around a common rotation axis (central axis) o within the housing 1 Have.
Referring to FIG. 5 in conjunction with FIG. 1, the housing 1 is a cup-shaped member comprising a circumferential wall 11 and an annular end plate 12, the central axes of which are the rotation of the input shaft 2 and the output shaft 3. It is identical to the axis o. Three radially outwardly projecting ears 13 are provided on the outer peripheral surface of the circumferential wall 11 at equal angular intervals in the circumferential direction, and the axially extending through holes 14 are formed in the ears 13. It is formed. On the other hand, a disk-like shield body 15 for closing the inside is disposed on the opening side end face of the circumferential wall portion 11, and the shield body 15 is fixed to the circumferential wall portion 11 by a suitable fixing tool such as a bolt.

図1と共に図6を参照して説明すると、入力軸2は、円板形状の入力フランジ部21と、入力フランジ部21の片端面の中央に固着され且つ比較的大径である円柱形状の入力軸部22と、入力フランジ部21の他端面の中央に固着され且つ比較的小径である円柱形状の凸部23とを備えている。入力フランジ部21の外周縁部には、周方向に等角度間隔を置いて複数個、図示の実施例においては4個、の空間部24が設けられている。空間部24における径方向の外側縁25は、周方向片側に向かって半径方向内側に傾斜して延びる片側部分25aと、周方向他側に向かって半径方向内側に傾斜して延びる他側部分25bとを含んでいる。図示の実施例においては、片側部分25a及び他側部分25bは共に直線状であって、両者の中間を通って径方向に延びる直線に対して線対称であり、片側部分25aと他側部分25bとは直線状の接続部分25cによって接続されている。外側縁25の周方向両側端は径方向内側に向かって凸な円弧形状の内側縁26によって相互に接続されている。 Referring to FIG. 6 together with FIG. 1, the input shaft 2 is a cylindrical input fixed to the center of one end face of the disk-shaped input flange portion 21 and the input flange portion 21 and having a relatively large diameter. A shaft portion 22 and a cylindrical convex portion 23 fixed to the center of the other end surface of the input flange portion 21 and having a relatively small diameter are provided. In the outer peripheral edge portion of the input flange portion 21, a plurality of space portions 24, four in the illustrated embodiment, are provided at equal angular intervals in the circumferential direction. The radially outer edge 25 of the space portion 24 has a one-side portion 25 a that extends inclining radially inward toward one circumferential direction and an other-side portion 25 b that extends radially inward toward the other circumferential side. And contains. In the illustrated embodiment, the one side portion 25a and the other side portion 25b are both linear and symmetrical with respect to a straight line extending radially between the two, and the one side portion 25a and the other side portion 25b. Are connected by a linear connection portion 25c. The circumferential side ends of the outer edge 25 are mutually connected by the radially inward convex inner surface 26 of a circular arc shape.

図1と共に図5を参照して説明すると、出力軸3は、円板形状の出力フランジ部31と、出力フランジ部31の片端面の中央に固着された太陽歯車32と、出力フランジ部31の他端面の中央に固着された円柱形状の出力軸部33とを備えている。出力フランジ部31の片側面(太陽歯車32が固着された側の面)の外周縁部には円環形状の切欠き34が形成されている。太陽歯車32の中心には断面円形の凹部35が形成されている。凹部35には、後述するとおり、入力軸2の凸部23が共通の中心軸oと同軸上において相互に回転自在に嵌り合い、これにより入力軸2と出力軸3が回転する際の芯ぶれが防止される。   Referring to FIG. 5 with reference to FIG. 1, the output shaft 3 includes a disc-shaped output flange portion 31, a sun gear 32 fixed to the center of one end face of the output flange portion 31, and the output flange portion 31. And a cylindrical output shaft portion 33 fixed to the center of the other end surface. A ring-shaped notch 34 is formed on the outer peripheral edge of one side surface of the output flange portion 31 (the surface on which the sun gear 32 is fixed). At the center of the sun gear 32, a recess 35 having a circular cross section is formed. As will be described later, the convex portion 23 of the input shaft 2 is rotatably fitted to the concave portion 35 so as to be rotatable relative to the common central axis o, thereby causing misalignment when the input shaft 2 and the output shaft 3 rotate. Is prevented.

図1と共に図6を参照して説明を続けると、ハウジング1の内部には、図1の中央の縦断面図に示すとおり、出力軸3の太陽歯車32と噛み合う遊星歯車41を有する遊星歯車体4が配置されている。遊星歯車体4は周方向に等角度間隔を置いて複数個、図示の実施例においては4個、設けられている。遊星歯車体4には、軸方向に突出し且つ断面形状が円形である突出部42が固着されており、突出部42及び遊星歯車41の中心軸は同一である。図示の実施例においては、遊星歯車体4の中心には軸方向全体に渡って延在する軸孔43が形成されており、これにより突出部42は円筒形状をなしている。   Continuing with reference to FIG. 6 together with FIG. 1, a planetary gear body having a planetary gear 41 meshing with the sun gear 32 of the output shaft 3 inside the housing 1 as shown in the central longitudinal sectional view of FIG. Four are arranged. A plurality of planetary gear bodies 4 are provided at equal angular intervals in the circumferential direction, four in the illustrated embodiment. A projecting portion 42 that protrudes in the axial direction and has a circular cross-sectional shape is fixed to the planetary gear 4, and central axes of the projecting portion 42 and the planetary gear 41 are the same. In the illustrated embodiment, an axial hole 43 is formed at the center of the planetary gear 4 so as to extend in the entire axial direction, whereby the projection 42 has a cylindrical shape.

ハウジング1の内部には更に、遊星歯車体4を回転可能に軸支し共通の中心軸oの周りに回転可能なキャリア5が配置されている。キャリア5は、円環形状の基板部51と、基板部51の外周縁部において軸方向に延びる円筒壁52と、基板部51の径方向略中間位置において軸方向に延びる断面円形のキャリア軸53とを備えている。円筒壁52の軸方向延出端部には、周方向に等角度間隔を置いて4個の矩形形状の切欠き54が形成されている。キャリア軸53は周方向に等角度間隔を置いて複数個、図示の実施例においては4個、設けられており、夫々の延出端は円筒壁52の延出端(切欠き54が形成されていない部位)と軸方向において合致する。そして、キャリア5には、円環形状のキャリア補助板55が一体的に結合される。キャリア5にキャリア補助板55が一体的に結合されることで、後述するとおり、遊星歯車体4が軸方向において基板部51とキャリア補助板55との間で挟まれ、これにより遊星歯車体4の軸方向の移動が規制され、遊星歯車体4は安定してキャリア軸53の周りを自転することが可能となる。キャリア補助板55には、キャリア軸53及び切欠き54と嵌り合う爪56及び穴57が形成されている。   Further, inside the housing 1, a carrier 5 rotatably supporting a planetary gear 4 and rotatable around a common central axis o is disposed. The carrier 5 has an annular substrate portion 51, a cylindrical wall 52 extending in the axial direction at the outer peripheral edge of the substrate portion 51, and a carrier shaft 53 having a circular cross section extending in the axial direction at a substantially intermediate position in the radial direction of the substrate portion 51 And have. At the axially extending end of the cylindrical wall 52, four rectangular notches 54 are formed at equal angular intervals in the circumferential direction. A plurality of carrier shafts 53 are provided at equal angular intervals in the circumferential direction, four in the illustrated embodiment, and the extension ends of the cylindrical walls 52 are formed with notches 54 (notches 54 are formed). In the axial direction. An annular carrier auxiliary plate 55 is integrally coupled to the carrier 5. By integrally coupling the carrier auxiliary plate 55 to the carrier 5, as described later, the planetary gear body 4 is sandwiched between the substrate portion 51 and the carrier auxiliary plate 55 in the axial direction. The axial movement of the planetary gear 4 is restricted, and the planetary gear 4 can stably rotate around the carrier shaft 53. The carrier auxiliary plate 55 is formed with a claw 56 and a hole 57 that fit the carrier shaft 53 and the notch 54.

図1に示すフリータイプ双方向クラッチは、以下のようにして組み合わされる。
まず、ハウジング1の端板部12に出力軸3の出力軸部33を挿通して、ハウジング1の内部に出力軸3を配置する。次いで、キャリア5の中央に位置する開口が出力軸3の太陽歯車32を囲むようにして、ハウジング1の内部にキャリア5を配置する。この際には、ハウジング1の内部にキャリア5を配置するのに先立って、出力軸3とキャリア5との間に所定の摩擦力を付与するばね6を出力軸3の切欠き34に配置しておく。ばね6は波ばねであるのが好ましい。ね6によって、出力フランジ部31と基板部51との間に所定の摩擦力が付与される。次いで、遊星歯車体4の遊星歯車41と出力軸3の太陽歯車32とを噛み合わせると共に、キャリア5のキャリア軸53に遊星歯車体4の軸孔43を挿通し、遊星歯車体4の各々をキャリア5のキャリア軸53に軸支させる。その後に、入力軸2の空間部24にキャリア軸53と共に突出部42が挿入されるようにして、ハウジング1の内部に入力軸2を配置する。このとき、突出部42は、空間部24において外側縁25、即ち片側直線部分25a及び他側直線部分25b並びに接続部分25cの夫々、と近接乃至当接するのがよく、内側縁26とは離隔する。その後に、遊星歯車体4を挟んで対向する位置において、キャリア補助板55をキャリア5と一体的に結合させ、シールド体15によりハウジング1の内部を閉鎖する。
The free type two-way clutch shown in FIG. 1 is combined as follows.
First, the output shaft portion 33 of the output shaft 3 is inserted into the end plate portion 12 of the housing 1, and the output shaft 3 is disposed inside the housing 1. Then, the carrier 5 is disposed inside the housing 1 such that the opening located at the center of the carrier 5 surrounds the sun gear 32 of the output shaft 3. At this time, prior to placing the carrier 5 inside the housing 1, a spring 6 for applying a predetermined frictional force between the output shaft 3 and the carrier 5 is placed in the notch 34 of the output shaft 3. Keep it. The spring 6 is preferably a wave spring. By ne 6 words, a predetermined frictional force is applied between the output flange 31 and the substrate portion 51. Next, the planetary gear 41 of the planetary gear 4 and the sun gear 32 of the output shaft 3 are engaged, and the shaft hole 43 of the planetary gear 4 is inserted through the carrier shaft 53 of the carrier 5. The carrier shaft 53 of the carrier 5 is pivotally supported. After that, the input shaft 2 is disposed inside the housing 1 so that the protrusion 42 is inserted into the space 24 of the input shaft 2 together with the carrier shaft 53. At this time, the projecting portion 42 has an outer edge 25 in the space portion 24, i.e. one side straight portion 25a and the other side straight portion 25b and the connecting portion 25c, respectively, and the proximity to good to abut, spaced from the inner edge 26 Do. Thereafter, the carrier auxiliary plate 55 is integrally coupled to the carrier 5 at a position facing the planet gear body 4 and the inside of the housing 1 is closed by the shield body 15.

続いて、図1に示すフリータイプ双方向クラッチの作動について、図2乃至図4を参照して説明する。
図2における各矢印に示すように、入力軸2が、駆動源のモーターにより時計方向(中央縦断面図の右方から見て)に回転すると、入力軸2の入力フランジ部21に形成された空間部24が時計方向に移動する。このとき、空間部24の外側縁25、更に詳しくは片側直線部分25a、と突出部42との間で食い付きを生じ、遊星歯車体4の自転が阻止される。この状態から入力軸2を更に回転すると、自転が阻止された遊星歯車体4及びこれを支持するキャリア5と共に、遊星歯車体4の遊星歯車41と噛み合う太陽歯車32が入力フランジ部21と一体となって回転する。つまり、出力軸3は入力軸2と一体となって回転する。このとき、本実施例においては、空間部24において、突出部42は外側縁25と近接乃至当接していることから、空間部24が僅かに移動しただけで上記食い付きを生じ、入力軸2から出力軸3への回転の遅れ、所謂バックラッシが生じることはない。入力軸2が反時計方向に回転した場合には、空間部24の他側直線部分25bと突出部42との間で食い付きを生じることを除いては、入力軸2が時計方向に回転した場合と同じであるため、詳細な説明は省略する。
Subsequently, the operation of the free type two-way clutch shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 to 4.
As shown by the arrows in FIG. 2, when the input shaft 2 is rotated clockwise (as viewed from the right of the central longitudinal sectional view) by the motor of the drive source, it is formed on the input flange portion 21 of the input shaft 2 The space 24 moves clockwise. At this time, biting occurs between the outer edge 25 of the space 24, more specifically the one-side straight portion 25a, and the protrusion 42, and rotation of the planetary gear 4 is prevented. When the input shaft 2 is further rotated from this state, the sun gear 32 meshing with the planetary gear 41 of the planetary gear 4 is integrated with the input flange portion 21 together with the planetary gear 4 and the carrier 5 supporting the same. And rotate. That is, the output shaft 3 rotates integrally with the input shaft 2. At this time, in the present embodiment, in the space portion 24, since the protruding portion 42 is close to or in contact with the outer edge 25, cause with the eating only space 24 is slightly moved, the input shaft Delay of rotation from 2 to the output shaft 3, so-called backlash does not occur. When the input shaft 2 is rotated in the counterclockwise direction, the input shaft 2 is rotated in the clockwise direction except that the other linear portion 25 b of the space 24 and the protrusion 42 cause bite . Since this is the same as the case, detailed description will be omitted.

これに対して、図3に示すように、入力軸2の時計方向の回転が停止して、空間部24の外側縁25の片側直線部分25aと突出部42との間で食い付きが生じている状態で、出力軸3が矢印のとおり時計方向(中央縦断面図の右方向から見て)に回転した場合には、出力軸3の太陽歯車32が、これと噛み合う遊星歯車41を反時計方向に自転させようとし、これにより、突出部42も空間部24内で反時計方向に自転しようとする。しかしながら、かかる突出部42の自転の方向は、上記食い付きを生じている部位における突出部42の接線方向成分、即ち空間部24を構成する外側縁25の片側直線部分25aを含む成分を一辺とする仮想楔空間W(この外縁の一部を図3のC部拡大図の二点鎖線で示す)内において、幅の広い側から狭い側へ回転しようとするものであり、これは上記食い付きを生じる方向である。一方、出力軸3とキャリア5との間には所定の摩擦力を付与するばね6が配置されており、出力軸3が上記のとおりに回転すると、上記摩擦力によって出力軸3の回転の一部がキャリア5に伝達され、キャリア5と共にこれに軸支された遊星歯車体4も小矢印のように時計方向に僅かに移動する。これにより、遊星歯車体4に設けられた突出部42も時計方向に僅かに移動することとなる。かかる突出部42の移動方向は、空間部24内において片側直線部分25aから離隔する方向、つまり上記食い付きが解除される方向である。このことから、突出部42は、空間部24の外側縁25の片側直線部分25aとの間で食い付きを生じる方向に自転するのと同時に、かかる食い付きが解除される方向へ全体的に移動されるため、結果として、空間部24内で何らの食い付きを生じることなく自転することが可能となる。従って、出力軸3が時計方向に回転しても、遊星歯車体4が自転して空転するだけであり、動力伝達は遮断される。 On the other hand, as shown in FIG. 3, the clockwise rotation of the input shaft 2 is stopped, and biting occurs between the one-side straight portion 25a of the outer edge 25 of the space 24 and the protrusion 42. When the output shaft 3 is rotated clockwise (as viewed from the right in the central longitudinal sectional view) as indicated by the arrow, the sun gear 32 of the output shaft 3 counterclockwise rotates the planetary gear 41 meshing therewith. It tries to rotate in the direction, so that the projection 42 also tries to rotate counterclockwise in the space 24. However, the direction of rotation of the projection 42 is a tangential component of the projection 42 at the part where the biting occurs, that is, a component including the one-side straight portion 25 a of the outer edge 25 constituting the space 24. to in the virtual wedge space W (showing a part of the outer edge by a two-dot chain line C part enlarged view of FIG. 3), which attempts to rotate the wide side of the narrow side, which is with the eating Is the direction in which On the other hand, a spring 6 for applying a predetermined frictional force is disposed between the output shaft 3 and the carrier 5, and when the output shaft 3 is rotated as described above, one of the rotations of the output shaft 3 is caused by the frictional force. The part is transmitted to the carrier 5, and the planet gear 4 supported on the carrier 5 along with the carrier 5 is also slightly moved clockwise as indicated by the small arrow. As a result, the protrusion 42 provided on the planetary gear 4 also slightly moves in the clockwise direction. The movement direction of the projection 42 is a direction away from the one-side straight portion 25 a in the space 24, that is, a direction in which the biting is released. From this, the protrusion 42 moves in the direction in which the biting is released simultaneously with the rotation in the direction in which the biting occurs with the one-side straight portion 25 a of the outer edge 25 of the space 24. As a result, the space portion 24 can be rotated without any bite . Therefore, even if the output shaft 3 rotates in the clockwise direction, the planetary gear 4 rotates only to idle, and power transmission is interrupted.

一方、図4に示すように、入力軸2の時計方向の回転が停止して、空間部24の外側縁25の片側直線部分25aと突出部42との間で食い付きが生じている状態で、出力軸3が矢印のとおり反時計方向(中央縦断面図の右方向から見て)に回転した場合には、キャリア5及びこれに軸支された遊星歯車体4は、ばね6による上記摩擦力によって小矢印のように反時計方向に僅かに移動する。これにより、遊星歯車体4に設けられた突出部42も反時計方向に僅かに移動することとなる。かかる突出部42の移動方向は、空間部24内において片側直線部分25aに接近する方向、つまり上記食い付きが生じる方向である。一方、出力軸3の太陽歯車32は、これと噛み合う遊星歯車41を時計方向に自転させようとし、これにより、突出部42も空間部24内で時計方向に自転しようとする。かかる突出部42の自転の方向は、上述した仮想楔空間W内において、幅の狭い側から広い側へ回転しようとするものであり、これは上記食い付きを解除する方向である。このことから、突出部42は、空間部24の外側縁25の片側直線部分25aとの間で食い付きを生じる方向へ全体的に移動されるのと同時に、かかる食い付きが解除される方向へ自転するため、結果として、空間部24内で何らの食い付きを生じることなく自転することが可能となる。従って、出力軸3が反時計方向に回転しても、遊星歯車体4が自転して空転するだけであり、動力伝達は遮断される。 On the other hand, as shown in FIG. 4, the clockwise rotation of the input shaft 2 is stopped, and biting is occurring between the one-side straight portion 25 a of the outer edge 25 of the space 24 and the protrusion 42. When the output shaft 3 is rotated in the counterclockwise direction (as viewed from the right in the central longitudinal cross-sectional view) as indicated by the arrow, the carrier 5 and the planetary gear 4 axially supported by the carrier have the above-mentioned friction due to the spring 6 The force moves slightly counterclockwise as a small arrow. As a result, the protrusion 42 provided on the planetary gear 4 also slightly moves in the counterclockwise direction. The movement direction of the projection 42 is a direction in which the one-side straight portion 25 a approaches the space 24, that is, a direction in which the above-mentioned biting occurs. On the other hand, the sun gear 32 of the output shaft 3 tries to rotate the planetary gear 41 meshing with it in the clockwise direction, whereby the projection 42 also tries to rotate in the space 24 in the clockwise direction. The direction of rotation of the protrusion 42 is intended to rotate from the narrow side to the wide side in the virtual weir space W described above, which is the direction to release the biting . From this, the protrusion 42 is generally moved in the direction in which it bites with the one-side straight portion 25a of the outer edge 25 of the space 24, and at the same time in the direction in which the biting is released. As it rotates, as a result, it becomes possible to rotate without causing any bite in the space 24. Therefore, even if the output shaft 3 rotates in the counterclockwise direction, the planetary gear 4 rotates only to idle, and power transmission is interrupted.

このように、本発明のフリータイプ双方向クラッチでは、出力軸3がどちらの方向に回転した場合でも、入力軸2の時計方向の回転が停止した状態の停止位置を保持したまま、遊星歯車体4を自転(空転)させて、入力軸2への回転伝達を遮断することができる。入力軸2の空間部24は、線対称形状であるので、入力軸2の反時計方向の回転が停止したときも、同様な作動で出力軸3から入力軸2への回転伝達を遮断することができるのは明らかである。   As described above, in the free type two-way clutch of the present invention, the planetary gear body is maintained while the stop position in the state where the clockwise rotation of the input shaft 2 is stopped is maintained even when the output shaft 3 rotates in either direction. The rotation transmission to the input shaft 2 can be cut off by rotating 4 (slip). Since the space portion 24 of the input shaft 2 has a line-symmetrical shape, the rotation transmission from the output shaft 3 to the input shaft 2 is interrupted in the same operation even when the counterclockwise rotation of the input shaft 2 is stopped. It is obvious that

図7に示す本願の第一の発明の変形例では、出力軸3とハウジング1との間に、摩擦力を低減させる転動体7が配置されている。本実施例においては、転動体7は、ハウジング1における端板部12の中央に設けられた凹所に配置されており、端板部12と出力フランジ部31との間の摩擦力が低減されている。転動体7を配置することで、出力軸3とキャリア5との間の摩擦力が、出力軸3とハウジング1との間の摩擦力よりも十分大きくなり支配的となる。これにより、入力軸2が停止した状態で出力軸3が回転した際に、その回転の一部がハウジング1ではなくキャリア5に確実に伝達されるようになる。   In the modification of the first invention of the present application shown in FIG. 7, the rolling element 7 for reducing the frictional force is disposed between the output shaft 3 and the housing 1. In the present embodiment, the rolling element 7 is disposed in a recess provided at the center of the end plate 12 in the housing 1 to reduce the frictional force between the end plate 12 and the output flange 31. ing. By disposing the rolling element 7, the frictional force between the output shaft 3 and the carrier 5 is sufficiently larger than the frictional force between the output shaft 3 and the housing 1 and becomes dominant. As a result, when the output shaft 3 rotates with the input shaft 2 stopped, a part of the rotation is reliably transmitted to the carrier 5 instead of the housing 1.

図7に示す実施例においては更に、シールド体15とキャリア補助板55との間にも転動体8が配置され、両者間の摩擦力も低減されている。これにより、軸方向における、ハウジング1と出力軸3(端板部12と出力フランジ部31)との間、出力軸3とキャリア5(出力フランジ部31と基端部51)との間、キャリア5とハウジング1(キャリア補助板55とシールド体15)との間、における夫々の摩擦力においては、出力軸3とキャリア5との間の摩擦力が最も大きく支配的となる。これにより、入力軸2が停止した状態で出力軸3が回転した際には、その回転の一部がキャリア5により一層確実に伝達されるようになる。   Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 7, the rolling elements 8 are disposed also between the shield 15 and the carrier auxiliary plate 55, and the frictional force between them is also reduced. Thereby, between the housing 1 and the output shaft 3 (the end plate 12 and the output flange 31) in the axial direction, between the output shaft 3 and the carrier 5 (the output flange 31 and the base end 51), the carrier The friction between the output shaft 3 and the carrier 5 is most dominant in the friction between the housing 5 (the carrier auxiliary plate 55 and the shield 15). As a result, when the output shaft 3 rotates in a state where the input shaft 2 is stopped, a part of the rotation is more reliably transmitted by the carrier 5.

続いて、図8を参照して、本願の第二の発明について説明する。本願の第二発明のフリータイプ双方向クラッチにおいては、上述した第一発明における空間部を、周方向片側に向けて径方向内側に傾斜して延びる空間部と、周方向他側に向けて径方向内側に傾斜して延びる空間部とからなる対をなす空間部に置き換え、対をなす空間部の各々に突出部が挿入されるようにしたものである。従って、以下においては、本願の第一の発明との差異部分である空間部についてのみ詳細に説明し、同一部分であるその他の構成についての説明は省略する。その際、本願の第一発明にかかるフリータイプ双方向クラッチと同一部分については番号に「´(ダッシュ)」を付して表す。   Subsequently, the second invention of the present application will be described with reference to FIG. In the free type two-way clutch of the second invention of the present application, the space portion in the first invention described above is a space portion that extends inclining radially inward toward one circumferential direction and a diameter toward the other circumferential direction Spaces extending inward in the direction are replaced by pairs of space portions, and projections are inserted into each of the pair of space portions. Therefore, in the following, only the space portion which is a difference portion from the first invention of the present application will be described in detail, and the description of the other configuration which is the same portion will be omitted. At this time, the same parts as those of the free type two-way clutch according to the first invention of the present application will be indicated by adding "'(dash)" to the numbers.

本実施例における入力軸2´に固着された入力フランジ部21´の外周縁部には、対をなす空間部24a´及び24b´が設けられている。図示の実施例においては、対をなす空間部24a´及び24b´は3対設けられ、対をなす空間部の一方24a´と他方24b´とは周方向に等角度間隔を置いて交互に配置されている(つまり、対をなす空間部24a´及び24b´の各々は周方向に相互に隣接して配置されている)。対をなす空間部の一方24a´の外側縁25a´は周方向片側に向けて径方向内側に傾斜して弧状に延び、対をなす空間部の他方24b´の外側縁25b´は周方向他側に向けて径方向に内側に傾斜して弧状に延びており、外側縁25a´と外側縁25b´とは、両者の中間を通って径方向に延びる直線に対して線対称である。対をなす空間部24a´及び24b´の各々は入力フランジ部21´を貫通して形成されている。一方、ハウジング1´の内部には、太陽歯車32´と噛み合う遊星歯車41´を有する遊星歯車体4´が配置されている。遊星歯車体4´の突出部42´は対をなす空間部24a´及び24b´の各々に挿入され、対をなす空間部の一方24a´内においては外側縁25a´と、対をなす空間部の他方24b´内においては外側縁25b´と夫々近接乃至当接する。 Space portions 24a 'and 24b' forming a pair are provided at the outer peripheral edge portion of the input flange portion 21 'fixed to the input shaft 2' in the present embodiment. In the illustrated embodiment, three pairs of space portions 24a 'and 24b' are provided, and one of the pair of space portions 24a 'and the other 24b' are alternately arranged at equal angular intervals in the circumferential direction. (That is, each of the pair of space portions 24a 'and 24b' is disposed adjacent to each other in the circumferential direction) . The outer edge 25a 'of one of the pair of spaces 24a' extends radially inwardly in an arc shape toward one side in the circumferential direction, and the outer edge 25b 'of the other 24b' of the pair is in the circumferential direction and the other Extending radially inwards and arcing in an arc towards the side, the outer edge 25a 'and the outer edge 25b' are line symmetrical with respect to a straight line extending radially between the two . Each of the pair of space portions 24a 'and 24b' is formed through the input flange portion 21 '. On the other hand, inside the housing 1 ', a planetary gear body 4' having a planetary gear 41 'meshing with the sun gear 32' is disposed. The projection 42 'of the planetary gear 4' is inserted into each of the pair of spaces 24a 'and 24b', and within one 24a 'of the pair of spaces, the outer edge 25a' is paired with the outer edge 25a '. In the other 24b ', they approach or abut against the outer edge 25b', respectively.

そして、入力軸2´が時計方向(中央縦断面図の右方から見て)に駆動回転したときは、対をなす空間部の一方24a´において、外側縁25a´と突出部42´との間で食い付きを生じ(このとき、対をなす空間部の他方24b´においては食い付きを生じない)、遊星歯車体4´の自転が阻止され、太陽歯車32´が遊星歯車体4´及びキャリア5´と一体的に回転する。入力軸2´が反時計方向(中央縦断面図の右方から見て)に駆動回転したときは、対をなす空間部の空間部の他方24b´において、外側縁25b´と突出部42´との間で食い付きを生じる(このとき、対をなす空間部の一方24a´においては食い付きを生じない)ことを除いては、入力軸2´が時計方向に回転した場合と同じである。 Then, when the input shaft 2 'is driven to rotate clockwise (as viewed from the right in the central longitudinal sectional view), the outer edge 25a' and the protrusion 42 'are formed in one of the pair of space portions 24a'. biting occurs between (this time, no biting in other 24b' space portion forming a pair) is blocked rotation of the planetary gear body 4 ', the sun gear 32' planetary gear body 4 'and It rotates integrally with the carrier 5 '. When the input shaft 2 'is driven to rotate counterclockwise (as viewed from the right in the central longitudinal cross-sectional view), the outer edge 25b' and the projection 42 'are formed in the other 24b' of the space part of the pair of space parts. biting occurs between the exception of (this time, resulting not biting in one 24a' space portion forming a pair) that is the same as when the input shaft 2 'rotates clockwise .

入力軸2´の時計方向の駆動回転が停止し、対をなす空間部の一方24a´において、外側縁25a´と突出部42´との間で食い付きが生じている状態で、出力軸3´が時計方向に駆動回転した場合には、図示は省略するが以下のとおりに作動する。即ち、対をなす空間部の一方24a´内においては、突出部42´は、外側縁25a´との間で食い付きを生じる方向に自転するが、かかる食い付きが解除される方向へ全体的に僅かに移動するため、外側縁25a´との間で食い付きを生じることはない(「突出部42´と外側縁25a´との『食い付き』」については上述した本願の第一発明についての記載を参照されたい。後述する出力軸3´が反時計方向に回転した場合についても同様である)。一方、対をなす空間部の他方24b´内においては、突出部42´は、外側縁25b´との間で食い付きが生じる方向へ全体的に僅かに移動するが、かかる食い付きが解除される方向に自転するため、外側縁25b´との間で食い付きを生じることはない。以上のことから、出力軸3´が時計方向に回転しても、遊星歯車体4´は自転して空転するだけであり、動力伝達は遮断される。 Rotated clockwise stops of the input shaft 2 'at one 24a' space portion forming a pair, with the bite between the outer edges 25a' and the projection 42' has occurred, the output shaft 3 When 'is driven to rotate clockwise, although illustration is omitted, it operates as follows. That is, in one of the pair of space portions 24a ', the protrusion 42' rotates in the direction in which biting occurs with the outer edge 25a ', but generally in the direction in which the biting is released. There is no bite between it and the outer edge 25a '(the " bite " between the projection 42' and the outer edge 25a 'is the first invention of the present application described above. The same applies to the case where the output shaft 3 'which will be described later rotates counterclockwise). On the other hand, in the other space 24b 'of the pair of spaces, the projection 42' slightly moves in the direction in which biting occurs with the outer edge 25b ', but such biting is released. Therefore, no biting occurs with the outer edge 25b '. From the above, even if the output shaft 3 'is rotated in the clockwise direction, the planetary gear 4' only spins and idles, and power transmission is interrupted.

一方、入力軸2´の時計方向の駆動回転が停止し、対をなす空間部の一方24a´において、外側縁25a´と突出部42´との間で食い付きが生じている状態で、出力軸3´が反時計方向に回転した場合には、図示は省略するが以下のとおりに作動する。即ち、対をなす空間部の一方24a´内においては、突出部42´は、外側縁25a´との間で食い付きを生じる方向へ全体的に僅かに移動するが、かかる食い付きが解除される方向へ自転するため、外側縁25a´との間で食い付きを生じることはない。一方、対をなす空間部の他方24b´においては、突出部42´は、外側縁25b´との間で食い付きを生じる方向に自転するが、かかる食い付きが解除される方向に僅かに移動するため、外側縁25b´との間で食い付きを生じることはない。以上のことから、出力軸3´が反時計方向に駆動回転しても、遊星歯車体4´は自転して空転するだけであり、動力伝達は遮断される。 On the other hand, rotationally driven in the clockwise direction is stopped the input shaft 2 'at one 24a' space portion forming a pair, with the bite between the outer edges 25a' and the projection 42' has occurred, the output When the shaft 3 'is rotated counterclockwise, although illustration is omitted, it operates as follows. That is, in one of the pair of space portions 24a ', the projection 42' slightly moves in the direction to cause biting with the outer edge 25a ', but such biting is released. Therefore, no biting occurs with the outer edge 25a '. On the other hand, on the other hand 24b' of space the paired protrusion 42 'is rotates in a direction causing bite between the outer edge 25B', slightly in the direction with such bite is released moved Therefore, no biting occurs with the outer edge 25b '. From the above, even if the output shaft 3 'is driven and rotated counterclockwise, the planetary gear 4' only spins and idles, and power transmission is interrupted.

以上詳述したように、本発明のフリータイプ双方向クラッチは、出力軸に太陽歯車を設けるとともに入力軸に空間部を設け、この空間部には遊星歯車体の突出部が挿入されるようにし、入力軸が駆動回転したときは、遊星歯車体の自転を阻止してこれをロック状態とし、出力軸へ回転を伝達する一方、出力軸が駆動回転したときは、入力軸が停止位置を保持した状態で出力軸を空転させるものである。遊星歯車体及び空間部の設置数を適宜変更するなど、上記実施例等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, in the free type two-way clutch of the present invention, the sun gear is provided on the output shaft and a space is provided on the input shaft, and the projection of the planetary gear is inserted into this space. When the input shaft is driven to rotate, the rotation of the planetary gear body is blocked and locked, and the rotation is transmitted to the output shaft, while when the output shaft is driven to rotate, the input shaft holds the stop position In this condition, the output shaft is idled. It is obvious that various modifications can be made to the above embodiment etc., for example, by appropriately changing the number of installation of the planetary gear body and the space portion.

1:ハウジング
2:入力軸
24:空間部
25:外側縁
3:出力軸
32:太陽歯車
34:切欠き
4:遊星歯車体
41:遊星歯車
42:突出部
5:キャリア
53:キャリア軸
6:ばね
1: Housing 2: Input shaft 24: Space portion 25: Outer edge 3: Output shaft 32: Sun gear 34: Notched 4: Planetary gear body 41: Planet gear 42: Protrusive portion 5: Carrier 53: Carrier shaft 6: Spring

Claims (8)

回転不能のハウジングと、前記ハウジング内で共通の中心軸の周りに回転可能な入力軸及び出力軸とを備え、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ともに、前記出力軸から前記入力軸への回転の伝達は、前記出力軸が空転して遮断されるフリータイプ双方向クラッチであって、
前記出力軸には太陽歯車が固着され、前記ハウジングの内部には、前記太陽歯車と噛み合う遊星歯車を有する遊星歯車体と、前記遊星歯車体を回転可能に軸支し前記共通の中心軸の周りに回転可能なキャリアと、前記出力軸と前記キャリアとの間に所定の摩擦力を付与するばねとが配置され、
前記遊星歯車体には、軸方向に突出し且つ断面形状が円形である突出部が設けられるとともに、前記入力軸には、前記突出部が挿入される空間部が設けられており、前記空間部における径方向の外側縁は、周方向片側に向かって半径方向内側に傾斜して延びる片側部分と、周方向他側に向かって半径方向内側に傾斜して延びる他側部分とを含み
前記入力軸が駆動回転したときは、前記空間部の外側縁と前記突出部との間で食い付きを生じ、前記遊星歯車体の自転が阻止されて、前記太陽歯車が前記遊星歯車体及び前記キャリアと一体的に回転する一方、前記出力軸が駆動回転したときは、前記遊星歯車体の自転が許容されて、前記入力軸への回転の伝達が遮断される、ことを特徴とするフリータイプ双方向クラッチ。
A non-rotatable housing, and an input shaft and an output shaft rotatable around a common central axis in the housing, and forward and reverse rotations from the input shaft are transmitted to the output shaft, The transmission of rotation from the output shaft to the input shaft is a free type two-way clutch in which the output shaft is disengaged and disconnected.
A sun gear is fixed to the output shaft, and a planetary gear body having a planetary gear meshing with the sun gear is rotatably supported inside the housing, and the planetary gear body is rotatably supported around the common central axis. A rotatable carrier, and a spring for applying a predetermined frictional force between the output shaft and the carrier;
The planetary gear body is provided with a projecting portion that protrudes in the axial direction and has a circular cross-sectional shape, and the input shaft is provided with a space portion into which the protruding portion is inserted, in the space portion The radially outer edge includes one side extending obliquely inward in the radial direction toward one side in the circumferential direction and the other side extending inward in the radial direction toward the other side in the circumferential direction ,
When the input shaft is driven to rotate, biting occurs between the outer edge of the space and the projection, rotation of the planetary gear is prevented, and the sun gear is the planetary gear and the planetary gear. A free type characterized in that when the output shaft is driven and rotated, rotation of the planetary gear body is permitted and transmission of rotation to the input shaft is interrupted, while integrally rotating with the carrier Bidirectional clutch.
前記外側縁の前記片側部分と前記他側部分とは、両者の中間を通って径方向に延びる直線に対して線対称である、請求項1に記載のフリータイプ双方向クラッチ。 Wherein the outer edge the side portion and the other side portion of a line symmetrical with respect to a straight line extending through both of the intermediate radially free type bidirectional clutch according to claim 1. 回転不能のハウジングと、前記ハウジング内で共通の中心軸の周りに回転可能な入力軸及び出力軸とを備え、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ともに、前記出力軸から前記入力軸への回転の伝達は、前記出力軸が空転して遮断されるフリータイプ双方向クラッチであって、
前記出力軸には太陽歯車が固着され、前記ハウジングの内部には、前記太陽歯車と噛み合う遊星歯車を有する複数の遊星歯車体と、前記遊星歯車体を回転可能に軸支し前記共通の中心軸の周りに回転可能なキャリアと、前記出力軸と前記キャリアとの間に所定の摩擦力を付与するばねとが配置され、
前記遊星歯車体には、軸方向に突出し且つ断面形状が円形である突出部が設けられるとともに、前記入力軸には、前記遊星歯車体の突出部がそれぞれ挿入される対をなす空間部が設けられ、前記対をなす空間部の各々は周方向に相互に隣接して配置され、前記対をなす空間部の一方の外側縁は周方向片側に向けて径方向内側に傾斜して延び、他方の外側縁は周方向他側に向けて径方向内側に傾斜して延びており、
前記入力軸が駆動回転したときは、前記対をなす空間部の一方において、前記外側縁と前記突出部との間で食い付きを生じ、前記遊星歯車体の自転が阻止されて、前記太陽歯車が前記遊星歯車体と一体的に回転する一方、前記出力軸が駆動回転したときは、前記遊星歯車体の自転が許容されて、前記入力軸への回転の伝達が遮断される、ことを特徴とするフリータイプ双方向クラッチ。
A non-rotatable housing, and an input shaft and an output shaft rotatable around a common central axis in the housing, and forward and reverse rotations from the input shaft are transmitted to the output shaft, The transmission of rotation from the output shaft to the input shaft is a free type two-way clutch in which the output shaft is disengaged and disconnected.
A sun gear is fixed to the output shaft, and a plurality of planet gear bodies having planet gears meshing with the sun gear are rotatably supported inside the housing, and the planet gear bodies are rotatably supported and the common central axis A carrier rotatable around the first and second springs, and a spring for applying a predetermined frictional force between the output shaft and the carrier;
The planetary gear body is provided with a projecting portion projecting in the axial direction and having a circular cross-sectional shape, and the input shaft is provided with a pair of space portions into which the projecting portions of the planetary gear body are respectively inserted. And each of the pair of space portions is disposed circumferentially adjacent to each other, and one outer edge of the pair of space portions extends radially inward toward one circumferential side, and The outer edge of the rim extends radially inward toward the other side in the circumferential direction,
When the input shaft is driven to rotate, biting is caused between the outer edge and the projecting portion in one of the pair of space portions, rotation of the planetary gear is prevented, and the sun gear is rotated. Is integrally rotated with the planetary gear body, and when the output shaft is driven and rotated, rotation of the planetary gear body is permitted, and transmission of rotation to the input shaft is interrupted. Free type bi-directional clutch.
前記対をなす空間部の各々の外側縁は共に直線状であり、前記対をなす空間部の各々の外側縁は、両者の中間を通って径方向に延びる直線に対して線対称である、請求項に記載のフリータイプ双方向クラッチ。 The outer edges of each of the pair of spaces are both straight, and the outer edge of each of the pairs of spaces is axisymmetrical to a straight line extending radially between the two . The free type two-way clutch according to claim 3 . 前記ばねは波ばねである、請求項1乃至のいずれかに記載のフリータイプ双方向クラッチ。 The free type two-way clutch according to any one of claims 1 to 4 , wherein the spring is a wave spring. 前記入力軸及び出力軸には、前記共通の中心軸と同軸上において、相互に回転自在に嵌り合う凹部と凸部とが各々形成されている、請求項1乃至のいずれかに記載のフリータイプ双方向クラッチ。 The free space according to any one of claims 1 to 5 , wherein the input shaft and the output shaft are respectively formed with a concave portion and a convex portion rotatably fitted with each other coaxially with the common central axis. Type bi-directional clutch. 前記出力軸と前記ハウジングとの間には摩擦力を低減させる転動体が配置されている、請求項1乃至のいずれかに記載のフリータイプ双方向クラッチ。 The free type two-way clutch according to any one of claims 1 to 6 , wherein a rolling element for reducing friction is disposed between the output shaft and the housing. 前記キャリアには、前記遊星歯車体を挟んで対向する位置に、キャリア補助板が一体的に結合されている、請求項1乃至のいずれかに記載のフリータイプ双方向クラッチ。 The free type two-way clutch according to any one of claims 1 to 7 , wherein a carrier auxiliary plate is integrally coupled to the carrier at a position opposite to each other with the planetary gear interposed therebetween.
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