JP6770661B1 - Lock type bidirectional clutch - Google Patents
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Abstract
【課題】作動に伴う異音等の発生を防止するとともに、出力軸を停止させるときはロック状態を確実に保持することができるロックタイプ双方向クラッチを提供すること。【解決手段】入力部材４、１０４に設けられた偏心輪１４に、共通の回転軸の周りを公転することは許容されているが自転することは規制されている作動子２６を嵌め込み、作動子２６に形成された作動外歯歯車２８が出力部材６に形成された出力内歯歯車２４と噛み合うようにする。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lock type bidirectional clutch capable of preventing generation of abnormal noise or the like due to operation and reliably holding a locked state when stopping an output shaft. An eccentric ring (14) provided on an input member (4, 104) is fitted with an actuator (26) which is allowed to revolve around a common rotation axis but is restricted from rotating. The working external gear 28 formed on the 26 is made to mesh with the output internal gear 24 formed on the output member 6. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、入力部材と出力部材との間の動力伝達状態を変更するクラッチ装置、特に、入力部材（駆動側）からの正・逆回転の動力を伝達するとともに、出力部材（従動側）からの動力伝達は、出力部材を回転不能として遮断するロックタイプ双方向クラッチに関する。 The present invention is a clutch device that changes the power transmission state between the input member and the output member, particularly, the forward / reverse rotation power from the input member (drive side) is transmitted, and the power is transmitted from the output member (driven side). The power transmission is related to a lock type bidirectional clutch that shuts off the output member as non-rotatable.
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、物品が所定の位置となったとき、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ような作動が求められる場合がある。そのため、入力軸（入力部材）及び出力軸（出力部材）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。この装置の双方向クラッチでは、モーターにより入力軸を正・逆回転したときは、出力軸が連動して正・逆回転し物品を昇降させる一方、出力軸を正・逆回転しようとすると、出力軸がロックされた状態となって物品の落下を防止する。 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 is in a predetermined position, the article is automatically moved when the motor is stopped. An operation that holds the position may be required. Therefore, a lock type bidirectional clutch equipped with an input shaft (input member) and an output shaft (output member) is used to connect the input shaft to a motor capable of forward and reverse rotation, and the article is rotated by the rotation of the output shaft. Devices for raising and lowering are known. In the bidirectional clutch of this device, when the input shaft is rotated forward and reverse by the motor, the output shaft is linked to rotate forward and reverse to raise and lower the article, while when the output shaft is rotated forward and reverse, the output is output. The shaft is locked to prevent the article from falling.
ロックタイプの双方向クラッチを利用する昇降装置の概要と、双方向クラッチの構造の一例とを図１５、図１６により説明する。図１５は、ベルト及びプーリによって物品を上下する昇降装置と、その駆動装置に備えられる双方向クラッチのＡ−Ａ断面構造を表すものであり、図１６（ａ）は、出力軸が入力軸と連動して物品を昇降する状態のＡ−Ａ断面を、（ｂ）は、出力軸がロックされて物品の落下を阻止する状態のＡ−Ａ断面を示す。
図１５の昇降装置は、上下に配置したプーリＰ１、Ｐ２の間にベルトＢを掛け渡し、ベルトＢに移送する物品Ｗを固着した装置であって、上方のプーリＰ１には、これを回転駆動する正・逆回転可能なモーターＭが、双方向クラッチＤＣを介して連結されている。双方向クラッチＤＣは、モーターＭに連なる入力軸ＩＳ、プーリＰ１に連なる出力軸ＯＳ及び固定のハウジングＨＧを有している。
An outline of the lifting device using the lock type bidirectional clutch and an example of the structure of the bidirectional clutch will be described with reference to FIGS. 15 and 16. FIG. 15 shows an AA cross-sectional structure of an elevating device that raises and lowers an article by a belt and a pulley and a bidirectional clutch provided in the driving device. FIG. 16A shows an output shaft as an input shaft. The AA cross section in a state where the article is moved up and down in conjunction with each other, and (b) shows the AA cross section in a state where the output shaft is locked to prevent the article from falling.
The lifting device of FIG. 15 is a device in which a belt B is hung between pulleys P1 and P2 arranged vertically and an article W to be transferred to the belt B is fixed, and the upper pulley P1 is rotationally driven. A motor M capable of rotating forward and reverse is connected via a bidirectional clutch DC. The bidirectional clutch DC has an input shaft IS connected to the motor M, an output shaft OS connected to the pulley P1, and a fixed housing HG.
Ａ−Ａ断面図に示されるように、双方向クラッチＤＣのハウジングＨＧ内では、入力軸ＩＳが複数の扇形部に分割され、扇形部の内側に出力軸ＯＳが嵌め込まれる。出力軸ＯＳには、入力軸ＩＳの隣接する扇形部の間に入り込む突起部が設けてあり、この突起部の先端に形成したＶ字状凹所とハウジングＨＧとの間には、ローラＲが介在されている。 As shown in the cross-sectional view taken along the line AA, the input shaft IS is divided into a plurality of fan-shaped portions in the housing HG of the bidirectional clutch DC, and the output shaft OS is fitted inside the fan-shaped portions. The output shaft OS is provided with a protrusion that enters between the fan-shaped portions adjacent to the input shaft IS, and a roller R is provided between the V-shaped recess formed at the tip of the protrusion and the housing HG. It is intervened.
図１６（ａ）に示すように、モーターＭにより入力軸ＩＳが回転するときは、入力軸ＩＳの扇形部の側面と出力軸ＯＳの突起部の側面とが当接し、出力軸ＯＳは、入力軸ＩＳに押される形で同一方向に同一速度で回転する。入力軸ＩＳが逆方向に回転するときも同様であって、図１５の昇降装置において、モーターＭを正・逆回転すると、ベルトＢに固着した物品Ｗを上昇又は下降させることができる。
これに対し、出力軸ＯＳが回転したときは、（ｂ）に示されるように、ローラＲがＶ字状凹所の斜面に押し上げられて外方に移動し、ハウジングＨＧと出力軸ＯＳの突起部との間に挟み込まれる。これにより、出力軸ＯＳがロックされてその位置で停止し、入力軸ＩＳに回転が伝達されることはない。つまり、図１５の昇降装置では、モーターＭによる駆動を停止しても、物品Ｗが自重により落下するのを自動的に阻止することができる。このようなロックタイプの双方向クラッチは、本出願人の創案に係る特許第４８５０６５３号公報に開示されている。
As shown in FIG. 16A, when the input shaft IS is rotated by the motor M, the side surface of the fan-shaped portion of the input shaft IS and the side surface of the protrusion of the output shaft OS are in contact with each other, and the output shaft OS is input. It rotates in the same direction and at the same speed while being pushed by the axis IS. The same applies when the input shaft IS rotates in the opposite direction. In the lifting device of FIG. 15, when the motor M is rotated forward and reverse, the article W fixed to the belt B can be raised or lowered.
On the other hand, when the output shaft OS rotates, as shown in (b), the roller R is pushed up by the slope of the V-shaped recess and moves outward, and the housing HG and the protrusion of the output shaft OS It is sandwiched between the parts. As a result, the output shaft OS is locked and stops at that position, and the rotation is not transmitted to the input shaft IS. That is, in the elevating device of FIG. 15, even if the drive by the motor M is stopped, the article W can be automatically prevented from falling due to its own weight. Such a lock-type bidirectional clutch is disclosed in Japanese Patent No. 4805653 according to the inventor of the present applicant.
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することができる。そして、これを利用すると簡易な装置による自動的な動力伝達の制御が可能となって、例えば、電磁クラッチにより制御する場合のような、電力等の使用が不必要となるとともに、出力軸側から不測の逆入力があった場合に、駆動源のモーターを保護することも可能となる。 The lock-type bidirectional clutch can be applied to, for example, an elevating device for transferring a paper table on which paper is placed, or an elevating device for elevating and lowering a window blind of a building in a finisher of a copier. By using this, it becomes possible to automatically control the power transmission by a simple device, and it becomes unnecessary to use electric power or the like as in the case of controlling by an electromagnetic clutch, and from the output shaft side. It is also possible to protect the motor of the drive source in the event of an unexpected reverse input.
特許文献１に示されたロックタイプ双方向クラッチでは、その機能を達成するには、入力軸ＩＳの扇形部と出力軸ＯＳの突起部との間などに間隙を設ける必要があり、作動中に衝撃音が発生する。また、双方向クラッチを図１５の昇降装置に適用した場合、モーターＭを正転させて物品Ｗを上昇するときは問題ないが、モーターＭを逆転させ物品Ｗを下降するときに、物品Ｗの重力に起因して出力軸ＯＳの速度が細かな変動を繰り返し、振動や異音を生じることがある。これは、次の理由による。
物品Ｗを下降させるためモーターＭを逆回転させた場合に、物品Ｗに作用する重力により、出力軸ＯＳが入力軸ＩＳよりも速く回転（オーバーラン）することがあり、オーバーランが起こると、図１６（ｂ）の状態となってローラＲとハウジングＨＧとが噛み合い、出力軸ＯＳがロックする。このロック状態は、入力軸ＩＳの回転でローラＲが押されたときに解除されるが、噛み込みと解除の繰り返しは、出力軸ＯＳの速度に細かな変動を与えることとなる。なお、ロック状態の解除には、ローラに働く摩擦力に打ち勝つトルク（モーメント）を付与する必要があるが、この点は、停止状態にある物品Ｗを上昇させるときも同じであって、モーターＭには、物品Ｗを上昇させる負荷トルクに加えて噛み込み解除のためのトルクも要求される。
In the lock type bidirectional clutch shown in Patent Document 1, in order to achieve the function, it is necessary to provide a gap between the fan-shaped portion of the input shaft IS and the protrusion of the output shaft OS, and it is necessary to provide a gap during operation. An impact sound is generated. Further, when the bidirectional clutch is applied to the elevating device of FIG. 15, there is no problem when the motor M is rotated forward to raise the article W, but when the motor M is reversed and the article W is lowered, the article W Due to gravity, the speed of the output shaft OS may fluctuate repeatedly, causing vibration and abnormal noise. This is due to the following reasons.
When the motor M is rotated in the reverse direction to lower the article W, the output shaft OS may rotate (overrun) faster than the input shaft IS due to the gravity acting on the article W, and when an overrun occurs, In the state shown in FIG. 16B, the roller R and the housing HG mesh with each other, and the output shaft OS is locked. This locked state is released when the roller R is pushed by the rotation of the input shaft IS, but the repeated biting and releasing causes a fine fluctuation in the speed of the output shaft OS. In order to release the locked state, it is necessary to apply a torque (moment) that overcomes the frictional force acting on the roller, but this point is the same when raising the article W in the stopped state, and the motor M Is required to have a torque for releasing the bite in addition to a load torque for raising the article W.
さらに、図１５のロックタイプの双方向クラッチでは、出力軸ＯＳの回転数は常に入力軸ＩＳの回転数と等しいとともに、出力軸ＯＳの回転方向も入力軸ＩＳの回転方向と等しい。双方向クラッチ自体では、回転方向や回転速度を変更する変速作動が不可能であり、そのため、入出力軸間でトルクを増減することもできず、出力軸ＯＳに作用する負荷トルクが大きいときは、それに見合うトルクを発生する大型のモーターを駆動源として用意する必要がある。 Further, in the lock type bidirectional clutch of FIG. 15, the rotation speed of the output shaft OS is always equal to the rotation speed of the input shaft IS, and the rotation direction of the output shaft OS is also equal to the rotation speed of the input shaft IS. With the bidirectional clutch itself, it is not possible to shift gears to change the rotation direction or speed, so it is not possible to increase or decrease the torque between the input and output shafts, and when the load torque acting on the output shaft OS is large. , It is necessary to prepare a large motor that generates torque commensurate with it as a drive source.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、作動に伴う異音等の発生を防止するとともに、出力軸を停止させるときはロック状態を確実に保持することができる、新規且つ改良されたロックタイプ双方向クラッチを提供することである。 The present invention has been made in view of the above facts, and its main technical problem is to prevent the generation of abnormal noise and the like due to operation, and to reliably maintain the locked state when the output shaft is stopped. It is to provide a new and improved lock type bidirectional clutch that can be used.
上記の課題に鑑み、本発明者等は、鋭意検討の結果、入力部材に設けられた偏心輪に、共通の回転軸の周りを公転することは許容されているが自転することは規制されている作動子を嵌め込み、作動子に形成された作動外歯歯車が出力部材に形成された出力内歯歯車と噛み合うようにすることで、上記主たる技術的課題が解決されることを見出した。 In view of the above problems, as a result of diligent studies, the present inventors are allowed to revolve around a common rotation axis on the eccentric ring provided on the input member, but are restricted from rotating. It has been found that the above-mentioned main technical problem can be solved by fitting the actuator so that the working external gear formed on the actuator meshes with the output internal gear formed on the output member.
即ち、本発明の第一の局面によれば、上記主たる技術的課題を解決するロックタイプ双方向クラッチとして、共通の回転軸を中心として回転可能な入力部材及び出力部材を備え、前記入力部材からの正・逆方向の回転は前記出力部材に伝達されるとともに、前記出力部材から前記入力部材への回転の伝達は、前記出力部材が回転不能となって遮断されるロックタイプ双方向クラッチであって、
前記入力部材には円筒形状の偏心輪が、前記出力部材には出力内歯歯車が夫々設けられており、更に、
前記共通の回転軸と同心の固定外歯歯車と、作動子とを具備し、
前記作動子は、前記偏心輪の内側に嵌り込んで前記固定外歯歯車と噛み合う作動内歯歯車、及び前記出力内歯歯車と噛み合う作動外歯歯車を備え、
前記作動外歯歯車及び前記作動内歯歯車は共通の中心軸を有し、前記作動内歯歯車の歯数は前記固定外歯歯車の歯数と同一であり、前記作動子は前記共通の回転軸の周りを公転することは許容されるが自転することは規制される、ことを特徴とするロックタイプ双方向クラッチが提供される。
また、本発明の第二の局面によれば、上記主たる技術的課題を解決するロックタイプ双方向クラッチとして、共通の回転軸を中心として回転可能な入力部材及び出力部材を備え、前記入力部材からの正・逆方向の回転は前記出力部材に伝達されるとともに、前記出力部材から前記入力部材への回転の伝達は、前記出力部材が回転不能となって遮断されるロックタイプ双方向クラッチであって、
前記入力部材には円筒形状の偏心輪が、前記出力部材には出力内歯歯車が夫々設けられており、更に、
断面円形の係合穴が前記共通の回転軸を中心とした仮想円周上に間隔をおいて複数形成された固定板と、作動子とを具備し、
前記作動子は、前記偏心輪の内側に嵌り込む円筒形状の嵌合壁を備えた接続部材、及び前記出力内歯歯車と噛み合う作動外歯歯車を備えた作動部材を備え、前記接続部材及び前記作動部材は係止手段によって一体であり、
前記作動部材には、前記固定板に形成された複数の前記係合穴の夫々に挿入される係合ピンが複数立設され、複数の前記係合ピンは一体となって挿入された夫々の前記係合穴の内周面に沿って移動自在であり、前記作動子は前記共通の回転軸の周りを公転することは許容されるが自転することは規制される、ことを特徴とするロックタイプ双方向クラッチが提供される。
さらにまた、本発明の第三の局面によれば、上記主たる技術的課題を解決するロックタイプ双方向クラッチとして、共通の回転軸を中心として回転可能な入力部材及び出力部材を備え、前記入力部材からの正・逆方向の回転は前記出力部材に伝達されるとともに、前記出力部材から前記入力部材への回転の伝達は、前記出力部材が回転不能となって遮断されるロックタイプ双方向クラッチであって、
前記入力部材には円筒形状の偏心輪が、前記出力部材には出力内歯歯車が夫々設けられており、更に、
断面円形の係合穴が前記共通の回転軸を中心とした仮想円周上に間隔をおいて複数形成された固定板と、作動子とを具備し、
前記作動子は、前記偏心輪の外側に嵌り込む円筒形状の外側嵌合壁、及び前記出力内歯歯車と噛み合う作動外歯歯車を備え、
前記外側嵌合壁の先端面には、前記固定板に形成された複数の前記係合穴の夫々に挿入される係合ピンが複数立設され、複数の前記係合ピンは一体となって挿入された夫々の前記係合穴の内周面に沿って移動自在であり、前記作動子は前記共通の回転軸の周りを公転することは許容されるが自転することは規制される、ことを特徴とするロックタイプ双方向クラッチが提供される。
That is, according to the first aspect of the present invention , as a lock type bidirectional clutch that solves the above-mentioned main technical problem, an input member and an output member that can rotate around a common rotation axis are provided, and the input member The forward / reverse rotation of the clutch is transmitted to the output member, and the rotation transmission from the output member to the input member is a lock type bidirectional clutch in which the output member becomes non-rotatable and is cut off. hand,
The input member is provided with a cylindrical eccentric ring, and the output member is provided with an output internal gear .
It is provided with a fixed external gear concentric with the common rotating shaft and an actuator.
The actuator includes an operating internal gear that fits inside the eccentric ring and meshes with the fixed external gear, and an operating external gear that meshes with the output internal gear.
The working external gear and the working internal gear have a common central axis, the number of teeth of the working internal gear is the same as the number of teeth of the fixed external gear, and the actuator has the common rotation. A lock-type bidirectional clutch is provided characterized in that it is permissible to revolve around an axis but is restricted from rotating .
Further, according to the second aspect of the present invention, as a lock type bidirectional clutch that solves the above-mentioned main technical problem, an input member and an output member that can rotate around a common rotation axis are provided, and the input member The forward / reverse rotation of the clutch is transmitted to the output member, and the rotation transmission from the output member to the input member is a lock type bidirectional clutch in which the output member becomes non-rotatable and is cut off. hand,
The input member is provided with a cylindrical eccentric ring, and the output member is provided with an output internal gear.
It is provided with a fixing plate and an actuator in which a plurality of engaging holes having a circular cross section are formed at intervals on a virtual circumference centered on the common rotation axis.
The actuator includes a connecting member having a cylindrical fitting wall that fits inside the eccentric ring, and an operating member having an operating external gear that meshes with the output internal gear, and the connecting member and the actuator. The actuating members are integrated by locking means
A plurality of engaging pins to be inserted into each of the plurality of engaging holes formed in the fixing plate are erected on the operating member, and the plurality of engaging pins are integrally inserted into each of the plurality of engaging pins. A lock that is movable along the inner peripheral surface of the engaging hole, and that the actuator is allowed to revolve around the common axis of rotation but is restricted from rotating. A type bidirectional clutch is provided.
Furthermore, according to the third aspect of the present invention, as a lock type bidirectional clutch that solves the main technical problem, an input member and an output member that can rotate around a common rotation axis are provided, and the input member. The rotation in the forward and reverse directions is transmitted to the output member, and the rotation from the output member to the input member is transmitted by a lock type bidirectional clutch in which the output member becomes non-rotatable and is cut off. There,
The input member is provided with a cylindrical eccentric ring, and the output member is provided with an output internal gear.
It is provided with a fixing plate and an actuator in which a plurality of engaging holes having a circular cross section are formed at intervals on a virtual circumference centered on the common rotation axis.
The actuator comprises a cylindrical outer fitting wall that fits outside the eccentric ring and an actuating external gear that meshes with the output internal gear.
A plurality of engaging pins to be inserted into each of the plurality of engaging holes formed in the fixing plate are erected on the tip surface of the outer fitting wall, and the plurality of engaging pins are integrated. It is movable along the inner peripheral surface of each of the inserted engaging holes, and the actuator is allowed to revolve around the common axis of rotation but is restricted from rotating. A lock type bidirectional clutch featuring the above is provided.
本発明の第一の局面にあっては、前記固定外歯歯車の歯形の歯底面は凹円弧形状であり、前記作動内歯歯車の歯形の歯先面は凸円弧形状であり、前記固定外歯歯車の歯形の歯底面の曲率は前記作動内歯歯車の歯形の歯先面の曲率よりも小さいのが好ましい。In the first aspect of the present invention, the tooth bottom surface of the tooth profile of the fixed external tooth gear has a concave arc shape, and the tooth tip surface of the tooth profile of the working internal tooth gear has a convex arc shape. The curvature of the tooth bottom surface of the tooth profile of the tooth gear is preferably smaller than the curvature of the tooth tip surface of the tooth profile of the working internal tooth gear.
本発明の第二の局面にあっては、前記入力部材は、前記偏心輪の内側において前記共通の回転軸と同心の円筒形状の支持壁を備えており、前記接続部材の前記嵌合壁は前記偏心輪と前記支持壁との間に嵌り込むのが好ましい。In the second aspect of the present invention, the input member includes a cylindrical support wall concentric with the common axis of rotation inside the eccentric ring, and the fitting wall of the connecting member is It is preferably fitted between the eccentric ring and the support wall.
本発明の第三の局面にあっては、前記作動子は、前記偏心輪の内側に嵌り込む円筒形状の内側嵌合壁を備えているのが好ましい。In the third aspect of the present invention, the actuator preferably includes a cylindrical inner fitting wall that fits inside the eccentric ring.
本発明の第一の局面乃至第三の局面にあっては、前記作動外歯歯車の歯数は前記出力内歯歯車の歯数よりも１少ないのが好ましい。また、前記出力内歯歯車及び前記作動外歯歯車は共にトロコイド歯形であるのがよい。In the first to third aspects of the present invention, the number of teeth of the working external gear is preferably one less than the number of teeth of the output internal gear. Further, both the output internal gear and the working external gear may have a trochoidal tooth profile.
本発明のロックタイプ双方向クラッチにおいては、入力部材に設けられた偏心輪に、共通の回転軸の周りを公転することは許容されているが自転することは規制されている作動子を嵌め込み、作動子に形成された作動外歯歯車が出力部材に形成された出力内歯歯車と噛み合っている。これにより、入力部材から出力部材への回転は、入力部材の自転運動が作動子によって一旦公転運動に変換された後、内接歯車機構により変速して出力部材に伝達される。一方、出力部材からの回転は、作動子の自転が規制されていることに起因して出力部材がロックして入力部材には伝達されない。 In the lock type bidirectional clutch of the present invention, an eccentric wheel provided on the input member is fitted with an actuator that is allowed to revolve around a common rotation axis but is restricted from rotating. The working external gear formed on the actuator meshes with the output internal gear formed on the output member. As a result, the rotation from the input member to the output member is transmitted to the output member by shifting by the internal gear mechanism after the rotation motion of the input member is once converted into a revolution motion by the actuator. On the other hand, the rotation from the output member is not transmitted to the input member because the output member is locked due to the regulation of the rotation of the actuator.
従って、本発明のロックタイプ双方向クラッチにおいては、出力部材からの回転伝達の遮断は、内接歯車機構をロック状態とすることにより摩擦力を利用しないで行われるから、出力部材の停止の保持が摩擦力により制限されることはない。さらに、内接歯車機構のロック状態は、出力部材側から駆動しようとすると直ちに生じるので、図１５の双方向クラッチとは異なり、作動中に衝撃音が発生することはない。また、ローラの噛み込みと解除の繰り返しに起因する出力部材の速度変動の発生がないとともに、ローラの噛み込みの解除のために余分なトルクを付与する必要も生じない。 Therefore, in the lock type bidirectional clutch of the present invention, the rotation transmission from the output member is blocked by locking the internal gear mechanism without using frictional force, so that the output member is kept stopped. Is not limited by the frictional force. Further, since the locked state of the inscribed gear mechanism occurs immediately when trying to drive from the output member side, unlike the bidirectional clutch of FIG. 15, no impact noise is generated during operation. Further, the speed fluctuation of the output member due to the repeated biting and releasing of the roller does not occur, and it is not necessary to apply an extra torque for releasing the biting of the roller.
以下、添付図面を参照して、本発明に従って構成されるロックタイプ双方向クラッチの好適実施形態について、更に詳述する。 Hereinafter, preferred embodiments of the lock type bidirectional clutch configured according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
まず、図１乃至図７を参照して本発明の第一の局面に従って構成されたロックタイプ双方向クラッチについて説明する。図１に示すとおり、全体が番号２で示されるロックタイプ双方向クラッチは、共通の回転軸ｏを中心として回転可能な入力部材４及び出力部材６を備えている。 First, a description will be given to the lock type bidirectional clutch constructed in accordance with a first aspect of the present invention with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the whole is the B Kkutaipu bidirectional clutch represented by number 2, and a rotatable input member 4 and the output member 6 about a common axis of rotation o.
図１と共に図２を参照して説明すると、入力部材４は金属製であって、回転軸ｏと同心の入力軸部８を備えている。入力軸部８は全体的に円筒形状であって、その軸方向片端部（図１の中央縦断面及び図２のＡ−Ａ断面において右側端部）の外周面には、直径方向に対向する一対の切り欠き１０が形成されている。入力軸部８は一対の切り欠き１０を介してモーターの如き図示しない駆動源に接続される。入力軸部８の軸方向他端（同左側端）には円形の入力フランジ１２が接続されている。入力フランジ１２の中心は入力軸部８の回転軸（共通の回転軸ｏ）に対してｅだけ偏心している。入力フランジ１２の外周縁には軸方向他側に向かって延びる円筒形状の偏心輪１４が設けられている。偏心輪１４の内周面の軸方向他端部には、周方向に連続して延在する円環形状の溝１６が形成されている。溝１６には後述する通り周知のベアリングが配設される。 Explaining with reference to FIG. 2 together with FIG. 1, the input member 4 is made of metal and includes an input shaft portion 8 concentric with the rotation shaft o. The input shaft portion 8 has a cylindrical shape as a whole, and faces the outer peripheral surface of one end portion in the axial direction (the right end portion in the central vertical cross section of FIG. 1 and the AA cross section of FIG. 2) in the radial direction. A pair of notches 10 are formed. The input shaft portion 8 is connected to a drive source (not shown) such as a motor via a pair of notches 10. A circular input flange 12 is connected to the other end (left end) of the input shaft portion 8 in the axial direction. The center of the input flange 12 is eccentric by e with respect to the rotation axis (common rotation axis o) of the input shaft portion 8. A cylindrical eccentric ring 14 extending toward the other side in the axial direction is provided on the outer peripheral edge of the input flange 12. An annular groove 16 extending continuously in the circumferential direction is formed at the other end of the inner peripheral surface of the eccentric ring 14 in the axial direction. A well-known bearing is arranged in the groove 16 as described later.
図１と共に図３を参照して説明すると、出力部材６は入力部材４と軸方向に隣接して配置されている。出力部材６は金属製であって、回転軸ｏと同心の出力軸部１８を備えている。出力軸部１８は全体的に円筒形状であって、その軸方向他端部（図１の中央縦断面及び図３のＡ−Ａ断面において左側端部）の外周面には、直径方向に対向する一対の切り欠き２０が形成されている。出力軸部１８は一対の切り欠き２０を介して昇降装置の如き図示しない従動部材に接続される。出力軸部１８の軸方向片端（同右側端）には円形の出力フランジ２２が接続されている。出力フランジ２２の中心は共通の回転軸ｏと同心である。出力フランジ２２の外周縁部には出力内歯歯車２４が設けられている。従って、出力内歯歯車２４は共通の回転軸ｏと同心である。図示の実施形態においては、出力内歯歯車２４の歯はトロコイド歯形であって、その歯数は６である。 Explaining with reference to FIG. 3 together with FIG. 1, the output member 6 is arranged adjacent to the input member 4 in the axial direction. The output member 6 is made of metal and includes an output shaft portion 18 concentric with the rotating shaft o. The output shaft portion 18 has a cylindrical shape as a whole, and faces the outer peripheral surface of the other end portion in the axial direction (the left end portion in the central vertical cross section of FIG. 1 and the AA cross section of FIG. 3) in the radial direction. A pair of notches 20 are formed. The output shaft portion 18 is connected to a driven member (not shown) such as an elevating device via a pair of notches 20. A circular output flange 22 is connected to one end (right end) of the output shaft portion 18 in the axial direction. The center of the output flange 22 is concentric with the common rotation axis o. An output internal gear 24 is provided on the outer peripheral edge of the output flange 22. Therefore, the output internal gear 24 is concentric with the common rotating shaft o. In the illustrated embodiment, the teeth of the output internal gear 24 have a trochoidal tooth profile, and the number of teeth is six.
図１に示すとおり、入力部材４の偏心輪１４の内側には作動子２６が相対回転可能に嵌り込んでいる。図１と共に図４を参照して説明すると、作動子２６は金属製であって、出力内歯歯車と噛み合う作動外歯歯車２８と、偏心輪１４の内側に嵌り込むと共に後述する固定外歯歯車と噛み合う作動内歯歯車３０とを有する。図示の実施形態においては、作動内歯歯車３０は周知のベアリング３１を介して偏心輪１４の内側に嵌り込んでいる。作動子２６は、作動外歯歯車２８及び作動内歯歯車３０を仕切る仕切り壁３２を備えており、作動外歯歯車２８は仕切り壁３２の片側面（図１の中央縦断面及び図４のＡ−Ａ断面において右側面）に、作動内歯歯車３０は他側面（同左側面）に夫々設けられている。これにより、作動外歯歯車２８及び作動内歯歯車３０は軸方向に隣接して一体であって且つ共通の中心軸ｏ´を有する。作動子２６には中心軸ｏ´と同心に軸方向に貫通する断面円形の貫通穴も形成されており、ここには出力軸部１８が挿通されている。図１に示すとおり、作動外歯歯車２８及び作動内歯歯車３０の共通の中心軸ｏ´は共通の回転軸ｏに対して偏心して位置する。図示の実施形態においては、作動外歯歯車２８の歯はトロコイド歯形であって、その歯数は５である。また、作動内歯歯車３０の歯形の歯先面は凸円弧形状であって、その歯数は９である。 As shown in FIG. 1, the actuator 26 is fitted inside the eccentric ring 14 of the input member 4 so as to be relatively rotatable. Explaining with reference to FIG. 1 and FIG. 4, the actuator 26 is made of metal, and has an operating external gear 28 that meshes with the output internal gear and a fixed external gear that is fitted inside the eccentric ring 14 and will be described later. It has an operating internal gear 30 that meshes with. In the illustrated embodiment, the working internal gear 30 is fitted inside the eccentric ring 14 via a well-known bearing 31. The actuator 26 includes a partition wall 32 that partitions the working external gear 28 and the working internal gear 30, and the working external gear 28 is provided on one side surface of the partition wall 32 (the central longitudinal section of FIG. 1 and A of FIG. 4). The working internal gear 30 is provided on the other side surface (the left side surface of the same) on the right side surface in the −A cross section. As a result, the working external gear 28 and the working internal gear 30 are adjacent to each other in the axial direction and are integrated and have a common central axis o'. The actuator 26 is also formed with a through hole having a circular cross section concentrically with the central axis o'in the axial direction, through which the output shaft portion 18 is inserted. As shown in FIG. 1, the common central axis o'of the working external gear 28 and the working internal gear 30 is located eccentrically with respect to the common rotating shaft o. In the illustrated embodiment, the teeth of the working external gear 28 have a trochoidal tooth profile and have five teeth. Further, the tooth tip surface of the tooth profile of the working internal gear 30 has a convex arc shape, and the number of teeth is nine.
図１に示すとおり、ロックタイプ双方向クラッチ２は、共通の回転軸ｏと同心の固定外歯歯車３４を具備している。固定外歯歯車３４は、全体が番号３６で示される固定のハウジングに設けられている。図１においては、容易に理解できるよう、ハウジング３６及び後述するシールド板にはハッチングを付していない。図１と共に図５（ａ）を参照してハウジング３６について説明すると、ハウジング３６は金属製であって、略正方形の端板３８と、この端板３８の外周縁から軸方向に延びる筒形状の外周壁４０とを備えており、外周壁４０の内側には、入力部材４の偏心輪１４、出力内歯歯車２４、及び作動子２６を収容する断面円形の収容空間部４２が設けられている。端板３８の中央には、出力部材６の出力軸部１８が挿通されてこれを回転可能に支持する円形の中央貫通穴４４が形成されている。固定外歯歯車３４は端板３８の中央であって且つ外周壁４０の内側（つまり収容空間部４２内）に設けられており、図１のＢ−Ｂ断面に示すとおり、作動内歯歯車３０と噛み合う。固定外歯歯車３４の歯形の歯先面は凹円弧形状であり、固定外歯歯車３４の歯形の歯先面の曲率は作動内歯歯車３０の歯形の歯先面の曲率よりも小さい。そして、固定外歯歯車３４の歯数は９であって、作動内歯歯車３０の歯数と同一である。固定外歯歯車３４の中央には中央貫通穴４４に連通すると共に収容空間部４２内に開放された断面円形の凹部４６が形成されている。凹部４６には出力軸部１８を回転可能に支持する周知のベアリング４８が配設される。外周壁４０の隅部には夫々軸方向に貫通する外側貫通穴５０も形成されている。外側貫通穴５０には、後述するシールド板を固定する際に使用されるボルトが挿通される。 As shown in FIG. 1, b Kkutaipu bidirectional clutch 2 is provided with a common axis of rotation o concentric fixed external gear 34. The fixed external gear 34 is provided entirely in a fixed housing, numbered 36. In FIG. 1, the housing 36 and the shield plate described later are not hatched so that they can be easily understood. Explaining the housing 36 with reference to FIG. 1 and FIG. 5A, the housing 36 is made of metal and has a substantially square end plate 38 and a tubular shape extending axially from the outer peripheral edge of the end plate 38. An outer peripheral wall 40 is provided, and an eccentric ring 14 of the input member 4, an output internal gear 24, and an accommodating space 42 having a circular cross section are provided inside the outer peripheral wall 40. .. A circular central through hole 44 is formed in the center of the end plate 38 through which the output shaft portion 18 of the output member 6 is inserted and rotatably supports the output shaft portion 18. The fixed external gear 34 is provided at the center of the end plate 38 and inside the outer peripheral wall 40 (that is, inside the accommodation space 42), and as shown in the BB cross section of FIG. 1, the working internal gear 30 Engage with. The tooth profile of the fixed external gear 34 has a concave arc shape, and the curvature of the tooth profile of the fixed external gear 34 is smaller than the curvature of the tooth profile of the working internal gear 30. The number of teeth of the fixed external gear 34 is 9, which is the same as the number of teeth of the working internal gear 30. At the center of the fixed external gear 34, a recess 46 having a circular cross section is formed which communicates with the central through hole 44 and is opened in the accommodation space 42. A well-known bearing 48 that rotatably supports the output shaft portion 18 is arranged in the recess 46. Outer through holes 50 that penetrate in the axial direction are also formed at the corners of the outer peripheral wall 40. A bolt used for fixing a shield plate, which will be described later, is inserted into the outer through hole 50.
外周壁４０の開放端は図５（ｂ）に示されるシールド板５２によって閉鎖される。シールド板５２は金属製であって、ハウジング３６の端板３８と対応する略正方形である。シールド板５２の中央には、入力部材４の入力軸部８が挿通されてこれを回転可能に支持する円形の中央貫通穴５４が形成されている。シールド板５２の中央には更に、中央貫通穴５４に連通すると共に中央貫通穴５４とは軸方向反対側に開放された断面円形の凹部５６も形成されている。凹部５６は中央貫通穴５４と同心であって、凹部５６には入力軸部８を回転可能に支持する周知のベアリング５８が配設される。シールド板５２の隅部には夫々軸方向に貫通する外側貫通穴６０が形成されている。ハウジング３６とシールド板５２とは、外側貫通穴５０及び６０に図示しないボルトを挿通してナットで締結することで締結される。 The open end of the outer peripheral wall 40 is closed by the shield plate 52 shown in FIG. 5 (b). The shield plate 52 is made of metal and has a substantially square shape corresponding to the end plate 38 of the housing 36. A circular central through hole 54 through which the input shaft portion 8 of the input member 4 is inserted and rotatably supports the input shaft portion 8 of the input member 4 is formed in the center of the shield plate 52. Further, a recess 56 having a circular cross section is formed in the center of the shield plate 52 so as to communicate with the central through hole 54 and open on the side opposite to the central through hole 54 in the axial direction. The recess 56 is concentric with the central through hole 54, and the recess 56 is provided with a well-known bearing 58 that rotatably supports the input shaft portion 8. Outer through holes 60 penetrating in the axial direction are formed at the corners of the shield plate 52, respectively. The housing 36 and the shield plate 52 are fastened by inserting bolts (not shown) into the outer through holes 50 and 60 and fastening them with nuts.
続いて、図６及び図７を参照して、ロックタイプ双方向クラッチ２の作動について説明する。図６において矢印で示すように、入力部材４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、入力部材４の偏心輪１４は共通の回転軸ｏの周りを偏心して回転する。つまり、偏心輪１４は、その中心が共通の回転軸ｏの周りを半径ｅの円に沿って時計方向に移動（公転）しながら全体が時計方向に自転する。そうすると、偏心輪１４の内側に嵌り込む作動内歯歯車３０は、Ｂ−Ｂ断面において矢印で示すとおり、自転運動することなく共通の回転軸ｏの周りを公転運動することとなる。これは、ロックタイプ双方向クラッチ２にあっては、作動内歯歯車３０は固定外歯歯車３４に対し偏心して噛み合っていると共に、両歯車の歯数が同一であるためである。つまり、固定外歯歯車３４との間に歯数差は存在しないことから、作動内歯歯車３０が公転運動しても、作動内歯歯車３０が固定外歯歯車３４に対して回転（自転運動）することはあり得ないためである。即ち、作動内歯歯車３０（作動子２６）は、共通の回転軸ｏの周りを公転することは許容されているが自転することは規制されている。作動内歯歯車３０が共通の回転軸ｏの周りを公転する際、夫々の歯の外周面は固定外歯歯車３４の歯の外周面に対して摺動する。 Next, with reference to FIGS. 6 and 7, will be described operation of Russia Kkutaipu bidirectional clutch 2. As shown by the arrows in FIG. 6, when the input member 4 is rotated clockwise (as viewed from the right side of the central vertical sectional view) by the motor of the drive source, the eccentric ring 14 of the input member 4 has a common rotation axis o. Rotates eccentrically around. That is, the entire eccentric ring 14 rotates clockwise while moving (revolving) clockwise along a circle having a radius e around a rotation axis o whose center is common. Then, the working internal gear 30 fitted inside the eccentric ring 14 revolves around a common rotation axis o without rotating as shown by an arrow in the BB cross section. This, in the B Kkutaipu bidirectional clutch 2, hydraulic internal gear 30 with meshed eccentric to fixed external gear 34, because the number of teeth of the two gears are the same. That is, since there is no difference in the number of teeth with the fixed external gear 34, even if the operating internal gear 30 revolves, the operating internal gear 30 rotates with respect to the fixed external gear 34 (rotational movement). ) This is because it is impossible. That is, the working internal gear 30 (actor 26) is allowed to revolve around a common rotation shaft o, but is restricted from rotating. When the working internal gear 30 revolves around a common rotating shaft o, the outer peripheral surfaces of the respective teeth slide with respect to the outer peripheral surfaces of the teeth of the fixed external gear 34.
従って、入力部材４の自転運動は、一旦作動子２６の公転運動に変換される。このとき、入力部材４から作動内歯歯車３０（作動子２６）へは変速することなく等速で回転が伝達される。作動内歯歯車３０と作動外歯歯車２８は一体であって共通の中心軸ｏ´を有することから、作動外歯歯車２８も作動内歯歯車３０と同様に公転運動することとなり、これによって作動外歯歯車２８と噛み合う出力内歯歯車２４は回転せしめられる。ここで、Ａ−Ａ断面に示されるような内接歯車機構には、
ｎｂ：作動外歯歯車の自転角速度
ｎｃ：作動外歯歯車の公転角速度
ａ：出力内歯歯車の歯数
ｂ：作動外歯歯車の歯数
の関係があることから、出力内歯歯車２４（出力部材６）の自転角速度は以下のように算出される。図示の実施形態にあっては、出力内歯歯車２４の歯数ａは６であって、作動外歯歯車２８の歯数ｂは５であって自転角速度ｎｂは０であることから、偏心輪１４が時計方向に１回転、つまり作動外歯歯車２８が時計方向に１だけ公転すると（ｎｃ＝１）、出力内歯歯車２４は１／６だけ自転する（ｎａ）こととなる。
Therefore, the rotation motion of the input member 4 is once converted into the revolution motion of the actuator 26. At this time, rotation is transmitted from the input member 4 to the working internal gear 30 (activator 26) at a constant speed without shifting. Since the working internal gear 30 and the working external gear 28 are integrated and have a common central axis o', the working external gear 28 also revolves in the same manner as the working internal gear 30, thereby operating. The output internal gear 24 that meshes with the external gear 28 is rotated. Here, in the internal gear mechanism as shown in the AA cross section,
nb: Rotation angular velocity of the working external gear
nc: Revolution angular velocity of working external gear
a: Number of teeth of the output internal gear
b: Since there is a relationship between the number of teeth of the working external gear, the rotation angular velocity of the output internal gear 24 (output member 6) is calculated as follows. In the illustrated embodiment, the number of teeth a of the output internal gear 24 is 6, the number b of the working external gear 28 is 5, and the rotation angular velocity nb is 0. When 14 makes one rotation clockwise, that is, when the working external gear 28 revolves clockwise by 1 (nc = 1), the output internal gear 24 rotates by 1/6 (na).
一方、図７における各破線矢印で示すとおり、出力部材６を回転させようとした場合には、出力内歯歯車２４に対し偏心して噛み合う作動外歯歯車２８が中心軸ｏ´の周りを自転しようとするが、作動外歯歯車２８と一体の作動内歯歯車３０は上述したとおり自転が規制されており、これによって作動子２６は回転することができず、従って出力部材６はロックされる。つまり、出力部材６から入力部材４への回転の伝達は、出力部材６が回転不能となって遮断される。 On the other hand, as shown by each broken arrow in FIG. 7, when the output member 6 is to be rotated, the working external gear 28 that meshes eccentrically with the output internal gear 24 will rotate around the central axis o'. However, the actuating internal gear 30 integrated with the working external gear 28 is restricted from rotating as described above, whereby the actuator 26 cannot rotate, and therefore the output member 6 is locked. That is, the transmission of rotation from the output member 6 to the input member 4 is blocked because the output member 6 cannot rotate.
次に、図８乃至図１３を参照して本発明の第二の局面に従って構成されたロックタイプ双方向クラッチについて説明する。以下の説明においては、上述したロックタイプ双方向クラッチ２のものと同一の構成については同一の番号に１００を付して示し、その詳細な説明は省略することとする。 Next, a description will be given of the second lock type bidirectional clutch constructed in accordance with aspects of the present invention with reference to FIGS 1 3. In the following description, the same configuration as that of the lock type bidirectional clutch 2 described above will be indicated by adding 100 to the same number, and detailed description thereof will be omitted.
図８に示すとおり、全体が番号１０２で示されるロックタイプ双方向クラッチは共通の回転軸ｏを中心として回転可能な入力部材１０４及び出力部材１０６を備えている。 As shown in FIG. 8, the whole is provided with a B Kkutaipu bidirectional clutch common axis of rotation o rotatable around the input member 104 and output member 106 indicated by the number 102.
図８と共に図９を参照して説明すると、入力部材１０４は入力軸部１０８、入力フランジ１１２及び偏心輪１１４を備えている。ただし、入力フランジ１１２及び偏心輪１１４の径は図１に示すロックタイプ双方向クラッチ２のもの（入力フランジ１２及び偏心輪１４）と比べて小さい。入力部材１０４は、偏心輪１１４の内側において共通の回転軸ｏと同心の円筒形状の支持壁１６２を備えており、偏心輪１１４と支持壁１６２との間に後述する接続部材の嵌合壁が嵌り込む。 Explaining with reference to FIG. 9, the input member 104 includes an input shaft portion 108, an input flange 112, and an eccentric ring 114. However, the diameters of the input flange 112 and the eccentric ring 114 are smaller than those of the lock type bidirectional clutch 2 (input flange 12 and eccentric ring 14) shown in FIG. The input member 104 includes a cylindrical support wall 162 concentric with the common rotation shaft o inside the eccentric ring 114, and a fitting wall for a connecting member described later is formed between the eccentric ring 114 and the support wall 162. Fit in.
図８と共に図１０を参照して説明すると、出力部材１０６は出力軸部１１８及び出力フランジ１２２を具備し、出力フランジ１２２には出力内歯歯車１２４が形成されている。出力内歯歯車１２４の歯数は９である。 Explaining with reference to FIG. 10, the output member 106 includes an output shaft portion 118 and an output flange 122, and an output internal gear 124 is formed on the output flange 122. The number of teeth of the output internal gear 124 is nine.
図８と共に図１１を参照して説明すると、作動子１２６は軸方向に直列に配置された接続部材１６４及び作動部材１６６から構成されている。接続部材１６４は、偏心輪１１４の内側に相対回転可能に嵌り込む円筒形状の嵌合壁１６８を備えている。図８の中央縦断面に示すとおり、図示の実施形態においては、嵌合壁１６８は周知のベアリング１３１を介して偏心輪１１４の内側に嵌り込んでいる。ロックタイプ双方向クラッチ１０２にあっては、ベアリング１３１の径を図１のロックタイプ双方向クラッチ２のベアリング３１の径よりも小さくすることができ、製造コストを低減させることができると共に径方向をコンパクトにすることができる。嵌合壁１６８の軸方向他端（図８の中央縦断面及び図１１（ａ）において左側端）には円板形状の接続フランジ１７０が接続されている。接続フランジ１７０の中央には円形の貫通穴１７２が形成されており、この内側で入力部材１０４の支持壁１６２の端面は出力部材１０６の出力フランジ１２２と当接してこれによって軸受けされている。接続フランジ１７０の外周縁には、嵌合壁１６８とは軸方向反対側に向かって延びる円筒形状の接続壁１７４が形成されている。接続壁１７４の内周面には軸方向に直線状に延びる係止溝１７６が周方向に等間隔をおいて複数形成されている。作動部材１６６は、接続壁１７４の内側に配置される円形の作動基板１７８を備えている。作動基板１７８の外周面には、径方向外側に突出し、接続壁１７４の内側に形成された係止溝１７６と係止する係止突条１８０が係止溝１７６に対応して複数形成されている。このことから、係止溝１７６と係止突条１８０との係止（係止手段）によって、作動部材１６６は接続部材１６４と一体となって共通の中心軸ｏ´を有する。作動基板１７８の中央には円形の貫通穴１８１が形成されており、ここには出力軸部１１８が挿通される。作動外歯歯車１２８は作動基板１７８の片側面（図８の中央縦断面及び図１１（ｂ）において右側面）の中央に形成されており、歯数は８である。作動基板１７８の他側面（同左側面）の外周縁部には、係合ピン１８２が周方向に等間隔をおいて複数、図示の実施形態においては９本、立設されている。これら複数の係合ピン１８２は後述する固定板に形成された複数の係合穴の数と対応して設けられ夫々に挿入される。図示の実施形態においては、係合ピン１８２の断面形状は円形であるが、所望ならば多角形であってもよい。 Explaining with reference to FIG. 11, the actuator 126 is composed of a connecting member 164 and an operating member 166 arranged in series in the axial direction. The connecting member 164 includes a cylindrical fitting wall 168 that is rotatably fitted inside the eccentric ring 114. As shown in the central longitudinal section of FIG. 8, in the illustrated embodiment, the fitting wall 168 is fitted inside the eccentric ring 114 via a well-known bearing 131. In the lock type bidirectional clutch 102 , the diameter of the bearing 131 can be made smaller than the diameter of the bearing 31 of the lock type bidirectional clutch 2 in FIG. 1, the manufacturing cost can be reduced, and the radial direction can be changed. It can be made compact. A disk-shaped connecting flange 170 is connected to the other end of the fitting wall 168 in the axial direction (the central longitudinal section of FIG. 8 and the left end in FIG. 11A). A circular through hole 172 is formed in the center of the connection flange 170, and inside the circular through hole 172, the end surface of the support wall 162 of the input member 104 is in contact with the output flange 122 of the output member 106 and is bearing by this. A cylindrical connection wall 174 extending axially opposite to the fitting wall 168 is formed on the outer peripheral edge of the connection flange 170. A plurality of locking grooves 176 extending linearly in the axial direction are formed on the inner peripheral surface of the connecting wall 174 at equal intervals in the circumferential direction. The actuating member 166 includes a circular actuating board 178 located inside the connecting wall 174. On the outer peripheral surface of the operating substrate 178, a plurality of locking ridges 180 that protrude outward in the radial direction and engage with the locking groove 176 formed inside the connecting wall 174 are formed corresponding to the locking groove 176. There is. From this, the operating member 166 is integrated with the connecting member 164 and has a common central axis o'by locking (locking means) between the locking groove 176 and the locking ridge 180. A circular through hole 181 is formed in the center of the working board 178, through which the output shaft portion 118 is inserted. The working external gear 128 is formed in the center of one side surface of the working substrate 178 (the central longitudinal section of FIG. 8 and the right side in FIG. 11B), and has eight teeth. A plurality of engaging pins 182 are erected on the outer peripheral edge of the other side surface (the left side surface of the same) of the operating substrate 178 at equal intervals in the circumferential direction, and nine in the illustrated embodiment. These plurality of engaging pins 182 are provided corresponding to the number of a plurality of engaging holes formed in the fixing plate described later, and are inserted into each of them. In the illustrated embodiment, the cross-sectional shape of the engaging pin 182 is circular, but it may be polygonal if desired.
図８に示すとおり、ロックタイプ双方向クラッチ１０２は、断面円形の係合穴１８４が共通の回転軸ｏを中心とした仮想円周上で周方向に間隔をおいて複数形成された固定板１８６を具備している。図示の実施形態においては、固定板１８６は略正方形であって、全体が番号１３６で示される固定のハウジングに設けられている。図８と共に図１２（ａ）を参照してハウジング１３６について説明すると、固定板１８６はハウジングの端板であって、その外周縁には軸方向に延びる筒形状の外周壁１４０が設けられている。固定板１８６には中央貫通穴１４４及び凹部１４６も形成されている。係合穴１８４は９個形成されており、これらはいずれも収容空間部１４２に向かって開放されている。係合穴１８４の径は作動子１２６の作動部材１６６に形成された係合ピン１８２の径よりも大きく、複数の係合穴１８４の夫々には作動子１２６の作動部材１６６に形成された複数の係合ピン１８２が一つずつ挿入される。外周壁１４０の開放端は図１２（ｂ）に示されるシールド板１５２によって閉鎖される。シールド板１５２は中央貫通穴１５４及び凹部１５６を備えている。 As shown in FIG. 8, b Kkutaipu bidirectional clutch 102, the fixing plate 186 in cross-section a circular engaging hole 184 is formed in plurality at intervals in the circumferential direction on the virtual circumference around the common axis of rotation o It is equipped with. In the illustrated embodiment, the fixing plate 186 is substantially square and is entirely provided in the fixed housing designated by number 136. Explaining the housing 136 with reference to FIG. 8 and FIG. 12A, the fixing plate 186 is an end plate of the housing, and a tubular outer peripheral wall 140 extending in the axial direction is provided on the outer peripheral edge thereof. .. The fixing plate 186 is also formed with a central through hole 144 and a recess 146. Nine engagement holes 184 are formed, and all of them are open toward the accommodation space 142. The diameter of the engaging hole 184 is larger than the diameter of the engaging pin 182 formed on the operating member 166 of the actuator 126, and each of the plurality of engaging holes 184 is formed on the operating member 166 of the actuator 126. The engaging pins 182 of the above are inserted one by one. The open end of the outer wall 140 is closed by the shield plate 152 shown in FIG. 12 (b). The shield plate 152 includes a central through hole 154 and a recess 156.
続いて、図１３を参照して、ロックタイプ双方向クラッチ１０２において入力部材１０４を時計方向（中央縦断面の右方から見て）に回転させた場合の作動について説明する。図１３における各矢印に示すように、入力部材１０４が時計方向に回転すると、図１のロックタイプ双方向クラッチ２と同様に、偏心輪１１４は、その中心が共通の回転軸ｏの周りを半径ｅの円に沿って時計方向に移動（公転）しながら全体が時計方向に自転する。そうすると、Ａ−Ａ断面において矢印で示すとおり、偏心輪１１４の内側に嵌り込む作動子１２６の一部である接続部材１６４の嵌合壁１６８は共通の回転軸ｏの周りを自転することなく公転する。これについて説明すると、嵌合壁１６８を有する接続部材１６４は作動部材１６６と一体に接続され、作動部材１６６に形成された複数の係合ピン１８２の夫々は固定板１８６に形成された複数の係合穴１８４の夫々に挿入されていることから、作動子１２６の自転運動は規制されるためである。一方、係合ピン１８２の径は係合穴１８４の径よりも小さいため、複数の係合ピン１８２の各々は一体となって挿入された係合穴１８４内を移動することは可能である。このことから、入力部材１０４が時計方向に回転すると、Ｃ−Ｃ断面に示すとおり、複数の係合ピン１８２は一体となって挿入された夫々の係合穴１８４の内周面に沿って摺動つまり公転し、作動子１２６は自転することなく共通の回転軸ｏの周りを公転することとなる。 Subsequently, referring to FIG. 13, description will be made on the operation of the case of rotating the input member 104 in a clockwise direction (as viewed from the right side of the central longitudinal section) in Russia Kkutaipu bidirectional clutch 102. As shown by each arrow in FIG. 13, when the input member 104 rotates clockwise, the eccentric ring 114 has a radius around a rotation axis o whose center is common, similar to the lock type bidirectional clutch 2 in FIG. The whole rotates clockwise while moving (revolving) clockwise along the circle of e. Then, as shown by the arrows in the AA cross section, the fitting wall 168 of the connecting member 164, which is a part of the actuator 126 fitted inside the eccentric ring 114, revolves around the common rotation axis o without rotating. To do. Explaining this, the connecting member 164 having the fitting wall 168 is integrally connected to the operating member 166, and the plurality of engaging pins 182 formed on the operating member 166 each have a plurality of engagements formed on the fixing plate 186. This is because the rotation of the actuator 126 is regulated because it is inserted into each of the joint holes 184. On the other hand, since the diameter of the engaging pin 182 is smaller than the diameter of the engaging hole 184, it is possible for each of the plurality of engaging pins 182 to move in the engaging hole 184 inserted integrally. From this, when the input member 104 rotates clockwise, as shown in the CC cross section, the plurality of engaging pins 182 slide along the inner peripheral surfaces of the respective engaging holes 184 inserted integrally. It moves, that is, revolves, and the actuator 126 revolves around a common axis of rotation o without rotating.
従って、入力部材１０４の自転運動は、一旦作動子１２６の公転運動に変換される。このとき、入力部材１０４から作動子１２６へは変速することなく等速で回転が伝達される。そうすると、図１のロックタイプ双方向クラッチ２と同様、入力部材１０４の回転と等速で公転する作動子１２６の回転は、これに形成された作動外歯歯車１２８と出力内歯歯車１２４との噛み合いによって、変速して出力部材１０６に伝達されることとなる。このとき、上記式によれば、入力部材１０４の回転は１／９に減速して出力部材１０６に伝達される。ロックタイプ双方向クラッチ１０２にあっては、複数の係合ピン１８２の夫々が複数の係合穴１８４の夫々と当接することから、作動子１２６全体の倒れが防止され、入力部材１０４から出力部材１０６へ安定的に回転を伝達することができる。 Therefore, the rotation motion of the input member 104 is once converted into the revolution motion of the actuator 126. At this time, rotation is transmitted from the input member 104 to the actuator 126 at a constant speed without shifting. Then, as in the lock type bidirectional clutch 2 of FIG. 1, the rotation of the actuator 126 that revolves at a constant speed with the rotation of the input member 104 causes the working external gear 128 and the output internal gear 124 formed therein to rotate. By meshing, the gear is changed and transmitted to the output member 106. At this time, according to the above equation, the rotation of the input member 104 is reduced to 1/9 and transmitted to the output member 106. B Kkutaipu In the bidirectional clutch 102, since the each of the plurality of engagement pins 182 contacts the respective plurality of engagement holes 184, are prevented from falling of the entire actuator 126, the output member from the input member 104 The rotation can be stably transmitted to the 106.
ロックタイプ双方向クラッチ１０２にあっても、出力部材１０６から入力部材１０４への回転の伝達は出力部材１０６がロックして遮断されるが、この理由は図１に示すロックタイプ双方向クラッチ２のものと同じである。 Even in Russia Kkutaipu bidirectional clutch 102, the transmission of rotation from the output member 106 to the input member 104 but the output member 106 is blocked by the lock, this is because the lock type bidirectional clutch 2 shown in FIG. 1 It's the same as the one.
図１４には、図８に示すロックタイプ双方向クラッチ１０２の変形例であって、本発明の第三の局面に従って構成されるロックタイプ双方向クラッチが示されている。以下の説明においては、上述したロックタイプ双方向クラッチのものと同一の構成については同一の番号に２００を付して示し、その詳細な説明は省略することとする。 FIG. 14 shows a modification of the lock type bidirectional clutch 102 shown in FIG. 8, which is a lock type bidirectional clutch configured according to the third aspect of the present invention . In the following description, the same configuration as that of the lock type bidirectional clutch described above will be indicated by adding 200 to the same number, and detailed description thereof will be omitted.
全体が番号２０２で示される本変形例のロックタイプ双方向クラッチにあっては、作動子２２６は偏心輪２１４の外側に嵌り込む円筒形状の外側嵌合壁２６８ａを備えている。外側嵌合壁２６８ａは作動基板２７８の片側面（図１４の中央縦断面において右側面）に配置されている。図示の実施形態においては、作動基板２７８の同面には更に、偏心輪２１４の内側に嵌り込む円筒形状の内側嵌合壁２６８ｂも設けられている。内側嵌合壁２６８ｂは周知のベアリング２３１を介して偏心輪２１４の内側に嵌り込んでいる。そして、外側嵌合壁２６８ａの先端面には、固定板２８６に形成された複数の係合穴２８４の夫々に挿入される係合ピン２８２が複数立設されており、複数の係合ピン２８２は一体となって挿入された夫々の係合穴２８４の内周面に沿って移動自在である。本変形例にあっては、作動外歯歯車２２８は作動基板２７８の他側面（同左側面）に設けられ、出力内歯歯車２２４は、出力フランジ２２２において出力軸部２１８とは反対側の面（同右側面）に設けられている。ロックタイプ双方向クラッチ２０２の作動は図８に示すロックタイプ双方向クラッチ１０２のものと同一であるため詳細な説明は省略する。 In the lock-type bidirectional clutch of this modification, which is shown in its entirety by number 202, the actuator 226 includes a cylindrical outer fitting wall 268a that fits outside the eccentric ring 214. The outer fitting wall 268a is arranged on one side surface of the operating substrate 278 (the right side surface in the central longitudinal section of FIG. 14). In the illustrated embodiment, a cylindrical inner fitting wall 268b that fits inside the eccentric ring 214 is also provided on the same surface of the operating substrate 278. The inner fitting wall 268b is fitted inside the eccentric ring 214 via a well-known bearing 231. A plurality of engaging pins 282 to be inserted into each of the plurality of engaging holes 284 formed in the fixing plate 286 are erected on the tip surface of the outer fitting wall 268a, and the plurality of engaging pins 282 Is movable along the inner peripheral surface of each of the engaging holes 284 inserted together. In this modification, the working external gear 228 is provided on the other side surface (left side surface) of the working board 278, and the output internal gear 224 is on the surface of the output flange 222 opposite to the output shaft portion 218 ( It is provided on the right side). Since the operation of the lock type bidirectional clutch 202 is the same as that of the lock type bidirectional clutch 102 shown in FIG. 8, detailed description thereof will be omitted.
本変形例のロックタイプ双方向クラッチ２０２にあっては、作動子２２６を単一の部材により構成することができる。それ故に、図８に示すロックタイプ双方向クラッチ１０２に比べて構造が単純であり、製造コストを低減させることができる。また、本変形例のロックタイプ双方向クラッチ２０２にあっては、出力軸部２１８の径方向外側に係合穴２８４は配置されていないことから、出力軸部２１８の軸径を大きくすることができ、出力軸部２１８の強度を増強させることができる。 In the lock type bidirectional clutch 202 of this modification, the actuator 226 can be composed of a single member. Therefore, the structure is simpler than that of the lock type bidirectional clutch 102 shown in FIG. 8, and the manufacturing cost can be reduced. Further, in the lock type bidirectional clutch 202 of this modification, since the engaging hole 284 is not arranged on the radial outside of the output shaft portion 218, the shaft diameter of the output shaft portion 218 can be increased. The strength of the output shaft portion 218 can be increased.
本発明のロックタイプ双方向クラッチにおいては、入力部材に設けられた偏心輪に、共通の回転軸の周りを公転することは許容されているが自転することは規制されている作動子を嵌め込み、作動子に形成された作動外歯歯車が出力部材に形成された出力内歯歯車と噛み合っている。これにより、入力部材から出力部材への回転は、入力部材の自転運動が作動子によって一旦公転運動に変換された後、内接歯車機構により変速して出力部材に伝達される。一方、出力部材からの回転は、作動子の自転が規制されていることに起因して出力部材がロックして入力部材には伝達されない。 In the lock type bidirectional clutch of the present invention, an eccentric wheel provided on the input member is fitted with an actuator that is allowed to revolve around a common rotation axis but is restricted from rotating. The working external gear formed on the actuator meshes with the output internal gear formed on the output member. As a result, the rotation from the input member to the output member is transmitted to the output member by shifting by the internal gear mechanism after the rotation motion of the input member is once converted into a revolution motion by the actuator. On the other hand, the rotation from the output member is not transmitted to the input member because the output member is locked due to the regulation of the rotation of the actuator.
従って、本発明のロックタイプ双方向クラッチにおいては、出力部材からの回転伝達の遮断は、内接歯車機構をロック状態とすることにより摩擦力を利用しないで行われるから、出力部材の停止の保持が摩擦力により制限されることはない。さらに、内接歯車機構のロック状態は、出力部材側から駆動しようとすると直ちに生じるので、図１５の双方向クラッチとは異なり、作動中に衝撃音が発生することはない。また、ローラの噛み込みと解除の繰り返しに起因する出力部材の速度変動の発生がないとともに、ローラの噛み込みの解除のために余分なトルクを付与する必要も生じない。 Therefore, in the lock type bidirectional clutch of the present invention, the rotation transmission from the output member is blocked by locking the internal gear mechanism without using frictional force, so that the output member is kept stopped. Is not limited by the frictional force. Further, since the locked state of the inscribed gear mechanism occurs immediately when trying to drive from the output member side, unlike the bidirectional clutch of FIG. 15, no impact noise is generated during operation. Further, the speed fluctuation of the output member due to the repeated biting and releasing of the roller does not occur, and it is not necessary to apply an extra torque for releasing the biting of the roller.
以上、本発明に従って構成されたロックタイプ双方向クラッチについて添付した図面を参照して詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲内において適宜の修正や変更が可能である。例えば、図示の実施形態においては、作動外歯歯車の歯数は出力内歯歯車の歯数よりも１少なく設定されていたが、両歯車の歯数及び歯数差は任意に設定可能である。また、図示の実施形態においては、出力内歯歯車及び作動外歯歯車は共にトロコイド歯形であったが、上述した作動が可能であれば両歯車の歯形はトロコイド歯形に限定されず任意の歯形であって良い。さらにまた、図示の実施形態においては、ロックタイプ双方向クラッチを構成する各構成部材はいずれも金属製であったが、これらは合成樹脂等その他適宜の材料によって形成されてもよい。 Although the lock type bidirectional clutch configured according to the present invention has been described in detail with reference to the attached drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiment and is appropriately used within a range not departing from the present invention. Can be modified or changed. For example, in the illustrated embodiment, the number of teeth of the working external gear is set to be 1 less than the number of teeth of the output internal gear, but the number of teeth and the difference in the number of teeth of both gears can be arbitrarily set. .. Further, in the illustrated embodiment, both the output internal gear and the working external gear have a trochoidal tooth profile, but if the above-mentioned operation is possible, the tooth profile of both gears is not limited to the trochoid tooth profile and can be any tooth profile. It's okay to have it. Furthermore, in the illustrated embodiment, each component constituting the lock type bidirectional clutch is made of metal, but these may be formed of a synthetic resin or other appropriate material.
２、１０２、２０２：ロックタイプ双方向クラッチ
４、１０４、２０４：入力部材
６、１０６、２０６：出力部材
１４、１１４、２１４：偏心輪
２４、１２４、２２４：出力内歯歯車
２６、１２６、２２６：作動子
２８、１２８、２２８：作動外歯歯車
2, 102, 202: Lock type bidirectional clutch 4, 104, 204: Input member 6, 106, 206: Output member 14, 114, 214: Eccentric ring 24, 124, 224: Output internal gear 26, 126, 226 : Actuator 28, 128, 228: Acting external gear
Claims (8)
前記入力部材には円筒形状の偏心輪が、前記出力部材には出力内歯歯車が夫々設けられており、更に、
前記共通の回転軸と同心の固定外歯歯車と、作動子とを具備し、
前記作動子は、前記偏心輪の内側に嵌り込んで前記固定外歯歯車と噛み合う作動内歯歯車、及び前記出力内歯歯車と噛み合う作動外歯歯車を備え、
前記作動外歯歯車及び前記作動内歯歯車は共通の中心軸を有し、前記作動内歯歯車の歯数は前記固定外歯歯車の歯数と同一であり、前記作動子は前記共通の回転軸の周りを公転することは許容されるが自転することは規制される、ことを特徴とするロックタイプ双方向クラッチ。 It is provided with an input member and an output member that can rotate around a common rotation axis, and forward / reverse rotation from the input member is transmitted to the output member, and rotation from the output member to the input member is performed. The transmission is a lock type bidirectional clutch in which the output member becomes non-rotatable and is shut off.
The input member is provided with a cylindrical eccentric ring, and the output member is provided with an output internal gear .
It is provided with a fixed external gear concentric with the common rotating shaft and an actuator.
The actuator includes an operating internal gear that fits inside the eccentric ring and meshes with the fixed external gear, and an operating external gear that meshes with the output internal gear.
The working external gear and the working internal gear have a common central axis, the number of teeth of the working internal gear is the same as the number of teeth of the fixed external gear, and the actuator has the common rotation. A lock-type bidirectional clutch characterized in that it is allowed to revolve around the shaft but is restricted from rotating .
前記入力部材には円筒形状の偏心輪が、前記出力部材には出力内歯歯車が夫々設けられており、更に、
断面円形の係合穴が前記共通の回転軸を中心とした仮想円周上に間隔をおいて複数形成された固定板と、作動子とを具備し、
前記作動子は、前記偏心輪の内側に嵌り込む円筒形状の嵌合壁を備えた接続部材、及び前記出力内歯歯車と噛み合う作動外歯歯車を備えた作動部材を備え、前記接続部材及び前記作動部材は係止手段によって一体であり、
前記作動部材には、前記固定板に形成された複数の前記係合穴の夫々に挿入される係合ピンが複数立設され、複数の前記係合ピンは一体となって挿入された夫々の前記係合穴の内周面に沿って移動自在であり、前記作動子は前記共通の回転軸の周りを公転することは許容されるが自転することは規制される、ことを特徴とするロックタイプ双方向クラッチ。 It is provided with an input member and an output member that can rotate around a common rotation axis, and forward / reverse rotation from the input member is transmitted to the output member, and rotation from the output member to the input member is performed. The transmission is a lock type bidirectional clutch in which the output member becomes non-rotatable and is shut off.
The input member is provided with a cylindrical eccentric ring, and the output member is provided with an output internal gear.
It is provided with a fixing plate and an actuator in which a plurality of engaging holes having a circular cross section are formed at intervals on a virtual circumference centered on the common rotation axis.
The actuator includes a connecting member having a cylindrical fitting wall that fits inside the eccentric ring, and an operating member having an operating external gear that meshes with the output internal gear, and the connecting member and the actuator. The actuating members are integrated by locking means
A plurality of engaging pins to be inserted into each of the plurality of engaging holes formed in the fixing plate are erected on the operating member, and the plurality of engaging pins are integrally inserted into each of the plurality of engaging pins. A lock that is movable along the inner peripheral surface of the engaging hole, and that the actuator is allowed to revolve around the common axis of rotation but is restricted from rotating. Type bidirectional clutch.
前記入力部材には円筒形状の偏心輪が、前記出力部材には出力内歯歯車が夫々設けられており、更に、
断面円形の係合穴が前記共通の回転軸を中心とした仮想円周上に間隔をおいて複数形成された固定板と、作動子とを具備し、
前記作動子は、前記偏心輪の外側に嵌り込む円筒形状の外側嵌合壁、及び前記出力内歯歯車と噛み合う作動外歯歯車を備え、
前記外側嵌合壁の先端面には、前記固定板に形成された複数の前記係合穴の夫々に挿入される係合ピンが複数立設され、複数の前記係合ピンは一体となって挿入された夫々の前記係合穴の内周面に沿って移動自在であり、前記作動子は前記共通の回転軸の周りを公転することは許容されるが自転することは規制される、ことを特徴とするロックタイプ双方向クラッチ。 It is provided with an input member and an output member that can rotate around a common rotation axis, and forward / reverse rotation from the input member is transmitted to the output member, and rotation from the output member to the input member is performed. The transmission is a lock type bidirectional clutch in which the output member becomes non-rotatable and is shut off.
The input member is provided with a cylindrical eccentric ring, and the output member is provided with an output internal gear.
It is provided with a fixing plate and an actuator in which a plurality of engaging holes having a circular cross section are formed at intervals on a virtual circumference centered on the common rotation axis.
The actuator comprises a cylindrical outer fitting wall that fits outside the eccentric ring and an actuating external gear that meshes with the output internal gear.
A plurality of engaging pins to be inserted into each of the plurality of engaging holes formed in the fixing plate are erected on the tip surface of the outer fitting wall, and the plurality of engaging pins are integrated. It is movable along the inner peripheral surface of each of the inserted engaging holes, and the actuator is allowed to revolve around the common axis of rotation but is restricted from rotating. Lock type bidirectional clutch featuring .
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