JP6918035B2 - フリータイプ双方向クラッチ - Google Patents

Description

本発明は、入力部材と出力部材との間の回転伝達状態を変更するクラッチ装置、特に、入力部材からの正・逆回転の回転を出力部材に伝達し、出力部材からの回転の伝達は、出力部材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。

モーター等の駆動源によって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フリータイプ双方向クラッチと呼ばれるものは、入力部材（駆動側部材）から出力部材（従動側部材）への動力伝達では、入力部材の正方向及び逆方向の回転を共に出力部材に伝達し、反対向きの、出力部材から入力部材への回転の伝達は、出力部材を空転させて遮断する機能を備えている。

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、入力部材に駆動モーターが連結され、出力部材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共に、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、出力部材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。

フリータイプ双方向クラッチとして、特許文献１に記載されたフリータイプ双方向クラッチが知られており、このフリータイプ双方向クラッチについて、図８を参照して説明する。

このフリータイプ双方向クラッチ１００は、回転不能のハウジング１０２、ハウジング１０２内で共通の中心軸Ｏの回りに回転可能な入力軸１０４及び出力軸１０６を備える。ハウジング１０２の内部には、入力軸１０４に固着されたカム体１０８と、出力軸１０６に固着された太陽歯車１１０と、太陽歯車１１０と噛み合う遊星歯車１１２ａ及び１１２ｂを有する一対の遊星歯車体１１４ａ及び１１４ｂと、遊星歯車体１１４ａ及び１１４ｂを回転可能に支持し共通の中心軸Ｏの回りに回転可能なキャリア１１６とが配置されている。一対の遊星歯車体１１４ａ及び１１４ｂは、一方向クラッチ１１８ａ及び１１８ｂを介して遊星歯車１１２ａ及び１１２ｂの回転軸１２０ａ及び１２０ｂに嵌め合わされた作動子１２２ａ及び１２２ｂを有すると共に、一対の遊星歯車体１１４ａ及び１１４ｂのそれぞれの一方向クラッチ１１８ａ及び１１８ｂは、異なる回転方向の空転を許容するよう設定されている。また、一対の遊星歯車体１１４ａ及び１１４ｂのそれぞれは、カム体１０８の一方側及び他方側に配置され、かつ、作動子１２２ａ及び１２２ｂ及びカム体１０８には、それぞれ直線部が形成されている。

そして、特許文献１に記載の双方向クラッチ１００によれば、入力軸１０４が回転したときは、一対の遊星歯車体１１４ａ及び１１４ｂのうち、回転方向で近距離にある遊星歯車体１１４ａ又は１１４ｂにおける作動子１２２ａ又は１２２ｂの外周面が、入力軸１０４のカム体１０８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１０４のカム体１０８は、当接した遊星歯車体１１４ａ又は１１４ｂの遊星歯車１１２ａ又は１１２ｂを介してキャリア１１６を同一方向に回転させ、作動子１２２ａ又は１２２ｂが当接していない他方の遊星歯車体１１４ａ又は１１４ｂを同様にその回転方向に移動させる。ここで、遊星歯車体１１４ａ及び１１４ｂの遊星歯車１１２ａ及び１１２ｂは出力軸１０６の太陽歯車１１０と噛み合っているが、一方向クラッチ１１８ａ及び１１８ｂによりその回転（自転）が拘束されているため、太陽歯車１１０が遊星歯車１１２ａ及び１１２ｂの移動（公転）に連れ回ることとなり、出力軸１０６は、入力軸１０４と一体化されて同一方向に回転する。また、一対の遊星歯車体１１４ａ及び１１４ｂは対称的に配置されているので、入力軸１０４から出力軸１０６への回転伝達は入力軸１０４の回転方向を問わず行われる。

これに対し、出力軸１０６が回転すると、太陽歯車１１０と噛み合う遊星歯車１１２ａ及び１１２ｂはキャリア１１６の支持軸の周りに自転しようとする。しかし、入力軸１０４が停止した位置においては、一方の遊星歯車体１１４ａ又は１１４ｂの作動子１２２ａ又は１２２ｂの直線部とカム体１０８の直線部とが重なっており、その作動子１２２ａ又は１２２ｂは自転することができない。

この状態において、出力軸１０６の回転方向が、入力軸１０４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１１２ａ又は１１２ｂは、一方向クラッチ１１８ａ又は１１８ｂにより作動子１２２ａ又は１２２ｂと一体化され、キャリア１１６を伴いながら出力軸１０６（太陽歯車１１０）の回転方向にわずかに移動する。これにより、作動子１２２ａ又は１２２ｂが遊星歯車１１２ａ又は１１２ｂとともに移動してカム体１０８から離れ、図８の断面Ａ−Ａの状態に至るため、出力軸１０６は空転する。

一方、出力軸１０６の回転方向が、入力軸１０４が停止する以前の回転方向と逆であれば、遊星歯車１１２ａ又は１１２ｂは一方向クラッチ１１８ａ又は１１８ｂにより作動子１２２ａ又は１２２ｂと切り離される。そのため、作動子１２２ａ又は１２２ｂの直線部とカム体１０８の直線部とが重なっていても、遊星歯車１１２ａ又は１１２ｂは自転が可能であって、入力軸１０４に回転を伝達することなく、出力軸１０６は空転する。

特許第６０２７７０２号公報

フリータイプ双方向クラッチには種々の用途があるが、用途によってはコンパクトなフリータイプ双方向クラッチが強く望まれる場合がある。しかし、特許文献１に記載のフリータイプ双方向クラッチでは、一対の遊星歯車体１１４ａ、１１４ｂのそれぞれの遊星歯車１１２ａ、１１２ｂと、一方向クラッチ１１８ａ、１１８ｂと、作動子１２２ａ、１２２ｂとが軸方向に沿って配置されていることから、軸方向におけるコンパクト化には限界がある。

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、コンパクト化が可能であるフリータイプ双方向クラッチを提供することである。

上記課題を解決するために本願の第一発明が提供するのは以下のフリータイプ双方向クラッチである。すなわち、「回転不能のハウジング、前記ハウジング内で共通の中心軸の回りに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共に、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、前記入力部材は周方向において断続的に設けられた内歯歯車を有し、前記出力部材は太陽歯車を有しており、前記ハウジングの内部には、前記太陽歯車及び前記内歯歯車と噛み合う遊星歯車と、前記遊星歯車を回転可能に支持し且つ前記共通の中心軸の回りに回転可能なキャリアとが配置されており、前記入力部材と前記キャリアとの一方には係合手段が形成され、前記入力部材と前記キャリアとの他方には前記係合手段と解除自在に係合する被係合手段が形成されており、前記入力部材が回転したときは、前記内歯歯車が前記遊星歯車と噛み合い、前記キャリアが前記入力部材に対し相対的に回転して前記係合手段が前記被係合手段に係合することによって、前記入力部材、前記キャリア及び前記太陽歯車が一体的に回転して前記入力部材の回転が前記出力部材に伝達され、前記出力部材が回転したときは、前記遊星歯車が前記内歯歯車から離間して前記遊星歯車と前記内歯歯車との噛み合いが解除されることによって、前記太陽歯車及び前記遊星歯車が空転して前記出力部材からの前記入力部材への回転の伝達が遮断されるフリータイプ双方向クラッチ」である。

この場合には、前記入力部材は、円形状の主部と前記主部の周縁から軸方向に突出する複数の円弧状の突出片とを有し、前記内歯歯車が前記突出片の内周面に形成されているのが好ましい。前記被係合手段は円弧状開口から構成され、前記係合手段は前記円弧状開口に周方向に摺動自在に挿入された係合片から構成されているのが好適である。前記キャリアは円形状のプレートを有し、前記プレートの前記入力部材側の面には、前記遊星歯車を回転可能に支持する支持軸と前記係合片とが軸方向に突出して設けられているのが好都合である。

上記課題は、本願の第二発明によって提供される以下のフリータイプ双方向クラッチによっても解決される。すなわち、「回転不能のハウジング、前記ハウジング内で共通の中心軸の回りに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共に、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、前記入力部材は、複数の外歯が周方向において断続的に設けられた太陽歯車を有し、前記出力部材は内歯歯車を有しており、前記ハウジングの内部には、前記太陽歯車及び前記内歯歯車と噛み合う遊星歯車と、前記遊星歯車を回転可能に支持し且つ前記共通の中心軸の回りに回転可能なキャリアとが配置されており、前記入力部材と前記キャリアとの一方には係合手段が形成され、前記入力部材と前記キャリアとの他方には前記係合手段と解除自在に係合する被係合手段が形成されており、前記入力部材が回転したときは、前記太陽歯車が前記遊星歯車と噛み合い、前記キャリアが前記入力部材に対し相対的に回転して前記係合手段が前記被係合手段に係合することによって、前記入力部材、前記キャリア及び前記内歯歯車が一体的に回転して前記入力部材の回転が前記出力部材に伝達され、前記出力部材が回転したときは、前記遊星歯車が前記太陽歯車から離間して前記遊星歯車と前記太陽歯車との噛み合いが解除されることによって、前記内歯歯車及び前記遊星歯車が空転して前記出力部材からの前記入力部材への回転の伝達が遮断されるフリータイプ双方向クラッチ」である。

この場合には、前記被係合手段及び前記係合手段は、径方向において相互に反対側に突出する突起から構成されているのが好ましい。

本願の第一発明が提供するフリータイプ双方向クラッチ及び本願の第二発明が提供するフリータイプ双方向クラッチのいずれであっても、前記ハウジングの内部には、前記キャリアに抵抗トルクを付与する抵抗トルク付与手段が配置されているのが好ましい。

本願の第一発明が提供するフリータイプ双方向クラッチでは、入力部材が回転したときは、その回転により、断続的な内歯歯車が遊星歯車と噛み合って遊星歯車を回転させる。一方、本願の第二発明が提供するフリータイプ双方向クラッチでは、複数の外歯が断続的に設けられた太陽歯車が遊星歯車と噛み合って遊星歯車を回転させる。出力部材の太陽歯車が停止状態にあると、遊星歯車機構の原理に従ってキャリアが入力部材の回転速度よりも小さい回転速度で回転し、キャリアと入力部材との間には相対的な回転が生じて係合手段と被係合手段とが係合する。これによって、入力部材、キャリア及び遊星歯車が一体的に回転し、遊星歯車と噛み合う太陽歯車も一体的に回転して、入力部材の回転が出力部材に伝達される。ところが、出力部材が回転したときは、本願の第一発明にあっては、遊星歯車が内歯歯車から離間して遊星歯車が内歯歯車の存在しない部分に位置し、遊星歯車と内歯歯車との噛み合いが解除される。そのため、太陽歯車及び遊星歯車が空転して出力部材からの入力部材への回転の伝達が遮断される。一方、本願の第二発明にあっては、遊星歯車が太陽歯車から離間して遊星歯車が太陽歯車の存在しない部分に位置し、遊星歯車と太陽歯車との噛み合いが解除される。そのため、内歯歯車及び遊星歯車が空転して出力部材からの入力部材への回転の伝達が遮断される。

本願の第一発明のフリータイプ双方向クラッチでは、入力部材に断続的な内歯歯車が形成され、入力部材が回転したときは、遊星歯車を支持するキャリアと入力部材とが一体化して回転伝達が行われると共に、出力部材が回転したときは、遊星歯車が内歯歯車から離間して回転伝達が遮断される。一方、本願の第二発明のフリータイプ双方向クラッチでは、複数の外歯が断続的に設けられた太陽歯車が入力部材に形成され、入力部材が回転したときは、遊星歯車を支持するキャリアと入力部材とが一体化して回転伝達が行われると共に、出力部材が回転したときは、遊星歯車が太陽歯車から離間して回転伝達が遮断される。したがって、本願の第一発明のフリータイプ双方向クラッチ及び第二発明のフリータイプイプ双方向クラッチのいずれであっても、上記特許文献１に記載のフリータイプ双方向クラッチのような一方向クラッチ及び作動子が不要であることから、軸方向寸法のコンパクト化が可能である。

本願の第一発明のフリータイプ双方向クラッチにおいて、被係合手段が円弧状開口から構成され、係合手段が円弧状開口に周方向に摺動自在に挿入された係合片から構成されている場合には、円弧状開口を摺動する係合片が、相互のいわば案内部材として作用することとなる。そのため、入力部材とキャリアとの芯ずれや中心軸の傾き等が防止され、フリータイプ双方向クラッチの回転作動が円滑となる。

本願の第一発明に従って構成されたフリータイプ双方向クラッチの分解斜視図。 図１に示すフリータイプ双方向クラッチの断面図。 図１に示すフリータイプ双方向クラッチの入力部材回転時の作動を示す断面図。 図１に示すフリータイプ双方向クラッチの出力部材回転時の作動を示す断面図。 内歯歯車が周方向において連続的に設けられている場合の断面図。 本願の第二発明に従って構成されたフリータイプ双方向クラッチの構成図。 図６に示すフリータイプ双方向クラッチの分解斜視図。 従来のフリータイプ双方向クラッチの断面図。

以下、本発明に従って構成されたフリータイプ双方向クラッチの好適実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１及び図２を参照して説明すると、全体を符号２で示す本願の第一発明にかかるフリータイプ双方向クラッチは、回転不能のハウジング４、ハウジング４内で共通の中心軸Ｏの回りに回転可能な入力部材６及び出力部材８を備える。

ハウジング４は、円形状の端面壁１０と、この端面壁１０の周縁から軸方向に延びる円筒状の周面壁１２とを有し、有底円筒状に形成されている。端面壁１０の中心部分には円形の通過開口１４が形成されている。このように構成されたハウジング４は、フリータイプ双方向クラッチ２が設置される機器に回転不能に固定される。

入力部材６は、円形状の主部１６と、主部１６の周縁から周方向に等間隔をおいて軸方向に突出する複数（図示の実施形態では４個）の円弧状の突出片１８とを有する。図２の断面Ａ−Ａに示すとおり、主部１６の中心部分には、モーター等の駆動軸（図示していない。）に連結される円形状の連結孔２０が形成されている。この連結孔２０には平坦部が設けられており、この平坦部を介して駆動軸と入力部材６とが一体となって回転するようになっている。

入力部材６には、後述の係合手段と解除自在に係合する被係合手段が形成されており、図示の実施形態の被係合手段は、主部１６の連結孔２０の径方向外方において、周方向に等間隔をおいて周方向に延びる複数（図示の実施形態では４個）の円弧状開口２２から構成されている。各円弧状開口２２の中心は主部１６の中心と整合している。

図２の断面Ｂ−Ｂに示すとおり、各突出片１８の内周面には内歯歯車２４が形成されている。本発明に従って構成されたフリータイプ双方向クラッチ２では、内歯歯車２４が周方向において断続的に設けられているのが重要である。図示の実施形態では、内歯歯車２４が形成された複数の突出片１８が周方向に間隔をおいて設けられていることにより、内歯歯車２４が周方向において断続的に設けられている。なお、主部１６の周縁から突出する突出片の形状は環状でもよく、この場合には環状突出片の内周面に周方向に間隔をおいて内歯歯車が形成される。また、主部１６の周縁から突出する突出片の形状が円弧状である場合でも、円弧状突出片の内周面に周方向に間隔をおいて内歯歯車が形成されていてもよい。

出力部材８は、ハウジング４の内部に配置された太陽歯車２６と、太陽歯車２６の中心部分から軸方向に延びる円柱状の連結部２８とを有する。連結部２８は、ハウジング４の通過開口１４を通ってハウジング４の外部に突出しており、被駆動機器に連結される。

ハウジング４の内部には、入力部材６及び出力部材８の太陽歯車２６に加え、さらに、太陽歯車２６と噛み合うと共に入力部材６の内歯歯車２４と選択的に噛み合う複数（図示の実施形態では４個）の遊星歯車３０と、遊星歯車３０を回転可能に支持し且つ共通の中心軸Ｏの回りに回転可能なキャリア３２とが配置されている。図２及び図３を参照することによって理解されるとおり、各遊星歯車３０は、内歯歯車２４と噛み合う場合（図３参照。）と、内歯歯車２４との噛み合いが解除される場合（図２参照。）とがあり、内歯歯車２４と選択的に噛み合うようになっている。

キャリア３２には、入力部材６の被係合手段と解除自在に係合する係合手段が形成されている。図示の実施形態のキャリア３２は円形状のプレート３４を有し、このプレート３４の片面（入力部材６側の面）には、遊星歯車３０を回転可能に支持する支持軸３６と、入力部材６の円弧状開口２２に周方向に摺動自在に挿入される複数の係合片３８とが軸方向に突出して設けられている。図２の断面Ｂ−Ｂに示すとおり、支持軸３６及び係合片３８は周方向に間隔をおいて交互に配置されている。そして、図示の実施形態の係合手段は、複数の係合片３８から構成されている。また、プレート３４の中心部分には円形の通過開口３９が形成されており、出力部材８の連結部２８が通過開口３９を通過している。

キャリア３２には、抵抗トルク付与手段によって抵抗トルクが付与される。図示の実施形態においては、抵抗トルク付与手段は、ウェーブワッシャｗである。ウェーブワッシャｗは後述するシールド板との間の摩擦によってキャリア３２に抵抗トルクを付与する。

ハウジング４の開放端には円形のシールド部材４０が圧入され、このシールド部材４０の中心部分には駆動軸が通過する円形の通過開口４２が形成されている。シールド部材４０の片面（入力部材６側の面）には上述したウェーブワッシャｗが嵌り込む円環状の溝４３が形成されている。

次に、上述したとおりのフリータイプ双方向クラッチ２の作動について図３及び図４を参照して説明する。

まず、図３を参照して入力部材６から出力部材８への回転伝達について説明する。図３の紙面上方から見て反時計方向に入力部材６が中心軸Ｏの回りに回転すると、その回転により、断続的な内歯歯車２４が遊星歯車３０と噛み合って遊星歯車３０を回転させる。出力部材８の太陽歯車２６が停止状態にあると、遊星歯車機構の原理に従ってキャリア３２が入力部材６の回転速度よりも小さい回転速度で回転し、キャリア３２と入力部材６との間には相対的な回転が生じる。そうすると、係合手段としてのキャリア３２の各係合片３８と、被係合手段としての入力部材６の各円弧状開口２２の周方向端部とが当接し、すなわち、各係合片３８と各円弧状開口２２とが係合して、入力部材６とキャリア３２とが一体的に回転することになる。したがって、入力部材６、キャリア３２及び遊星歯車３０が一体的に回転するので、遊星歯車３０と噛み合う太陽歯車２６も一体的に回転して、図３の紙面上方から見て反時計方向に出力部材８が中心軸Ｏの回りに回転する。

なお、フリータイプ双方向クラッチ２では、図２を参照することによって理解されるとおり、フリータイプ双方向クラッチ２の径方向中心を通って図２の上下方向に延びる直線及び図２の左右方向に延びる直線のそれぞれを対称軸として対照的に配置されているので、入力部材６が時計方向に回転した場合にも、同様な作動で入力部材６からの回転がキャリア３２及び遊星歯車３０を介して太陽歯車２６に伝達される。

ここで、入力部材６の各円弧状開口２２の周方向端部とキャリア３２の各係合片３８とが当接して一体的に回転することについて図５の作動説明図を参照して説明する。図５に示すとおり、入力部材６’の突出片１８’が環状であり、突出片１８’の内面に連続的に内歯歯車２４’が形成されており、出力部材８は回転不能に固定され、かつキャリア３２’には係合片３８が形成されていないものとする。また、図示していないが、入力部材６’には円弧状開口が形成されていないものとする。なお、符号に「’」を付しているのは、上述の本発明の実施形態とは異なり、参考の構成であることを示している。一方、出力部材８については、上述の実施形態とは異なり回転不能に固定されてはいるものの、上述の実施形態と同様の形状であるので、符号に「’」は付していない。また、遊星歯車３０は、上述の実施形態と同様である。

太陽歯車２６の歯数をＺａ、内歯歯車２４’の歯数をＺｂとすると、たとえば、Ｚａ＝１６、Ｚｂ＝４０の場合には、入力部材６’の回転速度とキャリア３２’の回転速度の比は
Ｚａ／Ｚｂ＋１＝１６／４０＋１
＝１．４
となり、すなわち、入力部材６’の回転速度とキャリア３２’の回転速度の比は
１：０．７１４
となる。このように、太陽歯車２６の歯数が内歯歯車２４’の歯数よりも少なく、入力部材６’の回転速度に比べてキャリア３２’の回転速度が小さい場合には、入力部材６’が回転すると、入力部材６’の回転速度よりも小さい回転速度でキャリア３２’が回転することになる。

そして、上述の本発明の実施形態においては、内歯歯車２４が断続的に設けられているものの、入力部材６が回転し、内歯歯車２４と遊星歯車３０との噛み合いが生じてキャリア３２が入力部材６と同じ方向に回転したとき、図５に示す参考例と同様に、入力部材６の回転速度よりも小さい回転速度でキャリア３２が回転する。このため、キャリア３２の各係合片３８が入力部材６の各円弧状開口２２の周方向端部に当接することになり、入力部材６とキャリア３２とが一体的に回転する。また、各遊星歯車３０と内歯歯車２４とが噛み合っているので、上述したとおり、入力部材６からの回転がキャリア３２及び遊星歯車３０を介して太陽歯車２６に伝達される。

次に、図３及び図４を参照して出力部材８が回転した場合の入力部材６への回転伝達の遮断について説明する。入力部材６の回転が停止して、図３に示す状態から、図３の紙面上方から見て反時計方向に出力部材８が回転した場合には、太陽歯車２６と噛み合っている各遊星歯車３０は、時計方向に自転しながらキャリア３２と共に中心軸Ｏの回りに回転（公転）する。そうすると、図４に示すとおり、各遊星歯車３０が内歯歯車２４から離間して各遊星歯車３０と内歯歯車２４との噛み合いが解除される。これによって、太陽歯車２６及び各遊星歯車３０が空転して、出力部材８からの入力部材６への回転の伝達が遮断される。各遊星歯車３０と内歯歯車２４との噛み合いが解除された後は、キャリア３２はウェーブワッシャｗによって付与される抵抗トルクによって保持されるため、太陽歯車２６の回転によってキャリア３２が連れ回りすることはない。

一方、入力部材６の回転が停止して、図３に示す状態から、図３の紙面上方から見て時計方向に出力部材８が回転した場合には、キャリア３２及び遊星歯車３０を介して出力部材８からの回転が入力部材６に伝達されてしまう。このように、入力部材６の回転方向の逆方向に出力部材８を回転させる場合には、入力部材６が回転していた方向の逆方向に入力部材６をわずかに回転させ、図２ないし図４に示すように、内歯歯車２４を各遊星歯車３０から離間させ、各遊星歯車３０と内歯歯車２４との噛み合いを解除することによって、出力部材８から入力部材６への回転の伝達を遮断することができる。この場合も、各遊星歯車３０と内歯歯車２４との噛み合いが解除された後は、キャリア３２はウェーブワッシャｗによって付与される抵抗トルクによって保持されるため、太陽歯車２６の回転によってキャリア３２が連れ回りすることはない。

以上のとおりであり、図示の実施形態のフリータイプ双方向クラッチ２では、入力部材６に断続的な内歯歯車２４が形成され、入力部材６が回転したときは、遊星歯車３０を支持するキャリア３２と入力部材６とが一体化して回転伝達が行われると共に、出力部材８が回転したときは、遊星歯車３０が内歯歯車２４から離間して回転伝達が遮断される。したがって、図示の実施形態のフリータイプ双方向クラッチ２では、一方向クラッチ及び作動子が不要であることから、軸方向寸法のコンパクト化が可能である。

なお、図示の実施形態では、係合手段としての係合片３８がキャリア３２に形成され、被係合手段としての円弧状開口２２が入力部材６に形成されている例を説明したが、本発明のフリータイプ双方向クラッチにおいては、係合手段が入力部材６に形成され、被係合手段がキャリア３２に形成されていてもよい。また、被係合手段は、円弧状開口でなくてもよく、円形凹所から構成されていてもよい。さらに、係合片３８及び円弧状開口２２のそれぞれは複数設けられていなくてもよく、それぞれ１個であってもよい。

また、図示の実施形態では、キャリア３２のプレート３４に支持軸３６と係合片３８とが設けられている例を説明したが、キャリア３２の支持軸３６が係合片を兼ねるようにしてもよい。

続いて、本願の第二発明にかかるフリータイプ双方向クラッチについて図６及び図７を参照して説明する。本願の第二発明にかかるフリータイプ双方向クラッチでは、複数の外歯が周方向において断続的に設けられた太陽歯車が入力部材に、内歯歯車が出力部材に夫々固着される。以下の説明においては、上述した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の差異点についてのみ説明をし、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の構成については番号に１００を加算して示しその説明を省略する。

入力部材１０６は、軸方向に延びる断面円形の入力軸部１２０と、入力軸部１２０の先端においてこれと同軸上に固着された円柱形状の主部１１８とを備えている。そして、主部１１８の外周面には複数の外歯が周方向に断続的に設けられた太陽歯車１２４が形成されている。図示の実施形態においては、主部１１８の外周面における外歯存在領域１２４ａは周方向に等角度間隔をおいて３つ設けられ、夫々の外歯存在領域１２４ａの角度範囲は同一である。更に、主部１１８の外周面における外歯存在領域１２４ａの各々の角度範囲と、周方向において隣接する２つの外歯存在領域１２４ａの間に位置する外歯非存在領域１２４ｂの各々の角度範囲も同一である。入力部材１０６にはキャリア１３２の係合手段と係合する被係合手段が形成されている。図示の実施形態においては、被係合手段は、入力軸部１２０と主部１１８との接続部において、入力軸部１２０の外周面及び主部１１８の軸方向端面に共通して固着された突起１２２である。突起１２２は等角度間隔をおいて３つ配置されており、いずれの突起１２２も周方向に見て外歯存在領域１２４ａと整合（更に詳しくは、両者の周方向中心位置とも整合）している。そして、突起１２２は何れも径方向外方に突出している。

出力部材１０８は、軸方向に延びる出力軸部１２８と、出力軸部１２８の先端に固着された内歯歯車１２６とを有する。

キャリア１３２には、入力部材１０６の被係合手段と解除自在に係合する係合手段が形成されている。図示の実施形態においては、係合手段は、プレート１３４の中心部に形成された円形の通過開口１３９の内周縁に固着された突起１３８である。突起１３８は周方向に３つ等角度間隔をおいて配置されており、いずれの突起１３８も径方向内方に突出している。

本願の第二発明にかかるフリータイプ双方向クラッチ１０２の作動と、上述した本願の第一発明にかかるフリータイプ双方向クラッチ２とは、本願の第一発明にかかるフリータイプ双方向クラッチ２における太陽歯車と内歯歯車との関係が入れ替わっただけで、基本的な作動は同一である。そのため、本願の第二発明にかかるフリータイプ双方向クラッチ１０２の作動についての詳細な説明は省略する。なお、本願の第二発明にかかるフリータイプ双方向クラッチ１０２にあっては、係合手段としての突起１２２と被係合手段としての突起１３８とが周方向に係合する。

以上のとおりであり、図示の実施形態のフリータイプ双方向クラッチ１０２では、複数の外歯が周方向に断続的に設けられた太陽歯車１２４が入力部材１０６に形成され、入力部材１０６が回転したときは、遊星歯車１３０を支持するキャリア１３２と入力部材１０６とが一体化して回転伝達が行われると共に、出力部材１０８が回転したときは、遊星歯車１３０が太陽歯車１２４から離間して回転伝達が遮断される。したがって、図示の実施形態のフリータイプ双方向クラッチ１０２であっても、一方向クラッチ及び作動子が不要であることから、軸方向寸法のコンパクト化が可能である。

なお、図示の実施形態では、被係合手段としての突起１２２及び係合手段としての突起１３８は何れも周方向に等角度間隔をおいて３つ形成されていたが、これらは１つずつ形成されていてもよい。さらに、本願の第二発明にかかるフリータイプ双方向クラッチでは、被係合手段及び係合手段は、径方向において相互に反対側に突出する突起から構成されていたが、これに替えて、本願の第一の発明にかかるフリータイプ双方向クラッチのように、被係合手段は円弧状開口から構成され、係合手段は円弧状開口に周方向に摺動自在に挿入される係合片から構成されるようにしてもよい。

２：フリータイプ双方向クラッチ
４：ハウジング
６：入力部材
８：出力部材
１６：主部
１８：突出片
２２：円弧状開口（被係合手段）
２４：内歯歯車
２６：太陽歯車
３０：遊星歯車
３２：キャリア
３４：プレート
３６：支持軸
３８：係合片（係合手段）
１０２：フリータイプ双方向クラッチ
１０４：ハウジング
１０６：入力部材
１０８：出力部材
１２２：突起（被係合手段）
１２４：太陽歯車
１２６：内歯歯車
１３０：遊星歯車
１３２：キャリア
１３８：突起（係合手段）
Ｏ：中心軸

Claims (7)

1. 回転不能のハウジング、前記ハウジング内で共通の中心軸の回りに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共に、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、
   前記入力部材は周方向において断続的に設けられた内歯歯車を有し、前記出力部材は太陽歯車を有しており、
   前記ハウジングの内部には、前記太陽歯車及び前記内歯歯車と噛み合う遊星歯車と、前記遊星歯車を回転可能に支持し且つ前記共通の中心軸の回りに回転可能なキャリアとが配置されており、
   前記入力部材と前記キャリアとの一方には係合手段が形成され、前記入力部材と前記キャリアとの他方には前記係合手段と解除自在に係合する被係合手段が形成されており、
   前記入力部材が回転したときは、前記内歯歯車が前記遊星歯車と噛み合い、前記キャリアが前記入力部材に対し相対的に回転して前記係合手段が前記被係合手段に係合することによって、前記入力部材、前記キャリア及び前記太陽歯車が一体的に回転して前記入力部材の回転が前記出力部材に伝達され、
   前記出力部材が回転したときは、前記遊星歯車が前記内歯歯車から離間して前記遊星歯車と前記内歯歯車との噛み合いが解除されることによって、前記太陽歯車及び前記遊星歯車が空転して前記出力部材からの前記入力部材への回転の伝達が遮断されるフリータイプ双方向クラッチ。
2. 前記入力部材は、円形状の主部と前記主部の周縁から軸方向に突出する複数の円弧状の突出片とを有し、前記内歯歯車が前記突出片の内周面に形成されている、請求項１に記載のフリータイプ双方向クラッチ。
3. 前記被係合手段は円弧状開口から構成され、前記係合手段は前記円弧状開口に周方向に摺動自在に挿入された係合片から構成されている、請求項１又は２に記載のフリータイプ双方向クラッチ。
4. 前記キャリアは円形状のプレートを有し、前記プレートの前記入力部材側の面には、前記遊星歯車を回転可能に支持する支持軸と前記係合片とが軸方向に突出して設けられている、請求項３に記載のフリータイプ双方向クラッチ。
5. 回転不能のハウジング、前記ハウジング内で共通の中心軸の回りに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共に、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、
   前記入力部材は、複数の外歯が周方向において断続的に設けられた太陽歯車を有し、前記出力部材は内歯歯車を有しており、
   前記ハウジングの内部には、前記太陽歯車及び前記内歯歯車と噛み合う遊星歯車と、前記遊星歯車を回転可能に支持し且つ前記共通の中心軸の回りに回転可能なキャリアとが配置されており、
   前記入力部材と前記キャリアとの一方には係合手段が形成され、前記入力部材と前記キャリアとの他方には前記係合手段と解除自在に係合する被係合手段が形成されており、
   前記入力部材が回転したときは、前記太陽歯車が前記遊星歯車と噛み合い、前記キャリアが前記入力部材に対し相対的に回転して前記係合手段が前記被係合手段に係合することによって、前記入力部材、前記キャリア及び前記内歯歯車が一体的に回転して前記入力部材の回転が前記出力部材に伝達され、
   前記出力部材が回転したときは、前記遊星歯車が前記太陽歯車から離間して前記遊星歯車と前記太陽歯車との噛み合いが解除されることによって、前記内歯歯車及び前記遊星歯車が空転して前記出力部材からの前記入力部材への回転の伝達が遮断されるフリータイプ双方向クラッチ。
6. 前記被係合手段及び前記係合手段は、径方向において相互に反対側に突出する突起から構成されている、請求項５に記載のフリータイプ双方向クラッチ。
7. 前記ハウジングの内部には、前記キャリアに抵抗トルクを付与する抵抗トルク付与手段が配置されている、請求項１乃至６のいずれかに記載のフリータイプ双方向クラッチ。

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