JPH01141251A - 無方向性クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、手動操作により負荷を正、逆両方向に回転駆
動するようにした種々の機械、器具類に広く適用可能な
無方向性クラッチ装置に関するものである。

［従来の技術］ 周知のように、手動回転体の回動端に取手を装着してお
き、その取手を握った状態又はつまんだ状態で前記手動
回転体を回転させることによって所要の負荷に回転力を
付与し得るようにした機械あるいは機器類は多く存在す
る。

ところで、前記負荷が自刃あるいは前記手動操作力以外
の外力によっても、回転動作し得るようなものである場
合には、前記手動回転体から前記負荷に至る伝動系にク
ラッチ装置を介設しておかないと、この手動回転体が不
意に回転することがあり、見苦しいばかりでなく危険を
伴うこともある。

しかして、このようなりラッチ装置としては、いわゆる
ラチェット等を用いたワンウェイクラッチが一般に使用
されている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、このようなワンウェイクラッチは、一方向回
転にのみ有効であり、前記負荷が正、逆両方向に回転す
るものである場合１とは十分な働きをなし得ない。

すなわち、このような箇所に使用されるクラッチ装置と
しては、取手を有した手動回転体側からの回転力はいず
れの方向のものも確実に負荷に伝達されるが、負荷側か
ら前記手動回転体側への逆駆動力は伝達されないような
機能を有していることが望まれる。

近時、このような機能を付与したクラッチ装置も種々開
発されてはいるが、従来のものは、格別なりラッチ切替
動作が必要であったり、構造が複雑で確実な作動を得る
ことが難しく、操作性や信頼性に問題がある。

本発明は、このような問題点を解消することを目的とし
ている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成を採用したものである。

すなわち、本発明に係る無方向性クラッチ装置は、負荷
に接続された駆動軸と、この駆動軸に空転自在に軸装し
た手動回転体と、この手動回転体の回動端に空転自在に
装着した取手と、この取手前記手動回転体および前記駆
動軸間に設けた差動伝動機構とを具備してなり、前記手
動回転体を停止させている状態での前記取手の回転が前
記駆動軸に逆方向に伝達され得るように、前記差動伝動
機構の伝動方向を設定していることを特徴としている。

［作用］ このような構成のものであれば、手動操作を行うていな
い場合には、取手が手動回転体に対して空転自在となっ
ている。そのため、負荷側から駆動軸に逆駆動力が作用
しても、手動回転体が実質的な駆動力をもって回転する
ことはない。すなわち、駆動軸の回転は差動伝動機構を
介して手動回転体と取手とに差動分配される。そのため
、前記手動回転体の回転に対する抵抗を前記取手の自転
に対する抵抗よりも大きくしておきさえすれば、駆動軸
が回転しても前記手動回転体は回転せず、前記取手のみ
がその場で空転することになる。

一方、取手を握り又はつまんで前記手動回転体を回転操
作した場合には、それに応じて、駆動軸が回り始める。

すなわち、取手を持って手動回転体を時計回り方向に１
回転させる場合を考えると次のようになる。まず、手動
回転体を停止させている状態での取手の回転数と前記駆
動軸の回転数との比を、ｎ：１（ｎは正の値）として、
前記運動を手動回転体上に設定した座標を基準にして観
察した場合には、前記取手が反時計回り方向に１自転し
、前記駆動軸が逆に時計回り方向にｌ／ｎ回転すること
になる。これを空間に設定した座標を基準にした場合に
換算すると、前記取手が自転せず、前記手動回転体が時
計回り方向に１回転し、前記駆動軸が時計回り方向に１
＋ｌ／ｎ回転することになる。そして、逆方向に手動操
作を行った場合にも、これに準じた作用が得られる。し
たがって、取手を把持して手動回転体を回転させれば、
それに対応して駆動軸が回転し、負荷が駆動されること
になる。

ここで、取手は差動伝動機構に接続されているため、該
取手には駆動軸からの反力として取手保持トルクが作用
することになる。第３図は、前述したように取手を握り
又はつまんで手動回転体を１回転させた場合の駆動軸の
回転数と前記比率ｎとの関係を実線Ａで示し、このよう
な操作を行なう場合に必要な取手保持トルクと前記比率
ｎとの関係を破線Ｂで示している。また、値Ｔ１は駆動
軸を直接把持して回転させるのに必要なトルクに相当し
ている。

この図から明らかなように、実線Ａと破線Ｂとは、とも
に比率ｎが０に近付くと急激に上昇して無限大をめざし
、比率ｎが大きくなるにつれてそれぞれ１および値Ｔ１
に漸近する。すなわち、駆動軸の回転数と取手保持トル
クとの関係は、傾向としてはｎの値にあまり影響されず
に略−走化（この場合、１：Ｔ１）下に落着いているこ
とがわかる。したがって、このような性質は装置設計上
、極めて有益なものとなる。すなわち、駆動軸の回転数
と取手保持トルクとの関係は、装置を手動操作する場合
の操作性を決定付ける一つの大きな要素であるが、この
関係が変動的であって、特定のｎの値においてのみ手動
回転体の回転トルクに対して取手保持トルクが適当な大
きさになって良好な操作性が得られるが、それ以外のｎ
の値では取手が手の中で空滑りしたり逆に引掛かったり
する不具合が生ずるものとすれば、ｎの値を決定付ける
作動伝動機構の構造や寸法がこれによって限定されてし
まうことになる。これは、設計の自由度を著しく奪うも
のである。

しかるに、このものはｎの広い範囲に亘って駆動軸の回
転数と取手保持トルクとが一定の関係に保持されている
ので、前述したような制約を伴なうことがない。したが
って、ｎの値にとられれることなく、装置を自由に設計
・適用できる利点がある。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

この両方向性クラッチ装置は、負荷１に接続された駆動
軸２と、この駆動軸２に空転自在に軸装された手動回転
体３と、この手動回転体３の回動端３ａに空転自在に装
着された取手４と、この取手４、前記手動回転体３およ
び前記駆動軸２間に設けた差動伝動機構５とを具備して
なる。

駆動軸２は、ベアリング２１を介してノ＼ウジング１１
内に鉛直に支持されたもので、その上端部２ａをハウジ
ング１１を貫通させて外部に突出させている。そして、
この駆動軸２の突出端２ａに前記手動回転体３を空転自
在に装着している。

手動回転体３は、ボス部３ｂを前記駆動軸２の外周に空
転自在に外装した中空体状のもので、そのボス部３ｂの
軸心に対して偏心した回動端３ａに前記取手４を設けて
いる。なお、この手動回転体３の上壁には、開口部３Ｃ
が前記ボス部３ｂに軸心を一致させて開口させである。

そして、この開口部３Ｃの開口端面には、図示しないカ
バーが装着される。また、前記ハウジング１１の上面に
は、この手動回転体３の回動端３ａに弾接する弾性片６
が取着しである。すなわち、この弾性片６は、前記手動
回転体３の回転に若干の抵抗を付与するためのもので、
この手動回転体３が１回転する毎に、その回動端３ａが
この弾性片６に接触するようになっている。

取手４は、横断面円形のもので、その基端軸部４ａを前
記手動回転体３の回動端３ａの上壁部分に空転自在に支
承させている。

差動伝動機構５は、前記手動回転体３の開口部３Ｃの内
周に一体に形成したリングギヤ５１と、このリングギヤ
５１の軸心部分に位置させて前記駆動軸２に固着したサ
ンギヤ５２と、このサンギヤ５２と前記リングギヤ５１
とにそれぞれ噛合させた複数のプラネタリギヤ５３と、
前記駆動軸２の外周に空転自在に軸装され前記各プラネ
タリギヤ５３をそれぞれ自転可能に軸支するリテーナ５
４と、このリテーナ５４のボス部５４ａに一体に設けた
タイミングプーリ５５と、前記取手４の基端軸部４ａに
固着した歯車５６と、前記手動回転体３の底壁３ｄに空
転自在に支承され前記歯車５６に噛合する歯車５８と、
この歯車５８に軸心を一致させて一体的に設けられ該歯
車５８よりも小さい有効径を有したタイミングプーリ５
９と、このタイミングプーリ５９と前記タイミングプー
リ５５との間に張設したタイミングベルト５７とを具備
してなる。しかして、この差動伝動機構５の伝動比率お
よび伝動方向は、前記手動回転体３を停止させている状
態での前記取手４の回転が、前記駆動軸２に１：２の比
率で逆方向に伝達され得るように設定しである。

このような構成のものであれば、手動操作を行っていな
い場合には、取手４が手動回転体３に対して空転自在と
なっている。そのため、負荷１が例えば、電動機１２に
より駆動されて該負荷１側から駆動軸２に逆駆動力が作
用しても、手動操作体３が、実質的な駆動力をもって回
転することはない。すなわち、駆動軸２の回転は差動伝
動機構５を介して手動操作体３と取手４とに差動分配さ
れるが、前記手動操作体３は弾性片６に接触して若干の
回転抵抗を付与されているのに対して、取手４は、各部
の摩擦抵抗を無視すれば無負荷状態にある。そのため、
駆動軸２が回転すると、前記取手４が空転し、前記手動
操作体３は、弾性片６に接触する特定位置に保持される
ことになる。

一方、取手４を把持して手動回転体３を１回転時計まわ
り方向に操作した場合には、空間に設定した座標を基準
にして観察すると、前記取手４は自転せず、手動回転体
３が時計回り方向に１回転し、駆動軸２が時計回り方向
に１＋２＝３回転することになる。同様に、取手４を把
持して手動回転体３を１回転反時計まわり方向に操作し
た場合には、前記駆動軸２が反時計まわり方向に３回転
する。したがって取手４を握って手動操作体３を所望の
方向に回転操作することにより、負荷１が正または逆方
向に駆動されることになる。

そして、このものは伝動比率ｎを随意に設定変更して手
動回転体３からの入力量に対する駆動軸２の回転数を増
減させると、取手保持トルクもこの回転数の変化に対応
して増減することになる。

すなわち、取手の回転数／駆動軸の回転数で表わされる
ｎの値が大きな領域から比較的小さな領域に至るまで、
取手保持トルクを実用的な値に設定することが可能とな
る。したがって、実用化が可能なｎの値の範囲を拡大す
ることが可能となり、設計の自由度を高めることができ
る。

なお、手動回転体や取手の形状、並びに差動伝動機構の
構造は、図示実施例に限定されるものではなく、本発明
の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成であるから、取手を持って
手動操作体を回転させる場合には、いずれの方向の回転
操作力も駆動軸を介して負荷に確実に伝達されるが、取
手を離して回転操作を停止した場合には、負荷側から駆
動軸に逆駆動力が付与されても、手動回転体がその力に
より駆動されることがなくなる。そして、このものは爪
や楔部材の係脱により動力の断続を行う箇所が全くない
ため、以上の作用を円滑に営ませることができるそのた
め、手動回転体が不意に自転するという不具合を無理な
く有効に解消することができるという効果が得られる。

しかも、このものは格別なりラッチ切替動作が一切不要
であり、差動伝動機構の構造や寸法等を随意に選定して
も、全く違和感なく手動操作を行うことができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２図は第１
図における■−■線断面図である。また、第３図は本発
明の作用を示す作用説明図である。 １・・・負荷　　　　　　　２・・・駆動軸３・・・手
動回転体　　　　４・・・取手５・・・差動伝動機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　負荷に接続された駆動軸と、この駆動軸に空転自在に
   軸装した手動回転体と、この手動回転体の回動端に空転
   自在に装着した取手と、この取手、前記手動回転体およ
   び前記駆動軸間に設けた差動伝動機構とを具備してなり
   、前記手動回転体を停止させている状態での前記取手の
   回転が前記駆動軸に逆方向に伝達され得るように、前記
   差動伝動機構の伝動方向を設定していることを特徴とす
   る無方向性クラッチ装置。