JPH04327029A - 一方向クラッチ機構 - Google Patents

一方向クラッチ機構

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JPH04327029A
JPH04327029A JP4037104A JP3710492A JPH04327029A JP H04327029 A JPH04327029 A JP H04327029A JP 4037104 A JP4037104 A JP 4037104A JP 3710492 A JP3710492 A JP 3710492A JP H04327029 A JPH04327029 A JP H04327029A
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JP
Japan
Prior art keywords
fingers
way clutch
teeth
free end
hard teeth
Prior art date
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Pending
Application number
JP4037104A
Other languages
English (en)
Inventor
John P Duve
ジョン　ピーター　ドゥーブ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Corp filed Critical Eaton Corp
Publication of JPH04327029A publication Critical patent/JPH04327029A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/12—Freewheels or freewheel clutches with hinged pawl co-operating with teeth, cogs, or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/18—Freewheels or freewheel clutches with non-hinged detent

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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、家庭用洗濯機及び皿洗
浄機に用いられるプログラマ／タイマに用いられる一方
向クラッチまたはラチェット機構に関するものである。 そのような器具用のプログラマ／タイマは、一般的にカ
ムドラムの１回転であるプログラム間隔中に装置の機能
を制御するための複数の電気スイッチを時間に合わせて
順次作動させるカムドラムの調時回転を利用している電
気機械式プログラマを用いるのが一般的である。
【０００２】
【従来の技術】そのような器具用の電気機械式プログラ
マ／タイマは、一般的にスイッチプログラムカムドラム
を調時回転させるための振動形爪及びラチェット位置合
わせ機構を用いている。あるいは、またはそれと組み合
わせて、オーバランニング摩擦クラッチ装置を設けた連
続ギヤ列駆動部を用いて、例えば爪及びラチェット駆動
部を間欠的に係合させることによって、ドラムの回転を
停止させるか、またはカムドラムを異なった速度で回転
させることができるように補助駆動機構を係合させたい
時、タイミングモータ及びギヤ列が連続的に回転できる
ようにすることもできる。そのような二段式器具用プロ
グラマ／タイマのカムドラム駆動部の例が、共に本出願
の譲受人が所有している米国特許第４，４８５，０９６
号及び第４，９４５，１９６号に記載されている。
【０００３】器具用のプログラマ／タイマに見られるよ
うな非常に小さいトルクを伝達するための一方向クラッ
チ機構を提供したい場合、リバースまたはオーバランニ
ングモードでは一方向クラッチに「ソフトタッチ」を与
え、またオーバドライブされる時、すなわち部材が動力
伝達の場合とは反対の方向へ相対回転する時にクラッチ
が静かに作動することが望ましいことがわかっている。 家庭器具用のプログラマ／タイマに必要な大量生産での
最低製造コストを可能にするため、そのような一方向ク
ラッチをプラスチック材で形成することが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これまでの器具用プロ
グラマ／タイマ用のプラスチッククラッチ機構には、そ
れらの器具に見られる、一般的に８５゜Ｃに達する作動
温度に長時間に渡ってさらされた時にプラスチック部材
が劣化するという問題があった。このため、成形プラス
チック部材から低コストで容易に製造できると共に、オ
ーバライドモードではソフトタッチな感覚を与え、駆動
モードでは確実にトルクを伝達できる、器具用プログラ
マ／タイマに使用可能な一方向クラッチ機構を提供する
ことが望まれている。
【０００５】このような事情に鑑みて、本発明は、リバ
ースまたはオーバランニングモードでは比較的ソフトで
静かなラチェット特性を備えた一方向クラッチを提供す
ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の一方向ラチェットは、ほぼ平行な側部を備え
た第１複数の硬質歯（２０）が円周方向に沿って半径方
向内向きに設けられ、また他の駆動表面（１４）が動力
伝達用に設けられている主外側環状駆動部材（１２）と
、前記外側部材と同軸上に配置され、また前記硬質歯（
２０）の半分以下である第２複数の、長さに比べてかな
り薄いほぼ直線状の弾性フィンガ（２８）が円周方向に
沿ってほぼ半径方向に傾斜しながら外向きに設けられ、
その自由端部が前記複数の硬質歯と係合している内側環
状部材とを有しており、前記複数の硬質歯及び弾性フィ
ンガの一方の数が偶数であり、他方の数が奇数であり、
前記内側部材に対して外側部材がいずれの回転位置にあ
ることを特徴としている。
【０００７】
【作用】このような構成により、１つの環状部材に対し
て他方の部材がいずれの位置にある場合も少なくとも一
部のフィンガがたわまないようにする技法によって、歯
の少なくとも一部が弛緩した自由状態になり、永久変形
を生じない。従って、リバースまたはオーバランニング
モードでの相対回転後に、外側リングの歯と係合できる
ように自由でたわんでいない状態の歯が常に存在してい
る。この結果、リバースまたはオーバランニングモード
では、比較的ソフトで静かなラチェット特性を有し、ク
ラッチ駆動モードでは、動力が、内側歯またはラグを備
えた外側環状リングから弾性的に撓む複数のフィンガを
介して被駆動装置と係合する内側環状部材に伝達される
。
【０００８】フィンガは、駆動のために内側部材が外側
部材に対していずれの位置にある場合も、少なくとも１
つ、好ましくは１つ以上でフィンガの数の半分以下が自
由なたわんでいない状態にあって、駆動できるように釣
合係合している。このため、駆動モードでは、フィンガ
は外側環状部材の内側歯と係合することによって柱状圧
縮状態で荷重を受けていることから、フィンガをプラス
チック材で製造でき、またプラスチックの降伏を伴わな
いで８５゜Ｃまでの温度になる環境で作動させることが
できる。
【０００９】
【実施例】図１に示されている本発明の一方向クラッチ
アセンブリ１０は、動力を受け取る主部材１２を有して
おり、その外周に沿って複数のギヤ歯１４が設けられ、
中央ハブ１６が軸１８に軸支されている。部材１２のハ
ブと外側歯１４との間の円周上に半径方向内向きの複数
の歯またはラグ２０が設けられている。現時点で好適な
例では、外側歯１４が適当な駆動源、例えば動力付きギ
ヤ駆動部（図示せず）等から動力を受け取るようになっ
ている。しかし、歯１４をラチェット歯にして、公知の
ようにして振動形駆動爪（図示せず）によって駆動され
るようにすることもできる。
【００１０】環状の補助駆動部材２２は、ハブ１６に回
転自在に軸支される寸法及び形状の内周面２４を備えて
いる。補助部材２２の円周上に複数の駆動ラグ２６が設
けられて、それから軸方向に延出しており、駆動される
べき適当な装置（図示せず）と駆動係合するようになっ
ている。あるいは、補助部材２２を動力受け取り部材に
して、主部材を動力伝達部材にしてもよい。
【００１１】図１、２及び３に示されているように、円
周方向に離設された弾性的に撓むことができる複数のフ
ィンガ２８が、環状部材２２の外周に沿って設けられ、
それから部材２２の半径方向に傾斜しながら外向きに延
出している。
【００１２】図４は、好適なフィンガ２８の１つを拡大
して示しており、円周方向に厚くなったベース部分３０
と、相当に薄い半径方向外側の自由端部３２とを有して
おり、端部３２は、環状部材２２の半径に垂直な接線Ｔ
に対してわずかに半径方向内向きに角度θで傾斜してい
る。実際には、傾斜角度θは９０゜以下であり、マイナ
ス５゜程度が好ましい。フィンガ２８の自由端部３２の
先端部分は接線Ｔにほぼ平行に形成されていることに気
づくであろう。
【００１３】現時点で好適な例では、各フィンガ２８の
自由端部３２は、長さを自由端部の厚さの少なくとも３
倍、好ましくは約１０倍にして、適当なプラスチック材
で形成した時に片持ちばり式に所望のたわみ特性または
ばね率が得られるようにする。
【００１４】現時点で好適な例では、主部材１２及び補
助環状部材２２の各々は、実質的に（ｉ）アセタール樹
脂プラスチック材及びポリイミドプラスチック材の結合
体、（ｉｉ）ポリイミド、または（ｉｉｉ）アセタール
プラスチック材の内から選択されるが、所望の弾性また
は圧縮係数が得られるものであれば他の素材を用いるこ
ともできる。現在用いられているアセタール及びポリイ
ミド材の結合体は、８５゜Ｃまでの温度環境にさらされ
た時にも十分に長い有効寿命があることがわかっている
。
【００１５】図２及び図３では、環状リング２２が主部
材１２に組み付けられており、それらの相対回転位置に
従って、フィンガ２８がそれぞれラグ２０と係合してい
る。特に、好適な図示の実施例では、主部材１２の周囲
に設けられた６０個のラグ２０内に、部材２２に設けら
れた好ましくは１９個の可撓性フィンガが収容されてい
る。現時点で好適な例では、複数のフィンガ２８または
複数のラグ６０の一方が偶数である時、他方が奇数にな
っている。
【００１６】図４において、１９個のフィンガ２８の中
の２８−１〜２８−８で示されている８個が撓んでいな
い自由な状態にあり、残りのフィンガ２８はラグ２０の
１つと接触してそれぞれ異なった量で半径方向内向きに
撓んでいる。フィンガ２８の中の少なくとも１つ、好ま
しくは１以上でフィンガの数の半分以下が、主部材１２
に対する部材２２のいずれの回転位置においても撓んで
いない自由な状態になければならない。
【００１７】この構造によって、フィンガ２８の全部に
永久変形が発生する可能性を最小限に抑えて、主部材１
２が図２の反時計回りすなわち駆動方向に回転した時、
自由状態で撓んでいないフィンガ２８−１〜２８−８が
ラグ２０と係合することによって、残りのフィンガがラ
グ２０によるたわみで永久変形している場合にもトルク
伝達が行われるようにすることができる。
【００１８】以上に補助環状部材に１９個のフィンガを
設けた好適な実施例について本発明を説明してきたが、
トルク要件が異なる場合、フィンガ及びラグの数及び形
状を変更することは可能である。
【００１９】さらに、フィンガ２８の好適な形状が図４
に示されているが、フィンガの形状を変更することもで
きる。しかし、そのような変更には、図４に示されてい
るフィンガ形状と同様に、直接圧縮でトルク荷重が加え
られる形状のフィンガにすることによって、トルク伝達
方向のフィンガの強度が最高になるという本発明の特徴
を考慮に入れる必要がある。
【００２０】また、フィンガは、それのビーム変形に必
要な力を最小に抑えることができる構造及び形状にして
、オーバランニングモードでのラチェット動作の剛度を
最小に抑えることができるようにする。
【００２１】以上に本発明を好適な実施例について説明
してきたが、発明の精神の範囲内において様々な変更を
加えることができる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の一方向クラッチは、オーバランニングモードで
はラチェット動作の剛度を最小に抑えて低トルク抵抗及
び静かなソフトタッチの動作を与え、逆方向の駆動モー
ドではフィンガが柱状圧縮で荷重をうけることになるの
で確実にトルク伝達を行うことができる。
【００２３】また、本発明のクラッチは、フィンガが柱
状圧縮で荷重が加えられる片持ち式であるため、８５゜
Ｃまでの作動温度にさらした場合の永久変形の影響を最
小に抑えることが可能であり、いずれの相対回転位置に
おいても、１つ以上半分以下の数のフィンガが撓んでい
ない状態となるので、一方向クラッチの両部材をプラス
チックで簡単かつ低価格で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内側リングを外側リングから取り外した状態を
示す本発明の一方向クラッチの分解図である。
【図２】内側リングを外側リングに組み付けた状態の図
１のアセンブリの側面図である。
【図３】図２の３−３線に沿った、組み付け状態のクラ
ッチの断面図である。
【図４】内側リングのフィンガの好適な形状の拡大詳細
図である。
【符号の説明】
１０　　一方向クラッチ １２　　主部材 １４　　ギヤ歯 １６　　ハブ １８　　軸 ２０　　ラグ ２２　　補助部材 ２８　　フィンガ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　（ａ）ほぼ平行な側部を備えた第１複
    数の硬質歯（２０）が円周方向に沿って半径方向内向き
    に設けられ、また他の駆動表面（１４）が動力伝達用に
    設けられている主外側環状駆動部材（１２）と、（ｂ）
    前記外側部材と同軸上に配置されており、また前記硬質
    歯（２０）の半分以下である第２複数の、長さに比べて
    かなり薄いほぼ直線状の弾性フィンガ（２８）が円周方
    向に沿ってほぼ半径方向に傾斜しながら外向きに設けら
    れ、その自由端部が前記複数の硬質歯と係合している内
    側環状部材とを有しており、前記複数の硬質歯及び弾性
    フィンガの一方の数が偶数であり、他方の数が奇数であ
    り、前記内側部材に対して外側部材がいずれの回転位置
    にあっても、前記フィンガの数の半分以下で、少なくと
    も１つが自由でほぼ撓んでいない状態にあり、残りのフ
    ィンガが前記第１複数の歯と接触して弾性的に撓むこと
    によって、一方向への前記相対回転時に一般的に分解度
    が高く、比較的ソフトな感覚の一方向ラチェット動作が
    得られ、また反対方向ではトルク伝達が行われるように
    したことを特徴とする一方向ラチェットクラッチ。
  2. 【請求項２】　　前記外側部材の動力伝達表面は、半径
    方向外向きに延出した複数のギヤ歯を有していることを
    特徴とする請求項１の一方向クラッチ。
  3. 【請求項３】　　前記内側及び外側部材はプラスチック
    材料で形成されていることを特徴とする請求項１の一方
    向クラッチ。
  4. 【請求項４】　　前記第１複数は６０個の硬質歯であり
    、前記第２複数は１９個のフィンガであることを特徴と
    する請求項１の一方向クラッチ。
  5. 【請求項５】　　前記フィンガの各々の端部は、　　／
    ４ラジアン以上の角度で半径方向に傾斜していることを
    特徴とする請求項１の一方向クラッチ。
  6. 【請求項６】　　前記内側環状部材は、アセタール及び
    ポリイミドプラスチックの結合体からなる素材で形成さ
    れていることを特徴とする請求項１の一方向クラッチ。
  7. 【請求項７】　　前記内側及び外側環状部材は、８５゜
    Ｃまでの温度で作動できるプラスチック材で形成されて
    いることを特徴とする請求項１の一方向クラッチ。
  8. 【請求項８】　　前記フィンガの各々は、厚いベース部
    分と、横方向に薄い自由端部とを有しており、自由端部
    はベース部分を通る半径に対して接線方向に延出してい
    ることを特徴とする請求項１の一方向クラッチ。
  9. 【請求項９】　　前記自由端部は、前記ベース部分を通
    る接線に対してマイナス５゜の角度で傾斜していること
    を特徴とする請求項８の一方向クラッチ。
  10. 【請求項１０】　　前記フィンガの各々は、ベース部分
    と、長さが横方向厚さの少なくとも３倍である自由端部
    とを有していることを特徴とする請求項１の一方向クラ
    ッチ。
  11. 【請求項１１】　　（ａ）ほぼ平行な側部を備えた第１
    複数の硬質歯（２０）が円周方向に沿って半径方向内向
    きに設けられており、また他の駆動表面（１４）が動力
    伝達用に設けられている外側環状駆動部材（１２）と、
    （ｂ）前記外側部材と同心状に配置されており、また第
    ２複数の、長さに比べてかなり薄いほぼ直線状の弾性フ
    ィンガ（２８）が円周方向に沿ってほぼ外向きに設けら
    れている内側環状部材（２２）とを有しており、前記フ
    ィンガが一方の回転方向においてだけ前記硬質歯と駆動
    係合するように傾斜させた配置となっており、駆動時に
    前記フィンガが相当に柱状圧縮され、反対方向に回転す
    るオーバライドモードでは比較的ソフトな感覚を与える
    ようにしたことを特徴とする一方向クラッチ。
JP4037104A 1991-01-30 1992-01-28 一方向クラッチ機構 Pending JPH04327029A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/647,947 US5088581A (en) 1991-01-30 1991-01-30 One-way clutch
US647947 1991-01-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04327029A true JPH04327029A (ja) 1992-11-16

Family

ID=24598872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4037104A Pending JPH04327029A (ja) 1991-01-30 1992-01-28 一方向クラッチ機構

Country Status (8)

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US (1) US5088581A (ja)
EP (1) EP0497138B1 (ja)
JP (1) JPH04327029A (ja)
KR (1) KR970007216B1 (ja)
AU (1) AU639877B2 (ja)
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