特許 6483310 ロックタイプ双方向クラッチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6483310

(24)【登録日】2019年2月22日

(45)【発行日】2019年3月13日

(54)【発明の名称】ロックタイプ双方向クラッチ

(51)【国際特許分類】

   F16D 63/00 20060101AFI20190304BHJP

   F16D 43/02 20060101ALI20190304BHJP

   F16D 41/08 20060101ALN20190304BHJP

   F16D 41/10 20060101ALN20190304BHJP

   F16H 1/32 20060101ALN20190304BHJP

   F16H 1/36 20060101ALN20190304BHJP

   F16H 1/46 20060101ALN20190304BHJP

【ＦＩ】

   F16D63/00 R

   F16D43/02

   !F16D41/08 A

   !F16D41/10

   !F16H1/32

   !F16H1/36

   !F16H1/46

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2018-102922(P2018-102922)

(22)【出願日】2018年5月30日

【審査請求日】2018年12月25日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000103976

【氏名又は名称】オリジン電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075177

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 尚純

(74)【代理人】

【識別番号】100102417

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100113217

【弁理士】

【氏名又は名称】奥貫 佐知子

(74)【代理人】

【識別番号】100202496

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿角 剛二

(74)【代理人】

【識別番号】100194629

【弁理士】

【氏名又は名称】小嶋 俊之

(72)【発明者】

【氏名】飯山 俊男

【審査官】 岡澤 洋

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１６１０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１７／１１０８４０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ４１／００ − ４１／３６

Ｆ１６Ｄ ４３／０２ − ４３／２６

Ｆ１６Ｄ ６３／００

Ｆ１６Ｈ １／３２

Ｆ１６Ｈ １／３６

Ｆ１６Ｈ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転不能の固定部材と、共通の回転軸の回りに回転可能な入力回転部材及び出力回転部材とを備え、前記入力回転部材からの正・逆方向の回転は前記出力回転部材に伝達するとともに、前記出力回転部材からの前記入力回転部材への回転の伝達は、前記出力回転部材を回転不能にさせて遮断するロックタイプ双方向クラッチであって、
前記入力回転部材と前記出力回転部材との間には遊星歯車機構が設置され、
前記遊星歯車機構は、前記共通の回転軸の回りに回転可能なキャリアと、前記キャリアのキャリア軸に回転可能に軸支され、同一の歯数に設定された第一の遊星歯車と第二の遊星歯車とを備え、前記第二の遊星歯車には、これと同軸に伝達外歯歯車が固着されており、
前記第一の遊星歯車が、前記入力回転部材に設けられた入力歯車及び前記固定部材に設けられた固定歯車と噛み合って遊星歯車列を構成するとともに、前記第二の遊星歯車が前記入力歯車と噛み合い、前記伝達外歯歯車が前記出力回転部材に設けられた出力歯車と噛み合うことを特徴とするロックタイプ双方向クラッチ。

【請求項2】

前記第一の遊星歯車と前記第二の遊星歯車とは軸方向に離隔している、請求項１に記載のロックタイプ双方向クラッチ。

【請求項3】

前記入力歯車が、前記入力回転部材に固着され、前記第一の遊星歯車にその外側から噛み合うリング歯車であり、前記出力歯車が、前記伝達外歯歯車にその内側から噛み合う太陽歯車である請求項１又は２に記載のロックタイプ双方向クラッチ。

【請求項4】

前記固定部材が、前記遊星歯車機構を収容する内部空間の形成されたハウジングである請求項１乃至３のいずれかに記載のロックタイプ双方向クラッチ。

【請求項5】

前記入力回転部材及び前記出力回転部材が、前記固定部材に軸支された歯車である請求項１乃至３のいずれかに記載のロックタイプ双方向クラッチ。

【請求項6】

前記遊星歯車機構には、前記入力回転部材及び前記出力回転部材とは独立して前記共通の回転軸の回りに回転可能なアイドル外歯歯車が設置され、前記アイドル外歯歯車は、前記第二の遊星歯車又は前記伝達外歯歯車にその内側から噛み合う請求項１乃至５のいずれかに記載のロックタイプ双方向クラッチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、入力回転部材と出力回転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、入力回転部材（駆動側）からの正・逆回転の動力を伝達するとともに、出力回転部材（従動側）からの動力伝達は、出力回転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。

【背景技術】

【0002】

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（入力回転部材）及び出力軸（出力回転部材）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。

【0003】

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９、図１０により説明する。図９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１０（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９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。

【0004】

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。

【0005】

図１０（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９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９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。

【0006】

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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第４８５０６５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上述のとおり、図９のロックタイプ双方向クラッチは、コンパクトであって確実に動力伝達を制御可能な機械部品であるけれども、用途によっては未だ改良すべき余地が残されている。本発明は、双方向クラッチの以下に述べるような課題を解決するものである。

【0009】

図９の構造の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９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１０（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。

【0010】

さらに、図９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。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の課題に鑑み、本発明は、噛み込み用ローラを用いることなく、遊星歯車機構を組み合わせてロックタイプ双方向クラッチを構成し、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ようにしたものである。すなわち、本発明は、
「回転不能の固定部材と、共通の回転軸の回りに回転可能な入力回転部材及び出力回転部材とを備え、前記入力回転部材からの正・逆方向の回転は前記出力回転部材に伝達するとともに、前記出力回転部材からの前記入力回転部材への回転の伝達は、前記出力回転部材を回転不能にさせて遮断するロックタイプ双方向クラッチであって、
前記入力回転部材と前記出力回転部材との間には遊星歯車機構が設置され、
前記遊星歯車機構は、前記共通の回転軸の回りに回転可能なキャリアと、前記キャリアのキャリア軸に回転可能に軸支され、同一の歯数に設定された第一の遊星歯車と第二の遊星歯車とを備え、前記第二の遊星歯車には、これと同軸に伝達外歯歯車が固着されており、
前記第一の遊星歯車が、前記入力回転部材に設けられた入力歯車及び前記固定部材に設けられた固定歯車と噛み合って遊星歯車列を構成するとともに、前記第二の遊星歯車が前記入力歯車と噛み合い、前記伝達外歯歯車が前記出力回転部材に設けられた出力歯車と噛み合う」
ことを特徴とするロックタイプ双方向クラッチとなっている。

【0012】

前記第一の遊星歯車と前記第二の遊星歯車とは軸方向に離隔しているのが好ましい。
前記入力歯車が、前記入力回転部材に固着され、前記第一の遊星歯車にその外側から噛み合うリング歯車であり、前記出力歯車が、前記伝達外歯歯車にその内側から噛み合う太陽歯車であってもよい。
前記固定部材が、前記遊星歯車機構を収容する内部空間の形成されたハウジングであってもよい。
前記入力回転部材及び前記出力回転部材が、前記固定部材に軸支された歯車でああってもよい。
前記遊星歯車機構には、前記入力回転部材及び前記出力回転部材とは独立して前記共通の回転軸の回りに回転可能なアイドル外歯歯車が設置され、前記アイドル外歯歯車は、前記第二の遊星歯車又は前記伝達外歯歯車にその内側から噛み合うのが好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明のロックタイプ双方向クラッチでは、入力回転部材と出力回転部材との間には遊星歯車機構が設置される。この遊星歯車機構は、共通の回転軸の回りに回転可能なキャリアと、キャリアのキャリア軸に回転可能に軸支される第一の遊星歯車と第二の遊星歯車とを備え、第一の遊星歯車の歯数と第二の遊星歯車の歯数とは同一に設定される。第二の遊星歯車には、これと同軸に伝達外歯歯車が固着される。そして、第一の遊星歯車が、入力回転部材に設けられた入力歯車及び固定部材に設けられた固定歯車と噛み合って遊星歯車列を構成するとともに、第二の遊星歯車が入力歯車と噛み合い、伝達外歯歯車が出力回転部材に設けられた出力歯車と噛み合う。

【0014】

入力回転部材が回転すると、これと一体の入力歯車が回転し、入力歯車及び固定歯車と噛み合う第一の遊星歯車は自転しながら公転する。このとき更に、入力歯車は第二の遊星歯車とも噛み合っているため、第二の遊星歯車も第一の遊星歯車と同様に自転しながら公転する。さらに、第二の遊星歯車には伝達外歯歯車が固着されているため、伝達外歯歯車も第一の遊星歯車及び第二の遊星歯車と同様に自転しながら公転する。このように伝達外歯歯車が作動することで、これと噛み合う出力歯車は回転する。かくして入力回転部材の回転は出力回転部材に伝達される。

【0015】

これに対し、出力回転部材から入力回転部材へ回転を伝達しようとすると、出力歯車から伝達外歯歯車を経由して入力回転部材へ動力が伝達されることとなる。しかし、詳しくは後述するが、このとき共通のキャリア軸に回転可能に軸支された第一の遊星歯車と、第二の遊星歯車とが相互に反対方向に公転しようとして突っ張ってしまってロックされた状態となり、出力回転部材は回転不能となる。

【0016】

このように、本発明のロックタイプ双方向クラッチにおいては、遊星歯車機構を利用して、入力回転部材から出力回転部材へ回転動力を伝達するとともに、反対向きへの伝達は遮断する。出力回転部材からの回転伝達の遮断は、遊星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、出力回転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、遊星歯車機構のロック状態は、出力回転部材側から駆動しようとすると直ちに生じるので、図９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回転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。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明のロックタイプ双方向クラッチの第１実施例を示す図である。

【図2】図１の双方向クラッチにおけるハウジングの単品分解図である。

【図3】図１の双方向クラッチにおける入出力関係の単品分解図である。

【図4】図１の双方向クラッチにおいて、キャリアに軸支される部品の単品分解図。

【図5】図１の双方向クラッチにおいて、入力回転部材を反時計方向に回転させた時の作動を説明する図である。

【図6】図１の双方向クラッチにおいて、出力回転部材を時計方向に回転させた時の作動を説明する図である。

【図7】本発明のロックタイプ双方向クラッチの第２実施例を示す図である。

【図8】本発明のロックタイプ双方向クラッチの第３実施例を示す図である。

【図9】従来のロックタイプ双方向クラッチの一例を示す図である。

【図10】図９のロックタイプ双方向クラッチの作動を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面に基づき、本発明のロックタイプ双方向クラッチについて説明する。まず、本発明の双方向クラッチの第１実施例の全体的な構造を図１に示し、その単品部品図を図２乃至図４に示す。図５及び図６は、図１の実施例の双方向クラッチの作動を示すものである。

【0019】

図１の中央の縦断面図に示すように、第１実施例の双方向クラッチは、中央に置かれた固定のハウジング２（固定部材）の両側に入力回転部材４及び出力回転部材６をそれぞれ配した構造であり、図示は省略するが、入力回転部材４はモーター等の駆動側に接続され、出力回転部材６は昇降装置等の従動側に接続される。ハウジング２の開口端部には、その一部をなす蓋体８が圧入されてシ−ルドされており、蓋体８は、これを貫通する入力回転部材４の軸受けを兼ねている。

【0020】

入力回転部材４と出力回転部材６との間には遊星歯車機構Ｍが設置されている。遊星歯車機構Ｍは、共通の回転軸ｏの回りに回転可能なキャリアＣと、このキャリアＣによって回転可能に軸支される第一の遊星歯車Ｐ１と第二の遊星歯車Ｐ２とを備えている。第二の遊星歯車Ｐ２には、これと同軸に伝達外歯歯車ＤＯが固着されている。第一の遊星歯車Ｐ１は、入力回転部材４と一体の入力歯車ＩＧ及びハウジング２に設けられた固定歯車ＦＧと噛み合って遊星歯車列を構成するとともに、第二の遊星歯車Ｐ２は入力歯車ＩＧと噛み合い、伝達外歯歯車ＤＯは出力回転部材６に設けられた出力歯車ＯＧと噛み合っている。本実施例においては、遊星歯車機構Ｍはハウジング２の内側に形成された内部空間に収容されており、出力歯車ＯＧ及び固定歯車ＦＧは太陽歯車、入力歯車ＩＧはリング歯車である。図１等においては、わかりやすくするために、ハウジング２には比較的色の濃いグレーを、蓋体８には比較的色の薄いグレーを、キャリアＣには紙面の右上から左下に向かうハッチングを、キャリアＣと一体のキャリア補助（これについては後に言及する）には紙面の左上から右下に向かうハッチングを夫々付して示している。

【0021】

続いて、図１と共に図２乃至図４を参照して、第１実施例のロックタイプ双方向クラッチを構成する各構成部品について説明する。
図１と共に図２を参照して説明すると、ハウジング２は、略正方形の端板部１０と、この端板部１０の外周縁から軸方向片側に延びる周壁部１２とからなるカップ状部品である。端板部１０の中央には、入力回転部材４を軸受する円形の貫通開口が形成され、この開口を囲んで周壁部１２の内側に向かって軸方向に延びる筒壁１４も形成されており、筒壁１４の外周面には太陽歯車である固定歯車ＦＧが形成されている。

【0022】

図１と共に図３を参照して説明すると、入力回転部材４は、略円形の端板部１６と、この端板部１６の外周縁から軸方向片側に延びる周壁部１８とからなるカップ状部品である。端板部１６の中央には、モーター等の駆動源が接続される接続穴２０が形成され、この接続穴２０を囲んで軸方向他側に向かって延びる外側円筒壁２２も形成されている。端板部１６の中央には更に、周壁部１８の内側、つまり軸方向片側に向かって突出した内側円筒壁２４も形成されている。内側円筒壁２４の内側には、出力回転部材６の軸方向端部が嵌り込む円形の支持穴２６が形成されている。本実施例においては、入力回転部材４にリング歯車である入力歯車ＩＧが固着され、入力歯車ＩＧは第一の遊星歯車Ｐ１にその外側から噛み合う。入力回転部材４及び入力歯車ＩＧは、各々に形成された係合溝３０と係合突起３２との共動により固着される。係合溝３０は周壁部１８の内径を局部的に増大させることによって形成され、周壁部１８の開口端から端板部１６に向かって軸方向に直線状に延在している。係合突起３２は入力歯車ＩＧの外径を局部的に増大させることによって形成され、軸方向に延在している。係合溝３０及び係合突起３２は夫々周方向に等角度間隔をおいて３個ずつ形成されている。

【0023】

引き続き図１と共に図３を参照して説明すると、出力回転部材６は、全体的に軸状部材である。図３の中央縦断面図における左側端部には、昇降装置等の従動部材が接続される接続部３４が形成されている。接続部３４の断面は、円形の一部切り欠いた形状である。同中央縦断面図の右側端部には、入力回転部材４の支持穴２６に嵌り込む断面円形の支持部３６が形成されており、支持部３６の軸方向内側には太陽歯車である出力歯車ＯＧが形成されている。出力歯車ＯＧは伝達外歯歯車ＤＯにその内側から噛み合う。

【0024】

図１と共に図４を参照して説明すると、キャリアＣは、円環形状のフランジ部３８と、このフランジ部３８から軸方向に延びるキャリア軸４０とを具備し、別部材であるキャリア補助４２と組み合わされてこれと一体で作動する。キャリア軸４０は周方向に等角度間隔をおいて３個配設されており、夫々のキャリア軸４０には、第一の部位４０ａ、第二の部位４０ｂ及び第三の部位４０ｃが設けられている。第一の部位４０ａ、第二の部位４０ｂ及び第三の部位４０ｃは夫々、この順に基端から先端に向かって配置されると共に外径が順次小さくなるように設定されている。キャリア補助４２は円環形状の板状部材であって、これには、夫々のキャリア軸４０の先端部、つまり第三の部位４０ｃを軸受する受け孔４４が形成されている。

【0025】

キャリア軸４０においては、第一の部位４０ａの基端部に伝達外歯歯車ＤＯが、第一の部位４０ａの先端部に第二の遊星歯車Ｐ２が、第二の部位４０ｂに第一の遊星歯車Ｐ１が、第三の部位４０ｃにキャリア補助４２が夫々配置される。図１等の中央縦断面図に明確に示されるとおり、第一の遊星歯車Ｐ１と第二の遊星歯車Ｐ２とは軸方向に離隔している。

【0026】

続いて、図５及び図６を参照して、図１の実施例の双方向クラッチの作動について説明する。
図５の中央縦断面図において矢印で示すとおり、入力回転部材２が、例えば駆動源のモーターにより回転軸ｏの周りを反時計方向（軸方向の右方から見て）に回転したときは、まず、断面図Ｃ−Ｃにおいて矢印で示すとおり、入力回転部材２と一体の入力歯車ＩＧ（リング歯車）が反時計方向に回転する。そうすると、第一の遊星歯車Ｐ１は、固定歯車ＦＧ（太陽歯車）の存在に起因して、同図において矢印で示すとおり、反時計方向に自転しながら公転つまり遊星運動し、キャリアＣは反時計方向に回転する。このとき、第二の遊星歯車Ｐ２も入力歯車ＩＧ（リング歯車）と噛み合い、且つ第一の遊星歯車Ｐ１の歯数と第二の遊星歯車Ｐ２の歯数とが同一に設定されていることから、第二の遊星歯車Ｐ２は第一の遊星歯車Ｐ１と同様の作動、つまり、断面図Ｂ−Ｂにおいて矢印で示すとおり、反時計方向に遊星運動をする。これにより、断面図Ａ−Ａにおいて矢印で示すとおり、第二の遊星歯車Ｐ２と一体の伝達外歯歯車ＤＯも反時計方向に遊星運動をすることとなり、これと噛み合う出力歯車ＯＧは時計方向に自転し、出力回転部材６が回転する。従って、入力回転部材２からの回転は出力回転部材６に伝達される。

【0027】

これに対して、図６の中央縦断面図に示すとおり、出力回転部材６を回転軸ｏの回りに時計方向（軸方向の右方から見て）に回転させようとすると、まず、断面図Ａ−Ａにおいて破線の矢印で示すとおり、出力回転部材６と一体の出力歯車ＯＧが時計方向に、これと噛み合う外側伝達歯車ＤＯが反時計方向に、夫々自転しようとする。伝達外歯歯車ＤＯは第二の遊星歯車Ｐ２と一体であることから、断面図Ｂ−Ｂにおいて破線の矢印で示すとおり、第二の遊星歯車Ｐ２及び入力歯車ＩＧ（リング歯車）は反時計方向に自転しようとすると共に、第二の遊星歯車Ｐ２は入力歯車ＩＧ（リング歯車）に対して時計方向に公転しようとし、キャリアＣには時計方向にＴ１の回転トルクが生じることとなる。一方、入力歯車ＩＧ（リング歯車）が反時計方向に自転しようとすると、断面図Ｃ−Ｃにおいて矢印で示すとおり、第一の遊星歯車Ｐ１は固定歯車ＦＧ（太陽歯車）の存在に起因して、反時計方向に遊星運動をしようとして、キャリアＣには反時計方向にＴ２の回転トルクが生じる。このとき、本発明の双方向クラッチにおいては、第一の遊星歯車Ｐ１の歯数は第二の遊星歯車Ｐ２の歯数と同一に設定されていると共に、共通の入力歯車ＩＧと噛み合っていることから、上記回転トルクＴ１とＴ２の大きさは同じで、その向きが相互に反対となるため、キャリアＣは停止する。これにより、第一の遊星歯車Ｐ１及び第二の遊星歯車Ｐ２の回転はロックされ、第二の遊星歯車Ｐ２と一体の伝達外歯歯車ＤＯ、及びこれと噛み合う出力歯車ＯＧもロックされる。従って、出力回転部材６から入力回転部材４への回転の伝達は、出力回転部材６の回転が回転不能となって遮断される。図示の実施例においては、第一の遊星歯車Ｐ１と第二の遊星歯車Ｐ２とは軸方向に離隔しているため、第一の遊星歯車Ｐ１が第二の遊星歯車Ｐ２と摩擦により一体となって連れ回りすることが確実に回避されるため、上記ロックがより一層確実に生じることとなる。

【0028】

図７には、本発明のロックタイプ双方向クラッチの第２実施例を示す。以下においては、第１実施例と同じ構成については番号に「´」を付して説明する。
第２実施例では、基本的な構造及び作動は第１実施例のロックタイプ双方向クラッチと変わるものではないが、入力回転部材４´及び出力回転部材６´を、固定部材２´に軸支された歯車として、入力歯車ＩＧ´を入力回転部材４´と同一部品で構成したものである。本実施例においては、入力回転部材４´及び出力回転部材６´の外周面に形成された外歯歯車を介して動力の伝達が行われる。本実施例においては更に、第二の遊星歯車Ｐ２´と噛み合うアイドル外歯歯車Ｉ´も設けられている。アイドル外歯歯車Ｉ´は、入力回転部材４´及び出力回転部材６´とは独立して共通の回転軸ｏ´の周りで回転可能な外歯歯車であって、本実施例においては第二の遊星歯車Ｐ２´にその内側から噛み合い、第二の遊星歯車Ｐ２´の回転を安定なものにしている。

【0029】

図８には、本発明のロックタイプ双方向クラッチの第３実施例を示す。以下においては、第１実施例と同じ構成については番号に「´´」を付して説明する。
第３実施例も、基本的な構造及び作動は第１実施例のロックタイプ双方向クラッチと変わるものではないが、本実施例においては、入力歯車ＩＧ´´を太陽歯車、出力歯車ＯＧ´´及び固定歯車ＦＧ´´をリング歯車となっている。本実施例においては、伝達外歯歯車ＤＯ´´と噛み合うアイドル外歯歯車Ｉ´´が設けられており、伝達外歯歯車ＤＯ´´の回転を安定なものにしている。

【0030】

以上詳述したように、本発明のロックタイプ双方向クラッチは、共通のキャリア軸によって相互に回転可能に軸支される２つの遊星歯車が共に入力歯車と噛み合い、２つの遊星歯車のうちの一方が固定歯車と噛み合い、他方に伝達外歯歯車を固着すると共にこの伝達外歯歯車が出力歯車と噛み合うようにしたものである。したがって、本発明の双方向クラッチでは、作動に伴う異音等の発生を防止、入出力軸間での変速等が可能となる。上記の実施例において、各遊星歯車と支持軸との間に転がりベアリングを介在させて摩擦損失を低減するなど、上記実施例に対し各種の変形が可能であるのは明らかである。

【符号の説明】

【0031】

２：固定部材（ハウジング）
４：入力回転部材
６：出力回転部材
Ｍ：遊星歯車機構
ＩＧ：入力歯車
ＯＧ：出力歯車
Ｐ１：第一の遊星歯車
Ｐ２：第二の遊星歯車
ＤＯ：伝達外歯歯車
Ｃ：キャリア

【要約】

【課題】噛み込み用ローラを用いることなく、遊星歯車機構を組み合わせてロックタイプ双方向クラッチを構成し、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ようにすること。
【解決手段】共通のキャリア軸４０によって相互に回転可能に軸支される２つの遊星歯車Ｐ１、Ｐ２が共に入力歯車ＩＧと噛み合い、２つの遊星歯車のうちの一方Ｐ１が固定歯車ＦＧと噛み合い、他方Ｐ２に伝達外歯歯車ＤＯを固着すると共にこの伝達外歯歯車ＤＯが出力歯車ＯＧと噛み合うようにする。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】