特許 7450952 クラッチ構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-08

(45)【発行日】2024-03-18

(54)【発明の名称】クラッチ構造

(51)【国際特許分類】

   F16D 13/52 20060101AFI20240311BHJP

【ＦＩ】

F16D13/52 D

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022024343

(22)【出願日】2022-02-19

(65)【公開番号】P2022128433

(43)【公開日】2022-09-01

【審査請求日】2022-02-19

(31)【優先権主張番号】110106140

(32)【優先日】2021-02-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】596009559

【氏名又は名称】姚 立和

(74)【代理人】

【識別番号】100143720

【弁理士】

【氏名又は名称】米田 耕一郎

(72)【発明者】

【氏名】姚 立和

(72)【発明者】

【氏名】連 哲文

(72)【発明者】

【氏名】謝 培升

(72)【発明者】

【氏名】田 騏禎

【審査官】倉田 和博

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－３５１４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１９３６９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｄ １１／００－２３／１４

Ｆ１６Ｄ ２８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定ハウジング(10)と、
制動ユニット(200)と、
入力軸(15)と、
押動ユニット(300)と、
クラッチユニット(40)と、
出力ハウジング(50)と、を備え、
さらに、前記固定ハウジング(10)の外縁にモーター(12)を有し、前記固定ハウジング(10)の外縁に内外連通する貫通孔(101)が設けられ、前記モーター(12)は、前記貫通孔(101)を通って前記固定ハウジング(10)の内部に通じるウォーム(13)を備え、
前記制動ユニット(200)は、前記固定ハウジング(10)の内部に設けられ、
前記制動ユニット(200)は、
回転ディスク(20)と、
プッシュディスク(25)と、を備え、
前記回転ディスク(20)の周縁は、前記ウォーム(13)と噛み合うウォームギア(21)を備え、
前記回転ディスク(20)および前記プッシュディスク(25)の互いに向かい合う面にはそれぞれプーリー玉溝(23)およびプーリー玉溝(26)が設けられ、さらに、前記回転ディスク(20)の前記プーリー玉溝(23)と前記プッシュディスク(25)の前記プーリー玉溝(26)との間にプーリー玉(24)が挟まれるように設けられ、
前記回転ディスク(20)が一方向に回転動作をするとき、前記プーリー玉(24)が前記回転ディスク(20)の前記プーリー玉溝(23)と前記プッシュディスク(25)の前記プーリー玉溝(26)との間に深く入り込むことで前記プッシュディスク(25)が軸方向において前記回転ディスク(20)に接近する側に移動し、逆に、前記回転ディスク(20)が他方向に回転動作をするとき、前記プッシュディスク(25)が軸方向において前記回転ディスク(20)から離間する側に移動するようになっており、
前記入力軸(15)は、前記制動ユニット(200)における前記回転ディスク(20)の中心に枢設され、
前記押動ユニット(300)は、
プッシュ台(30)と、
バネ座(33)と、
皿型プレート(35)と、を備え、
前記プッシュ台(30)は、前記入力軸(15)に対して軸方向スライド可能かつ同時に回転するように連結され、
前記バネ座(33)は、前記プッシュ台(30)に枢設され、
前記皿型プレート(35)は、前記バネ座(33)と前記プッシュディスク(25)との間で支えられ、
前記クラッチユニット(40)は、前記入力軸(15)における前記押動ユニット(300)と隣り合う一側に設けられ、
前記クラッチユニット(40)は、交互に且つ間隔を置いて設置された複数の第1ライニング(41)と第2ライニング(43)とを備え、
前記第1ライニング(41)は、前記入力軸(15)に対して軸方向スライド可能かつ同時に回転するように連結され、
前記第2ライニング(43)と前記入力軸(15)は、相対して枢動する状態を呈し、
前記出力ハウジング(50)は、前記固定ハウジング(10)内における前記クラッチユニット(40)と隣接する一側に枢設され、
前記出力ハウジング(50)は、前記第2ライニング(43)に対して軸方向スライド可能かつ同時に回転するように連結される
ことを特徴とするクラッチ構造。

【請求項2】

請求項1に記載のクラッチ構造において、
前記固定ハウジング(10)における前記貫通孔(101)に対応する部分には、保護カバー(11)が設けられている
ことを特徴とするクラッチ構造。

【請求項3】

請求項1に記載のクラッチ構造において、
前記制動ユニット(200)の前記回転ディスク(20)と前記固定ハウジング(10)の間には、玉ユニット(22)が挟設される
ことを特徴とするクラッチ構造。

【請求項4】

請求項1に記載のクラッチ構造において、
前記回転ディスク(20)の前記プーリー玉溝(23)と前記プッシュディスク(25)の前記プーリー玉溝(26)とは2組設けられ、それぞれの組みにプーリー玉(24)が挟設される
ことを特徴とするクラッチ構造。

【請求項5】

請求項1に記載のクラッチ構造において、
前記入力軸(15)における前記制動ユニット(200)の前記回転ディスク(20)に対応する一端に軸連結部(17)が形成され、前記回転ディスク(20)の中心に軸受(18)が設けられ、前記軸受(18)が前記軸連結部(17)を軸受けして、前記入力軸(15)は、前記制動ユニット(200)における前記回転ディスク(20)の中心を貫通した状態で枢設される
ことを特徴とするクラッチ構造。

【請求項6】

請求項1または請求項5に記載のクラッチ構造において、
前記入力軸(15)における前記押動ユニット(300)及び前記クラッチユニット(40)に対応する外縁には、軸方向に延在する複数の外側スプラインギア(16)が形成され、前記押動ユニット(300)の前記プッシュ台(30)における軸心の内縁は、対応する複数の内側スプラインギア(31)を備えるとともに、前記クラッチユニット(40)における前記第1ライニング(41)の軸心には、対応する複数の内側スプラインギア(42)が形成される
ことを特徴とするクラッチ構造。

【請求項7】

請求項6に記載のクラッチ構造において、
前記クラッチユニット(40)における前記第2ライニング(43)の外縁には、複数の外側スプラインギア(44)が形成され、前記出力ハウジング(50)の内縁には、対応する複数の内側スプラインギア(51)が形成される
ことを特徴とするクラッチ構造。

【請求項8】

請求項1に記載のクラッチ構造において、
前記バネ座(33)と前記プッシュ台(30)の間には、玉ユニット(32)が挟設される
ことを特徴とするクラッチ構造。

【請求項9】

請求項1に記載のクラッチ構造において、
前記押動ユニット(300)の前記プッシュ台(30)には、内縁がバネ座(33)の外径より小さい制限リングカバー(34)が取り付けられている
ことを特徴とするクラッチ構造。

【請求項10】

請求項1に記載のクラッチ構造において、
前記押動ユニット(300)の前記皿型プレート(35)は、ナット(36)によって内縁が前記バネ座(33)に取り付けられるとともに、前記皿型プレート(35)の外縁は、相対する前記プッシュディスク(25)に固定される
ことを特徴とするクラッチ構造。

【請求項11】

請求項1または請求項10に記載のクラッチ構造において、
前記押動ユニット(300)の前記プッシュディスク(25)における前記皿型プレート(35)に対応する一側は、圧縮バネ(38)の一端を別に支えるとともに、前記固定ハウジング(10)内には、止め輪(39)が設けられることで、前記圧縮バネ(38)の他端が支えられる
ことを特徴とするクラッチ構造。

【請求項12】

請求項1に記載のクラッチ構造において、
前記出力ハウジング(50)は、両側の玉ユニット(52、53)によって前記固定ハウジング(10)に枢設されるとともに、ロックリングカバー(55)によって前記固定ハウジング(10)内に制限される
ことを特徴とするクラッチ構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クラッチ構造の技術分野に関し、特に、構造を簡易化し効果的に材積を縮小することで狭い空間に取り付けやすくできるとともに、連結且つ接続時に勢いが急に弱まる状態を効果的に低減し、伝達時の結合力を迅速に確立できることで、伝達が滞って使用上の操作性に影響が及ぶのを防ぐことのできるクラッチ構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の摩擦クラッチの制動部品には様々な設計形態がある。電磁式、油圧式等が一般的であるが、そのうちの電磁式の場合、クラッチ内に電磁弁、電子部品、及び、電線を設ける必要があるため、構造が複雑なだけではなく、幅や材積が大きくなるとともに、結合力が主に電磁力によるため、クラッチプレートユニットに作用する力が限られてしまい、クラッチプレートユニットの結合力は弱くなる。油圧式の場合、クラッチ内に油圧通路を設ける必要があるため、例えば、回転軸内に油圧通路等を形成すると、構造が極めて精密且つ複雑になると同時に、油圧には圧縮比及び質的変化の問題もあるため、圧力が不安定な状態になるとともに、漏れないようにするため、通常高圧な油圧を使用しないため、クラッチユニットの結合力はニーズを満たすことができていない。同時に、上述の従来のクラッチは、電磁式または油圧式のいずれであっても、製造及び組み立ての難易度が高いため、故障が頻繁に起こり、それにより、コストが高くなるという問題も存在する。

【0003】

上述の問題を解決するため、現在、業界では台湾特許第１０５１２９４９９号のようなクラッチ構造が開発されている。そのクラッチ構造は、主に、外部の駆動ユニットによってドライブプレートとドリブンプレートを駆動させて押動部品を径方向に移動させ、さらに、ライニングユニットを押動して結合させ、従動側の受動部品を動かす。しかしながら、その体積は、外部の駆動ユニットの関係で全体的に幅が大きくなり、狭い空間に取り付ける場合には不利であると同時に、静止した状態の押動部品が、伝動軸に伴って回転するライニングユニットと接触且つ連結すると、勢いが急に弱まる状態に陥りやすく、さらに、伝達且つ接続が滞ってしまうことで、使用する際の操作性や信頼性に影響が及ぶ。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】台湾特許第１０５１２９４９９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、構造を簡易化することで、効果的に材積を縮小し、それにより、狭い空間に取り付けやすくすることのできるクラッチ構造を提供することを目的とする。

【0006】

本発明は、さらに、連結且つ接続した際に勢いが急に弱まるのを効果的に低減できると同時に、伝達時の結合力を迅速に確立できることで、伝達が滞ることによって使用上の操作性に影響が及ぶのを防ぐことのできるクラッチ構造を提供することを目的とする。

【0007】

本発明は、さらに、機械によって直接押動することでトルクを大きくし、それにより、確実性と信頼性を向上させることのできるクラッチ構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、クラッチ構造であって、モーターによって制動ユニットの回転ディスクを直接駆動させるとともに、前記制動ユニットが押動ユニットを直接作動させることで、材積を小さくすることができる。さらに、前記押動ユニットのバネ座によってプッシュ台を動かしてクラッチユニットを圧迫すると、前記プッシュ台と前記クラッチユニットは同時に回転するとともに、前記プッシュ台と前記バネ座の間には玉ユニットが設けられることで、圧迫される過程においてもスムーズに回転する。それにより、連結且つ接続時に勢いが急に弱まる状態を効果的に低減することができると同時に、伝達時の結合力を迅速に確立できることで、伝達が滞ることで使用上の操作性に影響が及ぶのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の斜視外観図である。

【図2】本発明の斜視分解図である。

【図3】本発明を別の角度から見た斜視分解図である。

【図4】本発明を組み立てた場合の側面断面図である。

【図5】本発明を実際に使用する場合の動作図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

回転駆動力を従動側に伝達させるためのクラッチ構造であって、図１及び図２に示す通り、前記クラッチ構造は、固定ハウジング１０と、入力軸１５と、制動ユニット２００と、押動ユニット３００と、クラッチユニット４０と、従動側となる出力ハウジング５０からなる。回転動力によって動く前記入力軸１５は、制動ユニット２００によって前記固定ハウジング１０内に枢設されるとともに、前記入力軸１５には、押動ユニット３００と、クラッチユニット４０と、出力ハウジング５０が順に設けられる。入力軸１５に嵌合された押動ユニット３００によってクラッチユニット４０を選択的に作動させることでクラッチ動作が行われ、それにより、前記入力軸１５は、回転駆動力を前記出力ハウジング５０に選択的に伝達することができる。

【0011】

また、前記クラッチ構造の詳細な構成は、図２、図３、及び、図４に示す通りである。そのうち、前記固定ハウジング１０の外縁は、内外連通する貫通孔１０１を備えることで、出力軸にはウォーム１３が連結されたモーター１２が螺設され、それにより、ウォーム１３は、内部制動ユニット２００と接合することができるとともに、固定ハウジング１０における貫通孔１０１に対応する部分には、保護カバー１１が螺設される。上述の入力軸１５における固定ハウジング１０の開き口に対応する一端の外縁には、軸方向に延在する複数の外側スプラインギア１６が形成されるとともに、前記入力軸１５の他端には、軸連結部１７が形成されることにより、軸受１８によって前記固定ハウジング１０内の制動ユニット２００の軸心が穿設される。

【0012】

さらに、上述の制動ユニット２００は、上述の入力軸１５の軸受１８に嵌合される回転ディスク２０と、プッシュディスク２５を備え、前記回転ディスク２０と固定ハウジング１０の間に玉ユニット２２が相互に挟設されることで、前記回転ディスク２０が固定ハウジング１０内において入力軸１５及び固定ハウジング１０に相対して安定して同じ位置で動く。さらに、前記回転ディスク２０の周縁は、上述のモーター１２のウォーム１３と噛合することのできるウォームギア２１を備えることで、モーター１２は、前記回転ディスク２０を選択的に駆動させて時計回りまたは反時計回りに回転させることができる。また、前記回転ディスク２０におけるプッシュディスク２５に対応する一側の表面には、等距離に設置された少なくとも２つのプーリー玉溝２３が形成されるとともに、前記プッシュディスク２５の表面にも、相対する少なくとも２つのプーリー玉溝２６が形成される。各前記相対するプーリー玉溝２３とプーリー玉溝２６によってプーリー玉２４がそれぞれ挟設されることにより、前記回転ディスク２０が回転する時に、前記プッシュディスク２５を選択的に作動させて離れさせたり引き戻したりすることができる。

【0013】

さらに、上述の押動ユニット３００は、入力軸１５に設けられ、前記押動ユニット３００は、プッシュ台３０と、バネ座３３と、皿型プレート３５とからなる。そのうち、前記プッシュ台３０における軸心の内縁は、入力軸１５の外側スプラインギア１６に対応する複数の内側スプラインギア３１を備えることで、前記プッシュ台３０は、クラッチユニット４０を選択的に当接させることができるとともに、前記入力軸１５に伴って回転する。前記バネ座３３は、プッシュ台３０の軸部に座設されるとともに、前記バネ座３３とプッシュ台３０の間には、玉ユニット３２が挟設されることで、プッシュ台３０の動きがスムーズに保たれ、さらに、前記プッシュ台３０には、内縁がバネ座３３の外径より小さい制限リングカバー３４が螺設されることで、前記バネ座３３は、プッシュ台３０から離脱しないように制限される。さらに、上述の皿型プレート３５は、ナット３６によって内縁が前記バネ座３３に螺設されるとともに、皿型プレート３５の外縁は、相対するプッシュディスク２５に固定されることで、制動ユニット２００のプッシュディスク２５が前記押動ユニット３００を圧迫して動かすと、前記皿型プレート３５によって元に戻ろうとする力が生成される。さらに、前記押動ユニット３００のプッシュディスク２５における皿型プレート３５に対応する一側は、圧縮バネ３８の一端を別に支えるとともに、固定ハウジング１０内には、止め輪３９が設けられることで、上述の圧縮バネ３８の他端が支えられ、それにより、相対するプッシュディスク２５は元に戻ろうとする力を余分に生成することができるとともに、組み立てる際のギャップをなくすことができることで、プッシュディスク２５の移動がさらにスムーズになる。

【0014】

前記クラッチユニット４０は、複数の第１ライニング４１及び複数の第２ライニング４３によって交差し且つ間隔を置いて設置され、そのうち、前記複数の第１ライニング４１の軸心の内縁は、入力軸１５の外側スプラインギア１６に相対する内側スプラインギア４２を備えるとともに、前記複数の第１ライニング４１と出力ハウジング５０は、自由に回転する状態を呈する。また、前記複数の第２ライニング４３の軸心の内縁と入力軸１５は、自由に回転する状態を呈するとともに、前記複数の第２ライニング４３の外縁には、複数の外側スプラインギア４４が形成されることで、前記出力ハウジング５０と相互に噛み合う。

【0015】

上述の出力ハウジング５０は、両側の玉ユニット５２と玉ユニット５３によって固定ハウジング１０に枢設されるとともに、ロックリングカバー５５によって前記固定ハウジング１０内に制限される。また、前記出力ハウジング５０の内縁には、第２ライニング４３の外側スプラインギア４４に対応する複数の内側スプラインギア５１が形成されることで、前記出力ハウジング５０は、クラッチユニット４０の第２ライニング４３によって動かされ前記固定ハウジング１０に相対して回転する。

【0016】

これにより、材積が小さいとともに、勢いが急に弱まる状態に陥りにくいクラッチ構造が構成される。

【0017】

本発明を実際に使用する場合、図４に示す通り、通常の使用では、モーター１２は、ウォーム１３によって制動ユニット２００の回転ディスク２０が未作動時の位置に戻るようにすることで、プーリー玉２４が回転ディスク２０とプッシュディスク２５のプーリー玉溝２３とプーリー玉溝２６内に深く入り込み、それにより、プッシュディスク２５は、押動ユニット３００の皿型プレート３５と圧縮バネ３８によって同時に押し戻されることで、クラッチユニット４０は、押動ユニット３００のプッシュ台３０による圧迫の影響を受けない。従って、クラッチユニット４０における隣接する第１ライニング４１と第２ライニング４３は相対摩擦しないため、回転駆動力は、入力軸１５及びクラッチユニット４０によって出力ハウジング５０に伝達されることはないため、前記出力ハウジング５０が連動して動くこともない。

【0018】

反対に、図５に示す通り、モーター１２は、ウォーム１３によって制動ユニット２００の回転ディスク２０を伝達連結される位置まで回転させ、前記制動ユニット２００の回転ディスク２０は、プッシュディスク２５に相対して回転する。プーリー玉２４によってプッシュディスク２５を作動させ押動ユニット３００の一側に向かって押動させ、さらに、皿型プレート３５と圧縮バネ３８を圧縮して変形させクラッチユニット４０を強く押し付けるとともに、さらに循環する元に戻ろうとする力を生成する。前記クラッチユニット４０が押動ユニット３００におけるバネ座３３とプッシュ台３０に圧迫されると、前記クラッチユニット４０における隣接する第１ライニング４１と第２ライニング４３は、相対して接觸且つ連結され、相互間の摩擦力によって連動することで、回転駆動力が入力軸１５及びクラッチユニット４０によって出力ハウジング５０に伝達され、それにより、前記出力ハウジング５０も連動する。

【0019】

上述の構造及び動作の説明から分かる通り、本発明は、モーター１２を利用して制動ユニット２００の回転ディスク２０を直接駆動させることができるとともに、制動ユニット２００が押動ユニット３００を直接作動させることができるクラッチ構造の設計により、構造を効果的に簡易化できるとともに、材積を縮小できることで、狭い空間に取り付けやすく且つ適用しやすい。さらに、前記押動ユニット３００のバネ座３３によってプッシュ台３０が動かされてクラッチユニット４０を圧迫すると、プッシュ台３０とクラッチユニット４０は、同時に回転するとともに、プッシュ台３０とバネ座３３の間には、玉ユニット３２が設けられることで、圧迫される過程においてもスムーズに回転する。それにより、連結且つ接続時の勢いが急に弱まる状態を効果的に低減できると同時に、伝達時の結合力を迅速に確立できることにより、伝達が滞ることで使用上の操作性に影響が及ぶのを防ぐ。さらに、本発明のクラッチ構造は、機械によって直接押動することでトルクを大きくし、それにより、確実性と信頼性を向上させることができる。

【符号の説明】

【0020】

１０ 固定ハウジング
１０１ 貫通孔
１１ 保護カバー
１２ モーター
１３ ウォーム
１５ 入力軸
１６ 外側スプラインギア
１７ 軸連結部
１８ 軸受
２００ 制動ユニット
２０ 回転ディスク
２１ ウォームギア
２２ 玉ユニット
２３ プーリー玉溝
２４ プーリー玉
２５ プッシュディスク
２６ プーリー玉溝
３００ 押動ユニット
３０ プッシュ台
３１ 内側スプラインギア
３２ 玉ユニット
３３ バネ座
３４ 制限リングカバー
３５ 皿型プレート
３６ ナット
３８ 圧縮バネ
３９ 止め輪
４０ クラッチユニット
４１ 第１ライニング
４２ 内側スプラインギア
４３ 第２ライニング
４４ 外側スプラインギア
５０ 出力ハウジング
５１ 内側スプラインギア
５２ 玉ユニット
５３ 玉ユニット
５５ ロックリングカバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】