説明

ワンウェイクラッチ

【課題】一方向に対しては空転、他方向に対しては噛み合い機能に依り、主動側より従動側の伝達力を効率よく伝える機械要素に、摺動摩擦機能を加味したワンウェイクラッチを提供する。
【解決手段】従来のベアリング型歯車型を使用せずに、円筒形と円筒の加工物を用いて、噛み合い、摺動、摩擦の機械要素を用いて新しい形式のワンウェイクラッチを提供し、加工・組立・補修の工程を軽減するもので、組立部材の移動が可能となるワンウェイクラッチであると共に、太陽軸5に回転を継続させる為の、キー溝、圧入、固着等の加工作業を必要としないもので、組立て方法に依っては、自由回転位置も発現出来るものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ワンウェイクラッチの簡素化を図ると共に、コスト、加工の低減化を図り、確実にその性能が発揮出来るものであり、構成方法によっては自由な空転位置を保持出来るものである。
【背景技術】
【0002】
今迄の方式として、円筒形、分銅形、球形、そしてスプリング等の補助金具によって構成されたものを外輪と内輪との間に構成し、これ等の部材の移動に依ってワンウェイクラッチ、ツウウェイクラッチ等の機能を発生していたものを、数少ない部材での発生を促すものである。
【0003】
部材数の多い事は、部材の加工工程、成形、構成、組立等の作業には数多くの先達者達の発明があるものの、熟練の技能が必要であった。
【0004】
その構造に起因した、水分、塵埃による破損、ケーシング内部の油脂洩れ等による動作不良や破損、欠落が発生していたものを、改善するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2008−208850
【特許文献2】特開2007−278426
【特許文献3】特開2008−151298
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
構成されている部材の簡素化単純化を図り、誰にでも容易に組立解体が出来る様に構成したもので、キー溝加工、圧入、固着等の加工作業をしなくとも構成する事が出来るものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に今迄のベアリング構造、歯車構造による機構を排除して、太陽、地球、月の宇宙の構成を模した太陽軸、遊星子、そして惑星の軌道環を用いたものであり、太陽軸、第1の遊星子、第2の遊星子、双子星、2重星、外筒、内筒等の部材で構成するものである。
【発明の効果】
【0008】
本発明に依って製作コストの削減、組立の簡素・単純化が図られると共に、作業の平易化も伴い、この機構が普及した場合に各産業の発展が図れるものである。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】図1は基準となる組立断面図。
【図2】図2は図1に連結杆を組み込んだ断面図。
【図3】図3は内筒が2重に構成された時の断面図。
【図4】図4は遊星子が共に2重構造に構成された断面図。
【図5】図5は第1の遊星子を双子星として連結杆を組み込んだ断面図。
【図6】図6は外筒内筒が接触し、内筒と太陽軸の間に空間があり、太陽軸と遊星子が接触してない断面図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
外筒1と太陽軸5の空間は、回転保持器又はこれを有する側板、そして側板は外筒1の内側の大きさと同じものであり、太陽軸5の軸径より少し大きい数値の軸口径を持つものであって、回転保持器を有しないものも使用するものである。この空間に第1の遊星子2、内筒3、第2の遊星子4の部材、双子星2、2重遊星子2A、4Aの部材で構成されるもので、構成方法によっては、外筒1を太陽軸化して、外筒1の外側に第2のワンウェイクラッチを構築する事も可能であるワンウェイクラッチ。
【0011】
各部材が水平に配置されている場合は、太陽軸5を中心として、内筒3並びに太陽軸5と内筒3を包むように配置した外筒1と、太陽軸5と内筒3の間に配置した第2の遊星子4と、外筒1と内筒3の間に配置した第1の遊星子2とで構成される。太陽軸5を回転すると、内筒3の内面と太陽軸5との間の摩擦によって内筒3が太陽軸5の回転方向と同一の方向に回転する。内筒3が回転すると、内筒3と外筒1の間に配置した第1の遊星子2が、内筒3と外筒1の隙間にくい込もうとする。第1の遊星子2が内筒3と外筒1の隙間にくい込むことによって内筒3は相対的に第1の遊星子2とは反対方向に押され、内筒3内に配置された第2の遊星子4を太陽軸5に押し付けるように作用する。このようにして、第1の遊星子2は外筒1と内筒3の間で固定され、第2の遊星子4は太陽軸5と内筒3の間で固定されて、太陽軸5の回転が阻止される。太陽軸5又は各部材が垂直に配置された場合には、第1の遊星子2、内筒3、第2の遊星子4が外筒1と太陽軸5の空間に浮遊した状態となって、摩擦及びくい込み現象が発生しない場合がある。
【0012】
外筒1の内側と内筒3の外側とが接触せず、内筒3の内側と太陽軸とが接触している時に、第1の遊星子2は、外筒1と内筒3の空間に位置して接触しており、第2の遊星子4は、内筒3と太陽軸5の空間に有って、内筒3に接触するも、太陽軸5に接触しない空間を保持しているが、太陽軸5に作用を起動させた場合、内筒3との間に摺動摩擦が発生し、内筒3を作動させると共に、第1の遊星子2への摺動摩擦の伝達となり、外筒1が静止状態に有る時に、図1に於いてワンウェイクラッチが発生するものである。
【0013】
第1の遊星子2と第2の遊星子4を内筒3を跨ぐように連結杆6で保持し、回転可能に支持されていると、太陽軸5の水平・垂直に関わらずワンウェイクラッチが図2に於いて成立するものであるが、一方向のみの回転となる。
【0014】
内筒3を第1又は第2の2重構造の内筒とした場合でも、遊星子の数を増加することなく図3の様に成立する。
【0015】
第1の遊星子2と第2の遊星子4とを上弦の月を型取った連結杆6、図2で構成するが、これを外筒1の内側に触れず太陽軸5の軸径に触れない満月型、すなわち円盤状の側板の中に写し替えて作用を保持発揮するものを提案する。この円盤の側板となるものは、内筒3の内部に侵入しようとする固形物、異物の侵入を排除する役目を持ちながら、円盤上にワンウェイクラッチ発生時の部材の動不釣合を解消し、均衡を保つ為の重錘に依る均衡機能を持たせるものでもある。上弦の月の型の連結杆6、又は双子星の連結杆7等も場合によっては使用するものである。
【0016】
各遊星子を2重構造にして外包を内包より薄く加工する事によって、太陽軸5の回転によって第1の遊星子2、第2の遊星子4の摩擦によるくい込みが、より大きいものとなり連結杆が無くても図4のワンウェイクラッチが発生するが、太陽軸5又は各構成物の水平・垂直を問わずに成立するものであるが、空転する時間の短い現象が発生する。
【0017】
第2の2重遊星子4Aを太陽軸5と内筒3の空間の大きさに近づけ、第1の2重遊星子2Aを内筒3と外筒1の空間の大きさに近づけると、太陽軸5の右転が直ちに外筒1の右転となり、同様に左転が左転となる空転する時間の短い現象が発生する。
【0018】
図6の外筒1の内側と内筒3の外側とが接触し、内筒3の内側と太陽軸5が接触しない位置にあり、第1の遊星子2は、外筒1の内側と内筒3の外側に接触して、噛み込まれているが、第2の遊星子4は、内筒3の内側にあり太陽軸5とは接触しない空間下限の位置ある時には太陽軸5は、内筒3と第2の遊星子4との不接触の位置にあるので、右転、左転が自由に空転出来る位置となる。この場合、第1の遊星子2が噛み合っている方向に外筒1を回転作動させると、ワンウェイクラッチが発生する。太陽軸5の回転が高速化された場合、保持されている空間内での圧力の変化等に依って第2の遊星子4が誘導されて、太陽軸5と内筒3の空間に噛み込まれる恐れがある為に、第2の遊星子4を機械的、電気的に保持する事も必要である。
【0019】
外筒1の内側と内筒3の外側が接触し、その空間に第1の遊星子2を噛み込み、内筒3の内側と太陽軸5の間に空間が有る時、その空間の数値が小さい場合には、外筒1を第1の遊星子2の噛み込まれている方に作動させると、ワンウェイクラッチが発生し、反作用によって空転の位置となるが、空間の数値が大きくなると、外筒1の空間に構成されている部材が相互に噛み合っても、滑空状態となる。
【0020】
第1の遊星子2は、外筒1の内側と内筒3の外側の空間に設置されるものであるが、その大きさの数値は、外筒1の大きさより太陽軸5を中心とした内筒3の大きさを差し引いたもので、断面図的には偏心となる空間である為に、内筒3の大きさ、作用の発生方法によっても異なるものとなるが、過小な数値になると、この空間に保持出来ずにすり抜ける現象が発生する。数値が大きくなると空間が少なくなり、速く作動し空転時間の短いものとなる。
【0021】
第2の遊星子4は、内筒3の内側と、太陽軸5の空間に設置するものであるが、その大きさの数値は、過小になると太陽軸5の回転作用にも反応出来なく、空間が小さくなる数値になると、速く反応する現象が起こり、空転時間作用方法に依って、その数値が変化するものである。
【0022】
図2の第2の遊星子4は、太陽軸5の軸径と内筒3の内側との空間に配置されたものであるが、その大きさは、太陽軸5の軸径を内筒3の内側の大きさより差し引いた数値により近いもので成立する。
【0023】
外筒1と内筒3の関係は、外筒1と内筒3が太陽軸5と第2の遊星子4を噛み込み入り込みでワンウェイクラッチを発生時において、外筒1と内筒3の空間で第1の遊星子2が噛み込み組み込まれて、発生が促される大きさの数値が必要である。
【0024】
内筒3は本発明において、最大の応力の発生する場所となるものであって、外圧、内圧に耐え得る強度が保持出来る製品である必要がある。また、内筒3を外皮、内皮の2重化をはかり、応力による変化に対応したものも必要である。外皮側に切断線を加工して、応力に対応する事も必要であるが、総て2重化の必要はなく、機器によって対応するものである。
【0025】
各遊星子の軸径の設定数値、内筒3外筒1の内径外径の設定数値は設計時に設定されるものであって、固定の寸法は設定出来ない。
【0026】
遊星子の材質は成形加工されるものであれば問わない。外筒1内筒3も摺動摩擦の発生時に変型磨耗しないだけの強度数値があれば可能である。
【0027】
噛み込み摺動摩擦の発生する場所は、点もしくは線の状態なので水の中・油の中に於いても発生するが、圧接面・接触面の面積が大きくなった箇所が発生した場合、ワンウェイクラッチは成立せずに、滑空状態が発生する場合がある。
【0028】
遊星子の形状は円筒型を標準とし、丸棒型とその異形・球型・2分音符型等で成立するが、発生方法に依って、固定化出来ない。
【0029】
外筒1、内筒3は円筒形状、太陽軸5は棒状、又は中空形状での成り立ちであるが、異形の場合の成立は、噛み込み、摺り込みの条件が異なる為に、成立するのが難しい。
【0030】
本発明に依る連結杆は段落0015においても触れたが、各遊星子を固着するもので無く、移動可能な数値で構成され、その位置は、外筒1の内側と太陽軸5の軸径に触れない円盤状の回転体に、第1の遊星子2と第2の遊星子4、双子星等が作動を発揮する位置を移し替えて、その作用を発揮されるものである。また、内筒3を分割してその空間に円盤状の連結板を配置し、第1の遊星子2と第2の遊星子4を保持させて作用を発揮する事も可能とするものである。
【0031】
外筒1・内筒3、第1の遊星子2、第2の遊星子4の各接触面において、摺動摩擦の増加を測る為に線条痕、又はライニング及び孔明け加工を施す事も可能である。
【0032】
本発明で、太陽軸5、外筒1の各種の加工作業が簡素化されて、今迄必要で有ったキー溝加工、圧入加工等が、特異な場合を除き無用となるものであると共に、太陽軸5が空転位置に有る時には外筒1の移動が可能となる。
【0033】
入力側を太陽軸5でなく外筒1に設定した場合でも、太陽軸5は出力側となるワンウェイクラッチが成立するも、第1の遊星子2、第2の遊星子4の構成方法によっては成立しない場合もあり得る。
【0034】
本発明のワンウェイクラッチが高速回転される場合、構成部材によってワンウェイクラッチの成立位置が動不釣合となる為、自動的に偏心を調整する振り子型、又は円盤型のバランスウエイトを組み込む必要があるが、構成部全体での調整も必要であり、先達者の発明が多い。特許文献の特許3984630号。
【0035】
本発明で構成される、第1の遊星子2、第2の遊星子4を機械又は電機的に移動、変位、制御する事に依り、各種機器への対応が多様化されるワンウェイクラッチである。
【0036】
外筒1と内筒3の空間に配置する第1の遊星子2を、図5に於いて双子星として2個配置し連結杆7で連結した時、太陽軸5が入力側の時は図1での発生作用と同じであるが、外筒1が入力側になった時には、外筒1の作用が単独遊星子の場合より時間的に短く伝達される現象が発生するが、双子星2の軸径は同寸法と限らず、構成方法によっては異径軸となる。
【0037】
太陽軸5が入力軸として作用する時、太陽軸5と第2の遊星子4、内筒3が接触位置に有り、反作用として空転位置に有る時には、摩擦発生位置となる故に、油脂等により摩擦熱の発生の軽減を図る必要が有る。また、外筒1が入力側となり太陽軸5が静止の状態での空転位置に有る時は、外筒1、第1の遊星子2、内筒3、第2の遊星子4、太陽軸5が互いに接触してはいるが、作用しているのは外筒1、第1の遊星子2のみで、内筒3、第2の遊星子4、太陽軸5への作用の伝達が無いので、場合によっては油脂等の摩擦軽減の方法をとらなくても可能となる場合がある。
【0038】
図1に置いて、外筒1の内側と内筒3の外側が接触しない位置に有る時、第1の遊星子2を外筒1と内筒3との空間の上限の位置に保持し、外筒1との間に空間があって接触されない位置の場合には、外筒1が入力側とすると、その作用は、第1の遊星子2に伝達されないで、空転の位置が保持されるものであるが、太陽軸5が作用を起動した時には、その均衡が崩れてワンウェイクラッチが発生する。
【0039】
外筒1、太陽軸5を共に回転軸として回転させる。その回転数値の差異での空転位置を利用して、外筒1と太陽軸5の空間に組み込まれたワンウェイクラッチの発生体を、同一軸上で共に移動する事も可能なワンウェイクラッチである。
【0040】
本発明は、外筒1、第1の遊星子2、内筒3、第2の遊星子4、太陽軸5の構成によるワンウェイクラッチの発生方法ではあるが、内筒3、第2の遊星子4、太陽軸5の構成方法に依って、構成物がより数少ないワンウェイクラッチを提供出来る。
【0041】
構成方法は、内筒3の空間に第2の遊星子4、そして太陽軸5を配置するものであるが、第2の遊星子4の単独での作用発生があると共に、第2の遊星子4を連結杆のない複数の遊星子として使用するが、遊星子の軸径に依って変化するワンウェイクラッチ
【0042】
内筒3の空間にある太陽軸5は、回転保持器で保持せずに、内筒3の大きさと太陽軸5の軸径より少し大きい空間を持つ軸口径を持つ側板によって構成され、内筒3自体が摩擦噛み込みの部材として使用されるものである。
【0043】
内筒3と太陽軸5の空間で発生するワンウェイクラッチは、基準としては回転保持器を使用しない装置であるが、太陽軸5が内筒3の空間を空転時に、内筒3の内側に接触する位置に移動出来る場合には、回転保持器を使用する事も可能なワンウェイクラッチ
【0044】
内筒3の形状は、円筒型とは限定せず、あらゆる形状でのワンウェイクラッチの発生が可能であるが、外筒1の円筒形の空間に置いて、太陽軸5が中心軸の場合、スプリング、爪、ラッチ及びボルト等の補強、又は保持材が必要ではないが、内筒3の空間では円筒空間とは限らず、あらゆる形状に対応処理する為に、あえてスプリング、ボルト等の補助材も使用して、よりワンウェイクラッチの発生を促すものである。先達者として特許2025982がある。
【0045】
本発明において、太陽軸5が外筒1の中心軸に位置しないで偏心の位置の時でも、図1の構成方法を発展させる事によって、ワンウェイクラッチを発生させるものであるが、外筒1と内筒3の軸径の大小が大きく関連するもので、外筒1の形状が、卵型、角型、その他の異形型であっても、図1から図6までの構造を発展させることによってワンウェイクラッチを発生させる事が出来ると同時に、その空間に配置される第1の遊星子2、第2の遊星子4も、空間の大きさによって軸径が左右されその配置の有無も発生するもので、故に、このワンウェイクラッチは、一定の数値の連係によって、形態、規模にかかわらず発生するものと思われる。
【実施例1】
【0046】
本発明は、今迄のベアリング型又は機械組合せ型のワンウェイクラッチと構成方法が全く異なるものであるが、実施されていた今迄の方法への転用は特異な物で無い限り可能となるものである。
【産業上の利用可能性】
【0047】
車輌、過酷な条件下での産業機器、軸接手、釣具、シャッター、コンベヤー、工具等の分野において有効に利用可能である。
【符号の説明】
【0048】
1 外筒
2 第1の遊星子
2A 第1の遊星子の2重構造物
3 内筒
4 第2の遊星子
4A 第2の遊星子の2重構造物
5 太陽軸
6 第1の遊星子と第2の遊星子を結ぶ連結杆
7 第1の遊星子の双子星を結ぶ連結杆





【特許請求の範囲】
【請求項1】
太陽軸と、太陽軸の外側に配置した外筒と、外筒の内側において太陽軸の外側に配置した内筒と、外筒と内筒の空間に配置した遊星子と、太陽軸と内筒との空間に配置した遊星子とから成り立つ構成とするも、遊星子を内筒を跨ぐ連結杆によって、回転自由に保持する事によって、より効果が発揮出来るワンウェイクラッチ
【請求項2】
外筒の中心軸、又はその座標の中心の位置に太陽軸が配置されていない空間で外筒が円筒形以外の形状の場合であっても、外筒と内筒の空間に遊星子を、内筒と太陽軸の空間にも遊星子を、単独、複数、そして連結杆を用いる事によって、多様化されるワンウェイクラッチ





【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2011−106663(P2011−106663A)
【公開日】平成23年6月2日(2011.6.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−162491(P2010−162491)
【出願日】平成22年7月20日(2010.7.20)
【出願人】(309032315)