双方向クラッチ

【課題】部品形状を簡略化するとともに、部品点数を削減することができる双方向クラッチを提供する。
【解決手段】入力軸部と出力軸部とニードル部材と、これらを回動可能に収納するハウジング部材とを備え、前記入力軸部からの回転駆動力は前記出力軸部に伝達され、前記出力軸部からの回転駆動力は前記入力軸部に伝達されない双方向クラッチにおいて、前記ハウジング部材は円筒状の内壁面を有するとともに、前記入力軸部は、端面から出力軸部方向に延びる複数の作動片を有し、前記作動片と前記円筒状の内壁面の間であって、互いに隣り合う前記作動片の間に前記ニードル部材が備えられており、前記出力軸部は断面が正多角形に形成された被出力軸部側のシャフトであるので、部品形状を簡略化するとともに、部品点数を削減できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、入力軸側からの駆動力を出力軸側に伝達するが、出力軸側から駆動力をロック機構或いはフリー機構によって入力軸側へ伝達するのを阻止する双方向クラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より双方向クラッチは、種々提案されている。例えば、特許文献１には入力軸側に設けられた入力係合片と出力軸側に設けられた出力係合片の間にバネ支持された中間部材（ニードル部材）が配置されており、入力軸を左右何れの方向に回転させても中間部材を介して出力軸に伝達されるが、出力軸を左右何れの方向に回転させても、ロックされて入力軸に伝達しない構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０１７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような構成の従来の双方向クラッチは、部品点数が多い上に、中間部材（ニードル部材）をバネ部材で保持しなくてはならず構成が複雑である。また、入力軸側には、入力係合片を出力軸側には、出力係合片をそれぞれ設ける必要があり、部品形状が複雑で製造コストが嵩むと云う欠点が存在した。更に、部品形状が複雑であるために、組み立て工数がかかり作業性が悪いものであった。
【０００５】
この発明は、上述した不都合を解消するべくなされたもので、入力軸部と出力軸部とニードル部材とこれらを回動可能に収納するハウジング部材とを備え、ハウジング部材は円筒状の内壁面を有するとともに、前記入力軸部は、端面から出力軸部方向に延びる複数の作動片を有し、前記作動片と前記円筒状の内壁面の間であって、互いに隣り合う前記作動片の間に前記ニードル部材が備えられており、前記出力軸部は断面が正多角形に形成され、被出力軸部側と連結される出力軸シャフトを兼用する構成し、形状の簡略化と部品点数の削減を達成できる双方向クラッチを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、以下のような内容である。
（１）本発明の双方向クラッチは、入力軸部と出力軸部とニードル部材と、これらを回動可能に収納するハウジング部材とを備え、前記入力軸部からの回転駆動力は前記出力軸部に伝達され、前記出力軸部からの回転駆動力は前記入力軸部に伝達されない双方向クラッチにおいて、前記ハウジング部材は円筒状の内壁面を有するとともに、前記入力軸部は、端面から出力軸部方向に延びる複数の作動片を有し、前記作動片と前記円筒状の内壁面の間であって、互いに隣り合う前記作動片の間に前記ニードル部材が備えられており、前記出力軸部は断面が正多角形に形成された被出力軸部側のシャフトであることを特徴とする。
（２）（１）に記載の双方向クラッチにおいて、前記入力軸部の作動片は、前記内壁面に対向する側面が左右の回転方向に延設されて先端片となり、前記入力軸部が左右いずれの方向に回転しても、前記先端片がニードル部材を介して出力軸部を回転駆動することを特徴とする。
（３）（１）または（２）に記載の双方向クラッチにおいて、前記入力軸部の複数の作動片は、ハウジング部材の中心軸方向に延設された凸形部を有し、互いに隣り合う凸形部先端の間の距離寸法が前記ニードル部材の外径寸法より小さく構成されたことを特徴とする。
（４）（１）〜（３）に記載の双方向クラッチにおいて、前記凸形部の出力軸部に対向する面が円弧状に形成されたことを特徴とする。
（５）（１）〜（４）に記載の双方向クラッチにおいて、前記入力軸部の作動片は、左右の前記ニードル部材に対向する部位に凹状に形成が設けられていることを特徴とする。
（６）（１）〜（５）に記載の双方向クラッチにおいて、前記ハウジング部材の内壁面は、ハウジング部材に装着された金属スリーブの内壁面であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、入力軸部と出力軸部とニードル部材と、これらを回動可能に収納するハウジング部材とを備え、前記入力軸部からの回転駆動力は前記出力軸部に伝達され、前記出力軸部からの回転駆動力は前記入力軸部に伝達されない双方向クラッチにおいて、前記ハウジング部材は円筒状の内壁面を有するとともに、前記入力軸部は、端面から出力軸部方向に延びる複数の作動片を有し、前記作動片と前記円筒状の内壁面の間であって、互いに隣り合う前記作動片の間に前記ニードル部材が備えられており、前記出力軸部は断面が正多角形に形成された被出力軸部側のシャフトであるので、部品形状の簡略化が図れるとともに、部品点数の削減が図れる。また、小型軽量化を達成できる。
また、前記入力軸部の作動片は、前記内壁面に対向する側面が左右の回転方向に延設されて先端片となり、前記入力軸部が左右いずれの方向に回転しても、前記先端片がニードル部材を介して出力軸部を回転駆動するので、ニードル部材を支えるバネ部材が必要なく、部品点数の低減を実現できる。
また、前記入力軸部の複数の作動片は、ハウジング部材の中心軸方向に延設された凸形部を有し、互いに隣り合う凸形部先端の間の距離寸法が前記ニードル部材の外径寸法より小さく構成されたので、組み付けの際にニードル部材が中心に寄ってしまうことがなく、出力軸部の装着作業が容易である。
また、前記凸形部の出力軸部に対向する面が円弧状に形成されたので、出力軸部シャフトの断面を正多角形にしたことによる干渉を防止して、伝達駆動力の損失を未然に阻止でき、伝達効率の向上を図ることができる。
また、前記入力軸部の作動片は、左右の前記ニードル部材に対向する部位に凹状に形成が設けられているので、ニードル部材の遊びを少なくできるとともに、ニードル部材を支えるバネ部材を廃止できる。
また、前記ハウジング部材の内壁面は、ハウジング部材に装着された金属スリーブの内壁面であるので、ハウジング部材にかかる負荷を低減して双方向クラッチの耐久性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態である双方向クラッチの分解斜視図である。
【図２】図２は、同双方向クラッチの正面図である。
【図３】図３は、同双方向クラッチの右側面図である。
【図４】図４は、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図５は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図６は、同双方向クラッチに使用される入力軸部の左側面図である。
【図７】図７は、同双方向クラッチに使用される入力軸部の正面図である。
【図８】図８は、同双方向クラッチに使用される入力軸部の右側面図である。
【図９】図９は、同双方向クラッチに使用されるハウジング部材の左側面図である。
【図１０】図１０は、同双方向クラッチに使用されるハウジング部材の正面図である。
【図１１】図１１は、同双方向クラッチに使用されるハウジング部材の右側面図である。
【図１２】図１２は、同双方向クラッチのトルク伝達状態を示す説明図である。
【図１３】図１３は、図１２の要部拡大説明図である。
【図１４】図１４は、同双方向クラッチのトルク伝達状態を示す説明図である。
【図１５】図１５は、同双方向クラッチのロック状態を示す説明図である。
【図１６】図１６は、図１５の要部拡大説明図である。
【図１７】図１７は、同双方向クラッチのロック状態を示す説明図である。
【図１８】図１８は、本発明の双方向クラッチの他の実施形態を示す分解斜視図である。
【図１９】図１９は、同双方向クラッチの断面図である。
【図２０】図２０は、同双方向クラッチの要部断面図である。
【図２１】図２１は、同双方向クラッチに使用されるスリーブの右側面図である。
【図２２】図２２は、同双方向クラッチに使用されるスリーブのＣ−Ｃ線断面図である。
【図２３】図２３は、同双方向クラッチに使用されるハウジング部材の右側面図である。
【図２４】図２４は、同双方向クラッチに使用されるハウジング部材のＤ−Ｄ線断面図である。
【実施例１】
【０００９】
以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である双方向クラッチの分解斜視図、図２は本発明の双方向クラッチの正面図、図３は本発明の双方向クラッチの右側面図、図４は、図２のＡ−Ａ線断面図、図５は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。ここで、本発明の双方向クラッチ１０は、入力軸部１１と出力軸部１２とニードル部材１３と、これらを回動可能に収納するハウジング部材１４とを備え、前記入力軸部１１からの回転駆動力は前記出力軸部１２に伝達され、前記出力軸部１２からの回転駆動力は前記入力軸部１１に伝達されないものであって、ハウジング部材１４は円筒状の内壁面１５を有するとともに、入力軸部１１は、端面から出力軸部方向に延びる複数の作動片１６を有し、作動片１６と円筒状の内壁面１５の間であって、互いに隣り合う前記作動片１６の間に前記ニードル部材１３が備えられており、出力軸部１２は断面が正多角形に形成され、被出力軸部側と連結される出力軸シャフトを兼ねている。
【００１０】
入力軸部１１は、図６〜図８に示すように駆動モータ等に接続される接続孔１７を有した軸１８と円板状のフランジ部１９とフランジ部１９から軸線方向に立設された複数の作動片１６とから構成されている。フランジ部１９は、軸１８より大きな径を有しており、両者は、同芯状に形成されている。また、作動片１６は、軸線方向に所定の長さ寸法を有するとともに、ハウジング部材１４の内壁面１５に対向する側面が左右の回転方向（同心円方向）に延設された先端片２０を有している。また、入力軸部１１の複数の作動片１６は、ハウジング部材１４の中心軸方向に延設された凸形部２１を有し、互いに隣り合う凸形部先端の間の距離寸法Ｈがニードル部材１３の外径寸法（直径）より小さく構成され、組み付け時にニードル部材の動きを抑制している。また、凸形部２１の出力軸部１２に対向する面２１ａが円弧状に形成され、出力軸部１２との干渉を防止して出力損失を防止している。更に、入力軸部１１の作動片１６は、左右に配置されるニードル部材１３に対向する部位１６ａが凹状に形成され、ニードル部材１３のガタ付きを防止し、保持するためのスプリングを不要としている。
【００１１】
図９は、本発明の双方向クラッチに使用されるハウジング部材の左側面図、図１０はハウジング部材の正面図、図１１はハウジング部材の右側面図である。ここで、ハウジング部材１４は、入力軸部１１の作動片１６を回動可能に収納し、内壁面１５を有する円筒部２２とフランジ部１９を収納する円筒部２２より大径のフランジ収納部２３と、円筒部２２の底面に設けられ、出力軸部１２の挿通される出力孔２４とから構成されている。また、フランジ収納部２３には、所定間隔でスリット２３ｂが設けられるとともに、開口端内周に係止爪２３ａが形成されている。また、円筒部２２のフランジ収納部２３に臨む部位は、円筒状突起２２ａに形成されてフランジ部１９に当接する。
【００１２】
出力軸部１２は、断面が正多角形に形成された、被出力軸部側、例えば電動ブラインドのスクリーン軸を使用することができる。つまり、出力軸シャフトと出力軸部１２は、同一部材とすることができる。また、正多角形としては、正四角形、正五角形、正六角形、正八角形、正九角形等が挙げられるが、これに限定されることはない。
ニードル部材１３は、円筒形をしており、両端が面取り加工されている。そして、互いに隣り合う作動片１６の間に配設される。本実施の形態では、３本のニードル部材１３が、３個の作動片１６の間に配設されている。
【００１３】
以上のように構成された入力軸部１１、出力軸部１２、ニードル部材１３、ハウジング部材１４は図１〜図５に示すように組み立てられる。入力軸部１１のフランジ部１９は、ハウジング部材１４のフランジ収納部２３に装着することにより、開口端内周の係止爪２３ａで係止される。
【００１４】
次に、以上のように構成された双方向クラッチ１０の動作態様を図１２〜図１７に従って説明する。先ず、図１２に示すように作動片１６（入力軸部１１）が時計方向に回動する場合、作動片１６の先端片２０がニードル部材１３を出力軸部１２方向に押し付け、出力軸部１２を時計方向に回動する。つまり、ニードル部材１３は、出力軸部１２の外周辺の端部で当接するので、出力軸部１２に回動モーメントが生じる。図１３は、図１２の要部拡大説明図である。作動片１６（入力軸部１１）が時計方向に回動する場合、ニードル部材１３は、作動片１６の先端片２０から矢印Ｍ方向の押圧力を受けるとともに、先端片２０との間に方向Ｎの摩擦力が生じる。また、ニードル部材１３は、出力軸部１２の外周辺１２ａに矢印Ｏ方向の押圧力を与えるとともに反力Ｋを受け、出力軸部１２との間に方向Ｌの摩擦力が生じる。
したがって、出力軸部１２は時計方向に回転することができる。ここで、出力軸部１２に対して働く力は、Ｍ＋Ｎ＝Ｋ＋Ｌ、Ｋ＝Ｏである。このため、入力軸部１１からの駆動力は、出力軸部１２に伝達される。
【００１５】
図１４は、作動片１６（入力軸部１１）が反時計方向に回動する場合で、作動片１６の先端片２０がニードル部材１３を出力軸部１２方向に押し付け、出力軸部１２を反時計方向に回動する。つまり、ニードル部材１３は、出力軸部１２の外周辺１２ａの端部で当接するので、出力軸部１２に反時計方向の回動モーメントが生じる。したがって、入力軸部１１は、左右いずれの方向に回転しても、出力軸部１２は回転駆動される。
【００１６】
図１５は、本発明の双方向クラッチのロック状態を示す説明図、図１６はその要部拡大説明図である。出力軸部１２が時計方向（図中右方向）に回転しようとした場合、外周辺１２ａがニードル部材１３を矢印Ｅ方向に押圧し、ニードル部材１３との間に方向Ｆの摩擦力が生じる。また、ニードル部材１３は、内壁面１５から矢印Ｇ方向の反力を受け、内壁面１５との間に方向Ｊの摩擦力が生じる。したがって、出力軸部１２はそれ以上回転することができず、ロックされる。このため、出力軸部１２からの駆動力は、入力軸部１１に伝達されることがない。
【００１７】
また、図１７は本発明の双方向クラッチのロック状態を示す説明図である。出力軸部１２が反時計方向（図中左方向）に回転しようとした場合、その外周辺１２ａがニードル部材１３を内壁面１５に押圧し、ニードル部材１３との間に摩擦力が生じる。また、ニードル部材１３は、内壁面１５からの反力を受ける。したがって、出力軸部１２はそれ以上回転することができず、ロックされて入力軸部１１に伝達されることがない。
以上のように、出力軸部１２は、左右いずれの方向にも回転して、動力を伝達することができない。
【００１８】
図１８は、本発明の双方向クラッチの他の実施形態を示す分解斜視図、図１９はその断面図、図２０は、その要部断面図である。本実施の形態において、ハウジング部材２５の内側に金属スリーブ２６が装着されており、第１の実施形態における内壁面１５は、金属スリーブ２６の内壁面２７である。それ以外の部品は、第１の実施形態と同一であるので、同一番号を付して説明を省略する。
【００１９】
金属スリーブ２６は、図２１、２２に示すように筒状部２６ａとフランジ部２６ｂとから構成されており、筒状部２６ａには内壁面２７が形成されており、フランジ部２６ｂには位置決め用切り欠き２６ｃが形成されている。
【００２０】
図２３は、本発明の双方向クラッチに使用されるハウジング部材の右側面図、図２４は、図２３のＤ−Ｄ線断面図である。ハウジング部材２５は、金属スリーブ２６を収納するための収納凹部２５ａとフランジ部１９を収納するためのフランジ収納部２５ｂを有している。また、収納凹部２５ａには、位置決め突起２８と出力軸部１２の挿通される出力孔２９が形成されている。更に、フランジ収納部２５ｂには、スリット３０と開口端内周に係止爪３１が形成されている。
【００２１】
以上のように構成された双方向クラッチは、合成樹脂製のハウジング部材２５に金属スリーブ２６を装着した後、ニードル部材１３及び作動片１６を装着することにより入力軸部１１のフランジ部１９は、ハウジング部材２５の係止爪３１で係止される。また、ハウジング部材２５に装着した金属スリーブ２６の内壁面２７にニードル部材１３及び作動片１６が接触して駆動されるので、クラッチの耐久性を向上することができる。
【００２２】
更に、本発明は上述の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１０双方向クラッチ
１１入力軸部
１２出力軸部
１２ａ外周辺
１３ニードル部材
１４ハウジング部材
１５内壁面
１６作動片
１６ａ対向する部位
１７接続孔
１８軸
１９フランジ部
２０先端片
２１凸形部
２１ａ対向する面
２２円筒部
２２ａ円筒状突起
２３フランジ収納部
２３ａ係止爪
２３ｂスリット
２４出力孔
２５ハウジング部材
２５ａ収納凹部
２５ｂフランジ収納部
２６金属スリーブ
２６ａ筒状部
２６ｂフランジ部
２６ｃ切り欠き
２７内壁面
２８位置決め突起
２９出力孔
３０スリット
３１係止爪

【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸部と出力軸部とニードル部材と、これらを回動可能に収納するハウジング部材とを備え、前記入力軸部からの回転駆動力は前記出力軸部に伝達され、前記出力軸部からの回転駆動力は前記入力軸部に伝達されない双方向クラッチにおいて、
前記ハウジング部材は円筒状の内壁面を有するとともに、前記入力軸部は、端面から出力軸部方向に延びる複数の作動片を有し、前記作動片と前記円筒状の内壁面の間であって、互いに隣り合う前記作動片の間に前記ニードル部材が備えられており、前記出力軸部は断面が正多角形に形成された被出力軸部側のシャフトであることを特徴とする双方向クラッチ。
【請求項２】
前記入力軸部の作動片は、前記内壁面に対向する側面が左右の回転方向に延設されて先端片となり、
前記入力軸部が左右いずれの方向に回転しても、前記先端片がニードル部材を介して出力軸部を回転駆動することを特徴とする請求項１に記載の双方向クラッチ。
【請求項３】
前記入力軸部の複数の作動片は、ハウジング部材の中心軸方向に延設された凸形部を有し、互いに隣り合う凸形部先端の間の距離寸法が前記ニードル部材の外径寸法より小さく構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の双方向クラッチ。
【請求項４】
前記凸形部の出力軸部に対向する面が円弧状に形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の双方向クラッチ。
【請求項５】
前記入力軸部の作動片は、左右の前記ニードル部材に対向する部位に凹状に形成が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の双方向クラッチ。
【請求項６】
前記ハウジング部材の内壁面は、ハウジング部材に装着された金属スリーブの内壁面であることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の双方向クラッチ。

【図１】