JP2015098916A - Driving force transmission mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、逆入力遮断機能を有する駆動力伝達機構に関する。 The present invention relates to a driving force transmission mechanism having a reverse input blocking function.
モータで駆動される機器は、一般に、減速機を介して回転駆動力を受けるようになっている。このため、停電時等でモータによる駆動ができず手動で作動させなければならない場合に、減速機も機器側から作動させることになるので、非常に大きな力が必要となり、作動が困難となることがある。また、無理に作動させようとして機器自体や減速機を破損させるおそれもある。 A device driven by a motor generally receives a rotational driving force via a speed reducer. For this reason, if the motor cannot be driven due to a power failure or the like and must be operated manually, the reduction gear will also be operated from the equipment side, so a very large force will be required and operation will be difficult. There is. Moreover, there is a risk of damaging the device itself or the speed reducer in an attempt to force it to operate.
これに対し、モータが停止状態でも機器を手動で容易に作動できるようにするために、モータ(減速機)と機器との間に、入力側部材に入力された回転駆動力は出力側部材に伝達し、出力側部材に逆入力トルクが加えられたときには、出力側部材が空転して入力側部材にトルクを伝達しない機能(逆入力遮断機能)を有する駆動力伝達機構が組み込まれることがある。 On the other hand, the rotational driving force input to the input side member between the motor (reduction gear) and the device is applied to the output side member so that the device can be easily operated manually even when the motor is stopped. When a reverse input torque is transmitted and a reverse input torque is applied to the output side member, a drive force transmission mechanism having a function (reverse input cutoff function) that the output side member idles and does not transmit torque to the input side member may be incorporated. .
上記のような逆入力遮断機能を有する駆動力伝達機構として、例えば特許文献1では、入力回転部材と出力回転部材とを同心状態で回転可能に配し、出力回転部材の外周側に円筒面を形成し、入力回転部材に出力回転部材の円筒面と径方向で対向するカム面を周方向に複数設けて、その円筒面と各カム面との間に周方向で次第に狭小となる楔形空間を形成し、これらの各楔形空間にローラを配するとともに、各ローラ間に挿入される柱部を有し、各ローラを両回転部材と係合離脱可能に保持する保持器を設け、この保持器を入力回転部材にセンタリングばねを介して連結し、保持器と係合した状態で固定部材の円筒部と摺動する摺動ばねを組み込んだ逆入力遮断クラッチが提案されている。
As a driving force transmission mechanism having a reverse input blocking function as described above, for example, in
この逆入力遮断クラッチでは、入力回転部材に回転駆動力を入力されたときには、入力回転部材と摺動ばねの摺動抵抗を受ける保持器との間でセンタリングばねが弾性変形して、入力回転部材と保持器の回転位相差が生じることにより、保持器に保持されたローラが相対的に楔形空間の狭小側へ移動して入力回転部材および出力回転部材と係合し、回転駆動力が出力回転部材に伝達される。一方、出力回転部材に逆入力トルクが加えられたときは、センタリングばねにセンタリングされた保持器によってローラが入力回転部材および出力回転部材から離脱した状態で保持され、出力回転部材が空転して入力回転部材にはトルクが伝達されないようになっている。 In this reverse input cutoff clutch, when a rotational driving force is input to the input rotating member, the centering spring is elastically deformed between the input rotating member and the cage that receives the sliding resistance of the sliding spring, and the input rotating member Causes a rotation phase difference between the cage and the cage, so that the roller held by the cage moves relatively to the narrow side of the wedge-shaped space and engages with the input rotation member and the output rotation member, and the rotational driving force is output and rotated. Is transmitted to the member. On the other hand, when reverse input torque is applied to the output rotating member, the roller is held in a state where the roller is separated from the input rotating member and the output rotating member by the cage centered by the centering spring, and the output rotating member is idled and input. Torque is not transmitted to the rotating member.
ところが、上記のような逆入力遮断クラッチでは、入力回転部材への回転駆動力の供給が停止したときに、ローラは入力回転部材および出力回転部材と係合した状態で停止するため、それまで供給されていた回転駆動力と逆方向の逆入力トルクが出力回転部材に加えられると、ローラと入力回転部材および出力回転部材との係合状態が解除されず、出力回転部材がスムーズに空転できなくなるおそれがある。 However, in the reverse input cutoff clutch as described above, when the supply of the rotational driving force to the input rotating member stops, the roller stops in a state of being engaged with the input rotating member and the output rotating member. When reverse input torque in the direction opposite to the rotational driving force that has been applied is applied to the output rotating member, the engagement state between the roller, the input rotating member, and the output rotating member is not released, and the output rotating member cannot smoothly idle. There is a fear.
これに対し、回転駆動力の供給停止後に入力回転部材を僅かに逆転させることにより、ローラを入力回転部材および出力回転部材から離脱させて係合状態が解除されるようにすれば、逆入力トルクが加えられた出力回転部材をスムーズに空転させることができるが、それには入力回転部材に回転駆動力を供給するモータの制御方法を変更する必要があり、モータ制御の複雑化およびコストアップを招く。 On the other hand, if the input rotation member is slightly reversely rotated after the supply of the rotational driving force is stopped, the roller is separated from the input rotation member and the output rotation member so that the engaged state is released. The output rotating member to which is added can be smoothly idled. However, this requires a change in the control method of the motor that supplies the rotational driving force to the input rotating member, resulting in complicated motor control and increased cost. .
そこで、本発明は、逆入力遮断機能を有する駆動力伝達機構において、簡単な構成で出力側部材が逆入力トルクに対してスムーズに空転できるようにすることを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to enable an output-side member to smoothly idle with respect to a reverse input torque with a simple configuration in a driving force transmission mechanism having a reverse input blocking function.
上記の課題を解決するため、本発明は、入力側部材に入力された回転駆動力は出力側部材に伝達し、出力側部材に逆入力トルクが加えられたときには、出力側部材が空転して入力側部材にトルクが伝達されないようにした駆動力伝達機構において、前記入力側部材と出力側部材との間に、入力側部材から逆入力遮断機構を介して出力側部材に回転駆動力を伝達する駆動クラッチを設け、前記逆入力遮断機構は、前記入力側部材から受ける回転駆動力を前記駆動クラッチの入力部に伝達し、前記駆動クラッチの入力部から逆入力トルクが加えられたときにはロックして駆動クラッチの入力部を停止させるもの(以下、この逆入力遮断機構の方式を「ロック式」と称する。)とし、前記駆動クラッチは、前記入力部と出力側部材とカム部材とを同心状態で回転可能に配し、前記出力側部材の外周側または内周側に円筒面を形成し、前記カム部材に出力側部材の円筒面と径方向で対向するカム面を周方向に複数設けて、前記円筒面と各カム面との間に周方向の一側で次第に狭小となる楔形空間を形成し、これらの各楔形空間にローラを配するとともに、前記各ローラ間に挿入される複数の柱部を入力部に設け、前記入力部が前記逆入力遮断機構から所定方向の回転駆動力を受けているときは、前記柱部が各ローラを楔形空間の狭小側へ移動させてカム部材および出力側部材と係合させることにより回転駆動力を出力側部材に伝達し、前記回転駆動力の供給が停止したときに、前記カム部材が惰走して各ローラを楔形空間の広大側へ相対移動させることにより、前記各ローラとカム部材および出力側部材との係合状態が解除されるものとした構成を採用したのである。 In order to solve the above-described problems, the present invention is configured such that the rotational driving force input to the input side member is transmitted to the output side member, and when the reverse input torque is applied to the output side member, the output side member idles. In the driving force transmission mechanism in which torque is not transmitted to the input side member, the rotational driving force is transmitted from the input side member to the output side member via the reverse input blocking mechanism between the input side member and the output side member. The reverse input shut-off mechanism transmits the rotational driving force received from the input side member to the input portion of the drive clutch, and locks when reverse input torque is applied from the input portion of the drive clutch. The input portion of the drive clutch is stopped (hereinafter, this reverse input blocking mechanism is referred to as a “lock type”), and the drive clutch has the same input portion, output side member, and cam member. A cylindrical surface is formed on the outer peripheral side or the inner peripheral side of the output side member, and a plurality of cam surfaces are provided in the circumferential direction on the cam member so as to face the cylindrical surface of the output side member in the radial direction. A wedge-shaped space that gradually narrows on one side in the circumferential direction is formed between the cylindrical surface and each cam surface, a roller is disposed in each of the wedge-shaped spaces, and a plurality of inserts are inserted between the rollers. When the input unit receives a rotational driving force in a predetermined direction from the reverse input blocking mechanism, the column unit moves each roller toward the narrow side of the wedge-shaped space to thereby form a cam member. When the rotational driving force is transmitted to the output side member by engaging with the output side member and the supply of the rotational driving force is stopped, the cam member runs and each roller moves to the wide side of the wedge-shaped space. By relative movement, each roller and cam member and Than is adopted a configuration in which as the engagement state between the output-side member is released.
上記の構成によれば、モータ等の駆動装置からの回転駆動力の供給が停止したときに、駆動クラッチのローラとカム部材および出力側部材との係合状態を自動的に解除できるとともに、出力側部材に逆入力トルクが加えられたときには、駆動クラッチのローラに押される入力部を逆入力遮断機構のロック作用で停止させて係合解除状態を維持し、出力側部材をスムーズに空転させることができる。 According to the above configuration, when the supply of the rotational driving force from the driving device such as the motor is stopped, the engagement state between the roller of the driving clutch, the cam member, and the output side member can be automatically released, and the output When reverse input torque is applied to the side member, the input portion pushed by the roller of the drive clutch is stopped by the locking action of the reverse input blocking mechanism to maintain the disengaged state, and the output side member smoothly idles Can do.
前記逆入力遮断機構としては、前記入力側部材から回転駆動力を入力されるウォーム歯車と、前記ウォーム歯車と噛み合い、前記駆動クラッチの入力部に連結されるウォームホイールとを備え、セルフロック機能を有するウォーム機構、あるいは、前記入力側部材から回転駆動力を入力される入力回転部材と、前記駆動クラッチの入力部に連結される出力回転部材と、前記出力回転部材を固定部材にロックするロック手段と、前記入力回転部材の回転により前記出力回転部材と固定部材とのロック状態を解除するロック解除手段と、前記ロック状態が解除されたときに前記入力回転部材の回転を僅かな角度遅れをもって前記出力回転部材に伝達するトルク伝達手段とを備えた逆入力遮断クラッチを採用することができる。 The reverse input blocking mechanism includes a worm gear that receives rotational driving force from the input side member, and a worm wheel that meshes with the worm gear and is connected to the input portion of the drive clutch, and has a self-locking function. A worm mechanism, an input rotating member to which a rotational driving force is input from the input side member, an output rotating member connected to an input portion of the driving clutch, and a lock unit that locks the output rotating member to a fixed member And an unlocking means for releasing the locked state between the output rotating member and the fixed member by the rotation of the input rotating member, and the rotation of the input rotating member with a slight angular delay when the locked state is released. A reverse input cutoff clutch provided with torque transmitting means for transmitting to the output rotating member can be employed.
また、前記出力側部材は外周側に前記円筒面を有するものとし、前記カム部材は、前記出力側部材の径方向外側に配され、内周側に前記カム面を有し、外周側にカム部材と所定方向に一体回転するフライホイールが装着されたものとすることにより、回転駆動力の供給が停止したときに、慣性の大きいフライホイールをカム部材と一体に惰走させて、より確実に駆動クラッチの係合状態の解除を行うことができる。 Further, the output side member has the cylindrical surface on the outer peripheral side, the cam member is arranged on the radially outer side of the output side member, has the cam surface on the inner peripheral side, and cams on the outer peripheral side. By installing a flywheel that rotates integrally with the member in a predetermined direction, when the supply of rotational driving force stops, the flywheel with large inertia is coasted together with the cam member to ensure more certainty. The engagement state of the drive clutch can be released.
さらに、前記フライホイールとその径方向内側に配された固定軸との間に、前記フライホイールの所定方向の回転を許容し、逆方向の回転を阻止する共回り防止クラッチを組み込むようにすれば、出力側部材に回転駆動力と逆方向の逆入力トルクが加えられても、カム部材が共回りしてローラおよび出力側部材と係合するおそれがなく、より確実に駆動クラッチの係合解除状態を維持することができる。 Furthermore, a joint rotation prevention clutch that allows rotation of the flywheel in a predetermined direction and prevents rotation in the reverse direction is incorporated between the flywheel and a fixed shaft arranged radially inside thereof. Even if a reverse input torque in the opposite direction to the rotational driving force is applied to the output side member, there is no risk that the cam member rotates together and engages with the roller and the output side member, and the drive clutch is more reliably disengaged. The state can be maintained.
一方、前記フライホイールとその径方向内側に配された固定軸との間に、前記フライホイールに回転抵抗を付与する摺動部材を組み込むようにすれば、フライホイールおよびカム部材の惰走にブレーキをかけて、カム部材がローラに衝突して停止するときの衝撃を緩和することができるし、回転駆動力と逆方向の逆入力トルクに対するカム部材の共回りを生じにくくして、駆動クラッチの係合解除状態を維持する効果も期待できる。 On the other hand, if a sliding member for imparting rotational resistance to the flywheel is incorporated between the flywheel and a fixed shaft disposed radially inward, the flywheel and the cam member are braked against coasting. The impact when the cam member collides with the roller and stops can be alleviated, and it is difficult for the cam member to co-rotate against the reverse input torque in the direction opposite to the rotational driving force. The effect of maintaining the disengaged state can also be expected.
また、前記カム部材とフライホイールとの間に、前記フライホイールのカム部材に対する所定方向の相対回転を許容し、逆方向の相対回転を阻止する衝撃緩和クラッチを組み込むこともできる。このようにすれば、フライホイールおよびカム部材の惰走中にカム部材がローラに衝突して停止したときに、フライホイールのみが惰走し続けるので、カム部材およびローラに加わる衝撃を効果的に緩和できる。 An impact mitigating clutch that allows relative rotation of the flywheel with respect to the cam member in a predetermined direction and prevents relative rotation in the reverse direction may be incorporated between the cam member and the flywheel. In this way, when the cam member collides with the roller and stops while the flywheel and the cam member are coasting, only the flywheel continues to coast, so that the impact applied to the cam member and the roller is effectively prevented. Can be relaxed.
そして、前記入力側部材から受ける一方向の回転駆動力を前記出力側部材に伝達する逆入力遮断機構と駆動クラッチのセットと、前記入力側部材から受ける他方向の回転駆動力を前記出力側部材に伝達する逆入力遮断機構と駆動クラッチのセットとを備えることにより、出力側部材をいずれの方向にも回転駆動できるようになる。 A set of a reverse input blocking mechanism and a driving clutch that transmits a rotational driving force in one direction received from the input side member to the output side member; and a rotational driving force in the other direction received from the input side member. By providing the reverse input blocking mechanism and the drive clutch set for transmitting to the output member, the output side member can be rotationally driven in any direction.
本発明の駆動力伝達機構は、上述したように、駆動クラッチが入力側部材からロック式の逆入力遮断機構を介して回転駆動力を受けているときは、その駆動クラッチのローラとカム部材および出力側部材とが係合状態となって出力側部材に回転駆動力を伝達し、回転駆動力の供給が停止したときには、駆動クラッチの係合状態がカム部材の惰走により自動的に解除されるとともに、その係合解除状態が逆入力遮断機構のロック作用で維持されるようにしたものであるから、回転駆動力を供給する駆動装置に駆動クラッチの係合解除のための制御等を加えることなく、出力側部材を逆入力トルクに対してスムーズに空転させることができる。 As described above, when the driving clutch receives a rotational driving force from the input side member via the lock-type reverse input blocking mechanism, the driving force transmission mechanism of the present invention includes a roller and a cam member of the driving clutch, When the rotational drive force is transmitted to the output side member in the engaged state with the output side member and the supply of the rotational drive force is stopped, the engaged state of the drive clutch is automatically released by the coasting of the cam member. In addition, since the disengaged state is maintained by the locking action of the reverse input shut-off mechanism, control for disengaging the drive clutch is added to the drive device that supplies the rotational drive force. Without causing the output side member to smoothly idle with respect to the reverse input torque.
以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。図1乃至図7は第1の実施形態を示す。この駆動力伝達機構は、図1に示すように、モータ(減速機を含む)Mから回転駆動力を入力される入力歯車(入力側部材)1と、外周円筒面の一端部に出力歯車2が嵌合固定された出力軸(出力側部材)3との間に、入力歯車1から受ける一方向の回転駆動力を出力軸3に伝達する図面左側のウォーム機構4aと駆動クラッチ5aのセットと、入力歯車1から受ける他方向の回転駆動力を出力軸3に伝達する図面右側のウォーム機構4bと駆動クラッチ5bのセットとを設け、出力軸3をいずれの方向にも回転駆動できるようにしたものである(以下、この実施形態の説明における「左側」、「右側」は図1中の位置を示す)。出力軸3は、後述するように両端部をハウジングHに回転自在に支持されている。なお、図1乃至図7においては、入力歯車1が一方向(左回り)に回転する場合の各部材の回転方向を矢印で示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 7 show a first embodiment. As shown in FIG. 1, the driving force transmission mechanism includes an input gear (input side member) 1 to which a rotational driving force is input from a motor (including a speed reducer) M, and an
図1および図2(a)、(b)に示すように、前記各ウォーム機構4a、4bは、入力歯車1から回転駆動力を入力されるウォーム歯車6と、出力軸3の外周に回転自在に嵌め込まれ、ウォーム歯車6と噛み合うウォームホイール7とを備えている。各ウォーム歯車6には軸部材8が挿通固定されており、その軸部材8の一端部の外周に入力歯車1と噛み合う伝達歯車9が回転自在に嵌め込まれ、軸部材8と伝達歯車9との間に一方向クラッチ10が設けられている。
As shown in FIGS. 1, 2 (a), and 2 (b), each of the
前記一方向クラッチ10は、ローラを係合子とする一般的な構造(カム式)のもので、左側のウォーム機構4aと右側のウォーム機構4bで回転伝達の方向が互いに逆向きとなるように設けられている。これにより、入力歯車1が一方向(左回り)に回転すると、左側のウォーム機構4aの伝達歯車9、軸部材8およびウォーム歯車6が右回りに回転し、右側のウォーム機構4bは、伝達歯車9が空転して軸部材8およびウォーム歯車6が停止したままとなる。逆に、入力歯車1が他方向(右回り)に回転すると、左側のウォーム機構4aのウォーム歯車6が停止したままとなり、右側のウォーム機構4bのウォーム歯車6が左回りに回転する。すなわち、左右のウォーム機構4a、4bのうちの一方のウォーム歯車6にのみ回転駆動力が入力されるようになっている。
The one-way clutch 10 has a general structure (cam type) having a roller as an engagement element, and is provided so that the directions of rotation transmission are opposite to each other between the
また、前記各ウォーム機構4a、4bは、セルフロック機能を有するものであり、そのウォームホイール7が駆動クラッチ5a、5bの入力部と一体に形成されている。これにより、各ウォーム機構4a、4bは、入力歯車1から受ける回転駆動力を駆動クラッチ5a、5bの入力部に伝達し、駆動クラッチ5a、5bの入力部から逆入力トルクが加えられたときにはロックして駆動クラッチ5a、5bの入力部を停止させるロック式の逆入力遮断機構としての役割を果たすようになっている。なお、ウォームホイールは、必ずしも駆動クラッチの入力部と一体に形成する必要はなく、駆動クラッチの入力部と一体回転するように連結されていればよい。
The
図1、図3および図5に示すように、前記各駆動クラッチ5a、5bは、その入力部が一体に形成されたウォームホイール7と、ウォームホイール7の中心に回転自在に挿通された出力軸3と、外周側にフライホイール11が嵌合固定された円筒状のカム部材12とが同心状態で回転可能に配されている。カム部材12の内周面には出力軸3の外周円筒面と径方向で対向するカム面13が周方向に複数設けられており、出力軸3の外周円筒面とカム部材12の各カム面13との間に周方向の一側で次第に狭小となる楔形空間14が形成されている。その楔形空間14の狭小となる方向は、左側の駆動クラッチ5aと右側の駆動クラッチ5bで互いに逆向きとなっている。そして、各楔形空間14にはローラ15が配され、各ローラ15間に挿入される複数の柱部16がウォームホイール7の外側端面に突設されている。
As shown in FIGS. 1, 3 and 5, each of the
また、図1、図4および図6に示すように、前記各駆動クラッチ5a、5bのフライホイール11のハウジングHと対向する側の内周面と、ハウジングHに取り付けられた円筒状の固定軸17の外周面との間には、共回り防止クラッチ18と、その抜け出しを防止する蓋19が組み込まれている。この共回り防止クラッチ18は、ローラを係合子とする一般的な構造(カム式)の一方向クラッチであり、フライホイール11の所定方向の回転を許容し、逆方向の回転を阻止することにより、後述するように出力軸3に回転駆動力と逆方向の逆入力トルクが加えられたときに、カム部材12およびフライホイール11の共回りを防止するためのものである。その共回り防止クラッチ18がフライホイール11の回転を許容する方向は、左側の駆動クラッチ5aと右側の駆動クラッチ5bで互いに逆向きとなっている。また、各固定軸17は、出力軸3の両端部を回転自在に支持する軸受としての役割も果たしている。
As shown in FIGS. 1, 4, and 6, the inner peripheral surface of each of the
次に、この駆動力伝達機構の動作を説明する。まず、モータMの駆動により入力歯車1が回転すると、前述のように、左右のウォーム機構4a、4bのうちの一方のウォーム歯車6にのみ回転駆動力が入力される。ここで、左側のウォーム機構4aと駆動クラッチ5aのセットと、右側のウォーム機構4bと駆動クラッチ5bのセットとでは、基本的な動作は同じで、ウォーム歯車6に回転駆動力を入力されたときの各部材の回転方向が逆になるだけなので、以下では左側のウォーム機構4aのウォーム歯車6に回転駆動力を入力された場合の(図1乃至図7の矢印方向の)動作について説明する。
Next, the operation of this driving force transmission mechanism will be described. First, when the
入力歯車1から回転駆動力を入力されたウォーム歯車6が回転すると、これに噛み合うウォームホイール7が駆動され、ウォームホイール7と一体の駆動クラッチ5aの入力部に回転駆動力が伝達されたことになる。そして、駆動クラッチ5aでは、その入力であるウォームホイール7が回転すると、ウォームホイール7に設けられた柱部16が、回転方向前側のローラ15を楔形空間14の狭小側へ移動させてカム部材12および出力軸3と係合させることにより(図3参照)、回転駆動力がカム部材12および出力軸3に伝達される。そして、カム部材12に嵌合固定されたフライホイール11と固定軸17との間で共回り防止クラッチ18が空転することにより、フライホイール11とカム部材12が一体に回転するとともに、出力軸3が出力歯車2と一体に回転する(図3、図4参照)。
When the
なお、このときには、右側のウォーム機構4bのウォーム歯車6は回転駆動力が入力されず、停止したままなので、右側のウォームホイール7および駆動クラッチ5bも作動しない。
At this time, the
そして、モータMからの回転駆動力の供給が停止すると、まず、左側のウォーム機構4aのウォーム歯車6およびウォームホイール7が停止する。このとき、駆動クラッチ5aでは、図7(a)に示す回転駆動力伝達状態から柱部16が停止する。すると、図7(b)に示すように、ローラ15および出力軸3も停止するが、フライホイール11およびカム部材12は共回り防止クラッチ18の空転により惰走する。これにより、ローラ15が楔形空間14の広大側へ相対移動し、各ローラ15とカム部材12および出力軸3との係合状態が解除される。その後、フライホイール11およびカム部材12は、図7(c)に示すように、カム部材12の内周面の突出部がローラ15に衝突することによって停止する。
When the supply of the rotational driving force from the motor M is stopped, first, the
また、回転駆動力の供給が停止した状態(図7(c)の状態)で出力軸3に逆入力トルクが加えられると、出力軸3の回転にともなって駆動クラッチ5aのローラ15がウォームホイール7の柱部16を押圧するが、ウォームホイール7(柱部16)はウォーム機構4aのロック作用により停止したままで回転しない。そして、逆入力トルクが回転駆動力と逆方向に加えられた場合は、ローラ15がカム部材12も押圧するが、カム部材12およびフライホイール11は前述の共回り防止クラッチ18の作用により回転しない。すなわち、出力軸3に逆入力トルクが加えられても、ローラ15とカム部材12および出力軸3との係合が生じるおそれはなく、その係合解除状態が維持される。そして、このときには、右側の駆動クラッチ5bでも同様に係合解除状態が維持されるので、出力軸3はスムーズに空転する。
Further, when the reverse input torque is applied to the
この駆動力伝達機構は、上述したように、駆動クラッチ5a(5b)がモータMからウォーム機構4a(4b)を介して回転駆動力を受けているときは、ローラ15とカム部材12および出力軸3とが係合状態となって出力軸3に回転駆動力を伝達し、モータMからの回転駆動力の供給が停止したときに、駆動クラッチ5a(5b)のフライホイール11およびカム部材12が惰走することにより、駆動クラッチ5a(5b)の係合状態を自動的に解除し、出力軸3に逆入力トルクが加えられたときには、駆動クラッチ5a(5b)のローラ15に押されるウォームホイール7(柱部16)をウォーム機構4a(4b)のロック作用で停止させるとともに、フライホイール11およびカム部材12を共回り防止クラッチ18の作用により停止させることにより、駆動クラッチ5a(5b)の係合解除状態を維持して、出力軸3をスムーズに空転させることができる。
As described above, when the driving clutch 5a (5b) receives the rotational driving force from the motor M via the
したがって、この駆動力伝達機構を用いれば、駆動クラッチの係合解除のためのモータ制御等を行う必要がなく、モータ制御の複雑化によるコストアップを招くことがない。 Therefore, if this driving force transmission mechanism is used, it is not necessary to perform motor control or the like for releasing the engagement of the driving clutch, and there is no increase in cost due to complicated motor control.
図8は第2の実施形態を示す。この実施形態は、第1実施形態の共回り防止クラッチ18(および蓋19)を省略し、これに代えて、駆動クラッチ5a、5bのフライホイール11とその径方向内側に配された固定軸17との間に、フライホイール11に回転抵抗を付与する摺動部材としてのOリング20を組み込んだものである。なお、第1実施形態と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付けて説明を簡略化または省略する(後述する各実施形態でも同じ)。
FIG. 8 shows a second embodiment. In this embodiment, the co-rotation preventing clutch 18 (and the lid 19) of the first embodiment is omitted, and instead of this, the
この第2実施形態では、フライホイール11がOリング20から回転抵抗を受けることにより、回転駆動力の供給が停止したときのフライホイール11およびカム部材12の惰走にブレーキがかかり、カム部材12がローラ15に衝突して停止するときの衝撃を第1実施形態よりも緩和することができるし、回転駆動力と逆方向の逆入力トルクに対するカム部材12の共回りが生じにくく、第1実施形態と同様に駆動クラッチ5a、5bの係合解除状態を維持することもできる。
In the second embodiment, when the
図9乃至図11は第3の実施形態を示す。この実施形態は、第1実施形態をベースとし、ウォーム機構4a、4bに代わる逆入力遮断機構としてロック式の逆入力遮断クラッチ21a、21bを採用し、これに合わせて入力歯車1、駆動クラッチ5a、5bの入力部および出力軸3の支持構造を変更したものである。
9 to 11 show a third embodiment. This embodiment is based on the first embodiment, and employs lock-type reverse
前記入力歯車1は、第1実施形態よりも幅の広いものが用いられ、図示省略したモータとともに軸方向が出力軸3と平行となるように配置されている。前記駆動クラッチ5a、5bは、その入力部22として、出力軸3の外周に回転自在に嵌め込まれ、外側端面に第1実施形態と同じ柱部16が、外周に歯車がそれぞれ設けられた筒状部材を用いている。前記各逆入力遮断クラッチ21a、21bはハウジングHの内側に設けられた支持壁Aに支持されており、出力軸3の中央部も、この支持壁Aに軸受部材23を介して回転自在に支持されている。そして、図9の左側の逆入力遮断クラッチ21aと右側の逆入力遮断クラッチ21bは、同じ構造のものが互いに逆向きに組み込まれているので、以下では、主に図9の左側のものを対象として説明する。
The
前記逆入力遮断クラッチ21aは、入力歯車1から回転駆動力を入力される入力回転部材24と、駆動クラッチ5aの入力部22に連結される出力回転部材25と、ハウジングHの支持壁Aに固定される二段円筒状の固定部材26と、出力回転部材25の大径部外周面と固定部材26の大径部内周面との間に組み込まれるローラ27およびコイルばね28を備えている。また、固定部材26の小径部の内周には、出力回転部材25の小径部を回転自在に支持する焼結含油軸受29が嵌め込まれている。
The reverse input cut-off clutch 21a is fixed to the
前記入力回転部材24は、先端側を出力回転部材25の係合穴25aに挿入されて出力回転部材25と同心状態に配される入力軸30と、入力軸30の二面幅部30aの後端側外周に嵌合固定された保持器31とからなる。その保持器31は、出力回転部材25の大径部外周面と固定部材26の大径部内周面との間に挿入される複数の柱部31aを有している。また、入力軸30の後端部の外周には入力歯車1と噛み合う伝達歯車32が回転自在に嵌め込まれ、その入力軸30と伝達歯車32との間に一方向クラッチ33が設けられている。
The
前記一方向クラッチ33は、第1実施形態のものと同様、ローラを係合子とする一般的な構造(カム式)のもので、図10(a)、(b)に示すように、図9の左側の逆入力遮断クラッチ21aと右側の逆入力遮断クラッチ21bで回転伝達の方向が互いに逆向きとなるように設けられている。これにより、入力歯車1の回転方向に応じて、左右の逆入力遮断クラッチ21a、21bのうちの一方の入力回転部材24にのみ回転駆動力が入力されるようになっている。
Similar to the first embodiment, the one-way clutch 33 has a general structure (cam type) with a roller as an engagement element. As shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b), FIG. The left reverse input cut-off clutch 21a and the right reverse input cut-off clutch 21b are provided so that the directions of rotation transmission are opposite to each other. Thereby, according to the rotation direction of the
前記出力回転部材25は、その係合穴25aの内周面に、入力軸30の二面幅部30aの先端側外周と僅かな回転方向の隙間をおいて対向し、ほぼ同じ断面形状を有する二面幅部(図示省略)が設けられ、小径部の後端側外周には駆動クラッチ5aの入力部22の歯車と噛み合う連結歯車34が嵌合固定されている。
The
また、図11に示すように、出力回転部材25の大径部の外周には、周方向に交互に傾斜が逆向きとなる複数のカム面25bが設けられ、これらの各カム面25bと固定部材26の大径部の内周円筒面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間35が形成されている。そして、これらの各楔形空間35に、一対のローラ27が各ローラ27を楔形空間35の狭小部に押し込むコイルばね28を挟んだ状態で配され、各楔形空間35の周方向両側(ローラ27を挟んでコイルばね28と対向する位置)に保持器31の柱部31aが挿入されている。
Further, as shown in FIG. 11, a plurality of cam surfaces 25b whose inclinations are alternately reversed in the circumferential direction are provided on the outer periphery of the large-diameter portion of the
この逆入力遮断クラッチ21aは、上記の構成であり、駆動クラッチ5aの入力部22から出力回転部材25に逆入力トルクが加えられても、回転方向後側のローラ27がコイルばね28の弾性力によって楔形空間35の狭小部に押し込まれているので、出力回転部材25が固定部材26にロックされ、駆動クラッチ5aの入力部22は停止する。
The reverse input shut-off clutch 21a has the above-described configuration. Even when reverse input torque is applied from the
一方、モータMの駆動により入力歯車1が一方向に回転して入力回転部材24に回転駆動力が入力されたときには、入力軸30と一体に回転する保持器31の柱部31aが回転方向後側のローラ27をコイルばね28の弾性力に抗して楔形空間35の広大部へ押しやるので、出力回転部材25と固定部材26とのロック状態が解除される。そして、入力軸30がさらに回転して、その二面幅部30aと出力回転部材25の係合穴25aの二面幅部とが係合すると、入力軸30の回転が出力回転部材25に伝達され、出力回転部材25から駆動クラッチ5aの入力部22に回転駆動力が伝達される。
On the other hand, when the
なお、入力歯車1が他方向に回転する場合は、右側の逆入力遮断クラッチ21bを介して右側の駆動クラッチ5bの入力部22に回転駆動力が伝達される。
When the
したがって、この第3実施形態でも、第1実施形態と同様、複雑なモータ制御を行うことなく、出力軸3を逆入力トルクに対してスムーズに空転させることができる。
Therefore, also in the third embodiment, similarly to the first embodiment, the
図12に示す第4の実施形態は、第3実施形態をベースとし、左右の逆入力遮断クラッチ21a、21bの入力軸30を出力軸3の外周に回転自在に嵌め込まれる円筒部材に代えるとともに、出力回転部材25を駆動クラッチ5a、5bの入力部22と一体に形成して出力軸3のまわりに回転するようにしたものである。
The fourth embodiment shown in FIG. 12 is based on the third embodiment, and replaces the
この第4実施形態では、第3実施形態の出力軸3の中央部を支持する軸受部材23や、各逆入力遮断クラッチ21a、21bの連結歯車34が省略され、各駆動クラッチ5a、5bの入力部22に歯車を形成する必要もないので、第3実施形態に比べると簡単でコンパクトな構成となっている。
In the fourth embodiment, the bearing
図13乃至図16は第5の実施形態を示す。この実施形態は、第1実施形態をベースとし、左右のウォーム機構4a、4bに代えて、モータMから直接回転駆動力を入力される一つのウォーム機構36を採用するとともに、各駆動クラッチ5a、5bのカム部材12とフライホイール11との間に、後述するように回転駆動力の供給が停止したときに、カム部材12のローラ15への衝突による衝撃を緩和するための衝撃緩和クラッチ37を組み込んだものである。なお、図13乃至図16においては、ウォーム機構36が一方向(左回り)の回転駆動力を入力される場合の各部材の回転方向を矢印で示している。
13 to 16 show a fifth embodiment. This embodiment is based on the first embodiment. Instead of the left and
前記ウォーム機構36は、図13に示すように、軸部がモータMに接続されたウォーム歯車38と、出力軸3の外周に回転自在に嵌め込まれ、ウォーム歯車38と噛み合うウォームホイール39とを備え、セルフロック機能を有するものである。そのウォームホイール39は、各駆動クラッチ5a、5bの入力部と一体に形成され、両端面に第1実施形態と同じ柱部16が設けられている。なお、モータMの回転駆動力は直接ウォーム歯車38に入力されるので、このウォーム歯車38が入力側部材となり、第1実施形態の入力歯車1は省略されている。
As shown in FIG. 13, the
前記衝撃緩和クラッチ37は、図14および図15に示すように、ローラを係合子とする一般的な構造(カム式)の一方向クラッチであり、フライホイール11のカム部材12に対する所定方向の相対回転を許容し、逆方向の相対回転を阻止するようになっている。この衝撃緩和クラッチ37が許容するフライホイール11の回転方向は、左側の駆動クラッチ5aと右側の駆動クラッチ5bで互いに逆向きとなっている。なお、図13に示すように、衝撃緩和クラッチ37の外輪は、フライホイール11と固定軸17との間に組み込まれた共回り防止クラッチ18の外輪と一体に形成されている。また、コンパクト化のため、共回り防止クラッチ18の抜け出しを防止する第1実施形態の蓋19は省略されている。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
次に、この第5実施形態においてウォーム機構36に一方向の回転駆動力が入力された場合の(図13乃至図16の矢印方向の)動作について説明する。まず、モータMから回転駆動力を入力されたウォーム機構36のウォーム歯車38が回転すると、これに噛み合うウォームホイール39が駆動される。
Next, the operation (in the direction of the arrow in FIGS. 13 to 16) when a rotational driving force in one direction is input to the
そして、ウォームホイール39が回転すると、左側の駆動クラッチ5aでは、図14に示すように、ウォームホイール39の左側の柱部16が回転方向前側のローラ15を楔形空間14の狭小側へ移動させてカム部材12および出力軸3と係合させることにより、回転駆動力がカム部材12および出力軸3に伝達される。そして、衝撃緩和クラッチ37のロック作用と共回り防止クラッチ18の空転により、フライホイール11とカム部材12が一体に回転するとともに、出力軸3が出力歯車2と一体に回転する。
When the
このとき、右側の駆動クラッチ5bでは、図15に示すように、ウォームホイール39の右側の柱部16がローラ15を介してカム部材12の内周面の突出部を押すが、ローラ15は出力軸3と係合していないので、出力軸3への回転駆動力の伝達は行われない。また、衝撃緩和クラッチ37の作用により、カム部材12は空転し、フライホイール11は停止したままとなる。
At this time, in the right drive clutch 5b, as shown in FIG. 15, the
そして、モータMからの回転駆動力の供給が停止すると、ウォーム機構36のウォーム歯車38およびウォームホイール39が停止する。このとき、左側の駆動クラッチ5aでは、図16(a)に示す回転駆動力伝達状態から柱部16が停止する。すると、図16(b)に示すように、ローラ15および出力軸3も停止するが、フライホイール11、衝撃緩和クラッチ37およびカム部材12は共回り防止クラッチ18の空転により惰走し、各ローラ15とカム部材12および出力軸3との係合状態が解除される。その後、図16(c)に示すように、カム部材12は内周面の突出部がローラ15と衝突することによって停止するが、衝撃緩和クラッチ37が空転するようになるので、フライホイール11は惰走し続ける。
When the supply of the rotational driving force from the motor M is stopped, the
なお、詳細な説明は省略するが、ウォーム機構36に他方向の回転駆動力が入力された場合は、上記と同様のメカニズムにより、右側の駆動クラッチ5bが出力軸3へ回転駆動力を伝達し、左側の駆動クラッチ5aのカム部材12が空転するようになる。また、逆入力トルクに対して、各駆動クラッチ5a、5bの係合解除状態が維持され、出力軸3がスムーズに空転することは、第1実施形態と同じである。
Although detailed explanation is omitted, when a rotational driving force in the other direction is input to the
この第5実施形態では、回転駆動力の供給が停止した後、フライホイール11およびカム部材12の惰走中にカム部材12がローラ15に衝突して停止したときに、フライホイール11が惰走し続けるので、カム部材12およびローラ15に加わる衝撃を緩和でき、第1実施形態よりも長期間安定して使用できる。また、ウォーム機構36を一つにしたので、第1実施形態に比べて全体の幅方向寸法をコンパクト化することができる。
In the fifth embodiment, after the supply of the rotational driving force is stopped, when the
上述した各実施形態では、内周側にカム面を有するカム部材を、外周円筒面を有する出力軸(出力側部材)の径方向外側に配するようにしたが、内周円筒面を有する筒状の出力側部材の径方向内側に、外周側にカム面を有するカム部材を配する構成としてもよい。また、第1乃至第4の実施形態においては、フライホイールをカム部材と一体に形成することもできる。 In each of the embodiments described above, the cam member having the cam surface on the inner peripheral side is arranged on the radially outer side of the output shaft (output side member) having the outer peripheral cylindrical surface. It is good also as a structure which arrange | positions the cam member which has a cam surface on the outer peripheral side in the radial direction inner side of a shape output side member. In the first to fourth embodiments, the flywheel can be formed integrally with the cam member.
1 入力歯車(入力側部材)
2 出力歯車
3 出力軸(出力側部材)
4a、4b ウォーム機構
5a、5b 駆動クラッチ
6 ウォーム歯車
7 ウォームホイール(駆動クラッチの入力部)
10 一方向クラッチ
11 フライホイール
12 カム部材
13 カム面
14 楔形空間
15 ローラ
16 柱部
17 固定軸
18 共回り防止クラッチ
20 Oリング(摺動部材)
21a、21b 逆入力遮断クラッチ
22 駆動クラッチの入力部
24 入力回転部材
25 出力回転部材
26 固定部材
33 一方向クラッチ
36 ウォーム機構
37 衝撃緩和クラッチ
38 ウォーム歯車(入力側部材)
39 ウォームホイール(駆動クラッチの入力部)
1 Input gear (input side member)
2
4a,
DESCRIPTION OF
21a, 21b Reverse input cut-off clutch 22
39 Worm wheel (input part of drive clutch)
Claims (8)
前記入力側部材と出力側部材との間に、入力側部材から逆入力遮断機構を介して出力側部材に回転駆動力を伝達する駆動クラッチを設け、
前記逆入力遮断機構は、前記入力側部材から受ける回転駆動力を前記駆動クラッチの入力部に伝達し、前記駆動クラッチの入力部から逆入力トルクが加えられたときにはロックして駆動クラッチの入力部を停止させるものとし、
前記駆動クラッチは、前記入力部と出力側部材とカム部材とを同心状態で回転可能に配し、前記出力側部材の外周側または内周側に円筒面を形成し、前記カム部材に出力側部材の円筒面と径方向で対向するカム面を周方向に複数設けて、前記円筒面と各カム面との間に周方向の一側で次第に狭小となる楔形空間を形成し、これらの各楔形空間にローラを配するとともに、前記各ローラ間に挿入される複数の柱部を入力部に設け、前記入力部が前記逆入力遮断機構から所定方向の回転駆動力を受けているときは、前記柱部が各ローラを楔形空間の狭小側へ移動させてカム部材および出力側部材と係合させることにより回転駆動力を出力側部材に伝達し、前記回転駆動力の供給が停止したときに、前記カム部材が惰走して各ローラを楔形空間の広大側へ相対移動させることにより、前記各ローラとカム部材および出力側部材との係合状態が解除されるものとしたことを特徴とする駆動力伝達機構。 Rotation driving force input to the input side member is transmitted to the output side member, and when the reverse input torque is applied to the output side member, the output side member is idled so that torque is not transmitted to the input side member. In the force transmission mechanism,
Provided between the input side member and the output side member is a drive clutch that transmits a rotational driving force from the input side member to the output side member via a reverse input blocking mechanism;
The reverse input shut-off mechanism transmits a rotational driving force received from the input side member to the input portion of the drive clutch, and locks when the reverse input torque is applied from the input portion of the drive clutch, and the input portion of the drive clutch. Shall be stopped,
In the drive clutch, the input portion, the output side member, and the cam member are rotatably arranged in a concentric state, a cylindrical surface is formed on the outer peripheral side or the inner peripheral side of the output side member, and the output side is provided on the cam member. A plurality of cam surfaces facing the cylindrical surface of the member in the radial direction are provided in the circumferential direction, and a wedge-shaped space gradually narrowing on one side in the circumferential direction is formed between the cylindrical surface and each cam surface. When a roller is arranged in the wedge-shaped space, a plurality of column portions inserted between the rollers are provided in the input portion, and when the input portion receives a rotational driving force in a predetermined direction from the reverse input blocking mechanism, When the column portion moves each roller to the narrow side of the wedge-shaped space and engages the cam member and the output side member to transmit the rotational driving force to the output side member, and when the supply of the rotational driving force stops The cam member coasts to make each roller wide in a wedge-shaped space. By relatively moving to the side, the respective rollers and the cam member and the driving force transmission mechanism engaged with the output-side member is characterized in that shall be released.
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JP2013239811A JP2015098916A (en) | 2013-11-20 | 2013-11-20 | Driving force transmission mechanism |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110386036A (en) * | 2018-04-17 | 2019-10-29 | 王华轩 | A kind of locking system that precision is controllable |
DE102022132606A1 (en) | 2021-12-24 | 2023-06-29 | Shimano Inc. | DRIVE UNIT FOR MUSCLE POWERED VEHICLE |
-
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- 2013-11-20 JP JP2013239811A patent/JP2015098916A/en active Pending
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