JPH10281188A - 回転伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原動軸の回転力を駆動軸に伝達する伝達手段
をスプリングを用いた付勢手段によらずに中心側に戻
し、さらに省スペース化と低コスト化をも図る。 【解決手段】 回転伝達装置１が備えるクラッチ手段２
は、原動軸３の中心側に設けられる磁石５と、該磁石５
に吸引される磁性体からなる移動部材６と、該移動部材
６を原動軸３内でその径方向に移動可能に収容し原動軸
３の外周面３ａに開口する開口部８を有する案内孔７
と、従動軸４の内周面４ａに移動部材６の一部が係合可
能となるように設けられる凹部９とにより構成され、原
動軸３が所定以上の回転スピードで回転すると移動部材
６が遠心力により案内孔７内を移動し凹部９に係合して
原動軸３と従動軸４とを連結し、原動軸３が停止または
所定の回転スピード未満で回転すると移動部材６は磁石
５により中心側へ吸引されて原動軸３と従動軸４との連
結を解くようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転伝達装置に関
する。更に詳述すると、本発明は、確動クラッチ等の回
転伝達装置における原動側と従動側とを連結するための
構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転伝達装置には、回転する原動軸の遠
心力を利用してこの原動軸と従動軸とを連結し、原動軸
の回転力を従動軸に伝達する伝達手段を備えたものがあ
る。図５に示す遠心クラッチ１０１は、原動軸１０２を
中心として回転するとともに支点１０５を中心として揺
動可能なクラッチ板１０４と、このクラッチ板１０４を
径方向内側へ付勢するスプリング１０６とを備えてな
る。この遠心クラッチ１０１は、原動軸１０２の回転に
伴ってクラッチ板１０４が遠心力によって外側に拡が
り、その回転スピードが所定値に達すると従動軸１０３
の内周面と接触して、原動軸１０２と従動軸１０３とを
連結し、従動軸１０３を回転させる。また、原動軸１０
２の回転スピードが一定値より遅くなると、図５の二点
鎖線に示すようにクラッチ板１０４はスプリング１０６
の付勢力により従動軸１０３の内周面から離され、原動
軸１０２と従動軸１０３との連結を解き、回転力の伝達
を遮断する。このように、クラッチ板１０４を従動軸１
０３の内周面に接触させたり離れさせたりして、回転力
の伝達の断続を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
遠心クラッチ１０１では、クラッチ板１０４を揺動可能
に取り付け尚かつ該クラッチ板１０４を付勢する手段と
してスプリング１０６を必要とするので、回転力の伝達
を断続するための機構が複雑となってしまう問題があ
る。また、スプリング１０６を設置するのにある程度の
スペースを必要としてしまう。このため、クラッチ機構
を設置するためのスペースを大きく必要とする。

【０００４】そこで、本発明は、原動軸の回転力を駆動
軸に伝達する伝達手段をスプリングを用いた付勢手段に
よらずに中心側に戻すことができ、さらに省スペース化
と低コスト化をも図ることができる回転伝達装置を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、駆動源により回転される原
動軸と、該原動軸の外側に同軸状に配置される回転可能
な従動軸と、原動軸と従動軸とを自在に連結して原動軸
の回転力を従動軸に伝達するクラッチ手段とを有する回
転伝達装置において、クラッチ手段は、原動軸の中心側
に設けられる磁石と、該磁石に吸引される磁性体からな
る移動部材と、該移動部材を原動軸内でその径方向に移
動可能に収容し原動軸の外周面に開口する開口部を有す
る案内孔と、従動軸の内周面に移動部材の一部が係合可
能となるように設けられる凹部とにより構成され、原動
軸が所定以上の回転スピードで回転すると移動部材が遠
心力により案内孔内を移動し凹部に係合して原動軸と従
動軸とを連結し、原動軸が停止または所定の回転スピー
ド未満で回転すると移動部材は磁石により中心側へ吸引
されて原動軸と従動軸との連結を解くようにしている。

【０００６】したがって、回転軸が回転を開始した当初
には、移動部材は原動軸の中心側の磁石に吸着された状
態で共に回転する。そして、原動軸の回転が所定の速度
に達すると、移動部材が遠心力により磁石から離されて
案内孔内を径方向外側へ移動し、従動軸の内周面上を転
動する。そして、移動部材が従動軸側の凹部に係合する
と、原動軸の回転力が移動部材を介して従動軸に伝達さ
れて、従動軸が原動軸と一体に回転する。また、原動軸
の回転速度が所定の速度を下回ると、あるいは停止する
と、移動部材に作用している遠心力よりも磁石による吸
引力が勝って、移動部材が磁石側へ移動し、移動部材と
凹部との係合が解かれ、原動軸の回転力が従動軸に伝達
されなくなる。

【０００７】請求項２記載の回転伝達装置においては、
開口部および凹部の開口形状を略円形に形成するととも
に略同じ開口径に形成し、移動部材を開口径より若干小
さい直径の球としている。したがって、原動軸が所定以
上の回転スピードで回転すると球は遠心力により移動
し、略円形の開口形状を有する凹部と係合する。

【０００８】請求項３記載の回転伝達装置においては、
案内孔は周方向等間隔に複数形成されるとともに各案内
孔は移動部材をそれぞれ有し、凹部はこれら複数形成さ
れた案内孔に各々対応して一致するように形成されてい
る。したがって、原動軸が所定以上の回転スピードで回
転すると各移動部材は遠心力により移動し、各々対応す
る凹部と係合する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。

【００１０】図１に、本発明の回転伝達装置の一実施形
態を示す。この回転伝達装置１は、駆動源（図示省略）
により回転される原動軸３と、該原動軸３の外側に同軸
状に配置される回転可能な従動軸４と、原動軸３と従動
軸４とを自在に連結して原動軸３の回転力を従動軸４に
伝達するクラッチ手段２とを有している。このクラッチ
手段２は、原動軸３の中心側に設けられる磁石５と、該
磁石５に吸引される磁性体からなる移動部材６と、該移
動部材６を原動軸３内でその径方向に移動可能に収容し
原動軸３の外周面３ａで開口する開口部８を有する案内
孔７と、従動軸４の内周面４ａに移動部材６の一部が係
合可能となるように設けられる凹部９とにより構成され
ている。

【００１１】原動軸３は駆動源により回転駆動される例
えば円柱形の回転体であり、本実施形態における原動軸
３は鉛直な中心軸３ｂを中心として回転可能に取り付け
られている。また、円筒形状の従動軸４は原動軸３と所
定の間隔をおいて設けられており、普段は原動軸３が回
転しても回転しないが、回転伝達装置により原動軸３に
連結されると回転駆動される。

【００１２】磁石５は、後述する移動部材６を軸中心側
に吸引するように原動軸３に設けられている。この磁石
５の形状等は特に限定されるものではないが、例えば本
実施形態の場合は円筒形状に形成され、原動軸３の中心
軸３ｂの周囲に原動軸３と小同軸で一体となるように設
けられている。ただしこれに限られることはなく、例え
ばこの磁石５を原動軸３の内部に設けるようにしてもよ
い。

【００１３】移動部材６は、磁石５による吸引力を受け
る磁性体、好ましくは強磁性体から形成され、案内孔７
に案内されて原動軸３の内部を移動するように設けられ
る。この移動部材６の材質や形状は特に限定されるもの
ではないが、本実施形態の場合は鋼球を各案内孔７に配
置している。この場合、移動部材６の案内孔７内での移
動が点接触のため低摩擦で行われる。したがって、原動
軸３の回転が減速したときに、摩擦によって移動部材６
の磁石５側への移動が妨げられることがない。ただし、
移動部材６の形状は球形に限られず、遠心力を受けて案
内孔７内を摺動し得る形状であれば足り、例えば矩形断
面の案内孔７とその中を転がるように径方向へ移動する
円柱形状の鋼製移動部材６や、円形断面の案内孔７内を
径方向へ摺動する円柱形状の移動部材６、あるいはその
他の断面形状の柱状物や方形、三角錐等によって構成し
てもよい。

【００１４】原動軸３には、移動部材６を案内する案内
孔７が、原動軸３の中心側からこの原動軸３の外周側に
向かうように、かつ、外周面３ａに開口するように延設
されている。この案内孔７は、移動部材６である鋼球の
全体を収容できるように、径方向の長さが鋼球の径より
も大きいものとされている。本実施形態においては、径
方向に水平に延びる断面円形の案内孔７が、周方向等間
隔に設けられている。ただしこれに限られることはな
く、移動部材６の形状に合わせて矩形その他の形状とし
てもよい。また案内孔７は径方向に延設されるものに限
られず、磁石５の吸引力や原動軸３の回転スピード等と
の関係によっては、原動軸３の中心から径方向斜めに延
びるように設けることも可能である。

【００１５】原動軸３と対向する従動軸４の内周面４ａ
には、移動部材６と係合可能な凹部９が設けられてい
る。本実施形態では３つの凹部９が周方向等間隔に、か
つそれぞれの凹部９が各案内孔７の開口部８に同時に一
致するように設けられている。また、本実施形態の凹部
９は、移動部材６である鋼球の略半分が没入可能となる
ように半球形状に形成されている。ただし凹部９の形状
はこれに限られず、移動部材６の形状に合わせて様々な
形状に形成してよいことは勿論である。

【００１６】移動部材６、案内孔７、開口部８および凹
部９はそれぞれ１つずつ設けられていればクラッチ手段
２を構成することができる。ただし、均等な重量配分に
より原動軸３の回転を滑らかなものとし、かつ移動部材
６と凹部９との係合を確実なものとするためには、例え
ば本実施形態においてそれぞれを３つずつ設けているよ
うに、周方向に複数ずつ均等配置することが好ましい。

【００１７】以上のように構成されたクラッチ手段２を
備える回転伝達装置１は、以下のように動作する。

【００１８】まず、原動軸３が回転駆動されていないと
きは、移動部材６である鋼球は磁石５に吸引されて図１
に示すように軸中心側に寄っている。また、原動軸３が
駆動源により回転駆動され回転し始めても、回転当初は
回転スピードが速くないため、鋼球は磁石５によって中
心側に吸引されたままである。なお、このときの従動軸
４は原動軸３が回転しても停止したままである。

【００１９】原動軸３の回転スピードが次第に速くなる
に伴い、鋼球に働く遠心力が増加する。そして、原動軸
３が所定の回転スピードを越えて回転し、この遠心力が
鋼球に働く吸引力を上回ると、鋼球は案内孔７に案内さ
れて径方向外側に移動する。外側に移動した鋼球は、従
動軸４の凹部９に直接はまりこむか、従動軸４の内周面
４ａに当接するか、あるいは凹部９の縁に当接する。内
周面４ａあるいは縁に当接したときは、原動軸３がさら
に回転するので、案内孔７と凹部９の位置が一致したと
ころで鋼球はその略半分を凹部９に没入させ、図２に示
すようにこの凹部９と係合する。

【００２０】凹部９と係合した鋼球は従動軸４を原動軸
３に連結させ、原動軸３の回転駆動力を従動軸４に伝達
する。したがって、原動軸３が所定値以上の回転スピー
ドで回転している限り、従動軸４は原動軸３と一体に回
転することになる（図３）。

【００２１】また、原動軸３の回転スピードがある速度
以下まで遅くなるか、あるいは停止することによって遠
心力が小さくなると、鋼球は磁石５に吸引されて再び軸
中心側に移動する。これにより鋼球と従動軸４との係合
が解かれ、従動軸４は再び原動軸３と連結されていない
状態となる（図４）。

【００２２】以上の説明のとおり、本実施形態では鋼球
を移動部材６として用いているので遠心力あるいは吸引
力による移動部材６の移動が滑らかである。また、凹部
９の形状を略半球としているので、鋼球と係合しやす
く、回転力の伝達が確実に行われるとともに係合の際の
衝撃も少ないものとされている。

【００２３】また、本実施形態において３つの移動部材
６を設けたように、複数の移動部材６を周方向等間隔に
従動軸４に係合させることにより、原動軸３の回転駆動
力を等配分して従動軸４に伝達することができ、回転力
の伝達をより確実に行うことができる。

【００２４】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。例えば、本実施形態においては案内孔７を回転面
に対して水平となるように設けているが、この回転面に
対して外周に向かうほど高くなるように傾斜させて設け
ることにより、磁石５の吸引力以外にも重力による求心
力を与えるようにすることができる。

【００２５】また、本実施形態において説明した磁石４
の吸引力により付勢するという構造は、クラッチ板を用
いている従来の回転伝達手段においても勿論用いること
ができる。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
１記載の発明では、クラッチ手段は、原動軸の中心側に
設けられる磁石と、該磁石に吸引される磁性体からなる
移動部材と、該移動部材を原動軸内でその径方向に移動
可能に収容し原動軸の外周面に開口する開口部を有する
案内孔と、従動軸の内周面に移動部材の一部が係合可能
となるように設けられる凹部とにより構成され、原動軸
が所定以上の回転スピードで回転すると移動部材が遠心
力により案内孔内を移動し凹部に係合して原動軸と従動
軸とを連結し、原動軸が停止または所定の回転スピード
未満で回転すると移動部材は磁石により中心側へ吸引さ
れて原動軸と従動軸との連結を解くようにしているの
で、原動軸の回転駆動力を移動部材を介して従動軸に伝
達し、また磁石の吸引力によって移動部材を元の位置に
復帰させることができる。これにより、簡単な構造の装
置によって回転駆動力を従動軸に確実に伝達することが
できる。しかも、簡単な構造であるために小型化、省ス
ペース化を図ることができる。

【００２７】また、請求項２記載の発明の回転伝達装置
では、開口部および凹部の開口形状を略円形に形成する
とともに略同じ開口径に形成し、移動部材を開口径より
若干小さい直径の球としているので、移動部材の移動が
滑らかであり、また、鋼球からなる移動部材と係合しや
すい。これにより、従動軸を原動軸に連結する際の動作
を滑らかにし、かつ衝撃を少なくすることができる。

【００２８】さらに、請求項３記載の発明の回転伝達装
置においては、案内孔は周方向等間隔に複数形成される
とともに各案内孔は移動部材をそれぞれ有し、凹部はこ
れら複数形成された案内孔に各々対応して一致するよう
に形成されているので、複数の移動部材を周方向等間隔
に従動軸に係合させることができる。これにより、原動
軸の回転駆動力を等配分して従動軸に伝達することがで
き、回転伝達をより確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転伝達装置の一実施形態を示す概略
断面図である。

【図２】同実施の形態の動作を説明するための図であ
り、原動軸の回転により移動した移動部材が凹部と係合
する様子を示す。

【図３】同実施の形態の動作を説明するための図であ
り、原動軸と従動軸が一体に回転する様子を示す。

【図４】同実施の形態の動作を説明するための図であ
り、原動軸が停止することにより移動部材が中心側に吸
引されて凹部との係合が解かれる様子を示す。

【図５】従来の回転伝達装置を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１ 回転伝達装置 ２ クラッチ手段 ３ 原動軸 ３ａ 外周面 ４ 従動軸 ４ａ 内周面 ５ 磁石 ６ 移動部材 ７ 案内孔 ８ 開口部 ９ 凹部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源により回転される原動軸と、該原
   動軸の外側に同軸状に配置される回転可能な従動軸と、
   前記原動軸と前記従動軸とを自在に連結して前記原動軸
   の回転力を前記従動軸に伝達するクラッチ手段とを有す
   る回転伝達装置において、前記クラッチ手段は、前記原
   動軸の中心側に設けられる磁石と、該磁石に吸引される
   磁性体からなる移動部材と、該移動部材を前記原動軸内
   でその径方向に移動可能に収容し前記原動軸の外周面に
   開口する開口部を有する案内孔と、前記従動軸の内周面
   に前記移動部材の一部が係合可能となるように設けられ
   る凹部とにより構成され、前記原動軸が所定以上の回転
   スピードで回転すると前記移動部材が遠心力により前記
   案内孔内を移動し前記凹部に係合して前記原動軸と前記
   従動軸とを連結し、前記原動軸が停止または所定の回転
   スピード未満で回転すると前記移動部材は前記磁石によ
   り中心側へ吸引されて前記原動軸と前記従動軸との連結
   を解くことを特徴とする回転伝達装置。
2. 【請求項２】 前記開口部および前記凹部の開口形状を
   略円形に形成するとともに略同じ開口径に形成し、前記
   移動部材を前記開口径より若干小さい直径の球としたこ
   とを特徴とする請求項１記載の回転伝達装置。
3. 【請求項３】 前記案内孔は周方向等間隔に複数形成さ
   れるとともに各案内孔は前記移動部材をそれぞれ有し、
   前記凹部はこれら複数形成された案内孔に各々対応して
   一致するように形成されていることを特徴とする請求項
   １または２記載の回転伝達装置。