(57)【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し、遊星子を内筒を跨ぐ連結杆によって、回転自由に保持したことを特徴とするワンウェイクラッチ。
【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、２重星、外筒、内筒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２重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、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。
【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を回転させると、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。
【実施例１】
【００１２】
図１に示すように、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５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、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に接触すると共に、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、ワンウェイクラッチとして機能する。
【００１３】
図２に示すように、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として機能するが、一方向のみの回転となる。
【００１４】
図３に示すように、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がない。
【００１５】
図２に示すように、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としてあり、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。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として機能する時の部材の不均衡を解消し、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。
【００１６】
図４に示すように、各遊星子２，４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、連結杆が無くてもワンウェイクラッチとして機能するが、太陽軸５又は各構成物の水平・垂直を問わずに機能するものであるが、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に示すように、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に位置し、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として機能する。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を機構的に保持する必要がある。
【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として機能し、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、偏心となる空間である為に、内筒３の大きさ、作用によっても異なるが、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、作用に依って、その数値が変化するものである。
【００２２】
図２に示すように、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あることが必要となる。
【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として機能する時において、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る大きさの数値が必要である。
【００２４】
本発明において内筒３は、最大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。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とする。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２，４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。
【００２６】
遊星子２，４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として機能せず、滑空状態が発生することがある。
【００２８】
遊星子２，４の形状は円筒型を標準とし、丸棒型とその異形・球型・２分音符型等であればよい。
【００２９】
外筒１、内筒３は円筒形状、太陽軸５は棒状、又は中空形状であるが、異形の場合は、噛み込み、摺り込みの条件が異なる為に、不向きである。
【００３０】
本発明に依る連結杆６は段落００１５においても触れたが、各遊星子２，４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、その作用が発揮される。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させる事も可能である。
【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】
本発明では、太陽軸５、外筒１の各種の加工作業が簡素化され、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が出力側となるワンウェイクラッチとして機能する。
【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として機能する位置が不均衡となる為、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３９８４６３０号公報参照）。
【００３５】
本発明で構成される、第１の遊星子２、第２の遊星子４を構造的に移動、変位、制御する事に依り、各種機器への対応、等多様化できる。
【００３６】
図５に示すように、外筒１と内筒３の空間に配置する第１の遊星子２を、２重星として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に示す例と同じであるが、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が、２個の第１の遊星子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が互いに接触しているが、作用するのは外筒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く、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において、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しない位置の場合には、外筒１を入力側とすると、その作用は、第１の遊星子２に伝達されず、空転の位置が保持されるものとなるが、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として機能する。
【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として機能するものであるが、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することも出来る。
【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場合には、遊星子の軸径に依って変化するワンウェイクラッチとなる。
【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としての機能は、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である。
【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として機能するが、外筒１の円筒形の空間において、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としての機能を促すものもある（特許２０２５９８２号公報参照）。
【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の構造を発展させる事によって、ワンウェイクラッチとして機能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ため、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として機能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あり、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、規模にかかわらず機能する。
【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 ２個の第１の遊星子を結ぶ連結杆
【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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