(57)【要約】【課題】遊星歯車が待機歯車と噛み合い始める際に、遊星歯車および待機歯車の２以上の歯先同士が同時に当接しない遊星歯車式クラッチ機構を提供する。【解決手段】遊星歯車２の歯２６の全歯たけが歯２５の全歯たけより低いので、遊星歯車２の歯先２７〜２８間距離は、待機歯車９の歯先９３〜９４間距離より短くなる。したがって、遊星歯車２と待機歯車９とが歯先２７と歯先９３で当接するような位相で噛み合いを開始した場合でも、遊星歯車２と待機歯車９との歯先間距離が異なるため、遊星歯車２と待機歯車９の隣り合う２つの歯同士が同時に当接することはない。これにより、噛み合い始めで遊星歯車２と待機歯車９の隣り合う２つの歯同士が同時に当接することで生じるロックを回避することができる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽歯車と、
前記太陽歯車に噛み合い太陽歯車を中心に公転可能な遊星歯車と、
前記遊星歯車の公転位置により前記遊星歯車と噛み合うことができる少なくとも１つの待機歯車とを有し、
前記遊星歯車および前記待機歯車の歯の形状を、前記遊星歯車の公転運動により前記遊星歯車が前記待機歯車と噛み合い始める際に、前記遊星歯車および前記待機歯車の２以上の歯先同士が同時に当接しないようにしたことを特徴とする遊星歯車式クラッチ機構。
【請求項２】
請求項１に記載の遊星歯車式クラッチ機構において、
前記遊星歯車の隣り合う歯先間の距離を、前記待機歯車の隣り合う歯先間の距離と異なるようにしたことを特徴とする遊星歯車式クラッチ機構。
【請求項３】
請求項２に記載の遊星歯車式クラッチ機構において、
前記遊星歯車の歯に、全歯たけの異なる少なくとも２種類の歯を設けることで、前記遊星歯車の隣り合う歯先間の距離を前記待機歯車の隣り合う歯先間の距離とは異なるものとする特徴とする遊星歯車式クラッチ機構。
【請求項４】
請求項３に記載の遊星歯車式クラッチ機構において、
前記遊星歯車の歯に、全歯たけの異なる２種類の歯を１つおきに設けることを特徴とする遊星歯車式クラッチ機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力の伝達方向を切り替えるクラッチ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽歯車と、太陽歯車の回りを公転可能な遊星歯車と、遊星歯車の公転運動により遊星歯車と噛み合うことができる待機歯車とを有する遊星歯車式クラッチ機構が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１６０５１１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような遊星歯車式クラッチ機構では、遊星歯車が待機歯車と噛み合い始める際に次のような問題がある。遊星歯車および待機歯車の２以上の歯先同士が同時に当接すると、回転がロックしたり、回転がロックして高負荷がかかった状態から回転することで衝撃音の発生や歯面の損傷といった問題を生じる恐れがあった。
【０００５】
本発明の目的は、遊星歯車が待機歯車と噛み合い始める際に、遊星歯車および待機歯車の２以上の歯先同士が同時に当接しない遊星歯車式クラッチ機構を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）  請求項１の発明による遊星歯車式クラッチ機構は、太陽歯車と、太陽歯車に噛み合い太陽歯車を中心に公転可能な遊星歯車と、遊星歯車の公転位置により遊星歯車と噛み合うことができる少なくとも１つの待機歯車とを有し、遊星歯車および待機歯車の歯の形状を、遊星歯車の公転運動により遊星歯車が待機歯車と噛み合い始める際に、遊星歯車および待機歯車の２以上の歯先同士が同時に当接しないようにしたことを特徴とする。
（２）  請求項２の発明は、請求項１に記載の遊星歯車式クラッチ機構において、遊星歯車の隣り合う歯先間の距離を、待機歯車の隣り合う歯先間の距離と異なるようにしたことを特徴とする。
（３）  請求項３の発明は、請求項２に記載の遊星歯車式クラッチ機構において、遊星歯車の歯に、全歯たけの異なる少なくとも２種類の歯を設けることで、遊星歯車の隣り合う歯先間の距離を待機歯車の隣り合う歯先間の距離とは異なるものとする特徴とする。
（４）  請求項４の発明は、請求項３に記載の遊星歯車式クラッチ機構において、遊星歯車の歯に、全歯たけの異なる２種類の歯を１つおきに設けることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
―――遊星歯車式クラッチ機構の構造―――
図１〜５を参照して、本発明による遊星歯車式クラッチ機構の一実施の形態を説明する。図１は、遊星歯車式クラッチ機構を正面から見た、歯車の噛み合いの状態を示した図である。遊星歯車式クラッチ機構は、太陽歯車１と、遊星歯車２と、待機歯車８，９とを有する。図２は、一実施の形態の遊星歯車式クラッチ機構を側面から見た場合の断面図である。歯車台６には、中心軸６１が形成されている。中心軸６１に太陽軸１１が回転自在に嵌合されている。太陽軸１１の上面には連結部材３が固定されている。太陽軸１１の外周には太陽歯車１が回転自在に嵌合されている。太陽軸１１および太陽歯車１は、押さえ板１０により中心軸６１に対して抜け止めされている。連結部材３の先端には連結部材突起３１が形成されている。中心軸６１を中心に回動する連結部材３の連結部材突起３１が歯車台６に形成されている規制部材６４，６５に当接することにより、連結部材３の中心軸６１を中心とした回転が一定角度内に制限される。
【０００８】
連結部材３の先端側には遊星軸２１が取り付けられ、遊星軸２１の外周には遊星ギア２が回転自在に嵌合されている。そして、遊星軸２１と遊星ギア２の間にはコイルバネ７が介装される。遊星軸２１を連結部材３に取り付けるとコイルバネ７が軽度に圧縮され、その復元力で連結部材３と遊星ギア２が相互に摩擦結合される。
【０００９】
歯車台６に形成されている待機軸６２、６３にはそれぞれ遊星歯車２と同じ歯数である待機歯車８、９が、回転自在に嵌合されている。これらの待機歯車８，９は、後述するように、中心軸６１を中心に公転する遊星歯車２と噛み合うことで、遊星歯車２を介して太陽歯車１の駆動力が伝達される。
【００１０】
遊星歯車２の歯は、図３に示すように歯先面を尖らせた形状になっており、歯の高さ（全歯たけ）が通常の高さである歯２５と、歯２５より全歯たけが低い歯２６とが交互に形成されている。待機歯車８，９の歯の形状は、遊星歯車２と同じように歯先面を尖らせてあるが、全歯たけはどの歯も同じ高さである。
【００１１】
―――遊星歯車式クラッチ機構の動作―――
一実施の形態の遊星歯車式クラッチ機構の動作について図１，４〜６を参照して説明する。図１に示すように、太陽歯車１が時計方向に回転する場合、コイルバネ７により遊星歯車２は連結部材３と摩擦接触しているので、遊星歯車２の自転に抵抗が生じ、これにより遊星歯車２には太陽歯車１とともに時計回転方向に公転する。遊星歯車２の公転運動は、連結部材突起３１が規制部材６４に当接することで規制される。遊星歯車２は、その規制位置において待機歯車８と噛み合う。
【００１２】
太陽歯車１の時計方向回転が停止し、反時計方向に回転し始めると、上述した遊星歯車２の自転抵抗により、図４に示すように、遊星歯車２は待機歯車２との噛み合いを解除して反時計方向に公転を開始する。太陽歯車１の反時計方向のさらなる回転により、遊星歯車２がさらに公転すると、図５に示すように、遊星歯車２と待機歯車９とが噛み合い始める。その後、図６に示すように、連結部材突起３１が規制部材６５に当接して、動力が伝達される待機歯車の切り換えが完了する。
【００１３】
図５に示す、遊星歯車２と待機歯車９とが噛み合い始める際に、遊星歯車２の歯２５の歯先２７と待機歯車９の歯９１の歯先９３とが当接するような位置となる場合、遊星歯車２および待機歯車９がそれぞれ歯先面を尖らせた形状になっているので、遊星歯車２の歯先２７と待機歯車９の歯先９３とは当接することなく、お互いの歯面を滑って噛み合い位置に移動することができる。また、遊星歯車２の歯２６の全歯たけが歯２５の全歯たけより低いので、遊星歯車２の歯先２７〜２８間距離は、待機歯車９の歯先９３〜９４間距離より短くなる。したがって、遊星歯車２と待機歯車９とが歯先２７と歯先９３で当接するような位相で噛み合いを開始した場合でも、遊星歯車２と待機歯車９との歯先間距離が異なるため、遊星歯車２と待機歯車９の隣り合う２つの歯同士が同時に当接することはない。これにより、噛み合い始めで遊星歯車２と待機歯車９の隣り合う２つの歯同士が同時に当接することで生じるロックを回避することができる。
【００１４】
太陽歯車１の反時計方向回転が停止し、時計方向に回転した場合も、同様に遊星歯車２と待機歯車８の隣り合う２つの歯同士が同時に当接することはない。
【００１５】
従来用いられてきた遊星歯車式クラッチ機構では、遊星歯車と待機歯車のそれぞれの歯先間距離が等しいときに、隣り合う２つの歯先同士が当接してロックする。そこで、上述した一実施の形態の遊星歯車式クラッチ機構では、遊星歯車２の一部の全歯たけを変更することで、隣り合う歯先間の距離を変化させて、ロックを回避している。上述の方法とは別に、遊星歯車と待機歯車のそれぞれの歯車の歯数が異なるようにして、それぞれの歯先間距離を異なるものとする方法も考えられる。歯数を変更した場合、歯車のピッチ円径が変化するので、歯先間距離も変化するからである。そこで両者を比較すると、歯数の変更により歯先間距離を変更する方法は、歯数比を多少振った程度では、歯先間距離の変化が少なく、実際にロックを防ぐ効果が出ない可能性がある。ここで歯先間距離の変化を大きくするために歯数比を大きく変更すると、「片方の歯車が大きくなる」、「速比が変化する」など設計上様々な不都合を生じる恐れがある。これに対し、上述した一実施の形態の遊星歯車式クラッチ機構では、このような不都合が生じず、歯数を変更する方法に比べて歯先間距離の変化量を多くできるなどの点で優れている。
【００１６】
上述した一実施の形態の遊星歯車式クラッチ機構は、以下の作用効果を奏する。
（１）  遊星歯車２が待機歯車９と噛み合い始める際に、遊星歯車２および待機歯車９の隣り合う２つの歯同士が同時に当接することで生じるロックを回避することができるので、歯面の摩耗や打痕を低減でき、耐久性の向上を図ることができる。
（２）  遊星歯車２の隣り合う歯先間の距離を、待機歯車８，９の隣り合う歯先間の距離と異なるようにしたので、遊星歯車２および待機歯車９の隣り合う２つの歯同士が同時に当接することで生じるロックを確実に回避することができる。これにより、遊星歯車式クラッチ機構の信頼性を増すことができる。
（３）  遊星歯車２に全歯たけが異なる歯を設けることで歯先間距離を変更している。歯数の変化がないので、歯数の変更によって歯先間距離を変更してロックを回避する方法に比べて設計変更が少なくて済み、設計上効率的である。また、歯数の変更によって歯先間距離を変更する方法に比べて、確実に歯先間距離を変更できるので、ロックを確実に回避でき、遊星歯車式クラッチ機構の信頼性を増すことができる。
（４）  遊星歯車２は、全歯たけが通常の高さである歯２５と、歯２５より全歯たけが低い歯２６とが交互に形成されている。これにより、すべての歯の全歯たけが等しい歯車の設計をわずかに変更するだけでよいので、設計が容易である。
【００１７】
―――変形例―――
上述した一実施の形態の遊星歯車式クラッチ機構では、遊星歯車２と待機歯車８，９は同じ歯数であったが、これに限らない。上述した一実施の形態の遊星歯車式クラッチ機構では、遊星歯車２に、全歯たけが通常のものと低いものの２種類を設け、それぞれの歯を交互に配置していたが、これに限らない。上述した一実施の形態とは異なる全歯たけを持つ歯をさらに設けて、全歯たけを３種類以上にしてもよい。上述した一実施の形態の遊星歯車式クラッチ機構では、遊星歯車２の一部の歯の全歯たけを変えていたが、待機歯車の一部の歯の全歯たけを変えてもよい。また、待機歯車は１つでもよい。上述した実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。さらに、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態およびその変形例に何ら限定されない。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、遊星歯車が待機歯車と噛み合い始める際に、遊星歯車および待機歯車の２以上の歯先同士が同時に当接しないようにしたので、回転がロックすることを防止できるとともに、歯面の摩耗や打痕を低減でき、耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による遊星歯車式クラッチ機構を正面から見た、歯車の噛み合いの状態を示した図である。
【図２】図１の遊星歯車式クラッチ機構を側面から見た場合の断面図である。
【図３】図１の遊星歯車式クラッチ機構の遊星歯車２の拡大図である。
【図４】図１の遊星歯車式クラッチ機構の動作について説明する図である。
【図５】図１の遊星歯車式クラッチ機構の動作について説明する図である。
【図６】図１の遊星歯車式クラッチ機構の動作について説明する図である。
【符号の説明】
１  太陽歯車                            ２  遊星歯車
３  連結部材                            ６  歯車台
８，９  待機歯車                        １０  押さえ板
１１  太陽軸                            ２１  遊星軸
３１  連結部材突起                      ６１  中心軸
６２，６３  待機軸                      ６４，６５  規制部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004156660.tif 000006
【図５】
2004156660.tif 000007
【図６】
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