JPH0440729B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、手動操作により負荷を正、逆両方向
に回転駆動するようにした種々の機械、器具類に
広く適用可能な無方向性クラツチ装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 周知のように、手動回転体の回動端に取手を装
着しておき、その取手を握つた状態又はつまんだ
状態で前記手動回転体を回転させることによつて
所要の負荷に回転力を付与し得るようにした機械
あるいは機器類は多く存在する。

ところで、前記負荷が自力あるいは前記手動操
作力以外の外力によつても、回転動作し得るよう
なものである場合には、前記手動回転体から前記
負荷に至る伝動系にクラツチ装置を介設しておか
ないと、この手動回転体が不意に回転することが
あり、見苦しいばかりでなく危険を伴うこともあ
る。

しかして、このようなクラツチ装置としては、
いわゆるラチエツト等を用いたワンウエイクラツ
チが一般に使用されている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、このようなワンウエイクラツチは、
一方向回転にのみ有効であり、前記負荷が正、逆
両方向に回転するものである場合には十分な働き
をなし得ない。

すなわち、このような箇所に使用されるクラツ
チ装置としては、取手を有した手動回転体側から
の回転力はいずれの方向のものも確実に負荷に伝
達されるが、負荷側から前記手動回転体側への逆
駆動力は伝達されないような機能を有しているこ
とが望まれる。

近時、このような機能を付与したクラツチ装置
も種々開発されてはいるが、従来のものは、格別
なクラツチ切替動作が必要であつたり、構造が複
雑で確実な作動を得ることが難しく、操作性や信
頼性に問題がある。

本発明は、このような問題点を解消することを
目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、このような目的を達成するために、
次のような構成を採用したものである。

すなわち、本発明に係る無方向性クラツチ装置
は、負荷に接続された駆動軸と、この駆動軸に空
転自在に軸装した手動回転体と、この手動回転体
の回動端に空転自在に装着した取手と、この取手
前記手動回転体および前記駆動軸間に設けた差動
伝動機構とを具備してなり、前記手動回転体を停
止させている状態での前記取手の回転が前記駆動
軸に逆方向に伝達され得るように、前記差動伝動
機構の伝動方向を設定していることを特徴として
いる。

［作用］ このような構成のものであれば、手動操作を行
つていない場合には、取手が手動回転体に対して
空転自在となつている。そのため、負荷側から駆
動軸に逆駆動力が作用しても、手動回転体が実質
的な駆動力をもつて回転することはない。すなわ
ち、駆動軸の回転は差動伝動機構を介して手動回
転体と取手とに差動分配される。そのため、前記
手動回転体の回転に対する抵抗を前記取手の自転
に対する抵抗よりも大きくしておきさえすれば、
駆動軸が回転しても前記手動回転体は回転せず、
前記取手のみがその場で空転することになる。

一方、取手を握り又はつまんで前記手動回転体
を回転操作した場合には、それに応じて、駆動軸
が回り始める。すなわち、取手を持つて手動回転
体を時計回り方向に１回転させる場合を考えると
次のようになる。まず、手動回転体を停止させて
いる状態での取手の回転数と前記駆動軸の回転数
との比を、ｎ：１（ｎは正の値）として、前記運
動を手動回転体上に設定した座標を基準にして観
察した場合には、前記取手が反時計回り方向に１
自転し、前記駆動軸が逆に時計回り方向に１／ｎ
回転することになる。これを空間に設定した座標
を基準にした場合に換算すると、前記取手が自転
せず、前記手動回転体が時計回り方向に１回転
し、前記駆動軸が時計回り方向に１＋１／ｎ回転
することになる。そして、逆方向に手動操作を行
つた場合にも、これに準じた作用が得られる。し
たがつて、取手を把持して手動回転体を回転させ
れば、それに対応して駆動軸が回転し、負荷が駆
動されることになる。

ここで、取手は差動伝動機構に接続されている
ため、該取手には駆動軸からの反力として取手保
持トルクが作用することになる。第３図は、前述
したように取手を握り又はつまんで手動回転体を
１回転させた場合の駆動軸の回転数と前記比率ｎ
との関係を実線Ａで示し、このような操作を行な
う場合に必要な取手保持トルクと前記比率ｎとの
関係を破線Ｂで示している。また、値T₁は駆動
軸を直接把持して回転させるのに必要なトルクに
相当している。

この図から明らかなように、実線Ａと破線Ｂと
は、ともに比率ｎがＯに近付くと急激に上昇して
無限大をめざし、比率ｎが大きくなるにつれてそ
れぞれ１および値T₁に漸近する。すなわち、駆
動軸の回転数と取手保持トルクとの関係は、傾向
としてはｎの値にあまり影響されずに略一定比
（この場合、１：T₁）下に落着いていることがわ
かる。したがつて、このような性質は装置設計
上、極めて有益なものとなる。すなわち、駆動軸
の回転数と取手保持トルクとの関係は、装置を手
動操作する場合の操作性を決定付ける一つの大き
な要素であるが、この関係が変動的であつて、特
定のｎの値においてのみ手動回転体の回転トルク
に対して取手保持トルクが適当な大きさになつて
良好な操作性が得られるが、それ以外のｎの値で
は取手が手の中で空滑りしたり逆に引掛かつたり
する不具合が生ずるものとすれば、ｎの値を決定
付ける作動伝動機構の構造や寸法がこれによつて
限定されてしまうことになる。これは、設計の自
由度を著しく奪うものである。

しかるに、このものはｎの広い範囲に亘つて駆
動軸の回転数と取手保持トルクとが一定の関係に
保持されているので、前述したような制約を伴な
うことがない。したがつて、ｎの値にとらわれる
ことなく、装置を自由に設計・適用できる利点が
ある。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

この両方向性クラツチ装置は、負荷１に接続さ
れた駆動軸２と、この駆動軸２に空転自在に軸装
された手動回転体３と、この手動回転体３の回動
端３ａに空転自在に装着された取手４と、この取
手４、前記手動回転体３および前記駆動軸２間に
設けた差動伝動機構５とを具備してなる。

駆動軸２は、ベアリング２１を介してハウジン
グ１１内に鉛直に支持されたもので、その上端部
２ａをハウジング１１を貫通させて外部に突出さ
せている。そして、この駆動軸２の突出端２ａに
前記手動回転体３を空転自在に装着している。

手動回転体３は、ボス部３ｂを前記駆動軸２の
外周に空転自在に外装した中空体状のもので、そ
のボス部３ｂの軸心に対して偏心した回動端３ａ
に前記取手４を設けている。なお、この手動回転
体３の上壁には、開口部３ｃが前記ボス部３ｂに
軸心を一致させて開口させてある。そして、この
開口部３ｃの開口端面には、図示しないカバーが
蓋着される。また、前記ハウジング１１の上面に
は、この手動回転体３の回動端３ａに弾接する弾
性片６が取着してある。すなわち、この弾性片６
は、前記手動回転体３の回転に若干の抵抗を付与
するためのもので、この手動回転体３が１回転す
る毎に、その回動端３ａがこの弾性片６に接触す
るようになつている。

取手４は、横断面円形のもので、その基端軸部
４ａを前記手動回転体３の回動端３ａの上壁部分
に空転自在に支承させている。

差動伝動機構５は、前記手動回転体３の開口部
３ｃの内周に一体に形成したリングギヤ５１と、
このリングギヤ５１の軸心部分に位置させて前記
駆動軸２に固着したサンギヤ５２と、このサンギ
ヤ５２と前記リングギヤ５１とにそれぞれ噛合さ
せた複数のプラネタリギヤ５３と、前記駆動軸２
の外周に空転自在に軸装され前記各プラネタリギ
ヤ５３をそれぞれ自転可能に軸支するリテーナ５
４と、このリテーナ５４のボス部５４ａに一体に
設けたタイミングプーリ５５と、前記取手４の基
端軸部４ａに固着した歯車５６と、前記手動回転
体３の底壁３ｄに空転自在に支承され前記歯車５
６に噛合する歯車５８と、この歯車５８に軸心を
一致させて一体的に設けられ該歯車５８よりも小
さい有効径を有したタイミングプーリ５９と、こ
のタイミングプーリ５９と前記タイミングプーリ
５５との間に張設したタイミングベルト５７とを
具備してなる。しかして、この差動伝動機構５の
伝動比率および伝動方向は、前記手動回転体３を
停止させている状態での前記取手４の回転が、前
記駆動軸２に１：２の比率で逆方向に伝達され得
るように設定してある。

このような構成のものであれば、手動操作を行
つていない場合には、取手４が手動回転体３に対
して空転自在となつている。そのため、負荷１が
例えば、電動機１２により駆動されて該負荷１側
から駆動軸２に逆駆動力が作用しても、手動操作
体３が、実質的な駆動力をもつて回転することは
ない。すなわち、駆動軸２の回転は差動伝達機構
５を介して手動操作体３と取手４とに差動分配さ
れるが、前記手動操作体３は弾性片６に接触して
若干の回転抵抗を付与されているのに対して、取
手４は、各部の摩擦抵抗を無視すれば無負荷状態
にある。そのため、駆動軸２が回転すると、前記
取手４が空転し、前記手動操作体３は、弾性片６
に接触する特定位置に保持されることになる。

一方、取手４を把持して手動回転体３を１回
転時計まわり方向に操作した場合には、空間に設
定した座標を基準にして観察すると、前記取手４
は自転せず、手動回転体３が時計回り方向に１回
転し、駆動軸２が時計回り方向に１＋２＝３回転
することになる。同様に、取手４を把持して手動
回転体３を１回転反時計まわり方向に操作した場
合には、前記駆動軸２が反時計まわり方向に３回
転する。したがつて取手４を握つて手動操作体３
を所望の方向に回転操作することにより、負荷１
が正または逆方向に駆動されることになる。

そして、このものは伝動比率ｎを随意に設定変
更して手動回転体３からの入力量に対する駆動軸
２の回転数を増減させると、取手保持トルクもこ
の回転数の変化に対応して増減することになる。
すなわち、取手の回転数／駆動軸の回転数で表わ
されるｎの値が大きな領域から比較的小さな領域
に至るまで、取手保持トルクを実用的な値に設定
することが可能となる。したがつて、実用化が可
能なｎの値の範囲を拡大することが可能となり、
設計の自由度を高めることができる。

なお、手動回転体や取手の形状、並びに差動伝
動機構の構造は、図示実施例に限定されるもので
はなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。

［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成であるから、取手
を持つて手動操作体を回転させる場合には、いず
れの方向の回転操作力も駆動軸を介して負荷に確
実に伝達されるが、取手を離して回転操作を停止
した場合には、負荷側から駆動軸に逆駆動力が付
与されても、手動回転体がその力により駆動され
ることがなくなる。そして、このものは爪や楔部
材の係脱により動力の断続を行う箇所が全くない
ため、以上の作用を円滑に営ませることができる
そのため、手動回転体が不意に自転するという不
具合を無理なく有効に解消することができるとい
う効果が得られる。しかも、このものは格別なク
ラツチ切替動作が一切不要であり、差動伝動機構
の構造や寸法等を随意に選定しても、全く違和感
なく手動操作を行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２
図は第１図における−線断面図である。ま
た、第３図は本発明の作用を示す作用説明図であ
る。 １……負荷、２……駆動軸、３……手動回転
体、４……取手、５……差動伝動機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 負荷に接続された駆動軸と、この駆動軸に空
   転自在に軸装した手動回転体と、この手動回転体
   の回動端に空転自在に装着した取手と、この取
   手、前記手動回転体および前記駆動軸間に設けた
   差動伝動機構とを具備してなり、前記手動回転体
   を停止させている状態での前記取手の回転が前記
   駆動軸に逆方向に伝達され得るように、前記差動
   伝動機構の伝動方向を設定していることを特徴と
   する無方向性クラツチ装置。