JPH061193Y2 - ゼンマイ式動力装置用双方向クラッチ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は動力の伝達・遮断を図るクラッチに関する。更
に詳述すると、本考案は、ゼンマイ（渦巻きばね）を駆
動源とし、減速歯車機構あるいはその他の動力伝達系を
介して回転の入出力を図る走行玩具用動力装置に使用し
て好適な双方向クラッチに関する。

（従来の技術） 自動車おもちゃ等の走行玩具の動力装置として使用され
るプルバック駆動式ゼンマイ動力装置は、出力軸に装着
された駆動車輪を床等に擦りつけて走行方向とは逆方向
に引張りゼンマイを巻き上げる（所謂プルバック巻上
げ）構造である。この動力装置は、車輪を床から離すと
ゼンマイが解放されるため、床に車輪をつけたまま走行
方向に移動させた後再び巻上げ方向へ引張る動作（プル
バック巻上げ動作）を繰返すことによってゼンマイを巻
上げるような使われ方をする場合もある。ところが、第
３図に示すように、プルバック式ゼンマイ動力装置は出
力軸（駆動車輪）106とゼンマイを巻回した駆動軸107と
の間には減速歯車機構108が介在し、該減速歯車機構108
を介して回転の入出力が行なわれるため、上述の巻上げ
動作を素早くすると、減速歯車機構108の回転が追従で
きずギアに無理な力が掛かって歯の欠損などを惹き起こ
す虞がある。

そこで、従来は、図示の如く減速歯車機構108の中にク
ラッチ100を設け、該減速歯車機構108に過大な負荷が作
用したときに動力伝達の遮断を図ることが考えられてい
る。このクラッチ100は、第３図及び第４図に示すよう
に、減速歯車列の駆動側と従動側との間に軸方向に凹凸
面101を形成した一対のクラッチ片102,103を相互に凹凸
面101を向い合せて設置し、一方のクラッチ片103を軸方
向に摺動可能とすると共に該クラッチ片103と同軸上に
嵌め込まれるカラー104との間に押圧スプリング105を介
装した噛合せクラッチで、一方のクラッチ片102に接続
されている駆動側（又は従動側）と他方のクラッチ片10
3に接続されている従動側（又は駆動側）との間に過大
な負荷が生じたときにクラッチ片102,103の凹凸両間に
滑りが生じて動力の伝達を遮断するようにしたものであ
る（実開昭５８−９１９８９号）。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、この従来のクラッチ100は一対のクラッ
チ片102,103の他にスプリング105やカラー104を必要と
するため部品点数が多くなる問題がある。また、同心軸
上に一対のクラッチ片102,103を向い合せかつその一方
を軸方向に移動させ得るスペースを設けてカラー104を
嵌着するので場所を取り、動力装置のコンパクト化を妨
げる原因の一つとなる虞がある。更に、クラッチ片103
とカラー104との間にスプリング105を介装するように組
立てるため組立て作業に手間がかかる問題がある。

そこで、本考案は部品点数が少なく組立てが容易な双方
向クラッチを提供すること、更に具体的にはプラスチッ
ク成形品から構成可能な一対のクラッチ片だけで構成さ
れる双方向クラッチを提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するため、本考案の双方向クラッチ
は、軸直交断面において径方向に弾性変形可能なリング
形状の弾性部とこの弾性部の最も外径側に設けられてい
る曲面から成る凸起を有する雄部材と、凸起と噛合する
凹部を円周方向に多数配置しこれら凹部を曲面から成る
凸部で連結した内歯車状の凹凸から成る雌部材とを同心
上に配置して組み合わせ、雄部材の凸起と雌部材の凹部
とが噛合した状態で動力を伝達し、雄部材の凸起が弾性
部の径方向の変形によって雌部材の凹部から離脱し凸部
を乗り越えることによって動力伝達を遮断するようにし
ている。

（作用） したがって、通常は雄部材のリング形状の弾性部が凸起
と雌部材の凹部との噛み合いによって、動力は伝達され
る。しかし、駆動側と従動側との間に過大な負荷が働く
場合、例えば走行方向（反巻上げ方向）に動力装置を押
す場合等、弾性部が径方向へ潰れるように撓み凸起が雌
部材の凹部から外れてこの上を滑り動力の伝達を遮断す
る。このとき、雄部材の凸起と雌部材の凸部とは共に曲
面から成るので、雄部材の凸起は雌部材の凸起部分では
安定静止せず、必ず乗り越えて凹部と噛合した状態で安
定する。

（実施例） 以下、本考案の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図に本考案の双方向クラッチの一実施例を正面図で
示す。この双方向クラッチは、軸直交断面において径方
向に弾性変形可能な凸起４を有する雄部材１と、該雄部
材１と噛合する凹部１１とこの凹部１１を連結する曲面
から成る凸部１５とを多数有する雌部材１０とから成
り、雄部材１と雌部材１０とを凸起４と凹部１１が噛み
合うように同軸上に組合せて配置することにより構成さ
れている。

前記雄部材１は、駆動側あるいは従動側と連動する軸部
２と、その軸直交断面において環状を成しかつ径方向に
弾性変形可能な弾性部３と、その弾性部３の先端即ち最
も外径側に設けられている凸起４とから成る。この雄部
材１の弾性部３及び凸起４は、少なくとも１組あれば足
りるが、軸の傾き等によって噛み合せが不十分なものと
なることを防ぐため、対称的に２組あるいは３組若しく
はそれ以上設けることが好ましい。例えば、本実施例の
場合、軸部２に２組の弾性部３と凸起４を対称に配置し
即ち８の字状に配置し、凸起４に加わる力が相殺される
ように設けられている。

尚、凸起４の形状は特に限定されるものではないが、本
実施例の場合、雌部材１０の凹部１１との間の噛み合せ
を確実なものとし且つ滑りをスムースにするため、雌部
材１０の凹部１１の形状とほぼ同じ曲率半径の半円形に
成し、弾性部３と一体成形されている。弾性部３は、凸
起４に所定の大きさ以上の外力を受けたとき撓んで凸起
４を径方向に変位させる部位で、構造的に弾力性を呈す
るような形状、例えばリング形状（楕円形や菱形などの
潰れたリング形状を含む）に形成されている。また、ば
ね部材の補強により構造に弾力性を持たせることも可能
である。上述の軸部２、弾性部３及び凸起４はプラスチ
ックによって一体成形されている。プラスチック素材と
しては、通常硬質熱可塑性樹脂が採用され、例えば、ポ
リアセタール、ポリプロピレン、塩化ビニル等が好適な
ものとして例示され、中でも熱可塑性樹脂の中で最も強
く最も剛い上に疲労寿命が長いアセタール系樹脂の使用
が最も好適である。本明細書において、プラスチックと
は各種重合体又は高分子材料に所定の添加剤を含めたも
の他、各種繊維や石綿などの充填材を施して補強された
もの、その他の材料との複合体であってプラスチックが
主体を占めるもの含むものを言う。勿論、素材自体に弾
性体（エラストマー）を採用する場合もある。この場
合、リング状の弾性部３は必要なく、凸起４全体が変形
することにより噛み合せを解除させるようにする。尚、
滑りが生ずる負荷設定は、例えば弾性体の硬さを変える
ことあるいはばね材の補強により行なえる。

尚、軸部２には駆動側（あるいは従動側）の減速歯車機
構のいずれかのギアと噛合するピニオン５が一体成形さ
れている。

雌部材１０は、円盤の内側にインターナルギア状の凹部
１１を設けて成る。凹部１１は雄部材１の凸起４と同じ
曲率半径で、曲面から成る凸部１５で繋がれ連続した波
状を成す。また、凹部１１は図示のものに限定されず、
円周状に間欠的に設けたり、半円形以外の形状例えば方
形、三角形等の形状とすることができる。この凹部１１
の奥行き側には雄部材１の突き抜けを防ぐため壁部１２
が設けられ軸部２に嵌合する穴１３を穿孔して当該雌部
材１０を雄部材１の軸部２に回転自在に支持させるよう
に設けられている。また、本実施例の場合、雌部材１０
の外面側には従動側（あるいは駆動側）減速歯車機構の
ギアと噛合するギア１４が形成され、当該雌部材１０自
体が減速歯車機構あるいはその回転速度を制動する定速
歯車機構の一部を構成している。

尚、本考案の双方向クラッチは、上述の減速歯車機構ば
かりでなく、その他の動力伝達系にも利用することが可
能である。

（考案の効果） 以上の説明より明らかなように、本考案のゼンマイ式動
力装置用双方向クラッチは、軸直交断面において径方向
に弾性変形可能なリング形状の弾性部とこの弾性部の最
も外径側に設けられている曲面から成る凸起を有する雄
部材と、凸起と噛合する凹部を円周方向に多数配置しこ
れら凹部を曲面から成る凸部で連結した内歯車状の凹凸
から成る雌部材とを同心上に配置して組み合わせ、雄部
材の凸起と雌部材の凹部とが噛合した状態で動力を伝達
し、雄部材の凸起が弾性部の径方向の変形によって雌部
材の凹部から離脱し凸部を乗り越えることによって動力
伝達を遮断するようにしたので、従来の双方向クラッチ
に比して部品点数を少なくできるし、雄部材の凸起が雌
部材の凹部と噛み合った状態で必ず静止するため弾性部
のヘタリが少なくクラッチ機能が長期間に亘って維持で
きる。しかも、このクラッチはプラスチック成形品のみ
で構成できるのでコストを下げることができる。また、
本考案のクラッチは、雌部材１０に雄部材１を挿入して
凸起と凹部を噛合させるだけで組立てが完了するので組
立て作業が容易であると共に作業時間を短縮できる。更
に、このクラッチは、一枚のギアの内側に構成できるの
で、従来のものに比べて薄くコンパクト化でき、場所を
取らずに減速歯車機構等のどの部位にも組込むことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るゼンマイ式動力装置用双方向クラ
ッチの一実施例を示す正面図、第２図は同クラッチの11
-11線断面図である。第３図は従来の双方向クラッチを
組込んだゼンマイ式動力装置の一例を示す平面図、第４
図は同クラッチの分解一部断面図である。 １…雄部材、 ３…弾性部、４…凸起、 １０…雌部材、 １１…凹部１５…雌部材の凸部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸直交断面において径方向に弾性変形可能
   なリング形状の弾性部とこの弾性部の最も外径側に設け
   られている曲面から成る凸起を有する雄部材と、前記凸
   起と噛合する凹部を円周方向に多数配置しこれら凹部を
   曲面から成る凸部で連結した内歯車状の凹凸から成る雌
   部材とを同心上に配置して組み合わせ、前記雄部材の凸
   起と前記雌部材の凹部とが噛合した状態で動力を伝達
   し、前記雄部材の凸起が弾性部の径方向の変形によって
   前記雌部材の凹部から離脱し凸部を乗り越えることによ
   って動力伝達を遮断することを特徴とするゼンマイ式動
   力装置用双方向クラッチ。