JP2003222204A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力回転軸から入力回転軸への逆入力があっ
ても、入力回転軸の駆動源における許容回転数を超えな
いようにする。 【解決手段】 駆動源により回転駆動される入力系回転
部材１と、その入力系回転部材１からの回転トルクを外
部へ取り出す出力系回転部材２と、入出力系回転部材
１，２との間に回転減速用の遊星歯車機構３を介して設
けられ、入力系回転部材１から出力系回転部材２への回
転入力をスプラグ等の係合により伝達し、出力系回転部
材２から入力系回転部材１への回転逆入力をスプラグ等
の離脱により遮断する第一のワンウェイクラッチ４と、
入出力系回転部材１，２との間に設けられ、入力系回転
部材１から出力系回転部材２への回転入力をスプラグ等
の離脱により遮断し、出力系回転部材２から入力系回転
部材１への回転逆入力をスプラグ等の係合により伝達す
る第二のワンウェイクラッチ５とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は動力伝達装置に関
し、詳しくは、一方の回転部材からの回転入力を、例え
ば遊星歯車機構により所定の減速比でもって他方の回転
部材へ出力する動力伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の動力伝達装置の一例として、例え
ば特開平１０−１５３２４２号公報などに開示された遊
星歯車機構を用いた減速装置がある。

【０００３】この種の減速装置は、ハウジングに固定さ
れた内歯車と、その内側に内歯車と軸心を一致させて配
置された太陽歯車と、その太陽歯車と内歯車の間に形成
された空間に配置された複数個の遊星歯車と、それら遊
星歯車を円周方向に等間隔かつ回転自在に保持するキャ
リアとを備えている。太陽歯車には、ハウジングに対し
て回転自在に支持された入力回転軸が同軸的に設けら
れ、キャリアには、ハウジングに対して回転自在に支持
された出力回転軸が設けられている。太陽歯車と内歯車
との間に位置する複数個の遊星歯車は、太陽歯車と内歯
車にそれぞれ噛合した状態で配設されている。

【０００４】減速装置では、入力回転軸からの回転入力
に基づいて、その入力回転軸に設けられた太陽歯車が回
転し、キャリアに対して回転自在に支持された遊星歯車
が自転しつつ太陽歯車の回りを公転することにより、入
力回転軸の回転が所定の減速比でもって出力回転軸に伝
達される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うに遊星歯車機構を用いた従来の減速装置では、入力回
転軸の回転が１／Ｘ倍に減速されて出力回転軸に伝達さ
れるが、仮に、何等かの原因により出力回転軸からの回
転逆入力があった場合には、その出力回転軸の回転がＸ
倍に増速されて入力回転軸に伝達されることになる。こ
のように入力回転軸と出力回転軸間での回転比は必ず反
比例関係となり、入力方向の変更によってこの関係を変
更することはできない。

【０００６】通常、入力回転軸の回転が１／Ｘ倍に減速
されて出力回転軸に伝達される減速装置において、仮
に、何等かの原因に基づいて出力回転軸からの回転逆入
力があると、入力回転軸の回転数が増大してしまうこと
になる。その結果、入力回転軸の駆動源における許容回
転数が低い場合に、出力回転軸から入力回転軸への逆入
力により、その駆動源の許容回転数を超えることがあ
り、駆動源に悪影響を与える等の問題が生じる可能性が
あった。

【０００７】そこで、本発明は前記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、出力回転軸か
ら入力回転軸への逆入力があっても、入力回転軸の駆動
源における許容回転数を超えないようにした減速装置と
し得る動力伝達装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明に係る動力伝達装置は、駆
動源により回転駆動される入力系回転部材と、その入力
系回転部材から伝達された回転トルクを外部へ取り出す
ための出力系回転部材と、前記入力系回転部材と出力系
回転部材との間に、入力系回転部材からの回転を減速す
る遊星機構を介して設けられ、入力系回転部材から出力
系回転部材への回転入力をトルク伝達部材の係合により
伝達し、出力系回転部材から入力系回転部材への回転逆
入力を前記トルク伝達部材の離脱により遮断する第一の
ワンウェイクラッチと、前記入力系回転部材と出力系回
転部材との間に設けられ、入力系回転部材から出力系回
転部材への回転入力をトルク伝達部材の離脱により遮断
し、出力系回転部材から入力系回転部材への回転逆入力
を前記トルク伝達部材の係合により伝達する第二のワン
ウェイクラッチとを具備したことを特徴とする。

【０００９】本発明の動力伝達装置では、第一のワンウ
ェイクラッチのトルク伝達部材の係合方向と第二のワン
ウェイクラッチのトルク伝達部材の係合方向とを逆向き
としている。その結果、入力系回転部材からの回転入力
は、第一のワンウェイクラッチのトルク伝達部材の係合
により伝達し得るため、遊星機構により所定の減速比で
もって減速した上で第一のワンウェイクラッチを介して
出力系回転部材に伝達される。このとき、第二のワンウ
ェイクラッチは、そのトルク伝達部材の係合方向が第一
のワンウェイクラッチと逆向きであるために空転可能な
状態にあり、入力系回転部材と出力系回転部材との間
は、第二のワンウェイクラッチを介して離脱した状態に
ある。

【００１０】一方、出力系回転部材からの回転逆入力
は、第二のワンウェイクラッチのトルク伝達部材の係合
により伝達し得るため、その第二のワンウェイクラッチ
を介して入力系回転部材に伝達される。このとき、第一
のワンウェイクラッチは、そのトルク伝達部材の係合方
向が第二のワンウェイクラッチと逆向きであるために空
転可能な状態にあり、入力系回転部材と出力系回転部材
との間は、第一のワンウェイクラッチを介して離脱した
状態にあることから、出力系回転部材からの回転逆入力
は、遊星機構を介さないので入力系回転部材の回転は増
速されることなく、第二のワンウェイクラッチを介して
１：１で入力系回転部材に伝達される。

【００１１】なお、入力系回転部材からの回転を減速す
る遊星機構の一つとしては、静止系部材に設けられた内
歯車と、その内側に前記入力系回転部材と同軸上に配設
された太陽歯車と、この太陽歯車と前記内歯車との間に
それら両者と噛合するように介装された複数の遊星歯車
と、これら遊星歯車を円周方向等間隔に回転自在に保持
するキャリアとで構成された遊星歯車機構が実現可能で
ある。

【００１２】また、他の遊星機構としては、静止系部材
に設けられた固定輪と、その内側に入力系回転部材と同
軸上に配設された太陽ローラと、この太陽ローラと前記
固定輪との間にそれら両者と圧接する状態で介装された
複数の遊星ローラと、これら遊星ローラを円周方向等間
隔に回転自在に保持するキャリアとで構成された遊星ロ
ーラ機構が実現可能である。

【００１３】さらに、前記ワンウェイクラッチのトルク
伝達部材としては、スプラグ、ローラあるいはラチェッ
トのうちから選択されるいずれかを使用することが可能
である。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１乃至図７は本発明に係る動力
伝達装置の実施形態を示す。図１および図２は遊星機構
を利用した減速装置の概略構成、図３は図１の減速装置
に組み込まれた遊星機構の一例として遊星歯車機構を示
し、図４は遊星機構の他例として遊星ローラ機構を示
す。図５乃至図７は図１の減速装置に組み込まれたワン
ウェイクラッチで、図５はスプラグタイプ、図６はロー
ラタイプ、図７はラチェットタイプをそれぞれ示す。

【００１５】この実施形態の減速装置は、図１および図
２に示すように駆動源（図示せず）により回転駆動され
る入力系回転部材１と、その入力系回転部材１から伝達
された回転トルクを外部へ取り出すための出力系回転部
材２と、入力系回転部材１と出力系回転部材２との間
に、入力系回転部材１からの回転を減速する遊星機構３
を介して設けられ、入力系回転部材１から出力系回転部
材２への回転入力をトルク伝達部材（後述）の係合によ
り伝達し、出力系回転部材２から入力系回転部材１への
回転逆入力をトルク伝達部材の離脱により遮断する第一
のワンウェイクラッチ４と、入力系回転部材１と出力系
回転部材２との間に設けられ、入力系回転部材１から出
力系回転部材２への回転入力をトルク伝達部材の離脱に
より遮断し、出力系回転部材２から入力系回転部材１へ
の回転逆入力をトルク伝達部材の係合により伝達する第
二のワンウェイクラッチ５とを主要部として構成されて
いる。

【００１６】前記入力系回転部材１には、遊星機構３の
一部を構成する太陽歯車６が同軸的に設けられている。
また、入力系回転部材１と同軸上に配置された出力系回
転部材２は、その中心軸部２ａから軸方向に延在した小
拡径部２ｂと、その小拡径部２ｂから軸方向に延在した
大拡径部２ｃを有し、小拡径部２ｂと入力系回転部材１
とを第二のワンウェイクラッチ５で連結し、大拡径部２
ｃと遊星機構３の一部を構成するキャリア１１とを第一
のワンウェイクラッチ４で連結した構造を具備する。

【００１７】入力系回転部材１と出力系回転部材２との
間に設けられた遊星機構の一例として遊星歯車機構３を
図３に例示する。この遊星歯車機構３は、静止系部材で
あるハウジング７に固定された内歯車８と、その内側に
入力系回転部材１と同軸上に配設された太陽歯車６と、
この太陽歯車６と内歯車８との間にそれら両者と噛合す
るように介装された複数の遊星歯車９と、これら遊星歯
車９を円周方向等間隔に支持軸１０により回転自在に保
持するキャリア１１とで構成されている。

【００１８】なお、本発明における遊星機構としては、
前述した遊星歯車機構３以外にも、図４に示す遊星ロー
ラ機構３’でも可能である。この遊星ローラ機構３’
は、ハウジング７に設けられた固定輪８’と、その内側
に入力系回転部材１と同軸上に配設された太陽ローラ
６’と、この太陽ローラ６’と固定輪８’との間にそれ
ら両者と圧接する状態で介装された複数の遊星ローラ
９’と、これら遊星ローラ９’を円周方向等間隔に支持
軸１０により回転自在に保持するキャリア１１とで構成
されている。

【００１９】第一のワンウェイクラッチ４および第二の
ワンウェイクラッチ５は、スプラグタイプ、ローラタイ
プあるいはラチェットタイプのいずれかの構造のものが
可能である。例えばスプラグタイプのワンウェイクラッ
チ構造は、図５に示すように入力系回転部材１の外周に
圧入された内輪１２と、出力系回転部材２の内周に圧入
された外輪１３との間に、内側保持器１４と外側保持器
１５とによって多数のスプラグ１６を保持し、その内外
側保持器１４，１５の間にリボンスプリング１７を嵌
め、そのリボンスプリング１７により各スプラグ１６に
実線矢印方向のモーメントを与えて、内輪１２の外周面
と外輪１３の内周面に各スプラグ１６を接触させている
（実開平５−８６０４４号公報参照）。

【００２０】リボンスプリング１７は、リボン状の金属
薄板に一定のピッチのスプラグ挿入孔を形成し、そのス
プラグ挿入孔の一方の側辺に弾性舌片１８を設けてい
る。また、その弾性舌片１８とリボンスプリングの両側
辺には、それらに弾性力を与える彎曲部１９が形成さ
れ、この弾性舌片１８が各スプラグ１６の側面に接触し
て前述した方向にスプラグ１６を付勢している。

【００２１】このワンウェイクラッチでは、内輪１２と
外輪１３が係合方向に相対回転し、内側保持器１４と外
側保持器１５が相対回転すると、各スプラグ１６が図示
状態とは逆方向に傾き、内輪１２と外輪１３間に係合す
ることにより、入力系回転部材１からの回転が出力系回
転部材２へ伝達される。また、内輪１２と外輪１３が前
述とは逆方向に回転すると、内外側保持器１４，１５の
相対回転によってスプラグ１６が係合状態から外れ、ス
プラグ１６が内輪１２と外輪１３間で離脱し、入力系回
転部材１は空転し、入力系回転部材１からの回転が出力
系回転部材２へ伝達されない。

【００２２】このようにワンウェイクラッチにおけるス
プラグ１６の係合・離脱により入力系回転部材１と出力
系回転部材２との間での動力伝達を断接する。ここで、
第一のワンウェイクラッチ４のスプラグ１６の係合方向
と第二のワンウェイクラッチ５のスプラグ１６の係合方
向とは逆向きに設定されている。つまり、第一のワンウ
ェイクラッチ４のスプラグ１６の係合方向を白抜き矢印
Ａ方向とすると、第二のワンウェイクラッチ５のスプラ
グ１６の係合方向は白抜き矢印Ｂ方向になっている。

【００２３】なお、本発明におけるワンウェイクラッチ
構造は、前述したスプラグタイプ以外にも、図６に示す
ローラタイプや図７に示すラチェットタイプのものでも
可能である。これらローラタイプおよびラチェットタイ
プのいずれも、前述したスプラグタイプのものと同様、
第一のワンウェイクラッチ４のローラおよびラチェット
の係合方向は、第二のワンウェイクラッチ５と逆向きに
設定されている。

【００２４】ローラタイプのワンウェイクラッチ構造
は、図６に示すように外輪２０の内周面に一定間隔をお
いてポケット２１を設け、そのポケット２１にローラ２
２を挿入し、ポケット２１の底面に回転の一方向に間隙
が狭くなる傾斜面２３を形成し、ローラ２２をその傾斜
の方向に付勢するばね２４を各ポケット２１に収納し、
外輪２０の内周に内輪２６を配置し、ポケット２１を楔
形空所に形成した構造を具備する（特開平９−８９０１
１号公報参照）。

【００２５】このワンウェイクラッチは、内輪２６の内
径側に入力系回転部材１を圧入し、外輪２０の外径側に
出力系回転部材２を圧入した状態で組み込まれる。通常
の状態でローラ２２は、ばね２４により、ポケット２１
の傾斜面２３と内輪２６の外径面との間で形成された楔
形空所の狭い方向に付勢され、その付勢方向に入力系回
転部材１が回転されると、外輪２０と内輪２６間でロー
ラ２２が係合して入力系回転部材１からの回転を外輪２
０およびこれと一体の出力系回転部材２に伝達する。入
力系回転部材１が逆回転すると、ローラ２２がばね２４
を圧縮しながら楔形空所の広い方に移動するため、外輪
２０と内輪２６間でローラ２２が離脱して入力系回転部
材１は空転し、入力系回転部材１からの回転が出力系回
転部材２へ伝達されない。

【００２６】ラチェットタイプのワンウェイクラッチ構
造は、図７に示すように入力系回転部材１に外嵌された
内輪２７と、その内輪２７と同心状に配置されて出力系
回転部材２に内嵌された外輪２８とからなり、内輪２７
はその外周面に凹状のポケット２９を円周等配置し、そ
のポケット２９内に爪３０を設けてばね（図示せず）に
より外方へ弾性的に付勢した構造を有する。一方、外輪
２８はその内周面に前述したポケット２９と対応させて
ノッチ３１を設けた構造を有する（特開平９−２９１９
５０号公報参照）。

【００２７】このワンウェイクラッチでは、入力系回転
部材１を図示時計方向へ回転させると、内輪２７の各爪
３０がばねの弾性力により外方へ付勢されているので、
それら複数の爪３０のうち、一つの爪３０が外輪２８の
ノッチ３１に係合される。この内輪２７の爪３０が外輪
２８のノッチ３１に係合することにより、入力系回転部
材１からの回転が出力系回転部材２に伝達されてその出
力系回転部材２が回転する。逆に、入力系回転部材１を
図示反時計方向に回転させると、内輪２７の各爪３０が
ポケット２９に収納されながら外輪２８のノッチ３１か
ら離脱するので、外輪２８が回転せずに内輪２７のみが
空転し、入力系回転部材１からの回転が出力系回転部材
２へ伝達されない。

【００２８】次に、図１に示す実施形態の減速装置の動
作例を以下に詳述する。

【００２９】まず、入力系回転部材１からの回転を遊星
歯車機構３および第一のワンウェイクラッチ４を介して
出力系回転部材２に伝達する。このとき、遊星歯車機構
３では、入力系回転部材１からの回転入力に基づいて、
その入力系回転部材１に設けられた太陽歯車６が回転
し、キャリア１１に対して回転自在に支持された遊星歯
車９が自転しつつ太陽歯車６の回りを公転することによ
り、入力系回転部材１の回転が所定の減速比でもってキ
ャリア１１に伝達される。

【００３０】さらに、遊星歯車機構３のキャリア１１を
介して、入力系回転部材１からの回転は、第一のワンウ
ェイクラッチ４のトルク伝達部材（スプラグ、ローラあ
るいはラチェット）の係合により伝達し得るため、遊星
歯車機構３により所定の減速比でもって減速した上で第
一のワンウェイクラッチ４を介して出力系回転部材２に
伝達される（図１の破線矢印参照）。

【００３１】このとき、第二のワンウェイクラッチ５
は、そのトルク伝達部材の係合方向が第一のワンウェイ
クラッチ４と逆向きであるために空転可能な状態にあ
り、入力系回転部材１と出力系回転部材２との間は、第
二のワンウェイクラッチ５を介して離脱した状態にある
ため、入力系回転部材１からの回転が第二のワンウェイ
クラッチ５を介して出力系回転部材２へ伝達されること
はない。

【００３２】一方、出力系回転部材２からの回転逆入力
があった場合には、その出力系回転部材２からの回転
は、第二のワンウェイクラッチ５のトルク伝達部材の係
合により伝達し得るため、その第二のワンウェイクラッ
チ５を介して入力系回転部材１に伝達される（図２の破
線矢印参照）。

【００３３】このとき、第一のワンウェイクラッチ４
は、そのトルク伝達部材の係合方向が第二のワンウェイ
クラッチ５と逆向きであるために空転可能な状態にあ
り、入力系回転部材１と出力系回転部材２との間は、第
一のワンウェイクラッチ４を介して離脱した状態にある
ことから、出力系回転部材２からの回転逆入力は、第一
のワンウェイクラッチ４を介して入力系回転部材１へ伝
達されることはない。つまり、出力系回転部材２の回転
は、遊星歯車機構３を介さないので増速されることな
く、第二のワンウェイクラッチ５を介して１：１で入力
系回転部材に伝達される。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、入力系回転部材と出力
系回転部材との間に、入力系回転部材からの回転を減速
する遊星機構を設けた動力伝達装置において、入力系回
転部材と出力系回転部材との間に第一のワンウェイクラ
ッチと第二のワンウェイクラッチとを設け、第一のワン
ウェイクラッチのトルク伝達部材の係合方向と第二のワ
ンウェイクラッチのトルク伝達部材の係合方向とを逆向
きにしたことにより、出力系回転部材からの回転逆入力
があっても、入力系回転部材の回転が増速してしまうこ
とはないので、入力系回転部材の駆動源における許容回
転数を超えることを未然に防止でき、安全性が大幅に向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る動力伝達装置の実施形態で、遊星
歯車機構を利用した減速装置の概略構成を示す断面図で
ある。

【図２】図１の減速装置において、出力系回転部材から
入力系回転部材への回転逆入力状態を示す概略構成図で
ある。

【図３】図１の減速装置に組み込まれた遊星歯車機構を
示す構成図である。

【図４】図１の減速装置に組み込まれた遊星ローラ機構
を示す構成図である。

【図５】図１の減速装置に組み込まれたスプラグタイプ
のワンウェイクラッチを示す構成図である。

【図６】図１の減速装置に組み込まれたローラタイプの
ワンウェイクラッチを示す構成図である。

【図７】図１の減速装置に組み込まれたラチェットタイ
プのワンウェイクラッチを示す構成図である。

【符号の説明】

１ 入力系回転部材 ２ 出力系回転部材 ３ 遊星機構（遊星歯車機構） ４ 第一のワンウェイクラッチ ５ 第二のワンウェイクラッチ ６ 太陽歯車 ７ 静止部材（ハウジング） ８ 内歯車 ９ 遊星歯車 １１ キャリア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 里田 雅彦 愛知県安城市箕輪町正福田１−100 エヌ ティエヌ株式会社内 Ｆターム(参考） 3J027 FA50 GC13 GC22 GD04 GD08 GD12 GE29 3J051 AA02 BA03 BB06 BC01 BD02 BE04 CA09 ED04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源により回転駆動される入力系回転
   部材と、その入力系回転部材から伝達された回転トルク
   を外部へ取り出すための出力系回転部材と、前記入力系
   回転部材と出力系回転部材との間に、入力系回転部材か
   らの回転を減速する遊星機構を介して設けられ、入力系
   回転部材から出力系回転部材への回転入力をトルク伝達
   部材の係合により伝達し、出力系回転部材から入力系回
   転部材への回転逆入力を前記トルク伝達部材の離脱によ
   り遮断する第一のワンウェイクラッチと、前記入力系回
   転部材と出力系回転部材との間に設けられ、入力系回転
   部材から出力系回転部材への回転入力をトルク伝達部材
   の離脱により遮断し、出力系回転部材から入力系回転部
   材への回転逆入力を前記トルク伝達部材の係合により伝
   達する第二のワンウェイクラッチとを具備したことを特
   徴とする動力伝達装置。
2. 【請求項２】 前記遊星機構は、静止系部材に設けられ
   た内歯車と、その内側に前記入力系回転部材と同軸上に
   配設された太陽歯車と、この太陽歯車と前記内歯車との
   間にそれら両者と噛合するように介装された複数の遊星
   歯車と、これら遊星歯車を円周方向等間隔に回転自在に
   保持するキャリアとで構成されていることを特徴とする
   請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 【請求項３】 前記遊星機構は、静止系部材に設けられ
   た固定輪と、その内側に前記入力系回転部材と同軸上に
   配設された太陽ローラと、この太陽ローラと前記固定輪
   との間にそれら両者と圧接する状態で介装された複数の
   遊星ローラと、これら遊星ローラを円周方向等間隔に回
   転自在に保持するキャリアとで構成されていることを特
   徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
4. 【請求項４】 前記ワンウェイクラッチのトルク伝達部
   材は、スプラグ、ローラあるいはラチェットのうちから
   選択されるいずれか一つであることを特徴とする請求項
   １乃至３のいずれかに記載の動力伝達装置。