JPS5941055B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は往復運動を回転運動に変換する動力伝達装置、
さら（こ詳しくは同一方向の連続回転運動に変換する動
力伝達装置ζこ関するものである。

従来、往復運動するバーの両側面にラック歯を設け、各
ラック歯（こ歯車をそれぞれ噛合し、これら２つの歯車
の軸の互いＱこ逆方向の回転運動を常時一方向ζこ回転
する一軸の回転運動に変換する機構は種々試用されたが
、完全なものがなかった。

すなわち、ある種のものは外部、駆動のクラッチを利用
したため、頻繁な切換に適さず、別に操作機構を必要と
し、また他のものでは前記２つの歯車軸における供脱作
動ζことかく時間的遅れを生じ、回転速度にむらを生ず
るなどの欠点があった。

本発明の目的は上記のような従来装置の欠点を解消し、
往復動する駆動部材の運動を連続的に同一方向の回転運
動に変換可能で、しかもその要部を一つのハウジング内
に簡潔ζこまとめることのできる動力伝達装置を提供す
ることである。

本発明の他の目的は往復動する駆動部材の移動方向の反
転（こ際し、従動する２系統の回転部材の係脱が自動的
に、しかも瞬間的に行われ、動力伝達が途切れることな
く継続的に行われる往復運動を一方向の回転運動に変換
する動力伝達装置を提供することにある。

本発明はこれらの目的を達成するため次の構成を有する
。

すなイっち、本発明の動力伝達装置は、相反する両側面
にラック歯を有するラックバ−をハウジングを貫いて往
復動可能ζこ含んでおり、このバーの一端部は往復運動
する所定の駆動部材に連結可能である。

ラックバ−の両側にはそれぞれのラック歯に噛合する１
対の第１及び第２ギヤが、各ギヤを固持する互いに平行
な第１シヤフト及び第２シヤフトによってハウジング内
に支承されている。

この各シャフトｃこは第１、第２ギヤとそれぞれ間隔を
置いて第３、第４のギヤがそれぞれ第１シヤフト、第２
シャフトに回転自在Ｑこ支承されている。

第３ギヤと第４ギヤとの中間には、第３ギヤ及び第４ギ
ヤと同時に噛合する中央ギヤが第１、第２シヤフト（こ
平行な第３シヤフト（こ固持されており、第３シヤフト
はハウジングに支承され、その一端部をハウジング外に
延出している。

そしてこの第３シヤフトの延出部分に直接または歯車列
等を介して同一方向の回転運動を受けるべき部材が連結
される。

さらに本発明の装置（こは、最も特徴とされる部材とし
て、第１シヤフトＱこ第１クラツチ、第２シヤフトに第
２クラツチがそれぞれはめられており、これら２組のク
ラッチは予め選ばれた同一の回転方向でそれぞれ係脱を
果たすように形成されている。

その形式は通常、三角歯形の一方向かみあいクラッチで
、各三角歯はその歯形の一面を軸方向Ｏこ平行とし、他
の一面を２個のクラッチとも同じ周方向ζこ配置された
傾斜面としている。

第１、第２クラツチはそれぞれ第１ギヤと第３ギヤ、第
２ギヤと第４ギヤの間に配置されており、各組のクラッ
チは何れもその入力側のクラッチ部材をそれぞれのシャ
フトに軸方向には滑動可能にかつ回転止めして嵌装され
、またその出力側のクラッチ部材をそれぞれ第３ギヤ及
び第４ギヤζこ固着して、各シャフトに対して回転自在
となっている。

そしてこの軸方向に滑動可能の各入力側のクラッチ部材
とその背面にそれぞれ対面する第１ギヤ及び第２ギヤと
の間には、それぞれ上編コイルばねが各クラッチを係合
可能に各シャフトを囲んで装着される。

このようζこ構成された本発明の動力伝達装置では、往
復動する駆動部材に連結されたラックバ−が往復動され
ると、各ラック歯（こかみ合う第１及び第２ギヤは互い
に逆方向に回転され、しかも各ギヤの回転方向はラック
バ−の往動と復勤毎に逆転する。

このような作動伏態において第１シヤフト又は第２シヤ
フトの回転方向がそのシャフト上のクラッチを接続させ
る方向に一致すると、その接続したクラッチの出力側ク
ラッチ部材（こ固着されたギヤ（第３ギヤ、第４ギヤの
何れか一方）が回転され、中央ギヤを介して第３シヤフ
トを回転する。

このとき他側のクラッチではその入力側クラッチ部材と
出力側クラッチ部材とか断絶する方向に互いに塩回転し
、コイルばねの付勢力に打ち勝って滑動可能の入力側ク
ラック部材か逃げ、このクラッチはラックバ−の片道行
程の間、動力を伝達しない。

かくてラックバ−の往復動に伴って２つのクラッチはそ
の係脱をバーの折り返し時点毎ζこ互いに逆に反復する
。

従って中央のギヤ及び第３シヤフトは、ラックバ−の往
復動きともζこ予め選ばれた一定方向の回転を継続する
ことζこなり、本発明装置は往復運動を継続的に一方向
の回転運動に変換することができる。

次Ｑこ本発明の一実施例を図面ζこついて詳細に説明す
ると、符号１０は動力伝達装置の全体を示している。

動力伝達装置１０は溝形のベース部材１１を備えている
。

はぼ直方体箱状のハウジング１２がベース部材１１に固
着されて上方ζこ伸びている。

第１のシャツ］・１３はその一端かハウジング１２の前
壁１４に支承され、他端が後壁１５に支承されて回転可
能である。

第２のシャフト１６は第１のシャフト１３に平行に配置
され同様ζこ前壁１４及び後壁１５に支承されて回転可
能である。

第３のシャフト１７は前壁１４と、ハウジング１２の底
壁１９に固着されているブロック１８とに回転可能ζこ
支承されてシャフト１３とシャフト１６との中間に平行
に配置されている。

ハウジング１２はスフラドボルト２１によってハウジン
グ１２の側壁２２．２３に固着されている頂壁２０を有
している。

矩形の開口２４が後壁１５の近辺で頂壁２０に設けられ
ており、同じ大きさの矩形の開口２５が後壁１５の近辺
で開口２４と鉛直方向−直線に底壁１９及びベース部材
１１を貫通して設けられている。

一側面にラック歯２７を、その反対側の側面にラック歯
２８を有する横断面はぼ矩形のランクパー２６が第３図
及び第４図から明らかなようζこ開口２４，２５を通っ
て上下方向に往復運動をすることができるようにとりつ
けられている。

ラックバー２６を円滑に案内する手段として、スロワ１
゛２９がラックバー２６の前面に上下方向に形成されて
いて、ハウジング１２内のブロック１８後面の凸条３０
と係合している。

第１のギヤ３１が第１のシャフト１３に固持されていて
バー２６の一方のラック歯２７と噛み合っている。

第２のギヤ３２が第２のシャフト１６ζこ固持されてい
てバー２６の他方のラック歯２８と噛み合っている。

第３のギヤ３３がシャフト１３ζこ回転自在（こ支承さ
れ、これに接してシャフト１３Ｉこ回転自在に支承され
ている、ｉｌの一方向クラッチを構成する出力側クラッ
チ部材３４に固着されている。

第■の一方向クラッチを構成する入力側クラッチ部材３
５がシャツ１〜１３に軸方向には滑動可能にキー止めさ
れていて、シャフト１３を包囲してギヤ３１と第１の一
方向クラッチを構成する入力側クラッチ部材３５との間
に設けられているコイルはね３６ｃこよって、第１の一
方向クラッチを構成する出力側クラッチ部材３４と保合
状態に保たれている。

第４のギヤ３７かシャフト１６に回転自在ζこ支承され
、これζこ接してシャフト１６に回転自在に支承されて
いる第２の一方向クラッチを構成する出力側クラッチ部
材３８に固着されている。

第２の一方向クラッチを構成する入力側クラッチ部材３
９がシャフト１６（こ軸方向ζこは滑動可能にキー止め
されていて、シャフト１６を包囲してギヤ３２と第２の
一方向クラッチを構成する入力側クラッチ部材３９との
間ζこ設けられているコイルはね４０？こよって、第２
の一方向クラッチを構成する出力側クラッチ部材３８と
係合状態ζこ保たれている。

第１及び第２の一方向クラッチは予め選はれた同一の回
転方向で係脱を果すように形成されている。

その形式は通常、三角歯形の一方自噴み合いクラッチで
、各三角歯はその歯形の一面を軸方向に平行とし、他の
一面を２個のクラッチとも同じ方向（こ配置された傾斜
面としている。

中央のギ゛ヤ４１がギ゛ヤ３３，３７の中間Ｏこおいて
第３のシャフト１７ζこ固持されていて、両方のギヤ３
３，３７と同時ζこ噛み合っている。

ハウジング１２の外部ではシャフト４２がベース部材１
１１に水平ζこ固定されており、出力シャフト４３がシ
ャフト４２及びシャフト１７（こ平行にベース部材１１
に固定されている。

比較的大きな平歯車４４か第３のシャフト１７の外端に
固持されていて、シャフト４２に回転自在Ｑこ支承され
ている比較的小さな平歯車４６の側面Ｏこ固着された比
較的小さな平歯車４５と噛み合っている。

また別の比較的小さな平歯車４７がシャフト４３（こ回
転自在に支承されていて、前記の平歯車４６と噛み合っ
ている。

■型のプーリ４８か平歯車４７と同軸に回転すべく平歯
車４７の側方に固着されている。

この■型プーリ４８はさらζこ図示しないベルト、プー
リ等を介して所望の被動軸を連続的に回転させるための
ものである。

なお、ハウジング外のこれら歯車列は、被動軸の回転数
に応じて選定すれはよい。

本発明の使用及び操作にあたって、動力伝達装置１０は
、そのラックバー２６の下端を縦方向ζこ往復運動可能
な何らかの駆動側の装置（図示せず：に連結され、ラッ
クバー２６がハウジング１２に対して上下に往復運動を
行う。

ラックバー２６が往復すると、一方のラック歯２７が第
１ギヤ３１を同転させ、他方のラック歯２８が第２ギヤ
３２を回転させる。

ラックバー２６がハウジング１２に関して下方（こ移動
すると、ギヤ３１が第４図（こおいて時計回り方向に回
転され、同時（こ第１の一方向クラッチを構成する入力
軸クラッチ部材３５も時計回り方向に回転する。

このとき第１の一方向クラッチは保合状態を維持し、そ
の出力側クラッチ部材３４とギヤ３３を時計回り方向（
こ１駆動し、さらに中央のギヤ４１によってシャフト１
７を反時計回り方向ζこ回転させる。

ラックバー２６が逆方向に動き、ハウジング１２（こ関
して上方に移動すると、第１の方向クラッチを構成する
出力側及び入力側クラッチ部材３４，３５が互いにすべ
ってギヤ３３は駆動されない。

しかしラックバー２６が上方へ移動するとき他側におい
ては、ギヤ３２が時計回り方向に回転され、第２の一方
向クラッチを構成する出力側及び入力側クラッチ部材３
８．３９は係合状態を維持してギヤ３７を時計回り方向
に回転させ、これζこ噛み合う中央のギヤ４１によって
シャフト１７を反時計回り方向に回転させる。

次ζこラックバ−２６が反転してハウジング１２に関し
て下方Ｑこ移動するときには、ギヤ３２が反時計回り方
向に回転するので、第２の一方向クラッチを構成する出
力側及び入力側クラッチ部材３８．３９は相互にすべっ
て動力を伝えない。

かくて中央の第３シヤフト１７は、ラックバー２６の折
り返し時点毎に、係脱作動を互いに逆に反復する２つの
一方向クラッチの存在Ｑこよって常に反時計回り方向に
のみ回転される。

ラックバー２６の往復動が比較的低速であっても、上述
のように大歯車と小歯車との噛合を複数段、本発明装置
に続いて設置すれは、所望の被回転軸（こ対してかなり
高速度の回転力駆動を行うことができる。

本発明の一実施例を上述したが、本発明の精神を逸脱す
ることなく多くの構造上の変更及び適応を行い得るもの
であることは理解さΔ′Ｌよう。

以上説明したように、本発明は往復動する１駆動部材の
運動を一方向の連続回転運動に変換するのに、この駆動
部材（こ連結された両歯のラックバ−をハウジングを貫
通して往復直線動可能に設け、その両側のラック歯に第
１、第２の平ギヤをそれぞれ噛合し、各ギヤを固持する
２本のシャフトが常ζこ相互紀方向に回転されるように
し、これらのシャフト（こそれぞれ同一回転方向で係脱
する一方自噴み合いクラッチを嵌装し、各クラッチを構
成する入力側クラッチ部材を如れひそのシャツＨこ対し
て軸方向に滑動可能で周方向にはキーにより回転止めさ
れた状態になすとともに、第１、第２の平ギヤとこれζ
こ対面するクラッチの入力側クラッチ部材の背面さの間
ζこ各クラッチを係合させる上線コイルばねを介在させ
、他方各クラッチを構成する出力側クラッチ部材をそれ
ぞれ第３、第４の平ギヤに固着させて何れもそのシャフ
ト（こ回転自在に嵌装し、かつ第３、第４の平ギヤに対
して前記２本のシャフトに平行な第３シヤフ目こ固着さ
れた中央の平キャを常時噛合させたので、往復動する駆
動部材の移動方向の反転に際し、従動する２系統の回転
部材の係脱が２組の一方向クラッチζこよって自動的）
こ、よかも瞬間的に行われ、往復運動を同一方向の回転
運動に変換する動力伝達が途切れることなや継続的に実
施される。

この一方向噛み合いクラッチは装置内の圧縮ばねによっ
て係合される反面、その出力側クラッチ部材が入力側ク
ラッチ部材に対して逆方向に回転される状態ζこなると
、例こは前記のような三角歯形のクラッチのため、クラ
ッチの保合がばねの付勢力に打ち勝ってひおりて（こ外
れるので、複雑な外部からの切換操作手段を必要とせず
構造が簡単ですむ。

また装置全体のこのようζこ簡潔なため、その要部を一
つのハウジング内にまとめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の平面図、第２図はその正面
図、第３図は第２図の３−３線矢印方向の部分横断面図
、第４図は第３図の４−４線矢印方向の部分縦断面図、
第５図は第４図の５−５線矢印方向の部分縦断面図であ
る。 １２・・・・・・ハウジング、１３・・・・・・第１シ
ヤフト、１６・・・・・・第２シャフｌ−１１７・・・
・・・第３シヤフト、２６・・・・・・ラックバ−１２
７，２８・・・・・・ラック歯、２９・・・・・・スロ
ット（案内部材）３０・・・・・・凸条（案内部材）、
３１・・・・・・第１ギヤ、３２・・・・・・第２ギヤ
、３３・・・・・・第３ギヤ、３７・・・・・・第４ギ
ヤ、３４・・・・・・第１クラッチ出力側クラッチ部材
、３５・・・・・・第１クラッチ入力側クラッチ部材、
３８・・・・・・第２クラッチ出力側クラッチ部材、３
９・・・・・・第２クラッチ入力側クラッチ部材、３６
．４０・・・・・・圧縮コイルはね。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジングと、ハウジングを貫いて縦方向の往復動
   可能Ｑこ設けられかつその相反する両側面にそれぞれラ
   ック歯を有するラックバー２６と、このラックバ−を縦
   方向Ｏこ案内するためハウジング内に設けられた案内部
   材と、ラックバー２６の両側においてハウジングに回転
   可能に支承されている一対の平行な第１のシャット１３
   及び第２のシャフト１６と、第１のシャフト１３に固持
   されラックバー２６の一方のラック歯２７と噛み合う第
   １のギヤ３１と、第２のシャフト１６に固持されラック
   バー２６の他方のラック歯２８と噛み合う第２のギヤ３
   ２と、第１のシャフト１３上に第１のギヤ３１と間隔を
   置いて回転自在（こ支承されている第３のギヤ３３と、
   第２のシャフト１６上に第２のギヤ３２と間隔を置いて
   回転自在に支承されている第４のギヤ３７と、第３のギ
   ヤ３３及び第４のギヤ３７と噛み合う中央のギヤ４１を
   固持しかつハウジングζこ支承されてその一端部全ハウ
   ジング外に延出している第３のシャフト１７とを有し、
   さらに第１のシャフト１３及び第２のシャフト１６にお
   いて第１のギヤ３１と第３のギヤ３３との間及び第２の
   ギヤ３２と第４のギヤ３７との間に、互いに同一の回転
   方向で係脱する第１の一方向クラッチと第２の一方向ク
   ラッチとをそれぞれ設け、第１の一方向クラッチを構成
   する入力側クラッチ部材３５を第１のシャフト１３に軸
   方向には滑動可能にかつ回転止めして嵌装するとともに
   、第１の一方向クラッチを構成する出力側クラッチ部材
   ３４を第３のギヤ３３ｃこ固着させて第１のシャフト１
   ３に対し回転自在となし、同じく第２の一方向クラッチ
   を構成する入力側クラッチ部材３９を第２のシャフト１
   ６に軸方向には滑動可能にかつ回転止めして嵌装すると
   ともに、第２の一方向クラッチを構成する出力側クラッ
   チ部材３８を第４のギヤ３７に固着させて第２のシャフ
   ト１６に対し回転自在さなし、かつ前記軸方向に滑動可
   能の各入力側クラツナ部材３５．３９とその背面にそれ
   ぞれ対面する第１のギヤ３１及び第２のギヤ３２との間
   にそれぞれのシャフト１３゜１６を囲んで圧縮コイルは
   ね３６．４０を装着し、各二方向クラッチを構成する入
   力側クラッチ部材３５．３９と同じクラッチを構成する
   出力側クラッチ部材３４．３Ｂとをそれぞれ互いに係合
   可能に付勢して成り、ラックバー２６に与えられる往復
   運動が第３のシャフト１７の一方向の連続回転運動（こ
   変換されることを特徴とする動力伝達装置。 ２ 前記第１及び第２の一方向クラッチが何れも三角歯
   形の一方向噛み合いクラッチで、各三角歯がその歯形の
   一面を横力向に平行とし、歯形の他の一面を両クラッチ
   ともに同じ周方向に配置された傾斜面としている特許請
   求の範囲第１項記載の動力伝達装置。