JP2004239406A - クラッチ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】前記接続状態と切断状態とを切り換えるために制御部材4に対して回転抵抗を付与するかしないかを、遠心力の大小に応じて動作する遠心摩擦部材10,11で自動的に行わせるようにしている。これにより、従来例のような電磁ブレーキに比べて構成が簡素で済むとともに、電磁ブレーキの動作を制御するための装置や電力が不要となる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
本願出願人は、構成簡素なクラッチ装置を提案している(特許文献1参照)。
【0003】
このクラッチ装置は、第1回転軸と、その内周に転がり軸受を介して相対回転可能に挿通される第2回転軸と、前記第1回転軸の内周に対して前記第2回転軸と同一軸線上に向き合う状態で挿通配置される制御軸と、前記制御軸が回転抵抗を受けないときに前記第1回転軸と第2回転軸との間で回転動力を伝達しない切断状態とする一方で制御軸が回転抵抗を受けたときに第1回転軸と第2回転軸との間で回転動力を伝達する接続状態にするクラッチ作用部とを有する。なお、制御軸に対して回転抵抗を付与するものとして、電磁ブレーキを用いている。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−213500号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本願出願人は、上記クラッチ装置の開発を進めている過程で、さらなる構成簡素化と低コスト化を図ることを見出した。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明のクラッチ装置は、第1回転軸と第2回転軸との間で回転動力を伝達する接続状態や伝達しない切断状態に切り換えるもので、前記第1回転軸に対して軸方向に不動で相対回転可能に支持される制御部材と、前記第1回転軸に設けられる摩擦面と、前記第2回転軸の外周に対して周方向に不動で軸方向に変位可能に嵌合されかつ前記第1回転軸の摩擦面に対して接触・離隔される摩擦面を有するクラッチ体と、前記クラッチ体の摩擦面を前記第1回転軸の摩擦面に対して押し付ける向きに常時付勢する付勢部材と、所定以上の遠心力を受けたときのみ前記制御部材に対して回転抵抗を付与する遠心摩擦部材と、前記遠心摩擦部材で前記制御部材に回転抵抗を付与していないときに、前記クラッチ体の摩擦面を前記第1回転軸の摩擦面に対して圧接させて前記接続状態とする一方で、前記遠心摩擦部材で前記制御部材に回転抵抗を付与したときに、前記クラッチ体の摩擦面を前記第1回転軸の摩擦面から離隔させて前記切断状態とするカム機構とを含む。
【0007】
この構成では、制御部材に対して回転抵抗を付与するかしないかを、所定回転数を超えたときに遠心力で動作する遠心摩擦部材で自動的に行うようにしている。これにより、従来例のような電磁ブレーキと異なり、構成が簡素で済むとともに、電磁ブレーキの動作を制御するための装置や電力が不要となる。
【0008】
ところで、上記カム機構は、前記制御部材および前記クラッチ体において互いに軸方向で対向する面の円周数ヶ所に設けられかつ少なくとも周方向一方へ向けて溝深さが漸次浅く設定されるカム溝と、両カム溝間に周方向転動可能に介装されるクラッチ用玉とを含み、前記クラッチ用玉が前記両カム溝の深い部分に位置したときに、前記クラッチ体を前記制御部材側へ近づけて前記両摩擦面を圧接させる一方で、前記クラッチ用玉が前記両カム溝の浅い部分に位置したときに、前記クラッチ体を前記制御部材から遠ざけて前記両摩擦面を離隔させるようにすることができる。
【0009】
この場合、接続状態や切断状態を維持しやすくなり、動作が安定する。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1から図7に本発明の一実施形態を示している。図例のクラッチ装置1は、同心に配置される第1回転軸2と第2回転軸3との間で回転動力を伝達するクラッチ接続状態と遮断するクラッチ切断状態とに切り換えるものである。
【0011】
第1回転軸2は、円筒形に形成されており、第2回転軸3は、円柱形に形成されている。第1回転軸2の内周に第2回転軸3の一端側(図の左側)が同心状に挿入されている。
【0012】
上記第1回転軸2の内周面において軸方向途中から一方軸端(図の右側)までの領域には、外側へ向けて拡径するテーパコーン形状の摩擦面2aが設けられている。また、第1回転軸2の内周面において円筒形の領域には、深溝型玉軸受などの転がり軸受20を介して制御部材4が軸方向に不動で相対回転可能に挿入されている。
【0013】
一方、第2回転軸3の外周面において軸方向中間領域には、スプライン歯3aが形成されており、このスプライン歯3aには、クラッチ体5がスプライン嵌合されることにより周方向に不動で軸方向に変位可能に取り付けられている。このクラッチ体5は、第1回転軸2の内周において摩擦面2aの存在する範囲内に配置されている。
【0014】
上記制御部材4は、円筒部4aの一端側に径方向外向きに延びる鍔部4bを設けた形状である。この制御部材4の円筒部4a内周に対して第2回転軸3の一方軸端が相対回転可能に嵌入支持されているとともに、C形リング21を介して軸方向に位置決めされている。
【0015】
上記クラッチ体5は、環状板からなり、その外周には、第1回転軸2の摩擦面2aに対して合致するテーパコーン形状の摩擦面5aが設けられている。このクラッチ体5は、第1回転軸2の摩擦面2aの内周において制御部材4の鍔部4bと軸方向で対向する状態で配置されている。
【0016】
このクラッチ体5と、第2回転軸3のスプライン歯3aの軸方向途中に係合された止め輪22との間には、クラッチ体5を制御部材4側へ常時弾発付勢する付勢部材としての円錐コイルバネ7が介装されている。
【0017】
上記制御部材4の鍔部4bとクラッチ体5との各対向面の円周数ヶ所には、一対となるカム溝4c,5bが設けられており、両カム溝4c,5bの間にクラッチ用玉6が介装されている。カム溝4c,5bは、それぞれ、周方向に沿う長溝形状に形成されており、その周方向中央から周方向両側へ向けて漸次浅くなるすり鉢形状になっている。
【0018】
上記制御部材4のカム溝4c、クラッチ体5のカム溝5b、クラッチ用玉6がカム機構を構成している。つまり、このカム機構は、制御部材4とクラッチ体5との相対回転に伴い両カム溝4c,5b間においてクラッチ用玉6が周方向に転動してクラッチ体5を制御部材4に対して近接・離隔させるよう動作する。
【0019】
上記制御部材4の円筒部4aの外側には、遠心摩擦部材としての二つの半円筒形のブレーキシュー10,11が円筒形となるように配置されている。これらブレーキシュー10,11の各一端は、制御部材4の円筒部4a外端面に対してピン12a,12bを介して揺動可能に支持されており、また、ブレーキシュー10,11の各他端には、引っ張りばね13が互いを近接させるように取り付けられている。
【0020】
このブレーキシュー10,11の外径側には、円筒形の固定環体8が配置されている。
【0021】
なお、ブレーキシュー10,11の外径部分には、固定環体8の内周面に対して当接される凸部10a,11aが設けられている。なお、この凸部10a,11aは、ブレーキシュー10,11において引っ張りばね13寄りに設けられており、この配置により、固定環体8に対して大きな摩擦力を付与できるようになる。
【0022】
次に、動作について説明する。ここでは、図示しないモータの回転動力を第1回転軸2に入力させて、制御部材4の回転速度に応じて第1回転軸2に入力される回転動力を第2回転軸3に対して伝達または遮断するようにしている。つまり、第1回転軸2を回転動力の入力側とし、第2回転軸3を出力側とする。
【0023】
まず、第1回転軸2が非回転の状態では、クラッチ体5が円錐コイルバネ7の弾発付勢力によって制御部材4側に近づけられているとともに、図6に示すように、クラッチ用玉6が両カム溝4c,5bの深い部分に位置しており、これによってクラッチ体5の摩擦面5aが第1回転軸2の摩擦面2aに対して圧接されている。このとき、ブレーキシュー10,11に対して遠心力が作用していないので、引っ張りばね13の引っ張り弾力でもってブレーキシュー10,11が径方向内向きに閉じられていて、その凸部10a,11aが固定環体8の内周面から離れている。このため、第1回転軸2と第2回転軸3と制御部材4が一体化して同期回転する状態、つまり第1回転軸2から第2回転軸3へ回転動力を伝達できる接続状態になっている。
【0024】
ここで、第1回転軸2に回転動力を入力することにより、第2回転軸3の回転速度が所定の回転速度を越えるまでは、上記接続状態を維持するが、前記所定の回転速度を越えると、ブレーキシュー10,11に作用する遠心力が、引っ張りばね13の引っ張り弾力に打ち勝つことになって、ブレーキシュー10,11が径方向外向きに開いてその凸部10a,11aが固定環体8の内周面に対して圧接されることになる。その摩擦トルクにより制御部材4の回転速度がクラッチ体5および第2回転軸3よりも遅くなるので、制御部材4のカム溝4cとクラッチ体5のカム溝5bとが周方向一方へずれて、図7に示すように、クラッチ用玉6が両カム溝4c,5bの浅い部分に位置するとともに、クラッチ体5が円錐コイルバネ7の弾発付勢力に抗して制御部材4から遠ざかる向きに移動させられて、クラッチ体5の摩擦面5aが第1回転軸2の摩擦面2aから離隔される。そのため、第1回転軸2に対して第2回転軸3が相対回転する状態、つまり第1回転軸2から第2回転軸3に対して回転動力を伝達しない切断状態になる。
【0025】
このように切断状態になると、第2回転軸3および制御部材4の回転数が下がるが、この回転速度が所定未満に下がって、ブレーキシュー10,11に作用する遠心力よりも引っ張りばね13の引っ張り弾力が勝ると、ブレーキシュー10,11が径方向内向きに閉じてその凸部10a,11aが固定環体8の内周面から離れるので、制御部材4の回転抵抗が激減する。この一方で、第2回転軸3が回転動力を伝達する相手部材から回転抵抗を受けているので、制御部材4の回転速度が第2回転軸3およびクラッチ体5の回転速度よりも遅くなって、クラッチ用玉6が両カム溝4c,5bの深い部分に位置するとともに、円錐コイルバネ7の弾発付勢力によりクラッチ体5が制御部材4側へ近づく向きに変位して、クラッチ体5の摩擦面5aが第1回転軸2の摩擦面2aに対して圧接されることになる。このため、第1回転軸2に対して第2回転軸3および制御部材4が一体化して同期回転する状態、つまり第1回転軸2から第2回転軸3に対して回転動力を伝達する接続状態になる。
【0026】
なお、上記とは逆に、第2回転軸3を入力側として、第1回転軸2を出力側としても上記同様に接続状態と切断状態とに切り換えることができる。
【0027】
以上説明したように、上記クラッチ装置1は、接続状態と切断状態との切り換えを、遠心力で動作するブレーキシュー10,11で自動的に行うようにしているから、従来例の電磁ブレーキよりも遥かに簡素な構成であるとともに、電磁ブレーキの動作を制御するための装置や前記動作制御のための電力が不要となるなど、イニシャルコストならびにランニングコストの低減に貢献できる。
【0028】
また、上記実施形態のように、接続状態においてブレーキシュー10,11による摩擦トルクが制御部材4に対して作用させないようにしていれば、動力伝達ロスがなく、効率的である。
【0029】
なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が可能である。
【0030】
(1)上述したクラッチ装置1は、例えば自動車のエンジンとモータの2種の動力源を有するハイブリッドカーにおいて、自動車の走行速度が一定の速度に到達するまでの間において上記エンジン動力で前輪を駆動させるとともに上記モータ動力で後輪を駆動させる四輪駆動形態とし、自動車の走行速度が一定の速度を越えた場合に、後輪へのモータ動力の伝達を遮断して前二輪駆動形態とするために利用することができる。
【0031】
(2)上記実施形態のカム溝4c,5bについては、周方向一方へのみ漸次浅くした形状にすることができる。この場合、一対のカム溝4c,5bは、互いに周方向逆向きに配置する必要がある。このような構成では、入力軸となる第1回転軸2をいずれか一方のみに回転駆動させる必要がある。
【0032】
(3)上記実施形態において、クラッチ装置1の円錐コイルバネ7は、皿ばねや円筒コイルバネなどを用いても同様に実施できる。
【0033】
【発明の効果】
本発明では、第1回転軸と第2回転軸との間で回転動力を伝達させる接続状態と伝達しない切断状態との切り換えについて、遠心力に応じて動作する遠心摩擦部材で自動的に行わせるようにしており、構成簡素化ならびに低コスト化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るクラッチ装置の接続状態を示す断面図
【図2】図1のクラッチ装置の切断状態を示す断面図
【図3】図1の(3)−(3)線断面の矢視図
【図4】図2の(4)−(4)線断面の矢視図
【図5】図1のクラッチ装置の分解斜視図
【図6】図1のカム機構の接続状態を示す要部拡大図
【図7】図2のカム機構の切断状態を示す要部拡大図
【符号の説明】
1 クラッチ装置
2 第1回転軸
3 第2回転軸
3a 第2回転軸の摩擦面
4 制御部材
4c 制御部材のカム溝
5 クラッチ体
5a クラッチ体の摩擦面
5b クラッチ体のカム溝
6 クラッチ用玉
7 円錐コイルバネ
8 固定環体
10,11 ブレーキシュー
Claims (2)
- 第1回転軸と第2回転軸との間で回転動力を伝達する接続状態や伝達しない切断状態に切り換えるクラッチ装置であって、
前記第1回転軸に対して軸方向に不動で相対回転可能に支持される制御部材と、
前記第1回転軸に設けられる摩擦面と、
前記第2回転軸の外周に対して周方向に不動で軸方向に変位可能に嵌合されかつ前記第1回転軸の摩擦面に対して接触・離隔される摩擦面を有するクラッチ体と、
前記クラッチ体の摩擦面を前記第1回転軸の摩擦面に対して押し付ける向きに常時付勢する付勢部材と、
所定以上の遠心力を受けたときのみ前記制御部材に対して回転抵抗を付与する遠心摩擦部材と、
前記遠心摩擦部材で前記制御部材に回転抵抗を付与していないときに、前記クラッチ体の摩擦面を前記第1回転軸の摩擦面に対して圧接させて前記接続状態とする一方で、前記遠心摩擦部材で前記制御部材に回転抵抗を付与したときに、前記クラッチ体の摩擦面を前記第1回転軸の摩擦面から離隔させて前記切断状態とするカム機構とを含む、クラッチ装置。 - 前記カム機構は、前記制御部材および前記クラッチ体において互いに軸方向で対向する面の円周数ヶ所に設けられかつ少なくとも周方向一方へ向けて溝深さが漸次浅く設定されるカム溝と、両カム溝間に周方向転動可能に介装されるクラッチ用玉とを含み、
前記クラッチ用玉が前記両カム溝の深い部分に位置したときに、前記クラッチ体を前記制御部材側へ近づけて前記両摩擦面を圧接させる一方で、前記クラッチ用玉が前記両カム溝の浅い部分に位置したときに、前記クラッチ体を前記制御部材から遠ざけて前記両摩擦面を離隔させる、請求項1のクラッチ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003031510A JP2004239406A (ja) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | クラッチ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003031510A JP2004239406A (ja) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | クラッチ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004239406A true JP2004239406A (ja) | 2004-08-26 |
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ID=32958074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003031510A Pending JP2004239406A (ja) | 2003-02-07 | 2003-02-07 | クラッチ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004239406A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006234165A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | General Electric Co <Ge> | 回転装置駆動システム |
JP2006307972A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Ntn Corp | 直動ワンウェイクラッチ |
JP2012026575A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Tai-Her Yang | クラッチ装置 |
JP2012026573A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Tai-Her Yang | 始動制限トルクにおいて滑り制動するクラッチ |
JP2012052655A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-03-15 | Tai-Her Yang | クラッチ装置 |
JP2017003009A (ja) * | 2015-06-11 | 2017-01-05 | 株式会社エクセディ | クラッチ装置 |
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2003
- 2003-02-07 JP JP2003031510A patent/JP2004239406A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006234165A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | General Electric Co <Ge> | 回転装置駆動システム |
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