JP2661667B2 - クラッチ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、回転トルクの伝達系に組込まれるクラッ
チ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、駆動軸の回転をベルト式無段変速装置を介し
て被動軸に伝達する無段変速装置は、スクータ等の車輪
の駆動用として用いられている。

ところで、ベルト式無段変速装置は、摩擦によるトル
ク伝達であるため、運転開始時において、プーリとベル
ト間においてスリップが生じ、トルクの伝達ロスが多
く、ベルト式無段変速装置によって回転される被動軸が
高速回転域に達するまでの立上り性能が悪いという問題
がある。

〔発明が解決しようとする課題〕 そこで、ベルト式無段変速装置とは、別にギヤ伝達装
置又はチエン、歯付ベルト等を設け、被動軸の運転開始
時に、上記ギヤ伝達装置等によって被動軸を回転し、そ
の被動軸が所定の回転数に達したとき、上記被動軸をベ
ルト式無段変速装置によって回転させることにすれば、
被動軸の立上り性能の向上を図ることができる。

この場合、ベルト式無段変速装置の出力軸と被動軸と
の間、およびギヤ伝達装置の出力軸と被動軸との間にク
ラッチを組込み、そのクラッチ操作により被動軸に対す
る回転トルクの伝達経路を切換える必要がある。

ところで、従来のクラッチにおいては、外部からの制
御によって作動させる構成であるため、制御装置を必要
とする。

そこで、この発明は、ベルト式無段変速装置やギヤ伝
達装置等から出力される大きさの異なる２つの入力、あ
るいは回転方向の異なる２つの入力を外部から制御する
ことなく機械的に切換えて被動軸に伝達することができ
るクラッチ装置を提供することを技術的課題としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、この発明においては、
入力軸と出力軸を相対的に貫通配置し、この両軸を少な
くとも２つの軸受でその外側に設けたクラッチ外輪に回
転自在に支持し、出力軸の外径面およびクラッチ外輪の
内径面にカム係合面を設け、そのカム係合面間にクラッ
チ外輪の正転時に上記カム係合面にカム係合する正転用
カム部材と逆転時にカム係合面にカム係合する逆転用カ
ム部材を組込み、各カム部材の収容用ポケットを有し、
出力軸とクラッチ外輪との間に組込まれた保持器を上記
入力軸に連結し、上記ポケット内には各カム部材がカム
係合面と係合する方向にカム部材を偏向するスプリング
を組込み、前記入力軸と出力軸とを回転方向すきまをも
って係合し、その回転方向すきまを保持器のポケット壁
面とカム部材との間に形成された回転方向すきまより大
きくした構成を採用したのである。

〔作用〕

上記のように構成すれば、クラッチ外輪を正転させる
と、正転用カム部材がクラッチ外輪と出力軸のカム係合
面に係合し、逆に、クラッチ外輪を逆転させると逆転用
カム部材がクラッチ外輪および出力軸のカム係合面に係
合する。したがって、クラッチ外輪の正逆いずれの方向
にもクラッチが作動する。

このため、クラッチ装置の入力軸にベルト式無段変速
装置の出力軸の回転を伝え、ギヤ伝達装置の出力軸の回
転を外輪に伝えるようにすれば、運転開始時、入力軸が
出力軸に対して回転方向すきまが無くなるまで回転して
入力軸と出力軸が係合し、同時に、外輪の回転によって
クラッチが入る。このため、出力軸は、入力軸とクラッ
チ外輪とで回転される。

出力軸の回転速度が増し、入力軸からの回転トルクが
クラッチ外輪からの回転トルクより高くなると、入力軸
により出力軸が回転されてクラッチが切れる。このた
め、クラッチ外輪からの回転は、出力軸に伝達されず、
出力軸は入力軸により回転されることになり、出力軸に
対する入力が、クラッチ外輪から入力軸に自動的に切り
換わる。

また、入力軸に対する入力の回転方向とクラッチ外輪
に対する入力の回転方向とを逆にすると、入力軸と共に
回転する保持器によりカム部材が周方向に押されてカム
係合面に対する係合が解除されるため、クラッチが切
れ、入力軸の回転のみが出力軸に伝達される。次に、入
力軸の駆動を停止させると、クラッチ外輪の回転によ
り、回転部材がカム係合面に係合してクラッチが入り、
クラッチ外輪の回転を出力軸に伝達することができる。
このとき、入力軸も出力軸と同方向に回転されるため、
入力軸のトルク伝達路に必要ならば一方向クラッチを設
けておくようにする。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図および第２図は、この発明に係るクラッチ装置
の第１の実施例を示す。このクラッチ装置は、入力軸１
の外側に筒状の出力軸２が嵌合されている。入力軸１に
は、出力軸２が嵌合する位置の外径面に軸方向の突条３
が設けられ、その突条３は出力軸２の内径面に形成した
軸方向の係合溝４に挿入され、この係合溝４の外面との
間に回転方向すきまＡが設けられている。

入力軸１と出力軸２の組立部材は、２つの軸受５を介
してクラッチ外輪６に回転自在に支持されている。クラ
ッチ外輪６の外径面にはギヤ７が設けられ、また、内径
面には円筒面から成るカム係合面８が設けられている。
一方、出力軸２の外径面には、軸芯に直角な直線に対し
て直交する平坦なカム係合面９が形成され、このカム係
合面９と上記クラッチ外輪６のカム係合面８との間に一
対のローラから成る正転用カム部材10′と逆転用カム部
材10′が組込まれている。

正転用カム部材10′および逆転用カム部材10″のそれ
ぞれは、クラッチ外輪６の内側に組込まれて入力軸１に
連結された保持器11のポケット12に収納され、そのポケ
ット12内に組込んだスプリング13により反対方向に押圧
されてクラッチ外輪６のカム係合面８および出力軸２の
カム係合面９と係合している。その係合状態におけるカ
ム部材10′、10″とポケット12の壁面との間に回転方向
にすきまＢが形成され、この回転方向すきまＢは、入力
軸１と出力軸２との間に形成された前記の回転方向すき
まＡより小さくなっている。

14は、出力軸２に取付けたギヤを示す。

第１の実施例で示すクラッチ装置は上記の構成から成
り、このクラッチ装置は、例えば、ベルト式無段変速装
置とギヤ伝達装置の２つの入力を機械的に切換えて被動
軸に伝達する場合に用いる。この場合、ベルト式無段変
速装置の出力軸の回転を入力軸１に伝え、ギヤ伝達装置
の出力軸の回転をクラッチ外輪６に伝え、さらに、出力
軸２に被動軸を接続する。また、ベルト式無段変速装置
の出力軸はギヤ伝達装置の出力軸の出力軸により高速で
回転されるようにしておく。

いま、ベルト式無段変速装置およびギヤ伝達装置の運
転を開始して入力軸１およびクラッチ外輪６を正回転
（第２図の矢印方向）させると、第３図に示すように、
入力軸１の突条３が係合溝４の側面に係合し、出力軸２
を回転させようとする。このとき、出力軸２には負荷が
あるため、その負荷によって入力軸１に回転を付与する
ベルト式無段変速装置のベルトに滑りが生じ、入力軸１
で出力軸２を十分回転させることができない。

一方、クラッチ外輪６の回転によって正転用カム部材
10′が第３図に示すクラッチ外輪６および出力軸２のカ
ム係合面９に係合し、クラッチが入る。

このため、クラッチ外輪６の回転は、正転用カム部材
10′を介して出力軸２に伝達されることになり、出力軸
２は、クラッチ外輪６と入力軸１とで回転されると共
に、クラッチ外輪６の回転速度と同一速度で回転され
る。

出力軸２の回転速度が増し、入力軸１からの回転トル
クがクラッチ外輪６からの回転トルクを上回ると、出力
軸２は、入力軸１によって回転される。このとき、出力
軸２は、クラッチ外輪６に対して先行回転するため、正
転用カム部材10′は、クラッチ外輪６のカム係合面８を
滑り、クラッチが切れる。一方、入力軸１と共に回転す
る保持器11のポケット12の壁面は、第３図に示すよう
に、逆転用カム部材10″を解除位置に向けて押すため、
クラッチ外輪６の回転は出力軸２に伝達されず、出力軸
２は、入力軸１と同一速度で回転し、出力軸２に対する
入力が自動的に切り換わる。

なお、この発明に係るクラッチ装置の使用例はこれに
限定されず、例えば、回転方向が異なる２つの入力によ
って、出力軸２を正逆回転させる場合にも用いることが
できる。

入力軸１とクラッチ外輪６とを逆方向に回転させる
と、入力軸１と共に回転する保持器11のポケット12の壁
面がその回転方向前側のカム部材を周方向に押圧するた
め、クラッチが切れると共に、突条３が係合溝４の側面
に係合するため、入力軸１の回転のみが出力軸２に伝達
される。そこで、入力軸１への回転伝達を遮断して入力
軸１を停止させると、クラッチ外輪６の回転によって、
カム部材がカム係合面８、９に係合し、クラッチが入
る。このため、クラッチ外輪６の回転がカム係合面８、
９に係合するカム部材を介して出力軸２に伝達され、出
力軸２が前記とは逆方向に回転する。このとき、突条３
と係合溝４の係合によって入力軸１も同方向に回転され
るため、入力軸１へのトルク伝達経路に一方向クラッチ
等の組込んで回転に支障のないようにしておく。

第４図および第５図は、この発明に係るクラッチ装置
の第２の実施例を示す。

このクラッチ装置は、クラッチ外輪６の内径面に平坦
なカム係合面８′を設け、出力軸２の外径面に円筒面か
ら成るカム係合面９′を形成して、カム係合面８′、
９′の形成位置を第１の実施例と逆の配置としてある。
他の構成および作用は第１の実施例と同様である。

第６図および第７図は、この発明に係るクラッチ装置
の第３の実施例を示す。このクラッチ装置は、クラッチ
外輪６および内径面および出力軸２の外径面に形成した
カム係合面８″、９″を円筒面としてある。

また、保持器11の周方向に設けた複数のポケット12
に、まゆ形スプラグから成る正転用カム部材20′と逆転
用カム部材20″とを交互に収容し、各カム部材20′、2
0″が出力軸２およびクラッチ外輪６のカム係合面
８″、９″と係合する方向にカム部材20′、20″を偏向
するスプリング13′をポケット12に組込んである。他の
構成および作用は第１の実施例と同じである。

上記のように、カム部材20′、20″としてまゆ形スプ
ラグを用いると、クラッチ外輪６および出力軸２のカム
係合８″、９″を円筒面とすることができるため、加工
が容易であり、コストの低減化を図ることができる。

第８図および第９図は、この発明に係るクラッチ装置
の第３の実施例を示す。このクラッチ装置は、入力軸１
を筒状とし、その入力軸１の内側に出力軸２を挿通して
入力軸１出力軸２の配置を第１の実施例と逆の配置する
と共に、入力軸１の内径面に突条３を形成し、出力軸２
の外径面に係合溝４を設けてある。

また、入力軸１に一体に保持器11を設け、その保持器
11に設けたポケット12に、正転用カム部材10、′逆転用
カム部材10″および各カム部材10′、10″をクラッチ外
輪６および出力軸２のカム係合面８、９に係合させるス
プリング13とを組込んである。

さらに、入力軸１には、ベルト式無段変速装置の出力
軸の回転を伝達するために、ギヤ15を設けてある。他の
構成および作用は第１の実施例と同じである。

〔発明の効果〕

この発明は、以上のような構成としたので、回転方向
が同じで回転速度が異なる２つの入力、あるいは回転方
向が異なる２つの入力を外部から制御することなく機械
的に切換えて被動軸に伝達するクラッチを可能とするこ
とができる。また、入力軸と出力軸を相互に貫通配置
し、この入力軸と出力軸を２つの軸受でクラッチ外輪に
回転自在に取付けたので入力軸と出力軸が相対的に折れ
曲がることがなく、各軸を剛性の高い支持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るクラッチ装置の第１の実施例を
示す縦断正面図、第２図は第１図のII−II線に沿った断
面図、第３図は同上の動力伝達状態を示す拡大断面図、
第４図は同上のクラッチ装置の第２の実施例を示す縦断
正面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線に沿った断面図、第
６図は同上クラッチ装置の第３の実施例を示す縦断正面
図、第７図は第６図のVII−VII線に沿った断面図、第８
図は同上クラッチ装置の第４の実施例を示す縦断正面
図、第９図は第８図のIX−IX線に沿った断面図である。 １……入力軸、２……出力軸、 ５……軸受、６……クラッチ外輪、 ８、８′、８″……カム係合面、 ９、９′、９″……カム係合面、 10、′20′……正転用カム部材、 10″、20″……逆転用カム部材、 11……保持器、12……ポケット、 13……スプリング、 Ａ・Ｂ……回転方向のすきま。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸と出力軸を相対的に貫通配置し、こ
   の両軸を少なくとも２つの軸受でその外側に設けたクラ
   ッチ外輪に回転自在に支持し、出力軸の外径面およびク
   ラッチ外輪の内径面にカム係合面を設け、そのカム係合
   面間にクラッチ外輪の正転時に上記カム係合面にカム係
   合する正転用カム部材と逆転時にカム係合面にカム係合
   する逆転用カム部材を組込み、各カム部材の収容用ポケ
   ットを有し、出力軸とクラッチ外輪との間に組込まれた
   保持器を上記入力軸に連結し、上記ポケット内には各カ
   ム部材がカム係合面と係合する方向にカム部材を偏向す
   るスプリングを組込み、前記入力軸と出力軸とを回転方
   向すきまをもって係合し、その回転方向すきまを保持器
   のポケット壁面とカム部材との間に形成された回転方向
   すきまより大きくしたクラッチ装置。