JPH0429626A - 円筒コロ型二方向クラッチ - Google Patents
円筒コロ型二方向クラッチInfo
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- JPH0429626A JPH0429626A JP2047292A JP4729290A JPH0429626A JP H0429626 A JPH0429626 A JP H0429626A JP 2047292 A JP2047292 A JP 2047292A JP 4729290 A JP4729290 A JP 4729290A JP H0429626 A JPH0429626 A JP H0429626A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
- F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
- F16D41/08—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
- F16D41/10—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action with self-actuated reversing
- F16D41/105—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action with self-actuated reversing the intermediate members being of circular cross-section, of only one size and wedging by rolling movement not having an axial component between inner and outer races, one of which is cylindrical
-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D43/00—Automatic clutches
- F16D43/02—Automatic clutches actuated entirely mechanically
- F16D43/04—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by angular speed
- F16D43/14—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by angular speed with centrifugal masses actuating the clutching members directly in a direction which has at least a radial component; with centrifugal masses themselves being the clutching members
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)
- Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
に関する。
輪の間に円筒コロ、スプラグ等のくさび部材を設け、内
輪と外輪の回転に対し一方向のみにトルクを伝達するよ
うに構成された機械部品である。二方向クラッチ(ツー
ウェイクラッチ)は上記ワンウェイクラッチの機能を正
逆両回転方向に持たせたものである。ツーウェイクラッ
チは車両等の四輪Iに輪駆動の自動切替え等に応用され
るが、以下にその原理を説明する。
駆動の切替え機構の説明図である。jIl(A)図は車
両が前進している際のツーウェイクラッチの状態である
。外輪20には左右対祢のアーチ状のカム面(2]、a
、21b)で構成されるコロ受容部21が設けられ、該
コロ受容部にはカム面と内輪との間にくさび部材である
円筒コロ30が挿入さ乳ている。4oは前記円筒コロを
支持するケージである。説明のために、車両は二輪駆動
時は前輪駆動であり、ツーウェイクラッチの外輪20は
駆動力を発生するエンジン等の動力源と、又、内輪10
は従駆動輪である後輪と接続されているものとする。車
両が二輪駆動(すなわち前輪駆動)で走行中、クラッチ
外輪20はエンジン等の動力源に接続され矢印入方向に
回転し、一方、後輪は地面の摩擦力のみでフリーに回転
し、その回転が内輪10に伝えられ外輪と同一方向(矢
印A)に回転する。このとき、適宜外部のギア比等を選
択し、駆動力を伝達する外輪2oの回転速度よりも内輪
の回転速度が常に数%速くなるようにしておく。上記の
如く通常は内輪の回転が外輪よりも速いため、コロ3o
は図中左方向に摩擦力を受け、カム面21bとコロ3o
はフリーの状態となっており、内外輪は互いにフリーに
回転する。
プしたような場合には、車両の走行速度が急激に低下し
、従動輪である後輪に接続された内輪10の回転速度が
低下し始める。前輪のスリップ状態が継続し、内外輪の
速度が同じになると、コロ30は内外輪の速度差から生
じる左向きに作用する摩擦力を失いカム面21bと内輪
10との間に食い込むようになり、クラッチは接続状態
となる。このような状態になると内輪10には外輪20
のトルクが伝達され、後輪にも駆動力が伝達されて四輪
駆動の状態となる。四輪駆動状態で後輪の駆動力によっ
て車両がスリップ状態から脱出すると再び車両は動きは
じめ、後輪の回転がクラッチ内輪の回転数を増加させる
。内輪の回転速度が外輪を上回ると再びコロはくさび作
用を失いクラッチはフリーの状態となり1通常の二輪駆
動状態に復帰する。
す。内外輪は前進時とは反対方向である矢印B方向に回
転する。後進時には図に示すようにケージ40の位置が
図中左側にずらされ、コロ30は左側のカム面21aと
くさび作用を行なう。
転させた場合には、内輪の回転数が外輪の回転数を常に
上回るという特性のために常にクラッチはロック状態と
なり、クラッチの機能を果たさないためである。上記の
ように後進時においても従動輪である車両後輪と接続さ
れたクラッチ内輪の回転速度は駆動源と接続された外輪
の回転速度よりも高く設定されているため、平常の走行
時にはクラッチはフリーに回転し車両は二輪駆動で駆動
される。駆動輪である前輪がスリフプすると車両の速度
は低下するため後輪の回転速度は低下し、クラッチ内外
輪の速度が同一となるとコロ30はくさび作用でカム面
2iaに食い込み、クラッチが接続状態となり後輪にも
駆動力が伝達されて一時的に四輪駆動状態となる。その
後四輪駆動にてスリップ状態から脱出すると内輪の回転
数は再び増加し、クラッチは再び解除状態となって車両
は通常の二輪駆動状態に復帰する。以上の後進時におけ
るクラッチの作用は前進時のものと全く同じである。
可能とするためにはくさび要素であるコロを保持するケ
ージを車両の進行方向の切替え時に所定量円周方向にシ
フトする必要力くある。このシフト操作は、従来通常手
動にて行なわれており、運転者が進行方向を切替える際
にレノく一操作等番こよってケージの位置をずらせるこ
とによって行なわれていた。又、油圧力等、外部のアク
チュエータを利用してケージ位置をシフトする方法も知
られるが、特別のエネルギー源が必要で装置のコスト高
、大型化等の不利がある。
な動力源を必要とせずツーウェイクラッチにおけるケー
ジのシフト動作を自動化することを目的とする。
称なアーチ状のカム面で形成されるコロ受容部を複数有
する外輪と、前記コロ受容部に配置される二〇と、該コ
ロの支持部を有し、前記外輪内周側に配置されるケージ
とからなるツーウェイクラッチにおいて、前記ケージは
回転軸方向に延在した部分と、該延在部に半径方向に設
けられたクラッチシュー受容部を有し、該クラッチシュ
ー受容部に摺動嵌合するクラッチシューはクラッチ外部
の部材と摺動する摺動面を有することを特徴とするツー
ライクラッチを提供する。
において、駆動力を与えられて回転する外輪に対し、ケ
ージは、該ケージに半径方向に摺動可能に設けられたク
ラッチシューがクランチハウング等の外部の固定部材と
摺動接触することによって常にクラッチの回転方向とは
逆方向の力を受ける。このためクラッチの正逆転切替え
時にはケージは中立位置から円周方向にシフトし、適宜
コロと回転方向に応じたカム面とが接するように変位す
る。
を説明する。
右側面図である。
、前述の例では従動輪である車両後輪とギア等を介して
接続される。20はクラッチ外輪であり、前述の例では
動力源であるエンジン等の出力トルクが伝達される。動
力伝達用に外輪外周にギア、スプライン等を加工するこ
ともある@30はくさび要素としての円筒コロであり、
ケージ40によって保持されて内輪・外輪間に嵌装され
る。
る。
周面には複数の(図では12箇所)コロ受容部21が形
成され、該コロ受容部は左右対称のカム面(21a 、
2 l b)を有する。このカム面(21a、21
.b)とコロ30とのくさび作用によってクラッチの接
続が行なわれる。
と外輪20の間に紐み込まれ、前記コロを保持するため
の保持部41をコロと同数具備している。該保持部41
はケージ40の軸方向の延在部42を円周方向に等間隔
に切欠いて形成する。ケージ40はコロ30を介して外
輪20と組み合わされ、外輪と一体に回転する。ケージ
40は外輪2oに対して第2図中右側から挿入され、外
輪20の内径側右端部に設けられた切欠部22に突き当
てられる。又、ケージ40の左端部にはねじ穴43が図
では4@所設けられており、外輪20の左側からかぶせ
られるサイドプレート50(j[5図)が該ねじ穴にね
し止めされることによって外輪20に対して固定される
。このように、ケージ40は外輪20に対して軸方向に
は一体に固定されるが、円周方向にはコロ30が、コロ
の両側の前記カム面(21a、21b)の間で移動可能
な分だけ回転可能である。ケージ40は更に軸方向図中
右方向に拡大径部44を有し、該拡大径部44はその直
径方向両端部に2箇所の所定幅の切欠溝45を有する。
径方向に摺動可能に受容する。
、円弧状の外周部61は第1図に破線で示した固定部材
100の内周部と常に摩擦接触する。従って、該外周部
61は摩擦力が高く発熱等に強い材料で形成することが
望ましい。固定部材100はクラッチ機構とは無関係の
固定のフレーム等、例えばクラッチハウジング等の一部
を成形すれば良いが、特に固定されている必要はなく、
クラッチ外輪よりも常に遅い速度で回転する回転部材で
あフても構わない。前記クラッチシュー60はケージ4
oの溝45に挿入された後1図中右側から第6図に示す
ガイドプレートをケージ右側に固定することによってク
ラッチと一体に組み込まれる。このとき、クラッチシュ
ーの下端に設けた突出部62がガイドプレート90のシ
ュー係台部91と係合し、シューの半径方向への脱落が
防止される。尚、回転速度が速い場合にはコロに対する
遠心力が強く働き、コロ30は半径方向外側に変位し、
くさび作用を失う傾向となるが、この場合でもシュー6
0と外部部材100との間の摩擦力が大きくなり、ケー
ジ40及びコロ30をより強く左右に押し付けるためく
さび作用が維持される。又、シューの数は実施例では2
個であるが設計条件により適宜決定すれば良い。
材の中央部を湾曲突出させた形状をなしている。該板バ
ネはガイドプレート9oの一部を折り曲げて突出させた
バネ座部92とクラッチシュー60の間に装着され、ク
ラッチシュ−60に常に半径方向外向きの付勢力を付与
する。尚、前記板バネは起動時や低速回転時でシューに
加わる遠心力が小さい場合であっても確実にケージの変
位を生じさせるためにシューに対して付勢力を加えるた
めに設けたものであるが、クラッチの動作条件によって
は省略することもできる。
両を前進方向に起動するとエンジン回転数の増加に伴い
外輪20及びこれと一体に回転するケージ4oの回転数
が増加する。このとき、クラッチシュー60は遠心力に
よってクラッチボックス等の固定部材の一部に設けられ
た固定部材ユOOと摺動し、この摩擦力によってケージ
にはクラッチの回転方向とは反対方向の回転力が付与さ
れる。この逆方向の回転力がケージをクラッチの回転方
向とは逆方向に回転せしめ、コロ30がカム面21bと
接触して第1図(A)に示すようなりラッチの作動状態
となる。車両が前進する間。
おり、かつ通常走行時には内輪10の回転速度が外輪よ
りも数%速くなるように設定されているためコロ30に
は食い込み方向とは反対方向の摩擦力が作用し、クラッ
チは切断状態を維持する。前述の如く、路面のぬかるみ
、凹凸等、何らかの理由で駆動輪である前輪がスリップ
を起すとエンジンのみ回転し、車両の速度は低下するこ
ととなる。このためクラッチも外輪のみ回転し、車両後
輪と接続されたクラッチ内輪の回転数が急激に低下する
。クラッチ内輪の速度が外輪よりも低下すると、コロ3
0への摩擦力が失われるためコロ30はカム面21bに
対して食い込み、クラッチはロックする。この結果、ク
ラッチ内輪10は外輪20と一体となり等速度で回転す
るようになるため、前輪にも駆動力が付与されて一時的
に4輪駆動状態となる。四輪駆動によって車両がスリッ
プ状態から復帰して速度を回復するとクラッチ内輪の回
転数は再び上昇し、外輪の回転数を上回るようになる。
は通常の二輪駆動状態に復帰する。以上は車両が前進す
る際のクラッチの作用を説明したものであるが、後進時
であっても回転方向が異なるだけで動作に変わるところ
はない。
進時とは逆方向にシフトされる点が異なるだけである。
の実施例を示す図である。本図において第2図と異なる
点はコロ30がコロ受容部21内において常に中立状態
(コロがいずれのカム面とも当接しない状態)となるよ
うな方向にケージに対して付勢力を付与するケージ付勢
バネ80を設けた点にある。1g10図はケージ付勢バ
ネ80を示し、本図に示したものは棒状のバネ材を折り
曲げタトーションバネである。該トーションバネ80は
外輪に設けられた穴24(第11図(C))とケージ2
0に設けられた穴46(3112図(C))とに挿入さ
れる。又、ケージ40の右側面には第12図(B)(C
)に示した如く溝47が掘ら九、組みつけられたケージ
付勢バネ80を受容してバネ80の回転を防止する。該
トーションバネ80は外輪20とケージ40を接続し、
コロ30が外輪のコロ受容部21の常に中央に来るよう
にケージに対して付勢力を付与するものである。停止状
態から車両を急発進した場合、あるいは通常の走行から
急激に加速した場合等、外輪が急速に加速しても車両の
速度が追随しない場合には外輪速度が内輪を上回り不必
要なロック状態を生じる場合がある。このような不必要
なロック状態を生じるおそれのある設計条件においては
、前記ケ・−ジ付勢バネによってケージに回転方向とは
反対方向の付勢力を加え、急激に生じる内外輪の速度差
を吸収することが望ましい。すなわちケージ付勢バネ8
0は外輪と内輪を接続し、例えば車両の停止時には常に
コロ30が常にコロ受容部21において左右いずれのカ
ム面とも接触しないような中立位置となるようにケージ
40に対して付勢力を付与する。このため急速に加速し
た場合でもケージ40はケージ付勢バネ80の付勢力に
打ち勝つ力が加わるまでは円周方向に動くことはな(、
急加速時の不必要なりラッチのロック状態を回避するこ
とができる。したがって、該ケージ付勢バネ8゜の付勢
力は、車両の停止状態ではケージ4oを前記中立位置に
移動せしめ、車両の進行方向の切替え時にはクラッチシ
ュー60の摩擦力によるケージの移動が確実に行なわれ
るような強さに設定されている。
した実施例である。本実施例の場合、バネ80’ はワ
イヤをリング状に変形して形成したリングバネ(第14
図)であり、外輪及びケージに設けた穴に両端を挿入、
固定されている。この場合においてもリングバネの強さ
はクラッチの静止時にはケージを中立位置を保持し、回
転方向切替え時にはクラッチシューと外部の固定部材の
摩擦力が上回ってケージが所要ののカム面に当接するよ
うに回転することができるような強さに設定されている
。
ツーウェイクラッチにおいて、くさび部材であるコロ等
を支持するケージから半径方向にクラッチシュ一部材を
突出させ、該クラッチシュ−をギアブース等の固定部材
と摺動させることによってケージに円周方向の摩擦力を
付加し、該摩擦力でコロがカム面に当接する位置に来る
までケージを所定方向にシフトするものである。このよ
うに、本願発明にかかるツーウェイクラッチは特別な動
力源や手動操作を必要とせず、摩擦力のみによってケー
ジの所要の移動を自動的に行なうことができるため小型
車両等の駆動輪切替え等にきわめて有用である。
第2図は本願発明にかかるツーウェイクラッチの第1の
実施例の正面図及び側面図;第3図はクラッチ外輪の正
面図、断面図及び側面図;114図はケージの正面図、
断面図及び側面図;第5図はサイドプレートの正面図及
び側面図;第6図はガイドプレートの正面図及び左側面
図;jI7図はクラッチシューの正面図及び側面図;第
8図は板バネの正面図及び上面図;I!9図は本願発明
にかかる第2の実施例の正面図、a面図及び側面図;第
10図はケージ付勢バネの正面図;第11図は第2の実
施例における外輪の正面図及び両側面図;第12図は第
2の実施例において使用されるケージの正面図;第13
図は本願発明にががる第3の実施例の断面図及び両側面
図である。 [主要部分の符号の脱明コ lO・・・内輪 20・・・外輪 30・・・コロ 4o・・・ケージ 50・・・サイドプレート 60・・・クラッチシュー 70・・・板バネ 8o・・・ケージ付勢バネ 90・ ・・ガイドプレート 第6図 A−1 <C) 第7園 第10図 第14図 ←−く ヒく (A) 第11図 第12図 手続補正書 (方式) 事件の表示 平成2年特許願第47292号 2、発明の名称 円筒コロ型二方向クラッチ 3、補正をする者 事件との関係
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、一対の左右対称なアーチ状のカム面で形成されるコ
ロ受容部を複数有する外輪と;前記コロ受容部に配置さ
れるコロと;該コロの支持部を有し、前記外輪内周側に
配置されるケージとからなるツーウエイクラッチにおい
て、前記ケージは回転軸方向に延在した部分と、該延在
部に半径方向に設けられたクラッチシュー受容部を有し
、該クラッチシュー受容部に摺動嵌合するクラッチシュ
ーはクラッチの回転に伴う遠心力によって半径方向に変
位するとともにクラッチ外部の部材と摺動する摺動面を
有することを特徴とするツーウエイクラッチ。 2、前記クラッチシュー受容部にはクラッチシュー付勢
バネが嵌合し、前記クラッチシューに対して半径方向外
向きの付勢力を付与することを特徴とする請求項第1項
に記載のツーウエイクラッチ。 3、一対の左右対称なアーチ状のカム面で形成されるコ
ロ受容部を複数有する外輪と;前記コロ受容部に配置さ
れるコロと;該コロの支持部を有し、前記外輪内周側に
配置されるケージとからなるツーウエイクラッチにおい
て、前記ケージは回転軸方向に延在した部分と、該延在
部に半径方向に設けられたクラッチシュー受容部を有し
、該クラッチシュー受容部に摺動嵌合するクラッチシュ
ーはクラッチの回転に伴う遠心力によつて半径方向に変
位するとともにクラッチ外部の部材と摺動する摺動面を
有し、更に、ケージ付勢バネが前記ケージと前記外輪と
を接続し、該ケージ付勢バネの付勢力は、クラッチの静
止時には前記コロが前記コロ受容部において常に中立位
置となるようにケージを変位せしめ、クラッチの回転時
には、前記クラッチシューに加わる摩擦力によって、回
転方向に応じてて前記コロが一方のカム面に当接する位
置となるまでケージを変位せしめるような強さに設定さ
れていることを特徴とするツーウエイクラッチ。 4、前記クラッチシューにはシュー付勢バネが嵌合し、
前記クラッチシューに対して半径方向外向きの付勢力を
付与することを特徴とする請求項第1項に記載のツーウ
エイクラッチ。 5、前記ケージ付勢バネはワイヤーを折り曲げて成形し
たトーシヨンバネであり、外輪とケージにそれぞれ設け
た穴に該ワイヤーの両端を挿入して固定したことを特徴
とする請求項第3項乃至第4項に記載のツーウエイクラ
ッチ。 6、前記ケージ付勢バネはワイヤをリング状に成形した
コイルバネであり、該ワイヤの両端は外輪とケージの各
々に設けた固定部に固定されることを特徴とする請求項
第3項乃至第4項に記載のツーウエイクラッチ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2047292A JP2804144B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 円筒コロ型二方向クラッチ |
US07/660,841 US5103950A (en) | 1990-03-01 | 1991-02-26 | Cylindrical roller type two-way clutch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2047292A JP2804144B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 円筒コロ型二方向クラッチ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0429626A true JPH0429626A (ja) | 1992-01-31 |
JP2804144B2 JP2804144B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=12771206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2047292A Expired - Lifetime JP2804144B2 (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | 円筒コロ型二方向クラッチ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5103950A (ja) |
JP (1) | JP2804144B2 (ja) |
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