JP2000065096A - フリ―ホイ―ルカップリング - Google Patents

フリ―ホイ―ルカップリング

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JP2000065096A
JP2000065096A JP11226426A JP22642699A JP2000065096A JP 2000065096 A JP2000065096 A JP 2000065096A JP 11226426 A JP11226426 A JP 11226426A JP 22642699 A JP22642699 A JP 22642699A JP 2000065096 A JP2000065096 A JP 2000065096A
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boss
shaft
freewheel
freewheel coupling
coupling
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JP11226426A
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English (en)
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Nouhad Bachnak
バッハナーク ヌハード
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Mannesmann VDO AG
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Mannesmann VDO AG
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    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/10—Friction clutches with clutching members co-operating with the periphery of a drum, a wheel-rim, or the like
    • 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
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    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/069—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags
    • 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
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    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/064—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls
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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
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)
  • One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)
  • Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 両方の回転方向での補助駆動装置の自動的な
かつ純粋に機械的な連結及び遮断を可能にするフリーホ
イールカップリングを提供する。 【解決手段】 締め付けエレメント（２８）が休止位置
において、ボス（１６）と形状結合している。締め付け
エレメント（２８）は不動のエレメント（１８）と協働
する接触面（３６）を有している。ボス（１６）の不動
のエレメント（１８）に対する回動によって、回動方向
に関連して、締め付けエレメント（２８）が第１の係止
位置又は第２の係止位置に達し、これらの係止位置にお
いては、締め付けエレメント（２８）が軸（１２）とボ
ス（１６）との間の摩擦力結合が生ぜしめられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸と、ボスと、こ
れらの軸とボスとの間に配置された締め付けエレメント
とを有するフリーホイールカップリングであって、締め
付けエレメントは、軸とボスとが互いに自由に運動可能
である休止位置と、軸とボスとの間の第１の相対回転方
向での摩擦力結合を生ぜしめる係止位置との間で運動可
能である形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】摩擦力結合のフリーホイールカップリン
グは方向操作されるカップリングであって、半径方向又
は軸方向で力を伝達するものである。このフリーホイー
ルカップリングには、ころ状の締め付け体が、円筒形の
締め付け軌道と、軸又はボスに形成されている締め付け
面を備えた締め付け軌道との間に配置されているフリー
ホイールと、締め付け体が、円筒形の締め付け軌道の間
に配置されていて、その幾何学的形状に基づいて特定の
相対回転方向の場合にこれらの締め付け軌道の間で締め
付け可能であるフリーホイールとがある。係止方向での
確実な即座の連行を保証するために、フリーホイールに
おいては大抵はばねによって締め付け体を摩擦面に向か
って前負荷するようになっている。
【０００３】このようなフリーホイールカップリングは
なかんずく、二輪車駆動装置における追い抜き型カップ
リングとして車輪ボスに使用される。
【０００４】しかしながら若干の用途の場合には、係止
若しくは空転を、回転方向だけに関係させずに、軸とボ
スのどちらが回転しているかに関係させることが必要な
ことがある。例えば補助駆動装置を連結する場合に、補
助駆動装置が原則として主駆動装置から完全に遮断され
ていて、それが接続された後に初めて両方の回転方向で
の摩擦力結合が可能であるようにすることが望まれるこ
とがある。この場合、空転位置への戻しは、補助駆動装
置が遮断された後に行われる。
【０００５】このような用途の場合、空転方向若しくは
係止方向が互いに逆の２つの追い抜き型カップリングを
設け、これらの追い抜き型カップリングをその都度の回
転方向に応じて交互に使用することはできる。しかしな
がら、このためには別個の操作装置が必要であり、この
別個の操作装置は高価であって、また、例えば回転方向
が迅速にかつ頻繁に切り替わる場合には、電磁カップリ
ングの使用を必要とし、この電磁カップリングは極めて
高価であり、切り替え騒音を生ぜしめ、またエネルギ消
費量がかなり大きい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、両方
の回転方向での補助駆動装置の自動的なかつ純粋に機械
的な連結及び遮断を可能にするフリーホイールカップリ
ングを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の構成では、最初に述べた形式のフリーホイ
ールカップリングにおいて、締め付けエレメントが、休
止位置において、軸か、あるいはボスと、摩擦力結合又
は形状結合しており、かつそれぞれ接触面を有してお
り、この接触面は不動のエレメントと協働し、軸若しく
はボスの、不動のエレメントに対する回動によって、回
動方向に関連して、締め付けエレメントが前記の第１の
係止位置又は第２の係止位置に達し、第２の係止位置に
おいては、締め付けエレメントが軸とボスとの間の、第
２の相対回転方向での摩擦力結合を生ぜしめるようにし
た。
【０００８】
【発明の効果】本発明によるフリーホイールカップリン
グは、締め付けエレメントが休止位置にある場合に、軸
若しくはボスが他方のエレメントを連行することなしに
両方の回転方向で自由に回転することを可能にする。こ
の点で本発明によるフリーホイールカップリングは従来
のフリーホイールカップリングと異なっているのであっ
て、従来のフリーホイールカップリングにおいては、逆
に、特定の相対回転方向においては締め付けエレメント
を可及的に迅速かつ確実にその係止位置にもたらす手段
が講じられているのである。
【０００９】従来のフリーホイールカップリングに対す
る本発明によるフリーホイールカップリングの別の相違
点は、締め付けエレメントがその休止位置から両方の方
向で係止位置に達して、第１の相対回転方向若しくは第
２の相対回転方向で摩擦力結合を生ぜしめることができ
ることである。基本的には係止機能は公知のフリーホイ
ールカップリングの手段によって、換言すれば星形の締
め付け面と円柱形の締め付けエレメントによって、ある
いは円筒形の締め付け面と相応に成形された締め付けエ
レメントによって、達成することができる。締め付けエ
レメントの両方の係止位置の間に設けられている休止位
置に基づいて、締め付けエレメントは、軸とボスとの間
の逆向きの相対回転によって摩擦力結合が解除される場
合に、第２の係止位置にではなしに、休止位置に達し
て、軸とボスとの間の摩擦力結合が先ず中断され、この
休止位置において締め付けエレメントと接触しているエ
レメントの再始動によって初めて、改めて摩擦力結合を
生ぜしめることができる。
【００１０】このエレメントが回転を開始した後に初め
てフリーホイールカップリングの摩擦力結合を可能にす
るこの接続機能は、休止位置において締め付けエレメン
トを支える不動のエレメントによって可能にされる。
【００１１】本発明によるフリーホイールカップリング
は、前述の用途の場合に、付加的な電磁接続カップリン
グを有する２つのフリーホイールカップリングという複
雑な配置の代わりに、同じ確実性の機能をもって、使用
することができる。この場合例えば、締め付けエレメン
トが休止位置にある場合に自由に回転可能な軸は主駆動
装置と連結され、またボスは、接続されると二輪車駆動
装置において望まれるように両方の回転方向で主駆動装
置を追い抜く接続可能な副駆動装置と連結される。
【００１２】別の用途の場合、回転可能な軸は主駆動装
置としての自動車のステアリングシャフトと連結され、
またボスは、ステアリングシャフト内で生じるかじ取り
力若しくはかじ取りモーメントが特定の値以上になると
接続可能な電気モータと連結される。
【００１３】このようにフリーホイールカップリングを
電気モータによる補助かじ取り装置に使用する場合に
は、電気モータをステアリングシャフトに持続的に連結
しておく場合に比して、次のような利点が得られる。す
なわち、運転者が電気モータの摩擦係止モーメントを感
知して、快適なかじ取りを阻害されることがなく、ま
た、自動車の車輪の戻りモーメントが、電気モータ及び
その伝動装置に起因する摩擦モーメントによって減少せ
しめられることはない。車輪の戻りモーメントが減少せ
しめられると、場合によっては、かじ取り機構が自動的
に完全に中心位置に戻らないことがある。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の１実施形態では、締め付
けエレメントはそれぞれ１つの旋回軸線を中心として旋
回可能にボスに支承されている。締め付けエレメントを
ボスに枢着して、ボスと形状結合することによって、ボ
スが回転し始めると直ちに、締め付けエレメントが規定
された変位を行う。
【００１５】締め付けエレメントの接触面が不動のエレ
メントと確実に接触するようにするために、締め付けエ
レメントは休止位置においては有利には半径方向で内方
に、不動のエレメントに向かって、例えばばね作用をも
って支承されている旋回軸によって、前負荷されてい
る。この実施形態では、ボスが回転せしめられない限
り、軸は両方の方向で自由に回転することができる。
【００１６】ボスが始動せしめられた後に、締め付けエ
レメントと不動のエレメントとの間の接触が可及的に迅
速に解除されるようにし、かつこれによって接触面が不
必要に摩滅することを回避するために、締め付けエレメ
ントの接触面は有利には、特定の角度にわたって延びて
いて不動のエレメントの円周面と協働する第１の扇形範
囲の外周面から成っている。締め付けエレメントと軸と
の間の摩擦力結合は、例えば第２の扇形範囲の外周面の
両方の端部区分に設けた２つの摩擦面によって行うこと
ができ、これらの摩擦面は、第１の扇形範囲の接触面の
両側に特定の角度にわたって接続していて、その半径は
次のように、すなわち締め付けエレメントが一方の方向
で旋回する場合に、一方の摩擦面が軸の円筒形の円周面
と相応する相対回転方向で摩擦力結合するように、定め
られている。したがって締め付けエレメントの旋回によ
って、接触面が不動のエレメントの円周面との接触範囲
から外れ、摩擦面が軸の円筒形の外周面と接触する。
【００１７】別の有利な実施形態では、摩擦面の半径が
扇形範囲の外側の縁範囲に向かって連続的に増大してい
る。この半径の増大によって、締め付けエレメントが確
実に締め付けられ、締め付けエレメントの過旋回若しく
は軸の外周面と締め付けエレメントの摩擦面との間のス
リップが回避される。
【００１８】フリーホイールカップリングのすべての締
め付けエレメントが確実に、同時に係止位置に達するよ
うにするために、接触面はそれぞれ特定の角度範囲内
で、接触面に接して軸方向にずらされている摩擦面と重
なっている。これによって、特定の移行範囲においては
接触面も、また摩擦面もそれぞれ所属の円周面と摩擦接
触する。
【００１９】代替的な実施形態では、締め付けエレメン
トはそれぞれ１つのロール体から成っており、このロー
ル体の少なくとも一方の端壁に偏心部分が取り付けられ
ており、この偏心部分は休止位置において、その、ロー
ル体中心に関して外方に位置する面をもって、不動のエ
レメントの円筒形の円周面に接触している。
【００２０】この実施形態では、ロール体は自由に可動
であって、ボスの特定の点に連接されていない。この場
合、係止機能の解除のために必要な、不動のエレメント
との接触は、偏心部分によって行われ、したがってロー
ル体は休止位置においては、その外周面でボスに支えら
れ、かつ偏心部分で不動のエレメントに支えられてい
る。この支持を確実にするために、偏心部分がロール体
中心に関して半径方向で外方に不動のエレメントの円周
面に向かって弾性的に前負荷されているようにするのが
よい。
【００２１】ロール体を休止位置から係止位置に移すこ
とは、公知の構造のフリーホイールにおけるよう、次の
ようにして行われる。すなわち、ロール体が円柱形に構
成されていて、軸の円筒形の外周面とボスのほぼ円筒形
の内周面との間の軌道内に収容されており、その際ボス
の内周面はロール体の休止位置の範囲に湾入部を有して
いるようにするのである。
【００２２】この場合湾入部の面はロール体のための締
め付け面を形成し、軸とボスとの間の両方の相対回転方
向で係止位置を可能にする。もちろんこの場合、湾入部
の間における軸の円筒形の外周面とボスの円筒形の内周
面との間の間隔はロール体の直径よりも小さい。
【００２３】係止位置への移行の際にフリーホイールカ
ップリングの切り替え過程が確実にかつ同時に柔らかく
行われるようにするために、湾入部の形状は、ロール体
及び偏心部分の外形によって定められているロール体
の、不動のエレメント上での休止位置からの転動運動に
従っている。偏心部分が不動のエレメントと接触してい
ると同時に、既にロール体の外周面が軸と接触している
移行範囲を通過した後に、偏心部分が不動のエレメント
から離れ、ロール体が軸とボスとの間で締め付けられ
る。
【００２４】ボスの内周面に湾入部を形成する代わり
に、ロール体を相応して成形することによって締め付け
作用を生ぜしめることもできる。この相応して成形され
たロール体は休止位置から、この場合両方とも円筒形で
ある外側軌道と内側軌道との間に締め込まれることがで
きる。
【００２５】軸とボスとの間に均一な支持作用を生ぜし
めるために、有利には少なくとも３つの締め付けエレメ
ント、ロール体の場合には更に多くのロール体が円周に
沿って分配されて配置されているようにする。
【００２６】不動のエレメントに対して接触面を充分な
圧着力で圧着するために、前述の弾性手段の代わりに、
あるいはこれに対して付加的に、不動のエレメントに対
する締め付けエレメントの接触面の接触範囲が半径方向
で弾性的に構成されているようにすることができる。こ
のことは例えば不動のエレメントの円周面上の弾性層又
はこの範囲のばねエレメントによって達成することがで
きる。
【００２７】締め付けエレメントの休止位置を達成し、
締め付けエレメントと軸若しくはボスとの間の摩擦力結
合を完全に解除するために、締め付け付けエレメントを
休止位置に保持するばねエレメントを設けるのが有利で
ある。
【００２８】
【実施例】以下においては図面に示した実施例に基づい
て、本発明の構成を具体的に説明する。
【００２９】図１及び２に示されているフリーホイール
カップリング１０は軸１２と、歯車１４と結合されてい
るボス１６との間に配置されている。カップリングケー
シング１８は不動のエレメントとして構成されていて、
例えば自動車の車体に固定されている。
【００３０】軸１２は２つの玉軸受け又はころ軸受け２
０を介して回転可能にカップリングケーシング１８内に
支承されている。ボス１６はカップリングケーシング１
８に対して、例えばボス１６とカップリングケーシング
１８との間に設けられた軸受け（図示せず）によって、
自由に回転可能である。
【００３１】ボス１６はコップ体２２と蓋２４とから成
っており、蓋は固定ねじ２６によってコップ体に固定さ
れている。この場合コップ体２２と蓋２４との間には複
数の、図示の実施例では３つの締め付けエレメント２８
が挿入されており、これらの締め付けエレメントはそれ
ぞれ２つのピン３０を有しており、これらのピンはコッ
プ体２２及び蓋２４に形成されている孔３２内に挿入さ
れており、これによって締め付けエレメント２８はボス
１６内で旋回可能に支承されている。
【００３２】扇形の締め付けエレメント（図２及び３も
参照）は第１の扇形範囲３４を有しており、その外周の
接触面３６は、締め付けエレメント２８が休止位置にあ
る場合に、カップリングケーシング１８の円周面４０に
取り付けられている弾性層３８と加圧接触している。更
に締め付けエレメント２８は第２の扇形範囲４２を有し
ており、この第２の扇形範囲４２は第１の扇形範囲３４
よりも大きな扇形角度及び大きな半径を有している。第
２の扇形範囲４２の外周は、第１の扇形範囲３４の扇形
角度よりもわずかに小さい中央の扇形角度範囲にわたっ
て半径をわずかに小さくされている切り欠き４４を有し
ており、この切り欠きの両側に摩擦面４６が設けられて
いる。これらの摩擦面４６の端部側の縁範囲４８は半径
を連続的にわずかに増大せしめられている。摩擦面４６
の半径は次のように、すなわち、締め付けエレメント２
８が休止位置から旋回せしめられる場合に、摩擦面４６
が軸１２の円筒形の外周面５０と摩擦接触するように、
選ばれている。
【００３３】締め付けエレメントは普通は休止位置（図
３のａ）にあり、ボス１６の回転によって移行位置（図
３のｂ）を経て係止位置（図３のｃ）に達し、係止位置
ではボス１６と軸１２との間の摩擦力結合を生ぜしめ
る。
【００３４】出発位置若しくは休止位置（図３のａ参
照）では、ボス１６内で旋回可能に支承されている締め
付けエレメント２８はその接触面３６で不動のカップリ
ングケーシング１８の弾性層３８と接触している。この
接触にもかかわらず、締め付けエレメント２８が旋回可
能であることによって、ボス１６は、不動のカップリン
グケーシング１８に対して回転可能である。休止位置に
おいては、ボス１６と軸１２との間では、摩擦面４６の
間に切り欠き４４が形成されているので、何ら接触は行
われない。この形式で軸１２は、ボス１６を連行するこ
となしに、両方の回転方向で自由に回転可能である。
【００３５】ボス１６が回転し始めると直ちに、締め付
けエレメント２８の接触面３６がカップリングケーシン
グ１８の円周面４０に沿って転動して、締め付けエレメ
ント２８は図３のｂに示した移行位置に達する。この移
行位置では、ボス１６の回転方向に関連して、摩擦面４
６の一方が軸１２の外周面５０と接触する。特定の角度
範囲にわたって、締め付けエレメント２８は同時に締め
付けエレメント２８と軸１２とに沿って転動する。この
移行位置はすべての締め付けエレメント２８が軸１２と
接触することを保証し、したがって一様な、柔らかい連
結が行われる。
【００３６】ボス１６が更に回転を続けると、締め付け
エレメント２８は図３のｃに示した係止位置に達する。
その前に接触面３６は弾性層３８から離れており、ボス
とカップリングケーシング１８との間の摩擦力結合は解
除されている。係止位置においては、締め付けエレメン
ト２８はボス１６と軸１２との間に摩擦力結合を生ぜし
めており、その際半径をわずかに増大せしめられている
縁範囲４８が締め付けエレメント２８の過旋回及び軸１
２とこれに係合している摩擦面４６との間のスリップを
阻止する。ボス１６が更に回転すると、軸１２が連行さ
れる。
【００３７】軸１２の回転数がボス１６の回転数よりも
大きくなると直ちに、締め付けエレメントが逆の方向に
転動する。この場合まず摩擦力結合している方の摩擦面
４６が軸１２の外周面５０に沿って転動し、次いで接触
面３６がカップリングケーシング１８の円周面４０に沿
って転動し、締め付けエレメントは図３のａに示した休
止位置に達する。この場合、ばねエレメント（図示せ
ず）が締め付けエレメント２８の戻り運動を助けて、フ
リーホイールカップリング１０を確実に遮断するように
することができる。
【００３８】図４，５及び６には別の実施例のフリーホ
イールカップリング１１０が示されている。この実施例
においてもフリーホイールカップリング１１０は軸１１
２と、歯車１１４と結合されたボス１１６との間に配置
されている。軸１１２は、例えば自動車の車体に固定さ
れた不動のカップリングケーシング１１８内で玉軸受け
又はころ軸受け１２０を介して支承されている。この実
施例においても、ボス１１６はカップリングケーシング
１１８に対して自由に回転可能である。
【００３９】この実施例では、締め付けエレメントは円
柱形のロール体１２８から成っていて、その両方の端面
には偏心部分１３０がそれぞれ一体に成形されており、
これらの偏心部分は小さな直径の円形横断面を有してい
る。偏心部分１３０の、ロール体１２８の中心軸線に関
して半径方向で外側の範囲１３２は、休止位置におい
て、カップリングケーシング１１８の円周面１４０に取
り付けられている弾性層１３８にわずかな圧力で接触し
ている。ロール体１２８の休止位置は図５及び図６のａ
に示されており、この場合ロール体１２８はボス１１６
の円筒形の内周面１４４に形成された湾入部１４２に係
合している。
【００４０】偏心部分１３０の外側の範囲１３２が弾性
層１３８に接触していることによって、軸の外周面１５
０とボスの内周面１４４との間の軌道内に収容されてい
るロール体１２８は相対回転運動を行うことができる。
休止位置（図６のａ参照）においては、ボス１１６と軸
１１２との間では何らの接触も行われていない。それ
は、偏心部分１３０の外側の範囲１３２とロール体１２
８の外周面との間隔が、軸１１２の外周面１５０の半径
とカップリングケーシング１１８の円周面１４０の半径
との差よりも小さいからである。したがって軸１１２
は、休止位置においては、ボス１１６を連行することな
しに、両方の方向で自由に回転することができる。
【００４１】ところでボス１１６が回転し始めると、カ
ップリングケーシングの円周面１４０に対する偏心部分
１３０の接触点と、湾入部１４２に対するロール体外周
面の接触点との間で締め付けられているロール体１２８
が転動する。この場合湾入部１４２の形状は次のように
選ばれている。すなわち、偏心部分１３０が最初は弾性
層１３８と接触したままであり、したがって同時にロー
ル体１２８の外周が軸１１２の外周面１５０に接近する
ように、選ばれている。移行位置（図６のｂ参照）にお
いては、偏心部分１３０はまだ弾性層１３８と接触した
ままであり、ロール体１２８の外周面は既に軸１１２の
外周面１５０と接触している。
【００４２】ボス１１６の内周面１４４と軸１１２の外
周面１５０との間でだけ行われる引き続く転動の際に、
ロール体１２８は図６ｃに示した係止位置に達する。こ
の係止位置では偏心部分１３０は弾性層１３８から離さ
れている。係止作用は、内周面１４４と外周面１５０と
の間隔がロール体１２８の直径よりも小さいことによっ
て、生ぜしめられる。したがって係止位置においてはボ
ス１１６によって軸１１２が連行される。
【００４３】軸１１２の回転数がボス１１６の回転数よ
りも大きくなると、この実施例においても、ロール体１
２８の逆方向の転動が行われ、ロール体は図６のｂに示
した移行位置を経て図６のａに示した休止位置に再び戻
る。この実施例においても、ばねエレメントによって、
ロール体１２８が確実にその休止位置に戻るようにする
ことができる。
【００４４】内周面１４４、カップリングケーシング１
１８の円周面１４０及び軸１１２の外周面の間のロール
体１２８の転動運動は図７に示した転動図によって明ら
かである。
【００４５】図８には、前述の実施例の機能原理による
フリーホイールカップリング１０，１１０の第１の使用
例が示されている。この場合、主駆動装置１６０は例え
ばベルト伝動装置１６２を回転数ｎ１で駆動し、この主
駆動装置は必要な場合には、補助駆動装置１６４によっ
て補助される。補助駆動装置１６４の回転数ｎ２は主駆
動装置の回転数ｎ１よりも大きい。したがってこの場合
追い抜き型カップリングであるフリーホイールカップリ
ング１０，１１０は、補助駆動装置１６４が接続された
場合に、補助駆動装置１６４と主駆動装置１６０との間
の摩擦力結合を生ぜしめる。補助駆動装置１６４がスイ
ッチオフされると、締め付けエレメント２８，１２８は
休止位置に戻り、補助駆動装置１６４が主駆動装置との
連結を遮断され、したがって通常の運転の場合には主駆
動装置は補助駆動装置を連行する必要はない。
【００４６】図９には、フリーホイールカップリング１
０，１１０を電気モータによる補助かじ取り装置に使用
した第２の使用例が示されている。この場合運転者が主
駆動装置であって、ステアリングホイール１７０及びフ
リーホイールカップリングの軸１０，１１２と連結され
ているステアリングシャフト１７２にかじ取り力を導入
する。この場合運転者によって導入された回転モーメン
トはトルクセンサ１７４によって把握される。この回転
モーメントの大きさ及び方向は電気信号の形で制御電子
装置１７６に伝達され、この制御電子装置は特定の限界
値からは、回転モーメントの大きさ及び方向に関連し
て、並びに場合によっては自動車の速度に関連して、駆
動電気モータ１７８を制御する。駆動電気モータ１７８
は伝動装置１７８を介してフリーホイールカップリング
１０，１１０のボス１６，１１６に連結されていて、運
転者を補助する補助駆動装置として作用する。
【００４７】大きな速度及び小さなかじ取り運動の場合
には、運転者によって導入される回転モーメントは小さ
く、かじ取り運動の補助は必要でない。フリーホイール
カップリング１０，１１０の休止位置においては、運転
者は駆動電気モータ１７８の摩擦係止モーメントを感知
せず、車輪１８２の戻りモーメントが駆動電気モータ及
びその伝動装置１８０の摩擦係止モーメントによって減
少せしめられることはない。フリーホイールカップリン
グ１０，１１０によって、ステアリングシャフト１７２
の両方の回転方向でかじ取り運動を補助することが可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】フリーホイールカップリングの縦断面図であ
る。
【図２】図１のフリーホイールカップリングの横断面図
である。
【図３】図１及び２のフリーホイールカップリングの締
め付けエレメントを，休止位置ａ，移行位置ｂ及び係止
位置ｃで示した図である。
【図４】別の実施例のフリーホイールカップリングの縦
断面図である。
【図５】図４のフリーホイールカップリングの横断面図
である。
【図６】図４及び５のフリーホイールカップリングのロ
ール体を、休止位置ａ，移行位置ｂ及び係止位置ｃで示
した図である。
【図７】ロール体のロール運動を分かりやすく示した図
である。
【図８】フリーホイールカップリングの第１の使用例の
原理図である。
【図９】フリーホイールカップリングを電気モータの補
助かじ取り装置に使用した場合の原理図である。
【符号の説明】
１０ フリーホイールカップリング、 １２ 軸、 １
４ 歯車、 １６ ボス、 １８ カップリングケーシ
ング、 ２０ 玉軸受け又はころ軸受け、 ２２ ボス
のコップ体、 ２４ ボスの蓋、 ２６ 固定ねじ、
２８ 締め付けエレメント、 ３０ ピン、 ３２
孔、 ３４ 第１の扇形範囲、 ３６ 接触面、 ３８
弾性層、 ４０ 円周面、 ４２ 第２の扇形範囲、
４４ 切り欠き、 ４６ 摩擦面、 ４８ 縁範囲、
５０ 外周面、 １１０ フリーホイールカップリン
グ、 １１２軸、 １１４ 歯車、 １１６ ボス、
１１８ カップリングケーシング、 １２０ 玉軸受け
又はころ軸受け、 １２８ロール体、 １３０ 偏心部
分、 １３２ 半径方向で外側の範囲、 １３８弾性
層、 １４０ 円周面、 １４２ 湾入部、 １４４
内周面、 １５０外周面、 １６０ 主駆動装置、 １
６２ ベルト伝動装置、 １６４ 補助駆動装置、 １
７０ ステアリングホイール、 １７２ ステアリング
シャフト、１７４ トルクセンサ、 １７６ 制御電子
装置、 １７８ 駆動電気モータ、 １８０ 伝動装
置、 １８２ 車輪、 ｎ１及びｎ２ 回転数
フロントページの続き (71)出願人 390009416 Ｋｒｕｐｐｓｔｒａｂｅ 105，Ｆｒａｎ ｋｆｕｒｔ ａｍ Ｍａｉｎ，ＢＲＤ

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸（１２；１１２）と、ボス（１６；１
    １６）と、これらの軸とボスとの間に配置された締め付
    けエレメント（２８；１２８）とを有するフリーホイー
    ルカップリングであって、締め付けエレメントは、軸
    （１２；１１２）とボス（１６；１１６）とが互いに自
    由に運動可能である休止位置と、軸（１２；１１２）と
    ボス（１６；１１６）との間の第１の相対回転方向での
    摩擦力結合を生ぜしめる係止位置との間で運動可能であ
    る形式のものにおいて、締め付けエレメント（２８；１
    ２８）が、休止位置において、軸（１２；１１２）か、
    あるいはボス（１６；１１６）と、摩擦力結合又は形状
    結合しており、かつそれぞれ接触面（３６；１３２）を
    有しており、この接触面は不動のエレメント（１８，３
    ８，４０；１１８，１３８，１４０）と協働し、軸（１
    ２；１１２）若しくはボス（１６；１１６）の、不動の
    エレメント（１８；１１８）に対する回動によって、回
    動方向に関連して、締め付けエレメント（２８；１２
    ８）が前記の第１の係止位置又は第２の係止位置に達
    し、第２の係止位置においては、締め付けエレメントが
    軸（１２；１１２）とボス（１６；１１６）との間の、
    第２の相対回転方向での摩擦力結合を生ぜしめることを
    特徴とする、フリーホイールカップリング。
  2. 【請求項２】 締め付けエレメント（２８）がそれぞれ
    １つの旋回軸線を中心にして旋回可能にボス（１６）に
    支承されていることを特徴とする、請求項１記載のフリ
    ーホイールカップリング。
  3. 【請求項３】 締め付けエレメント（２８）が休止位置
    においては半径方向で内方に、不動のエレメント（１
    ８，３８）に向かって弾性的に前負荷されていることを
    特徴とする、請求項２記載のフリーホイールカップリン
    グ。
  4. 【請求項４】 締め付けエレメント（２８）の接触面
    （３６）が、特定の角度にわたって延びていて不動のエ
    レメント（１８）の円周面（３８，４０）と協働する第
    １の扇形範囲（３４）の外周面から成っていることを特
    徴とする、請求項２又は３記載のフリーホイールカップ
    リング。
  5. 【請求項５】 締め付けエレメント（２８）が、第２の
    扇形範囲（４２）の外周面にそれぞれ２つの摩擦面（４
    ６）を有しており、これらの摩擦面は、第１の扇形範囲
    （３４）の接触面（３６）の両側に特定の角度にわたっ
    て接続していて、その半径は次のように、すなわち締め
    付けエレメント（２８）が一方の方向で旋回する場合
    に、一方の摩擦面（４６）が軸（１２）の円筒形の外周
    面（５０）と相応する相対回転方向で摩擦力結合するよ
    うに、定められていることを特徴とする、請求項２から
    ４までのいずれか１項に記載のフリーホイールカップリ
    ング。
  6. 【請求項６】 摩擦面（４６）の半径が扇形範囲（４
    ２）の外側の縁範囲（４８）に向かって連続的に増大し
    ていることを特徴とする、請求項５記載のフリーホイー
    ルカップリング。
  7. 【請求項７】 接触面がそれぞれ特定の角度範囲内で、
    接触面に接して軸方向にずらされて配置されている摩擦
    面（４６）と重なっていることを特徴とする、請求項５
    又は６記載のフリーホイールカップリング。
  8. 【請求項８】 接触面（３６）と旋回軸線との間隔が、
    摩擦面（４６）と旋回軸線との間隔よりも小さいことを
    特徴とする、請求項５から７までのいずれか１項記載の
    フリーホイールカップリング。
  9. 【請求項９】 締め付けエレメントがそれぞれ１つのロ
    ール体（１２８）から成っており、このロール体の少な
    くとも一方の端壁に偏心部分（１３０）が一体に成形さ
    れており、この偏心部分は休止位置において、その、ロ
    ール体中心に関して外方に位置する面（１３２）をもっ
    て、不動のエレメント（１１８）の円筒形の円周面（１
    ３８，１４０）に接触していることを特徴とする、請求
    項１記載のフリーホイールカップリング。
  10. 【請求項１０】 偏心部分（１３０）がロール体中心に
    関して半径方向で外方に、不動のエレメントの円周面
    （１３８，１４０）に向かって弾性的に前負荷されてい
    ることを特徴とする、請求項９記載のフリーホイールカ
    ップリング。
  11. 【請求項１１】 ロール体（１２８）が円柱形に構成さ
    れていて、軸（１１２）の円筒形の外周面（１５０）と
    ボス（１１６）のほぼ円筒形の内周面（１４４）との間
    の軌道内に収容されており、その際ボス（１１６）の内
    周面（１４４）はロール体（１２８）の休止位置の範囲
    に湾入部（１４２）を有していることを特徴とする、請
    求項９又は１０記載のフリーホイールカップリング。
  12. 【請求項１２】 湾入部（１４２）の形状が、ロール体
    （１２８）及び偏心部分（１３０）の外形によって定め
    られているロール体（１２８）の、不動のエレメント
    （１１８）上での休止位置からの転動運動に従っている
    ことを特徴とする、請求項１１記載のフリーホイールカ
    ップリング。
  13. 【請求項１３】 少なくとも３つの締め付けエレメント
    （２８；１１８）が円周に沿って分配されて配置されて
    いることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれ
    か１項記載のフリーホイールカップリング。
  14. 【請求項１４】 不動のエレメント（１８；１１８）に
    対する締め付けエレメント（２８；１２８）の接触面
    （３６；１３２）の接触範囲が半径方向で弾性的に構成
    されていることを特徴とする、請求項１から１３までの
    いずれか１項記載のフリーホイールカップリング。
  15. 【請求項１５】 不動のエレメント（１８；１１８）が
    接触範囲において弾性層（３８，１３８）又はばね作用
    エレメントを備えていることを特徴とする、請求項１４
    記載のフリーホイールカップリング。
  16. 【請求項１６】 締め付けエレメント（２８；１２８）
    を休止位置に保持するばねエレメントが設けられている
    ことを特徴とする、請求項１から１５までのいずれか１
    項記載のフリーホイールカップリング。
  17. 【請求項１７】 締め付けエレメント（２８；１２８）
    が休止位置にある場合に自由に回転可能な軸（１２；１
    １２）が主駆動装置（１６０；１７２）と連結されてお
    り、かつボス（１６，１１６）が副駆動装置（１６４；
    １７４，１８０）と連結されており、副駆動装置は接続
    された場合に主駆動装置（１６０；１７２）を両方の回
    転方向で追い抜くことを特徴とする、請求項１から１６
    までのいずれか１項記載のフリーホイールカップリン
    グ。
  18. 【請求項１８】 回転可能な軸（１２；１１２）が主駆
    動装置としての自動車のステアリングシャフト（１７
    ２）と連結されており、かつボス（１６；１１６）が電
    気モータ（１７８）と連結されており、この電気モータ
    は、ステアリングシャフト（１７２）内で生ぜしめられ
    るかじ取り力若しくはかじ取りモーメントが特定の値以
    上になると、接続可能であることを特徴とする、請求項
    １７記載のフリーホイールカップリング。
JP11226426A 1998-08-10 1999-08-10 フリ―ホイ―ルカップリング Pending JP2000065096A (ja)

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