JP2004125140A - Clutch - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転力伝達の技術分野に属するものであり、特に機構部に特徴を有するクラッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
回転力伝達系において、所望により原動軸側から従動軸側への回転力伝達の断続を行うためにクラッチが利用される。クラッチにおいては、特に、回転力伝達が遮断されている時に原動軸側の回転部材と従動軸側の回転部材とで回転数の差が大きくなることがある。そのような場合でも、回転力伝達のために原動軸側回転部材と従動軸側回転部材とを短時間に結合させることが要求される。
【0003】
しかるに、従来より使用されているクラッチは、以上のような短時間での結合の要求を満たすために、複雑な機構が採用されており、高価なものにならざるを得なかった。
【0004】
そこで、本発明は、簡素化された機構を持ち、且つ原動軸側回転部材と従動軸側回転部材との回転数差が大きい場合であっても短時間に結合させることが可能なクラッチを提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
回転中心の周りで同軸にて互いに回転可能に配置された第1の回転部材と第2の回転部材との間での回転力伝達の断続を行うクラッチであって、
前記第1の回転部材の外周面には前記回転中心と平行な軸方向の成分をもって延びた第1の溝が前記回転中心の周りの周方向に等間隔に複数配列されて形成されており、
前記第1の溝にはそれぞれ回転力伝達ボールが前記第1の溝に沿って移動可能なように部分的に収容されて位置しており、
前記第1の回転部材の外周面の外方には前記ボールを前記第1の溝内にて第1の位置と第2の位置との間で移動させて前記第1の溝に対する前記ボールの位置を制御するボール位置制御手段が配置されており、
前記第2の回転部材の内周面には前記第1の溝と同数の第2の溝が前記周方向に等間隔に配列されて形成されており、前記ボールが前記第1の溝内にて前記第1の位置にある時には前記ボールは前記第2の溝内に部分的に収容されて位置し、且つ、前記ボールが前記第1の溝内にて前記第2の位置にある時には前記ボールは前記第2の溝から離脱して位置するように、前記第2の溝は前記軸方向に関して一方端が開放されていることを特徴とするクラッチ、
が提供される。
【0006】
本発明の一態様においては、前記第1の溝は前記軸方向に延びている。本発明の一態様においては、前記ボール位置制御手段は前記ボールのそれぞれに対し当接する複数の当接部を備えており、該当接部は前記第1の溝の方向に関して双方の向きに前記ボールを押すことが可能なものである。本発明の一態様においては、前記ボール位置制御手段は筒状をなしており、前記当接部は前記筒状のボール位置制御手段に前記周方向に均等に配列されて形成され前記ボールを部分的に収容する貫通孔である。
【0007】
本発明の一態様においては、前記第2の溝は前記一方端の側において該一方端から他方端の方へと次第に幅が狭くなる部分を有する。本発明の一態様においては、前記一方端から他方端の方へと次第に幅が狭くなる部分は前記周方向に関して一方の向きの側面の形状を連続的に変化させることで形成されている。本発明の一態様においては、前記第2の回転部材は、前記第2の溝の形成されている部分に対して前記軸方向に関し隣接する部分において、前記第2の位置にある前記ボールに対する当接面を形成するように前記回転中心に関して回転対称な円筒状内周面を備えている。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【0009】
図1及び図2は本発明によるクラッチの一実施形態を示す断面図であり、図3はその分解斜視図である。
【0010】
これらの図に示されているように、本実施形態のクラッチは、大略円柱形状の原動軸側回転部材(第1の回転部材)2と、回転力伝達ボール4と、大略円筒形状のボール位置制御手段6と、大略円筒形状の従動軸側回転部材(第2の回転部材)8とを備えている。図1に示されているように、原動軸側回転部材2にはギヤ3がキー結合されている。また、従動軸側回転部材8にはギヤ9がボルト止めにより固定されている。原動軸側回転部材2と従動軸側回転部材8とは、ベアリング10を介して回転中心Xの周りで同軸にて互いに回転可能に配置されている。
【0011】
原動軸側回転部材2の外周面には回転中心Xと平行に延びた第1の溝2aが複数個(図では8個)形成されている。これらの溝2aは、必ずしも回転中心Xと平行な方向(軸方向)に延びていなくともよく、回転部材2の外周面において軸方向に対して同一の向きに同一の角度傾いていてもよく、要は軸方向の成分をもって延びたものであればよい。これらの溝2aは回転中心Xの周りの周方向に等間隔に配列されている。この溝に、それぞれ回転力伝達ボール4が適合しており、ボール4は溝2aに沿って移動可能なように部分的(例えばボール直径の1/3)に溝に収容されている。
【0012】
ボール位置制御手段6は、ボール4に対応して回転中心Xの周りの周方向に等間隔に配列された貫通孔6aを有する。該貫通孔6aにはボールが部分的(例えばボール直径の1/3)に収容されている。即ち、貫通孔6aの形成されている部分では、制御手段6の径方向(回転中心に対する径方向)の寸法(即ち厚さ)はボール直径より小さい。ボール位置制御手段6は、その貫通孔内面がボール4に対し当接する当接部として機能する。制御手段6は、回転中心Xの方向に貫通孔6aから隔てられた位置において、外周面に環状溝6bが形成されている。該環状溝6bには、不図示の操作手段が適合され、該操作手段に対して制御手段6が回転中心Xの周りで回転可能とされている。操作手段は、制御手段6を溝2aの方向に双方の向きに移動させることが出来る。この移動の際に、貫通孔6aの内面がボール4を押す。
【0013】
従動軸側回転部材8の内周面には、原動軸側回転部材の溝2aと同数の第2の溝8aが周方向に等間隔に配列されて形成されている。この溝8aに、それぞれ上記回転力伝達ボール4が適合可能である。ボール4は溝8aに沿って移動可能なように部分的(例えばボール直径の1/3)に溝に収容される。この溝8aは、軸方向に延びているが、必ずしも軸方向に延びていなくともよく、回転部材8の内周面において軸方向に対して同一の向きに同一の角度傾いていてもよく、要は軸方向の成分をもって延びたものであればよい。溝8aは回転中心方向に関して一方端(図1では左方端)が開放されており、該端に続いて軸方向に関し隣接する部分には、溝8aの開放端から移動してくるボール4に対する当接面を形成するように回転中心Xに関して回転対称な円筒状内周面8bが形成されている。
【0014】
溝8aは開放端の側において他方端の方へと次第に幅が狭くなる部分を有する。この部分は、周方向に関して一方の向きの溝の側面の形状を連続的に変化するような斜面8a’とすることで形成されている。
【0015】
次に、本実施形態の動作を説明する。操作手段によりボール位置制御手段6が軸方向に移動せしめられ、これによりボール4を第1の溝2a内にて第1の位置(図1では回転中心Xより下方において示されている位置)と第2の位置(図1では回転中心Xより上方において示されている位置)との間で移動させることが出来る。ボール4が溝2a内にて第1の位置にある時には、ボール4は第2の溝8a内に部分的に収容されて位置し、これにより原動軸側回転部材2から従動軸側回転部材8へと回転力が伝達される結合状態が実現する。一方、ボール4が溝2a内にて第2の位置にある時には、ボール4は第2の溝8aから離脱して円筒状内周面8bに当接して位置し、これにより原動軸側回転部材2から従動軸側回転部材8への回転力伝達が遮断された状態が実現する。原動軸側回転部材2の回転の向きに関して、従動軸側回転部材8の溝の斜面8a’が該溝に収容されるボール4の後方側となるように位置している。
【0016】
以上のようにして、制御手段6を軸方向に移動させることで、回転力伝達の断続を行うことが出来る。本実施形態においては、第2の溝8aに斜面8a’が形成されているので、原動軸側回転部材と従動軸側回転部材とで回転数が大きく相違しても、ボールを第2の溝8a内へと適合させる動作を迅速且つ的確に行うことが可能となる。
【0017】
図4は本発明によるクラッチの他の実施形態を示す断面図であり、図5及び図6はそれぞれその分解斜視図及び斜視図である。これらの図において、図1〜図3におけると同様の機能を有する部材または部分には同一の符号が付されている。
【0018】
本実施形態では、ボール位置制御手段6の操作手段として、支持台12により支持された環状のカム部材14に形成されたカム溝14a及び該カム溝に適合して径方向に延び且つ制御手段6に取り付けられた操作レバー16を含んでいる。操作レバー16を周方向に移動させる(即ち回転中心Xの周りで回転させる)ことで、該操作レバーはカム溝14aによりガイドされて制御手段6と共に軸方向に移動する。操作レバーが図7に示す周方向位置161にある時には、制御手段6は、図4の回転中心Xより下方において示されている位置にあり、これによりボール4は従動軸側回転部材8の第2の溝8a内に部分的に収容された第1の位置にある。また、操作レバーが図7に示す周方向位置162にある時には、制御手段6は、図4の回転中心Xより上方において示されている位置にあり、これによりボール4は従動軸側回転部材8の第2の溝8aから離脱して内周面8bに当接する第2の位置にある。
【0019】
本実施形態では、原動軸側回転部材2には取り付け部材3’を介して原動側機器の出力端部3”が取り付けられており、従動側回転部材8には取り付け部材9’が取り付けられている。
【0020】
図8は従動軸側回転部材の回転中心Xに平行な円筒面の断面で示す展開図である。
溝8aの斜面8a’は、回転中心Xに直交する面に対して角度θをなす。この角度θは例えば30°である。
【0021】
本実施形態においても上記図1〜図3の実施形態に関して説明したような作用効果が得られる。
【0022】
以上の実施形態では第1の回転部材が原動軸側回転部材であり第2の回転部材が従動軸側回転部材であるとされているが、本発明においては、第1の回転部材を従動軸側回転部材とし第2の回転部材を原動軸側回転部材とすることができる。この場合、図2に示すのと反対の向きに回転させるようにすればよい。
【0023】
図9は、本発明によるクラッチを適用した回転力伝達系の例を示す模式図である。
【0024】
この例は、クラッチ20を自動車の変速装置に適用したものである。エンジン(E)21の出力軸の回転力は、流体継手22を介して変速装置のメインシャフト23へと伝達される。該メインシャフト及びそれと平行に配置されたカウンタシャフト24の間には複数のギヤ列が配置されており、該ギヤ列のそれぞれにクラッチ20が付されている。該クラッチ20のいずれか1つを選択的に結合させることで、メインシャフト23から種々の変速比でカウンタシャフト24へと回転力伝達を行い、該カウンタシャフトから出力回転軸25を介して車輪26へと回転力が伝達される。この例では、全てのクラッチ20の断続をコンピュータにより所要の様式で制御するようにすることが出来る。尚、流体継手22に代えてトルクコンバータを使用しても良い。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回転力伝達にボールを用いて、簡素化された機構で、原動軸側回転部材と従動軸側回転部材との回転数差が大きい場合であっても短時間に結合させることが可能なクラッチが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるクラッチの実施形態を示す断面図である。
【図2】本発明によるクラッチの実施形態を示す断面図である。
【図3】本発明によるクラッチの実施形態を示す分解斜視図である。
【図4】本発明によるクラッチの実施形態を示す断面図である。
【図5】本発明によるクラッチの実施形態を示す分解斜視図である。
【図6】本発明によるクラッチの実施形態を示す斜視図である。
【図7】本発明によるクラッチの実施形態を示す部分平面図である。
【図8】本発明によるクラッチの実施形態を示す展開断面図である。
【図9】本発明によるクラッチを適用した回転力伝達系の例を示す模式図である。
【符号の説明】
2 原動軸側回転部材(第1の回転部材)
2a 第1の溝
3 ギヤ
3’ 取り付け部材
3” 取原動側機器の出力端部
4 回転力伝達ボール
6 ボール位置制御手段
6a 貫通孔
6b 環状溝
8 従動軸側回転部材
8a 第2の溝
8a’ 斜面
8b 円筒状内周面
9 ギヤ
9’ 取り付け部材
10 ベアリング
12 支持台
14 環状カム部材
14a カム溝
16 操作レバー
161,162 操作レバーの周方向位置
X 回転中心[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of torque transmission, and more particularly to a clutch having a feature in a mechanism.
[0002]
Problems to be solved by the prior art and the invention
In the torque transmission system, a clutch is used to intermittently transmit torque from the driving shaft to the driven shaft, if desired. In a clutch, in particular, when the transmission of rotational force is interrupted, the difference in the number of rotations between the rotating member on the driving shaft side and the rotating member on the driven shaft side may increase. Even in such a case, it is required to couple the driving shaft side rotating member and the driven shaft side rotating member in a short time for transmitting the rotational force.
[0003]
However, a conventionally used clutch employs a complicated mechanism in order to satisfy the above-described demands for the connection in a short time, and thus has to be expensive.
[0004]
Therefore, the present invention provides a clutch having a simplified mechanism and capable of being engaged in a short time even when the rotational speed difference between the driving shaft side rotating member and the driven shaft side rotating member is large. It is intended to do so.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, as achieving the above objects,
A clutch for intermittently transmitting rotational force between a first rotating member and a second rotating member which are coaxially rotatable with each other around a rotation center,
On the outer peripheral surface of the first rotating member, a plurality of first grooves extending with an axial component parallel to the rotation center are arranged at equal intervals in a circumferential direction around the rotation center, and formed.
In each of the first grooves, a rotational force transmitting ball is partially accommodated and positioned so as to be movable along the first groove.
Outside the outer peripheral surface of the first rotating member, the ball is moved between a first position and a second position within the first groove, and the ball is moved with respect to the first groove. Ball position control means for controlling the position is arranged,
The same number of second grooves as the first grooves are formed at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the second rotating member, and the ball is placed in the first groove. When the ball is in the first position, the ball is located partially accommodated in the second groove, and when the ball is in the second position in the first groove, A clutch, wherein one end of the second groove is opened in the axial direction so that the ball is positioned apart from the second groove;
Is provided.
[0006]
In one aspect of the present invention, the first groove extends in the axial direction. In one aspect of the present invention, the ball position control means includes a plurality of abutting portions that abut against each of the balls, and the abutting portions include the ball in both directions with respect to the direction of the first groove. It is possible to press. In one aspect of the present invention, the ball position control means has a cylindrical shape, and the contact portion is formed in the cylindrical ball position control means so as to be evenly arranged in the circumferential direction, and the ball is partially formed. It is a through-hole that can be accommodated.
[0007]
In one aspect of the present invention, the second groove has a portion on the one end side, the width of which gradually decreases from the one end to the other end. In one aspect of the present invention, the portion gradually narrowing from the one end to the other end is formed by continuously changing the shape of the side surface in one direction with respect to the circumferential direction. In one aspect of the present invention, the second rotating member has a portion adjacent to the portion where the second groove is formed in the axial direction with respect to the ball at the second position. It has a cylindrical inner peripheral surface that is rotationally symmetric with respect to the rotation center so as to form a contact surface.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0009]
1 and 2 are sectional views showing an embodiment of the clutch according to the present invention, and FIG. 3 is an exploded perspective view thereof.
[0010]
As shown in these figures, the clutch of the present embodiment has a substantially cylindrical driving shaft side rotating member (first rotating member) 2, a rotational
[0011]
A plurality (eight in the figure) of
[0012]
The ball position control means 6 has through
[0013]
On the inner peripheral surface of the driven shaft
[0014]
The
[0015]
Next, the operation of the present embodiment will be described. The ball position control means 6 is moved in the axial direction by the operation means, whereby the
[0016]
As described above, by moving the control means 6 in the axial direction, it is possible to interrupt the transmission of the rotational force. In this embodiment, since the
[0017]
FIG. 4 is a sectional view showing another embodiment of the clutch according to the present invention, and FIGS. 5 and 6 are an exploded perspective view and a perspective view, respectively. In these drawings, members or portions having the same functions as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals.
[0018]
In the present embodiment, as the operating means of the ball position control means 6, a
[0019]
In the present embodiment, the
[0020]
FIG. 8 is a developed view showing a section of a cylindrical surface parallel to the rotation center X of the driven shaft side rotating member.
The
[0021]
Also in the present embodiment, the operation and effect as described with reference to the embodiment in FIGS.
[0022]
In the above embodiment, the first rotating member is the driving shaft side rotating member and the second rotating member is the driven shaft side rotating member. However, in the present invention, the first rotating member is the driven shaft side rotating member. The second rotating member may be a driving shaft side rotating member as the side rotating member. In this case, it may be rotated in the direction opposite to that shown in FIG.
[0023]
FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of a rotational force transmission system to which the clutch according to the present invention is applied.
[0024]
In this example, the clutch 20 is applied to an automobile transmission. The torque of the output shaft of the engine (E) 21 is transmitted to the main shaft 23 of the transmission via the
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the ball is used for transmitting the rotational force, a simplified mechanism is used, and the rotational speed difference between the driving shaft side rotating member and the driven shaft side rotating member is large. A clutch that can be engaged in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a clutch according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of a clutch according to the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing an embodiment of a clutch according to the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing an embodiment of a clutch according to the present invention.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing an embodiment of the clutch according to the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing an embodiment of a clutch according to the present invention.
FIG. 7 is a partial plan view showing an embodiment of a clutch according to the present invention.
FIG. 8 is a developed sectional view showing an embodiment of the clutch according to the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of a rotational force transmission system to which the clutch according to the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
2 Drive shaft side rotating member (first rotating member)
2a
Claims (7)
前記第1の回転部材の外周面には前記回転中心と平行な軸方向の成分をもって延びた第1の溝が前記回転中心の周りの周方向に等間隔に複数配列されて形成されており、
前記第1の溝にはそれぞれ回転力伝達ボールが前記第1の溝に沿って移動可能なように部分的に収容されて位置しており、
前記第1の回転部材の外周面の外方には前記ボールを前記第1の溝内にて第1の位置と第2の位置との間で移動させて前記第1の溝に対する前記ボールの位置を制御するボール位置制御手段が配置されており、
前記第2の回転部材の内周面には前記第1の溝と同数の第2の溝が前記周方向に等間隔に配列されて形成されており、前記ボールが前記第1の溝内にて前記第1の位置にある時には前記ボールは前記第2の溝内に部分的に収容されて位置し、且つ、前記ボールが前記第1の溝内にて前記第2の位置にある時には前記ボールは前記第2の溝から離脱して位置するように、前記第2の溝は前記軸方向に関して一方端が開放されていることを特徴とするクラッチ。A clutch for intermittently transmitting rotational force between a first rotating member and a second rotating member which are coaxially rotatable with each other around a rotation center,
On the outer peripheral surface of the first rotating member, a plurality of first grooves extending with an axial component parallel to the rotation center are arranged at equal intervals in a circumferential direction around the rotation center, and formed.
A rotational force transmitting ball is partially accommodated and located in the first groove so as to be movable along the first groove, respectively.
Outside the outer peripheral surface of the first rotating member, the ball is moved between a first position and a second position within the first groove, and the ball is moved with respect to the first groove. Ball position control means for controlling the position is arranged,
The same number of second grooves as the first grooves are formed at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the second rotating member, and the ball is disposed in the first groove. When the ball is in the first position, the ball is partially housed and located in the second groove, and when the ball is in the second position in the first groove, The clutch, wherein one end of the second groove is opened in the axial direction so that the ball is separated from the second groove.
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