JP2006526122A - クラッチ装置 - Google Patents

Abstract

摩擦面、支え面および第１の連結部材を有するほぼ円筒形の管状すべり金を備えているクラッチ装置である。支え面は、軸方向に向いた凹部を形成する半径方向の突起を有する。ほぼ円筒形の結合部材は、取付面、支え面および第２のインターロック機構を有する。支え面は、管状すべり金の凹部および結合部材の凹部が前記ころの入るポケットを形成するように軸方向に向いた凹部を形成する半径方向の突起を備えている。管状すべり金および連結部材は、連結部材および管状すべり金の凹部が位置を合わせて維持されるように第１および第２のインターロック機構が係合される第１の位置と連結部材および管状すべり金の凹部が位置のずれが可能なように第１および第２のインターロック機構は分離され、連結部材および管状すべり金は互いに関して自由に回転できる第２の位置との間で軸方向に互いに関して変位可能である。

Description

本発明は、クラッチ装置に関する。より詳しくいえば、本発明は、歯車を軸に選択的に連結するクラッチ装置に関する。

図１を参照すると、歯車１、２が回転可能に取り付けられている軸３に小歯車１または大歯車２を結合する従来技術のクラッチ装置が示されている。軸３を小歯車１（軸３とは異なる速度で回転している）に連結するためには、シフト・フォーク６を小歯車１の方へ動かす。シフト・フォーク６は、軸３に回転可能に固定されているが、軸方向に移動可能であるリング７を押す。リング７の内側歯の縁が、外側円すい部材５に接触して駆動し、次に小歯車１に回転可能に固定されている内側円すい部材４に接触して回転トルクを加える。リング７の内側歯の縁と外側円すい部材５の外側歯の縁のプロファイルはリング７の更なる軸方向の動きを阻止し、一方、加速トルクはリング７から外側円すい部材５へ伝えられる。小歯車１が軸３とほぼ同じ速度になると、もはや著しい加速トルクは伝えられず、リング７は、もはや外側円すい部材４によって軸方向に固定されず、小歯車１を軸３に軸３に固定して回転させる内側円すい部材４の外側の歯に噛み合うために軸方向に移動できるようになる。大歯車２は、シフト・フォーク６を大歯車２の方へ動かすことによって同様の方法で軸３に連結される。

米国特許第６，４０９，００１号は、歯車を軸に選択的に連結できるクラッチ装置を開示している。この装置は、クラッチを係合分離するために必要である多くの部品を必要とする。
米国特許第６，４０９，００１号 なし

歯車を軸に選択的に結合するクラッチ装置において、従来の装置より簡単な構成にして低価格で部品点数の少ないクラッチ装置を提供することである。

本発明は、摩擦面、支え面および第１のインターロック機構を有するほぼ円筒形の管状すべり金を備えているクラッチ装置を提供する。支え面は、軸方向に向いた凹部を形成する半径方向突起を有する。ほぼ円筒形の連結部材には取付面、支え面および第２のインターロッキング部材がある。支え面は、管状すべり金の凹部と連結部材の凹部が軸方向に向いた凹部を形成して半径方向突起を備え、前記ころが入るポケットを形成するようになっている。管状すべり金および連結部材は、連結部材および管状すべり金の凹部が位置を合わせて維持されるように第１および第２のインターロック機構が係合される第１の位置と連結部材および管状すべり金の凹部が位置ずれが可能なように第１および第２のインターロック機構は分離され、連結部材および管状すべり金は互いに関して自由に回転できる第２の位置との間で軸方向に互いに関して変位可能である。本発明は、作動のための補助部品を必要としない新規な作動方法を提供する。本発明は、円すい型シンクロナイザ装置を低コストで薄型の装置に置き換える。

本願の構成のクラッチ装置は、従来のものより部品点数も少なく、小型になり、コストを下げることができる。

図２および３を参照して本発明の第１の実施例であるクラッチ装置３０を説明する。クラッチ装置３０は、軸３の上にゆるく嵌められた管状すべり金８を備えている。管状すべり金８の内側周辺部は、円筒形の摩擦面１９を形成している。管状すべり金８の外周は、米国特許第 ６，４０９，００１号に記載されたような一連の軸方向の凹部２１を形成する半径方向突起２０のある支え面を備えている。管状すべり金８は、完全には円形でなく、半径方向の収縮（図３を参照）を容易にするために軸方向のギャップ２４を備えている。

連結部材９には小歯車１に圧入された円筒形の外周がある。連結部材９は軸方向に形成された肩１７よび小歯車１によって保持されたスナップリング１８によって小歯車１に対して軸方向に保持されるのが好ましい。他の手段もまた連結部材９を小歯車１に対して軸方向に保持するために利用できる。連結部材９の内側円筒面には、管状すべり金８に類似したパターンで一連の軸方向の凹部２３を形成している半径方向の突起２２のある支え面がある。ころ１１は、管状すべり金８と連結部材９の間に形成された半径方向の隙間（実際には、管状すべり金８および連結部材９にある凹部２１、２３）の中に入れられる。

管状両すべり金８と連結部材９の両方の一端には、回転可能にインターロック機構１２のある第１の半径方向フランジ１５、１６が形成されている。好ましい実施例において、インターロック機構１２は、半径方向フランジ１５、１６に形成された一連の内外のインボリュートスプライン２６を備えている。管状すべり金８と連結部材９を連結する他の手段を利用してもよい。インターロック機構１２が係合されると、管状すべり金８の凹部１９と連結部材９の凹部２３はほぼ半径方向に向かい合わされ、これらの２つの部材８と９の間にころ１１が緩く嵌るようにする。

管状すべり金８の第２の半径方向フランジ１４は、ころ１１を閉じ込める。波形ばね１０がころ１１とフランジ１４に接触しているスペーサ２５の間に置かれる。波ばね１０は、ころ１１を管状すべり金８の第１の半径方向フランジ１６に押し付けた状態を保つ。連結部材９の第２の半径方向フランジ１５もまたころ１１を閉じ込める。波形ばね１０は、ころ１１と連結部材９のフランジ１５の間で作用して、図示のように、連結部材９を右に偏らせ、それによってインターロック機構１２を係合位置に維持する。この状態で、管状すべり金８は、軸３に緩く嵌り、ごくわずかなトルクしか小歯車１と軸３の間に伝わらない。

小歯車１を通しての運転を望むとき、シフト・フォーク６は小歯車１を左へ押して、連結部材９をばね１０の力に抗して歯車とともに動かす。管状すべり金８は、軸方向に保持され、従って、連結部材９は、管状すべり金８に関して軸方向に動き、連結部材のフランジ１５は、管状すべり金のフランジ１６との軸方向の位置が合わなくなる。このようにして、インターロック機構１２のスプライン２６が互いに分離し、連結部材９と管状すべり金８は、互いに関して回転可能になる。被駆動小歯車１は、軸３に関して動き、管状すべり金８が軸３に接触しているためにわずかに引きずられる。このドラッグ・トルクのために管状すべり金８は、連結部材９に関して動き、ころ１１に凹部２１、２３の側面と接触させる。凹部２１、２３とのころ１１の接触によって管状すべり金８の直径が小さくなり、それがドラッグ・トルクを大きくする。高圧は曲がるころ１１の凹部２１（２３）の側面との接触の圧力が高いことによって管状すべり金８は軸３に固定し、パワーが小歯車１から軸３へ管状すべり金８の軸３にかかる大きな圧力により生ずる摩擦によって伝えられる。

本クラッチ装置３０は、小歯車１に関して記載された。大歯車２は、第２の管状すべり金８´および連結部材９´と位置を合わされ、前述したのと同じに機能する。本発明は、小歯車１および大歯車２を有する軸に関して記載されているが、クラッチ装置３０は、種々の軸および歯車組立体と一緒に利用されてもよい。さらに、本発明は、管状すべり金が軸のまわりに置かれ、結合部材が歯車に固定されている場合に関して記載されたが、機器構成は、結合部材を軸に固定し、管状すべり金が歯車と係合するように逆にしてもよい。そのような機器構成では、管状すべり金と結合部材の間の相対回転によってころを凹部の側壁に係合させ、それによって管状すべり金を拡張させて次にすべり金を歯車に固定させる。

本願の発明は、機械工業において回転トルクを伝達するモードを選択的に行う用途に広く適用できる。

手動変速装置におけるような軸に取り付けられた円すいシンクロナイザを有する歯車対の長手方向断面図である。 手動変速装置におけるような軸に取り付けられた本発明のクラッチ装置を有する歯車対の長手方向断面図である。 シンクロナイザが分離されている図２の線３−３に沿って取った歯車、シンクロナイザおよび軸の部分端面図である。

符号の説明

１ 小歯車
２ 大歯車
６ シフト・フォーク
８ 管状すべり金
９ 結合部材
１０ 波形ばね
１１ ころ
１２ インターロック部材
１４，１５、１６ フランジ

Claims (23)

1. 軸方向に向いた凹部を形成する半径方向の突起を有する支え面および摩擦面を有し、軸方向のスリットが摩擦面および支え面の間に伸びており、第１のインターロック機構を備えるほぼ円筒形の管状すべり金、および取付面および管状すべり金の凹部および結合部材の凹部が前記ころの入るポケットを形成するように、軸方向に向いた凹部を形成する半径方向の突起を有する支え面を有し、第２のインターロック機構を備えるほぼ円筒形の結合部材を備え、
   管状すべり金と結合部材は、第１の位置においては、結合部材凹部および管状すべり金凹部が円周方向に位置を揃えて維持されるように、第１と第２のインターロック機構が噛み合され、そして第２の位置においては、第１および第２のインターロック機構は結合部材および管状すべり金が互いに関して自由に回転でき、それによって結合部材の凹部と管状すべり金の凹部が円周方向に位置ずれ可能に分離されるように、互いに関して軸方向に変位可能であることを特徴とするクラッチ装置。
2. 第１のインターロック機構は、管状すべり金から伸びている第１の半径方向フランジに形成されており、第２のインターロック機構は、結合部材から伸びている第１の半径方向フランジに形成されている請求項１に記載の装置。
3. 前記第１の位置では、管状すべり金の第１の半径方向フランジは、結合部材の第１の半径方向フランジと軸方向に位置を合わされている請求項２に記載の装置。
4. 管状すべり金は，管状すべり金の第１のフランジから間隔をあけた第２の半径方向フランジを有し、クラッチ部材は、半径方向フランジが結合部材の第１のフランジから間隔をあけた第２の半径方向フランジを有し、ころが管状すべり金の第１と第２の半径方向のフランジの間および結合部材の第１と第２のフランジの間に置かれ、そして軸方向に作用するばねがころと管状すべり金および結合部材の第２のフランジの間に置かれて、ばねが管状すべり金と結合部材の第１のフランジを軸方向に位置の合った状態でバイアスを掛けるようにする請求項３に記載の装置。
5. 管状すべり金は、結合部材の軸方向の長さより長い軸方向の長さを有し、スペーサが管状すべり金の第２のフランジとばねの間に置かれている請求項４に記載の装置。
6. 第１および第２のインターロック機構は、管状すべり金と結合部材の第１のフランジに形成された一連の内外のインボリュートスプラインによって画成されている請求項２に記載の装置。
7. 第２の位置では、結合部材は、管状すべり金とは異なる速度で回転し、それによってころを突起に押し付けて動して管状すべり金を収縮させるようにする請求項１に記載の装置。
8. 第２の位置では、結合部材は、管状すべり金とは異なる速度で回転し、それによってころを突起に押し付けて動かして管状すべり金を膨張させるようにする請求項１に記載の装置。
9. 結合部材は、管状すべり金に関してシフト・フォークによって移動させられる請求項１に記載の装置。
10. 管状すべり金は軸のまわりに取り付けられ、結合部材は軸のまわりに回転可能な第１の歯車に固定されている請求項１に記載の装置。
11. 結合部材は軸に固定され、管状すべり金は軸のまわりに回転可能な第１の歯車によって係合されている請求項１に記載の装置。
12. 第１の歯車を軸に連結するためのクラッチ装置であって、
    摩擦面および支え面を有し、摩擦面と支え面の間に伸びる軸方向のスリットのあるほぼ円筒形の結合部材、および取付面と支え面を有するほぼ円筒形の管状すべり金を備え、
    前記摩擦面は軸または第１の歯車と係合し、前記管状すべり金の支え面は、軸方向に向いた凹部を形成する半径方向の突起を有し、前記管状すべり金は、第１のインターロック機構を備え、前記取付面は、軸または第１の歯車の他方に固定され、前記結合部材の支え面は、軸方向に向いた凹部を形成する半径方向の突起を備え、管状すべり金の凹部と結合部材の凹部が前記ころの入るポケットを形成するようにし、前記結合部材は、第２のインターロック機構を備えており、
    管状すべり金と結合部材は、第１の位置においては、結合部材の凹部および管状すべり金の凹部が円周方向に位置を揃えて維持されるように、第１と第２のインターロック機構が噛み合され、そして第２の位置においては、第１および第２のインターロック機構は、結合部材および管状すべり金が互いに関して自由に回転でき、それによって結合部材の凹部と管状すべり金の凹部が円周方向に位置ずれかのうに分離されるように、互いに関して軸方向に変位可能であるクラッチ装置。
13. 第１の位置では、管状すべり金の第１の半径方向フランジは、結合部材の第１の半径方向フランジと軸方向に位置を合されている請求項１２に記載の装置。
14. 第１の位置では、管状すべり金の第１の半径方向フランジは、結合部材の第１の半径方向フランジと軸方向に位置を合わせられている請求項１３に記載の装置。
15. 管状すべり金は、管状すべり金の第１のフランジから間隔をあけた第２の半径方向フランジを有し、クラッチ部材は、半径方向フランジが結合部材第１のフランジから間隔をあけた第２の半径方向フランジを有し、ころが管状すべり金の第１および第２のフランジの間および結合部材の第１および第２のフランジの間に置かれ、そして軸方向に作用するばねがころと管状すべり金および結合部材の第２のフランジの間に置かれて、ばねが管状すべり金と結合部材の第１のフランジを軸方向に位置の合った状態でバイアスを掛けるようにしている請求項１４に記載の装置。
16. 管状すべり金は、結合部材の軸方向の長さより長い軸方向の長さを有し、スペーサが管状すべり金の第２のフランジとばねの間に置かれている請求項１５に記載の装置。
17. 管状すべり金は、結合部材の軸方向の長さより長い軸方向の長さを有し、スペーサが管状すべり金の第２のフランジとばねの間に置かれている請求項１３に記載の装置。
18. 管状すべり金は、軸のまわりに置かれ、第２の位置では、結合部材は、管状すべり金とは異なる速度では回転し、それによってころを突起に押し付けて動かして管状すべり金を広げるようにする請求項１２による装置。
19. 管状すべり金は、第１の歯車と係合され、そして第２の位置にあるとき、結合部材は、管状すべり金とは異なる速度で回転し、それによってころを突起に押し付けて動かして管状すべり金を第１の歯車と固着係合状態で広げるようにする請求項１２に記載の装置。
20. 結合部材は、管状すべり金に関してシフト・フォークによって移動させられる請求項１２に記載の装置。
21. 第２のクラッチ装置を有する軸のまわりに置かれた第２の歯車を第２の管状すべり金およびそれらの間にある第２の結合部材を更に備え、シフト・フォークは、第１または第２のどちらの歯車とも係合されない第１の位置、第１の歯車に係合する第２の位置および第２の歯車に係合する第３の位置の間で移動可能である請求項２０に記載の装置。
22. 管状すべり金は、軸のまわりに取り付けられ、結合部材は、第１の歯車に固定されている請求項１２に記載の装置。
23. 結合部材は軸に固定され、管状すべり金は第１の歯車によって係合されている請求項１２に記載の装置。

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