JP2011144918A - 閉じ込め油膜ローラークラッチ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】転動するローラーの軸方向の位置を最適化する。トルクをカムで推力に変換して噛み合いをアシストする。遊星ローラーの差動でスキュウの向きを反転させて正逆両方向に対応する。球面ころで、自在接手を兼ねる。
【選択図】図7
Description
根拠は、 Dowson Higginson V.Whitaker:J.Mech.Eng,4,2(1962)121.等の論文に拠る、転がり接触のような高圧接触面には潤滑油が高圧で閉じ込められて、強固な弾性固化膜に転移する論証と、近時の車両の無段変速機CVTの転がり接触下では停止後も1週間に亘り油膜が残存する、とした観測結果による。
当該閉じ込め油膜によるトルク伝達によれば、微小トルクから巨大トルクまでを、トルクの大小に関らず略等速度の、ビスカスカップリング及び遠心ガバナの調速機能と接続の際に、ローラーの曲面同士の弾性変形による高強度、高品質のばね特性と、転がり面の油膜が、高粘性流体から塑性、弾性体に遷移する過程で、衝撃を吸収しながら強固な締結に至り、近時の転がり接触の疲労強度が、2.5GPa以下の面圧で使用すれば、寿命は永久であるとした経験則から、磨耗の無い、簡素で高強度の電磁力などの付勢圧の要らない自己保持形の極めて強力な断続クラッチが得られる。当技術については特許番号2903325を元に、当出願人による下記の発明がある。
トルクを負荷して連続粘性回転した場合、ローラーは、内外転走面の粗さ、油膜の厚で摩擦係数に差が生じ、左右何れかに不規則に偏るし、下に向ければ重力で小径側に偏り、図5の38の如く鍔があると、図6の如くローラーはその角部に衝突し転がらずにスリップする。
第二に、正転と逆転時に、スキュウ方向反転させる際は、両軌道面に鋏接拘束のローラーを一旦軌道から離して開放し、スキュウ角度を反転させ、その後に再度接触させる、軌道輪の軸方向変位操作手段を要する。
第三に、ローラーが、閉じ込め油膜のトラクションの軸方向成分で、軌道間に吸い込みを開始する初期段階の、相対変位を阻害する要因の軌道輪のスライド摺接箇所の静摩擦から動摩擦への移行時の変動、並びに摺接面の異物の混入、錆び、摩滅抵抗など抵抗要因を排除し、ローラーの噛み合いをアシストする手段を設ける、更に噛み合い開始に備えて、常に最適位置にローラーを規制する。
第四に、過剰入力、衝撃入力などの異常入力に備え、トルクを遮断又は緩和する安全策を要する。
第五に、実施上不可避の取り付け部の動的弾性変形、芯ずれ、角度誤差、ひずみ、による入出力軸間の取り付け誤差、を緩和する。
当発明は、転がり接触下に3千〜5万気圧の超高圧で閉じ込められて僅か0.0003ミリの薄い油膜が存在し、高粘度油では静止中も1週間の長期に渡り凍結し残存するといった近時の観測結果を踏まえ、その凍結固化膜のせん断抵抗と塑性変形抵抗とで、正逆両方向のトルクをゼロから直結まで、衝撃を弾性と粘性で吸収しながら同期して強固に締結する応答性の優れた電磁力などの補助力を要しない自己保持形で、軽量且つ高トルクで、磨耗の無い、正、逆両方向の省エネのクラッチ、並びに粘性自在接手を提供する。
スプラインを図9の73の如く、三角形のカム状とし、正、逆、何れのトルク75にも、カムで吸い込み側の附勢力74を発生させる。
例えば内輪内径と入力軸を図9の傾斜カム73で嵌合した場合、内輪側面には既に皿ばねの、図7の56の摺接抵抗があり、トルクを負荷すると先ずその摩擦抵抗で、螺旋カムによって僅かに推力を生じ、それにスキュウローラーの吸い込み力が加わり、生じたトルクが図9の螺旋カム73で強い軸力74に変換されるので、例え嵌合面に錆びを生じていても、カムのアシストでクラッチのロックを容易にする。外輪に内輪が吸い込まれてロックに至る軸方向の弾性変位量として5ミリ以上を要するので、円周方向にアソビ図9の76を設ける。またカムの摺接面73には、テフロンコートなどで摩擦係数μを0.03以下にする。
図15の軸11、と中間環12の間にローラー14が介在し、その軌道の両端には遊星ローラーのコイルばね転動体7、と10が公転すべく配置する。同様に中間環12、と外輪15、との間にもローラー16が介在し、その両端には遊星ローラーのコイルばね転動体、17,18が公転すべく配置する。その機序は、内輪11が回ると皿ばね13で中間環が連れ回りし、外輪が静止しているので外側の遊星ローラー17、18が中間環に連れて転動し、18は17よりも先行して公転する。それによって外側のローラーにスキュウが与えられ、中間環12と外輪15が噛みあって締結して一体になる。すると軸11に対して中間環12と外輪15の一体品が相対回転し始め、内側の遊星ローラー7が先行して公転し、その差動で内側のローラーにもロック方向のスキュウが与えられて今度は軸11と中間環12が一体化する。その結果、軸11は中間環を介して外輪15と一体化しトルクが伝わる。逆転すると、遊星ローラー自体のスキュウによるトラクションの軸方向分力で、中間環が皿ばねに対抗して一度押し返えされて、軌道間隔が広げられ、介在するローラーは解放されてスキュウ反転を素早く、容易にする。
又 中間環の内外径の一葉双曲線で出来た曲面は、ローラー16を介して相手側軌道面とトルクの無負荷の段階から接触しいていなければならず、そのためには例えば中間環に図12の62の如くスリットを入れても良いし、更に図10の64のように中間環を64の如く2分割してスプラインで連結しそれぞれを軸方向にバネ81、82、で軌道に圧着しておく、または、テーパーゲージで予め調節しても解決する。
当発明は、前記特許2903325のスキュウしたローラーの接触下の、高圧閉じ込め油膜を、破断しない範囲内で、ねじれ変形させながら、せん断抵抗でトルクを伝達するもので、図16に示すように、ローラー27を球面ころ、外輪の軌道を一葉双曲線と、円曲率との合成の凹曲面として、内輪外径は、外輪よりも直線に近い大きな曲率での合成凹曲面にしてある。円周上の全ローラーの、噛み合い角が1°〜5°の範囲にあれば、一方クラッチとして成立する、又円周上のローラーは円環のため、弾性変形して応力が釣り合うので、全ローラーが比較的均等に噛み合いに参加する。その噛み合いの原理を図16の右の平面モデルに置き換えて示す。上下2枚の曲面の勾配の付いた帯板の間に球面コロを長さ方向に対して点接触に近い接点でスキュウさせて、斜めの方向に転動するように配置した場合、図の上部25、が当発明の外輪の頂点で、下が対角線上の最下部26で示す。内輪の回転軸70に対して外輪の回転軸が69の如く傾いている。
この帯板を丸めたものが、当発明の図16である。内外輪23、24、の回転方向の相対変位の方向は上部では矢印28、31、で、下部では、29、30、になる。球面ころは、矢印35、の向きに転がる。同時に、内外輪23、と25、は軸方向にも相対変位する。交叉角度68、を生じたとき介在するローラー27、32、はローラーの外周の凸球面と、軌道の凹曲面との接触であるが、点接触に近く且つ交叉角度が小さければ、内輪23、24に対して、外輪25,26が傾斜しても、通常の一方クラッチの要件である噛み込み角度5°以下が確保されていれば、ローラー27、32、は共に軌道面の厚肉側に滑ることなくクサビ効果でトルクが面圧に変換されて高圧の閉じ込め油膜を生じ、油膜の、ねじれ変形での強度低下のない範囲で、小さな交角用の粘性伝達自在接手を得る。軸心に対するローラーの勾配を5°以下で軌道を球面に近づけると、ローラーが点接触に近づき許容交叉角度は大きく出来るが、面圧が高くなりトルク容量が低下する。
従って、図17の中間環34、の内側ローラー51と外側ローラー50で交叉角度がそれぞれ2°であれば、接手ユニット全体では倍の4°の交叉角度まで許容でき、自在接ぎ手として成立する。通常駆動力伝達軸では、取り付け誤差による故障を避けるため、等速自在接手、又はフック式ジョイントが併用される。ところがこれらの転動体使用のジョイントでは、交叉角度が小さいと、転動体の揺動量が極端に小く高面圧で微小振幅の高速揺動で、しかもグリース潤滑で致命的疑似圧痕を招く。そのため交叉角度が2°以下での使用を禁じている。
図7略視図の、符号35は入力軸で、36が外輪を示し、35と36の5°程度の円すい面の一葉双曲線でなる曲面の軌道間に、8°程にスキュウした円筒のローラー37が線接触して介在する。ローラー37は保持器5、6のポケット溝に収容されている。図7の引き出し線上に示すローラーの押さえばねは、説明都合上コイルばねを記載したが、実施は皿ばねである。図7の4の如く、鍔との干渉を防ぎ自転を促す。スキュウ角度12°以上は、ローラーの両端で面圧差を招くので避ける。図7の三角カム73は、5°程度のリード角とし、円周上に複数個設ける。角度が大きいとトルク負荷中のクラッチの切り離しの20の操作力が大きくなる。一方クラッチでは、カム面は片側斜面で反対側を平行にする。図7では内輪内径に示したが、外輪の外径でも良い。
又 遊星ローラーの数は図13のように円周上3箇所あれば良い。
図16のボールブッシュ47は、内外輪に交叉角を生ずる際のガイドになる。
これを特開2007−162926の図15の形態で実施すると図17になる。中間環34、85は一体固定で、皿ばね48,49で右方向に押されるので、球面ローラー50,51は軌道に圧着する。球面ローラー50,51、の両端には、遊星ローラー52,53、が配置され、前述の図15同様に正逆両方向に対抗のスキュウが付与される。図14同様に図19にローラーにスキュウを付与する分割保持器の展開図を示す。外輪34と86はセンタリング間座71でホールドされて、71は、バネ87で圧接の球面の調心間座72で同じくセンタリングされる。ローラー50、51、は中心のボールブッシュ88、89、でセンタリングガイドされる。慣性ウエイト33は、正転から急制動の時、ねじ90で軸力になり、中間環34を左に押し、瞬時にトルクが遮断されて差動制限が解除される。部品の精度。材料は球面コロ軸受に準じ遊星ローラーの外径は転がり軸受の転動体に準ずる。保持器は、表面をカタサHV500以上にする。
5、6・・分割保持器
7、10,17、18、40、41、42、79、52,53、57、58・・遊星ローラー
8、9位置決め突起
11、35、63・・内輪(軸) 12、34、85・・中間環
4、13、48、49、56、81、82、87、91・・ばね
14・・ローラー 15、25、26、36、86・・外輪 16・・連結軸
19・・ソレノイド 20・・プッシュロッド
21・・内側ローラーのみの軸方向弾性変位曲線
22・・外側ローラーのみの軸方向弾性変位曲線
23、24・・内輪 27、32、50,51・・球面ころ
28、29、30、31・・回転方向 38・・鍔
39、67・・軸受 46・・ストッパー
47、88、89、・・球面ブッシュ
59、60・・公転差 61・・軌道面 62・・スリット
64・・スプライン嵌合面 68・・交叉角度
71・・センタリング環 72・・センタリング補助環
73・・カム 74・・推力 75・・トルク作用方向
76・・バックラッシュ空間 33・・慣性ウエイト 90・・ねじ
94・・ストッパー
Claims (4)
- 一葉双曲線の略円すい状の内輪と外輪の軌道間に、軸心に対して3次元に傾斜して線接触する複数個のローラーを配置し、トルクを負荷したときに、ローラーが軌道間に食い込むことで接触下の閉じ込め油膜の粘性で、内輪と外輪間のトルク伝達を増減する流体摩擦伝達力制限装置において、保持器の小径側を弾性部材で、大径側を面で挟んで位置規制する前記ローラークラッチ。
- 前記流体摩擦伝達力制限装置において、トルクを推力に変換の、軸心に傾斜のカムでローラーの噛み合いをアシストするローラークラッチ。
- 前記構成において、遊星ローラーの公転上の遅れ進みで、トルク伝達するローラーに、スキュウを付与する前記ローラークラッチ。
- 前記構成において、球面ころの閉じ込め油膜による粘性自在接手。
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Citations (4)
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JPH06137344A (ja) * | 1992-10-23 | 1994-05-17 | Shiro Sawa | レオロジカル、オイルクラッチ |
JP2001012500A (ja) * | 1999-06-25 | 2001-01-16 | Kenji Mimura | 摩擦クラッチ及びこれを用いた自動車の自動変速機及び自動車の無段変速機並びに自動車の動力分配装置及び自動二輪車の動力伝達装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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