JP2013133932A - Fluid friction transmission force limiting device - Google Patents
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Description
機械装置のトルク伝達装置 Torque transmission device for machinery
機械装置の駆動力伝達制御には、粘性接ぎ手、流体接ぎ手、摩擦板クラッチ、歯車と爪のラチェット、コイルスプリングの巻きつき摩擦クラッチ、1932年のスプラグ式ワンウエイクラッチ、及び円筒ローラーと多角形のカムリングのワンウエイクラッチ、それを応用した2ウエイクラッチ、などがある。これらの古典的手法に対して、転がり接触の流体摩擦伝達力制限装置、特許2903325号がある。これは円すい面でなる内輪軌道面と外輪軌道面の間に傾斜したスキュウド、ローラを介装すると、トルクを負荷したときに、ローラが噛み合って内外輪の軌道間に食い込み、接点下に高圧の閉じ込め油膜を生じて、これに浮上したローラがスベリながら固化油膜のせん断抵抗でトルクを伝達する手段である。 For driving force transmission control of mechanical devices, there are viscous joints, fluid joints, friction plate clutches, gear and claw ratchets, coil spring wrapping friction clutches, 1932 sprag type one-way clutches, and cylindrical rollers and polygons Cam ring one-way clutch, and two-way clutch using it. For these classic approaches, there is a rolling contact fluid frictional transmission force limiting device, patent 2903325. This is because when a skew and a roller inclined between the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface, which are conical surfaces, are interposed, when the torque is applied, the rollers engage with each other and bite between the inner and outer ring raceways, and the high pressure under the contact This is a means for generating a confined oil film, and transmitting the torque by the shear resistance of the solidified oil film while the roller floating on the oil film slips.
前述の油膜とは、転がり接触下の弾性流体潤滑理論(EHL)で、英、D.Dowson,.Higginson.V.Whitaker:J.Mech.Eng,.4,2(1962)121.によって、潤滑油が高圧で閉じ込められて、弾性固化する、ことが論証され、以降、転がり軸受、無断変速機CVT等実用面で長足に進歩した、技術である。 The above-mentioned oil film is the elastohydrodynamic lubrication theory (EHL) under rolling contact. Dowson,. Higginson. V. Whitaker: J. et al. Mech. Eng,. 4, 2 (1962) 121. By this, it is proved that the lubricating oil is confined and elastically solidified at a high pressure, and since then, the technology has made great strides in practical aspects such as rolling bearings and continuously variable transmission CVT.
前記の、スプラグ式とローラ式のワンウエイクラッチの課題を述べる。スプラグ式は、ヘリコプターなど回転翼機の、エンジン故障時に、瞬時にエンジンを切り離して滑空する安全装置のオートローテーションに使用されている。過去不具合の都度対症療的手法でスプラグの硬さをビッカース硬度で2000近くまで上げたり、保持器の強化などを経て来た。しかし近時のトライボロジの観点では、接点に油膜が超高圧で閉じ込められて固化転移し、擬似凍結し瞬間軌道面に固着する、又は微振動負荷では接点から油分が払拭されて金属表面が露出すると面圧で金属同士の分子間の結合力で固着する。その引き剥がし抵抗の反動で、スプラグを押えているリボンバネが変形し保持器を破損(ポップアウト)したり共振しながらトルクが作用すると、一部のスプラグだけが噛み合いロールオーバ、するといった構造上の矛盾が指摘される。 The problems of the sprag type and roller type one-way clutch will be described. The sprag type is used for autorotation of a safety device that instantaneously disconnects and glides in the event of an engine failure in a rotorcraft such as a helicopter. Each time there was a problem with the past, the sprag hardness was raised to nearly 2000 with a Vickers hardness, and the cage was strengthened. However, from the viewpoint of the recent tribology, when the oil film is confined and solidified by ultra-high pressure at the contact point, it is pseudo-frozen and stuck to the instantaneous raceway surface, or the metal surface is exposed by wiping off the oil component from the contact point in a slight vibration load. It adheres with the bonding force between the molecules of metal at the surface pressure. Due to the reaction of the peeling resistance, when the ribbon spring holding the sprag is deformed and the cage is damaged (pop-out) or the torque acts while resonating, only a part of the sprag is engaged and rolls over. Contradiction is pointed out.
また前記のメカニカルクラッチは、軌道と常に摺接しており、高速オーバーラニングでは、スプラグの遠心力による浮き上がりと、共振を押えるためのリボンバネで押し付けるので摩滅し短寿命で、ローラー式クラッチも、接点のカム面が同じ位置で永久に噛み合うので陥没摩耗する、同時にカム溝の角部の薄肉部に応力が集中して疲労破壊する。許容回転速度も通常2000rpm以下に制限され、遠心力の大きさに応じて都度設計仕様を変えて、変動入力にはダンパーを、過剰入力にはトルクリミッタの併用が不可欠である。The mechanical clutch is always in sliding contact with the track. In high-speed overrunning, the sprag is lifted by the centrifugal force and pressed by a ribbon spring to suppress resonance. Since the cam surfaces mesh with each other at the same position, they are depressed and worn, and at the same time, stress concentrates on the thin wall portions at the corners of the cam grooves, resulting in fatigue failure. The allowable rotational speed is usually limited to 2000 rpm or less, and the design specification is changed each time according to the magnitude of the centrifugal force. It is indispensable to use a damper for variable input and a torque limiter for excessive input.
上述の多くの課題に鑑み、冒頭の流体摩擦伝達力制限装置特許2903325および、その後改良の特許4614167、が発明された。当該構成では、親和性の高い6A族遷移金属の極圧添加剤を含有した潤滑剤、例えば二硫化モリブデンなどを用いると、接点下の閉じ込め油膜がスクイズアウトする際に出来るスクイズフィルム(スクイズ流体膜)に添加剤が吸着して、摩擦係数が百分の一(μ<0.01)以下に低下し、トルクの大小に拘わらず速度が一定の、等速で粘性回転する流体継手に類似の機能を有することが実験で確かめられている。 In view of the many problems described above, the fluid friction transmission force limiting device patent 2903325 at the beginning and the improved patent 4614167 were invented thereafter. In this configuration, a squeeze film (squeeze fluid film) formed when a lubricant containing a high affinity group 6A transition metal extreme pressure additive, such as molybdenum disulfide, is used to squeeze out the confined oil film under the contact. ) Is adsorbed and the friction coefficient decreases to one-hundredth (μ <0.01), which is similar to a fluid coupling that rotates at a constant speed and is viscous regardless of the torque. It has been confirmed by experiments that it has a function.
また、エステル系潤滑剤使用では、滑りが無く、強固に確実に噛み合う一方クラッチになる。この発明では軌道輪を僅かに(1ミリ)軸方向に離せば、トルクは遮断され、軽く接すれば、スキュウしたローラーのトラクションの軸方向成分で狭小側に引き寄せられて自己保持締結のクラッチになる。噛み合う際は、入出力軸間の回転差を、油膜の粘性流体、塑性体、弾性体への遷移過程と、ヘルツ弾性と、内外輪の膨張収縮の弾性とで吸収し、柔らかなクッション機能を有する。
更に、当該方式はトルク容量が非常に大きい、例えば、外径ψ100mm、幅52mmで、ローラーがψ8×32mm、18本使用では、ローラー面圧が3.0GPaになるときの負荷トルクは、150kg−m、に達する。In addition, when an ester-based lubricant is used, there is no slip, and a clutch that firmly meshes securely is obtained. In this invention, the torque is cut off if the raceway is separated slightly (1 mm) in the axial direction, and if it touches lightly, it is drawn to the narrow side by the axial component of the traction of the skewed roller and becomes a self-holding clutch. . When meshing, the rotational difference between the input and output shafts is absorbed by the transition process of the oil film to the viscous fluid, plastic body, elastic body, Hertz elasticity, and the elasticity of expansion and contraction of the inner and outer rings, and a soft cushion function is achieved. Have.
Furthermore, this method has a very large torque capacity. For example, when the outer diameter is ψ100 mm, the width is 52 mm, the roller is ψ8 × 32 mm, and 18 rollers are used, the load torque when the roller surface pressure becomes 3.0 GPa is 150 kg− m.
これの実施上の課題について述べる。
従来の図9、の軌道輪の内輪は、円すいの小径側では肉厚が薄く、大径側で厚い、外輪はその逆で、そのため噛み合ったときのローラと接する軌道輪内部の引っ張りと圧縮応力が両端で異なり当然、両端で弾性変形量も異なる。The implementation problem will be described.
The conventional inner ring of FIG. 9 has a thin wall on the small diameter side of the cone and a thick wall on the large diameter side, and vice versa, and the reverse of the outer ring. However, the amount of elastic deformation is also different at both ends.
また、1万rpmの高速のオーバラニングでは、ローラーがスキュウして転走するため差動スベリが激しく摩擦損失が大きい。更に当クラッチを断続用に用いる場合、入出力軸に回転差があると、繋がる際の力積(速度と質量と締結までの所要時間)で入力が巨大になる。また締結後は、入力側のトルク変動、振動を、出力側に伝えないアブゾーバ機能と過剰入力による破壊を防ぐところの、特許文献1の実開平6−12726の図4のようなリミッター併用を要する。つまり当クラッチには、極小トルクから最大トルクまで対応のソフトなショック吸収と、過剰入力防止が不可欠である。Further, in the high speed overrunning at 10,000 rpm, the roller is skewed and rolled, so that the differential sliding is intense and the friction loss is large. Furthermore, when this clutch is used for intermittent connection, if there is a rotational difference between the input and output shafts, the input becomes enormous due to the impulse (speed, mass, and time required for engagement) when connecting. Further, after the fastening, an absorber function that does not transmit torque fluctuation and vibration on the input side to the output side and destruction due to excessive input are required, and a limiter as shown in FIG. . In other words, it is essential for this clutch to absorb soft shocks from the minimum torque to the maximum torque and prevent excessive input.
当該クラッチはトルクを負荷すると、内輪と外輪が軸方向に弾性で2〜3ミリ相対変位する。その変位を止めると高いトルクでスリップする。ストッパーの位置調節で可変のトルクリミッターになる。スリップすると発熱で軌道輪、ローラーは熱膨張する、また介在する油膜の厚さは、0.0003ミリと、極めて薄く、従ってストッパー位置での調節は、寸法上微細過ぎて困難である。その解決策の一つは、先ずは軸方向の相対変位距離を増大させることにある。When a torque is applied to the clutch, the inner ring and the outer ring are elastically displaced by 2 to 3 mm in the axial direction. When the displacement is stopped, it slips with high torque. It becomes a variable torque limiter by adjusting the position of the stopper. When slipping, the raceway and the roller expand due to heat generation, and the thickness of the intervening oil film is extremely thin, 0.0003 mm. Therefore, adjustment at the stopper position is too fine in size and difficult. One solution is to first increase the relative displacement distance in the axial direction.
またトルク負荷でローラーは2.5GPa(250kg/mm2)もの高圧で内外輪の間に強固に食い込む。これを引き剥がして切り離すには、巨大な軸力を要する。これ等が当方式のクラッチの実用化を妨げてきた課題であった。In addition, the roller is firmly bitten between the inner and outer rings at a high pressure of 2.5 GPa (250 kg / mm 2 ) under torque load. A huge axial force is required to peel it off. These are the problems that have hindered the practical application of this type of clutch.
請求項1について説明する。模式図は、説明のため誇張して記載してある。
図5、に噛み合ったときのローラの面圧による緊迫力分布を示す。図5の94が、円すい軌道輪の両端で同じになるように、図1、の50、のように両端の肉厚を同じにする、同時に、軌道輪の中央部を53、のように減肉して、中央部の半径方向の剛性(ばね定数)を低くする、この手段によれば弾性が増し噛み合い時の衝撃、振動の吸収能力が大幅に増える。また軌道の中央が湾曲した凸面形状になり、ローラーは点接触に近く、無負荷のオーバラニングは差動スベリが殆ど消えてボールベアリング並みの高速回転ができる。
FIG. 5 shows the tension force distribution due to the surface pressure of the roller when engaged. 5 is the same at both ends of the conical ring, so that the wall thickness at both ends is the same as 50 in FIG. 1, and at the same time the central part of the ring is reduced to 53. This means that the rigidity (spring constant) in the radial direction of the central portion is lowered, and this means increases the elasticity and greatly increases the ability to absorb impact and vibration during meshing. In addition, the center of the track has a curved convex shape, the roller is close to point contact, and no-load overrunning eliminates the differential sliding and allows high-speed rotation like a ball bearing.
繰り返しの上記弾性変形の疲労強度については、高品位の軸受用SUJ−2材は清浄度面で飛躍的に進化し、軸受に置いては面圧2.5GPa以下の負荷では疲労剥離寿命は永久とする近時の市場実績に倣い、当構成も十分な強度を有する。 With regard to the fatigue strength of repeated elastic deformation, high-quality bearing SUJ-2 material has evolved dramatically in terms of cleanliness, and the fatigue peel life is permanent at a load of 2.5 GPa or less on the bearing. Following this recent market performance, this structure has sufficient strength.
また、当弾性変形量の増大化の手段として、使用ローラーを中空、又はコイルバネ形状にすることでも同様の効果を得る。 Further, as a means for increasing the amount of elastic deformation, the same effect can be obtained by making the used roller hollow or a coil spring shape.
請求項2について説明する。トルクの負荷によって軌道面間に食い込んだローラーを速やかに切り離す操作性と、粘性伝達の際の調速を、容易にする手段について述べる。当該構成は、図5の如く外輪にラジアル荷重Pの負荷で、負荷圏93、が出来る、同時に、図6、の軌道輪の円すい斜面97、でローラー接点にはスラスト分力97、を生ずる。そこでローラーの緊迫力94、を緩める力F,は次の関係になる。
F=ラジアル荷重Pで生ずるスラスト分力97、に、スプラインの摩擦抵抗を加えた合計 > バネ56、の予圧と、トルク負荷時の吸い込み力のとき。又は、ラジアル荷重を押付けたときの負荷圏93、の反対側の無負荷圏にスキマ96、が出来るとき、に緩む。しかし円すい角が5°では図6のスラスト分力97、はPの9%で小さすぎる。そこで、実施例に示す図1、図2のような偶力112、にすると、図5、の90、91、の負荷の不釣合いと、スプライン62、のラジアルスキマの遊びで傾いて、円すい角度の拡大と同じ効果で緊迫力が緩む。
参考:軸受メーカーカタログの、円すいコロ軸受の弾性変形と適正予圧、に関する項に詳述されている。Claim 2 will be described. A means for facilitating the operability of quickly separating the rollers that have digged in between the raceway surfaces by the torque load and the speed control during the viscosity transmission will be described. In this configuration, as shown in FIG. 5, a
F =
Reference: Detailed information on the elastic deformation and proper preload of conical roller bearings in the bearing manufacturer's catalog.
上記外力の付勢手段は、図1の外輪の外周に突き出たフランジの側面42、にレバー80で、又は、図2の、42、にレバー80、で又は、図3、のカム面60とロッド59、で、更には、図4、のようにピン64で軸方向に、又は、図7、の77の如くラジアル方向に付勢する。当該構成の粘性速度の実験では、ラジアル荷重でも偶力でも良く、要するに緊迫力に不釣り合いをもたらせば足りる。外部からの付勢を除くと、予圧バネで復帰し、粘性伝達では、元の粘性速度に戻る。
また、軸方向の相対弾性変位距離が増える分トルクの微調節が容易になる。The external force urging means includes a
Further, fine adjustment of the torque is facilitated by the increase of the relative elastic displacement distance in the axial direction.
本発明は背景技術に対して以下の進歩性と効果がある。
即ち、単純な二個の円環とローラと保持器だけで、超高圧の閉じ込め油膜を作り、そのせん断抵抗と、塑性変形抵抗とで、トルクを伝達するもので、電磁、空圧、油圧などの付勢エネルギーを全く要しない省エネで、堅牢で高トルクを断続したり、調速ができる。しかも結合時の入力と出力軸間の回転差を吸収して、衝撃を吸収する。接続後は、入力側のトルク変動、トルク振動を共振を遮断する。The present invention has the following inventive steps and effects over the background art.
In other words, an ultra-high-pressure confined oil film is created with only two simple rings, rollers, and cages, and torque is transmitted with its shear resistance and plastic deformation resistance. Electromagnetic, pneumatic, hydraulic, etc. With energy saving that does not require any energizing energy, it is robust and can intermittently control high torque and speed control. Moreover, the shock is absorbed by absorbing the rotational difference between the input and output shafts when coupled. After connection, resonance is cut off from torque fluctuation and torque vibration on the input side.
また、許容回転速度も転がりの点接触で1〜2万rpmが可能になり、摩耗してもバネで自動補正される。過剰な入力には、リミッターで破壊を防せぐ。構造がJISの標準円すいころ軸受の鍔を除いて、円筒ローラーでスキュウしただけの構造で、材料、部品、製造設備も共通で安価に出来る、近時のトライボロジとレオロジを活かした次世代の動力の、伝達制御手段である。Also, the allowable rotational speed can be 1 to 20,000 rpm by rolling point contact, and even if worn, it is automatically corrected by a spring. For excessive input, use a limiter to prevent destruction. The next generation of power utilizing the latest tribology and rheology, with the structure that only the skewered by the cylindrical roller except for the flange of the standard tapered roller bearing of JIS, and the materials, parts, and manufacturing equipment can be shared and inexpensive. It is a transmission control means.
発明を実施するための形態を以下に説明する。
図1、の実施例は、入力軸51の片端の外径に、軸心に対して5°傾斜した母線が一葉双曲線で成る円すい面を設けて、その周上に保持器58、を被せて保持器のポケット穴を軸心に対して43、の如く8〜15°傾斜させて、その穴にローラーを挿入し、ローラの外周に円すいの内径面のカップ50を被せる。ローラーは、円すいころでも中空でも球面ころでも、更にコイルバネ式のタワミころでも良い。この状態で入力軸にトルクを負荷すると、スキュウしたローラー57が円すい面で噛み合いロックして外輪50と入力軸51が一体で回る。そのとき外輪50と内輪51は、径方向に弾性変形し、軸方向には相対変位する。内外輪の径方向の弾性変位量に差があると、介在するローラーのピッチ円寸法(保持器の径寸法)が変化するので、両者の径方向の変形量を揃える。軸方向変位は、スプライン62、のスライド摺接によって許容される。この状態で外輪50、のフランジ部42、の側面にインボリュート曲面を設けて、そこをレバー80、で押すと、スプイライン62、を支点に偶力が生じて、円周上のローラーの緊迫力が図5、の90,91のように不釣合いになるとともにスラスト荷重で噛み合いが解除される。レバー80、の付勢を除くと、バネで外輪50は元の位置に押されて締結になる。締結のとき入出力軸間に高速の回転差と、トルクが存在すると、力積で瞬間トルクは巨大化する。A mode for carrying out the invention will be described below.
In the embodiment of FIG. 1, a conical surface in which a bus bar inclined by 5 ° with respect to the shaft center is formed as a single leaf hyperbola is provided on the outer diameter of one end of the
その緩和に軌道の中央部を弾性変形させて吸収する。そのために軌道中央部を凸にして点接触させ、最大トルク負荷では線接触するように軌道の中央部位の肉厚を両端より薄くして半径方向のばね定数を下げる。こうすると接点のヘルツ弾性変位と軌道の弾性変位とでソフトなクッションになり、締結後も入力側のトルク変動、振動を遮断する。この弾性変形で軸方向の相対変位量が増大するとスプラインのスライド摺接距離が長くなり、潤滑油膜が生じ易く摩耗を防ぎ、しかもレバー80の操作量の拡大で調節が容易になる。 The relaxation is absorbed by elastically deforming the central part of the track. For this purpose, the central portion of the track is made convex to make point contact, and the thickness of the central portion of the track is made thinner than both ends so as to make line contact at the maximum torque load, thereby reducing the spring constant in the radial direction. If it carries out like this, it will become a soft cushion by the Hertz elastic displacement of a contact, and the elastic displacement of an orbit, and will interrupt torque fluctuation and vibration on the input side after fastening. When the amount of relative displacement in the axial direction increases due to this elastic deformation, the slide-sliding distance of the spline becomes longer, a lubricating oil film is likely to be formed, wear is prevented, and adjustment is facilitated by increasing the amount of operation of the
次に図2、のタンデム配置での実施形態を説明する。その形態は、図2の、入力軸4、に固定の内輪35、にトルクが入るとスキュウーローラー9、で外輪3、に伝わる、すると隣接の軌道に接する逆向きのスキュウドローラー10、で内輪1から出力側38、に伝わる。図2の、中心のロッド6の両端のナット5、と鍔13、とで挟まれている軸端の皿バネ7、と外側のバネ8とで、内輪35とローラー9は外輪3に軽く当接。又外輪2と内輪1、の間のローラー10、はバネ8、で付勢されて当接。内輪35、とローラー9並びに、内輪1とローラー10が、同時に軌道面に当接するため予め両者の円すい軌道径をゲージで合わせて置く。 Next, an embodiment in the tandem arrangement of FIG. 2 will be described. The configuration is such that, when torque is applied to the
ローラーを保持する保持器15、と49は、出力側の内側の皿バネ11と、反対側のスラスト軸受け17、とでセンタリングされる。
ローラーは弾性変位分だけ斜面を転がって、図では外輪の小径側に1〜2mm抜け出す、同時に内輪1と入力側の内輪35も外輪から2〜4mm抜け出す。
内輪35、を左に回すと外輪3、から抜け出して空転する。The
The roller rolls on the inclined surface by the amount of elastic displacement, and in the figure, the
When the
外輪33、の外周に突き出たフランジ42に、レバー80で偶力が付勢されるとローラーの圧力分布は図5の90,91、のようになり緊迫力は緩んで粘性スベリの速度は速くなる。 次に付勢力の微調整と、付勢レバーの摺接摩擦を無くす手段の図7を説明する。外輪の外周76、に転動のアイドラーホイル77を押付け、且つ回転軸101、を102のように傾斜させる。すると傾斜角でアイドラのトラクションの軸方向分力が変化するので、角度で外輪への偶力スラストが細かく制御できてトルク伝達量の微調節が出来る。When a couple is urged by the
次の実施形態は、図3、に示すドアの蝶番に内臓のドアクローザ用の実施例を説明する。ドアクローザでは、開けるときは軽く動き、閉まる側にはゆっくり動く。しかし、人が通過した後、外気の流入を防ぐため速やかに閉じる。更に閉じる直前には衝撃音を無くすため、再び減速する、といった、90°の作動角内で、最初は遅く、15°付近で速く、5°付近で再度遅くする、二段調速になる。図3、のように入力出力4、と52、間の相対回転変位を、出力外輪50、の側面のカム面60、に設けた突起に、入力軸のフランジ51に設けたピン59、の先端を摺接させて突起に乗り上げることで軸方向変位に変換する。側面60の動きは、外輪50、と共にバネ56、に逆らって押され、噛み合いから外れる。 In the next embodiment, an example for a door closer with a built-in door hinge shown in FIG. 3 will be described. The door closer moves lightly when opening and slowly moves toward the closing side. However, after a person passes, it closes quickly to prevent the inflow of outside air. Further, immediately before closing, the speed is slowed down again in order to eliminate the impact sound, such as slowing down at first, slowing up near 15 °, slowing down again near 5 °, and two-step speed control. The tip of the
図4、も同様にドアの蝶番に内臓のドアクローザへの実施例で、図3におけるスプライン摺接の摩擦変動の不安定要因を排除するため、外輪を複列タンデムにした配置で、出力側に、スプライン75、で摺接する外筒72、を設けて、これにピン64を固定し、ピンの片端を外輪3、の外周溝69、に係合する。入力側と一体の外筒73、の端面に突起カムを設ける。ピン64が、カムに乗り上げると、ピン64、は押されて、これと係合する溝69で、外輪68には偶力スラストが生じて噛み合いは解除される。つまり扉を開く側には空転し、手を離せば別途設けたバネの力で反転し、粘性抵抗でゆっくり閉じる、10度付近に達するとカムに乗り上げ前述同様にカムの突起の長さを通過中外輪は外れて、通過すれば復帰する。角度の精度は、カム位置の半径110、を大きくすれば向上する。Similarly, FIG. 4 also shows an example of a door closer incorporated in the hinge of the door, and in order to eliminate the unstable factor of friction fluctuation of the spline sliding contact in FIG. The
次に回転中に速度を微細に制御する実施形態を図7、に示す。図2、の外輪外径に回転体のアイドラーローラー77、を押付けるもので、アイドラローラーの回転軸101は、図7の操作ロッド78、に固定してある。ロッド78を回すと、アイドラローラーは外輪外周76、と斜めに転動する。その接点には、交角に応じてトラクションの推力成分113、を生ずる。ロッドの角度操作で推力は増減するので、その押付け力とで、粘性伝達の速度を細かく制御する。 Next, an embodiment for finely controlling the speed during rotation is shown in FIG. A
軌道輪は、軸受鋼で、硬さHRC62〜3に焼き入れ硬化し、軌道輪の肉厚は、負荷トルクと弾性変位量とを勘案し中央を両端よりも薄くして、軌道表面中央は凸形状に研削加工する。円すいの角度は、約10°で、ローラーのスキュウ角度は、使用油剤と用途に合わせて8〜10°の範囲で保持器のポケット穴の角度で与える。保持器の材料は、鉄または、ガラス繊維で強化の66ナイロン、又はPEEK材を用いる。保持器の側面のスラスト軸受17、と摺接する部位、並びに中央の保持器同士の摺接面は、平滑にして摩擦を減らす。ローラーは軸受鋼で硬さ、HRC65、で相互差2μ以下、真円度、円筒度ともに1μ以下にする。
コイルバネ形状のローラーは軸受鋼線材をコイル状に巻き、熱処理し、通常ローラー同様に外径を研削加工する。The bearing ring is made of bearing steel and hardened by hardening to a hardness of HRC62-3. The thickness of the bearing ring is made thinner than both ends in consideration of load torque and elastic displacement, and the center of the raceway surface is convex. Grind into shape. The cone angle is about 10 °, and the roller skew angle is given by the angle of the pocket hole of the cage in the range of 8 to 10 ° depending on the oil used and the application. As a material of the cage, iron, 66 nylon reinforced with glass fiber, or PEEK material is used. The sliding contact surface with the thrust bearing 17 on the side surface of the cage and the sliding contact surface between the central cages are smoothed to reduce friction. The roller is made of bearing steel and has a hardness of HRC65, a mutual difference of 2 μm or less, and roundness and cylindricity of 1 μm or less.
A coil spring-shaped roller is formed by winding a bearing steel wire into a coil shape, heat-treating, and grinding the outer diameter in the same manner as a normal roller.
図1、は軌道輪の弾性変形を大きくする、断面を湾曲形状にした実施例と、外輪に荷重を負荷して緊迫力を緩めて、クラッチを外す手段の実施例。
図2、は、図1の構成でタンデムに配置した中間軌道輪40、を浮動状態にして、これに外力Pの偶力でローラーの緊迫力を緩めて、調速、遮断の手段を示す。
図3、は図1の構成をドアの蝶番に内臓のドアクローザ等、揺動用途への実施例図4、は図2、をドアの蝶番に内臓するドアクローザ等、揺動用途への実施例。
図7、は図2、の実施例を、制御を高度化した実施例。
図8、は弾性ローラーの中空、コイルバネローラーの実施例。FIG. 1 shows an embodiment in which the elastic deformation of the bearing ring is increased and the section is curved, and an embodiment of means for releasing the clutch by applying a load to the outer ring to loosen the tightening force.
FIG. 2 shows a means for controlling and shutting off the
FIG. 3 shows an embodiment for a swinging application such as a door closer incorporated in the hinge of the door, and FIG. 4 shows an embodiment for a swinging application such as a door closer incorporated in the hinge of the door.
FIG. 7 is an embodiment in which the control of the embodiment of FIG.
FIG. 8 is an embodiment of a hollow elastic coil roller roller.
当クラッチの機能は、高速オーバラニングするワンウエイクラッチ、トルクリミッター、トーショナルダンパー、更には衝撃吸収付きのクッション、シンクロクラッチで、油圧空圧、電磁力を要しない自己保持形の断続クラッチである。また潤滑剤を選択することで、速度可変の粘性流体継手になる。
例えばヘリコプターのオートローテーションのクラッチを当該発明に置き換えると、信頼性が向上し、又ハイブリッド車の動力配分振り分け装置、並びに4WD車の差動制限装置、速度可変の粘性流体継手、クルマの変速機の同期クラッチドアクローザ、緩降機などに用いる。The functions of this clutch are a one-way clutch with high speed overrunning, torque limiter, torsional damper, shock-absorbing cushion and synchro clutch, and a self-holding intermittent clutch that does not require hydraulic pressure or electromagnetic force. Also, by selecting a lubricant, a viscous fluid coupling with variable speed is obtained.
For example, replacing the autorotation clutch of a helicopter with the present invention improves reliability, and also improves the power distribution and distribution device for hybrid vehicles, the differential limiter for 4WD vehicles, the speed variable viscosity fluid coupling, and the vehicle transmission. Used for synchronous clutch door closers, slow down machines, etc.
1・・・出力側内輪
2、33、40・・・出力側外輪インタミディエイトカム
3・・・入力側外輪インタミディエイトカム
4・・・入力軸フランジ
5・・・ナット
6・・・連結ロッド
7、8・・・皿バネ
9・・・入力側ローラー
10・・・出力側ローラー
11・・・保持器押さえばね
13・・・止めフランジ14・・操作レバー
15・・・入力側保持器
17・・・スラスト軸受
32、33,34・・・締結部材
35・・・入力側内輪
36・・・シム
37、38・・・取り付けボルト穴
42・・・突起フランジ
43、44、80・・・スキュウ角
49・・・入力側保持器
50・・・外輪
51・・・回転軸
52・・・出力軸。固定軸
53・・・外輪中央部
55・・・内輪中央部
56・・・予圧バネ
57・・・ローラー
58・・・保持器
59・・・ロッド
60・・・カム
62・・・スプライン
63・・・止め輪
64・・・ガイドピン
66・・・ノックピン
67・・・軌道中央突部
69・・・ガイド溝
72・・・固定側(出力軸)外筒
73・・・入力側(入力軸)外筒
75・・・スプライン
76・・・アイドラー転走面
77・・・アイドラローラ
78・・・操作ロッド
80・・・操作レバー
91・・・負荷圏
96・・・ラジアルスキマ
98・・・ラジアル荷重
94・・・緊迫力(面圧)
97・・・スラスト分力
101・・・回転軸
102・・・アイドラー制御傾斜角
112・・・偶力負荷方向
113、114・・・弾性ローラーDESCRIPTION OF
97 ...
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