JP2014224597A5

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Publication number: JP2014224597A5
Application number: JP2013114668A
Authority: JP
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2015-10-08
Anticipated expiration: 2033-05-14

Description

請求項１の手段
図２、の如く第一軌道輪部材１、の軸外径の円すい面と、第二軌道輪部材２、の外輪内径の円すい面８６、の間の周上に保持器４、でスキュウ（傾斜角 θ）した転動ローラー３、を配置すると、一方には空転し、反対方向には接点下に高圧の厚さが０．０００３ｍｍの閉じ込め油膜を生じて、油膜が粘弾性体に固化遷移し、そのせん断抵抗（トラクション）で、第一軌道輪の軸１、と第二軌道輪の外輪２、の間でワンウエイクラッチが構成される。

当該構成において、噛みあって一体化して回転している第一と第二の内外軌道輪の間に、倍力テコ部材を介装する。テコ部材の支点の中間部材１１２を支点ホルダー１６でフレーム８３に固定して、作用点を内外何れか片方の軌道輪（図２では１７１）に当てて、力点側（図２では１１３）に力を加えて軌道輪の周上の一部（図２では矢印１１１）を作用点にして、内外輪の径方向間隔をこじ開ける様に軌道輪の弾性変形で押し広げると外輪に偶力が作用して一部のローラーのヘルツの弾性変位量が微量に減少して図３、に示す周上に緊迫力の少ない低緊迫（低負荷）圏２４ができる、この低緊迫力のゾーンは回転軸の回転（矢印方向２３）で軌道の円すいの斜面上をローラーが転がることで周上全域に伝播して行くのでフルトルクで強固に噛み合っていても全体が緩んでトルク伝達量が徐々に低下する。

請求項２について
請求項１の構成において、回転する軌道輪と静止部材との間に図４の保持器手段６５で作用点に部材となる例えば転動体のボール６４を挿入して、回転している軌道輪の側面との間の摩擦図６の７１と７７とのクサビ作用でボール６４を食い込ませてそのクサビ効果で生ずる矢印７７の軸力で両軌道輪の間隔を瞬時に押し広げる、テコの自己倍力効果で遮断する。

請求項３について
変速比を得る手段の例えば図７のように一対の変速ギヤを入力軸３７、とカウンター軸１５１に複数組配置して、各組の例えば図７の出力軸３８上の３ｒｄギヤ２８とこれに噛み合うカウンター軸１５２上のギヤ、２９の何れか片側に請求項１の、クラッチを装設して、倍力テコ部材の偏心カム１２でクラッチ４８の軌道輪間隔を徐々に押し広げてギヤ２８に伝達トルクを残存させながら出力軸３８にトルクを渡す。

実施の形態を以下に説明する。
請求項１、に記載の構成において、図２に示す第一軌道輪１、と第二軌道輪２、の間に第三の支点の中間部材１１２、を装設して、１１２を支点ホルダー１６の穴で支える。支点ホルダー１６は軸１にスラスト軸受８４、８５とラジアル軸受１０９、で支持されて相対回転する。第一軌道輪と第二軌道輪の軌道面の間隔を拡張するように倍力装置の作用点のテコ部材（偏心楕円カム９、）を、第二軌道輪２の側面１７１１に当接させて、ウオームギヤ９７、との噛み合い点を力点にするとカム１２の外周の凸部高さが変化することで外輪の側面１７１が押される。その量はウオームギヤ１３、のモーター９７、の回転角度で調節する。

作用点のカム１２、の外周が外輪２、の側面１５、の一点を押すと外輪に偶力が作用して図３、のようにロック時に軌道輪間のローラー面圧２１、が均等に釣合った緊迫力２２、の状態から一部に低負荷圏２４、が出来て全体として負荷分布が９８、の不釣合いになる。軌道輪２、と軸１、が図３の矢印２３、の方向に一体で回転するが作用点の位置が外輪の側面の一点のため低負荷ゾーン２４、は軸の回転に伴って旋回し全周に行き渡り緊迫力は緩む、すると閉じ込められた固化油膜は軟化してローラーはスベリを伴って円すい斜面を転がり最後に緊迫力は９９、のように消滅する。従って外輪側面を押付ける力８２、の加減でクラッチは滑りながら半クラッチ状態の度合い変えて回転する。又、解除に要する軸力は初期の起動時は大きな力を要するが以降急減する。従ってカムのプロファイルは初期のみ大きな力を出すように図２の右上に示す渦巻き状の対数螺旋が望ましい。図２、図７、図１１、にカム部の拡大プロファイルを示す。

請求項２の実施形態。
請求項１の図２、の倍力テコ部材の支点部１１２の代わりに当部位にボール６４を介在して図４のように軸と一体化して回転する外輪の回転力を利用して図６に示す斜面を転がるボールに回転力でクサビ作用をもたらして生ずる軸力（スラスト荷重）図６の矢印６６で瞬時に外輪を押し返して噛み合いを解除する。例えば毎分１２００回転している場合の遮断速度は０．２秒になる。実施の形態は、図４、の支点の中間部材９０、は静止しており軸１、の上にそれぞれ軸受８４、と１００、並びに１０９、で回転可能に固定され、且つ支点中間部材９０、のボス円筒部の外周には保持部材６５、のボス部６５ａが摺接しており更にその上に筒状のカムリング内側５７、と外側７８、が二重に分かれて（製造上の理由）中間部材９０に固定され一体で静止している。静止の内側５７と外側７８の両筒状カムリングの内側５７、の側面には、図４、の保持円盤６５、に固定のピン７０、の先端が摺接するカムプロファイルの斜面図５、の７８、の山と谷の凹凸が設けてあり、外側のカムリング７８の側面には図６に示すボール６４、と噛み合うカムプロファイル斜面の山と谷の凹凸１０１が形成されている。外側と内側の二つのカムリングの山と谷の位置は、回転方向にずらしてあり、先ず図４のリングギヤ７６を小歯車７３で旋回させてスプライン７５で嵌合する保持部材６５を回すことでボール６４を斜面７１で山の頂点１０１に移動して（軸方向に移動させて）外輪７を矢印６６の方向に押して噛み合いを解除した後、ボール位置は更に転がって７４に沿って一旦僅かに後退する。ボールが後退する替わりにピン７０が山７８に当接して押し上げられて、ピンで保持部材６５が押されてボールの点接触に替わって保持部材６５の側面の軸受用の平滑面で外輪の皿バネの力を受け止めて摺接して外輪２、は解除された位置で保持されて伝達ギヤ６、の高速フリーホイーリングを安定して続けることができる。

請求項３の説明。
当該クラッチの持つ三機能の、トーショナルダンパーとシンクロのＯＮ−ＯＦＦクラッチと、粘性半クラッチ、の三要素を活用した変速機で、その構成模式図を図７、に示す。入力軸３７、と、カウンタシャフト１５１、と各変速ギヤを配列した中間シャフト１５２、と出力軸３８、の四軸で成る。入力軸３７、からのトルクの流れを点線１４１、１４２、で示す。各ギヤの噛み合いＯＮ−ＯＦＦは、併設の偏心カムの回転操作で行う。入力トルクは、点線１４２、に沿って軸３７、上のギヤ３３にギヤ１３１、が噛み合いカウンターシャフトに伝達される。カウンターシャフトのみタンデム複列のローラークラッチ（図１０の構成）が配置されて、トルクは図７のＡ部右下の円Ａの拡大図の点線で示すように内輪からローラー１３７ａを経由して外輪４９、に、外輪４９、の片側列の逆向きにスキュウ傾斜したローラー１３７ｂが噛み合って内輪に１６６、に伝わる。図１０の複列タンデム式については更に後述する。

内輪１６６、の延長先のスプライン１３２、を経て三速ギヤ２８に伝わる。三速ギヤ２８の内径の請求項１のクラッチ４８、がロックして出力軸３８の先端の矢印１４２、から出力される。このときカウンターシャフト１５１の左端のタンデム複列のローラークラッチ１３７ａ，１３７ｂ、以外のクラッチ１３９、１４０、１４８、はＯＦＦである。二速にシフトダウンするときは３速ギヤの２８のクラッチ４８をＯＦＦにして二速ギヤ３０，のクラッチ１３９、をＯＮにすると二速のギヤ比で出力される。直結のクラッチの三速ギヤ２８の左側の１４８をＯＮにして他をＯＦＦにすると、トルクは点線１４１、のように直結で出力される。この時直結軸の速度は他のギヤよりも速くなり、他のクラッチは自動的にオーバラニングになる。図９、は横線が変速に要する時間４０、４１、４２、で縦軸が各ギヤの速度を示す、切り換え時のトルクの段差の衝撃緩和を示すダイアグラムで図７では４段で示したが段数を増すと（図省略）無段変速に近づく。

【０４２】
【符号の説明】
１・・第一軌道輪（軸）
２・・第二軌道輪（外輪）
３・・ローラー
４・・保持器
６・・出力ギヤ
７・・スプライン
８・・皿バネ
９・・カムフォロア
１０、８４・・スラスト軸受
１１・・ギヤ
１２・・カム
１３・・ウオームギヤ
１４・・ローラーフォロア外輪
１５・・外輪側面
１６、９０、１６４、・・支点ホルダー
２１・・緊迫力の大きさ
２２・・緊迫力の釣り合いイメージ
２３・・軌道輪の回転方向
２４・・低緊迫力ゾーン
２５・・トルクの値
２６・・カムの操作角度
２７・・伝達トルク量とカムの操作量の変化グラフ
２８、２９・・２速ギヤ
３０、３２・・３速ギヤ
３４、３５・・４速ギヤ
３６・・カウンターシャフト
３７・・入力軸
３８・・出力軸
４８・・３ｒｄギヤ用クラッチ
４９・・外輪
８３・・フレーム
１２、５０，５１，５２・・偏心カム
５６、９３、９４・・オイルシール
６５・・保持部材
６５ａ・・保持部材のボス部
７０・・戻り止め摺接ピン
７１・・支点の中間部材のボールカム面
７６・・操作円盤ギヤ
７８・・中間部材旋回位置決めカム
９０、１０１、１６５・・支点
１１２・・支点の中間部材
１２０・・出力軸スプライン
１３２・・スプライン
１０９、１３３・・ニードル軸受
１３４・・複列式ワンウエイクラッチの内輪
１３５・・バックアップスラスト軸受
１３７ａ，１３７ｂ・・複列式ワンウエイクラッチローラー
１４１、１４２・・トルクの流れ
１４５、１４６・・皿バネ
１４７・・クラッチ外輪支持部材
１４８・・直結用クラッチ
１５１・・カウンターシャフト
１５２・・中間軸
１６６・・複列クラッチ内輪延長環
１６８・・パイロットベアリング
１７０・・支点送りねじ
１７１・・スラスト軸受

Claims

第一軌道輪の外径に設けた円すい面と第二軌道輪の内径面に設けた円すい面の間に保持器で回転軸に対して傾斜（スキュウ）した転動ローラーを複数個配置して、第一軌道輪と第二軌道輪の間にトルクを負荷するとローラーが軌道輪間に食込んで接触面に閉じ込め油膜を形成して該油膜のせん断と粘性抵抗でトルクの伝達量を増減する手段のローラークラッチにおいて、支点力点作用点でなる倍力テコ部材の支点の部材を前記の第一と第二軌道輪の間に介装するとともに第一又は第二軌道輪の何れかに前記のテコ部材の作用点を当接して前記テコ部材の力点の操作で前記ローラーの両軌道輪周上の接触面圧（緊迫力）に不釣合いをもたらすようにテコ部材を具備したローラークラッチ。
請求項１に記載のローラークラッチにおいて、実施例の図４のごとく支点になる部材（９０）と第一又は第二軌道輪（図４では外輪７の作用点１５と）の間にカム斜面７１とクサビ作用をもたらす部材（６４）を介装して、該クサビ作用部材（６４）を保持する保持部材の操作でトルクを断続するローラークラッチ。
請求項１及び請求項２のローラークラッチを、回転軸上に配置した複数のトルクを伝達する媒体の外径寸法が異なるベルトプーリイ、ギヤ、スプロケット（チエンによる駆動力伝達）、トラクションローラー（転がり接触する回転体同士を押し付けて駆動力を伝達する）等に装設して、請求項１のローラークラッチのオン、オフ操作で変速する変速装置。