JP2635386B2 - クラッチ - Google Patents

クラッチ

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JP2635386B2
JP2635386B2 JP63262552A JP26255288A JP2635386B2 JP 2635386 B2 JP2635386 B2 JP 2635386B2 JP 63262552 A JP63262552 A JP 63262552A JP 26255288 A JP26255288 A JP 26255288A JP 2635386 B2 JP2635386 B2 JP 2635386B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/069Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags
    • F16D41/07Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags between two cylindrical surfaces

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、回転方向や回動トルクの異なる2つの入
力を切換えて被動軸に伝達するクラッチに関するもので
ある。
〔従来の技術〕
一般に、駆動軸の回転をベルト式無断変速装置を介し
て被動軸に伝達する無段変速装置は、スクータ等の車輪
の駆動用として用いられている。
ところで、ベルト式無段変速装置は、摩擦によるトル
ク伝達であるため、運転開始時において、プーリとベル
ト間においてスリップが生じ、トルクの伝達ロスが多
く、ベルト式無段変速装置によって回転される被動軸が
高速回転域に達するまでの立上りの性能が悪いという問
題がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
そこで、ベルト式無段変速装置とは別に、ギヤ伝達装
置、チェンスプロケット伝達装置あるいは歯付プーリー
歯付ベルト等の滑りの生じない第2のトルク伝達装置を
設け、そのトルク伝達装置によって被動軸を回転し、そ
の被動軸が所定の回転数に達したとき、上記ベルト式無
段変速装置によって被動軸を回転させることにすれば、
被動軸の立上り性能の向上を図ることができる。
この場合、ベルト式無段変速装置から被動軸に回転ト
ルクを伝えるトルク伝達経路と第2のトルク伝達装置か
ら被動軸に回転トルクを伝えるトルク伝達経路との間に
クラッチを組込み、そのクラッチ操作によって被動軸に
対する回転トルクの伝達経路を切換える必要がある。
ところで、従来のクラッチにおいては、外部からの制
御によって作動させる構成であるため、制御装置を必要
とする。
そこで、この発明は、ベルト式無段変速装置やギヤ伝
達装置等の第2のトルク伝達装置から出力される大きさ
の異なる2つの入力、あるいは回転方向の異なる2つの
入力を外部から制御することなく機械的に切換えて被動
軸に伝達することができるクラッチを提供することを技
術的課題としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記の課題を解決するために、この発明においては、
外論、その外論の軸芯上に配置された入力軸、この入力
軸と同軸上に配置された出力軸をそれぞれぞれ相対的に
回動自在に支持し、外論の内径面および出力軸の外径面
を円筒面とし、その両円筒面間に組み込まれた複数のス
プラグのそれぞれ外径面および内径面には、外輪の周方
向にスプラグが傾いたとき、両円筒面に係合する円弧面
を形成し、上記入力軸に設けられた保持器には、各スプ
ラグの外径側端部が入り込むポケットを形成し、出力軸
に設けられて外輪側保持器の内側に嵌り込む保持器に
は、各スプラグの内径側端部が入り込むポケットを形成
し、入力軸保持器のポケット内には、上記各スプラグの
両側外径部を互いに押圧してスプラグを両円筒面に係合
しない中立の状態に保持する一対の弾性体を組込み、前
記入力軸と出力軸とを回転方向すきまをもって係合させ
た構成を採用したのである。
〔作用〕
上記のように構成すれば、出力軸に対して入力軸を右
又は左方向に相対的に回転させることにより、入力軸側
の保持器がスプラグを押すため、入力軸側保持器の回転
方向にスプラグが傾むき、スプラグの円弧面が外輪の円
筒面および出力軸の円筒面に係合し、クラッチが作動す
る。そのクラッチの作動時、外輪に回転トルクを伝える
と、外輪の回転は、スプラグを介して出力軸に伝達され
る。
また、外輪と同方向に、しかも外輪の回転より速い速
度で入力軸を回転すると、外輪に対して入力軸側保持器
が回転する。このとき、外輪との接触によってスプラグ
は中立状態に起こされると共に入力軸側保持器によって
スプラグは押されるため、スプラグは外輪の円筒面を滑
動する。
一方、入力軸は回転方向すきまが無くなるまで出力軸
に対して回転するため、入力軸の回転が出力軸に伝達さ
れる。
したがって、例えば、入力軸にベルト式無段変速装置
の回転トルクを伝え、一方、外輪にギヤ伝達装置等の滑
りの無い第2のトルク伝達装置の回転トルクを伝えるよ
うにすれば、ベルト式無段変速装置と第2のトルク伝達
装置の2つの入力を機械的に切換えて出力軸に伝達する
ことができる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
第1図乃至第6図は、この発明に係るクラッチの第1
の実施例を示す。第1図および第2図に示すように、外
輪11の内周面は円筒面12とされている。この外輪11の軸
芯上には入力軸13が配置され、その入力軸13は外輪11の
一端部に取付けた軸受14によって回転自在に支持されて
いる。また、入力軸13と同軸上に出力軸15が配置され、
その出力軸15は外輪11の他端部に取付けた軸受16によっ
て回転自在に支持されている。
出力軸15の外径面は円筒面17とされ、その円筒面17と
外輪11の円筒面12間には、複数のスプラグ18が周方向に
等間隔に組込まれている。
スプラグ18の外径面および内径面は、第4図に示すよ
に、円弧面19、20とされ、各円弧面19、20の半径rは、
外輪側円筒面12と出力軸側円筒面17の間隔δの1/2より
大きくなっている。また、円弧面19、20の中心を結ぶ方
向の長さlは、上記間隔δより若干小さくなっている。
このため、スプラグ18が対向する円筒面12、17間におい
て起立する中立状態において、スプラグ18の円弧面19、
20と上記円筒面12、17間にラジアルマキマ21が形成され
る。また、中立状態から円筒面12、17の周方向に倒れる
と、外径側円弧面19および内径側円弧面20が対向する円
筒面12、17に対して係合する。
上記スプラグ18の外径側端部は、入力軸13の端部に設
けた保持器22のポケット23内にはまり込み、また、スプ
ラグ18の内径側端部は、出力軸15の端部に固定した保持
器24のポケット25内にはまり込んでいる。
入力軸側保持器22におけるポケット23の周方向で対向
する側面間の寸法Aは、出力軸側保持器24におけるポケ
ット25の周方向で対向する側面の寸法Bより大きくなっ
ている。また、入力軸側保持器22におけるポケット23の
周方向で対向する側面の中央部には凹部26が形成され、
その凹部26内に組込んだ一対の弾性体27はスプラグ18の
外径側端部を両側から押圧し、スプラグ18を中立状態に
保持している。
ここで、弾性体27として、板ばね、コイルスプリング
等を用いることができる。実施例の場合は、入力軸側保
持器22の内径面に取付けた金属性リングにH形の切込み
を形成し、その切込みの内側部分を外径側に起こしてV
字形の弾性片を設けている。
前記入力軸13の出力軸15に対向する端面には、第1図
および第3図に示すように、角孔28が形成され、一方、
出力軸15の端面には、上記角孔28に嵌まる角軸29が設け
られ、上記角孔28と角軸29との間には回転方向すきまC
が形成されている。
第1の実施例では示すクラッチは上記の構造から成
り、第7図は、エンジン40の作動によって車輪41を回転
させるようにしたスクータの回転トルク伝達系に上記ク
ラッチを組込んだ状態を示す。
上記装置においては、エンジン40の出力軸42に遠心ク
ラッチ43を介して歯付プーリ44およびVプーリ45を取付
け、歯付プーリ44の回転を歯付ベルト46を介してこの発
明に係るクラッチの外輪11に伝え、また、Vプーリ45の
回転をVベルト47を介して入力軸13に伝え、さらに、ク
ラッチの出力軸15に車輪41の車軸48に伝えるようにして
いる。
このため、外輪11には歯付きプーリ49を設け、入力軸
13にはVプーリ50を取付けておくようにする。
なお、上記装置においては、Vプーリ45、50およびV
ベルト47によって回転される入力軸13は、歯付プーリ4
4、49および歯付ベルト46を介して回転される外輪11よ
りも速く回転されるようになっている。
上記のようなクラッチの組込みにおいて、エンジン40
を駆動し、出力軸42を回転させると、その出力軸42の回
転は、外輪11および入力軸13に伝達される。その入力軸
13の回転によって、入力軸側保持器22は出力軸側保持器
24に対して相対的に回転されるため、入力軸側保持器22
によりスプラグ18が押され、その入力軸側保持器22の回
転方向にスプラグ18が倒れる。このため第6図に示すよ
うに、スプラグ18の外径側円弧面19および内径側円弧面
20が対向する円筒面12、17に係合し、クラッチが作動す
る。
一方、出力軸42から入力軸13に回転トルクを伝達する
Vベルト47は、回転初期において、Vプーリ45、50との
間で滑りが相じ、一方、出力軸42から外輪11に回転トル
クを伝達する歯付ベルト46は出力軸42の回転を外輪11に
確実に伝達するため、エンジン40の低速立上がり時、外
輪11の回転は入力軸13に伝えられる回転がベルト滑りの
ため同一回転となる。
このとき、クラッチは既に作動しているため、外輪11
の回転がスプラグ18を介して出力軸15に伝達され、車輪
41が回転する。
Vベルト47による伝達効率が向上し、入力軸13の回転
速度が外輪11の回転速度より速くなると、入力軸側保持
器22が外輪11に対して先行回転し、その先行回転によっ
て、外輪11は、スプラグ18の外径側円弧面19との接触に
よりスプラグ18を起こして中立状態にしようとし、一
方、人力軸側保持器22は、スプラグ18を保持器22の回転
方向に押圧する。このため、スプラグ18は外輪11の円筒
面12を滑って入力軸側保持器22と同方向に回転し、外輪
11からの回転は遮断される。一方、入力軸13は、回転方
向すきまCが無くなるまで回転して出力軸15と係合する
ため、入力軸13の回転は、角孔28と角軸29の係合によっ
て出力軸15に伝達される。
なお、減速時のエンジンブレーキは、Vベルト47によ
る伝達ではプーリ45、50との間で滑りが生じて使用でき
ないが、出力軸15から外輪11を通じてエンジンブレーキ
を使用することができる。
第8図および第9図は、この発明に係るクラッチの第
2の実施例を示す。この実施例においては、出力軸15′
を筒状とし、その出力軸15′の内側に入力軸13′を挿通
している。そして、第1の実施例で示す角孔28と角軸29
に代えて、入力軸13′の外周面に軸方向の突条32を設
け、一方出力軸15の内径面には上記突条32が嵌る軸方向
の溝33を形成し、この溝33の両側面と突条32の両側面間
に回転方向すきまCを設けている。
他の構成および作用は、第1の実施例と同様であるた
め、説明を省略する。
第10図および第11図は、この発明に係るクラッチの第
3の実施例を示す。この実施例においては、入力軸13″
を筒条とし、その入力軸13″の内側に出力軸15″を挿通
している。そして第1の実施例で示す角孔28と角軸29に
代えて、出力軸15″の外周面に軸方向の突条34を設け、
入力軸13″の内周面には上記突条34の嵌る溝35を形成
し、その溝35の両側面と突条34の両側面間に回転方向す
きまCを設けてある。
他の構成および作用は、第1の実施例と同様であるた
め、説明を省略する。
なお、第3の実施例においては、入力軸13″の端部に
ギヤ36を形成し、そのギヤ36に回転トルクを伝えるよう
にしているが、プーリを取付けるようにしてもよい。
〔発明の効果〕
この発明においては、以上のように構成したので、入
力軸と外輪のそれぞれに伝達される2つの入力を機械的
に切り換えて出力軸に伝達するクラッチを可能とするこ
とができる。
また、入力軸側保持器と出力軸側保持器の相対的回転
によって倒れるスプラグは、入力軸側保持器が右又は左
のいずれの方向に回転した場合においても外輪側円筒面
および出力側円筒面に係合するため、上記スプラグを両
円筒面間の周方向に複数組込むことが可能であり、クラ
ッチの容量を大きくすることができる。
さらに、外輪の内周面および出力軸の外周面を円筒面
とすることができるため、加工が容易であり、製造コス
トの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に係るクラッチの第1の実施例を示
す縦断面図、第2図は第1図のII−II線に沿った断面
図、第3図は同上の入力軸と出力軸の係合部を示す断面
図、第4図は同上のスプラグの組込み部分を拡大して示
す断面図、第5図は第4図の平面図、第6図は第4図の
作動状態を示す断面図、第7図は同上クラッチの使用の
1例を示す概略図、第8図はこの発明に係るクラッチの
第2の実施例を示す縦断正面図、第9図は第8図のIX−
IX線に沿った断面図、第10図はこの発明に係るクラッチ
の第3の実施例を示す縦断正面図、第11図は第10図のXI
−XI線に沿った断面図である。 11……外輪、12……円筒面、 13、13′、13″……入力軸、 15、15′15″……出力軸、 17……円筒面、18……スプラグ、 19、20……円弧面、22……保持器、 23……ポケット、24……保持器、 25……ポケット、27……弾性体、 28、28′……角孔、29、29′……角軸、 C……回転方向すきま、

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外輪、その外輪の軸芯上に配置された入力
    軸、この入力軸と同軸上に配置された出力軸をそれぞれ
    ぞれ相対的に回転自在に支持し、外輪の内径面および出
    力軸の外径面を円筒面とし、その両円筒面間に組み込ま
    れた複数のスプラグのそれぞれ外径面および内径面に
    は、外輪の周方向にスプラグが傾いたとき、両円筒面に
    係合する円弧面を形成し、上記入力軸に設けられた保持
    器には、各スプラグの外径側端部が入り込むポケットを
    形成し、出力軸に設けられて外輪側保持器の内側に嵌り
    込む保持器には、各スプラグの内径側端部が入り込むポ
    ケットを形成し、入力軸側保持器のポケット内には、上
    記各スプラグの両側外径部を互いに押圧してスプラグを
    両円筒面に係合しない中立の状態に保持する一対の弾性
    体を組込み、前記入力軸と出力軸とを回転方向すきまを
    もって係合したクラッチ。
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