JP5352769B2 - Roller clutch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はトルクの伝達装置に関する。The present invention relates to a torque transmission device.
機械装置の駆動力を断続又は調節する装置の特許 2903325号の流体摩擦伝達力制限装置の、内輪、外輪の円すい軌道面間に軸心に対して3次元に傾斜したローラーを配置し、接触面に潤滑油が高圧で閉じ込められて固化転移し、そのせん断抵抗で、トルクの伝達量の増減を図る装置に関する。
根拠は英 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、とした産業技術総合研究所の観測結果による。
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に類した機能を有し接続の際には、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 る機能を備え、又近時の転がり接触の疲労強度が、2.5GPaの面圧以下で使用すれば、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 ことが知られている。
当技術については、特許番号2903325を元に、当出願人による多くの発明がある。Patent No. 2903325 for a device for intermittently or adjusting the driving force of a mechanical device In the fluid frictional transmission force limiting device, a roller inclined in three dimensions with respect to the axial center is arranged between the conical raceway surfaces of the inner ring and outer ring, and the contact surface In particular, the present invention relates to a device for confining and solidifying a lubricating oil at a high pressure, and increasing or decreasing the amount of torque transmitted by its shear resistance.
The basis is the British Dowson & Higginson V. Whitaker: J. et al. Mech. Eng, 4, 2 (1962) 121. According to the paper, etc., the high-pressure contact surface such as rolling contact is confined with high-pressure lubricating oil, and the transition to a strong elastic solidified film and under the rolling contact of the recent continuously variable transmission CVT of the vehicle According to the observation result of the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology that an oil film remains for one week after the shutdown.
According to the torque transmission by the confining oil film, it has a function similar to the speed control function of the viscous coupling and the centrifugal governor at a substantially equal speed regardless of the magnitude of the torque from a small torque to a huge torque. The high-strength and high-quality spring characteristics due to the elastic deformation of the curved surfaces of the rollers, and the oil film on the rolling surface transitions from high-viscosity fluid to plastic and elastic body, making it possible to tighten firmly while absorbing impact comprising a pos- sibly function, also the fatigue strength of the recent rolling contact, if used under a surface pressure of 2.5 GPa, a rule of thumb that a lifetime is a permanent, no wear, the simple high strength electromagnetic It is known that a self-holding and extremely powerful intermittent clutch that does not require an urging pressure such as force can be obtained.
Regarding this technology, there are many inventions by the present applicant based on Patent No. 2903325.
当出願人による、特許願平2第177047号の、転動体を微小角度の円すい形にして、その転動時の差動でポケット内でスキュウ角度を自発させるもの。
兼田禎宏・鈴木裕・西川宏志・松田健次、“EHL下における表面粗さと潤滑油の粘弾性および固化特性との動的相互作用”、平成2年度科学研究費補助金(一般研究(B))研究成果報告書、(1991)Akihiro Kaneda, Hiroshi Suzuki, Hiroshi Nishikawa, Kenji Matsuda, “Dynamic Interaction between Surface Roughness and Viscoelasticity and Solidification Characteristics of Lubricating Oil under EHL”, Grant-in-Aid for Scientific Research, Fiscal Year 2000 (General Research (B) ) Research result report, (1991)
平成15年度(第16期)助成事業分 EMTAF研究助成成果報告書No.16「t−CVT停止時の損傷防止法の確立」:内容、転がり接触下の閉じ込め油が1週間残留の観測。For FY 2003 (16th) Grant Project EMTAF Research Grant Report No. 16 “Establishment of damage prevention method when t-CVT is stopped”: Contents, observation of remaining oil trapped under rolling contact for one week.
前記特許2903325の構成では、トルクを負荷するとローラーを中心にして内外輪が軸方向に相対変位する。そのため、伝達経路上に摺接のスプライン嵌合を要する。しかし、摺接面の摩滅、ばらつき、異物、発錆、及び静摩擦から動摩擦に移行の際の、引っ掛かりなどで、相対変位が阻害されて、クラッチが働かないと言った致命的課題を生じた。その対策に、スプライン摺接を排除した特開2007−162926が発明された。また断続クラッチとして用いる場合、正逆回転に対応するため、上記特開2007−162926の出願に記載の図5の如く、正転用と逆転用でスキュウ方向を逆にしたローラー列を別個に要した。更にフリー側に高速回転する一方クラッチの場合は、ローラーは遠心力で、図3の外輪の内周円すい面に沿って大径側に抜け出すと同時にスキュウローラーが軌道面に遠心力で押し付けられて右方に転がり出るため符号1の如く押し出される。 In the configuration of Japanese Patent No. 2903325, when torque is applied, the inner and outer rings are relatively displaced in the axial direction around the roller. Therefore, sliding contact spline fitting is required on the transmission path. However, there was a fatal problem that the relative displacement was hindered and the clutch did not work due to the friction of the sliding surface, variation, foreign matter, rusting, and catching when moving from static friction to dynamic friction. As a countermeasure, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-162926 that invented spline sliding contact was invented. Further, when used as an intermittent clutch, in order to cope with forward and reverse rotation, as shown in FIG. 5 described in the application of the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-162926, a separate roller row for reverse rotation and reverse rotation is required. . Furthermore, in the case of a one-clutch that rotates at a high speed toward the free side, the roller is centrifugally pulled out to the large diameter side along the inner peripheral conical surface of the outer ring in FIG. 3, and at the same time, the skew roller is pressed against the raceway surface by centrifugal force. Since it rolls to the right, it is pushed out as shown by
又 遠心力で、図2の保持器のポケット穴のローラーの脱落防止の爪のエッジ、符号3、にローラーが食い込んで自転出来ず滑ってしまい偏磨耗する。更に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、油膜の厚さで摩擦係数に差が生じて、軌道面の幅方向の左右何れかに偏るか、又は内輪の小径側を下にするとローラーと保持器が重力で小径側に偏り、図5の 38の如く鍔があると、図6の如くローラーのエッジが鍔の角部に斜めに衝突し転がらずにスリップして粘性トルク伝達が得られない。 The centrifugal force, the edge of the nail captive roller pocket holes of the retainer in FIG. 2,
当該構成の特許2903325の実施上の課題を列記すると、正逆両方向にトルク伝達するには、第一に、軌道輪の回転方向に応じて、素早く全ローラーを一斉に同じ角度だけロックする側にスキュウさせること。
第二に、正転と逆転時に、スキュウ方向反転させる際は、両軌道面に挟接拘束のローラーを一旦軌道から離して解放し、スキュウ角度を反転させ、その後に再度挟接させる、軌道輪の軸方向の変位操作手段を要する。
第三に、ローラーによる、閉じ込め油膜のトラクションの軸方向成分で、軌道 の吸い込みを開始する初期段階において、相対変位を阻害する軌道輪のスライド摺接箇所の起動摩擦抵抗の静摩擦から動摩擦への移行時の変動抵抗、並びに摺接面の異物の混入、錆び、段付き摩滅による抵抗などの要因に勝る推力を生じさせて、ローラーの噛み合いをアシストする手段を設ける。更に噛み合い開始の初期段階で、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入力軸のたわみ、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、自在接手機能を要する。 To list the problems in the implementation of Patent 2903325 in this configuration, in order to transmit torque in both the forward and reverse directions, first, depending on the direction of rotation of the raceway, quickly all rollers are simultaneously locked at the same angle. Make it skewered.
Secondly, during the forward and reverse rotation, when for skew direction reversal, once freed away from the track of the roller nip contact restraint on both raceway surfaces, reversing the skew angle causes then again tight-holding, the bearing ring It requires axial displacement operating means.
Third, in the initial stage of starting the suction of the track with the axial component of the traction of the trapped oil film by the roller, the transition from the static friction to the dynamic friction of the starting frictional resistance at the sliding contact point of the race ring that hinders relative displacement A means for assisting the meshing of the rollers is provided by generating a thrust that overcomes factors such as resistance to fluctuations at the time, contamination by foreign matter on the sliding contact surface, rust, and resistance due to step wear. Furthermore, at the initial stage of meshing, the roller is always restricted to the optimum position.
Fourthly, in preparation for abnormal input such as excessive input and impact input, a safety measure for interrupting or mitigating torque is required.
Fifth, it requires a universal joint function that relieves mounting errors between the input and output shafts due to deflection of the mounting portion input shaft , dynamic elastic deformation, misalignment, angular error, and strain that are unavoidable in practice .
本発明は背景技術に対して以下の進歩性と効果がある。
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。The present invention has the following inventive steps and effects over the background art.
In the present invention, a thin oil film of only 0.0003 mm is confined under an ultrahigh pressure of 3,000 to 50,000 atm under rolling contact, and a high viscosity oil freezes and remains for a long period of one week even at rest. Based on the recent observation results such as, with the shear resistance and plastic deformation resistance of the frozen solidified film, the torque in both forward and reverse directions is zero to direct connection, and the shock is elastically and viscously absorbed and synchronized firmly Provided is a self-holding type that does not require auxiliary force such as electromagnetic force with excellent responsiveness, light weight, high torque, wear-free, energy-saving clutch in both forward and reverse directions, and a viscous free joint.
請求項1の形態について説明する。空転時にローラーの位置が転動することで偏ってしまう不具合を防ぐためには、その偏らせる力は、無負荷で且つ油膜に浮上して転動する際のローラーのスキュウ転動による推力成で 軽微であるので、その変位を防ぐにはソフトな弾性ストッパー(図7では、皿ばね4、で示す)を保持器6、の側面に当てて且つ、保持器のポケット内側を 、ローラーの自転を妨げないようにローラーの中心凸部に当てて図5に示す鍔38、から遠ざかる側に押し返せば足りる。又高速フリー回転では、ローラーには図3のように外輪軌道との遠心力によって生ずる面圧でスキュウ角に応じた推力成分と、ローラー自体 の遠心力で円錐斜面に沿って抜け出す力とで符号1の大きな抜け力を生ずる、これにより保持器には、ローラー個数倍の推力が発生するので、保持器の側面は 平滑面、又は、図7のスラスト玉軸受 39、で支える必要がある。即ち保持器は小端側を弾性部材で、大端側をスラスト軸受で挟み、保持器の軸方向の位置を厳格に規制する。The form of
請求項2の形態について詳述する。
先ず、前提となるスキュウ方向が反転する作用を図19、で説明する。
図19、に示す円すい軌道の少径側に設けた環状の部材6、と円すい軌道の大径側に設けた環上部材5、に、それぞれローラー37(円筒又は球面)の端部が遊嵌する溝57a、57bを備え、該溝57a,57bローラーの両端が係合して転動する。遊星ローラーは内外軌道輪に挟まれて、図4、の円すいローラーの旋回運動の原理に沿って、軌道輪が回転するに従い図19、の矢印77aの方向に旋回する。逆回転では77bの方向に旋回する、旋回範囲は環上部材5、に設けた舌部の突起8,9の範囲に規制される。遊星ローラー57a,58a,の旋回に連れて環上部材5,6は公転上を変位し、これに係合するローラー37、の両端は変位して、図19、に示すようにスキュウ角+、−θがローラーに与えられる。以上のように正転でロックするスキュウ角と、逆転でロックするスキュ角の両者に対応出来るように、軸心に対して傾斜した二面で成るカム手段で、正逆両方向の噛み合いで軸方向変位をアシストする。
例えば図7に示すように、内輪内径と入力軸とを図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56による摺接抵抗があるので、トルクを負荷すると先ずその摩擦抵抗トルクで、螺旋カム73、によって僅かに推力74、を生じ、それに皿ばね56の本来の押し付け力とスキュウローラーの接触面圧による吸い込み力とが加わり、そこにトルクが入力されると図9の螺旋カム73で更に強い軸力74に変換され、例え嵌合面に錆びを生じていても、カムによるアシストでクラッチは強固にロックする。外輪に内輪が吸い込まれてロックに至る軸方向の弾性の相対変位量は5ミリ以上を要するのでその変位量を許容するよう、円周方向に換算した値の図9のアソビ76を設ける。またカムの摺接面73には、フッ素樹脂などを被覆してスベリ摩擦係数μを0.03以下にする。The form of claim 2 will be described in detail.
First, the operation of reversing the presumed skew direction will be described with reference to FIG.
The end of the roller 37 (cylindrical or spherical surface) is loosely fitted to the
For example, as shown in FIG. 7, when fitted with the input shaft and the inner ring inner diameter in the
請求項3、の形態について詳述する。ローラーのスキュウ方向を反転させる手段は、既に軌道輪との摺接摩擦で駆動する特開平6− 137344(当発明者)が開示されている。しかし、これには、軌道輪と摺接する摩擦部材が、長期の使用で摩滅、摩擦が消滅する恐れがあり、且つ空転時には摩擦損失を伴なう。又スキュウを素早く反転させるため、一旦ローラーを軌道から解放して、つまり反転を容易にするための軌道間隔を広げる作用が無い。これに対し、本願の図4の引き出し線に示すところの、円すいローラーを転がすと、ローラーは円すいの頂点 77を中心に差動で旋回する原理を用いて、軌道面の両端に前記円すいローラーを大径側と小径側とに分割して、それぞれを弾性体で成る、例えばコイルばね製の図4に示す遊星ローラー 57、 58、にして軌道上を公転させると、公転距離は、図4の円弧で表した 59、と 60、の長さの差のようになる。内外軌道輪間にこれを挟んで相対回転すると両軌道面に対してローラーの小径側が遅れて、大径側が先行して転動する。これにより両軌道間に挟接されたコイルバネローラー自体が軌道面との差動でもってスキュウ力を自発する。図 14に示す分割した左右の保持器の円環部材5, 6のポケット溝内に前記の遊星ローラー57,58を入れて転動させ、その左右の遅れ進みにトルク伝達用のローラー 37を連動させて、クサビ作用の生ずる側にスキュウさせる。軌道輪が逆転を開始する時点では遊星ローラーはまだ元のスキュウ方向のままなので軌道輪は遊星ローラーのトラクションの軸方向成分で一旦引き離される側に変位し、これでトルク伝達用のローラーは軌道の拘束から一旦開放される。次に軌道の逆転が進むに連れスキュウ方向が反転し今度は遊星ローラーは軌道間距離を狭まくする側の推力を生じてトルク伝達ローラーの噛み合いをアシストする。The form of
上述の構成を、前記特許番号第2903325号、を元に実施した場合を図7に示す。正逆何れの方向に回転しても、先ずコイルばね57,58の弾性接触圧とスキュウ角度とその差動による遅れ進みで、軌道間隔は引き離されて、回転が進むに連れ57,58のスキュウ方向が反転して、吸い込み力に転じて軌道間隔が狭まり同時に、トルク負荷ローラーを噛みあう側にスキュウさせてロックする。 図7のロッド20を右に押すと内輪35が右に後退してローラーと軌道は離されてクラッチは遮断される。20の附勢を省くと、内輪はばね 56で左に押し戻されて、ローラーが吸い込まれる従って面圧は上昇しヘルツ弾性のばね効果で、内外輪の回転速度の差で生ずる噛み合いショックを吸収つつ、その後、面圧上昇と共に閉じ込め油膜は固化して油膜のトラクションで強固に締結に至る。
入力トルクが消滅するとローラーは、軌道の弾性復元力(スプリングバック)と油膜の解凍とで軌道から吐き出される。遊星ローラーは ロッド20、が作用している間は軌道から離れて、転動せず、正逆回転の瞬間のみ転動する。衝撃、過剰な入力があると中間環35、は左方向に弾性変位し、ストッパー94に衝突して、ローラーは滑って過負荷を逃がす。FIG. 7 shows a case where the above configuration is implemented based on the above-mentioned Patent No. 2903325 . Regardless of whether the rotation is forward or reverse, the elastic contact pressure of the coil springs 57, 58, the skew angle, and the delay advance due to the differential thereof , the orbital spacing is separated, and as the rotation proceeds, the skew of the 57, 58 The direction is reversed, the direction is changed to suction force, and the track interval is narrowed. At the same time , the torque load roller is skewed and locked. When the
When the input torque disappears, the roller is discharged from the track by the elastic restoring force (spring back) of the track and the thawing of the oil film. The planetary roller moves away from the orbit while the
図 14の実施例の軌道の両端の遊星ローラー(弾性転動体)40,79の連結軸は保持器 6の舌部 46の穴と係合しており、舌部 46は、反対側の保持器5から伸びた突起8、9の側面間で移動量が制限されており、遊星ローラーはこの範囲内で公転軌道面上を遅れ進みを伴って転走する。遊星ローラー40、79、によるローラーへのスキュウ付与力はコイルばねの径方向の弾性接触圧と摩擦係数の積で決まるので安定する。またその必要切線力(トラクション)は、軌道から浮遊した状態のトルク負荷ローラーをスキュウさせるだけで小さい、またトルク負荷状態のローラーは、高面圧で且つ停止か又は微速度で転動するので遊星ローラーの転動摩擦抵抗は影響しない。 The connecting shafts of the planetary rollers (elastic rolling elements) 40 and 79 at both ends of the track in the embodiment of FIG. 14 are engaged with the holes of the
当構成を、中間環を用いた積層形の特開2007−162926での実施を図15で説明する。
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製の転動体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 37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の摩擦抵抗で中間環が連れ回りし、外輪15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37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14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。This structure will be described with reference to FIG. 15 in which a laminated type using an intermediate ring is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2007-162926.
A
図15のソレノイドコイル19に印加すると、ロッド20が、左方に変位し、中間環12は皿ばね13に逆らって左方に押し出されて、内外軌道面から離れてOFFになる。このとき、図11のグラフの横軸を軸方向の弾性変位量δ、縦軸を負荷トルクとしたとき、内輪側のローラーの変位曲線を21、外輪側ローラーの変位曲線を22とした場合に、変位量に差が生じた点80、で滑りを発生し、それ以上は伝達しなくなる。内輪はローラーの噛み合い面圧で収縮し、外輪は膨張する、中間環は内外周面から高面圧で圧縮されて然程変形しない。従って、内、外、で軸方向の弾性変位量さえ揃えておけば高トルク下でも、自動的に釣り合い滑ることは無い。内側と外側の弾性変位は、ローラーの本数増減で調節する。
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。When applied to the
Also, the curved surface made of a single leaf hyperbola of the inner and outer diameters of the intermediate ring must be in contact with the mating raceway surface through the
請求項4の、閉じ込め油膜に拠る粘性自在接手を詳述する。
当発明は、前記特許第 2903325号の、油膜を破断しない範囲内で、塑性体の油膜を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を球面ころにして、外輪の軌道を回転一葉双曲面と、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。トルクを負荷したときの円周上の全ローラーの、噛み合い(くさび)角度が1°〜5°の範囲にあれば、一方クラッチとして成立する。その噛み合いの原理を図 16の右側に示す平面モデルに置き換えて説明する。
上下 2枚の凹曲面の勾配の付いた帯板の間に球面コロを板の長さ方向にスキュウさせて、斜めの方向に転動するように配置した場合、 板25,26を矢印28,30の方に変位させると、ころ27,32、は矢印35の方向の板の肉厚側のつまり、板23、と25、の間隔が狭くなる側に転がるのでころは板の間に食い込む。前述の帯板を円環に丸めると図16の左の図になる。内輪の回転軸 70に対して外輪の回転軸が、68、の如く傾いた状態を示す。
ローラー接点は、外周の凸球面と、軌道の凹曲面とで点接触に近いので交叉角度68、が2°以下であればクサビ効果を生じ、高圧の閉じ込め油膜を生じて、その塑性体に遷移した油膜のねじれ変形範囲で、粘性伝達可能な自在接手を得る。The viscous free joint according to claim 4 that relies on the confining oil film will be described in detail.
The invention should, of said patent No. 2903325, within a range not breaking the oil film, while deforming twisting oil film plastic body, intended to transmit torque shear resistance, as shown in FIG. 16, the
Upper and lower two spherical rollers in marked with bands plates of the gradient of the concave curved surface is skew to the longitudinal direction of the plate, when placed so as to roll in the oblique direction, the
Since the roller contact point is close to point contact with the outer convex spherical surface and the concave curved surface of the track, if the
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内輪と外輪の軸心の交叉角度が左右それぞれ2 °であれば、接手ユニット全体では複列なので交角は倍の4 °まで許容でき、自在接ぎ手として成立する。通常駆動用伝達軸(プロペラシャフト)には、取り付け誤差を伴うので、自在継手としてボール式等速接手、又はフック式ジョイントが併用される。ところがこれらの自在継手には転動体にニードルローラーが使用されており、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のため早期に致命的疑似圧痕の不具合を招く。そのため交叉角2 °以下でのは使用は不可能とされている。Therefore, if the
請求項1,2,3の実施例を図7に示す。
図7略視図の、符号 35は入力軸の内輪で、 36が出力軸の外輪を示し、35と 36の5°程度の円すい面の一葉回転双曲面でなる曲面の軌道間に、角度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は左右の保持器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2、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の皿ばね4でもって、ローラーエッジと鍔とのエッジ同士の片当たり、かじりを防ぎ、ローラーの自転を妨げない。
図7の三角カム73は、軸心に対して 5°程度の角度の三角形状とし、軸外周上に複数個設ける。角度が大きいとトルク負荷中の推力成分が大きくなりトルクを負荷した状態でのクラッチの切り離し抵抗が大きく、つまり20のよる切り離し操作力が大きくなる。図7では内輪内径のカム嵌合を例としたが、外輪の外径側にカムを設けても良い。An embodiment of
In the schematic view of FIG. 7,
The
請求項3のスキュウ付与の実施例は、図 14の如く、ローラーの左右に大小のコイルばね製46、 79の遊星ローラーを設け、円環5、から左方向に腕状に伸びた舌状の突起8、9をストッパー37、 96、に衝突させてスキュウ量を規制する。コイルばねの代わりに図8の円筒 環41,42でも良い。分割した左右の保持器5、6には、ローラー外径と摺接するガイド面45、 84、を設ける。遊星ローラーの軌道面との接触圧を得るための接触弾性変形量は 1ミリ程度で、接触圧を 1kgf程度とすれば切線力(スキュウ付与力)は、一個あたり 0.15K kgfが得られ周上3箇所あれば0.45 kgfのスキュウ付与力になり十分である。付与力の強さは適宜コイルばねの線径で調節し、外周は研削加工で転動に適した精度とする。図15の実施例では内輪と外輪の回転双曲面を、ゲージで寸法合わせした後、4点接触の玉軸受67で、軸と外輪の相対位置を強固に固定する。全部品は、軸受鋼SUJ−2材で、熱処理でHRC62〜 65に硬化し、転がり軸受のJISに準じた精度で研削仕上げを施す。前述の実施説明以外に図8 、18の如くトルク負荷用のローラーの円筒ころ37、又は球面ころ(図省略)の両側に遊星ローラー41,42を配置すればトルク負荷ローラーの収容数が増えるのでトルク容量を大きくすることができる。遊星ローラー7、の数は、図 13のように円周上3箇所あれば足りる。As shown in FIG. 14, the embodiment of applying the skew according to
内側と外側にローラーを二重に積層した場合 の正逆両方向クラッチの実施例を図15に、また請求項4の球面コロを用いた自在継手の実施例を図16、図 17に示す。
図 16のボールソケット、ボールスタッド 47は、内外輪に交叉角を生ずる際のセンタリングガイドになる。これを特開2007−162926に記載の図5(図省略)の形態を元に球面ころを用いると図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。図17では外輪34と 86はセンタリング間座 71でホールドされて、 71は、皿バネ87で圧接の球面の調心間座72でつまり球面と球面の間に挟接されており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。つまり入力軸と出力軸が折れ曲がる交点の位置は、球面間座71,72と、ボールブッシュ88、89との連携で常にボールブッシュ88、89の中間点になるので自在継手として成立する。慣性ウエイト33は、正転状態から急制動した時、ねじ 90で軸力に変換されて、中間環34は入力軸95に対して左に押し出される、このとき入力軸95、と出力軸86、とは2個のボールブッシュ88,89、で連結されているので、中間環34だけがローラ50,51、から抜けて 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、材料はJIS球面コロ軸受に準じ遊星ローラーの外径精度は転がりJISの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。FIG. 15 shows an embodiment of a forward / reverse bidirectional clutch when rollers are laminated on the inside and outside, and FIGS. 16 and 17 show an embodiment of a universal joint using a spherical roller according to claim 4.
The ball socket and
車両の駆動系の自動変速機、差動制限装置、衝撃緩和のトルク伝達装置(トルクアブゾーバ)衝撃吸収の自己保持形フルシンクロのクラッチ装置、粘性流体接手、重量物の緩降装置など広汎な機械要素の省エネ化に供する。 Wide range of applications such as automatic transmissions for vehicle drive systems, differential limiting devices, shock transmission torque transmission devices (torque absorbers), shock-absorbing self-holding full sync clutch devices, viscous fluid joints, and heavy load descent devices Provide energy saving for machine elements.
4・・ばね
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4 ..
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