JP6167398B2 - ローラクラッチ - Google Patents

Description

機械装置のトルク伝達装置

機械装置の駆動力の伝達制御装置には、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。

これらに対して、新しい方式では転がり接触の流体摩擦伝達力制限装置、特許２９０３３２５号がある。これは軸心に対して約５°の円すい面の内輪軌道面と外輪軌道面の間に、保持器のポケット穴を軸心に対して約１０°程傾斜しておき、その穴に円筒ローラを収容して、ローラーがねじ込まれる側に内外輪を相対回転するとローラが接点の摩擦（トラクション）で噛み合って強固にロックする。高粘度油、及び層状スベリの固形添加剤（例えば二硫化モリブデン等）またはフッソ系極圧剤を使用すると、接点下に閉じ込められた油膜の塑性変形と閉じ込められた油膜が周囲から徐々に漏れ出す際に生ずる流体膜と層状潤滑剤の相乗効果でトルクの大小に関らず一定の速さの安定した流体接手が得られる（実験結果）。油剤をエステル系、シリコン油等にするとスベリの無いワンウエイクラッチになのでワンウエイクラッチか、流体摩擦伝達力制限装置であるかは潤滑油で決まる。

前述の閉じ込め固化油膜の根拠は、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．による。以降、転がり軸受、車両の無断変速機ＣＶＴ等で当該油膜理論が実用化された。しかし高速域なると転移固化油膜の粘着抵抗の増大で燃費低下を招いた。それに代わって最近ではギヤ変速の多段化とその自動化が進みつつある。これの課題は、変速比の異なるギヤ間のトルクの受け渡しに於ける差回転の吸収とショックの緩和ダンパー効果、流体継手並みの滑らかさである。

特許３２４３１０６ 特許第２９０３３２５ 特願２０１２−０７６８３５ 特願２０１２−２９０７０４ 特願２０１３−３０４３０

旧来のスプラグ式とローラ＆カム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。

過去不具合と対策の繰り返しを経てスプラグをビッカース硬度で２０００近くまで上げ保持器の強化を図って来たが、先に述べた、接点に油膜が超高圧で閉じ込められて固化転移し油膜で接点が軌道面に粘着する。又微振動負荷が続くと接点の油分がスクイズアウトして金属同士の分子間の結合力で更に固着する。その引き剥がしの反動でスプラグを押えるリボンバネが働かず保持器が破損（ポップアウト）したり、共振トルクでスプラグが乱れて偶発的にロールオーバするといった重大事故が指摘される。また車両の自動変速機用スプラグクラッチはその噛み合いショックを吸収するため一旦エンジン出力を落とし且つ、出力側のディスククラッチを滑らせる等を要する。また旧来のローラーカムクラッチはカムが同じ接点で繰り返され耐久性を欠く。

上述の課題に鑑み耐久性、信頼性、ショックの吸収性に富み、しかもオン、オフに電磁力、空圧、油圧などの付勢エネルギを要しない自己保持形の、別方式の冒頭の流体摩擦伝達力制限装置特許２９０３３２５、および改良特許４６１４１６７、が発明された。

これの実施上の課題は、
当該構成は、昭和３７年の発明以来、６０年に渡って多くの業者が前述の特許文献のように実用化の模索を繰り返したがいまだ実施を見ない。その理由は、当該クラッチの最大のメリットの、外径の７％程度を軸方向に動かすだけで正逆回転ともにトルクを遮断出来ることである。

ところが当該構成ではフルトルクを負荷すると軌道輪に併設のスプラインの摺接面にはトルクに比例して巨大な面圧が数百キロ作用し、その金属同士の起動静摩擦係数のμ値が０．５まで高くなりその面圧にμを乗じた摩擦抵抗と、更に全ローラーが一本当り最大面圧３００ｋｇ／ｍｍ^２（３ＧＰａ）の力で軌道に食込んでおりこれを外すには軌道とローラーを軸方向にズラす力、つまり面圧に静摩擦係数の最大μ値μ＝０．５とローラーの数をかけ合わせた巨大な軸力を要し、またクラッチの伝達トルクを増減するには、厚さが０．００３ｍｍといった油膜の厚さの調節と、面圧によるヘルツの弾性変位量の数ミクロンを増減することであり、スピードコントロールが至難で利点が少なかった。

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。

本発明は以下の進歩性と効果がある。
円すい面の内外軌道輪と保持器付ローラーが軌道面上に作る超高圧の厚さが０．０００３ミリの閉じ込め油膜のせん断抵抗と、塑性変形抵抗とでローラー全てがトルク伝達に参加して小さなサイズで巨大なトルクが断続できる。しかも断続のプロセスは噛み合い初期は、粘性流体の摩擦抵抗で始まり次第にトルクが発生して圧力が増加し油膜が固化転移してその塑性変形抵抗と油膜のせん断抵抗（トラクション）で締結に至る。その過程で入出力間の差回転を吸収しながら同期して油圧、空圧電磁力が無くても自己保持形で締結する。部品点数の少ない堅牢な断続クラッチが得られる。

接続後も入力側のトルクの衝撃、振動をクラッチの転動体のヘルツ弾性、軌道輪の膨張弾性で遮断し、ワンウエイなので振幅の正弦波の半分が１００％遮断出来る。更にフルトルク入力のロック状態から操作力を要せず瞬時に遮断できるし、偏心カムの操作のみで半クラッチ状態にも出来る。当該クラッチを多段ギヤ式変速機に使用すると偏心カムの操作でギヤ間のトルクの受け渡しが瞬間的に且つスムースに出来るので、従来のデュアルクラッチ、及びシンクロナイザリング、シンクロコーンなどが要らない。

寿命劣化は伝達媒体が油膜なので摩耗は無い、仮にローラー接点が摩耗しても円すい面なのでバネ附勢でもって無限に自動補正される。過剰入力は軌道輪を軸方向変位のストッパーでスリップしミッターが働く。材料、部品、製造設備もＩＳＯ規格のベアリングと共通で安価、次世代の動力制御、自動変速機手段になる。

・・従来の事例、特許第３２４３１０６号 ・・請求項１の実施例 ・・ローラー緊迫力分布と伝達トルクの説明図 ・・請求項２の実施例 ・・保持器のピンとカム作用説明図 ・・ボールとカムの作用説明図 ・・変速機能実施の略視図 ・・ローラーカム実施例 ・・クラッチのトルク残存と、ギヤ切り換え時のトルク変動のダイアグラム ．ＰＣＴ／ＪＰ２０１２／０７６８３５、当出願人による複列タンデム式の説明図 ・・請求項１−２の背面合わせの実施例 ・・請求項１のねじによる実施例

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。

軌道面の形状は、軸５１の外径が、軸心に対して約５°傾斜した円すい面の一葉回転双曲面で形成され、その周上に環状の保持器４、を被せて保持器のポケット穴を軸心に対して約８°〜１５°傾斜させて、その穴にローラー３、を挿入し、ローラの外周に円すいの内径面の外輪２、を被せる。ローラー３、は、円筒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（図省略）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４、が円すい面間で転がってクサビ作用でロックして外輪２と軸１とが一体で回る。そのとき外輪２、と軸１は、直径方向に弾性で、２は膨張し１、は収縮変形して両者は軸方向に相対変位する。その変位作用量は、スプライン７、の摺接で許容される。保持器４、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。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。

カム１２、の摺接面は図９の転がり軸受、もしくは外輪２、の側面１５、にスラスト軸受１７１、を介装する。 図２のカム９が外輪２、の側面１５、から離れた状態では、外輪２、は最大トルクを負荷して図２では左側に弾性変位する。この時のローラーの軌道との接触面圧は、図３、の矢印２１、のごとく円周上で均一になる。 カムの作用力と伝達トルクの関係を、図３、の縦軸２５がトルク、横軸をカムの回転角８７、で示す。偏心カム１２、の回転操作で外輪２は左に押し返されて伝達トルクは減少し線分２７、の曲線を辿って遮断に至る。

尚、操作手段には図２に偏心カムを記載したが、テコの支点を第三の中間部材に固定して作用点を外輪の側面に当て力点を延長したレバーで操作してもよく、テコ部材を図１２、の１７０、如く螺合のねじにしても良い。但しスプライン７、のスライド摺接面がトルクの作用で面圧が上昇し摩擦抵抗が増大すると相対変位が妨げられるとローラーが噛み合わない恐れがある。そのため該スプラインの歯すじを僅かに（３°程度）スパイラルにして食込む側へのスラストを発生させて前記のスプラインの摩擦抵抗と相殺させる。またスライド面にはフッソ樹脂、ＤＬＣをコートして摩擦係数μを０．０４に減らす。出力ギヤ６、の噛み合い反力は全てラジアル軸受２０、で支えて、ギヤの反力がスプライン７、を経由してローラーの緊迫力に影響しないようにする。又、スプライン７、からの余分な荷重がローラーに作用しないように外輪２、は軸受１１３、でも支える。 更に、図１０、の如く、出願２０１２−０７６８３５の、複列タンデムにして、左右のローラーのスキュウ方向を逆にすると、トルクを左側の内輪に入力すると外輪を経由して右側の内輪に伝わる。この場合内外輪の軸方向の相対変位は外輪が左右に自由変位することで代行されるのでスプライン摺接が無くダンパー効果が倍増し、粘性スベリ速度も倍速する。

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。

その作用の構成はボール６４、が保持円盤６５、の円筒穴７９、の中で可動に遊嵌されており、リングギヤ７６、の外歯７４、がモーター７６、の小歯車７３、で回されると、リングギヤの内径のスプライン７５、で軸方向にスライド可能に保持円盤６５、が係合しているのでボール６４、は、カム斜面の山１０６、と当接して噛み合って保持部材とともに押し出される。保持円盤から押し出されたボール６４、は側面から僅かに露出してカム斜面１０６、と回転する外輪２、の側面１５、との間に挟接されそのクサビ作用でカムの山の頂点に移動する。これにより外輪の自らの回転トルクと外輪の慣性とで強大な軸力を発生して自己倍力でボールが外輪の側面１５、を押す。フルトルクでロックして強力に噛み合って回転している外輪は自らの回転トルクと慣性でカム斜面を転がってカムの高さだけ外輪を押してクラッチは遮断される。

ボールの外輪を押す力はカム斜面の角度が３°であれば軸力は切線力の１９倍になる。該切線力は当該機械装置の駆動力で決まり遮断に要する外輪の変位量（ストローク）は、最大トルク負荷時の内外輪の相対変位量が外輪外径の約７％であるので、例えば外径がΦ６０ｍｍであれば、Ｍａｘ４．２ｍｍになる。 従ってカム斜面の山と谷の差は４．２ｍｍでよい図４、ではボール使用数を一個で示したが円周上３個にすればより安定する（図省略）

クラッチが遮断された後、ボールはカム斜面の山から谷に移動するとロック用のロッド５８の先端キーが位置決め用Ｖ溝底６１ａ、に嵌って停止する。ボールと保持部材のピンがカムの谷底に来ると外輪は皿バネ１０４で押し戻され復位し外輪軌道面とスキュウドローラーは再接触してロックする。

リングギヤ７０、を回すとキー５９、がＶ溝６１ａと山６１ｂとを交互に噛み合いロックと空転が交互に切り替わるロータリ式になる。

実施の形態説明のため、図４は転動体にボールを記載したがローラーでもよく（図省）また操作は保持部材をレバー式の揺動にして電磁ソレノイド、油圧空圧でもよい（図省略）

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。

ここでトルクを入力したままクラッチを遮断すると回転数が急上昇する。そこにクラッチを繋ぐと慣性の力積エネルギで激しいショックを伴う。そのためにＯＦＦにする場合は、請求項１に記載のように、カムのプロファイルと操作角度でもってクラッチに適宜スベリ（半クラッチ状態）を伴わせてクラッチにトルクを残存させて、回転数の急上昇を抑制しながら次の変速比のギヤに渡す。又、減速比の大きなギヤでは伝達トルクが大きく、それに伴い課題の一つはクラッチの内外輪の相対変位に対応するスプラインのスライド摺接摩擦抵抗も巨大化して相対変位を妨げる恐れがある。二つ目の課題は坂路低速走行では、減速比が大きいことから振動トルクが受ける側に伝わる。三つ目の課題に坂路発進ではクリープの粘性スベリが求められる。

上述の一乃至三の課題を充足するため先ず、遠心ガバナに類似の流体摩擦伝達力制限装置の（特許２９０３３２５）の機能を加える。更にカウンターシャフトのみ、図１０、出願２０１２−０７６８３５の、複列タンデム式配列（図１０）を用いる。図１０、の構成は外輪内径に二列の円すい軌道面を設けて左側のローラーを軸心に対して保持器手段で約−１０°スキュウし、右のローラーも約＋１０°スキュウさせる。この状態で左側の内輪を左に回すとローラーはトラクションで噛み合いロックする。すると外輪も一体になって左に回って右側のローラーもトラクションでロックして右側の内輪が左に一体で回ることとなり結果左の内輪から外輪を経由して右側内輪に出力させる仕組みである。当該仕組みでは内外輪の相対変位が軸方向に浮動する図７、の外輪４９、で吸収されるので単列で要していたスプラインが不要になり、ダンパー効果が倍増し粘性スベリ速度も倍になる、というものである。カウンターシャフトのクラッチは必要特性からトルク容量の大きいサイズを用いる、またシール９３、８５、９４、で潤滑を隔離して粘性スベリを伴う添加剤使用の油剤を封入する。更に外輪４９、の側面には偏心カム１１２．の作用点を摺接させてウオームギヤ５６、で操作する。偏心カムの支点の軸はハウジングにネジで固定のブロック１３６、の穴に嵌合し支持される。

ブロック１３６、はクラッチの内輪１３４、に軸受１３５、で回転可能に支持されており結果、偏心カムは静止し、回転するクラッチの外輪４９の側面を押す。こうするとアイドリング時にはクラッチを繋いだまま停車しアクセルを僅かに踏め込めば滑らかに発進する。又、変速ギヤ間におけるトルクの受け渡しの際の段差を滑らかにする形態を図９、に示す。横線が４０、４１、４２、で切り換え時のトルクの段差を緩和する形態のダイアグラムで、４３，４５，４６の偏心カムの操作で行う。

ギヤ２８、３０、３５、及び直結クラッチ１４８、の外輪は、外輪に取り付けた側板部材の内径にニードル軸受１２１ａ，１２１ｃ，１２１ｄ，１２１ｅで外輪は回転可能に支持する。各ギヤは軸方向にスライド可能で皿バネ４８、で付勢され噛み合いが担保される。 更に各ギヤのクラッチが入力トルクで内外輪が相対変位するのでその変位量をポテンショメータで計測（図省略）し、回転数と掛け合わせて最適ギヤ比を選択しこれにカムを連動操作すれば、効率の最も高い歯車比を偏心カムの操作で得ることが出来る自動変速機が得られる。またシフトアップダウンが高速で処理出来るので多段ギヤ化に適する。回生用は出力軸側に設け（図省略）回生モードに合わせてオン、オフする。

［請求項１の実施−１］図２、図１２以外に、テコ部材の、支点作用点の位置を軌道輪から離れた遠隔位置、軸を回転支持する軸箱周辺の任意の位置、力点をケーブルの延長先であってテコの原理が機能すれば何処でもよい（図省略）

［請求項１の実施例ー２］
図１１、のように複列にして片方のローラーを軸心に対して約＋１０°、もう一方を−１０°スキュウさせて、円すい軌道輪の大径側を向い合わせにして（背面合わせ）配置し、偏心カムの支点軸１６５、を両軌道輪の中央の軸上に固定の円環１６４、に固定して偏心カムを中間の両外輪軌道間に配置しカムの共有化の実施例を示す。図１１、では右回転する入力軸１、から点線で示すように入力されたトルクは偏心カムの操作で左右のクラッチ２ａ２ｂ何れかを経由して減速比の異なる左右のギヤ１６３ａ，１６３ｂに出力される。

又、左右のローラークラッチのスキュウ角度を約＋１０°で同方向に揃えるとともに、カムを楕円にすると（図省略）カムを９０°回転するごとにカムの楕円の長径と短径が交互に入れ替わり、正逆両方向共にフリー＆ロックするクラッチになる（図省略）。省スペースで部品点数削減の利点がある当背面合わせの実施例を示す。
［請求項１の実施例ー３］図１２、にねじ式の実施例を示す、作用点が１７２、支点が１１２、力点が１７１になる。

請求項２、では他の実施例に回転力でのクサビ効果を、回転部材と斜面との摩擦係数を利用する自己倍力方法のネジのリード（送り角）を利用する方法がある。（図省略）

請求項３、の実施例の追加として、クラッチが単列では当出願人の特許出願２０１３−３０４３０、のスパイラル化とスプラインの歯の隙間を大きくして起動時にスプラインに自己推力を発生させて凍結、錆び、異物による固着による誤動作を防ぐ方法がある（図省略）又図７、は説明のための一例であって、トルクと、入力の変動、半クラッチ（スベリ）の使用頻度に応じてレイアウトは様々な態様を有する。また、半クラッチ手段として、偏心カムの代わりに送りネジ（図１２）、ボールネジ油圧サーボ類を用いても良い（図省略）又、図７ではギヤ変速で説明したが、ギヤの代わりにベルト式プーリー、チェインとスプロケット、トラクションローラー、などトルク伝達の回転体に装設する（図省略）ことが出来る。

当発明は、トルクリミッター、トーショナルダンパー、更には衝撃吸収のクッションクラッチで、油圧空圧、電磁力を要しない自己保持形クラッチで、用途は板クラッチ等を要しないギヤ式の多段式自動変速機に好適で、又潤滑剤の選択で速度可変式の粘性流体継手になる。

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 (3)

1. 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スキュウした転動ローラーを複数個配置して、前記第一軌道輪と前記第二軌道輪の間にトルクを負荷し前記転動ローラーが前記第一軌道輪と前記第二軌道輪の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を増減する ローラークラッチにおいて、支点力点作用点で成る テコ部材の支点になる支点部材を前記第一軌道輪と前記第二軌道輪の間に介装するとともに、前記第一軌道輪又は前記第二軌道輪の何れかに前記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転動ローラーの前記第一軌道輪及び前記第二軌道輪の周上の接触面圧による緊迫力に不釣合いをもたらすようにした前記テコ部材を具備したローラークラッチ。
2. 請求項１に記載のローラークラッチにおいて、前記第一軌道輪と前記第二軌道輪の間に介装した前記支点部材と、前記支点部材と前記第一軌道輪と前記第二軌道輪との間にカム斜面とクサビ作用をもたらすクサビ作用部材とを介装して、該クサビ作用部材を保持する保持部材の操作で該支点部材を支点とし、前記第一軌道輪又は前記第二軌道輪をクサビ作用の作用点として該支点部材と前記第一軌道輪又は前記第二軌道輪とをクサビ作用で離反させてトルクを断続するローラークラッチ。
3. 請求項２に記載のローラークラッチを、回転軸上に配置した複数の外径寸法が異なるベルト式プーリー、ギヤ、チェインによる駆動力を伝達するスプロケット、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トラクションローラー等のトルクを伝達する回転体に装設して、ローラークラッチのオン、オフ操作で変速する変速装置。

Images