JPH0617851A - クラッチ - Google Patents

クラッチ

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JPH0617851A
JPH0617851A JP4197696A JP19769692A JPH0617851A JP H0617851 A JPH0617851 A JP H0617851A JP 4197696 A JP4197696 A JP 4197696A JP 19769692 A JP19769692 A JP 19769692A JP H0617851 A JPH0617851 A JP H0617851A
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JP
Japan
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clutch
sprags
sleeve
sprag
fitted
Prior art date
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Pending
Application number
JP4197696A
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English (en)
Inventor
Goro Nakao
吾朗 中尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
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Publication of JPH0617851A publication Critical patent/JPH0617851A/ja
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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
    • F16D23/00Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • 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
    • F16D23/00Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • F16D2023/0656Details of the tooth structure; Arrangements of teeth
    • 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
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    • F16D23/04Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
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    • F16D2023/0656Details of the tooth structure; Arrangements of teeth
    • F16D2023/0662Details relating to special geometry of arrangements of teeth

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造とし、かつ変速機に組込み使用し
た場合に、円滑な変速や急激な変速に対応でき、トルク
容量も充分に得られるものとする。 【構成】 互いに回転自在に遊嵌したクラッチ内輪2と
クラッチ外輪3との間に複数のスプラグ4を介在させ、
これらスプラグ4を傾動操作するスリーブ5をクラッチ
内輪2に外嵌させる。クラッチ内輪2は外径面の周方向
複数箇所に軸方向溝11を有し、これら軸方向溝11に
各スプラグ4が揺動可能に取付けられる。各スプラグ4
は起立状態で先端がクラッチ外輪3の内径面に接する。
スリーブ5は櫛状の爪15を有し、軸方向移動に伴って
各爪15が一対のスプラグ4,4間に割り込む。このス
リーブ5の軸方向移動により、両クラッチ輪2,3間の
ロックおよびロック解除を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車や農機におけ
るトランスミッションのクラッチ式変速機構等に使用さ
れるクラッチに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車用トランスミッションで
は、滑らかな変速を実現するために、シンクロナイザリ
ングを用いた同期機構が一般に使用されている。その一
例を図6と共に概略説明する。
【0003】この機構は、シャフト51に結合されたク
ラッチハブ52と、このクラッチハブ52の外周にスプ
ライン結合されシフトレバー53の操作によって軸方向
に移動するスリーブ54と、スプリング55によってス
リーブ54の内周に付勢されたシンクロナイザキー56
と、シャフト51の外周に回転自在に支持されたクラッ
チギヤ57と、このクラッチギヤ57のコーン部57a
の外周にスライド可能に配置されたシンクロナイザリン
グ58とを備えている。
【0004】いま、同図(B)のようにクラッチギヤ5
7とシャフト51とが異なる回転数で回転しているとき
に、シフトレバー53でスリーブ54をクラッチギヤ5
7側へ移動させると、スリーブ54で押されてシンクロ
ナイザリング58がクラッチギヤ57のコーン部57a
に押し付けられる(同図(D))。そのため、コーン部
57aの円錐摩擦面に摩擦力が発生し、シンクロナイザ
リング58およびクラッチハブ52と共に回転するシャ
フト51と、クラッチギヤ57との速度差が減少する。
【0005】スリーブ54がさらに左へ移動する頃に
は、クラッチギヤ57とシャフト51とが同期してお
り、このように同期状態でスリーブ54のスプライン歯
54aがシンクロナイザリング58およびクラッチギヤ
57の歯部58a,57bに噛み合う(同図(F))。
そのため円滑な噛み合いが行われる。同図(A),
(C),(E)は、各々同図(B),(D),(F)に
対応した噛み合い過程を示す。
【0006】しかし、上記の構成ではシンクロナイザリ
ング58を使用するため、構造が複雑であるうえ、シン
クロナイザリング58の同期に時間かかり、充分に円滑
なシフトが行い難い。そのため、大きなシフト力を必要
としたり、急激なシフトに対応できず、同期が完了しな
い間に噛み合いが行われる可能性もある。前記シフト時
の問題点は、潤滑オイルに摩擦係数の大きなものを使用
することにより軽減できる。すなわち、摩擦係数が増加
すると、同期の時間が短縮し、これによってシフトの円
滑性が向上すると共に、急激なシフトが可能になる。し
かし、オイルの摩擦係数が増加すると、軸受やギヤの噛
み合い部等の摩耗が増大し、寿命が低下する。そのた
め、潤滑オイルを変更することは難しい。
【0007】そこで、従来のシンクロナイザリング式の
同期機構の代わりに、摩擦クラッチを用いるクラッチ式
変速機構の開発を試みた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の摩擦ク
ラッチには、円滑な変速や、急激な変速に対応でき、か
つ伝達トルク容量も充分に得られるものが必要であり、
これらの諸条件を充足する適当なクラッチがなかった。
【0009】この発明の目的は、変速機に組込み使用し
た場合に、円滑な変速や、急激な変速に対応でき、また
伝達トルク容量も充分に得られる簡単な構成のクラッチ
を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明のクラッチは、
互いに回転自在に遊嵌したクラッチ内輪とクラッチ外輪
との間に複数のスプラグを介在させ、これらスプラグを
傾動操作するスリーブを前記クラッチ内輪に外嵌させた
ものである。クラッチ内輪は外径面の周方向複数箇所に
軸方向溝を有し、これら軸方向溝に前記各スプラグが揺
動可能に取付けられる。各スプラグは起立状態で先端が
クラッチ外輪の内径面に接するものである。前記スリー
ブは櫛状の爪を有し、軸方向移動に伴って各爪がスプラ
グ間に割り込む。
【0011】
【作用】この構成によると、スプラグが外輪の内径面に
接触することにより、くさび作用によってクラッチ内輪
とクラッチ外輪とが互いにロックされ一体に回転する。
スリーブを軸方向移動させて各櫛状の爪をスプラグ間に
割り込ませると、スプラグが傾いて外輪の内径面から離
れる。そのため、クラッチ内輪とクラッチ外輪とは互い
に回転を拘束されずに異なった回転速度で回転する。前
記の両クラッチ輪間のロックは、歯の噛み合いによら
ず、くさび作用による摩擦抵抗で行われるため、ロック
およびロック解除が円滑であり、変速機に使用された場
合に、円滑な変速が行え、また急激な変速にも対応でき
る。また、揺動形式のスプラグの使用のため、伝達トル
ク容量も充分に得られる。
【0012】
【実施例】この発明の一実施例にかかるクラッチを応用
したクラッチ式変速機構を、図1ないし図5に基づいて
説明する。このクラッチ式変速機構は、シャフト1と共
に回転するクラッチ内輪2と、シャフト1にニードル軸
受6を介して回転自在に支持された一対のクラッチ外輪
3,3と、両輪2,3間に介在させたスプラグ4と、ス
プラグ4を操作するスリーブ5とで主に構成される。シ
ャフト1はトランスミッションの入力軸またはメインシ
ャフトに相当するものである。
【0013】クラッチ内輪2は、シャフト1のセレーシ
ョン1aの外周に係合状態に嵌合するものであり、軸方
向の両端部は内径面が中間部よりも大径に形成された外
輪溝遊嵌部2aとなる。クラッチ内輪2の外径面には軸
方向の両端にスプラグ取付用の軸方向溝11およびスプ
リング溝12が形成されると共に、軸方向全長に渡るス
リーブ案内溝14が形成されている。スリーブ案内溝1
4は周方向複数箇所に等ピッチで形成され、前記軸方向
溝11およびスプリング溝12は各々一対ずつが各スリ
ーブ案内溝12の両側に配置されている。
【0014】スリーブ5は、外向き溝形のスリーブ本体
5aの両面に櫛状の爪15を一体に形成したものであ
る。スリーブ5は、各爪15を形成した周方向部分にお
いて、爪15よりも幅狭の係合突条5bを内径面に有し
ており、各係合突条5bがクラッチ内輪2のスリーブ案
内溝14に係合した状態で、クラッチ内輪2に軸方向移
動自在に嵌合する。各爪15の先端はテーパ状に面取り
してある。スリーブ本体5aの溝形部分内には、シフト
レバーの二股状のセレクタ16が遊嵌し、運転者による
セレクタ16の移動操作により、スリーブ5が軸方向に
正逆移動させられる。セレクタ16は回転しておらず、
スリーブ5とは滑り接触する。
【0015】クラッチ外輪3は、動力伝達用のギヤとな
るものであり、外周にギヤ部3aが一体に形成してあ
る。一対のクラッチ外輪3,3は、ギヤ部3aの歯数が
互いに異なり、クラッチ内輪2から選択的に回転伝達さ
れるものであり、ギヤ部3aを除いて互いに左右対称に
形成されている。
【0016】各クラッチ外輪3,3は対向側の幅面に円
周溝7を有しており、クラッチ内輪2の両側に並んで配
置されて、円周溝7の外径面にクラッチ内輪2の両端の
外輪溝遊嵌部2aが遊嵌する(図4(A))。各スプラ
グ4は、クラッチ内輪2の断面円弧状の軸方向溝11に
基端の丸軸状部分で揺動自在に嵌合したものであり、起
立状態でクラッチ外輪3の円周溝7の内径面に接触して
内径面との間にくさび角を形成する。各スプラグ4は、
隣合う一対ずつが互いに反対向きに設けられ、クラッチ
内輪2のスプリング溝12に配置されたS字状のスプリ
ング13により先端が互いに近づく方向に起立付勢され
る。各一対のスプラグ4,4間にはスリーブ5の櫛状の
爪15が割り込み可能であり、その割り込みによって両
側のスプラグ4,4が倒れ方向に傾動する。
【0017】上記構成の動作を説明する。図4の(A)
〜(C)の作動状態はシフト完了状態であり、各スプラ
グ4はスプリング13によってクラッチ外輪3の内周溝
7の内径面に押し付けられている。このとき、スプラグ
4とクラッチ外輪3の内径面との間にはくさび角が形成
され、クラッチ外輪3はスプラグ4を介してクラッチ内
輪2とロック状態となり、一体に回転する。各一対のス
プラグ4は互いに逆向きに設けられているため、正逆い
ずれの方向の回転も伝達可能である。
【0018】前記のシフト完了状態から、スリーブ5を
図4(C)に白矢印で示すように図の上側へ移動させる
と、図4(F)のようにスリーブ5の櫛状の爪15が一
対のスプラグ4,4間に割り込んで押し広げ、スプラグ
4を傾かせる。そのため、図4(D),(E)のように
スプラグ4がクラッチ外輪3の内径面から離れて、クラ
ッチ外輪3とクラッチ内輪2とが相対回転自在となり、
ニュートラル状態になる。
【0019】このようにして、シフトすなわち変速が完
了する。この場合に、両クラッチ輪2,3間のロック
は、歯の噛み合いによらず、くさび作用による摩擦抵抗
で行われるため、ロックおよびロック解除が円滑であ
り、円滑な変速が行える。また、急激な変速にも対応で
きる。さらに、揺動形式のスプラグ4の使用のため、例
えばボール等をロック用部材に使用するクラッチ式変速
機に比べて伝達トルク容量も充分に大きく得られる。し
かも、このクラッチ式変速機では、従来のシンクロナイ
ザリングを使用しないため、構造が簡単である。
【0020】なお、前記実施例ではスプラグ4の起立付
勢にS字形スプリング13を使用したが、全周のスプラ
グ4を1本のリング状のコイルばねで連結することによ
りスプラグ4を起立付勢してもよく、また各対のスプラ
グ4,4同士をコイルスプリグで連結しても良い。さら
に、スプリングを設けずに、クラッチ内輪2の回転に伴
う遠心力だけでスプラグ4を起立付勢するようにしても
良い。
【0021】
【発明の効果】この発明のクラッチは、起立状態でクラ
ッチ外輪の内径面に接触するスプラグをクラッチ内輪の
軸方向溝に揺動可能に取付け、スプラグ間に割り込み可
能な櫛状の爪を有するスリーブを軸方向移動させること
により、両クラッチ輪間のロックおよびロック解除を行
うようにしたため、構造が簡単であるうえ、変速機に組
み込まれた場合に、円滑な変速や、急激な変速に対応で
きる。また、揺動式のスプラグを使用するため、伝達ト
ルク容量も充分に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかるクラッチを使用し
たクラッチ式変速機の分解斜視図である。
【図2】(A)はそのクラッチの縦断面図、(B)は同
図(A)のX−X線断面図である。
【図3】同クラッチの部分断面図である。
【図4】(A)〜(C)は各々シフト完了状態における
図3のA−A線断面図,B−B線断面図,およびC−C
線断面図、(D)〜(F)は各々ニュートラル状態にお
ける図3のA−A線断面図,B−B線断面図,およびC
−C線断面図である。
【図5】同クラッチの部分斜視図である。
【図6】従来例の動作説明図である。
【符号の説明】
1…シャフト、2…クラッチ内輪、3…クラッチ外輪、
4…スプラグ、5…スリーブ、6…ニードル軸受、7…
円周溝、11…軸方向溝、12…スプリング溝、13…
スプリング、14…スリーブ案内溝、15…櫛状の爪、
16…セレクタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに回転自在に遊嵌したクラッチ内輪
    およびクラッチ外輪と、前記クラッチ内輪に軸方向移動
    可能に外嵌したスリーブとを備え、前記クラッチ内輪は
    外径面の周方向複数箇所に軸方向溝を有し、これら軸方
    向溝に複数のスプラグを各々揺動可能に取付け、各スプ
    ラグは起立状態で先端がクラッチ外輪の内径面に接する
    ものとし、前記スリーブは軸方向移動に伴いスプラグ間
    に割り込んでスプラグを傾かせる櫛状の爪を有するクラ
    ッチ。
JP4197696A 1992-06-30 1992-06-30 クラッチ Pending JPH0617851A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4197696A JPH0617851A (ja) 1992-06-30 1992-06-30 クラッチ

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4197696A JPH0617851A (ja) 1992-06-30 1992-06-30 クラッチ

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JPH0617851A true JPH0617851A (ja) 1994-01-25

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JP4197696A Pending JPH0617851A (ja) 1992-06-30 1992-06-30 クラッチ

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Cited By (4)

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