JPS5853211B2 - 加速度応答クラツチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 （１）発明の分野。

本発明はトルク伝達クラッチ組立体に関し、更に詳しく
は、回転入力部材の角加速度に応答する連結器及び分離
器機構に関する。

このような機構は自動車車輌に有用である。

（２）先行技術の説明。

原動機駆動車輌の主要部品の一つは、回転入力軸を出力
被駆動軸と選択的に結合又は分離するクラッチである。

この型式のクラッチには種々の構造がある。

その構造の一つの型式は入力軸に固定され出力軸のドラ
ムと摩擦係合するコイルばねを有する。

このような装置の一つは１９２７年８月３０日スターキ
ー（Ｓ ｔａｒｋｅｙ ）に発行された米国特許第１６
４０４７２号に示されている。

このコイルばねクラッチの一つの変形はコイルばねの内
部にはめられた出力軸を有する。

このコイルばねは出力軸と摩擦的に係合するためしっか
りと巻かれる。

基本構造の他の型式は、入力軸、出力ドラム及び軸受が
軸の周に軸とドラムの間に円周状に置かれたオーバーラ
ンクラッチである。

軸受は入力軸が一方向に回されるときロック位置にくさ
び止めされる。

入力軸が反対方向に回されるとき又は出力ドラムが軸よ
り速く回るとき、軸受は出力軸より解放される。

この軸受はしばしば係合位置にばねで片寄せられる。

そのようなオーバーランクラッチが二つ、１９２７年９
月１３日コンスタンチネスコ（Ｃｏｎ５ｔａｎｔｉｎｅ
ｓｃｏ ）に発行された米国特許第１６４２６４５号及
び１９６０年３月１日ハイド（Ｈｅｉｄ）に発行された
米国特許第２９２６７６５号に開示されている。

オーバーランクラッチは始動モータな内燃機関と結合す
るのにしばしば用いられる。

スリップクラッチは入力軸から出力軸に伝達できるトル
クの量を制限するように設計されている。

トルクが予め定められた量以上のとき、スリップが起り
トルクの損失を生ずる。

そのようなスリップクラッチの二つが１９６２年５月２
９日ウイルつルムソン（Ｗｉｌｂｅｌｍｓｓｏｎ ）外
に発行された米国特許第３０３６４４７号及び１９６０
年６月１４日クリスりンソン（Ｃｂｒｉｓｔｅｎｓｏｎ
）外に発行された米国特許第２９４０２８３号に開示
されている。

他の型式のクラッチには遠心力で作動する機構があり、
それは入力軸の回転により外方に押し出される重錘を使
用することによって入力軸の予め定められたある角速度
でクラッチを係合させる。

そのようなりラッチの一つは１９６０年３月１臼ハイド
（Ｈｅ１ｄ ）に発行された米国特許第２９２６７６５
号に開示されている。

入力部材の速度にではなく入力部材の角加速度に応答し
て慣性部材が偏倚装置に打勝ってトルク伝達装置を出力
部材に係合させたり或いはトルク伝達装置と出力部材と
の係合を解除したりするが、この慣性部材それ自体はト
ルクを出力部材に伝達する役目を果さないようにされた
加速度応答クラッチは未だ開発されてはいない。

そのようなりラッチはエンジンの力を車輌の前進運動の
加速に集中させるべきときに限界時間で自動車のアクセ
サリ−の結合を切り離すのに非常に有利であろう。

更に、そのようなりラッチは、始動モータの角加速度に
応答し、始動モータが内燃機関を始動させてから自動的
に切離す内燃機関の始動機構に非常に有利であろう。

開示の要約 本開示によれば、クラッチが入力軸の予め定められた角
回転加速度で係合及び離脱するように構成される。

このクラッチは回転入力部材とそれと同軸に設けられた
回転出力部材とを有する。

中間トルク伝達部材が回転入力部材に、出力軸にトルク
を伝達する位置と出力軸から分離する位置との間を動く
ように装備されている慣性質量部材がトルク伝達部材に
取付けられ、トルク伝達部材を係合又は非係合位置の一
つに動かすように片寄せられる。

この慣性質量は、入力部材の予め定められた角加速度で
、この偏倚力に打勝ち、該トルク伝達部材を伝達又は非
係合位置の他へ動かすように配置されているが、この慣
性質量部材自体は、出力軸にトルクを伝達することはし
ないようになっている。

一つの実施例に於いて、この加速度応答クラッチは内燃
機関を始動モータと連結する。

この慣性作動クラッチは、トルク伝達部材に取付けられ
、トルク伝達部材を非係合位置に動かすように偏倚され
た慣性質量を有し、そして始動モータの作動によって起
る入力部材の予め定められた角加速度で、慣性質量がこ
の偏倚力に打ち勝ちトルク伝達部材をトルク伝達位置に
動かすように装備されている。

出力部材は内燃機関のクランク軸を回すように回転駆動
される。

他の実施例では、慣性作動クラッチが車輌エンジンとパ
ワーステアリングポンプ又はエアコン圧縮機のようなア
クセサリ−との間に駆動するように置かれる。

このクラッチは、トルク伝達部材に取付けられ、トルク
伝達部材をトルク伝達位置に動かすように偏倚された慣
性部材を有する。

この慣性質量は、入力部材の予め定められた角加速度で
、この慣性質量が偏倚力に打ち勝ちトルク伝達部材を非
係合位置に動かし、エンジンが予め定められた速度以上
に加速されたときアクセサリ−を車輌エンジンから切り
離すように装備されている。

現在推奨する実施例の詳細な説明 さて、第１図から第５図までを参照するに、クラッチ２
０は車輌エンジンのクランク軸２２を、エアコン圧縮機
、ラジェータファン、及びポンプのようなある自動車ア
クセサリ−（図示せず）を駆動するベルト（図示せず）
と係合する同軸に取付けられたプーリ２４と選択的に連
結する。

このプーリ２４はクランク軸２２の上に回転可能に装備
され、クラッチ２０はこのフランチ軸とプーリの間の加
速度応答駆動結合を提供する。

第２図及び第５図に示すように、クランク軸２２はその
前端２６に円板２８が固定されている。

この円板２８はその中心から離れた位置に開口部３０を
もっている。

ピン３２は回転可能に開口部３０の中に嵌る。

このピンの前端にはそれに固定された振子支柱３４があ
り、その支柱は上方に延びて、先端がそれに固定された
質量部材３６になっている。

第１図及び第３図に示すように、圧縮ばね３８は振子支
柱の右側に接し、その他端は円板２８に固定されて、振
子支柱を左に偏倚させる。

ピン３２はその後端がり／り４２にしっかりと連結され
ている。

このリンク４２は左端４４と右端４６があり左端の方が
右端４６よりクランク軸２２０回転中心に対し半径方向
に近いように傾いている。

クラッチバンド４８は二つの端５０及び５２を有しそれ
らはリンク４２のそれぞれ左、右端４４及び４６にしっ
かりと連結されている。

このクラッチバンド４８は第１図及び第３図に示すよう
にプーリ車２４の内部ドラム面５４に接し、且それに摩
擦係合するような大きさである。

トルクはクランク軸２２から円板２８を経て、ピン３２
を径１．リンク４６を径、クラッチバンド４８を経て、
ツーり車２４に伝えられ得る。

プーリ車２４はそれをクランク軸２２上に回転可能に支
持する軸受５６を有する。

作用の際は、クランク軸が一定の速度で、第３図に示す
ように時計方向に回転するとき、ばね３８は振子支柱３
４を偏倚させて、クラッチバンド４８の端５０と大部分
が内部ドラム面５４に係合するようにリンク４２を動か
す。

クランク軸が予め定められた角加速度になると、質量部
材３６の慣性力かばね３８の偏倚力に打ち勝ち、質量３
６を第４図に示すように右に時計方向に動かす。

質量３６の慣性は支柱３４をそのピボットピン３２０周
に旋回させ、次にそれはリンク４２をピボットピン３２
０周に旋回させる。

リンク４２が旋回すると、第４図に示すように、その端
４６をドラム面５４に近ずげ、且円板２８の軸に関して
時計方向に動かす。

端４４は半径方向に内側に円板２８の軸に関して反時計
方向に動く。

端４４及び４６は第４図に示すように水平成分に沿って
互に近づくように動く。

リンク４２がこのように動く結果、クラッチバンド４８
全体の直径を縮め、第４図及び第５図に示すようにクラ
ッチバンド４８が内部ドラム面５４から離れ、それらの
間に隙間５５を形成する。

角加速度が予め定められた値より小さいときは、ばねは
再び振子支柱３４及び質量部材３６を偏倚させ、リンク
４２がクラッチバンド４８の全体の直径を拡大させ且バ
ンド４８を半径方向に外に押し出して内部ドラム面５４
と摩擦係合させるようにする。

このようにして、エンジンが加速状態にあるとぎは上述
の加速応答クラッチを使うことによってアクセサリ−駆
動プーリ車を切離すことでその負荷を減することができ
る。

本発明の他の実施例が第６図から第８図までに開示され
ている。

この実施例で、クラッチ６０は始動モータと車輌エンジ
ンの間に置かれるように構成されている。

このクラッチ６０は回転入力部材が予め定められた角加
速度のときトルクを伝え、その角加速度が予め定められ
た水準以下のとき切離す。

このクラッチ６０は第６図に示すように始動モータ６６
に接続されたベルト６４によってベルト駆動される回転
入力ドラム６２を有する。

この入力ドラム６２は第７図に示すように車輌エンジン
のクランク軸９４に軸受６９によって回転可能に取付げ
られた円板部６８を有する。

置板６８に回転可能に取付けられているのは慣性部材と
して作用するリング状の質量７０である。

このリング部材７０はピボットピン７４によって円板６
８に旋回可能に取付げられた一体の耳部７２を有する。

リング部材７０の質量の中心７１は、部材７０の重量の
大部分を７６の部分に置（ことによって、ドラム６２の
回転中心から半径方向にピボットピン７４と反対に置か
れる。

ばね７８は円板６８に固定されたピン８０につながれて
いる。

このばね７８がリング状質量部材に接し、それを第６図
に示すように右に偏倚させる。

ストッパー８２はばね７８の力を受けてのリング部材７
０の動きの反時計方向（ピボットピン７４に関して）の
限界を定める。

ピボットピン７４０半径方向に内側に、第７図に示すよ
うに、リング部材７０をリンク８６にしっかりと結合す
るピン８４がある。

リンク８６はクラッチバンド９０のかかと部９９を形成
するバンド９０の端８８にしっかりと結合されている。

クラッチバンド９０は一端９８において円板部６８に結
合されている。

クラッチバンド９０はクランク軸９４に固定されたドラ
ム９３の中にはめられている。

バンド９０は通常以下に説明するように慣性部材７０に
対するばね７８の偏倚をうけてドラム９３の内面９２か
ら離れている。

作用の際は、始動モータが作動していないときは、リン
グ部材７０は、第７図に示すように、クラッチバンド９
０の端８８を半径方向に内側に引込めクラッチバンド９
０とドラム面９２の間に隙間を作るように位置する。

始動モータ６６が作動すると、ドラム６２は時計方向の
角加速度をうける。

リング部材７０の慣性はばね７８の偏倚力に打勝ち、第
６図及び第８図に見られるように左に（即ちピボットピ
ン７４に関して時計方向に）動く。

リンク８６はそれによって左に牡牛径方向に外方に変位
させられ、それが次にクラッチバンド９０の端８８を半
径方向に外に押し、バンド９０のかかと部９９を内部ド
ラム面９２と摩擦係合させる。

トルクは始動モータからベルト６４１．ドラム６２、円
板部６８、ピン７４、慣性部材７０の耳部７２、ピン８
４、バンド９０及びドラム９３を介してクランク軸９４
に伝えられる。

クランク軸９４が廻されそして内燃機関が始動してクラ
ンク軸９４が入力ドラム６２より回転速度が速くなると
、バンド９０のかかと部９９が摩擦的にドラム９３の内
面９２をとらえるより内面９２が摩擦的につま先部９７
をすべるので、トルクの伝達は失われる。

この点で、エンジンが運転し、そして始動モータが手動
で止められる。

リング部材７０は第６図に示すようにその最初の非係合
位置に回転する。

このように、クラッチ６０は内燃機関を始動するのに使
うことができる。

さて、第９図ないし第１１図を参照して、入力軸１０２
と出力軸１０８との間に慣性感応駆動結合を与えるよう
に構成されたコイルばねクラッチ要素１１２を備えた慣
性クラッチ組立体１００の第３の実施例を説明する。

このクラッチ１００は入力軸１０２を有し、その軸１０
４は、同軸上に整列された大きな直径の出力軸１０８の
ドラム状端１０６の中に回転可能に受けられている。

摩擦の低いブツシュ１１０が端１０４をドラム端１０６
の中に回転可能に取付ける。

はずみ車１０７は軸１０２に取付けられ、そしてはずみ
車１０９は軸１０８に取付けられている。

コイルばね１１２は１１３で入力軸につながれている。

このコイルばね１１２は内径がその中に出力軸１０８の
ドラム端１０６をわずかの隙間１１５をもって受けるよ
うな大きさになっている３コイルばね１１２の端に重錘
１１４がある。

との重錘１１４は出力軸の溝１１８の一部を形成する二
つの環状背１１６０間にはめられている。

出力軸は重錘１１４との摩擦を軽減するため溝１１８の
ところが潤滑されている。

潤滑の代りに軸受組立体、（図示せず）を使うこともで
きる。

はずみ車１０７に取付けられた円筒ハウジング１２０は
重錘１１４を半径方向に固定された位置に保持する。

潤滑が重錘１１４と円筒ハウジング１２０の間の摩擦接
触を軽減する。

第１０図に示すように、入力部材が静止するか一定速度
で回転するとぎ、コイルばね１１２と出力部材１０８の
間にすき間１１５がありそこにトルクの伝達はない。

しかしながら、入力軸に第１０図に見られるように反時
計方向に回転加速度が生ずると、重錘１１４の慣性がそ
れを角加速している入力コイルばね１１２より後に遅ら
せ、コイルばね１１２を出力軸１０８の間に締つげさせ
てそれと摩擦係合させそして第１１図に示すように入力
軸１０２からばね１１２を介して出力軸１０８にトルク
を伝達する。

次に第４の実施例を説明するのに第１２図を参照する。

オーバランクラッチ組立体１３０は入力ドラム１３２を
有する。

このドラム１３２はその内面１３４に一部半径方向に内
側に延在する複数の斜路１３６を有する。

引張ばね１４０は各斜路１３６の端１３８につながれて
いる。

この引張ばね１４０の他端は球軸受状のクラッチ要素１
４４を含む軸受ハウジング１４２につながれている。

出力軸１４６はドラム１３２の中で同軸で１．斜路１３
６からは離れているがクラッチ要素１４４によって駆動
するように係合できる。

引張ばね１４０は通常クラッチ要素１４４を出力軸１４
６と駆動係合しないように引張っている。

この非駆動配置は、ドラム１３２を駆動する入力軸が静
止又は第１２図に示す時計方向に一定回転速度で回転し
ているときに（即ち軸が加速されていないとき）存在す
る。

しかしながら１．入力ドラム１３２が角加速されている
と、ハウジング１４２とクラッチ要素１４４の慣性がば
ね１４０の力に打勝ち、クラッチ要素１４４を後に遅ら
せそして斜路１３６と出力軸１４６の面の間に押し込ま
れ、それによって入力ドラム１３２を出力軸１４６とね
じれに対して固定する。

出力軸１４６が入力軸より速く時計方向に回転している
とき、クラッチ要素１４４は解放され出力軸１４６から
入力ドラム１３２にねじりは伝えない。

更に、入力ドラム１３２が加速を止めそして一定角速度
に戻ると、ばね１４０はクラッチ要素１４４を押込位置
から引き出し入力ドラム１３２を出力軸１４６から解放
する。

このようにして、加速度に感応するオーバランクラッチ
が準備される。

本発明の変形や修正は特許請求の範囲に定められたその
範囲及び精神から逸脱することなく可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の正面図である。 第２図は第１図の線■−■による部分断面側面図で係合
位置のクラッチを示す。 第３図は第１図に示すクラッチの係合位置に於げる破断
正面図である。 第４図は非係合位置に於けるクラッチを示す破断正面図
である。 第５図は非係合位置に於けるクラッチを示す第２図と同
じ側面図である。 第６図は本発明の第二実施例の部分断面正面図で、非係
合位置のクラッチを示す。 第７図は第６図の線■■による破断断面側面図である。 第８図は第６図に示すクラッチの正面図で係合位置に於
いて示す。 第９図は本発明の第三の実施例の部分断面斜視図である
。 第１０は第９図に示す実施例の断面側面図で、非係合位
置のクラッチを示す。 第１１図は係合位置に於ける第９図のクラッチの断面側
面図である。 第１２図は本発明の第四の実施例で非係合位置を示す。 ２４・・・・・・プーリ、２８・・・・・・円板、３２
・・−・−ピン、３４−・・・・振子支柱、３６・・−
・・・質量部材、３８・−・・・・圧縮ばね、４２・・
・・・・リンク、４４・・・・・−左端、４６・・・−
右端、４８・・−・・・クラッチバンド、５０．５２・
・−・・・端、５４・・・・・・内部ドラム面、６３−
・・・・入力部材、７０・−・・・・リング部材、７１
−・・・・・質量中心、７４・・・・・・ピボットピン
、７８−・・・・ばね、８６・・・・−・リンク、８８
・・・・・・端、９０・・・・・・クラッチバンド、９
２・・・・・・ドラム面、９３−・・・・ドラム、９７
・−・・・・つま先部、１０２・・・・・・入力軸、１
０８・・・・−・出力軸、１１２・・・・・・コイルば
ね、１１４・・・−・・重錘、１３２・・・・−・入力
ドラム、１３６・−・・・斜路、１４０・・−・・・引
張ばね、１４４・・・−・・クラッチ要素、１４６・・
・・−・出力軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加速度応答クラッチに於いて、回転可能入力部材２
   ８，６８，１０２と、該入力部材に関して同軸に取付げ
   られた回転可能出力部材２４．９３１０８と、該回転可
   能出力部材に結合され、且、該入力部材から該出力部材
   へトルクを伝達する第１係合位置と該入力部材から該出
   力部材へトルクを伝達しない第２非係合位置の間を選択
   的に動くように構成されたトルク伝達装置４２，４８；
   ８６．９０；１１２と、該トルク伝達装置に取付けられ
   た慣性部材３４，３６；γ０；１１４と、該トルク伝達
   装置を該第１及び第２位置の一つへ動かすために該慣性
   部材を偏倚させるための偏倚装置３８，７８，１１２と
   を含み、該慣性部材が該入力部材の予め定められた角加
   速度に応答して該偏倚装置に打勝って該トルク伝達装置
   を該第１及び第２位置の他へ動かすが、該慣性部材それ
   自体はトルクを該出力部材に伝達しないように構成され
   ていることを特徴とするクラッチ。 ２、特許請求の範囲第１項記載の加速度応答クラッチに
   おいて、該トルク伝達装置が該入力部材の回転軸の周に
   円周状に取付けられ且該出力部材の円筒面５４．９２と
   係合するように構成されたクラッチバンド４８，９０を
   含むことを特徴とするクラッチ。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の加速度応答クラッチに
   於いて、該クラッチバンドが該出力部材のドラム５４．
   ９２内に取付けられ該第１係合位置にあるとき該ドラム
   の内部円筒面と摩擦的に係合するようにされていること
   を特徴とするクラッチ。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の加速度応答クラッチに
   於いて、更に該慣性部材を該入力部材に回転可能に取付
   ける取付部材３２．７４を含み、該取付部材が該入力部
   材の回転軸より半径方向に離れ、該慣性部材の質量中心
   が回転軸に関して該取付部材から半径方向に離れ、且該
   偏倚装置が該回転軸に関して該取付部材から半径方向に
   離れて該慣性部材に接することを特徴とするクラッチ。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の加速度応答クラッチに
   於いて、該クラッチバンドはその一端９６で入力部材６
   ８に該ドラムの該内部円筒面９２の近くに結合され、リ
   ンク８６は該慣性部材７０を該入力部材に取付ける該取
   付部材７４から半径方向に離れて該慣性部材に結合され
   た一端８４を有し、該リンクは該クラッチバンドの他端
   ８８に結合された他端を有することを特徴とするクラッ
   チ。 ６ 特許請求の範囲第４項記載の加速度応答クラッチに
   於いて、リンク４２は該クラッチバンド４８の両端５０
   ，５２に結合されたその両端４４゜４６を有し、該リン
   クは該ピボット取付部材３２のところで該慣性部材３４
   ．３６に該回転軸に関して半径方向及び円周方向に該リ
   ンクの前端４４をその後端４６より半径方向に内側にし
   て固定され、該偏倚装置３８は入力部材が該予め定めら
   れた値以下に角加速されているとき該クラッチバンドを
   該第１係合位置に置くように該慣性部材３４゜３６を偏
   倚させ、該慣性部材は該入力部材が予め定められた値以
   上に角加速されているとき該偏倚装置の力に打ち勝ちそ
   して該クラッチバンドを該第２非係合位置に変位させる
   ように構成されていることを特徴とするクラッチ。 ７ 特許請求の範囲第２項記載の加速度応答クラッチに
   於いて、該トルク伝達装置は該入力部材１０２０周に巻
   かれ且つながれた多巻コイルばね１１２を含み、該出力
   部材１０８は該コイルばねのコイルの中にそれらの間に
   わずか隙間をもって同軸に受けられた軸部を有し、該慣
   性部材１１４は該コイルばねに取付けられそして該ばね
   及び該入力軸と共に回転用能であり、該入力部材の角加
   速度が該予め定められた値を超えるとき該コイルばねに
   力を加えて該ばねを該出力部材の周に締めつげてそれと
   トルク伝達係合状態にするように構成されていることを
   特徴とするクラッチ。 ８ 特許請求の範囲第２項記載の加速度応答クラッチに
   於いて、該慣性部材を該入力部材に該入力部材の回転軸
   から半径方向に離れて旋回可能に結合するピボット部材
   ７４を含み、該慣性部材の質量中心７１が該ピボット部
   材から半径方向に離れていて、該偏倚装置が該慣性部材
   と、該回転軸に関して半径方向に且つ該ピボット部材か
   ら離れて接することを特徴とするクラッチ。