JPS60241531A

JPS60241531A - かみ合いクラツチ

Info

Publication number: JPS60241531A
Application number: JP8915185A
Authority: JP
Inventors: オツトー・シユテーデリ
Original assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Current assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Priority date: 1984-04-27
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1985-11-30
Also published as: DE3423516A1; DE3423516C2; EP0162253B1; EP0162253A1; CH666097A5

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、かみ合いクラッチであって、歯列の形成され
た第１及び第２のクラッチ部分と、該第１のクラッチ部
分に保合可能で第２のクラッチ部分と常にかみ合い状態
にある、歯列の設けられた軸方向で移動可能な星形部分
と、前記第１のクラッチ部分で軸方向にねじ込み式にガ
イドされたラチェット歯車とを有しており、前記星形部
分と、ラチェット歯車との間に複数のつめが設けられて
いて、これら複数のつめのうちのそれぞれ１つが、クラ
ッチ解除された状態で前記第１及び第２のクラッチ部分
のうちの特定の一方が他方を追い越した時に係止され、
これ罠よって前記ラチェット歯車がかみ合い方向でねじ
込まれるようになっておりさらに、前記星形部分に軸方
向で２つのストッパが設けられており、これらのストッ
パのうちの一方のストッパかかみ合い方向でねじ込まれ
る際に、前記星形部分がラチェット歯車によって軸方向
で連行されるのを補助し、他方のストッパが星形部分の
かみ合い状態でラチェット歯車の戻り運動を妨げる形式
のものに関する。

先行の技術このような形式のかみ合いクラッチ（スイス国特許第３
９０００７号明細書参照）のかみ合いは、２つの部分運
動によって得られる。互いにかみ合うクラッチ部分のら
せん状に行なわれる第１の部分運動は、並目ねじと連絡
したラチェット係゛合装置によって生ぜしめられる。第
２の部分運動は外力によって生せしめられる。つめとラ
チェット歯車とから敗るラチェット係合装置は、かみ合
うクラッチ部分と同様の軸方向行程を生せしめる。第１
の部分運動中に、つめがラチェット歯車に係合し、これ
によって他方のクラッチ部分に関連して同様のらせん状
運動が行なわれる。

互いに保合し合う歯列の両側面か第１の部分運動終了時
に接触し合うと直ちに、互いにかみ合うクラッチ部分の
一方は、このクラッチ部分で軸受けされたつめと共に他
方のクラッチ部分に対して軸方向でわずかに運動する。

しかしながら軸方向で運行されるラチェット歯車は、保
合状態にある並目ねじに応じてさらにらせん状運動を行
なう。この際、ラチェット歯車はつめに対して回転し、
これによって、第１の部分運動中に負荷されたつめが所
望の形式で負荷解除される。

つめに対するラチェット歯車の回転の大きさは、一方で
は並目ねじのリード角によって形成され、他方では第２
の部分運動の軸方向区間によって形成される。この軸方
向区間自体は互いにかみ合う歯列の幅に基づいている。

歯幅が広くなり、ひいては前記軸方向区間が長（なるに
従って、相対的な回転角度が大きくなる。この回転角度
は、第２の部分運動中に２チエツト歯車がつめの下側へ
ずれるのを避けるために、つめとラチェット歯車の歯数
とを規定する除に、（基準となる大きびはつめの数及び
ラチェット歯車の歯数によって得られる）考慧する必要
がある。ラチェットａ車がつめの下側へずれてしまった
時には、クラッチを解除する際に当該のつめがラチェッ
ト歯車に悌止し、解除運動がロックされる。

動力学的な理由により、大きいリード角が必要であって
、歯幅、つまり第２の部分運動の区間も、伝達しようと
するトルクによって規定されるので、つめ及びラチェッ
ト歯車の歯数を少な（しなければならない。しかしなが
らこれは、２つの可能なラチェット係合間の角度、いわ
ゆる追い越し角度が大きいことを意味し、これによって
、かみ合い時に大きい角速度でつめに強くぶつかり、ラ
チェット係止装置が危険にさらされることになる。

このような欠点をｍけるために、並目ねじの代わりに、
ハス歯とスゲ−とを組み合わせたねじを使用することが
提業されている（スイス国特許第４４７７３１号明細簀
参照）。これによつて、第１の部分運動が開始してすぐ
にラチェット歯車のらせん状運動が終了せしめられ、こ
の第１の部分運動の残りが純粋な軸方向運動として行な
われる。これによって追い鰹し角は小さい角度に保たれ
、しかも追い越し角はリード角及び得ようとする軸方向
行程とは無関係である。しかしながらこのような構造は
費用が高（しかも長い構造か必要とする。この長い構造
は、このようなかみ合いクラッチが、さらに別の特にハ
イドロダイナミックなりラッチと組み合わせられる場合
、特に不都合である。

発明の解決しようとす課題本発明の課題は、初めに述べた形式の、２内期走行によ
って自動的にかみ合うかみ合いクラッチで、その構造長
さが著しく短か（、それ故、非常に大きいトルクを伝達
するために、ハイドロダイナミックなりラッチと組み合
わせて使用することのできるようなものを提供すること
である。

課題を要訣するための手段この課題を解決した本発明は、ラチェット歯車のねじ込
まれる軸方向区間が、第１のクラッチ部分に設けられた
２つのストッパによって付加的に匍１限されており、こ
れら２つのストツノそのウチの一方のストッパによって
、前記星形部分と第１のクラッチ部分との保合開始時に
おけるかみ合い方向のねじ込み作業が終了させられるよ
うＫなっており、さらに星形部分に設けられた前記スト
ッパがラチェット回車に対し、て、かみ合い作東を完全
に終了させるために十分な遊びを有している。

実施例及び作用次に図面に示した実施例について本発明の構成及び作用
を具体的に説明する。

第１図に示したかみ合いクラッチには、ケーシング状の
第１部分１を備えた〕・イドロダイナミック式のクラッ
チ（以後、流体クラッチと呼ぶ。）が配属されており、
前記第１部分１は、駆動軸２と、この駆動軸２に固定さ
れた、かみ合いクラッチの第１のクラッチ部分３とに不
動に結合されている。この第１のクラッチ部分３はスゲ
歯の設けられたりンダイヤ３′を有している。第２のク
ラッチ部分６は同様罠スゲ回の設けられたリングギヤ６
′を有している。被駆動軸５は図示していないが通常形
式でケーシング７に軸受けされている。駆動軸２は軸受
け８を介して同様にケーシング７に軸受けされていて、
また軸受け９を介して被駆動軸５に軸受けされている。

このかみ合いクラッチは軸方向で可動な星形部分１ｕを
有しており、この星形部分１０は両端部で各１列のスゲ
歯状の歯列１１若しくは１２を有している。一方の歯列
１１は被駆動側のりングギャ６′と常に係合していて他
方の歯列１２は星形部分１０を軸方向でしゆう動させる
ことによって駆動側のリングギヤ３′に保合可能である
。９ｆＳ合位置において、星形部分１０は所属のリング
ギヤ６′若しくは３′によって２つの歯列１１．１２で
支持される。

かご形リング１３はクラッチの星形部分１０に不動に結
合されている。このかご形リング１３と星形部分１０と
は協働で室を形成しており、この室内でつめ１４が半径
方向及び接線方向で支持されていて、このつめ１４がク
ラッチの回転軸線に対して平行に延びる各１つの傾倒縁
部１５を中心にして小さい傾倒運動を行なうことができ
るように軸受けされている。かご形リング１３にはカム
１６が形成されており、このカム１６は、軸方向及び半
径方向で遊びを有して環状の酵１７に係合しており、こ
の溝１７は２つのリングピストン部分１８．１９によっ
て形成されている。これら２つのリングピストン部分１
８．１９は互いに固（結合されていて、協働して液圧式
ピストンシリンダ装置のリングピストン１８／１９を形
成している。カム１６が溝１７に係合することによって
、リングピストン１８／１９内に形成された力及びばね
２０のばね力が星形部分１０に伝達される。リングピス
トン１　Ｍ／１９は２つのシリンダ部分２１．２２に沿
って軸方向移動可能にガイドされている。これら２つの
シリンダ部分２１．２２自体はガイドビン２３によって
被駆動軸５に不動に結合されている。

ばね２０は押圧ばねとして構成されていてガイドビン２
３の中心孔内に配置されており、この中心孔内でばね２
０は被駆動側に配置された、ビン２４のヘッドと、ガイ
ドぎン２３に設けられたストッパ２５との間で緊締され
ている。ビン２４はリングぎストン部分１８にねじ止め
されている。ピストン・シリンダ装置の無圧状態で、ば
ね２０はリングピストン１８／１９を介して星形部分１
０を、ガイドビン２３の自由端面側でストッパ２６によ
って規定された係止解除位置で保持する。ストッパ２５
はビン２４のショルダ２１と協働して、かみ合いクラッ
チのかみ合い作業の終端位置を規定する。

リングピストン部分１８．１９はシリンダ部分ｉ１．２
２と協働して２つの環状の室２８．２９を形成している
。かみ合いクラッチを係合させる場合は、星形部分１Ｕ
とリングピストン１　Ｂ／１９とが所定の軸方向行程だ
け自動的に進んでから、導管３１を介して呈２９に圧力
油が供給される。かみ合いクラッチを解除させる場合は
、導管３０を介して呈２Ｂに圧力油が供給される。導管
３（１，３１には、被駆動軸５を取り囲む定置のオイル
供給りング３２を介してオイルが供給される。このオイ
ル供給リング３２には制御弁３３が前方接続されており
、この制御弁３３は電磁弁３４によって液圧式圧制御さ
れる。

歯駆動軸２にはラチェツ「単支持体３５が不動に結合され
ており、このラチェット歯車支持体言３５にはラチェット基３６が支持されていて、ハス歯３
Ｔによってねじ込み可能にガイドされている。保合位置
で、ラチェット歯車３６は２つのストッパ３８．３９０
間でやや遊びを保って軸方向で保持されている（第１図
参照）。これら２つのストッパ３８．３９のうちのスト
ッパ３８は星形部分１０に形成されていて、ストッパ−
３９はラチェット歯車支持体６５に形成されている。

かみ合いクラッチの配置されている蚕は、シール４２．
４３によって流体クラッチのオイル室から分離されてい
る。かみ合いクラッチの漏れ油と潤滑油とは図示してい
ない孔を介して導出される。導管３１と室２日とを接続
するために環状の溝４４が設けられており、この環状の
溝４４は保合解除位置（第１図参照）ではリングピスト
ン部分１９０円筒形の区分によっておおわれている。こ
の保合解除位置で、室２９は環状のギャップ４５によっ
て圧力油から負荷解除されている。流体クラッチを充て
ん及び空にするために、第１のクラッチ部分３には通路
４６が形成されている。

かみ合いクラッチは、図示していない位置表示部材を備
えている。この位置表示部材は星形部分に接続されてい
て、「クラッチ・オン」及び「クラッチ・オフ」信号を
発する。

このクラッチの作用形式を切換えサイクルを用いて以下
に説明する。この際、第１図及び第２ａ図〜第２ｄ図は
連続する切換え位置を示している。駆動軸２にｍＷされ
た駆動装置、例えば船舶用ディーゼルモータが停止する
と、流体クラッチは負荷解除され、かみ合いクラッチが
係止解除され、電磁弁３４が「オフ」位置に制御される
。これに対して駆動装置が始動され、流体クラッチに流
体が元てんされると、被駆動軸５が駆動される。

流体クラッチがスリップすることによって被駆動軸５は
駆動軸２よりもゆっ（つと回転する。

ラチェット歯車３ｔｌｉはつめ１４の下側で滑動し、こ
の際、ストッパ３８と３９との間で遊びを保って軸方向
でガイドされている。流体クラッチの流体光てん率によ
って、一定の駆動軸回転数において、被駆動軸回転数が
広い範囲で変えられる。この際に駆動軸回転数は運転中
、被駆動軸回転数よりも常に大きい。かみ合いクラッチ
は、室２８内でオイル圧によって形成された液圧力とば
ね２０のばね力とによって係止解除位置で保持される。

呈２９は無圧である。

駆動群をスリップしない運転に切換えるためには、まず
電磁弁３４が゛電気的に切換えられる（第２ａ図参照）
。これによって、呈２８は無圧にナリ、リングピストン
１８／１９は液圧的に釣り合っている。星形部分１ｕは
ばね２０のばね力によって係止解除位置になお保たれて
いる。導管３１を通じて圧力オイルは環状の溝４４に供
給される。こうして駆動装置の回転数は、駆動軸２０回
転数が被駆動軸５の回転数よりやや遅くなるまで゛下げ
られる。その結果、つめ１４のうちの一つが２チエツト
歯車３６の歯にかみ合い、被駆動軸５から小さいトルク
が、リングギヤ６′と歯列１１とのかみ合い部と、かみ
合ったつめ１４と、ラチェット歯車３６とノ・ス歯３７
とを介して被駆動軸２に伝達される。

前記小さいトルクはノ・ス歯３７で軸方向力を生ぜしめ
、この軸方向力によってラチェット歯車３６が駆動ｓ２
に対してらせん状に移動せしめられる。ストッパ３８を
介して星形部分１０が連行され、カム１６と溝１７とを
介してリングピストン１　Ｂ／１９が運行される。星形
部分１０は、ラチェット歯車３６と同様のらせん状運動
を行なう。それというのは、つめ１４がトルクによって
ラチェット歯車３６と保合保持されるからである。

歯列１２とリングギヤ３′との端面側は面取りされてい
るので、これらの歯列１２とリングギヤ３′とは互いに
相対的にらせん状運動を行なうことによって、ぶつかつ
合うことなく係合する。

この歯列１２とリングギヤ３′とが互いに所定の程度だ
け重なり合って、これらの歯側面が互いに接触し合う寸
前に（ｉｎＥ２ｂ図参照）、リングピストン部分１９が
環状の講４４を開放し、これと同時に環状のイヤツゾ４
５を閉じるので、呈２９内に油圧が形成される。この油
圧によって形成された圧力が星形部分１０を軸方向で押
しやる。室２８内のオイルは、導管３０、オイル供給リ
ング３２、制御弁３３及び電磁弁３４を通って流れる。

歯列１２の歯面及びリングギヤ３′の歯面が互いに接触
し合うと直ちに、係合し合うつめ１４が負荷解除される
。さらに星形部分１０は液圧力によって軸方向でずらさ
れる。しかしながらラチェット歯車３６の軸方向遊動は
ストッパ４０によって止められ、ラチェット歯車３６と
ストッパ３８との間に遊びが形成される。星形部分１Ｕ
の歯列１２は、リングピストン１８／１９の液圧によっ
てリングギヤ３′と完全に係合せしめられる。ピン２４
のショルダ２７がガイドピン２３しストツパノ５に当接
すると（第２Ｃ図参照）、終端位置が得られる。星形部
分１０は環状の溝１７と室１６とを介して保合位置で保
持される。ラチェット歯−車３６はストッパ４０と４１
との間でやや遊びを保って軸方向で保持される。

こうしてかみ合い行程は終了する。「クラッチ・オン」
信号に基づいて、流体クラッチは負荷解除され、駆動装
置の回転数は高められる。

駆動力は、スリップすることなしにリングギヤ３′、歯
列１２、星形部分１０、歯列１１及びリングギヤ０′を
介して被駆動軸５に伝達される。

両列１１及び１２がスゲ歯であるので、トルクは、星形
部分１０に軸方向力が作用することなしに２つの方向（
駆動軸２から被駆動軸５及びこれと逆方向）に伝達され
る。場合によっては生じる、駆動軸２と仮組動軸５との
間の軸方向のずれは、一般のかみ合いクラッチにおける
のと同様に星形部分１０によって受容される。

かみ合いクラッチのかみ合いを解除するためには、まず
作業装置の出力を無負荷回転数に減少する。被駆動軸５
０回転数が無負荷運転効率に相当する値に達すると直ち
に、電磁弁３４が電気的に切り換えられる（第２ｄ図参
照）。これによって室２９は無圧になる一方、室２８内
には圧力が形成される。この圧力は、リングぎストア１
　Ｂ／１９に作用する力を生せしめ、この力がリングピ
ストン１Ｂ／１９を軸方向で、及び溝１７と歯１６とを
介して屋形部分１０を軸方向で解除方向に移動させる。

室２９内のオイルは、４管３１、オイル供給導管３２、
制御弁３３及び電蝋弁３４を介して流出する。

星形部分１０が所定の程度だけ元へ戻ると、ストッパ３
８はラチェット歯車３６に接触し、このラチェット歯車
３６は星形部分１０によって保合解除位置へ連行される
。解除運動の終了する寸前に、リングピストン部分１９
が溝４４を閉鎖し、これと同時にギャップ４５が再び開
放する。このギャップ４５を通って残りのオイルが室２
９から流出する。この解除運動はストッパ２６によって
止められ、ラチェット歯車３６は、ストッパ３８と３９
との間で遊びを保って軸方向で保持される。歯列１２が
リングギヤ３′とかみ合い解除すると直ちに被駆動軸５
０回転数は低下し始める。「クラッチ・オフ」信号に基
づいて、流体クラッチには流体が満たされ、駆動装置の
回転数は再び尚められる。駆動力は流体クラッチによっ
て伝達される。

効果以上のように本発明によれば、非常に大きいトルクを伝
達するために、ハイドロダイナミックなりラッチと組み
合わせて使用することのできる、構造長さの著しく短か
いかみ合いクラッチが得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ハイドロダイナミックなりラッチ内で本発明
の１実施例によるかみ合いクラッチを備えたクラッチ装
置の軸方向断面図、第２ａ図は、かみ合いがまだ行なわ
れていないクラッチのかみ合い準備状態を示した軸方向
断面図、第２ｂ図は第１の部分運動終了直前のかみ合い
状骸を示した軸方向断面図、第２Ｃ図はかみ合い作業終
了時の状態を示した軸方向断面図、第２ｄ図はかみ合い
解除開始状態を示した軸方向断面図である。１・−第１部分、２・・・駆動軸、３・・・クラッチ部
分、３′・・・リングキ゛ヤ、４−・第２部分、５・・
・被駆動軸、６・°・クラッチ部分、ｂ′・・・リング
イヤ、７・・・ケーシング、８，９・・軸受け、１０・
・・星形中心部、１１．１２・・・歯列、１３・・・か
ご形リング、１４・・・つめ、１５・・・傾倒縁部、１
Ｇ・・・カム、１７・・Ｉｔ、１ｄ、１９・・・リング
ピストン部分、２０・・・ばね、２１．２２・・・シリ
ンダ部分、２３・・・ガイドピン、ノ４・・・ビン、２
５．２６・・・ストッパ、ｌ　７−　’／　ヨ／ｌ／ダ
、２ｔ１．２９−室、３　ｕ。３１・・・導管、３２・・オイル供給リング、３３・・
・ｉ１ｊ制御弁、３４・・−磁弁、３５・・・ラチェッ
ト歯車支持体、３６・・ラチェット歯車、３７°°゛ノ
・ス歯、３Ｂ、３９，４ｕ、４１・・・ストッパ、４２
゜４３・・・シール、４４・・・溝、４５・・ギャツ、
”、４６・・・通路。

Claims

【特許請求の範囲】

かみ合いクラッチであって、歯列の設けられた第１及び
第２のクラッチ部分（３，６）と、該第１のクラッチ部
分（３）に保合可能で第２のクラッチ部分（６）と常に
かみ合い状態にある、歯列の設けられた軸方向で移動可
能な星形部分（１０）と、前記第１のクラッチ部分（３
）で軸方向にねじ込み式にガイドされたラチェット歯車
（３６）とを有しており、前記星形部分（１０）と、ラ
チェット歯車（３６）との間に複数のつめ（１４）が設
けられていて、これら複数のつめ（１４）のうちのそれ
ぞれ１つが、クラッチ解除された状態で前記第１及び第
２のクラッチ部分（３，６）のうちの特許の一方が他方
を追い越した時に係止され、これによって前記ラチェッ
ト歯車（３６）がかみ合い方向でねじ込まれるよう罠な
っており、さらに前記星形部分（１０）に軸方向で２つ
のストツノ（（３Ｂ、４１）が設けられており、これら
のストッパ（３Ｌ４１）のうちの一方のストツノぐ（３
８）が、かみ合い方向でねじ込まれる際に、前記星形部
分（１０）がラチェット歯車（３６）によって軸方向で
連行されるのを補助し、他方のストッパ（４１）が星形
部分（１０）のかみ合い状態でラチェット歯車（３６）
の戻り運動を妨げる形式のものにおいて、ラチェット歯
車（３６）のねじ込まれる軸方向区間が、第１のクラッ
チ部分（３）に設けられた２つのストッパ（３９，４０
）によって付加的に制限されており、これら２つのスト
ッパ（３９，４υ）のうちの一方のストッパ（４ｕ）に
よって、前記星形部分（１Ｕ）と第１のクラッチ部分（
３）との保合開始時におけるかみ合い方向のねじ込み１
作業が終了させられるようになっており、さらに星形部
分（１０）に設けられた前記ストッパ（３８，４１）が
ラチェット歯車（３６）に対して、かみ合い作業を完全
に終了させるために十分な遊びを有していることを特徴
とする、かみ合いクラッチ。