JPH03103626A - ころがりクラッチ - Google Patents

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〕 本発明はころがりクラッチに関するものである。

〔従来の技術〕

一方向のみに動力を伝えるころがりクラッチについて例
を挙げると、実公昭４２−７５２３号公報、あるいは、
特公昭４６−２１１２６号公報に示されるもの等が存在
し、これらの引例では、外周を円錐面に成形したインナ
リングと、円周を円錐面に成形したアウタリングとを単
一の主軸芯周りで回動自在に支持し、かつ、両円錐面の
間に主軸芯と非平行な軸芯周りで転動するローラを配置
することで、インナリングとアウタリングとの間に相対
回転を生じた際には、その回転方向が所定の方向に向う
場合にはインナリングとアウタリングとの間で動力を伝
え、逆方向に向う場合にはインナリングとアウタリング
との相対回転を許すよう構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

又、正逆夫々の方向に動力を伝えるクラッチとしては、
従来から摩擦クラッチ、咬合式クラッチ等が存在するも
のの、摩擦クラッチでは高速操作を行い得る油圧操作型
のものでも、入り操作に要する時間が０，１〜０．２秒
と比較的大きく、又、高速に入り切り操作を行い得る湿
式摩擦多板クラッチでは切り状態においては、つれ回り
トルクが発生し、又、咬合式クラッチでは入り切り動作
を円滑に行えないため、頻繁に入り切り操作を行う伝動
系に用いることは困難である。

本発明の目的は、前述したころがり型一方向クラッチの
伝動メカニズムの合理的な活用によって、正逆両方向へ
動力を伝えると共に、迅速、かつ、円滑に入り切り操作
を行い得るころがりクラッチを構成する点にある。

〔課題を解決するための手段〕、 本発明の第ｌの特徴は、外周を円錐面に或形したインナ
リングと、内周を円錐面に或形したアウタリングとを単
一の主軸芯周りで回動自在に支持し、かつ、両円錐面の
間に、前記主軸芯と非平行な軸芯周りで転動するローラ
を配置することで、インナリングとアウタリングとの間
に相対回転を生じた際に、この相対回転方向が所定の方
向に向かう正転時には、転動にょるローラの主軸芯に沿
う方向への変位により、このローラが両円錐面間に挾み
込まれてインナリングとアウタリングとが一体回転し、
又、相対回転方向が逆転時には、ローラが挾み込みを解
除する方向に変位してインナリングとアウタリングとの
相対回転を許す一方向クラッチ型に伝動機構を構成する
と共に、夫々伝動特性が逆向きに設定された、この伝動
機構を一対、主軸芯に沿って並列に配置し、一対の伝動
機構夫々のインナリング同士、あるいは、アウタリング
同士を主軸芯に沿って接近、あるいは、離間する方向に
移動させ、伝動機構夫々の両円錐面間の距離の拡大を図
り夫々の伝動機構とも、インナリングとアウタリングと
の間の伝動を遮断する操作手段を備えて或る点にあり、 又、第２の特徴は、外周を円錐面に成形したインナリン
グと、内周を円錐面に成形したアウタリングとを単一の
主軸芯周りで回動自在に支持し、かつ、両円錐面の間に
、前記主軸芯と非平行な軸芯周りで転動ずるローラを配
置することで、インナリングとアウタリングとの間に相
対回転を生じた際に、この相対回転方向が所定の方向に
向かう正転時には、転動によるローラの主軸芯に沿う方
向への変位により、このローラが両円錐面間に挾み込ま
れてインナリングとアウタリングとが一体回転し、又、
相対回転方向が逆転時には、ローラが挾み込みを解除す
る方向に変位してインナリングとアウタリングとの相対
回転を許す一方向クラッチ型に伝動機構を構成すると共
に、夫々伝動特性が逆向きに設定された、この伝動機構
を一対、夫々の主軸芯を一致させ、かつ、この主軸芯を
基準にして一方の伝動機構が他方の伝動機構の外方に位
置するよう夫々を同心円状に配置し、更に、内側の伝動
機構のアウタリングと外側の伝動機構のインナリングと
をトルク伝動可能に連係して伝動部を構成し、伝動機構
夫々の両円錐面間の距離の拡大を図って、内側のインナ
リング、あるいは、外側のアウタリングの少なくとも一
方と、前記伝動部との間の伝動を遮断する操作手段を備
えて成る点にあり、その作用、及び、効果は次の通りで
ある。

〔作　用〕

上記第１の特徴を例えば第ｌ図及び第２図に示すように
構戒すると、操作手段（Ｃ）を非駆動位置に設定した場
合には夫々の伝動機構（Ａ），（Ｂ）が一方向クラッチ
の状態に達するので、いずれの方向にも動力を伝え得る
ことになる。

又、操作手段（Ｃ）を駆動位置に設定した場合には夫々
の伝動機構（Ａ），（Ｂ）のインナリング（６）とアウ
タリング（７）との間においてローラ（８）‥の挾み込
みが解除されるので、インナリング（６）とアウタリン
グ（７）との間においては、いずれの方向にも動力を伝
えない。

又、入り操作、切り操作の際の動作を解析すると、入り
操作時にはローラ（８）‥が僅かな変位によって自己保
持状態に達するため、入り作動が高速に行われ、又、切
り操作時にはインナリング（６）とアウタリング（７）
との間隔の僅かな拡大によってローラ（８）‥が極めて
短時間のうちに非拘束状態に達するため、切り作動も高
速で行われ、しかも、入り作動、切り作動が行われる際
には、入り状態、あるいは、切り状態のいずれかの状態
に達する寸前にはローラ（８）‥の転動が許されるため
のショックも発生し難い。

又、この構成では伝動機構（Ａ），（Ｂ）が主軸芯（Ｘ
）に沿って並設されているので、主軸芯（Ｘ）を中心と
した寸法を小さくした形状となる形態での小型化が可能
となる。

次に、上記第２の特徴を例えば第３図乃至第５図に示す
ように構成すると、動作は第１の特徴と何ら変ることが
なく、この構戊では伝動機構（Ａ），　（Ｂ）が主軸芯
（Ｘ）を基準に同じ円状に配置されているので、主軸芯
（Ｘ）に沿った方向での寸法を小さくした形状となる形
態での小型化が可能となる。

〔発明の効果〕

従って、ころがり型一方クラッチの伝動メカニズムの合
理的な活用によって、正逆両方向へ動力を伝えると共に
、迅速、かつ、円滑に入り切り操作を行い得るころがり
クラッチが構成されたのである。

特に、本発明では伝動機構の配置によって伝動系の軸芯
を中心とした方向の寸法を小さくする、あるいは、軸芯
に沿う方向の寸法を小さくする形態の小型化も可能とな
っている。

〔第１実施例〕 第１図及び第２図には本第ｌ発明に係るころがりクラッ
チを表している。

即ち、このクラッチは主軸芯（Ｘ）と同軸芯に配置され
た原動側の第１軸（１）と、従動側の第２軸（２）との
間において動力の伝動、遮断を行うものであり、このク
ラッチは、第ｌ軸（１）のスプライン部（ｌａ）に対し
て、主軸芯（Ｘ）に沿う方向にスライド移動可能、かつ
、トルク伝動自在に嵌合するブロック材（３）と、この
ブロック材（３）の外周部に固設された筒状部材（４）
と、この筒状部材（４）と第２軸（２）との間に配置さ
れる２つの伝動機構（Ａ），（Ｂ）と、該クラッチを入
り切り操作するためのブロック材（３）に備えた油圧ピ
ストン（５）（操作手段（Ｃ）の一例）とで構成されて
いる。

前記伝動機構（Ａ），（Ｂ）は夫々とも第２軸（２）の
スプライン部（２ａ）に嵌合するインナリング（６），
（６）と、前記筒状部材（４）の内面のスプライン部（
４ａ）に対して、主軸芯（Ｘ）に沿う方向にスライド移
動可能、かつ、トルク伝動自在に嵌合するアウタリング
（７），　（７）と、インナリング（６），（６）夫々
の外周に形或された円錐面（６ｓ），（６ｓ）、アウタ
リング（７），（７）夫々の円周に形成された円錐面（
７ｓ），　（７ｓ）夫々の間に配置され、かつ、第２図
に示す如く、主軸芯（Ｘ）と非平行な軸芯（Ｙ），　（
Ｙ）周りで転動自在なテーパ型のローラ（８）‥，（８
）‥とで一方向クラッチ型に構成され、夫々の伝動機構
（Ａ），（Ｂ）は伝動特性を逆向きに設定してある。

又、前記アウタリング（７），（７）夫々の間には圧縮
バネ（９）を介装してあり、筒状部材（４）の内面側に
は反第１軸側（第１図では右側）のアウタリング（７〉
のスライド移動を規制するクリップ型のストッパー（ｌ
Ｏ）を設けてあり、ブロック材（３〉には油圧ピストン
（５）に圧油の供給を行う油路（ｌ１）が形成されてい
る。

当該ころがりクラッチでは第ｌ図に示す状態で動力を伝
えると、第１軸（１）の回転方向に拘らず第２軸（２）
に対して動力を伝え、又、第ｌ軸（１）に動力を伝えて
いる状態で、油圧ピストン（５）に圧油を供給した場合
には、第ｌ図に矢印で示す如く、油圧ピストン（５）の
伸長と同時に、筒状部材（４）とブロック材（３）とが
一体的にスライドする結果、アウタリング（７），（７
）夫々を近接方向に移動し、アウタリング（７），（７
）とインナリング（６），（６）との間隔が拡大するの
で夫々の伝動機構（Ａ），（Ｂ）とも動力を伝えない状
態に達して動力の遮断が行われ、更に、油圧ピストン（
５）への圧油の供給を停止すると、前記圧縮バネ（９）
の付勢力により、夫々のアウタリング（７），（７）が
復元操作されて伝動状態に達するのである。

次に、第ｌ図において右側の伝動機構（Ｂ）における動
作を説明する。

つまり、この伝動機構（Ｂ）は、第ｌ軸（１）が矢印（
Ｆ）に示す方向に回動した場合には、アウタリング（７
）の回転によってローラ（８〉‥を矢印（Ｇ）の方向に
移動させ、ローラ（８）‥ほこの移動時にインナリング
（６）の円錐面（６Ｓ）に沿って転動することになる。

又、ローラ（８）‥夫々の軸芯（Ｙ）‥は第２図に示す
如く姿勢が設定されているので、このローラ（８）‥は
、インナリング（６）、アウタリング（７）夫々の円錐
面（６ｓ），　（７ｓ）の間の距離の大きい側に移動す
る結果、この伝動機構（Ｂ）では伝動が行われない。

又、第ｌ軸（１）が前述と逆方向に回動した場合には、
前述とは逆にローラ（８）‥が、インナリング（６）、
アウタリング（７）夫々の円錐面（６ｓ）．　（７ｓ）
の間の距離の小さい側に移動する結果、ローラ（８〉‥
が、インナリング（６）とアウタリング（７）との間に
挾み込まれ、インナリング（６）とアウタリング（７）
とが一体化して動力が伝えられるのである。

尚、第１図の左側の伝動機構（Ａ）は右側のものと逆の
伝動特性になるようローラ（８）‥の軸芯（Ｙ）の姿勢
が設定され、前述の如く油圧ピストン（５）の伸長作動
によってアウタリング（７），（７）夫々の間隔が近接
方向に操作されると、インナリング（６），（６）とア
ウタリング（７），（７）との距離の拡大により、ロー
ラ（８）‥，（８〉‥の転動が不能となって、いずれの
回転方向へ向う動力の伝動も行われないのである。

〔第２実施例〕 第３図乃至第４図には本第２発明に係るころがりクラッ
チを表してあり、このクラッチは伝動軸（２ｌ）からの
動力を出力ギヤ（２２）に対して伝える系に介装され、
第１本発明と同様に、夫々の伝動特性を逆向きに設定し
た２つの伝動機構（Ａ），　（Ｂ）を用いると共に、こ
の伝動機構（Ａ），　（Ｂ）を前記伝動軸（２１）の主
軸芯（Ｘ）を基準にして同心円状に配置している。

即ち、前記伝動軸（２１）には二一ドルベアリング（２
３）を介して遊転自在に出力ギヤ（２２）を外嵌してあ
り、又、この伝動軸（２ｌ）のスプライン部（２１ａ）
にはクラッチケース（２４）を嵌合してある。

このクラッチケース（２４）の内側（軸芯側）、及び、
外周側（反軸芯側）には、夫々クラッチケース（２４）
に対してトルク伝動自在に操作手段（Ｃ）として油圧ピ
ストン（２５），　（２６）を設けてあり、又、クラッ
チケース（２４）に対して遊転状態で支持され出力ギヤ
（２２）とスプライン嵌合する出力部材（２７）　（伝
動部の一例）を設け、前記内側の油圧ピストン（２５）
に形成した円錐面（２５ｓ）と、出力部材（２７）に形
成した内側の円錐面（２７ｓ）との間に、前記主軸芯（
Ｘ）と非平行な軸芯（Ｙ）のローラ（２８）‥を配置し
て伝動機構（Ａ）を構成すると共に、前記外側の油圧ピ
ストン（２６）に形成した円錐面（２６ｓ）と、出力部
材（２７）に形成した外側の円錐面（２７ｓ）との間に
、前記主軸芯（Ｘ）と非平行な軸芯（Ｙ）のローラ（２
８）‥を配置して伝動機構（Ｂ）を構成してある。

尚、内側の伝動機構（Ａ）では油圧ピストン（２５）が
インナリングの機能を有し出力部材（２７）がアウタリ
ングの機能を有し、又、外周側の伝動機構（Ｂ）では油
圧ピストン（２６）がアウタリングの機能を有し、出力
部材（２７）がインナリングの機能を有し、出力部材（
２７）はアウタリングとインナリングとが一体化したも
のとなっている。

又、伝動軸（２１）とクラッチケース（２４）とには油
圧ピストン（２５），　（２６）夫々に圧油を供給する
油路（２９）を形或してあり、この油路（２９）に圧油
を供給した場合には、夫々の伝動機構（Ａ），（Ｂ）が
一方向クラッチの状態に達するため、伝動軸（２１）か
ら正逆いずれの方向に向う動力も出力ギャ（２２）に伝
え、又、この油路（２９）を排油状態にすると、夫々の
油圧ピストン（２５），　（２６）が圧縮バネ（３０）
，　（３０）の付勢力によりローラ（２８）‥（２８）
‥の転動を許す位置まで退入していずれの回転方向へ向
う動力の伝動も行われないのである。

尚、夫々の伝動機構（Ａ），（Ｂ）が動力を伝える際の
動作は第１発明で説明したものと同様であり、伝動軸（
２１）が第３図に矢印（Ｆ）で示す方向に回動した場合
には内側の伝動機構（Ａ）が動力を伝え、逆方向に回動
した場合には外周側の伝動機構（Ｂ）が動力を伝えるこ
とになる。

〔別実施例〕

本発明は上記実施例以外に、例えば、操作手段を電磁ソ
レノイドで作動する構造のもの、あるいは、ワイヤ等の
機械的な連係を介して操作が伝えられるもの等に構成す
ることが可能であり、又、操作手段によってインナリン
グとアウタリングとを同時に操作するよう作動系を構成
する等、様々な構造に実施でき、又、このころがりクラ
ッチは自走機体の走行系に介装する、あるいは、工作機
械の伝動系に介装する等、様々な分野に適用できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るころがりクラッチの実施例を示し、
第１図は第Ｉ実施例における該クラッチの断面図、第２
図は第ｌ実施例における該ローラの配置を表す展開図、
第３図は第２実施例における該クラッチの断面図、第４
図及び第５図は第２実施例におけるローラの配置を表す
展開図である。 （６）‥‥‥インナリング、（６ｓ）‥‥‥円錐面、（
７）‥‥‥アウタリング、（７ｓ）‥‥‥円錐面、（８
），　（２８）‥‥‥ローラ、（２７）‥‥‥伝動部、
（Ａ），（Ｂ）‥‥‥伝動機構、（Ｃ）‥‥‥操作手段
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外周を円錐面に成形したインナリング（６）と、内
   周を円錐面に成形したアウタリング（７）とを単一の主
   軸芯（Ｘ）周りで回動自在に支持し、かつ、両円錐面（
   ６ｓ）、（７ｓ）の間に、前記主軸芯（Ｘ）と非平行な
   軸芯（Ｙ）周りで転動するローラ（８）‥を配置するこ
   とで、インナリング（６）とアウタリング（７）との間
   に相対回転を生じた際に、この相対回転方向が所定の方
   向に向かう正転時には、転動によるローラ（８）‥の主
   軸芯（Ｘ）に沿う方向への変位により、このローラ（８
   ）‥が両円錐面間に挾み込まれてインナリング（６）と
   アウタリング（７）とが一体回転し、又、相対回転方向
   が逆転時には、ローラ（８）‥が挾み込みを解除する方
   向に変位してインナリング（６）とアウタリング（７）
   との相対回転を許す一方向クラッチ型に伝動機構を構成
   すると共に、夫々伝動特性が逆向きに設定された、この
   伝動機構を一対、主軸芯（Ｘ）に沿って並列に配置し、
   一対の伝動機構（Ａ）、（Ｂ）夫々のインナリング（６
   ）、（６）同士、あるいは、アウタリング（７）、（７
   ）同士を主軸芯（Ｘ）に沿って接近、あるいは、離間す
   る方向に移動させ、伝動機構（Ａ）、（Ｂ）夫々の両円
   錐面間の距離の拡大を図り夫々の伝動機構（Ａ）、（Ｂ
   ）とも、インナリング（６）とアウタリング（７）との
   間の伝動を遮断する操作手段（Ｃ）を備えて成るころが
   りクラッチ。 ２、外周を円錐面に成形したインナリングと、内周を円
   錐面に成形したアウタリングとを単一の主軸芯（Ｘ）周
   りで回動自在に支持し、かつ、両円錐面の間に、前記主
   軸芯（Ｘ）と非平行な軸芯（Ｙ）周りで転動するローラ
   （２８）‥を配置することで、インナリングとアウタリ
   ングとの間に相対回転を生じた際に、この相対回転方向
   が所定の方向に向かう正転時には、転動によるローラ（
   ２８）‥の主軸芯（Ｘ）に沿う方向への変位により、こ
   のローラ（２８）‥が両円錐面間に挾み込まれてインナ
   リングとアウタリングとが一体回転し、又、相対回転方
   向が逆転時には、ローラ（２８）‥が挾み込みを解除す
   る方向に変位してインナリングとアウタリングとの相対
   回転を許す一方向クラッチ型に伝動機構を構成すると共
   に、夫々伝動特性が逆向きに設定された、この伝動機構
   を一対、夫々の主軸芯（Ｘ）を一致させ、かつ、この主
   軸芯（Ｘ）を基準にして一方の伝動機構（Ｂ）が他方の
   伝動機構（Ａ）の外方に位置するよう夫々を同心円状に
   配置し、更に、内側の伝動機構（Ａ）のアウタリングと
   外側の伝動機構（Ｂ）のインナリングとをトルク伝動可
   能に連係して伝動部（２７）を構成し、伝動機構（Ａ）
   、（Ｂ）夫々の両円錐面間の距離の拡大を図って、内側
   のインナリング、あるいは、外側のアウタリングの少な
   くとも一方と、前記伝動部（２７）との間の伝動を遮断
   する操作手段（Ｃ）を備えて成るころがりクラッチ。