JPH0742767A - 2方向差動クラッチ - Google Patents

2方向差動クラッチ

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Publication number
JPH0742767A
JPH0742767A JP5208297A JP20829793A JPH0742767A JP H0742767 A JPH0742767 A JP H0742767A JP 5208297 A JP5208297 A JP 5208297A JP 20829793 A JP20829793 A JP 20829793A JP H0742767 A JPH0742767 A JP H0742767A
Authority
JP
Japan
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gear
sprag
input gear
sub
teeth
Prior art date
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Pending
Application number
JP5208297A
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English (en)
Inventor
Masaaki Nishiyuki
正明 西幸
Hiromi Nojiri
博海 野尻
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
Aichi Machine Industry Co Ltd
Original Assignee
NTN Corp
Aichi Machine Industry Co Ltd
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
Application filed by NTN Corp, Aichi Machine Industry Co Ltd, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Priority to JP5208297A priority Critical patent/JPH0742767A/ja
Publication of JPH0742767A publication Critical patent/JPH0742767A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/069Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags
    • F16D41/07Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags between two cylindrical surfaces
    • 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
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/08Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
    • F16D41/084Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action the intermediate coupling members wedging by pivoting or rocking

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スプラグを利用した2方向差動クラッチにお
けるスプラグのクランプ時の衝撃を緩和する。 【構成】 インプットギヤ2とサブギヤ8との間の差速
に基づいてインプットギヤ2と回転軸1とをクランプす
るスプラグ6とを有する2方向差動クラッチにおいて、
サブギヤ8の歯数の調整によりクランプ時における駆動
ギヤ系の運動エネルギーを小さく設定することでスプラ
グクランプ時の衝撃力を緩和する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スプラグクランプ時
の衝撃力緩和を可能とする2方向差動クラッチに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、2方向差動クラッチは、図1に縦
断面図を、図2に図1のA−A線断面図を、図3,図4
には作用説明図を、図5には要部拡大図を示すような構
造に構成されている。図1において、1は回転軸で、外
周面には種々の段差部を有している。4はアウトプット
ギヤで、回転軸1の一つの段差部にスプライン4bによ
り結合されている。4aはアウトプットギヤ4の外周に
設けられた歯で、出力側のギヤ(図示せず)と噛み合
う。17は外周円筒面で、回転軸1の外周の別の段差部
にインプットギヤ2と並列に形成されている。インプッ
トギヤ2は、内周円筒面18を持ち、外周円筒面17の
外周に隙間を有して外挿されている。2bはインプット
ギヤ2の外周に形成された歯で、エンジン側のギヤ(図
示せず)と噛み合う。
【0003】図5の要部拡大図に見られるように、イン
プットギヤ2の内周円筒面18と回転軸1の外周円筒面
17間には、複数のスプラグ6が円周方向に所定間隔で
配設されている。このスプラグ6が対向する円筒面1
7,18間に起立する中立状態において、スプラグ6の
外径側円弧面6b及び内径側円弧面6aと上記円筒面1
7,18間にラジアルスキマが形成される。又、中立状
態からスプラグ6が円筒面17,18の周方向に倒れる
と、外径側円弧面6b及び内径側円弧面6aが対向する
円筒面17,18に係合する。上記スプラグ6の外径側
端部は、インプットギヤ2の内周円筒面18に圧入等の
方法で固定した外側保持部材9のポケット9aに填まり
込み、内径側端部は、外側保持部材9と回転軸1間にイ
ンプットギヤ2に対し摺動可能に挿入された内側保持部
材10のポケット10aに填まり込んでいる。外側保持
部材9におけるポケット9aの周方向で対向する側面間
の寸法は、内側保持部材10におけるポケット10aの
周方向で対向する側面間の寸法より小さくなっている。
又、内側保持部材10におけるポケット10aの周方向
で対向する側面の中央部には凹部10bが形成され、そ
の凹部10b内に組み込んだ一対の弾性体7はスプラグ
6の内径側端部を両側から押圧し、図5に示したよう
に、スプラグ6を中立状態に保持している。ここで、弾
性体7として板バネ,コルイスプリング等を用いること
ができる。尚、図中Hは、鉄粉等の排出用孔である。
【0004】図1に戻り、図中8はサブギヤで、インプ
ットギヤ2に並設されている。8aはサブギヤ8の外周
に設けられた歯で、インプットギヤ2と同じくエンジン
側のギヤと噛み合う。サブギヤ8の内周側には前記内側
保持部材10がインプットギヤ2の内周に摺動可能に挿
入されている。サブギヤ8は内側保持部材10に取り付
けた止め輪20と内側保持部材10の段差部側面の間に
皿バネ19により圧接されている。外側保持部材9の内
周側は一部が切り欠かれて切欠11が設けられ、一方、
内側保持部材10には切欠11に対面する位置にストッ
パ1aが突設されている。12,14は回転軸1を支持
するベアリングで、13はインプットギヤ2を、15は
内側保持部材10を支持するベアリングである。
【0005】以上のように構成された2方向差動クラッ
チの作用を説明すると、前記エンジン側のギヤの回転は
これと噛み合っているインプットギヤ2とサブギヤ8に
伝達される。しかしながらインプットギヤ2の歯2b
は、例えば歯数が53であるのに対し、サブギヤ8の歯
8aは、例えば歯数が54と設定されており、同一駆動
軸の回転によりサブギヤ8の回転はインプットギヤ2の
回転より遅れることになる。従って、図4に見られるよ
うに、サブギヤ8に圧接されている内側保持部材10
は、インプットギヤ2の回転に対して差速を有してスト
ッパ1aが外側保持部材9の切欠11の端面に当接する
まで相対回転する。そして、内側保持部材10のポケッ
ト10a内に収容されたスプラグ6は、内側保持部材1
0の回転方向に倒れる。このため、図4に示すように、
スプラグ6の内径側円弧面6a及び外径側円弧面6bが
対向する円筒面17,18に係合し、クラッチ作動可能
状態になる。
【0006】ここで、車両が高速走行状態にある時は、
アウトプットギヤ4、即ち回転軸1の回転はインプット
ギヤ2の回転より早く回転するように設定されているの
で、スプラグ6は起立する方向に摩擦力を受け空転し、
円筒面17,18に噛み込むことはない。これに対し、
車両が発進状態にある時はインプットギヤ2の回転がア
ウトプットギヤ4、即ち回転軸1の回転より速くなるよ
うに設定されており、前記クラッチが作動し、インプッ
トギヤ2の回転力を回転軸1に伝達するようになる。
尚、ストッパ1aが切欠11の壁面に当接した後、サブ
ギヤ8に対して内側保持部材10は空転するので、サブ
ギヤ8が破損することはない。このようにサブギヤ8の
差速によるスプラグ6のクラッチ作動原理は、インプッ
トギヤ2の回転の方向には係わらないので、車両の後進
時においても、この2方向差動クラッチは有効に機能す
るように構成されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような2方向差動
クラッチにおいてエンジン側のギヤすなわち駆動ギヤの
回転は、インプットギヤ2とサブギヤ8との間の差速に
よりスプラグ6が傾動してクラッチ作動位置に達してク
ランプした後に回転軸1に伝達されるので、スプラグ6
のクランプが衝撃的に行われる問題点を有していた。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の問題
点に鑑み案出したものであって、その要旨は、回転軸
と、該回転軸に対し相対回転可能であり、駆動ギヤによ
り回転駆動されるインプットギヤと、前記駆動ギヤによ
り同様に回転駆動され、前記インプットギヤよりも多い
歯数を有するサブギヤと、前記インプットギヤと前記回
転軸との間に介在され、前記インプットギヤと前記サブ
ギヤとの間の差速に基づいて前記インプットギヤと前記
回転軸とをクランプするスプラグとを有する2方向差動
クラッチにおいて、前記サブギヤの歯数の調整によりク
ランプ時における前記駆動ギヤ系の運動エネルギーを小
さく設定することである。
【0009】
【作用】サブギヤは動力伝達に無関係なギヤであるが、
このサブギヤの歯数を大きく設定することによりクラン
プ時の駆動ギヤ系の運動エネルギーを小さくできる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を前記図1〜図5にお
いて説明する。前記従来例で述べたように、2方向差動
クラッチにおける前後進の切替えに際し、エンジン側の
ギヤすなち駆動ギヤの回転は、インプットギヤ2とサブ
ギヤ8との間の差速によりスプラグ6が傾動してクラッ
チ作動位置に達してクランプした後に回転軸1に伝達さ
れるものである。
【0011】ここで、駆動ギヤの回転は図6に示すよう
に直線的に増加し、ω=a・tの関係があるものとす
る。ここでω:駆動ギヤの回転角速度(rad/se
c)、a:比例定数、t:時間(sec)である。
【0012】回転が立ち上がってt時間後にスプラグ6
がクランプしたとすると、クランプまでに要した駆動ギ
ヤの回転角θは図6の斜線部分の面積であるから、θ=
ω・t/2=ω2 /(2・a)の式で求められる。
【0013】一方、θは、駆動ギヤ、インプットギヤ2
及びサブギヤ8の歯数とスイッチ角(前後進の切替えに
要する内側保持部材10のインプットギヤ2に対する回
転角)とにより、θ=θs/(Z/Zi−Z/Zs)の
式で求められる。ここで、θs:スイッチ角(ra
d)、Z:駆動ギヤ歯数、Zi:インプットギヤ歯数、
Zs:サブギヤ歯数である。
【0014】上記各式からクランプ時の駆動ギヤの角速
度ωは、ω=〔2・a・θs/(Z/Zi−Z/Z
s)〕1/2 の式で求められる。
【0015】クランプ時の衝撃力は駆動ギヤ系の運動エ
ネルギーが変換されたものであり、この運動エネルギー
はE=J・ω2 /2=J・a・θs/(Z/Zi−Z/
Zs)の式で求められる。ここで、E:駆動ギヤ系の運
動エネルギー(Kg・m )、J:駆動ギヤ系の慣性モーメ
ント(Kg・m ・sec2)である。ここで、サブギヤ8は動
力伝達に関係のないギヤであり、歯数を自由に設定でき
る。従って、サブギヤ8の歯数を大きく設定することに
より、運動エネルギーEを小さくしてクランプ時の衝撃
力を低減することができる。例えば、インプットギヤ2
とサブギヤ8との歯数差を、1枚差−2枚差−3枚差と
順次増加していくと、クランプまでに要した駆動ギヤの
回転角θは図7に示すようにθ1−θ2−θ3と小さく
なり、このため、クランプに要する時間tはt1−t2
−t3と短くなり、またクランプ時の駆動ギヤの角速度
ωもω1−ω2−ω3と小さくなる。この結果クランプ
時の衝撃力を緩和することができるのである。
【0016】
【発明の効果】本発明は動力伝達に無関係なサブギヤの
歯数を大きく設定することによりクランプ時の駆動ギヤ
系の運動エネルギーを小さくするものであるから、動力
伝達に影響することなくスプラグのクランプ時の衝撃力
を緩和できる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】2方向差動クラッチの縦断面図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】2方向差動クラッチの作用説明図である。
【図4】2方向差動クラッチの作用説明図である。
【図5】図2の要部拡大図である。
【図6】駆動ギヤの立ち上がり時間と駆動ギヤの回転角
速度との関係を示す本発明の原理説明図である。
【図7】駆動ギヤの立ち上がり時間と駆動ギヤの回転角
速度との関係を、インプットギヤとサブギヤとの歯数差
の変化に関連して示した図6と同様な原理説明図であ
る。
【符号の説明】
1 回転軸 2 インプットギヤ 4 アウトプットギヤ 6 スプラグ 8 サブギヤ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸と、該回転軸に対し相対回転可能
    であり、駆動ギヤにより回転駆動されるインプットギヤ
    と、前記駆動ギヤにより同様に回転駆動され、前記イン
    プットギヤよりも多い歯数を有するサブギヤと、前記イ
    ンプットギヤと前記回転軸との間に介在され、前記イン
    プットギヤと前記サブギヤとの間の差速に基づいて前記
    インプットギヤと前記回転軸とをクランプするスプラグ
    とを有する2方向差動クラッチにおいて、前記サブギヤ
    の歯数の調整によりクランプ時における前記駆動ギヤ系
    の運動エネルギーを小さく設定することを特徴とする2
    方向差動クラッチ。
JP5208297A 1993-07-30 1993-07-30 2方向差動クラッチ Pending JPH0742767A (ja)

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JP5208297A JPH0742767A (ja) 1993-07-30 1993-07-30 2方向差動クラッチ

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JP5208297A JPH0742767A (ja) 1993-07-30 1993-07-30 2方向差動クラッチ

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JP (1) JPH0742767A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990077478A (ko) * 1998-03-03 1999-10-25 미야카와 요시유키 2방향차동클러치
US7032732B2 (en) 2003-03-20 2006-04-25 Nsk-Warner K.K. Two-way clutch

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990077478A (ko) * 1998-03-03 1999-10-25 미야카와 요시유키 2방향차동클러치
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