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JP3354982B2 - 2方向差動クラッチ - Google Patents
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JP3354982B2 - 2方向差動クラッチ - Google Patents

2方向差動クラッチ

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JP3354982B2
JP3354982B2 JP3832093A JP3832093A JP3354982B2 JP 3354982 B2 JP3354982 B2 JP 3354982B2 JP 3832093 A JP3832093 A JP 3832093A JP 3832093 A JP3832093 A JP 3832093A JP 3354982 B2 JP3354982 B2 JP 3354982B2
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sprags
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way differential
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正浩 川合
光司 佐藤
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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

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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、内方部材と外方部材
の2方向の相対回転によってスプラグを係合させる2方
向差動クラッチに関し、詳しくは、スプラグを内外方部
材間に組込む際の組立ミスを防止した構造に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】係合子にスプラグを用いた2方向差動ク
ラッチは、図4に示すように、互いに嵌合する内方部材
1と外方部材2の対向面を同軸の円筒面3、4で形成
し、その両円筒面3、4の間に組込んだ径の異なる内側
保持器5と外側保持器6により、複数のスプラグ7を保
持する構造をとっている。
【0003】上記の内外側保持器5、6は、外側保持器
6が外方部材2の円筒面4に固定され、内側保持器5が
内方部材1の円筒面3に対して回転自在に支持され、そ
の内外側保持器5、6に径方向に対向して設けたポケッ
ト8、9に、それぞれスプラグ7の両端部を挿入してい
る。
【0004】また、回転側の保持器5のポケット8に、
スプラグ7の両側面に当接するばね部材10を取付け、
その弾性力によりスプラグ7を中立の状態で保持してい
る。
【0005】上記構造のクラッチでは、図5のようにス
プラグ7が傾いて作動位置にスタンバイした状態で、外
方部材2が内方部材1に対して矢印方向に相対回転する
と、スプラグ7の両端部のカム面11、12が両円筒面
3、4に係合し、スプラグ7を介して外方部材2のトル
クが内方部材1に伝わる。逆に、内方部材1の回転速度
が外方部材2より速くなると、スプラグ8が円筒面3に
対してオーバーランニングし、外方部材2が空回りす
る。
【0006】一方、外方部材2が上記とは逆方向に回転
すると、外側保持器6と内側保持器5の相対回転によっ
て、スプラグ7が図5とは逆方向に傾いてスタンバイ状
態となり、上記と同様のクラッチ作用を行なう。
【0007】上記のクラッチでは、スプラグ7が両円筒
面3、4と係合してトルクを確実に伝達するためには、
図5のように係合した状態でスプラグ7の両端部の接触
点a、bを結んだ線Aが、回転中心Oから一方の接触点
aを通って延びる線Bに対して傾き、一定のくさび角α
を形成する必要がある。
【0008】このため、従来のスプラグ7は、図6に示
すように両端部のカム面11、12をそれぞれ曲率の中
心位置が異なる円弧面15、16で形成し、その各円弧
面15、16の曲率半径R3 、R4 とその中心位置をそ
れぞれ互いに異ならせて、円筒面3、4と円弧面15、
16の接触時に所定のくさび角αが形成されるようにし
ている。また、各ポケット8、9に挿入するスプラグ7
の両端部の幅寸法t1、t2 を、主として品質管理の上
から同一の寸法t1 =t2 で形成している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に両端部の幅寸法を同一にした従来のスプラグ7では、
両端のカム面11、12を形成する円弧面15、16の
曲率半径が相違するものの、その径差は小さく、スプラ
グ両端はほぼ対称形状であって、その両端部の形状の相
違を簡単に見分けることが難しいために、各保持器5、
6のポケット8、9にスプラグ7を挿入する際、その両
端部の向きを間違って組立てる恐れがある。
【0010】しかし、スプラグ7の向きが誤まって組立
てられると、設定した伝達トルクが得られないばかりで
なく、クラッチの耐久性にも悪影響を及ぼす。例えば、
組立ての誤まりにより1本のスプラグのくさび角が他の
スプラグよりも小さくなると、そのスプラグが異常摩耗
を起こし、クラッチ寿命を低下させる恐れがある。
【0011】そこで、この発明は、上記の問題を解決
し、スプラグの形状に工夫を加えることによりスプラグ
の組立ての誤まりを確実に防止することができる構造を
提供しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、スプラグの両端部における円周方向
の幅寸法を互いに異ならせ、これらの両端部が挿入され
る各保持器のポケットの円周方向の幅寸法もスプラグ両
端部の幅寸法に応じて異ならせ、かつ上記スプラグの
きい側の端部の幅寸法を上記ポケットの小さい側の幅寸
法より大きく設定したのである。
【0013】
【作用】上記の構造においては、スプラグの大きい側の
端部がスプラグを保持する他方の保持器のポケットに挿
入されるようにし、その挿入状態で正規の組立てとなる
ように設定すると、スプラグの両端部を逆にして組立て
るようにしても、一方の保持器のポケット幅よりスプラ
グの幅が大きいために、両者が干渉して組立ることがで
きず、誤りを防止できる。
【0014】
【実施例】図1は実施例の2方向差動クラッチを示し、
図2はその2方向差動クラッチに使用されるスプラグの
断面形状を示している。
【0015】この実施例のクラッチの基本的構造は、図
4で示した従来の構造と同じであり、同一部品には同一
の符号を付して説明を省略し、ここでは実施例の特徴部
分について説明する。
【0016】図1及び図2に示すように、内外側保持器
5、6のポケット8、9に挿入されるスプラグ7は、内
側端部の幅寸法t1 が、外側端部の幅寸法t2 よりも大
きく(t1 >t2 )形成されている。
【0017】また、内側保持器5のポケット8の幅寸法
3 は、スプラグ7の内側端部の幅寸法t1 よりも大き
く(t3 >t1 )形成され、外側保持器6のポケット9
の幅寸法t4 は、スプラグ7の外側端部の幅寸法t2
りも大きく(t4 >t2 )形成されている。
【0018】さらに、スプラグ7の大きい側である内側
端部の幅寸法t1 は、外側保持器6のポケット9の幅寸
法t4 よりも大きく(t1 >t4 )形成されている。す
なわち、上記の各幅寸法は、t3 >t1 >t4 >t2
関係をもつように設定されている。
【0019】上記の構造においては、図1に示すような
向きでスプラグ7を内外側保持器5、6に組込むと、ス
プラグ7の両端部が各ポケット8、9に挿入され、確実
に組立てることができる。
【0020】一方、スプラグ7を、その両端部が図1と
は上下逆にして組込もうとすると、スプラグ7の内側端
部と外側保持器6のポケット8とが干渉し、スプラグを
挿入することができない。このため、組込み方向の誤り
が明らかとなり、正しい組立て方向にやり直すことがで
きる。
【0021】なお、図1に示す例とは逆に、スプラグ7
の外側端部の幅寸法を、内側端部よりも大きく、内側保
持器5のポケット幅より大きく設定しても、上記と同じ
作用を得ることができる。例えば、上記の構造におい
て、t2 >t1 、t2 >t3 とし、t4 >t2 >t3
1 となるように各幅寸法を設定しても、スプラグを同
一方向にしか組込むことしかできず、組立ての誤りを防
止することができる。
【0022】また、図1の構造では、スプラグ7の内側
端部の幅を広くしたので、その内径側のカム面11を複
数の曲率半径の面で形成することが可能となる。この場
合、図2に示すように、カム面11の両側を、くさび角
が急激に増大する円弧面(曲率半径R1 )13、13で
形成し、その各円弧面13、13の間を、くさび角が漸
増する円弧面14(曲率半径R2 )で形成すると、次の
ような作用が得られる。すなわち、クラッチ作動可能状
態からトルクが負荷されると、円弧面14が内方部材1
の円筒面3と係合し、さらに過大トルクが負荷される
と、スプラグは傾動していき、円弧面13が円筒面3と
接触しようとした場合、この円弧面13がくさび角が急
激に増大する面であるため、円筒面3にかみ込まずに接
触部において滑りが生じることになり、かみ込みによる
圧痕の発生やスプラグの割損事故などを防止することが
できる。すなわち、スプラグの端部の幅を広げることに
より、リミッタ機能を確保する自由度を増すことができ
る。
【0023】一方、図3は、上記した実施例の2方向差
動クラッチを使用して、自動車のエンジン動力を各車輪
に伝達するための動力伝達装置を示している。
【0024】この回転伝達装置は、内方部材としての回
転軸21の外側に、外方部材としての入力ギヤ22を軸
受23、24を介して回転自在に支承し、回転軸21の
外径の円筒面25と入力ギヤ22の内径の円筒面26と
の間に、複数のスプラグ27を組込んでいる。
【0025】上記入力ギヤ22には、外側保持器28が
固定され、回転軸21の外径には軸受26を介して内側
保持器29が回転可能に設けられ、その内側保持器29
が皿バネ30を介してサブギヤ31に圧着されている。
また、内側保持器29に固定したストッパピン32が、
外側保持器28に設けたピン孔33に円周方向にすき間
をもって嵌合している。
【0026】また、上記入力ギヤ22とサブギヤ31
は、エンジン側のギヤ(図示略)に噛み合され、エンジ
ンの回転が両ギヤ22、31に入力されるようになって
いる。この場合、サブギヤ31の歯数は、入力ギヤ22
の歯数より多く設定され、エンジンの回転力が伝わる
と、サブギヤ31の回転が入力ギヤ22の回転よりわず
かに遅れるように形成されている。
【0027】上記の構造では、エンジンにより両ギヤ2
2、31が回されると、サブギヤ31に圧着されている
内側保持器29は、入力ギヤ22の回転に対して差速を
生じ、内側保持器29と外側保持器22がストッパピン
32とピン孔33が当接するまで相対回転し、各スプラ
グ27が傾動してスタンバイ状態になる。
【0028】上記の回転伝達装置においては、入力ギヤ
22が正回転又は逆回転すると、入力ギヤ22の回転が
回転軸21よりも速くなった場合にのみスプラグ27が
係合し、入力ギヤ22の回転を回転軸21に伝達するこ
とができる。この場合、上記の作用を行なう2方向差動
クラッチに上述した実施例のクラッチを使用すると、ス
プラグ27の組立てミスがなくなり、正確にクラッチを
組立てることができるので、常に安定したトルク伝達が
行える装置を形成することができる。
【0029】
【効果】以上のように、この発明は、スプラグと保持器
のポケットの幅を干渉させ、スプラグを一定の向きでし
か組込めないようにしたので、スプラグの組立ての誤り
がなくなり、安定した品質と設計通りの伝達トルクを満
足する機能をクラッチに与えることができる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のクラッチを示す断面図
【図2】同上のスプラグを拡大して示す図
【図3】回転伝達装置を示す断面図
【図4】従来の2方向差動クラッチを示す断面図
【図5】同上のスプラグのスタンバイ状態を示す断面図
【図6】従来のスプラグの拡大図
【符号の説明】
1 内方部材 2 外方部材 3、4 円筒面 5 内側保持器 6 外側保持器 7 スプラグ 8、9 ポケット 11、12 カム面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16D 41/00 - 41/36

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転可能に嵌合する内方部材と外方部材
    の各対向面に、同軸の円筒面を形成し、その両円筒面の
    間に組込んだ径の異なる2つの保持器に、径方向に対向
    するポケットを形成し、その各ポケットに、両端にカム
    面を有し、その両端の形状がほぼ対称形状とされたスプ
    ラグの両端部を挿入し、上記内方部材と外方部材の2方
    向の相対回転によって両円筒面に両端のカム面が係合す
    る2方向差動クラッチにおいて、上記スプラグの両端部
    における円周方向の幅寸法を互いに異ならせ、これらの
    両端部が挿入される各保持器のポケットの円周方向の幅
    寸法もスプラグ両端部の幅寸法に応じて異ならせ、かつ
    上記スプラグの大きい側の端部の幅寸法を上記ポケット
    の小さい側の幅寸法よりも大きく設定したことを特徴と
    する2方向差動クラッチ。
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WO2012025782A1 (de) * 2010-08-23 2012-03-01 Clean Mobile Ag Rastenloser freilauf
WO2012026019A1 (ja) * 2010-08-26 2012-03-01 株式会社ユニバンス クラッチ装置
JP6287134B2 (ja) * 2013-12-02 2018-03-07 株式会社ジェイテクト 一方向クラッチ

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