(57)【要約】【課題】支柱の破損を抑制できるクラッチを提供すること。【解決手段】クラッチは、軸線に交差する第１面に第１穴が形成され軸線を中心に回転する第１部材と、第１面と軸線の方向に対向する第２面に第２穴が形成され軸線を中心に回転する第２部材と、第１穴に配置され、第１穴と第２穴とに係合できる第１位置および第２穴との係合が解除される第２位置の間を揺動する支柱と、第２位置に支柱が置かれる力を支柱に及ぼす作動油と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクの伝達と遮断とを切り換えるクラッチであって、
軸線に交差する第１面に第１穴が形成され前記軸線を中心に回転する第１部材と、
前記第１面と前記軸線の方向に対向する第２面に第２穴が形成され前記軸線を中心に回転する第２部材と、
前記第１穴に配置され、前記第１穴と前記第２穴とに係合できる第１位置および前記第２穴との係合が解除される第２位置の間を揺動する支柱と、
前記第２位置に前記支柱が置かれる力を前記支柱に及ぼす作動油と、を備えるクラッチ。
【請求項２】
前記第２穴は止まり穴であり、
前記第２部材には、前記第２穴の底と前記支柱との間に前記作動油を流入する第２流路が形成されている請求項１記載のクラッチ。
【請求項３】
前記第１面と前記第２面との隙間を含む第１室と、
前記第１室に流入して前記支柱に力を及ぼした前記作動油が流入する第２室と、を備える請求項１又は２に記載のクラッチ。
【請求項４】
前記第１穴は止まり穴であり、
前記第１部材には、前記第１穴の底と前記支柱との間に前記作動油を流入する第１流路が形成されている請求項１から３のいずれかに記載のクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトルクの伝達と遮断とを切り換えるクラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軸線に交差する第１面を有し軸線を中心に回転する第１部材と、軸線の方向に第１面と対向する第２面を有し軸線を中心に回転する第２部材と、第１部材と第２部材との間に介在する係合片と、を備えるクラッチが知られている（特許文献１）。係合片は、支柱の端部から腕が突出するＴ型に形成され、第１面に形成された第１穴に配置される。係合片は、第１穴に配置されたばねの弾性力により、第２面に形成された第２穴と第１穴とに支柱が係合できる状態に置かれる。
【０００３】
支柱が第２穴に係合できる回転方向と反対に第１部材と第２部材とが相対回転すると（以下「オーバーラン」と称す）、ばねの弾性力によって、係合片は腕を中心に揺動し支柱が第２部材に繰り返し衝突する。第２穴に支柱のエッジが衝突すると係合片が捩じられ、腕と支柱との間に引裂力が加えられ易くなるので、支柱が破損するおそれがある。これを防ぐために特許文献１では、支柱や第２穴の形状を変更することにより、支柱の捩じれを防ぎ支柱の破損を抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−７１５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし上記技術では、オーバーランのときに支柱は第２部材にやはり繰り返し衝突するので、支柱が破損するおそれは払拭できない。
【０００６】
本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、支柱の破損を抑制できるクラッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために本発明のクラッチは、軸線に交差する第１面に第１穴が形成され軸線を中心に回転する第１部材と、第１面と軸線の方向に対向する第２面に第２穴が形成され軸線を中心に回転する第２部材と、第１穴に配置され、第１穴と第２穴とに係合できる第１位置および第２穴との係合が解除される第２位置の間を揺動する支柱と、第２位置に支柱が置かれる力を支柱に及ぼす作動油と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載のクラッチによれば、第２穴と支柱との係合が解除される第２位置に支柱が置かれる力を作動油が支柱に及ぼすときは、オーバーランのときも第２部材に支柱が衝突しないようにできる。よって、支柱の破損を抑制できる。
【０００９】
請求項２記載のクラッチによれば、第２穴は止まり穴であり、第２穴の底と支柱との間に作動油を流入する第２流路が第２部材に形成されている。これにより請求項１の効果に加え、第２流路から流入する作動油によって第２穴と支柱との係合を解除できる。
【００１０】
請求項３記載のクラッチによれば、第１面と第２面との隙間を含む第１室に流入した作動油は、支柱に力を及ぼして第２室に流入する。これにより第１室から第２室へ流れる作動油のもつ運動エネルギーによって支柱を第２位置に置くことができる。よって、請求項１又は２の効果に加え、作動油の圧力によって支柱を第２位置に置く場合に比べ、シール等の構造を簡素化できる。
【００１１】
請求項４記載のクラッチによれば、第１穴は止まり穴であり、第１穴の底と支柱との間に作動油を流入する第１流路が第１部材に形成されている。これにより請求項１から３のいずれかの効果に加え、第１流路から流入する作動油によって支柱を第１位置に置くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施の形態におけるクラッチの配管系統図である。
【図２】（ａ）は支柱が第２位置にあるクラッチの断面図であり、（ｂ）は支柱が第１位置にあるクラッチの断面図である。
【図３】図２（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線におけるクラッチの断面図である。
【図４】第２実施の形態におけるクラッチの配管系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１から図３を参照して第１実施の形態におけるクラッチ１０を説明する。図１は第１実施の形態におけるクラッチ１０の配管系統図である。図１では、駆動軸１１及び被動軸１２の長手方向の端部の図示が省略されている。
【００１４】
図１に示すように、クラッチ１０は軸線Ｏを中心に回転する第１部材２０及び第２部材３０を備えている。本実施形態では、第２部材３０は駆動軸１１に結合し、第１部材２０は被動軸１２に結合している。駆動軸１１及び被動軸１２は互いに相対回転可能に軸線Ｏ上に配置されている。
【００１５】
第１部材２０は軸線Ｏを中心とする円板状に形成される部材である。軸線Ｏに交差する第１部材２０の第１面２１に第１穴２２が形成されている。第１穴２２は底２３を有する止まり穴である。底２３は第２部材３０側を向く面であり、軸線Ｏに対して垂直である。第１部材２０には、底２３に開口する第１流路２４が形成されている。
【００１６】
第２部材３０は軸線Ｏを中心とする円板状に形成される部材である。軸線Ｏに交差する第２部材３０の第２面３１に第２穴３２が形成されている。第２面３１は、第１部材２０の第１面２１と軸線Ｏ方向に対面する。第１面２１及び第２面３１は平坦面状に形成されている。第２穴３２は底３３を有する止まり穴である。底３３は第１部材２０側を向く面であり、軸線Ｏに対して垂直である。第２部材３０には、底３３に開口する第２流路３４が形成されている。
【００１７】
第１部材２０の第１穴２２には支柱４１が配置されている。第１穴２２と第２穴３２とに支柱４１が係合すると、支柱４１を介して第１部材２０と第２部材３０とが一体に回転するので、第１部材２０と第２部材３０との間にトルクが伝達される。第１部材２０及び第２部材３０は、第１室５１、第２室５２及び第３室５３の中に配置されている。第１室５１、第２室５２及び第３室５３には作動油が入れられている。第１室５１、第２室５２及び第３室５３は軸線Ｏを中心に回転しないように固定されている。
【００１８】
第１室５１は、互いに対向する第１部材２０の第１面２１と第２部材３０の第２面３１との隙間５０を含む空間である。第２室５２は、被動軸１２の一部および第１部材２０を収容する空間である。第３室５３は、駆動軸１１の一部および第２部材３０を収容する空間である。第１流路２４は第１室５１と第２室５２とを連通する。第２流路３４は第１室５１と第３室５３とを連通する。第１室５１、第２室５２及び第３室５３の中の作動油が漏れないようにするために、回転する駆動軸１１、被動軸１２、第１部材２０及び第２部材３０の外周にオイルシールが配置されている。
【００１９】
第２室５２に、流量制御弁（図示せず）が配置された第１油路５４が接続されており、第３室５３には第２油路５５が接続されている。油圧発生装置５８は、油圧ポンプ５９と、油圧ポンプ５９を駆動するモータやエンジン等の駆動源６０と、を備えている。油タンク５６に入れられた作動油は、油圧発生装置５８が駆動されるとフィルタ５７を通って方向制御弁６１に送られ、方向制御弁６１の切換により第１油路５４又は第２油路５５へ送られる。圧力制御弁６２は、第１油路５４や第２油路５５の圧力を制御する。
【００２０】
図２（ａ）は支柱４１が第２位置（係合できない位置）にあるクラッチ１０の断面図であり、図２（ｂ）は支柱４１が第１位置（係合できる位置）にあるクラッチ１０の断面図である。図３は図２（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線におけるクラッチ１０の断面図である。図２（ａ）、図２（ｂ）及び図３に示す矢印Ｒ１は第１部材２０の回転方向を示し、矢印Ｒ２は第２部材３０の回転方向を示し、矢印Ｆは作動油の流れを示す。
【００２１】
図３に示すように第１穴２２は、軸線Ｏ方向から見て、第１部材２０の径方向（図３上下方向）の幅をＷとする矩形状の凹みである。第１穴２２は、第１面２１の軸線Ｏを中心とする半径Ｒの円周上に複数形成されている。係合片４０は、矩形板状の支柱４１と、第１部材２０の回転方向に位置する支柱４１の第１端部４１ａから第１部材２０の径方向の両側へ延びる２つの腕４２と、を備えている。第１面２１には、第１穴２２に連なる凹部２６が形成されている。凹部２６は、第１穴２２の第１部材２０の回転方向の第１端部２２ａから、第１部材２０の径方向の内側および外側へ向かってそれぞれ延びる凹みである。係合片４０の腕４２は凹部２６に配置される。
【００２２】
第１流路２４は、第１穴２２の底２３のうち、第１端部２２ａよりも、第１部材２０の回転方向に沿って第１端部２２ａと離隔する第２端部２２ｂの近くに開口している。第１穴２２に配置された支柱４１のうち、第１部材２０の回転方向に沿って第１端部４１ａと離隔する第２端部４１ｂの近くの部位が、第１流路２４を覆い隠す。
【００２３】
図２（ａ）に戻って説明する。第２穴３２は、軸線Ｏ方向（図２（ａ）上下方向）から見て、第２部材３０の径方向（図３紙面垂直方向）の幅をＷとする矩形状の凹みである。第２穴３２は、第２面３１の軸線Ｏを中心とする半径Ｒの円周上に複数形成されている。第２穴３２の幅Ｗは第１穴２１の幅Ｗと同じ長さである。
【００２４】
第２穴３２の幅Ｗは、係合片４０（図３参照）の腕４２から腕４２までの長さよりも短いので、係合片４０は第２部材３０の第２面３１に腕４２が押さえられる。これにより第１穴２２に配置された支柱４１は、第１穴２２に第１端部４１ａが固定され、第２端部４１ｂが第２穴３２に進入できる。第２流路３４は、第２穴３２のうち支柱４１の第２端部４１ｂが係合する部位の近くに開口している。
【００２５】
図２（ａ）に示すように第１部材２０の回転が第２部材３０の回転よりも速いオーバーランのときは、油圧発生装置５８（図１参照）及び方向制御弁６１により、油タンク５６から第２油路５５へ作動油（圧油）が送られる。第３室５３に流入した作動油は、第２流路３４を通って隙間５０に向かって流れ、支柱４１に力を及ぼし、第２流路２４を通って第２室５２へ流入する。第２室５２へ流入した作動油は、方向制御弁６１を通って油タンク５６へ還流する。
【００２６】
第３室５３から隙間５０に進入した作動油は、第１穴２２の底２３に支柱４１の第２端部４１ｂを押し付け、支柱４１が係合できない第２位置に支柱４１を置くので、支柱４１（第２端部４１ｂ）は第２部材３０（第２穴３２）に衝突しない。よって、支柱４１の破損を抑制できる。また、支柱４１が第２部材３０に衝突して生じる異音を抑制できる。隙間５０（第１室５１）から第２室５２へ流れる作動油のもつ運動エネルギーによって支柱４１を第２位置に置くことができるので、作動油の圧力によって支柱４１を第２位置に置く場合に比べ、シール等の構造を簡素化できる。
【００２７】
第１穴２２の底２３に押し付けられた支柱４１は、底２３に開口する第１流路２４を塞ぐので、隙間５０に進入した作動油は第１流路２４を流れ難くなる。その結果、第２油路５５の圧力が高くなると、第２油路５５の作動油は圧力制御弁６２を通って油タンク５６へ流れる。
【００２８】
図２（ｂ）に示すように第２部材３０の回転が第１部材２０の回転よりも速く、且つ、第１部材２０と第２部材３０との間にトルクを伝達するときは、油圧発生装置５８（図１参照）及び方向制御弁６１により、油タンク５６から第１油路５４へ作動油が送られる。第２室５２に流入した作動油は、第１流路２４を通って隙間５０に向かって流れ、支柱４１に力を及ぼし、第２流路３４を通って第３室５３へ流入する。第３室５３へ流入した作動油は、方向制御弁６１を通って油タンク５６へ還流する。
【００２９】
第２室５２から隙間５０に進入した作動油は、第２部材３０に支柱４１の第２端部４１ｂを押し付ける。これにより支柱４１は、第１端部４１ａが第１穴２２に係合でき、且つ、第２端部４１ｂが第２穴３２に係合できる第１位置に置かれる。第２部材３０の回転が第１部材２０の回転よりも速いと、第１穴２２と第２穴３２との間で斜交いになった支柱４１を介して、第１部材２０と第２部材３０との間にトルクが伝達される。
【００３０】
作動油によって支柱４１が第１位置に置かれるので、弾性力によって支柱４１の第２端部４１ｂを第２部材３０へ向かって付勢するばねを省略できる。支柱４１を付勢するばねを用いる場合には、ばねは第１穴２２の底２３と支柱４１との間に配置されるので、クラッチ１０を製造するときに、第１部材２０と第２部材３０との間にばね及び係合片４０を組み付ける作業が困難である。しかし、ばねを省略できるので、第１部材２０と第２部材３０との間に係合片４０を組み付ける作業を簡易にできる。
【００３１】
第１部材２０に第１流路２４が形成されており、第１穴２２の底２３と支柱４１との間に第１流路２４から作動油が流入するので、流入した作動油のもつ運動エネルギーによって、第２位置に置かれた支柱４１を第１位置に置き換えることができる。特に、第１流路２４は第１穴２２の底２３に開口しているので、作動油の運動エネルギーを素早く支柱４１に与えることができる。さらに、第１流路２４は第１穴２２の第２端部２２ｂの近くに開口しているので、第１穴２２に配置された支柱４１の第２端部４１ｂの近くに作動油の運動エネルギーを与えることができる。その結果、支柱４１の第１端部４１ａを中心にして第２端部４１ｂを素早く揺動させることができる。
【００３２】
第１穴２２と第２穴３２とに係合した支柱４１の係合を解除するときは、油圧発生装置５８（図１参照）及び方向制御弁６１により、油タンク５６から第２油路５５へ作動油が送られる。作動油は、第３室５３から第２流路３４を通って支柱４１に力を及ぼし、隙間５０、第２流路２４、第２室５２を経て、方向制御弁６１を通って油タンク５６へ還流する。
【００３３】
第２部材３０に第２流路３４が形成されており、第２穴３２の底３３と支柱４１との間に第２流路３４から作動油が流入するので、流入した作動油のもつ運動エネルギーによって支柱４１の係合解除ができる。特に、第２流路３４は第２穴３２の底３３に開口しているので、作動油の運動エネルギーを素早く支柱４１に与えることができる。さらに、第２流路３４は支柱４１の第２端部４１ｂの近くに開口しているので、支柱４１の第２端部４１ｂの近くに作動油の運動エネルギーを与えることができる。その結果、支柱４１の第１端部４１ａを中心に第２端部４１ｂを素早く揺動させることができる。
【００３４】
図４を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施形態では、第２室５２及び第３室５３に直接、第１油路５４及び第２油路５５がそれぞれ接続される場合について説明した。これに対し第２実施形態では、駆動軸１１及び被動軸１２にそれぞれ形成された油路７１，７２が第３室５３及び第２室５２にそれぞれ連通し、油路７１，７２に第１油路５４及び第２油路５５がそれぞれ接続される場合について説明する。なお、第１実施形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図４は第２実施の形態におけるクラッチ７０の配管系統図である。図４では、駆動軸１１及び被動軸１２の長手方向の中間部分の図示が省略されている。
【００３５】
クラッチ７０は第１部材２０に被動軸１２が結合し、第２部材３０に駆動軸１１が結合している。を備えている。本実施形態では、第２部材３０は駆動軸１１に結合し、第１部材２０は被動軸１２に結合している。駆動軸１１及び被動軸１２には、各軸の端面の中心に開口する油路７１，７２が形成されている。油路７１は第３室５３に連通し、油路７１は第２室５２に連通する。第１油路５４は油路７２に接続され、第２油路５５は油路７１に接続されている。第１室５１、第２室５２及び第３室５３は軸線Ｏを中心に回転しないように固定されているが、軸線Ｏを中心に回転できるように固定されていても良い。第２実施形態におけるクラッチ７０においても、第１実施形態におけるクラッチ１０と同様の作用効果を実現できる。
【００３６】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば第１部材２０に形成される第１穴２２の形状や第１穴２２に支柱４１が配置される係合片４０の形状などは一例であり、適宜設定できる。
【００３７】
実施形態では第１部材２０が被動軸１２に結合し、第２部材３０が駆動軸１１に結合する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１部材２０を駆動軸１１に結合し、第２部材３０を被動軸１２に結合することは当然可能である。
【００３８】
実施形態では、クラッチ１０，７０が一方向クラッチの場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。反対方向の相対回転によって係合する支柱をさらに設けて二方向クラッチとすることは当然可能である。二方向クラッチの場合に、一方向の相対回転によって係合する支柱と、反対方向の相対回転によって係合する支柱と、をそれぞれ別系統の油圧回路で制御することは当然可能である。
【００３９】
実施形態では第１穴２２の底２３に第１流路２４が開口する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１流路２４は、第１穴２２の底２３と支柱４１との間に作動油を流入することができれば、底２３に開口している必要はない。第１流路２４は第１穴２２に連通していれば良い。
【００４０】
実施形態では第２穴３２の底３３に第２流路３４が開口する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第２流路３４は、第２穴３２の底３３と支柱４１との間に作動油を流入することができれば、底３３に開口している必要はない。第２流路３４は第２穴３２に連通していれば良い。隙間５０を介して第２流路３４と第２穴３２とが連通していても良い。
【００４１】
実施形態では、支柱４１の第２端部４１ｂを第２部材３０側へ付勢するばねが省略される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。支柱４１の第２端部４１ｂを第２部材３０側へ付勢するばねを設けることは当然可能である。ばねの弾性力よりも作動油（作動油）が支柱４１に及ぼす力が大きければ、ばねが存在しても支柱４１を第２位置に置くことができるからである。
【符号の説明】
【００４２】
１０，７０  クラッチ
２０        第１部材
２１        第１面
２２        第１穴
２３        底
２４        第１流路
３０        第２部材
３１        第２面
３２        第２穴
３３        底
４１        支柱
５０        隙間
５１        第１室
５２        第２室
Ｏ          軸線
【図１】
2020148303.tif 000003
【図２】
2020148303.tif 000004
【図３】
2020148303.tif 000005
【図４】
2020148303.tif 000006