JP2990332B2 - 高速回転部に圧縮装置を装着し、駆動力を圧縮圧力に変換する過程をクラッチ作用とし、その圧力調整により断続できるパワ−クラッチ。 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、原動力の出力部の高速
回転部に圧縮装置を装着し、原軸と従軸の回転数差によ
る駆動力を、圧縮圧力に変換する過程をクラッチ作用と
し、その圧力調整を電動モ−タ−に連動したスイッチを
介して、クラッチの断続、半接続状態を簡単に創出し、
クラッチペダルを省略できるパワ−クラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の機械式摩擦クラッチにおいては、
フライホイ−ル等に円盤型の摩擦板をスプリングで押し
付け接続し、離すときはクラッチペタルを踏み込み、て
この応用でスプリングに打ち勝ち切り離していた。ま
た、流体クラッチにおいては、２組の風車を組み合わ
せ、一方の回転の風力をオイルで伝達させ、他方を回転
させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の機械式摩擦クラ
ッチにおいては、シフトレバ−操作時に合わせ、頻繁に
クラッチペダルを踏む必要があり、坂道等の発進時にお
いては、クラッチ合わせなどの高度な運転技術を要し、
運転者の大きな負担となっており、また摩擦による力の
伝達のため、渋滞時等における長時間の半クラッチ使用
による、クラッチ板の損耗により作動不能になるなど、
構造的問題があった。流体クラッチにおいては、上記の
問題はないが、流体を介しての力の伝達のため、大型車
のトルクには対応できず、また、伝達効率が悪く、装置
が複雑で重い問題、故障時の牽引等の問題があった。

【０００４】本発明は、原動力の出力部の高速回転部に
圧縮装置を装着し、原軸と従軸との回転数差による駆動
力を、圧縮圧力に変換する過程をクラッチ作用とし、そ
の圧力調整を電動モ−タ−を介して、スイッチ操作によ
り行い、クラッチの断続、半接続状態を簡単に創出で
き、軽量で、単純な構造のクラッチペダルを省略できる
パワ−クラッチを得ることを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のパワ−クラッチにおいては、フライホイ−
ルの円周部を円筒状に形成し、圧縮装置収納部を設け、
これを閉鎖、保護する直径で２つに分けた閉鎖蓋を、ネ
ジでフライホイ−ル本体に取り付ける。

【０００６】そして、フライホイ−ルの内側に遊星ギヤ
−駆動軸を設け、遊星ギヤ−をはめ込み、従軸の太陽ギ
ヤ−と組み合わせると共に、遊星ギヤ−に設けたクラン
クピンを介し、ピストンを取り付け、ピストンを挿入し
たシリンダ−を、シリンダ−回転軸を介して、フライホ
イ−ルの閉鎖蓋に取り付ける。

【０００７】また、シリンダ−の頂部に装着した排気弁
に、高圧フレキシブルパイプを接続し、フライホイ−ル
の閉鎖蓋を貫通した圧力調整室と取付キャップで連結す
る。この排気弁は、シリンダ−回転軸を中心にして首振
り運動を行うため、シリンダ−回転軸の位置は、排気弁
と高圧フレキシブルパイプとの接続点にすることが望ま
しい。

【０００８】また、圧力調整室は、直交する円筒型に形
成し、従軸を中心にする円周方向に円筒形の円環状のエ
ア−タンクを設け、ネジとニップルで取り付け、軸方向
には取付キャップの反対側に、ニ−ドル弁と一体となっ
たニ−ドル弁支持キャップをネジで取り付ける。

【０００９】更に、ニ−ドル弁を閉鎖状態に保つため、
ニ−ドル弁バ−の一端に円盤を貫通するよう設け、その
先端に取付球をネジで取り付け、円盤とニ−ドル弁支持
キャップの間にスプリングを挟み常に緊張させている。

【００１０】そして、圧力調整室、ニ−ドル弁はフライ
ホイ−ルと一体となって高速回転するため、フライホイ
−ルの閉鎖蓋に固定した架台に圧力調整室を固着し、ニ
−ドル弁の先端部は、架台に対し軸方向にだけ移動し、
回転に追随できるようにスプリングで、ニ−ドル弁保護
器に押し付け、取付球を急閉塞防止孔にはめ込んでい
る。

【００１１】また、圧力調整のための、ニ−ドル弁保護
器の駆動ついては、従軸から独立し他の壁に固定された
推進ネジと組み合わせたウオ−ムホイ−ルを、電動モ−
タ−に直結したウオ−ムギヤ−により軸方向に前後に駆
動し、また、急激なニ−ドル弁の閉鎖を避けるため、動
作の区切りに半クラッチ状態を自動的に創出する、急閉
塞防止孔をニ−ドル弁保護器のニ−ドル弁取付球収納部
に設ける。

【００１２】そして、ウオ−ムホイ−ルは、軸方向に前
後に移動させるため、移動量だけウオ−ムホイ−ルの幅
を広く取っている。また、ニ−ドル弁保護器とは、接触
しながら軸方向に一体となって移動させるため、ウオ−
ムホイ−ルの内側にずれ止溝を設け、これにニ−ドル弁
保護器のずれ止突起をはめ込む。

【００１３】また、フライホイ−ルの閉鎖蓋を貫通し
た、エア−クリナ−のネジ部に、取付キャップで接続し
たフレキシブルパイプを、シリンダ−の頂部に装着した
吸気弁に連結し、空気の補給を行う。

【００１４】高速回転部に装着する圧縮装置は、偶数個
設置し自由端を持つ、ピストンはクランクピンを介して
連結ロッドで、またシリンダ−は取付フランジを介し
て、連結リングで、従軸を跨ぐようにお互いに連結し、
大きな遠心力を相殺する。

【００１５】

【作用】上記のように構成された、パワ−クラッチは、
運転席のスイッチのオフ操作により、電動モ−タ−が起
動し、ウオ−ムギヤ−がウオ−ムホイ−ルを駆動し、ニ
−ドル弁保護器を押して、ニ−ドル弁を押し開き、圧力
調整室の高圧空気を排気孔から逃がし圧力をさげ、連動
する圧縮装置のピストンが回転すると、遊星ギヤ−が回
転し、従軸の太陽ギヤ−上を自転するため、原軸の駆動
力が従軸に伝達されず、クラッチは解放される。

【００１６】また、スイッチのオン操作により、電動モ
−タ−が逆回転し、ニ−ドル弁が閉鎖され、原軸と従軸
の回転数差による駆動力で、遊星ギヤ−は回転を続け、
ピストンが作用し、原軸と従軸の駆動力の差による遊星
ギヤ−の回りのモ−メントとピストンの作用点に関する
抵抗モ−メントが釣り合うまで、圧力調整室の圧力が高
まり、遊星ギヤ−の回転が止まり、従軸の太陽ギヤ−が
原軸と同速度で同一回転を始め、クラッチが接続され原
動力の出力が、従軸に完全に伝達されよう作用する。

【００１７】クラッチの接続に際しては、急激な接続が
起きないよう、連動した偶数個の圧力調整室のニ−ドル
弁の内１個については、急閉塞防止孔の深さの違いで、
他に遅れて閉鎖され、この間、半クラッチ状態を継続
し、滑らかなクラッチの接続が行われる。

【００１８】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１において、フライホイ−ル２の円周部を円筒状に形
成し、圧縮装置収納室７を設け、原軸遊星ギヤ−６、太
陽ギヤ−３、連結ロッド１０、連結リング１４、シリン
ダ−１６、ピストン２１等から構成された圧縮装置を装
着し、これを保護閉鎖するため、直径で２つに分けた圧
縮装置閉鎖蓋５を、取付ネジ５０でフライホイ−ル２の
円筒部の円周に取付け、この蓋に架台４６を固定すると
共に、圧力調整室５１を固着し、これにエア−タンク曲
管５２をネジとニップル５３で取付けている。そして、
架台４６の一方のフランジにあけられた、ニ−ドル弁保
護器３４のウイング３５にぴったりあった取付空間に、
ウイング３５を差し込み、ナット２０で止め、架台４６
と一体となって回転できるように組合わせ、このニ−ド
ル弁保護器３４を、接触しながら軸方向に移動させるた
め、移動ウオ−ムホイ−ル５５のずれ止溝６０にずれ止
突起３６を押し込み、切り欠き６１のバネ効果により一
体化している。また、移動ウオ−ムホイ−ル５５は、従
軸から独立した固定壁５８に直結した自碇推進ネジ５７
に、推進雌ネジ５９を組合わせ、さらにウオ−ムギヤ−
５４を噛合わせ、固定壁５８に取付けた電動モ−タ−５
６の駆動により、従軸に直角方向に回転できるように
し、回転による軸方向の移動に見合った幅を設けてい
る。

【００１９】図２に示される実施例では、フライホイ−
ル２の内側に、遊星ギヤ−駆動軸４を設け、原軸遊星ギ
ヤ−６をはめ込み、従軸の太陽ギヤ−３と組み合わせる
と共に、原軸遊星ギヤ−６に設けたクランクピン２４に
連結ロッド１０、スペ−サ−６６を挟み、ピストン２１
をナット２０で取り付け、ピストン２１をシリンダ−１
６に挿入し、これをシリンダ−回転軸１８を介して、圧
縮装置閉鎖蓋５に取付けている。また圧縮装置閉鎖蓋５
は直径で二つに分け、半円周部はフライホイ−ルの円筒
部の突起に取付ネジ５０で取付けると共に、直径部をお
互いに合うように段差を設けて重ね合わせ、従軸に掘っ
た誘導溝８にぴったり合うように成型したコ字型の一端
を差し込み、コ字型の内側にパッキン９を挿入してい
る。そして、圧縮装置閉鎖蓋の所定の位置に開けた取付
穴４３に、圧力調整室５１およびエア−クリナ−６２の
ネジ部を貫通させ、取付キャップ４８で高圧フレキシブ
ルパイプ４２と一体的に締め付けている。さらに、圧力
調整室５１の他端にニ−ドル弁支持キャップ４０をねじ
込み、これにニ−ドル３３を通し、スプリング３９を挟
みスプリングキャップ３８を通しニ−ドル弁取付球３７
で締め付け緊張させている。

【００２０】図３に示す実施例では、遊星ギヤ−駆動軸
４に原軸遊星ギヤ−６を取付け、クランクピン２４同志
を連結ロッド１０で連結すると共に、これにピストン２
１を取付け、シリンダ−１６に挿入し、これに設けた連
結リング取付フランジ１３同志を、連結リング１４で連
結している。またシリンダ−１６の頂部に排気弁２５吸
気弁２６をシリンダ−１６の直径上に従軸に直角になる
よう配置し、これにあらかじめ吸排気弁本体に通した高
圧フレキシブルパイプ４２をネジでシリンダ−１６頂部
に一体的に締め付け、他方を取付キャップ４８で圧力調
整室５１およびエア−クリナ−６２に取付けている。

【００２１】図４に示す実施例では、原軸遊星ギヤ−６
にクランクピン２４を一体的に成型し、従軸の太陽ギヤ
−３と組み合わせている。

【００２２】図５に示す実施例では、連結ロッド１０を
従軸を跨ぐように中央部を円環状に成型し、両端に取付
穴４３を設けている。

【００２３】図６に示す実施例では、連結リング１４を
従軸を跨ぐよう円環状にし、両端に連結ピン１５を一体
的に成型している。

【００２４】図７に示す実施例では、円筒形のシリンダ
−１６の頂部に排気弁２５吸気弁２６を取付ネジ５０で
取付け、これを補強するシリンダ−ヘッド１７をカマボ
コ型に成型し、シリンダ−回転軸フランジ１９をシリン
ダ−１６の頂部より半円形に張り出し、排気弁２５、吸
気弁２６と高圧フレキシブルパイプ４２の接続点の真下
にシリンダ−回転軸１８を設け、ナット２０で、圧縮装
置閉鎖蓋５に取付けている。

【００２５】図８に示す実施例では、中空管のピストン
２１の頂部のピストンヘッド２２をシリンダ−１６の内
径に擦り合わせ、その他はその直径を少し小さくし、端
部のクランクピン取付部２３は、中空管を半分に削ぎ落
とし、スペ−サ−６６で補強し、取付穴４３を削孔し、
端部を半円に整形している。

【００２６】図９（ａ）の実施例では、頂部に高圧フレ
キシブルパイプ４２の直径に合った穴をあけ、円筒形で
他端を解放し、取付ネジ５０を持った排気弁２５および
吸気弁２６の本体の内部に、端部金具を装着した高圧フ
レキシブルパイプ４２をあらかじめ装着し、この後に誘
導孔３１にニ−ドル弁ヘッド３０と一体に成型したニ−
ドル弁バ−２８を挿入し、スプング３９を挾んだニ−ド
ル弁バ−スペ−サ−２７を挿入し、更にニ−ドル弁ヘッ
ド３０に合ったテパ−スペ−サ−２９を押し入れ、取付
ネジ５０でシリンダ−ヘッド１７の頂部に一体的にねじ
こみ取付けている。

【００２７】図９（ｂ）に示す実施例では、吸排気弁の
内径にぴったり合った外径を持った円筒で、十字のリブ
３２で空間を確保し、交点に誘導孔３１を設けるように
成型している。

【００２８】図９（ｃ）に示す実施例では、吸排気弁の
内径にぴったり合った外径をもち、内径を、ニ−ドル弁
ヘッド３０のテパ−に合うように成型している。

【００２９】図１０に示す実施例では、頂部に高圧フレ
キシブルパイプ４２の直径に合った取付穴４３をあけ、
円筒形で他端を解放し、内側に端部金具収納部４４を設
け、残りの部分に圧力調整室５１の取付ネジ５０に合っ
た雄ネジを設けている。

【００３０】図１１に示す実施例では、直交する円筒形
に形成した圧力調整室５１の軸方向の一端を取付キャッ
プ４８に合わせて外側に、他端には内側に取付ネジ５０
を設け、また、従軸を中心にする円周方向には内ネジを
切削し、円筒形で円環状の外側に圧力調整室５１の内ネ
ジに合せた取付ネジ５０を持ったエア−タンク曲管５２
をねじ込み、さらにニップル５３でエア−タンク曲菅５
２同志を閉合させている。

【００３１】図１２に示す実施例では、円筒形で、頂部
を厚くし、ニ−ドル弁バ−２８の直径に合った取付穴４
３をもち、その内径をニ−ドル３３のテパ−に合わせ成
型しこれに直角方向に排気孔４７を設け、下部を圧力調
整室５１の内ネジに合った取付ネジ５０を設けている。

【００３２】図１３に示す実施例では、ニ−ドル弁バ−
２８に、スプリング３９を通し、更にスプリングキャッ
プ３８を貫通させ、ニ−ドル弁取付球３７のネジで取り
付けている。

【００３３】図１４に示す実施例では、茶碗状のニ−ド
ル弁保護器３４の側面の円周を４分し、相対する１対の
１組だけを基底部分まで切り欠き、残りの部分を圧力調
整室５１から突き出したスプリング３９、スプリングキ
ャップ３８を覆うように整形したウイング３５を設け、
これにぴったり合うように架台４６のフランジにあけた
挿入空間にはめ込み、ナット２０で外れないように取り
付け、またニ−ドル弁保護器３４の基底部にニ−ドル弁
取付球３７を嵌め込める急閉塞防止孔４１を設けてい
る。

【００３４】図１５に示す実施例では、台座に固定され
た電動モ−タ−５６の軸にウオ−ムギヤ−５４を直結し
ている。

【００３５】図１６に示す実施例では、軸方向に所要の
移動量に見合った幅を持った移動ウオ−ムホイ−ル５５
の内径側に、ニ−ドル弁保護器３４のずれ止突起３６を
収納するずれ止溝６０と、固定壁５８に接続した自碇推
進ネジ５７に組み合った推進雌ネジ５９を切削してい
る。

【００３６】図１７に示す実施例では、従軸から独立し
た自碇推進ネジ５７を固定壁５８に固定している。

【００３７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を発揮する。

【００３８】本発明は、原動力の出力部の高速回転部に
圧縮装置を装着し、原軸と従軸との回転数差による駆動
力を圧縮圧力に変換し、その圧力調整を電動モ−タ−を
介して、スイッチ操作によりクラッチの断続を行う為、
クラッチペダル操作を省略でき運転者の負担を大幅に軽
減できる。

【００３９】本発明は、摩擦部分をほどんと有さないた
め、長時間の半クラッチ状態を継続でき、渋滞時、市街
地走行等において、クリ−プ効果を利用し、流体クラッ
チと同様に円滑な運転ができる。

【００４０】本発明は、粘性の少ない空気を媒体とする
ため、その挙動が敏速であり、円滑な圧力調整が可能で
ある。

【００４１】本発明は、機械式確動伝達の為、流体クラ
ッチに較べ伝達効率が高く、経済的である。

【００４２】本発明は、機械式確動伝達の為、流体クラ
ッチに較べ、複雑なロックアップ機構等を必要とせず、
軽量化、小形化でき大幅なコストダウンが図れる。

【００４３】本発明は、機械式確動伝達の為、大型車の
オ−トクラッチとして利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】パワ−クラッチの立体図である。

【図２】パワ−クラッチのＡ−Ａ断面図である。

【図３】パワ−クラッチのＢ−Ｂ断面図である。

【図４】遊星ギヤ−、太陽ギヤ−の組み合わせ立体図で
ある。

【図５】連結ロッドの立体図である。

【図６】連結リングの立体図である。

【図７】シリンダ−の立体図である。

【図８】ピストンの立体図である。

【図９】吸気弁、排気弁の立体図である。

【図１０】取り付けキャップの立体図である。

【図１１】圧力調整室の立体図である。

【図１２】ニ−ドル弁支持キャップの立体図である。

【図１３】ニ−ドル弁の立体図である。

【図１４】ニ−ドル弁保護器の立体図である。

【図１５】ウオ−ムギヤ−の立体図である。

【図１６】移動ウオ−ムホイ−ルの立体図である。

【図１７】自碇推進ネジの立体図である。

【符号の説明】

１ リンクギヤ− ２ フライホイ−ル ３ 太陽ギヤ− ４ 遊星ギヤ−駆動軸 ５ 圧縮装置閉鎖蓋 ６ 原軸遊星ギヤ− ７ 圧縮装置収納室 ８ 誘導溝 ９ パッキン １０ 連結ロッド １１ ボウルベアリング １２ クランクピン取付穴 １３ 連結リング取付フランジ １４ 連結リング １５ 連結ピン １６ シリンダ− １７ シリンダ−ヘッド １８ シリンダ−回転軸 １９ シリンダ−回転軸フランジ ２０ ナット ２１ ピストン ２２ ピストンヘッド ２３ クランクピン取付部 ２４ クランクピン ２５ 排気弁 ２６ 吸気弁 ２７ ニ−ドル弁バ−スペ−サ− ２８ ニ−ドル弁バ− ２９ テパ−スペ−サ− ３０ ニ−ドル弁ヘッド ３１ 誘導孔 ３２ リブ ３３ ニ−ドル ３４ ニ−ドル弁保護器 ３５ ウイング ３６ ずれ止突起 ３７ ニ−ドル弁取付球 ３８ スプリングキャップ ３９ スプリング ４０ ニ−ドル弁支持キャップ ４１ 急閉塞防止孔 ４２ 高圧フレキシブルパイプ ４３ 取付穴 ４４ 端部金具収納部 ４５ 振れ止金具 ４６ 架台 ４７ 排気孔 ４８ 取付キャップ ４９ 従軸 ５０ 取付ネジ ５１ 圧力調整室 ５２ エア−タンク曲管 ５３ ニップル ５４ ウオ−ムギヤ− ５５ 移動ウオ−ムホイ−ル ５６ 電動モ−タ− ５７ 自碇推進ネジ ５８ 固定壁 ５９ 推進雌ネジ ６０ ずれ止溝 ６１ 切り欠き ６２ エア−クリ−ナ− ６３ エア−フイルタ− ６４ スペ−サ−

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フライホイ−ル（２）に遊星ギヤ−駆動
   軸（４）を介し、原軸遊星ギヤ−（６）をはめ込み、従
   軸の太陽ギヤ−（３）と組み合わせ、クランクピン（２
   ４）にピストン（２１）を取り付け、ピストン（２１）
   を挿入したシリンダ−（１６）を、圧縮装置閉鎖蓋
   （５）にシリンダ−回転軸（１８）を介して取り付け、
   シリンダ−（１６）に装着した排気弁（２５）および、
   高圧フレキシブルパイプ（４２）を介し、高圧空気を圧
   力調整室（５１）に誘導し、従軸から独立した自碇推進
   ネジ（５７）と組み合わせた移動ウオ−ムホイ−ル（５
   ５）を、電動モ−タ−（５６）に直結したウオ−ムギヤ
   −（５４）により駆動し、軸方向に移動できるニ−ドル
   弁保護器（３４）により、ニ−ドル弁（３０）を操作
   し、またエア−クリ−ナ−（６２）、高圧フレキシブル
   パイプ（４２）を介し、吸気弁（２６）により、シリン
   ダ−（１６）に空気を補給する、摩擦損耗部をほどんと
   有さないパワ−クラッチ。
2. 【請求項２】 高速回転に耐えるため、圧縮装置を回転
   軸に対象に偶数個配置し、クランクピン（２４）の駆動
   によるピストン（２１）の首振り運動の振動周期を調整
   し、圧縮装置同士の互いの位置関係を常に一定に保つた
   め、圧縮行程の位相を１８０度ずらし、これらを従軸を
   跨ぐ、中空の円環状のリングをもつ連結ロッド（１
   ０）、連結リング（１４）で連結すると共に、圧力調整
   室（５１）は円環状に製作し、架台（４６）に固着する
   ことで、大きな遠心力を相殺し、圧縮装置の機能を円滑
   に行う請求項１記載のパワークラッチ。
3. 【請求項３】 圧縮装置の急激な作動を防ぎ、動作の区
   切りに必ず半接続状態を創出する、急閉塞防止孔（４
   １）を有する請求項１記載のパワ−クラッチ。