JP4943915B2

JP4943915B2 - 一方向クラッチ

Info

Publication number: JP4943915B2
Application number: JP2007087580A
Authority: JP
Inventors: 幸治秋吉
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: US7997397B2; JP2008248920A; US20080236977A1

Description

この発明は、入力側部材の一方向の回転を出力側部材に伝達すると共に、出力側部材の回転速度が入力側部材の回転速度を上回った場合に、入力側部材から出力側部材への回転伝達を遮断するローラタイプの一方向クラッチに関するものである。

この種の一方向クラッチとして、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。この一方向クラッチは、外輪の内側に組込まれた内輪の外周を円筒面とし、外輪の内周には上記円筒面との間でくさび形空間を形成する複数のカム面を周方向に等間隔に設け、上記外輪と内輪間に組込まれた保持器を外輪に一体化し、その保持器には各カム面と対向する位置にポケットを設け、各ポケット内にローラと、そのローラをくさび形空間の狭小部に向けて付勢する弾性部材とを組込み、外輪と内輪の相対回転によって係合と係合解除の切換えを行うようにしている。

特開昭６０−５７０２０号公報

ところで、上記従来の一方向クラッチにおいては、ローラをくさび形空間に向けて付勢する弾性部材が、ローラの外周円筒面を安定して押圧できるようにするため、弾性部材としてＵ字状の折曲げ部が千鳥の配置とされた板ばねを用いるようにしているが、上記板ばねは折曲げ部に応力が集中して折損し易く、耐久性に問題があった。

その問題点の解決には弾性部材にコイルばねを用いることが有効であるが、組込みスペースの関係上、ローラの外径より大径のコイルばねを用いることができず、しかも、ローラとの接触が２点での接触となるため、コイルばねの姿勢が不安定になり易いという不都合がある。特にコイルばねのコイル径が小さくなると、図６に示すように、コイルばね１４の押圧側端部がローラ１３の外周円筒面１３ａに沿って周方向に逃げて折れ曲がり、ローラ１３に対して必要な荷重を付与することができなくなり、ときには、ローラ１３の外周円筒面１３ａと外輪１１のカム面１２間に巻き込まれて破損するという問題が発生する。

この発明の課題は、ローラタイプの一方向クラッチにおいて、ローラを押圧する弾性部材にコイルばねを用いるようにして耐久性の向上を図ること、およびコイルばねの姿勢の安定化を図ることである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、外輪の内側に組込まれた内輪の外周を円筒面とし、前記外輪の内周にはその円筒面との間でくさび形空間を形成するカム面を形成し、そのカム面と円筒面間にローラを組込み、そのローラを弾性部材によってくさび形空間の狭小部に向けて付勢したローラタイプの一方向クラッチにおいて、前記弾性部材がコイルばねからなり、そのコイルばねの前記ローラと対向する一端部に、ローラに対する接触状態保持用のコイルばねの外径より大径とされた径方向外方に向く渦巻き状のローラ当接部を設けた構成を採用したのである。

ここで、コイルばねの一端部に設けたローラ当接部は、平面状の渦巻きからなるものであってもよい。そのローラ当接部を円すい状の渦巻きとすると、ローラ当接部の傾きを抑制し、ローラに対して安定した押圧力を付与することができる。また、コイルばねは、円形コイルばねからなるものであってもよく、あるいは、矩形コイルばねからなるものであってもよい。さらに、コイルばねのばね素線の断面形状は、円形、矩形のいずれでもよい。

この発明に係る一方向クラッチにおいて、外輪と内輪間にローラ収容用のポケットを有する保持器を組込んで外輪に一体化し、その保持器のポケットに連通してコイルばねの他端部を収容するばね収容凹部を設けると、コイルばねの姿勢のより安定化を図ることができる。

上記のように、くさび形空間の狭小部に向けてローラを付勢する弾性部材をコイルばねとしたことによって、そのコイルばねは応力の集中がないため、耐久性に優れた一方向クラッチを得ることができる。

また、コイルばねのローラと対向する一端部に径方向外方に向く渦巻き状のローラ当接部を設けたことにより、コイルばねの一端部が径方向にずれ動いた場合でも、ローラ当接部はローラに対して接触状態を保ち、コイルばねの一端部がローラの外周円筒面に沿って逃げるようなことはなく、コイルばねの姿勢の安定化を図ることができる。その結果、ローラを安定して押圧することができ、ローラに対して必要な押圧力を確実に付与することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１に示すように、外輪１の内部には内輪２が組込まれ、その内輪２の外周は円筒面３とされている。

外輪１の内周には内輪２の円筒面３との間で周方向の一端が広く他端に向けて次第に狭くなるくさび形空間を形成する複数のカム面４が周方向に間隔をおいて形成されている。

外輪１と内輪２との間には保持器５が組込まれ、その保持器５は外輪１に一体化されている。保持器５には、外輪１のカム面４と対向する位置にポケット６が形成され、各ポケット６のくさび形空間の広幅部側の壁面にばね収容凹部７が設けられている。

ポケット６のそれぞれ内部には、ローラ８と、コイルばね９とが組込まれ、そのコイルばね９はローラ８をくさび形空間の狭小部に向けて付勢している。

図２および図３に示すように、コイルばね９のローラ８と対向する一端部には径方向外方に向く渦巻き状のローラ当接部１０が設けられ、そのローラ当接部１０は平面状の渦巻きから形成されている。また、コイルばね９の他端部は、保持器５に形成された上記ばね収容凹部７内に収容されて、そのばね収容凹部７の閉塞端面によって他端が支持されている。

ここで、コイルばね８は、円形のものであってもよく、あるいは、図４（イ）、（ロ）に示すように、矩形のものであってもよい。

上記の構成からなる一方向クラッチにおいて、外輪１が図１の矢印で示す方向と反対の方向に回転すると、ローラ８がカム面４と内輪２の円筒面３で形成されるくさび形空間の狭小部に押し込まれて噛み込み、そのローラ８を介して外輪１の回転が内輪２に伝達される。

外輪１から内輪２への回転トルクの伝達状態において、内輪２の回転速度が外輪１の回転速度を上回ると、ローラ８はくさび形空間の広幅部側に移動して、くさび形空間の狭小部に対する噛み込みが解除し、外輪１から内輪２への回転伝達が遮断される。

ここで、ローラ８がくさび形空間の狭小部に向けて移動する時、コイルばね９は伸張し、また、くさび形空間の広幅部に向けての移動時、ローラ８からの押圧によってコイルばね９が収縮する。このとき、コイルばね９はばね素線を螺旋状に折り曲げた構成であり、しかも、一端部に形成されたローラ当接部１０も渦巻き状であるため、応力が集中するようなことがない。

このため、コイルばね９が早期に破損するようなことはなく、耐久性に優れた一方向クラッチを得ることができる。

また、コイルばね９は、その一端部に形成された径方向外方に向く径の大きな渦巻き状のローラ当接部１０によってローラ８を押圧しているため、コイルばね９の一端部が径方向にずれ動いた場合でも、ローラ当接部１０はローラ８に対して接触状態を保ち、コイルばね９の一端部がローラ８の外周円筒面に沿って逃げるようなことはない。このため、コイルばね９の姿勢は安定し、ローラ８に対して必要な押圧力を確実に付与することができる。

図５（ハ）、（ニ）はコイルばね９の他の例を示している。この例においては、コイルばね９の一端部に形成された渦巻き状のローラ当接部１０を円すい状の渦巻きとしている。このように、渦巻き状のローラ当接部１０を円すい状とすると、ローラ当接部１０の傾きを抑制することができ、ローラ８に対して安定した押圧力を付与することができる。

実施の形態においては、コイルばね９のばね素線として、断面の形状を円形としたものを採用したが、断面の形状を角形とするばね素線でもってコイルばね９を形成するようにしてもよい。

この発明に係る一方向クラッチの実施の形態を示す断面図図１の一部を拡大して示す断面図図２のIII−III線に沿った断面図コイルばねの他の例を示し、（イ）は側面図、（ロ）は縦断正面図コイルばねのさらに他の例を示し、（ハ）は側面図、（ニ）は縦断正面図従来の一方向クラッチの一部を示す断面図

符号の説明

１外輪
２内輪
３円筒面
４カム面
５保持器
６ポケット
７ばね収容凹部
８ローラ
９コイルばね
１０ローラ当接部

Claims

外輪の内側に組込まれた内輪の外周を円筒面とし、前記外輪の内周にはその円筒面との間でくさび形空間を形成するカム面を形成し、そのカム面と円筒面間にローラを組込み、そのローラを弾性部材によってくさび形空間の狭小部に向けて付勢したローラタイプの一方向クラッチにおいて、
前記弾性部材がコイルばねからなり、そのコイルばねの前記ローラと対向する一端部に、ローラに対する接触状態保持用のコイルばねの外径より大径とされた径方向外方に向く渦巻き状のローラ当接部を設けたことを特徴とする一方向クラッチ。
前記ローラ当接部が、平面状の渦巻きからなる請求項１に記載の一方向クラッチ。
前記ローラ当接部が、円すい状の渦巻きからなる請求項１に記載の一方向クラッチ。
前記コイルばねが、円形コイルばねからなる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の一方向クラッチ。
前記コイルばねが、矩形コイルばねからなる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の一方向クラッチ。
前記コイルばねのばね素線の断面形状が、円形または矩形とされた請求項１乃至５項のいずれか１項に記載の一方向クラッチ。
前記外輪と内輪間にローラ収容用のポケットを有する保持器を組込んで外輪に一体化し、その保持器のポケットに連通してコイルばねの他端部を収容するばね収容凹部を設けた請求項１乃至６のいずれか１項に記載の一方向クラッチ。