JPH0735823B2

JPH0735823B2 - ロ−ラ同期型一方向クラツチ

Info

Publication number: JPH0735823B2
Application number: JP62069167A
Authority: JP
Inventors: 憲一金井
Original assignee: エヌエスケー・ワーナー株式会社
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1995-04-19
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: JPS63235735A; US4995490A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、相対的に回転自在に設けられた内輪と外輪と
の間に介挿して使用され内輪と外輪との間の相対的な回
転を制御する一方向クラッチに関するものであって、更
に詳細には、複数個のローラを使用しこれらのローラを
同期してクラッチ動作させるローラ同期型一方向クラッ
チに関するものである。

従来技術ローラを使用した一方向クラッチは従来公知であり、そ
の代表的な構成を第１図及び第２図に示してある。第１
図に示した如く、一方向クラッチは、互いに相対的に回
転自在に設けられた外輪１と内輪２との間に配設されて
使用され、これらの外輪１と内輪２との相対的な回転を
制御する為に使用される。第１図に示した場合において
は、内輪２の外周面上に複数個の所定の形状を持ったカ
ム面2aが凹所の形状で形成されており、各カム面2a内に
はその凹所内を移動自在にローラ３が配設されており、
各ローラ３はバネ４によって所定方向へ常時付勢されて
いる。第１図に示した如く、カム面2aは半径方向に対し
て多少傾斜しており、従ってローラ３がバネ４によって
押されることによりローラ３は内輪のカム面2aと外輪１
の内周面との間にきつく押しつけられる。従って、内輪
２に対して外輪１の左回転方向への回転は阻止される
が、外輪１の右回転方向への回転は許容される。

尚、第１図中、丸印Ａで示したものは、バネ４を内輪２
に穿設した孔内に収納し、バネ４の先端部にキャップ５
を被冠させたタイプであり、丸印Ｂで示したものは、ア
コーディオン型のバネを使用したタイプである。又、第
２図に示したものは、第１図に示したものと同一の構成
を有するものであるが、カム面を内輪側ではなく外輪側
に形成した場合を示している。第２図の場合には、内輪
２と相対的に、外輪１の左回転方向への回転は許容され
るが、外輪１の右回転方向への回転を阻止される。

以上の如きローラ型一方向クラッチは構造が簡単であ
り、外輪１と内輪２との間の相対的な回転を制御するこ
とが可能ではあるが、ローラ３やバネ４等の各部品がバ
ラバラである為に、組立が困難であり、更に修理その他
の取扱が困難である。

又、外輪１又は内輪２に孔を穿設する作業が必要とされ
る場合には、その加工が困難であり、製造コストが上昇
する。更に、組み込まれた状態において、各ローラは夫
々動作上独立しており、円周方向において性能上のバラ
ツキが発生しやすく、動作が不安定であったり信頼性を
欠如することがある。

目的本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、組み立て及び取扱が
容易であり、全てのローラを同期的に動作させることが
可能であり、高負荷トルク間で容易に耐えることが可能
であり更に性能が安定しており動作上の信頼性の高いロ
ーラ同期型一方向クラッチを提供することを目的とす
る。

構成本発明に拠れば、ローラ同期型一方向クラッチが提供さ
れ、該クラッチは、リング状の保持器第１要素と、前記
保持器第１要素と相対的に円周方向に所定の範囲移動自
在に前記保持器第１要素に連結されたリング状の保持器
第２要素と、前記保持器第１要素と保持器第２要素から
なる保持器組立体の円周方向の複数個所に配設した複数
個のローラと、前記保持器第１要素と前記保持器第２要
素とを互いに所定の回転方向へ相対的に弾性的に常時付
勢する付勢手段と、を有することを特徴とする。

以下、添付の図面を参考に、本願発明の具体的実施の態
様について詳細に説明する。

第３図は、本発明の１実施例に基づいて構成されたロー
ラ同期型一方向クラッチ10を示している。図示した如
く、本クラッチ10は、大略、ケージアンドローラ型の構
成をしており、一対のリング状の保持器第１要素11及び
保持器第２要素12を組み立てて構成した保持器組立体
と、複数個のローラ13と、保持器第１要素11と保持器第
２要素12との間に配設したスプリング14とを有してい
る。リング状の保持器組立体11−12の円周方向の複数個
所には、その内径側及び外径側に一対の窓が設けられて
おり、その対応する位置に配設したローラ13が夫々内径
側及び外径側へ突出している。図示例においては、これ
らの複数個のローラ13は所定のピッチで等角度間隔で配
設してある。各窓の大きさはローラ13の最大径よりも小
さく設定されており、従って各ローラ13は対応する位置
で回動自在に支持されている。

第４図は、第３図のＩ−Ｉ線に沿って取った概略断面図
であり、この図から明らかな如く、本実施例において
は、保持器第１要素11も保持器第２要素も共に断面が大
略Ｕ字形状をしており、保持器第２要素12の幅は保持器
第１要素の幅よりも小さく設定されており、従って保持
器第２要素12は保持器第１要素11内に所定の間隙を持っ
て納されている。即ち、保持器第２要素12は保持器第１
要素11内に抱き抱える態様で収納されており、両者は相
対的に円周方向に所定距離移動自在に組み立てられてい
る。即ち、第３図から明らかな如く、保持器第１要素11
は円周方向の適当な位置に適数個の円周方向スロット11
dが形成されており、一方向保持器第２要素12には同数
の連結ピン15が形成されており、各連結ピン15は対応す
るスロット11d内に挿通している。従って、連結ピン15
がスロット11dの両端部との係合によって規制される範
囲に渡って保持器第１要素11と保持器第２要素12とは円
周方向において相対的に移動自在である。尚、図示例の
場合には、連結ピン15の頭部には拡大部が形成されてお
り、該拡大部はスロット11dの幅よりも寸法が大きく設
定されており、従って、保持器第１要素11と保持器第２
要素12とは一度組み立てられると連結状態が維持され、
両者が不用意に分解されることはない。

更に、保持器第１要素11の一部を切り抜いて折曲げ加工
することによって第１ストッパ11fが形成されており、
又保持器第２要素12の一部を切り抜いて折曲げ加工する
ことによって第２ストッパ12eが形成されており、これ
らの第１及び第２ストッパ11f及び12eは円周方向に互い
に対向して位置されている。スプリング14がこれらの一
対の第１及び第２ストッパ11f及び12e間に配設されてお
り、従って保持器第１要素11と保持器第２要素12とは円
周方向に相対的に反対方向へ偏倚されている。この場合
に、保持器第１要素11は連結ピン15がスロット11dの一
方の端部と当接する迄保持器第２要素12に対して所定の
付勢方向へ相対的に回転される。即ち、第１要素11と第
２要素12とはスロット11dの円周方向の長さによって決
定される範囲に渡って相対的に回転自在である。

又、図示例においては、保持器第１要素11に一対の係止
用突起11eが半径方向外側へ突出して形成されている。
これらの係止突起11eは、本一方向クラッチ10を外輪１
と内輪２との間に組み込んだ場合に、外輪１の係止孔内
に挿入されて、保持器第１要素11を外輪１と一体化させ
る為のものである。尚、この係止突起11eは半径方向内
側へ突出して形成することも可能であり、その場合に
は、保持器第１要素11は内輪２へ一体化されることとな
る。又、この係止突起11eは保持器第１要素11ではな
く、保持器第２要素12側に形成することも可能である。
尚、保持器第１要素11及び保持器第２要素12は、金属材
料又は樹脂材料等所望の材料から形成することが可能で
ある。

第５図は、第３図及び第４図に示した本ローラ同期型一
方向クラッチ10に使用されている保持器第１要素11の全
体的構成を示した平面図であり、第６図は第５図中のII
−II線に沿って取った保持器第１要素11の側面図であ
る。更に、第７図は、保持器第１要素11の一部を示した
横断断面図であり、第８図はその部分断面図である。こ
れら図面から明らかな如く、保持器第１要素11は、大略
リング形状をした底部11aと、底部11aの内径側側部に沿
って立設する内径側側壁11bと、底部11aの外径側側部に
沿って立設する外径側側壁11cとを有している。底部11a
と内径側側壁11b及び外径側側壁11cとによって大略Ｕ字
形断面の円環状のチャンネルを構成しており、内径側側
壁11b及び外径側側壁11cには所定個所に底部11aの近傍
へ到達する複数個の切欠11b′及び11c′が穿設されてい
る。

更に、第５図に示した如く、保持器第１要素11の底部11
aには円周方向に互いに離隔して複数個の円周方向スロ
ット11dが穿設されており、更に第８図にその断面側面
図で示した如く、底部11aの所定個所を切り抜き且つ折
曲げ加工して第１ストッパ11fを形成してある。尚、図
示例においては、180°離隔して一対の第１ストッパ11
f,11fが設けられている。尚、この第１ストッパ11fはス
プリング14の一端を受けるスプリング受けとして機能す
る。一方、第７図に示した如く、Ｕ字形状の保持器第１
要素11内にＵ字形状の保持器第２要素12が収納されてお
り、保持器第２要素に加締めによってその底部に固定さ
せた連結ピン15が、外側の保持器第１要素11の底部11a
に形成したスロット11d内に挿通して延在しており、連
結ピン15の頭部はスロット11dの幅よりも大きく設定さ
れている。更に、保持器第１要素11の底部から半径方向
外側へ延在して一対の係止突起11e,11eが形成されてお
り、図示例においては、これらの一対の係止突起11e,11
eは180°離隔して配置されている。

第９図は、第３図に示したローラ同期型一方向クラッチ
10に使用される保持器第２要素12の全体的な構成を示す
平面図であり、第10図はその側面図、及び第11図はその
部分断面図である。第９図から明らかな如く、保持器第
２要素12も、大略リング形状をした底部12aと、底部12a
の内径側部から立設する内径側側壁12bと底部12aの外径
側部から立設する外径側側壁12cとを有している。保持
器第２要素12の底部12aと内径側側壁12b及び外径側側壁
12cの一部を切除して切欠12dが円周方向に離隔して複数
個形成されている。各切欠12dにおいて、外径側側壁12c
の一部を内側へ折曲げ加工してローラ保持突起12gを形
成している。即ち、組み立て状態において、各ローラ13
は対応する切欠12d内に位置されるが、そのローラ13の
一方の平坦面はこのローラ保持突起12eによって所定位
置に保持される。

又、保持器第２要素12の底部12aにはその円周方向に離
隔して複数個のピン保持孔12fが穿設されている。この
孔12fは連結ピン15の下部を加締め等によって固定させ
る為のものである。更に、保持器第２要素12の底部12a
には180°離隔して一対の第２ストッパ12e,12eが形成さ
れている。この第２ストッパ12eは底部12aの所定個所を
切り抜き且つ折曲げ加工することによって第11図に示す
如き形状に形成されている。この第２ストッパ12eは、
組み立て状態において、スプリング14の他端を受ける作
用を果たす。尚、第２ストッパ12eを形成する為に切り
抜きによって形成された底部12aの開口内に保持器第１
要素11の第１ストッパ11fが挿入され、従って第１スト
ッパ11fと第２ストッパ12eとは組み立て状態において互
いに円周方向に対向して位置される。

第12図は、第３図に示したローラ同期型一方向クラッチ
10の部分側面図であり、保持器第１要素11及び一対のロ
ーラ13、13を示している。第13a図は、第12図において
保持器第１要素11の外径側側壁11cを取り除いた状態を
示しており、第13b図はそれに対応する正面図である。
第13a図から明らかな如く、一対の第１ストッパ11fと第
２ストッパ12eとが相互に円周方向に対向して位置され
ており、両者間にスプリング14が配設されている。従っ
て、第１及び第２ストッパ11f及び12eはスプリング14の
弾発力によって互いに円周方向に離隔する傾向に偏倚さ
れており、従って保持器第１要素11と保持器第２要素12
とは円周方向の所定の方向に常時互いに付勢されてい
る。なお、本例においては、ローラ13は保持器第２要素
12に保持されており、保持器第１要素11は保持器第２要
素12に対して所定の角度範囲にわたって相対的に回転自
在に保持器第２要素12に連結されており、保持器第１要
素11は係止突起11eを介して外輪１へ固定されている。
第13a図及び第13b図に示した状態は、保持器第２要素12
がスプリング14の弾発力によって保持器第１要素11に対
して相対的に回転され、保持器第２要素12に固定されて
いる連結ピン15が保持器第１要素11に穿設されているス
ロット11dの左端部に当接して停止している状態を示し
ている。一方、第14a図及び第14b図は、スプリング14の
弾発力に抗して保持器第２要素12を保持器第１要素11と
相対的に回転させ、連結ピン15が保持器第１要素11のス
ロット11dの右側端部の近傍へ位置した状態を示してい
る。この様に保持器第１要素11と保持器第２要素12とが
相対的に回転することによって保持器第２要素12に保持
されたローラ13はその保持器第１要素11との相対的位置
関係を変化させる。即ち、第13b図においては、保持器
第１要素11の係止突起11eは２つのローラ13,13の略中間
に位置しているが、第14b図においては、係止突起11eは
左側のローラ13に近接して位置している。

第15図は、本ローラ同期型一方向クラッチ10を外輪１と
内輪２との間に装着した状態を示している。図示例の場
合は、外輪１側にはカム面1aを設けてある。外輪１には
更に係止孔1bが刻設されており、保持器第１要素11の係
止突起11eが挿入されている。従って、保持器第１要素1
1は外輪１と回転方向に関して一体化されており、この
意味において保持器第１要素11は外輪１に固定されてい
る。外輪１にはクラッチ10の夫々のローラ13に対応して
傾斜カム面1aが刻設されており、各カム面1aは左回転方
向に向かって内径側へ傾斜して先細形状となっている。
更に、この場合には、内輪２はクラッチ10及び外輪１と
相対的に回転するので、クラッチ10の保持器組立体11−
12の内周面18は軸受として使用する。尚、この様に保持
器組立体11−12の内周面18に軸受機能を持たせる場合に
は、その内周面18に適度な潤滑用隙間を持たせれば良い
が、より軸受機能を高める為には、保持器第１要素11の
外側表面上に軸受能力を持った材質の層を形成すれば良
い。この様な軸受層は表面処理等によってバイメタル材
を付着形成させることによって形成することが可能であ
るが、保持器第１要素11全体をこの様な軸受物質で形成
することも可能であり、又保持器第１要素11の所定の個
所にのみ特定の軸受物質を形成させることも可能であ
る。

本例においては、内輪２が外輪１に対して左方向へ回転
せんとする場合には、その回転が阻止されるが、内輪２
が外輪１に対して右方向へ回転する場合にはその回転が
許容され、従ってクラッチ10は外輪１と内輪２との間に
おいて一方向のみの回転を伝達させる機能を果たす。こ
の場合に、本クラッチ10においては、全てのローラ13は
保持器組立体11−12、特に保持器第２要素12によって保
持されており、保持器組立体11−12、特に保持器第１要
素11は突起11eを介して外輪１と一体化されているの
で、全てのローラの移動は同期がとられ（所謂フルフェ
ージング）、従って円周方向において均一なクラッチ動
作を実現することが可能であり、その動作は安定かつ滑
らかである。尚、本クラッチ10の外輪１及び内輪２との
間には夫々クリアランスC1及びC2が夫々設定されてい
る。保持器第１要素11の外径側と内径側は軸受として使
用することが可能であるから、外輪１のカム面1aと内輪
２の円周レース面2aとの芯だし効果を実現することが可
能である。

次に、第16a図及び第16b図を参照して、第15図に示した
構造き動作に付いて説明する。第16a図に示した如く、
保持器第１要素11は係止突起11eを介して外輪１に固定
されており、スプリング14の弾発力によって保持器第２
要素12は外輪１に対して左方向の限界位置へ位置してい
る（即ち、係止ピン15スロットの左端部に当接する後退
位置に位置している）。ローラ13は保持器第２要素12に
保持されているので、この状態においては、全てのロー
ラ13はカム面1aの先細先端側へ位置されており、カム面
1aを介して外輪１と内輪２との間に押しつけられてい
る。従って、この状態において、第15図に示した如く、
内輪２が外輪１に対して左方向へ回転せんとすると、内
輪２と外輪１とはローラ13を介して回転方向に関して一
体化されているので、外輪１へ回転駆動力がローラ13を
介して伝達され、外輪１も左方向へ同時に回転する。

ところで、前述した如く、保持器第１要素11と保持器第
２要素12とが組み立てられると、それらを連結する連結
ピン15の加締め加工等によって両者は一体化され、ロー
ラ13も夫々の所定位置に一体的に保持される。従って、
保持器組立体11−12はローラ13が組み込まれた形で一体
化されており、取扱が極めて便利であり、特に外輪１と
内輪２との間への組込や修理点検等の場合に特に有利で
ある。従って、この様な一方向クラッチ10を、第15図に
示した如く、外輪１と内輪２との間に取付けた場合に
は、係止突起11eを介して保持器第１要素11が外輪１に
固定されるので、スプリング14の弾発力によって保持器
第２要素12は左回転方向へ所定の距離に渡って変位さ
れ、全てのローラ13が外輪１と内輪２との間に押し込ま
れる（第16a図）。

ところが、外輪１に対して内輪２が右回転方向へ回転す
る場合には、保持器第１要素11は外輪１に固定されてい
るので同一の位置を維持するが、保持器第２要素12はス
プリング14の弾発力に抗して右回転方向へ多少移動し、
それにより全てのローラ13は同時的に右回転方向へ同期
的に移動する。この場合に、各ローラ13は傾斜カム面1a
の拡大部へ向かって移動するので、カム面1a及び外輪１
との離脱する傾向となり、外輪１と内輪２との拘束状態
が解除され、その結果内輪２は外輪１に対して自由に右
回転方向へ回転する。第16b図は保持器第１要素11に対
して保持器第２要素12が最大限に右回転方向へ移動した
状態を示しており、この状態においては連結ピン15はス
ロットの右端部近傍の前進位置に位置している。上述し
た如く、本クラッチ10においては、ローラ13はカム面1a
に対してどの状態においても皆同じ様な動きとなってい
る。これはどの様な負荷状態であっても、ローラ13は同
じ噛み合いを示すことになり、この作用が一方向クラッ
チにおける所謂フルフェージングと言われるものであ
る。

効果以上詳説した如く、本発明に拠れば、各構成部品が一体
化されているので、取扱が容易であり、特に組み立て、
分解等が容易である。保持器組立体がローラと一体的に
移動する為、一方向クラッチの同期動作が可能となり、
高い負荷トルク迄許容でき動作が均一で性能が向上され
ている。複雑な部品が無く、取扱で容易であるから、ス
プリングのコストダウン（形状、数量）となり、一方向
クラッチとしても安価となる。スプリングが直接ローラ
を押圧することが無いので、スプリングの摩耗、変形、
損傷が少なく、スプリングの疲労及び寿命が長期化さ
れ、一方向クラッチ全体としての耐久性が向上される。
更に、スプリングの設定が簡単に出来る為、ひきずりト
ルクの設定が容易に行える。このことから、使用条件に
最適なひきずりトルクを選定出来、一方向クラッチの信
頼性を向上することが可能である。又、保持器組立体の
外周面又は内周面の少なくともいずれか一方を軸受面と
して機能させることが可能であり、別体の軸受を設ける
必要性を除外することが可能である。

以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である。例えば、前述
した実施例においては、外輪側にカム面を持っていた
が、内輪側にカム面を持ったものにも適用することが可
能であり、又係止部材の数や形状も条件に合せて任意に
決定することが可能であり、スプリングもコイルスプリ
ングに限らず、例えばゴム等の弾性を有する弾性部材な
らばその他の任意の要素を使用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の典型的なローラ型一方向クラ
ッチを示した各説明図、第３図は本発明の１実施例に基
づいて構成されたローラ同期型一方向クラッチの全体的
な構成を示した一部破断概略図、第４図は第３図中のＩ
−Ｉ線における断面図、第５図は第３図に示したクラッ
チに使用されている保持器第１要素11の全体的構成を示
した概略図、第６図は保持器第１要素11の側面図、第７
図は保持器第１要素11と保持器第２要素12との組み立て
状態を示した概略横断断面図、第８図は第５図の保持器
第１要素11の部分断面図、第９図は第３図に示したクラ
ッチに使用されている保持器第２要素12の全体的構成を
示した概略図、第10図は保持器第２要素12の側面図、第
11図は保持器第２要素12の部分断面図、第12図は第３図
のクラッチの部分側面図、第13a図は第13b図及び第14a
図と第14b図は本クラッチ10の動作状態を示した各概略
説明図、第15図は本クラッチ10を外輪１と内輪２との間
に組み込んだ状態を示した概略図、第16a図及び第16b図
は第15図に示した構成の動作を説明するのに有用な各説
明図、である。（符号の説明） 10:ローラ同期型一方向クラッチ 11:保持器第１要素 12:保持器第２要素 13:ローラ 14:スプリング 15:係止部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リング状の保持器第１要素と、前記保持器
第１要素と相対的に円周方向に所定の範囲移動自在に前
記保持器第１要素に連結されたリング状の保持器第２要
素と、前記保持器第１要素と保持器第２要素からなる保
持器組立体の円周方向の複数個所に配設した複数個のロ
ーラと、前記保持器第１要素と前記保持器第２要素とを
互いに所定の回転方向へ相対的に弾性的に常時付勢する
付勢手段と、を有することを特徴とするローラ同期型一
方向クラッチ。
【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記保持
器第１要素又は保持器第２要素の少なくともいずれか一
方に突起が形成されていることを特徴とするローラ同期
型一方向クラッチ。
【請求項３】特許請求の範囲第２項において、前記各ロ
ーラの直径は前記保持器組立体の内径側と外径側との間
の幅よりも大きく、前記各ローラが前記保持器組立体の
内径側及び外径側の壁から夫々内径側及び外径側へ突出
していることを特徴とするローラ同期型一方向クラッ
チ。
【請求項４】特許請求の範囲第１項乃至第３項の内のい
ずれか１項において、前記保持器は各々が夫々大略Ｕ字
形の断面を持っておりその一方を他方のＵ字形空間内に
収納し組合せて構成されていることを特徴とするローラ
同期型一方向クラッチ。
【請求項５】特許請求の範囲第１項乃至第４項の内のい
ずれか１項において、前記突起は前記保持器組立体の内
径側又は外径側から半径方向へ突出していることを特徴
とするローラ同期型一方向クラッチ。
【請求項６】特許請求の範囲第１項乃至第５項の内のい
ずれか１項において、前記付勢手段はスプリングを有し
ており、該スプリングは前記保持器第１要素に形成され
た第１ストッパと前記保持器第２要素に形成された第２
ストッパとの間に配設されていることを特徴とするロー
ラ同期型一方向クラッチ。
【請求項７】特許請求の範囲第１項乃至第６項の内のい
ずれか１項において、前記保持器第１要素及び保持器第
２要素のいずれか一方に少なくとも１個の円周方向スロ
ットが形成されており、他方には連結ピンが形成されて
おり、前記連結ピンが前記スロット内に挿通されて前記
保持器第１要素と保持器第２要素とを動作上連結させて
いることを特徴とするローラ同期型一方向クラッチ。
【請求項８】特許請求の範囲第７項において、前記連結
ピンの頭部は前記スロットの幅よりも大きな寸法に形成
されており前記保持器第１要素と保持器第２要素とが離
脱することを防止していることを特徴とするローラ同期
型一方向クラッチ。