CN111801508B - 单向离合器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单向离合器，简单且容易制造，可在轴向上实现小型化，重量轻且不容易损坏，可防止高速空转时的凸轮的内周侧卡合面和外周侧卡合面的磨耗。具体而言，本发明的单向离合器具备：内圈(110)及外圈(150)，被设置成在同轴上可相对旋转；多个凸轮(140)，设置在内圈(110)和外圈(150)之间的周向上；及侧板(120)、(130)，被设置在内圈(110)及外圈(150)的至少一方上，相对于凸轮(140)而位于轴向两侧。多个凸轮(140)的各个被构成为，在内圈(110)及外圈(150)彼此向相同方向旋转时，受到规定的离心力，向相对于内圈(110)及外圈(150)的卡合方向转动。

Description

单向离合器

技术领域

本发明涉及单向离合器，所述单向离合器在内圈和外圈之间具备多个凸轮，且被构成为，在使内圈向其中一个方向旋转时或使外圈向另一个方向旋转时，凸轮的内周侧卡合面和外周侧卡合面分别与内圈的外周卡合面和外圈的内周卡合面摩擦卡合，在使内圈向另一个方向旋转时或使外圈向其中一个方向旋转时，内圈或外圈进行空转。

背景技术

以往，在内圈和外圈以高速空转时所使用的单向离合器上，使用有保持凸轮的保持器。通过用固定在高速空转侧的内圈或外圈上的保持器来保持凸轮，使凸轮向与内圈或外圈相同方向旋转，并赋予凸轮以离心力，使凸轮转动(提离)。即，使凸轮的内周侧卡合面和外周侧卡合面形成与内圈的外周卡合面及/或外圈的内周卡合面非接触的状态，来防止凸轮的内周侧卡合面和外周侧卡合面的磨耗。

另一方面，还提出有一种单向离合器，可在内圈和外圈进行空转时，使内圈或外圈的转矩通过下述构成传递到凸轮，即，使内圈或外圈的转矩通过固定在内圈或外圈上的保持器而传递到凸轮这样的构成以外的构成。作为以上说明的单向离合器的例子，可列举以下例子。

专利文献

专利文献1：日本国特开2005-106135号公报

专利文献2：日本国特开2007-092870号公报

在专利文献1中公开有一种单向离合器，通过与一对侧板连结的钢丝笼(wirecage)，将多个配设在内圈和外圈之间的凸轮等间隔地保持在周向上，且将侧板固定在外圈上。由此，能够使外圈的转矩通过固定在外圈上的保持器传递到凸轮。

在专利文献2中公开有一种单向离合器，用内保持器和外保持器将多个配设在内圈和外圈之间的凸轮等间隔地保持在周向上。外保持器被固定在外圈上，且凸轮具备叶片状部。根据本构成，在外圈进行旋转时，凸轮的叶片状部受到润滑油或空气等流体，从而可使凸轮转动。

但是，在具备保持器的单向离合器的情况下，存在有以下问题。即，保持器的存在导致有下述等问题，即，单向离合器大型化，在单向离合器上施加有振动等时因保持器与凸轮的碰撞而导致保持器破损，具有复杂结构的保持器制造困难且花费成本等问题。

另一方面，在内圈和外圈以低速空转时所使用的单向离合器中，也存在有不具备保持器的类型的单向离合器。此刻，凸轮通过相对于凸轮而位于轴向两侧的侧板，而轴向的移动受到限制，并被保持在内圈和外圈之间。另外，侧板未固定在内圈或外圈上。因而，在内圈和外圈进行空转时，凸轮的内周侧卡合面和外周侧卡合面相对于内圈的外周卡合面及外圈的内周卡合面而进行滑动。本构成的单向离合器在内圈和外圈以低速进行空转的情况下，凸轮的内周侧卡合面和外周侧卡合面的磨耗所导致的影响有限。但是，由于在内圈和外圈以高速进行空转时，凸轮的内周侧卡合面和外周侧卡合面的磨耗所导致的影响变大，因此该结构不适合用作在内圈和外圈以高速空转时所使用的单向离合器。

此外，单向离合器具备向内径方向或外径方向对多个凸轮进行加力的加力单元，因而在这一点上也存在有难以使单向离合器在轴向上小型化这样的问题。并且，还存在有下述这样的问题，即，在离合器的组装时，需使用的零件个数较多，导致作业负担也较大。

发明内容

因此，鉴于前述的现有技术的问题，本发明所要解决的技术问题是，提供一种单向离合器，简单且容易制造，可在轴向上实现小型化，重量轻且不容易损坏，可防止高速空转时的凸轮的内周侧卡合面和外周侧卡合面的磨耗。

本发明为一种单向离合器，具备：内圈及外圈，被设置成在同轴上可相对旋转；及多个凸轮，被设置在所述内圈和所述外圈之间的周向上，且被构成为，在使所述内圈向其中一个方向旋转时或使所述外圈向另一个方向旋转时，所述多个凸轮的各个与所述内圈及所述外圈摩擦卡合，在使所述内圈向另一个方向旋转时或使所述外圈向其中一个方向旋转时，所述多个凸轮的各个从所述内圈及所述外圈卡合脱离，其通过以下述方式构成的单向离合器来解决所述课题，即，所述内圈及所述外圈的至少一方具备侧板，所述侧板与所述内圈或所述外圈一起旋转，且相对于所述凸轮而位于轴向两侧，所述多个凸轮的各个被构成为，在所述内圈及所述外圈彼此向相同方向旋转时，受到规定的离心力，向相对于所述内圈及所述外圈的卡合方向转动的方式。

根据技术方案1所涉及的发明，设置在外圈和内圈之间的多个凸轮的各个相对于轴向被侧板夹住并保持。因此，本发明不具备保持器。因而，由于不会引起因保持器的破损而导致的故障，因此不容易损坏，结构简单且容易制造，且小型、重量轻。

而且，多个凸轮的各个被构成为，受到离心力而向卡合(啮合)方向转动。即，在凸轮向与外圈及内圈相同方向旋转时，可通过作用在凸轮的重心位置上的离心力，赋予凸轮以现有的弹簧等加力单元所赋予凸轮的旋转力矩。因此，即使不具备加力单元，本发明也能够使凸轮的举动稳定化，并得到期待的动力传递性能。因而，可使单向离合器相对于轴向进一步小型化(薄化)。

并且，由于减少了零件个数，因此在单向离合器的组装时，可减轻作业负担，并可便于制造。

根据技术方案2所记述的构成，侧板为对多个凸轮的各个的内周侧部分或外周侧部分进行覆盖的圆环板状，在侧板的内面和多个凸轮的各个的端面之间填充有润滑剂。此外，多个凸轮的各个被构成为，在使内圈或外圈向凸轮的卡合脱离方向旋转时，通过润滑剂的粘性，从内圈的外周卡合面脱离。因而，由于在单向离合器的空转时，凸轮的内周侧卡合面形成与内圈的外周卡合面非接触的状态，因此即使在内圈或外圈以高速空转时，也能够防止凸轮的内周侧卡合面和外周侧卡合面的磨耗。

根据技术方案3所记述的构成，多个凸轮被排列成彼此接触的状态，以便通过邻接的凸轮的周面、内圈的外周面及内周侧侧板的内面而形成闭合空间。因此，由于在单向离合器的空转时，当介由形成在内圈上的油路向闭合空间连续性供给润滑剂时，则会在该闭合空间的体积扩大的方向上施加压力，因此在单向离合器的空转时，多个凸轮的各个的内周侧卡合面形成与内圈的外周卡合面非接触的状态。因而，即使在内圈或外圈以高速空转时，也能够防止凸轮的内周侧卡合面和外周侧卡合面的磨耗。

此外，由于多个凸轮的各个在周向上大致无间隙地排列，因此可实现高传递转矩容量。

根据技术方案4所记述的构成，在单向离合器的空转时，除连续性供给润滑剂所形成的压力的作用以外，通过填充在内周侧侧板及外周侧侧板的各个的内面和多个凸轮的各个的端面之间的润滑剂的作用，可切实地得到凸轮的内周侧卡合面与内圈的外周卡合面非接触的状态。因而，即使在内圈或外圈以高速空转时，也可切实地防止凸轮的内周侧卡合面和外周侧卡合面的磨耗。

根据技术方案5所记述的构成，多个凸轮的各个在周向上被固定单元保持成均等间隔。因此，由于各个凸轮可不受邻接的凸轮限制而进行转动，因此能够在使内圈或外圈旋转时，使全部的凸轮相对于内圈及外圈而迅速地卡合或卡合脱离。

附图说明

图1是表示本发明的单向离合器的一个构成例的俯视图。

图2是表示图1的A-A线上的截面的一部分的放大剖视图。

图3是图1所示的单向离合器的分解立体图。

图4是用于说明图1所示的单向离合器的动作的示意图。

图5是用于说明凸轮的排列的图。

图6是用于说明本发明的单向离合器的其他例子的动作的示意图。

图7是用于说明本发明的单向离合器的另外其他例子的动作的示意图。

图8是表示固定单元的一个构成例的立体图。

图9是表示固定单元与凸轮的位置关系的图。

符号说明

100-单向离合器；110、210-内圈；112、212-外周卡合面；213-油路；115-轴部；120、220-内周侧侧板；130-外周侧侧板；140、140b、140c-凸轮；140a-第一凸轮；141-内周侧卡合面；146-外周侧卡合面；150-外圈；152-内周卡合面；156-周壁部；160-润滑剂；170-固定单元；171-基部；172-间隔件部；C-凸轮与外圈的切点；H-切点上的法线；G-凸轮重心位置。

具体实施方式

参照图1～9对本发明的实施例进行说明。但是，本发明并不局限于该实施方式。

图1是表示本发明的单向离合器的一个构成例的俯视图。图2是表示图1的A-A线上的截面的一部分的放大剖视图。图3是图1所示的单向离合器的分解立体图。

该单向离合器100具备：内圈110及外圈150，被设置成在相同的X轴上可相对旋转；及多个凸轮140，被设置在内圈110和外圈150之间。

各个凸轮140具有内周侧卡合面141和外周侧卡合面146，且两端面为平坦面。

凸轮140的内周侧卡合面141被构成为，在使内圈110向其中一个方向旋转时或使外圈150向另一个方向旋转时，与内圈110的外周卡合面112摩擦卡合，且在使内圈110向另一个方向旋转时或使外圈150向其中一个方向旋转时，从内圈110的外周卡合面112卡合脱离。

凸轮140外周侧卡合面146被构成为，在使内圈110向其中一个方向旋转时或使外圈150向另一个方向旋转时，与外圈150的内周卡合面152摩擦卡合，在使内圈110向另一个方向旋转时或使外圈150向其中一个方向旋转时，从外圈150的内周卡合面152卡合脱离。

另外，凸轮140的形状可适当变更。

此外，如图4所示，全部的凸轮140被构成为，重心位置G位于偏离于法线H的位置上，所述法线H为外周侧卡合面146与外圈150的内周卡合面152的切点C上的法线H，以便在内圈110及外圈150彼此向相同方向旋转时，受规定的离心力而向对内圈110及外圈150的卡合方向转动。

例如，内圈110向其中一个方向(顺时针方向，图4中用空心的箭头来表示旋转方向)旋转，外圈150以超过内圈110的旋转速度向与内圈110相同方向旋转，即，离合器卡合脱离(空转)。此刻，在该单向离合器100上，凸轮140与内圈110及外圈150向相同方向旋转(公转)，并通过作用在凸轮140的重心位置G上的离心力F₁，产生有使凸轮140向卡合方向转动的旋转力矩。而后，在内圈110的旋转速度变大或外圈150的旋转速度变小，而内圈110的旋转速度与外圈150的旋转速度相等的瞬间，由于凸轮140在卡合方向上受到旋转力矩，因此离合器卡合(啮合)。如此，在该单向离合器100上，在离合器的啮合时，可赋予凸轮140以相当于在现有的单向离合器上使用的弹簧等所施加的加力的力。

优选将凸轮140配设成在周向上几乎没有间隙。

在该例子中，如图5所示，可构成为，使多个凸轮140的各个的外周侧卡合面146与外圈(省略图示)的内周卡合面152接触，且在多个凸轮140之中，在使第一凸轮140a以外的凸轮140彼此密合的状态下，在使第一凸轮140a向径向内侧移动时，第一凸轮140a与其两侧的凸轮140b、140c接触。即，优选形成下述构成，即，在使第一凸轮140a以外的凸轮140彼此密合的状态下，第一凸轮140a的两侧的凸轮140b、140c的最近位置的间隔Wa比第一凸轮140a的宽度Wb更小的构成。通过形成这样的构成，即使在安装完外圈150、第一凸轮140a以外的凸轮140、及后述的外周侧侧板130的状态即无内圈110的状态下，第一凸轮140a也不会向内圈侧脱落，因此组装性良好，能够简便地组装单向离合器。此外，能够实现高传递转矩容量。

在本实施方式的单向离合器100上，在内圈110具备内周侧侧板120的同时，外圈150具备外周侧侧板130，所述内周侧侧板120与内圈110一起旋转，且相对于凸轮140而位于轴向两侧，所述外周侧侧板130与外圈150一起旋转，且相对于凸轮140而位于轴向两侧。另外，只需形成内圈110及外圈150的至少一方具备侧板的构成即可。

内周侧侧板120为对多个凸轮140的各个的端面上的内周侧部分进行覆盖的圆环板状，被外嵌于在内圈110的两端面的各个上的内周缘部上形成的向轴向外方突出的圆筒状的轴部115上，并被固定成与内圈110一体旋转。

外周侧侧板130为对多个凸轮140的各个的端面上的外周侧部分进行覆盖的圆环板状，被内嵌于周壁部156的内周面上，并被固定成与外圈150一体旋转，所述周壁部156在外圈150的两端面的各个上以沿着外周缘延伸的方式形成，并向轴向外方突出。

在此，内周侧侧板120的外周面与外周侧侧板130的内周面相离开，形成将凸轮140的端面的一部分露出的状态。

也可以用挡圈(未图示)对内周侧侧板120及外周侧侧板130进行防脱，并固定成与内圈110及外圈150一体旋转。此外，也可以用螺钉等将内周侧侧板120及外周侧侧板130紧固固定在内圈110及外圈150上。

优选在本实施方式的单向离合器100上形成下述构成，即，在凸轮140的端面和内周侧侧板120的内面之间及凸轮140的端面和外周侧侧板130的内面之间，填充有润滑剂(省略了图示)的构成。

例如当内圈110向另一个方向(逆时针方向)旋转时，则如图6(a)所示，固定在内圈110上的内周侧侧板120也向与内圈110相同方向旋转。接下来，内周侧侧板120的内面和凸轮140的端面之间的润滑剂也因其粘性而欲向相同方向旋转，因而在与凸轮140的两端面上的内周侧侧板120相对的区域中，作用有使凸轮140向卡合脱离方向转动的力F₂。如此，在该单向离合器100上，如图6(b)所示，在使内圈110向另一个方向旋转时，通过润滑剂的粘性，可使凸轮140向卡合脱离方向转动，使凸轮140从内圈110脱离(提离)。另外，润滑剂的粘度为可使凸轮140向与内圈110相同方向旋转的粘度。

虽然省略了图示的说明，但也可以构成为，在使外圈向另一个方向(逆时针方向)旋转时，使多个凸轮的各个的内周侧卡合面从内圈的外周卡合面脱离，以便得到与内圈的外周卡合面非接触的状态。

此外，优选在本发明的单向离合器上，形成具备润滑剂的供给结构的构成。

如图7(a)所示，在该单向离合器上，多个凸轮140被排列成彼此接触的状态，以便通过邻接的2个凸轮140的周面、内圈210的外周面及内周侧侧板220的内面而形成闭合空间S，且内圈210形成具备向闭合空间连续性供给润滑剂的油路213的构成。

油路213由内圈210的侧面上的形成在与多处闭合空间的各个相对应的位置上的在径向上延伸的通孔构成，所述多处闭合空间形成在凸轮间。

在本实施方式的单向离合器上，例如当使内圈210向另一个方向(逆时针方向)旋转时，则如图7(b)所示，凸轮140向从内圈210的外周卡合面212及外圈150的内周卡合面152卡合脱离的方向转动。接下来，当在内圈210的内部空间中流通的润滑剂160介由油路213而被连续性供给到闭合空间S时，则在该闭合空间S的体积扩大方向上施加有压力，因此能够使多个凸轮140的各个的内周侧卡合面141从内圈210的外周卡合面212脱离，形成与内圈210的外周卡合面212非接触的状态。

此外，在本实施方式的单向离合器上，也可以形成在内周侧侧板的内面和凸轮端面之间填充有润滑剂的构成。根据这样的构成，在单向离合器的空转时，除向闭合空间连续性供给润滑剂所形成的压力的作用以外，通过填充在内周侧侧板的内面和凸轮的端面之间的润滑剂的粘性的作用，可切实地得到凸轮的内周侧卡合面与内圈的外周卡合面非接触的状态。

在本发明的单向离合器上，也可以形成具备固定单元的构成，所述固定单元可将多个凸轮的各个固定在内圈或外圈上。

固定单元被构成为，将多个凸轮的各个以均等间隔保持在周向上。图8示出固定单元的一个构成例。

该固定单元170具备：圆筒状的基部171，与外圈的内周面嵌合；及多个片状的间隔件部172，在基部171的一个端面上，在周向上以均等间隔排列形成，并向轴向外方突出。如图9所示，在该固定单元170上，凸轮140的外周缘部分被容纳在邻接的间隔件部172间形成的空间中，从而限制了凸轮的周向位置。

另外，固定单元可为下述形态，即，在圆环板状的基部的一个端面上，沿着外周缘，形成在周向上以均等间隔排列的向轴向外方突出的多个片状的间隔件部的形态。根据这样的固定单元，能够使圆环板状的基部作为外侧板而发挥功能。

以上，虽然对本发明的实施方式进行了详述，但本发明不局限于上述实施方式，在不脱离权利要求的范围所记述的本发明的前提下，可进行各种设计变更。

例如，也可以不必用与内圈及外圈分开的部件来构成内周侧侧板及外周侧侧板，而形成与内圈及外圈一体形成的构成，且也可以由内圈及外圈的一部分来构成。

此外，除供给润滑剂的型式以外，本发明的单向离合器也可以为用密封部件将外圈和内圈之间密闭，并填充油脂的型式。

如以上说明的那样，根据本发明，可提供一种单向离合器，简单且容易制造，可在轴向上实现小型化，重量轻且不容易损坏，可防止高速空转时的磨耗。

Claims (4)

1.一种单向离合器，具备：内圈及外圈，被设置成在同轴上可相对旋转；及多个凸轮，被设置在所述内圈和所述外圈之间的周向上，且被构成为，在使所述内圈向其中一个方向旋转时或使所述外圈向另一个方向旋转时，所述多个凸轮的各个与所述内圈及所述外圈摩擦卡合，在使所述内圈向另一个方向旋转时或使所述外圈向其中一个方向旋转时，所述多个凸轮的各个从所述内圈及所述外圈卡合脱离，其特征在于，

所述内圈及所述外圈的至少一方具备侧板，所述侧板与所述内圈或所述外圈一起旋转，且相对于所述凸轮而位于轴向两侧，

所述多个凸轮的各个被构成为，在所述内圈及所述外圈彼此向相同方向旋转时，受到规定的离心力，向相对于所述内圈及所述外圈的卡合方向转动，

所述侧板为对所述多个凸轮的各个的端面上的内周侧部分或外周侧部分进行覆盖的圆环板状，

在所述多个凸轮的各个的端面和所述侧板的内面之间填充有润滑剂，

所述多个凸轮的各个被构成为，在使具备所述侧板的所述内圈或所述外圈向所述凸轮的卡合脱离方向旋转时，在通过润滑剂的粘性而作用于所述多个凸轮的各个的端面的力的作用下，所述多个凸轮的各个进行转动，内周侧卡合面从所述内圈的外周卡合面脱离。

2.根据权利要求1所述的单向离合器，其特征在于，

所述内圈具备对所述多个凸轮的各个的端面上的内周侧部分进行覆盖的圆环板状的内周侧侧板，

所述多个凸轮被排列成彼此接触的状态，以便通过邻接的凸轮的周面、所述内圈的外周面及所述内周侧侧板的内面而形成闭合空间，

所述内圈具备在离合器的空转时向所述闭合空间连续性供给润滑剂的油路。

3.根据权利要求2所述的单向离合器，其特征在于，

所述外圈具备对所述多个凸轮的各个的端面上的外周侧部分进行覆盖的圆环板状的外周侧侧板，

所述多个凸轮的各个被构成为，在使所述内圈或所述外圈向所述凸轮的卡合脱离方向旋转时，通过润滑剂的粘性，所述多个凸轮的各个进行转动，内周侧卡合面从所述内圈的外周卡合面脱离。

4.根据权利要求1至权利要求3中任一所述的单向离合器，其特征在于，具备将所述多个凸轮的各个固定在所述内圈或所述外圈上的固定单元，所述固定单元被构成为，将所述多个凸轮的各个以均等间隔保持在周向上。

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