CN1496452A - 单向离合器 - Google Patents

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Abstract

一种单向离合器，包括：内座圈(2)；外座圈(3)，该外座圈沿特定方向驱动，且在它对着内座圈(2)外周的内周上设置有多个凹穴(4)，且该外座圈有螺纹安装孔(3a)，用于将从动部件安装在外座圈(3)上；滚子(5)，该滚子分别布置在多个凹穴(4)中；以及弹性部件(6)，该弹性部件沿特定方向按压滚子(5)。在多个凹穴中的任意三个连续凹穴(4)中的中间凹穴(4)与该中间凹穴(4)前侧的相邻凹穴(4)之间的中心角度间隔以及在该中间凹穴与该中间凹穴(4)后侧的相邻凹穴(4)之间的中心角度间隔彼此不同。因此，凹穴(4)的前端表面(4b)与在该凹穴(4)前侧的螺纹安装孔(3a)之间的距离(d)足够大，并能够在不增加外座圈(3)的直径的情况下防止减小外座圈的刚性。弹簧可以是扁平线圈弹簧，其截面具有平行于滚子(5)的长度方向的较长侧边(t)，各有一对侧壁的U形薄弹簧帽(7)可以分别布置在弹簧(6)的、在滚子(5)侧的端部上。

Description

单向离合器
技术领域
本发明涉及一种单向离合器，该单向离合器包括：内座圈；外座圈；滚子，该滚子布置在内外座圈之间的空间内；以及弹性部件，该弹性部件布置在内外座圈之间的空间内，并只能够沿特定方向传动。
背景技术
图5通过实例表示了普通单向离合器的主要部件的剖视图。参考图5，普通单向离合器001包括：内座圈002，该内座圈002通过外部动力而旋转；外座圈003，该外座圈003环绕内座圈002，用于向从动部件传动，并设有凹穴004；滚子005，该滚子005布置在该凹穴004内；以及弹簧，该弹簧沿特定方向按压滚子005。
在下面的说明中，弹簧推动滚子的方向称为“向前方向”。在凹穴004的表面中，底表面004a(即，在外座圈的外周侧的表面)弯曲，这样，凹穴在其前端处的深度更小。因此，在该底表面004a和内座圈002的外周之间形成沿弹簧006推动滚子的方向逐渐变小的倾斜空间。当单向离合器静止不动时，滚子005通过弹簧006而压靠内座圈002的外周表面和凹穴004的底表面，并保持静止在凹穴004的基本中部处。在下面的说明中，当滚子保持静止在凹穴的基本中部时的停止位置称为“静止滚子停止位置”。
当内座圈002沿箭头W的方向旋转时，滚子005堵塞到形成于内座圈002的外周和凹穴004的底表面004a之间的向前倾斜空间内。因此，从内座圈002向外座圈003传动，从而使外座圈003沿内座圈002的旋转方向而旋转。从动部件通过将未示出的螺栓拧入形成于外座圈003中的螺纹孔003a内而固定在外座圈003上。因此，该从动部件通过传递给外座圈003的动力而旋转。当内座圈002沿与箭头W的方向相反的方向相对于外座圈003旋转时，滚子005释放，将不进行传动。
通常，三个滚子005布置成等中心角度间隔(绕中心轴线的角度间隔)，这样，滚子005与内座圈均匀接触。当单向离合器承受较大负载时，滚子的数目倍增。凹穴004的数目等于滚子的数目。同样，螺纹孔003a的数目也是三个，以便可靠地将从动部件安装在外座圈上。这些螺纹孔003a离外座圈中心的距离相等，并布置成等中心角度间隔。图5中所示的单向离合器有六个滚子、六个凹穴和三个螺纹孔。
缓冲间隙布置在滚子005的前面并在凹穴004中，以便吸收凹穴004的底表面和内座圈的外周的尺寸误差，该凹穴004确定了向前逐渐变细空间。因此，滚子005并不与凹穴的前端表面004b接触。
对于所有凹穴，标准滚子停止位置和凹穴004之间的位置关系都相同。在相邻凹穴004之间的中心角度间隔等于在相邻标准滚子停止位置之间的中心角度间隔。在普通的单向离合器中，在六个凹穴的相邻凹穴之间的中心角度间隔为60°，而在三个螺纹孔003a的相邻螺纹孔之间的中心角度间隔为120°。
在设置有等中心角度间隔布置的凹穴且为一定标称尺寸的单向离合器中，在三个孔003a和相应凹穴004之间的距离d为2mm。考虑到外座圈的刚性，该距离d似乎非常小，据认为该距离必须稍微大于2mm。
为了增加单向离合器的能力，内座圈的外径必须增大，因此，滚子必须径向向外移动。当外座圈003的外径增加且螺纹孔003a径向向外移动时，设置有单向离合器的装置的尺寸增大，但这是不希望的。当形成于有多个凹穴的外座圈003中的螺纹孔003a并不径向向外移动时，在螺纹孔003a和相应前端表面004b之间的距离d将减小，这不合适地减小了刚性。
本发明提供了一种装置，用于保证在单向离合器的螺纹孔和相应的凹穴前端表面之间有足够长的距离，该单向离合器包括具有多个凹穴的外座圈，从而在不扩大外座圈的情况下防止减小外座圈，并能够节省空间。
另一方面，普通的单向离合器需要非常精确地加工，这包括制造具有很高精度外径的高精度弹簧帽、以及机械加工出具有很高精度内径的插入孔，以便保证弹簧帽在插入孔中平滑地滑动。该高精度加工不可避免地增加了制造成本和工时。而且，当在外座圈中形成大量凹穴时，外座圈的外径必须增加，以避免插入孔和凹穴的接近布置。
发明内容
本发明将解决前述问题，并提供一种单向离合器，该单向离合器包括：内座圈；外座圈，该外座圈沿特定方向从动旋转，并在它对着内座圈外周的内周上设置有多个凹穴，且该外座圈有螺纹安装孔，用于将从动部件安装在外座圈上；滚子，该滚子分别布置在多个凹穴中；以及弹性部件，该弹性部件沿特定方向按压滚子；其中，在内外座圈之间沿一个方向进行传动；其特征在于：在多个凹穴中的相邻凹穴之间的中心角度间隔中的至少一个与其它相邻凹穴之间的中心角度间隔不同。
因为在某些相邻凹穴之间的中心角度间隔大于在其它凹穴之间的中心角度间隔，因此，可以增加形成于外座圈中的螺纹安装孔与外座圈的凹穴之间的间距，这能有效防止减小外座圈的刚性。
凹穴可以分成m个凹穴组，每个凹穴组的n个凹穴以360°/n的等中心角度间隔而间开，在至少一个凹穴组与另一凹穴组之间的角度差并不等于360°/(m·n)。
这样，在某些相邻凹穴之间的中心角度间隔大于在其它相邻凹穴之间的中心角度间隔。因此，形成于在间开较大中心角度间隔的相邻凹穴之间的部分中的螺纹安装孔可以离凹穴较长距离，这有效防止减小外座圈的刚性。
通常，弹性部件为圆形线圈弹簧，圆形弹簧帽可以布置在线圈弹簧的、在滚子侧的端部上。
弹性部件可以为弹簧，各有一对侧壁的U形薄弹簧帽布置在弹簧的、在滚子侧的端部上，弹簧可以是扁平线圈弹簧，该扁平线圈弹簧的截面具有平行于滚子的长度方向的较长侧边。
因此，各弹簧可以稳定地在由弹簧帽的相对侧壁和盖体确定的、具有矩形截面的空间内延伸，这样，可以防止弹簧斜向推动滚子。
优选是，第一盖体与外座圈的一个侧表面相连，该第一盖体的一部分向内弯曲，以便形成支承弹簧帽的侧壁的弹簧帽支承部分。优选是，第二盖体与外座圈的另一侧表面相连，该另一侧表面与连接第一盖体的侧表面相对，第二盖体的一部分向内弯曲，以便与弹簧帽支承部分弹性啮合。
因此，弹簧和弹簧帽可以通过简单的制造方法来保持，其能够通过简单方法来防止覆盖外座圈的相对侧面的盖体从外座圈上脱落。
在本发明中，还提供了一种单向离合器，该单向离合器包括：内座圈；外座圈，该外座圈在它对着内座圈外周的内周上设置有多个凹穴；滚子，该滚子分别布置在多个凹穴中；以及弹性部件，该弹性部件沿特定方向按压滚子；其中，在内外座圈之间沿一个方向进行传动；其特征在于：弹性部件为弹簧，各有一对侧壁的U形薄弹簧帽布置在弹簧的、在滚子侧的端部上。
普通的单向离合器需要很高精度的加工和麻烦的装配工作。上述结构的弹簧帽并需要这些麻烦。弹簧帽可以通过金属片加工形成，这样，弹簧帽可以通过比普通弹簧帽更少的处理而更容易地制造。因此，可以制造有较多凹穴的外座圈。
附图说明
图1是本发明优选实施例的单向离合器以及该单向离合器的相关部件沿图2中的线I-I的纵剖图；
图2是沿图1中的线II-II的剖视图；
图3是帮助解释图1所示的单向离合器中凹穴的结构的视图；
图4A是表示在一种变化形式中线圈弹簧和置于该线圈弹簧前端上的弹簧帽的放大剖视图；
图4B是沿图4A中的线B-B的剖视图；以及
图5是帮助解释在普通单向离合器中凹穴的结构的剖视图。
具体实施方式
图1和2表示了用于汽车内燃机的单向离合器，用于将起动器马达的动力传递给发电机和曲轴。
单向离合器1具有：内座圈2，该内座圈2由在曲轴10一端上的滚针轴承11支承；外座圈3，该外座圈环绕内座圈2，用于向从动部件传动，并有在其内周上的凹穴4；滚子5，该滚子分别布置在外座圈3的凹穴4中；线圈弹簧6，该线圈弹簧6分别沿特定方向按压滚子5；柱形弹簧帽7，该柱形弹簧帽7分别布置在线圈弹簧6的端部；盖体8，该盖体8覆盖外座圈的外周和一侧面，以便覆盖凹穴的开口侧；以及环形板9，该环形板9布置成与外座圈的另一侧表面接触，以便覆盖凹穴的另一开口侧。盖体8的一部分弯曲，以便形成在弹簧帽7下面的支承部分8a，即在弹簧帽7的径向内侧上延伸。环形板9的一部分沿轴向弯曲，以便形成与支承部分8a的底表面弹性啮合的保持部分9a，从而防止盖体8和环形板9脱离外座圈3。在图2中，环形板9局部切开，以便表示滚子5和线圈弹簧6。
垫片12固定安装在内座圈2的凸台上。未示出的起动器马达的旋转驱动力通过未示出的链条和链轮12传递给单向离合器1。
外座圈3有螺纹安装孔3a。包含在发电机14中的旋转单元15(即从动部件)通过将安装螺栓13拧入螺纹安装孔3a中而固定在外座圈3上。旋转单元15通过机械键16而防止相对于曲轴10旋转，并通过螺栓17而在曲轴上固定保持就位。因此，单向离合器的输出传递给曲轴10。
各凹穴4有弯曲的底表面4a(即在外座圈的外周侧的表面)，因此，凹穴4的深度在其前端处更小。因此，在底表面4a和内座圈2的外周之间形成沿线圈弹簧推动滚子5的方向逐渐变小的倾斜空间。当单向离合器处于静止不动时，滚子5通过线圈弹簧6而压靠内座圈2的外周和凹穴4的底表面4a，并在凹穴4的基本中部保持静止。当滚子自然保持静止时的停止位置(即标准滚子停止位置)处于凹穴4的基本中心部分处。
当内座圈2沿箭头W的方向旋转时，滚子堵塞到形成于内座圈2的外周和凹穴4的底表面4a之间的向前倾斜空间内。因此，由于传动，外座圈3与内座圈2一起旋转。然后，通过安装螺栓13从外座圈向发电机14的旋转单元15以及曲轴10进行传动，以便驱动它们旋转。当内座圈2沿与箭头W的方向相反的方向相对于外座圈3旋转时，滚子5被释放，将不进行传动。
在普通单向离合器中，六个凹穴4布置成等中心角度间隔；也就是，在相邻凹穴的标准滚子停止位置之间的角度间隔都是60°。因此，螺纹安装孔3a处于离相应凹穴的前端4b的距离较短的位置处，这对外座圈的刚性产生不利影响。
图3是解释本实施例的单向离合器中凹穴的结构的视图。其中，省略了与该解释不相关的部件，线圈弹簧示意画出。对于所有凹穴，标准滚子停止位置和相应凹穴4之间的位置关系都相同，在相邻凹穴4之间的角度间隔由在相邻凹穴的标准滚子停止位置之间的角度间隔表示。
与普通单向离合器类似，本实施例的三个螺纹安装孔4a以120°的中心角度间隔形成于圆上。六个凹穴布置在圆上，并分成两个凹穴组，即第一和第二凹穴组，每个组有三个凹穴。
第一凹穴组的三个第一凹穴A布置成120°的中心角度间隔(环绕中心轴线的角度间隔)，在第一组的三个第一凹穴A和螺纹安装孔3a之间的位置关系与在图5中所示的普通单向离合器相同。第二凹穴组的三个第二凹穴A布置成120°的中心角度间隔。由图3可知，第一凹穴组的三个第一凹穴A与第二凹穴组的三个第二凹穴B交替布置，且当在图3中看时，第二凹穴组的第二凹穴B相对于第一凹穴组的第一凹穴A顺时针方向移动，即远离相邻的螺纹安装孔3a，这样，在各个第二凹穴B与该第二凹穴B后侧的相邻第一凹穴A之间的中心角度间隔小于60°，例如58°50′，而在各个第二凹穴B与该第二凹穴B前侧的相邻第一凹穴A之间的中心角度间隔大于60°，例如61°10′。因此，第二凹穴组的第二凹穴B离开相应的螺纹安装孔3a。因此，在第二凹穴组的各第二凹穴B的前端表面4b与该第二凹穴B前侧的螺纹安装孔3a之间的距离d(图3)大于在普通单向离合器中的距离d(图5)。
在一定标称尺寸的普通单向离合器中，凹穴布置成等中心角度间隔，在第二凹穴的前端表面与该凹穴的前侧的螺纹安装孔3a之间的距离d为2mm。在相同标称尺寸(外径等于前述普通单向离合器)的本发明单向离合器中，凹穴分成第一凹穴组的第一凹穴以及第二凹穴组的第二凹穴，且第一和第二凹穴组的凹穴形成如在优选实施例的单向离合器中所述的结构，在第二凹穴的前端表面与该第二凹穴前侧的螺纹安装孔之间的距离d为3mm。因此，能够在不增加外座圈的直径的情况下防止减小外座圈的刚性，这能有效节省安装空间，并提高单向离合器的质量。
在优选实施例中的单向离合器的特征在于：凹穴分成以120°的等中心角度间隔布置的第一凹穴组的三个第一凹穴以及以120°的等中心角度间隔布置的第二凹穴组的三个第二凹穴，在各第二凹穴与该第二凹穴后侧的相邻第一凹穴之间的中心角度间隔并不为60°，通常，当单向离合器有m个凹穴组，每个凹穴组的n个凹穴以360°/n的等中心角度间隔布置时，在一个凹穴组的各凹穴与另一凹穴组的、在前一凹穴组的凹穴的后侧的凹穴之间的中心角度间隔并不为360°/(m·n)，在一些相邻凹穴之间的中心角度间隔大于在另一些相邻凹穴之间的中心角度间隔。因此，通过在中心角度间隔大于另一些相邻凹穴的相邻凹穴之间的外座圈部分中形成螺纹安装孔，可以防止减小外座圈的刚性。
通常，当凹穴以不同中心角度间隔进行不规则布置时，凹穴之间的间隔不规则。因此，通过使螺纹安装孔形成于在间开较大中心角度间隔的相邻凹穴之间的外座圈部分中，螺纹安装孔和相邻的凹穴可以在不增加外座圈的直径的情况下隔开足以保证刚性的距离。
普通的单向离合器的制造需要进行精确形成弹簧帽外径和精确形成孔直径的高精度加工，以便精确制成弹簧帽，并保证该弹簧帽的平滑运动，同时还需要进行密封的装配工作，这增加了制造成本，并且在高效工作方面有问题。当外座圈有较多凹穴时，孔的侧表面必须与凹穴分开，这必然需要增加外座圈的直径。
图4A和4B表示了在一种变化形式中的线圈弹簧6和置于线圈弹簧6前端的弹簧帽7。图4A是纵剖图，而图4B是沿图4A中的线B-B的剖视图。线圈弹簧6是扁平线圈弹簧，有通过由圆弧代替矩形的两个较短侧边而形成的基本椭圆形截面，如图4B所示。扁平线圈弹簧6的横截面中的较长侧边平行于滚子5的长度。弹簧帽7通过将板弯成U形而形成，并有相对侧壁。弹簧帽7的侧壁覆盖扁平线圈弹簧7的扁平侧表面。
盖体8的一部分可以向内弯曲，以便形成用于支承U形弹簧帽7的底侧壁(即在曲轴侧的侧壁)的支承部分8a。环形板9的一部分可以向内弯曲，这样，该弯曲部分可以与支承部分8a的底表面弹性啮合，以防止盖体8和环形板脱离外座圈3。
普通的单向离合器需要非常精确的加工，用于在外座圈中形成孔，以便将各个有弹簧帽的弹簧从外座圈的外周穿过孔插入凹穴中，且需要麻烦的装配工作。在该变化形式中，弹簧帽不需要孔。通过金属片加工形成的弹簧帽可以通过比普通弹簧帽更少的处理而更容易地制造。因此，可以制造具有大量凹穴的外座圈。
因为各扁平线圈弹簧的截面的较长侧边平行于滚子的长度方向，扁平线圈弹簧可以在由弹簧帽的上侧壁和底侧壁、盖体以及环形板确定的矩形截面空间内保持在稳定位置，以便防止扁平线圈弹簧斜向按压滚子。
支承部件8a可以通过将盖体8的一部分向内弯而很容易形成，保持部分9a可以通过使环形板9的一部分弯曲而很容易形成；不过，支承部分8a和保持部分9a能足够有效地防止盖体和环形板脱离外座圈。

Claims (11)

1.一种单向离合器，包括：内座圈(2)；外座圈(3)，该外座圈在它对着内座圈(2)外周的内周上设置有多个凹穴(4)，且该外座圈有螺纹安装孔(3a)，用于将从动部件安装在外座圈(3)上；滚子(5)，该滚子分别布置在多个凹穴(4)中；以及弹性部件(6)，该弹性部件沿特定方向按压滚子(5)；其中，在内外座圈之间沿一个方向进行传动；
其特征在于：在所述多个凹穴中的相邻凹穴(4)之间的中心角度间隔中的至少一个与其它相邻凹穴(4)之间的中心角度间隔不同。
2.根据权利要求1所述的单向离合器，其特征在于：所述多个凹穴分成m个凹穴组，每个凹穴组的n个凹穴以360°/n的等中心角度间隔而间开，在至少一个凹穴组与另一凹穴组之间的角度差并不等于360°/(m·n)。
3.根据权利要求1所述的单向离合器，其特征在于：所述弹性部件(6)为圆形线圈弹簧，该圆形弹簧帽布置在线圈弹簧的、在滚子(5)侧的端部上。
4.根据权利要求1所述的单向离合器，其特征在于：所述弹性部件(6)为弹簧，各有一对侧壁的U形薄弹簧帽(7)布置在弹簧的、在滚子(5)侧的端部上。
5.根据权利要求4所述的单向离合器，其特征在于：所述弹簧是扁平线圈弹簧，该扁平线圈弹簧的截面具有平行于滚子(5)的长度方向的较长侧边。
6.根据权利要求4所述的单向离合器，其特征在于：所述外座圈(3)的一个侧表面连接有第一盖体(8)，该第一盖体(8)的一部分向内弯曲，以便形成支承弹簧帽(7)的侧壁的弹簧帽支承部分(8a)。
7.根据权利要求6所述的单向离合器，其特征在于：所述外座圈(3)的另一侧表面连接有第二盖体(9)，该另一侧表面与连接第一盖体(8)的侧表面相对，该第二盖体(9)的一部分向内弯曲，以便与弹簧帽支承部分(8a)弹性啮合。
8.一种单向离合器，包括：内座圈(2)；外座圈(3)，该外座圈在它对着内座圈(2)外周的内周上设置有多个凹穴(4)；滚子(5)，该滚子分别布置在多个凹穴(4)中；以及弹性部件(6)，该弹性部件沿特定方向按压滚子；其中，在内外座圈之间沿一个方向进行传动；
其特征在于：所述弹性部件(6)为弹簧，各有一对侧壁的U形薄弹簧帽(7)布置在弹簧的、在滚子侧的端部上。
9.根据权利要求8所述的单向离合器，其特征在于：所述弹簧是扁平线圈弹簧，该扁平线圈弹簧的截面具有平行于滚子(5)的长度方向的较长侧边。
10.根据权利要求8所述的单向离合器，其特征在于：所述外座圈(3)的一个侧表面连接有第一盖体(8)，该第一盖体(8)的一部分向内弯曲，以便形成支承弹簧帽(7)的侧壁的弹簧帽支承部分(8a)。
11.根据权利要求10所述的单向离合器，其特征在于：所述外座圈的另一侧表面连接有第二盖体(9)，该另一侧表面与连接第一盖体(8)的侧表面相对，该第二盖体(9)的一部分向内弯曲，以便与弹簧帽支承部分(8a)弹件啮合。
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