JP2000002271A - クラッチ内蔵形回転部品 - Google Patents

クラッチ内蔵形回転部品

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JP2000002271A
JP2000002271A JP10166773A JP16677398A JP2000002271A JP 2000002271 A JP2000002271 A JP 2000002271A JP 10166773 A JP10166773 A JP 10166773A JP 16677398 A JP16677398 A JP 16677398A JP 2000002271 A JP2000002271 A JP 2000002271A
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Japan
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clutch
built
balls
sprag
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Masakazu Domoto
正和 堂本
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
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    • F16D41/07Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags between two cylindrical surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/16Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls
    • F16C19/163Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with a single row of balls with angular contact
    • F16C19/166Four-point-contact ball bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/001Integrated brakes or clutches for stopping or coupling the relatively movable parts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸受寿命が長く、クラッチの耐久性に優れた
クラッチ内蔵形回転部品を提供することである。 【解決手段】 インナーレース11の外径面およびアウ
ターレース12の内径面に、軌道溝14、16と、その
両側に円筒面15、17とを設ける。軌道溝14、16
間にボール19を組込み、そのボール19間において軌
道溝14、16の両側の円筒面15、17に跨がる長さ
を有するスプラグ22を組込む。軌道溝14、16をボ
ール19と4点で接触するアンギュラコンタクト形と
し、その軌道溝14、16とボール19の接触角を15
°乃至30°として、ボール19の転動時における滑り
を防止して発熱を抑制し、軸受部の寿命向上を図る。ま
た、アウターレース12とインナーレース11の相対的
な回転時における角度振れを防止し、スプラグ22のス
キューを防いでクラッチの耐久性の向上を図る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、クラッチが内蔵
された軸受やプーリユニット等のクラッチ内蔵回転部品
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】洗濯槽内にパルセータを組込み、単一の
モータによりパルセータを回転し、あるいはパルセータ
と洗濯槽の両方を共に回転させるようにした全自動洗濯
機においては、パルセータの回転時に、洗濯槽を支持す
る回転軸を回り止めして、洗濯槽がつれ回りするのを防
止している。
【0003】上記回転軸の支持に好適なクラッチ内蔵形
軸受を本件出願人は、特開平9−96325号公報にお
いて既に提案している。
【0004】また、上記公報には、オルネータ等のエン
ジン補機を駆動するベルト伝動装置への組付けに最適な
クラッチ内蔵形のプーリユニットを共に開示している。
【0005】ここで、上記公報に記載されたクラッチ内
蔵形回転部品においては、軸に固定されるインナー部材
の外径面と、そのインナー部材の外側に設けたアウター
部材の内径面それぞれに軌道溝と、その両側に円筒面と
を設け、上記軌道溝間にボールを組込んでインナー部材
とアウター部材とを相対的に回転自在に支持し、上記ボ
ール間に軌道溝の両側の円筒面に跨がる長さのスプラグ
を組込み、そのスプラグを上記円筒面に対して係脱させ
てインナー部材とアウター部材の相互間において一方向
の回転トルクを伝えるようにしている。
【0006】上記クラッチ内蔵形回転部品においては、
軌道溝の両側の円筒面に跨がる長さのスプラグを周方向
に間隔をおいて並ぶボール間に配置した構成であるた
め、 スプラグとボールとを軸方向に並べたクラッチ内蔵
形回転部品に比較して軸方向長さのコンパクト化を図る
ことができるという特徴を有する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
記載されたクラッチ内蔵形回転部品においては、ボール
の移動を案内する軌道溝を、上記ボールと4点で接触す
るアンギュラコンタクト形としてアウター部材の角度振
れ剛性を高めるという記載があるものの、軌道溝とボー
ルの接触角について何も記載がない。
【0008】ここで、ボールの接触角を大きくすると、
アウター部材の角度振れ剛性が大きくなり、スプラグの
スキューを防止することができるが、ボールの転動時に
滑りが生じて軌道溝との接触部に発熱が生じ、軸受部の
寿命が低下する。
【0009】一方、ボールの接触角を小さくすると、ボ
ールの滑りを防止し、軸受部の寿命を向上させることが
できるが、アウター部材が角度振れし、スプラグにスキ
ューが生じてクラッチの耐久性が低下する。
【0010】この発明の課題は、クラッチ内蔵形回転部
品の軸受部の寿命向上と、クラッチの耐久性の向上を図
ることである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明においては、軸に固定されるインナー部
材の外径面と、そのインナー部材の外側に設けられた筒
状のアウター部材の内径面それぞれに軌道溝と、その両
側に円筒面とを設け、上記軌道溝間に複数のボールを組
込み、そのボール間に上記軌道溝の両側の円筒面間に跨
がる長さを有するスプラグを配置し、上記インナー部材
とアウター部材との間に、ボールおよびスプラグを保持
する保持器を組込んだクラッチ内蔵形回転部品におい
て、少なくともアウター部材に形成された軌道溝を前記
ボールと2点で接触するアンギュラコンタクト形とし、
そのアンギュラコンタクト形軌道溝とボールの接触角を
15°乃至30°とした構成を採用している。
【0012】ここで、アウター部材は転がり軸受のアウ
ターレースであってもよく、ベルト案内用のプーリであ
ってもよい。
【0013】上記のように、アウター部材に形成された
軌道溝をアンギュラコンタクト形とし、そのアンギュラ
コンタクト形軌道溝とボールの接触角を15°乃至30
°としたことにより、インナー部材とアウター部材とが
相対的に回転するとき、ボールは滑りを生じることなく
滑らかに転動することになり、ボールと軌道溝の接触部
での発熱を防止し、軸受寿命の向上を図ることができ
る。
【0014】ここで、インナー部材の軌道溝もボールと
2点で接触するアンギュラコンタクト形とすると、ボー
ルと軌道溝の接触部での発熱をより効果的に防止するこ
とができる。
【0015】また、ボールの接触角が15°〜30°の
範囲であるため、アウター部材の角度振れ剛性を高める
ことができる。このため、スプラグがアウター部材との
接触によってスキューするのを防止することができ、ス
プラグは円筒面に対して常に正確に噛み込むため、クラ
ッチの耐久性を向上させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
【0017】図1乃至図3は、クラッチ内蔵形プーリユ
ニットを示す。このプーリユニット1は、クラッチが内
蔵された軸受10と、その軸受10に支持されたプーリ
30とから成る。
【0018】軸受10は、軸に取付けられるインナー部
材としてのインナーレース11と、その外側に設けられ
たアウター部材としてのアウターレース12と、両レー
ス11、12間に組込まれた保持器13とを有し、上記
アウターレース12の外側に前記プーリ30が圧入され
ている。
【0019】インナーレース11の外径面には、軸方向
の中央に軌道溝14と、その両側に円筒面15とが設け
られている。一方、アウターレース12の内径面には、
軸方向の中央に軌道溝16と、その両側に円筒面17と
が設けられている。
【0020】保持器13には、インナーレース11およ
びアウターレース12の軌道溝14、16と対向する位
置に複数のポケット18が形成され、各ポケット18内
にボール19が組込まれている。
【0021】ボール19の移動を案内する上記軌道溝1
4、16のそれぞれは、図3に示すように、相反する方
向に傾斜する2つの斜面20a、20bで形成されたア
ンギュラコンタクト形とされている。このアンギュラコ
ンタクト形軌道溝14、16とボール19とは4点で接
触しており、その接触角αは15°乃至30°とされて
いる。
【0022】また、保持器13には周方向に並ぶポケッ
ト19間にスプラグ収納部21が設けられ、そのスプラ
グ収納部21にスプラグ22が収納されている。
【0023】スプラグ22は、軌道溝14、16の両側
に設けられた円筒面15、17に跨がる長さを有してい
る。このスプラグ22は、遠心力により起立して両端の
曲面がインナーレース11の円筒面15およびアウター
レース12の円筒面17に噛み込むエンゲージタイプの
ものであってもよい。
【0024】実施の形態では、ディスエンゲージタイプ
のスプラグ22を採用し、保持器13に支持された弾性
部材23によりスプラグ22を押圧して、両端の曲面を
インナーレース11およびアウターレース12の円筒面
15、17に当接させている。
【0025】図4は、図1乃至図3に示すクラッチ内蔵
形プーリユニット1の使用例を示し、慣性力が大きく、
略一定の速度で回転しようとするオルタネータ40の回
転軸41にインナーレース11を固定し、そのプーリユ
ニット1のプーリ30とクランクシャフト42に取付け
られたプーリ43との間にベルト44をかけ渡してい
る。
【0026】上記のような使用において、1回転中に角
速度が微小変動するクランクシャフト42の回転によ
り、プーリ30を図2の時計方向に回転させると、その
クランクシャフト42の角速度の増加時、スプラグ22
がインナーレース11およびアウターレース12の円筒
面15、17と係合し、クランクシャフト42の回転が
オルタネータ40の回転軸41に伝達される。
【0027】また、クランクシャフト42の角速度が低
下し、そのクランクシャフト42の回転速度がオルタネ
ータ40の回転軸41の回転速度より低下すると、スプ
ラグ22が円筒面15、17上を滑り、プーリ30の回
転が回転軸41に伝達されず、回転軸41がフリー回転
する。このため、プーリ30とベルト44との間でスリ
ップが生じず、ベルト44の摩耗やベルト44のスリッ
プ音を抑制することができる。
【0028】オルタネータ40の回転軸41がフリー回
転するとき、インナーレース11とアウターレース12
の軌道溝14、16間に組込まれたボール19は、上記
軌道溝14、16に沿って転動する。
【0029】ここで、ボール14の移動を案内するアン
ギュラコンタクト形軌道溝14、16において、ボール
19との接触角αが30°を超えると、ボール19と軌
道溝14、16の接触部に滑りが生じて発熱し、軸受部
の寿命が低下する。
【0030】一方、上記接触角αが15°未満である
と、プーリ30の回転時に、そのプーリ30に作用する
ラジアル荷重をボール19によって安定よく支持するこ
とができず、プーリ30に角度振れが生じ、そのプーリ
30と一体に回転するアウターレース12との接触によ
ってスプラグ22がスキューするおそれがある。
【0031】しかしながら、アンギュラコンタクト形軌
道溝14、16とボール19の接触角αは15°乃至3
0°であるため、インナーレース11のフリー回転時、
ボール19は滑りを生じることなく円滑に回転すること
になり、軸受部の寿命向上を図ることができる。
【0032】また、プーリ30に作用するラジアル荷重
はボール19によって安定よく支持されるため、プーリ
30の角度振れ剛性を高めることができ、スプラグ22
がスキューするのを防止することができる。このため、
スプラグ22は、インナーレース11およびアウターレ
ース12の円筒面15、17に対して常に正確に噛み込
むことになり、クラッチの耐久性の向上を図ることがで
きる。
【0033】なお、図1乃至図3に示す実施の形態にお
いては、クラッチ内蔵形軸受10のアウターレース12
の外側にプーリ30を圧入により取付けたが、上記アウ
ターレース12を省略し、図5に示すように、プーリ3
2の内径面にアンギュラコンタクト形軌道溝33と、そ
の両側に円筒面34を設けるようにしてもよい。
【0034】
【発明の効果】以上のように、この発明においては、ア
ウター部材の外径面に形成した軌道溝をボールと2点で
接触するアンギュラコンタクトとし、その軌道溝とボー
ルの接触角を15°乃至30°としたので、ボールの滑
りによる発熱を防止することができると共に、スプラグ
がスキューするのを防止することができ、軸受部の寿命
向上とクラッチの耐久性の向上とを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るクラッチ内蔵形回転部品の実施
の形態を示す縦断正面図
【図2】同上の一部分を示す縦断側面図
【図3】同上の軸受部の拡大断面図
【図4】同上の使用の一例を示す概略図
【図5】同上のクラッチ内蔵形回転部品の他の例を示す
縦断正面図
【符号の説明】
11 インナーレース(インナー部材) 12 アウターレース(アウター部材) 13 保持器 14 軌道溝 15 円筒面 16 軌道溝 17 円筒面 19 ボール 22 スプラグ 30 プーリ(アウター部材) 32 プーリ(アウター部材) 33 軌道溝 34 円筒面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸に固定されるインナー部材の外径面
    と、そのインナー部材の外側に設けられた筒状のアウタ
    ー部材の内径面それぞれに軌道溝と、その両側に円筒面
    とを設け、上記軌道溝間に複数のボールを組込み、その
    ボール間に上記軌道溝の両側の円筒面間に跨がる長さを
    有するスプラグを配置し、上記インナー部材とアウター
    部材との間に、ボールおよびスプラグを保持する保持器
    を組込んだクラッチ内蔵形回転部品において、少なくと
    もアウター部材に形成された軌道溝を前記ボールと2点
    で接触するアンギュラコンタクト形とし、そのアンギュ
    ラコンタクト形軌道溝とボールの接触角を15°乃至3
    0°としたことを特徴とするクラッチ内蔵形回転部品。
  2. 【請求項2】 前記アウター部材が軸受用のアウターレ
    ースから成る請求項1に記載のクラッチ内蔵形回転部
    品。
  3. 【請求項3】 前記アウター部材がベルト案内用のプー
    リから成る請求項1に記載のクラッチ内蔵形回転部品。
JP10166773A 1998-06-15 1998-06-15 クラッチ内蔵形回転部品 Pending JP2000002271A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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