JP2003262238A - ローラクラッチ - Google Patents
ローラクラッチInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ローラクラッチにおいて正逆転の回転ガタを
小さくし、正逆転時の応答性を向上させる。 【解決手段】 複数のカム面４と複数のローラ８とのど
ちらか一方の円周上ピッチを等配とし、他方の円周上ピ
ッチを不等配に形成することにより、正逆転時に一方の
楔空間にローラがすぐに係合するようにして、正逆転時
の応答性を向上させた。
小さくし、正逆転時の応答性を向上させる。 【解決手段】 複数のカム面４と複数のローラ８とのど
ちらか一方の円周上ピッチを等配とし、他方の円周上ピ
ッチを不等配に形成することにより、正逆転時に一方の
楔空間にローラがすぐに係合するようにして、正逆転時
の応答性を向上させた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、種々の駆動力の
伝達と遮断の切換え等に使用されるローラクラッチに関
するものである。
伝達と遮断の切換え等に使用されるローラクラッチに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のローラクラッチは、図１２〜図
１４に示すように、同軸上に回転可能に嵌合させた内方
部材３１と中空の外輪３２を同軸上に回転可能に嵌合さ
せ、上記外輪３２と上記内方部材３１のどちらか一方
（図示の例では、内方部材３１）の対向面に複数のカム
面３３を形成し、他方（図示の例では、外輪３２）に円
筒面３４を形成することによって、両者の間で楔空間を
形成し、両者の環状空間内に保持器３５を介在させ、保
持器３５の周方向位置に形成した複数のポケット３６内
に係合子であるローラ３７を収容し、保持器３５を外部
から手動または自動で操作することにより、ローラ３７
を上記外輪３２と内方部材３１とに係合可能にしてい
る。
１４に示すように、同軸上に回転可能に嵌合させた内方
部材３１と中空の外輪３２を同軸上に回転可能に嵌合さ
せ、上記外輪３２と上記内方部材３１のどちらか一方
（図示の例では、内方部材３１）の対向面に複数のカム
面３３を形成し、他方（図示の例では、外輪３２）に円
筒面３４を形成することによって、両者の間で楔空間を
形成し、両者の環状空間内に保持器３５を介在させ、保
持器３５の周方向位置に形成した複数のポケット３６内
に係合子であるローラ３７を収容し、保持器３５を外部
から手動または自動で操作することにより、ローラ３７
を上記外輪３２と内方部材３１とに係合可能にしてい
る。
【０００３】上記保持器３５は、図１４に示すように、
スイッチばね３８によって、ローラ３７が円筒面３４と
カム面３３に係合しない中立位置に支持付勢されてい
る。即ち、スイッチばね３８は、両端の屈曲端部３９
が、カム面３３を有する内方部材３１の切り欠きと保持
器３５の切り欠きにそれぞれ係止され、スイッチばね３
８の弾性により、保持器３５がカム面３３の中立位置に
保持されている。
スイッチばね３８によって、ローラ３７が円筒面３４と
カム面３３に係合しない中立位置に支持付勢されてい
る。即ち、スイッチばね３８は、両端の屈曲端部３９
が、カム面３３を有する内方部材３１の切り欠きと保持
器３５の切り欠きにそれぞれ係止され、スイッチばね３
８の弾性により、保持器３５がカム面３３の中立位置に
保持されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図１２に示
すような、内輪カムのローラクラッチでは、幾何学上ス
トラト角αを設定すると、図１３に示すように、正逆転
時におけるローラ回転角θaが４×αとなる。
すような、内輪カムのローラクラッチでは、幾何学上ス
トラト角αを設定すると、図１３に示すように、正逆転
時におけるローラ回転角θaが４×αとなる。
【０００５】例えば、ストラト角を３°に設定した場
合、単純にローラ３７の回転ガタで１２°となり、これ
に保持器３５のガタ等を含めると非常に大きなガタとな
り、正逆転時における応答性が低いという課題があっ
た。
合、単純にローラ３７の回転ガタで１２°となり、これ
に保持器３５のガタ等を含めると非常に大きなガタとな
り、正逆転時における応答性が低いという課題があっ
た。
【０００６】そこで、この発明は、ローラクラッチにお
いて正逆転の回転ガタを小さくし、正逆転時の応答性を
向上させることを技術的課題とするものである。
いて正逆転の回転ガタを小さくし、正逆転時の応答性を
向上させることを技術的課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、ローラクラ
ッチにおいて正逆転の回転ガタを小さくし、正逆転時の
応答性を向上させるために、次のような手段を採用する
ものである。
ッチにおいて正逆転の回転ガタを小さくし、正逆転時の
応答性を向上させるために、次のような手段を採用する
ものである。
【０００８】まず、この発明は、複数のカム面と複数の
ローラとのどちらか一方の円周上ピッチを等配とし、他
方の円周上ピッチを不等配に形成することにより、正逆
転時の回転ガタを小さくし、正逆転時の応答性を向上さ
せるということを見出したものである
ローラとのどちらか一方の円周上ピッチを等配とし、他
方の円周上ピッチを不等配に形成することにより、正逆
転時の回転ガタを小さくし、正逆転時の応答性を向上さ
せるということを見出したものである
【０００９】上記円周上ピッチが不等配に配置されたロ
ーラまたはカム面において、円周上ピッチが等配に配置
されたカム面またはローラに対するピッチの位相差を、
円周方向に正負交互に配置することにより、円周上に交
互に配置されたローラが、正逆転時に一方の楔空間に、
すぐに係合するので、正逆転時の応答性が向上する。
ーラまたはカム面において、円周上ピッチが等配に配置
されたカム面またはローラに対するピッチの位相差を、
円周方向に正負交互に配置することにより、円周上に交
互に配置されたローラが、正逆転時に一方の楔空間に、
すぐに係合するので、正逆転時の応答性が向上する。
【００１０】上記正負交互に配置されたピッチの位相差
は、その位相差の絶対値を等しくすることにより、正逆
転時のローラの楔空間への係合距離が等しくすることが
できるので、正逆転時の応答性に差が生じるのを防止す
ることができる。
は、その位相差の絶対値を等しくすることにより、正逆
転時のローラの楔空間への係合距離が等しくすることが
できるので、正逆転時の応答性に差が生じるのを防止す
ることができる。
【００１１】複数のカム面とローラとのどちらか一方の
円周上ピッチを等配とし、他方の円周上ピッチを不等配
に形成する手段としては、次のような手段がある。
円周上ピッチを等配とし、他方の円周上ピッチを不等配
に形成する手段としては、次のような手段がある。
【００１２】ローラの円周上ピッチを等配にした場合、
隣り合うカム面を中心線に対して、９０°よりも正負方
向に交互に傾けることにより、カム面の円周上ピッチを
不等配にすることができる。
隣り合うカム面を中心線に対して、９０°よりも正負方
向に交互に傾けることにより、カム面の円周上ピッチを
不等配にすることができる。
【００１３】また、ローラの円周上ピッチを不等配にす
る方法としては、各カム面に対して保持器のポケットを
２つずつ配置する方法、あるいは保持器のポケットに、
弾性部材を挟んでポケットを仕切り、ローラを２つずつ
配置する方法等がある。
る方法としては、各カム面に対して保持器のポケットを
２つずつ配置する方法、あるいは保持器のポケットに、
弾性部材を挟んでポケットを仕切り、ローラを２つずつ
配置する方法等がある。
【００１４】また、上記種々のタイプにおいて、カム面
をＲ面にすることにより、正逆転時の応答性をさらに向
上させることが可能である。
をＲ面にすることにより、正逆転時の応答性をさらに向
上させることが可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て説明する。図１は、電磁クラッチを使用したローラク
ラッチの一例を示している。このローラクラッチは、図
１及び図２に示すように、回転軸１と一体に回転するよ
う結合する内方部材２の外側に、外輪３を同軸上に回転
可能に嵌合させ、内方部材２の外径面に複数のカム面４
と外輪３の内径面に円筒面５を設けて両面間に楔空間を
形成し、その楔空間内に保持器６を配置している。
て説明する。図１は、電磁クラッチを使用したローラク
ラッチの一例を示している。このローラクラッチは、図
１及び図２に示すように、回転軸１と一体に回転するよ
う結合する内方部材２の外側に、外輪３を同軸上に回転
可能に嵌合させ、内方部材２の外径面に複数のカム面４
と外輪３の内径面に円筒面５を設けて両面間に楔空間を
形成し、その楔空間内に保持器６を配置している。
【００１６】保持器６には、カム面４と等しい数と配置
のポケット７が設けられ、各ポケット７に係合子として
のローラ８を保持している。
のポケット７が設けられ、各ポケット７に係合子として
のローラ８を保持している。
【００１７】前記保持器６の両端には、支持プレート
９、１０が設けられ、支持プレート９、１０を介して保
持器６が内方部材２に対し回転可能に支持されている。
また、保持器６の両端の支持プレート９、１０は、止め
輪１１によって、内方部材２に対して軸方向に固定され
ている。
９、１０が設けられ、支持プレート９、１０を介して保
持器６が内方部材２に対し回転可能に支持されている。
また、保持器６の両端の支持プレート９、１０は、止め
輪１１によって、内方部材２に対して軸方向に固定され
ている。
【００１８】前記保持器６は、支持プレート１０と内方
部材２のカム面４の端面との間に収容したスイッチばね
１２によって、ローラ８が円筒面５とカム面４に係合し
ない中立位置に支持付勢されている。即ち、スイッチば
ね１２は、図２に示すように、両端の屈曲端部が、カム
面４を有する内方部材２の切り欠き１３と保持器６の切
り欠き１４にそれぞれ係止され、スイッチばね１２の弾
性により、保持器６がカム面４の中立位置に保持されて
いる。
部材２のカム面４の端面との間に収容したスイッチばね
１２によって、ローラ８が円筒面５とカム面４に係合し
ない中立位置に支持付勢されている。即ち、スイッチば
ね１２は、図２に示すように、両端の屈曲端部が、カム
面４を有する内方部材２の切り欠き１３と保持器６の切
り欠き１４にそれぞれ係止され、スイッチばね１２の弾
性により、保持器６がカム面４の中立位置に保持されて
いる。
【００１９】外輪３には、アルミ等の非磁性体からなる
ロータガイド１５を介してロータ１６が固定されてい
る。前記ロータ１６には、適切な軸方向隙間を介して円
盤状のアマチュア１７が重ね合わされ、ロータ１６内に
は、アマチュア１７を電磁力により圧接させるための電
磁コイル１８が設けられている。アマチュア１７は、そ
の内径面で内方部材２に一体に形成された円筒形の案内
軸部に案内嵌合され、この内方部材２の案内軸部に対
し、軸方向及び回転方向に移動可能になっている。
ロータガイド１５を介してロータ１６が固定されてい
る。前記ロータ１６には、適切な軸方向隙間を介して円
盤状のアマチュア１７が重ね合わされ、ロータ１６内に
は、アマチュア１７を電磁力により圧接させるための電
磁コイル１８が設けられている。アマチュア１７は、そ
の内径面で内方部材２に一体に形成された円筒形の案内
軸部に案内嵌合され、この内方部材２の案内軸部に対
し、軸方向及び回転方向に移動可能になっている。
【００２０】保持器６の一端の支持プレート１０には、
アマチュア１７の方に折れ曲がった２つの爪部１９が上
下の対称位置に形成され、折れ曲がった爪部１９の先端
が円盤状のアマチュア１７に設けられたスリット２０に
ルーズに嵌合され、アマチュア１７が保持器６に対し、
相対回転不可能かつ軸方向にはスライド可能になってい
る。
アマチュア１７の方に折れ曲がった２つの爪部１９が上
下の対称位置に形成され、折れ曲がった爪部１９の先端
が円盤状のアマチュア１７に設けられたスリット２０に
ルーズに嵌合され、アマチュア１７が保持器６に対し、
相対回転不可能かつ軸方向にはスライド可能になってい
る。
【００２１】また、アマチュア１７とロータ１６の間に
は電磁コイル１８の電流がＯＦＦの時にアマチュア１７
とロータ１６の密着を離反させ、アマチュア１７とロー
タ１６間に隙間を設けるための離反ばね２１が設けられ
ている。
は電磁コイル１８の電流がＯＦＦの時にアマチュア１７
とロータ１６の密着を離反させ、アマチュア１７とロー
タ１６間に隙間を設けるための離反ばね２１が設けられ
ている。
【００２２】このローラクラッチは、電磁コイル１８へ
の電流をＯＮ−ＯＦＦすることによって、内方部材２と
外輪３とを係合または空転させることができる。
の電流をＯＮ−ＯＦＦすることによって、内方部材２と
外輪３とを係合または空転させることができる。
【００２３】即ち、このローラクラッチは、電流がＯＦ
Ｆの時、スイッチばね１２によって保持器６及びローラ
８は内方部材２に設けたカム面４の中立位置に付勢され
ており、内方部材２と外輪３は空転可能な状態になって
いる。そして、電磁コイル１８に対する通電をＯＮする
と、アマチュア１７が、外輪３に固定されたロータ１６
に磁力で吸引圧接される。この圧接による摩擦トルク
は、アマチュア１７、ロータ１６を介して保持器６と外
輪３に作用し、内方部材２と外輪３が相対回転し、摩擦
トルクがスイッチばね１２のトルクより大きくなると、
保持器６とローラ８は外輪３と同回転し、その結果、ロ
ーラ８はカム面４の中立位置から楔係合位置に移動し、
内方部材２と外輪３が係合し、回転軸１の回転が外輪３
を介して出力側の部材に伝達されることになる。
Ｆの時、スイッチばね１２によって保持器６及びローラ
８は内方部材２に設けたカム面４の中立位置に付勢され
ており、内方部材２と外輪３は空転可能な状態になって
いる。そして、電磁コイル１８に対する通電をＯＮする
と、アマチュア１７が、外輪３に固定されたロータ１６
に磁力で吸引圧接される。この圧接による摩擦トルク
は、アマチュア１７、ロータ１６を介して保持器６と外
輪３に作用し、内方部材２と外輪３が相対回転し、摩擦
トルクがスイッチばね１２のトルクより大きくなると、
保持器６とローラ８は外輪３と同回転し、その結果、ロ
ーラ８はカム面４の中立位置から楔係合位置に移動し、
内方部材２と外輪３が係合し、回転軸１の回転が外輪３
を介して出力側の部材に伝達されることになる。
【００２４】前記の内方部材２と外輪３が係合する状態
で、電磁コイル１８に対する通電をＯＦＦにすると、ロ
ータ１６へのアマチュア１７の吸着が解かれ、スイッチ
ばね１２の作用でローラ８はカム面４の中立位置に戻
り、回転の伝達が遮断されることになる。
で、電磁コイル１８に対する通電をＯＦＦにすると、ロ
ータ１６へのアマチュア１７の吸着が解かれ、スイッチ
ばね１２の作用でローラ８はカム面４の中立位置に戻
り、回転の伝達が遮断されることになる。
【００２５】この発明は、上記のようなローラクラッチ
において、複数のカム面４とローラ８とのどちらか一方
の円周上ピッチを等配とし、他方の円周上ピッチを不等
配に形成することにより、正逆転時の回転ガタを小さく
し、正逆転時の応答性を向上させたものである
において、複数のカム面４とローラ８とのどちらか一方
の円周上ピッチを等配とし、他方の円周上ピッチを不等
配に形成することにより、正逆転時の回転ガタを小さく
し、正逆転時の応答性を向上させたものである
【００２６】まず、図３及び図４に示す実施形態では、
保持器６のポケット７の円周上ピッチを不等配に配置し
ている。
保持器６のポケット７の円周上ピッチを不等配に配置し
ている。
【００２７】即ち、この実施形態では、保持器６のポケ
ット７の円周上ピッチを、（４５°+β）と（４５°−
β）の交互に配置し、正逆転時のローラ回転角θf1、θ
f2が小さくなるようにして、正逆転時の応答性を向上さ
せている。
ット７の円周上ピッチを、（４５°+β）と（４５°−
β）の交互に配置し、正逆転時のローラ回転角θf1、θ
f2が小さくなるようにして、正逆転時の応答性を向上さ
せている。
【００２８】上記正負交互に配置されたピッチの位相差
は、（４５°+β）と（４５°−β）というように、そ
の絶対値を等しくしており、これにより正逆転時の応答
性に差が生じるのを防止している。
は、（４５°+β）と（４５°−β）というように、そ
の絶対値を等しくしており、これにより正逆転時の応答
性に差が生じるのを防止している。
【００２９】図５及び図６は、複数のカム面と複数のロ
ーラとのどちらか一方の円周上ピッチを等配とし、他方
の円周上ピッチを不等配に形成する別な手段であり、保
持器６のポケット７の円周上ピッチを等配にし、隣り合
うカム面４を中心線に対して、９０°よりも正負方向に
交互に傾けることにより、カム面４の円周上ピッチを不
等配にしている。
ーラとのどちらか一方の円周上ピッチを等配とし、他方
の円周上ピッチを不等配に形成する別な手段であり、保
持器６のポケット７の円周上ピッチを等配にし、隣り合
うカム面４を中心線に対して、９０°よりも正負方向に
交互に傾けることにより、カム面４の円周上ピッチを不
等配にしている。
【００３０】即ち、この実施形態は、図６に示すよう
に、隣り合うカム面４を中心線に対して、（９０°＋
α）、（９０°−α）というように、正負方向に交互に
傾けることにより、正逆転時のローラ回転角θe1、θe2
を小さくなるようにして、正逆転時の応答性を向上させ
ている。この場合、隣り合うカム面４の頂角は、図５に
示すように、（１３５°＋α）、（１３５°−α）にな
る。
に、隣り合うカム面４を中心線に対して、（９０°＋
α）、（９０°−α）というように、正負方向に交互に
傾けることにより、正逆転時のローラ回転角θe1、θe2
を小さくなるようにして、正逆転時の応答性を向上させ
ている。この場合、隣り合うカム面４の頂角は、図５に
示すように、（１３５°＋α）、（１３５°−α）にな
る。
【００３１】図７〜図９は、複数のカム面４と複数のロ
ーラ８とのどちらか一方の円周上ピッチを等配とし、他
方の円周上ピッチを不等配に形成する別な手段であり、
各カム面４に対して保持器６のポケット７を２つずつ配
置することにより、図８に示すように、正逆転時のロー
ラ回転角θb1、θb2を小さくしている。図１０及び図１
１は、各カム面４に対し、保持器６のポケット７に、２
つのローラ８を、ゴム等の弾性部材２２を挟んで収容す
ることにより、図１１に示すように、正逆転時のローラ
回転角θb1、θb2を小さくする例である。上記種々の実
施形態において、カム面４をＲ面にすることにより、正
逆転時の応答性をさらに向上させることも可能である。
なお、上記種々の実施例においては、内方部材にカム面
を設けた場合の例を示したが、外輪内径面にカム面を形
成し、内方部材の外径面を円筒にしたタイプのローラク
ラッチでも同様の作用、効果が得られることはいうまで
もない。
ーラ８とのどちらか一方の円周上ピッチを等配とし、他
方の円周上ピッチを不等配に形成する別な手段であり、
各カム面４に対して保持器６のポケット７を２つずつ配
置することにより、図８に示すように、正逆転時のロー
ラ回転角θb1、θb2を小さくしている。図１０及び図１
１は、各カム面４に対し、保持器６のポケット７に、２
つのローラ８を、ゴム等の弾性部材２２を挟んで収容す
ることにより、図１１に示すように、正逆転時のローラ
回転角θb1、θb2を小さくする例である。上記種々の実
施形態において、カム面４をＲ面にすることにより、正
逆転時の応答性をさらに向上させることも可能である。
なお、上記種々の実施例においては、内方部材にカム面
を設けた場合の例を示したが、外輪内径面にカム面を形
成し、内方部材の外径面を円筒にしたタイプのローラク
ラッチでも同様の作用、効果が得られることはいうまで
もない。
【００３２】
【発明の効果】この発明によれば、以上のように、正逆
転時のローラの回転ガタを小さくすることができるの
で、正逆転時の応答性を向上させることができる。
転時のローラの回転ガタを小さくすることができるの
で、正逆転時の応答性を向上させることができる。
【図１】この発明に係るローラクラッチの全体を示す縦
断正面図
断正面図
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ部分の縦断面図、（ｂ）
はスイッチばねを除いて示したＡ−Ａ部分の縦断面図
はスイッチばねを除いて示したＡ−Ａ部分の縦断面図
【図３】この発明に係るローラクラッチの第１の実施形
態の縦断面図
態の縦断面図
【図４】図３の部分拡大図
【図５】この発明に係るローラクラッチの第２の実施形
態の縦断面図
態の縦断面図
【図６】図５の部分拡大図
【図７】この発明に係るローラクラッチの第３の実施形
態の縦断面図
態の縦断面図
【図８】図７の部分拡大図
【図９】第３の実施形態のスイッチばね部分の縦断面図
【図１０】この発明に係るローラクラッチの第４の実施
形態の縦断面図
形態の縦断面図
【図１１】図１０の部分拡大図
【図１２】従来例の縦断面図
【図１３】図１２の部分拡大図
【図１４】従来例のスイッチばね部分の縦断面図
１ 回転軸
２ 内方部材
３ 外輪
４ カム面
５ 円筒面
６ 保持器
７ ポケット
８ ローラ
９、１０ 支持プレート
１１ 止め輪
１２ スイッチばね
１３、１４ 切り欠き
１５ ロータガイド
１６ ロータ
１７ アマチュア
１８ 電磁コイル
１９ 爪部
２０ スリット
２１ 離反ばね
Claims (7)
- 【請求項１】 内方部材と中空の外輪を同軸上に回転可
能に嵌合させ、上記外輪と上記内方部材のどちらか一方
の対向面に複数のカム面を形成し、他方に円筒面を形成
することによって、両者の間で楔空間を形成し、両者の
環状空間内に保持器を介在させ、保持器の周方向位置に
形成した複数のポケット内に係合子であるローラを収容
し、保持器を外部から手動または自動で操作することに
よって、ローラが上記外輪と内方部材とに係合可能なロ
ーラクラッチにおいて、上記複数のカム面と複数のロー
ラとのどちらか一方の円周上ピッチを等配とし、他方の
円周上ピッチを不等配に形成したことを特徴とするロー
ラクラッチ。 - 【請求項２】 上記円周上ピッチが不等配に配置された
ローラまたはカム面において、円周上ピッチが等配に配
置されたカム面またはローラに対するピッチの位相差
が、円周方向に正負交互に配置されていることを特徴と
する請求項１に記載のローラクラッチ。 - 【請求項３】 上記正負交互に配置されたピッチの位相
差の絶対値を等しくした請求項２に記載のローラクラッ
チ。 - 【請求項４】 上記ローラの円周上ピッチを等配にし、
隣り合うカム面を中心線に対して、９０°よりも正負方
向に交互に傾けることにより、カム面の円周上ピッチを
不等配にした請求項１〜３のいずれかに記載のローラク
ラッチ。 - 【請求項５】 上記カム面の円周上ピッチを等配にし、
各カム面に対して保持器のポケットを２つずつ配置して
ローラの円周上ピッチを不等配にした請求項１〜３のい
ずれかに記載のローラクラッチ。 - 【請求項６】 上記保持器のポケットに、弾性部材を挟
んでローラを２つずつ配置し、各カム面に対して保持器
のポケット内に収容するローラの円周上ピッチを不等配
にした請求項１〜３のいずれかに記載のローラクラッ
チ。 - 【請求項７】 上記カム面をＲ面にした請求項１〜６の
いずれかに記載のローラクラッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002062199A JP2003262238A (ja) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | ローラクラッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002062199A JP2003262238A (ja) | 2002-03-07 | 2002-03-07 | ローラクラッチ |
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