JP2006029541A - ワンウェイクラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 エンドベアリングを備えたワンウェイクラッチにおいて、安定した引きずりトルクが得られると共に、構成簡単で軸方向長を短縮できるワンウェイクラッチを提供する。
【解決手段】 半径方向に離間され、相対回転自在に同心状に配置されると共に環状の軌道面を有する内輪及び外輪と、前記内輪及び外輪間に配置されて該軌道面間でトルクを伝達するトルク伝達部材と、該トルク伝達部材を円周方向等分に保持する保持器と、前記内輪及び外輪間に配置され、前記内輪及び外輪を同心状態に保持するため、前記外輪に密嵌したエンドベアリングから成るワンウェイクラッチにおいて、前記保持器は前記エンドベアリング内に配置され、前記保持器は前記エンドベアリングに対して摩擦力を発生するため前記エンドベアリングの内周面に当接する当接部分を備えていることを特徴とするワンウェイクラッチ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば自動車などの駆動装置内でトルク伝達、バックストップ等の部品として使用されるワンウェイクラッチに関するものであり、より詳細にはワンウェイクラッチのエンドベアリングの改良に関する。

従来、ワンウェイクラッチを産業機械などの回転部分に組み込み使用する場合、振動、慣性などによりその機能が損なわれないように、回転部材である外輪もしくは内輪に一定の引きずりトルクをもたせて保持している。

例えば、外輪の回転に急加減速があるとスプラグは慣性のため外輪軌道面で滑り、摩擦を生じるので外側保持器と外輪との間に、摩擦力、すなわち引きずりトルクを与え、回転する外輪と常に一体で回転させる必要がある。これは、外輪の動きを敏速に外側保持器に伝えると共に、スプラグの動きを確実にするためである。

上述のように一定の引きずりトルクを得るため、従来のワンウェイクラッチでは外側保持器に切欠き加工、すなわちＴバー加工やｉバー加工を施したり、別部材としてドラグクリップなどのバネ部材を取りつけたりしていた。また、これらの加工性や構成部品の増加などの問題が生じるため、外側保持器のフランジ部を楕円形状とするなどの方策が提案されていた。

例えば、特許文献１では保持器の保持面の一部または全部を切り欠いて、外輪の環状内面に当接する平面部を設け、この平面部により必要な引きずりトルクを得る構成を開示している。

また、特許文献２では保持器のフランジ部を楕円形状に形成し、長軸の両端で外輪の環状内面に当接させ必要な引きずりトルクを得る構成を開示している。

特許文献３では、保持器のフランジの一部に、径方向外方へ延在する突起を形成し、この突起を外輪の環状内面に当接させ、必要な引きずりトルクを得る構成を開示している。

この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
実開昭６０−１２７１２８号公報（図９、図１０等） 実開昭６２−１８８６３２号公報（図４等） 実開平５−５４８３１号公報（図５等）

しかしながら、上述した従来のワンウェイクラッチには以下のような問題点がある。一般に、ステータ用のワンウェイクラッチでは、軸方向の両端に、例えばアルミニウム等の軸受合金製のブッシュを並列配置して、内外輪の軸受としていることが多い。この場合、ブッシュの分、ワンウェイクラッチ全体の軸方向長が長くなることが多かった。従って、ブッシュの代わりにエンドベアリングを用いることにより軸方向長を短縮できる。

エンドベアリングは、環状の板部材の内径及び外径から軸方向に延在するフランジ部を備えている。このフランジ部が内外輪に対する軸受機能を有する。よって、保持器のフランジ部は、エンドベアリングのフランジ部によって包囲されるため、保持器のフランジ部が内輪または外輪に直接引きずりトルクを与える構成は採用できない。

従って、本発明の目的は、エンドベアリングを備えたワンウェイクラッチにおいて、安定した引きずりトルクが得られると共に、構成簡単で、軸方向長を短縮できるワンウェイクラッチを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明のワンウェイクラッチは、
半径方向に離間され、相対回転自在に同心状に配置されると共に環状の軌道面を有する内輪及び外輪と、前記内輪及び外輪間に配置されて該軌道面間でトルクを伝達するトルク伝達部材と、該トルク伝達部材を円周方向等分に保持する保持器と、前記内輪及び外輪間に配置され、前記内輪及び外輪を同心状態に保持するため、前記外輪に密嵌したエンドベアリングから成るワンウェイクラッチにおいて、
前記保持器は前記エンドベアリング内に配置され、前記保持器は前記エンドベアリングに対して摩擦力を発生するため前記エンドベアリングの内周面に当接する当接部分を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、次のような効果が得られる。
保持器に設けた当接部分がエンドベアリングを介して内輪または外輪に当接し、保持器が弾性変形するため、簡単な構成で、安定した引きずりトルクが得られると共に、寿命低下の恐れのないワンウェイクラッチを提供することができる。当接部分が単純な構造であるので、寸法管理が容易となり、機械加工も容易である。保持器のフランジ部に突起を設けるだけなので、加工工程を増加させることなく、また強度の低下もなく、製造コストが低いと共に寿命の向上したワンウェイクラッチを提供できる。保持器のフランジ部を楕円形やほぼ多角形に変形した円形に形成すれば、または保持器全体を楕円形に形成すれば、更に製造が容易になる。また、以上の構造により、軸方向寸法の短いワンウェイクラッチの製造が可能となる。

保持器のフランジ部に半径方向外方に突出する突出部を設けたことにより、突出部の先端がエンドベアリングの内周面に接すると共に、突出部と対向する保持器のフランジ部の一部が真円であるエンドベアリングの内周面に接して、保持器が半径方向に弾性変形し、外輪に密嵌したエンドベアリングを介して外輪との間に適当な摩擦力を得ている。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。尚、以下説明する実施例は本発明を例示として説明するものであって、本発明を限定するものではないことは言うまでもない。また、各図面中同一部分は同一符号で表わしてある。

図１は、本発明の一実施例を示すワンウェイクラッチ１０の一部破断した正面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った軸方向断面図である。トルク伝達部材としてひょうたん形のスプラグを用いた例で示してあるが、本発明はその他の形式のワンウェイクラッチにも適用できる。図１では、外輪１及び内輪２は省略してある。

図２において、外輪１はほぼ真円の内周面１ａとなっている。また、内輪２はほぼ真円の外周面２ａとなっている。外輪１と内輪２とは内周面１ａ及び外周面２ａとを互いに対向させた状態で、相対回転自在となっている。

外輪１と内輪２とで画成される環状の空間には、両輪間でトルクを伝達するトルク伝達部材、すなわちひょうたん形のスプラグ３が円周方向等分に複数個配置され、内外輪間でトルクを伝達している。スプラグ３は、一対の保持器、すなわち外側保持器５及び内側保持器６にそれぞれ設けたほぼ矩形の窓８内に保持されている。外側及び内側保持器５、６の間にはリボンスプリング４が配置され、スプラグ３に係合面とかみ合う方向の起き上がりモーメントを与えている。

図１から明らかなように、ほぼ真円の内径を有する環状の内側保持器６は、軸方向の一端部でほぼ垂直にすなわち半径方向内方に所定距離延在する環状のフランジ部６ａを有しており、フランジ６ａの先端部は所定のクリアランスをもって内輪２に対向している。

また、ほぼ真円の内径を有する環状の外側保持器５は、軸方向の一端部でほぼ垂直にすなわち半径方向外方に所定距離延在する環状のフランジ部５ａを有しており、フランジ５ａの突起１３以外の先端部は所定のクリアランスをもってエンドベアリング１２の内周面に対向している。

図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った軸方向断面図であり、ワンウェイクラッチ１０の詳細を示している。ワンウェイクラッチ１０は、内輪２及び外輪１との間にほぼ環状のエンドベアリング１１及び１２が軸方向の端部にそれぞれ設けられている。エンドベアリング１１及び１２は、内輪２及び外輪１間に配置され、内輪２及び外輪１を同心状態に保持している。すなわち、内外輪の軸受の機能を果たしている。

エンドベアリング１１及び／または１２は、外輪１の内周面１ａに対して固着状態で係合、すなわち密嵌し、外輪１にほぼ固定された状態となっている。すなわち外輪１とほぼ一体となるように構成されている。エンドベアリング１１及び／または１２は、外径側及び内径側からそれぞれ軸方向内方に延在するフランジ部１１ａ、１１ｂ及び１２ａ、１２ｂを備えている。従って、フランジ部１１ａ及び１２ａの外周面で、外輪１の内周面１ａに密嵌している。またフランジ部１１ｂ及び１２ｂの外周は内輪２の外周面２ａに所定のクリアランスで摺動可能に対向している。

エンドベアリングは、上述の他、次のように外輪１に対して固定することもできる。図３は、エンドベアリングの他の例を示す軸方向断面図である。エンドベアリング１２は、初期状態では角度θで外径側へ広げたフランジ部１２ｃを備えている。フランジ部１２ｃの外径は外輪１の内径より大きい。

フランジ部１２ｃを内径側へ変形させながら、エンドベアリング１２を外輪１の内周面にバネ力をもって挿入する。挿入後は、フランジ部１２ｃは、図１と同様なフランジ部１２ａとなるが、変形されたフランジ部が外径側に復元しようとするばね力によりエンドベアリング１２が外輪１に対して固定状態となる。尚、図３では、説明の便宜上フランジ部の外径への拡がりが大きくなっているが、実際には僅かな量拡がっているだけである。

図４は、外輪１とエンドベアリング１１及び１２の直径と温度の関係を示すグラフである。例えば鋼製の外輪１は、熱膨張により実線Ａのような勾配で直径が増大する。また、例えば銅製のエンドベアリング１１及び１２は、熱膨張により破線Ｂのような勾配で直径が増大する。

温度が低いときには、外輪１の内径とエンドベアリング１１及び１２の外径との間には所定のクリアランスが存在する。ワンウェイクラッチの作動に伴って、温度が僅かに上昇すると、外輪より熱膨張率の高い材質のエンドベアリング１１及び１２の外径は、温度Ｐで外輪１の内径と同じになる。その後は、外輪１の内径とエンドベアリング１１及び１２の外径とは同一直径の状態となり、外輪１にエンドベアリング１１及び１２は確実に固定される。

すなわち、熱膨張を利用して、エンドベアリングの外径が外輪の内径に対してシメ代を発生し、エンドベアリングが外輪に対して確実に固定されるのである。

エンドベアリング１１及び１２は、円周方向等分に設けられ軸方向に貫通する複数の貫通孔１４及び１５を備えている。この貫通孔１４及び１５は、ワンウェイクラッチ１０を潤滑する潤滑油の経路となっている。

図１及び２に示すように、外側保持器５のフランジ部５ａは周方向の一部に突起１３を備えている。突起１３はエンドベアリング１２の内周面に当接するように配置されている。フランジ部５ａは、エンドベアリング１２のフランジ部１２ａで包囲されているので、外輪１に対して接することはできない。しかしながら、エンドベアリング１２が外輪１に対して固定状態で密嵌しているので、必要な引きずりトルクはエンドベアリング１２を介して外輪１に与えられる。

以上のように、外輪１に対する引きずりトルクは、エンドベアリング１２を介して、外輪１に与えられる。外側保持器５のフランジ部５ａに設けた突起１３が、エンドベアリング１２の内周面に当接する一方で、突起１３と周方向でほぼ１８０度反対側の一部が、エンドベアリング１２の内周面に当接し、外側保持器５が弾性変形することで、外輪１に対して必要な引きずりトルクを与えることができる。

突起１３は２個であることが好ましいが、必要であれば１個もしくは多数個設けることもできる。また、外側保持器５の環状のフランジ部５ａをほぼ多角形の円形状に形成してもよい。

上記実施例では、ほぼ真円のフランジ部５ａに突起を設けて、保持器の弾性変形を利用して突起をエンドベアリング１２の内周面に、当接させ、結果として外輪１に押圧力を作用させることで外輪１に対する安定した引きずりトルクを生じさせている。しかしながら、突起を設けないで、フランジ部５ａ全体を楕円形に形成、または保持器全体を楕円形に加工して、楕円長軸の両端でエンドベアリング１２のフランジ部１２ａの内周面に当接させ、引きずりトルクを与えるように構成することもできる。

尚、上述の実施例の説明においては外側保持器及び内側保持器の２つの保持器を有するものとしてワンウェイクラッチを説明したが、保持器が１つだけの形式のワンウェイクラッチにも本発明が適用できることは言うまでもない。

本発明の一実施例を示すワンウェイクラッチの一部破断した正面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った軸方向断面図である。 エンドベアリングの他の例を示す軸方向断面図である。 外輪とエンドベアリングの直径と温度の関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 外輪
２ 内輪
３ スプラグ
４ リボンスプリング
５ 外側保持器
６ 内側保持器
１０ ワンウェイクラッチ
１１、１２ エンドベアリング
１３ 突起

Claims (7)

1. 半径方向に離間され、相対回転自在に同心状に配置されると共に環状の軌道面を有する内輪及び外輪と、前記内輪及び外輪間に配置されて該軌道面間でトルクを伝達するトルク伝達部材と、該トルク伝達部材を円周方向等分に保持する保持器と、前記内輪及び外輪間に配置され、前記内輪及び外輪を同心状態に保持するため、前記外輪に密嵌したエンドベアリングから成るワンウェイクラッチにおいて、
   前記保持器は前記エンドベアリング内に配置され、前記保持器は前記エンドベアリングに対して摩擦力を発生するため前記エンドベアリングの内周面に当接する当接部分を備えていることを特徴とするワンウェイクラッチ。
2. 前記当接部分は、前記保持器の外周から径方向外方へ延在する突起であることを特徴とする請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
3. 前記当接部分は、前記保持器の内周から径方向内方へ延在する突起であることを特徴とする請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
4. 前記保持器のフランジ部または前記保持器全体が楕円形に形成され、前記当接部分は楕円の長軸の両端部に設けられることを特徴とする請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
5. 前記保持器のフランジ部または前記保持器全体が、ほぼ多角形に変形した円形で形成され、前記当接部分は前記多角形の頂点の少なくとも２点以上であることを特徴とする請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
6. 前記エンドベアリングは、銅系の材料から形成され、所定温度以上になると熱膨張により膨張し、それにより前記外輪の内周面に固定されることを特徴とする請求項１に記載のワンウェイクラッチ。
7. 前記エンドベアリングは、前記外輪の内径より大きい外径を有するフランジ部を備えており、該フランジ部を変形させることで、前記外輪に対して固定されていることを特徴とする請求項１−６のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチ。
   

Images