JP2006283820A - ワンウェイクラッチ及びその組み付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保持器の強度低下をもたらすことなく安定した引きずりトルクが得られると共に、製造コストの上昇を招くこともなく構成簡単なワンウェイクラッチを提供する。
【解決手段】内輪２及び外輪１間に配置され、円筒部５ｂと該円筒部５ｂの軸方向の一縁部から半径方向外方に延在する環状のフランジ部５ａとを有し、該円筒部５ｂにより該トルク伝達部材３を円周方向等分に保持する保持器５と、から成るワンウェイクラッチ１０において、前記保持器５の前記円筒部５ｂ及び前記フランジ部５ａはほぼ真円状に形成され、前記外輪１の内周軌道面１ａは真円状に形成されていると共に、前記外輪１の内周軌道面１ａの径と前記保持器５の前記フランジ部５ａの外径とはほぼ同じであり、前記フランジ部５ａは前記外輪１と所定のドラグを保ち、摩擦係合していることを特徴としている。
【選択図】図３

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保持器の改良に関する。また、保持器の外輪に対する組み付け方法に関する。

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、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。

上述のような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のフランジ部を楕円形状とするなどの方策をとっていた（特許文献１参照）。また、外側保持器に突起を施したものがある（特許文献２参照）。また、その他、ｉバー、Ｔバー、ドラグクリップなどを用いてドラグを発生させるものがある。

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６２−１８８６３２号公報（図３など） 実開平５−５４８３１号公報（図３など）

しかしながら、以上説明したような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。まず、外側保持器に突起を設けることは加工工数が増えるため製造コストが上がるという新たな問題点を生じる。

また、保持器のフランジ部（もしくは保持器全体を）を楕円形に形成する場合は、楕円形状への加工や、使用中も楕円形状に保つための寸法管理が困難であるとの新たな問題点をひき起こすことになる。更に、例えば、図７に示すように、全体として従来の外側保持器では外輪の軌道面と接触する接触面積が比較的小さく、安定した引きずりトルクが得られなかった。

従来の楕円保持器は二重保持器の外側保持器として使われ、外輪との間に適度なドラグを発生させてロック時の噛み合い性能の安定化に寄与している。

ワンウェイクラッチは、外輪と内輪との間に外側保持器と内側保持器が同心円上に配置され円周方向に等間隔に並んだスプラグを支えるようになっている。更に、内側及び外側保持器の間には、スプラグを噛み合い方向に付勢するリボンスプリングが円周状にセットされワンウェイクラッチが確実に噛み合うようにしている。

楕円保持器は、ｉバーやＴバーなどに比べ加工が簡単であることから、よく用いられているが、形状的な特徴から外側保持器の楕円形状と内側保持器の真円形状との間は等間隔とはならず、楕円形状に沿って広い部分と狭い部分が生じる。

その結果、ワンウェイクラッチが作動を繰り返すとスプラグの動きに応じて外側保持器と内側保持器とが相対回転運動を行うので、狭い部分では保持器間に配置されたリボンスプリングが、非常に厳しい条件下では、外側保持器と接触を繰り返すこともあり、リボンスプリングが部分摩耗を起こす現象も出てくる。

従って、本発明の目的は、楕円ケージの利点を生かしながら、リボンスプリングとの干渉を防止する方法として、形状は真円であるが作用は楕円保持器と同等である保持器を備えたワンウェイクラッチを提供することである。

また、本発明の他の目的は、保持器の強度低下をもたらすことなく安定した引きずりトルクが得られると共に、製造コストの上昇を招くこともなく構成簡単な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、
環状の内周軌道面を有する外輪と、前記外輪に対して半径方向内方に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、環状の外周軌道面を有する内輪と、前記外輪及び前記内輪間に配置されて前記内外輪間でトルクを伝達するトルク伝達部材と、前記内輪及び外輪間に配置され、円筒部と該円筒部の軸方向の一縁部から半径方向外方に延在する環状のフランジ部とを有し、該円筒部により該トルク伝達部材を円周方向等分に保持する保持器と、から成るワンウェイクラッチにおいて、
前記保持器の前記円筒部及び前記フランジ部はほぼ真円状に形成され、前記外輪の内周軌道面は真円状に形成されていると共に、前記外輪の内周軌道面の径と前記保持器の前記フランジ部の外径とはほぼ同じであり、前記フランジ部は前記外輪と所定のドラグを保ち、摩擦係合していることを特徴としている。

また、本発明のワンウェイクラッチは、
真円状で環状の内周軌道面を有する外輪と、前記外輪に対して半径方向内方に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、環状の外周軌道面を有する内輪と、前記外輪及び前記内輪に配置されて前記内外輪間でトルクを伝達するトルク伝達部材と、前記内輪及び外輪間に配置され、ほぼ真円状の円筒部と該円筒部の軸方向の一縁部から半径方向外方に延在する環状でほぼ真円状のフランジ部とを有し、該円筒部により該トルク伝達部材を円周方向等分に保持する保持器とから成るワンウェイクラッチにおいて前記保持器を前記外輪に組付ける方法であって、
前記保持器を変形させた後に、前記外輪の前記内周軌道面に組付けることを特徴としている。

以上のような構成によって、外輪と保持器との間の接触領域が、従来より広くなるため、経時変化が少なく安定した必要な引きずりトルクを得られると共に、リボンスプリングとの干渉を防止し、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。楕円または多角形などに変形させた保持器を外輪の内周軌道面（軌道面）に組み付け、ほぼ真円状に接することができるため、長径を軸にワンウェイクラッチが軸方向に傾きにくくなる。また、接触面積が大きくなり、摩耗による経時変化が発生しにくくなる。その結果、保持器と外輪とが相対回転しづらくなり、外輪との接触面から必要な摩擦力による引きずりトルクを発生させることができると共に、外輪の中でワンウェイクラッチの姿勢が安定する。

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の軸方向の断面図である。この場合、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トルク伝達部材を有するワンウェイクラッチにも適用できる。図１において、外輪１はその内周軌道面がほぼ真円の軌道面１ａとなっている。また、内輪２はその内周軌道面がほぼ真円の軌道面２ａとなっている。外輪１と内輪２とは軌道面１ａ及び２ａとを互いに対向させて、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、スプラグ３が円周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。外側保持器５及び内側保持器６の窓８は、それぞれ保持器の両周縁部と柱部とで画成されている。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に内輪２及び外輪１の各軌道面と噛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、ほぼ真円の外径を有する内側保持器６は、円筒部６ｂと、円筒部６ｂと一体に形成され、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外側保持器５は、円筒部５ｂと、円筒部５ｂと一体に形成され、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を有している。

ここで、図２−図４を参照して、本発明にかかるワンウェイクラッチ１０の外側保持器５の外輪１への組み付け手順を説明する。先ず、図２に示すように、外側保持器５は、ほぼ真円のフランジ部５ａと、それと一体に形成されたほぼ真円の円筒部５ｂとからなっている。従って、外側保持器５は全体として真円状となっている。また、外輪の内周軌道面１ａの径と外側保持器５のフランジ部５ａの外径とはほぼ同じである。

次に、図２の外側保持器５を不図示の装置を用いて、図中左右方向から押圧して、図３に示すように短径Ａをもうけて、全体を楕円形に変形させる。このとき、楕円の長径は、外輪１の内周軌道面１ａの径よりも大きくなっている。楕円形状に変形させた後、図４に示すように、外側保持器５の長径側を弾性変形させ、外輪１の内周軌道面１ａに嵌め込むように組付ける。このように組み付けられると、外側保持器５は、全体としてほぼ真円形状に近い形状になり、外輪１の内周軌道面１ａとフランジ部５ａの縁部との間において、円周方向で比較的広い接触領域Ｃが形成される。この結果、外輪１の内周軌道面１ａに対して、外側保持器５のフランジ部５ａは所定のドラグを保ち、摩擦係合する。

ここで、図７を用いて、従来のワンウェイクラッチ５０の外輪３０と保持器３５との組み付け関係について説明する。ほぼ真円の円筒部３５ｂと楕円に成形されたフランジ部３５ａとからなる保持器３５は、楕円の長軸側に外輪３０の内周軌道面３０ａを接触する膨らみ部３５ｃを設けている。

楕円の長軸の両端に位置する膨らみ部３５ｃが外輪３０の内周軌道面３０ａに接触することで、必要な引きずりトルクを得ている。図７から明らかなように、内周軌道面３０ａと膨らみ部３５ｃとの接触領域Ｄは、内周に占める割合が、図４に示した接触領域Ｃより小さい。

上記実施例では外輪に組付ける前に保持器を楕円に変形しているが、楕円以外の形状、例えば多角形などの形状に変形させることもできる。外輪が剛性の高い金属の削り仕上げによる真円形状であるのに対し、保持器は環状の比較的薄めの板状であることから、ほぼ真円ではあるが、外輪のように精度の高い真円には加工できない。従って、ある程度の歪が生じるものである。この歪、すなわち変形を積極的に利用して、楕円や多角形に限らず様々な形状に保持器のフランジ部を所定形状に変形して外輪に摩擦係合している。

また、この歪を加工により意図的に作りあげることもできる。そのため、ほぼ楕円やほぼ多角形の形状等に保持器を変形させる。もし、三角形にすると、フランジ部が外輪の内周軌道面に対して３箇所の接触領域を有することになるため、保持器が外輪に対して回転しなくなる。

このような形状の例として、例えば図６では、保持器１５は全体として小判状の形状をしている。保持器１５は、外輪１の軌道面１ａに対して周方向でほぼ１８０度反対側の２つの接点１５ａで外輪１の軌道面１ａに接触している。また、接点１５ａ間の中間には僅かに窪んだ凹部１５ｂが、それぞれ周方向でほぼ１８０度対向する位置に設けられている。尚、図５では凹部１５ｂと軌道面１ａとの間隙は誇張して表示している。

２つの接点１５ａにより、外輪との接触面から必要な摩擦力による引きずりトルクを発生させることができると共に、外輪の中でワンウェイクラッチの姿勢が安定する。

図７は、保持器の更に他の形状を示している。図７では、保持器２５は３つの点で外輪１の軌道面１ａと接している。保持器２５は、周方向等配に３箇所設けられた接点２５ａで外輪１の軌道面１ａに接触している。また、接点２５ａ間の中間には僅かに窪んだ凹部２５ｂが、周方向等配に３箇所設けられている。尚、図５と同様に、図７でも凹部２５ｂと軌道面１ａとの間隙は誇張して表示している。

３つの接点２５ａにより、外輪との接触面から必要な摩擦力による引きずりトルクを発生させることができると共に、外輪の中でワンウェイクラッチの姿勢が安定する。尚、接点２５ａは少なくとも３つあることが好ましいが、それ以上の数でも良い。

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。また、エンドベアリングを用いる形式のワンウェイクラッチにも適用可能である。

本発明の一実施例を示すワンウェイクラッチの軸方向断面図である。 図１の外側保持器の正面図である。 楕円形状に変形させた外側保持器の正面図である。 図３の外側保持器を外輪に嵌合・組み付けしたワンウェイクラッチの正面図である。 本発明の他の実施例を示すワンウェイクラッチの正面図である。 本発明の更に他の実施例を示すワンウェイクラッチの正面図である。 従来のワンウェイクラッチの正面図である。

符号の説明

１ 外輪
２ 内輪
３ スプラグ
５ 外側保持器
５ａ フランジ部
６ 内側保持器
１０ ワンウェイクラッチ

Claims (11)

1. 環状の内周軌道面を有する外輪と、前記外輪に対して半径方向内方に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、環状の外周軌道面を有する内輪と、前記外輪及び前記内輪間に配置されて前記内外輪間でトルクを伝達するトルク伝達部材と、前記内輪及び外輪間に配置され、円筒部と該円筒部の軸方向の一縁部から半径方向外方に延在する環状のフランジ部とを有し、該円筒部により該トルク伝達部材を円周方向等分に保持する保持器とから成るワンウェイクラッチにおいて、
   前記保持器の前記円筒部及び前記フランジ部はほぼ真円状に形成され、前記外輪の内周軌道面は真円状に形成されていると共に、前記外輪の内周軌道面の径と前記保持器の前記フランジ部の外径とはほぼ同じであり、前記フランジ部は前記外輪と所定のドラグを保ち、摩擦係合していることを特徴とするワンウェイクラッチ。
2. 前記保持器は、所定の形状に変形した後に、前記外輪の内周軌道面に嵌合す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. 前記所定の形状は、ほぼ円形であり、外周上に少なくとも１つ以上の径方向内側へ向う凹部を備えていることを特徴とする請求項２に記載のワンウェイクラッチ。
4. 前記所定の形状は、多角形であることを特徴とする請求項２に記載のワンウェイクラッチ。
5. 前記所定の形状は、ほぼ長円形であり、外周上に少なくとも２つ以上の径方向内側へ向う凹部を備えていることを特徴とする請求項２に記載のワンウェイクラッチ。
6. 前記保持器は、少なくとも３箇所以上で前記外輪の軌道面に接ししていることを特徴とする請求項２に記載のワンウェイクラッチ。
7. 前記ワンウェイクラッチは外側及び内側の一対の保持器を備え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。
8. 真円状で環状の内周軌道面を有する外輪と、前記外輪に対して半径方向内方に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、環状の外周軌道面を有する内輪と、前記外輪及び前記内輪に配置されて前記内外輪間でトルクを伝達するトルク伝達部材と、前記内輪及び外輪間に配置され、ほぼ真円状の円筒部と該円筒部の軸方向の一縁部から半径方向外方に延在する環状でほぼ真円状のフランジ部とを有し、該円筒部により該トルク伝達部材を円周方向等分に保持する保持器とから成るワンウェイクラッチにおいて前記保持器を前記外輪に組付ける方法であって、
   前記保持器を変形させた後に、前記外輪の前記内周軌道面に組付けることを特徴とする保持器の組み付け方法。
9. 前記保持器を楕円に変形させて、前記外輪の前記内周軌道面に組付けることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記保持器をほぼ多角形に変形させて、前記外輪の前記内周軌道面に組付けることを特徴とする請求項８に記載の方法。
11. 前記ワンウェイクラッチは外側及び内側の一対の保持器を備えていることを特徴とする請求項８−１０のいずれか１項に記載の方法。
    

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