JP2008101768A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】トルク容量が大きく、かつ組立や装着が簡単な一方向クラッチを提供することである。
【解決手段】保持器３の一対の環状側部５と柱部６とで形成されたポケット７に、ころ２を複数個ずつ互いに当接させて収容することにより、ころを１個ずつ保持器のポケットに収容する方式のものよりも大きなトルク容量が得られるようにするとともに、保持器３の両環状側部５の内周縁部に、ポケット７へ突出する突起８を設けて、クラッチの搬送中や装着時におけるころ２の脱落を防止することにより、総ころ方式のものよりも簡単に組立や装着を行えるようにしたのである。
【選択図】図２

Description

本発明は、ころを係合子として用いた一方向クラッチに関する。

ころを係合子として用いた一方向クラッチのうち、一般的な外輪カムタイプのものの装着状態を図８に示す。この一方向クラッチは、外輪（環状部材）５１の内周に複数の傾斜カム面５１ａを設け、各カム面５１ａと対向する位置にころ５２を配し、これらの各ころ５２を保持器５３で保持して、ばね等の弾性体５４によりカム面５１ａと係合する方向に押圧するようにしたもので、ころ５２を挟んでカム面５１ａと対向する円筒面を有する軸Ａの外周に装着される。

ここで、前記保持器５３は、一対の環状側部５５と両環状側部５５を連結する複数の柱部５６とからなり、両環状側部５５と柱部５６とで形成された複数のポケット５７にころ５２を１個ずつ収容するようになっており、各柱部５６に前記弾性体５４が取り付けられている。また、その柱部５６は、断面が内周側で拡がり、ころ５２を内周側から脱落させないようになっている。そして、外輪５１が図８における時計回りに回転するか、軸Ａが図８における反時計回りに回転すると、各ころ５２がカム面５１ａおよび軸Ａの円筒面と係合してロックし、トルクが伝達される。

ところで、このような一方向クラッチでは、トルク容量を増大させようとすると、ころ個数の増加に伴ってクラッチ全体が大型化してしまう場合が多い。これに対して、保持器をなくし、ころを互いに当接させて（総ころ状態で）配するようにすれば、クラッチ全体のサイズを変えずにころの個数を増やして、トルク容量を増大させることができる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２２７５６７号公報

図９は、上記総ころ方式の一方向クラッチを軸Ａに装着した状態の一例を示す。この一方向クラッチは、外輪５８の内周に設けられた各カム面５８ａと対向する位置に、複数のころ５２が総ころ状態で配され、外輪５８に取り付けられた１つのばね５９によりカム面５８ａと係合する方向に押圧されるようになっている。

しかしながら、このような総ころ方式の一方向クラッチは、図８に示したような保持器がないため、搬送中や軸への装着時にころの脱落を防止する手段が別途必要となり、通常は、軸とのトルク伝達手段を有する内輪を備えた仕様としたり、組立時に軸とほぼ同じ外径のダミー内輪を嵌め込んだりしている（内輪カムタイプのものでは、外輪付き仕様とするか、ダミー外輪を嵌め込む）。このため、保持器を有するタイプのものに比べて、組立や装着の際に手間がかかるという問題がある。

本発明の課題は、トルク容量が大きく、かつ組立や装着が簡単な一方向クラッチを提供することである。

上記の課題を解決するため、本発明は、内周または外周に複数の傾斜カム面が設けられた環状部材と、前記各カム面と対向する位置に配された複数のころと、一対の環状側部とこれらの環状側部を連結する複数の柱部とで形成されたポケットに前記各ころを収容する保持器とを備え、前記各ころが弾性体により前記カム面と係合する方向に押圧された一方向クラッチにおいて、前記各ころを前記保持器の隣り合う柱部どうしの間に複数個ずつ互いに当接させて配し、前記保持器の両環状側部に、前記ポケットへ突出して前記各ころの前記カム面から離れる方向への移動を規制する突起を設けた。

すなわち、保持器のポケットにころを複数個ずつ互いに当接させて収容することにより、ころを１個ずつ保持器のポケットに収容する方式の一方向クラッチよりも大きなトルク容量が得られるようにするとともに、保持器の両環状側部にポケットへ突出する突起を設けて、クラッチの搬送中や装着時におけるころの脱落を防止することにより、保持器と別の脱落防止手段を組立時に嵌め込んだり装着時に取り外したりする作業を不要としたのである。

上記の構成において、前記突起は、前記ころと側面で接触する三角柱状に形成するとよい。また、前記ころが両端に面取り部を有するものである場合は、前記突起のポケットへの突出長さを、前記ころの面取り部の軸方向長さ以上とすることにより、ころの脱落をより確実に防止することができる。

前記保持器と環状部材とに互いに嵌合する凹凸を設けて、これらの凹凸の嵌合により保持器を環状部材に対して周方向に位置決めし、この保持器に前記弾性体を取り付けることにより、クラッチ動作を安定させることができる。このとき、前記互いに嵌合する凹凸のうちの凸部を、前記保持器の柱部に軸方向に沿って設けるようにすれば、保持器がシンプルな形状となり成形しやすくなる。

前記環状部材に前記保持器の両側でラジアル荷重を受ける一対の軸受を組み込み、これらの軸受で前記保持器を軸方向に抜け止めすることにより、クラッチ動作を安定させるとともに、保持器およびころの環状部材側方への脱落を防止することができる。

また、前記保持器の各環状側部を、前記柱部で連結される環状の第１側部と前記突起を有する環状の第２側部とに分割して、その第２側部を第１側部に保持器周方向へ移動可能に取り付けるようにすれば、負荷トルクの違いやカム面の寸法精度のバラツキ、弾性体のころ押圧力のバラツキ等によってクラッチ作動時にころのロック位置が変化しても、保持器の第２側部がころとともに保持器周方向に移動するようになるので、運転中の保持器の突起ところの干渉が生じにくく、保持器の破損やロック不良を防止することができる。

このとき、前記環状側部の第１側部と第２側部とに、互いに嵌合して第１側部と第２側部の軸方向相対移動を規制する凹凸を設ければ、保持器が搬送中や組込時に分解することがなくなり、取り扱いやすくなる。

あるいは、前記保持器の各環状側部を、前記柱部で連結される環状の側部本体と、前記各柱部間で保持器周方向に並ぶ一連の突起を有する複数の側片とに分割して、その各側片を側部本体に互いに独立に保持器周方向へ移動可能に取り付けるようにすれば、各側片がポケットごとのころの移動量の違いに対応して移動することにより、保持器の突起ところの干渉が一層生じにくくなり、保持器の破損やロック不良をより確実に防止できるようになる。

本発明の一方向クラッチは、上述したように、保持器のポケットにころを複数個ずつ収容したものであるから、従来の保持器を有するものよりも大きなトルク容量が得られる。しかも、保持器にころの脱落を防止する突起を設けたので、総ころ方式のものに比べて、組立や装着を簡単に行うことができる。

以下、図１乃至図７に基づき、本発明の実施形態を説明する。この一方向クラッチは、図１および図２に示すように、外輪（環状部材）１の内周に複数の傾斜カム面１ａを設けた外輪カムタイプのもので、各カム面１ａと対向する位置にころ２が配され、ころ２を挟んでカム面１ａと対向する円筒面を有する軸Ａの外周に装着される。そのころ２は、複数個ずつ互いに当接した状態で保持器３に保持され、保持器３に取り付けられたばね（弾性体）４によりカム面１ａと係合する方向に押圧されるようになっている。また、外輪１の外周には、トルク伝達手段としての突条１ｂが全周にわたって形成されており、外輪１内周の周方向の所定位置には、後述するように保持器３を位置決めするための軸方向溝（凹部）１ｃが形成されている。

前記保持器３は、図３にも示すように、一対の環状側部５と両環状側部５を連結する複数の柱部６とからなり、両環状側部５と柱部６とで形成された複数のポケット７にころ２を複数個ずつ収容するようになっている。各柱部６には、前記ばね４が嵌め込まれる一対の凹部６ａと、外周側で軸方向に沿って延びる凸部６ｂが形成されており、図１および図２に示すように、その凸部６ｂを前記外輪１内周の軸方向溝１ｃに嵌め込んで、保持器３を外輪１に対して周方向に位置決めすることにより、安定したクラッチ動作が得られるようにしている。また、両環状側部５の内周縁部には、ポケット７へ突出してころ２と側面で接触し、ころ２のカム面１ａから離れる方向への移動を規制する三角柱状の突起８が、ころピッチに合わせて設けられている。

ここで、図４に示すように、保持器３の突起８は、ポケット７への突出長さｍがころ２の両端に形成された面取り部２ａの軸方向長さｎよりも大きく形成され、ころ２の保持器３内周側からの脱落を確実に防止できるようになっている。

また、外輪１の内周側には、保持器３の両側でラジアル荷重を受けてクラッチ動作を安定させるための一対の転がり軸受９が組み込まれている。この一対の転がり軸受９は保持器３を軸方向に抜け止めする役割も担っており、これにより保持器３およびころ２の外輪１側方への脱落を防止している。なお、この転がり軸受９に代えて、すべり軸受を外輪１内周側に組み込むこともできる。

そして、図１および図２において、外輪１が時計回りに回転するか、軸Ａが反時計回りに回転すると、各ころ２がカム面１ａおよび軸Ａの円筒面と係合してトルクが伝達され、外輪１が反時計回りに回転するか、軸Ａが時計回りに回転した場合には、各ころ２とカム面１ａおよび軸Ａ円筒面との係合が解除され、外輪１または軸Ａが空転する。

この一方向クラッチは、上記の構成であり、保持器３のポケット７にころ２を複数個ずつ互いに当接させて収容したので、ころを１個ずつ保持器のポケットに収容する方式のものよりもころの個数が多く、大きなトルク容量が得られる。しかも、保持器３にころ２の脱落を防止する突起８を設けたので、総ころ方式のもののように、保持器と別の脱落防止手段を嵌め込んだり取り外したりする必要がなく、組立や軸Ａへの装着を簡単に行うことができる。

また、その保持器３は、ころと同数の柱部を設けた従来の保持器に比べて、柱部６の本数が少なく、突起８を両環状側部５からポケット７へわずかに突出させ、柱部６に周方向位置決め用の凸部６ｂを軸方向に沿って設けたシンプルな形状となっているので、成形がしやすいという利点もある。

図５乃至図７は、それぞれ上述した実施形態における保持器構造の変形例を示す。このうち、図５に示す第１変形例の保持器３では、各環状側部５を柱部６で連結される環状の第１側部５ａと突起８を有する環状の第２側部５ｂとに分割して、その第２側部５ｂを第１側部５ａの内周に周方向移動可能に嵌め込んでいる。これにより、負荷トルクの違いや外輪カム面１ａの寸法精度のバラツキ、ばね４のころ押圧力のバラツキ等によってクラッチ作動時にころ２のロック位置が変化しても、第２側部５ｂがころ２とともに周方向に移動するので、運転中に突起８ところ２が干渉して保持器３が破損したりロック不良を生じたりするおそれが少ない。なお、この変形例では、搬送中や組込時に第２側部５ｂが第１側部５ａから外れやすいが、組込後の第２側部５ｂはころ２と軸受９に挟まれて軸方向に大きく移動することはない。

また、図６に示す第２変形例の保持器３は、上記第１変形例をベースとして、各環状側部５の第１側部５ａと第２側部５ｂとに、互いに嵌合して第１側部５ａと第２側部５ｂの軸方向相対移動を規制する凹凸を設けたものである。具体的には、第２側部５ｂの外周面に、断面略矩形の２つの突条を周方向および軸方向にわずかにずらして一部で結合させた形状の凸部１０を設け、この凸部１０の外形を周方向に拡張した形状の凹部１１を第１側部５ａの内周面に設けて、これらの凸部１０と凹部１１を嵌合することにより、第２側部５ｂが第１側部５ａに対して周方向移動可能で、かつ軸方向には移動しないようにしている。従って、この変形例の保持器３は、搬送中や組込時に分解することがなく、第１変形例のものに比べて取り扱いやすい。

一方、図７に示す第３変形例の保持器３は、各環状側部５を、柱部６で連結される環状の側部本体５ｃ（第１変形例の第１側部に対応するもの）と、各柱部６間で周方向に並ぶ一連の突起８を有する複数の側片５ｄとに分割したものである。各側片５ｄは、外周側に周方向に延びる取付部１２を有し、この取付部１２を側部本体５ｃに形成された周方向孔１３に嵌入することにより、側部本体５ｃに互いに独立に周方向移動可能に取り付けられている。なお、各側片５ｄは、ポケット７側から組み付けられ、ころ２組込後は側部本体５ｃから外れないようになっている。このようにすれば、各側片５ｄがポケット７ごとのころ２の移動量の違いに対応して移動するので、第１変形例に比べて、突起８ところ２の干渉が一層生じにくくなり、保持器３の破損やロック不良をより確実に防止できるようになる。

なお、本発明は、上述した実施形態のような外輪カムタイプのものだけでなく、内輪（環状部材）外周にカム面を有し、内周に円筒面を有する外方部材に装着される内輪カムタイプの一方向クラッチにももちろん適用できる。その場合には、保持器の両環状側部の外周縁部に突起を設けることにより、ころの外周側からの脱落を防止することができる。

実施形態の一方向クラッチの装着状態を示す縦断正面図 図１の要部拡大縦断正面図 図１の保持器の外観斜視図 図２のIV−IV線に沿った断面図 図１の保持器の第１変形例の分解斜視図 図１の保持器の第２変形例の分解斜視図 図１の保持器の第３変形例の分解斜視図 従来の一方向クラッチの装着状態を示す要部縦断正面図 他の従来の一方向クラッチの装着状態を示す要部縦断正面図

符号の説明

１ 外輪（環状部材）
１ａ カム面
１ｂ 突条
１ｃ 溝（凹部）
２ ころ
３ 保持器
４ ばね（弾性体）
５ 環状側部
５ａ 第１側部
５ｂ 第２側部
５ｃ 側部本体
５ｄ 側片
６ 柱部
６ａ 凹部
６ｂ 凸部
７ ポケット
８ 突起
９ 転がり軸受
１０ 凸部
１１ 凹部
１２ 取付部
１３ 孔
Ａ 軸

Claims (9)

1. 内周または外周に複数の傾斜カム面が設けられた環状部材と、前記各カム面と対向する位置に配された複数のころと、一対の環状側部とこれらの環状側部を連結する複数の柱部とで形成されたポケットに前記各ころを収容する保持器とを備え、前記各ころが弾性体により前記カム面と係合する方向に押圧された一方向クラッチにおいて、前記各ころを前記保持器の隣り合う柱部どうしの間に複数個ずつ互いに当接させて配し、前記保持器の両環状側部に、前記ポケットへ突出して前記各ころの前記カム面から離れる方向への移動を規制する突起を設けたことを特徴とする一方向クラッチ。
2. 前記突起を、前記ころと側面で接触する三角柱状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ。
3. 前記ころが両端に面取り部を有するものであり、前記突起のポケットへの突出長さを、前記ころの面取り部の軸方向長さ以上としたことを特徴とする請求項１または２に記載の一方向クラッチ。
4. 前記保持器と環状部材とに互いに嵌合する凹凸を設けて、これらの凹凸の嵌合により保持器を環状部材に対して周方向に位置決めし、この保持器に前記弾性体を取り付けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の一方向クラッチ。
5. 前記互いに嵌合する凹凸のうちの凸部を、前記保持器の柱部に軸方向に沿って設けたことを特徴とする請求項４に記載の一方向クラッチ。
6. 前記環状部材に前記保持器の両側でラジアル荷重を受ける一対の軸受を組み込み、これらの軸受で前記保持器を軸方向に抜け止めしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の一方向クラッチ。
7. 前記保持器の各環状側部を、前記柱部で連結される環状の第１側部と前記突起を有する環状の第２側部とに分割して、その第２側部を第１側部に保持器周方向へ移動可能に取り付けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の一方向クラッチ。
8. 前記環状側部の第１側部と第２側部とに、互いに嵌合して第１側部と第２側部の軸方向相対移動を規制する凹凸を設けたことを特徴とする請求項７に記載の一方向クラッチ。
9. 前記保持器の各環状側部を、前記柱部で連結される環状の側部本体と、前記各柱部間で保持器周方向に並ぶ一連の突起を有する複数の側片とに分割して、その各側片を側部本体に互いに独立に保持器周方向へ移動可能に取り付けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の一方向クラッチ。

Images