JP2010090919A - ローラ型ワンウェイクラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 クラッチ内に堆積するゴミを外部に排出できる構成を設けることによって、信頼性の向上したローラ型ワンウェイクラッチを提供する。
【解決手段】 内周にカム面１２を有する少なくとも一つのポケット４が形成された外輪１と、外輪１に対して内径側に離間され、相対回転自在に同心状に配置された内輪２と、ポケット４に配置され、カム面に係合し、外輪１と内輪２との間でトルクを伝達するローラ３と、円筒部と、円筒部から外径方向へ延在するフランジ部を備え、ローラ３の径よりも小さい周方向の窓幅を有し、ローラ３を保持する窓が円筒部に設けられている、外輪１に対して相対回動自在である保持器６と、ポケット４に配置され、ローラ３をカム面１２との係合方向に付勢するスプリング５とを備えるワンウェイクラッチにおいて、ポケット４の内周には、軸方向に傾斜している傾斜面部２５が設けられていることを特徴とするローラ型ワンウェイクラッチ。
【選択図】 図４

Description

本発明は、例えば自動車や産業機械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ローラ型ワンウェイクラッチに関するものである。

一般に、ローラ型ワンウェイクラッチは、内周にカム面を有する少なくとも一つのポケットが形成された外輪と、外輪と同心に配置されており外周軌道面を有する内輪と、ポケット内に配置されて内輪の外周軌道面と外輪の内周カム面との間でトルクを伝達するローラと、ローラの空転側に接するスプリングなどから成っている。

このような構成において、ローラ型ワンウェイクラッチはローラとカム面とで構成されるカム機構により、外輪に対して内輪を一方向のみに回転するようにしている。すなわち内輪は外輪に対して一方向で空転し、その逆方向でのみカム機構を介して外輪に回転トルクを与える構成になっている。

例えば二輪車用のスタータに使用されているワンウェイクラッチでは、高回転のため振動も激しく、粉塵に対する環境が厳しい条件で使用されるため、ワンウェイクラッチ内には摩耗粉を含んだゴミなどの異物が溜まりやすい。ワンウェイクラッチ内の異物は噛み合い性能にも悪影響を及ぼすため、ワンウェイクラッチの性能を向上させるためには、速やかに除去できることが好ましい。特許文献１にはワンウェイクラッチ内に堆積したゴミを除去する方法として、外輪側面部に溝を形成し、形成された溝よりゴミを排出する方法が提示されている。

一方で、ローラ型ワンウェイクラッチは、確実な噛み合わせを得るため、トルク伝達部材であるローラや、それを付勢するスプリングなどがポケットから軸方向及び径方向に脱落しないようにする必要がある。

また、ワンウェイクラッチの性能を向上させるために、部材の潤滑を施すことが挙げられる。例えば特許文献１には二輪車スタータ用ワンウェイクラッチとしてのスプラグ型のワンウェイクラッチにオイル潤滑を施した構成が示されており、また特許文献２にはローラ型のスタータクラッチにオイル潤滑を施した構成が示されている。

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。
特開平１０―００９２９２号公報 特開平５―０４４６１５号公報

ローラ型のワンウェイクラッチは、スプラグ型と比較すると空転耐久性が優れ、また、大荷重が加わったときに、スプラグ型のワンウェイクラッチのようにスプラグのロールオーバによる機能不全になることはないが、特許文献２に示されているように、スプラグ型の保持器によるスプラグの動きの同期性による噛み合い性を向上させることが無く、また、ローラやスプリングなどの脱落防止のための側板が必要となり、コスト低減の支障となっていた。

このように、例えば二輪車用スタータに使用されるワンウェイクラッチでは、従来より低コストで、また噛み合い信頼性においても、従来より向上したローラ型ワンウェイクラッチが望まれている。

そこで本発明ではローラ型ワンウェイクラッチにおいて、ローラ型ワンウェイクラッチ内に堆積した摩耗粉を含んだゴミなどの異物を排出できる構成を設けることによって、信頼性の向上したローラ型ワンウェイクラッチを提供し、またトルク伝達部材であるローラや、それを付勢するスプリングなどがポケットから軸方向及び径方向に脱落しないようにするために従来設けられていた側板を用いずに脱落を防止することによって、コスト低減を実現することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明のローラ型ワンウェイクラッチは、
内周にカム面を有する少なくとも一つのポケットが形成された外輪と、
前記外輪に対して半径方向内径側に離間され、相対回転自在に同心状に配置された内輪と、
前記ポケットに配置され、前記カム面に係合し、前記外輪と前記内輪との間でトルクを伝達するローラと、
円筒部と、前記円筒部から外径方向へ延在するフランジ部を備え、前記ローラの径よりも小さい円周方向の窓幅を有し、前記ローラを保持する窓が前記円筒部に設けられている、前記外輪に対して相対回動自在である保持器と、
前記ポケットに配置され、前記ローラを前記カム面との係合方向に付勢するスプリングとを備えるワンウェイクラッチにおいて、
前記ポケットの内周には、軸方向に傾斜している傾斜面部が設けられていることを特徴としている。

また、本発明のローラ型ワンウェイクラッチは、保持器のフランジ部が設けられており、且つ出入力部材が取り付けられる外輪の軸方向一端面からフランジ部と対向する保持器の端部が設けられている外輪の軸方向他端面に向かってポケットの外径が大きくなるように傾斜面部が延在していることを特徴としている。

また、本発明のローラ型ワンウェイクラッチは、傾斜面部が、ポケットの内周の軸方向中間部から保持器のフランジ部と対向する保持器の端部が設けられている外輪の軸方向端面に向かってポケットの外径が大きくなるように延在していることを特徴としている。

また、本発明のローラ型ワンウェイクラッチは、傾斜面部がカム面のローラ噛み合い面を含まないポケットの周方向の一部の内周に設けられていることを特徴としている。

また、本発明のローラ型ワンウェイクラッチは、傾斜面部がカム面の最大径部を含むポケットの周方向の一部の内周に設けられていることを特徴としている。

また、本発明のローラ型ワンウェイクラッチは、傾斜面部がカム面の最大径部のみを含むポケットの周方向の一部の内周に設けられていることを特徴としている。

また、本発明のローラ型ワンウェイクラッチは、傾斜面部が鍛造により作成されることを特徴としている。

また、本発明のローラ型ワンウェイクラッチは、傾斜面部がミーリング加工により作成されることを特徴としている。

本発明のローラ型ワンウェイクラッチでは、外輪に設けられているポケットの内周に、軸方向に傾斜している傾斜面部を形成することにより、外輪回転による遠心力のためにゴミなどの異物は傾斜面部の傾斜に沿って排出され、異物堆積による保持器の動作阻害の防止や、ローラ、スプリング、内輪や外輪カム面の摩耗の防止が促進され、より信頼性が向上したローラ型ワンウェイクラッチが可能となる。

加えて、外輪と、ポケットの軸方向片側端部フランジと、円周方向ではローラ径より小さい円周方向の窓幅を持ち、径方向には貫通しているが、軸方向では両端部とも閉じられている、すなわちローラが着座する窓を持った保持器とによりローラの軸方向及び内径方向への保持器からの脱落を防止している。

また、保持器のフランジを外輪端面内径部に設けられた段部に嵌合し、このフランジ側外輪端面に不図示のジェネレータなど、外輪１を取り付ける出入力部材（不図示）を固定することにより、保持器の脱落を防止している。

さらに、スプリングの一方の端部を外輪端面に固定するかもしくは、外輪端部にスプリングの脱落防止の手段を設けることにより、スプリングの脱落を防止している。

従って、従来のローラ型ワンウェイクラッチに必要であった側板が廃止でき、コストを低減することができる。

また、保持器が外輪に対して相対回転自在であることにより、径方向のローラの脱落を防止するために、保持器の円周方向の窓幅をローラ径より小さくしても、ワンウェイクラッチ作動の際の、噛み合い時のローラの移動、また空転時のローラの移動において保持器がローラの動きを妨害しないため、スムースな噛み合い及び空転が可能となり、また全てのローラの動きに対し、保持器が同期作用を及ぼし、より噛み合い信頼性が向上したローラ型ワンウェイクラッチが可能となる。

発明を実施するための形態

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。尚、以下に説明する実施例は例示として本発明を示しているに過ぎず、その他の変更が可能なことは言うまでもない。

図１は、本発明の一実施例のローラ型ワンウェイクラッチを示す正面図であり、図３は図１の裏側より見た正面図である。また、図２は、図３のＡ−Ｏ−Ａ線に沿った断面図である。

図１乃至図３は、ローラがカム面に噛み合っている状態、すなわちワンウェイクラッチが高負荷の下で噛み合い、ロックしている状態を示している。

図１に示すように、ローラ型ワンウェイクラッチ３０は、カム面１２を有する凹部として形成された複数のポケット４を内周に備えた環状の外輪１と、外輪１に対して半径方向内径側に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、環状の外周軌道面１１を有する内輪２（図２において図示）と、ポケット４内に配置されて内輪２の外周軌道面１１と外輪１の内周カム面１２との間でトルクを伝達するローラ３と、ポケット４内に配置され、ローラ３をカム面１２との係合方向に付勢するスプリング５と、ローラ３を保持する保持器６とから成っている。保持器６は、外輪１及び内輪２のいずれにも固定されておらず、外輪１及び内輪２に対して相対回動自在となっている。

本実施例においては、外輪１に設けられるポケット４は、円周方向等配に３箇所設けられている。また、外輪１を不図示の出入力部材などに固定するために用いられ、軸方向に貫通するボルト孔８も円周方向等分に３箇所設けられており、ポケット４とボルト孔８とは等間隔で交互に配置されている。もちろん、ポケット４の数は、トルクの大きさに応じて、例えば３乃至６個などの複数個の設定が可能であることは言うまでもない。

図２及び図３に示すように、ローラ３を保持する保持器６は、円筒部１０と、円筒部１０の軸方向一端部から外径方向へ延在する環状のフランジ部１７を備えている。尚、図３では、フランジ部１７は、ポケット４が見えるように一部破断して示している。

また、保持器６は、ローラ３の数に対応して、窓１８を有する。窓１８は、径方向には貫通しているが、軸方向では、フランジ部１７側も、フランジ部１７と対向する端部１９側でも閉じられている。円周方向では、ローラ径よりも小さな窓幅となっている。すなわち、ローラ３は、四辺の囲まれたほぼ矩形の窓１８内に着座しており、ローラ３の内径方向への脱落を防止できる。窓１８とローラ３との関係を示すため、図１においては、図中一番上の窓１８は、端部１９を破断して示している。

スプリング５の一方の端部、すなわちタブ１５は、図１に示すように外輪１の軸方向の端面に係止され、他方の端部、すなわちタブ１６は、図３に示すようにローラ３の軸方向の端面と保持器６のフランジ部１７との間に挟持されている。このように構成したため、スプリング５自体が外輪１に対して固定状態に支持され、スプリング５の脱落を防止できると同時に、ローラ３の軸方向への脱落を防止できる。

本実施例では、スプリング５はアコーデオンスプリングであるが、コイルスプリングなど、その他の形状のスプリングを用いることも可能である。

図２及び図３に示すように、外輪１の内周面軸方向の縁部に環状の段部１３が設けられ、段部１３に保持器６のフランジ部１７が係合している。段部１３の軸方向深さは、フランジ部１７の厚さよりわずかに大きくしてあり、フランジ部１７が段部１３に係合すると、外輪１の軸方向端面とフランジ部１７の軸方向端面との間にはクリアランスが生じる。

このため、保持器６が外輪１に対し相対回動自在で、保持器６の軸方向の抜け止めが可能となる。

図１に示すように、各ポケット４の周方向の一部の内周において、軸方向に傾斜している傾斜面部２５が設けられている。

図４は、本発明の一実施例のローラ型ワンウェイクラッチを拡大した正面図であり傾斜面部２５の詳細を示している。図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図６は本発明の他の実施例を示す、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

図４に示すように、カム面は符号２１と符号２２の間の領域で示される噛み合い領域と符号２０と符号２１の間の領域で示される非噛み合い領域とに分けられ、ここで噛み合い領域とはローラが噛み合い始める位置２１より、負荷側のカム面である。

従って、図４乃至図６は、ローラが噛み合い領域にあり、且つ噛み合い始めた状態、すなわちワンウェイクラッチの外輪と内輪との間に負荷がかかり始めた状態を示している。

図４及び図５に示すように、本実施例では傾斜面部２５は、ポケット４の周方向の一部の内周において、保持器６のフランジ部１７が設けられている外輪１の軸方向端面側２３から、保持器６のフランジ部１７と対向する端部１９が設けられている外輪１の軸方向端面側２４に向かってポケット４の外径が大きくなるように、軸方向に所定の傾きで傾斜して外輪１と一体に形成されている。

そのような傾斜面部２５を設けることによって、外輪が回転する際、外輪１のポケット４に堆積する摩耗粉やゴミなどの異物が、発生する遠心力のために、傾斜面部２５の傾斜に沿って移動し、ワンウェイクラッチ３０の外部に、すなわち本実施例では保持器６の端部１９が設けられている外輪１の軸方向端面側２４から排出される。

不図示のジェネレータなど、外輪１を取り付ける出入力部材（不図示）がつけられていな側にポケットの外径が大きくなるように傾斜をつけて傾斜面部２５を設ける。そのように設けることによって、ワンウェイクラッチ部よりスムースにゴミが排出できる。

また、ポケット４の周方向の一部の内周において、軸方向の一部にのみ、例えば図６に示す他の実施例にある、内周の軸方向中間部２７から保持器６の端部１９が設けられている外輪１の軸方向端面側２４に向かってポケット４の外径が大きくなるように、傾斜面部２６が所定の傾斜で外輪１と一体に設けられている形状にすることも可能である。

図４に示すように、傾斜面部２５は、ローラの噛み合い領域を含まないように、すなわち非噛み合い領域における、ポケット４の内周に設けることが好ましい。噛み合い領域に傾斜を設けると、ローラがスキューして、噛み合い性の低下や保持器の変形や摩耗などが生じ、ワンウェイクラッチの動作に悪影響を及ぼす恐れがある。

また、図４に示すように傾斜面部２５は、カム面１２の最大径部を含むように、ポケット４の周方向の一部の内周に設けることが好ましい。傾斜面部２５をカム面１２の最大径部を含む位置に設けることによって、より効率的に遠心力により外輪１のポケット４の外径部に堆積する摩耗粉やゴミなどの異物が、傾斜面部２５の傾斜に沿ってワンウェイクラッチ３０の外部に排出される。

また、傾斜面部２５及び２６は、カム面１２の最大径部のみを含むように、ポケット４の周方向の一部の内周に設けることも可能である。

傾斜面部２５及び２６は鍛造や、ミーリング加工により作成することができる。

上記実施例では、傾斜面部２５及び２６は外輪１と一体に形成しているが、外輪１とは別体で形成し、外輪１にクリップ止めまたは溶接などの方法で固定することもできる。

また、傾斜面部２５及び２６は平面で形成しているが、曲面で構成することも可能である。

図１は、本発明の一実施例のローラ型ワンウェイクラッチを示す正面図であり、高負荷で噛み合っている時の状態を示している。 図２は、図３のＡ−Ｏ−Ａ線に沿った断面図である。 図３は、図１の裏側より見た正面図である。 図４は、本発明の一実施例のローラ型ワンウェイクラッチにおける傾斜面部を拡大した正面図であり、噛み合い始めた状態を示している。 図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図６は、本発明の他の実施例を示す、図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

符号の説明

１ 外輪
２ 内輪
３ ローラ
４ ポケット
５ スプリング
６ 保持器
８ ボルト孔
１０ 保持器の円筒部
１１ 内輪の外周軌道面
１２ カム面
１３ 段部
１５ スプリングのタブ
１６ スプリングのタブ
１７ 保持器のフランジ部
１８ 保持器の窓
１９ 保持器の端部
２３ 外輪の端面
２４ 外輪の端面
２５ 傾斜面部
２６ 傾斜面部
３０ ローラ型ワンウェイクラッチ

Claims (8)

1. 内周にカム面を有する少なくとも一つのポケットが形成された外輪と、
   前記外輪に対して半径方向内径側に離間され、相対回転自在に同心状に配置された内輪と、
   前記ポケットに配置され、前記カム面に係合し、前記外輪と前記内輪との間でトルクを伝達するローラと、
   円筒部と、前記円筒部から外径方向へ延在するフランジ部を備え、前記ローラの径よりも小さい円周方向の窓幅を有し、前記ローラを保持する窓が前記円筒部に設けられている、前記外輪に対して相対回動自在である保持器と、
   前記ポケットに配置され、前記ローラを前記カム面との係合方向に付勢するスプリングとを備えるワンウェイクラッチにおいて、
   前記ポケットの内周には、軸方向に傾斜している傾斜面部が設けられていることを特徴とするワンウェイクラッチ。
2. 前記傾斜面部は、前記保持器の前記フランジ部が設けられており、且つ出入力部材が取り付けられる前記外輪の軸方向一端面から前記フランジ部と対向する前記保持器の端部が設けられている前記外輪の軸方向他端面に向かって前記ポケットの外径が大きくなるように延在してい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. 前記傾斜面部は、前記ポケットの内周の軸方向中間部から前記外輪の前記軸方向他端面に向かって前記ポケットの外径が大きくなるように延在してい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. 前記傾斜面部は前記カム面のローラ噛み合い面を含まない前記ポケットの周方向の一部の内周に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチ。
5. 前記傾斜面部は前記カム面の最大径部を含む前記ポケットの周方向の一部の内周に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチ。
6. 前記傾斜面部は前記カム面の最大径部のみを含む前記ポケットの軸方向の一部の内周に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチ。
7. 前記傾斜面部は鍛造により作成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチ。
8. 前記傾斜面部はミーリング加工により作成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチ。

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