JP2010106879A - 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を有する複数のポケット４が形成された外輪１と、外輪１に対して同心状に配置された内輪と、ポケット４に配置され、カム面１２に係合し、外輪１と内輪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の径よりも小さい円周方向の窓幅を有し、ローラ３を保持する窓１８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内で外輪１とローラ３との間に配置され、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、外輪１の内周面に、円周方向の少なくとも一部に、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には二輪車用スタータに使用されるスプラグ型のワンウェイクラッチが開示されており、ワンウェイクラッチ内に堆積したゴミなどの異物を除去する方法として、外輪側面部に溝を形成し、形成された溝より異物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には二輪車用のスタータに使用されている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。一方で、オイル潤滑を施さずに乾式状態で使用されるものもある。

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。
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、従来に比べて低コストで、また噛み合い信頼性が従来に比べて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、作動中にローラ型ワンウェイクラッチ内に堆積する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、
カム面を有する凹部として形成された複数のポケットを内周に備え、軸方向一端面の内径側に段部が設けられている環状の外輪と、
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、環状の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、
円筒部と、円筒部から外径方向へ延在し、外輪の段部に嵌合するフランジ部を備え、ローラ径よりも小さい円周方向の窓幅を有すると共に、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ように四辺の囲まれたほぼ矩形の窓が円筒部に設けられている、外輪に対して相対回動自在である保持器と、
ポケット内で外輪とローラとの間に配置され、ローラをカム面との係合方向に付勢するスプリングと、から成り、
外輪の内周面に、円周方向の少なくとも一部に、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。

本発明のローラ型ワンウェイクラッチは、傾斜面部が、ポケットの間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、傾斜面部と保持器の円筒部とで画成する空間が、外輪に設けられているポケットに連通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、軸方向一端面から反対側の軸方向他端面に向かって空間の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、外輪の内周面の軸方向中間部から外輪の段部が設けられている軸方向一端面の反対側の軸方向他端面に向かって空間の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、傾斜面部と保持器の円筒部とで画成する空間は、前記外輪の前記軸方向一端面に設けられているゴミ排出通路に連通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、傾斜面部が鍛造により形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形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、傾斜面部が外輪と一体に設けられてい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、外輪の内径方向端面において、円周方向の少なくとも一部に、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。

特に、本発明のローラ型ワンウェイクラッチでは、設けられた傾斜面部により、外輪の内周面と保持器の円筒部との間に堆積する摩耗粉を含んだゴミなどの異物を排出することができ、保持器のスムースな動作を確保した、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。

一方で、外輪の内周面は、激しい振動に対して保持器の安定した動作を確保するために、保持器の案内面としても使用している。そのため、傾斜面部は内周面の軸方向中間部から軸方向端面に向かってのみ、及び／若しくは、円周方向の一部にのみ設けることによって、保持器の安定性を維持しつつ、ゴミなどの異物を排出することが可能となる。

傾斜面部が外輪の内周面の一部に設けるだけで、外輪の回転による遠心力によって、傾斜面部が負圧状態となるために、傾斜面部以外に堆積したゴミなどの異物も排出することができる。

加えて、外輪と、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ように四辺の囲まれたほぼ矩形の窓とポケットの軸方向片側端部にフランジ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ジェネレータなど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。

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。なお、各図面を通して同一符号は同一又は対応部分を示すものである。また、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の軸方向端面２１の内径部に環状の段部１３が設けられ、段部１３に保持器６のフランジ部１７が嵌合している。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に嵌合すると、外輪１の軸方向端面２１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に対して相対回動自在となり、保持器６の軸方向への抜け止めが可能となる。

図１に示すように、外輪１の内周面には、軸方向に傾斜している傾斜面部２５が設けられている。傾斜面部２５の円周方向両端は、それぞれポケット及びそれに隣接するポケット４に連通している。傾斜面部２５と保持器６の円筒部１０との間に空間３１が画成されている。

図４は、図２における傾斜面部２５を拡大した図である。

図４に示すように、傾斜面部２５は外輪１の内周面の軸方向中間部２７から外輪１の軸方向端面２２に向かって空間３１の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。

このような傾斜面部２５を設けることによって、外輪１が回転する際、外輪１の内周面と保持器６の円筒部１０との間に堆積する摩耗粉を含んだゴミなどの異物が、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２２側から排出される。

傾斜面部２５の傾斜の方向は、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）に邪魔されずゴミが排出可能な方向や、外輪１の軸方向端面２１などに設けられたゴミ排出通路（不図示）を考慮して、傾斜面部２５の径が大きくなるように設けることが好ましい。そのように設けることによって、ワンウェイクラッチ部からスムースにゴミが排出できる。

図５は、本発明の他の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６は図５のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

図５に示す他の実施例では、傾斜面部２６は、外輪１の内周面の、円周方向の一部にのみ、軸方向に傾斜するように設けられている。また、傾斜面部２６の一端はポケット４に連通している。傾斜面部２６と保持器６の円筒部１０との間に空間３２が画成されている。

また、傾斜面部２６は、図６に示すように、外輪１の軸方向端面２１に設けられた段部１３から外輪１の軸方向端面２２に向かって空間３２の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。

傾斜面部２５及び２６は鍛造や、ミーリング加工により形成することができる。

また、傾斜面部２５及び２６は平面で形成することができると共に、曲面で構成することも可能である。

上述の二つの実施例では、傾斜面部２５及び２６が、ポケット４に連通しているが、傾斜面部はポケット４の間で、ポケット４に連通しない位置に設けることもできる。

図１乃至４の実施例では、傾斜面部２５は、ポケット４の領域を除いた円周方向の全周で、かつ軸方向の一部に設けられている。また、図５及び６に示した実施例では、傾斜面部２６は、円周方向の一部で、かつ軸方向の全長にわたって設けられている。しかしながら、傾斜面部は、円周方向の全周で、かつ軸方向の全長にわたって設けることもできる。

円周方向の一部に傾斜面部を設けることで、外輪の内周面による保持器６の案内機能が維持できる。そのため、保持器の安定性を維持しつつ、ゴミなどの異物を排出することが可能となる。

傾斜面部を外輪の内周面の少なくとも一部に設けるだけで、外輪の回転による遠心力によって、傾斜面部では周辺に比べ早く油が排出されることにより傾斜面部が周辺部より圧が小さくなるため、傾斜面部から排出された油を補う形で周辺部から油が供給されそれにつれてゴミも移動し、傾斜面部以外に堆積したゴミなどの異物も排出することができる。

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、図２における傾斜面部を拡大した図である。 図５は、本発明の他の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６は、図５のＸ−Ｘ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
２１ 外輪の軸方向端面
２２ 外輪の軸方向端面
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 (9)

1. 内周にカム面を有する複数のポケットが形成され、軸方向一端面の内径側に段部が設けられている外輪と、
   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し、前記外輪の前記段部に嵌合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、
   前記ポケット内で前記外輪と前記ローラとの間に配置され、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、
   前記外輪の内周面に、円周方向の少なくとも一部に、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、前記ポケットの間に設けられ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. 前記傾斜面部と前記保持器の円筒部とで画成する空間は、前記外輪に設けられている前記ポケットに連通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。
4. 前記傾斜面部は、前記外輪の前記軸方向一端面から反対側の軸方向他端面に向かって前記空間の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、前記外輪の前記内周面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空間の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乃至３のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチ。
6. 前記空間は、前記外輪の前記軸方向一端面に設けられているゴミ排出通路に連通していることを特徴とする請求項３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形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形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。
9. 前記傾斜面部は前記外輪と一体に設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のワンウェイクラッチ。

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