JP2011149540A - 保持器アッセンブリおよび一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトであると共に、フリートルクのばらつきを抑制できる保持器アッセンブリおよび一方向クラッチを提供すること。
【解決手段】保持器１の径方向の外方側に、径方向の外方に開口する凹部１４,１８と、凹部１４から突出する突出部１７を形成する。突出部１７を、ねじりばね２の螺旋部２１の内側に位置させて、螺旋部２１を突出部１７に係止する。螺旋部２１の一端から延在する第１延在部２２を、凹部１８の側面１６に接触させる一方、螺旋部２１の他端から延在する第２延在部２３を、保持器１のポケット１９内に突出させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、保持器と、付勢部材とを備える保持器アッセンブリおよびそれを備えた一方向クラッチに関する。

従来、一方向クラッチで使用される保持器アッセンブリとしては、特開２００１−５０２９６号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この保持器アッセンブリは、第１環状部、第２環状部、複数の柱部および複数の板ばねを備え、上記各柱部は、第１環状部と第２環状部との間を連結している。また、上記複数の柱部は、周方向に互いに間隔をおいて位置している。

上記板ばねは、柱部と同じ数存在している。上記各板ばねは、柱部の周方向の一方側の側面に固定されている。また、周方向に隣接する柱部の間には、係合ころを収容するポケットが形成されている。上記各板ばねは、上記ポケットに収容される係合ころを、周方向の一方側に付勢している。

上記保持器アッセンブリは、保持器の柱部に板ばねを固定する構成であるから、保持器の径を抑制できるという長所を有する。

しかしながら、上記保持器アッセンブリは、柱部に固定される付勢部材が板ばねであるから、係合ころの存在位置が変わることに起因して、係合ころを押圧する押圧力が大きく変動して、ロック作動角が大きくなったり、フリートルクが大きくばらつくという問題がある。また、これらの問題は、付勢部材が、保持器の柱部に係止可能な構造を有する圧縮コイルばねの場合にも、同様に存在する。

特開２００１−５０２９６号公報

そこで、本発明の課題は、コンパクトであると共に、フリートルクのばらつきを抑制できる保持器アッセンブリおよび一方向クラッチを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の保持器アッセンブリは、
環状部と、その環状部から突出すると共に、互いに周方向に間隔をおいて位置する複数の柱部とを有して、周方向に隣接する上記柱部の間にポケットを有し、かつ、上記環状部および上記柱部の少なくとも一方の径方向の外方側または内方側に付勢部材取付部を有する保持器と、
上記付勢部材取付部に取り付けられると共に、線材を螺旋状に巻いた螺旋部と、上記螺旋部の一端から上記螺旋部の径方向の外方に延在する第１延在部と、上記螺旋部の他端から上記螺旋部の径方向の外方に延在する第２延在部とを有する付勢部材と
を備え、
上記保持器の上記付勢部材取付部は、上記第１延在部を係止する第１延在部係止部を有して、上記第１延在部は、上記第１延在部係止部に係止されるようになっており、
上記第２延在部は、上記保持器の上記ポケット内に突出していることを特徴としている。

本発明によれば、付勢部材が、保持器の環状部および柱部の少なくとも一方に取り付けられるから、付勢部材を固定するのに、環状部および柱部以外の部材を必要としない。したがって、板ばねや圧縮コイルばねを用いる保持器アッセンブリと比較して、サイズを同程度（小さい、同一、若干大きいのいずれも含む）にできて、サイズが過度に大きくなることがない。

また、本発明によれば、付勢部材が、線材を螺旋状に巻いた螺旋部と、螺旋部の一端から延在する第１延在部と、螺旋部の他端から延在する第２延在部とを有する構成であって、線材のねじり力を利用して、係合子を付勢する構成であるから、板ばねや圧縮コイルばねを使用した場合と比較して、係合子の位置に起因する付勢部材が係合子を付勢する際の付勢力の変動が小さくなる。付勢部材が線材のねじり力を利用する構成であって、係合子に接触する第２延在部の延在の始点における螺旋部の周方向の位置に基づく、付勢力の変動が小さいからである。したがって、ロック作動角の変動を抑制できると共に、フリートルクのばらつきを抑制できる。尚、ここで、フリートルクとは、一方クラッチあるいは軸を、フリー方向に回転させた時の回転トルクであり、ころと、軸との間の摩擦抵抗により発生するものである。摩擦抵抗は、ころを軸に押し付ける力により影響する為、押し付ける力（付勢力）の変動を抑制すれば、フリートルクのばらつきを抑制できるのである。

また、一実施形態では、
上記付勢部材取付部は、上記保持器の外面または内面から略径方向に突出する突出部を含み、
上記突出部は、上記螺旋部の内側に位置している。

上記実施形態によれば、上記突起部で、螺旋部を係止できて、保持器に対して螺旋部を位置決めすることができる。したがって、ロック作動角の変動を更に抑制できると共に、フリートルクのばらつきを更に抑制できる。

また、本発明の一方向クラッチは、
内周係合面を有する外輪と、
外周係合面を有する内輪と、
本発明の保持器アッセンブリと、
上記外輪の内周係合面と上記内輪の外周係合面との間に、上記保持器アッセンブリの上記ポケットに収容された状態で配置され、上記付勢部材によって一方向に付勢されている係合子と
を備えることを特徴としている。

また、本発明の一方向クラッチは、
内周係合面を有する外輪と、
本発明の保持器アッセンブリと、
上記外輪の内周係合面と軸部材の外周係合面との間に、上記保持器アッセンブリの上記ポケットに収容された状態で配置され、上記付勢部材によって一方向に付勢されている係合子と
を備えることを特徴としている。

上記二つの一方向クラッチによれば、本発明の保持器アッセンブリを備えているから、付勢部材として板ばねや圧縮コイルばねを用いている一方向クラッチと比較して、サイズを同程度にできて、サイズが過度に大きくなることがない。

また、上記二つの一方向クラッチによれば、本発明の保持器アッセンブリを備えているから、付勢部材が係合子を付勢する付勢力の変動を抑制できて、ロック作動角の変動や、フリートルクのばらつきを抑制できる。

本発明の保持器アッセンブリによれば、付勢部材が、保持器の環状部および柱部の少なくとも一方に取り付けられるから、付勢部材を固定するのに、環状部および柱部以外の部材を必要としない。したがって、板ばねや圧縮コイルばねを用いている保持器アッセンブリと比較して、サイズを同程度にできて、サイズが過度に大きくなることがない。

また、本発明の保持器アッセンブリによれば、付勢部材が、線材を螺旋状に巻いた螺旋部と、螺旋部の一端から延在する第１延在部と、螺旋部の他端から延在する第２延在部とを有する構成であって、線材のねじり力を利用して、係合子を付勢する構成であるから、板ばねや圧縮コイルばねが係合子を付勢する際の付勢力の変動と比較して、付勢部材が係合子を付勢する際の付勢力の変動が小さくなる。したがって、ロック作動角の変動を抑制できると共に、フリートルクのばらつきを抑制できる。

本発明の一実施形態の保持器アッセンブリの一部の斜視図である。 上記保持器アッセンブリが、付勢力の変動が小さいことを説明する図である。 上記保持器アッセンブリのねじりばねのねじり角と、ばね力との関係を示す図である。 変形例の保持器アッセンブリの一部の斜視図である。 本発明の一実施形態の一方向クラッチの軸方向の模式断面図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の保持器アッセンブリの一部の斜視図である。

この保持器アッセンブリは、保持器１と、付勢部材としてのねじりばね２とを備える。上記保持器１は、樹脂からなり、射出成形で形成されている。上記保持器１は、第１環状部１０と、第２環状部１１と、複数の柱部１２とを有する。上記各柱部１２は、第１環状部１０と第２環状部１１との間を連結している。上記複数の柱部１２は、第１環状部１０の周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

上記第２環状部１１は、複数の凹部１３を有し、各凹部１３は、径方向の外方に開口している。上記各凹部１３は、第２環状部１１において柱部１２に軸方向に重なる位置に形成されている。上記各凹部１３は、径方向の断面において、略扇状の形状を有している。また、上記第２環状部１１は、複数の丸棒状の突出部１７を有し、各突出部１７は、凹部１３の底面１４の中央部から径方向の外方に突出している。

上記各柱部１２は、凹部１８を有し、その凹部１８は、第２環状部１１の凹部１３につながっている。上記凹部１８は、径方向の外方かつ軸方向の外方に開口している。上記凹部１８は、軸方向に対して傾斜する側面１６を有する。換言すると、上記側面１６の存在位置は、軸方向の内方に行くにしたがって、周方向の一方側から他方側に移動するようになっている。上記側面１６は、略径方向に広がっている。上記凹部１８は、周方向においては、周方向の他方側のみに開口している。周方向に隣接する柱部１２の間には、係合子を収容するポケット１９が形成されている。上記凹部１３、凹部１８および突出部１７は、付勢部材取付部を構成している。また、上記側面１６は、第１延在部係止部を構成している。

上記ねじりばね２は、螺旋部２１と、第１延在部２２と、第２延在部２３とを有する。上記螺旋部２１は、弾性がある金属の線材を螺旋状に巻いて形成されている。また、上記第１延在部２２は、螺旋部２１の一端から略一直線上に延在している一方、第２延在部２３は、螺旋部２１の他端から略一直線上に延在している。図１に示すように、上記ねじりばね２は、凹部１３および凹部１８で構成される凹部に収容されている。また、上記螺旋部２１は、第２環状部１１の突出部１７に係止されている。換言すると、上記突出部１７は、螺旋部２１の内側に位置している。また、上記第１延在部２２は、凹部１８の側面１６に接触して、その側面１６に係止されている。また、上記第２延在部２３の先端部は、ポケット１９内に突出している。

図２は、上記保持器アッセンブリが、付勢力の変動が小さいことを説明する図である。

尚、図２において、参照番号３３は、ねじりばねの金属線材の中心を示し、参照番号３６,３７,３８は、第２延在部２３の延在方向を示し、参照番号３０は、係合ころを示し、参照番号３１は、係合ころ３０において第２延在部２３が接触する位置を示している。また、参照番号４０は、係合ころ３０がフリーとなる第２延在部２３の周方向の位置であり、矢印ａは、係合ころ３０が付勢される方向である周方向を示し、矢印ｂは、周方向ａに垂直である軸方向を示している。

図２において、係合ころ３０に付与される力は、第２延在部２３が係合ころ３０に付与する力の周方向の成分になる。この周方向の成分は、第２延在部２３の延在方向が、軸方向ｂに近づくにつれて、大きくなる。また、ねじり角（図２にαで示す）を、ねじりばねを、フリーとなる第２延在部２３の周方向の位置４０からねじる方向に（例えば４７部まで）ねじった時のねじりばね中心からの角度とするとき、第２延在部２３のねじり角αが１０度程度に達すると、上記周方向の成分は、それ以後、変動が小さいという特性を有する。

図３は、このことを客観的に示す図であり、上記実施形態の保持器アッセンブリのねじりばねのねじり角と、ばね力との関係を示す図である。図３において、直線Ｐは、ねじりばねのねじり角と、ねじりばねが付与する荷重との関係を示している。また、折れ線Ｋは、ねじりばねのねじり角と、実際に係合ころにかかる荷重との関係を示している。

図３に示すように、実際に係合ころにかかる荷重は、ねじり角が１０度程度に達するまでは、ねじり角が大きくなるにつれて、一次関数的（線形的、比例的）に大きくなっている。また、実際に係合ころにかかる荷重は、ねじり角が１０度よりも大きくなると、ねじり角の増大にともなう増大の変動幅が極端に小さくなっている。したがって、図２において、係合ころ３０のフリー時の第２延在部２３の周方向位置４０を、ねじり角が１０度程度の位置に設定することにより、係合ころが、第２延在部２３や保持器等から受ける外力の合成力の変動を大きく抑制することができる。

図４は、上記保持器アッセンブリを備える一方向クラッチの軸方向の模式断面図である。尚、図４は、保持器の柱部を通過しない位置での模式断面図を示している。

図４に示すように、この一方向クラッチは、外輪６０と、上記実施形態の保持器アッセンブリ６１と、複数の係合ころ６２とを備える。上記係合ころ６２は、外輪６０の内周係合面８０と、軸部材６４の外周係合面６５との間に、保持器アッセンブリ６１のポケット１９に収容された状態で配置され、ねじりばね２（図１参照）によって、一方向である周方向に付勢されている。

上記構成において、図４を参照して、外輪６０が軸部材６４に対して周方向の一方側に相対的に回転すると、係合ころ６２が、外輪６０の内周係合面８０と、軸部材６４の外周係合面６５との間に挟まれてクラッチが入りの状態になる。このとき、外輪６０と軸部材６４との間で動力の伝達が行われる。

他方、上記外輪６０が軸部材６４に対して周方向の他方側に相対的に回転すると、係合ころ６２が、外輪６０の内周係合面８０と、軸部材６４の外周係合面６５の間で遊嵌状態となってクラッチが切りの状態になる。このようにして、外輪６０と軸部材６４との間での動力の伝達を遮断するようになっている。

上記実施形態の保持器アッセンブリによれば、ねじりばね２が、保持器１の第２環状部１１と柱部１２とに取り付けられているから、ねじりばね２を固定するのに、環状部１０,１１および柱部１２以外の部材を必要としない。したがって、板ばねや圧縮コイルばねを用いる保持器アッセンブリと比較して、サイズを同程度にできて、サイズが過度に大きくなることがない。詳しくは、従来構成では、外輪の外側に付勢部材保持部材が必要不可欠であったねじりばね２を採用したとしても、付勢部材保持部材が必要とならず、そのため、一方向クラッチの寸法が大きくなることがない。

また、上記実施形態の保持器アッセンブリによれば、付勢部材であるねじりばね２が、線材を螺旋状に巻いた螺旋部２１と、螺旋部２１の一端から延在する第１延在部２２と、螺旋部２１の他端から延在する第２延在部２３とを有する構成であって、線材のねじり力を利用して、係合ころ６２を付勢する構成であるから、板ばねや圧縮コイルばねが係合子を付勢する際の付勢力の変動と比較して、係合ころ６２を付勢する際の付勢力の変動が小さくなり、付勢力の調整を容易に行うことができる。付勢部材がねじりばね２であって、線材のねじり力を利用する構成であるから、係合ころ６２に接触する第２延在部２３の延在の始点における螺旋部２１の周方向の位置に基づく、付勢力の変動が小さくなるからである。したがって、ロック作動角の変動を抑制できると共に、フリートルクのばらつきを抑制できる。

また、上記実施形態の保持器アッセンブリによれば、付勢部材取付部が、保持器１の外面から略径方向に突出する突出部１７を含み、突出部１７が、螺旋部２１の内側に位置している。したがって、上記突起部１７で、螺旋部２１を係止できて、保持器１に対して螺旋部２１を位置決めできる。したがって、ロック作動角の変動を更に抑制できると共に、フリートルクのばらつきを更に抑制できる。

また、上記実施形態の一方向クラッチによれば、上記実施形態の保持器アッセンブリ６１を備えているから、付勢部材として板ばねや圧縮コイルばねを用いている一方向クラッチを比較して、サイズを同程度にできて、サイズが過度に大きくなることがない。

また、上記実施形態の一方向クラッチによれば、上記実施形態の保持器アッセンブリ６１を備えているから、係合ころ６２を付勢する付勢力の変動を抑制できて、ロック作動角の変動や、フリートルクのばらつきを抑制できる。

尚、上記実施形態の保持器アッセンブリでは、第１延在部２２が係止される段部としての凹部１８の側面１６が、径方向に延在していたが、この発明では、第１延在部が係止される段部は、径方向に対して傾斜していても良い。

また、上記実施形態の保持器アッセンブリでは、付勢部材取付部の一部をなす突出部１７が、丸棒形状であったが、この発明では、付勢部材取付部の一部をなす突出部１７は、径方向に突出していさえすれば良く、角柱形状等、丸棒形状以外の如何なる形状であっても良い。

また、上記実施形態の保持器アッセンブリでは、付勢部材取付部を、第２環状部１１の凹部１３、柱部１２の凹部１８および第２環状部１１の突出部１７で構成したが、この発明では、付勢部材取付部を、環状部および柱部のうちの少なくとも一方に形成した凹部のみで構成しても良い。これは、例えば、保持器に、凹部の軸方向の外方側に仕切部を設ける等して、付勢部材が軸方向の外方側から離脱することを防止することにより実現できる。

また、上記実施形態の保持器アッセンブリでは、凹部１３,１８を、保持器の径方向の外方側に形成すると共に、突出部１７を、凹部１３の底面１４から径方向の外方側に突出させたが、この発明では、付勢部材取付部を、保持器の径方向の内方側に形成しても良い。例えば、付勢部材取付部を、環状部および柱部のうちの少なくとも一方に形成し、かつ、径方向の内方側に開口する凹部で構成しても良い。また、付勢部材取付部を、そのような径方向の内方側に開口する凹部と、その凹部の底面から径方向の内方側に突出する突出部とで構成しても良い。

また、上記実施形態の保持器アッセンブリでは、螺旋部２１が、第２環状部１１および柱部１２に跨る位置に配置され、螺旋部２１が、第２環状部１１および柱部１２の両方に径方向に重なっていた。しかしながら、この発明では、図５、すなわち、変形例の保持器アッセンブリの斜視図に示すように、螺旋部１２１は、第２環状部１１１のみに径方向に重なり、柱部１１２に径方向に重なっていなくても良い。また、この発明では、螺旋部は、柱部のみに径方向に重なり、環状部に径方向に重なっていなくても良い。

また、上記実施形態の保持器アッセンブリでは、付勢部材取付部が、第２環状部１１および柱部１２にまたがっていたが、この発明では、付勢部材取付部は、環状部のみに形成されても良く、また、柱部のみに形成されても良い。

また、上記実施形態では、一方向クラッチが、内輪を有しない構成で、軸部材６４の外周面に、外周係合面６５が存在したが、この発明では、一方向クラッチは、軸部材に同期回転する内輪を有し、その内輪の外周面に外周係合面が存在する構成であっても良い。

また、上記実施形態では、一方向クラッチの係合子が、係合ころ６２であったが、この発明の一方向クラッチの係合子は、スプラグ等、係合ころ以外の係合子であっても良い。

１ 保持器
２ ねじりばね
１０ 第１環状部
１１,１１１ 第２環状部
１２ 柱部
１９ ポケット
１３ 第２環状部の凹部
１６ 柱部の凹部の側面
１７ 突出部
１８ 柱部の凹部
２１ 螺旋部
２２ 第１延在部
２３ 第２延在部
６０ 外輪
６１ 保持器アッセンブリ
６２ 係合ころ
６４ 軸部材
６５ 外周係合面
８０ 内周係合面

Claims (4)

1. 環状部と、その環状部から突出すると共に、互いに周方向に間隔をおいて位置する複数の柱部とを有して、周方向に隣接する上記柱部の間にポケットを有し、かつ、上記環状部および上記柱部の少なくとも一方の径方向の外方側または内方側に付勢部材取付部を有する保持器と、
   上記付勢部材取付部に取り付けられると共に、線材を螺旋状に巻いた螺旋部と、上記螺旋部の一端から上記螺旋部の径方向の外方に延在する第１延在部と、上記螺旋部の他端から上記螺旋部の径方向の外方に延在する第２延在部とを有する付勢部材と
   を備え、
   上記保持器の上記付勢部材取付部は、上記第１延在部を係止する第１延在部係止部を有して、上記第１延在部は、上記第１延在部係止部に係止されるようになっており、
   上記第２延在部は、上記保持器の上記ポケット内に突出していることを特徴とする保持器アッセンブリ。
2. 請求項１に記載の保持器アッセンブリにおいて、
   上記付勢部材取付部は、上記保持器の外面または内面から略径方向に突出する突出部を含み、
   上記突出部は、上記螺旋部の内側に位置していることを特徴とする保持器アッセンブリ。
3. 内周係合面を有する外輪と、
   外周係合面を有する内輪と、
   請求項１または２に記載の保持器アッセンブリと、
   上記外輪の内周係合面と上記内輪の外周係合面との間に、上記保持器アッセンブリの上記ポケットに収容された状態で配置され、上記付勢部材によって一方向に付勢されている係合子と
   を備えることを特徴とする一方向クラッチ。
4. 内周係合面を有する外輪と、
   請求項１または２に記載の保持器アッセンブリと、
   上記外輪の内周係合面と軸部材の外周係合面との間に、上記保持器アッセンブリの上記ポケットに収容された状態で配置され、上記付勢部材によって一方向に付勢されている係合子と
   を備えることを特徴とする一方向クラッチ。

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