JP2011236978A - One-way clutch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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ワンウェイクラッチに関するものである。 The present invention relates to a one-way clutch used as a component for torque transmission, backstop, and the like in a drive device such as an automobile or an industrial machine.
一般に、ワンウェイクラッチは、外輪と、外輪と同心に配置される内輪と、内輪と外輪との間に配され、トルクを伝達する複数のスプラグと、スプラグを保持する保持器と、スプラグを外輪と内輪との間で係合する方向に付勢するスプリングからなっている。 Generally, a one-way clutch is arranged between an outer ring, an inner ring arranged concentrically with the outer ring, a plurality of sprags arranged between the inner ring and the outer ring, transmitting torque, a retainer for holding the sprags, and a sprag with an outer ring. It consists of a spring biased in the direction of engagement with the inner ring.
このような構成のワンウェイクラッチでは、スプラグが外輪の内周面と内輪の外周面に噛み合うことで、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、その逆方向でのみスプラグが内外輪の間で噛み合い外輪に回転トルクを与えることができる。このとき、スプラグは、スプリングなどの付勢部材により噛み合い方向(係合方向)に付勢されている。 In the one-way clutch having such a configuration, the sprag is engaged with the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring, so that the inner ring rotates in only one direction with respect to the outer ring. In other words, the inner ring idles in one direction with respect to the outer ring, and the sprag can mesh between the inner and outer rings only in the opposite direction to apply rotational torque to the outer ring. At this time, the sprag is biased in the meshing direction (engagement direction) by a biasing member such as a spring.
このようなワンウェイクラッチにおいては、内外輪の同心性を保つため、内外輪間に、軸受機能を有する環状のエンドベアリングを設けているものがある。例えば、特許文献1にそのような例が記載されている。
Some of these one-way clutches are provided with an annular end bearing having a bearing function between the inner and outer rings in order to maintain the concentricity of the inner and outer rings. For example,
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。
しかしながら、エンドベアリングは、潤滑油の密封性低下(潤滑性低下)を補うために効果的であるが、以下のような課題があった。エンドベアリングを用いた場合、内外輪との軸受面に介在する潤滑油膜が、円周上に連続的に発生する。このため、空転時における引き摺りトルクの低減が困難であった。 However, the end bearing is effective in order to compensate for a decrease in sealing performance (decrease in lubricity) of the lubricating oil, but has the following problems. When the end bearing is used, a lubricating oil film interposed on the bearing surface with the inner and outer rings is continuously generated on the circumference. For this reason, it is difficult to reduce drag torque during idling.
従って、本発明の目的は、引き摺りトルクの低減ができ、空転時の同期作用を促進し、作動の安定したワンウェイクラッチを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a one-way clutch that can reduce drag torque, promotes a synchronizing action during idling, and has a stable operation.
上記目的を達成するため、本願発明のワンウェイクラッチは、
ワンウェイクラッチであって、
外輪と、
外輪に対して内径方向に離間され、相対回転自在に同心状に配置される内輪と、
外輪と内輪との間に配置され、トルクを伝達する複数のスプラグと、
スプラグに起き上がりモーメントを与えるリボンスプリングと、
外輪と内輪との間に配置され軸受機能を有するブロックベアリングと、
径方向に貫通しスプラグを保持する第1の開口部と、径方向に貫通しブロックベアリングを収容保持する第2の開口部とを有する内側保持器と、
径方向に貫通しスプラグを保持する第1の開口部と、径方向に貫通しブロックベアリングを収容保持する第2の開口部とを有し、内側保持器の外径側に配置される外側保持器と、
を備え、ブロックベアリングは径方向の脱落を防止されていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the one-way clutch of the present invention is
A one-way clutch,
Outer ring,
An inner ring spaced from the outer ring in the inner diameter direction and concentrically disposed so as to be relatively rotatable;
A plurality of sprags arranged between the outer ring and the inner ring and transmitting torque;
A ribbon spring that gives the sprag a moment to rise,
A block bearing disposed between the outer ring and the inner ring and having a bearing function;
An inner retainer having a first opening penetrating in the radial direction and holding the sprag; and a second opening penetrating in the radial direction and receiving and holding the block bearing;
An outer holding having a first opening penetrating in the radial direction and holding the sprag and a second opening penetrating in the radial direction to receive and hold the block bearing and disposed on the outer diameter side of the inner cage And
The block bearing is characterized in that it is prevented from falling off in the radial direction.
本発明によれば、以下のような効果が得られる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
外輪固定(内輪回転)で使用される場合、ブロックベアリングが内輪の摺動抵抗により空転方向に連れ回ろうとする。この連れ回り力が内側保持器を空転方向に移動させスプラグが浮き上がる。従って、空転時の同期作用を促進することができる。 When used for outer ring fixation (inner ring rotation), the block bearing tends to rotate in the idling direction due to the sliding resistance of the inner ring. This accompanying force moves the inner cage in the idling direction, and the sprag is lifted. Therefore, it is possible to promote the synchronization action during idling.
軸受面に介在する潤滑油膜がエンドベアリングの場合、円周上に連続的に発生するのに対して、ブロックベアリングの場合は、断続的となり油膜のせん断性が向上するため、空転時の引き摺りトルク低減できる。 When the lubricating oil film on the bearing surface is an end bearing, it continuously occurs on the circumference, whereas in the case of a block bearing, the oil film is intermittent and the shearing property of the oil film is improved. Can be reduced.
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。尚、以下説明する各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。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, it is needless to say that each Example described below illustrates the present invention by way of example, and does not limit the present invention. In the drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals.
(第1実施例)
図1は、本発明の第1実施例を示すワンウェイクラッチ10の一部破断した正面図であり、図2は、図1のA−A線に沿った軸方向断面図である。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ワンウェイクラッチにも適用できる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a partially broken front view of a one-
図1において、外輪1はほぼ真円の内周面1aを備え、内輪2はほぼ真円の外周面2aを備えている。外輪1と内輪2とは内周面1a及び外周面2aとを互いに対向させた状態で、相対回転自在となっている。
In FIG. 1, the
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、すなわちひょうたん形のスプラグ3が円周方向等分に複数個配置されている。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、径方向に貫通するほぼ矩形の第1の開口部8内に保持されている。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に係合面とかみ合う方向の起き上がりモーメントを与えている。
In an annular space defined by the
不図示の相手部材に外輪1を嵌合させるため、外輪1の外周には外径方向に突出するスプライン9が円周方向等配に複数設けられている。また、ワンウェイクラッチ10の軸方向の両端には、環状の側板11と側板11を固定する環状の止め輪12が設けられている。
In order to fit the
外輪1と内輪2との間に画成される環状の空間には、複数のスプラグ3の間に複数のブロックベアリング17が配置されている。ブロックベアリング17は、周方向の5箇所に設けられているが、この個数は任意であり、その他の個数設けることができることは言うまでもない。隣接するブロックベアリング17間のスプラグ3の個数は同じである。
A plurality of
図2は、図1のA−A線に沿った軸方向断面図である。図2から明らかなように、ほぼ真円の内径を有する環状の内側保持器6は、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。
FIG. 2 is an axial sectional view taken along line AA in FIG. As apparent from FIG. 2, the annular
また、ほぼ真円の内径を有する環状の外側保持器5は、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を有しており、フランジ5aの先端部は所定のクリアランスをもって外輪1に対向している。
The annular
ブロックベアリング17は、前述のように外輪1と内輪2との間に配置され、外輪1と内輪2とを同心状態に保持している。すなわち、内外輪の軸受の機能を果たしている。ブロックベアリング17の内径面17aが内輪2に対して、外径面17bが外輪1に対して、軸受機能を有している。
The block bearing 17 is disposed between the
図3に示すように、ブロックベアリング17は、径方向断面で内径面17aと外径面17bとの間に、周方向に延在する3つの突起を備えている。内径側には第1の突起13、外径側には第2の突起14、そして第1の突起と第2の突起の間に第3の突起15が設けられている。第1の突起13、第2の突起14、第3の突起15は、ブロックベアリング17の本体と一体に形成されている。
As shown in FIG. 3, the block bearing 17 includes three protrusions extending in the circumferential direction between the
ブロックベアリング17は、外側保持器5に設けられ、径方向に貫通する第2の開口部18、リボンスプリング4の開口部7、更に外側保持器5に設けられ、径方向に貫通する第2の開口部18のそれぞれに嵌合している。
The
また、図3から分かるように、第1の突起13の周方向の長さは、内側保持器6の第1の開口部8の周方向幅より大きい。従って、ブロックベアリング17は外径側に脱落することがない。
As can be seen from FIG. 3, the circumferential length of the
図3に示すように、周方向に突出する第3の突起15は、リボンスプリング4の開口部7に配置され、開口部7の辺19に係合することでブロックベアリング17が内径側へ脱落することが防止されている。従って、第3の突起15の周方向長さは、リボンスプリング4の開口部7の周方向幅より大きく設定する。
As shown in FIG. 3, the
第3の突起15の周方向長さが、リボンスプリング4の開口部7の周方向幅より十分大きく設定した場合は、辺19から開口部7内に突出する突出片を設け、その突出片に第3の突起15を係合させることで、ブロックベアリング17の脱落を防止することもできる。
When the circumferential length of the
いずれの場合でも、外側保持器5、内側保持器6、リボンスプリング4、スプラグ3、ブロックベアリング17を組み付けると、一つのクラッチアッセンブリとして扱うことができるため、ワンウェイクラッチ10への組み付けが容易になる。
In any case, when the
以上説明した第1実施例において、ワンウェイクラッチ10のクラッチアッセンブリが、軸方向に脱落することを防止するため、軸方向の両端に側板11及び止め輪12が設けられているが、これは、本発明にとって必須の構成ではなく、必ずしも設ける必要はない。しかしながら、潤滑環境が厳しい使用条件下においては、エンドベアリングを設けないことにより潤滑油の密封性(潤滑性)が低下することを防止するため、軸方向の両側に側板を設けることが好ましい。以下説明する第2及び第3実施例においても同様である。
In the first embodiment described above, in order to prevent the clutch assembly of the one-way clutch 10 from dropping off in the axial direction,
図5は、第1実施例のワンウェイクラッチの無負荷時の状態を示す部分正面図である。この無負荷時では、スプラグ3は、外輪1と内輪2の両方に接している。この無負荷状態から、外輪1が固定状態で、内輪2を回転(空転)させた状態が図6に示されている。外輪1を固定し、内輪2を回転させる場合、内輪2の回転によって生じる摺動抵抗によりブロックベアリング17は内輪2の空転方向に連れ回ろうとする。この連れ回り力が内側保持器6を空転方向に移動させる。その結果、軸受機能を有するブロックベアリング17は内輪2に接触している一方で、すべてのスプラグ3が内輪2の外周面2aから浮き上がる。すなわち、空転時の同期作用が促進されることになる。図6は、この状態を示すものであり、スプラグ3は、内輪2の外周面2aから浮き上がり、内輪2との間にクリアランスが生じている。
FIG. 5 is a partial front view showing a state of the one-way clutch according to the first embodiment when there is no load. At the time of no load, the
(第2実施例)
図7は、本発明の第2実施例のワンウェイクラッチを示す部分正面図であり、図8は、図7の軸方向断面図である。ワンウェイクラッチ10の基本的構成は、第1実施例と同様のため、異なる部分について説明をする。
(Second embodiment)
FIG. 7 is a partial front view showing a one-way clutch according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an axial sectional view of FIG. Since the basic configuration of the one-way clutch 10 is the same as that of the first embodiment, different parts will be described.
ブロックベアリング27は、外径部分28と内径部分29とを一体に備えている。図7に示すように、外径部分28は内径部分29に対して、軸方向の幅が大きく、両部分の間には段部30が形成されている。
The
内径部分29の軸方向幅は、内側保持器6の第2の開口部18の軸方向幅より僅かに小さく設定してある。また、同様に、外径部分28の軸方向幅も、外側保持器5の第2の開口部18の軸方向幅より僅かに小さく設定してある。更に、内側保持器6の第2の開口部18の軸方向幅は、外側保持器5の第2の開口部18の軸方向幅より小さく設定されている。
The axial width of the
以上のように構成されているため、ブロックベアリング27は、外径部分28が段部30で、内側保持器6の第2の開口部18の軸方向の両縁部に係合し、内径側への脱落が防止されている。
Since the block bearing 27 is configured as described above, the
図7に示すように、第2実施例においては、ブロックベアリング27の径方向の中間にある突起が、第1実施例の突起15に比べて短く、リボンスプリング4の開口部7の縁部に支持される構造となっていない。
As shown in FIG. 7, in the second embodiment, the protrusion in the radial direction of the block bearing 27 is shorter than the
(第3実施例)
図9は、本発明の第3実施例のワンウェイクラッチを示す部分正面図であり、図10は、図9の軸方向断面図である。ワンウェイクラッチ10の基本的構成は、第1実施例と同様のため、異なる部分について説明をする。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a partial front view showing a one-way clutch according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an axial sectional view of FIG. Since the basic configuration of the one-way clutch 10 is the same as that of the first embodiment, different parts will be described.
ブロックベアリングがワンピース構造となっている第1実施例及び第2実施例と異なり、本実施例では、ブロックベアリングが、2分割されたツーピース構造となっている。ブロックベアリング37は、内輪2に接する内径ブロック31と、内径ブロック31とは分離し、外輪1に接する外径ブロック32とを有する。
Unlike the first embodiment and the second embodiment in which the block bearing has a one-piece structure, in this embodiment, the block bearing has a two-piece structure divided into two. The
内径ブロック31は、その外径面の周方向の両側に、周方向に延在する突起33と34とを備えている。また、外径ブロック32は、その内径面の周方向の片側に、周方向に延在する突起35を備えている。内径ブロック31は、内側保持器6の第2の開口部18に、また外径ブロック32は、外側保持器5の第2の開口部8にそれぞれ嵌合している。
The
図9から分かるように、突起33と34が内側保持器6の第2の開口部18を越えて延在しているため、内径ブロック31は内側保持器6の第2の開口部18から径方向に脱落することが防止されている。また、外径ブロック32は、突起35が外側保持器5の第2の開口部18を越えて延在しているため、外側保持器5の第2の開口部18から径方向に脱落することが防止されている。このとき、内径ブロック31と外径ブロック32とは、互いに当接しているため、見かけ上は一体部材として機能する。
As can be seen from FIG. 9, since the
以上説明した第2実施例及び第3実施例においても、図6で説明した、空転時の同期作用が促進されることは言うまでもない。 In the second and third embodiments described above, it goes without saying that the synchronization action during idling described with reference to FIG. 6 is promoted.
図11は、エンドベアリングを用いた場合と、ブロックベアリングを用いた場合のドラグトルクと回転数の関係を示すグラフである。エンドベアリングを用いたワンウェイクラッチの場合(グラフ(b))は、回転数の増加に伴ってドラグトルクも増大するが、ブロックベアリングを用いたワンウェイクラッチの場合(グラフ(a))は、回転数の増加に伴ってドラグトルクは減少する。特に、所定の回転数を超えた範囲では、回転数に関わらずドラグトルクがほぼ一定になっていることが分かる。すなわち、空転時における引き摺りトルク(ドラグトルク)が著しく低減できる。 FIG. 11 is a graph showing the relationship between drag torque and rotational speed when using an end bearing and when using a block bearing. In the case of a one-way clutch using an end bearing (graph (b)), the drag torque increases as the rotational speed increases. In the case of a one-way clutch using a block bearing (graph (a)), the rotational speed As the value increases, the drag torque decreases. In particular, it can be seen that the drag torque is substantially constant regardless of the rotational speed in the range exceeding the predetermined rotational speed. That is, drag torque (drag torque) during idling can be significantly reduced.
エンドベアリングを用いた場合、内外輪との軸受面に介在する潤滑油膜が、円周上に連続的に発生するのに対して、ブロックベアリングを用いた場合は、この油膜が断続的に発生するため、ブロックベアリングを用いると、空転時における引き摺りトルクの低減が著しいことが、図11から読み取れる。 When an end bearing is used, a lubricating oil film is continuously generated on the circumference of the bearing surface with the inner and outer rings, whereas when a block bearing is used, this oil film is generated intermittently. Therefore, it can be seen from FIG. 11 that when the block bearing is used, the drag torque is significantly reduced during idling.
尚、上述の各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。 In the description of each of the embodiments described above, the one-way clutch has been described as having two cages, the outer cage and the inner cage. However, the present invention is also applicable to a one-way clutch having only one cage. Needless to say, it can be applied.
1 外輪
2 内輪
3 スプラグ
4 リボンスプリング
5 外側保持器
6 内側保持器
8 第1の開口部
18 第2の開口部
10 ワンウェイクラッチ
11 側板
15、33、34、35 突起
17、27、37 ブロックベアリング
30 段部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
外輪と、
該外輪に対して内径方向に離間され、相対回転自在に同心状に配置される内輪と、
前記外輪と前記内輪との間に配置され、トルクを伝達する複数のスプラグと、
前記スプラグに起き上がりモーメントを与えるリボンスプリングと、
前記外輪と前記内輪との間に配置され軸受機能を有するブロックベアリングと、
径方向に貫通し前記スプラグを保持する第1の開口部と、径方向に貫通し前記ブロックベアリングを収容保持する第2の開口部とを有する内側保持器と、
径方向に貫通し前記スプラグを保持する第1の開口部と、径方向に貫通し前記ブロックベアリングを収容保持する第2の開口部とを有し、前記内側保持器の外径側に配置される外側保持器と、
を備え、前記ブロックベアリングは径方向の脱落を防止されていることを特徴とするワンウェイクラッチ。 A one-way clutch,
Outer ring,
An inner ring spaced from the outer ring in the inner diameter direction and concentrically disposed so as to be relatively rotatable;
A plurality of sprags arranged between the outer ring and the inner ring and transmitting torque;
A ribbon spring that gives the sprag a moment to rise;
A block bearing disposed between the outer ring and the inner ring and having a bearing function;
An inner retainer having a first opening penetrating in the radial direction and holding the sprag; and a second opening penetrating in the radial direction and containing and holding the block bearing;
A first opening that penetrates in the radial direction and holds the sprag and a second opening that penetrates in the radial direction and receives and holds the block bearing are disposed on the outer diameter side of the inner cage. An outer cage
And the block bearing is prevented from falling off in the radial direction.
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