JP2015094376A - ローラ型ワンウェイクラッチ及び側板 - Google Patents

Abstract

【課題】側板用の材料の使用量を減少させ、かつ歩留まりが向上し、それにより製造コストを低減する。
【解決手段】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、ポケットに配置され、カム面に係合し、外輪と内輪との間でトルクを伝達するローラと、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、外輪の軸方向一端面に当接するように固定された側板とを備えるローラ型ワンウェイクラッチにおいて、側板は非円形の形状を有し、軸方向一端面は円環状であり、側板が固定された状態で外輪の軸方向一端面の少なくとも一部が露出している。
【選択図】図２

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及びローラ型ワンウェイクラッチに用いる側板に関する。

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としての信頼性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。

一方で、二輪車用のスタータに使用されているローラ型ワンウェイクラッチには、特許文献１に開示のように、エンジンクランク軸等の部材が係合するスプライン溝が内径部に設けられた側板がワンウェイクラッチの外輪にボルトにより取り付けられているものがある。

また、特許文献２では、異物を外部へ除去する異物排出孔を側板に設けたことを記載している。環状の側板が、ほぼ同径の環状の外輪の軸方向端面に固定されている。

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５―０４４６１５号公報 特許５１１８５５０号公報

しかしながら、従来の側板は円形であり、外輪の円環状の軸方向一端面を覆っている。このため、材料の使用量が大きく、側板をプレス成形で加工する際、歩留まりが悪いという問題があり、製造コスト低減の要請に応えられなかった。

そこで本発明の目的は、側板の形状を非円形の形状とし、材料の使用量を減少させ、かつ歩留まりが向上し、それにより製造コストを低減したローラ型ワンウェイクラッチ及び側板を提供することである。

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、
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、
前記外輪の軸方向一端面に当接するように固定された側板と、を備えるローラ型ワンウェイクラッチにおいて、
前記側板は非円形の形状を有し、前記軸方向一端面は円環状であり、前記側板が固定された状態で前記外輪の前記軸方向一端面の少なくとも一部が露出していることを特徴としている。

また、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に用いる側板は、
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、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たローラ型ワンウェイクラッチに用いる側板であって、
前記外輪の軸方向一端面は円環状であり、前記側板は非円形の形状を備え、前記軸方向端面に当接するように固定され、前記側板が固定された状態で前記外輪の前記軸方向一端面の少なくとも一部が露出することを特徴としている側板。

本発明のローラ型ワンウェイクラッチ及び側板では、側板は非円形の形状を有し、軸方向一端面は円環状であり、側板が固定された状態で外輪の軸方向一端面の少なくとも一部が露出しているため、側板用の材料の使用量を減少させ、かつ歩留まりが向上し、それにより製造コストを低減することができる。

本発明のローラ型ワンウェイクラッチ及び側板では、側板を非円形の形状にして、側板用の材料の使用量を減少させたため、ローラ型ワンウェイクラッチの軽量化が図れる。

また、側板からポケットを露出するようにすれば、側板用の材料の使用量を減少させ、歩留まりが向上させた上に、ポケットからの異物排出機能も確保できる。

本発明の各実施例が適用可能なローラ型ワンウェイクラッチを示す正面図である。 本発明の第１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る。 図２のＡ−Ａ線に沿った軸方向断面図である。 本発明の第２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る。 図４のＢ−Ｂ線に沿った軸方向断面図である。 本発明の第３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る。 図６のＣ−Ｃ線に沿った軸方向断面図である。 本発明の第４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る。 図８のＤ−Ｄ線に沿った軸方向断面図である。 側板を四角形としたローラ型ワンウェイクラッチの正面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の各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または対応部分を示す。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、本発明の各実施例が適用可能なローラ型ワンウェイクラッチを示す正面図である。図１は、ローラがカム面に噛み合っている状態、すなわちローラ型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では円環状の側板は図面の裏側に設けられており、中央部分の一部のみが示されている。

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とを備えている。

ローラ型ワンウェイクラッチ３０は更に、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、エンジンクランク軸等が係合するスプライン溝９を内径部に有し、外輪１の軸方向端面２１に当接するようにリベット１４によって外輪１に加締めることで固定されている従来の側板７とを備えている。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。

図１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、側板７をリベット１４によって外輪１に固定するために用いられ、軸方向に貫通する穿孔８も円周方向等分に３箇所設けられている。ポケット４の数は、必要な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。

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。

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。

以下、本発明の各実施例を説明するが、側板を除いた構成要素は、図１で説明したものと同様なのでその説明は省略する。

（第１実施例）
図２は、本発明の第１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２のＡ−Ａ線に沿った軸方向断面図である。

図２に示すように、ローラ型ワンウェイクラッチ３０の側板４０は非円形（非円環状）の形状を有し、ここでは全体として三角形の形状を有する。外輪１の軸方向の端面２１は円環状であり、軸方向に貫通した中央孔４５を有する側板４０が固定された状態で外輪１の軸方向の端面２１の少なくとも一部が露出している。側板４０は、三角形の各頂点近傍の位置にリベット１４が貫通する軸方向に貫通する貫通孔４８を備えており、この貫通孔４８と外輪１の穿孔８とにリベット１４を挿通させ、加締めることで側板４０が外輪１に固定される。

側板４０の三つの辺である、直線状の切欠部４１と外輪１の環状の縁部との間に３箇所の露出部が形成されている。側板４０のうち、露出部に相当する材料が削減できる。

図２及び図３から分かるように、側板４０の切欠部４１は外輪１のポケット４をほぼ覆っている。ポケット４から異物を排出する異物排出機能は十分ではないが、側板４０の材料を減少すると共に、歩留まりが向上する。

（第２実施例）
図４は、本発明の第２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５は、図４のＢ−Ｂ線に沿った軸方向断面図である。

第２実施例は、基本的な構成は第１実施例と同様である。第２実施例では、三角形の形状をした側板４０の３つの直線状の切欠部４１のほぼ中央部であってポケット４に対向する面に溝部４２が形成されている。溝部４２は径方向に延在し、側板４０の内方で終端し、開口部４３で切欠部４１に開口している。溝部４２は、各切欠部４１に設けられている。

図５から分かるように、各溝部４２はポケット４に対向する位置で終端している。このため、ポケット４は溝部４２とその開口部４３を介して外部と連通している。従って、溝部４２を介してポケット４内から異物を外部へと排出することができる。

第２実施例においては、側板４０の材料を減少すると共に、歩留まりが向上する他に、ポケット４から磨耗粉、ゴミなどの異物を排出することができる。溝部４２は側板４０の打ち抜き時にプレス加工で同時に形成することができるので、工程が増えることはない。

（第３実施例）
図６は、本発明の第３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７は、図６のＣ−Ｃ線に沿った軸方向断面図である。

第３実施例は、第１実施例及び第２実施例と比べて、側板４０を更に切り欠いている。直線状の切欠部４１は、側板４０の中心寄りに形成されている。このため、第３実施例では、切欠部４１の外径側にポケット４の一部が露出し、カム面１２が見えている。

異物排出効果を最大にするため、ポケット４の最大径部分が露出するように側板４０を配置することが好ましい。第３実施例においては、側板４０の材料を更に減少すると共に、歩留まりが向上する他に、ポケット４から異物を排出することができる。

（第４実施例）
図８は、本発明の第４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９は、図８のＤ−Ｄ線に沿った軸方向断面図である。

第４実施例は、第３実施例の変形例である。第３実施例では直線状であった切欠部４１が、本実施例では側板４０は、切欠部４１の中央部近傍で側板の中心に向かって最大に湾曲している湾曲部４４を備えている。このため、ポケット４の大部分が切欠部４１の外径側に露出している。

第３実施例と同様に、異物排出効果を最大にするため、ポケット４の最大径部分が露出するように側板４０を配置することが好ましい。第４実施例においては、側板４０の材料を他の実施例より更に減少できると共に、歩留まりが向上する他に、ポケット４から異物を排出する効果も高くなる。ただし、側板４０にはポケット４内のローラ３やスプリング５が軸方向に脱落することを防止する機能もあるため、ポケット４の全体が露出することはない。

以上述べた各実施例において、以下のような変形例が可能である。非円形の側板４０として三角形を例示したが、その他の非円形の形状も可能であり、例えば三角形以外の多角形として四角形、五角形なども可能である。側板４０を外輪１の軸方向端面２１に取り付けたときに、軸方向端面２１の少なくとも一部が露出する形状であれば良い。

図１０は側板５０を四角形としたローラ型ワンウェイクラッチ３０を示している。ほぼ正方形の形状をした側板５０が、上記各実施例と同様の方法で外輪１の軸方向端面２１に固定されている。４つの切欠部５１を有する側板５０は、４つの頂点付近でリベット１４により外輪１に固定されている。

側板５０が四角形に形成されていることに対応して、外輪１のポケット４も周方向等配に４箇所配置される。図１０に示すように、各切欠部５１からポケット４の一部が露出している。図１０においても、図４に示す溝４２を設けることができる。また、図８に示すように、各切欠部５１を内径方向に湾曲させ、軸方向端面２１及びポケット４をより大きく露出することもできる。

側板４０及び５０の切欠部４１及び５１は側板４０及び５０を外輪１に固定する際にリベット１４を加締めるとき、位置決めの指標として用いることができる。

また、側板４０及び５０に表裏の区別が必要な場合、貫通孔４８（側板５０については不図示）の形状を表裏で異なる形または異径にすることで、位置決め工具による誤った組付けを防止することができる。更に、側板４０及び５０の切欠部４１及び５１の左右の傾斜が微小に異なる形状とすることで側板４０及び５０の表裏を判別することも可能である。

また、溝部４２は、プレス加工により形成するが、切削加工で形成することもできる。更に、側板４０及び側板５０の鍛造時に同時に形成することもできる。

１ 外輪
２ 内輪
３ ローラ
４ ポケット
５ スプリング
７ 側板
６ 保持器
８ 穿孔
９ スプライン溝
１１ 内輪の外周軌道面
１２ カム面
１４ リベット
１７ 保持器のフランジ部
１８ 保持器の窓
２１ 外輪の端面
３０ ローラ型ワンウェイクラッチ
４０ 側板
４１ 切欠部
４２ 溝部
４３ 開口部
４４ 湾曲部
４５ 中央孔
４８ 貫通孔
５０ 側板
５１ 切欠部

Claims (13)

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、
   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、
   前記外輪の軸方向一端面に当接するように固定された側板と、を備えるローラ型ワンウェイクラッチにおいて、
   前記側板は非円形の形状を有し、前記軸方向一端面は円環状であり、前記側板が固定された状態で前記外輪の前記軸方向一端面の少なくとも一部が露出していることを特徴とするローラ型ワンウェイクラッチ。
2. 前記側板は三角形の形状をしていることを特徴とする請求項１に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
3. 前記側板は、三角形の各頂点近傍で前記外輪に固定されていることを特徴とする請求項２に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
4. 前記側板は、三角形の各辺の中央部で前記ポケットに対向していることを特徴とする請求項２または３に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
5. 前記ポケットは、前記側板の各辺の中央部近傍で露出していることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
6. 前記側板の各辺は前記側板の中心に向かって湾曲していることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
7. 前記側板は、三角形の各辺の中央部であって、前記外輪に対向する面に径方向に延在し、各辺の縁部に開口する溝部を備えていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
8. 前記溝部はプレス加工により形成されることを特徴とする請求項７に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
9. 前記溝部は前記ポケットの最大径部に対向していることを特徴とする請求項７または８に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
10. 前記側板は四角形の形状をしていることを特徴とする請求項１、６、８及び９のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
11. 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、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たローラ型ワンウェイクラッチに用いる側板であって、
    前記外輪の軸方向一端面は円環状であり、前記側板は非円形の形状を備え、前記軸方向端面に当接するように固定され、前記側板が固定された状態で前記外輪の前記軸方向一端面の少なくとも一部が露出することを特徴とする側板。
12. 前記側板は三角形の形状をしていることを特徴とする請求項１１に記載の側板。
13. 前記側板は四角形の形状をしていることを特徴とする請求項１１に記載の側板。

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