JP2017166599A - Oneway clutch - Google Patents

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有紀子 米虫
Yukiko Yonemushi
有紀子 米虫
和茂 大塚
Kazushige Otsuka
和茂 大塚
佑規 新舘
Yuki Niidate
佑規 新舘
藤原 英樹
Hideki Fujiwara
英樹 藤原
亮平 保坂
Ryohei Hosaka
亮平 保坂
喜重 武田
Kiju Takeda
喜重 武田
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  • One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a oneway clutch which blocks power transmission when an excessive load is applied thereto, and can automatically transmit power accompanied by the elimination of the excessive load.SOLUTION: A oneway clutch 10 comprises: an inner ring 11; an outer ring 12 which is arranged at the outside of the inner ring 11 in a radial direction concentrically therewith, and has an internal peripheral face 12a for forming a wedge-shaped space S between an external peripheral face 11a of the inner ring 11 and itself; rollers 13 which are arranged in the wedge-shaped space S, and engaged with the external peripheral face 11a of the inner ring 11 and an internal peripheral face 12a of the outer ring 12 at a narrow side of the wedge-shaped space S; and an energization member 15 for energizing the rollers 13 toward the narrow side of the wedge-shaped space S. A first cam face 21 engaged with the rollers 13 and a second cam face 22 which is arranged adjacently to an end part of the narrow side at the first cam face 21, and releases the engagement with the rollers 13 by expanding a wedge angle in the wedge-shaped space S more than the first cam face 21 are formed at either of the external peripheral face 11a of the inner ring 11 and the internal peripheral face 12a of the outer ring 12.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、トルクリミッタ機能を有する一方向クラッチに関する。   The present invention relates to a one-way clutch having a torque limiter function.

例えば、下記特許文献1には、自動車のエンジンの回転動力をエアコン用圧縮機に伝達する経路に設けられ、エンジンの回転変動を吸収することによって圧縮機の回転を安定させるようにした一方向クラッチが開示されている。
特許文献1に記載の一方向クラッチは、エンジンの動力によって回転するプーリに一体的に設けられた内輪と、圧縮機の回転軸に固定された外輪と、内輪と外輪との間に設けられた複数のころとを備えている。内輪の外周面には平坦なカム面が周方向複数箇所設けられ、このカム面と外輪内周面との間のくさび状空間にころが配置されている。
For example, in Patent Document 1 below, a one-way clutch is provided in a path for transmitting the rotational power of an automobile engine to a compressor for an air conditioner so as to stabilize the rotation of the compressor by absorbing the rotational fluctuation of the engine. Is disclosed.
The one-way clutch described in Patent Document 1 is provided between an inner ring integrally provided on a pulley that is rotated by engine power, an outer ring fixed to a rotation shaft of a compressor, and an inner ring and an outer ring. It has a plurality of rollers. A plurality of flat cam surfaces are provided on the outer peripheral surface of the inner ring in the circumferential direction, and rollers are disposed in a wedge-shaped space between the cam surface and the inner peripheral surface of the outer ring.

この一方向クラッチにおいては、プーリの回転速度が回転軸の回転速度よりも相対的に大きくなると、ころがくさび状空間の狭い側に転動し、カム面と外輪内周面とに噛み合うことでプーリと回転軸とを一体化し、両者を同期回転させる。また、プーリの回転速度が回転軸の回転速度よりも相対的に小さくなると、ころがくさび状空間の広い側へ転動することでカム面及び外輪内周面に対するころの噛み合いが解除され、プーリから回転軸への動力伝達が遮断されるようになっている。   In this one-way clutch, when the rotational speed of the pulley is relatively higher than the rotational speed of the rotating shaft, the roller rolls to the narrow side of the wedge-shaped space and meshes with the cam surface and the inner peripheral surface of the outer ring. A pulley and a rotating shaft are integrated, and both are rotated synchronously. Further, when the rotational speed of the pulley is relatively smaller than the rotational speed of the rotating shaft, the roller rolls to the wide side of the wedge-shaped space, so that the engagement of the roller with the cam surface and the inner peripheral surface of the outer ring is released, and the pulley The power transmission from to the rotating shaft is cut off.

また、特許文献1に記載の一方向クラッチは、トルクリミッタ手段を有している。具体的に、トルクリミッタ手段は、カム面におけるくさび状空間の狭い側の端部に隣接して、ころを嵌入保持させるための凹部を設けることにより構成されている。例えば圧縮機の焼き付きに起因して回転軸の回転トルク(負荷トルク)が増大すると、ころはくさび状空間の狭い側へ転動し、さらに凹部に落ち込む。これにより、ころが外輪の内周面から離れ、プーリから回転軸への動力伝達が遮断されるようになっている。   In addition, the one-way clutch described in Patent Document 1 has torque limiter means. Specifically, the torque limiter means is configured by providing a recess for inserting and holding the roller adjacent to the narrow end of the wedge-shaped space on the cam surface. For example, when the rotational torque (load torque) of the rotating shaft increases due to the seizure of the compressor, the roller rolls to the narrow side of the wedge-shaped space and further falls into the recess. Thereby, a roller leaves | separates from the internal peripheral surface of an outer ring | wheel, and the power transmission from a pulley to a rotating shaft is interrupted | blocked.

特開2002−106608号公報JP 2002-106608 A

特許文献1に記載の一方向クラッチに設けられたトルクリミッタ手段は、ころを嵌入保持させるための凹部により構成され、この凹部内にころが落ち込むことによって機能するものであるため、一旦、トルクリミッタ手段が機能すると、人為的に凹部からころを取り出してくさび状空間に戻さない限り、再度一方向クラッチを使用するができない。そのため、一時的な過負荷を回避し、過負荷の解消と同時に自動的に一方向クラッチを機能させるような用途には、特許文献1に記載の一方向クラッチは適していない。   The torque limiter means provided in the one-way clutch described in Patent Document 1 is constituted by a concave portion for fitting and holding the roller, and functions when the roller falls into the concave portion. If the means functions, the one-way clutch cannot be used again unless the rollers are artificially removed from the recess and returned to the rust-like space. Therefore, the one-way clutch described in Patent Document 1 is not suitable for applications in which a temporary overload is avoided and the one-way clutch is automatically functioned simultaneously with the elimination of the overload.

本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたものであり、過負荷が付与された場合に動力伝達を遮断し、過負荷の解消に伴って自動的に動力伝達を可能にする一方向クラッチを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a one-way that cuts off power transmission when an overload is applied and automatically enables power transmission when the overload is eliminated. The object is to provide a clutch.

本発明は、内輪と、前記内輪の径方向外側に同心状に配置されかつ前記内輪の外周面との間にくさび状空間を形成する内周面を有する外輪と、前記くさび状空間に配置されかつ前記くさび状空間の狭小側において前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面に噛み合うころと、前記ころを前記くさび状空間の狭小側へ向けて付勢する付勢部材とを備えている一方向クラッチであって、前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面のいずれか一方には、前記ころが噛み合う第1のカム面と、前記第1のカム面における前記狭小側の端部に隣接して設けられ、前記くさび状空間におけるくさび角を前記第1のカム面よりも拡大することで前記ころとの噛み合いを解除する第2のカム面と、が形成されていることを特徴とする。   The present invention provides an inner ring, an outer ring having an inner peripheral surface that is concentrically arranged on the radially outer side of the inner ring and that forms a wedge-shaped space between the outer ring and the outer ring, and the wedge-shaped space. And a roller that meshes with the outer peripheral surface of the inner ring and the inner peripheral surface of the outer ring on the narrow side of the wedge-shaped space, and a biasing member that biases the roller toward the narrow side of the wedge-shaped space. A one-way clutch, wherein either one of an outer peripheral surface of the inner ring and an inner peripheral surface of the outer ring is engaged with a first cam surface that meshes with the roller, and an end portion on the narrow side of the first cam surface. And a second cam surface that releases the engagement with the roller by expanding a wedge angle in the wedge-shaped space larger than that of the first cam surface. And

上記構成の転がり軸受によれば、例えば負荷トルクが所定よりも小さい場合には、内輪の外周面及び外輪の内周面のうち一方の周面に形成された第1のカム面と、他方の周面とにころを噛み合わせ、内輪と外輪とを同期回転させることができる。また、負荷トルクが所定よりも増大した場合には、ころを第1のカム面に隣接する第2のカム面に移行させ、くさび角の拡大によってころの噛み合いを解除させることができる。つまり、第2のカム面をトルクリミッタ手段として機能させることができる。また、第2のカム面によるトルクリミッタ手段が機能したとしても、ころはくさび状空間内に存在するので、再び負荷トルクが所定よりも小さくなったときに、ころを第1カム面及び他方の周面に噛み合わせ、外輪と内輪とを自動的に同期回転させることができる。   According to the rolling bearing having the above configuration, for example, when the load torque is smaller than a predetermined value, the first cam surface formed on one of the outer peripheral surface of the inner ring and the inner peripheral surface of the outer ring, and the other The rollers can be meshed with the peripheral surface, and the inner ring and the outer ring can be rotated synchronously. Further, when the load torque increases more than a predetermined value, the rollers can be transferred to the second cam surface adjacent to the first cam surface, and the engagement of the rollers can be released by increasing the wedge angle. That is, the second cam surface can function as a torque limiter means. Even if the torque limiter means by the second cam surface functions, the roller exists in the wedge-shaped space. Therefore, when the load torque becomes smaller than a predetermined value again, the roller is moved to the first cam surface and the other cam surface. The outer ring and the inner ring can be automatically rotated synchronously by meshing with the peripheral surface.

上記一方向クラッチは、前記第1のカム面における前記くさび状空間の拡大側の端部から径方向に突出し、前記ころの移動を制限するストッパ部を備えていることが好ましい。
上記のようにトルクリミッタ機能によってころの噛み合いが解除されると、ころは勢いよくくさび状空間の拡大側に飛び出すことがあり、これによって付勢部材に負担がかかり、付勢部材の損傷の原因になるが、上記のようにストッパ部を設けることでころの移動を制限し、付勢部材の負担を軽減することができる。
It is preferable that the one-way clutch includes a stopper portion that protrudes in a radial direction from an enlarged end portion of the wedge-shaped space on the first cam surface and restricts movement of the roller.
When the engagement of the rollers is released by the torque limiter function as described above, the rollers may vigorously jump out to the enlarged side of the wedge-shaped space, which places a burden on the biasing member and causes damage to the biasing member. However, by providing the stopper portion as described above, it is possible to restrict the movement of the rollers and reduce the burden on the urging member.

本発明の一方向クラッチによれば、過負荷が付与された場合に動力伝達を遮断し、過負荷の解消に伴って自動的に動力伝達を可能にすることができる。   According to the one-way clutch of the present invention, power transmission can be cut off when an overload is applied, and the power transmission can be automatically enabled when the overload is eliminated.

本発明の一実施形態に係る一方向クラッチの断面図である。It is sectional drawing of the one-way clutch which concerns on one Embodiment of this invention. 一方向クラッチの一部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a part of one-way clutch. フリー状態におけるころの作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of the roller in a free state. ロック状態におけるころの作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of the roller in a locked state. トルクリミッタ手段の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of a torque limiter means. ストッパ面の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of a stopper surface.

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る一方向クラッチの断面図である。
一方向クラッチ10は、駆動側の回転部材18と、従動側の回転部材19との間に設けられている。本実施形態において、駆動側の回転部材18は駆動軸とされており、従動側の回転部材19は円筒形状の従動輪体とされている。したがって、以下の説明では駆動軸に符号18を付し、従動輪体に符号19を付す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a one-way clutch according to an embodiment of the present invention.
The one-way clutch 10 is provided between a driving-side rotating member 18 and a driven-side rotating member 19. In the present embodiment, the driving-side rotating member 18 is a driving shaft, and the driven-side rotating member 19 is a cylindrical driven wheel. Therefore, in the following description, reference numeral 18 is assigned to the drive shaft, and reference numeral 19 is assigned to the driven wheel.

一方向クラッチ10は、内輪11と、外輪12と、内輪11の外周面11aと外輪12の内周面12aとの間に配置された複数のころ13とを備えている。
内輪11は、円環状に形成されている。内輪11は、内周面11bが駆動軸18の外周面に嵌合されることによって駆動軸18に一体回転可能に固定されている。
The one-way clutch 10 includes an inner ring 11, an outer ring 12, and a plurality of rollers 13 disposed between the outer peripheral surface 11 a of the inner ring 11 and the inner peripheral surface 12 a of the outer ring 12.
The inner ring 11 is formed in an annular shape. The inner ring 11 is fixed to the drive shaft 18 so as to be integrally rotatable by fitting the inner peripheral surface 11 b to the outer peripheral surface of the drive shaft 18.

外輪12は、内輪11よりも大径の円環状に形成されている。外輪12は、内輪11の径方向外側に内輪11と同心状に配置されている。また、外輪12は、外周面12bが従動輪体19の内周面に嵌合されることによって従動輪体19に一体回転可能に固定されている。   The outer ring 12 is formed in an annular shape having a larger diameter than the inner ring 11. The outer ring 12 is disposed concentrically with the inner ring 11 on the radially outer side of the inner ring 11. The outer ring 12 is fixed to the driven wheel body 19 so as to be integrally rotatable by fitting the outer peripheral surface 12 b to the inner peripheral surface of the driven wheel body 19.

ころ13は、円筒ころにより構成されている。ころ13は、内輪11の外周面11a及び外輪12の内周面12a上で転動可能に構成されている。
内輪11の外周面11aにはころ13と同数(8つ)の平坦な第1のカム面21が形成されており、外輪12の内周面12aは円筒面に形成されている。内輪11の第1のカム面21と外輪12の内周面12aとの間には、くさび状空間Sが周方向に複数(8箇所)形成され、このくさび状空間Sにころ13が配置されている。
The roller 13 is constituted by a cylindrical roller. The roller 13 is configured to be able to roll on the outer peripheral surface 11 a of the inner ring 11 and the inner peripheral surface 12 a of the outer ring 12.
The same number (eight) of flat first cam surfaces 21 as the rollers 13 are formed on the outer peripheral surface 11a of the inner ring 11, and the inner peripheral surface 12a of the outer ring 12 is formed in a cylindrical surface. A plurality of wedge-shaped spaces S are formed in the circumferential direction between the first cam surface 21 of the inner ring 11 and the inner peripheral surface 12a of the outer ring 12, and the rollers 13 are arranged in the wedge-shaped space S. ing.

一方向クラッチ10は、保持器14と、付勢部材15とをさらに備えている。保持器14は、環状に形成され、複数のころ13を円周方向に沿って所定間隔に保持している。付勢部材15は、各ころ13を一方向に弾性的に付勢する。本実施形態の付勢部材15は、圧縮コイルバネからなる。保持器14には、ころ13を収容するポケット14aが周方向に複数形成されている。また、保持器14には、ポケット14aに収容された付勢部材15を案内する突起部14bを備えている。付勢部材15は、ポケット14a内のころ13を周方向一方側へ向けて付勢している。具体的には、くさび状空間Sが狭くなる方向(狭小側)へ向けて、図1の反時計回り方向にころ13を付勢している。   The one-way clutch 10 further includes a cage 14 and an urging member 15. The cage 14 is formed in an annular shape, and holds the plurality of rollers 13 at a predetermined interval along the circumferential direction. The biasing member 15 elastically biases each roller 13 in one direction. The biasing member 15 of the present embodiment is composed of a compression coil spring. The cage 14 is formed with a plurality of pockets 14a for accommodating the rollers 13 in the circumferential direction. Further, the retainer 14 includes a protrusion 14b that guides the biasing member 15 accommodated in the pocket 14a. The urging member 15 urges the rollers 13 in the pocket 14a toward one side in the circumferential direction. Specifically, the roller 13 is urged in the counterclockwise direction of FIG. 1 in a direction (narrow side) in which the wedge-shaped space S is narrowed.

以上のように構成された一方向クラッチ10は、駆動軸18が増速回転することにより、駆動軸18の回転速度が従動輪体19の回転速度を上回る場合には、内輪11が外輪12に対して一方向A(図1の反時計回り方向)に相対回転しようとする。この場合、付勢部材15の付勢力により、ころ13はくさび状空間Sが狭くなる方向(図1の反時計回り方向)へ僅かに移動して、ころ13の外周面が内輪11の第1のカム面21及び外輪12の内周面12aに圧接し、ころ13が第1のカム面21及び外輪12の内周面12aに噛み合った状態(ロック状態)となる。これにより、内輪11及び外輪12が接続され、前記一方向Aに一体回転可能となり、駆動軸18と従動輪体19とを一方向Aに同期回転させることができる。   In the one-way clutch 10 configured as described above, when the rotational speed of the drive shaft 18 exceeds the rotational speed of the driven wheel body 19 due to the drive shaft 18 rotating at an increased speed, the inner ring 11 becomes the outer ring 12. In contrast, an attempt is made to make a relative rotation in one direction A (counterclockwise direction in FIG. 1). In this case, due to the urging force of the urging member 15, the roller 13 slightly moves in the direction in which the wedge-shaped space S is narrowed (counterclockwise direction in FIG. 1), and the outer peripheral surface of the roller 13 is the first of the inner ring 11. The cam surface 21 and the inner peripheral surface 12a of the outer ring 12 are pressed against each other, and the roller 13 is engaged with the first cam surface 21 and the inner peripheral surface 12a of the outer ring 12 (locked state). As a result, the inner ring 11 and the outer ring 12 are connected and can rotate integrally in the one direction A, and the drive shaft 18 and the driven wheel body 19 can be rotated synchronously in the one direction A.

また、駆動軸18が増速回転後に一定速回転となり、駆動軸18の回転速度が、従動輪体19の回転速度と同一になった場合には、ころ13が内輪11及び外輪12に噛み合った状態で保持される。このため、一方向クラッチ10は、内輪11及び外輪12の前記一方向への一体回転を維持し、駆動軸18及び従動輪体19は同期回転し続ける。   Further, when the drive shaft 18 is rotated at a constant speed after the accelerated rotation and the rotation speed of the drive shaft 18 is the same as the rotation speed of the driven wheel body 19, the rollers 13 are engaged with the inner ring 11 and the outer ring 12. Held in a state. For this reason, the one-way clutch 10 maintains the integral rotation of the inner ring 11 and the outer ring 12 in the one direction, and the drive shaft 18 and the driven wheel body 19 continue to rotate synchronously.

一方、駆動軸18が減速回転することにより、駆動軸18の回転速度が、従動輪体19の回転速度を下回る場合には、内輪11が外輪12に対して他方向(図1の時計回り方向)に相対回転しようとする。この場合には、付勢部材15の付勢力に抗して、ころ13がくさび状空間Sが広くなる方向(拡大側)へ移動することにより、ころ13と内輪11及び外輪12との噛み合いが解除された状態(フリー状態)になる。このように、ころ13の噛み合いが解除されることで、駆動軸18と従動輪体19との接続が遮断される。   On the other hand, when the rotational speed of the drive shaft 18 is lower than the rotational speed of the driven wheel body 19 due to the rotation of the drive shaft 18 being decelerated, the inner ring 11 moves in the other direction (the clockwise direction in FIG. 1). ) Try to rotate relative to. In this case, the rollers 13 move in the direction (enlargement side) in which the wedge-shaped space S is widened against the urging force of the urging member 15, so that the rollers 13 are engaged with the inner ring 11 and the outer ring 12. It becomes a released state (free state). In this way, the engagement between the rollers 13 is released, so that the connection between the drive shaft 18 and the driven wheel body 19 is cut off.

本実施形態の一方向クラッチ10は、トルクリミッタ手段を有している。このトルクリミッタ手段は、従動輪体19の回転トルク(従動輪体19を回転させるためのトルク;負荷トルク)が所定よりも大きい場合に、駆動軸18の回転速度が従動輪体19の回転速度を上回っていたとしても、駆動軸18と従動輪体19との接続を遮断するものである。   The one-way clutch 10 of the present embodiment has torque limiter means. The torque limiter means that the rotational speed of the drive shaft 18 is the rotational speed of the driven wheel body 19 when the rotational torque of the driven wheel body 19 (torque for rotating the driven wheel body 19; load torque) is larger than a predetermined value. Even if it exceeds the upper limit, the connection between the drive shaft 18 and the driven wheel body 19 is cut off.

図2は、一方向クラッチ10の一部を拡大して示す断面図である。
図2に示すように、内輪11の外周には、第1のカム面21に加えて、第2のカム面22と、ストッパ面(ストッパ部)23とが設けられている。
第2のカム面22は、前述のトルクリミッタ手段を構成している。第2のカム面22は、第1のカム面21におけるくさび状空間Sの狭小側の端部に隣接して設けられている。第2のカム面22は、第1のカム面21の端部から径方向外方へ立ち上がる(突出する)平坦面に形成されている。第1のカム面21と第2のカム面22とは、角度θで交差している。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the one-way clutch 10.
As shown in FIG. 2, in addition to the first cam surface 21, a second cam surface 22 and a stopper surface (stopper portion) 23 are provided on the outer periphery of the inner ring 11.
The second cam surface 22 constitutes the aforementioned torque limiter means. The second cam surface 22 is provided adjacent to the narrow side end of the wedge-shaped space S in the first cam surface 21. The second cam surface 22 is formed as a flat surface that rises (protrudes) radially outward from the end of the first cam surface 21. A first cam surface 21 and the second cam surface 22 intersects at an angle theta 1.

ストッパ面23は、第1のカム面21におけるくさび状空間Sの拡大側の端部に隣接して設けられている。ストッパ面23は、第1のカム面21の端部から径方向外方へ立ち上がる(突出する)平坦面に形成されている。ストッパ面23と第1のカム面21とは、角度θで交差している。ストッパ面23は、くさび状空間Sの拡大側へのころ13の移動を制限する。具体的には、ころ13が保持器14(特に突起部14b)に接触せず、付勢部材15が最小長さ(密着長さ)にまで圧縮されないように、その周方向の位置が設定されている。ストッパ面23と第1のカム面21との間の角度θは、ころ13の移動を所定の位置で制限することができれば、特に限定されるものではない。 The stopper surface 23 is provided adjacent to the end portion on the enlarged side of the wedge-shaped space S in the first cam surface 21. The stopper surface 23 is formed as a flat surface that rises (protrudes) radially outward from the end of the first cam surface 21. Stopper surface 23 and the first cam surface 21 intersects at an angle theta 2. The stopper surface 23 restricts the movement of the roller 13 toward the enlargement side of the wedge-shaped space S. Specifically, the circumferential position is set so that the roller 13 does not contact the cage 14 (particularly the protrusion 14b) and the urging member 15 is not compressed to the minimum length (contact length). ing. The angle θ 2 between the stopper surface 23 and the first cam surface 21 is not particularly limited as long as the movement of the roller 13 can be restricted at a predetermined position.

内輪11の外周面は、第1のカム面21、第2のカム面22、及びストッパ面23が形成されることによって径方向内方へ凹んだ状態になっている。言い換えると、内輪11の外周面に凹部24を形成することによって、第1のカム面21、第2のカム面22,及びストッパ面23が形成されている。ころ13は凹部24内に配置される。   The outer peripheral surface of the inner ring 11 is recessed inward in the radial direction by forming the first cam surface 21, the second cam surface 22, and the stopper surface 23. In other words, the first cam surface 21, the second cam surface 22, and the stopper surface 23 are formed by forming the recess 24 on the outer peripheral surface of the inner ring 11. The roller 13 is disposed in the recess 24.

以下、第1のカム面21、第2のカム面22、及びストッパ面23の作用について具体的に説明する。
図3は、フリー状態におけるころ13の作用を説明する図である。この場合、ころ13は、第1のカム面21上にあり、外輪12の内周面12aには接していない。また、ころ13は、第2のカム面22及びストッパ面23にも接していない。
Hereinafter, the operation of the first cam surface 21, the second cam surface 22, and the stopper surface 23 will be specifically described.
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the roller 13 in the free state. In this case, the roller 13 is on the first cam surface 21 and is not in contact with the inner peripheral surface 12 a of the outer ring 12. Further, the roller 13 is not in contact with the second cam surface 22 and the stopper surface 23.

図4は、ロック状態におけるころ13の作用を説明する図である。この場合、内輪11の矢印A方向の回転により、ころ13が付勢部材15の付勢力で同方向に移動し、第1のカム面21と外輪12の内周面12aとに噛み合う。これにより、内輪11に同期して外輪12も矢印A方向に回転する。   FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the roller 13 in the locked state. In this case, the rotation of the inner ring 11 in the direction of arrow A causes the roller 13 to move in the same direction by the urging force of the urging member 15, and meshes with the first cam surface 21 and the inner peripheral surface 12 a of the outer ring 12. As a result, the outer ring 12 also rotates in the direction of arrow A in synchronization with the inner ring 11.

ころ13は、外輪12の内周面12aとの接点P1と、第1のカム面21との接点P2とを結ぶ線分L1に沿った圧縮力を受ける。図4には、特に、外輪12の内周面12aからの圧縮力Fを示している。外輪12には、圧縮力Fにおける内周面12aの接線方向成分Ftが駆動力として付与される。   The roller 13 receives a compressive force along a line L1 connecting the contact P1 with the inner peripheral surface 12a of the outer ring 12 and the contact P2 with the first cam surface 21. FIG. 4 particularly shows the compressive force F from the inner peripheral surface 12 a of the outer ring 12. A tangential direction component Ft of the inner peripheral surface 12a in the compression force F is applied to the outer ring 12 as a driving force.

一方、ころ13と外輪12の内周面12aとの間には、摩擦力fが発生する。この摩擦力fは、圧縮力Fにおける内周面12aに対する垂直方向成分Fnに静止摩擦係数μを掛けた値(すなわち、f=μFn)が最大となる。また、圧縮力Fとその垂直方向成分Fnと間の角度αは、第1のカム面21と外輪12の内周面12aとの間のくさび角θの1/2となる(α=θ/2)。 On the other hand, a frictional force f is generated between the roller 13 and the inner peripheral surface 12 a of the outer ring 12. The frictional force f has a maximum value (ie, f = μFn) obtained by multiplying the vertical component Fn of the compressive force F with respect to the inner peripheral surface 12a by the static friction coefficient μ. The angle α between the compressive force F and the vertical component Fn is ½ of the wedge angle θ 3 between the first cam surface 21 and the inner peripheral surface 12a of the outer ring 12 (α = θ 3/2 ).

ころ13が第1のカム面21に接触しているとき、角度αは、ころ13と外輪12の内周面12aの間に相対的な滑りを生じさせる摩擦角よりも小さい。そのため、駆動力Ftと摩擦力fとは釣り合い、ころ13が外輪12の内周面12aに噛み合った状態となる。ころ13と第1のカム面21との関係も同様であり、ころ13は第1のカム面21に噛み合った状態となる。したがって、外輪12は、内輪11と矢印A方向に一体回転する。なお、一般に、摩擦角βと静止摩擦係数μとの間には、μ=tanβの関係がある。   When the roller 13 is in contact with the first cam surface 21, the angle α is smaller than a friction angle that causes a relative slip between the roller 13 and the inner peripheral surface 12 a of the outer ring 12. Therefore, the driving force Ft and the frictional force f are balanced, and the roller 13 is engaged with the inner peripheral surface 12a of the outer ring 12. The relationship between the roller 13 and the first cam surface 21 is the same, and the roller 13 is engaged with the first cam surface 21. Therefore, the outer ring 12 rotates integrally with the inner ring 11 in the arrow A direction. In general, there is a relationship of μ = tan β between the friction angle β and the static friction coefficient μ.

図5は、トルクリミッタ手段の作用を説明する図である。
外輪12の回転トルクが大きくなると、ころ13はくさび状空間Sのより狭い領域へ向けて移動し、トルクリミッタ手段が作動する所定の回転トルクに達すると、ころ13は第1のカム面21から第2のカム面22に移行する。このとき、ころ13は、外輪12の内周面12aとの接点P3と、第2のカム面22との接点P4とを結ぶ線分L2に沿った圧縮力を受ける。図5には、特に、外輪12の内周面12aからの圧縮力Fを示す。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the torque limiter means.
When the rotational torque of the outer ring 12 increases, the roller 13 moves toward a narrower region of the wedge-shaped space S, and when the torque reaches the predetermined rotational torque at which the torque limiter means operates, the roller 13 moves from the first cam surface 21. Transition to the second cam surface 22. At this time, the roller 13 receives a compressive force along a line segment L2 connecting the contact P3 with the inner peripheral surface 12a of the outer ring 12 and the contact P4 with the second cam surface 22. FIG. 5 particularly shows the compressive force F from the inner peripheral surface 12 a of the outer ring 12.

第2のカム面22と外輪12の内周面12aとの間のくさび角θは、第1のカム面21と外輪12の内周面12aとのくさび角θ(図4参照)よりも大きい。さらに、圧縮力Fとその垂直方向成分Fnとの間の角度α’(=θ/2)は、ころ13と外輪12の内周面12aとの間に相対的な滑りを生じさせる摩擦角よりも大きい。そのため、駆動力Ftは最大の静止摩擦力f’よりも大きくなる。これにより、外輪12はころ13に相対して駆動力Ftの方向の滑りを生じ、ころ13と外輪12の噛み合いが解除される。したがって、内輪11と外輪12との接続が遮断され、内輪11と外輪12とは相対回転する。 The wedge angle θ 4 between the second cam surface 22 and the inner peripheral surface 12a of the outer ring 12 is based on the wedge angle θ 3 between the first cam surface 21 and the inner peripheral surface 12a of the outer ring 12 (see FIG. 4). Is also big. Furthermore, the angle α '(= θ 4/2 ) between the compression force F and its vertical component Fn is friction angle causing relative sliding between the inner peripheral surface 12a of the roller 13 and the outer ring 12 Bigger than. Therefore, the driving force Ft is larger than the maximum static friction force f ′. As a result, the outer ring 12 slips in the direction of the driving force Ft relative to the roller 13, and the engagement between the roller 13 and the outer ring 12 is released. Therefore, the connection between the inner ring 11 and the outer ring 12 is cut off, and the inner ring 11 and the outer ring 12 rotate relative to each other.

このように、第1のカム面21に隣接して第2のカム面22を設け、外輪12の回転トルクが所定以上の場合にころ13を第1のカム面21から第2のカム面22に移行させることで、ころ13を挟むくさび状空間Sのくさび角を急拡大し、ころ13と内輪11及び外輪12との噛み合いを解除することができる。   As described above, the second cam surface 22 is provided adjacent to the first cam surface 21, and the roller 13 is moved from the first cam surface 21 to the second cam surface 22 when the rotational torque of the outer ring 12 is not less than a predetermined value. By shifting to, the wedge angle of the wedge-shaped space S sandwiching the roller 13 can be rapidly expanded, and the engagement of the roller 13 with the inner ring 11 and the outer ring 12 can be released.

ころ13と内輪11及び外輪12との噛み合いを解除する回転トルク(リミット値)は、第2のカム面22の周方向の位置(ころ13が接触する位置)に応じて設定することができる。また、複数のころ13について、第2のカム面22の周方向の位置を適切に設定することで、トルクリミッタ手段の作動タイミングにばらつきが生じないようにすることができ、安定したトルクリミッタ機能を実現することができる。   The rotational torque (limit value) for releasing the engagement between the roller 13 and the inner ring 11 and the outer ring 12 can be set according to the circumferential position of the second cam surface 22 (position where the roller 13 contacts). In addition, by appropriately setting the circumferential position of the second cam surface 22 for the plurality of rollers 13, it is possible to prevent variations in the operation timing of the torque limiter means, and a stable torque limiter function. Can be realized.

また、ころ13は、内輪11及び外輪12との噛み合いが解除されたとしても、くさび状空間Sの拡大側に戻るだけでくさび状空間S内に存在するので、外輪12の回転トルクがリミット値を下回れば、再度一方向クラッチ10を自動的に機能させることができる。   In addition, even if the engagement between the inner ring 11 and the outer ring 12 is released, the roller 13 exists in the wedge-shaped space S just by returning to the enlargement side of the wedge-shaped space S. Therefore, the rotational torque of the outer ring 12 is a limit value. If it falls below, the one-way clutch 10 can be made to function automatically again.

図6は、ストッパ面23の作用を説明する図である。
図5を参照して説明したように、第2のカム面22によってころ13と外輪12との噛み合いが解除されると、ころ13は、第2のカム面22と外輪12の内周面12aとの間から勢いよく離脱し、くさび状空間Sの拡大側(矢印C方向)へ向けて飛び出す。これによって、ころ13は付勢部材15を強く押し戻して圧縮させる。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the stopper surface 23.
As described with reference to FIG. 5, when the engagement between the roller 13 and the outer ring 12 is released by the second cam surface 22, the roller 13 has the second cam surface 22 and the inner peripheral surface 12 a of the outer ring 12. And then jump out toward the expansion side (in the direction of arrow C) of the wedge-shaped space S. As a result, the roller 13 strongly pushes back the urging member 15 to compress it.

しかしながら、外輪12の回転トルクがリミット値に達する度にころ13によって付勢部材15が強く圧縮されると、付勢部材15が早期に劣化し、寿命が低下する可能性がある。このため、本実施形態では、内輪11にストッパ面23を形成し、ころ13の移動をストッパ面23によって制限することで付勢部材15の圧縮を抑制している。このような構成によって付勢部材15の寿命を高めることができる。   However, if the urging member 15 is strongly compressed by the roller 13 every time the rotational torque of the outer ring 12 reaches the limit value, the urging member 15 may deteriorate early and the life may be shortened. For this reason, in this embodiment, the stopper surface 23 is formed on the inner ring 11, and the compression of the biasing member 15 is suppressed by restricting the movement of the rollers 13 by the stopper surface 23. With such a configuration, the life of the urging member 15 can be increased.

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、第1のカム面、第2のカム面、ストッパ面が内輪に形成されていたが、これらは外輪に形成されていてもよい。この場合、内輪の外周面が円筒形状に形成される。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be appropriately changed within the scope of the invention described in the claims.
For example, in the above embodiment, the first cam surface, the second cam surface, and the stopper surface are formed on the inner ring, but these may be formed on the outer ring. In this case, the outer peripheral surface of the inner ring is formed in a cylindrical shape.

また、上記実施形態では、駆動側の回転部材が軸形状に形成され、従動側の回転部材が円筒形状に形成されていたが、その逆であってもよい。また、外輪が駆動側に配置され、内輪が従動側に配置されていてもよい。
上記実施形態では、第1のカム面と第2のカム面との境界が角形状となっていたが、当該境界は滑らかな曲面形状に形成されていてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the rotation member on the drive side was formed in the shaft shape, and the rotation member on the driven side was formed in the cylindrical shape, the reverse may be sufficient. Further, the outer ring may be disposed on the driving side, and the inner ring may be disposed on the driven side.
In the above embodiment, the boundary between the first cam surface and the second cam surface is an angular shape, but the boundary may be formed in a smooth curved surface shape.

本発明の一方向クラッチは、種々の用途に適用することができる。例えば、自動車のエンジンの回転動力をエアコンの圧縮機の回転軸に伝達する経路に適用したり、風力発電装置におけるブレードの回転動力を発電機のロータ軸に伝達する経路に適用したりすることができる。   The one-way clutch of the present invention can be applied to various uses. For example, it may be applied to a path for transmitting the rotational power of an automobile engine to the rotary shaft of a compressor of an air conditioner, or applied to a path for transmitting the rotational power of a blade in a wind power generator to the rotor shaft of the generator. it can.

10:一方向クラッチ、11:内輪、11a:外周面、12:外輪、12a:内周面、13:ころ、15:付勢部材、21:第1のカム面、22:第2のカム面、23:ストッパ面、S:くさび状空間 10: one-way clutch, 11: inner ring, 11a: outer peripheral surface, 12: outer ring, 12a: inner peripheral surface, 13: roller, 15: biasing member, 21: first cam surface, 22: second cam surface , 23: stopper surface, S: wedge-shaped space

Claims (2)

内輪と、前記内輪の径方向外側に同心状に配置されかつ前記内輪の外周面との間にくさび状空間を形成する内周面を有する外輪と、前記くさび状空間に配置されかつ前記くさび状空間の狭小側において前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面に噛み合うころと、前記ころを前記くさび状空間の狭小側へ向けて付勢する付勢部材とを備えている一方向クラッチであって、
前記内輪の外周面及び前記外輪の内周面のいずれか一方には、前記ころが噛み合う第1のカム面と、前記第1のカム面における前記狭小側の端部に隣接して設けられ、前記くさび状空間におけるくさび角を前記第1のカム面よりも拡大することで前記ころとの噛み合いを解除する第2のカム面と、が形成されていることを特徴とする、一方向クラッチ。
An inner ring, an outer ring having an inner peripheral surface concentrically arranged on the outer side in the radial direction of the inner ring and forming a wedge-shaped space between the outer ring and the inner ring; and the wedge-shaped and arranged in the wedge-shaped space A one-way clutch comprising a roller that meshes with the outer peripheral surface of the inner ring and the inner peripheral surface of the outer ring on the narrow side of the space, and a biasing member that biases the roller toward the narrow side of the wedge-shaped space. There,
Either one of the outer peripheral surface of the inner ring and the inner peripheral surface of the outer ring is provided adjacent to the first cam surface with which the rollers are engaged, and the narrow side end of the first cam surface, A one-way clutch, comprising: a second cam surface that releases a mesh with the roller by enlarging a wedge angle in the wedge-shaped space more than the first cam surface.
前記第1のカム面における前記くさび状空間の拡大側の端部から径方向に突出し、前記ころの移動を制限するストッパ部を備えている、請求項1に記載の一方向クラッチ。   2. The one-way clutch according to claim 1, further comprising a stopper portion that protrudes in a radial direction from an end portion on the enlarged side of the wedge-shaped space on the first cam surface and restricts movement of the roller.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112303146A (en) * 2019-08-02 2021-02-02 株式会社艾科赛迪 Rotating device and centering structure thereof

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