JP2018179181A - Oneway clutch device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自転車の駆動装置や各種機械の動力伝達装置に組み込まれる一方向クラッチ装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a one-way clutch device incorporated in a drive device of a bicycle or a power transmission device of various machines.
自転車の駆動装置では、運転者の足や腕によってクランクが回転されると、このクランクの回転が、ローラチェーンとスプロケットとを介して駆動輪に伝達される。競技用などを除き、一般的な自転車の駆動装置には、惰性走行時に、駆動輪の回転がクランクに伝達されて、このクランクが回転するのを防止するための一方向クラッチが組み込まれている。 In the bicycle drive system, when the crank is rotated by the foot or arm of the driver, the rotation of the crank is transmitted to the drive wheel through the roller chain and the sprocket. Except for competitions, etc., a typical bicycle drive incorporates a one-way clutch to prevent the rotation of the drive wheel from being transmitted to the crank during freewheeling and the crank to rotate. .
図12は、特開2015−158250号公報に記載の一方向クラッチの1例を示している。一方向クラッチ1は、スプラグ式の一方向クラッチであり、出力側部材である外方部材2と、入力側部材である内方部材3と、それぞれがロック部材である複数個のスプラグ4と、保持器5と、付勢ばね6とを備える。内方部材3は、外方部材2の内径側に、外方部材2と同軸に配置されている。スプラグ4は、外方部材2の内周面と内方部材3の外周面との間の円筒状空間の円周方向複数箇所に、保持器5により保持された状態で配置されている。付勢ばね6は、スプラグ4を、このスプラグ4が外方部材2の内周面及び内方部材3の外周面に対してかみ合う方向に付勢している。
FIG. 12 shows an example of the one-way clutch described in JP-A-2015-158250. The one-
スプラグ式の一方向クラッチ1では、内方部材3が、図12に矢印X1で示す正転方向に回転すると、スプラグ4が図12に矢印α1で示す方向に揺動し、スプラグ4が外方部材2の内周面及び内方部材3の外周面に対してかみ合ったロック状態となる。この結果、内方部材3から外方部材2へのトルクの伝達が可能となる。すなわち、外方部材2が、内方部材3と同期して正転方向X1に回転する。
Sprag In one-
一方、内方部材3が、正転方向X1と反対方向であって、図12に矢印X2で示す逆転方向に回転すると、スプラグ4が図12に矢印α2で示す方向に揺動し、外方部材2の内周面及び内方部材3の外周面に対するスプラグ4のかみ合いが外れたオーバラン状態となる。この結果、内方部材3から外方部材2へのトルクの伝達が不能となる。すなわち、内方部材3が、外方部材2に対して空転する。
On the other hand, the inner member 3, a direction opposite to the forward direction X 1, is rotated in the reverse direction indicated by the arrow X 2 in FIG. 12, sprag 4 swings in the direction indicated by the arrow alpha 2 in Fig. 12 In the overrun state, the engagement of the sprags 4 with the inner peripheral surface of the
また、外方部材2が、正転方向X1に回転すると、スプラグ4が、矢印α2の方向に揺動し、外方部材2の内周面及び内方部材3の外周面に対するスプラグ4のかみ合いが外れたオーバラン状態となる。この結果、外方部材2から内方部材3へのトルクの伝達が不能となる。すなわち、外方部材2は、内方部材3に対して空転する。
Further, the
このような一方向クラッチ1を自転車の駆動装置に組み込む場合には、クランクが内方部材3にトルク伝達を可能に接続され、駆動輪が外方部材2にトルク伝達を可能に接続される。この結果、クランクから駆動輪へは、自転車を前進させる方向の回転のみが伝達され、前方への惰性走行時にクランクが回転したり、前進時と逆方向にクランクを回転させた場合に、この回転が駆動輪に伝達されたりすることを防止できる。
When such a one-
ただし、上述のような一方向クラッチ1では、外方部材2が、逆転方向X2に回転すると、スプラグ4が矢印α1の方向に揺動され、スプラグ4が外方部材2の内周面及び内方部材3の外周面に対してかみ合ったロック状態となる。この結果、外方部材2から内方部材3へのトルクの伝達が可能な状態となる。すなわち、内方部材3は、外方部材2と同期して逆転方向X2に回転する。したがって、自転車を後方に押して後退させる際に、駆動輪からクランクへ回転が伝達されてしまう。自転車の後退時にクランクが回転すると、駐輪作業の邪魔になったり、クランクに支持されたペダルが運転者の足にぶつかったりする可能性がある。
However, in the one-
なお、例えば特開2014−20439号公報に記載された電磁式のツーウェイクラッチを使用すれば、出力側部材の回転方向にかかわらず、この出力側部材の回転が、入力側部材に伝達されることを防止できる。ただし、特開2014−20439号公報に記載されたツーウェイクラッチは、スプラグの係合状態を切り替えるため、外部電源が必要となる。 If, for example, an electromagnetic two-way clutch described in Japanese Patent Laid-Open No. 2014-20439 is used, the rotation of the output side member is transmitted to the input side member regardless of the rotation direction of the output side member. Can be prevented. However, the two-way clutch described in JP-A-2014-20439 requires an external power supply in order to switch the engagement state of the sprags.
本発明は、上述のような事情に鑑みて、出力側部材の回転方向にかかわらず、この出力側部材の回転が、入力側部材に伝達されるのを防止できる一方向クラッチ装置を、外部電源を使用することなく実現することを目的としている。 In view of the above-described circumstances, the present invention provides a one-way clutch device capable of preventing the rotation of the output member from being transmitted to the input member regardless of the rotation direction of the output member, an external power supply The goal is to achieve without using.
本発明の一方向クラッチ装置は、第1クラッチと、第1クラッチと同軸に配置された第2クラッチとを備える。
第1クラッチは、第1外方部材と、第1外方部材の内径側に第1外方部材と同軸に配置された第1内方部材と、第1外方部材と第1内方部材との間に配置された複数個の第1ロック部材とを有する。
第1外方部材と第1内方部材とのうちの一方が、駆動源よりトルクが入力される入力側部材であり、第1外方部材と第1内方部材とのうちの他方が、被駆動部にトルク伝達可能に接続される出力側部材である。
前記入力側部材が正転方向に回転しようとする場合にのみ、第1ロック部材が、前記入力側部材及び前記出力側部材と係合して、前記入力側部材から前記出力側部材へのトルク伝達が可能となる。
第2クラッチは、第2外方部材と、第2外方部材の内径側に第2外方部材と同軸に配置された第2内方部材と、第2外方部材と第2内方部材との間に配置された複数個の第2ロック部材とを有する。
第2外方部材と第2内方部材とのうちの一方が、使用時にも回転しない固定側部材であり、第2外方部材と第2内方部材とのうちの他方が、第1ロック部材に対して第1ロック部材と同期した回転を可能な状態で係合された回転側部材である。
前記回転側部材が、前記正転方向と反対方向である逆転方向に回転しようとする場合に、第2ロック部材が、前記固定側部材及び前記回転側部材と係合して、前記回転側部材及び第1ロック部材の回転が阻止される。
The one-way clutch device of the present invention includes a first clutch and a second clutch coaxially arranged with the first clutch.
The first clutch includes a first outer member, a first inner member coaxial with the first outer member on the inner diameter side of the first outer member, a first outer member, and a first inner member. And a plurality of first locking members disposed therebetween.
One of the first outer member and the first inner member is an input side member to which a torque is input from the drive source, and the other of the first outer member and the first inner member is, It is an output side member connected to a driven part so that torque transmission is possible.
The first lock member engages with the input side member and the output side member only when the input side member tries to rotate in the normal direction, and the torque from the input side member to the output side member Transmission becomes possible.
The second clutch includes a second outer member, a second inner member coaxially arranged with the second outer member on the inner diameter side of the second outer member, a second outer member, and a second inner member. And a plurality of second locking members disposed therebetween.
One of the second outer member and the second inner member is a stationary side member which does not rotate even in use, and the other of the second outer member and the second inner member is a first lock It is a rotation side member engaged in a state capable of rotation synchronized with the first lock member with respect to the member.
When the rotating side member is going to rotate in the reverse direction which is the direction opposite to the normal rotating direction, the second lock member is engaged with the stationary side member and the rotating side member, and the rotating side member And rotation of the first locking member is blocked.
本発明を実施する場合には、第1ロック部材を、軸方向から見た形状が非円形のスプラグにより構成することができる。該スプラグは、前記入力側部材が前記正転方向に回転しようとする場合に、前記入力側部材と係合する入力側カム面と前記出力側部材と係合する出力側カム面とを有している。 In the case of practicing the present invention, the first lock member can be constituted by a sprag having a non-circular shape when viewed in the axial direction. The sprag has an input-side cam surface that engages with the input-side member and an output-side cam surface that engages with the output-side member when the input-side member tries to rotate in the normal direction. ing.
第1ロック部材がスプラグにより構成されている場合、第1ロック部材に第1係合部を設け、前記回転側部材に第2係合部を設けて、第1係合部と第2係合部とを凹凸係合させることができる。あるいは、前記回転側部材に、該回転側部材が前記逆転方向に回転しようとする場合に、前記出力側カム面と係合する回転側周面を設けることもできる。 When the first lock member is formed of sprags, the first lock member is provided with the first engagement portion, and the rotation side member is provided with the second engagement portion, and the first engagement portion and the second engagement are provided. The portion can be engaged in a concavo-convex engagement. Alternatively, the rotation side member may be provided with a rotation side circumferential surface that engages with the output side cam surface when the rotation side member is to rotate in the reverse rotation direction.
あるいは、本発明を実施する場合には、前記回転側部材を、第1ロック部材を保持する保持器により構成することができる。 Or when implementing this invention, the said rotation side member can be comprised by the holder which hold | maintains a 1st lock member.
本発明の一方向クラッチ装置によれば、出力側部材の回転方向にかかわらず、この出力側部材の回転が、入力側部材に伝達されることを防止できる構造を、外部電源を使用することなく実現できる。 According to the one-way clutch device of the present invention, regardless of the rotation direction of the output side member, a structure capable of preventing the rotation of the output side member from being transmitted to the input side member is used without using an external power supply. realizable.
[実施の形態の第1例]
図1〜図6は、本発明の実施の形態の第1例を示している。本例の一方向クラッチ装置7は、第1クラッチ8と、第1クラッチ8と同軸に配置された第2クラッチ9とを備える。
First Example of Embodiment
1 to 6 show a first example of the embodiment of the present invention. The one-way
本例では、第1クラッチ8は、いわゆるスプラグ式で、第1外方部材10と、第1内方部材11と、複数個の第1ロック部材12とを備える。
In this example, the first clutch 8 is a so-called sprag type, and includes a first
第1外方部材10は、略円筒状で、人やエンジン、モータなどの駆動源からのトルクが入力される入力側部材である。第1外方部材10は、軸方向片端部(図1の左端部)に、径方向内方に突出した第1内向フランジ部13を有している。第1外方部材10は、軸方向中間部内周面を、円筒状の第1外径側嵌合面部14とするとともに、軸方向他側部(図1の右側部)内周面を、第1外径側嵌合面部14と同軸で、かつ、この第1外径側嵌合面部14と同径の第1外径側円筒面部15としている。第1外方部材10の内周面のうち、第1外径側嵌合面部14と第1外径側円筒面部15との間には、係止溝16aが設けられている。一方、第1外方部材10の外周面は、軸方向にわたり外径が変化しない単一円筒面である。
The first
第1外方部材10は、支持軸受17と、第2クラッチ9を構成する第2外方部材30とを介して、一方向クラッチ装置7の使用時にも回転しない部分であるハウジング18に対し回転可能に支持されている。なお、本例では、支持軸受17として、ラジアルニードル軸受を使用しているが、玉軸受や円筒ころ軸受、円すいころ軸受などの各種転がり軸受、あるいは滑り軸受を使用することもできる。
The first
第1内方部材11は、略円筒状で、車輪などの被駆動部にトルク伝達可能に接続される出力側部材であり、第1外方部材10の内径側に、第1外方部材10と同軸に配置されている。第1内方部材11は、軸方向片端部に、径方向外方に突出した第1外向フランジ部19を有している。第1内方部材11は、軸方向中間部外周面を、円筒状の第1内径側嵌合面部20とするとともに、軸方向他側部外周面を、第1内径側嵌合面部20と同軸で、かつ、この第1内径側嵌合面部20と同径の第1内径側円筒面部21としている。第1内方部材11の内周面のうち、第1内径側嵌合面部20と第1内径側円筒面部21との間には、係止溝16bが設けられている。一方、第1内方部材11の内周面は、軸方向にわたり内径が変化しない単一円筒面である。
The first
第1内方部材11は、玉軸受である第1軸受22により、第1外方部材10の内径側に回転可能に支持されている。すなわち、第1軸受22の外輪23は、軸方向片端面を第1内向フランジ部13の軸方向他側面に突き当てた状態で、第1外径側嵌合面部14に締り嵌めで内嵌されている。さらに、係止溝16aに係止された係止リング24aにより、外輪23の軸方向他端面が抑え付けられている。一方、第1軸受22の内輪25は、軸方向片端面を第1外向フランジ部19の軸方向他側面に突き当てた状態で、第1内径側嵌合面部20に締り嵌めで外嵌されている。さらに、係止溝16bに係止された係止リング24bにより、内輪25の軸方向他端面が抑え付けられている。
The first
なお、第1軸受22としては、図示のような玉軸受に限らず、円筒ころ軸受や円すいころ軸受、ラジアルニードル軸受などの各種転がり軸受、あるいは滑り軸受を使用することもできる。
The
第1内方部材11の軸方向寸法は、第1外方部材10の軸方向寸法よりも短くなっている。すなわち、第1内方部材11が第1外方部材10の内径側に、第1軸受22を介して回転自在に支持された状態では、第1外方部材10の軸方向他端部が、第1内方部材11の軸方向他端面よりも軸方向他方に突出している。
The axial dimension of the first
第1ロック部材12は、軸方向から見た形状が瓢箪形のスプラグにより構成されている。第1ロック部材12は、径方向に関して互いに反対側となる2箇所位置に、入力側カム面26と出力側カム面27とを有している。入力側カム面26及び出力側カム面27の曲率半径は、第1ロック部材12の外周面の外接円の半径よりも小さくなっている。第1ロック部材12のうちで出力側カム面27の軸方向他側に隣接する部分には、第1内方部材11の径方向に関して、出力側カム面27よりも内方に突出した、第1係合部である凸部28が設けられている。本例では、凸部28の先端面は、部分円筒状の凸曲面となっている。
The
第1ロック部材12は、第1外径側円筒面部15と第1内径側円筒面部21との間に存在する円筒状空間の円周方向複数箇所に、第1保持器29により揺動可能に保持された状態で配置されている。この状態で、第1ロック部材12は、入力側カム面26を第1外径側円筒面部15に対向させるとともに、出力側カム面27を第1内径側円筒面部21に対向させている。また、第1ロック部材12と第1保持器29との間には、図示しない付勢ばねが設けられている。付勢ばねは、第1ロック部材12を、第1ロック部材12が第1外方部材10の第1外径側円筒面部15及び第1内方部材11の第1内径側円筒面部21に対してかみ合う方向に付勢している。
The
第2クラッチ9は、いわゆるスプラグ式で、第2外方部材30と、第2内方部材31と、複数個の第2ロック部材32とを備える。
The
第2外方部材30は、略円筒状で、使用時にも回転しない固定側部材である。第2外方部材30は、軸方向他端部に径方向内方に突出した第2内向フランジ部33を有し、かつ、軸方向片側部に、軸方向中間部よりも内径が大きな大径段部34を有している。また、第2外方部材30は、軸方向他側部内周面を、円筒状の第2外径側嵌合面部35とするとともに、軸方向中間部内周面を、第2外径側嵌合面部35と同軸で、かつ、第2外径側嵌合面部35と同径の第2外径側円筒面部36としている。第2外方部材30の内周面のうち、第2外径側嵌合面部35と第2外径側円筒面部36との間には、係止溝16cが設けられている。一方、第2外方部材30の外周面は、軸方向にわたり外径が変化しない単一円筒面である。
The second
第2外方部材30は、ハウジング18に対し締り嵌めで内嵌固定されて、回転を阻止されている。また、第2外方部材30の大径段部34には、支持軸受17の外輪37が締り嵌めで内嵌されている。
The second
第2内方部材31は、略円筒状で、第1ロック部材12に対して、第1ロック部材12とともに回転可能な状態で係合された回転側部材であり、第2外方部材30の内径側にこの第2外方部材30と同軸に配置されている。第2内方部材31は、軸方向他端部に、径方向外方に突出した第2外向フランジ部38を有している。また、第2内方部材31は、軸方向中間部外周面を、円筒状の第2内径側嵌合面部39とするとともに、軸方向片側部外周面を、第2内径側嵌合面部39と同軸で、かつ、第2内径側嵌合面部39と同径の第2内径側円筒面部40としている。第2内方部材31の外周面のうち、第2内径側嵌合面部39と第2内径側円筒面部40との間には、係止溝16dが設けられている。また、第2内径側円筒面部40の軸方向片端部の円周方向等間隔複数箇所には、径方向内方に凹むとともに、第2内方部材31の軸方向片端面に開口した、第2係合部である凹部41が設けられている。本例では、凹部41の底面は、部分円筒状の凹曲面となっている。一方、第2内方部材31の内周面は、軸方向にわたり内径が変化しない単一円筒面である。
The second
第2内方部材31は、玉軸受である第2軸受42により、第2外方部材30の内径側に回転自在に支持されている。すなわち、第2軸受42の外輪43は、軸方向他端面を第2内向フランジ部33の軸方向片側面に突き当てた状態で、第2外径側嵌合面部35に締り嵌めで内嵌されている。さらに、係止溝16cに係止された係止リング24cにより、外輪43の軸方向片端面が抑え付けられている。一方、第2軸受42の内輪44は、軸方向他端面を第2外向フランジ部38の軸方向片側面に突き当てた状態で、第2内径側嵌合面部39に締り嵌めで内嵌されている。さらに、係止溝16dに係止された係止リング24dにより、内輪44の軸方向片端面が抑え付けられている。
The second
なお、第2軸受42としては、図示のような玉軸受に限らず、円筒ころ軸受や円すいころ軸受、ラジアルニードル軸受などの各種転がり軸受、あるいは滑り軸受を使用することもできる。
The
本例では、第2内方部材31の凹部41は、第1ロック部材12の凸部28と凹凸係合している。これにより、第2内方部材31は、第1ロック部材12と同期して回転可能となっている。本例では、凸部28の先端面を部分円筒状の凸曲面とするとともに、凹部41の底面を部分円筒状の凹曲面としているので、第1ロック部材12の揺動が妨げられることはない。
In the present example, the
第2ロック部材32は、軸方向から見た形状が瓢箪形のスプラグにより構成されている。第2ロック部材32は、径方向に関して互いに反対側となる2箇所位置に、固定側カム面45と回転側カム面46とを有している。固定側カム面45及び回転側カム面46の曲率半径は、第2ロック部材32の外周面の外接円の半径よりも小さくなっている。
The
第2ロック部材32は、第2外径側円筒面部36と第2内径側円筒面部40との間に存在する円筒状空間の円周方向複数箇所に、第2保持器47により揺動可能に保持された状態で配置されている。この状態で、第2ロック部材32は、固定側カム面45を第2外径側円筒面部36に対向させるとともに、回転側カム面46を第2内径側円筒面部40に対向させている。
The
本例の一方向クラッチ装置7では、第1外方部材10に入力される正転方向Y1のトルクのみが、第1外方部材10から第1内方部材11に伝達される。すなわち、第1外方部材10に、正転方向Y1と反対方向である逆転方向Y2のトルクが入力されたとしても、第1外方部材10は第1内方部材11に対して空転する。また、第1内方部材11にトルクが入力されたとしても、トルクの方向にかかわらず、第1内方部材11は第1外方部材10に対して空転する。以下、それぞれの場合の一方向クラッチ装置7の動作について説明する。
In one-way
[第1外方部材10に正転方向Y1のトルクが入力された場合]
第1外方部材10に、図5及び図6に矢印Y1で示す正転方向のトルクが入力され、第1外方部材10が正転方向Y1に回転すると、第1ロック部材12が、図5に矢印β1で示す方向に揺動する。この結果、第1クラッチ8は、第1ロック部材12が第1外方部材10の第1外径側円筒面部15及び第1内方部材11の第1内径側円筒面部21に対してかみ合ったロック状態となる。すなわち、第1ロック部材12の入力側カム面26が、第1外径側円筒面部15に対して強く押し付けられるとともに、第1ロック部材12の出力側カム面27が、第1内径側円筒面部21に対して強く押し付けられる。この結果、第1外方部材10から第1内方部材11へのトルクの伝達が可能となる。すなわち、第1クラッチ8を構成する第1外方部材10と第1内方部材11と第1ロック部材12とが一体となって、正転方向Y1に回転する。
[When torque in the normal rotation direction Y 1 is input to the first outward member 10]
First
なお、第1ロック部材12が正転方向Y1に回転すると、凸部28と凹部41との係合に基づいて、第2クラッチ9の第2内方部材31が正転方向Y1に回転する。第2内方部材31が正転方向Y1に回転すると、第2ロック部材32が、図6に矢印γ1で示す方向に揺動する。この結果、第2クラッチ9は、第2外方部材30の第2外径側円筒面部36及び第2内方部材31の第2内径側円筒面部40に対する第2ロック部材32のかみ合いが外れたオーバラン状態となる。すなわち、第2ロック部材32の固定側カム面45と、第2外径側円筒面部36との当接圧が低下あるいは喪失するとともに、第2ロック部材32の回転側カム面46と、第2内径側円筒面部40との当接圧が低下あるいは喪失する。この結果、第2内方部材31は、第2外方部材30に対して空転する。したがって、第1クラッチ8の回転が妨げられることはない。
Incidentally, when the first locking
[第1外方部材10に逆転方向Y2のトルクが入力された場合]
第1外方部材10に、正転方向Y1と反対方向であって、図5及び図6に矢印Y2で示す逆転方向のトルクが入力され、第1外方部材10が逆転方向Y2に回転すると、第1ロック部材12が、図5に矢印β2で示す方向に揺動する。この結果、第1クラッチ8が、第1外方部材10の第1外径側円筒面部15及び第1内方部材11の第1内径側円筒面部21に対する第1ロック部材12のかみ合いが外れたオーバラン状態となる。すなわち、第1ロック部材12の入力側カム面26と、第1外径側円筒面部15との当接圧が低下あるいは喪失するとともに、第1ロック部材12の出力側カム面27と、第1内径側円筒面部21との当接圧が低下あるいは喪失する。この結果、第1外方部材10から第1内方部材11へのトルクの伝達が不能となる。すなわち、第1外方部材10は、第1内方部材11に対して空転する。
[When torque in the reverse rotation direction Y 2 is input to the first outer member 10]
First
[第1内方部材11に正転方向Y1のトルクが入力された場合]
第1内方部材11に、正転方向Y1のトルクが入力され、第1内方部材11が正転方向Y1に回転すると、第1ロック部材12が矢印β2方向に揺動する。この結果、第1クラッチ8が、第1外方部材10の第1外径側円筒面部15及び第1内方部材11の第1内径側円筒面部21に対する第1ロック部材12のかみ合いが外れたオーバラン状態となる。このため、第1内方部材11から第1外方部材10へのトルクの伝達が不能となる。
[When torque in the normal rotation direction Y 1 is input to the first inward member 11]
The first
[第1内方部材11に逆転方向Y2のトルクが入力された場合]
第1内方部材11に、逆転方向Y2のトルクが入力され、第1内方部材11が逆転方向Y2に回転すると、第1ロック部材12が矢印β1方向に揺動する。この結果、第1クラッチ8が、第1ロック部材12が第1外方部材10の第1外径側円筒面部15及び第1内方部材11の第1内径側円筒面部21に対しかみ合ったロック状態となり、第1外方部材10及び第1ロック部材12が、第1内方部材11とともに、逆転方向Y2に回転しようとする。
[When torque in the reverse rotation direction Y 2 is input to the first inward member 11]
The first
第1ロック部材12が逆転方向Y2に回転すると、凸部28と凹部41との係合に基づいて、第2内方部材31が逆転方向Y2に回転する。この結果、第2ロック部材32が、図6に矢印γ2で示す方向に揺動する。このため、第2クラッチ9が、第2ロック部材32が第2外方部材30の第2外径側円筒面部36及び第2内方部材31の第2内径側円筒面部40に対してかみ合ったロック状態となる。すなわち、第2ロック部材32の固定側カム面45が、第2外径側円筒面部36に対して強く押し付けられるとともに、第2ロック部材32の回転側カム面46が、第2内径側円筒面部40に対して強く押し付けられる。この結果、第2内方部材31が逆転方向Y2にそれ以上回転することが阻止され、第2内方部材31に正転方向Y1の反力が加わる。
When the first locking
第2内方部材31に加わる正転方向Y1の反力により、第1ロック部材12の凸部28が正転方向Y1に押圧されると、第1ロック部材12に、第1ロック部材12を矢印β2方向に揺動させるモーメント力が加わる。この結果、第1ロック部材12の入力側カム面26と、第1外径側円筒面部15との当接圧が低下あるいは喪失するとともに、第1ロック部材12の出力側カム面27と、第1内径側円筒面部21との当接圧が低下あるいは喪失する。これにより、第1クラッチ8のロック状態が解除される。この結果、第1内方部材11が、第1外方部材10に対して空転する。
The positive reaction force of the rolling direction Y 1 applied to the second
上述のように、本例の一方向クラッチ装置7によれば、出力側部材である第1内方部材11に入力されたトルクが、その方向にかかわらず、入力側部材である第1外方部材10に伝達されることを防止できる構造を、外部電源を使用することなく実現できる。したがって、例えば、本例の一方向クラッチ装置7を駆動装置に組み込んだ自転車の後退時にクランクが回転するのを防止できて、駐輪作業の邪魔になったり、クランクに支持されたペダルが運転者の足にぶつかったりすることを防止できる。
As described above, according to the one-way
本例では、第1外方部材10を入力側部材とし、第1内方部材11を出力側部材としたが、第1外方部材10を出力側部材とし、第1内方部材11を入力側部材とすることもできる。また、本例では、第2外方部材30を固定側部材とし、第2内方部材31を回転側部材としたが、第2外方部材30を回転側部材とし、第2内方部材31を固定側部材とすることもできる。
In this example, the first
また、本例では、回転側部材である第2内方部材31に設けられた凹部41と、第1ロック部材12に設けられた凸部28とを凹凸係合することにより、第2内方部材31が、第1ロック部材12とともに回転可能となっている。ただし、回転側部材に設けられた凸部と、第1ロック部材12に設けられた凹部とを凹凸係合させることもできる。この場合でも、凸部の先端面を部分円筒状の凸曲面とするとともに、凹部の底面を部分円筒状の凹曲面とする。
Further, in this example, the second inward direction is achieved by engaging the
[実施の形態の第2例]
図7は、本発明の第1実施形態の第2例を示している。本例の一方向クラッチ装置7aでは、第1クラッチ8aを構成する第1ロック部材12aのうちで第1内方部材11aの径方向に関する内側面に、出力側カム面27aが軸方向にわたって設けられている。すなわち、第1ロック部材12aは、実施の形態の第1例に係る第1ロック部材12のように、凸部28を備えていない。
Second Example of Embodiment
FIG. 7 shows a second example of the first embodiment of the present invention. In the one-way
また、第2クラッチ9aを構成する第2内方部材31aの軸方向片端部外周面には、第1内方部材11aの第1内径側円筒面部21と同径の小径円筒面部48が設けられている。この小径円筒面部48に、第1ロック部材12aの出力側カム面27aの軸方向他端部を対向させている。すなわち、本例では、小径円筒面部48を回転側周面としている。
A small diameter
本例の一方向クラッチ装置7aにおいても、第1外方部材10に入力される正転方向のトルクのみが、第1外方部材10から第1内方部材11aに伝達される。
Also in the one-way
[第1外方部材10に正転方向のトルクが入力された場合]
第1外方部材10に正転方向のトルクが入力され、第1外方部材10が正転方向に回転すると、第1ロック部材12aが、第1クラッチ8aをロック状態とする方向に揺動する。第1クラッチ8aがロック状態になると、第1クラッチ8aを構成する第1外方部材10と第1内方部材11aと第1ロック部材12aとが一体となって、正転方向に回転する。
[When torque in the forward rotation direction is input to the first outward member 10]
When a torque in the forward rotation direction is input to the first
なお、第1ロック部材12aが、第1クラッチ8aをロック状態とする方向に揺動すると、第1ロック部材12aの出力側カム面27aの軸方向他端部が、第2内方部材31aの小径円筒面部48に対して強く押し付けられる。すると、第2内方部材31aは、第1ロック部材12aとともに、正転方向に回転する。第2内方部材31aが正転方向に回転すると、第2ロック部材32が、第2クラッチ9aをオーバラン状態とする方向に揺動する。この結果、第2内方部材31aは、第2外方部材30に対して空転するので、第1クラッチ8aの回転が妨げられることはない。
When the
[第1外方部材10に逆転方向のトルクが入力された場合]
第1外方部材10に逆転方向のトルクが入力され、第1外方部材10が逆転方向に回転すると、第1ロック部材12aが、第1クラッチ8aをオーバラン状態とする方向に揺動する。第1クラッチ8aがオーバラン状態になると、第1外方部材10は、第1内方部材11aに対して空転する。
[When torque in the reverse direction is input to the first outer member 10]
When torque in the reverse rotation direction is input to the first
[第1内方部材11aに正転方向のトルクが入力された場合]
第1内方部材11aに正転方向のトルクが入力され、第1内方部材11aが正転方向に回転すると、第1ロック部材12aが、第1クラッチ8aをオーバラン状態とする方向に揺動する。第1クラッチ8aがオーバラン状態になると、第1内方部材11aは、第1外方部材10に対して空転する。
[When torque in the forward rotation direction is input to the first
When torque in the normal rotation direction is input to the first
[第1内方部材11aに逆転方向のトルクが入力された場合]
第1内方部材11aに逆転方向のトルクが入力され、第1内方部材11aが逆転方向に回転すると、第1ロック部材12aが、第1クラッチ8aをロック状態とする方向に揺動する。この結果、第1ロック部材12aの出力側カム面27aの軸方向他端部が、第2内方部材31aの小径円筒面部48に対して強く押し付けられる。また、第1クラッチ8aがロック状態になると、第1外方部材10及び第1ロック部材12aが、第1内方部材11aとともに、逆転方向に回転しようとする。
[When torque in the reverse direction is input to the first
When a torque in the reverse rotation direction is input to the first
第1ロック部材12aの出力側カム面27aの軸方向他端部が、第2内方部材31aの小径円筒面部48に対して強く押し付けられた状態で、第1ロック部材12aが逆転方向に回転すると、第2内方部材31aが逆転方向に回転する。この結果、第2ロック部材32が、第2クラッチ9aをロック状態とする方向に揺動する。このため、第2内方部材31aが逆転方向にそれ以上回転することが阻止され、第2内方部材31aに正転方向の反力が加わる。
With the other axial end of the output
第2内方部材31aに加わる正転方向の反力により、第1ロック部材12aに、第1クラッチ8aをオーバラン状態とする方向に第1ロック部材12aを揺動させるモーメント力が加わる。この結果、第1ロック部材12aの入力側カム面26と、第1外径側円筒面部15との当接圧が低下あるいは喪失するとともに、第1ロック部材12aの出力側カム面27aと、第1内径側円筒面部21との当接圧が低下あるいは喪失する。この結果、第1内方部材11aが、第1外方部材10に対して空転する。その他の部分の構成及び作用は、実施の形態の第1例と同様である。
The reaction force in the normal rotation direction applied to the second
[実施の形態の第3例]
図8〜図10は、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の一方向クラッチ装置7bでは、第1クラッチ8bを構成する第1ロック部材12bを揺動可能に保持するための第1保持器29aの軸方向他半部外周面に、第2ロック部材32aの回転側カム面46に対向する第2内径側円筒面部40が設けられている。要するに、第1保持器29aの軸方向他半部を、第2クラッチ9bを構成する第2内方部材31bとしている。
Third Example of Embodiment
8 to 10 show a third example of the embodiment of the present invention. In the one-way
本例では、第1保持器29aの径方向位置を、第1外方部材10aの内周面と第1内方部材11bの外周面との径方向中央位置よりも径方向内寄りとしている。
In this example, the radial position of the
なお、第1外方部材10aの軸方向片半部内周面には、外輪軌道52が直接設けられている。また、第1内方部材11bの軸方向片半部外周面には、内輪軌道53が直接設けられている。外輪軌道52と内輪軌道53との間の円周方向複数箇所に、転動体54を転動自在に配置することにより、第1軸受22aを構成している。第1軸受22aにより、第1外方部材10aの内径側に第1内方部材11bが回転可能に支持されている。ただし、実施の形態の第1例及び第2例と同様に、第1外方部材10aの内周面と第1内方部材11bの外周面との間に、外輪と内輪とを備える転がり軸受を設けることもできる。
An
また、本例の一方向クラッチ装置7bでは、第2外方部材30bと第2内方部材31bとの間には、第2外方部材30bに対し第2内方部材31bを回転可能に支持するための軸受は設けられていない。ただし、必要に応じて、実施の形態の第1例及び第2例と同様に、第2外方部材30bと第2内方部材31bとの間に、転がり軸受や滑り軸受などの第2軸受を設けることもできる。
Further, in the one-way
本例の一方向クラッチ装置7bにおいても、第1外方部材10aに入力される正転方向のトルクのみが、第1外方部材10aから第1内方部材11bに伝達される。
Also in the one-way
[第1外方部材10aに正転方向Y1のトルクが入力された場合]
第1外方部材10aに正転方向Y1のトルクが入力され、第1外方部材10aが正転方向Y1に回転すると、第1ロック部材12bが、図9(B)に示す状態から図9(A)に示す状態に揺動して、第1クラッチ8bがロック状態となる。第1クラッチ8bがロック状態となると、第1クラッチ8bを構成する第1外方部材10aと第1内方部材11bと第1ロック部材12bとが一体となって、正転方向Y1に回転する。
[When torque in the normal rotation direction Y 1 is input to the first
The torque in the forward direction Y 1 is input to the first
なお、第1ロック部材12bが正転方向Y1に回転するのに伴って、第1ロック部材12bを保持する第1保持器29aの軸方向他半部に設けられた第2内方部材31bが正転方向Y1に回転すると、第2ロック部材32aが、図10(A)に示す状態から図10(B)に示す状態に揺動して、第2クラッチ9bがオーバラン状態となる。この結果、第1保持器29aは、第2外方部材30aに対して空転するので、第1クラッチ8bの回転が妨げられることはない。
The
[第1外方部材10aに逆転方向Y2のトルクが入力された場合]
第1外方部材10aに逆転方向Y2のトルクが入力され、第1外方部材10aが逆転方向に回転すると、第1ロック部材12bが、図9(A)に示す状態から図9(B)に示す状態に揺動して、第1クラッチ8bがオーバラン状態となる。第1クラッチ8bがオーバラン状態となると、第1外方部材10aは、第1内方部材11bに対して空転する。
[When torque in the reverse rotation direction Y 2 is input to the first
Torque in the reverse direction Y 2 to the first
[第1内方部材11bに正転方向Y1のトルクが入力された場合]
第1内方部材11bに正転方向Y1のトルクが入力され、第1内方部材11bが正転方向Y1に回転すると、第1ロック部材12bが、図9(A)に示す状態から図9(B)に示す状態に揺動して、第1クラッチ8bがオーバラン状態となる。第1クラッチ8bがオーバラン状態となると、第1内方部材11bは、第1外方部材10aに対して空転する。
[When torque in the normal rotation direction Y 1 is input to the first
Is input torque in the forward direction Y 1 to the first
[第1内方部材11bに逆転方向Y2のトルクが入力された場合]
第1内方部材11bに逆転方向Y2のトルクが入力され、第1内方部材11bが逆転方向に回転すると、第1ロック部材12bが、図9(B)に示す状態から図9(A)に示す状態に揺動して、第1クラッチ8bをロック状態とする。第1クラッチ8bがロック状態になると、第1外方部材10a及び第1ロック部材12bが、第1内方部材11bとともに、逆転方向Y2に回転しようとする。
[When torque in the reverse rotation direction Y 2 is input to the first
The input torque in the reverse direction Y 2 is the first
第1ロック部材12bが逆転方向Y2に回転するのに伴って、第2内方部材31bが逆転方向Y2に回転すると、第2ロック部材32aが、図10(B)に示す状態から図10(A)に示す状態に揺動して、第2クラッチ9bがロック状態となる。この結果、第1保持器29aが逆転方向にそれ以上回転することが阻止され、第1保持器29aに正転方向Y1の反力が加わる。
With in the
本例では、第1保持器29aの径方向位置を、第1外方部材10aの内周面と第1内方部材11bの外周面との径方向中央位置よりも径方向内寄りとしている。このため、第1保持器29aに正転方向Y1の反力が加わると、第1ロック部材12bに、第1ロック部材12bを図9(A)に示す状態から図9(B)に示す状態に揺動させる方向のモーメント力、すなわち、第1クラッチ8bをオーバラン状態とする方向のモーメント力が加わる。この結果、第1ロック部材12bの入力側カム面26と、第1外径側円筒面部15との当接圧が低下あるいは喪失するとともに、第1ロック部材12bの出力側カム面27と、第1内径側円筒面部21との当接圧が低下あるいは喪失する。この結果、第1内方部材11bが、第1外方部材10aに対して空転する。
In this example, the radial position of the
本例においても、第1外方部材10aを出力側部材とし、第1内方部材11bを入力側部材とすることができる。ただし、この場合には、第1保持器29aの径方向位置を、第1外方部材10aの内周面と第1内方部材11bの外周面との径方向中央位置よりも径方向外寄りとする。その他の部分の構成及び作用は、実施の形態の第1例と同様である。
Also in this example, the first
上述した実施の形態の各例では、第2クラッチ9、9a、9bとして、スプラグ式のものを使用しているが、図11(A)及び図11(B)に示すようなカム式のものを使用することもできる。カム式の第2クラッチ9cは、第2外方部材30bと、第2内方部材31cと、第2ロック部材32bと、第2保持器47aとを備える。
In each example of the embodiment described above, although the sprag type is used as the
第2外方部材30bは、円筒状で、内周面にカム面49が設けられている。すなわち、第2外方部材30bの内周面の円周方向複数箇所にランプ部である凹部50を設け、第2外方部材30bの内周面をカム面49としている。
The second
第2内方部材31cは、外周面を円筒面としている。
The second
第2ロック部材32bは、玉またはローラである。第2ロック部材32bは、第2外方部材30bのカム面49と、第2内方部材31cの外周面との間に存在する円筒状空間のうちで凹部50と整合する部分に、第2保持器47aに保持された状態で配置されている。図示の例では、第2ロック部材32bと第2保持器47aとの間に設けられた付勢ばね51により、第2ロック部材32bを凹部50の浅い側に向けて弾性的に押圧している。
The
第2クラッチ9cでは、第2内方部材31cが正転方向Y1に回転すると、図11(B)に示すように、第2ロック部材32bが、付勢ばね51の弾力に抗して凹部50の深い部分に移動する。このため、第2ロック部材32bの転動面と、第2内方部材31cの外周面との当接部の面圧が低下あるいは喪失する。この結果、第2クラッチ9cは、第2内方部材31cが第2外方部材30bに対して空転するオーバラン状態となる。
In the
一方、第2内方部材31cが逆転方向Y2に回転すると、図11(A)に示すように、第2ロック部材32bが、凹部50の底面と第2内方部材31cの外周面との間に食い込む。この結果、第2クラッチ9cがロック状態となり、ハウジング18(図1、図7及び図8参照)に固定された第2外方部材30bに対する第2内方部材31cの回転が阻止される。
On the other hand, when the second
1 一方向クラッチ
2 外方部材
3 内方部材
4 スプラグ
5 保持器
6 付勢ばね
7、7a、7b 一方向クラッチ装置
8、8a、8b 第1クラッチ
9、9a〜9c 第2クラッチ
10、10a 第1外方部材
11、11a,11b 第1内方部材
12、12a、12b 第1ロック部材
13 第1内向フランジ部
14 第1外径側嵌合面部
15 第1外径側円筒面部
16a〜16d 係止溝
17 支持軸受
18 ハウジング
19 第1外向フランジ部
20 第1内径側嵌合面部
21 第1内径側円筒面部
22、22a 第1軸受
23 外輪
24a〜24d 係止リング
25 内輪
26 入力側カム面
27 出力側カム面
28 凸部
29、29a 第1保持器
30、30a、30b 第2外方部材
31、31a〜31c 第2内方部材
32、32a、32b 第2ロック部材
33 第2内向フランジ部
34 大径段部
35 第2外径側嵌合面部
36 第2外径側円筒面部
37 外輪
38 第2外向フランジ部
39 第2内径側嵌合面部
40 第2内径側円筒面部
41 凹部
42 第2軸受
43 外輪
44 内輪
45 固定側カム面
46 回転側カム面
47、47a 第2保持器
48 小径円筒面部
49 カム面
50 凹部
51 付勢ばね
52 外輪軌道
53 内輪軌道
54 転動体
Reference Signs List 1 one-way clutch 2 outer member 3 inner member 4 sprag 5 cage 6 urging spring 7, 7a, 7b one-way clutch device 8, 8a, 8b first clutch 9, 9a to 9c second clutch 10, 10a DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer member 11, 11a, 11b 1st inner member 12, 12a, 12b 1st lock member 13 1st inward flange part 14 1st outer diameter side fitting surface part 15 1st outer diameter side cylindrical surface part 16a-16d engagement Retaining groove 17 Support bearing 18 Housing 19 First outward flange 20 First inner diameter side fitting surface 21 First inner diameter cylindrical surface 22 22, 22a First bearing 23 Outer ring 24a-24d Locking ring 25 Inner ring 26 Input side cam surface 27 Output side cam surface 28 convex portion 29, 29a first cage 30, 30a, 30b second outward member 31, 31a to 31c second inward member 32, 32a, 32b Lock member 33 second inward flange 34 large diameter step 35 second outer diameter side fitting surface 36 second outer diameter side cylindrical surface 37 outer ring 38 second outward flange 39 second inner diameter side fitting surface 40 second inner diameter Side cylindrical surface portion 41 Recess 42 Second bearing 43 Outer ring 44 Inner ring 45 Fixed side cam surface 46 Rotating side cam surface 47, 47a Second cage 48 Small diameter cylindrical surface portion 49 Cam surface 50 Concave 51 Bias spring 52 Outer ring track 53 Inner ring track 54 Rolling element
Claims (5)
第1クラッチは、第1外方部材と、第1外方部材の内径側に第1外方部材と同軸に配置された第1内方部材と、第1外方部材と第1内方部材との間に配置された複数個の第1ロック部材とを有し、
第1外方部材と第1内方部材とのうちの一方が、駆動源よりトルクが入力される入力側部材であり、第1外方部材と第1内方部材とのうちの他方が、被駆動部にトルク伝達可能に接続される出力側部材であり、
前記入力側部材が正転方向に回転しようとする場合にのみ、第1ロック部材が、前記入力側部材及び前記出力側部材と係合して、前記入力側部材から前記出力側部材へのトルク伝達が可能となり、
第2クラッチは、第2外方部材と、第2外方部材の内径側に第2外方部材と同軸に配置された第2内方部材と、第2外方部材と第2内方部材との間に配置された複数個の第2ロック部材とを有し、
第2外方部材と第2内方部材とのうちの一方が、使用時にも回転しない固定側部材であり、第2外方部材と第2内方部材とのうちの他方が、第1ロック部材に対して第1ロック部材と同期した回転を可能な状態で係合された回転側部材であり、
第2クラッチは、前記回転側部材が、前記正転方向と反対方向である逆転方向に回転しようとする場合に、第2ロック部材が、前記固定側部材及び前記回転側部材と係合して、前記回転側部材及び第1ロック部材の回転が阻止される
一方向クラッチ装置。 A first clutch and a second clutch coaxially arranged with the first clutch,
The first clutch includes a first outer member, a first inner member coaxial with the first outer member on the inner diameter side of the first outer member, a first outer member, and a first inner member. And a plurality of first locking members disposed between the
One of the first outer member and the first inner member is an input side member to which a torque is input from the drive source, and the other of the first outer member and the first inner member is, It is an output side member connected to the driven part so as to be able to transmit torque,
The first lock member engages with the input side member and the output side member only when the input side member tries to rotate in the normal direction, and the torque from the input side member to the output side member Transmission becomes possible,
The second clutch includes a second outer member, a second inner member coaxially arranged with the second outer member on the inner diameter side of the second outer member, a second outer member, and a second inner member. And a plurality of second locking members disposed between the
One of the second outer member and the second inner member is a stationary side member which does not rotate even in use, and the other of the second outer member and the second inner member is a first lock A rotating side member engaged in a state capable of rotating in synchronization with the first lock member with respect to the member;
In the second clutch, the second lock member is engaged with the fixed side member and the rotary side member when the rotary side member is going to rotate in the reverse direction which is the direction opposite to the normal direction. A one-way clutch device in which the rotation of the rotating side member and the first lock member is blocked.
請求項1に記載の一方向クラッチ装置。 The first lock member has a non-circular shape when viewed in the axial direction, and the input side cam surface engages with the input side member when the input side member tries to rotate in the normal direction, and the output A sprag having an output side cam surface engaged with the side member;
The one-way clutch device according to claim 1.
請求項2に記載の一方向クラッチ装置。 The first lock member further includes a first engagement portion, and the rotation-side member further includes a second engagement portion engaged with the first engagement portion.
The one-way clutch device according to claim 2.
請求項2に記載の一方向クラッチ装置。 The rotation side member has a rotation side circumferential surface engaged with the output side cam surface when the rotation side member is to rotate in the reverse rotation direction.
The one-way clutch device according to claim 2.
請求項1又は2に記載の一方向クラッチ装置。 The rotating side member is a holder for holding the first lock member,
The one-way clutch device according to claim 1.
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