JP2019078308A - 一方向クラッチ - Google Patents
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Abstract
【課題】軸方向寸法の増大を招くことなくトルク容量を確保することができる入力切替式の一方向クラッチを提供すること。【解決手段】シャフト3と中間輪7との間に周方向所定間隔で介装され、シャフト3と中間輪7との間のトルクの伝達に供される複数の第1のトルク伝達部材と、中間輪7と外輪5との間に周方向所定間隔で介装され、中間輪7と外輪5との間のトルクの伝達に供される複数の第2のトルク伝達部材とを備え、シャフト3に入力されたトルクと外輪5に入力されたトルクとの何れか一方を中間輪7に伝達する入力切替式一方向クラッチ1において、第1のトルク伝達部材はスプラグ23であり、第2のトルク伝達部材はローラ29である。【選択図】図1
Description
本発明は、車両や産業用機械においてトルクの伝達、バックストップ等のために用いられる入力切替式の一方向クラッチに関する。
従来、2系統の駆動側部材から入力された回転を1系統の出力部材の回転として出力する入力切替式のクラッチ機構が開示されている(例えば特許文献1参照)。
特許文献1に記載された入力切替式のクラッチ機構は、2つの一方向クラッチが同軸上に軸方向に並べて配置され、2つの一方向クラッチのそれぞれの内輪が一体化されて共通内輪を形成し、2つの一方向クラッチのそれぞれの外輪は、互いに異なる駆動側部材によって駆動されている。
近年、クラッチ装置の小型化の要求、特に軸方向寸法の短縮化の要求が大きくなっている。しかし、2系統の駆動側部材から入力された回転を1系統の出力部材の回転として出力する入力切替式の一方向クラッチにあっては、限られた軸方向スペースに2つの一方向クラッチを軸方向に並べて配置すると、それぞれの一方向クラッチにおけるローラ等のトルク伝達部材の大きさ、すなわちトルク伝達部材の軸方向寸法が小さくなってしまう。このため、それぞれの一方向クラッチに必要なトルク容量の確保が困難になってしまうという問題がある。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、2系統の駆動側部材から入力された回転を1系統の出力部材の回転として出力する入力切替式の一方向クラッチであって、軸方向寸法の増大を招くことなく、トルク容量を充分に確保することができる一方向クラッチを提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る一方向クラッチは、同一軸線上に相対回転可能に配置された小径の第1入力部材と大径で環状の第2入力部材と環状の出力部材とを有し、
前記第1入力部材と前記出力部材とは径方向に対向し、前記第1入力部材と前記出力部材との間に周方向所定間隔で介装され、前記第1入力部材と前記出力部材との間の第1のトルクの伝達に供される複数の第1のトルク伝達部材と、
前記第2入力部材と前記出力部材とは径方向に対向し、前記第2入力部材と前記出力部材との間に周方向所定間隔で介装され、前記第2入力部材と前記出力部材との間の第2のトルクの伝達に供される複数の第2のトルク伝達部材と、
前記第2のトルク伝達部材を保持する保持器と、を備え、
前記第1入力部材に入力された回転と前記第2入力部材に入力された回転との何れか一方を前記出力部材に伝達する入力切替式の一方向クラッチにおいて、
前記出力部材は前記第1入力部材の径方向外方側に配置され、前記第2入力部材は前記出力部材の径方向外方側に配置され、
前記第1のトルク伝達部材はスプラグであり、
前記第2のトルク伝達部材はローラであることを特徴とする。
前記第1入力部材と前記出力部材とは径方向に対向し、前記第1入力部材と前記出力部材との間に周方向所定間隔で介装され、前記第1入力部材と前記出力部材との間の第1のトルクの伝達に供される複数の第1のトルク伝達部材と、
前記第2入力部材と前記出力部材とは径方向に対向し、前記第2入力部材と前記出力部材との間に周方向所定間隔で介装され、前記第2入力部材と前記出力部材との間の第2のトルクの伝達に供される複数の第2のトルク伝達部材と、
前記第2のトルク伝達部材を保持する保持器と、を備え、
前記第1入力部材に入力された回転と前記第2入力部材に入力された回転との何れか一方を前記出力部材に伝達する入力切替式の一方向クラッチにおいて、
前記出力部材は前記第1入力部材の径方向外方側に配置され、前記第2入力部材は前記出力部材の径方向外方側に配置され、
前記第1のトルク伝達部材はスプラグであり、
前記第2のトルク伝達部材はローラであることを特徴とする。
また、本発明の好ましい態様は、前記第1入力部材と前記出力部材との間には、前記複数のスプラグを前記第1入力部材と前記出力部材とに噛み合う方向に付勢する第1の弾性部材を備えていることを特徴とする。
また、本発明の好ましい態様は、前記出力部材の外周面には、前記複数のローラがそれぞれ噛み合うカム部が設けられ、前記複数のローラを前記カム部と噛み合う方向に付勢する複数の第2の弾性部材を備えていることを特徴とする。
また、本発明の好ましい態様は、前記第1入力部材に入力された回転と前記第2入力部材に入力された回転のうち、回転数の大きいほうを前記出力部材に伝達することを特徴とする。
また、本発明の好ましい態様は、前記保持器は、前記一方向クラッチの軸方向一方側端部を覆う環状部を有している
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
本発明によれば、2系統の駆動側部材から入力された回転を1系統の出力部材の回転として出力する入力切替式の一方向クラッチであって、軸方向寸法の増大を招くことなくトルク容量を確保することができる一方向クラッチを提供することができる。
以下、本発明に係る入力切替式の一方向クラッチの実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1は、実施形態に係る入力切替式の一方向クラッチを軸方向一方側から見た状態を示す正面図であり、一部を切り欠いて示している。
図2は、図1のA−A矢視断面図である。
図1は、実施形態に係る入力切替式の一方向クラッチを軸方向一方側から見た状態を示す正面図であり、一部を切り欠いて示している。
図2は、図1のA−A矢視断面図である。
本明細書においては、軸方向、径方向、周方向というときは、入力切替式の一方向クラッチに関する軸方向、径方向、周方向のことをいう。すなわち入力切替式の一方向クラッチの内輪または外輪の回転軸線に関する軸方向、径方向、周方向のことをいう。図1において、紙面手前側が軸方向一方側であり、紙面奥側が軸方向他方側である。図2において、紙面右方側が軸方向一方側であり、紙面左方側が軸方向他方側である。また、周方向に関して、図1において紙面に向かって左回転方向を周方向一方側とし、右回転方向を周方向他方側とする。
図1および図2に示すように、本実施形態に係る入力切替式の一方向クラッチ1は、軸方向に延在する小径のシャフト3と、シャフト3の径方向外方に、シャフト3と同一軸線上に配置された大径で円環状の外輪5と、シャフト3の径方向外方且つ外輪5の径方向内方に、シャフト3および外輪5と同一軸線上に配置された円筒状の中間輪7とを備えている。シャフト3と中間輪7とは相対回転自在に配置されている。中間輪7と外輪5とは相対回転自在に配置されている。
シャフト3は図示しない第1の回転駆動力発生装置の駆動側部材と接続されている。シャフト3は、円筒状部材である。なお、シャフト3は中実の回転軸であっても良い。外輪5の外周側にはギヤ9が形成されており、ギヤ9は図示しない第2の回転駆動力発生装置の駆動側部材と噛み合っている。
中間輪7は外輪5よりも大きい軸方向寸法を有している。中間輪7は、外輪5と径方向に対向する軸方向一方側の部分であって、後述するトルク伝達部材を介して外輪5またはシャフト3との間でトルクの伝達をする円環状のトルク伝達部11と、トルク伝達部11から軸方向他方側に延在し、内周面に介装された転がり軸受13を介してシャフト3の外周面15に外嵌する円筒状の嵌合部17とを有している。トルク伝達部11と嵌合部17とは一体に形成されている。中間輪7の嵌合部17は、軸方向他方側端部近傍の外周面にギヤ19が外嵌固定されている。ギヤ19は図示しない被駆動側装置に接続されている。
中間輪7のトルク伝達部11の内周面21と、該内周面21と径方向に対向するシャフト3の外周面15の部分との間の周方向の空間には、中間輪7のトルク伝達部11とシャフト3との間でトルクの伝達を行う第1のトルク伝達部材、すなわちスプラグ23が複数介装されている。
中間輪7のトルク伝達部11の外周面25は、中間輪7の嵌合部17の外周面70よりも大きな外径寸法を有している。従って、トルク伝達部11の外周面25と嵌合部17の外周面70とは、段部26を介して連続している。中間輪7のトルク伝達部11の外周面25と、該外周面25と径方向に対向する外輪5の内周面27との間の周方向の空間には、中間輪7のトルク伝達部11と外輪5との間でトルクの伝達を行う第2のトルク伝達部材、すなわちローラ29が複数介装されている。
本実施形態に係る一方向クラッチ1は、シャフト3が図示しない第1の回転駆動力発生装置の駆動側部材と接続された第1の入力側部材であり、外輪5が図示しない第2の回転駆動力発生装置の駆動側部材と接続された第2の入力側部材であり、中間輪7が図示しない被駆動側部材と接続された出力側部材である。すなわち、一方向クラッチ1は、シャフト3から入力された一方向の回転を中間輪7の一方向の回転として伝達し、外輪5から入力された一方向の回転を中間輪7の一方向の回転として伝達する。
このように、本実施形態に係る一方向クラッチ1は、シャフト3から入力された一方向の回転を、複数のスプラグ23を介して中間輪7の一方向の回転として伝達する内径側一方向クラッチ部31と、外輪5から入力された一方向の回転を、複数のローラ29を介して中間輪7の一方向の回転として伝達する外径側一方向クラッチ部33とを備えている。同軸の内径側一方向クラッチ部31と外径側一方向クラッチ部33とは、径方向に重ねて配置されている。言い換えると、外径側一方向クラッチ部33は、内径側一方向クラッチ部31の径方向外方側に全周に亘って配置されている。内径側一方向クラッチ部31と外径側一方向クラッチ部33とは、中間輪7を共通の出力側部材としている。
次に、内径側一方向クラッチ部31および外径側一方向クラッチ部33の構成を詳細に説明する。なお、以下の説明においては、便宜上、「中間輪7のトルク伝達部11の内周面21」を「中間輪7の内周面21」といい、「中間輪7のトルク伝達部11の外周面25」を「中間輪7の外周面25」という。
内径側一方向クラッチ部31は、内径側一方向クラッチ部31の内輪部材であるシャフト3と、内径側一方向クラッチ部31の外輪部材である中間輪7と、シャフト3と中間輪7のトルク伝達部11との間に介装された複数のスプラグ23と、シャフト3と中間輪7との間でスプラグ23に対して起き上がりモーメントを与えるリボンスプリング35と、シャフト3と中間輪7との間でスプラグ23を保持する鉄製の一対の内径側保持器37および外径側保持器39と、を備えている。
シャフト3は、上述したように図示しない第1の回転駆動力発生装置に接続されている。シャフト3の外周面15は、断面がほぼ真円の滑らかな円筒面である。中間輪7の内周面21は、断面がほぼ真円の円筒面である。
スプラグ23は、図1に示すように、中央部がくびれた、略径方向を長手方向とするひょうたん型をしている。複数のスプラグ23は、円周方向に等間隔で配置されている。スプラグ23は、シャフト3および中間輪7の径方向に対して所定角度傾いて配置されている。スプラグ23は、シャフト3の外周面15と中間輪7の内周面21とに噛み合うことにより、シャフト3と中間輪7との間でトルクを伝達する。
リボンスプリング35は、内径側保持器37と外径側保持器39との間に配置されている。リボンスプリング35は、スプラグ23に対し、起き上がりモーメントを付与している。詳細には、リボンスプリング35は、スプラグ23の長手方向がシャフト3および中間輪7の径方向に近づく方向にスプラグ23を回転させ、スプラグ23がシャフト3の外周面15と中間輪7の内周面21とに接触するようにスプラグ23を付勢している。すなわちリボンスプリング35は、各スプラグ23をシャフト3と中間輪7との噛み合い方向に付勢している。
内径側保持器37は、円筒状をしており、径方向に貫通した開口41を周方向に複数有している。内径側保持器37は、シャフト3の外周面15とリボンスプリング35との間に配置されている。スプラグ23は、内径側保持器37の開口41を径方向に貫通して配置されている。内径側保持器37の軸方向一方側の端部には、径方向内方に延在する環状の内向きフランジ43が形成されている。内向きフランジ43の内径側縁部はシャフト3の外周面15に係合し、これにより内径側保持器37の位置決めが成され、且つ心出しがなされている。内径側保持器37は、スプラグ23の周方向内方側部分の移動を制限し、スプラグ23の過度の傾きを抑制している。
外径側保持器39は、内径側保持器37よりも径の大きい円筒状をしており、径方向に貫通した開口45を周方向に複数有している。外径側保持器39は、中間輪7の内周面21とリボンスプリング35との間に配置されている。スプラグ23は、外径側保持器39の開口45を径方向に貫通して配置されている。外径側保持器39の軸方向一方側の端部には、径方向外方に延在する環状の外向きフランジ47が形成されている。外向きフランジ47の外径側縁部は中間輪7の内周面21に係合し、これにより外径側保持器39の位置決めが成され、且つ心出しがなされている。外径側保持器39は、スプラグ23の周方向外方側部分の移動を制限し、スプラグ23の過度の傾きを抑制している。
このような構成の内径側一方向クラッチ部31は、シャフト3が一方に回転すると、これに伴い、スプラグ23は長手方向がシャフト3および中間輪7の径方向に近づく方向に回転する。すなわちスプラグ23は起き上がり、シャフト3の外周面15と中間輪7の内周面21とに噛み合う。これによりシャフト3と中間輪7とは一体に回転する。こうして、シャフト3から入力されたトルクは、スプラグ23を介して中間輪7に伝達され、中間輪7から出力される。
外径側一方向クラッチ部33は、外径側一方向クラッチ部33の内輪部材である中間輪7と、外径側一方向クラッチ部33の外輪部材である外輪5と、中間輪7の外周面25と外輪5の内周面27との間に介装された複数のローラ29と、ローラ29を中間輪7と外輪5とに噛み合う方向に付勢するコイル状またはアコーデオン状のスプリング49と、軸受機能を有するブロックベアリング51と、ローラ29とブロックベアリング51とを保持する樹脂製の保持器53と、を備えている。
中間輪7の外周面25には、ローラ29が噛み合うカム面55を備えたカム部57が複数形成されている。複数のカム部57は周方向に所定間隔で形成されている。カム部57は、中間輪7の外周面25から径方向内方に窪んだ凹部として形成されている。カム部57のカム面55は、周方向一方端から周方向他方端へ向かうに従い外輪5の内周面27との径方向間隔が大きくなる方向に傾斜した傾斜面である。従って、カム面55と、カム面55と対向する外輪5の内周面27の部分とは、図1に示すように、周方向一方側から周方向他方側へ向かうに従い径方向間隔が大きくなるくさび状の空間を形成している。カム面55の周方向両端は、中間輪7の外周面25と滑らかに連続している。また、中間輪7の外周面25には、周方向所定間隔で複数の軸方向溝59が形成されている。
ローラ29は、円柱状の部材である。ローラ29は、ローラ29自体の軸方向が中間輪7および外輪5の軸方向と平行となる向きに配置されている。ローラ29はカム部57のカム面55を摺動または転動する。
ブロックベアリング51は、図1に示すように、周方向両側の面の中央部がくびれたひょうたん型をしている。ブロックベアリング51は、周方向に略等間隔に複数配置されており、中間輪7と外輪5との径方向間隔を保ち、中間輪7と外輪5とを同心に保持している。
保持器53は、外輪5の軸方向一方に配置され、径方向に延在する大径の第1環状部61と、外輪5の軸方向他方側に第1環状部61の径方向外方側部分と軸方向に対向して配置され、径方向に延在する小径の第2環状部63と、第1環状部61と第2環状部63とを軸方向に連結する第1柱部65と第2柱部67と第3柱部69とによって形成されている。第1柱部65と第2柱部67と第3柱部69とは、周方向一方側から周方向他方側に向かってこの順番で1組をなし、保持器53の全周に亘って複数組みが設けてある。
保持器53の第1環状部61は、外輪5の外周側縁部の近傍部からシャフト3の外周面15の近傍部に亘って径方向に延在している。第1環状部61の軸方向他方側の面は、径方向外方側の部分が外輪5の軸方向一方側端面と対向し、径方向中間部分が中間輪7の軸方向一方側端面に接触している。第1環状部61の内径側の縁はシャフト3の外周面15と僅かな隙間を介して径方向に対向している。
保持器53の第2環状部63は、外輪5の外周側縁部の近傍部から中間輪7の嵌合部17の外周面70の近傍部に亘って径方向に延在している。第2環状部63の軸方向一方側の面は、径方向外方側の部分が外輪5の軸方向他方側端面と対向し、径方向内方側の部分が中間輪7の段部26の軸方向他方側の面に接触している。第2環状部63の内径側の縁は、中間輪7の嵌合部17の外周面70と僅かな隙間を介して径方向に対向している。このように、保持器53は、第1環状部61の軸方向他方側の面が中間輪7の軸方向一方側端面に接触し、第2環状部63の軸方向一方側の面が中間輪7の段部26の軸方向他方側の面に接触していることにより、軸方向の移動が規制されている。
保持器53の第1環状部61は、図1および図2に示すように、一方向クラッチ1の軸方向一方側端部をほぼ全面に亘って覆っている。詳細には、外輪5の軸方向一方側端面と中間輪7の軸方向一方側端面を覆うと共に、外輪5と中間輪7との間の周方向空間、および中間輪7とシャフト3との間の周方向空間のそれぞれの軸方向一方側の開口を塞いでいる。また、保持器53の第2環状部63は、外輪5の軸方向他方側端面を覆うと共に、外輪5と中間輪7との間の周方向空間の軸方向他方側の開口を塞いでいる。
周方向に隣り合う第1柱部65と第2柱部67との間には第1ポケット部71が形成されている。周方向に隣り合う第2柱部67と第3柱部69との間には第2ポケット部73が形成されている。周方向に隣り合う第3柱部69と第1柱部65との間には第3ポケット部75が形成されている。第1ポケット部71と第2ポケット部73にはそれぞれローラ29が配置されている。第3ポケット部75にはブロックベアリング51が配置されている。
第1柱部65の周方向他方側の面81は、第1ポケット部71に配置されたローラ29と対向し、ローラ29の外周面とほぼ同じ曲率を有する曲面に形成されている。第2柱部67は、周方向一方側の面83に凹部77が形成され、凹部77には、第1ポケット部71に配置されたローラ29を噛み合い方向すなわち周方向一方側に付勢するためのスプリング49が配置されている。第2柱部67の周方向他方側の面85は、第2ポケット部73に配置されたローラ29と対向し、ローラ29の外周面とほぼ同じ曲率を有する曲面に形成されている。第3柱部69は、周方向一方側の面87に凹部77が形成され、凹部77には、第2ポケット部73に配置されたローラ29を噛み合い方向に付勢するためのスプリング49が配置されている。
第3柱部69の周方向他方側の面89は、第3ポケット部75に配置されたブロックベアリング51の周方向一方側の面のくぼみ形状に対応した曲面に形成され、ブロックベアリング51の周方向一方側の面と全面が接触している。第1柱部65の周方向一方側の面79は、第3ポケット部75に配置されたブロックベアリング51の周方向他方側の面のくぼみ形状に対応した曲面に形成され、ブロックベアリング51の周方向他方側の面と全面が接触している。この構成により、ブロックベアリング51は第3柱部69と第1柱部65とによって周方向移動が規制されると共に、径方向外方へのがたつきも抑制されている。
第3柱部69の内周面には、径方向内方へ突出し、軸方向に延在する突出部91が形成されている。突出部91は中間輪7の外周面25に形成された軸方向溝59に係合している。これにより、保持器53は中間輪7との相対回転が規制され、中間輪7と一体に回転する。
このような構成の外径側一方向クラッチ部31は、外輪5が一方に回転すると、これに伴い、ローラ29は外輪5の内周面27および中間輪7のカム面55を転動または摺動し、カム面55の周方向一方側に移動する。ローラ29は、カム面55の周方向一方側に移動すると、カム面55と外輪5の内周面27と噛み合う。すなわちローラ29は中間輪7と外輪5と噛み合い、これにより中間輪7と外輪5とは一体に回転する。こうして、外輪5から入力されたトルクは、ローラ29を介して中間輪7に伝達され、中間輪7から出力される。
このように、本実施形態に係る一方向クラッチ1は、トルク伝達部材としてスプラグ23を用いた内径側一方向クラッチ部31と、トルク伝達部材としてローラ29を用いた外径側一方向クラッチ部33とを備え、内径側一方向クラッチ部31と外径側一方向クラッチ部33とが径方向に重ねて配置された構成となっている。より具体的には、外径側一方向クラッチ部33は、内径側一方向クラッチ部31の径方向外方側に全周に亘って配置されている。そして、内径側一方向クラッチ部31の外輪部材と外径側一方向クラッチ部33の内輪部材とは共通の中間輪7となっており、中間輪7は内径側一方向クラッチ部31と外径側一方向クラッチ部33との共通の出力側部材となっている。
本実施形態に係る一方向クラッチ1は、図示しない第1の回転駆動力発生装置で発生された回転駆動力が第1の入力側部材であるシャフト3に入力されると、この回転駆動力は中間輪7に伝達され、中間輪7の回転として出力される。一方、図示しない第2の回転駆動力発生装置で発生された回転駆動力が第2の入力側部材である外輪5に入力されると、この回転駆動力は中間輪7に伝達され、中間輪7の回転として出力される。
本実施形態に係る一方向クラッチ1は、シャフト3および外輪5の何れか一方に入力された回転を中間輪7に伝達するように、入力側部材を切り替え制御することができる。本実施形態においては、回転数の大きいほうの入力側部材からの入力を選択するように制御している。すなわち、シャフト3と外輪5のうち、回転数の大きいほうに対応する側の一方向クラッチ部が係合し、その回転を中間輪7に伝達するように制御している。
次に本実施形態に係る一方向クラッチ1の効果について説明する。
本実施形態に係る一方向クラッチ1は、上述したような構成とすることにより、軸方向寸法の増大を抑制することができる。すなわち、内径側一方向クラッチ部31および外径側一方向クラッチ部33のそれぞれのトルク伝達部材であるスプラグ23およびローラ29の軸方向寸法を小さくすることなく、限られた軸方向スペースに2つの一方向クラッチ部31、33を配置することができる。さらに、2つの一方向クラッチ部31、33のそれぞれのトルク伝達部材であるスプラグ23およびローラ29の軸方向寸法を小さくする必要がないので、スプラグ23およびローラ29は充分な軸方向寸法を確保することができる。その結果、内径側一方向クラッチ部31および外径側一方向クラッチ部33は、それぞれ充分なトルク容量を確保することができる。
本実施形態に係る一方向クラッチ1は、上述したような構成とすることにより、軸方向寸法の増大を抑制することができる。すなわち、内径側一方向クラッチ部31および外径側一方向クラッチ部33のそれぞれのトルク伝達部材であるスプラグ23およびローラ29の軸方向寸法を小さくすることなく、限られた軸方向スペースに2つの一方向クラッチ部31、33を配置することができる。さらに、2つの一方向クラッチ部31、33のそれぞれのトルク伝達部材であるスプラグ23およびローラ29の軸方向寸法を小さくする必要がないので、スプラグ23およびローラ29は充分な軸方向寸法を確保することができる。その結果、内径側一方向クラッチ部31および外径側一方向クラッチ部33は、それぞれ充分なトルク容量を確保することができる。
本実施形態に係る一方向クラッチ1は、内径側一方向クラッチ部31のトルク伝達部材としてスプラグ23を用いている。この構成とすることにより、内径側一方向クラッチ部31のトルク容量をより効率的に大きくすることができる。内径側一方向クラッチ部31のトルク伝達部材として、ローラ29を用いることもできるが、ローラ29を用いる場合には、シャフト3と中間輪7との間の周方向空間は径寸法が小さいので、この空間に配置できるローラ29の数が少なくなってしまう。ローラ29の数が少なくなると、内径側一方向クラッチ部31のトルク容量が不足してしまう虞がある。
これに対し、本実施形態のようにスプラグ23を用いれば、図1に示すように、多数のスプラグ23を配置することができる。従って、径寸法が小さい内径側一方向クラッチ部31においても、効率的に充分なトルク容量を確保することができる。
さらに、内径側一方向クラッチ部31のトルク伝達部材としてローラ29を用いる場合には、内径側一方向クラッチ部31の内輪部材であるシャフト3の外周面15に、ローラ29が噛み合うためのカム面を設ける必要がある。シャフト3の外周面15にカム面を設ける場合には、シャフト3自体に加工を施すため、工数が増えるとともにコストも増大してしまう虞がある。シャフト3の外周面15に直接カム面を設けずに、他の環状部材(図示省略)の外周面にカム面を設け、この環状部材を、シャフト3よりも小径のシャフト(図示省略)の外周面にセレーション嵌合により固定し、該環状部材を内径側一方向クラッチ部31の内輪部材とすることもできる。しかしこの場合であっても、部品点数が増加し、環状部材およびシャフトの加工工数も増加してしまう。
これに対し、本実施形態のようにスプラグ23を用いれば、単純円筒状のシャフト3を内輪部材とすることができるので、部品点数の増加、工数の増加、およびコストの増加を抑制することができる。
本実施形態に係る一方向クラッチ1は、外径側一方向クラッチ部33のトルク伝達部材としてローラ29を用いている。この構成とすることにより、外径側一方向クラッチ部33の動作の安定化を図ることができる。一般に、高速で回転する一方向クラッチにおいては、外輪側部材と内輪側部材との係合および、係合の解除の動作が安定していることが要求される。さらに、外輪側部材と内輪側部材とが同時回転し、且つトルクの伝達も要求される場合、内カム式のローラタイプの一方向クラッチがより適している。従って、本実施形態によれば、外径側一方向クラッチ部33の係合および係合解除の動作の安定化を図ることができる。
本実施形態に係る一方向クラッチ1は、保持器53が一方向クラッチ1の軸方向一方側端部をほぼ全面に亘って覆っている。この構成により、外径側一方向クラッチ部33の外輪5、ローラ29、スプリング49、ブロックベアリング51、および、内径側一方向クラッチ部31のスプラグ23、リボンスプリング35、内径側保持器37、外径側保持器39の軸方向への抜けが防止される。すなわち、保持器53は、一方向クラッチ1の外輪5およびトルク伝達部材の軸方向への抜けを防止する抜け止め部材を兼ねている。
ここで、図3は、比較のために示す、従来のローラタイプ一方向クラッチ101の一部の断面図である。図3に示すように、従来のローラ式一方向クラッチ101においては、外輪105の軸方向への抜けを防止するために、保持器153とは別に、抜け止め部材95および抜け止め部材95の軸方向位置を規制する相手固定部材97を外輪105の軸方向両側に設けていた。
これに対し、本実施形態に係る一方向クラッチ1は、保持器53が外輪5の抜け止めを兼ねているので、部品点数の削減および軽量化を図ることができる。
これに対し、本実施形態に係る一方向クラッチ1は、保持器53が外輪5の抜け止めを兼ねているので、部品点数の削減および軽量化を図ることができる。
さらに、保持器53は樹脂で形成されている。この構成により、保持器53を金属で構成する場合と比較して、容易に加工成形ができ、且つコストの増加を抑制することができる。保持器53を金属で構成した場合には、ローラ29の端面と金属製の保持器53と直接の接触を防止するために、外輪5と中間輪7との間の周方向空間の開口を塞ぐための抜け止め部材(図示省略)を設ける必要がある。同様に、中間輪7とシャフト3との間の周方向空間の開口を塞ぐための抜け止め部材(図示省略)と、中間輪7の軸方向一方側端面と保持器53との間に介装する抜け止め部材(図示省略)とが必要である。本実施形態のように保持器53を樹脂で形成すれば、このような抜け止め部材を設ける必要がないので、部品点数の増加およびコストの増加を抑制することができる。
なお、本実施形態に係る入力切替式一方向クラッチは、上記実施形態に限定されず、変形が可能である。例えば、スプラグ23の数、またはローラ29の数は、必要なトルク容量に合わせて適宜調節が可能である。
1 一方向クラッチ
3 シャフト
5 外輪
7 中間輪
9 ギヤ
11 トルク伝達部
13 転がり軸受
15、シャフトの外周面
19 ギヤ
21 トルク伝達部の内周面
23 スプラグ
25 トルク伝達部の外周面
27 外輪の内周面
29 ローラ
31 内径側一方向クラッチ部
33 外径側一方向クラッチ部
35 リボンスプリング
37 内径側保持器
39 外径側保持器
41 開口
43 内向きフランジ
45 開口
47 外向きフランジ
49 スプリング
51 ブロックベアリング
53 保持器
55 カム面
57 カム部
59 軸方向溝
61 第1環状部
63 第2環状部
65 第1柱部
67 第2柱部
69 第3柱部
71 第1ポケット部
73 第2ポケット部
75 第3ポケット部
77 凹部
91 突出部
3 シャフト
5 外輪
7 中間輪
9 ギヤ
11 トルク伝達部
13 転がり軸受
15、シャフトの外周面
19 ギヤ
21 トルク伝達部の内周面
23 スプラグ
25 トルク伝達部の外周面
27 外輪の内周面
29 ローラ
31 内径側一方向クラッチ部
33 外径側一方向クラッチ部
35 リボンスプリング
37 内径側保持器
39 外径側保持器
41 開口
43 内向きフランジ
45 開口
47 外向きフランジ
49 スプリング
51 ブロックベアリング
53 保持器
55 カム面
57 カム部
59 軸方向溝
61 第1環状部
63 第2環状部
65 第1柱部
67 第2柱部
69 第3柱部
71 第1ポケット部
73 第2ポケット部
75 第3ポケット部
77 凹部
91 突出部
Claims (5)
- 同一軸線上に相対回転可能に配置された小径の第1入力部材と大径で環状の第2入力部材と環状の出力部材とを有し、
前記第1入力部材と前記出力部材とは径方向に対向し、前記第1入力部材と前記出力部材との間に周方向所定間隔で介装され、前記第1入力部材と前記出力部材との間の第1のトルクの伝達に供される複数の第1のトルク伝達部材と、
前記第2入力部材と前記出力部材とは径方向に対向し、前記第2入力部材と前記出力部材との間に周方向所定間隔で介装され、前記第2入力部材と前記出力部材との間の第2のトルクの伝達に供される複数の第2のトルク伝達部材と、
前記第2のトルク伝達部材を保持する保持器と、を備え、
前記第1入力部材に入力された回転と前記第2入力部材に入力された回転との何れか一方を前記出力部材に伝達する入力切替式の一方向クラッチにおいて、
前記出力部材は前記第1入力部材の径方向外方側に配置され、前記第2入力部材は前記出力部材の径方向外方側に配置され、
前記第1のトルク伝達部材はスプラグであり、
前記第2のトルク伝達部材はローラであることを特徴とする一方向クラッチ。 - 前記第1入力部材と前記出力部材との間には、前記複数のスプラグを前記第1入力部材と前記出力部材とに噛み合う方向に付勢する第1の弾性部材を備えていることを特徴とする請求項1に記載の一方向クラッチ。
- 前記出力部材の外周面には、前記複数のローラがそれぞれ噛み合うカム部が設けられ、前記複数のローラを前記カム部と噛み合う方向に付勢する複数の第2の弾性部材を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の一方向クラッチ。
- 前記第1入力部材に入力された回転と前記第2入力部材に入力された回転のうち、回転数の大きいほうを前記出力部材に伝達することを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の一方向クラッチ。
- 前記保持器は、前記一方向クラッチの軸方向一方側端部を覆う環状部を有していることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の一方向クラッチ。
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2017
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-
2018
- 2018-10-19 US US16/166,044 patent/US10655691B2/en active Active
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