JP2021092284A - 一方向クラッチ - Google Patents
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Abstract
【課題】外輪部材と内輪部材との間にラジアル荷重を受ける摺動部材を配置しても、一方向クラッチをロック状態からフリー状態へスムーズに切り替えることができるようにする。【解決手段】一方向クラッチ10は、外輪部材14と、外輪部材14に対して相対的に回転する内輪部材15と、外輪部材14と内輪部材15との間に形成された環状空間7に配置された複数のスプラグ11と、スプラグ11の軸方向両側において環状空間7に配置された摺動部材16と、を備える。摺動部材16は、周方向に間隔をあけて配置された複数の荷重受部17と、周方向に隣り合う荷重受部17の径方向の一部同士を連結する複数の連結部18と、を備える。荷重受部17は、外輪部材14の内周面14aに対して接触する接触面17aと、内輪部材15の外周面15aに対して摺動する摺動面17bと、を有する。【選択図】図4
Description
本発明は、一方向クラッチに関する。
従来の一方向クラッチとして、外輪と、内輪と、内外輪間に配置された複数のスプラグと、複数のスプラグを周方向に間隔をあけて保持する保持器と、保持器に沿って設けられたスプリングと、を備えたものがある。このような一方向クラッチでは、外輪と内輪とが相対的に一方向に回転した場合、スプラグが内外輪間に噛み合うことでトルクが伝達されるロック状態となる。そして、外輪と内輪とが相対的に他方向に回転した場合は、スプラグの内外輪との噛み合いが解除され、外輪及び内輪のうちの一方が他方に対して空転することで、トルク伝達が遮断されるフリー状態となる。
前記一方向クラッチでは、トルク伝達が遮断された空転状態においてスプラグは内外輪と噛み合っていないため、ラジアル荷重を受けると外輪の中心軸と内輪の中心軸とが不一致となる「芯ずれ」が生じる場合がある。この芯ずれが許容値を超えると、スプラグが内外輪と均一に噛み合わず、トルク伝達時に一部のスプラグがロールオーバー(反対向きに転倒)していまい、所望の伝達トルクが得られないおそれがある。また、空転状態で保持器の内周側と内輪との間でスプラグとスプリングが挟まれ、スプリングが損傷するおそれがある。
その対策として特許文献1では、内輪と外輪との同心度を確保するために、内外輪間にエンドベアリングが配置されている。前記エンドベアリングは、全周にわたって断面コ字状に形成されており、スプラグの軸方向外側において内輪の外周面及び外輪の内周面に対して摺動可能に配置されている。これにより、前記エンドベアリングは、一方向クラッチに作用するラジアル荷重を受けるようになっている。
特許文献1に記載された一方向クラッチがフリー状態からロック状態になるときに、スプラグは弾性変形しながら内外輪に噛み込んでいく。その際、外輪及び内輪は微小角度だけ一方向に相対的に回転する。また、一方向クラッチがロック状態からフリー状態になるときにも、外輪及び内輪は微小角度だけ他方向に相対的に回転する。しかし、エンドベアリングと内外輪との間で大きな摩擦力が発生すると、その摩擦力によって外輪及び内輪が相対的に回転しにくくなり、一方向クラッチをロック状態からフリー状態へ切り替えることができなくなるおそれがある。
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、外輪部材と内輪部材との間にラジアル荷重を受ける摺動部材を配置しても、一方向クラッチをロック状態からフリー状態へスムーズに切り替えることができるようにすることを目的とする。
(1)本発明は、外輪部材及び内輪部材と、前記外輪部材と前記内輪部材との間に形成された環状空間に配置される複数の係合子と、前記係合子の少なくとも軸方向一方側において前記環状空間に配置される環状の摺動部材と、を備え、前記外輪部材及び前記内輪部材のうち一方の部材に対して他方の部材が相対的に回転する一方向クラッチであって、前記摺動部材は、前記一方の部材における前記環状空間側の周面に対して接触する接触面と、前記他方の部材における前記環状空間側の周面に対して摺動する摺動面と、を有し、周方向に間隔をあけて配置された複数の荷重受部と、周方向に隣り合う前記荷重受部の径方向の一部同士を連結する複数の連結部と、を備える、一方向クラッチである。
本発明によれば、摺動部材には、外輪部材及び内輪部材のうち一方の部材の周面に対して接触するとともに他方の部材の周面に対して摺動する複数の荷重受部が、周方向に間隔をあけて配置される。これにより、複数の荷重受部により一方向クラッチに作用するラジアル荷重を受けることができる。また、摺動部材の連結部により、周方向に隣り合う荷重受部の径方向の一部同士が連結されているので、摺動部材の周方向の捩じり剛性を従来の摺動部材よりも低くすることができる。これにより、一方向クラッチをロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、摺動部材が周方向に捩じられることで外輪部材及び内輪部材が相対的に回転しやすくなるので、一方向クラッチをスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
(2)前記連結部は、前記一方の部材の前記周面に対して接触する接触面を有する第1連結部と、前記他方の部材の前記周面に対して摺動する摺動面を有し、前記第1連結部に対して径方向に間隔をあけて配置された第2連結部と、を備えるのが好ましい。
この場合、連結部の第1連結部及び第2連結部が、外輪部材及び内輪部材のうち一方の部材の周面に対して接触するとともに他方の部材の周面に対して摺動するので、連結部は荷重受部と共に一方向クラッチに作用するラジアル荷重を受けることができる。これにより、荷重受部だけでラジアル荷重を受ける場合に比べて摺動部材のラジアル荷重を受ける面積が大きくなるので、摺動部材に作用する接触面圧を下げることができる。
この場合、連結部の第1連結部及び第2連結部が、外輪部材及び内輪部材のうち一方の部材の周面に対して接触するとともに他方の部材の周面に対して摺動するので、連結部は荷重受部と共に一方向クラッチに作用するラジアル荷重を受けることができる。これにより、荷重受部だけでラジアル荷重を受ける場合に比べて摺動部材のラジアル荷重を受ける面積が大きくなるので、摺動部材に作用する接触面圧を下げることができる。
(3)前記連結部は、前記一方の部材の前記周面に対して径方向に離れて配置された単一の部材で構成され、前記他方の部材の前記周面に対して摺動する摺動面を有するのが好ましい。
この場合、外輪部材及び内輪部材のうち一方の部材に対して他方の部材が相対的に回転するときに、摺動部材の連結部が前記一方の部材に接触することはないので、連結部と前記一方の部材との間で摩擦力は発生しない。これにより、一方向クラッチをロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、外輪部材及び内輪部材が相対的にさらに回転しやすくなるので、一方向クラッチをさらにスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
この場合、外輪部材及び内輪部材のうち一方の部材に対して他方の部材が相対的に回転するときに、摺動部材の連結部が前記一方の部材に接触することはないので、連結部と前記一方の部材との間で摩擦力は発生しない。これにより、一方向クラッチをロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、外輪部材及び内輪部材が相対的にさらに回転しやすくなるので、一方向クラッチをさらにスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
(4)前記連結部は、前記一方の部材の前記周面に対して径方向に離れて配置され、かつ、前記他方の部材の前記周面に対して径方向に離れて配置された単一の部材で構成されているのが好ましい。
この場合、外輪部材及び内輪部材が相対的に回転するときに、摺動部材の連結部が外輪部材及び内輪部材に接触することはないので、連結部と内外輪部材との間で摩擦力は発生しない。これにより、一方向クラッチをロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、外輪部材及び内輪部材が相対的にさらに回転しやすくなるので、一方向クラッチをさらにスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
この場合、外輪部材及び内輪部材が相対的に回転するときに、摺動部材の連結部が外輪部材及び内輪部材に接触することはないので、連結部と内外輪部材との間で摩擦力は発生しない。これにより、一方向クラッチをロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、外輪部材及び内輪部材が相対的にさらに回転しやすくなるので、一方向クラッチをさらにスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
(5)前記連結部は、径方向に折り返すように湾曲しているのが好ましい。
この場合、摺動部材の周方向の捩じり剛性をさらに低くすることができる。これにより、一方向クラッチをロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、外輪部材及び内輪部材が相対的にさらに回転しやすくなるので、一方向クラッチをさらにスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
この場合、摺動部材の周方向の捩じり剛性をさらに低くすることができる。これにより、一方向クラッチをロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、外輪部材及び内輪部材が相対的にさらに回転しやすくなるので、一方向クラッチをさらにスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
(6)前記荷重受部の接触面及び摺動面は、前記環状空間の径方向寸法未満の直径を有する円弧に沿って形成されているのが好ましい。
この場合、外輪部材及び内輪部材のうち一方の部材に対して他方の部材が相対的に回転するときに、荷重受部の接触面と前記一方の部材の周面との接触面積、及び荷重受部の摺動面と前記他方の部材の周面との摺動面積を可及的に狭くすることができる。これにより、一方向クラッチをロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、外輪部材及び内輪部材が相対的にさらに回転しやすくなるので、一方向クラッチをさらにスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
この場合、外輪部材及び内輪部材のうち一方の部材に対して他方の部材が相対的に回転するときに、荷重受部の接触面と前記一方の部材の周面との接触面積、及び荷重受部の摺動面と前記他方の部材の周面との摺動面積を可及的に狭くすることができる。これにより、一方向クラッチをロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、外輪部材及び内輪部材が相対的にさらに回転しやすくなるので、一方向クラッチをさらにスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
本発明によれば、外輪部材と内輪部材との間にラジアル荷重を受ける摺動部材を配置しても、一方向クラッチをロック状態からフリー状態へスムーズに切り替えることができる。
[第1実施形態]
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詳述する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る一方向クラッチを示す断面図である。図2は、図1に示す一方向クラッチの一部を拡大して示す説明図である。図3は、図1に示す一方向クラッチの紙面垂直方向の断面図である。一方向クラッチ10は、例えば、自転車の動力伝達部に用いられる。なお、以下の説明において、一方向クラッチ10の中心軸Cに平行な方向を軸方向と呼び、この中心軸C周りの方向を周方向と呼び、一方向クラッチ10の半径方向を径方向と呼ぶ。
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詳述する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る一方向クラッチを示す断面図である。図2は、図1に示す一方向クラッチの一部を拡大して示す説明図である。図3は、図1に示す一方向クラッチの紙面垂直方向の断面図である。一方向クラッチ10は、例えば、自転車の動力伝達部に用いられる。なお、以下の説明において、一方向クラッチ10の中心軸Cに平行な方向を軸方向と呼び、この中心軸C周りの方向を周方向と呼び、一方向クラッチ10の半径方向を径方向と呼ぶ。
一方向クラッチ10は、外輪部材14と、内輪部材15と、複数のスプラグ(係合子)11と、環状の保持器12と、スプリング13と、を備えている。外輪部材14及び内輪部材15はそれぞれ環状の部材である。外輪部材14は、図外のハウジングに軸受を介して支持される。内輪部材15は、図外の回転体と一体である。前記回転体は、図外の軸受部によって回転可能に支持される。外輪部材14と内輪部材15とは相対的に回転可能である。本実施形態では、外輪部材14に対して内輪部材15が相対的に回転する場合を説明する。
複数のスプラグ11は、外輪部材14の内周面14aと内輪部材15の外周面15aとの間に形成された環状空間7に配置されている。全てのスプラグ11は同じ形状である。外輪部材14、内輪部材15、スプラグ11、及び保持器12は、例えば炭素鋼等の鋼製である。スプリング13は、例えばばね鋼である。
保持器12は、スプラグ11の軸方向両側に設けられた一対の環状部31,32と、両環状部31,32を繋ぐ複数の柱部33と、を有する。両環状部31,32の間であって周方向で隣り合う柱部33,33の間には、スプラグ11が収容されるポケット34が形成されている(図2及び図3参照)。図3において、軸方向他方側の環状部32には、その軸方向端部から外輪部材14側に延びるフランジ部35が設けられている。
スプリング13は、環状であり、保持器12の内周面に沿って設けられている。保持器12の内周側にスプリング13が嵌った状態にあり、これにより、スプリング13は保持器12と一体となる。スプリング13は、例えば、金属製である薄い帯状部材を環状にすることで構成される。スプリング13はスプラグ11に接触する。このために、図2に示すように、スプリング13は、スプラグ11に接触して付勢するための舌片部13aを有する。
図2に示すように、スプラグ11は、径方向外側に形成された径外部24と、径方向内側に形成された径内部25と、これら径外部24と径内部25との間に形成された中央部26と、を有する。各スプラグ11の周方向一方側には、中央部26と径内部25との間に段付き面27が形成されている。スプリング13の舌片部13aは段付き面27に接触している。
各スプラグ11は、中央部26の周方向他方側において、保持器12の柱部33に接触する。図2において、この接触する位置を符号「P」で示している。舌片部13aが、弾性変形した状態で、段付き面27を外輪部材14側へ押し上げる。ポケット34に収容されているスプラグ11は、舌片部13aと接触点Pとの間によって挟まれた状態で保持される。スプラグ11は接触点Pを支点として揺動することができる。
以上の構成を備えた一方向クラッチ10では、外輪部材14に対して内輪部材15が一方向(図1及び図2において反時計回り方向)に回転すると、スプラグ11の径外部24が外輪部材14の内周面14aに噛み込み、スプラグ11の径内部25が内輪部材15の外周面15aに噛み込む。これにより、外輪部材14と内輪部材15とは一体回転し、相対回転不能な「ロック状態」となる。
これに対して、外輪部材14に対して内輪部材15が他方向(図1及び図2において時計回り方向)に回転すると、スプラグ11の径外部24及び径内部25の前記噛み込みが解除される。これにより、外輪部材14に対して内輪部材15が空転し、相対回転可能な「フリー状態」となる。
前記フリー状態では、スプラグ11は外輪部材14及び内輪部材15と噛み合っていないため、外輪部材14の中心軸と内輪部材15の中心軸とが不一致となる「芯ずれ」が生じる場合がある。このため、図3に示すように、一方向クラッチ10は、外輪部材14と内輪部材15との同心度を確保するために、外輪部材14と内輪部材15との間に配置された摺動部材16を備えている。
図4は、摺動部材16を示す側面図である。図3及び図4において、摺動部材16は、例えば金属製の環状の部材である。本実施形態では、一対の摺動部材16が、スプラグ11の軸方向両側に配置されている。各摺動部材16は、周方向の捩じり剛性が低くなるように構成されている。具体的には、各摺動部材16は、周方向に等間隔をあけて配置された複数の荷重受部17(図4ではクロスハッチングで示す部分)と、周方向に隣り合う荷重受部17,17の径方向の一部同士を連結する複数の連結部18と、を備える。
荷重受部17は、一方向クラッチ10に作用するラジアル荷重を受けるものであり、例えば径方向に延びる矩形体からなる。荷重受部17の径方向外側の端面17aは、外輪部材14の内周面14aに対して接触する接触面(以下、接触面17aともいう)とされている。接触面17aは側面視において円弧状に形成されており、接触面17aの曲率半径R1は、外輪部材14の内周面14aの半径R2よりも僅かに小さい。荷重受部17の径方向内側の端面17bは、内輪部材15の外周面15aに対して摺動する摺動面(以下、摺動面17bともいう)されている。摺動面17bは側面視において円弧状に形成されており、摺動面17bの曲率半径R3は、内輪部材15の外周面15aの半径R4よりも僅かに大きい。
図5は、荷重受部17の断面形状を示す図4のI−I矢視断面図である。図5に示すように、荷重受部17の周方向の厚みt1は、荷重受部17の軸方向の厚みt2よりも短い。これにより、荷重受部17は、ラジアル荷重を受けることができる総断面積を確保しつつ、周方向の捩じり剛性を低くしている。
図3及び図4において、連結部18は、周方向に隣り合う荷重受部17の径方向の外端部同士を連結する外側連結部(第1連結部)21と、周方向に隣り合う荷重受部17の径方向の内端部同士を連結する内側連結部(第2連結部)22と、を有する。外側連結部21及び内側連結部22は、例えば側面視において円弧状に形成されている。内側連結部22は、外側連結部21に対して径方向に間隔をあけて配置されている。外側連結部21の軸方向の厚みt3、及び内側連結部22の軸方向の厚みt4は、荷重受部17の軸方向の厚みt2と同一である。
外側連結部21の外周面21aは、外輪部材14の内周面14aに対して接触する接触面(以下、接触面21aともいう)とされている。外側連結部21の接触面21aの曲率半径R5は、荷重受部17の接触面17aの曲率半径R1と同一であり、外輪部材14の内周面14aの半径R2よりも僅かに小さい。これにより、摺動部材16の径方向外端部16aは、複数の荷重受部17の接触面17aと、複数の外側連結部21の接触面21aとにより、全体として円環状に形成されている。
内側連結部22の内周面22bは、内輪部材15の外周面15aに対して摺動する摺動面(以下、摺動面22bともいう)とされている。内側連結部22の摺動面22bの曲率半径R6は、荷重受部17の摺動面17bの曲率半径R3と同一であり、内輪部材15の外周面15aの半径R4よりも僅かに大きい。これにより、摺動部材16の径方向内端部16bは、複数の荷重受部17の摺動面17bと、複数の内側連結部22の摺動面22bとにより、全体として円環状に形成されている。
以上、第1実施形態の一方向クラッチ10によれば、摺動部材16には、外輪部材14の内周面14aに対して接触するとともに内輪部材15の外周面15aに対して摺動する複数の荷重受部17が、周方向に間隔をあけて配置されている。これにより、複数の荷重受部17により一方向クラッチ10に作用するラジアル荷重を受けることができる。また、摺動部材16の連結部18により、周方向に隣り合う荷重受部17の径方向の一部(外端部及び内端部)同士が連結されているので、摺動部材16の周方向の捩じり剛性を従来の摺動部材よりも低くすることができる。これにより、一方向クラッチ10をロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、摺動部材16が周方向に捩じられることで外輪部材14及び内輪部材15が相対的に回転しやすくなるので、一方向クラッチ10をスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
また、連結部18の外側連結部21及び内側連結部22が、外輪部材14の内周面14aに対して接触するとともに内輪部材15の外周面15aに対して摺動するので、連結部18は荷重受部17と共に一方向クラッチ10に作用するラジアル荷重を受けることができる。これにより、荷重受部17だけでラジアル荷重を受ける場合に比べて摺動部材16のラジアル荷重を受ける面積が広くなるので、摺動部材16に作用する接触面圧を下げることができる。
[第2実施形態]
図6は、本発明の第2実施形態に係る一方向クラッチ10の摺動部材16を示す側面図である。本実施形態は、第1実施形態の変形例である。図6に示すように、摺動部材16の連結部18は、内側連結部22だけで構成されている。すなわち、本実施形態の連結部18は、外輪部材14の内周面14aに対して径方向に離れて配置された単一の部材で構成されている。
図6は、本発明の第2実施形態に係る一方向クラッチ10の摺動部材16を示す側面図である。本実施形態は、第1実施形態の変形例である。図6に示すように、摺動部材16の連結部18は、内側連結部22だけで構成されている。すなわち、本実施形態の連結部18は、外輪部材14の内周面14aに対して径方向に離れて配置された単一の部材で構成されている。
連結部18(内側連結部22)は、内輪部材15の外周面15aに対して摺動する摺動面22bを有し、外輪部材14の内周面14aに対して接触する接触面を有しない。一方向クラッチ10の他の構成は、第1実施形態と同様であるため、同一の符号を付し、その説明を省略する。
以上、第2実施形態の一方向クラッチ10においても、複数の荷重受部17により一方向クラッチ10に作用するラジアル荷重を受けることができる。また、摺動部材16の連結部18により、周方向に隣り合う荷重受部17の径方向の一部(内端部)同士が連結されているので、摺動部材16の周方向の捩じり剛性を従来の摺動部材よりも低くすることができる。これにより、一方向クラッチ10をロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、摺動部材16が周方向に捩じられることで外輪部材14及び内輪部材15が相対的に回転しやすくなるので、一方向クラッチ10をスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
また、外輪部材14に対して内輪部材15が相対的に回転するときに、摺動部材16の連結部18が外輪部材14に接触することはないので、連結部18の外周面と外輪部材14の内周面14aとの間で摩擦力は発生しない。これにより、一方向クラッチ10をロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、外輪部材14及び内輪部材15が相対的にさらに回転しやすくなるので、一方向クラッチ10をさらにスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
[第3実施形態]
図7は、本発明の第3実施形態に係る一方向クラッチ10の摺動部材16を示す側面図である。図7において、本実施形態の摺動部材16は、側面視において円形に形成された複数の荷重受部17と、周方向に隣り合う荷重受部17,17の径方向の中間部同士を連結する複数の連結部18と、を備える。
図7は、本発明の第3実施形態に係る一方向クラッチ10の摺動部材16を示す側面図である。図7において、本実施形態の摺動部材16は、側面視において円形に形成された複数の荷重受部17と、周方向に隣り合う荷重受部17,17の径方向の中間部同士を連結する複数の連結部18と、を備える。
荷重受部17の側面形状である円形の直径D1は、環状空間7の径方向寸法J未満に設定されている。本実施形態では、前記直径D1は、環状空間7の径方向寸法Jよりも僅かに小さい。荷重受部17の外周面における径方向外側の一部(端面)17aは、外輪部材14の内周面14aに対して接触する接触面(以下、接触面17aともいう)とされている。また、荷重受部17の外周面における径方向内側の一部(端面)17bは、内輪部材15の外周面15aに対して摺動する摺動面(以下、摺動面17bともいう)されている。換言すれば、荷重受部17の外周面には、直径D1を有する円弧に沿って接触面17a及び摺動面17bが形成されている。
連結部18は、側面視において円弧状に形成された単一の部材で構成されている。連結部18の外周面18aは、外輪部材14の内周面14aに対して径方向内側に離れて配置されており、当該内周面14aに対して接触しない非接触面とされている。連結部18の内周面18bは、内輪部材15の外周面15aに対して径方向外側に離れて配置されており、当該外周面15aに対して摺動しない非摺動面とされている。一方向クラッチ10の他の構成は、第1実施形態と同様であるため、同一の符号を付し、その説明を省略する。
以上、第3実施形態の一方向クラッチ10においても、複数の荷重受部17により一方向クラッチ10に作用するラジアル荷重を受けることができる。また、摺動部材16の連結部18により、周方向に隣り合う荷重受部17の径方向の一部(中間部)同士が連結されているので、摺動部材16の周方向の捩じり剛性を従来の摺動部材よりも低くすることができる。これにより、一方向クラッチ10をロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、摺動部材16が周方向に捩じられることで外輪部材14及び内輪部材15が相対的に回転しやすくなるので、一方向クラッチ10をスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
また、外輪部材14に対して内輪部材15が相対的に回転するときに、摺動部材16の連結部18が外輪部材14及び内輪部材15に接触することはないので、連結部18の外周面18aと外輪部材14の内周面14aとの間、及び連結部18の内周面18bと内輪部材15の外周面15aとの間で摩擦力は発生しない。これにより、一方向クラッチ10をロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、外輪部材14及び内輪部材15が相対的にさらに回転しやすくなるので、一方向クラッチ10をさらにスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
また、摺動部材16の荷重受部17の接触面17a及び摺動面17bは、環状空間7の径方向寸法J未満の直径D1を有する円弧に沿って形成されている。これにより、外輪部材14に対して内輪部材15が相対的に回転するときに、荷重受部17の接触面17aと外輪部材14の内周面14aとの接触面積、及び荷重受部17の摺動面17bと内輪部材15の外周面15aとの摺動面積を可及的に狭くすることができる。その結果、一方向クラッチ10をロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、外輪部材14及び内輪部材15が相対的にさらに回転しやすくなるので、一方向クラッチ10をさらにスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
[第4実施形態]
図8は、本発明の第4実施形態に係る一方向クラッチ10の摺動部材16を示す側面図である。本実施形態は、第3実施形態の変形例である。図8に示すように、本実施形態の摺動部材16は、側面視において略逆T字状に形成された複数の荷重受部17と、周方向に隣り合う荷重受部17,17の径方向の内端部同士を連結する複数の連結部18と、を備える。
図8は、本発明の第4実施形態に係る一方向クラッチ10の摺動部材16を示す側面図である。本実施形態は、第3実施形態の変形例である。図8に示すように、本実施形態の摺動部材16は、側面視において略逆T字状に形成された複数の荷重受部17と、周方向に隣り合う荷重受部17,17の径方向の内端部同士を連結する複数の連結部18と、を備える。
荷重受部17の径方向外側の端面17aは、外輪部材14の内周面14aに対して接触する接触面(以下、接触面17aともいう)とされている。接触面17aは、側面視において円弧状に形成されており、直径D2を有する仮想円の円弧に沿って形成されている。前記仮想円の直径D2は、環状空間7の径方向寸法J未満に設定されている。本実施形態では、前記仮想円の直径D2は、環状空間7の径方向寸法Jよりも僅かに小さい。
荷重受部17の径方向内側の端面17bは、内輪部材15の外周面15aに対して摺動する摺動面(以下、摺動面17bともいう)されている。摺動面17bは、側面視において円弧状に形成されており、前記仮想円の円弧に沿って形成されている。
連結部18は、径方向に折り返すように湾曲して形成された単一の部材で構成されている。具体的には、連結部18は、第1部分41と、第2部分42と、第3部分43と、を有する。第1部分41は、隣り合う荷重受部17,17のうち周方向一方側に配置された荷重受部17の径方向の内端部から径方向外側に延びて形成されている。第2部分42は、隣り合う荷重受部17,17のうち周方向他方側に配置された荷重受部17の径方向の内端部から径方向外側に延びて形成されている。
第3部分43は、第1部分41の径方向の外端部と第2部分42の径方向の外端部とを連結する円弧状の湾曲部分である。第3部分43の外周面43aは、外輪部材14の内周面14aに対して径方向内側に離れて配置されており、当該内周面14aに対して接触しない非接触面とされている。一方向クラッチ10の他の構成は、第1実施形態と同様であるため、同一の符号を付し、その説明を省略する。
以上、第4実施形態の一方向クラッチ10においても、複数の荷重受部17により一方向クラッチ10に作用するラジアル荷重を受けることができる。また、摺動部材16の連結部18により、周方向に隣り合う荷重受部17の径方向の一部(内端部)同士が連結されているので、摺動部材16の周方向の捩じり剛性を従来の摺動部材よりも低くすることができる。これにより、一方向クラッチ10をロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、摺動部材16が周方向に捩じられることで外輪部材14及び内輪部材15が相対的に回転しやすくなるので、一方向クラッチ10をスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
また、連結部18が径方向に折り返すように湾曲しているので、摺動部材16の周方向の捩じり剛性をさらに低くすることができる。これにより、一方向クラッチ10をロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、外輪部材14及び内輪部材15が相対的にさらに回転しやすくなるので、一方向クラッチ10をさらにスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
また、摺動部材16の荷重受部17の接触面17a及び摺動面17bは、環状空間7の径方向寸法J未満の直径D2を有する円弧に沿って形成されている。これにより、外輪部材14に対して内輪部材15が相対的に回転するときに、荷重受部17の接触面17aと外輪部材14の内周面14aとの接触面積、及び荷重受部17の摺動面17bと内輪部材15の外周面15aとの摺動面積を可及的に狭くすることができる。その結果、一方向クラッチ10をロック状態からフリー状態へ切り替えるときに、外輪部材14及び内輪部材15が相対的にさらに回転しやすくなるので、一方向クラッチ10をさらにスムーズにフリー状態へ切り替えることができる。
[その他]
以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。例えば、本発明は、スプラグ11を係合子として用いた一方向クラッチ10以外に、ローラを係合子とした一方向クラッチにも適用することができる。また、本発明は、外輪部材14に対して内輪部材15が相対的に回転する一方向クラッチ10以外に、内輪部材15に対して外輪部材14が相対的に回転する一方向クラッチにも適用することができる。その場合、荷重受部17の径方向内側の端面17bが接触面となり、荷重受部17の径方向外側の端面17aが摺動面となる。
以上のとおり開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。例えば、本発明は、スプラグ11を係合子として用いた一方向クラッチ10以外に、ローラを係合子とした一方向クラッチにも適用することができる。また、本発明は、外輪部材14に対して内輪部材15が相対的に回転する一方向クラッチ10以外に、内輪部材15に対して外輪部材14が相対的に回転する一方向クラッチにも適用することができる。その場合、荷重受部17の径方向内側の端面17bが接触面となり、荷重受部17の径方向外側の端面17aが摺動面となる。
摺動部材16は、図3に示す断面形状に限定されるものではなく、例えば断面コ字状に形成されていてもよい。上記実施形態の摺動部材16は金属製であるが、合成樹脂製であってもよい。上記実施形態の摺動部材16は、スプラグ11の軸方向両側に配置されているが、スプラグ11の軸方向一方側のみに配置されていてもよい。荷重受部17の個数は、上記実施形態に限定されるものではないが、ラジアル荷重を受ける必要があるので、周方向に等間隔をあけて8つ以上配置するのが好ましい。
上記第1実施形態において、外側連結部21の外周面21aは、外輪部材14の内周面14aに対して接触しない非接触面であってもよい。内側連結部22の内周面22bは、内輪部材15の外周面15aに対して摺動しない非摺動面であってもよい。なお、内輪部材15に対して外輪部材14が相対的に回転する場合、内側連結部22の内周面22bが内輪部材15の外周面15aに対して接触する接触面となり、外側連結部21の外周面21aが外輪部材14の内周面14aに対して摺動する摺動面となる。
上記第2実施形態において、連結部18は、周方向に隣り合う荷重受部17の径方向の中間部同士を連結してもよい。また、内輪部材15に対して外輪部材14が相対的に回転する場合、連結部18は、周方向に隣り合う荷重受部17の径方向の外端部同士を連結してもよい。つまり、連結部18は、第1実施形態の外側連結部21だけで構成されていてもよい。その場合、外側連結部21の外周面21aが、外輪部材14の内周面14aに対して摺動する摺動面となる。
上記第3実施形態において、連結部18は、周方向に隣り合う荷重受部17の径方向の内端部同士を連結してもよい。その場合、連結部18の内周面18bは、内輪部材15の外周面15aに対して摺動する摺動面としてもよい。また、内輪部材15に対して外輪部材14が相対的に回転する場合、連結部18は、周方向に隣り合う荷重受部17の径方向の外端部同士を連結してもよい。その場合、連結部18の外周面18aは、外輪部材14の内周面14aに対して摺動する摺動面としてもよい。
上記第4実施形態において、連結部18は、外輪部材14の内周面14aに対して接触する接触面を有していてもよいし、内輪部材15の外周面15aに対して摺動する摺動面を有していてもよい。また、連結部18は、周方向に隣り合う荷重受部17の径方向の中間部同士を連結してもよいし、径方向の外端部同士を連結してもよい。後者の場合、連結部18は、径方向内側で折り返すように湾曲させればよい。また、連結部18は、第3部分43(屈曲部分)を複数形成してもよいし、第3部分43を有していなくてもよい。後者の場合、連結部18は、第1部分41のみ又は第2部分42のみで形成されていてもよいし、第3実施形態(図7参照)のように周方向に延びて形成されていてもよい。また、荷重受部17は、第1実施形態(図4参照)のように矩形に形成されていてもよいし、第3実施形態(図7参照)のように円形に形成されていてもよい。
7:環状空間 10:一方向クラッチ 11:スプラグ(係合子)
14:外輪部材(一方の部材)14a:内周面(周面) 15:内輪部材(他方の部材)
15a:外周面(周面) 16:摺動部材 17:荷重受部
17a:端面(接触面) 17b:端面(摺動面) 18:連結部
21:外側連結部(第1連結部) 21a:外周面(接触面)
22:内側連結部(第2連結部) 22b:内周面(摺動面)
D1,D2:直径 J:径方向寸法
14:外輪部材(一方の部材)14a:内周面(周面) 15:内輪部材(他方の部材)
15a:外周面(周面) 16:摺動部材 17:荷重受部
17a:端面(接触面) 17b:端面(摺動面) 18:連結部
21:外側連結部(第1連結部) 21a:外周面(接触面)
22:内側連結部(第2連結部) 22b:内周面(摺動面)
D1,D2:直径 J:径方向寸法
Claims (6)
- 外輪部材及び内輪部材と、前記外輪部材と前記内輪部材との間に形成された環状空間に配置される複数の係合子と、前記係合子の少なくとも軸方向一方側において前記環状空間に配置される環状の摺動部材と、を備え、前記外輪部材及び前記内輪部材のうち一方の部材に対して他方の部材が相対的に回転する一方向クラッチであって、
前記摺動部材は、
前記一方の部材における前記環状空間側の周面に対して接触する接触面と、前記他方の部材における前記環状空間側の周面に対して摺動する摺動面と、を有し、周方向に間隔をあけて配置された複数の荷重受部と、
周方向に隣り合う前記荷重受部の径方向の一部同士を連結する複数の連結部と、を備える、一方向クラッチ。 - 前記連結部は、
前記一方の部材の前記周面に対して接触する接触面を有する第1連結部と、
前記他方の部材の前記周面に対して摺動する摺動面を有し、前記第1連結部に対して径方向に間隔をあけて配置された第2連結部と、を備える、請求項1に記載の一方向クラッチ。 - 前記連結部は、前記一方の部材の前記周面に対して径方向に離れて配置された単一の部材で構成され、前記他方の部材の前記周面に対して摺動する摺動面を有する、請求項1に記載の一方向クラッチ。
- 前記連結部は、前記一方の部材の前記周面に対して径方向に離れて配置され、かつ、前記他方の部材の前記周面に対して径方向に離れて配置された単一の部材で構成されている、請求項1に記載の一方向クラッチ。
- 前記連結部は、径方向に折り返すように湾曲している、請求項4に記載の一方向クラッチ。
- 前記荷重受部の接触面及び摺動面は、前記環状空間の径方向寸法未満の直径を有する円弧に沿って形成されている、請求項4又は5に記載の一方向クラッチ。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2019
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