JP3443483B2 - 転がり軸受クラッチ - Google Patents
転がり軸受クラッチInfo
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
- F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
- F16D41/061—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by movement having an axial component
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D25/00—Fluid-actuated clutches
- F16D25/06—Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates a piston incorporated in, i.e. rotating with the clutch
-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
- F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
- F16D41/08—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
- F16D41/086—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action the intermediate members being of circular cross-section and wedging by rolling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Mechanical Operated Clutches (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内輪と外輪の軌道面を
互いに接近又は離間させることによりオンオフ動作を行
う転がり軸受クラッチに関する。
互いに接近又は離間させることによりオンオフ動作を行
う転がり軸受クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】転がり軸受クラッチとしては、例えば図
７に示すような構成のものが知られている。すなわち転
がり軸受クラッチは、図７（ａ）に示すように内輪１０
０と、外輪１０１と、内輪１００外周と外輪１０１内周
の間に介装される多数のローラ１０４とを備えている。
ローラ１０４は、図７（ｂ）に示すように、内外輪１０
０，１０１の中心軸ｘに対して所定のねじれ角βでもっ
て配置されている。内輪１００外周の軌道面１０２は先
細となるような円錐台形状のテーパ面で、外輪１０１内
周の軌道面１０３も内輪１００の軌道面１０２に対応し
て円錐台形状に形成されている。また、これらの軌道面
１０２，１０３はローラ１０４が線接触することが条件
となるので、ローラ１０４を中心軸ｘを中心にして回転
させた軌跡である単葉双曲面となる。内外輪１００，１
０１の軌道面１０２，１０３は中心軸ｘに対して所定の
ソケット角φでもって傾斜している。
７に示すような構成のものが知られている。すなわち転
がり軸受クラッチは、図７（ａ）に示すように内輪１０
０と、外輪１０１と、内輪１００外周と外輪１０１内周
の間に介装される多数のローラ１０４とを備えている。
ローラ１０４は、図７（ｂ）に示すように、内外輪１０
０，１０１の中心軸ｘに対して所定のねじれ角βでもっ
て配置されている。内輪１００外周の軌道面１０２は先
細となるような円錐台形状のテーパ面で、外輪１０１内
周の軌道面１０３も内輪１００の軌道面１０２に対応し
て円錐台形状に形成されている。また、これらの軌道面
１０２，１０３はローラ１０４が線接触することが条件
となるので、ローラ１０４を中心軸ｘを中心にして回転
させた軌跡である単葉双曲面となる。内外輪１００，１
０１の軌道面１０２，１０３は中心軸ｘに対して所定の
ソケット角φでもって傾斜している。
【０００３】ローラ１０４は所定のねじれ角βでもって
内外輪１００，１０１の軌道面１０２，１０３と接触
し、内外輪１００，１０１の回転に伴ってローラ１０４
が軌道面１０２，１０３間で螺旋状に転がることにな
る。図７（ｂ）に示すように、ローラ１０４を介して内
輪１００を外輪１０１内にねじり込む方向に回転させる
と、ローラ１０４の転がりによって内輪１００と外輪１
０１を軸方向に接近させるクラッチ分力Ｆ１が働き、内
輪１００と外輪１０１間のローラ１０４がロック状態と
なってトルク伝達が可能となる。
内外輪１００，１０１の軌道面１０２，１０３と接触
し、内外輪１００，１０１の回転に伴ってローラ１０４
が軌道面１０２，１０３間で螺旋状に転がることにな
る。図７（ｂ）に示すように、ローラ１０４を介して内
輪１００を外輪１０１内にねじり込む方向に回転させる
と、ローラ１０４の転がりによって内輪１００と外輪１
０１を軸方向に接近させるクラッチ分力Ｆ１が働き、内
輪１００と外輪１０１間のローラ１０４がロック状態と
なってトルク伝達が可能となる。
【０００４】一方、逆方向に回転させると、図７（ｃ）
に示すように、ローラ１０４の転がりによって内外輪１
００，１０１を互いに引き離す方向の転がり分力Ｆ２が
発生し、ローラ１０４がフリー状態で転がり回転する。
このような特性を利用して、一方向にはトルクを伝達
し、他方向にはフリーに回転する一方向クラッチとして
利用されている。なおローラ１０４を内外輪１００，１
０１に初期接触させるために、内輪１００と外輪１０１
間に軽い予圧を加える予圧バネ１０５が設けられてい
る。
に示すように、ローラ１０４の転がりによって内外輪１
００，１０１を互いに引き離す方向の転がり分力Ｆ２が
発生し、ローラ１０４がフリー状態で転がり回転する。
このような特性を利用して、一方向にはトルクを伝達
し、他方向にはフリーに回転する一方向クラッチとして
利用されている。なおローラ１０４を内外輪１００，１
０１に初期接触させるために、内輪１００と外輪１０１
間に軽い予圧を加える予圧バネ１０５が設けられてい
る。
【０００５】上述の構成の転がり軸受クラッチをオン・
オフクラッチとして利用する場合には、図８に示す構造
のものが知られている。図８（ａ）はオン・オフクラッ
チの全体構造を示す図、図８（ｂ）はその動作説明図で
ある。図８（ａ）に示すように、転がり軸受クラッチの
外輪１０１をシリンダ１０７内にピストンとして収納
し、ポート１０８よりエア圧等の流体圧を供給してロー
ラ１０４と内外輪１００，１０１の軌道面１０２，１０
３が互いに接触しなくなる方向に外輪１０１を移動させ
正逆両方向の回転を可能とし、エアの供給を断つことに
よって予圧バネ１０５によりローラ１０４を内，外輪１
００，１０１の軌道面１０２，１０３に接触させて一方
向にロックさせるようにしたものである。なお、シリン
ダ１０７と外輪１０１間にはボールスプライン１０９が
介装されている。また符号１１０は保持器である。
オフクラッチとして利用する場合には、図８に示す構造
のものが知られている。図８（ａ）はオン・オフクラッ
チの全体構造を示す図、図８（ｂ）はその動作説明図で
ある。図８（ａ）に示すように、転がり軸受クラッチの
外輪１０１をシリンダ１０７内にピストンとして収納
し、ポート１０８よりエア圧等の流体圧を供給してロー
ラ１０４と内外輪１００，１０１の軌道面１０２，１０
３が互いに接触しなくなる方向に外輪１０１を移動させ
正逆両方向の回転を可能とし、エアの供給を断つことに
よって予圧バネ１０５によりローラ１０４を内，外輪１
００，１０１の軌道面１０２，１０３に接触させて一方
向にロックさせるようにしたものである。なお、シリン
ダ１０７と外輪１０１間にはボールスプライン１０９が
介装されている。また符号１１０は保持器である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のオン・オフクラッチの構成では、図８（ｂ）に
示すように、ねじ込んでロックすることによりクラッチ
オンとした後に、クラッチをオフする場合には、反転し
てねじ込み解除した後にエアで外輪を押してリリースし
なければならなかった。即ち、従来のオン・オフクラッ
チではトルク負荷中にねじり込まれた分だけねじり戻し
てトルクをゼロにしないと、ロック状態を切ってフリー
状態に戻せないという問題があった。
た従来のオン・オフクラッチの構成では、図８（ｂ）に
示すように、ねじ込んでロックすることによりクラッチ
オンとした後に、クラッチをオフする場合には、反転し
てねじ込み解除した後にエアで外輪を押してリリースし
なければならなかった。即ち、従来のオン・オフクラッ
チではトルク負荷中にねじり込まれた分だけねじり戻し
てトルクをゼロにしないと、ロック状態を切ってフリー
状態に戻せないという問題があった。
【０００７】また、クラッチオン時には、一方向にのみ
トルクを伝達する一方向クラッチとしてのみ機能するた
め、用途が限られてしまうという問題があった。
トルクを伝達する一方向クラッチとしてのみ機能するた
め、用途が限られてしまうという問題があった。
【０００８】本発明は上述の事情に鑑みなされたもの
で、クラッチをオフする際にねじり戻し動作を行う必要
がなく、又トルク負荷中にクラッチをオフすることがで
きる転がり軸受クラッチを提供することを目的とする。
で、クラッチをオフする際にねじり戻し動作を行う必要
がなく、又トルク負荷中にクラッチをオフすることがで
きる転がり軸受クラッチを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明は、内輪と、外輪と、内輪外周と外輪内周
の軌道面間に介装される多数のローラとを備え、前記ロ
ーラは内外輪の中心軸に対して所定のねじれ角（β）で
もって傾斜配置され、内輪及び外輪の軌道面を前記ロー
ラを中心軸に対して回転させた際の回転軌跡である双曲
面形状とし、内外輪を一方向に相対回転させる場合には
ロックし、逆方向には自由に相対回転するように構成し
た転がり軸受クラッチにおいて、前記ローラの軸線方向
から見たローラと外輪及び内輪の軌道面との少なくとも
いずれか一方の接触部の転がり接触角を、当該接触部の
静止摩擦係数に対応する摩擦角よりも大きい値に設定し
て前記内外輪をロック方向に相対回転させた場合にロー
ラを内輪と外輪の軌道面との接触部ですべることを可能
とし、ローラと外輪の軌道面との接線と中心軸とのなす
角をソケット角（φ）とした場合に、ローラのねじれ角
（β）を２１°〜２４°、ソケット角（φ）を８°〜１
０°の範囲に設定し、前記内輪と外輪の軌道面を互いに
接近させるための押圧手段を設け、前記内外輪をロック
方向に相対回転させた状態で前記押圧手段で押圧するこ
とにより前記内外輪をロックしてクラッチをオンとし、
前記押圧手段の押圧を解除することにより前記ローラを
内輪と外輪の軌道面との接触部ですべらせてクラッチを
オフとするように構成したことを特徴とするものであ
る。
ため、本発明は、内輪と、外輪と、内輪外周と外輪内周
の軌道面間に介装される多数のローラとを備え、前記ロ
ーラは内外輪の中心軸に対して所定のねじれ角（β）で
もって傾斜配置され、内輪及び外輪の軌道面を前記ロー
ラを中心軸に対して回転させた際の回転軌跡である双曲
面形状とし、内外輪を一方向に相対回転させる場合には
ロックし、逆方向には自由に相対回転するように構成し
た転がり軸受クラッチにおいて、前記ローラの軸線方向
から見たローラと外輪及び内輪の軌道面との少なくとも
いずれか一方の接触部の転がり接触角を、当該接触部の
静止摩擦係数に対応する摩擦角よりも大きい値に設定し
て前記内外輪をロック方向に相対回転させた場合にロー
ラを内輪と外輪の軌道面との接触部ですべることを可能
とし、ローラと外輪の軌道面との接線と中心軸とのなす
角をソケット角（φ）とした場合に、ローラのねじれ角
（β）を２１°〜２４°、ソケット角（φ）を８°〜１
０°の範囲に設定し、前記内輪と外輪の軌道面を互いに
接近させるための押圧手段を設け、前記内外輪をロック
方向に相対回転させた状態で前記押圧手段で押圧するこ
とにより前記内外輪をロックしてクラッチをオンとし、
前記押圧手段の押圧を解除することにより前記ローラを
内輪と外輪の軌道面との接触部ですべらせてクラッチを
オフとするように構成したことを特徴とするものであ
る。
【００１０】
【００１１】
【作用】本発明においては、内外輪をロック方向に相対
回転させた状態で押圧手段で押圧することにより内輪と
外輪の軌道面を互いに接近させ、内外輪をロックしてク
ラッチをオンとすることにより、入力軸と出力軸とを機
械的にカップリングすることができる。そして、トルク
負荷中に押圧手段の押圧を解除すると、ローラが内輪と
外輪の軌道面との接触部ですべり始めてクラッチがオフ
となり、入力軸と出力軸との機械的なカップリングを直
ちに解除することができる。
回転させた状態で押圧手段で押圧することにより内輪と
外輪の軌道面を互いに接近させ、内外輪をロックしてク
ラッチをオンとすることにより、入力軸と出力軸とを機
械的にカップリングすることができる。そして、トルク
負荷中に押圧手段の押圧を解除すると、ローラが内輪と
外輪の軌道面との接触部ですべり始めてクラッチがオフ
となり、入力軸と出力軸との機械的なカップリングを直
ちに解除することができる。
【００１２】従来の転がり軸受クラッチでは、内外輪を
ロックする方向に回転させた場合には、ローラを内外輪
の軌道面に対して食い付かせて内外輪間がテーパねじ状
に締め込んでいくため、クラッチをオフする場合にはね
じり戻し動作が必要であったのに対して、本発明におい
ては、押圧力の解除と同時にローラをすべらせて内外輪
の軌道面間に転がって食い付いていかないようにしたも
のである。
ロックする方向に回転させた場合には、ローラを内外輪
の軌道面に対して食い付かせて内外輪間がテーパねじ状
に締め込んでいくため、クラッチをオフする場合にはね
じり戻し動作が必要であったのに対して、本発明におい
ては、押圧力の解除と同時にローラをすべらせて内外輪
の軌道面間に転がって食い付いていかないようにしたも
のである。
【００１３】
【００１４】
【実施例】以下、本発明に係る転がり軸受クラッチを図
示の実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の第１
実施例に係る転がり軸受クラッチを示す断面図である。
示の実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の第１
実施例に係る転がり軸受クラッチを示す断面図である。
【００１５】転がり軸受クラッチ１は、内輪２と、外輪
３と、内輪２外周と外輪３内周の間に介装される多数の
円筒状のローラ４と、ローラ４を所定位置に保持する保
持器７とを備えている。内輪２は、出力軸８に直接結合
されている。外輪３はボールスプライン機構９を介して
外環１０に連結されており、外輪３は外環１０に対して
軸方向に相対移動自在で回転方向に一体回転するように
なっている。また外環１０には入力軸２０が固定されて
いる。
３と、内輪２外周と外輪３内周の間に介装される多数の
円筒状のローラ４と、ローラ４を所定位置に保持する保
持器７とを備えている。内輪２は、出力軸８に直接結合
されている。外輪３はボールスプライン機構９を介して
外環１０に連結されており、外輪３は外環１０に対して
軸方向に相対移動自在で回転方向に一体回転するように
なっている。また外環１０には入力軸２０が固定されて
いる。
【００１６】外環１０には内環１１が固定され、この外
環１０と内環１１とで囲まれた部分はシリンダ部を構成
しており、このシリンダ部内にピストン１２が軸方向に
可動に配設されている。そして、シリンダ部内面とピス
トン１２との間にはクラッチオンオフ用作動油室１４が
画成されており、この作動油室１４内に、固定フランジ
１５及び内環１１に形成された作動油供給路１６ａ，１
６ｂ，１６ｃ，１６ｄを介して作動油が供給されるよう
になっている。作動油供給路１６ａはコントロール弁Ｖ
を介して油ポンプ（図示せず）に接続されている。また
外環１０には作動油室１４に連通する作動油排出用ノズ
ル２５が設けられている。
環１０と内環１１とで囲まれた部分はシリンダ部を構成
しており、このシリンダ部内にピストン１２が軸方向に
可動に配設されている。そして、シリンダ部内面とピス
トン１２との間にはクラッチオンオフ用作動油室１４が
画成されており、この作動油室１４内に、固定フランジ
１５及び内環１１に形成された作動油供給路１６ａ，１
６ｂ，１６ｃ，１６ｄを介して作動油が供給されるよう
になっている。作動油供給路１６ａはコントロール弁Ｖ
を介して油ポンプ（図示せず）に接続されている。また
外環１０には作動油室１４に連通する作動油排出用ノズ
ル２５が設けられている。
【００１７】前記ピストン１２と外輪３との間には、複
数のスラストボール１７が介装されている。なおボール
１７は円板状の保持器１８に保持されている。また、外
輪３と外環１０の対向面間には予圧バネ１９が介装され
ており、外輪３は予圧バネ１９の付勢力により右方向に
常時押されている。また、固定フランジ１５と出力軸８
との間にはラジアル軸受２２が介装され、外環１０と内
輪２との間にはラジアル軸受２３が介装されている。な
お符号２６はシール用のＯリングである。
数のスラストボール１７が介装されている。なおボール
１７は円板状の保持器１８に保持されている。また、外
輪３と外環１０の対向面間には予圧バネ１９が介装され
ており、外輪３は予圧バネ１９の付勢力により右方向に
常時押されている。また、固定フランジ１５と出力軸８
との間にはラジアル軸受２２が介装され、外環１０と内
輪２との間にはラジアル軸受２３が介装されている。な
お符号２６はシール用のＯリングである。
【００１８】次に、内輪２、外輪３及びローラ４の関係
を詳細に説明する。図２は内輪２、外輪３及びローラ４
の関係を示す図であり、図２（ａ）は内輪２、外輪３及
びローラ４を示す概略断面図、図２（ｂ）及び図２
（ｃ）はローラと軌道面との関係を示す図である。ロー
ラ４は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、内外
輪２，３の中心軸ｘに対して所定のねじれ角βでもって
配置されている。内輪２外周の軌道面５は先細となるよ
うな円錐台形状のテーパ面で、外輪３内周の軌道面６も
内輪２の軌道面５に対応して円錐台形状に成形されてい
る。
を詳細に説明する。図２は内輪２、外輪３及びローラ４
の関係を示す図であり、図２（ａ）は内輪２、外輪３及
びローラ４を示す概略断面図、図２（ｂ）及び図２
（ｃ）はローラと軌道面との関係を示す図である。ロー
ラ４は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、内外
輪２，３の中心軸ｘに対して所定のねじれ角βでもって
配置されている。内輪２外周の軌道面５は先細となるよ
うな円錐台形状のテーパ面で、外輪３内周の軌道面６も
内輪２の軌道面５に対応して円錐台形状に成形されてい
る。
【００１９】ここで、内外輪２，３の軌道面５，６はロ
ーラ４が線接触してはじめて機能を満足するものであ
り、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ローラ４を中
心軸ｘの周りに公転させた場合のローラ４の外周及び内
周の軌跡であり双曲面形状となる。
ーラ４が線接触してはじめて機能を満足するものであ
り、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ローラ４を中
心軸ｘの周りに公転させた場合のローラ４の外周及び内
周の軌跡であり双曲面形状となる。
【００２０】内外輪２，３の軌道面５，６は、図３
（ｃ）に示すように中心軸ｘに対して所定のソケット角
φでもって傾斜している。ソケット角φとは、図２
（ｂ）に示すように、内輪２及び外輪３の中心軸線ｘを
通る平面で切断した双曲線となる軌道断面のローラ接点
Ｐ（ｘ，ｙ）における接線ａと中心軸ｘとのなす角であ
る。
（ｃ）に示すように中心軸ｘに対して所定のソケット角
φでもって傾斜している。ソケット角φとは、図２
（ｂ）に示すように、内輪２及び外輪３の中心軸線ｘを
通る平面で切断した双曲線となる軌道断面のローラ接点
Ｐ（ｘ，ｙ）における接線ａと中心軸ｘとのなす角であ
る。
【００２１】ローラ４は保持器７によって所定間隔に保
持されている。ローラ４のねじれ角βは保持器７によっ
て保持されるのではなく、内外輪２，３の軌道面５，６
の双曲面形状によって自動的に維持される。保持器７
は、内外輪２，３を分解した際にローラ４がバラバラに
ならないように保持するものである。
持されている。ローラ４のねじれ角βは保持器７によっ
て保持されるのではなく、内外輪２，３の軌道面５，６
の双曲面形状によって自動的に維持される。保持器７
は、内外輪２，３を分解した際にローラ４がバラバラに
ならないように保持するものである。
【００２２】ここで、食い込み角（ψ）について図４を
参照して説明する。図４（ａ）はテーパねじを示す図で
ある。図示するように、テーパねじ３３のねじ山３４
は、仮想円筒面３５に対して所定のリード角βでもって
螺旋状に巻き付けられると同時に、その外周は中心軸ｘ
に対して所定のソケット角φでもって上方に向かって拡
径する円錐台３６の外周上に位置する。したがって、ね
じ山３４の外径は仮想円筒面３５に対して上方に向かう
につれて所定の角度θで徐々に拡大するくさび形状とな
る。この角度θを転がりくさび角とする。
参照して説明する。図４（ａ）はテーパねじを示す図で
ある。図示するように、テーパねじ３３のねじ山３４
は、仮想円筒面３５に対して所定のリード角βでもって
螺旋状に巻き付けられると同時に、その外周は中心軸ｘ
に対して所定のソケット角φでもって上方に向かって拡
径する円錐台３６の外周上に位置する。したがって、ね
じ山３４の外径は仮想円筒面３５に対して上方に向かう
につれて所定の角度θで徐々に拡大するくさび形状とな
る。この角度θを転がりくさび角とする。
【００２３】この転がりくさび角θは、テーパねじとし
た場合の雄ねじと雌ねじのねじりに伴うねじ径の増加ま
たは減少角を求めたものであるが、雄ねじと雌ねじにね
じ込むときは、この両者の転がりくさび角の和が実際の
くさび角となる。このくさび角を食い込み角ψと定義す
る。
た場合の雄ねじと雌ねじのねじりに伴うねじ径の増加ま
たは減少角を求めたものであるが、雄ねじと雌ねじにね
じ込むときは、この両者の転がりくさび角の和が実際の
くさび角となる。このくさび角を食い込み角ψと定義す
る。
【００２４】転がり軸受クラッチ１の場合には、内輪２
と外輪３間に介在するローラ４がねじれ角βを有してい
るので、ローラ４を介して内輪２と外輪３を相対回転さ
せると、ローラ４の転がり方向によって、あたかもねじ
が存在するように内輪２が外輪３内にねじり込まれ、ロ
ーラ４が内輪２と外輪３の軌道面５，６間に食い込むこ
とになり、テーパねじ３３と全く同様の関係となる。
と外輪３間に介在するローラ４がねじれ角βを有してい
るので、ローラ４を介して内輪２と外輪３を相対回転さ
せると、ローラ４の転がり方向によって、あたかもねじ
が存在するように内輪２が外輪３内にねじり込まれ、ロ
ーラ４が内輪２と外輪３の軌道面５，６間に食い込むこ
とになり、テーパねじ３３と全く同様の関係となる。
【００２５】図４（ｂ）は、転がり軸受クラッチ１の内
外輪２，３をローラ４の転がり方向に螺旋状に切断した
図を示している。図示するように、内輪２側の軌道面５
はローラ４の転動方向に転がりくさび角θｉでもって徐
々に大径となるように傾斜し、外輪３側の軌道面６は上
方に向かって転がりくさび角θｏでもって徐々に小径と
なるように傾斜している。
外輪２，３をローラ４の転がり方向に螺旋状に切断した
図を示している。図示するように、内輪２側の軌道面５
はローラ４の転動方向に転がりくさび角θｉでもって徐
々に大径となるように傾斜し、外輪３側の軌道面６は上
方に向かって転がりくさび角θｏでもって徐々に小径と
なるように傾斜している。
【００２６】図４（ｃ）は、軌道面５，６間に介在する
ローラ４を軸方向から見た模式図である。内輪２と外輪
３の軌道面５，６間が狭まる方向に相対移動させるとロ
ーラ４が食い込むことになる。このローラ４の食い込み
状態は、内輪２側と外輪３側の転がりくさび角θｉとθ
ｏの両方が作用するので、両方を合成して食い込み角ψ
として評価する。ここで、内輪２と外輪３の軌道面５，
６間にローラ４が転がり食い込んでロックされる前提
は、ローラ４と軌道面５，６の接触部がすべらないこと
が条件となっている。
ローラ４を軸方向から見た模式図である。内輪２と外輪
３の軌道面５，６間が狭まる方向に相対移動させるとロ
ーラ４が食い込むことになる。このローラ４の食い込み
状態は、内輪２側と外輪３側の転がりくさび角θｉとθ
ｏの両方が作用するので、両方を合成して食い込み角ψ
として評価する。ここで、内輪２と外輪３の軌道面５，
６間にローラ４が転がり食い込んでロックされる前提
は、ローラ４と軌道面５，６の接触部がすべらないこと
が条件となっている。
【００２７】本発明では、内輪２と外輪３の軌道面５，
６間にローラ４が転がり食い込まないように、ローラ４
と軌道面５，６の接触部がすべることを条件としてい
る。その条件として、ローラ４と軌道面５，６とのなす
接触部の転がりくさび角θｉ，θｏの少なくともいずれ
か一方が、接触部の静止摩擦係数μsi，μsoに対応する
摩擦角λｉ，λｏよりも大きく設定されている。ここ
で、摩擦角λとは、平らな斜面上に物体をのせて徐々に
傾けた場合にすべり始める角度のことで tanλｉ＝μs
i， tanλｏ＝μsoである。
６間にローラ４が転がり食い込まないように、ローラ４
と軌道面５，６の接触部がすべることを条件としてい
る。その条件として、ローラ４と軌道面５，６とのなす
接触部の転がりくさび角θｉ，θｏの少なくともいずれ
か一方が、接触部の静止摩擦係数μsi，μsoに対応する
摩擦角λｉ，λｏよりも大きく設定されている。ここ
で、摩擦角λとは、平らな斜面上に物体をのせて徐々に
傾けた場合にすべり始める角度のことで tanλｉ＝μs
i， tanλｏ＝μsoである。
【００２８】ローラ４の接点は内輪２側と外輪３側の接
触部の少なくともいずれか一方がすべれば食い込まない
から、θｉ＞λｉあるいはθｏ＞λｏとする。もちろ
ん、θｉ＞λｉかつθｏ＞λｏとしてもよい。書き換え
れば、 tanθｉ＞μsiと、 tanθｏ＞μsoの２条件のう
ちの少なくともいずれか一方の条件である。
触部の少なくともいずれか一方がすべれば食い込まない
から、θｉ＞λｉあるいはθｏ＞λｏとする。もちろ
ん、θｉ＞λｉかつθｏ＞λｏとしてもよい。書き換え
れば、 tanθｉ＞μsiと、 tanθｏ＞μsoの２条件のう
ちの少なくともいずれか一方の条件である。
【００２９】図２（ｃ）は、θｉとθｏの合成角（θｉ
＋θｏ）として定義されるψを、モデル的に表したもの
である。内外輪２，３は同一材料であり、ローラ４と両
軌道面５，６との接触部の静止摩擦係数は等しく、ま
た、内輪２と外輪３の軌道面５，６との転がり接触角θ
ｉ，θｏはほぼ等しいと考えられるので、食い込み角
（ψ）が、式 tan（ψ／２）＞μｓの関係を満足するよ
うに設定されている。このように設定しても実用上問題
はない。図中、Ｎは接触面からローラ４に作用する抗
力、Ｆは摩擦力、Ｐはその合力である。
＋θｏ）として定義されるψを、モデル的に表したもの
である。内外輪２，３は同一材料であり、ローラ４と両
軌道面５，６との接触部の静止摩擦係数は等しく、ま
た、内輪２と外輪３の軌道面５，６との転がり接触角θ
ｉ，θｏはほぼ等しいと考えられるので、食い込み角
（ψ）が、式 tan（ψ／２）＞μｓの関係を満足するよ
うに設定されている。このように設定しても実用上問題
はない。図中、Ｎは接触面からローラ４に作用する抗
力、Ｆは摩擦力、Ｐはその合力である。
【００３０】しかし、このような転がり接触角θを測定
して成形することは困難であり、実際はローラのねじれ
角βとソケット角φとの関係で接触角θが設定される。
この接触角θ、ローラねじれ角β及びソケット角φは、
幾何学的に一定の関係を有している。
して成形することは困難であり、実際はローラのねじれ
角βとソケット角φとの関係で接触角θが設定される。
この接触角θ、ローラねじれ角β及びソケット角φは、
幾何学的に一定の関係を有している。
【００３１】図４（ａ）に示したテーパねじモデルで説
明すると、次式のような関係となる。 tan θ＝sin β・tan φ すなわち、図中、ｈ＝ｌtan β，Δ＝ｈtan φよりΔ＝
ｌtan β・tan φ。また、ｌ1＝１／cos β、tan θ＝
Δ／ｌ1より、tan θ＝cos β・tan β・tan φ＝sin
β・tan φで証明される。したがって、ローラねじれ角
βと、ソケット角φが、sin β・tan φ＞μｓとなるよ
うに設定すればよい。μｓについては、内輪２，外輪３
及びローラ４の材質、潤滑状態等の条件で種々の値とな
る。μｓが０．０５程度とした場合に、ローラねじれ角
βを２１°〜２４°、ソケット角φを８°〜１０°の範
囲に設定することが好ましい。
明すると、次式のような関係となる。 tan θ＝sin β・tan φ すなわち、図中、ｈ＝ｌtan β，Δ＝ｈtan φよりΔ＝
ｌtan β・tan φ。また、ｌ1＝１／cos β、tan θ＝
Δ／ｌ1より、tan θ＝cos β・tan β・tan φ＝sin
β・tan φで証明される。したがって、ローラねじれ角
βと、ソケット角φが、sin β・tan φ＞μｓとなるよ
うに設定すればよい。μｓについては、内輪２，外輪３
及びローラ４の材質、潤滑状態等の条件で種々の値とな
る。μｓが０．０５程度とした場合に、ローラねじれ角
βを２１°〜２４°、ソケット角φを８°〜１０°の範
囲に設定することが好ましい。
【００３２】ローラのねじれ角βが２１°以下になると
ロックしやすくなり、２５°以上になると転がりにくく
なる。また、ソケット角φが８°以下になるとロックし
やすくなり、１０°を越えるとスリップしやすく安定性
が悪くなってくるためである。sin β・tan φを計算す
ると、β：２４°，φ：８°の場合には約０．０５７、
β：２１°，φ：１０°の場合は約０．０６３、β：２
１°，φ：８°の場合には０．０５０３程度となり、最
大静止摩擦係数μｓより大きくすべり条件を満足する。
この時の食い込み角ψは、（ψ／２）＝３°付近であ
る。
ロックしやすくなり、２５°以上になると転がりにくく
なる。また、ソケット角φが８°以下になるとロックし
やすくなり、１０°を越えるとスリップしやすく安定性
が悪くなってくるためである。sin β・tan φを計算す
ると、β：２４°，φ：８°の場合には約０．０５７、
β：２１°，φ：１０°の場合は約０．０６３、β：２
１°，φ：８°の場合には０．０５０３程度となり、最
大静止摩擦係数μｓより大きくすべり条件を満足する。
この時の食い込み角ψは、（ψ／２）＝３°付近であ
る。
【００３３】これに対して、従来は、ローラねじれ角β
１５〜１８°とし、ソケット角φを４〜４．５°の範囲
で使用していた。この従来の場合のsin β・tan φを計
算すると、β：１５°，φ：４°の場合には約０．０１
８、β：１８°，φ：４.５°の場合に約０.０２４、
β：１８°，φ：４°の場合は約０．０２１となり、最
大静止摩擦係数よりも小さくロック条件となっている。
１５〜１８°とし、ソケット角φを４〜４．５°の範囲
で使用していた。この従来の場合のsin β・tan φを計
算すると、β：１５°，φ：４°の場合には約０．０１
８、β：１８°，φ：４.５°の場合に約０.０２４、
β：１８°，φ：４°の場合は約０．０２１となり、最
大静止摩擦係数よりも小さくロック条件となっている。
【００３４】もちろん、ローラねじれ角βとソケット角
φは相対的なもので、βを従来の１５°〜１８°とし、
それに合わせてsin β・tan φが０．０５以下の範囲と
なるようにソケット角φを選べばよいし、逆にソケット
角を従来の４〜４．５°の範囲に設定し、それに合わせ
てsin β・tan φが０．０５以下の範囲となるように設
定すればよい。
φは相対的なもので、βを従来の１５°〜１８°とし、
それに合わせてsin β・tan φが０．０５以下の範囲と
なるようにソケット角φを選べばよいし、逆にソケット
角を従来の４〜４．５°の範囲に設定し、それに合わせ
てsin β・tan φが０．０５以下の範囲となるように設
定すればよい。
【００３５】また、上記数値以外のローラねじれ角βが
上記以外の１５°以下の範囲、１８〜２１°間の範囲、
さらに２４°以上の範囲についても適用可能である。ま
た、ソケット角φについても、上記以外の４°以下の範
囲、４．５〜８°の範囲、１０°以上の範囲も適用可能
である。
上記以外の１５°以下の範囲、１８〜２１°間の範囲、
さらに２４°以上の範囲についても適用可能である。ま
た、ソケット角φについても、上記以外の４°以下の範
囲、４．５〜８°の範囲、１０°以上の範囲も適用可能
である。
【００３６】さらに、最大静止摩擦係数μを０．０５程
度としたが、この静止摩擦係数μを調整することも可能
であり、０.１，１.５等種々の値をとり得る。すなわ
ち、ローラねじれ角βもソケット角φも従来の角のまま
とし、最大静止摩擦係数を変えることによってすべり条
件とすることもできる。すなわち、従来のローラねじれ
角を１５〜１８°、ソケット角φを４〜４．５°の範囲
であっても、最大静止摩擦係数μｓを０．０２より小さ
くすればすべる条件になる。あくまでも静止摩擦係数μ
とローラ４の転がり摩擦角θあるいは食い込み角ψとの
相対関係であり、静止摩擦係数は０．０５に限定されな
い。
度としたが、この静止摩擦係数μを調整することも可能
であり、０.１，１.５等種々の値をとり得る。すなわ
ち、ローラねじれ角βもソケット角φも従来の角のまま
とし、最大静止摩擦係数を変えることによってすべり条
件とすることもできる。すなわち、従来のローラねじれ
角を１５〜１８°、ソケット角φを４〜４．５°の範囲
であっても、最大静止摩擦係数μｓを０．０２より小さ
くすればすべる条件になる。あくまでも静止摩擦係数μ
とローラ４の転がり摩擦角θあるいは食い込み角ψとの
相対関係であり、静止摩擦係数は０．０５に限定されな
い。
【００３７】上記ローラねじれ角βとソケット角φとの
間にも、図３（ｃ）に示すように、幾何学的に一定の関
係がある。図３（ｃ）より次式の関係が成立する。
間にも、図３（ｃ）に示すように、幾何学的に一定の関
係がある。図３（ｃ）より次式の関係が成立する。
【数１】
ここで、ローラ４の食い込み角ψは、内外輪２，３とロ
ーラ４の転がり接触角θｉ，θｏの和であるから、次式
で示される。
ーラ４の転がり接触角θｉ，θｏの和であるから、次式
で示される。
【数２】
【００３８】この関係について説明すると、図３（ｃ）
に示すように、ローラ４の摩擦角θ及びねじれ角βによ
って軌道断面形状が決定する。ソケット角φは、決定さ
れた軌道断面のどの範囲を実際に軌道として使うかで決
まる。すなわち、ローラ接点ＰのＸ座標（上式中のｘ
０）と、予め定めたＦの値で決まることになる。ローラ
接点はローラの軸方向中央位置である。
に示すように、ローラ４の摩擦角θ及びねじれ角βによ
って軌道断面形状が決定する。ソケット角φは、決定さ
れた軌道断面のどの範囲を実際に軌道として使うかで決
まる。すなわち、ローラ接点ＰのＸ座標（上式中のｘ
０）と、予め定めたＦの値で決まることになる。ローラ
接点はローラの軸方向中央位置である。
【００３９】次に、前述のように構成された転がり軸受
クラッチの動作を説明する。入力軸２０は原動機（図示
せず）に連結されている。入力軸２０は転がり軸受クラ
ッチ１の内外輪のロック方向に相対回転する場合を説明
する。入力軸２０が回転しても、転がり軸受クラッチ１
がオフの場合には、外環１０と一体に外輪３はロック方
向に回転するが、ローラ４は軌道面間に螺旋状に食い込
んでいかないですべりながら転がるため、内輪２は回転
しない。この状態で図１のコントロール弁Ｖを開にする
と、外環１０、内環１１及びピストン１２によって形成
されるクラッチオンオフ用作動油室１４内に作動油が供
給される。作動油室１４に作動油が供給されると、作動
油室１４内への作動油の供給油量、回転数等に応じて遠
心圧力が発生し、図１においてピストン１２を左側、内
環１１を右側に押す作用をする。結果的に、図１におい
て、転がり軸受クラッチ１の外輪３を予圧バネ１９の右
方向の力に抗して左側に押し、外輪３と内輪２の軌道面
が互いに接近して内外輪２，３がロックしクラッチがオ
ン（結合）した状態となる。即ち、入力軸２０と出力軸
８とが機械的にカップリングされた状態となり、入力軸
２０から出力軸８へトルクが伝達される。
クラッチの動作を説明する。入力軸２０は原動機（図示
せず）に連結されている。入力軸２０は転がり軸受クラ
ッチ１の内外輪のロック方向に相対回転する場合を説明
する。入力軸２０が回転しても、転がり軸受クラッチ１
がオフの場合には、外環１０と一体に外輪３はロック方
向に回転するが、ローラ４は軌道面間に螺旋状に食い込
んでいかないですべりながら転がるため、内輪２は回転
しない。この状態で図１のコントロール弁Ｖを開にする
と、外環１０、内環１１及びピストン１２によって形成
されるクラッチオンオフ用作動油室１４内に作動油が供
給される。作動油室１４に作動油が供給されると、作動
油室１４内への作動油の供給油量、回転数等に応じて遠
心圧力が発生し、図１においてピストン１２を左側、内
環１１を右側に押す作用をする。結果的に、図１におい
て、転がり軸受クラッチ１の外輪３を予圧バネ１９の右
方向の力に抗して左側に押し、外輪３と内輪２の軌道面
が互いに接近して内外輪２，３がロックしクラッチがオ
ン（結合）した状態となる。即ち、入力軸２０と出力軸
８とが機械的にカップリングされた状態となり、入力軸
２０から出力軸８へトルクが伝達される。
【００４０】転がり軸受クラッチ１を作動させるための
遠心圧力Ｐｘは次式で表される。 Ｐｘ＝γω2 （ｒ2 −ｒx 2）／２ｇ ここで、γは作動油の比重量、ωは回転角速度である。
作動油供給量ｑ0 のとき、作動油室１４内に最内周半径
ｒx 、最外周半径ｒの油膜が形成される。最外周半径ｒ
は作動油室１４の外周壁によって決定される。作動油供
給量ｑ0 を増加すればｒx は小となり、ｑ0 を減少すれ
ばｒx は大きくなる。以上より、必要な遠心圧力Ｐｘは
作動油供給量ｑ0 を制御することにより、時間的要素を
加味して制御可能であることがわかる。
遠心圧力Ｐｘは次式で表される。 Ｐｘ＝γω2 （ｒ2 −ｒx 2）／２ｇ ここで、γは作動油の比重量、ωは回転角速度である。
作動油供給量ｑ0 のとき、作動油室１４内に最内周半径
ｒx 、最外周半径ｒの油膜が形成される。最外周半径ｒ
は作動油室１４の外周壁によって決定される。作動油供
給量ｑ0 を増加すればｒx は小となり、ｑ0 を減少すれ
ばｒx は大きくなる。以上より、必要な遠心圧力Ｐｘは
作動油供給量ｑ0 を制御することにより、時間的要素を
加味して制御可能であることがわかる。
【００４１】コントロール弁Ｖが開の状態で作動油室１
４に作動油が供給されているときには、作動油による遠
心圧力は発生し続け、このとき外環１０に設けられたノ
ズル２５からは常時作動油が流出している。そして、ト
ルク負荷中にコントロール弁Ｖを閉じて作動油室１４へ
の作動油の供給を停止すれば、遠心力により作動油室１
４内の作動油はノズル２５より排出され、ピストン１２
への押圧力が解除されるため、ローラ４が内輪２と外輪
３の軌道面５，６との接触部ですべり始めて外輪３のみ
が回転し内輪２は回転せず、転がり軸受クラッチ１は直
ちにオフ状態になる。即ち、入力軸２０と出力軸８との
機械的なカップリングは直ちに解除される。
４に作動油が供給されているときには、作動油による遠
心圧力は発生し続け、このとき外環１０に設けられたノ
ズル２５からは常時作動油が流出している。そして、ト
ルク負荷中にコントロール弁Ｖを閉じて作動油室１４へ
の作動油の供給を停止すれば、遠心力により作動油室１
４内の作動油はノズル２５より排出され、ピストン１２
への押圧力が解除されるため、ローラ４が内輪２と外輪
３の軌道面５，６との接触部ですべり始めて外輪３のみ
が回転し内輪２は回転せず、転がり軸受クラッチ１は直
ちにオフ状態になる。即ち、入力軸２０と出力軸８との
機械的なカップリングは直ちに解除される。
【００４２】一方、入力軸２０が転がり軸受クラッチ１
の内外輪のロック方向と反対のころがり方向に相対回転
させた場合には、ピストン１２の押圧力がない状態のと
きには、ローラ４は抜け出す方向にすべりながら転が
り、クラッチはオフ状態となりトルクは伝達されず、外
輪３のみがフリー回転する。そして、この状態で遠心圧
力を作用させてピストン１２の押圧力を外輪３に作用さ
せれば、外輪３と内輪２の軌道面が互いに接近しクラッ
チがオンした状態となる。即ち、本実施例の転がり軸受
クラッチによれば、双方向の回転トルクを伝達すること
ができる。
の内外輪のロック方向と反対のころがり方向に相対回転
させた場合には、ピストン１２の押圧力がない状態のと
きには、ローラ４は抜け出す方向にすべりながら転が
り、クラッチはオフ状態となりトルクは伝達されず、外
輪３のみがフリー回転する。そして、この状態で遠心圧
力を作用させてピストン１２の押圧力を外輪３に作用さ
せれば、外輪３と内輪２の軌道面が互いに接近しクラッ
チがオンした状態となる。即ち、本実施例の転がり軸受
クラッチによれば、双方向の回転トルクを伝達すること
ができる。
【００４３】次に、図５及び図６を参照して本発明の他
の実施例について説明する。図５及び図６に示す実施例
においても、内輪と外輪の軌道面間にローラが転がり食
い込まないように、ローラと軌道面の接触部がすべるこ
とが条件となっており、第１実施例の場合と全く同様の
構造なので、ローラと内外輪との転がり接触角の関係に
ついては説明を省略する。また図５及び図６において、
図１に示す構成要素と同一の作用及び機能を有する構成
要素は、同一の符号を用いて説明を省略する。
の実施例について説明する。図５及び図６に示す実施例
においても、内輪と外輪の軌道面間にローラが転がり食
い込まないように、ローラと軌道面の接触部がすべるこ
とが条件となっており、第１実施例の場合と全く同様の
構造なので、ローラと内外輪との転がり接触角の関係に
ついては説明を省略する。また図５及び図６において、
図１に示す構成要素と同一の作用及び機能を有する構成
要素は、同一の符号を用いて説明を省略する。
【００４４】図５には本発明の第２実施例が示されてい
る。本実施例の内輪２、外輪３、ローラ４、外環１０、
内環１１等は、図１に示す第１実施例と同様である。本
実施例においては、ピストン１２を駆動するための押圧
力が遠心圧力によって生ずるのではなく、作動油自体の
流体圧（静圧）によって生ずる点が異なっている。即
ち、本実施例においては、内環１１と固定フランジ１５
との間にはメタルからなるすべり軸受２７が介装されて
いる。そして、コントロール弁Ｖを開けると、作動油室
１４内に所定の高圧の作動油が供給される。ピストン１
２は作動油の圧力によって左側に移動し、外輪３を左側
に押し、外輪３と内輪２の軌道面が互いに接近しクラッ
チがオンの状態となる。その他の構成及び作用は図１に
示した実施例と同様である。
る。本実施例の内輪２、外輪３、ローラ４、外環１０、
内環１１等は、図１に示す第１実施例と同様である。本
実施例においては、ピストン１２を駆動するための押圧
力が遠心圧力によって生ずるのではなく、作動油自体の
流体圧（静圧）によって生ずる点が異なっている。即
ち、本実施例においては、内環１１と固定フランジ１５
との間にはメタルからなるすべり軸受２７が介装されて
いる。そして、コントロール弁Ｖを開けると、作動油室
１４内に所定の高圧の作動油が供給される。ピストン１
２は作動油の圧力によって左側に移動し、外輪３を左側
に押し、外輪３と内輪２の軌道面が互いに接近しクラッ
チがオンの状態となる。その他の構成及び作用は図１に
示した実施例と同様である。
【００４５】図６には本発明の第３実施例が示されてい
る。本実施例の内輪２，外輪３、ローラ４、外環１０等
は図１に示す実施例と同様である。本実施例において
は、外輪３を押圧するための手段がピストンとアクチュ
エータとから構成されている。即ち、外輪１０には、ケ
ーシング４０が接続されており、このケーシング４０内
にピストン４１とピストン４１を駆動する油圧シリンダ
４２とが収容されている。ピストン４１の先端はスラス
トボール１７に当接しており、油圧シリンダ４２の後端
にはベアリング受け４３が固定されている。ベアリング
受け４３とケーシング４０との間にはスラストベアリン
グ４４が介装されている。
る。本実施例の内輪２，外輪３、ローラ４、外環１０等
は図１に示す実施例と同様である。本実施例において
は、外輪３を押圧するための手段がピストンとアクチュ
エータとから構成されている。即ち、外輪１０には、ケ
ーシング４０が接続されており、このケーシング４０内
にピストン４１とピストン４１を駆動する油圧シリンダ
４２とが収容されている。ピストン４１の先端はスラス
トボール１７に当接しており、油圧シリンダ４２の後端
にはベアリング受け４３が固定されている。ベアリング
受け４３とケーシング４０との間にはスラストベアリン
グ４４が介装されている。
【００４６】油圧シリンダ４２は後部に固定部４２ａを
有しており、固定部４２ａとケーシング４０との間には
ラジアル軸受４５が介装されている。本実施例において
は、油圧シリンダ４２が非作動のときには、クラッチは
オフ状態である。油圧シリンダ４２が作動すると、ピス
トン４１が左側に移動し、外輪３を左側に押し、外輪３
と内輪２の軌道面が互いに接近しクラッチがオンの状態
となる。その他の構成及び作用は図１に示した実施例と
同様である。
有しており、固定部４２ａとケーシング４０との間には
ラジアル軸受４５が介装されている。本実施例において
は、油圧シリンダ４２が非作動のときには、クラッチは
オフ状態である。油圧シリンダ４２が作動すると、ピス
トン４１が左側に移動し、外輪３を左側に押し、外輪３
と内輪２の軌道面が互いに接近しクラッチがオンの状態
となる。その他の構成及び作用は図１に示した実施例と
同様である。
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【００５４】
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
外輪を相対回転させた状態で押圧手段で押圧することに
より内輪と外輪の軌道面を互いに接近させ、内外輪をロ
ックしてクラッチをオン状態にすることができ、そして
トルク負荷中に押圧手段の押圧を解除すると内輪と外輪
の軌道面が互いに離間しクラッチをオフ状態にすること
ができる。したがって、従来の転がり軸受クラッチのよ
うにクラッチをオフする際にねじり戻し動作を行う必要
がなく、又トルク負荷中にクラッチをオフすることがで
きる。
外輪を相対回転させた状態で押圧手段で押圧することに
より内輪と外輪の軌道面を互いに接近させ、内外輪をロ
ックしてクラッチをオン状態にすることができ、そして
トルク負荷中に押圧手段の押圧を解除すると内輪と外輪
の軌道面が互いに離間しクラッチをオフ状態にすること
ができる。したがって、従来の転がり軸受クラッチのよ
うにクラッチをオフする際にねじり戻し動作を行う必要
がなく、又トルク負荷中にクラッチをオフすることがで
きる。
【００５６】また本発明においては、双方向の回転トル
クを伝達することができるため、多様な用途に使用する
ことができる。
クを伝達することができるため、多様な用途に使用する
ことができる。
【図１】本発明に係る転がり軸受クラッチの第１実施例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】図１に示す転がり軸受クラッチの説明図であ
る。
る。
【図３】転がり軸受クラッチの軌道面の説明図である。
【図４】転がり軸受クラッチのローラのくさび角の説明
図である。
図である。
【図５】本発明に係る転がり軸受クラッチの第２実施例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図６】本発明に係る転がり軸受クラッチの第３実施例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図７】従来の転がり軸受クラッチを示す図である。
【図８】従来の転がり軸受クラッチを示す図である。
１，５１ 転がり軸受クラッチ
２，５２ 内輪
３，５３ 外輪
４，５４ ローラ
５，６，５５，５６ 軌道面
７，５７ 保持器
８，５８ 出力軸
９，５９ ボールスプライン機構
１０，６０ 外環
１１，６１ 内環
１２，６２ ピストン
１４，６４ 作動油室
１５，６５ 固定フランジ
１７，６７ スラストボール
１９，６９ 予圧バネ
２０，７０ 入力軸
２２，２３，７２，７３ ラジアル軸受
２５，７５ ノズル
２７ すべり軸受
４０，８０ ケーシング
４１，８１ ピストン
４２，８２ 油圧シリンダ
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−173976（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−10352（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−34529（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−243528（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−41668（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−290619（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−74260（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−263831（ＪＰ，Ａ)
実開 平１−158827（ＪＰ，Ｕ)
実開 平５−42754（ＪＰ，Ｕ)
実開 平２−146215（ＪＰ，Ｕ)
実開 平６−80025（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16D 25/02
F16D 41/06 - 41/10
F16D 43/20,43/26
F16D 7/06 - 7/10
F16D 13/24 - 13/28
F16D 15/00
Claims (7)
- 【請求項１】 内輪と、外輪と、内輪外周と外輪内周の
軌道面間に介装される多数のローラとを備え、前記ロー
ラは内外輪の中心軸に対して所定のねじれ角（β）でも
って傾斜配置され、内輪及び外輪の軌道面を前記ローラ
を中心軸に対して回転させた際の回転軌跡である双曲面
形状とし、内外輪を一方向に相対回転させる場合にはロ
ックし、逆方向には自由に相対回転するように構成した
転がり軸受クラッチにおいて、 前記ローラの軸線方向から見たローラと外輪及び内輪の
軌道面との少なくともいずれか一方の接触部の転がり接
触角を、当該接触部の静止摩擦係数に対応する摩擦角よ
りも大きい値に設定して前記内外輪をロック方向に相対
回転させた場合にローラを内輪と外輪の軌道面との接触
部ですべることを可能とし、ローラと外輪の軌道面との接線と中心軸とのなす角をソ
ケット角（φ）とした場合に、ローラのねじれ角（β）
を２１°〜２４°、ソケット角（φ）を８°〜１０°の
範囲に設定し、 前記内輪と外輪の軌道面を互いに接近させるための押圧
手段を設け、前記内外輪をロック方向に相対回転させた
状態で前記押圧手段で押圧することにより前記内外輪を
ロックしてクラッチをオンとし、前記押圧手段の押圧を
解除することにより前記ローラを内輪と外輪の軌道面と
の接触部ですべらせてクラッチをオフとするように構成
したことを特徴とする転がり軸受クラッチ。 - 【請求項２】 前記内外輪をロック方向に相対回転させ
た場合にローラを内輪と外輪の軌道面との接触部ですべ
る条件として、 前記ローラの軸線方向から見たローラと外輪及び内輪の
軌道面との食い込み角を（ψ）、接触部の静止摩擦係数
を（μｓ）とした場合に、食い込み角（ψ）を、式 tan
（ψ／２）＞μｓの関係となるように設定したことを特
徴とする請求項１に記載の転がり軸受クラッチ。 - 【請求項３】 最大静止摩擦係数を、０．０５程度に設
定したことを特徴とする請求項２に記載の転がり軸受ク
ラッチ。 - 【請求項４】 前記押圧手段は、前記外輪に係合可能な
ピストンと、該ピストンの受圧面に流体圧力を付与する
手段とからなることを特徴とする請求項１に記載の転が
り軸受クラッチ。 - 【請求項５】 前記流体圧力を付与する手段は、前記ピ
ストンの受圧面と該ピストンを収容するシリンダ部との
間に画成された作動油室と、該作動油室に作動油を供給
する作動油供給部と、前記作動油室から作動油を逃すノ
ズルとからなり、流体圧力は前記作動油室内の作動油に
付与される遠心力により形成される遠心圧力であること
を特徴とする請求項４に記載の転がり軸受クラッチ。 - 【請求項６】 前記流体圧力を付与する手段は、前記ピ
ストンの受圧面と該ピストンを収容するシリンダ部との
間に画成された作動油室と、該作動油室に作動油を供給
する作動油供給部と、前記作動油室から作動油を逃すノ
ズルとからなり、流体圧力は前記作動油室内に昇圧され
た作動油を供給することにより形成されることを特徴と
する請求項４に記載の転がり軸受クラッチ。 - 【請求項７】 前記押圧手段は、前記外輪に係合可能な
ピストンと、該ピストンを駆動するアクチュエータとか
らなることを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受ク
ラッチ。
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