JP3740227B2 - One-way clutch - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ころおよびコイルバネを用いた一方向クラッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の一方向クラッチにおいて、ころをくさび状空間の狭い側に付勢する弾性部材として、板ばねあるいは保持器に一体形成している弾性突片を用いている場合だと、ころに対する弾発付勢力を一定に管理しにくく、また、弾発付勢力の絶対的な大きさが不足するため、一方向クラッチの動作安定性を現状よりも高めることが困難になっている。このようなことから、弾性部材としてコイルバネを用いるようになっている。
【0003】
このコイルバネを用いる従来例では、ころに対するコイルバネの当接位置を、コイルバネの中心ところの中心とを一致させるように設定しているとともに、ころに対してコイルバネの端縁を直接的に当接させるように設定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の一方向クラッチでは、下記するような不具合があり、改良の余地がある。
【0005】
第1に、従来のように、ころに対するコイルバネの当接位置を、コイルバネの中心ところの中心とを一致させている場合、動力伝達を遮断する状態に切り換わるとき、つまりくさび状空間においてころが空転状態に移るとき、ころが外輪部材との摩擦力のみにより転動することになるため、場合によってはころが横滑りするなど、偏摩耗を引き起こす可能性がある。
【0006】
第2に、従来のように、ころに対してコイルバネの端縁を直接的に当接させている場合、ころの円筒形の外周面に対するコイルバネの端縁の当接面積が小さくなっている他、コイルバネそれぞれの組み込み状態によってはころに対するコイルバネの端縁の当接状態が不揃いになりやすいために、ころそれぞれに対する付勢力がばらつくことがあるなど、全てのころのロック、フリー動作が同期しにくくなるおそれがある。
【0007】
したがって、本発明は、一方向クラッチにおいて、ころの挙動の安定化および全てのころのロック、フリー動作を同期させることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の一方向クラッチは、径方向内外に配置される内輪部材と外輪部材との間で、動力を伝達する状態と動力伝達を遮断する状態とに切り換える一方向クラッチであって、内輪部材と外輪部材との間隙における円周数箇所に設けられるくさび状空間に配設されるころそれぞれに対して、該くさび状空間の狭い側へ付勢するコイルバネを有し、このコイルバネが、ころの軸方向中央位置でかつころPCDよりも駆動部材側に片寄った位置に当接されているとともに、コイルバネの中心軸の延長線がころの回転中心よりも駆動部材側に片寄った位置にある。
【0009】
本発明の第2の一方向クラッチは、径方向内外に配置される内輪部材と外輪部材との間で、動力を伝達する状態と動力伝達を遮断する状態とに切り換える一方向クラッチであって、複数のころと、ころ収納用のポケットを有する保持器と、内輪部材の外周面において前記ポケットに対応する領域に設けられて外輪部材との間でくさび状空間を形成するカム面と、ころをくさび状空間の狭い側へ付勢するコイルバネとを備え、前記コイルバネが、ころの軸方向中央位置でかつころPCDよりも駆動部材側に片寄った位置に当接されているとともに、コイルバネの中心軸の延長線がころの回転中心よりも駆動部材側に片寄った位置にある。
【0010】
本発明の第3の一方向クラッチは、径方向内外に配置される内輪部材と外輪部材との間で、動力を伝達する状態と動力伝達を遮断する状態とに切り換える一方向クラッチであって、複数のころと、ころ収納用のポケットを有する保持器と、外輪部材の内周面において前記ポケットに対応する領域に設けられて内輪部材との間でくさび状空間を形成するカム面と、ころをくさび状空間の狭い側へ付勢するコイルバネとを備え、前記コイルバネが、ころの軸方向中央位置でかつころPCDよりも駆動部材側に片寄った位置に当接されているとともに、コイルバネの中心軸の延長線がころの回転中心よりも駆動部材側に片寄った位置にある。
【0011】
なお、前述のコイルバネところとの間には、バネ受け部材を介在させるのが好ましい。また、このバネ受け部材は、そのコイルバネ側の端面を平坦面に、また、ころ側の端面をころの外周面に沿う湾曲面に形成するのが好ましい。
【0012】
ところで、動力伝達の形態としては、内輪部材を駆動として外輪部材を従動とする場合や、その逆とする場合があり、この形態に応じて、前述の駆動部材は、内輪部材となったり、外輪部材となったりする。
【0013】
上記本発明では、コイルバネの弾発付勢力をころに対してその転動動作を補助する形態でバランスよく付与できるようになる。これにより、特に動力伝達状態から動力伝達遮断状態へ移るとき、ころに対して外輪部材からの摩擦力だけでなくコイルバネの弾発付勢力も効率よく付与されることになるので、ころの転動動作が、その姿勢を真っすぐに保ちながら滑ることなく、円滑になるなど、ころの挙動が安定化するようになる。
【0014】
また、コイルバネをバネ受け部材を介してころに当接させていれば、コイルバネの組み込み状態に関係なく、全てのころに対して付与するコイルバネの弾発付勢力をほぼ一定にできるようになるので、全てのころのロック、フリー動作が同期することになる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図1ないし図6に示す実施例に基づいて説明する。
【0016】
図1ないし図3は本発明の一実施例にかかり、図1は、一方向クラッチを軸方向と直交する方向で断面した図、図2は、図1の(2)−(2)線断面の矢視図、図3は、図2の円で囲む部分の平面展開図である。
【0017】
図中、Aは一方向クラッチの全体を示しており、1は内輪部材としての軸体、2は外輪部材としての外輪、3は保持器、4は複数のころ、5はコイルバネ、6はバネ受け部材である。ここでは、軸体1から外輪2に対して動力を伝達する状態と動力伝達を遮断する状態とに切り換えるものとする。そのため、軸体1が駆動部材、外輪2が従動部材となる。
【0018】
この実施例の一方向クラッチAでは、外輪1の内周面が円形に形成されていて、軸体1の外周面の円周数箇所に軸方向に沿う平坦な切欠きからなるカム面7が設けられている。つまり、このカム面7によって外輪2の内周面との間でくさび状空間が形成されるようになっている。このように、一方向クラッチAにおいてカム面7を軸体1の外周面に形成する構造を採用していれば、ころ4に対しては、回転遠心力が作用しても外輪1の内周面に押し付けられる力が働くだけで済むから、ころ4のロック、フリー動作が安定して働くようになる。特に遠心力が大となる高速回転域において、すべてのころ4がロック状態である場合に一部のころ4がフリー状態になるような現象の発生を回避できるようになる。
【0019】
保持器3は、その円周数箇所にころ4を1つずつ収納するポケット8と、コイルバネ5を1つずつ収納する凹部9とが設けられている。ポケット8は、径方向内外に貫通するように形成されており、凹部9は、駆動部材となる軸体1側つまり保持器3の内径側でポケット8および軸方向一側方へ向けて開放するように形成されている。
【0020】
コイルバネ5は、保持器3の凹部9内に収容されており、それによって軸体1側に片寄って配置されているとともに、その一端縁がバネ受け部材6を介してころ3の軸方向中央位置でかつころ4のPCDよりも軸体1側に片寄った位置に当接されている。この当接形態により、コイルバネ5の弾発付勢力をころ4に対してその自転動作を補助する形態でバランスよく付与できるようになる。
【0021】
バネ受け部材6は、コイルバネ5ところ4との間に介在されており、そのコイルバネ5側の端面が平坦面に、また、ころ4側の端面がころ4の外周面に沿う湾曲面にそれぞれ形成されている。このバネ受け部材6の存在により、コイルバネ5の組み込み状態に関係なく、全てのころ4に付与するコイルバネ5の弾発付勢力をほぼ一定にできるようになる。しかも、このバネ受け部材6は、その少なくともころ4との当接部位について、摩擦係数の低い合成樹脂材や自己潤滑性を有する材料で構成される。この材料としては、例えばポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミン樹脂などが挙げられる。
【0022】
次に、一方向クラッチAの動作を説明する。
【0023】
▲1▼ 軸体1の回転数が上昇する領域では、ころ4がくさび状空間の狭い側へ転動させられてロック状態となるので、軸体1と外輪2とが一体化して同期回転し、軸体1から外輪2に対して動力が伝達される。
【0024】
▲2▼ 軸体1の回転速度が下降する領域において軸体1の回転速度が外輪2よりも遅くなると、ころ4がくさび状空間の広い側へ転動させられてフリー状態となるので、軸体1から外輪2へ回転動力の伝達が遮断されることになって外輪2が回転慣性力のみで回転するようになる。
【0025】
▲3▼ 軸体1の回転速度が上昇または下降する過程において軸体1と外輪2との回転速度差が無くなると、ころ4がくさび状空間の狭い側へ転動させられてロック状態となって、軸体1と外輪2とが一体化して同期回転する。
【0026】
このような動作において、本実施例の特徴構成により、動力伝達状態と動力伝達の遮断状態との切り換えが円滑かつ適正に行えるようになる。つまり、コイルバネ5の弾発付勢力をころ4に対してその転動動作を補助する形態でバランスよく付与できるようにしているから、特に動力伝達状態から動力伝達遮断状態へ移るとき、ころ4に対して外輪2からの摩擦力だけでなくコイルバネ5の弾発付勢力も効率よく付与されることになるので、ころ4の転動動作が、その姿勢を真っすぐに保ちながら滑ることなく、円滑になるなど、ころ4の挙動が安定化するようになる。また、コイルバネ5をバネ受け部材6を介してころ4に当接させることにより、コイルバネ5の組み込み状態に関係なく、全てのころ4に対して付与するコイルバネ5の弾発付勢力をほぼ一定にできるようにしているから、全てのころ4のロック、フリー動作が同期することになる。
【0027】
なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【0028】
(1) 上記実施例では、軸体1を駆動部材とし、外輪2を従動部材とする場合を例に挙げているが、その逆の場合には、図4に示すように、コイルバネ5をころ4のPCDよりも外輪2側に片寄った位置に当接させればよい。この場合にも、上記実施例と同様の作用、効果が得られる。
【0029】
(2) 上記実施例では、カム面7を軸体1の外周面に形成したタイプの一方向クラッチAを例に挙げているが、例えば図5および図6に示すように、カム面7を外輪2の内周面に形成したタイプの一方向クラッチAにも本発明を適用できる。この実施例において上記実施例と異なる構成は、カム面7を外輪2の内周面の円周数箇所に形成していることであり、その他の構成は基本的に同じである。なお、図5の構成は、軸体1を駆動部材、外輪2を従動部材とする場合であり、また、図6の構成は、外輪2を駆動部材、軸体1を従動部材とする場合であり、それぞれ、ころ4に対するコイルバネ5の当接状態が異なっている。これらの場合も、上記実施例とほぼ同様の作用、効果が得られる。
【0030】
(3) 上記各実施例では、バネ受け部材6のころ4側の端面形状をころ4の外周面に対応する湾曲面に形成しているが、この形状は、例えば平坦な斜面などとすることができる。
【0031】
【発明の効果】
請求項1〜3の発明では、コイルバネのころに対する当接位置を工夫することにより、コイルバネの弾発付勢力をころに対してその自転動作を補助する形態でバランスよく付与できるようにしているから、ころがくさび状空間のどこに位置していてもころの姿勢を真っすぐに保ちながら滑ることなく、円滑になるなど、ころの挙動を安定化できるようになる。したがって、一方向クラッチの信頼性の向上に貢献できるようになる。
【0032】
特に、請求項2の発明では、くさび状空間を形成するカム面を内輪部材の外周面に形成している構造であるから、ころに対して回転遠心力が働いて、ころが外輪の内周面に押し付けられても、ころ位置が変わらずに済む。このため、遠心力が大となる高速回転域において、全てのころがロック状態である場合に一部のころがフリー状態になるような現象が発生することがなくなるなど、信頼性が向上するようになる。
【0033】
請求項4,5の発明では、コイルバネをころに対してバネ受け部材を介して当接させる状態にしているから、全てのころに対して付与するコイルバネの弾発付勢力をほぼ一定にできるようになり、全てのころのロック、フリー動作を同期させることができるなど、一方向クラッチの動作安定化に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例で、一方向クラッチを軸方向と直交する方向で断面した図
【図2】図1の(2)−(2)線断面の矢視図
【図3】図2の円で囲む部分の平面展開図
【図4】本発明の他の実施例で、図1に対応する図
【図5】本発明の他の実施例で、図1に対応する図
【図6】本発明の他の実施例で、図1に対応する図
【符号の説明】
A 一方向クラッチ
1 軸体
2 外輪
3 保持器
4 ころ
5 コイルバネ
6 バネ受け部材
7 カム面
8 保持器のポケット
9 保持器の凹部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a one-way clutch using a roller and a coil spring.
[0002]
[Prior art]
In a conventional one-way clutch, if an elastic protrusion that is integrally formed with a leaf spring or a cage is used as an elastic member that urges the roller toward the narrow side of the wedge-shaped space, It is difficult to maintain the power at a constant level, and the absolute magnitude of the impact force is insufficient, making it difficult to improve the operational stability of the one-way clutch. For this reason, a coil spring is used as the elastic member.
[0003]
In the conventional example using this coil spring, the contact position of the coil spring with the roller is set so as to coincide with the center of the coil spring, and the edge of the coil spring is directly contacted with the roller. It is set as follows.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional one-way clutch has the following problems and has room for improvement.
[0005]
First, when the contact position of the coil spring with the roller coincides with the center of the center of the coil spring as in the prior art, when the power transmission is switched off, that is, the roller in the wedge-shaped space. When shifting to the idling state, the roller rolls only by the frictional force with the outer ring member, which may cause uneven wear, such as the roller sliding.
[0006]
Secondly, when the edge of the coil spring is brought into direct contact with the roller as in the prior art, the contact area of the edge of the coil spring with respect to the cylindrical outer peripheral surface of the roller is reduced. Depending on how each coil spring is assembled, the contact state of the coil spring edge with the roller tends to be uneven, and the biasing force on each roller may vary, making it difficult to lock and lock all rollers. There is a risk.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to stabilize the behavior of the rollers and synchronize the locking and free operation of all the rollers in the one-way clutch.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A first one-way clutch according to the present invention is a one-way clutch that switches between a state of transmitting power and a state of interrupting power transmission between an inner ring member and an outer ring member arranged inside and outside in the radial direction , Each of the rollers disposed in the wedge-shaped space provided at the circumferential position in the gap between the inner ring member and the outer ring member has a coil spring that biases toward the narrow side of the wedge-shaped space. The roller is in contact with the axial center position of the roller and a position offset toward the drive member from the roller PCD, and the extension line of the central axis of the coil spring is offset from the rotation center of the roller toward the drive member. .
[0009]
The second one-way clutch of the present invention is a one-way clutch that switches between a state of transmitting power and a state of interrupting power transmission between an inner ring member and an outer ring member arranged inside and outside in the radial direction, A plurality of rollers, a cage having pockets for storing rollers, a cam surface provided in a region corresponding to the pocket on the outer peripheral surface of the inner ring member and forming a wedge-shaped space with the outer ring member; A coil spring that urges toward the narrow side of the wedge-shaped space, and the coil spring is in contact with a center position in the axial direction of the roller and a position offset toward the driving member side with respect to the roller PCD, and the central axis of the coil spring The extension line of is located at a position offset from the rotation center of the roller toward the drive member.
[0010]
A third one-way clutch according to the present invention is a one-way clutch that switches between a state of transmitting power and a state of interrupting power transmission between an inner ring member and an outer ring member arranged inside and outside in the radial direction, A plurality of rollers, a cage having pockets for storing rollers, a cam surface provided in a region corresponding to the pocket on the inner peripheral surface of the outer ring member, and forming a wedge-shaped space with the inner ring member; A coil spring that urges the wedge-shaped space toward the narrow side, the coil spring being in contact with the axial center position of the roller and a position offset toward the drive member side with respect to the roller PCD, and the center of the coil spring The extension line of the shaft is at a position offset from the rotation center of the roller toward the drive member.
[0011]
In addition, it is preferable to interpose a spring receiving member between the above-described coil springs. Further, the spring receiving member is preferably formed such that the end surface on the coil spring side is a flat surface and the end surface on the roller side is a curved surface along the outer peripheral surface of the roller.
[0012]
By the way, as a form of power transmission, there are cases where the inner ring member is driven and the outer ring member is driven, and vice versa. Depending on this form, the drive member described above becomes the inner ring member or the outer ring member. It becomes a member.
[0013]
In the present invention, the elastic urging force of the coil spring can be imparted with good balance in the form of assisting the rolling operation with respect to the roller. As a result, especially when shifting from the power transmission state to the power transmission cutoff state, not only the frictional force from the outer ring member but also the elastic spring biasing force of the coil spring is effectively applied to the roller. The movement of the roller becomes stable, such as smooth movement without slipping while keeping its posture straight.
[0014]
Moreover, if the coil spring is brought into contact with the roller via the spring receiving member, the elastic biasing force of the coil spring applied to all the rollers can be made almost constant regardless of the state of incorporation of the coil spring. The lock and free operations of all rollers are synchronized.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The details of the present invention will be described based on the embodiment shown in FIGS.
[0016]
1 to 3 relate to one embodiment of the present invention, FIG. 1 is a cross-sectional view of a one-way clutch in a direction orthogonal to the axial direction, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line (2)-(2) in FIG. FIG. 3 is a developed plan view of a portion surrounded by a circle in FIG.
[0017]
In the figure, A indicates the entire one-way clutch, 1 is a shaft body as an inner ring member, 2 is an outer ring as an outer ring member, 3 is a cage, 4 is a plurality of rollers, 5 is a coil spring, and 6 is a spring. It is a receiving member. Here, the state is switched between a state in which power is transmitted from the
[0018]
In the one-way clutch A of this embodiment, the inner peripheral surface of the
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
Next, the operation of the one-way clutch A will be described.
[0023]
(1) In the region where the rotational speed of the
[0024]
(2) When the rotational speed of the
[0025]
(3) When the rotational speed difference between the
[0026]
In such an operation, the characteristic configuration of this embodiment makes it possible to smoothly and appropriately switch between the power transmission state and the power transmission interruption state. In other words, the elastic biasing force of the
[0027]
In addition, this invention is not limited only to the said Example, Various application and deformation | transformation can be considered.
[0028]
(1) In the above embodiment, the
[0029]
(2) In the above embodiment, the one-way clutch A in which the
[0030]
(3) In each of the above embodiments, the end face shape of the
[0031]
【The invention's effect】
According to the first to third aspects of the invention, the elastic spring biasing force of the coil spring can be imparted to the roller in a balanced manner by devising the contact position of the coil spring with the roller. The roller behavior can be stabilized such that the roller is smooth without slipping while keeping its posture straight no matter where the roller is located in the wedge-shaped space. Therefore, it becomes possible to contribute to improving the reliability of the one-way clutch.
[0032]
In particular, in the invention of
[0033]
In the inventions of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a one-way clutch in a direction perpendicular to the axial direction according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line (2)-(2) in FIG. 2 is a plan development view of a portion surrounded by a circle in FIG. 2. FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 1 in another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 1 in another embodiment of the present invention.
A One-
Claims (5)
内輪部材と外輪部材との間隙における円周数箇所に設けられるくさび状空間に配設されるころそれぞれに対して、該くさび状空間の狭い側へ付勢するコイルバネを有し、
このコイルバネが、ころの軸方向中央位置でかつころPCDよりも駆動部材側に片寄った位置に当接されているとともに、
コイルバネの中心軸の延長線がころの回転中心よりも駆動部材側に片寄った位置にある、ことを特徴とする一方向クラッチ。A one-way clutch that switches between a state in which power is transmitted and a state in which power transmission is interrupted between an inner ring member and an outer ring member disposed inside and outside in the radial direction,
A coil spring that urges each roller disposed in a wedge-shaped space provided at several circumferential positions in the gap between the inner ring member and the outer ring member to bias the wedge-shaped space to a narrower side;
The coil spring is in contact with the axial center position of the roller and a position offset toward the drive member side from the roller PCD .
A one-way clutch characterized in that an extension line of a central axis of a coil spring is in a position offset toward a driving member side with respect to a rotation center of a roller .
複数のころと、ころ収納用のポケットを有する保持器と、内輪部材の外周面において前記ポケットに対応する領域に設けられて外輪部材との間でくさび状空間を形成するカム面と、ころをくさび状空間の狭い側へ付勢するコイルバネとを備え、
前記コイルバネが、ころの軸方向中央位置でかつころPCDよりも駆動部材側に片寄った位置に当接されているとともに、
コイルバネの中心軸の延長線がころの回転中心よりも駆動部材側に片寄った位置にある、ことを特徴とする一方向クラッチ。A one-way clutch that switches between a state in which power is transmitted and a state in which power transmission is interrupted between an inner ring member and an outer ring member disposed inside and outside in the radial direction,
A plurality of rollers, a cage having pockets for storing rollers, a cam surface provided in a region corresponding to the pocket on the outer peripheral surface of the inner ring member and forming a wedge-shaped space with the outer ring member; A coil spring that biases toward the narrow side of the wedge-shaped space,
The coil spring is in contact with the axial center position of the roller and a position offset toward the drive member side from the roller PCD ,
A one-way clutch characterized in that an extension line of a central axis of a coil spring is in a position offset toward a driving member side with respect to a rotation center of a roller .
複数のころと、ころ収納用のポケットを有する保持器と、外輪部材の内周面において前記ポケットに対応する領域に設けられて内輪部材との間でくさび状空間を形成するカム面と、ころをくさび状空間の狭い側へ付勢するコイルバネとを備え、
前記コイルバネが、ころの軸方向中央位置でかつころPCDよりも駆動部材側に片寄った位置に当接されているとともに、
コイルバネの中心軸の延長線がころの回転中心よりも駆動部材側に片寄った位置にある、ことを特徴とする一方向クラッチ。A one-way clutch that switches between a state in which power is transmitted and a state in which power transmission is interrupted between an inner ring member and an outer ring member disposed inside and outside in the radial direction,
A plurality of rollers, a cage having pockets for storing rollers, a cam surface provided in a region corresponding to the pocket on the inner peripheral surface of the outer ring member, and forming a wedge-shaped space with the inner ring member; A coil spring that urges the wedge-shaped space toward the narrow side,
The coil spring is in contact with the axial center position of the roller and a position offset toward the drive member side from the roller PCD ,
A one-way clutch characterized in that an extension line of a central axis of a coil spring is in a position offset toward a driving member side with respect to a rotation center of a roller .
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