JP3865350B2 - 両方向クラッチ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスミッション等に用いられる両方向(二方向)クラッチに関し、更に詳しくは、内輪もしくは軸の外周面と外輪内周面との間に形成される環状空間内に複数のトルク伝達部材とこれらを周方向一定の間隔で保持する保持器を配置するとともに、その保持器を環状空間内で周方向に移動させることにより、各トルク伝達部材の噛み込み方向を切り換えるように構成された両方向クラッチに関する。
【0002】
【従来の技術】
スプラグまたはローラ等のトルク伝達部材を内輪もしくは軸(以下、内輪等と称する)の外周面と外輪内周面との間の環状空間内に配置し、スプラグの外周面もしくは外輪の内周面に形成されたカム面の楔作用により、内輪等と外輪とが相対的に一方向に回転したときにはロックし(動力を伝達し)、逆方向の動力に対しては空転する(動力伝達を行わない)ようにした一方向クラッチが知られている。
【0003】
また、このような一方向クラッチのカム面による楔作用の原理を利用し、両方向の動力を選択的に伝達できるようにした両方向クラッチが知られている。この両方向クラッチにおいては、基本的に、上記のカム面形状を周方向に対称形として両方向のいずれにも楔作用を発揮できるように構成するとともに、環状空間内で各トルク伝達部材を周方向に一定間隔で保持する保持器を当該環状空間内で周方向に移動させることにによって、各トルク伝達部材の環状空間内での位置もしくは姿勢を変更させて、楔作用を発揮させるべき方向を選択する。
【0004】
図8および図9にそれぞれ従来のスプラグタイプおよびローラタイプの両方向クラッチの要部軸直交断面図を模式的に示す。
スプラグタイプの両方向クラッチにおいては、内輪等81の外周面と外輪82の内周面との間の環状空間83内に、外周側および内周側にそれぞれカム面が形成された複数のスプラグ84が配置され、その各スプラグ84は内保持器85aと外保持器85bによって環状空間83内に周方向に一定間隔で保持される。スプラグ84のカム面は、スプラグ84が図中A方向に傾斜している状態では、外輪82に対する内輪等81のα方向への相対回転時にロックし、その逆方向への回転時には空転するとともに、A方向と反対側に傾斜している状態では、外輪82に対する内輪等81のα方向への相対回転時に空転し、その逆方向への回転時にはロックするように形成されている。このロック方向の切り換えは、内保持器85aを外力によって環状空間83内で周方向に移動させてスプラグ84の傾斜の向きを変更することによって行われる。この内保持器85aの周方向両側の移動端、つまりロック方向切り換え時における内保持器85aの位置決めは、例えば内保持器85aにピン状の突起86を設ける一方、内保持器85aとともに回転する部材である内輪等81には溝87を形成し、突起86を溝87の内側面に当接させることによって行うのが一般的である。
【0005】
また、ローラタイプの両方向クラッチにおいては、内輪等91の外周面と外輪92の内周面との間の環状空間93内に複数のローラ94が配置され、カム面92aは外輪92の内周面に周方向一定間隔で形成される。各ローラ94は、保持器95によって外輪92の各カム面92aに1個ずつ配置されるように保持される。外輪92のカム面92aは、ローラ94が図中B方向に偏って位置している状態では、外輪92に対する内輪等91のβ方向への相対回転時にはロックし、その逆方向への回転時には空転するとともに、ローラ94がB方向と反対側に偏って位置している状態では、外輪92に対する内輪等91のβ方向の相対回転時に空転し、その逆方向への回転時にロックするように形成されている。また、このロック方向の切り換えは、保持器95を外力によって環状空間93内で周方向に移動させてローラ94をカム面に対して周方向に移動させることによって行われる。この保持器95の周方向両側の移動端は、上記したスプラグタイプと同様に、保持器95にピン状の突起96を設け、この保持器95とともに回転する部材である外輪92に溝97を形成して、突起96を溝97の内側面に当接させることによって行うのが一般的である。
【0006】
また、以上のような両方向クラッチにおいては、ロック方向を切り換えるべく外力により保持器を周方向に移動させる必要があることは既述したが、その外力と保持器とを連結するためにクラッチの少なくとも一端側を開放する必要があって、外輪と内輪等との半径方向位置を一定に保持してこれら両者のセンタリングを行うべく一方向クラッチにおいて多用されているエンドベアリングを使用することができない。そのため、従来の両方向クラッチにおいて、図10に図8に例示したスプラグタイプの両方向クラッチの軸平行断面図を例示するように、内輪等81と外輪82の間に玉軸受101を介在させることにより、内輪等81と外輪82との半径方向への位置を一定に保持するような構成が採用されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような従来の両方向クラッチによれば、ロック方向の切り換え時における保持器の周方向への移動端を、保持器に設けたピンと内輪等または外輪に形成した溝側面との当接によって規制するため、部品の種類が増えるばかりでなく、ピンが溝内に嵌まり込むように組み立てる必要があって組立工数が増大するという問題がある。また、玉軸受により内輪等と外輪とのセンタリングを行っているため、軸方向への所要スペースが大きくなってしまうという問題もある。
【0008】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、従来の両方向クラッチに比して部品の種類や組立工数を削減することができ、かつ、軸方向への所要スペースも狭くすることのできる両方向クラッチの提供を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の両方向クラッチは、内輪外周面もしくは軸外周面と外輪内周面との間に形成される環状空間内に、内輪もしくは軸と外輪間で楔作用により噛み込んでトルクを伝達する複数のトルク伝達部材と、その各トルク伝達部材を当該環状空間内で周方向一定の間隔で保持する保持器を備えるとともに、環状空間内で保持器を周方向に所定量移動させることにより、各トルク伝達部材が内輪もしくは軸と外輪間で噛み込んでトルクを伝達する回転方向が切り換わるように構成された両方向クラッチにおいて、上記環状空間内に、内輪もしくは軸の外周面および外輪内周面のうち、いずれか一方に対して周方向への移動が規制され、かつ、他方に対して摺動接触する複数のブロックベアリングが配置されているとともに、上記保持器には、その各ブロックベアリングをそれぞれ周方向に所定の間隔を開けて収容する複数の凹所が形成され、かつ、上記保持器には、外輪に設けた切欠部を介して外部に突出する外力伝達用レバー部がいったい形成されており、そのレバー部を介して外力を付与することによって保持器を周方向に移動させたときに、上記各凹所の内側壁面と各ブロックベアリングの側面との当接により、上記保持器の周方向両側への移動端が規制されるように構成されていることによって特徴づけられる。
【0010】
本発明は、内輪等と外輪との半径方向への位置決めを、環状空間内に複数のブロックベアリングを配置することによって行うと同時に、ブロックベアリングの両側面を保持器の周方向への移動端を規制するストッパとして機能させることにより、所期の目的を達成しようとするものである。
【0011】
すなわち、内輪等と外輪との間の環状空間内に、内輪等の外周面および外輪の内周面のいずれか一方に対して周方向に移動が規制され、他方に対しては摺動接触する複数のブロックベアリングを配置することにより、内輪等と外輪との半径方向位置関係が一定に保持され、これにより、エンドベアリングの使用が不能であるが故に従来の両方向クラッチにおいて採用されていた玉軸受を不要としてその軸方向への所要スペースを狭くすることができる。また、この各ブロックベアリングを、保持器に形成した複数の凹所内にそれぞれ周方向に所定の隙間を介して収容することにより、保持器を周方向に移動させたとき、凹所の内側壁面とブロックベアリングの側面とが当接することによってその移動端が規制されて位置決めされるため、この凹所内でのブロックベアリングの周方向隙間を適宜に設定することにより、従来の両方向クラッチにおける位置決め手段である保持器の突起および内輪等の外周面またはは外輪内周面の溝が不要となり、組立工数等の削減を図ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態について説明する。
図1は本発明の実施の形態の正面図であり、図2はその裏面図である。また、図3は図1の要部拡大図であり、図4は図2の要部拡大図である。更に、図5は図1のA−A断面図で、図6および図7は図1のB−B拡大断面図およびC−C拡大断面図である。なお、図1および図3は、ワッシャ8aの一部を切り欠いた状態で示しており、図2および図4は、ワッシャ8bの一部を切り欠いた状態で示している。
【0013】
この実施の形態は、本発明をローラタイプの両方向クラッチに適用したものであり、内輪1の外周面と外輪2の内周面との間に形成される環状空間3内に複数のローラ4が配置されており、その各ローラ4は、保持器5に形成されたポケット51内に収容されることにより、互いの周方向への間隔が一定となるように保持されている。また、保持器5の各ポケット51内には、それぞれ、ローラ4を周方向両側に付勢するための2つのスプリング6a,6bが配置されている。
【0014】
外輪2の内周面には、各ローラ4に対応する複数のカム面21が形成されており、その各カム面21は、図3に示すように、その中心を通る面CPの周方向両側に互いに対称な2つのカム面21a,21bを実質的に備えた形状を有しており、その2つのカム面21a,21bは、面CPから遠ざかるほど内輪1の外周面に接近するような形状を有している。
【0015】
内輪1と外輪2の間の環状空間3内には、また、各ローラ4の間に1個ずつブロックベアリング7が周方向に互いに一定の間隔で配置されている。この各ブロックベアリング7は、軽量化のために中空とされているとともに、外輪2の内周面に形成された溝22内に嵌め込まれ、外輪2に対しては周方向に移動不能に配置されている。また、各ブロックベアリング7は、その内輪1との対向面に形成された摺動面71において内輪1の外周面と摺動接触し、これにより、内輪1と外輪2の軸心が一致するように、これら両者の半径方向への位置関係が一定に保たれる。そして、この各ブロックベアリング7は、保持器5に形成された凹所52内にそれぞれ収容され、各ブロックベアリング7と各凹所52との間には周方向に所定量2Gの隙間が設けられている。この隙間は、保持器5が周方向に中立位置にある状態においては、図3に示すように、ブロックベアリング7の両側にそれぞれ等量Gずつ存在する。
【0016】
保持器5には、以上のように、各ローラ4を収容するための複数のポケット51と、各ブロックベアリング7を収容するための複数の凹所52が周方向に交互に形成されることになるが、この各ポケット51および凹所52は、いずれも保持器5の正面側に形成され、裏面側には図2,図6および図7に示すように、周方向に一様な厚さの基底部53を有している。そして、この基底部53に、外力伝達用のレバー部54が一体形成されており、このレバー部54は、外輪2に設けられた切欠部23を介して外部に突出している。
【0017】
また、環状空間3は、その表裏両側が第1および第2のワッシャ8a,8bによって覆われている。これらの各ワッシャ8a,8bは、それぞれ金属板を打ち抜いたものであり、その各外周に形成された突部Lが前記した外輪2の溝22内に嵌まり込むことによって外輪2に対する回転が阻止されている。また、第2のワッシャ8bには、ブロックベアリング7の摺動面71に形成された溝72を通って正面側に至り、第1のワッシャ8bを抱き込んだ状態で外側に屈曲する爪部Nが形成されており、この爪部Nによって第1および第2のワッシャ8a,8bが相互に一体化されている。
【0018】
さて、以上の実施の形態において、保持器5のレバー部54を介して外力を付与することによって保持器5を環状空間3内で周方向に移動させると、各ローラ4が同方向に一斉に移動し、ロック方向を切り換えることができる。すなわち、図3において、保持器5を移動させて各ローラ4をカム面21a側の適正位置にまで移動させると、外輪2に対して内輪1がC方向に回転したときにローラ4はカム面21aと内輪1外周面との間の楔作用によって噛み込み、内輪1と外輪2はロック状態となるが、その逆方向への回転に対しては空転する。また、各ローラ4をカム面21b側の適正位置にまで移動させると、外輪に対して内輪1がC方向に回転したときは空転し、その逆方向への回転に対してはローラ4が上記と同様に噛み込み、内輪1と外輪2はロック状態となる。
【0019】
ここで、保持器5の周方向への移動は、保持器5の凹所52の内側壁面がブロックベアリング7の側面に当接することによって規制され、このブロックベアリング7の側面と凹所52の内側壁面との当接により、保持器5の周方向両側への移動端、つまり、ロック方向の切り換えに際しての保持器5の位置決めが行われる。前記した凹所52内でのブロックベアリング7の周方向への隙間2Gは、ブロックベアリング7の一方および他方の側面に、それぞれ凹所52の内側壁面の対応する側を当接させた状態で、各ローラ4が上記した各カム面21aおよび21b側の各適正位置に位置するような寸法に設定され、これにより、保持器5が停止するまで周方向に移動させることで、各ローラ4は常にカム面21aまたは21bに対する適正位置に位置決めされる。
【0020】
なお、以上の実施の形態においては、内輪1と外輪2の間にローラ4等を配置するための環状空間3を形成したが、内輪1は必ずしも必要ではなく、軸の外周面と外輪2の間に環状空間3を形成してもよい。
【0021】
また、以上の実施の形態ではローラタイプの両方向クラッチに本発明を適用した例を示したが、スプラグタイプの両方向クラッチにも本発明を等しく適用し得ることは勿論である。
【0022】
更に、各ブロックベアリング7は以上の実施の形態においては外輪2側に周方向に移動不能に設けたが、これは、この実施の形態では外輪2が保持器2と共に回転する部材であるためであって、内輪1または軸側が保持器2と共に回転する構成を採用する場合に本発明を適用する際には、ブロックベアリング7は内輪1または軸側に周方向に移動不能に設ければよい。
【0023】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、内輪もしくは軸の外周面と外輪との間形成される環状空間内に配置された複数のブロックベアリングによって内輪等と外輪との半径方向への位置決め(センタリング)が行われるため、従来の両方向クラッチのように玉軸受が不要となってその軸方向への所要スペースを狭くすることができると同時に、各ブロックベアリングを保持器に形成した凹所内に周方向に所定の隙間を介して収容して、ブロックベアリングの側面と保持器の凹所の内側壁面との当接によって、ロック方向の切り換えに際しての保持器の周方向への位置決めを行うように構成しているため、従来の両方向クラッチのように保持器に設けるピン並びに内輪等または外輪に形成する溝が不要となり、その分、部品の種類の削減と組立工数の削減を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の正面図である。
【図2】同じく本発明の実施の形態の裏面図である。
【図3】図1の要部拡大図である。
【図4】図2の要部拡大図である。
【図5】図1のA−A断面図である。
【図6】図1のB−B拡大断面図である。
【図7】図1のC−C拡大断面図である。
【図8】従来のスプラグタイプの両方向クラッチの要部軸直交断面図である。
【図9】従来のローラタイプの両方向クラッチの要部軸直交断面図である。
【図10】図8に示した従来の両方向クラッチの軸平行断面図である。
【符号の説明】
1 内輪
2 外輪
21,21a,21b カム面
22 溝
23 切欠部
3 環状空間
4 ローラ
5 保持器
51 ポケット
52 凹所
53 基底部
54 レバー部
6a,6b スプリング
7 ブロックベアリング
71 摺動面
72 溝
8a 第1のワッシャ
8b 第2のワッシャ
Claims (1)
- 内輪外周面もしくは軸外周面と外輪内周面との間に形成される環状空間内に、内輪もしくは軸と外輪間で楔作用により噛み込んでトルクを伝達する複数のトルク伝達部材と、その各トルク伝達部材を当該環状空間内で周方向一定の間隔で保持する保持器を備えるとともに、環状空間内で保持器を周方向に所定量移動させることにより、各トルク伝達部材が内輪もしくは軸と外輪間で噛み込んでトルクを伝達する回転方向が切り換わるように構成された両方向クラッチにおいて、
上記環状空間内に、内輪もしくは軸の外周面および外輪内周面のうち、いずれか一方に対して周方向への移動が規制され、かつ、他方に対して摺動接触する複数のブロックベアリングが配置されているとともに、上記保持器には、その各ブロックベアリングをそれぞれ周方向に所定の間隔を開けて収容する複数の凹所が形成され、かつ、上記保持器には、外輪に設けた切欠部を介して外部に突出する外力伝達用レバー部が一体形成されており、そのレバー部を介して外力を付与することによって保持器を周方向に移動させたときに、上記各凹所の内側壁面と各ブロックベアリングの側面との当接により、上記保持器の周方向両側への移動端が規制されるように構成されていることを特徴とする両方向クラッチ。
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