JP3865350B2

JP3865350B2 - 両方向クラッチ

Info

Publication number: JP3865350B2
Application number: JP01332099A
Authority: JP
Inventors: 智将久保
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2019-01-21
Also published as: JP2000205304A

Description

【０００１】
【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

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。