JP4536355B2 - 回転作動型ワンウェイクラッチ - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車、スノーモービル等に使用され、所定の回転数以上になって初めてワンウェイクラッチの機能を発揮する回転作動型ワンウェイクラッチに関する。

一般に、ワンウェイクラッチは、相対回転する外輪及び内輪を有し、外輪と内輪との間でトルクを伝達するスプラグやローラなどが外輪または内輪の軌道面に設けたカム面に噛み合うことで、一方向のみに回転トルクを伝達している。また、逆方向では空転する構成となっている。

このようなワンウェイクラッチの中で、内輪または外輪に設けたポケット（凹所）にローラを配置し、回転方向によって、ローラがポケットの楔部分に係合する楔作用により回転をロックする構成となっているものが知られている。

また、特許文献１は、外輪（アウターレース）と入力カップリングとの間にローラ及び補助ローラを配置して、所定回転数以上になると、遠心力で補助ローラがローラをカム面の係合可能な位置に押圧する。この押圧力により、ローラと外内輪がロックできる状態となり、外内輪が噛合方向に相対回転しようとすると楔作用が働いて回転がロックされる構成を開示している。

例えば、特許文献２は、外輪（アウターレース）に設けた凹所にローラを配置して、外輪が時計方向に回転した場合、ローラが楔作用により凹所でロックされ、内輪に対して外輪の回転をロックする構成を開示している。

この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
特開昭５２−１０００４５号公報（第２−３頁、第３図等） 特公昭５３−８０１９号公報（第１−２頁、第１図等）

しかしながら、例えば、特許文献１に記載されているものは、ローラを押圧するプレートや抱持片といった部品が必要であり、スプリングの設置スペースが要求されるので装置の径を小さくするには限りがある。

さらに、ローラを付勢するスプリングにコイルスプリングが設けられているが、コイルスプリングでは限られたスペースでばね定数を小さく設定することが困難であり、その場合価格も若干割高（アコーデオンスプリングに比べると）となる。

そこで、本発明は部品点数を削減するとともに、安価で、ばね定数を小さく設定でき、省スペースでも設計可能な構造の回転作動型ワンウェイクラッチを提供することを目的とする。

例えば、付勢スプリングが転動体を直接付勢するように構成したため、部品点数を削減するとともに、安価で、ばね定数を小さく設定でき、省スペースでも設計可能な構造の回転作動型ワンウェイクラッチを提供することができる。

内周円筒面を有する外輪と、カム面が形成された内輪と、外内輪間のトルク伝達を行う転動体と、転動体を付勢する付勢スプリング、及び遠心力を受けて付勢スプリングの付勢力に抗しつつ転動体を係合方向へ押圧する錘体を備えた回転作動型ワンウェイクラッチにおいて、付勢スプリングが転動体を直接付勢しているように構成する。

本明細書において、「回転作動型」とは、上記所定の回転数を越えた範囲での回転時において、ワンウェイクラッチとしての機能が確実に作動するという意味であるが、低速回転域から所定の回転数以下の回転でも、ワンウェイクラッチとして機能する場合がある。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。図面中、同一部分は同一符号にて示してある。

図１は、本発明の一実施例を示す回転作動型ワンウェイクラッチの正面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った軸方向断面図である。回転作動型ワンウェイクラッチ１は、内周にスプライン２ａが刻設され、駆動軸（不図示）に嵌合する中空の軸である内輪２と、内輪２の半径方向外側で同軸上に、かつ内輪２と相対回転自在に配置された外輪３とからなっている。

外輪３と内輪２との間には、ほぼ円筒形の転動体、すなわちローラ７とほぼ円筒形の錘体８とが配置されている。また、付勢スプリング５がローラ７を押圧するように設けられている。また、カム面１２（図３）と外輪３の円筒状内周面３ａとの間隔が広い方に向かって、すなわち、ワンウェイクラッチ１が空転する非係合方向へローラ７を直接付勢する付勢スプリング５が設けられている。

外輪３と内輪２との間には、付勢スプリング５、ローラ７及び錘体８を軸方向に脱落しないように保持するため側板４が設けられている。図２に示すように、側板４は、付勢スプリング５、ローラ７及び錘体８を半径方向でほぼ覆う第１部分４ａと軸方向の一端部に配置された環状の第２部分４ｂとからなり、第１部分４ａと第２部分４ｂとは、かしめなどにより結合され、一体となっている。このかしめは、片側の側板から軸方向に曲げ起こされた柱部１３の先端を曲げ、柱部の他の部分とともに反対側の側板を挟む構成となっている。

側板４は、半径方向の内径側に係合舌片１０を有し、この係合舌片１０が内輪２の内周に設けた凹部１１に嵌合することで、内輪に対して固定状態に保持されている。外輪３に対しては所定のクリアランスをもって取り付けられている。

図１に示すように、側板４の第１部分４ａの軸方向の環状部には、円周方向等分に複数の長孔６が設けられ、この長孔６には、錘体８が配置されている（図３及び図４参照）。錘体８の第１円筒部２１の外周面（被支持部２３＜図7及び８参照＞）が長孔６の内周に支持され、長孔６の長手方向の長さ範囲で移動可能な状態で取り付けられている。長孔６は、側板４の第２部分にも、第１部分に対応した位置に設けられている。

尚、本明細書において、「側板」とは、転動体や錘体を軸方向側部から支持するだけで外輪に組付けなければ脱落を防止することができない構造のものを意味する。

次に、図３及び図４を用いて、本発明の回転作動型ワンウェイクラッチ１の動作を説明する。図３から明らかなように、柱部１３には付勢スプリング５が取付けられていて、ローラ７をカム面１１の深い方向（非係合方向）へ向けて付勢している。

図３に内輪２が非回転時〜低速回転の状態を示す。このとき、ローラ７は付勢スプリング５によって押圧されカム面１１の深い位置にあるため、ローラ７と外輪３との間のＢで示す部分には間隙が存在する。従って、外輪３は内輪２に対して双方向に空転可能な状態となっている。

一方、図４に通常回転時の状態を示す。このとき、錘体８に遠心力が働き、錘体８がローラ７をカム面１１の浅い位置（係合位置）へ、すなわち非楔作用面１６方向に向けて押圧する。すると、ローラ７と外輪３との間のＣに示す部分に間隙が無く、付勢スプリング５は錘体８の遠心力によって押し縮められている状態となっている。従って、このとき、回転作動型ワンウェイクラッチ１としての機能が発揮され、外輪３が内輪２に対して図中相対的に右に回転しようとした時に外内輪間はローラ７のトルク伝達によってロックされ、逆に左に回転しようとした時には空転する。図３または図４に示す状態のいずれにおいても、付勢スプリング５は、直接ローラ７に対して付勢力を与えている。

付勢スプリング５にはアコーデオンスプリングが用いられており、図５に詳細を示すように、側板４の柱部分１３を付勢スプリング５の取付け部１４で挟むことによって、付勢スプリング５は、側板４に取り付けられている。付勢スプリング５の取り付け部１５と反対側の一端は、ローラ７を押圧するための押圧部１７となっている。尚、付勢スプリング５として、コイルスプリングなどを用いることもできるが、コイルスプリングでは限られたスペースでばね定数を小さく設定することが困難であり、アコーデオンスプリング等に比べて、価格的にも割高となる虞があるため、アコーデオンスプリングを用いることが好ましい

図６は、側板４に取り付けられた付勢スプリング５（アコーデオンスプリング）を示す正面図である。取り付け部１５を切り欠いて形成された係止片１５を孔１８に係合させることでアコーデオンスプリング５がより強固に固定されている。

次に、本発明の実施例で用いられて錘体８の詳細を図７及び図８を用いて説明する。図７は錘体８の正面図であり、図８は錘体８の上面図である。錘体８は、ほぼ円筒形の二つの円筒部からなる。小径の第１円筒部２１と一体に設けられた大径の第２円筒部２２とからなっている。

第１円筒部２１は第２円筒部２２より短く、第２円筒部２２の軸方向の両側に所定の長さで、被支持部２３が形成される。この被支持部２３は、側板４の軸方向両側に設けられた長孔６に支持されている。すなわち、長孔６内を被支持部２３が移動することで錘体８が移動することになる。

大径の第２円筒部２２の外周面は、ローラ７に接してローラ７を押圧する。尚、第１円筒部２１は、中実の部材としたが、中空の部材とすることも可能である。

錘体８は、鋼材、銅、鋼合金、アルミニウム、合成樹脂等の材料から成形することが考えられるが、鋼等の比重の大きいものを用いると単位体積あたりに受ける遠心力が大きくなるので、装置のサイズが小さく且つ低速回転時においても噛合い可能な状態が得られ、また錘体８の径を小さくすることが可能となる。

以上説明した各実施例ではポケットに配置される転動体としての円筒形のローラを示したが、これは球体であっても良い。

本発明は、自動二輪車やスノーモービル以外の車両、すなわち四輪自動車などに用いることも可能である。

本発明の一実施例の回転作動型ワンウェイクラッチの正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 非回転時の錘体及びローラの動作を示した拡大図である。 回転時の錘体及びローラの動作を示した拡大図である。 付勢スプリング及びその取付けの状態を示す上面図である。 付勢スプリング及びその取付けの状態を示す正面図である。 錘体の正面図である。 錘体の上面図である。

符号の説明

１ 回転作動型ワンウェイクラッチ
２ 内輪
３ 外輪
５ 付勢スプリング
７ ローラ
８ 錘体
１１ カム面

Claims (4)

1. 内周円筒面を有する外輪と、カム面が形成された内輪と、前記外内輪間のトルク伝達を行う転動体と、前記転動体を付勢する付勢スプリングと、遠心力を受けて前記付勢スプリングの付勢力に抗しつつ前記転動体を係合方向へ押圧する錘体とを備えた回転作動型ワンウェイクラッチにおいて、
   前記付勢スプリングが前記転動体を直接付勢しており、前記転動体及び錘体の軸方向の移動を規制する側板が設けられ、前記側板に前記付勢スプリングが装着されていることを特徴とする回転作動型ワンウェイクラッチ。
2. 前記側板には軸方向に延在する柱部が形成されており、前記柱部に前記付勢スプリングが装着されていることを特徴とする請求項１に記載の回転作動型ワンウェイクラッチ。
3. 前記付勢スプリングはアコーデオンスプリングであることを特徴とする請求項１または２に記載の回転作動型ワンウェイクラッチ。
4. 前記側板には前記錘体の作動を案内する長穴が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転作動型ワンウェイクラッチ。

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