JPH0674253A

JPH0674253A - 傾斜ころ軸受状構造物

Info

Publication number: JPH0674253A
Application number: JP4207585A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Takada; 信夫高田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1994-03-15

Abstract

(57)【要約】【目的】ころと保持器との間の発熱や焼け付きを防止
する。【構成】スペーサーリテイナー１２は、複数のころ３
のそれぞれの間隔に介装され、両側のころの円筒面３ー
１ａ、３ー２ａと摺動する摺動面１２ー１、１２ー２を
備え、これらをころの円筒面の曲率より大きい曲率で凹
状に形成し、その中心部がころ３のＰＣＤ上で円筒面に
接触するようにする。又、上下部分１２ー３、１２ー４
と内外輪軌道面１ａ、２ａとの間には適当な隙間を設け
る。【効果】内側回転体と外輪との間に大きなクラッチト
ルクがかかり、ころが中心軸方向において大径側に大き
く移動したり、ころの傾斜角が計画通りでなかった場合
でも、ころと保持器とが相互に干渉することがなく、そ
の間の発熱や焼け付きを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、単葉回転双曲面からな
る内外軌道面に線状に接触するように一定角度傾斜して
複数個のころをそれぞれ間隔を隔てて配設した傾斜ころ
軸受状構造物に関する。

【０００２】

【従来の技術】円筒状ころを傾斜して配置した傾斜ころ
軸受状構造物の一例であるころがり軸受クラッチとして
は、例えば、内外輪間にころを傾斜して配設することに
より、内外輪間が相対回転したときに、ころが自転して
軸方向にも移動してスプラグとしての作用をなし、内外
輪間がクラッチされる一方クラッチとしてのころがり軸
受クラッチが公知である（特開平３ー７４６４１号公報
参照）。

【０００３】このころがり軸受クラッチでは、内外輪軌
道面が一端側から他端側に向かって上向きの勾配になっ
ている単葉回転双曲面になっていて、それらの間で形成
される軌道には、内外輪の中心軸方向に対して傾斜して
ころが配設されている。そして、各ころが相互に接触す
ることなく円滑に回転するように、それぞれのころ間は
保持器により仕切られている。この保持器では、ころに
平行な開口部が、ころの上側の半円筒部に一定の余裕を
もって被さるようになっている。

【０００４】ところが、従来のこのような保持器では、
クラッチ時に過大なトルクがかかると、ころが大径側に
移動することによりころのＰＣＤが大きくなり、そのた
めころと保持器とが強く接触し、その間で発熱したり焼
け付きを起こす場合があるという問題があった。又、製
品の出来具合によっては、ころの傾斜角と保持器の傾斜
角とが相違している場合があり、同様に発熱や焼け付き
を起こすという問題があった。即ち、ころの傾斜角は軌
道面形状によって定まり、軌道面を研磨することによっ
てころの傾斜角を計画通りの角度に仕上げるが、この角
度を所定の精度範囲に治めるのが容易ではなく、特に、
内外輪と保持器とを別々の製造所で加工するような場合
には、両者の傾斜角を一致させることが難しくなるとい
う事情があった。そして更に、円筒状リングにころを入
れる開口を設けて形成した従来の保持器では、ころの長
さ方向の両端から保持器が張り出すことになるため、こ
ろの軸方向の移動を停止させる停止部材を設けるとき等
にその位置が制限され、設計上不自由であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、発熱や焼け付きを生ずることな
くころの回転を案内することができると共に、設計の自
由度の向上した傾斜ころ軸受状構造物を提供することを
課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、内側回転体の外表面と外輪の内表面との間
で軌道を形成し、前記外表面及び前記内表面を前記内側
回転体の中心軸を中心とする単葉回転双曲面とし、前記
軌道面に線状に接触するように一定角度傾斜させて前記
軌道の円周方向に複数個の円筒状のころをそれぞれ間隔
を隔てて配設した、傾斜ころ軸受状構造物において、前
記それぞれの間隔に介装され前記ころの円筒面と摺動す
る摺動面を備えた中間部材を有することを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明が適用される傾斜ころ軸受状構造物
は、ころが軌道面に傾斜して配設されているため、内側
回転体と外輪との間が相対回転すると、ころは内外軌道
面に案内され、その回転方向により、内側回転体の単葉
回転双曲面からなる軌道面上を小径側から大径側に向か
って登って行くか、又はその反対に、大径側から小径側
へ下って行く。このとき、ころは、その傾斜により中心
軸方向にも移動することになる。このようなころの動き
は、外輪に対しては反対方向になる。従って、ころが内
側軌道面を小径側から大径側に動くときには、ころを中
心に考えると、内側回転体は大径側から小径側に移動
し、外輪は小径側から大径側に移動する。その結果、軌
道間隔が狭まり、内側回転体と外輪との間がクラッチさ
れる。そして、それぞれが中心軸方向への移動する量が
多い程、従ってころが内側回転体を大径側に登る量が多
い程、クラッチトルクが大きくなる。

【０００８】このように、クラッチ時にころがその軸方
向位置を変えると、ころは傾斜面を登りそのＰＣＤも変
化するが、本発明によれば、それぞれのころの間にころ
の円筒面と摺動する摺動面を備えた中間部材を介装させ
るので、中間部材は、それぞれが独立しているため、こ
ろの動きに追従して位置変化し、変化した位置において
その摺動面がころの円筒面と摺動しつつころの回転を案
内する。又、内側回転体と外輪とで形成する軌道によっ
て決定されるころの傾斜角が計画通りの角度でなかった
場合でも、中間部材がそれぞれ独立しているため、その
摺動面がころの円筒面と接触することにより、中間部材
の傾斜角は自動的にころの傾斜角に一致し、ころと中間
部材とが相互に干渉して強く接触するようなことがな
い。更に、中間部材がころの回転を案内するためには、
ころの軸方向に対してその長さがころの長さ分だけあれ
ば十分である。そして中間部材がそれぞれ独立している
ため、中間部材はころの軸方向においてその長さ以上に
張り出すことがない。その結果、ころの両端部近辺の設
計の自由度が向上される。

【０００９】

【実施例】図１は実施例の傾斜ころ軸受状構造物の
一例であるころがり軸受クラッチの全体構造を示す断面
図であり、図２はそのころ部分の斜視図である。先ずこ
れらの図により本ころがり軸受クラッチの全体構造につ
いて説明する。本ころがり軸受クラッチは、内側回転体
としての内輪１と外輪２との間で軌道４を形成し、内外
輪軌道面１ａ及び２ａを単葉回転双曲面とし、内外輪軌
道面に線状に接触するように中心軸５を含む面に対して
一定角度β、例えば１５°だけ傾斜させて複数個のころ
３を配設し（図２参照）、更に、内輪１に対してその中
心軸５方向の一定位置で相対的に回転自在に取り付けら
れ外輪２の外表面に対向する位置にトルク伝達部を備え
たハウジング６を設け、ハウジング６をボールスプライ
ン９を介して外輪２とトルク伝達可能で外輪２が中心軸
５方向に移動自在なように結合することにより構成して
いる。このハウジング６は、内輪１上に軸受７を介して
配設されている。この軸受７は、入力側又は出力側と結
合されるハウジング６からのラジアル荷重及びハウジン
グ６を介して外輪２から加えられるスラスト荷重を受け
ている。そして、ハウジング６と外輪２との間には、外
輪２をクラッチ方向に付勢するための皿ばね８を配設し
ている。又ハウジング６には、入力側もしくは出力側を
結合することができるように、取付けボルト孔６ａが設
けられている。

【００１０】内輪１及び外輪２には、ころ３の軸方向の
動きを停止させるそれぞれ鍔１０及びストッパ１１が設
けられている。これは、ころ３が軌道４内において軸方
向に進行するときに、ころ３が軌道４から外れないよう
にその進行を停止させるためである。

【００１１】図２において、ころ３は内輪１上に中心軸
５を含む断面から角度βだけ傾けて配列され、各ころ間
は、中間部材であるスペーサーリテイナー１２によりそ
れぞれの位置を保持され、互いに接触しないようにされ
ている。このようにすると、互いに同方向に自転する隣
接したころ同士が互いに反対方向の接線速度をもって衝
突することがなく、ころ３の自転、公転が滑らかにな
る。このスペーサーリテイナー１２については、後に更
に詳しく説明する。

【００１２】次に、内輪１及び外輪２の軌道面１ａ及び
２ａは、ころ３と線状に接するように、それぞれ次式に
示す双曲線を中心軸５回りに回転させた単葉回転双曲面
としている。ｙｉ² ／ａｉ² −ｘｉ² ／ｂｉ² ＝１ｙｏ² ／ａｏ² −ｘｏ² ／ｂｏ² ＝１図３はこのような双曲線の形状を示す。ここで、ｘ_i、
ｘ_oは、それぞれ内輪軌道面１ａ、外輪軌道面２ａの原
点から中心軸５方向への距離、ｙ_i、ｙ_oは、それぞ
れ、中心軸５を含む任意断面における内輪軌道面１ａ、
外輪軌道面２ａの中心軸５からの距離、又、ａｉ、ｂ
ｉ、ａｏ、ｂｏは定数である。今、内外輪の小径側の基
準面（双曲線の原点面）における中心軸５から軌道４の
中心Ｏまでの距離をＦ、ころ３の半径をｒ、傾斜角をβ
として、Ｆ＝９、ｒ＝1.5 、β＝１５°の場合の計算を
行うと（計算は複雑であるため省略する）、ａｉ、ｂ
ｉ、ａｏ、ｂｏの値はそれぞれ、約７．５、３０．１、
１０．５、３７となり、内外輪軌道面の単葉回転双曲面
の形状が与えられる。

【００１３】以上のような構成により、例えば内輪１を
図１において右側から見て時計方向に回転させると、こ
ろ３は内輪軌道面１ａに案内されて反時計方向に自転し
つつ内輪１上を公転する共に、内輪１上を中心軸方向に
おいて左から右方向に進む。このころ３の自転の方向
は、外輪軌道面２ａに対しては反対方向になるので、こ
ろ３は外輪軌道面２ａに対しては反対に右から左方向に
進む。その結果、内外輪１、２は、ころ３の回転に案内
されて中心軸５方向において互いに反対方向に動かさ
れ、軌道４の間隔が狭まり、内外輪間はクラッチされ
る。一方、内輪１が上記とは反対方向に回転すると、上
記と反対の動作が起こり、内外輪１、２間の軌道間隔が
広がり、内外輪間では自由回転が可能になる。そして外
輪２の回転はハウジング６に伝達され、外輪とハウジン
グ６とは一体として回転する。

【００１４】図４はころ３とスペーサーリテイナー１２
の部分を拡大して示した図である。スペーサーリテイナ
ー１２は、複数のころ３のそれぞれの間隔に介装され、
両側のころ３ー１、３ー２の円筒面３ー１ａ、３ー２ａ
と摺動する摺動面１２ー１、１２ー２を備えている。又
同図（ｂ）に示す如く、ころ３の軸方向に適当な長さを
有する。この長さは、ころ３の回転を案内するためには
長い方が望ましいが、隣接するころ３の長さ以上に存在
する必要はない。

【００１５】このような摺動面１２ー１、１２ー２を設
けることにより、ころ３ー１、３ー２の円筒面３ー１
ａ、３ー２ａがそれぞれ反対方向の周速度をもって衝突
することがなく、ころ３ー１、３ー２を円滑に回転させ
ることができる。そして、内外輪１、２間が自由回転方
向からクラッチ方向に回転してころ３が中心軸５方向に
も移動し、そのＰＣＤが大きくなっても、スペーサーリ
テイナー１２はそれぞれ独立していてその動きが自由で
あるため、ころ３の動きに追従することができる。その
結果、ころ３が軌道４においてどのような位置にあって
も、ころ３及びスペーサーリテイナー１２が相互に干渉
し合ってその動きを妨げることがなく、ころ３はスペー
サーリテイナー１２により良好に回転を案内される。更
に、同図（ｂ）の鎖線で示す如く、軌道４の形状によっ
て定められるころ３の傾斜が、最初の設計値とは異なっ
たような場合にも、スペーサーリテイナー１２がそれぞ
れ独立しているので、ころ３の傾斜に従ってその位置即
ち傾斜角が定まる。従ってこの場合にも、ころとスペー
サーリテイナー間が相互に干渉し合うという問題は生じ
ない。

【００１６】なお図４（ａ）に示す如く、本実施例のス
ペーサーリテイナー１２では、摺動面１２ー１、１２ー
２をころ３ー１、３ー２の円筒面３ー１ａ、３ー２ａの
曲率より大きい曲率で凹状に形成し、回転していない状
態では、その中心部がころ３のＰＣＤ上でその円筒面３
ー１ａ、３ー２ａに接触するようにしている。そして更
に、スペーサーリテイナー１２の上下部分１２ー３、１
２ー４と内外輪軌道面１ａ、２ａとの間には、適当な隙
間を設けている。

【００１７】図５は、内外輪１、２間が回転し、それに
伴って、軌道４内でころ３が自転・公転し、スペーサー
リテイナー１２も公転しているときの状態を示す。この
ときには、スペーサーリテイナー１２は、ころ３のＰＣ
Ｄの位置から僅かな距離ｅ₁＝ｅ₂だけ離れた点Ｐ₁、
Ｐ₂で両側のころ３ー１、３ー２と接触し、ころ３か
ら、押圧力Ｈ₁＝Ｈ₂及び摺動による摩擦力Ｆ₁＝Ｆ₂
を受ける。そして、これらの力のモーメント２Ｈ₁・ｅ
とＦ₁・ｄ（ｄはスペーサーリテイナー１２の喉部の
幅）とが釣り合うことにより、スペーサーリテイナー１
２の回転方向における位置が定まり、それ自体は回転す
ることなくころ３の回転を案内する。スペーサーリテイ
ナー１２をこのような形状にすることにより、接触面に
おける摩擦抵抗を少なくすると共に、ころ３と内外輪軌
道面１ａ、２ａとの間で、スペーサーリテイナー１２の
摺動面１２ー１、１２ー２の端部を挟み込まれることが
なく、ころ３を円滑に案内することができる。

【００１８】以上の実施例では、傾斜ころ軸受状構造物
としてころがり軸受クラッチの一例について説明した
が、本発明は、他の構造のころがり軸受クラッチはもと
より、トルクリミッタ、トルク吸収装置、その他内外輪
間に傾斜ころを配設してその間を中間部材で案内する構
造のものには、全て適用できるものである。そして、例
えば図６に示す如く、本発明をトルクリミッタ等におい
てトルク調節又はトルク吸収に用いる場合には、その端
部の配置が容易になる。即ち、同図（ｂ）に示す如く円
筒状のリテイナー１２´を設けた場合には、ころ３の両
端部にリテイナー１２´が張り出して端部の配置が制限
されるが、スペーサーリテイナー１２を設けると、その
長さはころ３の長さだけあれば十分であるから、移動部
材１３と間隙ｄを隔てて停止部材１４とを設け、ころ３
の端部をトルクリミッタ部として有効に活用することが
できる。この場合、停止部材１４を移動可能にして、ば
ね１５を介して調整ナット１６を設ければ、吸収トルク
の調節も可能になる。

【００１９】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、クラッチ時
にころが移動してそのＰＣＤが大きくなったり、ころの
傾斜角が計画通りの角度でなかった場合でも、中間部材
が自動的にころの動きや傾斜角に追従するので、ころと
中間部材とが相互に干渉して強く接触するようなことが
なく、発熱や焼け付きを防止することができる。又、中
間部材がころの軸方向においてその長さ以上に張り出す
ことがないので、ころの両端部近辺の設計の自由度を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の傾斜ころ軸受状構造物の一例であるこ
ろがり軸受クラッチの断面図である

【図２】上記ころがり軸受クラッチのころの配置を示す
斜視図である。

【図３】上記ころがり軸受クラッチの内外輪軌道面の形
状を示す曲線図である。

【図４】上記ころがり軸受クラッチのころとスペーサー
リテイナー部分を示す図で、（ａ）は断面図であり、
（ｂ）は平面図である。

【図５】上記ころがり軸受クラッチのころとスペーサー
リテイナー部分の作動を示す説明図である。

【図６】（ａ）はトルクリミッタの端部構造例を示す断
面図であり、（ｂ）は円筒リテイナーを設けた場合のこ
ろ部分の断面図である。

【符号の説明】

１内輪（内側回転体）１ａ内輪軌道面（外表面）２外輪２ａ外輪軌道面（内表面）３ころ３ー１、３ー２円筒面４軌道５中心軸１２スペーサーリテイナー１２ー１、１２ー２摺動部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内側回転体の外表面と外輪の内表面との
間で軌道を形成し、前記外表面及び前記内表面を前記内
側回転体の中心軸を中心とする単葉回転双曲面とし、前
記軌道面に線状に接触するように一定角度傾斜させて前
記軌道の円周方向に複数個の円筒状のころをそれぞれ間
隔を隔てて配設した、傾斜ころ軸受状構造物において、前記それぞれの間隔に介装され前記ころの円筒面と摺動
する摺動面を備えた中間部材を有することを特徴とする
傾斜ころ軸受状構造物。