JPH0735168A - ワンウェイクラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 空転時の摩耗を防止し、アウター部材がイン
ナー部材の回転速度より速い設定回転速度に達したと
き、アウター部材の回転をインナー部材に伝達すること
ができるワンウェイクラッチを提供する。 【構成】 アウター部材１とインナー部材２との間にク
ラッチ用ローラ７と、そのローラ７より質量が大きいス
イッチ用ローラ６とを設ける。両ローラ６、７を保持す
るリテーナ８とアウター部材１との間にアウター部材１
の回転を弾性部材２３を介してリテーナ８に伝達するト
ルク伝達機構２０を設ける。アウター部材１の内周に上
記両ローラ６、７間の位置から円周両方向に向けてクラ
ッチ中心までの距離が漸増するカム面４を形成する。ア
ウター部材１とリテーナ８を回転させ、ローラ６に作用
する遠心力によってローラ６をカム面４に押し付け、ロ
ーラ７をアウター部材１のカム面４およびインナー部材
２の円筒形外面５に係合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワンウェイクラッチ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ワンウェイクラッチとして、図５（イ）
に示すように、外輪３０と内輪３１との間にスプラグ３
２を組込んだスプラグタイプのものと、図６（イ）に示
すように、外輪４０と内輪４１との間にローラ４２を組
込だローラタイプのものが従来から知られている。

【０００３】スプラグタイプのワンウェイクラッチは、
図５（ロ）で示すように、外輪３０が内輪３１に対して
矢印方向に相対回転すると、スプラグ３２が周方向に傾
むいて内外のカム面３２ａ、３２ｂが外輪３０の円筒形
外面３０ａおよび内輪３１の円筒形外面３１ａに係合
し、外輪３０の回転を内輪３１に伝達する。

【０００４】また、図５（ハ）で示すように、外輪３０
が矢印方向に回転すると、スプラグ３２のカム面は起立
する方向に摩擦力を受け、内外のカム面３２ａ、３２ｂ
が非係合状態とされ、内外輪３１、３０が空転状態とな
る。

【０００５】このスプラグタイプのワンウェイクラッチ
には、外輪３０が所定の回転速度に達すると、図５
（ハ）に示すように、スプラグ３２の重心Ｇに作用する
遠心力Ｆｓとばね部材３３のばね力Ｆｂの関係により、
スプラグ３２の内径側のカム面３２ａが内輪３１から離
れるディスエンゲージタイプと、逆に、図５（ニ）に示
すように、遠心力Ｆｓによりスプラグ３２が係合方向に
傾むき、高速回転でも積極的にカム面３２ａ、３２ｂを
接触させるエンゲージタイプのものとがある。

【０００６】一方、ローラタイプのワンウェイクラッチ
は、スプラグタイプと同様に、外輪４０が図６（ロ）の
矢印方向に回転すると、ローラ４２が内外輪４１、４０
に噛み込んで外輪４０の回転を内輪４１に伝達し、図６
（ハ）の矢印方向に外輪４０が回転すると空転する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、スプラグタ
イプのワンウェイクラッチにおいて、図５（ハ）に示す
ディスエンゲージタイプでは、空転状態でスプラグ３２
の内径側のカム面３２ａは内輪３１の円筒形外面３１ａ
に対して非接触の状態に保持されるため、スプラグ３２
と内輪３１の相互において接触による摩耗はないが、外
輪３０と内輪３１の相対回転中、スプラグ３２が内輪３
１に係合しない回転域を持つ欠点がある。

【０００８】また、図５（ニ）に示すエンゲージタイプ
のものは、空転状態においてスプラグ３２の内径側のカ
ム面３２ａが内輪３１の円筒形外面３１ａに接触し、内
輪３１は接触状態で回転するため、スプラグ３２と内輪
３１の接触部における摩耗が大きくなる恐れがある。

【０００９】一方、ローラタイプのワンウェイクラッチ
においては、内輪４１の空転時、ローラ４２は内輪４１
との摩耗によって内輪４１の回転方向に押圧され、か
つ、ばね４３のばね力により逆方向に押圧されるため、
図６（ニ）の矢印方向に振動し、内輪４１との接触部で
摩耗が生じ易く、高速空転時では振動が増大し、保持器
４４やばね４３を破損させる恐れがある。

【００１０】この発明は、高速空転時の摩耗をなくし、
かつ、アウター部材が所定の回転速度に達したときにク
ラッチを入り状態にすることができるようにすることを
技術的課題としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明においては、アウター部材と円筒形外面
を有するインナー部材との間にクラッチ用ローラと、そ
のクラッチ用ローラより質量が大きいスイッチ用ローラ
とを設け、その両ローラを保持するリテーナとアウター
部材との間に、アウター部材の回転を弾性部材を介して
リテーナに伝達するトルク伝達機構を設け、前記アウタ
ー部材の内周には、上記両ローラ間の位置から円周方向
に向けてクラッチ中心までの距離が漸増するカム面を形
成し、前記リテーナにはスイッチ用ローラおよびクラッ
チ用ローラをアウター部材のカム面に押し付けて各ロー
ラとインナー部材の円筒面間に間隙を形成するばね部材
を設けた構成を採用したのである。

【００１２】

【作用】上記のように構成したことにより、インナー部
材の空転時、クラッチ用ローラとスイッチ用ローラのそ
れぞれは、ばね部材の弾力によってインナー部材と非接
触の状態に保持されため、摩耗は発生しない。

【００１３】アウター部材がインナー部材と同方向に回
転すると、スイッチ用ローラおよびクラッチ用ローラに
作用する遠心力により各ローラがアウター部材のカム面
に押し付けられ、そのカム面はローラ間より円周両方向
に向けてクラッチ中心までの距離が大きくなるため、両
ローラに反対方向の円周方向分力が作用する。このと
き、スイッチ用ローラの質量がクラッチ用ローラの質量
より大きいため、スイッチ用ローラに作用する円周方向
分力の方向にリテーナが回転し、アウター部材の回転速
度が設定回転速度に達すると、クラッチ用ローラがアウ
ター部材およびインナー部材に接触してクランプ可能状
態となる。さらにアウター部材の回転速度がインナー部
材の回転速度より大きくなれば、クランプしてアウター
部材の回転がインナー部材に伝達される。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図１乃至図４に基
づいて説明する。

【００１５】図１および図２に示すように、アウター部
材１の内側にインナー部材２が組込まれ、両部材１、２
は軸受３を介して相対的に回転自在に支持されている。

【００１６】アウター部材１の内周には二つのカム面４
が１８０°の間隔をおいて設けられ、各カム面４とイン
ナー部材２に形成された円筒形外面５との間にスイッチ
用ローラ６とクラッチ用ローラ７とが組込まれている。

【００１７】ここで、カム面４は、スイッチ用ローラ６
とクラッチ用ローラ７間の２等分位置ａとクラッチ中心
Ｏまでの距離が最小とされ、その２等分位置ａから円周
両方向に向けてクラッチ中心Ｏまでの距離が漸増する曲
面とされている。

【００１８】スイッチ用ローラ６とクラッチ用ローラ７
は外径が等しく、また、スイッチ用ローラ６の軸方向長
さは、クラッチ用ローラ７の軸方向長さより長くなり、
スイッチ用ローラ６の質量がクラッチ用ローラ７の質量
より大きくなっている。

【００１９】なお、軸方向の長さを相違させる代わり
に、外径を相違させてスイッチ用ローラ６とクラッチ用
ローラ７の質量を相違させるようにしてもよく、また、
比重の異なる材料により各ローラ６、７を形成して質量
を相違させるようにしてもよい。

【００２０】上記両ローラ６、７は、アウター部材１と
インナー部材２との間に組込まれたリテーナ８のポケッ
ト９内に収納されている。リテーナ８の柱１０には板ば
ねから成るばね部材１１か支持され、そのばね部材１１
の両端に設けた一対の折曲片１２はスイッチ用ローラ６
およびクラッチ用ローラ７を相反する方向に押圧して各
ローラ６、７をカム面４に押し付けており、各ローラ
６、７とインナー部材２の円筒形外面５間に隙間δが形
成されている。

【００２１】アウター部材１とリテーナ８との間には、
アウター部材１の回転をリテーナ８に伝達するトルク伝
達機構２０が設けられている。

【００２２】トルク伝達機構２０は、アウター部材１の
内周に突設させたピン２１をリテーナ８に形成したピン
挿入孔２２に挿入し、このピン挿入孔２２を円周方向に
長い長孔とし、そのピン挿入孔２２にコイルスプリング
から成る２つの弾性部材２３を組込んでピン挿入孔２２
の中間位置にピン２１を保持している。

【００２３】図１は、アウター部材１が停止し、インナ
ー部材２が回転する空転状態を示している。その空転状
態おいて、スイッチ用ローラ６およびクラッチ用ローラ
７のそれぞれは、ばね部材１１の弾力によりアウター部
材１のカム面４に押し付けられてインナー部材２の円筒
形外面５との間に隙間δが設けられているため、インナ
ー部材２は各ローラ６、７と非接触の状態で回転し、ロ
ーラ６、７およびインナー部材２の円筒形外面５に摩耗
は発生しない。

【００２４】アウター部材１がインナー部材２と同方向
に回転し始めると、そのアウター部材１の回転はトルク
伝達機構２０を介してリテーナ８に伝達されるため、リ
テーナ８もアウター部材１と同方向に回転する。

【００２５】リテーナ８の回転によって、図４（イ）、
（ロ）で示すように、スイッチ用ローラ６およびクラッ
チ用ローラ７に遠心力Ｆ₁ 、Ｆ₂ が作用し、各ローラ
６、７がアウター部材１のカム面４に強く押し付けられ
る。

【００２６】ここで、カム面４は、ローラ６、７の２等
分位置ａから円周両方向に向けてクラッチ中心Ｏまでの
距離が漸増する曲面であるため、ローラ６、７のそれぞ
れに反対方向の円周方向分力ｆ₁ 、ｆ₂ が作用し、リテ
ーナ８を回転させるように作用する。

【００２７】このとき、スイッチ用ローラ６はクラッチ
用ローラ７より質量を大きくしてあるため、リテーナ８
に作用する２つの円周方向分力ｆ₁ 、ｆ₂ はｆ₁ ＞ｆ₂
となり、リテーナ８に図３の矢印方向の回転力が作用す
る。

【００２８】上記回転力は、アウター部材１と共に回転
するリテーナ８の回転速度が速くなるに従って大きくな
り、その回転力が弾性部材２３の弾力より大きくなる
と、リテーナ８が図３の矢印方向に回転し始める。

【００２９】アウター部材１が予め設定された設定回転
速度に達すると、クラッチ用ローラ７がアウター部材１
のカム面４およびインナー部材１の円筒形外面５に係合
し、クラッチが作動可能状態となり、アウター部材１の
回転がインナー部材２に伝達可能となる。

【００３０】なお、アウター部材１の設定回転速度は、
弾性部材２３の弾力や各ローラ６、７の質量によって任
意に設定することができ、その設定回転速度は、インナ
ー部材２の回転速度より速い速度に設定してある。

【００３１】実施例においては、インナー部材２として
軸から成るものを示したが、軸に回り止めされる筒体を
インナー部材としてもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、この発明に係るワンウェ
イクラッチにおいては、インナー部材の空転時、スイッ
チ用ローラおよびクラッチ用ローラはインナー部材に対
して非接触の状態に保持されるため、インナー部材およ
び両ローラの摩耗を防止することができる。

【００３３】また、アウター部材を回転させると、スイ
ッチ用ローラが遠心力によりカム面に押し付けられ、そ
のスイッチ用ローラに作用する円周方向分力によりリテ
ーナが回転し、アウター部材が設定回転速度に達すると
クラッチ用ローラがアウター部材のカム面とインナー部
材の円筒形外面に係合するため、インナー部材の回転を
アウター部材に伝達することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るワンウェイクラッチの一実施例
を示す縦断正面図

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図

【図３】同上ワンウェイクラッチの作動状態を示す縦断
正面図

【図４】（イ）、（ロ）はスイッチ用ローラおよびクラ
ッチ用ローラに作用する荷重を示す図

【図５】（イ）は従来のワンウェイクラッチを示す断面
図、（ロ）、（ハ）、（ニ）は作動状態を示す断面図

【図６】（イ）は従来のワンウェイクラッチの他の例を
示す断面図、（ロ）、（ハ）、（ニ）は作動状態を示す
断面図

【符号の説明】

１ アウター部材 ２ インナー部材 ４ カム面 ５ 円筒形外面 ６ スイッチ用ローラ ７ クラッチ用ローラ １１ ばね部材 ２０ トルク伝達機構 ２３ 弾性部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中根 久典 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アウター部材と円筒形外面を有するイン
   ナー部材との間にクラッチ用ローラと、そのクラッチ用
   ローラより質量が大きいスイッチ用ローラとを設け、そ
   の両ローラを保持するリテーナとアウター部材との間
   に、アウター部材の回転を弾性部材を介してリテーナに
   伝達するトルク伝達機構を設け、前記アウター部材の内
   周には、上記両ローラ間の位置から円周方向に向けてク
   ラッチ中心までの距離が漸増するカム面を形成し、前記
   リテーナにはスイッチ用ローラおよびクラッチ用ローラ
   をアウター部材のカム面に押し付けて各ローラとインナ
   ー部材の円筒面間に間隙を形成するばね部材を設けたワ
   ンウェイクラッチ。