JPH081224B2 - Rolling bearing clutch - Google Patents

Rolling bearing clutch

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JPH081224B2
JPH081224B2 JP3339851A JP33985191A JPH081224B2 JP H081224 B2 JPH081224 B2 JP H081224B2 JP 3339851 A JP3339851 A JP 3339851A JP 33985191 A JP33985191 A JP 33985191A JP H081224 B2 JPH081224 B2 JP H081224B2
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JP
Japan
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outer ring
ring
clutch
inner ring
rollers
Prior art date
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JP3339851A
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JPH05149352A (en
Inventor
信夫 高田
Original Assignee
株式会社テイエチケーメント研究所
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Publication date
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Publication of JPH081224B2 publication Critical patent/JPH081224B2/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/061Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by movement having an axial component

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、単葉回転双曲面の内外
輪軌道面に線状に接触するように一定角度傾斜して複数
個のころを配設し、トルク伝達面を備えた回転体をトル
ク伝達手段を介して外輪と結合したころがり軸受クラッ
チに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary body having a torque transmitting surface, in which a plurality of rollers are arranged so as to be in linear contact with the inner and outer raceway surfaces of a single-leaf hyperboloid. The present invention relates to a rolling bearing clutch, in which is coupled to an outer ring via a torque transmission means.

【0002】[0002]

【従来の技術】円筒状ころを傾斜して配置したころがり
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することによりスプラ
グとして作用し、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)。
2. Description of the Related Art As a rolling bearing clutch in which cylindrical rollers are arranged at an inclination, for example, by arranging the rollers at an inclination between an inner ring and an outer ring, the rollers rotate when the inner ring and the outer ring rotate relative to each other. There is known a rolling bearing clutch that acts as a sprag by moving axially in the axial direction and clutches between the inner and outer races (see Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-74641).

【0003】このころがり軸受クラッチでは、クラッチ
状態から自由回転状態に移るとき又はこの反対のときに
内外輪間が軸方向に相対的に変位するが、このときにも
駆動側と従動側とが軸方向に変位することなくトルクを
伝達できるように動力伝達回転体を設け、これをトルク
伝達手段により外輪と結合した構造のものが開示されて
いる。そして、トルク伝達手段としては、トルク伝達ピ
ン、インボリュートスプライン、ボールスプライン等を
用いることができる旨が同公報に記載されている。
In this rolling bearing clutch, the inner and outer races are axially displaced relative to each other when the clutch state is shifted to the free rotation state or vice versa. At this time, the drive side and the driven side are also displaced. There is disclosed a structure in which a power transmission rotating body is provided so that torque can be transmitted without being displaced in the direction, and this is connected to an outer ring by a torque transmitting means. Further, the publication discloses that a torque transmission pin, an involute spline, a ball spline, or the like can be used as the torque transmission means.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のトルク伝達手段
では、動力伝達回転体と外輪との間でトルクは伝達され
るが、外輪は軸方向へ自由に動けるようになっている。
そして、クラッチ時には、ばね力ところによる内外輪の
引き寄せ力(軌道間隔を狭める方向へ動かす力)とによ
り外輪が動かされてクラッチし、一方、自由回転時に
は、ころによる内外輪の引き離し力により、ばね力に抗
して外輪が動かされて軌道間隔が広がり、内外輪間が相
対的に自由回転する。その結果、クラッチの嵌脱運転が
可能になっている。
In the above torque transmission means, torque is transmitted between the power transmission rotating body and the outer ring, but the outer ring can move freely in the axial direction.
When the clutch is engaged, the outer ring is moved due to the pulling force of the inner and outer rings (the force that moves in the direction of narrowing the raceway) due to the spring force to cause the clutch, while at the time of free rotation, the pulling force of the inner and outer rings by the rollers causes the spring to move. The outer ring is moved against the force to widen the track spacing, and the inner ring and the outer ring rotate relatively freely. As a result, the clutch can be engaged and disengaged.

【0005】しかしながら、このようなころがり軸受ク
ラッチでは、クラッチの嵌脱が、ばね力及びころによる
内外輪間の引き寄せ力又は引き離し力に依存しているの
で、内外輪を引き寄せ又は引き離すためにころが回転す
る量だけ遊びを生ずると共に、自由回転時に於けるころ
の引き離し力が不十分であるため、自由回転時にある程
度の回転トルクが発生した。又、トルク伝達手段がトル
ク伝達のみに用いられ、その多機能化が図られていなか
った。そこで本発明は従来技術に於ける上記問題を解決
し、クラッチの嵌脱性が向上し、自由回転トルクが減少
し、トルク伝達手段の機能の向上されたころがり軸受ク
ラッチを提供することを課題とする。
However, in such a rolling bearing clutch, since the engagement and disengagement of the clutch depends on the spring force and the pulling force or pulling force between the inner and outer rings due to the rollers, the rollers rotate to pull or pull the inner and outer rings. As much play as possible is produced, and because the roller separation force during free rotation is insufficient, some rotational torque was generated during free rotation. Further, the torque transmission means is used only for torque transmission, and the multifunctionalization thereof has not been achieved. SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, it is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems in the prior art, to provide a rolling bearing clutch with improved clutch engagement / disengagement, reduced free rotation torque, and improved function of torque transmission means. To do.

【0006】[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、内輪の外表面と外輪の内表面とに相対向し
軌道を形成するように内輪軌道面と外輪軌道面とを設
、前記内外輪軌道面を単葉回転双曲面とし、前記内外
輪軌道面に線状に接触するように前記内輪の中心軸を含
む面から一定角度傾斜させて複数個のころを配設し、前
記内輪に対して前記中心軸方向の一定位置で相対的に回
転自在に取り付けられ前記外輪の外側面に対向する位置
にトルク伝達面を備えた回転体を設け、該回転体をトル
ク伝達手段を介して外輪と結合したころがり軸受クラッ
チに於いて、前記トルク伝達手段は、前記外輪の前記外
側面に前記中心軸を含む面から所定角度傾斜して設けら
れ断面が円弧状の外輪溝と、前記回転体の内側表面に前
記所定角度と同じ角度傾斜して設けられ断面が円弧状の
回転体溝と、前記外輪溝と前記回転溝とに嵌合する球
体と、を有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is arranged so that the outer surface of the inner ring and the inner surface of the outer ring face each other.
The inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface to form a raceway.
The inner and outer ring raceways are formed as single-leaf rotating hyperboloids, and the center axis of the inner ring is included so as to linearly contact the inner and outer raceways.
By a predetermined angle inclined from the free surface is disposed a plurality of rollers, the torque transmitted to the position opposed to the outer surface of the outer ring mounted for relative rotation at a constant position of the center axis direction with respect to the inner ring the rotating body having a surface provided, in the rolling bearing clutch coupled with the outer ring via the torque transmission means the rotating body, the torque transmission means, said outer of said outer ring
Sectional provided inclined at a predetermined angle from the plane including the central axis and an arc-shaped outer ring groove on the side surface, the rotating body rotating member the predetermined angle and the same angle inclined provided sectional inside surface of the arc-shaped It is characterized by having a groove and a spherical body fitted in the outer ring groove and the rotating body groove.

【0007】[0007]

【作 用】本発明が適用されるころがり軸受クラッチ
は、内輪の外表面と外輪の内表面とに相対向して軌道を
形成するように内輪軌道面と外輪軌道面とを設け、内外
輪軌道面を単葉回転双曲面とし、内外輪軌道面に線状に
接触するように内輪の中心軸を含む面から一定角度傾斜
させて複数個のころを配設することにより構成されてい
るので、例えば内輪を一方向側に回転させると、ころ
は、内輪軌道面に案内されて自転しつつ内輪上を公転す
る共に、内輪上を中心軸方向の一方向側にも進む。この
ころの自転の方向は、外輪軌道面に対しては反対方向に
なるので、ころは外輪軌道面に対しては一方向の反対方
向に進もうとする。その結果、内外輪はころの回転に案
内されて中心軸方向において互いに反対方向に動かされ
る。この動く方向は、内輪軌道面と外輪軌道面との隔た
りである軌道間隔が広がる方向か又は狭まる方向であ
り、これは内輪の回転方向により定まる。例えば、内輪
が一方向へ回転したときに軌道間隔が広がるように動け
ば、内外輪間では自由回転が可能となり、反対方向に回
転して軌道間隔が狭まるように動けば、内外輪間はクラ
ッチ状態になる。一方、外輪は、内輪に対してその中心
軸方向の一定位置で相対的に回転自在に取り付けられ外
輪の外側面に対向する位置にトルク伝達面を備えた回転
体とトルク伝達手段を介して結合されているので、外輪
の回転は回転体に伝達され、外輪と回転体とは一体とし
て回転する。
Rolling bearing clutch [created for the present invention is applied, provided the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface so as to form a raceway to face to the inner ring of the outer and inner surfaces of the outer ring, the inner and outer ring raceway Since the surface is a single-leaf rotating hyperboloid, and it is configured by arranging a plurality of rollers inclined at a constant angle from the surface including the center axis of the inner ring so as to linearly contact the inner and outer ring raceways, for example, When the inner ring is rotated in one direction, the rollers revolve around the inner ring while being rotated by being guided by the inner ring raceway surface, and also move on the inner ring in one direction in the central axis direction. Since the direction of rotation of the roller is opposite to the outer ring raceway surface, the roller tries to move in the opposite direction to the outer ring raceway surface in one direction. As a result, the inner and outer races are guided by the rotation of the rollers and moved in opposite directions in the central axis direction. This moving direction is defined by the distance between the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface.
The direction in which the track spacing increases or decreases, which is determined by the direction of rotation of the inner ring. For example, if the inner ring moves in such a way that the track spacing increases when it rotates in one direction, free rotation is possible between the inner and outer rings, and if the inner ring rotates in the opposite direction and the track interval narrows, the clutch between the inner and outer rings moves. It becomes a state. On the other hand, the outer ring is rotatably attached to the inner ring at a fixed position in the central axis direction thereof, and is coupled with a rotating body having a torque transmission surface at a position facing the outer surface of the outer ring via torque transmission means. Therefore, the rotation of the outer ring is transmitted to the rotating body, and the outer ring and the rotating body rotate together.

【0008】次に本発明によれば、外輪溝と回転体溝と
を中心軸を含む面に対して同じ角度傾斜するように配設
し、この両溝に球体を嵌合させているので、例えば、一
定の軸方向位置で内輪との間で回転自在な回転体を回転
させるとすると、球体には、回転体の溝の上流側端から
回転力が作用すると共に、外輪溝の下流側端から回転に
対する抵抗モーメントによる力が働く。これらの力は大
きさが等しく方向が反対である。ここで両溝が傾斜して
いるため、上記の力を、斜面に直角方向(球体の中心方
向)の力と斜面に平行方向(球体の接線方向)の力とに
分解することができるから、球体には平行力のなす偶力
とその間の距離即ち溝幅との積に相当する回転モーメン
トが作用することになる。その結果、球体は溝内で回転
しようとし、回転体及び外輪は球体に案内されて溝方向
において互いに反対方向に動こうとする。ところが回転
体は軸方向位置を固定されているので、外輪が溝方向従
って軸方向に動くことになる。このように回転体と外輪
とが回転力を与えられて何れかの方向に回転すると、外
輪は中心軸方向において何れかの方向に動き、その回転
方向により軌道間隔を広げるか又は狭める。即ち、内輪
の回転に伴う外輪の回転、又は回転体の回転により、外
輪と回転体との間に上記作用が生じ、内外輪間では、こ
ろによる引き離し又は引き寄せ力に基づく動きに、上記
外輪の動きが加えられることになる。
Next, according to the present invention, the outer ring groove and the rotor groove are arranged so as to be inclined at the same angle with respect to the plane including the central axis, and the spherical body is fitted in both grooves. For example, if a rotatable body is rotated between the inner ring and the inner ring at a constant axial position, a rotational force acts on the sphere from the upstream end of the groove of the rotor and the downstream end of the outer ring groove. The force due to the resistance moment against the rotation works. These forces are equal in magnitude and opposite in direction. Since both grooves are inclined here, the above force can be decomposed into a force in the direction perpendicular to the slope (center direction of the sphere) and a force in the direction parallel to the slope (tangential direction of the sphere). A rotating moment corresponding to the product of the couple of parallel forces and the distance between them, that is, the groove width, acts on the sphere. As a result, the sphere tries to rotate in the groove, and the rotating body and the outer ring are guided by the sphere and try to move in directions opposite to each other in the groove direction. However, since the position of the rotating body is fixed in the axial direction, the outer ring moves in the groove direction and thus in the axial direction. Thus, when the rotating body and the outer ring are rotated in any direction by being given a rotational force, the outer ring moves in any direction in the central axis direction, and the orbit interval is widened or narrowed depending on the rotation direction. That is, the rotation of the outer ring accompanying the rotation of the inner ring or the rotation of the rotating body causes the above-described action between the outer ring and the rotating body, and between the inner and outer rings, the movement of the outer ring due to the separation or pulling force of the rollers causes Motion will be added.

【0009】この場合、外輪は、回転体と外輪とが回転
すると同時に、溝の傾斜に従って動き出すので、ころの
動きによって外輪が動かされるときの外輪の動きよりも
大きく且つ早く動かされる。その結果、クラッチ側の回
転では、遊びがなくなり早く内外輪間がクラッチ状態に
なる。又、自由回転時には、ころによる内外輪間に生ず
る引き離し力によって内外輪間が離れる以上にその間を
離すことができるので、自由回転時のトルクが減少す
る。更に、球体を、トルクの伝達のみならず、外輪の移
動にも利用できるので、簡単な構成で多機能化が図られ
る。なお、このような外輪の動きは、球体の回転により
もたらされるものであるから、すべり摩擦を伴わず、こ
ろがり摩擦だけが生ずるので極めて僅かの抵抗で滑らか
に行われる。従って、回転体の回転により球体を動かす
力は作用するが、ころの回転による内外輪間に生ずるク
ラッチ力又は引き離し力に悪影響を与えることは全くな
い。
In this case, the outer ring starts to move in accordance with the inclination of the groove at the same time as the rotating body and the outer ring rotate, so that the outer ring is moved larger and faster than the movement of the outer ring when the outer ring is moved by the movement of the rollers. As a result, in rotation on the clutch side, there is no play, and a clutch state is quickly established between the inner and outer wheels. Further, during free rotation, the separation force generated between the inner and outer rings by the rollers allows the inner and outer rings to be separated from each other more than they are separated, so that the torque during free rotation is reduced. Furthermore, since the sphere can be used not only for transmitting torque but also for moving the outer ring, it is possible to achieve multiple functions with a simple configuration. Since such movement of the outer ring is brought about by the rotation of the spherical body, only rolling friction is generated without sliding friction, so that the outer ring is smoothly moved with very little resistance. Therefore, although the force of moving the sphere acts due to the rotation of the rotating body, it does not adversely affect the clutch force or the separation force generated between the inner and outer rings due to the rotation of the rollers.

【0010】[0010]

【実 施 例】図1は実施例のころがり軸受クラッチの
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、内輪1の外表面と外輪2の内表面とに相対向して
道4を形成するように内輪軌道面1aと外輪軌道面2a
とを設け、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内輪1の中
心軸5を含む面から一定角度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)、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
面を備えた回転体としてのハウジング6を設け、ハウジ
ング6を後述するトルク伝達手段を介して外輪2と結合
することにより構成している。
EXAMPLE FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a rolling bearing clutch of an example, and FIG. 2 is a perspective view of the roller portion. First, the overall structure of the rolling bearing clutch will be described with reference to these drawings. The present rolling bearing clutch, the inner ring raceway surface 1a and the outer ring raceway surface 2a as to face to the outer surface and the inner surface of the outer ring 2 of the inner ring 1 forming the trajectories <br/> canal 4
Are provided, and the inner and outer ring raceways 1a and 2a are made into single-leaf rotating hyperboloids, and the inner race 1 is made to linearly contact the inner and outer ring raceways.
A plurality of rollers 3 are arranged at an angle β of, for example, 15 ° with respect to the plane including the mandrel 5 (Fig. 2), and rotate relative to the inner ring 1 at a certain position in the direction of the central axis 5. A housing 6 as a rotating body having a torque transmitting surface is provided at a position that is freely attached and faces the outer surface of the outer ring 2, and the housing 6 is connected to the outer ring 2 via a torque transmitting means described later. There is.

【0011】ハウジング6は、本実施例では、内輪1上
に軸受7を介して配設されているが、これを、内輪1を
駆動する軸に軸受を介して又は直接回転可能に取りつけ
ることもできる。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からのスラスト荷重を受けている。
そして、ハウジング6のばね受け面6aと外輪2の一端
側面との間には、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。この皿ばね8は、後述する
ようにこれを省略することも可能である。又ハウジング
6には、入力側又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6bが設けられている。更に、ハウ
ジング6と外輪2との間には、トルク伝達手段を構成す
る球体としてのボール9が設けられている。ボール9
は、図3及び図4に示す外輪2及びハウジング6に設け
られた溝内に嵌合している。
In this embodiment, the housing 6 is arranged on the inner ring 1 via a bearing 7. However, the housing 6 may be rotatably attached to the shaft for driving the inner ring 1 via the bearing or directly. it can. The bearing 7 receives a radial load from the housing 6 coupled to the input side or the output side and a thrust load from the outer ring 2 via the housing 6.
A disc spring 8 for urging the outer ring 2 in the clutch direction is arranged between the spring receiving surface 6a of the housing 6 and one end side surface of the outer ring 2. The disc spring 8 can be omitted as described later. Further, the housing 6 is provided with a mounting bolt hole 6b so that the input side or the output side can be connected. Further, a ball 9 is provided between the housing 6 and the outer ring 2 as a sphere that constitutes a torque transmitting means. Ball 9
Are fitted in the grooves provided in the outer ring 2 and the housing 6 shown in FIGS. 3 and 4.

【0012】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、その進行を停止させるためであ
る。本実施例では、ストッパ11は、クラッチ時にころ
がねじ込まれたときに一定位置でこれを停止させ、一定
値以上のトルクが掛からないようにするトルクリミッタ
の作用をさせている。但し、このような作用をさせず、
単にころの抜け出しを防止する目的のものとしてもよ
い。
The inner ring 1 and the outer ring 2 are provided with a collar 10 and a stopper 11, respectively, which stop the axial movement of the roller 3. This is because when the roller 3 advances axially in the raceway 4, the progress is stopped. In the present embodiment, the stopper 11 acts as a torque limiter that stops the roller at a fixed position when the roller is screwed in at the time of clutching so that torque above a fixed value is not applied. However, without causing such an action,
The purpose may be simply to prevent the rollers from slipping out.

【0013】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。同図では、ころ3の
うちの3−1が、中心軸5を含み紙面に直角な方向の面
に対して角度β傾斜した状態を示している。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。
In FIG. 2, the rollers 3 are arranged on the inner ring 1 at an angle β with respect to the cross section including the central axis 5, and the respective positions between the rollers are held by a retainer 12 so that they do not contact each other. There is. In the figure,
3-1 of which is a surface including the central axis 5 and in a direction perpendicular to the paper surface.
The angle β is inclined with respect to. In this way, adjacent rollers that rotate in the same direction do not collide with each other at tangential velocities in the opposite directions,
The rotation and revolution of roller 3 become smooth.

【0014】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=1 yo2 /ao2 −xo2 /bo2=1 ここで、xi 、xo 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、yi 、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、bi、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、bi、ao、boの値はそれぞれ、約7.5、3
0.1、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。
Next, the raceway surfaces 1a and 2a of the inner ring 1 and the outer ring 2 are single-leaf rotating hyperboloids obtained by rotating the hyperbola shown in the following equation around the central axis 5 so as to make linear contact with the rollers 3. . yi 2 / ai 2 −xi 2 / bi 2 = 1 yo 2 / ao 2 −xo 2 / bo 2 = 1 where x i and x o are the centers of the inner ring raceway surface 1 a and the outer ring raceway surface 2 a, respectively. Distance in the direction of axis 5, y i , y
o is the distance from the central axis 5 of the inner ring raceway surface 1a and the outer ring raceway surface 2a in an arbitrary cross section including the central axis 5, respectively.
Also, ai, bi, ao, and bo are constants. Now, the central axis 5 in the reference plane (the origin plane of the hyperbola) on the small diameter side of the inner and outer rings
To the center of the orbit 4 is F, the radius of the roller 3 is r,
When the tilt angle is β and the calculation is performed in the case of F = 9, r = 1.5 and β = 15 ° (the calculation is complicated, it is omitted),
The values of ai, bi, ao, and bo are about 7.5 and 3, respectively.
0.1, 10.5 and 37 are given, and the shape of the single-leaf rotating hyperboloid of the inner and outer ring raceways is given.

【0015】以上のような構成により、例えば内輪1を
矢印A方向に回転させると、ころ3は内輪軌道面1aに
案内されて矢印B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方向にも進む。
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、軌道の間隔が広がり、内外輪間で
は自由回転が可能になる。一方、内輪1が矢印Aとは反
対方向に回転すれば、上記と反対の動作が起こり、内外
輪1、2間の軌道間隔が狭まり、内外輪間はクラッチ状
態になる。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。上記
作用について、図7により更に説明する。 図7は、内外
輪軌道面1a、2a間にころ3が介装された状態を平面
的に模擬的に示している。即ち、実際には円錐面に近い
単葉回転双曲面である内外輪軌道面1a、2aを部分的
に実線の枠1P、2Pで平面的に表示し、内輪軌道面1
a上に鎖線で示すころ3があり、その上に外輪軌道面2
aが被さった状態を示している。そして、Y、Y´は内
外輪の回転方向を示し、X、X´は中心軸5方向を示
す。 外輪軌道面2aをY方向に回転させると、内輪軌道
面1aが動かないものとすれば、外輪軌道面2aは傾斜
したころ3の回転に案内されてY方向に回転すると共に
X方向にも動き、太い2点鎖線で示す枠2P´の位置に
移動する。ころ3もころ3´で表示されている太い2点
鎖線の位置に移動する。このころ3´の位置は、内輪軌
道面1a上では矢印Dのように移動した位置であり、外
輪軌道面2a´上ではころ3¨で示されている最初の位
置から矢印Eのように移動した位置である。 このような
外輪軌道面2a及びころ3の動きにより、外輪軌道面2
aは矢印X方向即ち中心軸5(図1参照)方向に距離x
だけ変位する。この変位の方向が、図1において左方向
であれば、軌道4の間隔が広がって内外輪間は自由に相
対回 転でき、その反対であれば、軌道4の間隔が狭ま
り、ころ3が内外輪間でロックし、内外輪間がクラッチ
される。
With the above structure, when the inner ring 1 is rotated in the direction of arrow A, the rollers 3 are guided by the inner ring raceway surface 1a to revolve on the inner ring 1 while rotating in the direction of arrow B, and the inner ring 1 is rotated. It goes up to the left in the direction of the central axis.
Since the direction of rotation of the roller 3 is opposite to the outer ring raceway surface 2a, the roller 3 moves to the right in the opposite direction to the outer ring raceway surface 2a. As a result, the inner and outer rings 1, 2 are guided by the rotation of the rollers 3 and are moved in opposite directions in the direction of the central axis 5, the space between the raceways 4 is widened, and free rotation is possible between the inner and outer rings. On the other hand, when the inner ring 1 rotates in the direction opposite to the arrow A, the operation opposite to the above occurs, the orbital interval between the inner and outer rings 1 and 2 is narrowed, and a clutch state is established between the inner and outer rings. The rotation of the outer ring 2 is transmitted to the housing 6, and the outer ring and the housing 6 rotate as a unit. the above
The operation will be further described with reference to FIG. 7. Figure 7 shows inside and outside
The state in which the roller 3 is interposed between the ring raceways 1a, 2a is a plane
It is shown in a simulated manner. That is, it is actually close to a conical surface
The inner and outer ring raceways 1a and 2a, which are uniplane rotating hyperboloids, are partially
Is indicated by a solid line frame 1P, 2P on a plane, and the inner ring raceway surface 1
There is a roller 3 shown by a chain line on a, and the outer ring raceway surface 2 is on it.
The state in which a is covered is shown. And Y and Y'are inside
The rotation direction of the outer ring is shown, and X and X'show the direction of the central axis 5.
You. When the outer ring raceway surface 2a is rotated in the Y direction, the inner ring raceway is
Assuming that the surface 1a does not move, the outer ring raceway surface 2a is inclined.
It is guided by the rotation of the roller 3 and rotates in the Y direction.
It also moves in the X direction and moves to the position of the frame 2P 'shown by the thick two-dot chain line.
Moving. Thick two points that are displayed as Coro 3 and Coro 3 '
Move to the position of the chain line. The position of this roller 3'is the inner ring gauge.
On the road surface 1a, it is a position moved as shown by arrow D,
On the ring raceway surface 2a ', the first position shown by the rollers 3
This is the position moved from the position as indicated by arrow E. like this
By the movements of the outer ring raceway surface 2a and the rollers 3, the outer ring raceway surface 2
a is the distance x in the direction of arrow X, that is, in the direction of the central axis 5 (see FIG. 1)
Only displaced. The direction of this displacement is to the left in FIG.
If so, the space between the orbits 4 widens and the inner and outer rings freely
Can pair times rolling, if it is the opposite, the interval of the track 4 is narrow or
, The roller 3 locks between the inner and outer wheels, and the clutch between the inner and outer wheels
To be done.

【0016】図3及び図4は、それぞれ外輪2及びハウ
ジング6に設けられた溝の構造を示す。それぞれの溝2
b及び6cは、図示の如く、断面が円弧状で、外輪2の
外側面及びハウジング6の内側面に中心軸5を含む断面
から共に同じ一定角度例えば18°程度傾けて多数配設
されている。そして図1に示すように、外輪2及びハウ
ジング6のそれぞれの溝2b及び6cが相対向する位置
にあるときにそれぞれの溝内にボール9が嵌め込まれて
いる。このように嵌合された溝2b及び6c並びにボー
ル9がトルク伝達手段を構成する。
3 and 4 show the structures of the grooves provided in the outer ring 2 and the housing 6, respectively. Each groove 2
As shown in the drawing, b and 6c are arcuate in cross section, and a large number of them are arranged on the outer surface of the outer ring 2 and the inner surface of the housing 6 at the same constant angle of about 18 ° from the cross section including the central axis 5. . Then, as shown in FIG. 1, when the grooves 2b and 6c of the outer ring 2 and the housing 6 are at positions facing each other, the balls 9 are fitted in the grooves. The grooves 2b and 6c and the ball 9 thus fitted together form a torque transmitting means.

【0017】図5は上記のトルク伝達手段の作動を説明
するための図である。ハウジング6を例えば自由回転の
方向である矢印C方向に回転させると、ボール9には、
ハウジング6の溝6cの上流側端6cー1から回転に伴
う回転方向の力Fが作用すると共に、外輪溝2bの下流
側端2bー1から回転に対する抵抗モーメントによる力
Fが働く。これらの力は大きさが等しく方向が反対であ
る。そして両溝が同じ角度だけ傾斜しているため、上記
の力を、斜面に直角方向(ボール9の中心方向)の力R
と斜面に平行方向(ボール9の接線方向)の力Hとに分
解することができるから、ボール9には平行力Hのなす
偶力とその間の距離x即ち溝幅との積Hxに相当する回
転モーメントが作用することになる。その結果、ボール
9は溝内で回転しようとし、ハウジング6及び外輪2は
ボール9に案内されて溝方向において互いに反対方向に
動こうとする。ところがハウジング6は軸方向位置を固
定されているので、外輪2が溝2b及び6cの方向、従
って図1において中心軸5方向を左側即ち自由回転側に
動くことになる。クラッチ時には、ハウジング6は矢印
Cの反対方向に動き、上記と同様の作用により、今度は
外輪2は溝2b及び6cの方向であって図1において中
心軸5方向を右側即ちクラッチ側に動くことになる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the above torque transmitting means. For example, when the housing 6 is rotated in the direction of arrow C, which is the direction of free rotation, the balls 9
A force F in the rotation direction due to rotation acts from the upstream end 6c-1 of the groove 6c of the housing 6, and a force F due to a resistance moment against rotation acts from the downstream end 2b-1 of the outer ring groove 2b. These forces are equal in magnitude and opposite in direction. Since both grooves are inclined by the same angle, the above force is applied to the force R in the direction perpendicular to the slope (the direction of the center of the ball 9).
And the force H in the direction parallel to the slope (the tangential direction of the ball 9) can be decomposed, and therefore the ball 9 corresponds to the product Hx of the couple force formed by the parallel force H and the distance x therebetween, that is, the groove width. Rotational moment will act. As a result, the ball 9 tries to rotate in the groove, and the housing 6 and the outer ring 2 are guided by the ball 9 and try to move in directions opposite to each other in the groove direction. However, since the housing 6 is fixed in the axial position, the outer ring 2 moves in the direction of the grooves 2b and 6c, that is, in the direction of the central axis 5 in FIG. When the clutch is engaged, the housing 6 moves in the direction opposite to the arrow C, and the outer ring 2 moves toward the grooves 2b and 6c in the direction of the center axis 5 in FIG. become.

【0018】このようにハウジング6と外輪2とが回転
力を与えられて何れかの方向に回転すると、外輪2は中
心軸5方向において何れかの方向に動き、その回転方向
により軌道間隔を広げるか又は狭める。即ち、内輪1の
回転に伴う外輪2の回転、又はハウジング6の回転によ
り、外輪2とハウジング6との間に上記作用が生じ、外
輪は、ころ3による引き離し力又は引き寄せ力により動
かされることに加えて、ボール9によっても動かされる
ことになる。
Thus, when the housing 6 and the outer ring 2 are rotated in any direction by being given a rotational force, the outer ring 2 moves in any direction in the direction of the central axis 5, and the orbital interval is widened depending on the rotating direction. Or narrow it. That is, the rotation of the outer ring 2 accompanying the rotation of the inner ring 1 or the rotation of the housing 6 causes the above-described action between the outer ring 2 and the housing 6, and the outer ring is moved by the pulling force or the pulling force of the rollers 3. In addition, it is also moved by the ball 9.

【0019】この場合、ボール9を介する外輪2の動き
は、ハウジング6及び外輪2の回転と同時に始まるの
で、ころ3の動きによって外輪2が動かされるときの外
輪2の動きよりも大きく且つ早い。その結果、クラッチ
側に回転するときには、遊びがなくなり早く内外輪1、
2間がクラッチ状態になる。従って、例えばハウジング
6がクラッチ側に回転すると、図6に示す如く、内外輪
間においてその捩じれ角に対応して遊びなくトルクが伝
達される。一方自由回転時には、ころ3により内外輪間
に生ずる引き離し力によって内外輪間が離れる以上にそ
の間を離すことができ、自由回転時のトルクが減少す
る。更に、ボール9を、トルクの伝達のみならず、外輪
2の移動にも利用できるので、簡単な構成で多機能化を
図ることができる。
In this case, since the movement of the outer ring 2 via the ball 9 starts simultaneously with the rotation of the housing 6 and the outer ring 2, it is larger and faster than the movement of the outer ring 2 when the outer ring 2 is moved by the movement of the rollers 3. As a result, when rotating to the clutch side, there is no play and the inner and outer races 1,
A clutch state is established between the two. Therefore, for example, when the housing 6 rotates to the clutch side, as shown in FIG. 6, torque is transmitted between the inner and outer wheels corresponding to the twist angle without play. On the other hand, during free rotation, the separation force generated between the inner and outer rings by the roller 3 allows the inner and outer rings to be separated from each other more than they are separated, and the torque during free rotation is reduced. Further, since the ball 9 can be used not only for transmitting torque but also for moving the outer ring 2, it is possible to achieve multi-functionality with a simple configuration.

【0020】又、本発明では外輪溝2bとハウジングの
溝6cとを同じ角度傾斜させているので、ボール9は溝
2b及び6c内ですべり摩擦を伴うことなく回転のみに
よって動き、外輪2はハウジング6に対して、ころがり
摩擦の下に極めて僅かの抵抗で滑らかに動かされる。従
って、このような外輪2の動きが、ころ3の回転による
内外輪1、2間に生ずるクラッチ力又は引き離し力に悪
影響を与えることは全くない。更に本ころがり軸受クラ
ッチでは、クラッチ状態において、例えば従動側になる
ハウジング6を駆動側になる内輪1よりも早く回転させ
れば、外輪2はボール9に案内されて自由回転側に動
き、クラッチ状態をオフにすることが可能で、ころがり
軸受クラッチをオン/オフクラッチとして用いることが
できる。
Further, in the present invention, since the outer ring groove 2b and the housing groove 6c are inclined at the same angle, the ball 9 moves in the grooves 2b and 6c only by rotation without sliding friction, and the outer ring 2 moves in the housing. For 6, it is moved smoothly under rolling friction with very little resistance. Therefore, such movement of the outer ring 2 does not adversely affect the clutch force or the separation force generated between the inner and outer rings 1 and 2 due to the rotation of the rollers 3. Further, in the present rolling bearing clutch, in the clutch state, for example, if the housing 6 on the driven side is rotated faster than the inner ring 1 on the driving side, the outer ring 2 is guided by the balls 9 to move to the free rotation side, and the clutch state is maintained. Can be turned off and the rolling bearing clutch can be used as an on / off clutch.

【0021】なお本実施例では、図1に示す如く、クラ
ッチ方向に外輪2を付勢するために皿ばね8を設けてい
るが、外輪2とハウジング6との間でトルクが伝達され
る時には、外輪2が直ちにクラッチ側に動かされるの
で、皿ばね8を省略することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the disc spring 8 is provided to urge the outer ring 2 in the clutch direction. However, when torque is transmitted between the outer ring 2 and the housing 6, Since the outer ring 2 is immediately moved to the clutch side, the disc spring 8 can be omitted.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、外輪をころ
により軸方向に動かすことに加えて、傾斜溝とその間に
嵌合する球体との組み合わせにより積極的に且つ滑らか
に軸方向に動かすので、クラッチの嵌脱性を向上させ、
自由回転トルクを減少し、トルク伝達手段の機能の向上
を図ることができる。。
As described above, according to the present invention, in addition to moving the outer ring in the axial direction by means of rollers, the outer ring is positively and smoothly moved in the axial direction by the combination of the inclined groove and the spherical body fitted therebetween. Therefore, it improves the fitting and dismounting of the clutch,
The free rotation torque can be reduced and the function of the torque transmission means can be improved. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例のころがり軸受クラッチの断面図であるFIG. 1 is a sectional view of a rolling bearing clutch according to an embodiment.

【図2】上記クラッチのころの配置を示す斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view showing an arrangement of rollers of the clutch.

【図3】(a)乃至(c)は上記クラッチの外輪溝の形
状を示し、(a)は断面図、(b)は側面図、(c)は
部分平面図である。
3 (a) to (c) show shapes of outer ring grooves of the clutch, (a) is a sectional view, (b) is a side view, and (c) is a partial plan view.

【図4】(a)及び(b)は上記クラッチのハウジング
の溝の形状を示し、(a)は断面図、(b)は側面図で
ある。
4A and 4B show the shape of a groove of the clutch housing, FIG. 4A is a sectional view, and FIG. 4B is a side view.

【図5】上記クラッチのハウジングと外輪間の動作の説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory view of the operation between the housing of the clutch and the outer ring.

【図6】捩じれ角とトルクの関係を示す曲線図である。FIG. 6 is a curve diagram showing a relationship between a twist angle and torque.

【図7】[Figure 7] ころを介する内外輪間の相対的動きを平面的にPlanes the relative movement between the inner and outer rings through the rollers
模擬的に示す説明図である。It is explanatory drawing shown in a simulation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 内輪 1a 内輪軌道面 2 外輪 2a 外輪軌道面(外輪軌道面) 2b 外輪溝 3 ころ 4 軌道 5 中心軸 6 ハウジング(回転体) 6c ハウジング溝(回転体溝) 9 ボール(球体) 1 Inner ring 1a Inner ring raceway surface 2 Outer ring 2a Outer ring raceway surface (Outer ring raceway surface) 2b Outer ring groove 3 Roller 4 Raceway 5 Center shaft 6 Housing (rotating body) 6c Housing groove (rotating body groove) 9 Ball (sphere)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内輪の外表面と外輪の内表面とに相対向
して軌道を形成するように内輪軌道面と外輪軌道面とを
設け、 前記内外輪軌道面を単葉回転双曲面とし、前記内外輪軌
道面に線状に接触するように前記内輪の中心軸を含む面
から一定角度傾斜させて複数個のころを配設し、 前記内輪に対して前記中心軸方向の一定位置で相対的に
回転自在に取り付けられ前記外輪の外側面に対向する位
置にトルク伝達面を備えた回転体を設け、 該回転体をトルク伝達手段を介して外輪と結合したころ
がり軸受クラッチに於いて、 前記トルク伝達手段は、前記外輪の前記外側面に前記中
心軸を含む面から所定角度傾斜して設けられ断面が円弧
状の外輪溝と、前記回転体の内側表面に前記所定角度と
同じ角度傾斜して設けられ断面が円弧状の回転体溝と、
前記外輪溝と前記回転溝とに嵌合する球体と、を有す
ることを特徴とするころがり軸受クラッチ。
1. The outer surface of the inner ring and the inner surface of the outer ring face each other.
The inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface to form a raceway.
Provided, said inner ring raceway surface and monoplane rotational hyperboloid, a plane including the central axis of the inner ring in contact linearly within said outer ring raceway surface
They were allowed a certain angle inclined disposed a plurality of rollers, a torque transmission surface in a position facing the outer surface of the outer ring mounted for relative rotation at a constant position of the center axis direction with respect to the inner ring the rotating body having provided, in the rolling bearing clutch coupled with the outer ring via the torque transmission means the rotating body, the torque transmitting means is a predetermined angle from the plane containing the central axis to the outer surface of the outer ring An outer ring groove that is provided with an inclination and has an arc-shaped cross section;
A rolling bearing clutch, comprising: a spherical body fitted in the outer ring groove and the rotating body groove.
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