JPH0960657A

JPH0960657A - １方向クラッチ

Info

Publication number: JPH0960657A
Application number: JP7217411A
Authority: JP
Inventors: Ken Yamamoto; 山本　　憲
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 1995-08-25
Publication date: 1997-03-04

Abstract

(57)【要約】【目的】１方向クラッチとしての機能と転がり軸受と
しての機能を併せもった１方向クラッチを提供する。【構成】外輪２は、標準深溝玉軸受の軸受外輪を軸受
中心線に沿って２分割し、また、その軌道面２ａの溝底
に円周溝２ｂを設けたものである。２分割された外輪２
は、保持リング５によって一体化される。保持器４は、
外輪２の円周溝２ｂに適合装着される。保持器４は、１
つの割り口を有する分割リングで、ポケット側の壁面に
カム面４ｄを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転トルクを１方
向に伝達・遮断する１方向クラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、機械式の１方向クラッチは、内
側回転部材と外側回転部材との間に複数のトルク伝達部
材を介在させ、トルク伝達部材の両部材に対する係合・
離脱を介して、両部材間で回転トルクを１方向に伝達又
は遮断するものであるが、トルク伝達部材としてボール
又はローラ（ころ）を用いるタイプと、スプラグを用い
るタイプとに大別される。前者のタイプは、内側回転部
材の外周または外側回転部材の内周のうち一方にカム面
を設け、このカム面と他方の部材との間に形成される１
方向のくさび隙間に対してボール（又はローラ）を係合
・離脱させるものであり、後者のタイプは、カム面を有
するスプラグを傾動制御して、内側回転部材の外周およ
び外側回転部材の内周に対して係合・離脱させるもので
ある。いずれのタイプのクラッチも、トルク遮断時、ト
ルク伝達部材が両部材から離脱してフリーになるので、
クラッチ自体はラジアル荷重を支持する機能は持たず、
通常、ラジアル軸受と組み合わせて使用される場合が多
い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のように、１方向
クラッチとラジアル軸受を併用する構成では、軸方向寸
法、重量、コストの増大になるので、寸法的、重量的、
コスト的な制約の厳しい用途には不利になる。

【０００４】本発明は、比較的簡単な構造で、１方向ク
ラッチとしての機能と転がり軸受としての機能を併せも
った１方向クラッチを提供することにより、上記のよう
な問題点を解決しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の１方向クラッチ
は、外周に軌道面が設けられた内側回転部材と、内周に
軌道面が設けられ、軸線と直交する方向に２分割された
外側回転部材と、双方の軌道面間に介在する複数の転動
体と、一方の軌道面に配され、他方の軌道面と１方向に
くさび隙間を形成するカム面を有するリング状の保持器
と、２分割された外側回転部材を一体に保持する保持リ
ングとを備え、転動体の前記くさび隙間に対する係合・
離脱を介して回転トルクの伝達・遮断を行なうものであ
る。

【０００６】保持器は、１つの割り口を有する分割リン
グとしても良いし、複数の部分リングを円周方向に合わ
せて構成しても良い。

【０００７】また、保持器は、内側回転部材および外側
回転部材のうち一方の軌道面に設けた円周溝に適合装着
しても良い。この場合、保持器は、円周溝に適合装着さ
れる環状部と、この環状部から他方の軌道面側に延びた
複数の柱部と、環状部および円周方向に隣り合った柱部
で囲まれ、転動体を収容可能なポケットと、環状部のポ
ケット側の壁面に設けられ、他方の軌道面と１方向にく
さび隙間を形成するカム面とを有する形状とすると良
い。

【０００８】さらに、内側回転部材および外側回転部材
として軸受軌道輪を用いても良い。

【発明の実施の形態】

【０００９】図１に示す１方向クラッチは、内側回転部
材としての内輪１、軸線と直交する方向に２分割された
外側回転部材としての外輪２、内輪１の軌道面１ａと外
輪２の軌道面２ａとの間に介在する複数のボール３、ボ
ール３を保持する保持器４、および、２分割された外輪
２を一体に保持する保持リング５を主要な構成要素とす
る。外輪２の両端部内径には、一対のシール部材６が装
着される。

【００１０】この実施例において、外輪２は、標準深溝
玉軸受の軸受外輪を軸受中心線に沿って２分割し、その
軌道面２ａの溝底に円周溝２ｂを設けたものである。外
輪２の軌道面２ａに円周溝２ｂを設けたのは、以下に説
明する保持器４を装着するためであり、また、外輪２を
２分割構造にしたのは、ボール３の軌道面１ａ・２ａ間
への組み込み、保持器４の円周溝２ｂへの組み込みを容
易にするためである。尚、内輪１は標準深溝玉軸受の軸
受内輪をそのまま使用している。

【００１１】組み立てに際しては、内・外輪１、２間に
ボール３および保持器４を組み込み、外輪２の外周に保
持リング５を嵌着した後、保持リング５の一端部または
両端部を外輪２の端面側に加締めて一体化する。この実
施例では、保持リング５の他端部に予め鍔５ａを形成し
ておき、保持リング５を外輪２の外周に嵌着した後、一
端部のみを加締めて鍔５ｂを成形した。尚、外輪２の外
周に保持リング５を嵌着（圧入）するだけで充分な保持
力が得られる場合は、上記のような加締作業を省略する
こともできる。その場合は、保持リング５を片鍔のみあ
るいは鍔なしの形状にすると良い。

【００１２】図２に示すように、保持器４は、外輪２の
円周溝２ｂに適合装着される環状部４ａと、環状部４ａ
から内径側に連続して延びた複数の柱部４ｂと、環状部
４ａおよび円周方向に隣り合った柱部４ｂで囲まれて形
成されたポケット４ｃと、環状部４ａのポケット側の壁
面に設けられたカム面４ｄとを備えている。また、この
実施例において、保持器４は１つの割り口４ｅを有する
分割リングであり、内径側又は外径側から外力を加える
と自在に拡径又は縮径し、外力を取り除くと弾性により
元の状態に戻る。保持器４の自然状態における外径Ｄ
は、外輪２の円周溝２ｂの溝底径と同程度に設定され
る。「同程度」には、見かけ上（製作誤差の範囲内
で）同一の場合、僅かに小さい場合が含まれる。保持
器４の幅は、円周溝２ｂの幅よりも若干小さくすると良
い。

【００１３】図３に拡大して示すように、保持器４のカ
ム面４ｄは、ボール３の軌道面１ａとの接触点Ｃ１（軌
道面２ａとの接触点Ｃ２）における接線Ｌに対して角度
θだけ傾斜したテーパ面である。この傾斜角θは、１方
向クラッチにおける一般的な値を基準にして設定すると
良い。カム面４ｄがこのような形状を有するため、カム
面４ｄと軌道面１ａとの間に１方向（同図で左回転方
向）に縮小したくさび隙間が形成される。

【００１４】図３は、ボール３がくさび隙間から離脱し
ている状態を示しているが、この状態では、ボール３は
軌道面１ａ・２ａと点Ｃ１・Ｃ２で接触しながら転動
し、通常の軸受転動体として機能する。そのため、外輪
２と内輪１との間で回転トルクが遮断され、外輪２が内
輪１に対して空転する。同時に、外輪２からのラジアル
荷重は複数のボール３によって支持される。一方、同図
に示す状態から、ボール３が保持器４に対し左回転方向
に相対移動してカム面４ｄを押圧すると、保持器４が僅
かに拡径し、環状部４ａの反ポケット側の壁面（外径
Ｄ）が円周溝２ｂの溝底に圧接する。そして、この状態
からボール３がさらに左回転方向に相対移動すると（あ
るいは相対移動しようとすると）、ボール３がカム面４
ｄと軌道面１ａとの間に形成されるくさび隙間に完全に
係合し、ボール３がロックされる。これにより、外輪２
からの回転トルクが外輪２→保持器４→ボール３→内輪
１という経路で伝達され、内輪１が外輪２と一体に回転
する。

【００１５】この１方向クラッチは、上記のようなボー
ル３のくさび隙間に対する係合・離脱を、保持器４の外
輪２に対する連れ回り回転によって自動的に行なう構成
になっている。上述したように、保持器４の自然状態
（ボール３から力を受けていない状態）における外径Ｄ
は円周溝２ｂの溝底径と同程度に設定されている。その
ため、外輪２が回転すると、環状部４ａと円周溝２ｂと
の接触による摩擦力や、環状部４ａと円周溝２ｂとの間
に形成される油膜の粘性等によって、保持器４が外輪２
から回転方向に力を受けて連れ回り回転する。例えば、
図３において、外輪２が左回転方向に回転すると、保持
器４は外輪２の回転に引きずられて左回転方向に連れ回
り回転する。そのため、ボール３が保持器４に対し右回
転方向に相対移動してくさび隙間から離脱し、回転トル
クが遮断される。この状態から、外輪２の回転が右回転
方向に切り換わると、保持器４が外輪２の回転に引きず
られて右回転方向に連れ回り回転する。そのため、ボー
ル３が保持器４に対し左回転方向に相対移動してくさび
隙間に係合し、回転トルクが伝達される。すなわち、外
輪２の内輪１に対する相対回転方向の変化によって、ク
ラッチのトルク伝達・遮断が自動的に切り換わるのであ
る。

【００１６】尚、１方向クラッチの切換応答性は、保持
器４の連れ回り回転力、カム面４ｄの形状（傾斜角θ
等）、クラッチクリアランス等に依存するので、これら
の要素を使用条件等に応じて最適設定すると良い。

【００１７】図４に示す実施例は、保持器４を複数の部
分リング４’を円周方向に合わせて構成したものであ
る。各部分リング４’は、それぞれ、外輪２の円周溝２
ｂに適合装着される環状部４ａ’と、環状部４ａ’から
内径側に延びた２つの柱部４ｂ’と、環状部４ａ’およ
び２つの柱部４ｂ’で囲まれて形成された１つのポケッ
ト４ｃ’と、環状部４ａ’のポケット側の壁面に設けら
れたカム面４ｄ’とを備えている。各部分リング４’
は、カム面４ｄ’がボール３によって押されると外径側
に僅かに移動し、環状部４ａ’の反ポケット側の壁面が
円周溝２ｂの溝底に圧接する。その他の基本的な作用効
果は上述した実施例と同様であるので、説明を省略す
る。

【００１８】本発明は以上に例示した構成に限定され
ず、例えば、転動体としてころを用いても良く（例えば
標準円筒ころ軸受を利用すると良い。）、保持器として
他の形状のもの（例えば柱部がないもの）を用いても良
く、また、上述した構成に準じ、保持器を内輪の軌道面
（保持器を装着する側の軌道面に円周溝を設けると良
い。ただし、本発明は軌道面の円周溝に保持器を適合装
着する構成には限定されない。）に装着した構成として
も良い。さらに、本発明の１方向クラッチは、広く、回
転トルクを１方向に伝達又は遮断制御する機構一般に用
いることができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の１方向クラッチは、比較的簡単
な構造でありながら、１方向クラッチとしての機能と転
がり軸受としての機能を併せもっているので、ラジアル
軸受と併用する従来構成に比べ、軸方向寸法の縮小、重
量軽減、コスト低減になり、特に、寸法的、重量的、コ
スト的な制約の厳しい用途に好適である。

【００２０】また、２分割の外側回転部材、内側回転部
材、転動体、保持器といったクラッチ要素を保持リング
によって一体化した構造であるので、取り扱いに便利で
ある。

【００２１】さらに、内側回転部材、外側回転部材とし
て、標準軸受軌道輪をそのまま、あるいは、若干の加工
を施して使用することができるので、コスト的にきわめ
て有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係わる１方向クラッチの縦断面図（図
ａ）、横断面図（図ｂ）である。

【図２】保持器の側面図である。

【図３】図１におけるカム面の周辺部を示す拡大断面図
である。

【図４】他の実施例に係わる１方向クラッチの横断面図
である。

【符号の説明】

１内輪１ａ軌道面２外輪２ａ軌道面２ｂ円周溝３ボール４保持器４ｄカム面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周に軌道面が設けられた内側回転部材
と、内周に軌道面が設けられ、軸線と直交する方向に２
分割された外側回転部材と、双方の軌道面間に介在する
複数の転動体と、一方の軌道面に配され、他方の軌道面
と１方向にくさび隙間を形成するカム面を有するリング
状の保持器と、２分割された外側回転部材を一体に保持
する保持リングとを備え、転動体の前記くさび隙間に対する係合・離脱を介して回
転トルクの伝達・遮断を行なうことを特徴とする１方向
クラッチ。
【請求項２】保持器が、１つの割り口を有する分割リ
ングであることを特徴とする請求項１の１方向クラッ
チ。
【請求項３】保持器が、部分リングを円周方向に合わ
せたものであることを特徴とする請求項１の１方向クラ
ッチ。
【請求項４】保持器が、前記一方の軌道面に設けられ
た円周溝に適合装着されることを特徴とする請求項１、
２又は３の１方向クラッチ。
【請求項５】保持器が、円周溝に適合装着される環状
部と、この環状部から前記他方の軌道面側に延びた複数
の柱部と、環状部および円周方向に隣り合った柱部で囲
まれ、転動体を収容可能なポケットと、環状部のポケッ
ト側の壁面に設けられ、前記他方の軌道面と１方向にく
さび隙間を形成するカム面とを有することを特徴とする
請求項４の１方向クラッチ。
【請求項６】内側回転部材および外側回転部材が軸受
軌道輪であることを特徴とする請求項１、２、３、４又
は５の１方向クラッチ。