JPWO2014080635A1 - ローラ型ワンウェイクラッチ - Google Patents

Abstract

コスト及び重量の増加なしに、外輪の運搬時及び組み付け時のローラの脱落防止ができるローラ型ワンウェイクラッチを提供する。ローラ型ワンウェイクラッチは、内面にカム面を有するポケットが形成された外輪と、外輪に対して半径方向内径側に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、環状の外周軌道面を有する内輪と、ポケットに配置され、カム面に係合し、外輪と内輪との間でトルクを伝達する複数のローラと、ポケットに配置され、その一端部でローラをカム面との係合方向に付勢するスプリングとを含み、スプリングの他端部は外輪に固定され、他端部にはローラを径方向で支持する支持部が設けられている。

Description

本発明は、例えば自動車や産業機械などの駆動装置内でトルク伝達、バックストップ等の部品として使用されるローラ型ワンウェイクラッチに関するものである。特に、外輪の運搬時及び組み付け時のローラの脱落防止を図ったローラ型ワンウェイクラッチに関する。

一般に、ローラ型ワンウェイクラッチは、外輪と、外輪と同心に配置される内輪と、内輪の外周面と外輪の内周カム面との間に配され、トルクを伝達する複数のローラと、ローラの空転側に接するスプリングなどから成っている。

このような構成において、ワンウェイクラッチはローラとカム面とで構成されるカム機構により、外輪に対して内輪を一方向のみに回転するようにしている。すなわち内輪は外輪に対して一方向で空転し、その逆方向でのみカム機構を介して外輪に回転トルクを与える構成となっている。

一般に、ローラ型ワンウェイクラッチは、確実な噛み合わせを得るため、トルク伝達部材であるローラや、それを付勢するスプリングなどが外輪に設けたポケットに配置されている。

このようなローラ型ワンウェイクラッチでは、外輪、ローラ、スプリングをサブアッセンブリとして組立て、これに内輪に組み付けている。その際、外輪の内周に設けたポケットに挿着されたローラが内径側に脱落することがある。

特許文献１では、外輪に設けたポケットの開口部の周方向両端に開口側にせり出す保持部を鍛造により形成したローラ型ワンウェイクラッチを開示している。この保持部により、ローラやスプリングが外輪の内周側への脱落が防止される構成である。

特開２００３−１７２３７７号公報

しかしながら、特許文献１に記載のローラ型ワンウェイクラッチでは、ポケット開口部の両端に保持部を設けるため、そのための型を新たに用意する必要があり、コストが増大する恐れがある。

また、保持部を外輪の一部からせり出すような形状に形成するため、外輪の重量が増え、ローラ型ワンウェイクラッチの重量も増加する。

そこで、本発明の目的は、コスト及び重量の増加なしに、外輪の運搬時及び組み付け時のローラの脱落防止ができ、作動の安定したローラ型ワンウェイクラッチを提供することである。

上記目的を達成するため、本願発明のローラ型ワンウェイクラッチは、
内面にカム面を有するポケットが形成された外輪と、
前記外輪に対して半径方向内径側に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、環状の外周軌道面を有する内輪と、
前記ポケットに配置され、前記カム面に係合し、前記外輪と前記内輪との間でトルクを伝達する複数のローラと、
前記ポケットに配置され、その一端部で前記ローラを前記カム面との係合方向に付勢するスプリングと、
を含み、前記スプリングの他端部は外輪に固定され、該他端部には前記ローラを径方向で支持する支持部が設けられていることを特徴としている。

本発明のローラ型ワンウェイクラッチによれば、次のような効果が得られる。

外輪、ローラ、スプリングをサブアッセンブリとして組立てた状態でも、スプリングの支持部がローラを径方向で支持するため、外輪の内周に設けたポケットに挿着されたローラが内径側に脱落することを防止できる。従って、ローラ型ワンウェイクラッチの組立性が向上する。

ポケット開口部の両端に保持部を設ける必要がないため、そのための型を新たに用意する必要がなく、コストを削減できる。

ローラを保持する保持部を外輪の一部からせり出すような形状に形成する必要がないため、外輪の重量が増大することがなく、ローラ型ワンウェイクラッチの軽量化に寄与する。

スプリングを従来と同様に帯板状の材料から作成し、一部の曲げ部を付加するだけなので、コスト上昇も抑えることができる。

ローラを付勢するスプリングにローラを保持する機能をつけたため、従来必要であった保持器が不要となる。

本発明の実施例のローラ型ワンウェイクラッチを示す部分正面図であり、噛み合い時の状態を示している。 図１の部分拡大図である。 本発明の実施例のローラ型ワンウェイクラッチに用いられるスプリングの上面図である。 本発明の実施例のローラ型ワンウェイクラッチの模式図である。 本発明の実施例のローラ型ワンウェイクラッチの模式図である。図４の状態から、ローラ型ワンウェイクラッチがロックしている状態を示している。 本発明の他の実施例を示すローラ型ワンウェイクラッチの軸方向部分断面図である。 支持部の他の形態を示すローラ型ワンウェイクラッチに用いられるスプリングの上面図である。 支持部の更に他の形態を示すローラ型ワンウェイクラッチに用いられるスプリングの上面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。尚、以下説明する実施例は例示として本発明を示しているに過ぎず、その他の変更が可能なことは言うまでもない。

図１は、本発明の実施例のローラ型ワンウェイクラッチを示す部分正面図であり、図２は、図１の部分拡大図である。

図１及び図２は、ローラがカム面と噛み合っている状態、すなわちワンウェイクラッチがロックしている状態、つまりトルクを伝達している状態を示している。図１において、破線で示すローラ３は、カム面１２と係合する前の位置にあることを示している。

図１に示すように、ローラ型ワンウェイクラッチ３０は、カム面１２を有する凹部として形成されたポケット４を内周に備えた環状の外輪１と、外輪１に対して半径方向内径側に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、環状の外周軌道面１１を有する内輪２と、ポケット４内に配置されて内輪２の外周軌道面１１とカム面１２との間でトルクを伝達する複数のローラ３を含んでいる。

外輪１の内径側に設けられるポケット４は、円周方向等配に複数個設けられている。ポケット４には一つのローラ３及びスプリングが配置されている。また、ポケット４の外径側で、カム面１２と周方向の反対側の上面には突起１０が設けられ、ローラ３のスプリング、すなわちアコーデオンスプリング５方向への移動を制限している。これにより、ローラ３がスプリング５を潰すことによるアコーデオンスプリング５のへたりを防止できる。

ポケット４の数は、トルクの大きさに応じて、任意に選択が可能であることは言うまでもない。

図１に示すように、ローラ型ワンウェイクラッチ３０は、ポケット４に配置され、ローラ３をカム面１２との係合方向に付勢するアコーデオンスプリング５を備えている。

図３に関して後述するように、アコーデオンスプリング５の一端部６は、ローラ３を外輪１のカム面１２と内輪２の外周軌道面１１との間に係合するようにローラ３に接触し、付勢力を与えている。この状態では、ローラ３は、外輪１の突起８の側面にも当接している。

一方、一端部６と反対側に設けられたアコーデオンスプリング５の他端部７は、後述するように外輪１に固定されている。ここで、図１の部分拡大図である図２を参照して、アコーデオンスプリング５の他端部７と外輪１との関係を説明する。外輪１は、内径側、つまり内輪２側に突出した突起８を備えている。ポケット４は、この突起８の間に形成されている。突起８の内径側の先端部と内輪２の外周軌道面１１との間には、十分なクリアランスを設けてあるため、先端部と内輪２とが接触することはない。

図３は、本発明の実施例のローラ型ワンウェイクラッチに用いられるアコーデオンスプリングの上面図である。アコーデオンスプリング５は、所定の弾性を有する帯状のシート材料から形成され、本体である蛇腹部２４を備えている。蛇腹部２４は軸方向の端部に、ローラ３の側面に係合し、ローラ３に付勢力を与える一端部６を一体的に備えている。また、蛇腹部２４の一端部６とは反対側には、他端部７が一体的に形成されている。

アコーデオンスプリング５の一端部６には、ローラ３の軸方向端面を保持するためのタブ部２５が設けられている。このため、ローラ３は軸方向の一方向での脱落を防止されている。

他端部７は、蛇腹部２４から連続する第１のプレート２０、第１のプレート２０と一体の第２のプレート２１、第２のプレート２１と一体の第３のプレート２２を備えている。図３から分かるように、第１乃至第３のプレート２０、２１、２２で囲まれたほぼ矩形の空間Ｗが形成され、この空間Ｗに外輪１の突起８が嵌合する。

第３のプレート２２の下部には、第３のプレート２２から軸方向に延在する支持部９が一体的に形成されている。支持部９は、図４に示すように、第３のプレート２２の下端から下方に曲げられ形成され、ローラ３を径方向で支持している。支持部９は、アコーデオンスプリング５に新たな部位を設けず、既存の部位に折り返しを設けて形成されている。

図４は、本発明の実施例のローラ型ワンウェイクラッチの模式図である。また、図５は、本発明の実施例のローラ型ワンウェイクラッチの模式図である。図４の状態から、ローラ型ワンウェイクラッチがロックしている状態を示している。図１や図２のように本来は円周方向に配置されているローラ３、スプリング５などを便宜的に直線上に配置している。図４及び図５では内輪２の図示を省略している。

図４は、外輪１にアコーデオンスプリング５とローラ３を組み付けたサブアッセンブリ状態のローラ型ワンウェイクラッチ３０を示している。アコーデオンスプリング５は、他端部７で外輪１の突起８に嵌合している。この状態で、アコーデオンスプリング５の他端部７に設けた支持部９は、ローラ３の下部を支持しており、ローラ３が内径側に脱落することを防止している。アコーデオンスプリング５の付勢力によって、支持部９に押し付けられる状態でローラ３が保持されている。

図３に示す支持部９は、ほぼ矩形の形状を有するが、ローラ３に接してローラ３の内径方向への脱落を防止できれば他の形状で良い。例えば、図７に示す半円状の支持部９や、図８に示す２個の切片に分割された支持部９も可能である。切片は２個以上設けることもできる。

また、アコーデオンスプリング５は、他端部７で外輪１の突起８の軸方向端面に固定されている。アコーデオンスプリング５の他端部７は、溶接、スポット溶接、接着、ハンダ付け等により外輪１の軸方向端面２７に固定されている。その他の固着方法も可能である。

アコーデオンスプリング５が外輪１の突起８の軸方向端面２７に固定されているため、アコーデオンスプリング５と外輪１との相対位置の変動がほとんどなくなる。このため、外輪内径部、または内輪軌道面との擦れによる摩耗や折損の防止が可能となる。

また、アコーデオンスプリング５の作動中の動きが、外輪１に影響されず、安定したスムーズな動きが可能となる。それにより、ローラの噛み合い性が向上する。

図４及び図５では、アコーデオンスプリング５の他端部７は、一例として溶接で固定されている。そのため、他端部７の表面に２箇所の溶接部２６がある。このとき、外輪１の突起８の軸方向端面に不図示の切欠を設けることができる。切欠を設けることで、アコーデオンスプリング５の径方向のガタを防止できる。また、他端部７の外輪１への固定箇所は、２箇所以外でも良い。例えば、１箇所でも良いし、２箇所以上の複数個所で固定することも可能である。

不図示の側板を設けた場合、側板と外輪との間に隙間が生じるのを防止できる。これは、溶接部２６には溶接によりコンマ数ミリの突起ができ、側板を取り付けると、この突起のため、側板と外輪１との間に隙間ができてしまうためである。切欠は、アコーデオンスプリング５の先端部７の第２プレート２１が嵌合する大きさであることが良い。

側板を設けた場合、側板と外輪１とが隙間が生じないように接するので、ローラ３が軸方向に脱落するのを防止すると共に、アコーデオンスプリング５が脱落することも防止できる。また、外輪１に対するアコーデオンスプリング５の位置決めが安定する。この場合、アコーデオンスプリング５を外輪１に溶接することを省略できる。

ここで、支持部９の状態について説明する。図４で、内輪２に組み付ける前のサブアッセンブリ状態になった外輪１、アコーデオンスプリング５、ローラ３において、支持部９がローラ３の下部を支持している。このサブアッセンブリが内輪２に組みつけられると、ローラ３は、内輪２の外周軌道面１１に支持されるようになる。

内輪１に組付け後、ロック状態のように大きなトルクが入力されると、ローラ３と外輪１の間に挟まれて潰れた状態になる。この場合でも、支持部９はローラ３と摺擦し、ローラ３を支持するが、ローラ３の機能に影響を与えるものではない。アコーデオンスプリング５の一端部６と支持部９とで、ローラ３に対する保持器のような機能を果たしている。

支持部９は、ローラ３の脱落防止機能としてアコーデオンスプリング５に付加した部分であり、強度的には強いものではなく、組み込み時にローラ３が脱落するのを防止する機能をもち、ワンウェイクラッチ作動中においては機能しない。また、作動中においてローラ３が支持部９に衝突するような場合でも、図５に示すように、支持部９は径方向下方に容易に変形する為、ローラ型ワンウェイクラッチ３０の機能上なんら支障をきたすものではない。

図６は、本発明の他の実施例を示すローラ型ワンウェイクラッチの軸方向部分断面図である。この実施例では、ローラ３の軸方向の抜け止めとして、中央に軸方向に貫通した孔を有する円環状のリテーナを用いている。リテーナ３２は、環状で平坦な板部材であるプレート部３３と、プレート部３３の外縁から折り曲げられた環状のフランジ部３４とを備えている。

リテーナ３２は、アコーデオンスプリング５が固定された外輪１の軸方向端面２８側に取り付ける。リテーナ３１は、軸方向端面２８の外周縁に設けた突起部３１にフランジ部３４を加締める、またはスナップ留めすることで外輪１に固定される。図６から明らかなように、ローラ３の軸方向端面とは所定のクリアランスを設けている。また、図６では示されていないアコーデオンスプリング５の固定部に対しても所定のクリアランスが設けられている。

側板の代わりにリテーナ３２を設けることで、簡単な構成でコストを上げることなく、ローラ３の軸方向への脱落を防止できる。また、図６に示す実施例においては、ローラ３は支持部９によって内径方向への脱落を、またリテーナ３２によって軸方向への脱落を防止されている。

以上の説明において、側板及びリテーナ３２は、アコーデオンスプリング５のタブ部２５の設けられた側面と反対側の、外輪１の軸方向端面に配置される。

本実施例では、スプリングとしてアコーデオンスプリングを用いたが、コイルスプリングなどを用いることも可能である。

本発明は、自動車や産業機械などの駆動装置内でトルク伝達、バックストップ等の部品として使用されるが、特に二輪乗用車に用いると効果が大きい。

この出願は２０１２年１１月２６日に出願された日本国特許出願第２０１２−２５７２３５号からの優先権を主張するものであり、その内容を引用してこの出願の一部とするものである。

Claims (14)

1. 内面にカム面を有するポケットが形成された外輪と、
   前記外輪に対して半径方向内径側に離間され、相対回転自在に同心状に配置され、環状の外周軌道面を有する内輪と、
   前記ポケットに配置され、前記カム面に係合し、前記外輪と前記内輪との間でトルクを伝達する複数のローラと、
   前記ポケットに配置され、その一端部で前記ローラを前記カム面との係合方向に付勢するスプリングと、
   を含み、前記スプリングの他端部は外輪に固定され、該他端部には前記ローラを径方向で支持する支持部が設けられていることを特徴とするローラ型ワンウェイクラッチ。
2. 前記支持部は、前記スプリングの前記他端部に一体的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
3. 前記スプリングの前記一端部には、前記ローラを軸方向で支持するタブ部が一体的に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
4. 前記スプリングは、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乃至３のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
5. 前記スプリングの前記他端部は、溶接により前記外輪に固着されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
6. 前記スプリングの前記他端部は、スポット溶接により前記外輪に固着されていることを特徴とする請求項５に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
7. 前記スプリングの前記他端部は、接着により前記外輪に固着されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
8. 前記スプリングの前記他端部は、ハンダ付けにより前記外輪に固着されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
9. 前記スプリングの前記他端部が固定される外輪の面には、切欠が設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
10. 前記ローラの軸方向への移動を防止するリテーナが、前記外輪に設けられていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
11. 前記ワンウェイクラッチは軸方向に配置される側板を備え、前記側板が前記スプリングの他端部を前記外輪に対して挟持することで該スプリングを固定することを特徴とする請求項１に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
12. 前記支持部は、矩形であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
13. 前記支持部は、半円形であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
14. 前記支持部は、複数の切片を備えていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。

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