TWI405913B - 滾子式單向離合器 - Google Patents

Description

滾子式單向離合器

本發明係關於一種滾子式單向離合器，其被用作一個零件，舉例而言，例如在一汽車、一工業機器等的驅動裝置中的扭矩傳送部件或一後退定程擋止器。

一般而言，一滾子式單向離合器係由一外座圈、一與該外座圈同軸地配置之內座圈、複數個置於該內座圈之外邊緣表面及該外座圈之內周凸輪表面之間且適合於傳輸扭矩之滾子、及在空轉側與該等滾子接觸之若干彈簧所組成。

用此配置，在該單向離合器中，該內座圈關於該外座圈只在一個方向旋轉，其係藉由一由該等滾子及該凸輪表面組成之凸輪機構所造成。即，該內座圈經設計使得該內座圈關於該外座圈在一個方向空轉，且經由該凸輪機構只在相反的方向幫助傳輸旋轉扭矩至該外座圈。

一般而言，在該滾子式單向離合器中，為了獲得確實的接合，作為扭矩傳輸部件之該等滾子及用於偏壓該等滾子之該等彈簧被置於形成於該外座圈或內座圈中的各自的凹處中。

尤其，在一用於摩托車之滾子式單向離合器中，由於滾子之數量甚小(舉例而言，三個或六個)，如果所有該等滾子不與對應的凸輪表面確實的接合，則無法獲得一設計扭矩容量。因此，重要的係用於偏壓該等離合器之該等彈簧穩定地操作。

日本專利申請公開案第2003-172377號揭示一種技術，其中在凹處提供籠框部分以防止該等滾子及該等彈簧移向該外座圈之內周側。然而，此文件不宣揚該等彈簧固定於該外座圈之事實。

如果伸縮彈簧係僅關於該外座圈被支持，則無法確定或穩定該等伸縮彈簧與該外座圈之間的相對位置，其結果係，當該等彈簧易滑地接觸該外座圈之內直徑部分、該內座圈之籠框或導軌表面之外直徑部分時，該等彈簧可由於磨損而耗損或損壞。此外，引發的一個問題係，在操作中，該等彈簧之運動無法被穩定，其結果係甚難獲得平滑的運動。

因此，本發明之一個目標係提供一種滾子式單向離合器，其中可消除在伸縮彈簧及一外座圈之間的相對位置之移動，使得該等伸縮彈簧與該外座圈之內直徑部分、該內座圈之籠框或導軌表面之外直徑部分不是易滑地接觸，因而防止該等彈簧由於磨損而被耗損及/或損壞，且其中該等伸縮彈簧之運動在操作期間被穩定。

為了實現以上目標，本發明提供一滾子式單向離合器，其包括一外座圈，其中形成內表面具有凸輪表面之凹坑；一內座圈，其在一徑向的內徑側與該外座圈分隔開且與該外座圈同軸地配置用於一相對旋轉運動且具有一環形的外邊緣導軌表面；一滾子，其被置於該凹坑內以接合該等凸輪表面且適合於在該外座圈及該內座圈之間傳輸扭矩；及 一伸縮彈簧，其被置於該凹坑內且適合於偏壓該等滾子以接合該等凸輪表面，且其中每個伸縮彈簧之一端係固定於該外座圈之一個軸向端面。

此外，該伸縮彈簧可軸向彎曲。

此外，該伸縮彈簧之一端可藉由焊接固定於該外座圈之軸向端面。

此外，該伸縮彈簧之一端可藉由點焊固定於該外座圈之軸向端面。

該伸縮彈簧之一端可藉由一粘合劑固定於該外座圈之軸向端面。

該伸縮彈簧之一端可藉由焊料固定於該外座圈之軸向端面。

該滾子式單向離合器可包含一籠框，其具有一圓筒部分及一從該圓筒部分延伸至一外徑方向之凸緣部分，且具有形成於該圓筒部分中的若干窗部，其適合於夾持該複數個滾子，且延伸至外徑方向之該凸緣部分係形成於該圓筒部分之一軸端部分。

該外座圈之一個內周表面，於其軸邊緣提供有一與該籠框之該凸緣部分接合之環形階狀部分。

根據本發明之滾子式單向離合器，可獲得以下效果。

在該伸縮彈簧固定於該外座圈之配置中，由於該伸縮彈簧及該外座圈之間的相對部分不移動，可防止由於該彈簧及該外座圈之內徑部分、該籠框之外徑部分或該內座圈之導軌表面之間的易滑接觸引起該彈簧的磨損及/或損壞。

此外，由於該彈簧之操作運動不受該外座圈及該籠框影響，故可達到穩定且平滑的運動。結果，該滾子之接合能力被增強。

在該外座圈之內周表面連同與該籠框之該凸緣部分接合之環形的階狀部分被提供於其軸邊緣之配置中，由於無需以一對應於該凸緣部分之厚度的量減少該外座圈之軸長度，故可保留該外座圈之軸長度。

此外，由於該等滾子及該等彈簧可被防止軸向及徑向移動，故該等滾子可被確實地接合，即使在一可產生巨大振動的環境條件下，舉例而言，在一摩托車中等。

本發明之進一步的特點將在以下參考所附圖示之例證性的實施例之描述中得見。

現在，本發明之實施例將參考附屬圖示得以充分解釋。附帶地，應注意下文描述之實施例僅是本發明之實例而在本發明中可作各種變更。

(第一個實施例)

圖1係根據本發明之第一個實施例之一滾子式單向離合器的正視圖而圖2則係圖1之軸向截面圖。在圖2中，一內座圈2係由虛線顯示。

圖1及2顯示滾子接合之前的情況，亦即，該單向離合器之解鎖或空轉情況。在闡明之實施例中，該內座圈2係空轉。

如圖1所示，一滾子式單向離合器30包括一環形外座圈 1，在其內周提供有形成為凹陷部分之凹坑4，其具有凸輪表面12；一內座圈2(在圖2中以虛線顯示)，其向內徑向與該外座圈1分隔開且與該外座圈同軸地配置用於一相對旋轉運動，且具有一環形的外邊緣導軌表面11；及複數個滾子3，其被置於該等對應的凹坑4內且適合於在該內座圈2之外邊緣導軌表面11及該凸輪表面12之間傳輸扭矩。

在闡明之實施例中，三個凹坑4沿著一圓周方向等距地被提供於該外座圈1之內周中。此外，用以將該外座圈1固定於一輸出/出入部件(未顯示)且經由一軸向延伸之三個階狀螺栓孔8也係沿著該圓周方向等距地被提供於該外座圈中。如圖1所示，該等凹坑4及該等螺栓孔8係交替地且等距地配置。此外，應注意該等凹坑4之數量，舉例而言，可依據扭矩之大小在三個及六個之間選擇。

如圖1所示，該滾子式單向離合器30具有伸縮彈簧5，其被置於各自的凹坑4中且適合於偏壓該等滾子3至一接合方向以將該等滾子與各自的凸輪表面12接合。

如圖1所示，該伸縮彈簧5之一端，亦即調整片15係固定於該外座圈1之軸向端面21。此外，如圖5所示，該伸縮彈簧5之另一端夾在該滾子3之軸向端面及一籠框6之該凸緣部分17之間以形成一調整片16。由於此配置，該彈簧5自身係相對於該外座圈1以一固定的情況被支撐且，同時可防止該滾子3藉由該調整片16軸向移動。

如圖8所示，該伸縮彈簧5包含一蛇腹形狀的蛇腹部分22，其在該伸縮彈簧5之軸向彎曲。該蛇腹部分22可拉長 及收縮使其施加一偏壓力至該滾子3，因此將該滾子3與對應的凸輪表面12接合。

該伸縮彈簧5之該調整片15係藉由焊接、點焊、粘合劑、焊料等被固定於該外座圈1之軸向端面21。應注意可使用其他固定方法。

由於該伸縮彈簧5係固定於該外座圈1之軸向端面21，故該伸縮彈簧5及該外座圈1之間的相對位置幾乎無法改變或移動。因此，可防止由於該伸縮彈簧5及該外座圈之內徑部分、該籠框之外徑部分或該內座圈之導軌表面之間的易滑接觸引起該伸縮彈簧5的磨損及/或損壞。

此外，由於該伸縮彈簧5之操作運動不受該外座圈1及該籠框6影響，故可達到穩定且平滑的運動。結果，該滾子之接合能力被增強。

(第二個實施例)

圖4係根據本發明之第二個實施例之一滾子式單向離合器的正視圖，而圖5則係從圖4之後方所見之正視圖。此外，圖6係一沿著圖5中的線B-B所得之軸向截面圖。在該第二實施例中，一籠框6被提供於一外座圈1之內徑側。

圖4至6顯示滾子由凸輪表面接合的情況，亦即，該單向離合器在一高負載下接合的鎖定情況。

如圖4及5所示，該單向離合器30包括一籠框6，其用於夾持滾子3，且該籠框6具有一圓筒部分10及一環形的凸緣部分17，其從該圓筒部分10之軸端向外徑向延伸。此外，該籠框6具有徑向延伸穿過該籠框之窗部18，且該等窗部 之數量對應於該等滾子3之數量。附帶地，在圖5中，該凸緣部分17被顯示為部分地剖開以展現一凹坑4。

形成於該籠框6之該圓筒部分10中的該窗部18徑向延伸穿過該籠框，而在軸向上，該窗部在接近該凸緣部分17之一端及與該凸緣部分17相反的一端19皆閉合。即，該滾子3係位於該充分矩形的窗部18中且係由該窗部18之四個邊緣支撐。為了顯示該窗部18及該滾子3之間的關係，在圖1中(也在下文描述之圖4中)，該最高的窗部18係顯示為其端19被剖開的情況。

由於該滾子3之軸端係由該伸縮彈簧5之調整片16及該窗部18之一邊緣支撐，且另一軸端係由該窗部18之一邊緣支撐，故該滾子被阻止軸向移動。在該情況下，如果一突出處等被提供於該調整片16上以輕微地推動該滾子3之軸向端面，則該滾子3更確實地被夾持在該窗部18中。

如圖5及6所示，一環形的階狀部分13被提供於該外座圈1之內周表面之軸端且該籠框6之該凸緣部分17係由該階狀部分13接合。該階狀部分13之軸向深度略大於該凸緣部分17之厚度，使得當該凸緣部分17藉由該階狀部分13接合時，該外座圈1之軸向端面(相對於該軸向端面21之端面)與該凸緣部分17之軸向端面平齊。此外，該階狀部分13之外徑略大於該籠框6之該凸緣部分17之內徑，使得該凸緣部分17係由該階狀部分13以預先確定的間隙被接合。

因此，由於無需以一對應於該凸緣部分17之厚度的量減少該外座圈1之軸長度，故可充分地保留該外座圈1之軸長 度，且該凸輪表面12該滾子13之間的接合餘裕也被保留。此外，該軸長度可減少而不需改變該外座圈1之該凸輪表面12之硬度。

從圖1至3所示之空轉情況，當施加一負載以操作該離合器時，由該伸縮彈簧5偏壓之該等滾子3藉由該等凹坑4之該等凸輪表面12被接合。在此情況下，因為該等滾子3係於圓周方向上移動，該籠框也與該等滾子1一起移動。因此，該等窗部18也與該等滾子1一起移動。

在此情況下，由於每個滾子3之軸向端面係由該伸縮彈簧5支撐且另一端面係由該窗部18支撐，則該滾子被阻止軸向移動，因而提供滾子的穩定操作。

每個滾子3係由該等對應的凸輪表面12接合，同時，從該窗部18略微向內突出之該滾子之邊緣表面係由該內座圈2之外邊緣表面接合。因此，該外座圈1及該內座圈2之間的相對旋轉係經由該等滾子3鎖定。

如以上所提及，由於該籠框6沒有進行旋轉之構件以自由旋轉，故該籠框6可藉由該等滾子3自身被移動，使得每個滾子3可移動一大於該籠框6之窗部18之寬度的距離。

如圖4及6所示，也在該實施例中，該滾子式單向離合器10包含該伸縮彈簧5，其被置於各自的凹坑4中且適合於偏壓該等滾子3至接合方向，該等滾子3沿該方向由該等凸輪表面12接合。

類似於該第一個實施例，如圖4所示，該伸縮彈簧5之一端，亦即調整片15係固定於該外座圈1之軸向端面21且如 圖5所示，其另一端，亦即調整片16夾在該滾子3之軸向端面及該籠框6之該凸緣部分17之間。由於此配置，該伸縮彈簧5自身係相對於該外座圈1被固定地支撐以減少該外座圈1及該伸縮彈簧5之間的相對位置之移動，且同時，可防止該滾子3藉由該調整片16軸向移動。

根據該第二個實施例，類似於該第一個實施例，由於該伸縮彈簧5係固定於該外座圈，該伸縮彈簧及該外座圈之間的相對位置未移動，因此，可防止由於該伸縮彈簧及該外座圈之內徑部分、該籠框之外徑部分或該內座圈之導軌表面之間的易滑接觸引起該伸縮彈簧的磨損及/或損壞。

此外，由於該伸縮彈簧之操作運動不受該外座圈及該籠框影響，故可達到穩定且平滑的運動。結果，該滾子之接合能力被增強。

此外，除了以上提及之優點之外，由於其中與該籠框之凸緣部分接合之該環形的階狀部分被提供於該外座圈之內周表面之軸邊緣的配置，由於不必以一對應於該凸緣部分之厚度的量減少該外座圈之軸長度，則可保留該外座圈之軸長度。

此外，由於該等滾子及該等彈簧可被防止軸向及徑向移動，故該等滾子可被確實地接合，即使在一可產生巨大振動的環境條件下，舉例而言，在一摩托車中等。

如圖7所示，由於該籠框6之該窗部18之圓周寬度W小於該滾子3之直徑R，則該滾子3可座落於該窗部18中。如以上所提及，由於該籠框6不係固定於該外座圈1及該內座圈 2，則該籠框可自由旋轉；然而，由於該滾子3被裝配於該窗部18中，當該滾子3被置於該凹坑4中時，該籠框6也因此旋轉。

圖8係從圖7之內徑側所見之部分側視圖。該伸縮彈簧5具有一調整片15，其從一蛇腹形機體部分20充分地以一直角彎曲且該調整片15係由該外座圈1之軸向端面接合。

此外，從該機體部分20充分地以一直角彎曲之該調整片16被提供於相對於該調整片15之該彈簧之一端，該調整片16係由該滾子3之軸向端面接合。

與該滾子接合之該調整片16夾在該滾子3之軸向端面及該籠框6之該凸緣部分17之間。因此，該滾子3可由該調整片16軸向夾持。這樣，由於該伸縮彈簧5係維持在固定狀態，該伸縮彈簧5在該凹坑4中不至遷移或移動，因而防止該伸縮彈簧5之磨損。

圖9至11係用於解釋該滾子式單向離合器之操作的部分正視圖，其中圖9顯示該內座圈2係空轉的情況，及圖10顯示該內座圈2從該空轉轉變為一倒旋轉的情況，及圖11顯示該內座圈2係倒旋轉的情況。

在圖9中，該內座圈2係以由箭頭D顯示之方向(空)旋轉。在該情況下，因為該內座圈2旋轉，該滾子3與該籠框6之該窗部18一起移至該凹坑4中的該伸縮彈簧5。即，由於該滾子3係與該籠框6一起以該內座圈2之旋轉方向移動，該滾子3相對於該伸縮彈簧5之偏壓力而以所示之箭頭方向旋轉轉移至圖9中的左邊。

圖10顯示一種情況，在該內座圈2係倒旋轉之前，向著由箭頭所示之方向的旋轉(空轉)速度降低，因而降低用於轉移該滾子至左邊的力。在該情況下，雖然該滾子3藉由該伸縮彈簧5之偏壓力向著該凸輪表面12轉移，但該滾子3未與該凸輪表面12接合。

當該內座圈2開始以相反於圖9及10之方向(在圖11中由箭頭E顯示之方向)旋轉時，該滾子3上的負載被移除，其結果係該滾子3被轉移至一位置，此處其係藉由該伸縮彈簧5之偏壓力與該凸輪表面12接合，且該籠框6之該窗部18之轉移係由於該內座圈2之倒旋轉而移動。此情況在圖11中顯示。在該情況下，由於該滾子3係藉由該內座圈之旋轉與該籠框6一起以如所示之方向移動，故該滾子3與該凸輪表面12確實地接合。

在圖11中所示之用於接合的高負載情況中，該內座圈2之旋轉係藉由該滾子3及該凸輪表面12之間的接合傳輸至該外座圈1。即，該內座圈2及該外座圈1是以由箭頭所示之方向整體旋轉。

工業可用性

雖然本發明可被用作一零件，舉例而言，例如在一汽車、一工業機器等的驅動裝置中的扭矩傳送部件或一後退定程擋止器，本發明尤其用於一摩托車中時具有卓越的效果。

雖然已參考例證性的實施例描述本發明，但應瞭解本發明不限於此等揭示的例證性的實施例。以下的請求項之範 圍欲符合最寬泛的解釋使得包含所有此等修改及等效的結構及功能。

本申請案主張2008年3月6日申請之日本專利申請案第2008-56210號之權利，該案之全文以引用的方式併入本文中。

1‧‧‧外座圈

2‧‧‧內座圈

3‧‧‧滾子

4‧‧‧凹坑

5‧‧‧伸縮彈簧

6‧‧‧籠框

8‧‧‧螺栓孔

10‧‧‧圓筒部分

11‧‧‧外邊緣導軌表面

12‧‧‧凸輪表面

13‧‧‧階狀部分

15‧‧‧調整片

16‧‧‧調整片

17‧‧‧凸緣部分

18‧‧‧窗部

19‧‧‧一端

21‧‧‧軸向端面

22‧‧‧蛇腹部分

30‧‧‧滾子式單向離合器

圖1係根據本發明之第一個實施例之一滾子式單向離合器的正視圖，其顯示該離合器被接合之前的情況；圖2係圖1之軸向截面圖；圖3係根據本發明之第二個實施例之滾子式單向離合器的正視圖，其顯示該離合器被接合之前的狀況；圖4係根據本發明之第二個實施例之滾子式單向離合器的正視圖；圖5係從圖4之後方所見之正視圖；圖6係一沿著圖5中的線B-B所得之軸向截面圖；圖7係一內座圈被安裝之前的該滾子式單向離合器之部分正視圖；圖8係從圖7之內徑側所見之部分側視圖；圖9係一用於解釋在該內座圈係空轉的情況下該滾子式單向離合器之操作的部分正視圖；圖10係一用於解釋在該內座圈從該空轉轉變為一倒旋轉的情況下該滾子式單向離合器之操作的部分正視圖；及圖11係一用於解釋在該內座圈係倒旋轉的情況下該滾子式單向離合器之操作的部分正視圖；

1‧‧‧外座圈

3‧‧‧滾子

4‧‧‧凹坑

5‧‧‧伸縮彈簧

8‧‧‧螺栓孔

12‧‧‧凸輪表面

15‧‧‧調整片

19‧‧‧一端

21‧‧‧軸向端面

22‧‧‧蛇腹部分

30‧‧‧滾子式單向離合器

Claims (8)

1. 一種滾子式單向離合器，其包括：一外座圈，其內表面上形成有具有凸輪表面之若干凹坑；一內座圈，其在一徑向的內徑側與該外座圈分隔開且與該外座圈同軸地配置以做相對旋轉運動，且具有一環形的外邊緣導軌表面；一滾子，其被置於該凹坑內以接合於該等凸輪表面且適合於在該外座圈及該內座圈之間傳輸扭矩；及一伸縮彈簧，其被置於該凹坑內且適合於偏壓該等滾子以接合於該等凸輪表面；其中每個該伸縮彈簧之一端係固定於該外座圈之一個軸向端面。
2. 如請求項1之滾子式單向離合器，其中該伸縮彈簧係以軸向彎曲。
3. 如請求項1或2之滾子式單向離合器，其中該伸縮彈簧之該一端係藉由焊接固定於該外座圈之該軸向端面。
4. 如請求項3之滾子式單向離合器，其中該伸縮彈簧之該一端係藉由點焊固定於該外座圈之該軸向端面。
5. 如請求項1或2之滾子式單向離合器，其中該伸縮彈簧之該一端係藉由黏合劑固定於該外座圈之該軸向端面。
6. 如請求項1或2之滾子式單向離合器，其中該伸縮彈簧之該一端係藉由焊料固定於該外座圈之該軸向端面。
7. 如請求項1之滾子式單向離合器，其進一步包括一籠 框，其包含一圓筒部分及一從該圓筒部分向外徑向延伸之凸緣部分，且具有提供於該圓筒部分中的若干窗部，其適合於保持該複數個滾子，且其中向外徑向延伸之該凸緣部分係提供於該圓筒部分之一軸向端。
8. 如請求項7之滾子式單向離合器，其中該外座圈之內周表面，於其軸向邊緣提供有一與該籠框之該凸緣部分接合之階狀部分。