説明

ローラ型ワンウェイクラッチの外輪の加工方法

【課題】 ポケットのカム面の加工にミーリング加工を採用し、生産の少ない製品においても柔軟に対応でき、製品の低コスト化が図れ、異なるカム形状にも容易に対応することが可能となるローラ型ワンウェイクラッチの外輪の加工方法を提供する。
【解決手段】 内周にカム面を有するポケットが形成された外輪と、外輪の内径側に同心状に配置された内輪と、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を含むローラ型ワンウェイクラッチの外輪の加工方法であって、外輪のカム面をミーリング加工により形成することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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の外輪の加工方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
ローラ型ワンウェイクラッチでは、外輪内径部から外径方向に向かって深い凹部として形成されたポケットを備えており、このポケットに内周にローラが噛み合うカム面が形成されている。
【0005】
特に、二輪車用のローラ型ワンウェイクラッチにおいてはローラ数が少ない(例えば3個乃至6個)ため、各々のローラを確実に噛み合わせないと設計トルク容量が確保できなくなる恐れがある。
【0006】
例えば、特許文献1では、従来ブローチ加工で形成されていたカム面を冷間プレス加工により形成すること開示している。
【0007】
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
【特許文献1】特開2003−172377公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、このタイプのローラ型ワンウェイクラッチのカム面のブローチ加工は、深い凹部を持ったカム面のため、ブローチツールの長さが長くなり、ツールコストが高く、製造コストが高くなる要因となる。また、ブローチツールの刃の再研磨に対しても、高いコストが必要であった。
【0009】
このことは、生産数の少ない製品に対して、特に、ブローチ加工費の割合が高くなり、コスト低減を図るための阻害要因となっていた。
【0010】
従来のブローチ加工においては、素材段階にて、カム部に予め凹部を設けて加工を行なうと、凹部とブローチツールのカム面加工の刃の位相にズレが生じ、刃の摩耗に差が生じ、ブローチツールの寿命に悪影響を及ぼし、適用が不可能であった。
【0011】
また、ブローチツールの切削液は、油であり、水溶性切削液の使用は、ブローチツールの寿命が短いため、使用されていなかった。このため、環境面において問題があった。
【0012】
また、ブローチ加工においては、カム面に軸方向の切削痕が生じ、ワンウェイクラッチの負荷の繰り返しによる外輪の割れ寿命の向上に対して好ましくなかった。
【0013】
また、特許文献1に記載の加工方法は、厚さの厚い外輪には不向きであるという欠点があった。
【0014】
そこで、本発明の目的は、ローラ型ワンウェイクラッチにおいて、ポケットのカム面の加工にミーリング加工を採用し、生産の少ない製品においても柔軟に対応でき、製品の低コスト化が図れ、異なるカム形状にも容易に対応することが可能となるローラ型ワンウェイクラッチの外輪の加工方法を提供することである。
【0015】
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の外輪の加工方法は、
内周にカム面を有するポケットが形成された外輪と、前記外輪の内径側に同心状に配置された内輪と、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を含むローラ型ワンウェイクラッチの外輪の加工方法であって、
前記外輪の前記カム面をミーリング加工により形成することを特徴としている。
【0016】
また、外輪は、鍛造により予め中空部を備えた円環形状に形成されていることを特徴としている。
更に、外輪は、鍛造により予め中空部を備えた円環形状に形成され、ポケットに対応する位置の内径側に予め凹部が形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【0017】
本発明のローラ型ワンウェイクラッチの外輪の加工方法によれば、次のような効果が得られる。
外輪のカム面をミーリング加工することにより、低コスト化が実現できる。
【0018】
カム面をミーリング加工することにより、生産の少ない製品においても柔軟に対応できるようになり製品の低コスト化が図れる。また、ミーリング切削をコンピュータ制御することにより、異なるカム形状に容易に対応することが可能となる。
【0019】
特に、多品種少量生産する場合において効果が大きい。また、外輪の素材として、鍛造時に予め、凹部を設けておくことにより、ミーリングの切削量を少なくでき、加工時間の短縮と、材料費の低減が可能となる。
【0020】
また、水溶性切削液は、ブローチツールの寿命が短くなるため、ブローチ加工では使用されていなかったが、ミーリング加工では、水溶性の切削液の使用が可能となり、環境対策になる。
【0021】
また、ブローチ加工においては、カム面に軸方向の切削痕が生じ、ワンウェイクラッチの負荷の繰り返しによる外輪の割れ寿命が短くなる恐れがあるが、ミーリング加工では切削痕は円周方向に生じ、外輪の割れ寿命の向上により有利となる。
【0022】
従来のブローチ加工においては、素材段階にて予め凹部を設けておくことができなかったが、ミーリング加工においては、予め凹部を設けておくことに対する支障はないため、加工の効率が高い。
【発明の実施の形態】
【0023】
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。
【0024】
図1は、本発明の一実施例のローラ型ワンウェイクラッチを示す正面図である。図1は、ローラがカム面に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を示している。この状態から、外輪が図中右方向へ回転すると、ロックが解除され、ワンウェイクラッチは空転する。
【0025】
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(図3を参照。図1及び図2においては図示を省略)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。
【0026】
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3箇所設けられている。また、外輪1に不図示の相手部材に固定するために用いられ、軸方向に貫通する段付きリベット孔8も円周方向等分に3箇所設けられている。図1に示すように、ポケット4とリベット孔8とは等間隔で交互に配置されている。また、ポケット4の数は、トルクの大きさに応じて、例えば、3乃至6個などの複数個の設定が可能であることは言うまでもない。
【0027】
図2は、図1のローラ型ワンウェイクラッチ30を軸方向の反対側からみた、一部破断して示す正面図である。また、図3は、図3のA−O−A線に沿った軸方向断面図である。図2に示すように、ローラ型ワンウェイクラッチ30は、ローラ3を保持する保持器6を備え、保持器6は、円筒部10と、円筒部10の軸方向一端部から外径方向へ延在する環状のフランジ部17を備えている。また、保持器6は、ローラ3の数に対応して、径方向に貫通した窓18を有する。
【0028】
保持器6の円筒部10に設けられた窓18は、径方向に貫通しているが、軸方向では、フランジ部17側も、フランジ部17と対向する端部でも閉じられている。すなわち、ローラ3は、ほぼ矩形の窓18内に着座し、窓18の4つの辺に支持されている。
【0029】
図2及び図3に示すように、外輪1の内周面の軸方向の縁部に環状の段部13が設けられ、段部13に保持器6のフランジ部17が係合している。段部13の軸方向深さは、フランジ部17の厚さより僅かに大きく、フランジ部17が段部13に係合すると、外輪1の軸方向端面22(図1における軸方向端面21と反対側の端面)とフランジ部17の軸方向の端面との間に僅かなクリアランスが生じ、相手部材との干渉を防いでいる。また、段部13の外径は、保持器6のフランジ部17の外径より僅かに大きく、フランジ部17は所定のクリアランスで段部13に嵌合する。これにより、保持器6は外輪1と相対回転できる。
【0030】
また、図1乃至図3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。
【0031】
アコーデオンスプリング5の一方の端部、すなわちタブ15は、図1に示すように外輪1の軸方向端面21に固着されている。また、図3に示すように、アコーデオンスプリング5の他方の端部16は、ローラ3の軸方向の端面を保持している。
【0032】
アコーデオンスプリング5は、図1及び図2に示すようにアコーデオンスプリング5の軸方向に折り曲げられた蛇腹状の形態をした蛇腹部24を備えている。蛇腹部24は伸縮自在であり、ローラ3がカム面12と係合するようにローラ3に付勢力を付与している。
【0033】
アコーデオンスプリング5のタブ15は、例えば溶接、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21に固着されている。
【0034】
(第1実施例)
次に、本発明の外輪1のカム面12の加工方法について説明する。鋼材から鍛造により予め中空にした円環状の外輪素材を用意する。ワンウェイクラッチとして組み立てられると、中空部には内輪2が嵌合する。
【0035】
ポケット4を設ける位置に対応して、環状の外輪素材の内周であって、ポケット4の開口側からミーリング加工によりポケット4を切削していく。ミーリング加工の工具としては、エンドミルを使用することができる。
【0036】
ミーリング切削の切削液は油でもよいが、水溶性の切削液を使用することが可能で、水溶性の切削液を用いることで有効な環境対策になる。
【0037】
図4は、ミーリング加工によりポケット4を周方向に3箇所形成した外輪1の完成品を示す図である。ポケット4全体をミーリング切削する。外輪1の中空部43に軸方向よりエンドミル(図6参照)を挿入して、ポケット4の開口部44から順に切削してゆく。ポケット4内に設けられるカム面12及びアコーデオンスプリング5の端部が着座する凹部41も、エンドミルを用いたミーリング加工により形成される。
【0038】
(第2実施例)
図5は、外輪の内周部に予め凹部を設けた外輪の正面図である。外輪1は、鍛造により予め中空部43を備えた円環状に形成され、ポケット4に対応する位置の内径側に鍛造時から予め凹部42が形成されている。
【0039】
第1実施例の場合と同様に、ポケット4を設ける位置に対応して、環状の外輪素材の内周であって、ポケット4の開口側から凹部42に対してミーリング加工を行うことでポケット4を切削していく。第2実施例では、図5にハッチングで示す領域45が切削される。
【0040】
第2実施例のように、外輪を素材の段階から、鍛造時に予め凹部を設けておくことにより、ミーリング加工の切削量を少なくできる。これにより、加工時間が短縮でき、材料費の低減が可能となる。
【0041】
従来のブローチ加工においては、素材段階にて、カム部に凹部を設けて加工することが困難であったが、ミーリング加工においては、予め凹部を設けておくことに対する支障はない。
【0042】
図6は、エンドミルを用いてミーリング加工をしている様子を示す図である。エンドミル46は、側面47が刃になっており、これをポケット4の内周に送り込むことで、ポケット4を切削する。図4に示す外輪1の完成図に見られるように、ポケットの曲面形状に沿ってエンドミル46で研削する。図6に示すように、カム面12におけるミーリング加工による切削痕は円周方向に生じるので、軸方向に切削痕が生じるブローチ加工に比べて外輪の割れ寿命の向上により有利となる。
【0043】
カム面12をミーリング加工することにより、生産の少ない製品においても柔軟に対応できるようになり製品の低コスト化が図れることが可能となった。また、ミーリング加工による切削を不図示のコンピュータにより制御すれば、異なるカム形状に容易に対応することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【0044】
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。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】図1は、本発明の一実施例のローラ型ワンウェイクラッチを示す正面図である。
【図2】図2は、図1のローラ型ワンウェイクラッチを軸方向の反対側からみた、一部破断して示す正面図である。
【図3】図3は、図2のA−O−A線に沿った軸方向断面図である。
【図4】図4は、ミーリング加工により作られた外輪の完成品を示す図である。
【図5】図5は、外輪の内周部に予め凹部を設けた外輪の正面図である。
【図6】図6は、エンドミルを用いてミーリング加工をしている様子を示す図である。
【符号の説明】
【0046】
1 外輪
2 内輪
3 ローラ
4 ポケット
5 アコーデオンスプリング
6 保持器
8 リベット孔
12 カム面
15 タブ
21 軸方向端面
22 軸方向端面
24 蛇腹部
30 ローラ型ワンウェイクラッチ
42 凹部
43 中空部
46 エンドミル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
内周にカム面を有するポケットが形成された外輪と、前記外輪の内径側に同心状に配置された内輪と、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を含むローラ型ワンウェイクラッチの外輪の加工方法であって、
前記外輪の前記カム面をミーリング加工により形成することを特徴とするワンウェイクラッチの外輪加工方法。
【請求項2】
前記外輪は、鍛造により予め中空部を備えた円環形状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の外輪加工方法。
【請求項3】
前記外輪は、鍛造により予め中空部を備えた円環形状に形成され、前記ポケットに対応する位置の内径側に予め凹部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の外輪加工方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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