ローラ型ワンウェイクラッチ
【課題】全てのローラを均一に同期させ、二輪車などの振動の大きい環境条件においても全てのローラが確実に噛み合うワンウェイクラッチを提供する。
【解決手段】ローラ型ワンウェイクラッチは、内周にカム面を有する環状の外輪と、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、外輪及び内輪間に配置されて外周軌道面とカム面との間でトルクを伝達する複数のローラと、複数のローラを保持する保持器と、保持器を介してローラをカム面と噛み合う方向に付勢するＣ型の環状スプリングとから成る。
【解決手段】ローラ型ワンウェイクラッチは、内周にカム面を有する環状の外輪と、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、外輪及び内輪間に配置されて外周軌道面とカム面との間でトルクを伝達する複数のローラと、複数のローラを保持する保持器と、保持器を介してローラをカム面と噛み合う方向に付勢するＣ型の環状スプリングとから成る。
【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】
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】特開平９−２２９０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、ローラ型ワンウェイクラッチは、急激な噛み合い時においても、各々のローラが確実に噛み合うための設計が必要である。例えば、高振動や極低温にさらされる環境等、厳しい使用条件においてもローラ型ワンウェイクラッチの噛み合い性を確保するためには、ローラを噛み合い方向に付勢しているスプリングの押付け力（ドラグトルク）をかなり大きくする必要がある。しかしながら、弊害としての引き摺り損失や空転摩耗等が懸念される。
【０００６】
また、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個または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。
【０００７】
ローラは、特許文献１に示されているように、スプリングによって外輪のカム面に噛み合わせる方向に付勢されている。この場合、スプリングはローラの個数分必要となり、スプリングの特性のばらつきなどにより、ローラを同期させることが困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、全てのローラを均一に同期させ、二輪車などの振動の大きい環境条件においても全てのローラが確実に噛み合うワンウェイクラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、
内周にカム面を有する環状の外輪と、
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、
前記外輪及び前記内輪間に配置されて前記外周軌道面と前記カム面との間でトルクを伝達する複数のローラと、
前記複数のローラを保持する保持器と、
前記保持器を介して前記ローラを前記カム面と噛み合う方向に付勢するＣ型の環状スプリングと、
から成ることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下のような効果が得られる。
【００１１】
全てのローラを均一に同期させること（フルフェージング機能）ができるので、二輪車などの振動の大きい環境条件においても全てのローラが確実に噛み合う。
【００１２】
また、ローラ毎に配置する板ばねやコイルスプリング及びキャップが不要となるので、部品点数が少なく取り扱い性が良く組み立て性が向上する。
【００１３】
特に、高回転時に引き摺りドラグトルクを低減させ、燃費向上及びローラと内輪の摩耗を防止することが可能となる。
【実施例】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。尚、以下説明する実施例は本発明を例示として説明するものであって、本発明を限定するものではないことは言うまでもない。また、各図面中同一部分は同一符号で表わしてある。
【００１５】
図１は、本発明の実施例のローラ型ワンウェイクラッチ３０を示す正面図である。また、図２は、図１のＺ−Ｏ−Ｚ線に沿った断面図である。
【００１６】
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、外輪１と内輪２との間に配置されて外周軌道面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と、複数のローラ３を保持する保持器６と、保持器６を介してローラ３をカム面１２と噛み合う方向に付勢するＣ型の環状スプリング５とから成っている。
【００１７】
外輪１に設けられる凹部４は、円周方向等配に３箇所設けられている。また、外輪１を不図示の出入力部材などに固定するために用いられ、軸方向に貫通する貫通孔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、凹部４と貫通孔８とは等間隔で交互に配置されている。また、凹部４や貫通孔８は、トルクの大きさに応じて、３−６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。
【００１８】
保持器６には径方向に貫通したポケット部１０が設けられている。ポケット部１０には、ローラ３が回動または揺動自在に嵌合している。
【００１９】
また、Ｃ型の環状スプリング５は、外輪１と内輪２との間に嵌装されている。環状スプリング５は、端部１３及び１４を備え、この両端部間で分割されているが、全体としてほぼ環状の構造をしている。また、環状スプリング５は、内径側に突出する複数の湾曲部９を周方向等配に有する。湾曲部９は、円周方向等配に設けられ、保持器６のポケット部１０に嵌合している。すなわち、図１から明らかなように、湾曲部９は、ローラ３と共にポケット部１０に嵌合している。ローラ３間のポケット部１０には、湾曲部９のみが嵌合している。
【００２０】
このように、Ｃ型の環状スプリング５の湾曲部９が保持器６のポケット部１０に係合することにより環状スプリング５が軸方向に飛び出することが防止できる。また、側板が不要となるため、部品点数を削減できる。
【００２１】
環状スプリング５の湾曲部９は、前述のように内輪２側に突出しているが、環状スプリング５の連れ回りを防止するため、湾曲部９が内輪２の外周軌道面１１に接触しない突出量とすることが好ましい。
【００２２】
また、ローラ３がカム面１２に対して噛み合うための押し付け力は、環状スプリング５が、保持器６を介してローラ３に伝える。すなわち、Ｃ型の環状スプリング５の復元力がローラ３に間接的に与えられる。このため、ローラ３毎に配置する板ばねやコイルスプリング及びキャップなどが不要となる。
【００２３】
外輪１の内径に設けられた凹部４は、図１及び図３に示すように、図中左側が右側より径方向の高さが大きい。従って、外輪１と内輪２の相対回転により、ローラ３が、図中で凹部４の右側に位置するときに、ローラ３がカム面１２に噛み合い、トルクが伝達される。
【００２４】
外輪１の内径側の縁部にはほぼ環状の段部１６が設けられ、この段部１６に環状スプリング５の環状部１５が嵌装されている。このため、環状スプリング５が段部１６に係合することにより軸方向反対側への移動が制限されている。その結果、保持器６のフランジ部１７の方向にローラ型ワンウェイクラッチ３０を傾けた場合でも、環状スプリング５の環状部１５が外輪１に係合すると共に湾曲部９が保持器６に嵌合しているため、ローラ３などの内部部品が抜け落ちてしまうことを防止することができる。
【００２５】
外輪１の段部１６に環状スプリング５が挿嵌され、環状スプリング５がセンタリングされることで、環状スプリング５の軸方向の抜け防止及び環状スプリング５の作動が安定したものとなる。
【００２６】
外輪１の段部に保持器６のフランジ部１７が案内されることで、保持器６がセンタリングされ、保持器６の軸方向の抜け防止及び安定した噛み合い性が実現できる。
【００２７】
保持器６のポケット部１０は、その周方向幅が、ローラ３の径より小さく設定されている。従って、ローラ３が内径側に脱落することがないので、ワンウェイクラッチを一体として組み立てることが可能となる。
【００２８】
外輪１の凹部４に対応する軸方向の一側面には径方向に延在する溝７が凹部４に連通して形成されている。溝７は、例えば焼結型などにより形成される。ローラ型ワンウェイクラッチ３０の作動に伴い、カム面１２を有する凹部４内にはごみや異物が溜まるが、溝７により外部に排出される。そのため、ごみ溜まりによる作動不良を防止することができる。溝７は、外輪１の軸方向の両端に設けることもできる。
【００２９】
図２に示すように、環状スプリング５の端部１４は、軸方向内方に折り曲げられ、外輪１の内周面に当接している。
【００３０】
図３及び図４は、本発明の変形例を示す図であり、図３は、ローラ型ワンウェイクラッチの正面図であり、図４は、図３の部分軸方向断面図である。この例では、環状スプリング５の一端部２０が、外輪１の内径に設けた凹所２１に係合している。このようにすることで環状スプリング５が内外輪と連れ回りすることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例を示すローラ型ワンウェイクラッチの正面図である。
【図２】図１のＺ−Ｏ−Ｚ線に沿った軸方向断面図である。
【図３】変形例を示すローラ型ワンウェイクラッチの正面図である。
【図４】図３の部分軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１ 外輪
２ 内輪
３ ローラ
４ 凹部
５ 環状スプリング
６ 保持器
９ 湾曲部
１０ ポケット部
３０ ローラ型ワンウェイクラッチ
【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】
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】特開平９−２２９０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、ローラ型ワンウェイクラッチは、急激な噛み合い時においても、各々のローラが確実に噛み合うための設計が必要である。例えば、高振動や極低温にさらされる環境等、厳しい使用条件においてもローラ型ワンウェイクラッチの噛み合い性を確保するためには、ローラを噛み合い方向に付勢しているスプリングの押付け力（ドラグトルク）をかなり大きくする必要がある。しかしながら、弊害としての引き摺り損失や空転摩耗等が懸念される。
【０００６】
また、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個または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。
【０００７】
ローラは、特許文献１に示されているように、スプリングによって外輪のカム面に噛み合わせる方向に付勢されている。この場合、スプリングはローラの個数分必要となり、スプリングの特性のばらつきなどにより、ローラを同期させることが困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、全てのローラを均一に同期させ、二輪車などの振動の大きい環境条件においても全てのローラが確実に噛み合うワンウェイクラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、
内周にカム面を有する環状の外輪と、
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、
前記外輪及び前記内輪間に配置されて前記外周軌道面と前記カム面との間でトルクを伝達する複数のローラと、
前記複数のローラを保持する保持器と、
前記保持器を介して前記ローラを前記カム面と噛み合う方向に付勢するＣ型の環状スプリングと、
から成ることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下のような効果が得られる。
【００１１】
全てのローラを均一に同期させること（フルフェージング機能）ができるので、二輪車などの振動の大きい環境条件においても全てのローラが確実に噛み合う。
【００１２】
また、ローラ毎に配置する板ばねやコイルスプリング及びキャップが不要となるので、部品点数が少なく取り扱い性が良く組み立て性が向上する。
【００１３】
特に、高回転時に引き摺りドラグトルクを低減させ、燃費向上及びローラと内輪の摩耗を防止することが可能となる。
【実施例】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。尚、以下説明する実施例は本発明を例示として説明するものであって、本発明を限定するものではないことは言うまでもない。また、各図面中同一部分は同一符号で表わしてある。
【００１５】
図１は、本発明の実施例のローラ型ワンウェイクラッチ３０を示す正面図である。また、図２は、図１のＺ−Ｏ−Ｚ線に沿った断面図である。
【００１６】
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、外輪１と内輪２との間に配置されて外周軌道面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と、複数のローラ３を保持する保持器６と、保持器６を介してローラ３をカム面１２と噛み合う方向に付勢するＣ型の環状スプリング５とから成っている。
【００１７】
外輪１に設けられる凹部４は、円周方向等配に３箇所設けられている。また、外輪１を不図示の出入力部材などに固定するために用いられ、軸方向に貫通する貫通孔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、凹部４と貫通孔８とは等間隔で交互に配置されている。また、凹部４や貫通孔８は、トルクの大きさに応じて、３−６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。
【００１８】
保持器６には径方向に貫通したポケット部１０が設けられている。ポケット部１０には、ローラ３が回動または揺動自在に嵌合している。
【００１９】
また、Ｃ型の環状スプリング５は、外輪１と内輪２との間に嵌装されている。環状スプリング５は、端部１３及び１４を備え、この両端部間で分割されているが、全体としてほぼ環状の構造をしている。また、環状スプリング５は、内径側に突出する複数の湾曲部９を周方向等配に有する。湾曲部９は、円周方向等配に設けられ、保持器６のポケット部１０に嵌合している。すなわち、図１から明らかなように、湾曲部９は、ローラ３と共にポケット部１０に嵌合している。ローラ３間のポケット部１０には、湾曲部９のみが嵌合している。
【００２０】
このように、Ｃ型の環状スプリング５の湾曲部９が保持器６のポケット部１０に係合することにより環状スプリング５が軸方向に飛び出することが防止できる。また、側板が不要となるため、部品点数を削減できる。
【００２１】
環状スプリング５の湾曲部９は、前述のように内輪２側に突出しているが、環状スプリング５の連れ回りを防止するため、湾曲部９が内輪２の外周軌道面１１に接触しない突出量とすることが好ましい。
【００２２】
また、ローラ３がカム面１２に対して噛み合うための押し付け力は、環状スプリング５が、保持器６を介してローラ３に伝える。すなわち、Ｃ型の環状スプリング５の復元力がローラ３に間接的に与えられる。このため、ローラ３毎に配置する板ばねやコイルスプリング及びキャップなどが不要となる。
【００２３】
外輪１の内径に設けられた凹部４は、図１及び図３に示すように、図中左側が右側より径方向の高さが大きい。従って、外輪１と内輪２の相対回転により、ローラ３が、図中で凹部４の右側に位置するときに、ローラ３がカム面１２に噛み合い、トルクが伝達される。
【００２４】
外輪１の内径側の縁部にはほぼ環状の段部１６が設けられ、この段部１６に環状スプリング５の環状部１５が嵌装されている。このため、環状スプリング５が段部１６に係合することにより軸方向反対側への移動が制限されている。その結果、保持器６のフランジ部１７の方向にローラ型ワンウェイクラッチ３０を傾けた場合でも、環状スプリング５の環状部１５が外輪１に係合すると共に湾曲部９が保持器６に嵌合しているため、ローラ３などの内部部品が抜け落ちてしまうことを防止することができる。
【００２５】
外輪１の段部１６に環状スプリング５が挿嵌され、環状スプリング５がセンタリングされることで、環状スプリング５の軸方向の抜け防止及び環状スプリング５の作動が安定したものとなる。
【００２６】
外輪１の段部に保持器６のフランジ部１７が案内されることで、保持器６がセンタリングされ、保持器６の軸方向の抜け防止及び安定した噛み合い性が実現できる。
【００２７】
保持器６のポケット部１０は、その周方向幅が、ローラ３の径より小さく設定されている。従って、ローラ３が内径側に脱落することがないので、ワンウェイクラッチを一体として組み立てることが可能となる。
【００２８】
外輪１の凹部４に対応する軸方向の一側面には径方向に延在する溝７が凹部４に連通して形成されている。溝７は、例えば焼結型などにより形成される。ローラ型ワンウェイクラッチ３０の作動に伴い、カム面１２を有する凹部４内にはごみや異物が溜まるが、溝７により外部に排出される。そのため、ごみ溜まりによる作動不良を防止することができる。溝７は、外輪１の軸方向の両端に設けることもできる。
【００２９】
図２に示すように、環状スプリング５の端部１４は、軸方向内方に折り曲げられ、外輪１の内周面に当接している。
【００３０】
図３及び図４は、本発明の変形例を示す図であり、図３は、ローラ型ワンウェイクラッチの正面図であり、図４は、図３の部分軸方向断面図である。この例では、環状スプリング５の一端部２０が、外輪１の内径に設けた凹所２１に係合している。このようにすることで環状スプリング５が内外輪と連れ回りすることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例を示すローラ型ワンウェイクラッチの正面図である。
【図２】図１のＺ−Ｏ−Ｚ線に沿った軸方向断面図である。
【図３】変形例を示すローラ型ワンウェイクラッチの正面図である。
【図４】図３の部分軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１ 外輪
２ 内輪
３ ローラ
４ 凹部
５ 環状スプリング
６ 保持器
９ 湾曲部
１０ ポケット部
３０ ローラ型ワンウェイクラッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周にカム面を有する環状の外輪と、
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、
前記外輪及び前記内輪間に配置されて前記外周軌道面と前記カム面との間でトルクを伝達する複数のローラと、
前記複数のローラを保持する保持器と、
前記保持器を介して前記ローラを前記カム面と噛み合う方向に付勢するＣ型の環状スプリングと、
から成ることを特徴とするローラ型ワンウェイクラッチ。
【請求項２】
前記環状スプリングは、円周方向に等配され、内径側に突出する複数の湾曲部を有し、該湾曲部が前記保持器のポケット部に嵌合していること特徴とする請求項１に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
【請求項３】
前記外輪の内径側縁部には段部が設けられ、該段部に前記環状スプリングが係合していることを特徴とする請求項２に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
【請求項４】
前記外輪の内径側縁部には段部が設けられ、該段部に前記環状スプリングが係合し、それにより前記環状スプリングがセンタリングされることを特徴とする請求項２に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
【請求項５】
前記外輪の内径側縁部には段部が設けられ、該段部に前記保持器のフランジ部が案内されることにより、前記保持器がセンタリングされることを特徴とする請求項２に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
【請求項６】
前記保持器の前記ポケット部の幅は前記ローラの径より小さいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
【請求項７】
前記外輪の前記カム面に対応する軸方向の一側面に溝を設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
【請求項１】
内周にカム面を有する環状の外輪と、
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、
前記外輪及び前記内輪間に配置されて前記外周軌道面と前記カム面との間でトルクを伝達する複数のローラと、
前記複数のローラを保持する保持器と、
前記保持器を介して前記ローラを前記カム面と噛み合う方向に付勢するＣ型の環状スプリングと、
から成ることを特徴とするローラ型ワンウェイクラッチ。
【請求項２】
前記環状スプリングは、円周方向に等配され、内径側に突出する複数の湾曲部を有し、該湾曲部が前記保持器のポケット部に嵌合していること特徴とする請求項１に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
【請求項３】
前記外輪の内径側縁部には段部が設けられ、該段部に前記環状スプリングが係合していることを特徴とする請求項２に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
【請求項４】
前記外輪の内径側縁部には段部が設けられ、該段部に前記環状スプリングが係合し、それにより前記環状スプリングがセンタリングされることを特徴とする請求項２に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
【請求項５】
前記外輪の内径側縁部には段部が設けられ、該段部に前記保持器のフランジ部が案内されることにより、前記保持器がセンタリングされることを特徴とする請求項２に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
【請求項６】
前記保持器の前記ポケット部の幅は前記ローラの径より小さいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
【請求項７】
前記外輪の前記カム面に対応する軸方向の一側面に溝を設けたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−２７８４２５（Ｐ２００７−２７８４２５Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１０７１４０（Ｐ２００６−１０７１４０）
【出願日】平成１８年４月１０日（２００６．４．１０）
【出願人】（０００１０２７８４）ＮＳＫワーナー株式会社 (149)
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月１０日（２００６．４．１０）
【出願人】（０００１０２７８４）ＮＳＫワーナー株式会社 (149)
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