JPH04228933A - オーバランニング・クラッチ用部品 - Google Patents

オーバランニング・クラッチ用部品

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JPH04228933A
JPH04228933A JP3191310A JP19131091A JPH04228933A JP H04228933 A JPH04228933 A JP H04228933A JP 3191310 A JP3191310 A JP 3191310A JP 19131091 A JP19131091 A JP 19131091A JP H04228933 A JPH04228933 A JP H04228933A
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JP
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insert
hardened
titanium nitride
component
clutch
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JP3191310A
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Inventor
Robert J Ostrander
ラバト、ジェイ、アストランダ
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Dana Inc
Original Assignee
Dana Inc
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Publication date
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    • C23C14/0641—Nitrides
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に二方向性逆転防
止クラッチ（ｂｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｂａｃｋｓ
ｔｏｐｐｉｕｇ　　ｃｌｕｔｃｈ）、ことにこのような
クラッチに使用するのに適する、改良された焼入れした
インサート及びブレーキ・シューに関する。
【０００２】
【発明の背景】二方向性モータは、出力軸を時計回りに
又は逆時計回りに選択的に回転できる公知の装置である
。通常出力軸は、この軸と共に回転する従動装置に連結
され、又この出力軸の回転は従動装置にトルクを伝える
。しかし若干の場合に従動装置は、モータに逆転駆動ト
ルクを及ぼすことがある。この逆転駆動作用を防ぐよう
に、逆転防止クラッチを通常モータの出力軸と従動装置
の入力軸との間に連結する。二方向性逆転防止クラッチ
は、中空円筒形のブレーキ・ドラム内に配置した１対の
互いに対向するブレーキ・シューに連結した入力ヨーク
を備えている。これ等のブレーキ・シューは一般に、ブ
レーキ・ドラムの内面に対応する孤状のブレーキ面を持
つ半円形の形状を持つ。これ等のブレーキ・シュー間に
は通常互いに平行に整合して１対の駆動ピンを配置して
ある。これ等の駆動ピンは出力部材に形成した穴内に延
びている。
【０００３】正常な運転条件のもとでは、入力ヨークは
、ブレーキ・ドラム内でブレーキ・シュー、駆動ピン及
び出力軸を回転することによりトルクを従動装置に伝え
る。しかし従動装置がクラッチを経て駆動トルクを戻そ
うとするときに、出力部材により駆動ピンが傾くように
なる。従ってブレーキ・シューが相互に広がり、ブレー
キ・ドラムの内面に鎖錠状態で摩擦を伴って係合する。 このようにしてクラッチは、従動装置によるモータの逆
転駆動を防ぐ。
【０００４】ブレーキ・シューには焼入れした耐摩耗性
インサートを設けてある。これ等のインサートは、ブレ
ーキ・シューの弧状の制動外面に形成したみぞ穴内に配
置してある。各ブレーキ・シューを前記したように制動
中に相互に離れる向きに動かすときは、各インサートは
、ブレーキ・ドラムの内面に摩擦を伴って接触する。 制動面が摩耗したときに、摩耗を減らし修理費を減らす
ためにインサートを設ける。従来これ等のインサートは
、中実の炭化タングステンから形成されている。
【０００５】この材料で形成したインサートは満足の得
られる機能を持つが、これ等のインサートは製造が極め
てむずかしい。炭化タングステン材料の著しい硬さによ
って、これ等のインサートは適正な寸法に研削すること
が極めてむずかしい。さらにこの材料自体の性質と、こ
のような材料の機械加工の際のむずかしさとによって、
炭化タングステン製インサートは極めて高価になる。現
在では中実の炭化タングステンで作られる単一のインサ
ートは、価格が２０ドルに上昇している。従って一層安
価な材料で形成され、炭化タングステンより機械加工が
容易で、しかも二方向性逆転防止クラッチで満足の得ら
れる機構を果たすインサートを提供することが望ましい
。或はどのようなインサートも使用する必要のない逆転
防止クラッチを提供することが望ましい。
【０００６】
【発明の要約】本発明は、二方向性逆転防止クラッチに
使うようにした改良された焼入れしたインサート付きブ
レーキ・シューに係わる。各インサートは、比較的安価
で機械加工の容易な高速度合金工具鋼から成る基体材料
で形成してある。この基体材料は、インサートに対し所
望の形状に形成され、次いで従来の方法により焼入れ焼
もどしを行い所望の硬さが得られるようにする。次いで
窒化チタンの被覆を、物理蒸着法又は化学蒸着法により
インサートに付着する。窒化チタン被覆は、インサート
にこのインサートを逆転防止クラッチに使うことのでき
る極めて硬い表面を与える。１変型ではブレーキ・シュ
ーを前記したようにして形成し、クラッチ内にインサー
トを使わない。
【０００７】本発明の目的は、二方向性逆転防止クラッ
チに従来のブレーキ・シューと共に使う改良された焼入
れインサートを提供することにある。
【０００８】本発明の他の目的は、製造がはるかに容易
で従来のインサートより費用が実質的に安価なこのよう
なインサートを提供することにある。
【０００９】さらに本発明の目的は、インサートの使用
を何等必要としない二方向性逆転防止クラッチに使う改
良された焼入れブレーキ・シューを提供することにある
。
【００１０】本発明のその他の目的及び利点は好適な実
施例により添付図面を参照して以下に詳しく述べること
にする。
【００１１】
【実施例】図１には二方向性逆転防止クラッチ１０を例
示してある。二方向性逆転防止クラッチ１０の基本的構
造及び作用は米国特許願０７／４３０，８１１号明細書
に詳しく記載してある。この記載は本説明に参照してあ
る。二方向性逆転防止クラッチ１０は、入力軸１１及び
出力軸１２の間に連結してある。入力軸１１には、入力
ヨーク１３を貫いて刊成した補形的形状の穴２２と協働
するキー２１を形成してある。入力ヨーク１３は互いに
間隔を置いて軸線方向に延びる２つの突起２３，２４を
備えている。入力ヨーク１３は、少なくとも突起２３，
２４がブレーキ・ドラム１４に形成した中心穴２５内に
延びるような寸法にしてある。キーみぞ２６又はその他
適当な手段をブレーキ・ドラム１４に設けてブレーキ・
ドラム１４を回転しないように支持面（図示してない）
に固着するようにしてある。
【００１２】ブレーキ・ドラム１４内には１対のブレー
キ・シュー１５，１６を配置してある。ブレーキ・シュ
ー１５，１６は一般に弧状の外面２７を持つ半円形セグ
メントの形状に形成してある。ブレーキ・シュー１５は
、入力ヨーク突起２３に形成した対応する扁平面３３と
協働する扁平な外面３２を形成してある。同様にシュー
１６は、入力ヨーク突起２４に形成した対応する扁平面
３５と協働する扁平な外面３４を形成してある。ブレー
キ・シュー１５，１６は、相互に向き合い二方向性逆転
防止クラッチ１０を組立てたときにわずかに間隔を置い
た扁平な各内面３０，３１を形成してある。２個のブレ
ーキ・シュー１５，１６の間にばね１７を配置し、これ
等のブレーキ・シューを相互に離れる向きに外方に付勢
するようにしてある。ばね１７の一端部は、内面３１の
中央に形成したくぼみ３６内に位置させてあるが、他端
部は内面３０に形成した同様なくぼみ（図示してない）
内に位置させてある。
【００１３】ブレーキ・シュー１５の内面３０には２つ
の半円形のみぞ３７，３８を形成してあるが、ブレーキ
・シュー１６の内面３１には２条の同様な半円形みぞ３
９，４０を形成してある。ブレーキ・シュー１５，１６
を組立てると、みぞ３７，３９及びみぞ３８，４０はぞ
れぞれ整合してブレーキ・シュー１５，１６間に２つの
円筒形の穴を形成する。１対の出力ピン１８，１９はこ
れ等の穴内に配置してある。各ピン１８，１９は、第１
端部４１及び第２端部４３を持つ柄部分４２を備えてい
る。柄部分４２のまわりにはその中心の近くに第１の拡
大した直径の環状のうね部４５を形成してあるが、柄部
分４２のまわりには、第２端部４３に隣接して第２の拡
大した直径の環状うね部４４を形成してある。各環状う
ね部４４，４５は、二方向性逆転防止クラッチ１０を組
立てたときにブレーキ・シュー１５，１６間に形成され
た円筒形の穴内に配置されるように寸法を定め相互に間
隔を置いている。
【００１４】出力部材２０は、出力軸１２に連結するよ
うに中心のキー形穴４６を形成してある。又出力部材２
０を貫いて１対の穴４７，４８を形成してある。各穴４
７，４８は、出力ピン１８，１９に整合しその頭部４１
を各穴４７，４８内に受入れるようにしてある。各出力
ピン１８，１９と出力部材２０との協働により二方向性
逆転防止クラッチ１０に所望の逆転防止作用を与える。
【００１５】ブレーキ・シュー１５，１６の外面は、く
ぼみ２９で示すような比較的小さい半円筒形くぼみを持
つように形成してある。各くぼみ２９内にインサート２
８を配置してある。インサート２８のうちの１つの構造
を図２及び図３に明示してある。図示のようにインサー
ト２８は、形状が湾曲面２８ａとわずかに湾曲した面２
８ｂとを持つ半円筒形である。使用中にインサート２８
をブレーキ・シュー１５，１６に取付けるときは、各イ
ンサートはくぼみ２９内で回転し、ブレーキ・シュー１
５，１６を、二方向性逆転防止クラッチ１０の逆転防止
作用中に互いに隔てるときにわずかに湾曲した面２８ｂ
がブレーキ・ドラム１４の内面に摩擦を伴って接触する
。この運動によりインサート２８及びブレーキ・ドラム
１４の接触面に確実に一様な負荷を加える。従って入力
衝撃、出力衝撃及び効率のような二方向性逆転防止クラ
ッチ１０の性能特性により接触面の摩耗による劣化を招
きにくくなる。又インサート２８は過度の摩耗の生じた
ときに容易に交換できる。
【００１６】本発明の目新しい点はインサート２８の組
成にある。各インサート２８は、Ｍ２鋼のような高速度
合金工具鋼から成る基体材料で形成してある。この材料
又は類似の材料は、なお後述するように比較的高い焼な
まし温度を持つので使用される。たとえばＭ２鋼の焼な
まし温度は約１０００°Ｆである。この基体材料は初め
に、任意普通の手段によりインサート３８に望ましい形
状に形成する。インサート２８に望ましい横断面形状を
持つこの材料から成る細長いストリップを引抜く、この
ストリップは次いで短い長さに切断され、インサート２
８に形成される。次いでこれ等の切断インサート２８を
、任意普通の方法で焼入れし焼もどしを行う。このよう
な方法によってインサート２８はロックウエルＣスケー
ルで約６２ないし６５の範囲内に焼入れするのがよい。
【００１７】最後に焼入れインサート２８に、窒化チタ
ンから成る薄い層を被覆する。窒化チタン被覆は、物理
蒸着法又は化学蒸着法のような任意普通の方法により付
着させる。この被覆の厚さは、インサート２８の全表面
で０．０００１ｉｎないし０．０００２ｉｎの範囲にし
てロックウエルＣスケールで約８５の表面硬さを与える
ようにするのがよい。窒化チタン被覆は高い温度通常約
４５０°Ｆで付着させる。すなわち基体材料の焼なまし
温度は、この温度より幾分高くして基体材料が窒化チタ
ン被覆を付着する間に基体材料が軟化しないようにする
のがよい。
【００１８】このようにして得られるインサート２８は
、前記した中実の炭化タングステンから形成した従来の
インサートに比べて製造がはるかに容易であり著しく安
価である。窒化チタン被覆鋼から形成した１個のインサ
ート２８は、従来の中実炭化タングステンインサートの
１つに対する約２０ドルの価格に比べて約４ないし５ド
ルになると見積もられる。窒化チタン被覆鋼製のインサ
ート２８は二方向性逆転防止クラッチ１０で満足の得ら
れる機能を果たすだけでなく、２つの重要な利点が認め
られている。第１に窒化チタン被覆は、この二方向性逆
転防止クラッチが正常に作動しているとき、すなわち逆
転防止モードにないときに、摩擦（従って摩耗）を減ら
す乾式潤滑性を持つように考えられる。すなわちクラッ
チ１０の保守作用はあまりひんぱんでなくてよい。第２
に窒化チタン被覆と組合せた一層軟らかい基体材料の作
用により、二方向性逆転防止クラッチ１０を望ましくな
いチャタリングを伴わないで幾分一層高い速度で回転す
ることができる。従って二方向性逆転防止クラッチ１０
は、従来考えられていたよりも一層高い速度の用途に使
うことができる。
【００１９】図４には本発明の変型による二方向性逆転
防止クラツチ１０′の展開斜視図を示してある。二方向
性逆転防止クラッチ１０′の構造は、前記した二方向性
逆転防止クラッチ１０と全く同様である。同様な部品に
は同様な参照数字を使ってある。二方向性逆転防止クラ
ッチ１０′は、ブレーキ・ドラム１４内に配置した改良
された１対の焼入れたブレーキ・シュー１５′，１６′
を備えている。各ブレーキ・シュー１５′，１６′は一
般に、弧状の外面２７′を持つ半円形セグメントの形状
に形成してある。弧状の外面２７′は一般にブレーキ・
ドラム１４の弧状の内面２５に一致するように形成して
ある。図１ないし図３に例示したブレーキ・シュー１５
，１６の弧状面２７の場合と同様に面２７′にみぞ又は
インサートを設けてない。
【００２０】各ブレーキ・シュー１５′，１６′は前記
したインサート２８と同じ材料から同様にして形成する
ことができる。すなわち各ブレーキ・シュー１５′，１
６′は、Ｍ２鋼のような高速度合金工具鋼から成る基体
材料から形成され窒化チタンの層を被覆する。ブレーキ
・シュー１５′，１６′の弧状の外面２７′は使用中に
ブレーキ・ドラム１４の弧状内面２５に直接接触する。
【００２１】以上本発明をその実施例について詳細に説
明したが本発明はなおその精神を逸脱しないで種種の変
化変型を行うことができるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による複数の改良された焼入れインサー
トを備えた二方向性逆転防止クラッチの展開斜視図であ
る。
【図２】図１に例示したインサートのうちの１つの平面
図である。
【図３】図２の３−３線に沿う断面図である。
【図４】本発明による改良された１対の焼入れたブレー
キ・シューを備えた二方向性逆転防止クラッチの展開斜
視図である。
【符号の説明】
１０，１０′　　　　オーバランニング・クラッチ１５
，１６　　　　ブレーキ・シュー ２８　　　　インサート

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　所望の部品用形状を持つと共にロック
    ウエルＣスケールで約６２ないし６５の範囲内の硬さを
    持つ基体材料と、ロックウエルＣスケールで約８５の表
    面硬さが得られるように、焼入れした前記基体材料を被
    覆する窒化チタンの層と、を包含する、オーバランニン
    グ・クラッチに使用するのに適する部品。
  2. 【請求項２】　　前記部品が、前記オーバランニング・
    クラッチのブレーキ・シューと共に使用するのに適する
    インサートである、請求項１の部品。
  3. 【請求項３】　　前記部品が、前記オーバランニング・
    クラッチに使用するのに適するブレーキ・シューである
    、請求項１の部品。
  4. 【請求項４】　　前記被覆の厚さが、０．０００１ｉｎ
    ないし０．０００２ｉｎの範囲である、請求項１の部品
    。
  5. 【請求項５】　　前記基体材料を、前記部品の所望の横
    断面形状を持つ前記基体材料から成る細長いストリップ
    を引抜き、この細長いストリップを一層短い断片に切断
    することにより、前記所望の部品用の形状に形成した、
    請求項１の部品。
  6. 【請求項６】　　前記窒化チタンの層を、物理蒸着法に
    より前記焼入れした基体材料に付着した、請求項１の部
    品。
  7. 【請求項７】　　前記窒化チタンの層を、化学蒸着法に
    より前記焼入れした基体材料に付着した請求項１の部品
    。
JP3191310A 1990-04-30 1991-04-30 オーバランニング・クラッチ用部品 Pending JPH04228933A (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/517,563 US5104461A (en) 1990-04-30 1990-04-30 Hardened insert for backstopping clutch
US517563 1990-04-30
US07/680,759 US5123972A (en) 1990-04-30 1991-04-09 Hardened insert and brake shoe for backstopping clutch
US680759 1996-07-15

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Publication Number Publication Date
JPH04228933A true JPH04228933A (ja) 1992-08-18

Family

ID=27059177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3191310A Pending JPH04228933A (ja) 1990-04-30 1991-04-30 オーバランニング・クラッチ用部品

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US (1) US5123972A (ja)
JP (1) JPH04228933A (ja)
AU (1) AU635130B2 (ja)
CA (1) CA2041360C (ja)
CH (1) CH684759A5 (ja)
DE (1) DE4114026A1 (ja)
GB (1) GB2243622B (ja)
IL (1) IL97970A0 (ja)

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