JPH05263843A

JPH05263843A - 動力伝達機構

Info

Publication number: JPH05263843A
Application number: JP4089420A
Authority: JP
Inventors: Noboru Ashikawa; 昇芦川; Katsuharu Kinoshita; 勝春木下; Yasunobu Kawakami; 泰伸川上
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1992-03-13
Filing date: 1992-03-13
Publication date: 1993-10-12

Abstract

(57)【要約】【目的】ローラーロック式の動力伝達機構において、
アウターレースとインナーレースとの間に配置したロー
ラーにおいて滑りを発生させることなく、良好に駆動側
から従動側に動力を伝達することができるものを提供す
る。【構成】アウターレース２と、アウターレース２に同
軸的に配置されたインナーレース３との間に配置される
ローラー５を、セラミックス又はサーメットから形成す
るとともに、ローラー５の表面粗さを特定の値に設定し
たものである。【効果】ローラー５の表面粗さが適度なものとなって
いるので、アウターレース２とインナーレース３との間
にローラー５が嵌まり込んだ場合に、滑りが生じない。
また、長期間使用してもローラー５の表面が磨耗するこ
ともない。さらに、金属製のローラーよりも軽量とする
ことができるので、リテーナ４等を傷めることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はいわゆるローラーロック
式の動力伝達機構に関し、さらに詳しくは、アウターレ
ースとインナーレースとの間に配置するローラーとして
セラミック系のものを用い、アウターレースとインナー
レースのインタロック（連結）時において滑りを発生さ
せることなく、良好に駆動側から従動側に動力を伝達す
ることができる動力伝達機構に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】二つの
回転軸の間に動力を伝達する機構の一つとしてクラッチ
機構があるが、このクラッチ機構の一つに、いわゆるロ
ーラーロック式のものがある。

【０００３】ローラーロック式は、たとえば図２の(a)
に示すように、アウターレース（アウターギア）２の円
筒状の内周面22と、インナーレース３の外周面32との間
に複数のローラー５を配置した構成となっており、後述
する作用により、アウターレース２又はインナーレース
３の一方の駆動を他方に伝達する仕組みになっている。

【０００４】ここで、インナーレース３の外周面32は、
アウターレースの円筒状内面との間隔に変化が得られる
ように凹凸状に形成されており、凸部32a と凹部32b と
が規則的に交互に配列している。凸部32a とアウターレ
ース２の内周面22との距離はローラー５の直径より小さ
くなっており、また、凹部32b の中央部にローラー５が
配置された場合に、ローラー５がアウターレース２に接
触しない深さに凹部32b が形成されている。

【０００５】各ローラー５は、アウターレース２とイン
ナーレース３との間に設置されたリテーナ４の穴部41に
配置されており、リテーナ４がインナーレース３に固定
している場合には、各ローラー５は、それぞれインナー
レース３の外周面32の凹部32b に位置する（図２の(a)
）。この状態であると、ローラー５はアウターレース
２の内周面22に接触しないので、アウターレース２が駆
動（回転）している場合でもその駆動力はインナーレー
ス３には伝わらない。

【０００６】一方、リテーナ４の束縛が解かれると（イ
ンナーレース３に対してフリーになると）、アウターレ
ース２が回転しているために、ローラー５はインナーレ
ース３の外周面32に沿って相対的に（アウターレース２
の回転方向と反対の方向に）移動する。インナーレース
３の外周面32の凸部32a とアウターレース２の内周面22
との間隔は前述の通りローラー５の直径よりも小さいの
で、ローラー５は図２の(b) に示すように凸部32a とア
ウターレース２の内周面22との間に嵌まり込む。これに
より、アウターレース２とインナーレース３とはインタ
ロックされ、アウターレース２の駆動力がインナーレー
ス３に伝わることになる。

【０００７】従来のこの種の動力伝達機構においては、
アウターレース、インナーレース、リテーナ、及びロー
ラーはともに金属製のものが使用されていたが、金属製
のローラーを用いた動力伝達機構では、これを長期にわ
たってオン−オフ作動し続けると、ローラー表面の粗さ
が容易に小さくなり（いわばツルツルの状態となり）、
ローラーがアウターレースとインナーレースとの間に嵌
まり込んだ場合に滑ってしまうことがあり、アウターレ
ースとインナーレースとを良好にインタロックすること
ができない。

【０００８】また、金属製ローラーの磨耗は比較的大き
く、そのため容易に変形してしまう。さらに、金属製ロ
ーラーの場合には、たとえ材料を選択したとしてもそれ
ほど軽量化は達成できず、アウターレースやインナーレ
ースの表面、及びリテーナにダメージを与えやすい。

【０００９】したがって本発明の目的は、上記の不都合
を解消し、アウターレースとインナーレースとの間に配
置したローラーにおいて滑りを発生させることなく、長
期間にわたって良好に駆動側から従動側に動力を伝達す
ることができる動力伝達機構を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑みローラー
ロック式の動力伝達機構について鋭意研究の結果、本発
明者は、ローラーをセラミック系材料から形成するとと
もに、ローラーの表面粗さを特定の値に設定すれば、ア
ウターレースとインナーレースとの間に配置したローラ
ーにおいて滑りを発生させることなく、良好に駆動側か
ら従動側に動力を伝達することができることを発見し、
本発明に想到した。

【００１１】すなわち、本発明の動力伝達機構は、(a)
アウターレースと、(b) 前記アウターレースに同軸的に
配置されたインナーレースと、(c) 複数の穴部を周方向
に沿って有するリング状の骨格を有し、前記アウターレ
ースの内周面と前記インナーレースの外周面との間に配
置されたリテーナと、(d) 前記リテーナの各穴部に１つ
ずつ配置されたローラーとを有し、前記アウターレース
の内周面及び前記インナーレースの外周面のいずれか一
方が円筒状の面となるとともに、他方が周に沿って等間
隔に凹凸を繰り返し、もって前記アウターレースの内周
面と前記インナーレースの外周面との間隔が周方向に沿
って周期的に変化しており、前記ローラーが、前記アウ
ターレースの内周面と前記インナーレースの外周面との
間隔の狭い部分に嵌まり込んで、前記アウターレースと
前記インナーレースとをインタロックする構造の動力伝
達機構であって、前記ローラーがセラミックス又はサー
メットから形成されており、前記ローラーの表面粗さが
0.5 〜4.0 Ｓであることを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明では、アウターレースとインナーレース
とをインタロックするローラーとして、セラミック系材
料からなるものを使用している。そして、ローラーの表
面粗さを特定の範囲に設定し、ある程度の大きさの摩擦
係数を有するようにしている。これにより、ローラー
と、アウターレース及びインナーレースとの間の滑りを
防止している。

【００１３】このようなローラーとしておくと、ローラ
ーによりアウターレースとインナーレースとがインタロ
ックされる時、三者の間に起こる摺動の初期速度が大き
くても、その摺動速度はすぐに小さくなり、結果的に滑
りがほとんどおこらない。したがって、摩擦による温度
の上昇が大きく抑制される。このため、温度の変化（温
度上昇）に伴うヤング率の低下もほとんどみられない。
また、温度上昇に伴うポアソン比の変化も小さく抑える
ことができる。以上の理由から、インタロック時の圧力
（ローラーに懸かる面圧）によるローラーの変形を心配
することなく、アウターレースとインナーレースとをイ
ンタロックすることができる。

【００１４】また、ローラーの磨耗もほとんどなく、金
属部材間の摺動にみられるような焼き付きも起こらな
い。

【００１５】さらに、セラミックスは一般に金属より軽
量とすることができ、このため、たとえローラーが大き
な衝撃力でリテーナ等にぶつかったとしても、リテーナ
等にダメージを与えることもない。

【００１６】ローラーと接触する相手材（アウターレー
ス及びインナーレース）が金属製であれば、一旦、その
表面粗さを特定のものに調整したセラミック製のローラ
ーは、使用によって表面がツルツルになることがなく、
長い期間にわたって良好な動力伝達をすることができ
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説
明する。図１は本発明の一実施例による動力伝達機構を
概略的に示す部分断面側面図であり、アウターレースの
部分のみを断面で示している。また、図２(a) 及び(b)
は、ともに図１のＡ−Ａ断面図であり、(a) は動力伝達
機構がオフ（アウターレースの回動がインナーレースに
伝わらない）場合の状態を示し、(b) は、動力伝達機構
がオン（アウターレースの回動がインナーレースに伝わ
る）場合の状態を示している。

【００１８】本実施例における動力伝達機構１は、(a)
中央に円筒状凹部が形成された円盤状部材であって、軸
21を中心として回転するアウターレース（アウターギ
ア）２と、(b) アウターレース２と同軸的に設置され、
アウターレース２の円筒状凹部に入り込み、この円筒状
凹部の側面（以下これを内周面と呼ぶ）22に、その外周
面を対向させるインナーレース３と、(c) 複数の穴部41
を周方向に沿って有するリング状の骨格を有し、アウタ
ーレース２の内周面22とインナーレース３の外周面32と
の間に配置されたリテーナ４と、(d) アウターレース２
とインナーレース３との間に配置され、リテーナ４によ
り位置決めされている複数の円柱状ローラー５（図１に
はローラーは図示せず）と、(e) インナーレース５に装
着し、これと同期するリテーナ係止部材６とを有する。

【００１９】ここで、リテーナ４の各穴部41には、図２
に示すように、それぞれ１個のローラー５が配置され
る。

【００２０】本実施例の動力伝達機構１においては、ア
ウターレース２の内周面22は滑らかな円筒状曲面となっ
ており、これと対向するインナーレース３の外周面32は
周方向に沿って右上がりの傾斜面と右下がりの傾斜面と
が交互に配列し、凹凸を繰り返した構造となっている。

【００２１】なお、本実施例では、アウターレース２側
を滑らかな円筒状曲面とし、インナーレース３側を凹凸
状に形成しているが、これを逆転した構成としてもよ
い。また、アウターレース２を駆動側とし、インナーレ
ース３を従動側としているが、この反対の構成としても
よい。

【００２２】インナーレース３の外周面32の凸部32a
と、これに対向するアウターレース２の内周面22とがな
す間隔は、ローラー５の直径より小さくなるように設定
されている。また、インナーレース３の外周面32の凹部
32b の中央部分にローラー５が配置された場合、ローラ
ー５はアウターレース２の内周面22に接触しない深さと
なるように凹部32b が形成されている（図２の(a) 参
照）。

【００２３】リテーナ係止部材６は、リング状の本体部
61と、この本体部61のなす面に垂直に延びる複数のピン
部62とを有し、リング状の本体部61においてインナーレ
ース３に装着している。リテーナ係止部材６はインナー
レース３とともにインナーレース３の軸の周りに回転可
能であり（インナーレース３と同期する）、また、矢印
Ｂで示したように、軸方向に移動可能である。

【００２４】リテーナ４には、リテーナ係止部材６のピ
ン部62を承受する凹部42が形成されている。リテーナ係
止部材６が図１の左方向に移動して、そのピン部62がリ
テーナ４の凹部42に挿入した場合、リテーナ４はインナ
ーレース３に対して固定される。このとき、リテーナ４
は図２の(a) に示した位置に止まる。すなわち、リテー
ナ４の柱部43（リテーナ４の各穴部41間に存在する部
分）が、インナーレース３の凸部32a に対応する部位に
固定される。したがって、ローラー５はその中心がイン
ナーレース３の凹部32b に対応するように配置される。

【００２５】上述したように、図２の(a) の状態では、
ローラー５はアウターレース２の内周面22とは接触しな
いので、アウターレース２が回転していても、その動力
はインナーレース３には伝達されない。

【００２６】一方、リテーナ係止部材６がリテーナ４の
凹部42から引き抜かれる（矢印Ｂの右方向に移動する）
とリテーナはある程度自由になる（周方向の前後に多少
移動できる）ので、ローラー５の束縛は解かれることに
なる。このとき、アウターレース２が回転（本実施例で
は右周りに回転）していることによりローラー５は相対
的に（図２の左側に）移動することになる。すなわち、
ローラー５はインナーレース３の外周面32の傾斜面を左
側に登るように移動し、外周面32の凸部32a とアウター
レース２の内周面22との間に嵌まり込む（図２の(b)
）。この状態において、アウターレース２とインナー
レース３とはローラー５によりインタロックされ、アウ
ターレース２の右周りの回転がインナーレース３にも伝
わり、アウターレース２とともにインナーレース３が回
転を始める。

【００２７】なお、再びアウターレース２とインナーレ
ース３との間の動力伝達を切る場合には、リテーナ係止
部材６をリテーナ４に差し込めばよい。これを容易にす
るためには、リテーナ４における凹部42の開口部分をテ
ーパをもった広口に形成し、またリテーナ係止部材６の
ピン部62の先端部分を、凹部42の開口部に容易に入るよ
うな形状に形成しておけばよい。

【００２８】アウターレース２、インナーレース３、及
びリテーナ４を構成する材料としては、従来のこの種の
動力伝達機構に用いられている部材を形成する金属を用
いることができる。具体的には、SCM 420 、SUJ 2 、HM
235、SNCM 815VAなどが挙げられるが、材料によって
は、コーティング、浸炭、浸硫処理を施してもよい。

【００２９】なお、アウターレース及びインナーレース
のいずれかをセラミックスにより形成してもよいが、そ
の場合、ローラーの片当たり（アウターレース、インナ
ーレース、又はリテーナに対し、ローラーがその軸線を
斜めにするように当たること）に対して万全ではない。
また、耐荷重性もアウターレース及びインナーレースが
金属製の場合に比して劣る。

【００３０】上述の材料からなるアウターレース２、イ
ンナーレース３、及びリテーナ４と組み合わさるローラ
ー５は、セラミックスか、又はサーメットから構成す
る。

【００３１】サーメットとしては、炭化チタンをセラミ
ック主成分とするサーメットが好ましい。金属成分とし
ては、鉄、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデンを
用いるのがよく、サーメット中の炭化チタンの配合量は
10〜90重量％とするのがよい。

【００３２】また、セラミックスとしては、窒化珪素、
窒化アルミニウム、窒化チタン、炭化珪素、炭化チタ
ン、アルミナ、ジルコニアのいずれかを主成分とするも
のが良い。融点が高く（したがって軟化点が高く）、良
好な靭性を有し、耐圧強度が高く、さらに良好な機械的
強度を有するものという観点からは、特に窒化珪素を用
いるのが好ましい。

【００３３】ローラー５の形状は、図３に示すように、
(a) 円柱状の胴部51と端面52とがなす角部53が、滑らか
な凸曲面となっているもの、(b) クラウニング54が施さ
れているもの、(c) 円柱状の胴部51と端面52とがなす角
部55が面取りを施されているもの等が可能であるが、強
度の観点からは、(a) のものが好ましい。このような形
状とすると、ローラーの片当たりに対して良好な強度を
有するようになる。

【００３４】図３の(a) に示したような形状、すなわち
角部を滑らかな凸曲面とする場合、その凸曲面の曲率半
径はローラーの大きさにもよるが、0.5 〜1.5 mm程度と
するのがよい。また、円筒状胴部51の長さＬは５〜20mm
とするのがよい。

【００３５】本発明では、ローラー５の表面粗さを0.5
〜4.0 Ｓ（JIS B 0659による）とする。表面粗さが0.5
Ｓ未満では、アウターレース又はインナーレースとの間
に滑りが生じやすく、良好な動力伝達ができない。一
方、4.0 Ｓを超える粗さとすると、相手材（アウターレ
ース又はインナーレース）の表面が容易に磨耗する。好
ましくは表面粗さを２〜３Ｓとする。

【００３６】なお、この表面粗さの調整は、ローラー表
面のうち、実質的にアウターレース又はインナーレース
と接触する部分にのみ行っていてよい。

【００３７】以上、本発明を添付図面を参照して詳細に
説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の思想
を逸脱しない限り種々の変更を施してよい。

【００３８】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明の動力伝
達においては、アウターレースとインナーレースとをイ
ンタロックするローラーとして、セラミック系の材料か
らなるものを用いており、これにより、ローラーと相手
材との滑りが大きく抑制され、良好な動力伝達が行え
る。

【００３９】また、セラミックローラーは、金属製のも
のより軽量とすることができるので、リテーナ等の破損
を防止することができる。

【００４０】本発明による動力伝達機構は、高速に回転
する軸の駆動力を伝達する部位（すなわち、ローラーと
アウターレース及びインナーレースとの摺動の初期速度
が大きくなるような部位）に好適に用いることができ
る。また、大きなトルクがかかる動力伝達部位（ローラ
ーによりアウターレースとインナーレースとをインタロ
ックする際の面圧を高くしなければならないような部
位）にも良好に用いることができる。

【００４１】本発明の動力伝達機構は、自動車のクラッ
チ機構をはじめとする幅広い分野に適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による動力伝達機構を概略的
に示す部分断面側面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図であり、(a) は動力伝達機
構がオフ（アウターレースの回動がインナーレースに伝
わらない）場合の状態を示し、(b) は、動力伝達機構が
オン（アウターレースの回動がインナーレースに伝わ
る）場合の状態を示している。

【図３】(a) 、(b) 、(c) ともに、本発明の動力伝達機
構に用いることができるローラーの形状を示す概略断面
図である。

【符号の説明】

１動力伝達機構２アウターレース３インナーレース４リテーナ５ローラー６リテーナ係止部材 22 アウターレースの内周面 32 インナーレースの外周面 32a 凸部 32b 凹部 41 リテーナの穴部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 (a) アウターレースと、(b) 前記アウタ
ーレースに同軸的に配置されたインナーレースと、(c)
複数の穴部を周方向に沿って有するリング状の骨格を有
し、前記アウターレースの内周面と前記インナーレース
の外周面との間に配置されたリテーナと、(d) 前記リテ
ーナの各穴部に１つずつ配置されたローラーとを有し、
前記アウターレースの内周面及び前記インナーレースの
外周面のいずれか一方が円筒状の面となるとともに、他
方が周に沿って等間隔に凹凸を繰り返し、もって前記ア
ウターレースの内周面と前記インナーレースの外周面と
の間隔が周方向に沿って周期的に変化しており、前記ロ
ーラーが、前記アウターレースの内周面と前記インナー
レースの外周面との間隔の狭い部分に嵌まり込んで、前
記アウターレースと前記インナーレースとをインタロッ
クする構造の動力伝達機構において、前記ローラーがセ
ラミックス又はサーメットから形成されており、前記ロ
ーラーの表面粗さが0.5 〜4.0 Ｓであることを特徴とす
る動力伝達機構。
【請求項２】請求項１に記載の動力伝達機構におい
て、前記ローラーが炭化チタン系サーメットであること
を特徴とする動力伝達機構。
【請求項３】請求項１に記載の動力伝達機構におい
て、前記ローラーが窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化
チタン、炭化珪素、炭化チタン、アルミナ、ジルコニア
のいずれかからなるセラミックスであることを特徴とす
る動力伝達機構。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の動力
伝達機構において、前記ローラーは円柱状の胴部を有
し、前記胴部と端面とがなす角部が滑らかな凸曲面とな
っていることを特徴とする動力伝達機構。