JPH0610976A - スプラグ式フリーホイール - Google Patents

スプラグ式フリーホイール

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JPH0610976A
JPH0610976A JP5059841A JP5984193A JPH0610976A JP H0610976 A JPH0610976 A JP H0610976A JP 5059841 A JP5059841 A JP 5059841A JP 5984193 A JP5984193 A JP 5984193A JP H0610976 A JPH0610976 A JP H0610976A
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JP
Japan
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sprag
clamping surface
inner race
race
clamping
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Pending
Application number
JP5059841A
Other languages
English (en)
Inventor
Roland Welter
ヴェルター ローラント
Joachim Ritter
リッター ヨアヒム
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INA Waelzlager Schaeffler OHG
Original Assignee
INA Waelzlager Schaeffler OHG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/064—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls
    • F16D41/066—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls all members having the same size and only one of the two surfaces being cylindrical
    • F16D41/067—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls all members having the same size and only one of the two surfaces being cylindrical and the members being distributed by a separate cage encircling the axis of rotation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スプラグ式フリーホイールの耐用寿命を高
め、このスプラグ式フリーホイールの経済的な製造を保
証する。 【構成】 外レース１および／または内レース２の締付
け面７，８の中央部分が、該各締付け面の端部よりも小
さな直径および／または大きな直径を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スプラグ式フリーホイ
ールであって、互いに同軸的に配置された円筒状の締付
け面を有する外レースと内レースとが設けられており、
前記各締付け面の間に、保持器内で案内されかつばね支
承されたスプラグが傾動可能に配置されている形式のも
のに関する。
【０００２】
【従来の技術】保持器を備えたこのような形式のスプラ
グ式フリーホイールは、例えばドイツ連邦共和国特許第
１２５１５９６号明細書に基づき公知である。スプラグ
の製造は必要な加工過程を経て行なわれる。すなわち、
引き抜き加工された材料から成形ロッドを製造し、この
成形ロッドを所定の長さに切断して個々のスプラグを形
成し、スプラグを硬化し、硬化されたスプラグを仕上げ
研磨によってばり取りする。この種のスプラグは製造上
どうしても一種の枕形状を有しており、つまり、内部に
向かって若干凹んで湾曲した締付け面を有している。こ
のような締付け面は内レースおよび外レースの円筒状の
転動軌道上を転動すると、エッジでの支持を招いてしま
う。したがって締付け軌道の縁部の領域で圧縮応力が高
まることに基づき、この個所で破損が生じてしまう。こ
の縁領域の破損は、スプラグの損傷を増長し、スプラグ
の早期の破壊、ひいてはフリーホイールの機能故障を招
く恐れがある。このエッジでの支持は連結運転時では、
達成されるはずのスプラグ式フリーホイールの耐用寿命
を減じ、空転運転では、縁領域における摩擦や摩耗を生
じる。
【０００３】すでに、円筒ころ軸受け、または締付けロ
ーラ式フライホイールにおいて、上述のような過負荷を
阻止するか、または制限する試みがなされている。すな
わち、円筒ころもしくは締付けローラの縁部を丸く面取
りするか、斜め面取りし、中央部分を円筒状のままにし
ておくのである。しかし、このような異形に成形するこ
とはスプラグ式フリーホイールのスプラグにおいては、
著しく高い製造コストが必要となるので採用されない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、スプ
ラグ式フリーホイールの耐用寿命を高め、このスプラグ
式フリーホイールの経済的な製造を保証することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、外レースおよび／または内レース
の締付け面の中央部分が、該各締付け面の端部よりも小
さな直径および／または大きな直径を有しているように
した。
【０００６】
【発明の効果】締付け面をこのように異形に成形するこ
とにより、スプラグの縁部における比加重を減少させる
ことができる。本発明による異形成形に基づき、縁領域
における応力ピークが減じられるので、縁の不都合な圧
迫を回避することができる。
【０００７】本発明による有利な構成によれば、内レー
スの締付け面は、締付け面の中央部分が円筒状のまま
で、縁領域で降下した輪郭を有するように構成されてい
る。すなわち、締付け面はその中央部分で最大直径を有
しているわけである。これは、内レースの直径が外レー
スの直径よりも小さいため、内レースが外レースに比べ
て小さな外周面積を有し、ひいては極めて高い負荷を受
けるので、材料疲れの点から見て、外レースよりも極め
て大きな危険に晒されていることによる。内レースは寸
法安定性と良好な表面品質とを得るためにいずれにして
も研削されなければならないので、縁領域において、規
定された範囲で降下した輪郭を形成しても費用の増加は
僅かである。
【０００８】請求項２〜４に記載の本発明による有利な
別の構成では、内レースの締付け面は２つのフランジ、
またはフランジとストッパ板、または２つのストッパ板
によって軸方向で制限されている。
【０００９】さらに、請求項５に記載したように、異形
に成形された締付け面に対する保持器とスプラグとの軸
方向の案内は、内レースの環状溝内で案内されているス
ナップ保持器を用いて行なわれてもよい。スプラグもし
くは保持器のこのような軸方向の正確な案内はスプラグ
と締付け面との間の均一な接触負荷を得るために不可欠
のものである。
【００１０】請求項６に記載の、本発明による第２の構
成では、軸が内レースとして働くようにスプラグ式フリ
ーホイールが構成されている。この場合、軸の締付け面
はその中央部分では円筒状のままで、縁部分では降下し
た輪郭を有するように、すなわち軸の締付け面がその中
央部分で最大直径を有するように形成されている。スプ
ラグ式フリーホイールのこのような構成は、半径の極め
て短い構造を可能にする。さらに別に、たとえばギヤの
ボスの締付け面をこのようにクラウニング状に形成する
こともできる。
【００１１】請求項７および８に記載の本発明による別
の有利な構成では、軸の締付け面はストッパ板と、軸に
設けられた段部とによって、または２つのストッパ板に
よって軸方向で制限されている。このように、クラウニ
ング状に異形に成形された軸に沿ってスプラグと、この
スプラグを案内する保持器とが軸方向に案内されること
によって、所望の均一な接触負荷が得られる。
【００１２】本発明による以上の構成は、対称的なヘル
ツの接触圧における縁応力に限定される。しかし、スプ
ラグ式フリーホイールの内レースおよび／または外レー
スが半径方向で種々にたわみ、ひいては半径方向で種々
異なる負荷を受けるケースもしばしば生じる。両レース
のこのような不均一な半径方向の可撓性は両レースの壁
厚さの差異か、または接触した材料の支持作用に起因す
る。
【００１３】つまり締付け面とスプラグとの間の接触領
域全体にわたって均一な半径方向の負荷、つまり均一な
ヘルツの接触圧を得るためには、請求項９に記載の本発
明による第３の構成のように、外レースおよび／または
内レースの締付け面が最大の剛性を有する縁領域で、締
付け面のそれ以外の部分よりも大きな直径および／また
は小さな直径を有していることが望ましい。
【００１４】この場合にも、締付け面の片側での異形の
成形によって、この個所で、スプラグの縁領域における
特に高い負荷が回避される。それというのは、スプラグ
はこれに相当する前記締付け面の部分には接触しないか
らである。
【００１５】さらに、請求項１０に記載の本発明による
別の構成では、レースの締付け面は、直線状、クラウニ
ング状、または対数曲線的に異形に成形されている。締
付け面の最適な輪郭形状はそれぞれのスプラグや運転負
荷に関連して、計算によって、または転動軌道と同一材
料から成るベースにスプラグを押し込む試験を行ない、
次いでその圧痕を測量することによって実験的に規定す
ることができる。
【００１６】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
【００１７】図１に示したスプラグ式フリーホイールは
主として、締付け面７を備えた外レース１と、締付け面
８を備えた内レース２と、これらの各締付け面７，８の
間に配置されたスプラグ５とから成っている。外レース
１の締付け面７はスプラグ５の幅の領域全体にわたって
円筒形の内周面を有している。要するに、この外レース
１はその幅全体にわたって一定の直径を有している。こ
れに対して内レース２の締付け面８はクラウニング状に
形成されており、この場合、締付け面８は中央部分で最
大の直径を有し、縁領域では、規定された範囲で降下し
た輪郭を有している。要するに、締付け面８の中央部分
は円筒状のままである。スプラグ５は一方では外レース
１の円筒状の締付け面７に沿って、他方では内レース２
の締付け面８の円筒状の中央部分に沿って転動する。
【００１８】スプラグ５の案内は保持器６によって行な
われる。上述のような締付け面８のクラウニング状の形
状の他に、所望の均一な接触負荷のためにはスプラグ５
の軸方向の案内が必要である。図１からわかるように、
スプラグ５の側方の運動の制限は内レース２のフランジ
３，４によって行なわれる。さらに図１からは、スプラ
グ５と外レース１との間の軸方向の可動性が、軸とケー
シングとの製造誤差と、異なる熱膨張率とを補償する目
的で与えられていることもわかる。
【００１９】図２および図３に示したスプラグ式フリー
ホイールは、締付け面８の軸方向での制限形式において
のみ、図１に示したものとは異なっている。図２では、
締付け面８の制限はフランジ４とストッパ板９とによっ
て実現され、これに対して、図３に示した締付け面８の
制限はストッパ板９，１０によって行なわれる。
【００２０】図４に示したスプラグ式フリーホイールで
は、スプラグ５と締付け面８との間の均一な接触負荷の
ために必要な軸方向の案内が、スナップ保持器の形状で
形成された保持器６によって行なわれる。このスナップ
保持器は内レース２に設けられた管状溝１３内で案内さ
れている。
【００２１】図５および図６に示されたスプラグ式フリ
ーホイールは円筒状の締付け面７を備えた外レース１
と、クラウニング状の締付け面８を備えた、内レースと
して働く軸１１とから成っている。ここにも、中央部分
が円筒状のままで、スプラグ５の縁領域に向かって、降
下した輪郭を有するように締付け面８が形成されてい
る。図５によれば、締付け面８が軸１１の中心軸線に向
かってずらして配置されており、これによりスプラグ５
の軸方向の運動が、軸１１に設けられた段部１２と、ス
トッパ板９とによって制限される。
【００２２】図６によれば、軸１１がスプラグ５の存在
する領域で拡大された直径を有しているので、締付け面
８は軸１１のそれ以外の部分に対して半径方向で高くな
っている。この場合、締付け面８の軸方向の制限はスト
ッパ板９，１０によって行なわれる。
【００２３】図７に示したスプラグ式フリーホイールは
片側にフランジ４を備えた外レース１を有している。反
対側では、スプラグ５の運動のための遊びは、軸方向で
ストッパ板９によって制限される。
【００２４】フランジ４が外レース１の片側に設けられ
ているのに起因して、この外レースは軸方向で見て、異
なる剛性を有している。剛性はフランジ４のすぐ近くで
最大で、ストッパ板９に向かって減小する。この異なる
剛性は半径方向で外レース１の一様でない拡開を引き起
こす。これにより、負荷をかけられると、横断面にわた
って異なるヘルツの接触圧が生じる。このヘルツの接触
圧は、外レース１における機械的な変形が最小の場所、
つまり、フランジ４のすぐ近くで最大となる。
【００２５】それゆえ、外レース１の締付け面７は、最
大の剛性を有する縁領域で比較的大きな直径を備えてお
り、これに対して、軸方向で見て右側では締付け面７の
直径は一定の値を保っている。このようにして、スプラ
グ５と締付け面７との接触面全体にわたって、均一な半
径方向の負荷が確実に得られる。
【００２６】図７に対して、図８に示されたスプラグ式
フリーホイールでは、内レース２が軸方向で見て、減じ
られた横断面積を有しているので、負荷をかけられる
と、異なる拡開と、ひいては異なるヘルツの接触圧が生
ぜしめられる。このヘルツの接触圧は、内レース２が最
大の材料横断面積を有し、ひいては機械的な変形を僅か
にしか有さない場所において最大となる。
【００２７】したがって、この個所で、内レース２はそ
の締付け面８の直径が減じられるように本発明による異
形の成形が施される。締付け面８のそれ以外の部分は一
定の直径を有している。
【００２８】本発明によれば、外レース１および／また
は内レース２の縁領域における過負荷は、締付け面７お
よび／または締付け面８の異形の成形によって回避され
ることが望ましい。製造技術的な理由から、締付け面の
異形の成形が有利である。しかし、スプラグのための加
工方法の改良により、スプラグのみを縁領域で異形に成
形するか、または締付け軌道とスプラグとをこれらの縁
領域で異形に成形する可能性も残っている。
【００２９】その場合、スプラグの接触面は、縁領域で
斜め面取りされるか、前記接触領域にわたってクラウニ
ング状に形成されるのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】２つのフランジによってスプラグの軸方向の案
内を行なう本発明によるスプラグ式フリーホイールの断
面図である。
【図２】フランジとストッパ板とによってスプラグの軸
方向の案内を行なう本発明によるスプラグ式フリーホイ
ールの断面図である。
【図３】２つのストッパ板によってスプラグの軸方向の
案内を行なう本発明によるスプラグ式フリーホイールの
断面図である。
【図４】スナップ保持器によってスプラグの軸方向の案
内を行なう本発明によるスプラグ式フリーホイールの断
面図である。
【図５】段部とストッパ板とによってスプラグの軸方向
の案内を行なう本発明によるスプラグ式フリーホイール
を、軸を内レースとして使用した状態で示す断面図であ
る。
【図６】２つのストッパ板によってスプラグの軸方向の
案内を行なう本発明によるスプラグ式フリーホイール
を、軸を内レースとして使用した状態で示す断面図であ
る。
【図７】外レースの締付け面を片側で異形に成形した本
発明によるスプラグ式フリーホイールの断面図である。
【図８】内レースの締付け面を片側で異形に成形した本
発明によるスプラグ式フリーホイールの断面図である。
【符号の説明】
１ 外レース、 ２ 内レース、 ３，４ フランジ、
５ スプラグ、 ６保持器、 ７，８ 締付け面、
９，１０ ストッパ板、 １１ 軸、 １２段部、 １
３ 環状溝

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スプラグ式フリーホイールであって、互
    いに同軸的に配置された円筒状の締付け面（７，８）を
    有する外レース（１）と内レース（２）とが設けられて
    おり、前記各締付け面の間に、保持器（６）内で案内さ
    れかつばね支承されたスプラグ（５）が傾動可能に配置
    されている形式のものにおいて、前記外レース（１）お
    よび／または前記内レース（２）の前記締付け面（７，
    ８）の中央部分が、該各締付け面の端部よりも小さな直
    径および／または大きな直径を有していることを特徴と
    する、スプラグ式フリーホイール。
  2. 【請求項２】 前記内レース（２）の前記締付け面
    （８）が２つのフランジ（３，４）によって制限されて
    いる、請求項１記載のスプラグ式フリーホイール。
  3. 【請求項３】 前記内レース（２）の前記締付け面
    （８）が前記フランジ（４）とストッパ板（９）とによ
    って制限されている、請求項１記載のスプラグ式フリー
    ホイール。
  4. 【請求項４】 前記内レース（２）の前記締付け面
    （８）が２つのストッパ板（９，１０）によって制限さ
    れている、請求項１記載のスプラグ式フリーホイール。
  5. 【請求項５】 前記保持器（６）が前記内レースに設け
    られた環状溝（１３）内で案内されている、請求項１記
    載のスプラグ式フリーホイール。
  6. 【請求項６】 軸（１１）の外周面および／またはボス
    の孔によって直接形成された締付け面（７，８）を備え
    たスプラグ式フリーホイールであって、前記各締付け面
    の間に、保持器（６）内で案内されかつばね支承された
    スプラグ（５）が傾動可能に配置されている形式のもの
    において、軸（１１）の締付け面（８）の中央部分が、
    該締付け面（８）の端部よりも大きな直径を有してお
    り、かつ／または、前記ボスに形成された締付け面
    （７）の中央部分が該締付け面（７）の端部よりも小さ
    な直径を有していることを特徴とするスプラグ式フリー
    ホイール。
  7. 【請求項７】 前記軸（１１）の前記締付け面（８）が
    前記軸（１１）に設けられた段部（１２）と前記ストッ
    パ板（９）とによって制限されている、請求項６記載の
    スプラグ式フリーホイール。
  8. 【請求項８】 前記軸（１１）の前記締付け面（８）が
    前記両ストッパ板（９，１０）によって制限されてい
    る、請求項６記載のスプラグ式フリーホイール。
  9. 【請求項９】 スプラグ式フリーホイールであって、互
    いに同軸的に配置された円筒状の締付け面（７，８）を
    有する外レース（１）および／または内レース（２）と
    が設けられており、前記各締付け面の間に、保持器
    （６）内で案内されかつばね支承されたスプラグ（５）
    が傾動可能に配置されている形式のものにおいて、前記
    外レース（１）および／または前記内レース（２）の前
    記締付け面（７，８）が、最大の剛性を備えた端部領域
    で、該端部領域以外の前記締付け面の部分よりも大きな
    直径および／または小さな直径を有していることを特徴
    とする、スプラグ式フリーホイール。
  10. 【請求項１０】 前記外レース（１）および／または内
    レース（２）の締付け面（７，８）が直線状、クラウニ
    ング状、または対数曲線的に異形に成形されており、前
    記締付け面（７，８）の最適な異形形状が、計算によっ
    て、またはスプラグ（５）の押し込み試験に基づいて実
    験的に規定されている、請求項１または９記載のスプラ
    グ式フリーホイール。
JP5059841A 1992-03-21 1993-03-19 スプラグ式フリーホイール Pending JPH0610976A (ja)

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DE4209300 1992-03-21
DE4209300.7 1992-03-21
DE4227669A DE4227669A1 (de) 1992-03-21 1992-08-21 Klemmkoerperfreilauf
DE4227669.1 1992-08-21

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JP (1) JPH0610976A (ja)
DE (1) DE4227669A1 (ja)
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