JPH10103390A - クラッチ内蔵形回転部品 - Google Patents

クラッチ内蔵形回転部品

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JPH10103390A
JPH10103390A JP8256630A JP25663096A JPH10103390A JP H10103390 A JPH10103390 A JP H10103390A JP 8256630 A JP8256630 A JP 8256630A JP 25663096 A JP25663096 A JP 25663096A JP H10103390 A JPH10103390 A JP H10103390A
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clutch
retainer
sprags
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昌弘 栗田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッチ内蔵形回転部品の軸方向長さのコン
パクト化を図る。 【解決手段】 軸に固定されるインナーレース１の外径
面および筒状のアウターレース２の内径面に軌道溝４、
６と、その両側に円筒面５、７とを設ける。両レース
１、２間に組込んだ保持器３を保持器本体３ａと蓋とで
形成する。保持器本体３ａの一側部に複数のグリース封
入空間を設け、各グリース封入空間の閉塞部にポケット
を形成して転動体１２を収納する。また、隣接するグリ
ース封入空間の間にスプラグ収容部１３を形成する。ス
プラグ収容部１３に軌道溝４、６の両側の円筒面５、７
に跨がる長さのスプラグ１４を収容し、そのスプラグ１
４をばねリングに設けたばね片によって円筒面５、７に
当接する方向に押圧する。上記のように、軌道溝４、６
の両側の円筒面５、７に跨がる長さのスプラグ１４間に
転動体を配置することによって、軸方向長さのコンパク
ト化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、クラッチが内蔵
された軸受やプーリユニット等のクラッチ内蔵形回転部
品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、全自動洗濯機においては、モー
タにより駆動される主軸の回転を第１出力軸に伝達して
その第１出力軸に取付けたパルセータを回転させ、ある
いは上記第１出力軸とその外側に設けられた筒状の第２
出力軸のそれぞれに伝達して、パルセータおよび第２出
力軸に取付けられた洗濯槽を共に回転させるようにして
いる。
【０００３】上記のような全自動洗濯機においては、普
通、ハウジングに取付けられた軸受で第２出力軸を回転
自在に支持しているため、第１出力軸の回転時に第２出
力軸がつれ回るおそれがある。そのつれ回りを防止する
ため、一方向クラッチとバンドブレーキとを併用して第
２出力軸の回転を防止するようにした全自動洗濯機が知
られている。
【０００４】上記一方向クラッチと第２出力軸を回転自
在に支持する軸受とは近接した取付けであり、両部品を
別々に組立てる設計であると組立てに手間がかかる。
【０００５】特開昭５４−１０９５５７号公報において
は、図９および図１０に示すように、外輪５０と内輪５
１との間にボール５２およびスプラグ５３を組込み、そ
のスプラグ５３を外輪５０および内輪５１の円筒面５
４、５５に係脱させるようにしたクラッチ内蔵形軸受が
開示されており、そのようなクラッチ内蔵形軸受を用い
ることにより、上記の問題点を解決することができる。
【０００６】また、特開昭６１−２２８１５３号公報に
は、自動車のクランクシャフトの回転を、慣性力が大き
く、略一定で回転しようとするオルタネータ等のエンジ
ン補機の回転軸に伝達するベルト伝動装置が記載されて
いる。
【０００７】上記ベルト伝動装置においては、エンジン
補機の回転軸と、その回転軸に支持されたプーリとの間
に一方向クラッチを組込み、１回転中において角速度が
微小に変動するクランクシャフトの角速度増加時、その
クランクシャフトの回転を回転軸に伝え、クランクシャ
フトの角速度低下時、回転軸への回転伝達を遮断してい
る。
【０００８】すなわち、クランクシャフトの角速度増加
時、一方向クラッチの係合によりエンジン補機の回転軸
とプーリとを結合してクランクシャフトの回転を回転軸
に伝え、回転軸の回転がプーリの回転より速くなると、
一方向クラッチの係合解除により回転軸をフリー回転さ
せるようにしている。
【０００９】上記ベルト伝動装置においては、ベルトに
対して大きな張力変化が加わるのを防止することができ
るため、ベルトの寿命低下およびベルトのスリップ音を
抑制することができるという特徴を有する。
【００１０】ところで、上記ベルト伝動装置において、
回転軸とプーリとの間に一方向クラッチを直接組込む
と、プーリに作用するラジアル荷重やモーメント荷重が
一方向クラッチに直接作用することとなり、一方向クラ
ッチを高精度に作動させることができない。また、クラ
ッチの寿命を低下させることにもなる。
【００１１】そのような問題点は、プーリを軸受で支持
することにより解決することができるが、一方向クラッ
チと軸受とを別々に組込む設計であると組立てに手間が
かかる。
【００１２】そこで、図９および図１０に示すクラッチ
内蔵形軸受の軸受外輪５０に代えてプーリを嵌合したク
ラッチ内蔵形プーリユニットを用いることにすれば組立
ての容易化を図ることができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図９および
図１０に示すクラッチ内蔵形軸受においては、ボール５
２とスプラグ５３とを軸方向に位置をずらして設けた構
成であるため、クラッチ内蔵形軸受やクラッチ内蔵形プ
ーリユニットの軸方向長さが長いという不都合がある。
【００１４】この発明の課題は、クラッチ内蔵形軸受や
クラッチ内蔵形プーリユニット等の回転部品の軸方向長
さのコンパクト化を図ると共に潤滑寿命の向上を図るこ
とである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、軸に固定されるインナー部材
の外径面と、そのインナー部材の外側に設けられた筒状
のアウター部材の内径面それぞれに軌道溝と、その両側
に内筒面とを設け、インナー部材とアウター部材間に
は、その両部材に設けられた前記軌道溝に沿って転動自
在の複数の転動体と、上記軌道溝の両側に設けられた前
記円筒面間に跨がる長さを有する複数のスプラグとを組
込み、前記インナー部材とアウター部材の間に組込まれ
て、上記転動体とスプラグのそれぞれを支持する保持器
を、円筒状の保持器本体と、その保持器本体の一側面に
取付けられた蓋とで形成し、保持器本体の一側部は複数
のグリース封入空間を設け、各グリース封入空間の閉塞
部に前記転動体が収容されるポケットを形成し、隣接す
るグリース封入空間の間にはスプラグが収容されるスプ
ラグ収容部を設け、蓋には、複数の転動体のうちの数個
の転動体に対する当接によって保持器の軸方向の移動を
防止するストッパを設け、上記スプラグの内・外端の円
弧面がインナー部材およびアウター部材の円筒面と係合
する方向にそのスプラグを弾性部材で押圧した構成を採
用している。
【００１６】ここで、弾性部材として、ばねリングにス
プラグと同数のばね片を切り起こしにより形成したもの
を用いることができる。この弾性部材は、ばねリングを
保持器の側面に取付け、各ばね片を保持器の側面に形成
した窓からスプラグ収容部内に挿入してスプラグを押圧
する。
【００１７】また、上記アウター部材は、軸受用のアウ
ターレースであってもよく、プーリであってもよい。ア
ウター部材として、アウターレースを用いると、クラッ
チ内蔵形軸受が得られ、プーリを用いると、クラッチ内
蔵形プーリユニットが得られる。
【００１８】クラッチ内蔵形プーリユニットの場合、ベ
ルトの安定した案内を行なうため、プーリのインナー部
材に対する角度振れの剛性を高めるのが好ましい。角度
振れの剛性を高める方法として、転動体と、その移動を
案内する内・外の軌道溝間のラジアルすきまを負とする
方法と、内・外の軌道溝のそれぞれを転動体と４点で接
触させるアンギュラコンタクト形の軌道溝を採用する方
法とがある。
【００１９】
【作用】上記のように、インナー部材の外径面およびア
ウター部材の内径面に軌道溝と、その両面に円筒面とを
設け、軌道溝に沿って転動体を転動自在とし、円筒面に
対してスプラグを係脱自在とすることにより、円周方向
に並ぶ転動体は、同じく円周方向に並ぶスプラグの両端
間に納まることになり、円周方向に並ぶ転動体と円周方
向に並ぶスプラグとを保持器の軸方向に位置をずらして
設けたものに比較して、軸方向の長さのコンパクト化を
図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１乃至図８に基づいて説明する。
【００２１】図１乃至図４はクラッチ内蔵形軸受を示
す。この軸受は、軸に取付けられるインナー部材として
のインナーレース１と、その外側に設けられたアウター
部材としてのアウターレース２と、両レース１、２間に
組込まれた保持器３とを有する。
【００２２】インナーレース１の外径面には軸方向の中
央に軌道溝４と、その軌道溝４の両側に円筒面５とが設
けられている。
【００２３】一方、アウターレース２の内径面には軸方
向の中央に軌道溝６と、その両側に円筒面７とが設けら
れている。
【００２４】図３および図４に示すように保持器３は、
合成樹脂から成る円筒形の保持器本体３ａと、同じく合
成樹脂から成るリング状の蓋３ｂとから成り、保持器本
体３ａの軸方向の一側に複数のピン８が形成され、一
方、蓋３ｂにはピン孔９が設けられ、そのピン孔９にピ
ン８を挿入し、ピン８の端部の加熱による塑性変形によ
り、保持器本体３ａと蓋３ｂとを一体化している。
【００２５】保持器本体３ａには、蓋取付け側の一側部
に第１グリース封入空間１０ａと、その第１グリース封
入空間１０ａより周方向長さが短かい第２グリース封入
空間１０ｂとが周方向に交互に形成されている。第１グ
リース封入空間１０ａの閉塞部には複数のポケット１１
が形成され、一方、第２グリース封入空間１０ｂの閉塞
部には１つのポケット１１が設けられている。各ポケッ
ト１１には、転動体１２が収容され、各転動体１２は、
インナーレース１およびアウターレース２の軌道溝４、
６に沿って転動自在とされ、第１グリース封入空間１０
ａおよび第２グリース封入空間１０ｂに封入されるグリ
ースによって潤滑される。
【００２６】ここで、転動体１２は、図示のように、ボ
ールであってもよく、ころであってもよい。その転動体
１２の種類に応じて軌道溝４、６の断面状を決定する。
【００２７】保持器本体３ａには、第１グリース封入空
間１０ａと第２グリース封入空間１０ｂとの間に保持器
本体３ａの一側面で開口するスプラグ収容部１３が形成
されている。
【００２８】スプラグ収容部１３にはスプラグ１４が収
容されている。スプラグ１４は、軌道溝４、６の両側の
円筒面５、７に跨がる長さを有し、内端および外端に
は、上記円筒面５、７と係合可能な円弧面１５が設けら
れている。
【００２９】前記蓋３ｂには、第２グリース封入空間１
０ｂと対向する位置にストッパ１６が形成され、保持器
３は、転動体１２に対するストッパ１６の当接およびポ
ケット１１の反開口側端部に対する当接によって軸方向
に移動するのが防止される。
【００３０】保持器本体３ａの他側面には、前記スプラ
グ１４を周方向に押圧する弾性部材としてのばねリング
１７が保持器本体３ａの他側面に設けたピン１８の加締
めにより取付けられている。
【００３１】ばねリング１７には、前記スプラグ１４と
同数のばね片１９が切り起こしにより形成され、各ばね
片１９は保持器本体３ａの他側面に設けられた窓２０か
らスプラグ収容部１３内に挿入されてスプラグ１４を押
圧し、その押圧によってスプラグ１４の内・外端の円弧
面１５がインナーレース１およびアウターレース２の円
筒面５、７に当接している。
【００３２】なお、インナーレース１を図２の矢印方向
に回転させると、そのインナーレース１の円筒面５とス
プラグ１４の内端の円弧面１５との接触によって、スプ
ラグ１４が図２に示す状態において右回りの回転モーメ
ントを受け、スプラグ１４の内・外端の円弧面１５の一
部がインナーレース１およびアウターレース２の円筒面
５、７に係合する。
【００３３】このため、アウタレース２をハウジング等
に固定しておけば、インナーレース１を回り止めするこ
とができると共に、上記アウターレース２をフリーの支
持としておけば、インナーレース１の回転をスプラグ１
４を介してアウターレース２に伝達することができる。
【００３４】また、インナーレース１を図２の矢印で示
す方向と反対の方向に回転させると、スプラグ１４がば
ね片１９を弾性変形させる方向に回転して内端の円弧面
１５とインナーレース１の円筒面５との間で滑りが生
じ、インナーレース１をフリー回転させることができ
る。
【００３５】上記のようなクラッチ内蔵形軸受は、全自
動洗濯機の洗濯槽を支持する第２出力軸の支持用軸受と
して用いることができる。
【００３６】ところで、クラッチ内蔵形軸受は、インナ
ーレース１およびアウターレース２両側の円筒面５、７
に跨がる長さのスプラグ１４間に軌道溝４、６に沿って
転動する転動体１２間に設けた構成であるため、転動体
とスプラグとが軸方向に位置がずれる従来のクラッチ内
蔵形軸受に比較して軸方向長さのコンパクト化を図るこ
とができる。
【００３７】また、インナーレース１およびアウターレ
ース２に作用するラジアル荷重を転動体１２で支持する
ことができるため、スプラグ１４にラジアル荷重が殆ど
作用せず、クラッチを精度よく機能させることができ、
転動体１２としてころを用いることによって比較的大き
なラジアル荷重を受けることができる。
【００３８】さらに、第２グリース封入空間１０ｂは、
保持器３の軸方向の移動を防止するストッパ１６の挿入
によってグリースが封入可能な部分の容積が小さく、多
量のグリースを封入することができないが、第１グリー
ス封入空間１０ａにはストッパ１６がないため、その第
１グリース封入空間１０ａに多量のグリースを封入する
ことができ、潤滑寿命の向上を図ることができる。
【００３９】また、周方向長さの長い容積の大きい第１
グリース封入空間１０ａの閉塞部に複数のポケット１１
を設け、容量の小さい第２グリース封入空間１０ｂの閉
塞部に１つのポケット１１を形成し、上記第１グリース
封入空間１０ａと第２グリース封入空間１０ｂ内にスプ
ラグ収容部１３を設けたことにより、ポケット１１に収
納される転動体１２の数とスプラグ収容部１３に収容さ
れるスプラグ１４の数が相違することになる。このた
め、軸受としての負荷容量とクラッチとしての負荷容量
との比について自由な設計が可能となり、使用条件に対
応したクラッチ内蔵形軸受を提供することができる。
【００４０】図５は、この発明の第２の実施の形態を示
す。この第２の実施の形態では、先に述べた第１の実施
の形態のアウターレース２上にベルト案内用のプーリ３
０を取付けている。なお、プーリ３０の内径面に軌道溝
と、その両側に円筒面を形成して、アウターレース２を
省略してもよい。
【００４１】図６は図５に示すクラッチ内蔵形プーリユ
ニットの使用例を示し、慣性力が大きく、略一定の速度
で回転しようとするオルタネータ４０の回転軸４１にイ
ンナーレース１を固定し、そのインナーレース１上のプ
ーリ３０とクランクシャフト４２に取付けられたプーリ
４３との間にベルト４４をかけ渡している。
【００４２】上記のような使用において、角速度が微小
変動するクランクシャフト４２の回転により、図２に一
点鎖線で示すプーリ３０を同図の時計方向に回転させる
と、そのクランクシャフト４２の角速度増加時、スプラ
グ１４がインナーレース１およびアウターレース２の円
筒面５、７と係合して、インナーレース１が回転し、ク
ランクシャフト４２の回転がオルタネータ４０の回転軸
４１に伝達される。
【００４３】また、クランクシャフト４２の角速度が低
下し、そのクランクシャフト４２の回転速度がオルタネ
ータ４０の回転軸４１の回転速度より低下すると、スプ
ラグ１４が円筒面５、７上を滑り、プーリ３０の回転が
回転軸４１に伝達されず、回転軸４１がフリーに回転す
る。このため、プーリ３０とベルト４４との間でスリッ
プが生じず、ベルト４４の摩耗やベルト４４のスリップ
音を抑制することができる。
【００４４】図５に示すクラッチ内蔵形プーリユニット
の使用例において、ボールから成る転動体１２の転動を
案内する内・外の軌道溝４、６と転動体１２との間に正
のラジアルすきまが形成されていると、アキシャルすき
まはそのラジアルすきまの数倍乃至数十倍となり、プー
リ３０は軸方向に移動し易い。このため、プーリ３０は
インナーレース１に対して角度振れが生じ易く、ベルト
４４を安定よく案内することができない。
【００４５】図７（Ｉ）では、ボールから成る転動体１
２の内・外の軌道溝４、６とボール１２との間のラジア
ルすきまを負のラジアルすきまとしている。このような
構成にすると、ボール１２と軌道溝４、６間のアキシャ
ルすきまは小さくなり、インナーレース１に対するプー
リ３０の角度振れの剛性を高めることができ、ベルト４
４を安定よく案内することができる。
【００４６】また、図７（II）では、ボールから成る転
動体１２の内・外の軌道溝４、６のそれぞれを転動体と
２点、合計４点で接触するアンギュラコンタクト形の軌
道溝としている。上記のようなアンギュラコンタクト形
の軌道溝４、６を採用すると、転動体１２と軌道溝４、
６の相互間に形成されるアキシャルすきまは図７（Ｉ）
に示す場合よりも小さい値に抑えることができるため、
プーリ３０の軸方向の移動量が小さく、インナーレース
１に対するプーリ３０の角度振れの剛性をさらに高める
ことができる。
【００４７】また、ボール１２に対する軌道溝４、６の
接触角が大きいため、スラスト荷重に対する剛性も高め
ることができる。
【００４８】図８は保持器３の他の例を示します。この
保持器３と先に述べた保持器３とは、第１グリース封入
空間１０ａを第２グリース封入空間１０ｂと同じ大きさ
とし、その第１グリース封入空間１０ａの閉塞部に１つ
のポケット１１を形成して、ポケット１１の分割ピッチ
を等配としている。
【００４９】図８に示す実施の形態においても、第１グ
リース封入空間１０ａにストッパ１６が存在しないた
め、第１グリース封入空間１０ａに多量のグリースを封
入することができ、潤滑寿命の向上を図ることができ
る。
【００５０】
【発明の効果】以上のように、この発明においては、円
筒方向に並ぶ複数のスプラグ間に転動体を配置したの
で、スプラグと転動体とが軸方向のコンパクト化を図る
ことができると共に、ラジアル荷重は転動体で受けられ
るため、スプラグに荷重が殆ど作用せず、クラッチを精
度よく作動させることができる。
【００５１】また、転動体とスプラグとを共通の保持器
により保持したことにより、部品点数が少なくなり、コ
ストの低減を図ることができる。
【００５２】さらに、保持器本体の一側部に形成された
複数のグリース封入空間のうちの数個のグリース封入空
間に蓋に設けたストッパを挿入して保持器の軸方向の移
動を防止する構成であるため、残りのグリース封入空間
には多量のグリースを封入することができ、潤滑寿命の
向上を図ることができる。
【００５３】請求項２に記載した発明のように、複数の
ばね片を有するばねリングを弾性部材として用いたこと
により、スプラグを個々の弾性部材で押圧する場合に比
較して部品点数が少なくなり、組立てが容易であってコ
ストの低減を図ることができる。
【００５４】請求項３に記載した発明のように、グリー
ス封入空間を周方向長さが異なる２種類のグリース封入
空間で形成し、周方向長さの短かいグリース封入空間に
のみストッパを挿入したことにより、周方向長さの長い
グリース封入空間に多量のグリースを封入することがで
き、潤滑寿命をより効果的に向上させることができる。
【００５５】また、周方向長さの長いグリース封入空間
の閉塞部に複数のポケットを設けたことにより、転動体
とスプラグとの数が相違することになるため、軸受とし
ての負荷容量とクラッチとしてのトルク容量の比につい
て自由に設計することが可能となり、設計の自由度の向
上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るクラッチ内蔵形回転部品の第１
の実施の形態を示す断面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１に示す保持器の一部分を示す一部切欠展開
図
【図４】同上保持器の一部分を示す分解斜視図
【図５】同上のクラッチ内蔵形回転部品の第２の実施の
形態を示す断面図
【図６】同上の使用の一例を示す概略図
【図７】（Ｉ）、（II）は同上転動体の移動を案内する
軌道溝の他の例を示す断面図
【図８】同上の保持器の他の例を示す一部切欠展開図
【図９】クラッチ内蔵形軸受の従来例を示す断面図
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図
【符号の説明】
１ インナーレース ２ アウターレース ３ 保持器 ４ 軌道溝 ５ 円筒面 ６ 軌道溝 ７ 円筒面 １０ ポケット １０ａ 第１グリース封入空間 １０ｂ 第２グリース封入空間 １１ ポケット １２ 転動体 １３ スプラグ収容部 １４ スプラグ １５ 円弧面 １６ ストッパ １７ ばねリング １９ ばね片

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸に固定されるインナー部材の外径面
    と、そのインナー部材の外側に設けられた筒状のアウタ
    ー部材の内径面それぞれに軌道溝と、その両側に内筒面
    とを設け、インナー部材とアウター部材間には、その両
    部材に設けられた前記軌道溝に沿って転動自在の複数の
    転動体と、上記軌道溝の両側に設けられた前記円筒面間
    に跨がる長さを有する複数のスプラグとを組込み、前記
    インナー部材とアウター部材の間に組込まれて、上記転
    動体とスプラグのそれぞれを支持する保持器を、円筒状
    の保持器本体と、その保持器本体の一側面に取付けられ
    た蓋とで形成し、保持器本体の一側部には複数のグリー
    ス封入空間を設け、各グリース封入空間の閉塞部に前記
    転動体が収容されるポケットを形成し、隣接するグリー
    ス封入空間の間にはスプラグが収容されるスプラグ収容
    部を設け、蓋には、複数の転動体のうちの数個の転動体
    に対する当接によって保持器の軸方向の移動を防止する
    ストッパを設け、上記スプラグの内・外端の円弧面がイ
    ンナー部材およびアウター部材の円筒面と係合する方向
    にそのスプラグを弾性部材で押圧したクラッチ内蔵形回
    転部品。
  2. 【請求項２】 前記弾性部材が保持器の他側面に取付け
    られたばねリングから成り、そのばねリングにスプラグ
    と同数のばね片を切り起こしにより形成し、各ばね片を
    保持器本体の他側面に設けた窓からスプラグ収納部内に
    挿入してスプラグを押圧した請求項１に記載のクラッチ
    内蔵形回転部品。
  3. 【請求項３】 前記グリース封入空間を周方向長さが異
    なる２種類のグリース封入空間で形成し、周方向長さの
    長いグリース封入空間の閉塞部に複数のポケットを設
    け、周方向長さの短いグリース封入空間の閉塞部に１つ
    のポケットを設け、その周方向長さの短いグリース封入
    空間にストッパを挿入した請求項１又は２に記載のクラ
    ッチ内蔵形回転部品。
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