JPS60155016A - ワンウエイクラツチ軸受 - Google Patents

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】 本発明は、ワンウェイクラッチ軸受の改良に関する。

ワンウェイクラッチ軸受は、従来、スプラグ方式とロー
ラ方式の２タイプが知られている。

スプラグ方式のワンウェイクラッチ軸受は環状の内面を
有する外輪と、この内面に対応して同心に配される外面
を有する内輪と、これら内外面間に形成される環状空間
に配置される複数のスプラグより構成されている。この
場合に、内輪が一方向に回動するとき、その上下カム面
がトルクを伝達しない位置に傾斜し、内輪と外輪の相対
回動を許容する。一方、内輪が他方向に回動しようとす
ると、スプラグのカム面が移動しスプラグが倒立して内
外輪の相対回動を阻止するので、トルクが内輪より外輪
へと伝達されるように成っている。

一方、ローラ方式のワンウェイクラッチ軸受は、ローラ
が内輪または外輪の一方に形成されたローラ収容溝内に
収容され、バネによシ溝底面と円周面との間隙が狭くな
る方向に付勢される構成を有し、内輪または外輪の一方
がある方向に駆動されるときには空転し、他方向に駆動
されるときにはローラが収容溝内で転がり、溝底面と円
周面との間にかみ必。

んで内輪と外輪の相対回動を阻止してトルクを伝達する
ように成っている。

以上の従来のワンウェイクラッチ軸受は、所定値以下の
負荷トルクで使用されている限シ長寿命を維持している
が、偶発的な過大トルクが負荷されると、スプラグまた
はローラか所定のトルク伝達位置を越えて更に内外輪間
に食い込もうとして、内外輪との接触面に圧痕を残した
ｐ、スプラグやローラが欠けたり割れたシすることがあ
る。丑だ、このような場合に、ローラがトルク非伝達側
すなわちローラを何部しているバネ側へ飛び出しバネを
破損させることもある。

このような不具合を解消するため、スプラグ方式の場合
には、所定のトルクを伝達するカム面を越えた位置に平
面部を設けて、またローラ方式の場合には、許容される
最大トルク伝達位置にローラを保持手段により保持して
、過大トルクが負荷されたときにスプラグ捷たはローラ
を滑らせることが考えられる。

しかしながら、上述のスプラグやローラを実際に使用し
たワンウェイクラッチ軸受に過大トルクが負荷された場
合に、スプラグまたはローラが滑り出したときの僅かな
姿勢の動きが伝達トルクの変化となって現われ、スプラ
グまたはローラがはね飛び、安定して滑動ができない。

本発明の目的は、過大トルク負荷時にスプラグまたはロ
ーラを安定して滑動でき、長寿命を有するワンウェイク
ラッチ軸受を提供することである。

本発明は、環状の内面を有する外輪と、該内面に対応し
同心の環状の外面を有する内輪と、該内面または該外面
の一方の面上に形成された溝内に配置される転動体とを
有し、該転動体の該溝内の変位によシ内外輪の一方向の
相対回動が阻止され、トルクが伝達されるように成って
いるワンウェイクラッチ軸受において、前記転動体が所
定の伝達トルクを伝える変位位置に転動体を保持する保
持手段を設け、更に該転動体が該変位位置へ到達する前
の位置にくさび角（内輪の中心よシ転動体の内輪への接
触点へ延びる線と転動体の内外輪・＼の接触点を結ぶ線
とに挾まれる角）が減少する区間を設けることにより上
述の目的を達成している。

以下に本発明の実施例について図面に従い説明する。

以下に本発明の実施例について図面に従い説明する。

刀・１図および第２図は、本発明によるスプラグ方式の
ワンウェイクラッチ軸受の一実施例を示している。この
ワンウェイクラッチ軸受は環状外輪１０と、該外輪１０
の内側に同心に配置される環状内輪２［］とこれらの間
に配置される多数のスプラグ６０と、スプラグ６０を保
持する保持手段４０とによシ構成されている。

環状外輪１０は、環状の内面１２を有している。一方、
環状内輪２０は外輪１０の内面１２に対向する環状外面
２２を有している。

本実施例において、内輪２０は図示なき駆動軸に係合さ
れ、駆動軸と共に回動しトルクを伝えるトルク伝達部材
であり、丑だ外輪１０は内輪２０の一方向（第１図では
右旋方向）のみの回動によりトルクが伝達されるトルク
被伝達部材となっている。本実施例とは逆に外輪１０を
トルク伝達部材として、また内輪２０をトルク被伝達部
材として１吏用することも同様に可能である。

外輪１０の内面１２と内輪２０の外面２２との間に形成
される環状の空間１４内には多数のスプラグ３０が周方
向に配列されている。

各スプラグ３０はひようたん形で内面１２側と外面２２
側にそれぞれ当接するカム面３２と３４に連なる回動方
向前後の側面３６と６８は、その中央部に四部を有し、
後述する保持手段４０により保持されている。

カム面６２は第２図に示す如く０　を中心とする単一の
所定曲率を有する曲面により形成されている。一方、カ
ム面６４は中心０８（７） と異なる中心０□を中心とする所定の曲率を有する曲面
３４ａとこれに連続的に連なる面３４Ｃと、更にこの面
５４ｃに連なる平面６４ｄとにより構成されている。中
心０゜は外輪１０の被回、肋方向（第２図では右）に、
中心０１　は０゜と反対方向（第２図では左）に偏心し
ている。中心０゜および０１　と各カム面６２および６
４ａの曲率とは伝達トルクの大きさと内輪２０と外輪１
０間の空間１４の距離Ｊとの関係により決まる値で、こ
れは従来公知の技術である。

カム面６４の曲面３４ａより面３４ｃへの変曲点５４ａ
’は最大伝達トルクにより決定される。

この変曲点３４ａ’より平面３４ｄｔでの設定法につき
第２図より第５図を菱って以下に説明する。

第６図において、内輪２０およびスプラグ３０との接触
点Ａと外輪１０およびスプラグ６０との接触点Ｂとする
と、この間の距離は（８） スプラグ高さＨである。一方、接触黒人を通り内輪２０
と外輪１０の回動中心０より外方へ延びる線と接触黒人
およびＢの間を結ぶ線により挾まれる角はくさび角θで
ある。

第２図に示すスプラグ形状の場合、スプラグ高さ■（と
くさび角θとの関係は第４図に示す如く、カム面６４の
トルク非伝達部（すなわち曲面３４ａの右端）よシスプ
ラグ６０がトルク伝達部（すなわち左旋）方向へ回動す
るに従い、−担くさび角θは減少し、その後なだらかに
くさび角θが漸増し、スプラグ形状を過ぎてスプラグ高
さＩ（２までの区間くさび角θが減少し、スプラグ高さ
Ｉ］２　を越えた点よりくさびθが再び急激に増加する
よう成っている。すなわち、最大トルクを伝達するスプ
ラグ高さＩ（を与えるカム面３４上の点を３４ａ’とし
、この点３４ａｌを変曲点として、くさび角θがスプラ
グ高さ■（２までの区間減少するよう面３４ｃが設けら
れている。この面３４ｃは、本実施例において、曲面３
４ａより小さい曲率を有する曲面で形成されているが、
くさび角θが減少するような形状であれば、曲面３４ａ
よシ大きい曲率を有する曲面であってもよい。第４図に
おいて、面６４ｃｉ設けない場合のスプラグ高さとくさ
び角の関係は破線の曲線で示されている。

面３４ｃの終る点６４Ｃ°は、スプラグ高さＨ２を与え
る点に対応し、この点６４Ｃ”より平面３４ｄが始まっ
ている。平面３４ｄは中心０５　と点３４ｃ“を結ぶ線
を成す角εが９０度以上（好適には９７度）の角度で交
わるよう形成されている。

スプラグ３０の保持手段４０は、第１図に示す如く、外
輪１０と内輪２０間の環状空間１４内に配置されている
。保持手段４０は外輪１０側に配置される環状の第１保
持部材４２と、内輪２０側に配置される環状の第２保持
部材４４と、これらの間に配置される環状のけ部用バネ
４６とにより構成されている。第１保持部材４２、第２
保持部材４４、付勢用バネ４乙のそれぞれ周上には等間
隔に矩形の孔が設けられ、スプラグ６０をこれらの中に
保持するように成っている。付勢用バネ４６は、内輪２
０の停止Ｅ時および空転時にスプラグ６０をトルク伝達
（第１図上左旋）方向のモーメントを与えるようスプラ
グ６０の側面６６と６８に設けられた四部の底付近を付
勢している。

本実施例において、保持手段４０は、第１保持部材４２
と第２保持部材４４とにより構成されているが、他の実
施例では保持部材は第１まだは第２保持部材４２４たは
４４のうちどちらか一方だけでも良く、丑だ、単一の保
持部材をスプラグ３０の側面６６と３８の四部イ」近に
設けても良い。

以上の構成を有するスプラブ方式のワンウェイクラッチ
軸受の作用につき以下に説明する。

内輪２０が停止している場合、各構成部品は牙１図に示
す状態となっている。この図において、内輪２０が左旋
方向に回動すると、スプラグ６０は右旋し、その後スプ
ラグ６゜の前後の側面６６と３８とが牙５図に示す如く
第１保持部材４２とオ・２保持部材４４に当接し、その
位置にて保持される。この位置におけるスプラグ高さＩ
］は内輪２０と外輪１０間の環状空間の高さＪ（牙６図
参照）より小さくなるよう設定されているので、内輪２
゜は外輪１０に対し相対回動、すなわち空転することと
なる。

一方、内輪２０が右旋方向に回動すると、スプラグ６０
は左旋し、カム面３４ａのスプラグ高さＩ−１が増大し
、遂にはスプラグ３ｏは内輪２０および外輪１０とかみ
合う。この状態において外輪１０は内輪２０とともに回
動し、トルクが内輪２０よシ外輪１０へと伝達されるこ
とと成る。

しかしながら、所定値以上のトルクで内輪２０が右旋さ
れようとすると、スプラグ３゜は通常のトルク伝達位置
より更に左旋し、カム面６４は曲面３４ａＤスプラグ高
さＨｚを与える点３４１を越えて面３４ｃが、そして最
終的には平面３４ｄまたは平面３４ｄと曲面３４ａある
いは面３４ｃ上の２点が内輪２゜の外面２２と当接する
ように成る。このとき第１保持部材４２と第２保持部材
４４とはスプラグ６０の前後の側面３６と６８とを牙６
図に示す如く保持するので、スプラグ６ｏは安定的にこ
の位置に保持される。この位置において、スプラグ３０
は内輪２０の回動に対し安定して滑動する。

以上の実施例において、平面部はスプラグの内輪と当接
するカム顛に設定されているが、この平面部はスプラグ
の外輪と当接するカム面に設定しても良く、また、両方
のカム面に設定しても良い。

次に本発明をローラ方式のワンウェイクラッチ軸受に適
用した場合の一実施例にっきオフ図に従い説明する。

牙７図に示すワンウェイクラッチ軸受は環状外輪１０と
、外輪１０の内側に同心に配置される環状内輪２０と、
内輪２０の外周上に設けられた溝２１内に配置されるロ
ーラ５０と、ローラ５０をかみ合い方向に付勢するばね
６５により構成されている。

環状外輪１０は環状の内面１２を有している。一方、環
状内輪２０は外輪１０の内面１２に対向する環状外面２
２を有し、外面２２０周上には複数の溝２１が形成され
円筒状のローラ５０を収容している。溝２１は前壁２６
、後壁２５、底面２４．２６および２８と図示なき側壁
とよシ成っている。

溝２１の形状は、外輪１０および内輪２０とローラ５０
との接触点Ａおよび８間の距離Ｉ（と、この接触黒人お
よび８間を結ぶ線と外輪１０および内輪２０の中心０と
を結ぶ線との成すくさび角θとの関係が牙４図の関係を
与えるよう形成されている。第４図における点Ｈ□に達
するまでの溝２１の形状は従来知られたものであるが、
本発明では接触点ＡおよびＢ間の距離Ｉ１１　において
、ローラ５０が所定の最大トルクを伝達するように成っ
ており、この距離Ｈ】はローラ５０が底面２４と２６の
変曲点２７を通過するとき与えられる。

底面２４と２６とは、それぞれ第４図の距離１１１　ま
でとＩ−Ｉ　、　より１１２マでの曲線を与えるよう々
曲面捷たは平向で形成されている。後壁２５はローラ５
０の内外輪への接触点ＡおよびＢ間の距離が１１２と成
る位置に設けられている。溝の底面２８は底面２６より
後壁２５まで延長１〜だものである。

前壁２６とローラ５０の間にはローラ５０を内外輪とか
み合う（オフ図上左）方向へ何部するばね６５が配置さ
れている。

以上の構成のローラ方式のワンウェイクラッチ軸受は、
内輪２０がオフ図上左旋するとき、ローラ５０が前壁２
６方向へ転がり空転するのでトルクが伝達されない。一
方、内輪２０がオフ図上右旋するとき、ローラ５０の。

一定方向へ転がりローラ５０が内外輪間に食いつき、ト
ルクが伝達されるようになる。内輪２０が更に大きなト
ルクで１駆動されようとすると、ローラ５０は内外輪と
の接触点ＡおよびＢ間の距離がＨ□となる底面の変曲点
２７を越え底面２６の領域へ入る。ローラ５ｏは底面２
６を移動し、遂には後壁２５に到達しこの点において滑
り始める。

以上の実施例ではローラ５０収容のだめの溝２１を内輪
２０側へ設けたが、この溝２１は外輪１０側べ設けても
良い。更に、駆動輪は内輪２０ではなく外輪１０でも良
い。またローラ５０が後壁２５に達したとき、ローラ５
０をその位置に保持する保持器を用いればローラ５０は
より安定して滑動する。

以上説明したように、本発明によれば、スプラグまだは
ローラが所定値以上の過大トルクを受けたときに、安定
して滑動できる構造のワンウェイクラッチ軸受が得られ
る。本発明では第４図に示すように、くさび角とスプラ
グ高さまたはローラ接触点間距離の関係を、破線に示す
もの（スプラグ方式の場合、牙２図の面３４ｃを設けず
曲面３４ａより平面３４ｄへ変化するようにしたもの、
またローラ方式の場合はオフ図の変曲点２７を設けず底
面２４を延長したもの）より、実線で示すように（面６
４ｃまだは底面２６を設けてくさび角が減少するように
）してスプラグまたはローラが安定した姿勢で滑動でき
るようにしている。第４図の破線で示される関係を有す
るワンウェイクラッチ軸受と本発明による（第４図の実
線で示す関係を有する）ワンウェイクラッチ軸受とを実
際に捩り試験（駆動軸に過大トルクを負荷し、被駆動輪
側に伝達されるトルクの時間変化を調べる試験）をした
結果をそれぞれ第８図と第９図に示す。第８図のワンウ
ェイクラッチ軸受では、スプラグまだはローラが滑らか
に摺動せず、伝達トルクが大きく変動しているが、第９
図に示す本発明によるワンウェイクラッチ軸受では伝達
トルクが安定しており、スプラグまたはローラが安定１
〜だ姿勢で滑動していることが判る。

このように、本発明によるワンウェイクラッチ軸受はス
プラグまだはローラが安定して滑動するので、スプラグ
やローラおよび内輪や外輪が破壊されたり損傷を受けだ
りすることが無く、長寿命を有している。

【図面の簡単な説明】

３・１図は、本発明によるスプラグ方式のワンウェイク
ラッチ軸受の一実施例を示す正面断面図、 第２図は、第１図のスプラグの拡大正面図、牙６図は、
スプラグ高さとくさび角を示すための牙１図の部分正面
図、 第４図は、第２図に示すスプラグを使用した場合のスプ
ラグ高さとくさび角との関係を示す線図、 第５図は、内輪空転時のワンウェイクラッチ軸受のスプ
ラグと保持手段との相対位置を示す正面断面図、 牙６図は、スプラグがすべり状態にあるときのワンウェ
イクラッチ軸受の正面断面図、オフ図は、本発明をロー
ラ方式のワンウェイクラッチ軸受に適用した場合の一実
施例を示す正面断面図、 第８図は、第４図に示す破線の関係を有するワンウェイ
クラッチの捩り試験の結果を示す線図、 第９図は、本発明によるワンウェイクラッチ軸受の捩り
試験の結果を示す線図である。 〔主要部分の符号の説明〕 外輪−−−−−−一一一−−−−−−−−−−−〜−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−１０外輪の内面−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−、１２内　輪−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−２０内輪の外面−−−−−−−−−−−−一
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−２２ス
プラグー−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−、３０外輪側カム面　−
−−−−一−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−３２内輪側カム面　−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−３４保持手段
−−−−−−−−−−−−−−−−一−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−・４０第１保持部材−−−〜−
−−−−一一一−−−−−−−−−−−〜−〜−−−−
−４２第２保持部材−−−−−−−−−一一−−−−−
−−−−−−−−−−−一−〜−４４付勢用バネーーー
〜−−−−−一−−−〜−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−４６項伏空間−−−−−−−−−−−
−−−−−一−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−１４スプラグ高さ　−〜−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−一−−−−−Ｈくさび角　−一
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−一一−−−−
−−−−−−−−−引　θ伝達トルク　−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−〜−−−−−−−−−
−−−Ｔ時　間　−−−−−−−−−−−−−−−−−
−一−−−−−−１０−ラ　−−−−−−〜−−−−−
−−−−−−−−−−一申〜〜−−−−−−−−−＝　
５１］溝　−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−，２１後壁−−−−−−−−
−−−−−＝−−−−−一−−−−−−−−−−７−２
５前　壁　−一〜−−−−〜−−−−−−−−−−−一
一−−−山−−−−−−−−−用２６ば　ね　、−一−
−−−−−−−−−−−−−−〜−一−−−−−−−−
−−−−−−山一・６５溝の底面、−−一−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−２４，２６，２８手続補
正１１４＝ 昭和５９年　２月２１日 特許庁長官若杉和夫　殿 １事イ１の表示昭和５９年　特許願第９０９１　号２　
発明の名称 ワンウェイクラッチ軸受 ３　補正をする者 １１°４　東京都千代田区丸の内２丁目３番２号［ｆＳ
　エヌエスケー・ワーナー株式会社（名称） ４代理人 （２）「図　面」 （１）別紙の通り、明細書１通を提出致します。 （２）別紙の通り、正式図面１通を提出致します。 」二申：出願旨初手書明細書を提出致しましたが。 この度タイプ印書明細書を提出致しますので御差替え願
います。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、環状の内面を有する外輪と、該内面に対応し同心の
   環状の外面を有する内輪と、該内面または該外面の一方
   の面上に形成された溝内に配置される転動体とを有し、
   該転動体の該溝内の変位によシ内外輪の一方向の相対回
   動が阻止されトルクが伝達されるように成っているワン
   ウェイクラッチ軸受において、前記転動体が所足の伝達
   トルクを伝える変位位置に転動体を保持する保持手段を
   設け、更に該転動体が該変位位置へ到達する前に、くさ
   び角（内輪の中心より転動体の内輪への恢触点へ延ひる
   線と転動体の内外輪への接触点を結ぶ線とに挾まれる角
   ）を減少させる手段を設けたことを特徴とするワンウェ
   イクラッチ軸受。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のワンウェイクラッチ
   軸受において、 前記保持手段は、前記転動体を保持する保持部材と、く
   さび角を減少させる手段によるくさび角減少後に再びく
   さび角を増加させる手段とより敗ることを特徴とするワ
   ンウェイクラッチ軸受。 ６、特許請求の範囲第２項に記載のワンウェイクラッチ
   軸受において、 前記くさび角を増加させる手段は、平面よシ成ることを
   特徴とするワンウェイクラッチ軸受。