JP3883751B2

JP3883751B2 - ローラクラッチ

Info

Publication number: JP3883751B2
Application number: JP22717999A
Authority: JP
Inventors: 信吾河野; 雅西村
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1999-08-11
Filing date: 1999-08-11
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2019-08-11
Also published as: JP2001050296A; DE10039140A1; DE10039140B4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一方向クラッチまたは二方向クラッチ等のローラクラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ローラクラッチ形式の一方向クラッチとして、図７，図８に示すものが使用されている。このクラッチは、外輪５１の内周面に、内輪５２の外周面との間に楔隙間を形成するカム面５７を設け、その隙間にローラ５３を介在させ、ローラ５３を、保持器５４の柱部５４ａに装着された弾性体５５でカム面５７に押圧するように構成される。
弾性体５５は、鋼板等の板ばねからなり、保持器５４の柱部５４ａに装着される装着部５５ａと、この装着部５５ａから二又状に突出した一対の舌片５５ｂとを有する。舌片５５ｂは、矩形の短冊状に延びている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の一方向クラッチは、両端に支持軸受（図示せず）を取付けて使用することが好ましいが、ローラ５３で転がり接触により、内輪５２あるいは軸を回転自在に支持する機能も備える。そのため、スペースやコスト等の観点から、軸受による片持ち支持や、軸受なしで使用されることも多々ある。
このとき、特に、空転時に、軸の振れ回りが生じ、この振れ回りによって弾性体５５の舌片５５ｂの変位が大きくなる。そのため、舌片５５ｂに疲労が生じ易く、耐久性の面で好ましくない。特に、曲げ応力の大きくなる舌片５５ｂの付け根の部分の耐久性が不足し易い。
【０００４】
この発明の目的は、ローラ押圧用の弾性体の耐久性に優れたローラクラッチを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明のローラクラッチは、外輪の内周面、および内輪の外周面のうちの一方の周面に形成され、他方の周面と楔隙間を形成するカム面と、前記楔隙間に配置されたローラと、このローラを保持する保持器と、この保持器の柱部とローラの間に介在する弾性体とを備えたローラクラッチにおいて、前記弾性体が一対の舌片を有し、この舌片の幅が、先端に向かうに従って漸減することを特徴とする。特許請求の範囲で言う内輪は、シャフトを含む意味である。また、このローラクラッチは、一方向クラッチであっても、二方向クラッチであっても良い。
このように、ローラ押圧用の舌片を、先端に向かうに従って幅が漸減する形状としたため、舌片の根元に作用する応力が小さくなり、舌片の根元部の疲労が生じ難く、耐久性が向上する。このため、このローラクラッチを、軸受と併用せずに、あるいは軸受で軸を片持ち支持した状態で使用しても、満足する耐久性を得ることができる。先端部を細くしても、根元部の幅を適宜広げることで、全体が矩形の舌片の場合と同等のローラ押圧力を得ることができる。また、幅の変化を適宜設計することで、舌片の根元から先端まで等しい応力のものとすることもできる。
【０００６】
この発明において、前記弾性体は、前記保持器の前記柱部に装着される装着部と、ローラを押圧する一対の舌片とを有し、これら一対の舌片は、先端に向かうに従って保持器内径側の側縁および外径側の側縁の両方が共に舌片幅の中央に近づくように、幅が先端に向かうに従って漸減する形状とする。
このようにローラ押圧用の弾性体に、保持器に装着される装着部を設けることで、この弾性体を安定して装着することができる。
【０００８】
この発明において、弾性体をステンレス鋼板製のプレス成形品としても良い。ステンレス鋼板製とする場合、舌片は板ばねとなり、また舌片の幅が漸減するような形状の弾性体を容易に形成することができる。特に、弾性体が前記の装着部と一対の舌片とを有するものである場合に、弾性体の全体をプレス加工で容易に形成することができる。ステンレス鋼板製とした場合は、弾性体の錆の発生の問題もなくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図１ないし図３に基づいて説明する。このローラクラッチは、外輪１と内輪２の間に、複数のローラ３を介在させ、これらのローラ３を保持する保持器４と、各ローラ３を押圧する複数の弾性体５を備えたものである。内輪１は、外周面が円筒面に形成され、外輪１は、内周面の周方向複数箇所に、内輪２の外周面との間に楔隙間を形成するカム面７が形成されている。外輪１は、図示の例では鍔付きとしてあるが、鍔無しであっても良い。ローラ３は、上記の各楔隙間に配置されている。保持器４は、円筒状に形成されて、各ローラ３が入る複数のポケット８が形成されたものであり、隣合うポケット８，８間が柱部４ａとなっている。
【００１０】
弾性体５は、保持器４の柱部４ａとローラ３の間に介在してローラ３を外輪１のカム面７に押し付けるものである。この例では、弾性体５は、その全体が一体のステンレス鋼板のプレス成形品からなる板ばねとされている。弾性体５は、保持器４の柱部４ａに装着される装着部５ａと、ローラ３を押圧する一対の舌片５ｂ，５ｂとを有し、これら舌片５ｂ，５ｂは、その幅が先端に向かうに従って漸減する形状とされている。これら舌片５ｂ，５ｂで、ローラ３を、ローラ配列円の内径側から斜め外径側へ押圧している。装着部５ａは、側面形状が逆Ｕ字状に形成され、柱部４ａに弾性的に圧入状態に保持器外周側から被さっている。
【００１１】
図３に弾性体５を各方向から見た図を示すように、詳しくは、装着部５ａは、逆Ｕ字状を成す部分の背面片部５ａａおよび上面片部５ａｂが、弾性体全幅となる幅広部分とされ、前面片部５ａｃは、幅方向の略中央部分だけの幅狭形状とされている。また、背面片部５ａａは、中央の切欠部９で、左右二つの部分に分かれている。背面片部５ａａは、高さ方向の中間に、外側へ膨らむ膨らみ部１０を有している。なお、保持器柱部４ａは、膨らみ部１０に係合する突部を有している。
一対の舌片５ｂは、前面片部５ａｃの下端から左右両側へ延び、その先端が若干斜め上方へ向かうと共に、斜め前側へ向かっている。さらに詳しく述べると、両舌片５ｂ，５ｂの基端部５ｂａは、装着部５ａの前面片部５ａｃの下端から前方へ若干屈曲して続いた矩形部分とされている。舌片５ｂ，５ｂは、この基端部５ｂａから若干前側へ折れ曲がって延び、基端部５ｂａよりも延びる部分が、その幅が、先端に向かうに従い漸減する形状とされている。
【００１２】
このローラクラッチの動作を説明する。図１（Ａ）の状態では、ローラ３は外輪１のカム面７に弾性体５で押し付けられて摩擦係合し、ロック状態となっている。このロック状態から、内輪２を外輪１に対して空転方向（図の時計回り）ａへ回転させると、ローラ３および保持器４は、摩擦により内輪２と共に回転移動する。つまりカム面７による楔隙間の広がり方向へローラ３が移動する。ローラ３は、カム面７の端部７ａに当たるまで移動可能であり、このカム面端部７ａに当たった状態では、ローラ３が内輪２に対してスリップして、内輪２は自由に回転でき、クラッチは非ロック状態となる。すなわち、内輪２の時計回りの回転は自由に許される。
この非ロック状態から、内輪２をロック方向（図の反時計回り）ｂへ回転させると、ローラ３および保持器４が内輪２と共に回転移動して、ローラ３が外輪２のカム面７による楔隙間の奥へ再度押し付けられ、回転ロック状態となる。したがって、内輪２の反時計方向への回転は阻止される。このように、一方向ａの回転のみが自由に許される。
【００１３】
このクラッチは、非ロック方向の回転に対しては、ローラ３で内輪２に転がり接触するため、内輪２を回転自在に支持する機能も備える。そのため、内輪２を軸受で支持せずに、あるいは内輪２を軸受で片持ち状態に支持した状態で、このローラクラッチを用いることができる。
このように使用する場合に、特に、内輪２の空転時には、内輪２が振れ回りを生じて弾性体５の舌片５ｂの変位が大きくなる。そのため、舌片５ｂの疲労、特に基端部５ｂａ付近の疲労を考慮する必要がある。
しかし、この弾性体５の舌片５ｂは、その幅が、先端に向かうに従い漸減するテーパ形状とされているため、舌片５ｂの基端部５ｂａの付近に応力が集中することが避けられ、耐疲労強度に優れている。
【００１４】
なお、図４，図５の例に示すように、弾性体５は、その全体を保持器柱部４ａとローラ３の間に介在させるものとしても良い。また、弾性体５は、同図の実施形態に示すように、一対の舌片５ｂ，５ｂが、本体片５ｃの両端から中央側へ延びるように設けられたものであっても良い。これら舌片５ｂ，５ｂも、その幅が、先端に向かうに従い漸減する形状とされている。図４，図５に示す実施形態における前述した事項の他の事項は、図１の実施形態と同じである。
また、前記各実施形態は、外輪１にカム面７を形成したが、外輪１の内周面を円筒面とし、内輪２の外周面にカム面（図示せず）を形成して両輪１，２の間にローラ３の介在する楔隙間を形成するものとしても良い。また、上記各実施形態において、外輪回転と内輪回転のいずれの使用形態としても良い。
【００１５】
【実施例】
図１〜図３に示す実施形態のローラクラッチについて、図７，図８に示すローラクラッチと比較して弾性体の耐久試験を行った結果を説明する。いずれの例も弾性体５（図１〜図３の例），弾性体５５（図７，図８の例）は、鋼板のプレス成形品であって、その舌片５ｂ，５５ｂの板厚は０．０８mm、幅（平均幅）は０．３５mmである。
試験装置としては、図６に示す装置を用い、被試験体であるローラクラッチＡは、ボールベアリング４１で片持ち状に支持された軸４２の中間に設置し、軸４２の先端に設けたハンドル４３を、軸４２と同心のレバー４４で回転させるものとした。レバー４４は、ハンドル４３の先端部４３ａを半径方向にのみ移動自在に拘束し、外径側へばね４５で押し付ける状態で回転を加えるものとした。
【００１６】
このような試験機で試験したところ、従来形状のばねでは、５０万回転で舌片の折れが発生していたが、この実施形態（舌片テーパ形状）のものでは、１００万回転でも舌片の折れは発生しなかった。
【００１７】
【発明の効果】
この発明のローラクラッチは、保持器の柱部とローラの間に介在する弾性体が一対の舌片を有するものにおいて、この舌片の幅が、先端に向かうに従って漸減するものとしたため、ローラ押圧用の弾性体の耐久性に優れ、例えば、軸受と併用せずに、あるいは軸受で軸を片持ち支持した状態で使用しても、満足する耐久性を得ることができる。
前記弾性体は、前記保持器の前記柱部に装着される装着部と、ローラを押圧する一対の舌片とを有し、この舌片の幅が、先端に向かうに従って漸減するものであるため、弾性体を安定して装着することができる。
前記弾性体はステンレス鋼板のプレス成形品であるため、舌片の幅が漸減するような形状の弾性体を容易に形成することができる。特に、弾性体が前記の装着部と一対の舌片とを有するものである場合も、弾性体の全体をプレス加工で容易に形成することができる。ステンレス鋼板製のため、錆の発生の問題もなく、海水等で濡れるような用途の場合にも、良好に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかるローラクラッチの部分破断正面図、（Ｂ）は同部分破断側面図である。
【図２】同ローラクラッチの保持器，ローラ，及び弾性体の関係を示す展開図である。
【図３】（Ａ）は同弾性体の平面図、（Ｂ）は同一部切欠正面図、（Ｃ）は同図（Ｂ）を矢印Ｃ方向に見た拡大矢視図、（Ｄ）は同図（Ｃ）を矢印Ｄ方向に見た矢視図、（Ｅ）は同図（Ｃ）を矢印Ｅ方向に見た矢視図である。
【図４】この発明の他に実施形態にかかるローラクラッチの保持器，ローラ，及び弾性体の関係を示す展開図である。
【図５】（Ａ）は同実施形態における弾性体の平面図、（Ｂ）は同正面図である。
【図６】ローラクラッチの弾性体の耐久試験装置を示す説明図である。
【図７】（Ａ）は従来のローラクラッチの部分破断正面図、（Ｂ）は同部分破断側面図である。
【図８】（Ａ）は同従来例における弾性体の平面図、（Ｂ）は同正面図、（Ｃ）は同拡大側面図である。
【符号の説明】
１…外輪
２…内輪
３…ローラ
４…保持器
４ａ…柱部
５…弾性体
５ａ…装着部
５ｂ…舌片
７…カム面

Claims

外輪の内周面、および内輪の外周面のうちの一方の周面に形成され、他方の周面と楔隙間を形成するカム面と、前記楔隙間に配置されたローラと、このローラを保持する保持器と、この保持器の柱部とローラの間に介在する弾性体とを備えたローラクラッチにおいて、前記弾性体がステンレス鋼板のプレス成形品からなり、この弾性体は、前記保持器の前記柱部に装着される装着部と、ローラを押圧する一対の舌片とを有し、これら一対の舌片は、先端に向かうに従って保持器内径側の側縁および外径側の側縁の両方が共に舌片幅の中央に近づくように、幅が先端に向かうに従って漸減する形状としたローラクラッチ。