(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。
【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５１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５４、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５２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１０ａ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１０ｂ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１４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３０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１２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４４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
【図１】
0003722924.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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