(57)【要約】【課題】過大トルクの負荷によって駆動輪に形成された円筒面に圧痕や盛り上がり部が形成されるのを防止することができるようにしたクラッチを提供することである。【解決手段】駆動輪としての外輪１１の内周に円筒面１５を形成し、従動輪としての内輪１２の外周にカム面１６を設け、そのカム面１６と円筒面１５間にローラ１４を組込み、そのローラ１４を弾性部材２０によって噛み込み方向に向けて付勢する。円筒面１５の表面硬さをローラ１４の表面硬さ以上とし、カム面１６の表面硬さをローラ１４の表面硬さより小さくして、過大トルクの負荷によりローラ１４が円筒面１５とカム面１６に衝撃的に噛み込んだ場合に円筒面１５に圧痕や盛り上がり部が形成されるのを防止する。【選択図】図２
2006138384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪と従動輪とを内外に配置し、その駆動輪の従動輪に対向する周面を円筒面とし、従動輪の駆動輪に対向する周面には上記円筒面との間で周方向の一端が狭小のくさび状空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面との間にローラと、そのローラを弾性部材によりくさび状空間の狭小部に向けて付勢したクラッチにおいて、前記円筒面の表面硬さをローラの表面硬さ以上とし、カム面の表面硬さをローラの表面硬さより小さくしたことを特徴とするクラッチ。
【請求項２】
駆動輪と従動輪とを内外に配置し、その駆動輪の従動輪に対向する周面を円筒面とし、従動輪の駆動輪に対向する周面には上記円筒面との間で周方向中央部で広く、両端が狭小のくさび状空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面との間にローラを組込み、そのローラの両側に一対の弾性部材を設けてローラをくさび状空間の広幅部に保持するようにしたクラッチにおいて、前記円筒面の表面硬さをローラの表面硬さ以上とし、カム面の表面硬さをローラの表面硬さより小さくしたことを特徴とするクラッチ。
【請求項３】
駆動輪と従動輪とを内外に配置し、その駆動輪と従動輪の対向面それぞれを円筒面とし、その円筒面間にスプラグを組込み、そのスプラグを弾性部材によって両円筒面に噛み込む方向に向けて傾動するよう付勢したクラッチにおいて、前記駆動輪の円筒面の表面硬さをスプラグの表面硬さ以上とし、従動輪の円筒面の表面硬さをスプラグの表面硬さより小さくしたことを特徴とするクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、係合子の噛み込み力を結合力とするメカニカルタイプのクラッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のクラッチとして、ローラを係合子とするローラタイプのクラッチと、スプラグを係合子とするスプラグタイプのクラッチとが知られている。いずれのクラッチも一方向クラッチと二方向クラッチとがある。
【０００３】
特許文献１には、ローラタイプの一方向クラッチを用いたクラッチ内蔵プーリが示されている。
【０００４】
図６（Ｉ）は、上記クラッチ内蔵プーリに組込まれた一方向クラッチを示す。この一方向クラッチは、外輪５１の内周に円筒面５２を設け、外輪５１の内側に組込まれた内輪５３の外周には上記円筒面５２との間でくさび状空間を形成するカム面５４を設け、上記外輪５１と内輪５３間に組込まれた保持器５５には上記カム面５４と対応する位置にポケット５６を形成し、そのポケット５６内にローラ５７と、そのローラ５７をくさび状空間の狭小部に向けて付勢する弾性部材５８とを組込んでいる。
【０００５】
上記の構成から成る一方向クラッチは、外輪５１が駆動輪とされ、その外輪５１の矢印（イ）で示す方向の回転時、ローラ５７が円筒面５２およびカム面５４に噛み込み、その噛み込みによって外輪５１の回転が内輪５３に伝達される。
【０００６】
また、外輪５１が矢印（ロ）で示す方向に回転すると、ローラ５７が円筒面５２とカム面５４で形成されるくさび状空間の広幅部に向けて移動し、外輪５１がフリー回転する。
【特許文献１】特開２００２−３４０１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記一方向クラッチにおいては、外輪５１のトルク伝達状態やフリー回転状態で過大トルクが負荷されると、ローラ５７が外輪５１の円筒面５２およびカム面５４に衝撃的に噛み込んで、その円筒面５２又はカム面５４に圧痕が形成され、その圧痕形成時の塑性流動によって圧痕の円周方向一端に盛り上がり部が形成される。
【０００８】
図６（II）は外輪５１の円筒面５２に圧痕Ａと盛り上がり部Ｂとが形成された場合を示す。上記圧痕Ａや盛り上がり部Ｂはクラッチとしての機能を失なうことはないが、外輪５１がフリー回転するとき、盛り上がり部Ｂがローラ５７の位置を通過する毎にローラ５７が弾性部材５８側に弾き飛ばされて弾性部材５８の弾性変位回数が多くなり、衝撃力の繰り返しの負荷によって弾性部材５８が破損し易くなり、クラッチの機能を発揮することができなくなるという問題が生じる。
【０００９】
この発明の課題は、円筒面側に圧痕や盛り上がり部が形成されることのないようにして弾性部材の破損を防止することができるようにしたクラッチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、この第１の発明においては、駆動輪と従動輪とを内外に配置し、その駆動輪の従動輪に対向する周面を円筒面とし、従動輪の駆動輪に対向する周面には上記円筒面との間で周方向の一端が狭小のくさび状空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面との間にローラと、そのローラを弾性部材によりくさび状空間の狭小部に向けて付勢したクラッチにおいて、前記円筒面の表面硬さをローラの表面硬さ以上とし、カム面の表面硬さをローラの表面硬さより小さくした構成を採用したのである。
【００１１】
また、第２の発明においては、駆動輪と従動輪とを内外に配置し、その駆動輪の従動輪に対向する周面を円筒面とし、従動輪の駆動輪に対向する周面には上記円筒面との間で周方向中央部で広く、両端が狭小のくさび状空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面との間にローラを組込み、そのローラの両側に一対の弾性部材を設けてローラをくさび状空間の広幅部に保持するようにしたクラッチにおいて、前記円筒面の表面硬さをローラの表面硬さ以上とし、カム面の表面硬さをローラの表面硬さより小さくした構成を採用したのである。
【００１２】
さらに、第３の発明においては、駆動輪と従動輪とを内外に配置し、その駆動輪と従動輪の対向面それぞれを円筒面とし、その円筒面間にスプラグを組込み、そのスプラグを弾性部材によって両円筒面に噛み込む方向に向けて傾動するよう付勢したクラッチにおいて、前記駆動輪の円筒面の表面硬さをスプラグの表面硬さ以上とし、従動輪の円筒面の表面硬さをスプラグの表面硬さより小さくした構成を採用したのである。
【００１３】
ここで、第１の発明乃至第３の発明に係るクラッチにおいて、駆動輪は従動輪の外側に設けられたものであってもよく、あるいは従動輪の内側に設けられたものであってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明および第２の発明のように、駆動輪に設けられた円筒面の表面硬さをローラの表面硬さ以上とし、従動輪に設けられたカム面の表面硬さをローラの表面硬さより小さくしたことによって、過大トルクの負荷によりローラが円筒面およびカム面に衝撃的に噛み込んだ場合にはカム面側に圧痕や盛り上がり部が形成されることになり、円筒面が損傷されるのを防止することができる。このため、駆動輪のフリー回転時にローラが弾性部材側に弾き飛ばされることがなく、弾性部材の破損を防止することができる。
【００１５】
また、第３の発明のように、駆動輪側の円筒面の表面硬さをスプラグの表面硬さ以上とし、従動輪側の円筒面の表面硬さをスプラグの表面硬さより小さくしたことによって、スプラグが円筒面に衝撃的に噛み込む過大トルクの負荷時、従動輪側の円筒面に圧痕や盛り上がり部が形成されることになり、駆動輪側の円筒面がスプラグによって損傷されるのを防止することができる。したがって、この場合も第１の発明および第２の発明と同様に弾性部材の破損を防止することができ、クラッチの機能低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は、クラッチ内蔵回転部品を示している。図示のように、クラッチ内蔵回転部品は、入力ギヤ１とその内側に組込まれた回転軸２との間に２個の軸受３を組込んで入力ギヤ１と回転軸２とを相対的に回転自在に支持し、その２個の軸受３間にこの発明に係るクラッチ１０を組込んでいる。
【００１７】
クラッチ１０は、一方向クラッチから成り、駆動輪としての外輪１１と、その外輪１１内に組込まれた従動輪としての内輪１２と、その外輪１１と内輪１２間に組込まれた保持器１３および保持器１３により保持されたローラ１４を有している。
【００１８】
外輪１１は入力ギヤ１の内径面に圧入され、一方、内輪１２は回転軸２の外径面に圧入されている。
【００１９】
外輪１１の内周には円筒面１５が形成され、内輪１２の外周には上記円筒面１５との間で周方向の一端が狭小のくさび状空間を形成する複数のカム面１６が周方向に等間隔に設けられている。
【００２０】
保持器１３は、突起部１７を内径面に有し、その突起部１７はカム面１６の周方向一端から半径方向外方に立ち上がる係合面１８とカム面１６とに係合し、その係合によって保持器１３は内輪１２に回り止めされている。
【００２１】
保持器１３には各カム面１６と対向位置にポケット１９が設けられ、そのポケット１９内に前記ローラ１４が組込まれている。ローラ１４は保持器１３に支持された弾性部材２０によって円筒面１５とカム面１６で形成されるくさび状空間の狭小部に向けて付勢されている。
【００２２】
上記の構成から成るクラッチ１０において、外輪１１に形成された円筒面１５の表面硬さはローラ１４の表面硬さ以上とされ、一方、内輪１２に設けられたカム面１６の表面硬さはローラ１４の表面硬さより小さくされている。
【００２３】
上記の構成から成るクラッチ内蔵回転部品において、入力ギヤ１が図２の矢印で示す方向と反対方向に回転すると、ローラ１４が円筒面１５およびカム面１６に噛み込み、その噛み込みによって外輪１１と内輪１２が結合され、入力ギヤ１の回転が回転軸２に伝達される。
【００２４】
一方、入力ギヤ１が図２の矢印で示す方向に回転すると、ローラ１４が弾性部材２０の弾性に抗して円筒面１５とカム面１６で形成されるくさび状空間の広幅部に向けて移動し、入力ギヤ１および外輪１１がフリー回転する。
【００２５】
入力ギヤ１から回転軸２へのトルク伝達状態あるいは入力ギヤ１のフリー回転状態において、上記入力ギヤ１に過大なトルクが負荷されると、ローラ１４は円筒面１５およびカム面１６に衝撃的に噛み込むことになる。
【００２６】
このとき、円筒面１５の表面硬さはローラ１４の表面硬さ以上とされ、カム面１６の表面硬さはローラ１４の表面硬さより小さくされているため、上記カム面１６に圧痕や盛り上がり部が形成されることになり、円筒面１５に圧痕や盛り上がり部が形成されることはない。
【００２７】
このため、入力ギヤ１および外輪１１のフリー回転状態でローラ１４が弾性部材２０に向けて弾き飛ばされることはなく、弾性部材２０の破損を防止することができる。
【００２８】
図３は、この発明に係るクラッチ１０の第２の実施形態を示す。内輪２１を駆動輪とし、外輪２２を従動輪とし、上記内輪２１の外周に円筒面２３を設け、外輪２２の内周に上記円筒面２３との間でくさび状空間を形成するカム面２４を設けている。また、内輪２１と外輪２２間に組込まれた保持器２５を外輪２２に回り止めし、その保持器２５に形成されたポケット２６内にローラ２７を組込み、そのローラ２７を保持器２５に支持された弾性部材２８によりくさび状空間の狭小部に向けて付勢している。
【００２９】
上記第２の実施形態における一方向クラッチ１０においては、内輪２１に形成された円筒面２３の表面硬さをローラ２７の表面硬さ以上とし、外輪２２に形成されたカム面２４の表面硬さをローラ２７の表面硬さより小さくして、過大トルクの負荷時に円筒面２３に圧痕や盛り上がり部が形成されるのを防止し、図３の矢印で示す方向に内輪２１が回転するフリー回転時にローラ２７が弾性部材２８側に弾き飛ばされるのを防止し、弾性部材２８の破損を防止するようにしている。
【００３０】
図４は、この発明に係るクラッチ１０の第３の実施形態を示し、駆動輪としての内輪３１の外側に従動輪としての外輪３２を設け、上記内輪３１の外周に円筒面３３を形成し、外輪３２の内周に上記円筒面３３との間で周方向の中央部が広幅とされ、両端に至るに従って狭小のくさび状空間を形成するカム面３４を設けている。
【００３１】
また、内輪３１と外輪３２間に組込まれた保持器３５にポケット３６を形成し、そのポケット３６内に組込まれたローラ３７をその両側に設けられた一対の弾性部材３８でくさび状空間の広幅部に保持している。
【００３２】
上記の構成から成るクラッチ１０は外輪３２に対する保持器３５の相対回転により、ローラ３７を円筒面３３およびカム面３４に噛み込ませ、内輪３１の左右両方向の回転を外輪３２に伝達するようになっており、上記ローラ３７がくさび状空間の広幅部に保持される状態で内輪３１はフリー回転するようになっている。
【００３３】
上記クラッチにおいては、内輪３１に形成された円筒面３３の表面硬さをローラ３７の表面硬さ以上とし、外輪３２に形成されたカム面３４の表面硬さをローラ３７の表面硬さより小さくし、過大トルクの負荷時に駆動輪としての円筒面３３に圧痕や盛り上がり部が形成されるのを防止している。このため、内輪３１のフリー回転時にローラ３７が弾性部材３８側に弾き飛ばされることはなく、弾性部材３８の破損を防止することができる。
【００３４】
図５は、この発明に係るクラッチ１０の第４の実施形態を示す。この実施形態で示すクラッチにおいては、駆動輪としての内輪４１の外周とその外側に組込まれた従動輪としての外輪４２の内周それぞれに円筒面４３、４４を形成し、その両円筒面４３、４４間に組込まれた保持器４５に複数のポケット４６を設け、各ポケット４６内にスプラグ４７を組込み、各スプラグ４７が両円筒面４３、４４に噛み込む方向に傾動するよう弾性部材４８によってスプラグ４７を付勢している。
【００３５】
上記の構成から成るクラッチ１０においては、内輪側円筒面４３の表面硬さをスプラグ４７の表面硬さ以上とし、外輪側円筒面４４の表面硬さをスプラグ４７の表面硬さより小さくしている。
【００３６】
このため、クラッチ１０に過大トルクが負荷されても内輪側円筒面４３に圧痕や盛り上がり部が形成されるのを防止することができ、内輪４１が図５に示す矢印方向に回転するフリー回転時にスプラグ４７が弾性部材４８側に弾き飛ばされることもないため、弾性部材４８の破損を防止することができる。
【００３７】
第４の実施形態では内輪４１を駆動輪としたが、外輪４２を駆動輪とし、内輪４１を従動輪としてもよい。この場合、外輪４２の円筒面４４の表面硬さをスプラグ４７の表面硬さ以上とし、内輪４１の円筒面４３の表面硬さをスプラグ４７の表面硬さより小さくする。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明に係るクラッチが組込まれたクラッチ内蔵回転部品の断面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】この発明に係るクラッチの第２の実施形態を示す断面図
【図４】この発明に係るクラッチの第３の実施形態を示す断面図
【図５】この発明に係るクラッチの第４の実施形態を示す断面図
【図６】（Ｉ）は従来のクラッチを示す断面図、（II）は過大トルクの負荷によって圧痕および盛り上がり部が形成された状態を示す断面図
【符号の説明】
【００３９】
１１    外輪（駆動輪）
１２    内輪（従動輪）
１４    ローラ
１５    円筒面
１６    カム面
２０    弾性部材
２１    内輪（駆動輪）
２２    外輪（従動輪）
２３    円筒面
２４    カム面
２７    ローラ
２８    弾性部材
３１    内輪（駆動輪）
３２    外輪（従動輪）
３３    円筒面
３４    カム面
３７    ローラ
３８    弾性部材
４１    内輪（駆動輪）
４２    外輪（従動輪）
４３、４４  円筒面
４７    スプラグ
４８    弾性部材
【図１】
2006138384.tif 000003
【図２】
2006138384.tif 000004
【図３】
2006138384.tif 000005
【図４】
2006138384.tif 000006
【図５】
2006138384.tif 000007
【図６】
2006138384.tif 000008