(57)【要約】【課題】内輪の外周係合面の剥離や摩耗を抑制して、寿命を長くすることができ、かつ、すべりの発生を防止できる一方向クラッチを提供する。【解決手段】この一方向クラッチは、係合ころ５の表面と小さな接触楕円で接触して大きな荷重がかかる内輪２の断面正八角形状のカム面２ａの硬度を、係合ころ５の表面と大きな接触楕円で接触する外輪の円筒係合面１ａの硬度より高くしている。したがって、係合ころ５と小さな接触楕円で接触する上記内輪２のカム面２ａに剥離や摩耗が発生することを抑制できて、内輪２の寿命を長くすることができ、かつ、すべりも防止できる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒係合面または略断面多角形状のカム面である外輪の内周係合面と、略断面多角形状のカム面または円筒係合面である内輪の外周係合面との間に係合ころを配置してなる一方向クラッチにおいて、
上記内輪の外周係合面の硬度は、上記係合ころの表面の硬度および上記外輪の内周係合面の硬度よりも高いことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項２】
請求項１に記載の一方向クラッチにおいて、上記外輪の内周係合面の硬度は、上記係合ころの表面の硬度よりも低いことを特徴とする一方向クラッチ。
【請求項３】
円筒係合面または略断面多角形状のカム面である外輪の内周係合面と、略断面多角形状のカム面または円筒係合面である内輪の外周係合面との間に係合ころを配置してなる一方向クラッチにおいて、
上記内輪の外周係合面の硬度は、上記外輪の内周係合面の硬度よりも高いことを特徴とする一方向クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方向クラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一方向クラッチとしては、外輪の内周係合面である円筒係合面と内輪の外周係合面である断面正多角形状のカム面との間に係合ころを配置したものがある。そして、上記一方向クラッチでは、上記外輪および内輪に同じ材質を使い、同じ熱処理を行って上記外輪の円筒係合面の硬度および上記内輪のカム面の硬度を略同じにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記内輪のカム面の平面と凸面である係合ころの表面との接触楕円は、上記外輪の凹面である円筒係合面と凸面である係合ころの表面との接触楕円よりも小さくなる。
【０００４】
しかるに、上記従来の一方向クラッチでは、上記係合ころとの接触楕円が小さくて大きな荷重がかかる上記内輪のカム面の硬度を、上記係合ころとの接触楕円が大きい上記外輪の円筒係合面と略同じにしているため、上記内輪のカム面に剥離や摩耗が発生して、一方向クラッチの寿命が短くなり、また、くさび角が大きくなって、すべりが発生するという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、内輪の外周係合面の剥離や摩耗を抑制して、寿命を長くすることができ、かつ、すべりの発生を防止できる一方向クラッチを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の一方向クラッチは、
円筒係合面または略断面多角形状のカム面である外輪の内周係合面と、略断面多角形状のカム面または円筒係合面である内輪の外周係合面との間に係合ころを配置してなる一方向クラッチにおいて、
上記内輪の外周係合面の硬度は、上記係合ころの表面の硬度および上記外輪の内周係合面の硬度よりも高いことを特徴としている。
【０００７】
請求項１の発明の一方向クラッチにおいて、上記外輪の内周係合面が円筒係合面であり、かつ、上記内輪の外周係合面が略断面多角形状のカム面である場合には、上記内輪の外周係合面であるカム面の平面と凸面である係合ころの表面との接触楕円は、外輪の内周係合面である凹面の円筒係合面と凸面である係合ころの表面との接触楕円よりも小さくなる。一方、請求項１の発明の一方向クラッチによれば、上記係合ころの表面との接触楕円が小さい上記内輪のカム面の硬度を、上記係合ころの表面との接触楕円が大きい外輪の円筒係合面の硬度よりも大きくしているので、つまり、接触楕円が小さくて大きな荷重がかかる内輪のカム面の硬度を大きくしているので、上記内輪の外周のカム面に剥離や摩耗が発生することを抑制することができて、一方向クラッチの寿命を長くすることができ、また、くさび角の変化を抑制してすべりの発生を防止することができる。
【０００８】
また、請求項１の発明の一方向クラッチにおいて、上記外輪の内周係合面が略断面多角形状のカム面であり、かつ、上記内輪の外周係合面が円筒係合面である場合には、上記内輪の外周係合面である凸面の円筒係合面と凸面である係合ころの表面との接触楕円は、外輪の内周係合面であるカム面の平面と凸面である係合ころの表面との接触楕円よりも小さくなる。一方、請求項１の発明の一方向クラッチによれば、上記係合ころの表面との接触楕円が小さい上記内輪の円筒係合面の硬度を、上記係合ころの表面との接触楕円が大きい外輪のカム面の硬度よりも大きくしているので、つまり、接触楕円が小さくて大きな荷重がかかる内輪の円筒係合面の硬度を大きくしているので、上記内輪の外周の円筒係合面に剥離や摩耗が発生することを抑制することができて、一方向クラッチの寿命を長くすることができ、また、くさび角の変化を抑制してすべりの発生を防止することができる。
【０００９】
また、請求項１の発明の一方向クラッチによれば、上記外輪の内周係合面が円筒係合面であり、かつ、上記内輪の外周係合面が略断面多角形状のカム面である場合でも、または、上記外輪の内周係合面が略断面多角形状のカム面であり、かつ、上記内輪の外周係合面が円筒係合面である場合でも、上記係合ころの表面との接触楕円が大きくて剥離や摩耗が起こりにくい上記外輪の内周係合面の硬度を、上記係合ころの表面との接触楕円が小さい上記内輪の外周係合面の硬度よりも小さくしている。したがって、上記外輪の内周係合面の硬度を高くするための、上記外輪の内周係合面の浸炭処理、浸炭窒化処理または高周波焼入れ等の硬化処理を厳重に行う必要がなく、上記一方向クラッチの製造コストを低減できる。
【００１０】
また、請求項２の発明の一方向クラッチは、請求項１に記載の一方向クラッチにおいて、上記外輪の内周係合面の硬度は、上記係合ころの表面の硬度よりも低いことを特徴としている。
【００１１】
請求項２の発明の一方向クラッチによれば、上記外輪の内周係合面の硬度を、上記係合ころの表面の硬度よりも低くしているので、上記外輪の内周係合面に特別な硬化処理が不要で、上記外輪を安価に製造することができる。
【００１２】
また、請求項３の発明の一方向クラッチは、
円筒係合面または略断面多角形状のカム面である外輪の内周係合面と、略断面多角形状のカム面または円筒係合面である内輪の外周係合面との間に係合ころを配置してなる一方向クラッチにおいて、
上記内輪の外周係合面の硬度は、上記外輪の内周係合面の硬度よりも高いことを特徴としている。
【００１３】
請求項３の発明の一方向クラッチによれば、上記外輪の内周係合面が円筒係合面であり、かつ、上記内輪の外周係合面が略断面多角形状のカム面である場合でも、または、上記外輪の内周係合面が略断面多角形状のカム面であり、かつ、上記内輪の外周係合面が円筒係合面である場合でも、上記係合ころの表面との接触楕円が小さくて大きな荷重がかかる上記内輪の外周係合面の硬度を、上記係合ころの表面と接触楕円が大きい外輪の内周係合面の硬度よりも大きくしているので、つまり、接触楕円が小さくて大きな荷重がかかる内輪の外周係合面の硬度を大きくしているので、上記内輪の外周係合面に剥離や摩耗が発生することを抑制することができて、一方向クラッチの寿命を長くすることができ、また、くさび角の変化を抑制してすべりの発生を防止することができる。
【００１４】
また、請求項３の一方向クラッチによれば、上記外輪の内周係合面が円筒係合面であり、かつ、上記内輪の外周係合面が略断面多角形状のカム面である場合でも、または、上記外輪の内周係合面が略断面多角形状のカム面であり、かつ、上記内輪の外周係合面が円筒係合面である場合でも、上記係合ころの表面との接触楕円が大きく剥離や摩耗が起こりにくい上記外輪の内周係合面の硬度を、上記係合ころの表面との接触楕円が小さい上記内輪の外周係合面の硬度よりも小さくしている。したがって、上記外輪の内周係合面の硬度を高くするための、上記外輪の内周係合面の浸炭処理、浸炭窒化処理または高周波焼入れ等の硬化処理を厳重に行う必要がなく、上記一方向クラッチの製造コストを低減できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１６】
図１は、この発明の一方向クラッチの１実施形態の半断面図である。この実施形態の一方向クラッチは、外輪１と、内輪２と、保持器３と、コイルバネ４と、係合ころ５とを備える。上記外輪１は、浸炭処理、浸炭窒化処理若しくは高周波焼入れにより硬化処理を行った内周係合面である円筒係合面１ａを有している。一方、上記内輪２は、Ｓ４５Ｃ若しくはＳ５５Ｃ等の炭素鋼、または、ＳＣＲ、ＳＣＭ若しくはＳＮＣＭ等のはだ焼鋼で製造されている。上記内輪２は、内周に図示しない回転軸とねじで係合するねじ穴２ｃを有し、外周に浸炭処理、浸炭窒化処理若しくは高周波焼入れにより硬化処理を行った外周係合面である断面正八角形のカム面２ａを有している。上記保持器３の環状枠をつなぐ柱部は、上記外周カム面２ａの頂部２ｂに嵌め込まれている。上記保持器３のポケット７に配置した係合ころ５は、コイルバネ４によって周方向に付勢されている。
【００１７】
この実施形態の一方向クラッチは、上記内輪２のカム面２ａのロックウェル硬度（以下ＨＲｃ）を６２．５から６６．５の範囲の値に、上記係合ころ５の表面のＨＲｃを６１から６４の範囲の値に、また、上記外輪１の円筒係合面１ａのＨＲｃを６０から６４の範囲の値に設定すると共に、上記内輪２のカム面２ａのＨＲｃを、上記係合ころ５の表面のＨＲｃより高く、かつ、上記係合ころ５の表面のＨＲｃを、上記外輪１の円筒係合面１ａのＨＲｃより高くしている。
【００１８】
この実施形態の一方向クラッチでは、上記内輪２のカム面２ａの平面と凸面である係合ころ５との接触楕円は、外輪１の凹面である円筒係合面１ａと凸面である係合ころ５との接触楕円よりも小さくなる。
【００１９】
図２は、図１の一方向クラッチのＡ−Ａ断面図である。図２に示すように、上記係合ころ５の軸方向の両側に、玉軸受２１と、ころ軸受２２とを配置している。
【００２０】
上記外輪１の端部と上記内輪２の両端部は、シール部材２５，２６，２７で密閉しており、玉軸受２１、ころ軸受２２および係合ころ５を有する一方向クラッチ部が存在する密封空間３０に、グリースを封入している。
【００２１】
上記構成において、外輪１が内輪２に対して図１の矢印Ｃ方向に相対的に回転すると、上記係合ころ５が、コイルバネ４を伸長させる方向に移動して、上記外輪１の円筒係合面１ａと上記内輪２のカム面２ａとの間に挟まれてクラッチが入りの状態になる。このとき、上記外輪１と上記内輪２の間で動力の伝達が行われる。
【００２２】
他方、外輪１が内輪２に対して図１の矢印Ｂ方向に相対的に回転すると、上記係合ころ５が、コイルバネ４を圧縮する方向に移動して、上記外輪１の円筒係合面１ａと上記内輪２のカム面２ａの間で遊嵌状態となってクラッチが切りの状態になる。このとき、外輪１と内輪２との間で動力の伝達が遮断される。このとき、上記玉軸受２１と係合ころ軸受２２とで、この実施形態の一方向クラッチの両側でラジアル荷重を支持するので、この実施形態の一方向クラッチでは噛み合い性能と耐久性とを良好に維持できる。
【００２３】
上記実施形態の一方向クラッチによれば、上記係合ころ５の表面との接触楕円が小さくて大きな荷重がかかる上記内輪２のカム面２ａの硬度を、上記係合ころ５の表面との接触楕円が大きい外輪１の円筒係合面１ａの硬度よりも大きくしているので、上記内輪２の外周のカム面２ａに剥離や摩耗が発生することを抑制することができて、一方向クラッチの寿命を長くすることができ、また、くさび角の変化を抑制してすべりの発生を防止することができる。
【００２４】
また、この実施形態の一方向クラッチによれば、係合ころ５との接触楕円が大きく剥離や摩耗が起こりにくい上記外輪１の円筒係合面１ａの硬度を、係合ころ５との接触楕円が小さい上記内輪２の外周カム２ａの硬度よりも小さくしているので、上記外輪１の内周係合面である円筒係合面１ａの硬度を高くするための、上記外輪１の円筒係合面１ａの浸炭処理、浸炭窒化処理または高周波焼入れ等の硬化処理を厳重に行う必要がなく、上記一方向クラッチの製造コストを低減できる。
【００２５】
また、この実施形態の一方向クラッチによれば、外輪１の円筒係合面１ａの硬度を、上記係合ころ５の表面の硬度よりも低くしているので、外輪１の円筒係合面１ａに特別な硬化処理が不要で、外輪１を安価に製造することができる。
【００２６】
尚、この実施形態の一方向クラッチでは、内輪２のカム面２ａのＨＲｃを６２．５から６６．５の範囲に、係合ころ５の表面のＨＲｃを６１から６４の範囲に、また、外輪１の円筒係合面１ａのＨＲｃを６０から６４の範囲に設定すると共に、内輪２のカム面２ａのＨＲｃを、係合ころ５の表面のＨＲｃより高く、かつ、係合ころ５の表面のＨＲｃを、外輪１の円筒係合面１ａのＨＲｃより高くしたが、内輪２のカム面２ａのＨＲｃを６２．５から６６．５の範囲に、係合ころ５の表面のＨＲｃを６１から６４の範囲に、また、外輪１の円筒係合面１ａのＨＲｃを６０から６４の範囲に設定すると共に、内輪のカム面のＨＲｃを、外輪の円筒係合面のＨＲｃより高くし、かつ、外輪の円筒係合面のＨＲｃを、係合ころの表面のＨＲｃよりも高くしても良いし、あるいは、内輪のカム面のＨＲｃを、外輪の円筒係合面のＨＲｃより高くし、かつ、外輪の円筒係合面のＨＲｃと係合ころの表面のＨＲｃとを同程度にしても良い。
【００２７】
また、この実施形態の一方向クラッチでは、上記内輪２のカム面２ａのＨＲｃを６２．５から６６．５の範囲に設定すると共に、内輪２のカム面２ａのＨＲｃを、外輪１の円筒係合面１ａのＨＲｃよりも高くしたが、内輪のカム面のＨＲｃを６２から６６の範囲に設定すると共に、内輪のカム面のＨＲｃを、外輪の円筒係合面のＨＲｃよりも高くしても良い。
【００２８】
また、この実施形態の一方向クラッチでは、内輪２のカム面２ａを、断面正八角形に形成したが、内輪のカム面を、必ずしも断面正多角形にする必要はなく、断面多角形にしても良い。また、内輪のカム面を、係合ころが接触する複数の平面と、上記平面の間を接続する係合ころが係合固定されない曲面とで形成しても良い。また、係合ころと内輪との接触楕円が、係合ころと外輪との接触楕円よりも小さいという条件を満たしていれば、内輪のカム面の係合ころが接触する部分を、曲面で形成しても良い。
【００２９】
また、この実施形態の一方向クラッチでは、一方向クラッチ部の軸方向の両端部と隣接する位置に、玉軸受２１と係合ころ軸受２２とを設けたが、これらの軸受のいずれか一つまたは両方を省略しても良い。
【００３０】
また、この実施形態の一方向クラッチでは、外輪１の内周係合面を円筒係合面１ａにし、かつ、内輪２の外周係合面を断面正八角形のカム面２ａにしたが、図示しないが、外輪の内周係合面を断面正八角形のカム面にし、かつ、内輪の外周係合面を円筒係合面にしても良い。なぜならば、外輪の内周係合面を断面正八角形状のカム面にし、かつ、内輪の外周係合面を円筒係合面にした場合でも、内輪の凸面である円筒係合面と凸面である係合ころとの接触楕円は、外輪のカム面の平面と凸面である係合ころの表面との接触楕円よりも小さくなっているからである。すなわち、外輪の内周係合面を断面正八角形状のカム面にし、かつ、内輪の外周係合面を円筒係合面にした場合でも、内輪の円筒係合面の方が、外輪のカム面よりも剥離や摩耗が発生し易くなっているのである。したがって、上記外輪の内周係合面が略断面多角形状のカム面であり、かつ、上記内輪の外周係合面が円筒係合面である場合においても、上記係合ころとの接触楕円が小さい上記内輪の円筒係合面の硬度を、上記係合ころの表面の硬度よりも高くすることによって、上記内輪の円筒係合面に剥離や摩耗が発生することを抑制して、一方向クラッチの寿命を長くすることができ、また、くさび角の変化を抑制してすべりの発生を防止することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の一方向クラッチによれば、外輪の内周係合面が円筒係合面であり、かつ、内輪の外周係合面が略断面多角形状のカム面である場合でも、または、外輪の内周係合面が略断面多角形状のカム面であり、かつ、内輪の外周係合面が円筒係合面である場合でも、係合ころの表面との接触楕円が小さくて大きな荷重がかかる上記内輪の外周係合面の硬度を、上記係合ころの表面と接触楕円が大きい外輪の内周係合面の硬度よりも大きくしているので、上記内輪の外周係合面に剥離や摩耗が発生することを抑制することができて、一方向クラッチの寿命を長くすることができ、また、くさび角の変化を抑制してすべりの発生を防止することができる。
【００３２】
また、請求項１の発明の一方向クラッチによれば、上記外輪の内周係合面が円筒係合面であり、かつ、上記内輪の外周係合面が略断面多角形状のカム面である場合でも、または、上記外輪の内周係合面が略断面多角形状のカム面であり、かつ、上記内輪の外周係合面が円筒係合面である場合でも、上記係合ころの表面との接触楕円が大きく剥離や摩耗が起こりにくい上記外輪の内周係合面の硬度を、上記係合ころの表面との接触楕円が小さい上記内輪の外周係合面の硬度よりも小さくしているので、上記外輪の内周係合面の硬度を高くするための、上記外輪の内周係合面の浸炭処理、浸炭窒化処理または高周波焼入れ等の硬化処理を厳重に行う必要がなく、一方向クラッチの製造コストを低減できる。
【００３３】
また、請求項２の発明の一方向クラッチによれば、外輪の内周係合面の硬度を、係合ころの表面の硬度をよりも低くしているので、上記外輪の内周係合面に特別な硬化処理が不要で、上記外輪を安価に製造できる。
【００３４】
また、請求項３の発明の一方向クラッチによれば、外輪の内周係合面が円筒係合面であり、かつ、内輪の外周係合面が略断面多角形状のカム面である場合でも、または、外輪の内周係合面が略断面多角形状のカム面であり、かつ、内輪の外周係合面が円筒係合面である場合でも、係合ころの表面との接触楕円が小さくて大きな荷重がかかる上記内輪の外周係合面の硬度を、上記係合ころの表面と接触楕円が大きい外輪の内周係合面の硬度よりも大きくしているので、上記内輪の外周係合面に剥離や摩耗が発生することを抑制することができて、一方向クラッチの寿命を長くすることができ、また、くさび角の変化を抑制してすべりの発生を防止することができる。
【００３５】
また、請求項３の発明の一方向クラッチによれば、上記外輪の内周係合面が円筒係合面であり、かつ、上記内輪の外周係合面が略断面多角形状のカム面である場合でも、または、上記外輪の内周係合面が略断面多角形状のカム面であり、かつ、上記内輪の外周係合面が円筒係合面である場合でも、上記係合ころの表面との接触楕円が大きく剥離や摩耗が起こりにくい上記外輪の内周係合面の硬度を、上記係合ころの表面との接触楕円が小さい上記内輪の外周係合面の硬度よりも小さくしているので、上記外輪の内周係合面の硬度を高くするための、上記外輪の内周係合面の浸炭処理、浸炭窒化処理または高周波焼入れ等の硬化処理を厳重に行う必要がなく、上記一方向クラッチの製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態の一方向クラッチの半断面図である。
【図２】図１の一方向クラッチのＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１　外輪
１ａ　円筒係合面
２　内輪
２ａ　カム面
５　係合ころ
【図１】
2004060851.tif 000003
【図２】
2004060851.tif 000004