(57)【要約】【課題】  この発明の目的は、潤滑性を維持しつつ、回転規制力も大きく保てるワンウエイクラッチを提供するものである。【解決手段】  金属製のケーシングに金属製の回転体を組み込む。一方、ケーシングであって回転体と対向する側に金属製の転動体を組み込むポケット部を設ける。そして、このポケット部に組み込んだ転動体は、ポケット部に設けた開口を介して回転体に接触する構成にしている。しかも、上記ポケット部は回転体の一方の回転方向に向かって幅を徐々に狭くするくさび状に形成している。そして、転動体がポケット部の狭幅部に押し込まれたときに回転体の回転を阻止し、転動体がポケット部の上記狭幅部から抜けた状態で回転体の自由回転を維持する構成にし、かつ、少なくとも上記転動体と回転体との接触部分および転動体とポケット部の傾斜面との接触部分にシリコーンオイルを介在させた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の回転体を相対的に回転可能に組み込んで使用される金属製のケーシングを設け、このケーシングに上記回転体を組み込んだときに上記回転体と対向する側に、金属製の転動体を組み込むポケット部を設けるとともに、このポケット部に組み込んだ転動体は、ポケット部に設けた開口を介して、上記ケーシングに組み込まれた状態の回転体に接触する構成にし、しかも、上記ポケット部は、ケーシングに組み込まれた状態の回転体と、上記ケーシングとが相対回転するときの一方の回転方向に向かって幅を徐々に狭くするくさび状に形成し、転動体がポケット部の狭幅部に押し込まれたときに回転体の回転を阻止し、転動体がポケット部の上記狭幅部から抜けた状態で回転体の自由回転を維持する構成にし、かつ、少なくとも上記転動体と回転体との接触部分および転動体とポケット部の傾斜面との接触部分にシリコーンオイルを介在させたワンウエイクラッチ。
【請求項２】
転動体を組み込むポケット部を、シリコーンオイルの油溜め部とした請求項１記載のワンウエイクラッチ。
【請求項３】
ケーシングは、複数の積層板を転動体の軸方向に積層してなる請求項１または２記載のワンウエイクラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ケーシングに回転体を組み込んだ状態において、ケーシングと回転体とが相対回転可能にするとともに、一方向の回転を自由回転とし、他方向の回転を阻止するワンウエイクラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のワンウエイクラッチでは、転動体と回転体との摩擦が大きくなって発熱するのを防止するために、その転動体部分に潤滑油を含ませるのが通常である。そして、潤滑油としては、グリス、パラフィン系もしくはナフテン系の鉱物油、アルファーオレフィン系、エステル系あるいはエーテル系の合成油等を用いていた。このような鉱物油等の有機系潤滑油を用いるのは、それらの摩擦係数が小さく境界潤滑性が極めて良好なためである。
【０００３】
そして、上記した潤滑油は、回転体および転動体を自由回転させるためには、極めて有効に機能する。しかし、回転体の回転を阻止するためには、良好な境界潤滑性がかえって欠点としてでてきてしまうが、その理由を、図１、図２を用いて詳しく説明する。
【０００４】
図１および図２はケーシング１を示すものであり、このケーシング１は多数の積層板２を積層してなるもので、回転体３を組み込む軸穴４を形成している。このようにしたケーシング１には、上記軸穴４の周囲であってその軸線方向に延びるポケット部５を複数形成し、これらポケット部５のそれぞれにニードルからなる転動体６を組み込んでいる。
【０００５】
上記のようにしたポケット部５は、図２からも明らかなように、軸穴４に開口する開口部５ａを形成して、このポケット部５に組み込んだ転動体６が上記開口部５ａから突出して回転体３に接触する構成にしている。さらに、このポケット部５は、回転体３の回転規制方向である矢印７方向先端を先細りにし、上記開口部５ａとの対向側面を、狭幅部５ｂに連続する傾斜面５ｃとし、ポケット部５の全体形状をくさび状にしている。
【０００６】
そして、上記先細り先端側における傾斜面５ｃと回転体３との間の間隔は、転動体６の直径Ｄよりも小さくなるようにして、その部分を狭幅部５ｂとしている。反対に、狭幅部５ｂと対向する側における傾斜面５ｃと回転体３との間の間隔は、転動体６の直径Ｄよりも大きくなるようにして、その部分を広幅部５ｄとしている。
なお、上記のような狭幅部５ｂおよび広幅部５ｄを形成するために、上記傾斜面５ｃは、回転体３と転動体６との接触点を通る接線Ｘ１およびその接線に平行な線Ｘ２と、上記傾斜面５ｃと転動体６との接触点を通る接線Ｙとの間に傾斜角αを維持するようにしている。このようにしたポケット部５に組み込んだ転動体６には、弾性手段８で狭幅部５ｂに押し込む力が作用する構成にしている。
【０００７】
また、上記転動体６の直径Ｄと開口部５ａの開口長さＬとは、Ｄ＞Ｌの関係を保っているが、このようにＤ＞Ｌの関係を保ったのは、回転体３を軸穴４に組み込む前であっても、転動体６がポケット部５から脱落しないようにするためである。
【０００８】
上記のようにしたワンウエイクラッチは、次のように機能する。すなわち、ケーシング１に回転体３を組み込んだ状態において、回転体３が矢印７とは反対方向である自由回転方向に回転すると、転動体６は回転体３の回転力の作用で、弾性手段８の弾性力に抗して矢印７とは反対方向すなわち広幅部５ｄ方向に転がる。したがって、転動体６は、上記広幅部５ｄの位置において空回転することになる。このように転動体６が空回転すれば、回転体３が自由回転することになる。
【０００９】
回転体３が上記とは反対方向である矢印７方向に回転すると、今度は、回転体３の回転力を受けて転動体６が狭幅部５ｂ側に転がり、弾性手段８の弾性力と相まって転動体６が狭幅部５ｂに押し込まれることになる。そして、その押し込み力が強ければ強いほど、ケーシング１の傾斜面５ｃ、転動体６および回転体３のそれぞれが共に強く押し付けられるので、そのときには転動体６と回転体３との摩擦力によって、回転体３の回転が規制されることになる。
【００１０】
上記のような構造のもとで、潤滑油は、発熱を防止し、かつ、回転体３および転動体６を自由回転させるために、極めて有効に機能することは明らかである。しかし、回転体３の回転を阻止するときには、転動体６と回転体３との摩擦力が軽減されるので、回転規制力が弱くなってしまう。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−３３６７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のような構造のもとで、従来のように潤滑油として、グリス、パラフィン系もしくはナフテン系の鉱物油、アルファーオレフィン系、エステル系あるいはエーテル系の合成油等の有機系潤滑油を用いると、それらの摩擦係数が非常に小さいので、回転体３の回転を規制しようとしたときに、次のような不都合が生じてしまう。
【００１３】
すなわち、回転体３の回転を規制する規制力は、前記したように転動体６が狭幅部５ｂに押し込められたときの押圧力によって発生する転動体６と回転体３との摩擦力に依存するが、上記したように潤滑油の摩擦係数が小さいと、上記した摩擦力がなかなか大きくならず、その分、回転体３の回転を規制する力が弱くなってしまう。そのために、転動体６が狭幅部５ｂの奧まで押し込まれないと、十分な押圧力すなわち摩擦力が発生せず、その間、回転体３は回転し続けることになってしまう。言い換えると、回転体３がなかなか止まらないという問題があった。
【００１４】
また、上記のように転動体６を狭幅部５ｂの奧まで強く押し込むことを繰り返していると、今度は、上記傾斜面５ｃがすり減っていくために、ますます回転規制力が弱くなってしまうという問題もあった。
さらに、上記のように回転規制力が弱くなるということは、ワンウエイクラッチとしての性能が低下するということになり、結局、耐久性も悪くなることを意味する。
この発明の目的は、潤滑性を維持しつつ、回転規制力も大きく保てて、かつ、耐久性の極めて高いワンウエイクラッチを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の発明は、金属製のケーシングに金属製の回転体を組み込む一方、ケーシングであって回転体と対向する側に金属製の転動体を組み込むポケット部を設けるとともに、このポケット部に組み込んだ転動体は、ポケット部に設けた開口を介して回転体に接触する構成にし、しかも、上記ポケット部は回転体の一方の回転方向に向かって幅を徐々に狭くするくさび状に形成し、転動体がポケット部の狭幅部に押し込まれたときに回転体の回転を阻止し、転動体がポケット部の上記狭幅部から抜けた状態で回転体の自由回転を維持する構成にし、かつ、少なくとも上記転動体と回転体との接触部分および転動体とポケット部の傾斜面との接触部分にシリコーンオイルを介在させた点に特徴を有する。
【００１６】
第２の発明は、転動体を組み込むポケット部を、シリコーンオイルの油溜め部とした点に特徴を有する。
第３の発明は、複数の積層板を転動体の軸方向に積層してケーシングを構成した点に特徴を有する。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明によれば、少なくとも転動体と回転体との接触部分および転動体とポケット部の傾斜面との接触部分に介在させたシリコーンオイルは、摩擦係数が上記した従来のオイルよりも大きい上に、その油膜が切れやすいという特性を持っているので、転動体がケーシングのポケット部の傾斜面に沿って狭幅部に入り込んで、ケーシング、転動体および回転部材間の接触圧力が大きくならない状態で、回転体はその回転が停止することになる。また、転動体が狭幅部に少しでも押し込まれれば、転動体と回転体との間、および転動体と傾斜面との間の油膜が切れる。このように油膜が切れれば、金属同士である転動体と回転体との摩擦力によって、回転体はその回転を確実に阻止されることになる。
また、上記したように転動体が狭幅部に少しでも押し込まれればその回転が確実に阻止されて転動体が停止するので、ケーシング、転動体および回転部材間の接触圧力が大きくならない状態で回転が停止し、なおかつ、転動体が狭幅部に少し押し込まれた状態で転動体と回転体との間、および転動体と傾斜面との間の油膜が切れて、金属同士の接触となり、回転体の回転が阻止されることになるので、ケーシングと転動体との間、および転動体と回転体との間の接触回転数が少なくなり、その分、摩耗が少なくなる。このように、ケーシング、転動体および回転体の摩擦が少なくなれば、当然のこととして耐久性が大幅に向上することになる。
【００１８】
また、シリコーンオイルは、その摩擦係数が大きいとはいえ、潤滑機能もある程度期待できるので、転動体がケーシングのポケット部の傾斜面と回転体との間の狭い部分に入り込む過程において摩擦力が増大して多少発熱しても、これを十分に冷却し、この部分における焼き付きを防止する効果は十分に期待できる。
【００１９】
第２の発明は、ポケット部を油溜め部として利用したので、オイル切れがほとんど発生しない。
第３の発明は、複数の積層板を積層してケーシングを構成したので、それら積層板間にシリコーンオイルを含ませることができる。言い換えると、それら積層板間を油溜め部としても利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
この発明の最大の特徴は、本来、金属同士の潤滑油としては不向きであるとされていたシリコーンオイルを、金属同士の潤滑油として利用しつつ、ワンウエイクラッチの機能を向上させた点にある。上記のようにシリコーンオイルが金属同士の潤滑油として不向きであるということは、一般に知られているが、例えば、「シリコーンとその応用」（東芝シリコーン株式会社）の第２５ページに次のように記載されている。
【００２１】
すなわち、「（シリコーンオイルは、）金属などに対する親和力（密着力）はあまり強くない。したがって、通常のシリコーンオイルを金属間の潤滑油として使用した場合、摩擦面が極圧状態になると油膜を保持できず潤滑力を失う。このために、特別に潤滑性を付与していないシリコーンオイルは、金属間の潤滑油としては不向きである。」と記載されている。
【００２２】
そして、この実施形態においては、上記シリコーンオイルを、転動体６と回転体３との接触部分および転動体６とポケット部５の傾斜面５ｃとの接触部分に介在させたもので、ワンウエイクラッチそのものの構造は、従来と全く同様である。したがって、ワンウエイクラッチの構造に関しては、図１、図２の説明を全て援用するとともに、同一の構成要素に関する説明を省略する。
【００２３】
今、回転体３が矢印７とは反対方向すなわち自由回転方向に回転すると、回転体３の回転力が転動体６に伝達されるので、転動体６は弾性手段８の弾性力に抗して広幅部５ｄまで転がり、その部分で空回転する。このとき、シリコーンオイルの摩擦係数が大きいので、回転体３の回転力が転動体６に効率よく伝達される。このように回転体３の回転力が転動体６に効率よく伝達されれば、転動体６は広幅部５ｄに素早く移動できる。言い換えると、自由回転への移行が素早くなり、その分、応答性がよくなる。
【００２４】
また、上記のように転動体６が広幅部５ｄ部分で空回転するときには、転動体６の直径Ｄに対して広幅部５ｄの方を大きくしているので、シリコーンオイルが持っている油膜が切れ易いという特性は、何の障害にもならない。また、空回転状態では、発熱も少ないので、それほどの潤滑性が求められない。したがって、摩擦力が比較的大きなシリコーンオイルでも、必要な潤滑機能を十分に果たすことができる。
【００２５】
反対に、回転体３が回転規制方向である矢印７方向に回転すると、今度は、転動体６が狭幅部５ｂに押し込まれるので、そのとき発生するケーシング１の傾斜面５ｃ、回転体３および転動体６のそれぞれに作用する押圧力の作用で、ケーシング１の傾斜面５ｃ、回転体３および転動体６の間に摩擦力が発生し、回転体３の回転が阻止される。
【００２６】
上記のように転動体６が狭幅部５ｂに押し込まれるときには、シリコーンオイルの摩擦係数が大きいということが、かえって有効に機能することになる。すなわち、オイルの摩擦係数が大きければ、回転体３の回転力が転動体６に効率よく伝達される。したがって、転動体６が狭幅部５ｂに素早く到達するとともに、転動体６を狭幅部５ｂにおける傾斜面５ｃに押し付ける力も強くなる。このように転動体６が傾斜面５ｃに強く押し付けられれば、シリコーンオイルの特性として簡単に油膜切れが生じる。油膜が切れれば、金属同士である転動体６と回転体３とがしっかりと接触するので、その間の摩擦力が大きなものとなり、回転体３の回転が確実に阻止されることになる。
【００２７】
なお、上記実施形態では、ポケット部５の開口部５ａの開口長さＬと、転動体６の直径Ｄとを、Ｄ＞Ｌとして、当該ワンウエイクラッチの組み付け作業時に、転動体６が開口部５ａから脱落しないようにしているが、このようにＤ＞Ｌの関係を保つためには、前記した傾斜面５ｃの傾斜角αを大きくしなければならない。すなわち、開口部５ａの開口長さＬは転動体６が移動できる長さに比例する。また、上記傾斜角αが小さいと、転動体６に作用する押圧力が徐々に大きくなるが、必要な押圧力を得るためには、どうしても転動体６の移動距離を長くしなければならない。
【００２８】
しかし、この実施形態のようにＤ＞Ｌという関係を保つと、言い換えると、開口部５ａの開口長さＬを小さくすると、転動体６の移動距離も短くなるので、その短い距離で転動体６が狭幅部５ｂにおける傾斜面５ｃに接触するようにしなければならない。そのためには、上記傾斜角αを大きくせざるを得ないことになる。
【００２９】
上記のように傾斜面５ｃの傾斜角αを大きくすればするほど、転動体６を狭幅部５ｂに押し込んだときに発生する転動体６と傾斜面５ｃとの押圧力、および転動体６と回転体３との押圧力が小さくなってしまう。このように押圧力が小さくなる中で、潤滑油の摩擦係数が小さいと、回転体３の回転を阻止する力も小さくなってしまう。言い換えると、回転体３に対する回転規制力が弱くなってしまう。
【００３０】
しかしながら、シリコーンオイルの場合には、その摩擦係数が比較的大きいので、前記したように転動体６が、狭幅部５ｂにおける傾斜面５ｃに素早く接触するとともにその傾斜面５ｃおよび回転体３に強く押し付けられる。このように転動体６が、傾斜面５ｃに押し付けられれば、シリコーンオイルの特性として、その接触部分の油膜が切れるので、金属同士である転動体６と傾斜面５ｃ、転動体６と回転体３とが直接接触する。このように油膜なしで金属同士が直接接触すれば、それだけ摩擦力が大きくなるので、回転体３に対する回転規制力が大きなものになる。
【００３１】
結局、この実施形態によれば、シリコーンオイルを用いることによって、ポケット部５の開口部５ａの開口長さＬを短くでき、それだけ転動体６や回転体３の組み付け作業が簡単になるという相乗効果を発揮させることができる。
なお、上記実施形態における転動体には、ボールも含まれるものである。
また、上記実施形態では、多数の積層板２を積層しケーシング１を構成するようにしたが、この発明は、多数の積層板２を積層したものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本願発明と従来例とで共通のワンウエイクラッチの斜視図である。
【図２】本願発明と従来例とで共通のワンウエイクラッチの要部の拡大図である。
【符号の説明】
【００３３】
１        ケーシング
３        回転体
５        ポケット部
５ａ      開口部
５ｂ      狭幅部
５ｃ      傾斜面
６        転動体
【図１】
2005140216.tif 000003
【図２】
2005140216.tif 000004