CN101960162B - 滚子式单向离合器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滚子式单向离合器(30)，包括：外滚道(1)，在外滚道(1)中形成凹部(4)，在凹部(4)的内表面设置有凸轮面(12)；内滚道(2)，内滚道(2)沿径向内径侧与外滚道(1)间隔开，并与外滚道(1)同轴设置以便于相对转动，而且具有环形的外周轨道表面(11)；多个滚子(3)，多个滚子(3)设置在凹部(4)内以便与凸轮面(12)接合并适于在外滚道(1)与内滚道(2)之间传递扭矩；保持件(6)，保持件(6)具有圆筒部分(10)和为了保持多个滚子(3)而设置于圆筒部分(10)中的开口(18)；以及弹簧(5)，弹簧(5)设置在外滚道(1)与内滚道(2)之间的凹部(4)内并适于偏压滚子(3)以便与凸轮面(12)接合；并且其中，保持件(6)相对于外滚道(1)是可转动的，并且弹簧(5)的偏压力通过滚子(3)被传递到保持件(6)。

Description

滚子式单向离合器

技术领域

本发明涉及一种在例如汽车驱动装置、工业机械等中使用的作为例如扭矩传递构件或后退定程挡块的部件的滚子式单向离合器。

背景技术

通常，滚子式单向离合器由外滚道，与外滚道同轴设置的内滚道，设置在内滚道的外周表面和外滚道的内周凸轮面之间并适于传递扭矩的多个滚子，以及与滚子在空转侧接触的弹簧组成。

通过这种设置，在单向离合器中，通过由滚子和凸轮面组成的凸轮机构使内滚道相对于外滚道只沿一个方向转动。也就是说，内滚道设计成其相对于外滚道沿一个方向空转，并用于只沿相反的方向通过凸轮机构给外滚道传递转动扭矩。

通常，在滚子式单向离合器中，为了获得稳定的接合，作为扭矩传递构件的每个滚子被相关的弹簧偏压以便与凸轮面接合。为了使滚子与凸轮面稳定的接合，重要的是多个滚子彼此同时工作。

特别是，在用于摩托车的滚子式单向离合器中，由于滚子的数量少(例如，3个或6个)，如果不是所有的滚子都与对应的凸轮面稳定地接合，就不能获得设计的扭矩能力。

日本的专利申请提前公开的NO.2003-172377披露了其中保持件部分设置在凹部内以便防止滚子和弹簧向内滚道的内周侧移动的技术。但是，该文献没有教导用于使多个滚子同步稳定地接合的配置。

如果用于偏压滚子的弹簧的功能被部分地或完全地损坏或终止，滚子就不能彼此同步，从而失去接合的可靠性，这对滚子式单向离合器的工作的稳定性产生不良的影响。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种滚子式单向离合器，其中滚子完全同步以便实现高度可靠的接合。

为了实现上述目的，本发明提供一种滚子式单向离合器，其包括：外滚道，在外滚道中形成凹部，在凹部的内表面设置有凸轮面；内滚道，内滚道沿径向内径侧与外滚道间隔开，并与外滚道同轴设置以便于相对转动，而且具有环形的外周轨道表面；多个滚子，多个滚子设置在凹部内以便与凸轮面接合并适于在外滚道与内滚道之间传递扭矩；保持件，保持件具有圆筒部分和为了保持多个滚子而设置于圆筒部分中的开口；以及弹簧，弹簧设置在外滚道与内滚道之间的凹部内并适于偏压滚子以便与凸轮面接合；并且其中，保持件相对于外滚道是可转动的，并且弹簧的偏压力通过滚子被传递到保持件。

优选地，本发明的滚子式单向离合器的保持件用于同步操作多个滚子。

此外，本发明的滚子式单向离合器的弹簧可以是折叠弹簧。

此外，在本发明的滚子式单向离合器中，可以在保持件的圆筒部分的一个轴向端部设置径向向外延伸的凸缘部分。

此外，可以在外滚道的内圆周表面的轴向边缘设置与保持件的凸缘部分接合的环形台阶部分。

根据本发明的滚子式单向离合器，可能实现以下效果。

由于保持件相对于外滚道能够转动并且弹簧的偏压力通过滚子传递给保持件，所以指向推动方向的转动力从各滚子施加给保持件，因此滚子的操作能够通过保持件同步。

在使用中，如果一个或几个弹簧失灵，因为由其余的弹簧产生的偏压力通过滚子传递给保持件并且推动力从保持件施加给滚子，所以能够获得具有更高的可靠性的滚子式单向离合器。

由于各弹簧的推动和保持件的同步，能够大大增强接合的可靠性。此外，如果单向离合器装配于内滚道，由于滚子能够通过保持件的同步而容易地转动到空转侧，因此提高了装配能力。

此外，由于滚子的极好的同步性，所以能够减小由滚子式单向离合器产生的噪音。

此外，由于设置在圆筒部分上的凸缘部分被设置在外滚道上的台阶部分接合，因此防止了保持件沿轴向被移动。

因此，本发明的另外的特点将参照附图从示例性实施例的下列描述中变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的滚子式单向离合器的前视图，示出在离合器被接合前的状态；

图2是沿图1中的线D-D截取的局部剖视图；

图3是根据本发明的第二实施例的滚子式单向离合器的前视图，示出在离合器被接合前的状态；

图4是从图3的后侧看到的前视图；

图5是沿图4中的线A-A截取的局部剖视图；

图6是根据本发明的第一或第二实施例的滚子式单向离合器的前视图，示出离合器的接合状态；

图7是沿着图8中的线B-B截取的轴向剖视图；

图8是从图6的后侧看到的前视图；

图9是内滚道安装前滚子式单向离合器的局部前视图；

图10是从图7的内径侧看到的局部侧视图；

图11是局部前视图，用于说明在内滚道空转的状态下滚子式单向离合器的运转；

图12是局部前视图，用于说明内滚道从空转过渡到反向转动的状态下滚子式单向离合器的运转；以及

图13是局部前视图，用于说明在内滚道反向转动的状态下滚子式单向离合器的运转。

具体实施方式

现在，将参照附图充分地说明本发明的实施例。附带提及，应该注意的是以下所述的实施例仅仅是本发明的实例和能够在本发明的范围内做的各种改变。

(第一实施例)

图1是根据本发明的第一实施例的滚子式单向离合器的前视图，示出在离合器被接合前的状态；并且，图2是沿图1中的线D-D截取的局部剖视图；

图1和图2示出滚子被接合前状态，即，单向离合器的解锁状态或空转状态。在有附图的实施例中，内滚道2是空转的(在图2中用虚线示出)。

如图1所示，滚子式单向离合器30包括：环形外滚道1，外滚道1在其内周处设置有形成为具有凸轮面12的凹进部分的凹部4；内滚道2，内滚道2(在图2中用虚线示出)径向向内与外滚道1间隔开，并设置为与外滚道同轴以便于相对的转动，而且具有环形外周轨道表面11；多个滚子3，多个滚子3设置在相应的凹部4内并适于在内滚道2的外周轨道表面11和凸轮面12之间传递扭矩；以及用来保持多个滚子3的保持件6。保持件6即不固定于外滚道1也不固定于内滚道2，使得其能够相对于外滚道1和内滚道2自由地转动。

在所示实施例中，三个凹部4沿圆周方向等距离地设置在外滚道1中。此外，用于将外滚道固定于输出/输入元件(未示出)并沿轴向贯穿延伸的三个台阶式螺栓孔8也沿圆周方向等距离地设置在外滚道中。如图1所示，凹部4和螺栓孔8交替并等距离地设置。此外，应该注意到凹部4的数量能选择，例如，根据扭矩的大小在3至6之间。

如图1和图2所示，用来保持滚子3的保持件6具有圆筒部分10和设置在圆筒部分10中并用于保持在其中的多个滚子的开口18。开口18的数量对应于滚子3的数量并且每个开口沿径向延伸穿过保持件并保持相对应的一个滚子3。

如图1所示，滚子式单向离合器30包括设置在外滚道1上并在内径侧开口的凹部4。用来向接合方向偏压对应的滚子3以便使滚子与对应的凸轮面12接合的弹簧5设置在各凹部4内。

如图2所示，保持件6的圆筒部分10具有大体上圆筒状的结构(除了设置开口18)，并且没有构件或元件设置在圆筒部分的两个轴向端部设置。开口18沿径向延伸穿过保持件并具有沿圆周方向和轴向封闭的矩形形状。由于滚子3被开口18的圆周边缘接合，因此当滚子3沿圆周方向移动时，保持件也相应地移动。

在具有上述配置的滚子式单向离合器30中，由于保持件6相对于外滚道1是可转动的，而且弹簧5的偏压力通过滚子3传递到保持件6，所以指向推动方向的转动力从各滚子3施加给保持件6，以便多个滚子3的运转能够通过保持件6同步。

此外，在滚子式单向离合器30的工作过程中，如果一个或几个弹簧5失灵，偏压力会由剩余的弹簧5通过滚子3和开口18的圆周边缘传递给保持件6，因此，由于力从保持件6施加给滚子3，能够获得具有更高可靠性的滚子式单向离合器。

由于每个弹簧5的推动和保持件6的同步，能够获得更高可靠性的接合。此外，当滚子式单向离合器30安装于内滚道2时，由于滚子3能够通过保持件的同步而容易转向空转侧，因此能够增强装配能力。

(第二实施例)

图3是根据本发明的第二实施例的滚子式单向离合器的前视图，而图4是从图3的后侧看到的前视图。此外，图5是沿着图4的线A-A截取的剖视图。

图3至图5示出滚子接合前的状态，即，单向离合器的解锁状态或空转状态。在图示的实施例中，内滚道2是空转的。由于第二实施例的主要结构与第一实施例基本相同，因此只说明不同之处。

弹簧的一个端部，即，片状件15被锁定于外滚道1的轴向端面，如图3所示，而弹簧的另一个端部，即，片状件16被挤在滚子3的轴向端面和保持件6的凸缘部分17之间，如图4所示。通过这种设置，相对于外滚道1弹簧5自身被固定地支撑，并且同时，能够防止滚子沿轴向被移动。

虽然用于本发明的各种实施例的弹簧5是折叠弹簧，但是能够采用其他类型的弹簧，例如螺旋弹簧。

形成于保持件6的圆筒部分10中的开口18沿径向延伸穿过保持件；并且，沿轴向，开口在接近凸缘部分17的端部和与凸缘部分17相对的端部19都被关闭。也就是说，滚子3被安装于基本上矩形的开口18中并受开口18的四个边支撑。为了示出开口18和滚子3之间的关系，在图3中(也在下述图6中)，最上面的开口18带有被省略的端部19。

由于滚子3的一个轴向端部受弹簧5的片状件16和开口18的一个边支撑，而另一个轴向端部受开口18的一个边支撑，所以防止了滚子沿轴向被移动。在这种情况下，如果在片状件16上设置凸出物或类似物以便稍微地推动滚子3的轴向端面，滚子3更稳定地被保持在开口18内。由于滚子3被开口18的圆周边缘接合，所以当滚子3沿圆周方向移动时，保持件6也移动。

如图4和图5所示，环形台阶部分13设置于外滚道1的内圆周表面的轴向边缘处，并且保持件6的凸缘部分17被台阶部分13接合。台阶部分13的轴向深度略大于凸缘部分17的厚度，以便当凸缘部分17被台阶部分13接合时，外滚道1的轴向端面与凸缘部分17的轴向端面齐平。此外，台阶部分13的外径略大于支持件6的凸缘部分17的外径，以便凸缘部分17被台阶部分13以预定间隙接合。

因此，由于不需要将外滚道1的轴向长度减少对应于凸缘部分17的厚度的量，所以外滚道1的轴向长度能够被充分地保持，在凸轮面12和滚子3之间留下接合余量。此外，在不改变外滚道1的凸轮面12的刚性的情况下能够减少轴向长度。

此外在第二实施例中，保持件6相对于外滚道1是能够转动的，而且弹簧5的偏压力通过滚子3和开口18的圆周边缘传递给保持件6。因此，多个滚子的运转能够是同步的。

此外，在滚子式单向离合器的工作期间，如果一个或几个弹簧5失灵，偏压力会由剩余的弹簧5通过滚子3和开口18的圆周边缘传递给保持件6，因此由于力从保持件6施加给滚子3，能够获得具有更高可靠性的滚子式单向离合器。

由于每个弹簧5的推动和保持件6的同步，能够获得更高可靠性的接合。此外，当滚子式单向离合器30安装于内滚道2时，由于滚子3能够通过保持件的同步而容易地转向空转侧，因此能够增强装配能力。

图6至图8示出滚子被凸轮面接合的状态，即，单向离合器在高负荷下接合的锁定状态。图6是根据本发明的第一或第二实施例的滚子式单向离合器的前视图，示出离合器的被接合的状态。图7是沿着图8中的线B-B截取的轴向剖视图。此外，图8是从图6的后侧看到的前视图。

从图1至图5示出的空转状态开始，当为了操作离合器施加负载时，由弹簧5偏压的滚子3被凹部4的凸轮面12接合。在这种情况下，因为滚子3沿圆周方向移位，所以保持件6也与滚子3一起移动。因此，开口18也与滚子3一起移动。

在这种情况下，由于每个滚子3的轴向的一个端部受弹簧5的片状件16支撑，而另一个端面受开口18支撑，所以防止了滚子沿轴向移动，因此为滚子提供了稳定的运转。

每个滚子都被相应的凸轮面12接合，同时，从开口18略微向内突出的滚子的圆周表面被内滚道2的外圆周表面接合。因此，外滚道1与内滚道2之间的相对转动通过滚子3被锁定。

如上所述，由于保持件6没有进行转动的装置(rotation presentingmeans)以便自由地转动，所以保持件6能够通过滚子3自身而运动，以便使每个滚子3都能移动比保持件6的开口18的宽度更大的距离。

图9是内滚道安装前的滚子式单向离合器的局部前视图。虽然每个滚子3被相应的弹簧5偏压以便被推动靠在凸轮面12上，但是滚子靠自己的重量被安装在保持件6的开口18中。

如图9所示，由于保持件6的开口18的圆周宽度W小于滚子3的直径R，所以滚子3能够被安装在开口18中。如上所述，由于保持件6没有被固定在外滚道1和内滚道2上，所以保持件能够转动；但是，由于滚子3被安装在开口18中，所以当滚子3在凹部4内移动时，保持件6相应地转动。

图10是从图9的内径侧看到的局部侧视图。弹簧5具有从螺纹状主体部分20弯曲成基本上直角的片状件15，而且片状件15被外滚道1的一个轴向端面接合。另外，在与片状件15相对的弹簧的端部处，弹簧具有从主体部分20基本上直角弯曲的片状件16，并且片状件16被滚子3的一个轴向端面接合。

被滚子3接合的片状件16被挤在滚子3的轴向端面和保持件6的凸缘17之间。因此，片状件16能够沿轴向保持滚子3。通过这种方式，由于弹簧5被保持在固定的状态下，所以弹簧不会在凹部4内伸展。因此防止了弹簧5的磨损。

图11至图13是用于说明滚子式单向离合器的局部前视图。特别是，图11示出内滚道空转的状态，而图12示出内滚道从空转过渡到反转的状态，而图13示出内滚道反转的状态。

在图11中，内滚道2沿箭头D所示的方向转动(空转)。在这种情况下，通过内滚道2的转动，滚子3在凹部4内与保持件6的开口18一起向弹簧5移动。也就是说，由于滚子沿内滚道2的转动方向与保持件6一起移动，所以滚子3向图11中的左侧移动(与弹簧5的偏压力相反)，同时沿箭头所示方向转动。

图12示出在内滚道2反向转动之前沿方向D内滚道的转动速度(空转)下降，使得将滚子3向左移动的力减小。在这样的情况下，虽然滚子3靠弹簧5的偏压力向凸轮面12移动，但是滚子仍然没有与凸轮面12接合。

当内滚道2沿图11和图12的相反方向(图13中箭头E所示的方向)开始转动时，滚子3上的负荷被移除，因此滚子3靠弹簧5的偏压力移动到与凸轮面12接合的位置，而且由于内滚道2的反向转动而转动保持件6的开口18的位移。这种情况在图13中示出。在这种情况下，由于滚子3通过内滚道2的转动而与保持件6一起移动以便沿所示方向转动，所以滚子3与凸轮面12稳定地接合。

图13示出用于接合的高负荷，内滚道2的转动通过滚子3与凸轮面12之间的接合传递给外滚道1。也就是说，内滚道2和外滚道1沿箭头所示方向整体地转动。

开口和滚子的直径之间的关系以及相对于图9至图13的滚子式单向离合器的运转方式通常被应用于第一和第二实施例。

此外，由于保持件的开口的圆周宽度小于滚子的直径，所以在离合器运送的过程中能够防止滚子沿径向被移出。

此外，由于保持件相对于外滚道能够转动的事实，而且当滚子移动时保持件与滚子一起移动，所以防止了保持件沿圆周方向被移动。

由于外滚道在其内圆周轴向边缘设置有与保持件的凸缘部分接合的环形台阶部分，而且不需要将外滚道的轴向长度减小对应于凸缘部分的厚度的量，所以外滚道的轴向长度能够被保持。

此外，由于能够防止滚子和弹簧沿轴向和径向移动，所以所有的滚子能够与相应的凸轮面稳定地接合，即使是在存在高震动的周围环境下，例如，摩托车等。

工业可用性

虽然本发明能用作在例如汽车驱动装置、工业机械等中的例如扭矩传递构件或后退定程挡块的部件，但是当被用在摩托车中时本发明具有尤其良好的效果。

虽然本发明已经参照优选实施例进行了描述，但是应该理解的是本发明不限于公开的示例性实施例。下面的权利要求的范围应该给予最广泛的解释以便包含所有这些修改和相同的结构和功能。

本申请要求给予2008年2月27日提交的日本专利申请NO.2008-045919的权益，其在此通过参考被完全并入。

Claims (5)

1.一种滚子式单向离合器，其包括：

外滚道，在所述外滚道中形成凹部，在所述凹部的内表面设置有凸轮面；

内滚道，所述内滚道沿径向内径侧与所述外滚道间隔开，并与所述外滚道同轴设置以便于相对转动，而且具有环形的外周轨道表面；

多个滚子，所述多个滚子设置在所述凹部内以便与所述凸轮面接合，并用于在所述外滚道与所述内滚道之间传递扭矩；

保持件，所述保持件具有圆筒部分和为了保持所述多个滚子设置于所述圆筒部分中的开口；以及

弹簧，所述弹簧设置在所述凹部内位于所述外滚道与所述内滚道之间并用于偏压所述滚子以便与所述凸轮面接合；并且其中

所述保持件相对于所述外滚道能转动，并且所述弹簧的偏压力通过所述滚子被传递到所述保持件。

2.根据权利要求1所述的滚子式单向离合器，其中，所述保持件使所述多个滚子的运转同步。

3.根据权利要求1所述的滚子式单向离合器，其中，所述弹簧是折叠弹簧。

4.根据权利要求1所述的滚子式单向离合器，其中，所述圆筒部分在其一个轴向端部处设置有向外径向延伸的凸缘部分。

5.根据权利要求4所述的滚子式单向离合器，其中，所述外滚道在其内圆周轴向边缘处设置有环形台阶部分，并且所述保持件的所述凸缘部分与所述台阶部分接合。

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