JP2015055268A - ローラ型ワンウェイクラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】ブロックベアリングのドラグの低減したローラ型ワンウェイクラッチを提供する。
【解決手段】外輪と、外輪に対して半径方向内径側に離間され、相対回転自在に同心状に配置された内輪と、外輪と内輪との間に配置され、外輪と内輪との間でトルクを伝達する複数のローラと、ローラ間であって、外輪と内輪の間に配置される複数のブロックベアリングと、を備えるローラ型ワンウェイクラッチにおいて、ブロックベアリングの内輪の外周面に対向する軸受面の周方向の曲率は、内輪の外周面の周方向の曲率より大きいことを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、自動変速機等に使用され、内輪と外輪との間でトルクを伝達するローラが介在するローラ型ワンウェイクラッチに関する。より詳細には、改良されたブロックベアリングを有するローラ型ワンウェイクラッチに関する。

ワンウェイクラッチの一種であるローラ型ワンウェイクラッチは、外輪の内周面または内輪の外周面に設けたカム面に、ローラを押圧して噛み合わせることで、一方向に回転をロックする構成となっている。

ブロックベアリングを備えた従来のローラ型ワンウェイクラッチの一例が、特許文献１に記載されている。特許文献１では、サブアセンブリ状態においてローラの脱落を防止できるだけの付勢荷重をアコーデオンスプリングに持たせている。また、ブロックベアリングの係止凸部と、外輪の凹溝との間に間隙を設け、所定トルク負荷時に保持器全体が間隙分、周方向に回転することでローラの転動可能距離を確保し、ドラグを低減しつつトルク伝達機能を有するローラ型ワンウェイクラッチを開示している。

また、引用文献２は、外輪部材と内輪部材との間に、軸受手段としてブロックベアリングを介在させ、静止部材と外輪部材との隙間は、回転部材と内輪部材との隙間よりも小さくなるように設定したローラ型ワンウェイクラッチを開示している。これにより、外輪部材に設けた円弧状の支持基準面を規制支持することによって、径方向の位置決めが行なわれ、回転部材などの磨耗が減少できる。

特開２０１１−４７４８１号公報 特開２００５−１６５５５号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示のローラ型ワンウェイクラッチにおいては、ブロックベアリング自体もドラグ（引き摺りトルク）を発生する。特許文献１及び２では、ブロックベアリングから生じるドラグの低減が十分できていないという問題点が残っていた。

よって、本発明は、ブロックベアリングが発生するドラグの低減したローラ型ワンウェイクラッチを提供することを目的とする。

上記、目的を達成するため、本発明のローラ型ワンウェイクラッチは、
外輪と、
前記外輪に対して半径方向内径側に離間され、相対回転自在に同心状に配置された内輪と、
前記外輪と前記内輪との間に配置され、前記外輪と前記内輪との間でトルクを伝達する複数のローラと、
前記ローラ間であって、前記外輪と前記内輪の間に配置される複数のブロックベアリングと、を備えるローラ型ワンウェイクラッチにおいて、
前記ブロックベアリングの前記内輪の外周面に対向する内径面の周方向の曲率は、前記内輪の前記外周面の周方向の曲率より大きいことを特徴としている。

本発明によれば、以下のような効果が得られる。
ブロックベアリングと内輪との界面における、油の出入口のクリアランスを大きくとれるため、油のせん断抵抗の上昇を抑制できるため、ドラグ低減が可能である。

本発明の一実施例に係るローラ型ワンウェイクラッチを一部破断して示す正面図である。 ブロックベアリングの正面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図３の部分拡大図である。 従来のブロックベアリングと内輪との関係を示す軸方向部分断面図である。 本発明にかかるブロックベアリングと内輪との関係を示す軸方向部分断面図である。 本発明と従来のローラ型ワンウェイクラッチのドラグの比較を示すグラフである。 本発明のローラ型ワンウェイクラッチのブロックベアリングの軸受面に形成した溝パターンの一例を示す図である。 本発明のローラ型ワンウェイクラッチのブロックベアリングの軸受面に形成した溝パターンの他例を示す図である。 本発明のローラ型ワンウェイクラッチのブロックベアリングの軸受面に形成した溝パターンの更に他の例を示す図である。

ブロックベアリングの内輪の外周面に対向する内径面の周方向の曲率を内輪の外周面の周方向の曲率より大きくしたため、油のせん断抵抗の上昇を抑制できるため、ドラグの低減が可能である。

以下、添付図面を参照して本発明の各実施例を詳細に説明する。尚、図面において同一部分は同一符号にて示してある。

図１は、本発明のローラ型ワンウェイクラッチを一部破断して示す正面図である。ローラ型ワンウェイクラッチ１０は、中実の軸部材であり、外周面１６を備えた内輪２と、その内径側に内輪２が嵌合したほぼ環状の外輪１とからなっている。外輪１は、その外周面に周方向等分に設けられた複数の爪８を備えており、爪８により不図示の相手部材に嵌合することができる。

内輪２と外輪１との間には、ブロックベアリング７、ローラ６、ローラ６に噛合い方向への付勢力を与えるスプリング５が配置されている。外輪１は、その内周面にカム面１７が設けられており、このカム面１７にローラ６が噛合うことで回転をロックする構成となっている。

また、トルクを伝達するローラ６及びスプリング５、またローラ６を保持する保持器（不図示）が外輪１と内輪２との間に設けられている。更に、内輪２と外輪１との間には保持器を外輪１に対して位置決めするためのブロックベアリング７が設けられている。ブロックベアリング７は、内輪２、外輪１に対する軸受機能を備えている。

ローラ６、スプリング５、ブロックベアリング７は、図１に示すようにそれぞれ周方向に複数個設けられている。周方向等分に配置されたブロックベアリング７間に、４組のローラ６とスプリング５とが設けられている。また、ローラ型ワンウェイクラッチ１０の軸方向の端面には環状の側板４が設けられている。側板４は、径方向外方に突出した爪部９を備え、爪部９で外輪１の軸方向端面に当接している。

図２は、ブロックベアリングの正面図である。台形状のブロックベアリング７は、内輪２の外周面１６と摺擦して軸受機能を発揮する軸受面１１を備えた底部１８と、軸受面１１と対向する上面１２を備えた上部１９と、上部１９と底部１８とを結合する側部１５とを備えている。ブロックベアリング７は、上部１９、底部１８、２つの側部１５で囲まれた内部に軸方向に貫通する孔１４と、側部１５と上部１９との間に２つの腕部１３とを備えている。

ブロックベアリング７の上面１２は、外輪１の内周面に設けた溝３に嵌合している。このためブロックベアリング７は軸方向には移動できるが、周方向の移動を制限された状態で外輪１と内輪２との間に保持される。２つの腕部１３の上面で外輪１の内周面に対する軸受、また軸受面１１で内輪２の外周面１６に対する軸受となっている。

図３は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図４は図３の部分拡大図である。尚、図３及び図４において、内輪２は概略図で示している。

図３及び図４に示すように、ブロックベアリング７の上部１９は、外輪１の溝３に嵌合し、軸受面１１が内輪２の外周面１６に当接している。ローラ型ワンウェイクラッチ１０は、軸方向の両端に側板４が配置され、ローラ６．スプリング５、ブロックベアリング７などの構成要素が軸方向に脱落しないように保持している。

図５は、従来のブロックベアリングと内輪との関係を示す軸方向部分断面図であり、図６は、本発明にかかるブロックベアリングと内輪との関係を示す軸方向部分断面図である。図５において、軸受面１１１と外周面１６の曲率がほとんど同じであるため、ブロックベアリング１０７の軸受面１１１と内輪２の外周面１６との間において、油（潤滑油）の入口となる入口隙間Ｇ１と油の出て行く出口隙間Ｇ２のクリアランスはほとんどないに等しい。

一方、図６に示すように、本発明のローラ型ワンウェイクラッチ１０においても、ブロックベアリング７の軸受面１１と内輪２の外周面１６との間には、軸受面１１と外周面１６の曲率の違いにより、油の入口となる入口隙間Ｇ３と油の出て行く出口隙間Ｇ４が画成されている。図５及び図６において、内輪２は矢印の方向Ｒに回転している。

従来のブロックベアリングと内輪との関係を示す図５と比較して、図６に示す本発明のブロックベアリングと内輪との間には十分大きなクリアランスが生まれる。入口隙間Ｇ３と出口隙間Ｇ４が、従来の入口隙間Ｇ１と出口隙間Ｇ２より大きいことが分かる。すなわち、Ｇ３＞Ｇ１かつＧ４＞Ｇ２の関係である。これは、ブロックベアリング７の軸受面１１の周方向の曲率を内輪２の外周面１６の周方向の曲率より大きく設定しているためである。

ブロックベアリングの内輪の外周面に対向する軸受面の周方向の曲率は、内輪の外周面の周方向の曲率の２倍から５倍の大きさである。このように入口隙間Ｇ３と出口隙間Ｇ４とを従来に比べて大きくとることができるため、油のせん断抵抗の上昇を抑え、ドラグを低減することが可能となる。

図７は、本発明と従来のローラ型ワンウェイクラッチのドラグの比較を示すグラフである。Ａが本発明によるものであり、Ｂが従来のものである。本発明では、低回転域から高回転域までドラグはほぼ一定で低い値をとっている。これに対して従来のものでは、低回転では本発明に比べてかなり高いドラグを発生し、高回転域に入っても、本発明のドラグより大きなドラグを発生していることがわかる。

図８乃至図１０は、本発明のローラ型ワンウェイクラッチのブロックベアリングの軸受面に形成した溝パターンの例を示す図である。図８乃至図９において、矢印は油（潤滑油）の流れてくる方向を示している。図８に示す溝パターンでは、軸受面１１に２本の溝３０及び３１を軸方向に平行に形成している。溝３０及び３１は、ブロックベアリング７の軸受面１１の軸方向（油の流れる方向をほぼ直交する方向）の一端から他端に貫通している。また、その幅は軸方向の一端から他端まで同一である。

図９に示す溝パターンでは、軸受面１１に３本の溝３２、３３及び３４を軸方向に対して所定の角度を有するように形成している。溝３２、３３及び３４は互いに平行であり、等間隔で配置されている。図９に示すように、溝３２及び３４は、軸受面１１の軸方向の一端から周方向の一端に貫通し、溝３３は、軸受面１１の周方向の一端から周方向の他端に貫通している。各溝３２、３３及び３４の幅は同一である。

図１０に示す溝パターンでは、軸受面１１に複数の溝が形成されているが、全体として油の流れる方向に向かう楔形に形成されている。図１０に示すように、ブロックベアリング７の軸受面１１の軸方向の半分の領域に、軸方向に対して同一の角度を有し、互いに平行な３本の溝３５、３７及び３９が形成されている。また、軸受面１１の軸方向の他の半分の領域に、軸方向に対して同一の角度を有し、互いに平行な３本の溝３６、３８及び４０が形成されている。

図１０から明らかなように、溝３５、３７及び３９は、溝３６、３８及び４０にそれぞれほぼ直交している。また、各溝３５、３７及び３９の幅は、各溝３６、３８及び４０の幅と同じである。溝３５と溝３６はそれぞれ軸受面１１の軸方向の一端部と周方向の一端部まで貫通している。軸受面１１から外れた位置で直交する関係にある。

溝３７と溝３８は、それぞれ軸受面１１の角部に開口し、互いに直交し、軸方向のほぼ中間に位置する曲部４１で結合されている。また、溝３９と溝４０は、それぞれ周方向の一端部に開口し、曲部４２で結合している。従って、溝３７、３８は、軸受面１１の角部から他の角部まで貫通している。

図８乃至図１０のように、ブロックベアリング７の軸受面１１に複数の溝を設けると、矢印方向から流入する油は溝に入り、軸方向または周方向の端部に流出するようになる。従って、ブロックベアリング７の軸受面１１の曲率を内輪２の内周面１６の曲率より大きく設定したことによる効果に加えて、油のせん断抵抗を更に減少させることができる。

以上説明した溝パターンは複数の溝を含むが、必ずしも図示の数である必要はなく、単一の溝、または３本以上の数でも良い。更に、図８乃至図１０では、溝はすべて直線であるが、曲線の溝を形成することもできる。また、各溝の幅は同じだが、異なる幅を有する溝を形成することも可能である。溝の幅を部分的に変えることもできる。

図１では、ブロックベアリング７の間にローラ６とスプリング５が４組配置されているが、もちろん４組以外の個数設けることができることは言うまでない。すなわち、４組より少ない数や多い数に設定することも可能である。

上記実施例は、ローラ６が噛み合うカム面１７を外輪１の内周面に設けたが、これとは逆に内輪２の外周面１６にカム面を設けることもできる。

１ 外輪
２ 内輪
５ スプリング
６ ローラ
７ ブロックベアリング
８ 爪
１０ ローラ型ワンウェイクラッチ
１１ 軸受面
１６ 内輪の外周面
１７ カム面
３０〜４０ 溝

Claims (9)

1. 外輪と、
   前記外輪に対して半径方向内径側に離間され、相対回転自在に同心状に配置された内輪と、
   前記外輪と前記内輪との間に配置され、前記外輪と前記内輪との間でトルクを伝達する複数のローラと、
   前記ローラ間であって、前記外輪と前記内輪の間に配置される複数のブロックベアリングと、を備えるローラ型ワンウェイクラッチにおいて、
   前記ブロックベアリングの前記内輪の外周面に対向する軸受面の周方向の曲率は、前記内輪の前記外周面の周方向の曲率より大きいことを特徴とするローラ型ワンウェイクラッチ。
2. 前記ブロックベアリングの前記内輪の外周面に対向する軸受面の周方向の曲率は、前記内輪の前記外周面の周方向の曲率の２倍から５倍の大きさであることを特徴とする請求項１に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
3. 前記ブロックベアリングの前記軸受面には溝が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
4. 複数の前記溝が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
5. 前記複数の溝は、軸方向に平行に延在することを特徴とする請求項４に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
6. 前記複数の溝は互いに平行であり、軸方向に所定の角度をもって形成されていることを特徴とする請求項４に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
7. 前記複数の溝は、周方向において楔状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
8. 前記外輪の内周面にカム面が形成され、前記カム面に前記ローラが噛み合うことでトルクを伝達することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。
9. 前記内輪の外周面にカム面が形成され、前記カム面に前記ローラが噛み合うことでトルクを伝達することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のローラ型ワンウェイクラッチ。

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