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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023104553
(43)【公開日】2023-07-28
(54)【発明の名称】カムクラッチユニット
(51)【国際特許分類】
F16D 41/07 20060101AFI20230721BHJP
【ＦＩ】
F16D41/07 A
F16D41/07 B
F16D41/07 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022005605
(22)【出願日】2022-01-18
(71)【出願人】
【識別番号】000003355
【氏名又は名称】株式会社椿本チエイン
(74)【代理人】
【識別番号】100153497
【弁理士】
【氏名又は名称】藤本 信男
(72)【発明者】
【氏名】福田 明大
(72)【発明者】
【氏名】経田 宏和
(72)【発明者】
【氏名】榑松 勇二
(57)【要約】
【課題】カムクラッチ製造時の加工工数が少なく難度が低くなるとともに、ローラによる回転抵抗を低減化できるカムクラッチユニットを提供すること。
【解決手段】同軸上に相対回転可能に設けられている内輪と外輪の間において周方向に並ぶように配置された複数のカム１３０及び複数のローラ１４０と、カム１３０及びローラ１４０の周方向の相対的な移動を規制する複数のポケット部１５１、１５２を有するケージリング１５０と、カム１３０を付勢する環状のスプリング１６０を備え、カム１３０は、軸方向の一方の端面にスプリング１６０と係合可能な係合段部１３２を有し、ケージリング１５０は、環状のスプリング１６０の軸方向への移動を規制する複数のフック部１５３を有すること。
【選択図】図１
【解決手段】同軸上に相対回転可能に設けられている内輪と外輪の間において周方向に並ぶように配置された複数のカム１３０及び複数のローラ１４０と、カム１３０及びローラ１４０の周方向の相対的な移動を規制する複数のポケット部１５１、１５２を有するケージリング１５０と、カム１３０を付勢する環状のスプリング１６０を備え、カム１３０は、軸方向の一方の端面にスプリング１６０と係合可能な係合段部１３２を有し、ケージリング１５０は、環状のスプリング１６０の軸方向への移動を規制する複数のフック部１５３を有すること。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
同軸上に相対回転可能に設けられている内輪及び外輪の間に配置される複数のカム及び複数のローラと、前記カム及び前記ローラの周方向の相対的な移動を規制する複数のポケット部を有するケージリングと、前記カムを付勢する環状のスプリングを備えたカムクラッチユニットであって、
前記カムは、軸方向の一方の端面に前記スプリングと係合可能な係合段部を有し、
前記ケージリングは、前記環状のスプリングの軸方向への移動を規制する複数のフック部を有することを特徴とするカムクラッチユニット。
前記カムは、軸方向の一方の端面に前記スプリングと係合可能な係合段部を有し、
前記ケージリングは、前記環状のスプリングの軸方向への移動を規制する複数のフック部を有することを特徴とするカムクラッチユニット。
【請求項2】
前記フック部は、前記環状のスプリングの半径方向への移動を規制するフック底部を有することを特徴とする請求項１に記載のカムクラッチユニット。
【請求項3】
前記ケージリングのポケット部は、周方向で前記ローラに隣接する面が前記ローラの外輪側及び内輪側への移動を規制する形状に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のカムクラッチユニット。
【請求項4】
前記カムは、係合段部と反対側の端面に規制段部を有し、
前記ケージリングのポケット部は、軸方向で前記カムの規制段部と隣接する面に前記カムの傾きを規制する規制凸部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカムクラッチユニット。
前記ケージリングのポケット部は、軸方向で前記カムの規制段部と隣接する面に前記カムの傾きを規制する規制凸部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカムクラッチユニット。
【請求項5】
前記ローラは、中空形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のカムクラッチユニット。
【請求項6】
前記ローラの中空部に遊嵌され、軸方向寸法が前記ローラより長いローラ軸を有することを特徴とする請求項５に記載のカムクラッチユニット。
【請求項7】
前記ローラは、軸方向寸法が前記カムの係合段部を除いた軸方向寸法以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のカムクラッチユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、入力軸と出力軸との間でトルクの伝達及び遮断を行うカムクラッチユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
カムクラッチユニットとして、同軸上に相対回転可能に設けられている内輪と外輪の間に配置される複数のカム及び複数のローラと、カム及びローラの周方向の相対的な移動を規制する複数のポケット部を有するケージリングと、カムを付勢する環状のスプリングを備えたものが公知である。
カム及びローラを備えたカムクラッチユニット５００は、例えば図１１乃至図１５に示すように、同軸上に相対回転可能に設けられている内輪及び外輪の間に複数のカム５３０及び複数のローラ５４０が周方向に配置されるように、カム５３０及びローラ５４０がケージリング５５０のポケット部５５１に収容され、カム５３０及びローラ５４０の周方向の相対的な移動が規制されている。
また、カム５３０及びローラ５４０には、それぞれ周方向の溝部５３５、５４５を有しており、溝部５３５、５４５内に環状のスプリング５６０が収容されてカム５３０及びローラ５４０を内輪側に付勢するように構成されている。
カム及びローラを備えたカムクラッチユニット５００は、例えば図１１乃至図１５に示すように、同軸上に相対回転可能に設けられている内輪及び外輪の間に複数のカム５３０及び複数のローラ５４０が周方向に配置されるように、カム５３０及びローラ５４０がケージリング５５０のポケット部５５１に収容され、カム５３０及びローラ５４０の周方向の相対的な移動が規制されている。
また、カム５３０及びローラ５４０には、それぞれ周方向の溝部５３５、５４５を有しており、溝部５３５、５４５内に環状のスプリング５６０が収容されてカム５３０及びローラ５４０を内輪側に付勢するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００５－１０６１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
公知のカムクラッチユニットでは、摩耗や衝撃に強い材料が要求されるカム５３０及びローラ５４０の中央に環状のスプリング５６０が収容される周方向の溝部５３５、５４５を有していることから、カム５３０及びローラ５４０の製造時の加工工数が大きく難度が高く、加工上、幅寸法に制限があり薄幅化できないという問題があった。
また、ローラ５４０は、軸方向の拘束のみされて自由に回転する必要があるが、溝部５５４５の底部とスプリング５６０との間に摩擦摺動が生じることから高速回転時に無視できない回転抵抗を生じるという問題があるとともに、スプリング５６０が摩耗により劣化することで、カムクラッチ自体の寿命に影響を及ぼす虞があった。
例えば、許文献１に示すように、カム及びローラの軸方向の両端側にスプリングによる付勢部を設けたものも公知であるが、カムにはスプリングの軸方向の抜け落ちを防止するための係止構造が必要であり、カム及びローラの加工の難度は多少軽減するものの、加工工数は減らすことはできない。
また、ローラ５４０は、軸方向の拘束のみされて自由に回転する必要があるが、溝部５５４５の底部とスプリング５６０との間に摩擦摺動が生じることから高速回転時に無視できない回転抵抗を生じるという問題があるとともに、スプリング５６０が摩耗により劣化することで、カムクラッチ自体の寿命に影響を及ぼす虞があった。
例えば、許文献１に示すように、カム及びローラの軸方向の両端側にスプリングによる付勢部を設けたものも公知であるが、カムにはスプリングの軸方向の抜け落ちを防止するための係止構造が必要であり、カム及びローラの加工の難度は多少軽減するものの、加工工数は減らすことはできない。
【0005】
本発明は、以上のような課題を解決することを目的とするものであり、カムクラッチ製造時の加工工数が少なく難度が低くなるとともに薄幅化が可能で、ローラによる回転抵抗を低減化できるカムクラッチユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、同軸上に相対回転可能に設けられている内輪及び外輪の間に配置される複数のカム及び複数のローラと、前記カム及び前記ローラの周方向の相対的な移動を規制する複数のポケット部を有するケージリングと、前記カムを付勢する環状のスプリングを備えたカムクラッチユニットであって、前記カムは、軸方向の一方の端面に前記スプリングと係合可能な係合段部を有し、前記ケージリングは、前記環状のスプリングの軸方向への移動を規制する複数のフック部を有するように構成することにより、前記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【0007】
本請求項１に記載のカムクラッチユニットによれば、カムが軸方向の一方の端面にスプリングと係合可能な係合段部を有することで、構造がシンプルで製造時の加工工数が少なく難度が低くなるとともに、薄幅化が可能となる。
また、ケージリングが環状のスプリングの軸方向への移動を規制する複数のフック部を有することにより、カム及びローラの一方の端面の係合段部をスプリングの軸方向の移動を規制する形状に加工する必要がなく、さらに加工工数が少なく難度が低くなる。
また、ケージリングが環状のスプリングの軸方向への移動を規制する複数のフック部を有することにより、カム及びローラの一方の端面の係合段部をスプリングの軸方向の移動を規制する形状に加工する必要がなく、さらに加工工数が少なく難度が低くなる。
【0008】
本請求項２に記載の構成によれば、フック部が環状のスプリングの半径方向への移動を規制するフック底部を有することで、各カムの両端でのスプリングの半径が規定されて各カムの押圧力の他のカムの姿勢の変化による影響が抑制され、隣り合うカムを均等に加圧することができ精度の高いカムクラッチを提供することができる。
本請求項３に記載の構成によれば、ケージリングのポケット部が周方向でローラに隣接する面がローラの外輪側及び内輪側への移動を規制する形状に形成されていることにより、カムクラッチの製造過程においてローラの外周側への脱落が防止される。
本請求項４に記載の構成によれば、カムが係合段部と反対側の端面に規制段部を有し、ケージリングのポケット部が軸方向でカムの規制段部と隣接する面にカムの傾きを規制する規制凸部を有することにより、カムの姿勢を規制することが可能となり、スプリングの加圧力をカムの適切な自転力に変換し応答性を阻害しないとともに、精度と応答性の高いカムクラッチを提供することができる。
また、カムクラッチの製造過程においてカムの外周側への脱落が防止され、カムの傾きを抑制しスムーズに挿入できる。
本請求項３に記載の構成によれば、ケージリングのポケット部が周方向でローラに隣接する面がローラの外輪側及び内輪側への移動を規制する形状に形成されていることにより、カムクラッチの製造過程においてローラの外周側への脱落が防止される。
本請求項４に記載の構成によれば、カムが係合段部と反対側の端面に規制段部を有し、ケージリングのポケット部が軸方向でカムの規制段部と隣接する面にカムの傾きを規制する規制凸部を有することにより、カムの姿勢を規制することが可能となり、スプリングの加圧力をカムの適切な自転力に変換し応答性を阻害しないとともに、精度と応答性の高いカムクラッチを提供することができる。
また、カムクラッチの製造過程においてカムの外周側への脱落が防止され、カムの傾きを抑制しスムーズに挿入できる。
【0009】
本請求項５に記載の構成によれば、ローラが中空形状であることにより、軽量化することができる。
本請求項６に記載の構成によれば、ローラの中空部に遊嵌され軸方向寸法がローラより長いローラ軸を有することにより、ローラとローラ軸の小さな摺動抵抗のみで、スプリングとの間に全く摩擦摺動が生じることなく回転抵抗を低減化しつつローラの外周方向への抜けを防止でき、カムクラッチ自体の寿命への影響を低減することができる。
本請求項７に記載の構成によれば、ローラの軸方向寸法がカムの係合段部を除いた軸方向寸法以下であることにより、ローラは軸方向の拘束のみされて自由に回転する事ができ、スプリングとの間にほとんど摩擦摺動が生じることなく回転抵抗を低減化できる。
本請求項６に記載の構成によれば、ローラの中空部に遊嵌され軸方向寸法がローラより長いローラ軸を有することにより、ローラとローラ軸の小さな摺動抵抗のみで、スプリングとの間に全く摩擦摺動が生じることなく回転抵抗を低減化しつつローラの外周方向への抜けを防止でき、カムクラッチ自体の寿命への影響を低減することができる。
本請求項７に記載の構成によれば、ローラの軸方向寸法がカムの係合段部を除いた軸方向寸法以下であることにより、ローラは軸方向の拘束のみされて自由に回転する事ができ、スプリングとの間にほとんど摩擦摺動が生じることなく回転抵抗を低減化できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施形態のカムクラッチユニットの斜視図。
【図6】本発明の他の実施形態のカムクラッチユニットのカムの側面図及び正面図。
【図7】本発明の他の実施形態のカムクラッチユニットのケージリングの一部側面図及び断面図。
【図10】本発明のさらに他の実施形態のカムクラッチユニットの概略一部拡大斜視図及び側面図。
【図11】従来のカムクラッチユニットの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の一実施形態に係るカムクラッチユニット１００は、図１乃至図５に示すように、同一軸上に相対回転可能に設けられた内輪の軌道面と外輪の軌道面との間の環状空間において内輪と外輪との間でトルクの伝達及び遮断を行う係合子としての複数のカム１３０と、内輪と外輪を自由に回転させる複数のローラ１４０と、カム１３０及びローラ１４０の周方向の相対的な移動を規制する複数のポケット部１５１、１５２を有するケージリング１５０と、複数のカム１３０の各々を内輪及び外輪に対する噛み合い方向に付勢する環状のスプリング１６０を備えている。
【0012】
複数のカム１３０の各々は、図３等に示すように、軸方向の一方の端面に環状のスプリング１６０と係合可能な係合段部１３１を有している。
本実施形態においては、係合段部１３１はカム１３０がフリーとなる状態で図示右側が外周側に位置する傾斜形状となっており、スプリング１６０が係合段部１３１の右側を押圧することで、カム１３０が内輪側に付勢されるとともに、カム１３０が作動する方向に揺動するよう付勢される。
複数のローラ１４０は、図４等に示すように、溝や段部を有さず、本実施形態においては、ローラ１４０の軸方向寸法ｒｗはカム１３０の係合段部１３１を除いた軸方向寸法ｃｗ以下である。
本実施形態においては、ローラ１４０の両端面の外周縁部は面取りされており、スプリング１６０との引っ掛かりを防止している。
本実施形態においては、係合段部１３１はカム１３０がフリーとなる状態で図示右側が外周側に位置する傾斜形状となっており、スプリング１６０が係合段部１３１の右側を押圧することで、カム１３０が内輪側に付勢されるとともに、カム１３０が作動する方向に揺動するよう付勢される。
複数のローラ１４０は、図４等に示すように、溝や段部を有さず、本実施形態においては、ローラ１４０の軸方向寸法ｒｗはカム１３０の係合段部１３１を除いた軸方向寸法ｃｗ以下である。
本実施形態においては、ローラ１４０の両端面の外周縁部は面取りされており、スプリング１６０との引っ掛かりを防止している。
【0013】
ケージリング１５０は、カム１３０を収容し周方向の相対的な移動を規制するポケット部１５１及びローラ１４０を収容し周方向の相対的な移動を規制するポケット部１５２と、環状のスプリング１６０の軸方向への移動を規制する複数のフック部１５３を有している。
本実施形態においては、ケージリング１５０のカム１３０を収容するポケット部１５１とローラ１４０を収容するポケット部１５２とが周方向交互に配置されている。
各ポケット部１５１、１５２は、軸方向の一方の端面側の面でカム１３０及びローラ１４０の軸方向の一方の移動が規制され、軸方向の他方への移動はスプリング１６０によって規制される。
また、本実施形態においては、ローラ１４０を収容するポケット部１５２のローラ１４０に隣接する面は、ローラ１４０の外輪側及び内輪側への移動を規制する形状に形成されている。
また、ローラ１４０の軸方向寸法ｒｗをカム１３０の係合段部１３１を除いた軸方向寸法ｃｗより大きい幅広のローラとし、ケージリング１５０のポケット部１５１、１５２をローラ１４０がカム１３０の係合段部１３１と反対側でカム１３０より突出するように構成することで、ローラ１４０がスプリング１６０により半径方向で押圧されることなく、より大きなアキシャル荷重を許容するようにしてもよい。
本実施形態においては、ケージリング１５０のカム１３０を収容するポケット部１５１とローラ１４０を収容するポケット部１５２とが周方向交互に配置されている。
各ポケット部１５１、１５２は、軸方向の一方の端面側の面でカム１３０及びローラ１４０の軸方向の一方の移動が規制され、軸方向の他方への移動はスプリング１６０によって規制される。
また、本実施形態においては、ローラ１４０を収容するポケット部１５２のローラ１４０に隣接する面は、ローラ１４０の外輪側及び内輪側への移動を規制する形状に形成されている。
また、ローラ１４０の軸方向寸法ｒｗをカム１３０の係合段部１３１を除いた軸方向寸法ｃｗより大きい幅広のローラとし、ケージリング１５０のポケット部１５１、１５２をローラ１４０がカム１３０の係合段部１３１と反対側でカム１３０より突出するように構成することで、ローラ１４０がスプリング１６０により半径方向で押圧されることなく、より大きなアキシャル荷重を許容するようにしてもよい。
【0014】
さらに、本実施形態においては、図５に示すように、カム１３０を収容するポケット部１５１の図示左側に隣接するフック部１５３は、環状のスプリング１６０の半径方向への移動を規制するフック底部１５４を有する。
このことで、ローラ１４０がスプリング１６０の張りを一切拘束せず、スプリング１６０がカム１３０の係合段部１３１の右側を押圧することから、各カム１３０はそれぞれ独立して２つのフック底部１５４間に張られたスプリング１６０の中央で押圧されるため、他のカム１３０の姿勢の変化の影響を受けることなく均等に精度の高い動作を行うことができる。
このことで、ローラ１４０がスプリング１６０の張りを一切拘束せず、スプリング１６０がカム１３０の係合段部１３１の右側を押圧することから、各カム１３０はそれぞれ独立して２つのフック底部１５４間に張られたスプリング１６０の中央で押圧されるため、他のカム１３０の姿勢の変化の影響を受けることなく均等に精度の高い動作を行うことができる。
【0015】
なお、本実施形態においては、カム１３０とローラ１４０が同数で交互に配置されているが、カム１３０とローラ１４０のそれぞれの数、配置はいかなるものであってもよい。
また、カム１３０の形状もいかなるものであってもよく、例えばスプラグ形状のものであってもよい。
また、フック底部１５４の配置もカム１３０とローラ１４０のそれぞれの数、配置に応じてどのような配置としてもよく、各フック底部１５４の半径方向の高さは一様であってもよく、周方向の位置によって高さが異なるものであってもよい。
カム１３０とローラ１４０のそれぞれの数、配置に応じてフック底部１５４の配置、高さを適宜設定することで、上記実施形態と同様に各カム１３０が均等に精度の高い動作を行うことができる。
また、カム１３０の形状もいかなるものであってもよく、例えばスプラグ形状のものであってもよい。
また、フック底部１５４の配置もカム１３０とローラ１４０のそれぞれの数、配置に応じてどのような配置としてもよく、各フック底部１５４の半径方向の高さは一様であってもよく、周方向の位置によって高さが異なるものであってもよい。
カム１３０とローラ１４０のそれぞれの数、配置に応じてフック底部１５４の配置、高さを適宜設定することで、上記実施形態と同様に各カム１３０が均等に精度の高い動作を行うことができる。
【0016】
本発明の他の実施形態に係るカムクラッチユニットは、図６に示すように、カム１３０ａは、係合段部１３１ａと反対側の端面に規制段部１３２を有し、ケージリング１５０ａのポケット部は、軸方向でカム１３０ａの規制段部１３２と隣接する面にカム１３０ａの傾きを規制する規制凸部１５５を有している。
この規制凸部１５５により、カム１３０ａの係合段部１３１ａと反対側の端面側がずれて傾くことが防止されるとともに、カム１３０ａの揺動範囲が規制され、抜け落ちが防止されるとともにカムクラッチの動作精度、動作速度を向上することができる。
この規制凸部１５５により、カム１３０ａの係合段部１３１ａと反対側の端面側がずれて傾くことが防止されるとともに、カム１３０ａの揺動範囲が規制され、抜け落ちが防止されるとともにカムクラッチの動作精度、動作速度を向上することができる。
【0017】
規制凸部の形状は、例えば、図７に示すように、ケージリング１５０ｂの外周側全体が軸方向に突出して規制凸部１５５ｂを構成するもの、図８に示すように、ケージリング１５０ｃの周方向前後及び半径方向外周を規定できる半月形の規制凸部１５５ｃを配置するもの、図９に示すように、ケージリング１５０ｄの周方向前後及び半径方向外周よりの３箇所に規制凸部１５５ｄを配置するもの等、カムの傾きが防止され揺動範囲が規制されればいかなる形状であってもよい。
【0018】
本発明のさらに他の実施形態に係るカムクラッチユニットは、図１０に示すように、ローラ１４０ｅが中空形状であり、ローラ１４０ｅの中空部１４２には、軸方向寸法がローラ１４０ｅより長いローラ軸１４３が遊嵌されている。
このことで、ローラ１４０ｅが軽量化されるとともに、スプリング１６０が回転しないローラ軸１４３の半径方向の移動を規制することで、ポケットの形状に関わらず、ローラ１４０ｅの半径方向への脱落が防止される。
また、スプリング１６０自体の摩耗が抑制されカムクラッチ自体の寿命への影響を低減することができる。
このことで、ローラ１４０ｅが軽量化されるとともに、スプリング１６０が回転しないローラ軸１４３の半径方向の移動を規制することで、ポケットの形状に関わらず、ローラ１４０ｅの半径方向への脱落が防止される。
また、スプリング１６０自体の摩耗が抑制されカムクラッチ自体の寿命への影響を低減することができる。
【0019】
以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
例えば、上記実施形態においては、カムの軸方向の一方の端面のみにスプリングと係合可能な係合段部を設けたが、カムの軸方向の両端面に設け、ケージリングの軸方向両側にフック部を設けて、２本の環状スプリングで付勢してもよい。
例えば、上記実施形態においては、カムの軸方向の一方の端面のみにスプリングと係合可能な係合段部を設けたが、カムの軸方向の両端面に設け、ケージリングの軸方向両側にフック部を設けて、２本の環状スプリングで付勢してもよい。
【符号の説明】
【0020】
１００、５００ ・・・ カムクラッチユニット
１３０、５３０ ・・・ カム
１３１ ・・・ 係合段部
１３２ ・・・ 規制段部
５３５ ・・・ 溝部
１４０、５４０ ・・・ ローラ
１４２ ・・・ 中空部
１４３ ・・・ ローラ軸
５４５ ・・・ 溝部
１５０、５５０ ・・・ ケージリング
１５１、５５１ ・・・ ポケット部（カム用）
１５２、５５２ ・・・ ポケット部（ローラ用）
１５３ ・・・ フック部
１５４ ・・・ フック底部
１５５ ・・・ 規制凸部
１６０、５６０ ・・・ スプリング
１３０、５３０ ・・・ カム
１３１ ・・・ 係合段部
１３２ ・・・ 規制段部
５３５ ・・・ 溝部
１４０、５４０ ・・・ ローラ
１４２ ・・・ 中空部
１４３ ・・・ ローラ軸
５４５ ・・・ 溝部
１５０、５５０ ・・・ ケージリング
１５１、５５１ ・・・ ポケット部（カム用）
１５２、５５２ ・・・ ポケット部（ローラ用）
１５３ ・・・ フック部
１５４ ・・・ フック底部
１５５ ・・・ 規制凸部
１６０、５６０ ・・・ スプリング
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】