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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】P2025011670
(43)【公開日】2025-01-24
(54)【発明の名称】カムクラッチユニット
(51)【国際特許分類】
   F16D 41/06 20060101AFI20250117BHJP
   F16D 41/08 20060101ALI20250117BHJP
【FI】
F16D41/06 A
F16D41/08 A
F16D41/06 D
F16D41/06 B
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023113907
(22)【出願日】2023-07-11
(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
(74)【代理人】
【識別番号】100138254
【弁理士】
【氏名又は名称】澤井 容子
(72)【発明者】
【氏名】岡部 将之
(72)【発明者】
【氏名】福田 明大
(72)【発明者】
【氏名】加藤 睦
(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、ローラの位置の自由度が高くローラを最適な場所に配置することが可能で、軽量化が可能なカムクラッチユニットを提供すること。
【解決手段】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、スプリング160と係合可能な係合部131を有し、ローラ140を収容するポケット部152は、スプリング160に対して軸方向に干渉しない位置に設けられ、スプリング160の両側で周方向に配置が異なること。
【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少なくとも1つの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、前記スプリングと係合可能な係合部を有し、
前記ローラを収容するポケット部は、少なくとも1つの前記スプリングに対して軸方向に干渉しない位置に設けられ、
複数の前記ローラを収容するポケット部は、少なくとも1つの前記スプリングの両側で周方向に配置が異なることを特徴とするカムクラッチユニット。
【請求項2】
前記ローラを収容するポケット部は、少なくとも1つの前記スプリングに対する軸方向の両側で、周方向に交互に設けられてい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】
前記ローラを収容するポケット部は、少なくとも1つの前記スプリングに対する軸方向の一方にのみ設けられてい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4】
前記スプリングが、2つ以上軸方向の異なる位置に設けられてい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5】
前記ケージリングは、少なくとも1つの前記ポケット部の前記スプリングを挟んで対向する位置に、潤滑調整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6】
前記ローラの一部又は全部が、前記カムと軸方向において異なる範囲を含んで配置されてい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。

【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と、カム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(特許文献1等参照)である。
このようなカムクラッチにおいて、内輪と外輪の同軸性を担保するために、複数のカムの一部を自由回転するローラに置き換えることが考えられる。
例えば、図9乃至図13に示すように、カムクラッチユニット500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る。
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】
このような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及びローラの中央に環状のスプリングが収容される周方向の溝部を有していることから、カム及びローラ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、溝部の底部や側部とスプリング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。
また、カムが軸方向に長い場合でも、ローラの軸方向の位置がスプリングの位置に拘束されるため軸方向の最適な箇所のみに設けることができず、軸方向に長いローラとして最適な箇所をカバーした場合、余分な転がり抵抗を生じてしまう虞があった。
【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、ローラによる回転抵抗を低減化でき、ローラの位置の自由度が高くローラを最適な場所に配置することが可能で、軽量化が可能な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少なくとも1つの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、前記スプリングと係合可能な係合部を有し、前記ローラを収容するポケット部は、少なくとも1つの前記スプリングに対して軸方向に干渉しない位置に設けられ、複数の前記ローラを収容するポケット部は、少なくとも1つの前記スプリングの両側で周方向に配置が異なることにより、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、ローラを収容するポケット部は、少なくとも1つのスプリングに対して軸方向に干渉しない位置に設けられ、複数のローラを収容するポケット部は、少なくとも1つのスプリングの両側で周方向に配置が異なることにより、ローラを単純な円筒形状とすることが可能となり製造時の加工工数が少なく難度が低くなる。
また、収容するポケット部の軸方向の位置がスプリングの位置に拘束されることがないため、軸方向の位置によって周方向のローラの数を異なるように配置でき、ローラの位置の自由度が高くローラを最適な場所に配置することが可能で軽量化が可能となる。
さらに、ローラをスプリングと摺動しない位置に配置することが可能となり、ローラの回転抵抗を低減化できる。
【0008】
本請求項2に記載の構成によれば、ローラを収容するポケット部は、少なくとも1つのスプリングに対する軸方向の両側で、周方向に交互に設けられていることにより、周方向のローラの配置数を減らすことなくローラの軸方向長さを小さくして軽量化でき、かつ、スプリングに対する軸方向の両側において荷重分担を均等にすることができる。
本請求項3に記載の構成によれば、前記ローラを収容するポケット部は、少なくとも1つの前記スプリングに対する軸方向の一方にのみ設けられていることにより、軸方向の最も荷重を受ける位置にのみローラを配置することが可能となり、余分な転がり抵抗を抑制することが可能となり、軽量化が可能なとなる。
【0009】
本請求項4に記載の構成によれば、スプリングが、2つ以上軸方向の異なる位置に設けられていることにより、それぞれのスプリングの両側で自由にローラを配置することが可能となり、自由度が向上する。
本請求項5に記載の構成によれば、ケージリングは、少なくとも1つのポケット部のスプリングを挟んで対向する位置に、潤滑調整部を有することにより、潤滑性能を向上することができる。
本請求項6に記載の構成によれば、ローラを収容するポケット部の一部又は全部が、カムを収容するポケット部と軸方向において異なる範囲を含んで配置されていることにより、さらに、ローラの配置の自由度が向上し、最適な位置にローラを配置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本発明の第1実施形態のカムクラッチユニットの斜視図。
図2図1に示すカムクラッチユニットのケージリングの斜視図。
図3図1に示すカムクラッチユニットのカム、ローラの斜視図。
図4】本発明の第2実施形態のカムクラッチユニットの斜視図。
図5】本発明の第3実施形態のカムクラッチユニットの斜視図。
図6】本発明の第4実施形態のカムクラッチユニットの斜視図。
図7】本発明の第5実施形態のカムクラッチユニットの斜視図。
図8】本発明の第6実施形態のカムクラッチユニットの斜視図。
図9】従来のカムクラッチユニットの斜視図。
図10図9に示すカムクラッチユニットの回転軸方向に見た側面図。
図11図9に示すカムクラッチユニットのカムの側面図及び正面図。
図12図9に示すカムクラッチユニットのローラの側面図及び正面図。
図13図9に示すカムクラッチユニットの一部側面図及び断面図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の第1実施形態に係るカムクラッチユニット100は、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配置されるもので、図1乃至図3に示すように、内輪と外輪(図示せず)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に示すように、軸方向の中央部に環状のスプリング160と係合可能な溝状の係合部131を有している。
本実施形態においては、前述した図9乃至図13に示すように、カムクラッチユニット500と同様に、係合部131は偏芯した位置に凸部となる傾斜形状となっており、スプリング160が係合部131の凸部を押圧することで、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3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の軸方向寸法はカム130の係合部131を除いた片側の軸方向寸法以下である。
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、内外輪に対してカムクラッチユニットの挿入をスムーズにしている。
【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が周方向に8カ所、ローラ140を収容するポケット部152が周方向に4カ所、均等に配置され、ローラ140を収容するポケット部152は、スプリング160と軸方向干渉しない位置でスプリング160に対して片側にのみ配置されている。
【0014】
各ポケット部151において、カム130は軸方向の中央部でスプリング160によって半径方向の移動を規制されている。
また、ローラ140を収容するポケット部152のローラ140に隣接する面には、弾性変形によってローラ140が外輪側から挿入可能、かつ収容時の半径方向への移動を規制する爪部157が設けられ、挿入の容易性と、挿入後の保持性を両立している。
また、ケージリング150は、ローラ140を収容するポケット部152とスプリング160を挟んで軸方向に対向する位置に、グリス、オイル等の潤滑剤を保持可能な潤滑調整部153が設けられている。
【0015】
このように構成されることにより、例えば、内輪が図の左手前方向から延びる軸で片持支持される場合、軸のたわみ等によるブレが最も大きくなる右奥方向に該当する位置のみにローラ140を配置することができ、不必要な転がり抵抗の増大を抑制することが可能となる。
なお、本実施形態においては、12個のカム130と4個のローラ140が配置されているが、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の断面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。
【0016】
本発明の第2実施形態に係るカムクラッチユニット100bは、図4に示すように、ローラ140が、スプリング(図示せず)に対する軸方向の両側で、周方向に交互に配置されるように構成されている。
また、本実施形態では、グリス、オイル等の潤滑剤を保持可能な潤滑調整部153にオイル流通孔154が設けられ、潤滑剤の流れを最適化するように構成されている。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。
このように構成されることにより、例えば、軸方向で均等にローラを配置しつつ、周方向にも均等に配置されかつ、ローラの軸方向長さを短くして不必要な転がり抵抗の増大を抑制することが可能となる。
【0017】
本発明の第3実施形態に係るカムクラッチユニット100cは、図5に示すように、カム130cが、スプリング160に対する軸方向の両側で長さが異なるように形成され、ローラ140cは、長い側に配置されるように構成されている。
その他の構成は、第1実施形態と同様である。
本実施形態のように、スプリング160の軸方向の配置を変えることで、ローラの必要な軸方向長さに応じた最適な設計が可能となる。
【0018】
本発明の第4実施形態に係るカムクラッチユニット100dは、図6に示すように、カム130d1、130d2がケージリング150dのポケット部151dに軸方向に並べて配置され、カム130d1、130d2はそれぞれスプリング160、第2スプリング161で独立して付勢されている。
ローラ140を収容するポケット部152d1,152d2は、第2スプリング161及びスプリング160と軸方向干渉しない位置で、第2スプリング161の軸方向の両側で周方向に交互に、スプリング160の軸方向の第2スプリング161側のみに配置されるように構成されている。
第2スプリング161のスプリング160と反対側に配置されたポケット部152d2は、第2スプリング161及びスプリング160に挟まれた位置に配置されたポケット部152d1と軸方向長さが同じである。
ポケット部152d2に収容されるローラ140は、第2スプリング161で付勢されるカム130d2と軸方向に異なる範囲を含んで配置されている。
【0019】
本発明の第5実施形態に係るカムクラッチユニット100eは、図7に示すように、カム130e1、130e2がケージリング150eのポケット部151eに軸方向に並べて配置され、カム130e1、130e2はそれぞれスプリング160、第2スプリング161で独立して付勢されている。
ローラ140を収容するポケット部152eは、第2スプリング161及びスプリング160と軸方向干渉しない位置で、第2スプリング161の軸方向のスプリング160側、スプリング160の軸方向の第2スプリング161側のみに配置されるように構成されている。
すなわち、ポケット部152eは、第2スプリング161及びスプリング160に挟まれた位置にのみ配置されている。
【0020】
本発明の第6実施形態に係るカムクラッチユニット100fは、図8に示すように、カム130f1、130f2がケージリング150fのポケット部151fに軸方向に並べて配置され、カム130f1、130f2はそれぞれスプリング160、第2スプリング161で独立して付勢されている。
ローラ140を収容するポケット部152fは、第2スプリング161と軸方向干渉しない位置で、第2スプリング161の軸方向のスプリング160の反対側のみに配置されるように構成されている。
また、ポケット部152fに収容されるローラ140は、第2スプリング161で付勢されるカム130fと軸方向に異なる範囲を含んで配置されている。
【0021】
第4乃至第6実施形態のように、カムを2列とすることで、カム自体を軸方向に長くすることなく軸方向に長いカムクラッチを得ることができ、カムの動作の確実性を向上することができるとともに、共通のカムを使用することが可能となる。
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。
【符号の説明】
【0022】
100、500 ・・・ カムクラッチユニット
130、530 ・・・ カム
131、 ・・・ 係合部
535 ・・・ 溝部
140、540 ・・・ ローラ
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 ・・・ 潤滑調整部
154 ・・・ オイル流通孔
157 ・・・ 爪部
160、560 ・・・ スプリング
161 ・・・ 第2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