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    • 专利摘要:

    公开号:WO1992009820A1
    申请号:PCT/JP1991/001409
    申请日:1991-10-16
    公开日:1992-06-11
    发明作者:Nobuo Takada
    申请人:Nobuo Takada；
    IPC主号:F16D41-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] こ ろ 力 s リ 軸 受 ク ラ ッ チ
    [0003] 〔産業上の利用分野〕
    [0004] 本発明 は 、 方向側 に のみ回転 自 在の一方 ク ラ ツ チ と し て 作動す る 、 こ ろ 力 S リ 軸受 ク ラ ッ チ に 関す る 。
    [0005] 〔従来の技術〕
    [0006] 従来用 い ら れて い る 一方 ク ラ ッ チ は 、 例 え ば第 8 図 に 示す如 く 、 内輪 1 と 外輪 2 と の 間 の軌道面 に 円 筒状の コ 口 3 を並べ、 外輪 2 の軌道面 を カ ム形状に し 、 逆転時に は 円 筒 コ ロ 3 の カ ム面 2 c への 喰レ、込みに よ っ て ク ラ ッ チ さ せ る も のや、 内外輪軌道面 を 円 筒面 と し コ ロ と し て 円 筒 コ 口 の代わ リ に カ ム形状の ス プ ラ グを配置 し 、 -そ'れ ぞれの ス プ ラ グ に ス プ リ ン グ圧 を与 え て喰 い込む よ う に し た も の が 一般的であ る 。 こ れ ら の も の に お い て は 、 ク ラ ツ チ時 に は半径方向 に真 円 と 異な っ た カ ム形状部分 2 c に コ ロ 3 を喰レ、込 ま せ、 フ リ ー回転時に は コ ロ 3 を 滑 ら せ る と レ、 う 動作に な る 。 と こ ろ が 、 ト ラ ス ト 角 ひ は摩 擦角 よ リ 小 さ く .な ければな ら な レヽ力 ら 、 ス プ ラ グ コ ロ 3 の ピ ッ チ P 以 内 で カ ム を形成 さ せ る た め カ ム 高 さ に 限界 が ぁ リ 、 コ ロ 3 が カ ム部 2 c を乗 リ 越 え ク ラ ッ チ を破損 さ せ る おそれが あ る 。 又 ク ラ ッチ力 の点においては、 こ の よ う な従来の ク ラ
    [0007] ツチでは、 組み込まれた コ ロ 又はス プラ グをカ ム面にば
    [0008] ら つ き な く 均一に喰い込ませる必要が あ る が 、 平面上の
    [0009] 寸法精度、 コ ロ を ク ラ ッ チ方向 に予圧する パネ圧の均一
    [0010] 化等には限度があ る ため 、 均一なク ラ ッ チ力 を得る こ と
    [0011] が 困難であ る。
    [0012] 一方、 ク ラ ッ チ時の伝達 ト ルク に関 しては、 伝達 ト ル
    [0013] ク に比例 した面圧を発生 させこ の面圧を許容値内 に安定
    [0014] させる必要があ る が、 こ のためには全ての コ ロ が同時に
    [0015] ク ラ ッ チに参画 し、 これに よ リ 発生する楔力は全コ 口 で
    [0016] 同一に増減 しな ければな ら ない。 しか し、 初期各単体精
    [0017] 度及ぴ組立後軸受に よ っ て保持 される コ 口 と ク ラ ッ チ面
    [0018] と の関係寸法の均一化の点や、 個々 のカ ム形状の精度、
    [0019] 内外輪の内圧、 外圧に伴 う 変形 も し く は摩耗の発生等に
    [0020] ょ リ 、 許容面圧を維持する のは困難な問題 と な る。 特に、 フ リ —回転時には別個に設け られる軸受に よ っ て軸支持
    [0021] し カ ム面は滑 リ 摩擦にな る と い う こ の種のク ラ ッ チの基
    [0022] 本的構造上の特性か ら 、 軌道面及ぴス プラ グコ 口 の摩耗
    [0023] 対策は問題 と な る。 k、 更に、 従来の一方ク ラ ッ チではカ ム形状を形成する部
    [0024] 分があ る ため、 材質的、 熱処理的及び加工精度的に各種
    [0025] の製作上の制約が生 じ 、 許容面圧の設計にお け る ヘルツ 応力 の計算 に当 た っ て は、 マ イ ナ ス方向の諸係数の選択 ^ が避け ら れない問題 と な る。
    [0026] こ の よ う な問題を解決する 一方ク ラ ッ チ と して 、 円錐 コ ロ 軸受状に形成 した 内輪 と 外輪 と の間 に ス プラ グ と し て働 く 回転体 （ コ 口 ） を軌道面母線に対 して傾斜 して配 設 し 、 一方向側のみに フ リ ー回転を さ せる と 共に逆転時 に は ク ラ ッ チ さ せ る形式の一方ク ラ ッ チが あ る （特公昭 5 8 — 5 2 0 9 2 号公報参照） 。
    [0027] し力 し こ の一方 ク ラ ッ チでは、 内 、 外輪が共に 円錐コ 口 軸受状即 ち 円錐面を形成 して いる た め、 内輪軌道面又 は外輪軌道面の何れか一方側に は回体を線接触 さ せる こ と ができ る が両軌道面に回転体を線接触 さ せ る こ と がで き ず、 回転体の回転が不安定にな る と 共に 、 線接触 し な い側の面圧が極めて高い値に な る。
    [0028] 〔発明が解決 し よ う と する課題〕
    [0029] 本発明 は従来技術に於け る 上記問題を解決 し、 請求項 1 及び 2 に記載の発明 は、 こ ろ が リ 軸受 と し て の滑 ら か な 自 由 回転が得 ら れ、 定格荷重が大 き く 寿命が増大 し 、 ； 短時間にオン一 オフ を繰 リ 返 して も ク ラ ッ チ と し て の安
    [0030] ' 定 し た動作が得 られ、 支持軸受 を必要 と し な レヽ こ ろ が り 軸受 け ク ラ ッ チ を提供す る こ と を課題 と し 、
    [0031] 請求項 3 の発明 は、 上記に加 えて 、 更に 自 由 回転時の 性能が向上 した こ ろが リ 軸受ク ラ ッ チを提供する こ と を 課題 と し、
    [0032] 求項 4 又は 5 の発明 は、 上記請求項 1 乃至 3 の発明 の課題に加えて 、 入力系及び出力系の軸方向移動が許容 されない入出力系 に適用する こ と ができ る こ ろが リ 軸受 ク ラ ッチを提供する こ と を課題 と する。
    [0033] 〔課題を解決する ための手段〕
    [0034] 本発明 は上記課題を解決する ために、
    [0035] 請求項 1 の発明 は、 内側回転体と 、 外側回転体 と 、 中 間回転体 と 、 付勢手段 と 、 を有 し、 前記内側回転体は、 1 軸線ま わ リ の単葉回転双曲面をなす内側軌道面を備え 前記外側回転体は、 前記軸線 と 同一軸線ま わ リ の単葉回 転双曲面を なす外側軌道面を備え、 前記内側軌道面 _と 前 記外側軌道面 と は相対向 し て軌道を形成 し 、 前記 中間回 転体は、 こ ろが リ 面が円筒形状でぁ リ 、 前記軌道におい て該中間回転体の 中心軸を前記軸線を含む断面か ら一定 角度傾斜 して前記軌道の 円周方向に複数個配設 され、 該 中間回転体の表面は前記内側軌道面 と 前記外側軌道面 と に線状に接触 し、 前記付勢手段は、 前記内側回転体又は 前記外側回転体の何れかを、 前記軸線方向であ っ て前記 軌道の間隔を.狭 く する方向 に付勢 し、 前記内側回転体と 前記外側回転体 と は、 前記軸線方向 においてそれぞれ反 ( 5 )
    [0036] 対方向側 に前記中 間回転体の前記軸線方向 の動 き を停止 さ せ る環状部材を備えて い る 、 こ と を特徴 と し 、
    [0037] 請求項 2 の発明 は、 上記に加 えて 、 前記 中 間回転体は 円筒形状であ る こ と に代えて 、 長 さ 方向に対称な鼓形又 は太鼓形でぁ リ 、 該中 間回転体の表面は、 該中間回転体 の 中心軸ま わ り の単葉回転双 曲面であ る こ と を特徴 と し 請求項 3 の発明 は、 上記請求項 1 又は 2 の特徴に加 え て 、 前記 中 間回転体は、 前記 中 心軸方向に複数に分割 さ れて レ、 る こ と を特徴 と し 、
    [0038] 請求項 4 の発明 は、 上記請求項 1 乃至 3 の特徴に加え て 、 ト ル ク を伝達する た めの入出力 回転体を備 え 、 該入 出力 回転体は、 前記外側回転体の一端側であ っ て前記内 側回転体の一端側上に該内側回転体か ら軸受 を介 し て該 内側回転体に対 し て軸方向の一定位置で相対的に 回転 自 在に取 リ 付け られ、 前記外側回転体 と の間で ト ル ク を伝 達する ト ル ク 伝達手段に ょ リ 該外側回転体 と 結合 さ れて いて 、 前記付勢手段は、 前記入出力 回転体 と 前記外側回 転体 と の 間に設け られ、 該外側回転体を前記軸線方向で あ っ て前記軌道の 間隔を狭 く す る方向 に付勢する 、 こ と を特徴 と し 、
    [0039] 請求項 5 の発明 は、 上記請求項 1 乃至 3 の特徴に加え て 、 ト ル ク を伝達する た め の入出力 回転体を備え 、 該入 出力回転体は、 前記内側回転体の一端側で あ っ て前記外
    [0040] 側回転体の一端側内に該外側回転体か ら軸受 を介 し て該
    [0041] 外側回転体に対 して軸方向の一定位置で相対的に回転自
    [0042] 在に取 リ 付け られ、 前記内側回転体 と の間で ト ル ク を伝
    [0043] 達する ト ル ク伝達手段に よ リ 該内側回転体 と 結合 さ れて
    [0044] いて 、 前記付勢手段は、 前記入出力回転体 と 前記内側回
    [0045] 転体と の間に設け られ、 該内側回転体を前記軸線方向で
    [0046] あっ て前記軌道の間隔を狭く する方向 に付勢する 、 こ と
    [0047] を特徴と する。
    [0048] 〔作 用〕
    [0049] 請求項 1 又は 2 の発明 において、 內側軌道面 と 外側軌
    [0050] 道面 と は共に単葉回転双曲面であ る か ら 、 これ ら で形成
    [0051] さ れる軌道は、 その半径が一端側か ら他端側に向かっ て
    [0052] 大き く な る。 そ し て こ の 中で中 間回転体が軸線断面に対
    [0053] して傾斜 して設け られる ので、 自 由 回転側に内側回転体
    [0054] . (内輪） 又は外側回転体 （外輪） が回転さ れる と 、 中間
    [0055] 回転体は両軌道面に案内 されて線接触を保ちつつその上
    [0056] を転がる と 共に、 軸線方向 に も進行 し ょ う と する。 しカ
    [0057] し内側軌道面と 外側軌道面と では軸線方向において 中間
    [0058] 回転体が進行 し よ う と する 方向が互い に反対方向であ る
    [0059] か ら 、 結果 と して 内輪 と 外輪 と は中間回転体を介 して互
    [0060] い に軸線方向 において 引 き離される 力 を受け る。 こ の場合内輪又 は外輪は、 中 間回転体を 内側軌道面上 で軌道半径の小 さ い方向へ進行 させる よ う に 回転す る か ら 、 前記引 き 離 し力は、 内輪を軌道半径の大 き い方向へ 動か し外輪を軌道半径の小 さ い方向へ動かす よ う な力 と な リ 、 内外輪間 に は、 常に軌道間隔を広げよ う と する作 用 が生ずる こ と に な る 。
    [0061] 一方、 付勢手段は内輪又は外輪の何れかを軌道間隔を 狭 く する 方向に付勢する ので、 上記引 き 離 し力 に ょ リ 半 径方向 に相対向す る 内輪 と 外輪 と が離れて し ま う こ と が な く 、 内外輪は引 き 離 し力 を受 けつつ反対方向か ら付勢 力 を う けて 中間回転体か ら浮上 しつつ回転す る。
    [0062] 次に 、 内輪又は外輪が ク ラ ッ チ方向 に回転すれば、 内 輪又は外輪は付勢手段に よ リ 軌道間隔を狭 く する 方向に 力 を受けて い る こ と に加 えて 、 中間回転体が上記 と 反対 の方向 に動き 、 内輪又は外輪が軌道間隔を狭め る よ う に 軸方向に動か さ れる の で 、 中 間回転体が内外輪間でス プ ラ グ して働 き 、 直 ち に ク ラ ッ チ作用 を生ず る 。
    [0063] こ の結果、 中 間回転体 と 内外軌道面 と の間 の線接触に よ リ 荷重分布が均一に な リ 、 フ リ ー回転時に は こ ろ 力 S リ 軸受 と して 良好に作動 し逆転時には回転体の楔効果に よ リ 充分な ク ラ ッ チ力が発生する こ と に な る。 そ し て 、 中 間回転体に は 自 動調心力が働 き 、 ク ラ ッ チ の変形、 摩耗， 寸法精度等の諸条件の変化に対 して も均一な荷重分布が 確保 される。
    [0064] 次に中間回転体は、 内輪に対 しては凸部同士の接触 と な リ 外輪に対しては凸部 と 凹部 と の接触にな る ので、 軸 方向 に対 しては、 接触面積が小 さ く な る 凸部同士の接触 面、 従っ て内輸側に案内 されて 、 傾斜に従っ て軸方向に も移動する こ と にな る。
    [0065] こ のた め先ず、 自 由 回転時において 中間回転体の軌道 か ら の抜け出 し を防止するために、 一方側か ら 中間回転 体の動き を停止する環状部材が設け られる。
    [0066] そ して逆転ク ラ ツチ時においては、 ク ラ ツ チ さ れる た め通常の使用 においては 中間回転体が軌道面か ら抜け出 すこ と はないの である が 、 頻繁に正転一逆転を繰 リ 返 し 、 中間回転体が正転時に 自 由 回転する と き の軸方向 に十分 進ま ない間に内輪又は外輪を逆転させる よ う な場合には、 ク ラ ツチ される と き の 中間回転体の位置が次第に逆転時 における軸方向へ進む こ と にな る。 こ のため 、 前記一方 側 と は反対方向側か ら 、 中間回転体の軸方向の動き を停 止する ための環状部材が設け られてい る。
    [0067] 請求項 3 の発明 においては、 中間回転体を軸心方向に 複数設け る こ と に よ リ 、 ス キ ュ ー性が よ く な リ こ ろ 力 s リ 抵抗も減少する。 請求項 4 又は 5 の発明 は、 請求項 1 乃至 3 の発明 の作 用 に加えて 、 それぞれ内側又は外側回転体に対 して軸方 向 の一定位置で回転 自 在な入出力回転体を設け 、 こ の入 出力 回転体 と 軸方向 に移動可能なそれぞれ外側又は内側 回転体 と の間に ト ルク 伝達手段を設け る の で 、 入力側及 び出力側 を軸方向 の変位な く 結合す る こ と がで き る 。
    [0068] 〔実 施 例〕
    [0069] 以下に 、 本発明 の詳細を 図 に示す実施例に基き 説明す る 。
    [0070] 第 1 図 は本発明 の実施例の こ ろが リ 軸受 ク ラ ツ チの斜 視図 、 第 2 図はそ の コ ロ 及び内輪部分の斜視図、 第 3 図 乃至第 5 図 はそ の軌道面形状を求め る ための説明 図 、 第 6 図及び第 7 図は別の実施例の断面図であ る 。
    [0071] 内側回転体の一例であ る 内輪 1 は、 キー 5 に よ リ 軸 4 上に軸方向 に移動可能に取 リ 付 け ら れ、 こ れに対向 して 設 け ら る 外側回転体の一例であ る外輪 2 と の間で軌道 9 を形成 し て レヽる 。
    [0072] 中 間回転体の一例であ る コ ロ 3 は、 第 2 図 に示す如 く . 1 軸線であ る 内輪 1 の 中心軸 6 を含む面に対 して角度 例 え ば 1 5 ° 程度傾斜 して軌道 9 内 に多数配設 さ れ る。
    [0073] 内輪 1 は、 外輪 2 に よ リ 付勢手段の一例であ る皿パネ
    [0074] 7 に よ リ 、 パネ受 け リ ン グ 8 及びス ラ ス ト 軸受 1 3 を介 して軌道 9 の間隔を狭 く する 方向 （図 において右力ゝ ら左 の方向） に付勢 さ れてい る。 又、 内輸 1 に は、 コ ロ 3 の 軸方向の動き を停止 さ せる環状部材の一例であ る 鍔 1 0 が、 皿バネ 7 に よ る付勢方向の端部に設け られている。
    [0075] こ の よ う な構成にょ リ 、 フ リ ー回転 （図において軸 4 及ぴ内輪 1 が右端側から 見て時計方向即ち右回転） 時に は、 コ ロ 3 は内輸 1 に案内 さ れて左回転 し 、 固定 された 外輸軌道面 2 a に案内 されなが ら皿パネ 7 の付勢力 に抗 して内輪 1 を図 において右方向 に進め、 軌道 9 の間隔を 広げる。 つま リ 、 内輪 1 と 外輪 2 と の間には コ ロ 3 を介 してテー パ ーネ ジの作用 が生 じ、 ネ ジが進む原理で外輸 2 に対 して内輸 1 が右方向へ進み、 軌道 9 の間隔が広が る 。 こ の結果、 コ ロ 3 が軌道內で楔作用 をする こ と な く 内輪の 自 由 回転が達成 さ れ ろ 二 の場合、 コ ロ 3 が内輪 1 を進め内輸 1 か ら 図において左方向 に外れる こ と がな い よ う に、 一方側力ゝ ら コ 口 3 の動き を停止する環状部材 の 1 つ と しての鍔 1 0 が 内輪 1 の端部に設け られている ：
    [0076] —方逆転時 （図において軸 4 が右か ら見て反時計方向 に回転） には前記 と 反対の動作にな り 、 コ ロ 3 は右回転 し 内输 1 を前進 さ せず左方向へ後退 させる 作用 をな し 、 皿バネ 7 に よ る 予圧力が働 き 内輪 1 が図において左方向 に動き軌道 9 の間隔が狭ま り 、 軌道 9 内に コ ロ 3 が ロ ッ ク さ れ楔力 が発生 し 、 逆転 と 同時に内輪 1 と 外輪 2 と は ク ラ ッ チ さ れる 。
    [0077] こ の場合、 自 由 回転側に十分回転 した後 に ク ラ ッ チ側 に逆転 さ れる よ う な使用状態において は、 内輪 1 は図に おいて右方向へ進んで コ ロ 3 が鍔 1 0 に接触 して こ れに 案内 さ れなが ら 回転 して い る ので、 逆転時に コ ロ 3 が内 輪 1 を 図 において左方向 に進めて軌道 9 の 間隔を狭めて ク ラ ッ チする と き に、 コ ロ 3 が 内輪 1 上を進んでそ の右 端か ら飛び出す こ と はない。 しか し正転、 逆転を頻繁に 繰 リ 返す よ う な使用 をす る場合には、 正転時に コ ロ 3 が 内輪 1 の鍔 1 0 に接触する位置にな る 前に逆転 さ れ る た め 、 逆転時の内輪 1 に対する コ ロ 3 の位置が次第に右方 向 に進み、 コ ロ 3 が内輪 1 上か ら右方向 に飛び出す よ う な不具合が生ず る 。 こ の た め 、 こ の よ う な コ ロ 3 の動 き を停止 さ せる た めの環状部材 と しての リ ン グ 1 2 が 、 鍔 1 0 の反対側に も設け られて い る。
    [0078] なお、 外輪 2 の 図に おいて右端側の予圧部分 2 b を本 体部分 2 と 結合 し て構成 した り 、 2 つの こ ろ が り 軸受 ク ラ ッ チを軸 4 上 ·に対向 し て配置 し複列以上 と して使用す る こ と も 可能であ る。
    [0079] 又、 第 1 図の実施例では内輪 1 を移動可能に し皿パネ 7 に よ り 付勢 し て い る が 、 内輪 1 は軸方向 に動かず外輪 2 を移動可能に して付勢する よ う な構成にする こ と も可 能であ る。
    [0080] 更に、 パネ受け リ ング 8 部分をス ラ ス トベア リ ングに すれば自 由 回転時の性能を向上 させる こ と ができ る。
    [0081] 第 2 図において、 コ ロ 3 は内輪 1 上に中心軸 6 を含む 断面か ら角度 j8 だけ傾けて配列 され、 各コ ロ 間は リ ティ ナー 1 1 に よ リ それぞれの位置を保持 され、 互いに接触 しなレヽ よ う に さ れてレヽ る。 こ の よ う にする と 、 互いに同 方向 に 自 転する 隣接 した コ 口 同士が互いに反対方向の接 線速度を も っ て衝突する こ と がな く 、 コ ロ 3 の 自 転、 公 転が滑ら かになる。
    [0082] 次に コ ロ 3 と 内輪 1 及び外輪 2 と が線接触する ために 必要 と なる 内外輪軌道面 1 a 、 2 a の形状について説明 する。
    [0083] 第 3 図乃至第 5 図はこれを求め る ための説明図でぁ リ 、 コ ロ 3 が円筒コ ロ であ る 場合を示す。
    [0084] 先ず第 3 図は、 X — Y — Z 座標において、 コ ロ 3 を、 その 中心軸 3 a が Y軸上原点 O か ら距離 F の位置で Y軸 を通 リ X — Z 平面に平行で X — Y平面に対 して角度 iS だ け傾斜 さ せて置いた状態を示す斜視図であ る 。 —こ の場合、 X軸は内外輪 1 、 2 の共通の 中心軸 6 を示す。 そ して、 コ ロ 3 の断面 3 b はコ ロ 3 を X軸上任意の距離 X の位置 で Y — Z 平面に平行な面で切 っ た断面を示 し 、 点 U c 、
    [0085] U ' c はそれぞれ、 そ の面の コ ロ 3 の 中心 P c カゝ ら X軸 及び X — Z 平面に下ろ し た垂線の X軸及び X — Z 平面へ の交点であ る。 こ の場合、 原点 O と U ' c と を通 る 線 3 a ' は コ 口 の中心軸 3 a を X — Z 平面へ投影 した線にな リ 、 X軸 と は角度 /3 を なす。 本図カゝ ら 明 ら かな よ う に
    [0086] U c U ' c = X t a η β 、 Ρ c U ' c F
    [0087] であ る 力 ら 、 X軸であ る 中心軸 6 力 ら コ ロ 3 の 中心 P c ま での距離を P c U c = y c と する と 、
    [0088] y c 2 = F 2 + ( x t an β ) 2 従っ て y c 2 / F 2 - x 2 / ( F /t an j8 ) 2 = 1 · · ( 1 ) 式 （ 1 ) は双曲線を示す式であ る 力ゝ ら 、 コ ロ 3 の軸心 従っ て 内外輪 1 、 2 で形成す る 軸道の 中心線は中心軸 6 に対 し て双曲線であ る 。
    [0089] 第 4 図は、 上記に よ う に配置 した コ ロ 3 に対 して 内外 輪 1 、 2 が接触す る状態を説明する た めの図であ る 。
    [0090] 前記の コ ロ 3 の 中心点 P c を通 リ 、 コ ロ 3 の軸心 3 a に直角 な面 と X軸 と の交点を Q と する 。 こ の Q 点 を 中心 と し て コ ロ 3 に内接及び外接する球 S i 及び S o を考え る と （第 4 図では外接する 球 S o を 図示） 、 コ ロ 3 と 球
    [0091] S i 及び S o と の接点 P i 、 P o は垂線 Q P c 上に あ る こ と にな リ 、 P c 点カゝ ら それぞれコ ロ 3 の半径 r だけ離 れた位置にな る 。 従っ て、 Q P c = R と すれば、 球 S i S o の半径はそれぞれ R — r 、 R + r と な る。
    [0092] 点 P ί 及ぴ P ο を通 リ Υ — Ζ 面に平行な面 と X軸 と の 交点をそれぞれ U i 及び U o と する と （第 5 図参照） 、
    [0093] P U 及び P o U o はそれぞれ点 P i 及び点 P o 力 ら
    [0094] X軸までの距離を示 し 、 原点 0 か ら 距離 O U i 及ぴ O U "3"はそれぞれ点 P i 及び点 P 0 の X軸上の座標を示すこ と になる
    [0095] 従っ て、 O U = X O U 0 = 0 P U i = y i 、 P o U o = y o 、 と する と x i と y i 及び x o と y o の関係が式 F ( x i 、 y i ) 及ぴ F ( x o 、 y o ) が それぞれ内外輪の軌道面 1 a 、 2 a の曲面形状を表す式 と な る。
    [0096] 第 5 図は こ の 関係を求め ろ た めの 関連部分の拡大図で あ る
    [0097] R を示す Q P c は、 軸 3 a に直角 でぁ リ 且つ点 U ' c は点 P c 力 ら X — Z 面への垂線が同面 と 交わ る 点であ る か ら 、 じ 0 は軸 3 & ' と 直角 をなす。 従って
    [0098] O Q = ( X /cos β ) /cos β = x / cos" i8
    [0099] R 2 = F 2 十 { ( x Zcos ) s in β } 2
    [0100] = F 2 + x 2t an2 β / cos 2 3
    [0101] 次に Z Q P c U c = «i« と する と 、 A Q P c U c は直角 三角 形で あ る か ら 、 s;竹^:皿一 Xta^ ——
    [0102] と な る 。 一方 、 P c P i = P c P o = r で且つ A Q P i U i 及び A Q P o U o は共に Δ Ο Ρ c U c と 相似形であ る 力 ら 、 乂 ,' (
    [0103] Xo - - (Β>
    [0104] /c- ^ O- ,ひ o - / + p2†x (ιャ x2 " ) ·. ( と なる。 そ して これ ら の式力 ら 、 関係式 F ( x i 、 y i )
    [0105] F ( X o 、 y o ) は
    [0106]
    [0107]
    [0108] と なる。 これ ら の式は、 内外輪軌道面 l a 、 2 a の 曲面 形状を表す式であ る が、 二次曲面以上の特性を示すこ と はでき ない . こ 二 で （ X i — X ) と （ y i — y ) 及び ( x o - x ) と （ y o — y c ) のそれぞれの比率を求め る と 、 式 （ 2 ) 乃至 （ 5 ) 力 ら 、
    [0109] ^ー = s i . =一 L
    [0110] ■^ι^: -" 、4 y c と の 関係は （ 1 ) 式か ら 双曲線でぁ リ 、 且つ上式で t an2 /3 は定数であ る 力 ら 、 X i と y i と の 関係及び x o と y o と の 関係は双曲線でぁ リ 、 従っ て内外輪軌道面 1 a 、 2 a は共通の 中心軸 6 を 中心 と し た単葉回転双曲面 であ る。
    [0111] 例 えば内外輪軌道をそれぞれ双曲線の式
    [0112] y 1 a l 2 _
    [0113] X 1 b i
    [0114] y o a o X 0 bo2 =
    [0115] と おいて 、 F = 9 、 r = 1.5 、 β 5 ° と して実際に 計算する と 、 a b i 、 a o 、 b o の値はそれぞれ約
    [0116] 7.5、 3 0 . 1、 0 .5、 3 7 と な リ 、 内外輪軌道面は単 葉回転双曲面 と し て与え られる 。
    [0117] 以上コ ロ 3 が 円筒 コ 口 の場合の内外輪の軌道形状につ いて説明 したが 、 コ ロ を 円筒形状に代えて 、 単葉回転 双曲面か ら な る長 さ 方向 に対称な鼓形又は太鼓形にする こ と ができ る の場合には、 内外輪軌道面 l a 、 2 a は共に単葉回転双曲面に な る 。
    [0118] なお、 以上の実施例の こ ろ が リ 軸受 ク ラ ッ チでは、 コ 口 3 を一体の も の と して い る が 、 こ れを軸方向 に複数の も の に分割する こ と がで き る 。 こ の よ う にすれば、 更に 自 由 回転時の性能が向上する 。 即ち 、 こ ろ が り 抵抗が減 少 し 、 ス キ ュー性が良 く な り ァ ラ イ メ ン ト ゃ加工精度へ の適応性が増す。
    [0119] 第 6 図及ぴ第 7 図は、 入出力側が軸方向に移動 しない 状態で使用でき る こ ろ が リ 軸受ク ラ ツ チの実施例を示す 內輸 1 と 外輪 2 と の間は軌道 9 にな っ ていて、 円筒 コ 口 3 が軌道 9 内で リ ティ ナ一 1 1 に よ リ 保持 されている 外輪 2 の一端側であっ て内輪 1 の一端側上には、 軸受 と してのス ラ ス ト ベア リ ング 1 3 を介 して ト ルク を伝達 する入出力 回転体の一例であ る ハ ウ ジング 1 4 が設け ら れてレヽ る 。 ハ ウ ジ ン グ 1 4 は、 ス ラ ス ト ベア リ ン グ 1 3 に よ リ 内輪 1 に対 して軸方向位置を一定に回転 自 在に取 リ 付け られてい る。 又、 ハウ ジング 1 4 は ト ルク 伝達ピ ン 1 5 (第 6 図） 、 イ ンボ リ ユー ト ス プ ラ イ ン 1 6 (第 7 図） 又はボールス プラ イ ン （図示せず） 等の ト ルク伝 達手段に よ リ 外輪 2 と 一体と し て回転する よ う に結合 さ れてい る。 付勢手段 と しての予圧パネであ る コ イ ノレ スプ リ ング又は皿バネ 7 は、 ハ ウ ジ ング 1 4 と 外輪 2 と の間 に設け られ外輪 2 に予圧力 を与えてい る。
    [0120] こ の よ う な構造にすれば、 内輪 1 又はハ ウ ジン グ 1 4 をそれぞれ入力側又は出力側 と して使用する 場合におい て、 入力側及び出力側の軸方向の変位が許容 されない場 合に対して も こ ろ カ リ 軸受ク ラ ッ チ と して使用する こ と ができ 、 汎用性の あ る も の と する こ と ができ る。 第 6 図及び第 7 図では、 外輪側にハ ウ ジ ン グを設 けた 例について示 し たが、 入出力回転体を 内輪 1 の ト ル ク を 伝達する よ う に結合する こ と も 可能であ る 。
    [0121] 以上の如 く 、 本発明 の こ ろ 力 S リ 軸受 ク ラ ッ チでは、 コ 口 3 を 内外輪の軸線 6 を含む面に対 して最初か ら傾斜 さ せ、 内外輪の相対回転時には、 コ ロ 3 が両軌道面 l a 、 2 a に対 して安定 した線接触を維持 して 自 転 しつつ 内外 輪に対 して公転す る ので、 良好な荷重分布が得 ら れ る。 そ して こ の場合、 コ ロ 3 に寸法誤差が あっ た リ ス タ ー ト 時の皿バネ 7 に よ る 予圧力 に差があ っ て も 、 コ ロ 3 は 自 ら傾き を変え る こ と がで き る ので、 各々 の コ 口 が全て荷 重の支持に参画する こ と にな リ 、 自 動的に均一な荷重分 布が達成 さ れる 。 従っ て本ク ラ ッ チでは、 一般的加工精 度で製作 し てお け ば、 計算通 リ の荷重が得 ら れ、 均一な ク ラ ッ チが行われる こ と にな る 。
    [0122] 又、 コ ロ 3 は 自 転 ' 公転に ょ リ フ リ ー回転時に はベア リ ン グの転動体 と して の作用 を な し、 逆転ク ラ ッ チ時に は付勢手段の作用 と コ 口 の 自 動調心作用 に ょ リ 全て の コ 口 が直ち に ク ラ ッ チ作用 をす る の で 、 内外輪軌道の変形 ゃ コ ロ 又は軌道面 に摩耗が生 じて も 、 内輪 1 も し く は外 輪 2 又は コ ロ 3 が軸方向 に変位する だけで、 ク ラ ッ チ作 用 には何 ら影響を受け る こ と はない。 従っ て 、 内外圧に 対する 剛性を確保すため に内外輪の 肉圧を特別に増加 し た リ 、 摩耗に対 して特別の考慮を払っ た リ する必要がな く 、 ク ラ ッ チを軽量で コ ンパク ト な構造にする こ と がで き る。
    [0123] 更に本こ ろが リ 軸受ク ラ ツ チでは、 コ 口 の ラ ジアル方 向断面が一般の コ 口軸受の場合 と 同様に全て 円 で形成 さ れてい る ので、 許容面圧の計算に当 たっ ては軸受 と 同 じ 計算式及ぴ計算上の諸係数を採用する こ と ができ る。
    [0124] 〔発 明 の 効 果〕
    [0125] 以上の如 く 、 本発明 に よれば、 請求項 1 又は 2 の発明 においては、 フ リ ー回転時の こ ろが リ 軸受 と しての作用 ， 逆転時の ク ラ ツ チ作用及びこ の 間の回転体の 自 動調心作 用 よ リ 、 特別に加工精度を上げな く て も又外力や摩耗 等の諸外的条件の変化があ っ て も均一な荷重分布を達成 する こ と ができ 、 定格荷重が大き く 寿命が長 く 滑ち かな 自 由 回転に よ る 安定 した動作が得られる ク ラ ッ チ と する こ と ができ る。 又、 ク ラ ッ チ 自 体が軸受 と して用 レヽ られ る ので、 軸に別の軸受を設け る こ と を要 しな い。 更に、 軸線方向の何れの側に も 中間回転体の軸線方向の動き を 停止 させる環状部材を設ける こ と に よ リ 、 自 由 回転及び 自 由 回転 Z逆転ク ラ ッ チの繰 リ 返 し運転も 可能 と な っ て い る 。 請求項 3 の発明 において は、 上記に加えて 、 中 間回転 体を軸方向 に分割する の で 、 自 動調心性が 良 く な る 等に よ リ 更に 自 由 回転時の性能を 向上 さ せる こ と がで き る。
    [0126] 求項 4 又は 5 の発明 においては、 上記請求項 1 又は
    [0127] 3 の発明 の効果に加えて 、 入出力回転体が入力側又は出 力側 と な る 内側回転体又は外側回転体に対 して軸方向 に 変位 し な い ので 、 入出力側の軸方向変位が許容 さ れない 場合に も こ ろが リ 軸受 ク ラ ッ チ と して使用する こ と がで き 、 その汎用性が 向上する 。
    权利要求:
    Claims

    請 求 の 範 囲
    ) 内側回転体 と 、 外側回転体と 、 中間回転体 と 、 付 勢手段 と 、 を有 し、
    前記内側回転体は、 1 軸線ま わ リ の単葉回転双曲 面をなす内側軌道面を備え、 前記外側回転体は、 前記軸線と 同一軸線ま わ リ の単葉回転双曲面をなす 外側軌道面を備え、
    前記内側軌道面 と 前記外側軌道面 と は相対向 して 軌道を形成 し、
    前記中間回転体は、 こ ろが リ 面が円筒形状でぁ リ ， 前記軌道において該中間回転体の 中心軸を前記軸線 を含む断面か ら一定角度傾斜 して前記軌道の 円周方 向に複数個配設 さ れ、 該中間回転体の表面は前記内 側軌道面と 前記外側軌道面 と に線状に接触 し 、
    前記付勢手段は、 前記内側回転体又は前記外側回 転体の何れかを、 前記軸線方向であっ て前記軌道の 間隔を狭く す る方向 に付勢 し、
    前記内側回転体 と 前記外側回転体と は、 前記軸線 方向 にぉレ、てそれぞれ反対方向側に前記中間回転体 の前記軸線方向の動き を停止 させる環状部材を備え てい る 、
    こ と を特徴と する こ ろ 力 s リ 軸受ク ラ ッ チ。
    ( 2 ) 前記 中間回転体は、 円筒形状であ る こ と に代えて 長 さ 方向に対称な鼓形又は太鼓形でぁ リ 、 該中 間回 転体の表面は、 該中 間回転体の 中心軸ま わ リ の単葉 回転双曲面であ る こ と を特徴 と する請求項 1 に記载 の こ ろ 力 S リ 軸受ク ラ ッ チ。
    ( 3 ) 前記 中間回転体は、 前記 中心軸方向 に複数に分割 さ れて いる こ と を特徴 と する請求項 1 及び 2 に記載 の こ ろ カ リ 軸受ク ラ ッ チ。
    ( 4 ) ト ル ク を伝達する た め の入出力 回転体を備 え 、 該 入出力 回転体は、 前記外側回転体の一端側であ っ て 前記内側回転体の一端側上に該内側回転体か ら軸受 を介 して該内側回転体に対 して軸方向の一定位置で 相対的に回転 自 在に取 リ 付け ら れ、 前記外側回転体 と の間で ト ル ク を伝達する ト ル ク 伝達手段に ょ リ 該 外側回転体 と 結合 さ れて いて、
    前記付勢手段は、 前記入出力 回転体 と 前記外側回 転体 と の間 に設け られ、 該外側回転体を前記軸線方 向であ っ て前記軌道の間隔を狭 く する 方向 に付勢す る 、
    こ と を特徴 と する請求項 1 乃至 3 に記載の こ ろが リ 軸受 ク ラ ッ チ。
    ( 5 ) ト ル ク を伝達する た め の入出力 回転体を備え 、 該 入出力回転体は、 前記内側回転体の一端側であ っ て 前記外側回転体の一端側内に該外側回転体か ら軸受 を介 して該外側回転体に対 して軸方向 の一定位置で 相対的に回転自在に取 リ 付け られ、 前記内側回転体 と の間で ト ルク を伝達する トルク 伝達手段に ょ リ 該 内側回転体 と結合 さ れて い て 、
    前記付勢手段は、 前記入出力 回転体 と 前記内側回 転体 と の間に設け られ、 該内側回転体を前記軸線方 向であっ て前記軌道の間隔を狭く する 方向に付勢す る 、
    こ と を特徵 と する請求項 1 乃至 3 に記載の こ ろが リ 軸受ク ラ ッチ。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    EP0511390A4|1993-05-19|
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    AU651385B2|1994-07-21|
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    CA2074259A1|1992-05-22|
    EP0511390A1|1992-11-04|
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1992-06-11| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AU CA KR NO SU US |
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    1992-07-10| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1991917821 Country of ref document: EP |
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    优先权:
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