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 presenting means) 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。