旋转工作型单向离合器 【技术领域】
本发明涉及一种用于自动摩托车或摩托雪撬的旋转工作型单向离合器，并且当转数大于预定值时也起到单向离合器的作用。
背景技术
一般而言，单向离合器包括互相相对旋转的外圈和内圈，并且被设计成通过接合挡圈或滚子而使得转矩仅沿单向传送，所述挡圈或滚子用于将所述转矩在所述外圈与内圈之间进行传送，在所述外圈或内圈的导轨面上设有一凸轮面，并且在相反的方向上进行空转。
在这类单向离合器中，公知单向离合器的滚子设置于内圈或外圈内所设的凹口部(凹进部)内，并且根据旋转方向，通过楔作用将旋转锁定，所述楔作用通过于所述凹口部内将滚子与楔块接合得以实现。
例如，日本专利公告No.53-8019(1978)公开了一种装置，其中，滚子被置于一外圈内所设的凹进部内，并且当外圈按顺时针方向旋转时，滚子通过楔作用被锁定于凹进部内，从而锁定外圈相对于内圈的旋转。
另外，日本专利申请公开文本No.52-100045(1977)公开了一种装置，其中，一滚子及一辅助滚子被置于一外圈与一输入耦合之间，从而，如果转数大于预定值，辅助滚子将由离心力而推至滚子上。在这种情况下，当该推动力引起一预定方向的旋转运动时，滚子可通过楔作用而被锁定，从而实现单向离合器的功能。
上述日本专利公告No.53-8019所公开的装置为一种使用滚子的常规或标准单向离合器，并且该装置未设计成按转数来实现锁定的形式。
此外，上述日本专利申请公开文本No.52-100045所公开的装置是按转数来实现锁定的。尽管如此，由于用于确定辅助滚子工作范围的延伸孔被设置于一与外圈有所不同的部件中，所以设备难以获得所期望的尺寸精度，并且零件的数目也要增加。更进一步而言，由于担心辅助滚子被延伸孔绊住，所以需设置一用于推动滚子的平板或一夹持传送部件，由此而需要一弹簧安装空间，从而限制了装置直径的减少。
此外，在一盘簧被用作滚子偏压弹簧的保持架内，难以在有限空间内将盘簧的弹簧常数调至一较小值，并且盘簧可能比摺式弹簧昂贵。
【发明内容】
因此，本发明的目的在于提供一种旋转工作型单向离合器，其零件数目可得以减少，价格低廉，其弹簧常数可设置为一较小值，易于实现所期望的尺寸精度，重力部件可不被挡住，并且可在一有限地空间内实现该设计方案。
为实现上述目的，本发明提供了一种旋转工作型单向离合器，包括一具有一圆柱形内周面的外圈，一其上形成有一凸轮面的内圈，一用于在外圈与内圈之间传送转矩的滚动部件，一用于偏压滚动部件的偏压弹簧，以及一重力部件，用于在通过离心力抵抗偏压弹簧的偏压力时，将滚动部件朝接合方向推动，以及在其中，外圈与内圈之间设有一保持架，用于容纳滚动部件、重力部件及偏压弹簧，并且所述保持架设有一用于引导重力部件运动的重力部件作用面。
此外，本发明提供了一种旋转工作型单向离合器，包括一具有一圆柱形内周面的外圈，一其上形成有一凸轮面的内圈，一用于在外圈与内圈之间传送转矩的滚动部件，一用于偏压滚动部件的偏压弹簧，以及一重力部件，用于在通过离心力抵抗偏压弹簧的偏压力时，将滚动部件朝接合方向推动，以及在其中，内圈的外周面上设有一凹进部，用于部分容纳重力部件。
此外，本发明提供了一种旋转工作型单向离合器，包括一具有一圆柱形内周面的外圈，一其上形成有一凸轮面的内圈，一用于在外圈与内圈之间传送转矩的滚动部件，一用于偏压滚动部件的偏压弹簧，以及一重力部件，用于在通过离心力抵抗偏压弹簧的偏压力时，将滚动部件朝接合方向推动。并且其中，在外圈与内圈之间设有一用于容纳滚动部件、重力部件及偏压弹簧的保持架，或设有一限制滚动部件轴向运动的侧板，而所述保持架或侧板设有一轴向通孔。
更进一步，本发明提供了一旋转工作型单向离合器，包括一具有一圆柱形内周面的外圈，一凸轮面形成于其上的一内圈，一用于在外圈与内圈之间传送转矩的滚动部件，一用于偏压滚动部件的偏压弹簧，以及一重力部件，用于在通过离心力抵抗偏压弹簧的偏压力时，将滚动部件朝接合方向推动。并且在其中，所述重力部件与内圈沿直线接触。
根据上述本发明，可实现如下效果。
由于偏压弹簧将滚动部件相对于凸轮面沿非接合方向进行偏压，并且设置了一重力部件，用于在通过离心力抵抗偏压弹簧的偏压力时，将滚动部件相对于凸轮面朝接合方向推进，因此，这种旋转工作型单向离合器的零件数目可得以减少，价格低廉，其弹簧常数可调至一较小值，易于实现所期望的尺寸精度，重力部件可不被卡住，并且该设计方案可在一有限空间内实现。
另外，本发明还可达到如下特殊效果。
根据本发明，重力部件可实现平稳运转。此外，造价可降低。例如，在内圈内设有凹口部的情况下，尽管与凹口部相应的部分必须通过磨光、切割和/或金属线切割方式进行消除，但是由于与所述凹口部相对应的部分体积很大，所以运行时间变得很长并且易出现因热处理而引起的变形。另外，凸轮面所需要的高精度范围可减小。此外，可容纳一较大的重力部件，单向离合器的润滑能力可得以提高。并且，运行可更为方便，而生产能力得以提高。
本发明的装置可排除滚动部件在非工作状态下的额外动作。运行可更为方便，且生产能力提高。保持架的强度可获得平衡。
在本说明书中，术语“旋转工作型”是指单向离合器确实可在大于预定转数的转速范围内实现其功能。不过，单向离合器也可在低转速范围内和/或小于预定转数的转速范围内实现其功能。此外，“预定转数”可根据重力部件的质量、重力部件与内圈中心之间的距离、以及重力部件作用面的倾斜角自行确定。
附图简要说明
图1为本发明第一具体实施方式的旋转工作型单向离合器的正面图。
图2为由本发明第一具体实施方式的外径侧所视的凹口部概图；
图3为本发明第一具体实施方式的旋转工作型单向离合器的轴向截面图；
图4为本发明第一具体实施方式中，滚子及重力部件在非旋转状态下以及在低速旋转期间的视图；
图5为本发明第一具体实施方式中，滚子及重力部件在运行状态(接合状态)下的视图；
图6为本发明第二具体实施方式的旋转工作型单向离合器的正面图；
图7为本发明第二具体实施方式的旋转工作型单向离合器的轴向截面图；
图8为本发明第二具体实施方式中，滚子及重力部件在非旋转状态下以及在低速旋转期间的视图；
图9为本发明第二具体实施方式中，滚子及重力部件在运行状态(接合状态)下的视图；
图10为本发明第二具体实施方式中，保持架(第一板)的展开图；
图11为本发明第二具体实施方式中，保持架(第二板)的展开图；
图12为由本发明第二具体实施方式的外径侧所视的凹口部的概图；以及
图13为本发明第二具体实施方式中，摺状弹簧附属部的正面图。
【具体实施方式】
下面，将参照附图对本发明的具体实施方式进行充分地说明。在附图中，相同的部件以同一附图标记标明。
(第一具体实施方式)
首先，将解释本发明的第一具体实施方式。图1示出了本发明第一具体实施方式的旋转工作型单向离合器30的正面图，而图2则示出了由第一具体实施方式的外径侧所视的一凹口部的概图。
滚子37、重力部件(weight member)38以及摺状弹簧(accordionspring)35构成了单向离合器的一部分，它们被容纳并被保持于保持架32内所设的一窗口部43内(参见图2和4)。
一置于外圈3与内圈2之间、大体为环形的保持架32为一保持架本体，并且在保持架32的轴端处设有一大体为环形的支承板34。支承板34通过保持架连接部33被固定于保持架32上。
在沿保持架32圆周方向等距离分布的每一窗口部43上，容纳有用于由外圈3侧对滚子37进行偏压的摺状弹簧35、用于在外圈3与内圈2之间传递转矩的滚子37、以及用于作用在滚子37上以将滚子37推向接合方向的重力部件38。当重力部件38未作用于滚子上时，重力部件38的一部分容纳于内圈2的外周面内所设的凹进部31内。沿着凹进部31的底面的画出的弧线的半径大于重力部件38的半径，并且重力部件38与凹进部31沿直线进行接触。通过这种设置，重力部件不会被凹进部31卡住，从而移动平稳，因此提高了装置的运转性能。
保持架32内设有各具有一放倒的U形的径向截面的凹入部36，并且与所述摺状弹簧35的用于偏压滚子37的端部相对的摺状弹簧35的一端装配于凹入部36内，并由其保持(参见图4)。
由图2可看出，保持架32的窗口部43通过沿轴向钻入保持架32同时保留一壁部而形成。窗口部43的轴向开口端由支承板34封闭。因此，容纳于窗口部43内的摺状弹簧35、滚子37及重力部件38由保持架32的壁面及支承板34沿轴向进行保持，并由外圈3及内圈2沿径向进行保持，从而这些部件不能由窗口部43移出。
图3示出了旋转工作型单向离合器30的轴向剖面图。可看出，支承板34通过保持架连接部33固定于保持架(cage)32上。此外，还可看出，滚子37在保持架32的壁部与支承板34之间具有一小间隙，并沿轴向被支承。
接下来，将参照图4和5对第一具体实施方式的旋转工作型单向离合器30的运转过程进行解释。图4示出了第一具体实施方式中，滚子及重力部件在非旋转状态以及低速度旋转期间的视图，而图5则示出了第一具体实施方式中，滚子及重力部件在运行状态(接合状态)下的视图。
下面将参照图4对第一具体实施方式的布置作更为详细的描述。保持架32包括装入多干凹槽45内的多个凸出部44，所述凹槽设于内圈2的外周表面内，并沿其圆周方向等距离布置。由于凸出部44被装入凹槽45内，所以保持架32与内圈2彼此之间不能相对转动。
重力部件作用面40形成于保持架32窗口部43的侧面之一上。当重力部件38受离心力作用时，重力部件沿重力部件作用面朝外径侧移动，以接触并推动滚子37，从而使滚子37移动直至接合位置。此外，在外径侧设有一滚子锁定部(滚动部件锁定部分)42，用于限制滚子37朝重力部件38方向的工作范围。在图示具体实施方式中，虽然重力部件作用面40及滚子锁定部42为连续设置，但也可不必连续设置。
在内圈2外周面内与重力部件作用面40及保持架32的滚子锁定部42相对的某一位置处，设有用于部分容纳重力部件38的凹进部31，并且凸轮面47作为滚子37的转矩传送面是与凹进部31邻接形成的。在图示具体实施方式中，虽然凹进部与凸轮面47为连续设置，但也可不必连续设置。
凹进部31之所以局部容纳重力部件38的原因在于将重力部件38的工作范围降至最小。
如图4所示，在非转动状态下以及低速转动(范围)期间，重力部件38位于凹进部的内径侧上，并且滚子37通过摺状弹簧35被推至滚子锁定部42上。此后，内圈2被转动。当内圈转速达到大于预定转数的高速度时，受离心力作用的重力部件38被移向外径侧，从而将滚子37移至凸轮面47的接合位置。在这种情况下，当内圈2相对于外圈3以领先方式按逆时针方向旋转时，转矩则被传送。图5示出了此运行情况。
(第二具体实施方式)
下面，将参照图6至13解释本发明的第二具体实施方式。在第二具体实施方式中，重力部件38、滚子37及摺状弹簧35之间的位置关系以及这些部件的运行情况基本上与第一具体实施方式相同。在第二具体实施方式中，保持架的形状与第一具体实施方式大为不同。
下面，将参照图10和11解释第二具体实施方式中所用的保持架。图10示出了第二具体实施方式中保持架50的第一板60的展开图，以及图11示出了第二具体实施方式中保持架50的第二板70的展开图。
在第二具体实施方式中，保持架50通过冲切板状钢板而形成第一及第二板。图10示出了第一板的展开图。第一板60包括由一大致的环形体66沿径向延伸的多个凸出部。每个凸出部为一第一柱状部51，其中形成一用于连接摺状弹簧35的开孔62。多个与保持架的凹口部或窗口部相连并与外部相连的开孔67形成于环形体66的外周面内。单向离合器内产生的金属粉末及杂质，以及润滑油内的污物可通过开孔67排放至外部。该开孔可形成于一侧板(未示出)而不是保持架内。此外，开孔数目可随意选取，并且可不必设置多个开孔。
后面将描述的用于连接至第二板70的夹紧孔(clamping hole)64形成于环形体66内。此外，用于将保持架50固定至内圈2上的两个接合凸出部65设置于环形体66的内径侧处。优选地，凸出部、夹紧孔64及接合凸出部65沿圆周方向等距离布置。接合凸出部65安装于内圈2的凹槽54内，以将整个保持架固定于内圈2上。
图11示出了第二板70的展开图。第二板70包括由一大致的环形体75沿径向延伸的多个凸出部。每个凸出部包括一第二柱形部72及一堵缝突出部(caulking projection)71，并且一重力部件作用面52(下文所述)形成于第二柱形部72与突出部71之间。
用于将保持架51固定至内圈2上的两个接合凸出部74设置于环形体75的内径侧上。优选地，凸出部与接合凸出部74沿圆周方向等距离布置。第二具体实施方式的保持架50(参照图6和7)通过将第一板60及第二板70弯曲至所期望的形状，然后将二者连接在一起而获得。
下面，将参照图6至13对第二具体实施方式的旋转工作型单向离合器80进行充分解释。图6示出了本发明第二具体实施方式的旋转工作型单向离合器80的正面图，以及图7示出了第二具体实施方式的旋转工作型单向离合器80的轴向截面图；此外，图8示出了第二具体实施方式中，滚子及重力部件在非转动状态下以及低速度转动期间的视图，而图9则示出了第二具体实施方式中，滚子及重力部件在运行状态(接合状态)下的视图。
在图6中，内圈2外周面上所设置的凸轮面47基本上与第一具体实施方式相同。第二具体实施方式与第一具体实施方式的不同之处在于，用于重力部件38的工作表面是在第一或第二板上所设的凸出部内形成的，所述第一或第二板构成保持架50。
通过将第二板70的堵缝突出部71装入第一板60的夹紧孔64内并实行堵缝，保持架50通过连接部53形成。第二板70的凸出部被弯曲至外圈3内周面上的位置处，从而形成与径向成预定倾斜角的重力部件作用面52。
图7为图6的轴向剖面图。可以看出，保持架50包括第一板60及第二板70。
下面，将参照图8和9说明第二具体实施方式的单向离合器80的运行情况。其基本运行情况与第一具体实施方式相同。如图8所示，在非转动状态下及低速度转动期间，重力部件38位于凹进部31的内径侧上，并且滚子37由摺状弹簧35被推向非接合方向。
此后，内圈2被转动。当内圈的转速达到大于预定转数的高速度时，受离心力作用的重力部件38沿重力部件作用面52被移向外径侧，从而将滚子37移至凸轮面47的接合位置。在这种情况下，当内圈2相对于外圈3以领先方式按逆时针方向旋转时，转矩则被传送。图9示出了该运行情况。
保持架50与摺状弹簧35之间的关系如下。图12示出了由第二具体实施方式的外径侧所视的一凹口部的概图。图13示出了本发明第二具体实施方式中，一摺状弹簧附属部的正面图。
如图12所示，摺状弹簧35的末端为一邻接部58，用于推动滚子37，而摺状弹簧35的始端则为一连接部57。摺状弹簧35通过靠连接部57夹住第一柱形部51而被固定于保持架50上。此外，摺状弹簧35还通过将在该连接部上的凸出部56与开孔62接合而被稳定地固定。
图13示出了摺状弹簧35连接部57的连接状态，并且可看出，设于连接部57末端的凸出部56被装配入保持架第一板60的开孔62内。
第二具体实施方式可降低制造成本。
顺便提及，虽然认为重力部件可由钢、铜、合金钢、铝或合成树脂制成，但是，当重力部件由高比重材料，如钢制成时，由于作用于单位面积上的离心力变得很大，即使装置较为紧凑时，接合也可在低速度旋转期间实现。此外，重力部件38的直径可减小。
在上述具体实施方式中，虽然所说明的实施例是将圆柱形滚子用作滚动部件而置于凹口部内，但也可将一球体用作滚动部件。此外，重力部件可为一球体而非圆柱形滚子。另外，就滚动部件与重力部件的组合而言，这两种部件均可为滚子或球体，或者这些部件中的一种可为滚子，而另一种可为球体。
此外，在上述具体实施方式中，虽然多个凹口部是沿圆周方向设置的，但是凹口部的数量可根据所需最大转矩等而变化，例如可设置四或六个而非八个凹口部。无论如何，不管凹口部的数量为多少，凹口部均优选地沿圆周方向等距离布置。
此外，在第一及第二具体实施方式中，虽然所说明的实施例为滚子与重力部件的直径基本相同，但是，这些直径并非必须相同，可根据使用情况(例如，有效运转状态下的转数范围)而自行调整。