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单向离合器

阅读：982发布：2020-05-11

专利汇可以提供单向离合器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种小型且容许转矩大、生产率优良的单向离合器。单向离合器（10）具备外圈（12）、内圈（20）以及凸轮保持架（30）。凸轮保持架（30）包括一对隔离圈（32、32），并且在隔离圈（32）一体形成有用于制止凸轮（38）转动的阻挡部（32a），因此能削减部件件数，确保凸轮保持架（30）在周方向上的空间，并能增设凸轮（38）。，下面是单向离合器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种单向离合器，其特征在于，具备：
外圈；
内圈，其在外周面上具有两个平行的环状槽；
挡圈，其嵌接在所述环状槽；
凸轮保持架，其通过一对隔离圈构成，该隔离圈并列设置在所述环状槽之间的所述内圈的外周面上，并通过多个栓销来保持一定间隔；
被所述凸轮保持架支撑的凸轮以及受扭螺旋弹簧，所述受扭螺旋弹簧向该凸轮与所述内圈以及外圈卡合的方向对该凸轮施力；
旋转同步部，其设在所述隔离圈，用于保持所述内圈和所述凸轮保持架的旋转同步，并与所述挡圈卡合；
阻挡部，其与所述隔离圈一体形成，并用于制止所述凸轮的转动。
2.权利要求1所述的单向离合器，其中，所述旋转同步部与所述隔离圈一体形成。
3.权利要求1或2所述的单向离合器，其中，将所述栓销兼作所述阻挡部。

说明书全文

单向离合器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种离心力拉起式（lift-offtype）单向离合器。

背景技术

[0002] 离心力拉起式单向离合器（以下，有时简称为“单向离合器”）具备内圈、安装于内圈的凸轮保持架（cam cage）、被凸轮保持架轴支撑的凸轮（cam）以及外圈，其中内圈和凸轮保持架以相同方向旋转的方式构成。当组装单向离合器时，被受扭螺旋弹簧施力的多个凸轮以被挤压于内圈的外周面和外圈的内周面的方式接触。如果连结于内圈的驱动轴向其中一个方向旋转，则凸轮在外圈的内周面上打滑，因此内圈会相对于外圈进行空转。而且，如果驱动轴向相同方向高速旋转，则离心力以对抗受扭螺旋弹簧的施力方向的方式作用于凸轮重心，该凸轮重心位于偏离轴支撑凸轮的轴中心的位置，并以超过其弹性力的方式作用，从而使凸轮转动，在凸轮与内圈的外周面和外圈的内周面之间产生间隙，因此凸轮与内圈的外周面和外圈的内周面之间不产生摩擦，从而内圈相对于外圈进行空转。此时，在凸轮能与内圈的外周面和外圈的内周面保持非接触状态的位置上，凸轮的转动被阻挡部停止。而且，凸轮受到受扭螺旋弹簧的施力，因此当驱动轴低速转动或停止转动时，返回组装时的状态。另一方面，如果驱动轴欲向反方向旋转，则凸轮因其与外圈内周面之间的摩擦，受到与施力构件施力方向相同方向的转矩（torque），凸轮被进一步挤压于内圈的外周面和外圈的内周面，因此来自驱动轴的转矩通过凸轮与内圈外周面和外圈内周面之间的摩擦经由内圈和凸轮传递至外圈。下面，为了便于说明，将转矩从内圈传向外圈的情况称为“导通（on）状态”，将内圈相对于外圈进行空转的情况称为“断开（off）状态”。

[0003] 这种离心力拉起式单向离合器的作用大体分为两种。第一种用途是：内圈连接于驱动轴，外圈连接于从动轴，通常运转时呈导通状态，并从内圈向外圈进行转矩的传递，另一方面，当连接于内圈的驱动轴进行反转或者连接于外圈的从动轴处于越限（overrun）状态时，形成断开状态，以使内圈和外圈之间不能传递转矩。另外，第二种用途是：内圈连接于机械类的驱动轴，外圈以不能旋转的方式被固定，并且通常运转时能够使驱动轴在断开状态下旋转，另一方面，在驱动轴停止时形成为导通状态，由此防止由外力引起的驱动轴的反转。作为具体例子可以列举滑雪缆车或倾斜输送机（conveyor）的使用例。

[0004] 对离心力拉起式单向离合器而言，当驱动轴在断开状态下进行高速旋转时，由离心力而在凸轮与外圈内面和内圈外面之间产生间隙，因此能防止由凸轮、外圈以及内圈的摩擦而引起的的磨损、烧结，另外，与滚子单向轮（roller free wheel）这种其他单向离合器相比，其具有导通状态下的容许转矩（以下，有时简称为“容许转矩”）大的优点。

[0005] 作为这种离心力拉起式单向离合器的例子，可以列举下面例子。

[0006] 现有技术文献

[0007] 专利文献

[0008] 专利文献1：特开昭49－13551号公报

[0009] 专利文献2：特开平9－151964号公报

[0010] 专利文献1公开了如下所述的单向离合器：在凸轮的两侧设有摩擦卡合于内圈的凸轮保持架，并且在凸轮和凸轮保持架之间插有插盘（間挿デイスク）的状态下，通过贯通凸轮和凸轮保持架的螺栓来轴支撑凸轮，其中凸轮通过受扭螺旋弹簧受到向卡合内圈和外圈的方向的作用力。此外，弹簧圈嵌合于内圈的槽，防止凸轮保持架的轴向移动。连结于内圈的驱动轴旋转时的动作如上所述。此外，当在断开状态下驱动轴进行高速旋转时，凸轮通过离心力直至与卡有受扭螺旋弹簧端部的栓销（pin）接触为止进行转动。即，栓销起到阻挡部的作用。

[0011] 专利文献2公开了如下所述的单向离合器：在凸轮保持架的外侧突出设置有作为旋转同步部的旋转同步用栓销，并且旋转同步用栓销设置在能够与嵌入于内圈设有的槽的挡圈相卡合位置。如果连结于内圈的驱动轴旋转，则挡圈与旋转同步用栓销接触，因此与驱动轴相同方向的转矩传向凸轮保持架。此外，被凸轮保持架轴支撑的凸轮通过受扭螺旋弹簧受到向内圈和外圈卡合的方向的作用力。连结于内圈的驱动轴进行旋转时的动作如上所述。此外，在断开状态下驱动轴高速旋转时，凸轮通过离心力直至与设置于凸轮保持架且卡有受扭螺旋弹簧端部的阻挡轴相接触为止进行转动。

发明内容

[0012] 发明所要解决的问题

[0013] 对专利文献1、2中的单向离合器而言，由于用于制止在断开状态下驱动轴高速旋转时的凸轮转动的栓销或阻挡轴需要与各凸轮相应的数量，因此不仅会增加部件件数，增加制造费用，而且在小型化、安装和维护工时的增加以及重量化上存在问题。而且，不仅凸轮轴用孔，连栓销或阻挡轴用孔也必须设在凸轮保持架，因此需要进行穿孔加工和倒角作业。尤其是，盘状部件的倒角作业一次只能完成一个，因此会花费加工费用和时间。另外，如专利文献2所述，旋转同步用栓销与凸轮保持架独立地另行设置，因此导致部件件数的增加，从而成为导致如上所述问题的主要原因。

[0014] 但是，凸轮与内圈以及外圈相接触的总长度越长，容许转矩就越大。因此，通过增加凸轮数量或者增大凸轮宽度，能增大容许转矩。但是，如果单纯地增大凸轮宽度，则会增加单向离合器的轴向尺寸，另外，即使要想增加凸轮数量，如果部件件数多，则需要容纳各部件的空间，并且不能确保用于增加凸轮的空间，因此不增加大小而增大容许转矩是有困难的。

[0015] 因此，本发明鉴于上述现有技术中的问题，其目的在于提供一种小型且容许转矩大、生产率优良的单向离合器。

[0016] 解决问题的方案

[0017] 本发明通过如下的单向离合器解决上述课题，其特征在于，具备：

[0018] 外圈；

[0019] 内圈，其在外周面上具有两个平行的环状槽；

[0020] 挡圈，其嵌接在所述环状槽；

[0021] 凸轮保持架，其通过一对隔离圈构成，该隔离圈并列设置在所述环状槽之间的所述内圈的外周面上，并通过多个栓销来保持一定间隔；

[0022] 被所述凸轮保持架支撑的凸轮以及受扭螺旋弹簧，所述受扭螺旋弹簧向该凸轮与所述内圈以及外圈卡合的方向对该凸轮施力；

[0023] 旋转同步部，其设在所述隔离圈，用于保持所述内圈和所述凸轮保持架的旋转同步，并与所述挡圈卡合；

[0024] 阻挡部，其与所述隔离圈一体形成，并用于制止所述凸轮的转动。

[0025] 另外，优选地，所述旋转同步部与所述隔离圈一体形成，并且将所述栓销兼作阻挡部。

[0026] 发明效果

[0027] 根据本发明，由于阻挡部与隔离圈一体形成，该阻挡部用于制止在断开状态下驱动轴高速旋转时的凸轮转动，因此不需要现有技术般与隔离圈相独立而形成的栓销或阻挡轴。由此，与现有技术相比，由于部件件数变少，因此能减少制造费用，能简便地进行组装或维护，进一步有助于轻型化。另外，与此同时，由于无需在凸轮保持架上加工栓销或阻挡轴用孔，因此能实现加工工时、费用以及时间的降低。另外，不再需要另行形成的栓销或阻挡轴，由此能缩小凸轮之间的距离，从而能够增加凸轮数量。因此，能以小于现有技术的轴向尺寸来实现容许转矩的增大。

[0028] 进而，如果在隔离圈一体形成用于保持内圈和凸轮保持架的旋转同步的、与挡圈卡合的旋转同步部，则无需现有技术般另外形成用于同步内圈和凸轮保持架的旋转的栓销，因此能得到与上述相同的效果。另外，如果采用将栓销兼作阻挡部的结构，则无需在设有栓销处设置阻挡部，因此能降低加工工时。附图说明

[0029] 图1是表示本发明第一实施方案的单向离合器的主视图。

[0030] 图2是沿图1的2-2线的纵剖面图。

[0031] 图3是用于单向离合器的受扭螺旋弹簧的主视图。

[0032] 图4是在本发明第一实施方案的单向离合器的内圈安装有凸轮保持架时的主视图。

[0033] 图5是本发明第一实施方案的单向离合器的凸轮保持架的主视图（部分剖面图）。

[0034] 图6是图5的A的放大图。

[0035] 图7是图5的B的放大图。

[0036] 图8是本发明第二实施方案的单向离合器的凸轮保持架的主要部分放大图（部分剖面图）。

[0037] 图9是本发明第三实施方案的单向离合器的凸轮保持架的主要部分放大图（部分剖面图）。

[0038] 图10是现有单向离合器的凸轮保持架的视图（部分剖面图）。

[0039] 图11是比较本发明单向离合器与现有单向离合器的轴向尺寸的图。

[0040] 附图标记说明

[0041] 10单向离合器

[0042] 12外圈

[0043] 20内圈

[0044] 24内圈的外周面

[0045] 26环状槽

[0046] 28挡圈

[0047] 28a挡圈的卡合部

[0048] 30凸轮保持架

[0049] 32隔离圈

[0050] 32a阻挡部

[0051] 32b旋转同步部

[0052] 32c内周侧凹部

[0053] 32d外周侧凹部

[0054] 34栓销

[0055] 38凸轮

[0056] 39受扭螺旋弹簧

具体实施方式

[0057] 以下，参照图1至11对本发明的实施方案进行说明。但是，本发明并不限于该实施方案。

[0058] 如图1所示，本发明第一实施方案的单向离合器10具备外圈12、内圈20以及凸轮保持架30。此外，在图1中，省略了凸轮保持架30的详细图示。内圈20具有轴孔22，驱动轴（省略图示）插入于该轴孔22中，由此其形成键连接。此外，当然，也可以通过键连接以外的方法连结驱动轴和内圈20。另一方面，外圈12或连接于从动轴（省略图示）或以不能旋转的方式被固定。

[0059] 图2是沿图1的2－2线的纵剖面图。凸轮保持架30位于外圈12和内圈20之间。凸轮保持架30以如下方式构成：用栓销34使隔离圈32、32保持一定的间隔，所述隔离圈32、32并列设置于内圈20两平行环状槽26、26之间的外周面24上。用螺栓35、35在隔离圈32、32的多处（图4中为三处）安装栓销34，另外，在形成于内圈20的环状槽26、26嵌入安装挡圈28、28，由此阻止凸轮保持架30在轴向的移动，从而凸轮保持架30以无法从内圈20脱离地安装。此外，隔离圈32并不限于从铁、钢材通过切削加工而制得，通过冲压加工制得也可，另外，只要满足强度，还可以使用工程塑料（engineering plastic）等树脂或者铝等非钢铁材料。

[0060] 另外，凸轮保持架30具备被隔离圈32、32轴支撑的凸轮38和向该凸轮38与内圈20和外圈12卡合的方向对该凸轮38施力的受扭螺旋弹簧39，组装时，通过受扭螺旋弹簧
39凸轮38受到被挤压于内圈20的外周面24和外圈12的内周面14的作用力。此外，凸轮
38的支撑轴36是如图2所示的贯通凸轮38的构件，初次之外，还可以作为枢轴（trunnion）与凸轮38一体形成。另外，受扭螺旋弹簧39是如图3（a）所示的形状，而且具有一个线圈部39a位于凸轮一侧侧部的结构，但也可以具有使用图3（b）所示的受扭螺旋弹簧39c，使两个线圈部39d、39d位于凸轮两侧侧部的结构。此外，使用如（a）所示的在一处具有线圈部39a的受扭螺旋弹簧39的方法能够确保隔离圈32、32之间的空间，因此优选。例如，受扭螺旋弹簧39将其一侧端部39b卡在设置于隔离圈32内周侧的卡止用凹部32e（参照图
5），并将另一侧端部39b卡在凸轮38，由此向凸轮38与内圈20和外圈12卡合的方向对凸轮38施力。另一方面，例如，受扭螺旋弹簧39c将其端部39e、39e卡在邻接的隔离圈32的卡止用凹部32e（参照图5），并将连接部39f卡在凸轮，由此向凸轮38与内圈2和外圈12卡合的方向对凸轮38施力。

[0061] 其次，如图2所示，挡圈28、28通过其弹性以贴紧于环状槽26的方式安装。此时，如图4所示，在挡圈28的卡合部28a设置有与隔离圈32形成一体且向环状槽26（参照图2）方向弯曲的旋转同步部32b，因此如果内圈20旋转，则挡圈28的卡合部28a与旋转同步部32b接触，由此与内圈20相同方向的转矩传向凸轮保持架30。此外，旋转同步部32b如上述那样与隔离圈32一体形成后，通过使其成为向环状槽26突出的突起的加工方式来形成，除此之外，在与隔离圈32一体形成之时就以使其成为向环状槽26突出的突起的方式形成也可。另外，旋转同步部32b和挡圈28之间的卡合部28a并不限于如挡圈28情况下的切槽部，只要旋转同步部32b可以卡合于挡圈，能够根据挡圈的形状进行变更。另外，就凸轮保持架30而言，如图5所示，旋转同步部32b可以在设置于隔离圈32内周侧的内周侧凹部32c处设置，并将一对隔离圈32、32中的至少一个向环状槽26弯曲。这样，通过设置内周侧凹部32c，能实现隔离圈32的轻型化。此外，根据挡圈的形状，隔离圈32能采用设置多个内周侧凹部32c、旋转同步部32b的结构。

[0062] 另外，在隔离圈32的外周侧设置有与凸轮38相同数量的外周侧凹部32d，在外周侧凹部32d设置有突起状的阻挡部32a。一对隔离圈32、32中的至少一个隔离圈32的阻挡部32a向凸轮38弯曲。这样，通过设置外周侧凹部32d，能实现隔离圈32的轻型化。此外，阻挡部32a如上所述般与隔离圈32一体形成后，通过使其成为向凸轮38方向突出的突起的加工方式来形成，除此之外，在与隔离圈32一体形成之时就以使其成为向凸轮38突出的突起的方式形成也可。

[0063] 如上所述，凸轮38通过受扭螺旋弹簧39受到向内圈20和外圈12卡合方向的作用力，因此在组装时成为图5的A状态，即被挤压于外圈12内周面14和内圈20外周面24的状态。图6是表示图5的A状态的部分放大图。凸轮38的重心G位于偏离支撑轴36中心的位置，凸轮38通过受扭螺旋弹簧39受到左旋转方向的作用力。当未图示的驱动轴进行左旋转时，也向内圈20和凸轮保持架30传递左旋转方向的转矩。此时，凸轮38的尺寸被设成从组装时开始仅向一个方向（右旋转方向）转动的形式，另外，因为与外圈12的内周面14相接触，因此通过凸轮38与外圈12内周面14间的摩擦，欲以支撑轴36为中心向右旋转方向转动。从而，凸轮38在外圈12的内周面14上打滑，所以在驱动轴左旋转时呈断开状态。

[0064] 另一方面，如图6的箭头所示，当驱动轴进行右旋转时，凸轮38与外圈12内周面14相接触，因此欲通过其与外圈12的内周面14之间的摩擦以支撑轴36为中心向左旋转方向转动。因此，凸轮38不会被进一步挤压于外圈12内周面14和内圈20外周面24而进行转动，所以在驱动轴右旋转时呈导通状态。

[0065] 其次，在断开状态下驱动轴进行高速旋转时，凸轮38呈图5的B状态。图7是该B状态的部分放大图。如果驱动轴进行高速旋转，则F方向的离心力以超过受扭螺旋弹簧39的弹力作用于凸轮38的重心G，因此凸轮38直至与阻挡部32a接触为止进行转动。此时，在凸轮38与内圈20外周面24之间以及与外圈12内周面14之间产生间隙。因此，凸轮38不与内圈20外周面24以及外圈12内周面14接触，从而能防止由这些摩擦引起的发热，并能防止部件的磨损、烧结。此外，凸轮38通过受扭螺旋弹簧39受到向内圈20和外圈12卡合方向的作用力，因此驱动轴的旋转低速时或停止时，返回图6所示的状态。

[0066] 如图8所示，如果采用将受扭螺旋弹簧39（参照图3（a））的一侧端部39b卡在阻挡部32a的结构，则无需设置卡止用凹部32e（参照图4），因此能降低加工工时和费用。此外，也可以将在受扭螺旋弹簧39的一侧端部39b通过卷绕于阻挡部32a等方法来固定。另外，当使用受扭螺旋弹簧39c（参照图3（b））时，可以将其端部39e、39e卡在阻挡部32a。

[0067] 另外，如图9所示，如果采用将栓销34兼作阻挡部32a的结构，则无需在具有栓销34的部分设置阻挡部32a，因此能降低加工工时和费用。此外，也可以将受扭螺旋弹簧的端部卡在阻挡部32a的结构和将栓销34兼作阻挡部32a的结构组合，此时，能将受扭螺旋弹簧的端部卡在栓销34。

[0068] 其次，图10是如专利文献2所示的现有单向离合器的凸轮保持架130的主视图（部分剖面图）。凸轮保持架130的直径与图4所示的凸轮保持架30的相同。凸轮保持架130具备：栓销134，其通过支撑轴136、埋头螺栓135固定于隔离圈132；旋转同步用栓销131，其作为旋转同步部卡合于挡圈（省略图示）的卡合部。凸轮138被在两处具有线圈部139a、139a（参照图11）的受扭螺旋弹簧139施力，受扭螺旋弹簧139的连接部卡在凸轮138，端部139b卡在栓销134。

[0069] 其次，图11是比较现有凸轮保持架130与本发明凸轮保持架30、30a的轴向尺寸的图。此外，在现有的凸轮保持架130中，设置于隔离圈128的埋头螺栓头部埋入于隔离圈128，另一方面，在本发明的凸轮保持架30、30a中，螺栓35头部位于隔离圈28、28a的外侧，因此对包含隔离圈128、128的凸轮保持架130的轴向尺寸和包含螺栓35头部的凸轮保持架30、30a的轴向尺寸进行比较。此处，（a）表示现有凸轮保持架130；（b）表示使用与（a）相同的隔离圈厚度、凸轮宽度以及数量且线圈部为一个受扭螺旋弹簧39的情况；（c）表示在（b）结构的基础上，增设一个凸轮，并使凸轮与内圈外周面或外圈内周面接触的总长度与（a）相同的情况；（d）表示使用与（a）相同的凸轮宽度和数量并使隔离圈比（a）时更加薄壁化且线圈部为一个受扭螺旋弹簧39的情况；（e）表示在（d）结构的基础上，增设一个凸轮，并使凸轮与内圈外周面或外圈内周面接触的总长度与（a）相同的情况。

[0070] 在（b）情况下，能确保一个（a）的扭转线圈部139a的空间；（c）情况是以（b）情况为基础，在增设一个凸轮39时，能够相应地减少每一个凸轮39的轴向尺寸。另外，（d）情况是以（b）情况为基础，在使隔离圈28a薄壁化时，能够相应地确保空间；（e）情况是以（d）情况为基础，在增设一个凸轮39时，能够相应地减少每一个凸轮39的轴向尺寸。因此，如果将图11（a）至（e）的凸轮保持架整体的轴向尺寸设为A、B、C、D、E，则A＞B＞C＞D＞E。因此，通过采用本发明的结构，与现有技术相比能实现小型化或容许转矩的增大，进而如果使用薄壁的隔离圈28a，则能进一步实现小型化或容许转矩的增大。

[0071] 如上述说明，根据本发明，通过削减部件件数，能确保单向离合器的凸轮保持架在周方向上的空间，并能增设凸轮，因此能提供一种小型化且容许转矩大、生产率优良的单向离合器。

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