CN101484721B

CN101484721B - 单向离合装置

Info

Publication number: CN101484721B
Application number: CN2007800247695A
Authority: CN
Inventors: 糸见正二
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2027-06-28
Also published as: US8151959B2; WO2008001842A1; US20090223768A1; JP5030488B2; JP2008008447A; CN101484721A

Abstract

本发明提供一种单向离合装置，其由在具有形成于内圈6和外圈7之间的楔形空间的2个凹处8中嵌有多个滚动体15的单向离合器2和锁止解除部件3组合而成，上述锁止解除部件3由与内圈6同心的圆环部和在该圆环部与上述各凹处8对应而沿着轴向突出地设置的锁止解除片18构成，上述锁止解除片18插入到与上述各凹处8的楔形空间的狭小侧相对向的端部与上述滚动体15之间，通过从外部驱动锁止解除部件3，使各滚动体15向楔形空间的扩大方向移动，从而解除锁止，并在使单向离合器的输入侧正转的状态下解除锁止，从而能够断开转矩向输出侧的传递，实现许用转矩的增大化。

Description

单向离合装置

技术领域

本发明涉及具有锁止解除功能的单向离合装置及具有锁止解除反转功能的单向离合装置，它们应用于需要传递、解除旋转的领域。

背景技术

作为在办公设备的供纸机构等之中使用的单向离合器，目前为止人们已知下述单向离合器，即：将外圈可以相对旋转地嵌合于旋转轴的外周，在上述外圈的内径面沿周向设置多个凹处，在各凹处底面沿周向倾斜而形成的凸轮面和由该凸轮面与旋转轴的外周面之间构成一定的楔形空间，在上述凹处收纳滚动体和将该滚动体向楔形空间的狭小方向施力的施力弹簧(专利文献1)。

在旋转轴向上述楔形空间的狭小方向旋转时，上述单向离合器将通过滚动体啮入到楔形空间中，而将外圈锁止到旋转轴上并一体旋转，在旋转轴反转时，滚动体的啮入被分离而解除锁止，所以可以使旋转轴在反方向上空转。

专利文献1：日本特开平10-238560号公报(图1、图2)

上述单向离合器可以以将旋转轴作为输入侧、将外圈作为输出侧的方式使用。此外，相反地也存在将外圈作为输入侧、将旋转轴作为输出侧进行使用的情况。在这种单向离合器中，在设定输入侧正转时为锁止的情况下，为了解除该锁止，需要使旋转轴反转。

但是，根据用途，有时需要在使输入侧正转的状态下解除离合器的锁止、断开转矩向输出侧传递。此外，有时还需要在使输入侧正转的状态下不仅解除锁止，并在解除锁止的同时使输出侧反转。如以往的单向离合器那样需要使旋转轴反转来解除锁止的单向离合器是无法满足这样的要求的。还有，在上述单向离合器中，当需要增大许用转矩时，就必须增加滚动体的数量，因此存在单向离合器的外径大型化的问题。

另一方面，为了在边使输入侧正转边断开与输出侧的关系的同时发挥使该输出侧反转的功能，可以考虑使用电磁离合器。但是，若使用电磁离合器，则需要用工业电源或蓄电池作为驱动用电池，此外还存在需要在复杂的机构中进行电源布线等问题。

发明内容

因此，本发明的目的是，通过将机械性锁止解除机构组合到上述单向离合器中，提供一种具有能够边使输入侧旋转边解除离合器锁止的锁止解除功能的单向离合装置、及具有锁止解除反转功能的单向离合装置，并且能够增大许用转矩而不会导致外径变大。

用于达到上述目的的具有锁止解除功能的单向离合装置的发明如图1～图3所示，其以以下的单向离合器，其由单向离合器2和锁止解除部件组合而成，其中，外圈7可相对旋转地嵌合于内圈6的外周，在上述内圈6和外圈7中的任意一方的嵌合面上沿着周向设置多个凹处8，在各凹处8的底面形成沿着周向倾斜的凸轮面14，并且在该凸轮面14与另一方的部件的嵌合面之间形成楔形空间，在上述楔形空间内收纳滚动体15，并且在上述凹处8的楔形空间的扩大侧的端部和该滚动体15之间，收纳将该滚动体15向楔形空间的狭小方向施力的施力弹簧16。

在这种机构中，在本发明的情况下，上述凹处8的凸轮面14沿着周向连续形成多个，并且以按照各凸轮面14而相互接触的间隔收纳多个上述滚动体15，上述锁止解除部件3由与上述内圈6或外圈7同心的圆环部17和与各凹处8对应而沿着轴向突出地设置于该圆环部17的锁止解除片18构成，上述各锁止解除片18插入于上述各凹处8的楔形空间的狭小侧的端部和与该端部最近的滚动体15之间。

上述构成的具有锁止解除功能的单向离合装置，可以以将内圈6或外圈7中的任意一方作为输入侧，将另一个作为输出侧，将锁止解除部件3与合适的控制部件卡合的方式使用。在控制部件为正转模式时，锁止解除部件3是中性状态，若输入侧在正转A(指单向离合器2锁止的旋转方向)的方向被驱动，则单向离合器2成为锁止状态，正转A传递到输出侧。若在该正转A的过程中切换到停止模式，则锁止解除部件3被停止，由此使得单向离合器2的锁止解除，向输出侧的旋转的传递被断开。

此外，在以往的型式(专利文献1)中，因为在1个凹处中收纳1个滚动体，所以在将其与锁止解除部件组合时，需要在每个凹处中插入锁止解除片，若外径相同，则会有相应的凹处数和滚动体数减少的缺点。与之不同，利用上述本发明的构成，因为在凹处8内收纳有多个滚动体15，所以若滚动体15的数量一定，则凹处8的数量减少，相应量的锁止解除片的数量也减少，这样，就能够增加滚动体15的数量。

通过采用与上述单向离合器2在轴向相对向并与离合器2呈同轴状态且可自由旋转地设置有控制部件23，上述锁止解除部件3的圆环部17可以一体旋转地卡合在该控制部件23的与上述单向离合器2相对面上的结构，可以实现与控制部件23的装置化。此外，通过采用将这样形成的装置收纳到外壳5中的构成，操作性得到提高。在这种情况下，也可以采用上述锁止解除部件3的圆环部17从外壳5的封闭面30的中心开口部19向外部突出、具有轴孔10的盖子4嵌合在该外壳5的开放面上的构成。

在达到上述目的的具有锁止解除反转功能的单向离合装置的发明中，如图5～图7所示，单向离合器2、锁止解除部件3、输入部件31、输出部件32及控制部件23组合成同轴状态。单向离合器2的结构及与其组合的锁止解除部件3和控制部件23的结构与上述的具有锁止解除功能的单向离合装置的情况相同。在此构成之上，在这种情况下，采用上述输入部件31及上述输出部件32分别与单向离合器2的外圈7及内圈6结合成一体、上述控制部件23和上述输出部件32通过相互的旋转传递部36、38的卡合而可以一体旋转地结合在一起的构成。

在上述构成的具有锁止解除反转功能的单向离合装置中，驱动力通过输入部件31施加到单向离合器2的外圈7上。这种情况下的正转方向与上述情况相反。在控制模式是正转模式的情况下，控制部件23进行正转A，且单向离合器2锁止，经过内圈6，输出部件32被正转。控制模式是反转模式的情况下，控制部件23进行反转B，且单向离合器2的锁止解除，向内圈6的旋转的传递被断开。但是，通过旋转传递部36、38与控制部件23结合的输出部件32则反转。

如上所述，在本发明的具有锁止解除功能的单向离合装置中，通过从外部驱动与单向离合器机械地组合在一起的锁止解除部件，单向离合器的锁止得以解除，这样，就能够在使输入侧正转的状态下使输出侧停止、断开旋转的传递。此外，因为在1个凹处中收纳多个滚动体，所以，不增大单向离合器的外径就能够使得滚动体的数量增加，从而能够实现许用转矩的增大。

此外，本发明的锁止解除反转单向离合装置具有无需使用电气设备，通过机械结构就能够在使输入部件正转的状态下使输出部件停止或反转的效果。对于许用转矩的增大效果，与上述的情况相同。

附图说明

图1是实施例1的纵向截面正视图。

图2是图1的X-X线的剖视图。

图3是实施例1的分解立体图。

图4是实施例1的锁止解除状态的纵向剖视正视图。

图5是实施例2的纵向剖视正视图。

图6是图5的Y-Y线的剖视图。

图7(a)是实施例2的分解立体图，(b)是实施例2的控制部件的立体图，(c)是实施例2的旋转传递部的局部的正视图。

图8是实施例2的锁止解除状态的纵向剖视正视图。

附图标号说明：

1单向离合装置

2单向离合器

3锁止解除部件

4盖子

5外壳

6内圈

7外圈

8凹处

9柱部

10轴孔

11弹簧收纳部

12滚动体收纳部

13锁止解除片插入部

14凸轮面

15滚动体

16螺旋弹簧

17圆环部

18锁止解除片

19中心开口部

20止转部

21卡合槽

22卡合凸缘

23控制部件

24控制机构

25卡合凹部

26卡合部

27旋转轴

28楔块

29齿轮

30封闭面

31输入部件

32输出部件

33轴套

34齿轮

35中心孔

36控制侧旋转传递部

37齿轮

38输出侧旋转传递部

39凸缘

40楔块

41卡合爪

42止转槽

44输入机构

45输出机构

具体实施方式

下面，基于附图说明本发明的实施例。

实施例1：

图1～图4所示的实施例1的单向离合装置1，由单向离合器2和锁止解除部件3(参见图2)的组合构成，并且收纳在具有盖子4的外壳5中。

单向离合器2具有内圈6和能够相对旋转地嵌合于内圈6外周的外圈7，在该内圈6的与外圈7相对向的嵌合面、即内圈6的外径面的中心对称的2个地方上设置凹处8。各凹处8在中心角约160°的大范围内整体向外径侧开放地设置，在各凹处8的相互之间一对柱部9、9′形成于中心对称的位置。各凹处8的轴向的两端部在内圈6的两端面间开放(参见图2)。

各凹处8以上述柱部9、9′中任意一个(柱部9)为基准，在从作为基准的该柱部9起向另一个柱部9′的方向观察大约三等分的位置上，依次形成弹簧收纳部11、滚动体收纳部12及锁止解除片插入部13。在滚动体收纳部12的底面上连续设置4个凸轮面14，在每个凸轮面14中各收纳滚动体15(图示的情况为滚子)。4个滚动体15在它们分别与凸轮面14和外圈7的内径面接触的状态下相互接触。由各凸轮面14及由滚动体15在外圈7内径面的接触部分引出的切线形成楔角θ。各凸轮面14以一定的倾斜角度形成，以便该楔角θ的楔形空间在正转A(参见图1的箭头A，即单向离合器2锁止的方向)方向上成为缩小方向的方式。

收纳在上述的弹簧收纳部11中的压缩型螺旋弹簧16，设置在上述凹处8的柱部9侧的端部(与楔形空间的扩大侧相对向的端部)和相互接触的4个滚动体15中的位于端部的那个滚动体之间，对相互接触的4个滚动体15向楔形空间的狭小方向施力，使各滚动体15的姿势稳定。使用螺旋弹簧16，这是为了锁止解除时能够承受来自滚动体15侧的大的载荷。在来自滚动体15侧的载荷相对小的情况下，也可以使用以往用于这种单向离合器中的V形板弹簧。

如图2及图3所示，上述锁止解除部件3由圆环部17和在圆环部17外周边以在轴向上突出且在对称位置上弯曲形成的一对锁止解除片18构成。在该锁止解除部件3中，各锁止解除片18被在轴向插入上述凹处8的锁止解除片插入部13。此外，在锁止解除片18和滚动体15之间、以及在锁止解除片18和柱部9′的端部(与楔形空间的狭小侧相对向的端部)之间分别设置所需要的间隙(参见图1)。如图2所示，圆环部17在从外圈7的端面向轴向外侧突出若干的位置保持成与内圈6及外圈7同心的状态。为了使内圈6的端面和圆环部17紧密接触，内圈6的端部形成为仅比外圈7的端面向外侧突出S量。

单向离合器2由上述的内圈6、外圈7、滚动体15及螺旋弹簧16构成，并以其与锁止解除部件3组合的状态收纳在外壳5中。此外，通过嵌合在该外壳5开放端的盖子4封闭，由此构成具有锁止解除功能的单向离合装置1。在外壳5的内径面和外圈7之间，由轴向的嵌合槽和与嵌合槽嵌合的止转凸缘形成止转部20。在外壳5的该封闭面30的中心设置开口19，上述锁止解除部件3的圆环部17从该开口19向外露出。在外壳5的开放端的内周设置卡合槽21，盖子4的卡合凸缘22与该卡合槽21卡合。在盖子4上设置轴孔10，将该轴孔10、内圈6及锁止解除部件3组合成同轴状态。

使上述圆环部17露出到外壳5的外部，这是为了使其与外部的控制部件23卡合。控制部件23由通过合适的控制机构24而旋转的齿轮组成，上述锁止解除部件3的圆环部17，嵌合在设在控制机构21内表面的卡合凹部25(参见图3)中，由此能够防止锁止解除部件3脱落。此外，与锁止解除片18的弯曲部分卡合的卡合部26，设置于卡合凹部25的内周面，通过锁止解除部件3的锁止解除片18的弯曲部分卡合在该卡合部26中而止转。此外，使用时旋转轴27贯穿盖子4、内圈6、锁止解除部件3及控制部件23，被设置在其与内圈6之间的楔块28(参见图1、图4)等止转。

实施例1的具有锁止解除功能的单向离合装置1用上述方式构成，下面说明其作用。

如图2所示，该具有锁止解除功能的单向离合装置1，其锁止解除部件3的圆环部17嵌合在用外部装置的齿轮构成的控制部件23的卡合凹部25中供使用。控制部件23由具有正转模式或停止模式的控制模式的合适的控制机构24控制，控制部件23在正转模式中将锁止解除部件3的锁止解除片18保持成图1所示的中性状态(与滚动体15、柱部9’都不接触的状态)进行旋转，在停止模式中停止。

当当前处于正转模式时，在外圈7及外壳5正转(参见图1的箭头A)的情况下，是各滚动体15同时啮入楔形空间的状态，形成锁止状态。由此，单向离合装置1整体与旋转轴27一起正转。这时，与锁止解除部件3卡合且呈中性状态的控制部件23也形成一体而正转。

在上述正转中，当控制机构24的控制模式切换到停止模式时，控制部件23就会停止，所以与此同时锁止解除部件3也会停止。由此，如图4所示，锁止解除片18在压缩螺旋弹簧16的同时使各旋转体15向楔形空间的扩大方向移动，使锁止解除。通过锁止的解除，外圈7及外壳5继续正转，但是旋转轴27和内圈6停止。

在上述锁止作用及锁止解除作用中，作用于单向离合器2的转矩负荷，由合计8个滚动体15承受。以往的例子中(参见专利文献1)，在尺寸大体相同的情况下，滚动体的数量是6～7个，在该情况中如采取在每一凹处中各插入锁止解除片的构造，则滚动体的数量更少。与此相对在上述实施例1中，凹处8有2处，因此锁止解除片18的数目也是2个，所以能够使滚动体15的数目增大相应量，其结果是，能够使得许用转矩增大。

在上述实施例1中，针对将单向离合器2的凹处8设置在内圈6的外径面上的情况进行了说明，但是凹处8也可以形成在外圈7的内径面上。

在不使用外壳5及盖子4的情况下，即在由单向离合器2和锁止解除部件3构成具有锁止解除功能的单向离合装置的情况下，较好的是适当地设置防止滚动体15轴向脱落的机构。

实施例2：

下面，作为实施例2，结合图5～图8说明具有锁止解除反转机构的单向离合装置。在该情况下，同样地使用在实施例1中的单向离合器2、锁止解除部件3及控制部件23的组合构造，再将盖子4’、输入部件31及输出部件32组合到该构造中。因为上述单向离合器2的构造与实施例1相同，所以对相同的部分用相同的符号表示，并援引其说明。盖子4’和控制部件23通过从轴向的两侧夹持单向离合器2，成为防止滚动体15轴向脱落的机构。但是，该情况的轴27’是固定轴。

在实施例2中，因为旋转从外圈7侧施加到单向离合器2上，所以在图5中将与上述实施例1的正转A同向的外圈7的旋转作为正转A。将与其反向的旋转作为反转B。

在实施例2中，单向离合器2的外圈7是输入部件31，齿轮29设置于该输入部件31的外径面。控制部件23与上述实施例1的情况相同，卡合凹部25和卡合部26设于内表面，锁止解除部件3的圆环部17和锁止解除片18的弯曲部分嵌合于这些部分中。该控制部件23的使上述锁止解除部件3卡合的表面与外圈7的端面接触(参见图6)。齿轮34也设于控制部件23的外径面。此外，在控制部件23的反面的中心孔35的周围，在周向等间隔的4个位置上设置扇形突出的旋转传递部36(参见图7(b))。输出部件32设置成与上述控制部件23的旋转传递部36相对向的位置。

这里，虽然也可将上述的输入部件31和外圈7用不同的部件构成，通过嵌合构造将两者形成一体，但是如上所述地通过将两者用同一部件构成，能够减小外径。

在上述输出部件32中，在其外径面上设置齿轮37，此外，在其中心部，形成在向内的轴向上延伸的轴套33。在该轴套33的周围的输出部件32的内表面上在周向等间隔地设置有扇形突出的旋转传递部38。在上述轴套33的外径面上控制部件23、组合了锁止解除部件3的单向离合器2及盖子4依次嵌合，组合成同轴状态，固定轴27’在该轴套33中插入并贯通。

根据上述组合，另一侧的旋转传递部36嵌入在旋转传递部38的周向间隔中，在周向上以一定的间隙b(参见图7(c))卡合。在上述轴套33的外径面的全周长的4个位置设置轴向的凸缘39，此外，在该轴套33的前端部的外径面的对称的2个位置上设置在径向上具有弹性的卡合爪41。上述凸缘39与设置在内圈6的内径面上的轴向的止转槽42卡合(参见图8)。此外，在上述轴套33从盖子4’向外突出的部分中，卡合爪41卡合在盖子4’的外面，防止盖子4’轴向脱落，将装置整体，即锁止解除反转单向离合装置整体形成为一体。

实施例2的具有锁止解除反转机构的单向离合装置如上所述，下面对其作用进行说明。

将控制部件23设定为由具有正转模式、停止模式、反转模式的控制模式的合适的控制机构24(参见图6)控制，控制部件23在正转模式中将锁止解除部件3保持在中性状态而正转，在停止模式中停止，在反转模式中进行反转。

在当前处于正转模式时，输入部件31(外圈7)被(驱动力的)输入机构44转动，该输入部件31进行正转A(参见图5)，这样，各滚动体15啮入楔形空间中，形成锁止状态。由此，和轴套33一体的输出部件32一体地正转，该旋转的力量通过齿轮37输出到输出机构。这时，处于中性状态且通过旋转传递部36、38卡合到输出部件32上的控制部件23形成一体正转。

在上述正转中，当控制机构24的控制模式切换到停止模式时控制部件23就会停止，这样，如图8所示，锁止解除片18就会在压缩螺旋弹簧16的同时将各滚动体15向楔形空间的扩大方向移动，从而解除锁止。来自输入部件31的旋转的传递被断开，内圈6及输出部件32停止。输入部件31、外圈7继续在正转A的方向上旋转。

此外，在控制模式切换到反转模式的情况下，锁止解除片18在压缩螺旋弹簧16的同时将各滚动体15向楔形空间的扩大方向移动，从而解除锁止。由此，来自输入部件31的旋转的传递被断开，但是被控制机构24反转的控制部件23及被其和旋转传递部36、38卡合的输出部件32反转。输入部件31继续进行正转A。即，在输入部件31的正转过程中，通过控制机构24的控制，能够使输出部件32正转、停止、反转。

在以上的作用中，作用于单向离合器2的转矩负荷由合计8个滚动体15承受这一点与上述的实施例1的情况相同。

这里，因为在旋转传递部36、38之间存在周向间隙b，所以在旋转传递时该间隙b的间隔会有背隙出现，从而得以防止旋转传递部36、38相互间磨损等。

Claims

1.一种具有锁止解除功能的单向离合装置，其由单向离合器(2)和锁止解除部件(3)组合而成，其中，外圈(7)可相对旋转地嵌合于内圈(6)的外周，在所述内圈(6)和外圈(7)中的任意一方的嵌合面上沿着周向设置多个凹处(8)，在各凹处(8)的底面形成沿着周向倾斜的凸轮面(14)，并且在该凸轮面(14)与另一方的部件的嵌合面之间形成楔形空间，在所述楔形空间内收纳滚动体(15)，并且在所述凹处(8)的楔形空间的扩大侧的端部和该滚动体(15)之间，收纳将该滚动体(15)向楔形空间的狭小方向施力的施力弹簧(16)，其特征在于，

所述凹处(8)的凸轮面(14)沿着周向连续形成多个，并且以按照各凸轮面(14)而相互接触的间隔收纳多个所述滚动体(15)，所述锁止解除部件(3)由与所述内圈(6)或外圈(7)同心的圆环部(17)和与各凹处(8)对应而沿着轴向突出地设置于该圆环部(17)的锁止解除片(18)构成，所述各锁止解除片(18)插入于所述各凹处(8)的楔形空间的狭小侧的端部和与该端部最近的滚动体(15)之间，

与所述单向离合器(2)在轴向相对向并与其呈同轴状态且可自由旋转地设置控制部件(23)，所述锁止解除部件(3)的圆环部(17)可一体旋转地卡合于该控制部件(23)的对置面。

2.根据权利要求1所述的具有锁止解除功能的单向离合装置，其特征在于，所述单向离合器(2)和与其组合的锁止解除部件(3)收纳于外壳(5)，所述锁止解除部件(3)的圆环部(17)从所述外壳(5)的封闭面(30)的中心开口部(19)向外突出，在所述外壳(5)的开放面上嵌合具有轴孔(10)的盖子(4)。

3.一种具有锁止解除反转功能的单向离合装置，其由单向离合器(2)、锁止解除部件(3)、输入部件(31)、输出部件(32)及控制部件(23)以同轴状态组合而成，其中，所述单向离合器(2)的外圈(7)可相对旋转地嵌合于内圈(6)的外周，在所述内圈(6)的嵌合面上沿着周向设置多个凹处(8)，在各凹处(8)的底面形成沿着周向倾斜的凸轮面(14)，并且在该凸轮面(14)和外圈(7)的嵌合面之间形成楔形空间，在所述楔形空间内收纳滚动体(15)，并且在所述凹处(8)的楔形空间的扩大侧的端部和该滚动体(15)之间，收纳将该滚动体(15)向楔形空间的狭小方向施力的施力弹簧(16)，其特征在于，

所述凹处(8)的凸轮面(14)沿着周向连续形成多个，并且以按照各凸轮面(14)而相互接触的间隔收纳多个所述滚动体(15)，所述锁止解除部件(3)由与所述内圈(6)或外圈(7)同心的圆环部(17)和与所述各凹处(8)对应而沿着轴向突出地设置于该圆环部(17)的锁止解除片(18)构成，所述各锁止解除片(18)插入于所述各凹处(8)的楔形空间的狭小侧的端部和与该端部最近的滚动体(15)之间，所述输入部件(31)与所述单向离合器(2)的外圈(7)结合成一体，所述输出部件(32)与所述单向离合器(2)的所述内圈(6)结合成一体，所述控制部件(23)与所述输出部件(32)通过相互的旋转传递部(36)(38)的卡合而可一体旋转地结合在一起。

4.根据权利要求3所述的具有锁止解除反转功能的单向离合装置，其特征在于，所述控制部件(23)由外部的控制机构(24)在正转、停止或反转的控制模式下控制。

5.根据权利要求3或4所述的具有锁止解除反转功能的单向离合装置，其特征在于，所述控制部件(23)的旋转传递部(36)与所述输出部件(32)的旋转传递部(38)，在旋转方向上留有一定间隙b而将它们卡合。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的具有锁止解除反转功能的单向离合装置，其特征在于，所述输入部件(31)和所述单向离合器(2)的外圈(7)由同一部件构成。