专利名称：单向离合器的制作方法
技术领域：
本发明中涉及借助于在外轮体的凸轮面与内轮体的凸轮面间设置的滚柱，把在外轮体驱动转动传给内轮体以及在外轮体转动不传给内轮体两种状态之间可以交替变换的单向离合器。
现有技术的单向离合器如图8所示从该图中可知，外转动体位于驱动侧，它与被驱动侧的内转动体间设有多个滚柱。外转动体的内侧面设置凸轮面K1，在内转动体上的与凸轮面K1相对的部分上设计出凸轮面K2。凸轮面K1与K2之间的距离在箭头F的方向上增大。凸轮面K1与K2之间的空间作为一个单独的单元在其中设置了一个滚柱4。还设置了一个推力弹簧8以与F方向相反的方向向滚柱4施力。在弹簧8的始端设有挡块7将该端定位于其上，使得滚柱被向凸轮面K1与K2之间间距缩小的方向推动。在上述的结构中当外转动体1被驱动转动的方向为已定义的F方向时滚柱4就被卡紧在凸轮面K1与K2之间使外转动体1与内转动体2之间的相对转动被限止，于是外转动体1的驱动转动运动就传递到内转动体2上。此时滚柱4在推力弹簧8的作用下迅速卡紧在凸轮面K1与K2之间。
在这种传动状态下，如果外转动体1的转动停止，则内转动体2由于惯性继续按原转动方向转动，这种状态称为超越。此时由于内转动体2的转动滚柱4朝方向F移动，即向着凸轮面K1与K2之间间隔增大的方向移动，而外转动体1与内转动体2不再共同转动。
在内转动体2停转而外轮体向与驱动转动方向F相反的方向上转动时，滚柱4朝着一对凸轮面K1与K2之间间隔较大的方向上移动因而使得外转动体1与外转动体2不能共同转动。
在这种已有的结构中，外转动体1的凸轮面K1、内转动体的凸轮面K2、一个滚柱、推力弹簧、挡块共同构成了一个单元，这样的单元设置了多个。
但上述的现有的单向离合器有下述缺点在只有一个滚柱的情况下，滚柱受到较大的荷载，因而也受到较大的磨损，而使内外转动体之间发生了打滑等问题。加之在外转动体转动速度反复增减的情况下，在内转动体不断地进入超越状态的同时，滚柱冲撞弹簧而使其弹性变弱从而使弹簧对滚柱的推力减弱并且会造成挡块变形。
本发明的目的是提供一种具有高耐久性的结构简单的单向离合器，在其离合件空间中设备了多个转动体以保证长期可靠地进行转动。
上述目的是这样实现的在本发明的单向离合器中在外轮体的内表面上所形成的第一凸轮面与内轮体的外表面上所形成的第二凸轮面之间沿周向所形成的离合件空间中设置有多个转动体，转动体相对于轮体在周向的位移由刚性的止块所限定。该止块位于第一、二凸轮面之间间隔最宽处，它与从外轮体或内轮体连续延伸出的止动表面是成为一体的。而止块止动面与相对的凸轮面间的间距要比与止动面接合的转动体的直径为小。
此外，第1或第2凸轮面中有一方为以转动中心为圆心的圆形。在此，＂连续＂一词表示不出现局部的不连续的凹下或凸起。
按上述结构，在离合器脱开后，即在外轮体与内轮体间不进行动力传递的第二状态中，由于转动体被呈刚体形式的止块的止动面可靠地并在同一位置上被限止，该单向离合器从第二状态向第一状态的变换过程需要一定的时间。再之，由于止动面是凸轮面的延伸面，在变换于第一、二状态之间时转动体的位移是平滑地进行的。还有，如将止块与弹簧等其他形式的结构件相比较，由于止块与轮体构成了一个整体，因而减少了结构件的总数。
本发明的最佳实施方式之一是，止块形成于外轮体的内侧面。此时，由于使止动面比在内轮体的外表面上形成止块比位于径向更朝外侧，故可以期望能更可靠地实现止块的功能。
为使止块的止动面与和止动面接合的转动体彼此有较大面积地接触，须使两者的外周面的形状对应。按此也可以期望止块能更可靠地执行其功能。
以下用最佳实施方式来说明结构中的各转动体所实现的不同功能。
若使用之初是多个转动体通常全部被啮合于凸轮面间以接合外侧轮与与内侧轮体，即采用以全部转动体作为离合转动体的结构形式，在各离合件空间中，以多个转动体来分担原来的单个转动体承载的转动负荷，则使这些转动体比过去更难于磨损。
最初，即使不用全部转动体作为离合转动体，则初期在使用或其后不久多个转动体中仅有一个等的部分转动体被卡在凸轮面间成为离合转动体，由于其它的转动体与离合转动体大小不相同，在与凸轮面之间被啮合住的离合转动体的离合转动体相碰而不会向离合件空间的狭侧移动而啮合于凸轮面之间。即最初只有一部分转动体成为离合转动体。于是在经过一段时间后最初的那些作为离合转动体的转动体发生磨损，不但这些转动体仍作为离合转动体，在发生磨损前未作为离合转动体也作为离合转动体，其它的转动体就取代磨损后功能下降离合转动体而啮合到凸轮面之间成为离合转动体。即最初作为离合转动体的转动体在发生磨损后，这些转动体由于磨损就向离合件空间的狭侧移动。于是磨损后成为离合转动体的转动体也从离合件空间的宽侧与不是离合转动体的转动体一起向离合空间的狭侧移动成为啮合于凸轮面之间的离合转动体。再之，随着起初作为离合转动体的转动体产生磨损，在外轮体与内轮体间由于磨损的关系在通过转动体接合时其相对转动的程度也增加了。于是在磨损发生后作为离合转动体的转动体处于离合空间的狭侧而不是离合转动体的转动体也被卡入凸轮面之间而成为离合转动体。即，起初成为离合转动体的转动体即使只有一个，而且和过去一样由于受到比较大的传动荷载而较快地被磨损，在磨损发生后会与其新的转动体一起成为离合移动体，而且其它新的转动体也会代替磨损的离合转动体成为离合转动体来使外轮体和内轮体一起转动。
与上述情况不同的是，位于离合件空间狭侧的转动体被卡入凸轮面之间而构成离合转动体，且比该转动体还靠近离合件空间宽侧的转动体构成对离合转动体起作用的操作转动体。于是在外轮件与内轮件中的输入侧开始被驱动时，操作转动体由于与输入侧转动体接触而自转，借助此转动力而使离合转动体向离合件空间的狭侧移动。这样一来，随着输入侧转动体转动就使得离合转动体迅速地向离合空间狭侧移动并嵌入凸轮面之间而使内外轮体被此接合共同转动。
单向离合器，通常由外轮体与内轮体这两个转动体构成，两个轮的单向离合器当然适用于某种使用方式，以下的实例中所叙述的是一种外轮体与内轮体均为转动体的单向离合器，其中外轮体称为外转动体，内轮体称为转动体。
图1是单向离合器的剖面图；图2滚柱处于解脱传动状态说明图；图3滚柱处于进入传动状态说明图；图4滚柱处于解脱传动的状态说明图；图5为另一实例的单向离合器的局部剖面图；图6为另一实例的单向离合器的剖面图；图7为另一实例的单向离合器的剖面图；图8为现有技术的单向离合器的剖面图。
下面根据附图对本发明的实施方式加以说明。
图1中所示的单向离合器的结构包括安装在皮带轮1a上的外轮体1、处于外轮体1内侧与其同心并可与其作相对转动的内轮体2、两轮体间周向分置于6处的单向离合机构CL，电机(图中未示)通过皮带按转动方向F驱动外轮体1(图中未示)而内轮体2通过安装孔2a联结被驱动件(图中未示)而构成单向离合器。即外轮体1由电机在方向F上加以驱动，而内轮体2由外轮体1在转动方向F上加以驱动，内轮体2的转动力则用作驱动被驱动件的驱动力输出。在电机停转与减速时由于被驱动件的惯性可出现超越现象。结构的详述见下。
虽然外轮体1与内轮体2最好具有共同的转动轴线X，即最好是同心配置，如果因制造与组装误差等原因所致的两者的转动轴线偏差不致于影响离合功能，那这种误差的存在也是允许的，此即为所谓的两者间基本同心。在外轮体1与内轮体2之间在两轮体1、2的周向上形成了六个并列的离合件空间5，每个离合件空间5中都配置了两个滚柱4、6，这样就构成了前述的六个单向离合机构CL。就是说六个单向离合机构CL……中的任一个都是在离合件空间5中配置，两个滚柱4、6所构成的结构，详细结构如下述。
图2中所示的是在外轮体1的内表面上所形成的六个凸轮面K1中之一以及这个凸轮面K1所面对内轮体2的外表面K2所共同形成的诸离合件空间5。外轮体1的6个凸轮面K1……中的任一个具有不在两轮体1、2的转动轴线X上的中心的圆弧面，该圆弧面在外轮体1的驱动转动方向上越向后就距离两轮体1、2的转动轴线X越近。因而六个凸轮面K1……中的任一个就是内轮体2的外表面K2的一部分所对的外轮体1内表面的一部分，且形成一个弯曲凹入面。即凸轮面K1与外表面K2之间的间隔在两轮体1、2的周向上的变化方式是向与外轮体1的驱动转动方向相反的方向上逐渐变小。再，凸轮面K1在外轮体1的周向上的长度为比将外轮体1的内表面在周向上分为六等分后所形成的角A小角B的角C。角B是与外轮体1构成一体的圆弧形移动限制部1b所占的角度范围。外轮体1的凸轮面K1所对的内轮体2的外表面K2是由以外轮体1的转动轴线X为中心的圆筒形外表面的一部分所形成的。因此各个离合件空间与沿两轮体1、2的驱动转动方向向后逐渐变窄而形成一个后狭空间，而移动限制部1b是在凸轮面K1的前端整体成形的。即，在各个离合件空间5中凸轮面K1与外表面K2之间的间隔的形状是如图1至图4中所示的样子。即凸轮面K1与外表面K2的间隔在凸轮面K1的后侧端部KE附近变得较狭窄而使滚柱6离合件空间5后端形成的位于凸轮面K1与外表面K2之间的狭窄部5a被卡住。而且成为在该狭窄部5a处由彼此面对的凸轮面K1与外周面K2卡住的滚柱6，借助外轮体1的驱动而压入狭窄部5a的更窄侧即离合件空间5的后方的间隔形状。
六个离合件空间5中的任一个都是如图1与图2中所示的样子，其中有两个滚柱4、与6、滚柱4在外轮体1与内轮体2的驱动转动方向上处于滚柱6的更前方，而且滚柱4的直径D4比滚柱6的直径D6大。滚柱6在如图3所示地向离合件空间5的狭侧移动时就进入了传动状态。即滚柱6成为离合滚柱进入传动状态时由于在狭窄部5a处的外轮体1的凸轮面K1与内轮体2的外表面K2之间处由于在凸轮面K1与表面K2之间将滚柱卡紧而使两个表面接合并由于该楔合作用使外轮体1与内轮体2共同转动。滚柱6在进入传动状态后如向离合件空间5的宽侧移动则如图2与图4所示地使滚柱4位于外轮体1上用于阻挡滚柱4的移动限制部1b位置与其接近位置而使传动切断。即外轮体1的凸轮面K1与内轮体的外表面K2之间的接合状态被解除，因而外轮体1与内轮体2之间可以作相对转动。这时滚柱4的直径D4及凸轮面K1与外表面K2之间的间距的各自尺寸的确定使滚柱4不接合在凸轮面K1与外表面K2之间，外轮体1与内轮体2可以彼此相对转动。外轮体1的凸轮面K1借圆弧面而成为一个连续的平滑的曲面。因而与内轮体2的外表面K2为由圆筒状外表面构成的曲面无关地在比离合件空间5内狭窄部5a较宽一侧的空间部分中滚柱4与6即使接合着滚柱6也可以在解除传动状态与进入传动的状态之间移动。即滚柱4可以与滚柱6接触地在与外侧轮体1的移动限制部1b接合的位置与进入传动状态时与滚柱6接触的位置之间转动。这样滚柱4就可以使在解除传动状态滚柱6向进入传动状态的方向移动。
即，在图2中所示的状态下电机开始驱动外轮体1转动。这样外侧轮体1就开始沿驱动方向F相对内侧轮体2转动。于是如图2所示，滚柱4由于在驱动时产生摆动等原因脱离了内轮体2而与外轮体1接触，由于滚柱4在与外轮体1的接触时就依如图2所示的箭头方向自转，由于这种回动力使滚柱6向凸轮面K1与外表面K2之间间距较小处移动。如图4所示地由于滚柱4的直径比较小，所以它在位于内轮体2上侧等处时与外轮体不接触且不自转回动时，当外轮体转动时滚柱4由于静止惯性而不随外轮体1一起移动。因为外轮体1在转动方向F上转动，由于滚柱4向着离合件空间5的狭侧移动而使得滚柱6向着凸轮面K1与外表面K2之间的间隔较小处移动。在开始驱动外轮体1时滚柱4与滚柱6之间存在有间隙，滚柱6向外轮体1的轮体转动方向的前方侧移动而撞上了滚柱4，由于滚柱6与滚柱4直径不同而造成两者间质量差，使滚柱6会从滚柱4上跳回而移向凸轮面K1与外表面K2之间的间隔较小的一侧。由此随着外轮体1的转动滚柱6就立刻从离合件空间5的宽侧向狭部5a移动因而从非传动状态进入传动状态。由于外轮体1被朝向F方向驱动转动，滚柱6就被向着狭部5a更狭窄的一侧推入而使外轮体1与内轮体2接合。这样内轮体2就把从外轮体1上传来的驱动转动动力输出。此时，由于滚柱4的直径D4较滚柱6的为大，故滚柱4的质量也比滚柱6的要大，滚柱6振动并随外轮体1转动向着解除传动一侧位移的现象可以很容易地被滚柱4所抑制。一旦电机停转或减速而外轮体1停止或减速，内轮体2由于被驱动件的惯性仍继转动，这时内轮体2相对于外轮体1按转动方向F相对转动。这样，由于滚柱4与6是与内轮体2相接触的，所以它们向凸轮面K1与外表面K2之间的空间的宽侧移动。滚柱6从离合空间5的狭窄部5a向宽侧移动而使传动状态变换成非传动状态。此时内轮体2与外轮体1脱离接触。内轮体2可以在被动件时转动惯性力的作用下按F方向相对于外轮体1转动，即由于被驱动件的转动惯性力使得超越作用得以实现。此时滚柱4就与移动限制部1b直接接合而滚柱6则与滚柱4接合，滚柱4被移动限制部1b直接阻止，而滚柱6是经过滚柱4被间接阻止。故限定了滚柱4与6移动程度，在下一次外轮体1开始加速转动时它们就进入向离合件空间5的狭部5a移动的待机状态。
图3中所示的是在传动时滚柱4虽位于与传动状态的滚柱6接合位置，借助其直径D4与凸轮面K1与外表面K2的间距的各自尺寸的设定使滚柱4不能嵌入凸轮面K1与外表面K2之间使两轮体1、2接合，因而不产生离合作用。除了这种结构外，可以按在传动时使滚柱4与滚柱6同时嵌入凸轮面K1与外表面K2之间使两轮体1、2接合，作为兼用离合滚柱来确定滚柱4的尺寸。这样在传动时就由滚柱4与6来分担载荷，因而比仅以滚柱6作为接合元件滚柱6就更难因负荷传动力而造成磨损。除了只用滚柱4而使滚柱6被操作用以进入传动状态的这种方式外，还可以借助把滚柱4挤入离合件空间5的狭侧而把滚柱6压入传动状态的辅助弹簧。此时，由于辅助弹簧的推力比以往弱就可以，而且在发生超越时滚柱4接合在移动限制部1b上而使弹簧的变形不会超过其弹性限度，故与现有技术的弹簧相比该弹簧因不易变形故也就不易损坏了。
图5表示具有另一种实施结构的单向离合器的局部。
就是在单向离合器的结构中在凸轮面K1上具有从外轮体1内表面上突出的突条9，该凸轮面K1与内轮体2的外表面K2一起构成了离合件空间5。在外侧轮体1上的突条9起到了加强肋等的作用，其配置要使滚柱6在进行脱开与接合状态转移时，及滚柱4与滚柱6接触转动时，不能有任何障碍。并且凸轮面K1中的比突条9更靠近，离合件空间5的宽侧的凸轮面部分10与比突条9更靠近离合件空间5窄侧凸轮面11构成以外轮体1的转动轴线X不同位置为中心的一个假想圆弧面，即位于图1至图3中的单向离合器中的凸轮面K1一样的圆弧面上。即，突条9不会使滚柱4与6的动作受到任何障碍，与不存在突条9的图1至图3中所示的凸轮面K1所起的作用完全相同，与外轮体1在周向全长上连续平滑的图1至图3中所示的凸轮面K1实质上是相同的凸轮面。
总之，除凸轮面K1是在内外轮体1、2的周向上的全长上采用平滑的凸轮面外，假如具有与连续平滑的凸轮面相同的作用，采用形状是不连续平滑凸轮面，也是合适的。
图6中示出另一种单向离合器的实施结构。
即，外轮体1与内轮体2之间的多个离合件空间5中，各在两轮体的周向上并列有三个滚柱3、4、6。即在各单向离合器机构CL中，设有3个滚柱3、4、6。在三个滚柱3、4、6中，滚柱3位于驱动方向F上的最前方，滚柱6位于最后方，而滚柱4位于滚柱3与6之间。滚柱3、4、6的直径D3、D4与D6的直径大小关系确定如下直径D3＞直径D4＞直径D6。
即，以三个滚柱3、4、6中的某个作为离合用滚柱。在外轮体开始按转动方向F转动时，三个滚柱3、4、6共同楔入外轮体1的凸轮面K1与内轮体的凸轮面K2之间而把两轮体1、2可以共同转动地连结在一起。开始使用时三个滚柱3、4、6中因制造误差而引起尺寸不同。或者是由于设计成的尺寸差别而使滚柱中只有一部分成为离合滚柱去接合两个轮体1、2，在该滚柱磨损后，其它滚柱也一起起离合滚柱的作用来接合两个轮体替换磨损的滚柱的其它滚柱可以成为接合轮体1、2的离合用滚柱。
再由于外轮体1的凸轮面K1是由圆弧面形成的平滑连续的曲面，在两轮体被接合而可以共同转动的情况下，三个滚柱3、4、6可能互相接触，而且可在三个滚柱的接触状态下进行凸轮面K1与外表面K2间的接合状态，与并亦可进而解除该种接合状态的转换。借此，当外轮体1相对内轮体2转动时，把在外侧轮体1的驱动转动方向的前方侧的滚柱3、4和比其靠后方侧的滚柱4、6移向离合件空间的狭窄部而使两个轮体1、2之间可以迅速地进入接合状态。
象上述的实施构造那样在外轮体1与内轮体2的转动轴线X的长度方向上设置所用的滚柱使得滚柱3、4、6与轮体1、2成为线接触而可避免其间因传递荷载而产生压痕，从而能承受尽可能大的荷载，这样就有可以传递极大力矩的优点，用滚柱3、4、6来代替球体也是很适当的。用鼓形的滚柱来代替圆柱形的滚柱的这处实施方式也是很好的。此时借助于适当设定滚柱在最粗部分的直径与凸轮面K1与表面2的间隔就可达到本发明的目的。在这里把这些滚柱在专利申请中称作转动体，而把滚柱的直径在专利申请中称作最大直径。
除象上述实例那样的外轮体1为主动轮而内轮体2为被动轮的这种情况外，本发明也可以采用图7中所示的那种以内轮体2作为主动侧而以外轮体作为从动侧的单向离合器的实施方式。在这种单向离合器中，单向离合器机构CL的各个离合件空间5中的外轮体1的凸轮面K1与内轮体2的外表面K2之间的间隔在两轮体1、2的驱动转动方向F的前方侧逐渐变小，于是形成了向前方变窄的间隔，也就是凸轮面K1与外表面K2的间隔在凸轮面K1的前端KE处附近变小，而把离合滚柱6卡紧在凸轮面K1与外表面K2的狭窄部5a成为在离合空间5的前端侧形状的间隔。
本发明也适用于凸轮面K1形成于内轮体2的外表面，该内轮体2侧方的凸轮面K1与外轮体1的内周面共同构成了离合件空间5，从而构成了上述在单向上离合的机构的单向离合器。对于这种离合器，转动体移动限制部1b与在内轮体2的外表面上形成的凸轮面构成一体地成形。
还有，在各权利要求中，图面上所记载的符号只是为了对照的方便，这种记载并非是以附图的结构来限定本发明。
权利要求
1.单向离合器包括外轮体；外轮体内表面上的第一凸轮面(K1)；与外轮体(1)对应设置并可与其作相对转动的内轮体(2)；内轮体外表面上的第二凸轮面(K2)；外轮体(1)与内轮体(2)之间设有离合件空间，该空间内第一、第二凸轮面的间距沿周向逐渐变小；离合件空间在转动时在第一、二凸轮面(K1、K2)接合时可使外轮体(1)与内轮体(2)间可传递动力的第一状态与不能传递动力的第二状态之间变动；用上述的转动装置接合时，上述轮体在周向上的相对位移止块(1b)所限制；其特征在于离合件空间中上述转动装置有多个转动体(3、4、6)；上述止块(1b)是刚性的，它设置成与外轮体(1)或内轮体(2)成为一体，即呈由它们的表面连续地延伸出来的止动面(1b)的形式，该面位于第一、二凸轮面(K1、K2)之间距离最宽处，至少止块(1b)的止动面(1b)的一部分与相对的凸轮面之间的间距要比与止动面相接的转动体(3)的直径小。
2.权利要求1的单向离合器，其特征在于止块(1b)形成于外轮体(1)的内表面。
3.按权利要求2的单向离合器，其特征在于多个转动体中距止块(1b)较近者其直径也较大。
4.按权利要求3的单向离合器，其特征在于止块(1b)的止动面(1b)和与止动面(1b)接触的转动体(3)之间有大面积的接触，止块(1b)的止动面(1b)的一部分的形状与和与止动面(1b)相接的转动体(3)的外表面形状相适应.
5.按权利要求3的单向离合器，其特征在于在上述第一状态中多个转动体都互相接触。
6.按权利要求1单向离合器，其特征在于第一凸轮面上的离合体空间(5)内形成突条(9)。
7.按权利要求1的单向离合器，其特征在于在可以传递动力的第一状态中，与凸轮面接触的转动体的位于凸轮面较宽侧的转动体中，至少一个能自由移动。
全文摘要
单向离合器，具有外轮体、与该外轮体同心的内轮体，位于两轮中间的离合件空间、位于离合件空间中的离合转动体。位于二轮体间的离合转动体既可与其主动侧及从动侧相接合使二轮体一体地转动，也可以解除上述接合使得从动侧的轮体处于超越状态。离合件空间中具有操作转动体，同时外轮体上具有与其连成一体的移动限制部分。操作轮体可在把离合转动体楔入两轮体间方向上作移动操作。移动限制部分在超越状态下，其阻止作用直接作用在操作转动体上，并通过上述操作转动体作用在离合转动体上，从而设定上述二轮体的位移限度。
文档编号F16D41/064GK1123890SQ9511506
公开日1996年6月5日 申请日期1995年7月12日 优先权日1994年7月12日
发明者长谷川洁 申请人:株式会社岛野