專利名稱：自行車用單向滾子離合器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于用于構(gòu)成自行車后軸的自由輪轂等的自行車用單向滾子離合器。
組裝在成為自行車驅(qū)動(dòng)輪軸的自由輪轂內(nèi)的單向離合器，以前是采用棘爪式結(jié)構(gòu)，近來則往往采用滾子結(jié)構(gòu)。如圖7中所示，這種滾子式單向離合器30是由安裝在外側(cè)輪體35與內(nèi)側(cè)輪體33之間的環(huán)狀空間中的滾子保持件32及沿環(huán)狀空間周向分布的多個(gè)位置上用滾子保持件32保持的多個(gè)滾子31構(gòu)成的，同時(shí)使與各滾子對應(yīng)地在外側(cè)輪體35的內(nèi)周面上形成的第1凸輪面36與在內(nèi)側(cè)輪體33上形成的第2凸輪面37之間的間隔沿周向逐漸變窄。把第1凸輪面36加工成帶傾斜面的凹曲面，同時(shí)原封不動(dòng)地利用圓形的外周面作為第2凸輪面37。而把各滾子31用螺旋壓縮彈簧34以滾子保持件32為基準(zhǔn)地向由上述第1凸輪面36與第2凸輪面37所形成的間隙變窄的方向(滾子31鎖住外側(cè)輪體35與內(nèi)側(cè)輪體33的方向)靠緊。
在這種滾子式單向離合器中，是借助于彈簧34使各滾子向第1凸輪面36與第2凸輪面37所形成的變窄間隙方向靠緊的，雖然有即使各滾子尺寸或第1凸輪面36與第2凸輪面37的間隙尺寸存在某些誤差也能確實(shí)地鎖住外側(cè)輪體35與內(nèi)側(cè)輪體33的優(yōu)點(diǎn)，但是當(dāng)彈簧34推壓力過強(qiáng)而且在驅(qū)動(dòng)力傳遞的反方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，即自由回轉(zhuǎn)時(shí)由于外側(cè)輪體35與內(nèi)側(cè)輪體33未能完全解脫而最終會(huì)發(fā)生隨著鏈條一起轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象，反之，若彈簧34的推壓力過弱，則在自由回轉(zhuǎn)時(shí)滾子就會(huì)搖晃。
本發(fā)明的目的是提供一種在沿驅(qū)動(dòng)力傳遞方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能使內(nèi)側(cè)輪體與外側(cè)輪體間迅速而確實(shí)地實(shí)現(xiàn)鎖定，且在非傳遞動(dòng)力方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)又能確實(shí)保證內(nèi)側(cè)輪體與外側(cè)輪體間相動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)(自由轉(zhuǎn)動(dòng))的自行車用單向滾子離合器。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的自行車用單向滾子離合器設(shè)有使得在傳遞動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)上述第1輪體與上述滾子保持件之間的摩擦力大于不傳遞動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)上述第1輪體與上述滾子保持件之間摩擦力的摩擦力施加裝置。
利用上述結(jié)構(gòu)，這種滾子離合器在傳遞動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(第1輪體與第2輪體成鎖定狀態(tài)時(shí))，在摩擦力施加裝置的作用下，第1輪體與上述滾子保持件間結(jié)合增強(qiáng)，使?jié)L子迅速而確實(shí)地推入第1凸輪面與第2凸輪面之間的狹窄間隙中而將第1輪體與第2輪體鎖住。反之，當(dāng)該滾子離合器作不傳遞動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(第1輪體與第2輪體成解鎖狀態(tài)時(shí))，摩擦力施加裝置的作用使第1輪體與滾子保持件之間的結(jié)合減弱，使上述滾子保持件也可以相對第1輪體自由轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)果借助于滾子保持件而把滾子推離凸輪面，就能防止第1輪體與第2輪體一同轉(zhuǎn)動(dòng)。
上述摩擦力施加裝置的最佳實(shí)施方式可以是由支持在第1輪體上(對于內(nèi)側(cè)輪體的情形外嵌在其外周面上，外側(cè)輪體時(shí)則內(nèi)嵌在其內(nèi)周面上)，同時(shí)將其一端連接在上述滾子保持件上的螺旋彈簧構(gòu)成的，即在支持此螺旋彈簧的第1輪體(內(nèi)側(cè)輪體或外側(cè)輪體)在螺旋彈簧壓緊的方向(壓迫方向)轉(zhuǎn)動(dòng)(正轉(zhuǎn))時(shí)，螺旋彈簧與第1輪體之間摩擦力增大，第1輪體與滾子保持件間結(jié)合力增強(qiáng)。反過來，當(dāng)支持該螺旋彈簧的第1輪體(內(nèi)側(cè)輪體或外側(cè)輪體)沿螺旋彈簧松弛方向轉(zhuǎn)動(dòng)(逆轉(zhuǎn))時(shí)，螺旋彈簧與第1輪體間摩擦力變小，使第1輪體與滾子保持件之間結(jié)合力減弱。
也可以采用從卷繞體向第1輪體方向伸出的斜棘爪來取代這種螺旋彈簧。即使用按照第1輪體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向而使此斜棘爪的斜向與第1輪體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向之間有不同的角度而使其摩擦力不同的結(jié)構(gòu)。
為了使借助滾子保持件更柔和而確實(shí)地保持滾子，滾子保持件最好通過彈簧件把滾子推壓保持在第1凸輪面與第2凸輪面之間的間隙狹窄的方向上，例如該彈簧件可以是與滾子保持件一體形成的臂狀彈簧，根據(jù)情況也可以是位于滾子保持件與滾子之間的壓縮螺旋彈簧。


圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例的自行車單向滾子離合器沿其軸線方向的局部剖視圖。
圖2是圖1的X-X剖視圖。
圖3是滾子保持件正面圖。
圖4是滾子保持件的側(cè)面圖。
圖5是自行車用滾子離合器第2實(shí)施例的局部放大剖視圖。
圖6是自行車用滾子離合器第3實(shí)施例的局部放大剖視圖。
圖7是以往的自行車用單向滾子離合器的局部剖視圖。
下面，說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例的自行車用滾子離合器沿其軸線方向的局部剖視圖，圖2是圖1的X-X剖視圖。圖1中，D表示構(gòu)成自行車后軸的自由輪轂，該自由輪轂D是由兩端固定在圖中未示出的自行車架上的輪轂軸A，套筒S及通過一對滾珠軸承機(jī)構(gòu)B而可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在上述輪轂軸A之上的輪轂筒體C等構(gòu)成的。
1表示自行車用單向滾子離合器，自行車用單向滾子離合器1配設(shè)有從與轂筒C內(nèi)周的一端螺紋連接的螺紋部沿軸向延伸的內(nèi)側(cè)輪體5及通過滾珠2、3可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的裝在該內(nèi)側(cè)輪體5的外側(cè)上的外側(cè)輪體7。
圖中雖未示出，在外側(cè)輪體7的外周上安裝有與傳遞來自腳蹬的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力的鏈條相嚙合的鏈輪。為此目的，要在外側(cè)輪體7的外周上開設(shè)把鏈輪借助軸向的移動(dòng)配合固定的軸向溝7b。
更詳細(xì)地說，自行車用單向滾子離合器1是由內(nèi)側(cè)輪體5、可相對于此內(nèi)側(cè)輪體5作相對轉(zhuǎn)動(dòng)的外側(cè)輪體7、安裝在上述內(nèi)側(cè)輪體5與外側(cè)輪體7之間所形成的環(huán)狀空間中的滾子保持件(一般稱之為鳥籠)8、在上述環(huán)狀空間的周向分布成兩列并由上述滾子保持件保持在許多位置上的多個(gè)滾子4a、4b以及在傳遞動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使內(nèi)側(cè)輪體5與滾子保持件8之間的摩擦力大于不傳遞動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)內(nèi)側(cè)輪體5與滾子保持件8之間的摩擦力的作為摩擦力施加裝置的螺旋彈簧9構(gòu)成的。
此時(shí)，要使與各滾子對應(yīng)的在上述內(nèi)側(cè)輪體5上形成的第1凸輪面5a與在上述外側(cè)輪體7上形成的第2凸輪面7a之間的間隔沿圓周方向變窄、在本實(shí)施例中是將第2凸輪面7a做成從外側(cè)輪體7的內(nèi)周面徑向向外的彎曲形狀，更詳細(xì)地說，是加工成部分為斜面的凹曲面。內(nèi)側(cè)輪體5的外周面則原封不動(dòng)地用第1凸輪面5a。
如圖3、4所示，滾子保持件8整體為筒體，其周面上設(shè)置開口部8a，它們沿周向橫向并置2列、數(shù)量與所容納的滾子4a、4b數(shù)相同。在各開口部8a的1個(gè)軸向側(cè)壁上設(shè)置從該側(cè)壁突出的V形臂狀彈性部8b，在此彈性部8b與另一方的軸向側(cè)壁之間保持著滾子4a、4b。從圖中可以清楚地看出，在滾子保持件8邊緣的外周上形成徑向伸出的突起8c，突起8c插入上述第2凸輪面的凹部之中。
螺旋彈簧9卷裝在內(nèi)側(cè)輪體5的外周表面上，從圖1可以看出，其一端端部9a徑向地向外彎折，再向軸向彎折。端部9a的前端插入滾子保持件8外側(cè)邊緣上所形成的切口8d中，借此而把滾子保持件8與螺旋彈簧9在轉(zhuǎn)動(dòng)方向上連成一體。
借助于上述的滾子保持件8與螺旋彈簧9的結(jié)構(gòu)，當(dāng)滾子保持件8與螺旋彈簧9在使螺旋彈簧9變緊的方向上相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(傳遞動(dòng)力的轉(zhuǎn)動(dòng))、螺旋彈簧9與內(nèi)側(cè)輪體5之間的摩擦力增大，結(jié)果就產(chǎn)生了使?jié)L子保持件8與內(nèi)側(cè)輪體5一起回轉(zhuǎn)的力。與此相反，當(dāng)滾子保持件8與螺旋彈簧9在使螺旋彈簧9放松的方向上相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(不傳遞動(dòng)力的轉(zhuǎn)動(dòng)，即自由轉(zhuǎn)動(dòng))使螺旋彈簧9與內(nèi)側(cè)輪體5之間的摩擦力減少，結(jié)果就使得造成滾子保持件8與內(nèi)側(cè)輪體5一體地轉(zhuǎn)動(dòng)的力銳減。
進(jìn)而，在本實(shí)施例中，為了增大接觸面積，螺旋彈簧9的截面形狀是采用長方形的，也可以根據(jù)情況而采用圓形或其它形狀。
此處，如圖2中所示，滾子4a、4b與外側(cè)輪體7的第二凸輪面7a的傾斜部輕輕地接觸的位置(滾子4a、4b與第1凸輪5a不完全接觸的狀態(tài))與滾子4a、4b嵌入第1凸輪面5a和第2凸輪面7a之間的狹窄間隙的位置之間形成了一定距離(稱之為鎖緊量σ)，此鎖緊量σ換算成中心角約為3～6°。
這樣構(gòu)成的自行車用單向滾子離合器1以如下方式動(dòng)作
自行車用單向滾子離合器1在內(nèi)側(cè)輪體5處于停止?fàn)顟B(tài)，如圖2所示的通過鏈條與鏈輪把箭頭方向的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力加在外側(cè)輪體7上時(shí)，由于外側(cè)輪體7的轉(zhuǎn)動(dòng)滾子4a、4b就向與滾子保持件8和外側(cè)輪體7相對的第2凸輪面7a的傾斜部接觸的方向(鎖緊方向)移動(dòng)，于是，滾子4a、4b就位于距離最后位置之前只剩一個(gè)鎖緊量σ的位置上。在此狀態(tài)下，當(dāng)外側(cè)輪體7再沿上述驅(qū)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則滾子4a、4b在外側(cè)輪體7與內(nèi)側(cè)輪體5之間轉(zhuǎn)動(dòng)并隨外側(cè)輪體7移動(dòng)。此滾子4a、4b與滾子保持件8通過彈性部8b而成為一體，同時(shí)，與外側(cè)輪體7一起在內(nèi)側(cè)輪體5的外周面上移動(dòng)，借助于螺旋彈簧9的作用使其與內(nèi)側(cè)輪體5之間的相對移動(dòng)得到限制。即，滾子保持件8與螺旋彈簧9連結(jié)，同時(shí)，此滾子保持件8向使螺旋彈簧9變緊的方向移動(dòng)，螺旋彈簧9與內(nèi)側(cè)輪體5之間的摩擦阻力變大，在內(nèi)側(cè)輪體5與滾子保持件8之間就不會(huì)發(fā)生相對移動(dòng)。于是，滾子4a、4b立刻移動(dòng)鎖緊量σ的距離而進(jìn)入第1凸輪面5a與第2凸輪面7a之間的狹窄間隙中，實(shí)現(xiàn)內(nèi)側(cè)輪體5與外側(cè)輪體7a之間的鎖緊，就能把外側(cè)輪體7的驅(qū)動(dòng)力確實(shí)地傳遞到內(nèi)側(cè)輪體5上。
另一方面，若假想腳蹬停止驅(qū)動(dòng)，內(nèi)側(cè)輪體5轉(zhuǎn)換為自由回轉(zhuǎn)時(shí)(即，只有內(nèi)側(cè)輪體5靠慣性力在外側(cè)輪體7的驅(qū)動(dòng)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)的場合)，此時(shí)滾子4a、4b向第1凸輪面5a與第2凸輪面5b的更寬間隙的方向移動(dòng)而解除內(nèi)側(cè)輪體5與外側(cè)輪體7之間的鎖緊。進(jìn)而在此狀態(tài)下，由于在使螺旋彈簧9松弛的方向上，即使內(nèi)側(cè)輪體5在內(nèi)側(cè)輪體5與螺旋彈簧9間的摩擦力減小的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)側(cè)輪體5與滾子保持件8也能成為相對內(nèi)側(cè)輪體5的自由狀態(tài)，滾子4a、4b通過滾子保持件8的彈性部8b而被壓入第1凸輪面5a與第2凸輪面5b的更窄的間隙中的現(xiàn)象就可避免，就能防止外側(cè)輪體7與內(nèi)側(cè)輪體5連動(dòng)回轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。
第2實(shí)施例下面，對圖5中所示的自行車用單向滾子離合器的第2實(shí)施例說明如下。由于與上述實(shí)施例基本原理相同，其詳細(xì)說明從略。
自行車用滾子離合器1是由在其外周上形成第1凸輪面10a的內(nèi)側(cè)輪體10、其內(nèi)周面上形成第2凸輪面12a的外側(cè)輪體12、配置在第1凸輪面10a與第2凸輪面12a之間的滾子保持件13及借助滾子保持件13而周向配置的滾子4a、4b構(gòu)成的。在本實(shí)施例中，第1凸輪面10a上設(shè)有傾斜部，它距中心的距離沿一圓周方向逐漸增大。而且，作為摩擦力施加裝置的螺旋彈簧14，其端部與滾子保持件13連結(jié)，并被安裝在外側(cè)輪體12的內(nèi)周面上。
這種結(jié)構(gòu)的自行車用單向滾子離合器1以如下方式動(dòng)作。
首先，把如圖5所示箭頭方向的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力加到外側(cè)輪體12上，則在第1凸輪面10a與第2凸輪面12b的更窄間隙的方向上移至第1凸輪面10內(nèi)，留下鎖緊量σ部分的余量而到達(dá)既定的位置。
外側(cè)輪體12進(jìn)一步移動(dòng)時(shí)，其一端14a插入固定在滾子保持件13的切口13a中的螺旋彈簧14與外側(cè)輪體12間的摩擦力使得外側(cè)輪體12與滾子保持件13借助外側(cè)輪體12與滾子保持件13之間的摩擦力而成為一體，相對于內(nèi)側(cè)輪體10轉(zhuǎn)動(dòng)，把滾子4a、4b在第1凸輪面10a與第2凸輪面12b間更窄間隙的方向上再移動(dòng)一個(gè)鎖緊量σ的距離。
通過這樣的移動(dòng)使得內(nèi)側(cè)輪體10與外側(cè)輪體12鎖緊，就能把外側(cè)輪體12的驅(qū)動(dòng)力可靠的傳遞到內(nèi)側(cè)輪體10上。
外側(cè)輪體12不受來自腳蹬的驅(qū)動(dòng)時(shí)，如上一實(shí)施例所述地在螺旋彈簧14的作用下能防止外側(cè)輪體12的連動(dòng)回轉(zhuǎn)。
第3實(shí)施例現(xiàn)對圖6所示的自行車用滾子離合器的第3實(shí)施例說明如下。由于基本原理與第1實(shí)施例相同，省略其詳細(xì)的說明。在外側(cè)輪體7的內(nèi)周面上形成凸輪面7a。在內(nèi)側(cè)輪體5的外周與外側(cè)輪體7之間安放保持在滾子保持件15中的滾子4a、4b。所保持的各滾子4a、4b借彈簧力向鎖緊方向推壓。
滾子保持件15上，在與內(nèi)側(cè)輪體5外周面相對的對接面上，形成其前端相對外側(cè)輪體7的驅(qū)動(dòng)方向而朝下傾斜的爪15a。爪15a由彈性件構(gòu)成，其前端總是壓在內(nèi)側(cè)輪體5的外周面上。
這樣，爪15a在外側(cè)輪體7的箭頭方向作用著驅(qū)動(dòng)力時(shí)就有在內(nèi)側(cè)輪體5的外周面上有效地激發(fā)出摩擦力的施加摩擦力的功能。當(dāng)然，把此籠體15的爪15a設(shè)置與外側(cè)輪體7相對地對接面上也可取得同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種自行車用單向滾子離合器，它由第(1)輪體、與第(1)輪體同心地配置并能相對上述第(1)輪體作相對轉(zhuǎn)動(dòng)的第(2)輪體、安裝在上述第(1)輪體與第(2)輪體之間形成的環(huán)狀空間中的滾子保持件以及分布在上述環(huán)狀空間的周向多個(gè)位置上由上述滾子保持件保持的多個(gè)滾子等構(gòu)成，同時(shí)使與各滾子對應(yīng)地在上述第(1)輪體上形成的第(1)凸輪面與在上述第(2)輪體上形成的第(2)凸輪面之間的間隔沿周向變窄，其特征在于它還沒有在傳遞驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)上述第(1)輪體與上述滾子保持件之間的摩擦力比不傳遞動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)上述第(1)輪體與上述滾子保持件之間的摩擦力大的摩擦力施加裝置(9)。
2.如權(quán)利要求1中所述的自行車用單向滾子離合器，其特征在于，上述摩擦力施加裝置(9)是支持在上述第(1)輪體上，且其一端(9a)連接到上述滾子保持件(8)上的螺旋彈簧。
3.如權(quán)利要求1中所述的自行車用單向滾子離合器，其特征在于上述摩擦力施加裝置是從上述滾子保持件向上述第(1)輪體方向伸出的傾斜爪(15a)。
4.如權(quán)利要求1～3中任何一項(xiàng)所述的自行車用單向滾子離合器，其特征在于上述第1輪體是內(nèi)側(cè)輪體(5；10)，上述第(2)輪體是包圍著上述內(nèi)側(cè)輪體的外側(cè)輪體(7；12)。
5.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的自行車用單向滾子離合器，其特征在于，上述第2輪體是內(nèi)側(cè)輪體(5；10)，上述第(1)輪體為包圍上述內(nèi)側(cè)輪體的外側(cè)輪體(7；12)。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的自行車用單向滾子離合器，其特征在于，上述滾子保持件借助于彈性部件而對滾子(4a，4b)偏置保持。
7.如權(quán)利要求6中所述的自行車用單向滾子離合器，其特征在于，上述彈性部件是與上述滾子保持件一體形成的臂狀彈簧(8b)。
8.如權(quán)利要求6中所述的自行車用單向滾子離合器，其特征在于，上述彈性部件是位于上述滾子保持件和上述滾子之間的壓縮螺旋彈簧。
全文摘要
一種自行車用單向滾子離合器，它由安裝在形成于外側(cè)輪體7與內(nèi)側(cè)輪體5間的環(huán)狀空間中的滾子保持件8及分布在環(huán)狀空間周向的多個(gè)位置上用滾子保持件8保持的多個(gè)滾子4a，4b構(gòu)成，并使和各滾子對應(yīng)的在外側(cè)輪體7內(nèi)周面上形成的第2凸輪面7a與在內(nèi)側(cè)輪體5上形成的第1凸輪面5a之間的間隔沿周面逐漸變窄。還設(shè)有螺旋彈簧9，用來作為使傳遞動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)上述內(nèi)側(cè)輪體與上述滾子保持件間的摩擦力比不傳遞動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)上述內(nèi)側(cè)輪體與上述滾子保持件間的摩擦力大的摩擦力施加裝置。
文檔編號F16D41/067GK1133409SQ9511914
公開日1996年10月16日 申請日期1995年10月12日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月12日
發(fā)明者田部耕嗣 申請人:株式會(huì)社島野