CN102428288A - 单向离合器 - Google Patents

Abstract

提供一种能够降低制造成本的同时，能够实现动作稳定性的单向离合器。单向离合器(1)包括外轴(3)、滚轴(6)以及扭转弹簧(7)。外轴(3)配置在轴部件(2)的外周侧。滚轴(6)配置在轴部件(2)与外轴(3)的径向之间。扭转弹簧(7)是利用扭转弹力向滚轴(6)施加按压力的部件，具有在轴部件(2)的旋转方向及其相反方向上与滚轴(6)相抵接的抵接部(72)。

Description

单向离合器

技术领域

本发明涉及一种利用弹性部件的单向离合器。

背景技术

现有的单向离合器一般包括外轴、多个滚轴、多个弹性部件。外轴配置在轴部件的外周侧，具有环状主体部、从主体部朝半径方向内侧突出的多个突出部。相邻突出部的旋转方向之间，配置有滚轴及弹性部件。弹性部件朝旋转方向的一侧按压滚轴(例如，参照专利文献1)。

专利文献

专利文献1：特开2003-214461号公报

发明内容

现有的单向离合器中，作为弹性部件，例如使用螺旋弹簧。使用螺旋弹簧时，由于需要在螺旋弹簧的前端设置帽盖，部件的数量增多。其结果，在已有的单向离合器中，难以降低制造成本。

于是，提出了利用扭转弹簧作为弹性部件的单向离合器。如果使用扭转弹簧，可简化结构的同时，可降低制造成本。

但是，如果扭转弹簧按压滚轴的局部结构采取不当，扭转弹簧的弹力无法均匀地作用于滚轴，滚轴或扭转弹簧的动作变得不稳定。

本发明的目的在于提供一种能够降低制造成本的同时，能够实现动作稳定性的单向离合器。

本发明涉及的单向离合器，被设置在轴部件上，其包括外轴、滚轴和扭转弹簧。外轴，配置在轴部件的外周侧。滚轴，配置在轴部件与外轴的半径方向之间。扭转弹簧是利用扭转弹力向滚轴施加按压力的部件，具有在轴部件的旋转方向及其相反方向上与滚轴相抵接的抵接部。

该单向离合器中，由于使用了扭转弹簧，与使用螺旋弹簧时不同，不需要帽盖或导向部件。根据该构成，可简化结构，且可降低制造成本。

还有，由于扭转弹簧的抵接部在轴部件的旋转方向及其相反方向上与滚轴相抵接，因此，滚轴与抵接部在旋转方向及其相反方向上一体移动。其结果，相对于滚轴扭转弹簧的姿势变得稳定，扭转弹簧的弹力能够均等地作用于滚轴上。根据该构成，滚轴及扭转弹簧的动作变得稳定，可稳定单向离合器的动作。

附图说明

图1为单向离合器的平面图。

图2为单向离合器的剖面图。

图3为扭转弹簧及其周边的局部平面图。

图4为扭转弹簧及其周边的局部剖面图。

图5(A)、(B)为扭转弹簧的单体图(压缩状态)。

图6(A)、(B)为扭转弹簧的单体图(自由状态)。

图7为扭转弹簧及其周边的局部平面图。

图8为扭转弹簧及其周边的局部平面图(其他实施例)。

具体实施方式

下面，结合附图对本发明的实施例进行说明。

<单向离合器的整体结构>

结合图1及图2，对涉及实施例的单向离合器1的整体结构进行说明。图1为单向离合器1的平面示意图。图2为单向离合器1的Ⅱ-Ⅱ剖面图。图1中，箭头R1所示轴部件2的旋转方向，箭头R2所示其相反方向。图2中所示O-O线为轴部件2的旋转轴。

如图1所示，为了限制轴部件2与其他部件(图中未示出)在特定单向的相对旋转，单向离合器1设置在轴部件2的外周侧。在这里，单向离合器1，限制其他部件(图中未示出)相对轴部件2朝R1方向旋转(旋转方向的示例)，允许其他部件相对轴部件2朝R2方向(旋转方向的反方向的示例)旋转。

具体而言，单向离合器1具有外轴3、多个滚轴6、多个扭转弹簧7。外轴3配置在轴部件2的外周侧。滚轴6配置在轴部件2与外轴3的半径方向之间。扭转弹簧7，对滚轴6施加大致朝R1方向的按压力。

单向离合器1，还具有配置在外轴3的轴向侧方的盖4及板9。如图2所示，盖4配置成覆盖外轴3的第1侧面3a。板9配置成覆盖外轴3的第2侧面3b。

<外轴及滚轴>

外轴3，配置在轴部件2的外周侧，固定有其他部件(图中未示出)。外轴3，具有配置在轴部件2的外周侧，且大致成环状的主体部31、和从主体部31朝半径方向内侧突出的多个突出部32。

主体部31具有轴向突出的环状突起31b。盖4嵌入环状突起31b的内周侧。环状突起31b对盖4的半径方向位置进行定位。

突出部32，在轴部件2的旋转方向上大致以相同螺距配置。盖4通过铆钉34被固定在突出部32上。突出部32与轴部件2的半径方向之间形成有缝隙，以使突出部32不与轴部件2的外周面相接触。

相邻突出部32的旋转方向之间、即主体部31与轴部件2的半径方向之间配置有滚轴6。滚轴6是用于限制或允许轴部件2与外轴3的相对旋转的圆柱状部件。滚轴6通过被外轴3支撑的扭转弹簧7大致压向R1方向。也可表述为滚轴6配置在轴部件2与外轴3的半径方向之间。此外，作为配置有滚轴6的空间，还可表述成外轴3具有开口11。开口11形成于主体部31的半径方向内侧，即相邻突出部32的旋转方向之间。滚轴6具有环状沟槽6a。在滚轴6中，沟槽6a配置在轴向(宽度方向)的中央。扭转弹簧7的端部嵌入沟槽6a中(后述)。

相邻突出部32的旋转方向之间，主体部31具有倾斜部31a。倾斜部31a，大致成平面，沿R1方向越来越向轴部件2倾斜。因此，在倾斜部31a与轴部件2之间形成的半径方向的缝隙，沿R1方向逐渐变小。

例如，在开口11的R2侧一半中，由于半径方向缝隙被设定成大于滚轴6的外径，因此滚轴6在轴部件2与倾斜面31a之间可进行旋转。另一方面，在开口11的R1侧一半中，由于半径方向缝隙被设定成小于滚轴6的外径，因此，滚轴6被夹持在轴部件2与倾斜部31a之间，通过滚轴6限制轴部件2及外轴3的相对旋转。在该状态下，滚轴6的R1侧突出部32与滚轴6的旋转方向之间确保有缝隙。由于滚轴6被扭转弹簧7压向R1方向，因此，一旦轴部件2相对外轴3朝R1方向进行旋转，滚轴6则容易被夹持在轴部件2与倾斜部31a之间。

<扭转弹簧>

结合图3～图6(B)，对扭转弹簧7及其周边的结构进行说明。图3为扭转弹簧7及其周边的局部平面图。图4为扭转弹簧7及其周边的局部剖面图。图5(A)及(B)为扭转弹簧7的单体图(压缩状态)。图6(A)及(B)为扭转弹簧7的单体图(自由状态)。

如图3～图4所示，为了朝R1方向按压滚轴6，单向离合器1上设置有多个扭转弹簧7。如图5(A)～图6(B)所示，扭转弹簧7由一根线材构成，具有弹簧主体73(弹性部的示例)、支撑部71、抵接部72。

弹簧主体73是为了使其产生扭转弹力卷成螺旋状的部分。如图4所示，该实施例中，弹簧主体73配置在外轴3的轴向侧方(盖4侧)。支撑部71及抵接部72通过弹簧主体73弹性连接。

如图5(A)～图6(B)所示，支撑部71是被外轴3支撑的部分，具有第1支撑部71a和第2支撑部71b。第1支撑部71a与弹簧主体73的第1端部73a(更具体而言，配置在外轴3侧的端部)相连，从第1端部73a沿外轴3的第1侧面3a延伸。

如图3～图4所示，外轴3的突出部32具有轴向贯通的支撑孔35。第2支撑部71b，从第1支撑部71a的端部轴向延伸，并插入支撑孔35中。由于支撑孔35的内径大于第2支撑部71b的外径，因此，第2支撑部71b在支撑孔35内可进行旋转。这样，通过突出部32的支撑孔35及支撑部71，弹簧主体73被外轴3支撑着。

如图3所示，抵接部72是向滚轴6传递按压力的部分，在R1方向及R2方向上与滚轴6相抵接。具体而言，如图5(A)～图6(B)所示，抵接部72具有中间部72a、环状部72b。

中间部72a是与弹簧主体73的第2端部73b(更具体而言，配置在外轴3相反侧的端部)相连的部分，从第2端部73b大致朝轴向延伸。如图5(A)及(B)所示，安装了扭转弹簧7的压缩状态下，中间部72a轴向延伸，且与滚轴6的外周面相抵接。另一方面，如图6(A)及(B)所示，扭转弹簧7的自由状态下，中间部72a略微朝轴向倾斜。中间部72a朝轴向倾斜，以使弹簧主体73从环状部72b分离。更具体而言，如图6(A)所示，中间部72a相对轴向的倾斜角度为角度α。因此，图5(A)及(B)表示的安装状态下，因弹簧主体73产生的弹力中间部72a及其周边部发生弹性变形，中间部72a与滚轴6的外周面大致均等地相抵接。中间部72a的端部配置在滚轴6的沟槽6a附近。

如图3所示，环状部72b是大致成环状的部分，设置在中间部72a的端部。环状部72b卷绕在滚轴6上，并配置在沟槽6a内。环状部72b是，当单向离合器1被滚轴6锁定时，从中间部72a的端部朝滚轴6的旋转方向圆弧状延伸。由于环状部72b卷绕在滚轴6上，因此，扭转弹簧7的弹力可准确地传递至滚轴6。此外，由于环状部72b嵌入沟槽6a内，在轴向上扭转弹簧7与滚轴6成一体。也可表述为扭转弹簧7被滚轴6支撑着。

图3所表示的状态是滚轴6被夹持在外轴3的倾斜部31a与轴部件2之间的状态。该状态下，由于扭转弹簧7在滚轴6与突出部32的支撑孔35之间朝旋转方向压缩，因此，滚轴6总是被压向R1方向。

<盖>

如图2及图4所示，外轴3的轴方向侧方配置有盖4，以防止滚轴6及扭转弹簧7脱落。具体而言，盖4为大致成圆板状的部件，配置成覆盖外轴3的第1侧面3a，其具有盖主体41、从盖主体41朝半径方向外侧延伸的多个固定部42。

如图2所示，固定部42通过铆钉34被固定在外轴3上。盖部43配置成使其与外轴3的突出部32相对应。相邻固定部42的旋转方向之间配置有滚轴6及开口11。

盖部43设置在固定部42的R2侧。盖部43，从盖主体41朝半径方向外侧延伸，且配置在滚轴6的轴向侧方。与固定部42相比，盖部43的半径方向的尺寸小。例如，盖部43的半径方向尺寸大致为固定部42的半径方向尺寸的一半。在轴向上，滚轴6可与盖部42相抵接。根据该构成，可防止滚轴6从开口11脱落。

固定部42的R1侧，设置有限制部44。限制部44，被设置成覆盖扭转弹簧7的支撑部71(更具体而言，第1支撑部71a)，从盖主体41朝半径方向外侧(从固定部42朝R2方向)延伸。

如图4所示，限制部44具有与突出部32相向配置的凹部44a。凹部44a中容纳有第1支撑部71a。凹部44a的范围比第1支撑部71a的活动范围宽，以使扭转弹簧7的旋转方向的移动不受到盖4的限制。

如图4所示，限制部44具有形成于凹部44a内的支撑面44b。支撑面44b，在轴向上与外轴3相向。外轴3的第1侧面3a与支撑面44b之间，配置有第1支撑部71a。第1侧面3a与支撑面44b之间，确保有大于第1支撑部71a直径的缝隙。由于支撑面44b在轴向上可与第1支撑部71a相抵接，因此，第1支撑部71a的轴向移动在第1侧面3a及支撑面44b的轴向之间受到限制。

从其他观点说明盖4的形状。虽然盖4具有盖主体41、固定部42、盖部43及限制部44，但也可认为盖4具有多个缺口45。具体而言，如图1及图4所示，缺口45，在旋转方向上大致以相同螺距配置，被设置成与滚轴6及扭转弹簧7相对应。缺口45内，配置有扭转弹簧7的弹簧主体73。如后述，由于弹簧主体73主要朝旋转方向上移动，因此，有必要确保弹簧主体73的移动空间。在这里，弹簧主体73的移动空间作为缺口45得以确保。

如图4所示，由于弹簧主体73的轴向尺寸小于盖4(更具体而言，固定部42、盖部43及限制部44)的轴向尺寸(厚度)，弹簧主体73不会比盖4更向轴向突出。

<板>

如图2及图4所示，外轴3的轴向侧方配置有板9以防止滚轴6脱落。具体而言，板9是嵌入外轴3以覆盖外轴3侧面的环状部件，具有圆板状板主体91以及筒状部92。筒状部92从板主体91的外周部轴向延伸，且嵌入到外轴3的外周部。板主体91覆盖与盖4相反侧的外轴3的第2侧面3b。根据该构成，可防止滚轴6的脱落。

<单向离合器的动作>

结合图7，对单向离合器1的动作进行说明。图7为滚轴6及扭转弹簧7的动作说明图。

在图1中，一旦轴部件2相对外轴3朝R1方向进行旋转，由于滚轴6被扭转弹簧7压向R1方向，因此，滚轴6被夹持在外轴3的倾斜部31a与轴部件2之间。其结果，通过滚轴6限制轴部件2及外轴3的相对旋转，外轴3与轴部件2一体旋转。根据该构成，轴部件2的R1方向的动力通过滚轴6传递至外轴3。

另一方面，一旦轴部件2相对外轴3朝R2方向进行旋转，滚轴6抗衡扭转弹簧7的按压力朝R2方向移动。其结果，滚轴6在倾斜部31a与轴部件2之间可进行旋转，且外轴3相对轴部件2可进行旋转。根据该构成，切断从轴部件2向外轴3的动力传递。

此时，伴随着滚轴6朝R2方向的移动，扭转弹簧7的抵接部72被滚轴6按压，扭转弹簧7被压缩。其结果，如图7所示，支撑部71以插入支撑孔35的第2支撑部71b为支点朝R2方向进行旋转，弹簧主体73朝R2方向及半径方向外侧移动。弹簧主体73在缺口45内移动。由于抵接部72被固定在滚轴6上，因此，扭转弹簧7按压滚轴6的状态及扭转弹簧7的姿势变得稳定。

还有，由于支撑部71的第1支撑部71a被容纳于限制部44的凹部44a中，因此，即使扭转弹簧7朝脱落的方向移动，第1支撑部71a与限制部44的支撑面44b相抵接。根据该构成，扭转弹簧7的动作变得稳定。

<特征>

单向离合器1的特征如下。

(1)该单向离合器1中，由于使用了扭转弹簧7，与使用螺旋弹簧时不同，不需要帽盖或导向。根据该构成，可简化结构，且可降低制造成本。

还有，由于扭转弹簧7的抵接部72在R1方向及R2方向上与滚轴6相抵接，因此，扭转弹簧7的姿势变得稳定。

此外，由于抵接部72的环状部72b配置在沟槽6a内，因此，可实现扭转弹簧7与滚轴6朝轴向一体移动的结构，扭转弹簧7的姿势更加稳定。因此，可实现单向离合器1动作的稳定性。而且，由于扭转弹簧7与滚轴6在轴向上成一体，不需在外轴3设置防止滚轴6脱落的部分，可简化外轴3开口11周边的形状。

(2)该单向离合器1中，扭转弹簧7被外轴3可旋转地支撑着。更具体而言，由于扭转弹簧7的支撑部71(更具体而言，第2支撑部71b)插入外轴3的支撑孔35中，在外轴3的突出部32仅形成支撑孔35，可支撑扭转弹簧7。根据该构成，可简化扭转弹簧7的支撑结构。

特别是，由于第2支撑部71b插入支撑孔35中，因此不需要的转矩不会作用于支撑部71，扭转弹簧7的动作得以稳定。还有，根据该构成，可防止扭转弹簧7的破损。

(3)该单向离合器1中，由于弹簧主体73配置在外轴3的轴向侧方，因此，不需确保大的用于容纳弹簧主体73的开口11容积。根据该构成，确保外轴3强度的同时，可确保小型化。

(4)该单向离合器1中，由于弹簧主体73比支撑孔35更向半径方向外侧配置，因此，当扭转弹簧7弹性变形时，更容易确保弹簧主体73的移动空间。根据该构成，可容易地实现将扭转弹簧7设置在外轴3侧方的结构。

所述实施例中，通过在盖4上设置缺口45，可确保弹簧主体73的移动空间。

(5)该单向离合器1中，由于支撑部71的轴向移动受到盖4限制部44的限制，当扭转弹簧7弹性变形时，可防止扭转弹簧7的轴向移动。根据该构成，扭转弹簧7的动作变得稳定，单向离合器1的动作也变得稳定。还有，可防止扭转弹簧7的脱落。

[其他实施例]

本发明的具体结构不仅仅局限于所述实施例，在不脱离本发明精神的范围内，可进行各种变更和修改。

(1)虽然采用了将扭转弹簧7的端部缠绕于滚轴6的结构，但，如图8所示，也可以是在滚轴6设置孔6b，将扭转弹簧7的端部7a(抵接部的示例)插入孔6b的结构。此时，扭转弹簧7的端部7a与滚轴6在旋转方向(轴部件2旋转轴的转动方向)上可一体移动。即使是这种结构，可稳定扭转弹簧7的姿势，且可稳定单向离合器1的动作。

(2)扭转弹簧7的配置，不仅仅局限于所述实施例。例如，在所述实施例中，扭转弹簧7的弹簧主体73配置在外轴3的侧方，没有容纳于开口11中。但，扭转弹簧7也可配置在开口11内。此时，单向离合器1的轴向尺寸缩短。另外，扭转弹簧7设置在开口11内时，最佳为考虑扭转弹簧7的移动空间，决定开口11的形状。

(3)扭转弹簧7，也可被盖4或板9可旋转地支撑着。

(4)虽然，环状部72b沿滚轴6的外周大致成环状，只要是在R1方向及R2方向上与滚轴6相抵接，环状部72b也可以是沿滚轴6外周的一半以上的圆弧状部分。即使是这种场合，可获得与所述实施例相同的效果。

相反，环状部72b可以在滚轴6上缠绕数圈(例如，一圈半或两圈)。

(5)在所述实施例中，虽然扭转弹簧7在自由状态下，中间部72a朝轴向角度α倾斜，但，即使是中间部72a朝轴向延伸时(角度α＝0)，也可实现单向离合器1动作的稳定。

(6)虽然，滚轴6的沟槽6a配置在轴向中央，但，因尺寸误差等沟槽6a也可从中央略为偏离。即，在滚轴6上，沟槽6a配置在轴向的大致中央即可。

工业上的可利用性

本发明涉及的单向离合器，可降低制造成本，且可实现动作的稳定性。因此，本发明可应用于离合器领域。

(符号说明)

1单向离合器

2轴部件

3外轴

31主体部

31a倾斜部

32突出部

35支撑孔

4盖

41盖主体

42固定部

43盖部

6滚轴

7扭转弹簧

71支撑部

72抵接部

73弹簧主体(弹性部的示例)

Claims (10)

1.一种单向离合器，其设置在轴部件上，包括：

外轴，配置在所述轴部件的外周侧；

滚轴，在径向配置于所述轴部件和所述外轴之间；

扭转弹簧，其利用扭转弹力向所述滚轴施加按压力，该扭转弹簧具有在所述轴部件的旋转方向及其相反方向上与所述滚轴相抵接的抵接部。

2.根据权利要求1所述的单向离合器，其特征在于：

所述抵接部具有环状部，该环状部沿所述滚轴的外周形成为圆弧状或环状。

3.根据权利要求2所述的单向离合器，其特征在于：

所述滚轴具有沿外周面形成的沟槽；

所述环状部配置在所述沟槽内。

4.根据权利要求3所述的单向离合器，其特征在于：

所述沟槽在所述滚轴中配置在轴向中央。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的单向离合器，其特征在于：

所述扭转弹簧被所述外轴可旋转地支撑着。

6.根据权利要求5所述的单向离合器，其特征在于：

所述外轴具有环状的主体部和突出部，其中，所述突出部具有轴向延伸的支撑孔，且从所述主体部朝半径方向内侧延伸；

所述扭转弹簧具有所述抵接部、插入于所述支撑孔的第2端部以及弹性部，其中，所述弹性部弹性连接所述抵接部及第2端部并用于产生所述按压力。

7.根据权利要求6所述的单向离合器，其特征在于：

所述弹性部配置在所述外轴的轴向侧方。

8.根据权利要求6或7所述的单向离合器，其特征在于：

所述弹性部在径向配置于所述支撑孔的外侧。

9.根据权利要求6～8中的任意一项所述的单向离合器，其特征在于：

所述外轴的轴向侧方还配置有盖；

所述盖具有限制部，该限制部在所述盖与所述外轴的轴向之间容纳所述第2端部，且在轴向上可与所述第2端部相抵接。

10.根据权利要求1所述的单向离合器，其特征在于：

所述滚轴具有轴向延伸的孔；

所述抵接部插入轴向延伸的所述孔内。

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