CN102472336A - 单向离合器 - Google Patents

Abstract

在单向离合器中，可不增加部件数量并减小齿隙且可提高安静性和耐久性。在具有与外部件(2)的内齿轮(2b)啮合的行星齿轮(4a)的行星齿轮部件(4)上相对于行星齿轮同轴且一体地经凸缘(4c)来设置锁定齿(4b)。在内部件(3)设置收置锁定齿(4b)的U形壁部(3b)，在U形壁部设置锁定齿的一部分齿可配合的配合部(5)。由于通过锁定齿来实现锁定状态，因此即使行星齿轮在齿数上受到限制，也可将锁定齿的齿数(间距)任意地设定得较细，且可使与行星齿轮部件的旋转相伴的锁定状态的间隔变细，部件数量不增加地减小单向离合器的齿隙。

Description

单向离合器

技术领域

本发明涉及单向离合器，特别涉及适于防止从负荷侧来将驱动侧进行逆驱动的单向离合器。

背景技术

以往，使用单向离合器的机械装置有多种，例如，在复印机的送纸机构中，为了不对卡纸时的用纸除去产生障碍，而在用纸输送辊和驱动电动机之间设有单向离合器。

作为该单向离合器，已知有如下的单向离合器，具有：具有内齿轮的外部件；与外部件同轴且转动自如地被收纳且在其外周部具有凹部的内部件；和在凹部旋转自如地被收纳且与内齿轮啮合的行星齿轮，在凹部侧设置配合部以便在通过外、内部件的相对旋转而滚动的行星齿轮向一方滚动时行星齿轮的部分齿啮合，但在向另一方滚动时成为解除配合，向外、内部件的相对旋转的一个方向传递转矩，而向另一方向不传递力矩(参照例如专利文献1、2)。

专利文献1：专利第3862360号公报

专利文献2：特开2005-172199号公报

发明内容

在上述专利文献1的结构中，为了减小单向离合器的齿隙，在凹部的凹面设有多个突起，该多个突起具有比行星齿轮的相邻的齿的间隔窄且比齿顶部分的齿厚宽的间隔。但是，突起的形状受到行星齿轮的配合、非配合位置之间的移动量的限制，成为小突起，出现在其成形性也有难度的问题。

此外，在上述专利文献2的结构中，为了改善齿顶与凹部的凹面滑动接触的同时行星齿轮旋转中的安静性和耐久性，而设置行星齿轮的移动范围限定构件(导引部)以在行星齿轮的自由旋转时齿顶不与凹部的凹面抵接。这样，安静性和耐久性提高，但是，由于设置其他部件来导引，因此存在部件数量的增大和大型化的问题。

为解决该问题，提供可不增加部件数量且减小齿隙并提高安静性和耐久性的单向离合器，在本发明中，一种单向离合器，具有：具备内齿轮的第一部件2；相对于上述第一部件同轴且相对旋转自如地被支撑并具有朝向上述内齿轮的齿敞开的凹部的第二部件3；和在上述凹部内能旋转地收置且具有与上述内齿轮啮合的行星齿轮的行星齿轮部件4，上述行星齿轮部件具有与上述行星齿轮同轴且一体设置的延长部，在上述延长部的外周设有与上述配合部配合的锁定齿，上述锁定齿以比上述行星齿轮的齿高的间距配置，上述第二部件具有仅在上述第一部件和上述第二部件要向一个方向相对旋转时与上述行星齿轮部件的一部分配合的配合部。

根据本发明，仅在第一部件和第二部件要向一个方向相对旋转时，行星齿轮部件的锁定齿与配合部配合，第一、第二部件成为作为单向离合器的锁定状态，但是，由于其锁定状态不是使与内齿轮啮合的行星齿轮的齿与配合部配合来进行的，而是通过使在与行星齿轮部件的行星齿轮同轴且一体设置的延长部的外周设置的锁定齿与配合部配合来进行的，因此通过将锁定齿设定为比行星齿轮的齿高的间距，从而能减小单向离合器的齿隙。

特别地，上述第二部件3包括轴部件和/或盘部件，上述凹部由与上述轴部件的外周和上述盘部件的轴线方向端面的至少一个结合的壁部件划分为好。这样，可在例如将第二部件树脂成形的情况下通过一体成形来简单地形成壁部件，且壁部件至少与轴部件或盘部件结合，从而易于确保壁部件的强度。

再有，上述配合部设置在上述壁部件上为好。这样，在使锁定齿与配合部配合的情况下可通过壁部件的壁面来将锁定齿适当地导引到配合部。此外，上述壁部件的设有上述配合部一侧的、与上述行星齿轮的一个侧部相对的部分被切口为好。这样，在由壁部件导引行星齿轮的情况下，与行星齿轮的一个侧部相对的部分被切口，因此行星齿轮的齿在旋转时不会接触，可提高安静性和耐用性。

此外，在行星齿轮部件的、上述行星齿轮和上述锁定齿之间的部分同轴地设有凸缘为好。这样，能与凸缘一体化地形成行星齿轮的齿，从而可提高行星齿轮的齿的强度，且在行星齿轮的旋转中凸缘的外周面在凹部的凹面滑动接触，从而成为圆滑的面彼此的滑动接触，可提高行星齿轮部件的滚动时的静音化。

再有，上述凸缘形成为与上述行星齿轮的齿顶圆相同或直径稍大为好。这样，可使行星齿轮的齿与凸缘一体地形成到齿顶，且能可靠地防止行星齿轮的齿与凹部的凹面滑动接触，因此可进一步提高耐用性和安静性。

此外，上述锁定齿做成锯齿状，上述锁定齿的与上述配合部配合的齿面相对于上述锁定齿的节圆方向大体正交为好。这样，锁定齿和啮合部的啮合方向与行星齿轮部件的旋转方向大体一致，因此锁定时的强度变大，如果为相同强度，则可减小锁定齿和配合部的大小。

这样，根据本发明，使行星齿轮部件形成为具有与外部件的内齿轮啮合的行星齿轮和与行星齿轮同轴且一体设置的延长部，而在延长部配置比行星齿轮的齿高的间距的锁定齿来实现锁定状态，因此可使行星齿轮不受齿数制约地将锁定齿以高间距配置，与行星齿轮部件的旋转相伴的锁定状态的间隔变细，部件数量没有增加地减小单向离合器的齿隙，并没有将行星齿轮配合而成为锁定状态，因此可使行星齿轮的齿的强度为所需最小限度，且可实现紧凑化。

附图说明

图1是沿基于本发明的单向离合器的轴线方向剖开表示的剖视图。

图2是沿图1中II-II线观察的向视图。

图3是沿图1中III-III线观察的向视图。

图4是表示单向离合器的构成要素的分解组装立体图。

图5是表示在内部件组装行星齿轮部件的状态的重要部分放大立体图。

图6是表示在图5中组装外部件的状态的重要部分放大立体图。

图7是表示锁定齿部的配合状态的重要部分放大主视图。

具体实施方式

下面，参照附图的同时说明本发明的实施方式。图1是沿基于本发明的单向离合器的轴线方向剖开表示的剖视图。图2是沿图1中II-II线观察的向视图。图3是沿图1中III-III线观察的向视图。图4是表示单向离合器的构成要素的分解组装立体图。再有，单向离合器可以是例如在打印机的送纸机构设置的部件。

图示实例的单向离合器1的构成包括：作为第一部件的外部件2；作为第二部件的内部件3；和介入安装在两部件2、3之间的在图示实例中为四个的行星齿轮部件4。这些各部件2、3、4可以是通过一体成形合成树脂材料来形成的部件。

如图2中一并表示那样，外部件2在外周面具有与未图示的电动机进行齿轮结合的外齿轮2a，且在内周面具有内齿轮2b，上述外部件2形成为浅底的筒状。再有，在底部的外侧形成有向外侧同轴地突出的环状凸起部2c。

如图3所示，内部件3形成为浅底的筒状，其具有：在外部件2的环状凸起部2c以插穿状态相对旋转自如地被支承的作为轴部件的环状壳体部3a；与环状壳体部3a结合且在其外周面以90度间隔配置并划分朝向径向外侧即内齿轮2b的齿敞开的凹部的四个U形的壁部件3b；和在轴线方向外侧端面形成的转矩传递用的一对配合突部3c。再有，在图示实例中，在环状壳体部3a的轴线方向端一体形成有同轴的盘部件3e，壁部件3b的一部分(盘部件3e侧)还与盘部件3e结合。这样，与和上述环状壳体部3a的结合一起提高壁部件3b的强度提高，但是，也可仅与任一个结合。此外，成为如下结构：内部件3由插穿于环状壳体部3a的通孔的未图示的支承轴来旋转自如地支承，如上述那样，外部件2相对于该内部件3相对旋转自如地被支承。

行星齿轮部件4在图4中代表性地仅图示一个，但是，如该图所示，形成为分别同轴地具有：与外部件2的内齿轮2b啮合的行星齿轮4a；收纳在内部件3的U形的壁部件3b中的锁定齿4b；和设于行星齿轮4a和锁定齿4b之间并具有圆筒面的凸缘4c。在行星齿轮部件4上与行星齿轮4a同轴且一体地形成延长部，在其外周设有凸缘4c和锁定齿4b。再有，凸缘4c的外径做成比行星齿轮4a的齿顶圆稍大的大径，但也可以是相同直径，同样地，也可以做成相对于锁定齿4b比其外径稍大的大径，但也可以是相同直径。这样，在由壁部件3b来旋转支撑凸缘4c的结构中，能将壁部件3b的弯曲状的支撑面的形状形成为没有凹凸的面，形成较容易。

外部件2的内齿轮2b的齿宽成为与行星齿轮部件4的行星齿轮4a的齿宽相对应的长度，与行星齿轮4a相邻的凸缘4c在组装状态下收置于内部件3侧。锁定齿4b以剖面形状形成为锯齿状，且以行星齿轮4a的齿数的倍数或其以上的齿数(比行星齿轮的齿高的间距)设置。

U形的壁部件3b的一个壁的宽度(与内部件3的轴线方向同方向上的长度)以较短宽度形成，该较短的宽度为行星齿轮部件4的轴线方向长度中的、将锁定齿4b和凸缘4c相加得到的长度，壁部件3b的另一个壁的宽度以较长宽度形成，该较长的宽度为与行星齿轮部件4的全长(轴线方向长度)大体相同长度。壁部件3b的与内部件3的周向相同方向的内宽设定为如下的长度，即在其中收置的锁定齿4b在内部件3的周向上能稍移动的长度。

而且，在U形的壁部件3b的上述较短宽度的一个壁上，在其内周面设有配合部5。配合部5在图示实例中由将作为壁部件3b的整体呈U形的内周面的与上述一个壁对应的部分朝向径向外地挖下而除去U形的敞开侧形成的台阶部构成。在行星齿轮部件4在U形的壁部件3b内向配合部5侧旋转的情况下，行星齿轮部件4的延长部的一部分即锁定齿4b的一部分(一个)可与配合部5配合。

此外，对壁部件3b的一个壁(较短宽度的壁)将与收置在壁部件3b的状态下的行星齿轮部件4的行星齿轮4a的一个侧部相对的部分切口。利用该切口，当行星齿轮部件4向锁定齿4b与配合部5配合的方向旋转的情况下，即使行星齿轮部件4倾斜而使行星齿轮4a比锁定齿4b先行，行星齿轮4a也不会与壁部件3b的一个壁接触，因此能可靠地进行锁定齿4b和配合部5的配合。

再有，在壁部件3b的一个壁上，在从设有配合部5的部分向外部件2侧设有以与凸缘4c的宽度对应的长度延长的臂3f。臂3f设置在行星齿轮部件4向锁定齿4b与配合部5配合的方向上旋转的情况下凸缘4c的外周面进行滑动接触的位置上。这样，当行星齿轮部件4向锁定齿4b与配合部5配合的方向上旋转的情况下，如图7中双点划线所示那样，臂3f和凸缘4c可滑动接触，因此可使锁定齿4b的齿顶与壁部件3b的壁面滑动接触，不导引锁定齿4b也可以，且可防止锁定齿4b的齿顶损伤。此外，臂3f的周向长度(与齿轮部件4的旋转方向对应的方向的长度)在能确保强度的范围内尽可能短，从而还可抑制臂4f和凸缘5的滑动接触声音。

其次，对各部件2、3、4的组装要点进行说明。如图5所示，行星齿轮部件4的锁定齿4b在由内部件3的U形壁部件3b收置的状态下装载。以对该状态的内部件3将外部件2同轴地覆盖的方式将外部件2的环状凸起部2c嵌装在内部件3的环状壳体部3a上(图6)。

在图6的嵌装状态下，各行星齿轮部件4的行星齿轮4a与外部件2的内齿轮2b啮合。此外，在环状凸起部2c的内周面和环状壳体部3a的外周面，设有在外部件2和内部件3互相同轴地相对且叠合的状态下互相嵌合的周向突条2d和周向槽3d。如图6所示，利用周向突条2d和周向槽3d的凹凸配合，外部件2和内部件3可以互相相对旋转但以在轴线方向上防脱的状态一体地组装。

在如上述那样组装的单向离合器1中，在外部件2要相对于内部件3相对地沿图2的箭头A方向旋转的情况下，行星齿轮4a与内齿轮2b啮合的行星齿轮部件4沿箭头A方向旋转。这样，如图7所示，锁定齿4b的一部分与配合部5配合，阻止行星齿轮部件4的旋转，而使外部件2和内部件3成为互相锁定状态。在用电动机驱动外部件2的情况下，电动机转矩传递到内部件3，与例如内部件3连接的纸进给辊(未图示)旋转。

反之，在通过上述纸进给辊在停止时对纸施加的张力而将向图2的箭头A的方向旋转的转矩作用于内部件3上的情况下，内部件3相对于外部件2相对地沿箭头A方向旋转，因此行星齿轮部件4以配合部5相对于锁定齿4b先行的方式旋转，锁定齿4b和配合部5的啮合状态被解除，进而解除单向离合器1的锁定状态。在该状态下，行星齿轮部件4由U形的壁部件3b的较长的宽度按压，在行星齿轮4a与内齿轮2b啮合的同时行星齿轮部件4进行自由旋转。

如上所述，行星齿轮部件4的凸缘4c的外径是比行星齿轮4a的齿顶圆大的直径，因此在上述行星齿轮部件4的自由旋转状态下凸缘4c的外周面与U形壁部3b的内周面滑动接触。凸缘4c的外周面形成为圆周，凸缘4c的外周面和U形壁部3b的内周面的接触状态与行星齿轮部件4的旋转位置无关而总是为一定。

在如以往那样使齿轮的齿顶直接与U形壁部3b的内周面(凹部的凹面)滑动接触的情况下，等同于与齿数对应的多边形的各角部滑动接触。在该情况下，由于行星齿轮部件4的旋转位置而产生高度差地进行滑动接触，因此产生敲打声。

与之相对，根据本发明的上述结构，由于可使总为相同直径的凸缘4c的外周面进行滑动接触，因此不会产生上述那样的敲打声，可确保安静性。

此外，比行星齿轮4a的齿顶圆直径大的凸缘4c通过与行星齿轮4a一体成形而形成，从而行星齿轮4a的齿的强度变高，即使是行星齿轮部件4小直径化的情况也可较高地确保行星齿轮4a的齿的强度，且可使单向离合器1没有任何问题地紧凑化。

另外，在现有的单向离合器中，使行星齿轮的齿的一部分与在凹部设置的配合部配合而成为锁定状态，在该情况下，由行星齿轮的相邻齿的间隔所形成的齿隙较大。

与之相对，不是使行星齿轮4a而是使锁定齿4b的齿与配合部5啮合而成为锁定状态，能使锁定齿4b的齿可符合啮合状态地自由设计。如图7所示，锁定齿4b的齿6具有与锁定齿4b的节圆方向(箭头B)正交(90度)的面6a。形成配合部5的台阶的面也形成为在锁定状态下与锁定齿4b的节圆方向B正交(90度)，在锁定状态下使锁定齿4b的齿6的面6a和配合部5的台阶的面互相正对地配合。

通过该可正对的形状彼此的配合，而使锁定齿4b的旋转方向的转矩不作为分力逃出地由配合部5承受。这样，即使缩小锁定齿4b的齿6的高度等形状也可得到充分的配合力，可减小齿6的高度且间距也变小。通过如上述那样形成锁定齿4b，而能以高间距成为锁定状态，因此相对于将现有的行星齿轮的齿配合而成为锁定状态的结构的产品而言，可减小齿隙，从而可提供高精度且高品质的单向离合器。

此外，能够将作为行星齿轮发挥功能的行星齿轮4a和实现锁定状态的锁定齿4b作为一个部件的行星齿轮部件4来形成。由于能将该行星齿轮部件4作为一个部件形成，因此可将现有的外、内部件和行星齿轮这三个部件以及部件数量没有任何变化地构成单向离合器，且可不增加部件数量地实现齿隙小的单向离合器1。

再有，虽然将锁定齿4b的齿6的配合的面6a和配合部5的台阶的面形成为相对于锁定齿4b的节圆方向B分别成90度的面，但是，不限于90度，只要能确保锁定状态的转矩设计值，则也可以是大体90度，从而允许成形误差，并可促进加工成本的低廉化。

此外，锁定齿4b还与凸缘4c一体成形，由此，齿6的强度提高，耐久性也提高。凸缘4c设置在行星齿轮4a和锁定齿4b之间，如上述那样使凸缘4c的外周面与U形壁部3b的内周面滑动接触。在锁定状态下配合部5和锁定齿4b的配合部分以及行星齿轮4a和内齿轮2b的啮合部分在行星齿轮部件4的轴线方向上互相偏离，在配合部分和啮合部分成为力点和作用点的杆中，其支点可成为凸缘4c，因此不会对行星齿轮4a和锁定齿4b的各齿顶单方地施加载荷，可防止过载荷所导致的各齿的磨损和/或变形。

产业上的可利用性

本发明涉及的单向离合器可减小齿隙，不限于打印机的纸进给机构，可用作在各种装置中使用的单向离合器。

附图标记的说明：

1-单向离合器，2-外部件，2b-内齿轮，3-内部件，3b-U形壁部，4-行星齿轮部件，4a-行星齿轮，4b-锁定齿，4c-凸缘，5-配合部，6-齿，6a-面。

Claims (7)

1.一种单向离合器，其特征在于，具有：

第一部件(2)，具备内齿轮；

第二部件(3)，相对于上述第一部件同轴且相对旋转自如地被支撑，并具有向上述内齿轮的齿敞开的凹部；和

行星齿轮部件(4)，在上述凹部内能旋转地收置，且具有与上述内齿轮啮合的行星齿轮，

上述行星齿轮部件具有与上述行星齿轮同轴且一体设置的延长部，

在上述延长部的外周设有与上述配合部配合的锁定齿，上述锁定齿以比上述行星齿轮的齿高的间距配置，

上述第二部件具有仅在上述第一部件和上述第二部件要向一个方向相对旋转时与上述行星齿轮部件的一部分配合的配合部。

2.根据权利要求1所述的单向离合器，其特征在于，

上述第二部件(3)包括轴部件和/或盘部件，上述凹部由与上述轴部件的外周和上述盘部件的轴线方向端面的至少一个结合的壁部件划分。

3.根据权利要求2所述的单向离合器，其特征在于，

上述配合部设置在上述壁部件上。

4.根据权利要求3所述的单向离合器，其特征在于，

上述壁部件的设有上述配合部一侧的、与上述行星齿轮的一个侧部相对的部分被切口。

5.根据权利要求1所述的单向离合器，其特征在于，

在上述行星齿轮部件的、上述行星齿轮和上述锁定齿之间的部分同轴地设有凸缘。

6.根据权利要求5所述的单向离合器，其特征在于，

上述凸缘形成为与上述行星齿轮的齿顶圆相同或直径稍大。

7.根据权利要求1所述的单向离合器，其特征在于，

上述锁定齿做成锯齿状，上述锁定齿的与上述配合部配合的齿面相对于上述锁定齿的节圆方向大体正交。

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