CN103380309A - 弹簧式单向离合器 - Google Patents

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Abstract

在以旋转轴（21）为中心而被支承为自如旋转的外圈（1）的内向凸缘（4）设置内筒部（11）。在组入于外圈（1）的内侧的离合器弹簧（31）设置大径螺旋弹簧部（32），在其卷绕终端设置连设部（33），在该连设部（33）的小径端设置卷绕方向与大径螺旋弹簧部（32）的卷绕方向不同的小径螺旋弹簧部（34）。使大径螺旋弹簧部（32）保持过盈量而嵌合于内筒部（11）的外径面，小径螺旋弹簧部（34）保持过盈量而嵌合于旋转轴（21）的圆筒状外径面（21a），在外圈（1）向与大径螺旋弹簧部（32）的卷绕方向相反的方向旋转时，使大径螺旋弹簧部（32）以及小径螺旋弹簧部（34）缩径，将外圈（1）的旋转传递至旋转轴（21）。使螺旋弹簧（31）的连设部（33）成为卷绕方向与大径螺旋弹簧部（32）的卷绕方向相同的内向涡旋状，在从外圈（1）朝向旋转轴（21）传递旋转转矩时，不会在连设部（33）加载大的应力，从而实现在轴向上紧凑的二重弹簧式单向离合器的离合器弹簧的耐久性的提高。

Description

弹簧式单向离合器
技术领域
本发明涉及将驱动部件的单向的旋转传递至从动部件的弹簧式单向离合器。
背景技术
作为组入打印机、复印机、传真机等送纸机构等的单向离合器，从以往已知有弹簧式的单向离合器，其通过离合器弹簧的紧固以及解除来进行单向的旋转转矩的传递和阻断。
弹簧式单向离合器中，存在如非专利文献1、专利文献1所记载的那样的离合器弹簧是单重的单重弹簧式单向离合器、和专利文献2所记载的那样的离合器弹簧是双重的双重弹簧式单向离合器。
这里，在单重弹簧式的单向离合器中，对弹簧采用横跨配置于同轴上的驱动轴（驱动心轴）与从动轴（从动心轴）的轴端部的组装方式，通过驱动轴的单向的旋转来使离合器弹簧缩径，通过该离合器弹簧将驱动轴与从动轴紧固的作用，能够将驱动轴的单向的旋转传递至从动轴，但在传递转矩容量小、且传递大转矩的情况下，需要使用卷数多的离合器弹簧，因而产生单向离合器大型化之类的问题。
另一方面，在双重弹簧式单向离合器中，具有如下特征：采用使双重的离合器弹簧中的大径螺旋弹簧部与形成于驱动轮的内周的离合器面弹性接触、并且使小径螺旋弹簧部与形成于从动轮的外周的离合器面弹性接触的组装方式，在驱动轮朝向单向旋转时，使大径螺旋弹簧部扩径，并且使小径螺旋弹簧部缩径，通过上述大径螺旋弹簧部对驱动轮的离合器面的紧固作用与小径螺旋弹簧部对从动轮的离合器面的紧固作用，将驱动轮与从动轮结合而将驱动轮的单向的旋转转矩传递至从动轮，因此能够得到传递转矩容量大、且轴向长度紧凑的单向离合器。
非专利文献1:“机械元件使用手册?弹簧”，编者；NIPATSU（ニッパツ）·日本弹簧株式会社，发行；1995年2月15日，P.136
专利文献1:日本特开昭63-6229号公报
专利文献2:日本特开2008-101740号公报
然而，在专利文献2所记载的二重弹簧式单向离合器中，虽然如上述那样，具有能够实现轴向长度的紧凑化之类的特征，但是离合器弹簧是借助由180°折弯的U形的反转部所构成的连设部而将大径螺旋弹簧部与小径螺旋弹簧部连设的结构，所以每当旋转从驱动轮传递至从动轮，都会在连设部的曲率半径小的反转部位反复加载比较大的应力，在上述连设部积累应力，该连设部由于疲劳而容易破损，在实现离合器弹簧耐久性的提高方面尚存有待改善的方面。
发明内容
本发明的课题是在轴向上紧凑的二重弹簧式单向离合器中，实现离合器弹簧的耐久性的提高。
为了解决上述课题，在第一发明中，采用如下结构：弹簧式单向离合器包括：筒状的外侧部件，该外侧部件在一端具有内向凸缘，并且另一端开口；内侧部件，该内侧部件插入于所述外侧部件的内侧且与外侧部件同轴状地配置；离合器弹簧，该离合器弹簧组入于该内侧部件的圆筒状外径面与外侧部件的圆筒状内径面之间；以及盖体，该盖体闭塞所述外侧部件的另一端的开口，在所述外侧部件的内向凸缘的内侧面设置有内筒部，所述离合器弹簧具有：大径螺旋弹簧部，该大径螺旋弹簧部保持过盈量地嵌合于所述内筒部的外径面；内向涡旋状的连设部，该连设部在所述大径螺旋弹簧部的卷绕末端使卷绕方向与该大径螺旋弹簧部的卷绕方向相同；以及小径螺旋弹簧部，该小径螺旋弹簧部连设于所述连设部的小径端且配置于大径螺旋弹簧部内，所述小径螺旋弹簧部的卷绕方向与大径螺旋弹簧部的卷绕方向不同，并且该小径螺旋弹簧部保持过盈量地嵌合于形成于所述内侧部件的圆筒状外径面。
在由上述结构构成的弹簧式单向离合器中，使外侧部件与内侧部件的一方作为驱动侧，另一方作为从动侧。现在，使外侧部件为驱动侧，若使外侧部件向与大径螺旋弹簧部的卷绕方向相反的方向旋转，则大径螺旋弹簧部缩径而对内筒部的外径面牢固地紧固，大径螺旋弹簧部与外侧部件共同旋转，该旋转经由连设部传递至小径螺旋弹簧部。
此时，由于大径螺旋弹簧部与小径螺旋弹簧部卷绕方向不同，所以小径螺旋弹簧部缩径而对内侧部件的外径面牢固地紧固，由此，外侧部件的旋转经由离合器弹簧传递至内侧部件，内侧部件与外侧部件同方向地旋转。
另一方面，与上述相反，若使外侧部件向大径螺旋弹簧部的卷绕方向旋转，则在大径螺旋弹簧部的缚紧力比小径螺旋弹簧的缚紧力弱的情况下，该大径螺旋弹簧部扩径，在大径螺旋弹簧与内筒部的接触部产生滑动，外侧部件的旋转不传递至离合器弹簧以及内侧部件，外侧部件空转。
这里，在从外侧部件朝向内侧部件传递旋转转矩时，对离合器弹簧的连设部加载与传递转矩所对应大小的应力。此时，由于连设部形成为与跟外侧部件共同旋转的大径螺旋弹簧部的卷绕方向相同，并且从该大径螺旋弹簧部的卷绕末端延伸为内向涡旋状，所以不会在上述连设部局部地加载应力。因此，不会出现连设部因疲劳而破损的情况。
此外，在使内侧部件为驱动侧的情况下，若使该内侧部件向小径螺旋弹簧部的卷绕方向旋转，则小径螺旋弹簧部缩径而对内侧部件的圆筒状外径面进行紧固，小径螺旋弹簧部与内侧部件共同旋转。该旋转经由连设部传递至大径螺旋弹簧部，大径螺旋弹簧部缩径而对内筒部的外径面牢固地紧固，内侧部件的旋转经由离合器弹簧而传递至外侧部件，外侧部件与内侧部件同方向地旋转。
在这种情况下，也不会在离合器弹簧的连设部局部地加载应力，不会出现连设部因疲劳而破损的情况。
在第一发明的弹簧式单向离合器中，由离合器弹簧的大径螺旋弹簧部缚紧的内筒部的轴向长度可以形成为：在其前端面与盖体的内侧面之间形成有能对离合器弹簧的连设部进行收纳的间隔的轴向长度，或者也可以形成为：前端面与盖体的内侧面抵接或保持微小的轴向间隙而对置的轴向长度。
对于在与盖体之间形成间隙的内筒部的结构，能够不需要在该内筒部的前端面形成能够收纳连设部的涡旋槽，从而能够实现加工成本的降低。
对于形成为前端面与盖体的内侧面抵接或者保持微小的轴向间隙而对置的轴向长度的内筒部，在该内筒部的前端面形成涡旋槽，在该涡旋槽收纳离合器弹簧的连设部。在该情况下，能够以该涡旋槽的内面承受加载于连设部的应力，因而能够更加有效地防止连设部的破损。
这里，如果在盖体的内侧面预先设置嵌合于内筒部的前端部内的环状突出部，则能够由该环状突出部支承内筒部的自由端，因而能够提高内筒部的弯曲刚性，防止内筒部的变形、破损，进而能够通过大径螺旋弹簧部的缩径对内筒部进行可靠地缚紧。其结果，能够防止内筒部与大径螺旋弹簧部的接触中的滑动，能够在其相互之间可靠地进行转矩传递。
另外，如果在离合器弹簧的大径螺旋弹簧部的卷绕始端设置钩片，使该钩片卡止于外侧部件，则在使外侧部件为驱动侧的使用中，能够可靠地将外侧部件的旋转传递至大径螺旋弹簧部，并且，在阻断从外侧部件朝向内侧部件的旋转传递时，能够在小径螺旋弹簧部与内侧部件的圆筒状外径面的接触部产生滑动，能够确定滑动部位。
因此，在外侧部件由合成树脂的成型品形成而比由金属构成的内侧部件硬度低的情况下，能够防止该硬度低的外侧部件由于与离合器弹簧的接触而的磨损的情况。
在第一发明的弹簧式单向离合器中，使外侧部件为驱动侧，使插入该外侧部件的内侧的旋转轴为从动侧的内侧部件，在该旋转轴的外侧设置自如旋转的棘轮，且该棘轮的旋转通过棘爪的卡合、脱离而被控制，若在离合器弹簧的小径螺旋弹簧部的卷绕末端设置的卡合片与上述棘轮卡止，则通过使棘轮成为停止状态的旋转控制，能够阻止离合器弹簧的小径螺旋弹簧部缩径，能够通过上述棘轮的旋转控制来控制从外侧部件朝向内侧部件的旋转的传递、阻断。
为了实现离合器弹簧的耐久性的提高，在第二发明中，采用如下结构。弹簧式单向离合器具有：固定轴；能够以该固定轴为中心旋转的筒状的驱动部件；配置于该驱动部件的轴向一侧而能够以固定轴为中心旋转的筒状的从动部件；以及组入于所述驱动部件的内侧的离合器弹簧，在所述从动部件的与所述驱动部件对置的一侧面设有配置于所述驱动部件内的圆筒部，所述离合器弹簧具有：大径螺旋弹簧部，该大径螺旋弹簧部以缩径状态组入于所述驱动部件的内侧且与该驱动部件的圆筒状内径面弹性接触；内向涡旋状的连设部，该连设部连设于所述大径螺旋弹簧部的卷绕末端、且卷绕方向与大径螺旋弹簧部的卷绕方向相同；以及小径螺旋弹簧部，该小径螺旋弹簧部连设于所述连设部的小径端且配置于大径螺旋弹簧部内，所述小径螺旋弹簧部的卷绕方向与大径螺旋弹簧部的卷绕方向不同，该小径螺旋弹簧部以缩径的状态组入于所述圆筒部内并且与该圆筒部的内径面弹性接触。
在由上述结构构成的弹簧式单向离合器中，如果使驱动部件向大径螺旋弹簧部的卷绕方向旋转，则大径螺旋弹簧部扩径而对该驱动部件的圆筒状内径面进行紧固，大径螺旋弹簧部与驱动部件同方向地旋转。该大径螺旋弹簧部的旋转经由连设部而传递至小径螺旋弹簧部，小径螺旋弹簧部扩径而对圆筒部的内径面进行紧固，驱动部件的旋转经由离合器弹簧传递至从动部件，从动部件与驱动部件同方向地旋转。
在上述的第二发明中，在从驱动部件朝向从动部件传递旋转转矩时，在离合器弹簧的连设部加载与传递转矩所对应的大小的应力，由于该连设部形成为：与跟驱动部件共同旋转的大径螺旋弹簧部的卷绕方向相同，并且从该大径螺旋弹簧部的卷绕末端延伸为内向涡旋状，所以不会在上述连设部局部地加载应力，进而不会出现连设部因疲劳而破损的情况。
为了实现离合器弹簧的耐久性的提高，在第三发明中采用如下结构。包括：筒状的旋转轴；转矩传递部件，该转矩传递部件在一侧面具有插入于所述旋转轴的轴端部内的转矩传递轴部；以及离合器弹簧，该离合器弹簧将所述转矩传递部件的一个方向的旋转传递至旋转轴，且在另一个方向的旋转时阻断朝向旋转轴的旋转传递，所述离合器弹簧具有：大径螺旋弹簧部，该大径螺旋弹簧部保持过盈量地嵌合于旋转轴的内径面；内向涡旋状的连设部，该连设部在所述大径螺旋弹簧部的卷绕末端使卷绕方向与所述大径螺旋弹簧部的卷绕方向相同；以及小径螺旋弹簧部，该小径螺旋弹簧部连设于所述连设部的小径端而配置于大径螺旋弹簧部内，且与大径螺旋弹簧部卷绕方向不同，在所述转矩传递轴部设置：环状的弹簧收纳凹部，该弹簧收纳凹部在外周收纳所述大径螺旋弹簧部，并且通过轴向的两端面限制大径螺旋弹簧部的沿轴向的移动；一对径向轴承面，所述一对径向轴承面在所述弹簧收纳凹部的轴向两侧将所述旋转轴支承为自如旋转；环状空间，该环状空间在转矩传递轴部的轴端面开口而收纳所述小径螺旋弹簧部，且小径螺旋弹簧部的外径面与该环状空间的外周壁面弹性接触；以及收纳所述连设部的涡旋槽，在所述离合器弹簧的一端部设置卡止于所述转矩传递部件的卡止片。
在上述结构所构成的弹簧式单向离合器中，如果使转矩传递部件向大径螺旋弹簧部的卷绕方向旋转，则该转矩传递部件的旋转经由卡止片传递于大径螺旋弹簧部。因此，大径螺旋弹簧部扩径而对旋转轴的内径面进行紧固，转矩传递部件的旋转传递至旋转轴，旋转轴与转矩传递部件同方向地旋转。
在上述那样的旋转转矩的传递时，大径螺旋弹簧部的旋转经由连设部传递至小径螺旋弹簧部，该小径螺旋弹簧部扩径而对环状空间的外周壁面进行紧固。因此，转矩传递部件的旋转从小径螺旋弹簧部的紧固面传递至离合器弹簧，从大径螺旋弹簧部传递至旋转轴，所以不会在卡止片上加载大的应力，不会出现卡止片因疲劳而破损的情况。
另外，由于连设部形成为与跟旋转轴共同旋转的大径螺旋弹簧部的卷绕方向相同，并且从大径螺旋弹簧部的卷绕末端延伸为内向涡旋状，所以不会在上述连设部局部地加载应力，不会出现连设部因疲劳而破损的情况。
如第三发明那样，在转矩传递部件的转矩传递轴部形成环状的弹簧收纳凹部，在该弹簧收纳凹部内收纳大径螺旋弹簧部，从而能够通过该弹簧收纳凹部的轴向的两端面限制大径螺旋弹簧部的沿轴向的移动。因此，在转矩传递部件的朝单向旋转时，大径螺旋弹簧部立即扩径而瞬间对旋转轴的内径面进行紧固，并且遍及整个外径面而对旋转轴进行紧固，从而能够得到转矩容量大且应答性优异的单向离合器。
如上所述，对于第一发明至第三发明的任一项发明而言，都通过从大径螺旋弹簧部的卷绕末端延伸为内向涡旋状的连设部来连设大径螺旋弹簧部和配置于其内侧而与大径螺旋弹簧部卷绕方向不同的小径螺旋弹簧部，因而在从驱动侧的部件朝向从动侧的部件传递旋转时，能够防止在连设部局部地加载应力。因此，能够使连设部因疲劳而破损的情况变得极少，进而能够实现离合器弹簧的耐久性的提高。
附图说明
图1是表示本发明的弹簧式单向离合器的第一实施方式的纵剖视图。
图2是沿图1的II-II线的剖视图。
图3中的（3a）是图1所示的离合器弹簧的侧视图，（3b）是沿着（3a）的III-III线的剖视图。
图4是表示本发明的弹簧式单向离合器的第二实施方式的纵剖视图。
图5是沿图4的V-V线的剖视图。
图6是表示本发明的弹簧式单向离合器的第三实施方式的纵剖视图。
图7是沿图6的VII-VII线的剖视图。
图8是表示本发明的弹簧式单向离合器的第四实施方式的纵剖视图。
图9是表示本发明的弹簧式单向离合器的第五实施方式的纵剖视图。
图10是沿图9的X-X线的剖视图。
图11是表示本发明的弹簧式单向离合器的第六实施方式的纵剖视图。
图12是沿图11的XII-XII线的剖视图。
图13是表示本发明的弹簧式单向离合器的第七实施方式的纵剖视图。
图14是沿图13的XIV-XIV线的剖视图。
图15是表示作为参考例的弹簧式单向离合器的纵剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1～图3表示本发明的弹簧式单向离合器的第一实施方式。如图1以及图2所示，作为外侧部件的外圈1与作为插入其中心部的内侧部件的旋转轴21形成为相对地自如旋转。
作为外圈1，这里示出了由有齿带轮构成的部件，该有齿带轮的外径面形成为带引导面2，在该带引导面2沿周向等间隔地形成有沿轴向延伸的齿2a，并且在带引导面2的轴向两端设有凸缘3，但外圈1不局限于带轮。例如，可以是齿轮。
外圈1在一端部具有内向凸缘4，该凸缘4的内径面成为径向轴承面5。在外圈1的另一端开口部形成有大径凹部6，该大径凹部6上嵌合有盖体7。
盖体7呈环状，其外径面上形成的环状突出部8与形成于大径凹部6的内径面的卡合槽9卡合，盖体7通过该卡合实现防脱。另外，盖体7的内径面成为径向轴承面10，由该径向轴承面10与内向凸缘4的径向轴承面5将外圈1与旋转轴21支承为相对自如旋转。
在内向凸缘4的内侧面形成有与外圈1在同轴上的内筒部11。内筒部11形成为在其前端面与盖体7的内侧面之间形成有空间12的轴向长度。
在外圈1的圆筒状内径面1a与旋转轴21的圆筒状外径面21a之间，组入有离合器弹簧31，该离合器弹簧31在外圈1与旋转轴21相互之间进行旋转的传递与阻断。
如图3的（3a）、（3b）所示，离合器弹簧31包括大径螺旋弹簧部32、连设于该大径螺旋弹簧部32的卷绕末端的内向涡旋状的连设部33、以及连设于该连设部33的小径端而配置于大径螺旋弹簧部32的内侧的小径螺旋弹簧部34，上述大径螺旋弹簧部32与小径螺旋弹簧部34的卷绕方向不同。
在实施方式中，使大径螺旋弹簧部32右卷，使小径螺旋弹簧部34左卷，涡旋状连设部33的卷绕方向与大径螺旋弹簧部32的卷绕方向成为相同的方向。
如图1以及图2所示，上述离合器弹簧31采用连设部33收纳于在内筒部11的前端面与盖体7的内侧面之间形成的空间12的组入方式。另外，离合器弹簧31采用大径螺旋弹簧部32保持有过盈量地嵌合于内筒部11的外径面11a、且小径螺旋弹簧部34保持有过盈量地嵌合于旋转轴21的圆筒状外径面21a的组入方式。
在上述那样的离合器弹簧31的组入方式中，在使小径螺旋弹簧部34对旋转轴21的外径面进行缚紧的初始缚紧力为P1、使大径螺旋弹簧部32对内筒部11的外径面11a进行缚紧的初始缚紧力为P2时，这里，由于外圈1为合成树脂的成型品且比金属构成的旋转轴21的硬度低，因此以使P1＜P2的关系成立的方式设定各自的缚紧力。
在由上述的结构构成的弹簧式单向离合器中，使外圈1与旋转轴21中的一方作为驱动侧，另一方作为从动侧。现在，使外圈1作为驱动侧，如果使该外圈1如图2的箭头所示地向与大径螺旋弹簧部32的卷绕方向相反的方向旋转，则大径螺旋弹簧部32缩径而更强地紧固内筒部11，大径螺旋弹簧部32与外圈1共同旋转。该旋转经由连设部33传递至小径螺旋弹簧部34。
此时，由于大径螺旋弹簧部32与小径螺旋弹簧部34卷绕方向不同，所以小径螺旋弹簧部34缩径而紧固旋转轴21的外径面。因此，外圈1的旋转经由离合器弹簧31传递至旋转轴21，旋转轴21与外圈1同方向旋转。
在从外圈1朝向旋转轴21传递旋转转矩时，对离合器弹簧31的连设部33加载与传递转矩所对应大小的应力。此时，对于连设部33而言，由于形成为与外圈1共同旋转的大径螺旋弹簧部32的卷绕方向相同地从该大径螺旋弹簧部32的卷绕末端延伸为内向涡旋状，所以不会在上述连设部33局部地加载应力。因此，不会出现连设部33因疲劳而破损的情况。
另一方面，如果与上述相反地使外圈1向与图2的箭头所示的方向相反的方向（与大径螺旋弹簧部32的卷绕方向同方向）旋转，则大径螺旋弹簧部32与外圈1共同旋转，该旋转经由连设部33传递至小径螺旋弹簧部34。
此时，由于小径螺旋弹簧部34对旋转轴21的圆筒状外径面21a进行紧固的缚紧力P1比大径螺旋弹簧部32对内筒部11进行紧固的缚紧力P2小，所以小径螺旋弹簧部34扩径，外圈1的旋转不传递至旋转轴21，外圈1空转。此时，离合器弹簧31在与硬度高的旋转轴21的接触部产生滑动，不会出现硬度低的外圈1的内筒部11产生磨损的情况。
此外，如果使旋转轴21为驱动侧，外圈1为从动侧，使该旋转轴21向图2的虚线所示的箭头的方向（小径螺旋弹簧部34的卷绕方向）旋转，则小径螺旋弹簧部34缩径而对旋转轴21的外径面进行紧固，并且大径螺旋弹簧部32缩径而对内筒部11的外径面11a进行紧固，旋转轴21的旋转传递至外圈1。
与上述相反，如果使旋转轴21向与虚线所示的箭头相反的方向旋转，则小径螺旋弹簧部34扩径，在旋转轴21与小径螺旋弹簧部34之间产生滑动而使旋转轴21的旋转不传递至外圈1，旋转轴21空转。
图4以及图5表示本发明的弹簧式单向离合器的第二实施方式。在该实施方式中，以下方面与第一实施方式不同，即：使在外圈1的内向凸缘4的内侧面设置的内筒部11的轴向长度形成为该内筒部11的前端面与盖体7的内侧面抵接或者保持微小的轴向间隙而对置的轴向长度，在该内筒部11的前端面形成有收纳离合器弹簧31的连设部33的涡旋槽13。其他结构与第一实施方式相同，所以对于与第一实施方式所示的部件相同的部件附予相同的附图标记而省略说明。
如第二实施方式所示，通过在内筒部11的前端面形成收纳离合器弹簧31的连设部33的涡旋槽13，从而在外圈1与旋转轴21相互之间传递旋转转矩的转矩传递时，能够由该涡旋槽13的内面承受加载于连设部33的应力，所以能够更加有效地防止连设部33的破损。
图6以及图7表示本发明的弹簧式单向离合器的第三实施方式。在该实施方式中，以下方面与第二实施方式所示的弹簧式单向离合器不同，即：在离合器弹簧31的大径螺旋弹簧部32的卷绕始端设置朝向径向外侧的钩片35，使该钩片35与形成于外圈1的圆筒状内径面1a且沿轴向延伸的卡合槽14卡止。由于其他结构与第二实施方式相同，所以对于相同的部件附予相同的附图标记而省略说明。
如第三实施方式所示，在大径螺旋弹簧部32的卷绕始端设置钩片35，通过使该钩片35与形成于外圈1的卡合槽14卡止，从而在使外圈1为驱动侧的使用中，能够将外圈1的旋转可靠地传递至大径螺旋弹簧部32。另外，在阻断从外圈1朝向旋转轴21的旋转传递时，能够在小径螺旋弹簧部34与旋转轴21的圆筒状外径面21a的接触部产生滑动，且能够确定出滑动部位。
图8表示本发明的弹簧式单向离合器的第四实施方式。在该实施方式中，在盖体7的内侧面设置有与内筒部11的前端部内嵌合的环状突出部15。由于其他结构与第三实施方式相同，所以对于相同部件附予相同的附图标记而省略说明。
如第四实施方式所示，通过在盖体7的内侧面设置与内筒部11的前端部内嵌合的环状突出部15，从而能够由该环状突出部15支承内筒部11的自由端，因此能够提高内筒部11的弯曲刚度。因此，能够防止内筒部11的变形、破损，能够通过大径螺旋弹簧部32的缩径而对内筒部11可靠地进行缚紧，能够防止在内筒部11与大径螺旋弹簧部32的接触时的滑动，能够可靠地在其相互之间传递转矩。
图9以及图10表示本发明的弹簧式单向离合器的第五实施方式。在该实施方式中，在使外圈1为驱动侧、旋转轴21为从动侧的使用中，在旋转轴21的外侧以能够旋转的方式设置有棘轮42，该棘轮42的旋转通过棘爪41的卡合、脱离而被控制，通过安装于旋转轴21的外径面的一对挡圈43防止该棘轮42与外圈1沿轴向的移动。
另外，将在离合器弹簧31的小径螺旋弹簧部34的卷绕末端设置的卡合片44插入于在内向凸缘4的内径面的扇形切口部45而卡止于形成于上述棘轮42的内径面的轴向槽46。其他结构与第三实施方式所示的弹簧式单向离合器相同，所以对于相同部件附予相同的附图标记而省略说明。
在第五实施方式所示的单向离合器中，如果在棘爪41相对于形成于棘轮42的外周的齿42a被解除卡合的状态下使外圈1向图10的箭头所示方向（与大径螺旋弹簧部32的卷绕方向相反的方向）旋转，则大径螺旋弹簧部32缩径而对内筒部11进行紧固，并且，小径螺旋弹簧部34缩径而对旋转轴21的圆筒状外径面21a进行紧固，所以外圈1的旋转传递至旋转轴21。
另外，与外圈1共同旋转的离合器弹簧31的旋转由于形成于小径螺旋弹簧部34的卷绕末端的卡合片44与轴向槽46的卡合而传递至棘轮42，棘轮42也与外圈1向相同方向旋转。
在从外圈1朝向旋转轴21传递的旋转转矩的状态中，使棘爪41向棘轮42的半径方向内侧移动，使棘爪41与形成于该棘轮42的外周的齿42a卡合而使棘轮42停止，则小径螺旋弹簧部34扩径，从外圈1朝向旋转轴21的旋转传递被阻断。
这样，在第五实施方式中，通过棘轮42的旋转控制能够对从外圈1朝向旋转轴21的旋转的传递和阻断进行控制。
图11以及图12表示本发明的弹簧式单向离合器的第六实施方式。在该实施方式中，在固定轴50上并列地设置能够以该固定轴50为中心而旋转的作为驱动部件的驱动轮51和作为从动部件的从动轮52，通过安装于固定轴50的外径面的一对挡圈53防止该驱动轮51和从动轮52沿轴向的移动，在上述从动轮52的与驱动轮51对置的一侧面设置圆筒部54，将该圆筒部54配置于驱动轮51内。
另外，在驱动轮51内嵌入图3所示的离合器弹簧31，将该离合器弹簧31的大径螺旋弹簧部32以缩径的状态组入驱动轮51内并与该驱动轮51的圆筒状内径面51a弹性接触，将连设于大径螺旋弹簧部32的卷绕末端的连设部33插入形成于上述圆筒部54的前端面的涡旋槽55内，并且，将小径螺旋弹簧部34以缩径的状态组入圆筒部54内并与该圆筒部54的内径面54a弹性接触。
这里，对于第六实施方式而言，在小径螺旋弹簧部34的卷绕末端设置有卡合片56，使该卡合片56卡合于形成于圆筒部54的闭塞端面的卡合孔57。
在第六实施方式所示的单向离合器中，若使驱动轮51向大径螺旋弹簧部32的卷绕方向（图12的箭头所示方向）旋转，则大径螺旋弹簧部32扩径，对该驱动轮51的圆筒状内径面51a进行紧固，大径螺旋弹簧部32与驱动轮51同方向地旋转。该大径螺旋弹簧部32的旋转经由连设部33传递至小径螺旋弹簧部34，小径螺旋弹簧部34扩径而对圆筒部54的内径面54a进行紧固，驱动轮51的旋转经由离合器弹簧31传递至从动轮52，从动轮52与驱动轮51同方向地旋转。
同样在上述第六实施方式中，在从驱动轮51朝向从动轮52传递旋转转矩时，在离合器弹簧31的连设部33加载与传递转矩所对应大小的应力，该连设部33形成为：卷绕方向与跟驱动轮51共同旋转的大径螺旋弹簧部32的卷绕方向相同，并且在大径螺旋弹簧部32的旋转方向延伸为内向涡旋状，所以不会在上述连设部33局部地加载应力，从而不会出现连设部33因疲劳而破损的情况。
此外，在第六实施方式中，优选，在闭塞驱动轮51的一端开口的盖体58的内侧面设置图8所示的环状突出部15，使该环状突出部15嵌合于圆筒部54的前端部内而支承圆筒部54的自由端部。
图13以及图14表示本发明的弹簧式单向离合器的第七实施方式。在该实施方式中，在筒状的旋转轴61的轴端部内插入设置于作为转矩传递部件的齿轮62的一侧面的转矩传递轴部63，经由安装于该转矩传递轴部63的离合器弹簧31而将齿轮62的一个方向的旋转传递至旋转轴61。
这里，离合器弹簧31构成为：与图3所示的离合器弹簧31相同，在右卷的大径螺旋弹簧部32的卷绕末端设置有卷绕方向相同的内向涡旋状的连设部33，在该连设部33的小径端形成有与大径螺旋弹簧部32卷绕方向不同的小径螺旋弹簧部34，并且该小径螺旋弹簧部34配置于大径螺旋弹簧部32内，在上述大径螺旋弹簧部32的卷绕始端设有在轴向延伸的卡止片64。该离合器弹簧31采用以下组装方式，即：大径螺旋弹簧部32具有过盈量地嵌合于旋转轴61的内径面。
另一方面，在设于齿轮62的一侧面的转矩传递轴部63设置有：环状的弹簧收纳凹部65，其在外周收纳上述大径螺旋弹簧部32，并且通过轴向的两端面限制大径螺旋弹簧部沿轴向的移动；一对径向轴承面66，其在该弹簧收纳凹部65的轴向两侧将上述旋转轴61支承为自如旋转；环状空间67，其在转矩传递轴部63的轴端面开口而收纳上述小径螺旋弹簧部34、且在其外周壁面与小径螺旋弹簧部34的外径面弹性接触；以及涡旋槽68，其收纳离合器弹簧31的连设部33，在离合器弹簧31的大径螺旋弹簧部32的卷绕始端设置的卡止片64卡止于形成于齿轮62的轴向的卡止孔69。
在由上述结构所构成的弹簧式单向离合器中，若使齿轮62向图14的箭头所示的方向（大径螺旋弹簧部32的卷绕方向）旋转，则该齿轮62的旋转经由卡止片64而传递至大径螺旋弹簧部32。因此，大径螺旋弹簧部32扩径，对旋转轴61的内径面进行紧固，齿轮62的旋转传递至旋转轴61，旋转轴61与转矩传递部件同方向地旋转。
在如上述那样传递旋转转矩时，大径螺旋弹簧部32的旋转经由连设部33而传递至小径螺旋弹簧部34。此时，小径螺旋弹簧部34的卷绕方向与大径螺旋弹簧部32的卷绕方向不同，因而小径螺旋弹簧部34扩径而对环状空间67的外周壁面进行紧固。
因此，齿轮62的旋转从小径螺旋弹簧部34的紧固面传递至离合器弹簧31，从大径螺旋弹簧部32传递至旋转轴61，不会在卡止片64加载大的应力，卡止片64不会因疲劳而破损。
另外，连设部33形成为：其卷绕方向与跟旋转轴61共同旋转的大径螺旋弹簧部32的卷绕方向相同，并且从该大径螺旋弹簧部32的卷绕末端延伸为内向涡旋状，因而不会在上述连设部33局部地加载应力，不会出现连设部33因疲劳而破损的情况。
这里，如果转矩传递轴部63没有形成弹簧收纳凹部65，而其外径面是遍布轴向的全长为相同直径的圆筒面，则在大径螺旋弹簧部32扩径而对旋转轴61的内径面进行紧固时，该大径螺旋弹簧部32沿轴向延伸而旋转轴61沿轴向偏移，则大径螺旋弹簧部32的卷绕始端从旋转轴61的内径面偏移，因而无法由大径螺旋弹簧部32的整个外径面对旋转轴61的内径面进行紧固，从而出现无法将齿轮62的旋转传递于旋转轴61的情况。
然而，对于第七实施方式而言，在齿轮62的转矩传递轴部63形成环状的弹簧收纳凹部65，在该弹簧收纳凹部65内收纳大径螺旋弹簧部32，因而利用该弹簧收纳凹部65的轴向的两端面能够限制大径螺旋弹簧部32的沿轴向的移动。
因此，在齿轮62的朝一个方向旋转时，大径螺旋弹簧部32立即扩径而瞬间对旋转轴61的内径面进行紧固，并且遍布整个外径面而对旋转轴61进行紧固，从而能够得到转矩容量大且应答性好的单向离合器。
如上述那样，通过在转矩传递轴部63形成弹簧收纳凹部65，从而限制大径螺旋弹簧部32的沿轴向的移动，且能够提高单向离合器的应答性，所以如图15所示，通过在形成于转矩传递轴部63的弹簧收纳凹部65内收纳单重的离合器弹簧71，且将形成于该离合器弹簧71的一端部的卡止片72卡止于形成于齿轮62的卡止孔69，也能够得到应答性优异的单向离合器。
在第七实施方式中，作为转矩传递部件而示出了齿轮62，但转矩传递部件并不局限于齿轮，也可以是带轮。转矩传递部件也可以是合成树脂的成型品，也可以是金属制的部件。
另外，在第七实施方式中，在大径螺旋弹簧部32的卷绕始端形成卡止片72，但也可以在小径螺旋弹簧部34的卷绕末端形成卡止片，使该卡止片卡止于齿轮。
附图标记的说明
1...外圈（外侧部件）；4...内向凸缘；7...盖体；11...内筒部；11a...外径面；13...涡旋槽；14...卡合槽；15...环状突出部；21...旋转轴（内侧部件）；21a...外径面；31...离合器弹簧；32...大径螺旋弹簧部；33...连设部；34...小径螺旋弹簧部；35...钩片；41...棘爪；42...棘轮；42a...齿；44...卡合片；50...固定轴；51...驱动轮（驱动部件）；51a...内径面；52...从动轮（从动部件）；54...圆筒部；54a...内径面；61...旋转轴；62...齿轮（转矩传递部件）；63...转矩传递轴部；64...卡止片；65...弹簧收纳凹部；66...径向轴承面；67...环状空间；68...涡旋槽。

Claims (8)

1.一种弹簧式单向离合器，其特征在于，
包括：筒状的外侧部件，该外侧部件在一端具有内向凸缘，并且另一端开口；内侧部件，该内侧部件插入于所述外侧部件的内侧且与外侧部件同轴状地配置；离合器弹簧，该离合器弹簧组入于该内侧部件的圆筒状外径面与外侧部件的圆筒状内径面之间；以及盖体，该盖体闭塞所述外侧部件的另一端的开口，
在所述外侧部件的内向凸缘的内侧面设置有内筒部，
所述离合器弹簧具有：大径螺旋弹簧部，该大径螺旋弹簧部保持过盈量地嵌合于所述内筒部的外径面；内向涡旋状的连设部，该连设部在所述大径螺旋弹簧部的卷绕末端使卷绕方向与该大径螺旋弹簧部的卷绕方向相同；以及小径螺旋弹簧部，该小径螺旋弹簧部连设于所述连设部的小径端且配置于大径螺旋弹簧部内，
所述小径螺旋弹簧部的卷绕方向与大径螺旋弹簧部的卷绕方向不同，并且该小径螺旋弹簧部保持过盈量地嵌合于形成于所述内侧部件的圆筒状外径面。
2.根据权利要求1所述的弹簧式单向离合器，其特征在于，
所述内筒部具有在该内筒部的前端面与所述盖体的内侧面之间形成能对所述离合器弹簧的连设部进行收纳的间隔的轴向长度。
3.根据权利要求2所述的弹簧式单向离合器，其特征在于，
所述内筒部具有该内筒部的前端面与所述盖体的内侧面抵接、或者保持微小的轴向间隙而与所述盖体的内侧面对置的轴向长度，在该内筒部的前端面设有收纳所述离合器弹簧的连设部的涡旋槽。
4.根据权利要求3所述的弹簧式单向离合器，其特征在于，
在所述盖体的内侧面设有嵌合于所述内筒部的前端部内的环状突出部。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的弹簧式单向离合器，其特征在于，
所述离合器弹簧的大径螺旋弹簧部在卷绕始端具有钩片，该钩片卡止于所述外侧部件。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的弹簧式单向离合器，其特征在于，
所述外侧部件为驱动侧，内侧部件为从动侧且由旋转轴构成，在该旋转轴的外侧设置自如旋转的棘轮，该棘轮的旋转通过棘爪与所述旋转轴的外侧的卡合、脱离而被控制，在所述离合器弹簧的小径螺旋弹簧部的卷绕末端设置的卡合片卡止于所述棘轮。
7.一种弹簧式单向离合器，其特征在于，
具有：固定轴；能够以该固定轴为中心旋转的筒状的驱动部件；配置于该驱动部件的轴向一侧而能够以固定轴为中心旋转的筒状的从动部件；以及组入于所述驱动部件的内侧的离合器弹簧，
在所述从动部件的与所述驱动部件对置的一侧面设有配置于所述驱动部件内的圆筒部，
所述离合器弹簧具有：大径螺旋弹簧部，该大径螺旋弹簧部以缩径状态组入于所述驱动部件的内侧且与该驱动部件的圆筒状内径面弹性接触；内向涡旋状的连设部，该连设部连设于所述大径螺旋弹簧部的卷绕末端、且卷绕方向与大径螺旋弹簧部的卷绕方向相同；以及小径螺旋弹簧部，该小径螺旋弹簧部连设于所述连设部的小径端且配置于大径螺旋弹簧部内，
所述小径螺旋弹簧部的卷绕方向与大径螺旋弹簧部的卷绕方向不同，该小径螺旋弹簧部以缩径的状态组入于所述圆筒部内并且与该圆筒部的内径面弹性接触。
8.一种弹簧式单向离合器，其特征在于，
包括：筒状的旋转轴；转矩传递部件，该转矩传递部件在一侧面具有插入于所述旋转轴的轴端部内的转矩传递轴部；以及离合器弹簧，该离合器弹簧将所述转矩传递部件的一个方向的旋转传递至旋转轴，且在另一个方向的旋转时阻断朝向旋转轴的旋转传递，
所述离合器弹簧具有：大径螺旋弹簧部，该大径螺旋弹簧部保持过盈量地嵌合于旋转轴的内径面；内向涡旋状的连设部，该连设部在所述大径螺旋弹簧部的卷绕末端使卷绕方向与所述大径螺旋弹簧部的卷绕方向相同；以及小径螺旋弹簧部，该小径螺旋弹簧部连设于所述连设部的小径端而配置于大径螺旋弹簧部内，且与大径螺旋弹簧部卷绕方向不同，
在所述转矩传递轴部设置：环状的弹簧收纳凹部，该弹簧收纳凹部在外周收纳所述大径螺旋弹簧部，并且通过轴向的两端面限制大径螺旋弹簧部的沿轴向的移动；一对径向轴承面，所述一对径向轴承面在所述弹簧收纳凹部的轴向两侧将所述旋转轴支承为自如旋转；环状空间，该环状空间在转矩传递轴部的轴端面开口而收纳所述小径螺旋弹簧部，且小径螺旋弹簧部的外径面与该环状空间的外周壁面弹性接触；以及收纳所述连设部的涡旋槽，
在所述离合器弹簧的一端部设置卡止于所述转矩传递部件的卡止片。
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