CN1967004A - 单向离合器组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种单向离合器组件，其能够在使单向离合器的输入侧正转的状态下解除锁定，遮断转矩向输出侧的传递。单向离合器组件由使滚子(15)夹装于具有在内圈(6)和外圈(7)之间形成的楔角θ的凹处(8)中的单向离合器(2)和锁定解除部件(3)组合而成，所述锁定解除部件(3)包括与内圈(6)同芯的圆环部和对应所述各凹处(8)而在轴向上突出设置于该圆环部的锁定解除片(18)，所述各锁定解除片(18)插入成为所述各凹处(8)的楔角θ的狭小侧的端部和所述滚子(15)之间，通过从外部使锁定解除部件(3)工作，将滚子(15)挤压到楔角θ的扩大方向而解除锁定。

Description

单向离合器组件

技术领域

本发明涉及单向离合器组件及具备锁定解除反转机构的单向离合器组件，其用于办公设备的供纸机构等中。

背景技术

作为在办公设备的供纸机构等中使用的单向离合器，众所周知的是以下这样的单向离合器：离合器的外圈可相对旋转地与旋转轴的外周嵌合，多个凹处(pocket)沿周方向设于所述外圈的内径面，并设置有凸轮面和楔部，其中，所述凸轮面沿周方向倾斜形成在各凹处的底面，所述楔部通过该凸轮面和旋转轴的外周面而形成有一定的楔角，在所述凹处内收容有滚子和将该滚子推顶到楔部的狭小方向的推顶弹簧(专利文献1)。

在所述的单向离合器中，在旋转轴旋转到所述楔部的狭小方向时，由于滚子啮入楔部，从而外圈与旋转轴锁定而一体地旋转，另外，在旋转轴反转时，滚子的啮入脱离而解除锁定，从而旋转轴反方向空转。

专利文献1：特开平10-238560号公报(图1、图2)

所述的单向离合器以旋转轴为输入侧、以外圈为输出侧而使用。另外，有时也相反地以外圈为输入侧、以旋转轴为输出侧而使用。在如此的单向离合器中，当在输入侧正转之际设定为锁定时，为了解除该锁定而需要使旋转轴反转。

但是，有时需要根据用途，在使输入侧正转的状态下解除离合器的锁定，遮断转矩向输出侧的传递。进而，有时也不仅需要在使输入侧正转的状态下解除锁定，还需要在锁定解除的同时使输出侧反转。如现有的单向离合器所述，为了解除锁定而需要使旋转轴反转，从而无法满足这样的要求。

另一方面，为了一边使输入侧正转一边遮断与输出侧的关系，并且发挥使该输出侧反转的功能，考虑使用电磁离合器，但是，若使用电磁离合器，则需要与驱动用的电源进行配线，进而，在搭载于办公设备上时，存在需要在复杂机构中进行配线的处理等问题。

发明内容

本发明提供一种通过在所述的单向离合器中组合机械的锁定解除机构，能够使输入侧旋转同时解除离合器的锁定的单向离合器组件、及具备使用了这种单向离合器的锁定解除反转机构的单向离合器组件。

解决所述问题的单向离合器组件1的发明，如图1及图2所示，由单向离合器2和锁定解除部件3构成，其中，在所述单向离合器2中，外圈7可相对旋转地嵌合在内圈6的外周，多个凹处8沿周方向以规定的间隔设于所述内圈6和外圈7中的任一方的嵌合面，在各凹处8的底面形成沿周方向倾斜的凸轮面14，并且由该凸轮面14和与之对置的所述内圈6或外圈7形成一定的楔角θ，在所述凹处8内收容有滚子15和将该滚子15推顶到楔角θ的狭小方向的推顶弹簧16。

在这样的单向离合器组件中，所述锁定解除部件3包括与所述内圈6或外圈7同芯的圆环部17、和对应所述各凹处8而在轴向上突出设置于该圆环部17的锁定解除片18，所述各锁定解除片18插入成为所述各凹处8的楔角θ的狭小侧的凹处端部和所述滚子15之间。

所述结构的单向离合器组件1将内圈6或外圈7中的任一方作为输入侧并且将另一方作为输出侧，另外将控制部件23与适当的控制机构24卡脱自如地结合而使用。当控制机构24是正转模式时，控制部件23处于中立状态，若输入侧沿正转方向驱动，则就单向离合器2而言，其滚子15啮入楔部11而被锁定，输出侧与锁定解除部件3及控制部件一起正转。若在该正转中控制机构24切换成停止模式，则由于控制部件23停止，从而锁定解除部件3也停止。由此，单向离合器2的滚子15被挤压到楔部的扩大方向而解除锁定，在锁定解除的同时输出侧停止。

另外，解决所述课题的具备锁定解除反转机构的单向离合器组件的发明，是具备通过在同轴状态下组合输入部件31、输出部件32、控制部件23及具备锁定解除机构的单向离合器组件而成的锁定解除反转机构的单向离合器组件，其中，使用所述单向离合器组件1作为具备所述锁定解除机构的单向离合器组件，在构成该单向离合器组件1的内圈6和外圈7中的任一方上结合所述输入部件31并一体化，在另一方上结合所述输出部件32并一体化，该单向离合器组件1的锁定解除部件3可一体旋转地与所述控制部件23卡合，该输出部件32和该控制部件23可经由旋转传递部47一体旋转地结合。

本发明也可以将控制部件23与适当的控制机构24卡脱自如地结合而使用。控制机构24通过外部的控制装置以正转模式、停止模式或反转模式中的任一控制模式进行控制。控制部件23在正转模式时维持为中立状态，在停止模式时停止，在反转模式时反转。

现在，在正转模式时，若输入部件31正转，则就单向离合器2而言，其滚子15啮入楔部而被锁定，输出部件32正转，与此同时，输出部件32和控制部件23经由旋转传递部47一体正转。若在所述正转模式下在旋转中切换成停止模式，则由于控制部件23停止，从而锁定解除部件3也停止，因此，单向离合器2的滚子15被挤压到楔部的扩大方向，锁定解除。在锁定解除的同时，输出侧停止，输入部件31继续正转。

(发明效果)

如上所述，本发明的单向离合器，因为只通过从外部使机械组合的锁定解除部件3工作来解除单向离合器2的锁定，因此能够在使输入侧正转的状态下使输出侧停止，遮断转矩的传递。

另外，具备本发明的锁定解除反转机构的单向离合器组件具有如下的效果：能够在不使用电气设备的情况下，通过机械机构使输入部件31正转同时使输出部件32停止或反转。

附图说明

图1是实施例1的纵剖正视图；

图2是图1的X-X线的剖面图；

图3是实施例1的分解立体图；

图4是实施例1的锁定解除状态的剖面图；

图5是实施例1的滚子收容部分的剖面图；

图6是实施例1的变形例的局部剖面图；

图7是实施例2的纵剖侧视图；

图8是图1沿Y-Y线的剖面图；

图9(a)是实施例2的分解立体图，(b)是实施例2的输出部件的立体图，(c)是实施例2的旋转传递部的局部正视图；

图10是实施例2的锁定解除状态的剖面图；

图11(a)～(d)是实施例1、2的变形例，(a)是锁定解除部件的立体图，(b)～(d)是滚子收容部分的剖面图。

符号说明

1-单向离合器组件；2-单向离合器；3-锁定解除部件；4-盖；5-壳体；6-内圈；7-外圈；8-凹处；9-柱部；11-楔部；12-弹簧收容部；13-锁定解除片插入部；14-凸轮面；15-滚子；16-推顶弹簧；17-圆环部；18-锁定解除片；19-开口；20-止转部；21-卡合槽；22卡合凸缘；23-控制部件；24-控制机构；25-卡合凹部；26-卡合部；27-旋转轴；28-键；31-输入部件；32-输出部件；33-轴套部；34-阶梯部；35-大径部；36-小径部；37-轴承部；38-收容凹部；39-止转槽；41-止转凸缘；42-止转凸缘；43-止转槽；44-周槽；44′-挡圈；45-输出侧旋转传递部；46-控制侧旋转传递部；47-旋转传递部。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。

实施例1

如图1～图5所示的实施例1的单向离合器组件1由单向离合器2和锁定解除部件3组合而成，并收容在将它们收容的带盖4的壳体5中而使用。

单向离合器2具有内圈6和可相对旋转地嵌合在其外周的外圈7，在该外圈7的与内圈6相对的嵌合面即外圈7的内径面沿周方向留有一定的间隔设置多个凹处8。在各凹处8的相互间设置兼为径向轴承的柱部9。所述各凹处8在外圈7的轴向的两面间开放(参照图2)。

在各凹处8的周方向的中间部分设置具有楔角θ的楔部11，且在该楔部11的扩大侧端部和一方的柱部9之间设置弹簧收容部12。另外，在楔部11的狭小侧端部和另一方的柱部9之间设置锁定解除片插入部13。所述楔角θ是由沿周方向倾斜形成在凹处8的底面上的凸轮面14、和在滚子15的切点与内圈6的外径面相切的切线所形成的角度(参照图1)。

在所述各凹处8内收容可在周方向滚动的滚子15。滚子15的直径选定为在楔部11的中途啮入楔角θ的大小。另外，在弹簧收容部12中收容由压缩型螺旋弹簧构成的推顶弹簧16，由此将滚子15推顶到楔部11的狭小方向，使滚子15的姿态稳定。作为推顶弹簧16，之所以使用压缩型螺旋弹簧，是为了能够在锁定解除时承受从滚子15侧施加的较大的负荷。在从滚子15的施加的负荷相对低时，也可以是用于现有这种单向离合器中的V形板簧。

如图3所示，所述锁定解除部件3包括圆环部17和在其外周缘沿轴向突出而弯曲的锁定解除片18。锁定解除片18与所述凹处8对置且具有与凹处8对应的数量。该锁定解除部件3将各锁定解除片18沿轴向插入所述凹处8的锁定解除片插入部13。另外，在锁定解除片18和滚子15之间、以及锁定解除片18和柱部9之间分别设置需要的间隙。如图2所示，圆环部17在从外圈7的端面稍微突出到轴向外侧的位置保持为与内圈6及外圈7同芯的状态。为了使内圈6的端面和圆环部17紧贴，内圈6的端部形成为从外圈7的端面向外方突出S。如图5所示，滚子15通过推顶弹簧16保持为沿着轴向的姿态，所述锁定解除片18的对置边形成为与滚子15平行。

由所述内圈6、外圈7、滚子15以及推顶弹簧16构成单向离合器2，将锁定解除部件3与单向离合器2组合，构成单向离合器组件1。通常，考虑操作上的容易度等，将单向离合器组件1收容在壳体5内，用盖4封闭。在壳体5的内径面和外圈7之间通过轴向的嵌合槽、和与之嵌合的止转凸缘形成止转部20(参照图2、图3)。壳体5在其闭塞端的中心设置开口19，所述锁定解除部件3的圆环部17从该开口19露出到外部。在壳体5的开放端的内周设置卡合槽21，盖4的卡合凸缘22与之卡合。

之所以使圆环部17露出到壳体5的外部，是为了与外部的控制部件23卡合。控制部件23由通过适当的控制机构24而旋转的齿轮构成，在设置于其内面的卡合凹部25(参照图2、图3)内嵌合所述锁定解除部件3的圆环部17，由此实现锁定解除部件3的止脱。另外，在卡合凹部25的内周面设置与锁定解除片18卡合的卡合部26，通过在该卡合部26卡合锁定解除部件3的锁定解除片18而止转。另外，在使用时旋转轴27贯通内圈6的内径侧，用键28(参照图1、图2)等止转。

实施例1的单向离合器组件1如上那样构成，下面对其作用进行说明。

如图2所示，锁定解除部件3的圆环部17对外部装置的控制部件23的卡合凹部25实施止转而嵌合并使用。控制部件23由具有正转模式或停止模式的控制模式的适当控制机构24控制，控制部件23在正转模式时处于中立状态，在停止模式时处于停止状态。

现在，当在处于正转模式时旋转轴27正转(参照图1的箭头A方向)的情况下，内圈6同方向旋转，由此滚子15啮入楔部11而成为锁定状态。由此，外圈7和壳体5一体正转。此时，与锁定解除部件3卡合且处于中立状态的控制部件23一体正转。

若在所述正转中控制机构24的控制模式切换为停止模式，则控制部件23停止，所以如图4的箭头B所示，锁定解除片18压缩推顶弹簧16同时使滚子15移动到楔部11的扩大方向，从而解除锁定。由此，外圈7及壳体5停止旋转，另一方面，旋转轴27和内圈6继续正转。

在以上所述的实施例1中，对将单向离合器2的凹处8设于外圈7的内径面的情况进行了说明，但如图6所示，也可以在内圈6的外径面形成单向离合器2的凹处8。此时，在凹处8的底面形成的凸轮面14在内圈6上形成，利用该凸轮面14和与其在径向上对置的外圈7的圆筒状内径面形成楔部11。

所述图1的情况中，楔部11由外圈7侧的凸轮面14和内圈6的圆筒状外径面形成，不过图6的情况中，楔部11由内圈6侧的凸轮面14和外圈7的圆筒状内径面形成。若对比两者，则因为后者的外圈7内径面的曲率半径比前者的内圈6的外径面的曲率半径大，因此就作用于滚子15上的面压而言，后者较小。因此，图6的情况下，锁定解除部件3所进行的锁定解除时的冲击小，从而能够以低转矩解除锁定。此外，图6的变形例也同样能适用于后述的实施例2。

实施例2

下面，参照图7～图10说明作为实施例2的具有锁定解除反转机构的单向离合器组件。该单向离合器组件仍然使用所述单向离合器2和锁定解除部件3，并在其中组合了输入部件31、输出部件32及控制部件23。由于单向离合器2和锁定解除部件3及两者的组合结构与实施例1相同，因此，对相同部分标注相同符号来表示，省略其说明。

输入部件31由齿轮形成，在其中心部形成沿轴向延伸的轴套部33。轴套部33通过阶梯部34分成大径部35和前端侧的小径部36。输出部件32也由齿轮形成，并通过其轴承部37与所述轴套33的大径部35旋转自如地嵌合。

在输出部件32的所述轴承部37的相反侧设置收容凹部38，在所述收容凹部38内收容由所述单向离合器2和锁定解除部件3构成的组件。在单向离合器2的内圈6的内径面嵌合止转槽39和在输入部件31的轴套部33上形成的止转凸缘41，实现内圈6相对轴套部33的止转。另外，在所述收容凹部38的内径面也设置止转凸缘42(参照图9(b))，与在外圈7的外径面形成的止转槽43嵌合，实现外圈7相对输出部件32的止转。

在控制部件23的相对输出部件32的对置面设置卡合凹部25，并在该卡合凹部25内通过实施止转而卡合锁定解除部件3的圆环部17。另外，控制部件23旋转自如地与所述轴套部33的小径部36的前端部嵌合，该小径部36的前端部从控制部件23突出。挡圈44′与在该突出部分形成的周槽44嵌合，由此，实现控制部件23的止脱，并且实现组件整体的一体化。

在所述输出部件32和控制部件23的对置面分别设置输出侧旋转传递部45和控制侧旋转传递部46(参照图9(a))。输出侧旋转传递部45通过沿所述收容凹部38的周边以一定间隔设置的扇形突部而形成。另外，控制侧旋转传递部46通过沿控制部件23的卡合凹部25的周边以一定间隔设置的扇形突部而形成，在周方向以一定的间隙b(参照图9(c))与所述输出侧旋转传递部45嵌合。由输出侧旋转传递部45和控制侧旋转传递部46构成旋转传递部47。

在所述那样被组装的组件中插通旋转轴27，并且在该旋转轴27和输入部件31的内径面之间插入键28，实现输入部件31相对旋转轴27的止转。

具有实施例2的锁定解除反转机构的单向离合器如上所述，下面就其作用进行说明。

控制部件23由具有正转模式、停止模式、反转模式的控制模式的适当控制机构24控制，控制部件23在正转模式时呈中立状态，另外，在停止模式时停止，进而在反转模式时反转。

现在，当在处于正转模式时输入部件31正转(参照图8的箭头A)的情况下，内圈6沿同方向旋转，由此，滚子15啮入楔部11而成为锁定状态。由此，外圈7和输出部件32一体正转。此时，处于中立状态且通过旋转传递部45、46而与输出部件32卡合的控制部件23一体正转。

若在所述的正转中控制机构24的控制模式切换成停止模式，则由于控制部件23停止，因此如图10的箭头B所示，锁定解除片18压缩推顶弹簧16同时使滚子15移动到楔部11的扩大方向，从而解除锁定。由此，外圈7及输出部件32停止，另一方面，旋转轴27和内圈6继续正转。

另外，当在所述正转中控制模式切换成反转模式时也同样，锁定解除片18压缩推顶弹簧16同时使滚子15移动到楔部11的扩大方向，从而解除锁定。由此，从控制机构24反转的控制部件23及与之在旋转传递部47卡合的输出部件32反转。旋转轴27和内圈6继续正转。

此外，由于在旋转传递部47存在周方向的间隙b，因此在旋转的传递时生成该间隙b的间隔的齿隙，防止输出侧和控制侧的旋转传递部45、46相互间的不一致等。

实施例3

在以上的各实施例中，锁定解除部件3的各解除片18的与滚子15对置的边与滚子15平行地形成(参照图5)。与此相对，如图11(a)～(d)所示，所述锁定解除片18的与滚子15对置的侧边与该滚子15的中心形成一定的倾斜角度α。若形成这样的倾斜角α，则在锁定解除片18解除滚子15的锁定时，在第1阶段与滚子15的一端部接触，使滚子15倾斜(参照图11(c))，在第2阶段通过压入滚子15(参照图11(d))的作用，使滚子15后退，解除锁定，因此，与只通过一个阶段的作用使滚子15后退从而解除锁定的情况(图5的情况)相比，因为解除锁定所需要的转矩分解为第1阶段和第2阶段，所以转矩减少。

Claims (6)

1.一种单向离合器组件(1)，其由单向离合器(2)和锁定解除部件(3)组合而成，其中，在所述单向离合器(2)中，外圈(7)可相对旋转地嵌合在内圈(6)的外周，多个凹处(8)沿周方向以规定的间隔设于所述内圈(6)和外圈(7)中的任一方的嵌合面上，在各凹处(8)的底面形成沿周方向倾斜的凸轮面(14)，并且由该凸轮面(14)和与之对置的所述内圈(6)或外圈(7)形成一定的楔角θ，在所述凹处(8)内收容有滚子(15)和将该滚子(15)推顶到楔角θ的狭小方向的推顶弹簧(16)，其特征在于，所述锁定解除部件(3)包括与所述内圈(6)或外圈(7)同芯的圆环部(17)、和对应所述各凹处(8)而在轴向上突出设置于该圆环部(17)的锁定解除片(18)，所述各锁定解除片(18)插入成为所述各凹处(8)的楔角θ的狭小侧的凹处端部和所述滚子(15)之间。

2.如权利要求1所述的单向离合器组件，其特征在于，所述推顶弹簧(16)是压缩型的螺旋弹簧。

3.如权利要求1或2所述的单向离合器组件，其特征在于，所述锁定解除片(18)的与所述滚子(15)对置的侧边相对该滚子(15)的中心倾斜一定角度α。

4.一种具备锁定解除反转机构的单向离合器组件，其是具备通过在同轴状态下组合输入部件(31)、输出部件(32)、控制部件(23)以及具备锁定解除机构的单向离合器组件而成的锁定解除反转机构的单向离合器组件，其特征在于，使用如权利要求1～3中任一项所述的单向离合器组件(1)作为具备所述锁定解除机构的单向离合器组件，在构成该单向离合器组件(1)的内圈(6)和外圈(7)中的任一方上结合所述输入部件(31)并一体化，在另一方上结合所述输出部件(32)并一体化，该单向离合器组件(1)的锁定解除部件(3)可一体旋转地与所述控制部件(23)卡合，该输出部件(32)和该控制部件(23)可经由旋转传递部(47)一体旋转地结合。

5.如权利要求4所述的具备锁定解除反转机构的单向离合器组件，其特征在于，所述控制部件(23)由外部的控制机构(24)以空转、停止或与输入部件(31)的正转相对的反转中的任一种控制模式控制。

6.如权利要求4或5所述的具备锁定解除反转机构的单向离合器组件，其特征在于，所述旋转传递部(47)包括设于所述输出部件(32)上的输出侧旋转传递部(45)、和设于所述控制部件(23)上的控制侧旋转传递部(46)，双方的旋转传递部(45)(46)通过旋转方向的一定的间隙b生成齿隙而卡合。

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