JP2001234950A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロック、ロック解除の応答性が良く、かつ空
転トルクが小さい一方向クラッチを提供する。 【解決手段】 外輪２の内周面２ａにカム面６を形成、
このカム面６と内輪１の外周面１ａとの間に楔隙間７を
形成する。各楔隙間７にローラ３を配置し、これらのロ
ーラ３を保持器４で保持する。保持器４の柱部４ａとロ
ーラ３の間に弾性体５を介在させる。カム面６の角度
は、ストラット角を中心に、ロック方向にはストラット
角よりも小さく、かつ解除方向にはストラット角よりも
大きく設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、釣り用リールの
一方向クラッチ等のように、小さい空転トルクと小さい
遅れ角度を同時に満足することを必要とする機器に使用
される一方向クラッチに関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】ローラ形
式の一方向クラッチでは、ローラをばね力により外輪カ
ム面と軸に押し付け、カム面と軸により形成される楔隙
間に、ローラを噛み込むことによりロックさせ、動力を
伝達している。また、ロック解除は、ローラを楔隙間か
ら引き離す方向に外輪または軸が回転することにより行
われる。これらロックと解除を自由に行うことにより、
クラッチとして機能している。

【０００３】ここで、ローラが楔隙間に噛み込むかどう
かが非常に重要であり、噛み込む、噛み込まないはカム
角度によって決定される。その境の角度をストラット角
と呼ぶ。すなわち、ストラット角より大きな角度ではロ
ーラは噛み込まず、ローラが滑ることになり、動力を伝
達できない。また、クラッチのトルク容量を上げるため
には接触部の接触面圧を下げる必要があり、ローラに対
してカム面は凹面でローラを包み込む形状となってい
る。

【０００４】釣り用リールの一方向クラッチのように、
人間が直接に軸を回転させる用途の場合、空転トルクを
小さくすることにより、使用感が向上する。また、同時
に遅れ角が小さいほど応答性が良く、使用感を向上させ
ることができる。しかし、空転トルクと遅れ角は相反す
る特性を持つため、空転トルクを下げると遅れ角が増加
し、遅れ角を小さくしようとすると、空転トルクが大き
くなる傾向となる。

【０００５】また、従来、ローラ形式のクラッチは、軸
受等の回転体の支持部品と同様な考え方で潤滑を重視
し、潤滑性に優れた潤滑油を用いている。潤滑性に優れ
た潤滑油を用いた一方向クラッチでは、その良好な潤滑
性能のために滑り易く、クラッチの遅れ角が大きくなり
易い。それを防ぐために、カム面と接触して動力を伝達
する可動部材、例えばローラクラッチであれば、ローラ
をロック前よりも強くカム面に押し付けている。これ
は、空転トルクを大きくするため、空転時の動力損失を
増大させる。また、釣り用リールの一方向クラッチのよ
うに、直接に人間が作動させる用途の場合では、使用感
の悪化を招く。

【０００６】この発明の目的は、ロック、ロック解除の
応答性が良く、かつ空転トルクが小さい一方向クラッチ
を提供することである。この発明の他の目的は、釣り用
リールに用いる場合の組込みを容易にし、かつ使用感を
高めることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の一方向クラッ
チは、外輪の内周面および内輪の外周面のうちの一方の
周面に形成され、他方の周面との間に楔隙間を形成する
カム面と、上記楔隙間に配置されたローラと、このロー
ラを保持する保持器と、この保持器の柱部とローラの間
に介在する弾性体とを備えた一方向クラッチにおいて、
上記カム面の角度を、ストラット角を中心に、ロック方
向にはストラット角よりも小さく、かつ解除方向にはス
トラット角よりも大きく設定したことを特徴とする。こ
の構成によると、カム面の角度を、ロック方向にはスト
ラット角よりも小さく、かつ解除方向にはストラット角
よりも大きく設定したため、ロックする方向にローラが
移動するときは、カム面の角度が小さくてロックし易
く、またロック解除する方向にローラが移動するとき
は、カム面の角度が大きくて摩擦抵抗が小さくなる。そ
のため、ロックおよびロック解除の応答性が良く、また
空転トルクも小さくなる。

【０００８】この発明において、上記カム面の形状を、
ローラに対して凸となる形状としても良い。ローラに対
してカム面の形状が凸形状となることにより、ローラの
移動による接触面圧の上昇が急激になり、ロックの応答
性がより一層向上する。

【０００９】この発明において、上記カム面は、上記外
輪の内周面に形成されていても良い。その場合、内輪と
して、軸がそのまま使用できる。

【００１０】このようにカム面を外輪に設ける場合に、
上記外輪は、外径面に軸方向に延びる突条が形成され、
この突条により回り止めされて釣り用リール本体に固定
されるものでも良い。上記内輪は釣り用リールの回転軸
としても良い。このように、外輪に突条を設けること
で、釣り用リール本体に対して、外輪を回転阻止状態に
固定することが簡単に行える。また、外輪にカム面が形
成されるため、釣り用リールの回転軸は、特に加工を施
さずに、また別体の内輪を設けることなく、一方向クラ
ッチを構成できる。そのため、釣り用リールを簡素な構
成としてコンパクトなものとできる。また、この発明に
おけるロック、ロック解除の応答性が良く、空転トルク
が小さい特性のため、釣り用リールの回転軸を人間が直
接に回転操作するときの使用感が高められる。

【００１１】この発明において、上記外輪が、肌焼き鋼
からなる鋼管を引き抜き形成し、表面に浸炭焼き入れに
よる硬化層が形成されているものであっても良い。この
構成の場合、カム面を有する外輪の製造が簡単で、また
摩耗が少なく、耐久性に優れる。

【００１２】この発明の一方向クラッチにおいて、トラ
クション特性を有するグリースを充填しても良い。トラ
クション特性を有するグリースは、高面圧下で粘度が上
昇し、ガラス点を超えると固体となり、動力を効率良く
伝達することができる。カム面とそれに接触するローラ
は、一般にその接触面で高面圧となる。トラクション特
性グリースは、その接触面に介在し、固化することによ
り金属接触を妨げながら動力を伝達する。このため、ト
ラクション特性を有するグリースを用いることにより、
小さな空転トルクと小さな遅れ角を同時に実現でき、ロ
ック応答性が向上する。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１ない
し図１０と共に説明する。この一方向クラッチは、内輪
１と外輪２の間に、複数のローラ３を介在させ、これら
ローラ３を保持器する保持器４と、各ローラ３を押圧す
る複数の弾性体５とを備えたものである。内輪１は、外
周面１ａが円筒面に形成され、軸またはリング状の部材
で構成される。外輪２は、内周面２ａの周方向複数箇所
にカム面６が形成されている。カム面６は、内輪１の外
周面１ａとの間に楔隙間７を形成するものであり、各ロ
ーラ３はそれぞれの楔隙間７内に配置される。複数箇所
に設けられる各カム面６は、互いに同じ形状のものであ
り、それぞれ一方向の楔隙間７を形成するように設けら
れる。保持器４は、円筒状に形成されて、各ローラ３を
内部に保持する複数のポケット８が形成されたものであ
り、隣合うポケット８，８間の部分が柱部４ａとなって
いる。

【００１４】弾性体５は、保持器４の柱部４ａとローラ
３の間に介在して、ローラ３を外輪２のカム面６に押し
付けるものである。この例では、弾性体５は、その全体
が一体の金属板製のプレス成形品からなる板ばねとされ
ている。弾性体５は、保持器４の柱部４ａに装着される
装着部５ａと、ローラ３を押圧する一対の舌片５ｂとを
有している。外輪２は、外径面の周方向複数箇所に、軸
方向に延びる突条２ｂが形成されている。これらの突条
２ｂは、外輪２の外周に嵌合して外輪２を取付ける部材
に対して、回り止めとなるものである。また、外輪２
は、内周面２ａの一側部に、円周溝状の保持器係合溝９
（図７）を有し、保持器４の外周面に設けられた環状の
係合突条１０（図９）が係合する。この係合により、保
持器４は、外輪２に対して軸方向に位置決めされる。保
持器４は、外周面の両側縁における周方向の複数箇所に
突部１３を有している。保持器４は、これらの突部１３
を介して、外輪２の内周面で案内される。

【００１５】図５，図６に示すように、外輪２の各カム
面６の角度は、ローラ３がカム面６に所定面圧で接する
位置Ｐの両側で、ストラット角βを中心に、ロック方向
（楔隙間７の狭まり方向）にはストラット角βよりも小
さく、かつ解除方向（楔隙間７の広がり方向）にはスト
ラットβよりも大きくなるように設定されている。すな
わち、カム面６の角度は、ローラ３が所定面圧で接する
位置Ｐではストラット角βとなり、上記接触位置Ｐより
も楔隙間７の狭まり方向に離れた位置ではストラット角
βよりも小さな角度αとなり、接触位置Ｐよりも楔隙間
７の広がり方向に離れた位置ではストラット角βよりも
大きな角度γとなる。この角度の変化は漸次生じるよう
に設定され、カム面６は曲面形状とされる。また、カム
面６の形状は、ローラ３に対して凸となる形状とされ
る。なお、カム面６の角度、つまりカム面６の各部の外
輪円周方向位置の角度は、その円周方向位置のカム面６
の接線が、その円周方向位置を通る外輪半径方向に対す
る垂線に対して成す角度のことである。

【００１６】カム面６の角度を上記のように規制する範
囲は、少なくとも接触点Ｐの両側の所定範囲とされる。
この所定範囲は、例えば、カム面６と内輪１の外径面と
の間にローラ３が隙間なく接触し始める位置から、ロー
ラ３がそれ以上楔隙間７に入り込めない位置までの範囲
とされる。カム面６の楔隙間７を形成する部分の反対側
の端部６ａ（図２）は、カム面角度がストラット角βよ
りも十分に大きな角度の面とされている。なお、カム面
６の端部６ａは、接触点Ｐの付近とは、回転方向に対し
て逆向きとされている。

【００１７】外輪２の材質例を説明する。例えば、外輪
２は、肌焼き鋼（例えばＳＣＭ４１５）からなる鋼管を
引き抜き形成し、表面に浸炭焼き入れによる硬化層が形
成されたものとされる。さらに、表面処理として、カニ
ゼンめっき（無電解Ｎｉ−Ｐめっき）等によるめっき層
が施されている。

【００１８】内外輪１，２間に充填する潤滑材として
は、トラクション特性を有するグリースが用いられてい
る。

【００１９】図１３は、この実施形態にかかる一方向ク
ラッチＡを使用した釣り具用リールの概略構成を示す。
この釣り具用リールは、釣り用リール本体５０に、一方
向クラッチＡを介して回転軸５１が支持され、回転軸５
１に釣り糸巻き付け用のスプール５２が設けられてい
る。回転軸５１は、釣り用リール本体５０に回転自在に
支持されたハンドル５３の回転が、ギヤ列等の回転伝達
機構５４を介して伝えられる。一方向クラッチＡは、そ
の外輪２が、釣り用リール本体５０の内周面５０ａに嵌
合状態に固定され、回転軸５１は一方向クラッチＡの内
輪１となる。外輪２の外周面に軸方向に延びて設けられ
た各突条２ｂは、釣り用リール本体５０の内周面５０ａ
に形成された軸方向に延びる係合溝５５に係合し、外輪
２を回り止めする。

【００２０】上記構成の作用を説明する。図２，図５の
状態では、ローラ３は外輪２のカム面６に弾性体５で押
し付けられて摩擦係合し、ロック状態となっている。こ
のロック状態から、内輪１を外輪２に対して空転方向
（図の時計回り）ａへ回転させると、ローラ３および保
持器４は、摩擦により内輪１と共に回転移動する。つま
り、カム面６による楔隙間７の広がり方向へローラ３が
移動する。ローラ３は、カム面６の端部６ａに当たるま
で移動可能であり、このカム面端部６ａに当たった状態
では、ローラ３が内輪１に対してスリップして、内輪１
は自由に回転でき、クラッチは非ロック状態となる。す
なわち、内輪１の時計回りの回転は自由に許される。こ
の非ロック状態から、内輪２をロック方向（図の反時計
回り）ｂへ回転させせると、ローラ３および保持器４が
内輪１と共に回転移動して、ローラ３が外輪２のカム面
６による楔隙間７の奥へ再度押し付けられ、回転ロック
状態となる。したがって、内輪１の反時計方向の回転は
阻止される。このように、一方向ａの回転のみが自由に
許される。

【００２１】ロックおよびロック解除の応答は、次のよ
うになる。図６に示すように、外輪２のカム面６の角度
は、ロック方向にはストラット角βよりも小さく、かつ
解除方向にはストラット角βよりも大きく設定したた
め、ロックする方向にローラ３が移動するときは、カム
面６の角度がαと小さくてロックし易く、またロック解
除する方向にローラ３が移動するときは、カム面６の角
度がγと大きくて摩擦抵抗が小さくなる。そのため、ロ
ックおよびロック解除の応答性が良く、また空転トルク
も小さくなる。

【００２２】また、カム面６の形状が、ローラ３に対し
て凸形状となっているため、ローラ３の移動による接触
面圧の上昇が急激になり、ロックの応答性がより一層向
上する。また、潤滑剤として、トラクション特性を有す
るグリースを充填した場合は、さらにロック応答性が向
上する。図１１は、カム面６の形状を凸形状とした場合
と、凹形状とした場合のローラ移動量に対する接触面圧
の変動を示す。同図からわかるように、カム面６を凸形
状とした場合は、凹形状とした場合に比べて、ローラ３
の移動による接触面圧の上昇が急激になる。

【００２３】この一方向クラッチＡによると、このよう
にロック、ロック解除の応答性が良く、かつ空転トルク
が小さいため、釣り具用リールに用いた場合に、操作性
が良い。また、外輪２は外径面に突条 を設けたた
め、釣り用リール本体５０（図１３）等のハウジングに
対して、回り止め状態の固定が容易となる。

【００２４】

【実施例】上記実施形態において、潤滑剤としてトラク
ション特性を有するグリースを用いた場合と、潤滑グリ
ースを用いた場合とで遅れ角を比較した実験例を示す。
トラクション特性を有するグリースとしては、次の性状
のものを用い、次の条件で実験した。 ・せっけん基は、ウレア、 ・ちょう度は、２５℃、６０Ｗで４２４、 ・滴点は、２５０以上、 ・離油度は１００℃、２４時間で、８．４、 ・酸化安定度は９９℃、１００ｈ，ｋＰａで１９．６、 ・チムケン耐荷重性能は、１８、 ・トラクション係数は０．０９２とした。

【００２５】図１２にその実験結果を示す。曲線ｃは潤
滑グリースの場合、曲線ｄはトラクション特性グリース
の場合である。横軸は繰り返し回数を示す。同図から分
かるように、トラクション特性グリースを用いると、遅
れ角が小さくなった。

【００２６】

【発明の効果】この発明の一方向クラッチは、楔隙間を
成形してローラに接触するカム面の角度を、ストラット
角を中心に、ロック方向にはストラット角よりも小さ
く、かつ解除方向にはストラット角よりも大きく設定し
たため、ロック、ロック解除の応答性が良く、かつ空転
トルクが小さいものとなる。上記カム面の形状を、ロー
ラに対して凸となる形状とした場合は、より一層ロック
応答性が向上する。上記カム面が外輪の内周面に形成さ
れ、この外輪は、外径面に軸方向に延びる突条が形成さ
れ、この突条により回り止めされて釣り用リール本体に
固定され、上記内輪を釣り用リールの回転軸とした場合
は、釣り用リールへの回転阻止状態の組込みが容易で、
かつ使用感が高められる。上記外輪が、肌焼き鋼からな
る鋼管を引き抜き形成し、表面に浸炭焼き入れによる硬
化層が形成されている場合は、製造が容易で、かつ摩耗
が生じ難く、耐久性に優れたものとなる。クラッチ内に
トラクション特性を有するグリースを充填した場合、さ
らにロック応答性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる一方向クラッチ
の破断正面図である。

【図２】その部分拡大断面図である。

【図３】同一方向クラッチの部分省略破断側面図であ
る。

【図４】図３を矢印IV方向から見た拡大切欠矢視図であ
る。

【図５】同一方向クラッチの作用説明図である。

【図６】そのカム面の拡大説明図である。

【図７】外輪の破断側面図である。

【図８】外輪の部分拡大破断正面図である。

【図９】（Ａ）は保持器の破断側面図、（Ｂ）は同破断
正面図である。

【図１０】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ弾性体の平面図お
よび正面図、（Ｃ）は同図（Ｂ）を矢印Ｃ方向に見た拡
大側面図である。

【図１１】カム面形状によるローラ移動量と接触面圧の
関係を示すグラフである。

【図１２】使用グリースによる遅れ角の違いを示す実験
結果のグラフである。

【図１３】同一方向クラッチを用いた釣り用リールの概
略正面図である。

【符号の説明】

１…内輪 ２…外輪 ２ｂ…突条 ３…ローラ ４…保持器 ４ａ…柱部 ５…弾性体 ６…カム面 ７…楔隙間 β…ストラット角

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外輪の内周面および内輪の外周面のうち
   の一方の周面に形成され、他方の周面との間に楔隙間を
   形成するカム面と、上記楔隙間に配置されたローラと、
   このローラを保持する保持器と、この保持器の柱部とロ
   ーラの間に介在する弾性体とを備えた一方向クラッチに
   おいて、上記カム面の角度を、ストラット角を中心に、
   ロック方向にはストラット角よりも小さく、かつ解除方
   向にはストラット角よりも大きく設定したことを特徴と
   する一方向クラッチ。
2. 【請求項２】 上記カム面の形状を、ローラに対して凸
   となる形状とした請求項１に記載の一方向クラッチ。
3. 【請求項３】 上記カム面は、上記外輪の内周面に形成
   されている請求項１または請求項２に記載の一方向クラ
   ッチ。
4. 【請求項４】 上記外輪は、外周面に軸方向に延びる突
   条が形成され、この突条により回り止めされて釣り用リ
   ール本体に固定され、上記内輪は釣り用リールの回転軸
   とした請求項３に記載の一方向クラッチ。
5. 【請求項５】 上記外輪が、肌焼き鋼からなる鋼管を引
   き抜き形成し、表面に浸炭焼き入れによる硬化層が形成
   されている請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の
   一方向クラッチ。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかに記
   載の一方向クラッチにおいて、トラクション特性を有す
   るグリースを充填した一方向クラッチ。