JP2002295520A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ころ式一方向クラッチにおいて、外輪内周面
に形成されるポケット開口の製作が容易で、かつ、衝撃
荷重等によりころの抜け落ちがないようにすることであ
る。 【解決手段】 一端開放のケース２と、その内部に収納
される外輪１と、外輪１の内周面に設けられた所要数の
ポケット３に挿入されるころ４と、上記ケース２の開放
端に嵌着される蓋部材５と、該蓋部材５の環部１７に設
けられたばね片２１とからなり、上記ポケット３の底面
にカム面７を設け、そのカム面７と軸６との間でくさび
形空間を形成し、上記ばね片２１によりころ４をくさび
形空間の狭小方向に付勢するようにした一方向クラッチ
において、上記蓋部材５の環部１７に上記ばね片２１と
一対のころ落ち止め片２２を設け、各ころ落ち止め片２
２を各ポケット３の一部に挿入して該ポケット３の開口
幅を制限するようにした。

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、プリンターや複
写機等の事務機に使用される一方向クラッチに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】この種の一方向クラッチとして、一端開
放のケースと、その内部に収納される外輪と、外輪の内
周面に設けられた所要数のポケットに挿入されるころ
と、上記ケースの開放端に嵌着される蓋部材と、該蓋部
材の環部に上記ポケットに対応して設けられたばね片と
からなり、上記ポケットの底面に回転の一方向に傾斜し
たカム面を設け、そのカム面と上記外輪に挿通される軸
の外径面との間でくさび形空間を形成し、各ポケットに
挿入したばね片により上記ころをくさび形空間の狭小方
向に付勢するようにしたものが知られている（例えば、
実開平４−２７２２３号公報参照）。

【０００３】上記の蓋部材には、各ばね片と一対の柱状
の嵌合片が該ばね片の後部に設けられ、これをばね片と
ともに各ポケットに挿入し、くさび形空間の拡大側端部
の凹部に嵌合させることにより、蓋部材の外輪に対する
周方向の位置決めを行うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の一方向クラッチ
は、ポケットの開口幅がころの直径より大きいため、軸
が無い場合のころの落ち止めは、ばね片の弾性によりこ
ろを狭小側に押圧することにより行われる。

【０００５】しかし、上記の一方向クラッチに衝撃荷重
が加わると、ばね片が反対方向に撓んでころが抜け落ち
ることがある。ころの抜け落ちを防止するために、ポケ
ットの開口幅を狭めた一方向クラッチも知られている
（例えば、特開平９−８９０１１号公報参照）。しか
し、このような構成を採用すると、ポケット開口部にお
いて、その拡大側から狭小側に向かって薄く尖ったころ
落ち止め部を設ける必要があるため、欠け等の問題が生
じ易く、製造上及び使用時における耐久性の点で問題が
ある。

【０００６】そこで、この発明は、外輪の製造やその耐
久性に問題をもたらすことがなく、しかも部品の増加な
くころ落ちが防止できる一方向クラッチを提供すること
を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、一端開放のケースと、その内部に収
納される外輪と、外輪の内周面に設けられた所要数のポ
ケットに挿入されるころと、上記ケースの開放端に嵌着
される蓋部材と、該蓋部材の環部に上記ポケットに対応
して設けられたばね片とからなり、上記ポケットの底面
に回転の一方向に傾斜したカム面を設け、そのカム面と
上記外輪に挿通される軸の外径面との間でくさび形空間
を形成し、各ポケットに挿入したばね片により上記ころ
をくさび形空間の狭小方向に付勢するようにした一方向
クラッチにおいて、上記蓋部材の環部に上記ばね片と一
対のころ落ち止め片を設け、各ころ落ち止め片を各ポケ
ットの一部に挿入して該ポケットの開口幅を制限するよ
うにしたものである。

【０００８】上記の構成によると、ポケットの開口幅自
体を狭めることなく、蓋部材に設けたころ落ち止め片に
より、その開口幅を制限してころの抜止めを図るように
しているので、ころ落ち止め片の欠けや割れ等の問題は
生じない。また、ころ落ち止め片は蓋部材と一体に設け
られるものであるから、部品の増加も生じない。

【０００９】上記ポケットの拡大側端部に、上記外輪の
内径面から半径方向に凹入したころ落ち止め片挿入凹部
を設け、そのころ落ち止め片挿入凹部ところ落ち止め片
との係合により上記蓋部材の回り止めを図った構成を採
用することができる。この構成によると、ころ落ち止め
片は、挿入凹部に挿入された後端部から先端のころ落ち
止め部まで比較的大きい断面積をもった柱状部分となる
ので、回り止めの機能を十分発揮する強度をもつことが
できる。

【００１０】上記蓋部材の環部内周面と、上記ケースの
閉塞端面に設けた軸挿通穴の内周面により、ラジアル軸
受を形成した構成や、上記外輪のポケット相互間のリブ
の内周面により、ラジアル軸受を形成した構成を採るこ
とができる。これらの構成により、軸受としての作用も
発揮することができる。

【００１１】また、上記蓋部材は、合成樹脂による成形
後においてアニール処理を省略した非熱処理部材である
構成を採ることができる。アニール処理を省略すると、
成形後の材料に内部応力が残存するが、その内部応力に
より経時的にばね片のころ方向への撓みが大きくなり、
ばね力を長期にわたり維持することができる。

【００１２】なお、上記の外輪として、メタルインジェ
クション製のものを用いることができる。メタルインジ
ェクション製の成形品は、その密度をほぼ金属単体と同
一にすることが可能なため、外輪内部に空孔が少なく、
割れや磨耗の発生を抑えることが可能である。また、樹
脂成形と同様に射出成形で製作するため、複雑な形状も
量産可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を添付
図面に基づいて説明する。図１に示したように、第１実
施形態の一方向クラッチは、外輪１、これを収納するケ
ース２、外輪１のポケット３に挿入される所要数のころ
４及び上記ケース２の開放端を閉塞する蓋部材５により
構成される。上記の外輪１、ケース２及び蓋部材５には
組み立てた使用状態で軸６が挿通される（図２（ａ）参
照）。

【００１４】外輪１は、その内周面に周方向に一定の間
隔をおいてポケット３が設けられる。ポケット３の底面
には回転の一方向に傾斜したカム面７が形成され、その
カム面７と軸６の外周面との間でくさび形空間が形成さ
れる。この明細書では、上記のくさび形空間の半径方向
の寸法が小さくなる側又はその方向を狭小側又は狭小方
向と称し、その反対側を拡大側又は拡大方向と称する。

【００１５】上記ポケット３のくさび形空間後方に対向
した拡大側端部には、ばね挿入凹部８が設けられ、その
ばね挿入凹部８よりさらに拡大方向で、内方に寄った位
置に、三角形に外方に凹入したころ落ち止め片挿入凹部
９が設けられる。そのころ落ち止め片挿入凹部９と、隣
接する他のポケット３の狭小側端部との間はリブ１１に
より隔てられる。リブ１１の内周面と狭小側端部のコー
ナ部が一方のころ支持部１０となる。

【００１６】外輪１の外周面には、軸方向に浅い回り止
め溝１２が形成される。上記の外輪１は、通常は焼結合
金により形成されるが、メタルインジェクションによる
成形品を使用することもできる。

【００１７】ケース２は、円筒体の一端部の閉塞端面１
３に軸穴１４が設けられ、他端は開放されている。その
開放端部の内周面に周溝１５が設けられる。また、円筒
部分の内周面に、前記外輪１の回り止め溝１２と嵌合す
る突条１６が設けられ、外輪１とケース２の一体化を図
るようにしている。

【００１８】蓋部材５は、前記ケース２の開放端部に嵌
着される環部１７を有し、その内周は軸穴１８となって
いる。環部１７の外周面に設けたリブ１９が前記ケース
２の周溝１５に嵌合することにより、環部１７の抜止め
が図られる。環部１７の内端面に前記のポケット３に対
応して、ばね片２１と、ころ落ち止め片２２が一対ずつ
周方向に一定間隔をおいて設けられる。ばね片２１とこ
ろ落ち止め片２２は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、
ばね片２１が外側、ころ落ち止め片２２が内側に形成さ
れ、ころ落ち止め片２２の内周面は軸６に摺接するよう
軸穴１８の内方に若干突き出している。

【００１９】上記のばね片２１は、環部１７の内面か
ら、軸線に対して傾斜角α（図２（ｂ）参照）で拡大側
から狭小側へ傾斜している。その先端部の平坦面がころ
４の側面に押圧され、ころ４に対してくさび形空間の狭
小方向への付勢力を付与する。なお、ばね片２１の先端
部のころ４側の面にころ４から離れる方向に角度βを持
った傾斜ガイド面２４が設けられる。この傾斜ガイド面
２４は、ころ４をポケット３に挿入する場合のガイド面
となる。

【００２０】上記のころ落ち止め片２２は、その断面形
状がほぼ直角三角形をなし、その外方部の三角部分が前
記の挿入凹部９にすき間なく挿入される。ころ落ち止め
片２２は、その挿入凹部９側から前記のばね片２１の内
方に沿って狭小側に延び出し、その先端部がころ支持部
２３となる。このころ支持部２３が、前述のリブ１１側
のころ支持部１０と間隔ａをおいて対向する。この間隔
ａは、ポケット３に挿入されたころ４の直径ｂより小さ
く設定されている。これによりころの落ち止めが図られ
る。

【００２１】ころ落ち止め片２２の内面を軸６に対する
軸受とすることにより（図３（ｂ）参照）、一方向クラ
ッチの軸６に対する扁芯を防いでいる。

【００２２】ころ落ち止め片２２は、上記のように断面
形状がほぼ直角三角形をなし、十分な強度をもつので、
挿入凹部９に挿入されることで、蓋部材５の全体の外輪
１の周方向に対する位置決め機能を発揮する。

【００２３】上記の蓋部材５は、熱可塑性樹脂の一体成
形品であるが、この場合は、射出成形後に通常行われる
アニール処理を行わないものを用いるとよい。アニール
処理は成形によって発生する内部応力を除去するために
行われるが、発明者らの知見によると、アニール処理を
行わない場合は、ばね片２１の傾斜角度αが経時的に大
きくなり、樹脂の性状劣化に伴う弾性力の低下を補い、
長期にわたり十分な弾性を発揮する。

【００２４】上記の一方向クラッチにおいて、ラジアル
軸受の機能を付加する場合は、図４（ａ）のように、ケ
ース２の軸穴１４と蓋部材５の環部１７の軸穴１８を軸
６に摺接させ、これらにラジアル軸受の機能をもたせ
る。また、図４（ｂ）のように、外輪１のリブ１１の内
周面にラジアル軸受の機能をもたせてもよい。

【００２５】第１実施形態の一方向クラッチは以上のよ
うなものであり、軸６に装着する前の状態においては、
ころ４は、その直径ｂ（図２（ａ）参照）より小さいこ
ろ支持部１０、２３間の間隔ａにより内方への落下が防
止される。ころ落ち止め片２２は樹脂製であるので、こ
ろ支持部２３が薄く、かつ突き出す形状であっても、欠
けや割れのおそれはない。

【００２６】上記の一方向クラッチを、図２（ａ）に示
すように、軸６に装着して使用する場合、ばね片２１は
常にころ４に当接され、ころ４に狭小方向に付勢力を及
ぼすが、その付勢力は小さいので、軸６が回転する前に
カム面７に噛み込むことはなく、ころ４の姿勢を安定さ
せる作用をなす。軸６が矢印Ａの方向、即ち、くさび形
空間の狭小方向に回転すると、ころ４がカム面７と軸６
の間に噛み込み、ロック状態となって、軸６にトルクが
外輪１を経てケース２に伝達される。

【００２７】上記と逆に、軸６が矢印Ｂ方向、即ち、拡
大方向に回転すると、ころ４はばね片２１を押し戻しな
がらカム面７から離れ、ロックが解除される。

【００２８】次に、図５及び図６に示した第２実施形態
の一方向クラッチは、基本的には前述のものと同じであ
るが、ばね片２１と、ころ落ち止め片２２の形状が若干
相違している。即ち、この場合のばね片２１は、図５
（ｂ）に示すように、環部１７から角度δで傾斜して延
び出し、その途中でくの字形に角度θで折り返した形状
をなしている。その折り返しの屈曲部分をころ４に押し
当てるようにしている。角度θの折り返し部分がころ４
の挿入時の傾斜ガイド面２３’となる。

【００２９】また、ころ落ち止め片２２は、拡大側端部
が丸く形成されている点で若干相違するが、実質的に相
違するところはない。なお、外輪１側のころ落ち止め片
挿入凹部９の形状も、上記のころ落ち止め片２２の形状
に合わせて丸く凹入するように形成されている。

【００３０】この第２実施形態の場合のころ落ち止め片
の作用、及び一方向クラッチとしての作用は前述の場合
と同じであるので、その説明は省略する。

【００３１】

【実施例】前記各実施形態に示した外輪１を、焼結合金
製とした場合とメタルインジェクション（ＭＩＭ）製と
した場合の耐久試験結果を図７に示す。この試験は、ク
ラッチ回数の増加に応じて、カム面７における滑りの発
生を、軸６の回転に対する外輪１の回転の遅れ角で検出
したものである。焼結合金製の場合は、２０回で滑りが
発生し、耐久性が低いが、ＭＩＭ製の場合は高い耐久性
を示した。なお、外輪１をＭＩＭ製とすることは、この
発明の場合に限らず、一般的な一方向クラッチに適用す
ることができる。

【００３２】「試験条件」 負荷トルク：１２kgf ・cm 運転サイクル：６００cpm 揺動角度:10 °

【００３３】

【発明の効果】以上のように、この発明は、外輪のポケ
ットの開口端における一方のころ支持部を、樹脂製のこ
ろ落ち止め片の先端部分に設けたものであるから、外輪
自体の製作は容易であるとともに、欠け等のおそれがな
い。また、そのころ落ち止め片を蓋部材に一体に設けた
ことにより、部品の増加をもたらすことがなく、衝撃荷
重等が作用してもころ落ちがなく、しかも低コストの一
方向クラッチを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の分解斜視図

【図２】（ａ）同上の組立状態の断面図 （ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の断面図

【図３】（ａ）同上の蓋部材の一部を示す斜視図 （ｂ）（ａ）図の部分の正面図

【図４】（ａ）同上の使用例の断面図 （ｂ）同上の他の使用例の断面図

【図５】（ａ）第２実施形態の断面図 （ｂ）（ａ）図のｂ−ｂ線の断面図

【図６】（ａ）同上の蓋部材の一部を示す斜視図 （ｂ）（ａ）図の部分の正面図

【図７】試験結果のグラフ

【符号の説明】

１ 外輪 ２ ケース ３ ポケット ４ ころ ５ 蓋部材 ６ 軸 ７ カム面 ８ ばね挿入凹部 ９ ころ落ち止め片挿入凹部 １０ ころ支持部 １１ リブ １２ 回り止め溝 １３ 閉塞端面 １４ 軸穴 １５ 周溝 １６ 突条 １７ 環部 １８ 軸穴 １９ リブ ２１ ばね部 ２２ ころ落ち止め片 ２３、２３’ ころ支持部 ２４ 傾斜ガイド面

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端開放のケースと、その内部に収納さ
   れる外輪と、外輪の内周面に設けられた所要数のポケッ
   トに挿入されるころと、上記ケースの開放端に嵌着され
   る蓋部材と、該蓋部材の環部に上記ポケットに対応して
   設けられたばね片とからなり、上記ポケットの底面に回
   転の一方向に傾斜したカム面を設け、そのカム面と上記
   外輪に挿通される軸の外径面との間でくさび形空間を形
   成し、各ポケットに挿入したばね片により上記ころをく
   さび形空間の狭小方向に付勢するようにした一方向クラ
   ッチにおいて、上記蓋部材の環部に上記ばね片と一対の
   ころ落ち止め片を設け、各ころ落ち止め片を各ポケット
   の一部に挿入して該ポケットの開口幅を制限するように
   したことを特徴とする一方向クラッチ。
2. 【請求項２】 上記ポケットの拡大側端部に、上記外輪
   の内径面から半径方向に凹入したころ落ち止め片挿入凹
   部を設け、その挿入凹部ところ落ち止め片との係合によ
   り上記蓋部材の回り止めを図ったことを特徴とする請求
   項１に記載の一方向クラッチ。
3. 【請求項３】 上記蓋部材の環部内周面と、上記ケース
   の閉塞端面に設けた軸穴により、ラジアル軸受を形成し
   たことを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチ。
4. 【請求項４】 上記外輪のポケット相互間のリブ内周面
   により、ラジアル軸受を形成したことを特徴とする請求
   項１から３のいずれかに記載の一方向クラッチ。
5. 【請求項５】 上記蓋部材は、合成樹脂による成形後に
   おいてアニール処理を省略した非熱処理部材であること
   を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の一方向
   クラッチ。
6. 【請求項６】 上記の外輪がメタルインジェクション製
   であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記
   載の一方向クラッチ。