JP2008138723A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】一方向クラッチにおいて、ころをクサビ角の方向に付勢する付勢ばねについて、その付勢ばねが外輪のポケット内部から軸方向へ抜け出すことを防止することである。
【解決手段】ばね片２４の基部３４から径方向に突き出し、かつ外輪２１の外径面に沿うよう屈曲されたフック部４１が外輪２１の外径面に形成された係合凸部４２に係合されるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は一方向クラッチに関し、特に、付勢ばねの改良に関するものである。

事務機等に用いられる一方向クラッチ１０として、図８（ａ）〜（ｃ）に示したものが知られている（特許文献１及び２）。この一方向クラッチ１０は、外輪１と、その内径面に設けられたポケット２に収納されたころ３と、前記ポケット２に収納されたばね片１３を有する付勢ばね４とからなり、使用時においては外輪１の中心部に軸７が挿通される。前記ポケット２の底面に前記軸７との間でクサビ角θを形成するカム面８が形成され、前記付勢ばね４のばね片１３が前記ころ３をクサビ角θの狭小方向に付勢する。付勢ばね４は、図８（ｃ）に示したように、環状部９の外周縁部からポケット２に対応した間隔でばね片１３を切り起こし、そのばね片１３をＵ字状に屈曲して形成されたものである。この一方向クラッチ１０は、軸７が外輪１に対してクサビ角θの狭小方向（矢印Ａ参照）に回転した場合にロックされ、これと逆方向に回転した場合に空転する。

前記の一方向クラッチ１０は、通常、外環部材６（歯車、プーリー等の回転部品）の軸方向の一方の端面に設けられた収納凹部１１に抜け止め用のフランジ５を開放側に向けて回り止め１４を介して収納され、該収納凹部１１の開口端内周面に形成された抜け止めリブ１２により抜け止めされる。
特開２０００−３５６２３０号公報 特開平９−８９０１１号公報

前記従来の一方向クラッチ１０の付勢ばね４は、外輪１に対して係合されていない。したがって、外環部材６に組み込まれる以前の状態では軸方向に抜け出すことがあるので、取扱いに注意を要する。また、外環部材６の収納凹部１１に組み込む際も、付勢ばね４の環状部９側を該凹部１１の内部に向けた姿勢で組み込む必要がある。

また、従来の一方向クラッチは、クサビ角θの方向によってロック方向が一定に定まるので、反対のロック方向に対応するためにはクサビ角θの方向の異なった外輪を製作する必要がある。この場合、付勢ばねも方向性が反対のものを使用する必要がある。

この発明は従来のころ形式クラッチの付勢ばねにおける上記の問題を解決すべく、改良した付勢ばねを用いた一方向クラッチ及び前記付勢ばねを用い、かつロック方向の変更に対応できる外輪を有する一方向クラッチを提供することを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明の一方向クラッチは、外輪２１と、その内径面に設けられたポケット２２に収納されたころ２３と、前記ポケット２２の端部に設けられたばね受け部２９と前記ころ２３の間に介在されたばね片２４を有する付勢ばね２６からなり、前記外輪２１の中心部に軸２７を挿通して使用に供され、前記ポケット２２の底面に前記軸２７との間でクサビ角θを形成するカム面２８が形成され、前記ばね片２４が前記ばね受け部２９と前記ころ２３との間に挿入され、該ばね片２４によってころ２３をクサビ角θの狭小方向に付勢するようにした一方向クラッチを前提とする。

前記構成の一方向クラッチにおいて、この発明は、前記ばね片２４の基部３４から径方向外向きに突き出し前記外輪２１の外径面に対し屈曲されるフック部４１が切り起こしにより形成され、該フック部４１が係合される係合凸部４２が前記外輪２１の外径面に形成された構成とした。

前記構成の一方向クラッチにおいては、付勢ばね２６がフック部４１によって外輪２１の係合凸部４２に係合されるので、付勢ばね２６が軸方向に抜けることが防止される。

また、前記ポケット２２のカム面２８とばね受け部２９が前記ポケット２２の周方向の中間点Ｏを含む基準線Ｙの両側にそれぞれ対称形に形成され、前記外輪２１外径面の係合凸部４２の周方向両側に前記付勢ばね２６のフック部４１が嵌合する嵌合凹部４３が対称形に形成され、前記付勢ばね２６の環状部３０の内周縁に前記ばね片２４に対応したころ抜け止め片３８、３８’が切り起こしにより形成された構成をとることができる。この構成によると、外輪２１は双方向のロック方向に対応することができる。この場合、付勢ばね２６も方向性が反対のものが使用されるが、外輪２１の係合凸部４２に対しては、対称形に形成された嵌合凹部４３を利用して、反対側からフック部４１を係合させることができる。

以上のように、この発明によれば、付勢ばね２６が外輪２１のポケット２２から軸方向に抜け出すことを防止することができる。このため、外環部材へ組み込む際等における取扱性が向上する。

また、外輪２１が双方向対応型である場合において、外輪２１の係合凸部４２に対し、方向性反対の付勢ばね２６のフック部４１を方向性に応じていずれか一方側から係合できる便利さがある。

以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。

図１から図６に示した実施例の一方向クラッチ２０は、従来の場合と同様に、外輪２１と、その内径面に設けられたポケット２２に収納されたころ２３と、前記ポケット２２に収納されたばね片２４を有する付勢ばね２６とからなる。

前記の外輪２１はその一方の端面において前記ポケット２２の端面を部分的に閉鎖するころ抜け止め用の内向きのフランジ２５を有する片フランジ型であり、使用時においては外輪２１の中心部に軸２７が挿通される。

前記ポケット２２の底面中央部には、図６に示したように、周方向に２個所のカム面２８、２８と、各カム面２８の周方向外側にばね受け部２９が形成される。前記２個所のカム面２８、２８は、ポケット２２の底部中間点Ｏを通る半径方向の基準線Ｙ（立体的には、該基準線Ｙを含む基準面）の両側に対称形に形成される。図示の場合、両側のカム面２８、２８は前記基準線Ｙ上に中心Ｏ’を有する半径Ｒ（Ｒはころ２３の直径より若干大きい。）の円弧面より形成される。前記の中間点Ｏとその近傍においてころ２３の遊び部分が形成される。

また、前記の各カム面２８、２８の両側において、ばね受け部２９、２９が基準線Ｙを中心に対称形に形成される。各ばね受け部２９は、ポケット２２間の柱部３２の突出部３３によってポケット２２の内部に対して凹入した凹形に形成される。

図６において、実線と一点鎖線で示したように、ころ２３は前記の遊び部分の両側のカム面２８、２８の部分において噛み込みを生じる。各噛み込み部分におけるカム面２８に対する接線と、軸２７外周面の前記基準線Ｙとの交点における接線とのなす角度をクサビ角θと称する。クサビ角θも左右対称形状に形成される。

前記の付勢ばね２６は、金属板を打ち抜いて形成されたものであり、図５は打ち抜いた状態を示している。この付勢ばね２６は環状部３０の外周縁にポケット２２の数（図示の場合５個所）に応じた数の基部３４が等角度の位置に設けられ、各基部３４から隣接する他の基部３４に至る直線外側縁が設けられる。その直線外側縁に形成された切込み３５によって一定幅のばね片２４が形成される。

各ばね片２４はその一端部が一方の基部３４に一体化され、他端は他方の基部３４を越えて延び、自由端になっている。各ばね片２４は、図４に示したように、基部３４側において直角に屈曲して起こされ、さらに、中程でＵ字状又はＶ字状に折り返される。

また、環状部３０の内周縁においては、図５に示したように、各ばね片２４に対向したばね片対向内周縁３６、基部３４に対向した基部対向内周縁３７が形成され、そのばね片対向内周縁３６に内向き一対の抜け止め片３８、３８’が平行に設けられる。各抜け止め片３８、３８’の間隔は、ころ２３の直径より小さく、またその長さはころ２３の長さの半分強である（図２Ｃ参照）。一方の抜け止め片３８の方が他方の抜け止め片３８’よりも相対的に幅が広く（周方向に長く）形成されている。各抜け止め片３８、３８’は前記ばね片２４と同じ方向に屈曲される（図２Ｄ，図４参照）。

前記各基部３４から、この基部３４の側面に接したばね片２４の自由端の先端を越えてアーム部３９が、環状部３０の径方向に対し角度をもって延びる。アーム部３９の先端までの長さは、この環状部３０を外輪２１（図５の一点鎖線参照）に対して同芯状態に合わせた状態で丁度外輪２１の外径に実質的に一致する長さである。そのアーム部３９の先端部に平面視Ｌ形のフック部４１が形成される。このフック部４１は、アーム部３９との境界から、前記のばね片２４と同方向に屈曲される（図４の矢印参照）。

前記付勢ばね２６は、外輪２１のフランジ２５がある端面と反対側の端面に環状部３０が当てられ、ばね片２４が一方のばね受け部２９ところ２３の間に挿通される。また、各抜け止め片３８、３８’は各ポケット２２の内径側開放面の部分に挿入され、ころ２３を内径側から受ける。

前記アーム部３９は外輪２１の側面に沿い、またフック部４１が外輪２１の外径面に屈曲される。外輪２１の外径面には、前記フック部４１が係合される四角形の係合凸部４２が形成される（図４参照）。係合凸部４２は、その一辺が外輪２１の一方の端面に一致するよう当該一方の端面に片寄って設けられる。係合凸部４２の上端面は、外輪２１の最大径に一致するよう形成され、その係合凸部４２を囲む他の三辺を含む部分が嵌合凹部４３となっている。

嵌合凹部４３は、前記フック部４１の厚さと実質的に等しい大きさの窪みからなり、嵌合凹部４３の中心を通る軸方向の基準線Ｓ（図１（ｂ）、図７（ｂ）参照）の両側において対称形となるように形成され、図１（ｂ）に示したように、係合凸部４２の右側からフック部４１が係合される場合と、図７（ｂ）に示したように、対称形のフック部４１が左側から係合される場合がある。フック部４１が係合凸部４２に係合されることによって、付勢ばね２６の軸方向への抜け止めが図られる。

なお、図７（ａ）（ｂ）に示したように、ロック方向を逆にする場合は、外輪２１は同一構成のものを使用するが、付勢ばね２６’は、前記の付勢ばね２６と方向性の異なったものを使用する。即ち、付勢ばね２６’は、付勢ばね２６と同じ形状に打ち抜いたもの（図５参照）を用い、ばね片２４、抜け止め片３８、３８’及びフック部４１を前記と逆方向に屈曲したものである。このような付勢ばね２６’を用い、そのばね片２４を前記と反対側のばね受け部２９ところ２３との間に挿入する。これによって、ころ２３は前記と反対方向のカム面２８が作るクサビ角θの狭小方向に付勢される。この場合のフック部４１は、外輪２１の係合凸部４２に対し前記と反対側から係合される（図７（ｂ）参照）。

実施例の一方向クラッチ２０は、以上のように構成され、従来の場合と同様に外環部材６（図２Ｂ参照）の収納凹部に収納され、抜け止めリブ１２によって抜け止めされる。

図１（ａ）（ｂ）に示した一方向クラッチ２０の場合は、クサビ角θの狭小方向、即ち右回りの矢印Ａの方向に軸２７と外輪２１が相対回転したときに、ころ２３が右側のカム面２８に噛み込んでロックする。回転方向が逆の場合はフリーとなる。外輪２１のポケット２２の一方の端面はフランジ２５によって閉塞される一方、他方の端面は付勢ばね２６の環状部３０によって閉塞され、かつ該付勢ばね２６のフック部４１が係合凸部４２と係合することにより軸方向に抜け出すことはない。

前記と同じ構成の外輪２１を使用してロック方向を変える場合は、図７（ａ）（ｂ）に示したように、方向性反対の付勢ばね２６’を用い、ばね片２４を右側のばね受け部２９に挿入し、ころ２３を左側のカム面２８側のクサビ角θの狭小方向に付勢する。この場合は、軸２８と外輪２１が同図の左回り矢印Ｂの方向に相対回転した場合にロックし、その反対方向に相対回転した場合にフリーとなる。

以上の実施例においては、外輪２１の一方の端面にフランジ２５が設けられた、いわゆる片フランジ型のものを使用しているが、フランジ２５がいずれの端面にも設けられていないストレート型のものを用いた場合は、付勢ばね２６、２６’の環状部３０によって一方の端面が閉塞されるので、歯車、プーリ等の外環部材のボス部に設けられた凹部に、開放側を内向きにして収納する構成をとることができる。

また、前記の付勢ばね２６、２６’のように、外輪２１の係合凸部４２にフック部４１が係合することによって付勢ばね２６の外輪２１からの抜け止めを図ったものは、外輪２１としてロックの双方向対応型のポケット２２をもったものに限られず、単一方向対応型のポケットをもった外輪にも用いることができる。

（ａ）実施例の縦断正面図、（ｂ）実施例の横断平面図 図１（ｂ）のＸ１−Ｘ１線の断面図 図２ＡのＸ２−Ｘ２線の断面図 図２ＡのＸ３−Ｘ３線の断面図 実施例の一部分解斜視図 同上の斜視図 同上の分解斜視図 同上の付勢ばねの打ち抜き状態の平面図 同上の外輪部分の断面図 （ａ）方向性を変えた状態の縦断正面図、（ｂ）同じく横断平面図 （ａ）従来例の断面図、（ｂ）（a）図のＸ４−Ｘ４線の断面図、（ｃ）付勢ばねの斜視図

符号の説明

２０ 一方向クラッチ
２１ 外輪
２２ ポケット
２３ ころ
２４ ばね片
２５ フランジ
２６、２６’ 付勢ばね
２７ 軸
２８ カム面
２９ ばね受け部
３０ 環状部
３２ 柱部
３３ 突出部
３４ 基部
３６ ばね片対応内周縁
３７ 基部対応内周縁
３８、３８’ 抜け止め片
３９ アーム部
４１ フック部
４２ 係合凸部
４３ 嵌合凹部

Claims (3)

1. 外輪（２１）と、その内径面に設けられたポケット（２２）に収納されたころ（２３）と、前記ポケット（２２）の端部に設けられたばね受け部（２９）と前記ころ（２３）の間に介在されたばね片（２４）を有する付勢ばね(２６)からなり、前記外輪（２１）の中心部に軸（２７）を挿通して使用に供され、前記ポケット（２２）の底面に前記軸（２７）との間でクサビ角θを形成するカム面（２８）が形成され、前記ばね片(２４)が前記ばね受け部(２９)と前記ころ(２３)との間に挿入され、該ばね片(２４)によってころ（２３）をクサビ角θ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、前記ばね片(２４)の基部(３４)から径方向外向きに突き出し前記外輪(２１)の外径面に対し屈曲されるフック部(４１)が切り起こしにより形成され、該フック部(４１)が係合される係合凸部(４２)が前記外輪(２１)の外径面に形成されたことを特徴とする一方向クラッチ。
2. 前記ポケット(２２)のカム面（２８）とばね受け部（２９）が前記ポケット（２２）の周方向の中間点Ｏを含む基準線Ｙの両側にそれぞれ対称形に形成され、前記外輪(２１)外径面の係合凸部(４２)の周方向両側に前記付勢ばね(２６)のフック部(４１)が嵌合する嵌合凹部(４３)が対称形に形成され、前記付勢ばね(２６)の環状部(３０)の内周縁に前記ばね片(２４)に対応したころ抜け止め片(３８)、(３８’)が切り起こしにより形成され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. 前記外輪(２１)のポケット(２２)にばね片(２４)が挿入される側と反対側の外輪(２１)端面において、ころ抜け止め用のフランジ(２５)が形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の一方向クラッチ。

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