JP2008138727A

JP2008138727A - 一方向クラッチ

Info

Publication number: JP2008138727A
Application number: JP2006323754A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Takada; 声一高田; Tsutomu Maiwa; 勉眞岩
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-06-19

Abstract

【課題】ころ式一方向クラッチにおいて、転動体の相手部材に接触する部分における面圧を低下させ、許容トルクを高めることである。
【解決手段】転動体３が外輪内径面２ａ上の点Ｃ１において内接する第一の円弧部３ａと、前記切欠き平面７上の点Ｃ２において接する第二の円弧部３ｂを有し、前記の点Ｃ１と点Ｃ２においてそれぞれ接する基準円Ｃの曲率半径Ｒ１及び外輪内径面２ａの曲率半径Ｒ２を比較基準とし、前記第一及び第二の円弧部３ａ及び３ｂがそれぞれ前記曲率半径Ｒ１を越えＲ２未満の大きさの曲率半径Ｒ３及びＲ４を有するように設定した。
【選択図】図１

Description

この発明は事務機の給紙機構等において使用される一方向クラッチに関し、特に単一のころを用いたころ式一方向クラッチの転動体の改良に関するものである。

一方向クラッチの小型化を図るために、単一のころを用いたころ式一方向クラッチは従来公知である（特許文献１）。

特許文献１に記載されたころ式一方向クラッチは、図５及び図６に示したように、内部部材１、その内部部材１に相対回転可能に嵌合された外輪２、前記内部部材１と外輪２間に介在される単一の転動体３、その転動体３を一方向に付勢する付勢ばね４、前記外輪２の一端の開放部に嵌合される蓋部材５とからなる。

前記内部部材１の一部にその半径を超える高さの切欠きによって形成された欠円部６の切欠き平面７と前記外輪２の内径面とによって軸断面形状が欠円形の補形空間８（図５参照）が形成される。

前記蓋部材５には、前記補形空間８に合致する形状の突出部９が形成されるとともに、その突出部９の切欠き形状の平坦面１０に連続して前記欠円部６が挿入される欠円形の開口１１が形成される。

前記補形空間８の一方の狭小部１２を含む側に転動体収納部１３、他方の狭小部１４を含む側にばね収納部１５がそれぞれ設けられる。前記転動体収納部１３に収納された転動体３が前記ばね収納部１５に収納された付勢ばね４によって前記転動体収納部１３側の狭小部１２の方向に付勢される。前記の転動体３は図示の場合ころであり、また、付勢ばね４は板ばねをＵ字形に湾曲したものが使用される。

前記の転動体３は付勢ばね４によって付勢され一点鎖線位置の自由位置から実線位置まで移動し、外輪２の内径面と欠円部６の平面７に接触し、その接触状態においてクサビ角θを生じさせる。

外輪２が内部部材１に対し矢印Ａ方向に相対回転すると転動体３の噛み込みが生じロック状態となり、反対方向に相対回転すると転動体３が付勢ばね４の付勢力に抗して一点鎖線の自由位置に戻り空転状態となる。
特開２００３−９０３５７号公報

前記の一方向クラッチにおいてはロック時に作用するトルクによって転動体３の接触部において大きな面圧が発生するため、その面圧を相手材料の強度を考慮した一定値以下となるよう許容トルクを定める必要がある。このため、従来は転動体３としてころを用いることにより、面圧の上昇を防ぐようにしていた。

しかし、ころの径は前記の補形空間８の大きさによって制限されるため、面圧の低減効果にも一定の制限が伴う不利がある。

そこで、この発明は、大きさの制限された補形空間８において、従来のころを転動体としたものに比べロック時における面圧を低減させ許容トルクを高く設定できるように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、内部部材１、その内部部材１に相対回転可能に嵌合された外輪２、前記内部部材１と外輪２間に介在される単一の転動体３、その転動体３を一方向に付勢する付勢ばね４、前記外輪２の一端の開放部に嵌合される蓋部材５とからなり、前記内部部材１の一部にその半径を超える高さの切欠きによって形成された欠円部６の切欠き平面７と、前記外輪２内径面とによって軸断面形状が欠円形の補形空間８が形成され、前記補形空間８に合致する形状の突出部９が前記蓋部材５の内面に形成され、前記補形空間８の一方の狭小部１２を含む側に転動体収納部１３、他方の狭小部１４を含む側にばね収納部１５がそれぞれ設けられ、前記転動体収納部１３に収納された前記転動体３が前記ばね収納部１５に収納された前記付勢ばね４によって前記狭小部１２の方向に付勢されるようにした一方向クラッチを前提としている。

この発明は、前記の一方向クラッチにおいて、図４に示したように、前記転動体３が外輪内径面２ａ上の点Ｃ１において内接する第一の円弧部３ａと、前記切欠き平面７上の点Ｃ２において接する第二の円弧部３ｂを有し、前記外輪内径面２ａの中心Ｏ_１と前記補正空間８の頂部を通る中心線Ｙ１から前記転動体収納部１３側に一定距離Ｓだけ平行移動した位置における基準線Ｙ２上に中心Ｏ_２を有し、かつ前記の点Ｃ１と点Ｃ２においてそれぞれ接する基準円Ｃの曲率半径Ｒ１及び前記外輪内径面２ａの曲率半径Ｒ２を比較基準とし、前記第一及び第二の円弧部３ａ及び３ｂがそれぞれ前記曲率半径Ｒ１を越えＲ２未満の間の大きさの曲率半径Ｒ３及びＲ４を有するように設定された構成とした。

以上のように、この発明によれば、転動体３の曲率半径Ｒ３、Ｒ４が従来の場合より大きく設定されるので、外輪内径面２ａと切欠き平面７における面圧は従来の場合よりも低下する。これにより許容トルクを高く設定することができる効果がある。

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４に示した実施例の一方向クラッチは、前述した従来例のものと同様に、内部部材１、その内部部材１に相対回転可能に嵌合された外輪２、前記内部部材１と外輪２間に介在される単一の転動体３、その転動体３を一方向に付勢する付勢ばね４、前記外輪２の一端の開放部に嵌合される蓋部材５（図２（ａ）（ｂ）参照）とからなる。

前記内部部材１は、図２（ａ）に示したように、円柱部１７の長さ方向の半分強の範囲にその円柱部１７の半径を超える高さの切欠きによって欠円部６が形成される。この欠円部６は、円柱部１７と共通の円弧面１８と切欠き平面７を有する。

前記の内部部材１の円柱部１７及び欠円部６が円筒状の外輪２の内部に回転自在に嵌合され、図３に示したように、円柱部１７の先端部と欠円部６の後端部が外輪２の両端部からそれぞれ露出する。

図１の軸断面形状から分かるように、前記の切欠き平面７と外輪２の内径面とによって欠円形の補形空間８（図１参照）が形成される。この補形空間８は、その中に外輪２の中心を含む大きさであり、欠円部６と合わせることよって、補形空間８の優弧と欠円部６の円弧面１８の劣弧とが円（外輪２の内径面）を形成する。補形空間８の一方の狭小部１２を含む部分が転動体収納部１３、他方の狭小部１４を含む部分がばね収納部１５となっている。

前記の蓋部材５は、図２から図４に示したように、外輪２の前記欠円部６の端部が突き出した方の端面を閉鎖する円板部１９と、その内面の中央部に突き出した突出部９からなる。突出部９は、前記の補形空間８の断面形状に合致する円弧面２０と平坦面２１とからなる断面形状を有し、その平坦面２１に連続し前記内部部材１の欠円部６が貫通する欠円形の開口１１が設けられる（図２（ｂ）参照）。

前記付勢部材４は、ばね性ある板ばねをＵ字状に湾曲したものである。

前記の転動体３は、従来の円筒ころと異なった異形の断面形状を有する。その断面形状は、図４において一点鎖線で示したように、外輪内径面２ａ上の点Ｃ１において内接する第一の円弧部３ａと、前記切欠き平面７上の点Ｃ２において接する第二の円弧部３ｂを含む。

前記外輪内径面２ａの中心Ｏ_１と前記補正空間８の頂部を通る中心線Ｙ１から前記転動体収納部１３の狭小部１２側に一定距離Ｓだけ平行移動した位置における基準線Ｙ２上に中心Ｏ_２を有し、かつ前記の点Ｃ１と点Ｃ２においてそれぞれ接する基準円Ｃの曲率半径Ｒ１及び前記外輪内径面２ａの曲率半径Ｒ２を比較基準とする。

前記第一の円弧部３ａの曲率半径Ｒ３及び第二の円弧部３ｂの曲率半径Ｒ４は，それぞれ前記の基準となる曲率半径Ｒ１を越えＲ２未満の大きさを有するように設定される。なお、曲率半径Ｒ３とＲ４は同一である場合もあれば、異なる場合もある。

前記の第一の円弧部３ａと第二の円弧部３ｂの両端部は、転動体収納部１３側に面した部分においては適宜な円弧状曲線によって滑らかに連続される。また、ばね収納部１５側に面した部分は平坦なばね接触面２２となり、この面に前記付勢ばね４のばね片が押し当てられる。

前記基準円Ｃは、従来の円筒ころを使用した場合に相当し、その曲率半径Ｒ１に比べ、転動体３の第一の円弧部３ａの曲率半径Ｒ３及び第二の円弧部３ｂの曲率半径Ｒ４の方が大きくなるよう設定されるので、外輪内径面２ａと切欠き平面７における面圧は従来の場合よりも低下する。

実施例の一方向クラッチは以上のように構成され、次にその作用について説明する。

図１の状態から、外輪２がクサビ角θの狭小方向（矢印Ａ参照）に内部部材１に対して相対回転すると、転動体３が外輪内径面２ａと切欠き平面７に接触点において噛み込みを生じてロックし、外輪２と内部部材１との間のトルクの伝達が行われる。回転方向が前記と逆の場合は、転動体３が付勢ばね４の付勢力に打ち勝って後退し、平面７の接触点を支点に揺動して一点鎖線で示した自由状態となって外輪２と内部部材1は空転状態となる。これによりトルクの伝達が遮断される。

前記ロック時における転動体３の接触部における転動体３の曲率半径Ｒ３、Ｒ４が従来の円筒ころの場合に比べ相対的に大きいため、面圧が従来の場合より低下する。

実施例の縦断正面図（ａ）同上の分解斜視図、（ｂ）同上の蓋部材の斜視図同上の縦断側面図同上の説明図従来例の縦断正面図（ａ）同上の分解斜視図、（ｂ）同上の蓋部材の斜視図

符号の説明

１内部部材
２外輪
２ａ外輪内径面
３転動体
３ａ第一の円弧部
３ｂ第二の円弧部
４付勢ばね
５蓋部材
６欠円部
７切欠き平面
８補形空間
９突出部
１０平坦面
１１開口
１２狭小部
１３転動体収納部
１４狭小部
１５ばね収納部
１７円柱部
１８円弧面
１９円板部
２０円弧面
２１平坦面
２２ばね接触面

Claims

内部部材(１)、その内部部材(１)に相対回転可能に嵌合された外輪(２)、前記内部部材(１)と外輪(２)間に介在される単一の転動体(３)、その転動体(３)を一方向に付勢する付勢ばね(４)、前記外輪(２)の一端の開放部に嵌合される蓋部材(５)とからなり、前記内部部材(１)の一部にその半径を超える高さの切欠きによって形成された欠円部(６)の切欠き平面(７)と、前記外輪(２)内径面とによって軸断面形状が欠円形の補形空間(８)が形成され、前記補形空間(８)に合致する形状の突出部(９)が前記蓋部材(５)の内面に形成され、前記補形空間(８)の一方の狭小部(１２)を含む側に転動体収納部(１３)、他方の狭小部(１４)を含む側にばね収納部(１５)がそれぞれ設けられ、前記転動体収納部(１３)に収納された前記転動体(３)が前記ばね収納部(１５)に収納された前記付勢ばね(４)によって前記狭小部(１２)の方向に付勢されるようにした一方向クラッチにおいて、前記転動体(３)が外輪内径面(２ａ)上の点(Ｃ１)において内接する第一の円弧部(３ａ)と、前記切欠き平面(７)上の点(Ｃ２)において接する第二の円弧部(３ｂ)を有し、前記外輪内径面(２ａ)の中心(Ｏ_１)と前記補正空間(８)の頂部を通る中心線(Ｙ１)から前記転動体収納部(１３)側に一定距離(Ｓ)だけ平行移動した位置における基準線(Ｙ２)上に中心(Ｏ_２)を有し、かつ前記の点(Ｃ１)と点(Ｃ２)においてそれぞれ接する基準円(Ｃ)の曲率半径(Ｒ１)及び前記外輪内径面(２ａ)の曲率半径(Ｒ２)を比較基準とし、前記第一及び第二の円弧部(３ａ)及び(３ｂ)がそれぞれ前記曲率半径(Ｒ１)を越え(Ｒ２)未満の大きさの曲率半径(Ｒ３)及び(Ｒ４)を有するように設定されたことを特徴とする一方向クラッチ。
前記転動体(３)のばね収納部(１５)側の面にばね接触面(２２)が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。