JP2008232320A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】一方向クラッチのハウジング５の材料としてナイロン樹脂を使用した場合における吸水による寸法変化を防止し、ハウジング５への外輪１及び蓋部材４の組み込み精度を向上させ、所定の回転強度を有する一方向クラッチを得る。
【解決手段】成形段階においてアニール処理によって所定の寸法に仕上げたナイロン樹脂製のハウジング５を、吸水処理し、吸水した状態のハウジング５に、外輪１、ばね２及びローラ３のクラッチ部品を組み込んで蓋部材４を嵌着し、さらにアニール処理を施すことにより、ハウジング５の寸法をより安定化させ、外輪１及び蓋部材４の組み込みを、ハウジング５を変形させることなく、無理なく行えるようにした。
【選択図】図１

Description

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。

この種の一方向クラッチとして、一端開放のハウジングと、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ローラと、上記ハウジングの開放端に嵌着される蓋部材と、上記ポケットに挿入されるばねとからなり、上記ポケットの底面に回転方向の一方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により上記ローラ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、特許文献１）。

このような一方向クラッチは、外輪に軸を挿通し、その軸から外輪及びこれと一体のハウジングにトルクを伝達したり、或いはこの逆方向にトルクを伝達したりする場合に用いられる。
即ち、外輪に挿通した軸がポケットのくさび形空間の狭くなる方向に回転すると、ローラがそのくさび形空間に噛み込んでロック状態となり、そのローラを通じて、外輪及びハウジングにトルクが伝達される。
逆に、軸が反対方向に一定以上のトルクで回転すると、ローラがばねの付勢力に打ち勝ってくさび形空間の広い方に移動する。このためトルクの伝達が遮断され、軸が空転する。
特許第３２７０６６７号公報

ところで、上記のような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おいては、外輪を収容するハウジングを樹脂によって形成することが多い。

そして、高温雰囲気で使用するには、ハウジングを耐熱性樹脂によって形成する必要があるが、コスト面からハウジング材料としてナイロン樹脂を使用することが多い。

ところが、ナイロン樹脂は、吸水による寸法変化が大きく、ナイロン樹脂によってハウジングを構成した場合、ハウジングと外輪との間のガタが生じたり、蓋部材の抜けや取付け不良などが生じたりして、所定の要求特性が得られないという問題があった。

そこで、この発明は、吸水による寸法変化の大きいナイロン樹脂をハウジング材料とした場合における上記問題点を解決し、ハウジングと外輪との間のガタや、蓋部材の抜けといった取付け不良のない、所定の要求特性が得られる一方向クラッチを得ようとするものである。

この発明は、上記の課題を解決するために、外輪を収容するハウジングをナイロン樹脂成形品によって構成し、このナイロン樹脂成形品のハウジングは成形段階においてアニール処理によって所定の寸法に仕上げられ、外輪、ばね及びローラのクラッチ部品を組み込む段階で、ハウジングに吸水処理を行い、この吸水した状態のハウジングに、外輪、ばね及びローラのクラッチ部品を組み込んで蓋部材を嵌着し、再度アニール処理を施すようにしたものである。

ここで、アニール処理とは、樹脂成形品を、所定の温度（軟化点直下）に加熱し、予め定められた時間、その温度に保った後、徐冷する処理であって、外形を変えることなく内部歪を取り除き、寸法を安定化させる処理をいう。

ナイロン樹脂は、吸湿性があるため、成形したナイロン樹脂成形品を吸水させ、その後、再度アニール処理を行うと、寸法安定性、衝撃強度が向上する。

したがって、成形段階で所定の寸法に仕上げられたナイロン樹脂製のハウジングを、外輪、ばね及びローラのクラッチ部品を組み込む段階で吸水処理し、その後、蓋部材を嵌着して、再度アニール処理を施すと、寸法安定性に優れたハウジングが得られ、ハウジングへの外輪、蓋部材の組み込みも無理なく精度良く行える。

以上のように、この発明によれば、吸水による寸法変化の少ない寸法安定性に優れたナイロン樹脂製のハウジングを使用するので、回転強度の高く、要求特性を満足した一方向クラッチを得ることができる。

図１に示すように、この発明の一方向クラッチは、外輪１、ばね２、ローラ３、蓋部材４及びハウジング５により構成される。

外輪１は焼結金属製であり、図２に示すように、その内径面に一定の間隔をおいてポケット６が両端面間にわたり形成される。このポケット６の底面は、回転方向の一方向に傾斜するカム面に形成され、軸７との間で所定の角度を有するくさび形空間８を形成している。

上記くさび形空間８にローラ３が挿入され、そのくさび空間８の広い部分に連通した凹所９にばね２のばね片１０が挿入される。このばね片１０を上記ローラ３に押し当て（図３参照）、そのローラ３をくさび形空間８の狭い方向に付勢している。

上記ポケット６の開口の幅Ｗ（図２参照）は、ローラ３の直径よりも小さく形成されている。該ローラ３はその一部が開口から部分的に露出して軸７に接触する。軸７に挿入される以前の状態で、ローラ３が内方へ抜け出すことはない。

ばね２は、図１に示すように、環部１１と、各ポケット６に対応した数のばね片１０とにより構成される。このばね２は、１枚の弾力性のある金属板を打抜いて形成され、環部１１は外輪１の内径とほぼ等しい内径を有し、その環部１１の外周部に周方向に等間隔をおいてばね片１０が立上がるように形成されている。

前記の各ばね片１０は、その先端部が折り曲げられ、ローラ３に付与する付勢力が設定されている。

ハウジング５は、ナイロン樹脂製であり、図１に示すように、筒部１２と筒部１２の一端に形成された内向きのフランジ部１３とを有し、外輪１が筒部１２内に嵌め合わされ、筒部１２の他端に、環状の蓋部材４を圧入することによって、外輪１の筒部１２からの抜け止めを図っている。

蓋部材４は、合成樹脂、例えば、ポリアセタール(ＰＯＭ)、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート(ＰＢＴ)製であり、蓋部材４の外周には、周方向に延びる係合突条１４が形成されている。係合突条１４は、筒部１２の内周に形成された周方向に延びる係合溝１５に係合し、その係合によって、蓋部材４がハウジング５に対して軸方向に位置決めされている。

ハウジング５の内周には、図２に示すように、周方向に間隔をおいて複数の凸部１６が形成されている。凸部１６は、外輪１の外周に形成された凹部１７に係合し、その係合によって、外輪１をハウジング５に対して回り止めしている。

上記蓋部材４及びハウジング５にはそれぞれ軸穴１８、１９を設けている。

ところで、この発明のハウジング５は、上記のように、ナイロン樹脂製であり、例えば、ナイロン４６、ナイロン６６などのナイロン樹脂を射出成形することによって製作されている。射出成形されたハウジング５は、この成形段階で、アニール処理によって成形の際の内部歪が取り除かれ、所定の寸法に仕上げられている。この成形段階のアニール処理は、例えば、１６０℃で、約１時間である。

次に、この所定の寸法に仕上げられたナイロン樹脂製のハウジング５は、外輪、ばね及びローラのクラッチ部品を組み込む段階で、吸水処理が行われる。その際の、吸水率は、２〜４％程度である。そして、この後、吸水した状態のハウジング５に、外輪１、ばね２及びローラ３のクラッチ部品を組み込んで蓋部材４を嵌着し、その状態で、再度アニール処理が行われる。この再度のアニール処理は、例えば、１４０℃で１時間である。
上記吸水処理は、湯浴、あるいは高温多湿の空気で行う方法のいずれの方法でも良い。

以上のように、吸水状態のハウジング５に対して外輪１、蓋部材４を組み込むので、組み込みが無理なく精度良く行える。

そして、吸水したナイロン樹脂製のハウジング５を再度アニール処理することにより、寸法安定性に優れたナイロン樹脂製のハウジング５にすることができる。

以上のようにして組み立てられた一方向クラッチは、軸７を挿入し、その軸７から外輪１及びこれと一体のハウジング５にトルクを伝達したり、或いはこの逆方向にトルクを伝達する場合に用いられる。
即ち、軸７からトルクを伝達する場合について説明すると、軸７がポケット６のくさび形空所８の狭くなる方向（図２において時計回りの方向）に回転すると、ローラ３がそのくさび形空所に噛み込んでロック状態となり、そのローラ３を通じて、外輪１及びハウジング５にトルクが伝達される。
逆に、軸７が反対方向に一定以上のトルクで回転すると、ローラ３がばね片１０の付勢力に打ち勝ってくさび形空所８の広い方に移動する。このためトルクの伝達が遮断され、軸７が空転する。

この発明の実施形態の一方向クラッチユニットの分解斜視図 図１に示す一方向クラッチユニットを軸に装着した状態を示す断面図 図２のIII−III線に沿った断面図

符号の説明

１ 外輪
２ ばね
３ ローラ
４ 蓋部材
５ ハウジング
６ ポケット
７ 軸
８ くさび形空所
９ 凹所
１０ ばね片
１１ 環部
１２ 筒部
１３ フランジ部
１４ 係合突条
１５ 係合溝
１６ 凸部
１７ 凹部
１８，１９ 軸穴

Claims (2)

1. 一端開放のハウジング（５）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（６）に挿入されるローラ（３）と、上記ハウジング（５）の開放端に嵌着される蓋部材（４）と、上記ポケット（６）に挿入するばね（２）とからなり、上記ポケット（６）の底面に回転方向の一方に傾斜したカム面を設け、そのカム面と上記外輪（１）に挿通される軸（７）の外径面との間でくさび形空間（８）を形成し、各ポケット（６）に挿入したばね（２）により上記ローラ（３）をくさび形空間（８）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、上記ハウジング（５）をナイロン樹脂成形品によって構成し、このナイロン樹脂成形品のハウジング（５）は、外輪（１）、ばね（２）及びローラ（３）のクラッチ部品を組み込む前の状態においてアニール処理によって所定の寸法に仕上げられており、この所定寸法のハウジング（５）に上記クラッチ部品を組み込む段階でハウジング（５）を吸水処理し、この吸水処理した状態のハウジング（５）に、外輪（１）、ばね（２）及びローラ（３）のクラッチ部品を組み込んで蓋部材（４）を嵌着し、さらにアニール処理を施したことを特徴とする一方向クラッチ。
2. 上記吸水処理したナイロン樹脂成形品の吸水率が２〜４％である請求項１記載の一方向クラッチ。

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