JP2012167752A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】組み立て工程を簡易とすることで、組み立て工数を低減することができる一方向クラッチを提供する。
【解決手段】本発明の一方向クラッチ１は、内輪としての回転軸Ｓの外周外方に配置された外輪２と、これらの間に形成される複数のくさび状空間Ｋにそれぞれ配置された複数のころ３と、複数のころ３をそれぞれ複数のくさび状空間Ｋにおける狭小方向へ付勢する複数のコイルばね６と、ころ３を保持する保持器４とを備えている。保持器４は、複数のころ３を保持するポケット５、及びポケット５に開口し複数のコイルばね６の外側を包囲して当該複数のコイルばね６を収容する複数の収容部７と、を有している。収容部７には、複数のコイルばね６が収容部７から抜けるのを防止する収容部側突起８が形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、一方向クラッチに関する。

回転軸の回転方向に応じてその回転力の断続を行う機械要素である一方向クラッチには、例えば、特許文献１に記載されているように、内輪と、前記内輪の外周外方に配置された外輪と、前記内外輪間に形成される複数のくさび状空間にそれぞれ配置された複数のころと、前記複数のころをそれぞれ前記複数のくさび状空間における狭小方向へ付勢する複数のコイルばねとを備えたものがある。
前記コイルばねは、前記複数のころを保持するための複数のポケットを有する環状の保持器に設けられた当該コイルばねを収容する収容部に配置されている。前記収容部は、各ポケットに開口した孔状に形成されており、コイルばねの外周側を包囲して収容し、当該コイルばねを前記ころに対して付勢する方向にガイドしている。

特開２００６−１４４８１１号公報

上記一方向クラッチを組み立てるには、まず前記内輪の外周側に保持器を配置し、保持器の収容部にコイルばねを収容した上で、ころを保持器のポケット内に配置する。その後、内輪外周側に外輪を外嵌し組み立てを終える。
ここで、ころを保持器に配置するには、まず予めコイルばねを収容部に収容しておく必要がある。しかし、コイルばねは、収容部内に特に固定されることなく収容されているので、容易に抜け落ちてしまう。このため、コイルばねを収容部に収容した後すぐに、対応するポケットにころを配置する。これにより、コイルばねを収容部内にころを付勢した状態で留めることができる。よって、ころを配置する際には、各ポケットごとに順次、コイルばね及びころを収容配置していく必要がある。
このため、例えば、自動組み立て装置で当該一方向クラッチを組み立てようとすると、一カ所のポケットごとに、ころ及びコイルばねといった二種類の部品をハンドリングして配置するという工程を採ることになるため、その工程が複雑になり、多くの工数を要していた。

また、手作業で組み立てる場合においても、外輪を取り付ける前の段階では、ポケットに配置されたころは、収容部に収容されたコイルばねによる付勢力によってポケット内で係止されているだけなので、ポケットから容易に脱落してしまう。さらに、コイルばねは、外部から収容部内に挿入されているだけなので、ポケット内からころが脱落すれば収容部内から抜けてしまう。このため、組み立ての途中段階でのころやコイルばねの取り扱いが難しく、多くの工数を要することとなる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、組み立て工程を簡易とすることで、組み立て工数を低減することができる一方向クラッチを提供することを目的とする。

本発明は、内輪と、前記内輪の外周外方に配置された外輪と、前記内外輪間に形成される複数のくさび状空間にそれぞれ配置された複数のころと、前記複数のころをそれぞれ前記複数のくさび状空間における狭小方向へ付勢する複数のコイルばねと、前記複数のころを保持するポケット、及び、前記ポケットの内側面に設けられ前記複数のコイルばねの基端側を個別に収容して当該複数のコイルばねを支持する複数の収容部を有する保持器と、を備え、前記保持器、及び、前記複数のコイルばねの内、少なくとも一方には、当該複数のコイルばねが前記複数の収容部から抜けるのを防止する抜け止め手段が形成されていることを特徴としている。

上記のように構成された一方向クラッチによれば、コイルばねが収容部から抜けるのを防止するための抜け止め手段が設けられているので、各収容部それぞれにコイルばねを収容したとしても、コイルばねは収容部内から抜けることがない。このため、コイルばねを収容部に収容するのと同時にころをポケットに配置する必要がないので、コイルばねを収容する工程と、ころを配置する工程とを分離することができる。よって、自動組み立て装置で当該一方向クラッチを組み立てる際においては、コイルばねと、ころとをそれぞれ別工程でハンドリングすることが可能となり、組み立て工程を簡易とすることができる。この結果、当該一方向クラッチの組み立て工数を低減することができる。
また、手作業で組み立てる際においても、組み立ての途中段階でのころやコイルばねの取り扱いが容易となるため、組み立て工数を低減することができる。

上記一方向クラッチにおいて、前記抜け止め手段は、前記複数の収容部の内壁面に設けられているとともに、前記コイルばねの線間に介在して当該コイルばねを前記複数の収容部内に係止する収容部側突起であることが好ましい。
この場合、収容部内に収容部側突起を設ければ、特にコイルばね側に突起等を設けなくても、簡易に当該コイルばねが収容部から抜けるのを防止することができる。

また、前記抜け止め手段は、前記複数のコイルばねを構成する線材の一部を当該コイルばねの外周よりも外側方向に突出させることで当該複数のコイルばね毎に設けられたばね側突起と、前記保持器に設けられているとともに前記ばね側突起を係合させて前記複数のコイルばねを前記複数の収容部内に係止する係止部と、を含んでいてもよい。
この場合、コイルばね側に設けられたばね側突起と、保持器に設けられた係止部とによって、より確実に当該コイルばねが収容部から抜けるのを防止することができる。

本発明の一方向クラッチによれば、より簡易に組み立て可能とすることで、組み立て工数を低減することができる。

本発明の第一の実施形態に係る一方向クラッチの断面図であり、（ａ）は径方向、（ｂ）は、（ａ）中、Ｂ−Ｂ線矢視断面を示している。 （ａ）は、図１（ａ）中のコイルばね近傍を拡大した部分断面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）中のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。 （ａ）は、本発明の第二の実施形態に係る一方向クラッチのコイルばね近傍を拡大した部分断面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）中のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。 本発明の第二の実施形態に係る他の態様を示す部分断面図である。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第一の実施形態に係る一方向クラッチの断面図であり、（ａ）は径方向、（ｂ）は、（ａ）中、Ｂ−Ｂ線矢視断面を示している。

図１において、一方向クラッチ１は、回転軸Ｓに外嵌して用いられるものであり、回転軸Ｓの回転方向に応じて、当該一方向クラッチ１が固定される固定部材（図示せず）に対する回転軸Ｓの回転力の断続を行う。
本実施形態の一方向クラッチ１は、内輪としての回転軸Ｓの外周外方に配置された外輪２と、回転軸Ｓ及び外輪２の間に介在した複数のころ３と、複数のころ３を周方向に等間隔で保持している保持器４とを備えている。

外輪２は、樹脂等により形成された環状の部材であり、内周側に回転軸Ｓの外周面ｓ１との間で周方向一方から他方に向けて漸次狭くなるくさび状空間Ｋを形成しているカム面２ａが周方向に所定間隔をおいて複数形成されている。
ころ３は、金属等で形成された円筒状の部材であり、上記くさび状空間Ｋに配置されている。

保持器４は、樹脂等で形成された環状の部材であり、軸方向に並べて配置された第一及び第二環状部４ａ，４ｂと、周方向等間隔に形成され両環状部４ａ，４ｂを繋ぐ複数の柱部４ｃとを有している。周方向に互いに隣接する柱部４ｃの間には、ころ３を保持するための空間であるポケット５が周方向等間隔に複数形成されている。各ポケット５は、それぞれ、前記複数のくさび状空間Ｋに一致して設けられており、保持器４は、各ころ３がくさび状空間Ｋに配置されるように保持している。

また、一方向クラッチ１は、各くさび状空間内に配置されたころ３を当該くさび状空間における狭小方向へ付勢している複数のコイルばね６を備えている。

ころ３は、コイルばね６によって狭小方向へ付勢されることで、くさび状空間Ｋ内で、回転軸Ｓの外周面ｓ１と、外輪２のカム面２ａとに接触している。この状態で、例えば、回転軸Ｓが外輪２に対して、紙面左回りに相対回転しようとすると、ころ３は、くさび状空間Ｋにおける狭小方向に移動しようとする。すると、外周面ｓ１とカム面２ａとの間隔は、ころ３の直径よりも漸次小さくなっているので、ころ３は、両面ｓ１，２ａの間に噛み込み、外輪２と回転軸Ｓとの間の相対回転が規制される。これにより、外輪２は、回転軸Ｓと一体に回転する。この結果、回転軸Ｓの回転力は、外輪２に伝達する。

一方、回転軸Ｓが外輪２に対して、紙面右回りに相対回転しようとすると、ころ３は、くさび状空間Ｋにおいて、外周面ｓ１とカム面２ａとの間隔が広くなる方向に移動しようとする。すると、ころ３は、両面ｓ１，２ａの間で自由状態となり、外輪２と回転軸Ｓとの間の相対回転が許容される。この結果、回転軸Ｓの回転力は、外輪２に伝達しない。
このようにして、本実施形態の一方向クラッチ１は、回転軸Ｓの回転方向に応じて、回転軸Ｓの回転力の断続を行うことができる。

図２（ａ）は、図１（ａ）中のコイルばね６近傍を拡大した部分断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。なお、図２（ｂ）では、理解容易とするためにコイルばね６を破線で示している。
コイルばね６は、線材を矩形状に巻くことでその外側形状が矩形状となるように形成されており、各柱部４ｃに設けられた収容部７に収容されている。
コイルばね６は、収容部７に収容された状態で、ころ３及び収容部７の底面７ａに当接しており、ころ３をくさび状空間Ｋ内における狭小方向へ付勢している。

収容部７は、ポケット５の内側面５ａから凹むことで有底孔状に形成されている。収容部７の内壁面の断面形状は、コイルばね６の外側形状よりも僅かに大きい矩形状に形成されている。このため、収容部７は、コイルばね６の基端側の外周を個別に収容して当該コイルばね６を支持している。また、収容部７は、コイルばね６がころ３を付勢する方向に沿って形成されており、コイルばね６の外周を包囲することで、当該コイルばね６がころ３を付勢するのをガイドしている。

収容部７の外周側内壁面７ｂ及び内周側内壁面７ｃには、収容部７内側に向かって突出した収容部側突起８が形成されている。この収容部側突起８は、断面ほぼ三角形状で、回転軸Ｓの軸方向に沿って延びるように形成されている。
収容部側突起８は、底面７ａの近傍に設けられており、コイルばね６の底面７ａに当接している端部から一巻き目と二巻き目の線間に介在して設けられている。
収容部側突起８は、上記のようにコイルばね６の線間に介在することで、当該コイルばね６を収容部７内に係止し、コイルばね６が収容部７から抜けるのを防止している。
なお、収容部側突起８の各内壁面７ｂ，７ｃに対する突出寸法は、コイルばね６の線間に介在して係止できる程度、例えば、コイルばね６の線径と同じ寸法に設定される。

コイルばね６を、その線間に収容部側突起８を介在した状態で、収容部７に収容するには、以下のように行う。すなわち、保持器４は、図２（ｂ）に示すように、第二環状部４ｂ及び柱部４ｃとが一体に形成された本体部に、第一環状部４ａを取り付け固定することで構成されている。収容部７は、その側壁面７ｅが、第一環状部４ａの端面によって構成されている。よって、保持器４の本体部に第一環状部４ａを取り付ける前においては、収容部７は、この第一環状部４ａ側が開口している。

コイルばね６は、保持器４の本体部に第一環状部４ａを取り付ける前に、第一環状部４ａ側の開口から、一巻き目と二巻き目の線間に収容部側突起８を介在させつつ回転軸Ｓの軸方向に沿ってスライドさせて収容部７に収容する。
その後、保持器４の本体部に第一環状部４ａを取り付けることで、コイルばね６は、収容部７内にその外周側が包囲された状態で収容される。
以上のようにして、コイルばね６を、その線間に収容部側突起８を介在させ、収容部７内に係止した状態で収容することができる。

上記のように構成された一方向クラッチ１によれば、コイルばね６が収容部７から抜けるのを防止するための抜け止め手段として、収容部側突起８が収容部７に設けられているので、各収容部７それぞれにコイルばね６を収容したとしても、コイルばね６は収容部７内から抜けることがない。このため、コイルばね６を収容部７に収容するのと同時にころ３をポケット５に配置する必要がないので、コイルばね６を収容する工程と、ころ３を配置する工程とを分離することができる。よって、自動組み立て装置で当該一方向クラッチ１を組み立てる際においては、コイルばね６と、ころ３とをそれぞれ別工程でハンドリングすることが可能となり、組み立て工程を簡易とすることができる。この結果、当該一方向クラッチ１の組み立て工数を低減することができる。
また、手作業で組み立てる際においても、組み立ての途中段階でのコイルばね６の取り扱いが容易となるため、組み立て工数を低減することができる。

また、収容部７の外周側内壁面７ｂ、及び内周側内壁面７ｃそれぞれに、コイルばね６の線間に介在して当該コイルばね６を収容部７内に係止する収容部側突起８を設けたので、特にコイルばね６側に突起等を設けなくても、簡易に当該コイルばね６が収容部７から抜けるのを防止することができる。

また、本実施形態では、収容部側突起８を収容部７の外周側内壁面７ｂ、及び内周側内壁面７ｃそれぞれに設けたが、収容部７の側壁面７ｅ，７ｆにも設け、コイルばね６の全周を係止することもできる。この場合、より確実にコイルばね６の抜け止めを行うことができる。
さらに、外周側内壁面７ｂ、内周側内壁面７ｃ、及び、収容部７の側壁面７ｅ，７ｆの内、少なくとも一カ所に収容部側突起８を設けても良いし、少なくとも、各壁面７ｂ〜７ｆの内、少なくとも、一面の一部に収容部側突起８を設けても良い。
また、本実施形態では、断面ほぼ三角形状で回転軸Ｓの軸方向に沿って延びる収容部側突起８としたが、この収容部側突起８の断面形状は、コイルばね６を係止することができれば、凸曲形状や、多角形状で構成されていてもよい。

図３（ａ）は、本発明の第二の実施形態に係る一方向クラッチ１のコイルばね６近傍を拡大した部分断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）中のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。なお、図３（ｂ）では、理解容易とするためにコイルばね６を省略して示している。
本実施形態の一方向クラッチ１は、収容部７の底面７ａ側に位置するコイルばね６の端部に当該コイルばね６の本体部６ａの外周よりも大きく形成された拡大部６ｂが形成されており、収容部７の各壁面７ｂ〜７ｆには、拡大部６ｂが嵌め込まれている溝部７ｇが形成されている点で、第一の実施形態と相違している。

拡大部６ｂは、コイルばね６を構成する線材一巻き分で形成されており、矩形状である本体部６ａの外周に対して、所定寸法だけ突出した矩形状となるように、各コイルばね６毎それぞれに形成されている。
溝部７ｇは、底面７ａに沿って形成されており、拡大部６ｂの寸法に応じて当該拡大部６ｂを嵌め込み可能な寸法に設定されている。

本実施形態において、コイルばね６は、ばね側突起としての拡大部６ｂを、係止部としての溝部７ｇに嵌め込むことで当該溝部７ｇに係合させ、収容部７内に係止されている。
この場合、コイルばね６側に設けられた拡大部６ｂと、保持器４側に設けられた溝部７ｇとによって、より確実にコイルばね６が収容部７から抜けるのを防止することができる。

上記実施形態では、コイルばね６の端部に、線材一巻き分で形成され本体部６ａの外周全周に対して突出して溝部７ｇに係合する拡大部６ｂを設けたが、例えば、図４（ａ）に示すように、コイルばね６の端部に、線材の先端部のみをコイルばね６の外周よりも外側方向に突出させた突起部６ｃをばね側突起として設けることもできる。この突起部６ｃを保持器４側の溝部７ｇに係合させることで、コイルばね６を収容部７内に係止することができる。
この場合、コイルばね６を構成する線材の先端部を外側方向に突出させるといった、簡易な方法によって溝部７ｇに係合するばね側突起を設けることができる。

なお、この場合、突起部６ｃが突出する壁面にのみ溝部７ｇを設ければよく、図４（ａ）の場合では、突起部６ｃは、内周側内壁面７ｃ側（回転軸Ｓの径方向内側）に突出しているので、内周側内壁面７ｃにのみ溝部７ｇを設けてもよい。
また、図４（ｂ）に示すように、溝部７ｇに代えて、突起部６ｃが挿入される孔部７ｈを設けても良く、この場合、突起部６ｃは、第一環状部４ａ側（回転軸Ｓの軸方向に沿う方向）に突出して設けられている。孔部７ｈは、突起部６ｃが挿入されて係合できるように側壁面７ｅに設けられている。
また、上記突起部６ｃは、コイルばね６を構成する線材の先端部を本体部６ａの外周よりも外側方向に突出させることで形成したが、コイルばね６の一部を本体部６ａの外周よりも外側方向に突出させることで形成してもよい。

本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態では、外形形状が矩形状に形成されたコイルばね６を用いた場合を示したが、円形状や、三角形状等に外形形状が形成されたコイルばねを用いてもよい。
また、上記各実施形態では、外輪２と回転軸Ｓの外周面ｓ１との間にころ３を介在させた構成としたが、回転軸Ｓの外周面に環状の内側部材を設け、外輪２と前記内側部材との間にころ３を介在させる構成としてもよい。

１：一方向クラッチ ２：外輪 ３：ころ ４：保持器 ５：ポケット
６：コイルばね ６ｂ：拡大部（ばね側突起） ６ｃ：突起部（ばね側突起）
７：収容部 ７ｇ：溝部（係止部） ７ｈ：孔部 ８：収容部側突起
Ｋ：くさび状空間 Ｓ：回転軸

Claims (3)

1. 内輪と、
   前記内輪の外周外方に配置された外輪と、
   前記内外輪間に形成される複数のくさび状空間にそれぞれ配置された複数のころと、
   前記複数のころをそれぞれ前記複数のくさび状空間における狭小方向へ付勢する複数のコイルばねと、
   前記複数のころを保持するポケット、及び、前記ポケットの内側面に設けられ前記複数のコイルばねの基端側を個別に収容して当該複数のコイルばねを支持する複数の収容部を有する保持器と、を備え、
   前記保持器、及び、前記複数のコイルばねの内、少なくとも一方には、当該複数のコイルばねが前記複数の収容部から抜けるのを防止する抜け止め手段が形成されていることを特徴とする一方向クラッチ。
2. 前記抜け止め手段は、前記複数の収容部の内壁面に設けられているとともに、前記コイルばねの線間に介在して当該コイルばねを前記複数の収容部内に係止する収容部側突起である請求項１に記載の一方向クラッチ。
3. 前記抜け止め手段は、前記複数のコイルばねを構成する線材の一部を当該コイルばねの外周よりも外側方向に突出させることで当該複数のコイルばね毎に設けられたばね側突起と、
   前記保持器に設けられているとともに前記ばね側突起を係合させて前記複数のコイルばねを前記複数の収容部内に係止する係止部と、を含む請求項１又は２に記載の一方向クラッチ。

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