JP2014005902A - 一方向クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】第１付勢部および第２付勢部の摩耗を抑制できると共に、第１付勢部の摩耗と第２付勢部の摩耗との差異を抑制できて、良好な応答性をより長期間維持できる一方向クラッチを提供すること。
【解決手段】付勢部材５に、保持器３の外面に回動可能に取り付けられる切り起こし６０と、切り起こし６０よりも保持器３の軸方向の一方側で係合ころ６を付勢すると共に、切り起こし６０を中心として揺動可能である第１付勢部７０と、切り起こし６０よりも上記軸方向の他方側で係合ころ６を付勢すると共に、切り起こし６０を中心として揺動可能である第２付勢部７１とを形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、一方向クラッチに関し、例えば、複写機や魚釣用リール等に使用されると好適な一方向クラッチに関する。

従来、一方向クラッチとしては、特開２００２−１７４２７０号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この一方向クラッチは、外輪と、内輪と、係合ころと、保持器と、付勢部材とを備え、上記保持器は、上記外輪と、上記内輪との間に配置され、上記係合ころは、上記保持器のポケット内に配置されている。

上記保持器は、第１環状部と、第２環状部とを複数の柱部で連結してなっている。上記複数の柱部は、上記第１環状部の周方向に互いに間隔をおいて位置している。上記各柱部は、略平面状の付勢部材取付面と、略平面上の第１付勢部材支持面と、略平面状の第２付勢部材支持面とを有する。付勢部材取付面は、軸方向の略中央に位置している。上記付勢部材取付面は、矩形の形状を有し、軸方向と径方向とを含んでいる。

一方、上記第１付勢部材支持面は、軸方向の一方側の端部に位置している。上記第１付勢部材支持面は、矩形の形状を有し、軸方向と径方向とを含んでいる。上記第１付勢部材支持面は、保持器の周方向に付勢部材取付面に対して僅かな隙間をおいて位置している。また、上記第２付勢部材支持面は、保持器を軸方向に垂直に二等分する面に対して、第１付勢部材支持面と面対称に配置されている。

上記付勢部材は、矩形状の平面部と、第１付勢部と、第２付勢部とを有する。第１付勢部は、上記平面部の長手方向の一方側の端部から上記平面部の法線方向の一方側かつ上記長手方向の中央側に屈曲している一方、第２付勢部は、上記平面部の長手方向の他方側の端部から上記平面部の法線方向の一方側かつ上記長手方向の中央側に屈曲している。上記第１付勢部で、係合ころの軸方向の一方側を一方向に付勢する一方、上記第２付勢部で、係合ころの軸方向の他方側を一方向に付勢するようになっている。

上記平面部の長手方向の長さは、保持器の柱部の軸方向の長さよりも若干短くなっている。上記付勢部材の平面部の長手方向の中央部は、付勢部材取付面に固定されている一方、上記付勢部材の平面部は、付勢部材取付面と、第１および第２付勢部材支持面とで挟持されている。付勢部材の平面部は、保持器に対して相対移動不可になっている。

上記従来の一方向クラッチでは、上記付勢部材の平面部が、保持器に対して相対移動不可になっているから、係合ころがスキューして傾いた場合、係合ころが、第１付勢部と、第２付勢部とのうちの一方に片当たりしたり、第１付勢部が係合ころから受ける力と、第２付勢部が係合ころから受ける力とが、大きな差異を有する場合がある。したがって、この場合、第１付勢部および第２付勢部の少なくとも一方に異常摩耗が生じたり、第１付勢部の摩耗と第２付勢部の摩耗との差異が大きくなるという問題がある。

したがって、上記従来の一方向クラッチでは、付勢部材の付勢力が低下し易いと共に、付勢部材が係合ころを周方向に真っ直ぐ付勢しにくくなって、一方向クラッチの応答性が時間の経過とともに大きく低下するという問題がある。

特開２００２−１７４２７０号公報（第５図）

そこで、本発明の課題は、第１付勢部および第２付勢部の摩耗を抑制できると共に、第１付勢部の摩耗と第２付勢部の摩耗との差異を抑制できて、良好な応答性をより長期間維持できる一方向クラッチを提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の一方向クラッチは、
外周面を有する内側部材と、
内周面を有する外側環状部材と、
上記内側部材の外周面と、上記外側環状部材の内周面との間に配置された係合子と、
上記係合子が配置されるポケットを有する環状の保持器と、
上記係合子を上記内側部材および上記外側環状部材に係合する一方向に付勢する付勢部材と
を備え、
上記付勢部材は、
上記保持器の外面に回動可能に取り付けられる支点部と、
上記支点部よりも上記保持器の軸方向の一方側で上記係合子を付勢すると共に、上記支点部を中心として揺動可能である第１付勢部と、
上記支点部よりも上記軸方向の他方側で上記係合子を付勢すると共に、上記支点部を中心として揺動可能である第２付勢部と
を有することを特徴としている。

本発明によれば、軸方向の一方側に位置する第１付勢部と、軸方向の他方側に位置する第２付勢部とが、保持器の外面に回動可能に取り付けられた支点部に対して揺動可能であるから、第１付勢部および第２付勢部は、係合子がスキューにより傾いた場合、係合子のそのスキューに基づく力によって移動して、係合子に追随することができる。したがって、係合ころが、第１付勢部と、第２付勢部とのうちの一方に片当たりすることや、第１付勢部が係合ころから受ける力と、第２付勢部が係合ころから受ける力とに差異が生じることを抑制できる。したがって、第１付勢部および第２付勢部の摩耗を抑制できると共に、第１付勢部の摩耗と第２付勢部の摩耗との差異を抑制できて、良好な応答性をより長期間維持することができる。

また、一実施形態では、
上記支点部は、上記保持器の軸方向の略中央に位置し、
上記ポケットを通過する上記保持器の周方向の断面において、上記ポケットの上記周方向の上記一方向側とは反対方向側の面は、上記軸方向の略中央を底とする凹曲線の形状を有する。

上記実施形態によれば、ポケットを通過する保持器の周方向の断面において、ポケットの周方向の一方向側とは反対方向側の面が軸方向の略中央を底とする凹曲線の形状を有して、軸方向の中央部が、軸方向の両側よりも周方向の一方側とは反対側に窪んでいるから、軸方向の略中央部に位置する支点部と、第１および第２付勢部とを、軸方向の略中央部の窪みの内部で接続することが可能になる。したがって、この場合、支点部と、第１および第２付勢部とを接続する接続部を、ポケットの周方向の一方向側とは反対方向側の面に接触しにくくできて、揺動し易くできる。したがって、付勢部の揺動の度合を大きくすることができて、係合子に対する第１および第２付勢部の追随性を更に優れたものにできる。

本発明によれば、第１付勢部および第２付勢部の摩耗を抑制できると共に、第１付勢部の摩耗と第２付勢部の摩耗との差異を抑制できて、良好な応答性をより長期間維持できる一方向クラッチを実現できる。

本発明の一実施形態の一方向クラッチの中心を通過する径方向の模式断面図である。 保持器の柱部と、付勢部材と、スキューしている係合ころとを、径方向の外方側からみたときの模式図である。 本発明の一実施形態の一方向クラッチの保持器のポケットを通過する径方向の模式断面図である。 本発明の他の実施形態の一方向クラッチの保持器のポケットを通過する径方向の模式断面図である。 本発明の更なる実施形態の一方向クラッチの保持器のポケットを通過する径方向の模式断面図である。 従来の一方向クラッチにおける図２に対応する模式図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の一方向クラッチの中心を通過する径方向の模式断面図である。

図１に示すように、この一方向クラッチは、外側環状部材としての外輪１と、内側部材の一例としての内軸２と、保持器３と、付勢部材５と、複数の係合ころ６とを備える。上記係合ころ６は、係合子を構成している。上記外輪１は、内周に複数のカム面１６を有し、複数のカム面１６は、外輪１の周方向に互いに間隔をおいて位置している。上記各カム面１６は、周方向の一方側に行くにしたがって、徐々に内径が小さくなっている。このようにして、上記外輪１のカム面１６と、内軸２の対向面としての円筒外周面１８との間に、楔状の室１５を形成している。

上記保持器３は、図示しない第１環状部と、図示しない第２環状部と、複数の柱部２２とを備え、第１環状部は、第２環状部の軸方向に対向している。上記複数の柱部２２は、第１環状部の周方向に互いに間隔をおいて位置し、各柱部２２は、第１環状部と第２環状部とを連結している。周方向に隣接する柱部２２の間に係合ころ６を収容するポケット３３を形成している。上記各柱部２２は、カム面１６に対して周方向に間隔をおいた位置に存在している。

上記付勢部材５は、屈曲した一体の板バネ取付金具３０と、板バネ３１とを有し、板バネ取付金具３０は、周方向延在部４０と、板バネ取付部４２とを有している。上記周方向延在部４０は、保持器３の柱部２２の径方向の外方の面に当接している。また、上記板バネ取付部４２は、屈曲部を介して周方向延在部４０に連なっている。

上記各柱部２２の径方向の外方の面は、軸方向の中央部に有底の穴５０を有する一方、周方向延在部４０は、軸方向の中央部に支点部の一例としての切り起こし６０を有する。図１に示すように、切り起こし６０は、保持器３の周方向から径方向の内方側に略９０°折り曲げられて、径方向の内方側に延在している。周方向の断面において、切り起こし６０の最大の長さは、有底の穴の最小の長さよりも小さくなっている。このことから、切り起こし６０は、有底の穴５０内を回動自在に回転できるようになっている。

上記板バネ３１は、板バネ取付部４２の径方向の内方側の端部に接触している。上記板バネ３１は、係合ころ６を一方向に付勢する役割を担っている。詳しくは、上記各係合ころ６は、ポケット３３に収容されていて、楔状の室１５に配置されている。上記楔状の室１５の周方向の板バネ３１側に、カム面１６の内径が大きくて、係合ころ６が外輪１および内軸２に対して相対移動可能なフリー位置（遊嵌位置）が存在する一方、楔状の室１５の周方向の板バネ３１側とは反対側に、カム面１６の内径が小さくて、係合ころ６が外輪１および内軸２に対して相対移動不可なロック位置（係合位置）が存在している。上記板バネ３１の周方向の板バネ取付部４２側とは反対側の端部は、係合ころ６に接触している。上記板バネ３１は、係合ころ６を周方向の一方側である周方向のフリー位置からロック位置の方に付勢している。

図２は、保持器３の柱部２２と、付勢部材５と、スキューしている係合ころ６とを、径方向の外方側からみたときの模式図である。

図２に示すように、上記付勢部材５の周方向延在部４０の径方向の外方の面は、略矩形の形状を有している。また、板バネ取付部４２は、保持器３の軸方向の略中央のみに存在している。上記板バネ取付部４２は、保持器３の周方向の断面において略矩形の形状を有している。上記ポケット３３を通過する保持器３の周方向の断面において、ポケット３３の周方向の一方向側とは反対方向側の面４６は、軸方向の略中央を底とする凹曲線の形状を有している。また、その周方向の断面において、柱部２２の外面の穴５０は、軸方向の中央部に位置し、略矩形の形状を有している。

上記板バネ３１は、板バネ取付部４２の周方向の一方側の端面８０から周方向の一方側に延在している。図２において、上記板バネ３１は、略Ｖ字状の形状を有し、周方向延在部４０を軸方向に略垂直に二等分する面に対して略面対称な形状を有している。上記略Ｖ字状の板バネ３１の二つの端部のうちの一方は、切り起こし６０よりも保持器３の軸方向の一方側で係合ころ６を付勢する一方、板バネ３１の二つの端部のうちの他方は、切り起こし６０よりも保持器３の軸方向の他方側で係合ころ６を付勢するようになっている。上記略Ｖ字状の板バネ３１の二つの端部のうちの一方は、第１付勢部７０を構成し、板バネ３１の二つの端部のうちの他方は、第２付勢部７１を構成している。

図２に示すように、保持器３の周方向の断面において、断面略矩形状の切り起こし６０の中心が、柱部２２の断面略矩形状の穴５０の中心に一致している状態であって、かつ、柱部２２の軸方向の外方側の端面と、付勢部材５の周方向延在部４０の軸方向の外方の縁とが略平行になっている状態で、切り起こし６０は、穴５０の内面に対して間隔をおいて位置し、また、板バネ取付部４２は、ポケット３３の周方向の一方向側とは反対方向側の面４６と間隔をおいて位置している。

このようにして、上記付勢部材５の切り起こし６０が、柱部２２の穴５０内を回動できるようにし、また、第１および第２付勢部７０,７１の夫々が、切り起こし６０を中心として揺動できるようになっている。また、この一方向クラッチは、板バネ取付部４２の切り起こし６０側の軸方向の一方側の角部６３が、ポケット３３の周方向の一方向側とは反対方向側の面４６に接触することにより、切り起こし６０を中心とする反時計回りの揺動が不可になる一方、板バネ取付部４２の切り起こし６０側の軸方向の他方側の角部６４が、ポケット３３の周方向の一方向側とは反対方向側の面４６に接触することにより、切り起こし６０を中心とする時計回りの揺動が不可になるようにしている。このようにして、揺動の範囲を、係合ころ６のスキューが起こる角度の範囲と同程度の範囲に調整して、付勢部材５が、過度に回動できないようにしている。

上記構成において、内軸２が外輪１に対して図１に矢印Ａで示す周方向の一方側に相対的に回転すると、上記係合ころ６が、板バネ３１を伸長させる方向に移動して、外輪１のカム面１６の内径が小さい側の端部と、内軸２の円筒外周面１８との間に挟まれる。そして、上記外輪１、内軸２および係合ころ６が互いに相対移動不可になって、クラッチが入りの状態になって、外輪１と内軸２の間で動力の伝達が行われる。

他方、上記内軸２が外輪１に対して図１に矢印Ｂで示す周方向の一方側とは反対側に相対的に回転すると、係合ころ６が、板バネ３１を圧縮する方向に移動して、外輪１のカム面１６と内軸２の円筒外周面１８との間で遊嵌状態となって、クラッチが切りの状態になる。このとき、外輪１と内軸２との間で動力の伝達が遮断されるようになっている。

また、外輪１と内軸２との間で動力の伝達が遮断されている場合に、係合ころ６がスキューして、係合ころ６の中心軸が保持器３の軸方向に対して傾斜した場合、図２に示すように、切り起こし６０が、係合ころ６の外周面からの力によって柱部２２の外面の穴５０に対して回動して、第１および第２付勢部７０,７１が、切り起こし６０を中心にして揺動して、第１および第２付勢部７０,７１が、係合ころ６から離れずに追随できるようになっている。

上記実施形態の一方向クラッチによれば、軸方向の一方側に位置する第１付勢部７０と、軸方向の他方側に位置する第２付勢部７１とが、保持器３の外面に回動可能に取り付けられた支点部としての切り起こし６０に対して揺動可能であるから、第１付勢部７０および第２付勢部７１は、係合ころ６がスキューにより傾いた場合、係合ころ６のそのスキューに基づく力によって位置が変えられることができて、係合ころ６に追随することができる。したがって、係合ころ６が、第１付勢部７０と、第２付勢部７１とのうちの一方に片当たりすることを抑制できると共に、第１付勢部７０が係合ころ６から受ける力と、第２付勢部７１が係合ころ６から受ける力とに差異が生じることを抑制できる。したがって、第１付勢部７０および第２付勢部７１の少なくとも一方の異常摩耗を防止できると共に、第１付勢部７０の摩耗と第２付勢部７１の摩耗との差異を抑制できて、良好な応答性をより長期間維持することができる。

仮に、従来の一方向クラッチのように、付勢部が、保持器に対して揺動不可であれば、図６、すなわち、従来の一方向クラッチにおける図２に対応する模式図に示すように、係合ころ４０６がスキューした場合に、係合ころ４０６が、付勢部材４０５の二つの第１および第２付勢部４７０,４７１のうちの一方（この例では、付勢部４７１）のみに片当たりし易くなって、第１および第２付勢部４７０,４７１のうちの一方のみに異常摩耗が発生して、第１付勢部４７０の摩耗と第２付勢部４７１の摩耗との差異が大きくなる。したがって、付勢部材４０５が係合ころ４０６を周方向に真っ直ぐ付勢しにくくなって、一方向クラッチの応答性が時間の経過とともに大きく低下することになるのである。

また、上記実施形態の一方向クラッチによれば、保持器３におけるポケット３３を通過する周方向の模式断面において、ポケット３３の周方向の一方向側とは反対方向側の面４６が軸方向の略中央を底とする凹曲線の形状を有して、軸方向の中央部が、軸方向の両側よりも周方向の一方側とは反対側に位置して窪んでいるから、軸方向の略中央部に位置する切り起こし６０と、第１および第２付勢部７０,７１とを、接続する板バネ取付部４２が窪み内で回動し易くなる。したがって、第１および第２付勢部７０,７１の揺動の度合を大きくできて、係合ころ６に対する第１および第２付勢部７０,７１の追随性を更に優れたものにできる。

尚、上記実施形態の一方向クラッチでは、ポケット３３を通過する保持器３の周方向の模式断面において、柱部２２においてポケット３３の周方向の一方向側とは反対方向側の面４６は、軸方向の略中央を底とする凹曲線の形状を有していた。しかしながら、この発明では、図３、すなわち、ポケット１３３を通過する保持器１０３の径方向の模式断面図において、柱部１２２のポケット１３３の周方向の一方向側とは反対方向側の面１４６は、直線形状であっても良い。

また、この発明では、図４、すなわち、ポケット１３３を通過する保持器２０３の径方向の模式断面図において、柱部２２２のポケット２３３の周方向の一方向側とは反対方向側の面２４６は、径方向の中央部が最も窪んだ凹曲線の形状であっても良く、このようにすると、付勢部材２０５の支点部としての切り起こし２６０を中心とした第１および第２付勢部２７０,２７１の揺動の振れ角を更に大きくできる。尚、図４では、第１付勢部２７０と、第２付勢部２７０とは、互いに間隔をおいて位置しているが、図４では、重なっているので、参照番号２７０と、参照番号２７１とが、同じ位置を指している。

また、上記実施形態の一方向クラッチでは、付勢部材５の周方向延在部４０の一部を略９０°折り曲げて切り起こして、保持器３の柱部２２の外面に形成した穴５０内に支点部としての切り起こし６０を配置して、第１および第２付勢部２７０,２７１を、切り起こし６０を中心として揺動可能にした。しかしながら、この発明では、図５、すなわち、保持器３０３におけるポケット３３３を通過する径方向の模式断面図に示すように、付勢部材３０５の周方向延在部３４０の径方向の外方側からピン３６０を周方向延在部３４０に周方向延在部３４０の厚さ方向に挿通して、ピン３６０の軸部を、保持器３０３の柱部３２２の外面にある円筒穴３５０に配置することにより、第１および第２付勢部３７０,３７１を、支点部としてのピン３６０を中心として揺動可能にしても良い。尚、図５では、第１付勢部３７０と、第２付勢部３７１とは、互いに間隔をおいて位置しているが、図５では、重なっているので、参照番号３７０と、参照番号３７１とが、同じ位置を指している。

また、上記実施形態の一方向クラッチでは、径方向の外方側からみたときの模式図で、付勢部材のばね部が、略Ｖ字状の形状を有していたが、この発明では、径方向の外方側からみたときの模式図で、付勢部材のばね部は、略Ｕ字状の形状を有しても良く、または、略コ字状の形状を有しても良い。すなわち、この発明では、第１付勢部が、支点部よりも保持器の軸方向の一方側に位置する一方、第２付勢部が、支点部よりも上記軸方向の他方側に位置していれば、付勢部材のばね部は、径方向の外方側からみたときの図で如何なる形状を有しても良い。

また、上記実施形態の一方向クラッチでは、係合子が、円筒形状の係合ころ６であったが、この発明では、係合子は、スプラグであっても良い。

また、上記実施形態の一方向クラッチでは、内側部材が、内軸２であったが、この発明では、内側部材は、環状部材であっても良く、その環状部材を、軸部材に外嵌する構成であっても良い。

また、上記実施形態の一方向クラッチでは、外輪１の内周面が、カム面１６を有する一方、内軸２が、円筒外周面１８を有していたが、この発明では、外側環状部材が、円筒内周面を有する一方、内側部材の外周面が、カム面を有する構成であっても良い。

尚、本発明では、外輪環状部材と、内側部材とは、どちらが動力を伝達する側であっても良い。また、本発明では、二つの付勢部を有して、一方の付勢部が、支点部よりも軸方向の一方側に位置する一方、他方の付勢部が、支点部よりも軸方向の他方側に位置する構成であれば、付勢部材は、如何なる構成であっても良く、例えば、付勢部材は、うず巻ばね、線細工ばね、皿ばね、板ばね等、周知の如何なるばねであっても良く、ばね以外の付勢力を付与できる如何なる弾性部材であっても良い。

また、この発明の一方向クラッチは、例えば、リール、複写機、ファクシミリ、包装用機器、自動販売機、両替機ブラインド、紙・テープの送り出し機構、車両（自動車、バイク、自転車等）等に使用でき、動力の伝達と遮断との両方を行う必要がある機械であれば如何なる機械にも使用されることができる。

１ 外輪
２ 内軸
３,１０３,２０３,３０３ 保持器
３３,１３３,２３３,３３３ ポケット
５,２０５,３０５ 付勢部材
６ 係合ころ
６０,２６０ 切り起こし
７０ 第１付勢部
７１ 第２付勢部
３６０ ピン

Claims (2)

1. 外周面を有する内側部材と、
   内周面を有する外側環状部材と、
   上記内側部材の外周面と、上記外側環状部材の内周面との間に配置された係合子と、
   上記係合子が配置されるポケットを有する環状の保持器と、
   上記係合子を上記内側部材および上記外側環状部材に係合する一方向に付勢する付勢部材と
   を備え、
   上記付勢部材は、
   上記保持器の外面に回動可能に取り付けられる支点部と、
   上記支点部よりも上記保持器の軸方向の一方側で上記係合子を付勢すると共に、上記支点部を中心として揺動可能である第１付勢部と、
   上記支点部よりも上記軸方向の他方側で上記係合子を付勢すると共に、上記支点部を中心として揺動可能である第２付勢部と
   を有することを特徴とする一方向クラッチ。
2. 請求項１に記載の一方向クラッチにおいて、
   上記支点部は、上記保持器の軸方向の略中央に位置し、
   上記ポケットを通過する上記保持器の周方向の断面において、上記ポケットの上記周方向の上記一方向側とは反対方向側の面は、上記軸方向の略中央を底とする凹曲線の形状を有することを特徴とする一方向クラッチ。

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