JP4321981B2 - One-way clutch - Google Patents
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
この発明は、一方向クラッチ及び一方向クラッチユニットに関し、特にその小型化を図ったものである。
【0002】
【従来の技術】
電機機器や事務機器の駆動部に使用される一方向クラッチとして、従来から図5に示すのものが知られている(例えば、特開平9−89011号公報参照)。この一方向クラッチは、軸21の回りに嵌合される外輪22の内径面に数箇所のころ収納部24を設け、その各ころ収納部24の底面に軸21との間で所定のくさび角を形成するカム面25が設けられる。また、そのころ収納部24の拡大側端部にばね収納凹部26が設けられる。
【0003】
上記のころ収納部24にころ27が収納され、そのころ27にばね収納凹部26に収納したばね部材28を押し当て、これによりころ27をその収納部24の狭小方向に付勢して、ころ27の作用を安定させるようにしている。
【0004】
上記の外輪22の周りには、外環29が回り止めを施した状態に嵌合される。外環29はその一端面でころ収納部24の軸方向の一端面を閉塞する。ころ収納部24の他端面は図示省略の蓋部材により閉塞される。
【0005】
上記の一方向クラッチは、外環29を歯車等の回転部材のボス部に組み込んで使用に供され、軸21と外輪22が相対的に一定方向に回転した場合(図の矢印A参照)、ころ27がその収納部24の狭小側にかみ込んでロックし、軸21とトルクリミッタとが一体化してトルクの伝達が行なわれる。上記の回転方向が逆方向の場合は、ころ27がその収納部24の拡大側に移動するので、ころ27はフリーとなって一方向クラッチは空転し、トルクの伝達が遮断される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記の一方向クラッチが使用される各種の機器(プリンタ・複写機の紙搬送ローラ駆動部、パソコン、携帯情報端末等)において、機器本体の小型化に伴い一方向クラッチの小型化も要求される。しかしながら、従来の構造ではその外径が軸の直径より必ず大きくなるため、小型化に一定の限度があった。
【0007】
そこで、この発明はこのような問題を解決して、小型化の要求に応え得る一方向クラッチを提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、内部部材、その内部部材に相対回転可能に嵌合された外輪、上記内部部材と外輪間に介在される転動体、及びその転動体を一方向に付勢するばね部材からなり、上記内部部材と外輪との対向面間に所定のくさび角をもった転動体収納部と、該転動体収納部に通じたばね収納部を設け、上記ばね収納部に収納したばね部材により、上記転動体収納部に収納した転動体をその収納部の狭小方向に付勢してなる一方向クラッチにおいて、上記の内部部材は欠円形部を有し、その欠円形部は円柱体部分の中心を越える位置における直径と平行な面で切除した形状をなし、その欠円形部に上記の転動体収納部とばね収納部が1組設けられ、上記の転動体収納部に前記中心を含む大きさの直径を持った1個の転動体を収納した構成を採用したのである。
【0009】
上記構成の一方向クラッチは、内部部材の一端部を軸に連結して使用に供され、その軸と一体の内部部材が外輪と一定方向に相対回転することにより、従来と同様に転動体のかみ込みによるロックが生じ、トルクの伝達が行われる。また、その逆方向の回転により、転動体がフリーとなって空転しトルクの伝達が遮断される。転動体収納部とばね収納部は内部部材の欠円形部分に設けられるので、従来のものより大幅に小型化することができる。
【0010】
上記の転動体収納部とばね収納部の数(転動体の数に等しい。)は負荷容量に応じて決定されるが、1組のみ設けられる場合がある。
【0011】
また、上記の内部部材における転動体収納部のくさび角を形成するカム面が、上記内部部材の直径方向に対して平行な切欠き面により形成され、そのカム面の転動体収納部の拡大側端部にころ止めリブを挟んで上記ばね収納部のばね座を設けた構成を採用することができる。この構成によるとカム面の製作が簡単であり、またころ止めリブの存在により、転動体の一定以上の後退が阻止されるので、空転時においてばね部材が転動体に押しつぶされること、及び空転時に転動体がロックすることを防止する。
【0012】
上記内部部材に、軸との連結部、上記外輪のラジアル軸受部、及びそのラジアル軸受より大径で上記外輪端面に当接されるフランジを設けた構成を採用することができる。この場合のラジアル軸受は、内部部材と外輪とを同芯状態に保持し円滑に回転する作用を行なう。また、フランジは、内部部材の抜け止めとなる。
【0013】
上記外輪の外径面に、嵌合により又は一体成形により外環を設けることにより、前記の一方向クラッチと外環との組み合せからなる一方向クラッチユニットを構成することができる。また、内部部材に設けた連結部に軸を連結することにより、同様に前記の一方向クラッチと軸との組み合せからなる一方向クラッチユニットを構成することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいてこの発明の実施形態を説明する。図1及び図2に示すように、この実施形態は、内部部材1、外輪2、ころ3、及びばね部材4により構成される一方向クラッチに、軸5及び外環6を組み合せた一方向クラッチユニットを示している。
【0015】
内部部材1は、図1(b)及び図2(b)に示すように、円柱体を一定位置の直径と平行な面で切除した形状の欠円形部7を有し、その欠円形部7の一端部にその円弧面と共通な円弧面を含む円筒部からなるラジアル軸受部8を形成し、更に、そのラジアル軸受部8の外端面にこれより大径のフランジ9が形成される。欠円形部7は、前記の切除面に設けた長さ方向のころ止めリブ12の一側方に平坦面でなるカム面11、他側方に凹入面でなるばね座13が形成される。ころ止めリブ12を基準としたカム面11とばね座13の幅a、b(図1(b)参照)の比率は、図示の場合、約2対1である。
【0016】
外輪2は、前記の欠円形部7の円弧面とラジアル軸受部8において回転自在に嵌合支持される。その外径は軸5の直径に等しい大きさである。また、その一端面に前記のフランジ9が押し当てられる。外輪2の内径面と前記のカム面11とによりころ収納部14が形成される。ころ収納部14は、カム面11と外輪2の内径面とが接する側が狭小側となり、ころ止めリブ12側が拡大側となり、そのころ収納部14に前記のころ3が収納される。外輪2の内径面ところ3の接点に引いた接線とカム面11のなす角α(図3(a)参照)をくさび角と称する。くさび角αは、0度を超え10度以下の範囲で適宜設定される。
【0017】
前記のばね座13と外輪2の内径面とにより、前記のころ収納部14に通じたばね収納部14’が形成される。ここに収納されるばね部材4は、板ばねをわん曲することにより形成され、そのわん曲部分をばね座13に嵌合させるとともに、その自由端部をころ3に押し当て、ころ3をその収納部14の狭小側に付勢する。
【0018】
外環6は、前記の外輪2の外径面に圧入される金属製の円筒体であり、使用時においては、歯車等のボスに一体化される。この外環6を合成樹脂により成形する場合は、寸法精度が低いため外輪2に対してクリープを生じる不都合がある。このため、図4(a)に示すように、外環6の内径面に外輪2の外径面に設けた溝15に嵌合する軸方向のリブ16を設け、そのリブ16と溝15との嵌合による回り止めを施すことが望ましい。なお、図4(b)に示すように、外輪2と外環6を一体成形したものでもよい。
【0019】
前記軸5は、前記の外輪2と同一の外径を有する(図1(a)参照)。用途により種々の長さがあるが、図示の場合、その一端面に連結部17が設けられる。連結部17は、図2に示すように、上記外輪2の内径面に嵌合される円弧面を有する断面欠円形の連結凸部18と、それと同一円弧をもった欠円形の連結凹部19とからなる。連結凸部18は、前記内部部材1の欠円形部7に形成されたカム面11、ころ止めリブ12及びばね座13とからなる面と相補的な断面形状をなす。従って、連結凸部18と欠円形部7とにより円柱部が形成され、その円柱部により外輪2の内径面に嵌合されるラジアル軸受を形成する。
【0020】
また、連結凹部19は、内部部材1の欠円形部7の先端部が圧入できるように、欠円形部7の断面形状と同様の欠円形をなす。
【0021】
上記のように、欠円形部7の先端部が、連結凸部18と連結凹部19と嵌合されることにより、外輪2の一方の端面が閉塞されるとともに、外輪2の内部におけるころ3とばね部材4の軸方向の移動を規制する。
【0022】
実施形態の一方向クラッチユニットは以上のようなものであり、軸5と外環6との相対的な回転により、内部部材1に対して外輪2がころ収納部14の狭小側へ回転したとすると(図1(b)の矢印A参照)、ころ3がその方向へ移動してかみ込みを生じロックする。これにより、軸5から外環6の方向、又はこの反対方向にトルクの伝達が行なわれる。
【0023】
回転の方向が前記と逆方向である場合(図3(b)の矢印B参照)、ころ3は拡大側に移動(図3(b)の一点鎖線から実線の状態)する結果、ころ3はフリーとなり、トルクの伝達は遮断される。この場合、ころ3の一定以上の後退がころ止めリブ12により阻止されるため、ばね部材4が押しつぶされることが防止される。
【0024】
なお、以上は転動体としてころ3を用いる場合について述べたが、ボールを用いる場合もある。
【0025】
【発明の効果】
この発明に係る一方向クラッチ及び一方向クラッチユニットは、次のような効果を奏する。
(1)内部部材と外輪、最低限1個の転動体とばね部材により構成されるので、部品点数が少なく低コストであり、また組立ても容易である。
(2)軸を一方向クラッチの内部に通すことなく、その軸の一端部に連結される内部部材の欠円形部に転動体収納部とばね収納部を設けているので、小径化による小型化が可能である。
(3)外輪の外径を軸の外径と一致する大きさに形成すると、一方向クラッチを軸と一体化した一方向クラッチユニットとして提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)実施形態の一部省略断面図
(b)(a)図のb−b線の拡大断面図
【図2】(a)同上の斜視図
(b)同上の分解斜視図
【図3】(a)同上のくさび角の説明図
(b)同上の作用説明図
【図4】(a)変形例の一部分解斜視図
(b)他の変形例の一部斜視図
【図5】従来例の断面図
【符号の説明】
1 内部部材
2 外輪
3 ころ
4 ばね部材
5 軸
6 外環
7 欠円形部
8 ラジアル軸受部
9 フランジ
11 カム面
12 ころ止めリブ
13 ばね座
14 ころ収納部
14’ ばね収納部
15 溝
16 リブ
17 連結部
18 連結凸部
19 連結凹部[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a one-way clutch and a one-way clutch unit, and particularly to miniaturization thereof.
[0002]
[Prior art]
As a one-way clutch used in a drive unit of an electric device or office device, the one shown in FIG. 5 has been conventionally known (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-89011). This one-way clutch is provided with several
[0003]
A
[0004]
An
[0005]
The one-way clutch is used by incorporating the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In various devices that use the above one-way clutch (paper transport roller drive unit of a printer / copier, personal computer, portable information terminal, etc.), the one-way clutch is required to be downsized as the device main body is downsized. . However, in the conventional structure, since the outer diameter is always larger than the diameter of the shaft, there is a certain limit to downsizing.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a one-way clutch capable of solving such a problem and meeting the demand for downsizing.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides an inner member, an outer ring fitted to the inner member so as to be relatively rotatable, a rolling element interposed between the inner member and the outer ring, and the rolling element in one direction. A rolling member storage portion having a predetermined wedge angle between opposing surfaces of the inner member and the outer ring, and a spring storage portion communicating with the rolling body storage portion. In the one-way clutch formed by urging the rolling element stored in the rolling element storage part in the narrow direction of the storage part by the spring member stored in the inner part, the internal member has a non-circular part. part No ablation shape with a diameter parallel to the plane at a position beyond the center of the cylindrical body portion, the above-mentioned rolling element accommodating portions missing the circular portion and the spring housing portion is provided one pair, said rolling
[0009]
The one-way clutch having the above structure is used by connecting one end portion of an inner member to a shaft, and the inner member integral with the shaft rotates relative to the outer ring in a fixed direction, so Locking by biting occurs, and torque is transmitted. Further, due to the rotation in the reverse direction, the rolling element becomes free, and the transmission of torque is interrupted. Since the rolling element storage portion and the spring storage portion are provided in the circular part of the internal member, the size can be significantly reduced as compared with the conventional one.
[0010]
The number of the rolling element storage portions and the spring storage portions (equal to the number of rolling elements) is determined according to the load capacity, but only one set may be provided.
[0011]
Further, a cam surface forming a wedge angle of the rolling element storage portion in the internal member is formed by a notch surface parallel to the diameter direction of the internal member, and the enlarged side of the rolling surface storage portion of the cam surface The structure which provided the spring seat of the said spring accommodating part on both sides of the roller retaining rib can be employ | adopted. According to this configuration, the cam surface is easy to manufacture, and the presence of the roller retaining rib prevents the rolling element from retreating beyond a certain level, so that the spring member is crushed by the rolling element during idling, and during idling. Prevents rolling elements from locking.
[0012]
It is possible to employ a configuration in which the inner member is provided with a connecting portion with a shaft, a radial bearing portion of the outer ring, and a flange that is larger in diameter than the radial bearing and is in contact with the end face of the outer ring. The radial bearing in this case functions to rotate smoothly while keeping the inner member and the outer ring concentric. Further, the flange serves to prevent the internal member from coming off.
[0013]
By providing an outer ring on the outer diameter surface of the outer ring by fitting or by integral molding, a one-way clutch unit comprising a combination of the one-way clutch and the outer ring can be configured. Similarly, a one-way clutch unit comprising a combination of the one-way clutch and the shaft can be configured by connecting the shaft to a connecting portion provided in the internal member.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, this embodiment is a one-way clutch in which a
[0015]
As shown in FIG. 1B and FIG. 2B, the
[0016]
The
[0017]
A
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
Moreover, the connection recessed
[0021]
As described above, the tip end portion of the cut-out
[0022]
The one-way clutch unit of the embodiment is as described above, and the
[0023]
When the direction of rotation is the opposite direction (see arrow B in FIG. 3 (b)), the
[0024]
In the above, the case where the
[0025]
【The invention's effect】
The one-way clutch and the one-way clutch unit according to the present invention have the following effects.
(1) Since it is composed of an inner member and an outer ring, at least one rolling element and a spring member, the number of parts is small and the cost is low, and it is easy to assemble.
(2) Since the rolling element storage portion and the spring storage portion are provided in the circular part of the internal member connected to one end of the shaft without passing the shaft through the one-way clutch, the size can be reduced by reducing the diameter. Is possible.
(3) When the outer diameter of the outer ring is formed so as to coincide with the outer diameter of the shaft, the one-way clutch can be provided as a one-way clutch unit integrated with the shaft.
[Brief description of the drawings]
1A is a partially omitted cross-sectional view of an embodiment; FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view taken along line bb of FIG. 2A; FIG. 2A is a perspective view of the same; 3A is an explanatory view of the wedge angle of the above. FIG. 4B is an explanatory view of the operation of the same. FIG. 4A is a partially exploded perspective view of a modification. FIG. 3B is a partial perspective view of another modification. 5] Cross-sectional view of conventional example [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記の内部部材は欠円形部を有し、その欠円形部は円柱体部分の中心を越える位置における直径と平行な面で切除した形状をなし、その欠円形部に上記の転動体収納部とばね収納部が1組設けられ、上記の転動体収納部に前記中心を含む大きさの直径を持った1個の転動体を収納し、
上記の内部部材における転動体収納部のくさび角を形成するカム面が、上記内部部材の直径方向に対して平行な切欠き面により形成され、そのカム面の転動体収納部の拡大側端部にころ止めリブを挟んで上記ばね収納部のばね座を設け、
上記ばね部材をU字状にわん曲した板ばねにより形成し、その自由端部を転動体に押し当て、わん曲部分を上記ばね座に嵌合させ、他端部を外輪の内径面に押し当てたことを特徴とする一方向クラッチ。An inner member, an outer ring fitted to the inner member so as to be relatively rotatable, a rolling element interposed between the inner member and the outer ring, and a spring member that biases the rolling element in one direction, A rolling element storage portion having a predetermined wedge angle between the surfaces facing the outer ring and a spring storage portion communicating with the rolling body storage portion are provided, and the spring member stored in the spring storage portion is provided in the rolling element storage portion. In the one-way clutch formed by energizing the stored rolling element in the narrow direction of the storage portion,
The internal member has a cut-off circular part, and the cut-off circular part has a shape cut by a plane parallel to the diameter at a position beyond the center of the cylindrical part, and the rolling element storage part and the cut-off circular part are formed in the cut-off circular part. One set of spring accommodating portions is provided, and one rolling element having a diameter including the center is accommodated in the rolling element accommodating portion,
The cam surface forming the wedge angle of the rolling element storage portion in the internal member is formed by a notch surface parallel to the diameter direction of the internal member, and the enlarged side end portion of the rolling element storage portion of the cam surface A spring seat for the spring housing part is provided with a roller retaining rib sandwiched between
The spring member is formed by a plate spring bent in a U-shape, its free end is pressed against the rolling element, the bent portion is fitted to the spring seat, and the other end is pushed against the inner diameter surface of the outer ring. the one-way clutch, characterized in that it was applied.
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