JP6328810B1 - 一方向クラッチ - Google Patents

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Abstract

【課題】低コストで製造でき、メインテナンスが容易で、良好な防塵機能を発揮することができる一方向クラッチを提供すること。【解決手段】一方向クラッチ１０は、シール部材１８よりも軸方向外側に、外輪１４のサイドプレート１７に取付けられ、内輪１２の外周面１２ａと間隙を空けて対向する対向面２３と、対向面２３に設けられた凹部２４を具えている環状部材２２と、凹部２４に対応する内輪１２の外周面１２ａに密着するように嵌められている環状弾性体２６を具えているから、一方向クラッチ１０内部への粉塵等の異物の進入を環状弾性体２６と凹部２４の構造の組合せによって阻止することができ、内輪１２が空転しているとき、内輪１２が外輪１４に対してずれた場合であっても、環状弾性体２６は凹部２４と接触したときに、内輪１２の外周面１２ａ上を移動することができるので、防塵性能を維持することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、内輪と外輪の間にカムを具え、内輪又は外輪が一方向に回転したときにカムが内輪と外輪に係合し、他方向に回転したときに内輪又は外輪が空転するように構成されている一方向クラッチであって、クラッチ内部へ粉塵等の異物が入り込むことを防止する機能（以下、単に、「防塵機能」という。）を具えた一方向クラッチに関する。
一方向クラッチは、例えば、傾斜コンベアやバケットエレベータ等の逆回転防止のために使用されており、粉塵に曝される環境で使用されることが多い。粉塵等の異物が一方向クラッチの内部に入り込むと、カムの動作不良等の不具合が生じる危険性があるため、防塵機能を具えた一方向クラッチが開発されてきている。
なお、一方向クラッチをコンベア等の逆回転防止のために使用する場合、通常、内輪が回転軸に連結され、外輪が回転不能に固定される。そして、回転軸が正転しているとき、内輪は空転し、回転軸が逆転したときにカムが内輪と外輪に係合して回転軸の回転が停止するように構成される。内輪が空転しているとき、振動等の理由により、内輪が外輪に対してずれることがあるので、防塵機能を発揮するための構造は、内輪と外輪の相互のずれを許容できるものにする必要がある。このような防塵機能を具えた一方向クラッチの例としては、以下に挙げるものがある。
特開昭５４−３６４４１号公報 特開昭５２−１５６２６３号公報
特許文献１には、内輪と外輪の間に配設されているカム（スプラッグ）よりも軸方向外側の外輪にシールサポが固定され、シールサポにオイルシールが取付けられ、オイルシールのリップ部が内輪の外周面に接している一方向クラッチが開示されている。
特許文献２に開示されている一方向クラッチは、特許文献１の一方向クラッチと同様に、内輪と外輪の間に配設されているカム（スプラッグ）よりも軸方向外側の外輪にシールサポが固定され、シールサポにオイルシールが取付けられ、オイルシールのリップ部が内輪の外周面に接している。さらに、当該一方向クラッチは、オイルシールよりも軸方向外側に、外輪に取付けられ、内輪の外周面に対向する凹部を有するグリスシール部材を具えている。グリスシール部材では、凹部にグリスを充填することで、防塵機能を発揮させることができる。
特許文献１，２のように、リップ部が内輪の外周面に接するオイルシールを具えた一方向クラッチの場合、内輪の外周面と接するリップ部に粉塵等が付着するとリップ部が摩耗するので、防塵機能が低下する可能性があり、オイルシールの交換を要する場合もあるので、この点で問題がある。
上記問題を解決するために、オイルシールを軸方向に２つ設け、軸方向外側のオイルシールで粉塵を防ぐということも考えられるが、この場合、一方向クラッチの軸方向寸法が大きくならざるを得ず、また、製造コストも掛かる。また、オイルシールと内輪との摩擦による発熱のため、一方向クラッチの使用条件が制限されるという問題もある。
一方、特許文献２の一方向クラッチのように、グリスシール部材をさらに設けた場合は、一次的に、グリスシール部材に充填されるグリスで粉塵等の進入を防ぐことができ、オイルシールのリップ部へ粉塵等が付着することを防ぐことができるので、防塵性能を向上させることができる。しかし、粉塵でグリスが汚染されるとともに、経時的にグリスが流出するので、防塵機能を維持するためには、定期的にグリスを充填・交換する必要があり、メインテナンスが容易ではない。
そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、低コストで製造でき、メインテナンスが容易で、良好な防塵機能を発揮することができる一方向クラッチを提供することをその目的とする。
本発明は、同軸上に相対回転可能に設けられている内輪及び外輪と、前記内輪と外輪の間に設けられ、該内輪又は外輪の一方の回転時に内輪及び外輪と係合し、他方の回転時に内輪及び外輪と係合しないように構成されているカムと、前記カムよりも軸方向外側に設けられ、前記内輪の外周面に接するシール部材を具えた一方向クラッチにおいて、
前記外輪に設けられ、前記シール部材よりも軸方向外側の前記外周面と間隙を空けて対向する対向面と、前記対向面に設けられた凹部を具えた環状部材と、
前記凹部に対応する前記外周面に密着するように取付けられている環状弾性体を具え、
前記間隙の寸法が、前記環状弾性体の径方向寸法よりも小さく、
前記凹部と環状弾性体の間に、少なくとも径方向に隙間が設けられ、
前記隙間が、前記内輪の回転による遠心力で前記環状弾性体が前記外周面から離間しないように前記環状弾性体が変形したときに前記凹部に接することが可能な寸法であることを特徴とする一方向クラッチによって前記課題を解決した。
本発明によれば、一方向クラッチへの粉塵等の異物の進入を環状弾性体と凹部の構造の組合せによって阻止することができるので、オイルシールのリップ部へ粉塵等が付着することを防ぐことができ、防塵性能を向上させることができる。また、内輪と連動して回転する環状弾性体の遠心力により、環状弾性体に付着した粉塵等が吹き飛ばされるので、防塵性能を維持し易い。また、内輪が空転しているとき、振動等の理由により、内輪が外輪に対してずれた場合であっても、内輪の外周面上に取付けられている環状弾性体は凹部と接触したときに、内輪の外周面上を移動することができるので、防塵性能を維持することができる。また、構成上、低コストで製造でき、組立てが容易で、定期的にグリスを充填・交換する必要もないので、メインテナンスも簡便である。
また、環状部材の凹部と環状弾性体の間の隙間が、内輪の回転による遠心力で環状弾性体が外周面から離間しないように環状弾性体が変形したときに凹部に接する寸法であり、環状弾性体と内輪の外周面との間に、粉塵の進入経路となり得る隙間が生じ難いので、良好な防塵性能を保つことができる。
また、シール部材と環状部材の間の軸方向に空間が設けられている構成とすれば、環状部材よりも軸方向内側に進入した粉塵等が、シール部材と環状部材の間の空間に留まるので、オイルシールへの粉塵等の接触を防ぐことができる。
また、環状部材の凹部と環状弾性体が軸方向に複数設けられている構成とすることで、オイルシールのリップ部へ粉塵等が付着することを一層防ぐことができる。
また、外輪がベース部材と、当該ベース部材と別部材のサイドプレートで構成され、サイドプレートに、回転不能に固定するためのトルクアームが連結されている構成とすれば、固定されたトルクアームとの関係で生じる偏荷重が、サイドプレート、外輪を通じてシール部材に掛かるので、外輪にトルクアームが連結されている構成に比べ、シール部材に掛かる偏荷重の影響を小さくすることができる。
本発明の第一実施形態の縦断面図。 図１の要部拡大図。 本発明の第二実施形態の要部拡大縦断面図。 本発明の第三実施形態の斜視図。
本発明の実施例を図１〜４を参照して説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。なお、本発明に係る一方向クラッチの基本的な構造や用途は周知であるため、一方向クラッチ自体の図示を伴う説明は省略する。
図１に示す一方向クラッチ１０は、同軸上に相対回転可能に設けられる内輪１２と外輪１４を具え、内輪１２と外輪１４の間には、内輪１２又は外輪１４の一方の回転時に内輪１２及び外輪１４と係合し、他方の回転時に内輪１２及び外輪１４と係合しないように構成されているカム１６を具えている。内輪１２、外輪１４、及びカム１６の構造は、周知のものを適用することができる。特に、一方向クラッチ１０では、外輪１４は、ベース部材１５と一対のサイドプレート１７から構成されているが、これらが一体形成されていてもよい。なお、一方向クラッチ１０の構成は、基本的に軸Ｘに対して対称であるから、図１では、一方向クラッチの下半分の図を省略している。
カム１６よりも軸方向外側には、内輪１２の外周面１２ａ（図２参照）に接する一対のシール部材１８が設けられている。シール部材１８は、基本的には、シール部材１８よりも軸方向内側に充填される油やグリスを封止できるものであれば、図示しているようなダブルリップタイプのシール部材１８以外のものを適用することもできる。
シール部材１８よりも軸方向外側には、防塵構造２０が設けられている。防塵構造２０は、図示しているように、一対のシール部材１８のそれぞれに対して設けるのが好ましいが、使用環境によっては、片方のシール部材１８に対してのみ設けることも可能である。
図２は、防塵構造２０の要部の拡大図である。防塵構造２０は、外輪１４のサイドプレート１７に取付けられている環状部材２２と環状弾性体２６を具えている。環状部材２２は、内輪１２の外周面１２ａと間隙を空けて対向する対向面２３と、対向面２３に設けられた凹部２４を具えている。環状部材２２は、複数の部品から構成される態様としてもよい。凹部２４の断面の形状は、図示しているようなコ字形以外に半円状や三角形状等とすることができる。環状弾性体２６は、ゴム等の素材で作られた部材であり、凹部２４に対応する内輪１２の外周面１２ａに密着するように嵌められている。環状弾性体２６の断面の形状も、図示しているような四角形状以外に、円形状や三角形状等とすることができる。
環状部材２２の対向面２３と内輪１２の外周面１２ａとの間の間隙の寸法Ａは、内輪１２の外周面１２ａに取付けられた状態の環状弾性体２６の径方向寸法よりも小さくなるように構成されている。一方、環状部材２２の凹部２４と環状弾性体２６の間には、少なくとも径方向に隙間を設け、組付時は、軸方向にも隙間を設けるのがよい。内輪１２と外輪１４が相対回転したときの、環状部材２２と環状弾性体２６の摩擦を防止することができるからである。なお、環状部材２２の凹部２４と環状弾性体２６の摩擦を考慮して、凹部２４にグリスや潤滑油を塗布してもよい。
上記の防塵構造２０を具える一方向クラッチ１０では、環状部材２２の対向面２３と内輪１２の外周面１２ａとの間の間隙から一方向クラッチ１０の内部へ入り込もうとする粉塵等の異物を、まず、環状弾性体２６によって阻止することができるので、オイルシール１８のリップ部へ粉塵等が付着することを防ぐことができ、防塵性能を向上させることができる。環状弾性体２６に粉塵等が付着した場合でも、内輪１２と連動して回転する環状弾性体２６の遠心力により、環状弾性体２６に付着した粉塵等が吹き飛ばされるので、防塵性能を維持し易い。また、環状弾性体２６は、内輪１２の外周面１２ａ上に嵌め込まれているという構成であるため、内輪１２が空転しているとき、振動等の理由により、内輪１２が外輪１４に対してずれた場合であっても、環状弾性体２６は環状部材２２の凹部２４と接触したときに、内輪１２の外周面１２ａ上を移動することができるので、防塵機能に影響を与えることがないから、防塵性能を維持することができる。また、構成上、低コストで製造でき、組立てが容易で、グリスシールの場合と比べて、定期的にグリスを充填・交換する必要もないので、メインテナンスも簡便である。
環状部材２２の凹部２４と環状弾性体２６の間の、径方向の隙間の寸法Ｂは、内輪１２の回転による遠心力で環状弾性体２６が内輪１２の外周面１２ａから離間しないように環状弾性体２６が変形したときに凹部２４に接することが可能な寸法とするのがよい。環状弾性体と内輪の外周面との間に、粉塵の進入経路となり得る隙間が生じ難いので、良好な防塵性能を保つことができるからである。
また、一方向クラッチ１０は、図３に示す一方向クラッチ１０ａのような、シール部材１８と環状部材２２ａの間の軸方向に空間２５を設ける構成としてもよい。これにより、環状部材２２ａよりも軸方向内側に進入した粉塵等が、シール部材１８と環状部材２２ａの間の空間２５に留まるので、オイルシール１８への粉塵等の接触を防ぐことができる。
また、一方向クラッチ１０ａの環状部材２２ａの凹部２４ａ，２４ｂと環状弾性体２６ａ，２６ｂのように、凹部と環状弾性体を軸方向に複数設ける構成とすることもできる。これにより、粉塵等は一方向クラッチ１０ａ内部に進入し難くなるので、オイルシール１８のリップ部へ粉塵等が付着することを一層防ぐことができる。
また、図１に示す一方向クラッチ１０のように、外輪１４のベース部材１５とサイドプレート１７を別部材とした場合において、図４に示す一方向クラッチ１０ｂのように、サイドプレート１７ａの形状をベース部材１５よりも径方向外側に延出するように構成して、サイドプレート１７ａに、一方向クラッチ１０ｂを回転不能に固定するためのトルクアームＴＡを連結するのがよい。このとき、図示しているように、トルクアームＴＡを一対のサイドプレート１７ａで挟み、トルクアームＴＡとサイドプレート１７ａの間の軸方向に僅かな間隔を保ちながらピン等で固定するのがよい。本構成により、固定されたトルクアームＴＡからの偏荷重がサイドプレート１７ａに掛かり難くなるので、シール部材に掛かる偏荷重の影響を小さくすることができるからである。
以上に説明したように、本発明によれば、低コストで製造でき、メインテナンスが容易で、良好な防塵機能を発揮することができる一方向クラッチを提供することができる。
１０〜１０ｂ 一方向クラッチ
１２ 内輪
１２ａ 外周面
１４ 外輪
１５ ベース部材
１６ カム
１７，１７ａ サイドプレート
１８ シール部材
２２〜２２ｂ 環状部材
２３ 対向面
２４ 凹部
２５ 空間
２６ 環状弾性体
ＴＡ トルクアーム

Claims (4)

  1. 同軸上に相対回転可能に設けられている内輪及び外輪と、前記内輪と外輪の間に設けられ、該内輪又は外輪の一方の回転時に内輪及び外輪と係合し、他方の回転時に内輪及び外輪と係合しないように構成されているカムと、前記カムよりも軸方向外側に設けられ、前記内輪の外周面に接するシール部材を具えた一方向クラッチにおいて、
    前記外輪に設けられ、前記シール部材よりも軸方向外側の前記外周面と間隙を空けて対向する対向面と、前記対向面に設けられた凹部を具えた環状部材と、
    前記凹部に対応する前記外周面に密着するように取付けられている環状弾性体を具え、
    前記間隙の寸法が、前記環状弾性体の径方向寸法よりも小さく、
    前記凹部と環状弾性体の間に、少なくとも径方向に隙間が設けられ、
    前記隙間が、前記内輪の回転による遠心力で前記環状弾性体が前記外周面から離間しないように前記環状弾性体が変形したときに前記凹部に接することが可能な寸法であることを特徴とする、
    一方向クラッチ。
  2. 前記シール部材と前記環状部材の間の軸方向に空間が設けられている、請求項１の一方向クラッチ。
  3. 前記凹部と環状弾性体が軸方向に複数設けられている、請求項１又は２の一方向クラッチ。
  4. 前記外輪がベース部材と、該ベース部材と別部材のサイドプレートで構成され、
    前記サイドプレートに、回転不能に固定するためのトルクアームが連結されている、
    請求項１から３のいずれかの一方向クラッチ。
JP2017020824A 2017-02-08 2017-02-08 一方向クラッチ Active JP6328810B1 (ja)

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